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JP7528046B2 - Anomaly detection device and anomaly detection method - Google Patents
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Description

本発明は、設備の異常兆候を検出する異常検知装置および異常検知方法に関する。 The present invention relates to an anomaly detection device and an anomaly detection method for detecting abnormal signs in equipment.

プラントやオフィスビルなどに設置される設備の信頼性向上やダウンタイム低減、ランニングコスト低減を図る上で、設備の動作異常兆候を早期に検出することが重要である。設備の稼働状態は、センサで取得された温度・圧力・振動などの監視用データについて、設計値や経験に基づく閾値を設定して管理されている。例えば、特許文献1に記載の状態監視システムは、装置を構成する機械要素の状態を監視する状態監視システムであって、前記機械要素の状態を検出するためのセンサと、前記機械要素の異常を診断するための処理装置とを備え、前記処理装置は、前記センサの検出信号から複数の特徴量を算出し、算出した前記複数の特徴量から、経時的な傾向が互いに独立する少なくとも1つの特徴量を有効な特徴量として抽出し、抽出した前記有効な特徴量に基づいて前記機械要素の異常を診断する。 Early detection of abnormal operation signs in equipment installed in plants, office buildings, etc. is important for improving reliability, reducing downtime, and reducing running costs. The operating state of the equipment is managed by setting design values and thresholds based on experience for monitoring data such as temperature, pressure, and vibration acquired by sensors. For example, the condition monitoring system described in Patent Document 1 is a condition monitoring system that monitors the state of mechanical elements that constitute the equipment, and includes a sensor for detecting the state of the mechanical elements and a processing device for diagnosing abnormalities in the mechanical elements. The processing device calculates multiple feature amounts from the detection signal of the sensor, extracts at least one feature amount whose time-dependent trends are independent from each other as an effective feature amount from the calculated multiple feature amounts, and diagnoses abnormalities in the mechanical elements based on the extracted effective feature amount.

特開2020-153836号公報JP 2020-153836 A

特許文献1に記載の状態監視システムは、特徴量の平均値や標準偏差などの統計量に基づいて閾値を設定し、特徴量が閾値を超えたときに異常と判定している。しかしながら、設備の挙動は、処理負荷や環境(例えば気象条件)などにより変化するため、特許文献1のような過去の統計量に基づく閾値による管理では、設備動作の異常兆候を早期に検知することが困難な場合がある。また、設備機器ごとに稼働状態の推定モデルを作成して異常判定する手法もあるが、推定モデル作成に工数を要するという問題がある。 The condition monitoring system described in Patent Document 1 sets a threshold based on statistics such as the average value and standard deviation of feature quantities, and judges an abnormality to exist when the feature quantity exceeds the threshold. However, because equipment behavior changes depending on the processing load and the environment (e.g., weather conditions), it may be difficult to detect early signs of abnormality in equipment operation using management based on thresholds based on past statistics, as in Patent Document 1. There is also a method for creating an estimated model of the operating state of each piece of equipment to judge an abnormality, but this has the problem of requiring a lot of work to create the estimated model.

本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、設備の異常兆候を効率よく抽出することを可能とする異常検知装置および異常検知方法を提供することを課題とする。 The present invention was made in light of this background, and aims to provide an anomaly detection device and an anomaly detection method that enable efficient extraction of abnormal signs in equipment.

上記した課題を解決するため本発明に係る異常検知装置は、設備の異常を検出する期間である解析対象期間より以前の期間である学習期間における時系列データである当該設備の状態量に係る統計量を基に、前記解析対象期間における当該設備の状態量の異常度合いを示す異常兆候指標を算出する異常兆候指標算出部と、前記異常兆候指標と、前記異常兆候指標の変動要因となる変動要因候補との相関係数を算出する相関解析部とを備え、前記設備は、熱源システムであり、前記変動要因候補は、外気温度および冷熱負荷の何れかである In order to solve the above-mentioned problems, the anomaly detection device of the present invention includes an abnormality sign index calculation unit that calculates an abnormality sign index that indicates the degree of abnormality of a state quantity of equipment during an analysis period based on statistics related to the state quantity of the equipment, which is time-series data during a learning period that is a period prior to an analysis period in which abnormalities in the equipment are detected, and a correlation analysis unit that calculates a correlation coefficient between the abnormality sign index and a candidate fluctuation factor that is a factor causing fluctuations in the abnormality sign index , wherein the equipment is a heat source system, and the candidate fluctuation factor is either an outside air temperature or a cooling load .

本発明によれば、設備の異常兆候を効率よく抽出することを可能とする異常検知装置および異常検知方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 The present invention provides an anomaly detection device and an anomaly detection method that enable efficient extraction of abnormal symptoms in equipment. Problems, configurations, and effects other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.

本実施形態に係る異常検知装置の監視対象となる熱源システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a heat source system to be monitored by an anomaly detection device according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る異常検知装置の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of an anomaly detection device according to an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る状態量データベースのデータ構成図である。FIG. 4 is a data configuration diagram of a state quantity database according to the embodiment. 本実施形態に係る除外期間データベースのデータ構成図である。FIG. 4 is a data configuration diagram of an exclusion period database according to the embodiment. 本実施形態に係る状態量属性データベースのデータ構成図である。FIG. 2 is a data configuration diagram of a state quantity attribute database according to the embodiment. 本実施形態に係る異常兆候指標データベースのデータ構成図である。FIG. 4 is a data configuration diagram of an abnormality sign index database according to the present embodiment. 本実施形態に係る異常兆候サマリデータベースのデータ構成図である。FIG. 2 is a data configuration diagram of an abnormality sign summary database according to the embodiment. 本実施形態に係る冷凍機の冷熱負荷を示すグラフである。4 is a graph showing a cooling load of the refrigerator according to the embodiment. 本実施形態に係る冷凍機の冷水往温度の移動平均、冷却水還温度の移動平均、および外気温度の移動平均を示すグラフである。4 is a graph showing a moving average of a chilled water supply temperature, a moving average of a chilled water return temperature, and a moving average of an outside air temperature of a chiller according to the present embodiment. 本実施形態に係る冷凍機の消費電力を示すグラフである。4 is a graph showing power consumption of the refrigerator according to the embodiment. 本実施形態に係る冷水ポンプの消費電力、冷却水ポンプの消費電力、および冷却塔の消費電力を示すグラフである。4 is a graph showing the power consumption of a chilled water pump, a cooling water pump, and a cooling tower according to the present embodiment. 本実施形態に係る冷凍機の系統の異常兆候指標を示すグラフである。4 is a graph showing abnormality symptom indicators of a system of the chiller according to the present embodiment. 本実施形態に係る稼働時における冷凍機の系統の異常兆候指標を示すグラフである。5 is a graph showing abnormality sign indicators of a system of the chiller during operation according to the present embodiment. 本実施形態に係る非稼働時における冷凍機の系統の異常兆候指標を示すグラフである。10 is a graph showing an abnormality sign index of a system of a chiller when the chiller is not in operation according to the present embodiment. 本実施形態に係る解析結果表示画面の画面構成図である。FIG. 2 is a screen configuration diagram of an analysis result display screen according to the embodiment. 本実施形態に係る異常兆候解析処理のフローチャートである。4 is a flowchart of an abnormality sign analysis process according to the present embodiment. 本実施形態の変形例に係る熱源システムの全体構成図である。FIG. 11 is an overall configuration diagram of a heat source system according to a modified example of the present embodiment.

≪異常検知装置:概要≫
以下に、本発明を実施するための形態(実施形態)における異常検知装置について説明する。異常検知装置は、設備に設置されたセンサが測定した設備の状態量から算出される特徴量に基づいて平均値からの乖離を示す異常兆候指標を算出して可視化する。特徴量は、例えば状態量の移動平均や移動標準偏差である。また、異常検知装置は、異常兆候指標と変動要因との相関係数を算出して可視化する。変動要因(変動要因候補)としては、例えば、時間や外気温度、冷熱負荷がある。
<Anomaly detection device: Overview>
An anomaly detection device in a form (embodiment) for carrying out the present invention will be described below. The anomaly detection device calculates and visualizes an anomaly sign index indicating deviation from an average value based on a feature amount calculated from a state amount of equipment measured by a sensor installed in the equipment. The feature amount is, for example, a moving average or moving standard deviation of the state amount. The anomaly detection device also calculates and visualizes a correlation coefficient between the anomaly sign index and a fluctuation factor. The fluctuation factors (candidate fluctuation factors) are, for example, time, outside air temperature, and cooling/heating load.

異常兆候指標を見ることで設備の管理者(操作者)は、異常の兆候を把握することができる。また変動要因との相関度を見ることで管理者は、時間変化、季節変化、負荷変化との連動を把握でき、異常の要因を解明する手掛かりを得ることができる。結果として管理者は、時間・季節・負荷変化を考慮した異常発生の可能性を把握することができるようになる。 By looking at the abnormality sign indicators, the equipment manager (operator) can grasp signs of abnormality. In addition, by looking at the degree of correlation with variable factors, the manager can grasp the link with time changes, seasonal changes, and load changes, and obtain clues to clarify the cause of the abnormality. As a result, the manager will be able to grasp the possibility of an abnormality occurring, taking into account time, season, and load changes.

≪熱源システムの全体構成≫
図1は、本実施形態に係る異常検知装置100(後記する図2参照)の監視対象となる熱源システム200の全体構成図である。熱源システム200は、第1系統の冷却塔211と冷凍機221、第2系統の冷却塔212と冷凍機222、および第3系統の冷却塔213と冷凍機223を備える。熱源システム200は、配管および冷水往ヘッダ232を通じて冷熱負荷233(外調機、ファンコイルユニットなど)に冷水を送り、配管および冷水還ヘッダ231を通じて還流された冷水を冷やす。3つの系統は同時に稼働するとは限らず、稼働している外調機やファンコイルユニットが少なく負荷が小さい場合には、1つの系統のみが稼働する。
<Overall configuration of heat source system>
1 is an overall configuration diagram of a heat source system 200 to be monitored by an abnormality detection device 100 (see FIG. 2 described later) according to this embodiment. The heat source system 200 includes a cooling tower 211 and a chiller 221 of a first system, a cooling tower 212 and a chiller 222 of a second system, and a cooling tower 213 and a chiller 223 of a third system. The heat source system 200 sends cold water to a cold load 233 (such as an outdoor air conditioner or a fan coil unit) through a pipe and a chilled water supply header 232, and cools the cold water returned through a pipe and a chilled water return header 231. The three systems do not necessarily operate simultaneously, and when there are few outdoor air conditioners or fan coil units in operation and the load is small, only one system operates.

熱源システム200には、稼働状態を監視するために冷水の温度や流量、冷却塔211,212,213や冷凍機221,222,223の消費電力などを計測するためのセンサが設置されている。図1では、円で囲われたTが温度センサ、円で囲われたFが流量センサ、円で囲われたWが電力センサを示している。なお、円で囲われた△/▽はポンプを示し、ポンプにも電力センサが設置されている。これらのセンサは、所定のタイミング、例えば定期的に計測結果を異常検知装置100に送信する。 The heat source system 200 is equipped with sensors for measuring the temperature and flow rate of the chilled water, the power consumption of the cooling towers 211, 212, 213 and the chillers 221, 222, 223, etc., in order to monitor the operating status. In FIG. 1, a circled T indicates a temperature sensor, a circled F indicates a flow rate sensor, and a circled W indicates a power sensor. Note that circled △/▽ indicate pumps, which are also equipped with power sensors. These sensors transmit their measurement results to the anomaly detection device 100 at a predetermined timing, for example periodically.

≪異常検知装置:全体構成≫
図2は、本実施形態に係る異常検知装置100の機能ブロック図である。異常検知装置100はコンピュータであり、制御部110、記憶部120、および入出力部190を備える。入出力部190には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインターフェイス機器が接続される。また、入出力部190が通信デバイスを備え、熱源システム200に設置されたセンサを含む他の機器とのデータ送受信が可能である。また入出力部190にメディアドライブが接続され、記録媒体を用いたデータのやり取りが可能であってもよい。
<Anomaly detection device: Overall configuration>
2 is a functional block diagram of the anomaly detection device 100 according to the present embodiment. The anomaly detection device 100 is a computer, and includes a control unit 110, a storage unit 120, and an input/output unit 190. User interface devices such as a display, a keyboard, and a mouse are connected to the input/output unit 190. The input/output unit 190 also includes a communication device, and is capable of transmitting and receiving data to and from other devices including sensors installed in the heat source system 200. A media drive may also be connected to the input/output unit 190, enabling data exchange using a recording medium.

≪異常検知装置:記憶部≫
記憶部120は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、SSD(Solid State Drive)などの記憶機器を含んで構成される。記憶部120には、状態量データベース130、除外期間データベース140、状態量属性データベース150、異常兆候指標データベース160、異常兆候指標上限値データベース121、異常兆候サマリデータベース170、およびプログラム128が記憶される。プログラム128には、後記する図16に示す異常兆候解析処理の記述が含まれる。
<Anomaly detection device: memory unit>
The storage unit 120 includes storage devices such as a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a solid state drive (SSD), etc. The storage unit 120 stores a state quantity database 130, an exclusion period database 140, a state quantity attribute database 150, an abnormal sign index database 160, an abnormal sign index upper limit value database 121, an abnormal sign summary database 170, and a program 128. The program 128 includes a description of an abnormal sign analysis process shown in FIG. 16, which will be described later.

図3は、本実施形態に係る状態量データベース130のデータ構成図である。状態量データベース130には、熱源システム200の状態量(監視データ)として、センサの計測値が計測日時(取得日時)とともに格納される。計測値としては、主機である冷凍機221,222,223の消費電力、冷水還温度、冷水往温度、冷却水還温度、冷却水往温度、冷水流量、冷却水流量、冷熱負荷、COP(成績係数、エネルギー消費効率)などがある。他の計測値としては、補機である冷水ポンプ、冷却水ポンプおよび冷却塔211,212,213の電力や周波数などがある。計測値は、例えば1時間周期の時系列データである。また、熱源システム200そのものの計測値ではないが、変動要因である外気温度も状態量データベース130に記憶される。 Figure 3 is a data configuration diagram of the state quantity database 130 according to this embodiment. In the state quantity database 130, the measured values of the sensors are stored as state quantities (monitoring data) of the heat source system 200 together with the measurement date and time (acquisition date and time). The measured values include the power consumption of the main chillers 221, 222, and 223, the chilled water return temperature, the chilled water supply temperature, the cooling water return temperature, the cooling water supply temperature, the chilled water flow rate, the cooling water flow rate, the cooling load, and the COP (coefficient of performance, energy consumption efficiency). Other measured values include the power and frequency of the auxiliary chilled water pump, the cooling water pump, and the cooling towers 211, 212, and 213. The measured values are, for example, time-series data with a period of one hour. Although it is not a measured value of the heat source system 200 itself, the outside air temperature, which is a variable factor, is also stored in the state quantity database 130.

図4は、本実施形態に係る除外期間データベース140のデータ構成図である。除外期間データベース140には、異常兆候指標の算出時に除外される期間(除外期間)について、除外理由、開始日時、および終了日時が、識別情報(図4ではIDと記載)とともに格納される。除外理由としては、通常運転時とは異なる過度的な挙動を示す設備の起動シーケンスや停止シーケンス、保守などがある。 Figure 4 is a data configuration diagram of the exclusion period database 140 according to this embodiment. The exclusion period database 140 stores the reason for exclusion, start date and time, and end date and time for the period (exclusion period) that is excluded when calculating the abnormal sign index, along with identification information (referred to as ID in Figure 4). Reasons for exclusion include the start or stop sequence of equipment that shows transient behavior different from that during normal operation, and maintenance.

図5は、本実施形態に係る状態量属性データベース150のデータ構成図である。状態量属性データベース150は、熱源システム200の状態量(監視データ)に係る情報として名称、設備分類、系統番号、機器分類、機器種類、物理量種類、相関算出などが関連付けられて記憶される。
名称としては「冷凍機1:消費電力」や「冷凍機1:冷水往温度」などがある。
設備分類としては「熱源システム」や「空調システム」などがある。
5 is a data configuration diagram of the state quantity attribute database 150 according to this embodiment. The state quantity attribute database 150 stores information related to the state quantities (monitoring data) of the heat source system 200, such as a name, an equipment classification, a system number, an equipment classification, an equipment type, a physical quantity type, and correlation calculations, in association with each other.
Names include "Refrigeration unit 1: power consumption" and "Refrigeration unit 1: chilled water supply temperature."
Equipment classifications include "heat source systems" and "air conditioning systems."

機器分類としては「主機」や「補機」がある。
機器種類としては「冷凍機」や「冷水ポンプ」、「冷却水ポンプ」などがある。
物理量種類としては「電力」や「熱量」、「温度」、「流量」などがある。
相関算出は、「Y」または「N」であって、変動要因である時間、外気温度、および冷熱負荷との相関係数を算出するか否かを指定する。
Equipment classifications include "main engine" and "auxiliary engine."
Equipment types include "refrigeration units,""chilled water pumps," and "cooling water pumps."
Physical quantity types include "electricity,""heat,""temperature," and "flow rate."
The correlation calculation is "Y" or "N" and specifies whether or not to calculate the correlation coefficient with the fluctuation factors of time, outside temperature, and cooling load.

図6は、本実施形態に係る異常兆候指標データベース160のデータ構成図である。異常兆候指標データベース160は、状態量データベース130(図3参照)に記憶されるデータの異常兆候指標が算出されて格納される。異常兆候指標データベース160のデータ構成は、状態量データベース130のデータ構成と同様である。
異常兆候指標上限値データベース121には、異常兆候指標が異常であるか否かの判定基準となる上限値が、異常兆候指標の項目と関連付けられて記憶される。
6 is a data configuration diagram of the abnormal sign index database 160 according to this embodiment. The abnormal sign index database 160 calculates and stores abnormal sign indexes of the data stored in the state quantity database 130 (see FIG. 3 ). The data configuration of the abnormal sign index database 160 is similar to the data configuration of the state quantity database 130.
The abnormal sign index upper limit database 121 stores an upper limit value that is a criterion for determining whether an abnormal sign index is abnormal or not, in association with the item of the abnormal sign index.

図7は、本実施形態に係る異常兆候サマリデータベース170のデータ構成図である。異常兆候サマリデータベース170には、異常兆候指標データベース160にある異常兆候指標のなかで、異常兆候指標上限値データベース121にある上限値を超えた異常兆候指標に係る情報が格納される。詳しくは異常兆候サマリデータベース170には、名称、設備分類、系統番号、機器分類、機器種類、物理量種類、異常兆候指標のレコード数、上限を超過したレコード数、異常兆候指標の最大値、異常兆候指標の平均値、および変動要因(時間・冷熱負荷・外気温度)との相関係数が格納される。 FIG. 7 is a data configuration diagram of the abnormal sign summary database 170 according to this embodiment. The abnormal sign summary database 170 stores information related to abnormal sign indicators that exceed the upper limit value in the abnormal sign indicator upper limit value database 121, among the abnormal sign indicators in the abnormal sign indicator database 160. In more detail, the abnormal sign summary database 170 stores the name, equipment classification, system number, equipment classification, equipment type, physical quantity type, number of records of abnormal sign indicators, number of records exceeding the upper limit, maximum value of abnormal sign indicators, average value of abnormal sign indicators, and correlation coefficients with fluctuation factors (time, cooling load, and outside air temperature).

≪異常検知装置:制御部≫
図2に戻って異常検知装置100の制御部110の構成を説明する。制御部110は、CPU(Central Processing Unit)を含んで構成され、状態量取得部111、指定期間除外部112、運転状態判断部113、特徴量算出部114、異常兆候指標算出部115、相関解析部116、および解析結果表示部117が備わる。
状態量取得部111は、熱源システム200(図1参照)に設置されたセンサから温度や流量、消費電力の計測結果(監視データ、状態量)を取得して状態量データベース130に格納する。状態量取得部111は、所定のタイミング、例えば1時間周期で計測結果を取得する。
<Anomaly detection device: control unit>
2 , a description will be given of the configuration of the control unit 110 of the anomaly detection device 100. The control unit 110 is configured to include a CPU (Central Processing Unit) and is provided with a state quantity acquisition unit 111, a specified period exclusion unit 112, an operating state determination unit 113, a feature quantity calculation unit 114, an abnormal sign index calculation unit 115, a correlation analysis unit 116, and an analysis result display unit 117.
The state quantity acquisition unit 111 acquires measurement results (monitoring data, state quantities) of temperature, flow rate, and power consumption from sensors installed in the heat source system 200 (see FIG. 1 ) and stores them in the state quantity database 130. The state quantity acquisition unit 111 acquires the measurement results at a predetermined timing, for example, at one-hour intervals.

指定期間除外部112は、状態量データベース130にある状態量を解析するにあたり、除外期間データベース140にある期間の状態量を除外する。
運転状態判断部113は、指定期間除外部112が除外しなかった期間の状態量を稼働期間と非稼働期間とに分割する。詳しくは、運転状態判断部113は状態量属性データベース150(図5参照)を参照して系統ごとに主機である冷凍機221,222,223の消費電力に基づいて稼働状態を判定する。例えば運転状態判断部113は、消費電力が所定値以上である場合には稼働状態であると判定し、当該所定値未満の場合には非稼働状態と判定する。当該所定値は冷凍機221,222,223ごとに設定される値である。また運転状態判断部113は、系統ごとに主機に対応する補機(冷水ポンプ、冷却水ポンプ、冷却塔)について、主機の稼働状態に従って補機の稼働状態を判定する。設備は稼働状態により異なる挙動を示すため、稼働状態別に状態量を解析することで、高精度に異常兆候を検知することができる。
The specified period exclusion unit 112 excludes state quantities for a period in the excluded period database 140 when analyzing the state quantities in the state quantity database 130 .
The operation state determination unit 113 divides the state quantity of the period not excluded by the specified period exclusion unit 112 into an operation period and a non-operation period. In detail, the operation state determination unit 113 refers to the state quantity attribute database 150 (see FIG. 5 ) and determines the operation state based on the power consumption of the chillers 221, 222, and 223, which are main machines, for each system. For example, the operation state determination unit 113 determines that the operation state is in operation when the power consumption is equal to or greater than a predetermined value, and determines that the non-operation state is in operation when the power consumption is less than the predetermined value. The predetermined value is a value set for each chiller 221, 222, and 223. In addition, the operation state determination unit 113 determines the operation state of the auxiliary machines (chilled water pump, cooling water pump, cooling tower) corresponding to the main machines for each system according to the operation state of the main machines. Since equipment behaves differently depending on the operation state, abnormal signs can be detected with high accuracy by analyzing the state quantity according to the operation state.

特徴量算出部114は、状態量(監視データ)から特徴量を算出する。特徴量としては、時系列データである状態量そのものの他に、状態量の所定期間(例えば1日)における移動平均や移動標準偏差がある。移動標準偏差とは、状態量の移動平均の第2所定期間における標準偏差であり、第2所定期間における移動平均のばらつき具合を示す。 The feature calculation unit 114 calculates feature quantities from the state quantities (monitoring data). Feature quantities include the state quantities themselves, which are time-series data, as well as the moving average and moving standard deviation of the state quantities over a predetermined period (e.g., one day). The moving standard deviation is the standard deviation of the moving average of the state quantities over a second predetermined period, and indicates the degree of variation in the moving average over the second predetermined period.

異常兆候指標算出部115は、異常兆候指標を算出して異常兆候指標データベース160(図6参照)に格納する。詳しくは、異常兆候指標算出部115はデータ項目(状態量の項目)ごとに、特徴量算出部114が算出した特徴量の平均値μと標準偏差σとを算出し、((特徴量-μ)/σ)を異常兆候指標として算出する。ここで平均値μは、学習期間および全系統(熱源システム200では3系統)に亘る平均である。なお異常兆候指標算出部115は、データ項目および稼働状態ごとに異常兆候指標を算出してもよい。 The abnormal sign index calculation unit 115 calculates the abnormal sign index and stores it in the abnormal sign index database 160 (see FIG. 6 ). In detail, the abnormal sign index calculation unit 115 calculates the average value μ and standard deviation σ of the feature values calculated by the feature value calculation unit 114 for each data item (item of state quantity), and calculates ((feature value-μ)/σ) 2 as the abnormal sign index. Here, the average value μ is the average over the learning period and all systems (three systems in the heat source system 200). Note that the abnormal sign index calculation unit 115 may calculate the abnormal sign index for each data item and operation state.

学習期間とは、異常兆候指標の算出における基準となる平均値μを求める期間であり、例えば状態量データベース130に蓄積されている状態量の期間、または1年、2年といった期間である。解析対象期間とは、学習期間後の期間であって、異常兆候指標を算出して熱源システム200を監視する期間である。既定の解析対象期間は、学習期間以降である。学習期間および解析対象期間は、除外期間を含まない。 The learning period is the period for finding the average value μ that serves as the reference for calculating the abnormality sign index, and is, for example, the period of state quantities stored in the state quantity database 130, or a period of one or two years. The analysis period is the period after the learning period, during which the abnormality sign index is calculated and the heat source system 200 is monitored. The default analysis period is after the learning period. The learning period and analysis period do not include the excluded period.

異常兆候指標算出部115は、異常兆候指標上限値データベース121にある上限値以上の異常兆候指標を含む異常兆候指標の項目(状態量の項目、データ項目)を抽出して、異常兆候サマリデータベース170(図7参照)に格納する。詳しくは、異常兆候指標算出部115は当該異常兆候指標の算出元である状態量の項目の名称や系統番号などを異常兆候サマリデータベース170の「状態量属性」の欄に格納する。異常兆候指標算出部115は、解析対象期間のレコード数(データ数)や上限を超過したレコード数、異常兆候指標の最大値、平均値を「異常兆候指標」の欄に格納する。以下、図8~図14を参照しながら、状態量および異常兆候指標を説明する。 The abnormal sign index calculation unit 115 extracts abnormal sign index items (state quantity items, data items) that contain abnormal sign indexes that are equal to or greater than the upper limit in the abnormal sign index upper limit value database 121, and stores them in the abnormal sign summary database 170 (see FIG. 7). In detail, the abnormal sign index calculation unit 115 stores the name of the state quantity item from which the abnormal sign index was calculated, the system number, etc. in the "state quantity attribute" column of the abnormal sign summary database 170. The abnormal sign index calculation unit 115 stores the number of records (number of data) in the analysis target period, the number of records that exceed the upper limit, the maximum value of the abnormal sign index, and the average value in the "abnormal sign index" column. Below, the state quantities and abnormal sign indexes will be described with reference to FIG. 8 to FIG. 14.

図8は、本実施形態に係る冷凍機221の冷熱負荷(図3記載の「冷凍機1」の「冷熱負荷」を参照)を示すグラフ310である。グラフ310は3日間のデータを示していて、夜間(21時から翌日7時まで)は冷凍機221が停止しており、冷熱負荷はほぼ0である。なお、図8~図11に示す冷熱負荷や温度、電力の移動平均のグラフ310,320,330,340は移動平均のグラフであり、移動平均との記載を省略して説明する。例えば、「外気温度」とは外気温度の移動平均のことである。 Figure 8 is a graph 310 showing the cooling load of the chiller 221 according to this embodiment (see "Cold Load" of "Chiller 1" in Figure 3). Graph 310 shows data for three days, during which the chiller 221 is stopped at night (from 9 pm to 7 am the following day), and the cooling load is almost zero. Note that graphs 310, 320, 330, and 340 of the moving averages of the cooling load, temperature, and power shown in Figures 8 to 11 are moving average graphs, and will be described without the term "moving average". For example, "outside air temperature" refers to the moving average of the outside air temperature.

図9は、本実施形態に係る冷凍機221の冷水往温度の移動平均(●でプロット)、冷却水還温度の移動平均(〇でプロット)、および外気温度の移動平均(▲でプロット)を示すグラフ320である。外気温度は、設備の状態量ではないが参考のために記載している。夜間には冷水往温度および冷却水還温度が、外気温度に近づいている(成り行きで推移している)ことがわかる。昼間の冷水往温度については、ほぼ一定で設定したとおりになっている。一方、冷却水還温度は昼過ぎ(12時から15時)頃の高く、外気温度の影響を受けていると見られる。 Figure 9 is a graph 320 showing the moving average of the chilled water supply temperature (plotted with ●), the moving average of the chilled water return temperature (plotted with ◯), and the moving average of the outside air temperature (plotted with ▲) of the chiller 221 according to this embodiment. The outside air temperature is not a state quantity of the equipment, but is listed for reference. It can be seen that the chilled water supply temperature and the chilled water return temperature approach the outside air temperature at night (they move according to the flow). The chilled water supply temperature during the day is almost constant and as set. On the other hand, the chilled water return temperature is high in the early afternoon (from 12:00 to 15:00), and is thought to be influenced by the outside air temperature.

図10は、本実施形態に係る冷凍機221の消費電力を示すグラフ330である。グラフ310(図8参照)と同様に夜間(21時から翌日7時まで)は冷凍機221が停止しており、消費電力はほぼ0である。 Figure 10 is a graph 330 showing the power consumption of the refrigerator 221 according to this embodiment. As with graph 310 (see Figure 8), the refrigerator 221 is stopped at night (from 9 pm to 7 am the following day), and the power consumption is almost zero.

図11は、本実施形態に係る冷水ポンプの消費電力(●でプロット)、冷却水ポンプの消費電力(〇でプロット)、および冷却塔211の消費電力(▲でプロット)を示すグラフ340である。一部(3日目の21時~24時の冷水ポンプの消費電力(●でプロット)参照)を除いて夜間は消費電力が少なくなっており、冷水ポンプや冷却水ポンプ、冷却塔は稼働していない。 Figure 11 is a graph 340 showing the power consumption of the chilled water pump (plotted with ●), the cooling water pump (plotted with ◯), and the cooling tower 211 (plotted with ▲) according to this embodiment. With some exceptions (see the power consumption of the chilled water pump from 9 pm to midnight on the third day (plotted with ●)), power consumption is lower at night, and the chilled water pump, cooling water pump, and cooling tower are not operating.

図12は、本実施形態に係る冷凍機221の系統の異常兆候指標を示すグラフ350である。冷凍機221の系統の異常兆候指標とは、冷凍機221の冷却水往温度、冷凍機221の冷却水還温度、冷凍機221の消費電力、冷凍機221の冷水ポンプの消費電力、冷凍機221の冷却水ポンプの消費電力、および冷凍機221の冷却塔の消費電力それぞれについての移動平均を特徴量とする異常兆候指標の最大値である。冷凍機221の系統に係る他の状態量があれば、当該他の状態量の移動平均を特徴量とする異常兆候指標を含めた異常兆候指標の最大値であってもよい。 Figure 12 is a graph 350 showing an abnormality sign index of the chiller 221 system according to this embodiment. The abnormality sign index of the chiller 221 system is the maximum value of the abnormality sign index having the moving average of each of the chiller 221 cooling water supply temperature, the chiller 221 cooling water return temperature, the power consumption of the chiller 221, the power consumption of the chiller 221 chilled water pump, the power consumption of the chiller 221 cooling water pump, and the power consumption of the chiller 221 cooling tower as a feature quantity. If there are other state quantities related to the chiller 221 system, the maximum value of the abnormality sign index may include the abnormality sign index having the moving average of the other state quantities as a feature quantity.

点線で囲われた領域351にある異常兆候指標は、高い値を示しているが、点検保守直後の値であり異常ではない。このような異常ではない高い異常兆候指標を除くため、指定期間除外部112は、除外期間データベース140(図4参照)に格納される期間の状態量を、解析対象から除く。 The abnormality symptom index in the area 351 enclosed by the dotted line shows a high value, but this is a value immediately after inspection and maintenance and is not abnormal. In order to remove such high abnormality symptom indexes that are not abnormal, the specified period exclusion unit 112 excludes the state quantities for the period stored in the excluded period database 140 (see FIG. 4) from the analysis target.

図13は、本実施形態に係る稼働時における冷凍機221の系統の異常兆候指標を示すグラフ360である。点線で囲われた領域361にある異常兆候指標は、高い値を示している。同じ時間帯の冷凍機221の冷水往温度(グラフ320(図9参照)の●)が上昇しており、空調システムの給気温度が上昇した可能性がある。 Figure 13 is a graph 360 showing abnormality symptom indicators for the chiller 221 system during operation according to this embodiment. The abnormality symptom indicators in the area 361 enclosed by the dotted line indicate high values. During the same time period, the chilled water supply temperature of the chiller 221 (● in graph 320 (see Figure 9)) has risen, which may indicate that the supply air temperature of the air conditioning system has risen.

図14は、本実施形態に係る非稼働時における冷凍機221の系統の異常兆候指標を示すグラフ370である。点線で囲われた領域371にある異常兆候指標は、高い値を示している。同じ時間帯の冷水ポンプの消費電力(グラフ340(図11参照)●)が上昇している。夜間で通常は非稼働でありながら、冷水ポンプが稼働しており、電力が損失している可能性がある。
このように異常兆候指標を算出することで、特徴量(図8~図11記載のグラフ310,320,330,340)だけでは捉えにくい熱源システム200の異常の可能性を把握できるようになる。
14 is a graph 370 showing abnormality symptom indicators of the chiller 221 system when not in operation according to this embodiment. The abnormality symptom indicators in the area 371 surrounded by a dotted line indicate high values. The power consumption of the chilled water pump during the same time period (● in graph 340 (see FIG. 11)) is also increasing. Although it is normally not in operation at night, the chilled water pump is operating, which may be causing a loss of power.
By calculating the abnormality sign index in this manner, it becomes possible to grasp the possibility of an abnormality in the heat source system 200 that would be difficult to grasp using only the feature quantities (graphs 310, 320, 330, and 340 shown in FIGS. 8 to 11).

図2に戻って制御部110の説明を続ける。相関解析部116は、状態量属性データベース150(図5参照)の「相関演算」が「Y」である状態量(データ項目)について、異常兆候指標と変動要因(時間、外気温度、冷熱負荷など)との相関係数を算出する。
時間との相関係数(例えばピアソンの積率相関係数)を算出することで、状態量項目の変化傾向(増加傾向/変化なし/減少傾向)が得られる。外気温度との相関係数を算出することで、状態量項目の季節性や気温との関連が得られる。また、冷熱負荷との相関係数を算出することで、状態量項目の負荷連動性が得られる。変動要因との相関度を見ることで管理者は、時間変化、季節変化、負荷変化との連動を把握でき、異常の要因を解明する手掛かりを得ることができる。
Returning to Fig. 2, the explanation of the control unit 110 will be continued. The correlation analysis unit 116 calculates a correlation coefficient between an abnormal sign index and a fluctuation factor (time, outside air temperature, cooling/heating load, etc.) for a state quantity (data item) for which the "correlation calculation" in the state quantity attribute database 150 (see Fig. 5) is "Y".
By calculating the correlation coefficient with time (for example, Pearson's product-moment correlation coefficient), the change trend of the status quantity item (tendency to increase/no change/tendency to decrease) can be obtained. By calculating the correlation coefficient with outside temperature, the seasonality of the status quantity item and its relationship with air temperature can be obtained. In addition, by calculating the correlation coefficient with cooling and heating load, the load linkage of the status quantity item can be obtained. By looking at the degree of correlation with fluctuation factors, managers can understand the linkage with time changes, seasonal changes, and load changes, and can obtain clues to clarify the cause of the abnormality.

解析結果表示部117は、解析結果表示画面400(後記する図15参照)を、入出力部190に接続されたディスプレイに表示する。図15は、本実施形態に係る解析結果表示画面400の画面構成図である。
最大異常兆候指標表示領域410には、解析対象期間に含まれる解析結果表示期間における異常兆候指標の最大値がグラフとして表示される。既定の解析結果表示期間は、例えば直近3カ月である。ハッチングされている期間は、異常兆候指標の最大値が所定の閾値を超えた期間を示している。
The analysis result display unit 117 displays an analysis result display screen 400 (see FIG. 15 described later) on a display connected to the input/output unit 190. FIG. 15 is a screen configuration diagram of the analysis result display screen 400 according to this embodiment.
The maximum abnormality sign index display area 410 displays the maximum value of the abnormality sign index in the analysis result display period included in the analysis target period as a graph. The default analysis result display period is, for example, the most recent three months. The hatched period indicates the period during which the maximum value of the abnormality sign index exceeded a predetermined threshold.

解析結果表示領域420には、解析結果表示期間が表示される。解析結果表示期間は編集可能になっている。解析結果表示期間の編集後に「反映」ボタンが押下されると、最大異常兆候指標表示領域410、および後記する異常兆候指標表示領域450に編集結果の期間のグラフが表示される。 The analysis result display period is displayed in the analysis result display area 420. The analysis result display period is editable. When the "Reflect" button is pressed after editing the analysis result display period, a graph of the edited period is displayed in the maximum abnormal sign indicator display area 410 and the abnormal sign indicator display area 450 described below.

期間長変更指定領域430には、解析結果表示期間の長さを変更するボタンが配置される。例えば「-1日」ボタンが押下されると解析結果表示期間が1日短くなる。開始日変更指定領域440には、解析結果表示期間の開始日を変更するボタンが配置される。例えば「前日」ボタンが押下されると解析結果表示期間の開始日が1日前になる。 The period length change specification area 430 contains buttons for changing the length of the analysis result display period. For example, pressing the "-1 day" button shortens the analysis result display period by one day. The start date change specification area 440 contains buttons for changing the start date of the analysis result display period. For example, pressing the "Previous day" button shortens the start date of the analysis result display period by one day.

異常兆候指標表示領域450には、解析結果表示期間における各データ項目の異常兆候指標と元データ(状態量そのもの、ないしは状態量の移動平均)のグラフが表示される。図15では「冷凍機1:消費電力」および「冷凍機1:冷熱負荷」の異常兆候指標および元データが表示されている。
「冷凍機1:消費電力」のグラフでハッチングされている期間は、異常兆候指標の最大値のグラフでハッチングされている期間と同じである。「冷凍機1:消費電力」の異常兆候指標が、異常兆候指標の最大値に係る所定の閾値を超えていることを示している。
A graph of the abnormal sign index and the original data (the state quantity itself or the moving average of the state quantity) of each data item during the analysis result display period is displayed in the abnormal sign index display area 450. In Fig. 15, the abnormal sign index and the original data of "chiller 1: power consumption" and "chiller 1: cooling load" are displayed.
The hatched period in the graph for "Refrigerator 1: Power consumption" is the same as the hatched period in the graph for the maximum value of the abnormality sign index. This shows that the abnormality sign index for "Refrigerator 1: Power consumption" exceeds a predetermined threshold value related to the maximum value of the abnormality sign index.

「異常兆候サマリ」ボタン481が押下されると、異常兆候サマリデータベース170(図7参照)が表示される。「除外期間設定」ボタン482が押下されると、除外期間データベース140(図4参照)の内容が表示される。当該内容を編集することで除外期間データベース140が更新される。 When the "Abnormal Sign Summary" button 481 is pressed, the abnormal sign summary database 170 (see FIG. 7) is displayed. When the "Exclusion Period Setting" button 482 is pressed, the contents of the exclusion period database 140 (see FIG. 4) are displayed. The exclusion period database 140 is updated by editing the contents.

≪異常兆候解析処理≫
図16は、本実施形態に係る異常兆候解析処理のフローチャートである。
ステップS11において特徴量算出部114は、予め設定された学習期間におけるそれぞれの状態量の特徴量を算出し、異常兆候指標算出部115は、特徴量の平均値μと標準偏差σとを算出する。
ステップS12において異常兆候指標算出部115は、解析対象期間を既定の期間に設定する。既定の期間は、学習期間以降の期間である。
<Abnormality Sign Analysis Processing>
FIG. 16 is a flowchart of the abnormality sign analysis process according to this embodiment.
In step S11, the feature amount calculation unit 114 calculates the feature amount of each state amount during a preset learning period, and the abnormal sign index calculation unit 115 calculates the average value μ and standard deviation σ of the feature amounts.
In step S12, the abnormal sign index calculation unit 115 sets the analysis target period to a default period. The default period is a period after the learning period.

ステップS13において特徴量算出部114は、解析対象期間における特徴量を算出する。
ステップS14において異常兆候指標算出部115は、ステップS13で算出された特徴量から異常兆候指標を算出して、結果を異常兆候指標データベース160に格納する。また異常兆候指標算出部115は、異常兆候指標上限値データベース121に記憶される上限値を超える異常兆候指標の項目に係る状態量属性やレコード数などを異常兆候サマリデータベース170に格納する。
In step S13, the feature amount calculation unit 114 calculates the feature amount for the analysis target period.
In step S14, the abnormal sign index calculation unit 115 calculates an abnormal sign index from the feature amount calculated in step S13, and stores the result in the abnormal sign index database 160. The abnormal sign index calculation unit 115 also stores in the abnormal sign summary database 170 state quantity attributes, the number of records, and the like related to the items of the abnormal sign index that exceed the upper limit value stored in the abnormal sign index upper limit value database 121.

ステップS15において相関解析部116は、解析対象期間における異常兆候指標と変動要因との相関係数を算出する。相関解析部116は、異常兆候サマリデータベース170に格納する。
ステップS16において解析結果表示部117は、解析結果表示画面400(図15参照)を表示する。
ステップS17において解析結果表示部117は、解析結果表示画面400内の押下されたボタンに応じて分岐して進む。解析結果表示部117は、期間長変更指定領域430と開始日変更指定領域440とに配置された解析結果表示期間の変更に係るボタンが押下されると(ステップS17→変更)ステップS18に進む。
In step S15, the correlation analysis unit 116 calculates a correlation coefficient between the abnormal sign index and the fluctuation factor in the analysis target period. The correlation analysis unit 116 stores the correlation coefficient in the abnormal sign summary database 170.
In step S16, the analysis result display unit 117 displays the analysis result display screen 400 (see FIG. 15).
In step S17, the analysis result display unit 117 branches and proceeds according to the button pressed in the analysis result display screen 400. When a button related to changing the analysis result display period arranged in the period length change designation area 430 and the start date change designation area 440 is pressed (step S17 → change), the analysis result display unit 117 proceeds to step S18.

解析結果表示部117は、解析結果表示領域420に配置された「反映」ボタンが押下されると(ステップS17→反映)ステップS19に進む。
解析結果表示部117は、「除外期間設定」ボタン482が押下されると(ステップS17→除外期間設定)ステップS20に進む。
解析結果表示部117は、「異常兆候サマリ」ボタン481が押下されると(ステップS17→異常兆候サマリ)ステップS21に進む。
解析結果表示部117は、「終了」ボタン483が押下されると(ステップS17→終了)異常兆候解析処理を終了する。
When the "Reflect" button arranged in the analysis result display area 420 is pressed (step S17->reflect), the analysis result display unit 117 proceeds to step S19.
When the "set exclusion period" button 482 is pressed (step S17->set exclusion period), the analysis result display unit 117 proceeds to step S20.
When the "Abnormal Sign Summary" button 481 is pressed (step S17->Abnormal Sign Summary), the analysis result display unit 117 proceeds to step S21.
When the "End" button 483 is pressed (step S17->End), the analysis result display unit 117 ends the abnormal sign analysis process.

ステップS18において解析結果表示部117は、ステップS17において押下されたボタンに応じた解析結果表示期間のグラフを表示して、ステップS17に戻る。詳しくは、解析結果表示部117は、異常兆候指標の最大値を示す当該解析結果表示期間のグラフを最大異常兆候指標表示領域410に、各データ項目の異常兆候指標と元データの当該解析結果表示期間のグラフを異常兆候指標表示領域450に表示する。例えば、期間長変更指定領域430に配置された「+1日」ボタンが押下されると、解析結果表示部117は解析結果表示期間を1日延長して表示する。 In step S18, the analysis result display unit 117 displays a graph of the analysis result display period corresponding to the button pressed in step S17, and returns to step S17. In detail, the analysis result display unit 117 displays a graph of the analysis result display period showing the maximum value of the abnormal sign index in the maximum abnormal sign index display area 410, and displays a graph of the abnormal sign index of each data item and the analysis result display period of the original data in the abnormal sign index display area 450. For example, when the "+1 day" button located in the period length change specification area 430 is pressed, the analysis result display unit 117 extends the analysis result display period by one day and displays it.

ステップS19において解析結果表示部117は、異常兆候指標の最大値、各データ項目の異常兆候指標、および元データの、編集後の解析結果表示期間のグラフを表示して、ステップS17に戻る。
ステップS20において解析結果表示部117は、除外期間データベース140の内容を表示し、除外期間の変更を受け付けて、除外期間データベース140に反映する。続いて解析結果表示部117は、ステップS11に戻る。
ステップS21において解析結果表示部117は、異常兆候サマリデータベース170の内容を表示して、ステップS17に戻る。
In step S19, the analysis result display unit 117 displays a graph of the maximum abnormal sign index, the abnormal sign index of each data item, and the analysis result display period after editing of the original data, and then returns to step S17.
In step S20, the analysis result display unit 117 displays the contents of the exclusion period database 140, accepts any changes to the exclusion period, and reflects these changes in the exclusion period database 140. Then, the analysis result display unit 117 returns to step S11.
In step S21, the analysis result display unit 117 displays the contents of the abnormal sign summary database 170, and the process returns to step S17.

図16では、異常兆候指標を算出した後に、解析結果表示部117は指定される表示期間のグラフを表示している。新たに状態量が取得されたときには、当該状態量に係る異常兆候指標が算出されて、グラフに反映されるようにしてもよい。
また、図16では異常兆候解析処理のたびに特徴量の平均や標準偏差、異常兆候指標を算出している。解析結果表示部117は、これらの算出結果を記憶しておき、学習期間や除外期間の変更がない限りは記憶した算出結果を利用して、グラフを表示するようにしてもよい。
16, after the abnormality sign index is calculated, the analysis result display unit 117 displays a graph for a specified display period. When a new state quantity is acquired, an abnormality sign index related to the state quantity may be calculated and reflected in the graph.
16, the average and standard deviation of the feature quantities and the abnormal sign index are calculated each time the abnormal sign analysis process is performed. The analysis result display unit 117 may store these calculation results and display the graphs using the stored calculation results unless the learning period or the exclusion period is changed.

≪異常検知装置の特徴≫
異常検知装置100は、熱源システム200に設置されたセンサが測定した熱源システム200の状態量の特徴量に基づいて平均値からの乖離を示す異常兆候指標を算出して解析結果表示画面400を表示する。また、異常検知装置は、異常兆候指標と変動要因との相関係数を算出して可視化する。変動要因としては、例えば、時間や外気温度、冷熱負荷がある。
<Features of the anomaly detection device>
The anomaly detection device 100 calculates an abnormality sign index indicating deviation from an average value based on the feature quantities of the state quantities of the heat source system 200 measured by sensors installed in the heat source system 200, and displays the analysis result display screen 400. The anomaly detection device also calculates and visualizes a correlation coefficient between the abnormality sign index and a fluctuation factor. Examples of the fluctuation factors include time, outside air temperature, and cooling/heating load.

異常兆候指標を見ることで設備の管理者(操作者)は、異常の兆候を把握することができる。また変動要因との相関度(相関係数)を見ることで管理者は、時間変化、季節変化、負荷変化との連動を把握することができる。結果として管理者は、時間・季節・負荷変化を考慮した異常発生の可能性を把握することができるようになる。 By looking at the abnormality sign indicators, the equipment manager (operator) can grasp signs of abnormality. In addition, by looking at the degree of correlation with variable factors (correlation coefficient), the manager can grasp the link with time changes, seasonal changes, and load changes. As a result, the manager will be able to grasp the possibility of an abnormality occurring, taking into account time, season, and load changes.

≪変形例:異常兆候指標≫
上記した実施形態において異常兆候指標は、状態量の項目ごとに算出されている(図6記載の異常兆候指標データベース160参照)。個々の設備(設備を構成する機器)、例えば冷凍機221に係るデータ項目の異常兆候指標の最大値を、冷凍機221の異常兆候指標としてもよい(図12~図14に記載のグラフ350,360,370参照)。
<<Variation: Abnormality Sign Indicator>>
In the above embodiment, the abnormal sign index is calculated for each item of the state quantity (see abnormal sign index database 160 in FIG. 6). The maximum value of the abnormal sign indexes of the data items related to an individual piece of equipment (devices constituting the equipment), for example, the refrigerator 221, may be used as the abnormal sign index for the refrigerator 221 (see graphs 350, 360, and 370 in FIGS. 12 to 14).

また上記した実施形態において異常兆候指標は、学習期間における状態量の特徴量の平均値μと標準偏差σとを基に算出される。他の手法を用いて異常兆候指標を算出してもよい。例えば、状態量の特徴量をクラスタ分析して1つ以上のクラスタに分類して、このクラスタに基づいて異常兆候指標を算出してもよい。例えば異常兆候指標算出部115は、学習期間におけるデータからクラスタを生成して、解析対象期間のデータと最も近いクラスタとの距離を異常兆候指標としてもよい。また、異常兆候指標算出部115は、複数のデータ項目を標準化した上でユークリッド距離を算出するk平均法を用いてクラスタリングを行い、k近傍法による異常判定を行ってもよい。 In the above embodiment, the abnormal sign index is calculated based on the average value μ and standard deviation σ of the feature of the state quantity during the learning period. The abnormal sign index may be calculated using other methods. For example, the feature of the state quantity may be classified into one or more clusters by cluster analysis, and the abnormal sign index may be calculated based on the clusters. For example, the abnormal sign index calculation unit 115 may generate clusters from data during the learning period, and the distance between the data of the analysis target period and the closest cluster may be used as the abnormal sign index. Furthermore, the abnormal sign index calculation unit 115 may perform clustering using the k-means method, which standardizes multiple data items and calculates the Euclidean distance, and perform an abnormality determination using the k-nearest neighbor method.

≪変形例:稼働モード≫
学習期間において平均値μと標準偏差σとの算出、および異常兆候指標の算出において、稼働モードを設けてもよい。稼働モードとは冷凍機221,222,223の稼働/非稼働の組み合わせであり、例えば冷凍機221が稼働で冷凍機222,223が非稼働である稼働モード、全ての冷凍機221,222,223が稼働である稼働モードなどがある。異常兆候指標算出部115は、稼働モードそれぞれごとに平均値μや標準偏差σを算出する。また異常兆候指標算出部115は、異常兆候指標を算出する際に、稼働モードに応じた平均値μや標準偏差σを用いる。
上記した実施形態の熱源システム200では、冷凍機221,222,223と冷却塔211,212,213とが1対1に冷却水配管で接続されている。これとは異なり、前冷凍機と全冷却塔とが冷却水配管で接続される形態がある。
<<Variation: Operation Mode>>
An operation mode may be set in the calculation of the average value μ and the standard deviation σ and the calculation of the abnormal sign index during the learning period. The operation mode is a combination of operation/non-operation of the refrigerators 221, 222, and 223, such as an operation mode in which the refrigerator 221 is operating and the refrigerators 222 and 223 are not operating, and an operation mode in which all the refrigerators 221, 222, and 223 are operating. The abnormal sign index calculation unit 115 calculates the average value μ and the standard deviation σ for each operation mode. Furthermore, when calculating the abnormal sign index, the abnormal sign index calculation unit 115 uses the average value μ and the standard deviation σ according to the operation mode.
In the heat source system 200 of the embodiment described above, the chillers 221, 222, and 223 are connected one-to-one with the cooling towers 211, 212, and 213 through cooling water piping. Alternatively, there is a configuration in which the front chillers are connected to all the cooling towers through cooling water piping.

図17は、本実施形態の変形例に係る熱源システム200Aの全体構成図である。冷凍機221,222,223と冷却塔211,212,213とは、冷却水還ヘッダ241および冷却水往ヘッダ242を介して冷却水配管で接続されている。このような熱源システム200Aの場合には、冷却水配管(冷却水系統)は複数の冷凍機および冷却塔により共用されるため、個別の冷凍機の稼働状態のみでは熱源設備全体の稼働状況を区別できない。このため、全ての冷凍機221,222,223の稼働状態(稼働モード)を考慮して、それぞれの稼働状態に応じて異常兆候指標を算出することで、精度が向上する。 Figure 17 is an overall configuration diagram of a heat source system 200A according to a modified example of this embodiment. The chillers 221, 222, 223 and the cooling towers 211, 212, 213 are connected by cooling water piping via a cooling water return header 241 and a cooling water supply header 242. In the case of such a heat source system 200A, the cooling water piping (cooling water system) is shared by multiple chillers and cooling towers, so the operating status of the entire heat source equipment cannot be distinguished only by the operating status of each chiller. For this reason, accuracy is improved by taking into account the operating status (operating mode) of all the chillers 221, 222, 223 and calculating the abnormality sign index according to each operating status.

≪その他変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、上記した実施形態において異常検知装置100は、各種データベースを記憶部120に記憶しているが、クラウドにあるストレージなど別の装置にあるデータベースにアクセスするようにしてもよい。
本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Other variations
Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are merely illustrative and do not limit the technical scope of the present invention. For example, in the above-described embodiments, the anomaly detection device 100 stores various databases in the storage unit 120, but the anomaly detection device 100 may access a database in another device, such as a cloud storage device.
The present invention can take various other embodiments, and furthermore, various modifications such as omissions and substitutions can be made without departing from the gist of the present invention. These embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention described in this specification, etc., and are included in the scope of the invention described in the claims and their equivalents.

100 異常検知装置
111 状態量取得部
112 指定期間除外部
113 運転状態判断部
115 異常兆候指標算出部
116 相関解析部
117 解析結果表示部
130 状態量データベース
140 除外期間データベース
150 状態量属性データベース
160 異常兆候指標データベース
121 異常兆候指標上限値データベース
170 異常兆候サマリデータベース
200,200A 熱源システム
REFERENCE SIGNS LIST 100 Abnormality detection device 111 State quantity acquisition unit 112 Designated period exclusion unit 113 Operation state determination unit 115 Abnormal sign index calculation unit 116 Correlation analysis unit 117 Analysis result display unit 130 State quantity database 140 Exclusion period database 150 State quantity attribute database 160 Abnormal sign index database 121 Abnormal sign index upper limit value database 170 Abnormal sign summary database 200, 200A Heat source system

Claims (8)

設備の異常を検出する期間である解析対象期間より以前の期間である学習期間における時系列データである当該設備の状態量に係る統計量を基に、前記解析対象期間における当該設備の状態量の異常度合いを示す異常兆候指標を算出する異常兆候指標算出部と、
前記異常兆候指標と、前記異常兆候指標の変動要因となる変動要因候補との相関係数を算出する相関解析部とを備え、
前記設備は、熱源システムであり、
前記変動要因候補は、外気温度および冷熱負荷の何れかである
ことを特徴とする異常検知装置。
an abnormality sign index calculation unit that calculates an abnormality sign index that indicates the degree of abnormality in a state quantity of the equipment during an analysis period based on a statistical quantity related to the state quantity of the equipment, which is time-series data during a learning period that is a period prior to the analysis period in which an abnormality in the equipment is detected;
a correlation analysis unit that calculates a correlation coefficient between the abnormal sign index and a candidate fluctuation factor that is a fluctuation factor of the abnormal sign index ,
The facility is a heat source system,
The candidate fluctuation factors are either the outside air temperature or the cooling load.
An anomaly detection device comprising:
前記異常兆候指標算出部は、
前記状態量の特徴量の平均値との偏差と、前記特徴量の標準偏差との比に基づいて前記異常兆候指標を算出し、
前記特徴量は、
前記状態量そのもの、前記状態量の移動平均、および前記状態量の移動標準偏差の何れかである
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The abnormality sign index calculation unit
calculating the abnormality sign index based on a ratio of a deviation of the feature quantity of the state quantity from an average value and a standard deviation of the feature quantity;
The feature amount is
The anomaly detection device according to claim 1 , wherein the state quantity is any one of the state quantity itself, a moving average of the state quantity, and a moving standard deviation of the state quantity.
前記異常兆候指標算出部は、
前記状態量の特徴量をクラスタに分類して、前記クラスタに基づいて前記異常兆候指標を算出し、
前記特徴量は、
前記状態量そのもの、前記状態量の移動平均、および前記状態量の移動標準偏差の何れかである
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The abnormality sign index calculation unit is
classifying the feature quantities of the state quantities into clusters and calculating the abnormal sign indicators based on the clusters;
The feature amount is
The anomaly detection device according to claim 1 , wherein the state quantity is any one of the state quantity itself, a moving average of the state quantity, and a moving standard deviation of the state quantity.
前記異常兆候指標算出部は、
前記設備を構成する機器に係る状態量の異常兆候指標における最大値を、当該機器の異常兆候指標として算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The abnormality sign index calculation unit is
2. The anomaly detection device according to claim 1, wherein a maximum value of the anomaly sign indexes of state quantities related to the devices constituting the facility is calculated as the anomaly sign index of the devices.
前記設備は、複数の系統を有する熱源システムであり、
前記異常兆候指標算出部は、前記複数の系統のそれぞれにおける稼働状態の組み合わせごとに前記異常兆候指標を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The facility is a heat source system having a plurality of systems,
The abnormality detection device according to claim 1 , wherein the abnormality sign index calculation unit calculates the abnormality sign index for each combination of operating states in each of the plurality of systems.
記状態量は、前記熱源システムの主機である冷凍機の電力・冷水還温度・冷水往温度・冷却水還温度・冷却水往温度・冷水流量・冷却水流量・冷熱負荷・エネルギー消費効率、補機である冷水ポンプの電力・周波数、前記補機である冷却水ポンプの電力・周波数、前記補機である冷却塔の電力・周波数のうち何れか少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The anomaly detection device according to claim 1, characterized in that the state quantities include at least one of the following: power, chilled water return temperature, chilled water supply temperature, cooling water return temperature, cooling water supply temperature, chilled water flow rate, cooling water flow rate, cooling load, and energy consumption efficiency of a chilled water pump which is an auxiliary unit of the heat source system; power and frequency of a cooling water pump which is an auxiliary unit; and power and frequency of a cooling tower which is an auxiliary unit.
前記異常兆候指標のなかで、各時刻において最大となる異常兆候指標を表示する解析結果表示部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の異常検知装置。
The anomaly detection device according to claim 1 , further comprising an analysis result display unit that displays a maximum abnormality sign index at each time among the abnormality sign indexes.
異常検知装置の異常検知方法であって、
前記異常検知装置は、
設備の異常を検出する期間である解析対象期間より以前の期間である学習期間における時系列データである当該設備の状態量に係る統計量を基に、前記解析対象期間における当該設備の状態量の異常度合いを示す異常兆候指標を算出するステップと、
前記異常兆候指標と、前記異常兆候指標の変動要因となる変動要因候補との相関係数を算出するステップとを実行し、
前記設備は、熱源システムであり、
前記変動要因候補は、外気温度および冷熱負荷の何れかである
異常検知方法。
An anomaly detection method for an anomaly detection device, comprising:
The abnormality detection device includes:
A step of calculating an abnormality sign index that indicates the degree of abnormality in the state quantity of the equipment during an analysis period based on a statistical quantity related to the state quantity of the equipment, which is time-series data during a learning period that is a period prior to the analysis period in which an abnormality in the equipment is detected;
Executing a step of calculating a correlation coefficient between the abnormal sign index and a candidate fluctuation factor that is a fluctuation factor of the abnormal sign index ;
The facility is a heat source system,
The candidate fluctuation factors are either the outside air temperature or the cooling load.
Anomaly detection methods.
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