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化学プロセスにおける知的運転管理システムの設計

研究課題

研究課題/領域番号 11750650
研究種目

奨励研究(A)

配分区分補助金
研究分野 化学工学一般
研究機関京都大学

研究代表者

加納 学  京都大学, 工学研究科, 助手 (30263114)

研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード統計的プロセス管理 / 異常検出 / 異常診断 / 多変量解析 / モニタリング / 知的運転管理 / 主成分分析 / 統計的プロセス制御
研究概要

本研究の目的は、化学プロセスを対象としたデータ解析技術や運転管理技術を提案すると共に、多種多様な手法を整理・統合し、知的運転管理システムを計算機上に実現することである。本年度は、既に開発した異常検出手法を拡張し、異常診断手法の開発および各種手法のソフトウェア化を行った。
古典的なSPC(Statistical Process Control)チャートに代わる運転監視方法として、多変量解析を用いる方法の有効性が確認されている。本研究では、異常検出性能を向上させるために、2種類の異常検出方法を提案した。
1.移動主成分分析による異常検出:主成分分析を逐次適用することにより、主成分(あるいは複数の主成分が張る部分空間)の変化を監視する。なお、主成分の変化を定量的に評価するために、基準とする主成分と現時刻における主成分の内積に基づく指標を提案した。
2.データの非類似度に基づく異常検出:運転状態がデータの分布に反映されることに着目し、データの分布の変化を監視する。なお、分布の変化を定量的に評価するために、基準とする正常運転時のデータと現時刻のデータとの非類似度を表す定量的な指標を提案した。
さらに、過去の異常発生時のデータが利用可能な状況と利用不可能な状況の双方に対応するために、2種類の異常診断方法を提案した。
1.過去の異常データが利用可能な場合:過去の異常データと異常検出時のデータの類似度に基づいて、現在の異常を特定する。
2.過去の異常データが利用不可能な場合:各測定変数から監視指標への寄与を定義・計算し、寄与の大きな変数が発生した異常に関与していると判断する。
提案した方法を、各種化学プロセスのシミュレーションデータに適用し、提案法が有効であることを確認した。

報告書

(2件)
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] Manabu Kano: "A New Multivariate Statistical Process Monitoring Method Using Principal Component Analysis"Computers & Chemical Engineering . (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 加納学: "新しい統計的プロセス管理手法の化学プロセスへの適用"計測自動制御学会論文集. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Manabu Kano: "Contribution Plots for Fault Identification Based on the Dissimilarity of Process Data"AIChE Annual Meeting. paper 225e. (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Manabu Kano: "Comparison of Statistical Process Monitoring Methods : Application to the Eastman Challenge Problem"Computers & Chemical Engineering. 24(2-7). 175-181 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Manabu Kano: "Dissimilarity of Process Data for Statistical Process Monitoring "Preprints of IFAC Symposium on Advanced Control of Chemical Processes . I. 203-208 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 加納,長尾,大野,長谷部,橋本: "移動主成分分析を用いた運転監視"化学工学論文集. 25・6. 998-1003 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 加納,長尾,大野,長谷部,橋本: "時系列データの非類似度に基づく運転監視"化学工学論文集. 25・6. 1004-1009 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kano,M,K.Nagao,H.Ohno,S.Hasebe,andI.Hashimoto: "New Methods for Process Monitoring Using Principal Component Analysis"AIChE Annual Meeting,Dallas,TX,Oct,31-Nov.5. paper224a. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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