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KR101808461B1 - Method and apparatus for predicting remaining life of a machine - Google Patents

Method and apparatus for predicting remaining life of a machine Download PDF

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Publication number
KR101808461B1
KR101808461B1 KR1020160160758A KR20160160758A KR101808461B1 KR 101808461 B1 KR101808461 B1 KR 101808461B1 KR 1020160160758 A KR1020160160758 A KR 1020160160758A KR 20160160758 A KR20160160758 A KR 20160160758A KR 101808461 B1 KR101808461 B1 KR 101808461B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
deterioration
value
machine
index
deterioration value
Prior art date
Application number
KR1020160160758A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김종면
김재영
Original Assignee
울산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산대학교 산학협력단 filed Critical 울산대학교 산학협력단
Priority to KR1020160160758A priority Critical patent/KR101808461B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101808461B1 publication Critical patent/KR101808461B1/en

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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N3/56Investigating resistance to wear or abrasion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/18Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis

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Abstract

The present invention relates to a method of predicting residual life of a machine and, more specifically, comprises: a step of receiving a signal sensed by a rotating machine; a step of determining a state of the rotating machine by learning a deterioration index from the signal; a step of calculating a deterioration value of the rotating machine from the learned deterioration index; a step of comparing the calculated deterioration value with a threshold value to determine a failure of the rotating machine; a step of comparing the deterioration value with a previous deterioration value, and correcting the deterioration value; and a step of re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index.

Description

기계의 잔여수명 예측 방법 및 장치{Method and apparatus for predicting remaining life of a machine}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for predicting remaining life of a machine,

본 발명은 기계의 잔여수명 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for predicting residual service life of a machine.

기계 설비의 급작스런 고장 또는 이상 발생은 설비의 운영 효율 및 제품의 수율을 크게 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 이러한 설비의 고장 발생 전에, 이상 여부를 미리 진단하고 기계의 잔여 수명을 예측 할 필요가 있다. 일반적으로 기계의 수명을 예측하기 위해서는, 기계의 진동 상태를 모니터링하여 기계 열화의 정도를 파악하고, 상기 모니터링 데이터를 기반으로 잔여 수명을 예측한다. 다만, 상기와 같은 방법은, 모니터링 데이터에 따라 잔여수명의 정확한 예측이 어려운 문제가 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 중간수준의 결함(mediun fault)에서는 열화수치의 변화가 없어 잔여 수명의 예측이 어렵다. 또한, 심각한 수준의 결함(severe fault)에서는 열화수치가 불안정하여 기계의 잔여 수명 예측이 어려운 문제가 있다Sudden failure or malfunction of the equipment can seriously reduce the operating efficiency of the equipment and the yield of the product. Therefore, it is necessary to diagnose the abnormality beforehand and predict the remaining service life of the machine before occurrence of the failure of such equipment. In general, in order to predict the service life of a machine, the degree of machine deterioration is monitored by monitoring the vibration state of the machine, and the remaining service life is predicted based on the monitoring data. However, the above method has a problem in that accurate prediction of the remaining service life is difficult according to the monitoring data. As shown in FIG. 2, there is no change in deterioration value at a median fault, and it is difficult to predict the remaining service life. Also, in a severe fault, the deterioration value is unstable and it is difficult to predict the remaining life of the machine

대한민국 공개특허공보 10-2015-0104459호Korean Patent Publication No. 10-2015-0104459

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기계의 입력신호로부터 열화지표를 추출하여 열화수치를 보정함으로써 기계의 잔여 수명을 예측하는 방법을 제공함에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for estimating the remaining life of a machine by extracting a deterioration index from an input signal of a machine and correcting the deterioration value.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 기계의 입력신호로부터 열화지표를 추출하여 열화수치를 보정함으로써 기계의 잔여 수명을 예측하는 장치를 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus for predicting the remaining life of a machine by extracting a deterioration index from an input signal of a machine and correcting the deterioration value.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 기계의 잔여수명 예측 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method for predicting residual service life of a machine,

회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 단계, 상기 신호로부터 열화지표를 학습시켜 상기 회전 기계의 상태를 판단하는 단계, 상기 학습된 열화지표로부터 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 단계, 상기 계산된 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 회전 기계의 고장을 판단하는 단계, 상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 단계; 및 보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 단계;를 포함할 수 있다.Receiving a signal that senses a rotating machine, determining a state of the rotating machine by learning a deterioration index from the signal, calculating a deterioration value of the rotating machine from the learned deterioration index, Comparing the numerical value with a threshold value to determine a failure of the rotating machine; comparing the deterioration value with a previous deterioration value and correcting the deterioration value; And re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index.

상기 열화지표는 실효값(RMS)정보, 크레스트 펙터(crest factor)정보, 비대칭도(skewness)정보, 피크 투 피크(peak-to-peak)값, 임펄스 값(impulse value) 및 평균값(mean)정보 중에서 어느 하나일 수 있다.The deterioration index may include RMS information, crest factor information, skewness information, peak-to-peak value, impulse value and mean value information, Or the like.

상기 회전 기계의 상태를 판단하는 단계는, 상기 회전 기계의 열화지표를 기반으로 미리 학습된 분류기에 상기 열화지표를 입력하여 기계의 결함 여부를 진단할 수 있다.In the step of determining the state of the rotating machine, the deterioration index may be input to a classifier previously learned based on the deterioration index of the rotating machine to diagnose whether the machine is defective.

상기 분류기는 지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류 모델 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)를 포함할 수 있다.The classifier may include a support vector machine (SVM) classification model or a naive Bayes classifier.

상기 열화수치를 계산하는 단계에서는,In the step of calculating the deterioration value,

상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 열화수치가 비례하여 증가하는 열화지표를 선택하여 상기 열화수치를 계산할 수 있다.It is possible to calculate the deterioration value by analyzing the correlation of past history data of the rotating machine and selecting a deterioration index in which the deterioration index of the deterioration index increases proportionally.

상기 회전 기계의 고장을 판단하는 단계는, 상기 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우 고장으로 판단하여 기계의 잔여 수명을 예측하고, 상기 임계값보다 작은 경우 상기 열화수치를 보정할 수 있다.The step of determining the failure of the rotating machine may include comparing the deterioration value with a threshold value to predict a remaining life of the machine when the deterioration value is greater than a threshold value, Can be corrected.

상기 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우 기 설정된 오차범위 이내로 보정하거나, 이전 열화수치와 동일하게 보정할 수 있다.When the deterioration value is smaller than the previous deterioration value, it can be corrected to a predetermined error range or to be equal to the previous deterioration value.

보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 단계는, 상기 보정된 열화수치를 미리 학습된 인공신경망 기반의 회귀모델에 입력하여 다음 열화수치를 추정할 수 있다.The step of re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index may include inputting the corrected deterioration value to a regression model based on the artificial neural network that has been learned in advance, to estimate the next deterioration value.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 기계의 잔여수명 예측 장치는, 회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 입력부; 상기 신호로부터 열화지표를 학습시켜 상기 회전 기계의 상태를 판단하는 상태 판단부; 상기 학습된 열화지표로부터 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 계산부; 상기 계산된 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 회전 기계의 고장을 판단하는 고장 판단부; 상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 보정부; 및 보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 재학습부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting remaining life of a machine, the apparatus comprising: an input unit for receiving a signal sensed by a rotating machine; A state determiner for determining a state of the rotating machine by learning a deterioration index from the signal; A calculation unit for calculating a deterioration value of the rotating machine from the learned deterioration index; A failure determination unit for comparing the calculated deterioration value with a threshold value to determine a failure of the rotating machine; A correction unit for comparing the deterioration value with a previous deterioration value and correcting the deterioration value; And a re-learning unit for re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index.

상기 열화지표는 실효값(RMS)정보, 크레스트 펙터(crest factor)정보, 비대칭도(skewness)정보, 피크 투 피크(peak-to-peak)값, 임펄스 값(impulse value) 및 평균값(mean)정보 중에서 어느 하나일 수 있다.The deterioration index may include RMS information, crest factor information, skewness information, peak-to-peak value, impulse value and mean value information, Or the like.

상기 상태 판단부는, 상기 회전 기계의 열화지표를 기반으로 미리 학습된 분류기에 상기 열화지표를 입력하여 기계의 결함 여부를 진단할 수 있다.The state determiner may diagnose whether the machine is defective by inputting the deterioration index into a classifier previously learned based on the deterioration index of the rotating machine.

상기 미리 학습된 분류기는, 지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류기 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)일 수 있다.The pre-learned classifier may be a support vector machine (SVM) classifier or a naive Bayes classifier.

상기 계산부는, 상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 열화수치가 비례하여 증가하는 열화지표를 선택하여 상기 열화수치를 계산할 수 있다.The calculation unit may analyze the correlation of the past history data of the rotating machine and calculate the deterioration index by selecting a deterioration index in which the deterioration index of the deterioration index increases proportionally.

상기 고장 판단부는, 상기 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우 고장으로 판단하여 기계의 잔여 수명을 예측하고, 상기 임계값보다 작은 경우 상기 열화수치를 보정할 수 있다.The failure judging unit compares the deterioration value with a threshold value, judges that the deterioration value is a failure when the deterioration value is larger than the threshold value, predicts the remaining service life of the machine, and corrects the deterioration value when the deterioration value is smaller than the threshold value.

상기 보정부는, 상기 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우 기 설정된 오차범위 이내로 보정하거나, 이전 열화수치와 동일하게 보정할 수 있다.If the deterioration value is smaller than the previous deterioration value, the correction unit may correct the deterioration value to a value within a preset error range or to be equal to the previous deterioration value.

상기 재학습부는, 상기 보정된 열화수치를 미리 학습된 인공신경망 기반의 회귀모델에 입력하여 다음 열화수치를 추정할 수 있다.The re-learning unit may estimate the next deterioration value by inputting the corrected deterioration value into a regression model based on the artificial neural network that has been learned in advance.

본 발명에 따른 기계의 잔여수명 예측 방법 및 장치에 의하면, 결함 정도를 정확히 예측하기 어려운 상황 또는 결함 정도가 심할 경우에도 기계의 잔여 수명을 정확히 예측할 수 있는 효과가 있다.According to the method and apparatus for predicting the remaining service life of a machine according to the present invention, it is possible to accurately predict the remaining service life of a machine even in a situation where it is difficult to accurately predict the degree of defect or a degree of defect.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기계의 잔여수명 예측 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 결함 정도에 따른 열화수치의 변화를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열화지표 특징들의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 열화의 정도가 잘 나타나는 열화지표를 선정하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 열화수치 보정 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기계의 잔여수명 예측 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 잔여 수명을 추정하는 예시를 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of predicting residual service life of a machine according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a change in deterioration value according to the degree of defect according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of degradation index features according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing an example of selecting a deterioration index showing a degree of deterioration according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a result of the deterioration value correction according to the embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of an apparatus for predicting remaining life of a machine according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing an example of estimating the remaining service life according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기계의 잔여수명 예측 방법을 나타내는 흐름도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of predicting residual service life of a machine according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 기계의 잔여수명 예측 방법은 회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 단계(S10), 상기 신호로부터 열화지표를 학습시키는 단계(S20), 상기 회전 기계의 상태를 판단하는 단계(S30), 회전 기계의 현재 상태가 정상인지를 판단하는 단계(S40), 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 단계(S50), 상기 열화수치가 임계값보다 큰 값인지의 여부를 판단하는 단계(S60), 기계의 잔여 수명을 예측하는 단계(S70), 상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 단계(S80) 및 보정된 열화수치 및 상기 결함정보를 재 학습 시키는 단계(S90)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, a method for predicting residual service life of a machine includes receiving a signal sensed by a rotating machine (S10), learning a deterioration index from the signal (S20), determining a state of the rotating machine A step S30 of determining whether the current state of the rotating machine is normal, a step S40 of calculating the deterioration value of the rotating machine, and a step of determining whether the deterioration value is larger than the threshold value A step S60 of comparing the deterioration value with a previous deterioration value, a step S90 of re-learning the corrected deterioration value and the defect information, As shown in FIG.

먼저, 회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 단계인 (S10)에서는 회전 기계의 신호를 감지하기 위해 진동센서가 제공될 수 있다. 이때, 기계 신호를 감지할 수 있는 센서는 모두 가능하며, 진동센서에 한정하지는 않는다. 상기 진동센서는 시간영역 데이터 및 주파수 영역 데이터를 모두 포함하여 감지할 수 있다. First, in step S10, in which a signal sensing the rotating machine is input, a vibration sensor may be provided to sense a signal of the rotating machine. At this time, any sensor capable of detecting a mechanical signal is possible, and is not limited to a vibration sensor. The vibration sensor can sense both time domain data and frequency domain data.

시간영역 데이터는 시간의 변화에 따른 진동 데이터를 의미하고, 주파수 영역 데이터는 주파수의 변화에 따른 진동 데이터를 의미한다. The time domain data refers to vibration data according to a change in time, and the frequency domain data refers to vibration data according to a frequency change.

따라서 진동센서가 회전 기계를 감지하면, 상기 감지한 신호를 바탕으로 열화지표를 생성할 수 있다. 이때 열화지표는 예를 들어 진동량에 대한 평균값, 실효값(root mean square; RMS), 크레스트 팩터(crest factor), 비대칭도(skewness), 첨도(Kurtosis) 또는 확률밀도함수 (probability density function; PDF)를 포함할 수 있다. 크레스트 팩터(crest factor)는 주어진 시간 간격 내에서 데이터의 피크값을 그 실효치로 나눈 값을 의미하고, 융기 인자로 불리기도 한다. 비대칭도(skewness)는 데이터의 도수분포에서 평균값에 관한 비대칭의 방향과 그 정도를 나타낼 수 있다. 첨도(Kurtosis)는 데이터 분포의 뾰족한 정도를 나타낼 수 있다.Accordingly, when the vibration sensor senses the rotating machine, a deterioration index can be generated based on the sensed signal. In this case, the deterioration index may be determined by, for example, a mean value, a root mean square (RMS), a crest factor, a skewness, a kurtosis or a probability density function (PDF ). The crest factor is the peak value of the data divided by its rms value within a given time interval, and is sometimes referred to as the ridge factor. The skewness can indicate the direction and degree of asymmetry about the mean value in the frequency distribution of the data. Kurtosis can indicate the degree of sharpness of the data distribution.

또한 주파수영역과 관련된 열화지표로는, 피크 레벨 또는 전체 피크 레벨을 포함할 수 있다. 주파수 스펙트럼도 포함될 수 있다. 이는, 시간에 따른 진동량을 일정 시간에 대하여 고속 푸리에 변환(fast Fourier transformation)하여 구할 수 있다. 부가적으로, 주파수영역 데이터의 신뢰성을 높이기 위해서 주파수 스펙트럼은 필터링 과정을 거칠 수 있다. 밴드 패스 필터(band pass filtering)를 이용하면 특정 주파수 구간의 데이터만을 구할 수 있다.The degradation index associated with the frequency domain may also include a peak level or an overall peak level. The frequency spectrum may also be included. This can be obtained by performing fast Fourier transformation on a vibration amount over time for a predetermined time. In addition, the frequency spectrum may be subjected to a filtering process to improve the reliability of the frequency domain data. By using band pass filtering, only data of a specific frequency range can be obtained.

상기 열화지표가 생성되면, 상기 열화지표를 분류기에 미리 학습된 분류기에 입력하여 학습시키는 단계를 수행한다.(S20) 이때, 상기 분류기는 지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류 모델 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)이며, 이에 한정하지는 않는다. When the deterioration index is generated, a step of inputting the deterioration index to a classifier previously learned in the classifier and learning is performed. (S20) At this time, the classifier is classified into a support vector machine (SVM) A naive Bayes classifier, but is not limited thereto.

상기 열화지표를 미리 학습된 분류기에 학습시키고, 상기 열화지표를 입력하여 기계의 현재 상태를 판단하는 단계를 수행한다.(S30) 이때 기계의 상태는 열화 상태(정상 또는 결함)을 판단하는 것을 의미한다. 이후 현재 상태가 정상인 것으로 판단되는 경우(S40)에는 회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 단계인 S10 단계를 다시 수행하게 된다. 하지만, 현재 상태가 정상이 아닌 것으로 판단되는 경우, 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 단계(S50)을 수행한다.(Step S30). In this case, the state of the machine means that the deteriorated state (normal or defective) is determined do. If it is determined that the current state is normal (S40), step S10, which is a step of receiving a signal sensing the rotating machine, is performed again. However, if it is determined that the current state is not normal, a step (S50) of calculating the deterioration value of the rotating machine is performed.

이때 상기 열화수치를 계산하기 위하여, 상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 기계의 열화의 정도를 잘 나타낼 수 있는 열화지표를 선택하여 열화수치를 계산하게 된다.(S50) At this time, in order to calculate the deterioration value, the correlation of the past history data of the rotating machine is analyzed, and a deterioration index capable of indicating the degree of deterioration of the machine in the deterioration index is selected to calculate the deterioration value. S50)

이후, 계산된 열화수치가 임계값보다 큰가의 여부를 판단하게 된다(S60).Thereafter, it is determined whether or not the calculated deterioration value is larger than the threshold value (S60).

상기 임계값은 기계의 고장 임계값에 관한 것으로, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 이때, 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우에는 기계의 잔여수명을 예측하는 단계(S70)를 수행하게 되고, 상기 열화수치가 임계값보다 작을 경우 상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 단계를 수행하게 된다.(S80)The threshold relates to the machine failure threshold and can be preset by the user. If the deterioration value is greater than the threshold value, step S70 of estimating the remaining life of the machine is performed. If the deterioration value is smaller than the threshold value, the deterioration value is compared with the previous deterioration value and corrected (S80)

본 제안기술은 열화 현상은 약화될 수 없다는 점을 이용하여, 열화수치를 보정한다. 만약, 현재 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우, 현재 열화수치를 이전 열화수치와 동일한 값으로 변경하여 보정한다. 본 발명에 있어서 다른 실시 예로는, 현재 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우, 미리 설정된 오차 범위 내에서 현재 열화수치를 보정할 수 있다. The proposed technique corrects the deterioration value by taking advantage of the fact that the deterioration phenomenon can not be weakened. If the current deterioration value is smaller than the previous deterioration value, the current deterioration value is corrected to the same value as the previous deterioration value and corrected. In another embodiment of the present invention, when the present deterioration value is smaller than the previous deterioration value, the present deterioration value can be corrected within a predetermined error range.

이후, 상기 보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재 학습 시키는 단계를 수행한다.(S90) 이는, 과거 이력 데이터를 통해 인공신경망 기반의 회귀모델을 학습시키고, 새롭게 보정된 열화수치, 열화지표를 재 학습시키는 것을 의미한다. 그리고 다음 회귀 값을 추정하고, 다음 열화지표를 추정하여 S60단계를 다시 수행하게 된다.(S90) This is done by learning the regression model based on the artificial neural network through the past history data, setting the newly corrected deterioration index and deterioration index It means learning. Then, the next regression value is estimated, the next deterioration index is estimated, and step S60 is performed again.

상기와 같이 본 제안발명은 열화수치를 보정함으로써, 기계의 잔여 수명을 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of accurately predicting the remaining life of the machine by correcting the deterioration value.

도 2는 결함 정도에 따른 열화수치의 변화를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram showing a change in deterioration value according to the degree of defect.

도 2에 도시된 바와 같이, 중간수준의 결함(mediun fault)에서는 열화수치의 변화가 없어 잔여 수명의 예측이 어렵다. 또한, 심각한 수준의 결함(severe fault)에서는 열화수치가 불안정하여 기계의 잔여 수명 예측이 어려운 문제가 있다. 따라서 본 제안기술에서 제안한 방법인 열화수치를 보정함으로써, 상기와 같은 경우에도 정확하게 기계의 잔여 수명을 예측할 수 있는 효과가 있다.As shown in FIG. 2, there is no change in deterioration value at a median fault, and it is difficult to predict the remaining service life. Also, in the case of a severe fault, the deterioration value is unstable, which makes it difficult to predict the remaining life of the machine. Therefore, by correcting the deterioration value, which is a method proposed by the proposed technique, the remaining service life of the machine can be accurately predicted even in the above case.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열화지표 특징들의 예시를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of degradation index features according to an embodiment of the present invention.

열화지표는 진동량에 대한 평균값, 실효값(root mean square; RMS), 크레스트 팩터(crest factor), 비대칭도(skewness), 첨도(Kurtosis) 또는 확률밀도함수 (probability density function; PDF), 또는 임펄스 요소(impulse factor) 등이 포함될 수 있다. The deterioration index can be calculated by averaging the root mean square (RMS), crest factor, skewness, kurtosis or probability density function (PDF) An impulse factor, and the like.

또한, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 열화지표들의 분포를 통해 정상 상태(healthy state), 초기 열화(incipient fault), 열화 진행(progreesing fault), 높은 수준의 열화(severe fault)로 판단이 가능하다. In addition, as shown in FIG. 3, the distribution of the deterioration indexes can be determined as a healthy state, an incipient fault, a progreesing fault, and a severe fault Do.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 열화의 정도가 잘 나타나는 열화지표를 선정하는 예시를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram showing an example of selecting a deterioration index showing a degree of deterioration according to an embodiment of the present invention.

도 4에는, 실효값(root mean square; RMS), 크레스트 팩터(crest factor), 평균값(mean value), 비대칭도(skewness) 및 크레스트 팩터(crest factor)가 도시되어 있다. 다만, 상기 열화지표는 예시일 뿐이며, 상기 도시된 열화지표에 한정하지 않는다.In FIG. 4, a root mean square (RMS), a crest factor, a mean value, a skewness, and a crest factor are shown. However, the deterioration index is only an example, and is not limited to the deterioration index shown above.

도 4에 도시된 바에 따르면, 상기 4가지 종류의 열화지표 중, 실효값(root mean square; RMS)의 경우 열화가 진행됨에 따라 열화지표가 비례하여 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 상기 실효값(root mean square; RMS)가 기계의 열화 상태를 가장 잘 나타낼 수 있는 지표임을 알 수 있으며, S50 단계에서는 이와 같이 열화지표를 선정하게 된다.As shown in FIG. 4, in the case of the root mean square (RMS) among the four types of deterioration indexes, the deterioration index increases proportionally as the deterioration progresses. Therefore, it can be seen that the root mean square (RMS) is an index that can best represent the deterioration state of the machine, and the deterioration index is selected in step S50.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 열화수치 보정 결과를 도시한 도면이다. 5 is a diagram showing a result of the deterioration value correction according to the embodiment of the present invention.

도 5의 a는 기계의 열화가 심하여 열화수치가 불안정한 경우를 나타내는 도면이다. 도 5의 b는 현재 열화수치가 이전 열화수치보다 작을경우, 현재 열화수치를 이전 열화수치와 동일한 값으로 변경하여 보정하거나, 또는 현재 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우, 미리 설정된 오차 범위 내에서 현재 열화지표를 보정함으로써 얻어지는 그래프이다.5A is a diagram showing a case where the deterioration of the machine is severe and the deterioration value is unstable. FIG. 5B shows a case where the current deterioration value is smaller than the previous deterioration value, the current deterioration value is corrected by changing it to the same value as the previous deterioration value, or if the current deterioration value is smaller than the previous deterioration value, Is a graph obtained by correcting the present deterioration index.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기계의 잔여 수명 예측 장치의 구성도이다.6 is a block diagram of an apparatus for predicting remaining life of a machine according to another embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 기계의 잔여 수명 예측 장치는 센싱부(100), 제어부(200) 및 출력부(300)를 포함할 수 있으며, 상기 제어부(200)는 상태 판단부(210), 계산부(220), 고장 판단부(230), 보정부(240) 및 재학습부(250)를 포함하여 구성된다.6, the apparatus for predicting residual service life of a machine may include a sensing unit 100, a control unit 200, and an output unit 300. The control unit 200 may include a state determination unit 210, A calculation unit 220, a failure determination unit 230, a correction unit 240, and a re-learning unit 250.

먼저, 센싱부(100)는 회전 기계의 신호를 감지한다. 이때 사용되는 센서는 진동센서가 제공되며, 이에 한정하지는 않는다. 예를 들어 진동 센서는 변위형 센서이거나 속도계 센서일 수 있다.First, the sensing unit 100 senses a signal of the rotating machine. The sensor used at this time is provided with a vibration sensor, but is not limited thereto. For example, the vibration sensor may be a displacement type sensor or a speed meter sensor.

또한, 본 제안 발명인 기계 잔여 수명 예측 장치는(1) 입력부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이때 입력부(미도시)는 사용자와 제어부(200) 사이에 데이터 전송을 위해서 제공될 수 있다. 예를 들어 입력부(미도시)는 회전 기계의 정보 및 진단 조건을 입력하기 위해 사용될 수 있다.In addition, the machine residual life predicting apparatus of the present invention may further include (1) an input unit (not shown). At this time, an input unit (not shown) may be provided for data transmission between the user and the control unit 200. For example, an input (not shown) may be used to input the information and diagnostic conditions of the rotating machine.

제어부(200)는 센싱부(100)에서 센싱한 신호를 입력 받아 적절하게 처리함으로써, 회전 기계의 잔여 수명을 예측하는 기능을 수행한다.The controller 200 receives the signal sensed by the sensing unit 100 and appropriately processes the signal to predict the remaining service life of the rotating machine.

출력부(300)는 제어부(200)로부터 기계 잔여 수명 예측 결과를 제공 받아 출력하는 데 이용될 수 있다.The output unit 300 may be used to receive and output the machine remaining life prediction result from the control unit 200. [

또한, 저장부(미도시)가 더 포함될 수 있다. 상기 저장부(미도시)는 상기 센서가 감지한 신호 및 누적 결함 데이터 및 진단 결과를 저장하는 데 이용될 수 있다.Further, a storage unit (not shown) may be further included. The storage unit (not shown) may be used to store signals sensed by the sensor, cumulative defect data, and diagnostic results.

제어부(200)가 이때, 상기 진동센서는 시간영역 데이터 및 주파수 영역 데이터를 모두 포함하여 감지할 수 있다. At this time, the controller 200 may sense both the time domain data and the frequency domain data.

시간영역 데이터는 시간의 변화에 따른 진동 데이터를 의미하고, 주파수 영역 데이터는 주파수의 변화에 따른 진동 데이터를 의미한다. The time domain data refers to vibration data according to a change in time, and the frequency domain data refers to vibration data according to a frequency change.

상태 판단부(210)는 상기 진동센서가 회전 기계를 감지한 신호를 입력받아 열화지표를 생성할 수 있다. 이때 열화지표는 예를 들어 진동량에 대한 평균값, 실효값(root mean square; RMS), 크레스트 팩터(crest factor), 비대칭도(skewness), 첨도(Kurtosis) 또는 확률밀도함수 (probability density function; PDF)를 포함할 수 있다. 크레스트 팩터(crest factor)는 주어진 시간 간격 내에서 데이터의 피크값을 그 실효치로 나눈 값을 의미하고, 융기 인자로 불리기도 한다. 비대칭도(skewness)는 데이터의 도수분포에서 평균값에 관한 비대칭의 방향과 그 정도를 나타낼 수 있다. 첨도(Kurtosis)는 데이터 분포의 뾰족한 정도를 나타낼 수 있다.The state determination unit 210 may generate a deterioration index by receiving a signal that the vibration sensor senses the rotating machine. In this case, the deterioration index may be determined by, for example, a mean value, a root mean square (RMS), a crest factor, a skewness, a kurtosis or a probability density function (PDF ). The crest factor is the peak value of the data divided by its rms value within a given time interval, and is sometimes referred to as the ridge factor. The skewness can indicate the direction and degree of asymmetry about the mean value in the frequency distribution of the data. Kurtosis can indicate the degree of sharpness of the data distribution.

주파수영역 데이터는 데이터의 주기성에 관한 것들로서, 예를 들어 주파수 스펙트럼에서 1차 피크 레벨 또는 전체 피크 레벨을 포함할 수 있다. 주파수 스펙트럼은 시간에 따른 진동량을 일정 시간에 대하여 고속 푸리에 변환(fast Fourier transformation)하여 구할 수 있다. 부가적으로, 주파수영역 데이터의 신뢰성을 높이기 위해서 주파수 스펙트럼은 필터링 과정을 거칠 수 있다. 밴드 패스 필터(band pass filtering)를 이용하면 특정 주파수 구간의 데이터만을 구할 수 있다.The frequency domain data are those relating to the periodicity of the data, and may include, for example, the primary peak level or the entire peak level in the frequency spectrum. The frequency spectrum can be obtained by performing fast Fourier transformation on a vibration amount over time for a predetermined time. In addition, the frequency spectrum may be subjected to a filtering process to improve the reliability of the frequency domain data. By using band pass filtering, only data of a specific frequency range can be obtained.

제어부(200)는 상기 열화지표를 생성한 후, 상태 판단부(210)에서 상기 열화지표를 미리 학습된 분류기에 입력하여 학습시키도록 제어한다. 이때, 상기 분류기는 지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류기 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)이며, 이에 한정하지는 않는다. After generating the deterioration index, the control unit 200 controls the state deciding unit 210 to input the deterioration index into the learned classifier and learn it. At this time, the classifier is a support vector machine (SVM) classifier or a naive Bayes classifier, but is not limited thereto.

제어부(200)는 상태 판단부(210)에서 학습시킨 분류기에, 상기 열화지표를 입력하여 기계의 현재 상태를 판단한다. 이때 상기 기계의 현재 상태는 열화 상태를 판단하는 것으로, 즉, 정상 또는 결함을 판단하는 것을 의미한다. 이후 제어부(200)는 현재 상태가 정상인 것으로 판단되는 경우 입력부(100)를 통해 회전 기계의 신호를 감지하도록 제어한다. 만약, 현재 상태가 정상이 아닌 것으로 판단되는 경우, 제어부(200)는 계산부(220)를 통해 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하도록 제어한다.The controller 200 inputs the deterioration index to the classifier learned by the state determiner 210 to determine the current state of the machine. At this time, the current state of the machine is to judge the deterioration state, that is, to judge whether the machine is normal or defective. Thereafter, the controller 200 controls the input unit 100 to detect the signal of the rotating machine when it is determined that the current state is normal. If it is determined that the current state is not normal, the control unit 200 controls the calculation unit 220 to calculate the deterioration value of the rotating machine.

이때 제어부(200)는 상기 열화수치를 계산하기 위하여, 상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 기계의 열화의 정도를 잘 나타낼 수 있는 열화지표를 선택하여 열화수치를 계산한다.At this time, in order to calculate the deterioration value, the controller 200 analyzes the correlation of past history data of the rotating machine, selects a deterioration index that can indicate the degree of deterioration of the machine among the deterioration indexes, .

이후 고장 판단부(230) 계산된 열화수치가 임계값보다 큰가의 여부를 판단한다.Then, the failure determination unit 230 determines whether the calculated deterioration value is greater than a threshold value.

상기 임계값은 기계의 고장 임계값에 관한 것으로, 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다. 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우, 제어부(200)는 기계의 잔여수명을 예측하고, 상기 열화수치가 임계값보다 작을 경우 제어부(200)는 상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하도록 보정부(240)를 제어한다.The threshold relates to the machine failure threshold and can be preset by the user. If the deterioration value is greater than the threshold value, the controller 200 predicts the remaining service life of the machine. If the deterioration value is less than the threshold value, the controller 200 compares the deterioration value with the previous deterioration value, (240).

이때 보정부(240)는 열화 현상은 약화될 수 없다는 점을 이용하여, 열화수치를 보정한다. 만약, 현재 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우, 현재 열화수치를 이전 열화수치와 동일한 값으로 변경하여 보정한다. 본 발명에 있어서 다른 실시 예로는, 보정부(240)는 현재 열화지표 값이 이전 열화수치보다 작을 경우, 미리 설정된 오차 범위 내에서 현재 열화수치를 보정할 수 있다.At this time, the correcting unit 240 corrects the deterioration value using the fact that the deterioration phenomenon can not be weakened. If the current deterioration value is smaller than the previous deterioration value, the current deterioration value is corrected to the same value as the previous deterioration value and corrected. According to another embodiment of the present invention, when the present deterioration index value is smaller than the previous deterioration value, the correction unit 240 can correct the current deterioration value within a predetermined error range.

이후, 제어부(200)는 상기 보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재 학습 시키도록 재학습부(250)를 제어한다. 이때, 재학습부(250)는 과거 이력 데이터를 통해 인공신경망 기반의 회귀모델을 학습시키고, 새롭게 보정된 열화수치, 열화지표를 재 학습시킨다. 이후, 다음 열화지표 다음 회귀 값을 추정한다. Then, the control unit 200 controls the re-learning unit 250 to re-learn the corrected deterioration value and the deterioration index. At this time, the re-learning unit 250 learns the regression model based on the artificial neural network through the past history data, and re-learns the newly corrected deterioration value and deterioration index. Then, the next regression value is estimated.

상기 제어부(200)는 상기 재학습부(250)에서 새롭게 보정된 열화수치 및 열화지표를 임계값과 다시 비교한다. The control unit 200 compares the newly corrected deterioration value and deterioration index with the threshold value again in the re-learning unit 250.

상기와 같이 본 제안발명은 열화수치를 보정함으로써, 기계의 잔여 수명을 정확하게 예측할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has an effect of accurately predicting the remaining life of the machine by correcting the deterioration value.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 잔여 수명을 추정하는 예시를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing an example of estimating the remaining service life according to the embodiment of the present invention.

도 7은 도시된 그래프는 기계의 열화의 정도를 나타내는 그래프이며, 그래프의 y축은 열화수치를 나타내고, x축은 시간을 나타낸다. 본 발명에서는 잔여 수명을 추정하기 위하여 시작 열화수치와 마지막 열화수치의 시간 간격을 계산하여 기계의 잔여 수명을 추정하게 된다.7 is a graph showing the degree of deterioration of the machine, the y-axis of the graph represents the deterioration value, and the x-axis represents time. In the present invention, in order to estimate the remaining service life, the remaining service life of the machine is estimated by calculating the time interval between the initial deterioration value and the final deterioration value.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 센싱부
200 : 제어부
210 : 상태 판단부
220 : 계산부
230 : 고장 판단부
240 : 보정부
250 : 재학습부
300 : 출력부
100: sensing part
200:
210:
220:
230: Fault determination unit
240:
250:
300:

Claims (16)

회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 단계;
상기 신호로부터 열화지표를 학습시켜 상기 회전 기계의 상태를 판단하는 단계;
상기 학습된 열화지표로부터 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 단계;
상기 계산된 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 회전 기계의 고장을 판단하는 단계;
상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 단계; 및
보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 단계;를 포함하고,
상기 보정하는 단계는, 상기 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우 기 설정된 오차범위 이내로 상기 열화수치를 보정하거나, 상기 열화수치를 이전 열화수치와 동일한 값으로 변경하여 보정하는 기계의 잔여 수명을 예측하는 기계 잔여 수명 예측 방법.
Receiving a signal sensing the rotating machine;
Determining a state of the rotating machine by learning a deterioration index from the signal;
Calculating a deterioration value of the rotating machine from the learned deterioration index;
Comparing the calculated deterioration value with a threshold value to determine a failure of the rotating machine;
Comparing the deterioration value with a previous deterioration value and correcting the deterioration value; And
Re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index,
Wherein the correcting step corrects the deterioration value within a predetermined error range when the deterioration value is smaller than the previous deterioration value or predicts the remaining service life of the machine that corrects the deterioration value by changing the deterioration value to the same value as the previous deterioration value Method for predicting machine residual life.
제 1항에 있어서,
상기 열화지표는,
실효값(RMS)정보, 크레스트 펙터(crest factor)정보, 비대칭도(skewness)정보, 피크 투 피크(peak-to-peak)값, 임펄스 값(impulse value) 및 평균값(mean)정보 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기계의 잔여 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
The deterioration index,
Peak value, an impulse value, and an average value of the RMS information, the crest factor information, the skewness information, the peak-to-peak value, the impulse value, The remaining life of the machine is predicted.
제 1항에 있어서,
상기 회전 기계의 상태를 판단하는 단계는,
상기 회전 기계의 열화지표를 기반으로 미리 학습된 분류기에 상기 열화지표를 입력하여 기계의 결함 여부를 진단하는 기계의 잔여 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
The step of determining the state of the rotating machine includes:
Wherein the deterioration index is input to a classifier previously learned based on a deterioration index of the rotating machine to diagnose whether or not the machine is defective.
제 3항에 있어서,
상기 미리 학습된 분류기는 지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류기 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)인 기계의 잔여 수명 예측 방법.
The method of claim 3,
Wherein the pre-learned classifier is a support vector machine (SVM) classifier or a naive Bayes classifier.
제 1항에 있어서,
상기 열화수치를 계산하는 단계에서는,
상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 열화수치가 비례하여 증가하는 열화지표를 선택하여 상기 열화수치를 계산하는 는 기계의 잔여 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
In the step of calculating the deterioration value,
Wherein the deterioration index is calculated by analyzing a correlation between past history data of the rotating machine and a deterioration index in which the deterioration index of the deterioration index increases proportionally to calculate the deterioration value.
제 1항에 있어서,
상기 회전 기계의 고장을 판단하는 단계는,
상기 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우 고장으로 판단하여 기계의 잔여 수명을 예측하고, 상기 임계값보다 작은 경우 상기 열화수치를 보정하는 기계 잔여 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
The step of determining the failure of the rotating machine includes:
Comparing the deterioration value with a threshold value; predicting a remaining life of the machine by determining that the deterioration value is a failure when the deterioration value is greater than a threshold value; and correcting the deterioration value when the deterioration value is less than the threshold value.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 단계는,
상기 보정된 열화수치를 미리 학습된 인공신경망 기반의 회귀모델에 입력하여 다음 열화수치를 추정하는 기계 잔여 수명 예측 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index comprises:
And inputting the corrected deterioration value to a regression model based on a learned neural network to estimate a next deterioration value.
회전 기계를 감지한 신호를 입력 받는 입력부;
상기 신호로부터 열화지표를 학습시켜 상기 회전 기계의 상태를 판단하는 상태 판단부;
상기 학습된 열화지표로부터 상기 회전 기계의 열화수치를 계산하는 계산부;
상기 계산된 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 회전 기계의 고장을 판단하는 고장 판단부;
상기 열화수치를 이전 열화수치와 비교하여 보정하는 보정부;
보정된 열화수치 및 상기 열화지표를 재학습시키는 재학습부;를 포함하고,
상기 보정부는, 상기 열화수치가 이전 열화수치보다 작을 경우 기 설정된 오차범위 이내로 상기 열화수치를 보정하거나, 상기 열화수치를 이전 열화수치와 동일한 값으로 변경하여 보정하는 기계 잔여 수명 예측 장치.
An input unit for receiving a signal sensed by the rotating machine;
A state determiner for determining a state of the rotating machine by learning a deterioration index from the signal;
A calculation unit for calculating a deterioration value of the rotating machine from the learned deterioration index;
A failure determination unit for comparing the calculated deterioration value with a threshold value to determine a failure of the rotating machine;
A correction unit for comparing the deterioration value with a previous deterioration value and correcting the deterioration value;
And a re-learning unit for re-learning the corrected deterioration value and the deterioration index,
Wherein the correcting unit corrects the deterioration value within a predetermined error range when the deterioration value is smaller than the previous deterioration value or corrects the deterioration value by changing the deterioration value to the same value as the previous deterioration value.
제 9항에 있어서,
상기 열화지표는,
실효값(RMS)정보, 크레스트 펙터(crest factor)정보, 비대칭도(skewness)정보, 피크 투 피크(peak-to-peak)값, 임펄스 값(impulse value) 및 평균값(mean)정보 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 기계의 잔여 수명 예측 장치.
10. The method of claim 9,
The deterioration index,
Peak value, an impulse value, and an average value of the RMS information, the crest factor information, the skewness information, the peak-to-peak value, the impulse value, And the remaining life of the machine is predicted.
제 9항에 있어서,
상기 상태 판단부는,
상기 회전 기계의 열화지표를 기반으로 미리 학습된 분류기에 상기 열화지표를 입력하여 기계의 결함 여부를 진단하는 기계의 잔여 수명 예측 장치.
10. The method of claim 9,
The state determination unit may determine,
Wherein the degradation index is input to a classifier previously learned based on a deterioration index of the rotating machine to diagnose whether the machine is defective.
제 11항에 있어서,
상기 미리 학습된 분류기는,
지원 벡터 머신(SVM: support vector machine)분류기 또는 나이브 베이즈 분류기(naive Bayes classifier)인 기계의 잔여 수명 예측 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the pre-
An apparatus for predicting residual life of a machine that is a support vector machine (SVM) classifier or a naive Bayes classifier.
제 9항에 있어서,
상기 계산부는,
상기 회전 기계의 과거 이력 데이터의 상관관계를 분석하여, 상기 열화지표 중 열화수치가 비례하여 증가하는 열화지표를 선택하여 상기 열화수치를 계산하는 기계의 잔여 수명 예측 장치.
10. The method of claim 9,
The calculation unit may calculate,
Wherein the deterioration index is calculated by analyzing a correlation between past history data of the rotating machine and a deterioration index in which the deterioration index of the deterioration index increases proportionally.
제 9항에 있어서,
상기 고장 판단부는,
상기 열화수치를 임계값과 비교하여 상기 열화수치가 임계값보다 큰 경우, 고장으로 판단하여 기계의 잔여 수명을 예측하고, 상기 임계값보다 작은 경우 상기 열화수치를 보정하는 기계 잔여 수명 예측 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the failure determination unit
Comparing the deterioration value with a threshold value and predicting a remaining service life of the machine when the deterioration value is greater than a threshold value and determining the failure and correcting the deterioration value when the deterioration value is less than the threshold value.
삭제delete 제 9항에 있어서,
상기 재학습부는,
상기 보정된 열화수치를 미리 학습된 인공신경망 기반의 회귀모델에 입력하여 다음 열화수치를 추정하는 기계 잔여 수명 예측 장치.
10. The method of claim 9,
The re-
And inputting the corrected deterioration value to a regression model based on a previously learned artificial neural network to estimate a next deterioration value.
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