(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器の入出力特性を表わす計器特性値の時間による変化を分析して、前記計器の傾向を評価する計器評価システムであって、
前記計器特性値と前記時間との相関係数を演算する相関係数演算部と、
前記相関係数演算部の演算結果に基づいて、前記計器特性値に前記時間との相関があるか否かを判断する相関判断部と、
今回検査時までの計器特性値に基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算する特性値予測演算部と、
を含み、前記特性値予測演算部は、次回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項２】
請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項３】
請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項４】
請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部の演算結果に基づいて、前記計器を更新する必要があるか否かを判断する更新可否判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項５】
請求項４に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、次回検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、前記計器を即時に更新する必要があると判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、次々回検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要があると判断し、次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要がないと判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項７】
請求項４又は請求項５に記載の計器評価システムにおいて、
次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回検査時までの計器特性値のドリフト方向が同一であり、かつ、今回検査時までの計器特性値のドリフト量の総和が所定値を超えるか否かを判断するドリフト量累積判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項８】
請求項７に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、前記ドリフト方向が同一であり、かつ、前記ドリフト量の総和が所定値を越えるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要があると判断し、前記ドリフト方向が同一ではなく、かつ、前記ドリフト量の総和が所定値を下回るときには、次回検査時に前記計器を更新する必要がないと判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項９】
請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載の計器評価システムにおいて、
前記計器が劣化傾向ではないときには、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算する誤差予測演算部を備えること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の計器評価システムにおいて、
前記誤差予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の計器評価システムにおいて、
前記誤差予測演算部の演算結果に基づいて、次回検査時に前記計器の校正を省略できるか否かを判断する校正省略可否判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、次々回検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、次回検査時に前記計器の校正を省略できると判断し、次々回検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、次回検査時に前記計器の校正を省略できないと判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、誤差予測演算部の演算結果に基づいて、ｎ回後の検査時（ｎは２以上の整数）に前記計器の校正を省略できるか否かを判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、（ｎ＋１）回後の検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できると判断し、（ｎ＋１）回後の検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できないと判断すること、
を特徴とする計器評価システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、計器の入出力特性を表わす計器特性値の時間による変化を分析してこの計器の傾向を評価する計器評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
装置の定期検査は、プラントの安定稼動を維持するために不可欠であり、計器の検査校正は安定稼動を維持するための重要な項目である。例えば、毎回の定期検査時の校正データに基づいて精度グラフを可視化して表示する計器校正データシステムなどが知られている。一般に、計器の検査校正の実施時期や内容は、法的な要求のある計器を除きユーザの判断と責任において決定できるが、実際には毎回の定期検査時に全ての計器の検査校正が一様に実施されていた。しかし、ユーザは、計器の状態に見合った検査校正を実施したいと考えている。例えば、計器の指示誤差が要求値を超える状態（運転状態における精度外れ）を起こさない範囲内で検査校正周期を延長する検査校正周期の延長方法や、計器更新時期を合理的に判断する計器更新時期の判断方法や、検査校正方法の改善手法などがユーザによって求められている。
【０００３】
ここで、検査校正周期の延長方法では、計器を形式や使用条件などの共通項でグループ化して、同一グループの数十点から数百点規模のデータを統計的に処理し、この処理結果に基づいて計器特性値を予測して検査校正周期が延長される。また、計器更新時期の判断方法では、毎回の精度誤差量をポイント化してその累積値によって更新時期が判断される。一方、検査校正方法の改善手法は、検査校正データの分析によって実現できるが、現状ではユーザはその手法を持たない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の検査校正周期の延長方法では、計器を形式とカプセルレンジで分類したグループにまとめて校正データを分析すると、グループ内での計器特性値にばらつきが大きいために、有効な計器特性値を予測できなかった。このために、従来の検査校正周期の延長方法では、グループデータの分析に基づいて計器特性値を予測することが現実的ではなかった。
【０００５】
また、従来の計器更新時期の判断方法では、毎回の精度誤差量を点数化してその累積値によって更新時期を判断しているが、過去の計器更新結果のレビューから実際にはこの方法が機能していないことが明らかになっていた。このために、実際には、ユーザの考える計器重要度や予算枠などから計器更新計画を立案しているのが現状である。一方、例えば１箇所のプラントで使用される電子式圧力伝送器の台数が約６００台、１台当りの検査ポイント数が９点、過去の検査校正回数が９回とすると、校正履歴データ数は６００×９×９＝４８６００になる。しかし、このような膨大な検査校正データを分析し評価する計器評価システムが存在しなかった。
【０００６】
この発明の課題は、過去の校正データを適切に評価して計器特性値を予測することができるとともに、計器の更新時期を的確に判断し計器の校正周期を延長することができる計器評価システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。
請求項１の発明は、計器の入出力特性を表わす計器特性値の時間による変化を分析して、前記計器の傾向を評価する計器評価システムであって、
前記計器特性値と前記時間との相関係数を演算する相関係数演算部と、
前記相関係数演算部の演算結果に基づいて、前記計器特性値に前記時間との相関があるか否かを判断する相関判断部と、
今回検査時までの計器特性値に基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算する特性値予測演算部と、
を含み、前記特性値予測演算部は、次回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次々回検査時の計器特性値を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１に記載の計器評価システムにおいて、
前記特性値予測演算部の演算結果に基づいて、前記計器を更新する必要があるか否かを判断する更新可否判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、次回検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、前記計器を即時に更新する必要があると判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、次々回検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要があると判断し、次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要がないと判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項４又は請求項５に記載の計器評価システムにおいて、
次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回検査時までの計器特性値のドリフト方向が同一であり、かつ、今回検査時までの計器特性値のドリフト量の総和が所定値を超えるか否かを判断するドリフト量累積判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項７に記載の計器評価システムにおいて、
前記更新可否判断部は、前記ドリフト方向が同一であり、かつ、前記ドリフト量の総和が所定値を越えるときには、次回検査時に前記計器を更新する必要があると判断し、前記ドリフト方向が同一ではなく、かつ、前記ドリフト量の総和が所定値を下回るときには、次回検査時に前記計器を更新する必要がないと判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項４から請求項８までのいずれか１項に記載の計器評価システムにおいて、
前記計器が劣化傾向ではないときには、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算する誤差予測演算部を備えること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の計器評価システムにおいて、
前記誤差予測演算部は、前記計器特性値に前記時間との相関があるときには、前記回帰直線と前記計器特性値との標準誤差及び前記回帰直線の傾きに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算し、前記計器特性値に前記時間との相関がないときには、前記計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の計器評価システムにおいて、
前記誤差予測演算部の演算結果に基づいて、次回検査時に前記計器の校正を省略できるか否かを判断する校正省略可否判断部を備えること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１８】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、次々回検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、次回検査時に前記計器の校正を省略できると判断し、次々回検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、次回検査時に前記計器の校正を省略できないと判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００１９】
請求項１３の発明は、請求項１１に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、誤差予測演算部の演算結果に基づいて、ｎ回後の検査時（ｎは２以上の整数）に前記計器の校正を省略できるか否かを判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００２０】
請求項１４の発明は、請求項１２に記載の計器評価システムにおいて、
前記校正省略可否判断部は、（ｎ＋１）回後の検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できると判断し、（ｎ＋１）回後の検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できないと判断すること、
を特徴とする計器評価システムである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。
図１は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの構成図である。図２は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの校正システムの構成図である。
計器評価システム１は、計器の入出力特性を表わす計器特性値の時間による変化を分析して、この計器の傾向を評価するシステムである。
【００２７】
図１に示す情報伝達手段３は、校正システム２から分析システム４に校正データを伝達する手段である。情報伝達手段３は、例えばネットワークなどを経由して情報伝達を行う。
【００２８】
分析システム４は、校正データを分析処理するシステムである。分析システム４は、図１に示すように、データ入力装置５とデータ処理装置６とから構成されている。データ入力装置５は、情報伝達手段３を利用し校正データを読み出してデータ処理装置６に出力する装置である。
【００２９】
図３は、この発明の実施形態に係る計器校正システムの分析システムのブロック図である。
データ処理装置６は、計器校正データを分析して計器の傾向を評価する装置である。データ処理装置６は、図４に示すように、計器特性値演算部７と、重要度分類部８と、相関係数演算部９と、相関判断部１０と、回帰直線演算部１１と、劣化傾向判断部１２と、特性値予測演算部１３と、ドリフト量累積判断部１４と、更新可否判断部１５と、誤差予測演算部１６と、校正省略可否判断部１７と、表示部１８と、印刷部１９とを備えている。
【００３０】
計器特性値演算部７は、計器の入出力特性を表わす計器特性値を計器毎に演算する演算部である。計器特性値演算部７は、ゼロドリフト、スパンドリフト、リニアリティ、ヒステリシス及び静圧特性を計器毎に演算する。ここで、ゼロドリフトは、前回校正後から今回校正前までの測定値下限値の変動量である。スパンドリフトは、前回校正後から今回校正前までの測定値下限値及び測定値上限値の変動量である。リニアリティは、測定値下限値と測定値上限値を結ぶ直線に対する測定値のずれ量である。ヒステリシスは、上昇時の測定値と下降時の測定値とのずれ量である。静圧特性は、伝送器に同一圧力を加えたときの高圧側ダイヤフラムと低圧側ダイヤフラムとの圧力差である。計器特性値演算部７は、相関係数演算部９、回帰直線演算部１１、特性値予測演算部１３、ドリフト量累積判断部１４及び誤差予測演算部１６に計器特性値に関する情報を出力する。
【００３１】
重要度分類部８は、計器を重要度に応じて分類するブロックである。重要度分類部８は、例えば、故障によって設備の機能が停止したり、故障や修理によって設備が停止する計器であるか否かなどを分類の基準として、重要度Ａ，Ｂ，Ｃの３ランクに計器を分類する。
【００３２】
相関係数演算部９は、計器特性値と時間との相関係数を演算する演算部である。相関係数演算部９は、計器特性値と時間との相関係数を計器毎に演算して、この相関係数に関する情報を相関判断部１０に出力する。
【００３３】
相関判断部１０は、相関係数演算部９の演算結果に基づいて、計器特性値に時間との相関があるか否かを判断する判断部である。相関判断部１０は、相関係数が所定値よりも大きいときには、計器特性値に時間との相関があると判断し、相関係数が所定値よりも小さいときには、計器特性値に時間との相関がないと判断する。相関判断部１０は、相関の有無に関する情報として特性値予測演算部１３及び誤差予測演算部１６に出力する。
【００３４】
図４は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの相関判断部の判断方法を説明するための図であり、図４（Ａ）は計器特性値と時間とに相関がある場合であり、図４（Ｂ）は計器特性値と時間とに相関がない場合である。
図４に示す縦軸は、計器特性値の一つであるスパンドリフトであり、横軸は日数である。図４（Ａ）に示すように、相関係数が大きいときには計器特性値に時間との相関があり、図４（Ｂ）に示すように、相関係数が小さいときには計器特性値に時間との相関がない。この実施形態では、相関有無のしきい値（所定値）の標準を０．７（絶対値）に定めており、この絶対値は実測値を評価して決定される。
【００３５】
図３に示す回帰直線演算部１１は、計器特性値に時間との相関があるときに、計器特性値と時間との回帰直線を演算する演算部である。回帰直線演算部１１は、計器特性値と時間との回帰直線を計器毎に演算して、この回帰直線に関する情報を劣化傾向判断部１２に出力する。
【００３６】
劣化傾向判断部１２は、回帰直線演算部１１の演算結果に基づいて、計器が劣化傾向であるか否かを判断する判断部である。劣化傾向判断部１２は、回帰直線の傾きが所定値よりも大きいときには計器が劣化傾向であると判断し、回帰直線の傾きが所定値よりも小さいときには計器が劣化傾向ではないと判断する。劣化傾向判断部１２は、劣化傾向の有無に関する情報を特性値予測演算部１３及び更新可否判断部１５に出力する。
【００３７】
図５は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの劣化傾向判断部の判断方法を説明するための図であり、図５（Ａ）は劣化傾向である場合であり、図５（Ｂ）は劣化傾向ではない場合である。
図５に示す縦軸は、計器特性値の一つであるスパンドリフトであり、横軸は日数である。図５（Ａ）に示すように、回帰直線の傾きが大きいときには計器に劣化傾向があり、図５（Ｂ）に示すように、回帰直線の傾きが小さいときには計器に劣化傾向がなく時間依存性がある。この実施形態では、９００日間の変化量が計器精度の５０％を超えるレベルをしきい値（標準値）に定めた。ここで、９００日間は、定期検査のインターバルを４５０日としたときの２回分に相当する日数であり、校正を１回省略（スキップ）したときに計器特性値の変化量が計器精度の５０％になるレベルを想定した。また、この実施形態では、９００日間の変化量が計器精度の５０％〜１５％のレベルにあるものを時間依存性があり要監視レベルとした。
【００３８】
劣化傾向判断部１２は、図５（Ａ）に示すように、回帰直線の傾きｍ＝２．９×１０-4（％／日）である場合には、９００日間の変化量（計器精度±０．５％）＝２．９×１０-4×９００＝０．２６であるために劣化傾向であると判断する。一方、劣化傾向判断部１２は、図５（Ｂ）に示すように、回帰直線の傾きｍ＝１．２×１０-4（％／日）である場合には、９００日間の変化量（計器精度±０．５％）＝１．２×１０-4×９００＝０．１１となり劣化傾向ではなく時間依存性があると判断する。
【００３９】
図３に示す特性値予測演算部１３は、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次回検査時の計器特性値を予測演算する演算部である。特性値予測演算部１３は、次回定期検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回定期検査時までの計器特性値に基づいて、次々回定期検査時の計器特性値を予測演算する。特性値予測演算部１３は、計器特性値に時間との相関があるときには、回帰直線と計器特性値との標準誤差及び回帰直線の傾きに基づいて、次回検査時及び次々回検査時の計器特性値を予測演算する。一方、特性値予測演算部１３は、計器特性値に時間との相関がないときには、計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次回検査時及び次々回検査時の計器特性値を予測演算する。
【００４０】
図６は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの特性値予測演算部の予測方法を説明するための図であり、図６（Ａ）は計器特性値に時間依存性がある（相関あり）場合であり、図６（Ｂ）は計器特性値に時間依存性がない（相関なし）場合である。
図６に示す縦軸は、計器特性値の一つであるスパンドリフトであり、横軸は日数である。特性値予測演算部１３は、図６（Ａ）に示すように、時間依存性があるときには、回帰直線の傾きと標準誤差とに基づいて、次回定期検査時の計器特性値の範囲（予測値）Ｆを以下の数１によって演算する。
Ｆ＝Ｅ＋ｍ＊Ｔ±ＳＥ＊Ｐ    （数１）
ここで、ｍは回帰直線の傾きであり、ＳＥは回帰直線と実測値との標準誤差であり、Ｔは定期検査１回分のインターバル（日）であり、Ｅは今回定期検査時の計算値（回帰値）であり、Ｐは予測の幅を決定する係数である。
【００４１】
一方、特性値予測演算部１３は、図６（Ｂ）に示すように、時間依存性がないときには、平均値と標準偏差とに基づいて、次回定期検査時の予測値Ｆを以下の数２によって演算する。
Ｆ＝Ａｖｅ±σ＊Ｑ    （数２）
ここで、Ａｖｅは平均値であり、σは標準偏差であり、Ｑは予測の幅を決定する係数である。
【００４２】
計器更新を判断する場合には、次回定期検査時に校正を正しく実施したと仮定して、その次（現在からみて次々回）の計器特性値を予測する必要がある。特性値予測演算部１３は、図６（Ａ）に示すように、時間依存性があるときには定期検査１回分のインターバルＴを２倍して、次々回定期検査時の予測値Ｆを以下の数３によって演算する。
Ｆ＝Ｅ＋ｍ＊（Ｔ＊２）±ＳＥ＊Ｐ    （数３）
一方、図６（Ｂ）に示すように、時間依存性がないときには、次々回定期検査時の予測値は次回定期検査時の予測値と同じである。特性値予測演算部１３は、計器の重要度に応じて係数Ｐ，Ｑを可変して演算する。
【００４３】
図３に示すドリフト量累積判断部１４は、次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、今回検査時までの計器特性値のドリフト方向が同一であり、かつ、今回検査時までの計器特性値のドリフト量の総和が所定値（計器精度の所定倍）を超えるか否かを判断する判断部である。
ドリフト量累積演算部１５は、ドリフト量累積に関する情報を更新可否判断部１５に出力する。
【００４４】
更新可否判断部１５は、特性値予測演算部１３の演算結果に基づいて、計器を更新する必要があるか否かを判断する判断部である。更新可否判断部１５は、次回定期検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、計器を即時に更新する必要があると判断する。また、更新可否判断部１５は、次々回定期検査時の計器特性値が許容範囲外であると予測されるときには、次回定期検査時に計器を更新する必要があると判断し、次々回定期検査時の計器特性値が許容範囲内であると予測されるときには、計器を更新する必要がないと判断する。一方、更新可否判断部１５は、評価対象となる計器特性値がゼロドリフト及びスパンドリフトであって、ドリフト方向が同一であり、かつ、ドリフト量の総和が所定値を越えるときには、次回検査時に計器を更新する必要があると判断し、ドリフト方向が同一ではなく、かつ、ドリフト量の総和が所定値を下回るときには、次回検査時に計器を更新する必要がないと判断する。
【００４５】
誤差予測演算部１６は、計器が劣化傾向ではないときには、今回検査時までの計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算する演算部である。誤差予測演算部１６は、計器特性値に時間との相関があるときには、回帰直線と計器特性値との標準誤差及び回帰直線の傾きに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算し、計器特性値に時間との相関がないときには、計器特性値の平均値と標準偏差とに基づいて、次々回検査時の計器誤差を予測演算する。誤差予測演算部１６は、計器誤差に関する情報を校正省略可否判断部１７に出力する。
【００４６】
誤差予測演算部１６は、計器特性値がゼロドリフト及びスパンドリフトであり計器特性値に時間との相関があるときには、回帰直線の傾きと標準誤差とに基づいて、次々回定期検査時のドリフト予測値（計器誤差予測値）Ｄを以下の数４によって演算する。
Ｄ＝（Ｅ＋ｍ＊Ｔ）＊Ａ±ＳＥ＊Ｂ    （数４）
ここで、Ａは次々回のドリフト量の見込み係数であり、Ｂは次々回の予測幅を決定する係数である。誤差予測演算部１６は、数１に示す次回のドリフト予測値に基づいて、ドリフト値（Ｅ＋ｍ＊Ｔ）をｋ１倍し、予測の幅（±ＳＥ＊Ｐ）をｋ２倍する。この実施形態では、標準値としてｋ１，ｋ２＝２に定めた。
【００４７】
一方、誤差予測演算部１６は、計器特性値がリニアリティ、ヒステリシス及び静圧特性であり計器特性値に時間との相関があるときには、回帰直線の傾きと標準誤差とに基づいて、次々回定期検査時の計器誤差予測値Ｄを以下の数５によって演算する。
Ｄ＝ｍ＊（Ｔ＊２）＋Ｅ±ＳＥ＊Ｂ    （数５）
【００４８】
誤差予測演算部１６は、計器特性値がゼロドリフト及びスパンドリフトであり計器特性値に時間との相関がないときには、平均値と標準誤差とに基づいて、次々回定期検査時の計器誤差予測値Ｄを以下の数６によって演算する。
Ｄ＝Ａｖｅ＊Ｘ±σ＊Ｙ    （数６）
ここで、Ｘは次々回のドリフト量の見込み係数であり、Ｙは次々回の予測幅を決定する係数である。
【００４９】
一方、誤差予測演算部１６は、計器特性値がリニアリティ、ヒステリシス及び静圧特性であり計器特性値に時間との相関がないときには、平均値と標準誤差とに基づいて、次々回定期検査時の計器誤差予測値Ｄを以下の数７によって演算する。
Ｄ＝Ａｖｅ±σ＊Ｙ    （数７）
【００５０】
校正省略可否判断部１７は、誤差予測演算部１６の演算結果に基づいて、次回検査時に計器の校正を省略（スキップ）することができるか否かを判断する判断部である。校正省略可否判断部１７は、今回定期検査時までの最大誤差が計器精度／所定値（所定範囲内）であるか否かが判断される。また、校正省略可否判断部１７は、次々回検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、次回検査時に計器の校正を省略できると判断し、次々回検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、次回検査時に計器の校正を省略できないと判断する。
【００５１】
図７は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの校正省略可否判断部の判断方法を説明するための図である。
図７に示す縦軸は、計器特性値の一つであるスパンドリフトであり、横軸は日数である。校正省略可否判断部１７は、図７に示すように、定期検査インターバル１回分のドリフト量が次回の予測幅の範囲内であり、定期検査インターバル２回分のドリフト量が次々回の予測幅の範囲内であるときには、次回定期検査時の校正を省略可能であると判断する。
【００５２】
図３に示す表示部１８は、計器に関する基本情報、計器交換履歴、校正記録、校正スキップ可否及び更新時期などに関するデータである計器カルテを画面上に表示する装置である。印刷部１９は、計器カルテを印刷する装置である。
【００５３】
次に、この発明の実施形態に係る計器評価システムの動作を説明する。
図８は、この発明の実施形態に係る計器評価システムの動作を説明するためのフローチャートである。
ステップ（以下、Ｓという）１００において、校正データが処理される。図１及び図２に示すデータ処理装置２ａが過去の校正データを処理してデータベース２ｂに出力するとともにデータ出力装置２ｃに出力し、データ出力装置２ｃが校正データを情報伝達手段３に出力する。
【００５４】
Ｓ２００において、計器校正データが読み込まれる。図１に示す情報伝達手段３に記録された校正データをデータ入力装置５が読み出してデータ処理装置６に出力し、データ処理装置６が校正データを読み込む。
【００５５】
Ｓ３００において、計器特性値が演算される。計器特性値演算部７は、データ入力装置５が出力する校正データに基づいて、ゼロドリフト、スパンドリフト、リニアリティ、ヒステリシス及び静圧特性を各計器毎に演算する。
【００５６】
Ｓ４００において、重要度が分類される。重要度分類部８は、例えば、各計器毎に重要度に応じてＡ，Ｂ，Ｃの３段階に分類する。
【００５７】
Ｓ５００において、相関係数が演算される。相関係数演算部９は、計器特性値演算部７が出力する計器特性値に関する情報に基づいて相関係数を演算する。
【００５８】
Ｓ６００において、計器特性値に時間との相関があるか否かが判断される。相関判断部１０は、図４に示すように、相関係数演算部９が出力する相関係数に関する情報に基づいて、計器特性値に時間との相関があるか否かを判断する。相関係数演算部９が相関ありと判断したときにはＳ７００に進み、相関係数演算部９が相関なしと判断したときにはＳ１２００に進む。
【００５９】
Ｓ７００において、回帰直線が演算される。回帰直線演算部１１は、計器特性値演算部７が出力する計器特性値に関する情報に基づいて回帰直線を演算する。
【００６０】
Ｓ８００において、劣化傾向であるか否かが判断される。劣化傾向判断部１２は、図５に示すように、回帰直線演算部１１が出力する回帰直線に関する情報に基づいて、計器が劣化傾向であるか否かを判断する。劣化傾向判断部１２が劣化傾向なしと判断したときにはＳ９００に進み、劣化傾向判断部１２が劣化傾向ありと判断したときにはＳ１１００に進む。
【００６１】
Ｓ９００において、計器更新判断処理Ａが実行される。特性値予測演算部１３が数１及び数３によって計器特性値を予測演算し、ドリフト量累積判断部１４がドリフト方向及びドリフト量を演算するとともに、更新可否判断部１５が計器の更新可否を判断する。
【００６２】
Ｓ１０００において、次回校正スキップ可否判断処理Ａが実行される。誤差予測演算部１６が数４及び数５によって計器誤差を演算し、校正省略可否判断部１７が次回定期検査時における計器校正の省略可否を判断する。
【００６３】
Ｓ１１００において、計器更新判断処理Ａが実行される。計器が劣化傾向である場合には、Ｓ９００と同様に計器更新判断処理Ａは実行されるが、計器が要注意状態であるために、次回校正スキップ可否判断処理Ａは実行されない。
【００６４】
Ｓ１２００において、計器更新判断処理Ｂが実行される。特性値予測演算部１３が数２によって計器特性値を予測演算し、ドリフト量累積判断部１４がドリフト方向及びドリフト量を演算するとともに、更新可否判断部１５が計器の更新可否を判断する。
【００６５】
Ｓ１３００において、次回校正スキップ可否判断処理Ｂが実行される。誤差予測演算部１６が数６及び数７によって計器誤差を演算し、校正省略可否判断部１７が次回定期検査時における計器校正の省略可否を判断する。
【００６６】
次に、この発明の実施形態に係る計器評価システムの計器更新判断処理Ａを説明する。
図９は、この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器更新判断処理Ａを説明するためのフローチャートである。
Ｓ２０００において、次回特性値予測Ａが実行される。図３に示す特性値予測演算部１３は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に基づいて、次回定期検査時の計器特性値を数１によって予測演算する。
【００６７】
Ｓ２１００において、次回特性値予測が許容範囲内であるか否かが判断される。更新可否判断部１５は、特性値予測演算部１３が予測演算した次回定期検査時の計器特性値に基づいて、次回定期検査時の計器特性値が許容範囲内であるか否かを判断する。次回検査時の計器特性値が許容範囲内ではないと判断されたときにはＳ２２００に進み、次回検査時の計器特性値が許容範囲内であると判断されたときにはＳ２３００に進む。
【００６８】
Ｓ２２００において、即時更新が推奨される。更新可否判断部１５は、次回検査時の計器特性値が許容範囲を超えると予測されるときには、直ちに計器を交換するように推奨する。
【００６９】
Ｓ２３００において、次々回特性値予測Ａが実行される。特性値予測演算部１３は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に基づいて、次々回定期検査時の計器特性値を数３によって予測演算する。
【００７０】
Ｓ２４００において、次々回特性値予測が許容範囲内であるか否かが判断される。更新可否判断部１５は、特性値予測演算部１３が予測演算した次々回検査時の計器特性値に基づいて、次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であるか否かを判断する。次々回検査時の計器特性値が許容範囲内であると判断されたときにはＳ２５００に進み、次々回検査時の計器特性値が許容範囲内ではないと判断されたときにはＳ２９００に進む。
【００７１】
Ｓ２５００において、評価項目がゼロドロフト又はスパンドリフトであるか否かが判断される。更新可否判断部１５は、評価項目がゼロドロフト又はスパンドリフトであるか否かを判断し、評価項目がゼロドロフト又はスパンドリフトであるときにはＳ２６００に進み、評価項目がゼロドロフト又はスパンドリフトではないときにはＳ２８００に進む。
【００７２】
Ｓ２６００において、ドリフト方向が同一で総和が所定値を超えたか否かが判断される。ドリフト量累積判断部１４は、今回定期検査時までの計器特性値のドリフト方向が同一であり、かつ、今回定期検査時までの計器特性値のドリフト量の総和が所定値を超えたか否かを判断する。ドリフト方向が同一であり、かつ、ドリフト量の総和が所定値を超えたときにはＳ２７００に進み、ドリフト方向が同一ではなく、かつ、ドリフト量の総和が所定値を下回るときにはＳ２８００に進む。
【００７３】
Ｓ２７００において、次回更新が推奨される。更新可否判断部１５は、これまでのドリフト傾向から判断して、次回定期検査時に計器を更新するように推奨する。
【００７４】
Ｓ２８００において、次回更新が不要と判断される。更新可否判断部１５は、次回定期検査時及び次々回定期検査時に計器特性値が許容範囲内であると予測されるために、次回定期検査時に計器を更新する必要がないと判断する。
【００７５】
Ｓ２９００において、次回更新が推奨される。更新可否判断部１５は、次回定期検査時に計器を正しく校正しても、次々回定期検査時に計器特性値が許容範囲を超えると予測されるために次回定期検査時に計器を更新するように推奨する。
【００７６】
次に、この発明の実施形態に係る計器評価システムの次回校正スキップ可否判断処理Ａを説明する。
図１０は、この発明の実施形態に係る計器更新システムの次回校正スキップ可否判断処理Ａを説明するためのフローチャートである。
Ｓ３０００において、最大誤差が所定範囲内であるか否かが判断される。校正省略可否判断部１７は、今回定期検査時までの最大誤差が所定範囲内であるか否かを判断する。今回定期検査時までの最大誤差が所定範囲内であるときにはＳ３１００に進み、今回定期検査時までの最大誤差が所定範囲外であるときにはＳ３４００に進む。
【００７７】
Ｓ３１００において、次々回誤差予測Ａが実行される。誤差予測演算部１６は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に基づいて、次々回定期検査時の計器誤差を数４及び数５によって予測演算する。
【００７８】
Ｓ３２００において、次々回誤差予測が許容範囲内であるか否かが判断される。校正省略可否判断部１７は、誤差予測演算部１６が予測演算した計器誤差に基づいて、次々回定期検査時の計器誤差が許容範囲内であるか否かを判断する。次々回定期検査時の計器誤差が許容範囲内であるときにはＳ３３００に進み、次々回定期検査時の計器誤差が許容範囲内ではないときにはＳ３４００に進む。
【００７９】
Ｓ３３００において、次回校正スキップが可能であると判断される。校正省略可否判断部１７は、今回定期検査時までの計器特性値が良好であり計器に劣化傾向がなく、次々回定期検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、次回定期検査時に計器の校正を省略できると判断する。
【００８０】
Ｓ３４００において、次回校正スキップが不可能であると判断される。校正省略可否判断部１７は、今回定期検査時までの最大誤差が計器精度／所定値の範囲を超える場合や、次々回定期検査時の計器誤差が許容範囲を超える場合には、次回定期検査時に計器の校正を省略できないと判断する。
【００８１】
次に、この発明の実施形態に係る計器評価システムの計器更新判断処理Ｂを説明する。
図１１は、この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器更新判断処理Ｂを説明するためのフローチャートである。
計器更新判断処理Ｂは、図９に示す計器更新判断処理ＡのＳ２０００及びＳ２３００に対応するＳ４０００及びＳ４３００の予測演算方法が異なる。以下では、図１１に示すＳ４０００及びＳ４３００のみを説明し、図９に示すステップと同一のステップについては、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
【００８２】
Ｓ４０００において、次回特性値予測Ｂが実行される。図３に示す特性値予測演算部１３は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に時間との相関がないときには、次回定期検査時の計器特性値を数２によって予測演算する。
【００８３】
Ｓ４３００において、次々回特性値予測Ｂが実行される。特性値予測演算部１３は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に基づいて、次々回定期検査時の計器特性値を数２によって予測演算する。
【００８４】
次に、この発明の実施形態に係る計器評価システムの次回校正スキップ可否判断処理Ｂを説明する。
図１２は、この発明の実施形態に係る計器更新システムの次回校正スキップ可否判断処理Ｂを説明するためのフローチャートである。
次回校正スキップ可否判断処理Ｂは、図１０に示す次回校正スキップ可否判断処理ＡのＳ３１００に対応するＳ５１００と予測演算方法が異なる。以下では、図１２に示すＳ５１００のみを説明し、図１０に示すステップと同一のステップについては、対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
Ｓ５１００において、次々回誤差予測Ｂが実行される。誤差予測演算部１６は、計器特性値演算部７が演算した計器特性値に時間との相関がないときには、次々回定期検査時の計器誤差を数６及び数７によって予測演算する。
【００８５】
図１３は、この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器特性値の予測結果を示す図である。
図１３に示す予測結果は、過去８回までの定期検査時の校正データに基づいて、計器重要度を考慮せずに９回目の定期検査時の計器特性値を予測した結果である。図１３（Ａ）は最近３回の校正データによる予測結果であり、図１３（Ｂ）は最近５回の校正データによる予測結果であり、図１３（Ｃ）は最近７回の校正データによる予測結果である。ここで、「Ａ．時間依存性あり（相関あり）」は数１による予測結果であり、「Ｂ．時間依存性なし（相関なし）」は数２による予測結果であり、「Ａ＋Ｂ」はこれらの予測結果の合計である。ｋ＝１，ｋ＝１．５，ｋ＝２は、数１及び数２に示す係数Ｐ，Ｑに対応する。評価項目Ｚはゼロドリフトであり、Ｓはスパンドリフトであり、Ｈはヒステリシスであり、Ｌはリニアリティである。該当件数は、９回定期検査時の実測値が９回定期検査時の予測範囲内に含まれる個数（タグ数）と割合（％）である。図１３に示すように、校正データの件数が多くなるほど予測精度が高くなる。また、予測の幅が狭く厳しくなるｋ＝１の場合には、予測の幅が広く緩くなるｋ＝２の場合に比べて、予測範囲内に含まれる個数が少なくなり割合が小さくなる。
【００８６】
なお、校正省略可否判断部は、誤差予測演算部の演算結果に基づいて、次回に限らず、ｎ回後の検査時（ｎは２以上の整数）に前記計器の校正を省略できるか否かを判断してもよい。
【００８７】
また、校正省略可否判断部は、次々回に限らず、（ｎ＋１）回後の検査時の計器誤差が許容範囲内であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できると判断し、（ｎ＋１）回後の検査検時の計器誤差が許容範囲外であると予測されるときには、ｎ回後の検査時に前記計器の校正を省略できないと判断してもよい。
【００８８】
以下に、実施例で用いた用語の補足説明をする。
【００８９】
▲１▼平均
算術平均(相加平均)をあらわす。
【数式１】
0003765985.tif 000002
【００９０】
▲２▼標準偏差
母集団に対する標準偏差をあらわす。
【数式２】
0003765985.tif 000003
標準偏差とは、統計的な対象となる値がその平均からどれだけ広い範囲に分布しているかを計量したものである
【００９１】
▲３▼回帰直線の傾き
既知のx とyのデータから最小二乗法により回帰直線を求める。
【数式３】
0003765985.tif 000004
回帰直線の傾きは上式により与えられる
【００９２】
▲４▼標準偏差
個別のx の値に対するy の予測値と実測値との誤差の程度を計測するための尺度である。
【数式４】
0003765985.tif 000005
【００９３】
▲５▼相関計数
相関係数は、2 つの特性(X, Y)の関係を判断するときに使用する。相関係数は、＋１〜−１の範囲であり絶対値が1に近いほど強い相関を示す。
【数式５】
0003765985.tif 000006
【００９４】
この実施形態に係る計器評価システムには、以下に記載する効果がある。
(1) この実施形態では、計器特性値と時間との相関係数を演算して、計器特性値に時間との相関があるか否かが判断される。その結果、計器の検査や校正に関する履歴データを分析して計器の保全指針などを明確にすることができるとともに、計器の振る舞いや傾向を正しく認識することができる。
【００９５】
(2) この実施形態では、今回定期検査時までの計器特性値に基づいて、次回定期検査時の計器特性値が予測演算される。その結果、過去の校正データから計器の特性値を予測して、計器特性値の時間依存性を定量化するころができるとともに、次回定期検査時における計器特性値の予測演算をモデル化及び定量化することができる。
【００９６】
(3) この実施形態では、計器特性値の予測演算結果に基づいて、計器を更新する必要があるか否かが判断される。その結果、計器の更新時期を的確に判断し決定することができる。
【００９７】
(4) この実施形態では、計器誤差の予測演算結果に基づいて、次回定期検査時に計器の校正を省略することができるか否かが判断される。その結果、計器の検査校正周期を延長することができる。
【００９８】
(5) この実施形態では、ゼロドリフト、スパンドリフト、リニアリティ、ヒステリシス及び静圧特性の５つの計器特性値が評価される。その結果、計器精度の単なる評価ではなく計器特性の評価項目を明確化して、過去の校正データから計器特性値を的確に評価することができる。
【００９９】
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。例えば、この実施形態では、９００日間の変化量が計器精度の５０％を超えるレベルをしきい値（標準値）に定めているがしきい値は今後の傾向分析によって再評価し更新してもよい。また、Ｎ回定期検査時及びＮ＋１回定期検査時の計器特性値を予測演算して、Ｎ回定期検査時の更新可否や校正省略可否を判断してもよい。さらに、校正システム２と分析システム４とを一体にしてもよいし、情報記録媒体以外の通信手段などによって校正システム２と分析システムとを接続してもよい。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、計器特性値と時間との相関係数を演算して、計器特性値に時間との相関があるか否かを判断するので、過去の校正データを的確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る計器評価システムの構成図である。
【図２】この発明の実施形態に係る計器評価システムの校正システムの構成図である。
【図３】この発明の実施形態に係る計器校正システムの分析システムのブロック図である。
【図４】この発明の実施形態に係る計器評価システムの相関判断部の判断方法を説明するための図であり、（Ａ）は計器特性値と時間とに相関がある場合であり、（Ｂ）は計器特性値と時間とに相関がない場合である。
【図５】この発明の実施形態に係る計器評価システムの劣化傾向判断部の判断方法を説明するための図であり、（Ａ）は劣化傾向である場合であり、（Ｂ）は劣化傾向ではない場合である。
【図６】この発明の実施形態に係る計器評価システムの特性値予測演算部の予測方法を説明するための図であり、（Ａ）は計器特性値に時間依存性がある（相関あり）場合であり、（Ｂ）は計器特性値に時間依存性がない（相関なし）場合である。
【図７】この発明の実施形態に係る計器評価システムの校正省略可否判断部の判断方法を説明するための図である。
【図８】この発明の実施形態に係る計器評価システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器更新判断処理Ａを説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明の実施形態に係る計器更新システムの次回校正スキップ可否判断処理Ａを説明するためのフローチャートである。
【図１１】この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器更新判断処理Ｂを説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明の実施形態に係る計器更新システムの次回校正スキップ可否判断処理Ｂを説明するためのフローチャートである。
【図１３】この発明の実施形態に係る計器更新システムの計器特性値の予測結果を示す図である。
【符号の説明】
１  計器評価システム
２  校正システム
３  情報伝達手段
４  分析システム
６  データ処理装置
７  計器特性値演算部
９  相関係数演算部
１０  相関判断部
１１  回帰直線演算部
１２  劣化傾向判断部
１３  特性値予測演算部
１４  ドリフト量累積判断部
１５  更新可否判断部
１６  誤差予測演算部
１７  校正省略可否判断部
【図１】
0003765985.tif 000007
【図２】
0003765985.tif 000008
【図３】
0003765985.tif 000009
【図４】
0003765985.tif 000010
【図５】
0003765985.tif 000011
【図６】
0003765985.tif 000012
【図７】
0003765985.tif 000013
【図８】
0003765985.tif 000014
【図９】
0003765985.tif 000015
【図１０】
0003765985.tif 000016
【図１１】
0003765985.tif 000017
【図１２】
0003765985.tif 000018
【図１３】
0003765985.tif 000019