(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの効率を根ノードとし、前記プラントの効率との相関係数が第１の閾値を超えるプラント値の項目を示すノードを前記根ノードに接続し、前記プラント値の項目を示す前記ノードに対策を示すノードを葉として接続した分析用木構造を記憶する記憶部と、
運転時の複数のプラント値の項目から前記プラントの効率値を計算する性能計算処理部と、
前記効率値が第２の閾値以下である場合には、前記プラントの効率が低下していることを検知する効率低下検知部と、
前記記憶部に記憶されている前記分析用木構造に基づいて、前記効率値の低下の要因を分析する効率低下要因分析部と、
前記効率低下要因分析部による分析の結果に基づいて、前記効率値の低下の要因と対策を提示する出力部と、を備え、
前記分析用木構造は、前記プラントの効率を示す前記根ノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から２点のプラント値の項目の組み合わせが抽出され、前記根ノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から前記２点のプラント値の項目のうちの第１のプラント値の項目の影響を除いた、前記プラントの効率と前記２点のプラント値の項目のうちの第２のプラント値の項目との偏相関係数が第３の閾値と比較され、前記相関係数が第１の閾値を超える前記プラント値の項目を示す前記ノードのうち、前記偏相関係数が第３の閾値を超える、かつ、どのプラント値の項目との組み合わせでも第３の閾値を超えるプラント値の項目を示すノードが第１のノードとして残される
効率低下要因分析装置。
【請求項２】
前記分析用木構造は、前記プラントのプラント値の項目の中に、前記分析用木構造に残された前記第１のノードのプラント値の項目との相関係数が閾値を超えるプラント値の項目が存在する場合、前記第１のノードの下に、前記第１のノードのプラント値の項目との相関係数が前記閾値を超える前記プラント値の項目を示すノードが接続される
請求項１に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項３】
前記分析用木構造は、前記第１のノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から２点のプラント値の項目の組み合わせが抽出され、前記第１のノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から前記２点のプラント値の項目のうちの第１のプラント値の項目の影響を除いた、前記第１のノードのプラント値の項目と前記２点のプラント値の項目のうちの第２のプラント値の項目との偏相関係数が閾値と比較され、前記前記第１のノードに接続される前記ノードのうち、前記偏相関係数が前記閾値を超える、かつ、どのプラント値の項目との組み合わせでも前記閾値を超えるプラント値の項目を示すノードが第２のノードとして残される
請求項２に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項４】
前記出力部は、前記ノードの前記プラント値が所定の条件を満たさない場合に、前記所定の条件を満たさない前記プラント値の項目を示す前記ノードを強調表示する
請求項１乃至３のいずれかに記載の効率低下要因分析装置。
【請求項５】
前記出力部は、前記分析用木構造において前記プラントの効率の低下の要因とされるノードのプラント値に対する施策の実施にかかるコスト及び実施しない場合にかかるコストを表示する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項６】
前記出力部は、前記分析用木構造において前記プラントの効率の低下の要因とされるノードのプラント値に対する施策を実施する最適なタイミングに関する情報を出力する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項７】
前記出力部は、前記分析用木構造において前記プラントの効率の低下の要因とされるノードのプラント値に対する施策の実施に対する緊急度を表示する
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項８】
前記記憶部に記憶される前記分析用木構造を作成する分析用木作成部、を更に備える
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項９】
前記出力部は、前記分析用木構造を構成する前記プラント値の項目を示すノードに、前記プラント値の変化の内容を表示する
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の効率低下要因分析装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
複数のプラント値のうちプラントの効率との相関係数が第１の閾値を超えるプラント値の項目を探索し、前記プラントの効率を根ノードとし、前記根ノードに前記相関係数が前記第１の閾値を超えるプラント値の項目を示すノードを接続し、前記プラント値の項目を示す前記ノードに対策を示すノードを葉として接続した分析用木構造を生成して記憶部に記憶する処理と、
運転時の複数のプラント値の項目から前記プラントの効率値を計算する処理と、
前記効率値が第２の閾値以下である場合には、前記プラントの効率が低下していることを検知する処理と、
前記記憶部に記憶されている前記分析用木構造に基づいて、前記効率値の低下の要因を分析する処理と、
前記分析の結果に基づいて、前記効率値の低下の要因と対策を提示する処理と、
を実行させるためのプログラムであって、
前記分析用木構造は、前記プラントの効率を示す前記根ノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から２点のプラント値の項目の組み合わせが抽出され、前記根ノードに接続された前記ノードのプラント値の項目から前記２点のプラント値の項目のうちの第１のプラント値の項目の影響を除いた、前記プラントの効率と前記２点のプラント値の項目のうちの第２のプラント値の項目との偏相関係数が第３の閾値と比較され、前記相関係数が第１の閾値を超える前記プラント値の項目を示す前記ノードのうち、前記偏相関係数が第３の閾値を超える、かつ、どのプラント値の項目との組み合わせでも第３の閾値を超えるプラント値の項目を示すノードが第１のノードとして残される
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの運転データを利用し、稼働効率の低下の検知、及び要因の分析とその対策を支援する効率低下要因分析装置、及びプログラムに係る。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントの設備（ボイラやタービンをはじめとする発電プラントを構成する設備）の効率診断は、一例としてヒートバランス解析などによる熱効率分析によって実施されてきた。また、他の例として、効率診断は、蓄積された運転データやオンラインの計測点データを用いた特殊計算により実施されてきた。従来、理論上の分析や計算によって効率診断の結果を導き出し、効率が低下している場合にはその原因を特定する作業が行われているが、原因の特定には、プラント固有の知見や経験によるノウハウや技術が必要となる。そこで、プラント固有の知見や経験によるノウハウで補間することなく、効率診断の診断精度を高めることを目的とする種々の技術が提案されてきた。
【０００３】
特許文献１には、発電プラントの熱効率及び発電プラントを構成する機器の性能値について、外部要因を除外し、実測値に基づいて解析を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２１４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、精度の高いプラントの効率診断（性能分析）を実現するためには、プラントの物理的な仕様（例えば設備の大きさ、容量など）、プラントの入出力データ（プラント値：設備や機器のオン・オフ、温度、流量など）、運転条件（プラントの起動及び停止の条件など）、劣化状況、環境条件（外気温、海水温度など）、ノイズ（センサ出力の誤差など）など様々な情報の影響を考慮することが必要である。また、性能分析の結果から効率低下に影響しているファクターを特定し、その影響を取り除くための対策を導出するためには、さらに多くのプラント値や設計図書、保守データ（点検時期、点検内容など）、及び設備データ（設備の仕様など）が必要となる。効率診断に対しては、古くから高いニーズがあるにも関わらず、効果的な診断を困難にしている。効率診断には、このような様々な情報の影響を考慮したり、たくさんの情報が必要とされたりするため、自動化が進まなかった。
【０００６】
引用文献１は、効率低下の要因に対する改善方法については言及していない。
【０００７】
本発明は、上述した問題を解決し、プラント固有の知見や経験によるノウハウで補間することなく、精度の高い効率診断とその対応を支援するための技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る効率低下要因分析装置は、プラントの効率を根ノードとし、プラントの効率との相関係数が第１の閾値を超えるプラント値の項目を示すノードを根ノードに接続し、プラント値の項目を示すノードに対策を示すノードを葉として接続した分析用木構造を記憶する記憶部を備える。また、効率低下要因分析装置は、運転時の複数のプラント値から前記プラントの効率値を計算する性能計算処理部と、効率値が第２の閾値以下である場合には、プラントの効率が低下していることを検知する効率低下検知部とを備える。さらに、効率低下要因分析装置は、記憶部に記憶されている分析用木構造に基づいて、効率値の低下の要因を分析する効率低下要因分析部と、効率低下要因分析部による分析の結果に基づいて、効率値の低下の要因と対策を提示する出力部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、予め稼働効率値に対する分析木を作成して効率低下の要因を分析する際に参照することで、プラント固有の知見や経験によるノウハウで補間することなく、精度の高い効率診断とその対応を支援することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る効率低下要因分析装置の説明図である。
【図２】計算機のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る効率低下要因分析木作成部の動作例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る分析木の例（作成過程１）を示す図である。
【図５】抽出された各プラント値の偏相関係数の計算結果の一例を示す表である。
【図６】本発明の一実施形態に係る分析木の例（作成過程２）を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る分析木の例（作成過程３）を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る分析木の例（完成版）を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る効率低下要因分析装置による効率低下要因分析処理の例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る損失コスト累積額の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態の例（以下「本例」と記すこともある）について、添付図面を参照しながら説明する。なお、各図において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１２】
＜１．一実施形態＞
［プラントの全体構成］
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る効率低下要因分析装置を備えるプラントについて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る効率低下要因分析装置の説明図である。図１に示すプラント１は、例えば発電プラントであり、プラント設備２と効率低下要因分析装置１０を備える。
【００１３】
プラント１は、プラント設備２の他にも不図示の複数のプラント設備を有する。プラント設備２は、当該設備を構成する機器３−１、……、３−ｎ、センサ４等を有する。例えばプラント１が発電プラントである場合には、プラント設備はボイラやタービン、発電機等の主機、又はこれらの主機を稼働するための補機である。センサ４は、各機器３−１、……、３−ｎの状態等を検知し、検知信号を効率低下要因分析装置１０へ出力する。
【００１４】
［効率低下要因分析装置の概要］
効率低下要因分析装置１０は、プラント１の運転データ等を利用し、プラント設備２の稼働効率の低下の検知、及び要因の分析とその対策を支援する。効率低下要因分析装置１０の主な機能を以下に挙げる。
【００１５】
（ａ）効率に関する評価関数と該評価関数を決定するための診断条件（閾値）を決定する。評価関数は、プラント１もしくはプラント設備の性能を評価する指標（評価値）であり、以下では、効率（性能評価項目）に関する評価関数を「稼働効率値」と記す。また、「稼働効率値」を単に「効率値」と記すこともある。
（ｂ）効率低下要因分析装置１０は、運転時のプラント値と条件値から、効率に関する評価関数を計算する。プラント値は、例えばプラント設備２が備える各機器やセンサ等から得られる入出力データである。条件値は、例えばプラント１の「運転条件」と「環境条件」である。
（ｃ）評価関数の出力すなわち稼働効率値が、予め決められた閾値を下回る場合、稼働効率値が低下しているとして運転員に報知する。
（ｄ）効率低下要因分析装置１０は、上記（ａ）の結果を元に、予め作成される効率低下の要因を分析するための分析用木構造（以下「分析木」と記す。）により、稼働効率値の低下に影響する要因の分析をリアルタイムに行う。分析木を用いたフォールトツリー解析（Fault Tree Analysis：FTA）により、評価関数の出力に影響を与えているプラント値や条件値等を摘出して、それらの値に関連する分析木の経路を辿っていくことにより、最終的な原因に至るまでのルートを探索する。すなわち、ＦＴＡルールに沿って、蓄積した運転データから、性能評価項目の効率値とプラント値との相関分析を行い、相関が高いプラント値を効率低下の要因の判断基準とする。
（ｅ）効率低下要因分析装置１０は、上記（ｄ）の分析結果に基づいて、運転員の手入力またはプラント保守情報データベース２０から情報を引用することにより、運転員に適切な対処方法（対策）のガイダンスを提供する。このとき、対策コストや優先度の判断に資する情報、施策実施の最適なタイミング等の付加情報も提供することができる。
【００１６】
［効率低下要因分析装置の構成例］
効率低下要因分析装置１０は、効率低下要因分析木作成部１１、効率低下判定閾値算出部１２、性能計算処理部１３、効率低下検知部１４、効率低下要因分析部１５、及び施策実施の最適タイミング計算部１６を備える。さらに、効率低下要因分析装置１０は、運転データデータベース１７、効率低下判定条件データベース１８、効率低下要因分析木データベース１９、プラント保守情報データベース２０、出力部２１、及び操作部２２を備える。
【００１７】
効率低下要因分析木作成部１１は、運転データデータベース１７に保存された運転データを元に、効率低下の要因を分析するために用いられる分析木を作成する。効率低下要因分析木作成部１１は、プラント設備ごとに分析木を作成し、作成した分析木を、効率低下要因分析木データベース１９へ出力する。分析木の作成方法の詳細については後述する。
【００１８】
効率低下要因分析木データベース１９は、効率低下要因分析木作成部１１で作成されたプラント設備ごとの分析木を格納する。
【００１９】
効率低下判定閾値算出部１２は、運転データデータベース１７に保存された運転データを元に、プラント設備の効率が低下しているか否かを判定するための閾値（第２の閾値）を算出する。効率低下判定閾値算出部１２は、事前にプラント１の設計値や試運転時のデータ、あるいは過去の運転データ等に基づいて閾値を算出する。そして、効率低下判定閾値算出部１２は、算出した閾値を効率低下判定条件データベース１８へ出力する。
【００２０】
効率低下判定閾値算出部１２は、過去の運転データを元に閾値を算出する場合には以下の通りに行う。
（１）効率低下判定閾値算出部１２は、運転データデータベース１７からプラント１の発電出力毎に定常状態が一定時間続いた期間を探索する。
（２）上記（１）の期間における対象プラント設備の性能値に対する平均値、及び平均値の標準偏差を計算する。
（３）平均値が最も高い期間に対する、平均値から標準偏差のｎ倍（ｎは運転員が入力）を引いた値を閾値とする。
【００２１】
効率低下判定条件データベース１８は、効率低下判定閾値算出部１２で作成されたプラント設備ごとの効率値の閾値を効率低下判定条件として格納する。
【００２２】
性能計算処理部１３は、運転データデータベース１７に保存された運転データを元に、プラント設備２の性能の指標として効率値を計算する。性能計算処理部１３は、計算したプラント設備２の効率値を、効率低下検知部１４と効率低下要因分析部１５へ出力する。
【００２３】
性能計算処理部１３は、周知慣用の技術（計算式）を用いて効率値を算出する。効率値の計算式には、「プラントの物理的な仕様」、「設備データ」が反映されており、これらは「設計図書」に記載されている。効率値についてプラント値との相関係数を算出することで、「プラントの入出力データ（プラント値）」を反映することになる。さらに精度の高い効率値の計算には、「運転条件」、「環境条件」も反映することが望ましく、これらはプラント値から推測することができる。
よって、後述する効率値とプラント値の相関を表す分析木を自動的に作って解析することで、「プラントの物理的な仕様」、「入出力データ（プラント値）」、「運転条件」、「環境条件」が自動的に反映される。逆に言えば、効率値とプラント値の相関が薄い場合には、「プラント劣化」、「ノイズ」が原因であると推測することもできる。プラント劣化については「保守データ（保守情報）」を見ることで推測できる。
【００２４】
効率低下検知部１４は、性能計算処理部１３から入力されるプラント設備の効率値と効率低下判定条件データベース１８に予め保存された判定条件（閾値）とを比較し、比較結果に基づいてプラント設備２の効率低下の有無を検知する。効率低下検知部１４は、プラント設備２の効率値が閾値未満である場合に、プラント設備２の効率が低下したと判断し、その旨を効率低下要因分析部１５へ通知する。なお、効率低下検知部１４がプラント設備２の効率低下を検知した時点で、出力部２１にプラント設備２の効率が低下したことを表示して運転員に報知（警告）するようにしてもよい。
【００２５】
効率低下要因分析部１５は、効率低下検知部１４からプラント設備２の効率が低下している旨の通知を受けると、効率低下の要因を分析する。効率低下要因分析部１５には、性能計算処理部１３で計算されたプラント設備２の効率値、運転データデータベース１７に格納された運転データ、効率低下要因分析木データベース１９に格納された分析木が入力される。効率低下要因分析部１５は、効率低下の要因を分析した結果を、出力部２１及び施策実施の最適タイミング計算部１６へ出力する。
【００２６】
ここで、効率低下要因分析部１５は、分析木に含まれるプラント値の項目について、運転データデータベース１７から運転データ（プラント値）を取得して判定を行い、判定結果を出力部２１へ出力する。効率低下要因分析部１５は、プラント設備２の効率値と相関するプラント値が閾値未満となった場合、効率低下の要因が発生したと判断する。出力部２１は、該当プラント値を効率低下の要因として強調表示する。プラント値ごとの閾値は、例えば運転データデータベース１７に記録された過去の運転データを元に算出し、不図示の記憶部に記憶しておく。このようにして効率低下の要因を運転員に知らせることができる。
【００２７】
施策実施の最適タイミング計算部１６は、効率低下要因分析部１５で特定された効率低下の要因とプラント保守情報データベース２０から取得するプラント１の保守情報に基づいて、効率向上の施策（対策）を実施する最適なタイミングを計算する。そして、施策実施の最適タイミング計算部１６は、計算した施策実施の最適なタイミングに関する情報等を出力部２１へ出力する。
【００２８】
運転データデータベース１７は、プラント１の運転時及び試運転時の運転データを蓄積する。
【００２９】
プラント保守情報データベース２０は、プラント１の保守情報を保存する。保守情報は、例えばプラント１の定期点検の対象設備や点検時期、点検内容、今後の点検予定などの情報が保存される。これらの運転データデータベース１７、効率低下判定条件データベース１８、効率低下要因分析木データベース１９及びプラント保守情報データベース２０は、不揮発性の記憶部（例えば図２の不揮発性ストレージ３７）に格納される。
【００３０】
出力部２１は、表示画面を有し、分析木の表示、効率低下の警告や効率低下の要因、施策を実施するのに最適なタイミング等を表示する。また、出力部２１が、スピーカを有し、効率低下の警告や効率低下の要因等を音声により報知するようにしてもよい。
【００３１】
操作部２２は、運転員の入力操作内容に応じた操作信号を生成し、生成した操作信号を効率低下要因分析木作成部１１へ出力する。
【００３２】
［計算機のハードウェア構成例］
次に、効率低下要因分析装置１０を構成する計算機３０のハードウェア構成を説明する。
図２は、計算機３０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００３３】
計算機３０は、いわゆるコンピュータとして用いられるハードウェアである。計算機３０は、バス３４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３を備える。さらに、計算機３０は、表示部３５、操作部３６、不揮発性ストレージ３７、ネットワークインターフェース３８を備える。
【００３４】
ＣＰＵ３１は、本実施形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ３２から読み出して実行する。なお、計算機３０は、ＣＰＵ３１の代わりに、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の処理装置を備えるようにしてもよい。
【００３５】
ＲＡＭ３３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメータ等が一時的に書き込まれる。表示部３５は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、計算機３０で行われる処理の結果等を表示画面に表示する。表示部３５は、図１の出力部２１に対応する。操作部３６には、例えば、キーボード、マウス等が用いられ、運転員が所定の操作入力、指示を行うことが可能である。操作部３６は、図１の操作部２２に対応する。
【００３６】
不揮発性ストレージ３７には、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等が用いられる。この不揮発性ストレージ３７には、ＯＳ（Operating System）、各種のパラメータの他に、計算機３０を機能させるためのプログラムが記録されている。また、不揮発性ストレージ３７には、図１の各種データベースが構築される。
【００３７】
ネットワークインターフェース３８には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＬＡＮ等のネットワークを介してプラント設備２との間で各種のデータを送受信することが可能である。
【００３８】
［分析木の作成方法］
次に、効率低下要因分析木作成部１１における分析木の作成方法を、図３〜８を参照して詳細に説明する。
図３は、効率低下要因分析木作成部１１の動作例を示すフローチャートである。
図４は、分析木の例（作成過程１）を示す図である。
【００３９】
効率低下要因分析木作成部１１は、運転データデータベース１７に蓄積された過去の運転データを元に、事前に図３の手順に従って分析木を作成する。まず、効率低下要因分析木作成部１１は、対象とする性能評価項目（稼働効率値）とプラント１のプラント設備２等から得られる各プラント値の項目との相関係数を算出し（Ｓ１）、相関係数が閾値を超えるプラント値の項目を探索する（Ｓ２）。相関係数は、一例としてピアソンの積率相関係数を用いて算出することができる。探索の対象とするプラント値は、精度を考えてプラント１全体からとする。ただし、処理負荷を軽減し処理速度を速めるために、探索の対象とするプラント値を予め性能評価項目に関係すると考えられるプラント値に絞ってもよい。
【００４０】
そして、効率低下要因分析木作成部１１は、性能評価項目を根のノード、相関係数が閾値を超える相関するプラント値の項目を葉のノードとして接続する（図４参照）（Ｓ３）。
【００４１】
図４に、作成過程の分析木４０を示す。図４では、相関係数の閾値が０．７に設定されており、相関係数が０．７を超えるプラント値の項目が抽出される。分析木４０における性能評価項目は、ボイラ効率である。分析木４０は、ボイラ効率を根のノード４０Ａとし、ノード４０Ａに葉のノード４１〜４５としてそれぞれ、乾排ガス損失、ＡＨ出口ガス温度、乾排ガス量、未燃炭素量、及び湿炭高位発熱量の各項目Ａ〜Ｅが接続されている。
【００４２】
次に、効率低下要因分析木作成部１１は、探索した相関する複数のプラント値の項目から稼働効率値に直接相関があるプラント値の項目を絞り込む。具体的には、２点のプラント値（第１のプラント値、第２のプラント値）の項目を取り出し、第１のプラント値の項目の影響を取り除いた、稼働効率値と第２のプラント値の項目との相関係数（偏相関係数）を算出する（Ｓ４）。効率低下要因分析木作成部１１は、この偏相関係数を求める計算処理をプラント値の項目の組み合わせの数だけ行う。そして、効率低下要因分析木作成部１１は、ステップＳ３で作成した分析木に対し、どのプラント値との組み合わせでも偏相関係数が閾値（第３の閾値）以下とならないプラント値の項目のノードを残し、他のノードを削除する（図６参照）（Ｓ５）。第３の閾値は例えば０．７とするが、異なる値でもよい。
【００４３】
図５は、抽出された各プラント値の項目の偏相関係数の計算結果の一例を示す表である。
図５では、偏相関係数の閾値は一例として０．７である。偏相関係数の計算結果５０は、図４に示す分析木４０の各プラント値の項目Ａ〜Ｅの影響を除いたときの、稼働効率値と各プラント値の項目との偏相関係数を表している。偏相関係数の計算結果５０に示す偏相関係数のうち下線が引かれているものは、閾値以下である偏相関係数である。偏相関係数の計算結果５０において、どのプラント値の項目との組み合わせでも偏相関係数が閾値以下とならないプラント値の項目は、項目Ａの乾排ガス損失（ノード４１）と、項目Ｄの未燃炭素量（ノード４４）である。
【００４４】
図６は、分析木の例（作成過程２）を示す図である。
図６に示す分析木６０は、図４の分析木４０から、稼働効率値と直接相関があるプラント値の項目として乾排ガス損失の項目（ノード４１）と未燃炭素量（ノード４４）を残し、他のプラント値の項目（ノード４２，４３，４５）を削除して作成される。
【００４５】
さらに、効率低下要因分析木作成部１１は、分析木６０に残したプラント値の項目とプラント１の各プラント値の項目の相関係数を算出する（Ｓ６）。そして、効率低下要因分析木作成部１１は、相関係数が閾値を超えるプラント値の項目があるか否かを判定する（Ｓ７）。相関係数が閾値を超えるプラント値の項目がない場合には（Ｓ７のＮＯ）、効率低下要因分析木作成部１１は、分析木作成処理を終了する。
【００４６】
一方、ステップＳ７の判定処理において相関係数が閾値を超えるプラント値の項目がある場合には（Ｓ７のＹＥＳ）、効率低下要因分析木作成部１１は、分析木６０に残したプラント値の項目に閾値を超えるプラント値の項目を葉として接続する（Ｓ８）。
【００４７】
次に、効率低下要因分析木作成部１１は、分析木６０に残したプラント値の項目とその下に葉として接続されたプラント値の項目との偏相関係数を算出する（Ｓ９）。そして、どのプラント値の項目との組み合わせでも偏相関係数が閾値以下とならないプラント値の項目のノードを残し、他のノードを削除してプラント値の項目を絞り込む（Ｓ１０）。
【００４８】
効率低下要因分析木作成部１１は、ステップＳ１０の処理が終了後、ステップＳ６に進み、相関するプラント値の項目が無くなるまでステップＳ６〜Ｓ１０の処理を繰り返す。なお、これらの分析木作成処理を途中で終了してもよい。例えば、分析木の根のノード４０Ａから見て孫のノード、又はひ孫のノードまで接続したところで処理を終了してもよい。そして、効率低下要因分析木作成部１１は、作成された分析木を、効率低下要因分析木データベース１９に保存するとともに、出力部２１に出力する。
【００４９】
図７は、分析木の例（作成過程３）を示す図である。図７に示す分析木７０は、上記条件を満たすプラント値の項目のノードを接続して作成された分析木の一例である。図７の分析木７０では、乾排ガス損失の項目のノード４１にＡＨ出口ガス温度の項目のノード４２と乾排ガス量の項目のノード４３とが葉として接続し、未燃炭素量の項目のノード４４に湿炭高位発熱量の項目のノード４５が接続している。
【００５０】
そして、上述の処理を経て作成された分析木７０は、出力部２１の表示画面に表示される。運転員は、出力部２１に表示された分析木７０の効率値と相関するプラント値の項目を元に、操作部２２を操作して要因と対策を入力し、分析木を完成させる。このようにして、効率低下要因の分析木を、過去の運転データを利用し半自動で作成することができる。
【００５１】
［分析木（完成板）］
図８は、分析木の例（完成版）を示す図である。図８に示すような分析木が、出力部２１の表示画面に表示される。
【００５２】
図８に示す分析木８０では、ボイラ効率低下を根のノード８０Ａとし、ノード８０Ａに子のノード８１，８２としてそれぞれ、乾排ガス損失増加と未燃分増加の項目が接続されている。さらに、分析木８０では、ノード８１に孫のノード８３，８４としてＡＨ出口ガス温度上昇と乾排ガス流量増加の項目が接続され、ノード８２に孫のノード８５として燃料効率低下の項目が接続されている。
【００５３】
さらに、分析木８０のノード８３のＡＨ出口ガス温度上昇の項目に、ボイラ効率低下に対する第１対策８６及び第２対策８７として運転計画調整とスートブロワ噴射の各項目が対応づけられている。また、ノード８４の乾排ガス流量増加の項目に、ボイラ効率低下に対する第３対策８８及び第４対策８９としてミル点検と炭種変更の各項目が対応づけられている。さらに、ノード８５の燃料効率低下の項目に、ボイラ効率低下に対する第４対策８９及び第５対策９０として炭種変更と空気ダンパ調整の各項目が対応づけられている。第１〜第５対策は、分析木８０の葉を構成する。
【００５４】
さらにまた、出力部２１に表示された第１対策８６〜第５対策９０の近くに、安全・環境リスク、実施コスト、未実施コストが表示されている。安全・環境リスクは、該当する対策を実施した場合に安全面及び環境面に与える影響の大きさを表す。実施コストは、対策を実施した場合にかかる費用を表す。未実施コストは、対策を実施しない場合にかかる損失額を表す。
【００５５】
図８に示す分析木８０においては、対策とともに安全・環境リスクやコストが提示されている。運転員は、これらの情報を確認して提示された複数の対策の中から、実施する対策の優先度を決定することができる。このように、分析木に対し、安全・環境リスクやコスト等の、運転員が優先度を決定する際に参考にできる情報を付加することによって、より実用的な分析木を提供できる。
【００５６】
このように、効率低下による経済的ロス（例えば燃料消費量より算出）と、対策を実施することによる経済的ロス（例えば過去実績や機会損失した電力量により算出）を考慮し、対策を実施する判断材料を運転員に提供する。
【００５７】
なお、分析木８０の各ノード８０Ａ，８１〜８５に入る名称（要因）については、運転員が、図７の完成前の分析木７０における各ノード４０Ａ，４１〜４５のプラント値の項目を見て、操作部２２を操作して手入力する。この場合、ＲＯＭ３２に、運転員が要因と対策を手入力するためのアプリケーションプログラムが保存されているものとする。また他の入力方法として、効率低下要因分析木作成部１１が、プラント保守情報データベース２０から過去の保守情報を参照し、要因に対する対策を決定してもよい。あるいは、プラント値の項目と要因（名称）を紐づけたデータベースや、効率値ごとに葉のノードのプラント値の項目と対策とを紐づけたデータベースを作成しておき、効率低下要因分析木作成部１１が各データベースを検索することで、分析木の効率値、要因及び対策の名称を決定するようにしてもよい。
【００５８】
実際に分析を行う際には、この分析木８０を出力部２１の表示画面に表示し、性能評価項目（例えばボイラ効率）と相関するプラント値（項目）が閾値を満たさない場合に、効率低下の要因が発生したとして表示画面上に強調表示する。例えば、図８において、分析木８０のノード８３のＡＨ出口ガス温度上昇が斜線により強調表示されている。これにより、効率低下の要因を運転員に知らせることができる。なお、分析木を用いての要因分析における閾値も、過去の運転データから稼働効率値の閾値の場合と同様に算出する。
【００５９】
［効率低下の要因分析］
次に、効率低下要因分析装置１０による効率低下の要因分析処理について説明する。
図９は、効率低下要因分析装置１０による効率低下分析処理の例を示すフローチャートである。
【００６０】
図９において、まず、効率低下要因分析装置１０の性能計算処理部１３は、プラント設備２の稼働効率値（性能評価項目の評価値）を計算し、計算した稼働効率値を効率低下検知部１４へ出力する（Ｓ１１）。
【００６１】
次に、効率低下検知部１４は、稼働効率値を受信した場合には、効率低下判定条件データベース１８に予め保存された判定条件（第２の閾値）と稼働効率値とを比較し、稼働効率値が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ１２）。稼働効率値が閾値未満ではない場合には（Ｓ１２のＮＯ）、効率低下検知部１４は、ステップＳ１７に進む。
【００６２】
次に、稼働効率値が閾値未満である場合には（Ｓ１２のＹＥＳ）、効率低下検知部１４は、稼働効率値が低下していることを効率低下要因分析部１５へ通知する（Ｓ１３）。また、効率低下検知部１４は、稼働効率値が低下していることを出力部２１に出力して警告を行う。
【００６３】
次に、効率低下要因分析部１５は、効率低下要因分析木データベース１９に予め保存された対象とする稼働効率値の分析木を読み出し、稼働効率値が低下した要因を分析する（Ｓ１４）。この分析木は、出力部２１の表示画面上に表示される。分析木には、図８に示す分析木８０のように稼働効率値に対するプラント値の項目（要因の候補）と対策が含まれる。
【００６４】
次に、効率低下要因分析部１５は、分析木内の稼働効率値と相関するプラント値（要因の候補）の項目のうち閾値を満たさないプラント値の項目を探索する（Ｓ１５）。そして、効率低下要因分析部１５は、閾値を満たさないプラント値の項目を、稼働効率低下の要因（例えば図８のＡＨ出口ガス温度上昇）であるとして出力部２１の表示画面上に強調等の手段により表示する。このとき、分析木は表示画面上に表示されているため、稼働効率低下の要因と同時に、その対策も運転員に対して提示されることとなる（Ｓ１６）。
【００６５】
ステップＳ１６及びＳ１２の処理が終了後、性能計算処理部１３は、他のプラント設備があるかどうかを判定し（Ｓ１７）、他のプラント設備がある場合には（Ｓ１７のＹＥＳ）、ステップＳ１１の処理に戻る。また、他のプラント設備がない場合には（Ｓ１７のＮＯ）、効率低下要因分析装置１０は、一連の効率低下要因分析処理を終了する。
【００６６】
上述した本実施形態に係る効率低下要因分析装置１０は、従来の経験によるノウハウや知見では限界のある、膨大な関連するプラントの運転データ（プラント値）や各種条件（運転条件、環境条件）等を利用し、リアルタイムで高精度の性能分析を行うことを可能とする。
さらに、プラントの効率低下の要因の分析結果を元に、効率低下の原因となる運転データや条件値等を特定し、その適切な対処法も含めて運転員にタイムリーに提供することが可能となる。
これにより、従来は時間を要していたプラント設備の性能診断を、現在のプラント状態や運転条件、環境条件に即して短時間で実施することが可能となり、従来よりも、効率的なプラントの運転を実現することができる。
【００６７】
＜２．その他＞
効率低下要因分析装置１０の施策実施の最適タイミング計算部１６は、対策を実施する最適なタイミングを運転員に提示することが可能である。
【００６８】
図１０は、本発明の一実施形態に係る損失コスト累積額の一例を示す図である。
図８に示す分析木８０の葉（対策の部分）を操作部２２によりクリック（選択）すると、損失コスト推移グラフ１０１が表示画面に表示される。図１０の損失コスト推移グラフ１０１は、ボイラ効率に適用した場合の例である。損失コスト推移グラフ１０１の横軸は日時、縦軸は損失コスト累積額（円）である。日時を示す横軸の左端は現在の月（日時）を表す。損失コスト推移グラフ１０１により、効率低下による損失累積コストや対策に必要なコスト、対策を実施するのに最適なタイミングに関する情報等が表示される。損失コスト推移グラフ１０１には、効率低下による損失コスト累積額１０２の上昇曲線と、対策に必要なコスト１０３が示されている。
【００６９】
施策実施の最適タイミング計算部１６は、分析木から効率低下の要因に対する対策が選択されると、効率低下要因分析部１５から稼働効率値、要因及び対策を受信する。そして、それらの情報を探索キーとして、プラント保守情報データベース２０から過去の保守情報を取得し、図１０に示すような損失コスト推移グラフ１０１を計算し、出力部２１に出力する。なお、損失コスト推移グラフ１０１の描画に必要なデータを、運転員が操作部２２を操作して入力することもできる。
【００７０】
損失コスト推移グラフ１０１の下方には、対策内容１１８についての各種情報の一覧表が表示される。本例では、対策内容１１８として、スートブロワ噴射について表示されている。一覧表１１０は、例えば、安全面から見た対策の緊急度である安全面緊急度１１１、環境面から見た対策の緊急度である環境面緊急度１１２、損失額１１３（￥／ｈｒ）、前回対策時からの累積損失額１１４（￥）、対策費用１１５（￥）、前回対策時期１１６、最適な対策時期１１７を含む。ここで対策費用１１５は、図８の分析木８０に記載された実施コストに相当し、損失額１１３は、分析木８０に記載された未実施コストに相当する。前回対策時からの累積損失額１１４は、今回の効率低下の要因に対する対策と同じ（又は異なる）対策を過去に実施していた場合に、前回対策を実施してから現在までに累積された損失額である。損失コスト推移グラフ１０１の現在月（ＡＡ年ＢＢ月）における損失コスト累積額に相当する。
【００７１】
損失コスト推移グラフ１０１によれば、経済面だけを考慮すると、損失コスト累積額１０２が対策に必要なコスト１０３を上回る前に、対策を実施することが望ましい。最適な対策時期１１７は、その条件を満たす範囲内で設定される。例えば、次に実施されるプラント設備２の定期点検の時期がその条件を満たすのであれば、その定期点検時に対策が実施されてもよい。図１０に示した画面はあくまでガイダンスのため、実際は運転員や管理者が様々な事情を考慮して対策の実施時期を決定してもよい。事情の例として以下のようなものが挙げられる。
・保守に掛けられる電力会社の予算（予算が無いので、緊急度が小さい対策が後回しになる等）
・電力需要と供給のバランス（需要に対して供給が逼迫しており、点検のためにプラントを止められない等）
【００７２】
このように、効率低下による経済的ロスと、対策を実施することによる経済的ロスを考慮し、対策を実施する最適なタイミングを計算して画面に提示することで、運転員が対策を実施するタイミングを判断しやすくなる。また、プラントに対する影響の大きさ（安全性、経済性など）を加味し、要因及び対策に対する優先度の判断材料となる情報をガイダンスすることで、運転員が効率低下の要因及び対策を判断しやすくなる。
【００７３】
また、最適な対策時期１１７を表示画面に提示するとともに、実際の対策時期を決定する上で考慮すべき様々な事情を提示するようにしてもよい。このようにすることにより、運転員のレベルに起因した考慮すべき事情の漏れがなくなり、より適切な対策時期を決定することができる。この場合には、表示画面に事情を入力できるコメント欄を用意し、予め運転員等が入力した考慮すべき事情を出力部２１に表示する。
【００７４】
また、対策内容１１８の一覧表１１０には、安全面緊急度１１１、及び環境面緊急度１１２が付与されているため、運転員らは、複数の対策が存在する場合に、それらの対策の優先度を検討する際の判断材料とすることができる。
【００７５】
なお、具体的な設定値を指示する必要がある対策を実施するような場合には、対策とともに操作の設定値を表示するとよい。これにより、運転員は、提示された適切な設定値に基づいて対策を実施することが可能となる。
【００７６】
また、上述した実施形態では、分析木の根のノードに対し、孫のノード、又はひ孫のノードまで接続したところで分析木作成処理を終了することを説明した。ノードが深くなるほどより詳細な効率低下の要因分析が可能となる。ただし、図４の分析木４０及び図６の分析木６０ようにエッジが一つの分析木でもよい。また、図６の分析木６０及び図７の分析木７０は、プラント値の項目間に偏相関係数が適用されたが、偏相関係数が適用されなくてもよい。本実施形態に係る効率低下要因分析では、分析木が要因と対策の情報を含み、運転員に効率低下の要因を示すとともに対策をガイダンスできればよい。
【００７７】
また、上述した実施形態では、プラント設備の稼働効率低下の要因を分析したが、プラント全体の稼働効率低下の要因を分析することもできる。例えばプラント１が発電プラントである場合には、効率低下要因分析装置１０は、発電機（プラント設備の一例）の稼働効率低下だけでなく、発電プラントの発電効率低下の分析を行うこともできる。
【００７８】
さらに、本発明は上述した実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
【００７９】
例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【００８０】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。
【００８１】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【００８２】
また、本明細書において、時系列的な処理を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。
【符号の説明】
【００８３】
１…プラント、  ２…プラント設備、  １０…効率低下要因分析装置、  １１…効率低下要因分析木作成部、  １２…効率低下判定閾値算出部、  １３…性能計算処理部、  １４…効率低下検知部、  １５…効率低下要因分析部、  １６…施策実施の最適タイミング計算部、  １７…運転データデータベース、  １８…効率低下判定条件データベース、  １９…効率低下要因分析木データベース、  ２０…プラント保守情報データベース、  ２１…出力部、  ２２…操作部、  ４０…分析木、  ４０Ａ…ノード（根）、４１〜４５…ノード、  ６０，７０，８０…分析木、  ８０Ａ…ノード（根）、  ８１〜８５…ノード、  ８６〜９０…第１〜第５対策（葉）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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