JP7813677B2 - Information processing device, index value calculation method, and index value calculation program - Google Patents
Information processing device, index value calculation method, and index value calculation programInfo
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Description
本発明は、浮遊固形物を含む液体を脱水機で脱水する際に、当該液体が脱水機の内部に滞留した滞留時間を推定する技術に関する。 The present invention relates to a technology for estimating the residence time of a liquid containing suspended solids inside a dehydrator when the liquid is dehydrated using the dehydrator.
下水処理場などの排水処理施設において実施される汚泥処理には汚泥を脱水機で脱水する工程が含まれている。効率的な汚泥処理のためには脱水により得られる脱水ケーキの含水率を所定の範囲内で維持することが重要である。しかし、脱水機の運転条件を一定にして脱水処理した場合には、供給される汚泥の性状が一定しない等の原因によって脱水ケーキの含水率は変動するため、脱水ケーキの含水率を所定の範囲内で維持することは容易ではない。 Sludge treatment carried out at wastewater treatment facilities such as sewage treatment plants includes a process of dehydrating the sludge using a dehydrator. For efficient sludge treatment, it is important to maintain the moisture content of the dehydrated cake obtained by dehydration within a specified range. However, when dehydration is performed under constant operating conditions for the dehydrator, the moisture content of the dehydrated cake fluctuates due to factors such as the inconsistency of the properties of the supplied sludge, making it difficult to maintain the moisture content of the dehydrated cake within the specified range.
このため、脱水ケーキの含水率を予測する技術の開発が従来から進められている。含水率を予測できれば、フィードフォワード制御により含水率を所定の範囲内で維持することが可能になる。例えば、下記の特許文献1には、遠心式の脱水機に供給される汚泥の量や、当該脱水機の遠心効果に関する値等の複数のパラメータを用いて含水率推定モデルを生成し、含水率を推定する技術が開示されている。 For this reason, efforts have been made to develop technology to predict the moisture content of dehydrated cake. If the moisture content can be predicted, it will be possible to maintain the moisture content within a predetermined range through feedforward control. For example, Patent Document 1 below discloses a technology for estimating the moisture content by creating a moisture content estimation model using multiple parameters, such as the amount of sludge supplied to a centrifugal dehydrator and values related to the centrifugal effect of the dehydrator.
上記のような含水率推定モデルを生成する場合、脱水機に供給される汚泥や各種機器の運転条件等に関する種々のパラメータ(説明変数)と、脱水ケーキの含水率(目的変数)と対応付けた教師データが必要になるが、この対応付けが容易ではないという問題がある。これは、汚泥を脱水機に供給した時点(すなわち説明変数が決まる時点)と、供給された汚泥が脱水ケーキとして排出される時点(すなわち目的変数が決まる時点)との間には時間差があり、そのような時間差(すなわち汚泥が脱水機内に滞留していた滞留時間)を実測することは困難であるためである。このような問題は、汚泥に限られず、任意の浮遊固形物を含む液体の脱水処理において共通して生じる問題である。 When generating a moisture content estimation model like the one described above, training data is required that matches various parameters (explanatory variables) related to the sludge supplied to the dehydrator and the operating conditions of various equipment with the moisture content of the dehydrated cake (target variable), but achieving this correspondence is not easy. This is because there is a time lag between the time the sludge is supplied to the dehydrator (i.e., the time the explanatory variables are determined) and the time the supplied sludge is discharged as dehydrated cake (i.e., the time the target variable is determined), and it is difficult to actually measure this time lag (i.e., the residence time of the sludge in the dehydrator). This problem is not limited to sludge, but is a common issue that arises in the dehydration process of any liquid containing suspended solids.
本発明の一態様は、浮遊固形物を含む液体が脱水機内に滞留していた滞留時間を示す指標値を算出することが可能な情報処理装置等を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to realize an information processing device or the like that is capable of calculating an index value that indicates the retention time of a liquid containing suspended solids in a dehydrator.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、脱水機に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、前記液体を前記脱水機で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得するデータ取得部と、前記第1の指標値の時系列変化と前記第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、前記液体が前記脱水機の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出部と、を備える。 To solve the above problem, an information processing device according to one aspect of the present invention includes a data acquisition unit that acquires a first time-series index value relating to the properties of a liquid containing suspended solids that is supplied to a dehydrator and a second time-series index value that reflects the dehydration of a dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator; and an index value calculation unit that calculates a third index value that indicates the residence time of the liquid inside the dehydrator based on the shift in the time axis between the time-series changes of the first index value and the time-series changes of the second index value.
また、本発明の一態様に係る指標値算出方法は、上記の課題を解決するために、1または複数の情報処理装置により実行される指標値算出方法であって、脱水機に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、前記液体を前記脱水機で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得するデータ取得ステップと、前記第1の指標値の時系列変化と前記第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、前記液体が前記脱水機の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出ステップと、を含む。 In addition, in order to solve the above-mentioned problems, an index value calculation method according to one aspect of the present invention is an index value calculation method executed by one or more information processing devices, and includes a data acquisition step of acquiring a first time-series index value relating to the properties of a liquid containing suspended solids that is supplied to a dehydrator and a second time-series index value that reflects the dehydration of a dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator, and an index value calculation step of calculating a third index value that indicates the residence time of the liquid inside the dehydrator based on the difference in the time axis direction between the time-series changes of the first index value and the time-series changes of the second index value.
本発明の一態様によれば、浮遊固形物を含む液体が脱水機内に滞留していた滞留時間を示す指標値である第3の指標値を算出することができる。 According to one aspect of the present invention, a third index value can be calculated, which is an index value indicating the retention time of liquid containing suspended solids in the dehydrator.
〔システム構成〕
図2に基づいて本発明の一実施形態に係る制御システムの構成を説明する。図2は、制御システム100の構成例を示す図である。制御システム100は、固体浮遊物を凝集させる薬剤を凝集槽内の被処理液(液体)に添加してフロックを形成し、フロックが形成された前記被処理液の固液分離を行うプラントで使用されるシステムである。以下では、被処理液が汚泥である例を説明するが、制御システム100は汚泥以外の被処理液を処理するプラントにも適用可能である。なお、汚泥とは、排水処理などで生じる微細な固形物を含む液体であり、スラリーと呼ぶこともできる。
[System Configuration]
The configuration of a control system according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Figure 2. Figure 2 is a diagram showing an example of the configuration of a control system 100. The control system 100 is a system used in a plant that adds an agent that coagulates suspended solids to a liquid to be treated in a coagulation tank to form flocs, and then performs solid-liquid separation of the liquid to be treated in which the flocs have formed. In the following, an example will be described in which the liquid to be treated is sludge, but the control system 100 can also be applied to plants that treat liquids other than sludge. Note that sludge is a liquid containing fine solids that is generated during wastewater treatment, etc., and can also be called a slurry.
詳細は以下説明するが、制御システム100は、汚泥の処理工程のうち、処理対象の汚泥中の固体浮遊物を凝集させてフロックを形成させることによって、処理対象の汚泥を凝集汚泥とする工程から、凝集汚泥を脱水して脱水汚泥(脱水ケーキとも呼ばれる)と脱水ろ液を得る工程までの各処理を行う。図2に示すように、制御システム100は、情報処理装置1と、制御装置3と、フロキュレータ5と、脱水機9とを含む。 As will be explained in more detail below, the control system 100 performs each step in the sludge treatment process, from the step of converting the sludge to be treated into flocculated sludge by agglomerating suspended solids in the sludge to form flocs, to the step of dewatering the flocculated sludge to obtain dehydrated sludge (also called dehydrated cake) and dehydrated filtrate. As shown in Figure 2, the control system 100 includes an information processing device 1, a control device 3, a flocculator 5, and a dehydrator 9.
フロキュレータ5は、固体浮遊物を凝集させる薬剤を凝集槽内の被処理液に添加して適度に撹拌することでフロックを形成させる機器である。具体的には、フロキュレータ5は、汚泥を被処理液とし、汚泥中の固体浮遊物を凝集させてフロックを形成させ、凝集汚泥を生成する。図2のフロキュレータ5は、凝集槽51と、撹拌翼52と、モータ53と、点検窓54とを備えている。また、フロキュレータ5には、汚泥投入口55と、薬剤投入口56と、排出口57とが設けられている。 The flocculator 5 is a device that adds a chemical agent that coagulates suspended solids to the liquid being treated in a coagulation tank and moderately stirs it to form flocs. Specifically, the flocculator 5 uses sludge as the liquid being treated and coagulates the suspended solids in the sludge to form flocs, thereby producing coagulated sludge. The flocculator 5 in Figure 2 is equipped with a coagulation tank 51, agitator blades 52, a motor 53, and an inspection window 54. The flocculator 5 also has a sludge inlet 55, a chemical agent inlet 56, and a discharge outlet 57.
さらに、点検窓54には、撮影装置72と、撮影用の照明装置71とが取り付けられている。撮影装置72は、少なくとも静止画像が撮影できるものであればよい。制御システム100の稼働中、フロックへの光の当たり方が変化しないように、凝集槽51は光透過性のないものとすることが好ましい。また、撮影装置72および照明装置71は図示の例のように、点検窓54側が開口した遮光性の暗箱に収容することが好ましい。 Furthermore, a photographing device 72 and a lighting device 71 for photography are attached to the inspection window 54. The photographing device 72 needs to be capable of at least taking still images. It is preferable that the coagulation tank 51 is opaque so that the way light hits the flocs does not change while the control system 100 is in operation. Furthermore, it is preferable that the photographing device 72 and lighting device 71 be housed in a light-tight dark box that is open on the inspection window 54 side, as in the example shown.
脱水機9は、フロックが形成された被処理液の固液分離を行う機器である。具体的には、脱水機9は、フロキュレータ5の後段に配設され、フロキュレータ5から排出される凝集汚泥を脱水して固液分離する。図2の脱水機9は、外胴スクリーン91とスクリュー92とを備えるスクリュープレス型脱水機である。また、脱水機9には、汚泥投入口93と、ろ液排出口94と、脱水ケーキ排出口95とが設けられている。なお、図示していないが、脱水機9は、スクリュー92を回転駆動するモータ等も備えている。無論、脱水機9は凝集汚泥を脱水できるものであればよく、スクリュープレス型に限られない。例えば、遠心脱水機、フィルタープレス型脱水機、またはベルトプレス脱水機等を適用することもできる。 The dehydrator 9 is a device that performs solid-liquid separation of the liquid to be treated in which flocs have formed. Specifically, the dehydrator 9 is disposed downstream of the flocculator 5 and performs solid-liquid separation by dehydrating the flocculated sludge discharged from the flocculator 5. The dehydrator 9 in Figure 2 is a screw press type dehydrator equipped with an outer screen 91 and a screw 92. The dehydrator 9 also has a sludge inlet 93, a filtrate outlet 94, and a dehydrated cake outlet 95. Although not shown, the dehydrator 9 also includes a motor for rotating the screw 92. Of course, the dehydrator 9 is not limited to a screw press type as long as it is capable of dehydrating flocculated sludge. For example, a centrifugal dehydrator, a filter press dehydrator, or a belt press dehydrator can also be used.
制御システム100において、処理対象の汚泥は、図示しない供給装置により、汚泥投入口55からフロキュレータ5の凝集槽51内に連続的あるいは断続的に供給され、凝集槽51から押し出されて排出された汚泥が脱水機9へ供給されるため、凝集槽51に供給される汚泥の流量と脱水機9へ供給される汚泥の流量は同時刻で一致する。汚泥の供給速度は、フロキュレータ5および脱水機9による汚泥の処理速度に応じて、供給装置あるいはその制御装置3が自動で制御する構成となっていてもよい。 In the control system 100, the sludge to be treated is continuously or intermittently supplied from the sludge inlet 55 into the coagulation tank 51 of the flocculator 5 by a supply device (not shown), and the sludge pushed out of the coagulation tank 51 is supplied to the dehydrator 9. Therefore, the flow rate of sludge supplied to the coagulation tank 51 and the flow rate of sludge supplied to the dehydrator 9 are the same at the same time. The sludge supply rate may be automatically controlled by the supply device or its control device 3 in accordance with the sludge treatment rate by the flocculator 5 and the dehydrator 9.
そして、凝集槽51内の汚泥に対して、薬剤投入口56から汚泥を凝集させるための薬剤(少なくとも凝集剤を含む)が投入される。この状態でモータ53を駆動させて撹拌翼52を回転させ、汚泥と薬剤を撹拌し、フロックを形成させる。形成されたフロックと、汚泥に含まれていた水との混合物である凝集汚泥は排出口57から排出される。 Then, chemicals (including at least a flocculant) for flocculating the sludge are added to the sludge in the flocculation tank 51 through the chemical inlet 56. In this state, the motor 53 is driven to rotate the agitator blades 52, agitating the sludge and chemicals and forming flocs. The flocculated sludge, which is a mixture of the formed flocs and the water contained in the sludge, is discharged through the outlet 57.
続いて、この凝集汚泥は、脱水機9の汚泥投入口93から外胴スクリーン91内に供給される。脱水機9内において、上記凝集汚泥は、スクリュー92による加圧下で脱水されて、ろ液がろ液排出口94から排出され、脱水された凝集汚泥の固まりである脱水ケーキが脱水ケーキ排出口95から排出される。 The flocculated sludge is then fed into the outer screen 91 through the sludge inlet 93 of the dehydrator 9. Inside the dehydrator 9, the flocculated sludge is dehydrated under pressure by the screw 92, and the filtrate is discharged through the filtrate outlet 94. A dehydrated cake, which is a mass of dehydrated flocculated sludge, is discharged through the dehydrated cake outlet 95.
詳細は以下説明するが、情報処理装置1は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、当該液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得する。そして、情報処理装置1は、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、液体が脱水機9の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する。 As will be explained in more detail below, the information processing device 1 acquires a first time-series index value relating to the properties of the liquid containing suspended solids that is supplied to the dehydrator 9, and a second time-series index value that reflects the dehydration of the dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9. The information processing device 1 then calculates a third index value that indicates the residence time of the liquid inside the dehydrator 9, based on the deviation in the time axis direction between the time-series changes in the first index value and the time-series changes in the second index value.
浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値は、当該液体を脱水機9に供給する時点で決まる値であり、一方、脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値は脱水後あるいは脱水中に決まる値である。そして、脱水ケーキの脱水性は、脱水機に供給された液体の性状の影響を受けるから、第2の指標値は第1の指標値に連動して変化し、その変化の時間軸方向のずれは浮遊固形物を含む液体が脱水機9内に滞留した滞留時間に応じたものとなる。よって、情報処理装置1によれば、浮遊固形物を含む液体が脱水機9内に滞留していた滞留時間を示す指標値を算出することができる。 The first time-series index value relating to the properties of the liquid containing suspended solids is a value determined at the time the liquid is supplied to the dehydrator 9, while the second time-series index value reflecting the dehydration of the dehydrated cake is a value determined after or during dehydration. Because the dehydration of the dehydrated cake is affected by the properties of the liquid supplied to the dehydrator, the second index value changes in conjunction with the first index value, and the shift in the time axis of this change corresponds to the residence time of the liquid containing suspended solids in the dehydrator 9. Therefore, the information processing device 1 can calculate an index value indicating the residence time of the liquid containing suspended solids in the dehydrator 9.
また、情報処理装置1は、制御装置3を介して制御システム100の構成要素である各種機器(例えば、フロキュレータ5、脱水機9、および図示していない薬剤の供給装置等)の動作制御を行うこともできる。制御装置3は、制御システム100の構成要素である各種機器の動作を制御する装置である。制御装置3は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)であってもよい。 The information processing device 1 can also control the operation of various devices that are components of the control system 100 (e.g., the flocculator 5, the dehydrator 9, and a chemical supply device (not shown)) via the control device 3. The control device 3 controls the operation of various devices that are components of the control system 100. The control device 3 may be, for example, a PLC (Programmable Logic Controller).
〔装置構成〕
図1に基づいて情報処理装置1の構成を説明する。図1は、情報処理装置1の要部構成の一例を示すブロック図である。図示のように、情報処理装置1は、情報処理装置1の各部を統括して制御する制御部10と、情報処理装置1が使用する各種データを記憶する記憶部11を備えている。また、情報処理装置1は、情報処理装置1が他の装置と通信するための通信部12、情報処理装置1に対する各種データの入力を受け付ける入力部13、および情報処理装置1が各種データを出力するための出力部14を備えている。
[Device configuration]
The configuration of the information processing device 1 will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the main configuration of the information processing device 1. As shown in the figure, the information processing device 1 includes a control unit 10 that controls each unit of the information processing device 1, and a storage unit 11 that stores various data used by the information processing device 1. The information processing device 1 also includes a communication unit 12 that enables the information processing device 1 to communicate with other devices, an input unit 13 that accepts input of various data to the information processing device 1, and an output unit 14 that enables the information processing device 1 to output various data.
また、制御部10には、データ取得部101、換算部102、指標値算出部103、教師データ生成部104、および機器制御部105が含まれている。なお、換算部102、教師データ生成部104、および機器制御部105については、それぞれ後記「換算」、「教師データの生成」、および「指標値を変動させる制御」の各項目で説明する。 The control unit 10 also includes a data acquisition unit 101, a conversion unit 102, an index value calculation unit 103, a teacher data generation unit 104, and an equipment control unit 105. The conversion unit 102, teacher data generation unit 104, and equipment control unit 105 will be described below in the sections "Conversion," "Generation of teacher data," and "Control for varying index values," respectively.
データ取得部101は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、当該液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得する。なお、第1の指標値と第2の指標値については、後記「第1の指標値および第2の指標値について」の項目で説明する。 The data acquisition unit 101 acquires a first time-series index value relating to the properties of the liquid containing suspended solids supplied to the dehydrator 9, and a second time-series index value reflecting the dehydration of the dehydrated cake discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9. The first and second index values are explained below in the section "Regarding the First and Second Index Values."
指標値算出部103は、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、液体が脱水機9の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する。なお、第3の指標値の具体的な算出手法については、後記「第3の指標値の算出手法」の項目で説明する。 The index value calculation unit 103 calculates a third index value indicating the retention time of the liquid inside the dehydrator 9 based on the time axis difference between the time series change of the first index value and the time series change of the second index value. Specific calculation methods for the third index value will be described later in the section "Calculation method of the third index value."
このように、本実施形態に係る情報処理装置1は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、当該液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得するデータ取得部101と、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、液体が脱水機9の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出部103と、を備える。これにより、浮遊固形物を含む液体が脱水機9内に滞留していた滞留時間を示す指標値である第3の指標値を算出することができる。 As such, the information processing device 1 according to this embodiment includes a data acquisition unit 101 that acquires a first time-series index value relating to the properties of the liquid containing suspended solids that is supplied to the dehydrator 9 and a second time-series index value that reflects the dehydration of the dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9, and an index value calculation unit 103 that calculates a third index value that indicates the residence time of the liquid inside the dehydrator 9 based on the shift in the time axis direction between the time-series change of the first index value and the time-series change of the second index value. This makes it possible to calculate the third index value, which is an index value that indicates the residence time of the liquid containing suspended solids that is retained inside the dehydrator 9.
〔第1の指標値および第2の指標値について〕
第1の指標値は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列のデータであればよい。例えば、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量を第1の指標値としてもよい。これは、脱水機9への液体の供給圧力を一定にする制御を行う場合、脱水機9への液体の供給流量には当該液体の性状が反映されるからである。例えば、当該液体の脱水性が高い場合には脱水機9への供給流量は多くなり、脱水性が低い場合には供給流量は少なくなる。また例えば、フロキュレータ5への液体の供給流量は、当該液体の脱水性が高い場合には多く、脱水性が低い場合には少なくなるため、フロキュレータ5に供給される液体の単位時間当たりの流量を第1の指標値としてもよい。
[Regarding the first index value and the second index value]
The first index value may be time-series data relating to the properties of the liquid containing suspended solids supplied to the dehydrator 9. For example, the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 may be used as the first index value. This is because, when the supply pressure of the liquid to the dehydrator 9 is controlled to be constant, the flow rate of the liquid supplied to the dehydrator 9 reflects the properties of the liquid. For example, if the dehydration property of the liquid is high, the supply flow rate to the dehydrator 9 will be high, and if the dehydration property of the liquid is low, the supply flow rate will be low. Furthermore, for example, the supply flow rate of the liquid to the flocculator 5 will be high if the dehydration property of the liquid is high and low if the dehydration property of the liquid is low. Therefore, the flow rate per unit time of the liquid supplied to the flocculator 5 may be used as the first index value.
また、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量と同様の挙動を示す値を第1の指標値としてもよい。例えば、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量を、脱水機9のスクリュー回転数で除した値を第1の指標値としてもよい。 The first index value may also be a value that exhibits similar behavior to the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9. For example, the first index value may be the value obtained by dividing the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 by the screw rotation speed of the dehydrator 9.
一方、第2の指標値は、上記の液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列のデータであればよい。例えば、脱水機9の排出部で背圧を印加する背圧板と排出部との間の開度(以下、背圧板の開度と呼ぶ)を第2の指標値としてもよい。脱水ケーキの脱水性が高ければ背圧板の開度は低くなり、脱水ケーキの脱水性が低ければ背圧板の開度は高くなるから、背圧板の開度は第2の指標値として妥当である。 On the other hand, the second index value may be time-series data that reflects the dehydration of the dehydrated cake discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9. For example, the opening between the back pressure plate that applies back pressure in the discharge section of the dehydrator 9 and the discharge section (hereinafter referred to as the back pressure plate opening) may be used as the second index value. If the dehydration of the dehydrated cake is high, the opening of the back pressure plate will be low, and if the dehydration of the dehydrated cake is low, the opening of the back pressure plate will be high, so the opening of the back pressure plate is appropriate as the second index value.
また、脱水機9のスクリューを駆動する電流値や、当該スクリューの駆動トルクは、脱水ケーキの脱水性が低ければ低くなり、脱水ケーキの脱水性が高ければ高くなるから、これらの値を第2の指標値として適用することもできる。 In addition, the current value driving the screw of the dehydrator 9 and the driving torque of the screw will be lower if the dehydration of the dehydrated cake is low, and will be higher if the dehydration of the dehydrated cake is high, so these values can also be used as second index values.
本願の発明者らの実験の結果、第1の指標値として脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量を適用し、第2の指標値として背圧板の開度を適用することにより、妥当な値の第3の指標値を算出できることが確認されている。よって、第1の指標値として脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量を適用し、第2の指標値として背圧板の開度を適用することにより、妥当な値の第3の指標値を算出することができる。 As a result of experiments conducted by the inventors of the present application, it has been confirmed that a valid third index value can be calculated by applying the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 as the first index value and the opening degree of the back pressure plate as the second index value. Therefore, a valid third index value can be calculated by applying the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 as the first index value and the opening degree of the back pressure plate as the second index value.
無論、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量は、第1の指標値の一例にすぎず、背圧板の開度は第2の指標値の一例にすぎない。第1の指標値は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列のデータであればよく、第2の指標値は、上記の液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列のデータであればよい。 Of course, the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 is merely one example of the first index value, and the opening of the back pressure plate is merely one example of the second index value. The first index value may be time-series data relating to the properties of the liquid containing suspended solids supplied to the dehydrator 9, and the second index value may be time-series data reflecting the dehydration of the dehydrated cake discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9.
なお、第1の指標値としてフロキュレータ5に供給される液体の単位時間当たりの流量を適用する場合には、フロキュレータ5に供給された液体が脱水機9内に到達するまでに若干のタイムラグがある。しかし、そのタイムラグは液体が脱水機9内に滞留する滞留時間と比べれば短いため、第1の指標値として、フロキュレータ5に供給される液体の単位時間当たりの流量を適用することに問題はない。無論、このタイムラグを考慮した第3の指標値を算出してもよい。例えば、指標値算出部103は、第1の指標値としてフロキュレータ5に供給される液体の単位時間当たりの流量を適用して算出した第3の指標値から、上記のタイムラグに相当する所定の時間(フロキュレータ5における滞留時間)を減算した値を、最終的な第3の指標値として算出してもよい。 When the flow rate per unit time of the liquid supplied to the flocculator 5 is used as the first index value, there is a slight time lag before the liquid supplied to the flocculator 5 reaches the dehydrator 9. However, because this time lag is short compared to the residence time of the liquid in the dehydrator 9, there is no problem in using the flow rate per unit time of the liquid supplied to the flocculator 5 as the first index value. Of course, the third index value may be calculated taking this time lag into account. For example, the index value calculation unit 103 may calculate the final third index value by subtracting a predetermined time equivalent to the time lag (residence time in the flocculator 5) from the third index value calculated by applying the flow rate per unit time of the liquid supplied to the flocculator 5 as the first index value.
〔第3の指標値の算出手法〕
(1)相互相関分析
指標値算出部103は、第1の指標値の時系列変化を示す第1の関数と、第2の指標値の時系列変化を示す第2の関数とを導出し、導出した第1の関数と第2の関数とを用いて相互相関分析を行うことにより、第3の指標値を算出してもよい。
[Third index value calculation method]
(1) Cross-correlation analysis The index value calculation unit 103 may derive a first function that indicates a time series change in the first index value and a second function that indicates a time series change in the second index value, and calculate the third index value by performing cross-correlation analysis using the derived first function and second function.
この場合、指標値算出部103は、導出した第1の関数をf(t)とし、導出した第2の関数をg(t)としたとき、下記の相互相関関数(CCF)で表されるh(τ)を最大にするτを算出する。なお、tは時間である。このようにして算出されたτは、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれを示すものであり、第3の指標値として利用できる。これについて図3に基づいて説明する。 In this case, when the derived first function is f(t) and the derived second function is g(t), the index value calculation unit 103 calculates τ that maximizes h(τ), which is expressed by the cross-correlation function (CCF) below. Note that t is time. The τ calculated in this way indicates the shift in the time axis direction between the time series changes of the first index value and the time series changes of the second index value, and can be used as a third index value. This will be explained based on Figure 3.
図3は、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列の測定結果データと、背圧板の開度の時系列の測定結果データとを示す図である。具体的には、測定結果データD1が脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列の測定結果を示し、測定結果データD2が背圧板の開度の時系列の測定結果を示している。また、データD3は、測定結果データD2を時間軸方向にτだけ移動させたデータである。 Figure 3 shows time-series measurement result data for the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 and time-series measurement result data for the opening degree of the back pressure plate. Specifically, measurement result data D1 shows the time-series measurement results for the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9, and measurement result data D2 shows the time-series measurement results for the opening degree of the back pressure plate. Furthermore, data D3 is data obtained by shifting measurement result data D2 by τ along the time axis.
指標値算出部103は、測定結果データD1から、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列変化を示す関数f(t)を導出することができる。同様に、指標値算出部103は、測定結果データD2から、背圧板の開度の時系変化を示す関数g(t)を導出することができる。図示のように、関数f(t)と関数g(t)はピークの現れ方が類似しているが、関数g(t)の方が関数f(t)よりも遅れてピークが現れている。 The index value calculation unit 103 can derive a function f(t) that indicates the time-series change in the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 from the measurement result data D1. Similarly, the index value calculation unit 103 can derive a function g(t) that indicates the time-series change in the opening degree of the back pressure plate from the measurement result data D2. As shown in the figure, the peaks of the functions f(t) and g(t) appear similarly, but the peak of function g(t) appears later than that of function f(t).
このことは、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量が変化してから、その変化が背圧板の開度に現れるまでに時間差があることを示している。そして、この時間差は、脱水機9における液体の滞留時間に概ね等しい。 This indicates that there is a time lag between when the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 changes and when that change is reflected in the opening of the back pressure plate. This time lag is roughly equal to the residence time of the liquid in the dehydrator 9.
この時間差は、関数f(t)に示される脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列変化と、関数g(t)に示される背圧板の開度の時系列変化との時間軸方向のずれであると言い換えることができる。そして、相互相関関数におけるτはこのずれを示すものといえる。よって、相互相関関数により算出したτは第3の指標値として利用できる。図示のように、関数f(t)と、関数g(t)を時間軸方向にτだけ移動させた関数g(t+τ)は、ピークの位置や形状が概ね一致している。 This time difference can be rephrased as the deviation along the time axis between the time series change in the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9, shown by function f(t), and the time series change in the opening of the back pressure plate, shown by function g(t). τ in the cross-correlation function can be said to represent this deviation. Therefore, τ calculated using the cross-correlation function can be used as a third index value. As shown in the figure, the peak positions and shapes of function f(t) and function g(t+τ), obtained by shifting function g(t) by τ along the time axis, are roughly the same.
(2)増減一致数分析・増減一致率分析
また、指標値算出部103は、増減一致数分析または増減一致率分析により第3の指標値を算出してもよい。増減一致数分析または増減一致率分析は、第1の指標値と第2の指標値について、増減のパターンの一致数が最大となるように、時系列の第2の指標値を時間軸方向にずらしたときのずらし量を求めるというものである。また、増減一致率分析は、第1の指標値と第2の指標値について、増減のパターンの一致率が最大となるように、時系列の第2の指標値を時間軸方向にずらしたときのずらし量を求めるというものである。
(2) Increase/Decrease Match Number Analysis/Increase/Decrease Match Rate Analysis The index value calculation unit 103 may also calculate the third index value by increase/decrease match number analysis or increase/decrease match rate analysis. The increase/decrease match number analysis or increase/decrease match rate analysis determines the amount of shift when the time-series second index value is shifted along the time axis so as to maximize the number of matches in the increase/decrease patterns between the first index value and the second index value. The increase/decrease match rate analysis determines the amount of shift when the time-series second index value is shifted along the time axis so as to maximize the match rate in the increase/decrease patterns between the first index value and the second index value.
増減一致数分析および増減一致率分析について図4に基づいて説明する。図4は、増減一致数分析および増減一致率分析を説明する図である。 The increase/decrease match number analysis and increase/decrease match rate analysis will be explained based on Figure 4. Figure 4 is a diagram explaining the increase/decrease match number analysis and increase/decrease match rate analysis.
図4の上側に示すグラフには、フロキュレータ5に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列の測定結果データD1と、背圧板の開度の時系列の測定結果データD2とを示している。なお、測定結果データD1は時系列の第1の指標値であり、測定結果データD2は時系列の第2の指標値である。また、図4には、測定結果データD1および測定結果データD2における125分から140分までの区間の拡大図を示している。 The graph shown at the top of Figure 4 shows time-series measurement result data D1 of the flow rate per unit time of the liquid supplied to the flocculator 5, and time-series measurement result data D2 of the opening degree of the back pressure plate. Note that measurement result data D1 is the first index value in the time series, and measurement result data D2 is the second index value in the time series. Figure 4 also shows an enlarged view of the section from 125 minutes to 140 minutes in measurement result data D1 and measurement result data D2.
増減一致数分析を行う場合、指標値算出部103は、測定結果データD1を構成する第1の指標値のそれぞれを、直前の値から増加したもの、減少したもの、変化していないものの何れかに分類する。また、指標値算出部103は、測定結果データD2を構成する第2の指標値についても同様に分類する。なお、図4では直前の値から増加したものを「+」、減少したものを「-」、変化していないものを「0」で表している。 When performing an increase/decrease match count analysis, the index value calculation unit 103 classifies each of the first index values that make up the measurement result data D1 into either an increase from the previous value, a decrease, or no change. The index value calculation unit 103 also classifies the second index values that make up the measurement result data D2 in the same way. In Figure 4, an increase from the previous value is represented by "+", a decrease by "-", and no change by "0".
次に、指標値算出部103は、同じ時刻に測定された第1の指標値と第2の指標値について、それらの分類結果が一致するか否かを判定する。例えば、図4の拡大図に示すように、125分から134分までは、測定結果データD1および測定結果データD2のいずれも単調に増加しているから、上記の判定結果は「一致」となる。一方、135分以降は、測定結果データD1が減少に転じているのに対し、測定結果データD2は増加を続けており、上記の判定結果は「不一致」となる。 Next, the index value calculation unit 103 determines whether the classification results of the first index value and the second index value measured at the same time match. For example, as shown in the enlarged view of Figure 4, from 125 minutes to 134 minutes, both measurement result data D1 and measurement result data D2 increase monotonically, so the above determination result is "match." On the other hand, from 135 minutes onwards, measurement result data D1 begins to decrease, while measurement result data D2 continues to increase, so the above determination result is "mismatch."
そして、指標値算出部103は、上記の判定結果に基づいて増減一致数または増減一致率を算出する。増減一致数は「一致」と判定された回数の合計値であり、増減一致率は「一致」と判定された回数を全体の判定回数で除した値である。 The index value calculation unit 103 then calculates the number of increases/decreases in match count or the increase/decrease match rate based on the above judgment results. The number of increases/decreases in match count is the total number of times a "match" was judged, and the increase/decrease match rate is the number of times a "match" was judged divided by the total number of judgments.
指標値算出部103は、以上のような処理を、測定結果データD2の時間軸方向のずらし量を変更しながら繰り返し行い、増減一致数または増減一致率が最大となるずらし量を求める。 The index value calculation unit 103 repeats the above process while changing the amount of shift in the time axis direction of the measurement result data D2, and determines the amount of shift that maximizes the number of increase/decrease matches or the increase/decrease match rate.
図4の下側に示すグラフには、上述の測定結果データD1およびD2に加えて、増減一致数が最大となるように測定結果データD2を時間軸方向に移動させたデータD3を示している。125分から140分までの区間の拡大図に示すように、測定結果データD1とデータD3は、増減のパターンが概ね一致している。なお、増減一致率が最大となるように測定結果データD2を時間軸方向に移動させたデータも通常はデータD3と概ね同様となる。 The graph at the bottom of Figure 4 shows the measurement result data D1 and D2 described above, as well as data D3, which is measurement result data D2 shifted along the time axis to maximize the number of increase/decrease matches. As shown in the enlarged view of the section from 125 minutes to 140 minutes, the increase/decrease patterns of measurement result data D1 and data D3 are generally consistent. Note that data obtained by shifting measurement result data D2 along the time axis to maximize the increase/decrease match rate will usually be roughly similar to data D3.
以上のように、指標値算出部103は、第1の指標値の時系列変化を示す第1の関数f(t)と、第2の指標値の時系列変化を示す第2の関数g(t)との相関が最も高くなるように、第2の関数g(t)を時間軸方向にずらしたときのずらし量τに基づいて第3の指標値を算出してもよい。 As described above, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value based on the shift amount τ when the second function g(t) is shifted in the time axis direction so as to maximize the correlation between the first function f(t) indicating the time series change in the first index value and the second function g(t) indicating the time series change in the second index value.
また、指標値算出部103は、第1の指標値と第2の指標値について、時系列順で直前の値からの増減のパターンの一致数または一致率が最大となるように、時系列の第2の指標値を時間軸方向にずらしたときのずらし量に基づいて第3の指標値を算出してもよい。 The index value calculation unit 103 may also calculate the third index value based on the amount of shift when the second index value in the time series is shifted along the time axis so that the number of matches or the rate of matches between the first index value and the second index value in terms of the increase/decrease patterns from the immediately preceding value in chronological order is maximized.
本願の発明者らの実験の結果、上記の何れの手法を適用した場合にも、妥当な値の第3の指標値を算出することができることが確認されている。よって、上記の構成によれば、妥当な値の第3の指標値を算出することができる。 Experiments conducted by the inventors of the present application have confirmed that an appropriate third index value can be calculated regardless of which of the above methods is applied. Therefore, with the above configuration, an appropriate third index value can be calculated.
(不安定な期間の測定値の排除)
図3や図4に示したグラフにおいて、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量は、最初の30分程度の期間において値が不安定になっている。このため、指標値算出部103は、流量が不安定である当該期間における測定値(第1の指標値)は使用せずに第3の指標値を算出してもよい。これは、上述の相互相関分析を適用する場合も同様であり、増減一致数分析または増減一致率分析を適用する場合も同様である。
(Exclusion of measurements from unstable periods)
3 and 4, the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 is unstable for the first 30 minutes or so. Therefore, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value without using the measurement value (first index value) during this period when the flow rate is unstable. This is the same when the above-mentioned cross-correlation analysis is applied, and also when the increase/decrease match number analysis or the increase/decrease match rate analysis is applied.
(複数の異なる手法の併用)
また、指標値算出部103は、複数の異なる手法で第3の指標値を算出し、それらの算出結果に基づいて最終的な第3の指標値を算出してもよい。例えば、指標値算出部103は、相互相関分析、増減一致数分析、および増減一致率分析の3つの手法で第3の指標値を算出してもよい。また、指標値算出部103は、当該3つの手法のそれぞれについて、流量が不安定である当該期間における測定値を用いるパターンと用いないパターンとの両方で第3の指標値を算出してもよい。これにより6通りの第3の指標値が算出される。
(Combining multiple different methods)
The index value calculation unit 103 may also calculate the third index value using a plurality of different methods and calculate a final third index value based on the calculation results. For example, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value using three methods: cross-correlation analysis, increase/decrease match number analysis, and increase/decrease match rate analysis. For each of the three methods, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value for both a pattern that uses measured values from the period when the flow rate is unstable and a pattern that does not use measured values. This allows six different third index values to be calculated.
指標値算出部103は、これら6通りの第3の指標値に基づいて最終的な第3の指標値を算出することにより、1つの手法で第3の指標値を1つのみ算出する場合と比べて安定した第3の指標値を算出することができる。例えば、指標値算出部103は、6通りの第3の指標値のうち、最も値が大きいものと次に値が大きいもの、そして最も値が小さいものと次に値が小さいものを除いた残り2つの第3の指標値の平均値を、最終的な第3の指標値として算出してもよい。無論、この算出手法は一例であり、指標値算出部103は、例えば、複数の手法で算出された複数の第3の指標値の平均値や中央値を最終的な第3の指標値として算出してもよい。 By calculating the final third index value based on these six different third index values, the index value calculation unit 103 can calculate a more stable third index value than when only one third index value is calculated using one method. For example, the index value calculation unit 103 may calculate, as the final third index value, the average of the remaining two third index values, excluding the largest and second largest, and the smallest and second smallest, of the six different third index values. Of course, this calculation method is just one example, and the index value calculation unit 103 may, for example, calculate the average or median of multiple third index values calculated using multiple methods as the final third index value.
〔換算〕
脱水機9がスクリュープレス脱水機である場合、第1の指標値および第2の指標値の測定期間に脱水機9のスクリューの回転数が変化することがあり得る。詳細は以下説明するが、スクリューの回転数は脱水機9内の汚泥の滞留時間に影響を与える運転条件であるため、スクリューの回転数が変化した場合、妥当な値の第3の指標値を算出することが難しくなることがある。換算部102は、このような問題に対処するために設けられている。
[Conversion]
If the dehydrator 9 is a screw press dehydrator, the screw rotation speed of the dehydrator 9 may change during the measurement period of the first index value and the second index value. As will be explained in detail below, the screw rotation speed is an operating condition that affects the residence time of sludge in the dehydrator 9, so if the screw rotation speed changes, it may become difficult to calculate an appropriate third index value. The conversion unit 102 is provided to deal with such problems.
具体的には、換算部102は、時系列の第1の指標値の測定時刻を、当該測定時刻までの脱水機9のスクリュー回転数の積算値に換算する。また、換算部102は、時系列の第2の指標値についても同様に、当該第2の指標値の測定時刻を、当該測定時刻までの脱水機9のスクリュー回転数の積算値に換算する。そして、指標値算出部103は、第1の指標値および第2の指標値の測定時刻を、当該測定時刻までの脱水機9のスクリュー回転数の積算値に換算した値を用いて第3の指標値を算出する。 Specifically, the conversion unit 102 converts the measurement time of the first index value in the time series into the integrated value of the screw rotation speed of the dehydrator 9 up to that measurement time. Similarly, the conversion unit 102 converts the measurement time of the second index value in the time series into the integrated value of the screw rotation speed of the dehydrator 9 up to that measurement time. The index value calculation unit 103 then calculates the third index value using the value obtained by converting the measurement times of the first index value and the second index value into the integrated value of the screw rotation speed of the dehydrator 9 up to that measurement time.
これにより、スクリュー回転数の変化を加味した時系列変化の時間軸方向のずれに基づいて第3の指標値が算出されるから、スクリュー回転数を変化させた場合にも、妥当な値の第3の指標値を算出することが可能になる。 As a result, the third index value is calculated based on the time axis shift of the time-series change taking into account changes in the screw rotation speed, making it possible to calculate an appropriate third index value even when the screw rotation speed is changed.
図5は、脱水処理中にスクリューの回転数を変化させたときの、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量の時系列の測定結果データD1と、背圧板の開度の時系列の測定結果データD2とを示す図である。なお、図3や図4に示したグラフは横軸の単位が時間であったが、図5のグラフの横軸はスクリューの積算回転数である。 Figure 5 shows time-series measurement result data D1 of the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 when the screw rotation speed is changed during the dehydration process, and time-series measurement result data D2 of the opening degree of the back pressure plate. Note that while the horizontal axis in the graphs shown in Figures 3 and 4 is in units of time, the horizontal axis of the graph in Figure 5 is the cumulative screw rotation speed.
この例では、図5に一点鎖線で示すように、スクリュー積算回転数がRとなったタイミングでスクリューの回転数を0.15(回/分)から、0.20(回/分)に変化させている。このようなスクリューの回転数(正確には単位時間あたりの回転数)の変化は、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量と背圧板の開度の両方の時系列変化に影響を与えるが、影響が現れるタイミングにずれがある。このため、仮に、測定結果データD1およびD2を表すグラフの横軸の単位を時間としたとすると、測定結果データD2を時間軸方向に移動させても測定結果データD1のパターンと一致せず、妥当な値の第3の指標値を算出することが難しくなる。 In this example, as shown by the dashed-dotted line in Figure 5, the screw rotation speed is changed from 0.15 (rpm) to 0.20 (rpm) when the cumulative screw rotation speed reaches R. This change in the screw rotation speed (more accurately, the number of rotations per unit time) affects the time-series changes in both the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 and the opening of the back pressure plate, but there is a lag in the timing at which this effect appears. For this reason, if the horizontal axis of the graph representing measurement result data D1 and D2 were to be in units of time, moving measurement result data D2 along the time axis would not match the pattern of measurement result data D1, making it difficult to calculate a valid third index value.
これに対し、測定結果データD1およびD2を表すグラフの横軸の単位をスクリューの積算回転数とした場合、図5に示すように、測定結果データD1と、測定結果データD2を時間軸方向にrだけ移動させたデータD3とはピークが重なっており、パターンが一致している。よって、rは、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれを示しているといえるから、指標値算出部103は、このrを第3の指標値として算出すればよい。 In contrast, when the horizontal axis of the graph representing measurement result data D1 and D2 is expressed in units of the cumulative number of screw rotations, as shown in Figure 5, the peaks of measurement result data D1 and data D3, which is measurement result data D2 shifted by r along the time axis, overlap and their patterns match. Therefore, r can be said to indicate the shift along the time axis between the time series changes in the first index value and the time series changes in the second index value, and the index value calculation unit 103 can calculate this r as the third index value.
また、指標値算出部103は、算出したrを時間に換算してもよい。例えば、指標値算出部103は、スクリューの回転数が0.20(回/分)のときにr=3であれば、第3の指標値を15分としてもよい。なお、換算が行われた場合も、換算が行われていない場合と同様の手法で第3の指標値を算出することができる。 The index value calculation unit 103 may also convert the calculated r into time. For example, if r = 3 when the screw rotation speed is 0.20 (revolutions/minute), the index value calculation unit 103 may set the third index value to 15 minutes. Note that even when conversion is performed, the third index value can be calculated using the same method as when conversion is not performed.
〔教師データの生成〕
教師データ生成部104による教師データの生成方法について説明する。教師データ生成部104が生成する教師データは、脱水機9に供給される液体(浮遊固形物を含む液体)の性状に関する指標値から脱水ケーキの含水率を予測する予測モデルを生成するための教師データである。
[Generation of training data]
The following describes a method for generating training data by the training data generating unit 104. The training data generated by the training data generating unit 104 is training data for generating a prediction model that predicts the moisture content of the dehydrated cake from index values related to the properties of the liquid (liquid containing suspended solids) supplied to the dehydrator 9.
上記指標値は、脱水ケーキの含水率に関連するものであればよい。例えば、上記指標値は、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量や浮遊固形物の濃度等のデータ、フロキュレータ5に供給される薬剤に関するデータ(薬剤の供給流量、液体の量に対する薬剤の量の比すなわち薬注率、等)、フロキュレータ5内における上記液体に関するデータ(フロックサイズあるいはそれに関連する各種指標値)、フロキュレータ5の運転条件を示すデータ(撹拌速度等)、および脱水機9の運転条件を示すデータ(スクリュー回転速度、運転時間、投入圧等)の少なくとも何れかであってもよい。なお、フロキュレータ5内における上記液体に関する指標値は、例えば、図2に示した撮影装置72で撮影した画像を解析することにより得られたものであってもよい。また、脱水機9に供給される液体の単位時間当たりの流量については、第3の指標値の算出に用いた値を流用することができる。 The index value may be any value related to the moisture content of the dehydrated cake. For example, the index value may be at least one of the following: data on the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9 or the concentration of suspended solids; data on the chemicals supplied to the flocculator 5 (chemical supply flow rate, ratio of the amount of chemical to the amount of liquid, i.e., chemical dosing rate, etc.); data on the liquid in the flocculator 5 (floc size or various index values related thereto); data indicating the operating conditions of the flocculator 5 (agitation speed, etc.); and data indicating the operating conditions of the dehydrator 9 (screw rotation speed, operating time, input pressure, etc.). The index value related to the liquid in the flocculator 5 may be obtained, for example, by analyzing images captured by the image capture device 72 shown in FIG. 2. The value used to calculate the third index value can be used for the flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator 9.
これらの指標値は、第1の指標値と第2の指標値の測定期間中に測定した時系列のデータであってもよい。また、第1の指標値と第2の指標値の測定期間後に測定した指標値であっても、当該指標値が測定されたときの滞留時間が、第3の指標値が示す滞留時間から大きく変化していなければ教師データの生成に利用することができる。 These index values may be time-series data measured during the measurement period of the first index value and the second index value. Furthermore, even index values measured after the measurement period of the first index value and the second index value can be used to generate training data, as long as the dwell time at the time the index value was measured has not changed significantly from the dwell time indicated by the third index value.
例えば、処理対象の液体の性状が日ごとに変化するような場合に、1日に複数回の脱水処理を行うとする。この場合、複数回の脱水処理のうちの1回で第1の指標値と第2の指標値を測定してもよい。そして、教師データ生成部104は、測定された第1の指標値と第2の指標値から算出された第3の指標値と、その日に行われた各脱水処理の際に測定された指標値とを用いて教師データを生成してもよい。 For example, suppose the properties of the liquid to be treated change from day to day and multiple dehydration processes are performed in one day. In this case, the first index value and the second index value may be measured during one of the multiple dehydration processes. The training data generation unit 104 may then generate training data using a third index value calculated from the measured first index value and second index value, and the index values measured during each dehydration process performed that day.
教師データ生成部104は、第3の指標値により示される滞留時間に基づいて、時系列の上記指標値の中から、測定された脱水ケーキの含水率に対応付ける指標値を選択する。例えば、教師データ生成部104は、ある時刻に排出された脱水ケーキの含水率に対し、当該時刻よりも第3の指標値により示される滞留時間だけ前の時点で測定された指標値を対応付けて教師データとしてもよい。 The teacher data generation unit 104 selects an index value from the time series of index values to be associated with the measured moisture content of the dehydrated cake based on the residence time indicated by the third index value. For example, the teacher data generation unit 104 may associate the moisture content of dehydrated cake discharged at a certain time with an index value measured at a time point that is the residence time indicated by the third index value before that time, and use this as teacher data.
例えば、第3の指標値が示す滞留時間が45分であった場合、教師データ生成部104は、12時00分に排出された脱水ケーキについて測定された含水率には、11時15分に測定された指標値を対応付けて教師データとしてもよい。なお、含水率および脱水ケーキの排出時刻は、含水率を含水率計で測定する場合にはその測定時刻を用い、例えばユーザが脱水ケーキを採取して手分析にて測定する場合には例えばユーザが入力部13を介して脱水ケーキ採取時刻を入力するようにすればよい。 For example, if the residence time indicated by the third index value is 45 minutes, the training data generation unit 104 may associate the moisture content measured for the dehydrated cake discharged at 12:00 with the index value measured at 11:15, and use this as training data. Note that, when the moisture content is measured with a moisture meter, the measurement time is used as the moisture content and the discharge time of the dehydrated cake. For example, when the user collects the dehydrated cake and measures it manually, the user may input the time the dehydrated cake was collected via the input unit 13.
また、第3の指標値が脱水機9のスクリュー回転数を示すものであった場合、教師データ生成部104は、第3の指標値により示されるスクリュー回転数と、スクリューの回転速度(単位時間あたりの回転数)から滞留時間を算出すればよい。なお、スクリュー回転数から滞留時間を算出する処理は、指標値算出部103または換算部102が行うようにしてもよい。 Furthermore, if the third index value indicates the screw rotation speed of the dehydrator 9, the training data generation unit 104 can calculate the residence time from the screw rotation speed indicated by the third index value and the screw rotation speed (number of rotations per unit time). Note that the process of calculating the residence time from the screw rotation speed may be performed by the index value calculation unit 103 or the conversion unit 102.
以上のように、教師データ生成部104は、ある時刻に脱水機9から排出された脱水ケーキの含水率と、第3の指標値を用いて特定した滞留時間とある時刻とを基準として導出した時刻に測定された液体の性状に関する指標値とを対応付けて、当該指標値から脱水ケーキの含水率を予測する予測モデルの学習に用いる教師データを生成する。これにより、脱水ケーキの含水率を予測する予測モデルの学習に用いる教師データを自動的に生成することができる。 As described above, the training data generation unit 104 associates the moisture content of the dehydrated cake discharged from the dehydrator 9 at a certain time with an index value related to the liquid properties measured at a time derived based on the residence time identified using the third index value and the certain time, and generates training data to be used in training a prediction model that predicts the moisture content of the dehydrated cake from the index value. This makes it possible to automatically generate training data to be used in training a prediction model that predicts the moisture content of the dehydrated cake.
また、情報処理装置1は、上記のようにして生成された教師データを用いて脱水ケーキの含水率を予測する予測モデルを生成または生成済みの予測モデル更新する学習部を備えていてもよい。これにより、新たに測定された指標値を用いた予測モデルの生成または更新を、ユーザの手間をかけることなく必要な頻度で行うことが可能になり、含水率の予測精度を高く維持することも可能になる。 The information processing device 1 may also be equipped with a learning unit that uses the training data generated as described above to generate a prediction model that predicts the moisture content of dehydrated cake or to update an already generated prediction model. This makes it possible to generate or update a prediction model using newly measured index values as frequently as necessary without requiring the user's effort, and also makes it possible to maintain high moisture content prediction accuracy.
ここで、上述のように、指標値算出部103は、複数の異なる手法で第3の指標値を算出してもよい。そして、指標値算出部103が複数の異なる手法で第3の指標値を算出する場合、教師データ生成部104は、複数の異なる手法で算出される複数の第3の指標値の差が所定の許容範囲内である場合に、当該第3の指標値の少なくとも何れかに基づいて教師データを生成するようにしてもよい。 Here, as described above, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value using a plurality of different methods. When the index value calculation unit 103 calculates the third index value using a plurality of different methods, the teacher data generation unit 104 may generate teacher data based on at least one of the third index values if the difference between the plurality of third index values calculated using the plurality of different methods is within a predetermined tolerance range.
算出手法が変われば、算出される第3の指標値も異なるものとなり得る。そして、算出された複数の第3の指標値が相互に乖離している場合には、それらの第3の指標値の何れかまたは全てが妥当ではない値となっている可能性がある。 If the calculation method changes, the calculated third index value may also differ. If the calculated multiple third index values deviate from each other, it is possible that any or all of those third index values are invalid.
この点、上記のように、複数の異なる手法で算出される複数の第3の指標値の差が所定の許容範囲内である場合に、当該第3の指標値の少なくとも何れかに基づいて教師データを生成する、という構成を採用すれば、妥当ではない第3の指標値に基づく妥当ではない教師データが生成される可能性を低減することができる。 In this regard, as described above, if a configuration is adopted in which, when the difference between multiple third index values calculated using multiple different methods is within a predetermined tolerance range, training data is generated based on at least one of the third index values, the possibility of generating inappropriate training data based on an inappropriate third index value can be reduced.
なお、指標値算出部103が3通り以上の手法で第3の指標値を算出する場合、教師データ生成部104は、そのうち2つの第3の指標値を選択し、それらの差が所定の許容範囲内であるか否かを判定すればよい。例えば、指標値算出部103が、6通りの手法で第3の指標値を算出し、その中で最も値が大きいものと次に値が大きいもの、そして最も値が小さいものと次に値が小さいものを除いた2つの第3の指標値の平均値を、最終的な第3の指標値として算出するとする。この場合、教師データ生成部104は、最終的な第3の指標値の算出に用いる2つの第3の指標値を選択し、それらの差が所定の許容範囲内であるか否かを判定してもよい。 Note that if the index value calculation unit 103 calculates the third index value using three or more methods, the teacher data generation unit 104 may select two of the third index values and determine whether the difference between them is within a predetermined tolerance range. For example, the index value calculation unit 103 may calculate the third index value using six methods, and calculate the average of two third index values excluding the largest and second largest, and the smallest and second smallest, as the final third index value. In this case, the teacher data generation unit 104 may select two third index values to use in calculating the final third index value and determine whether the difference between them is within a predetermined tolerance range.
〔指標値を変動させる制御〕
ここでは機器制御部105について説明する。機器制御部105は、制御システム100の構成要素である各種機器の動作を制御する。図2に示したように、当該制御は制御装置3を介して行われてもよい。また、機器制御部105は、制御装置3を介さずに当該制御を行ってもよい。以下説明するように、機器制御部105は、妥当な値の第3の指標値を算出するための制御を行ってもよい。
[Control to vary index value]
Here, the device control unit 105 will be described. The device control unit 105 controls the operation of various devices that are components of the control system 100. As shown in FIG. 2 , this control may be performed via the control device 3. Alternatively, the device control unit 105 may perform this control without the control device 3. As will be described below, the device control unit 105 may perform control to calculate an appropriate third index value.
ここで、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれを正確に特定するためには、これらの時系列変化が何れも特徴的なものであること(例えば図3等の例のようにグラフ化したときに凹凸があること)が望ましい。しかし、例えば、脱水機9に供給される液体の性状が継続的に安定している場合等には、第1の指標値の時系列変化が小さくなると共に、これに連動する第2の指標値の時系列変化も小さくなり、それらの時間的ずれを特定することが難しくなることも想定される。 Here, in order to accurately identify the time axis offset between the time series changes in the first index value and the time series changes in the second index value, it is desirable that both of these time series changes be distinctive (for example, have bumps and dips when graphed, as in the example of Figure 3, etc.). However, for example, if the properties of the liquid supplied to the dehydrator 9 are continuously stable, the time series changes in the first index value will be small, and the time series changes in the linked second index value will also be small, making it difficult to identify the time offset between them.
そこで、機器制御部105は、第1の指標値および第2の指標値を測定する期間中に、浮遊固形物を含む液体の脱水に関する所定の機器に対して所定の制御を行うことにより、当該第1の指標値および当該第2の指標値を変動させてもよい。 Therefore, the equipment control unit 105 may vary the first index value and the second index value by performing predetermined control on a predetermined device related to dehydration of a liquid containing suspended solids during the period in which the first index value and the second index value are measured.
これにより、供給される浮遊固形物を含む液体の性状が継続的に安定している場合であっても、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれを特定しやすくして、妥当な値の第3の指標値を算出することが可能になる。 This makes it easier to identify the time axis deviation between the time series changes in the first index value and the time series changes in the second index value, even when the properties of the liquid containing suspended solids being supplied remain stable, making it possible to calculate an appropriate third index value.
上記所定の機器は、第1の指標値および第2の指標値の時系列変化に影響を与え得る機器であればよい。例えば、機器制御部105は、第1の指標値および第2の指標値の測定期間中に、フロキュレータ5への薬剤の供給装置を制御して薬剤の供給流量あるいは薬注率を変化させてもよい。また、例えば、機器制御部105は、当該期間中にフロキュレータ5を制御して撹拌速度を変化させてもよい。 The above-mentioned specified device may be any device that can affect the time-series changes in the first index value and the second index value. For example, the device control unit 105 may control the drug supply device to the flocculator 5 to change the drug supply flow rate or drug injection rate during the measurement period of the first index value and the second index value. Also, for example, the device control unit 105 may control the flocculator 5 to change the stirring speed during that period.
〔処理の流れ〕
情報処理装置1が実行する処理(指標値算出方法)の流れを図6に基づいて説明する。図6は、情報処理装置1が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、図6の処理の開始前に、脱水機9による脱水処理が行われ、当該処理が行われている期間に第1の指標値と第2の指標値の測定が行われている。この期間において、機器制御部105は、液体の脱水に関する所定の機器に対して所定の制御を行うことにより第1の指標値および第2の指標値を変動させてもよい。
[Processing flow]
The flow of the process (index value calculation method) executed by the information processing device 1 will be described with reference to Fig. 6. Fig. 6 is a flowchart showing an example of the process executed by the information processing device 1. Note that before the process of Fig. 6 starts, a spin-drying process is performed by the spin-drying machine 9, and the first index value and the second index value are measured during the process. During this period, the device control unit 105 may vary the first index value and the second index value by performing predetermined control on a predetermined device related to the spin-drying of the liquid.
S1(データ取得ステップ)では、データ取得部101が、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、当該液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得する。第1の指標値の取得方法は特に限定されず、例えばデータ取得部101は、ユーザが入力部13を介して入力する第1の指標値を取得してもよいし、第1の指標値を計測する装置から通信部12を介して当該第1の指標値を取得してもよい。第2の指標値についても同様である。 In S1 (data acquisition step), the data acquisition unit 101 acquires a time-series first index value related to the properties of the liquid containing suspended solids that is supplied to the dehydrator 9, and a time-series second index value that reflects the dehydration of the dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9. The method for acquiring the first index value is not particularly limited; for example, the data acquisition unit 101 may acquire the first index value input by the user via the input unit 13, or may acquire the first index value via the communication unit 12 from a device that measures the first index value. The same applies to the second index value.
S2では、換算部102が、S1で取得された第1の指標値と第2の指標値の測定時刻を、当該測定時刻までの脱水機9のスクリュー回転数の積算値に換算する。なお、換算に必要なスクリュー回転速度等のデータは、ユーザが入力部13を介して入力するようにしてもよいし、通信部12を介して制御装置3等から取得するようにしてもよい。また、第1の指標値と第2の指標値の測定期間に脱水機9のスクリュー回転数が変化していない場合や、脱水機9がスクリュープレス脱水機ではない場合にはS2の処理は省略される。 In S2, the conversion unit 102 converts the measurement times of the first index value and the second index value acquired in S1 into the integrated value of the screw rotation speed of the dehydrator 9 up to the measurement time. Note that the data required for the conversion, such as the screw rotation speed, may be input by the user via the input unit 13, or may be acquired from the control device 3 or the like via the communication unit 12. Furthermore, if the screw rotation speed of the dehydrator 9 has not changed during the measurement period of the first index value and the second index value, or if the dehydrator 9 is not a screw press dehydrator, the processing of S2 is omitted.
S3(指標値算出ステップ)では、指標値算出部103が、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、液体が脱水機9の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する。第3の指標値の算出手法としては、「第3の指標値の算出手法」の項目で説明したとおり、様々な手法が適用可能である。 In S3 (index value calculation step), the index value calculation unit 103 calculates a third index value indicating the retention time of the liquid inside the dehydrator 9 based on the deviation in the time axis direction between the time series change of the first index value and the time series change of the second index value. As explained in the section "Method for calculating the third index value," various methods can be applied to calculate the third index value.
S4では、教師データ生成部104が、S3で算出された第3の指標値を用いて、脱水ケーキの含水率を予測する予測モデルの学習に用いる教師データを生成し、これにより図6の処理は終了となる。教師データの生成方法は、「教師データの生成」の項目で説明したとおりである。なお、S4の処理は情報処理装置1以外の装置に行わせてもよく、この場合S4の処理は省略される。 In S4, the training data generation unit 104 uses the third index value calculated in S3 to generate training data to be used in training a prediction model that predicts the moisture content of the dehydrated cake, and the processing in Figure 6 is now complete. The method for generating training data is as described in the section "Generation of Training Data." Note that the processing in S4 may be performed by a device other than the information processing device 1, in which case the processing in S4 is omitted.
以上のように、本実施形態の指標値算出方法は、脱水機9に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の第1の指標値と、当該液体を脱水機9で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された時系列の第2の指標値とを取得するデータ取得ステップ(S1)と、第1の指標値の時系列変化と第2の指標値の時系列変化との時間軸方向のずれに基づき、液体が脱水機9の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出ステップ(S3)と、を含む。よって、浮遊固形物を含む液体が脱水機9内に滞留していた滞留時間を示す指標値である第3の指標値を算出することができる。 As described above, the index value calculation method of this embodiment includes a data acquisition step (S1) that acquires a first time-series index value related to the properties of the liquid containing suspended solids that is supplied to the dehydrator 9 and a second time-series index value that reflects the dehydration of the dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator 9, and an index value calculation step (S3) that calculates a third index value that indicates the residence time of the liquid inside the dehydrator 9 based on the shift in the time axis between the time-series changes of the first index value and the time-series changes of the second index value. Therefore, it is possible to calculate the third index value, which is an index value that indicates the residence time of the liquid containing suspended solids that is retained inside the dehydrator 9.
〔変形例〕
上述の実施形態で説明した各処理の実行主体は任意であり、上述の例に限られない。例えば、図6に示した指標値算出方法の各ステップは、複数の情報処理装置に分担させることもできる。つまり、当該指標値算出方法は、1つの情報処理装置1により実行されるものであってもよいし、複数の情報処理装置により実行されるものであってもよい。
[Modification]
The execution entity of each process described in the above embodiment is arbitrary and is not limited to the above example. For example, each step of the index value calculation method shown in Figure 6 can be shared among multiple information processing devices. In other words, the index value calculation method may be executed by one information processing device 1 or by multiple information processing devices.
〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置1(以下、「装置」と呼ぶ)の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック(特に制御部10に含まれる各部)としてコンピュータを機能させるためのプログラム(指標値算出プログラム)により実現することができる。
[Software implementation example]
The functions of the information processing device 1 (hereinafter referred to as the "device") can be realized by a program for causing a computer to function as the device, and a program (index value calculation program) for causing a computer to function as each control block of the device (particularly each part included in the control unit 10).
この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも1つの制御装置(例えばプロセッサ)と少なくとも1つの記憶装置(例えばメモリ)を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。 In this case, the device includes a computer having at least one control device (e.g., a processor) and at least one storage device (e.g., a memory) as hardware for executing the program. The functions described in each of the above embodiments are realized by executing the program using this control device and storage device.
上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、1または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。 The above program may be stored non-transitory on one or more computer-readable storage media. These storage media may or may not be included in the device. In the latter case, the program may be supplied to the device via any wired or wireless transmission medium.
また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。 Furthermore, some or all of the functions of each of the above control blocks can be realized by logic circuits. For example, integrated circuits incorporating logic circuits that function as each of the above control blocks are also included in the scope of the present invention. Additionally, the functions of each of the above control blocks can also be realized by, for example, a quantum computer.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
1 情報処理装置
101 データ取得部
103 指標値算出部
104 教師データ生成部
105 機器制御部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Information processing device 101 Data acquisition unit 103 Index value calculation unit 104 Teacher data generation unit 105 Device control unit
Claims (8)
前記第1の指標値の時間の経過に伴う変化のパターンと、当該パターンに類似する、前記第2の指標値の時間の経過に伴う変化のパターンとの時間軸方向のずれに基づき、前記液体が前記脱水機の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出部と、を備え、
前記指標値算出部は、
(1)時間の経過に沿って測定された前記複数の第1の指標値から導出した、前記第1の指標値の時間変化を示す第1の関数と、時間の経過に沿って測定された前記複数の第2の指標値から導出した、前記第2の指標値の時間変化を示す第2の関数とを用いた相互相関分析により求めた、前記第1の関数と前記第2の関数の相関が最大となるように前記第2の関数を時間軸方向にずらしたときのずらし量、および
(2)前記第1の指標値と前記第2の指標値について、時系列順で直前の値からの増減のパターンの一致数または一致率が最大となるように、時系列の前記第2の指標値を時間軸方向にずらしたときのずらし量、の少なくとも何れかに基づき、前記第3の指標値を算出する、情報処理装置。 a data acquisition unit that acquires a plurality of first index values relating to the properties of a liquid containing suspended solids that is supplied to the dehydrator, the plurality of first index values being measured over time, and a plurality of second index values that reflect the dehydration of a dehydrated cake that is discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator , the plurality of second index values being measured over time ;
an index value calculation unit that calculates a third index value indicating a retention time of the liquid inside the dehydrator based on a time axis shift between a pattern of change over time of the first index value and a similar pattern of change over time of the second index value ,
The index value calculation unit
(1) A shift amount obtained by cross-correlation analysis using a first function that indicates a change over time in the first index value, derived from the plurality of first index values measured over time, and a second function that indicates a change over time in the second index value, derived from the plurality of second index values measured over time, when the second function is shifted in the time axis direction so as to maximize the correlation between the first function and the second function; and
(2) An information processing device that calculates the third index value based on at least one of the amount of shift when the second index value in the time series is shifted along the time axis so that the number of matches or the rate of matches of the increase/decrease patterns from the previous value in chronological order for the first index value and the second index value are maximized .
前記指標値算出部は、前記第1の指標値および前記第2の指標値の測定時刻を、当該測定時刻までの前記脱水機のスクリュー回転数の積算値に換算した値を用いて前記第3の指標値を算出する、請求項1に記載の情報処理装置。 the dehydrator is a screw press dehydrator,
2. The information processing device according to claim 1, wherein the index value calculation unit calculates the third index value using a value obtained by converting the measurement times of the first index value and the second index value into an integrated value of the screw rotation speed of the dehydrator up to the measurement time.
前記第2の指標値は、前記脱水機の排出部で背圧を印加する背圧板と前記排出部との開度を示すものである、請求項1または2に記載の情報処理装置。 the first index value indicates a flow rate per unit time of the liquid supplied to the dehydrator;
3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the second index value indicates an opening degree between a back pressure plate that applies back pressure in a discharge section of the dehydrator and the discharge section.
前記教師データ生成部は、複数の異なる手法で算出される複数の前記第3の指標値の差が所定の許容範囲内である場合に、当該第3の指標値の少なくとも何れかに基づいて前記教師データを生成する、請求項4に記載の情報処理装置。 the index value calculation unit calculates the third index value using a plurality of different methods;
5. The information processing device according to claim 4, wherein the teacher data generation unit generates the teacher data based on at least any of the third index values calculated by a plurality of different methods when a difference between the third index values is within a predetermined tolerance range.
脱水機に供給される浮遊固形物を含む液体の性状に関する時系列の複数の第1の指標値であって、時間の経過に沿って測定された複数の第1の指標値と、前記液体を前記脱水機で脱水した後に排出される脱水ケーキの脱水性が反映された複数の第2の指標値であって、時間の経過に沿って測定された複数の第2の指標値とを取得するデータ取得ステップと、
前記第1の指標値の時間の経過に伴う変化のパターンと、当該パターンに類似する、前記第2の指標値の時間の経過に伴う変化のパターンとの時間軸方向のずれに基づき、前記液体が前記脱水機の内部に滞留した滞留時間を示す第3の指標値を算出する指標値算出ステップと、を含み、
前記指標値算出ステップでは、
(1)時間の経過に沿って測定された前記複数の第1の指標値から導出した、前記第1の指標値の時間変化を示す第1の関数と、時間の経過に沿って測定された前記複数の第2の指標値から導出した、前記第2の指標値の時間変化を示す第2の関数とを用いた相互相関分析により求めた、前記第1の関数と前記第2の関数の相関が最大となるように前記第2の関数を時間軸方向にずらしたときのずらし量、および
(2)前記第1の指標値と前記第2の指標値について、時系列順で直前の値からの増減のパターンの一致数または一致率が最大となるように、時系列の前記第2の指標値を時間軸方向にずらしたときのずらし量、の少なくとも何れかに基づき、前記第3の指標値を算出する、指標値算出方法。 An index value calculation method executed by one or more information processing devices,
a data acquisition step of acquiring a plurality of first index values in a time series relating to the properties of a liquid containing suspended solids supplied to a dehydrator, the plurality of first index values being measured over time, and a plurality of second index values reflecting the dehydration of a dehydrated cake discharged after the liquid is dehydrated in the dehydrator , the plurality of second index values being measured over time ;
an index value calculation step of calculating a third index value indicating a retention time of the liquid inside the dehydrator based on a time axis difference between a pattern of change over time of the first index value and a similar pattern of change over time of the second index value ,
In the index value calculation step,
(1) A shift amount obtained by cross-correlation analysis using a first function that indicates a change over time in the first index value, derived from the plurality of first index values measured over time, and a second function that indicates a change over time in the second index value, derived from the plurality of second index values measured over time, when the second function is shifted in the time axis direction so as to maximize the correlation between the first function and the second function; and
(2) An index value calculation method in which the third index value is calculated based on at least one of the amount of shift when the second index value in the time series is shifted along the time axis so that the number of matches or the rate of matches of the increase/decrease patterns from the previous value in chronological order for the first index value and the second index value are maximized.
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