(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024023032
(43)【公開日】2024-02-21
(54)【発明の名称】水処理設備運転支援装置、方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G05B 23/02 20060101AFI20240214BHJP
C02F 1/00 20230101ALI20240214BHJP
【FI】
G05B23/02 Z
G05B23/02 G
G05B23/02 X
C02F1/00 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022126567
(22)【出願日】2022-08-08
(71)【出願人】
【識別番号】595145050
【氏名又は名称】株式会社日立プラントサービス
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】北島 慶一
(72)【発明者】
【氏名】八幡 斉晃
(72)【発明者】
【氏名】照井 茂樹
【テーマコード(参考)】
3C223
【Fターム(参考)】
3C223AA06
3C223BA03
3C223CC02
3C223DD03
3C223EB01
3C223FF22
3C223FF26
3C223FF42
3C223FF52
3C223FF53
3C223GG01
3C223HH03
3C223HH08
(57)【要約】
【課題】水処理設備の運転管理・支援の技術に関して、実設備の運転状態に適合して好適な対処ガイダンスなどを行うことができる技術を提供する。
【解決手段】水処理設備10の運転を支援する水処理設備運転支援装置1は、水処理設備10の運転状態を表すデータ(センサ記録データD2等)を第1データとして入力し、水処理設備10の運転状態に対するユーザU1による対処の実績を表すデータを第2データとして入力し(異常対処実績入力画面4)、第1データ、および第2データに基づいて、運転状態と対処との関係に関する機械学習を行って機械学習のモデルを更新し、最新の第1データをモデルに入力して対処に関する推論を行って、推論結果として対処に関する情報を第3データとして生成し、対処に関する情報をユーザU1に対し出力する(異常対処推論結果画面5)。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水処理設備の運転を支援する水処理設備運転支援装置であって、
前記水処理設備の運転状態を表すデータを第1データとして入力し、
前記水処理設備の運転状態に対するユーザによる対処の実績を表すデータを第2データとして入力し、
前記第1データ、および前記第2データに基づいて、前記運転状態と前記対処との関係に関する機械学習を行って前記機械学習のモデルを更新し、
最新の前記第1データを前記モデルに入力して前記対処に関する推論を行って、推論結果として前記対処に関する情報を第3データとして生成し、
前記対処に関する情報を前記ユーザに対し出力する、
水処理設備運転支援装置。
【請求項2】
請求項1記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第2データの入力のための第1画面を前記ユーザに対し提供し、前記第1画面に対する入力に基づいて前記第2データを取得し、
前記第3データの出力のための第2画面を前記ユーザに対し提供する、
水処理設備運転支援装置。
【請求項3】
請求項1記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第1データとして、前記水処理設備のセンサ記録データ、および点検記録データを入力する、
水処理設備運転支援装置。
【請求項4】
請求項2記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第1画面で、前記運転状態に関する異常事象、および前記対処の実績を入力させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項5】
請求項4記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第1画面で、前記対処の実績についての、過去の入力履歴を表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項6】
請求項4記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第1画面で、前記対処の実績についての、過去の推移を表すグラフを表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項7】
請求項2記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第2画面で、前記運転状態に関する異常事象、および前記対処に関する情報を表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項8】
請求項7記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第2画面で、前記異常事象についてのリスク度合いを表示させ、前記異常事象、および前記対処に関する情報が複数ある場合には、前記リスク度合いの順で表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項9】
請求項7記載の水処理設備運転支援装置において、
前記水処理設備の状況として、立ち上げの直後、立ち下げの直後、操作の直後、センサ異常、の少なくともいずれかの状況に該当するかを判断し、
前記第2画面で、前記異常事象、および前記対処に関する情報について、前記状況に該当する場合には、前記状況を表す情報を表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項10】
請求項7記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第2画面で、過去の対処の実績の推移を表すグラフを表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項11】
請求項7記載の水処理設備運転支援装置において、
前記異常事象について、前記水処理設備の関連パラメータの影響度を計算し、
前記第2画面で、前記異常事象、および前記対処に関する情報について、前記水処理設備の関連パラメータの影響度を表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項12】
請求項7記載の水処理設備運転支援装置において、
前記異常事象について、前記水処理設備の上流から下流への影響関係を表す異常発生フローを計算し、
前記第2画面で、前記異常事象、および前記対処に関する情報について、前記異常発生フローを表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項13】
請求項1記載の水処理設備運転支援装置において、
前記水処理設備の稼働モードとして、少なくとも、停止中、稼働中を判断し、
前記第1データから前記稼働モードに応じたデータレコードを抽出し、
抽出された前記データレコードを用いて前記機械学習および前記推論を行う、
水処理設備運転支援装置。
【請求項14】
請求項2記載の水処理設備運転支援装置において、
前記第1データに基づいて、前記水処理設備の運転状態として、異常事象の異常兆候に関する検知を行い、
検知結果として前記異常兆候に関する情報を、前記第2画面で表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項15】
請求項14記載の水処理設備運転支援装置において、
前記異常兆候についての指標を計算し、
過去の前記第1データに基づいて、前記指標に関する閾値を計算し、
前記指標と前記閾値との比較で前記水処理設備の通常外挙動かどうかを判定し、
前記第2画面で前記異常兆候について通常外挙動かどうかを表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項16】
請求項15記載の水処理設備運転支援装置において、
前記指標について、現在の前記第1データのデータセットと、過去の前記第1データのデータセットとの間での、各データカラムの差分を計算し、前記差分の大きさを影響度とし、
前記影響度を前記第2画面で表示させる、または、前記影響度を用いて前記通常外挙動かどうかを判定し、前記通常外挙動かどうかに関する情報を前記第2画面で表示させる、
水処理設備運転支援装置。
【請求項17】
水処理設備の運転を支援する水処理設備運転支援装置によって実行される水処理設備運転支援方法であって、
前記水処理設備の運転状態を表すデータを第1データとして入力し、
前記水処理設備の運転状態に対するユーザによる対処の実績を表すデータを第2データとして入力し、
前記第1データ、および前記第2データに基づいて、前記運転状態と前記対処との関係に関する機械学習を行って、前記機械学習のモデルを更新し、
最新の前記第1データを前記モデルに入力して前記対処に関する推論を行って、推論結果として前記対処に関する情報を第3データとして生成し、
前記対処に関する情報を前記ユーザに対し出力する、
水処理設備運転支援方法。
【請求項18】
水処理設備の運転を支援する水処理設備運転支援装置に以下の処理を実行させる水処理設備運転支援プログラムであって、
前記水処理設備の運転状態を表すデータを第1データとして入力し、
前記水処理設備の運転状態に対するユーザによる対処の実績を表すデータを第2データとして入力し、
前記第1データ、および前記第2データに基づいて、前記運転状態と前記対処との関係に関する機械学習を行って、前記機械学習のモデルを更新し、
最新の前記第1データを前記モデルに入力して前記対処に関する推論を行って、推論結果として前記対処に関する情報を第3データとして生成し、
前記対処に関する情報を前記ユーザに対し出力する、
水処理設備運転支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理設備(言い換えると水処理装置、水処理システムなど)の運転・運用を支援する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
先行技術例として、特開平9-33514号公報(特許文献1)や国際公開第2020/183576号(特許文献2)が挙げられる。
【0003】
特許文献1には、「水質計測器の異常検出方法及び装置」として、「計測値のトレンド異常の検出を計算機で自動的に行う」旨、「水質計測器の計測値を蓄積し、その蓄積された計測値の過去の日平均値を求め、その平均値の変化量が設定回数だけ判定基準値の上限値を連続して超えたときまたは下限値を連続して超えたときに異常と判定する」旨が記載されている。
【0004】
特許文献2には、「排水処理施設の運転管理システムであって、曝気層の状態を示す複数の指標について、前記指標ごとに基準値を記憶する記憶手段、前記指標の測定値を入力する入力手段、入力された前記測定値を、前記指標ごとに前記基準値と対比して、基準値範囲内、基準値超過及び基準値未満のいずれかに区分する対比手段、診断パターンを記憶する記憶手段であって、前記診断パターンが、前記基準値を基準として、前記指標ごとの基準値範囲内、基準値超過又は基準値未満の区分の組合せにより分類されている記憶手段、前記測定値の各指標の区分の組合せと前記診断パターンの各指標の区分の組合せを照合し、区分の組合せが一致した診断パターンを抽出する照合手段、及び前記区分の組合せが一致した診断パターンを表示する表示手段を備える」旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9-33514号公報
【特許文献2】国際公開第2020/183576号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
水処理設備についての安定的な運転・運用や、運転・運用に関する効率化や低コスト化などが求められている。
【0007】
水処理設備の運転状態は、原水量・原水負荷などの流入原水、内包する活性汚泥性状などのプロセス状態、循環量・薬液添加量などの操作履歴、などの影響を受ける。そのため、従来、水処理設備の運転管理は、それらの影響要因についての知識や経験がある熟練者に依存するところが大きい。
【0008】
水処理設備の運転管理に関する従来技術例は、特許文献1のように、閾値の監視に基づいた異常検出を行う技術や、特許文献2のように、パターンに基づいた異常検出を行う技術などがある。
【0009】
しかしながら、従来技術例では、水処理設備の運転管理を行うシステム(水処理設備運転支援装置などと記載する場合がある)を運用開始した後、運転管理者の判断履歴や対処実績などは蓄積されていない。そのため、従来技術例では、対象の水処理設備に適合した対処ガイダンスなどを行うことは難しい。特に、熟練者ではない人に対し、対象の水処理設備に適合した対処ガイダンスなどを提供できることが好ましい。対処ガイダンスは、異常事象などの状態に対し、どのような対処が考えられるか、どのような対処が好ましいか等を、ユーザに対し、ガイド、推奨、指導などすることである。
【0010】
水処理設備は、原水量・原水負荷などのパターンが設備ごとに異なり、前述のように、水処理設備の運転状態は、そのパターンなどの影響要因による影響を受けて変動し得る。そのため、実設備に適合した運転支援の実現には課題がある。実設備の運転状態に適合して好適な対処ガイダンスなどを行うことができる水処理設備運転支援装置を実現したい。
【0011】
本開示の目的は、水処理設備の運転管理・支援の技術に関して、実設備の運転状態に適合して好適な対処ガイダンスなどを行うことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態の水処理設備運転支援装置は、水処理設備の運転を支援する水処理設備運転支援装置であって、前記水処理設備の運転状態を表すデータを第1データとして入力し、前記水処理設備の運転状態に対するユーザによる対処の実績を表すデータを第2データとして入力し、前記第1データ、および前記第2データに基づいて、前記運転状態と前記対処との関係に関する機械学習を行って前記機械学習のモデルを更新し、最新の前記第1データを前記モデルに入力して前記対処に関する推論を行って、推論結果として前記対処に関する情報を第3データとして生成し、前記対処に関する情報を前記ユーザに対し出力する。
【発明の効果】
【0013】
本開示のうち代表的な実施の形態によれば、水処理設備の運転管理・支援の技術に関して、実設備の運転状態に適合して好適な対処ガイダンスなどを行うことができる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】実施の形態1の水処理設備運転支援装置を含む、システムの構成を示す。
【
図2】実施の形態1で、水処理設備の構成例を示す。
【
図3】実施の形態1の水処理設備運転支援装置の、コンピュータシステムとしての構成例を示す。
【
図4】実施の形態1の水処理設備運転支援装置の主な処理のフローを示す。
【
図5】実施の形態1で、異常対処実績入力画面の第1例を示す。
【
図6】実施の形態1で、異常対処実績入力画面の第2例を示す。
【
図7】実施の形態1で、異常対処実績入力画面の第3例を示す。
【
図8】実施の形態1で、異常対処実績入力画面の第4例を示す。
【
図9】実施の形態1で、データクレンジング処理のフローを示す。
【
図10】実施の形態1で、稼働モードに応じたデータレコード抽出の例を示す。
【
図11】実施の形態1で、異常対処学習・推論機能に関する説明図を示す。
【
図12】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第1例を示す。
【
図13】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第2例を示す。
【
図14】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第3例を示す。
【
図15】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第4例を示す。
【
図16】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第5例を示す。
【
図17】実施の形態1で、異常対処推論結果画面の第6例を示す。
【
図18】実施の形態2の水処理設備運転支援装置を含む、システムの構成を示す。
【
図19】実施の形態2で、異常兆候検知処理のフローを示す。
【
図20】実施の形態2で、異常対処推論結果画面の第1例を示す。
【
図21】変形例における、異常対処実績入力画面と異常対処推論結果画面とを含んだ画面の表示例を示す。
【
図22】実施の形態2で、異常対処実績入力画面の例を示す。
【
図23】実施の形態2で、異常対処実績入力画面の他の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。
【0016】
説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばCPU/MPUやGPU等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、FPGA、ASIC、CPLD等が適用可能である。
【0017】
プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、IoTシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ID、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。
【0018】
[課題や解決手段等]
従来技術例の水処理設備運転支援装置では、水処理設備の異常事象などの状態に対し、熟練者などによる暗黙知に基づいた対処が実施されているが、対処実績情報は蓄積されておらず、対処実績情報から暗黙知を形式知にすることもされていない。従来技術例では、実際の水処理設備の運転状態や特性や個体差、過去の対処実績などを考慮した、対処ガイダンスは出力されていない。
【0019】
課題に基づいて、実施の形態の水処理設備運転支援装置は、実際の水処理設備の運転状態などに適合した好適な対処ガイダンスなどの出力を実現する。そのために、実施の形態は、実際の水処理設備の運転状態に対しユーザ(作業者や管理者などの人を指す)により実施された対処に関する、対処実績情報を画面で入力して、データベース(DB)等に蓄積する仕組みを有する。また、実施の形態は、蓄積された対処実績情報に基づいて、対処ガイダンス等の生成のための機械学習のモデルを構築し、機械学習を行う。このモデルは、水処理設備の運転状態と対処との関係についての学習・推論のモデルである。
【0020】
実施の形態の水処理設備運転支援装置は、運用時に、水処理設備の運転状態に関する、リアルタイムの各種の入力データ(例えばセンサ計測データ等を含む)に対し、推論のモデルに基づいて、推論結果として、実際の水処理設備の運転状態などに適合した、対処ガイダンス等を生成し、ユーザに対し画面で出力する。
【0021】
運転管理者などのユーザは、画面で対処ガイダンス等の情報を見て確認し、対処ガイダンス等を参考にして、水処理設備の運転状態に対する対処を判断でき、対処を実施できる。対処は、例えば水処理設備の槽などに対する操作である。ユーザは、対処を行った場合、画面で対処内容を対処実績情報として入力できる。その対処実績情報の入力・蓄積に基づいて、モデルが更新される。以降同様に、画面入力、学習・推論、および画面出力を含むサイクルが回される。
【0022】
ユーザに対し提供・出力される画面は、対処実績入力画面と、対処ガイダンス出力画面とを有し、それらを別々の2つの画面として提供してもよいし、それらをセットで1つの画面として提供してもよい。
【0023】
実施の形態の水処理設備運転支援装置は、水処理設備ごとの、異常事象、特性、パターン、影響要因などについて、機械学習を用いて、暗黙知から形式知にして扱う。運転支援装置は、それら異常事象など(運転状態と総称する場合がある)と対処実績との関係についての機械学習を行い、その結果のモデルに基づいて、好適な対処ガイダンスを生成・出力する。
【0024】
実施の形態で、学習・推論に基づいて生成・出力される対処ガイダンス情報は、水処理設備に対する過去の対処実績と、リアルタイムの水処理設備の状況、例えばセンサ計測データ等で示される運転状態と、を反映した内容として生成されている。この対処ガイダンス情報は、異常事象などの運転状態に対し、実施の候補としての対処の情報を含んでおり、過去の対処実績に基づいて推論された好適な対処の情報を含んでいる。
【0025】
ユーザは、画面で対処ガイダンス情報を見て確認することで、水処理設備の異常事象などの運転状態に対し、対処を実施すべきか、どのような対処を実施すべきか等を、従来よりも容易にわかりやすく判断でき、より好適な対処の判断を行いやすい。対処ガイダンスに基づいてユーザにより行われた判断や対処は、従来よりも実設備の状態に適合した好適な判断や対処となる可能性が高くなる。
【0026】
<実施の形態1>
図1~
図17等を用いて、実施の形態1の水処理装置運転支援装置などについて説明する。
【0027】
[概要]
図1等に示される実施の形態1の水処理装置運転支援装置は、(A)リアルタイムデータ入力機能、(B)異常事象および対処実績の入力機能、(C)異常事象および対処実績の学習・推論機能、(D)推論結果出力機能(言い換えると対処ガイダンス機能)などを有する。
【0028】
(A)の機能は、水処理設備10からセンサ計測データD2等を入力して処理する機能である。(A)の機能は、具体的には、データクレンジング機能F1等を含む。(B)の機能は、異常対処実績入力画面4を提供し、この画面でユーザU1の操作によって異常事象などの運転状態(発生した異常内容など)、および対処実績(ユーザU1によって実施した暫定的対処や永続的対処などの対処作業内容)を入力してDBに蓄積する機能である。(B)の機能は、入力画面機能F4等を含む。
【0029】
(C)の機能は、画面で入力され蓄積された対処実績情報等に基づいて、異常事象などの運転状態と対処実績との関係に関する機械学習を行い、モデルを更新し、また、最新のリアルタイム入力データに基づいてモデルによって推論して、推論結果として対処ガイダンスを生成する機能である。(C)の機能は、異常対処学習・推論機能F2を含む。(D)の機能は、異常対処推論結果画面5を提供し、この画面で対処ガイダンス情報を出力する機能である。(D)の機能は、推論結果出力機能F3を含む。
【0030】
実施の形態1の水処理装置運転支援装置1は、(A)~(D)のような機能に基づいて、水処理設備10の運転状態に関する、運転管理者などのユーザU1による判断や操作の履歴、および対処の実績に関するデータ・情報を入力してメモリまたはDBに蓄積する。DBは、水処理装置運転支援装置1の内部または外部のメモリ資源で構成される。実施の形態1の水処理装置運転支援装置1は、蓄積したデータ・情報を、機械学習のモデルに反映する。そして、実施の形態1の水処理装置運転支援装置1は、リアルタイムの入力データ、およびモデルに基づいた推論によって、対象の水処理設備10の運転状態などに適合した好適な対処ガイダンスを画面に出力する。
【0031】
実施の形態1では、対象の水処理設備10の運転状態などに適合させたDBおよびモデルによって、好適な対処ガイダンスを生成・出力する。これにより、実設備を含む環境への水処理設備運転支援装置1の導入および継続的運用なども容易となる。
【0032】
実施の形態1の水処理装置運転支援装置1は、上記のような各機能を有するので、水処理設備10の運転状態に対する対処作業に関する、運転管理者や関係者の暗黙知を形式知にして、自動的な対処ガイダンスを実現し、水処理設備10のきめ細かな運転管理などが可能となる。また、水処理設備10に対する対処作業内容がデータ化および可視化できるので、効率的な作業計画や作業負担軽減に寄与できる。また、ユーザが非熟練者である場合でも、対処ガイダンスなどによって支援でき、熟練者から非熟練者への知識・経験の伝達、運転管理業務の移管などを実現できる。
【0033】
[水処理装置運転支援装置を含むシステム]
図1は、実施の形態1の水処理装置運転支援装置1(言い換えると運転支援システム)を含む、システムの構成を示す。
図1のシステムは、水処理設備10と、水処理装置運転支援装置1と、水処理装置運転支援装置1に接続されるPLC2や点検記録PC3と、水処理装置運転支援装置1がユーザU1に対し出力する異常対処実績入力画面4および異常対処推論結果画面5とを有する。水処理装置運転支援装置1は、例えばPC等のコンピュータシステムを用いて、運転管理PCとして実装できる。
【0034】
水処理設備10(詳しくは
図2)は、工場などの環境に設置されている。水処理設備10にはPLC2が設けられている。PLC2は、水処理装置10の運転制御や状態モニタなどを行うプログラマブル・ロジック・コントローラであり、言い換えると運転制御装置である。PLC2は、運転支援装置1と通信で接続される。PLC2は、水処理設備10に設置されている各種のセンサからセンサ記録データ(すなわち水処理設備10の状態を表すデータ)を取得し、運転支援装置1へ送信する。
【0035】
また、図示しない作業者は、点検記録PC3を用いて、水処理設備10に対する保守点検作業を行い、保守点検作業結果(すなわち水処理設備10の状態を表すデータ・情報など)を点検記録PC3に入力・記録する。点検記録PC3は、運転支援装置1と通信で接続される。
【0036】
水処理装置運転支援装置1に対する入力データ・情報としては、PLC2から送信されてくるセンサ記録データD1と、点検記録PC3から送信されてくる点検記録データD2と、異常対処実績入力画面4で入力される異常事象および対処記録データD4とを有する。それらの入力データは、水処理装置運転支援装置1のメモリ資源に格納される。水処理装置運転支援装置1からの出力データ・情報としては、異常対処実績入力画面4、および異常対処推論結果画面5を有する。特に異常対処推論結果画面5での対処ガイダンス情報の出力を有する。
【0037】
図1の水処理装置運転支援装置1は、主な機能として、データクレンジング機能F1、異常対処学習・推論機能F2、推論結果出力機能F3、および入力画面機能F4を有する。各機能は、プロセッサによるプログラム処理に基づいて実現される(後述の
図3)。
【0038】
異常対処実績入力画面4は、運転管理者などのユーザU1が異常事象などの運転状態に対し対処実績を入力すること、を可能とするグラフィカル・ユーザ・インタフェース(GUI)を伴う画面である。入力画面機能F4は、異常対処実績入力画面4を生成しユーザU1に対し提供する処理を行う。
【0039】
異常対処推論結果画面5は、水処理装置運転支援装置1による異常事象などの運転状態と対処実績との関係に関する機械学習に基づいて、リアルタイムの入力データからモデルの推論の結果として出力される異常対処推論結果、特に対処ガイダンス、を含んだGUIを伴う画面である。推論結果出力機能F3は、異常対処推論結果画面5を生成しユーザU1に対し提供する処理を行う。
【0040】
図1の水処理装置運転支援装置1の主な処理動作は以下の通りである。入力情報として、センサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4が入力される。センサ記録データD2は、リアルタイムの入力データである。点検記録データD3は、保守点検の発生に応じたリアルタイムの入力データである。異常事象および対処記録データD4は、ユーザU1による異常対処実績入力画面4での入力の発生に応じたデータである。それらの入力データ・情報は、運転支援装置1のメモリ資源に記録された後、データクレンジング機能F1に入力されて、データクレンジング処理が行われる。データクレンジング機能F1は、事前設定データD1に基づいて、それらの入力データ・情報をデータクレンジング処理し(後述の
図9)、処理結果を統合データD5として格納する。事前設定データD1は、データクレンジング処理に必要な設定情報である。
【0041】
次に、統合データD5は、異常対処学習・推論機能F2に入力されて、運転状態と対処実績との関係に関する機械学習および推論の処理が行われる。異常対処学習・推論機能F2は、統合データD5、事前設定データD6、および標準データD7に基づいて、機械学習および推論の処理を行う。学習フェーズでは、学習処理が行われ、モデルが更新され、学習結果データD8aが格納される。推論フェーズでは、リアルタイムの入力データおよびモデルに基づいて推論が行われ、推論結果データD8bが生成される。異常対処学習・推論機能F2による学習・推論の処理では、事前設定データD6および標準データD7も用いられる。事前設定データD6は、学習・推論の処理に必要な設定情報である。標準データD7は、学習・推論の処理に必要な、水処理設備10の標準の状態に関するデータである。
【0042】
次に、推論結果データD8bは、推論結果出力機能F3によってデータ処理されて、推論結果サマリD9が生成され格納される。その後、推論結果出力機能F3によって、推論結果サマリD9のデータを含む異常対処推論結果画面5が出力される。ユーザU1は、異常対処推論結果画面5で、推論結果として対処ガイダンスを確認できる。ユーザU1は、対処ガイダンスを参考にして、異常事象などの運転状態に対しどのような対処を行うべきかを判断でき、対処を実施した場合には、異常対処実績入力画面4で対処実績として情報を入力可能である。異常対処推論結果入力画面5での対処ガイダンスに基づいて、運転管理者であるユーザU1に、異常対処実績入力画面4での対処実績入力を促すことができる。
【0043】
図1の水処理装置運転支援装置1による主な効果として、対象の水処理装置10についての運転管理者であるユーザU1は、異常対処推論結果画面5での対処ガイダンス情報に基づいて、異常対処実績画面4での過去の対処実績情報と、リアルタイムのセンサ記録データD1等に基づいた設備状況とを考慮した、異常事象などの認識、および対処の判断・実施が可能である。
【0044】
[水処理設備]
図2は、水処理設備10の構成例を示す。
図2では、膜分離活性汚泥法(MBR:Membrane Bio Reactor)を用いた生物処理の例を示している。
図2の水処理装置10は、原水槽201、ポンプ202、反応槽203、凝集槽204、沈殿槽205、ポンプ206、pH調整槽207、曝気槽208、膜槽209、ポンプ210、処理水槽211、ポンプ212、汚泥貯槽213、ポンプ214、凝集槽215、脱水槽216、ろ液槽217を有する。原水槽201から処理水槽211まではその順で流体が流れて処理される。膜槽209から分かれた一方のポンプ212からは、返送汚泥が曝気槽208に流入し、余剰汚泥が汚泥貯槽213に流入する。また、沈殿槽205から分かれた一方からは凝集汚泥が汚泥貯槽213に流入する。汚泥貯槽213からろ液槽217まではその順で流体が処理される。
【0045】
PLC2は、原水槽201から処理水槽211までの各槽やポンプなどについて、運転状態をモニタする。モニタには、各槽などに設けられたセンサデバイスや通信デバイスなどが用いられる。なお、図面では一部の槽のモニタのための矢印のみを図示している。PLC2は、モニタにより得たセンサ記録データD2を、運転支援装置1に出力・送信する。また、点検記録PC3は、作業者による各槽やポンプなどについての点検作業の結果得られた点検記録データD3を、運転支援装置1に出力・送信する。
【0046】
なお、センサ記録データD2や点検記録データD3の入出力、送受信、取得などの態様は、例えばPLC2等から運転支援装置1へ、一方向の通信で、所定の周期などのタイミングで自動的に行われるものとしてもよい。あるいは、運転支援装置1からPLC2等へ、所定の周期などのタイミングで、データの要求を送信し、その要求に対し、PLC2等から運転支援装置1へ、応答としてデータを送信するものとしてもよい。
【0047】
センサ記録データD2として収集されるパラメータ値の例としては、原水槽201のpHおよび電気伝導率と、pH調整槽207のpHと、曝気槽208のpH、温度、DO(溶存酸素;dissolved oxygen)、MLSS(活性汚泥浮遊物質;mixed liquor suspended solids)、および曝気風量と、膜槽209のpH、温度、DO、曝気風量、膜処理流量、吸引圧力、汚泥引抜量、および汚泥返送量とが挙げられる。また、点検記録データD3として収集されるパラメータ値の例としては、原水槽201のCOD(化学的酸素要求量;chemical oxygen demand)と、曝気槽208のMLSSと、膜槽209のMLSSと、処理水槽211のCODとが挙げられる。これらのパラメータ値が後述の機械学習に反映される。
【0048】
[コンピュータシステム]
図3は、水処理設備運転支援装置1の、コンピュータシステムとしての構成例を示す。水処理設備運転支援装置1であるコンピュータシステムは、例えば計算機1000で構成されている。計算機1000は、プロセッサ1001、メモリ1002、通信インタフェース装置1003、入出力インタフェース装置1004等を備え、それらは相互にバス等で接続されており、相互に入出力や通信が可能である。
【0049】
プロセッサ1001は、メモリ1002のプログラム1011に従った処理を実行する。これにより、各種の機能(前述のデータクレンジング機能F1など)が実現される。具体的には、計算機1000の稼働中、各機能に対応した実行モジュールが生成されて自動的に動作する。
【0050】
メモリ1002は、運転支援装置1の内部または外部のメモリ資源を用いて構成される。メモリ1002は、例えば不揮発性記憶装置などを用いて構成される。メモリ1002は、外部のストレージ装置やDBサーバ等を用いて構成されてもよい。メモリ1002には、例えば、制御プログラム1011、設定情報1012、DB1013、モデル1014、画面データ1015等が記憶される。制御プログラム1011は、計算機1000に処理を実行させるプログラムであり、実施の形態1での運転支援プログラムに相当する。設定情報1012は、制御プログラム1011に関する設定情報や、ユーザ設定情報などである。DB1013は、入力データ等を蓄積するデータベース、あるいはファイルシステム等である。モデル1014は、学習・推論機能F2で用いるモデルであり、設定パラメータ等のデータ・情報を含む。画面データ1015は、異常対処実績入力画面4や異常対処推論結果画面5を提供するための画面データである。
【0051】
通信インタフェース装置1003は、
図1のPLC2や点検記録PC3との通信インタフェース、また、LAN等の通信網1020を介したユーザU1のクライアント端末装置1030との通信インタフェースなどが実装された装置であり、それぞれの通信処理を行う。入出力インタフェース装置1004には、入力装置1005や出力装置1006が外部接続されている。入力装置1005は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル、マイク等が挙げられる。出力装置1006は、ディスプレイ、タッチパネル、プリンタ、スピーカ等が挙げられる。なお、計算機1000に入力装置1005や出力装置1006が内蔵されていてもよい。
【0052】
ユーザU1は、入力装置1005や出力装置1006を通じて計算機1000を操作するか、もしくは、通信網1020を介してクライアント端末装置1030から計算機1000を利用する。
【0053】
水処理設備運転支援装置1は、クライアント・サーバシステム等の形態で実装されてもよい。例えば、運転支援装置1の主たる機能がサーバ計算機で実装され、運転管理者などのユーザU1に対する入出力、ユーザインタフェースとしての機能が、ユーザU1のクライアント端末装置1030で実現される。この場合、ユーザU1は、クライアント端末装置1030を操作し、指示や設定などを入力する。クライアント端末装置1030は、指示や設定の情報をサーバである運転支援装置1に送信する。サーバである運転支援装置1は、指示や設定に従って、処理を実行し、処理結果情報または処理結果情報を含む画面データを、クライアント端末装置1030へ送信する。画面データは、例えばWebページの態様でもよい。クライアント端末装置1030は、受信したデータに基づいて、表示画面に、処理結果情報を表示する。ユーザU1は、表示画面で処理結果情報を見て確認できる。
【0054】
[処理フロー]
図4は、実施の形態1の水処理設備運転支援装置1による主な処理のフローを示し、ステップS1~S5を有する。ステップS1で、運転支援装置1は、水処理設備10の運転状態などを表す第1データを入力する。具体的には、第1データは、例えば、
図1のセンサ記録データD2および点検記録データD3である。
【0055】
ステップS2で、運転支援装置1は、水処理設備10の運転状態(特に異常事象など)に対するユーザU1の対処の実績を表す第2データを入力する。実施の形態1では、運転支援装置1は、入力画面機能F4により、異常対処実績入力画面4を提供し、ユーザU1は、異常対処実績入力画面4で異常事象に対する対処実績を表す第2データを入力し、運転支援装置1は、異常対処実績入力画面4を通じて、その第2データを異常事象および対処記録データD4として取得、蓄積する。
【0056】
なお、ステップS1,S2での入力データは、詳しくは、後述のデータクレンジング機能F1によってデータクレンジング処理されて、統合データD5として格納される。
【0057】
ステップS3で、運転支援装置1は、学習フェーズとして、異常対処学習・推論機能F2により、上記第1データおよび第2データに基づいて、水処理設備10の運転状態と対処実績との関係に関する機械学習を行って、機械学習のモデルを更新する(後述の
図11)。具体的には、学習結果データD8aが生成される。
【0058】
ステップS4で、運転支援装置1は、推論フェーズとして、異常対処学習・推論機能F2により、最新の第1データ(センサ記録データD2等)をモデルに入力して対処に関する推論を行って、推論結果として対処に関する情報である対処ガイダンスを第3データとして出力する(後述の
図11)。具体的には、推論された対処の情報を含んだ推論結果データD8bが生成される。
【0059】
ステップS5で、運転支援装置1は、対処ガイダンスをユーザU1に対し出力する。実施の形態1では、運転支援装置1は、推論結果出力機能F3により、推論結果サマリD9に基づいて、異常対処推論結果画面5を生成して出力し、異常対処推論結果画面5で異常事象および対処ガイダンスの情報を表示させる。
【0060】
[異常対処実績入力画面(1)]
図5は、異常対処実績入力画面4の第1例を示す。ユーザU1は、異常対処実績入力画面4で、ユーザU1が認識した異常事象などの運転状態に対し、ユーザU1が実施した対処(例えば槽に対する操作など)について、異常対処実績情報として入力する。
図5の異常対処実績入力画面4は、「異常対処」のテーブル500の表示を有する。テーブル500は、列の項目として、番号(#)、年月日、「異常事象」、「対処作業」等を有する。年月日は、対処実績を入力する日時の情報である。「異常事象」は、さらに、項目として、「対象槽」、「内容」を有する。「対処作業」は、さらに、項目として、「対象槽」、「内容」を有する。
【0061】
それぞれの「対象槽」項目は、
図2のような水処理設備10での、対処の実施の対象となる、原水槽201などの槽を指定する情報である。なお、槽以外の構成要素(例えばポンプ、配管、弁、その他の機器など)を同様に指定可能としてもよい。「対象槽」項目に情報を入力する際のGUIの例としては、ユーザU1が項目の該当セルをカーソル等で操作すると、リストボックスに選択肢として槽の情報が表示され、ユーザU1が選択肢から選択操作することで、その槽の情報を入力できる。
【0062】
「異常事象」の「内容」項目は、例えば、「膜劣化」、「散気不良」、「流入水変化」といった、異常事象などの運転状態の内容を具体的に表す情報が入力される。この情報の入力は、テキスト入力としてもよいし、予め規定され分類されている情報からの選択入力でもよい。後者の場合、GUIの例としては、ユーザU1が項目の該当セルをカーソル等で操作すると、リストボックスに選択肢の情報が表示され、ユーザU1が選択肢から選択操作することで、その情報を入力できる。また、選択肢に無い情報を入力したい場合、新規の選択肢の情報の作成・登録も可能である。
【0063】
「対処作業」の「内容」項目は、例えば、「薬液浸漬による膜洗浄」、「状態確認・復旧」、「苛性・硫酸の添加」といった、対処作業の内容を具体的に表す情報が入力される。この情報の入力は、テキスト入力としてもよいし、予め規定され分類されている情報からの選択入力でもよい。後者の場合、GUIの例としては、ユーザが項目の該当セルをカーソル等で操作すると、リストボックスに選択肢の情報が表示され、ユーザが選択肢から選択操作することで、その情報を入力できる。また、選択肢に無い情報を入力したい場合、新規の選択肢の情報の作成・登録も可能である。
【0064】
本例では、番号#=3の行で示すように、ユーザが、1月1日に、ある1つの異常事象に対し、対処作業を行って、図示の情報を入力している。また、番号#=1,2の行で示すように、ユーザが、2月1日に、ある2つの異常事象に対し、それぞれの対処作業を行って、図示の情報を入力している。
図5の画面例では、複数の行での複数の異常対処実績情報は、年月日が新しい順、現在に近いものを上にした順序で、各行の情報として表示されている。運転支援装置1は、異常対処実績入力画面4での異常対処入力履歴(複数の異常対処実績情報)の表示では、過去の全期間の結果を、入力年月日の新しい順に上から並べて表示する。本画面に表示しきれない情報は、ユーザU1が所定の操作(例えばスクロールや検索など)で表示させることができる。
【0065】
この異常対処実績入力画面4の例では、水処理設備10の状況・運転状態としては、特に、「異常事象」を扱っており、その「異常事象」に対する「対処作業」を入力する場合を説明している。本画面の表示は、このような「異常事象」の表示に限定されず、「異常事象」等を含んだ広い概念としての「運転状態」などの表示としても構わない。
【0066】
異常対処実績入力画面4での入力情報は、センサ記録データD2等とともに、後の機械学習に使用されるため、好適なデータに整える等の目的で、
図1のデータクレンジング機能F1が設けられている。
図5の異常対処実績入力画面4の表示は一例であり、以下に説明するように各種の変形例が可能である。
【0067】
[異常対処実績入力画面(2)]
図6は、異常対処実績入力画面4の第2例を示す。水処理設備10の異常対処としては、複数の対処内容を順番に実施すべき場合がある。そこで、ユーザU1が実施済みの対処内容や順番を確認しながら新規の対処内容を入力できるように、異常対処実績入力画面4には、直近の対処実績入力履歴を併せて出力してもよい。
【0068】
図6の画面例は、
図5と同様の「異常対処」のテーブル500の表示に加え、「入力履歴」のテーブル600の表示を有する。「入力履歴」のテーブル600では、ユーザU1が過去に入力した異常対処実績情報が、現在に近い日付の順で、上から、行の情報として表示されている。ユーザU1は、「入力履歴」のテーブル600で複数の対処実績の順番などを確認しながら、「異常対処」のテーブル500に、最新の対処実績を入力することができる。
【0069】
他のGUI例としては、対処実績入力をより容易にするために、「入力履歴」のテーブル600から、行の情報を、「異常対処」のテーブル500の行へ、コピー&ペーストできるようにしてもよい。
【0070】
[対処実績入力画面(3)]
図7は、対処実績入力画面4の第3例を示す。水処理設備10の異常対処としては、複数の対処内容の推移を考慮して実施すべき場合がある。そこで、ユーザU1が実施済みの対処内容の推移を確認しながら新規の対処内容を入力できるように、対処実績入力画面4には、過去の対処実績の推移を併せて出力するようにしてもよい。
【0071】
図7の画面例は、
図5と同様の「異常対処」のテーブル500の表示に加え、「過去の異常対処の推移」のテーブル700の表示を有する。このテーブル700は、列として、「異常事象」、「対処作業」の項目と、「過去の異常対処の推移」項目とを有する。「過去の異常対処の推移」項目では、行ごとに、対応する「異常事象」に対する「対処作業」の内容の推移を時系列のグラフとして表示する。グラフでは、横軸を日時とし、例えば、「対処作業」の例えば「膜洗浄」等の操作が実行された時間が縦軸でオン状態として表示されている。図示を省略しているが、実行の日時等の情報も表示される。
【0072】
ユーザU1は、対処実績入力画面4で、過去の異常対処の推移を確認しながら、「異常対処」のテーブル500に新規の異常対処実績を入力できる。
【0073】
[対処実績入力画面(4)]
図8は、異常対処実績入力画面4の第4例を示す。
図8の画面例では、「異常対処」のテーブル500において、さらに、「判断(コメント)」項目800が追加で設けられている。この「判断(コメント)」項目800には、「運転状態(異常事象)」に関するユーザU1による判断の内容、コメントを、例えばテキストで入力できる。ユーザU1は、例えば「膜劣化」に関して、「センサXから……と推定」といった判断内容を入力できる。このような判断の情報もDBに蓄積される。のちに別の異常事象に対する対処の判断・入力の際に、ユーザU1は、このような「判断(コメント)」の情報を参考情報として利用できる。
【0074】
また、
図8の例では、「対処作業」の「内容」を入力する際のGUI例として、リストボックス801が表示され、リストボックス801に表示される内容の選択肢から選択入力する場合を示している。また、リストボックス801中の「新規作成」を選択すれば、新規の選択肢としての内容を作成・登録できる。
【0075】
[データクレンジング処理]
図9は、
図1のデータクレンジング機能F1によるデータクレンジング処理のフローを示し、ステップS101~S108を有する。処理の主体は、データクレンジング機能F1であるが、各機能は
図3のプロセッサ1001により実現されるので、処理の主体はプロセッサ等であると捉えてもよい。
【0076】
まず、ステップS101で、プロセッサは、データサンプリング処理を行う。
図1のセンサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4を入力データとする。これらの入力データの記録周期が極端に短い場合、データクレンジング機能F1、および学習・推論機能F2での処理に長い時間を要する。また、それぞれの入力データの記録周期は同一ではない。そのため、ステップS101では、プロセッサは、入力データに対し、データサンプリングにより、記録周期を元よりも長くする等して適切な長さにする。例えば、センサ記録データD2が10秒周期、点検記録データD2が1日周期、異常事象および対処記録データD3が1日周期である場合、データサンプリングにより、それぞれのデータの周期を、10分周期に統一するように変換する。
【0077】
ステップS102で、プロセッサは、データカラム抽出・統合処理を行う。異常対処内容ごとに、学習・推論機能F2に必要なデータカラムが異なる。そのため、ステップS102では、プロセッサは、データクレンジング後の入力データに対し、異常対処内容ごとに、学習・推論機能F2に必要なデータカラムを抽出する。また、センサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4は、それぞれ記録周期が異なるため、プロセッサは、タイムスタンプを基に、それぞれのデータカラムを統合する。なお、ステップS102では、データ欠損については補完せずそのままとする。
【0078】
ステップS103で、プロセッサは、稼働モード判別処理を行う。水処理設備10の運転状態や異常対処内容は、水処理設備10の稼働モードによって異なる場合が多い。したがって、稼働モードを考慮しない場合、学習・推論機能F2により適切な推論結果が得られない可能性がある。そのため、ステップS103で、プロセッサは、水処理設備10の稼働モードを判別し、入力データ(データカラム統合後のデータ)から、稼働モードに対応した必要なデータレコードを抽出する。
【0079】
稼働モードとして、例えば、「運転中」および「停止中」が存在する。その場合、プロセッサは、センサ記録データD2の稼働モードまたは処理流量を基に、「停止中」のデータレコードを除外し、「運転中」のデータレコードを抽出する。
【0080】
ステップS104で、プロセッサは、データレコード除外処理を行う。水処理設備10が通常外挙動を示している場合、その通常外挙動を示している期間のセンサ記録データD2等を学習・推論機能F2でデータ処理すると、適切な推論結果が得られない可能性がある。そのため、ステップS104で、プロセッサは、入力データに対し、通常外挙動を示している期間のデータレコードを除外する。通常外挙動を示している期間は、プロセッサによる所定の処理で判定されるが、特に後述の実施の形態2では、異常兆候検知機能F5において閾値を超過している期間として判断可能である。なお、このデータレコード除外は、水処理設備10の稼働モードごとに行われる。
【0081】
ステップS105で、プロセッサは、欠損値補完処理を行う。センサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4は、記録周期が異なる場合、学習・推論機能F2で処理できない。そのため、ステップS105では、プロセッサは、入力データに対し、欠損値を補完して、データ周期、データ数などを整合させる。例えば、センサ記録データD2が10分周期、点検記録データD3が1日周期、異常事象および対処記録データD4が1日周期である場合、前回値保持方法により、10分周期に変換する。前回値保持方法は、データレコード群の時系列において、例えば1日周期内において、最初の値が得られた後、10分ごとに、前回値と同じ値を保持する方法である。なお、全カラム欠損値のデータレコードについては、補完せずそのままとする。
【0082】
ステップS106で、プロセッサは、移動平均処理を行う。学習・推論機能F2の推論精度を向上させるための四則演算処理(ステップS107)を、同一データレコード内で実行可能とするために、ステップS106の移動平均処理を適用する。移動平均処理は、周期ごとに、その周期のデータレコードを含む過去の複数回のデータレコードの平均値をとる処理である。
【0083】
ステップS107で、プロセッサは、四則演算処理を行う。ステップS107で、プロセッサは、学習・推論機能F2の推論精度を向上させるために、複数の記録データを基にした演算により、新規データを生成する。
【0084】
ステップS108で、プロセッサは、全データ(例えばすべての槽に関するデータ)についての処理が終了したかを確認し、未終了の場合(NO)にはステップS101に戻って同様に処理を繰り返し、終了した場合(YES)には本フローの終了となる。
【0085】
[稼働モードに応じたデータレコード抽出]
図10は、
図9のデータクレンジング処理中の特にステップS103の処理一例として、稼働モードに応じたデータレコード抽出の例を示す。
図10の上部のグラフは、横軸が時間および稼働モードの変化(「停止中」/「稼働中」)を示し、縦軸が、水処理設備10のパラメータ値の例として膜処理流量を示す。
図10の下部のグラフは、横軸が時間を示し、縦軸が、水処理設備10のパラメータ値の例として吸引圧力を示す。プロセッサは、「停止中」と「稼働中」との稼働モードごとに、データレコードを抽出する。例えば、データレコード901(一方の破線上の点群)は、「停止中」の吸引圧力であり、データレコード902(他方の破線上の点群)は、「稼働中」の吸引圧力である。
【0086】
[異常対処学習・推論機能]
図1の異常対処学習・推論機能F2について説明する。実施の形態1の水処理設備運転支援装置1では、異常対処学習・推論機能F2において、異常事象と対処との関係を学習・推論するために、教師なし学習モデルの一種であるk平均クラスタリング、および、怠惰学習アルゴリズムの一種であるk近傍法を使用する。怠惰学習は、インスタンスに基づく学習であり、学習・推論結果の説明性が高いため、信頼性が求められる水処理設備運転管理の用途に適している。これらの方式は公知であるため詳細説明を省略する。
【0087】
図11は、異常対処学習・推論機能F2についての説明図を示し、学習フェーズと推論フェーズとに分けて概要を示している。学習フェーズでは、異常対処学習・推論機能F2のモデル1100の学習が行われる。このモデル1100の学習は、入力データとして、統合データD5(基本的な内容は前述のセンサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4)を含み、事前設定データD6および標準データD7も用いて行われる。モデル1100の学習では、入力データに対して出力データ(学習結果データD8a)が好適となるように、モデル1100を構成するパラメータ値が調整される。学習結果データD8aは、異常事象および対処の学習結果のデータである。機械学習に関するモデル1100等のデータは、
図3のメモリ1002上に構築および保持されている。
【0088】
推論フェーズでは、学習済みのモデル1100、言い換えると最新の更新された状態のモデル1100に、リアルタイムの入力データ(すなわちセンサ記録データD2や点検記録データD3)に基づいた統合データD5、ならびに学習結果データD8aが入力されて、推論処理が行われて、出力として、推論結果データD8bが得られる。推論結果データD8bは、異常事象および対処の推論結果のデータである。
【0089】
なお、実施の形態1で用いる機械学習の方式に限定されるものではなく、他の方式を適用してもよい。
【0090】
[異常対処推論結果出力機能]
図1の推論結果出力機能F3は、学習・推論機能F2による推論結果の内容(対処ガイダンス等)を異常対処推論結果画面5でユーザが把握しやすくなるように、推論結果データD8bから推論結果サマリD9を生成して、異常対処推論結果画面5に出力する。推論結果出力機能F3は、推論結果データD8bに基づいて、異常事象の対象槽および内容と、対処作業の対象槽および内容と、年月日と、リスク度合い(後述)とを含む各データに区分して、推論結果サマリD9として作成する。推論結果出力機能F3は、異常対処推論結果画面5内に推論結果サマリD9の情報を出力する。これにより、例えば
図12のような対処推論結果画面5が表示される。
【0091】
異常対処推論結果画面5(言い換えると対処ガイダンス画面)には、過去の異常対処実績とリアルタイムの水処理設備10の状況とを考慮して、リスクが高いと判断された異常事象に関する異常対処推論結果から順に表示される。異常対処推論結果画面5の表示内容は、運転支援装置1により出力される異常対処推論結果、言い換えると対処ガイダンスの情報を有する。対処ガイダンスの情報は、過去の異常対処入力履歴に基づいて推論された結果として出力されている。
【0092】
ユーザU1は、異常対処推論結果画面5の内容を確認し、実施する異常対処作業内容を判断・決定することができる。なお、ユーザU1が異常対処推論結果画面5での表示内容を把握しやすくなるように、異常対処推論結果画面5での異常対処推論結果は、例えば当日のみ、または、当日および前日の2日分のみ、といったように限定された数量の推論結果のみを、推論年月日の新しい順に上から表示するようにしてもよい。
【0093】
[異常対処推論結果画面(1)]
図12は、異常対処推論結果画面5(言い換えると対処ガイダンス画面)の第1例を示す。異常対処推論結果画面5は、「異常有無サマリ」のテーブル1200の表示を有する。このテーブル1200は、列の項目として、番号(#)、年月日、「異常事象」、「対処作業」、「リスク度合い」を有する。年月日は、行ごとに、対応する異常事象が発生した日時、および対応する推論結果(対処ガイダンス)が出力された日時である。「異常事象」項目は、「対象槽」と「内容」を有し、対象槽での異常事象の内容を表す情報が表示される。対象槽での異常事象は、運転支援装置1がリアルタイムの入力データに基づいて判断・検出した結果の異常事象である。「対処作業」項目は、対処ガイダンスに相当し、行での対応する「異常事象」に対し、運転支援装置1が推論結果として推奨する好適な対処作業に関する情報が、「対象槽」と「内容」項目に表示される。
【0094】
例えば、2月1日に、異常事象として
図2の膜槽209での膜劣化があると判断・検出された場合に、過去の対処実績から推論される好適な対処作業として、膜槽209に対する「薬液浸漬による膜洗浄」が出力されている。
【0095】
また、「リスク度合い」項目は、行での対応する異常事象に関するリスク度合いを表す情報である。複数の行の情報は、このリスク度合いが高い順に上から並べて表示される。例えば、膜槽の膜劣化の異常事象は、相対的にリスク度合いが高いので、優先して対処を実施すべきことを表している。学習・推論機能F2は、異常事象などの運転状態についてのリスク度合いを計算する機能を含んでいる。
【0096】
ユーザU1は、異常対処推論結果画面5で、リスク度合いが高いものから異常事象を確認し、その異常事象に対応して対処ガイダンスとして表示されている対処作業を参考にして、対処に関する判断や実施を行うことができる。
【0097】
異常対処推論結果画面5からは、異常対処実績入力画面4に遷移することができる。例えば、異常対処推論結果画面5内に設けられた図示しないボタンを押すことで、異常対処実績入力画面4に遷移させてもよい。あるいは、大きな画面内に、異常対処推論結果画面5と異常対処実績入力画面4との両方が含まれて表示されていてもよい(後述の
図21)。
【0098】
各画面は、例えばWebページの態様で提供されてもよい。その場合、例えば入力画面機能F4は異常対処実績入力画面4に関してWebページによる画面データを生成し、ユーザU1のクライアント端末装置1030(
図3)に送信する。ユーザU1のクライアント端末装置1030は、受信した画面データに基づいて、表示画面に例えば異常対処実績入力画面4のWebページを表示する。
【0099】
なお、年月日は、より詳細に、開始日時と終了日時とに分けて構成されてもよい。例えば、対処作業が実施された時間について、開始日時と終了日時とが入力されてもよい。あるいは、対処作業に要した所要時間が入力されてもよい。
【0100】
[異常対処推論結果画面(2)]
図13は、異常対処推論結果画面5の第2例を示す。水処理設備10は、立ち上げの直後、立ち下げの直後、操作の直後などの時には、過渡的な挙動をとる。立ち上げは言い換えるとシステム起動であり、立ち下げは言い換えるとシステム起動終了である。操作は、例えば槽に対する可能な操作であり、例えば膜槽209(
図2)に対する膜洗浄の操作などがある。そのため、その過渡的な時間には、水処理設備10の異常事象に関して算出されたリスク度合いが、設備状況の実態よりも、大きくまたは小さくなる場合がある。このことから、異常対処を後ろ倒しにすべき場合がある。
【0101】
そこで、水処理設備運転支援装置1は、そのような、水処理設備10の状況が、立ち上げの直後、立ち下げの直後、操作の直後などの所定の状況に該当するかを判定し、該当する場合には、そのような状況に該当する旨、あるいは異常対処を後ろ倒しにすべき旨などを、画面出力してもよい。
【0102】
また、水処理設備10のセンサの異常が発生している場合、算出されたリスク度合い(
図12での「リスク度合い」項目)が正しくない場合がある。このことから、運転支援装置1は、センサ異常に該当するかを判定し、該当する場合には、そのセンサ異常に該当する旨を、画面表示してもよい。
【0103】
図13の画面例では、「異常有無サマリ」のテーブル1200において、
図12と同様の内容の他に、列の項目として、「立上直後」、「立下直後」、「操作直後」、「センサ異常」を有する。それらのそれぞれの項目(言い換えると状況項目)では、それらの状況に該当する場合に、例えばチェック印がオンとして記載される。例えば、番号#=1,2,3で示す3つの異常事象は、いずれも、「立上直後」の状況に該当する異常事象であると判定されており、チェック印がオンとして表示されている。ユーザは、異常対処推論結果画面5でその状況に該当する旨を確認でき、行における「異常事態」に対し出力されている「対処作業」について、過渡的な「立下直後」の状態で実施すべきか、過渡的な「立下直後」の状態が終了してから実施すべきかを判断できる。
【0104】
また、変形例として、運転支援装置1は、上記のような「立上直後」や「立下直後」などの状況を、稼働モードの一種として管理・把握してもよい。
【0105】
[異常対処推論結果画面(3)]
図14は、異常対処推論結果画面5の第3例を示す。水処理設備10の異常対処内容としては、例えば汚泥引抜などの、対処実施後に数日から数週間程度の間、設備状況を確認した後に、次回の対処を実施すべき場合がある。そこで、運転支援装置1は、リアルタイムの異常対処推論結果と併せて、過去の異常対処の推移を、画面出力してもよい。
【0106】
図14の画面例では、「異常有無サマリ」のテーブル1200において、
図12と同様の内容の他に、列として、「過去の異常対処の推移」項目1400を有する。「過去の異常対処の推移」項目1400では、行での対応する「異常事象」に対する「対処作業」についての、過去の実施の推移が、グラフで表示される。グラフでは、横軸を日時とし、例えば該当の対処作業が実施された期間・状態がオン状態として縦軸に表示される。ユーザは、本画面で過去の異常対処の推移を確認しながら、例えば前回の対処の日時から現在までの経過日数や、他の対処作業の経過などを確認しながら、現在時に対処作業を実施すべきかを判断できる。運転支援装置1は、前回の対処の日時から現在までの経過日数などを計算して表示してもよい。
【0107】
[異常対処推論結果画面(4)]
図15は、異常対処推論結果画面5の第4例を示す。異常対処推論結果において、異常事象に関するリスク度合いが高い場合、具体的な対処内容を決定するために、リアルタイムの設備状況が過去と比べてどのような傾向にあるかを考慮すべき場合がある。そこで、運転支援装置1は、個別の関連パラメータの異常有無への影響度を感度分析により算出して画面出力してもよい。
【0108】
図15の画面例は、「異常有無サマリ」のテーブル1200の他に、「感度分析」のテーブル1500を有する。「異常有無サマリ」のテーブル1200では、例えば、番号#=1の行で、膜槽の膜劣化という異常事象が、リスク度合いを0.9として、判断・検出されている。「感度分析」のテーブル1500では、例えばその膜槽の膜劣化という異常事象に関して、個別の関連パラメータの影響度、言い換えると感度が、時系列上の傾向として、グラフとして表示されている。
【0109】
例えば、膜槽の膜劣化に関連するパラメータとして、曝気風量、膜処理流量、汚泥引抜量、膜間差圧、MLSSといったものがある。運転支援装置1は、関連パラメータを判断する。プロセッサは、関連パラメータごとに、グラフで、横軸をパラメータ値の大小とし、縦軸を異常/正常への影響度として表示する。グラフ中に現在のパラメータ値が表示され、その現在値では異常/正常への影響度がどの程度なのかがわかる。例えば、曝気風量というパラメータに関しては異常事象への影響度は低く、膜間差圧というパラメータに関しては異常事象への影響度が高いことがわかる。
【0110】
ユーザU1は、本画面で、リアルタイムの水処理設備10の状況、それを表す関連パラメータ値が、過去と比べてどのような傾向にあるか、異常事象への影響度合いなどを確認でき、その確認に基づいて、対処を判断できる。
【0111】
[異常対処推論結果画面(5)]
図16は、異常対処推論結果画面5の第5例を示す。水処理設備10において、上流側で発生した異常、および実施した対処の影響が、下流側に影響する場合があり、また、数日から数週間程度の過渡的な挙動変化が起こる場合がある。そこで、運転支援装置1は、異常事象の変化を分かりやすく示すために、各異常事象のリスク度合いを異常発生フロー上に画面出力してもよい。
【0112】
図16の画面例は、「異常発生フロー」のテーブル1600の表示を有する。「異常発生フロー」のテーブル1600では、ノード(四角で示す)とリンク(矢印で示す)とのつながりによって、異常発生フローが表現されている。プロセッサは、このような異常発生フローを作成する。ノードは、例えば「pH調整槽・流入水変化 0.1」といった、異常事象の内容およびリスク度合いを表す情報を有するノードである。この異常発生フローは、例えば左側に上流側のノードが配置され、右側に下流側のノードが配置されている。例えば、上流側の「pH調整槽・流入水変化 0.1」ノードおよび「曝気槽・散気不良 0.5」ノードが、下流側の「曝気槽・汚泥異常 0.0」ノードに影響していることが表現されている。
【0113】
ユーザU1は、本画面の異常発生フローにおいて、異常事象の変化、上流・下流間での影響関係を確認でき、確認した結果に基づいて、対処を判断できる。
【0114】
[異常対処推論結果画面(6)]
図17は、異常対処推論結果画面5の第6例を示す。
図17の画面例は、基本的には
図12の第1例と同様の構成であるが、「対処ガイダンス」「推論結果」「提案」などの説明の文字を追加表示している。例えばテーブル1200の「対処作業」項目は、運転支援装置1からユーザU1への対処の提案であるため、「提案」を追加表示している。また、吹き出し画像では、例えば「過去の異常事象に対する対処実績に基づいて、最新の異常事象に対する対処作業を提案しています。」といった説明を表示している。
【0115】
また、
図17の画面例では、テーブル1200に「入力連携」項目1700が追加で設けられている。「入力連携」項目1700は、その行における対処作業を実施するとユーザU1が決めた場合に、異常対処実績入力画面4に連携してその対処作業に対応する対処実績を入力するためのGUI例である。ユーザU1が「入力連携」項目1700で例えばチェック印をオンにした場合、運転支援装置1は、異常対処実績入力画面4(例えば
図5)を表示させ、行における「異常事象」および「対処作業」項目にデフォルト情報として異常対処推論結果画面5(
図17)の「異常事象(推論結果)」および「対処作業(提案)」の情報を自動的に入力して表示する。ユーザU1は、その異常対処推論結果画面5でデフォルト情報を確認し、その対処作業を認め、実施した場合には、そのままOKボタン等で確定する。これにより、ユーザU1の対処実績入力作業の手間がより低減できる。
【0116】
[他の画面例]
【0117】
図21は、画面出力に関する変形例として、1つの画面内に、異常対処実績入力画面4と異常対処推論結果画面5との両方を表示する例を示す。
図21の画面例では、例えば上側に異常対処実績入力画面4が表示され、下側に異常対処推論結果画面5が表示されている。ユーザU1は、異常対処推論結果画面5に表示された異常事象と対処作業を確認し、その対処作業を実施して入力する場合には、異常対処実績入力画面4で対応する行に情報を入力することができる。
【0118】
[実施の形態1の効果等]
以上説明したように、実施の形態1の水処理設備運転支援装置1等によれば、水処理設備10の運転管理・支援に関して、ユーザU1に対し、実設備の運転状態に適合して好適な対処ガイダンスなどを自動的に行うことができる。実施の形態1によれば、異常対処実績入力画面4でユーザU1が異常事象および対処実績を入力でき、入力データを蓄積して学習・推論機能F2によって異常事象などの運転状態と対処との関係を学習する。実施の形態1によれば、最新の入力データに対し、学習・推論機能F2によって、異常事象などの運転状態に対する対処を推論し、異常対処推論結果画面5に対処ガイダンスとして出力できる。ユーザU1は、異常対処推論結果画面5で対処ガイダンスを確認し、参考にして、最新の対処の内容および実施を判断・決定でき、異常対処実績入力画面4で対処実績として入力できる。
【0119】
実施の形態1によれば、このような画面入力、学習・推論、および画面出力を含むサイクルにより、水処理設備10についての安定的な運転・運用、効率化や低コスト化などが実現できる。実施の形態1によれば、従来の熟練者の暗黙知による運転管理や対処に依存しすぎることなく、非熟練者による運転管理業務や非熟練者への伝達も可能となる。実施の形態1によれば、学習・推論機能F2を用いることで、センサ記録データD2や、熟練者による判断や対処の内容を形式知にし、具体的にはDBおよびモデルとし、それに基づいた支援情報をユーザU1に対し画面で提供できる。これにより、ユーザU1による運転管理業務、特に対処作業を、支援、効率化できる。実施の形態1によれば、対処作業内容を可視化・蓄積し、効率的な作業計画や作業負担軽減に寄与できる。
【0120】
実施の形態1によれば、水処理設備10に特有のパラメータ値に関して機械学習を行っており、従来技術例にはない新たな機能として、対処に関する推論に基づいた対処ガイダンスを提供することができる。
【0121】
<実施の形態2>
図18等を用いて、実施の形態2の水処理設備運転支援装置等について説明する。実施の形態2の基本的な構成は実施の形態1と同様・共通であり、以下では、実施の形態2における実施の形態1とは異なる構成部分について説明する。
【0122】
実施の形態2は、異常兆候検知機能を追加で設け、異常兆候検知機能によって水処理設備10の運転状態の一種として異常兆候を検知し、異常兆候に関する情報を画面に出力する。
【0123】
図18は、実施の形態2の水処理設備運転支援装置1の構成を示す。実施の形態2の運転支援装置1は、
図1の実施の形態1の運転支援装置1の構成に対し、異なる部分、構成要素として、異常兆候検知機能F5、事前設定データD10、異常兆候検知結果データD11等が追加されている。
【0124】
実施の形態2の運転支援装置1の入力データは、実施の形態1と同様に、センサ記録データD2、点検記録データD3、異常対処実績入力画面4から入力される異常事象および対処記録データD4を有する。実施の形態2の運転支援装置1の出力データは、異常対処推論結果(特に推論結果サマリD9)と、異常兆候検知結果データD11とを有し、これらのデータ・情報が異常対処推論結果画面5に出力される。
【0125】
実施の形態2の運転支援装置1の主な処理動作としては以下の通りである。入力データは、実施の形態1と同様に、データクレンジング機能F1、異常対処学習・推論機能F2、および推論結果出力機能F3によって、データ処理されて、学習結果データD8aや推論結果データD8bが生成され、推論結果サマリD9のデータが異常対処推論結果画面5に表示される。それと併せて、入力データに基づいた統合データD5は、異常兆候検知機能F5によって、データ処理されて、異常兆候検知結果が異常兆候検知結果データD11として生成され、異常対処推論結果画面5に表示される。
【0126】
異常兆候検知機能F5は、リアルタイムのセンサ記録データD2等に基づいた統合データD5、および事前設定データD10に基づいて、水処理設備10の運転状態に関する異常兆候を判断・検知する処理を行い、処理結果として、異常兆候検知結果データD11を生成する。事前設定データD10は、その判断・検知する処理に必要な設定情報である。異常兆候検知機能F5に適用する異常検知方式については特に限定せず、以下では一例を示す。
【0127】
実施の形態2の運転支援装置1の主な効果としては、対象の水処理設備10の運転管理者は、異常対処推論結果画面5で、異常対処推論結果を基に、過去の異常対処実績とリアルタイムの設備状況を考慮した異常事象の認識、および対処の判断、実施を行うことができる。また、運転管理者は、異常対処推論結果画面5で、異常兆候検知結果を基に、適切なタイミングで異常事象および対処実績を記録・反映させることができる。
【0128】
[異常兆候検知機能の処理フロー]
図19は、異常兆候検知機能F5の処理フローを示し、ステップS201~S207を有する。なお、ステップS201~S203の処理は、
図9のステップS101~S103と類似の処理である。
【0129】
ステップS201で、運転支援装置1のプロセッサは、データサンプリング処理を行う。センサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD3の記録周期が極端に短い場合、学習・推論機能F2で処理に長い時間を要する。そのため、ステップS201では、データサンプリングにより、記録周期を元よりも長くする等して調整する。例えば、センサ記録データD2が10秒周期、点検記録データD3が1日周期、異常事象および対処記録データD3が1日周期である場合、データサンプリングにより、10分周期に統一するように変換する。
【0130】
ステップS202で、プロセッサは、データカラム抽出・統合処理を行う。水処理設備10の運転状況は、例えば槽ごとに判断されることが適切である。そのため、プロセッサは、槽ごとに、異常兆候検知に必要なデータカラムを抽出する。また、センサ記録データD2、点検記録データD3、異常事象および対処記録データD4は、それぞれ記録周期が異なる。そのため、ステップS202では、プロセッサは、タイムスタンプを基に、データカラムを統合する。なお、データ欠損については補完せずそのままとする。
【0131】
ステップS203で、プロセッサは、稼働モード判別処理を行う。水処理設備10の異常兆候発生時の挙動は、稼働モードによって異なる場合が多い。したがって、稼働モードを考慮しない場合、異常兆候検知機能F5により適切な検知結果が得られない可能性がある。そのため、ステップS203で、プロセッサは、稼働モードを判別し、判別した稼働モードに対応した必要なデータレコードを抽出する。例えば、稼働モードとして「運転中」と「停止中」が存在する。その場合、プロセッサは、センサ記録データD2の稼働モード、または処理流量を基に、「停止中」のデータレコードを除外し、「運転中」のデータレコードを抽出する。
【0132】
ステップS204で、プロセッサは、異常兆候指標演算処理を行う。水処理設備10において、過去に発生していない運転状況(通常外挙動と記載する場合がある)が発生した場合、運転支援装置1は、過去に記録された異常対処内容では適切な対処ができないリスクが高い、と判断できる。したがって、ステップS204では、運転支援装置1は、データセット同士の距離を表すユークリッド距離として、異常兆候指標を演算する。具体的には、まず、プロセッサは、怠惰学習アルゴリズムの一種であるk近傍法を使用し、リアルタイムのデータセットと最も距離の近い、すなわち最も類似度の高い、データセットを抽出する。次に、プロセッサは、リアルタイムのデータセットと最も類似度の高いデータセットのユークリッド距離を演算し、そのユークリッド距離を異常兆候指標とする。
【0133】
ステップS205で、プロセッサは、閾値演算処理を行う。前述の異常兆候指標演算処理(S204)においてユークリッド距離を用いたが、水処理設備10の運転状況のデータは、分布の偏りが多い場合があり、対象の水処理設備10あるいは部分的な槽などによって、距離空間のデータ密度すなわち濃淡が異なる場合がある。その場合には、適切な異常兆候指標も異なる。そのため、ステップS205では、プロセッサは、過去の運転状況のデータを基に、対象の水処理設備10に適した閾値を演算する。プロセッサは、例えば、異常兆候指標の平均μと標準偏差σを計算し、(μ+3σ)を閾値とする。
【0134】
ステップS206で、プロセッサは、異常兆候指標影響度演算処理を行う。前述の異常兆候指標、および閾値により、通常外挙動の判別が可能であるが、それらの情報からは、その通常外挙動の要因は示唆されていない。そのため、ステップS206では、プロセッサは、異常兆候指標影響度を計算する。プロセッサは、異常兆候指標影響度として、リアルタイムのデータセットと最も類似度の高いデータセットの各データカラムの差分を演算する。運転支援装置1は、差分の大きいデータカラムは影響度が大きく、差分の小さいデータカラムは影響度が小さい、と評価できる。これにより、運転支援装置1は、異常兆候指標影響度を用いて、水処理設備10の通常外挙動の要因の推定、および、実施する異常対処内容を支援することができる。
【0135】
[異常兆候検知結果出力]
図20は、実施の形態2で、異常対処推論結果画面5内に、異常兆候検知結果として異常兆候に関する情報を表示する例を示す。
図20の画面例では、「異常有無サマリ」のテーブル1200に、前述と同様の情報の他に、「異常兆候」項目2000、「通常外挙動」項目2001を有する。「異常兆候」項目2000には、異常兆候を表すデータ、例えば、異常兆候のアラートや、異常兆候を表している水処理設備10のパラメータ値のグラフ等が表示される。なお、「異常事象」項目内に異常兆候の情報をまとめて表示してもよい。ユーザU1は、このような情報を見ることで異常兆候に関して認識、判断できる。
【0136】
また、「異常兆候」項目2000には、前述の異常兆候指標(S204)を表示してもよいし、影響度(S206)などを表示してもよい。また、「通常外挙動」項目2001には、行における異常事象および対処作業について、「通常外挙動」に該当する場合に、「通常外挙動」に該当する旨を表す情報が表示される。
【0137】
[異常対処実績入力画面(2-1)]
異常兆候検知結果として通常外挙動が見られる場合、リアルタイムの水処理設備10の稼働状態は、過去の稼働状態との乖離が大きく、情報が十分に蓄積されていない可能性が高いと考えられる。そこで、実施の形態2では、異常対処実績入力画面4において、通常外挙動の判定結果、および異常兆候指標を画面出力することで、異常事象および対処実績の記録・蓄積のデータ拡充を図ってもよい。
【0138】
図22は、実施の形態2で、異常対処実績入力画面4の例を示す。
図22の画面例では、異常対処のテーブルにおいて、前述の異常事象および対処作業の項目の他に、「異常兆候検知結果」項目2200が設けられている。「異常兆候検知結果」項目は、「対象槽」項目2201、「通常外挙動」項目2202、「異常兆候指標」項目2203を有する。
【0139】
運転支援装置1は、異常兆候検知機能F5によって検知した異常兆候についての情報を、入力画面機能F4によって、異常対処実績入力画面4の「異常兆候検知結果」項目2200に表示させる。「異常兆候検知結果」項目2200では、対象槽の状態が通常外挙動と判定されている場合、「通常外挙動」項目2202に、通常外挙動を表す情報(例えばチェック印のオン状態)が表示される。また、「異常兆候指標」項目2203に、通常外挙動の判定に関連した、前述の異常兆候指標(S204)の情報、例えば、異常兆候指標のグラフ等が表示される。
【0140】
ユーザU1は、この異常対処実績入力画面4の「異常兆候検知結果」項目2200の情報を、異常事象および対処実績の情報とともに、見て確認し、データとして入力できる。これにより、DBに、異常事象および対処実績の情報とともに、異常兆候検知結果の情報を記録・反映できる。
【0141】
[異常対処実績入力画面(2-2)]
また、異常対処実績入力画面4において、異常兆候検知結果として異常兆候指標影響度を画面出力することで、通常外挙動の要因推定、および実施する異常対処内容を支援するようにしてもよい。
【0142】
図23は、実施の形態2で、異常対処実績入力画面4の他の例を示す。
図23の画面例では、異常対処のテーブルにおいて、
図22と同様の項目の他に、「異常兆候検知結果」項目2200において、「異常兆候指標影響度」項目2204が追加で設けられている。「異常兆候指標影響度」項目には、前述の異常兆候指標影響度(S206)の情報が、例えば棒グラフで表示されている。
【0143】
ユーザU1は、この異常対処実績入力画面4の「異常兆候指標影響度」項目2204の情報を見て確認し、データとして入力できる。これにより、DBに、異常兆候指標影響度の情報を記録・反映できる。
【0144】
<変形例>
他の変形例として以下も可能である。上述した実施の形態1,2では、ユーザU1として一人の運転管理者を想定し、一人の運転管理者が異常対処実績入力画面4および異常対処推論結果画面5を見ながら作業を行う場合を説明した。これに限定されず、水処理設備10の運転管理を複数人のユーザで行う場合に、それぞれのユーザが異常対処実績入力画面4および異常対処推論結果画面5を見ながら作業を行ってもよい。この場合、運転支援装置1は、各ユーザをユーザIDで管理し、各画面内に、各情報について、どのユーザに対する出力であるか、どのユーザが入力した情報であるか等がわかるように表示してもよい。
【0145】
以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態を組み合わせた形態も可能である。
【符号の説明】
【0146】
1…水処理設備運転支援装置、2…PLC、3…点検記録PC、4…異常対処実績入力画面、5…異常対処推論結果画面(対処ガイダンス画面)、D1…事前設定データ、D2…センサ記録データ、D3…点検記録データ、D4…異常事象および対処記録データ、D5…統合データ、D6…事前設定データ、D7…標準データ、D8a…学習結果データ、D8b…推論結果データ、D9…推論結果サマリ、F1…データクレンジング機能、F2…異常対処学習・推論機能、F3…推論結果出力機能、U1…ユーザ。