JP2015064766A - 携帯端末および機器診断方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】機器の異常の有無を監視する際のコストや手間を低減する。
【解決手段】診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する機器特定情報取得部１１と、機器を備える設備に関する設備情報を管理する管理装置２０から、機器特定情報取得部１１により取得された機器特定情報に対応する設備情報を取得する設備情報取得部１２と、設備情報取得部１２により取得された設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて機器の診断データを収集する診断データ収集部１３と、設備情報取得部１２により取得された設備情報に含まれる機器の正常時データと診断データ収集部１３により収集された診断データとを比較して、機器における異常の有無を判定する判定部１４と、判定部１４により判定された結果を出力する出力部１５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末および機器診断方法に関する。
生産プロセスを管理する現場では、プラント内に多数の機器（例えばセンサ機器やバルブポジショナ等のデバイス）を配置してプロセスを管理している。プロセスを正常に維持するためには、プラント内に配置した機器が正常に動作することが前提となる。したがって、機器に異常が発生した場合には、早急に対処する必要がある。下記特許文献１には、機器の状態を監視し、異常の有無を判定する異常監視装置が開示されている。
特開２００３−２１５５５号公報
上記特許文献１に記載の異常監視装置は、現場に配置した機器ごとに異常監視装置を設置して監視する必要があるため、機器の異常の有無を監視するには、コストや手間がかかってしまう。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、機器の異常の有無を監視する際のコストや手間を低減することができる携帯端末および機器診断方法を提供することを目的とする。
本発明に係る携帯端末は、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する機器特定情報取得部と、前記機器を備える設備に関する設備情報を管理する管理装置から、前記機器特定情報取得部により取得された前記機器特定情報に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得部と、前記設備情報取得部により取得された前記設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて前記機器の診断データを収集する診断データ収集部と、前記設備情報取得部により取得された前記設備情報に含まれる前記機器が正常である時に収集される正常時データと前記診断データ収集部により収集された前記診断データとを比較して、前記機器における異常の有無を判定する判定部と、前記判定部により判定された結果を出力する出力部と、を備える。
また、本発明に係る機器診断方法は、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する機器特定情報取得ステップと、前記機器を備える設備に関する設備情報を管理する管理装置から、前記機器特定情報取得ステップにおいて取得された前記機器特定情報に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得ステップと、前記設備情報取得ステップにおいて取得された前記設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて前記機器の診断データを収集する診断データ収集ステップと、前記設備情報取得ステップにおいて取得された前記設備情報に含まれる前記機器が正常である時に収集される正常時データと前記診断データ収集ステップにおいて収集された前記診断データとを比較して、前記機器における異常の有無を判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて判定された結果を出力する出力ステップと、を含む。
かかる構成を採用することで、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得し、この機器特定情報に対応する設備情報を管理装置から取得することができ、取得した設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて機器の診断データを収集し、設備情報に含まれる機器の正常時データと、収集した診断データとを比較して、機器における異常の有無を判定し、その判定結果を出力することが可能となる。
上記機器特定情報は、前記機器を識別する機器識別情報、または前記機器が設置されている位置を示す位置情報のいずれかである、こととしてもよい。
上記設備情報取得部は、前記機器特定情報が前記位置情報である場合に、当該位置情報が示す位置および当該位置の周辺に設置されている前記設備に対応する前記設備情報を取得する、こととしてもよい。
上記設備情報取得部は、前記位置情報に対応する前記設備情報が複数存在する場合には、当該複数の前記設備情報のいずれかを選択するようにユーザに促し、ユーザにより選択指示された前記設備情報を取得する、こととしてもよい。
上記判定部は、前記正常時データと前記診断データとの差異が、異常を示す値である場合に、前記機器に異常があると判定する、こととしてもよい。
本発明によれば、機器の異常の有無を監視する際のコストや手間を低減することができる携帯端末および機器診断方法を提供することができる。
実施形態における携帯端末を含む機器診断システムの構成を例示する図である。 実施形態における携帯端末を含む機器診断システムの動作を説明するためのフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
図１は、本発明の実施形態における携帯端末を含む機器診断システムの概略構成を例示する図である。図１に示すように、機器診断システム１は、携帯端末１０と、管理装置２０と、を備える。
管理装置２０は、プラント内に配置される機器に関する機器情報や、機器を備える設備に関する設備情報を管理する装置である。プラント内に配置される機器としては、例えば、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信機能を搭載する機器や、ファウンデーションフィールドバス（Foundation（登録商標） Fieldbus; ＦＦ）技術に対応する機器が該当する。具体的には、流量や圧力、温度等を検出する各種センサ機器、流量制御弁や圧力制御弁等の各種バルブを制御するバルブポジショナ、ポンプやファン等を動作させる各種アクチュエータ等を、機器として用いることができる。
機器情報としては、例えば、機器を特定する機器ＩＤ、機器に設定する各種パラメータの値等が該当する。設備情報としては、例えば、設備を特定する設備ＩＤ、設備に含まれる機器を特定する機器ＩＤ、設備の保全履歴データ、設備の故障履歴データ、機器診断時の正常時データ、診断データのデータ種別等が該当する。機器情報や設備情報は、データベース（以下、「ＤＢ」という。）に格納して管理される。
携帯端末１０は、管理装置２０と通信可能なモバイル端末であり、携帯端末１０として、例えば、スマートフォン、携帯電話機、携帯情報端末等の携帯可能な端末を用いることができる。本実施形態における携帯端末１０は、診断対象となる機器を識別する機器識別情報を管理装置２０に送信し、この機器識別情報に対応する設備情報を管理装置２０から取得するとともに、診断対象となる機器から収集した診断データと、管理装置２０から取得した設備情報に含まれる正常時データとを比較し、診断対象となる機器の異常の有無を診断する。正常時データは、診断対象となる機器が正常である時に収集される診断データである。
診断データは、診断対象となる機器から収集可能なデータであり、機器の正常時と機器の異常時とでデータ内容に差が生じ得るデータである。診断データとしては、例えば、画像データや、動画データ、音声データ、超音波データ、振動データ、熱データ、音圧データ等が該当する。
以下に、このような携帯端末１０の機能構成について説明する。図１に示すように、携帯端末１０は、機能的には、例えば、機器特定情報取得部１１と、設備情報取得部１２と、診断データ収集部１３と、判定部１４と、出力部１５と、を有する。
機器特定情報取得部１１は、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報として、機器を識別する機器識別情報を機器から取得する。本実施形態では、例示的に、機器識別情報をデータとして組み込んだＡＲマーカやＱＲコード(登録商標)、バーコード等を機器に貼り付ける等する。これにより、機器特定情報取得部１１は、携帯端末１０に搭載されたカメラで読み取ったＡＲマーカやＱＲコード（登録商標）、バーコード等を含む画像を認識することで、機器識別情報を取得することができる。
設備情報取得部１２は、機器特定情報取得部１１により取得された機器特定情報に対応する設備情報を管理装置２０から取得する。
診断データ収集部１３は、設備情報取得部１２により取得された設備情報に含まれる診断データのデータ種別に基づいて、診断対象となる機器から診断データを収集する際に用いるデータ収集装置を決定する。診断データ収集部１３は、決定したデータ収集装置を用いて、診断対象となる機器から診断データを収集する。
診断データのデータ種別としては、例えば、画像データや、動画データ、音声データ、超音波データ、振動データ、熱データ、音圧データが該当する。データ収集装置としては、例えば、データ種別が画像データや動画データである場合には、携帯端末１０に搭載されたカメラを用いることができ、データ種別が音声データである場合には、携帯端末１０に搭載されたマイクを用いることができる。また、データ種別が振動データである場合には、携帯端末１０に搭載された加速度センサを用いることができる。なお、データ収集装置が携帯端末１０に搭載されていない場合には、データ種別に応じたデータ収集装置を携帯端末１０に接続するようにユーザに促し、携帯端末１０に接続されたデータ収集装置を用いて診断データを収集すればよい。
判定部１４は、設備情報取得部１２により取得された設備情報に含まれる正常時データと診断データ収集部１３により収集された診断データとを比較して、機器における異常の有無を判定する。
判定部１４は、正常時データと診断データとの差異が、異常を示す値である場合に、機器に異常があると判定する。機器に異常があるか否かの判定は、例えば、以下のように判定することができる。正常時データと診断データとの類似度を算出し、この算出した類似度と、異常の有無を判定する際の基準となる閾値とを比較して、機器に異常があるか否かを判定する。
例示的に、機器から収集した稼動音の音響振動波形をスペクトル解析し、正常時における特定の周波数成分のピークと、診断時における特定の周波数成分のピークとの類似度を算出し、異常の有無を判定することとしてもよい。また、正常時における周波数成分のピークの組み合わせと、診断時における周波数成分のピークの組み合わせとの類似度を算出し、異常の有無を判定することとしてもよい。これらの場合、判定部１４は、類似度が、正常であることを示す閾値以上である場合には、機器に異常が無いと判定し、類似度が、正常であることを示す閾値未満である場合には、機器に異常が有ると判定する。
また、正常時における稼動音の音響振動波形の逆フィルタを診断時における稼動音の音響振動波形に作用させて残差信号を求め、残差信号を解析することで、機器の異常の有無を判定することとしてもよい。さらに、正常時における稼動音の複数の音響振動波形に基づいて、何れかの逆フィルタを複数の音響振動波形に作用させて求めた複数の残差信号により正常時の統計的変量を求め、正常時における稼動音の何れかの音響振動波形の逆フィルタを診断時における稼動音の複数の音響振動波形に作用させて求めた複数の残差信号により診断時の統計的変量を求め、それら正常時の統計的変量と診断時の統計的変量との間で、例えば、Ｆ検定やｔ検定等の手法による検定（推定）を行うことで、機器の異常の有無を判定することとしてもよい。
出力部１５は、判定部１４により判定された診断結果を出力する。診断結果は、例えば、診断データをグラフ表示して携帯端末１０の表示画面等に表示してもよいし、診断データを音声にして携帯端末１０のスピーカ等から出力してもよい。上記出力する診断結果には、正常時データを含ませてもよく、この場合には、例えば、診断データと正常時データとを比較したグラフや音声を出力することとしてもよい。また、出力部１５は、診断対象となる機器ＩＤと診断データとを含む診断結果を管理装置２０に送信する。
次に、図２を参照して、実施形態における携帯端末１０を含む機器診断システム１の動作について説明する。
最初に、ユーザが携帯端末１０を操作して、診断アプリケーションを起動する（ステップＳ１０１）。
続いて、携帯端末１０の機器特定情報取得部１１は、例えば、診断対象となる機器に付加されたＡＲマーカをカメラで読み取ることで、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する（ステップＳ１０２）。
続いて、携帯端末１０の設備情報取得部１２は、上記ステップＳ１０２で取得した機器特定情報を管理装置２０に送信し（ステップＳ１０３）、当該機器特定情報に対応する設備情報を携帯端末１０に送信するように、管理装置２０に要求する。
続いて、管理装置２０は、携帯端末１０から受信した機器特定情報に対応する設備情報をＤＢから抽出し、その抽出した設備情報を携帯端末１０に送信する（ステップＳ１０４）。
続いて、携帯端末１０の診断データ収集部１３は、管理装置２０から取得した設備情報に含まれる診断データのデータ種別に基づいてデータ収集装置を決定する（ステップＳ１０５）。
続いて、携帯端末１０の診断データ収集部１３は、上記ステップＳ１０５で決定したデータ収集装置を用いて、診断対象となる機器から診断データを収集する（ステップＳ１０６）。
続いて、携帯端末１０の判定部１４は、管理装置２０から取得した設備情報に含まれる正常時データと、上記ステップＳ１０６で収集した診断データとを比較して、機器における異常の有無を判定する（ステップＳ１０７）。
続いて、携帯端末１０の出力部１５は、上記ステップＳ１０７で判定した結果を含む診断結果を表示部に表示する（ステップＳ１０８）とともに、機器ＩＤを付加した診断結果を管理装置２０に送信する（ステップＳ１０９）。
続いて、管理装置２０は、携帯端末１０から受信した診断結果に基づいて、ＤＢに格納されている設備情報を更新し、その更新結果を示す更新ステータスを携帯端末１０に送信する（ステップＳ１１０）。
上述してきたように、実施形態における携帯端末１０を含む機器診断システム１によれば、機器特定情報取得部１１を有することで、診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を、診断対象となる機器から取得することができ、設備情報取得部１２することで、機器から取得した機器特定情報に対応する設備情報を管理装置２０から取得することができ、診断データ収集部１３を有することで、管理装置２０から取得した設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて機器の診断データを収集することができ、判定部１４を有することで、設備情報に含まれる機器の正常時データと、収集した診断データとを比較して、診断対象となる機器における異常の有無を判定することができ、出力部１５を有することで、判定結果を出力することが可能となる。
したがって、実施形態における携帯端末１０を含む機器診断システム１によれば、ユーザが所持する携帯端末１０に搭載されているカメラやマイク、センサ等のデータ収集機能を利用して、工場やプラント等の現場に配置されている機器の異常の有無を簡易に診断することができるため、診断時のコストを低減し、手間を軽減することが可能となる。
それゆえに、実施形態における携帯端末１０を含む機器診断システム１によれば、機器の異常の有無を監視する際のコストを低減し、手間を軽減することが可能となる。
なお、上述した実施形態では、機器特定情報取得部１１が、機器特定情報として、機器識別情報を取得しているが、機器特定情報は、機器識別情報に限定されない。機器特定情報は、機器を特定することが可能な情報であればよく、例えば、機器が設置されている位置を示す位置情報であってもよい。
この場合、機器特定情報取得部１１は、携帯端末１０に搭載されたＧＰＳ機能や地図データを用いて特定することができる携帯端末１０の現在位置を含む位置情報を、機器特定情報として取得すればよい。さらに、設備情報取得部１２は、位置情報に対応する設備情報として、位置情報が示す現在位置および当該現在位置の周辺（例えば現在位置を中心とする半径１０メートルの範囲内）に設置されている設備に関する設備情報を管理装置２０から取得する。
上記現在位置の周辺としては、例えば、ＧＰＳ機能の測定誤差を考慮して、携帯端末１０の現在位置が確実に含まれ得る範囲を設定することができる。また、設備情報取得部１２は、管理装置２０から取得できる設備情報が複数存在する場合には、それら複数の設備情報のいずれかを選択するようにユーザに促し、ユーザにより選択指示された設備情報を管理装置２０から取得することとしてもよい。
１…機器診断システム
１０…携帯端末
１１…機器特定情報取得部
１２…設備情報取得部
１３…診断データ収集部
１４…判定部
１５…出力部
２０…管理装置

Claims (6)

  1. 診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する機器特定情報取得部と、
    前記機器を備える設備に関する設備情報を管理する管理装置から、前記機器特定情報取得部により取得された前記機器特定情報に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得部と、
    前記設備情報取得部により取得された前記設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて前記機器の診断データを収集する診断データ収集部と、
    前記設備情報取得部により取得された前記設備情報に含まれる前記機器が正常である時に収集される正常時データと前記診断データ収集部により収集された前記診断データとを比較して、前記機器における異常の有無を判定する判定部と、
    前記判定部により判定された結果を出力する出力部と、
    を備えることを特徴とする携帯端末。
  2. 前記機器特定情報は、前記機器を識別する機器識別情報、または前記機器が設置されている位置を示す位置情報のいずれかである、ことを特徴とする請求項１記載の携帯端末。
  3. 前記設備情報取得部は、前記機器特定情報が前記位置情報である場合に、当該位置情報が示す位置および当該位置の周辺に設置されている前記設備に対応する前記設備情報を取得する、ことを特徴とする請求項２記載の携帯端末。
  4. 前記設備情報取得部は、前記位置情報に対応する前記設備情報が複数存在する場合には、当該複数の前記設備情報のいずれかを選択するようにユーザに促し、ユーザにより選択指示された前記設備情報を取得する、ことを特徴とする請求項３記載の携帯端末。
  5. 前記判定部は、前記正常時データと前記診断データとの差異が、異常を示す値である場合に、前記機器に異常があると判定する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の携帯端末。
  6. 診断対象となる機器を特定するための機器特定情報を取得する機器特定情報取得ステップと、
    前記機器を備える設備に関する設備情報を管理する管理装置から、前記機器特定情報取得ステップにおいて取得された前記機器特定情報に対応する前記設備情報を取得する設備情報取得ステップと、
    前記設備情報取得ステップにおいて取得された前記設備情報に含まれるデータ種別に対応するデータ収集装置を用いて前記機器の診断データを収集する診断データ収集ステップと、
    前記設備情報取得ステップにおいて取得された前記設備情報に含まれる前記機器が正常である時に収集される正常時データと前記診断データ収集ステップにおいて収集された前記診断データとを比較して、前記機器における異常の有無を判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにおいて判定された結果を出力する出力ステップと、
    を含むことを特徴とする機器診断方法。
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