CN110275504A - 故障预测支援装置及其方法以及计算机可读存储介质 - Google Patents

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岛川春奈
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Abstract

本发明提供一种用户可容易地获知与机器有关的时序数据的异常的故障预测支援装置及其方法以及计算机可读存储介质。故障预测支援装置包括：差异检测部，获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测实机时序数据与模拟时序数据之间的差异；判定部，判定差异是否满足关于实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及通知处理部，当判定为差异满足条件时，通知检测到差异。根据本发明，用户可容易地获知与机器的控制有关的时序数据的异常。

Description

故障预测支援装置及其方法以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及一种故障预测支援装置、故障预测支援方法以及故障预测支援程序。
背景技术
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等控制器基于程序而对设于工场的流水线(line)的机器进行控制。控制器可将程序所使用的变量数据的变化作为与机器的控制有关的时序数据而进行记录。而且，用户有时基于这种时序数据来预测机器的故障。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平08-314530号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
为了预测机器的故障，需要获知时序数据的异常。但是，显示异常的时序数据的变化复杂，因而即便时序数据显示异常，用户也难以立即获知异常。
鉴于所述情况，本发明的目的在于提供一种用户可容易地获知与机器的控制有关的时序数据的异常的故障预测支援装置、故障预测支援方法以及故障预测支援程序。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施方式是一种故障预测支援装置，其包括：差异检测部，获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；判定部，判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及通知处理部，当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
本发明的一实施方式是所述故障预测支援装置，其还包括：同步处理部，使所述实机时序数据与所述模拟时序数据同步，所述差异检测部检测经同步的所述实机时序数据与所述模拟时序数据的所述差异。
本发明的一实施方式是所述故障预测支援装置，其中所述差异检测部将所述实机时序数据及所述模拟时序数据记录于存储装置。
本发明的一实施方式是所述故障预测支援装置，其还包括：条件获取部，获取表示所述条件的数据。
本发明的一实施方式是所述故障预测支援装置，其中所述条件获取部还获取包含由用户任意指定的字符的字符串的消息，所述通知处理部还通知所述差异各自的消息。
本发明的一实施方式是一种故障预测支援方法，由信息处理装置执行，且所述故障预测支援方法包括下述步骤：获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
本发明的一实施方式是一种故障预测支援程序，用于使计算机执行下述顺序：获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
本发明的一实施方式是一种故障预测支援装置，其包括：获取部，获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及图像生成部，使与所述实机时序数据有关的变量值和与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
本发明的一实施方式是一种故障预测支援方法，由信息处理装置执行，且所述故障预测支援方法包括下述步骤：获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及使与所述实机时序数据有关的变量值和与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
本发明的一实施方式是一种故障预测支援程序，其用于使计算机执行下述顺序：获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及使与所述实机时序数据有关的变量值和与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
[发明的效果]
根据本发明，用户可容易地获知与机器的控制有关的时序数据的异常。
附图说明
图1是表示控制系统及故障预测系统的结构的示例的图。
图2是表示控制器的结构的示例的图。
图3是表示故障预测支援装置的结构的示例的图。
图4是表示条件数据的示例的图。
图5是表示执行同步处理前的实机跟踪数据及模拟跟踪数据的示例的图。
图6是表示执行同步处理后的实机跟踪数据及模拟跟踪数据的示例的图。
图7是表示故障预测系统的动作的示例的流程图。
图8是表示条件设定用图像的显示例的图。
图9是表示变量设定用图像的显示例的图。
图10是表示针对变量登记了条件数据的条件设定用图像的显示例的图。
图11是示出表示变量的下拉菜单的变量设定用图像的显示例的图。
图12是表示针对多个变量登记了条件数据的条件设定用图像的显示例的图。
图13是表示监视用图像的显示例的图。
图14是表示重叠有警报图像的监视用图像的显示例的图。
图15是示出表示模拟输入数据的变量的变量值、及表示实机输入数据的变量的变量值的显示例的图。
符号的说明
1：控制系统
2：故障预测系统
3：对象机器
4：检测装置
5：控制器
6：输入装置
7：故障预测支援装置
8：显示装置
50：总线
51：接口部
52：实机输入输出存储器
53：通用存储器
54：跟踪存储器
55：运算处理部
56：通信部
70：总线
71：接口部
72：通信部
73：模拟输入输出存储器
74：通用存储器
75：跟踪存储器
76：条件存储器
77：运算处理部
100：条件设定用图像
110：显示按钮图像
120：变量设定用图像
130：机器列表框图像
140：变量列表框图像
150：确认(OK)操作用图像
160：取消操作用图像
200：监视用图像
201：监视用图像
210：源代码显示区域
211：高亮图像
220：对象机器显示区域
221：对象机器重叠图像
230：跟踪数据显示区域
231：差异指示图像
240：警报图像
241：第一消息图像
242：第二消息图像
520：实机输入数据
521：实机输出数据
530：程序
531：映射数据
532：实机变量数据
540：实机跟踪数据
550：实机控制部
551：实机跟踪处理部
730：模拟输入数据
731：模拟输出数据
740：程序
741：映射数据
742：模拟变量数据
750：实机跟踪数据
751：模拟跟踪数据
760：条件数据
770：实机跟踪数据获取部
771：仿真器
772：预测部
773：图像生成部
774：检测装置模拟器
775：对象机器模拟器
776：模仿控制部
777：模仿跟踪处理部
778：条件获取部
779：同步处理部
780：差异检测部
781：判定部
782：通知处理部
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是表示控制系统1及故障预测系统2的结构的示例的图。控制系统1是对作为控制对象的预定机器(以下称为“对象机器”)进行控制的系统。控制系统1包括检测装置4-1～检测装置4-N(N为1以上的整数)、对象机器3-1～对象机器3-M(M为1以上的整数)、以及控制器5。以下，为了简单说明，N与M相等。
对象机器3是由控制器5控制动作。对象机器3例如为机械臂(robot arm)、带式输送机(belt conveyor)。对象机器3例如设置于工场的流水线。
检测装置4-n(n是1～N的整数)是检测对象机器3-m(m是1～M的整数，且是与n相等的整数)的状态的传感器装置，例如是光电传感器、位移传感器、编码器。检测装置4例如检测对象机器3-m的位置及扭矩(torque)。例如，位置是指带式输送机的带移动到的位置。扭矩是指机械臂的各节扭矩。检测装置4将与检测结果相应的输入数据输入至控制器5。
控制器5是PLC等控制装置。控制器5基于从检测装置4输入的输入数据，生成用于控制对象机器3的输出数据。控制器5将所生成的输出数据作为控制信号输出至对象机器3。由此，控制器5控制对象机器3。控制器5生成与对象机器3的控制有关的时序数据(以下称为“实机跟踪数据”)。实机跟踪数据包含控制的程序中使用的时序的变量数据。例如，当对象机器3为带式输送机时，实机跟踪数据表示带式输送机的带依时序移动到的各位置。
故障预测系统2是将用于预测对象机器3的故障的信息提供给用户的系统。故障预测系统2也可预测检测装置4的故障。例如，故障预测系统2也可基于用于预测作为检测装置4的传感器的故障的信息，预测传感器的感度的降低。故障预测系统2包括输入装置6、故障预测支援装置7及显示装置8。
输入装置6是使用键盘、点击设备(pointing device，鼠标、输入板(tablet)等)、按钮、触摸屏(touch panel)等现有的输入装置而构成。输入装置6将与对输入装置6的操作相应的数据(以下称为“操作输入数据”)输入至故障预测支援装置7。
故障预测支援装置7是将用于预测对象机器3的故障的信息提供给用户的信息处理装置。故障预测支援装置7例如是个人计算机(personal computer)、输入板终端、智能手机(smartphone)终端。故障预测支援装置7从控制器5获取实机跟踪数据。
故障预测支援装置7作为模拟器(Simulator)而模拟未产生故障的状态的对象机器3及检测装置4。而且，故障预测支援装置7作为仿真器(emulator)而模仿控制器5的控制功能。通过模仿控制器5的控制功能，故障预测支援装置7生成与模拟的对象机器3的控制有关的时序数据(以下称为“模拟跟踪数据”)。
故障预测支援装置7从输入装置6获取条件数据。故障预测支援装置7检测实机跟踪数据与模拟跟踪数据之间的差异。故障预测支援装置7基于条件数据，判定所检测到的差异是否满足条件。故障预测支援装置7在判定为差异满足条件时，使通知检测到满足条件的差异的图像显示于显示装置8。
显示装置8是阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)显示器、液晶显示器、有机电致发光(Electro Luminescence，EL)显示器等图像显示装置。显示装置8显示由故障预测支援装置7所生成的图像。
图2是表示控制器5的结构的示例的图。控制器5包括总线50、接口部51、实机输入输出存储器52、通用存储器53、跟踪存储器54、运算处理部55及通信部56。
总线50是在控制器5中传输数据的总线。
接口部51从检测装置4获取输入数据。接口部51将在控制器5与检测装置4之间通信的数据转换成规定形式。接口部51针对每个检测装置4，将规定形式的输入数据记录于实机输入输出存储器52。
接口部51从实机输入输出存储器52获取输出数据。接口部51将在控制器5与对象机器3之间通信的数据转换为规定形式。接口部51将按以太网控制自动化技术(Ethernetfor Control Automation Technology，EtherCAT)(注册商标)等标准所制定的规定形式的输出数据输出至对象机器3。
实机输入输出存储器52是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等易失性记录介质。实机输入输出存储器52存储实机输入数据520及实机输出数据521。实机输入数据520是接口部51从检测装置4获取的输入数据。实机输入输出存储器52针对每个检测装置4存储实机输入数据520。实机输出数据521是从接口部51输出至对象机器3的数据。实机输入输出存储器52针对每个对象机器3记录实机输出数据521。
通用存储器53是RAM等易失性记录介质。通用存储器53存储程序530、映射数据531及实机变量数据532。程序530是由运算处理部55执行的程序。程序530包含用于控制对象机器3的程序、及用于生成实机跟踪数据的程序。
映射数据531是表示接口部51的输入端口及输出端口、与实机输入输出存储器52中的地址的映射的数据。因此，映射数据531表示检测装置4与实机输入数据520的对应、及对象机器3与实机输出数据521的对应。映射数据531是从非易失性存储装置传输至通用存储器53。
实机变量数据532是运算处理部55用于控制对象机器3的变量数据。实机变量数据532包含表示实机输入数据520及实机输出数据521的各变量数据。
跟踪存储器54是磁硬盘装置或半导体存储装置等存储装置。跟踪存储器54理想的是非易失性存储装置(非暂时性的记录介质)。跟踪存储器54存储实机跟踪数据540。
实机跟踪数据540是与对象机器3的控制有关的时序数据。实机跟踪数据540中，针对实机变量数据532所含的每个变量数据，使输入输出类别、变量名、变量类型名、变量值与时间戳(时刻信息)彼此相对应。所述输入输出类别是表示各变量数据为实机输入数据520或实机输出数据521的哪一个的信息。实机跟踪数据540中，也可代替时间戳，而使表示对象机器3的控制的开始时机的旗标信息(以下称为“开始同步旗标信息”)与变量名等相对应。
运算处理部55是使用中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等处理器而构成。运算处理部55通过执行程序530，从而作为实机控制部550及实机跟踪处理部551发挥功能。
实机控制部550通过在程序530的执行中变更实机变量数据532，从而控制对象机器3。例如，实机控制部550将实机输入数据520的值代入至实机变量数据532中表示实机输入数据520的变量数据的值。实机控制部550将实机变量数据532中表示实机输出数据521的变量数据的值代入至实机输出数据521的值。
实机跟踪处理部551通过执行程序530，从而生成实机跟踪数据540。实机跟踪处理部551将实机跟踪数据540记录于跟踪存储器54。
通信部56与故障预测支援装置7通信。通信部56将实机跟踪数据540发送至故障预测支援装置7。
图3是表示故障预测支援装置7的详细结构的示例的图。故障预测支援装置7包括总线70、接口部71、通信部72、模拟输入输出存储器73、通用存储器74、跟踪存储器75、条件存储器76及运算处理部77。
总线70是在故障预测支援装置7中传输数据的总线。
接口部71从输入装置6获取操作输入数据。接口部71将操作输入数据转换成规定形式。接口部71将操作输入数据输出至运算处理部77。
接口部71从运算处理部77获取图像数据。接口部71将图像数据转换成规定的图像信号。接口部71将图像信号发送至显示装置8。
通信部72与控制器5通信。通信部72从控制器5获取实机跟踪数据540。通信部72也可将由运算处理部77所生成的数据发送至控制器5。
模拟输入输出存储器73是RAM等易失性记录介质。模拟输入输出存储器73存储模拟输入数据730及模拟输出数据731。模拟输入数据730是通过运算处理部77模拟实机控制部550中的实机输入数据520的生成处理从而生成的变量数据。模拟输出数据731是通过运算处理部77模拟实机控制部550中的实机输出数据521的生成处理从而生成的变量数据。
通用存储器74是RAM等易失性记录介质。通用存储器74存储程序740、映射数据741及模拟变量数据742。程序740是由运算处理部77执行的程序。程序740包含模拟检测装置4及对象机器3的程序、以及将用于预测对象机器3的故障的信息提供给用户的程序。
映射数据741是表示接口部71的输入端口及输出端口、与模拟输入输出存储器73中的地址的映射的数据。因此，映射数据741表示模拟了动作的检测装置4与模拟输入数据730的对应、及模拟了动作的对象机器3与模拟输出数据731的对应。映射数据741是从非易失性存储装置传输至通用存储器74。
模拟变量数据742是通过模仿控制器5的控制功能的运算处理部77模拟实机变量数据532的生成处理从而生成的变量数据。模拟变量数据742包含表示模拟输入数据730的变量数据。而且，模拟变量数据742包含表示模拟输出数据731的变量数据。
跟踪存储器75是磁硬盘装置或半导体存储装置等存储装置。跟踪存储器75理想的是非易失性存储装置(非暂时性的记录介质)。跟踪存储器75存储实机跟踪数据750及模拟追踪数据751。实机跟踪数据750及模拟跟踪数据751也可作为日志信息而备份在与跟踪存储器75不同的非易失性存储器中。
实机跟踪数据750是从控制器5获取的实机跟踪数据540的复制数据。
模拟跟踪数据751是与模拟的对象机器3的控制有关的时序数据。模拟跟踪数据751中，针对模拟变量数据742所含的各变量数据，分别使输入输出类别、变量名、变量类型名、变量值与时间戳(时刻信息)彼此相对应。所述输入输出类别是表示变量数据为模拟输入数据730或模拟输出数据731的哪一个的信息。
条件存储器76是RAM等易失性记录介质。条件存储器76存储条件数据760。条件数据760是表示与实机跟踪数据750的异常有关的条件的数据，由用户预先设定。例如，用户预先设定故障预测支援装置7将检测到实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异通知给用户时的、此差异所满足的条件。条件数据760是作为操作输入数据而自输入装置6输入至故障预测支援装置7。
运算处理部77是使用CPU等处理器而构成。运算处理部77通过执行程序740，从而作为实机跟踪数据获取部770、仿真器771、预测部772及图像生成部773发挥功能。
对实机跟踪数据获取部770的详细进行说明。
实机跟踪数据获取部770从通信部72获取实机跟踪数据540。实机跟踪数据获取部770复制实机跟踪数据540，并将作为复制数据的实机跟踪数据750记录于跟踪存储器75。
对仿真器771的详细进行说明。
仿真器771是模仿控制器5的控制功能的装置。仿真器771作为检测装置模拟器774、对象机器模拟器775、模仿控制部776、模仿跟踪处理部777发挥功能。
检测装置模拟器774模拟检测装置4。检测装置模拟器774通过模拟检测装置4中的实机输入数据520的生成处理，从而生成模拟输入数据730。模拟输入数据730的初始值与实机输入数据520的初始值相同。检测装置模拟器774通过根据模拟输出数据731执行控制处理，从而更新模拟输入数据730。
对象机器模拟器775使用以表示正常状态的对象机器3的方式事先经调整的变量数据，模拟正常状态的对象机器3。对象机器模拟器775通过模拟对象机器3中的实机输出数据521的生成处理，从而生成模拟输出数据731。当实机的对象机器3未产生故障时，实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异为阈值以下。
模仿控制部776模仿实机控制部550的控制功能。模仿控制部776通过模仿实机控制部550中的实机变量数据532的生成处理，从而生成模拟变量数据742。模仿控制部776在实机控制部550执行实机变量数据532的生成处理的过程中，执行模拟变量数据742的生成处理。即，在实机控制部550执行对象机器3的控制的大致同时，模仿控制部776执行模拟的对象机器3的控制。
模仿跟踪处理部777生成模拟跟踪数据751。模仿跟踪处理部777将模拟跟踪数据751记录于跟踪存储器75。
对预测部772的详细进行说明。
预测部772针对选自对象机器3-1～对象机器3-M中的一台以上的对象机器3，生成用于预测故障的信息。预测部772作为条件获取部778、同步处理部779、差异检测部780、判定部781及通知处理部782发挥功能。
条件获取部778从输入装置6获取条件数据760。条件获取部778将所获取的条件数据760记录于条件存储器76。
同步处理部779从跟踪存储器75获取实机跟踪数据750及模拟跟踪数据751。同步处理部779使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。
例如，同步处理部779在实机跟踪数据750中检索表示时刻t1的时间戳，并以指向所检索出的时间戳的地址的方式，将实机跟踪数据750的读指针(read pointer)初始化。同步处理部779在模拟跟踪数据751中检索表示时刻t1的时间戳，并以指向所检索出的时间戳的地址的方式，将模拟跟踪数据751的读指针初始化。由此，同步处理部779使表示相同时刻信息的时间戳所对应的实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。例如，同步处理部779也可使开始同步旗标信息所对应的实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。例如，同步处理部779也可从输入装置6预先获取时间变化的图案信息(波形图案信息)，并使时间变化的图案相同的实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。
此外，当仿真器771掉线(down)时，在仿真器771重启后，检测装置模拟器774从实机跟踪数据750重新获取实机输入数据520。而且，对象机器模拟器775从实机跟踪数据750重新获取实机输出数据521。由此，即便同步处理部779不重新执行同步处理，也能够使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。
而且，当实机控制部550掉线时，在实机控制部550重启后，同步处理部779重新执行同步处理。当即便同步处理部779在1小时以上等的长时间内反复重新执行同步处理也无法同步时，同步处理部779也可将实机跟踪数据750的变量数据中的、无法与模拟跟踪数据751同步的变量数据通知给用户。
差异检测部780获取执行了同步处理的实机跟踪数据750及模拟跟踪数据751。差异检测部780在实机控制部550执行对象机器3的控制的过程中，以规定周期检测执行了同步处理的实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异。
判定部781从条件存储器76获取条件数据760。判定部781判定实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异是否满足条件数据760所表示的条件。
通知处理部782在由判定部781判定为差异满足条件时，通知检测到满足条件的差异。例如，通知处理部782使表示检测到差异的警报图像显示于显示装置8。警报图像例如包含从输入装置6获取的消息信息。
对图像生成部773的详细进行说明。
图像生成部773生成图像。图像生成部773在实机控制部550执行实机变量数据532的生成处理的过程中，生成表示实机跟踪数据750的时间变化的波形的曲线图、及表示模拟跟踪数据751的时间变化的波形的曲线图。图像生成部773使时间轴一致的各波形曲线图并排显示于显示装置8的画面。图像生成部773也可将时间轴一致的各波形曲线图重叠显示于显示装置8的画面。用户通过将时间轴一致的各波形曲线图于画面上比较，从而能够容易地判断实机跟踪数据750的值是否异常。
图像生成部773生成表示程序740的源代码(source code)的图像。图像生成部773基于实机跟踪数据750而生成表示动作中的对象机器3的外观的动态图像。图像生成部773基于模拟跟踪数据751而生成表示动作中的对象机器3的外观的动态图像。图像生成部773生成包含变量的名称及消息的警报图像。图像生成部773使所生成的图像显示于显示装置8。
接下来，对预测部772的信息处理的详细进行说明。
图4是表示条件数据760的示例的图。条件数据760中，使变量、允许误差、判定点数、成立次数、成立次数检测期间与消息相对应。变量是表示模拟输入数据730及实机输入数据520的各变量数据。这些变量是针对由差异检测部780所检测到的差异来判定条件成立的对象的变量。允许误差是将模拟跟踪数据751的值Y1与实机跟踪数据750的值X1之差异的绝对值(|Y1－X1|)，除以实机跟踪数据750的值X1而得的值。因此，若允许误差为例如10％，则(|Y1－X1|＝X1×0.10)成立。判定点数是在规定期间中判定所检测到的差异是否超过允许误差的次数。成立次数是所检测到的差异超过允许误差的条件成立的次数。条件成立的次数也可为与时序上是否连续无关而成立的次数。成立次数检测期间是检测成立次数的期间。成立次数检测期间是如循环单位的期间、毫秒单位的期间、从触发上升到下一次上升为止的期间等那样设定。通知处理部782在条件于成立次数检测期间内成立了由成立次数所设定的次数时，通知检测到差异。消息是包含由用户任意指定的字符的字符串。由用户任意指定的字符串是与既定消息一起显示于显示装置8。
图5是表示执行同步处理前的实机跟踪数据750及模拟跟踪数据751的示例的图。图5的“模拟跟踪数据”的纵轴表示模拟跟踪数据751的模拟变量数据742所含的变量数据所表示的、模拟输入数据730的值。“模拟跟踪数据”的横轴表示与模拟输入数据730对应的时间戳。图5的“实机跟踪数据”的纵轴表示实机跟踪数据750的实机变量数据532所含的变量数据所表示的、实机输入数据520的值。“实机跟踪数据”的横轴表示与实机输入数据520对应的时间戳。图5中，实机跟踪数据750的时刻t1比模拟跟踪数据751的时刻t1迟时间D1。同步处理部779使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751的时刻信息同步。图5中，使读出模拟跟踪数据751的读指针所指的地址以与时间D1相应的地址移动，由此使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751的时刻t1同步。
同步处理部779也可基于实机跟踪数据750的时刻t1以前的时间变化的图案、与模拟跟踪数据751的时刻t1以前的时间变化的图案相同，而使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751同步。
图6是表示执行同步处理后的实机跟踪数据750及模拟跟踪数据751的示例的图。判定部781针对多个判定点，判定在成立次数检测期间(例如1000ms)中检测到的差异是否超过允许误差。图6中，各判定点是设定为t1至t50、t51至t100及t101至t150的各时刻。而且，作为一例，条件数据760表示允许误差10％、判定点数50点及成立次数3次。
判定部781判定差异超过允许误差10％的判定点的个数是否为判定点数50点以上。当判定为判定点的个数为50点以上时，判定部781判定经判定为判定点的个数为50点以上的次数是否为成立次数3次以上。当经判定为判定点的个数为50点以上的次数为成立次数3次以上时，判定部781判定为实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异满足条件。
图6中，判定部781针对成立次数检测期间的多个判定点的差异，对每个变量判定所检测到的差异|Y1－X1|是否为允许误差10％以上。判定部781针对时刻t1至时刻t50的50个判定点的差异，对每个变量判定所检测到的差异|Y1－X1|是否为允许误差10％以上。当此判定中差异|Y1－X1|超过允许误差10％时(成立次数为1次)，判定部781针对时刻t51至时刻t100的50个判定点的差异，同样地对每个变量进行判定。当此判定中差异|Y1－X1|超过允许误差10％时(成立次数为2次)，判定部781针对时刻t101至时刻t150的50个判定点的差异，同样地对每个变量进行判定。当此判定中差异|Y1－X1|超过允许误差10％时(成立次数为3次)，判定部781将表示成立次数检测期间中差异满足条件的信号输出至通知处理部782。
接下来，对故障预测系统2的动作的示例进行说明。
图7是表示故障预测系统2的动作的示例的流程图。条件获取部778从输入装置6获取条件数据760，记录于条件存储器76(步骤S101)。模仿跟踪处理部777基于由模仿控制部776所生成的模拟变量数据742，生成模拟跟踪数据751(步骤S102)。模仿跟踪处理部777将所生成的模拟跟踪数据751记录于跟踪存储器75(步骤S103)。
同步处理部779获取实机跟踪数据750(步骤S104)。同步处理部779获取模拟跟踪数据751(步骤S105)。同步处理部779使实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751的时刻信息同步(步骤S106)。差异检测部780检测模拟跟踪数据751与实机跟踪数据750之间的差异(步骤S107)。
判定部781判定差异是否满足条件(步骤S108)。当差异满足条件时(步骤S108：是(YES))，通知处理部782执行警报处理(步骤S109)。预测部772将预测处理的执行结束。
当差异不满足条件时(步骤S108：否(NO))，判定部781判定实机跟踪数据750所含的时间戳的时刻是否为成立次数检测期间内(步骤S110)。当实机跟踪数据750所含的时间戳的时刻为成立次数检测期间内时(步骤S110：是(YES))，模仿跟踪处理部777执行步骤S102的处理。当实机跟踪数据750所含的时间戳的时刻并非成立次数检测期间内时(步骤S110：否(NO))，预测部772将预测处理的执行结束。
接下来，对显示于显示装置8的图像进行说明。
图8是表示条件设定用图像100的显示例的图。图像生成部773使作为用于设定条件数据760的图像的条件设定用图像100显示于显示装置8。用户可通过操作输入装置6，从而点击显示按钮图像110-1。图像生成部773在点击了显示按钮图像110-1时，使作为用于设定变量等的对话框的变量设定用图像显示于显示装置8。
图9是表示变量设定用图像120的显示例的图。图像生成部773从例如外部装置获取控制系统1的结构信息。图像生成部773将控制系统1的结构信息所含的各对象机器3的名称或识别信息列表于机器列表框图像130中。机器列表框图像130中所列表的各对象机器3的名称可通过用户操作输入装置6从而选择。
图像生成部773从例如外部装置获取变量群的信息。图像生成部773将变量群的信息所含的变量数据的名称列表于变量列表框图像140中。例如，图像生成部773将变量“轴1.位置”及“轴2.扭矩”列表于变量列表框图像140中。变量列表框图像140中所列表的变量数据的名称可通过用户操作输入装置6从而选择。
当点击了确认(OK)操作用图像150时，图像生成部773将所选择的变量数据的名称记载于条件设定用图像100。当点击了取消操作用图像160时，图像生成部773不将所选择的变量数据的名称记载于条件设定用图像100，而使变量设定用图像120从显示装置8的画面中消失。
图10是表示针对变量“轴1.位置”登记了条件数据760的条件设定用图像100的显示例的图。用户通过操作输入装置6，从而将条件数据760的各项目记载于条件设定用图像100。条件获取部778将条件设定用图像100中记载的各项目追加至条件数据760。图10中，条件获取部778将变量“轴1.位置”、允许误差“10％”、判定点数“20点”、成立次数“2次”及消息“请确认电机。”追加至条件数据760。
用户能够通过操作输入装置6从而点击显示按钮图像110-2。图像生成部773在点击了显示按钮图像110-2时，使变量设定用图像120显示于显示装置8。
图11是示出表示变量的下拉菜单的变量设定用图像120的显示例的图。用户能够通过操作输入装置6从而点击变量列表框图像140。图像生成部773在点击了变量列表框图像140时，使变量的下拉菜单显示于显示装置8。变量的下拉菜单中所列表的变量可通过用户操作输入装置6从而选择。当点击了确认(OK)操作用图像150时，图像生成部773将所选择的变量数据的名称记载于条件设定用图像100。
图12是表示针对多个变量“轴1.位置”及“轴2.扭矩”登记了条件数据760的条件设定用图像100的显示例的图。通过使用图11所说明的操作，条件获取部778将变量“轴2.扭矩”追加至条件数据760。而且，通过用户操作输入装置6，条件获取部778将允许误差“10％”、判定点数“50点”、成立次数“3次”及消息“请确认减速机。”追加至条件数据760。
图13是表示监视用图像200的显示例的图。图像生成部773将监视用图像200显示于显示装置8。监视用图像200包含源代码显示区域210、对象机器显示区域220及跟踪数据显示区域230。
源代码显示区域210是显示程序530的源代码的区域。对象机器显示区域220是显示对象机器重叠图像221的区域。对象机器重叠图像221是在表示由控制器5所控制的对象机器3(以下称为“实机对象机器”)的外观的动态图像上，重叠了表示由对象机器模拟器775模拟动作的对象机器3(以下称为“假想对象机器”)的外观的动态图像而成的计算机图形的图像。
实机对象机器的动态图像是基于实机跟踪数据750而生成，由此在对象机器显示区域220中再现实机对象机器的动作。假想对象机器的动态图像是基于模拟跟踪数据751而生成，由此在对象机器显示区域220中再现假想对象机器的动作。因此，实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异越大，对象机器重叠图像221中，实机对象机器的动态图像与假想对象机器的动态图像越偏离。
跟踪数据显示区域230是显示经同步的实机跟踪数据750的时序曲线图、及经同步的模拟跟踪数据751的时序曲线图的区域。各时序曲线图是并排显示，因而用户能够容易地比较各时序曲线图。跟踪数据显示区域230也可显示差异指示图像231，此差异指示图像231为指示所检测到的差异的位置的图像。差异指示图像231是以在时序曲线图中覆盖检测到差异的区域的方式，重叠于时序曲线图。
图14是表示重叠有警报图像240的监视用图像200的显示例的图。警报图像240包含第一消息图像241及第二消息图像242。第一消息图像241是与所检测到的差异的变量预先对应的既定消息的图像。第二消息图像242是由用户记载于条件数据760的消息的图像。对于确认了消息的用户而言，即便用户并非熟练者，也能够容易地确定对象机器3中应确认的部位。
图像生成部773也可显示事件日志。例如，图像生成部773也可通过显示执行停止位置的源代码的高亮图像211，而强调显示作为事件日志的源代码的一部分。图像生成部773在控制器5上连接有信息终端时，也可使警报图像240显示于信息终端的画面。
如以上那样，故障预测支援装置7包括差异检测部780、判定部781及通知处理部782。差异检测部780从跟踪存储器75获取实机跟踪数据750(实机时序数据)及模拟跟踪数据751(模拟时序数据)。差异检测部780检测实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异。判定部781判定差异是否满足条件数据760所表示的条件。通知处理部782在判定为差异满足条件时，通知检测到差异。
由此，故障预测支援装置7可让用户容易地获知实机跟踪数据540所含的时序数据的异常。
用户能够事先获知对象机器3的由经年劣化所致的故障的可能性。故障预测支援装置7使数据的差异视觉化，因而用户能够容易地掌握问题部位。
故障预测支援装置7能够在对象机器3的动作中实时(real time)判定产生故障的可能性，并将判定结果通知给用户。故障预测支援装置7能够容易地获得预测故障所需要的数据。故障预测支援装置7中，对象机器模拟器775使用以表示正常状态的对象机器3的动作的方式事先经调整的变量数据来模拟对象机器3，因而即便并无对象机器3的初始状态的数据，也能够将判定结果通知给用户。故障预测支援装置7能够将所检测出的差异等作为日志而进行记录。其他系统能够将由故障预测支援装置7作为日志而记录的数据进一步分析。
以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体结构不限于所述实施方式，也包括不脱离本发明主旨的范围内的设计等。
差异检测部780也可在实机控制部550结束对象机器3的控制后，检测以往生成的实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异。由此，用户能够详细地分析对象机器3的故障的可能性。
检测装置模拟器774也可将模拟输入数据730预先记录于模拟输入输出存储器73。对象机器模拟器775也可将模拟输出数据731预先记录于模拟输入输出存储器73。模仿控制部776也可反复使用预先记录的模拟结果，执行模拟的对象机器3的控制。即，模仿控制部776也可在实机控制部550结束对象机器3的控制后，执行模拟的对象机器3的控制。
判定部781也可不仅判定实机跟踪数据750与模拟跟踪数据751之间的差异是否满足条件，而且还基于差异的时间变化，预测差异成为一定值以上的时期作为对象机器3产生故障的时期。通知处理部782也可不仅将用于预测对象机器3的故障的信息通知给用户，而且还将对象机器3产生故障的时期的预测结果等通知给用户。
(变形例)
图15是示出表示模拟输入数据730的变量的变量值、及表示实机输入数据520的变量的变量值的显示例的图。图像生成部773使监视用图像201显示于显示装置8。图15中，“模拟”表示模拟跟踪数据751中表示模拟输入数据730的变量。“实机”表示实机跟踪数据750及实机跟踪数据540中表示实机输入数据520的变量。
图像生成部773使与实机跟踪数据750有关的变量值、和与模拟跟踪数据751有关的变量值可比较地显示于显示装置8。图15中，监视用图像201包含将表示模拟输入数据730的变量的变量值、与表示实机输入数据520的变量的变量值并排的图像。监视用图像201包含将表示模拟输入数据730的变量“轴1.位置”的变量值“100”、与表示实机输入数据520的变量“轴1.位置”的变量值“101”并排的图像。监视用图像201包含将表示模拟输入数据730的变量“轴2.扭矩”的变量值“20”、与表示实机输入数据520的变量“轴2.扭矩”的变量值“10”并排的图像。各变量值例如以表形式而并排于同一画面。各变量值随时间经过而更新。
用户能够容易地比较表示模拟输入数据730的变量的变量值、与表示实机输入数据520的变量的变量值。图15中，用户能够容易地获知表示实机输入数据520的变量“轴2.扭矩”的变量值“10”仅为表示模拟输入数据730的变量“轴2.扭矩”的变量值“20”的二分之一。由此，用户可容易地获知与机器的控制有关的时序数据的异常。

Claims (10)

1.一种故障预测支援装置，其特征在于，包括：
差异检测部，获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；
判定部，判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及
通知处理部，当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
2.根据权利要求1所述的故障预测支援装置，其特征在于，还包括：同步处理部，使所述实机时序数据与所述模拟时序数据同步，
所述差异检测部检测经同步的所述实机时序数据与所述模拟时序数据的所述差异。
3.根据权利要求1或2所述的故障预测支援装置，其特征在于，所述差异检测部将所述实机时序数据及所述模拟时序数据记录于存储装置。
4.根据权利要求1至2所述的故障预测支援装置，其特征在于，还包括：条件获取部，获取表示所述条件的数据。
5.根据权利要求4所述的故障预测支援装置，其特征在于，所述条件获取部还获取包含由用户任意指定的字符的字符串的消息，
所述通知处理部还通知所述差异各自的消息。
6.一种故障预测支援方法，由信息处理装置执行，其特征在于，包括下述步骤：
获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；
判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及
当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
7.一种计算机可读存储介质，包括故障预测支援程序，其特征在于，所述故障预测支援程序用于使计算机执行下述顺序：
获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据，检测所述实机时序数据与所述模拟时序数据之间的差异；
判定所述差异是否满足关于所述实机时序数据的异常而预先设定的条件；以及
当判定为所述差异满足所述条件时，通知检测到所述差异。
8.一种故障预测支援装置，其特征在于，包括：
获取部，获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及
图像生成部，使与所述实机时序数据有关的变量值、及与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
9.一种故障预测支援方法，由信息处理装置所执行，其特征在于，包括下述步骤：
获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及
使与所述实机时序数据有关的变量值、及与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
10.一种计算机可读存储介质，包括故障预测支援程序，其特征在于，所述故障预测支援程序用于使计算机执行下述顺序：
获取与机器的控制有关的时序数据即实机时序数据、及与模拟的所述机器的控制有关的时序数据即模拟时序数据；以及
使与所述实机时序数据有关的变量值、及与所述模拟时序数据有关的变量值以能比较的方式显示于显示装置。
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