(57)【要約】      （修正有）【課題】機器又は設備の出力する時系列のイベント情報に基づいて異常の発生を予測し、所定のイベントが発生するまでの情報を提示するアラーム予測装置を提供する。【解決手段】時系列に従って所定の記憶領域に予め記憶されている複数のイベント情報から、予測対象の異常の発生を示す予測対象イベント情報を末尾に含む第１のイベント情報の列を抽出する抽出手段１３と、第１のイベント情報の列から予測対象イベント情報を除いた第２のイベント情報の列を抽出し、第２のイベント情報の列に基づき予測モデルを作成するモデル作成手段１４と、モデル作成手段により作成された予測モデルと、機器又は設備から出力された時系列のイベント情報とに基づいて、予測モデルにおいてアラームが発生するまでの間に前記機器又は設備から出力が予測されるイベント情報を表示させる予測手段１５とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器又は設備の出力する時系列のイベント情報に基づいて異常の発生を予測するアラーム予測装置であって、
時系列に従って所定の記憶領域に予め記憶されている複数のイベント情報から、予測対象の異常の発生を示す予測対象イベント情報を末尾に含む第１のイベント情報の列を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記第１のイベント情報の列から前記予測対象イベント情報を除いた第２のイベント情報の列を抽出し、該第２のイベント情報の列に基づき予測モデルを作成するモデル作成手段と、
前記モデル作成手段により作成された予測モデルと、前記機器又は設備から出力された時系列のイベント情報とに基づいて、該予測モデルにおいて前記予測対象イベント情報が発生するまでの間に前記機器又は設備から出力が予測されるイベント情報を表示させる予測手段と
を有するアラーム予測装置。
【請求項２】
前記モデル作成手段は、
前記第２のイベント情報の列を、第３のイベント情報の列と第４のイベント情報の列とに分割し、前記第３のイベント情報の列の末尾のイベント情報から前記予測対象イベント情報までの距離を算出して、前記第３のイベント情報の列と、前記第４のイベント情報の列と前記距離とに基づき予測モデルを作成し、
前記予測手段は、
さらに、前記距離を表示させる、請求項１記載のアラーム予測装置。
【請求項３】
前記距離は、前記作成された予測モデルにおいて、前記第３のイベント情報の列と同一のイベント情報の列が前記機器又は設備から出力された場合に、前記予測対象イベント情報が発生するまでの時間である、請求項２記載のアラーム予測装置。
【請求項４】
前記予測手段は、
前記距離に基づき、前記予測対象イベント情報が発生するまでの最大時間、最小時間、及び平均時間を算出し、該最大時間、最小時間、及び平均時間を表示させる、請求項３記載のアラーム予測装置。
【請求項５】
前記距離は、前記作成された予測モデルにおいて、前記第３のイベント情報の列と同一のイベント情報の列が前記機器又は設備から出力された場合に、前記予測対象イベント情報が発生するまでの時間と、前記第２のイベント情報の列から算出される所定の係数とに基づき算出される、請求項２記載のアラーム予測装置。
【請求項６】
前記予測手段は、
前記表示された距離が、予め設定された所定の閾値以下である場合、前記予測対象イベント情報の発生を予測することを示す通知を行う、請求項２ないし４のいずれか１項に記載のアラーム予測装置。
【請求項７】
機器又は設備の出力する時系列のイベント情報に基づいて異常の発生を予測するアラーム予測装置に用いられるアラーム予測方法であって、
時系列に従って所定の記憶領域に予め記憶されている複数のイベント情報から、予測対象の異常の発生を示す予測対象イベント情報を末尾に含む第１のイベント情報の列を抽出する抽出手順と、
前記抽出手順により抽出された前記第１のイベント情報の列から前記予測対象イベント情報を除いた第２のイベント情報の列を抽出し、該第２のイベント情報の列に基づき予測モデルを作成するモデル作成手順と、
前記モデル作成手順により作成された予測モデルと、前記機器又は設備から出力された時系列のイベント情報とに基づいて、該予測モデルにおいて前記予測対象イベント情報が発生するまでの間に前記機器又は設備から出力が予測されるイベント情報を表示させる予測手順と
を有するアラーム予測手順。
【請求項８】
機器又は設備の出力する時系列のイベント情報に基づいて異常の発生を予測するアラーム予測装置を、
時系列に従って所定の記憶領域に予め記憶されている複数のイベント情報から、予測対象の異常の発生を示す予測対象イベント情報を末尾に含む第１のイベント情報の列を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出された前記第１のイベント情報の列から前記予測対象イベント情報を除いた第２のイベント情報の列を抽出し、該第２のイベント情報の列に基づき予測モデルを作成するモデル作成手段、
前記モデル作成手段により作成された予測モデルと、前記機器又は設備から出力された時系列のイベント情報とに基づいて、該予測モデルにおいて前記予測対象イベント情報が発生するまでの間に前記機器又は設備から出力が予測されるイベント情報を表示させる予測手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アラーム予測装置、アラーム予測方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラント、設備、機器、制御装置等から出力されるイベントに基づいて故障や異常を示すアラームの発生を予測するための予測モデルを作成し、この予測モデルに基づいてアラームの発生を予測する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８１６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来技術においては、ユーザは、予測モデルによる予測のプロセスを知ることができなかった。すなわち、ユーザは、現在の状態からアラームが発生するまでの間に、どのようなイベントが発生する可能性があるのかを知ることができなかった。一方で、アラームが発生するまでの間に、どのようなイベントが発生する可能性があるのかを知ることができれば、ユーザは、アラームの発生を防止又は回避するための対応を行うことができる場合がある。
【０００５】
本発明の実施の形態は、上記の点に鑑みてなされたものであり、所定のイベントが発生するまでの情報を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の実施形態では、機器又は設備の出力する時系列のイベント情報に基づいて異常の発生を予測するアラーム予測装置であって、時系列に従って所定の記憶領域に予め記憶されている複数のイベント情報から、予測対象の異常の発生を示す予測対象イベント情報を末尾に含む第１のイベント情報の列を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記第１のイベント情報の列から前記予測対象イベント情報を除いた第２のイベント情報の列を抽出し、該第２のイベント情報の列に基づき予測モデルを作成するモデル作成手段と、前記モデル作成手段により作成された予測モデルと、前記機器又は設備から出力された時系列のイベント情報とに基づいて、該予測モデルにおいて前記アラームが発生するまでの間に前記機器又は設備から出力が予測されるイベント情報を表示させる予測手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施の形態によれば、所定のイベントが発生するまでの情報を提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係るアラーム予測システムの一例の構成図である。
【図２】本実施形態に係るアラーム予測装置の一例のハードウェア構成図である。
【図３】本実施形態に係るアラーム予測システムの一例の機能構成図である。
【図４】イベント信号を記号化する一例を説明するための図である。
【図５】イベント情報記憶部に格納されたイベントの一例を説明するための図である。
【図６】予測モデル記憶部に格納された予測モデルの一例を説明するための図である。
【図７】本実施形態に係る予測モデルの作成処理の一例のフローチャートである。
【図８】本実施形態に係る状態情報の作成処理の一例のフローチャートである。
【図９】距離の算出方法の一例を説明するための図である。
【図１０】距離の算出方法の他の例を説明するための図である。
【図１１】本実施形態に係るアラーム予測処理の一例のフローチャートである。
【図１２】アラーム予測画面の一例のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
＜システム構成＞
まず、本実施形態に係るアラーム予測システム１のシステム構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るアラーム予測システムの一例の構成図である。
【００１１】
図１に示すアラーム予測システム１は、アラーム予測装置１０と、１台以上の監視装置２０と、１台以上の機器制御装置３０とが例えばＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮを介して通信可能に接続されている。また、機器制御装置３０には、１台以上の機器４０が接続されている。
【００１２】
本システムの動作には、機器４０の故障や異常を示すアラームの発生を予測するための予測モデルを予め作成しておく「モデル作成」フェーズと、受信したイベント信号と予め作成された予測モデルとに基づきアラームの発生を予測する「予測」フェーズとがある。基本的に「モデル作成」フェーズはオフラインの処理であり、「予測」フェーズはオンラインの処理である。ここで、イベント信号とは、機器４０に何等かのイベントが発生した際に機器制御装置３０から送信される、機器４０の状態情報等を示す情報である。なお、イベント信号には、ユーザがアラーム予測装置１０を介して設定値の変更等の操作を示すイベントや当該操作に対する機器４０の応答を示すイベントも含まれる。すなわち、アラーム予測装置１０が有する入力装置を用いてユーザが設置値を入力する操作内容等もアラームの発生を予測するイベントとして利用される。換言すると、例えばアラーム予測装置１０が有する入力装置も、アラーム予測装置１０が異常の発生を予測する機器４０に含まれる。
【００１３】
アラーム予測装置１０は、「モデル作成」フェーズにおいて、蓄積されている過去のイベント信号に関する情報から予測モデルを作成する。また、アラーム予測装置１０は、「予測」フェーズにおいて、機器制御装置３０から受信したイベント信号と予測モデルとに基づく予測結果を監視装置２０に表示させる。なお、予測結果には、予測の対象となるアラームが発生する場合に、当該アラームが発生するまでの間に機器制御装置３０から送信される可能性があるイベント信号（すなわち、機器４０で発生する可能性があるイベント）に関する情報が含まれる。なお、アラーム予測装置１０は、１台以上のコンピュータにより構成されていてもよい。
【００１４】
監視装置２０は、「予測」フェーズにおいて、アラーム予測装置１０から受信した予測結果を表示する。これにより、例えばプラント等のオペレータは、監視装置２０に表示された予測結果に基づき、アラームが発生する可能性及び当該アラームが発生するまでの間に機器制御装置３０から送信される可能性があるイベント信号に関する情報を認識することができる。
【００１５】
機器制御装置３０は、機器４０を制御する装置である。機器制御装置３０は、自身に接続されている機器４０にイベント（例えば機器４０の状態変化等）が発生した際の状態情報（例えば、機器４０の所定の部品が稼働状態になったことを示す情報等）を取得し、イベント信号としてアラーム予測装置１０に送信する。
【００１６】
機器４０は、機器制御装置３０により制御される、例えばガスタービンや蒸気タービン等の設備やプラント等である。
【００１７】
なお、本実施形態に係るアラーム予測システム１では、機器４０の一例としてプラントや設備等を想定するが、これに限られない。すなわち、本実施形態に係るアラーム予測システム１は、機器制御装置３０により制御される機器４０として例えばルータ等を用いて、ネットワーク機器の故障等のアラームを予測する場合にも適用され得る。また、同様に、機器４０として各種電子機器を用いて、各種電子機器の故障等のアラームを予測する場合にも適用され得る。
【００１８】
＜ハードウェア構成＞
次に、本実施形態に係るアラーム予測装置１０のハードウェア構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るアラーム予測装置の一例のハードウェア構成図である。
【００１９】
本実施形態に係るアラーム予測装置１０は、入力装置１０１と、表示装置１０２と、外部Ｉ／Ｆ１０３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０５とを有する。また、アラーム予測装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０６と、通信Ｉ／Ｆ１０７と、記憶装置１０８とを有する。これらの各ハードウェアは、バスＢにより通信可能に接続されている。
【００２０】
入力装置１０１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネル等であり、ユーザが各操作信号を入力するのに用いられる。表示装置１０２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であり、処理結果を表示する。なお、入力装置１０１及び／又は表示装置１０２は、必要なときに接続して利用する形態であってもよい。
【００２１】
外部Ｉ／Ｆ１０３は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体１０３ａ等がある。これにより、アラーム予測装置１０は、外部Ｉ／Ｆ１０３を介して記録媒体１０３ａの読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。記録媒体１０３ａには、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＳＤメモリカード、ＵＳＢメモリ等がある。なお、記録媒体１０３ａには、本実施形態を実現するプログラムが格納されてもよい。
【００２２】
ＲＡＭ１０４は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ１０５には、アラーム予測装置１０の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）、ＯＳ（Operating System）設定、及びネットワーク設定等のプログラムやデータが格納されている。
【００２３】
ＣＰＵ１０６は、ＲＯＭ１０５や記憶装置１０８等からプログラムやデータをＲＡＭ１０４上に読み出し、処理を実行することで、アラーム予測装置１０全体の制御や機能を実現する演算装置である。
【００２４】
通信Ｉ／Ｆ１０７は、アラーム予測装置１０をネットワークＮに接続するためのインタフェースである。これにより、アラーム予測装置１０は、通信Ｉ／Ｆ１０７を介してデータ通信を行うことができる。
【００２５】
記憶装置１０８は、プログラムやデータを格納している不揮発性のメモリであり、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（solid state drive）等である。格納されるプログラムやデータには、本実施形態を実現するプログラム、アラーム予測装置１０全体を制御する基本ソフトウェアであるＯＳ、及びＯＳ上において各種機能を提供するアプリケーションソフトウェア等がある。なお、記憶装置１０８は、格納しているプログラムやデータを所定のファイルシステム及び／又はＤＢにより管理している。
【００２６】
本実施形態に係るアラーム予測装置１０は、上記のハードウェア構成を有することにより、後述するような各種処理を実現できる。
【００２７】
＜機能構成＞
次に、本実施形態に係るアラーム予測システム１の機能構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るアラーム予測システムの一例の機能構成図である。
【００２８】
アラーム予測装置１０は、記号化部１１と、予測対象アラーム設定部１２と、イベント列抽出部１３と、予測モデル作成部１４と、アラーム予測部１５とを有する。これら各部は、アラーム予測装置１０にインストール又はダウンロードされる１以上のプログラムが、ＣＰＵ１０６に実行させる処理により実現される。
【００２９】
また、アラーム予測装置１０は、イベント情報記憶部１６と、予測モデル記憶部１７とを利用する。これら各記憶部は、記憶装置１０８又はアラーム予測装置１０にネットワークを介して接続される記憶装置等を用いて実現可能である。
【００３０】
記号化部１１は、機器制御装置３０から受信したイベント信号を、所定の文字又は記号等に変換する。なお、アラーム予測装置１０が有する入力装置１０１を用いてユーザが設定値を入力する操作内容等も、アラームの発生を予測するイベントとして利用されるため、記号化部１１は、このようなイベントを含むイベント信号も所定の文字又は記号等に変換する。
【００３１】
図４を用いて具体的に説明する。図４に示すように、アラーム予測装置１０は、機器４０にイベントが発生した時刻と、発生したイベントの内容とが含まれる。このため、記号化部１１は、発生したイベントの内容を予め定められた所定の記号等に変換する。図４の例では、「空気ブロー弁Ａ，開」を示すイベントが記号「Ａ」に変換され、「ポンプＢ，運転」を示すイベントが記号「Ｂ」に変換されている。このように、記号化部１１は、イベント信号に含まれるイベントの内容を、当該イベントの内容を一意に示す記号に変換する。
【００３２】
ここで、上記のようにイベント信号は、イベントが発生した時刻と、イベントの内容との組である。したがって、例えば図５に示す１行目のイベント信号は、発生した時刻（2004/06/06 000:14:17）をｔとすれば、イベントの内容を示す記号と発生時刻との組（Ａ，ｔ）で表される。このことは、他のイベント信号についても同様であるが、以降では、簡単のため、イベントの内容を示す記号と発生時刻との組を、単に記号のみで表す（すなわち、組「（Ａ，ｔ）」を単に「Ａ」と表す。）。また、以降では、上記のように記号化されたイベント信号を、単に「イベント」とも表す。
【００３３】
予測対象アラーム設定部１２は、ユーザにより指定されたアラームを予測対象アラームに設定する。ここで、予測対象アラームとは、「予測」フェーズにおいて発生を予測したいアラームである。なお、アラームもイベント信号に含まれる。すなわち、例えば、ある機器４０が故障等した場合、この機器４０を制御する機器制御装置３０は、機器４０の故障等を示すイベント信号を、アラーム予測装置１０に送信する。換言すれば、機器４０の故障や異常等の発生を示すイベント信号が、「アラーム」と称される。
【００３４】
イベント列抽出部１３は、予測対象アラーム設定部１２により設定された予測対象アラームを含むイベント列（１以上のイベントの列）を、イベント情報記憶部１６から抽出する。
【００３５】
予測モデル作成部１４は、イベント列抽出部１３により抽出されたイベント列に基づき、予測モデルを作成する。
【００３６】
アラーム予測部１５は、「モデル作成」フェーズにおいて作成された予測モデルに基づき、「予測」フェーズにおいて、アラームの発生を予測する。また、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８を用いて、予測対象アラームが発生する場合に、当該予測対象アラームが発生するまでの間に機器４０で発生する可能性があるイベントを予測する。そして、アラーム予測部１５は、予測結果を監視装置２０に通知する。これにより、例えばプラントのオペレータ等は、当該予測結果に基づき予測対象アラームが発生するまでに、機器４０で発生する可能性があるイベントを知ることができる。なお、状態情報番号１８は、後述するように、予測モデルに含まれる状態情報を一意に識別する番号である。
【００３７】
イベント情報記憶部１６は、記号化部１１により記号化されたイベント信号（すなわち、「イベント」）を、時系列データとして格納している。これについて具体的に説明すると、イベント情報記憶部１６には、例えば図５に示すように、Ｎ日分のイベントが時系列データとして格納されている。つまり、図５の１行目は例えば昨日のイベントが、左から右に、発生した順（時系列順）に格納されている。同様に、図５の２行目は例えば一昨日のイベントが、左から右に、発生した順に格納されている。このように、イベント情報記憶部１６は、記号化されたイベント信号（イベント）を、時系列データとして格納（蓄積）している。
【００３８】
予測モデル記憶部１７は、予測モデル作成部１４により作成された予測モデルが格納される。アラーム予測部１５は、「予測」フェーズにおいて、予測モデル記憶部１７に格納されている予測モデルに基づいて、アラームの発生及び当該アラームが発生するまでの間に機器４０で発生する可能性があるイベントを予測する。ここで、予測モデル記憶部１７に格納されている予測モデルについて、図６を用いて説明する。図６は、予測モデル記憶部に格納された予測モデルの一例を説明するための図である。
【００３９】
図６に示すように、予測モデルは、１以上の「状態情報」と、「状態情報」に関連付けられた「距離」とが含まれる。また、「状態情報」には、予測モデルにおいて当該「状態情報」を一意に識別するための「番号」が付与されている。さらに、「状態情報」には、「現在のイベント列」と「後続のイベント列」とが含まれる。
【００４０】
例えば、番号「４」の状態情報の現在のイベント列は「Ａ」、後続のイベント列は「Ｂ，Ｃ，Ｄ」である。これは、アラーム予測装置１０が機器制御装置３０からイベント「Ａ」を受け取った場合（正確には、イベント「Ａ」に記号化されるイベント信号を受け取った場合）、その後にイベント「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を順に受け取ると予測対象アラームが発生することを示している。また、距離「Ｌ４」は、機器制御装置３０からイベント「Ａ」を受け取った場合において、予測対象アラームが発生するまでの指標値（例えば、予測時間）であり、距離が小さいほど予測対象アラームが発生するまでの時間が短いことを示している。
【００４１】
同様に、例えば、番号「５」の状態情報の現在のイベント列は「Ａ，Ｂ」、後続のイベント列は「Ｃ，Ｄ」である。これは、アラーム予測装置１０が機器制御装置３０からイベントを「Ａ」、「Ｂ」の順に受け取った場合、その後にイベント「Ｃ」、「Ｄ」を順に受け取ると予測対象アラームが発生することを示している。また、距離「Ｌ５」は、機器制御装置３０からイベント「Ａ」、「Ｂ」を順に受け取った場合において、予測対象アラームが発生するまでの指標値である。ここで、距離「Ｌ４」と距離「Ｌ５」との関係を述べると、Ｌ４＞Ｌ５である。
【００４２】
さらに、例えば、番号「６」の状態情報の現在のイベント列は「Ａ，Ｂ，Ｃ」、後続のイベント列は「Ｄ」である。これは、アラーム予測装置１０が機器制御装置３０からイベントを「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の順に受け取った場合、その後にイベント「Ｄ」を受け取ると予測対象アラームが発生することを示している。また、距離「Ｌ６」は、機器制御装置３０からイベント「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を順に受け取った場合において、予測対象アラームが発生するまでの指標値である。ここで、距離「Ｌ６」と、距離「Ｌ４」及び距離「Ｌ５」との関係を述べると、Ｌ４＞Ｌ５＞Ｌ６である。
【００４３】
＜処理の詳細＞
次に、本実施形態に係るアラーム予測システム１の処理の詳細について、図７ないし図１２を用いて説明する。
【００４４】
≪予測モデルの作成≫
まず、「モデル作成」フェーズにおいて、予測モデルを作成する処理について説明する。図７は、本実施形態に係る予測モデルの作成処理の一例のフローチャートである。以降では、一例として、図６に示した予測モデルを作成する場合について説明する。
【００４５】
ステップＳ１１において、ユーザは、入力装置１０１等から予測対象のアラームを指定する。すると、予測対象アラーム設定部１２は、ユーザにより指定されたアラームを予測対象アラームとして設定する。ここで、ユーザは、記号「Ｆ」で表されるイベント（アラーム）を予測対象アラームに指定したものとする。
【００４６】
ステップＳ１２において、イベント列抽出部１３は、予測対象アラーム設定部１２により設定された予測対象アラーム「Ｆ」を含むイベント列を、イベント情報記憶部１６から抽出する。ここで、イベント列抽出部１３は、例えば特開２００４−１５７８３０号公報に開示されているシーケンシャルパターンマイニング（系列パターンマイニング）の手法を用いて、予測対象アラーム「Ｆ」を含むイベント列を、イベント情報記憶部１６から抽出すればよい。
【００４７】
より具体的には、イベント列抽出部１３は、ユーザ等により予め指定された最低出現頻度ａ、最小イベント列長ｍｉｎ、最大イベント列長ｍａｘを入力して、系列パターンマイニングにより、複数のイベント列を抽出する。なお、以降では、３つのイベント列「ＡＢＣＤＥＦ」、「ＡＢＤＦ」、「ＢＣＤＦ」が抽出されたものとして説明する。
【００４８】
ステップＳ１３において、予測モデル作成部１４は、抽出されたイベント列において予測対象アラームに先行するイベント列を抽出する。
【００４９】
より具体的には、上記のステップＳ１２で抽出されたイベント列「ＡＢＣＤＥＦ」、「ＡＢＤＦ」、「ＢＣＤＦ」について、それぞれ、予測対象アラーム「Ｆ」に先行するイベント列「ＡＢＣＤＥ」、「ＡＢＤ」、「ＢＣＤ」を抽出する。
【００５０】
ステップＳ１４において、予測モデル作成部１４は、「現在のイベント列」を「なし」、「後続のイベント列」を上記のステップＳ１３で抽出されたイベント列とした状態情報を作成し、それぞれの距離を最大に設定する。そして、それぞれの状態情報に「番号」を付与し、予測モデルを作成する。
【００５１】
より具体的には、「現在のイベント列」を「なし」、「後続のイベント列」を上記のステップＳ１３で抽出されたイベント列「ＡＢＣＤＥ」とした状態情報を作成し、距離をＬ１（＝Ｍａｘ）に設定する。また、この状態情報を番号「１」とする。
【００５２】
同様に、「現在のイベント列」を「なし」、「後続のイベント列」を上記のステップＳ１３で抽出されたイベント列「ＡＢＤ」とした状態情報を作成し、距離をＬ２（＝Ｍａｘ）に設定する。また、この状態情報を番号「２」とする。
【００５３】
さらに、同様に、「現在のイベント列」を「なし」、「後続のイベント列」を上記のステップＳ１３で抽出されたイベント列「ＢＣＤ」とした状態情報を作成し、距離をＬ３（＝Ｍａｘ）に設定する。また、この状態情報を番号「３」とする。
【００５４】
以上のように作成された番号「１」〜番号「３」の状態情報及び距離を、予測モデルとする。すなわち、これにより、図６で示す予測モデルにおいて、図６（ａ）で示す部分が作成される。
【００５５】
ステップＳ１５において、予測モデル作成部１４は、距離を最大に設定した一の状態情報の「後続のイベント列」の一部を「現在のイベント列」とした状態情報を作成する。この処理の詳細については、図８を用いて後述する。
【００５６】
ステップＳ１６において、予測モデル作成部１４は、距離が最大に設定されている他の状態情報が存在するか否かを判定する。距離が最大に設定されている他の状態情報が存在する場合、ステップＳ１５に戻る一方、距離が最大に設定されている他の状態情報が存在しない場合、処理を終了させる。これは、すなわち、距離が最大に設定されているすべての状態情報について、ステップＳ１５の処理を実行することを意味している。より具体的には、図６（ａ）に示す番号「１」〜番号「３」のすべての状態情報について、それぞれステップＳ１５の処理を実行することを意味している。
【００５７】
次に、上記で説明したステップＳ１５の処理の詳細について、図８を用いて説明する。以降では、図６（ａ）に示す番号「１」の状態情報について、ステップＳ１５の処理を実行する場合について説明する。
【００５８】
ステップＳ２１において、予測モデル作成部１４は、「後続のイベント列」の先頭のイベントを、「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報を作成する。
【００５９】
より具体的には、後続のイベント列「ＡＢＣＤ」の先頭のイベント列「Ａ」を、現在のイベント列「なし」の末尾に移動させた状態情報、すなわち、後続のイベント列が「ＢＣＤ」、現在のイベント列が「Ａ」である状態情報を作成する。
【００６０】
ステップＳ２２において、予測モデル作成部１４は、「現在のイベント列」の末尾のイベントから「後続のイベント」の末尾のイベントまでの距離を算出し、この距離を上記のステップＳ２１で作成した状態情報に設定する。そして、作成した状態情報に「番号」を付与し、予測モデルに追加する。
【００６１】
より具体的には、図９（ａ）に示すように、「現在のイベント列」の末尾のイベント「Ａ」から「後続のイベント列」の末尾のイベント「Ｄ」までの時間を算出し、これを距離Ｌ４とする。すなわち、イベント「Ｂ」が発生した時刻とイベント「Ａ」が発生した時刻との差をｔ１、イベント「Ｃ」が発生した時刻とイベント「Ｂ」が発生した時刻との差をｔ２、イベント「Ｄ」が発生した時刻とイベント「Ｃ」が発生した時刻との差をｔ３とした場合、距離Ｌ４＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３と算出する。そして、この状態情報を番号「４」として図６に示す予測モデルに追加する。
【００６２】
ステップＳ２３において、予測モデル作成部１４は、上記のステップＳ２２で作成した状態情報の「後続のイベント列」のイベント数が１であるか否かを判定する。「後続のイベント列」のイベント数が１でない場合、ステップＳ２１に戻る一方、「後続のイベント列」のイベント数が１である場合、処理を終了させる。すなわち、図８に示す一連の処理により、予測モデル作成部１４は、図６（ｂ）に示す番号「５」の状態情報及び距離Ｌ５、並びに番号「６」の状態情報及び距離Ｌ６を作成し、予測モデルに追加する。このとき、距離Ｌ５及び距離Ｌ６は、それぞれ図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、それぞれＬ５＝ｔ２＋ｔ３、Ｌ６＝ｔ３で算出される。
【００６３】
上記と同様に、図６（ａ）に示す番号「２」の状態情報について、図８に示す一連の処理が行われることにより、図６（ｃ）に示す状態情報及び距離が予測モデルに追加される。また、同様に、図６（ａ）に示す番号「３」の状態情報について、図８に示す一連の処理が行われることにより、図６（ｄ）に示す状態情報及び距離が予測モデルに追加される。このようにして、本実施形態では、「予測」フェーズにおいて、予測対象アラームを予測するための予測モデルが作成される。
【００６４】
なお、図８のステップＳ２２において、図９に示したようにイベントが発生した時刻の差に基づいて距離を算出したが、これに限られず、例えばイベントが発生した時刻の差に所定の重み付けを行って距離を算出してもよい。すなわち、図１０（ａ）に示すように、イベント情報記憶部１６において「Ａ」が出現する回数を「Ｃ１」、「ＡＢ」が出現する回数を「Ｃ２」、「ＡＢＣ」が出現する回数を「Ｃ３」、「ＡＢＣＤ」が出現する回数を「Ｃ４」とする。このとき、距離Ｌ４を以下の式により算出してもよい。なお、このような出現回数は、既知の文字列検索の手法を用いればよい。
【００６５】
【数１】
2016194876.tif 000003
【００６６】
また、同様に、図１０（ｂ）に示すように、距離Ｌ５を以下の式により算出してもよい。
【００６７】
【数２】
2016194876.tif 000004
【００６８】
また、同様に、図１０（ｃ）に示すように、距離Ｌ６を以下の式により算出してもよい。
【００６９】
【数３】
2016194876.tif 000005
【００７０】
以上のことは、距離Ｌ７〜Ｌ１０についても同様である。すなわち、例えば距離Ｌ７及び距離Ｌ８については、イベント情報記憶部１６において「Ａ」が出現する回数、「ＡＢ」が出現する回数、「ＡＢＤ」が出現する回数を用いて、上記で説明したのと同様に重み付けを行えばよい。例えば距離Ｌ９及び距離Ｌ１０については、イベント情報記憶部１６において「Ｂ」が出現する回数、「ＢＣ」が出現する回数、「ＢＣＤ」が出現する回数を用いて、上記で説明したのと同様に重み付けを行えばよい。
【００７１】
≪アラーム予測処理≫
次に、「モデル作成」フェーズで作成された予測モデルに基づいて、アラームの発生を予測する「予測」フェーズの処理について説明する。図１１は、本実施形態に係るアラーム予測処理の一例のフローチャートである。なお、以降では、「モデル作成」フェーズで作成された予測モデルは、図６に示す予測モデルであるものとして説明する。
【００７２】
ステップＳ３１において、アラーム予測部１５は、予測モデル記憶部１７に格納されている予測モデルに含まれる状態情報のうち、最大の距離が設定されている状態情報の番号を取得する。そして、取得した番号を状態情報番号１８として、例えばＲＡＭ１０４等のメモリに保持する。
【００７３】
より具体的には、アラーム予測部１５は、図６の予測モデルから最大の距離が設定されている状態情報の番号「１」、「２」、及び「３」を取得する。そして、取得した番号を状態情報番号１８として保持する。したがって、このとき、状態情報番号１８は｛１、２、３｝である。
【００７４】
ステップＳ３２において、アラーム予測装置１０は、機器制御装置３０からイベント信号を受信する。
【００７５】
ステップＳ３３において、記号化部１１は、機器制御装置３０から受信したイベント信号を、予め定められた所定の記号に変換する。そして、記号化部１１は、記号化したイベント信号（イベント）をイベント情報記憶部１６に格納する。ここで、本ステップにおいてイベント情報記憶部１６に格納したイベントを、便宜上、「判定対象イベント」と表す。
【００７６】
ステップＳ３４において、アラーム予測部１５は、判定対象イベントと、状態情報番号１８として保持している番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭のイベントとが一致するか否かを判定する。判定対象イベントが状態情報番号１８として保持しているいずれかの番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭のイベントと一致する場合は、ステップＳ３５に進む。一方、判定対象イベントが状態情報番号１８として保持しているすべての番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭のイベントと一致しない場合は、ステップＳ３１に戻る。
【００７７】
より具体的には、例えば状態情報番号１８として保持している番号が｛１、２、３｝、判定対象イベントが「Ａ」である場合、アラーム予測部１５は、番号「１」及び「２」の「後続イベント列」の先頭イベント「Ａ」と一致すると判定する。同様に、例えば判定対象イベントが「Ｂ」である場合、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８として保持している番号｛１、２、３｝のうち、番号「３」の「後続イベント列」の先頭イベント「Ｂ」と一致すると判定する。他方、判定対象イベントが「Ｃ」である場合、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８として保持している番号｛１、２、３｝のすべての番号の状態情報の「後続イベント列」の先頭イベントとも一致しないと判定する。
【００７８】
ステップＳ３５において、アラーム予測部１５は、上記のステップＳ３４で一致しないと判定された状態情報の番号を状態情報番号１８から削除する。また、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８において、上記のステップＳ３４で一致すると判定された状態情報の番号を、当該番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭のイベントを「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報の番号に更新する。
【００７９】
より具体には、例えば状態情報番号１８として保持している番号が｛１、２、３｝、一致すると判定された状態情報の番号が「１」及び「２」、一致しないと判定された状態情報の番号が「３」である場合、アラーム予測部１５は状態情報番号１８から「３」を削除する。また、アラーム予測部１５は、番号「１」を、当該番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭イベント「Ａ」を「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報の番号「４」に更新する。同様に、アラーム予測部１５は、番号「２」を、当該番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭イベント「Ａ」を「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報の番号「７」に更新する。したがって、これにより状態情報番号１８として保持している番号は、｛４、７｝となる。
【００８０】
同様に、例えば状態情報番号１８として保持している番号が｛４、７｝、一致すると判定された状態情報の番号が「４」及び「７」である場合、アラーム予測部１５は、番号「４」を、当該番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭イベント「Ｂ」を「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報の番号「５」に更新する。また、アラーム予測部１５は、番号「７」を、当該番号の状態情報の「後続のイベント列」の先頭イベント「Ｂ」を「現在のイベント列」の末尾に移動させた状態情報の番号「８」に更新する。したがって、これにより状態情報番号１８として保持している番号は、｛５、８｝となる。
【００８１】
ステップＳ３６において、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８として保持している番号の状態情報を予測モデル記憶部１７から取得し、取得した状態情報を含む予測結果を監視装置２０に送信して例えば図１２に示すようなアラーム予測画面を表示させる。
【００８２】
すなわち、監視装置２０には、予測結果に含まれる状態情報の「現在のイベント列」及び「後続のイベント列」が表示される。図１２の例では、番号「５」及び番号「８」の状態情報を含む予測結果を監視装置２０に送信した場合のアラーム予測画面を示している。
【００８３】
また、図１２に示すように、アラーム予測画面には「アラーム発生までの予測時間」が表示される。これは、予測結果に含まれる状態情報の距離の最大、最小、及び平均である。図１２の例では、「最大」として番号「５」の状態情報の距離Ｌ５（＝２０分）が、「最小」として番号「８」の状態情報の距離Ｌ８（＝１０分）、及び距離Ｌ５と距離Ｌ８の「平均」（＝１５分）が表示されている。これにより、例えばプラント等のオペレータは、監視装置２０に表示されたアラーム予測画面により、発生した現在のイベント列と、予測対象アラームが発生する場合に、発生する可能性がある後続のイベント列とを知ることができる。さらに、例えばプラント等のオペレータは、予測対象アラームが発生する場合の最大、最小、及び平均の予測時間を知ることができる。
【００８４】
以上により、例えばプラント等のオペレータ等のユーザは、アラーム予測画面に表示された発生する可能性がある後続のイベント列と、予測対象アラームが発生するまでの予測時間とに基づき、予測対象アラームの発生を防止又は回避するための対応を行うことができるようになる。
【００８５】
ステップＳ３７において、アラーム予測部１５は、状態情報番号１８として保持している番号の状態情報のいずれかの距離が、予め設定された所定の閾値以下であるか否かを判定する。所定の閾値以下の距離が存在しない場合、ステップＳ３２に戻る一方、所定の閾値以下の距離が存在する場合、ステップＳ３８に進む。
【００８６】
ステップＳ３８において、アラーム予測部１５は、予測対象アラームの発生が近いことを示す通知を監視装置２０に送信する。監視装置２０は、当該通知を受け取ると、例えばアラーム予測画面において、予測対象アラームの発生が近いことを示すメッセージを表示させる。また、監視装置２０は、例えば、予測対象アラームの発生が近いことを示す警告音等を発してもよい。これにより、例えばプラント等のオペレータは、予測対象アラームの発生が近いことを知ることができる。
【００８７】
＜まとめ＞
以上のように、本実施形態に係るアラーム予測システム１では、時系列データとして蓄積されているイベントに基づき、指定されたアラームを予測するための予測モデルを作成する。そして、本実施形態に係るアラーム予測システム１では、作成された予測モデルに基づき予測を行う際に、予測対象アラームが発生する場合に、発生する可能性があるイベント列や発生するまでの時間等の情報を提示する。したがって、ユーザは、提示された情報に基づき、予測対象アラームの発生を防止又は回避するための対応を行うことができるようになる。
【００８８】
なお、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１      アラーム予測システム
１０    アラーム予測装置
１１    記号化部
１２    予測対象アラーム設定部
１３    イベント列抽出部
１４    予測モデル作成部
１５    アラーム予測部
１６    イベント情報記憶部
１７    予測モデル記憶部
１８    状態情報番号
２０    監視装置
３０    機器制御装置
４０    機器
【図１】
2016194876.tif 000006
【図２】
2016194876.tif 000007
【図３】
2016194876.tif 000008
【図４】
2016194876.tif 000009
【図５】
2016194876.tif 000010
【図６】
2016194876.tif 000011
【図７】
2016194876.tif 000012
【図８】
2016194876.tif 000013
【図９】
2016194876.tif 000014
【図１０】
2016194876.tif 000015
【図１１】
2016194876.tif 000016
【図１２】
2016194876.tif 000017