JP2022142459A - Abnormality prediction device and program - Google Patents
Abnormality prediction device and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022142459A JP2022142459A JP2021042637A JP2021042637A JP2022142459A JP 2022142459 A JP2022142459 A JP 2022142459A JP 2021042637 A JP2021042637 A JP 2021042637A JP 2021042637 A JP2021042637 A JP 2021042637A JP 2022142459 A JP2022142459 A JP 2022142459A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abnormality
- abnormality prediction
- sensor
- feature amount
- prediction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title claims abstract description 155
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 6
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 39
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 12
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 101000601855 Homo sapiens Protocadherin-1 Proteins 0.000 description 1
- 102100037551 Protocadherin-1 Human genes 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Presses And Accessory Devices Thereof (AREA)
- Control Of Presses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、異常予測装置およびプログラムに関し、特に、プレス装置における複数のパーツの異常を予測するための異常予測装置およびプログラムに関する。 The present invention relates to an abnormality prediction device and program, and more particularly to an abnormality prediction device and program for predicting an abnormality of a plurality of parts in a press machine.
鍛造プレス装置は、クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させることにより、ワークをプレス加工する。このような鍛造プレス装置では、特開2019-13947号公報(特許文献1)に記載されているように、加工中にワークに加わる荷重を監視し、荷重のピーク値に基づいて製品の異常を検出することが従来から行われている。荷重のピーク値が製品の良否と高い相関があることが分かっているためである。 A forging press device presses a workpiece by rotationally driving a crankshaft to move a slide up and down. In such a forging press apparatus, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-13947 (Patent Document 1), the load applied to the workpiece during processing is monitored, and abnormalities in the product are detected based on the peak value of the load. Detecting is conventional. This is because it is known that the peak value of the load has a high correlation with the quality of the product.
また、特開2019-13976号公報(特許文献2)に記載されているように、プレス機の運転状況を検出する複数のセンサを、プレス機の故障予測に利用する技術が従来から提案されている。 Further, as described in Japanese Patent Laying-Open No. 2019-13976 (Patent Document 2), there has been conventionally proposed a technique of using a plurality of sensors for detecting the operating conditions of the press machine for failure prediction of the press machine. there is
特許文献1では、荷重のピーク値に基づいて不良品を検出することができるが、その要因(異常要因)まで特定することができない。
In
特許文献2では、複数のセンサから得られた計測結果の初期正常状態からの変化をモニタリングPCで確認し、過去の経験則も照らし合わせてプレス機の故障を予測するため、経験の浅い作業者が故障の予測を的確に行うことは困難である。
In
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、鍛造プレス装置などのプレス装置における複数のパーツの異常を自動で予測することのできる異常予測装置およびプログラムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to provide an abnormality prediction device capable of automatically predicting abnormality of a plurality of parts in a press machine such as a forging press machine, and to provide the program.
この発明のある局面に従う異常予測装置は、プレス装置における複数のパーツの異常を予測するための異常予測装置であって、モデル記憶手段と、取得手段と、特徴量算出手段と、検出手段と、組み合わせ情報記憶手段と、判定手段とを備える。モデル記憶手段は、プレス装置に搭載されたセンサ類の測定データに基づいて得られる複数のセンサグループの特徴量を機械学習することにより、センサグループごとに生成された異常予測モデルを記憶する。取得手段は、プレス装置の運転時に、センサ類から測定データを取得する。特徴量算出手段は、取得手段が取得した測定データに基づいて、複数のセンサグループそれぞれの特徴量を算出する。検出手段は、センサグループごとに、特徴量算出手段が算出した特徴量を、対応する異常予測モデルに入力して、特徴量が異常か否かを検出する。組み合わせ情報記憶手段は、各対象パーツと少なくとも1つのセンサグループとを関連付けた組み合わせ情報を記憶する。判定手段は、検出手段による検出結果と組み合わせ情報記憶手段に記憶された組み合わせ情報とに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する。 An abnormality prediction device according to one aspect of the present invention is an abnormality prediction device for predicting abnormality of a plurality of parts in a press machine, comprising model storage means, acquisition means, feature quantity calculation means, detection means, A combination information storage means and a determination means are provided. The model storage means stores an abnormality prediction model generated for each sensor group by machine-learning feature amounts of a plurality of sensor groups obtained based on measurement data of sensors mounted on the press. The acquisition means acquires measurement data from the sensors during operation of the press device. The feature amount calculation means calculates feature amounts of each of the plurality of sensor groups based on the measurement data acquired by the acquisition means. The detection means inputs the feature quantity calculated by the feature quantity calculation means to the corresponding abnormality prediction model for each sensor group, and detects whether or not the feature quantity is abnormal. The combination information storage means stores combination information that associates each target part with at least one sensor group. The judging means judges whether or not there is an abnormality for each target part based on the result of detection by the detecting means and the combination information stored in the combination information storage means.
好ましくは、モデル記憶手段には、少なくとも材料の品番により特定される金型パターン別に、センサグループごとの異常予測モデルが記憶されている。この場合、取得手段は、測定データとともに、金型パターンデータを取得し、異常予測装置は、取得手段が取得した金型パターンデータに基づいて、モデル記憶手段に記憶された複数の異常予測モデルのなかから、使用する異常予測モデルを判別するモデル判別手段をさらに備えることが望ましい。 Preferably, the model storage means stores an abnormality prediction model for each sensor group at least for each mold pattern specified by the product number of the material. In this case, the acquisition means acquires the mold pattern data together with the measurement data, and the abnormality prediction device stores the plurality of abnormality prediction models stored in the model storage means based on the mold pattern data acquired by the acquisition means. Among others, it is desirable to further include model discrimination means for discriminating the abnormality prediction model to be used.
好ましくは、異常予測装置は、判定手段による判定結果とともに、当該判定結果へのセンサグループの影響度合、および/または、当該判定結果の信頼度を出力する出力手段をさらに備える。 Preferably, the abnormality prediction apparatus further includes output means for outputting the determination result by the determination means, the degree of influence of the sensor group on the determination result, and/or the reliability of the determination result.
好ましくは、対象パーツは、材料ヒータ、クラッチ、ブレーキ、メインモータ、ベアリング、および金型のうちの少なくとも1つと、ワークである材料とを含む。 Preferably, the target parts include at least one of material heaters, clutches, brakes, main motors, bearings, and dies, and materials that are workpieces.
対象パーツは、複数の金型を含んでいてもよい。この場合、複数のセンサグループは、フレーム上流側振動特徴量およびフレーム下流側振動特徴量を含むことが望ましい。 A target part may include multiple molds. In this case, it is desirable that the plurality of sensor groups include the frame upstream side vibration feature amount and the frame downstream side vibration feature amount.
この発明の他の局面に従う異常予測プログラムは、プレス装置における複数のパーツの異常を予測するための異常予測プログラムであって、プレス装置の運転時に、プレス装置に搭載されたセンサ類から測定データを取得するステップと、取得した測定データに基づいて、複数のセンサグループそれぞれの特徴量を算出する算出ステップと、センサグループごとに、算出ステップで算出された特徴量を、対応する異常予測モデルに入力して、特徴量が異常か否かを検出する検出ステップと、検出ステップにおける検出結果と、各対象パーツと少なくとも1つのセンサグループとを関連付けた組み合わせ情報とに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する判定ステップとをコンピュータに実行させる。 An abnormality prediction program according to another aspect of the present invention is an abnormality prediction program for predicting an abnormality in a plurality of parts in a press machine, wherein measurement data is collected from sensors mounted on the press machine during operation of the press machine. A step of obtaining, a calculation step of calculating feature values for each of a plurality of sensor groups based on the obtained measurement data, and inputting the feature values calculated in the calculation step to the corresponding abnormality prediction model for each sensor group. Then, based on a detection step for detecting whether or not the feature amount is abnormal, the detection result in the detection step, and combination information that associates each target part with at least one sensor group, an abnormality is determined for each target part. and a judgment step of judging the presence/absence.
本発明によれば、プレス装置における複数のパーツの異常を自動で予測することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality of several parts in a press apparatus can be automatically predicted.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
<鍛造プレス装置の概略構成>
はじめに、図1~図3を参照して、鍛造プレス装置10の概略構成について説明する。図1に示されるように、鍛造プレス装置10は、ワークである材料をプレス加工するプレス機11と、プレス機11の運転を制御するPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)40とを備える。
<Schematic configuration of forging press>
First, referring to FIGS. 1 to 3, a schematic configuration of a forging
図2に示されるように、プレス機11は、フレーム3内の上下に対向するように設けられたスライド1およびボルスタ2を備えている。フレーム3は、プレス機11の正面側に配置された一対の支柱3a,3bと、プレス機11の後方側に配置された一対の支柱3c,3dとを含む。プレス機11は、クランク軸4を回転駆動させることにより、コンロッド5に連結されたスライド1が昇降動作するように構成されている。
As shown in FIG. 2, the
クランク軸4の一端側には、メインモータ6でベルト7によって回転駆動されるフライホイール8が、クラッチ9を介して接続されている。クランク軸4の他端側には、クランク軸4の回転を止めてスライド1を停止させるブレーキ装置12が取り付けられている。プレス機11は、メインモータ6でフライホイール8を一定速度で回転駆動し、クラッチ9を入りとして、フライホイール8の回転をクランク軸4に伝達することによってスライド1を昇降させて、ボルスタ2上に載置されたワークを鍛造する。ワークは、ボルスタ2上に設置された下型(図示せず)とスライド1の下端に設置された上型(図示せず)とを含む金型のパターンに応じた大きさおよび形状に加工され、最終製品となる。「金型」とは、鍛造に使用される型を意味する。金型は、典型的には特殊鋼により形成される。
A
本実施の形態における鍛造プレス装置10は、熱間鍛造によりワークを加工する装置である。鍛造プレス装置10は、プレス機11の運転状況を検出するために、以下に示すような複数のセンサ類を備えている。なお、後述するように、プレス機11は、複数工程を経てワークを加工する多段式のプレス機であってもよい。つまり、図4に示されるように、プレス機11に、複数(たとえば3つ)の金型51~53が搭載されていてもよい。以下の説明において、金型51~53を区別する必要がない場合には、これらを「金型50」と表現する。
・荷重センサ20:ワークに加わる荷重を検知する。たとえば、フレーム3の歪みを検出する歪みゲージで構成される。
・角度センサ21:クランク軸4の回転角度(プレス角度)を検出することによって、スライド1の位置、および、スライド1の速度(ストローク)および加速度を検知する。
・ブレーキ緩み圧センサ22:ブレーキ装置12の緩み圧を検出する。
・クラッチ圧センサ23:クラッチ9の圧力を検出する。
・クラッチタンク圧センサ24:クラッチ9を駆動する作動油の圧力を検出する。
・ブレーキタンク圧センサ25:ブレーキ装置12の冷却水の圧力を検出する。
・冷却水流量センサ26:ブレーキ装置12の冷却水の流量を検出する。
・BKO位置変位センサ27:プレス機11の下ノックアウト装置の位置(BKO位置)を検出する。
・SKO位置変位センサ28:上ノックアウト装置の位置(SKO位置)を検出する。
・測温抵抗体29:プレス機11の各部温度を検出する。
・潤滑液流量センサ30:金型を潤滑する潤滑液の流量を検出する。
・エアブロー圧力センサ31:プレス機11に供給される高圧エアの圧力を検出する。
・材料温度センサ32:プレス機11に供給される材料の温度を検出する。
・ダイハイト変位センサ33:プレス機11のダイハイト(ボルスタ2とスライド1の下死点位置との間隔)を検出する。
・型温度センサ34:金型の温度を検出する。
・振動計35:たとえば加速度センサにより構成され、フレーム3の振動を検出する。
・モータ速度センサ36:メインモータ6の回転軸の回転角度を検出することによって、メインモータ6の速度(実速度)を検知する。
・モータ振動センサ37:たとえば加速度センサにより構成され、メインモータ6の振動を検出する。
A forging
Load sensor 20: Detects the load applied to the work. For example, it is composed of a strain gauge that detects strain of the frame 3 .
Angle sensor 21: By detecting the rotation angle (press angle) of the
· Brake slack pressure sensor 22 : detects the slack pressure of the
· Clutch pressure sensor 23 : detects the pressure of the
· Clutch tank pressure sensor 24 : detects the pressure of the hydraulic oil that drives the
· Brake tank pressure sensor 25 : detects the pressure of the cooling water of the
Cooling water flow rate sensor 26 : Detects the flow rate of cooling water for the
BKO position displacement sensor 27: detects the position of the lower knockout device of the press machine 11 (BKO position).
SKO position displacement sensor 28: detects the position of the upper knockout device (SKO position).
· Temperature measuring resistor 29 : Detects the temperature of each part of the
- Lubricant flow rate sensor 30: detects the flow rate of the lubricating liquid that lubricates the mold.
· Air blow pressure sensor 31 : detects the pressure of the high pressure air supplied to the
- Material temperature sensor 32: detects the temperature of the material supplied to the
Die height displacement sensor 33: detects the die height of the press machine 11 (the distance between the bolster 2 and the bottom dead center position of the slide 1).
- Mold temperature sensor 34: detects the temperature of the mold.
Vibration meter 35 : configured by, for example, an acceleration sensor, and detects vibrations of the frame 3 .
Motor speed sensor 36: detects the speed (actual speed) of the
· Motor vibration sensor 37 : It is composed of, for example, an acceleration sensor, and detects vibration of the
本実施の形態では、上述の荷重センサ20が、フレーム3のいずれか一つの支柱(たとえば支柱3c)に取り付けられている。また、フレーム3の左右の支柱3c,3dに一つずつ振動計35が取り付けられている。支柱3c,3dの一方(支柱3c)は、金型よりも搬送方向上流側に位置し、支柱3c,3dの他方(支柱3d)は、金型よりも搬送方向下流側に位置している。各振動計35は、自身が取り付けられた支柱3c,3dの略水平方向(前後方向または左右方向)の振動を検出する。
In the present embodiment, the
図3に示されるように、鍛造プレス装置10は、搬送装置13およびヒータ14をさらに備えている。搬送装置13は、たとえばベルトコンベアにより構成され、ワークWを、前工程からプレス機11(ボルスタ2の位置)まで搬送する。ヒータ14は、プレス機11よりも上流側に配置され、搬送装置13で搬送途中のワークWの硬化を防止するために設けられている。
As shown in FIG. 3 , the forging
上記した材料温度センサ32は、ヒータ14を通過直後のワークW(ヒータ14の出口付近のワークW)の温度を検知する。型温度センサ34は、プレス機11に搭載された金型の温度を検知する。
The
なお、鍛造プレス装置10は、上記したセンサ類の他、ワークWがヒータ14の出口からプレス位置に到達するまでに要した時間(ヒータ出口-プレス時間)を検出するタイマ(図示せず)などをさらに備えていてもよい。また、ヒータ14の出口付近においてワークWの有無を検知するワーク有無センサ(図示せず)がさらに設けられていてもよい。
In addition to the above-described sensors, the forging
再び図1を参照して、鍛造プレス装置10は、図2および図3に示したような複数のパーツの異常を予測するための異常予測装置200を備えている。異常予測の対象のパーツを、以下「対象パーツ」という。複数の対象パーツは、鍛造プレス装置10に搭載された複数の構成部品だけでなく、ワークWとしての材料を含むことが望ましい。異常予測装置200は、学習装置100により生成された異常予測モデルを利用して、対象パーツの異常の有無を予測する。学習装置100および異常予測装置200によって、異常予測システムSYSが構成されている。なお、本明細書において、「異常予測」とは、実際に発生した「異常検知」を含む概念である。そのため、異常予測装置200は、突発的に発生した対象パーツの異常の有無を検知可能である。
Referring to FIG. 1 again, the forging
学習装置100および異常予測装置200は、PLC40を介して、またはPLC40を介することなく、複数のセンサ類からの検出信号を取得する。PLC40とこれらの装置100,200とは有線または無線にて接続されている。学習装置100および異常予測装置200は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサとメモリを含むコンピュータにより実現される。なお、本実施の形態では、PLC40と異常予測装置200とが別個に設けられた例を示しているが、限定的ではなく、PLC40が、後述するような異常予測装置200の機能を有していてもよい。
<学習装置>
(機能構成について)
図5は、本実施の形態に係る学習装置100の機能構成を示すブロック図である。学習装置100は、データ取得部101と、形式変換部102と、学習部104と、モデル記憶部114とを主に備えている。モデル記憶部114には、金型パターンごとの予測モデル群M1,M2,・・・が格納される。
<Learning device>
(About functional configuration)
FIG. 5 is a block diagram showing the functional configuration of
本実施の形態において、「金型パターン」は、少なくとも金型の形状に対応する品番(型番)により特定される。鍛造プレス装置10によって連続的にワークWをプレス加工する場合、これらのワークWの品番は共通である。プレス機11が多段式であり、たとえば3つの金型51~53(図4)が搭載される場合には、「金型パターン」は、ワークの品番、および、金型51~53へのワークWの配置パターンを示すワークパターンにより特定される。金型51~53へのワークWの配置パターンには、金型51~53の全てにワークWが配置されたパターン、最初の金型51にのみワークWが配置されたパターン、最後の金型53にのみワークWが配置されたパターン、などが含まれる。品番に対応するワークWの配置モードは1対1で定められているものの、ワークWは順次搬送されるため、プレス運転の開始時および終了時などは、ワークWの配置モードとは異なるパターンで、金型51~53の一部にのみワークWが配置される。なお、品番に対応するワークWの配置モードとしては、金型51~53の全てにワークWを順次配置するパターン、金型51~53に一つ飛ばしでワークWを配置するパターン、などが含まれる。金型パターンを特定するための情報に、ワークWの投影面積がさらに含まれてもよい。
In the present embodiment, the "mold pattern" is specified by at least a product number (model number) corresponding to the shape of the mold. When the works W are continuously pressed by the forging
データ取得部101は、鍛造プレス装置10の運転時に、鍛造プレス装置10が備えるセンサ類から測定データを、一次データとして取得する。本実施の形態では、データ取得部101は、プレスサイクルごとに測定データ(以下、「サイクル測定データ」という)および金型パターンデータを取得する。
The
データ取得部101により取得されたサイクル測定データは、一意に定められた識別番号(以下「サイクルNo.」という)を見出しとして、一次データ記憶部111に時系列に記憶される。各サイクル測定データDT1は、対応する金型パターンデータとともに、一次データ記憶部111に記憶される。金型パターンデータは、上述のように、対象のワークWの品番およびワークパターンを含む。ワークWの品番は、たとえば、鍛造プレス装置10によるプレス運転開始前に、入力部(図示せず)を介してユーザ(作業者または管理者)により入力される。ワークパターンは、たとえば、鍛造プレス装置10が備えるワークパターン検知手段(図示せず)により検知される。
The cycle measurement data acquired by the
形式変換部102は、一次データの形式を、機械学習に適した形式の二次データに変換する。具体的には、形式変換部102は、特徴量算出手段として機能し、サイクル測定データDT1に基づいて、検出項目ごとに特徴量を算出する。検出項目(特徴量の種類)の具体例を、下記の表1に示す。表1では、理解の容易のために、検出項目の種別を表わす欄を設けている。
The
表1に列挙された検出項目について、以下に簡単に説明する。項目No.I01の「材料温度」は、材料温度センサ32から得られる温度データに基づいて算出される特徴量である。項目No.I02の「C(クラッチ)/B(ブレーキ)信号特徴量」は、クラッチ入り信号(0または1)およびブレーキ緩み信号(0または1)に基づいて算出される特徴量であり、たとえば、クラッチ入り信号のONの時間、クラッチ入り信号のFFの時間、およびブレーキ緩み信号OFFの時間を、ブレーキ緩み信号ONの時点を基準時間とした3次元ベクトルで表わされる。この特徴量により、信号ON/OFFのタイミングを検出できる。
The detection items listed in Table 1 are briefly described below. Item no. "Material temperature" of I01 is a feature amount calculated based on the temperature data obtained from the
項目No.I03の「クラッチ応答特徴量」は、クラッチ入り信号とクラッチ圧センサ23から得られる圧力信号とに基づいて算出される特徴量(ベクトル)である。項目No.I04の「ブレーキ応答特徴量」は、ブレーキ緩み信号とブレーキ緩み圧センサ22から得られる圧力信号とに基づいて算出される特徴量(ベクトル)である。これらの特徴量により、クラッチ/ブレーキの信号に対する圧力変化応答を検出できる。
Item no. The “clutch response feature quantity” of I03 is a feature quantity (vector) calculated based on the clutch engagement signal and the pressure signal obtained from the
項目No.I05の「クラッチ二次側圧」は、クラッチ圧センサ23から得られる圧力信号に基づいて算出される特徴量であり、たとえば波高ベクトルおよび周波数ベクトルの少なくとも1つを含む。項目I06の「ブレーキ緩み圧」は、ブレーキ緩み圧センサ22から得られる圧力信号に基づいて算出される特徴量であり、クラッチ二次側圧と同様に、たとえば波高ベクトルおよび周波数ベクトルの少なくとも1つを含む。なお、これらの圧力特徴量は、時刻ベクトル、波高ベクトル、および周波数ベクトルの3種のうち少なくとも1つの特徴量を含んでいればよい。
Item no. The "clutch secondary pressure" of I05 is a characteristic quantity calculated based on the pressure signal obtained from the
項目No.I07の「メインモータ実速度」は、モータ速度センサ36から得られる回転角信号に基づいて算出される特徴量であり、たとえば波高ベクトルにより表わされる。項目No.I08およびI09は、それぞれ、スライド1の速度および加速度であり、角度センサ21からの回転角信号に基づいて算出される。スライド1の速度および加速度は、たとえば波高ベクトルにより表わされる。
Item no. The "actual main motor speed" of I07 is a feature amount calculated based on the rotation angle signal obtained from the
項目No.I10の「荷重ピーク値」および項目No.I11の「荷重増加傾き」は、荷重センサ20から得られる荷重データに基づき算出可能な荷重特徴量である。荷重増加傾きは、成形荷重曲線の立ち上がり位置とピーク位置の2点を通る一次式の傾きとして算出される。
Item no. I10 "load peak value" and item No. The “load increase slope” of I11 is a load feature quantity that can be calculated based on the load data obtained from the
項目No.I12の「ダイハイト値」は、ダイハイト変位センサ33からの出力値(ダイハイトデータ)により算出される特徴量である。項目No.I13の「金型接触時間」は、荷重センサ20から得られる荷重データに基づき算出可能な特徴量であり、成形荷重曲線の立ち上がり位置とピーク位置との2点間の時間が、金型接触時間として算出される。金型接触時間は、金型51~53ごとではなく、1つの特徴量として算出されてもよい。
Item no. The “die height value” of I12 is a feature amount calculated from the output value (die height data) from the die
項目No.I14~16の「金型温度」は、各金型50に取り付けられた型温度センサ34から得られる温度データに基づいて算出される特徴量である。型温度センサ34は、工程I~IIIそれぞれの金型51~53(たとえば、下型51b,52b,53b)に設けられており、金型50ごとの温度が検出される。各工程の金型温度の特徴量は、たとえば、プレス直前(ワーク搬送中)における、指定エリアの平均温度として算出される。なお、金型温度の特徴量には、平均温度に加え/代えて、最高温度、最低温度などが採用されてもよい。
Item no. The “mold temperature” of I14 to I16 is a feature quantity calculated based on the temperature data obtained from the
項目No.I17~19の「金型潤滑液量」は、各金型50への潤滑液路に設けられた潤滑液流量センサ30から得られる潤滑液量データに基づいて算出される特徴量である。潤滑液流量センサ30は、工程I~IIIそれぞれの金型51~53に対して設けられており、金型50ごとに潤滑液の流量が検出される。各金型50の潤滑液量の特徴量は、たとえばプレス直前(ワーク搬送中)における、金型50ごとの潤滑液量(総量)である。
Item no. The “mold lubricating fluid amount” of I17 to I19 is a characteristic amount calculated based on the lubricating fluid amount data obtained from the lubricating fluid
項目No.I20~I22の「フレーム上流側振動」は、フレーム3の左側の支柱3cに設けられた振動計35からの信号に基づいて算出される特徴量である。項目No.I23~I25の「フレーム下流側振動」は、フレーム3の右側の支柱3dに設けられた振動計35からの信号に基づいて算出される特徴量である。フレーム3の振動特徴量は、ストローク前、金型接触前、および金型接触後の3区間それぞれにおいて算出される。振動特徴量は、波高ベクトル、時刻ベクトル、および周波数ベクトルのうちの少なくとも一つを含む。表1に示されるように、フレーム3の振動特徴量は、波高ベクトルおよび周波数ベクトルを含むことが望ましいものの、時刻ベクトルおよび周波数ベクトルを含むようにしてもよい。なお、具体的なフレーム3の振動特徴量の算出方法の詳細については後述する。
Item no. “Frame upstream vibration” of I20 to I22 is a feature quantity calculated based on the signal from the
項目No.I26~I28の「モータ本体側側振動」は、メインモータ6本体に設けられた振動計37からの信号に基づいて算出される特徴量である。項目No.I29~I31の「モータ負荷側振動」は、メインモータ6に取り付けられ、軸受振動を検出する振動計37からの信号に基づいて算出される特徴量である。メインモータ6の振動特徴量は、ストローク前、金型接触前、および金型接触後の3つの解析区間それぞれにおいて算出される。振動特徴量は、波高ベクトル、時刻ベクトル、および周波数ベクトルのうちの少なくとも一つを含む。メインモータ6の振動特徴量もまた、波高ベクトルおよび周波数ベクトルを含むことが望ましい。
Item no. “Motor main body side vibration” of I26 to I28 is a feature amount calculated based on the signal from the
形式変換部102により算出された複数の検出項目の特徴量を含むサイクル特徴データDT2は、二次データとして、二次データ記憶部112に記憶される。各サイクル特徴データDT2は、たとえば元のサイクル測定データDT1と同じサイクルNo.および金型パターンデータに関連付けて、二次データ記憶部112に記憶される。
Cycle feature data DT2 including feature amounts of a plurality of detection items calculated by
学習部104は、二次データ記憶部112に記憶された多数のサイクル特徴データDT2を、検出項目の分類(以下「センサグループ」という)ごとに学習する。これにより、プレスサイクルごとに、各センサグループの特徴量が異常か否かを予測するための異常予測モデルを生成する。異常予測モデルの機械学習アルゴリズムとしては、公知のアルゴリズム、たとえばアイソレーションフォレストが用いられる。アイソレーションフォレストは、異常検知に用いられる汎用的な機械学習アルゴリズムであり、教師データを必要としないアルゴリズムの一種である。
The
上記表1の「分類No.」は、センサグループ単位で採番されている。表1に示されるように、一部の検出項目以外は、検出項目とセンサグループとが1対1の関係となっている。例外について説明すると、クラッチ応答特徴量およびブレーキ応答特徴量(項目No.I03~04)は、共通のセンサグループ(グループNo.G03)が割り当てられている。また、荷重ピーク値、荷重増加傾き、ダイハイト値、および金型接触時間(項目No.I10~I13)は、荷重関連特徴量として共通のセンサグループ(グループNo.G09)が割り当てられている。なお、表1に示すセンサグループの割り当て方は一例であり、たとえば、ダイハイト値および金型接触時間をそれぞれ個別のセンサグループとしてもよい。 "Classification No." in Table 1 above is numbered for each sensor group. As shown in Table 1, except for some detection items, there is a one-to-one relationship between detection items and sensor groups. As an exception, a common sensor group (group No. G03) is assigned to the clutch response feature amount and the brake response feature amount (item Nos. I03 to I04). A common sensor group (group No. G09) is assigned to load peak value, load increase slope, die height value, and mold contact time (item Nos. I10 to I13) as load-related feature quantities. Note that the method of assigning the sensor groups shown in Table 1 is an example, and for example, the die height value and the mold contact time may be assigned to individual sensor groups.
本実施の形態では、学習部104は、「金型パターン」ごとに各センサグループの特徴量を学習する。つまり、金型パターンの個数(すなわち、品番とワークパターンとの組み合わせの数)分、学習済モデル群M1,M2,・・・を生成する。学習済モデル群の各々に、センサグループと同じ個数の異常予測モデルm1,m2,・・・が含まれる。
In this embodiment, the
複数の学習済モデル群M1,M2,・・・は、モデル記憶部114に格納される。つまり、モデル記憶部114には、金型パターン別に(金型パターンを識別する金型識別情報に関連付けて)、センサグループごとの異常予測モデルm1,m2,・・・が記憶される。各異常予測モデルは、対応するセンサグループを識別する識別情報(分類No.)に関連付けて記憶される。
A plurality of learned model groups M1, M2, . . . That is, the
上述のデータ取得部101、形式変換部102、および学習部104の機能は、プロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。一次データ記憶部111、二次データ記憶部112、モデル記憶部114は、典型的には、コンピュータが備える不揮発性の記憶装置により構成される。
The functions of the
(動作について)
図6は、本実施の形態に係る学習装置100による異常予測モデルの生成方法を示すフローチャートである。図6に示すモデル生成処理は、学習装置100のプロセッサがメモリに予め記憶された学習プログラムを実行することにより実現される。なお、この処理は、操作部(図示せず)を介してユーザにより学習開始の指示が入力されたことに応じて開始される。本実施の形態では、この処理が開始される前に、一次データ記憶部111に、複数のサイクル測定データDT1がサイクルNo.および金型パターンデータと対応付けて時系列で記憶されているものとする。
(About operation)
FIG. 6 is a flowchart showing a method of generating an anomaly prediction model by learning
図6を参照して、学習装置100は、ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせの中から一つの金型パターンを(所定の順序で)特定し(ステップS2)、一次データ記憶部111において、その金型パターンに対応付けられたサイクル測定データDT1を検索する(ステップS4)。
Referring to FIG. 6,
その後、形式変換部102が、検索された(対象の)サイクル測定データDT1を、一次データ記憶部111から全て読み出して(ステップS6)、読み出した各サイクル測定データDT1を、サイクル特徴データDT2に変換する(ステップS8)。つまり、形式変換部102は、サイクル測定データDT1に含まれる各データに基づいて、上記表1に示した検出項目の特徴量を算出し、サイクル特徴データDT2として二次データ記憶部112に記録する。ここで、一例として、フレーム3の振動特徴量(項目No.I20~I25)の算出例を、図7および図8を参照して説明する。
After that, the
図7(A)は、時間軸に沿ったスライド1のストロークを示すグラフである。図7(B),(C)は、図7(A)と同一の時間軸に沿った振動(パルス)の大きさの推移を示すグラフであり、縦軸の単位は一例として「m/s2」である。図8(B)は、図7(A)と同じく、スライド1のストロークを示すグラフである。図8(A)は、同一の時間軸に沿ったブレーキ緩み信号を示すグラフである。図8(C)は、図7(B),(C)と同じく、振動(パルス)の大きさの推移を示すグラフである。図8(D)は、周波数を横軸(単位:Hz)としたパワースペクトル密度の推移を示すグラフである。なお、ここでは、たとえばフレーム3の上流側(後方左側)の支柱3cに取り付けられた振動計35が検知した振動を示しているものとする。
FIG. 7A is a graph showing strokes of
図7(B)を参照して、波高ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、ベースライン(所定値)BLを上回っている区間TSのパルスを抽出し、時間軸に沿って、抽出された区間TSを短冊状にd個に分割する。そして、パルスデータをd次元ベクトル(p=[h1,h2,・・・,hj,・・・,hd])に加工し、波高ベクトルを算出する。ただし、「hj」は個々の短冊内の平均値とする。
A method of calculating the wave height vector will be described with reference to FIG. 7(B). The
図7(C)を参照して、時刻ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、区間TS内のパルスを、波高方向にdw個に分割し、この分割線(水平線)と交差する2dw個の時間を取得する。そして、時間データを2dw次元ベクトル(q=[w1,w2,・・・,wj,・・・,w2d])に加工し、時刻ベクトルを算出する。ただし、「wj」には、パルス頂点位置に対する外側の交差点を2つ選択するものとする。たとえば、分割線Lxに注目すると、外側の交差点の時間t1,t4を選択し、時間t2,t3は選択しない。時間t1は、金型51~53の上型がワークWに接触し始める時間に相当し、時間t4は、金型51~53の上型がワークWから離れ始める時間に相当する。
A method of calculating the time vector will be described with reference to FIG. The
図8を参照して、周波数ベクトルの算出方法について説明する。形式変換部102は、図8(C)に示す振動波形から、3種類の解析区間、すなわち「ストローク前区間」、「金型接触前区間」、および「金型接触中区間」を切り出す。「ストローク前区間」は、図8(A)に示すブレーキ緩み信号がONとなった時点t11よりも前の区間である。「金型接触前区間」は、時点t11から、図8(B)に示すストローク位置が金型接触位置となった時点t12までの区間である。「金型接触中区間」は、時点t12から、図8(A)に示すブレーキ緩み信号がOFFとなった時点t13までの区間である。
A method of calculating the frequency vector will be described with reference to FIG. The
形式変換部102は、解析区間ごとに、振動信号をフーリエ変換し、パワースペクトル密度PSDを算出する。図8(D)には、周波数が0~fs/2Hzまでのパワースペクトル密度の波形が示されている。「fs」はサンプリング周波数であり、この例では、fs/2=50である。
The
形式変換部102は、たとえば下限周波数fmin=0、上限周波数fmax=fs/2と定めて、この区間FSを短冊状にd個(たとえば20個)に分割し、区間FS内のパワースペクトル密度PSDを、波高ベクトルと同様に、d次元ベクトル(p=[h1,h2,・・・,hj,・・・,hd]、ただし「hj」は個々の短冊内の平均値)に加工する。これにより、解析区間ごとの周波数ベクトルが得られる。
なお、周波数ベクトルの算出に用いた解析区間を、上記した波高ベクトルの算出に用いてもよい。すなわち、図8(C)に模式的に示すように、各解析区間を短冊状にd個(たとえば20個)に分割し、解析区間ごとに、パルスデータをd次元ベクトルに加工して、波高ベクトルを算出してもよい。 Note that the analysis interval used for calculating the frequency vector may be used for calculating the above-described wave height vector. That is, as schematically shown in FIG. 8C, each analysis section is divided into d strips (for example, 20 pieces), and the pulse data is processed into a d-dimensional vector for each analysis section, and the wave height A vector may be calculated.
上述のようなフレーム3の振動特徴量の算出方法と同様の算出方法によって、たとえばメインモータ実速度の解析区間の波高ベクトルおよび周波数ベクトルを算出可能である。 For example, the wave height vector and the frequency vector of the analysis section of the main motor actual speed can be calculated by the same calculation method as the calculation method of the vibration feature amount of the frame 3 as described above.
上記のような手法で算出された検出項目ごとの特徴量を含むサイクル特徴データDT2が、対象のサイクル測定データDT1と同じサイクルNo.に対応付けて二次データ記憶部112に記録される。図5に示したように、サイクル特徴データDT2は、対象の金型パターンデータにも対応付けられて記憶されてもよい。
The cycle feature data DT2 including the feature amount for each detection item calculated by the above method has the same cycle number as the target cycle measurement data DT1. is recorded in the secondary
学習部104は、事前に設定されたセンサグループ単位で、ステップS8で得られたサイクル特徴データDT2を機械学習する(ステップS12)。すなわち、学習部104は、センサグループごとの異常予測モデルを生成する。学習部104は、異常予測モデルを生成すると、ステップS2で特定された金型パターン(品番、ワークパターン)を識別する金型識別情報に関連付けて、モデル記憶部114に記憶する(ステップS14)。
The
ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせのうち、未処理の金型パターンがある場合(ステップS16にてYES)、ステップS2に戻り、上記処理を繰り返す。全ての金型パターンに対する処理が完了すると(ステップS16にてNO)、一連のモデル生成処理を終了する。これにより、モデル記憶部114には、ワークWの品番およびワークパターンの組み合わせの数だけ、学習済モデル群M1,M2,・・・が記憶される。図5の例では、学習済モデル群M1が、品番“30”、ワークパターンNo.“15”の異常予測モデルを含み、学習済モデル群M2が、品番“80”、ワークパターンNo. “15”の異常予測モデルを含むことが示されている。
If there is an unprocessed die pattern among the combinations of the product number of the work W and the work pattern (YES in step S16), the process returns to step S2 and repeats the above process. When the processing for all mold patterns is completed (NO in step S16), the series of model generation processing ends. As a result, the
<異常予測装置>
(機能構成について)
図9は、本実施の形態に係る異常予測装置200の機能構成を示すブロック図である。異常予測装置200は、モデル記憶部213と、組み合わせ情報記憶部214と、データ取得部202と、形式変換部203と、予測部204と、出力部230とを主に備えている。
<Abnormality prediction device>
(About functional configuration)
FIG. 9 is a block diagram showing the functional configuration of
モデル記憶部213は、学習装置100により金型パターン別に生成された学習済モデル群M1,M2,・・・を予め記憶している。学習装置100および異常予測装置200は、たとえばネットワークを介して接続されており、異常予測装置200の通信部(図示せず)が、学習装置100の通信部(図示せず)から、モデル記憶部114に記憶された学習済モデル群M1,M2,・・・を受信して、受信した学習済モデル群M1,M2,・・・をモデル記憶部213に格納している。あるいは、着脱可能な記録媒体を用いて、学習装置100のモデル記憶部114に記憶された学習済モデル群M1,M2,・・・を、モデル記憶部213に格納してもよい。
The
組み合わせ情報記憶部214は、各対象パーツと少なくとも1つのセンサグループとを関連付けた組み合わせ情報を記憶する。本実施の形態では、組み合わせ情報が対応テーブルTBとして記憶されている。対応テーブルTBのデータ構造例については後述する。
The combination
データ取得部202は、鍛造プレス装置10の運転開始後に、プレスサイクルごとに、学習装置100におけるサイクル測定データDT1と同種の測定データ(サイクル測定データ)DT11を、金型パターンデータとともに取得する。
After the forging
形式変換部203は、学習装置100の形式変換部102と同様に、特徴量算出手段として機能する。つまり、サイクル測定データDT11に基づいて、上記表1に示した複数種類の特徴量を算出し、これらの特徴量を含むサイクル特徴データDT12を生成する。
The
予測部204は、金型パターンに応じた異常予測モデルm1,m2,・・・(図5)を用いて各特徴量の異常の有無を検出し、その検出結果に基づいて対象パーツの異常の有無を判定する。具体的には、図9に示されるように、予測部204は、その機能として、モデル判別部205と、異常検出部206と、異常判定部207とを含む。
The
モデル判別部205は、取得した金型パターンデータに基づいて、モデル記憶部213に記憶された複数の学習済モデル群M1,M2,・・・のうち、今回のサイクルの金型パターンに対応する学習済モデル群を特定することによって、使用する異常予測モデルm1,m2,・・・を判別する。
Based on the acquired mold pattern data, the
異常検出部206は、センサグループごとに、形式変換部203が算出した特徴量を、(モデル判別部205により判別された複数の異常予測モデルm1,m2,・・・のうちの)対応する異常予測モデルに入力して、特徴量が異常か否かを検出する。
For each sensor group, the
異常判定部207は、異常検出部206による検出結果と対応テーブルTBとに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する。
The
ここで、対応テーブルTBのデータ構造例を図10に示す。図10には、センサグループおよび追加ロジックを左側の欄に記載し、複数の対象パーツ名を上側の欄に記載した対応表が例示されている。センサグループの欄には、表1の分類No.に対応するセンサグループ名(検出項目の分類名)が一つずつ記載されている。追加ロジック欄には、各センサグループに付随する判定項目がある場合に、その判定項目名が一つずつ記載されている。追加の判定項目名は、センサグループ名を記載した行とは異なる行に記載されている。対応テーブルTBでは、各対象パーツの列に、少なくとも1つの印(図10では〇印)が付されており、対象パーツごとに、その異常判定に用いるセンサグループ名(および追加の判定項目名)が関連付けて記憶されている。 FIG. 10 shows an example data structure of the correspondence table TB. FIG. 10 exemplifies a correspondence table in which sensor groups and additional logic are described in the left column, and multiple target part names are described in the upper column. In the sensor group column, the classification No. of Table 1 is displayed. The corresponding sensor group names (classification names of detection items) are described one by one. In the additional logic column, if there is a determination item associated with each sensor group, the name of the determination item is described one by one. Additional judgment item names are described on lines different from the lines describing the sensor group names. In the correspondence table TB, at least one mark (in FIG. 10, ◯ mark) is attached to the column of each target part, and for each target part, the sensor group name (and additional determination item name) used for abnormality determination is given. are stored in association with each other.
本実施の形態では、対象パーツは、材料ヒータ14、C/B制御装置(図示せず)、クラッチ9、クラッチ9の空圧回路(図示せず)、ブレーキ装置12、ブレーキ装置12の空圧回路(図示せず)、メインモータ6、ベアリング(図示せず)、ワークWである材料、および金型50(51~53)を含む。なお、対象パーツは、これらの全てを含まなくてもよく、また、他の構成部品を含んでもよい。望ましくは、対象パーツは、材料ヒータ、クラッチ、ブレーキ、メインモータ、ベアリング、および金型のうちの少なくとも1つと、ワークである材料とを含む。
In the present embodiment, the target parts are the
追加ロジックの例に関して説明すると、本実施の形態では、「材料温度」、「荷重関連特徴量」、「フレーム振動」の各分類、「モータ振動」の各分類に対する追加の判定項目として、連続的な異常の有無(所定回数連続して異常値であったか)が含まれる。また、「クラッチ反応時間」および「ブレーキ制御角度」を新たに算出し、それぞれが閾値を超えたか否かを追加の判定項目としてもよい。 To explain an example of the additional logic, in the present embodiment, as an additional determination item for each classification of "material temperature", "load-related feature amount", "frame vibration", and each classification of "motor vibration", continuous The presence or absence of any abnormalities (whether abnormal values occurred a predetermined number of times in a row) is included. Also, the "clutch reaction time" and the "brake control angle" may be newly calculated, and whether or not each exceeds the threshold value may be used as an additional determination item.
図10の例では、「材料ヒータ」については、材料温度(分類No.G01)とその追加ロジック(ロジックNo.L01)の行に(のみ)印が付されており、材料温度とその追加ロジックとが、「材料ヒータ」に関連付けられて記憶されている。この場合、異常判定部207は、材料温度の異常検知結果とその追加ロジックの異常検出結果とを用いて、「材料ヒータ」の異常の有無を判定することになる。
In the example of FIG. 10, for "material heater", (only) the row of the material temperature (classification No. G01) and its additional logic (logic No. L01) is marked, and the material temperature and its additional logic are stored in association with the "material heater". In this case, the
「メインモータ」については、メインモータ実速度、スライド速度、モータ本体側振動(ストローク前、金型接触前)、モータ負荷側振動(ストローク前、金型接触前)の行に印が付されている。「ベアリング」については、「メインモータ」と同様に、インモータ実速度、スライド速度、モータ本体側振動(ストローク前、金型接触前)、モータ負荷側振動(ストローク前、金型接触前)の行に印が付されているだけでなく、フレーム上流側振動(ストローク前、金型接触前)、フレーム下流側振動(ストローク前、金型接触前)、および、フレーム上流側振動またはフレーム下流側振動の追加ロジックの行に印が付されている。 For "main motor", marks are added to the lines for main motor actual speed, slide speed, motor body side vibration (before stroke, before contact with mold), and motor load side vibration (before stroke, before contact with mold). there is As for "Bearing", same as "Main motor", the row of in-motor actual speed, slide speed, motor body side vibration (before stroke, before mold contact), motor load side vibration (before stroke, before mold contact) , as well as upstream frame vibration (pre-stroke, pre-mold contact), downstream frame vibration (pre-stroke, pre-mold contact), and upstream frame vibration or downstream frame vibration lines of additional logic are marked.
各工程の「金型」については、荷重関連特徴量の行と、対応する工程の金型温度および潤滑液量の行と、フレーム上流側振動および/またはフレーム下流側振動(金型接触後)の行とに印が付されている。これにより、金型51~53の異常の有無を個別に判定することが可能である。なお、図10に示されるように、金型51~53の異常判定に、荷重関連特徴量の追加ロジックをさらに用いてもよい。また、たとえば金型51~53の潤滑液量を上型および下型のそれぞれで測定できる場合には、これらの特徴量を利用することにより、上型および下型それぞれについて異常の有無を判定できるようにしてもよい。
For the "mold" of each process, the row of the load-related feature quantity, the row of the mold temperature and lubricant amount of the corresponding process, and the frame upstream vibration and/or frame downstream vibration (after mold contact) lines and are marked. Thereby, it is possible to individually determine whether or not there is an abnormality in the
このように、対象パーツごとに、関連付けるセンサグループの種類や数を変えることにより、どのパーツが異常であるかを自動で判別(予測)することが可能となる。なお、図10に示すような対象パーツと少なくとも1つのセンサグループとの組み合わせは、典型的には管理者が事前に設定する。 In this manner, by changing the type and number of sensor groups to be associated with each target part, it is possible to automatically determine (predict) which part is abnormal. Note that the combination of the target part and at least one sensor group as shown in FIG. 10 is typically set in advance by the administrator.
対応テーブルTBは、管理者によって更新可能であることが望ましい。対応テーブルTBの更新は、異常予測装置20が備える入力部(操作部)を介して実行可能であってもよいし、図示しない管理装置において実行可能であってもよい。これにより、異常予測の対象となるパーツの増減や、対象パーツに関連付けるセンサグループの種類または追加ロジックの追加・変更を行うことができる。
It is desirable that the correspondence table TB can be updated by an administrator. The correspondence table TB may be updated via an input unit (operation unit) included in the
再び図9を参照して、出力部230は、予測部204による予測結果、すなわち異常判定部207による判定結果を出力する。出力部230は、プレスサイクルごとに、各対象パーツの異常の有無を出力する。これにより、作業者は、リアルタイムで対象パーツの異常の有無を把握できる。出力部230はまた、表1に列挙したセンサグループの予測結果への影響度合、および/または、対象パーツごとの異常予測結果の信頼度をさらに出力してもよい。
Referring to FIG. 9 again,
上述のデータ取得部202、形式変換部203、予測部204の機能は、プロセッサがソフトウェアを実行することにより実現される。モデル記憶部213および組み合わせ情報記憶部214は、典型的には、コンピュータが備える不揮発性の記憶装置により構成される。出力部230は、典型的には、予測結果を表示する表示部により構成される。なお、出力部230は、PLC40を介して、またはPLC40を介することなく、図1に示したモニタリングPC42に予測結果を出力する通信部などにより構成されてもよい。
The functions of the
(動作について)
図11は、本実施の形態に係る異常予測装置200による対象パーツの異常予測方法を示すフローチャートである。図11に示す異常予測処理は、異常予測装置200のプロセッサがメモリに予め記憶された異常予測プログラムを実行することにより実現される。
(About operation)
FIG. 11 is a flow chart showing an abnormality prediction method for a target part by the
図11を参照して、鍛造プレス装置10の運転が開始されると、データ取得部202が、鍛造プレス装置10が備える所定のセンサ類からの出力データを含むサイクル測定データDT11を、金型パターンデータとともに取得する(ステップS26)。
Referring to FIG. 11, when the operation of forging
続いて、形式変換部203は、ステップS26においてデータ取得部202が取得したサイクル測定データDT11を、サイクル特徴データDT12に変換する(ステップS28)。つまり、形式変換部203は、サイクル測定データDT11に含まれる各データに基づいて、上記表1に示した検出項目ごとの特徴量を算出する。
Subsequently, the
また、予測部204のモデル判別部205は、ステップS26においてデータ取得部202が取得した金型パターンデータに基づいて、モデル記憶部213に記憶された複数の学習済モデル群M1,M2,・・・のうち今回の金型パターンに対応する学習済モデル群を特定し、今回使用する複数の異常予測モデルm1,m2,・・・判別する(ステップS29)。異常予測モデルの判別処理は、データ形式の変換処理と並行して行われてもよい。
Also, the
予測部204の異常検出部206は、ステップS28で得られたサイクル特徴データDT12に含まれる(1サイクル分の)複数種類の特徴量を、センサグループごとに、ステップS29で判別された異常予測モデルに入力する(ステップS30)。図12のイメージ図に示されるように、各異常予測モデルは、異常あり/なしのいずれかを出力する。これにより、プレスサイクル単位で、各センサグループの特徴量が異常か否かを検出(予測)できる。なお、各異常予測モデルは、異常の有無の検出結果とともに、その信頼度を出力してもよい。信頼度は、たとえば、入力された特徴量と閾値との差により算出される。
The
続いて、予測部204の異常判定部207は、対応テーブルTBにおいて追加ロジックとして定められた判定項目の値を算出する(ステップS32)。たとえば「材料温度」について、連続的な異常の有無を判定する。
Subsequently, the
その後、異常判定部207は、対応テーブルTBに基づいて対象パーツの異常判定を行う(ステップS34)。具体的には、各異常予測モデルの出力(異常あり/なし)、および、追加ロジックの値の算出結果(追加判定結果)と、対応ターブルTB(組み合わせ情報)とに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する。この際、異常判定部207は、異常検出部206でのセンサグループごとの異常検知結果の信頼度により重み付けを行って、対象パーツの異常判定を行ってもよい。
After that, the
ステップS34において、異常判定部207は、対象パーツごとの異常判定結果に対するセンサグループの影響度合を算出することが望ましい。また、対象パーツごとの異常判定結果の信頼度を算出することが望ましい。
In step S34, the
出力部230は、異常判定部207の判定結果、すなわち各対象パーツの異常の有無を出力する(ステップS36)。図9の例では、第1工程の金型51が異常である旨表示されている。なお、異常と判定された対象パーツのみを表示してもよい。
The
また、出力部230は、対象パーツの異常判定結果に対する各センサグループの重要度(影響度合)をたとえばグラフ化して出力するとともに、その信頼度をたとえば数値(%)として出力する(ステップS38)。
Further, the
このように、本実施の形態では、i)対象パーツごとの異常予測結果、ii)異常予測結果に対する各センサグループの重要度、iii)異常予測結果の信頼度、が出力される。これにより、異常予測結果に対する措置を容易に講ずることができる。 Thus, in the present embodiment, i) the abnormality prediction result for each target part, ii) the importance of each sensor group with respect to the abnormality prediction result, and iii) the reliability of the abnormality prediction result are output. This makes it possible to easily take measures for the result of prediction of abnormality.
上記ステップS26~S38の処理は、プレス運転が終了するまで繰り返し実行される(ステップS40にてNO)。なお、ステップS34において異常と判定されたパーツがある場合には、鍛造プレス装置10の運転を自動で停止するようにしてもよい。これにより、プレス機11により不良品が量産されてしまうことを防止または抑制できる。
The processes of steps S26 to S38 are repeatedly executed until the press operation ends (NO in step S40). Note that if there is a part determined to be abnormal in step S34, the operation of the forging
以上説明したように、本実施の形態に係る異常予測システムSYSは、センサグループごとの異常予測モデルを生成する学習装置100を備えており、異常予測装置200は、これらの異常予測モデルと対応テーブルTBとを用いることにより、プレスサイクルごとに、各対象パーツの異常の有無を判定することができる。したがって、本実施の形態によれば、作業者の経験に頼ることなく、鍛造プレス装置10における複数のパーツの異常を自動かつリアルタイムで予測することができる。
As described above, the abnormality prediction system SYS according to the present embodiment includes the
また、本実施の形態では、異常予測モデルが金型パターン別に学習され、異常予測装置200のモデル記憶部213に記憶されているので、センサグループごとの特徴量の異常検知、ならびに、対象パーツごとの異常予測の精度を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the abnormality prediction model is learned for each mold pattern and stored in the
また、本実施の形態では、対象パーツの異常予測に、上記したような追加ロジックを加えているため、異常予測モデルの出力のみで対象パーツの異常予測を行う形態に比べて、精度を向上させることができる。 In addition, in the present embodiment, since the above-described additional logic is added to the abnormality prediction of the target part, the accuracy is improved compared to the form in which the abnormality prediction of the target part is performed only by the output of the abnormality prediction model. be able to.
(変形例)
本実施の形態では、異常予測装置200のモデル記憶部213に、センサグループごとの異常予測モデルm1,m2,・・・(学習済モデル群M1,M2,・・・)が予め記憶されることとしたが、学習装置100による機械学習に応じて、モデル記憶部213の異常予測モデルm1,m2,・・・が更新されてもよい。あるいは、異常予測装置200が学習装置100の機能を有していてもよい。
(Modification)
In the present embodiment, the
また、異常予測装置200の組み合わせ情報記憶部214には、各対象パーツと少なくとも1つのセンサグループとを関連付けた組み合わせ情報として、図10に示したような表形式の対応テーブルTBが記憶されていることとしたが、このような例に限定されない。
The combination
また、本実施の形態では、鍛造プレス装置10が異常予測装置200を備えることとしたが、限定的ではなく、異常予測装置200はオフラインで対象パーツの異常の有無を予測してもよい。
Further, in the present embodiment, the forging
なお、異常予測装置200により実行される異常予測方法、あるいは、学習装置100により実行される学習方法を、プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、CD-ROM(Compact Disc-ROM)などの光学媒体や、メモリカードなどのコンピュータ読取り可能な一時的でない(non-transitory)記録媒体にて記録させて提供することができる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
The abnormality prediction method executed by the
本発明にかかるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム(OS)の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずOSと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 The program according to the present invention may call necessary modules out of program modules provided as part of the operating system (OS) of the computer in a predetermined sequence at a predetermined timing to execute processing. . In that case, the program itself does not include the above module, and the process is executed in cooperation with the OS. Programs that do not include such modules may also be included in the programs according to the present invention.
また、本発明にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本発明にかかるプログラムに含まれ得る。 Also, the program according to the present invention may be provided by being incorporated into a part of another program. Even in that case, the program itself does not include the modules included in the other program, and the processing is executed in cooperation with the other program. A program incorporated in such other programs may also be included in the program according to the present invention.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.
10 鍛造プレス装置、11 プレス機、100 学習装置、200 異常予測装置、202 データ取得部、203 形式変換部、204 予測部、205 モデル判別部、206 異常検出部、207 異常判定部、213 モデル記憶部、214 組み合わせ情報記憶部、230 出力部、m1,m2,・・・ 異常予測モデル、SYS 異常予測システム、W ワーク。
10 forging
Claims (7)
前記プレス装置に搭載されたセンサ類の測定データに基づいて得られる複数のセンサグループの特徴量を機械学習することにより、前記センサグループごとに生成された異常予測モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記プレス装置の運転時に、前記センサ類から測定データを取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した測定データに基づいて、前記複数のセンサグループそれぞれの特徴量を算出する特徴量算出手段と、
前記センサグループごとに、前記特徴量算出手段が算出した特徴量を、対応する前記異常予測モデルに入力して、特徴量が異常か否かを検出する検出手段と、
各対象パーツと少なくとも1つの前記センサグループとを関連付けた組み合わせ情報を記憶する組み合わせ情報記憶手段と、
前記検出手段による検出結果と前記組み合わせ情報記憶手段に記憶された組み合わせ情報とに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する判定手段とを備える、異常予測装置。 An abnormality prediction device for predicting abnormality of a plurality of parts in a press machine,
model storage means for storing an abnormality prediction model generated for each sensor group by performing machine learning on feature amounts of a plurality of sensor groups obtained based on measurement data of sensors mounted on the press device;
Acquisition means for acquiring measurement data from the sensors during operation of the press device;
feature quantity calculation means for calculating a feature quantity of each of the plurality of sensor groups based on the measurement data acquired by the acquisition means;
detection means for inputting the feature amount calculated by the feature amount calculation means to the corresponding abnormality prediction model for each sensor group and detecting whether or not the feature amount is abnormal;
combination information storage means for storing combination information that associates each target part with at least one sensor group;
An abnormality prediction apparatus, comprising: determination means for determining the presence or absence of an abnormality for each target part based on the detection result by the detection means and the combination information stored in the combination information storage means.
前記取得手段は、前記測定データとともに、金型パターンデータを取得し、
前記取得手段が取得した前記金型パターンデータに基づいて、前記モデル記憶手段に記憶された前記複数の異常予測モデルのなかから、使用する異常予測モデルを判別するモデル判別手段をさらに備える、請求項1に記載の異常予測装置。 The model storage means stores at least the abnormality prediction model for each sensor group for each mold pattern specified by the product number of the material,
The acquisition means acquires mold pattern data together with the measurement data,
3. A model discriminating means for discriminating a failure prediction model to be used from among the plurality of failure prediction models stored in the model storage means based on the mold pattern data acquired by the acquisition means. 2. The abnormality prediction device according to 1.
前記複数のセンサグループは、フレーム上流側振動特徴量およびフレーム下流側振動特徴量を含む、請求項1~5のいずれかに記載の異常予測装置。 The target part includes a plurality of molds,
6. The abnormality prediction device according to claim 1, wherein said plurality of sensor groups include a frame upstream side vibration feature amount and a frame downstream side vibration feature amount.
センサ類の測定データに基づいて得られる複数のセンサグループの特徴量を機械学習することにより、前記センサグループごとに生成された異常予測モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記プレス装置の運転時に、前記プレス装置に搭載されたセンサ類から測定データを取得するステップと、
取得した測定データに基づいて、複数のセンサグループそれぞれの特徴量を算出する算出ステップと、
前記センサグループごとに、前記算出ステップで算出された特徴量を、対応する異常予測モデルに入力して、特徴量が異常か否かを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおける検出結果と、各対象パーツと少なくとも1つの前記センサグループとを関連付けた組み合わせ情報とに基づいて、対象パーツごとに異常の有無を判定する判定ステップとをコンピュータに実行させる、異常予測プログラム。 An abnormality prediction program for predicting abnormality of a plurality of parts in a press machine,
model storage means for storing an abnormality prediction model generated for each sensor group by performing machine learning on feature quantities of a plurality of sensor groups obtained based on measurement data of sensors;
a step of acquiring measurement data from sensors mounted on the press device during operation of the press device;
a calculation step of calculating the feature amount of each of the plurality of sensor groups based on the acquired measurement data;
A detection step of inputting the feature amount calculated in the calculation step into a corresponding abnormality prediction model for each sensor group and detecting whether or not the feature amount is abnormal;
Abnormality prediction, causing a computer to execute a determination step of determining the presence or absence of an abnormality for each target part based on the detection result in the detection step and combination information that associates each target part with at least one of the sensor groups. program.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021042637A JP2022142459A (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Abnormality prediction device and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021042637A JP2022142459A (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Abnormality prediction device and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022142459A true JP2022142459A (en) | 2022-09-30 |
Family
ID=83426336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021042637A Pending JP2022142459A (en) | 2021-03-16 | 2021-03-16 | Abnormality prediction device and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022142459A (en) |
-
2021
- 2021-03-16 JP JP2021042637A patent/JP2022142459A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6885911B2 (en) | Press machine and abnormality monitoring method for press machine | |
US7571022B2 (en) | System and method for monitoring machine health | |
CN1599889B (en) | Detection and discrimination of instabilities in process control loops | |
CN108475052A (en) | Diagnostic device, computer program and diagnostic system | |
JP6333868B2 (en) | Cell control device and production system for managing the operating status of a plurality of manufacturing machines in a manufacturing cell | |
JP7053518B2 (en) | Cutting fluid amount adjustment device and cutting fluid amount adjustment system | |
CN107208671A (en) | For the monitoring device and method of the operating conditions for determining the equipment that pressure medium is operated | |
US20210406705A1 (en) | System and method for collecting training data | |
JP7010861B2 (en) | Status determination device and status determination method | |
JP2022113410A (en) | Learning device and program, and mold abnormality predictor | |
JP2022142459A (en) | Abnormality prediction device and program | |
JP6815368B2 (en) | Anomaly detection device, anomaly detection method, control program, and recording medium | |
US20220011764A1 (en) | Predictive maintenance device, method, and system for industrial machine | |
JP2020093506A (en) | Injection molding machine information presentation device and injection molding machine information presentation method | |
CN110962315B (en) | State determination device and state determination method | |
US5323837A (en) | Method of determining unacceptable deviations from process parameters | |
JP5312475B2 (en) | Method for analyzing energy consumption of mechanical device and mechanical device | |
US6467356B1 (en) | Force severity monitor for a press | |
JP7229140B2 (en) | Learning device and program, abnormality factor estimation system, and forging press device | |
JP6739502B2 (en) | Data analysis device, data analysis method, control program, and recording medium | |
JP2004164635A (en) | Monitoring device for production management | |
JP4571044B2 (en) | Monitoring display device and display method | |
JP2019013976A (en) | Forging press and its failure prediction method | |
JP2023101219A (en) | Control system of press molding machine and control device as well as slide stop control method | |
JP2020151817A (en) | Diagnostic device, diagnostic system, and diagnostic program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231222 |