JP2023085980A - 可聴化方法、及び可聴化システム - Google Patents

Abstract

【課題】製造装置の状態に係る計測データを音のデータに変換して可聴化し、製造装置に異常が発生した場合に、可視化データを確認することなく、音のデータが異常音であることを容易に判別し、製造装置の異常を迅速に発見することを可能とする可聴化方法、及び可聴化システムを提供する。【解決手段】可聴化システムを用いた可聴化方法は、装置の状態に係る計測データを取得する計測工程と、計測データから物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理工程と、あらかじめ計測された装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定し、当該確率分布から乱数を生成する乱数生成工程と、物理量またはスコア、及び乱数の各々を、音のデータに変換する音変換工程と、音のデータを提供する発音工程と、を有し、発音工程において、音のデータは、別方向から同時に提供されることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、製造装置等の状態に係る計測データを音のデータに変換する可聴化方法、及び可聴化システムに関する。

従来、製造現場等において、製造装置等の状態を物理量（例えば製造装置の振動、騒音、温度等）に基づいて可視化する技術が実施されている。例えば、当該物理量をグラフ化し、モニター等に表示させることによって、製造装置等に異常が発生した場合に、近辺にいる作業者等が可視化された画像（例えば、グラフ）を見ることで異常の発生を認識することができる。また、グラフの特性や傾向に基づき、異常の発生を予知して未然に防止することもできる。しかしながら、作業者等が作業に忙殺され、可視化されたデータを確認することに時間を割くことができずに、異常の発見が遅れる、あるいは異常の発生を予知できないといった問題があった。

これに対して、製造装置等の状態に係る計測データを音のデータに変換し、可聴化する技術が公知である。一例として、診断対象機器の異常検知を行うシステムにおいて、診断対象機器の稼働音を、異常の程度に対応する異常音の特徴データを反映した音となるように信号処理することで、異常音を模擬して生成する技術が公知である（例えば、特許文献１参照）。

また、本来聞こえない装置の異常をユーザに疑似体験させることができる疑似異音発生装置も公知である。当該疑似異音発生装置は、装置の稼働状況に関する１種類以上の計測値から複数の特徴量を算出する特徴量算出部と、疑似異音の信号を生成する際に、疑似異音の複数のパラメータと複数の特徴量とを対応付けて、特徴量から算出される異常度および寄与率に応じて疑似異音を変化させる異音生成部とを備える（例えば、特許文献２参照）。

国際公開第２０１５／０１１７９１号公報 特開２０２１－０３９１７２号公報

上記特許文献１において開示されているような異常検知を行うシステムにおいては、異常の程度を音によりユーザに知らせることができるものの、異常の具体的な発生要因をユーザが把握することは困難であった。また、上記特許文献２において開示されているような疑似異音発生装置においては、本来聞こえない装置の異常をユーザに疑似体験させることができるものの、正常音と異常音を判別することが困難であり、異常音が発生してもユーザが製造装置等の異常を発見することに時間がかかる虞がある。これによって、製造装置等が長時間停止し、生産のロスにつながる虞もある。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、製造装置の状態に係る計測データを音のデータに変換して可聴化し、製造装置に異常が発生した場合に、可視化データを確認することなく、音のデータが異常音であることを容易に判別し、製造装置の異常を迅速に発見することを可能とする可聴化方法、及び可聴化システムを提供することを最終的な目的とする。

上記の課題を解決するための本発明は、
装置において異常が発生した場合に、可聴化システムを用いて、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化方法であって、
前記装置の状態に係る計測データを取得する計測工程と、
前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理工程と、
あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定し、当該確率分布から乱数を生成する乱数生成工程と、
前記前処理工程において取得された前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成工程において生成された前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換工程と、
前記音変換工程において得られた前記音のデータを提供する発音工程と、を有し、
前記発音工程において、前記音のデータは、別方向から同時に提供されることを特徴とする、可聴化方法である。

本発明によれば、発音工程において、装置のユーザは、可視化データではなく音のデータを確認できるため、目視によって作業の手を停めることなく装置の状態を確認できる。さらに、発音工程において、物理量またはスコアを変換して得られた、装置の状態に基づく音と、装置の正常な状態におけるデータに基づく確率分布から生成された乱数を変換して得られた、比較基準となる正常音とを、別方向から同時に聞くことが可能であるため、装置の状態に基づく音が異常音である場合にその旨を容易に判別し、装置の異常を迅速に発見することができる。ここで、スコアは物理量に基づいて算出され、スコアは例えば異なる物理量を組み合わせて演算した結果であってもよい。これによって、異常音が発生してもユーザが装置の異常を発見することに時間がかかり、装置の稼働が長時間停止し、生産のロスにつながる虞を防止することができる。

また、本発明においては、前記計測工程において、前記装置が稼働している間は、前記計測データがリアルタイムに取得されることを特徴とする、可聴化方法としてもよい。これによれば、計測漏れのない連続的な計測データを取得することが可能であり、前処理工程において、より正確な物理量またはスコアを取得することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換工程において、前記前処理工程において算出された前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成工程において生成された前記乱数に基づいて、前記音のデータの周波数が決定されることを特徴とする、可聴化方法としてもよい。周波数が決定されることによって、発音工程において提供される音のデータの音量を一定に保つことが可能である。

また、本発明においては、前記音変換工程において、前記音のデータの平均は、２６０Ｈzから５３０Ｈｚの領域に設定された基準周波数になるように変換されることを特徴と
する、可聴化方法としてもよい。これによれば、発音工程において、人が聞き取りやすい音を提供することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換工程において、前記音のデータの標準偏差は、前記基準周波数に対するノイズの大きさに変換されることを特徴とする、可聴化方法としてもよい。人が聞き取ることのできる基準周波数に対するノイズの大きさには限度があるが、これによれば、音のデータの標準偏差によって基準周波数に対するノイズの大きさのレンジを調整することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換工程において、前記音のデータの時間分解能は、
２ｍｓ以上であることを特徴とする、可聴化方法としてもよい。時間分解能が２ｍｓ未満であると、全体的にノイズが沸騰音に似た音になり、沸騰音は一般的なノイズよりも周波数の分散を区別し難い傾向がある。時間分解能が２ｍｓ以上であることによって、このような問題が解消される。

また、本発明においては、前記音変換工程において、前記物理量または前記スコアをＸ、前記物理量または前記スコアの標準偏差をｓｘ、前記物理量または前記スコアの平均をａｘ、前記周波数をＸｆ、前記周波数の標準偏差をｓｆ、前記周波数の平均をａｆとして、前記物理量または前記スコアは、関係式Ｘｆ＝（Ｘ－ａｘ）*ｓｆ／ｓｘ＋ａｆに従っ
て、前記音のデータに変換されることを特徴とする、可聴化方法としてもよい。これによれば、物理量またはスコアに基づき、信頼性の高い音のデータを得ることが可能である。

また、本発明においては、
装置において異常が発生した場合に、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化システムであって、
前記装置の状態に係る計測データを取得する計測部と、
前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理部と、
あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定する正常データ処理部と、
前記確率分布から乱数を生成する乱数生成部と、
前記前処理部が算出した前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成部が生成した前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換部と、
前記音変換部から得られた前記音のデータを提供する発音部と、を備え、
前記発音部は、前記音のデータを別方向から同時に提供することを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。

本発明によれば、簡単なシステム構成で、目視を不要とする音のデータを取得することができる。さらに、発音部は、物理量またはスコアを変換して得られた、装置の状態に基づく音と、装置の正常な状態におけるデータに基づく確率分布から生成された乱数を変換して得られた、比較基準となる正常音とを、別方向から同時に提供するため、装置の状態に基づく音が異常音である場合にその旨を容易に判別し、装置の異常を迅速に発見することができる。

また、本発明においては、前記発音部は、両耳に装着される音源であり、両耳に装着されることによって前記音のデータを別方向から同時に提供することを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。例えばイヤホンやヘッドホン等の両耳に装着される音源を用いることで、発音部から同時に提供される異なる音を聞き比べることが容易になる。

また、本発明においては、前記計測部は、前記装置が稼働している間は、前記計測データをリアルタイムに取得することを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。これによれば、装置から計測漏れのない連続的な計測データを取得することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換部は、前記前処理部が取得した前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成部が生成した前記乱数に基づいて、前記音のデータの周波数を決定することを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。周波数を決定することによって、発音部が提供する音のデータの音量を一定に保つことが可能である。

また、本発明においては、前記音変換部によって変換される前記音のデータの平均は、２６０Ｈzから５３０Ｈｚの領域に設定された基準周波数であることを特徴とする、可聴
化システムとしてもよい。これによれば、発音部は、人が聞き取りやすい音を提供することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換部によって変換される前記音のデータの標準偏差は、前記基準周波数に対するノイズの大きさであることを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。これによれば、音のデータの標準偏差によって基準周波数に対するノイズの大きさのレンジを調整することが可能である。

また、本発明においては、前記音変換部によって変換される前記音のデータの時間分解能は、２ｍｓ以上であることを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。時間分解能が２ｍｓ未満であると、全体的にノイズが沸騰音に似た音になる。時間分解能が２ｍｓ以上であることによって、このような問題が解消される。

また、本発明においては、前記音変換部は、前記物理量または前記スコアをＸ、前記物理量または前記スコアの標準偏差をｓｘ、前記物理量または前記スコアの平均をａｘ、前記周波数をＸｆ、前記周波数の標準偏差をｓｆ、前記周波数の平均をａｆとして、前記物理量または前記スコアを、関係式Ｘｆ＝（Ｘ－ａｘ）*ｓｆ／ｓｘ＋ａｆに従って、前記
音のデータに変換することを特徴とする、可聴化システムとしてもよい。これによれば、物理量またはスコアに基づき、信頼性の高い音のデータを得ることが可能である。

なお、上記の課題を解決するための手段は、可能な限り互いに組み合わせて用いることができる。

本発明によれば、可聴化方法、及び可聴化システムにおいて、製造装置の状態に係る計測データを音のデータに変換して可聴化し、製造装置に異常が発生した場合に、可視化データを確認することなく、音のデータが異常音であることを容易に判別し、製造装置の異常を迅速に発見することが可能である。

図１は、本発明の実施例に係る可聴化システムの一例を示す機能ブロック図である。 図２は、本発明の実施例に係る可聴化システムを用いた可聴化方法の手順を示すフローチャートである。 図３Ａ乃至図３Ｃは、本発明の実施例に係る装置データから変換した音のデータの一例を示す図である。 図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の実施例に係る装置データから変換した音のデータについて、時間分解能の違いによる比較結果を示す図である。 図５は、装置データが他の変数に対して依存性がある場合の装置の状態を示す図である。

〔適用例〕
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は図１に示すような可聴化システム１に適用することができる。また、本発明は可聴化システム１を用いることで、図２のフローチャートに示すような工程に適用することができる。

図１は、本発明が適用可能な可聴化システム１の一例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、可聴化システム１は大別して、ＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２１、及び計測部３、及び前処理部４、及び正常デー
タ処理部５、及び乱数生成部６、及び音変換部７、及び発音部８を備えて構成される。ＰＬＣ２１は、工場の製造現場における製造装置や検査機器等の稼働を制御するための電子制御装置である。ＰＬＣ２１は、入力機器（不図示）に入力された情報を読み取ってプログラムを実行し、出力機器（後に説明する発音部８に相当）を制御する。ＰＬＣ２１が入力機器から読み取る情報として、例えば装置２の振動数や温度等、装置２の状態に係る計測データ（以下、単純に「計測データ」という）がある。装置２は、例えばモーターや工作機械やロボット等の製造用機器であってもよい。また、ＰＬＣ２１は、装置２に内蔵されていても、装置２と分離して無線通信によって接続されていてもよい。なお、本適用例においては、ＰＬＣ２１は、可聴化システム１の構成要素に含まれているが、可聴化システム１に含まれていなくてもよい。

計測部３は、ＰＬＣ２１から計測データを取得する。なお、計測部３は、複数種類の計測データを取得することが可能であり、本適用例においては、一のＰＬＣ２１から計測データを取得するが、複数のＰＬＣから計測データを取得することが可能であってもよい。前処理部４は、計測部３が取得した計測データから、装置２の異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する。例えば計測データが装置２の振動数についての計測データである場合は、前処理部４は、装置２の振動数を取得し、振動数が一定値以上であると、後に説明する発音部８から異常音が提供される。スコアは、物理量に基づいて算出される値自体であってもよいし、それらの平均値や標準偏差や最大値や最小値であってもよい。また、前処理部４は、例えばノイズ除去といったフィルター処理を行うことも可能である。

正常データ処理部５は、あらかじめ計測された装置２の正常な状態におけるデータ（以下、装置２の正常な状態におけるデータを単純に「正常データ」という）から正常時における物理量またはスコア（以下、物理量またはスコアのことを「装置データ」という）の確率分布を推定する。本適用例においては、正常データ処理部５は、前処理部４によってあらかじめ算出された正常データを前処理部４から取得しているが、前処理部４と独立して、すなわち前処理部４以外の構成要素から正常データを取得してもよい。乱数生成部６は、正常データ処理部５において算出された正常時における装置データの確率分布を取得し、確率分布に基づいて、正常時における装置データの値として乱数を生成する。ここで、確率分布から乱数を生成する際には、正常データが乱数のようにふるまうことを前提条件とする。

音変換部７は、前処理部４が算出した装置データ、及び乱数生成部６が生成した乱数の各々を、音のデータに変換する。上述の通り、確率分布から乱数を生成する際には、正常データが乱数のようにふるまうため、乱数から変換される音のデータは、正常時における装置データに対応する音を示すものである。この正常音は、実測された装置データから変換される音のデータ、すなわち装置２の状態に基づく音のデータとの比較基準として聞くことが可能である。また、音の要素として振幅や周波数等があるが、周波数は音量を一定に保つことができるため、音のデータは、装置データを周波数に変換することによって得ることが好ましい。音変換部７は、装置データを音データの周波数に変換することによって、生成する音のデータの音量が大きく変化することを防止できる。

発音部８は、音変換部７から取得した音のデータをユーザに提供する。可視化データを目視確認する場合と異なり、ユーザは、音のデータによって目視確認が不要となり、作業の手を停めることなく装置２の状態を確認できる。また、詳細には、発音部８は、音変換部７から取得した正常音、及び装置２の状態に基づく音を、別方向から同時にユーザに提供する。これによって、ユーザは二つの音を同時に聞き比べることが可能であり、正常音を比較基準として、装置２の状態に基づく音が異常音である場合にその旨を容易に判別し、装置２の異常を迅速に発見することができる。また、異常音が発生してもユーザが装置
２の異常を発見することに時間がかかり、装置２の稼働が長時間停止し、生産のロスにつながる虞を防止することができる。

図３は、本発明が適用可能な可聴化システム１を用いた可聴化方法の手順を示すフローチャートである。フローについては、本適用例では概要のみ説明し、詳細は以下の実施例で説明する。

本適用例における可聴化システム１を用いた可聴化方法においては、上述の通り、まず計測部３が、装置２の状態に係る計測データをＰＬＣ２１から取得し、次に前処理部４が、計測データに基づいて、例えば装置２の振動や温度等の装置データを算出する。次に正常データ処理部５が、あらかじめ計測された正常データから確率分布を推定し、乱数生成部６が、確率分布から乱数を生成する。ここで、正常データは、前処理部４から取得されたものであっても、前処理部４以外の構成要素から取得されたものであってもよい。確率分布から乱数を生成する際には、正常データが乱数のようにふるまうことを前提条件とする点については、上述の通りである。次に音変換部７が、前処理部４が算出した装置データ、及び乱数生成部６が生成した乱数の各々を、音のデータに変換する。装置データから変換される音のデータは、装置２の状態に基づく音のデータであり、乱数から変換される音のデータは、比較基準としての正常音である。最後に発音部８が、音変換部７から取得した二つの音のデータを、別方向から同時に提供する。上述の通り、これによって、正常音を比較基準として、装置２の状態に基づく音が異常音である場合にその旨を容易に判別し、装置２の異常を迅速に発見することができる。

〔実施例１〕
以下、本発明の実施例に係る可聴化方法、及び可聴化システム１について、図面（上記の適用例で一旦説明した図面も含む）を用いてより詳細に説明する。なお、本発明に係る可聴化方法、及び可聴化システム１は、以下の構成に限定する趣旨のものではない。

＜システム構成＞
ここで、図１の説明に戻る。本実施例に係る可聴化システム１は、適用例において説明した可聴化システム１と同様のシステム構成を有するため、適用例において説明した内容については、詳細な説明は省略する。また、本明細書では同一の構成要素については同一の符号を用いて説明を行う。

本実施例における可聴化システム１は、例えばクラウドサーバを含んで構成されてもよい。可聴化システム１の構成要素である計測部３は、装置２が稼働している間は、計測データをリアルタイムに取得することが可能であり、これによって、計測漏れのない連続的な計測データを取得することが可能である。また、可聴化システム１は、音変換部７から装置２の状態に基づく音を複数取得し、複数の音を合成する構成要素を備えていてもよく、あるいは音変換部７が複数の音を合成する機能を備えていてもよい。例えば一の装置２において複数箇所からの振動データを合成し、装置２全体の振動を表すデータを生成することが可能であってもよい。また、発音部８は、比較基準としての正常音と装置２の状態に基づく音の二つの音を同時に提供するため、ユーザが二つの音を同時に聞き比べやすいように、発音部８は、ユーザの両耳に左右対称に装着可能な音源であることが好ましい。そのような発音部８の一例として、イヤホンやヘッドホン等があり、発音部８がワイヤレスであって装置２に無線接続している場合は、ユーザが動くことができる範囲が広がり、有線接続と比較して効率的である。発音部８は、音の基準周波数を変更可能なものであってもよい。また、可聴化システム１は、前処理部４から正常データ処理部５への正常データの取り込みのＯＮ／ＯＦＦの切り替えや、発音部８から提供される音のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを可能とする構成要素として、トグルスイッチ等のハードスイッチを備えていてもよい。このようなハードスイッチは、簡単、且つ、正確に操作できるため、可聴化シス
テム１の目視を不要とする効果を損なわないようにすることができる。

＜フローチャート＞
ここで、図２の説明に戻る。以下、図２を用いて本実施例に係る可聴化システム１を用いた可聴化方法の手順について詳細に説明する。本フローチャートでは、まず、計測部３が、装置２の状態に係る計測データをＰＬＣ２１から取得する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１において、計測データについては、一のＰＬＣ２１から取得しても、複数のＰＬＣから取得してもよい。また、装置２が稼働している間は、計測データをリアルタイムに取得することが可能である。ここで、Ｓ１０１は、本発明における計測工程に相当する。次に、前処理部４が、計測データに基づいて、装置２において異常が発生した場合にその異常を検知するための装置データを取得する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２において、前処理部４が取得するスコアは、物理量に基づいて算出される値自体であってもよいし、それらの平均値や標準偏差や最大値や最小値であってもよい。ここで、Ｓ１０２は、本発明における前処理工程に相当する。次に、正常データ処理部５が、あらかじめ計測された正常データから確率分布を推定し、乱数生成部６が、確率分布から乱数を生成する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３において、正常データは、前処理部４から取得されたものであっても、前処理部４以外の構成要素から取得されたものであってもよく、例えばＳ１０２からＳ１０３へのフローはＯＮ／ＯＦＦの切り替えが可能であってもよい。ここで、Ｓ１０３は、本発明における乱数生成工程に相当する。次に、音変換部７が、前処理部４が算出した装置データ、及び乱数生成部６が生成した乱数の各々を、音のデータに変換する（Ｓ１０４）。なお、本実施例において、音のデータは、装置データを周波数に変換することによって得られる。具体的には図３Ａ乃至図３Ｃ、及び図４Ａ乃至図４Ｃに示す。ここで、Ｓ１０４は、本発明における音変換工程に相当する。最後に、発音部８が、装置データから変換した、装置２の状態に基づく音と、乱数から変換した、比較基準としての正常音との二つの音のデータを、別方向から同時に提供する（Ｓ１０５）。Ｓ１０５において、装置２の異常を取得する箇所ごとに装置２の状態に基づく音を分けることで、装置２の異常箇所の特定が容易になるようにしてもよい。ここで、Ｓ１０５は、本発明における発音工程に相当する。

＜可聴化された音のデータ＞
図３Ａ乃至図３Ｃは、本発明の実施例に係る装置データから変換した音のデータの一例を示す図である。上述の通り、音のデータは、図３に示す音変換工程Ｓ１０４において、音変換部７から取得することができる。図３Ａ乃至図３Ｃに示す音のデータの一例の平均は４４０Ｈｚ、標準偏差は５Ｈｚである。また、観察対象の変化を捉える最短の時間間隔である時間分解能は、いずれも１ｍｓである。

具体的に、図３Ａに示す音のデータにおいては、発音部８から音が提供され始めてから約１．０秒後以降に周波数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の変動が大きくなり、砂嵐のようなノイズが入る。図３Ｂに示す音のデータにおいては、発音部８から音が提供され始めてから約１．０秒後と約２．０秒後に段階的に周波数の変動域が高くなり、音が段階的に高くなる。図３Ｃに示す音のデータにおいては、発音部８から音が提供され始めてから約１．０秒後と約２．０秒後に周波数の変動が突発的に大きくなり、僅かなノイズが入る。図３Ａ乃至図３Ｃに示す音のデータが比較基準としての正常音と同時に聞こえた場合、ユーザはその音が異常音であることを認識し、装置２において異常が発生していることを発見することができる。

なお、図３Ａ乃至図３Ｃに示す音のデータにおいて、音のデータの平均は、基準周波数に相当する。基準周波数は、例えば人が聞き取りやすい２６０Ｈzから５３０Ｈｚの領域
に設定されていることが好ましい。また、音のデータの標準偏差は、基準周波数に対するノイズの大きさに相当する。人が聞き取ることのできる基準周波数に対するノイズの大きさには限度があるため、音のデータの標準偏差によって基準周波数に対するノイズの大き
さのレンジを調整することが望ましい。また、音変換工程Ｓ１０４において、装置データをＸ、装置データの標準偏差をｓｘ、装置データの平均をａｘ、周波数をＸｆ、周波数の標準偏差をｓｆ、周波数の平均をａｆとして、装置データは、関係式Ｘｆ＝（Ｘ－ａｘ）*ｓｆ／ｓｘ＋ａｆに従って、音のデータに変換されてもよい。

図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の実施例に係る装置データから変換した音のデータについて、時間分解能の違いによる比較結果を示す図である。図４Ａに示す音のデータにおける時間分解能は１ｍｓであり、図４Ｂに示す音のデータにおける時間分解能は２ｍｓであり、図４Ｃに示す音のデータにおける時間分解能は５ｍｓである。図４Ａ乃至図４Ｃに示すように、時間分解能が低いと、ノイズは沸騰音のように聞こえ、沸騰音は一般的なノイズよりも周波数の分散を区別し難い傾向がある。よって、音変換工程Ｓ１０４において、時間分解能は高いことが好ましく、具体的には時間分解能が２ｍｓ以上であることが好ましい。

また、図５に示すように、装置データが他の変数に対して依存性があるガウス分布の場合、装置データのガウス分布を周波数のガウス分布に変換してもよい。図５において、縦軸は装置データの単位、横軸は経過時間を表す。音の周波数の平均値が特定の周期でうねるように変動する場合であっても、数学的に、周波数の分布と、平均値の周期的な変化を分離することで、より明確に、装置データの分布が周波数のノイズに変換された音のデータを生成することが可能である。これによって、図３及び図４に示した音のデータと同様に、基準周波数が特定の周期でうねるように変動しない装置データに変換することが可能である。

なお、本実施例における可聴化システム１は、例えば図３Ａ乃至図３Ｃ、及び図４Ａ乃至図４Ｃに示したような音のデータを表示するためのモニターを備えていてもよい。すなわち、可聴化データに加えて、可視化データも提供できる可聴化システム１であってもよい。

＜付記１＞
装置（２）において異常が発生した場合に、可聴化システム（１）を用いて、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化方法であって、
前記装置の状態に係る計測データを取得する計測工程（Ｓ１０１）と、
前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理工程（Ｓ１０２）と、
あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定し、当該確率分布から乱数を生成する乱数生成工程（Ｓ１０３）と、
前記前処理工程において取得された前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成工程において生成された前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換工程（Ｓ１０４）と、
前記音変換工程において得られた前記音のデータを提供する発音工程（Ｓ１０５）と、を有し、
前記発音工程において、前記音のデータは、別方向から同時に提供されることを特徴とする、可聴化方法。

＜付記２＞
装置（２）において異常が発生した場合に、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化システム（１）であって、
前記装置の状態に係る計測データを取得する計測部（３）と、
前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理部（４）と、
あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定する正常データ処理部（５）と、
前記確率分布から乱数を生成する乱数生成部（６）と、
前記前処理部が算出した前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成部が生成した前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換部（７）と、
前記音変換部から得られた前記音のデータを提供する発音部（８）と、を備え、
前記発音部は、前記音のデータを別方向から同時に提供することを特徴とする、可聴化システム（１）。

１ ：可聴化システム
２ ：装置
２１ ：ＰＬＣ
３ ：計測部
４ ：前処理部
５ ：正常データ処理部
６ ：乱数生成部
７ ：音変換部
８ ：発音部

Claims (15)

1. 装置において異常が発生した場合に、可聴化システムを用いて、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化方法であって、
   前記装置の状態に係る計測データを取得する計測工程と、
   前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理工程と、
   あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定し、当該確率分布から乱数を生成する乱数生成工程と、
   前記前処理工程において取得された前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成工程において生成された前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換工程と、
   前記音変換工程において得られた前記音のデータを提供する発音工程と、を有し、
   前記発音工程において、前記音のデータは、別方向から同時に提供されることを特徴とする、可聴化方法。
2. 前記計測工程において、前記装置が稼働している間は、前記計測データがリアルタイムに取得されることを特徴とする、請求項１に記載の可聴化方法。
3. 前記音変換工程において、前記前処理工程において算出された前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成工程において生成された前記乱数に基づいて、前記音のデータの周波数が決定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の可聴化方法。
4. 前記音変換工程において、前記音のデータの平均は、２６０Ｈzから５３０Ｈｚの領域
   に設定された基準周波数になるように変換されることを特徴とする、請求項３に記載の可聴化方法。
5. 前記音変換工程において、前記音のデータの標準偏差は、前記基準周波数に対するノイズの大きさに変換されることを特徴とする、請求項４に記載の可聴化方法。
6. 前記音変換工程において、前記音のデータの時間分解能は、２ｍｓ以上であることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載の可聴化方法。
7. 前記音変換工程において、前記物理量または前記スコアをＸ、前記物理量または前記スコアの標準偏差をｓｘ、前記物理量または前記スコアの平均をａｘ、前記周波数をＸｆ、前記周波数の標準偏差をｓｆ、前記周波数の平均をａｆとして、前記物理量または前記スコアは、関係式Ｘｆ＝（Ｘ－ａｘ）*ｓｆ／ｓｘ＋ａｆに従って、前記音のデータに変換
   されることを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載の可聴化方法。
8. 装置において異常が発生した場合に、当該異常を通知するための音のデータを提供する可聴化システムであって、
   前記装置の状態に係る計測データを取得する計測部と、
   前記計測データから、前記異常を検知するための物理量、または当該物理量に基づいて算出されるスコアを取得する前処理部と、
   あらかじめ計測された前記装置の正常な状態におけるデータから確率分布を推定する正常データ処理部と、
   前記確率分布から乱数を生成する乱数生成部と、
   前記前処理部が算出した前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成部が生成した前記乱数の各々を、前記音のデータに変換する音変換部と、
   前記音変換部から得られた前記音のデータを提供する発音部と、を備え、
   前記発音部は、前記音のデータを別方向から同時に提供することを特徴とする、可聴化
   システム。
9. 前記発音部は、両耳に装着される音源であり、両耳に装着されることによって前記音のデータを別方向から同時に提供することを特徴とする、請求項８に記載の可聴化システム。
10. 前記計測部は、前記装置が稼働している間は、前記計測データをリアルタイムに取得することを特徴とする、請求項８または９に記載の可聴化システム。
11. 前記音変換部は、前記前処理部が取得した前記物理量または前記スコア、及び前記乱数生成部が生成した前記乱数に基づいて、前記音のデータの周波数を決定することを特徴とする、請求項８から１０のいずれか一項に記載の可聴化システム。
12. 前記音変換部によって変換される前記音のデータの平均は、２６０Ｈzから５３０Ｈｚ
    の領域に設定された基準周波数であることを特徴とする、請求項１１に記載の可聴化システム。
13. 前記音変換部によって変換される前記音のデータの標準偏差は、前記基準周波数に対するノイズの大きさであることを特徴とする、請求項１２に記載の可聴化システム。
14. 前記音変換部によって変換される前記音のデータの時間分解能は、２ｍｓ以上であることを特徴とする、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の可聴化システム。
15. 前記音変換部は、前記物理量または前記スコアをＸ、前記物理量または前記スコアの標準偏差をｓｘ、前記物理量または前記スコアの平均をａｘ、前記周波数をＸｆ、前記周波数の標準偏差をｓｆ、前記周波数の平均をａｆとして、前記物理量または前記スコアを、関係式Ｘｆ＝（Ｘ－ａｘ）*ｓｆ／ｓｘ＋ａｆに従って、前記音のデータに変換すること
    を特徴とする、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の可聴化システム。

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