JP4103467B2

JP4103467B2 - 機器メンテナンス診断システム

Info

Publication number: JP4103467B2
Application number: JP2002189011A
Authority: JP
Inventors: 北海鈴木; 健一高橋; 二郎江原
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004030491A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等現地の施設における機器の状況を遠隔地にある中央施設側で診断する機器メンテナンス診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
診断対象である機器が同じ敷地内であっても複数の工場施設に分散して設置していたり、さらに一つの工場内であっても設置位置が分散していることがある。
【０００３】
そこで、診断対象機器全てにセンサを取り付け点検項目の運転データを収集し、さらにこの運転データを有線または無線で現場のデータ収集施設に送るということが行われている。
【０００４】
データ収集施設から収集した機器運転データをさらに通信回線を介して、中央施設（メンテナンス会社等）の診断設備に送信する。中央施設側では、通信回線を介して送信された機器運転データに基づき機器の劣化を診断し、その結果より、機器のメンテナンスや点検の推奨を、通信回線を介して、現地施設の端末に送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この時送信されるデータは、符号化してデータ容量の圧縮を行うことが多いが、点検項目は多数にのぼり、対象台数が多いとそのデータ容量は膨大になる。この膨大な容量のデータを常時通信回線を介して送信すると通信コストがかかるという問題がある。
それゆえ本発明の目的は、点検項目は多数で対象台数が多くても送信するデータ量は少なくて通信コストは低く、それでも遠隔地にある中央施設側で現地における機器の状況を精密に診断して劣化の具合を監視することができる機器メンテナンス診断システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、診断対象機器を有する多数の運転施設と中央施設が診断データを送受信し、運転施設は自己が有する診断対象機器の運転データを収集し、収集した運転データを符号化してデータ容量を圧縮し、圧縮されたデータを遠隔地にある中央施設に送信し、中央施設では圧縮されたデータに基づき診断対象機器を診断する機器メンテナンス診断システムにおいて、運転施設は、点検項目について収集した運転データを、その点検項目について予め定めた多数の段階付けられた基準値に応じてランク付けしてデータを圧縮して圧縮データを作成し、この圧縮データを所定量連続して保持し、さらに圧縮データを用いて機器における劣化の兆候を予備診断し、予備診断の結果、精密診断が必要と判断された場合に精密診断を必要とする点検項目についてこの運転施設に保持された所定量の連続する圧縮されたデータを中央施設に送信し、中央施設では受信した精密診断を必要とする点検項目の圧縮されたデータについて、予め記憶された過去の故障時における連続する所定期間の圧縮されたデータとの一致を求めて精密診断することにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態である機器メンテナンス診断システムの構成を示す。なお、各図面において同一物、相当物には同一符号を付けている。
【０００８】
図１において、１は劣化の診断対象である機器が配備された現地側の機器運転施設、２は機器運転施設１における機器の性能劣化の状態を診断判断する中央施設である。機器運転施設１と中央施設２は互いに遠隔地にあり通信回線３により接続してある。この通信回線３は、公衆回線または専用線を使用している。
【０００９】
４は現地側において中央施設２から中央施設２での診断結果を受信して表示する端末で、端末４と中央施設２は通信回線３で接続してある。
機器運転施設１には診断対象である機器１ａがある。図１では簡略化のために、機器１ａを１台のみ示している。機器１ａの一例は、各種工場内で工場内エアー供給用に使用される圧縮機本体である。
【００１０】
機器１ａにはその運転データを収集するデータ収集手段１ｂを設けてある。データ収集手段１ｂは、診断対象とする機器の点検項目のセンサから運転データをアナログ出力値で収集した場合、データ符号化手段１ｃでディジタルの数値データに変換して符号化し暗号化も兼ねてデータ容量を圧縮する。センサから運転データをディジタルの数値データで収集した場合は暗号化のためデータ容量を圧縮する。圧縮化データには機器１ａのコードと点検項目のコードを付けて置く。
【００１１】
データ収集手段１ｂが収集しデータ符号化手段１ｃで作成した圧縮化データは運転データ保存手段１ｅで保存し、性能劣化兆候診断手段１ｄで機器１ａの性能劣化の兆候を予備診断する。
【００１２】
性能劣化兆候診断手段１ｄは予備診断において精密診断が必要と判断した場合には、機器コードと点検項目がついた圧縮化データと精密診断依頼通知を送受信手段１ｆに出力する。送受信手段１ｆは、通信回線３を介して圧縮化データと精密診断依頼通知を中央施設２に送信する。
【００１３】
中央施設２には、通信回線３を介して、機器コードと点検項目がついた圧縮化データと精密診断依頼通知を受信して性能劣化診断手段２ｂに送り、またメンテナンス結果通知手段２ｄからの出力を通信回線３と送受信手段１ｆを介して端末４に送信する送受信手段２ａを備えている。
【００１４】
機器１ａが故障をした場合、故障時点から遡ること一定期間の圧縮化データは、機器運転施設１における運転データ保存手段１ｅから複写をして中央施設２における過去データ蓄積手段２ｃに格納しておく。機器１ａは新品を設置した場合、故障は殆どないから故障まで圧縮化データを保存するようにしていると、膨大な記憶容量を必要とするから、データ保存レベルを決めておいて、保存レベルを越えて注意領域に入ったら保存を開始するようにしておくと良い。
【００１５】
性能劣化診断手段２ｂは精密診断依頼通知を受けると、過去データ蓄積手段２ｃからここに格納してある機器コードと点検項目に対応した故障時点から遡ること一定期間の圧縮化データを得て、精密診断依頼通知とともに受信した圧縮化データと比較し機器１ａ劣化具合を精密診断し、精密診断結果をメンテナンス結果通知手段２ｄに送る。
【００１６】
メンテナンス結果通知手段２ｄは、性能劣化診断手段２ｂでの精密診断結果を機器１ａにおける各種性能についてのメンテナンス内容として送受信手段２ａ，１ｆや通信回線３を介して機器運転施設１における端末４に送信する。
【００１７】
次に、図２に従ってデータ符号化手段１ｃにおけるデータの符号化について説明する。
図２において、先ずステップ（以下Ｓと略す）２０でデータ収集手段１ｂが収集した運転データについて点検項目毎にデータの取得を行う。
【００１８】
次にＳ２１〜Ｓ３１において、取得した運転データについて符号化のための判定を行う。点検項目それぞれには、あらかじめ用意された基準値があり、その値に対して状態を表す符号を割り付ける。例えば、良好な状態であればＡ、状態の悪化とともにＢ，Ｃとしていき、Ｆを故障状態とする。この符号はアルファベットとせず１，２としても構わない。また独自のルールを持たせた符号の組み合わせでも構わない。
【００１９】
Ｓ２１では、基準値と運転データを比較し、運転データがＡレベル基準値未満であればＳ２２に進み、この点検項目について状態はＡとしてＳ３２に進む。一方運転データがＡレベル基準値以上であればＳ２３に進む。
【００２０】
Ｓ２３では、同様に基準値と運転データを比較し、運転データがＢレベル基準値未満でＡレベル基準値以上であればＳ２４に進み、この点検項目について状態はＢとし、Ｓ３２に進む。一方運転データがＢレベル基準値以上であれば、Ｓ２５に進む。
【００２１】
Ｓ２５では、同様に基準値と運転データを比較し、運転データがＣレベル基準値未満でＢレベル基準値以上であればＳ２６に進み、この点検項目について状態はＣとし、Ｓ３２に進む。一方運転データがＣレベル基準値以上であれば、Ｓ２７に進む。
【００２２】
Ｓ２７では、同様に基準値と運転データを比較し、運転データがＤレベル基準値未満でＣレベル基準値以上であればＳ２８に進み、この点検項目について状態はＤとし、Ｓ３２に進む。一方運転データがＤレベル基準値以上であれば、Ｓ２９に進む。
【００２３】
さらにＳ２９では、同様に基準値と運転データを比較し、運転データがＥレベル基準値未満でＤレベル基準値以上であればＳ３０に進み、この点検項目について状態はＥとし、Ｓ３２に進む。また運転データがＥレベル基準値以上であればＳ３１に進み、この点検項目について状態はＦとし、Ｓ３２に進む。
【００２４】
Ｓ３２では、Ａ〜Ｆの形に符号化された運転データ、即ち、圧縮化データの保存を行う。この工程は他の点検項目に対しても同様に行われる。また、符号化する運転データは、データ収集手段１ｂがサンプリングするデータ全てとしても良いし、サンプリングするデータの数時間毎の平均値としても良く、また一日の平均値としても良い。
【００２５】
図５（ａ）は保存される符号化したデータ列の一例であり、この場合は一つの点検項目データについて、一日の平均値に対して符号化を行っている。
【００２６】
次に、図３に従って、性能劣化兆候診断手段１ｄにおける性能劣化兆候の予備診断工程について説明する。
性能劣化兆候診断手段１ｄは、図３のＳ３５においてデータ暗号化手段１ｃで符号化され運転データ保存手段１ｅに保存された点検項目の運転データ（圧縮化データ）を運転データ保存手段１ｅより取得する。
【００２７】
図５（ｂ）に取得した運転データを示す。この場合は前述のように、一日の平均値に対して符号化を行っているので、それぞれの符号一つが一日の状態を表している。また図５（ｂ）は過去７日間のデータを示している。
【００２８】
次に、Ｓ３６において性能劣化兆候の予備診断を行う。この点検項目では、レベルＤが３日間続いた場合、性能劣化の疑いありとして、Ｓ３７に進む。Ｓ３７では、Ｓ３６の結果を受けて中央施設２に送信する精密診断依頼通知と過去７日間の圧縮化データを送受信手段１ｆに出力する。Ｓ３６で、レベルＤが３日間続いていない場合はＳ３８に進む。
【００２９】
Ｓ３８においては、この点検項目については異常無しと判定する。
【００３０】
図１の機器運転施設１では、異常の有り無しに関わらず予備診断結果を図示していない記録手段に保持していく。また予備診断結果は、点検者に理解しやすい形態で端末４において表示するようにしても良い。
【００３１】
次に図４において、中央施設２の性能劣化診断手段２ｂにおける性能劣化の精密診断工程について説明する。
【００３２】
性能劣化診断手段２ｂは、Ｓ４０において機器運転施設１より通信回線３を介して送信され精密診断依頼通知と精密診断が必要と判断された点検項目の圧縮化データを取得する。
【００３３】
次に、Ｓ４１において過去データ蓄積手段２ｃより過去に故障した時の過去データを取得する。前述の通り、取得したデータはそれぞれ図５（ｂ）に示すように、一日毎の平均値が符号化されて表現されている。また、機器運転施設１より通信回線３を介して受信した点検項目の圧縮化データは、過去７日間におけるデータとなっている。
【００３４】
図５（ｃ）に示すように、レベルＦを判定され故障したケースでは、３日以前にレベルＤが３回連続して発生しており、過去データ蓄積手段２ｃに格納（蓄積）してある過去故障データは図５（ｃ）の３日間のレベルＤを含む遡ること１週間の過去データである。
【００３５】
続くＳ４２〜Ｓ４６において、Ｓ４０で取得した点検項目の圧縮化データとＳ４１で取得した過去に故障した時の圧縮化データを比較する。
【００３６】
Ｓ４２においては、符号自体とその並び順について、完全に一致している部分があるかを判定する。
【００３７】
完全に一致している部分がある場合はＳ４３に進み、診断結果としてメンテナンスの必要ありとする。これは、この機器については、図５（ｃ）の過去故障データ事例のようにレベルＤが３日間続いてから３日後に故障しており、いずれ性能の悪化が進み、このままの状態では故障するからである。一方、完全に一致していない場合は、Ｓ４４に進む。
【００３８】
Ｓ４４では、符号自体とその並び順について再度比較し、８０パーセント以上一致している個所がある場合はＳ４５に進み、診断結果としては機器１ａの点検実施を推奨とする。これは、この機器１ａはいずれ性能の悪化が進むと予想されるが、故障にまで発展するかどうかは疑わしいので、機器１ａの様子を見るという診断である。
【００３９】
Ｓ４４の比較結果で一致率が８０未満の場合はＳ４６に進み、精密診断結果は異常なしとする。これらＳ４３，Ｓ４５，Ｓ４６での精密診断結果はメンテナンス結果通知手段２ｄに出力される。
【００４０】
メンテナンス結果通知手段２ｄは、その受け取った通知を送受信手段２ａ、そして通信回線３を介して、端末４に送信する。
【００４１】
従って、機器運転施設１側では端末４の表示を見て、機器１ａの状況を把握できる。また、対象とする全ての機器について点検者は、巡回することなく運転データを収集しかつ点検を行うことができる。そして、収集した運転データを常に通信回線を介して中央施設に送信するのではなく、現地で収集した運転データに基づき機器の性能劣化について予備診断を下して精密診断が必要と判断した場合にのみ通信回線を介して圧縮化データを送るから、送信時間は短く、通信コストを削減できる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明機器メンテナンス診断システムによれば、点検項目は多数で対象台数が多くても送信するデータ量は少なくて通信コストは低く、それでも遠隔地にある中央施設側で現地における機器の状況を精密に診断して劣化の具合を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である機器メンテナンス診断システムの構成を示す図である。
【図２】図１の実施形態でのデータ符号化手段におけるデータの符号化工程を示すフローチャートである。
【図３】図１の実施形態での性能劣化兆候診断手段における性能劣化兆候の予備診断工程を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態での性能劣化診断手段における性能劣化の精密診断工程を示すフローチャートである。
【図５】図１の実施形態でのデータ符号化手段によって符号化された運転データの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…機器運転施設
１ａ…機器
１ｂ…データ収集手段
１ｃ…データ符号化手段
１ｄ…性能劣化兆候診断手段
１ｅ…運転データ保存手段
１ｆ…送受信手段
２ …中央施設
２ａ…送受信手段
２ｂ…性能劣化診断手段
２ｃ…過去データ蓄積手段
２ｄ…メンテナンス結果通知手段
３ …通信回線
４ …端末

Claims

診断対象機器を有する多数の運転施設と中央施設が診断データを送受信し、運転施設は自己が有する診断対象機器の運転データを収集し、収集した運転データを符号化してデータ容量を圧縮し、圧縮されたデータを遠隔地にある中央施設に送信し、中央施設では圧縮されたデータに基づき診断対象機器を診断する機器メンテナンス診断システムにおいて、
運転施設は、点検項目について収集した運転データを、その点検項目について予め定めた多数の段階付けられた基準値に応じてランク付けしてデータを圧縮して圧縮データを作成し、この圧縮データを所定量連続して保持し、さらに圧縮データを用いて機器における劣化の兆候を予備診断し、予備診断の結果、精密診断が必要と判断された場合に精密診断を必要とする点検項目についてこの運転施設に保持された所定量の連続する圧縮されたデータを中央施設に送信し、中央施設では受信した精密診断を必要とする点検項目の連続する圧縮されたデータについて、予め記憶された過去の故障時における連続する所定期間の圧縮されたデータとの一致を求めて精密診断することを特徴とする機器メンテナンス診断システム。
前記圧縮データは日単位のデータであり、診断対象機器における劣化の兆候を前記点検項目について予備診断した場合に、運転施設が精密診断を必要とすると判断したら、診断対象機器の劣化の兆候について予備診断時の圧縮化データとともに、予備診断直前の所定期間の連続する圧縮されたデータも中央施設に送信することを特徴とする請求項１に記載の機器メンテナンス診断システム。
運転施設から送信された予備診断時および予備診断直前の所定期間の連続する圧縮化データが、中央施設に予め記憶された過去の故障時の連続する所定期間のデータを含む場合にメンテナンスの必要有りと診断し、連続する所定期間のデータと所定割合で一致している場合に点検の必要有りと診断することを特徴とする請求項２に記載の機器メンテナンス診断システム。