JP2019020182A - Mechanical structure fault rate prediction system and fault rate predicting device equipped therewith - Google Patents

Mechanical structure fault rate prediction system and fault rate predicting device equipped therewith Download PDF

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宗太 木村
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Abstract

To provide a technique for quickly and comprehensively predicting a fault rate on the weld section of a mechanical structure and a fault rate prediction system in which the technique is implemented.SOLUTION: Provided is a mechanical structure fault rate prediction system equipped with a computing device and a database. The database stores a second parameter that corresponds to a first parameter, the first parameter being a parameter that has a correlation with the state quantity of the mechanical structure, the second parameter being a stochastic parameter that pertains to a change amount of the state quantity of the mechanical structure. The computing device analyzes a response to an external force acting on the mechanical structure and thereby calculates the first parameter, extracts the second parameter corresponding to the first parameter from the database, and calculates the state quantity by the first parameter and the second parameter.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、故障率予測システム、および、故障率予測装置に関するものであり、特に機械構造物の溶接部の故障率予測を効率化するシステム、および、装置に関する。   The present invention relates to a failure rate prediction system and a failure rate prediction device, and more particularly to a system and device for improving the failure rate prediction of a welded portion of a mechanical structure.

近年、機械構造物の使用環境が多様化し、過酷な環境での使用が増加している。これに伴い、機械構造物の設計時や稼働時において、機械構造物の寿命を正確に予測することが求められている。機械構造物の寿命は、製造方法や材料組織、残留応力、形状など様々な因子によってばらつき、そのばらつきは、設計時における安全率の設定や、稼働時における補修時期の決定などに直接影響する。このため、機械構造物の寿命の確率的な分布、すなわち、故障率を正確かつ効率的に把握することが望まれる。   In recent years, the use environment of machine structures has been diversified, and the use in harsh environments has increased. Along with this, it is required to accurately predict the life of a mechanical structure at the time of designing or operating the mechanical structure. The lifetime of a mechanical structure varies depending on various factors such as the manufacturing method, material structure, residual stress, and shape. The variation directly affects the setting of the safety factor at the time of design and the determination of the repair time at the time of operation. For this reason, it is desired to accurately and efficiently grasp the probabilistic distribution of the lifetime of the mechanical structure, that is, the failure rate.

機械構造物の寿命を高精度に予測する手法の一つとして、有限要素解析を利用した構造解析により、外力に対する構造の応答を解析する方法が広く用いられている。例えば、特許文献1では、構造解析により、機械構造物を構成する材料内部の損傷を予測し、機械構造物の寿命を評価するシステムが提案されている。   As one method for predicting the life of a mechanical structure with high accuracy, a method of analyzing a structural response to an external force by a structural analysis using a finite element analysis is widely used. For example, Patent Document 1 proposes a system that predicts damage inside a material constituting a mechanical structure by structural analysis and evaluates the lifetime of the mechanical structure.

特開2014−71053号公報JP 2014-71053 A

特許文献1の技術では、構造物全体の故障率の予測には、有限要素解析による構造解析を複数回実施するなど計算時間を要するため、故障率の予測に時間を要するという問題がある。また、確率的な因子を含まない確定論的な手法では、寿命の平均値は評価できるが、寿命を確率的に評価することが難しく、故障率の算出自体が難しい場合がある。   In the technique of Patent Document 1, since the calculation of the failure rate of the entire structure requires calculation time such as performing structural analysis by finite element analysis a plurality of times, there is a problem that it takes time to predict the failure rate. In addition, in the deterministic method that does not include a probabilistic factor, the average value of the life can be evaluated, but it is difficult to evaluate the life probabilistically, and it is sometimes difficult to calculate the failure rate itself.

そこで、故障率の正確な予測によって機械構造物の信頼性を向上する点で解決すべき課題がある。   Therefore, there is a problem to be solved in terms of improving the reliability of the machine structure by accurately predicting the failure rate.

本発明の目的は、かかる従来技術の事情を鑑みてなされたものであり、機械構造物の故障率を正確かつ効率的に予測することによって、機械構造物の信頼性の向上を図ることができる故障率予測システム、および、それを備えた故障率予測装置を提供することである。   The object of the present invention has been made in view of the circumstances of the prior art, and it is possible to improve the reliability of a mechanical structure by accurately and efficiently predicting the failure rate of the mechanical structure. A failure rate prediction system and a failure rate prediction apparatus including the failure rate prediction system are provided.

上記目的は、演算装置とデータベースを備える機械構造物の故障率予測システムであって、第一のパラメータが前記機械構造物の状態量と相関を有するパラメータであり、第二のパラメータが前記機械構造物の状態量の変化量のばらつきに関する確率的なパラメータであるとき、前記データベースは、前記第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを格納しており、前記演算装置は、前記機械構造物に作用する外力に対する応答を解析することで、前記第一のパラメータを算出し、該第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを前記データベースから抽出し、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータにより前記状態量を算出する故障率予測システムによって達成される。   The above object is a failure rate prediction system for a machine structure including an arithmetic unit and a database, wherein the first parameter is a parameter having a correlation with the state quantity of the machine structure, and the second parameter is the machine structure The database stores the second parameter corresponding to the first parameter, and the arithmetic unit is configured to store the machine structure The first parameter is calculated by analyzing a response to an external force acting on the first parameter, the second parameter corresponding to the first parameter is extracted from the database, and the first parameter and the second parameter are extracted. This is achieved by a failure rate prediction system that calculates the state quantity using the following parameters.

本発明によれば、機械構造物の故障率を正確かつ効率的に予測することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to accurately and efficiently predict a failure rate of a mechanical structure.

実施例1の故障率予測システムにおけるデータの流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the data in the failure rate prediction system of Example 1. FIG. 実施例1におけるデータベースに格納されるデータ例Example of data stored in the database in the first embodiment 実施例1の故障率予測システムにおける故障率の表示例Display example of failure rate in failure rate prediction system of embodiment 1 実施例1の故障率予測システムを備えた装置を示す概略図Schematic which shows the apparatus provided with the failure rate prediction system of Example 1. FIG. 実施例2の故障率予測システムにおけるデータの流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the data in the failure rate prediction system of Example 2. 実施例2における第二のデータベースに格納されるデータ例Example of data stored in the second database in the second embodiment 実施例3の故障率予測システムにおけるデータの流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the data in the failure rate prediction system of Example 3. 実施例3における第三のデータベースに格納されるデータ例Example of data stored in the third database in the third embodiment 実施例4の故障率予測システムにおけるデータの流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the data in the failure rate prediction system of Example 4. 実施例5の故障率予測システムにおけるデータの流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the data in the failure rate prediction system of Example 5.

以下、図面を参照して、本発明を適用した、故障率予測システム、および、そのシステムを実装した故障率予測装置の実施例を説明する。   Hereinafter, embodiments of a failure rate prediction system to which the present invention is applied and a failure rate prediction device in which the system is mounted will be described with reference to the drawings.

図1から図4を用いて、本発明を適用した実施例1の故障率予測システム、および、それを備えた故障率予測装置を説明する。   A failure rate prediction system according to a first embodiment to which the present invention is applied and a failure rate prediction apparatus including the failure rate prediction device will be described with reference to FIGS.

本実施例の故障率予測システムは、対象となる機械構造物4に、外力5を繰り返し、または、長期間に亘り与えた場合の、機械構造物4の故障率を予測するものであり、例えば、対象となる機械構造物4が電車である場合には、走行時に加わる振動等の外力5によって車体等に亀裂が生じ故障に至る確率を予測し、適切な時期の補修を促すことで車体の故障を予防できるものである。   The failure rate prediction system of the present embodiment predicts the failure rate of the mechanical structure 4 when the external force 5 is repeatedly applied to the target mechanical structure 4 or over a long period of time. When the target mechanical structure 4 is a train, the probability that the vehicle body will crack due to external force 5 such as vibration applied during traveling will be predicted, and repair of the vehicle body will be promoted by prompting repair at an appropriate time. It can prevent failure.

まず、図4を用いて、本実施例の故障率予測装置20の概要を説明する。ここに示すように、故障率予測装置20は、CPU等の演算装置30、キーボードやマウスなどの入力装置40、ディスプレイなどの出力装置50、半導体メモリ等の主記憶装置60A、ハードディスク等の補助記憶装置60Bを備えており、補助記憶装置60Bに記憶された後述のデータベースを参照しつつ、主記憶装置60Aに記憶されたプログラムを演算装置30が実行することで、応答計算部30a、第一のパラメータ演算部30b、第二のパラメータ演算部30c、状態量計算部30d、故障率計算部30e、故障率表示部30f等の種々機能を実現するものである。なお、ここでは、主記憶装置60Aと補助記憶装置60Bを個別に設けているが、これらを一つの記憶装置60に統合する構成としても良い。   First, the outline | summary of the failure rate prediction apparatus 20 of a present Example is demonstrated using FIG. As shown here, the failure rate prediction device 20 includes an arithmetic device 30 such as a CPU, an input device 40 such as a keyboard and a mouse, an output device 50 such as a display, a main storage device 60A such as a semiconductor memory, and an auxiliary storage such as a hard disk. The computing device 30 executes a program stored in the main storage device 60A while referring to a later-described database stored in the auxiliary storage device 60B. It implements various functions such as the parameter calculation unit 30b, the second parameter calculation unit 30c, the state quantity calculation unit 30d, the failure rate calculation unit 30e, and the failure rate display unit 30f. Here, the main storage device 60 </ b> A and the auxiliary storage device 60 </ b> B are individually provided, but these may be integrated into one storage device 60.

次に、図1を用いて、故障率予測装置20の要部である故障率予測システム1で実行される処理の概要を説明する。ここに示すように、故障率予測システム1は、演算装置30とデータベース3からなるものである。なお、データベース3は、前述の補助記憶装置60Bまたは記憶装置60に記憶されたものである。   Next, the outline of processing executed in the failure rate prediction system 1 which is a main part of the failure rate prediction apparatus 20 will be described with reference to FIG. As shown here, the failure rate prediction system 1 includes an arithmetic device 30 and a database 3. The database 3 is stored in the auxiliary storage device 60B or the storage device 60 described above.

演算装置30は、機械構造物4(例えば、電車の車体構造)の故障率をシミュレーションするための構造モデルを予め保持しており、その機械構造物4に所定の外力5(例えば、走行時の振動)を加えた場合の応答100(例えば、構造モデルの変形、振動)から、機械構造物4の故障率を予測するものである。   The arithmetic unit 30 holds in advance a structural model for simulating the failure rate of the mechanical structure 4 (for example, the body structure of a train), and the mechanical structure 4 has a predetermined external force 5 (for example, during traveling). The failure rate of the mechanical structure 4 is predicted from the response 100 (for example, deformation of the structural model, vibration) when the vibration is applied.

具体的には、演算装置30の応答計算部30aにより、外力5に対する機械構造物4の構造モデルの応答100を解析し、その解析結果に基づいて、第一のパラメータ演算部30bにより、機械構造物4の故障有無の判断に用いる状態量6(例えば、亀裂の長さ)と相関を有する第一のパラメータ7(例えば、亀裂先端近傍の応力場を表す応力拡大係数)を算出する。データベース3には、図2に示すような、第一のパラメータに対応する状態量6の変化率のばらつきに関する確率的な第二のパラメータ8(例えば、外力5の付与時間長さや付与繰返し数に対する、亀裂の進行速度)を格納しているため、第二のパラメータ演算部30cは、第一のパラメータ7の値に応じた第二のパラメータ8をデータベース3から抽出することができる。このように、本実施例では、データベース3を用いることで、有限要素解析のような時間を要する演算を繰り返すことなく、短時間で所望の第二のパラメータ8を得ることができるため、演算能力の低い演算装置30を用いる場合であっても、高品質の第二のパラメータ8を短時間で取得できる。   Specifically, the response calculation unit 30a of the calculation device 30 analyzes the response 100 of the structural model of the mechanical structure 4 to the external force 5, and based on the analysis result, the first parameter calculation unit 30b calculates the mechanical structure. A first parameter 7 (for example, a stress intensity factor representing a stress field in the vicinity of the crack tip) having a correlation with a state quantity 6 (for example, a crack length) used for determining whether or not the object 4 has failed is calculated. In the database 3, as shown in FIG. 2, a probabilistic second parameter 8 (for example, the application time length of the external force 5 and the number of repetitions of application) regarding the variation in the change rate of the state quantity 6 corresponding to the first parameter. , The second parameter calculation unit 30 c can extract the second parameter 8 corresponding to the value of the first parameter 7 from the database 3. Thus, in the present embodiment, by using the database 3, the desired second parameter 8 can be obtained in a short time without repeating time-consuming operations such as finite element analysis. Even when the arithmetic device 30 having a low value is used, the high-quality second parameter 8 can be acquired in a short time.

そして、状態量計算部30dでは、これら二種類のパラメータ7、8に基づいて、状態量6を算出し、故障率計算部30eでは、算出された状態量6により故障率9を予測し、最後に、予測した故障率9を故障率表示部30fを介して出力装置50に表示する。   Then, the state quantity calculation unit 30d calculates the state quantity 6 based on these two types of parameters 7 and 8, and the failure rate calculation unit 30e predicts the failure rate 9 based on the calculated state quantity 6, and finally In addition, the predicted failure rate 9 is displayed on the output device 50 via the failure rate display unit 30f.

このデータベース3を用いる故障率予測システムによれば、機械構造物4全体を対象とした有限要素解析を複数回実施することなく、機械構造物4の使用時間・使用回数と故障率の関係を、容易に予測することができる。   According to the failure rate prediction system using this database 3, the relationship between the usage time / number of times of use and the failure rate of the mechanical structure 4 can be obtained without performing a finite element analysis for the entire mechanical structure 4 multiple times. Can be easily predicted.

図3は、ディスプレイ等の出力装置50に表示された故障率9の予測結果の一例であり、マウス等の入力装置40を操作し、横軸パラメータに「時間」を、縦軸パラメータに「故障率」を選択した場合に表示されるグラフである。なお、縦軸、横軸に選択できるパラメータはこれらに限られず、縦軸に「亀裂長さ」を選択したり、横軸に「外力繰り返し回数」を選択できるようにしても良い。   FIG. 3 is an example of a prediction result of the failure rate 9 displayed on the output device 50 such as a display. The input device 40 such as a mouse is operated, “time” is set as the horizontal parameter, and “failure” is set as the vertical parameter. It is a graph displayed when "Rate" is selected. The parameters that can be selected on the vertical axis and the horizontal axis are not limited to these, and “crack length” may be selected on the vertical axis, or “number of repetitions of external force” may be selected on the horizontal axis.

この故障率予測装置20では、故障率予測システムによる故障率の予測結果を分かりやすいグラフ形式で表示しているので、シミュレーション作業者は、機械構造物4の将来の故障率を容易に把握することができる。さらに、故障率予測装置20では、故障率が所定の閾値を超える時間や回数を補修予定時間または補修予定回数として推奨するので、ここに達する前に点検や補修を行うことで、機械構造物4の故障を予防し、その安全性を適切に維持することができる。   In this failure rate prediction device 20, the failure rate prediction result by the failure rate prediction system is displayed in an easy-to-understand graph format, so that the simulation worker can easily grasp the future failure rate of the mechanical structure 4. Can do. Furthermore, since the failure rate prediction device 20 recommends the time and number of times when the failure rate exceeds a predetermined threshold as the scheduled repair time or the planned number of repairs, the machine structure 4 can be obtained by performing inspection and repair before reaching this point. Can be prevented, and its safety can be properly maintained.

以上で説明したように、本実施例によれば、機械構造物4全体を対象とした有限要素解析を複数回実施することなく、機械構造物4において状態量6が所定の値となるまでの時間や外力の繰り返し数を確率的な値として算出できるため、機械構造物4の故障率を効率的に予測することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, until the state quantity 6 reaches a predetermined value in the mechanical structure 4 without performing the finite element analysis for the entire mechanical structure 4 a plurality of times. Since the time and the number of external force repetitions can be calculated as probabilistic values, the failure rate of the mechanical structure 4 can be predicted efficiently.

次に、図5、図6を用いて、実施例2の故障率予測システム1を説明する。なお、実施例1と共通する点は重複説明を省略する。   Next, the failure rate prediction system 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, duplication description is abbreviate | omitted about the point which is common in Example 1. FIG.

図5に示す本実施例の故障率予測システム1は、実施例1のデータベース3に加え、第二のデータベース10を備えており、第一のパラメータ演算部30bは、機械構造物4の機械要素11に対応する第一のパラメータ7をデータベース10から抽出するものである。   The failure rate prediction system 1 of the present embodiment shown in FIG. 5 includes a second database 10 in addition to the database 3 of the first embodiment, and the first parameter calculation unit 30b is a machine element of the machine structure 4. The first parameter 7 corresponding to 11 is extracted from the database 10.

図6に示すように、第二のデータベース10には、機械構造物4を構成する溶接部などの機械要素11に関して、境界条件(例えば変形態様が、曲げ(Bending)であるか、引張(Tensile)であるか、それらの組合せであるか)と、機械要素11の形状と、第一のパラメータ7の、三者の対応関係を格納しており、第一のパラメータ演算部30bは、第二のデータベース10から機械構造物4の応答100に対応する機械要素11における第一のパラメータ7を抽出し、その後は、実施例1と同様にデータベース3から第二のパラメータ8を抽出し、これら二種類のパラメータにより状態量6を算出し、算出された状態量6により故障率9を予測する実施形態である。   As shown in FIG. 6, the second database 10 includes a boundary condition (for example, whether the deformation mode is bending or tensile (Tensile) with respect to a mechanical element 11 such as a welded part constituting the mechanical structure 4. ) Or a combination thereof), the shape of the machine element 11 and the first parameter 7 are stored in a correspondence relationship between the three parameters. The first parameter 7 in the machine element 11 corresponding to the response 100 of the machine structure 4 is extracted from the database 10 of the second embodiment, and then the second parameter 8 is extracted from the database 3 in the same manner as in the first embodiment. This is an embodiment in which a state quantity 6 is calculated using various types of parameters, and a failure rate 9 is predicted based on the calculated state quantity 6.

これにより、機械構造物4を構成する機械要素11の各々に対して、その境界条件と形状を踏まえ、網羅的に故障率を予測できるため、効率的かつ網羅的な故障率の予測が可能となる。   As a result, the failure rate can be predicted comprehensively for each of the machine elements 11 constituting the mechanical structure 4 in consideration of the boundary conditions and the shape thereof, so that an efficient and comprehensive failure rate can be predicted. Become.

次に、図7、図8を用いて、実施例3の故障率予測システム1を説明する。なお、上述の実施例と共通する点は重複説明を省略する。   Next, the failure rate prediction system 1 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, duplication description is abbreviate | omitted about the point which is common in the above-mentioned Example.

図7に示す本実施例の故障率予測システム1は、実施例1のデータベース3に加え、第三のデータベース12を備えており、第一のパラメータ演算部30bは、機械構造物4の応答100と稼働時間110に対応する第一のパラメータ7を第三のデータベース12から抽出するものである。   The failure rate prediction system 1 of the present embodiment shown in FIG. 7 includes a third database 12 in addition to the database 3 of the first embodiment, and the first parameter calculation unit 30b includes a response 100 of the mechanical structure 4. The first parameter 7 corresponding to the operating time 110 is extracted from the third database 12.

図8に示すように、第三のデータベース12には、機械構造物4の稼働時間毎に、機械構造物4の応答と、第一のパラメータ7の対応関係を格納しており、第一のパラメータ演算部30bは、第三のデータベース12から機械構造物4の応答100に対応する第一のパラメータ7を抽出し、その後は、実施例1と同様に、データベース3から第二のパラメータ8を抽出し、これら二種類のパラメータにより状態量6を算出し、算出された状態量6により故障率9を予測する実施形態である。   As shown in FIG. 8, the third database 12 stores the correspondence between the response of the machine structure 4 and the first parameter 7 for each operating time of the machine structure 4. The parameter calculation unit 30b extracts the first parameter 7 corresponding to the response 100 of the mechanical structure 4 from the third database 12, and thereafter, the second parameter 8 is extracted from the database 3 as in the first embodiment. In this embodiment, the state quantity 6 is calculated using these two kinds of parameters, and the failure rate 9 is predicted based on the calculated state quantity 6.

これにより、機械構造物4の稼働時間110を考慮した複雑な応答100に対応した詳細な故障率予測が可能となり、実施例1および2の故障率予測システムよりも、故障率予測を高精度化することができる。   Thereby, detailed failure rate prediction corresponding to the complex response 100 in consideration of the operation time 110 of the mechanical structure 4 becomes possible, and the failure rate prediction is more accurate than the failure rate prediction systems of the first and second embodiments. can do.

次に、図9を用いて、実施例4の故障率予測システム1を説明する。なお、上述の実施例と共通する点は重複説明を省略する。   Next, the failure rate prediction system 1 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, duplication description is abbreviate | omitted about the point which is common in the above-mentioned Example.

図9に示す本実施例の故障率予測システム1の演算装置30では、稼働中の機械構造物4で計測された状態量6の計測値120に基づいて、状態量6のばらつき130を算出し、このばらつき130をデータベース3に格納することにより、データベース3に格納された第二のパラメータ8を更新し、更新された第二のパラメータ140と、第一のパラメータ7によって状態量6を算出し、算出された状態量6により故障率9を予測する実施形態である。   The arithmetic unit 30 of the failure rate prediction system 1 of the present embodiment shown in FIG. 9 calculates the variation 130 of the state quantity 6 based on the measurement value 120 of the state quantity 6 measured by the machine structure 4 in operation. By storing this variation 130 in the database 3, the second parameter 8 stored in the database 3 is updated, and the state quantity 6 is calculated from the updated second parameter 140 and the first parameter 7. In this embodiment, the failure rate 9 is predicted based on the calculated state quantity 6.

これにより、稼働中の機械構造物4で実測された状態量6(例えば、亀裂の長さ等)を踏まえ、故障率をより高精度に予測し、適切な補修を施すことが可能となり、機械構造物4の信頼性を更に向上させることができるとともに、効率的な稼働と補修も可能となる。   As a result, it is possible to predict the failure rate with higher accuracy based on the state quantity 6 (for example, crack length, etc.) actually measured on the machine structure 4 in operation, and to perform appropriate repairs. The reliability of the structure 4 can be further improved, and efficient operation and repair are also possible.

なお、状態量6の計測値120は、作業員や計測用ドローンが実際に計測したものであっても良いし、機械構造物4が予め備えるセンサーを用いて計測したものであっても良い。   The measurement value 120 of the state quantity 6 may be actually measured by an operator or a measurement drone, or may be measured using a sensor provided in advance in the mechanical structure 4.

次に、図10を用いて、実施例5の故障率予測システム1を説明する。なお、上述の実施例と共通する点は重複説明を省略する。   Next, the failure rate prediction system 1 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In addition, duplication description is abbreviate | omitted about the point which is common in the above-mentioned Example.

図10に示す本実施例の故障率予測システム1は、演算装置30にて、機械構造物4を構成する複数の機械要素11の各々に対して故障率9を算出する。そして、算出された故障率9の値を比較し、機械要素11における故障率9の大小関係150を出力装置50に表示する実施形態である。   In the failure rate prediction system 1 of the present embodiment shown in FIG. 10, the failure rate 9 is calculated for each of the plurality of machine elements 11 constituting the machine structure 4 by the arithmetic unit 30. Then, the calculated failure rate 9 value is compared, and the magnitude relationship 150 of the failure rate 9 in the machine element 11 is displayed on the output device 50.

これにより、作業者は、最も早く故障すると思われる機械要素11を簡単に特定でき、その機械要素11に適切な時期に補修を施すことができるため、機械構造物4の稼働や補修をより効率的に判断することが可能となる。   Thereby, the operator can easily identify the machine element 11 that seems to be the earliest malfunction, and can repair the machine element 11 at an appropriate time, so that the operation and repair of the machine structure 4 can be performed more efficiently. It is possible to judge automatically.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations with respect to the configuration of each embodiment.

1…故障率予測システム
3、10、12…データベース
4…機械構造物
5…外力
6…状態量
7、8…パラメータ
9…故障率
11…機械要素
20…故障率予測装置
30…演算装置
30a…応答計算部
30b…第一のパラメータ演算部
30c…第二のパラメータ演算部
30d…状態量計算部
30e…故障率計算部
30f…故障率表示部
40…入力装置
50…出力装置
60…記憶装置
60A…主記憶装置
60B…補助記憶装置
100…応答
110…稼働時間
120…状態量の計測値
130…計測された状態量のばらつき
140…修正された第二のパラメータ
150…故障率の大小関係
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Failure rate prediction system 3, 10, 12 ... Database 4 ... Machine structure 5 ... External force 6 ... State quantity 7, 8 ... Parameter 9 ... Failure rate 11 ... Machine element 20 ... Failure rate prediction device 30 ... Arithmetic device 30a ... Response calculation unit 30b ... first parameter calculation unit 30c ... second parameter calculation unit 30d ... state quantity calculation unit 30e ... failure rate calculation unit 30f ... failure rate display unit 40 ... input device 50 ... output device 60 ... storage device 60A ... main storage device 60B ... auxiliary storage device 100 ... response 110 ... operating time 120 ... measured value of state quantity 130 ... variation 140 of measured state quantity ... corrected second parameter 150 ... relationship of failure rate

Claims (6)

演算装置とデータベースを備える機械構造物の故障率予測システムであって、
第一のパラメータが前記機械構造物の状態量と相関を有するパラメータであり、
第二のパラメータが前記機械構造物の状態量の変化量のばらつきに関する確率的なパラメータであるとき、
前記データベースは、前記第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを格納しており、
前記演算装置は、前記機械構造物に作用する外力に対する応答を解析することで、前記第一のパラメータを算出し、該第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを前記データベースから抽出し、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータにより前記状態量を算出することを特徴とする故障率予測システム。
A machine structure failure rate prediction system including a computing device and a database,
The first parameter is a parameter having a correlation with the state quantity of the mechanical structure,
When the second parameter is a stochastic parameter related to variation in the amount of change in the state quantity of the mechanical structure,
The database stores the second parameter corresponding to the first parameter;
The computing device calculates the first parameter by analyzing a response to an external force acting on the mechanical structure, extracts the second parameter corresponding to the first parameter from the database, The failure rate prediction system, wherein the state quantity is calculated from the first parameter and the second parameter.
演算装置と第一のデータベースと第二のデータベースを備える機械構造物の故障率予測システムであって、
第一のパラメータが前記機械構造物の状態量と相関を有するパラメータであり、
第二のパラメータが前記機械構造物の状態量の変化量のばらつきに関する確率的なパラメータであるとき、
前記第一のデータベースは、前記第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを格納し、
前記第二のデータベースは、前記機械構造物を構成する機械要素に関するデータを格納しており、
前記演算装置は、前記機械構造物の応答に対応する前記データを前記第二のデータベースから抽出し、前記データにより前記第一のパラメータを算出し、該第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを前記第一のデータベースから抽出し、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータにより前記状態量を算出することを特徴とする故障率予測システム。
A machine structure failure rate prediction system comprising an arithmetic unit, a first database, and a second database,
The first parameter is a parameter having a correlation with the state quantity of the mechanical structure,
When the second parameter is a stochastic parameter related to variation in the amount of change in the state quantity of the mechanical structure,
The first database stores the second parameter corresponding to the first parameter;
The second database stores data on machine elements constituting the machine structure,
The arithmetic device extracts the data corresponding to the response of the mechanical structure from the second database, calculates the first parameter from the data, and the second parameter corresponding to the first parameter. A failure rate prediction system, wherein a parameter is extracted from the first database, and the state quantity is calculated from the first parameter and the second parameter.
演算装置と第一のデータベースと第三のデータベースを備える機械構造物の故障率予測システムであって、
第一のパラメータが前記機械構造物の状態量と相関を有するパラメータであり、
第二のパラメータが前記機械構造物の状態量の変化量のばらつきに関する確率的なパラメータであるとき、
前記第一のデータベースは、前記第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを格納し、
前記第三のデータベースは、前記機械構造物の過去の稼働情報を格納しており、
前記演算装置は、前記機械構造物の応答に対応する前記稼働情報を前記第三のデータベースから抽出し、前記稼働情報により前記第一のパラメータを算出し、該第一のパラメータに対応する前記第二のパラメータを前記第一のデータベースから抽出し、前記第一のパラメータと前記第二のパラメータにより前記状態量を算出することを特徴とする故障率予測システム。
A machine structure failure rate prediction system comprising an arithmetic unit, a first database, and a third database,
The first parameter is a parameter having a correlation with the state quantity of the mechanical structure,
When the second parameter is a stochastic parameter related to variation in the amount of change in the state quantity of the mechanical structure,
The first database stores the second parameter corresponding to the first parameter;
The third database stores past operation information of the machine structure,
The arithmetic device extracts the operation information corresponding to the response of the mechanical structure from the third database, calculates the first parameter based on the operation information, and the first parameter corresponding to the first parameter A failure rate prediction system, wherein two parameters are extracted from the first database, and the state quantity is calculated from the first parameter and the second parameter.
請求項1から3の何れか一項に記載の故障率予測システムにおいて、
前記演算装置は、前記機械構造物における前記状態量のばらつきに関する計測データにより前記第二のパラメータを修正することを特徴とする故障率予測システム。
In the failure rate prediction system according to any one of claims 1 to 3,
The failure rate prediction system, wherein the arithmetic unit corrects the second parameter based on measurement data relating to variation in the state quantity in the mechanical structure.
請求項2に記載の故障率予測システムにおいて、
前記演算装置は、複数の前記機械要素の故障率を予測する物であり、複数の前記機械要素における故障率の大小関係を算出することを特徴とする故障率予測システム。
In the failure rate prediction system according to claim 2,
The arithmetic device is a device for predicting a failure rate of a plurality of the machine elements, and calculates a magnitude relationship between the failure rates of the plurality of machine elements.
請求項1から5の何れか一項に記載の故障率予測システムと、
該故障率予測システムで予測された故障率を表示する出力装置と、
該出力装置の表示形式を選択する入力装置と、
を備えることを特徴とする故障率予測装置。
The failure rate prediction system according to any one of claims 1 to 5,
An output device for displaying the failure rate predicted by the failure rate prediction system;
An input device for selecting a display format of the output device;
A failure rate prediction apparatus comprising:
JP2017136842A 2017-07-13 2017-07-13 Mechanical structure fault rate prediction system and fault rate predicting device equipped therewith Pending JP2019020182A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111458092A (en) * 2020-03-02 2020-07-28 河北工业大学 Industrial robot early weak fault signal screening method

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