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2016年9月6日

発表者からのレポート

2016年7月24日から27日までの4日間、7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016) が、東京大学にて開催されました。PSE Asiaは、2年に1回開催される化学プロセス制御技術の国際会議で、主に日本やアジアの研究者が参加します。今年は、口頭発表134件、ポスター発表36件の発表がありました。

PSE Asia 2016において、日立は、ペトロナス工科大学との共同研究の成果として、石油精製プラントの異常検知・診断技術に関して合計5件の口頭発表を行いました。報告者は、そのうちの1件として、「Cause Analysis of Representative Troubles at Distillation Tower Using Linear Regression」のタイトルで発表を行い、石油精製プラントの蒸留塔の異常診断技術に関する研究成果を報告しました。


図1 トレイ破損の原因診断
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石油精製プラントの問題の一つは、蒸留塔の規格外製品の製造によるオペレーション効率の低下です。この規格外製品は、トレイ破損などのCDU(Crude Distillation Unit)内の設備異常によって引き起こされる石油製品の混合により発生します。トレイ破損は、トレイ内の製品があふれ、その下のトレイにて製品混合が発生する現象です。この問題を解決するため、異常診断手法を提案しました。これまで多くの異常診断手法が提案されていますが、これら手法は、小さな異常を検出するには鈍感なため、今回対象とする事象に適用するには異常を見落とす場合がありました。


図2 ペトロナス工科大学の実験設備
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わたしたちは、回帰分析を利用した、CDUのトレイ破損など小さな異常を検出できる設備診断手法を提案しました(図1)。この手法は、CDU内部の物理現象を説明する抽象モデルを用いた診断手法であり、機械学習を用いないことを特徴とします。この手法は、抽象モデルを用いてCDU内部の物理現象の変化を観察することで、設備の異常とその原因を特定します。

ペトロナス工科大学の実験設備(図2)にて、エタノールと水の混合物を使用した二成分蒸留実験を行い、提案手法はトレイ破損やセンサ故障といった設備異常を平均10%以下の偽陽性率(誤って異常を検出する確率)で検出できることを確認しました。

この研究はペトロナス工科大学と日立との共同研究の一環で行われました。ペトロナス工科大学の援助および支援に感謝いたします。

関連論文

  • Jun OKITSU, Toshiaki MATSUO, Tomohiro NAKAMURA, Yoshinari HORI, Hiroki YAMAMOTO, Tomoko SUZUKI, Haslinda Bt ZABIRI, Lemma Dendena TUFA, and Ramasamy MARAPAGOUNDER, "Cause Analysis of Representative Troubles at Distillation Tower Using Linear Regression," In Proc. of 7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016), July 2016.
  • Toshiaki MATSUO, Tomohiro NAKAMURA, Yoshinari HORI, Hiroki YAMAMOTO, Masaaki MUKAIDE, Hisayuki ORITA, Takashi SASAKI, Tomoko SUZUKI, Jun OKITSU, Haslinda Bt ZABIRI, Lemma Dendena TUFA, and Ramasamy MARAPPAGOUNDER, "Applicability of Anomaly Detection by ART to Representative Troubles at Distillation Tower," In Proc. of 7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016), July 2016.
  • Yoshinari HORI, Hiroki YAMAMOTO, Tomoko SUZUKI, Jun OKITSU, Tomohiro NAKAMURA, Tatsuya MAEDA, Toshiaki MATSUO, Haslinda Bt ZABIRId, Lemma Dendena TUFA, and Ramasamy MARAPPAGOUNDER, "ONLINE ANOMALY DETECTION OF DISTILLATION TOWER SYSTEM USING ADAPTIVE RESONANCE THEORY," In Proc. of 7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016), July 2016.
  • Hiroki YAMAMOTO, Yoshinari HORI, Masaaki MUKAIDE, Hisayuki ORITA, Takashi SASAKI, Tomoko SUZUKI, Hidehiro IIZUKA, Jun OKITSU, Toshiaki MATSUO, Tomohiro NAKAMURA, Haslinda Bt ZABIRI, Lemma Dendena TUFA, and Ramasamy MARAPPAGOUNDER, "Ternary Alcohol Distillation as Downscale Model for Crude Distillation," In Proc. of 7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016), July 2016.
  • Ramasamy MARAPPAGOUNDER, Lemma D TUFA, Haslinda ZABIRI, Mohamed ABDELRAHIM, Abdelraheem F.M. ABDALLAH, Suleiman H. Z. ABIDIN, Khairul A. SAIDIN, Toshiaki MATSUO, Tomohiro NAKAMURA, Yoshinari HORI, Hiroki YAMAMOTO, Masaaki MUKAIDE, Hisayuki ORITA, Takashi SASAKI, Tomoko SUZUKI, Jun OKITSU, "Experimental Setup For Online Anomaly Detection of Distillation Tower System," In Proc. of 7th International Symposium on Design, Operation and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2016), July 2016.
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