DE112019004928T5

DE112019004928T5 - System zur verschlechterungserfassung

Info

Publication number: DE112019004928T5
Application number: DE112019004928.3T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Wakabayashi; Koji Wakimoto; Izumi Otsuka; Chikato Ishitobi; Takehisa Haraguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20210216609A1; JP7134051B2; KR20210044862A; CN112771462B; JP2020057144A; CN112771462A; KR102495422B1; WO2020071039A1

Abstract

Enthalten sind eine Normalmodell-Erstellungseinheit (102), die ein Normalmodell für eine andere Vorrichtung auf Grundlage von Normaldaten der anderen Vorrichtung erstellt; eine Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells (104), die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage der Normaldaten und Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung erstellt; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells (106), die ein Normalmodell für eine Zielvorrichtung auf Grundlage des Normalmodells für die andere Vorrichtung und von Normaldaten der Zielvorrichtung erstellt; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells (107), die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf der Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die andere Vorrichtung und des Normalmodells für die Zielvorrichtung erstellt; und eine Verschlechterungsermittlungseinheit (109), die auf der Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und des Verschlechterungsermittlungsmodells für die Zielvorrichtung eine Verschlechterung der Zielvorrichtung feststellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein System zur Verschlechterungserfassung, das eine Verschlechterung einer Vorrichtung durch Alterung erfasst.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Verschiedene Vorrichtungen wie Vorrichtungen im Schienenverkehr, Vorrichtungen in Energieerzeugungsanlagen oder Vorrichtungen in Fertigungsstraßen müssen vorbeugend gewartet werden und es wurden Verfahren zur Erfassung der Verschlechterung der Vorrichtungen (Verfahren zur Verschlechterungserfassung) untersucht.
Im Allgemeinen müssen, damit eine hochpräzise Verschlechterungserfassung bei einer Vorrichtung erfolgen kann, Betriebsdaten sowohl in einem Normalzustand als auch einem Verschlechterungszustand für jede Vorrichtung, die als Ziel dient (nachfolgend als Zielvorrichtung bezeichnet), gesammelt werden. Bei realen Vorrichtungen läuft die Verschlechterung jedoch bei vielen Vorrichtungen langsam ab, und in vielen Fällen kann ein Zeitpunkt, ab wann eine Anomalie beginnt, nicht exakt ermittelt werden, sodass es schwierig ist, ausreichend viele Betriebsdaten in einem Verschlechterungszustand zu sammeln.
Es existiert daher ein Verfahren, bei dem Vorrichtungen auf Grundlage von Spezifikationen für die Vorrichtungen nach Modell usw. in einer Gruppe zusammengefasst werden, und für jede Gruppe wird unter Verwendung von Betriebsdaten sämtlicher Vorrichtungen in derselben Gruppe ein Diagnosemodell erstellt (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). Bei der Erfassung einer Verschlechterung einer Zielvorrichtung wird dann anhand der Spezifikationen zuerst eine Gruppe ermittelt, zu der die Zielvorrichtung gehört, und die Verschlechterung wird unter Verwendung eines Diagnosemodells für die Gruppe erfasst. Die Verschlechterungserfassung kann folglich selbst dann durchgeführt werden, wenn der Umfang an Elementen von Betriebsdaten zu einzelnen Vorrichtungen gering ist.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP 2016-091378 A
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Wie zuvor beschrieben ist, wird bei einem herkömmlichen Verfahren ein Diagnosemodell unter Verwendung von Daten zu sämtlichen Vorrichtungen erstellt, die zur selben Gruppe wie eine Zielvorrichtung gehören. Bei dem herkömmlichen Verfahren müssen also zur Gewinnung eines Diagnosemodells, das die Zielvorrichtung exakt darstellt, Betriebsdaten jeder Vorrichtung in der Gruppe und Betriebsdaten der Zielvorrichtung ähnliche Betriebsdaten sein. Wenn Betriebsdaten jeder Vorrichtung in derselben Gruppe wie die ZielVorrichtung Daten umfassen, die ein anderes Verhalten zeigen als Betriebsdaten der Zielvorrichtung, stellt ein erstelltes Diagnosemodell das Verhalten der Zielvorrichtung nicht exakt dar, sodass keine exakte Verschlechterungserfassung vorgenommen werden kann.
Zudem kann im Allgemeinen selbst bei identischen Modellen bei Vorrichtungen mit großen individuellen Unterschieden, großen Unterschieden bei den Montagebedingungen, großen Unterschieden bei den Umweltbedingungen oder Ähnlichem die Verschlechterung nicht exakt erfasst werden, selbst wenn ein unter Verwendung von Betriebsdaten der identischen Modelle erstelltes Diagnosemodell auf die einzelnen Vorrichtungen angewendet wird.
Darüber hinaus sind, wenn die Bedingungen kleinteilig untergliedert sind, damit individuelle Unterschiede, Montagebedingungen, Umweltbedingungen oder Ähnliches berücksichtigt werden, und für jede Bedingung ein Diagnosemodell erstellt wird, eine immense Menge an und Arten von Betriebsdaten zur Erstellung jedes Diagnosemodells erforderlich.
Die Erfindung dient der Lösung der zuvor beschriebenen Aufgabe und eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems zur Verschlechterungserfassung, das eine Verschlechterung einer Zielvorrichtung ohne Verwendung von Betriebsdaten in einem Verschlechterungszustand der Zielvorrichtung erfassen kann.
LÖSUNG DER AUFGABE
Ein erfindungsgemäßes System zur Verschlechterungserfassung umfasst: eine Normalmodell-Erstellungseinheit, die ein Normalmodell für eine andere Vorrichtung erstellt, bei dem es sich um ein Modell für die andere Vorrichtung, die sich von einer Zielvorrichtung in einem Normalzustand unterscheidet, handelt, auf Grundlage von Normaldaten der anderen Vorrichtung, bei denen es sich um Betriebsdaten der anderen Vorrichtung in einem Normalzustand handelt; eine Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf Grundlage der Normaldaten der anderen Vorrichtung und Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung erstellt, wobei es sich bei dem Verschlechterungsermittlungsmodell um ein Modell zur Ermittlung der Verschlechterung der anderen Vorrichtung aus Betriebsdaten der anderen Vorrichtung handelt und die Verschlechterungsdaten Betriebsdaten der anderen Vorrichtung in einem Verschlechterungszustand sind; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells, die ein Normalmodell für die Zielvorrichtung erstellt, bei dem es sich um ein Modell für die Zielvorrichtung in einem Normalzustand handelt, auf Grundlage des Normalmodells für die andere Vorrichtung, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird, und von Normaldaten der Zielvorrichtung, bei denen es sich um Betriebsdaten der Zielvorrichtung in einem Normalzustand handelt; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die weitere Vorrichtung, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, und des Normalmodells für die Zielvorrichtung erstellt, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells erstellt wird; und eine Verschlechterungsermittlungseinheit, die eine Verschlechterung der Zielvorrichtung auf Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung ermittelt, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Erfindungsgemäß kann mit der zuvor beschriebenen Gestaltung eine Verschlechterung einer Zielvorrichtung ohne Verwendung von Betriebsdaten der Zielvorrichtung in einem Verschlechterungszustand erfasst werden.
Figurenliste

1 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung eines Systems zur Verschlechterungserfassung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
2 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung einer Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
3 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung einer Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
4 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung einer Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
5 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb des Systems zur Verschlechterungserfassung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb einer Normalmodell-Erstellungseinheit in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
7 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
8 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
9 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
10 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb einer Verschlechterungsermittlungseinheit in der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
11 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung eines Systems zur Verschlechterungserfassung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
12 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung einer Modellbewertungseinheit in der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
13 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Ablauf der Bewertung und Abwandlung eines Verschlechterungsermittlungsmodells durch das System zur Verschlechterungserfassung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
14 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb der Modellbewertungseinheit in der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
15 ist ein Ablaufdiagramm, in dem der beispielhafte Betrieb einer Modellabwandlungseinheit in der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
16 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Hardwaregestaltung des Systems zur Verschlechterungserfassung gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung eines Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.
Das System zur Verschlechterungserfassung 1 erfasst eine Verschlechterung einer Vorrichtung, die als Ziel dient (nachfolgend als Zielvorrichtung bezeichnet). Es sei darauf hingewiesen, dass die Zielvorrichtung beispielsweise eine Vorrichtung im Schienenverkehr wie eine Bahnsteigtür, eine in einem Zug montierte Vorrichtung wie eine Bremse, eine Vorrichtung in Energieerzeugungsanlagen oder eine Vorrichtung in Fertigungsstraßen ist. Wie in 1 dargestellt ist, weist das System zur Verschlechterungserfassung 1 eine Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101, eine Normalmodell-Erstellungseinheit 102, eine Normalmodell-Speichereinheit 103, eine Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, eine Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105, eine Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, eine Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107, eine Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108, eine Verschlechterungsermittlungseinheit 109 und eine Erfassungsergebnisausgabeeinheit 110 auf.
Die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 leitet Merkmalswerte aus eingegebenen Betriebsdaten ab. Bei Betriebsdaten, die in die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 eingegeben werden müssen, handelt es sich beliebig um Betriebsdaten in einem Normalzustand (Normaldaten) und Betriebsdaten in einem Verschlechterungszustand (Verschlechterungsdaten), die aus einer weiteren Vorrichtung (nachfolgend als die andere Vorrichtung bezeichnet) gesammelt werden, die sich von einer Zielvorrichtung unterscheidet, Betriebsdaten in einem Normalzustand (Normaldaten), die aus der Zielvorrichtung gesammelt werden, und Betriebsdaten (Erfassungszieldaten), die aus der Zielvorrichtung gesammelt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Normaldaten und die Erfassungszieldaten der Zielvorrichtung nacheinander gesammelt werden. Der von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abzuleitende Merkmalswert ist zudem ein Merkmalswert, mit dem eine Verschlechterung erkennbar gemacht werden kann.
Die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 leitet zuerst Merkmalswerte aus Normaldaten und Verschlechterungsdaten ab, die aus der anderen Vorrichtung gesammelt werden. Anschließend leitet die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 Merkmalswerte aus Elementen von Normaldaten ab, die unmittelbar nach dem Beginn des Betriebs der Zielvorrichtung nacheinander aus der Zielvorrichtung gesammelt werden. Anschließend leitet die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 Merkmalswerte aus Elementen von Erfassungszieldaten ab, die nacheinander aus der Zielvorrichtung gesammelt werden.
Es sei angemerkt, dass ein Verfahren zum Ableiten eines Merkmalswerts, mit dem eine Verschlechterung erkennbar gemacht werden kann, je nach Ausgestaltung, physikalischem Wissen, Vorabanalyse oder Ähnlichem ermittelt wird. Ein Merkmalswert, der von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 aus Normaldaten abgeleitet wird, wird nachstehend als Normalmerkmalswertdaten bezeichnet. Ein Merkmalswert, der von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 aus Verschlechterungsdaten abgeleitet wird, wird als Verschlechterungsmerkmalswertdaten bezeichnet. Ein Merkmalswert, der von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 aus Erfassungszieldaten abgeleitet wird, wird als Erfassungszielmerkmalswertdaten bezeichnet. Es sei angemerkt, dass die andere Vorrichtung beispielsweise eine Prüfvorrichtung oder eine Vorrichtung sein kann, für die Daten im Vorfeld in einer anderen Umgebung gesammelt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass 1 einen Fall zeigt, in dem das System zur Verschlechterungserfassung 1 die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 aufweist. Es soll daran jedoch keine Einschränkung gelten und das System zur Verschlechterungserfassung 1 weist möglicherweise keine Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 auf.
Das Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt ein Modell für die andere Vorrichtung in einem Normalzustand (Normalmodell) auf Grundlage von Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden. Als Normalmodell können beispielsweise ein Verhalten, das in Normalmerkmalswertdaten dargelegt werden kann, ein Muster, das in Normalmerkmalswertdaten dargelegt werden kann, ein Bereich des Verhaltens oder ein Bereich des Musters sowie eine Korrelation zwischen Merkmalswerten genutzt werden, die aus einem oder mehreren Elementen von Normalmerkmalswertdaten abgeleitet werden, die mit Gleichungen, Graphen oder Netzen dargestellt sind. Wird ein Normalmodell unter Verwendung einer Graphstruktur erstellt, die eine Korrelation zwischen Merkmalswerten darstellt, kann die Graphstruktur beispielsweise mit einer Kovarianzmatrix aus Merkmalsvektoren oder einer Präzisionsmatrix dargestellt werden, bei der es sich um die Inverse der Kovarianzmatrix handelt.
Die Normalmodell-Speichereinheit 103 speichert Daten, die das Normalmodell für die andere Vorrichtung darstellen, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt wird.
Die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 erstellt ein Modell zur Ermittlung einer Verschlechterung (Verschlechterungsermittlungsmodell) für die andere Vorrichtung aus Betriebsdaten der anderen Vorrichtung auf der Grundlage der Normalmerkmalswertdaten und Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden. Bei der Modellerstellung kann die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage des Normalmodells für die andere Vorrichtung erstellen, das aus der Normalmodell-Speichereinheit 103 ausgelesen wird, zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Normalmerkmalswertdaten und Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung. Einzelheiten zu der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 werden später beschrieben.
Die Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 speichert Daten, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung darstellen, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 erstellt wird.
Das System zur Verschlechterungserfassung 1 erstellt ein Normalmodell für die andere Vorrichtung und ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung, bevor es ein Modell für die Zielvorrichtung erstellt und eine Verschlechterung der Zielvorrichtung ermittelt.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt ein Modell für die Zielvorrichtung in einem Normalzustand (Normalmodell) auf Grundlage von dem Normalmodell für die andere Vorrichtung, das aus der Normalmodell-Speichereinheit 103 ausgelesen wird, und von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden. Einzelheiten zu der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 werden später beschrieben.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt ein Modell zur Ermittlung der Verschlechterung (Verschlechterungsermittlungsmodell) aus Betriebsdaten der Zielvorrichtung auf der Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die andere Vorrichtung, das aus der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 ausgelesen wird, und des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt wird. Bei der Modellerstellung kann die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf Grundlage von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung erstellen, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung und dem Normalmodell für die Zielvorrichtung. Einzelheiten zu der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 werden später beschrieben.
Die Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 speichert Daten, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung darstellen, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird.
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 ermittelt die Verschlechterung der Zielvorrichtung auf der Grundlage von Erfassungszielmerkmalswertdaten, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, und von dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung, das aus der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 ausgelesen wird. Bei der Ermittlung stellt die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 fest, ob die Zielvorrichtung normal oder verschlechtert ist, indem sie das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf die Erfassungszielmerkmalswertdaten anwendet.
Die Erfassungsergebnisausgabeeinheit 110 gibt Daten, die für ein Ergebnis der Ermittlung stehen, die von der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 vorgenommen wurde, nach extern aus.
Als Nächstes wird eine beispielhafte Gestaltung der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 unter Bezug auf 2 besch rieben.
Wie in 2 dargestellt ist, weist die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 eine Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1041 und eine Einheit zur Erstellung eines Diskriminators 1042 auf.
Die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1041 berechnet einen Grad der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten und einen Grad der Verschlechterung von Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung durch Anwenden eines Normalmodells für die andere Vorrichtung auf sowohl die Normalmerkmalswertdaten als auch die Verschlechterungsmerkmalswertdaten.
Die Einheit zur Erstellung eines Diskriminators 1042 erstellt einen Diskriminator, der zwischen dem Grad der Verschlechterung der Normalmerkmalswertdaten und dem Grad der Verschlechterung der Verschlechterungsmerkmalswertdaten unterscheiden kann, der von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1041 berechnet wird, und nutzt den Diskriminator als Verschlechterungsermittlungsmodell.
Als Nächstes wird eine beispielhafte Gestaltung der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 unter Bezug auf 3 beschrieben.
Wie in 3 dargestellt ist, weist die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 eine Modelleinheit 1061, eine Parameteraktualisierungseinheit 1062 und eine Konvergenzermittlungseinheit 1063 auf.
In der Modelleinheit 1061 ist ein Normalmodell für die andere Vorrichtung als ein Normalmodell für eine Zielvorrichtung enthalten.
Die Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisiert einen Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das in der Modelleinheit 1061 enthalten ist, unter Verwendung von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung. Die Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisiert den Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung jedes Mal, wenn Normaldaten der Zielvorrichtung gesammelt werden, wobei die Daten nacheinander gesammelt werden, bis die Konvergenzermittlungseinheit 1063 feststellt, dass der Parameter konvergiert ist.
Da zwischen der anderen Vorrichtung und der Zielvorrichtung individuelle Unterschiede bei den Vorrichtungen oder Unterschiede bei den Montagebedingungen oder Umweltbedingungen vorhanden sind, zeigen Daten der anderen Vorrichtung und Daten der Zielvorrichtung im Allgemeinen verschiedene Entwicklungen. Wenn ein Modell, das unter Verwendung von Daten der anderen Daten erstellt wird, im Ursprungszustand auf die Zielvorrichtung angewendet wird, ist es somit schwierig, die in der Zielvorrichtung auftretende Verschlechterung exakt zu erfassen.
Das System zur Verschlechterungserfassung 1 aktualisiert somit einen Parameter eines Modells, das für die andere Vorrichtung erstellt wird, unter Verwendung von Normaldaten der Zielvorrichtung. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 kann folglich ein Modell so umstrukturieren, dass es sich für die Zielvorrichtung eignet.
Zusätzlich ist es in vielen Fällen schwierig, im Vorfeld eine ausreichende Datenmenge für das Training für sämtliche Zielvorrichtungen zu sammeln. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 aktualisiert somit einen Parameter eines Modells, das vorher für die andere Vorrichtung erstellt wurde, unter Verwendung von Daten, die nacheinander aus der Zielvorrichtung gesammelt werden, wodurch prozessgekoppelt ein Modell für die Zielvorrichtung erhalten wird. Selbst wenn im Vorfeld nicht ausreichend Daten der Zielvorrichtung vorliegen, kann folglich das System zur Verschlechterungserfassung 1 ein Modell mit hoher Genauigkeit umstrukturieren.
Die Konvergenzermittlungseinheit 1063 stellt fest, ob der von der Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisierte Parameter konvergiert ist. Jedes Mal, wenn Normaldaten der Zielvorrichtung gesammelt werden, wobei die Daten nacheinander gesammelt werden, stellt die Konvergenzermittlungseinheit 1063 fest, ob der von der Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisierte Parameter des Normalmodells konvergiert ist. Die Konvergenzermittlungseinheit 1063 wiederholt diesen Vorgang, bis sie feststellt, dass der Parameter konvergiert ist.
Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein Verfahren vorhanden ist, bei dem die Aktualisierung beendet ist, wenn eine bestimmte Anzahl von Parameteraktualisierungen erfolgt ist, jedoch besteht bei diesem Verfahren die Möglichkeit, dass eine Aktualisierung beendet ist, bevor der Parameter konvergiert ist, d.h. bevor ein Modell umstrukturiert ist. Die Konvergenzermittlungseinheit 1063 führt somit eine Parameterkonvergenzermittlung durch, mit der das System zur Verschlechterungserfassung 1 in der Lage ist, ein exaktes Modell zu erstellen.
Die Parameteraktualisierungseinheit 1062 und die Konvergenzermittlungseinheit 1063 beginnen mit einer Parameteraktualisierung und einer Parameterkonvergenzermittlung, wenn mit dem Sammeln von Daten aus der Zielvorrichtung im Normalbetrieb begonnen wird.
Die Parameteraktualisierungseinheit 1062 beendet die Parameteraktualisierung, wenn festgestellt wird, dass der Parameter konvergiert ist oder wenn die Zielvorrichtung über einen bestimmten Zeitraum gelaufen ist und es sich bei gesammelten Daten sehr wahrscheinlich nicht um Normaldaten handelt. Ob oder ob nicht es sich bei gesammelten Daten sehr wahrscheinlich nicht um Normaldaten handelt, wird hier aufgrund des Wissens über die Konstruktion der Vorrichtung oder aufgrund von physikalischem Wissen usw. ermittelt.
Als Nächstes wird eine beispielhafte Gestaltung der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 unter Bezug auf 4 beschrieben.
Wie in 4 dargestellt ist, weist die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 eine Modelleinheit 1071, eine Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072, eine Verschlechterungsermittlungseinheit (zweite Verschlechterungsermittlungseinheit) 1073 und eine Modellaktualisierungseinheit 1074 auf.
In der Modelleinheit 1071 ist ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung als Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung enthalten.
Die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 berechnet einen Grad der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung durch Anwenden eines Normalmodells für die Zielvorrichtung auf die Normalmerkmalswertdaten. Die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 berechnet den Grad der Verschlechterung, bis die Einheit zur Umstruktierung eines Normalmodells 106 die Modellerstellung abgeschlossen hat. Jedes Mal, wenn Normaldaten der Zielvorrichtung gesammelt werden, wobei die Daten nacheinander gesammelt werden, berechnet die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 einen Grad der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten unter Verwendung eines Parameters eines Normalmodells, der von der Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisiert wird.
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 1073 nimmt eine Verschlechterungsermittlung vor, durch Anwenden des Verschlechterungsermittlungsmodells für die Zielvorrichtung, das in der Modelleinheit 1071 enthalten ist, auf den Grad der Verschlechterung, der von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 berechnet wird.
Die Modellaktualisierungseinheit 1074 aktualisiert auf Grundlage eines Ergebnisses der von der Verschlechterungsermittlungseinheit 1073 vorgenommenen Ermittlung das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung, das in der Modelleinheit 1071 enthalten ist.
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezug auf 5 beschrieben.
Bei dem herkömmlichen Verfahren kann, da lediglich Modellinformationen zu einer Zielvorrichtung genutzt werden, aufgrund von Faktoren wie vorrichtungsspezifischen individuellen Unterschieden keine exakte Verschlechterungserfassung vorgenommen werden. Es ist zwar schwierig, Verschlechterungsdaten einer Zielvorrichtung unter Verwendung einer realen Vorrichtung zu sammeln, jedoch kann es andererseits möglich sein, nacheinander Normaldaten der Zielvorrichtung zu sammeln. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wandelt also das Normalmodell und das Verschlechterungserfassungsmodell für die andere Vorrichtung unter Verwendung von Normaldaten einer Zielvorrichtung ab, wodurch ein Normalmodell und ein Verschlechterungsermittlungsmodell erstellt werden, die die Zielvorrichtung exakter darstellen können. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform verbessert folglich die Genauigkeit der Verschlechterungserfassung.
Bei dem beispielhaften Betrieb des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform leitet, wie in 5 dargestellt ist, zuerst die Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 Merkmalswerte aus eingegebenen Betriebsdaten ab (Schritt ST501).
Die Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt dann ein Normalmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage von Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST502). Daten, die das Normalmodell für die andere Vorrichtung darstellen, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt wird, werden in der Normalmodell-Speichereinheit 103 gespeichert. Der detaillierte beispielhafte Betrieb der Normalmodell-Erstellungseinheit 102 wird später beschrieben.
Die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 erstellt dann ein Verschlechterungserfassungsmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage von Normalmerkmalswertdaten und Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, und von dem Normalmodell für die andere Vorrichtung, das aus der Normalmodell-Speichereinheit 103 ausgelesen wird (Schritt ST503). Daten, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung darstellen, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 erstellt wird, werden in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 gespeichert. Der detaillierte beispielhafte Betrieb der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 wird später beschrieben.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt dann ein Normalmodell für eine Zielvorrichtung auf der Grundlage des Normalmodells für die andere Vorrichtung, das aus der Normalmodell-Speichereinheit 103 ausgelesen wird, und von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST504). Der detaillierte beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 wird später beschrieben.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt dann ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf der Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die andere Vorrichtung, das aus der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 ausgelesen wird, des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt wird, und von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST505). Daten, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung darstellen, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird, werden in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 gespeichert. Der detaillierte beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 wird später beschrieben.
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 ermittelt dann eine Verschlechterung der Zielvorrichtung auf Grundlage von Erfassungszielmerkmalswertdaten, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, und von dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung, das aus der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 ausgelesen wird (Schritt ST506).
Die Erfassungsergebnisausgabeeinheit 110 gibt dann Daten, die für ein Ergebnis der Ermittlung stehen, die von der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 vorgenommen wurde, nach extern aus (Schritt ST507).
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Normalmodell-Erstellungseinheit 102 unter Bezug auf 6 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Normalmodell-Erstellungseinheit 102, wie er in 6 dargestellt ist, erfasst die Normalmodell-Erstellungseinheit 102 zuerst Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST601).
Die Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt dann ein Normalmodell für die andere Vorrichtung auf Grundlage der Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung (Schritt ST602).
Die Normalmodell-Erstellungseinheit 102 gibt dann Daten aus, die das Normalmodell für die andere Vorrichtung darstellen (Schritt ST603).
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 unter Bezug auf 7 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, wie er in 7 dargestellt ist, erfasst die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 zuerst Normalmerkmalswertdaten und Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST701).
Die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 liest ein Normalmodell für die andere Vorrichtung aus, das in der Normalmodell-Speichereinheit 103 gespeichert ist (Schritt ST702).
Die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1041 berechnet dann einen Grad der Verschlechterung der Normalmerkmalswertdaten und einen Grad der Verschlechterung der Verschlechterungsmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung durch Anwenden des Normalmodells für die andere Vorrichtung auf sowohl die Normalmerkmalswertdaten als auch die Verschlechterungsmerkmalswertdaten (Schritt ST703).
Als Verfahren zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung, beispielsweise wenn das Normalmodell eine Graphstruktur ist, die eine Korrelation zwischen Merkmalswerten darstellt, kann das Berechnungsverfahren in Erwägung gezogen werden, das mit der folgenden Gleichung (1) arbeitet. In der Gleichung (1) stellt x(k) ∈ R^r einen k-ten r-dimensionalen Merkmalsvektor in sämtlichen Merkmalswertdaten dar, stellt a(k) den Grad der Anomalie (Grad der Verschlechterung) von x(k) dar und stellt P(x) eine Wahrscheinlichkeitsverteilung von x dar. k stellt einen Zeitpunkt dar, zu dem Daten erfasst werden, und der Wert von k wird jedes Mal, wenn Daten erfasst werden, nacheinander aktualisiert. $a (k) = - log (P (x (k)))$
Wird eine Normalverteilung P(x(k)) = N(x(k) | µ, Σ) angenommen, ist der Grad der Verschlechterung mit der Mahalanobis-Distanz der folgenden Gleichung (2) dargestellt. Dabei stellt µ den Mittelwert von x dar und Σ stellt die Kovarianzmatrix von x dar. $a (k) = {(x (k) - μ)}^{τ} \sum^{- 1} (x (k) - μ)$
Das zuvor beschriebene Verfahren zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung ist lediglich ein Beispiel und es können andere Verfahren genutzt werden und der Grad der Verschlechterung kann ein mehrdimensionaler Vektor sein.
Die Einheit zur Erstellung eines Diskriminators 1042 erstellt dann einen Diskriminator, der zwischen dem Grad der Verschlechterung der Normalmerkmalswertdaten und dem Grad der Verschlechterung der Verschlechterungsmerkmalswertdaten unterscheiden kann, der von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1041 berechnet wird, und nutzt den Diskriminator als Verschlechterungsermittlungsmodell (Schritt ST704).
Bei einem Verfahren zum Erstellen eines Diskriminators kann zum Beispiel, wenn der Grad der Verschlechterung mit der Gleichung (2) berechnet wird, ein Diskriminator erhalten werden, indem ein Schwellenwert berechnet wird, der am effektivsten zwischen dem Grad der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten und dem Grad der Verschlechterung von Verschlechterungsmerkmalswertdaten unterscheidet, indem eine Grenzwertoptimierungskurve an den Grad der Verschlechterung angelegt wird.
Die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 gibt dann Daten aus, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung darstellen (Schritt ST705).
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 unter Bezug auf 8 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, wie er in 8 dargestellt ist, liest die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 zuerst ein Normalmodell für die andere Vorrichtung aus, das in der Normalmodell-Speichereinheit 103 gespeichert ist (Schritt ST801). In der Modelleinheit 1061 ist dann das Normalmodell für die andere Vorrichtung als Normalmodell für eine Zielvorrichtung enthalten.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erfasst als Trainingsdaten Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung (Schritt ST802).
Die Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisiert dann einen Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das in der Modelleinheit 1061 enthalten ist, unter Verwendung der Trainingsdaten (Schritt ST803).
Wird beispielsweise angenommen, dass das Normalmodell, das in der Modelleinheit 1061 enthalten ist, eine Graphstruktur ist, die eine Korrelation zwischen Merkmalswerten darstellt, und ein Stichproben-Mittelwert, eine Stichproben-Kovarianzmatrix und eine Graphstruktur, die mit einer Parameteraktualisierung gewonnen werden, durch µ (dach), Σ (dach) beziehungsweise Λ (dach) dargestellt werden.
µ (dach) (k), bei dem es sich um einen Stichproben-Mittelwert zum aktuellen Zeitpunkt handelt, wird hier wie in der folgenden Gleichung (3) dargestellt berechnet. In Gleichung (3) stellt µ_i ein i-Element von µ dar. $\hat{μ} (k) = \frac{1}{k} [k μ_{i} (k - 1) + x (k)]$
∑ (dach) (k), bei dem es sich um eine Stichproben-Kovarianzmatrix zum aktuellen Zeitpunkt handelt, wird wie in der folgenden Gleichung (4) dargestellt berechnet. In Gleichung (4) stellt σi_j ² ein (i, j)-Element von Σ (dach) dar. $σ_{i j}^{2} (k) = \frac{1}{k} [k σ_{i j}^{2} (k - 1) + (x_{i} (k) - μ_{i} (k - 1)) (x_{j} (k) - μ_{j} (k))] 1 \leq i, j \leq r$
Λ (dach) (k), bei der es sich um eine Graphstruktur zum aktuellen Zeitpunkt handelt, wird aus µ (dach) (k) berechnet, bei dem es sich um einen Stichproben-Mittelwert zum aktuellen Zeitpunkt handelt, aus Σ (dach) (k), bei dem es sich um eine Stichproben-Kovarianzmatrix zum aktuellen Zeitpunkt handelt, und aus Λ (dach) (k-1), bei dem es sich um eine beim letzten Mal erhaltene Graphstruktur handelt. Für die Anfangswerte von µ (dach), ∑ (dach) und Λ (dach) wird der Wert von P verwendet, bei dem es sich um ein Normalmodell für die andere Vorrichtung handelt.
Bei Λ (dach) (k), wenn eine Kovarianzmatrix als Graphstruktur verwendet wird, Λ (dach) (k) = ∑ (dach) (k), und wenn eine Präzisionsmatrix als Graphstruktur verwendet wird, Λ (dach) (k) = ∑ (dach)^-1(k).
Wenn ein dünnbesetzter Graph als Graphstruktur verwendet wird, wird bei der L1-Optmierung (dem nachfolgenden Ausdruck (5)) ein Optimierungsproblem gelöst mit Σ (dach) = Σ (dach) (k) und wobei der Anfangswert von Λ Λ (dach) (k-1) ist, mit dem Λ (dach) (k) erhalten werden kann. In dem Ausdruck (5) stellt ρ einen Regularisierungsparameter dar. $max_{Λ} [ln (det Λ) - tr (\hat{Σ} Λ) - ρ {‖ Λ ‖}_{1}]$
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 gibt dann Daten aus, die das Normalmodell für die Zielvorrichtung darstellen (Schritt ST804).
Die Konvergenzermittlungseinheit 1063 stellt dann fest, ob der von der Parameteraktualisierungseinheit 1062 aktualisierte Parameter konvergiert ist (Schritt ST805).
Wenn die Konvergenzermittlungseinheit 1063 bei diesem Schritt ST805 feststellt, dass der Parameter nicht konvergiert ist, wird in dem Ablauf zu Schritt ST802 zurückgekehrt und wird der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt. Wenn die Konvergenzermittlungseinheit 1063 bei Schritt ST805 andererseits feststellt, dass der Parameter konvergiert ist, endet der Ablauf.
Eine Aktualisierung des Normalmodells durch die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 endet, wenn der Parameter des Normalmodells konvergiert ist und der Wert beinahe nicht schwankt. Für ein Verfahren zum Feststellen, ob der Parameter des Normalmodells konvergiert ist, wenn das Normalmodell beispielsweise mit Λ (dach) (k) dargestellt ist, bei der es sich um eine quadratische Matrix r × r handelt, kann festgestellt werden, dass der Parameter konvergiert ist, wenn Λ (dach) (k) folgenden Ausdruck (6) erfüllt. Im Ausdruck (6) ist ε ein ausreichend kleiner konstanter Wert und tr(-) stellt die Summe (Spur) von Diagonalelementen der Matrix dar. $| tr (\hat{Λ} (k)) - tr (\hat{Λ} (k - 1)) | \leq ε$
Bei der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 kommt es vor, dass keine Normaldaten der Zielvorrichtung mehr erfasst werden können, bevor die Konvergenzermittlungseinheit 1063 feststellt, dass der Parameter konvergiert ist. In diesem Fall gibt die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 selbst dann, wenn der Parameter nicht konvergiert ist, Daten aus, die ein Normalmodell für die Zielvorrichtung darstellen, die berechnet wurden, unmittelbar bevor keine Normaldaten mehr erfasst werden können.
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 unter Bezug auf 9 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107, wie er in 9 dargestellt ist, liest die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 zuerst ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung aus, das in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 gespeichert ist (Schritt ST901). In der Modelleinheit 1071 ist dann das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung als Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung enthalten.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erfasst als Trainingsdaten Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung (Schritt ST902).
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 liest ein Normalmodell für die Zielvorrichtung aus, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt wird (Schritt ST903).
Die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 berechnet dann einen Grad der Verschlechterung der Trainingsdaten durch Anwenden des Normalmodells für die Zielvorrichtung auf die Trainingsdaten (Schritt ST904).
Bei dieser Berechnung berechnet die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 a(k), bei dem es sich um den Grad der Verschlechterung von x(k) handelt, bei denen es sich um Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung handelt, die zum aktuellen Zeitpunkt eingegeben werden, indem ein Normalmodell für die Zielvorrichtung angewendet wird, das unter Verwendung von x(k) bis x(k) aktualisiert wird.
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 1073 nimmt dann eine Verschlechterungsermittlung durch Anwenden des Verschlechterungsermittlungsmodells, das in der Modelleinheit 1071 enthalten ist, auf den Grad der Verschlechterung vor, der von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung 1072 berechnet wird (Schritt ST905).
Die Modellaktualisierungseinheit 1074 aktualisiert dann das Verschlechterungsermittlungsmodell, das in der Modelleinheit 1071 enthalten ist, auf der Grundlage eines Ergebnisses der von der Verschlechterungsermittlungseinheit 1073 vorgenommenen Ermittlung (Schritt ST906).
Bei der Aktualisierung aktualisiert die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 das Verschlechterungsermittlungsmodell, indem sie P'(a), bei der es sich um eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Grads der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung handelt, mit P(a) vergleicht, bei der es sich um eine Wahrscheinlichkeitsverteilung des Grads der Verschlechterung von Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung handelt, und eine Trennebene eines Diskriminators auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen den Wahrscheinlichkeitsverteilungen der anderen Vorrichtung und der Zielvorrichtung aktualisiert.
Als Verfahren zum Aktualisieren einer Trennebene kann beispielsweise ein Verfahren in Erwägung gezogen werden, bei dem zwischen P'(a) und P(a), bei denen es sich um Wahrscheinlichkeitsverteilungen handelt, ein Unterschied zwischen den Wahrscheinlichkeitsverteilungen unter Verwendung der Kullback-Leibler-Divergenz usw. quantifiziert wird, und der Trennebenenübergang erfolgt mit größer werdender Differenz in stärkerem Maße.
Bei der Richtung, entlang der der Trennebenenübergang erfolgt, wird beispielsweise ein Verfahren genutzt, bei dem X, bei der es sich um eine fehlerbehaftete Erfassungsrate einer Verschlechterungsermittlung handelt, im Vorfeld für die andere Vorrichtung berechnet wird, und bei dem Y, bei der es sich um eine fehlerbehaftete Erfassungsrate einer Verschlechterungsermittlung handelt, berechnet wird, indem eine Verschlechterungsermittlung an nacheinander gesammelten Trainingsdaten unter Verwendung eines aktuellen Verschlechterungsermittlungsmodells vorgenommen wird, und anschließend ein Übergang in einer Richtung erfolgt, in der Y kleiner wird, wenn X < Y, und in einer Richtung, in der Y größer wird, wenn X > Y.
Die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 stellt dann fest, ob ein Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung konvergiert ist(Schritt ST907).
Wenn die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 bei diesem Schritt ST907 feststellt, dass der Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung nicht konvergiert ist, wird in dem Ablauf zu Schritt ST902 zurückgekehrt und der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt.
Andererseits gibt, wenn die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 bei diesem Schritt ST907 feststellt, dass der Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung konvergiert ist, die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 Daten aus, die das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung darstellen (Schritt ST908).
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 unter Bezug auf 10 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Verschlechterungsermittlungseinheit 109, wie er in 10 dargestellt ist, erfasst die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 zuerst Erfassungszielmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden (Schritt ST1001).
Anschließend liest die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung aus, das in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 gespeichert ist (Schritt ST1002).
Anschließend stellt die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 fest, ob eine Verschlechterung der Zielvorrichtung vorliegt oder nicht vorliegt, indem sie das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf die Erfassungszielmerkmalswertdaten anwendet (Schritt ST1003).
Anschließend gibt die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 Daten aus, die ein Ergebnis der Ermittlung darstellen (Schritt ST1004).
Wie zuvor beschrieben ist, weist das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Normalmodell-Erstellungseinheit 102 auf, die ein Normalmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage von Normaldaten der anderen Vorrichtung erstellt; die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf der Grundlage der Normaldaten und Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung erstellt; die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, die ein Normalmodell für eine Zielvorrichtung auf der Grundlage des Normalmodells erstellt, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit 102 erstellt wird, und von Normaldaten der Zielvorrichtung; die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104 erstellt wird, und des Normalmodells, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt wird; und die Verschlechterungsermittlungseinheit 109, die auf der Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und des Verschlechterungsermittlungsmodells, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird, eine Verschlechterung der Zielvorrichtung feststellt. Mit dieser Gestaltung kann das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ohne Verwendung von Verschlechterungsdaten der Zielvorrichtung eine Verschlechterung der Zielvorrichtung erfassen.
Zweite Ausführungsform.
Im System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform wird angenommen, dass unmittelbar nach der Montage und dem Betriebsbeginn der Zielvorrichtung keine Verschlechterung einer Zielvorrichtung gegeben ist und aus der Zielvorrichtung gesammelte Betriebsdaten normal sind. Es kommt jedoch vor, dass selbst unmittelbar nach der Montage und dem Betriebsbeginn der Zielvorrichtung aus der Vorrichtung gesammelte Betriebsdaten aufgrund von einem von Anfang an bestehenden Ausfall usw. nicht normal sind.
Das System zur Verschlechterungserfassung 1 kann somit um folgende Funktion ergänzt werden: Die Genauigkeit einer Verschlechterungserfassung wird anhand eines Verschlechterungsermittlungsmodells für eine Zielvorrichtung berechnet, das nacheinander aktualisiert wird, ein Alarm wird ausgegeben, wenn die Genauigkeit außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, und das Verschlechterungsermittlungsmodell wird auf Grundlage eines Ergebnisses einer Überprüfung durch einen Prüfer oder Qualitätsprüfer abgewandelt. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 mit der zuvor beschriebenen Funktion wird nachstehend beschrieben.
11 ist eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Gestaltung eines Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, das in 11 dargestellt ist, wird durch Ergänzen des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, das in 1 dargestellt ist, um eine Modellbewertungseinheit 111, eine Eingabeannahmeeinheit 112, eine Modellabwandlungseinheit 113 und eine Normalmodell-Speichereinheit 114 erhalten. Andere Bestandteile sind identisch mit denen in der ersten Ausführungsform und es werden dieselben Bezugszeichen verwendet und es werden lediglich abweichende Bestandteile beschrieben.
Die Modellbewertungseinheit 111 gibt auf Grundlage von Normalmerkmalswertdaten einer Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, und von einem Verschlechterungsermittlungsmodell, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird, einen Alarm aus, wenn die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Eine beispielhafte Gestaltung der Modellbewertungseinheit 111 wird später beschrieben.
Die Eingabeannahmeeinheit 112 nimmt, nachdem von der Modellbewertungseinheit 111 ein Alarm ausgegeben ist, Eingaben an, mit denen eine Beurteilung angegeben wird, ob der Alarm zutrifft oder nicht zutrifft.
Die Modellabwandlungseinheit 113 wandelt auf der Grundlage der von der Eingabeannahmeeinheit 112 angenommenen Eingaben das Verschlechterungsermittlungsmodell ab, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird. Bei der Abwandlung kann die Modellabwandlungseinheit 113 auf der Grundlage eines Normalmodells, das aus der Normalmodell-Speichereinheit 114 ausgelesen wird, beispielsweise das Verschlechterungsermittlungsmodell abwandeln, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird.
Die Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 speichert Daten, die das Verschlechterungsermittlungsmodell darstellen, das von der Modellabwandlungseinheit 113 abgewandelt wird.
Die Normalmodell-Speichereinheit 114 speichert Daten, die ein Normalmodell für die Zielvorrichtung darstellen, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106 erstellt wird. Die Normalmodell-Speichereinheit 114 ist kein wesentlicher Bestandteil des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 und muss nicht eingesetzt werden.
Als Nächstes wird eine beispielhafte Gestaltung der Modellabwandlungseinheit 111 unter Bezug auf 12 beschrieben.
Wie in 12 dargestellt ist, weist die Modellbewertungseinheit 111 eine Verschlechterungsermittlungseinheit 1111, eine Genauigkeitsberechnungseinheit 1112, eine Vergleichseinheit 1113 und eine Alarmausgabeeinheit 1114 auf.
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 1111 nimmt eine Verschlechterungsermittlung durch Anwenden eines Verschlechterungsermittlungsmodells für eine Zielvorrichtung auf Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung vor.
Die Genauigkeitsberechnungseinheit 1112 berechnet die Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung auf der Grundlage eines Ergebnisses der von der Verschlechterungsermittlungseinheit 1111 vorgenommenen Verschlechterungsermittlung.
Die Vergleichseinheit 1113 stellt fest, ob die von der Genauigkeitsberechnungseinheit 1112 berechnete Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt. Der zulässige Bereich wird beispielsweise auf der Grundlage des Werts für die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung festgelegt, der erhalten wird, wenn ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung im Vorfeld auf Normalmerkmalswertdaten der anderen Vorrichtung angewendet wird.
Die Alarmausgabeeinheit 1114 gibt nach extern einen Alarm aus, wenn die Vergleichseinheit 1113 feststellt, dass die Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Als Nächstes wird ein beispielhafter Vorgang zur Bewertung und Abwandlung eines Verschlechterungsermittlungsmodells durch das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezug auf 13 beschrieben.
Bei dem beispielhaften Vorgang zur Bewertung und Abwandlung eines Verschlechterungsermittlungsmodells durch das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie er in 13 dargestellt ist, gibt zuerst die Modellbewertungseinheit 111 auf der Grundlage von Normalmerkmalswertdaten einer Zielvorrichtung, die von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101 abgeleitet werden, und von einem Verschlechterungsermittlungsmodell, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird, einen Alarm aus, wenn die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt (Schritt ST1301). Der ausführliche beispielhafte Betrieb der Modellbewertungseinheit 111 wird später beschrieben.
Die Eingabeannahmeeinheit 112 nimmt dann, nachdem von der Modellbewertungseinheit 111 ein Alarm ausgegeben ist, Eingaben an, mit denen eine Beurteilung angegeben wird, ob der Alarm zutrifft oder nicht zutrifft (Schritt ST1302). So nimmt ein Prüfer oder Qualitätsprüfer, nachdem die Modellbewertungseinheit 111 einen Alarm ausgegeben hat, eine Überprüfung an der Zielvorrichtung vor und nimmt eine Eingabe vor, mit der angegeben wird, oder der Alarm fehlerhaft oder nicht fehlerhaft ist.
Die Modellabwandlungseinheit 113 wandelt dann auf der Grundlage der von der Eingabeannahmeeinheit 112 angenommenen Eingaben das Verschlechterungsermittlungsmodell ab, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wurde (Schritt ST1303). Der ausführliche beispielhafte Betrieb der Modellbewertungseinheit 113 wird später beschrieben.
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Modellbewertungseinheit 111 unter Bezug auf 14 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Modellbewertungseinheit 111, wie er in 14 dargestellt ist, erfasst zuerst die Modellbewertungseinheit 111 Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung (Schritt ST1401).
Zusätzlich liest die Modellbewertungseinheit 111 ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung aus, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wird (Schritt ST1402).
Die Verschlechterungsermittlungseinheit 1111 nimmt dann eine Verschlechterungsermittlung durch Anwenden des Verschlechterungsermittlungsmodells für die Zielvorrichtung auf die Normalmerkmalswertdaten der Zielvorrichtung vor (Schritt ST1403).
Die Genauigkeitsberechnungseinheit 1112 berechnet dann die Genauigkeit der von der Verschlechterungsermittlungseinheit 1111 vorgenommenen Verschlechterungsermittlung auf der Grundlage eines Ergebnisses der Verschlechterungsermittlung (Schritt ST1404).
Die Vergleichseinheit 1113 stellt dann fest, ob die von der Genauigkeitsberechnungseinheit 1112 berechnete Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt (Schritt ST1405).
Wenn die Vergleichseinheit 1113 bei diesem Schritt ST1405 feststellt, dass die Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, wird in dem Ablauf zu Schritt ST1401 zurückgekehrt und der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt.
So kommt es vor, dass Daten der Zielvorrichtung, die als normal gekennzeichnet wurden, aufgrund eines von Anfang an bestehenden Ausfalls usw. tatsächlich anomale Daten sind. In diesem Fall kann das System zur Verschlechterungserfassung 1 ein exaktes Modell erstellen, indem es feststellt, ob die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, und wandelt die Kennzeichnung ab, wenn die Genauigkeit außerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
Die Vergleichseinheit 1113 stellt nacheinander weiter fest, ob die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung innerhalb des zulässigen Bereichs liegt, während mit der Kennzeichnung „normal“ versehene Daten aus der Zielvorrichtung eingegeben werden. Die Vergleichseinheit 1113 beendet dann den Prozess zu dem Zeitpunkt, wenn keine Eingabe von mit der Kennzeichnung „normal“ versehenen Daten mehr erfolgt.
Andererseits gibt, wenn die Vergleichseinheit 1113 bei Schritt ST1405 feststellt, dass die Genauigkeit der Verschlechterungsermittlung außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, die Alarmausgabeeinheit 1114 einen Alarm nach extern aus (Schritt ST1406).
Als Nächstes wird der beispielhafte Betrieb der Modellabwandlungseinheit 113 unter Bezug auf 15 beschrieben.
Beim beispielhaften Betrieb der Modellabwandlungseinheit 113, wie er in 15 dargestellt ist, erfasst die Modellabwandlungseinheit 113 zuerst Eingaben, die von der Eingabeannahmeeinheit 112 angenommen wurden (Schritt ST1501).
Die Modellabwandlungseinheit 113 stellt dann fest, ob die Eingabe einen fehlerhaften Alarm anzeigt (Schritt ST1502).
Wenn die Modellabwandlungseinheit 113 in diesem Schritt ST1502 feststellt, dass die Eingabe einen fehlerhaften Alarm anzeigt, wandelt die Modellabwandlungseinheit 113 ein Verschlechterungsermittlungsmodell ab, damit der fehlerhafte Alarm nicht auftritt (Schritt ST1503). Bei der Abwandlung kann die Modellabwandlungseinheit 113 beispielsweise eine Trennebene des Verschlechterungsermittlungsmodells anpassen, damit Normalmerkmalswertdaten korrekt als normal bestimmt werden. Der Ablauf wird danach mit Schritt ST1505 fortgesetzt.
Wenn die Modellabwandlungseinheit 113 in Schritt ST1502 andererseits feststellt, dass die Eingabe keinen fehlerhaften Alarm anzeigt, wandelt die Modellabwandlungseinheit 113 das Verschlechterungsermittlungsmodell ab, indem sie Normalmerkmalswertdaten (Trainingsdaten) der Zielvorrichtung, die während eines Alarmerzeugungszeitraums erfasst wurden, so korrigiert, dass es Verschlechterungsmerkmalswertdaten sind (Schritt ST1504). Mit der Abwandlung kann die Modellabwandlungseinheit 113 das Verschlechterungsermittlungsmodell beispielsweise dadurch abwandeln, dass sie aus der Normalmodell-Speichereinheit 114 ein Normalmodell abruft, das unmittelbar vor dem Alarmerzeugungszeitraum gewonnen wurde, und das Normalmodell als aktuelles Normalmodell verwendet.
Anschließend gibt die Modellabwandlungseinheit 113 Daten aus, die das abgewandelte Verschlechterungsermittlungsmodell darstellen (Schritt ST1505).
Wie zuvor beschrieben ist, umfasst das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform Folgendes: eine Modellbewertungseinheit 111, die auf Grundlage der Normaldaten der Zielvorrichtung und des Verschlechterungsermittlungsmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermitlungsmodells 107 erstellt wird, einen Alarm ausgibt, wenn die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt; eine Eingabeannahmeeinheit 112, die, nachdem von der Modellbewertungseinheit 111 ein Alarm ausgegeben ist, Eingaben annimmt, mit denen eine Bewertung angegeben wird, ob der Alarm zutrifft oder nicht zutrifft; und eine Modellabwandlungseinheit 113, die auf Grundlage der von der Eingabeannahmeeinheit 112 angenommenen Eingaben das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung abwandelt, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 erstellt wurde. Die Verschlechterungsermittlungseinheit 109 ermittelt die Verschlechterung der Zielvorrichtung auf Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und von dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung, das von der Modellabwandlungseinheit 113 abgewandelt wird. Mit dieser Gestaltung kann das System zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform selbst dann eine Verschlechterung der Zielvorrichtung erfassen, wenn Normaldaten der Zielvorrichtung nicht normal sind.
Abschließend wird eine beispielhafte Hardwarekonfiguration des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform unter Bezug auf 16 beschrieben. Nachstehend ist zwar eine beispielhafte Hardwarekonfiguration des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der ersten Ausführungsform dargestellt, jedoch ist eine beispielhafte Hardwarekonfiguration des Systems zur Verschlechterungserfassung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform ebenfalls identisch.
Wie in 16 dargestellt ist, werden von der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101, der Normalmodell-Erstellungseinheit 102, der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 und der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 vorgenommende Prozesse von einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit, die auch als Hauptprozessor, Verarbeitungseinheit, Recheneinheit, Mikroprozessor, Mikrocomputer, Prozessor oder Digitalsignalprozessor (DSP) bezeichnet wird) 202 ausgeführt, die Programme ausliest, die in einem Speicher 201 gespeichert sind.
Funktionen der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101, der Normalmodell-Erstellungseinheit 102, der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 und der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 sind mit Software, Firmware oder einer Kombination aus Software und Firmware implementiert. Software und Firmware sind als Programme beschrieben und im Speicher 201 gespeichert. Die CPU 202 implementiert die Funktion von jeder Einheit, indem sie die im Speicher 201 gespeicherten Programme liest und ausführt. Das System zur Verschlechterungserfassung 1 umfasst somit den Speicher 201 zum Speichern von Programmen, mit denen beispielsweise jeder in 5 bis 10 dargestellte Schritt folglich durchgeführt wird, wenn die Programme von der CPU 202 ausgeführt werden. Zusätzlich lässt sich auch sagen, dass die Programme bewirken, dass ein Computer Abläufe und Verfahren der Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen 101, der Normalmodell-Erstellungseinheit 102, der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 104, der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells 106, der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 107 und der Verschlechterungsermittlungseinheit 109 ausführt.
Ein Parameter eines in der Normalmodell-Speichereinheit 103 gespeicherten Normalmodells, ein Parameter eines in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 105 gespeicherten Verschlechterungsermittlungsmodells und ein Parameter eines in der Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells 108 gespeicherten Verschlechterungsermittlungsmodells werden jeweils über eine DB-Eingangs- und -Ausgangsschnittstelle 203 in einer DB 204 gespeichert.
Daten, die ein Ergebnis einer Ermittlung darstellen, das von der Erfassungsergebnisausgabeeinheit 110 ausgegeben wird, können in der DB 204 gespeichert werden oder können über eine Anzeigeschnittstelle 205 auf einer Anzeige 206 angezeigt werden.
Zur Eingabe von Normaldaten und Verschlechterungsdaten, die aus der anderen Vorrichtung gesammelt werden, und von Normaldaten und Erfassungszieldaten, die aus einer Zielvorrichtung gesammelt werden, wird eine Eingabevorrichtung 207 verwendet. Über eine Eingangsschnittstelle 208 werden verschiedene Betriebsdaten, die in die Eingabevorrichtung 207 eingegeben werden, in der DB 204 oder dem Speicher 201 gespeichert.
Der Speicher 201 und die DB 204 entsprechen beispielsweise einem nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher wie einem Direktzugriffsspeicher (random access memory, RAM), einem Nur-Lese-Speicher (read only memory, ROM), einem Flashspeicher, einem löschbaren programmierbaren ROM (EPROM) oder einem elektrisch löschbaren programmierbaren ROM (EEPROM), einer magnetischen Speicherplatte, einer Diskette, einer optischen Speicherplatte, einer Compactdisc, einer MiniDisc oder einer Digital Versatile Disc (DVD).
Es sei darauf hingewiesen, dass in der Erfindung dieser Anmeldung eine freie Kombination aus den Ausführungsformen, Abwandlungen an jeder beliebigen Komponente von jeder der Ausführungsformen oder Weglassungen von jeder beliebigen Komponente in jeder der Ausführungsformen im Umfang der Erfindung möglich sind.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Ein erfindungsgemäßes System zur Verschlechterungserfassung umfasst eine Normalmodell-Erstellungseinheit, eine Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells, eine Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells, eine Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells und eine Verschlechterungsermittlungseinheit und kann die Verschlechterung einer Zielvorrichtung ohne Verwendung von Betriebsdaten in einem Verschlechterungszustand der Zielvorrichtung erfassen und ist somit als System zur Verschlechterungserfassung geeignet, das eine Verschlechterung einer Vorrichtung durch Alterung erfasst.
Bezugszeichenliste

1:: System zur Verschlechterungserfassung,
101:: Einheit zur Ableitung von Verschlechterungsmerkmalen,
102:: Normalmodell-Erstellungseinheit,
103:: Normalmodell-Speichereinheit,
104:: Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells,
105:: Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells,
106:: Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells,
107:: Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells,
108:: Einheit zur Speicherung eines Verschlechterungsermittlungsmodells,
109:: Verschlechterungsermittlungseinheit,
110:: Erfassungsergebnisausgabeeinheit,
111:: Modellbewertungseinheit,
112:: Eingabeannahmeeinheit,
113:: Modellabwandlungseinheit,
114:: Normalmodell-Speichereinheit,
201:: Speicher,
202:: CPU,
203:: DB-Eingangs- und -ausgangsschnittstelle,
204:: DB,
205:: Anzeigeschnittstelle,
206:: Anzeige,
207:: Eingabevorrichtung,
208:: Eingabeschnittstelle,
1041:: Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung,
1042:: Einheit zur Erstellung eines Diskriminators,
1061:: Modelleinheit,
1062:: Parameteraktualisierungseinheit,
1063:: Konvergenzermitttungseinheit,
1071:: Modelleinheit,
1072:: Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung,
1073:: Verschlechterungsermittlungseinheit,
1074:: Modellaktualisierungseinheit,
1111:: Verschlechterungsermittlungseinheit (zweite Verschlechterungsermittlungseinheit),
1112:: Genauigkeitsberechnungseinheit,
1113:: Vergleichseinheit,
1114:: Alarmausgabeeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2016091378 A [0005]

Claims

System zur Verschlechterungserfassung, umfassend: eine Normalmodell-Erstellungseinheit, die ein Normalmodell für eine andere Vorrichtung erstellt, bei dem es sich um ein Modell für die andere Vorrichtung, die sich von einer Zielvorrichtung in einem Normalzustand unterscheidet, handelt, auf Grundlage von Normaldaten der anderen Vorrichtung, bei denen es sich um Betriebsdaten der anderen Vorrichtung in einem Normalzustand handelt; eine Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf Grundlage der Normaldaten der anderen Vorrichtung und Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung erstellt, wobei es sich bei dem Verschlechterungsermittlungsmodell um ein Modell zur Ermittlung der Verschlechterung der anderen Vorrichtung aus Betriebsdaten der anderen Vorrichtung handelt und die Verschlechterungsdaten Betriebsdaten der anderen Vorrichtung in einem Verschlechterungszustand sind; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells, die ein Normalmodell für die Zielvorrichtung erstellt, bei dem es sich um ein Modell für die Zielvorrichtung in einem Normalzustand handelt, auf Grundlage des Normalmodells für die andere Vorrichtung, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird, und von Normaldaten der Zielvorrichtung, bei denen es sich um Betriebsdaten der Zielvorrichtung in einem Normalzustand handelt; eine Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells, die ein Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die andere Vorrichtung, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, und des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells erstellt wird, erstellt, wobei es sich bei dem Verschlechterungsermittlungsmodell für das Zielmodell um ein Modell zur Ermittlung einer Verschlechterung der Zielvorrichtung aus Betriebsdaten der Zielvorrichtung handelt; und eine Verschlechterungsermittlungseinheit, die die Verschlechterung der Zielvorrichtung auf Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung ermittelt, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei das Normalmodell für die andere Vorrichtung, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird, unter Verwendung eines Musters erstellt wird, das in den Normaldaten der anderen Vorrichtung dargelegt werden kann, oder einer Korrelation zwischen Merkmalswerten, die aus einem oder mehreren Elementen von Normaldaten abgeleitet werden.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung auf Grundlage der Normaldaten der anderen Vorrichtung, der Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung und des Normalmodells für die andere Vorrichtung erstellt, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells Folgendes aufweist: eine Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung, die einen Grad der Verschlechterung der Normaldaten der anderen Vorrichtung und einen Grad der Verschlechterung der Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung durch Anwenden des Normalmodells für die andere Vorrichtung, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird, auf sowohl die Normaldaten der anderen Vorrichtung als auch die Verschlechterungsdaten der anderen Vorrichtung berechnet, und eine Einheit zur Erstellung eines Diskriminators, die einen Diskriminator erstellt, der zwischen dem Grad der Verschlechterung der Normaldaten und dem Grad der Verschlechterung der Verschlechterungsdaten eine Unterscheidung vornehmen kann, wobei der Grad der Verschlechterung von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung berechnet wird, und den Diskriminator als Verschlechterungsermittlungsmodell nutzt.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells Folgendes aufweist: eine Modelleinheit, in der das Normalmodell für die andere Vorrichtung, das von der Normalmodell-Erstellungseinheit erstellt wird, als Normalmodell für die Zielvorrichtung enthalten ist; eine Parameteraktualisierungseinheit, die einen Parameter des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das in der Modelleinheit enthalten ist, unter Verwendung der Normaldaten der Zielvorrichtung aktualisiert; und eine Konvergenzermittlungseinheit, die feststellt, ob der von der Parameteraktualisierungseinheit aktualisierte Parameter konvergiert ist, und wobei die Parameteraktualisierungseinheit den Parameter aktualisiert, bis die Konvergenzermittlungseinheit feststellt, dass der Parameter konvergiert ist.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung auf Grundlage des Verschlechterungsermittlungsmodells für die andere Vorrichtung, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells erstellt wird, und der Normaldaten der Zielvorrichtung erstellt.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, wobei die Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells Folgendes aufweist: eine Modelleinheit, in der das Verschlechterungsermittlungsmodell für die andere Vorrichtung, das von der Einheit zur Erstellung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, als Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung enthalten ist; eine Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung, die einen Grad der Verschlechterung der Normaldaten der Zielvorrichtung durch Anwenden des Normalmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells erstellt wird, auf die Normaldaten der Zielvorrichtung berechnet; eine zweite Verschlechterungsermittlungseinheit, die eine Verschlechterungsermittlung durch Anwenden des Verschlechterungsermittlungsmodells, das in der Modelleinheit enthalten ist, auf den Grad der Verschlechterung vornimmt, der von der Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung berechnet wird; und eine Modellaktualisierungseinheit, die das Verschlechterungsermittlungsmodell, das in der Modelleinheit enthalten ist, auf Grundlage eines Ergebnisses der von der zweiten Verschlechterungsermittlungseinheit vorgenommenen Verschlechterungsermittlung aktualisiert, und wobei die Einheit zur Berechnung eines Grads der Verschlechterung den Grad der Verschlechterung berechnet, bis die Einheit zur Umstrukturierung eines Normalmodells die Erstellung des Normalmodells für die Zielvorrichtung abgeschlossen hat.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Modellbewertungseinheit, die auf Grundlage der Normaldaten der Zielvorrichtung und des Verschlechterungsermittlungsmodells für die Zielvorrichtung, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, einen Alarm ausgibt, wenn die Genauigkeit einer Verschlechterungsermittlung außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt; eine Eingabeannahmeeinheit, die, nachdem von der Modellbewertungseinheit der Alarm ausgegeben ist, Eingaben annimmt, mit denen eine Beurteilung angegeben wird, ob der Alarm zutrifft oder nicht zutrifft, und eine Modellabwandlungseinheit, die auf Grundlage der von der Eingabeannahmeeinheit angenommenen Eingaben das Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung abwandelt, das von der Einheit zur Umstrukturierung eines Verschlechterungsermittlungsmodells erstellt wird, wobei die Verschlechterungsermittlungseinheit eine Verschlechterung der Zielvorrichtung auf Grundlage von Betriebsdaten der Zielvorrichtung und von dem Verschlechterungsermittlungsmodell für die Zielvorrichtung ermittelt, das von der Modellabwandlungseinheit abgewandelt wird.
System zur Verschlechterungserfassung nach Anspruch 1 oder 8, wobei die Zielvorrichtung eine Bahnsteigtür ist.