JP2013041173A - Failure prediction system and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique, even when there is an abnormality, caused by data abnormality of one parameter, in data of another parameter, effectively specifying a causal parameter and using it for improving accuracy of failure prediction.SOLUTION: A correlation coefficient calculation part 5 generates a correlation data string for each parameter pair for every parameter group consisting of a plurality of parameters. A threshold comparison part 6 determines whether or not a correlation coefficient exceeding a threshold is included in the correlation data string. When a parameter pair including the correlation coefficient exceeding the threshold is detected, a similarity calculation part 7 calculates a distance between the correlation data strings of each parameter pair of the parameter group. A causal parameter specification part 8 specifies a parameter that is common in the two correlation data strings the distance of which is the shortest (or the distance is the shortest with a proviso). A failure prediction part 9 predicts an occurrence of the failure caused by data abnormality of the causal parameter.

Description

本発明は、障害予測システム及びプログラムに関する。   The present invention relates to a failure prediction system and a program.

従来、プラントなどのように連続的に運転されるシステムについて、観測により得られたデータが閾値を超えるか否かで異常を特定する方法や、2つのパラメータ間の相互相関係数を利用して異常を特定する方法などが考案されている。   Conventionally, for a continuously operated system such as a plant, a method of identifying an abnormality based on whether or not the data obtained by observation exceeds a threshold value, and using a cross-correlation coefficient between two parameters A method for identifying an abnormality has been devised.

例えば、木構造的に因果関係の関連する多数のプロセス値を有するプロセスにおいて、結果側から原因側に1つの経路に沿って順次プロセス値を辿って、隣接する2つのプロセス値毎に夫々の経時的測定データの相互相関係数を求めると共に、上記経路に沿った複数の相互相関係数の相乗平均を求め、全ての可能な経路につき求めた上記相乗平均の大きさにより、結果側のプロセス値の変動に対する原因側のプロセス値の影響の程度を分析することを特徴とするプロセスにおける変動の分析方法の発明が提案されている(特許文献1参照)。   For example, in a process having a large number of process values that are causally related in a tree structure, the process value is sequentially traced along one path from the result side to the cause side, and each time value is measured for each two adjacent process values. The cross-correlation coefficient of the measured data and the geometric mean of multiple cross-correlation coefficients along the path are calculated, and the process value on the result side is calculated according to the magnitude of the geometric mean obtained for all possible paths. An invention of a method for analyzing a variation in a process, characterized by analyzing the degree of the influence of a cause-side process value on the variation of the process (see Patent Document 1), has been proposed.

例えば、各々が複数のセンサを備える複数の設備を遠隔監視する遠隔監視システムであって、前記設備から送信される、前記複数のセンサで検知された実測センサ値を、随時取得するセンサ値取得手段と、前記設備が正常運転をしている際に、前記複数のセンサで検知され前記センサ値取得手段で取得された実測センサ値に基づいて、前記複数のセンサで検知される複数の実測センサ値間の相関関係を求め、当該相関関係を予測モデルとして格納する予測モデル構築手段と、前記センサ値取得手段が前記複数のセンサの実測センサ値を取得した際に、当該取得した実測センサ値と前記予測モデル構築手段が格納する予測モデルとから当該複数のセンサの予測センサ値を求め、当該実測センサ値と予測センサ値との差異に基づいて、当該設備の故障兆候を検知する故障兆候検知手段とを有することを特徴とする遠隔監視システムの発明が提案されている(特許文献2参照)。   For example, a remote monitoring system for remotely monitoring a plurality of facilities each having a plurality of sensors, wherein sensor value acquisition means for acquiring measured sensor values detected by the plurality of sensors transmitted from the facilities as needed And a plurality of measured sensor values detected by the plurality of sensors based on the measured sensor values detected by the plurality of sensors and acquired by the sensor value acquisition means when the facility is operating normally. A prediction model construction unit that obtains a correlation between them, and stores the correlation as a prediction model; and when the sensor value acquisition unit acquires the actual sensor values of the plurality of sensors, the acquired actual sensor value and the Predictive sensor values of the plurality of sensors are obtained from the predictive model stored by the predictive model construction means, and based on the difference between the actually measured sensor value and the predictive sensor value, Invention of remote monitoring systems have been proposed which is characterized by having a failure sign detection means for detecting the disabled sign (see Patent Document 2).

特開平08−328644号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-328644 特開2005−149137号公報JP 2005-149137 A

本発明は、被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータの時系列データに基づいて障害予測を行う技術に関し、或るパラメータのデータ異常を原因にして他のパラメータのデータにも異常が生じる場合であっても、原因となるパラメータを効果的に特定して障害予測を精度向上に役立てることを可能にする技術を提案することを目的とする。   The present invention relates to a technique for predicting a failure based on time-series data of a plurality of parameters indicating an internal state of a monitored device, and when abnormalities occur in data of other parameters due to abnormal data of a certain parameter. Even so, it is an object of the present invention to propose a technique that can effectively identify a causal parameter and use the failure prediction to improve accuracy.

請求項1に係る本発明は、被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータについて、値の変化に因果関係がある一対のパラメータから成る組を複数設定した設定手段と、前記設定手段により設定された組毎に得られる、各組を成すパラメータ間における値の時系列変化の相関度の推移に基づいて、当該相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する特定手段と、前記特定手段により特定されたパラメータに予め対応付けられた障害が被監視装置に発生する旨の通知を出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする障害予測システムである。   The present invention according to claim 1 is set by a setting means for setting a plurality of sets of a pair of parameters that are causally related to a change in value for a plurality of parameters indicating the internal state of the monitored device, and the setting means. Specific means for identifying a parameter common to the two sets having the most similar transition of the correlation degree, based on the transition of the correlation degree of the time-series change of the value between the parameters constituting each pair, obtained for each pair; And an output means for outputting a notification that a failure previously associated with the parameter specified by the specifying means occurs in the monitored device.

請求項2に係る本発明は、請求項1に係る本発明において、前記設定手段は、前記被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータを少なくとも帯電電圧、トナー濃度、現像及びレーザパワーの各類に分類したパラメータ群毎に、そのパラメータ群に分類された各パラメータについて、正常状態の前記被監視装置において、前記値の変化に因果関係がある一対のパラメータからなる組を複数設定する、ことを特徴とする障害予測システムである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the setting means sets a plurality of parameters indicating an internal state of the monitored device at least for each of charging voltage, toner concentration, development, and laser power. For each parameter group classified into the parameter group, for each parameter classified into the parameter group, in the monitored device in a normal state, setting a plurality of sets of a pair of parameters causally related to the change in the value, It is a characteristic failure prediction system.

請求項3に係る本発明は、請求項1、2に係る本発明において、前記特定手段は、前記各組を成すパラメータ間の相関係数を対象範囲の期間をスライドさせた複数の期間についてそれぞれ算出し、当該算出した各期間の相関係数を時系列順に並べて相関データ列とし、当該相関データ列の距離が最も近い2つの組を、前記相関度の推移が最も類似する2つの組として特定する、ことを特徴とする障害予測システムである。   According to a third aspect of the present invention, in the present invention according to the first and second aspects, the specifying unit is configured to determine a correlation coefficient between the parameters constituting each set for a plurality of periods in which a period of a target range is slid. Calculate the correlation coefficients of the calculated periods in time series to form a correlation data string, and specify the two sets having the closest distance between the correlation data strings as the two sets having the most similar correlation degree transitions This is a failure prediction system characterized by that.

請求項4に係る本発明は、請求項1〜3に係る本発明において、前記特定手段は、前記相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータが存在しない場合に、当該2つの組について、一方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度、及び、他方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度を調べ、その中で相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する、ことを特徴とする障害予測システムである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention according to the first to third aspects, the specifying means is configured such that when there is no parameter common to the two sets having the most similar transition of the correlation, the two For a pair, the degree of similarity between the transition of the correlation degree in one pair and the transition of the correlation degree in the other pair set for the parameters that make up the pair, and the transition of the correlation degree in the other pair and the parameters that make up the pair A failure prediction system characterized by examining the degree of similarity with the transition of the correlation degree in the other set set for, and identifying the parameters common to the two sets with the most similar transition of the correlation degree is there.

請求項5に係る本発明は、コンピュータに、被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータについて、値の変化に因果関係がある一対のパラメータから成る組を複数設定した設定機能と、前記設定機能により設定された組毎に得られる、各組を成すパラメータ間における値の時系列変化の相関度の推移に基づいて、当該相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する特定機能と、前記特定機能により特定されたパラメータに予め対応付けられた障害が被監視装置に発生する旨の通知を出力する出力機能と、を実現するためのプログラムである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a setting function in which a plurality of sets of a pair of parameters that are causally related to a change in value are set in a computer for a plurality of parameters indicating the internal state of the monitored device, and the setting function Based on the transition of the correlation degree of the time-series change of the value between the parameters of each pair obtained for each pair set by the above, the parameter common to the two pairs having the most similar transition of the correlation degree is specified A program for realizing a specific function and an output function for outputting a notification that a failure previously associated with the parameter specified by the specific function occurs in the monitored device.

請求項6に係る本発明は、請求項5に係る本発明において、前記設定機能は、前記被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータを少なくとも帯電電圧、トナー濃度、現像及びレーザパワーの各類に分類したパラメータ群毎に、そのパラメータ群に分類された各パラメータについて、正常状態の前記被監視装置において、前記値の変化に因果関係がある一対のパラメータからなる組を複数設定する、ことを特徴とするプログラムである。   According to a sixth aspect of the present invention, in the present invention according to the fifth aspect, the setting function includes at least a plurality of parameters indicating an internal state of the monitored device, each type of at least charging voltage, toner concentration, development, and laser power. For each parameter group classified into the parameter group, for each parameter classified into the parameter group, in the monitored device in a normal state, setting a plurality of sets of a pair of parameters causally related to the change in the value, It is a featured program.

請求項7に係る本発明は、請求項5、6に係る本発明において、前記特定機能は、前記各組を成すパラメータ間の相関係数を対象範囲の期間をスライドさせた複数の期間についてそれぞれ算出し、当該算出した各期間の相関係数を時系列順に並べて相関データ列とし、当該相関データ列の距離が最も近い2つの組を、前記相関度の推移が最も類似する2つの組として特定する、ことを特徴とするプログラムである。   According to a seventh aspect of the present invention, in the present invention according to the fifth and sixth aspects, each of the specific functions is a plurality of periods obtained by sliding a period of a target range with a correlation coefficient between the parameters constituting each set. Calculate the correlation coefficients of the calculated periods in time series to form a correlation data string, and specify the two sets having the closest distance between the correlation data strings as the two sets having the most similar correlation degree transitions This is a program characterized by that.

請求項8に係る本発明は、請求項5〜7に係る本発明において、前記特定機能は、前記相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータが存在しない場合に、当該2つの組について、一方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度、及び、他方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度を調べ、その中で相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する、ことを特徴とするプログラムである。   According to an eighth aspect of the present invention, in the present invention according to the fifth to seventh aspects, the specific function is configured such that when there is no parameter common to the two sets having the most similar transition of the correlation degree, For a pair, the degree of similarity between the transition of the correlation degree in one pair and the transition of the correlation degree in the other pair set for the parameters that make up the pair, and the transition of the correlation degree in the other pair and the parameters that make up the pair Is a program characterized by examining the degree of similarity with the transition of the correlation degree in the other set set for, and specifying a parameter common to the two sets with the most similar transition of the correlation degree.

請求項1,5に係る本発明によれば、或るパラメータのデータ異常を原因にして他のパラメータのデータにも異常が生じる場合であっても、原因となるパラメータを効果的に特定して障害予測を精度向上に役立てることが可能になる。   According to the first and fifth aspects of the present invention, even when data of another parameter is abnormal due to data abnormality of a certain parameter, the cause parameter is effectively identified. Failure prediction can be used to improve accuracy.

請求項2,6に係る本発明によれば、原因となるパラメータの特定に係る計算量を削減することができる。また、被監視装置における異常の発生を高い感度で検出できるようになる。   According to the second and sixth aspects of the present invention, it is possible to reduce the amount of calculation related to specifying the causal parameter. In addition, the occurrence of an abnormality in the monitored device can be detected with high sensitivity.

請求項3,7に係る本発明によれば、元データの僅かな変化を敏感に捉えることができる。   According to the third and seventh aspects of the present invention, a slight change in the original data can be detected sensitively.

請求項4,8に係る本発明によれば、相関度の時系列変化が最も類似する2つの組に共通するパラメータが存在しない場合であっても、原因となるパラメータの特定を行うことができる。   According to the present invention according to claims 4 and 8, even when there is no parameter common to the two sets having the most similar time-series changes in the correlation degree, the cause parameter can be specified. .

本発明の一実施形態に係る障害予測システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the failure prediction system which concerns on one Embodiment of this invention. パラメータペアの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a parameter pair. 原因パラメータ特定部による処理を説明する図である。It is a figure explaining the process by a cause parameter specific | specification part. 原因パラメータ特定部による処理を説明する図である。It is a figure explaining the process by a cause parameter specific | specification part. 原因パラメータとその異常に関連する障害とを対応付けた対応表の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence table which matched the cause parameter and the failure relevant to the abnormality. 本例の障害予測システムによる処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow by the failure prediction system of this example. 原因パラメータの特定処理に係る処理フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the processing flow which concerns on the specific process of a cause parameter. 2つのパラメータの各時系列データとその相関データ列との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between each time series data of two parameters, and its correlation data sequence. 3つのパラメータから原因パラメータを特定する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which specifies a cause parameter from three parameters. 3つのパラメータから原因パラメータを特定する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which specifies a cause parameter from three parameters. サーバ装置のハードウェア構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the hardware constitutions of a server apparatus.

本発明の一実施形態に係る障害予測システムについて、図面を参照して説明する。
まず、本例に係る障害予測システムの説明に先立ち、その背景について説明しておく。
例えば、複写機では、機械メンテナンスのために、プロセス制御パラメータなどの機械内部の状態を示す多くのデータが稼働中に収集されている。これらの時系列データは、複雑なフィードバックループを持つシステムパラメータのデータであることが多く、或るパラメータのデータ異常を原因にして他のパラメータのデータにも異常が生じることがある。このため、時系列データの相互相関係数の推移から障害予測する際に、時系列データに異常があるパラメータが複数検出された場合には、どのパラメータが原因であったかを特定できなければ、障害予測に支障が生ずる。
そこで、本例の障害予測システムでは、以下のような構成により、原因パラメータを特定することで、障害予測の精度向上に役立てるようにしている。
A failure prediction system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the background will be described prior to the description of the failure prediction system according to the present example.
For example, in a copying machine, a large amount of data indicating the internal state of the machine such as process control parameters is collected during operation for machine maintenance. These time series data are often system parameter data having a complicated feedback loop, and anomalies may occur in other parameter data due to anomalies in data of a certain parameter. For this reason, when a failure is predicted from the transition of the cross-correlation coefficient of the time-series data, if multiple parameters with anomalies in the time-series data are detected, it is necessary to identify which parameter was the cause. There is an obstacle to prediction.
Therefore, in the failure prediction system of this example, the cause parameter is specified by the following configuration to help improve the accuracy of failure prediction.

図1には、本例の障害予測システムの構成を例示してある。
本例の障害予測システムは、障害予測の対象となる複数の複写機と、各複写機から収集したデータに基づいて複写機に障害が発生することを予測するサーバ装置とを、通信網を介して有線又は無線により通信可能に接続したシステムであり、サーバ装置側に、データ収集部1、パラメータ分類部2、グループ別パラメータペア抽出部3、グループ別パラメータペア格納部4、相互相関係数算出部5、閾値比較部6、類似度算出部7、原因パラメータ特定部8、障害予測部9、を設けてある。本例では、1台のサーバ装置に上記の各機能部1〜9を設けた構成であるが、複数台のサーバ装置に分散して設けるようにしてもよい。
FIG. 1 illustrates the configuration of the failure prediction system of this example.
The failure prediction system of this example includes a plurality of copying machines that are targets of failure prediction and a server device that predicts that a failure will occur in the copying machine based on data collected from each copying machine via a communication network. A data collection unit 1, a parameter classification unit 2, a group-specific parameter pair extraction unit 3, a group-specific parameter pair storage unit 4, and a cross-correlation coefficient calculation. A unit 5, a threshold comparison unit 6, a similarity calculation unit 7, a cause parameter identification unit 8, and a failure prediction unit 9 are provided. In this example, each of the functional units 1 to 9 is provided in one server device, but may be provided in a distributed manner in a plurality of server devices.

データ収集部1は、各々の複写機から、その内部状態を示す複数のパラメータのデータを収集して蓄積する。収集データには、収集元の複写機を識別する装置ID、収集日時、パラメータ種別及びその値(設定値や測定値)が含まれている。この収集データに基づいて、同一の装置ID及び同一のパラメータ種別についてパラメータの値を収集日時順に並べることで、パラメータの時系列データが得られる。   The data collection unit 1 collects and accumulates data of a plurality of parameters indicating the internal state from each copying machine. The collected data includes a device ID for identifying the collection source copier, a collection date and time, a parameter type, and a value (setting value or measurement value). Based on the collected data, parameter values are arranged in order of collection date and time for the same device ID and the same parameter type, thereby obtaining parameter time-series data.

パラメータ分類部2は、複数のパラメータを、共通性を有するパラメータ同士をまとめたパラメータ群(グループ)に分類(グルーピング)する。分類は、パラメータが収集されている場所(部位)や内容などのパラメータ属性に基づいて行う。例えば、帯電電圧系、トナー濃度系、現像系、レーザパワー系等の系毎に関連するパラメータを分類する。パラメータによっては、2つ以上のパラメータ群に分類されることもある。
このように、複数のパラメータを予め分類しておくことで、後述する原因パラメータの特定に係る計算量を大幅に削減することができる。
The parameter classification unit 2 classifies (groups) a plurality of parameters into a parameter group (group) in which parameters having commonality are collected. The classification is performed based on parameter attributes such as the location (part) where the parameters are collected and the contents. For example, parameters related to each system such as a charging voltage system, a toner concentration system, a development system, and a laser power system are classified. Some parameters may be classified into two or more parameter groups.
As described above, by classifying a plurality of parameters in advance, it is possible to greatly reduce the amount of calculation for specifying the cause parameter described later.

グループ別パラメータペア抽出部3は、パラメータ分類部2により分類されたパラメータ群別(グループ別)に、正常状態(障害及びその予兆が検出されていない状態)の複写機において時系列データの相関度が強いパラメータペア(2つのパラメータの組み合わせ)を抽出し、そのペアの情報をグループ別パラメータペア格納部4に格納する。すなわち、値の変化に因果関係がある一対のパラメータから成る組(ペア)を抽出して予め設定しておく。なお、パラメータペアの抽出は、1台の複写機(例えば、試験用の複写機)から収集された時系列データに基づいて行ってもよく、複数の複写機(例えば、運用中の複写機)から収集された時系列データに基づいて行ってもよい。   The group-by-group parameter pair extraction unit 3 sets the correlation of time series data in a normal state (a state in which a failure and its precursor are not detected) for each parameter group (by group) classified by the parameter classification unit 2. Is extracted, and information on the pair is stored in the group-specific parameter pair storage unit 4. That is, a pair consisting of a pair of parameters that are causally related to a change in value is extracted and set in advance. The parameter pair may be extracted based on time-series data collected from one copying machine (for example, a test copying machine), or a plurality of copying machines (for example, operating copying machines). You may perform based on the time series data collected from.

本例では、データ収集部1により収集された各パラメータの時系列データに基づいて、正常状態における2つのパラメータの値の時系列変化の相関度として、その時系列データ間の相互相関係数(以下、相関係数)を算出し、正常状態の相関係数が閾値(本例では、0.9)以上となるパラメータペアを抽出する。
ここで、相関係数とは、2つのデータ間の相関(類似性の度合)を示す統計学的指標であり、2つのデータが全く同じ(或いは、変化の仕方が同じ)場合には、相関係数は1となり、逆に全く正反対に変化する場合には、−1となる。また、2つのデータに全く関連性が無い場合には、ゼロとなる。
In this example, based on the time-series data of each parameter collected by the data collection unit 1, the correlation between the time-series data (hereinafter referred to as the correlation between the time-series changes of the two parameter values in the normal state) , A correlation coefficient) is calculated, and a parameter pair whose normal state correlation coefficient is greater than or equal to a threshold value (0.9 in this example) is extracted.
Here, the correlation coefficient is a statistical index indicating the correlation (degree of similarity) between two data, and when the two data are exactly the same (or the change is the same), The number of relations is 1, and on the other hand, when it changes in exactly the opposite direction, it becomes -1. If the two data are not related at all, it becomes zero.

例えば、データ列(x,x,・・・,x)とデータ列(y,y,・・・,y)の相関係数は、(式1)により求めることができる。

Figure 2013041173
ここで、x ̄,y ̄は、それぞれ、x={x},y={y}の相加平均である。
これは、各データの平均からのずれを表すベクトル(x−x ̄)=(x−x ̄,・・・,x−x ̄),(y−y ̄)=(y−y ̄,・・・,y−y ̄)のなす角の余弦である。また、この式は、共分散をそれぞれの標準偏差で割ったものに等しい。 For example, the correlation coefficient between the data string (x 1 , x 2 ,..., X n ) and the data string (y 1 , y 2 ,..., Y n ) can be obtained by (Equation 1). .
Figure 2013041173
Here, x ̄ and y ̄ are arithmetic averages of x = {x i } and y = {y i }, respectively.
This is a vector (x−x∥) = (x 1 −x∥,..., X n− x∥), (y−y∥) = (y 1 −y) representing a deviation from the average of each data. Cosine of the angle formed by  ̄,..., Y n −y ̄). This equation is also equal to the covariance divided by the respective standard deviation.

相関係数の計算は、注目している期間(例えば、6ヶ月)について、その期間全体に亘って一度に算出(すなわち、6ヶ月全体のデータ推移について相関係数を算出)してもよいが、その期間内で算出期間を或る程度の幅(例えば、1週間)で順次シフトしながら算出(すなわち、1週間単位のデータ推移について相関係数を算出)する方法を採用してもよく、注目している期間で連続して強い相関を示すパラメータペアを検出できればよい。なお、正常状態でどのパラメータとも強い相関が得られないパラメータは利用しない。
このように、正常状態において相関が強いパラメータをペアにしておくことで、異常発生時に高い感度で相関係数に変化が現れる効果がある。
The correlation coefficient may be calculated at a time over the entire period of interest (for example, 6 months) (that is, the correlation coefficient is calculated for the data transition of the entire 6 months). In this period, the calculation period may be sequentially shifted by a certain range (for example, one week) (that is, a correlation coefficient may be calculated for the data transition of one week), It is only necessary to detect parameter pairs that continuously show strong correlation during the period of interest. Note that parameters that do not correlate strongly with any parameter in the normal state are not used.
Thus, by pairing parameters having a strong correlation in the normal state, there is an effect that the correlation coefficient changes with high sensitivity when an abnormality occurs.

図2には、パラメータペアの一例を示してある。
図2(a)は帯電電圧系のパラメータ群におけるパラメータペアの例であり、PA_a、PA_b、PA_c、・・・等のパラメータにより構成されている。図2(b)はトナー濃度系のパラメータ群におけるパラメータペアの例であり、PB_a、PB_b、PB_c、・・・等のパラメータにより構成されている。図2(c)は現像系のパラメータ群におけるパラメータペアの例であり、PC_a、PC_b、PC_c、・・・等のパラメータにより構成される。各パラメータ群は、最小で3種類以上のパラメータを含むように構成される。なお、本例では、各パラメータは、Y(Yellow),M(Magenta),C(Cyan),K(Key Plate)といった色要素別に設けられており、パラメータ名の末尾に付した数値(1)〜(4)で色要素を区別している。
FIG. 2 shows an example of parameter pairs.
FIG. 2A is an example of a parameter pair in the parameter group of the charging voltage system, and is configured by parameters such as PA_a, PA_b, PA_c,. FIG. 2B shows an example of a parameter pair in the toner density system parameter group, which is composed of parameters such as PB_a, PB_b, PB_c,. FIG. 2C shows an example of a parameter pair in the development system parameter group, which is composed of parameters such as PC_a, PC_b, PC_c,. Each parameter group is configured to include at least three types of parameters. In this example, each parameter is provided for each color element such as Y (Yellow), M (Magenta), C (Cyan), K (Key Plate), and a numerical value (1) added to the end of the parameter name. Color elements are distinguished by (4) to (4).

相互相関係数算出部5は、グループ別パラメータペア格納部4に格納されているパラメータ群別(グループ別)のパラメータペアの情報に基づいて、対象の複写機について直近の期間(本例では、直近過去5日間)におけるパラメータペアの時系列データ間の相関度(本例では、相関係数)を算出する。なお、相関係数を算出する対象範囲の期間(算出期間)は、相関係数の変化の急峻さ(日数が少ないほど急峻)と関係が有り、当該算出期間は厳密に決められるものではなく、異常検出との関係で決めればよい。
本例の相互相関係数算出部5では、データ収集部1により新たなデータが収集されるに従い(例えば、1日毎)、パラメータ群別のパラメータペア毎に、算出期間をスライドさせながら相関係数の算出を順次行う。これによりパラメータペア毎に得られる相関係数を時系列順に並べたデータ列を、そのパラメータペアに係る相関データ列(相関度の推移を示すデータ列)とする。すなわち、本例の相互相関係数算出部5によれば、対象の複写機について、パラメータペア毎に相関データ列を得ることができる。
The cross-correlation coefficient calculation unit 5 uses the parameter group-specific (group-specific) parameter pair information stored in the group-specific parameter pair storage unit 4 to determine the latest period (in this example, The degree of correlation (in this example, the correlation coefficient) between the time series data of the parameter pair in the last 5 days) is calculated. Note that the period of the target range for calculating the correlation coefficient (calculation period) is related to the steepness of change in the correlation coefficient (the steeper the smaller the number of days), and the calculation period is not strictly determined. What is necessary is just to determine in relation to abnormality detection.
In the cross-correlation coefficient calculation unit 5 of this example, as new data is collected by the data collection unit 1 (for example, every day), the correlation coefficient is slid while the calculation period is slid for each parameter pair for each parameter group. Are sequentially calculated. As a result, a data string in which the correlation coefficients obtained for each parameter pair are arranged in chronological order is set as a correlation data string (data string indicating the transition of the correlation degree) related to the parameter pair. That is, according to the cross-correlation coefficient calculation unit 5 of this example, a correlation data string can be obtained for each parameter pair for the target copying machine.

ここで、相関データ列について図8を参照して説明しておく。
図8(a)には、パラメータA,Bの各々の時系列データ(各パラメータの値の時系列変化)を示すグラフを例示してあり、図8(b)には、パラメータA,Bのペアに係る相関データ列(相関係数の推移)を示すグラフを例示してある。
図8(a)によれば、パラメータAの時系列データとパラメータBの時系列データは同様な変化をしているように見える。しかしながら、図8(b)に示すように、これらの時系列データに基づいて作成される相関データ列では、元データの僅かな変化の相違が大きな変動として現れている。例えば、図8(a)の点線で囲った部分の相違は僅かだが、図8(b)ではその相違が大きな変動で表されている。このように、相関データ列を用いることで、元データの僅かな変化を敏感に捉えることができる。
Here, the correlation data string will be described with reference to FIG.
FIG. 8A illustrates a graph showing time-series data of each of the parameters A and B (time-series changes in the values of the parameters), and FIG. 8B illustrates the parameters A and B. The graph which shows the correlation data sequence (transition of a correlation coefficient) which concerns on a pair is illustrated.
According to FIG. 8A, the time series data of the parameter A and the time series data of the parameter B appear to change in the same way. However, as shown in FIG. 8B, in the correlation data string created based on these time-series data, a slight change difference of the original data appears as a large fluctuation. For example, the difference between the portions surrounded by the dotted line in FIG. 8A is slight, but in FIG. 8B, the difference is represented by a large variation. Thus, by using the correlation data string, it is possible to sensitively detect a slight change in the original data.

閾値比較部6は、相互相関係数算出部5により得られるパラメータペア毎に相関データ列を常時監視して、予め定められた閾値(本例では、0.4)と比較する。そして、閾値を超えた(或いは当該閾値以上の)相関係数を相関データ列に含むパラメータペアが検出された場合に異常状態であると判定し、当該パラメータペアが属するパラメータ群(グループ)を特定する。すなわち、データ異常の原因となった原因パラメータの候補が属するパラメータ群を特定する。なお、原因パラメータが複数のパラメータ群に属する場合には、複数のパラメータ群が特定され得る。   The threshold comparison unit 6 constantly monitors the correlation data string for each parameter pair obtained by the cross-correlation coefficient calculation unit 5 and compares it with a predetermined threshold (0.4 in this example). Then, when a parameter pair that includes a correlation coefficient exceeding the threshold (or higher than the threshold) in the correlation data string is detected, it is determined as an abnormal state, and the parameter group (group) to which the parameter pair belongs is specified. To do. That is, the parameter group to which the cause parameter candidate that caused the data abnormality belongs is specified. When the cause parameter belongs to a plurality of parameter groups, a plurality of parameter groups can be specified.

類似度算出部7は、閾値比較部6により特定された原因パラメータを含むパラメータ群(グループ)について、そのパラメータ群における全てのパラメータペアの相関データ列に基づいて、各相関データ列間の類似度を算出する。
本例では、相関データ列間の類似度として、予め定められた期間(例えば、5日間)における相関データ列間のユークリッド距離を用いる。すなわち、相関データ列をベクトルと見做すことで、相関データ列間(ベクトル間)の距離を、各々の相関データ列間の波形の変化の類似性を表す指標として用いることができる。この場合、相関データ列間の距離が小さいほど、両データ列の波形の変化が似ていることを意味し、距離がゼロであれば、両データ列は等しいことを意味する。
For the parameter group (group) including the cause parameter specified by the threshold comparison unit 6, the similarity calculation unit 7 calculates the similarity between the correlation data sequences based on the correlation data sequences of all parameter pairs in the parameter group. Is calculated.
In this example, the Euclidean distance between the correlation data strings in a predetermined period (for example, 5 days) is used as the similarity between the correlation data strings. That is, by regarding the correlation data string as a vector, the distance between the correlation data strings (between the vectors) can be used as an index indicating the similarity of the waveform change between the correlation data strings. In this case, the smaller the distance between the correlation data strings, the more similar the waveform changes of both data strings. If the distance is zero, it means that both data strings are equal.

例えば、パラメータA,Bのペアに係る相関データ列AB(x,x,・・・,x)と、パラメータC,Dのペアに係る相関データ列CD(y,y,・・・,y)との距離DAB,CDは、(式2)により求めることができる。

Figure 2013041173
本例では、n=30で計算して距離を算出している。 For example, a correlation data string AB (x 1 , x 2 ,..., X n ) related to a pair of parameters A and B and a correlation data string CD (y 1 , y 2 ,. .., Y n ) and the distance D AB, CD can be obtained by (Equation 2).
Figure 2013041173
In this example, the distance is calculated by calculating with n = 30.

原因パラメータ特定部8は、閾値比較部6により特定された原因パラメータを含むパラメータ群(グループ)について、類似度計算部7により算出された各パラメータペアの相関データ列間の類似度(本例では、距離)に基づいて、データ異常の原因となった原因パラメータを特定(推定)する。   The cause parameter specifying unit 8 uses the similarity (in this example) between the correlation data strings of the parameter pairs calculated by the similarity calculation unit 7 for the parameter group (group) including the cause parameter specified by the threshold comparison unit 6. ), The cause parameter causing the data abnormality is specified (estimated) based on the distance).

原因パラメータ特定部8による原因パラメータの特定処理について、図3、図4を参照して説明する。
例えば、図3に例示するように、パラメータA,Bのペアに係る相関データ列ABと、パラメータE,Aのペアに係る相関データ列EAとの距離DAB,EAが、全ての相関データ列間の距離の中で最も短いとする。このとき、その距離DAB,EAに係る各パラメータペアでは、パラメータAが共通する。この場合、パラメータAが原因となって他のパラメータに影響を与えていると推定される。このように、最短距離となる2つの相関データ列に共通するパラメータが存在する場合には、そのパラメータがデータ異常(障害等によって発生した相関係数の低下)の原因パラメータと推定できる。
The cause parameter specifying process by the cause parameter specifying unit 8 will be described with reference to FIGS.
For example, as illustrated in FIG. 3, the distances D AB and EA between the correlation data sequence AB related to the pair of parameters A and B and the correlation data sequence EA related to the pair of parameters E and A are all correlation data sequences. The shortest distance between them. At this time, the parameter A is common to the parameter pairs associated with the distances D AB and EA . In this case, it is presumed that parameter A causes other parameters. Thus, when there is a parameter common to the two correlation data strings having the shortest distance, it can be estimated that the parameter is a cause parameter of data abnormality (decrease in correlation coefficient caused by a failure or the like).

また、例えば、図4に例示するように、パラメータA,Bのペアに係る相関データ列ABと、パラメータE,Fのペアに係る相関データ列EFとの距離DAB,EFが、全ての相関データ列間の距離の中で最も短いとする。このとき、その距離DAB,EAに係る各パラメータペアには、共通するパラメータがない。この場合、以下の手順により、条件付きで最短距離を調べ直して原因パラメータを推定する。
(手順1)一方の相関データ列ABと、その対象であるパラメータA,Bのいずれかが関わる他の相関データ列との距離を求める。すなわち、パラメータAに関して距離DAB,AC、DAB,AE、DAB,AFを求め、パラメータBに関して距離DAB,BC、DAB,BE、DAB,BFを求める。
(手順2)他方の相関データ列EFと、その対象であるパラメータE,Fのいずれかが関わる他の相関データ列との距離を求める。すなわち、パラメータEに関して距離DEF,EA、DEF,EB、DEF,ECを求め、パラメータFに関して距離DEF,FA、DEF,FB、DEF,FCを求める。
(手順3)上記の(手順1)及び(手順2)で求めた距離の中から最も短い距離の相関データ列に共通するパラメータを原因パラメータとして推定する。例えば、相関データ列ABと相関データ列BCとの距離DAB,BCが最短であれば、これら2つの相関データ列に共通するパラメータBを原因パラメータとして推定する。
なお、もともと初めに全ての組み合わせで距離計算を行うので、(手順1)及び(手順2)での距離を改めて求め直す必要は無い。
For example, as illustrated in FIG. 4, the distances D AB and EF between the correlation data sequence AB related to the pair of parameters A and B and the correlation data sequence EF related to the pair of parameters E and F are all correlated. The shortest distance between data strings is assumed. At this time, each parameter pair related to the distances D AB and EA has no common parameter. In this case, the cause parameter is estimated by reexamining the shortest distance conditionally according to the following procedure.
(Procedure 1) The distance between one correlation data string AB and another correlation data string related to one of the parameters A and B that is the object is obtained. That is, distances D AB, AC , D AB, AE , D AB, AF are obtained for parameter A, and distances D AB, BC , D AB, BE , D AB, BF are obtained for parameter B.
(Procedure 2) The distance between the other correlation data string EF and another correlation data string related to one of the parameters E and F that is the object is obtained. That is, the distances D EF, EA , D EF, EB , D EF, EC are obtained for the parameter E, and the distances D EF, FA , D EF, FB , D EF, FC are obtained for the parameter F.
(Procedure 3) A parameter common to the correlation data string of the shortest distance among the distances obtained in (Procedure 1) and (Procedure 2) is estimated as a cause parameter. For example, if the distances D AB and BC between the correlation data string AB and the correlation data string BC are the shortest, the parameter B common to these two correlation data strings is estimated as the cause parameter.
Since distance calculation is originally performed for all combinations, it is not necessary to recalculate the distances in (Procedure 1) and (Procedure 2).

障害予測部9は、原因パラメータ特定部8により特定された原因パラメータについて、当該原因パラメータのデータ異常に起因して発生することが予測される障害を特定(推定)する。本例では、図5に例示するように、原因パラメータとその異常に関連する障害(及び施すべき処置の内容)とを対応付けた対応表をメモリに保持しており、当該対応表を参照することで、対象の複写機に発生することが予測される障害(及び施すべき処置の内容)を推定する。
障害予測部9により推定された障害の情報は、対象の複写機の保守を担当する保守担当者などに通知される。これにより、実際に障害が発生する前に、計画的にメンテナンス等の保守作業を行うことができる。
The failure predicting unit 9 specifies (estimates) a failure that is predicted to occur due to data abnormality of the cause parameter for the cause parameter specified by the cause parameter specifying unit 8. In this example, as illustrated in FIG. 5, a correspondence table in which a cause parameter and a failure related to the abnormality (and a content of a treatment to be performed) are associated is held in a memory, and the correspondence table is referred to. Thus, the failure (and the content of the treatment to be performed) that is predicted to occur in the target copying machine is estimated.
Information on the failure estimated by the failure prediction unit 9 is notified to a maintenance person in charge of maintenance of the target copier. As a result, maintenance work such as maintenance can be systematically performed before a failure actually occurs.

本例の障害予測システムによる処理について、図6に例示する処理フローを参照して説明する。
本例の障害予測システムでは、前処理として、パラメータ分類部2が、サブシステム(帯電電圧系、トナー濃度系、現像系など)単位でパラメータを分類(グルーピング)し(ステップS1)、グループ別パラメータペア抽出部3が、パラメータ群(グループ)別に、正常状態の相関係数が強いパラメータペアを抽出してグループ別パラメータペア格納部4に格納しておく(ステップS2)。これらの前処理は、パラメータ群の構成の変更や、パラメータの追加、修正、削除などが無い限り実施し直す必要は無い。
The processing by the failure prediction system of this example will be described with reference to the processing flow illustrated in FIG.
In the failure prediction system of this example, as preprocessing, the parameter classification unit 2 classifies (groups) parameters in units of subsystems (charging voltage system, toner density system, development system, etc.) (step S1), and sets group-specific parameters. The pair extraction unit 3 extracts a parameter pair having a strong normal state correlation coefficient for each parameter group (group) and stores the parameter pair in the group-specific parameter pair storage unit 4 (step S2). These pre-processes do not need to be re-executed unless there is a change in the configuration of the parameter group, addition, correction, or deletion of parameters.

上記の前処理が実施された後、対象の複写機毎に、以下の処理を繰り返す。
まず、相互相関係数算出部5が、直近の期間におけるパラメータペアの時系列データ間の相関データ列を生成し(ステップS3)、閾値比較部6が、相互相関係数算出部5により算出された相関データ列に閾値を超える相関係数が含まれるか否かを判定し(ステップS4)、閾値を超える相関係数を含むパラメータペアが検出された場合に異常状態であると判断して、当該パラメータペアを含むパラメータ群(グループ)を特定する(ステップS5)。その後、類似度算出部7及び原因パラメータ特定部8が、特定されたパラメータ群(グループ)について、原因パラメータの特定処理を行い(ステップS6)、障害予測部9が、特定された原因パラメータのデータ異常に起因して発生することが予測される障害を特定(推定)する(ステップS7)。
After the above preprocessing is performed, the following processing is repeated for each target copying machine.
First, the cross-correlation coefficient calculation unit 5 generates a correlation data string between the time series data of the parameter pairs in the most recent period (step S3), and the threshold comparison unit 6 is calculated by the cross-correlation coefficient calculation unit 5. It is determined whether or not a correlation coefficient exceeding a threshold is included in the correlation data string (step S4), and when a parameter pair including a correlation coefficient exceeding the threshold is detected, an abnormal state is determined. A parameter group (group) including the parameter pair is specified (step S5). Thereafter, the similarity calculation unit 7 and the cause parameter specifying unit 8 perform the cause parameter specifying process for the specified parameter group (group) (step S6), and the failure predicting unit 9 stores the specified cause parameter data. A fault that is predicted to occur due to an abnormality is identified (estimated) (step S7).

原因パラメータの特定処理について、図7の処理フローを参照して更に説明する。
まず、特定されたパラメータ群(グループ)に属するパラメータの数が2つか否か(すなわち、パラメータペアが1つか否か)を判定する(ステップS11)。
ステップS11において、パラメータの数が2つと判定された場合には、そのいずれか一方が原因パラメータであると特定する(ステップS12)。
一方、ステップS11において、パラメータの数が2つ以上と判定された場合には、パラメータ群における全てのパラメータペアの相関データ列に基づいて、各相関データ列間の距離(類似度)を算出し(ステップS13)、最短距離となる2つの相関データ列に共通するパラメータが存在するか否かを判定する(ステップS14)。
ステップS14において、最短距離となる2つの相関データ列に共通するパラメータが存在すると判定された場合には、その共通パラメータを原因パラメータとして特定する(ステップS16)。
一方、ステップS14において、最短距離となる2つの相関データ列に共通するパラメータが存在しないと判定された場合には、この2つの相関データ列とその対象である4つのパラメータが関わる他の相関データ列との距離を調べ、その中で最短距離となる2つの相関データ列を特定し(ステップS15)、その共通パラメータを原因パラメータとして特定する(ステップS16)。すなわち、条件付きで最短距離となる相関データ列における共通パラメータを原因パラメータとして特定する。
The cause parameter specifying process will be further described with reference to the process flow of FIG.
First, it is determined whether or not the number of parameters belonging to the specified parameter group (group) is two (that is, whether or not there is one parameter pair) (step S11).
If it is determined in step S11 that the number of parameters is two, one of the parameters is identified as the cause parameter (step S12).
On the other hand, if it is determined in step S11 that the number of parameters is two or more, the distance (similarity) between the correlation data strings is calculated based on the correlation data strings of all parameter pairs in the parameter group. (Step S13), it is determined whether there is a parameter common to the two correlation data strings having the shortest distance (Step S14).
If it is determined in step S14 that there is a parameter common to the two correlation data strings having the shortest distance, the common parameter is specified as a cause parameter (step S16).
On the other hand, if it is determined in step S14 that there is no parameter common to the two correlation data strings having the shortest distance, other correlation data related to the two correlation data strings and the four parameters that are the targets thereof. The distance to the column is checked, and two correlation data strings that are the shortest distance among them are specified (step S15), and the common parameter is specified as the cause parameter (step S16). That is, the common parameter in the correlation data string that is the shortest distance with a condition is specified as the cause parameter.

ここで、一例として、パラメータA,B,Cの3つのパラメータからなるパラメータ群の中から原因パラメータを特定する場合について、図9、図10を参照して説明する。
まず、相互相関係数算出部5が、図9(a)に示すように、パラメータA,Bのペアに係る相関データ列AB、パラメータB,Cのペアに係る相関データ列BC、パラメータC,Aのペアに係る相関データ列CAをそれぞれ算出する。
その結果、相関データ列ABについて図10(a)のデータ推移が得られ、相関データ列BCについて図10(b)のデータ推移が得られ、相関データ列CAについて図10(c)のデータ推移が得られたとする。
この場合、閾値比較部6により、相関データ列AB及び相関データ列BCに、閾値を超える相関係数が含まれることが検出され、そのパラメータ群について原因パラメータを特定する処理に移行する。
Here, as an example, a case where a cause parameter is specified from a parameter group including three parameters A, B, and C will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
First, as shown in FIG. 9A, the cross-correlation coefficient calculation unit 5 performs a correlation data sequence AB related to a pair of parameters A and B, a correlation data sequence BC related to a pair of parameters B and C, a parameter C, A correlation data string CA relating to the pair A is calculated.
As a result, the data transition of FIG. 10A is obtained for the correlation data string AB, the data transition of FIG. 10B is obtained for the correlation data string BC, and the data transition of FIG. 10C for the correlation data string CA. Is obtained.
In this case, the threshold value comparison unit 6 detects that the correlation data string AB and the correlation data string BC include a correlation coefficient exceeding the threshold value, and shifts to a process for specifying a cause parameter for the parameter group.

原因パラメータの特定では、まず、類似度算出部7が、図9(b)に示すように、相関データ列ABと相関データ列BCとの距離DAB,BC、相関データ列BCと相関データ列CAとの距離DBC,CA、相関データ列CAと相関データ列ABとの距離DCA,ABをそれぞれ算出する。
その結果、図9(c)に示すように、距離DAB,BC=0.085、距離DBC,CA=0.251、距離DCA,AB=0.191が得られたとする。
この場合、各距離の関係は、距離DAB,BC<DCA,AB<DBC,CAであるため、原因パラメータ特定部8により、最短の距離DAB,BCについて共通するパラメータであるパラメータBが原因パラメータとして特定される。
In specifying the cause parameter, first, as shown in FIG. 9B, the similarity calculation unit 7 determines the distance D AB, BC between the correlation data string AB and the correlation data string BC , the correlation data string BC, and the correlation data string. distance D BC and CA, CA, the distance D CA between the correlation data sequence CA correlation data sequence AB, AB and calculated respectively.
As a result, as shown in FIG. 9C, it is assumed that distances D AB, BC = 0.085, distances D BC, CA = 0.251, and distances D CA, AB = 0.191 are obtained.
In this case, since the relationship between the distances is the distance D AB, BC <D CA, AB <D BC, CA , the cause parameter specifying unit 8 uses the parameter B which is a parameter common to the shortest distances D AB, BC. Is identified as the cause parameter.

以上のように、本例の障害予測システムでは、複数のパラメータからなるパラメータ群毎に、相互相関係数算出部5が、各パラメータペアについて相関データ列を生成し、閾値比較部6が、相関データ列に閾値を超える相関係数が含まれるか否かを判定し、閾値を超える相関係数を含むパラメータペアが検出された場合に、類似度算出部7が、そのパラメータが属するパラメータ群について各パラメータペアの相関データ列間の距離を算出し、原因パラメータ特定部8が、距離が最短(若しくは、条件付きで距離が最短)となる2つの相関データ列に共通するパラメータを原因パラメータとして特定し、障害予測部9が、当該原因パラメータのデータ異常に起因する障害の発生を予測するようにした。
このような構成によれば、原因パラメータを効果的に特定することができるため、そのパラメータのデータ異常に起因する障害の発生予測を精度良く行うことが可能になる。
As described above, in the failure prediction system of this example, for each parameter group composed of a plurality of parameters, the cross-correlation coefficient calculation unit 5 generates a correlation data string for each parameter pair, and the threshold comparison unit 6 It is determined whether or not a correlation coefficient exceeding a threshold value is included in the data string, and when a parameter pair including a correlation coefficient exceeding the threshold value is detected, the similarity calculation unit 7 determines the parameter group to which the parameter belongs. The distance between the correlation data strings of each parameter pair is calculated, and the cause parameter specifying unit 8 specifies a parameter common to the two correlation data strings having the shortest distance (or the shortest distance under certain conditions) as the cause parameter. The failure predicting unit 9 predicts the occurrence of a failure due to the abnormal data of the cause parameter.
According to such a configuration, it is possible to effectively identify the cause parameter, and therefore it is possible to accurately predict the occurrence of a failure due to the data abnormality of the parameter.

ここで、本例の障害予測システムは、複写機について障害予測を行うものであるが、他の装置について障害予測を行うようにしてもよく、例えば、複写機と同様に、用紙等の記録材に画像を形成して出力する画像形成機能を備えた、プリンタ(文書印刷装置)やファクシミリ装置(文書転送装置)、或いはこれらの装置の機能を複合的に備えた複合機など、他の種別の画像形成装置について障害予測を行うようにしてもよい。また、このような画像形成装置への適用に限定するものではなく、複雑なフィードバックループを持つ多数のパラメータを用いて制御される他の装置にも適用することができる。   Here, the failure prediction system of this example performs failure prediction for a copying machine, but may also perform failure prediction for other devices. For example, as with a copying machine, a recording material such as paper Other types such as a printer (document printing device), a facsimile device (document transfer device), or a multi-function device having a combination of the functions of these devices. Failure prediction may be performed for the image forming apparatus. Further, the present invention is not limited to application to such an image forming apparatus, but can be applied to other apparatuses controlled using a large number of parameters having a complicated feedback loop.

また、本例の障害予測システムでは、被監視装置(本例では、複写機)とは別体のサーバ装置により障害予測を行う構成にしてあるが、各々の被監視装置が自己について障害予測を行う構成にしてもよい。この場合には、被監視装置側に、データ収集部1、相互相関係数算出部5、閾値比較部6、類似度算出部7、原因パラメータ特定部8、障害予測部9などの機能を設ければよい。   In the failure prediction system of this example, the failure prediction is performed by a server device separate from the monitored device (in this example, the copying machine). However, each monitored device predicts the failure of itself. You may make it the structure to perform. In this case, functions such as a data collection unit 1, a cross-correlation coefficient calculation unit 5, a threshold comparison unit 6, a similarity calculation unit 7, a cause parameter identification unit 8, and a failure prediction unit 9 are provided on the monitored device side. Just do it.

図11には、本例の障害予測システムにおけるサーバ装置のハードウェア構成を例示してある。
本例では、各種演算処理を行うCPU(Central Processing Unit)21、CPU21の作業領域となるRAM(Random Access Memory)22や基本的な制御プログラムを記録したROM(Read Only Memory)23等の主記憶装置、本発明の一実施形態に係るプログラムや各種データを記憶するHDD(Hard Disk Drive)24等の補助記憶装置、各種情報を表示出力するための表示装置及び操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力I/F25、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信I/F26、等のハードウェア資源をサーバ装置のコンピュータが有している。
そして、本発明の一実施形態に係るプログラムを補助記憶装置24等から読み出してRAM22に展開し、これをCPU21により実行させることで、上述した各機能部をサーバ装置のコンピュータ上に実現している。
FIG. 11 illustrates the hardware configuration of the server device in the failure prediction system of this example.
In this example, a main memory such as a CPU (Central Processing Unit) 21 that performs various arithmetic processing, a RAM (Random Access Memory) 22 that is a work area of the CPU 21, and a ROM (Read Only Memory) 23 that records a basic control program. Apparatus, auxiliary storage device such as HDD (Hard Disk Drive) 24 for storing programs and various data according to an embodiment of the present invention, display device for displaying and outputting various information, and operations used for input operations by the operator The computer of the server device uses hardware resources such as an input / output I / F 25 which is an interface with an input device such as a button or a touch panel, and a communication I / F 26 which is an interface for performing wired or wireless communication with other devices. Has.
The program according to the embodiment of the present invention is read from the auxiliary storage device 24 and the like, loaded into the RAM 22, and executed by the CPU 21, thereby realizing each functional unit described above on the computer of the server device. .

なお、本発明の一実施形態に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したCD−ROM等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信網等を介して受信する形式などにより、本例に係るサーバ装置のコンピュータに設定される。
また、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、それぞれの機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。
Note that the program according to the embodiment of the present invention is based on, for example, the server according to the present example in a format read from an external storage medium such as a CD-ROM storing the program or a format received via a communication network. Set in the computer of the device.
Moreover, it is not restricted to the aspect which implement | achieves each function part by software configuration like this example, You may make it implement | achieve each function part with a dedicated hardware module.

1:データ収集部、 2:パラメータ分類部、 3:グループ別パラメータペア抽出部、 4:グループ別パラメータペア格納部、 5:相互相関係数算出部、 6:閾値比較部、 7:類似度算出部、 8:原因パラメータ特定部、 9:障害予測部   1: data collection unit, 2: parameter classification unit, 3: group-specific parameter pair extraction unit, 4: group-specific parameter pair storage unit, 5: cross-correlation coefficient calculation unit, 6: threshold comparison unit, 7: similarity calculation Part, 8: cause parameter specifying part, 9: failure predicting part

Claims (8)

被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータについて、値の変化に因果関係がある一対のパラメータから成る組を複数設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された組毎に得られる、各組を成すパラメータ間における値の時系列変化の相関度の推移に基づいて、当該相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する特定手段と、
前記特定手段により特定されたパラメータに予め対応付けられた障害が被監視装置に発生する旨の通知を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする障害予測システム。
For a plurality of parameters indicating the internal state of the monitored device, setting means for setting a plurality of sets consisting of a pair of parameters that are causally related to a change in value;
Based on the transition of the correlation degree of the time series change of the value between the parameters constituting each pair, which is obtained for each pair set by the setting means, the parameter common to the two pairs with the most similar transition of the correlation degree Identifying means for identifying
Output means for outputting a notification that a failure associated in advance with the parameter specified by the specifying means occurs in the monitored device;
A failure prediction system comprising:
前記設定手段は、前記被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータを少なくとも帯電電圧、トナー濃度、現像及びレーザパワーの各類に分類したパラメータ群毎に、そのパラメータ群に分類された各パラメータについて、正常状態の前記被監視装置において、前記値の変化に因果関係がある一対のパラメータからなる組を複数設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の障害予測システム。
The setting means includes, for each parameter group classified into at least a plurality of parameters indicating an internal state of the monitored apparatus, into at least a class of charging voltage, toner density, development, and laser power. In the monitored device in the normal state, a plurality of sets of a pair of parameters that are causally related to the change in the value are set.
The failure prediction system according to claim 1.
前記特定手段は、前記各組を成すパラメータ間の相関係数を対象範囲の期間をスライドさせた複数の期間についてそれぞれ算出し、当該算出した各期間の相関係数を時系列順に並べて相関データ列とし、当該相関データ列の距離が最も近い2つの組を、前記相関度の推移が最も類似する2つの組として特定する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の障害予測システム。
The specifying unit calculates a correlation coefficient between the parameters constituting each set for each of a plurality of periods obtained by sliding a period of the target range, and arranges the calculated correlation coefficients for each period in time series order to generate a correlation data string. And the two sets having the closest distance in the correlation data string are specified as the two sets having the most similar transition of the correlation degree.
The failure prediction system according to claim 1 or claim 2, characterized by that.
前記特定手段は、前記相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータが存在しない場合に、当該2つの組について、一方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度、及び、他方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度を調べ、その中で相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の障害予測システム。
When the parameter common to the two sets having the most similar transition of the correlation degree does not exist, the specifying means is set for the two sets and the correlation degree transition in one set and the parameters forming the set. The degree of similarity with the transition of the correlation degree in the other group, and the degree of similarity between the transition of the correlation degree in the other group and the transition of the correlation degree in the other group set for the parameters constituting the group, Identify the parameters that are common to the two pairs with the most similar transitions in correlation,
The failure prediction system according to any one of claims 1 to 3, wherein the failure prediction system is characterized in that:
コンピュータに、
被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータについて、値の変化に因果関係がある一対のパラメータから成る組を複数設定した設定機能と、
前記設定機能により設定された組毎に得られる、各組を成すパラメータ間における値の時系列変化の相関度の推移に基づいて、当該相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する特定機能と、
前記特定機能により特定されたパラメータに予め対応付けられた障害が被監視装置に発生する旨の通知を出力する出力機能と、
を実現するためのプログラム。
On the computer,
For a plurality of parameters indicating the internal state of the monitored device, a setting function that sets a plurality of sets of a pair of parameters that are causally related to a change in value;
A parameter that is obtained for each set set by the setting function, and is a parameter that is common to the two sets having the most similar transition of the correlation degree, based on the transition of the correlation degree of the time-series change of the value between the parameters constituting each pair Specific function to identify,
An output function for outputting a notification that a failure previously associated with the parameter specified by the specific function occurs in the monitored device;
Program to realize.
前記設定機能は、前記被監視装置の内部状態を示す複数のパラメータを少なくとも帯電電圧、トナー濃度、現像及びレーザパワーの各類に分類したパラメータ群毎に、そのパラメータ群に分類された各パラメータについて、正常状態の前記被監視装置において、前記値の変化に因果関係がある一対のパラメータからなる組を複数設定する、
ことを特徴とする請求項5に記載のプログラム。
The setting function includes, for each parameter group classified into at least a plurality of parameters indicating an internal state of the monitored apparatus, into at least a class of charging voltage, toner density, development, and laser power. In the monitored device in the normal state, a plurality of sets of a pair of parameters that are causally related to the change in the value are set.
The program according to claim 5.
前記特定機能は、前記各組を成すパラメータ間の相関係数を対象範囲の期間をスライドさせた複数の期間についてそれぞれ算出し、当該算出した各期間の相関係数を時系列順に並べて相関データ列とし、当該相関データ列の距離が最も近い2つの組を、前記相関度の推移が最も類似する2つの組として特定する、
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のプログラム。
The specific function calculates a correlation coefficient between the parameters constituting each set for each of a plurality of periods obtained by sliding a period of a target range, and arranges the calculated correlation coefficients for each period in time-series order to generate a correlation data string. And the two sets having the closest distance in the correlation data string are specified as the two sets having the most similar transition of the correlation degree.
The program according to claim 5 or 6, characterized by the above.
前記特定機能は、前記相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータが存在しない場合に、当該2つの組について、一方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度、及び、他方の組における相関度の推移と当該組を成すパラメータについて設定された他の組における相関度の推移との類似度を調べ、その中で相関度の推移が最も類似する2つの組に共通するパラメータを特定する、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載のプログラム。
The specific function is set with respect to the transition of the correlation degree in one set and the parameters constituting the set for the two sets when there is no parameter common to the two sets having the most similar transition of the correlation level. The degree of similarity with the transition of the correlation degree in the other group, and the degree of similarity between the transition of the correlation degree in the other group and the transition of the correlation degree in the other group set for the parameters constituting the group, Identify the parameters that are common to the two pairs with the most similar transitions in correlation,
The program according to any one of claims 5 to 7, wherein:
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