(57)【要約】  本発明の監視装置１００は、予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部１２１と、監視対象で動作計画に従って実行される処理の間に、予測した他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部１２２と、を備える。
2020189212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項２】
請求項１に記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する、
監視方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の監視方法であって、
前記動作計画に変更が生じた場合に、変更された前記動作計画に従って実行される処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で変更された前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の監視方法であって、
前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に前記監視対象に対する処理が追加された場合に、当該追加された処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に追加された処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載の監視方法であって、
前記要素の性質を表す当該要素の制御の可否に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
【請求項７】
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を備えた監視装置。
【請求項８】
請求項７に記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する計画変更部を備えた、
監視装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の監視装置であって、
前記予測部は、前記動作計画に変更が生じた場合に、変更された前記動作計画に従って実行される処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記判定部は、前記監視対象で変更された前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに記載の監視装置であって、
前記予測部は、前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に前記監視対象に対する処理が追加された場合に、当該追加された処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記判定部は、前記監視対象で前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に追加された処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視装置。
【請求項１１】
請求項７乃至１０のいずれかに記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する特定部を備えた、
監視装置。
【請求項１２】
情報処理装置に、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータにて読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムを記憶したコンピュータにて読み取り可能な記憶媒体であって、
前記情報処理装置に、予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する計画変更部をさらに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータにて読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載のプログラムを記憶したコンピュータにて読み取り可能な記憶媒体であって、
前記情報処理装置に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する特定部をさらに実現させるためのプログラムを記憶したコンピュータにて読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視方法、監視装置、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工場や処理施設などのプラントでは、各種センサから計測できる各要素の観測値である時系列データを分析し、異常状態が発生したことや製造条件の変更が発生したことなど、プラントの状態の変化を検出することが行われている。なお、プラントにおいて計測される各要素の計測値は、例えば、温度、圧力、流量、消費電力値、原料の供給量、残量などがある。そして、プラントの状態の変化を検出する方法としては、複数の時系列データの相関関係を表すモデルを生成しておき、新たに観測した時系列データが、モデルによって表された相関関係を維持しているか否かを調べ、モデルの相関関係を維持していない場合に異常状態が発生したことを検出する、という方法がある。【０００３】
ここで、上述した監視対象の異常状態を検出するためのモデルは、監視対象が正常状態である場合の計測値である時系列データ間の相関関係を表しているため、一方の計測値から他方の計測値を予測することが可能である。このため、一方の計測値を変更することによって他方の計測値をシミュレーションすることができ、監視対象の運用の制御を行うことができる。【０００４】
ところが、各センサ間の相関関係に従うと、一方の時系列データの計測値に対して、他方の時系列データの計測値が、計測対象となる要素（例えば、温度やＣＰＵ使用率）の許容範囲を超えてしまう場合が生じうる。すると、かかる他方の要素がボトルネックとなり、適切な運用制御を行うことができないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８７２９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、要素がボトルネックとなることにより監視対象の適切な運用制御を行うことができない、という問題に対して、特許文献１では、一方の要素の計測値に対して他方の要素の計測値が許容範囲を超えるか否かを調べ、ボトルネックとなる要素を特定する、ことを行っている。【０００７】
しかしながら、上述した技術では、ボトルネックとなる要素を特定しているだけであって、監視対象の運用が可能か否かを判定するまでには至っていない。このため、ボトルネックとなり得る状況を不要に排除してしまう恐れがあり、適切な運用が困難となる場合が生じうる。【０００８】
このため、本発明の目的は、監視対象の適切な運用が困難である、ことを解決することができる監視方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態である監視方法は、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
という構成を有する。【００１０】
また、本発明の一形態である監視装置は、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を備えた、
という構成を有する。【００１１】
また、本発明の一形態であるプログラムは、
情報処理装置に、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を実現させる、
という構成を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、以上のように構成されることにより、監視対象の適切な運用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１における監視装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図３】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図４】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図５】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図６】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図７】図１に開示した監視装置による処理の様子を示す図である。
【図８】図１に開示した監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】図１に開示した監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態２における監視装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施形態２における監視装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施形態２における監視装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、監視装置の構成を説明するための図であり、図２乃至図９は、監視装置の処理動作を説明するための図である。
【００１５】
［構成］
本発明における監視装置１０は、プラントなどの監視対象Ｐ（対象）に接続されている。そして、監視装置１０は、監視対象Ｐの各要素の計測値を取得して分析し、分析結果に基づいて監視対象Ｐの状態を監視するために利用される。例えば、監視対象Ｐは、製造工場や処理施設などのプラントであり、各要素の計測値は、プラント内の温度、圧力、流量、消費電力値、原料の供給量、残量など、複数種類の情報からなる。そして、監視する監視対象Ｐの状態は、本実施形態では、監視対象Ｐの異常状態であることとし、監視装置１０は、後述するように、各要素の相関関係を表す相関モデルを用いて、計測値から異常度を算出して、かかる異常度から異常状態であることを検出して通知する処理を行う。
【００１６】
ここで、本実施形態では、監視対象Ｐであるプラントは、予め設定された稼働計画データ（動作計画）に従って稼働するよう構成されている。例えば、稼働計画データには、監視対象Ｐであるプラントが稼働して製品を製造するときの製造条件と、かかる製造条件で稼働する日時と、が含まれている。このため、監視対象Ｐは、設定された日時に、設定された製造条件で稼働することとなる。一例として、監視対象Ｐであるプラントは、後述するように、３種類の製造稼働条件Ａ，Ｂ，Ｃのいずれかで稼働するよう計画されていることとする。
【００１７】
但し、本発明における監視対象Ｐは、プラントであることに限定されず、情報処理システムなどの設備といったいかなるものであってもよい。例えば、監視対象Ｐが情報処理システムである場合には、監視装置１０は、情報処理システムを構成する各情報処理装置のＣＰＵ（Central Processing Unit）使用率、メモリ使用率、ディスクアクセス頻度、入出力パケット数、消費電力値などを、各要素の計測値として計測し、かかる計測値を分析して情報処理システムの状態を監視してもよい。
【００１８】
上記監視装置１０は、演算装置と記憶装置とを備えた１台又は複数台の情報処理装置にて構成される。そして、監視装置１０は、図１に示すように、演算装置がプログラムを実行することで構築された、計測部１１、学習部１２、検出部１３、予測部１４、判定部１５、特定部１６、を備える。また、監視装置１０は、記憶装置に形成された、計測データ記憶部１７、モデル記憶部１８、計画データ記憶部１９、性質データ記憶部２０、を備える。以下、各構成について詳述する。
【００１９】
上記計測部１１は、監視対象Ｐに設置された各種センサａ，ｂ，ｃ，ｄにて計測された各要素の計測値を所定の時間間隔で時系列データとして取得して、計測データ記憶部１７に記憶する。このとき、計測する要素は複数種類あるため、計測部１１は、図２の符号Ｔに示すような複数要素の時系列データの集合である時系列データセットを取得する。なお、計測部１１による時系列データセットの取得及び記憶は常時行われており、取得された時系列データセットは、後述するように、監視対象Ｐの正常状態を表す相関モデルを生成するとき、監視対象Ｐの状態を監視するとき、にそれぞれ使用される。
【００２０】
上記学習部１２は、図２に示すように、監視対象Ｐが予め正常状態であると判断されたときに計測された時系列データセットＴを入力して、正常状態における各要素間の相関関係を表す相関モデルＭを生成する。例えば、相関モデルは、複数要素のうち、任意の２要素の計測値の相関関係を表す相関関数を含む。相関関数は、任意の２要素のうちの一方の要素の入力値に対して他方の要素の出力値を予測する関数である。このとき、相関モデルに含まれる各要素間の相関関数には、それぞれ重みが設定される。学習部１２は、上述したような複数の要素間の相関関数の集合を相関モデルＭとして生成し、モデル記憶部１８に記憶する。一例として、図２に示す相関モデルＭでは、要素ａと要素ｂとの計測値は相関関数ｆ（ａ，ｂ）の相関関係を有することを示しており、逆に、要素ｂと要素ｃとの計測値は相関関係を有さないことを示している。
【００２１】
なお、本実施形態では、監視対象Ｐであるプラントは、上述したように複数の製造条件で稼働することとなるため、学習部１２は、監視対象Ｐが各製造条件でそれぞれ稼働する場合における正常状態を表す相関モデルを生成する。例えば、監視対象Ｐであるプラントは、各製造条件Ａ，Ｂ，Ｃで稼働することとなるが、各製造条件Ａ，Ｂ，Ｃで監視対象Ｐが正常状態である場合の相関モデルＭをそれぞれ生成する。
【００２２】
上記検出部１３は、上述した相関モデルＭを生成した後に計測された時系列データセットＴを取得して、当該時系列データセットＴの分析を行い、監視対象Ｐの異常状態を検出する。具体的に、検出部１３は、監視対象Ｐから計測された時系列データセットＴを入力して、モデル記憶部１８に記憶されている相関モデルＭを用いて、監視対象Ｐが異常状態である度合いを表す異常度（異常状態を表す情報）を算出する。このとき、検出部１３は、監視対象Ｐであるプラントの稼働計画データを参照して、監視対象Ｐの稼働状況（動作）を特定し、特定した稼働状況に対応する相関モデルＭを用いて異常度の算出を行う。例えば、監視対象Ｐが「製造条件Ｂ」で稼働していることを特定した場合には、「製造条件Ｂ」に対応する相関モデルＭを設定する。ここで、上述した稼働計画データは、上記計画データ記憶部１９に記憶されている。稼働計画データは、例えば、図３の上段に示すように、フェーズ１として２日間毎に製造条件Ａ，Ｂ，Ｃの順番で稼働する計画を表すデータである。
【００２３】
そして、検出部１３は、監視対象Ｐの稼働状況に対応して設定した相関モデルＭを用いて、所定の２要素間の相関関数に、計測された一方の要素の入力値を入力して他方の要素の出力値を予測し、かかる予測値と実際の計測値との差分を調べる。このとき、差分が所定以上の場合、かかる２要素間の相関関係の相関破壊として検出する。検出部１３は、複数の要素間の相関関数の差分や相関破壊の状況を調べ、差分の大きさやその相関関数の重み、相関破壊の数などに応じて、異常度を算出する。検出部１３は、例えば、相関破壊の度合いが大きいほど、監視対象Ｐが異常状態である度合いが高いとして、異常度の値を高く算出する。そして、検出部１３は、時系列データセットの各時間について異常度の算出を行い、異常度が閾値以上の場合に、監視対象Ｐが異常状態となったことを検出する。但し、検出部１３による異常状態の検出方法は、上述した方法に限定されず、いかなる方法であってもよい。
【００２４】
上記予測部１４は、上述した相関モデルＭを用いて、所定の２要素間の相関関数に、一方の要素に対して計測値を変化させて入力し、そのときの他方の要素の計測値を予測する。つまり、相関モデルＭを用いて、一方の要素の計測値から、他方の要素の計測値をシミュレーションする。このとき、監視対象Ｐであるプラントは、上述した稼働計画データに従って稼働するため、時間の変化により監視対象Ｐの稼働状況つまり製造条件が変化する。これに併せて、予測部１４は、稼働計画データに応じた稼働状況つまり製造条件に対応する相関モデルＭを用いて、要素の計測値を予測する。例えば、図３の上図は稼働計画データのフェーズ１を示しており、監視対象Ｐの稼働状況は製造条件Ａ，Ｂ，Ｃの順に変化するため、これに対応して予測部１４は、予測に用いる相関モデルＭを、それぞれ製造条件Ａ，Ｂ，Ｃに対応するものに変更する。そして、予測部１４は、図３の下図に示すように、各製造条件Ａ，Ｂ，Ｃに対応して設定した相関モデルＭを用いて、ある要素間における一方の要素の値を変化させたときの他方の要素の値である「温度」の変化を予測する。なお、相関モデルＭに入力する一方の要素の値は、例えば、各時間において取り得る範囲内で変化させてもよく、製造条件や時間の経過に応じて取り得る範囲内で変化させてもよい。
【００２５】
また、予測部１４は、後述するように判定部１５にて稼働計画データの変更や追加があると、かかる変更や追加された稼働計画データに従って、上述同様に相関モデルＭを用いて、一方の要素の値から他方の要素の値を予測する。
【００２６】
上記判定部１５は、上述したように監視対象Ｐが稼働計画データに従って稼働している間において予測した要素の計測値が、当該要素に対応して設定された許容値を超えるか否かを判定する。ここで、例えば、予測する要素の値が「温度」である場合に、図３の下図の点線で示す許容値が設定されていることとする。この場合、監視対象Ｐが図３上図の稼働計画データのフェーズ１に従って稼働している間に、図３下図に示すように、予測する要素の値である「温度」が、「２／６」に「製造条件Ｃ」で稼働しているときに許容値を超えていると判定する。
【００２７】
この場合、判定部１５（計画変更部）は、予測した要素の値である「温度」がボトルネックとなると判断し、かかる要素の値である「温度」が許容値を超えないよう監視対象Ｐの稼働状況の計画を表す稼働計画データを変更する。例えば、判定部１５は、予測した要素の値である「温度」が「製造条件Ｃ」で許容値を超えたため、かかる「製造条件Ｃ」での稼働時間を減少させるように稼働計画データを変更する。一例として、図４の上図に示すように、フェーズ１において、「製造条件Ａ」の稼働時間を２日間から３日間に延ばして稼働し、その後「製造条件Ｂ」を当初の計画のまま２日間稼働し、さらにその後、「製造条件Ｃ」を２日間から１日間に減らして稼働する、という計画に変更して、変更した稼働計画データを計画データ記憶部１９に記憶する。
【００２８】
ここで、上述したように稼働計画データが変更されると、上記予測部１４にて、変更された稼働計画データに従って、上述同様に相関モデルＭを用いた要素の値の予測が再度行われる。そして、判定部１５は、このように変更された稼働計画データに従って行われた要素の値の予測値が当該要素に対応して設定された許容値を超えるか否かを判定する。例えば、監視対象Ｐが図４上図の変更された稼働計画データのフェーズ１に従って稼働している間に、図４下図に示すように、予測する要素の値である「温度」は許容値を超えていない、と判定する。
【００２９】
さらに、判定部１５は、上述した稼働計画データに、さらに計画を追加してもよい。例えば、上述したように、稼働計画データを変更した結果、予測する要素の値である「温度」が許容値を超えていない場合には、稼働計画データの変更を補う計画を追加する。例えば、上述した稼働計画データの変更では、当初の計画と比較して、「製造条件Ｃ」での稼働時間が減少している。このため、判定部１５は、「製造条件Ｃ」の稼働時間を追加したいが、図３に示すように「製造条件Ｃ」を連続して２日間連続して稼働すると「温度」が許容値を超えてしまう可能性がある。このことから、判定部１５は、図５の上段に示すように、「フェーズ１」の最後に稼働する「製造条件Ｃ」の後に１日間「製造条件Ｂ」を稼働し、その後、１日間「製造条件Ｃ」を稼働する、といった「フェーズ２」を計画して、稼働計画データに追加する。
【００３０】
そして、上述したように稼働計画データが追加されると、上述同様に、上記予測部１４にて、追加された稼働計画データに従って相関モデルＭを用いた要素の値の予測が再度行われる。そして、判定部１５は、追加された稼働計画データに従って行われた要素の値の予測値が当該要素に対応して設定された許容値を超えるか否かを判定する。例えば、監視対象Ｐが図５上図の追加された稼働計画データの「フェーズ２」に従って稼働している間に、図５下図に示すように、予測する要素の値である「温度」は許容値を超えていない、と判定する。
【００３１】
上記特定部１６は、上述した判定部１５において予測した要素の値が許容値を超えてしまった場合に、予測の際に相関モデルＭに入力した一方の要素を特定する。このとき、特定部１６は、性質データ記憶部２０に記憶されている要素の性質を表す性質データに基づいて、要素を特定する。ここで、性質データは、例えば、図６に示すように、各センサで計測される各要素の制御可否の度合いを表す制御度である。このとき、制御度は、数値が大きいほど制御しやすいことを表している。例えば、要素ｄは制御度「０」であり、大気の気温や湿度など制御できないことを表していることとなる。また、要素ｂは制御度「５」であって他よりも高い値であり、作業者が容易に設定変更可能で制御が容易であることを表している。なお、制御度は、上述した値であることに限定されず、単に制御可能であるか否かを表す値であってもよい。例えば、制御が難しい外気温、工事により制御が可能な配管温度、設置済みのヒータにより制御が容易な配管の温度を、二値または多値の数値によって区別することで、制御度として表してもよい。
【００３２】
そして、特定部１６は、性質データに基づいて、例えば制御度が最も高い要素を特定する。ここで、仮に、図７に相関モデルＭにおいて、点線矢印で接続された要素間で予測した要素の値が許容値を超えてしまったとする。なお、図７の例では、要素ｂと要素ａの間と、要素ｄと要素ｃの間、で予測した要素の値が許容値を超えてしまったとする。このとき、入力した要素は、それぞれ要素ｂと要素ｄであるが、このうち制御度が高い要素ｂを特定し、かかる要素ｂを含む相関関係も特定する（点線楕円参照）。
【００３３】
なお、特定部１６は、必ずしも上述した方法で要素を特定することに限定されない。例えば、特定部１６は、必ずしも制御度に基づいて要素を特定することに限定されず、他の要素の性質を表す性質データを用いて、要素を特定してもよい。一例として、性質データを、監視対象Ｐにおける要素の必要性の度合いや、監視対象Ｐに対して要素が影響を与える度合い、などとしてもよい。
【００３４】
なお、上記では、１つのセンサによる計測値は、１つの要素から生じた状態を計測した値であることとしている。例えば、「センサ」の計測値が「温度」である場合に、「要素」は「プラント内の温度」を計測した値であることとしている。但し、本発明では、１つのセンサによる計測値は、複数の生成源（要素）によって生じた状態を計測した値であってもよい。例えば、「センサ」の計測値が「振動数」である場合に、かかる「振動数」は「生成源である機械の振動の周波数成分」と「生成源である地震による振動の周波数成分」とによる「振動数」を計測した値であってもよい。この場合、上記特定部１６は、要素の計測値から各成分値を抽出し、かかる成分値の特性から当該成分値を生じさせる生成源を特定する。そして、特定した生成源の中から、最終的に生成源をさらに特定してもよい。この場合、上述した要素の性質を表す性質データと同様に、生成源の制御度などの性質を表すデータを予め記憶しておき、かかるデータに基づいて生成源を特定してもよい。
【００３５】
［動作］
次に、上述した監視装置１０の動作を、主に図８乃至図９のフローチャートを参照して説明する。まず、図８のフローチャートを参照して、監視対象Ｐの正常状態である場合における、各要素間の相関関係を表す相関モデルを生成するときの動作を説明する。
【００３６】
監視装置１０は、まず、監視対象Ｐが稼働条件Ａで稼働しているときであり、当該監視対象Ｐが正常状態であると判断されたときに計測された時系列データセットである学習用のデータを、計測データ記憶部１７から読み出して入力する（ステップＳ１）。そして、監視装置１０は、入力した時系列データから、各要素間の相関関係を学習し（ステップＳ２）、当該各要素間の相関関係を表す相関モデルを生成する（ステップＳ３）。そして、監視装置１０は、生成した相関モデルを、監視対象Ｐが稼働条件Ａで稼働しているときの正常状態を表す相関モデルとしてモデル記憶部１８に記憶しておく。このようにして、監視装置１０は、監視対象Ｐが稼働条件Ｂで稼働しているときの正常状態を表す相関モデル、監視対象Ｐが稼働条件Ｃで稼働しているときの正常状態を表す相関モデル、さらに必要であれば、他の稼働条件で稼働しているときの相関モデルも生成して、モデル記憶部１８に記憶しておく。
【００３７】
次に、図９のフローチャートを参照して、稼働計画データに従って各センサから計測されうる計測値を予測する場合の動作を説明する。なお、稼働計画データとして、はじめに図３の上段に示す「フェーズ１」が予め記憶されていることとする。
【００３８】
監視装置１０は、まず、計画データ記憶部１９から稼働計画データを取得し、監視対象Ｐの稼働状況を調べる。そして、監視装置１０は、稼働計画データに応じた稼働状況つまり製造条件に対応する相関モデルＭを用いて、各センサからの計測値を予測する。例えば、監視対象Ｐの稼働状況は時間の経過と共に製造条件Ａ，Ｂ，Ｃと順に変化するため、これに対応して予測に用いる相関モデルＭを、それぞれ製造条件Ａ，Ｂ，Ｃに対応するものに変更する。そして、監視装置１０は、図３の下図に示すように、各製造条件Ａ，Ｂ，Ｃに対応して設定した相関モデルＭを用いて、ある要素間における相関関数から、一方の要素の値を変化させたときの他方の要素の値である「温度」の変化を予測する（ステップＳ１１）。
【００３９】
続いて、監視装置１０は、監視対象Ｐが稼働計画データに従って稼働している間において予測した要素の計測値が、当該要素に対応して設定された許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１２）。このとき、監視装置１０は、例えば図３下図に示すように、予測する要素の値である「温度」が、「２／６」に「製造条件Ｃ」で稼働しているときに許容値を超えてしまっていると判定した場合には（ステップＳ１２でＮｏ）、稼働計画データを変更する（ステップＳ１３）。ここでは、図４の上図に示すように、フェーズ１において、まず３日間「製造条件Ａ」で稼働し、その後、計画通り２日間「製造条件Ｂ」で稼働し、さらにその後は、当初２日間であった「製造条件Ｃ」を１日間だけ稼働する、という計画に変更することとする。
【００４０】
続いて、監視装置１０は、稼働計画データが変更されると、当該変更された稼働計画データに従って、上述同様に相関モデルＭを用いた要素の値の予測を再度行う（ステップＳ１４）。そして、監視装置１０は、変更された稼働計画データに従って行われた要素の値の予測値が当該要素に対応して設定された許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１５）。例えば、図４下図の場合には、予測する要素の値である「温度」は許容値を超えていない、と判定する（ステップＳ１５でＹｅｓ）。
【００４１】
なお、監視装置１０は、稼働計画データに、さらに計画を追加してもよい（ステップＳ１３）。例えば、上述したように、稼働計画データを変更した結果に応じて、稼働計画データの変更を補う計画を追加してもよい。例えば、図５の上段に示すように、稼働計画データに、１日ずつ「製造条件Ｂ」と「製造条件Ｃ」で稼働する計画の「フェーズ２」を追加してもよい。この場合、監視装置１０は、上述同様に、追加された稼働計画データに従って要素の値の予測を再度行い（ステップＳ１４）、許容値を超えていないか判定する（ステップＳ１５）。
【００４２】
また、監視装置１０は、予測した要素の値が許容値を超えてしまった場合であって、稼働計画データを変更しない場合には（ステップＳ１５でＮｏ）、予測の際に相関モデルＭに入力した一方の要素を特定する（ステップＳ１６）。このとき、監視装置１０は、要素の制御度など性質を表す性質データに基づいて、要素を特定する。そして、監視装置１０は、特定した要素を監視者などに出力する。
【００４３】
以上のように、本発明では、監視対象Ｐにおける計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、動作計画に従って処理が実行された場合に予測した計測値が許容値を超えるか否かを判定している。このため、実際の動作計画において他方の計測値の計測対象となる要素がボトルネックとなるか否かを判定することができる。その結果、かかる判定結果を参照して制御値を変更するなど容易に解決策をとることができ、過度の安全対策が不要となり、適切に監視対象Ｐを運用することができる。
【００４４】
また、本発明では、計測値の予測に応じて、監視対象Ｐの動作計画を変更している。これにより、動作計画を一部修正するなど容易に解決策をとることができ、過度の安全対策が不要となり、適切に監視対象Ｐを運用することができる。
【００４５】
さらに、本発明では、ボトルネックとなってしまう要素の要因となる入力側の要素のうち、かかる要素の性質に応じて要素を特定している。これにより、特定した要素に対する対応をとることができ、適切に監視対象を運用することができる。
【００４６】
＜実施形態２＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図１０乃至図１２を参照して説明する。図１０乃至図１１は、実施形態２における監視装置の構成を示すブロック図であり、図１２は、監視装置の動作を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、実施形態１で説明した監視装置及び監視装置による処理方法の構成の概略を示している。
【００４７】
まず、図１０を参照して、本実施形態における監視装置１００のハードウェア構成を説明する。監視装置１００は、一般的な情報処理装置にて構成されており、一例として、以下のようなハードウェア構成を装備している。
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１（演算装置）
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２（記憶装置）
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０３（記憶装置）
・ＲＡＭ１０３にロードされるプログラム群１０４
・プログラム群１０４を格納する記憶装置１０５
・情報処理装置外部の記憶媒体１１０の読み書きを行うドライブ装置１０６
・情報処理装置外部の通信ネットワーク１１１と接続する通信インタフェース１０７
・データの入出力を行う入出力インタフェース１０８
・各構成要素を接続するバス１０９
【００４８】
そして、監視装置１００は、プログラム群１０４をＣＰＵ１０１が取得して当該ＣＰＵ１０１が実行することで、図１１に示す予測部１２１と判定部１２２を構築して装備することができる。なお、プログラム群１０４は、例えば、予め記憶装置１０５やＲＯＭ１０２に格納されており、必要に応じてＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０３にロードして実行する。また、プログラム群１０４は、通信ネットワーク１１１を介してＣＰＵ１０１に供給されてもよいし、予め記憶媒体１１０に格納されており、ドライブ装置１０６が該プログラムを読み出してＣＰＵ１０１に供給してもよい。但し、上述した予測部１２１と判定部１２２とは、電子回路で構築されるものであってもよい。
【００４９】
なお、図１０は、監視装置１００である情報処理装置のハードウェア構成の一例を示しており、情報処理装置のハードウェア構成は上述した場合に例示されない。例えば、情報処理装置は、ドライブ装置１０６を有さないなど、上述した構成の一部から構成されてもよい。
【００５０】
そして、監視装置１００は、上述したようにプログラムによって構築された予測部１２１と判定部１２２との機能により、図１２のフローチャートに示す監視方法を実行する。
【００５１】
図１２に示すように、監視装置１００は、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し（ステップＳ１０１）、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００５２】
本発明は、以上のように構成されることにより、監視対象における計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、動作計画に従って処理が実行された場合に予測した計測値が許容値を超えるか否かを判定している。このため、実際の動作計画において他方の計測値の計測対象となる要素がボトルネックとなるか否かを判定することができ、かかる判定結果を参照して適切に監視対象を運用することができる。
【００５３】
なお、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００５４】
以上、上記実施形態等を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
【００５５】
なお、本発明は、日本国にて２０１９年３月１９日に特許出願された特願２０１９−０５１１７１の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願に記載された内容は、全て本明細書に含まれるものとする。
【００５６】
＜付記＞
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうる。以下、本発明における監視方法、監視装置、プログラムの構成の概略を説明する。但し、本発明は、以下の構成に限定されない。
（付記１）
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
（付記２）
付記１に記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する、
監視方法。
（付記３）
付記１又は２に記載の監視方法であって、
前記動作計画に変更が生じた場合に、変更された前記動作計画に従って実行される処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で変更された前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
（付記４）
付記１乃至３のいずれかに記載の監視方法であって、
前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に前記監視対象に対する処理が追加された場合に、当該追加された処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に追加された処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
（付記６）
付記５に記載の監視方法であって、
前記要素の性質を表す当該要素の制御の可否に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
（付記７）
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を備えた監視装置。
（付記８）
付記７に記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する計画変更部を備えた、
監視装置。
（付記９）
付記７又は８に記載の監視装置であって、
前記予測部は、前記動作計画に変更が生じた場合に、変更された前記動作計画に従って実行される処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記判定部は、前記監視対象で変更された前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視装置。
（付記１０）
付記７乃至９のいずれかに記載の監視装置であって、
前記予測部は、前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に前記監視対象に対する処理が追加された場合に、当該追加された処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記判定部は、前記監視対象で前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に追加された処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視装置。
（付記１１）
付記７乃至１０のいずれかに記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する特定部を備えた、
監視装置。
（付記１２）
情報処理装置に、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を実現させるためのプログラム。
（付記１３）
付記１２に記載のプログラムであって、
前記情報処理装置に、予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する計画変更部をさらに実現させるためのプログラム。
（付記１４）
付記１２又は１３に記載のプログラムであって、
前記情報処理装置に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する特定部をさらに実現させるためのプログラム。
【符号の説明】
【００５７】
１０  監視装置
１１  計測部
１２  学習部
１３  検出部
１４  予測部
１５  判定部
１６  特定部
１７  計測データ記憶部
１８  モデル記憶部
１９  計画データ記憶部
２０  性質データ記憶部
Ｐ  監視対象
１００  監視装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０４  プログラム群
１０５  記憶装置
１０６  ドライブ装置
１０７  通信インタフェース
１０８  入出力インタフェース
１０９  バス
１１０  記憶媒体
１１１  通信ネットワーク
１２１  予測部
１２２  判定部
【図１】
2020189212.tif 000003
【図２】
2020189212.tif 000004
【図３】
2020189212.tif 000005
【図４】
2020189212.tif 000006
【図５】
2020189212.tif 000007
【図６】
2020189212.tif 000008
【図７】
2020189212.tif 000009
【図８】
2020189212.tif 000010
【図９】
2020189212.tif 000011
【図１０】
2020189212.tif 000012
【図１１】
2020189212.tif 000013
【図１２】
2020189212.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和3年8月20日(2021.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項２】
請求項１に記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する、
監視方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の監視方法であって、
前記動作計画に変更が生じた場合に、変更された前記動作計画に従って実行される処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で変更された前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の監視方法であって、
前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に前記監視対象に対する処理が追加された場合に、当該追加された処理に対応する前記相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測し、
前記監視対象で前記動作計画が変更されることにより当該動作計画に追加された処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する、
監視方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の監視方法であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
【請求項６】
請求項５に記載の監視方法であって、
前記要素の性質を表す当該要素の制御の可否に基づいて、当該要素を特定する、
監視方法。
【請求項７】
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を備えた監視装置。
【請求項８】
請求項７に記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値の判定結果に応じて、前記動作計画を変更する計画変更部を備えた、
監視装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の監視装置であって、
予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超える場合における前記一方の計測値を生じさせる要素のうち、予め設定された前記要素の性質に基づいて、当該要素を特定する特定部を備えた、
監視装置。
【請求項１０】
情報処理装置に、
予め設定された動作計画に従って監視対象で実行される処理に対応する、当該監視対象から計測された計測値間の相互関係を表す相関モデルに基づいて、一方の計測値を変化させたときの他方の計測値を予測する予測部と、
前記監視対象で前記動作計画に従って実行される処理の間に、予測した前記他方の計測値が当該他方の計測値に設定された許容値を超えるか否かを判定する判定部と、
を実現させるためのプログラム。
【国際調査報告】
2020189212.tif 000015
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