CN1940510A - 检查基准决定支援装置 - Google Patents

Abstract

提供一种检查基准决定支援装置，包括：帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；存储部件，存储由所述分布运算部件求出的分布；以及共同运算部件，对于所述存储部件中存储的多个分布中的所述矩阵状的数据结构中的被指定的共同位置的特征量的值进行运算处理。

Description

检查基准决定支援装置

技术领域

本发明涉及检查基准决定支援装置。

背景技术

在汽车和家电产品等中非常多地使用组装了电机的旋转设备。例如以汽车为例来看，发动机、动力转向装置、自动调节式座位、变速箱等到处都安装有旋转设备。此外，家电产品有电冰箱、空调机、洗衣机等其它各种产品。在这些旋转设备实际运转的情况下，伴随电机等的旋转而发出声音。

这样的声音既有随着正常的动作而必然发生的声音也有随着不良而发生的声音。伴随不良的异常声音的发生原因有轴承的异常、内部的异常接触、不平衡、异物混入等。例如，以齿轮旋转一周一次的频度发生的异常声音的原因有缺齿、异物啮入、点蚀、电机内部的旋转部分和固定部分仅旋转中的一瞬间互相摩擦的异常声音。此外，人感到不适的声音，例如，在人可以听到的20Hz到20kHz中有各种声音。作为感到不适的声音的频率的一例，例如，有约15kHz左右的声音。而且，这样的规定的频率分量的声音发生的情况也成为异常声音。当然，异常声音不限于该频率(15kHz)。

这样的伴随不良的声音不仅带来不适，更可能发生故障。因此，以对于这些各产品的质量保证为目的，在生产工厂中，通常进行依赖于检查员的听觉或触觉等五感的‘感官检查’，进行有无异常声音的判断。具体来说，通过耳朵听见，或手触摸而确认振动来进行。这里，感官检查是指由人的感觉器官本身来进行人的感觉器官可感知的检查。

另外，从数年前开始对于汽车的声音质量的要求迅速提高。即，在汽车产业界，定量地自动进行发动机、变速箱、自动调节式座位等车载驱动部分的检查的需求提高，如以往进行的通过检查员的上述感官检查这样定性且模糊的检查不能得到适应该需求的质量。

因此，为了解决该问题，开发了以通过定量且明确的基准的稳定的检查为目的的异常声音检查装置。该异常声音检查装置是以‘感官检查’工序的自动化为目的的装置，由传感器测定产品驱动部分的振动或声音，用应用了FFT算法等的频率解析装置来调查频率分量从而检查该模拟信号(专利文献1)。模拟信号的解析另外还可以用应用带通滤波器的装置。

简单地说明该专利文献1所公开的技术，应用了FFT算法的频率解析装置通过对于时域信号的高速傅立叶变换算法可以进行频域的分析。另一方面，异常声音的频域也某种程度被决定了。从而，可以提取通过分析提取出的频率分量中相应于异常声音的发生区域的分量，所以求出该提取出的分量的特征量。而且，使用模糊推论等根据特征量来推定有无异常和其原因等。

在上述异常检查系统中，可以进行按照一次决定的基准的自动判定，同时可以将检查的结果和此时的波形数据保存在异常声音检查系统内的存储装置中。

如上述的异常声音检查系统需要进行在执行检查时使用的最佳的特征量的选择以及特征量运算用的各参数的选择。但是，现状下，该特征量和参数的选择处理通过人依赖于感觉和经验来进行。

[专利文献1]特开平11-173909号

在专利文献1等中公开的以往的异常声音检查系统中，对应于有无异常的特征量的提取以及用于运算特征量的参数的选择由人依赖于感觉和经验来进行。

从而，从超过数千件的异常判定结果的数据中选择异常的有无和与其对应的特征量以及用于运算特征量的参数，不仅要求经验和感觉，而且需要非常大的工时，烦杂且消耗时间和人力。

即，在进行波形解析的情况下，为了表示各波形的特征而通过各种方法将检查对象的波形特征量化。而且，在得到一个特征量的值时通常有几个参数，通过变更它们的设定，从而特征量的值变化。换言之，如果适当地设定参数，则在波形解析时，该波形的特征作为特征量的值被显著地表现，因此进行这些参数的调整作业很重要。

另外，由于即使仅一个参数的话设定模式也很多，因此一边依次改变设定一边比较特征量的运算结果还很难，而且适当的参数的决定也很困难。此外，确认多个特征量的哪一个中最表现特征、与参数的组合很多、很困难，因此需要非常大的时间以及人力。

这样，异常声音检查系统所使用的特征量、参数的数很多，特征量搜索、参数调整烦杂，而且即使进行该特征量搜索等，有时也不能决定可以高精度地分离正常(合格品)和异常(不合格品)的特征量等。该情况下，选择的特征量的种类和参数空间无限，因此不能分离两群的原因为，难以判断(1)根本得不到可进行数据分离的信息，还是(2)无限的参数空间中的搜索不够。

从而，即使本质上是(1)的情况，如果不能以科学的说服力来说明它，则有时还是进行无限空间的搜索，并白白地消耗人力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支援装置，在决定进行异常声音检查的情况下使用的特征量和/或该特征量的参数时，可以进行是否能分离合格品和不合格品的判断，在能够分离的情况下，提供用于求有效的特征量、参数的信息。

为了达成上述目的，本发明的支援装置提供检查装置中设定的用于决定对所述判断有效的特征量以及用来运算特征量的参数的信息，该检查装置基于对从检查对象取得的波形数据运算表示该波形数据的特征的特征量而得到的特征量运算结果，进行所述检查对象为正常还是异常的判断，所述检查基准决定支援装置包括：帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；存储部件，存储由所述分布运算部件求出的分布；以及取得对于所述存储部件中存储的多个波形数据的分布中的所述矩阵状的被指定的要素的特征量的值，同时生成并输出取得了的特征量的值的直方图。

通过显示直方图，可以容易地理解属于同一组的多个波形数据的被指定的要素是否构成一群，在构成了一群的情况下，可以说是适于识别该组的有效的要素(特征量和频率的参数)。此外，在由多个组合构成的任何要素都不构成一群的情况下，可以科学地说明没有用于识别该组的合适的要素。

此外，作为其它的解决方式，是提供检查装置中设定的用于决定对所述判断有效的特征量以及用来运算特征量的参数的信息的支援装置，该检查装置基于对从检查对象取得的波形数据运算表示该波形数据的特征的特征量而得到的特征量运算结果，进行所述检查对象为正常还是异常的判断，包括以下部件而构成：帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；存储部件，存储由所述分布运算部件求出的分布；同时显示关于所述存储部件中存储的多个波形数据的分布的部件；共同地指定所述同时显示的多个分布中的频率轴的任意位置的部件；以及对相应于由该指定部件指定的位置的各分布的特征量的值进行比较从而显示的比较显示部件。在该情况下，所述比较显示部件可以生成并输出梯形图。

由于同时显示多个分布，同时对频率轴的同一位置的信息(基于各特征量的值的信息)进行比较从而进行显示，因此属于同一组的分布取相近的值，属于不同组的分布可以发现远离的特征量、参数的有无以及在存在的情况下具体的特征量、参数。此外，在不能像这样研究多个组合而发现适当的特征量、参数的情况下，也就可以科学地说明不能分离两者的情况。

此外，作为其它的解决方式，是提供检查装置中设定的用于决定对所述判断有效的特征量以及用来运算特征量的参数的信息的支援装置，该检查装置基于对从检查对象取得的波形数据运算表示该波形数据的特征的特征量而得到的特征量运算结果，进行所述检查对象为正常还是异常的判断，包括以下部件而构成：帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；存储部件，存储由所述分布运算部件求出的分布；统计分布生成部件，对属于所述存储部件中存储的同一组的多个波形数据的分布进行统计处理从而生成一个统计分布；以及分布比较部件，将由所述统计分布生成部件生成的统计分布和属于与该统计分布不同的组中的波形数据的分布进行比较。

这样，在收集的样本数不同的情况下，例如可以收集多个合格品的样本数据来制作统计分布，但在不能充分收集不合格品的样本数的情况下，通过执行本发明，可以科学地说明是合格品还是不合格品的判断，同时在能够识别的情况下，也可以求出具体的特征量、参数。此外，在不能像这样研究多个组合而发现适当的特征量、参数的情况下，也就可以科学地说明不能分离两者的情况。

此外，作为其它的解决方式，是提供检查装置中设定的用于决定对所述判断有效的特征量以及用来运算特征量的参数的信息的支援装置，该检查装置基于对从检查对象取得的波形数据运算表示该波形数据的特征的特征量而得到的特征量运算结果，进行所述检查对象为正常还是异常的判断，包括以下部件而构成：帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；存储部件，存储由所述分布运算部件求出的分布；统计分布生成部件，对属于所述存储部件中存储的同一组的多个波形数据的分布进行统计处理从而生成一个统计分布；以及分布比较部件，将由所述统计分布生成部件生成的不同组的统计分布进行比较。

根据本发明，在合格品和不合格品的样本数据仅收集了对于共同制作统计分布足够的量的情况下，可以进行能否区别或在能够区别的情况下有效的特征量、参数的更准确的判断，其结果，可以进行更科学的说服。

*用语的定义

<帧分布>

帧分布是指在波形的特征量化(数值化)中，通过以特征量轴和频率轴矩阵状地记述了特征量的数据结构，对从处理对象的波形数据中提取的1帧生成的帧分布。

<分布>

分布是指在一个波形数据中，对于频率×特征量的二维空间存储了其大特征量值的矩阵(这样定量地表示一个波形的特性的分布)。使用对同一波形数据得到的多个帧分布而生成。

<统计分布>

统计分布是指对多个分布(一个分布对应一个波形)进行统计处理，并记述作为组的分布的性质的统计分布。

在本发明中，在决定进行异常声音检查的情况下使用的特征量以及该特征量的参数时，可以进行能否分离合格品和不合格品的判断，并能够科学地说明该判断结果，在能够分离的情况下，可以提供用于求有效的特征量、参数的信息。

附图说明

图1是表示本发明的优选的一个实施方式的方框图。

图2是表示第一实施方式的主要部分的方框图。

图3是表示分布的例子的图。

图4是表示分布时间推移和分布的关系的图。

图5是表示分布生成单元的内部结构的方框图。

图6是表示显示画面的一例的图。

图7是表示分布直方图显示单元的内部结构的方框图。

图8是说明第一实施方式的装置整体的功能、作用的流程图。

图9是表示第二实施方式的主要部分的方框图。

图10是表示分布时间推移显示单元的内部结构的方框图。

图11是表示显示画面的一例的图。

图12是表示分布比较单元的内部结构的方框图。

图13是表示显示画面的一例的图。

图14(a)、(b)是进行梯形图的说明的图。

图15是说明第二实施方式的装置整体的功能、作用的流程图。

图16是表示第三实施方式的主要部分的方框图。

图17是说明统计分布的图。

图18是表示统计分布生成单元的内部结构的方框图。

图19是表示统计分布生成单元的内部结构的方框图。

图20是表示分布比较单元的内部结构的方框图。

图21是说明知识交接单元的结构的图。

图22是说明第三实施方式的装置整体的功能、作用的流程图。

图23是表示第四实施方式的主要部分的方框图。

图24是说明第四实施方式的装置整体的功能、作用的流程图。

图25是说明变形例的图。

符号说明

10支援装置

11波形数据库

12合格否判定算法生成单元

13输入装置

14显示装置

15特征量运算参数存储单元

21分布生成单元

22多个分布直方图显示单元

23显示项目选择单元

24分布时间推移显示单元

25分布比较单元

26统计分布生成单元

27分布比较单元

28知识文件交接单元

30知识制作单元

具体实施方式

首先，简单地说明成为使用本发明的实施方式的支援装置来设定最终决定的特征量和/或参数的对象的异常声音检查装置。异常声音检查装置的基本结构为对由振动传感器或声音麦克风等取得的波形数据进行了预处理之后，运算规定的多个特征量，从运算结果中使用有效的结果来进行合格/不合格/不定的判断。作为其预处理的滤波器准备带通滤波器、低通滤波器、高通滤波器等多种，同时运算的特征量也准备多个。

对于检查对象存在进行合格否判定有效的特征量，对不很有效的特征量等进行运算的处理有时成为浪费。但是，有效的特征量当然根据检查对象而不同，根据异常的种类等也不同，没有对于任何的检查对象都万能的特征量。

因此，在本实施方式中，具有提供用于决定适于检查对象的特征量信息的功能。此外，各特征量的运算方式被决定，但通过改变参数，运算的结果得到的特征量的值以至于判定结果也改变。换言之，即使是本来有效的特征量，如果弄错设定的参数，也可能进行误判定。从而，本实施方式的支援装置具有提供用于总括地发现特征量和参数的合适的组合的信息的功能。

图1表示本发明的优选的一个实施方式。如图1所示，支援装置10包括：波形数据库11，存储样本数据；合格否判定算法生成单元12，基于该波形数据库11中存储的样本数据(正常数据和异常数据的波形数据)，生成检查装置进行合格否判定时使用的特征量或规则等；以及特征量运算参数存储单元15，存储由合格否判定算法生成单元12生成的特征量等。进而，该支援装置10由个人计算机等计算机构成，包括键盘、鼠标等输入装置13、显示装置14。此外，根据需要而包括外部存储装置，包括通信功能并与外部的数据库进行通信，并可以取得必要的信息。

波形数据库11中存储的波形数据例如与进行实际的感官检查同样，由与样品等接触、靠近配置的麦克风、加速度拾取器等传感器3取得使该样品等动作时产生的声音或振动(省略图示，但根据需要进行放大)，可以存储由AD变换器5变更为数字数据的数据，也可以从另外准备的其它的数据库下载并存储。此外，该波形数据库11中分开存储实际的波形数据和其种类(正常数据和异常数据的区别)。即，可以将类别与各波形数据建立关系来存储，也可以分为正常数据的文件夹和异常数据的文件夹，在各文件夹中存储对应的波形数据。主要是能够分开存储了的波形数据的种类即可。另外，上述种类，例如，可以存储在实际由传感器3进行数据取得时由检查员同时听取从检查对象物(样品)发出的声音等来进行判断，或者再现临时存储了的波形数据并由检查员听取该再现了的声音来进行判断的结果，在用于取得样本数据的检查对象物预先带有合格还是不合格的区别的情况下，也可以通过预先指定种类来取入波形数据从而自动地进行种类和波形数据的关联建立。

图2表示合格否判定算法生成单元12的内部结构的一例。在本实施方式中，调查由合格品的波形数据构成的OK群的偏差，并判断能否进行基于异常声音检查的合格否判定。如图2所示，合格否判定算法生成单元12包括：分布生成单元21、多个分布直方图显示单元22、显示项目选择单元23。

这里，例如图3所示，由分布生成单元21生成的分布是指对于频率×特征量的二维空间存储此时的特征量值的矩阵(这样定量地表示一个波形的特性的分布)。如图4所示，该分布包含从处理对象的波形数据中选择、提取的以1帧单位制作的帧分布(特征矩阵)的时间推移的信息。特征量轴和频率轴对每个帧提取同一要素，通过设定的算法进行数据压缩(变换为标量(scalar))，将求出的标量配置在构成对于该波形的分布的特征量轴和频率轴相同的位置。通过对所有的要素进行该处理，制作对于该波形的分布。如图4所示，‘分布时间推移’是指在求分布的过程中包含其时间变化的信息。

用于求构成该分布的各要素的算法例如可以使用平均值或峰-峰等各种算法。使用哪一个可以预先作为初始值设定在分布生成单元21中，在设定了多个的情况下，也可以通过操作输入装置13而由用户选择，还可以从输入装置13注册任意的算法。

此外，构成分布的纵轴的特征量可以设定预先注册在分布生成单元21中的所有的特征量，例如也可以在显示装置14中显示注册的所有的特征量并由用户选择。此外，横轴的频率是成为进行波形数据的特征量运算的对象的频带。例如，通过带通滤波器的上下限值规定。构成频率轴的f1、f2、……可以使用预先作为频率轴的参数集(parameter set)准备的频率，也可以由用户操作输入装置13来指定。构成该参数集的频带也可以设定一部分频率范围重复，一方的频带的全部范围由另一方的频带包含的频带。即，通过提取的频带(参数)和特征量的组合，成为用于进行合格否判定的有效的特征量或成为非有效的特征量。因此可知，通过将各种频率范围的频率设定为构成频率轴的要素(参数)，可以发现适当的组合，假设通过预先准备多个频率范围而发现了适当的组合的情况下，不能通过该特征量来识别组(不适当)。

图5是表示生成上述分布的分布生成单元21的内部结构的功能方框图。包括：读入单元21b，读入波形数据库11中存储的波形数据中通过输入装置13指定的波形数据；帧分布运算单元21c，计算对于由该读入单元21b读入的波形数据的帧分布(对每一帧求出与分布的要素对应的特征量的特征矩阵)；分布运算单元21d，根据预先设定的参数(用于求包含时间推移信息的分布的各要素的算法(峰-峰等))，求由该帧分布运算单元21c求出的各帧的帧分布的时间推移信息；以及保存单元21f，将由分布运算单元21d求出的各波形数据的分布存储在分布数据库21g中。

读入单元21b例如对波形数据库11进行存取，在显示装置14中列表显示可处理(存储在数据库中的)的波形数据，促使用户选择。然后，取得通过输入装置13指定的波形数据的文件名，基于该文件名从波形数据库11中读出对应的波形数据，同时传送到帧分布运算单元21c。此外，由于波形数据库11中存储的波形数据与合格(OK数据)/不合格(NG数据)的类别或工件的功率及其它各种信息关联地被注册，因此读入单元21b例如可以按照来自输入装置13的指示，参照与波形数据库11中存储的各文件关联的上述信息，仅提取只有合格品的波形数据等与指定了的条件一致的波形数据，并进行列表。进而，指定的波形数据有时为一个，有时为多个。

帧分布运算单元21c对于取得了的波形数据进行帧分割，对于各帧，对如图3、图4所示的各频带(f1、f2、f3、……)求指定的特征量A、B、……，将运算结果注册在相应的位置。该运算处理可以通过与通常的异常声音检查装置的特征量提取处理同样的功能来实现。即，异常声音检查装置通常作为预处理，用各种滤波器从波形数据中提取希望的频带的波形数据，对该提取出的滤波处理后的波形数据进行设定了的特征量运算。这里，提取的频率为多个，同时为了对各频带求分别设定的特征量，运算处理对象增多，但求一个一个的各要素的特征量运算可以使用已有的技术。作为特征量的一例，有RMS(有效值)、AMX(峰-峰)、平均值等各种。

此外，如何处理各帧与特征量集同样，可以预先设定在分布生成单元21中，也可以通过输入装置13设定。作为设定内容，有帧宽(1帧的时间)、构成1帧的数据大小、前后的帧重叠的程度(包含重叠0)等。也预先设定多个如何切出该帧的参数，通过输入装置13由用户设定，或将预先准备的(支援装置存储保持的)参数的值作为初始值来适当进行变更也可以。这样，在允许来自输入装置13的参数集等的输入的情况下，当然该输入的参数集或特征量集被提供给分布生成单元21，分布生成单元21基于该提供的参数、特征量来制作帧分布。

从图4可知，在分布生成单元21中，对于一个波形数据制作多个帧部分的帧分布。因此，这些多个部分的帧分布存储在规定的临时存储部件(缓冲存储器)中。该临时存储部件可以设在帧分布运算单元21c端，一边生成所有的分布时间推移的信息，一边总括地传送到分布运算单元21d，也可以设定在分布运算单元21d或外部的存储部件中，在每次制作帧分布时存储在该外部的临时存储部件中。

分布运算单元21d根据对于帧分布运算单元21c求出的一个波形数据的多个帧分布，将时间推移信息统一而制作一个分布(执行图4的处理)。该分布运算单元21d例如执行将特征量轴的第x个和频率轴的第y个作为处理对象，求对于各帧分布的特征量轴和频率轴的二维空间上的坐标(x，y)的特征量的值的时间推移信息的运算处理(例如，峰-峰)，将该执行结果存储在分布的坐标(x，y)的位置。然后，对于y＝1，对从x＝1至X(X是设定的特征量的数)的各坐标执行上述运算处理(求分布的各坐标(要素)的值的处理)，求构成对于y＝1的列的分布的各要素的值。这样，通过一边每次将y的值增加1一边来反复执行上述运算处理，每次生成1列分布的频率。然后，在执行上述运算处理直到y＝Y(Y是构成频率轴的参数数)时，在构成该波形数据的分布的所有的要素中存储各特征量(考虑了时间轴推移的量)，并生成分布。

由该分布运算单元21d求出的分布由保存单元21f与处理对象的波形数据的信息相关联地被存储在分布数据库21g中。此时，建立关联的波形数据的信息至少包含合格品(OK)数据和不合格品(NG数据)的区别以及用于确定波形数据的信息(文件名、ID号等)。

多个分布直方图显示单元22对于多个波形数据的分布中的由显示项目选择单元23选择的显示项目求直方图，并显示在显示装置13中。作为输入输出图像，如图6所示，显示关于多个波形数据的多个分布项目(特征量、频带的组合：对应于构成分布的各要素)，同时对该分布项目的各值制作表形式的输入(选择)画面A并输出。用户通过选择要直方图显示的分布项目，从而制作构成该被选择的分布项目的列的各值的直方图，并输出制作了的直方图(B)。选择方法可以采用与制表软件中的列的指定同样的各种方法。在图6中，指定分布项目1。另外，在输入画面中列表的波形属于同一组(OK/NG)。

通过观看该直方图，该分布项目的偏差的程度可以一目了然。换言之，在群为1的情况下(特别，峰高、急剧且展宽的宽度也窄)，可以说是适于识别该组的分布项目，可以进行该组的控制(是否属于组的判定)。反之，在分为多个群的(峰有多个)情况下，或峰低且平缓、峰脚展宽的情况下，可以说是不适于识别该组的分布项目，难以进行该组的控制(是否属于组的判定)。

图7是表示显示上述直方图的多个分布直方图显示单元22的内部结构的功能方框图。如图7所示，具有：分布取得单元22a，从分布数据库中取得固定的波形数据(在本实施方式中为合格品的正常数据)的分布；以及显示项目选择单元22b，基于该分布取得单元22a取得的多个分布，生成如图6所示的分布项目的指定输入画面，显示在显示装置14上，将指定的内容传送给次级的直方图制作/显示单元22c。

分布取得单元22a例如取得具有合格品(正常：OK)的判定结果的波形数据的分布。如上所述，由于波形数据的信息也与各分布相关联，因此参照作为该信息之一的判定结果，仅提取OK的分布。

显示项目选择单元22b提取与指定的显示项目相应的数据，传送到直方图制作/显示单元22c。例如在图6所示的例子的情况下，在‘分布项目1’被选择时，提取各波形数据的‘分布项目1’的值，将提取出的数据传送到直方图制作/显示单元22c。

直方图制作/显示单元22c基于收到的数据来制作直方图，将制作的直方图显示在显示装置14中。制作直方图的功能(算法)可以使用公知的算法。这里省略。

图8是表示本实施方式的功能(作用)的流程图。首先，使分布生成单元21运转，基于合格品的正常的波形数据，制作各波形数据的分布，并存储在分布数据库21g中(S1)。接着，使多个分布直方图显示单元22运转，并读出存储在分布数据库21g中的关于合格品(OK)的多个分布，如图6所示地，以表形式显示读出的数据(参照图6的A)。然后，根据来自显示项目选择单元23的指示来选择第i个项目。另外，该处理可以等待基于用户的手动操作的输入，也可以一边从i＝1开始顺序地增加i一边自动地选择。该第i个项目被选择时，生成关于该第i个项目的直方图并输出其结果(参照图6的B)(S2)。

判断被显示的合格品(OK)的直方图是否由一群构成，即峰作为整体是否成为一批(S3)。该判断由观看直方图的用户判断，通过操作输入装置13来进行该判断结果。如果由一群构成，则可以推定为作为用于判别是否属于该组(该情况下为合格品)的项目(特征量+参数)有效，反之在批有两个等、不是一群的情况下，可以说不能基于该项目进行判断。因此，在上述处理步骤S3的分支判断中为“否”的情况下，判断监视该项目是否有意义(S4)，在有意义的情况下，进至不能控制OK群的决定。另外，在该情况下，通过重新观看设计或制造工序、关注项目来进行处理。

此外，在对于不是一群的项目的监视没有意义的情况下(S4中“否”)，忽略该项目(S5)，将i增加1(S6)后返回S2并显示关于下一个项目的直方图，进行是否为一群的判断。

另一方面，在显示的直方图由一群构成的情况下(S3中“是”)，判断是否检查了所有的项目(i为最大)(S7)。在存在未检查的项目的情况下，该S7的分支判断为“否”，所以跳回S6，进行下一个项目的检查。这样，显示对于所有的项目的直方图，如果进行了是否为一群的检查(在中途，S4的判断只要不是“是”)，S7的分支判断为“是”，所以在上述S3的判断中判断是否至少有一个由一群构成的项目(S8)，如果至少有一个相应的项目，则可以说能够控制合格品(OK群)来进行制造。此外，在一个相应的项目都没有(S8中“否”)的情况下，判断为不能控制OK群。

另外，具体的处理步骤的记载省略了，但在仅进行能否控制的判断即可的情况下，例如在S3中成为“是”的情况下，如进行设立标记的处理，则在进行S8的判断时，仅通过检查该标记即可简单地进行判断。

此外，在连具体的项目都知道的情况下，对各个项目设置标记，通过在S3中设立成为“是”的项目的标记，或在S3中将成为“是”的项目存储在缓冲存储器等中，可以在后面简单地确认。

进而，在本实施方式中，即使在例如一个以上的项目中存在是一群的项目(S3中“是”)，在存在对不是一群的项目的监视有意义的重要的项目的情况下，也判断为不能控制，但也可以没有该S4判断。

图9表示本发明的第二实施方式的主要部分。本实施方式是在合格品的正常数据(OK)和不合格品的异常数据(NG)分别各存在多个的情况下判定能否分析的例子。在本实施方式中，合格否判定算法生成单元12内包括分布生成单元21、分布时间推移显示单元24、分布比较单元25。分布生成单元21采用与第一实施方式中说明的同样的结构。

分布时间推移显示单元24包括分布项目的时间推移信息取得单元24a、分布的1轴的参数选择单元24b、时间推移信息制作/显示单元24c。分布项目的时间推移信息取得单元24a从分布生成单元21的帧分布运算单元21c取得指定了的波形数据的各帧分布的信息、即分布时间推移信息。这例如与第一实施方式同样，通过从分布生成单元21取得分布生成单元21对于提供的波形数据生成分布的中途的数据——帧分布从而能够实现。

此外，分布时间推移显示单元24可以对于多个波形数据执行、显示。换言之，具有多个波形数据的存储器，分布项目的时间推移信息取得单元24a对于取得了的各个波形数据，将各自的帧分布存储在存储部件中。

分布的1轴的参数选择单元24b选择通过输入装置指定的分布的1轴(这里为频率轴)中的任意的参数。换言之，在构成取得了的波形数据的帧分布的各要素中，将被指定的参数(项目)作为处理对象的数据，将相应的数据传送到下一级的时间推移信息制作/显示单元24c。上述指定/选择的参数是图3中的f1、f2、f3…的任何一个。指定的方法例如在显示装置14中设定如图11所示的参数输入区域R1，通过下拉菜单方式指定参数。通过该下拉菜单方式列表的项目与图3中的f1、f2、f3等预先设定的参数(这里，频带：带通滤波器的上下限值)的项目一致。

时间推移信息制作/显示单元24c按时间序列排列对于取得了的参数(频率轴的一个项目)的规定的特征量的值，制作连接各线的折线曲线图，并输出显示在显示区域R2。如图11所示，在该显示布局例子中，由于设置了四个显示区域R2，所以可以对于最大四个波形数据显示时间推移信息。

此时显示的特征量例如设为将第一实施方式中求出的合格品以一群表现的特征量(可控制的特征量)，或设为适于分离后述的分布比较单元25中求出的两个组的特征量，或者与频率轴的参数设定同样，指定任意的特征量，或依次设定所有的特征量等，可采用各种设定方式。

分布比较单元25用于对比多个分布。例如，如果可以比较合格品的分布和不合格品的分布，并发现相差大的参数，则该参数能够成为适于进行合格否判定时的参数。反之，在看不到特别显著的差的情况下，可以科学地证实不能分离、识别合格品和不合格品的情况。

如图12所示，该分布比较单元25包括分布取得单元25a、分布显示单元25b、分布的1轴的参数选择单元25c、分布项目显示单元25d。

分布取得单元25a从分布生成单元21的分布运算单元21d取得指定了的波形数据的分布信息。这例如与第一实施方式同样，通过从分布生成单元21取得分布生成单元21对于提供的波形数据生成分布的中途的数据——帧分布从而能够实现。此外，也可以从分布数据库21g读出规定的波形数据的分布后取得。通过各种方法取得的分布例如存储保持在临时存储器中。该临时存储器中可以存储保持多个波形数据的分布。

分布显示单元25b将分布取得单元25a取得的分布输出显示在显示装置14的分布显示区域R3中(参照图13)。分布显示区域R3与分布的形式一致，是纵轴为特征量轴、横轴为频率轴而构成的矩阵状(二维平面)。划分二维空间的各要素(分区)与取得了的分布数据一致。而且，构成分布的各要素由于成为数值数据，因此可以原样显示该数值，也可以显示对应于颜色的种类或颜色的浓度而变换了的数值。通过这样地变换，在视觉、感觉上容易理解。换言之，可知在显示了属于同一组的波形数据的多个分布的情况下，在同一要素(特征量轴和参数轴的位置(坐标)相同)的颜色、浓度等接近的情况下，该特征量和参数的组合适于识别该组。反之，可知在同一要素的颜色、浓度等不同的情况下，不适于识别该组。另一方面，可知在显示了属于不同的组的波形数据的多个分布的情况下，在同一要素(特征量轴和参数轴的位置(坐标)相同)的颜色、浓度等不同的情况下，该特征量和参数的组合适于辨别两个组。反之，可知在同一要素的颜色、浓度等不同的情况下，不适于识别两个组。

分布的1轴的参数选择单元25c选择通过输入装置指定的分布的1轴(这里为频率轴)中的任意的参数。换言之，在构成取得了的波形数据的分布的各要素中，将被指定的参数(项目)作为处理对象的数据。具体来说，如图13所示，在分布显示区域R3中显示光标CS，将该光标CS表示的位置的项目作为被选择了的参数。该光标CS通过操作输入装置13(鼠标等)而可以向横轴方向移动，同时四个分布显示区域R3中显示的光标CS联动地移动。由此，在四个分布显示区域R3中，在频率轴上选择同一参数。

分布项目显示单元25d取得关于由分布的1轴的参数选择单元25c选择了的参数的各特征量的值，在显示装置14中显示设定了的分布项目显示区域R4。在本实施方式中，是将用光标CS的轴切各分布时的分布项目取作轴的梯形图(参照图14)。通过改变光标CS的位置，梯形图的显示的显示状态也如图14(a)、(b)所示这样变化。

在图14中为了显示的方便而示出了一个分布，但实际上将四个分布相关的梯形图重叠显示。由此，由光标CS指定的参数(频率区域)的特征量取接近的值还是大不相同可以一目了然。而且，随着移动光标CS，四个分布的梯形图的显示状态也变化，各特征量的值的异同状态也一目了然。从而，在设为频率轴的哪个项目(频率轴)时，可以容易地搜索到是否属于不同的组的特征量分离、属于相同的组的特征量成为接近的值的情况。此外，如果即使将光标CS从最初移动到最后也没发现合适的参数、特征量，则可以科学地说明不能分离合格品和不合格品的情况。

图15是表示本实施方式的功能(作用)的流程图。首先，使分布生成单元21运转，从波形数据库11中分别读出多个合格品的正常波形数据和不合格品的异常波形数据，同时制作各波形数据的分布。制作的分布被传送到分布比较单元25，在制作中途生成的分布时间推移信息被传送到分布时间推移显示单元24。

接着，分布比较单元25运转，判断是否存在有效分布候补(S12)。换言之，一边观看随着分布比较单元25的执行而显示的分布或梯形图，一边搜索有效分布候补。在没有发现能够分离合格品(OK)和不合格品(NG)的有效分布的情况下，给出OK/NG不能分离的结论。在本实施方式中，是否是有效的分布的最终判断由观看显示画面的用户进行。当然，比较合格品的特征量的值和不合格品的特征量的值，根据偏离预先设定的阈值以上，并且合格品的特征量的值是否接近(纳入一定范围内)来使分布比较单元自动地判断也可以。

在存在有效的分布候补的情况下，使分布时间推移显示单元24运转，比较有效分布候补的OK和NG的推移分布，确认是否真的有效(S13)。对于该确认也由观看显示画面的用户进行。当然，对于有效分布候补，对于合格和不合格的各个计算时间推移信息(例如，峰-峰或平均值等)，根据两者的差偏离预先设定的阈值以上，并且合格品的时间推移信息是否接近(纳入一定范围内)来使分布比较单元自动地判断也可以。而且，在有效的情况下(ST13中“是”)，给出OK/NG可以分离的结论，在非有效的情况下(ST13中“否”)，给出OK/NG不可以分离的结论。

图16表示本发明的第三实施方式的主要部分。本实施方式在合格品的正常数据(OK)和不合格品的异常数据(NG)分别存在多个而构成群的情况下(样本数比第二实施方式中的多)，对各群之间进行比较从而判断能否分离两者，同时在能够分离的情况下制作具体的判别知识。本实施方式例如执行第二实施方式的装置，在S13的判断中为“是”的情况下，最好在将合格品和不合格品的各个的样本数N增加后执行。当然也可以不使用第二实施方式的装置而预先收集多个(例如100至1000个)样本数据并执行本实施方式，但通过事先执行第二实施方式，在判断为OK/NG的分离困难的情况下，由于不必收集无用的样本数据，因此比较理想。

具体包括统计分布生成单元26、分布比较单元27、知识文件交接单元28。如图17所示，统计分布用于对多个分布(一个分布对应于1波形)进行统计处理，并记述作为组的分布的性质。矩阵状表现的与分布同样。

图18是表示生成上述统计分布的统计分布生成部26的内部结构的功能方框图。包括：读入单元26b，读入波形数据库11中存储的波形数据中通过输入装置13指定的波形数据；帧分布运算单元26c，计算对于由该读入单元26b读入的波形数据的帧分布(对每一帧求出与分布的要素对应的特征量的特征矩阵)；分布运算单元26d，根据预先设定的参数(用于求包含时间推移信息的分布的各要素的算法(峰-峰等))，求由该帧分布运算单元26c求出的各帧的帧分布的时间推移信息；统计分布运算单元26e，根据由分布运算单元26d求出的各波形数据的分布来求统计分布；以及保存单元21f，将由统计分布运算单元26e求出的各组的统计分布存储在统计分布数据库26g中。统计分布运算单元26e以外的各处理单元与图5所示的分布生成单元21的各处理单元基本上相同，因此这里省略说明。

此外，比较图4和图17可知，分布运算单元21d(26d)的处理对象是关于同一波形的多个帧分布(矩阵状)，分布运算单元21d(26d)按照规定的算法，根据这多个分布将分布时间推移集中而生成一个矩阵状的分布，而统计分布运算单元26e的处理对象是属于同一(合格品/不合格品)组的各波形数据的分布(矩阵状)，分布运算单元21d(26d)对这多个分布进行规定的统计处理，生成一个矩阵状的统计分布。作为统计处理，可以计算最大、最小、平均等。

从而，输入的数据(帧分布/分布)和输出的数据(分布/统计分布)不同，但分布运算单元26d和统计分布运算单元26e可以使用功能基本上同样的装置。当然，生成分布时使用的运算处理(算法)和制作统计分布时的运算处理可以相同也可以不同。此外，与分布运算单元26d同样具有存储保持对于多个波形数据的分布的缓冲存储器，具有对每组存储由统计分布运算单元26e从分布运算单元26d依次提供的分布的功能。

此外，如图19所示，统计分布生成单元26在分布已经被制作并且被存储在分布数据库21g中这样的情况下，由读入单元26b从该分布数据库21g中读出规定的分布并提供给统计分布运算单元26e，并求统计分布也可以。

图20表示分布比较单元27的内部结构的一例。该分布比较单元27包括统计分布取得单元27a、统计分布显示单元27b、统计分布的1轴的参数选择单元27c、统计分布项目显示单元27d。与图12比较可知，虽然存在处理对象的一个矩阵状的数据是关于一个波形数据的分布数据还是将多个分布集中了的一个统计分布数据的不同，但都是一个矩阵状的数据，这是共同的，因此各处理单元的功能基本上可以使用相同的功能构成。从而，显示画面也可以采用与图13同样的结构。

图21表示知识文件交接单元28的概念。合格否判定算法生成单元12具有判断有无上述有效的特征量和参数的组合等的分析功能，以及通过该分析功能基于有效的特征量、参数来生成具体的合格否判定算法的知识制作功能。

知识文件交接单元28用于将通过分析功能生成的知识信息传送给知识制作功能端。另外，知识制作功能中的知识制作单元30可以使用以往公知的各种装置，所以这里省略说明。

图22是表示本实施方式的功能(作用)的流程图。首先，使统计分布生成单元26运转，从波形数据库11中分别每次读出规定数(可进行统计处理的比较多个)的合格品的正常的波形数据和不合格品的异常的波形数据，同时制作各波形数据的统计分布(S21)。制作的统计分布被传送到分布比较单元27。

接着，分布比较单元27运转，判断是否存在有效分布(S22)。换言之，一边随着分布比较单元27的执行而显示的分布或梯形图一边搜索有效分布。

在没发现能够分离合格品(OK)和不合格品(NG)的有效分布的情况下，给出OK/NG不能分离的结论。在本实施方式中，是否为有效分布的最终判断由观看显示画面的用户进行。当然，比较合格品的特征量的值和不合格品的特征量的值，根据偏离预先设定的阈值以上，并且合格品的特征量的值是否接近(纳入一定范围内)来使分布比较单元自动地判断也可以。

在存在有效分布的情况下，使知识文件交接单元28运转，将基于检测出的有效分布的知识文件传送到知识制作功能(S23)。知识制作功能基于取得了的知识制作合格否判定算法，并结束处理(S24)。制作了的合格否判定算法被存储在特征量运算参数存储单元15中。

图23表示本发明的第四实施方式。在第三实施方式中，收集多个合格品(OK)和不合格品(NG)两者的样本数据，将基于各个群生成的统计分布之间进行比较，但在本实施方式中，比较合格品(OK)群和不合格品(NG)。

即，由于合格品的样本数据比较容易收集，因此可以进行对于生成统计分布足够的数，但有时难以收集多个不合格品的数据。在该情况下，使用本实施方式。

如图23所示，包括：基于多个合格品的波形数据生成统计分布的统计分布生成单元26；基于不合格品的波形数据生成波形数据的分布的分布生成单元21；对由各生成单元26、21求出的统计分布和分布进行比较的分布比较单元27’；以及在由分布比较单元27检测出有效的分布(特征量、参数)的情况下，将包含该信息的知识文件传送到知识制作功能的知识文件交接单元28。各处理单元与上述各实施方式的同样，因此这里省略内部结构的具体说明。

此外，分布比较单元27’在第三实施方式中，对统计分布之间进行了比较，但在本实施方式中，在比较统计分布和分布这一点上不同，但由于统计分布和分布都由特征量轴和频率轴的二维空间构成的矩阵状表现，因此基本上可以通过与第三实施方式的分布比较单元27同样的结构来实现。另外，分布比较单元27如图20所示，都是以统计分布作为处理对象，但对于不合格品(NG)，可以通过处理分布来应对。

此外，本实施方式也与第三实施方式同样，例如执行第二实施方式的装置，在S13的判断中为“是”的情况下，最好在将合格品的样本数N增加后执行。当然也可以不使用第二实施方式的装置而对合格品预先收集多个(例如100至1000个)样本数据并执行本实施方式，但通过事先执行第二实施方式，在判断为OK/NG的分离困难的情况下，由于不必收集对于合格品的无用的样本数据，因此比较理想。

图24是表示本实施方式的功能(作用)的流程图。首先，使统计分布生成单元26、分布生成单元21运转，从波形数据库11中分别各读出规定数(对于合格品为可进行统计处理的多个，对于不合格品为一个)的合格品的正常的波形数据和不合格品的异常的波形数据，同时制作合格品(OK)的波形数据的统计分布和不合格品(NG)的分布(S31)。制作的统计分布、分布被传送到分布比较单元27’。

接着，分布比较单元27’运转，并判断是否存在有效分布(S32)。换言之，一边观看随着分布比较单元27’的执行而显示的分布或梯形图，一边搜索有效分布。在没有发现能够分离合格品(OK)和不合格品(NG)的有效分布的情况下，给出OK/NG不能分离的结论。在本实施方式中，是否是有效的分布的最终判断由观看显示画面的用户进行。当然，比较合格品的特征量的值和不合格品的特征量的值，根据偏离预先设定的阈值以上，并且合格品的特征量的值是否接近(纳入一定范围内)来使分布比较单元自动地判断也可以。

在存在有效分布的情况下，使知识文件交接单元28运转，将基于检测出的有效分布的知识文件传送到知识制作功能(S33)。知识制作功能基于取得了的知识制作合格否判定算法，并结束处理(S34)。制作了的合格否判定算法被存储在特征量运算参数存储单元15中。

另外，在第三、第四实施方式中，比较对象的分布(统计分布)原则上有两个。从而，图13所示的输出布局中，准备了四个分布显示区域R3，但使用其中的两个。

此外，分布比较单元比较分布(包含统计分布)之间，知道其异同即可，所以例如也可以不设置图13所示的梯形图。此外，特别如第三、第四实施方式这样，在比较对照的分布的数为两个的情况下，对这两个分布的同一要素(特征量和频率参数相同)之间进行比较运算(差分、除法等)，将该结果作为运算后的分布比较数据显示也可以。这样，在特征量的值接近的情况下，由于差小，所以差分值减小，在进行了除法的情况下，成为接近1的值，但在特征量的值偏离了的情况下，差分值增大，在进行了除法的情况下，成为偏离1的值(接近0或大的值)。因此，通过将该运算结果与分布同样以矩阵表现，并根据运算结果的值来改变颜色或改变浓度来显示，可以简单地理解是否存在有效的特征量和参数的组合。换言之，观看该矩阵状地表现的运算结果，在没有发现有效分布的情况下，可以给出OK/NG不能分离的结论。

此外，如第四实施方式这样，在比较OK群和一个NG的情况下，例如图25所示，对于构成合格品(OK)群的各分布，求某一特征量和频率的参数中的频度分布(平均、分散)，求同一特征量和频率的参数中的不合格(NG)的分布的特征量值，将两者显示在同一曲线图上。由此，通过观看NG的位置可以知道能否分离。如果观看哪个特征量和频率的参数的组合都不能分离，则可以判断为不能分离。

Claims (7)

1.一种检查基准决定支援装置，提供检查装置中设定的用于决定对所述判断有效的特征量以及用来运算特征量的参数的信息，该检查装置基于对从检查对象取得的波形数据运算表示该波形数据的特征的特征量而得到的特征量运算结果，进行所述检查对象为正常还是异常的判断，其特征在于，所述检查基准决定支援装置包括：

帧分布运算部件，对提供的波形数据进行帧分割，对于各帧，求由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的帧分布；

分布运算部件，取得对于由该帧分布运算部件求出的同一波形数据的多个所述帧分布，根据该多个帧分布，求对于该波形数据的、由特征量轴和频率轴记述了特征量的矩阵状的数据结构所构成的分布；

存储部件，对于多个波形数据，存储由所述分布运算部件求出的多个分布；以及

共同运算部件，对于所述存储部件中存储的多个分布中的所述矩阵状的数据结构中的被指定的共同位置的特征量的值进行运算处理。

2.如权利要求1所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，

所述共同运算部件生成并输出被指定的共同位置的特征量的值的直方图。

3.如权利要求1所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，该装置还包括：

同时显示所述存储部件中存储的多个分布的部件；以及

共同地指定所述同时显示的分布中的频率轴上的位置的部件，

所述共同运算部件对被指定的共同位置的特征量的值进行比较后显示。

4.如权利要求3所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，

所述共同运算部件根据被指定的共同位置的特征量的值来生成梯形图并进行显示。

5.如权利要求1所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，

所述共同运算部件对属于所述存储部件中存储的同一组的多个分布进行统计处理来生成一个统计分布。

6.如权利要求5所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，

该装置还包括对所述统计分布和属于不同的组的波形数据的分布进行比较的分布比较部件。

7.如权利要求5所述的检查装置的检查基准决定支援装置，其特征在于，

该装置还包括对所述统计分布和不同的组的统计分布进行比较的分布比较部件。

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