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JP7305030B2 - プラント運転支援装置、プラント運転支援方法 - Google Patents
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JP7305030B2 - プラント運転支援装置、プラント運転支援方法 - Google Patents

プラント運転支援装置、プラント運転支援方法 Download PDF

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Description

本願は、プラント運転支援装置、およびプラント運転支援方法に関するものである。
近年、電力分野などの大規模プラントの監視制御装置は、従来のハードウェア型のアナログ監視制御盤に変わり、ソフトウェア型のデジタル監視制御盤(デジタル盤)の導入が進んでいる。デジタル盤では、監視制御の機能が集約されたグラフィカルユーザインタフェース(GUI)を用いて作業を行うため、装置の小型化、および運転員の操作負荷を軽減することができる。
一般的に、プラントの運転管理は監視制御室の中央制御盤を監視・操作する複数名からなる運転チームにより行われる。その際、運転員のヒューマンエラー低減を目的として、運転訓練時のチームワークを評価して、不調の場合は適切なアドバイスを提示する評価方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
特開2003-271048号公報(段落0027~0031、図2) 特開2019-36205号公報(段落0022~0023、0049~0051、図1)
しかしながら、上述した評価方法では、模範となる過去の良好事例データとの比較によりチームワークを評価しているため、比較対象のデータをあらかじめ用意する必要があり、状況に応じて容易に基準を変更することができないといった問題点があった。
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、決まった正解データを用意することなく、チームワークを評価し、適切なプラント運転の支援を可能とすることを目的とする。
本願に開示されるプラント運転支援装置は、運転員と前記運転員に作業内容を指示する監督者とでチームを構成する複数の構成員それぞれに対応して設けられ、前記チームとしてプラント運転を行うための情報提示を行う出力装置、前記複数の構成員それぞれの状態、前記構成員どうしの意思の疎通状態、および前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態、のいずれかと、前記運転員と前記監督者との権威勾配の高さを含む複数の評価項目に対し、評価項目ごとにその程度を数値化した指標値を算出する指標値算出部、前記指標値に基づいて前記チームのチームワークを評価するチームワーク評価部、前記チームワークの評価結果に基づいて、前記チームの構成員を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容を決定する支援内容決定部、および前記出力装置のうち、前記選定した支援対象者に対応した出力装置ごとに、決定した支援内容を提示するための提示情報を生成する提示情報生成部、を備え、前記権威勾配の高さについては、前記監督者から前記運転員に向けての強い命令口調での発話の回数、および前記運転員の問題感情の継続時間と前記運転員の声量と会話内の発話の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、前記複数の構成員それぞれの状態を前記評価項目として用いる場合、前記複数の構成員それぞれの声の大きさ、発話速度、言葉遣い、口調、特定の感情の発現時間、のいずれかを前記指標値として用い、前記構成員どうしの意思の疎通状態を前記評価項目として用いる場合、前記構成員どうしの会話における会話パターンの一致度、および会話間の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態を前記評価項目として用いる場合、標準作業時間に対する作業実績時間の増減、および同時並行で実施している作業ステップ数、のいずれかを前記指標値として用い、前記チームワーク評価部は、前記複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックを用い、前記チームワークを評価することを特徴とする。
本願に開示されるプラント運転支援方法は、プラント運転支援装置が実行するプラント運転支援方法であって、運転員と前記運転員に作業内容を指示する監督者とでチームとしてプラントを運転する複数の構成員それぞれの状態、前記構成員どうしの意思の疎通状態、および前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態、のいずれかと、前記運転員と前記監督者との権威勾配の高さを含む複数の評価項目に対し、評価項目ごとに数値化した指標値を算出する指標値算出ステップ、前記算出された指標値に基づいて前記チームのチームワークを評価するチームワーク評価ステップ、前記チームワークの評価結果に基づいて、前記チームの構成員を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容の決定を行う支援内容決定ステップ、および前記選定した支援対象者ごとに、決定した支援内容を提示する支援内容提示ステップ、を含み、前記権威勾配の高さについては、前記監督者から前記運転員に向けての強い命令口調での発話の回数、および前記運転員の問題感情の継続時間と前記運転員の声量と会話内の発話の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、前記複数の構成員それぞれの状態を前記評価項目として用いる場合、前記複数の構成員それぞれの声の大きさ、発話速度、言葉遣い、口調、特定の感情の発現時間、のいずれかを前記指標値として用い、前記構成員どうしの意思の疎通状態を前記評価項目として用いる場合、前記構成員どうしの会話における会話パターンの一致度、および会話間の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態を前記評価項目として用いる場合、標準作業時間に対する作業実績時間の増減、および同時並行で実施している作業ステップ数、のいずれかを前記指標値として用い、前記チームワーク評価ステップでは、前記複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックを用い、前記チームワークを評価することを特徴とする。
本願に開示されるプラント運転支援装置、あるいはプラント運転支援方法によれば、論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックを用いてチームワークを評価するようにしたので、決まった正解データを用意することなく、チームワークを評価し、適切なプラント運転の支援を行うことができる。
実施の形態1にかかるプラント運転支援装置の構成を説明するためのブロック図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置の動作について説明するためのフローチャートである。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置における手順データベースに格納されたデータ構造を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、あるユーザに対して算出された指標値の一部を可視化した図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、指標予測値算出部が算出した作業負荷の指標予測値のデータ構造を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、評価ロジックデータベースに格納された権威勾配が高いか否かを判別する評価ロジックを示すフローチャートである。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、チームワーク評価部が評価したチームワーク評価データのデータ構造を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、支援内容決定部が有する支援内容決定テーブルのデータ構造を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、チームパフォーマンスが低下したと評価した際の運転支援情報の画面表示例を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、評価ロジックを更新する動作について説明するためのフローチャートである。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、評価ロジックを画面操作で編集する際の画面表示例を示す図である。 実施の形態1にかかるプラント運転支援装置において、評価ロジックを自動で変更する際の、変更開始を判定する際のデータについて説明するための図である。
実施の形態1.
図1~図13は、実施の形態1にかかるプラント運転支援装置あるいはプラント運転支援方法について説明するためのものであり、図1はプラント運転支援装置構成を説明するためのブロック図、図2はプラント運転支援装置のハードウェア構成の例を示すブロック図、図3はプラント運転支援装置の動作、つまりプラント運転支援方法について説明するためのフローチャートである。また、図4はプラント運転支援装置を構成する手順データベースに格納されたデータ構造を示す図である。
図5は指標予測値算出部が算出する、あるユーザに対して算出された指標値の一部を時系列で可視化した図、図6は指標予測値算出部がユーザごとに算出した作業負荷の指標予測値のデータ構造を示す図である。そして、図7は評価ロジックデータベースに格納された権威勾配が高いか否かを判別する評価ロジックの構造を示すフローチャート、図8はチームワーク評価部が評価したチームワーク評価データのデータ構造を示す図、図9は支援内容決定部が有する支援内容決定テーブルのデータ構造を示す図である。
図10は監督者の権威の観点でチームパフォーマンスが低下したと評価した際の運転支援情報の画面表示例を示す図、図11は評価ロジックを更新する動作について説明するためのフローチャート、図12は評価ロジックを画面操作で編集する際の画面表示例を示す図、図13は評価ロジックを自動で変更する際の、変更開始を判定する際のデータについて説明するための図である。
本願の実施の形態1にかかるプラント運転支援装置、およびプラント運転支援方法についての詳細な説明の前に、前提となる運転チームによるプラントの運転について説明する。一般的に、プラントの運転は監視制御室の中央制御盤を監視・操作する複数名からなる運転チームにより行われる。チームは、監視・操作を実行する複数名の運転員と、運転員への作業指示およびその行動の監視を行う監督者から構成される。運転員と監督者には、それぞれ専用の監視制御用の入力装置および出力装置(入出力装置)が用意されており、各自に与えられた入出力装置を利用して、プラントの監視と制御を実施する。
プラントの典型的な運転方法としては、まず監督者が運転員に作業内容を指示する。運転員は、与えられた入出力装置を利用して作業を実施する。作業の実施後、運転員は監督者に完了報告を行い、監督者は自身の入出力装置を利用して、運転員が実施した作業内容を確認する。なお、プラントの運転形態としては、監視制御室内に運転チーム構成員が全員揃った状態で口頭によるコミュニケーションを行いながら運転する場合のほか、監視制御室の運転員と遠隔地にいる監督者が遠隔でコミュニケーションする場合も想定される。
とくに、大規模プラントの運転において、各運転員は手順に即した監督者からの指示に従い、各自に割り当てられたタスクを実行する。限られた時間内でのタスク実施が求められる状況など、運転員にとって作業負荷が高い状況下では、作業効率の低下、操作誤り、状況認識誤りなどのヒューマンエラーが発生する可能性がある。適切なプラント運転を実現するためには、チームワーク状況を把握した上で、例えば、運転員が委縮することなく意思の疎通を円滑化するなど、チームとしてのパフォーマンスを向上させる対策を行う必要がある。
上述した前提を踏まえ、本願の実施の形態1にかかるプラント運転支援装置、およびプラント運転支援方法の詳細について説明する。本願のプラント運転支援装置10は、図1に示すように、図示しないプラントの状況を判別するプラント状況判別処理部20とユーザ情報を収集し処理するユーザ情報収集処理部30を備えている。そして、評価ロジックL4に基づいて、プラントとユーザの状況に関する情報からチームワーク状態を評価するチームワーク評価処理部40と、評価結果(チームワーク評価データE4)に基づいた支援情報を提示する支援情報提示処理部50を備えている。さらに、本願の特徴的な構成であるチームワーク状態の評価に用いる評価ロジックL4を更新する評価ロジック更新処理部60を備えている。
プラント状況判別処理部20は、プラント情報を収集するプラント情報収集部21、収集したデータを格納するプラント情報データベース22、運転手順のデータを格納する手順データベース23、および現状の作業ステップを特定する実施手順判別部24を有している。なお、図では、データベースを「DB」と略称で表示している。
ユーザ情報収集処理部30は、運転チームを構成する監督者と運転員(まとめてユーザと称する)のデータを収集するユーザ情報収集部31と、収集したユーザ情報を格納するユーザ情報データベース32とを有している。
チームワーク評価処理部40は、チームワーク評価に必要な指標値(指標データD41)を算出する指標値算出部41、ユーザごとの時系列の指標予測値P42を算出する指標予測値算出部42、チームワークを評価するチームワーク評価部43を有している。そして、チームワーク評価に用いる評価ロジックL4を格納する評価ロジックデータベース44を有している。
支援情報提示処理部50は、チームワークの評価結果(チームワーク評価データE4)に基づき、支援内容を決定する支援内容決定部51、決定した支援内容を蓄積する支援結果データベース52、支援内容に応じた提示データを生成する提示情報生成部53を有している。そして、チームを構成する運転員および監督者それぞれに割り当てられ、必要なユーザに対して生成した提示情報を提示する複数の出力装置54を有している。
評価ロジック更新処理部60は、支援結果データベース52に蓄積された支援内容のデータと、評価ロジックデータベース44に格納されたデータに基づき、評価ロジックL4を更新する評価ロジック更新部61を有している。さらに、評価ロジックL4を更新する際に、ユーザによる必要なデータの入力を受け付ける入力装置62を有している。
なお、上記説明は、プラント運転支援装置10が、複数の機能の組み合わせにより構成されていることを示すものであり、実施手順判別部24、指標値算出部41といった独立したハードウェアを組み合わせて構成することを意味するものではない。例えば、図2に示すように、プロセッサ11とメモリ12とハードディスク13と入力装置14と出力装置15と、これらを接続するシステムバス16とで構成し、インストールされたソフトウェアによって、各機能が実現されるものでもよい。
メモリ12とハードディスク13は記憶装置として機能し、図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクを補助記憶装置として具備してもよい。プロセッサ11は、記憶装置から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ11にプログラムが入力される。また、プロセッサ11は、演算結果等のデータを記憶装置の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
つぎに、図3のフローチャートを参考にして、プラント運転支援装置10がプラント状況およびユーザの状態(ユーザ情報)に基づいてチームワーク評価を行い、支援が必要な場合に支援情報を出力装置54に提示するまでの動作について説明する。
なお、上述したように、実際のプラントの運転管理では、複数の構成員(ユーザ)と複数の作業とが、時系列を含めて関連しており、そのすべてについて説明すると、煩雑化して収集が困難になる。そこで、本実施の形態1では、チームの構成員(監督者、運転員)のうち、本願の技術思想を明らかにするのに必要な1名の監督者と2名の運転員による計3名のユーザで運転チームを構成する例について説明する。そのため、各データベース、あるいは処理部で扱うデータは、監督者をUser-A、運転員をUser-B、User-Cと設定し、役割を区別しない個人のことを単にユーザと称して説明する。
はじめに、プラント状況判別処理部20による、プラント情報および運転手順の情報に基づいてユーザが実施している手順および作業ステップを判別し、結果をチームワーク評価処理部40へ送信する、プラント状況判別ステップST101について説明する。
プラント情報収集部21は、プラント情報データベース22からプラントデータD22を周期的に収集し、取得した時刻とともに、実施手順判別部24に送信する。プラント情報データベース22には、例えばポンプ、弁など各種プラント機器の警報を含む運転状態およびパラメータ値を含むプラント状態情報、および運転員、監督者の操作ログの情報である操作ログ情報が格納されている。また、操作ログ情報は、作業内容(後述する作業識別情報D233を含む)と、ユーザIDを示すユーザ識別情報D321と、時刻データから構成される。プラント情報データベース22のデータは、プラントが生成するリアルタイムのデータでもよいし、過去のプラント運転にて記録したデータでもよい。
手順データベース23には、図4に示すように、各事象に対する対応手順および、手順を構成する作業ステップに関する情報が格納されている。手順情報D23としては、事象ごとに1つ以上からなる手順が規定されており、手順は1つ以上からなる作業ステップから構成されている。事象には事象IDを示す事象識別情報D231、手順には手順IDを示す手順識別情報D232、各作業ステップには作業IDを示す作業識別情報D233が付与されている。作業ステップには、標準作業時間を示す標準作業時間情報D235、作業負荷値を示す作業負荷値情報D236、作業開始条件を示す作業開始条件情報D237、作業終了条件を示す作業終了条件情報D238がそれぞれ規定されている。
標準作業時間は、各作業ステップの実施に標準的にかかる時間(プラント挙動による待ち時間なども含めた作業時間)である。作業負荷値は、作業ステップ実施において、人間の作業(対象物の確認、操作など)にかかる負荷(作業負荷)である。作業負荷値としては、例えば、人間の行動に必要な時間が挙げられる。例えば、既知の人間情報処理モデルに基づく方法で、作業ステップ実施に際する人間の知覚、認知の脳内処理時間、および物理的な身体の移動時間を合算することで、作業負荷値を算出できる。作業開始条件および作業終了条件は、当該作業ステップを開始または終了するための条件である。作業開始条件の例としては、操作ログ(操作開始されたと判断)、操作開始条件となるプラント機器のパラメータ値、警報発報、作業終了条件は例えばプラント機器のパラメータ値の条件、警報停止などが規定されている。
実施手順判別部24は、プラント情報収集部21からプラント状態情報および操作ログ情報を受け取り、発生している事象の特定、および事象に紐づく対応手順と、現状の作業ステップの特定を行う。実施手順判別部24の内部には、不具合原因と事象波及の関係など、事象の判断に必要なデータを格納した知識ベースを有している。取得したプラント状態情報を用いて事象を特定し、手順データベース23を参照して当該事象に対応した事象識別情報D231を得る。
その後、操作ログ情報を元に、実施中の手順IDおよび作業IDを、作業開始条件情報D237および作業終了条件情報D238を参照して特定する。作業開始条件および作業終了条件を満たしたと初めて判別した際は、作業開始時刻と作業終了時刻を、それぞれ作業開始時刻情報D2391、作業終了時刻情報D2392として記録する。特定した手順IDと作業ID、および実施しているユーザIDについての情報(手順識別情報D232、作業識別情報D233、ユーザ識別情報D321)を作業開始時刻情報D2391、作業終了時刻情報D2392とともに、チームワーク評価処理部40へ送信する。これにより、ステップST101を完了し、ステップST102に移行する。
つぎに、ユーザ情報収集処理部30のよるユーザの時系列的な情報を収集し、収集した情報をチームワーク評価処理部40に送信するユーザ情報収集ステップST102について説明する。
ユーザ情報データベース32には、接触型または非接触型のセンサにより取得された各ユーザの時系列のセンサデータ(例えば生体データ)が格納されている。ユーザ情報収集部31は、ユーザ情報データベース32に格納された生体データを周期的に収集する。ユーザ情報データベース32には、各ユーザを識別するユーザ識別情報D321と、各種センサの時系列データ(センサデータD322)が紐づけられる形で格納されている。
本例のユーザIDの例は、上述したように監督者はUser-A、運転員はUser-B、User-Cである。センサデータD322は取得した時刻データとセンサ値の組み合わせであり、例としては、心拍数、音声、呼吸、心電波形、血圧、体温などが挙げられる。ユーザ情報収集部31は、ユーザ識別情報D321と各種センサデータD322を、定められた周期でチームワーク評価処理部40の指標値算出部41に送信する。
これにより、ステップST102を完了し、ステップST103に移行する。なお、プラント状況判別ステップST101、およびユーザ情報収集ステップST102は並行して処理を実施しても構わない。
続いて、チームワーク評価処理部40による指標値算出ステップST103とチームワーク評価ステップST104について説明する。チームワーク評価処理部40は、プラント状況判別処理部20およびユーザ情報収集処理部30からの入力データを元に、チームワーク評価に必要な指標値および指標予測値を算出し(ステップST103)、それらを総合してチームワーク状態を評価する(ステップST104)。そして、チーム状態が健全でないと評価した場合(ステップST105で「No」)、評価結果を支援情報提示処理部50へ送信する。
指標値算出ステップST103として、指標値算出部41は、チームワーク評価に必要な指標値を算出する。指標の例としては、ユーザ個人ごとに算出するもの、運転員と監督者間、運転員間など複数ユーザ間のチームワーク指標が挙げられる。個人の指標の例は、発話に関するもの、口調、感情に関するもの、作業負荷に関するものなどが挙げられる。
例えば、発話であれば、声の大きさ、発話速度、言葉遣い(ある特定の単語が発話された回数、単語内容など)等が指標となり、口調であれば、“強い命令口調で発話された”回数、“威圧的な口調で発話された”回数などが指標となる。感情に関するものとして、平常、興奮、喜び、ストレス、いらつき、憂鬱、疲労、緊張、平穏、リラックスなどの感情の発現開始時刻、発現終了時間、発現時間などが指標となる。また、作業負荷に関するものとしては、標準作業時間に対する作業実績時間の増減、同時並行で実施している作業ステップ数などが指標となる。さらに、複数ユーザ間の指標としては、例えば、会話パターンの一致度(監督者から運転員への指示、運転員の指示内容復唱、運転員の結果報告など、一連のパターンにどれだけ一致するか)、会話間の間隔(時間)など、意思の疎通に関する指標が挙げられる。
指標値算出部41の内部には、個々の指標値を算出する解析ロジックを有している。個人の指標は運転チーム内のユーザ個人ごとに、複数ユーザ間の指標は複数ユーザの入力データを併せて算出する。個人の指標である発話に関する指標は、時系列の音声データを解析することにより算出する。例えば声の大きさは、音声データの音圧レベルから、発話速度、言葉遣い、口調は音声認識を行いテキスト化した結果から算出する。音圧レベル、または発話速度は、ユーザごとに標準値(平常時にあらかじめ計測した指標値など)と比べどれだけ増減しているかを算出する。
例えば声の大きさの場合、運転員(User-B)の大きさが50dBで、標準値が60dBであれば、-17%(=(50-60)/60)と算出される。感情に関する指標は、音声データおよび心拍数、呼吸などの生体データを元に算出することができる。作業負荷に関する指標のうち、作業実績時間については、実施手順判別部24から得た作業IDに合致する作業の情報を手順データベース23から参照する。
そして、作業開始条件を満たして作業を開始した時点から、作業終了条件を満たした時点までの時間を(作業終了条件を満たしていない場合は現在時刻までを)作業実績時間として計測し、標準作業時間との差分を算出する。例えば、得た作業IDがA-I-2である場合、実施手順判別部24の出力データ内の作業終了時刻情報D2392があれば、当該ステップ実施は完了しているとみなす。そして、作業終了時刻(例えば12時23分50秒)からの作業開始時刻情報D2391(例えば12時23分41秒)との差分を算出する(0時間0分9秒)。さらに、それから標準作業時間情報D235に示された標準作業時間を差し引いた時間(-0時間0分1秒))を求める。
一方、作業終了時刻情報D2392にデータがない場合は、当該ステップは実施途中であるとして、現在時刻(例えば12時23分45秒)から作業開始時刻との差分(-0時間0分4秒)を算出し、標準作業時間を差し引いた時間(-0時間0分6秒)を求める。
同時並行で実施している作業ステップ数は、実施手順判別部24から受け取ったユーザIDと手順IDと作業IDから判断する。また複数ユーザ間の指標である会話パターンの一致度は、音声認識を通じて音声データをテキスト化し、指示、復唱、結果報告などを示す語句を抽出し、会話パターンへの合致度を算出する。例えば、指示は「XXをXXしてください」、復唱は「XXをXXします」、結果報告は「XXをXXしました」などを示す語句として抽出する。
会話内の応答時間に関する指標は、会話パターンとして抽出できた会話内の発話の間隔を求め、解析ロジックが有する基準時間と比較した増減時間の割合を算出する。例えば、ある発話に対する応答との間に5秒の間があり、基準時間が2.5秒と設定していれば、100%(=(5-2.5)/2.5)増と算出する。なお、上述の解析方法は一例であり、実施方法はこの限りではない。
指標値算出部41は、各指標の指標値、指標算出に使用したデータ、ユーザID、処理時刻データを指標値算出部41内に保有するデータベースに時系列データとして蓄積する。指標算出に使用したデータとしては、音声データ、生体データ、会話テキストデータなどを蓄積し、ユーザIDとしては、個人の指標であれば1つのユーザID、複数ユーザ間の指標であれば関係する複数ユーザIDを蓄積する。また、処理時刻データとしては、例えば、指標値を算出した時刻を蓄積する。
また、前述した作業負荷の指標値算出時に求めた作業実績時間は、手順ID、作業ID、標準作業時間、ユーザID、とともに指標値算出部41内に保有するデータベースに指標データD41として蓄積する。その際、現在の時刻データ(作業実績記録時刻)、作業ステップが完了したか否か(作業完了/作業実施中)を示すデータ(作業ステップ実施状態情報)も併せて指標データD41として蓄積する。これにより、ステップST103のうち、指標値の算出工程が完了する。
指標予測値算出部42は、ステップST103のうち指標予測値の算出工程として、将来の指標値の動きを予測することで、各ユーザの時系列の指標予測値を算出し、その結果をチームワーク評価部43に送信する。ここでは、将来の作業負荷の指標値を予測する例を説明する。指標予測値算出部42は、将来のプラント動作をシミュレーションする機能と、指標値を予測する機能から成り立ち、これらに基づいて、今後実施予定の作業ステップの作業負荷値をユーザごとに予測する。
まず指標値算出部41から送信された指標データD41に基づき、ある特定のユーザが作業した最新の作業実績記録時刻の手順ID、作業ID、作業実績時間、作業ステップ実施状態情報、標準作業時間を取得する。そして、手順データベース23に格納された手順情報D23を参照し、当該手順IDの作業IDより後に発生する各手順ステップの開始時刻と終了時刻の予測値を算出する。予測方法の例としては、プラントシミュレーションを行うことで作業開始条件を満たす時刻を開始時刻として算出し、それに標準作業時間を加算することで終了時刻を算出する方法、作業開始時刻は同様の方法で算出し、プラントシミュレーションにより作業終了条件を満たす時刻を終了時刻とする方法が挙げられる。
なお、当該作業IDの作業ステップ実施状態が「作業実施中」である場合は、当該作業ステップの終了時刻を予測し、それを加味してプラントシミュレーションを行う。終了時刻の予測は、例えば、作業ステップ完了までにかかる標準作業時間からの作業実績時間の差分を、作業実績記録時刻に加算した時刻として算出する。ここまでの処理は、あらかじめ定められた時刻(例えば30分)を、手順ステップの終了時刻が超えるまで、または当該事象内の作業ステップをすべて処理するまで実施する。さらに、当該ユーザが他の作業ステップを並行して実施していれば、それについても同様の処理を行う。
つぎに、作業実績記録時刻より後に発生する作業負荷の指標値の算出について、あるユーザに対して指標値の一部を説明用に時系列で可視化した図5を用いて説明する。図5において、ユーザIDはUser-Bとし、横軸は時間を表し、作業W421~W423を示す長方形の長さは標準作業時間、左端と右端はそれぞれ開始時刻と終了時刻を示す。縦軸に沿って重なった部分は、並行して実施する作業を示す。
指標値には、例として標準作業時間内に含まれる作業負荷値(人間の行動に係る実際の時間)の割合を用いる。例えば、作業W421は作業IDがA-I-3の作業であり、標準作業時間2分30秒(150秒)に対して作業負荷値が75000ミリ秒(図4参照)であるため、指標値は0.5となる。作業の発生しない時間帯の指標値は0となり、複数の作業を並行実施する時間帯は、各作業W421~W423の指標値を合計した数値を指標値とする。このような方法で、あらかじめ定められた間隔(例えば1秒単位)ごとに指標値の時系列データを算出する。
上述の処理をすべてのユーザに対して算出し、図6に示す各ユーザの作業負荷の指標予測値P42をチームワーク評価部43に送信する。これにより、ステップST103を完了し、ステップST104に移行する。
チームワーク評価ステップでは、チームワーク評価部43は、指標値算出部41に蓄積されている各種指標値の時系列データと、指標予測値算出部42から出力された指標予測値P42を元に、チーム内のチームワークを評価する(ステップST104)。評価の結果、チームワークが健全でない場合(ステップST105で「No」)は、評価結果を支援情報提示処理部50の支援内容決定部51に送信し、支援工程(ステップST106~ST107)に移行する。一方、チームワークが健全な場合(ステップST105で「Yes」)は、支援工程には移行せず終了する。
チームワーク評価部43は、評価ロジックデータベース44に格納された評価ロジックL4に基づいて評価処理を実施する。評価ロジックL4の内部には、チームワーク不良を引き起こす状態(例えば、監督者と運転員の権威勾配が異常に高い/低い、チーム内の特定ユーザのパフォーマンス低下など)であるか否かを判別するための、1つ以上の定量的な判断基準が存在している。
例えば、評価ロジックL4の一例として、図7に示すように、チームワーク不良のうち「権威勾配が高い」に該当するか否かを判別する評価ロジックL4を用いて説明する。なお、権威勾配が高いとは、監督者の権威が運転員に対して異常に高く、運転員が萎縮し監督者と適切なコミュニケーションを取りづらい状態を指す。上述したように、User-Aは監督者、User-B、User-Cは運転員を示し、評価ロジックL4中の評価ステップST4401とST4402は監督者に対する、評価ステップST4403~ST4407は運転員に対する判断ステップを表している。
これらを経た結果、健全であることを示す権威勾配が高に「非該当」(ステップST4410)、または健全でないことを示す権威勾配が高に「該当」(ステップST4408またはST4409)のいずれかに判別される。なお本例では、権威勾配が高に「該当」する場合、その程度を2段階に判別できるようレベルが設定されている。指標予測値算出部42が算出した指標予測値(この例では作業負荷)を用い、評価ステップST4407にて、将来のプラント運転状況を見据えた本チームワーク不良に対する対策の緊急度合の観点から、評価を2段階のレベル(より緊急度合が高いほうがレベル2)のどちらかに振り分ける。これにより、後述する支援情報提示処理部50にて、レベル別に異なる支援内容を提示できるようになる。
評価ステップST4401~ST4407では、指標値算出部41に蓄積される各種指標値(指標データD41)と指標予測値算出部42が算出した指標予測値P42を参照し、各評価ステップにて評価基準を満たすかどうかを判定する。例えば、評価ステップST4401、ST4403の感情の指標に関する評価については、最新の処理時刻データまでに連続してチームワーク上問題となる感情が30秒以上続いているかどうかを判断する。例えば、監督者(User-A)について評価するステップST4401では、いらつき、ストレスを問題感情とし、問題感情が30秒以上継続していれば、さらに、次の評価項目に進むべきと判断し、そうでなければ、非該当と判断するスクリーニング評価を行う。
そして、評価ステップST4402では、口調に関する指標値に「強い命令口調で発話された」回数が1つ以上あるかどうかで判断し、強命令口調が1回以上あれば、権威勾配が高いかどうか判断すべき状態であると判断し、そうでなければ、非該当と判断する。つまり、権威勾配が高い状態にあるか否かの評価をするか否かの2次スクリーニング評価を行う。こうして、監督者の状態に応じたスクリーニング評価により、権威勾配が高い状態であるか否か、つまり、運転者側に影響が出ているか否かを、以降の評価ステップで判定する。
ステップST4402では、運転者(User-B、User-C)を対象とし、憂鬱、疲労、緊張等を問題感情として、問題感情が30秒以上継続していれば、権威勾配が高いと判断し、そうでなければ、次の評価項目に移る。なお、当該ステップの判断において、時系列の指標値のノイズ(感情発現期間の細かな途切れなど)除去等の前処理を実行してもよい。
なお、ステップST4401、ST4403それぞれにおいて、ユーザが抱いている感情の種類は、例えば、脳波、心拍等の波形の組み合わせをあらかじめ記憶しているパターンと一致するか否かで判別することができる。さらにその状態の継続時間によって、問題感情の継続時間を計測することができる。つまり、ユーザ情報データベース32で収集された時系列の生体データを用いて、「Yes」であるか「No」であるかを定量的に判断することができる。
評価ステップST4404は、指標値算出部41に蓄積されている最新時刻の作業ステップの標準作業時間と作業実績時間を比較し、例えば、作業実績時間が標準作業時間よりも10%以上長い(D235×1.1以上)か、否かで判断する。なお、最新時刻の作業ステップだけではなく、それ以前の作業ステップを含めて算出し、判断するなど、方法はこの限りではない。
評価ステップST4405での声の大きさ(声量)に関しては、指標値算出部41の最新の処理時刻での音圧レベルの音声指標値を基準に、例えば、基準の0.8以下であれば、運転者が委縮して声量が小さくなっている、つまり権威勾配が高いと判断する。評価ステップST4406の会話内での応答時間(会話応答時間)に関しては、指標値算出部41内の最新の処理時刻データでの会話内の発話の間隔についての指標値を基準に、判断する。例えば、会話応答時間が基準よりも10%以上長い(基準×1.1以上)ようであれば、運転者が委縮して間隔が長くなっている、つまり権威勾配が高いと判断する。
ステップST4403~ST4406のいずれかで、権威勾配が高いと判定されると、評価ステップST4407は、指標予測値算出部42から出力された時系列の作業負荷についての指標予測値P42を元に、権威勾配のレベルを判断する。例えば、作業負荷予測値が0.8以上になるときがあれば(「Yes」)、高レベルを示すレベル2と判断し、0.8未満であれば(「No」)、低レベルを示すレベル1と判断する。つまり、各ステップは、閾値と指標値とを比較して是か非かを出力する論理式であり、評価ロジックL4は複数の論理式を繋ぎ合わせることで、複数種の評価結果を出力することができる。
例示の評価ロジックL4では、監督者および運転員ごとに評価を行い、ステップST4408~ST4410のいずれかに到達したのち、評価結果、および権威勾配を高と判別した場合には、関係ユーザのユーザIDをともに記憶する(ST4411)。関係ユーザとしては、権威勾配が高いと判別した際、つまりチームワークが健全でないと判断した際の、主要因となるユーザ(「権威勾配」では、監督者)と、副要因のユーザ(同、運転員)のうち、評価項目で「Yes」となったユーザとする。その後、他に評価処理対象となっていないユーザがいるかどうかを判断し(ステップST4412)、処理対象となっていないユーザがいればステップST4401に戻り、それ以外は次の判定ロジックへ移行する(ステップST4413)。
例として監督者(User-A)と運転員(User-B)のチームワークを評価する処理を挙げる。運転員は作業IDがA-I-1の作業を実施しているとする。ステップST4401にて監督者(User-A)の感情指標値の結果として、いらつきが35秒、ストレスが33秒継続した場合は、ステップST4402へ移行する。ステップST4402にて、監督者(User-A)の口調の指標に「強い命令口調の発話」が1つ含まれていた場合は、運転員の状況を評価するステップST4403に移行する。
運転員(User-B)の憂鬱、疲労、緊張の継続時間が、それぞれ28秒、25秒、20秒であった場合、次の評価項目を実行するステップST4404へ移行する。ステップST4404にて、運転員(User-B)の標準作業時間からの作業実績時間の差分が「-0時間:0分:6秒」の場合、標準作業時間(15秒)より40%短いため、次の評価項目を実行するステップST4405に移行する。ステップST4405にてUser-Bの声量が基準より17%小さい(基準×0.83)場合、次の評価項目を実行するステップST4406へ移行する。
ステップST4406にて監督者(User-A)と運転員(User-B)との会話応答時間が基準の50%増(基準×1.5)である場合、権威勾配が高くなっていると判別し、ステップST4407へ移行する。作業負荷の指標予測値P42が、図6に示すデータの場合、ステップST4407にて、User-Bに対する作業負荷の指標予測値P42の最大値は0.71であるので、基準値である0.8以上になるときはない。そのため、権威勾配は高いが、レベルは低レベルを示すレベル1と判断される(ステップST4408)。
このようにして、図7で説明した権威勾配に応じた評価ロジックL4をはじめ、その他すべての評価対象に応じた評価ロジックL4について評価した結果、図8に示すようなチームワーク評価データE4を作成する。チーム状態情報D441として生成されたデータは各チームワーク不良を識別するチーム状態を示すものである。評価結果情報D442は各チーム状態に対する評価結果を示すデータであり、「権威勾配:高」に対する結果は「レベル1の権威勾配:高に該当」していることを示し、「権威勾配:低」に対する結果は「非該当」であることを示す。また、チーム状態が「健全」に対する評価結果については、チームワーク不良の評価結果がすべて「非該当」であった場合にのみ、「該当」となる。
関係ユーザとしては、チームワーク不良の判断時に該当したユーザIDと、不良要因に寄与する度合(主要因のユーザの場合は「●」、副要因のユーザの場合は「○」)を識別するマークを紐づけて関係ユーザ情報D443として作成する。指標値は、当該評価ロジックにて判定に用いたすべての指標値の名称、値、1つ以上の関係ユーザのユーザIDをまとめて、指標値情報D444として作成する。作成後、評価結果が「健全」に該当しない場合は、チームワーク評価データE4を、支援情報提示処理部50の支援内容決定部51に送信し、該当する場合(ステップST105で「Yes」)は、処理を終了する。
なお、本実施の形態では、監督者と運転員の権威勾配が異常に高い場合を例として説明したが、上述したようにチームワーク評価部43では、異なる評価ロジックL4を用い、他の項目でのチームワーク不良を評価することができる。例えば、権威勾配が低い、不適切なワークロードによるユーザのパフォーマンス低下、覚醒度低下によるユーザのパフォーマンス低下、監督者、または運転員への過度の信頼・依存、責任欠如によるチーム離脱などといった項目が挙げられる。
支援情報提示処理部50は、チームワーク評価部43から出力されるチームワーク評価データE4を元に、支援内容を決定し、提示情報を生成し、しかるべきユーザの出力装置54に支援情報を提示する処理を行う(ステップST106~ST107)。
支援内容決定部51は、チームワーク評価部43から送信されたチームワーク評価データE4から、どのユーザにどのような支援を行うかを決定する支援内容決定ステップST106を実行する。まず、チームワーク評価データE4の評価結果情報D442内で、「非該当」以外である項目を1つ以上抽出する。例えば、図8のチームワーク評価データE4の例では、チーム状態が「権威勾配:高」の項目のみが抽出される。
その後、支援内容および支援を行うユーザ、提示方法を決定する。支援内容決定部51内には、図9に示すように、支援内容および支援を行うユーザ、提示方法を選択するための支援内容決定テーブルT51を有している。支援内容決定テーブルT51には、支援内容の種別を示す支援名称情報D511、決定条件情報D512、情報提示先ユーザ情報D513、提示方法情報D514、支援内容情報D515の項目ごとのデータが格納されている。
支援名称情報D511には、例えば「権威勾配:高 レベル1」、「権威勾配:高 レベル2」などの支援内容を区別する支援名称が格納される。決定条件情報D512には、例えば、「権威勾配:高 レベル1に該当」、「権威勾配:高 レベル2に該当」など、決定に必要な条件式(決定条件)が格納されている。ここには、チーム状態(チーム状態情報D441:図8)に応じた論理式(AND、ORなど)を格納でき、複数のチーム状態に該当する場合でも、支援内容を網羅的に記述することができる。
情報提示先ユーザ情報D513には、直接的に支援情報を提示する支援対象者(情報提示先)の1つ以上のユーザIDを記述する。例えば、支援名称が「権威勾配:高 レベル1」の場合、情報提示先ユーザ情報D513には「User-B」と「User-C」(どちらも運転員)が格納される。本実施の形態では、運転チーム内のユーザを情報提示先ユーザとしているが、プラント中央制御室外の作業者、他の運転員、監督者の上司にあたる作業者のユーザIDを情報提示先ユーザとして格納してもよい。
提示方法情報D514には、提示方法として、情報提示方法の種別、例えば「運転画面メッセージ表示」、「音声提示」などのうち、1つが格納される。支援内容情報D515には、例えばチームワーク不良の課題に対するアドバイス、勧告などの支援内容が格納される。
支援内容決定部51は、支援内容決定テーブルT51を用いて、抽出したチームワーク評価データE4のチーム状態、評価結果に該当する支援項目を1つ決定する。本例で抽出したチーム状態が「権威勾配:高」、評価結果が「該当:レベル1」の項目の場合、支援内容決定テーブルT51の支援名称情報D511のなかで、「権威勾配:高 レベル1」の項目が抽出される。そして、提示先のユーザを決定する。関係ユーザ情報D443には「User-A」と「User-B」が含まれており、支援内容決定テーブルT51のなかでは情報提示先ユーザ情報D513内の「User-B」が一致するため、情報提示先ユーザはUser-Bに決定する。提示方法は、提示方法情報D514内に記載の方法を採用する。
その後、こうして決定した支援名称、情報提示先ユーザ、提示方法、および支援内容の情報を含んだ提示情報の生成を命令する信号データS51を作成し、提示情報生成部53に送信する。また、支援結果データベース52に、支援内容決定処理を完了した時刻データと、最終的に決定した支援名称、情報提示先ユーザ、提示方法、支援内容を含むデータD51を蓄積する。その際、支援内容データに紐づくチームワーク評価データE4の、チーム状態、評価結果、関連ユーザ、指標値を含むデータD44も支援結果データベース52に蓄積する。
提示情報生成部53は、受信した信号データS51を元に、出力装置54に送信する提示データD53を生成し出力装置54に出力する処理を行う(ステップST107)。具体的には、提示方法情報D514に沿った提示データD53を作成し、情報提示先ユーザが使用する出力装置54に出力する。運転画面G5上に支援名称が「権威勾配:高 レベル1」の支援情報を出力した例を図10に示す。情報提示先ユーザは「User-B」、提示方法は「運転画面へのメッセージ表示」であるため、User-Bの運転員の運転画面G5に支援内容に記載のメッセージGm5を描画する。
このようにして、周期的にプラントとユーザの情報を収集し、良好なチームワークで運転管理ができるように支援を継続する。
つぎに、上述した支援を行うための評価ロジックL4の更新について説明する。評価ロジック更新処理部60は、チームワーク評価処理部40がチームワーク状態を評価するための評価ロジックL4を変更する役割を担う。はじめに、評価ロジックL4を手動で変更する方法について説明する。
評価ロジック更新部61は、支援結果データベース52に蓄積されたデータD44、データD51、および評価ロジックL4のデータを元に、現在登録されている支援結果の実績データを可視化する。そして、ユーザによる変更対象の選択、評価項目ごとの閾値、論理式などの編集入力を受け付け、評価ロジックデータベース44に更新後の評価ロジックL4を格納する処理を行う。ユーザの操作は、マウス、キーボードなどの入力装置62を用いる。また評価ロジック更新部61が有する出力装置に、変更に必要な情報を出力する。
評価ロジック更新部61の処理フローを図11に示す。まず、変更対象の評価ロジックL4を選択する(ステップST611)。ユーザに選択を促すために、評価ロジックデータベース44に登録されている全評価ロジックL4の名称(例えば「権威勾配:高」、「権威勾配:低」など)を表示する。その際、評価ロジックL4のそれぞれに評価実績がある場合は、変更対象を選択する際の参考情報としてデータD44、データD51とを紐づけて表形式で出力する。1つの評価ロジックL4に評価実績が複数存在する場合は、最新時刻のデータから順にすべて出力する
画面操作により、1つの評価ロジックL4を選択すると、選択された評価ロジックL4を編集するための編集画面が出力される(ステップST612)。本実施の形態では、評価ロジックL4の変更のうち、評価項目ごとの閾値を変更する例を説明する。図12に示すように、編集画面G6は、タイトルGt6に記載の、図7で説明した「権威勾配:高」の評価ロジックL4をフローチャート形式で可視化したものである。編集画面G6内に描画される各評価ステップ表示欄Gf6内には、矩形で示された編集可能領域Ge6が配置され、本例では、編集可能領域Ge6中に、現状設定されている判断基準の閾値が表示されている。
そこで、入力装置62を介して、所望の編集可能領域Ge6を選択し、新たな閾値を入力後、保存ボタンGb6を押下すると、評価ロジックデータベース44の当該評価ロジックL4に変更後の評価ロジックL4を上書きして格納する(ST613)。
なお閾値の変更にとどまらず、評価ステップ内の対象ユーザ、指標値、分岐条件(Yes/No)、分岐先、評価ステップの順序変更、評価ステップの新規追加など、変更を加えられるようにしてもよい。対象ユーザ、指標値については、画面上で候補を表示し、そのなかから選択して変更するようにしてもよく、新たに追加・削除を行えるようにしてもよい。分岐先、評価ステップの順序、あるいは新規追加に関しては、例えばグラフィカルに評価ロジックL4を編集できるようにしてもよい。評価ロジック部品として評価ステップ部品、接続線部品など用意しておき、それを編集画面G6に配置して分岐条件を設定し、ロジックの整合性を判定する処理を行うことで、評価ステップの編集が可能となる。
なお、評価ロジック更新部61は、評価ロジックL4の閾値に関して、過去に蓄積した指標値(指標値情報D444)に基づき、より適した値を算出し、それを候補として編集可能領域Ge6の近くに提示しても良い。例えば、図12の最上段の評価ステップGf6における指標値(問題感情の継続時間)において、ある回数以上、現在の閾値(30秒)を超える値を記録していれば、その値を候補として提示する。
また、本実施の形態では、チームワーク評価部43にて評価結果が「健全」に該当する場合(ステップST105で「Yes」)は、そこで処理を終了する例を示したが、これに限ることはない。この場合にも、各評価ロジックで算出した指標値を含むチームワーク評価データE4を支援情報提示処理部50に送信し、支援内容決定部51が支援結果データベース52にデータD44を蓄積するようにしてもよい。さらに、評価した結果、「非該当」になった場合の指標値も含めて、より適した値を算出して設定し、候補値を提示するようにしてもよい。
加えて、ステップST612において、まずユーザに検知回数を増加させたいか、または減少させたいかを選択させる。そして、蓄積した指標値の代表値(例えば平均値)よりも一定以上余剰に設定されている、または低く設定されている閾値に対して、より適した値を算出して設定し、候補値を提示するようにしてもよい。上述の処理は候補を提示し、ユーザに閾値を入力させる例を示しているが、候補値を一括で設定するかどうかをユーザに選択させ、自動的に値を入力するようにしてもよい。さらに、上述の評価ロジック更新部61は編集内容を出力して提示しているが、入力される設定データに基づき、出力を行わずにステップST611~ST613の処理を行っても良い。
つぎに、評価ロジックL4を自動で変更する方法について説明する。本実施の形態では、評価ロジック更新部61が、蓄積した指標値に基づいて、評価ロジックL4を変更する。図12で示した「権威勾配:高」の評価ロジックL4の閾値を自動で変更する例、つまり、図11におけるステップST611~ST613までを自動で実行する例を示す。
図13は、指標値のうち、いらつきまたはストレスの感情(問題感情)の継続時間についての蓄積結果をヒストグラムで示したものである。感情の継続時間が10秒以上続いた場合をデータとして蓄積しており、合計で20回分のデータが蓄積されている。本例では、あらかじめユーザが、入力装置62を用いて、検知回数の発生頻度の確率を指定しておく。ユーザが検知回数の発生頻度の確率を20%に設定していたと仮定した場合、図13のデータでは、グラフ上の点線Th6に対応する部分が20%、すなわち4回検知する閾値となる。そこで、問題感情の継続時間の閾値を45秒として自動的に更新する。
なお、上記例では、発生頻度の確率をユーザが入力する方法にて説明したが、これに限ることはない。例えば、マハラノビス距離を用いて、データのパターンを学習し、データから著しく外れたデータを異常値として閾値を設定するなど、機械学習を用いて、評価ロジックL4を自動で変更する方法を用いてもよい。
なお、従来の、教師データを用いた学習、あるいはデータが蓄積するごとに法則に従って報酬を増減して学習させる場合では、評価のために、教師データ、あるいは良好事例の蓄積を必要としていた。さらには、学習結果で得られた評価基準もブラックボックス化しており、何が基準となっているかがわからなかった。そのため、実態に合わせた評価手法の更新には、新たな教師データ、あるいは良好事例の蓄積が必要であり、評価基準の更新が困難であった。
一方、本実施の形態にかかるプラント運転支援装置10、およびプラント運転支援方法では、「Yes」であるか「No」であるかを定量的に判断する評価ステップを組み合わせて構成した評価ロジックL4を用いてチームワークを評価するようにした。つまり、数値を閾値と評価して是か非かを出力する複数の論理式を繋ぎ合わせた評価ロジックL4を用いて評価を行うようにした。そのため、手動であれ、自動であれ、正解データ、あるいは良好事例の蓄積なしに、評価ロジックL4を上述したように実態に合わせて容易に更新することができる。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は例示に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
例えば、本実施の形態では、チームワーク評価部43にて評価結果が「健全」に該当する場合は、そこで処理を終了する例を示したが、この場合においてもチーム状態が健全である旨のメッセージを提示情報生成部53が作成し、出力装置54に出力しても構わない。また、支援内容決定部51にて、1つの支援内容を決定する方法を示したが、これに限ることはない。1つに絞り込めるような網羅的な支援内容決定テーブルT51ではなく、複数の決定条件に合致するようにし、優先順位を定めたデータを用いて、複数の支援内容を決定、提示情報を作成し、出力装置54に順に提示するようにしてもよい。
また、例えば、ユーザの精神状態(感情の種類)を把握するために、生体データの波形を用いる例を示したがこれに限ることはない。例えば、会話中に出てきた単語の組み合わせが、ある感情に適合する場合、その感情状態にあると判定し、判定した際の心拍、脳波等の生体データのパターンが継続する時間でその感情の継続する時間を推定するようにしてもよい。
以上のように、本実施の形態1にかかるプラント運転支援装置10によれば、チームを構成する複数の構成員(ユーザ)それぞれに対応して設けられ、チームとしてプラント運転を行うための情報提示を行う出力装置54、複数の構成員(ユーザ)それぞれの状態、構成員(ユーザ)どうしの意思の疎通状態、および複数の構成員(ユーザ)それぞれの作業負荷状態、のいずれかを評価する複数の評価項目に対し、評価項目ごとにその程度を数値化した指標値(指標データD41、指標予測値P42)を算出する指標値算出部41(指標予測値算出部42を含む)、指標値に基づいてチームのチームワークを評価するチームワーク評価部43、チームワークの評価結果(チームワーク評価データE4)に基づいて、チームの構成員(ユーザ)を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容を決定する支援内容決定部51、および出力装置54のうち、選定した支援対象者に対応した出力装置54ごとに、決定した支援内容を提示するための提示情報(提示データD53)を生成する提示情報生成部53、を備え、チームワーク評価部43は、複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックL4を用い、チームワークを評価するように構成したので、決まった正解データを用意することなく、チームワークを評価し、適切なプラント運転の支援を行うことができる。
指標値算出部41は、複数の構成員(ユーザ)それぞれの感情に関連する生体データの測定結果(例えば、チームワークにとって問題となる感情が継続する時間等)を指標値として算出するようにすれば、チームワークにとって良くない精神状態である(問題感情をユーザが抱いている)か否か、つまりユーザの精神状態を定量的に評価できるとともに、上述した評価ロジックL4の論理式に組み込むことができる。
指標値算出部41は、構成員(ユーザ)どうしの会話における声量、発話の間隔、および口調のいずれかを、指標値として算出するようにすれば、ユーザ間の意思の疎通状態を定量的に評価できるとともに、上述した評価ロジックL4の論理式に組み込むことができる。
閾値、および繋ぎ合わせの関係のいずれかを修正する評価ロジック更新部61を備えるようにしたので、教師データあるいは正解データがなくても、評価ロジックL4を容易に修正することができ、実情に合った適切なチームワーク評価が可能になる。
評価ロジック更新部61は、評価項目のうち、異常値を閾値として設定するものに対して、事象の発生頻度の確率、またはマハラノビス距離等の統計的分析手法を用いて、当該閾値を自動更新するようにすれば、実際のプラント運転でのデータを用いて自動的に評価ロジックL4が更新され、実情に合った適切なチームワーク評価が可能になる。
また、以上のように、本実施の形態1にかかるプラント運転支援方法によれば、チームとしてプラントを運転する複数の構成員(ユーザ)それぞれの状態、構成員(ユーザ)どうしの意思の疎通状態、および複数の構成員(ユーザ)それぞれの作業負荷状態、のいずれかを評価する複数の評価項目に対し、評価項目ごとに数値化した指標値(指標データD41、指標予測値P42)を算出する指標値算出ステップ(ステップST103)、算出された指標値に基づいてチームのチームワークを評価するチームワーク評価ステップ(ステップST104)、チームワークの評価結果(チームワーク評価データE4)に基づいて、チームの構成員(ユーザ)を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容の決定を行う支援内容決定ステップ(ステップST106)、および選定した支援対象者ごとに、決定した支援内容を提示する支援内容提示ステップ(ステップST107)、を含み、チームワーク評価ステップでは、複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックL4を用い、チームワークを評価するように構成したので、決まった正解データを用意することなく、チームワークを評価し、適切なプラント運転の支援を行うことができる。
閾値、および繋ぎ合わせの関係のいずれかを修正する評価ロジック更新ステップ(ステップST612)を含むようにすれば、教師データあるいは正解データがなくても、評価ロジックL4を容易に修正することができ、実情に合った適切なチームワーク評価が可能になる。
10:プラント運転支援装置、 20:プラント状況判別処理部、 30:ユーザ情報収集処理部、 40:チームワーク評価処理部、 41:指標値算出部、 42:指標予測値算出部(指標値算出部)、 43:チームワーク評価部、 50:支援情報提示処理部、 51:支援内容決定部、 53:提示情報生成部、 54:出力装置、 60:評価ロジック更新処理部、 61:評価ロジック更新部、 D41:指標データ(指標値)、 D53:提示データ、 E4:チームワーク評価データ、 L4:評価ロジック、 P42:指標予測値(指標値)。

Claims (7)

  1. 運転員と前記運転員に作業内容を指示する監督者とでチームを構成する複数の構成員それぞれに対応して設けられ、前記チームとしてプラント運転を行うための情報提示を行う出力装置、
    前記複数の構成員それぞれの状態、前記構成員どうしの意思の疎通状態、および前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態、のいずれかと、前記運転員と前記監督者との権威勾配の高さを含む複数の評価項目に対し、評価項目ごとにその程度を数値化した指標値を算出する指標値算出部、
    前記指標値に基づいて前記チームのチームワークを評価するチームワーク評価部、
    前記チームワークの評価結果に基づいて、前記チームの構成員を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容を決定する支援内容決定部、および
    前記出力装置のうち、前記選定した支援対象者に対応した出力装置ごとに、決定した支援内容を提示するための提示情報を生成する提示情報生成部、を備え、
    前記権威勾配の高さについては、前記監督者から前記運転員に向けての強い命令口調での発話の回数、および前記運転員の問題感情の継続時間と前記運転員の声量と会話内の発話の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記複数の構成員それぞれの状態を前記評価項目として用いる場合、前記複数の構成員それぞれの声の大きさ、発話速度、言葉遣い、口調、特定の感情の発現時間、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記構成員どうしの意思の疎通状態を前記評価項目として用いる場合、前記構成員どうしの会話における会話パターンの一致度、および会話間の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態を前記評価項目として用いる場合、標準作業時間に対する作業実績時間の増減、および同時並行で実施している作業ステップ数、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記チームワーク評価部は、前記複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックを用い、前記チームワークを評価することを特徴とするプラント運転支援装置。
  2. 前記指標値算出部は、前記複数の構成員それぞれの前記問題感情、および前記特定の感情のいずれかを前記評価項目として用いる場合、関連する生体データの測定結果を、前記指標値として算出することを特徴とする請求項1に記載のプラント運転支援装置。
  3. 前記指標値算出部は、前記強い命令口調の回数、前記口調、および前記会話パターンの一致度のいずれかを前記評価項目として用いる場合、音声認識をテキスト化した結果から前記指標値算出することを特徴とする請求項1または2に記載のプラント運転支援装置。
  4. 前記閾値、および前記繋ぎ合わせの関係のいずれかを修正する評価ロジック更新部を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のプラント運転支援装置。
  5. 前記評価ロジック更新部は、前記評価項目のうち、異常値を前記閾値として設定するものに対して、統計的分析手法を用いて、当該閾値を自動更新することを特徴とする請求項4に記載のプラント運転支援装置。
  6. プラント運転支援装置が実行するプラント運転支援方法であって、
    運転員と前記運転員に作業内容を指示する監督者とでチームとしてプラントを運転する複数の構成員それぞれの状態、前記構成員どうしの意思の疎通状態、および前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態、のいずれかと、前記運転員と前記監督者との権威勾配の高さを含む複数の評価項目に対し、評価項目ごとに数値化した指標値を算出する指標値算出ステップ、
    前記指標値に基づいて前記チームのチームワークを評価するチームワーク評価ステップ、
    前記チームワークの評価結果に基づいて、前記チームの構成員を含む支援対象者を選定し、選定した支援対象者に応じた支援内容の決定を行う支援内容決定ステップ、および
    前記選定した支援対象者ごとに、決定した支援内容を提示する支援内容提示ステップ、を含み、
    前記権威勾配の高さについては、前記監督者から前記運転員に向けての強い命令口調での発話の回数、および前記運転員の問題感情の継続時間と前記運転員の声量と会話内の発話の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記複数の構成員それぞれの状態を前記評価項目として用いる場合、前記複数の構成員それぞれの声の大きさ、発話速度、言葉遣い、口調、特定の感情の発現時間、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記構成員どうしの意思の疎通状態を前記評価項目として用いる場合、前記構成員どうしの会話における会話パターンの一致度、および会話間の間隔、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記複数の構成員それぞれの作業負荷状態を前記評価項目として用いる場合、標準作業時間に対する作業実績時間の増減、および同時並行で実施している作業ステップ数、のいずれかを前記指標値として用い、
    前記チームワーク評価ステップでは、前記複数の評価項目ごとに設定された閾値と算出された指標値を比較する論理式の繋ぎ合わせで構成した評価ロジックを用い、前記チームワークを評価することを特徴とするプラント運転支援方法。
  7. 前記閾値、および前記繋ぎ合わせの関係のいずれかを修正する評価ロジック更新ステップを含むことを特徴とする請求項6に記載のプラント運転支援方法。
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