JP2014015746A - ショベルの管理装置及びショベルの異常検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ショベルから、稼働条件に依存する複数の変数の検出値が入力装置に入力される。処理装置、入力装置から入力された複数の変数の検出値を処理する。処理装置は、複数の変数の検出値の組を1つのサンプルとし、入力装置から入力された複数のサンプルから、変数の検出値に基づいて稼働条件が類似する一部のサンプルを抽出して標準サンプル群とする。さらに、対象サンプルを、標準サンプル群に基づいて評価する。
【選択図】 図3
Description
本発明の目的は、異常の発生の検出精度を高めることができるショベルの管理装置、及びショベルの異常検出方法を提供することである。
ショベルから、稼働条件に依存する複数の変数の検出値が入力される入力装置と、
前記入力装置から入力された前記複数の変数の検出値を処理する処理装置と
を有し、
前記処理装置は、
前記複数の変数の検出値の組を1つのサンプルとし、前記入力装置から入力された複数のサンプルから、前記変数の検出値に基づいて稼働条件が類似する一部のサンプルを抽出して標準サンプル群とし、
評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価するショベルの管理装置が提供される。
本発明の他の観点によると、
ショベルの稼働状態または周囲の環境に依存する複数の変数の検出値を各々が含む複数のサンプルから、前記変数の検出値が類似する一部のサンプルを抽出して標準サンプル群とする工程と、
ショベルから、前記変数の検出値を、評価対象サンプルとして収集する工程と、
前記評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価する工程と
を有するショベルの異常検出方法が提供される。
図1に、実施例1によるショベル管理装置の概略ブロック図を示す。ショベル管理装置20は、処理装置21、故障情報記憶装置22、サンプルデータ記憶装置23、入力装置24、及び出力装置25を含む。複数のショベル26の各々が、稼働状態または周囲の環境の稼働条件に依存する複数の項目(変数)を計測する。ショベル26で計測された種々の変数の検出値が、電気通信回線28を経由して、入力装置24に入力される。なお、入力装置24として、オペレータが操作するキーボード、リムーバブル記憶装置からデータ
を読み取る入力インタフェース等を用いてもよい。
図4Cは、変数C(機械負荷)に着目したサンプルの分布図を示す。図4Cの横軸は、70%以上の機械負荷率で動作している時間を表し、縦軸は頻度(サンプルの個数)を表す。図4Cに示した例では、70%以上の機械負荷率で動作している時間が2〜3時間の頻度が最も高いことを示している。例えば、70%以上の機械負荷率で動作している時間が5時間以上のサンプル、1〜5時間のサンプル、及び1時間未満のサンプルを、それぞれ第1のサンプル群31、第2のサンプル群32、及び第3のサンプル群33に分類する。第1のサンプル群31に分類されたサンプルが収集された稼働条件は、例えば硬い岩盤の掘削等、機械負荷が過酷な稼働条件である。
図7を参照して、実施例2によるショベルの異常検出方法について説明する。実施例2では、図3に示したステップST6の評価方法が具体化される。
図8〜図15を参照して、実施例3によるショベルの異常検出方法について説明する。実施例1では、図3に示したステップST6で、サンプルを構成するすべての変数A、B、C、・・・(図2)に着目して評価を行った。実施例3では、複数の変数から一部の変数のみを用いて評価を行う。
る。評価後に、ステップST13において、出力装置25(図1)に評価結果を出力する。
とを比較する。閾値49を超えるマハラノビス距離を持つ故障時サンプルの数に基づいて、染色体60の適合度を決定する。
図16〜図18を参照して、実施例4によるショベルの異常検出方法について説明する。以下、実施例3との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。実施例3では、図8に示したステップST10において、ショベルの機番を区別することなく1つのサンプル群として、着目変数50を選定した。このため、図10Aに示したように、ショベルの機番によらず、稼働条件に依存する複数の変数から同一の着目変数50が選定された。実施例4では、ショベルの機番(個体)ごとに着目変数を選定する。
トのみを用い、故障情報40に蓄積された複数の故障情報のうち、機番iの故障情報リストのみを用いる。これにより、機番1の着目変数リスト50A、機番2の着目変数リスト50B、機番3の着目変数リスト50C、・・・が選定される。機番1の着目変数リスト50Aと、機番2の着目変数リスト50Bとは、同一であるとは限らない。
21 処理装置
22 故障情報記憶装置
23 サンプルデータ記憶装置
24 入力装置
25 出力装置
26 ショベル
28 電気通信回線
30 サンプル群
31 第1のサンプル群
32 第2のサンプル群
33 第3のサンプル群
34 標準サンプル群
35 評価対象サンプル
40 故障情報
41 変数として故障情報を含むサンプル群
42 第1の故障内容含有サンプル群
43 第2の故障内容含有サンプル群
44 第3の故障内容含有サンプル群
45 正常時サンプル群
46 故障時サンプル群
47 単位空間
48 マハラノビス距離
49 マハラノビス距離の閾値
50 着目変数
50A、50B、50C 機番ごとの着目変数リスト
51 共通着目変数
Claims (20)
- ショベルから、稼働条件に依存する複数の変数の検出値が入力される入力装置と、
前記入力装置から入力された前記複数の変数の検出値を処理する処理装置と
を有し、
前記処理装置は、
前記複数の変数の検出値の組を1つのサンプルとし、前記入力装置から入力された複数のサンプルから、前記変数の検出値に基づいて稼働条件が類似する一部のサンプルを抽出して標準サンプル群とし、
評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価するショベルの管理装置。 - 前記処理装置は、
前記複数の変数から一部の変数を選択して着目変数とし、
前記評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価するときに、前記着目変数を用いた評価モデルにより、前記評価対象サンプルの評価を行う請求項1に記載のショベルの管理装置。 - 前記処理装置は、
ショベルの故障時に収集された前記複数の変数の検出値からなる故障時サンプルを、前記評価モデルで評価し、評価結果に基づいて、前記複数の変数から選択する前記着目変数を決定する請求項2に記載のショベルの管理装置。 - 前記複数の変数には、ショベルの個体を識別する機番、及び日付情報が含まれており、
さらに、故障が発生したショベルの機番、故障発生の日付情報、及び故障内容を含む故障情報が記憶された故障情報記憶装置を有し、
前記処理装置は、前記入力装置から入力された複数のサンプルと、前記故障情報記憶装置に記憶されている前記故障情報とを、前記機番及び前記日付情報に基づいて関連付けることにより、前記故障時サンプルを生成する請求項3に記載のショベルの管理装置。 - 前記処理装置は、
前記複数の変数から選択される前記着目変数の組み合わせを変えながら、前記評価モデルを用いて、前記故障時サンプルの評価を繰り返し行うことにより、前記着目変数の組み合わせを決定する請求項3または4に記載のショベルの管理装置。 - 前記処理装置は、前記故障時のサンプルの評価を繰り返し行う処理において、
染色体の複数の遺伝子を、それぞれ前記複数の変数に対応付け、
各遺伝子の値を、当該遺伝子に対応する変数の「採用」、「非採用」に対応する2値のうちいずれかで表し、
遺伝子の値の組み合わせが異なる複数の染色体を含む初期解を生成し、
終了条件を満たすまで、前記染色体に、評価、選択、交叉、突然変異を施すことにより、染色体の世代を更新し、
最終世代の染色体に基づいて、前記着目変数の組み合わせを決定する請求項5に記載のショベルの管理装置。 - 前記染色体の世代を更新するときの前記評価を行うときに、
前記標準サンプル群のサンプルに基づいて、当該染色体において「採用」の値が設定されている遺伝子に対応する変数を用いて単位空間を作成し、
前記単位空間の中心から前記故障時サンプルまでのマハラノビス距離を算出し、
算出されたマハラノビス距離に基づいて、前記染色体の前記評価を行う請求項6に記載のショベルの管理装置。 - 前記故障時サンプルが複数準備されており、
複数の故障時サンプルの各々について前記マハラノビス距離を算出し、
閾値を超えたマハラノビス距離が算出された故障時サンプルの個数に基づいて、染色体の前記評価を行う請求項7に記載のショベルの管理装置。 - 前記入力装置に、複数のショベルから前記検出値が入力され、
前記処理装置は、
前記複数の変数から一部の変数を選択して前記着目変数とするときに、ショベルの個体ごとに、前記着目変数を選定し、
ショベルの個体ごとに選定された前記着目変数から、前記着目変数として選定された頻度の多い変数を優先的に、共通着目変数として採用し、
前記評価対象サンプルの評価を行うときに、前記共通着目変数を用いた評価モデルにより、評価を行う請求項2乃至8のいずれか1項に記載のショベルの管理装置。 - 前記処理装置は、
ショベルの個体ごとに選定された前記着目変数から、前記着目変数として選定された頻度の多い順番に、複数の変数を、前記共通着目変数として採用する請求項9に記載のショベルの管理装置。 - ショベルの稼働状態または周囲の環境に依存する複数の変数の検出値を各々が含む複数のサンプルから、前記変数の検出値が類似する一部のサンプルを抽出して標準サンプル群とする工程と、
ショベルから、前記変数の検出値を、評価対象サンプルとして収集する工程と、
前記評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価する工程と
を有するショベルの異常検出方法。 - さらに、前記複数の変数から一部の変数を選択して着目変数とする工程を有し、
前記評価対象サンプルを、前記標準サンプル群に基づいて評価するときに、前記着目変数を用いた評価モデルにより、前記評価対象のサンプルの評価を行う請求項11に記載のショベルの異常検出方法。 - さらに、
ショベルの故障時に収集された前記複数の変数の検出値からなる故障時サンプルを、前記評価モデルで評価する工程と、
前記故障時サンプルの評価結果に基づいて、前記複数の変数から選択する前記着目変数を決定する工程と
を含む請求項12に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記複数の変数には、ショベルの個体を識別する機番、及び日付情報が含まれており、
さらに、故障が発生したショベルの機番、故障発生の日付情報、及び故障内容を含む故障情報と、ショベルから収集された複数のサンプルとを、前記機番及び前記日付情報に基づいて関連付けることにより、前記故障時サンプルを生成する工程を含む請求項13に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記複数の変数から一部の変数を選択して着目変数とする工程が、
前記複数の変数から選択される前記着目変数の組み合わせを変えながら、前記評価モデルを用いて、前記故障時サンプルの評価を繰り返し行うことにより、前記着目変数の組み合わせを決定する工程を含む請求項13または14に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記故障時のサンプルの評価を繰り返し行う工程が、
染色体の複数の遺伝子を、それぞれ前記複数の変数に対応付ける工程と、
各遺伝子の値を、当該遺伝子に対応する変数の「採用」、「非採用」に対応する2値のうちいずれかで表すことにより、前記遺伝子の値の組み合わせが異なる複数の染色体を含む初期解を生成する工程と、
終了条件を満たすまで、前記染色体に、評価、選択、交叉、突然変異を施すことにより、染色体の世代を更新する工程と、
最終世代の染色体に基づいて、前記着目変数の組み合わせを決定する工程と
を含む請求項15に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記染色体の世代を更新する工程は、
前記標準サンプル群のサンプルに基づいて、当該染色体において「採用」の値が設定されている遺伝子に対応する変数を用いて単位空間を作成する工程と、
前記単位空間の中心から前記故障時サンプルまでのマハラノビス距離を算出する工程と、
算出されたマハラノビス距離に基づいて、前記染色体の前記評価を行う工程と
を含む請求項16に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記故障時サンプルが複数準備されており、
前記マハラノビス距離を算出する工程において、複数の前記故障時サンプルの各々について前記マハラノビス距離を算出し、
前記染色体の評価を行う工程において、閾値を超えたマハラノビス距離が算出された故障時サンプルの個数に基づいて、前記染色体の前記評価を行う請求項17に記載のショベルの異常検出方法。 - 前記複数の変数から一部の変数を選択して前記着目変数とする工程が、
ショベルの個体ごとに、前記着目変数を選定する工程と、
ショベルの個体ごとに選定された前記着目変数から、前記着目変数として選定された頻度の多い変数を優先的に、共通着目変数として採用する工程と
を含み、
前記評価対象サンプルの評価を行う工程において、前記共通着目変数を用いた評価モデルにより評価を行う請求項12乃至18のいずれか1項に記載のショベルの異常検出方法。 - ショベルの個体ごとに選定された前記着目変数から、前記着目変数として選定された頻度の多い変数を優先的に、前記共通着目変数として採用する工程において、前記着目変数として選定された頻度の多い順番に、複数の変数を、前記共通着目変数として採用する請求項19に記載のショベルの異常検出方法。
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