JP2021140403A - Processing method, diagnosis method of rotary machine, computer program, learning model production method, and diagnosis device - Google Patents

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Abstract

To provide a diagnosis method of a rotary machine capable of highly precisely determining a sort of abnormality of the rotary machine, a computer program, a learning model production method, and a diagnosis device.SOLUTION: A diagnosis method of a rotary machine includes: acquiring time-sequential acceleration data time-sequentially recording an acceleration of a vibration measured by a vibration sensor attached to the rotary machine; producing plural sorts of feature data items from the time-sequential acceleration data; inputting the plural sorts of data items to a first learning model that outputs state data representing the state of the vibration when plural sorts of data items out of the time-sequential acceleration data and the plural sorts of feature data items are input; and acquiring the state data output by the first learning model.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定した回転機の振動から回転機の状態を診断する回転機の診断方法、コンピュータプログラム、学習モデル生成方法及び診断装置に関する。 The present invention relates to a rotary machine diagnostic method, a computer program, a learning model generation method, and a diagnostic device for diagnosing the state of the rotary machine from the measured vibration of the rotary machine.

現在、種々の機器で多くの回転機が用いられている。回転機は、例えば、電動機、タービン、内燃機関、送風機、又はポンプ等である。固定不良、芯ずれ、又は破損等の異常が回転機に発生した場合は、回転機に生じる振動が正常時に比べて変化する。回転機に発生する振動を測定し、振動を分析することによって、回転機が正常であるか又は異常であるかを診断することが行われている。例えば、測定された振動を基に、人が診断することが行われている。また、コンピュータにより診断を行う技術も開発されている。特許文献1には、回転機に取り付けた振動センサで振動波形を取得し、振動波形の特徴量を算出し、特徴量からディープラーニングモデルを用いて回転機の軸受を診断する技術が開示されている。更に、特許文献2には、物理モデルを備えたファジー論理ベースエンジンによるターボ機械の異常の根本原因を診断する技術が開示されている。 Currently, many rotating machines are used in various devices. The rotating machine is, for example, an electric motor, a turbine, an internal combustion engine, a blower, a pump, or the like. When an abnormality such as improper fixing, misalignment, or breakage occurs in the rotating machine, the vibration generated in the rotating machine changes as compared with the normal state. By measuring the vibration generated in the rotating machine and analyzing the vibration, it is diagnosed whether the rotating machine is normal or abnormal. For example, a person is diagnosed based on the measured vibration. In addition, a technique for performing diagnosis by a computer has also been developed. Patent Document 1 discloses a technique of acquiring a vibration waveform with a vibration sensor attached to a rotating machine, calculating a feature amount of the vibration waveform, and diagnosing a bearing of the rotating machine from the feature amount using a deep learning model. There is. Further, Patent Document 2 discloses a technique for diagnosing the root cause of an abnormality of a turbomachine by a fuzzy logic-based engine provided with a physical model.

特開2019−132809号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-132809 特開2012−180831号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-180831

回転機には複数種類の異常が発生し得るので、回転機の診断では、発生した異常の種類を判定することが望まれる。コンピュータによる診断では、発生した異常の種類を自動で判定することには限界があるのが現状である。人による回転機の診断では、目視による外観の情報、並びに聴音及び触手による振動の情報等、複数種類の情報を用いて、総合的に診断を行っている。コンピュータによる診断においても、人による診断手法に倣うことにより、より精度良く回転機を診断することができる技術が望まれる。 Since a plurality of types of abnormalities can occur in a rotating machine, it is desirable to determine the type of abnormality that has occurred in the diagnosis of the rotating machine. At present, there is a limit to automatically determining the type of abnormality that has occurred in computer-based diagnosis. In the human diagnosis of the rotating machine, a comprehensive diagnosis is made using a plurality of types of information such as visual appearance information and vibration information by hearing and tentacles. Even in computer-based diagnosis, a technique capable of diagnosing a rotating machine with higher accuracy is desired by following a human-based diagnostic method.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、回転機の異常の種類を精度良く判定することができる回転機の診断方法、コンピュータプログラム、学習モデル生成方法及び診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is a diagnostic method for a rotating machine, a computer program, and a learning model generation capable of accurately determining the type of abnormality of the rotating machine. The purpose is to provide a method and a diagnostic device.

本発明に係る回転機の診断方法は、回転機の診断を行う方法において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得することを特徴とする。 The method for diagnosing a rotating machine according to the present invention is a method for diagnosing a rotating machine by acquiring time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. A plurality of types of feature data are generated from the time-series acceleration data, and when a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input, state data representing the vibration state is output. It is characterized in that the plurality of types of data are input to the first learning model to be used, and the state data output by the first learning model is acquired.

本発明に係る回転機の診断方法は、回転機の診断を行う方法において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを取得し、前記時系列加速度データ又は前記第1特徴データから、第2特徴データを生成し、前記時系列加速度データ、前記第1特徴データ及び前記第2特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に、前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得することを特徴とする。 The method for diagnosing a rotating machine according to the present invention is a method for diagnosing a rotating machine by acquiring time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. The first feature data in which the amount other than the acceleration representing the vibration is recorded in time series is acquired, the second feature data is generated from the time series acceleration data or the first feature data, and the time series acceleration data, the said. When a plurality of types of data among the first feature data and the second feature data are input, the plurality of types of data are input to the first learning model that outputs the state data representing the vibration state. It is characterized in that the state data output by the first learning model is acquired.

本発明に係るコンピュータプログラムは、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program according to the present invention acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to a rotating machine is recorded in time-series, and obtains a plurality of types of feature data from the time-series acceleration data. The plurality of types of data are generated and output to a first learning model that outputs state data representing the state of vibration when a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. Is input, and the computer is made to execute the process of acquiring the state data output by the first learning model.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、前記複数種類の特徴データは、前記振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを含むことを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the plurality of types of feature data include first feature data in which quantities other than acceleration representing the vibration are recorded in time series.

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記第1特徴データは、前記振動の速度を時系列的に記録した時系列速度データ、前記振動の加速度の包絡線を時系列的に記録した時系列包絡線データ、又は前記振動の変位を時系列的に記録した時系列変位データであり、前記時系列加速度データを積分することによって前記時系列速度データを生成する処理、前記時系列加速度データから包絡線を生成することによって、前記時系列包絡線データを生成する処理、又は前記時系列加速度データを2回積分することによって前記時系列変位データを生成する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the first feature data is time-series velocity data in which the vibration velocity is recorded in time series, and time-series envelope data in which the envelope of the vibration acceleration is recorded in time series. , Or the process of generating the time-series velocity data by integrating the time-series acceleration data, which is the time-series displacement data in which the displacement of the vibration is recorded in time series, and the envelope is generated from the time-series acceleration data. By doing so, the computer is made to execute the process of generating the time-series envelope data or the process of generating the time-series displacement data by integrating the time-series acceleration data twice.

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記時系列加速度データの値が所定の第1範囲に含まれている場合、前記時系列速度データの値が所定の第2範囲に含まれている場合、又は前記時系列変位データの値が所定の第3範囲に含まれている場合に、前記回転機は正常であると判定する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the value of the time-series acceleration data is included in the predetermined first range, the value of the time-series velocity data is included in the predetermined second range, or the above. When the value of the time-series displacement data is included in the predetermined third range, the rotating machine is characterized in that the computer further executes a process of determining that it is normal.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、前記複数種類の特徴データは、前記時系列加速度データ若しくは前記第1特徴データから得られる周波数スペクトル、又は前記時系列加速度データ若しくは前記第1特徴データから得られる振幅の確率分布である第2特徴データを含むことを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the plurality of types of feature data are the frequency spectrum obtained from the time-series acceleration data or the first feature data, or the amplitude obtained from the time-series acceleration data or the first feature data. It is characterized by including the second feature data which is a probability distribution.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、前記複数種類の特徴データは、前記時系列加速度データから得られる周波数スペクトル、又は前記時系列加速度データから得られる振幅の確率分布である第2特徴データを含むことを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the plurality of types of feature data include a frequency spectrum obtained from the time series acceleration data or a second feature data which is a probability distribution of amplitude obtained from the time series acceleration data. It is a feature.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、前記第1学習モデルは、前記複数種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応するデータを入力した場合に前記データの特徴ベクトルを出力する複数の畳み込みニューラルネットワークと、前記複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力する全結合ニューラルネットワークとを含んでなることを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the first learning model has a one-to-one correspondence with the plurality of types of data, and a plurality of convolutional neural networks that output a feature vector of the data when the corresponding data is input. It is characterized in that it includes a fully connected neural network that outputs the state data when a plurality of feature vectors output by the plurality of convolutional neural networks are input.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力することを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, the first learning model includes a plurality of sets including a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network, and a plurality of convolutional neural networks included in each set. The network has a one-to-one correspondence with a plurality of specific types of data among the plurality of types of data, and outputs a feature vector of the plurality of specific types of data when the corresponding specific types of data are input. The fully connected neural network included in each set is characterized in that the state data is output when a plurality of feature vectors output by a plurality of convolutional neural networks included in the same set are input.

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記回転機の属性情報を取得し、前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルへ、前記状態データ及び前記属性情報を入力し、前記第2学習モデルが出力する前記要因情報を取得する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program according to the present invention acquires the attribute information of the rotating machine, and when the state data and the attribute information are input, the computer program outputs the factor information related to the factor of the vibration state to the second learning model. It is characterized in that a computer further executes a process of inputting data and the attribute information and acquiring the factor information output by the second learning model.

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記要因情報の内容に応じた前記回転機の診断報告を出力する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program according to the present invention is characterized in that the computer further executes a process of outputting a diagnostic report of the rotating machine according to the content of the factor information.

本発明に係るコンピュータプログラムは、前記要因情報の内容を出力し、前記要因情報の修正を受け付け、受け付けた前記修正に基づいて、前記第2学習モデルを再学習させる処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program according to the present invention outputs the content of the factor information, accepts the correction of the factor information, and causes the computer to further execute a process of re-learning the second learning model based on the received correction. It is characterized by.

本発明に係るコンピュータプログラムは、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記回転機についての診断結果との類似度が所定範囲にある事例を取得し、取得した事例を出力する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 The computer program according to the present invention acquires cases in which the degree of similarity with the diagnosis results for the rotating machine is within a predetermined range from a database that records a plurality of cases including past diagnosis results, and outputs the acquired cases. It is characterized in that the processing is further executed by a computer.

本発明に係る学習モデル生成方法は、回転機に取り付けられた振動センサにより過去に測定された振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから生成される複数種類の特徴データを、複数通り取得し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データについて、前記振動の状態を表した状態データを取得し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データと前記状態データとを訓練データとして、任意の振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから生成される複数種類の特徴データを入力した場合に、前記任意の振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルを、生成することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention includes time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured in the past by a vibration sensor attached to a rotating machine is recorded in time series, and a plurality of methods generated from the time-series acceleration data. A plurality of types of feature data are acquired, and for the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data, state data representing the vibration state is acquired, and the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are acquired. When inputting time-series acceleration data in which the acceleration of an arbitrary vibration is recorded in a time-series manner and a plurality of types of feature data generated from the time-series acceleration data as training data, the arbitrary It is characterized in that a first learning model that outputs state data representing the state of vibration of is generated.

本発明に係る学習モデル生成方法は、物理モデルを利用することなしに、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記時系列加速度データを読み出すことにより、前記時系列加速度データを取得し、前記データベースから前記状態データを読み出すことにより、前記状態データを取得することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention obtains the time-series acceleration data by reading the time-series acceleration data from a database recording a plurality of cases including past diagnosis results without using a physical model. It is characterized in that the state data is acquired by acquiring and reading the state data from the database.

本発明に係る学習モデル生成方法は、回転機に取り付けられた振動センサにより過去に測定された振動の状態を表した状態データ、前記回転機の属性情報、及び前記振動の状態の要因に関する要因情報を、複数通り取得し、複数通りの前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を訓練データとして、任意の回転機の振動の状態を表した状態データ及び前記任意の回転機の属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルを、生成することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention includes state data representing the state of vibration measured in the past by a vibration sensor attached to the rotating machine, attribute information of the rotating machine, and factor information regarding factors of the state of vibration. Is acquired in a plurality of ways, and the state data representing the vibration state of an arbitrary rotating machine and the attribute information of the arbitrary rotating machine are input by using the plurality of ways of the state data, the attribute information and the factor information as training data. A second learning model that outputs factor information regarding the factors of the vibration state is generated.

本発明に係る学習モデル生成方法は、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を読み出すことにより、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を取得することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention reads the state data, the attribute information, and the factor information from a database that records a plurality of cases including past diagnosis results, thereby reading the state data, the attribute information, and the above. It is characterized by acquiring factor information.

本発明に係る診断装置は、回転機の診断を行う診断装置において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得する加速度取得部と前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成する生成部と、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルと、前記複数種類のデータを入力して前記状態データを取得する状態データ取得部とを備えることを特徴とする。 The diagnostic device according to the present invention is a diagnostic device for diagnosing a rotating machine, and includes an acceleration acquisition unit that acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. The state of vibration is represented when a generation unit that generates a plurality of types of feature data from the time-series acceleration data and a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. It is characterized by including a first learning model that outputs state data and a state data acquisition unit that inputs the plurality of types of data and acquires the state data.

本発明の一形態においては、回転機に発生する振動の加速度を記録した時系列加速度データだけでなく、時系列加速度データから生成した特徴データを用いて、回転機の診断が行われる。学習モデルを用いることにより、振動に関する複数種類の情報から、振動の状態を表した状態データが容易に得られる。状態データにより、振動が正常な状態又は特定の周波数成分が大きい状態等のどのような状態になっているかが明確になる。振動に関する複数種類の情報を利用することにより、従来の診断に比べて、より精度良く診断を行うことができる。 In one embodiment of the present invention, the rotating machine is diagnosed using not only the time-series acceleration data that records the acceleration of the vibration generated in the rotating machine but also the feature data generated from the time-series acceleration data. By using the learning model, state data representing the state of vibration can be easily obtained from a plurality of types of information regarding vibration. The state data clarifies what kind of state the vibration is in, such as a normal state or a state in which a specific frequency component is large. By using a plurality of types of information regarding vibration, it is possible to perform a diagnosis with higher accuracy than a conventional diagnosis.

本発明の一形態においては、時系列加速度データだけでなく、振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データ、又は時系列加速度データ若しくは第1特徴データから生成した第2特徴データを用いて、回転機の診断が行われる。学習モデルを用いることにより、振動に関する複数種類の情報から、振動の状態を表した状態データが容易に得られる。状態データにより、振動がどのような状態になっているかが明確になる。振動に関する複数種類の情報を利用することにより、従来の診断に比べて、より精度良く診断を行うことができる。 In one embodiment of the present invention, not only the time-series acceleration data but also the first feature data in which quantities other than the acceleration representing vibration are recorded in time series, or the second feature data generated from the time-series acceleration data or the first feature data. The rotating machine is diagnosed using the feature data. By using the learning model, state data representing the state of vibration can be easily obtained from a plurality of types of information regarding vibration. The state data makes it clear what the vibration is like. By using a plurality of types of information regarding vibration, it is possible to perform a diagnosis with higher accuracy than a conventional diagnosis.

本発明の一形態においては、特徴データは、振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを含む。時系列加速度データだけでなく、第1特徴データを用いて、回転機の診断が行われる。学習モデルを用いることにより、振動に関する複数種類の情報から、振動の状態を表した状態データが容易に得られる。振動に関する複数種類の情報を利用することにより、従来の診断に比べて、より精度良く診断を行うことができる。 In one embodiment of the present invention, the feature data includes first feature data in which quantities other than acceleration representing vibration are recorded in time series. The rotating machine is diagnosed using not only the time-series acceleration data but also the first feature data. By using the learning model, state data representing the state of vibration can be easily obtained from a plurality of types of information regarding vibration. By using a plurality of types of information regarding vibration, it is possible to perform a diagnosis with higher accuracy than a conventional diagnosis.

本発明の一形態においては、第1特徴データは、振動の速度を時系列的に記録した時系列速度データ、振動の加速度の包絡線を時系列的に記録した時系列包絡線データ、又は振動の変位を時系列的に記録した時系列変位データである。振動センサにより得られた時系列加速度データから、他の第1特徴データを容易に生成することができる。時系列加速度データに加えて、振動の加速度以外の量の時間変化を表した第1特徴データを利用することにより、振動に関する複数種類の情報を用いたマルチモーダルな視点から回転機の診断を行うことができる。 In one embodiment of the present invention, the first feature data is time-series velocity data in which the vibration velocity is recorded in time series, time-series envelope data in which the envelope of vibration acceleration is recorded in time series, or vibration. It is time series displacement data which recorded the displacement of. Other first feature data can be easily generated from the time-series acceleration data obtained by the vibration sensor. By using the first feature data that represents the time change of the amount other than the acceleration of vibration in addition to the time series acceleration data, the rotating machine is diagnosed from a multimodal viewpoint using multiple types of information related to vibration. be able to.

本発明の一形態においては、時系列加速度データ、時系列速度データ又は時系列変位データの値が所定の範囲に含まれている場合に、回転機は正常であると判定される。振動の加速度、速度又は変位の変動が小さい場合は、振幅の大きな振動が発生しておらず、回転機が正常であると判定することが可能である。 In one embodiment of the present invention, the rotating machine is determined to be normal when the values of the time-series acceleration data, the time-series velocity data, or the time-series displacement data are included in the predetermined range. When the fluctuation of the acceleration, velocity or displacement of the vibration is small, it is possible to determine that the rotating machine is normal because the vibration having a large amplitude is not generated.

本発明の一形態においては、特徴データは、第2特徴データを含む。第2特徴データは、時系列加速度データ若しくは第1特徴データから得られる周波数スペクトル、又は、時系列加速度データ若しくは第1特徴データから得られる振幅の確率分布である。周波数スペクトル及び振幅の確率分布は、振動の加速度、速度、包絡線又は変位の特徴を表している。更に第2特徴データを利用することにより、振動に関する複数種類の情報を用いたマルチモーダルな視点から回転機の診断を行うことができる。 In one embodiment of the present invention, the feature data includes a second feature data. The second feature data is a frequency spectrum obtained from the time-series acceleration data or the first feature data, or a probability distribution of amplitude obtained from the time-series acceleration data or the first feature data. The frequency spectrum and the probability distribution of amplitude represent the characteristics of vibration acceleration, velocity, envelope or displacement. Further, by using the second feature data, it is possible to diagnose the rotating machine from a multimodal viewpoint using a plurality of types of information regarding vibration.

本発明の一形態においては、第1学習モデルは、夫々に対応するデータを入力した場合に特徴ベクトルを出力する複数の畳み込みニューラルネットワークと、複数の特徴ベクトルを入力した場合に状態データを出力する全結合ニューラルネットワークとを含んでなる。複数の畳み込みニューラルネットワークにより、入力されたデータに含まれる局所的な相関に応じたデータの特徴を表す特徴ベクトルが得られる。全結合ニューラルネットワークにより、用いられる複数種類のデータの特徴に応じて、振動に関する特定の種類の量の状態を表した状態データが得られる。 In one embodiment of the present invention, the first learning model outputs a plurality of convolutional neural networks that output feature vectors when corresponding data are input, and state data when a plurality of feature vectors are input. Includes a fully connected neural network. The plurality of convolutional neural networks obtains feature vectors that represent the features of the data according to the local correlation contained in the input data. Fully coupled neural networks provide state data representing a particular type of state with respect to vibration, depending on the characteristics of the plurality of types of data used.

本発明の一形態においては、第1学習モデルは、複数組のニューラルネットワークを含んでなる。一組は、夫々に対応するデータを入力した場合に特徴ベクトルを出力する複数の畳み込みニューラルネットワークと、複数の特徴ベクトルを入力した場合に状態データを出力する全結合ニューラルネットワークとを含んでなる。用いられる複数種類のデータの特徴に応じて、振動に関する種々の量の状態を表した状態データが得られる。 In one embodiment of the invention, the first learning model comprises a plurality of sets of neural networks. The set includes a plurality of convolutional neural networks that output feature vectors when the corresponding data is input, and a fully connected neural network that outputs state data when a plurality of feature vectors are input. State data representing various quantities of state with respect to vibration can be obtained, depending on the characteristics of the plurality of types of data used.

本発明の一形態においては、回転機の属性情報と状態データとを第2学習モデルへ入力し、第2学習モデルは、振動の状態の要因に関する要因情報を出力する。第2学習モデルを用いることにより、状態データ及び属性情報から、要因情報が容易に得られる。要因情報から、振動の状態が、回転機がどのような状態になっていることを要因としたものであるのかが明確になる。 In one embodiment of the present invention, the attribute information and the state data of the rotating machine are input to the second learning model, and the second learning model outputs the factor information regarding the factors of the vibration state. By using the second learning model, factor information can be easily obtained from the state data and the attribute information. From the factor information, it becomes clear that the state of vibration is caused by the state of the rotating machine.

本発明の一形態においては、要因情報の内容に応じた回転機の診断報告が出力される。使用者は、診断報告から、回転機の診断結果を確認することができる。 In one embodiment of the present invention, a diagnostic report of the rotating machine according to the content of the factor information is output. The user can confirm the diagnosis result of the rotating machine from the diagnosis report.

本発明の一形態においては、要因情報が修正され、要因情報の修正に基づいて第2学習モデルが再学習される。第2学習モデルの再学習により、診断の精度が向上する。 In one embodiment of the present invention, the factor information is modified and the second learning model is relearned based on the modification of the factor information. The accuracy of diagnosis is improved by re-learning the second learning model.

本発明の一形態においては、過去の複数の事例を記録したデータベースから、得られた診断結果と類似する事例が出力される。使用者は、診断結果と類似した事例の内容を確認することができ、取得された振動がどのような状況で発生し易いのかを推測することが可能となる。 In one embodiment of the present invention, a case similar to the obtained diagnostic result is output from a database recording a plurality of past cases. The user can confirm the content of the case similar to the diagnosis result, and can guess under what circumstances the acquired vibration is likely to occur.

本発明の一形態においては、過去に測定された振動に関する時系列加速度データ及び特徴データと、過去に測定された振動の状態を表した状態データとを訓練データとして、学習を行って、第1学習モデルが生成される。このような第1学習モデルを用いることによって、時系列加速度データ及び特徴データから、回転機に発生した振動の状態を表す状態データが得られる。 In one embodiment of the present invention, learning is performed using the time-series acceleration data and feature data relating to the vibration measured in the past and the state data representing the state of the vibration measured in the past as training data, and the first method is performed. A training model is generated. By using such a first learning model, state data representing the state of vibration generated in the rotating machine can be obtained from the time series acceleration data and feature data.

本発明の一形態においては、過去に測定された振動の状態を表した状態データ、振動を測定された回転機の属性情報、及び振動の状態の要因に関する要因情報を訓練データとして、学習を行って、第2学習モデルが生成される。このような第2学習モデルを用いることによって、状態データ及び属性情報から要因情報が得られ、要因情報から、回転機に発生した振動の状態の要因が明らかとなる。 In one embodiment of the present invention, learning is performed using state data representing the vibration state measured in the past, attribute information of the rotating machine whose vibration has been measured, and factor information related to the factors of the vibration state as training data. Then, the second learning model is generated. By using such a second learning model, factor information can be obtained from the state data and the attribute information, and the factor of the state of the vibration generated in the rotating machine can be clarified from the factor information.

本発明の一形態においては、過去の複数の事例を記録したデータベースから読み出したデータを訓練データとして、学習モデルの学習を行う。物理モデルを利用することなく、過去に蓄積された人の診断による多数の回転機についての診断結果を利用して、適切な診断を可能にする学習モデルを生成することができる。 In one embodiment of the present invention, a learning model is trained using data read from a database recording a plurality of past cases as training data. Without using a physical model, it is possible to generate a learning model that enables appropriate diagnosis by using the diagnosis results of a large number of rotating machines accumulated in the past by human diagnosis.

振動に関する複数種類の情報を用いたマルチモーダルな視点から回転機の診断を行うことによって、より精度良く回転機の診断を行うことができる等、本発明は優れた効果を奏する。 The present invention has excellent effects, such as being able to diagnose the rotating machine more accurately by performing the diagnosis of the rotating machine from a multimodal viewpoint using a plurality of types of information regarding vibration.

回転機の診断を行うための、実施形態1に係る診断システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the diagnostic system which concerns on Embodiment 1 for diagnosing a rotating machine. 診断装置の内部の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the functional structure inside the diagnostic apparatus. 学習装置の内部の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of the functional structure inside the learning device. 診断装置が行う回転機の診断の処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process of the diagnosis of a rotating machine performed by a diagnostic apparatus. 第1特徴データを生成する処理の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of the process which generates the 1st feature data. 第2特徴データを生成する処理の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the example of the process which generates the 2nd feature data. 振動判定モデル及び診断モデルの構成及び機能の概要を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the outline of the structure and function of a vibration determination model and a diagnostic model. 振動判定モデルに含まれるNNの組の構成及び機能の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the structure and function of the set of NN included in the vibration determination model. 振動判定モデルに含まれるNNの組の構成及び機能の他の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows other example of the structure and function of the set of NN included in the vibration determination model. 属性情報の内容例を示す概念図である。属性情報には、回転機の構造を示す情報が含まれる。It is a conceptual diagram which shows the content example of the attribute information. The attribute information includes information indicating the structure of the rotating machine. 要因情報の内容の例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the content of the factor information. 表示部が表示する画像の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of the image which the display part displays. 事例データベースの内容例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the content example of the case database. 振動判定モデルに含まれる、複数のCNNと一つのFCNNとからなる一組のNNを、学習装置が生成する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which the learning apparatus generates a set of NN which consists of a plurality of CNNs and one FCNN included in a vibration determination model. 学習装置が診断モデルを生成する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which a learning apparatus generates a diagnostic model. 学習装置が行う再学習の処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process of relearning performed by a learning apparatus. 実施形態2に係る診断システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the diagnostic system which concerns on Embodiment 2. 端末装置の内部の機能構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional configuration example inside the terminal apparatus.

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
<実施形態1>
図1は、回転機の診断を行うための、実施形態1に係る診断システムの構成を示す模式図である。回転機2は、回転軸を有し、一部が回転する機械である。例えば、回転機2は、電動機、タービン、内燃機関、送風機、又はポンプ等である。診断の対象となる回転機2は、主に、「日本産業規格JISB0906機械振動の附属書B」に示されている定格出力が75kW以下である中・小型の回転機である。回転機2には、振動センサ31が取り付けられている。振動センサ31は、回転機2に発生する振動の加速度を測定し、測定した加速度の値を示す信号を出力する。例えば、回転機2の軸受に振動センサ31が取り付けられている。なお、回転機2には、複数の振動センサ31が取り付けられていてもよい。例えば、回転機2の回転軸の一端に、水平方向の振動を測定する振動センサ31と、垂直方向の振動を測定する振動センサ31とが取り付けられ、回転軸の他端にも、水平方向及び垂直方向の振動を夫々に測定する振動センサ31が取り付けられ、合計で四個の振動センサ31が取り付けられている。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a diagnostic system according to the first embodiment for diagnosing a rotating machine. The rotating machine 2 is a machine having a rotating shaft and partially rotating. For example, the rotary machine 2 is an electric motor, a turbine, an internal combustion engine, a blower, a pump, or the like. The rotary machine 2 to be diagnosed is mainly a small and medium-sized rotary machine having a rated output of 75 kW or less shown in "Annex B of Japanese Industrial Standard JIS B0906 Mechanical Vibration". A vibration sensor 31 is attached to the rotating machine 2. The vibration sensor 31 measures the acceleration of vibration generated in the rotating machine 2 and outputs a signal indicating the value of the measured acceleration. For example, the vibration sensor 31 is attached to the bearing of the rotating machine 2. A plurality of vibration sensors 31 may be attached to the rotating machine 2. For example, a vibration sensor 31 that measures vibration in the horizontal direction and a vibration sensor 31 that measures vibration in the vertical direction are attached to one end of the rotating shaft of the rotating machine 2, and the other end of the rotating shaft is also attached to the horizontal and horizontal directions. A vibration sensor 31 for measuring vertical vibration is attached, and a total of four vibration sensors 31 are attached.

振動センサ31は、A/D(analog-to-digital )変換器32に有線又は無線で接続されている。A/D変換器32は、振動センサ31が出力した信号を受け付け、受け付けた信号をデジタル信号へ変換し、変換した信号を出力する。即ち、A/D変換器32は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値をデジタルで示した信号を出力する。回転機2に複数の振動センサ31が取り付けられている場合は、A/D変換器32には、複数の振動センサ31が接続されている。A/D変換器32は、複数の振動センサ31が出力した複数の信号を受け付け、A/D変換を行い、複数の信号を出力する。A/D変換器32は、回転機2の診断を行う診断装置1に接続されている。診断装置1は、A/D変換器32が出力した信号を受け付ける。即ち、診断装置1は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値を示した信号を受け付ける。振動センサ31とA/D変換器32とは一体になっていてもよい。 The vibration sensor 31 is connected to the A / D (analog-to-digital) converter 32 by wire or wirelessly. The A / D converter 32 receives the signal output by the vibration sensor 31, converts the received signal into a digital signal, and outputs the converted signal. That is, the A / D converter 32 outputs a signal that digitally indicates the value of the acceleration of vibration measured by the vibration sensor 31. When a plurality of vibration sensors 31 are attached to the rotating machine 2, the plurality of vibration sensors 31 are connected to the A / D converter 32. The A / D converter 32 receives a plurality of signals output by the plurality of vibration sensors 31, performs A / D conversion, and outputs a plurality of signals. The A / D converter 32 is connected to a diagnostic device 1 that diagnoses the rotary machine 2. The diagnostic device 1 receives the signal output by the A / D converter 32. That is, the diagnostic device 1 receives a signal indicating the value of the acceleration of vibration measured by the vibration sensor 31. The vibration sensor 31 and the A / D converter 32 may be integrated.

診断装置1は、LAN(local area network)又はインターネット等の通信ネットワークNに接続されている。通信ネットワークNには、プリンタ等の出力装置33が接続されている。更に、通信ネットワークNには、回転機の診断に必要な学習モデルを学習させるための学習装置4が接続されている。 The diagnostic device 1 is connected to a communication network N such as a LAN (local area network) or the Internet. An output device 33 such as a printer is connected to the communication network N. Further, a learning device 4 for learning a learning model necessary for diagnosing the rotating machine is connected to the communication network N.

図2は、診断装置1の内部の機能構成例を示すブロック図である。診断装置1は、パーソナルコンピュータ又はタブレット型コンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。診断装置1は、演算部11と、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶するメモリ12と、記憶部13とを備えている。演算部11は、例えばCPU(Central Processing Unit )、GPU(Graphics Processing Unit)、又はマルチコアCPUを用いて構成されている。また、演算部11は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ12は、例えばRAM(Random Access Memory)である。記憶部13は、不揮発性であり、例えばハードディスクである。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal functional configuration of the diagnostic device 1. The diagnostic device 1 is configured by using a computer such as a personal computer or a tablet computer. The diagnostic device 1 includes a calculation unit 11, a memory 12 for storing temporary data generated in association with the calculation, and a storage unit 13. The arithmetic unit 11 is configured by using, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), or a multi-core CPU. Further, the arithmetic unit 11 may be configured by using a quantum computer. The memory 12 is, for example, a RAM (Random Access Memory). The storage unit 13 is non-volatile, for example, a hard disk.

また、診断装置1は、光ディスク等の記録媒体10から情報を読み取るドライブ部14と、使用者からの操作を受け付ける操作部15と、画像を表示する表示部16と、インタフェース部17と、通信部18とを備えている。操作部15は、使用者からの操作を受け付けることにより、テキスト等の情報を受け付ける。操作部15は、例えば、キーボード又はポインティングデバイスである。表示部16は、例えば液晶ディスプレイ又はELディスプレイ(Electroluminescent Display)である。インタフェース部17は、信号の入出力を行う。インタフェース部17には、A/D変換器32が接続される。通信部18は、通信ネットワークNが接続され、診断装置1の外部との間で通信を行う。通信部18は、通信ネットワークNを通じて、出力装置33及び学習装置4とデータの送受信を行う。 Further, the diagnostic device 1 includes a drive unit 14 that reads information from a recording medium 10 such as an optical disk, an operation unit 15 that receives an operation from a user, a display unit 16 that displays an image, an interface unit 17, and a communication unit. It has 18 and. The operation unit 15 receives information such as text by receiving an operation from the user. The operation unit 15 is, for example, a keyboard or a pointing device. The display unit 16 is, for example, a liquid crystal display or an EL display (Electroluminescent Display). The interface unit 17 inputs and outputs signals. An A / D converter 32 is connected to the interface unit 17. The communication unit 18 is connected to the communication network N and communicates with the outside of the diagnostic device 1. The communication unit 18 transmits / receives data to / from the output device 33 and the learning device 4 through the communication network N.

演算部11は、記録媒体10に記録されたコンピュータプログラム131をドライブ部14に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム131を記憶部13に記憶させる。演算部11は、コンピュータプログラム131に従って、診断装置1に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム131は、診断装置1の外部からダウンロードされてもよい。この場合は、診断装置1はドライブ部14を備えていなくてもよい。 The calculation unit 11 causes the drive unit 14 to read the computer program 131 recorded on the recording medium 10, and stores the read computer program 131 in the storage unit 13. The calculation unit 11 executes the processing required for the diagnostic apparatus 1 according to the computer program 131. The computer program 131 may be downloaded from the outside of the diagnostic apparatus 1. In this case, the diagnostic device 1 does not have to include the drive unit 14.

診断装置1は、A/D変換器32が出力した信号をインタフェース部17で受け付ける。即ち、診断装置1は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値を示した信号を受け付ける。回転機2を診断する際には、振動センサ31は繰り返し振動の加速度を測定し、診断装置1は、振動の加速度の値を示した信号を断続的に受け付ける。振動の加速度の値は、絶対的な値でもよく、所定の基準からの相対的な値であってもよい。記憶部13は、振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ134を記憶している。時系列加速度データ134は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値が時系列的に記録されているデータである。演算部11は、A/D変換器32からの信号を受け付ける都度、信号が示す値を、受け付けた順に時系列加速度データ134に記録する処理を行う。回転機2に複数の振動センサ31が取り付けられている場合は、演算部11は、複数の振動センサ31に対応する複数の時系列加速度データ134を記憶部13に記憶する。振動センサ31は、少なくとも10秒〜150秒の長時間、振動の測定を継続する。時系列加速度データ134は、少なくとも10秒〜150秒の長時間に亘る振動の加速度の時間変化を記録している。10秒以上の長時間の振動に関するデータが得られることにより、不規則振動をとらえることができる。150秒までの長時間の振動に関するデータが得られることにより、ほとんどの長周期の振動をとらえることができる。 The diagnostic device 1 receives the signal output by the A / D converter 32 at the interface unit 17. That is, the diagnostic device 1 receives a signal indicating the value of the acceleration of vibration measured by the vibration sensor 31. When diagnosing the rotating machine 2, the vibration sensor 31 repeatedly measures the acceleration of vibration, and the diagnostic device 1 intermittently receives a signal indicating the value of the acceleration of vibration. The value of the vibration acceleration may be an absolute value or a relative value from a predetermined reference. The storage unit 13 stores the time-series acceleration data 134 in which the acceleration of vibration is recorded in time series. The time-series acceleration data 134 is data in which the value of the vibration acceleration measured by the vibration sensor 31 is recorded in time series. Each time a signal from the A / D converter 32 is received, the calculation unit 11 performs a process of recording the values indicated by the signals in the time-series acceleration data 134 in the order of reception. When a plurality of vibration sensors 31 are attached to the rotating machine 2, the calculation unit 11 stores a plurality of time-series acceleration data 134 corresponding to the plurality of vibration sensors 31 in the storage unit 13. The vibration sensor 31 continues to measure vibration for a long time of at least 10 seconds to 150 seconds. The time-series acceleration data 134 records the time change of the acceleration of the vibration over a long period of at least 10 seconds to 150 seconds. Irregular vibration can be captured by obtaining data on long-term vibration of 10 seconds or more. By obtaining data on long-term vibrations up to 150 seconds, most long-period vibrations can be captured.

診断装置1は、時系列加速度データ134から振動の状態を判定するために用いられる学習モデルである振動判定モデル132を備えている。振動判定モデル132は第1学習モデルに対応する。振動判定モデル132は、後述するように、時系列加速度データ134等の振動を示すデータを入力された場合に振動の状態を表した状態データを出力するように学習されている。また、診断装置1は、状態データから回転機2の診断を行うために用いられる学習モデルである診断モデル133を備えている。診断モデル133は第2学習モデルに対応する。診断モデル133は、後述するように、状態データを入力された場合に振動の状態の要因に関する要因情報を出力するように学習されている。 The diagnostic device 1 includes a vibration determination model 132, which is a learning model used to determine the vibration state from the time-series acceleration data 134. The vibration determination model 132 corresponds to the first learning model. As will be described later, the vibration determination model 132 is learned to output state data representing the vibration state when data indicating vibration such as time-series acceleration data 134 is input. Further, the diagnostic device 1 includes a diagnostic model 133, which is a learning model used for diagnosing the rotary machine 2 from the state data. The diagnostic model 133 corresponds to the second learning model. As will be described later, the diagnostic model 133 is learned to output factor information regarding the factors of the vibration state when state data is input.

振動判定モデル132及び診断モデル133は、コンピュータプログラム131に従って演算部11が情報処理を実行することにより実現される。記憶部13は、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータを記憶している。また、振動判定モデル132又は診断モデル133は、ハードウェアを用いて構成されていてもよい。例えば、振動判定モデル132又は診断モデル133は、プロセッサと、必要なプログラムおよびデータを記憶するメモリとを含んで構成されていてもよい。また、振動判定モデル132又は診断モデル133は、量子コンピュータを用いて実現されてもよい。 The vibration determination model 132 and the diagnosis model 133 are realized by the arithmetic unit 11 executing information processing according to the computer program 131. The storage unit 13 stores data necessary for realizing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133. Further, the vibration determination model 132 or the diagnostic model 133 may be configured by using hardware. For example, the vibration determination model 132 or the diagnostic model 133 may be configured to include a processor and a memory for storing necessary programs and data. Further, the vibration determination model 132 or the diagnostic model 133 may be realized by using a quantum computer.

図3は、学習装置4の内部の機能構成例を示すブロック図である。学習装置4は、サーバ装置等のコンピュータを用いて構成されている。学習装置4は、演算部41と、メモリ42と、記憶部43と、ドライブ部44と、通信部45とを備えている。演算部41は、例えばCPU、GPU又はマルチコアCPUを用いて構成されている。また、演算部41は、量子コンピュータを用いて構成されていてもよい。メモリ42は、例えばRAMである。記憶部43は、不揮発性であり、例えばハードディスクである。通信部45は、通信ネットワークNが接続され、学習装置4の外部との間で通信を行う。通信部45は、通信ネットワークNを通じて、診断装置1とデータの送受信を行う。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the internal functional configuration of the learning device 4. The learning device 4 is configured by using a computer such as a server device. The learning device 4 includes a calculation unit 41, a memory 42, a storage unit 43, a drive unit 44, and a communication unit 45. The calculation unit 41 is configured by using, for example, a CPU, GPU, or multi-core CPU. Further, the arithmetic unit 41 may be configured by using a quantum computer. The memory 42 is, for example, a RAM. The storage unit 43 is non-volatile, for example, a hard disk. The communication unit 45 is connected to the communication network N and communicates with the outside of the learning device 4. The communication unit 45 transmits / receives data to / from the diagnostic device 1 through the communication network N.

演算部41は、記録媒体40に記録されたコンピュータプログラム431をドライブ部44に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム431を記憶部43に記憶させる。演算部41は、コンピュータプログラム431に従って、学習装置4に必要な処理を実行する。なお、コンピュータプログラム431は、学習装置4の外部からダウンロードされてもよい。この場合は、学習装置4はドライブ部44を備えていなくてもよい。 The calculation unit 41 causes the drive unit 44 to read the computer program 431 recorded on the recording medium 40, and stores the read computer program 431 in the storage unit 43. The calculation unit 41 executes the processing required for the learning device 4 according to the computer program 431. The computer program 431 may be downloaded from the outside of the learning device 4. In this case, the learning device 4 does not have to include the drive unit 44.

記憶部43は、回転機の診断を実際に行った複数の事例を記録した事例データベース432を記憶している。事例データベース432は、過去に多数の回転機について取得された種々のデータと、夫々の回転機について行われた診断の結果とを関連付けて記録している。例えば、事例データベース432の内容は、過去に人の診断によって多数の回転機について作成された、診断の結果と対策とを報告した診断カルテに基づいて、作成されている。学習装置4は、事例データベース432に記録されたデータを訓練データとして、学習モデルである振動判定モデル及び診断モデルを学習させる処理を行う。学習の処理については後述する。 The storage unit 43 stores a case database 432 that records a plurality of cases in which the rotating machine is actually diagnosed. The case database 432 records various data acquired for a large number of rotating machines in the past in association with the results of diagnosis performed for each rotating machine. For example, the contents of the case database 432 are created based on a diagnostic chart that reports the results of diagnosis and countermeasures, which were created for a large number of rotating machines by human diagnosis in the past. The learning device 4 uses the data recorded in the case database 432 as training data to perform a process of learning a vibration determination model and a diagnostic model, which are learning models. The learning process will be described later.

診断装置1は、回転機2の診断方法を実行する。図4は、診断装置1が行う回転機の診断の処理の手順を示すフローチャートである。以下、ステップをSと略す。演算部11は、コンピュータプログラム131に従って以下の処理を実行する。演算部11は、記憶部13から、時系列加速度データ134を読み出す(S101)。例えば、演算部11は、記憶部13に記憶している時系列加速度データ134から、最新の所定量のデータを読み出す。読み出されるデータは、少なくとも10秒〜150秒の時間に亘る振動の加速度の時間変化を記録したデータを含む。S101の処理は、加速度取得部に対応する。演算部11は、次に、振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを生成する(S102)。 The diagnostic device 1 executes the diagnostic method of the rotating machine 2. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for diagnosing the rotating machine performed by the diagnostic apparatus 1. Hereinafter, the step is abbreviated as S. The calculation unit 11 executes the following processing according to the computer program 131. The calculation unit 11 reads the time-series acceleration data 134 from the storage unit 13 (S101). For example, the calculation unit 11 reads the latest predetermined amount of data from the time-series acceleration data 134 stored in the storage unit 13. The data to be read includes data recording the time change of the acceleration of vibration over a time of at least 10 seconds to 150 seconds. The process of S101 corresponds to the acceleration acquisition unit. Next, the calculation unit 11 generates first feature data in which quantities other than acceleration representing vibration are recorded in time series (S102).

S102では、演算部11は、時系列加速度データ134から、複数種類の第1特徴データを生成する。複数種類の第1特徴データは、振動の速度を時系列的に記録した時系列速度データ、振動の加速度の包絡線を時系列的に記録した時系列包絡線データ、及び振動の変位を時系列的に記録した時系列変位データである。演算部11は、時系列加速度データ134を積分することによって、時系列速度データを生成する。演算部11は、時系列加速度データ134から包絡線を生成することによって、時系列包絡線データを生成する。例えば、演算部11は、時系列加速度データ134に記録される加速度を、「日本産業規格JISB0906機械振動」で規定されるハイパスフィルタ又は高周波のバンドパスフィルタに通し、その後の波形を整流及び平滑化するか、又はヒルベルト変換することによって、包絡線を生成する。演算部11は、時系列加速度データ134を2回積分することによって、時系列変位データを生成する。このようにして、診断装置1は、複数種類の第1特徴データを取得する。演算部11は、第1特徴データをメモリ12又は記憶部13に記憶する。 In S102, the calculation unit 11 generates a plurality of types of first feature data from the time series acceleration data 134. The first feature data of multiple types are time-series velocity data in which the vibration velocity is recorded in time series, time-series envelope data in which the envelope of vibration acceleration is recorded in time series, and time-series of vibration displacement. It is the time series displacement data recorded in a specific manner. The calculation unit 11 generates time-series velocity data by integrating the time-series acceleration data 134. The calculation unit 11 generates time-series envelope data by generating an envelope from the time-series acceleration data 134. For example, the calculation unit 11 passes the acceleration recorded in the time-series acceleration data 134 through a high-pass filter or a high-frequency bandpass filter defined by "Japanese Industrial Standard JIS B0906 mechanical vibration", and rectifies and smoothes the subsequent waveform. By doing or Hilbert transforming, an envelope is generated. The calculation unit 11 generates time-series displacement data by integrating the time-series acceleration data 134 twice. In this way, the diagnostic device 1 acquires a plurality of types of first feature data. The calculation unit 11 stores the first feature data in the memory 12 or the storage unit 13.

図5は、第1特徴データを生成する処理の例を示す概念図である。図5に示すように、時系列加速度データ134から、時系列速度データ、時系列包絡線データ、及び時系列変位データが生成される。図中には、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ、及び時系列変位データが表す振動の加速度、速度、包絡線及び変位の時間変化を表す波形を示す。波形の横軸は時間を示し、縦軸は振動の加速度、速度、包絡線上の加速度及び変位の各時点での値を示す。時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ、及び時系列変位データは、互いに波形が異なっており、更に互いに異なる特徴を示す。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of processing for generating the first feature data. As shown in FIG. 5, time-series velocity data, time-series envelope data, and time-series displacement data are generated from the time-series acceleration data 134. The figure shows the time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the waveforms representing the time-varying changes in the acceleration, velocity, envelope, and displacement of the vibration represented by the time-series displacement data. The horizontal axis of the waveform shows time, and the vertical axis shows the values of vibration acceleration, velocity, acceleration on the envelope, and displacement at each time point. The time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data have different waveforms from each other and show different characteristics from each other.

なお、演算部11は、S102において、全ての種類の第1特徴データを生成するものに限らない。演算部11は、以降の処理で必要になる第1特徴データのみを生成してもよい。例えば、演算部11は、S102で時系列速度データのみを生成してもよい。 The calculation unit 11 is not limited to the one that generates all kinds of first feature data in S102. The calculation unit 11 may generate only the first feature data required for the subsequent processing. For example, the calculation unit 11 may generate only the time series speed data in S102.

演算部11は、次に、時系列加速度データ134に含まれる加速度の値が所定の第1範囲内に含まれており、かつ、時系列速度データに含まれる速度の値が所定の第2範囲内に含まれているか否かを判定する(S103)。例えば、加速度の値は正負の値で表されており、加速度の絶対値が所定の第1閾値以下である場合に、演算部11は、加速度の値が第1範囲内に含まれていると判定する。例えば、速度の値は正負の値で表されており、速度の絶対値が所定の第2閾値以下である場合に、演算部11は、速度の値が第2範囲内に含まれていると判定する。第1閾値及び第2閾値は、予め記憶部13に記憶されているか、又はコンピュータプログラム131に含まれている。 Next, the calculation unit 11 includes the acceleration value included in the time-series acceleration data 134 within the predetermined first range, and the velocity value included in the time-series velocity data is included in the predetermined second range. It is determined whether or not it is contained in (S103). For example, the value of acceleration is represented by a positive or negative value, and when the absolute value of acceleration is equal to or less than a predetermined first threshold value, the calculation unit 11 determines that the value of acceleration is included in the first range. judge. For example, the velocity value is represented by a positive or negative value, and when the absolute value of the velocity is equal to or less than a predetermined second threshold value, the calculation unit 11 determines that the velocity value is included in the second range. judge. The first threshold value and the second threshold value are stored in the storage unit 13 in advance or are included in the computer program 131.

時系列加速度データ134に含まれる加速度の値が所定の第1範囲内に含まれており、時系列速度データに含まれる速度の値が所定の第2範囲内に含まれており、かつ、時系列変位データに含まれる変位の値が所定の第3範囲内に含まれている場合は(S103:YES)、演算部11は、回転機2は正常であると判定する(S104)。回転機2に異常が発生した場合は、振幅の大きな振動が発生することが多い。振動の加速度、速度及び変位が小さい場合は、振幅の大きな振動が発生しておらず、回転機2が正常であると判定することが可能である。なお、S103では、演算部11は、加速度が第1範囲内に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよく、速度が第2範囲内に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよく、変位が第3範囲内に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよい。S103では、演算部11は、加速度及び速度が所定の範囲に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよく、加速度及び変位が所定の範囲に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよく、速度及び変位が所定の範囲に含まれている場合に回転機2は正常であると判定する処理を行ってもよい。 The acceleration value included in the time-series acceleration data 134 is included in the predetermined first range, the velocity value included in the time-series velocity data is included in the predetermined second range, and the time. When the displacement value included in the series displacement data is included in the predetermined third range (S103: YES), the calculation unit 11 determines that the rotating machine 2 is normal (S104). When an abnormality occurs in the rotating machine 2, vibration with a large amplitude often occurs. When the acceleration, speed and displacement of the vibration are small, it is possible to determine that the rotating machine 2 is normal because the vibration having a large amplitude is not generated. In S103, the calculation unit 11 may perform a process of determining that the rotating machine 2 is normal when the acceleration is included in the first range, and the speed is included in the second range. If so, the rotating machine 2 may perform a process of determining that it is normal, and if the displacement is included in the third range, the rotating machine 2 may perform a process of determining that it is normal. In S103, the calculation unit 11 may perform a process of determining that the rotating machine 2 is normal when the acceleration and the speed are included in the predetermined range, and the acceleration and the displacement are included in the predetermined range. If so, the rotating machine 2 may perform a process of determining that it is normal, and if the speed and displacement are included in a predetermined range, the rotating machine 2 may perform a process of determining that it is normal. ..

時系列加速度データ134に含まれる加速度の一部の値が第1範囲に含まれていない、時系列速度データに含まれる速度の一部の値が第2範囲内に含まれていない、又は時系列変位データに含まれる変位の一部の値が第3範囲内に含まれていない場合は(S103:NO)、演算部11は、第2特徴データを生成する(S105)。S105では、演算部11は、時系列加速度データ134及び各第1特徴データの周波数分布及び振幅の確率分布に関する特徴を表した複数種類の第2特徴データを生成する。具体的には、演算部11は、第2特徴データとして、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データから、周波数スペクトル、及び振幅の確率分布を生成する。 Some values of acceleration included in the time-series acceleration data 134 are not included in the first range, some values of velocity included in the time-series velocity data are not included in the second range, or time. When a part of the displacement values included in the series displacement data are not included in the third range (S103: NO), the calculation unit 11 generates the second feature data (S105). In S105, the calculation unit 11 generates a plurality of types of second feature data representing the features related to the frequency distribution and the probability distribution of the amplitude of the time series acceleration data 134 and each first feature data. Specifically, the calculation unit 11 generates a frequency spectrum and an amplitude probability distribution from the time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data as the second feature data. ..

S105では、演算部11は、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データの高速フーリエ変換を行うことにより、加速度の周波数スペクトル、速度の周波数スペクトル、包絡線の周波数スペクトル及び変位の周波数スペクトルを生成する。また、演算部11は、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データに含まれる振幅の頻度を計算し、頻度から確率密度を計算することにより、加速度振幅の確率分布、速度振幅の確率分布、包絡線振幅の確率分布、及び変位振幅の確率分布を生成する。振幅の確率分布は、「日本産業規格JISB0153機械振動・衝撃用語」に示されている不規則振動を示す確率分布である。このようにして、診断装置1は、複数種類の第2特徴データを取得する。演算部11は、夫々の第2特徴データをメモリ12又は記憶部13に記憶する。 In S105, the calculation unit 11 performs a fast Fourier transform of the time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data, thereby performing the acceleration frequency spectrum, the velocity frequency spectrum, and the envelope. Generates the frequency spectrum of and the frequency spectrum of the displacement. Further, the calculation unit 11 calculates the frequency of the amplitude included in the time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data, and calculates the probability density from the frequency to obtain the acceleration amplitude. Probability distribution of, velocity amplitude probability distribution, envelope amplitude probability distribution, and displacement amplitude probability distribution are generated. The probability distribution of amplitude is a probability distribution showing irregular vibration shown in "Japanese Industrial Standard JIS B0153 Mechanical Vibration / Impact Terminology". In this way, the diagnostic apparatus 1 acquires a plurality of types of second feature data. The calculation unit 11 stores each of the second feature data in the memory 12 or the storage unit 13.

図6は、第2特徴データを生成する処理の例を示す概念図である。図6に示すように、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データの夫々から、周波数スペクトル及び振幅の確率分布が計算される。図中には、加速度の周波数スペクトル及び加速度振幅の確率分布を表すグラフを示す。加速度の周波数スペクトルの横軸は周波数を示し、縦軸は振幅を示す。加速度振幅の確率分布の横軸は、時系列加速度データ134に含まれる振幅又は正規化された振幅を示し、縦軸は確率密度を示す。周波数スペクトル及び振幅の確率分布は、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データの特徴を表している。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing an example of processing for generating the second feature data. As shown in FIG. 6, the probability distribution of the frequency spectrum and the amplitude is calculated from each of the time-series acceleration data 134, the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data. The figure shows a graph showing the frequency spectrum of acceleration and the probability distribution of acceleration amplitude. The horizontal axis of the frequency spectrum of acceleration indicates frequency, and the vertical axis indicates amplitude. The horizontal axis of the probability distribution of the acceleration amplitude indicates the amplitude or normalized amplitude included in the time-series acceleration data 134, and the vertical axis indicates the probability density. The frequency spectrum and amplitude probability distributions represent the characteristics of time-series acceleration data 134, time-series velocity data, time-series envelope data, and time-series displacement data.

なお、演算部11は、S105において、全ての種類の第2特徴データを生成するものに限らない。演算部11は、以降の処理で必要になる第2特徴データのみを生成してもよい。例えば、演算部11は、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データの内、S102で生成されていない第1特徴データについては、周波数スペクトル及び振幅の確率分布を生成しなくてもよい。第1特徴データ及び第2特徴データは、振動の特徴を表す複数種類の特徴データに含まれる。S102及びS105の処理は生成部に対応する。 The calculation unit 11 is not limited to the one that generates the second feature data of all kinds in S105. The calculation unit 11 may generate only the second feature data required for the subsequent processing. For example, the calculation unit 11 does not generate a frequency spectrum and an amplitude probability distribution for the first feature data that is not generated in S102 among the time-series velocity data, the time-series envelope data, and the time-series displacement data. May be good. The first feature data and the second feature data are included in a plurality of types of feature data representing vibration features. The processing of S102 and S105 corresponds to the generation unit.

演算部11は、次に、振動判定モデル132を用いて、振動の状態を表した状態データを生成する(S106)。振動判定モデル132は、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組のニューラルネットワークを含んでなる。以下、ニューラルネットワーク(neural network)をNN、畳み込みニューラルネットワーク(Convolutional neural network)をCNN、全結合ニューラルネットワークをFCNN(Fully connected neural network)と言う。 Next, the calculation unit 11 uses the vibration determination model 132 to generate state data representing the vibration state (S106). The vibration determination model 132 includes a plurality of sets of neural networks in which a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network are set as one set. Hereinafter, the neural network is referred to as NN, the convolutional neural network is referred to as CNN, and the fully connected neural network is referred to as FCNN (Fully connected neural network).

図7は、振動判定モデル132及び診断モデル133の構成及び機能の概要を示す概念図である。振動判定モデル132は、複数のCNNと一つのFCNNとを一組とした複数の組51,52,…を含む。各組の内容は互いに異なっている。各組に含まれるCNNの数は、互いに同じでもよく、互いに異なっていてもよい。各組に含まれる複数のCNNは、時系列加速度データ134、時系列速度データ、時系列包絡線データ、時系列変位データ、時系列加速度データ134の第2特徴データ、時系列速度データの第2特徴データ、時系列包絡線データの第2特徴データ、及び時系列変位データの第2特徴データの内の複数種類のデータに、一対一で対応している。各組に含まれる複数のCNN及びFCNNは、複数の中間層を有するNNであることが望ましい。 FIG. 7 is a conceptual diagram showing an outline of the configurations and functions of the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133. The vibration determination model 132 includes a plurality of sets 51, 52, ... A set of a plurality of CNNs and one FCNN. The contents of each set are different from each other. The number of CNNs contained in each set may be the same or different from each other. The plurality of CNNs included in each set are time-series acceleration data 134, time-series velocity data, time-series envelope data, time-series displacement data, second feature data of time-series acceleration data 134, and second of time-series velocity data. There is a one-to-one correspondence with a plurality of types of data among the feature data, the second feature data of the time-series envelope data, and the second feature data of the time-series displacement data. It is desirable that the plurality of CNNs and FCNNs included in each set are NNs having a plurality of intermediate layers.

図8は、振動判定モデル132に含まれるNNの組の構成及び機能の一例を示す概念図である。NNの組51は、CNN511a、511b及び511cとFCNN512とを含んでいる。CNN511aは時系列加速度データ134に対応し、CNN511bは加速度の周波数スペクトルに対応し、CNN511cは加速度振幅の確率分布に対応する。夫々のCNNは、対応するデータが入力される。図8に示す例では、CNN511aへ時系列加速度データ134が入力され、CNN511bへ加速度の周波数スペクトルが入力され、CNN511cへ加速度振幅の確率分布が入力される。データがCNN511a、511b及び511cへ入力される際には、正規化等のデータ加工が行われてもよい。CNN511a、511b及び511cは、夫々に、入力されたデータの特徴を表す特徴ベクトルを出力する。 FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of the configuration and function of the NN set included in the vibration determination model 132. The NN set 51 includes CNN511a, 511b and 511c and FCNN512. CNN511a corresponds to the time series acceleration data 134, CNN511b corresponds to the frequency spectrum of acceleration, and CNN511c corresponds to the probability distribution of acceleration amplitude. Corresponding data is input to each CNN. In the example shown in FIG. 8, the time-series acceleration data 134 is input to CNN511a, the frequency spectrum of acceleration is input to CNN511b, and the probability distribution of acceleration amplitude is input to CNN511c. When the data is input to CNN511a, 511b and 511c, data processing such as normalization may be performed. CNN511a, 511b and 511c each output a feature vector representing the feature of the input data.

FCNN512は、CNN511a、511b及び511cが出力した複数の特徴ベクトルが入力される。データがFCNN512へ入力される際には、正規化等のデータ加工が行われてもよい。FCNN512は、振動の状態を表した状態データ513を出力する。図8に示す例では、FCNN512は、振動の加速度の状態を表す状態データ513を出力する。状態データ513には、振動の加速度に非周期性の成分、周期的な特定の成分A1、及び周期的な特定の成分A2等の夫々の特定の成分が含まれている確率又は確信度が含まれている。或いは、状態データ513には、振動の加速度に含まれている夫々の特定の成分の強度が含まれている。CNN511a、511b及び511c並びにFCNN512は、時系列加速度データ134がCNN511aへ入力され、加速度の周波数スペクトルがCNN511bへ入力され、加速度振幅の確率分布がCNN511cへ入力された場合にFCNN512が振動の加速度の状態を表す状態データ513を出力するように、予め学習されている。 For FCNN512, a plurality of feature vectors output by CNN511a, 511b and 511c are input. When the data is input to FCNN512, data processing such as normalization may be performed. FCNN512 outputs state data 513 showing the state of vibration. In the example shown in FIG. 8, FCNN512 outputs state data 513 indicating the state of vibration acceleration. The state data 513 includes the probability or certainty that the acceleration of vibration contains each specific component such as an aperiodic component, a periodic specific component A1, and a periodic specific component A2. It has been. Alternatively, the state data 513 includes the intensities of each particular component included in the acceleration of vibration. In CNN511a, 511b and 511c, and FCNN512, FCNN512 is the state of acceleration of vibration when time-series acceleration data 134 is input to CNN511a, the frequency spectrum of acceleration is input to CNN511b, and the probability distribution of acceleration amplitude is input to CNN511c. It has been learned in advance so as to output the state data 513 representing.

CNNを用いることにより、入力されたデータに含まれる局所的な相関に応じたデータの特徴を表す特徴ベクトルが得られる。例えば、時系列加速度データ134に含まれる値の短周期の変化が特徴ベクトルに反映される。複数の特徴ベクトルを入力されるFCNNにより、用いられる複数種類のデータの特徴に応じて、振動に関する特定の種類の量の状態を表した状態データが得られる。 By using CNN, a feature vector representing the characteristics of the data according to the local correlation contained in the input data can be obtained. For example, short-period changes in the values included in the time-series acceleration data 134 are reflected in the feature vector. The FCNN to which a plurality of feature vectors are input provides state data representing a particular type of quantity of state with respect to vibration, depending on the features of the plurality of types of data used.

図9は、振動判定モデル132に含まれるNNの組の構成及び機能の他の例を示す概念図である。NNの組52は、CNN521a、521b及び521cとFCNN522とを含んでいる。CNN521aは時系列速度データに対応し、CNN521bは速度の周波数スペクトルに対応し、CNN521cは速度振幅の確率分布に対応する。CNN521a、521b及び521cは、夫々に、対応するデータが入力され、入力されたデータの特徴を表す特徴ベクトルを出力する。 FIG. 9 is a conceptual diagram showing another example of the configuration and function of the NN set included in the vibration determination model 132. The NN set 52 includes CNN 521a, 521b and 521c and FCNN522. CNN521a corresponds to time series velocity data, CNN521b corresponds to the frequency spectrum of velocity, and CNN521c corresponds to the probability distribution of velocity amplitude. Each of the CNNs 521a, 521b and 521c is input with corresponding data and outputs a feature vector representing the characteristics of the input data.

FCNN522は、CNN521a、521b及び521cが出力した複数の特徴ベクトルが入力される。FCNN522は、振動の速度の状態を表す状態データ523を出力する。状態データ523には、振動の速度にサイン波形の成分、サイン波形に近似する成分、特定の成分B1、及び特定の成分B2等の夫々の特定の成分が含まれている確率又は確信度が含まれている。或いは、状態データ523には、振動の速度に含まれている夫々の特定の成分の強度が含まれている。CNN521a、521b及び521c並びにFCNN522は、時系列速度データがCNN521aへ入力され、速度の周波数スペクトルがCNN521bへ入力され、速度振幅の確率分布がCNN521cへ入力された場合にFCNN522が振動の速度の状態を表す状態データ523を出力するように、予め学習されている。 For FCNN522, a plurality of feature vectors output by CNN521a, 521b and 521c are input. FCNN522 outputs state data 523 representing the state of vibration velocity. The state data 523 includes the probability or certainty that the vibration velocity includes each specific component such as a sine waveform component, a component similar to the sine waveform, a specific component B1, and a specific component B2. It has been. Alternatively, the state data 523 includes the intensities of each particular component contained in the velocity of vibration. For CNN521a, 521b and 521c and FCNN522, when time-series velocity data is input to CNN521a, velocity frequency spectrum is input to CNN521b, and velocity amplitude probability distribution is input to CNN521c, FCNN522 changes the state of vibration velocity. It has been learned in advance so as to output the represented state data 523.

図8及び図9に示した例と同様に、振動判定モデル132に含まれるNNの組の夫々に含まれる複数のCNNは、特定の複数種類のデータに一対一に対応する。夫々の組に含まれる複数のCNN及びFCNNは、対応する複数種類のデータが複数のCNNへ入力された場合に特定の種類の状態データをFCNNが出力するように、予め学習されている。複数の組に含まれるFCNNが出力する複数の状態データは、振動に関する互いに異なる種類の状態を表す。例えば、振動の加速度の状態を表す状態データ513又は振動の速度の状態を表す状態データ523以外に、速度の波形の状態を表す状態データ、又は加速度の包絡線の状態を表す状態データ等が出力される。夫々の組に含まれる複数のCNNに対応する複数種類のデータの組み合わせは、組別に異なっていることが望ましい。夫々の組に含まれるFCNNが状態データを出力することにより、振動判定モデル132は、複数の状態データを出力する。 Similar to the examples shown in FIGS. 8 and 9, the plurality of CNNs included in each of the NN sets included in the vibration determination model 132 have a one-to-one correspondence with the specific plurality of types of data. The plurality of CNNs and FCNNs included in each set are learned in advance so that the FCNN outputs a specific type of state data when the corresponding plurality of types of data are input to the plurality of CNNs. The plurality of state data output by the FCNN included in the plurality of sets represents different kinds of states related to vibration. For example, in addition to the state data 513 representing the state of vibration acceleration or the state data 523 representing the state of vibration velocity, state data representing the state of the velocity waveform or the state data representing the state of the envelope of acceleration is output. Will be done. It is desirable that the combination of a plurality of types of data corresponding to a plurality of CNNs included in each set is different for each set. The FCNN included in each set outputs the state data, so that the vibration determination model 132 outputs a plurality of state data.

S106では、演算部11は、振動判定モデル132に含まれるNNの組の夫々に含まれる複数のCNNへ、対応するデータを入力し、振動判定モデル132が出力した複数の状態データを取得する。このようにして、S106では、演算部11は、状態データを生成する。振動判定モデル132は、特定の複数種類のデータを入力されて状態データを出力するように学習されていれば、図7に示した構成以外の構成を有する学習モデルであってもよい。S106の処理は状態データ取得部に対応する。 In S106, the calculation unit 11 inputs the corresponding data to the plurality of CNNs included in each of the NN sets included in the vibration determination model 132, and acquires the plurality of state data output by the vibration determination model 132. In this way, in S106, the calculation unit 11 generates state data. The vibration determination model 132 may be a learning model having a configuration other than the configuration shown in FIG. 7 as long as it is trained to input a specific plurality of types of data and output state data. The process of S106 corresponds to the state data acquisition unit.

演算部11は、次に、回転機2の属性情報を取得する(S107)。図10は、属性情報の内容例を示す概念図である。属性情報は、回転機2に関する情報であり、回転機2の仕様によって定まる情報と、回転機2が使用される環境によって定まる情報とが含まれる。仕様によって定まる情報には、回転機2の種類、支持構造、駆動方式、及び機械定格等が含まれる。回転機2の種類には、電動機、タービン、内燃機関、送風機、又はポンプ等がある。回転機2の支持構造には、片持ち、又は両持ち等がある。駆動方式には、電動機直結、ベルト駆動、又はインバータ駆動等がある。機械定格には、回転機2の容量、回転数、軸受の種類、及び軸受の呼び番号等が含まれる。回転機2が使用される環境によって定まる情報には、回転機2が設置される架台又は基礎に関する情報等が含まれる。架台・基礎に関する情報には、例えば、コンクリート又はH鋼等の材料の種類、剛性の剛柔、亀裂の有無、及び変形の有無等が含まれる。 Next, the calculation unit 11 acquires the attribute information of the rotating machine 2 (S107). FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of the content of attribute information. The attribute information is information about the rotating machine 2, and includes information determined by the specifications of the rotating machine 2 and information determined by the environment in which the rotating machine 2 is used. The information determined by the specifications includes the type of the rotating machine 2, the support structure, the drive system, the mechanical rating, and the like. Types of rotary machine 2 include electric motors, turbines, internal combustion engines, blowers, pumps, and the like. The support structure of the rotating machine 2 includes cantilever, cantilever, and the like. The drive system includes a motor direct connection, a belt drive, an inverter drive, and the like. The mechanical rating includes the capacity of the rotating machine 2, the number of rotations, the type of bearing, the nominal number of the bearing, and the like. The information determined by the environment in which the rotary machine 2 is used includes information on the gantry or foundation on which the rotary machine 2 is installed. Information on the gantry / foundation includes, for example, the type of material such as concrete or H-steel, the rigidity and flexibility, the presence or absence of cracks, and the presence or absence of deformation.

図10に示す例では、機種(回転機2の種類)を示す情報が含まれており、機種が電動機及びポンプ等の何れであるかを指定する情報が属性情報に含まれる。例えば、属性情報には、該当する機種を1、該当しない機種を0で表現した情報が含まれる。図10に示す例では、回転機2の駆動方式を示す情報が含まれており、回転機2の駆動方式が、電動機直結、ベルト駆動、及びインバータ駆動等の何れの方式であるかを指定する情報が属性情報に含まれる。例えば、属性情報には、該当する駆動方式を1、該当しない駆動方式を0で表現した情報が含まれる。また、図10に示す例では、回転機の軸受けの種類が、滑り軸受及び転がり軸受等の何れの種類であるかを指定する情報が属性情報に含まれる。例えば、属性情報には、該当する軸受の種類を1、該当しない種類を0で表現した情報が含まれる。 In the example shown in FIG. 10, information indicating a model (type of rotating machine 2) is included, and information specifying whether the model is an electric motor, a pump, or the like is included in the attribute information. For example, the attribute information includes information in which the corresponding model is represented by 1 and the non-corresponding model is represented by 0. In the example shown in FIG. 10, information indicating the drive system of the rotary machine 2 is included, and it is specified whether the drive system of the rotary machine 2 is a motor direct connection, a belt drive, an inverter drive, or the like. Information is included in the attribute information. For example, the attribute information includes information in which the corresponding drive system is represented by 1 and the non-corresponding drive system is represented by 0. Further, in the example shown in FIG. 10, the attribute information includes information for designating which type of bearing of the rotating machine is, such as a slide bearing or a rolling bearing. For example, the attribute information includes information in which the corresponding bearing type is represented by 1 and the non-corresponding type is represented by 0.

図10に示す例では、回転機2が設置されている架台・基礎の剛性が剛又は柔であるかを示す情報が含まれる。例えば、属性情報には、該当する剛性を1、該当しない剛性を0で表現した情報が含まれる。属性情報には、前述したようなその他の情報が含まれていてもよい。また、属性情報には、振動センサ31が取り付けられている位置を示す情報が含まれていてもよい。図10には、仕様によって定まる情報と環境によって定まる情報との両方が属性情報に含まれている例を示したが、属性情報にはいずれか一方の情報のみが含まれていてもよい。 In the example shown in FIG. 10, information indicating whether the rigidity of the gantry / foundation on which the rotating machine 2 is installed is rigid or flexible is included. For example, the attribute information includes information in which the corresponding rigidity is represented by 1 and the non-corresponding rigidity is represented by 0. The attribute information may include other information as described above. Further, the attribute information may include information indicating the position where the vibration sensor 31 is attached. FIG. 10 shows an example in which both the information determined by the specifications and the information determined by the environment are included in the attribute information, but the attribute information may include only one of the information.

属性情報は、予め記憶部13に記憶されており、S107では、演算部11は、記憶部13から属性情報を読み出す。或いは、S107において、使用者が操作部15を操作することにより属性情報が操作部15で入力され、演算部11は、入力された属性情報を取得してもよい。 The attribute information is stored in the storage unit 13 in advance, and in S107, the calculation unit 11 reads the attribute information from the storage unit 13. Alternatively, in S107, the attribute information may be input by the operation unit 15 when the user operates the operation unit 15, and the calculation unit 11 may acquire the input attribute information.

演算部11は、次に、診断モデル133を用いて、振動の状態の要因に関する要因情報を生成する(S108)。診断モデル133は、NNを用いてなる学習モデルである。診断モデル133は、NNとして、CNN、又は再帰型ニューラルネットワーク(RNN:Recurrent Neural Network)を用いてもよい。診断モデル133は、複数の中間層を有するNNであることが望ましい。なお、診断モデル133は、NN以外の学習モデルであってもよい。 Next, the calculation unit 11 uses the diagnostic model 133 to generate factor information regarding the factors of the vibration state (S108). The diagnostic model 133 is a learning model using NN. The diagnostic model 133 may use a CNN or a recurrent neural network (RNN) as the NN. The diagnostic model 133 is preferably an NN having a plurality of intermediate layers. The diagnostic model 133 may be a learning model other than the NN.

図7に示すように、診断モデル133は、振動判定モデル132が出力した複数の状態データと属性情報とを入力され、要因情報を出力する。図11は、要因情報の内容の例を示す概念図である。要因情報には、回転機2が正常である確率又は確信度が含まれている。また、要因情報には、回転機2に発生した振動について、回転軸の位置が正しい位置からずれている軸ずれ、軸受の潤滑が良好に行われていない潤滑不良、又は回転機2が架台に確実に固定されてはいない固定不良等が要因である確率又は確信度が含まれている。診断モデル133は、複数の状態データと属性情報とを入力された場合に要因情報を出力するように予め学習されている。 As shown in FIG. 7, the diagnostic model 133 is input with a plurality of state data and attribute information output by the vibration determination model 132, and outputs factor information. FIG. 11 is a conceptual diagram showing an example of the content of the factor information. The factor information includes the probability or certainty that the rotating machine 2 is normal. Further, in the factor information, regarding the vibration generated in the rotating machine 2, the position of the rotating shaft is deviated from the correct position, the bearing is not lubricated well, or the rotating machine 2 is mounted on the gantry. It includes the probability or certainty that it is caused by improper fixing that is not securely fixed. The diagnostic model 133 has been learned in advance so as to output factor information when a plurality of state data and attribute information are input.

S108では、演算部11は、診断モデル133へ、振動判定モデル132が出力した複数の状態データと属性情報とを入力し、診断モデル133が出力した要因情報を取得する。このようにして、S108では、演算部11は、要因情報を生成する。 In S108, the calculation unit 11 inputs a plurality of state data and attribute information output by the vibration determination model 132 into the diagnostic model 133, and acquires the factor information output by the diagnostic model 133. In this way, in S108, the calculation unit 11 generates factor information.

演算部11は、次に、学習装置4の記憶部43が記憶している事例データベース432から、類似事例を取得する(S109)。S109では、演算部11は、類似事例の要求を、通信部18に学習装置4へ送信させる。例えば、類似事例の要求には、状態データ及び要因情報等の診断に関する情報が含まれる。通信部18は、通信ネットワークNを介して、類似事例の要求を学習装置4へ送信する。学習装置4は、類似事例の要求を通信部45で受信する。演算部41は、受信した要因情報との類似度が所定範囲にある診断結果を含む事例のデータを、事例データベース432から抽出する。例えば、演算部41は、回転機2と同等の機種に関する事例のデータを絞り込み、絞り込んだデータに含まれる状態データ及び要因情報と類似事例の要求に含まれる状態データ及び要因情報との類似度を計算する。例えば、状態データ及び要因情報を表すベクトルの差を計算し、ベクトルの差の絶対値を類似度とする。例えば、演算部41は、類似度が所定値以下となる事例のデータの内、診断日時が最新の所定数の事例のデータを抽出する。演算部41は、抽出したデータを通信部45に診断装置1へ送信させる。学習装置4からのデータを通信部18で受信することにより、演算部11は、類似事例を取得する。 Next, the calculation unit 11 acquires a similar case from the case database 432 stored in the storage unit 43 of the learning device 4 (S109). In S109, the calculation unit 11 causes the communication unit 18 to transmit a request for a similar case to the learning device 4. For example, the request for similar cases includes information on diagnosis such as state data and factor information. The communication unit 18 transmits a request for a similar case to the learning device 4 via the communication network N. The learning device 4 receives a request for a similar case at the communication unit 45. The calculation unit 41 extracts case data including a diagnosis result having a degree of similarity with the received factor information within a predetermined range from the case database 432. For example, the calculation unit 41 narrows down the case data related to a model equivalent to the rotary machine 2, and determines the degree of similarity between the state data and factor information included in the narrowed down data and the state data and factor information included in the request for a similar case. calculate. For example, the difference between the vectors representing the state data and the factor information is calculated, and the absolute value of the vector difference is taken as the similarity. For example, the calculation unit 41 extracts data of a predetermined number of cases having the latest diagnosis date and time from the data of cases in which the similarity is equal to or less than a predetermined value. The calculation unit 41 causes the communication unit 45 to transmit the extracted data to the diagnostic device 1. By receiving the data from the learning device 4 in the communication unit 18, the calculation unit 11 acquires a similar case.

演算部11は、次に、振動の加速度の時間変化を表す波形、要因情報、及び類似事例を出力する(S110)。S110では、演算部11は、振動の加速度の波形、要因情報、及び類似事例を示した画像を表示部16に表示させる。図12は、表示部16が表示する画像の例を示す模式図である。画像には、時系列加速度データ134が表す振動の加速度の波形、加速度の周波数スペクトル、及び振動の要因を分析した内容が含まれる。振動の要因分析結果は、要因情報の夫々の要素に対応するクラスを横軸とし、確信度を縦軸とした棒グラフの形で表示される。例えば、クラス0は回転機2が正常であることに対応し、クラス1は軸ずれに対応する。図12に示す例では、「正常」に対応するクラスの確信度が他のクラスよりも大きく、ほぼ1と同等の値であるので、振動の要因となる回転機2の状態として、「正常」と分析した結果が表示されている。確信度の大きいクラスが複数ある場合は、演算部11は、振動の要因を複数併記して表示部16に表示させてもよい。使用者は、表示部16で表示された画像によって、得られた要因情報を確認することができる。 Next, the calculation unit 11 outputs a waveform representing a time change of the acceleration of vibration, factor information, and a similar case (S110). In S110, the calculation unit 11 causes the display unit 16 to display an image showing a waveform of vibration acceleration, factor information, and similar cases. FIG. 12 is a schematic view showing an example of an image displayed by the display unit 16. The image includes the waveform of the acceleration of the vibration represented by the time-series acceleration data 134, the frequency spectrum of the acceleration, and the content of analyzing the factors of the vibration. The vibration factor analysis results are displayed in the form of a bar graph with the class corresponding to each element of the factor information on the horizontal axis and the certainty on the vertical axis. For example, class 0 corresponds to the normality of the rotating machine 2, and class 1 corresponds to the misalignment. In the example shown in FIG. 12, the certainty of the class corresponding to "normal" is larger than that of the other classes and is almost the same value as 1, so that the state of the rotating machine 2 that causes vibration is "normal". The result of the analysis is displayed. When there are a plurality of classes having a high degree of certainty, the calculation unit 11 may display a plurality of vibration factors together on the display unit 16. The user can confirm the obtained factor information from the image displayed on the display unit 16.

また、図12に示した例では、診断結果が要因情報に類似した類似事例の内容が表示されている。使用者は、表示された類似事例の内容を確認することで、過去の診断結果を確認することができ、取得された振動がどのような状況で発生し易いのかを推測することが可能となる。演算部11は、取得した複数の類似事例を出力してもよい。 Further, in the example shown in FIG. 12, the contents of similar cases in which the diagnosis result is similar to the factor information are displayed. By confirming the contents of the displayed similar cases, the user can confirm the past diagnosis results and can guess under what circumstances the acquired vibration is likely to occur. .. The calculation unit 11 may output a plurality of acquired similar cases.

演算部11は、次に、要因情報の修正の受付を待ち受ける(S111)。使用者は、表示部16で表示された画像に含まれる要因情報を確認した後、得られた要因情報が誤っていると感じた場合に、操作部15を操作して、要因情報の修正を入力することができる。要因情報の修正を受け付けた場合は(S111:YES)、演算部11は、受け付けた要因情報の修正の内容を表したデータを通信部45に学習装置4へ送信させる(S112)。後述するように、学習装置4では、要因情報の修正に基づいて、学習モデルの学習を行う。演算部11は、S112が終了した後、診断の処理を終了する。 Next, the calculation unit 11 waits for the acceptance of the correction of the factor information (S111). After checking the factor information included in the image displayed on the display unit 16, the user operates the operation unit 15 to correct the factor information when he / she feels that the obtained factor information is incorrect. You can enter it. When the correction of the factor information is accepted (S111: YES), the calculation unit 11 causes the communication unit 45 to transmit the data representing the content of the correction of the received factor information to the learning device 4 (S112). As will be described later, the learning device 4 learns the learning model based on the correction of the factor information. The calculation unit 11 ends the diagnosis process after S112 is completed.

S104が終了した後、又はS111で要因情報の修正の受付が無い場合は(S111:NO)、演算部11は、回転機2を診断した結果を含んだ診断報告を出力する(S113)。S113では、演算部11は、要因情報に応じて診断報告を作成し、通信部18に出力装置33へ診断報告のデータを送信させる。プリンタ等の出力装置33は、通信ネットワークNを介して診断装置1からの診断報告のデータを受信し、診断報告を出力する。例えば、演算部11は、S104での判定に応じて、振動の振幅が小さいために回転機2が正常であることを報告する内容の診断報告を出力する。例えば、演算部11は、図12に示す如きS110で出力した画像と同一の内容を記録した診断報告を出力する。演算部11は、要因情報の内容を言葉で説明した文章を付加した診断報告を出力してもよい。使用者は、診断報告から、回転機2の診断結果を確認することができる。また、使用者は、診断報告を用いて、他車に回転機2の診断結果を説明することができる。演算部11は、S113が終了した後、診断の処理を終了する。 After the end of S104 or when the correction of the factor information is not received in S111 (S111: NO), the calculation unit 11 outputs a diagnosis report including the result of diagnosing the rotary machine 2 (S113). In S113, the calculation unit 11 creates a diagnosis report according to the factor information, and causes the communication unit 18 to transmit the diagnosis report data to the output device 33. The output device 33 such as a printer receives the data of the diagnosis report from the diagnosis device 1 via the communication network N and outputs the diagnosis report. For example, the calculation unit 11 outputs a diagnostic report of the content that reports that the rotating machine 2 is normal because the amplitude of vibration is small according to the determination in S104. For example, the calculation unit 11 outputs a diagnostic report recording the same contents as the image output in S110 as shown in FIG. The calculation unit 11 may output a diagnostic report to which a sentence explaining the content of the factor information in words is added. The user can confirm the diagnosis result of the rotary machine 2 from the diagnosis report. In addition, the user can explain the diagnosis result of the rotary machine 2 to another vehicle by using the diagnosis report. The calculation unit 11 ends the diagnosis process after S113 is completed.

回転機2に複数の振動センサ31が取り付けられている場合は、演算部11は、複数の振動センサ31の夫々について、S101〜S113の処理を実行する。複数の振動センサ31についての処理は順次行われてもよく、並行して行われてもよい。S110では、複数の振動センサ31についての振動の加速度の波形、要因情報及び類似事例が、まとめて出力されてもよい。 When a plurality of vibration sensors 31 are attached to the rotating machine 2, the calculation unit 11 executes the processes of S101 to S113 for each of the plurality of vibration sensors 31. The processes for the plurality of vibration sensors 31 may be sequentially performed or may be performed in parallel. In S110, the waveforms of vibration accelerations, factor information, and similar cases of the plurality of vibration sensors 31 may be collectively output.

S101〜S113の内、S109の処理は省略されてもよい。この場合は、S110では類似事例は出力されない。また、S112の後にもS113の処理が行われてもよい。或いは、S111及びS112の処理は省略されてもよい。 Of S101 to S113, the process of S109 may be omitted. In this case, similar cases are not output in S110. Further, the processing of S113 may be performed after S112. Alternatively, the processing of S111 and S112 may be omitted.

学習装置4は、学習モデル生成方法を実行する。図13は、事例データベース432の内容例を示す概念図である。事例データベース432には、複数の回転機について過去に診断を行った多数の事例が記録されている。診断を行った日時に関連付けて、診断を受けた回転機に関する属性情報、時系列加速度データ、状態データ、及び要因情報が記録されている。属性情報には、回転機の機種、回転機の駆動方式、及び軸受の種類等の情報が含まれる。図13に示す例では、機種としてポンプが記録されている。事例データベース432には、診断を受けた回転機に取り付けた振動センサにより取得された時系列加速度データが記録されている。なお、時系列速度データ等の第1特徴データ、又は時系列加速度データの周波数スペクトル若しくは値の確率分布等の第2特徴データが更に記録されていてもよい。 The learning device 4 executes the learning model generation method. FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the contents of the case database 432. The case database 432 records a large number of cases in which a plurality of rotating machines have been diagnosed in the past. Attribute information, time-series acceleration data, state data, and factor information related to the rotated machine that received the diagnosis are recorded in association with the date and time when the diagnosis was made. The attribute information includes information such as the model of the rotating machine, the driving method of the rotating machine, and the type of bearing. In the example shown in FIG. 13, the pump is recorded as a model. The case database 432 records time-series acceleration data acquired by a vibration sensor attached to the rotated machine that has been diagnosed. It should be noted that the first feature data such as the time series velocity data or the second feature data such as the frequency spectrum or the probability distribution of the value of the time series acceleration data may be further recorded.

また、事例データベース432には、振動の状態を表した状態データが記録されている。図13に示すように、事例データベース432には、振動の加速度の状態を表す状態データ、及び振動の速度の状態を表す状態データ等、複数の状態データが記録されている。更に、事例データベース432には、振動の状態の要因に関する要因情報が記録されている。これらのデータが互いに関連付けられて、過去に行われた回転機の診断の夫々について、事例として記録されている。事例データベース432に記録された状態データ及び要員情報の内容は、例えば、過去の診断において、振動センサを用いて振動を観測した人が決定した内容である。 Further, in the case database 432, state data representing the state of vibration is recorded. As shown in FIG. 13, a plurality of state data such as a state data representing a state of vibration acceleration and a state data representing a state of vibration velocity are recorded in the case database 432. Further, the case database 432 records factor information regarding the factors of the vibration state. These data are associated with each other and are recorded as examples of each of the previous diagnostics of the rotating machine. The contents of the state data and the personnel information recorded in the case database 432 are, for example, the contents determined by the person who observed the vibration using the vibration sensor in the past diagnosis.

学習装置4は、事例データベース432に記録されたデータを訓練データとして、学習モデルである振動判定モデル132及び診断モデル133を生成する処理を行う。図14は、振動判定モデル132に含まれる、複数のCNNと一つのFCNNとからなる一組のNNを、学習装置4が生成する処理の手順を示すフローチャートである。演算部41は、記憶部43で記憶している事例データベース432から、一つの機種について記録されている時系列加速度データ及び特定の状態データを複数通り読み出す(S21)。特定の状態データは、生成すべきNNの組が出力すべき種類の状態データである。例えば、図8に示すCNN511a、511b及び511c並びにFCNN512を含むNNの組を生成する際には、振動の加速度の状態を表す状態データが読み出される。 The learning device 4 uses the data recorded in the case database 432 as training data to generate a vibration determination model 132 and a diagnostic model 133, which are learning models. FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of processing in which the learning device 4 generates a set of NNs including a plurality of CNNs and one FCNN included in the vibration determination model 132. The calculation unit 41 reads out a plurality of time-series acceleration data and specific state data recorded for one model from the case database 432 stored in the storage unit 43 (S21). The specific state data is the kind of state data to be output by the set of NNs to be generated. For example, when generating a set of NNs including CNN511a, 511b and 511c and FCNN512 shown in FIG. 8, state data representing the state of vibration acceleration is read out.

演算部41は、次に、読み出した複数の時系列加速度データから、必要な特徴データを生成する(S22)。S22では、演算部41は、S102又はS105で演算部11が行う方法と同様の方法で、第1特徴データ又は第2特徴データを生成する。生成される特徴データは、生成すべきNNの組へ入力すべき特徴データである。例えば、図8に示すNNの組を生成する際には、時系列包絡線データの周波数スペクトルが生成される。事例データベース432に必要な特徴データが記録されている場合は、演算部41は、S22の処理の代わりに、事例データベース432から必要な特徴データを読み出す処理を行ってもよい。 Next, the calculation unit 41 generates necessary feature data from the plurality of read time-series acceleration data (S22). In S22, the calculation unit 41 generates the first feature data or the second feature data in the same manner as the method performed by the calculation unit 11 in S102 or S105. The feature data to be generated is the feature data to be input to the set of NNs to be generated. For example, when generating the NN set shown in FIG. 8, the frequency spectrum of the time series envelope data is generated. When the required feature data is recorded in the case database 432, the calculation unit 41 may perform a process of reading the required feature data from the case database 432 instead of the process of S22.

演算部41は、読み出した時系列加速度データ、生成した特徴データ、並びに状態データの複数の組み合わせを訓練データとして、時系列加速度データ、特徴データを入力した場合に状態データを出力する一組のNNを生成する(S23)。S23では、演算部41は、複数のCNNの夫々へ、時系列加速度データ、第1特徴データ及び第2特徴データの内の対応するデータを入力し、複数のCNNが出力する複数の特徴ベクトルをFCNNへ入力する。例えば、図8に示すNNの組を生成する際には、CNN511aへ時系列加速度データを入力し、CNN511bへ加速度の周波数スペクトルを入力し、CNN511cへ加速度振幅の確率分布を入力する。FCNNによって、状態データが出力される。演算部41は、出力された状態データと訓練データとして用いる状態データとを変数とする誤差関数により誤差を計算し、誤差逆伝搬法によって誤差が最小となるように、複数のCNN及びFCNNの入力層、中間層及び出力層に含まれる各ノードの演算のパラメータを調整する。 The calculation unit 41 uses a plurality of combinations of the read time-series acceleration data, the generated feature data, and the state data as training data, and outputs a set of NNs that output the time-series acceleration data and the state data when the feature data is input. Is generated (S23). In S23, the calculation unit 41 inputs the corresponding data among the time-series acceleration data, the first feature data, and the second feature data into each of the plurality of CNNs, and outputs a plurality of feature vectors output by the plurality of CNNs. Input to FCNN. For example, when generating the NN set shown in FIG. 8, the time series acceleration data is input to CNN511a, the frequency spectrum of acceleration is input to CNN511b, and the probability distribution of acceleration amplitude is input to CNN511c. The state data is output by FCNN. The calculation unit 41 calculates an error by an error function using the output state data and the state data used as training data as variables, and inputs a plurality of CNNs and FCNNs so that the error is minimized by the error back propagation method. Adjust the calculation parameters of each node included in the layer, intermediate layer and output layer.

演算部41は、訓練データに含まれる時系列加速度データ及び特徴データと状態データとの複数の組み合わせを用いて、処理を繰り返し、複数のCNN及びFCNNのパラメータを調整することにより、一組のNNの機械学習を行う。演算部41は、調整された最終的なパラメータを有する複数のCNN及びFCNNを生成する。 The calculation unit 41 repeats the process using a plurality of combinations of the time-series acceleration data and the feature data and the state data included in the training data, and adjusts the parameters of the plurality of CNNs and FCNNs to form a set of NNs. Do machine learning. The calculation unit 41 generates a plurality of CNNs and FCNNs having adjusted final parameters.

S23が終了した後、演算部41は、処理を終了する。演算部41は、複数組のNNの夫々について、S21〜S23の処理を実行する。S21〜S23の処理を複数回実行することにより、演算部41は、複数のCNN及び一つのFCNNを一組とした複数組のNNを含んでなる振動判定モデル132を生成する。 After the end of S23, the calculation unit 41 ends the process. The calculation unit 41 executes the processes of S21 to S23 for each of the plurality of sets of NNs. By executing the processes of S21 to S23 a plurality of times, the calculation unit 41 generates a vibration determination model 132 including a plurality of sets of NNs including a plurality of CNNs and one FCNN.

図15は、学習装置4が診断モデル133を生成する処理の手順を示すフローチャートである。演算部41は、記憶部43で記憶している事例データベース432から、一つの機種について記録されている状態データ、属性情報、及び要因情報を複数通り読み出す(S31)。演算部41は、読み出した状態データ、属性情報及び要因情報の複数の組み合わせを訓練データとして、状態データ及び属性情報を入力した場合に要員情報を出力する診断モデル133を生成する(S32)。 FIG. 15 is a flowchart showing the procedure of the process in which the learning device 4 generates the diagnostic model 133. The calculation unit 41 reads out a plurality of state data, attribute information, and factor information recorded for one model from the case database 432 stored in the storage unit 43 (S31). The calculation unit 41 uses a plurality of combinations of the read state data, attribute information, and factor information as training data, and generates a diagnostic model 133 that outputs personnel information when the state data and attribute information are input (S32).

S32では、演算部41は、状態データ及び属性情報を診断モデル133へ入力する。診断モデル133から要因情報が出力される。演算部41は、出力された要因情報と訓練データとして用いる要因情報とを変数とする誤差関数により誤差を計算し、誤差逆伝搬法によって誤差が最小となるように、診断モデル133の入力層、中間層及び出力層に含まれる各ノードの演算のパラメータを調整する。演算部41は、訓練データに含まれる状態データ及び属性情報並びに要因情報の複数の組み合わせを用いて処理を繰り返し、診断モデル133のパラメータを調整することにより、診断モデル133の機械学習を行う。演算部41は、調整された最終的なパラメータを有する診断モデル133を生成する。S32が終了した後、演算部41は、処理を終了する。 In S32, the calculation unit 41 inputs the state data and the attribute information to the diagnostic model 133. Factor information is output from the diagnostic model 133. The calculation unit 41 calculates the error by an error function using the output factor information and the factor information used as training data as variables, and the input layer of the diagnostic model 133 so that the error is minimized by the error back propagation method. Adjust the calculation parameters of each node included in the intermediate layer and output layer. The calculation unit 41 repeats the process using a plurality of combinations of state data, attribute information, and factor information included in the training data, and adjusts the parameters of the diagnostic model 133 to perform machine learning of the diagnostic model 133. The calculation unit 41 generates a diagnostic model 133 having the adjusted final parameters. After the end of S32, the calculation unit 41 ends the process.

演算部41は、回転機の機種別に、S21〜S23及びS31〜S32の処理を行い、振動判定モデル132及び診断モデル133を生成する。即ち、学習装置4は、回転機の機種毎に、訓練データを事例データベース432から読み出し、学習モデルを生成する。演算部41は、生成した振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータを記憶部43に記憶する。 The calculation unit 41 performs the processes of S21 to S23 and S31 to S32 for each model of the rotating machine to generate the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133. That is, the learning device 4 reads the training data from the case database 432 for each model of the rotating machine and generates a learning model. The calculation unit 41 stores the data necessary for realizing the generated vibration determination model 132 and the diagnosis model 133 in the storage unit 43.

演算部41は、生成した振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータを、通信部45に診断装置1へ送信させる。診断装置1は、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータを通信部18で受信し、演算部11は、受信したデータを記憶部13に記憶することにより、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現する。記憶部13には、回転機の機種別に振動判定モデル132及び診断モデル133のデータが記憶され、診断装置1は、回転機2の機種に応じた学習モデルを利用して診断の処理を行う。 The calculation unit 41 causes the communication unit 45 to transmit the data necessary for realizing the generated vibration determination model 132 and the diagnosis model 133 to the diagnosis device 1. The diagnostic device 1 receives the data necessary for realizing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 in the communication unit 18, and the calculation unit 11 stores the received data in the storage unit 13 to store the received data in the storage unit 13 to obtain the vibration determination model. 132 and diagnostic model 133 are realized. The storage unit 13 stores the data of the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 for each model of the rotary machine, and the diagnostic device 1 performs the diagnosis process using the learning model corresponding to the model of the rotary machine 2.

学習装置4は、学習モデルの再学習を行うこともできる。診断装置1は、S112の処理で、要因情報の修正の内容を表したデータを学習装置4へ送信する。S112で診断装置1が送信するデータは、回転機2に関する属性情報、状態情報及び修正された要因情報が含まれる。学習装置4は、通信部45でデータを受信し、演算部41は、記憶部43が記憶する修正データベース433に受信したデータを記憶する。修正データベース433には、属性情報、状態情報及び修正された要因情報の組み合わせが複数記録される。 The learning device 4 can also relearn the learning model. The diagnostic device 1 transmits data representing the content of the correction of the factor information to the learning device 4 in the process of S112. The data transmitted by the diagnostic apparatus 1 in S112 includes attribute information, state information, and corrected factor information regarding the rotating machine 2. The learning device 4 receives the data in the communication unit 45, and the calculation unit 41 stores the received data in the correction database 433 stored in the storage unit 43. A plurality of combinations of attribute information, state information, and modified factor information are recorded in the modification database 433.

図16は、学習装置4が行う再学習の処理の手順を示すフローチャートである。演算部41は、修正データベース433から、属性情報、状態情報及び要因情報の複数の組み合わせでなる訓練データを読み出す(S41)。演算部41は、訓練データに基づいて診断モデル133の再学習を行う(S42)。S42では、演算部41は、状態データ及び属性情報を診断モデル133へ入力し、診断モデル133から出力された要因情報と訓練データとして用いる要因情報とを変数とする誤差関数により誤差を計算し、誤差逆伝搬法によって誤差が最小となるように、診断モデル133のパラメータを調整する。演算部41は、訓練データに含まれる状態データ及び属性情報並びに要因情報の複数の組み合わせを用いて処理を繰り返し、診断モデル133の再学習を行う。S42が終了した後、演算部41は、処理を終了する。 FIG. 16 is a flowchart showing the procedure of the re-learning process performed by the learning device 4. The calculation unit 41 reads training data composed of a plurality of combinations of attribute information, state information, and factor information from the correction database 433 (S41). The calculation unit 41 relearns the diagnostic model 133 based on the training data (S42). In S42, the calculation unit 41 inputs state data and attribute information to the diagnostic model 133, calculates an error by an error function using the factor information output from the diagnostic model 133 and the factor information used as training data as variables. The parameters of the diagnostic model 133 are adjusted so that the error is minimized by the error backpropagation method. The calculation unit 41 repeats the process using a plurality of combinations of the state data, the attribute information, and the factor information included in the training data, and relearns the diagnostic model 133. After the end of S42, the calculation unit 41 ends the process.

演算部41は、再学習した診断モデル133を実現するために必要なデータを記憶部43に記憶する。演算部41は、再学習した診断モデル133を実現するために必要なデータを、通信部45に診断装置1へ送信させる。診断装置1は、再学習した診断モデル133を実現するために必要なデータを通信部18で受信し、演算部11は、受信したデータを記憶部13に記憶することにより、診断モデル133を更新する。以降の診断装置1は、再学習した診断モデル133を利用して診断の処理を行う。診断モデル133の再学習により、診断の精度が向上する。 The calculation unit 41 stores the data necessary for realizing the relearned diagnostic model 133 in the storage unit 43. The calculation unit 41 causes the communication unit 45 to transmit the data necessary for realizing the relearned diagnostic model 133 to the diagnostic device 1. The diagnostic device 1 receives the data necessary for realizing the relearned diagnostic model 133 in the communication unit 18, and the arithmetic unit 11 updates the diagnostic model 133 by storing the received data in the storage unit 13. do. Subsequent diagnostic devices 1 perform diagnostic processing using the relearned diagnostic model 133. Re-learning of the diagnostic model 133 improves the accuracy of the diagnosis.

以上詳述した如く、診断装置1は、回転機2に発生する振動の加速度を記録した時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成する。特徴データには、振動を表す加速度以外の量を記録した第1特徴データ、又は時系列加速度データ若しくは第1特徴データの周波数分布若しくは振幅の確率分布に関する第2特徴データが含まれる。診断装置1は、時系列加速度データだけでなく、第1特徴データ又は第2特徴データを含む特徴データを用いて、回転機2の診断を行う。複数種類の情報を用いた人による診断と同様に、診断装置1は、回転機2に発生する振動に関する複数種類の情報を利用したマルチモーダルな視点から回転機2の診断を行うことができる。この結果、診断装置1は、従来の診断に比べて、より精度良く診断を行うことができる。また、診断装置1は、事例データベース432に記録されたデータを訓練データとすることにより、回転機2の物理モデルを利用することなく、振動の測定結果に基づいて、回転機2の診断を行うことができる。 As described in detail above, the diagnostic apparatus 1 generates a plurality of types of feature data from the time-series acceleration data that records the acceleration of the vibration generated in the rotating machine 2. The feature data includes a first feature data that records an amount other than the acceleration representing vibration, or a second feature data relating to the frequency distribution or the probability distribution of the amplitude of the time-series acceleration data or the first feature data. The diagnostic apparatus 1 diagnoses the rotating machine 2 by using not only the time-series acceleration data but also the first feature data or the feature data including the second feature data. Similar to a human diagnosis using a plurality of types of information, the diagnostic device 1 can perform a diagnosis of the rotating machine 2 from a multimodal viewpoint using a plurality of types of information regarding vibration generated in the rotating machine 2. As a result, the diagnostic device 1 can perform the diagnosis more accurately than the conventional diagnosis. Further, the diagnostic device 1 diagnoses the rotating machine 2 based on the measurement result of vibration by using the data recorded in the case database 432 as training data without using the physical model of the rotating machine 2. be able to.

学習モデルである振動判定モデル132を用いることにより、振動に関する複数種類の情報から、振動の状態を表した状態データが容易に得られる。状態データにより、振動の加速度又は速度等が、正常な状態又は特定の周波数成分が大きい状態等のどのような状態になっているかが明確になる。また、学習モデルである診断モデル133を用いることにより、状態データ及び回転機2に関する属性情報から、振動の状態の要因に関する要因情報が容易に得られる。要因情報から、振動の状態が、回転機2がどのような状態になっていることを要因としたものであるのかが明確になる。このため、回転機2がどのような状態になっているのかを精度良く診断することが可能となる。 By using the vibration determination model 132, which is a learning model, state data representing the vibration state can be easily obtained from a plurality of types of information regarding vibration. The state data clarifies what kind of state the acceleration or velocity of vibration is in, such as a normal state or a state in which a specific frequency component is large. Further, by using the diagnostic model 133 which is a learning model, the factor information regarding the factor of the vibration state can be easily obtained from the state data and the attribute information regarding the rotating machine 2. From the factor information, it becomes clear what kind of state the rotating machine 2 is in as a factor in the vibration state. Therefore, it is possible to accurately diagnose what kind of state the rotating machine 2 is in.

なお、学習装置4は、複数の診断装置1に対して学習された振動判定モデル132及び診断モデル133を提供する形態であってもよい。例えば、通信ネットワークNに複数の診断装置1が接続されており、学習装置4は、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータを複数の診断装置1へ送信する。学習装置4は、要因情報の修正を複数の診断装置1から受信してもよい。 The learning device 4 may be in a form of providing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 that have been learned for the plurality of diagnostic devices 1. For example, a plurality of diagnostic devices 1 are connected to the communication network N, and the learning device 4 transmits data necessary for realizing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 to the plurality of diagnostic devices 1. The learning device 4 may receive corrections of factor information from a plurality of diagnostic devices 1.

実施形態1では、診断装置1と学習装置4とは通信ネットワークNを介して接続されている形態を示したが、診断装置1と学習装置4とは互いに分離している形態であってもよい。この形態では、通信ネットワークNを介した通信以外の方法で、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータが学習装置4から診断装置1へ渡される。例えば、振動判定モデル132及び診断モデル133を実現するために必要なデータは、学習装置4から読み出され、可搬型メモリ又は光ディスク等の記録媒体に記録され、記録媒体から診断装置1に読み出される。 In the first embodiment, the diagnostic device 1 and the learning device 4 are connected to each other via the communication network N, but the diagnostic device 1 and the learning device 4 may be separated from each other. .. In this embodiment, data necessary for realizing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 is passed from the learning device 4 to the diagnostic device 1 by a method other than communication via the communication network N. For example, the data necessary for realizing the vibration determination model 132 and the diagnostic model 133 are read from the learning device 4, recorded on a recording medium such as a portable memory or an optical disk, and read from the recording medium to the diagnostic device 1. ..

<実施形態2>
図17は、実施形態2に係る診断システムの構成を示す模式図である。実施形態2では、A/D変換器32は、送信部34に接続されている。送信部34は、通信ネットワークNに接続されている。送信部34は、A/D変換器32が出力した信号を受け付け、受け付けた信号を、通信ネットワークNを介して診断装置1へ送信する。診断装置1は、サーバ装置等のコンピュータである。診断装置1は、送信部34から送信された信号を受信する。即ち、診断装置1は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値を示した信号を、通信ネットワークNを介して受信する。診断システムは、端末装置6を備えている。端末装置6は、通信ネットワークNに接続されている。診断システムのその他の部分の構成は、実施形態1と同様である。
<Embodiment 2>
FIG. 17 is a schematic diagram showing the configuration of the diagnostic system according to the second embodiment. In the second embodiment, the A / D converter 32 is connected to the transmission unit 34. The transmission unit 34 is connected to the communication network N. The transmission unit 34 receives the signal output by the A / D converter 32, and transmits the received signal to the diagnostic device 1 via the communication network N. The diagnostic device 1 is a computer such as a server device. The diagnostic device 1 receives the signal transmitted from the transmission unit 34. That is, the diagnostic device 1 receives a signal indicating the value of the acceleration of vibration measured by the vibration sensor 31 via the communication network N. The diagnostic system includes a terminal device 6. The terminal device 6 is connected to the communication network N. The configuration of the other parts of the diagnostic system is the same as in the first embodiment.

端末装置6は、回転機2の診断を行うために使用者が使用する装置である。例えば、端末装置6は、回転機2の付近に配置される。図18は、端末装置6の内部の機能構成例を示すブロック図である。端末装置6は、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ又はスマートフォン等のコンピュータを用いて構成されている。端末装置6は、演算部61と、メモリ62と、記憶部63と、操作部64と、表示部65と、通信部66とを備えている。演算部61は、例えばCPU、GPU、又はマルチコアCPUを用いて構成されている。メモリ62は、例えばRAMである。記憶部63は、不揮発性であり、例えばハードディスクである。操作部64は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス又はタッチパネルである。表示部65は、例えば液晶ディスプレイ又はELディスプレイである。通信部66は、通信ネットワークNが接続され、端末装置6の外部との間で通信を行う。通信部66は、通信ネットワークNを通じて、診断装置1とデータの送受信を行う。 The terminal device 6 is a device used by the user for diagnosing the rotating machine 2. For example, the terminal device 6 is arranged in the vicinity of the rotating machine 2. FIG. 18 is a block diagram showing an example of an internal functional configuration of the terminal device 6. The terminal device 6 is configured by using a computer such as a personal computer, a tablet computer, or a smartphone. The terminal device 6 includes a calculation unit 61, a memory 62, a storage unit 63, an operation unit 64, a display unit 65, and a communication unit 66. The calculation unit 61 is configured by using, for example, a CPU, a GPU, or a multi-core CPU. The memory 62 is, for example, a RAM. The storage unit 63 is non-volatile, for example, a hard disk. The operation unit 64 is, for example, a keyboard, a pointing device, or a touch panel. The display unit 65 is, for example, a liquid crystal display or an EL display. The communication unit 66 is connected to the communication network N and communicates with the outside of the terminal device 6. The communication unit 66 transmits / receives data to / from the diagnostic device 1 through the communication network N.

記憶部63は、コンピュータプログラム631を記憶している。例えば、コンピュータプログラム631は、回転機2の診断を行うためのウェブアプリケーションのプログラムであり、診断装置1からダウンロードされ、記憶部63に記憶される。コンピュータプログラム631は、メモリ62に記憶されてもよい。 The storage unit 63 stores the computer program 631. For example, the computer program 631 is a web application program for diagnosing the rotating machine 2, is downloaded from the diagnostic device 1, and is stored in the storage unit 63. The computer program 631 may be stored in the memory 62.

診断装置1は、振動センサ31が測定した振動の加速度の値を示した信号を受信し、記憶部13に時系列加速度データ134を記憶する。使用者は、操作部64を操作して、回転機2の診断の指示を入力する。演算部61は、入力された指示に応じて、通信部66に、診断の開始の指示を診断装置1へ送信させる。診断装置1は、診断の開始の指示を通信部18で受信し、演算部41は、S101〜S113の処理を実行する。S110では、演算部11は、振動の加速度の時間変化を表す波形、要因情報、及び類似事例を通信部18に端末装置6へ送信させ、端末装置6では、振動の加速度の波形、要因情報、及び類似事例を表示部65に表示する。使用者は、端末装置6を操作して、回転機2の診断の結果を知ることができる。 The diagnostic device 1 receives a signal indicating the value of the acceleration of the vibration measured by the vibration sensor 31, and stores the time-series acceleration data 134 in the storage unit 13. The user operates the operation unit 64 to input a diagnosis instruction of the rotary machine 2. The calculation unit 61 causes the communication unit 66 to transmit an instruction to start diagnosis to the diagnosis device 1 in response to the input instruction. The diagnostic device 1 receives the instruction to start the diagnosis in the communication unit 18, and the calculation unit 41 executes the processes of S101 to S113. In S110, the calculation unit 11 causes the communication unit 18 to transmit a waveform representing the time change of the vibration acceleration, factor information, and a similar case to the terminal device 6, and in the terminal device 6, the waveform of the vibration acceleration, the factor information, And similar cases are displayed on the display unit 65. The user can operate the terminal device 6 to know the result of the diagnosis of the rotating machine 2.

なお、診断装置1は、複数の回転機2の診断を行う形態であってもよい。例えば、複数の送信部34及び複数の端末装置6が通信ネットワークNに接続されている。診断装置1は、複数の振動センサ31が測定した振動の加速度の値を示した信号を受信し、記憶部13に複数の時系列加速度データ134を記憶する。診断装置1は、複数の端末装置6から診断の開始の指示を受け付け、夫々の回転機2の診断を行う。また、学習装置4は、複数の回転機2に関する要因情報の修正を受け付け、修正データベース433に記録し、再学習の処理を行うことができる。 The diagnostic device 1 may be in the form of diagnosing a plurality of rotating machines 2. For example, a plurality of transmission units 34 and a plurality of terminal devices 6 are connected to the communication network N. The diagnostic device 1 receives a signal indicating the value of the acceleration of the vibration measured by the plurality of vibration sensors 31, and stores the plurality of time-series acceleration data 134 in the storage unit 13. The diagnostic device 1 receives instructions for starting diagnosis from a plurality of terminal devices 6 and diagnoses each of the rotating machines 2. Further, the learning device 4 can receive corrections of factor information related to the plurality of rotating machines 2, record them in the correction database 433, and perform relearning processing.

実施形態2においても、診断装置1は、回転機2に発生する振動に関する複数種類の情報を利用することにより、従来の診断に比べて、より精度良く診断を行うことができる。実施形態2では、使用者は、診断装置1を直接に操作する必要が無く、より手軽に回転機2の診断を行うことができる。また、学習装置4は、複数の回転機2についての診断結果に基づいて診断モデル133の再学習を行うことができる。これにより、診断モデル133を用いた診断の精度がより向上する。 Also in the second embodiment, the diagnostic device 1 can perform the diagnosis more accurately than the conventional diagnosis by using a plurality of types of information regarding the vibration generated in the rotating machine 2. In the second embodiment, the user does not need to directly operate the diagnostic device 1 and can more easily diagnose the rotary machine 2. Further, the learning device 4 can relearn the diagnostic model 133 based on the diagnostic results of the plurality of rotating machines 2. As a result, the accuracy of diagnosis using the diagnostic model 133 is further improved.

実施形態1及び2においては、振動センサ31が測定した振動の測定結果を診断装置1で取得する形態を示したが、振動の測定結果を取得する装置と回転機2の診断のための処理を行う装置とは異なる装置であってもよい。実施形態1及び2においては、学習装置4が事例データベース432を記憶する形態を示したが、事例データベース432を記憶する装置と学習モデルの学習の処理を行う装置とは異なる装置であってもよい。 In the first and second embodiments, the form in which the vibration measurement result measured by the vibration sensor 31 is acquired by the diagnostic device 1 is shown, but the device for acquiring the vibration measurement result and the process for diagnosing the rotating machine 2 are performed. It may be a device different from the device to perform. In the first and second embodiments, the learning device 4 stores the case database 432, but the device that stores the case database 432 and the device that performs the learning process of the learning model may be different devices. ..

実施形態1及び2においては、振動判定モデル132が複数のCNNと一つのFCNNとを一組とした複数の組のNNを含んでいる形態を示したが、振動判定モデル132は、複数のCNN及び一つのFCNNからなる一組のNNのみからなる形態であってもよい。実施形態1及び2においては、時系列加速度データ134以外に、時系列速度データ等の第1特徴データを用いる形態を示したが、診断装置1は、第1特徴データを利用しない形態であってもよい。 In the first and second embodiments, the vibration determination model 132 shows a form in which a plurality of sets of NNs including a plurality of CNNs and one FCNN are included, but the vibration determination model 132 includes a plurality of sets of CNNs. And may be in the form of only one set of NNs consisting of one FCNN. In the first and second embodiments, a mode in which the first feature data such as the time series velocity data is used in addition to the time series acceleration data 134 is shown, but the diagnostic apparatus 1 is a mode in which the first feature data is not used. May be good.

実施形態1及び2においては、時系列速度データ等の第1特徴データを時系列加速度データ134から計算する形態を示したが、診断装置1は、時系列加速度データ134から計算する方法以外の方法で第1特徴データを取得する形態であってもよい。例えば、回転機2の振動の速度を測定するセンサを回転機2に取り付け、診断装置1は、センサが測定した速度を時系列的に記録した時系列速度データを取得してもよい。診断装置1は、時系列速度データ、時系列包絡線データ及び時系列変位データ以外の第1特徴データを用いる形態であってもよい。診断装置1は、周波数スペクトル及び振幅の確率分布以外に、振動の特徴を示す特徴データを用いる形態であってもよい。 In the first and second embodiments, the first feature data such as the time-series velocity data is calculated from the time-series acceleration data 134, but the diagnostic apparatus 1 is a method other than the method of calculating from the time-series acceleration data 134. It may be in the form of acquiring the first feature data in. For example, a sensor for measuring the vibration speed of the rotating machine 2 may be attached to the rotating machine 2, and the diagnostic device 1 may acquire time-series speed data in which the speed measured by the sensor is recorded in time series. The diagnostic device 1 may be in the form of using the first feature data other than the time series velocity data, the time series envelope data, and the time series displacement data. In addition to the frequency spectrum and the probability distribution of amplitude, the diagnostic device 1 may be in the form of using feature data showing the characteristics of vibration.

本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, an embodiment obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims is also included in the technical scope of the present invention.

1 診断装置
131 コンピュータプログラム
132 振動判定モデル
133 診断モデル
2 回転機
31 振動センサ
33 出力装置
4 学習装置
431 コンピュータプログラム
6 端末装置
N 通信ネットワーク
1 Diagnostic device 131 Computer program 132 Vibration judgment model 133 Diagnostic model 2 Rotating machine 31 Vibration sensor 33 Output device 4 Learning device 431 Computer program 6 Terminal device N Communication network

本発明は、測定した回転機の振動から回転機の状態を診断する処理方法、回転機の診断方法、コンピュータプログラム、学習モデル生成方法及び診断装置に関する。 The present invention relates to a processing method for diagnosing the state of a rotating machine from the measured vibration of the rotating machine, a method for diagnosing the rotating machine, a computer program, a learning model generation method, and a diagnostic device.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、回転機の異常の種類を精度良く判定することができる処理方法、回転機の診断方法、コンピュータプログラム、学習モデル生成方法及び診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is a processing method capable of accurately determining the type of abnormality of a rotating machine, a diagnostic method of the rotating machine, a computer program, and the like. The purpose of the present invention is to provide a learning model generation method and a diagnostic device.

本発明に係る処理方法は、転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークが出力する前記状態データを取得することを特徴とする。
本発明に係る回転機の診断方法は、回転機の診断を行う方法において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得し、前記回転機の属性情報を取得し、前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルへ、前記状態データ及び前記属性情報を入力し、前記第2学習モデルが出力する前記要因情報を取得することを特徴とする。
Multi-processing method according to the present invention, which acquires a series acceleration data when the time series records the acceleration of vibrations is a vibration sensor mounted on the rotating turning point was measured and calculated in a different way from the time series acceleration data To the first learning model that generates the type of feature data and outputs the state data representing the state of the vibration when a plurality of types of data among the time series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. By inputting the plurality of types of data, the first training model includes a plurality of sets including a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network, and a plurality of convolutions included in each set. The neural network has a one-to-one correspondence with a plurality of specific types of data among the plurality of types of data, and outputs a feature vector of the plurality of specific types of data when the corresponding specific types of data are input. However, the fully connected neural network included in each set outputs the state data when a plurality of feature vectors output by a plurality of convolutional neural networks included in the same set are input, and is included in each set. It is characterized in that the state data output by the fully connected neural network is acquired.
The method for diagnosing a rotating machine according to the present invention is a method for diagnosing a rotating machine by acquiring time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. When a plurality of types of feature data calculated by different methods are generated from the time series acceleration data and a plurality of types of data among the time series acceleration data and the plurality of types of feature data are input, the vibration state is shown. The plurality of types of data are input to the first learning model that outputs the obtained state data, the state data output by the first learning model is acquired, the attribute information of the rotating machine is acquired, and the state data and the state data and the state data are acquired. The state data and the attribute information are input to the second learning model that outputs the factor information related to the factor of the vibration state when the attribute information is input, and the factor information output by the second learning model is acquired. It is characterized by doing.

本発明に係る回転機の処理方法は、転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、速度以外の前記振動を表す量を時系列的に記録した第1特徴データを取得し、前記時系列加速度データ又は前記第1特徴データから、第2特徴データを生成し、前記時系列加速度データ、前記第1特徴データ及び前記第2特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に、前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークが出力する前記状態データを取得することを特徴とする。
本発明に係る回転機の診断方法は、回転機の診断を行う方法において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、加速度以外の前記振動を表す量を時系列的に記録した第1特徴データを取得し、前記時系列加速度データ又は前記第1特徴データから、第2特徴データを生成し、前記時系列加速度データ、前記第1特徴データ及び前記第2特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に、前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得し、前記回転機の属性情報を取得し、前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルへ、前記状態データ及び前記属性情報を入力し、前記第2学習モデルが出力する前記要因情報を取得することを特徴とする。
Processing method of the rotating machine according to the present invention obtains the series acceleration data when the time series records the acceleration of vibrations is a vibration sensor mounted on the rotating turning point was measured, the amount representing the vibration of the non-acceleration The first feature data recorded in time series is acquired, the second feature data is generated from the time series acceleration data or the first feature data, and the time series acceleration data, the first feature data and the second feature data are generated. If you enter a plurality of types of data of the characteristic data, to the first learning model for outputting status data representing the state of the vibration type the plurality of types of data, the first training model, multiple The convolutional neural network includes a plurality of sets including one fully connected neural network, and the plurality of convolutional neural networks included in each set includes a plurality of specific types of the plurality of types of data. There is a one-to-one correspondence with the data, and when a specific type of data corresponding to each is input, the feature vectors of the plurality of specific types of data are output, and the fully connected neural networks included in each set are the same set. When a plurality of feature vectors output by a plurality of convolutional neural networks included in the data are input, the state data is output, and the state data output by the fully connected neural network included in each set is acquired. do.
The method for diagnosing a rotating machine according to the present invention is a method for diagnosing a rotating machine by acquiring time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. The first feature data in which the amount representing the vibration other than the above is recorded in time series is acquired, the second feature data is generated from the time series acceleration data or the first feature data, and the time series acceleration data, the said. When a plurality of types of data among the first feature data and the second feature data are input, the plurality of types of data are input to the first learning model that outputs the state data representing the vibration state. The state data output by the first learning model is acquired, the attribute information of the rotating machine is acquired, and when the state data and the attribute information are input, the factor information regarding the factor of the vibration state is output. 2. The state data and the attribute information are input to the learning model, and the factor information output by the second learning model is acquired.

本発明に係るコンピュータプログラムは、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得する処理をコンピュータに実行させ、前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力することを特徴とする。
本発明に係るコンピュータプログラムは、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、
前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得し、前記回転機の属性情報を取得し、前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルへ、前記状態データ及び前記属性情報を入力し、前記第2学習モデルが出力する前記要因情報を取得する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
The computer program according to the present invention acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to a rotating machine is recorded in time series, and is calculated by a different method from the time-series acceleration data. To the first learning model that generates the type of feature data and outputs the state data representing the state of the vibration when a plurality of types of data among the time series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. A computer is made to execute a process of inputting the plurality of types of data and acquiring the state data output by the first learning model, and the first learning model includes a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network. A plurality of convolutional neural networks included in each set include a plurality of sets of data, and each of the plurality of convolutional neural networks has a one-to-one correspondence with a plurality of specific types of data among the plurality of types of data. When a specific type of data is input, the feature vectors of the plurality of specific types of data are output, and the fully connected neural network included in each set is a plurality of output by a plurality of convolutional neural networks included in the same set. It is characterized in that the state data is output when the feature vector of is input .
The computer program according to the present invention acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to a rotating machine is recorded in time series, and is calculated by a different method from the time-series acceleration data. To the first learning model that generates the type of feature data and outputs the state data representing the state of the vibration when a plurality of types of data among the time series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. Enter the multiple types of data and
The state data output by the first learning model is acquired, the attribute information of the rotating machine is acquired, and when the state data and the attribute information are input, the factor information regarding the factor of the vibration state is output. 2. It is characterized in that a process of inputting the state data and the attribute information into the learning model and acquiring the factor information output by the second learning model is executed by a computer.

本発明に係るコンピュータプログラムでは、生成された前記複数種類の特徴データは、速度以外の前記振動を表すの時間変化を表した第1特徴データを含むことを特徴とする。 In the computer program according to the present invention, wherein data of said plurality of types that have been generated, characterized in that it comprises a first feature data representing the time variation of the quantity representing the vibration other than acceleration.

本発明に係るコンピュータプログラムは、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記要因情報の内容に応じた前記回転機診断結果との類似度が所定範囲にある事例を取得し、取得した事例を出力する処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする。 A computer program according to the present invention, from the database recording the plurality of cases including a prior diagnosis result, the diagnostic result as the similarity of the rotating machine in accordance with the contents of the factor information obtains the case in a predetermined range It is characterized in that the computer further executes the process of outputting the acquired case.

本発明に係る学習モデル生成方法は、回転機に取り付けられた振動センサにより過去に測定された振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを取得し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データについて、前記振動の状態を表した状態データを取得し、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データと前記状態データとを訓練データとして、任意の振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから生成される複数種類の特徴データを入力した場合に、前記任意の振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルを、生成し、前記回転機の属性情報、及び前記振動センサにより過去に測定された振動の状態の要因に関する要因情報を取得し、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を訓練データとして、任意の回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の状態を表した状態データ及び前記任意の回転機の属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルを、生成することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention is calculated by a method different from the time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured in the past by the vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series and the time-series acceleration data. Tokushi preparative plurality of types of characteristic data for the time series acceleration data and the plurality of types of characteristic data, obtains the state data representing the state of the vibration, the time series acceleration data and the plurality of types of feature When the time-series acceleration data in which the acceleration of an arbitrary vibration is recorded in time series and a plurality of types of feature data generated from the time-series acceleration data are input by using the data and the state data as training data, the said A first learning model that outputs state data representing an arbitrary vibration state is generated , and attribute information of the rotating machine and factor information related to factors of the vibration state measured in the past by the vibration sensor are acquired. , The state data, the attribute information, and the factor information are used as training data, and the state data representing the state of vibration measured by the vibration sensor attached to the arbitrary rotating machine and the attribute information of the arbitrary rotating machine are input. It is characterized by generating a second learning model that outputs factor information regarding the factors of the vibration state in the case.

本発明に係る学習モデル生成方法は、物理モデルを利用することなしに、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記時系列加速度データを読み出すことにより、前記時系列加速度データを取得し、前記データベースから前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を読み出すことにより、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を取得することを特徴とする。 The learning model generation method according to the present invention obtains the time-series acceleration data by reading the time-series acceleration data from a database recording a plurality of cases including past diagnosis results without using a physical model. It is characterized in that the state data , the attribute information and the factor information are acquired by acquiring and reading the state data , the attribute information and the factor information from the database.

本発明に係る診断装置は、回転機の診断を行う診断装置において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得する加速度取得部と前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成する生成部と、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルと、前記複数種類のデータを前記第1学習モデルへ入力して前記状態データを取得する状態データ取得部とを備え、前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力することを特徴とする。
本発明に係る診断装置は、回転機の診断を行う診断装置において、回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得する加速度取得部と前記時系列加速度データから異なる方法で算出される複数種類の特徴データを生成する生成部と、前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルと、前記複数種類のデータを前記第1学習モデルへ入力して前記状態データを取得する状態データ取得部と、前記回転機の属性情報を取得する属性情報取得部と、前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルと、前記状態データ及び前記属性情報を前記第2学習モデルへ入力して前記要因情報を取得する要因情報取得部とを備えることを特徴とする。
The diagnostic device according to the present invention is a diagnostic device for diagnosing a rotating machine, and includes an acceleration acquisition unit that acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. The vibration when a generator that generates a plurality of types of feature data calculated by different methods from the time-series acceleration data and a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. first learning model and the plurality of types of data input to the first learning model and a state data acquisition unit for acquiring the status data, the first learning model for outputting status data representing the status Includes a plurality of sets including a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network, and the plurality of convolutional neural networks included in each set includes a plurality of the plurality of types of data. There is a one-to-one correspondence with specific types of data, and when the corresponding specific types of data are input, the feature vectors of the plurality of specific types of data are output, and the fully connected neural network included in each set is It is characterized in that the state data is output when a plurality of feature vectors output by a plurality of convolutional neural networks included in the same set are input.
The diagnostic device according to the present invention is a diagnostic device for diagnosing a rotating machine, and includes an acceleration acquisition unit that acquires time-series acceleration data in which the acceleration of vibration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine is recorded in time series. The vibration when a generator that generates a plurality of types of feature data calculated by different methods from the time-series acceleration data and a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input. A first learning model that outputs state data representing the state of the above, a state data acquisition unit that inputs the plurality of types of data into the first learning model to acquire the state data, and attribute information of the rotating machine. The attribute information acquisition unit to be acquired, the second learning model that outputs the factor information related to the factor of the vibration state when the state data and the attribute information are input, and the second learning of the state data and the attribute information. It is characterized by including a factor information acquisition unit that inputs to a model and acquires the factor information.

Claims (19)

回転機の診断を行う方法において、
回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、
前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成し、
前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、
前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得する
ことを特徴とする回転機の診断方法。
In the method of diagnosing a rotating machine,
Acquire time-series acceleration data that records the acceleration of vibration measured by the vibration sensor attached to the rotating machine in chronological order.
Multiple types of feature data are generated from the time-series acceleration data,
When a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input, the plurality of types of data are input to the first learning model that outputs the state data representing the state of the vibration. ,
A method for diagnosing a rotating machine, which comprises acquiring the state data output by the first learning model.
回転機の診断を行う方法において、
回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、
前記振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを取得し、
前記時系列加速度データ又は前記第1特徴データから、第2特徴データを生成し、
前記時系列加速度データ、前記第1特徴データ及び前記第2特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に、前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、
前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得する
ことを特徴とする回転機の診断方法。
In the method of diagnosing a rotating machine,
Acquire time-series acceleration data that records the vibration acceleration measured by the vibration sensor attached to the rotating machine in chronological order.
Acquire the first feature data in which quantities other than the acceleration representing the vibration are recorded in time series, and
The second feature data is generated from the time series acceleration data or the first feature data.
When a plurality of types of data among the time-series acceleration data, the first feature data, and the second feature data are input, the plurality of data are added to a first learning model that outputs state data representing the state of vibration. Enter the type of data,
A method for diagnosing a rotating machine, which comprises acquiring the state data output by the first learning model.
回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得し、
前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成し、
前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルへ、前記複数種類のデータを入力し、
前記第1学習モデルが出力する前記状態データを取得する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
Acquire time-series acceleration data that records the vibration acceleration measured by the vibration sensor attached to the rotating machine in chronological order.
Multiple types of feature data are generated from the time-series acceleration data,
When a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input, the plurality of types of data are input to the first learning model that outputs the state data representing the state of the vibration. ,
A computer program characterized in that a computer executes a process of acquiring the state data output by the first learning model.
前記複数種類の特徴データは、前記振動を表す加速度以外の量を時系列的に記録した第1特徴データを含むこと
を特徴とする請求項3に記載のコンピュータプログラム。
The computer program according to claim 3, wherein the plurality of types of feature data include first feature data in which quantities other than acceleration representing the vibration are recorded in time series.
前記第1特徴データは、前記振動の速度を時系列的に記録した時系列速度データ、前記振動の加速度の包絡線を時系列的に記録した時系列包絡線データ、又は前記振動の変位を時系列的に記録した時系列変位データであり、
前記時系列加速度データを積分することによって前記時系列速度データを生成する処理、
前記時系列加速度データから包絡線を生成することによって、前記時系列包絡線データを生成する処理、又は
前記時系列加速度データを2回積分することによって前記時系列変位データを生成する処理
をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項4に記載のコンピュータプログラム。
The first feature data is time-series velocity data in which the velocity of the vibration is recorded in time series, time-series envelope data in which the envelope of the acceleration of the vibration is recorded in time series, or displacement of the vibration is timed. It is time series displacement data recorded in series,
A process of generating the time-series velocity data by integrating the time-series acceleration data,
The computer is subjected to a process of generating the time-series envelope data by generating the envelope from the time-series acceleration data, or a process of generating the time-series displacement data by integrating the time-series acceleration data twice. The computer program according to claim 4, wherein the computer program is executed.
前記時系列加速度データの値が所定の第1範囲に含まれている場合、前記時系列速度データの値が所定の第2範囲に含まれている場合、又は前記時系列変位データの値が所定の第3範囲に含まれている場合に、前記回転機は正常であると判定する
処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項5に記載のコンピュータプログラム。
When the value of the time-series acceleration data is included in the predetermined first range, the value of the time-series velocity data is included in the predetermined second range, or the value of the time-series displacement data is predetermined. The computer program according to claim 5, wherein the computer further executes a process of determining that the rotating machine is normal when it is included in the third range of the above.
前記複数種類の特徴データは、前記時系列加速度データ若しくは前記第1特徴データから得られる周波数スペクトル、又は前記時系列加速度データ若しくは前記第1特徴データから得られる振幅の確率分布である第2特徴データを含むこと
を特徴とする請求項4乃至6のいずれか一つに記載のコンピュータプログラム。
The plurality of types of feature data are frequency spectra obtained from the time-series acceleration data or the first feature data, or second feature data which is a probability distribution of amplitude obtained from the time-series acceleration data or the first feature data. The computer program according to any one of claims 4 to 6, wherein the computer program comprises.
前記複数種類の特徴データは、前記時系列加速度データから得られる周波数スペクトル、又は前記時系列加速度データから得られる振幅の確率分布である第2特徴データを含むこと
を特徴とする請求項3に記載のコンピュータプログラム。
The third aspect of claim 3, wherein the plurality of types of feature data include a frequency spectrum obtained from the time-series acceleration data or a second feature data which is a probability distribution of an amplitude obtained from the time-series acceleration data. Computer program.
前記第1学習モデルは、前記複数種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応するデータを入力した場合に前記データの特徴ベクトルを出力する複数の畳み込みニューラルネットワークと、前記複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力する全結合ニューラルネットワークとを含んでなること
を特徴とする請求項3乃至8のいずれか一つに記載のコンピュータプログラム。
The first learning model has a one-to-one correspondence with the plurality of types of data, and a plurality of convolutional neural networks that output a feature vector of the data when the corresponding data is input, and the plurality of convolutional neural networks. The computer program according to any one of claims 3 to 8, wherein the computer program includes a fully connected neural network that outputs the state data when a plurality of feature vectors output by the user are input.
前記第1学習モデルは、複数の畳み込みニューラルネットワークと一つの全結合ニューラルネットワークとを一組とした複数組を含んでなり、
夫々の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークは、前記複数種類のデータの内の複数の特定種類のデータに一対一に対応し、夫々に対応する特定種類のデータを入力した場合に前記複数の特定種類のデータの特徴ベクトルを出力し、
夫々の組に含まれる全結合ニューラルネットワークは、同一の組に含まれる複数の畳み込みニューラルネットワークが出力した複数の特徴ベクトルを入力した場合に前記状態データを出力すること
を特徴とする請求項3乃至8のいずれか一つに記載のコンピュータプログラム。
The first learning model includes a plurality of sets including a plurality of convolutional neural networks and one fully connected neural network.
The plurality of convolutional neural networks included in each set have a one-to-one correspondence with a plurality of specific types of data among the plurality of types of data, and when the corresponding specific types of data are input, the plurality of convolutional neural networks are described. Outputs the feature vector of a specific type of data
Claims 3 to 3 to the fully coupled neural network included in each set output the state data when a plurality of feature vectors output by a plurality of convolutional neural networks included in the same set are input. The computer program according to any one of 8.
前記回転機の属性情報を取得し、
前記状態データ及び前記属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルへ、前記状態データ及び前記属性情報を入力し、
前記第2学習モデルが出力する前記要因情報を取得する
処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項3乃至10のいずれか一つに記載のコンピュータプログラム。
Acquire the attribute information of the rotating machine and
When the state data and the attribute information are input, the state data and the attribute information are input to the second learning model that outputs the factor information regarding the factor of the vibration state.
The computer program according to any one of claims 3 to 10, wherein a computer further executes a process of acquiring the factor information output by the second learning model.
前記要因情報の内容に応じた前記回転機の診断報告を出力する
処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項11に記載のコンピュータプログラム。
The computer program according to claim 11, wherein a computer further executes a process of outputting a diagnostic report of the rotating machine according to the content of the factor information.
前記要因情報の内容を出力し、
前記要因情報の修正を受け付け、
受け付けた前記修正に基づいて、前記第2学習モデルを再学習させる
処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項11又は12に記載のコンピュータプログラム。
Output the contents of the factor information
Accepting corrections to the factor information
The computer program according to claim 11 or 12, wherein the computer further executes a process of retraining the second learning model based on the received modification.
過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記回転機についての診断結果との類似度が所定範囲にある事例を取得し、
取得した事例を出力する
処理を更にコンピュータに実行させることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか一つに記載のコンピュータプログラム。
From a database that records a plurality of cases including past diagnosis results, cases in which the degree of similarity with the diagnosis results for the rotary machine is within a predetermined range are acquired.
The computer program according to any one of claims 11 to 13, wherein a computer further executes a process of outputting the acquired case.
回転機に取り付けられた振動センサにより過去に測定された振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから生成される複数種類の特徴データを、複数通り取得し、
前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データについて、前記振動の状態を表した状態データを取得し、
前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データと前記状態データとを訓練データとして、任意の振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データ、及び前記時系列加速度データから生成される複数種類の特徴データを入力した場合に、前記任意の振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルを、生成すること
を特徴とする学習モデル生成方法。
Acquire multiple types of time-series acceleration data, which records the acceleration of vibration measured in the past by a vibration sensor attached to the rotating machine, and multiple types of feature data generated from the time-series acceleration data. ,
With respect to the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data, state data representing the state of vibration is acquired.
Using the time-series acceleration data, the plurality of types of feature data, and the state data as training data, the time-series acceleration data in which the acceleration of an arbitrary vibration is recorded in a time-series manner, and a plurality of data generated from the time-series acceleration data. A learning model generation method, characterized in that, when inputting a type of feature data, a first learning model that outputs state data representing the state of the arbitrary vibration is generated.
物理モデルを利用することなしに、過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記時系列加速度データを読み出すことにより、前記時系列加速度データを取得し、
前記データベースから前記状態データを読み出すことにより、前記状態データを取得すること
を特徴とする請求項15に記載の学習モデル生成方法。
The time-series acceleration data is acquired by reading the time-series acceleration data from a database that records a plurality of cases including past diagnosis results without using a physical model.
The learning model generation method according to claim 15, wherein the state data is acquired by reading the state data from the database.
回転機に取り付けられた振動センサにより過去に測定された振動の状態を表した状態データ、前記回転機の属性情報、及び前記振動の状態の要因に関する要因情報を、複数通り取得し、
複数通りの前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を訓練データとして、任意の回転機の振動の状態を表した状態データ及び前記任意の回転機の属性情報を入力した場合に前記振動の状態の要因に関する要因情報を出力する第2学習モデルを、生成すること
を特徴とする学習モデル生成方法。
A plurality of types of state data representing the vibration state measured in the past by the vibration sensor attached to the rotating machine, the attribute information of the rotating machine, and the factor information related to the factor of the vibration state are acquired.
When a plurality of types of the state data, the attribute information, and the factor information are used as training data, and the state data representing the vibration state of an arbitrary rotating machine and the attribute information of the arbitrary rotating machine are input, the vibration state. A learning model generation method characterized by generating a second learning model that outputs factor information related to the factors of.
過去の診断結果を含む複数の事例を記録したデータベースから、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を読み出すことにより、前記状態データ、前記属性情報及び前記要因情報を取得すること
を特徴とする請求項17に記載の学習モデル生成方法。
It is characterized in that the state data, the attribute information and the factor information are acquired by reading the state data, the attribute information and the factor information from a database recording a plurality of cases including past diagnosis results. The learning model generation method according to claim 17.
回転機の診断を行う診断装置において、
回転機に取り付けられた振動センサが測定した振動の加速度を時系列的に記録した時系列加速度データを取得する加速度取得部と
前記時系列加速度データから、複数種類の特徴データを生成する生成部と、
前記時系列加速度データ及び前記複数種類の特徴データの内の複数種類のデータを入力した場合に前記振動の状態を表した状態データを出力する第1学習モデルと、
前記複数種類のデータを入力して前記状態データを取得する状態データ取得部と
を備えることを特徴とする診断装置。
In a diagnostic device that diagnoses rotating machines
An acceleration acquisition unit that acquires time-series acceleration data that records the vibration acceleration measured by a vibration sensor attached to the rotating machine in time series, and a generation unit that generates multiple types of feature data from the time-series acceleration data. ,
A first learning model that outputs state data representing the state of vibration when a plurality of types of data among the time-series acceleration data and the plurality of types of feature data are input.
A diagnostic apparatus including a state data acquisition unit that inputs the plurality of types of data and acquires the state data.
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