JP2011174766A - 機器劣化評価支援方法及び機器劣化評価支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】機器劣化評価支援装置1は、まず、機器運転の初期段階における物理データ(音響レベル、機器出力及び外気温度のサンプルデータ)を取得し、記憶する(S401)。次に、多変量解析の手法により、独立変数である機器出力及び外気温度と、従属変数である音響データとの間の関係式を導出し、記憶する(S402)。その後、機器劣化評価のために、その時点における物理量のデータを取得し、記憶する(S403)。そして、評価時の独立変数である初期出力データ及び初期温度データを、関係式に代入することにより、固有の従属変数である音響データを算出し、記憶する(S404)。続いて、評価時の従属変数である評価時音響データから、児湯の従属変数である固有音響データを減算し、その減算値を差分データとして記憶し(S405)、差分データを出力する(S406)。
【選択図】図4
Description
この方法によれば、比較的簡単に測定又は取得可能な物理量を用いて、機器の劣化評価を行うことができる。特に、発電機のガスタービンの劣化評価を行う際に有効である。
この方法によれば、多変量解析の手法を使用することにより、機器に係る物理量の独立物理量が何個あっても劣化の評価が可能になる。
この方法によれば、劣化評価時の従属物理量と、関係式データによって計算される従属物理量の固有分との差分(機器の劣化や変調による変動分)が、所定値より大きい場合に、当該機器が劣化していると判定し、その旨を出力する。これによれば、コンピュータから評価結果を取得することができる。
図1は、機器劣化評価支援装置1のハードウェア構成を示す図である。機器劣化評価支援装置1は、音響測定部11、出力取得部12、温度測定部13、表示部14、入力部15、処理部16及び記憶部17を備え、各部がバス18を介してデータを送受信可能なように接続されている。音響測定部11は、監視対象の機器から発する音響レベルを測定する部分であり、例えば、マイクロフォンを備えたパラボラ集音器等の集音装置によって実現される。評価対象機器が発電機のタービンの場合、集音装置は、タービンそのものに設置するのではなく、タービンから少し離れた位置に置くことで、タービン全体の音を収集するようにする。これには、集音装置を設置しやすいという利点がある。出力取得部12は、監視対象の機器の出力データを取得する部分であり、例えば、機器(発電機のガスタービン等)の運転装置が常時監視している出力値を電気信号により入力する。温度測定部13は、機器周辺の外気温度を測定する部分であり、例えば、PC(Personal Computer)に接続して測定データを回収可能な温度記録計等により実現される。なお、音響測定部11、出力取得部12及び温度測定部13は、測定又は取得した物理量のデータを処理部16に出力するものとする。
図2は、機器運転の初期段階における物理量から、独立変数と、従属変数との間の関係を示す関係式を導出する様子を表す概要図である。まず、機器劣化評価支援装置1は、機器の各運転状態(機器出力、外気温度)における音響レベルを、運転開始時の初期段階において測定する。これは、初期段階では、機器がまだ劣化していないので、音響データに劣化や変調による変動分が含まれない、すなわち、音響データに当該機器に固有の音だけが含まれると考えられるからである。そのとき、音響レベル、機器出力及び外気温度のサンプルデータを極力多く取得する。これにより、導出する関係式の精度を向上させることができる。
図3は、機器劣化評価支援装置1の記憶部17に記憶されるデータの構成を示す図である。図3(a)は、事前データ17Aの構成を示す。事前データ17Aは、実際に機器の劣化を評価する前に予め記憶されるデータであり、多変量解析プログラム17A1及び劣化判定閾値17A2を含む。多変量解析プログラム17A1は、独立変数と、従属変数との間の関係式を導出するためのプログラムの1つであり、音響レベル、機器出力及び外気温度のサンプルデータを複数入力すると、図2に示す関係式(Y=b1X1+b2X2+b0、Y:音響レベル、X1:機器出力、X2:外気温度)の係数b1、b2及びb0を出力する。例えば、マイクロソフト社のExcel(登録商標)の分析ツール(回帰分析)が用いられる。劣化判定閾値17A2は、機器の劣化を判定するための閾値であり、音響レベルの測定値と、機器出力及び外気温度を関係式に代入して得られる音響レベルの予測値との差分に対して比較される。なお、劣化判定閾値17A2は、後記する関係式データ17B4を導出する際の、初期段階に取得した従属変数と、当該関係式データ17B4により算出した従属変数との残差より大きいものとする。さらに、独立変数の組合せや対応する残差に応じて異なる値としてもよいが、この場合は、事前ではなく、劣化評価支援の処理中に設定されることになる。
図4は、機器劣化評価支援装置1の処理を示すフローチャートである。本処理は、機器劣化評価支援装置1において、主として処理部14が記憶部15のデータを参照、更新しながら、機器の劣化を評価するための支援を行うものである。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。
16 処理部
17 記憶部
17A2 劣化判定閾値(所定値)
17B1 初期音響データ(正常時物理量、従属変数)
17B2 初期出力データ(正常時物理量、独立変数)
17B3 初期温度データ(正常時物理量、独立変数)
17B4 関係式データ
17B5 評価時音響データ(評価時物理量、従属変数)
17B6 評価時出力データ(評価時物理量、独立変数)
17B7 評価時温度データ(評価時物理量、独立変数)
17B8 固有音響データ(固有従属変数)
17B9 差分データ(差分)
Claims (8)
- コンピュータにより、機器の劣化を評価するための支援を行う方法であって、
前記コンピュータは、
前記機器に係る複数の物理量であって、他の物理量に依存しない独立物理量と、当該独立物理量に依存する従属物理量とを含む複数の物理量の、前記機器の正常時における値を正常時物理量として取得するステップと、
取得した前記正常時物理量の、前記独立物理量と、前記従属物理量との関係を示す関係式データを導出し、記憶するステップと、
前記複数の物理量の、前記機器の評価時における値を評価時物理量として取得するステップと、
取得した前記評価時物理量の独立物理量と、前記関係式データとに基づいて、その独立物理量に対する従属物理量を固有従属物理量として算出するステップと、
取得した前記評価時物理量の従属物理量と、算出した前記固有従属物理量との差分を算出し、出力するステップと、
を実行することを特徴とする機器劣化評価支援方法。 - 請求項1に記載の機器劣化評価支援方法であって、
前記コンピュータは、
前記正常時物理量及び前記評価時物理量を取得する際に、
前記独立物理量として前記機器の出力及び温度を取得し、前記従属物理量として前記機器が発する音響レベルを取得する
ことを特徴とする機器劣化評価支援方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の機器劣化評価支援方法であって、
前記コンピュータは、
前記関係式データを導出する際に、多変量解析の手法を使用する
ことを特徴とする機器劣化評価支援方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の機器劣化評価支援方法であって、
前記コンピュータは、
前記差分が所定値より大きい場合に、前記機器が劣化していると判定し、その旨を出力する
ことを特徴とする機器劣化評価支援方法。 - 機器の劣化を評価するための支援を行う装置であって、
前記機器に係る複数の物理量であって、他の物理量に依存しない独立物理量と、当該独立物理量に依存する従属物理量とを含む複数の物理量の、前記機器の正常時における値を正常時物理量として取得する手段と、
取得した前記正常時物理量の、前記独立物理量と、前記従属物理量との関係を示す関係式データを導出し、記憶する手段と、
前記複数の物理量の、前記機器の評価時における値を評価時物理量として取得する手段と、
取得した前記評価時物理量の独立物理量と、前記関係式データとに基づいて、その独立物理量に対する従属物理量を固有従属物理量として算出する手段と、
取得した前記評価時物理量の従属物理量と、算出した前記固有従属物理量との差分を算出し、出力する手段と、
を備えることを特徴とする機器劣化評価支援装置。 - 請求項5に記載の機器劣化評価支援装置であって、
前記正常時物理量及び前記評価時物理量を取得する際に、
前記独立物理量として前記機器の出力及び温度を取得し、前記従属物理量として前記機器が発する音響レベルを取得する
ことを特徴とする機器劣化評価支援装置。 - 請求項5又は請求項6に記載の機器劣化評価支援装置であって、
前記関係式データを導出する際に、多変量解析の手法を使用する
ことを特徴とする機器劣化評価支援装置。 - 請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載の機器劣化評価支援装置であって、
前記差分が所定値より大きい場合に、前記機器が劣化していると判定し、その旨を出力する
ことを特徴とする機器劣化評価支援装置。
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