NEC、大規模プラント向け故障予兆監視システムを開発～NECのビッグデータ解析技術を応用～

NECは、工場や発電所など大規模施設(プラント)における故障の予兆を分析し、故障に至る前に設備の不健全な状況が把握できる「大規模プラント故障予兆監視システム」を開発しました。

NECは、センサ情報などビッグデータの分析を行う独自技術として、専門知識や複雑な設定なしで「いつもと違う」挙動を自動発見できる、インバリアント分析技術(注1)を開発し、システムへの適用を進めてきました。

このたび開発したシステムは、プラントの設備に設置されている各種センサの情報を収集し、インバリアント分析技術を用いて解析を行います。本技術により、膨大なセンサ情報から設備の健全な運用状態を自動的に定義し、常時収集するセンサデータと比較・分析を行なうことで、故障が発生する前の不健全な状態を、通常と異なる「故障の予兆」として、いち早く検出・把握可能となります。
これにより、プラントの予防保全が可能となり、安全性の向上や効果的な運用につながります。

本システムの開発にあたり、NECは、本システムの有効性を確認するため、中国電力株式会社の協力のもと、同社の島根原子力発電所において、実証実験を行ってきました。まず、2011年8月から2012年11月まで設備状態監視用センサ情報の解析を行い、過去の不具合事例などについて予兆を検出しました。
さらに、2012年10月からは、島根原子力発電所の技術訓練用施設に、本システムを試験的に導入し、疑似的に様々な設備故障を発生させ、故障予兆検出を行ないました。その結果、検出が可能となる良好な結果が得られました。

NECは、インバリアント分析技術を利用して、工場や発電所など、様々なプラントで利用する故障予兆監視システムとして、海外への展開も視野に今後も開発を進めてまいります。

本システムの特長は、以下のとおりです。

1. 膨大なデータを短時間で解析
   膨大な量のセンサデータを、NECのインバリアント分析技術を利用し短時間で健全状態として定義。設備状態の記録にかかる膨大な時間を短縮し、センサにより計測されたデータ一つ一つを丁寧に、素早く解析することで、計測されている細かい変化や各データの関連性を発見可能。
2. さまざまな計測情報を結び付け、精度の高い予兆検知を実現
   異なるセンサ種別同士の関連性を自動的に発見できるため、振動計測、圧力計測、温度計測、加速度計測など、様々な計測情報を結びつけ、精度の高い予兆検知を実現。
   また、計測できるセンサ種別を限定しないため、設備ごとに切り分けた複雑で多種にわたるシステム運用は必要無く、設備毎に利用されているセンサ情報から、複数の異なる設備の予兆を統合監視するシステムとしての導入が可能。
3. 既存センサ情報を利用し更なる故障検知能力向上が可能
   本システムは、複数のセンサ情報を総合的に取扱い、いつもの正常な状態を解析・定義し、いつもと違う状態に対してアラームを発報。熟練した技術員が、発電機の振動音、回転軸の揺れ、稼働温度などから総合的に設備状況を確認するプロセスと同様の解析手法を導入することで、単純なしきい値による故障判定よりも、大幅に発見速度の早い予兆監視を実現。

（注1）インバリアント分析技術
大量に収集したセンサデータの中に埋もれている、システムの特徴を表す普遍的な関係性（インバリアント）を、対象プラント・システムのドメイン知識に頼らずに自動的、かつ網羅的に抽出して、モデル化。モデルと一致しない「いつもと違う」挙動をサイレント障害として検知する技術

本件に関する情報

NECのビッグデータソリューションについて
http://jpn.nec.com/bigdata/

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

・本システムについて
交通・公共ネットワーク事業部
E-mail： yochou_kanshi@tpnd.jp.nec.com
・ビッグデータ全般について
プラットフォームマーケティング戦略本部
E-mail： bd_contact@pfbu.jp.nec.com