JP7404196B2 - Fault diagnosis device, fault diagnosis system, and fault diagnosis program - Google Patents
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Description
本発明は、故障診断装置、故障診断システム、及び故障診断プログラムに関し、詳しくは、燃料電池コージェネレーションシステムの故障を診断する故障診断装置、故障診断システム、及び故障診断プログラムに関する。 The present invention relates to a fault diagnosis device, a fault diagnosis system, and a fault diagnosis program, and more particularly to a fault diagnosis device, a fault diagnosis system, and a fault diagnosis program for diagnosing a fault in a fuel cell cogeneration system.
従来の故障個所診断システムは、ロジスティック回帰モデルを用いて、発電システムの運転情報を表す複数の説明変数から、発電システムの複数個所のうち所定個所が故障しており他の個所が故障していない確率を表す目的変数を特定するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 Conventional failure location diagnosis systems use a logistic regression model to determine, from multiple explanatory variables representing operating information of the power generation system, that a predetermined location out of multiple locations in the power generation system is faulty and other locations are not. An objective variable representing probability is specified (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された技術によれば、ロジスティック回帰モデルを用いて故障診断を行うため、高精度なロジスティック回帰モデルを用いることができれば、現場にて故障診断作業を行う必要がなくなる場合がある。しかしながら、1つのロジスティック回帰モデルを用いて故障診断を行うため、診断精度が十分とは言えない。特に、燃料電池システムのように部品点数の多い機器では、本来健全である部品が故障と誤判定されることで修理部品が増え、作業担当者の現場での作業の負荷が増大する。 According to the technology described in Patent Document 1, failure diagnosis is performed using a logistic regression model, so if a highly accurate logistic regression model can be used, there may be no need to perform failure diagnosis work on site. be. However, since fault diagnosis is performed using one logistic regression model, the diagnostic accuracy cannot be said to be sufficient. Particularly in devices with a large number of parts, such as fuel cell systems, normally healthy parts may be mistakenly determined to be faulty, increasing the number of parts to be repaired and increasing the work load on the person in charge of the work.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、燃料電池コージェネレーションシステムの故障診断を、作業担当者の現場での負担を軽減させつつ、精度良く行うことができる故障診断装置、故障診断システム、及び故障診断プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a failure diagnosis device and a failure diagnosis device capable of accurately diagnosing a fuel cell cogeneration system while reducing the on-site burden on workers. The purpose is to provide a diagnostic system and a fault diagnosis program.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る故障診断装置は、燃料電池コージェネレーションシステムが動作の異常を検知した場合に、前記燃料電池コージェネレーションシステムから、前記異常に対応する、前記燃料電池コージェネレーションシステムの動作履歴に関する動作履歴データを取得する取得部と、過去に得られた動作履歴データ群を、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部に対応付けて多変量解析又は機械学習することにより生成され、かつ、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を判定する、複数種類の故障診断モデルの各々に対して、前記取得部により取得された動作履歴データ又は当該動作履歴データを加工して得られるデータを入力し、前記複数種類の故障診断モデルの各々から出力される判定結果を用いて、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を推定する推定部と、を備えている。 In order to achieve the above object, a failure diagnosis device according to one aspect of the present invention provides, when a fuel cell cogeneration system detects an abnormality in operation, the fuel cell cogeneration system detects a malfunction corresponding to the abnormality. an acquisition unit that acquires operation history data regarding the operation history of the fuel cell cogeneration system; and a multivariate analysis or machine learning by associating a group of operation history data obtained in the past with a functional unit of the fuel cell cogeneration system. The operation history data or the relevant operation acquired by the acquisition unit for each of a plurality of types of failure diagnosis models that are generated by the above and determine the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system. Estimating the presence or absence of a failure for each functional part of the fuel cell cogeneration system by inputting data obtained by processing historical data and using judgment results output from each of the plurality of types of failure diagnosis models. It has a section and a.
また、本発明の一態様に係る故障診断システムは、燃料電池コージェネレーションシステムと、前記燃料電池コージェネレーションシステムと接続された故障診断装置と、を備え、前記燃料電池コージェネレーションシステムが、自システムの動作の異常を検知した場合に、前記故障診断装置に対して、前記異常に対応する、自システムの動作履歴に関する動作履歴データを送信し、前記故障診断装置が、前記燃料電池コージェネレーションシステムから送信された前記動作履歴データを取得する取得部と、過去に得られた動作履歴データ群を、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部に対応付けて多変量解析又は機械学習することにより生成され、かつ、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を判定する、複数種類の故障診断モデルの各々に対して、前記取得部により取得された動作履歴データ又は当該動作履歴データを加工して得られるデータを入力し、前記複数種類の故障診断モデルの各々から出力される判定結果を用いて、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を推定する推定部と、を備えている。 Further, a fault diagnosis system according to one aspect of the present invention includes a fuel cell cogeneration system and a fault diagnosis device connected to the fuel cell cogeneration system, and the fuel cell cogeneration system When an abnormality in operation is detected, operation history data related to the operation history of the own system corresponding to the abnormality is transmitted to the failure diagnosis apparatus, and the failure diagnosis apparatus transmits the operation history data from the fuel cell cogeneration system. an acquisition unit that acquires the operation history data obtained in the past; , processing the operation history data acquired by the acquisition unit or the operation history data for each of the plurality of types of failure diagnosis models that determine the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system. an estimation unit that inputs the obtained data and estimates the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system using determination results output from each of the plurality of types of failure diagnosis models. There is.
また、本発明の一態様に係る故障診断プログラムは、コンピュータを、上記故障診断装置が備える各部として機能させる。 Further, a fault diagnosis program according to one aspect of the present invention causes a computer to function as each part included in the above-mentioned fault diagnosis apparatus.
以上詳述したように、本発明によれば、燃料電池コージェネレーションシステムの故障診断を、作業担当者の現場での負担を軽減させつつ、精度良く行うことができる。 As described in detail above, according to the present invention, failure diagnosis of a fuel cell cogeneration system can be performed with high accuracy while reducing the burden on the person in charge of the work at the site.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, an example of the form for implementing this invention is demonstrated in detail.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る故障診断システム100の構成の一例を示す図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a failure diagnosis system 100 according to the first embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る故障診断システム100は、燃料電池コージェネレーションシステム(以下、単に「CGS」という。)40と、故障診断装置10と、メンテナンス用端末70と、を備えている。故障診断システム100は、CGS40の故障を診断するためのシステムとして構成される。 As shown in FIG. 1, a failure diagnosis system 100 according to the present embodiment includes a fuel cell cogeneration system (hereinafter simply referred to as "CGS") 40, a failure diagnosis device 10, and a maintenance terminal 70. ing. The failure diagnosis system 100 is configured as a system for diagnosing a failure of the CGS 40.
CGS40は、例えば、エネファーム(登録商標)であり、ユーザ宅30に設置されている。故障診断装置10は、CGS40の故障を診断するための装置であり、CGS40とネットワークNを介して接続されている。故障診断装置10には、例えば、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ(PC)等の汎用的なコンピュータ装置が適用される。ネットワークNには、例えば、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等のネットワークが適用される。 The CGS 40 is, for example, ENE-FARM (registered trademark), and is installed at the user's home 30. The failure diagnosis device 10 is a device for diagnosing a failure of the CGS 40, and is connected to the CGS 40 via a network N. For example, a general-purpose computer device such as a server computer or a personal computer (PC) is applied to the failure diagnosis device 10. For example, a network such as a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), or the Internet is applied to the network N.
メンテナンス用端末70は、CGS40のメンテナンス作業を行う作業担当者60が所有する端末である。メンテナンス用端末70は、ネットワークNを介して故障診断装置10と接続されている。メンテナンス用端末70には、例えば、携帯可能なタブレット端末、スマートフォン、ノート型PC等が適用される。 The maintenance terminal 70 is a terminal owned by a worker 60 who performs maintenance work on the CGS 40. The maintenance terminal 70 is connected to the failure diagnosis device 10 via the network N. The maintenance terminal 70 may be, for example, a portable tablet terminal, a smartphone, a notebook PC, or the like.
本実施形態に係る故障診断装置10は、CGS40が動作の異常(以下、「エラー」という。)を検知した場合に、複数種類の故障診断モデルに対して、エラー検知時の動作履歴データを入力して故障診断を行う。 The failure diagnosis device 10 according to the present embodiment inputs operation history data at the time of error detection to multiple types of failure diagnosis models when the CGS 40 detects an abnormality in operation (hereinafter referred to as an "error"). and perform fault diagnosis.
具体的には、図1において、CGS40は、エラーを検知した場合に、エラーを発報する。このとき、CGS40は、自動的に故障診断装置10に対して、自システムの動作履歴データを送信する。動作履歴データとは、例えば、エラー検知時、エラー検知前数秒間(例えば、10秒以下)、及び、エラー検知後数秒間(例えば、10秒以下)の少なくとも1つの動作履歴に関するデータである。動作履歴データは、例えば、各種センサの検出値、補機類(例えば、弁、ポンプ等)の動作状態を表すデータ、エラーコード等が含まれる。 Specifically, in FIG. 1, the CGS 40 issues an error notification when an error is detected. At this time, the CGS 40 automatically transmits the operation history data of its own system to the failure diagnosis device 10. The operation history data is, for example, data related to at least one operation history at the time of error detection, several seconds before error detection (for example, 10 seconds or less), and several seconds after error detection (for example, 10 seconds or less). The operation history data includes, for example, detection values of various sensors, data representing the operation status of auxiliary equipment (eg, valves, pumps, etc.), error codes, and the like.
故障診断装置10は、記憶部に、CGS40が備える複数の機能部の各々について複数種類の故障診断モデルを予め格納している。故障診断モデルは、CGS40の機能部毎に故障を診断するための数理モデルである。機能部は、少なくとも1つの部品(例えば、ポンプ、弁、配管、タンク等)を含んでいる。CGS40の故障診断モデルは、過去に得られた動作履歴データ群を、機能部に対応付けて多変量解析あるいは機械学習することにより生成されるモデルである。多変量解析には、一例として、ロジスティック回帰等が挙げられる。機械学習には、一例として、ランダムフォレスト、ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン等が挙げられる。故障診断モデルには、例えば、機能部毎に故障の有無を判定する2クラス分類が用いられる。故障診断装置10は、CGS40から取得した動作履歴データをそのまま、あるいは、故障診断モデルに入力可能なデータに加工し、加工したデータを複数種類の故障診断モデルの各々に入力する。複数種類の故障診断モデルの各々は、機能部毎に「故障有り(故障)」又は「故障なし(健全)」を出力する。具体的に、データが示す指標値が閾値以上の場合に「故障有り」を出力し、データが示す指標値が閾値未満の場合に「故障なし」を出力する。故障診断装置10は、複数種類の故障診断モデルの各々から出力される判定結果を用いて、機能部毎に故障の有無を推定し、推定により得られた故障診断の診断結果を保持する。 The failure diagnosis device 10 stores in advance a plurality of types of failure diagnosis models for each of the plurality of functional units included in the CGS 40 in the storage unit. The failure diagnosis model is a mathematical model for diagnosing a failure for each functional unit of the CGS 40. A functional part includes at least one component (eg, a pump, a valve, a pipe, a tank, etc.). The failure diagnosis model of the CGS 40 is a model generated by performing multivariate analysis or machine learning on a group of operation history data obtained in the past in association with functional parts. Multivariate analysis includes, for example, logistic regression. Examples of machine learning include random forests, neural networks, support vector machines, and the like. The fault diagnosis model uses, for example, a two-class classification that determines the presence or absence of a fault for each functional unit. The fault diagnosis device 10 processes the operation history data acquired from the CGS 40 as is or into data that can be input into a fault diagnosis model, and inputs the processed data into each of a plurality of types of fault diagnosis models. Each of the plurality of types of fault diagnosis models outputs "fault present (fault)" or "no fault (healthy)" for each functional unit. Specifically, when the index value indicated by the data is greater than or equal to the threshold value, "failure present" is output, and when the index value indicated by the data is less than the threshold value, "no failure" is outputted. The failure diagnosis device 10 estimates the presence or absence of a failure for each functional unit using the determination results output from each of the plurality of types of failure diagnosis models, and holds the diagnosis results of the failure diagnosis obtained by the estimation.
作業担当者(メンテナンス員)60は、メンテナンス用端末70から故障診断装置10にアクセスし、診断結果が示す故障個所を確認する。そして、作業担当者60は、故障診断装置10から得られる診断結果に基づいて、現場にて部品交換作業等を実施する。 The worker (maintenance worker) 60 accesses the failure diagnosis device 10 from the maintenance terminal 70 and confirms the failure location indicated by the diagnosis result. Then, the worker 60 performs parts replacement work and the like at the site based on the diagnosis results obtained from the failure diagnosis device 10.
図2は、第1の実施形態に係るCGS40の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the CGS 40 according to the first embodiment.
図2に示すように、本実施形態に係るCGS40は、大きく分けて、制御装置41と、CGS本体部49と、を備えている。制御装置41は、CGS本体部49と一体的に構成されてもよいし、CGS本体部49とは別体で構成されてもよい。 As shown in FIG. 2, the CGS 40 according to this embodiment is broadly divided into a control device 41 and a CGS main body 49. The control device 41 may be configured integrally with the CGS main body 49 or may be configured separately from the CGS main body 49.
制御装置41は、CGS40のコントローラとして機能する。制御装置41は、CPU(Central Processing Unit)42と、ROM(Read Only Memory)43と、RAM(Random Access Memory)44と、入出力インターフェース(I/O)45と、記憶部46と、通信部47と、機器インターフェース(以下、「機器I/F」という。)48と、を備えている。 The control device 41 functions as a controller for the CGS 40. The control device 41 includes a CPU (Central Processing Unit) 42, a ROM (Read Only Memory) 43, a RAM (Random Access Memory) 44, an input/output interface (I/O) 45, a storage section 46, and a communication section. 47, and a device interface (hereinafter referred to as "device I/F") 48.
CPU42、ROM43、RAM44、及びI/O45は、バスを介して各々接続されている。I/O45には、記憶部46と、通信部47と、機器I/F48と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、I/O45を介して、CPU42と相互に通信可能とされる。 The CPU 42, ROM 43, RAM 44, and I/O 45 are each connected via a bus. Each functional unit including a storage unit 46, a communication unit 47, and a device I/F 48 is connected to the I/O 45. Each of these functional units can communicate with the CPU 42 via the I/O 45.
記憶部46としては、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部46には、CGS本体部49の動作を制御するための制御プログラム46Aが記憶される。なお、この制御プログラム46Aは、ROM43に記憶されていてもよい。 As the storage unit 46, for example, an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), a flash memory, or the like is used. The storage unit 46 stores a control program 46A for controlling the operation of the CGS main unit 49. Note that this control program 46A may be stored in the ROM 43.
制御プログラム46Aは、例えば、制御装置41に予めインストールされていてもよい。制御プログラム46Aは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又はネットワークNを介して配布して、制御装置41に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、光磁気ディスク、HDD、DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory)、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。 The control program 46A may be installed in the control device 41 in advance, for example. The control program 46A may be realized by being stored in a nonvolatile storage medium, or distributed via the network N, and installed in the control device 41 as appropriate. Note that examples of nonvolatile storage media include CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), magneto-optical disk, HDD, DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory), flash memory, memory card, etc. Ru.
通信部47は、インターネット、LAN、WAN等のネットワークNに接続されており、外部の故障診断装置10との間でネットワークNを介して通信が可能とされる。 The communication unit 47 is connected to a network N such as the Internet, LAN, WAN, etc., and is capable of communicating with the external failure diagnosis device 10 via the network N.
機器I/F48には、CGS本体部49が接続されている。すなわち、CGS本体部49に含まれる各種電装部品は、機器I/F48を介して、CPU42と通信可能に接続される。 A CGS main body section 49 is connected to the device I/F 48. That is, various electrical components included in the CGS main body section 49 are communicably connected to the CPU 42 via the device I/F 48.
CGS本体部49は、公知の構成である。具体的に、CGS本体部49は、燃料電池ユニット50を備える。燃料電池ユニット50には、燃料電池モジュール51、燃料電池モジュール51に接続されたガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54が設けられている。CGS本体部49は、上述したように、複数の機能部を備える。この機能部は、少なくとも1つの部品を含んでいる。この機能部は、例えば、ガス経路52を構成する複数の部品、改質水経路53を構成する複数の部品、又は、空気経路54を構成する複数の部品としてもよい。この機能部は、CGS本体部49を構成する個々の部品としてもよい。この部品には、例えば、ポンプ、弁、配管、タンク等が含まれる。 The CGS main body portion 49 has a known configuration. Specifically, the CGS main body section 49 includes a fuel cell unit 50. The fuel cell unit 50 is provided with a fuel cell module 51, a gas path 52 connected to the fuel cell module 51, a reformed water path 53, and an air path 54. The CGS main body section 49 includes a plurality of functional sections, as described above. This functional unit includes at least one component. This functional section may be, for example, a plurality of parts forming the gas path 52, a plurality of parts forming the reformed water path 53, or a plurality of parts forming the air path 54. This functional section may be an individual component constituting the CGS main body section 49. These parts include, for example, pumps, valves, piping, tanks, and the like.
燃料電池モジュール51は、燃料電池スタック51A及び改質器51Bを備える。改質器51Bは、炭化水素原料を含むガス(例えば、都市ガス)を改質する。燃料電池スタック51Aは、電解質層、燃料極、及び空気極を有する複数の燃料電池セルが積層されている。燃料電池スタック51Aは、改質器51Bにより都市ガスから改質された改質ガス中の水素と、空気中の酸素とを反応させて電気及び水を発生させるように構成されている。燃料電池ユニット50は、改質ガス及び空気の供給量を調整するための弁及びポンプ等の補機類と、燃料電池スタック51Aによる発電で発生した熱を伝熱媒体(例えば、水等)との間で熱交換するための熱交換器と、を備えている。 The fuel cell module 51 includes a fuel cell stack 51A and a reformer 51B. The reformer 51B reforms gas (for example, city gas) containing a hydrocarbon raw material. In the fuel cell stack 51A, a plurality of fuel cells each having an electrolyte layer, a fuel electrode, and an air electrode are stacked. The fuel cell stack 51A is configured to generate electricity and water by causing hydrogen in the reformed gas reformed from city gas by the reformer 51B to react with oxygen in the air. The fuel cell unit 50 includes auxiliary equipment such as valves and pumps for adjusting the supply amount of reformed gas and air, and a heat transfer medium (for example, water) to transfer the heat generated by power generation by the fuel cell stack 51A. and a heat exchanger for exchanging heat between the two.
CGS本体部49は、貯湯タンクを備える。CGS本体部49では、貯湯タンクに給水されると、貯湯タンクから燃料電池ユニット50の熱交換器に水が供給され、この熱交換器で水が燃料電池スタック51Aの熱で加熱される。熱交換器で水が加熱されると、水が湯となる。この湯は、貯湯タンクに供給され、この貯湯タンクに貯められる。貯湯タンクは、燃料電池ユニット50との間で水及び湯を行き来させるための弁及びポンプや、貯湯タンクに貯めた湯を排湯させるための弁及びポンプ等の補機類を備える。 The CGS main body 49 includes a hot water storage tank. In the CGS main body section 49, when water is supplied to the hot water storage tank, the water is supplied from the hot water storage tank to the heat exchanger of the fuel cell unit 50, and the water is heated in this heat exchanger with the heat of the fuel cell stack 51A. When water is heated in a heat exchanger, it turns into hot water. This hot water is supplied to a hot water storage tank and stored in this hot water storage tank. The hot water storage tank includes auxiliary equipment such as a valve and a pump for transferring water and hot water to and from the fuel cell unit 50, and a valve and a pump for discharging hot water stored in the hot water storage tank.
また、ガス経路52は、都市ガスが流れる経路である。ガス経路52には、都市ガスの供給量を調整するための弁及びポンプ等の補機類が含まれる。改質水経路53は、改質水が流れる経路である。改質水経路53には、改質水の供給量を調整するための弁及びポンプ等の補機類が含まれる。空気経路54は、空気が流れる経路である。空気経路54には、空気の供給量を調整するための弁及びポンプ等の補機類が含まれる。 Further, the gas route 52 is a route through which city gas flows. The gas path 52 includes auxiliary equipment such as valves and pumps for adjusting the amount of city gas supplied. The reformed water path 53 is a path through which reformed water flows. The reformed water path 53 includes auxiliary equipment such as valves and pumps for adjusting the amount of reformed water supplied. The air path 54 is a path through which air flows. The air path 54 includes auxiliary equipment such as valves and pumps for adjusting the amount of air supplied.
制御装置41は、CGS本体部49に備えられた補機類を制御するコントローラである。制御装置41は、CGS本体部49に対して、補機類を制御するための制御信号をそれぞれ出力する。また、CGS本体部49は、制御装置41に対して、CGS本体部49の運転状況を表す運転データを出力する。この運転データは、特徴量として、補機類の動作状態を表すデータ(例えば、電圧値、電流値等)、CGS本体部49に設けられた各種センサの検出値等が含まれる。具体的に、補機類の動作状態を表すデータとは、例えば、ポンプの場合にはポンプの操作量を表すデータであり、弁の場合には弁の開閉状態を表すデータである。また、各種センサの検出値とは、例えば、配管の場合には都市ガス、改質水、及び空気のそれぞれの流量を表す値であり、タンクの場合には水位を表す値である。 The control device 41 is a controller that controls auxiliary equipment provided in the CGS main body 49. The control device 41 outputs control signals for controlling the auxiliary equipment to the CGS main unit 49, respectively. Further, the CGS main body 49 outputs operational data representing the operating status of the CGS main body 49 to the control device 41. This operation data includes, as feature quantities, data representing the operating states of auxiliary equipment (for example, voltage values, current values, etc.), detection values of various sensors provided in the CGS main body 49, and the like. Specifically, the data representing the operating state of the auxiliary equipment is, for example, in the case of a pump, data representing the operating amount of the pump, and in the case of a valve, data representing the opening/closing state of the valve. Further, the detected values of various sensors are, for example, values representing the respective flow rates of city gas, reformed water, and air in the case of piping, and values representing the water level in the case of tanks.
制御装置41は、CGS本体部49から取得した時系列の運転データを記憶部46に記憶する。制御装置41は、CGS本体部49から取得した運転データに基づいて、CGS本体部49のエラーを検知する機能を有する。なお、エラーの検知は、例えば、運転データから得られる特徴量と対応する閾値との比較により行われる。 The control device 41 stores the time-series operating data acquired from the CGS main unit 49 in the storage unit 46 . The control device 41 has a function of detecting errors in the CGS main body 49 based on operational data acquired from the CGS main body 49 . Note that error detection is performed, for example, by comparing a feature amount obtained from driving data with a corresponding threshold value.
ここで、図3を参照して、本実施形態に係る制御装置41によるエラー発報処理について具体的に説明する。なお、このエラー発報処理は、制御装置41が備える制御プログラム46Aによって実行される。 Here, with reference to FIG. 3, error notification processing by the control device 41 according to the present embodiment will be specifically described. Note that this error reporting process is executed by a control program 46A included in the control device 41.
図3は、第1の実施形態に係る制御プログラム46Aによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of processing by the control program 46A according to the first embodiment.
まず、CPU42により記憶部46に記憶されている制御プログラム46Aが起動され、以下に示す各ステップが実行される。 First, the control program 46A stored in the storage unit 46 is activated by the CPU 42, and each step shown below is executed.
図3のステップS101では、CPU42が、CGS本体部49から時系列で取得した運転データを記憶部46に記憶すると共に、取得した運転データに基づいて、エラーの発生を示す異常値を検知したか否かを判定する。異常値を検知したと判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS102に移行し、異常値を検知しないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS101で待機となる。 In step S101 of FIG. 3, the CPU 42 stores the operational data acquired in time series from the CGS main unit 49 in the storage unit 46, and determines whether an abnormal value indicating the occurrence of an error is detected based on the acquired operational data. Determine whether or not. If it is determined that an abnormal value has been detected (in the case of an affirmative determination), the process moves to step S102, and if it is determined that an abnormal value has not been detected (in the case of a negative determination), the process goes on standby in step S101.
ステップS102では、CPU42が、記憶部46に記憶した時系列の運転データの中から、エラー検知時、エラー検知前数秒間(例えば、10秒以下)、及び、エラー検知後数秒間(例えば、10秒以下)の少なくとも1つの運転データを動作履歴データとして抽出し、抽出した動作履歴データを記憶部46に保持する。この動作履歴データには、上述したように、例えば、各種センサの検出値、補機類の動作状態を表すデータ、エラーコード等が含まれる。記憶部46に保持した動作履歴データを「データ1」と称する。 In step S102, the CPU 42 selects, from among the time-series operation data stored in the storage unit 46, the time of error detection, several seconds before error detection (for example, 10 seconds or less), and several seconds after error detection (for example, 10 seconds or less). At least one operation data (seconds or less) is extracted as operation history data, and the extracted operation history data is held in the storage unit 46. As described above, this operation history data includes, for example, detection values of various sensors, data representing the operation status of auxiliary equipment, error codes, and the like. The operation history data held in the storage unit 46 is referred to as "data 1."
ステップS103では、CPU42が、ステップS102でのデータ1の保持をもってエラーを確定する。 In step S103, the CPU 42 determines the error by retaining data 1 in step S102.
ステップS104では、CPU42が、通信部47を介して、ステップS102で保持したデータ1を故障診断装置10に送信し、本制御プログラム46Aによる一連の処理を終了する。 In step S104, the CPU 42 transmits the data 1 held in step S102 to the failure diagnosis device 10 via the communication unit 47, and ends the series of processing by the control program 46A.
図4は、第1の実施形態に係る故障診断装置10の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the failure diagnosis device 10 according to the first embodiment.
図4に示すように、本実施形態に係る故障診断装置10は、CPU11と、ROM12と、RAM13と、I/O14と、記憶部15と、表示部16と、操作部17と、通信部18と、を備えている。 As shown in FIG. 4, the failure diagnosis device 10 according to the present embodiment includes a CPU 11, a ROM 12, a RAM 13, an I/O 14, a storage section 15, a display section 16, an operation section 17, and a communication section 18. It is equipped with.
CPU11、ROM12、RAM13、及びI/O14は、バスを介して各々接続されている。I/O14には、記憶部15と、表示部16と、操作部17と、通信部18と、を含む各機能部が接続されている。これらの各機能部は、I/O14を介して、CPU11と相互に通信可能とされる。 The CPU 11, ROM 12, RAM 13, and I/O 14 are each connected via a bus. Each functional section including a storage section 15, a display section 16, an operation section 17, and a communication section 18 is connected to the I/O 14. Each of these functional units can communicate with the CPU 11 via the I/O 14.
記憶部15としては、例えば、HDD、SSD、フラッシュメモリ等が用いられる。記憶部15には、CGS40の故障を診断するための故障診断プログラム15Aが記憶される。なお、この故障診断プログラム15Aは、ROM12に記憶されていてもよい。 As the storage unit 15, for example, an HDD, SSD, flash memory, etc. are used. The storage unit 15 stores a failure diagnosis program 15A for diagnosing a failure of the CGS 40. Note that this failure diagnosis program 15A may be stored in the ROM 12.
故障診断プログラム15Aは、例えば、故障診断装置10に予めインストールされていてもよい。故障診断プログラム15Aは、不揮発性の記憶媒体に記憶して、又はネットワークNを介して配布して、故障診断装置10に適宜インストールすることで実現してもよい。なお、不揮発性の記憶媒体の例としては、CD-ROM、光磁気ディスク、HDD、DVD-ROM、フラッシュメモリ、メモリカード等が想定される。 The failure diagnosis program 15A may be installed in the failure diagnosis apparatus 10 in advance, for example. The fault diagnosis program 15A may be realized by being stored in a nonvolatile storage medium, or distributed via the network N, and installed in the fault diagnosis apparatus 10 as appropriate. Note that examples of nonvolatile storage media include CD-ROMs, magneto-optical disks, HDDs, DVD-ROMs, flash memories, and memory cards.
表示部16には、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等が用いられる。表示部16は、タッチパネルを一体的に有していてもよい。操作部17には、例えば、キーボード、マウス等の操作入力用のデバイスが設けられている。表示部16及び操作部17は、故障診断装置10のユーザから各種の指示を受け付ける。表示部16は、ユーザから受け付けた指示に応じて実行された処理の結果や、処理に対する通知等の各種の情報を表示する。 For example, a liquid crystal display (LCD), an organic EL (electro luminescence) display, or the like is used for the display unit 16. The display unit 16 may integrally include a touch panel. The operation unit 17 is provided with an operation input device such as a keyboard and a mouse. The display unit 16 and the operation unit 17 receive various instructions from the user of the failure diagnosis device 10. The display unit 16 displays various information such as the results of processing executed in response to instructions received from the user and notifications regarding the processing.
通信部18は、インターネット、LAN、WAN等のネットワークNに接続されており、CGS40、メンテナンス用端末70との間でネットワークNを介して通信が可能とされる。 The communication unit 18 is connected to a network N such as the Internet, LAN, WAN, etc., and can communicate with the CGS 40 and the maintenance terminal 70 via the network N.
本実施形態に係る故障診断装置10のCPU11は、記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15AをRAM13に書き込んで実行することにより、図5に示す各部として機能する。 The CPU 11 of the failure diagnosis device 10 according to this embodiment functions as each unit shown in FIG. 5 by writing the failure diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 into the RAM 13 and executing it.
図5は、第1の実施形態に係る故障診断装置10の機能的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the failure diagnosis device 10 according to the first embodiment.
図5に示すように、本実施形態に係る故障診断装置10のCPU11は、取得部11A、推定部11B、学習部11C、及び出力部11Dとして機能する。 As shown in FIG. 5, the CPU 11 of the failure diagnosis device 10 according to this embodiment functions as an acquisition section 11A, an estimation section 11B, a learning section 11C, and an output section 11D.
また、記憶部15には、上述したように、機能部毎に複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cが予め格納されている。つまり、1つの機能部(又は部品)に対して複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cが対応している。これら第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々は、上述したように、多変量解析あるいは機械学習により得られる、CGS40の機能部毎に故障を診断するための数理モデルである。第1故障診断モデル15Bと、第2故障診断モデル15Cとは、モデルの生成手法、つまり、生成ロジックが異なっている。第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cは、例えば、ニューラルネットワーク、ランダムフォレスト、及びサポートベクターマシンのうちのいずれか2つの組み合わせとされる。第1故障診断モデル15Bは、例えば、ニューラルネットワークであり、第2故障診断モデル15Cは、例えば、ランダムフォレストである。なお、1つの機能部(又は部品)に対して3つ以上の異なる故障診断モデルを対応させてもよい。 Furthermore, as described above, the storage unit 15 stores in advance a plurality of types of first failure diagnosis models 15B and second failure diagnosis models 15C for each functional unit. In other words, a plurality of types of first failure diagnosis models 15B and second failure diagnosis models 15C correspond to one functional unit (or component). As described above, each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C is a mathematical model for diagnosing a failure for each functional unit of the CGS 40, which is obtained by multivariate analysis or machine learning. The first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C have different model generation methods, that is, different generation logics. The first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C are, for example, a combination of any two of a neural network, a random forest, and a support vector machine. The first fault diagnosis model 15B is, for example, a neural network, and the second fault diagnosis model 15C is, for example, a random forest. Note that three or more different failure diagnosis models may correspond to one functional unit (or component).
取得部11Aは、上述のCGS40から送信された動作履歴データを取得する。例えば、動作履歴データとしてデータ1を取得する。 The acquisition unit 11A acquires the operation history data transmitted from the CGS 40 described above. For example, data 1 is acquired as operation history data.
推定部11Bは、取得部11Aにより取得された動作履歴データを、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々に入力可能なデータに加工し、加工して得られたデータを、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々に対して入力する。なお、動作履歴データを加工することなくそのまま第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々に対して入力してもよい。そして、推定部11Bは、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々から出力される判定結果を用いて、CGS40の機能部毎に故障の有無を推定する。なお、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々は、例えば、判定結果として、故障又は健全を出力する2クラス分類を行うモデルとされる。 The estimation unit 11B processes the operation history data acquired by the acquisition unit 11A into data that can be input to each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C, and uses the processed data to It is input to each of the first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C. Note that the operation history data may be input as is to each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C without being processed. Then, the estimation unit 11B estimates the presence or absence of a failure for each functional unit of the CGS 40 using the determination results output from each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C. Note that each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C is a model that performs two-class classification that outputs failure or sound as a determination result, for example.
具体的に、推定部11Bは、入力したデータに対する第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々の判定結果が両方共に故障である場合に、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cに対応付けられた機能部を故障と推定する。また、推定部11Bは、入力したデータに対する第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々の判定結果が両方共に健全である場合に、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cに対応付けられた機能部を健全と推定する。また、推定部11Bは、入力したデータに対する第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cのいずれか一方の判定結果が故障であり他方の判定結果が健全である場合に、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cに対応付けられた機能部を故障疑いと推定する。 Specifically, when the determination results of the first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C for the input data are both faulty, the estimating unit 11B determines whether the first fault diagnosis model 15B or the second fault diagnosis model 15B is faulty. The functional unit associated with the diagnostic model 15C is presumed to be at fault. Furthermore, when the determination results of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C for the input data are both healthy, the estimation unit 11B estimates the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C. The functional unit associated with 15C is presumed to be healthy. Furthermore, when the determination result of either the first failure diagnosis model 15B or the second failure diagnosis model 15C for the input data is failure and the determination result of the other is healthy, the estimation unit 11B performs the first failure diagnosis. The functional units associated with the model 15B and the second fault diagnosis model 15C are presumed to be faulty.
学習部11Cは、過去に得られた動作履歴データ群を学習用データとして機械学習を行うことにより第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々を生成する。学習部11Cにより生成された第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cは、出力部11Dを介して、記憶部15に格納される。なお、これら第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの格納場所は、記憶部15に限定されない。例えば、外部の記憶装置に格納されていてもよい。また、本実施形態では、自装置で機械学習する構成としているが、外部装置で機械学習を行う構成としてもよい。また、機械学習に代えて、多変量解析を用いて第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々を生成してもよい。 The learning unit 11C generates each of the first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C by performing machine learning using a group of operation history data obtained in the past as learning data. The first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C generated by the learning section 11C are stored in the storage section 15 via the output section 11D. Note that the storage location of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C is not limited to the storage unit 15. For example, it may be stored in an external storage device. Further, in this embodiment, the configuration is such that the machine learning is performed by the own device, but the configuration may be such that the machine learning is performed by an external device. Further, instead of machine learning, each of the first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C may be generated using multivariate analysis.
出力部11Dは、推定部11Bにより推定された機能部毎の最終的な診断結果を、例えば、記憶部15に出力して保持する。また、出力部11Dは、メンテナンス用端末70からのアクセスに応じて、記憶部15に保持した最終的な診断結果をメンテナンス用端末70に送信する。なお、この最終的な診断結果には、機能部毎(あるいは部品毎)に、診断結果(故障、健全、故障疑い)及び取るべき対応等が含まれている。例えば、データ1の判定結果が「故障」であれば、作業担当者60が取るべき対応は「部品交換」となる。また、データ1の判定結果が「故障疑い」であれば、作業担当者60が取るべき対応は「部品動作確認」となる。また、データ1の判定結果が「健全」であれば、作業担当者60が取るべき対応は「なし」となる。 The output unit 11D outputs and holds the final diagnosis result for each functional unit estimated by the estimation unit 11B to, for example, the storage unit 15. Further, the output unit 11D transmits the final diagnosis result held in the storage unit 15 to the maintenance terminal 70 in response to the access from the maintenance terminal 70. Note that this final diagnosis result includes the diagnosis result (failure, soundness, suspected failure) and actions to be taken for each functional unit (or each part). For example, if the determination result of data 1 is "failure", the action that the worker 60 should take is "part replacement". Further, if the determination result of data 1 is "suspected failure", the action that the worker 60 should take is "confirm component operation". Further, if the determination result of data 1 is "healthy", the action that the worker 60 should take is "no".
次に、図6を参照して、第1の実施形態に係る故障診断装置10の作用を説明する。 Next, with reference to FIG. 6, the operation of the failure diagnosis device 10 according to the first embodiment will be described.
図6は、第1の実施形態に係る故障診断プログラム15Aによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態における機能部は1つの部品として表されるものとする。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of the flow of processing by the failure diagnosis program 15A according to the first embodiment. Note that the functional unit in this embodiment is represented as one component.
まず、CPU11により記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15Aが起動され、以下に示す各ステップが実行される。 First, the fault diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 is activated by the CPU 11, and each step shown below is executed.
図6のステップS111では、CPU11が、CGS40の制御装置41から送信された動作履歴データ(ここではデータ1)を取得する。 In step S111 of FIG. 6, the CPU 11 acquires operation history data (here, data 1) transmitted from the control device 41 of the CGS 40.
ステップS112では、CPU11が、ステップS111で取得したデータ1を、機能部毎(ここでは部品毎)の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々に入力可能なデータに加工する。ここでいう加工とは、データ1に対して、データの一部を削除、データの一部を抽出、新規データの追加等を行うことを意味する。また、加工には、データ1のデータ形式を、個々の故障診断モデルに適した形式に加工することも含まれる。なお、動作履歴データをそのまま用いる場合には加工は省略される。 In step S112, the CPU 11 processes the data 1 acquired in step S111 into data that can be input to each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C for each functional unit (here, for each part). Processing here means deleting part of the data, extracting part of the data, adding new data, etc. to the data 1. The processing also includes processing the data format of the data 1 into a format suitable for each fault diagnosis model. Note that if the operation history data is used as is, the processing is omitted.
ステップS113では、CPU11が、ステップS112で加工したデータ1を、第1故障診断モデル15Bに入力する。 In step S113, the CPU 11 inputs the data 1 processed in step S112 to the first failure diagnosis model 15B.
ステップS114では、CPU11が、第1故障診断モデル15Bから出力される判定結果を記憶部15に保持する。 In step S114, the CPU 11 stores the determination result output from the first failure diagnosis model 15B in the storage unit 15.
ステップS115では、CPU11が、ステップS112で加工したデータ1を、第2故障診断モデル15Cに入力する。 In step S115, the CPU 11 inputs the data 1 processed in step S112 to the second failure diagnosis model 15C.
ステップS116では、CPU11が、第2故障診断モデル15Cから出力される判定結果を記憶部15に保持する。 In step S116, the CPU 11 stores the determination result output from the second failure diagnosis model 15C in the storage unit 15.
ステップS117では、CPU11が、ステップS114で保持した第1故障診断モデル15Bの判定結果及びステップS116で保持した第2故障診断モデル15Cの判定結果に基づいて、最終的な診断結果を、例えば、記憶部15に出力し、本故障診断プログラム15Aによる一連の処理を終了する。なお、データ1に対する故障診断処理は、予め定められた複数の機能部の数だけ繰り返し行われる。 In step S117, the CPU 11 stores the final diagnosis result, for example, based on the determination result of the first failure diagnosis model 15B held in step S114 and the determination result of the second failure diagnosis model 15C held in step S116. 15, and the series of processing by this failure diagnosis program 15A is completed. Note that the failure diagnosis process for data 1 is repeatedly performed for a predetermined number of functional units.
次に、図7(A)~図7(C)を参照して、第1の実施形態に係る第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cを用いた故障診断処理について具体的に説明する。 Next, with reference to FIGS. 7(A) to 7(C), failure diagnosis processing using the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C according to the first embodiment will be specifically explained. do.
図7(A)は、第1故障診断モデル15Bの判定結果の一例を示すグラフである。図7(B)は、第2故障診断モデル15Cの判定結果の一例を示すグラフである。図7(C)は、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cを用いた場合の判定結果の一例を示すグラフである。 FIG. 7(A) is a graph showing an example of the determination result of the first failure diagnosis model 15B. FIG. 7(B) is a graph showing an example of the determination result of the second failure diagnosis model 15C. FIG. 7(C) is a graph showing an example of the determination result when the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C are used.
図7(A)~図7(C)において、黒丸はある部品Aが実際に故障したときのデータ、白丸はその部品Aが実際に故障していないときのデータである。縦軸と横軸は各データ項目(温度、電圧等)を示し、実際は多次元であるが、説明を簡単にするため、模式的に2次元グラフとして示している。 In FIGS. 7(A) to 7(C), black circles represent data when a certain component A actually fails, and white circles represent data when that component A does not actually fail. The vertical and horizontal axes indicate each data item (temperature, voltage, etc.), and although it is actually multidimensional, it is schematically shown as a two-dimensional graph to simplify the explanation.
図7(A)に示すように、境界線TH1は、任意の生成ロジックで生成した第1故障診断モデル15B(例えば、ニューラルネットワーク)の閾値を表している。第1故障診断モデル15Bは、データがこの境界線TH1のどちら側にプロットされるかで故障の有無を判定する。例えば、領域R1は故障有りと判定する領域を示し、領域R2は故障無し(健全)と判定する領域を示す。図7(A)のプロットを見ると、境界線TH1の周辺を境に故障の有無を大別することができる。しかし、境界線TH1の付近には両方のプロットが混在する曖昧な領域があり、データだけで正確な診断を下すことは難しい。例えば、機械学習モデルの生成時におけるパラメータを強くすることで複雑な境界線TH1を描くことは可能である。しかし、複雑な境界線TH1を描くには膨大なデータ数が必要であり、特に収集データ数に限りのあるCGS40において曖昧な領域の正確な診断は困難であると言える。 As shown in FIG. 7A, the boundary line TH1 represents the threshold of the first fault diagnosis model 15B (for example, neural network) generated using arbitrary generation logic. The first fault diagnosis model 15B determines the presence or absence of a fault based on which side of the boundary line TH1 the data is plotted on. For example, region R1 indicates a region determined to have a failure, and region R2 indicates a region determined to have no failure (healthy). Looking at the plot in FIG. 7A, it is possible to roughly classify whether there is a failure or not based on the vicinity of the boundary line TH1. However, there is an ambiguous region near the boundary line TH1 where both plots coexist, and it is difficult to make an accurate diagnosis based on data alone. For example, it is possible to draw a complex boundary line TH1 by increasing the parameters when generating a machine learning model. However, drawing a complicated boundary line TH1 requires a huge amount of data, and it can be said that it is difficult to accurately diagnose ambiguous areas, especially in the CGS 40, which has a limited number of collected data.
図7(B)に示すように、図7(A)に示す第1故障診断モデル15Bとは別の生成ロジックで生成した第2故障診断モデル15C(例えば、ランダムフォレスト)を用意する。境界線TH2は、第2故障診断モデル15Cの閾値を表している。例えば、領域R3は故障有りと判定する領域を示し、領域R4は故障無し(健全)と判定する領域を示す。上述の通り、第2故障診断モデル15Cについても、第1故障診断モデル15Bと同様に正確な診断を行うことはできない。しかし、境界線TH2の作成方法が第1故障診断モデル15Bとは異なるため、似た精度で異なる境界線を作成することができる。 As shown in FIG. 7(B), a second fault diagnosis model 15C (for example, random forest) is prepared using a generation logic different from that of the first fault diagnosis model 15B shown in FIG. 7(A). The boundary line TH2 represents the threshold of the second fault diagnosis model 15C. For example, region R3 indicates a region determined to have a failure, and region R4 indicates a region determined to have no failure (healthy). As described above, the second failure diagnosis model 15C cannot perform accurate diagnosis like the first failure diagnosis model 15B. However, since the method of creating the boundary line TH2 is different from that of the first fault diagnosis model 15B, different boundary lines can be created with similar accuracy.
図7(C)に示すように、診断精度を向上させるために、第1故障診断モデル15Bの境界線TH1及び第2故障診断モデル15Cの境界線TH2の両方を使用して、故障の判定を行う。例えば、領域R5は故障有りと判定する領域を示し、領域R6は故障無し(健全)と判定する領域を示し、領域R7は故障疑いと判定する領域を示す。すなわち、判定結果は、以下の(1)~(3)のように分類される。 As shown in FIG. 7(C), in order to improve diagnosis accuracy, both the boundary line TH1 of the first failure diagnosis model 15B and the boundary line TH2 of the second failure diagnosis model 15C are used to determine the failure. conduct. For example, region R5 indicates a region determined to have a failure, region R6 indicates a region determined to have no failure (healthy), and region R7 indicates a region determined to have a suspected failure. That is, the determination results are classified into the following (1) to (3).
(1)第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cが共に故障有りと判定した場合 → 部品Aは故障有りとし、部品Aの交換を行う。
(2)第1故障診断モデル15Bの判定結果と第2故障診断モデル15Cの判定結果とが異なる場合 → 部品Aは故障疑いとし、部品Aの現地確認を行う。
(3)第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cが共に故障無し(健全)と判定した場合 → 部品Aは故障無し(健全)とする。
(1) When both the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C determine that there is a failure → Part A is determined to be failure, and part A is replaced.
(2) If the judgment result of the first failure diagnosis model 15B and the judgment result of the second failure diagnosis model 15C are different, → Part A is considered to be a failure, and part A is checked on-site.
(3) When both the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C determine that there is no failure (healthy) -> Part A is determined to have no failure (healthy).
図7(A)に示すように、第1故障診断モデル15Bのみを用いた場合には8プロットが誤判定である。また、図7(B)に示すように、第2故障診断モデル15Cのみを用いた場合には9プロットが誤判定である。これに対して、図7(C)に示すように、複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cでは、複数の境界線TH1及び境界線TH2の組み合わせで曖昧な領域(図7(C)の例では領域R7)を故障疑いとして定め、この故障疑いについては現地で故障診断作業を行う。このため、誤判定は5プロットまで低減されている。 As shown in FIG. 7(A), when only the first failure diagnosis model 15B is used, eight plots are erroneously determined. Further, as shown in FIG. 7(B), when only the second failure diagnosis model 15C is used, nine plots are incorrectly determined. On the other hand, as shown in FIG. 7C, in the plurality of types of first fault diagnosis models 15B and second fault diagnosis models 15C, ambiguous areas (Fig. In example 7(C), area R7) is determined as a suspected failure, and failure diagnosis work is performed on-site for this suspected failure. Therefore, the number of false determinations is reduced to 5 plots.
次に、図8を参照して、第1の実施形態に係る故障診断装置10による学習処理について具体的に説明する。 Next, with reference to FIG. 8, learning processing by the failure diagnosis apparatus 10 according to the first embodiment will be specifically described.
図8は、第1の実施形態に係る故障診断プログラム15Aによる学習処理の流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of learning processing by the failure diagnosis program 15A according to the first embodiment.
まず、CPU11により記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15Aが起動され、以下に示す各ステップが実行される。 First, the fault diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 is activated by the CPU 11, and each step shown below is executed.
図8のステップS121では、CPU11が、過去の動作履歴データを学習用データとして取得する。 In step S121 of FIG. 8, the CPU 11 acquires past operation history data as learning data.
ステップS122では、CPU11が、ステップS121で学習用データとして取得した動作履歴データを学習モデルに入力可能なデータに加工する。なお、動作履歴データをそのまま用いる場合には加工は省略される。 In step S122, the CPU 11 processes the operation history data acquired as learning data in step S121 into data that can be input to the learning model. Note that if the operation history data is used as is, the processing is omitted.
ステップS123では、CPU11が、ステップS122で加工して得られたデータを正解データ(例えば、故障、健全)と共に、機能部毎に複数種類の学習モデルに入力する。 In step S123, the CPU 11 inputs the data processed in step S122 together with correct data (for example, faulty, healthy) to a plurality of types of learning models for each functional unit.
ステップS124では、CPU11が、所定数のデータについて機械学習が終了したか否かを判定する。機械学習が終了したと判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS125に移行し、機械学習が終了していないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS121に戻り処理を繰り返す。 In step S124, the CPU 11 determines whether machine learning has been completed for a predetermined number of data. If it is determined that the machine learning has ended (in the case of an affirmative determination), the process moves to step S125, and if it is determined that the machine learning has not ended (in the case of a negative determination), the process returns to step S121 and repeats the process.
ステップS125では、CPU11が、機械学習により生成された複数種類の学習済みモデルを複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cとして記憶部15に格納し、本故障診断プログラム15Aによる一連の処理を終了する。 In step S125, the CPU 11 stores the plurality of types of learned models generated by machine learning in the storage unit 15 as the plurality of types of first fault diagnosis model 15B and second fault diagnosis model 15C. Finish the series of processing.
なお、本実施形態では、故障診断装置10を外部のサーバ装置として実現した場合について説明したが、これに限定されない。故障診断装置10はCGS40の制御装置41として実現してもよい。 Note that, in this embodiment, a case has been described in which the failure diagnosis device 10 is implemented as an external server device, but the present invention is not limited to this. The failure diagnosis device 10 may be realized as the control device 41 of the CGS 40.
このように本実施形態によれば、CGSのエラーが検知された場合に、CGSの機能部毎の故障診断を複数種類の故障診断モデルを用いて行う。このため、故障診断の誤判定を抑制し、故障診断を精度良く行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, when a CGS error is detected, failure diagnosis for each functional unit of the CGS is performed using a plurality of types of failure diagnosis models. Therefore, erroneous determinations in fault diagnosis can be suppressed and fault diagnosis can be performed with high accuracy.
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、複数種類の故障診断モデルを用いて故障診断を行う形態について説明した。第2の実施形態では、複数種類の故障診断モデルのうちのいずれか1つの故障診断モデルを選択的に用いて曖昧な領域を決める形態について説明する。
[Second embodiment]
In the first embodiment described above, a mode in which failure diagnosis is performed using a plurality of types of failure diagnosis models has been described. In the second embodiment, a mode will be described in which an ambiguous region is determined by selectively using any one of a plurality of types of fault diagnosis models.
図9は、第2の実施形態に係る故障診断装置10Aの機能的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a failure diagnosis device 10A according to the second embodiment.
図9に示すように、本実施形態に係る故障診断装置10AのCPU11は、記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15AをRAM13に書き込んで実行することにより、取得部11A、推定部11E、学習部11C、及び出力部11Dとして機能する。なお、上記第1の実施形態で説明した故障診断装置10と同じ構成要素には同じ符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 As shown in FIG. 9, the CPU 11 of the failure diagnosis device 10A according to the present embodiment writes the failure diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 into the RAM 13 and executes the acquisition unit 11A, the estimation unit 11E, It functions as a learning section 11C and an output section 11D. Note that the same components as those of the failure diagnosis apparatus 10 described in the first embodiment are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof will be omitted.
推定部11Eは、複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cのうちのいずれか1つの故障診断モデルを選択し、選択した故障診断モデル(例えば、第1故障診断モデル15B)に対して複数の異なる閾値を設定する。そして、推定部11Eは、設定した複数の異なる閾値及び入力データに基づいて、選択した第1故障診断モデル15Bに対応付けられた機能部(又は部品)を故障又は健全又は故障疑いと推定する。ここで、複数の異なる閾値には、例えば、適合率が、90%以上100%以下となる閾値と、再現率が90%以上100%以下となる閾値とが含まれる。適合率とは、故障と予測された全データ数に対する実態が故障であったデータ数の割合であり、再現率とは、実態が故障であった全データ数に対する故障と予測されたデータ数の割合である。なお、適合率100%とした場合、故障有りを健全と判定しないための閾値とされ、再現率100%とした場合、故障有りを見逃さないための閾値とされる。 The estimation unit 11E selects any one of the plurality of types of first failure diagnosis models 15B and second failure diagnosis models 15C, and selects the selected failure diagnosis model (for example, the first failure diagnosis model 15B). Set multiple different thresholds for . Then, the estimating unit 11E estimates that the functional unit (or component) associated with the selected first failure diagnosis model 15B is faulty, healthy, or suspected to be faulty, based on the plurality of different set thresholds and input data. Here, the plurality of different threshold values include, for example, a threshold value with a precision of 90% or more and 100% or less, and a threshold with a recall rate of 90% or more and 100% or less. Precision rate is the ratio of the number of data that is actually a failure to the total number of data that is predicted to be a failure, and recall is the ratio of the number of data that is predicted to be a failure to the total number of data that is actually a failure. It is a percentage. Note that when the precision rate is 100%, it is a threshold value for not determining that the presence of a failure is healthy, and when the recall rate is 100%, it is a threshold value for not overlooking the presence of a failure.
図10は、第2の実施形態に係る適合率及び再現率の説明に供する図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining precision and recall according to the second embodiment.
図10に示す表は、部品Aの故障診断モデルについて、予測と実態との対応関係を示している。枠内はデータ数を示す。つまり、予測が健全、実態が健全である場合のデータ数は28(=A)である。予測が故障、実態が健全である場合のデータ数は1(=B)である。予測が健全、実態が故障である場合のデータ数は12(=C)である。予測が故障、実態が故障である場合のデータ数は9(=D)である。 The table shown in FIG. 10 shows the correspondence between predictions and actual conditions regarding the failure diagnosis model for component A. The number inside the frame indicates the number of data. In other words, the number of data when the prediction is sound and the actual situation is sound is 28 (=A). The number of data when the prediction is failure and the actual condition is healthy is 1 (=B). The number of data when the prediction is healthy and the actual situation is a failure is 12 (=C). When the prediction is a failure and the actual condition is a failure, the number of data is 9 (=D).
この場合、適合率(故障判定時)=D/(B+D)=9/10=90%、と求められる。また、再現率は、故障を見つける割合を表しており、再現率=D/(C+D)=9/21≒43%、と求められる。これより、適合率が90%以上100%以下になるように閾値を調整し、再現率が90%以上100%以下になるように閾値を調整すればよい。 In this case, the precision rate (at the time of failure determination)=D/(B+D)=9/10=90% is obtained. Further, the recall rate represents the rate of finding failures, and is calculated as recall rate=D/(C+D)=9/21≈43%. From this, the threshold value may be adjusted so that the precision rate is 90% or more and 100% or less, and the threshold value is adjusted so that the recall rate is 90% or more and 100% or less.
図11は、第1故障診断モデル15Bの判定結果の一例を示すグラフである。 FIG. 11 is a graph showing an example of the determination result of the first failure diagnosis model 15B.
図11において、黒丸は部品Aが実際に故障したときのデータ、白丸は部品Aが実際に故障していないときのデータである。縦軸と横軸は各データ項目(温度、電圧等)を示し、実際は多次元であるが、説明を簡単にするため、模式的に2次元グラフとして示している。 In FIG. 11, black circles are data when component A actually fails, and white circles are data when component A does not actually fail. The vertical and horizontal axes indicate each data item (temperature, voltage, etc.), and although it is actually multidimensional, it is schematically shown as a two-dimensional graph to simplify the explanation.
図11に示すように、境界線TH3は、第1故障診断モデル15Bの適合率が一例として100%となる閾値を表し、境界線TH4は、第1故障診断モデル15Bの再現率が一例として100%となる閾値を表している。例えば、領域R8は故障有りと判定する領域を示し、領域R9は故障無し(健全)と判定する領域を示し、領域R10は故障疑いと判定する領域を示す。すなわち、判定結果は、以下の(1)~(3)のように分類される。 As shown in FIG. 11, a boundary line TH3 represents a threshold value at which the precision of the first fault diagnosis model 15B is, for example, 100%, and a boundary line TH4 represents a threshold value at which the recall rate of the first fault diagnosis model 15B is, for example, 100%. % represents the threshold value. For example, region R8 indicates a region determined to have a failure, region R9 indicates a region determined to have no failure (healthy), and region R10 indicates a region determined to have a suspected failure. That is, the determination results are classified into the following (1) to (3).
(1)境界線TH3及び境界線TH4により共に故障有りと判定した場合 → 部品Aは故障有りとし、部品Aの交換を行う。
(2)境界線TH3での判定結果と境界線TH4での判定結果とが異なる場合 → 部品Aは故障疑いとし、部品Aの現地確認を行う。
(3)境界線TH3及び境界線TH4により共に故障無し(健全)と判定した場合 → 部品Aは故障無し(健全)とする。
(1) When it is determined that there is a failure based on both the boundary line TH3 and the boundary line TH4 → Part A is determined to be failure, and part A is replaced.
(2) When the judgment result at boundary line TH3 and the judgment result at boundary line TH4 are different → Part A is suspected to be malfunctioning, and part A is inspected on-site.
(3) When it is determined that there is no failure (healthy) based on both boundary line TH3 and boundary line TH4 → Part A is determined to be no failure (healthy).
なお、本実施形態では、故障診断装置10Aを外部のサーバ装置として実現した場合について説明したが、これに限定されない。故障診断装置10AはCGS40の制御装置41として実現してもよい。 In this embodiment, the case where the failure diagnosis device 10A is implemented as an external server device has been described, but the present invention is not limited to this. The failure diagnosis device 10A may be realized as the control device 41 of the CGS 40.
このように本実施形態によれば、CGSのエラーが検知された場合に、CGSの機能部毎の故障診断を1つの故障診断モデルの複数の異なる閾値を用いて行う。このため、故障診断の誤判定を抑制し、故障診断を精度良く行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, when a CGS error is detected, failure diagnosis for each functional unit of the CGS is performed using a plurality of different threshold values of one failure diagnosis model. Therefore, erroneous determinations in fault diagnosis can be suppressed and fault diagnosis can be performed with high accuracy.
[第3の実施形態]
第3の実施形態では、CGS40のエラーの種別に応じた経路診断を、ガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54の少なくとも1つに対して行い、故障の可能性のある経路を絞り込み、絞り込んだ経路に関する複数種類の故障診断モデルを選択的に用いる形態について説明する。
[Third embodiment]
In the third embodiment, route diagnosis according to the type of error in the CGS 40 is performed on at least one of the gas route 52, the reformed water route 53, and the air route 54, and a route with a possibility of failure is detected. An embodiment in which multiple types of fault diagnosis models related to the narrowed-down routes are selectively used will be described.
図12は、第3の実施形態に係る故障診断装置10Bの機能的な構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a failure diagnosis device 10B according to the third embodiment.
図12に示すように、本実施形態に係る故障診断装置10BのCPU11は、記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15AをRAM13に書き込んで実行することにより、取得部11A、推定部11B、学習部11C、出力部11D、及び経路診断部11Fとして機能する。なお、上記第1の実施形態で説明した故障診断装置10と同じ構成要素には同じ符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 As shown in FIG. 12, the CPU 11 of the failure diagnosis device 10B according to the present embodiment writes the failure diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 into the RAM 13 and executes the acquisition unit 11A, the estimation unit 11B, It functions as a learning section 11C, an output section 11D, and a route diagnosis section 11F. Note that the same components as those of the failure diagnosis apparatus 10 described in the first embodiment are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof will be omitted.
経路診断部11Fは、燃料電池ユニット50のエラーを検知した場合に、CGS40からの動作履歴データに含まれるエラーコードに応じた経路診断を特定する。そして、経路診断部11Fは、特定したエラーコードに応じた経路診断を、ガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54の少なくとも1つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む。なお、ガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54は、上述したように、燃料電池ユニット50に設けられ、燃料電池モジュール51に接続された経路である。 When detecting an error in the fuel cell unit 50, the route diagnosis section 11F specifies route diagnosis according to the error code included in the operation history data from the CGS 40. Then, the route diagnosis unit 11F performs route diagnosis on at least one of the gas route 52, the reformed water route 53, and the air route 54 according to the identified error code, and identifies routes that may have a failure. Refine. Note that the gas path 52, reformed water path 53, and air path 54 are paths provided in the fuel cell unit 50 and connected to the fuel cell module 51, as described above.
推定部11Bは、記憶部15に格納されている複数の故障診断モデルの中から、経路診断部11Fにより絞り込んだ経路によって特定される機能部の複数種類の故障診断モデル(例えば、機能部Aの第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15C)を選択する。そして、推定部11Bは、選択した複数種類の第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々に対して、取得部11Aにより取得された動作履歴データ又は動作履歴データを加工して得られるデータを入力する。そして、推定部11Bは、第1故障診断モデル15B及び第2故障診断モデル15Cの各々から出力される判定結果を用いて、CGS40の機能部毎に故障の有無を推定する。 The estimation unit 11B selects a plurality of types of failure diagnosis models for the functional unit (for example, for the functional unit A) that are specified by the route narrowed down by the route diagnosis unit 11F from among the plurality of failure diagnosis models stored in the storage unit 15. The first fault diagnosis model 15B and the second fault diagnosis model 15C) are selected. Then, the estimation unit 11B processes the operation history data or the operation history data acquired by the acquisition unit 11A for each of the selected plurality of types of first failure diagnosis models 15B and second failure diagnosis models 15C. Enter the data shown. Then, the estimation unit 11B estimates the presence or absence of a failure for each functional unit of the CGS 40 using the determination results output from each of the first failure diagnosis model 15B and the second failure diagnosis model 15C.
また、経路診断部11Fは、経路診断による経路の絞り込みの結果を、エラーの種別を表すエラーコードと共に通知する制御を行うようにしてもよい。なお、エラーコードの通知先は、例えば、作業担当者60が持つメンテナンス用端末70とされる。 Further, the route diagnosis unit 11F may perform control to notify the result of route narrowing by route diagnosis together with an error code indicating the type of error. The destination of the error code is, for example, the maintenance terminal 70 held by the worker 60.
また、経路診断部11Fは、ガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54の少なくとも1つに対する経路診断を、燃料電池ユニット50の温度帯に応じた方法を用いて行う。 Further, the route diagnosis section 11F performs route diagnosis for at least one of the gas route 52, the reformed water route 53, and the air route 54 using a method according to the temperature range of the fuel cell unit 50.
ここで、本実施形態に係る記憶部15には、第1データテーブル15Dと、第2データテーブル15Eとが記憶されている。これらの第1データテーブル15D及び第2データテーブル15Eは、経路診断部11Fにより参照可能とされる。 Here, the storage unit 15 according to this embodiment stores a first data table 15D and a second data table 15E. These first data table 15D and second data table 15E can be referenced by the route diagnosis section 11F.
図13は、本実施形態に係る第1データテーブル15Dの一例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the first data table 15D according to this embodiment.
図13に示す第1データテーブル15Dは、エラー種別(エラーコードA~H)毎に故障の可能性がある経路を予め指定して区分けしたデータテーブルである。エラーコードAは、ガス経路52、改質水経路53、及び空気経路54を対象とするコードであり、第1エラーコードの一例である。エラーコードBは、ガス経路52及び改質水経路53を対象とするコードであり、第2エラーコードの一例である。エラーコードCは、ガス経路52及び空気経路54を対象とするコードであり、第3エラーコードの一例である。エラーコードEは、改質水経路53及び空気経路54を対象とするコードであり、第4エラーコードの一例である。これらのエラーコードA、B、C、Eはいずれも2つ以上の経路を対象としている。これらのエラーコードA、B、C、Eには経路を絞り込むための経路診断方法が対応付けられている。具体的に、エラーコードAには経路診断Aが対応付けられ、エラーコードBには経路診断Bが対応付けられ、エラーコードCには経路診断Cが対応付けられ、エラーコードEには経路診断Eが対応付けられている。なお、これらの経路診断A、B、C、Eの具体的な経路診断方法については後述する。 The first data table 15D shown in FIG. 13 is a data table in which routes with a possibility of failure are specified and classified in advance for each error type (error codes A to H). Error code A is a code that targets the gas path 52, reformed water path 53, and air path 54, and is an example of the first error code. Error code B is a code that targets the gas path 52 and reformed water path 53, and is an example of a second error code. Error code C is a code that targets the gas path 52 and air path 54, and is an example of a third error code. Error code E is a code that targets the reformed water path 53 and air path 54, and is an example of the fourth error code. These error codes A, B, C, and E all target two or more routes. These error codes A, B, C, and E are associated with a route diagnosis method for narrowing down the route. Specifically, error code A is associated with route diagnosis A, error code B is associated with route diagnosis B, error code C is associated with route diagnosis C, and error code E is associated with route diagnosis. E is associated. Note that specific route diagnosis methods for these route diagnoses A, B, C, and E will be described later.
なお、エラーコードDでは、ガス経路52のみが対象とされているため、エラー原因がガス経路52と特定される。同様に、エラーコードFでは改質水経路53のみが対象とされているため、エラー原因が改質水経路53と特定され、エラーコードGでは空気経路54のみが対象とされているため、エラー原因が空気経路54と特定される。また、エラーコードHは、ガス、改質水、及び空気の各経路とは無関係のエラーである。図13の例では、これらのエラーコードD、F、G、Hについての経路診断は行われないが、エラーコードD、F、Gについては経路診断を行うようにしてもよい。 Note that since error code D targets only the gas path 52, the cause of the error is identified as the gas path 52. Similarly, error code F targets only the reformed water route 53, so the cause of the error is identified as the reformed water route 53, and error code G targets only the air route 54, so the error The cause is identified as the air path 54. Further, error code H is an error unrelated to each path of gas, reformed water, and air. In the example of FIG. 13, route diagnosis is not performed for error codes D, F, G, and H, but route diagnosis may be performed for error codes D, F, and G.
図14は、本実施形態に係る第2データテーブル15Eの一例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing an example of the second data table 15E according to this embodiment.
図14に示す第2データテーブル15Eは、温度帯の区分けと各温度帯における改質水、ガス、及び空気の経路診断方法を規定したデータテーブルである。燃料電池ユニット50の温度帯は、第1温度帯の一例である温度帯[イ]、第2温度帯の一例である温度帯[ロ]、第3温度帯の一例である温度帯[ハ]、及び、第4温度帯の一例である温度帯[ニ]を含んでいる。 The second data table 15E shown in FIG. 14 is a data table that defines the classification of temperature zones and the route diagnosis method for reformed water, gas, and air in each temperature zone. The temperature zones of the fuel cell unit 50 are a temperature zone [A] which is an example of the first temperature zone, a temperature zone [B] which is an example of the second temperature zone, and a temperature zone [C] which is an example of the third temperature zone. , and a temperature zone [d] which is an example of the fourth temperature zone.
燃料電池モジュール51の最高温度を最高温度T1[℃]とし、改質器51B(改質触媒)へのガス導入により炭素析出が生じる温度(例えば、500℃)を炭素析出温度T2[℃]とし、燃料電池スタック51Aへの空気導入により燃料電池セルの再酸化が生じる温度(例えば、300℃)を再酸化温度T3[℃]とし、改質器51Bに導入される改質水が気化する温度(例えば、100℃)を気化温度T4[℃]とした場合、温度帯[イ]は、炭素析出温度T2より高く、最高温度T1以下の温度帯である。温度帯[ロ]は、再酸化温度T3より高く、炭素析出温度T2以下の温度帯である。温度帯[ハ]は、気化温度T4より高く、再酸化温度T3以下の温度帯である。温度帯[ニ]は、気化温度T4以下の温度帯である。 The maximum temperature of the fuel cell module 51 is defined as the maximum temperature T1 [°C], and the temperature at which carbon precipitation occurs (for example, 500°C) when gas is introduced into the reformer 51B (reforming catalyst) is defined as the carbon deposition temperature T2 [°C]. , the temperature at which the fuel cell is reoxidized by introducing air into the fuel cell stack 51A (for example, 300°C) is the reoxidation temperature T3 [°C], and the temperature at which the reformed water introduced into the reformer 51B is vaporized. (For example, 100° C.) is the vaporization temperature T4 [° C.], the temperature zone [a] is higher than the carbon precipitation temperature T2 and below the maximum temperature T1. The temperature zone [b] is a temperature zone higher than the reoxidation temperature T3 and lower than the carbon precipitation temperature T2. Temperature zone [c] is a temperature zone higher than vaporization temperature T4 and lower than reoxidation temperature T3. The temperature zone [d] is a temperature zone below the vaporization temperature T4.
ガス経路診断方法は、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]である場合に、改質水及びガスを導入し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]である場合に、ガスを導入する方法である。温度帯[イ]で改質水を導入するのは、炭素の析出を防止するためである。なお、温度帯[ロ]及び温度帯[ハ]では、改質水及びガスを導入してもよい。なお、燃料電池ユニット50の温度には、燃料電池スタック51Aの温度であるスタック温度及び改質器51Bの温度である改質温度の少なくとも一方が用いられる。例えば、スタック温度及び改質温度のうち、より高温な温度を燃料電池ユニット50の温度としてもよいし、スタック温度及び改質温度の平均温度を燃料電池ユニット50の温度としてもよい。また、燃料電池ユニット50の温度情報は、CGS40の制御装置41から取得される。燃料電池ユニット50の温度情報は、例えば、制御装置41から故障診断装置10Bに送信される動作履歴データに含めておけばよい。 In the gas route diagnosis method, when the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A], reformed water and gas are introduced, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [B] or the temperature range [C]. Alternatively, there is a method of introducing gas when the temperature is in the temperature range [d]. The reason why reformed water is introduced in temperature range [A] is to prevent carbon precipitation. Note that in the temperature zone [B] and temperature zone [C], reformed water and gas may be introduced. Note that, as the temperature of the fuel cell unit 50, at least one of the stack temperature, which is the temperature of the fuel cell stack 51A, and the reforming temperature, which is the temperature of the reformer 51B, is used. For example, the higher temperature of the stack temperature and the reforming temperature may be set as the temperature of the fuel cell unit 50, or the average temperature of the stack temperature and the reforming temperature may be set as the temperature of the fuel cell unit 50. Further, temperature information of the fuel cell unit 50 is acquired from the control device 41 of the CGS 40. The temperature information of the fuel cell unit 50 may be included in the operation history data transmitted from the control device 41 to the failure diagnosis device 10B, for example.
改質水経路診断方法は、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]である場合に、改質水を導入し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ニ]である場合に、診断不可とする方法である。 The method for diagnosing the reformed water path is to introduce reformed water and check the temperature of the fuel cell unit 50 when the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A], the temperature range [B], or the temperature range [C]. This is a method that makes diagnosis impossible when the temperature is in the temperature range [d].
空気経路診断方法は、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]である場合に、改質水、ガス、及び空気を導入し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]である場合に、空気を導入する方法である。温度帯[イ]又は温度帯[ロ]で改質水、ガス、及び空気を導入するのは、セルの再酸化を防止するためである。なお、温度帯[イ]では、改質水及び空気を導入してもよい。温度帯[ロ]では、改質水及び空気、又は、ガス及び空気を導入してもよい。温度帯[ハ]では、改質水、ガス、及び空気、又は、改質水及び空気、又は、ガス及び空気を導入してもよい。 In the air path diagnosis method, when the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] or the temperature range [B], reformed water, gas, and air are introduced, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [B]. This is a method of introducing air when the temperature is in [C] or [D]. The reason why reformed water, gas, and air are introduced in temperature zone [a] or temperature zone [b] is to prevent reoxidation of the cell. Note that in temperature zone [A], reformed water and air may be introduced. In the temperature zone [B], reformed water and air, or gas and air may be introduced. In temperature zone [C], reformed water, gas, and air, reformed water and air, or gas and air may be introduced.
次に、図15を参照して、第3の実施形態に係る故障診断装置10Bの作用について説明する。 Next, with reference to FIG. 15, the operation of the failure diagnosis device 10B according to the third embodiment will be described.
図15は、第3の実施形態に係る故障診断プログラム15Aによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 15 is a flowchart showing an example of the flow of processing by the failure diagnosis program 15A according to the third embodiment.
まず、CPU11により記憶部15に記憶されている故障診断プログラム15Aが起動され、以下に示す各ステップが実行される。 First, the fault diagnosis program 15A stored in the storage unit 15 is activated by the CPU 11, and each step shown below is executed.
図15のステップS131では、CPU11が、CGS40の制御装置41から送信された動作履歴データ(ここではデータ1)を取得する。 In step S131 of FIG. 15, the CPU 11 acquires operation history data (here, data 1) transmitted from the control device 41 of the CGS 40.
ステップS132では、CPU11が、ステップS131で取得したデータ1からエラーコードを抽出する。 In step S132, the CPU 11 extracts an error code from the data 1 acquired in step S131.
ステップS133では、CPU11が、ステップS132で抽出したエラーコードがエラーコードAであるか否かを判定する。エラーコードAであると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS134に移行し、エラーコードAではないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS135に移行する。 In step S133, the CPU 11 determines whether the error code extracted in step S132 is error code A. If it is determined that the error code is A (in the case of an affirmative determination), the process moves to step S134, and if it is determined that the error code is not the error code A (in the case of a negative determination), the process moves to step S135.
ステップS134では、CPU11が、一例として、上述の図13に示す第1データテーブル15Dを参照し、エラーコードAに対応付けられた経路診断Aを実施し、故障の可能性がある経路の絞り込みを行い、ステップS141に移行する。なお、この経路診断Aの具体的な方法については後述する。 In step S134, the CPU 11, for example, refers to the first data table 15D shown in FIG. Then, the process moves to step S141. Note that a specific method for this route diagnosis A will be described later.
一方、ステップS135では、CPU11が、ステップS132で抽出したエラーコードがエラーコードBであるか否かを判定する。エラーコードBであると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS136に移行し、エラーコードBではないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS137に移行する。 On the other hand, in step S135, the CPU 11 determines whether the error code extracted in step S132 is error code B. If it is determined that the error code is B (in the case of an affirmative determination), the process proceeds to step S136, and if it is determined that the error code is not B (in the case of a negative determination), the process proceeds to step S137.
ステップS136では、CPU11が、一例として、上述の図13に示す第1データテーブル15Dを参照し、エラーコードBに対応付けられた経路診断Bを実施し、ステップS141に移行する。なお、この経路診断Bの具体的な方法については後述する。 In step S136, the CPU 11 refers to the first data table 15D shown in FIG. 13 described above, performs route diagnosis B associated with error code B, and proceeds to step S141. Note that a specific method for this route diagnosis B will be described later.
一方、ステップS137では、CPU11が、ステップS132で抽出したエラーコードがエラーコードCであるか否かを判定する。エラーコードCであると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS138に移行し、エラーコードCではないと判定した場合(否定判定の場合)、ステップS139に移行する。 On the other hand, in step S137, the CPU 11 determines whether the error code extracted in step S132 is error code C. If it is determined that the error code is C (in the case of an affirmative determination), the process proceeds to step S138, and if it is determined that the error code is not C (in the case of a negative determination), the process proceeds to step S139.
ステップS138では、CPU11が、一例として、上述の図13に示す第1データテーブル15Dを参照し、エラーコードCに対応付けられた経路診断Cを実施し、ステップS141に移行する。なお、この経路診断Cの具体的な方法については後述する。 In step S138, the CPU 11 refers to, for example, the first data table 15D shown in FIG. 13, performs route diagnosis C associated with error code C, and proceeds to step S141. Note that a specific method for this route diagnosis C will be described later.
一方、ステップS139では、CPU11が、ステップS132で抽出したエラーコードがエラーコードEであるか否かを判定する。エラーコードEであると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS140に移行し、エラーコードEではないと判定した場合(否定判定の場合)、エラーコードA、B、C、E以外のエラーコードD、F、G、Hにつて経路診断を行うことなく、ステップS141に移行する。 On the other hand, in step S139, the CPU 11 determines whether the error code extracted in step S132 is error code E. If it is determined that the error code is E (in the case of a positive determination), the process moves to step S140, and if it is determined that the error code is not E (in the case of a negative determination), an error other than error code A, B, C, or E is detected. The process moves to step S141 without performing route diagnosis for codes D, F, G, and H.
ステップS140では、CPU11が、一例として、上述の図13に示す第1データテーブル15Dを参照し、エラーコードEに対応付けられた経路診断Eを実施し、ステップS141に移行する。なお、この経路診断Eの具体的な方法については後述する。 In step S140, the CPU 11 refers to the first data table 15D shown in FIG. 13 described above, performs route diagnosis E associated with the error code E, and proceeds to step S141. Note that a specific method for this route diagnosis E will be described later.
ステップS141では、CPU11が、ステップS134又はステップS136又はステップS138又はステップS140の経路診断による絞り込みの結果である故障経路を特定する、あるいは、エラーコードA、B、C、E以外のエラーコードD、F、G、Hに対応する故障経路を特定する。 In step S141, the CPU 11 identifies a failure route that is the result of narrowing down by the route diagnosis in step S134, step S136, step S138, or step S140, or identifies an error code D other than error code A, B, C, or E. Identify the failure paths corresponding to F, G, and H.
ステップS142では、CPU11が、記憶部15に記憶されている複数の故障診断モデルの中から、ステップS141で特定した故障経路によって特定される機能部の複数種類の故障診断モデルを選択する。 In step S142, the CPU 11 selects a plurality of types of failure diagnosis models for the functional unit specified by the failure path specified in step S141 from among the plurality of failure diagnosis models stored in the storage unit 15.
ステップS143では、CPU11が、ステップS142で選択した複数種類の故障診断モデルのみを用いて故障診断を行い、本故障診断プログラム15Aによる一連の処理を終了する。 In step S143, the CPU 11 performs fault diagnosis using only the plurality of types of fault diagnosis models selected in step S142, and ends the series of processing by the fault diagnosis program 15A.
次に、図16を参照して、図15のステップS134に係る経路診断Aの具体的な方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 16, a specific method of route diagnosis A related to step S134 in FIG. 15 will be described.
図16は、第3の実施形態に係る経路診断Aの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Aでは、一例として、改質水経路53、ガス経路52、及び空気経路54の順番で経路診断が実施される。 FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of the process flow of route diagnosis A according to the third embodiment. Note that in the route diagnosis A according to the present embodiment, route diagnosis is performed in the order of the reformed water route 53, the gas route 52, and the air route 54, as an example.
図16のステップS151では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。なお、燃料電池ユニット50の温度には、上述したように、スタック温度及び改質温度の少なくとも一方が用いられる。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合(イ、ロ、ハの場合)、ステップS152に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合(ニの場合)、ステップS153に移行する。 In step S151 of FIG. 16, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine whether it is [d]. Note that, as described above, at least one of the stack temperature and the reforming temperature is used as the temperature of the fuel cell unit 50. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature zone [A], the temperature zone [B], or the temperature zone [C] (in the case of A, B, or C), the process moves to step S152, and the temperature of the fuel cell unit 50 is If it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of d), the process moves to step S153.
ステップS152では、CPU11が、CGS40に対して、改質水経路53に改質水を導入する制御を行い、ステップS154に移行する。 In step S152, the CPU 11 controls the CGS 40 to introduce reforming water into the reforming water path 53, and proceeds to step S154.
一方、ステップS153では、CPU11が、改質水経路53に対して経路判定不能タグを付与し、ステップS159に移行する。 On the other hand, in step S153, the CPU 11 adds a route determination impossible tag to the reformed water route 53, and proceeds to step S159.
ステップS154では、CPU11が、所定の判定基準に従って、改質水経路53が正常であるか否かを判定する。改質水経路53が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS155に移行し、改質水経路53が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS156に移行する。 In step S154, the CPU 11 determines whether the reformed water path 53 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the reformed water path 53 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S155, and if it is determined that the reformed water path 53 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination) ), the process moves to step S156.
ステップS155では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]であると判定した場合(イの場合)、ステップS158に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ロ、ハ、ニの場合)、ステップS159に移行する。 In step S155, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine which of the following. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] (in the case of A), the process moves to step S158, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [B] or in the temperature range [C] or in the temperature range [C]. If it is determined that it is band [D] (in the case of B, C, or D), the process moves to step S159.
一方、ステップS156では、CPU11が、改質水経路53に対して経路異常タグを付与する。 On the other hand, in step S156, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the reformed water route 53.
ステップS157では、CPU11が、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機し、ステップS159に移行する。 In step S157, the CPU 11 waits until the temperature of the fuel cell unit 50 falls below the temperature range [b], and then proceeds to step S159.
ステップS158では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS160に移行する。 In step S158, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53 and gas into the gas path 52, and proceeds to step S160.
一方、ステップS159では、CPU11が、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS160に移行する。 On the other hand, in step S159, the CPU 11 performs control to introduce gas into the gas path 52, and proceeds to step S160.
ステップS160では、CPU11が、所定の判定基準に従って、ガス経路52が正常であるか否かを判定する。ガス経路52が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS161に移行し、ガス経路52が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS165に移行する。 In step S160, the CPU 11 determines whether the gas path 52 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the gas path 52 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S161, and if it is determined that the gas path 52 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S165. to move to.
ステップS161では、CPU11が、所定の判定基準に従って、改質水経路53が正常であるか否かを判定する。改質水経路53が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS162に移行し、改質水経路53が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS164に移行する。 In step S161, the CPU 11 determines whether the reformed water path 53 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the reformed water path 53 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S162, and if it is determined that the reformed water path 53 is normal (in the case of an affirmative determination) ), the process moves to step S164.
ステップS162では、CPU11が、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機する。 In step S162, the CPU 11 waits until the temperature of the fuel cell unit 50 falls below the temperature range [b].
ステップS163では、CPU11が、ガス経路52にガスを導入し、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS170に移行する。 In step S163, the CPU 11 performs control to introduce gas into the gas path 52 and air into the air path 54, and proceeds to step S170.
一方、ステップS164では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合(イ、ロの場合)、ステップS168に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ハ、ニの場合)、ステップS169に移行する。 On the other hand, in step S164, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. (d)]. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] or [B] (in the case of A or B), the process moves to step S168, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [C]. Alternatively, if it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of c or d), the process moves to step S169.
一方、ステップS165では、CPU11が、ガス経路52に対して経路異常タグを付与する。 On the other hand, in step S165, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the gas route 52.
ステップS166では、CPU11が、所定の判定基準に従って、改質水経路53が正常であるか否かを判定する。改質水経路53が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS164に移行し、改質水経路53が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS167に移行する。 In step S166, the CPU 11 determines whether the reformed water path 53 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the reformed water path 53 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S164, and if it is determined that the reformed water path 53 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination) ), the process moves to step S167.
ステップS167では、CPU11が、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ハ]以下になるまで待機し、ステップS169に移行する。 In step S167, the CPU 11 waits until the temperature of the fuel cell unit 50 falls below the temperature range [c], and then proceeds to step S169.
ステップS168では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入し、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS170に移行する。 In step S168, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53, gas into the gas path 52, and air into the air path 54, and proceeds to step S170.
一方、ステップS169では、CPU11が、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS170に移行する。 On the other hand, in step S169, the CPU 11 performs control to introduce air into the air path 54, and proceeds to step S170.
ステップS170では、CPU11が、所定の判定基準に従って、空気経路54が正常であるか否かを判定する。空気経路54が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS172に移行し、空気経路54が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS171に移行する。 In step S170, the CPU 11 determines whether the air path 54 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the air path 54 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S172, and if it is determined that the air path 54 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S171. to move to.
ステップS171では、CPU11が、空気経路54に対して経路異常タグを付与し、ステップS172に移行する。 In step S171, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the air path 54, and proceeds to step S172.
ステップS172では、CPU11が、エラーを確定、つまり、改質水経路53、ガス経路52、及び空気経路54のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図15のステップS141にリターンする。 In step S172, the CPU 11 determines the error, that is, determines the route to which the route abnormality tag is attached among the reformed water route 53, the gas route 52, and the air route 54 as a route with a possibility of failure. , the process returns to step S141 in FIG.
次に、図17を参照して、図15のステップS136に係る経路診断Bの具体的な方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 17, a specific method of route diagnosis B according to step S136 in FIG. 15 will be described.
図17は、第3の実施形態に係る経路診断Bの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Bでは、一例として、改質水経路53及びガス経路52の順番で経路診断が実施される。 FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of the process flow of route diagnosis B according to the third embodiment. Note that in route diagnosis B according to the present embodiment, route diagnosis is performed in the order of the reformed water route 53 and the gas route 52, as an example.
図17のステップS181では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合(イ、ロ、ハの場合)、ステップS182に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合(ニの場合)、ステップS183に移行する。 In step S181 of FIG. 17, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine whether it is [d]. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature zone [A], the temperature zone [B], or the temperature zone [C] (in the case of A, B, or C), the process moves to step S182, and the temperature of the fuel cell unit 50 is If it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of d), the process moves to step S183.
ステップS182では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入する制御を行い、ステップS184に移行する。 In step S182, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53, and proceeds to step S184.
一方、ステップS183では、CPU11が、改質水経路53に対して経路判定不能タグを付与し、ステップS189に移行する。 On the other hand, in step S183, the CPU 11 adds a route determination impossible tag to the reformed water route 53, and proceeds to step S189.
ステップS184では、CPU11が、所定の判定基準に従って、改質水経路53が正常であるか否かを判定する。改質水経路53が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS185に移行し、改質水経路53が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS186に移行する。 In step S184, the CPU 11 determines whether the reformed water path 53 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the reformed water path 53 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S185, and if it is determined that the reformed water path 53 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination) ), the process moves to step S186.
ステップS185では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]であると判定した場合(イの場合)、ステップS188に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ロ、ハ、ニの場合)、ステップS189に移行する。 In step S185, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine which of the following. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] (in the case of A), the process moves to step S188, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [B] or in the temperature range [C] or in the temperature range [C]. If it is determined that it is band [D] (in the case of B, C, or D), the process moves to step S189.
一方、ステップS186では、CPU11が、改質水経路53に対して経路異常タグを付与する。 On the other hand, in step S186, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the reformed water route 53.
ステップS187では、CPU11が、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]以下になるまで待機し、ステップS189に移行する。 In step S187, the CPU 11 waits until the temperature of the fuel cell unit 50 falls below the temperature range [b], and then proceeds to step S189.
ステップS188では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS190に移行する。 In step S188, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53 and gas into the gas path 52, and proceeds to step S190.
一方、ステップS189では、CPU11が、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS190に移行する。 On the other hand, in step S189, the CPU 11 performs control to introduce gas into the gas path 52, and proceeds to step S190.
ステップS190では、CPU11が、所定の判定基準に従って、ガス経路52が正常であるか否かを判定する。ガス経路52が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS192に移行し、ガス経路52が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS191に移行する。 In step S190, the CPU 11 determines whether the gas path 52 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the gas path 52 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S192, and if it is determined that the gas path 52 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S191. to move to.
ステップS191では、CPU11が、ガス経路52に対して経路異常タグを付与し、ステップS192に移行する。 In step S191, the CPU 11 attaches a route abnormality tag to the gas route 52, and proceeds to step S192.
ステップS192では、CPU11が、エラーを確定、つまり、改質水経路53及びガス経路52のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図15のステップS141にリターンする。 In step S192, the CPU 11 determines the error, that is, determines the route to which the route abnormality tag is attached among the reformed water route 53 and the gas route 52 as a route with a possibility of failure, and steps The process returns to S141.
次に、図18を参照して、図15のステップS138に係る経路診断Cの具体的な方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 18, a specific method of route diagnosis C according to step S138 in FIG. 15 will be described.
図18は、第3の実施形態に係る経路診断Cの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Cでは、一例として、ガス経路52及び空気経路54の順番で経路診断が実施される。 FIG. 18 is a flowchart showing an example of the process flow of route diagnosis C according to the third embodiment. Note that in the route diagnosis C according to the present embodiment, route diagnosis is performed in the order of the gas route 52 and the air route 54, as an example.
図18のステップS201では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]であると判定した場合(イの場合)、ステップS202に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ロ、ハ、ニの場合)、ステップS203に移行する。 In step S201 of FIG. 18, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine whether it is [d]. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] (in the case of A), the process moves to step S202, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [B] or in the temperature range [C] or in the temperature range [C]. If it is determined that it is band [d] (in the case of b, c, or d), the process moves to step S203.
ステップS202では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS204に移行する。 In step S202, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53 and gas into the gas path 52, and proceeds to step S204.
一方、ステップS203では、CPU11が、ガス経路52にガスを導入する制御を行い、ステップS204に移行する。 On the other hand, in step S203, the CPU 11 performs control to introduce gas into the gas path 52, and proceeds to step S204.
ステップS204では、CPU11が、所定の判定基準に従って、ガス経路52が正常であるか否かを判定する。ガス経路52が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS205に移行し、ガス経路52が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS206に移行する。 In step S204, the CPU 11 determines whether the gas path 52 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the gas path 52 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S205, and if it is determined that the gas path 52 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S206. to move to.
ステップS205では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合(イ、ロの場合)、ステップS207に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ハ、ニの場合)、ステップS208に移行する。 In step S205, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine which of the following. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] or [B] (in the case of A or B), the process moves to step S207, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [C]. Alternatively, if it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of c or d), the process moves to step S208.
一方、ステップS206では、CPU11が、ガス経路52に対して経路異常タグを付与し、ステップS205に移行する。 On the other hand, in step S206, the CPU 11 attaches a route abnormality tag to the gas route 52, and proceeds to step S205.
ステップS207では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入し、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS209に移行する。 In step S207, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53, gas into the gas path 52, and air into the air path 54, and proceeds to step S209.
一方、ステップS208では、CPU11が、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS209に移行する。 On the other hand, in step S208, the CPU 11 performs control to introduce air into the air path 54, and proceeds to step S209.
ステップS209では、CPU11が、所定の判定基準に従って、空気経路54が正常であるか否かを判定する。空気経路54が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS211に移行し、空気経路54が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS210に移行する。 In step S209, the CPU 11 determines whether the air path 54 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the air path 54 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S211, and if it is determined that the air path 54 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S210. to move to.
ステップS210では、CPU11が、空気経路54に対して経路異常タグを付与し、ステップS211に移行する。 In step S210, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the air path 54, and proceeds to step S211.
ステップS211では、CPU11が、エラーを確定、つまり、ガス経路52及び空気経路54のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図15のステップS141にリターンする。 In step S211, the CPU 11 determines the error, that is, determines the route to which the route abnormality tag is attached among the gas route 52 and the air route 54 as a route with a possibility of failure, and proceeds to step S141 in FIG. Return.
次に、図19を参照して、図15のステップS140に係る経路診断Eの具体的な方法について説明する。 Next, with reference to FIG. 19, a specific method of route diagnosis E according to step S140 in FIG. 15 will be described.
図19は、第3の実施形態に係る経路診断Eの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態に係る経路診断Eでは、一例として、改質水経路53及び空気経路54の順番で経路診断が実施される。 FIG. 19 is a flowchart illustrating an example of the process flow of route diagnosis E according to the third embodiment. In the route diagnosis E according to the present embodiment, the route diagnosis is performed in the order of the reformed water route 53 and the air route 54, as an example.
図19のステップS221では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]又は温度帯[ハ]であると判定した場合(イ、ロ、ハの場合)、ステップS222に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ニ]であると判定した場合(ニの場合)、ステップS223に移行する。 In step S221 in FIG. 19, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine whether it is [d]. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature zone [A], the temperature zone [B], or the temperature zone [C] (in the case of A, B, or C), the process moves to step S222, and the temperature of the fuel cell unit 50 is If it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of d), the process moves to step S223.
ステップS222では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入する制御を行い、ステップS224に移行する。 In step S222, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53, and proceeds to step S224.
一方、ステップS223では、CPU11が、改質水経路53に対して経路判定不能タグを付与し、ステップS228に移行する。 On the other hand, in step S223, the CPU 11 adds a route determination impossible tag to the reformed water route 53, and proceeds to step S228.
ステップS224では、CPU11が、所定の判定基準に従って、改質水経路53が正常であるか否かを判定する。改質水経路53が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS225に移行し、改質水経路53が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS226に移行する。 In step S224, the CPU 11 determines whether the reformed water path 53 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the reformed water path 53 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S225, and if it is determined that the reformed water path 53 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination) ), the process moves to step S226.
ステップS225では、CPU11が、一例として、上述の図14に示す第2データテーブル15Eを参照し、燃料電池ユニット50の温度が、温度帯[イ]、[ロ]、[ハ]、[ニ]のいずれであるかを判定する。燃料電池ユニット50の温度が温度帯[イ]又は温度帯[ロ]であると判定した場合(イ、ロの場合)、ステップS227に移行し、燃料電池ユニット50の温度が温度帯[ハ]又は温度帯[ニ]であると判定した場合(ハ、ニの場合)、ステップS228に移行する。 In step S225, the CPU 11 refers to the second data table 15E shown in FIG. Determine which of the following. If it is determined that the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [A] or [B] (in the case of A or B), the process moves to step S227, and the temperature of the fuel cell unit 50 is in the temperature range [C]. Alternatively, if it is determined that the temperature is in the temperature range [d] (in the case of c or d), the process moves to step S228.
一方、ステップS226では、CPU11が、改質水経路53に対して経路異常タグを付与し、ステップS228に移行する。 On the other hand, in step S226, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the reformed water route 53, and proceeds to step S228.
ステップS227では、CPU11が、改質水経路53に改質水を導入し、ガス経路52にガスを導入し、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS229に移行する。 In step S227, the CPU 11 controls introducing reformed water into the reformed water path 53, gas into the gas path 52, and air into the air path 54, and proceeds to step S229.
一方、ステップS228では、CPU11が、空気経路54に空気を導入する制御を行い、ステップS229に移行する。 On the other hand, in step S228, the CPU 11 performs control to introduce air into the air path 54, and proceeds to step S229.
ステップS229では、CPU11が、所定の判定基準に従って、空気経路54が正常であるか否かを判定する。空気経路54が正常であると判定した場合(肯定判定の場合)、ステップS231に移行し、空気経路54が正常ではない、つまり、異常であると判定した場合(否定判定の場合)、ステップS230に移行する。 In step S229, the CPU 11 determines whether the air path 54 is normal according to a predetermined criterion. If it is determined that the air path 54 is normal (in the case of a positive determination), the process moves to step S231, and if it is determined that the air path 54 is not normal, that is, abnormal (in the case of a negative determination), the process moves to step S230. to move to.
ステップS230では、CPU11が、空気経路54に対して経路異常タグを付与し、ステップS231に移行する。 In step S230, the CPU 11 adds a route abnormality tag to the air path 54, and proceeds to step S231.
ステップS231では、CPU11が、エラーを確定、つまり、改質水経路53及び空気経路54のうち、経路異常タグが付与された経路を、故障の可能性がある経路として確定し、図15のステップS141にリターンする。 In step S231, the CPU 11 determines the error, that is, determines the route to which the route abnormality tag is attached among the reformed water route 53 and the air route 54 as a route with a possibility of failure, and steps The process returns to S141.
なお、本実施形態では、故障診断装置10Bを外部のサーバ装置として実現した場合について説明したが、これに限定されない。故障診断装置10BはCGS40の制御装置41として実現してもよい。 In this embodiment, the case where the failure diagnosis device 10B is implemented as an external server device has been described, but the present invention is not limited to this. The failure diagnosis device 10B may be realized as the control device 41 of the CGS 40.
このように本実施形態によれば、エラー種別によって故障経路を絞り込み、絞り込んだ故障経路によって特定される機能部の複数種類の故障診断モデルのみを選択的に用いて故障診断が行われる。このため、故障診断を効率的に、かつ、精度良く行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, failure paths are narrowed down based on the error type, and failure diagnosis is performed by selectively using only the plurality of types of failure diagnosis models for functional units specified by the narrowed down failure paths. Therefore, failure diagnosis can be performed efficiently and accurately.
以上、上記実施形態として、故障診断装置及び故障診断システムを例示して説明したが、実施形態は、故障診断装置が備える各部の機能をコンピュータに実行させるためのプログラムの形態としてもよい。実施形態は、このプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体の形態としてもよい。 The above embodiments have been described by exemplifying a fault diagnosis device and a fault diagnosis system, but the embodiments may also be in the form of a program for causing a computer to execute the functions of each part included in the fault diagnosis device. Embodiments may be in the form of a computer readable storage medium storing this program.
その他、上記実施形態で説明した故障診断装置及び故障診断システムの構成は、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更してもよい。 In addition, the configurations of the failure diagnosis device and failure diagnosis system described in the above embodiments are merely examples, and may be changed according to the situation without departing from the spirit of the invention.
また、上記実施形態で説明したプログラムの処理の流れも、一例であり、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよい。 Furthermore, the process flow of the program described in the above embodiment is only an example, and unnecessary steps may be deleted, new steps may be added, or the processing order may be changed without departing from the main purpose. good.
また、上記実施形態では、プログラムを実行することにより、実施形態に係る処理がコンピュータを利用してソフトウェア構成により実現される場合について説明したが、これに限らない。実施形態は、例えば、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成との組み合わせによって実現してもよい。 Further, in the above embodiment, a case has been described in which the processing according to the embodiment is realized by a software configuration using a computer by executing a program, but the present invention is not limited to this. The embodiments may be realized by, for example, a hardware configuration or a combination of a hardware configuration and a software configuration.
10、10A、10B 故障診断装置
11、42 CPU
11A 取得部
11B、11E 推定部
11C 学習部
11D 出力部
11F 経路診断部
12、43 ROM
13、44 RAM
14、45 I/O
15、46 記憶部
15A 故障診断プログラム
15B 第1故障診断モデル
15C 第2故障診断モデル
15D 第1データテーブル
15E 第2データテーブル
16 表示部
17 操作部
18、47 通信部
30 ユーザ宅
40 CGS
41 制御装置
46A 制御プログラム
48 機器I/F
49 CGS本体部
50 燃料電池ユニット
51 燃料電池モジュール
51A 燃料電池スタック
51B 改質器
52 ガス経路
53 改質水経路
54 空気経路
60 作業担当者
70 メンテナンス用端末
100 故障診断システム
10, 10A, 10B Failure diagnosis device 11, 42 CPU
11A Acquisition unit 11B, 11E Estimation unit 11C Learning unit 11D Output unit 11F Route diagnosis unit 12, 43 ROM
13, 44 RAM
14, 45 I/O
15, 46 Storage section 15A Failure diagnosis program 15B First failure diagnosis model 15C Second failure diagnosis model 15D First data table 15E Second data table 16 Display section 17 Operation section 18, 47 Communication section 30 User's home 40 CGS
41 Control device 46A Control program 48 Device I/F
49 CGS main body 50 Fuel cell unit 51 Fuel cell module 51A Fuel cell stack 51B Reformer 52 Gas path 53 Reformed water path 54 Air path 60 Worker 70 Maintenance terminal 100 Failure diagnosis system
Claims (11)
過去に得られた動作履歴データ群を、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部に対応付けて多変量解析又は機械学習することにより生成され、かつ、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を判定する、複数種類の故障診断モデルの各々に対して、前記取得部により取得された動作履歴データ又は当該動作履歴データを加工して得られるデータを入力し、前記複数種類の故障診断モデルの各々から出力される判定結果を用いて、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を推定する推定部と、
を備えた故障診断装置。 an acquisition unit that acquires operation history data regarding the operation history of the fuel cell cogeneration system corresponding to the abnormality from the fuel cell cogeneration system when the fuel cell cogeneration system detects an abnormality in operation;
It is generated by multivariate analysis or machine learning by associating a group of operation history data obtained in the past with the functional parts of the fuel cell cogeneration system, and the failure occurs for each functional part of the fuel cell cogeneration system. The operation history data acquired by the acquisition unit or the data obtained by processing the operation history data is input to each of the plurality of types of failure diagnosis models that determine the presence or absence of the failure diagnosis of the plurality of types. an estimation unit that estimates the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system using determination results output from each of the models;
A fault diagnosis device equipped with
前記推定部は、前記入力したデータに対する前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルの各々の判定結果が両方共に故障である場合に、前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルに対応付けられた機能部を故障と推定し、前記入力したデータに対する前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルの各々の判定結果が両方共に健全である場合に、前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルに対応付けられた機能部を健全と推定し、前記入力したデータに対する前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルのいずれか一方の判定結果が故障であり他方の判定結果が健全である場合に、前記第1故障診断モデル及び前記第2故障診断モデルに対応付けられた機能部を故障疑いと推定する
請求項1に記載の故障診断装置。 The plurality of types of fault diagnosis models include a first fault diagnosis model and a second fault diagnosis model whose generation method is different from that of the first fault diagnosis model,
The estimating unit is configured to calculate the first fault diagnosis model and the second fault diagnosis model when the determination results of the first fault diagnosis model and the second fault diagnosis model for the input data are both faulty. If the functional unit associated with the input data is estimated to be faulty, and the determination results of the first fault diagnosis model and the second fault diagnosis model for the input data are both healthy, the first fault diagnosis is performed. The functional unit associated with the model and the second fault diagnosis model is presumed to be healthy, and the judgment result of either the first fault diagnosis model or the second fault diagnosis model with respect to the input data is a failure. The fault diagnosis device according to claim 1, wherein when the other determination result is healthy, the functional units associated with the first fault diagnosis model and the second fault diagnosis model are presumed to be faulty.
請求項2に記載の故障診断装置。 The fault diagnosis device according to claim 2, wherein the first fault diagnosis model and the second fault diagnosis model are a combination of any two of a neural network, a random forest, and a support vector machine.
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の故障診断装置。 Instead of using the determination results output from each of the plurality of types of failure diagnosis models, the estimating unit selects any one of the plurality of types of failure diagnosis models. A plurality of different thresholds are set for the fault diagnosis model, and the functional unit associated with the selected fault diagnosis model is determined to be faulty, healthy, or suspected to be faulty based on the set plurality of different thresholds and the input data. The failure diagnosis device according to any one of claims 1 to 3, wherein the failure diagnosis device estimates.
請求項4に記載の故障診断装置。 The plurality of different threshold values include a threshold at which the precision rate is 90% or more and 100% or less, which is the ratio of the number of data that is actually a failure to the total number of data predicted to be a failure, and a threshold that is a ratio of the number of data that is actually a failure to the total number of data that is predicted to be a failure, and a threshold that is a ratio of 90% to 100%. The failure diagnosis device according to claim 4, further comprising: a threshold value at which a recall rate, which is a ratio of the number of data predicted to be a failure to the number of data, is 90% or more and 100% or less.
前記燃料電池ユニットの動作の異常を検知した場合に、前記異常の種別に応じた経路診断を、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路の少なくとも1つに対して行い、故障の可能性がある経路を絞り込む経路診断部を更に備え、
前記推定部は、前記経路診断部で絞り込まれた経路により特定される機能部の複数種類の故障診断モデルのみを選択的に用いて、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を推定する
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の故障診断装置。 The fuel cell cogeneration system includes a fuel cell unit that is provided with a fuel cell module that generates electricity, and that is provided with a gas path, a reformed water path, and an air path that are connected to the fuel cell module,
When an abnormality in the operation of the fuel cell unit is detected, path diagnosis according to the type of abnormality is performed on at least one of the gas path, the reformed water path, and the air path, and the malfunction is detected. It is further equipped with a route diagnosis section that narrows down possible routes.
The estimation unit selectively uses only the plurality of types of failure diagnosis models for the functional units specified by the route narrowed down by the route diagnosis unit to determine the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system. The failure diagnosis device according to any one of claims 1 to 3, wherein the failure diagnosis device estimates.
前記エラーコードは、前記ガス経路、前記改質水経路、及び前記空気経路を対象とする第1エラーコード、前記ガス経路及び前記改質水経路を対象とする第2エラーコード、前記ガス経路及び前記空気経路を対象とする第3エラーコード、及び、前記改質水経路及び前記空気経路を対象とする第4エラーコードのいずれかである
請求項6に記載の故障診断装置。 The operation history data includes an error code representing the type of abnormality,
The error code includes a first error code that targets the gas route, the reformed water route, and the air route, a second error code that targets the gas route and the reformed water route, and a second error code that targets the gas route and the reformed water route. The failure diagnosis device according to claim 6, wherein the error code is one of a third error code targeted at the air path and a fourth error code targeted at the reformed water path and the air path.
請求項6又は請求項7に記載の故障診断装置。 The route diagnosis section performs the route diagnosis for at least one of the gas route, the reformed water route, and the air route using a method according to a temperature range of the fuel cell unit. The failure diagnosis device according to item 7.
前記燃料電池ユニットの温度帯は、前記改質器へのガス導入により炭素析出が生じる温度である炭素析出温度より高く、前記燃料電池モジュールの最高温度以下の第1温度帯と、前記燃料電池スタックへの空気導入により燃料電池セルの再酸化が生じる温度である再酸化温度より高く、前記炭素析出温度以下の第2温度帯と、前記改質器に導入される改質水が気化する温度である気化温度より高く、前記再酸化温度以下の第3温度帯と、前記気化温度以下の第4温度帯と、を含み、
前記ガス経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第1温度帯である場合に、改質水及びガスを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第2温度帯又は前記第3温度帯又は前記第4温度帯である場合に、ガスを導入する方法であり、
前記改質水経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第1温度帯又は前記第2温度帯又は前記第3温度帯である場合に、改質水を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第4温度帯である場合に、診断不可とする方法であり、
前記空気経路に対する前記経路診断の方法は、前記燃料電池ユニットの温度が前記第1温度帯である場合に、少なくとも改質水及び空気を導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第2温度帯である場合に、改質水及びガスの少なくとも一方と空気とを導入し、前記燃料電池ユニットの温度が前記第3温度帯又は前記第4温度帯である場合に、空気を導入する方法である
請求項8に記載の故障診断装置。 The fuel cell module includes a fuel cell stack in which a plurality of fuel cells having an electrolyte layer, a fuel electrode, and an air electrode are stacked, and a reformer for reforming a gas containing a hydrocarbon raw material,
The temperature zone of the fuel cell unit is a first temperature zone that is higher than the carbon deposition temperature, which is the temperature at which carbon deposition occurs when gas is introduced into the reformer, and is lower than or equal to the maximum temperature of the fuel cell module, and the fuel cell stack. a second temperature zone higher than the reoxidation temperature, which is the temperature at which reoxidation of the fuel cell occurs by introducing air into the fuel cell, and lower than the carbon deposition temperature; and a second temperature zone at which the reformed water introduced into the reformer vaporizes. a third temperature zone higher than a certain vaporization temperature and below the reoxidation temperature, and a fourth temperature zone below the vaporization temperature,
The route diagnosis method for the gas route includes introducing reformed water and gas when the temperature of the fuel cell unit is in the first temperature range, and introducing reformed water and gas when the temperature of the fuel cell unit is in the second temperature range or A method of introducing gas when the temperature is in the third temperature zone or the fourth temperature zone,
The route diagnosis method for the reformed water route includes introducing reformed water when the temperature of the fuel cell unit is in the first temperature zone, the second temperature zone, or the third temperature zone; A method of disabling diagnosis when the temperature of the fuel cell unit is in the fourth temperature range,
The route diagnosis method for the air route includes introducing at least reformed water and air when the temperature of the fuel cell unit is in the first temperature range, and introducing the reformed water and air when the temperature of the fuel cell unit is in the second temperature range. In this case, at least one of reformed water and gas and air are introduced, and the air is introduced when the temperature of the fuel cell unit is in the third temperature zone or the fourth temperature zone. The failure diagnosis device according to claim 8.
前記燃料電池コージェネレーションシステムと接続された故障診断装置と、
を備え、
前記燃料電池コージェネレーションシステムは、
自システムの動作の異常を検知した場合に、前記故障診断装置に対して、前記異常に対応する、自システムの動作履歴に関する動作履歴データを送信し、
前記故障診断装置は、
前記燃料電池コージェネレーションシステムから送信された前記動作履歴データを取得する取得部と、
過去に得られた動作履歴データ群を、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部に対応付けて多変量解析又は機械学習することにより生成され、かつ、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を判定する、複数種類の故障診断モデルの各々に対して、前記取得部により取得された動作履歴データ又は当該動作履歴データを加工して得られるデータを入力し、前記複数種類の故障診断モデルの各々から出力される判定結果を用いて、前記燃料電池コージェネレーションシステムの機能部毎に故障の有無を推定する推定部と、
を備えた故障診断システム。 fuel cell cogeneration system,
a fault diagnosis device connected to the fuel cell cogeneration system;
Equipped with
The fuel cell cogeneration system includes:
When an abnormality in the operation of the own system is detected, transmitting operation history data regarding the operation history of the own system corresponding to the abnormality to the failure diagnosis device,
The failure diagnosis device includes:
an acquisition unit that acquires the operation history data transmitted from the fuel cell cogeneration system;
It is generated by multivariate analysis or machine learning by associating a group of operation history data obtained in the past with the functional parts of the fuel cell cogeneration system, and the failure occurs for each functional part of the fuel cell cogeneration system. The operation history data acquired by the acquisition unit or the data obtained by processing the operation history data is input to each of the plurality of types of failure diagnosis models that determine the presence or absence of the failure diagnosis of the plurality of types. an estimation unit that estimates the presence or absence of a failure for each functional unit of the fuel cell cogeneration system using determination results output from each of the models;
A fault diagnosis system equipped with
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| JP2022044479A (en) | 2022-03-17 |
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