JP4513796B2 - Abnormality monitoring device - Google Patents

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Description

本発明は、検査対象の動作を反映した電気信号の特徴をニューラルネットワークで分類することにより、検査対象の動作の異常の有無を判定する異常監視装置に関するものである。   The present invention relates to an abnormality monitoring device that determines the presence or absence of an abnormality in an operation to be inspected by classifying characteristics of an electric signal reflecting the operation to be inspected by a neural network.

従来から、ニューラルネットワーク(ニューロコンピュータ)の分類機能を利用することにより、検査対象から得られる対象信号を分類する技術が知られている。この種の技術は、音声の認識や機器が正常に動作しているか機器に異常が生じているかを判定する異常監視装置などに用いられている。たとえば、この種の技術を採用した異常監視装置では、機器の動作音や機器の振動をセンサ部(トランスデューサ)により電気信号に変換してセンサ部の出力を対象信号に用い、対象信号の特徴を表す複数の要素からなる特徴ベクトルを抽出し、この特徴ベクトルをニューラルネットワークで分類する技術が種々提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for classifying a target signal obtained from a test object by using a classification function of a neural network (neurocomputer) is known. This type of technology is used in an abnormality monitoring apparatus that recognizes voice and determines whether an apparatus is operating normally or whether an apparatus has an abnormality. For example, in an abnormality monitoring apparatus that employs this type of technology, the operation sound of the device or the vibration of the device is converted into an electrical signal by a sensor unit (transducer), and the output of the sensor unit is used as the target signal. Various techniques for extracting feature vectors composed of a plurality of elements to be represented and classifying the feature vectors using a neural network have been proposed.

ニューラルネットワークには種々の構成が知られており、たとえば、競合学習型ニューラルネットワーク(自己組織化マップ=SOM)を用いて特徴ベクトルのカテゴリを分類することが提案されている。競合学習型ニューラルネットワークは、入力層と出力層との2層からなるニューラルネットワークであり、学習モードと検査モードとの2動作を行う。   Various configurations are known for neural networks. For example, it has been proposed to classify feature vector categories using a competitive learning type neural network (self-organizing map = SOM). The competitive learning type neural network is a neural network including two layers of an input layer and an output layer, and performs two operations of a learning mode and an inspection mode.

学習モードでは、教師信号を用いずに学習データを与える。学習データにカテゴリを与えておけば、出力層のニューロンにカテゴリを対応付けることができ、同種のカテゴリに属するニューロンからなるクラスタを形成することができる。したがって、学習モードでは、出力層のニューロンのクラスタにカテゴリを示すクラスタリングマップを対応付けることができる。   In the learning mode, learning data is given without using a teacher signal. If a category is given to learning data, a category can be associated with a neuron in the output layer, and a cluster of neurons belonging to the same category can be formed. Accordingly, in the learning mode, a clustering map indicating a category can be associated with a cluster of neurons in the output layer.

検査モードでは、分類しようとする特徴ベクトル(入力データ)を学習済みの競合学習型ニューラルネットワークに与え、クラスタリングマップにおいて発火したニューロンが属するクラスタのカテゴリをクラスタリングマップに照合することによって、入力データのカテゴリを分類することができる(たとえば、特許文献1参照)。
特開2004−354111号公報
In the inspection mode, the feature vector (input data) to be classified is given to the learned competitive learning type neural network, and the category of the cluster to which the fired neuron belongs in the clustering map is checked against the clustering map. Can be classified (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-354111 A

ところで、特許文献1に記載のものは、信号入力部に用いるセンサの種類を変更したり、学習データを変更したりすれば、様々な用途に使用することができると考えられるが、学習データは信号入力部から取り込んだ信号を用いて生成しており、学習データのカテゴリを設定するために入力部を設けているものであるから、異常監視装置の規模が大きくなるという問題を有している。   By the way, although the thing of patent document 1 is considered that it can be used for various uses if the kind of sensor used for a signal input part is changed, or learning data is changed, learning data is Since it is generated using a signal taken from a signal input unit and an input unit is provided to set a category of learning data, there is a problem that the scale of the abnormality monitoring device increases. .

一方、この種の異常監視装置は、検査対象である各種装置や各種機器に組み込んで用いることが望ましく、特定用途向けであって検査対象に組み込むか付設して用いることのできる小型の異常監視装置が要望されている。   On the other hand, this type of abnormality monitoring device is preferably used by being incorporated in various devices and various devices to be inspected, and is a small abnormality monitoring device that is intended for a specific application and can be incorporated in or attached to the inspection object. Is desired.

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ニューラルネットワークの重みベクトルの設定に必要な設定データを外部装置から受け取ることを可能とし、実使用時には外部装置とは独立して動作することで小型化することを可能とした異常監視装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above reasons, and its purpose is to make it possible to receive setting data necessary for setting a weight vector of a neural network from an external device, which is independent of the external device in actual use. It is an object of the present invention to provide an anomaly monitoring apparatus that can be downsized by operating.

請求項1の発明は、検査対象の動作を反映する電気信号のうち対象信号として取り出す範囲と対象信号から抽出する特徴ベクトルの種類との少なくとも1要素を調節要素として選択可能であって信号入力部により取り込んだ対象信号の特徴を表す特徴ベクトルを抽出する特徴抽出部と、ニューラルネットワークを用い各ニューロンに重みベクトルを設定した後に特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルのカテゴリを分類するカテゴリ分類部と、調節要素を選択するカテゴリ分類部における重みベクトルの設定に必要な設定データを外部装置との間で授受するサービスインターフェイスとを一体に備える異常監視装置であって、前記外部装置は、検査対象の動作を反映する電気信号を取り込む解析用信号入力部と、解析用信号入力部により取り込んだ電気信号を記憶する信号記憶部と、信号記憶部に記憶させた電気信号から対象信号として取り出す範囲を選択するとともに対象信号の特徴を表す特徴ベクトルを複数種類から選択して抽出する解析用特徴抽出部と、解析用特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルを記憶する特徴ベクトル記憶部と、特徴ベクトル記憶部に格納した特徴ベクトルを用いて学習が行われるニューラルネットワークであって学習後には解析用特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルのカテゴリを分類する解析用カテゴリ分類部と、検査対象の運転に伴って解析用信号入力部で取り込んだ電気信号について解析用カテゴリ分類部での分類結果を提示する提示手段とを備え、解析用特徴抽出部において電気信号から対象信号を取り出す範囲と対象信号から抽出する特徴ベクトルの種類との組み合わせのうち所望の分類結果が得られる組み合わせを前記特徴抽出部の調節要素として選択可能な範囲で選択し、選択した組み合わせを前記特徴抽出部に与えるものであり、設定データの受け取り後にはサービスインターフェイスから外部装置が取り外されて外部装置とは独立して動作することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, at least one element of the range extracted as the target signal and the type of the feature vector extracted from the target signal among the electric signals reflecting the operation of the inspection target can be selected as the adjustment element, and the signal input unit A feature extraction unit that extracts a feature vector representing the feature of the target signal captured by the step, a category classification unit that classifies the category of the feature vector extracted by the feature extraction unit after setting a weight vector for each neuron using a neural network, and a service interface for exchanging with an external device configuration data required for setting the weight vector in the category classification unit for selecting the regulatory elements an abnormality monitoring device Ru provided integrally, the external device to be inspected An analysis signal input unit that captures electrical signals that reflect operation and an analysis signal input unit Select the signal storage unit that stores the electrical signal and the range to be extracted as the target signal from the electrical signal stored in the signal storage unit, and select and extract feature vectors representing the characteristics of the target signal from multiple types A feature extraction unit, a feature vector storage unit that stores feature vectors extracted by the analysis feature extraction unit, and a neural network that performs learning using the feature vectors stored in the feature vector storage unit. The analysis category classification unit for classifying the category of the feature vector extracted by the feature extraction unit, and the classification result in the analysis category classification unit for the electric signal captured by the analysis signal input unit during the operation of the inspection target are presented. Presenting means, and in the analysis feature extraction unit, the range from which the target signal is extracted from the electrical signal and the target signal are extracted Selects a combination of desired classification results of the combination of the types of symptoms vector selectable range as regulatory elements of the feature extraction unit, which gives the combination selected in the feature extraction unit, the setting data After receiving, the external device is removed from the service interface and operates independently of the external device.

請求項1の発明の構成によれば、外部装置との間で設定データを授受するサービスインターフェイスを備え、設定データの受け取り後にはサービスインターフェイスから外部装置が取り外されて外部装置とは独立して動作するものであるから、設定データを外部装置から受け取った後には外部装置をサービスインターフェイスから取り外して、設定データを収集するための機能を外部装置として分離することができる。その結果、カテゴリ分類部に重みベクトルを設定するための設定データを収集する機能を持たせる必要がなく、構成が簡単になって小型化が可能な上に構成要素が削減されて低コストで作成することが可能になる。また、複数台の異常監視装置で外部装置を共用することが可能であるから、外部装置に持たせた機能を異常監視装置から分類することにより、複数台の異常監視装置を用いる場合に、共用化によるコストの削減効果が高くなる。さらに、学習データのカテゴリを設定するためのキーボードのような入力部を外部装置に設けておけばよいから、小型化が可能であって、検査対象に組み込んだり検査対象に付設したりすることが可能になる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the service interface for exchanging the setting data with the external device is provided, and after the setting data is received, the external device is detached from the service interface and operates independently of the external device. Therefore, after receiving the setting data from the external device, the external device can be removed from the service interface, and the function for collecting the setting data can be separated as the external device. As a result, it is not necessary to have a function to collect setting data for setting the weight vector in the category classification unit, and the configuration can be simplified and reduced in size, and the number of components can be reduced and created at low cost. It becomes possible to do. Also, since it is possible to share an external device with multiple abnormality monitoring devices, it is possible to share when using multiple abnormality monitoring devices by classifying the functions given to the external device from the abnormality monitoring device. The cost reduction effect due to the conversion becomes high. Furthermore, since it is only necessary to provide an input unit such as a keyboard for setting the category of learning data in the external device, it can be miniaturized and can be incorporated into the inspection object or attached to the inspection object. It becomes possible.

ところで、本発明では、電気信号から対象信号を取り出す範囲と、特徴ベクトルの種類との少なくとも1要素が調節要素になっている。対象信号の範囲は、時間の範囲、周波数の範囲、振幅の範囲などを含む。また、特徴ベクトルの種類は、周波数成分、振幅成分などを要素とする特徴ベクトルの種類を意味する。電気信号から対象信号を取り出す範囲、特徴ベクトルの種類の少なくとも一方を調節要素として選択可能としているから、検査対象の動作をよく反映している情報を抽出することができ、判定が容易になって、判定精度の向上につながる。 By the way, in the present invention, at least one element of the range in which the target signal is extracted from the electric signal and the type of the feature vector is an adjustment element. The range of the target signal includes a time range, a frequency range, an amplitude range, and the like. The type of feature vector means the type of feature vector whose elements are frequency components, amplitude components, and the like. Range taking out a target signal from an electric signal, because there at least one type of feature vectors as selectable as regulatory elements, it is possible to extract information that well reflects the operation of the test object, the determine Jogayo easily Thus, the determination accuracy is improved.

さらに、外部装置において電気信号を解析用信号入力部から取り込んで信号記憶部に記憶しておき、信号記憶部に記憶した電気信号について対象信号を取り出す範囲を選択し、また特徴ベクトルの種類を選択するから、様々な条件で特徴ベクトルを抽出することができる。様々な条件で抽出した特徴ベクトルをカテゴリ分類部に与えて分類した結果を評価することにより、所望の分類結果が得られる条件を容易に見つけだすことができる。また、得られた条件の組み合わせを異常監視装置の特徴抽出部で設定可能な範囲で選択しているから、異常監視装置において所望の分類結果を得るのに適した条件設定が可能になる。 In addition, the external device captures the electrical signal from the analysis signal input unit and stores it in the signal storage unit, selects the range from which the target signal is extracted for the electrical signal stored in the signal storage unit, and selects the type of feature vector Therefore, feature vectors can be extracted under various conditions. By evaluating the results obtained by applying the feature vectors extracted under various conditions to the category classification unit, it is possible to easily find the conditions for obtaining the desired classification results. Moreover, since the combination of the obtained conditions is selected within a range that can be set by the feature extraction unit of the abnormality monitoring device, it is possible to set conditions suitable for obtaining a desired classification result in the abnormality monitoring device.

以下に説明する実施形態では、検査対象の動作によって生じる対象信号の特徴ベクトルにより、検査対象の動作が正常か異常かを判別する例を示す。また、検査対象としてはモータのような動力源を備える設備機器を想定するが、検査対象の種類はとくに問わない。   In the embodiment described below, an example is shown in which whether the operation of the inspection target is normal or abnormal is determined based on the feature vector of the target signal generated by the operation of the inspection target. Moreover, although the installation apparatus provided with motive power sources like a motor is assumed as a test object, the kind of test object is not ask | required in particular.

本実施形態で説明する異常監視装置Aは、図1に示すように、教師なしの競合学習型ニューラルネットワーク(以下、単に「ニューラルネット」と呼ぶ)からなるカテゴリ分類部1を用いている。カテゴリ分類部1としてのニューラルネットは、図2に示すように、それぞれ入力層21と出力層22との2層からなり、出力層22の各ニューロンN2が入力層21のすべてのニューロンN1とそれぞれ結合された構成を有している。カテゴリ分類部1としてのニューラルネットは、逐次処理型のコンピュータで適宜のアプリケーションプログラムを実行することにより実現する場合を想定しているが、専用のニューロコンピュータを用いることも可能である。   As shown in FIG. 1, the abnormality monitoring apparatus A described in the present embodiment uses a category classification unit 1 including an unsupervised competitive learning type neural network (hereinafter simply referred to as “neural network”). As shown in FIG. 2, the neural network as the category classification unit 1 includes two layers of an input layer 21 and an output layer 22, and each neuron N <b> 2 of the output layer 22 is connected to all the neurons N <b> 1 of the input layer 21. It has a combined configuration. The neural network as the category classification unit 1 is assumed to be realized by executing an appropriate application program on a sequential processing type computer, but a dedicated neurocomputer can also be used.

カテゴリ分類部1としてのニューラルネットの動作には、一般に、学習モードと検査モードとがあり、学習モードにおいて適宜の学習データを用いて学習した後に、検査モードにおいて実際の対象信号から生成した複数の要素からなる特徴ベクトル(入力データ)のカテゴリを分類する。   The operation of the neural network as the category classification unit 1 generally includes a learning mode and an inspection mode. After learning using appropriate learning data in the learning mode, a plurality of items generated from actual target signals in the inspection mode are used. Classify feature vector (input data) categories consisting of elements.

入力層21のニューロンN1と出力層22のニューロンN2との結合度(重み係数)は可変であり、学習モードにおいて、学習データをカテゴリ分類部1に入力することによりカテゴリ分類部1を学習させ、入力層21の各ニューロンN1と出力層22の各ニューロンN2との重み係数を決める。言い換えると、出力層22の各ニューロンN2には、入力層21の各ニューロンN1との間の重み係数を要素とする重みベクトルが対応付けられる。したがって、重みベクトルは入力層21のニューロンN1と同数の要素を持ち、入力層21に入力される特徴ベクトルの要素の個数と重みベクトルの要素の個数とは一致する。   The coupling degree (weighting coefficient) between the neuron N1 of the input layer 21 and the neuron N2 of the output layer 22 is variable, and in the learning mode, the category classification unit 1 is learned by inputting learning data to the category classification unit 1. The weighting coefficient for each neuron N1 in the input layer 21 and each neuron N2 in the output layer 22 is determined. In other words, each neuron N2 in the output layer 22 is associated with a weight vector whose element is a weight coefficient between each neuron N1 in the input layer 21. Therefore, the weight vector has the same number of elements as the neuron N1 in the input layer 21, and the number of feature vector elements input to the input layer 21 matches the number of elements in the weight vector.

一方、検査モードでは、カテゴリを判定すべき入力データを学習済みのカテゴリ分類部1の入力層21に与えると、出力層22のニューロンN2のうち、重みベクトルと入力データとのユークリッド距離が最小であるニューロンN2が発火する。学習モードにおいて出力層22のニューロンN2にカテゴリが対応付けられていれば、発火したニューロンN2の位置のカテゴリによって入力データのカテゴリを知ることができる。   On the other hand, in the inspection mode, when input data whose category is to be determined is given to the input layer 21 of the learned category classification unit 1, the Euclidean distance between the weight vector and the input data among the neurons N2 of the output layer 22 is the smallest. A neuron N2 fires. If a category is associated with the neuron N2 of the output layer 22 in the learning mode, the category of input data can be known from the category of the position of the fired neuron N2.

カテゴリ分類部1であるニューラルネットにおける出力層22の各ニューロンN2には後述する手順でカテゴリを対応付ける。また、本実施形態では、カテゴリ分類部1で分類すべきカテゴリは正常と異常との2種類としており、学習モードにおいて正常のカテゴリの学習データのみを入力する。つまり、検査モードにおいて与えられた入力データがカテゴリ分類部1に設定された正常のカテゴリに属さないときには、入力データは異常とみなされる。   A category is associated with each neuron N2 of the output layer 22 in the neural network that is the category classification unit 1 in the procedure described later. In this embodiment, the category classification unit 1 classifies two categories, normal and abnormal, and inputs only learning data of normal categories in the learning mode. That is, when the input data given in the inspection mode does not belong to the normal category set in the category classification unit 1, the input data is regarded as abnormal.

出力層22の各ニューロンN2のカテゴリには、学習データのカテゴリが反映され、多数個(たとえば、150個)の学習データを与えると、カテゴリ分類部1における出力層22のニューロンN2のうち学習データのカテゴリに対応するニューロンN2に、学習データとのユークリッド距離の小さい重みベクトルが設定される。つまり、学習後に当該学習データを与えることによって、このニューロンN2が発火する。   The category of the learning data is reflected in the category of each neuron N2 of the output layer 22, and when a large number (for example, 150) of learning data is given, the learning data among the neurons N2 of the output layer 22 in the category classification unit 1 A weight vector having a small Euclidean distance from the learning data is set in the neuron N2 corresponding to the category. That is, the neuron N2 is fired by giving the learning data after learning.

ところで、カテゴリ分類部1により分類する対象信号は、設備機器(以下、単に「機器」という)Xの動作に伴って得られる電気信号であり、たとえば、機器Xの動作時に生じる振動を検出する振動センサYの出力を機器Xの動作を反映する電気信号として用いる。振動センサYとしては、加速度ピックアップを用いるものとする。この電気信号は信号入力部2に取り込まれる。振動センサYは、基本的には、機器Xの動作を検出するトランスデューサと、トランスデューサの出力を後段に送るためのフロントエンド(前置増幅器やフィルタなど)とにより構成される。トランスデューサとしては、機器Xの動作音を検出するマイクロホン、TVカメラ、匂いセンサなどの各種のものを単独または組み合わせて用いることができる。また、機器Xから発生する負荷電流などを電気信号として信号入力部2に取り込むことも可能である。信号入力部2に取り込まれた電気信号は、必要に応じて周波数帯域を制限するなどしてノイズを低減させる前処理が行われた後、特徴抽出部3に与えられ特徴ベクトルが抽出される。   By the way, the target signal to be classified by the category classification unit 1 is an electrical signal obtained with the operation of the equipment device (hereinafter simply referred to as “device”) X. For example, vibration for detecting vibration generated during the operation of the device X The output of the sensor Y is used as an electrical signal that reflects the operation of the device X. As the vibration sensor Y, an acceleration pickup is used. This electrical signal is taken into the signal input unit 2. The vibration sensor Y basically includes a transducer that detects the operation of the device X and a front end (a preamplifier, a filter, and the like) that sends the output of the transducer to the subsequent stage. Various transducers such as a microphone, a TV camera, and an odor sensor that detect the operation sound of the device X can be used alone or in combination. Moreover, it is also possible to take in the load current etc. which generate | occur | produce from the apparatus X to the signal input part 2 as an electrical signal. The electrical signal captured by the signal input unit 2 is subjected to preprocessing for reducing noise by limiting the frequency band as necessary, and then given to the feature extraction unit 3 to extract a feature vector.

特徴抽出部3は、電気信号のうち機器Xの動作を反映している範囲を対象信号として切り出す機能を有している。機器の動作を反映している範囲としては、機器Xが動作している期間であることが重要である。したがって、機器Xの動作に同期したタイミング信号(トリガ信号)を用いたり、対象信号の波形の特徴(たとえば、ひとまとまりの対象信号の開始点と終了点)を用いたりすることによって、信号入力部2の出力から対象信号の切り出し(セグメンテーション)を行うタイミングを決める。たとえば、機器Xから出力される対象信号が周期性を有している場合には、セグメンテーションにより周期毎に分割し、周期毎の特徴ベクトルを抽出する。信号入力部2または特徴抽出部3では対象信号をデジタル信号に変換する。   The feature extraction unit 3 has a function of cutting out a range reflecting the operation of the device X from the electrical signal as a target signal. As a range reflecting the operation of the device, it is important that it is a period during which the device X is operating. Therefore, by using a timing signal (trigger signal) synchronized with the operation of the device X, or by using a waveform characteristic of the target signal (for example, a start point and an end point of a group of target signals), the signal input unit The timing for segmenting the target signal from the output of 2 is determined. For example, when the target signal output from the device X has periodicity, it is divided for each period by segmentation, and a feature vector for each period is extracted. The signal input unit 2 or the feature extraction unit 3 converts the target signal into a digital signal.

対象信号の範囲を時間で規定した例を図3に示す。図3(a)は機器Xからトリガ信号が発生した時刻t0を開始時刻とし、トリガ信号の発生から一定時間T1が経過した時刻t1を対象信号の終了時刻として切り出す例を示している。このような対象信号は、機器Xからトリガ信号が発生する場合であって、機器Xの動作速度が一定である場合に適している。図3(b)は電気信号の振幅変化を用いて対象信号を切り出す開始時刻t2と終了時刻t3とを決定する例を示している。このような対象信号は、機器Xからトリガ信号が発生しない場合でも切り出すことができ、また機器Xの動作速度が変化する場合でも切り出すことができる。図3(c)は機器Xからトリガ信号が発生した時刻t0を開始時刻とし、対象信号の終了時刻t3は振幅変化を用いて決定している例を示している。この対象信号は、機器Xがトリガ信号を発生し、かつ機器Xの動作速度が変化する場合に用いることができる。   An example in which the range of the target signal is defined by time is shown in FIG. FIG. 3A shows an example in which the time t0 when the trigger signal is generated from the device X is set as the start time, and the time t1 when the predetermined time T1 has elapsed since the trigger signal is generated is set as the end time of the target signal. Such a target signal is suitable when a trigger signal is generated from the device X and the operation speed of the device X is constant. FIG. 3B shows an example in which the start time t2 and the end time t3 for extracting the target signal are determined using the change in the amplitude of the electrical signal. Such a target signal can be extracted even when a trigger signal is not generated from the device X, and can be extracted even when the operation speed of the device X changes. FIG. 3C shows an example in which the start time is the time t0 when the trigger signal is generated from the device X, and the end time t3 of the target signal is determined using the amplitude change. This target signal can be used when the device X generates a trigger signal and the operation speed of the device X changes.

特徴抽出部3において対象信号として切り出す範囲は、時間の範囲だけではなく、周波数の範囲や振幅の範囲であってもよく、適宜に範囲を決めて対象信号を切り出すことにより、機器Xの動作の特徴が取り出しやすくなる。特徴抽出部3では、電気信号から対象信号として取り出す範囲を決める方法は、後述する設定データにより指示される。   The range to be extracted as the target signal in the feature extraction unit 3 may be not only the time range but also the frequency range or the amplitude range. By appropriately determining the range and cutting out the target signal, the operation of the device X is determined. Features are easier to extract. In the feature extraction unit 3, a method for determining a range to be extracted as an object signal from the electrical signal is instructed by setting data to be described later.

対象信号の範囲を周波数で規定した例を図4に示す。図4(a)は可聴周波数の全域を対象信号とする例であって、特徴ベクトルの要素は図4(b)のように可聴周波数の全域に分布することになる。また、図4(c)は可聴周波数の低周波域を対象信号とする例であって、図4(d)のように特徴ベクトルの要素は可聴周波数の低周波域にのみになる。同様にして図4(e)のように可聴周波数の高周波域を対象信号とすれば、図4(f)のように特徴ベクトルの要素も可聴周波数の高周波域にのみになる。   An example in which the range of the target signal is defined by frequency is shown in FIG. FIG. 4A is an example in which the entire audio frequency is the target signal, and the elements of the feature vector are distributed over the entire audio frequency as shown in FIG. FIG. 4C shows an example in which the low frequency range of the audible frequency is used as the target signal. As shown in FIG. 4D, the feature vector element is only in the low frequency range of the audible frequency. Similarly, if the high frequency range of the audible frequency is set as the target signal as shown in FIG. 4E, the element of the feature vector is only in the high frequency range of the audible frequency as shown in FIG. 4F.

セグメンテーションを行った後の対象信号から抽出する特徴ベクトルは、機器Xの動作を反映する情報であり、対象信号に含まれる情報のうちから適宜に抽出される。どの情報に着目するかは選択可能であり、対象信号を切り出す範囲と同様に設定データにより選択可能になっている。特徴ベクトルとしては、複数の周波数帯域ごとのパワー(周波数成分)を抽出し、周波数成分を要素としたベクトルを特徴ベクトルに用いることができる。周波数成分の抽出には、FFT(高速フーリエ変換)の技術、あるいは多数個のバンドパスフィルタからなるフィルタバンクを用いる。どの周波数帯域のパワーを特徴ベクトルの要素に用いるかは、対象とする機器Xや抽出しようとする異常に応じて適宜に選択される。つまり、周波数帯域は設定データにより選択される。   The feature vector extracted from the target signal after performing segmentation is information reflecting the operation of the device X, and is appropriately extracted from the information included in the target signal. Which information is to be focused on can be selected, and can be selected by setting data in the same manner as the range for extracting the target signal. As the feature vector, power (frequency component) for each of a plurality of frequency bands can be extracted, and a vector having the frequency component as an element can be used as the feature vector. For the extraction of frequency components, an FFT (Fast Fourier Transform) technique or a filter bank made up of a large number of bandpass filters is used. Which frequency band power is used as an element of the feature vector is appropriately selected according to the target device X and the abnormality to be extracted. That is, the frequency band is selected by setting data.

特徴抽出部3では、対象信号を切り出す範囲(あるいはルール)と、特徴ベクトルの種類(どの周波数を要素とするか)との少なくとも一方は調節可能な調節要素であり、調節要素について複数個の選択肢から選択可能になっている。調節要素の選択は後述する設定データによりなされる。   In the feature extraction unit 3, at least one of the range (or rule) to cut out the target signal and the type of feature vector (which frequency is an element) is an adjustable adjustment element, and there are a plurality of options for the adjustment element. Can be selected from. The adjustment element is selected by setting data described later.

特徴抽出部3から周期毎に得られた特徴ベクトルは、特徴ベクトルの抽出のたびにカテゴリ分類部1に与えられる。ニューラルネットからなるカテゴリ分類部1を使用可能とするには、カテゴリ分類部1における出力層22の各ニューロンN2にそれぞれ重みベクトルを設定する必要がある。上述のように、カテゴリ分類部1のニューロンN2に重みベクトルを設定した後に、特徴抽出部3で抽出した特徴ベクトルをカテゴリ分類部1に与えると、特徴ベクトルとのユークリッド距離が最小である重みベクトルが設定されているニューロンN2が発火するから、各ニューロンN2にカテゴリを設定しておくことにより、特徴ベクトルのカテゴリを分類することができる。ここに、出力層22に対応付けたクラスタリングマップを設け、クラスタリングマップにおいて各ニューロンN2にカテゴリを対応付けておけば、発火したニューロンのカテゴリを知ることができる。   The feature vector obtained for each period from the feature extraction unit 3 is given to the category classification unit 1 every time the feature vector is extracted. In order to be able to use the category classification unit 1 composed of a neural network, it is necessary to set a weight vector for each neuron N2 of the output layer 22 in the category classification unit 1. As described above, when a weight vector is set to the neuron N2 of the category classification unit 1 and then the feature vector extracted by the feature extraction unit 3 is given to the category classification unit 1, the weight vector having the minimum Euclidean distance from the feature vector Since the neuron N2 to which is set fires, the category of the feature vector can be classified by setting the category for each neuron N2. If a clustering map associated with the output layer 22 is provided here and a category is associated with each neuron N2 in the clustering map, the category of the fired neuron can be known.

ところで、本実施形態の特徴は、カテゴリ分類部1の各ニューロンN2に対応付ける重みベクトルを外部装置Bから受け取るサービスインターフェイス4を備えていることであって、サービスインターフェイス4を通して外部装置Bから受け取った重みベクトルは、データ設定部5がカテゴリ分類部1の各ニューロンN2に設定する。カテゴリ分類部1、信号入力部2、特徴抽出部3、サービスインターフェイス4、データ設定部5は、一つのパッケージあるいは器体に収納され、一体に設けられる。また、重みベクトルがカテゴリ設定部1に設定された後には、サービスインターフェイス4から外部装置Bを取り外すことができ、外部装置Bとは独立して単独で動作することができる。   By the way, the feature of this embodiment is that a service interface 4 for receiving a weight vector associated with each neuron N2 of the category classification unit 1 from the external device B is provided, and the weight received from the external device B through the service interface 4 The vector is set in each neuron N2 of the category classification unit 1 by the data setting unit 5. The category classification unit 1, the signal input unit 2, the feature extraction unit 3, the service interface 4, and the data setting unit 5 are housed in one package or container and are provided integrally. In addition, after the weight vector is set in the category setting unit 1, the external device B can be removed from the service interface 4, and can operate independently of the external device B.

本実施形態の異常監視装置Aは、カテゴリ分類部1に用いているニューラルネット1を学習する機能は備えず、各ニューロンN2に対して重みベクトルを直接設定しなければならない。したがって、重みベクトルの生成は外部装置Bにより行い、サービスインターフェイス4を用いて外部装置Bから設定データとして転送するようにしてある。   The abnormality monitoring apparatus A of the present embodiment does not have a function of learning the neural network 1 used in the category classification unit 1 and must directly set a weight vector for each neuron N2. Therefore, the generation of the weight vector is performed by the external apparatus B, and is transferred as setting data from the external apparatus B using the service interface 4.

外部装置Bは、汎用のコンピュータで適宜のプログラムを実行することにより実現することができるが、以下に説明する機能を実現する専用装置を用いることも可能である。外部装置Bは、図5に示すように、通信インターフェイス14を備え、接続線Cを介して通信インターフェイス14をサービスインターフェイス4に接続することにより、外部装置Bと異常監視装置Aとの間で通信が可能になる。   The external device B can be realized by executing an appropriate program on a general-purpose computer, but a dedicated device that realizes the functions described below can also be used. As shown in FIG. 5, the external device B includes a communication interface 14 and communicates between the external device B and the abnormality monitoring device A by connecting the communication interface 14 to the service interface 4 via the connection line C. Is possible.

外部装置Bには、異常監視装置Aのカテゴリ分類部1と同構成を有する解析用カテゴリ分類部11と、機器Xの振動を検出する振動センサYからの電気信号を取り込む解析用信号入力部12と、解析用信号入力部12により取り込んだ電気信号から対象信号を切り出すとともに、対象信号の特徴を表す特徴ベクトルを抽出する解析用特徴抽出部13とが設けられている。解析用特徴抽出部13は、電気信号から対象信号を切り出す範囲を選択することができ、また対象信号の特徴を表す特徴ベクトルの種類を選択することができる。   The external device B includes an analysis category classification unit 11 having the same configuration as the category classification unit 1 of the abnormality monitoring device A, and an analysis signal input unit 12 that takes in an electrical signal from the vibration sensor Y that detects the vibration of the device X. And an analysis feature extraction unit 13 that extracts the target signal from the electrical signal captured by the analysis signal input unit 12 and extracts a feature vector representing the feature of the target signal. The analysis feature extraction unit 13 can select a range in which the target signal is cut out from the electrical signal, and can select a type of feature vector representing the feature of the target signal.

解析用特徴抽出部13における対象信号の範囲および特徴ベクトルの種類は、選択入力部13aによって選択することができ、選択入力部13aにより選択した内容が、異常監視装置Aの特徴抽出部3に与える設定データの内容になる。ただし、外部装置3の選択入力部13aは種々の異常監視装置Aに対応できるように広範囲の選択が可能であり、通常は異常監視装置Aの特徴抽出部3で選択可能な範囲を超える選択が可能になっている。したがって、外部装置Bの解析用特徴抽出部13では、異常監視装置Aの特徴抽出部3の仕様に合わせて選択範囲を制限することにより、異常監視装置Aに適合した範囲の選択を行う。選択範囲の制限は、選択入力部13aにおいて異常監視装置Aの型番を指定することにより指示する。   The range of the target signal and the type of feature vector in the analysis feature extraction unit 13 can be selected by the selection input unit 13a, and the content selected by the selection input unit 13a is given to the feature extraction unit 3 of the abnormality monitoring apparatus A. It becomes the contents of the setting data. However, the selection input unit 13a of the external device 3 can select a wide range so as to be compatible with various abnormality monitoring devices A. Normally, selection exceeding the range selectable by the feature extraction unit 3 of the abnormality monitoring device A is possible. It is possible. Therefore, the analysis feature extraction unit 13 of the external device B selects a range suitable for the abnormality monitoring device A by limiting the selection range according to the specifications of the feature extraction unit 3 of the abnormality monitoring device A. The limitation of the selection range is instructed by specifying the model number of the abnormality monitoring apparatus A in the selection input unit 13a.

解析用特徴抽出部13で抽出された特徴ベクトルは、既知のカテゴリを付与して特徴ベクトル記憶部15に格納される。特徴ベクトル記憶部15に格納される特徴ベクトルに付与するカテゴリは、カテゴリ入力部15aを用いて与えられる。ここに、選択入力部13aとカテゴリ入力部15aとはキーボードやマウスのような入力装置を共用して実現される。   The feature vector extracted by the analysis feature extracting unit 13 is stored in the feature vector storage unit 15 with a known category. The category assigned to the feature vector stored in the feature vector storage unit 15 is given using the category input unit 15a. Here, the selection input unit 13a and the category input unit 15a are realized by sharing an input device such as a keyboard and a mouse.

ところで、機器Xの特定の異常(たとえば、ハウジング内への異物混入によるモータの異音やモータの軸受の油切れなど)に対応した特徴ベクトルは、比較的容易に得ることができるが、様々な異常に対応した特徴ベクトルは得るのが困難な場合が多く、また予期しない異常に対してはカテゴリの設定も困難である。したがって、本実施形態では、機器Xの動作が正常である場合に得られる特徴ベクトルに対してのみ正常のカテゴリを付与している。言い換えると、正常のカテゴリが付与されない特徴ベクトルは異常のカテゴリに帰属することになる。このようにして特徴ベクトル記憶部15には、正常のカテゴリを付与した特徴ベクトルと、カテゴリを付与していない特徴ベクトルとが格納される。   By the way, a feature vector corresponding to a specific abnormality of the device X (for example, abnormal noise of the motor due to contamination of foreign matter in the housing or lack of oil in the bearing of the motor) can be obtained relatively easily. In many cases, it is difficult to obtain a feature vector corresponding to an abnormality, and it is also difficult to set a category for an unexpected abnormality. Therefore, in this embodiment, a normal category is assigned only to a feature vector obtained when the operation of the device X is normal. In other words, a feature vector to which a normal category is not assigned belongs to an abnormal category. In this manner, the feature vector storage unit 15 stores feature vectors assigned with normal categories and feature vectors not assigned with categories.

解析用カテゴリ分類部11は、異常監視装置Aのカテゴリ分類部1と同様に、競合学習型ニューラルネットワークを用いて構成されており、異常監視装置Aでは出力層22のニューロンN2に重みベクトルを直接設定していたから学習が不要であったが、外部装置Bでは解析用カテゴリ分類部11の出力層のニューロンに重みベクトルを設定するために学習が必要である。つまり、解析用カテゴリ分類部11の動作には学習モードと検査モードとがあり、まず学習モードにおいて重みベクトルを設定することが必要である。   Similar to the category classification unit 1 of the abnormality monitoring device A, the analysis category classification unit 11 is configured using a competitive learning type neural network. In the abnormality monitoring device A, the weight vector is directly applied to the neuron N2 of the output layer 22. Although learning was not necessary because it was set, the external device B needs learning in order to set a weight vector for the neurons in the output layer of the analysis category classification unit 11. That is, the operation of the analysis category classification unit 11 has a learning mode and an inspection mode, and it is necessary to first set a weight vector in the learning mode.

学習モードにおいては、特徴ベクトル記憶部15に格納された特徴ベクトルのうちカテゴリが正常である特徴ベクトルのみを解析用カテゴリ分類部11に学習データとして入力する。出力層のニューロンが20〜40個程度の競合学習型ニューラルネットワークでは、同カテゴリの特徴ベクトルを学習データとして適数個(たとえば、150個)入力することにより、カテゴリを分類するための重みベクトルを各ニューロンに設定することができる。また、正常のカテゴリを有する特徴ベクトルを与えたときに、当該特徴ベクトルと重みベクトルとのユークリッド距離が規定の閾値以下になるニューロンに正常のカテゴリを設定する。   In the learning mode, only the feature vectors whose category is normal among the feature vectors stored in the feature vector storage unit 15 are input to the analysis category classification unit 11 as learning data. In a competitive learning type neural network having about 20 to 40 neurons in the output layer, by inputting an appropriate number (for example, 150) of feature vectors of the same category as learning data, a weight vector for classifying the category is obtained. Can be set for each neuron. Further, when a feature vector having a normal category is given, a normal category is set for a neuron whose Euclidean distance between the feature vector and the weight vector is equal to or less than a predetermined threshold.

重みベクトルが設定された後は、解析用カテゴリ分類部11を検査モードとし、特徴ベクトルを与えることで正常と異常とのカテゴリの分類が可能になる。ここで、本実施形態では、解析用カテゴリ分類部11において正常に分類されない特徴ベクトルは、異常に分類することになる。実際の分類にあたっては入力した特徴ベクトルと出力層のニューロンに設定されている重みベクトルとのユークリッド距離を求め、ユークリッド距離が最小になるニューロンに設定されているカテゴリが正常であれば特徴ベクトルを正常に分類する。また、正常のカテゴリに属するニューロンの重みベクトルに対してユークリッド距離が規定した閾値以上であるか、ユークリッド距離が最小になったニューロンに正常のカテゴリが設定されていないときには、入力された特徴ベクトルを異常に分類する。   After the weight vector is set, the category classification unit 11 for analysis is set to the inspection mode, and the category of normal and abnormal can be classified by giving the feature vector. Here, in the present embodiment, feature vectors that are not normally classified by the analysis category classification unit 11 are classified abnormally. In actual classification, the Euclidean distance between the input feature vector and the weight vector set for the neuron in the output layer is obtained. If the category set for the neuron with the smallest Euclidean distance is normal, the feature vector is normal. Classify into: If the Euclidean distance is greater than or equal to the threshold specified for the weight vector of neurons belonging to the normal category, or the normal category is not set for the neuron with the minimum Euclidean distance, the input feature vector is Classify as abnormal.

検査モードにおいて解析用カテゴリ分類部11に入力する特徴ベクトルは、カテゴリが既知であるものを用いる。つまり、特徴ベクトル記憶部15に格納されている特徴ベクトルを用いる。解析用カテゴリ分類部11において分類された結果は、解析用カテゴリ分類部11の出力層の各ニューロンに領域を対応付けたクラスタリングマップなどの提示手段16によって利用者に提示される。提示手段16としてクラスタリングマップを用いる場合には、ディスプレイ装置の画面にクラスタリングマップを表示し、クラスタリングマップ内の領域をニューロンに対応付けておき、正常のカテゴリのニューロンが発火するときには、クラスタリングマップで正常に対応する領域においてニューロンの発火を示す表示を行う。   As the feature vectors input to the analysis category classification unit 11 in the inspection mode, those having a known category are used. That is, the feature vector stored in the feature vector storage unit 15 is used. The result classified in the analysis category classification unit 11 is presented to the user by a presentation means 16 such as a clustering map in which regions are associated with the neurons of the output layer of the analysis category classification unit 11. When a clustering map is used as the presentation means 16, the clustering map is displayed on the screen of the display device, the areas in the clustering map are associated with neurons, and when a normal category of neurons fires, the clustering map is normal. A display indicating the firing of neurons is performed in the area corresponding to.

ところで、解析用特徴抽出部13において対象信号の範囲や特徴ベクトルの種類を選択する際に、入力された電気信号が異なっていると、解析用カテゴリ分類部11での分類結果の相違が、対象信号の範囲や特徴ベクトルの種類の相違によって生じているか、電気信号自身の相違によって生じているかを区別することができない。そこで、解析用信号入力部12と解析用特徴抽出部13との間には、電気信号を記憶する信号記憶部17が設けられている。   By the way, when the range of the target signal and the type of the feature vector are selected in the analysis feature extraction unit 13, if the input electrical signals are different, the difference in the classification result in the analysis category classification unit 11 is It cannot be distinguished whether it is caused by a difference in signal range or feature vector type or by an electric signal itself. Therefore, a signal storage unit 17 for storing an electrical signal is provided between the analysis signal input unit 12 and the analysis feature extraction unit 13.

解析用特徴抽出部13では、信号記憶部17に格納された電気信号を繰り返して用いることにより、同じ電気信号について対象信号の範囲や特徴ベクトルの種類を変更して特徴ベクトルを抽出することが可能になる。つまり、対象信号の範囲や特徴ベクトルの種類の変更による解析用カテゴリ分類部11での分類結果の変化を比較するのが容易になり、提示手段16に示された結果を確認することで、対象信号の範囲と特徴ベクトルの種類との組み合わせについて分類に適した組み合わせを選択することが可能になる。ただし、この組み合わせは、異常監視装置Aの特徴抽出部3における調節要素の選択可能な範囲内で選択される。   The analysis feature extraction unit 13 can extract the feature vector by changing the range of the target signal and the type of the feature vector for the same electrical signal by repeatedly using the electrical signal stored in the signal storage unit 17. become. That is, it becomes easy to compare the change of the classification result in the analysis category classification unit 11 due to the change of the range of the target signal and the type of the feature vector, and by confirming the result shown in the presentation means 16, A combination suitable for classification can be selected for a combination of a signal range and a feature vector type. However, this combination is selected within a selectable range of adjustment elements in the feature extraction unit 3 of the abnormality monitoring apparatus A.

以上説明したように、外部装置Bでは、信号記憶部17に記憶した電気信号から解析用特徴抽出部13において対象信号を切り出すとともに対象信号の特徴ベクトルを抽出して特徴ベクトル記憶部15に記憶させる。さらに、解析用カテゴリ分類部11を学習モードとし、特徴ベクトル記憶部15に格納した特徴ベクトルを学習データに用いて解析用カテゴリ分類部11の学習を行った後に、特徴ベクトル記憶部15に格納した特徴ベクトルを用いて解析用カテゴリ分類部11での分類結果を提示手段16に提示させるのである。解析用特徴抽出部11における対象信号の範囲と特徴ベクトルの種類とを変化させ、提示手段16に提示される分類結果が所望の状態になったときに、そのときの対象信号の範囲と特徴ベクトルの種類との組み合わせを重みベクトルとともに設定データとするのである。   As described above, in the external device B, the analysis feature extraction unit 13 extracts the target signal from the electrical signal stored in the signal storage unit 17, extracts the feature vector of the target signal, and stores it in the feature vector storage unit 15. . Further, the analysis category classification unit 11 is set to the learning mode, the learning is performed on the analysis category classification unit 11 using the feature vector stored in the feature vector storage unit 15 as learning data, and then stored in the feature vector storage unit 15. The presenting means 16 is made to present the classification result in the analysis category classification unit 11 using the feature vector. When the range of the target signal and the type of the feature vector in the analysis feature extracting unit 11 are changed and the classification result presented to the presentation unit 16 is in a desired state, the range of the target signal and the feature vector at that time The combination with the type is used as setting data together with the weight vector.

上述したように外部装置Bは異常監視装置Aとは通信可能であって、外部装置Bにおいて上述の手順で決定した設定データを異常監視装置Aに送ることにより、異常監視装置Aの特徴抽出部3における対象信号の範囲と特徴ベクトルの種類とを規定し、またカテゴリ分類部1の重みベクトルを設定する。設定データを特徴抽出部3およびカテゴリ分類部1に設定する処理はデータ設定部5が行う。なお、外部装置Bは、異常監視装置Aに設定されている設定データを読み込む機能も有しており、この機能によって、異常監視装置Aにすでに設定されている設定データを用いて設定データを調節したり、他の異常監視装置Aに設定データを設定したりすることができる。   As described above, the external device B can communicate with the abnormality monitoring device A, and the feature extraction unit of the abnormality monitoring device A is sent to the abnormality monitoring device A by sending the setting data determined in the above procedure in the external device B. 3 defines the range of the target signal and the type of the feature vector, and sets the weight vector of the category classification unit 1. The data setting unit 5 performs processing for setting the setting data in the feature extraction unit 3 and the category classification unit 1. The external device B also has a function of reading the setting data set in the abnormality monitoring device A, and this function is used to adjust the setting data using the setting data already set in the abnormality monitoring device A. Or setting data can be set in another abnormality monitoring apparatus A.

(実施形態2)
実施形態1では、異常監視装置Aのカテゴリ分類部1が学習する機能を備えず、重みベクトルを外部装置Bから設定データとして受け取るものであったが、本実施形態は、異常監視装置Aのカテゴリ分類部1が外部装置Bの解析用カテゴリ分類部11と同様に学習モードと検査モードとを有しているものとする。したがって、外部装置Bは設定データとしてカテゴリ分類部1に重みベクトルを与えるのではなく、解析用カテゴリ分類部11を学習させる際の学習データとして用いた特徴ベクトルを設定データとして異常監視装置Aに与えるようにしてある。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the category classification unit 1 of the abnormality monitoring apparatus A does not have a learning function and receives a weight vector as setting data from the external apparatus B. However, in the present embodiment, the category of the abnormality monitoring apparatus A It is assumed that the classification unit 1 has a learning mode and an inspection mode in the same manner as the analysis category classification unit 11 of the external device B. Therefore, the external device B does not give the weight vector to the category classification unit 1 as setting data, but gives the feature vector used as learning data when the analysis category classification unit 11 is learned to the abnormality monitoring device A as setting data. It is like that.

図6に示すように、異常監視装置Aには、外部装置Bから受け取った特徴ベクトルを学習データに用いることができるように、学習データ記憶部6を設けてあり、外部装置Bから受け取った特徴ベクトルは学習データ記憶部6に格納される。学習データ記憶部6に格納する特徴ベクトルは、外部装置Bにおいて所望の分類結果が得られたときのものを用いる。   As shown in FIG. 6, the abnormality monitoring device A is provided with a learning data storage unit 6 so that the feature vector received from the external device B can be used as learning data, and the feature received from the external device B is used. The vector is stored in the learning data storage unit 6. The feature vector stored in the learning data storage unit 6 is the one used when a desired classification result is obtained in the external device B.

実施形態1の構成では、異常監視装置Aは外部装置Bから設定データを受け取り、データ設定部5が設定データを各部に設定すれば異常監視装置Aを使用することができたが、本実施形態では、外部装置Bから設定データを受け取るだけでは異常監視装置Aを用いることができない。本実施形態では、異常監視装置Aが受け取った設定データのうち学習データ記憶部6に格納された特徴ベクトルを学習データに用い、カテゴリ分類部1を学習モードとして学習データにより学習を行うことにより重みベクトルを設定する。   In the configuration of the first embodiment, the abnormality monitoring device A can receive the setting data from the external device B, and the abnormality monitoring device A can be used if the data setting unit 5 sets the setting data in each unit. Then, the abnormality monitoring apparatus A cannot be used only by receiving the setting data from the external apparatus B. In the present embodiment, the feature vector stored in the learning data storage unit 6 among the setting data received by the abnormality monitoring apparatus A is used as learning data, and weighting is performed by learning with learning data using the category classification unit 1 as a learning mode. Set the vector.

本実施形態はカテゴリ分類部1が学習モードを有し、学習モードにおいて重みベクトルを設定する点で実施形態1の構成と異なるものであるが、重みベクトルの設定後には、検査モードとし、信号入力部2で取り込んだ電気信号の特徴ベクトルとカテゴリ分類部1に与えることにより、電気信号のカテゴリを分類することができる。他の構成および動作は実施形態1と同様である。   The present embodiment is different from the configuration of the first embodiment in that the category classification unit 1 has a learning mode and sets a weight vector in the learning mode. The category of the electrical signal can be classified by giving the feature vector of the electrical signal captured by the unit 2 to the category classification unit 1. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

実施形態1を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a first embodiment. 同上に用いるニューラルネットの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the neural network used for the same as the above. 同上に用いる特徴抽出部の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the feature extraction part used for the same as the above. 同上に用いる特徴抽出部の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the feature extraction part used for the same as the above. 同上に用いる外部装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the external apparatus used for the same as the above. 実施形態2を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 カテゴリ分類部
2 信号入力部
3 特徴抽出部
4 サービスインターフェイス
5 データ設定部
6 学習データ記憶部
11 解析用カテゴリ分類部
12 解析用信号入力部
13 解析用特徴抽出部
14 通信インターフェイス
15 特徴ベクトル記憶部
16 提示手段
17 信号記憶部
21 入力層
22 出力層
A 異常監視装置
B 外部装置
N1 ニューロン
N2 ニューロン
X 機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Category classification | category part 2 Signal input part 3 Feature extraction part 4 Service interface 5 Data setting part 6 Learning data memory | storage part 11 Analysis category classification | category part 12 Analysis signal input part 13 Analysis feature extraction part 14 Communication interface 15 Feature vector storage part 16 Presentation means 17 Signal storage unit 21 Input layer 22 Output layer A Abnormality monitoring device B External device N1 neuron N2 neuron X device

Claims (1)

検査対象の動作を反映する電気信号のうち対象信号として取り出す範囲と対象信号から抽出する特徴ベクトルの種類との少なくとも1要素を調節要素として選択可能であって信号入力部により取り込んだ対象信号の特徴を表す特徴ベクトルを抽出する特徴抽出部と、ニューラルネットワークを用い各ニューロンに重みベクトルを設定した後に特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルのカテゴリを分類するカテゴリ分類部と、調節要素を選択する設定データを外部装置との間で授受するサービスインターフェイスとを一体に備える異常監視装置であって、前記外部装置は、検査対象の動作を反映する電気信号を取り込む解析用信号入力部と、解析用信号入力部により取り込んだ電気信号を記憶する信号記憶部と、信号記憶部に記憶させた電気信号から対象信号として取り出す範囲を選択するとともに対象信号の特徴を表す特徴ベクトルを複数種類から選択して抽出する解析用特徴抽出部と、解析用特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルを記憶する特徴ベクトル記憶部と、特徴ベクトル記憶部に格納した特徴ベクトルを用いて学習が行われるニューラルネットワークであって学習後には解析用特徴抽出部により抽出した特徴ベクトルのカテゴリを分類する解析用カテゴリ分類部と、検査対象の運転に伴って解析用信号入力部で取り込んだ電気信号について解析用カテゴリ分類部での分類結果を提示する提示手段とを備え、解析用特徴抽出部において電気信号から対象信号を取り出す範囲と対象信号から抽出する特徴ベクトルの種類との組み合わせのうち所望の分類結果が得られる組み合わせを前記特徴抽出部の調節要素として選択可能な範囲で選択し、選択した組み合わせを前記特徴抽出部に与えるものであり、設定データの受け取り後にはサービスインターフェイスから外部装置が取り外されて外部装置とは独立して動作することを特徴とする異常監視装置。 Of the electrical signal reflecting the operation of the inspection target, at least one element of the range extracted as the target signal and the type of the feature vector extracted from the target signal can be selected as the adjustment element, and the characteristics of the target signal captured by the signal input unit A feature extraction unit that extracts a feature vector representing a function, a category classification unit that classifies a category of the feature vector extracted by the feature extraction unit after setting a weight vector for each neuron using a neural network, and setting data for selecting an adjustment element a malfunction monitoring apparatus Ru integrally includes a service interface for exchanging with an external device, the external apparatus, an analysis signal an input unit for taking an electrical signal that reflects the behavior of the test object, analyzing signals A signal storage unit that stores electrical signals captured by the input unit, and an electrical signal stored in the signal storage unit A feature extraction unit for selecting a range to be extracted from the target signal and selecting and extracting a feature vector representing the feature of the target signal from a plurality of types, and a feature vector storage for storing the feature vector extracted by the analysis feature extraction unit A neural network in which learning is performed using feature vectors stored in the feature vector storage unit, and after learning, an analysis category classification unit that classifies the category of the feature vectors extracted by the analysis feature extraction unit, and an inspection A presentation means for presenting a classification result in the analysis category classification unit for the electrical signal captured by the analysis signal input unit in accordance with the operation of the target, and a range in which the target signal is extracted from the electrical signal in the analysis feature extraction unit; A combination that obtains a desired classification result among combinations of feature vectors extracted from the target signal The Align select a selectable range as regulatory elements of the feature extraction unit, which gives the combination selected in the feature extraction unit, and the external device is removed from the service interface after receiving the configuration data external device abnormality monitoring equipment, characterized in that operates independently.
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