JP2012094044A5

JP2012094044A5 -

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Publication number: JP2012094044A5
Application number: JP2010242180A
Authority: JP
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2030-10-28

Description

上記課題を解決するため、本発明は、機械または機器に取り付けられたセンサが発生させる時系列データに基づいて前記機械または機器の状態診断を行う異常診断装置において、前記機械側の計算機に組み込まれた第１診断装置と、前記第１診断装置と通信を行うサーバに組み込まれた第２診断装置とを備え、前記第１診断装置は、前記センサが発生させる時系列データを診断して第１診断結果を取得し、その第１診断結果に応じて、前記第１診断結果に関連する時系列データを抽出して、前記第１診断結果に関連する時系列データを前記第１診断結果とともに出力し、前記第２診断装置は、前記第１診断装置から前記第１診断結果と前記第１診断結果に関連する時系列データを受け取り、この時系列データを診断して第２診断結果を取得し、その第２診断結果を前記第１診断結果とともに出力し、前記第２診断装置は、前記第２診断結果を前記第１診断結果と比較し、その比較結果を前記第１診断結果及び前記第２診断結果とともに出力するものとする。

このように異常診断装置を、機械側の計算機に組み込まれた第１診断装置とサーバ側に組み込まれた第２診断装置とで構成して多重化したことにより、機械側に配置された計算機が十分な処理能力を持たない場合であっても、診断精度を向上させることができる。また、機械側の計算機に組み込まれた第１診断装置は、第１診断結果に関連する時系列データを抽出してサーバ側の第２診断装置に出力するため、通信データ量が減少し通信容量を削減することができる。また、第１および第２診断結果に加えて、第２診断結果を第１診断結果と比較した比較結果を出力することにより、人間による診断結果や診断情報の更新状態の確認が可能となる。

このように第１および第２診断結果に加えて、第２診断結果を第１診断結果と比較した比較結果を出力し、その比較結果かつ／または診断情報の更新に係わる情報を表示部に表示することによっても、人間による診断結果や診断情報の更新状態の確認が可能となる。また、第１診断結果と第２診断結果を比較した結果、両者が一致しない場合は、第１診断結果を参考情報として用いて、異常の原因を推定したり、保守修理の必要性或いは時期等、更には予防保全対策を検討することができ、信頼性の高い保守管理と予防保全を行うことができる。更には、第１診断結果と第２診断結果の時間的遷移を監視し、第１および第２診断装置が用いる診断アルゴリズムが診断に適切であるかどうかを判断することができ、適切でない場合は診断アルゴリズムそのものを改良し、より適切な診断を行えるようにすることで、更なる診断精度の向上を図ることができる。

本発明の異常診断装置の構成を示す図である。機器側診断装置とサーバ側診断装置の機能と動作を示すフローチャートである。第１の実施の形態の異常診断装置がその診断対象とする機器に取り付けられたセンサから取り込んだ信号を数値化したデータであって、圧力センサ値の時系列データを示す図である。時系列データ１次診断部が行う診断処理を示すフローチャートである。時系列データ２次診断部が行う診断処理を示すフローチャートである。時系列データを各時刻とともに示す図である。第２の実施の形態の異常診断装置がその診断対象とする機器に取り付けられたセンサから取り込んだ信号を数値化したデータであって、圧力センサ値の時系列データと機器の起動状態を示す信号の時系列データを示す図である。本発明の異常診断装置が適用される産業機械の一例である大型油圧ショベルの全体構成と異常診断装置を示す図である。時系列データ２次診断部が出力する１次診断結果（第１診断結果）と２次診断結果（第２診断結果）の表示例を示す図である。診断結果比較部が出力する１次診断結果と２次診断結果の比較結果の表示例を示す図である。診断結果比較部が出力する診断設定変更指示情報の表示例を示す図である。管理者が診断処理の変更を許可する指示を与える場合の表示例であり、判定基準値の変更を許可するための表示例を上側に、診断プログラム全体の書き換えを許可するための表示例を下側に示している。

機械側診断装置２には、機器から出力されたセンサ信号などの時系列データが入力され、入力された時系列データは、時系列データ１次診断部１２１とデータ保持部１２２に入力される。時系列データ１次診断部１２１は受け取った時系列データを診断し、機器の状態が正常であるか異常であるかを判定する。判定した結果は、１次診断結果（第１診断結果）としてデータ保持部１２２と時系列データ管理部１２３に出力される（ステップｓ２０１）。データ保持部１２２は、機器から受け取った時系列データと時系列データ１次診断部１２１から受け取った１次診断結果を保持する（ステップｓ２０２）。このとき、データ保持部１２２は、データ保持部１２２が受け取った時系列データおよび１次診断結果のすべてを保持しても良いが、好ましくはそれらのデータの全てを一時的に保持した後、時系列データ管理部１２３の読み出しデータに対応するデータのみを保持する。時系列データ管理部１２３は、時系列データ１次診断部１２１から受け取った１次診断結果が機器の異常を示すものであるときは、データ保持部１２２が保持している１次診断結果に関する時系列データを読み出して、１次診断結果とともにサーバ側診断装置３に出力する（ステップｓ２０３）。

本実施の形態によれば、異常診断装置１を、機械側診断装置２とサーバ側診断装置３とで構成して多重化したため、機械側に配置された計算機が十分な処理能力を持たない場合であっても、診断精度を向上させることができる。また、機械側診断装置２は、第１診断結果に関連する時系列データを抽出してサーバ側診断装置３に出力するため、通信データ量が減少し、通信容量を削減することができる。

以下、本実施の形態の機能と動作の詳細について説明する。図７は、異常診断装置１がその診断対象とする機器（図示なし）に取り付けられたセンサから取り込んだ信号を数値化したデータであって、圧力センサ値の時系列データ４０１と機器の起動状態を示す信号の時系列データ４０２を示す図である。時間経過に伴って起動と停止を繰り返しながら、その起動と停止に伴って圧力センサ値も変動している様子を示している。この実施の形態では、時刻D２４付近で機器に異常が発生し、その異常によって圧力センサ値が徐々に降下している状況を表している。機械側診断装置２において、時系列データ１次診断部１２１は、圧力センサ値の時系列データを取り込み、診断処理を実施する。診断処理を継続している中で、圧力センサ値の時系列データが基準値PTを下回った時刻D２1時点で、時系列データ管理部１２３に機器の異常が通知される。しかし、その後、圧力センサ値の時系列データが基準値PTを上回った時刻D２２時点で、時系列データ管理部１２３に機器の正常が通知される。

本発明の異常診断装置１を構成する機械側診断装置２は車体コントローラ８３０に組み込まれ、サーバ側診断装置３はサーバ８３１に組み込まれている。また、本実施の形態では、異常診断装置１は、例えば、メインポンプ８２１の診断を行うものであり、メインポンプ８２１のそれぞれに吐出圧を検出する圧力センサ（図示せず）が取り付けられ、機械側診断装置２は、それらの圧力センサが出力する信号を時系列データとして取り込む。この場合、メインポンプ８２１は複数台あるため、機械側診断装置２はセンサからの時系列データをポンプ毎に取り込んでポンプ毎に処理する。サーバ側診断装置３も、同様に、機械側診断装置２から出力された時系列データをポンプ毎に取り込んでポンプ毎に処理する。

Claims

機械または機器に取り付けられたセンサが発生させる時系列データに基づいて前記機械または機器の状態診断を行う異常診断装置において、
前記機械側の計算機に組み込まれた第１診断装置と、
前記第１診断装置と通信を行うサーバに組み込まれた第２診断装置とを備え、
前記第１診断装置は、前記センサが発生させる時系列データを診断して第１診断結果を取得し、その第１診断結果に応じて、前記第１診断結果に関連する時系列データを抽出して、前記第１診断結果に関連する時系列データを前記第１診断結果とともに出力し、
前記第２診断装置は、前記第１診断装置から前記第１診断結果と前記第１診断結果に関連する時系列データを受け取り、この時系列データを診断して第２診断結果を取得し、その第２診断結果を前記第１診断結果とともに出力し、
前記第２診断装置は、前記第２診断結果を前記第１診断結果と比較し、その比較結果を前記第１診断結果及び前記第２診断結果とともに出力することを特徴とする異常診断装置。
請求項１記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、前記第２診断結果を前記第１診断結果と比較し、その比較結果に基づいて前記第１診断装置の診断情報を更新することを特徴とする異常診断装置。
請求項１記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、前記第１診断結果及び前記第２診断結果を表示部に表示することを特徴とする異常診断装置。
請求項１記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、前記第１診断結果及び前記第２診断結果と前記比較結果を表示部に表示することを特徴とする異常診断装置。
請求項２記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、前記第１診断結果及び前記第２診断結果と前記診断情報の更新に係わる情報を表示部に表示することを特徴とする異常診断装置。
請求項１記載の異常診断装置において、
前記第１診断装置は、
前記センサが発生させる時系列データを診断して前記第１診断結果を出力する第１時系列データ診断部と、
前記センサが発生させる時系列データを保持するデータ保持部と、
前記第１時系列データ診断部が出力する前記第１診断結果に応じて、前記データ保持部から前記第１診断結果に関連する時系列データを読み出して、前記第１診断結果とともに出力する時系列データ管理部とを有することを特徴とする異常診断装置。
請求項１または６記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、
前記第１診断装置から前記第１診断結果と前記第１診断結果に関連する時系列データを受け取り、この時系列データを診断して前記第２診断結果を出力する第２時系列データ診断部と、
前記第２時系列データ診断部が出力する前記第２診断結果を前記第１診断結果とともに表示する診断結果表示部とを有することを特徴とする異常診断装置。
請求項７記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、
前記第２時系列データ診断部が出力する前記第２診断結果を前記第１診断結果と比較する診断結果比較部を更に有し、
前記診断結果表示部は、前記診断結果比較部の比較結果を前記第１診断結果及び前記第２診断結果とともに表示することを特徴とする異常診断装置。
請求項７記載の異常診断装置において、
前記第２診断装置は、
前記第２時系列データ診断部が出力する前記第２診断結果を前記第１診断結果と比較する診断結果比較部と、
前記診断結果比較部の比較結果に応じて前記第１時系列データ診断部の診断情報を更新する診断設定更新部とを更に有し、
前記診断結果表示部は、前記診断結果比較部の比較結果と前記診断設定更新部の前記診断情報の更新に係わる情報とを前記第１診断結果及び前記第２診断結果とともに表示することを特徴とする異常診断装置。
前記センサが取り付けられ、請求項１または６記載の第１診断装置を備えたことを特徴とする産業機械。