JP2019133550A - 障害分類装置、障害分類方法及び障害分類プログラム - Google Patents

障害分類装置、障害分類方法及び障害分類プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】制御装置がアラームを発生しない場合であっても、障害の要因を特定できる障害分類装置、障害分類方法及び障害分類プログラムを提供する。【解決手段】障害分類装置１は、機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得部１２と、過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得部と、構成部品と対策部品とをマッチングすることにより、障害単位に対して１又は複数の現象の情報を関連付けて記憶する関連付け部１３と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、機械の障害箇所を特定するための障害分類装置、障害分類方法及び障害分類プログラムに関する。
従来、工作機械、ロボット、射出成形機等の機械に障害が発生した場合、この機械を制御する制御装置（例えば、Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ（ＣＮＣ））が制御装置内部のエラーを検出、又は機械の機構部に発生した問題をモータの過負荷等で検知し、アラームを出力していた。障害追跡には、このアラーム情報が有用であり、障害発生の多くの要因をクラスタリングする役目を果たしていた。
また、現在起きている障害を解決するために、蓄積されている過去の障害レポートから、キーワード検索により情報を取得する場合もある。
キーワード検索の手法として、例えば、特許文献１には、検索の絞り込みを望ましい方向へ導くために、文書群に存在するキーワードの累計数が多い順に、絞り込みキーワードの候補をガイダンス表示する手法が提案されている。
特開平５−３１４１８２号公報
しかしながら、機械の障害の中には、制御装置が検知できずアラームを発生しない場合もある。この場合には、障害の要因として考えられる箇所が多く障害追跡に時間が掛かるという課題があった。
また、過去の障害レポートから現象を検索したとしても、同様に、機械の機構部が備える数多くの部位から障害箇所を特定することは難しかった。
本発明は、制御装置がアラームを発生しない場合であっても、障害の要因を特定できる障害分類装置、障害分類方法及び障害分類プログラムを提供することを目的とする。
（１） 本発明に係る障害分類装置（例えば、後述の障害分類装置１）は、機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得部（例えば、後述の障害単位取得部１２）と、過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得部（例えば、後述の障害履歴取得部１１）と、前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付け部（例えば、後述の関連付け部１３）と、を備える。
（２） （１）に記載の障害分類装置は、前記現象の情報に含まれる障害キーワードを、前記関連付け部により関連付けられた前記障害単位毎の特徴データとして抽出する特徴抽出部（例えば、後述の特徴抽出部１４）を備え、前記関連付け部は、前記障害単位に対して１又は複数の前記特徴データを関連付けて記憶してもよい。
（３） （１）又は（２）に記載の障害分類装置は、検索キーワードを含んだ検索要求を受け付ける検索受付部（例えば、後述の検索受付部１５）と、前記検索キーワードに基づいて前記現象の情報を検索し、関連付けられている前記障害単位を出力する検索実行部（例えば、後述の検索実行部１６）と、を備えてもよい。
（４） （３）に記載の障害分類装置において、前記検索受付部は、前記検索要求に含まれる特徴データを、前記検索キーワードとして抽出してもよい。
（５） 本発明に係る障害分類方法は、機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得ステップと、過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得ステップと、前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付けステップと、をコンピュータが実行する。
（６） 本発明に係る障害分類プログラムは、機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得ステップと、過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得ステップと、前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付けステップと、をコンピュータに実行させるためのものである。
本発明によれば、制御装置がアラームを発生しない場合であっても、障害の要因を特定できる。
実施形態に係る障害分類装置の機能構成を示すブロック図である。 実施形態に係る障害分類方法が対象とする機械の構成例を示す図である。 実施形態に係る障害履歴データの一例を示す図である。 実施形態に係る障害単位の定義例を示す図である。 実施形態に係る障害単位を定義したデータセットを例示する図である。 実施形態に係る現象コードが付加された障害履歴データベースを例示する図である。 実施形態に係る障害履歴データベースを、現象コードによりソートした例である。 実施形態に係る特徴データに基づく障害履歴データベースを例示する図である。 実施形態に係る障害分類装置における検索処理を例示するフローチャートである。
以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
図１は、本実施形態に係る障害分類装置１の機能構成を示すブロック図である。
障害分類装置１は、サーバ装置又はＰＣ等の情報処理装置（コンピュータ）であり、制御部１０及び記憶部２０を備える。さらに、障害分類装置１は、各種データの入出力デバイス及び通信デバイス等を備え、ユーザからの検索キーワードの入力に基づいて、記憶部２０のデータベースを検索し、検索結果を出力する。
制御部１０は、障害分類装置１の全体を制御する部分であり、記憶部２０に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、本実施形態における各種機能を実現している。制御部１０は、ＣＰＵであってよい。
記憶部２０は、ハードウェア群を障害分類装置１として機能させるための各種プログラム、及び各種データ等の記憶領域であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ又はハードディスク（ＨＤＤ）等であってよい。具体的には、記憶部２０は、本実施形態の各機能を制御部１０に実行させるための障害分類プログラムの他、検索対象として構築された障害履歴データベース２１等を記憶する。なお、障害履歴データベース２１は、障害分類装置１の外部に設けられ、障害分類装置１との通信により読み書きが行われてもよい。
制御部１０は、障害履歴取得部１１と、障害単位取得部１２と、関連付け部１３と、特徴抽出部１４と、検索受付部１５と、検索実行部１６とを備え、これらの各機能部により、機械の現象情報に基づいて障害を分類し、要因を特定する。
図２は、本実施形態に係る障害分類方法が対象とする機械の構成例を示す図である。
機械は制御部と機構部とに分類され、制御部では、制御装置（ＣＮＣ）が検出するアラーム番号及びアラームの内容を表示装置に表示し、オペレータに状況を通知する。
また、機構部で発生した障害は、サーボアンプを介して駆動される機構部のモータの状況を制御装置が監視し、モータに対する過電流アラーム、又は過負荷アラーム等を制御装置が出力する。
しかしながら、機械の動作に大きな支障を来す障害の場合には、アラームの出力が期待できるが、モータから機構部内の各部位への動力の伝達が間接的であるために、モータからのフィードバックで機構部に発生した障害を検知できない場合も多い。この場合、機構部で発生する振動又は異音等をオペレータが発見し、機械の各要素を１つ１つ確認しながら障害箇所を探索していた。
障害履歴取得部１１は、過去に機械に発生した様々な障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する。
図３は、本実施形態に係る障害履歴データの一例を示す図である。
障害履歴データでは、過去に発生した障害の現象を説明する「テーブル付近からガガと音がする」等の記述に対して、障害を解消するための対策部品の番号が対応付けられている。また、この例では、発生した障害に対して制御装置（ＣＮＣ）がアラームを出力した場合に、アラーム番号が記録されている。
障害単位取得部１２は、機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する。
障害単位は、機械の機構部において発生する障害の調査及び対策を行う単位であり、障害原因を分離できない１又は複数の構成部品からなる障害単位が機械の設計時に複数設定される。
図４は、本実施形態に係る障害単位の定義例を示す図である。
例えば、工作機械の機構部は、以下のような障害単位に分割される。
・Ｍ００１： 工作機械を駆動するモータ、及びモータの回転位置をフィードバックするパルスコーダ等を含む箇所。
・Ｃ００１： モータからボールネジ等へ動力を伝達するための接続部である継手等を含む箇所。
・Ｂ００１： テーブルを位置決めするため、継手を介してモータにより駆動されるボールネジ、ボールナット、ベアリングの他、グリスを自動又は手動で供給する給脂場所等を含む箇所。
・Ｔ００１： テーブル、リニアモーションガイド（ＬＭガイド）の他、グリスを自動又は手動で供給する給脂場所等を含む箇所。
図５は、本実施形態に係る障害単位を定義したデータセットを例示する図である。
データセットには、障害単位を示す識別子である現象コードに対して、障害単位を構成する部品番号及び部品名が登録されている。
また、この例では、現象コード毎に、障害の要因及び対処手順等を通知するための現象メッセージが登録されている。
関連付け部１３は、現象コードに対応付けられた構成部品と、障害履歴の対策部品とをマッチングすることにより、現象コード（障害単位）に対して１又は複数の現象の情報を関連付けて、記憶部２０の障害履歴データベース２１に記憶する。
図６は、本実施形態に係る現象コードが付加された障害履歴データベースを例示する図である。
この例では、図３の各障害履歴データに対して、それぞれ現象コードが付加されている。この障害履歴データベース２１により、障害の現象又はアラームに基づいて、現象コードを特定することができ、障害単位が特定される。
ここで、障害履歴データベース２１の形式は、これには限られず、効率的な検索を実現するための改変が可能である。
関連付け部１３は、１つの現象コードに対して、障害の現象を示す１又は複数の特徴データを関連付けて障害履歴データベース２１に記憶してもよい。
特徴抽出部１４は、現象情報に含まれる障害キーワードを、関連付け部１３により関連付けられた現象コード毎の特徴データとして抽出する。
ここで、障害キーワードの抽出方法は、限定されるものではなく、例えば、「特願２０１７−１５９９９０」において提案した形態素解析を用いる手法が適用可能である。このとき、抽出対象外として除外される不要語、及び同義としてまとめられる類義語（シソーラス）等の各種データベースが参照され、障害キーワードが決定されてよい。
図７は、本実施形態に係る障害履歴データベース２１を、現象コードによりソートした例である。
このように、同一の現象コードに対して、複数の現象情報及び対策部品が対応付けられる。
図８は、本実施形態に係る特徴データに基づく障害履歴データベース２１を例示する図である。
現象コードに対応付けられた現象の記述から特徴抽出部１４により障害キーワードが抽出され、この障害キーワードが現象を示す特徴データとして、障害履歴データベース２１に格納される。
ここで、図中の障害キーワード及び対策部品に付与された数字は、現象コードが同一の障害履歴における出現回数を示す。
検索受付部１５は、検索キーワードを含んだ障害履歴データベース２１の検索要求を受け付ける。
検索要求は、１又は複数のキーワードの入力により行われてもよいが、オペレータが観測した現象を説明する文が入力されてもよい。この場合、検索受付部１５は、説明文に含まれる特徴データを検索キーワードとして抽出する。
ここで、検索キーワードの抽出方法を、障害キーワードの抽出方法と共通にすることにより、両方のキーワードが整合し、検索精度が向上する。
検索実行部１６は、検索キーワードに基づいて障害履歴データベース２１の現象情報を検索し、関連付けられている現象コード（障害単位）を出力する。
さらに、検索実行部１６は、図５に示した障害単位の定義から、現象コードに対応する現象メッセージを出力してもよい。
なお、検索時のキーワードマッチングは、例えば、障害キーワードの出現回数に応じた重み付けがされてもよい。
図９は、本実施形態に係る障害分類装置１における検索処理を例示するフローチャートである。
ステップＳ１において、検索受付部１５は、機械に発生した現象を説明する文の入力を検索要求として受け付ける。
ステップＳ２において、検索受付部１５は、検索要求として入力された文を形態素解析し、特徴データを検索キーワードとして抽出する。
ステップＳ３において、検索実行部１６は、検索キーワードと障害履歴データベース２１の障害キーワードとをマッチングし、検索要求と類似した障害履歴が存在するか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、処理はステップＳ４に移り、判定がＮＯの場合、処理は終了する。
ステップＳ４において、検索実行部１６は、検索した類似の障害履歴に付与されている現象コードを抽出する。
ステップＳ５において、検索実行部１６は、抽出した現象コードと、この現象コードに対応する現象メッセージとを出力する。
本実施形態によれば、障害分類装置１は、障害単位及び構成部品を対応付けたデータセットと、障害の現象及び対策部品を対応付けた障害履歴とを取得し、構成部品と対策部品とをマッチングすることにより、障害単位に対して１又は複数の現象情報を関連付ける。
これにより、障害分類装置１は、障害の現象を障害単位でクラスタリングできるため、現象に基づいて障害単位を出力することが可能となり、機械の制御装置がアラームを発生しない場合であっても、障害の要因である機構部の箇所を特定できる。
この結果、障害箇所の特定が容易になり、障害追跡に要する時間が短縮される。
障害分類装置１は、障害単位毎に、障害の現象情報を特徴付ける障害キーワードを抽出するので、現象と障害単位との関連が明確になり、障害の要因をより確実に特定できる。
さらに、障害分類装置１は、検索キーワードを含む検索要求を受け付けることにより、障害履歴データベース２１を検索し、障害単位を特定して対策手順等の関連メッセージを出力することができる。
また、障害分類装置１は、検索要求に含まれる特徴データを検索キーワードとして抽出することにより、キーワードマッチングによる効率的な検索処理を実行でき、ユーザの利便性を高めると共に、より確実に障害の要因を特定して出力できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
障害分類装置１による障害分類方法は、ソフトウェアにより実現される。ソフトウェアによって実現される場合には、このソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ（障害分類装置１）にインストールされる。また、これらのプログラムは、リムーバブルメディアに記録されてユーザに配布されてもよいし、ネットワークを介してユーザのコンピュータにダウンロードされることにより配布されてもよい。
１ 障害分類装置
１０ 制御部
１１ 障害履歴取得部
１２ 障害単位取得部
１３ 関連付け部
１４ 特徴抽出部
１５ 検索受付部
１６ 検索実行部
２０ 記憶部
２１ 障害履歴データベース

Claims (6)

  1. 機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得部と、
    過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得部と、
    前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付け部と、を備える障害分類装置。
  2. 前記現象の情報に含まれる障害キーワードを、前記関連付け部により関連付けられた前記障害単位毎の特徴データとして抽出する特徴抽出部を備え、
    前記関連付け部は、前記障害単位に対して１又は複数の前記特徴データを関連付けて記憶する請求項１に記載の障害分類装置。
  3. 検索キーワードを含んだ検索要求を受け付ける検索受付部と、
    前記検索キーワードに基づいて前記現象の情報を検索し、関連付けられている前記障害単位を出力する検索実行部と、を備える請求項１又は請求項２に記載の障害分類装置。
  4. 前記検索受付部は、前記検索要求に含まれる特徴データを、前記検索キーワードとして抽出する請求項３に記載の障害分類装置。
  5. 機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得ステップと、
    過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得ステップと、
    前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付けステップと、をコンピュータが実行する障害分類方法。
  6. 機械の障害単位と１又は複数の構成部品とを対応付けたデータセットを取得する障害単位取得ステップと、
    過去に発生した障害の現象及び対策部品を含む障害履歴を取得する障害履歴取得ステップと、
    前記構成部品と前記対策部品とをマッチングすることにより、前記障害単位に対して１又は複数の前記現象の情報を関連付けて記憶する関連付けステップと、をコンピュータに実行させるための障害分類プログラム。
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