JP2018173948A - Malfunction diagnosis device, malfunction diagnosis method, and computer program - Google Patents
Malfunction diagnosis device, malfunction diagnosis method, and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018173948A JP2018173948A JP2018047966A JP2018047966A JP2018173948A JP 2018173948 A JP2018173948 A JP 2018173948A JP 2018047966 A JP2018047966 A JP 2018047966A JP 2018047966 A JP2018047966 A JP 2018047966A JP 2018173948 A JP2018173948 A JP 2018173948A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- failure
- component
- sensor
- sensor value
- contribution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、機器に設けられる各部品の故障を診断する故障診断装置、故障診断方法、及びコンピュータプログラムに係り、特に、複数の部品が故障した場合でも精度良く故障診断する技術に関する。 The present invention relates to a failure diagnosis apparatus, a failure diagnosis method, and a computer program for diagnosing a failure of each component provided in a device, and more particularly to a technique for accurately diagnosing a failure even when a plurality of components fail.
従来より、エアコンの室外機等の機器に搭載されるモータ、電磁弁等の複数の部品の故障を、機器に取り付けられた各種のセンサの検出値を用いて診断する方法が採用されている。例えば、室外機の温度、湿度、モータの回転数、振動等の各種の物理量を測定するために、温度センサ、湿度センサ、回転数センサ、振動センサ等の各種センサを設け、これらの各センサの検出値を用いて部品が故障しているか否かを診断する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method of diagnosing failures of a plurality of parts such as a motor and a solenoid valve mounted on a device such as an outdoor unit of an air conditioner by using detection values of various sensors attached to the device has been adopted. For example, in order to measure various physical quantities such as temperature, humidity, motor rotation speed, vibration, etc. of an outdoor unit, various sensors such as a temperature sensor, a humidity sensor, a rotation speed sensor, and a vibration sensor are provided. The detected value is used to diagnose whether or not the component has failed.
このような機器の故障診断装置の従来例として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。該特許文献1では、機器の診断レポートが得られたときに、過去の故障データとの類似度を算出して、診断に役立てることにより、経験が少ないエンジニアでも的確に診断することが開示されている。
As a conventional example of such a device failure diagnosis apparatus, for example, one disclosed in
しかし、特許文献1に開示された技術では、機器に設けられる複数の部品に故障が発生しているときに、部品の故障を的確に診断することが難しいという問題がある。例えば、図12に示すように、室外機等の機器に3個の部品P0、P1、P2が設けられ、各部品P0、P1、P2の物理量を4個のセンサA〜Dで検出する場合を想定する。一つの部品のみが故障している場合には、故障部品を精度良く特定することができる。例えば、部品P0が故障している場合には、センサA、Dで異常が検出される。従って、エンジニアは、センサAとDで共に異常値が検出された場合には、部品P0が故障しているものと判別することができる。同様に、センサA、Bで共に異常が検出された場合には、部品P1で故障が発生しているものと判断できる。
However, the technique disclosed in
しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来例は、図12に示す部品P0、P1が同時に故障している場合には、3個のセンサA、B、Dで同時に異常が検出されるので、故障している部品を高精度に診断することが難しいという問題があった。
However, in the conventional example disclosed in
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、故障した部品を的確に診断することができる故障診断装置、故障診断方法、及びコンピュータプログラムを提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a failure diagnosis apparatus, a failure diagnosis method, and a computer program capable of accurately diagnosing a failed component. Is to provide.
本発明の一態様は、機器に搭載された複数の部品の故障を診断する故障診断装置であって、前記部品の物理量を検出するセンサのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、前記部品が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示すテーブルを作成する故障特徴テーブル作成部と、各部品について、前記寄与度を用いて主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成する故障部品予測モデル作成部と、前記センサのセンサ値が取得されたとき、前記故障部品予測モデルを参照して、各部品の故障確率を演算する故障確率演算部と、故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示する提示制御部と、を備えたことを特徴とする。 One aspect of the present invention is a failure diagnosis device for diagnosing a failure of a plurality of components mounted on a device, acquires a sensor value of a sensor that detects a physical quantity of the component, and among the acquired sensor values, A failure feature that calculates the contribution of each sensor value to each component failure based on the sensor value when the component is normal and the sensor value at the time of failure, and creates a table showing the relationship between the contribution of the sensor value to the component failure A table creation unit, a failed component prediction model creation unit that creates a failed component prediction model by performing principal component analysis using the degree of contribution for each component, and when the sensor value of the sensor is acquired, the failed component A failure probability calculation unit that calculates a failure probability of each component with reference to the prediction model, and a presentation control unit that presents this component when there is a component whose failure probability exceeds a predetermined threshold probability And wherein the door.
本発明の一態様は、請求項1に記載した故障診断装置であって、前記機器の稼働データを取得する稼働データ取得部、を更に備え、前記故障特徴テーブル作成部は、前記正常時のセンサ値と前記故障時のセンサ値に加え、前記稼働データに基づいて前記寄与度を演算することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to
本発明の一態様は、請求項2に記載した故障診断装置であって、前記故障特徴テーブル作成部は、前記稼働データとして、前記機器が駆動を開始してからの経過時間を取得し、前記経過時間毎に前記寄与度を演算し、前記経過時間毎に前記故障特徴テーブルを作成することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to
本発明の一態様は、請求項2に記載した故障診断装置であって、前記故障特徴テーブル作成部は、前記稼働データとして、前記機器が駆動を開始した際の、前記機器の継続停止時間を取得し、前記継続停止時間毎に前記寄与度を演算し、前記継続停止時間毎に前記故障特徴テーブルを作成することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to
本発明の一態様は、請求項1に記載した故障診断装置であって、前記機器の周囲温度データを取得する周囲温度取得部、を更に備え、前記故障特徴テーブル作成部は、前記正常時のセンサ値と前記故障時のセンサ値に加え、前記周囲温度データに基づいて前記寄与度を演算し、前記周囲温度毎に前記故障特徴テーブルを作成することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to
本発明の一態様は、請求項1〜5のいずれか1項に記載した故障診断装置であって、前記提示制御部は、画面表示可能な表示用端末を備え、前記故障確率が所定の閾値確率よりも大きい部品をランキング形式で前記表示用端末に表示することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to any one of
本発明の一態様は、請求項1〜5のいずれか1項に記載した故障診断装置であって、前記複数の部品のうち、任意の部品に故障が発生しているときのセンサ値と、故障が発生した部品との関連を示す事例を記憶する故障事例テーブルと、前記故障確率に基づいて、過去の類似した故障事例を前記故障事例テーブルから検索する故障事例検索部と、を更に備えたことを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to any one of
本発明の一態様は、請求項1〜5のいずれか1項に記載した故障診断装置であって、前記寄与度は、相関係数Rを2乗した寄与率R2であることを特徴とする。
One aspect of the present invention, there is provided a fault diagnosis apparatus as claimed in
本発明の一態様は、請求項1〜5のいずれか1項に記載した故障診断装置であって、前記故障部品予測モデル作成部は主成分分析を実行し、各センサ値のMSPCを用いて故障確率を演算することを特徴とする。
One aspect of the present invention is the failure diagnosis apparatus according to any one of
本発明の一態様は、機器に搭載された複数の部品の故障を診断する故障診断方法であって、前記部品の物理量を検出するセンサのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、前記部品が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示すテーブルを作成するステップと、各部品について、前記寄与度を用いて主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成するステップと、前記センサのセンサ値が取得されたとき、前記故障部品予測モデルを参照して、各部品の故障確率を演算するステップと、故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示するステップとを備えたことを特徴とする。 One aspect of the present invention is a failure diagnosis method for diagnosing a failure of a plurality of components mounted on a device, acquiring a sensor value of a sensor that detects a physical quantity of the component, and among the acquired sensor values, Calculating a contribution of each sensor value to each component failure based on a sensor value when the component is normal and a sensor value at the time of failure, and creating a table indicating a relationship between the contribution of the sensor value to the component failure; and For each component, perform a principal component analysis using the contribution degree to create a failed component prediction model, and when the sensor value of the sensor is acquired, refer to the failed component prediction model And a step of presenting the component when the component has a failure probability exceeding a predetermined threshold probability.
本発明の一態様は、機器に搭載された複数の部品の故障を診断する故障診断装置として機能するコンピュータに対して、前記部品の物理量を検出するセンサのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、前記部品が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示すテーブルを作成するステップと、各部品について、前記寄与度を用いて主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成するステップと、前記センサのセンサ値が取得されたとき、前記故障部品予測モデルを参照して、各部品の故障確率を演算するステップと、故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示するステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。 One embodiment of the present invention acquires a sensor value of a sensor that detects a physical quantity of a component with respect to a computer that functions as a failure diagnosis device that diagnoses a failure of a plurality of components mounted on a device, and acquires the acquired sensor value Among these, based on the sensor value when the part is normal and the sensor value at the time of failure, the degree of contribution of each sensor value to each part failure is calculated, and a table showing the relationship between the contribution of the sensor value to the part failure A step of creating a principal component analysis using the contribution degree for each component, creating a failure component prediction model, and referring to the failure component prediction model when the sensor value of the sensor is acquired. A step for calculating a failure probability of each component and a step for presenting the component when the failure probability exceeds a predetermined threshold probability. Is a computer program.
本発明に係る故障診断装置では、故障した部品を高精度に診断することが可能となる。 With the failure diagnosis apparatus according to the present invention, it is possible to diagnose a failed component with high accuracy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1実施形態の説明)
[構成説明]
図1は、本発明の第1実施形態に係る故障診断装置、及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る故障診断装置100は、機器51に搭載される各部品P0、P1、P2、P3の故障を診断する。機器51は、例えばエアコンの室外機であり、部品P0〜P3は、例えば室外機に設けられるモータ、電磁弁等である。また、機器51には、各部品P0〜P3や周囲の物理量を測定するためのセンサA〜Dを備えている。センサA〜Dとして、例えば温度センサ、湿度センサ、モータの回転数を検出する回転数センサ、振動センサ等を挙げることができる。なお、本実施形態では、4つの部品P0〜P3、及び4つのセンサA〜Dを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Description of the first embodiment)
[Description of configuration]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a failure diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention and peripheral devices thereof. The
図1に示すように、故障診断装置100は、機器51に搭載されるセンサA〜Dにて検出される測定値(これを「センサ値」という)を受信し、且つ、受信したセンサ値を送信する送受信機15に接続されている。即ち、各センサA〜Dのセンサ値は、送受信機15に送信され、更に、該送受信機15からDBサーバ11、及び故障部品診断サーバ13に送信される。
As shown in FIG. 1, the
DBサーバ11は、正常時センサ値テーブル111と、故障特徴テーブル112と、故障事例テーブル113を備えている。
The DB
正常時センサ値テーブル111は、機器51に搭載される各部品P0、P1、P2、P3が正常に作動しているときの、各センサA〜Dのセンサ値を記憶する。具体的には、図2Aに示すように、センサA〜Dのセンサ値が記憶される。
The normal sensor value table 111 stores sensor values of the sensors A to D when the components P0, P1, P2, and P3 mounted on the
故障事例テーブル113は、各部品P0、P1、P2、P3の少なくとも一つに異常が発生しているときの、各センサA〜Dのセンサ値を、故障事例と対応付けて記憶する。即ち、任意の部品に異常が発生したときの、各センサA〜Dのセンサ値を故障した部品に対応づけて記憶し保存する。 The failure case table 113 stores sensor values of the sensors A to D in association with failure cases when an abnormality has occurred in at least one of the components P0, P1, P2, and P3. That is, when an abnormality occurs in an arbitrary part, the sensor values of the sensors A to D are stored and stored in association with the failed part.
一例として、図2Bに示すような故障部品テーブル、及び異常時センサ値テーブルが設定されている。事例ID「0」として部品P0が故障した場合に、センサAのセンサ値が「8.5」、センサBのセンサ値が「−2」、センサCのセンサ値が「0.06」、センサDのセンサ値が「1」であることが記憶される。この場合、センサAが通常よりも高い数値「8.5」を示している。つまり、部品P0に故障が発生しているときには、センサAのセンサ値が高い数値を示すことが理解される。 As an example, a failure part table and an abnormal sensor value table as shown in FIG. 2B are set. When the part P0 fails as the case ID “0”, the sensor value of the sensor A is “8.5”, the sensor value of the sensor B is “−2”, the sensor value of the sensor C is “0.06”, the sensor It is stored that the sensor value of D is “1”. In this case, the sensor A shows a numerical value “8.5” higher than usual. That is, it is understood that the sensor value of the sensor A shows a high numerical value when a failure has occurred in the component P0.
また、事例ID「1」として2つの部品P1、P3が故障した場合に、センサAのセンサ値が「1.3」、センサBのセンサ値が「−48」、センサCのセンサ値が「0.3」、センサDのセンサ値が「0」であることが記憶される。この場合、センサAが通常よりも低い数値「1.3」を示し、センサBが通常よりも低い値「−48」を示している。つまり、部品P1、P3に故障が発生しているときには、センサA、Bのセンサ値が低い数値を示すことが理解される。同様に、事例ID「2」、「3」、「4」のセンサ値が記憶されている。 Further, when two parts P1 and P3 fail as the case ID “1”, the sensor value of the sensor A is “1.3”, the sensor value of the sensor B is “−48”, and the sensor value of the sensor C is “ 0.3 "and the sensor value of sensor D is stored as" 0 ". In this case, the sensor A shows a numerical value “1.3” lower than usual, and the sensor B shows a value “−48” lower than usual. That is, it is understood that the sensor values of the sensors A and B show a low numerical value when a failure has occurred in the parts P1 and P3. Similarly, sensor values of case IDs “2”, “3”, and “4” are stored.
故障特徴テーブル112は、後述するように、モデル作成サーバ12で作成された各部品P0〜P3の、各センサ値への寄与率R2(寄与度)を記憶する。「R」は相関係数であり、「R」を2乗して寄与率を求める。具体的には、図2Cに示すように、各センサA〜Dに対して、各部品P0〜P3の故障寄与率R2を記憶する。図2Cに示すように、例えば、センサAは、部品P0の故障寄与率が「0.54」、部品P1の故障寄与率が「0.01」、部品P2の故障寄与率が「0.07」、部品P3の故障寄与率が「0.35」となっている。このデータから、例えばセンサAについて、部品P0、P3の故障寄与率が高いことが理解される。
As will be described later, the failure feature table 112 stores a contribution rate R 2 (contribution) of each component P0 to P3 created by the
モデル作成サーバ12は、訓練フェーズ(検出したデータから各モデルを作成するフェーズ)が実行されているときに、正常時センサ値テーブル111に記憶されている各センサA〜Dのセンサ値(図2A参照)、及び故障事例テーブル113に記憶されている各センサA〜Dのセンサ値(図2B参照)に基づいて、各部品P0〜P3の故障時のセンサ値をパターン化し、各センサA〜Dについての、各部品P0〜P3の寄与率R2を演算する。そして、演算した寄与率R2を故障特徴テーブル112に記憶する。その結果、上述した図2Cに示す故障特徴テーブルが得られる。更に、モデル作成サーバ12は、後述する故障部品予測モデルを作成して、故障部品診断サーバ13の故障部品予測モデル記憶部131に記憶する。
When the
即ち、モデル作成サーバ12は、部品P0〜P3の物理量を検出するセンサA〜Dのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、部品P0〜P3が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示すテーブルを作成する故障特徴テーブル作成部としての機能を備えている。
That is, the
更に、モデル作成サーバ12は、各部品P0〜P3について、故障特徴テーブル112に記憶されている寄与度を用いて後述する主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成する故障部品予測モデル作成部としての機能を備えている。
Further, the
故障部品診断サーバ13は、送受信機15より各センサA〜Dのセンサ値が取得された際に、故障部品予測モデル記憶部131に記憶されている故障部品予測モデルを用いて、後述する手法で故障診断を行う。具体的には、各部品P0〜P3の故障確率を演算し、故障確率が予め設定した閾値よりも高い部品が存在する場合に、この部品に故障が発生していると推定する。故障と推定した部品を示すデータを故障事例検索サーバ14(故障事例検索部)、及び表示用端末16に送信する。即ち、故障部品診断サーバ13は、各センサA〜Dのセンサ値が取得されたとき、故障部品予測モデルを参照して、各部品P0〜P3の故障確率を演算する故障確率演算部としての機能を備えている。
The failure
故障事例検索サーバ14は、故障発生時の各センサA〜Dのセンサ値と故障が発生していると推定された部品に基づき、故障事例テーブル113を参照して、過去の同様の故障事例を取得する。取得したデータを表示用端末16に送信する。
The failure
表示用端末16は、画面表示可能であり、送信された各データを画面表示する。即ち、表示用端末16は、故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示する提示制御部としての機能を備えている。
The
なお、図1に示すDBサーバ11、モデル作成サーバ12、故障部品診断サーバ13、及び故障事例検索サーバ14は、例えば、CPU、メモリ、及び入出力部を備える汎用のコンピュータからなり、予めインストールされたコンピュータプログラムを実行することにより、各機能を達成する。
The
[故障特徴テーブルの作成手順]
次に、モデル作成サーバ12による具体的な処理、即ち、故障特徴テーブルの作成処理、及び故障部品予測モデルの作成処理について詳細に説明する。
[Procedure for creating a failure feature table]
Next, specific processing by the
初めに、故障特徴テーブル(図2C参照)を作成する手順について詳細に説明する。モデル作成サーバ12は、正常時センサ値テーブル111に記憶されている正常時における各センサA〜Dのセンサ値(図2A参照)、及び故障事例テーブル113の異常値センサ値テーブルに記憶されている故障時における各センサA〜Dのセンサ値(図2B参照)を読み取り、更に、これらを纏めて標準化する。各センサA〜Dのセンサ値をそれぞれのセンサと同一の符号A〜Dで示し、標準化したセンサ値をそれぞれAs〜Dsで示すと、センサAのi番目のセンサ値の標準化データAsiは、次の(1)式で示すことができる。
Asi=(Ai−μ)/σ …(1)
但し、μは平均値、σは標準偏差である。そして、標準化したセンサ値Asの、部品P0の故障への寄与率R2(As、P0)(但し、0≦R2≦1)を、次の(2)式で演算する。
Asi = (Ai−μ) / σ (1)
Where μ is an average value and σ is a standard deviation. Then, the contribution rate R 2 (As, P0) (where 0 ≦ R 2 ≦ 1) of the standardized sensor value As to the failure of the component P0 is calculated by the following equation (2).
そして、演算により得られた部品故障のセンサ値への寄与率R2を、故障特徴テーブル112に記憶する。その結果、上述の図2Cに示したように、各センサA〜Dについての、各部品P0〜P3の故障寄与率を示す故障特徴テーブルが作成される。 Then, the contribution rate R 2 to the sensor value of the component failure obtained by the calculation is stored in the failure feature table 112. As a result, as shown in FIG. 2C described above, a failure feature table indicating the failure contribution rates of the components P0 to P3 for the sensors A to D is created.
[故障部品予測モデルの作成手順]
更に、モデル作成サーバ12は、正常時センサ値テーブル111に記憶されている各センサ値と、故障事例テーブル113に記憶されている各センサ値、及び故障特徴テーブル112に記憶されている寄与率R2に基づいて、故障部品予測モデルを作成する。以下、詳細に説明する。
[Procedure for creating a failure part prediction model]
Further, the
初めに、第1の閾値Th1、第2の閾値Th2を設定する。第1の閾値Th1は、複数のセンサから寄与率の高いものを選択する際の閾値である。第2の閾値Th2は、主成分分析に用いる主成分数を設定する際の累積寄与率の閾値である。第1の閾値Th1を例えば95%に設定する。第2の閾値Th2を例えば95%を設定する。 First, a first threshold Th1 and a second threshold Th2 are set. The first threshold value Th1 is a threshold value for selecting a sensor with a high contribution rate from a plurality of sensors. The second threshold Th2 is a threshold for the cumulative contribution rate when setting the number of principal components used for principal component analysis. The first threshold Th1 is set to 95%, for example. For example, 95% is set as the second threshold Th2.
次いで、故障特徴テーブル(図2C参照)に基づいて、各部品Px(x=0〜4)に対して、故障寄与率の高いセンサをソートする。例えば、部品P0を例に挙げると、図2Cに示す例では、センサAが「0.54」、センサBが「0.02」、センサCが「0.04」、センサDが「0.01」であるから、これらをソートすると、A→C→B→Dの順になる。そして、上位となる上記第1の閾値Th1(例えば、95%)のセンサ値を入力とする。ここでは4個のセンサA〜Dを用いる例について示しているが、例えば、20個のセンサを用いている場合には、95%である上位19個のセンサが選択されることになる。 Next, based on the failure feature table (see FIG. 2C), the sensors having a high failure contribution rate are sorted for each component Px (x = 0 to 4). For example, taking the part P0 as an example, in the example shown in FIG. 2C, the sensor A is “0.54”, the sensor B is “0.02”, the sensor C is “0.04”, and the sensor D is “0. Since these are “01”, when these are sorted, the order is A → C → B → D. Then, the sensor value of the first threshold Th1 (for example, 95%), which is the upper level, is used as an input. Here, although an example using four sensors A to D is shown, for example, when 20 sensors are used, the top 19 sensors of 95% are selected.
更に、ソートした複数のセンサ値を上位側から順次加算し、第2の閾値Th2となるセンサ値を選択する。例えば、上位2個のセンサについての故障寄与率の合計が0.95(95%)となった場合には、この2個のセンサを選択する。そして、この2個のセンサのセンサ値を主成分として、主成分分析を行う。なお、主成分数が3個以上である場合には、この3個以上のセンサ値を主成分として主成分分析を行う。 Further, the plurality of sorted sensor values are sequentially added from the upper side, and the sensor value that becomes the second threshold Th2 is selected. For example, when the sum of the failure contribution rates for the top two sensors is 0.95 (95%), the two sensors are selected. Then, the principal component analysis is performed with the sensor values of the two sensors as the principal components. When the number of principal components is three or more, principal component analysis is performed using the three or more sensor values as principal components.
更に、正常時のセンサ値(図2A参照)の主成分に対して、平均値ベクトルμ、分散共分散行列Σ、及び閾値θthを演算する。平均値ベクトルμ、分散共分散行列Σ、及び閾値θthを、次の(3)〜(5)式で演算する。
そして、上記の式で演算した平均値ベクトルμ、分散共分散行列Σ、及び閾値θthを、部品P0についての、故障部品予測モデルとして、故障部品診断サーバ13の故障部品予測モデル記憶部131に記憶する。その結果、例えば図8に示すように、横軸を第1プロセス量、縦軸を第2プロセス量としたときの正常時のデータが、楕円形状の領域のデータとして得られる。また、部品P1、P2、P3についても同様の処理を実施して、故障部品予測モデルを作成し故障部品予測モデル記憶部131に記憶する。
本実施形態の訓練フェーズでは、上記の処理により、故障特徴テーブル(図2C参照)、及び故障部品予測モデルを作成する。
Then, the average value vector μ, the variance covariance matrix Σ, and the threshold value θth calculated by the above formula are stored in the faulty part prediction
In the training phase of the present embodiment, a failure feature table (see FIG. 2C) and a failure component prediction model are created by the above processing.
次に、テストフェーズについて説明する。テストフェーズでは、訓練フェーズで作成した故障部品予測モデル、及び故障特徴テーブルを用い、更に、各センサA〜Dで検出されるセンサ値に基づいて故障が生じている部品を推定する処理を実施する。 Next, the test phase will be described. In the test phase, the failure part prediction model created in the training phase and the failure feature table are used, and further, a process for estimating a part in which a failure has occurred is performed based on the sensor values detected by the sensors A to D. .
図1に示す故障部品診断サーバ13は、送受信機15より各センサA〜Dで検出されたセンサ値を取得する。そして、故障部品予測モデル記憶部131に記憶されている故障部品予測モデルの平均値ベクトルμ、及び分散共分散行列Σを用いて、センサ値とのマハラノビス距離θを演算する。周知のように、マハラノビス距離θは、次の(6)式で演算することができる。
そして、マハラノビス距離θと、閾値θthとの間の大小関係から、このセンサ値が正常であるか異常であるかを判断する。
具体的には、θ≦θthの場合には、正常であると判断し、θ>θthの場合には異常であると判断する。
更に、故障確率pをθとθthの差のシグモイド関数として演算すると、下記(7)式で示すことができる。
Specifically, when θ ≦ θth, it is determined to be normal, and when θ> θth, it is determined to be abnormal.
Further, when the failure probability p is calculated as a sigmoid function of the difference between θ and θth, it can be expressed by the following equation (7).
そして、異常値であると判断された場合には、故障部品毎に故障確率を演算し、故障診断結果として表示用端末16に送信する。また、故障事例検索サーバ14は、故障診断結果と、故障事例テーブルを読み込んで、類似した故障事例のデータを出力する。
If it is determined that the value is an abnormal value, a failure probability is calculated for each failed part and transmitted to the
[処理手順の説明]
次に、図3、図4に示すフローチャート、及び図5、図6に示すシーケンス図を参照して、第1実施形態に係る故障診断装置100の処理手順について説明する。
[Description of processing procedure]
Next, a processing procedure of the
初めに、図3、図5を参照して、訓練フェーズにおける処理手順について説明する。図3のステップS11において、図1に示すモデル作成サーバ12は、DBサーバ11の正常時センサ値テーブル111より、正常時におけるセンサ値を読み込む(図5のL11参照)。具体的には、図2Aに示したように、各部品P0〜P3が正常に作動しているときの、各センサA〜Dで検出されるセンサ値を読み込む。
First, the processing procedure in the training phase will be described with reference to FIGS. In step S11 of FIG. 3, the
ステップS12において、モデル作成サーバ12は、DBサーバ11の故障事例テーブル113より、故障事例データを読み込む(図5のL12参照)。具体的には、図2Bに示したように、各部品P0〜P3の少なくとも一つが異常であるときの、各センサA〜Dで検出されるセンサ値を読み込む。
In step S12, the
ステップS13において、モデル作成サーバ12は、故障部品予測モデルを作成する。この処理では、前述したように主成分分析を行って故障部品予測モデルを作成する。そして、故障部品予測モデルを故障部品診断サーバ13の故障部品予測モデル記憶部131に記憶する(図5のL13参照)。
In step S13, the
ステップS14において、モデル作成サーバ12は、故障特徴テーブル112を作成する。具体的には、図2Cに示したように、各センサA〜Dに対して、各部品P0〜P3の故障寄与率を対応させたテーブルを作成する(図5のL14参照)。
In step S <b> 14, the
このように、訓練フェーズでは、上記の処理により、故障特徴テーブル、及び故障部品予測モデルを作成することができる。 Thus, in the training phase, a failure feature table and a failure component prediction model can be created by the above processing.
次に、テストフェーズにおける処理手順について、図4、図6を参照して説明する。初めに、図4のステップS31において、故障部品診断サーバ13は、送受信機15より各センサA〜Dのセンサ値を受信する(図6のL21参照)。
Next, the processing procedure in the test phase will be described with reference to FIGS. First, in step S31 in FIG. 4, the faulty
ステップS32において、故障部品診断サーバ13は、各センサ値に基づいて故障診断を実行する。具体的には、前述した(6)式のxiに、検出されたセンサ値を入力し、マハラノビス距離θを演算する。そして、「θ>閾値θth」と判定された場合には、このセンサ値は異常であると判断し、前述した(7)式を用いて、この部品についての故障確率pを演算する。そして、主成分分析を実施して、図8のデータ分布を取得し、更に、変量統計的プロセス管理 (MSPC;Multivariate Statistical Process Control)により異常診断を行う。図8において、データが密集する領域(楕円で示す領域)が正常と判断される領域であり、検出されたデータの、楕円領域からの距離が大きいときに、異常である(故障が発生している)と判断する。例えば、データQ1は異常であると判断する。
In step S32, the fault
ステップS33において、故障部品診断サーバ13は、故障確率pが閾値を超えているか否かを判断する。閾値を超えている場合には、ステップS34において、この故障診断結果を表示用端末16に出力する(図6のL22参照)。
In step S33, the fault
ステップS35において、故障部品診断サーバ13は、DBサーバ11の故障事例テーブル113に記憶されている各種の故障事例を読み込む(図6のL23参照)。
In step S35, the failed
ステップS36において、故障部品診断サーバ13は、故障事例テーブル113に記憶されている過去の故障事例を参照し、今回発生している故障事例と類似する過去の故障事例を検索する。この処理では、故障事例テーブル113に記憶されている過去の故障事例と、今回発生した故障事例に基づいて、各部品ごとのコサイン類似度を演算する。そして、類似度の高い順に故障事例を検索する。ステップS37にて、表示用端末16に送信する(図6のL24参照)。表示用端末16には、ランキング形式で、故障確率の高い部品が表示される。従って、操作者は、表示用端末16の表示内容を見ることにより、故障確率の高い部品を認識することができることになる。
In step S36, the fault
こうして、各センサA〜Dで検出されるセンサ値に基づいて、機器51に搭載される各部品P0〜P3の故障を診断することができるのである。
Thus, it is possible to diagnose a failure of each of the components P0 to P3 mounted on the
このようにして本実施形態に係る故障診断装置100では、訓練フェーズにて、各センサA〜Dで過去に検出されたセンサ値に基づいて、故障特徴テーブル112を作成し、更に、故障部品予測モデルを作成する。そして、テストフェーズでは、機器51が作動しているときの、各センサA〜Dのセンサ値が得られた際に、このセンサ値に基づいて故障部品予測モデルにより、故障確率の高い部品を検出する。従って、各センサA〜Dのセンサ値が異常である場合には、故障の発生している部品を推定することができる。また、複数の部品が同時に故障している場合でも、この複数の部品を特定して故障であることを推定できる。従って、操作者の経験や熟練度に関わらず、精度良く故障部品の診断が可能となる。
In this manner, the
また、本実施形態では、図8に示したように、データ分布に基づいてMSPCを用いて故障診断を行っている。例えば、図8の符号Q1に示すデータが得られた場合には、このデータQ1は、データ分布の楕円領域から離れているので、異常であると判断することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 8, failure diagnosis is performed using MSPC based on the data distribution. For example, when the data indicated by the symbol Q1 in FIG. 8 is obtained, the data Q1 is away from the elliptical area of the data distribution, so it can be determined that it is abnormal.
これに対して、例えば、周知のUSPC(Univariate Statistical Process Control)を用いると、図7に示すように、検出データが横軸の第1プロセス量の上限、下限の範囲内、及び縦軸の第2プロセス量の上限、下限の範囲内に存在する場合には異常と判断されないので、データQ1は正常と判断されることになる。従って、センサ値に異常が発生していることを高精度に判断することができなくなる。本実施形態では、図8に示すように、MSPCを用いているので、故障判断を高精度に行うことが可能となる。 On the other hand, for example, when using well-known USPC (Univariate Statistical Process Control), as shown in FIG. 7, the detected data is within the upper limit of the first process amount on the horizontal axis, the range of the lower limit, and the first of the vertical axis. 2 If it is within the upper and lower limits of the process amount, it is not determined to be abnormal, so the data Q1 is determined to be normal. Therefore, it cannot be determined with high accuracy that an abnormality has occurred in the sensor value. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the MSPC is used, the failure determination can be performed with high accuracy.
また、複数のセンサ値から故障可能性の高い部品を予測してランキングするので、故障している部品を即時に認識することが可能となる。更に、複数のセンサ値から過去の類似故障事例を検索し、表示用端末16に表示するので、過去に発生した故障事例と比較することが可能となる。
In addition, since a part having a high possibility of failure is predicted from a plurality of sensor values and ranked, it is possible to immediately recognize the failed part. Furthermore, since past similar failure cases are searched from a plurality of sensor values and displayed on the
また、主成分分析を実施しているので、各部品と各センサとの関連性が自明でない場合であっても、故障部品を認識できる。更に、センサ値が認識されていない場合(匿名性)であっても、部品の故障を提示することが可能となる。 Further, since the principal component analysis is performed, the failed part can be recognized even when the relation between each part and each sensor is not obvious. Furthermore, even when the sensor value is not recognized (anonymity), it is possible to present a component failure.
(第2実施形態の説明)
次に、第2実施形態について説明する。図9は、第2実施形態に係る故障診断装置の構成を示すブロック図である。図9に示すように、第2実施形態に係る故障診断装置100aは、稼働データ取得部17を備えている点で、前述した第1実施形態と相違する。
(Description of Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the failure diagnosis apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 9, the
稼働データ取得部17は、送受信機15を介して機器51の駆動を制御する制御装置52から稼働データを取得し、更に記憶する。稼働データには、機器51が駆動を開始してからの経過時間が含まれる。例えば、機器51(エアコン等)が停止している状態からスイッチがオンとされて駆動を開始した場合、駆動を開始してからの経過時間データが含まれる。取得した経過時間データをモデル作成サーバ12、及び故障部品診断サーバ13に出力する。
The operation
モデル作成サーバ12は、経過時間データに基づき、各経過時間毎に故障寄与率R2を演算する。例えば、経過時間を「10分以下」、「30分以下」、「60分以下」、及び「60分以上」に区分し、前述したテストフェーズにおいて、各経過時間毎に故障部品予測モデルを作成する。
具体的には、60分以上経過したときの故障寄与率を、前述した第1実施形態で示した故障寄与率とする。そして、これを基準値として各経過時間毎、及び各部品P0〜P3毎に設定した係数を乗算することにより、「10分以下」、「30分以下」、「60分以下」の故障寄与率を演算する。その結果、例えば図10に示すように、経過時間毎の故障特徴テーブルX1〜X4が作成される。即ち、図2Cに示した故障特徴テーブルが、各時間経過時間毎に作成されることになる。 Specifically, the failure contribution rate when 60 minutes or more have elapsed is the failure contribution rate shown in the first embodiment described above. Then, by multiplying the coefficient set for each elapsed time and each component P0 to P3 using this as a reference value, the failure contribution rate of “10 minutes or less”, “30 minutes or less”, and “60 minutes or less” Is calculated. As a result, for example, as shown in FIG. 10, failure feature tables X1 to X4 for each elapsed time are created. That is, the failure feature table shown in FIG. 2C is created for each elapsed time.
また、故障部品診断サーバ13は、稼働データ取得部17より出力される経過時間データに基づいて、故障特徴テーブル112を参照し、故障寄与率R2を取得する。具体的には、図10に示した複数の故障特徴テーブルX1〜X4から、そのときの経過時間に対応する故障特徴テーブルを参照して故障寄与率R2を取得する。そして、取得した故障寄与率R2に基づいて故障部品予測モデルを作成する。故障部品予測モデルの作成方法は、前述した第1実施形態と同様である。
Moreover, defective parts
即ち、機器51に搭載されるモータ等の部品は、駆動を開始してからの経過時間に応じて、回転数の変動、振動の発生等の挙動が大きく変化することがある。第2実施形態では、経過時間毎に複数の故障特徴テーブルを作成し、現在の経過時間に応じて故障特徴テーブルを選択して故障寄与率R2を設定し、故障部品を予測する。従って、機器51の駆動を開始した際に、駆動開始からの経過時間に応じて機器51の挙動が変化した場合でも、高精度な故障部品の予測が可能となる。
That is, the behavior of components such as a motor mounted on the
なお、故障特徴テーブルの作成手順については、前述した第1実施形態と同様の手法で、各経過時間毎に実施して作成することができる。また、第2実施形態では、経過時間を10分以下、30分以下、60分以下、60分以上、の4つに区分する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。また、1日以下、1週間以下、1か月以下、等の長期間で区分することも可能である。 Note that the failure feature table creation procedure can be performed and created for each elapsed time in the same manner as in the first embodiment described above. Moreover, although 2nd Embodiment demonstrated the example which divides elapsed time into four, 10 minutes or less, 30 minutes or less, 60 minutes or less, and 60 minutes or more, this invention is not limited to this. It is also possible to classify for a long period of time, such as 1 day or less, 1 week or less, 1 month or less.
(第2実施形態の変形例の説明)
次に、第2実施形態の変形例について説明する。前述した第2実施形態では、経過時間を予め設定した時間、例えば「10分以下」、「30分以下」、「60分以下」、「60分以上」、の4つに区分する例について説明した。変形例では、経過時間を自動で設定する点で上述した第2実施形態と相違する。以下、詳細に説明する。
(Description of Modified Example of Second Embodiment)
Next, a modification of the second embodiment will be described. In the second embodiment described above, an example in which the elapsed time is divided into four preset times, for example, “10 minutes or less”, “30 minutes or less”, “60 minutes or less”, “60 minutes or more” is described. did. The modification differs from the second embodiment described above in that the elapsed time is automatically set. Details will be described below.
第2実施形態の変形例に係る発明では、事前フェーズを設けて、図9に示す稼働データ取得部17より機器51が運転を開始してから停止するまでの経過時間を取得する。そして、モデル作成サーバ12は、予め設定した運転回数N1(例えば、N1=10回)の、経過時間の平均値を演算する。その結果、例えば平均経過時間として「6時間」が演算される。
In the invention according to the modified example of the second embodiment, a pre-phase is provided, and the elapsed time from when the
更に、平均経過時間を予め設定した分割数M1(例えば、M1=4)で分割する。その結果、「1.5時間以下」、「3時間以下」、「4.5時間以下」、「4.5時間以上」の4つに区分される。そして、前述したテストフェーズにおいて、各経過時間毎に故障部品予測モデルを作成する。以後の処理は、前述した第2実施形態と同様であるので説明を省略する。 Further, the average elapsed time is divided by a preset division number M1 (for example, M1 = 4). As a result, there are four categories: “1.5 hours or less”, “3 hours or less”, “4.5 hours or less”, and “4.5 hours or more”. In the test phase described above, a failure part prediction model is created for each elapsed time. Subsequent processing is the same as that of the second embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
そして、第2実施形態の変形例では、平均経過時間を算出する際の運転回数N1(例えば、10回)、及び分割数M1(例えば、4分割)を予め設定しておくことにより、事前フェーズが実行された際には、分割した各経過時間毎に故障部品予測モデルが作成される。この際、前述の第2実施形態で示したように、「10分以下」、「30分以下」等のように、時間を区切る必要がなく、経過時間に応じて時間区分が自動設定されるので、より利便性を向上させることが可能になる。 And in the modification of 2nd Embodiment, by setting beforehand the frequency | count N1 (for example, 10 times) and the division | segmentation number M1 (for example, 4 division | segmentation) at the time of calculating an average elapsed time, a prior phase Is executed, a failure component prediction model is created for each divided elapsed time. At this time, as shown in the second embodiment, it is not necessary to divide the time, such as “10 minutes or less”, “30 minutes or less”, and the time division is automatically set according to the elapsed time. Therefore, it becomes possible to improve convenience.
なお、上述した変形例では、平均値算出に用いる運転回数N1を「10」、経過時間の分割数M1を「4」とする例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 In the above-described modification, the example in which the number of operations N1 used for calculating the average value is “10” and the division number M1 of elapsed time is “4” has been described, but the present invention is not limited to this. .
(第3実施形態の説明)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態に係る故障診断装置の構成は、図9と同様であるので、説明を省略する。
(Description of the third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. The configuration of the failure diagnosis apparatus according to the third embodiment is the same as that shown in FIG.
稼働データ取得部17は、送受信機15を介して機器51の稼働データを取得し、更に記憶する。稼働データには、機器51(エアコン等)が継続して停止した継続停止時間が含まれる。継続停止時間とは、機器51が駆動を開始したときに、それまでに継続して停止していた時間であり、前回機器51が停止した時刻から、今回駆動を開始した時刻までの経過時間である。取得した継続停止時間を、モデル作成サーバ12、及び故障部品診断サーバ13に出力する。
The operation
モデル作成サーバ12は、継続停止時間データに基づき、各継続停止時間毎に故障寄与率R2を演算する。例えば、継続停止時間を「30分以下」、「2時間以下」、「24時間以下」、「1週間以下」、及び「1週間以上」に区分し、前述したテストフェーズにおいて、各継続停止時間毎に故障部品予測モデルを作成する。
具体的には、継続停止時間が30分以下のときの故障寄与率を、前述した第1実施形態で示した故障寄与率とする。そして、これを基準値として各連続停止時間毎、及び各部品P0〜P3毎に設定した係数を乗算することにより、「2時間以下」、「24時間以下」、「1週間以下」、「1週間以上」の故障寄与率を演算する。その結果、継続停止時間毎に、5種類の故障特徴テーブルが作成される。即ち、図2Cに示した故障特徴テーブルが、各継続停止時間毎に作成されることになる。 Specifically, the failure contribution rate when the continuous stop time is 30 minutes or less is the failure contribution rate shown in the first embodiment described above. Then, by using this as a reference value and multiplying by a coefficient set for each continuous stop time and for each component P0 to P3, “2 hours or less”, “24 hours or less”, “1 week or less”, “1 The failure contribution rate of “weeks or more” is calculated. As a result, five types of failure feature tables are created for each continuous stop time. That is, the failure feature table shown in FIG. 2C is created for each continuous stop time.
また、故障部品診断サーバ13は、稼働データ取得部17より出力される継続停止時間データに基づいて、故障特徴テーブル112を参照し、故障寄与率R2を取得する。具体的には、上述した5種類の故障特徴テーブルから、そのときの継続停止時間に対応する故障特徴テーブルを参照して故障寄与率R2を取得する。そして、取得した故障寄与率R2に基づいて故障部品予測モデルを作成する。故障部品予測モデルの作成方法は、前述した第1実施形態と同様である。
Moreover, defective parts
即ち、機器51に搭載されるモータ等の部品は、駆動を開始する前の継続停止時間に応じて、回転数の変動、振動の発生等の挙動が大きく変化することがある。第3実施形態では、継続停止時間毎に複数の故障特徴テーブルを作成し、駆動開始時の継続停止時間に応じて故障特徴テーブルを選択して故障寄与率R2を設定し、故障部品を予測する。従って、機器51の継続停止時間に応じて機器51の挙動が変化した場合でも、高精度な故障部品の予測が可能となる。なお、第3実施形態では、継続停止時間を30分以下、2時間以下、24時間以下、1週間以下、1週間以上、の5つに区分する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
That is, the behavior of components such as a motor mounted on the
(第3実施形態の変形例の説明)
次に、第3実施形態の変形例について説明する。前述した第3実施形態では、継続停止時間を予め設定した時間、例えば「30分以下」、「2時間以下」、「24時間以下」、「1週間以下」、及び「1週間以上」の5つに区分する例について説明した。変形例では、継続停止時間を自動で設定する点で上述した第3実施形態と相違する。以下、詳細に説明する。
(Description of Modified Example of Third Embodiment)
Next, a modification of the third embodiment will be described. In the third embodiment described above, the continuous stop time is set in advance, for example, “30 minutes or less”, “2 hours or less”, “24 hours or less”, “1 week or less”, and “1 week or more”. The example divided into two has been described. The modification is different from the third embodiment described above in that the continuous stop time is automatically set. Details will be described below.
第3実施形態の変形例に係る発明では、事前フェーズを設けて、図9に示す稼働データ取得部17より機器51が継続して停止している時間を取得する。そして、モデル作成サーバ12は、予め設定した運転回数N2(例えば、N2=10回)の、継続停止時間の平均値を演算する。その結果、例えば平均継続停止時間として「5時間」が演算される。
In the invention according to the modification of the third embodiment, a pre-phase is provided, and the time during which the
更に、平均継続停止時間を予め設定した分割数M2(例えば、M2=5)で分割する。その結果、「1時間以下」、「2時間以下」、「3時間以下」、「4時間以下」、「4時間以上」の5つに区分される。そして、前述したテストフェーズにおいて、各継続停止時間毎に故障部品予測モデルを作成する。以後の処理は、前述した第3実施形態と同様であるので説明を省略する。 Further, the average continuous stop time is divided by a preset division number M2 (for example, M2 = 5). As a result, there are five categories: “1 hour or less”, “2 hours or less”, “3 hours or less”, “4 hours or less”, and “4 hours or more”. In the test phase described above, a failure component prediction model is created for each continuous stop time. Subsequent processing is the same as that of the third embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
そして、第3実施形態の変形例では、平均継続停止時間を算出する際の運転回数N2(例えば、10回)、及び分割数M2(例えば、5分割)を予め設定しておくことにより、事前フェーズが実行された際には、分割した各継続停止時間毎に故障部品予測モデルが作成される。この際、前述の第3実施形態で示したように、「30分以下」、「2時間以下」等のように、時間を区切る必要がなく、継続停止時間に応じて時間区分が自動設定されるので、より利便性を向上させることが可能になる。 In the modification of the third embodiment, the number of operations N2 (for example, 10 times) and the number of divisions M2 (for example, 5 divisions) for calculating the average continuous stop time are set in advance. When the phase is executed, a failure part prediction model is created for each divided continuous stop time. At this time, as shown in the third embodiment, it is not necessary to divide the time, such as “30 minutes or less”, “2 hours or less”, and the time division is automatically set according to the continuous stop time. Therefore, convenience can be further improved.
なお、上述した変形例では、平均値算出に用いる運転回数N2を「10」、継続停止時間の分割数M2を「5」とする例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。 In the above-described modification, the example in which the number of operations N2 used for calculating the average value is “10” and the division number M2 of the continuous stop time is “5” has been described, but the present invention is not limited to this. Absent.
(第4実施形態の説明)
次に、第4実施形態について説明する。図11は、第4実施形態に係る故障診断装置の構成を示すブロック図である。図11に示すように、第4実施形態に係る故障診断装置100bは、温度データ取得部18を備えている点で、前述した第1実施形態と相違する。
(Explanation of Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a failure diagnosis apparatus according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 11, the
温度データ取得部18は、送受信機15を介して機器51に設けられた温度センサ53(周囲温度取得部)で検出される機器51の周囲温度データを取得し、更に記憶する。周囲温度データは、例えば、機器51周辺の外気温度である。取得した周囲温度データをモデル作成サーバ12、及び故障部品診断サーバ13に出力する。
The temperature
モデル作成サーバ12は、経過時間データに基づき、各周囲温度毎に故障寄与率R2を演算する。例えば、周囲温度を「0℃以下」、「0〜10℃」、「10〜20℃」、「20〜30℃」、及び「30℃以上」に区分し、前述したテストフェーズにおいて、各周囲温度毎に故障部品予測モデルを作成する。
具体的には、周囲温度が20〜30℃のときの故障寄与率を、前述した第1実施形態で示した故障寄与率とする。そして、これを基準値として各周囲温度毎、及び各部品P0〜P3毎に設定した係数を乗算することにより、「0℃以下」、「0〜10℃」、「10〜20℃」、「30℃以上」の故障寄与率を演算する。その結果、周囲温度毎に、5種類の故障特徴テーブルが作成される。即ち、図2Cに示した故障特徴テーブルが、各周囲温度毎に作成されることになる。 Specifically, the failure contribution rate when the ambient temperature is 20 to 30 ° C. is the failure contribution rate shown in the first embodiment described above. And by multiplying the coefficient set for each ambient temperature and each component P0 to P3 using this as a reference value, “0 ° C. or less”, “0 to 10 ° C.”, “10 to 20 ° C.”, “ The failure contribution rate of “30 ° C. or higher” is calculated. As a result, five types of failure feature tables are created for each ambient temperature. That is, the failure feature table shown in FIG. 2C is created for each ambient temperature.
また、故障部品診断サーバ13は、温度データ取得部18より出力される周囲温度データに基づいて、故障特徴テーブル112を参照し、故障寄与率R2を取得する。具体的には、上述した5種類の故障特徴テーブルから、そのときの周囲温度に対応する故障特徴テーブルを参照して故障寄与率R2を取得する。そして、取得した故障寄与率R2に基づいて故障部品予測モデルを作成する。故障部品予測モデルの作成方法は、前述した第1実施形態と同様である。
Moreover, defective parts
即ち、機器51に搭載されるモータ等の部品は、周囲温度に応じて、回転数の変動、振動の発生等の挙動が大きく変化することがある。第4実施形態では、周囲温度毎に複数の故障特徴テーブルを作成し、駆動開始時の周囲温度に応じて故障特徴テーブルを選択して故障寄与率R2を設定し、故障部品を予測する。従って、機器51の周囲温度に応じて機器51の挙動が変化した場合でも、高精度な故障部品の予測が可能となる。なお、第4実施形態では、機器51の周囲温度を、0℃以下、0〜10℃、10〜20℃、20〜30℃、30℃以上、の5つに区分する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
In other words, the behavior of components such as a motor mounted on the
以上、本発明の故障診断装置、故障診断方法、及びコンピュータプログラムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。例えば、表示用端末16の代わりに、音声等で故障部品の情報を提示することも可能である。
The failure diagnosis apparatus, failure diagnosis method, and computer program of the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part has the same function. It can be replaced with any configuration. For example, instead of the
11 DBサーバ
12 モデル作成サーバ
13 故障部品診断サーバ
14 故障事例検索サーバ
15 送受信機
16 表示用端末
17 稼働データ取得部
18 温度データ取得部
51 機器
52 制御装置
53 温度センサ
100 故障診断装置
111 正常時センサ値テーブル
112 故障特徴テーブル
113 故障事例テーブル
131 故障部品予測モデル記憶部
P0〜P3 部品
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記部品の物理量を検出するセンサのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、前記部品が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示す故障特徴テーブルを作成する故障特徴テーブル作成部と、
各部品について、前記寄与度を用いて主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成する故障部品予測モデル作成部と、
前記センサのセンサ値が取得されたとき、前記故障部品予測モデルを参照して、各部品の故障確率を演算する故障確率演算部と、
故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示する提示制御部と、
を備えたことを特徴とする故障診断装置。 A failure diagnosis device for diagnosing a failure of a plurality of parts mounted on a device,
The sensor value of the sensor that detects the physical quantity of the component is acquired, and the contribution degree of each sensor value to each component failure based on the sensor value when the component is normal and the sensor value when the component is out of the acquired sensor values A failure feature table creation unit that creates a failure feature table that indicates the relationship between the sensor value and the contribution to the component failure,
For each part, a principal component analysis is performed using the contribution, and a faulty part prediction model creating unit that creates a faulty part prediction model,
When the sensor value of the sensor is acquired, a failure probability calculation unit that calculates a failure probability of each component with reference to the failure component prediction model;
When there is a component with a failure probability exceeding a predetermined threshold probability, a presentation control unit that presents the component;
A failure diagnosis apparatus comprising:
前記故障特徴テーブル作成部は、前記正常時のセンサ値と前記故障時のセンサ値に加え、前記稼働データに基づいて前記寄与度を演算すること
を特徴とする請求項1に記載の故障診断装置。 An operation data acquisition unit for acquiring operation data of the device,
The failure diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the failure feature table creation unit calculates the contribution based on the operation data in addition to the normal sensor value and the failure sensor value. .
を特徴とする請求項2に記載の故障診断装置。 The failure feature table creation unit acquires, as the operation data, an elapsed time after the device starts driving, calculates the contribution for each elapsed time, and the failure feature table for each elapsed time The failure diagnosis apparatus according to claim 2, wherein:
を特徴とする請求項2に記載の故障診断装置。 The failure feature table creation unit acquires, as the operation data, a continuous stop time of the device when the device starts driving, calculates the contribution for each continuous stop time, and the continuous stop time The failure diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the failure feature table is created every time.
前記故障特徴テーブル作成部は、前記正常時のセンサ値と前記故障時のセンサ値に加え、前記周囲温度データに基づいて前記寄与度を演算し、前記周囲温度毎に前記故障特徴テーブルを作成すること
を特徴とする請求項1に記載の故障診断装置。 An ambient temperature acquisition unit that acquires ambient temperature data of the device;
The failure feature table creation unit calculates the contribution based on the ambient temperature data in addition to the normal sensor value and the failure sensor value, and creates the failure feature table for each ambient temperature. The failure diagnosis apparatus according to claim 1, wherein:
前記部品の物理量を検出するセンサのセンサ値を取得し、取得したセンサ値のうち、前記部品が正常時のセンサ値と、故障時のセンサ値に基づき、各センサ値の各部品故障に対する寄与度を演算し、センサ値の部品故障に対する寄与度との関係を示す故障特徴テーブルを作成するステップと、
各部品について、前記寄与度を用いて主成分分析を行い、故障部品予測モデルを作成するステップと、
前記センサのセンサ値が取得されたとき、前記故障部品予測モデルを参照して、各部品の故障確率を演算するステップと、
故障確率が所定の閾値確率を超える部品が存在するとき、この部品を提示するステップと、
を備えたことを特徴とする故障診断方法。 A failure diagnosis method for diagnosing a failure of a plurality of parts mounted on a device,
The sensor value of the sensor that detects the physical quantity of the component is acquired, and the contribution degree of each sensor value to each component failure based on the sensor value when the component is normal and the sensor value when the component is out of the acquired sensor values A step of creating a failure feature table indicating the relationship between the sensor value and the contribution to the component failure,
For each part, perform a principal component analysis using the contribution, and create a failure part prediction model,
When the sensor value of the sensor is acquired, referring to the failure component prediction model, calculating the failure probability of each component;
Presenting a component when there is a component with a failure probability exceeding a predetermined threshold probability; and
A failure diagnosis method comprising:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017070111 | 2017-03-31 | ||
JP2017070111 | 2017-03-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018173948A true JP2018173948A (en) | 2018-11-08 |
Family
ID=64108824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018047966A Pending JP2018173948A (en) | 2017-03-31 | 2018-03-15 | Malfunction diagnosis device, malfunction diagnosis method, and computer program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018173948A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019135351A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | Sensor selection device and sensor selection method |
CN110187696A (en) * | 2019-05-16 | 2019-08-30 | 中国计量大学 | Single order servomechanism sensor fault diagnosis method and system based on dynamic trend |
CN111680727A (en) * | 2020-05-29 | 2020-09-18 | 深圳市英维克信息技术有限公司 | Naive Bayes-based fault diagnosis method, diagnosis device, and storage medium |
WO2021020170A1 (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-04 | 三菱パワー株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
CN112685827A (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-20 | 丰田自动车株式会社 | Data recording device and data recording method |
WO2021251200A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | 三菱パワー株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
JP7538690B2 (en) | 2020-10-29 | 2024-08-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Equipment diagnosis system, equipment diagnosis method, and program |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04188307A (en) * | 1990-11-22 | 1992-07-06 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Fault diagnostic device |
JP2005085178A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | System for preparing equipment operation plan |
WO2012157040A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 株式会社日立製作所 | System for predicting spare-parts service life and method for predicting spare-parts service life |
JP2013041448A (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Hitachi Ltd | Method of abnormality detection/diagnosis and system of abnormality detection/diagnosis |
JP2015049606A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社日立情報通信エンジニアリング | Management system, management object device, management device, method, and program |
JP2016157280A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 三菱重工業株式会社 | Event prediction system, event prediction method and program |
-
2018
- 2018-03-15 JP JP2018047966A patent/JP2018173948A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04188307A (en) * | 1990-11-22 | 1992-07-06 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Fault diagnostic device |
JP2005085178A (en) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | System for preparing equipment operation plan |
WO2012157040A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 株式会社日立製作所 | System for predicting spare-parts service life and method for predicting spare-parts service life |
JP2013041448A (en) * | 2011-08-17 | 2013-02-28 | Hitachi Ltd | Method of abnormality detection/diagnosis and system of abnormality detection/diagnosis |
JP2015049606A (en) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社日立情報通信エンジニアリング | Management system, management object device, management device, method, and program |
JP2016157280A (en) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 三菱重工業株式会社 | Event prediction system, event prediction method and program |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019135351A1 (en) * | 2018-01-04 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | Sensor selection device and sensor selection method |
CN110187696A (en) * | 2019-05-16 | 2019-08-30 | 中国计量大学 | Single order servomechanism sensor fault diagnosis method and system based on dynamic trend |
JP7387325B2 (en) | 2019-08-01 | 2023-11-28 | 三菱重工業株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
CN114051581A (en) * | 2019-08-01 | 2022-02-15 | 三菱动力株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
JP2021026393A (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 三菱パワー株式会社 | Plant monitoring system, plant monitoring method, and program |
CN114051581B (en) * | 2019-08-01 | 2024-05-31 | 三菱重工业株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and storage medium |
WO2021020170A1 (en) * | 2019-08-01 | 2021-02-04 | 三菱パワー株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
JP2021064331A (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | Data recorder and data recording method |
JP7207260B2 (en) | 2019-10-17 | 2023-01-18 | トヨタ自動車株式会社 | data recorder |
CN112685827B (en) * | 2019-10-17 | 2023-10-13 | 丰田自动车株式会社 | Data recording device and data recording method |
CN112685827A (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-20 | 丰田自动车株式会社 | Data recording device and data recording method |
CN111680727A (en) * | 2020-05-29 | 2020-09-18 | 深圳市英维克信息技术有限公司 | Naive Bayes-based fault diagnosis method, diagnosis device, and storage medium |
CN111680727B (en) * | 2020-05-29 | 2023-12-26 | 深圳市英维克信息技术有限公司 | Naive Bayes-based fault diagnosis method, diagnosis device and storage medium |
JPWO2021251200A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | ||
WO2021251200A1 (en) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | 三菱パワー株式会社 | Plant monitoring device, plant monitoring method, and program |
JP7399288B2 (en) | 2020-06-12 | 2023-12-15 | 三菱重工業株式会社 | Plant monitoring equipment, plant monitoring methods and programs |
JP7538690B2 (en) | 2020-10-29 | 2024-08-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Equipment diagnosis system, equipment diagnosis method, and program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018173948A (en) | Malfunction diagnosis device, malfunction diagnosis method, and computer program | |
US20190301979A1 (en) | Abnormality detection system, support device, and abnormality detection method | |
US11892828B2 (en) | Fault diagnosis device, fault diagnosis method and machine to which fault diagnosis device is applied | |
US20130197698A1 (en) | HVAC System Fault Root Cause Self-Determination | |
US20180095454A1 (en) | Pre-processor and diagnosis device | |
JP2017097712A (en) | Instrument diagnosis device and system as well as method | |
JP2017010263A (en) | Preprocessor of abnormality sign diagnosis device and processing method of the preprocessor | |
CN107710089B (en) | Plant equipment diagnosis device and plant equipment diagnosis method | |
EP2613207A2 (en) | Adaptive trend-change detection and function fitting system and method | |
US20180131560A1 (en) | Content-aware anomaly detection and diagnosis | |
US11726469B2 (en) | Error-based method for calculating a remaining useful life of an apparatus | |
KR20230125116A (en) | The method for fault detection without training data or diagnosis with prediction of remaining time until breakdown using clustering algorithm and statistical methods | |
GB2515115A (en) | Early Warning and Prevention System | |
JP7026012B2 (en) | Equipment status monitoring system and equipment status monitoring method | |
CN116203898A (en) | Production line monitoring system and method based on digital twin technology | |
CN110099089B (en) | Online self-correction of multiple data streams in a sensor network | |
WO2020183539A1 (en) | Breakdown diagnosis system, prediction rule generation method, and prediction rule generation program | |
US12103169B2 (en) | Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method | |
KR101977214B1 (en) | Outlier detecting method, device and system using the method | |
US10295965B2 (en) | Apparatus and method for model adaptation | |
JP7347953B2 (en) | Equipment early warning monitoring device and equipment early warning monitoring method | |
EP4254111A1 (en) | Fault diagnosis apparatus, method, computer program, and non-transitory computer-readable recording medium | |
RU2777950C1 (en) | Detection of emergency situations for predictive maintenance and determination of end results and technological processes based on the data quality | |
KR20220098202A (en) | Diagnostic devices, diagnostic methods and programs | |
JPWO2020204043A1 (en) | Blast furnace abnormality determination device, blast furnace abnormality determination method, and blast furnace operation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180315 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190618 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190723 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20191119 |