JP6169473B2 - Work machine management device and work machine abnormality determination method - Google Patents

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Description

本発明は、作業機械から取得された物理量の検出値に基づいて、作業機械の異常判定を行う管理装置及び異常判定方法に関する。   The present invention relates to a management apparatus and an abnormality determination method for determining abnormality of a work machine based on a detected value of a physical quantity acquired from the work machine.

ショベル等の作業機械は、様々な建設現場、土木現場等で使用されおり、故障が発生した際には、迅速な故障修理が求められる。作業機械の状態に応じて変動する種々のパラメータに基づいて、異常を検出する診断システムが開発されている(特許文献1、2)。例えば、エンジン回転数、作動油圧等の複数のパラメータに基づいて異常が検出される。一例として、作業機械から収集される各種パラメータの時間積分値等が利用される。時間積分を行うことにより、ノイズの影響を排除することができる。   Work machines such as excavators are used in various construction sites, civil engineering sites, and the like, and when a failure occurs, quick failure repair is required. Diagnosis systems that detect abnormalities based on various parameters that vary depending on the state of the work machine have been developed (Patent Documents 1 and 2). For example, an abnormality is detected based on a plurality of parameters such as engine speed and hydraulic pressure. As an example, time integrated values of various parameters collected from the work machine are used. By performing time integration, the influence of noise can be eliminated.

特開2006−53818号公報JP 2006-53818 A 特開2007−257366号公報JP 2007-257366 A

検出された各種パラメータの時間積分を行うと、短時間に異常な変動が発生しても、その変動が検出されなくなる。本発明の目的は、短時間の異常な変動を検出して、ショベル等の作業機械の異常を判定することができる管理装置及び異常判定方法を提供することである。   When time integration of the detected various parameters is performed, even if an abnormal fluctuation occurs in a short time, the fluctuation is not detected. An object of the present invention is to provide a management device and an abnormality determination method capable of detecting an abnormal change in a short time and determining an abnormality of a work machine such as a shovel.

本発明の一観点によると、
作業機械に搭載されたセンサによって測定され、作業機械の稼働状態に依存する複数の運転変数の、正常動作時における時間波形を表す複数の参照データを記憶する記憶装置と、
処理装置と
を有し、
前記処理装置は、
評価対象の作業機械の複数の前記運転変数を測定して得られた前記運転変数の時間波形を、時間軸上で複数の区間に区分して、前記区間ごとに、複数の前記運転変数の時間波形に基づいて算出された値を含む検証データを求め、
前記区間ごとに、前記検証データの前記運転変数の値に基づいて、離散化された特徴量を決定することにより、前記特徴量の時系列からなる離散化検証データを求め、
前記参照データと、前記離散化検証データとに基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう作業機械の管理装置が提供される。
According to one aspect of the invention,
A storage device for storing a plurality of reference data representing time waveforms at the time of normal operation of a plurality of operation variables measured by sensors mounted on the work machine and depending on an operating state of the work machine;
A processing device,
The processor is
The time waveform of the operation variable obtained by measuring the plurality of operation variables of the work machine to be evaluated is divided into a plurality of sections on the time axis, and the time of the plurality of operation variables for each section. Obtain verification data including values calculated based on the waveform,
For each of the sections, by determining the discretized feature value based on the value of the operation variable of the verification data, the discretization verification data including the time series of the feature value is obtained,
A work machine management device is provided that determines whether or not the work machine to be evaluated is abnormal based on the reference data and the discretization verification data.

本発明の他の観点によると、
評価対象の作業機械に搭載されたセンサによって測定して得られ、作業機械の稼働状態に依存する運転変数の時間波形を、時間軸上で複数の区間に区分して、前記区間ごとに求められた複数の前記運転変数の値を含む検証データを求める工程と、
前記区間ごとに、前記検証データの前記運転変数の値に基づいて、離散化された特徴量を決定することにより、前記特徴量の時系列からなる離散化検証データを求める工程と、
前記作業機械の正常動作中に測定して得られた前記運転変数の正常時の時間波形を表す複数の参照データと、前記離散化検証データとに基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう工程と
を有する作業機械の異常判定方法が提供される。
According to another aspect of the invention,
The time waveform of the operating variable , which is obtained by measurement with the sensor mounted on the work machine to be evaluated and depends on the operating state of the work machine, is divided into multiple sections on the time axis, and is obtained for each section. Obtaining verification data including values of a plurality of the operating variables;
Determining discretized verification data consisting of a time series of the feature values by determining a discretized feature value for each section based on the value of the operation variable of the verification data;
Whether the work machine to be evaluated is abnormal based on a plurality of reference data representing a time waveform of the operating variable at a normal time obtained during normal operation of the work machine and the discretized verification data. There is provided an abnormality determination method for a work machine having a step of determining whether or not.

運転変数の特徴量の時系列からなる離散化検証データを用いて、作業機械が異常か否かの判定を行うため、短時間の異常な変動を考慮して、高精度の異常判定を行うことができる。   To determine whether a work machine is abnormal using discretized verification data consisting of time series of feature values of operating variables, perform high-accuracy abnormality determination in consideration of abnormal variations in a short time Can do.

図1は、実施例による作業機械の管理装置のブロック図、及び管理対象である作業機械の側面図である。FIG. 1 is a block diagram of a work machine management device according to an embodiment and a side view of a work machine that is a management target. 図2は、ブームを下げた状態と、ブームを上げた状態とを繰り返した場合の運転変数α、β、γ、・・・の時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of time waveforms of the operation variables α, β, γ,... When the boom is lowered and the boom is raised repeatedly. 図3は、複数の参照データの一例を示す図表である。FIG. 3 is a chart showing an example of a plurality of reference data. 図4は、実施例による管理装置で実行される異常判定処理のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of an abnormality determination process executed by the management apparatus according to the embodiment. 図5は、検証データの一例を示す図表である。FIG. 5 is a chart showing an example of the verification data. 図6は、図4に示したフローチャートのステップSA3の処理を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the process of step SA3 of the flowchart shown in FIG. 図7は、図3に示した参照データに基づいて、区間D5〜D7を母集団から除外して、運転変数A〜Iの基準化を行うことにより得られた基準化参照データの一例を示す図表である。FIG. 7 shows an example of standardized reference data obtained by standardizing the operating variables A to I by excluding the sections D5 to D7 from the population based on the reference data shown in FIG. It is a chart. 図8Aは、離散化参照データの一例を示す図表であり、図8Bは、離散化検証データの一例を示す図表である。FIG. 8A is a chart showing an example of the discretization reference data, and FIG. 8B is a chart showing an example of the discretization verification data. 図9は、図4に示したフローチャートのステップSA4の処理を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing the process of step SA4 of the flowchart shown in FIG. 図10は、状態遷移モデルの状態遷移図である。FIG. 10 is a state transition diagram of the state transition model. 図11は、離散化参照データに関して生成された複数の状態系列を示す図表である。FIG. 11 is a chart showing a plurality of state sequences generated for discretized reference data. 図12は、離散化検証データに関して生成された複数の状態系列を示す図表である。FIG. 12 is a chart showing a plurality of state sequences generated for discretized verification data. 参照データRD及び検証データEDの各々について求められたスコアを示すグラフである。It is a graph which shows the score calculated | required about each of reference data RD and verification data ED.

図1に、実施例による作業機械の管理装置10のブロック図、及び管理対象である作業機械18の側面図を示す。管理装置10は、入出力装置11、処理装置12、及び記憶装置13を含む。作業機械18に、センサ20、制御装置21、及び通信装置22が搭載されている。センサ20は、作業機械18の種々の運転変数を測定する。センサ20の測定結果が制御装置21に入力される。通信装置22は、通信回線19を介して管理装置10とデータの送受信を行う。制御装置21は、通信装置22を制御することにより、種々の運転変数の測定値を管理装置10に送信する。   FIG. 1 shows a block diagram of a work machine management apparatus 10 according to an embodiment and a side view of a work machine 18 to be managed. The management device 10 includes an input / output device 11, a processing device 12, and a storage device 13. A sensor 20, a control device 21, and a communication device 22 are mounted on the work machine 18. The sensor 20 measures various operating variables of the work machine 18. The measurement result of the sensor 20 is input to the control device 21. The communication device 22 transmits / receives data to / from the management device 10 via the communication line 19. The control device 21 transmits measured values of various operating variables to the management device 10 by controlling the communication device 22.

管理装置10の入出力装置11は、例えば通信装置、画像表示装置、キーボード、ポインティングデバイス等を含む。作業機械18に搭載された種々のセンサ20で測定された運転変数の測定値が、通信回線19を経由して、入出力装置11に入力される。入出力装置11に入力された測定値に基づいて、処理装置12が、異常判定処理を行う。異常判定処理において、記憶装置13に記憶されている種々のデータが利用される。異常判定結果が、入出力装置11の画像表示装置に出力される。   The input / output device 11 of the management device 10 includes, for example, a communication device, an image display device, a keyboard, a pointing device, and the like. The measured values of the operating variables measured by various sensors 20 mounted on the work machine 18 are input to the input / output device 11 via the communication line 19. Based on the measured value input to the input / output device 11, the processing device 12 performs an abnormality determination process. In the abnormality determination process, various data stored in the storage device 13 are used. The abnormality determination result is output to the image display device of the input / output device 11.

記憶装置13に、参照データRD、基準化参照データRDS、離散化参照データRDD、検証波形EW、検証データED、基準化検証データEDS、及び離散化検証データEDDの格納領域が確保されている。参照データRDは、予め、記憶装置13に格納されている。参照データRDは、作業機械の稼働状態に依存する複数の運転変数を、作業機械の正常動作中に測定することにより準備される。運転変数には、例えば、エンジントルク、エンジン回転数、冷却水温、吸気温度、ブースト圧力、ブースト温度、油温等が含まれる。これらの運転変数は、作業機械18において、例えば50msの時間刻み幅で測定される。運転変数の測定値は、作業機械18から管理装置10に送信される。   Storage areas for reference data RD, standardized reference data RDS, discretized reference data RDD, verification waveform EW, verification data ED, standardized verification data EDS, and discretized verification data EDD are secured in the storage device 13. The reference data RD is stored in the storage device 13 in advance. The reference data RD is prepared by measuring a plurality of operating variables depending on the operating state of the work machine during normal operation of the work machine. The operating variables include, for example, engine torque, engine speed, cooling water temperature, intake air temperature, boost pressure, boost temperature, oil temperature, and the like. These operating variables are measured in the work machine 18 with a time step of, for example, 50 ms. The measured value of the operating variable is transmitted from the work machine 18 to the management device 10.

図2及び図3を参照して、参照データRDの取得方法及び参照データRDの構成について説明する。   With reference to FIG.2 and FIG.3, the acquisition method of reference data RD and the structure of reference data RD are demonstrated.

図2に、ブームを下げた状態(以下、「第1状態」という。)と、ブームを上げた状態(以下、「第2状態」という。)とを繰り返した場合の運転変数α、β、γ、・・・の時間波形の一例を示す。運転変数αが相対的に小さい期間と、相対的に大きい期間とが、交互に繰り返されている。運転変数βは、運転変数αの変動の周期とほぼ同一の周期で変動している。運転変数γは、運転変数αの変動周期とは無関係に変動している。運転変数αが相対的に小さい期間及び大きい期間が、それぞれ第1状態及び第2状態に対応する。   In FIG. 2, the operation variables α, β, when the boom is lowered (hereinafter referred to as “first state”) and the boom is raised (hereinafter referred to as “second state”) are repeated. An example of a time waveform of γ,... A period in which the operation variable α is relatively small and a period in which the operation variable α is relatively large are alternately repeated. The operating variable β varies with substantially the same cycle as the cycle of variation of the operating variable α. The operation variable γ varies independently of the variation cycle of the operation variable α. A period during which the operation variable α is relatively small and a period during which the operation variable α is relatively large correspond to the first state and the second state, respectively.

運転変数αの時間波形に基づいて、複数の運転変数の時間波形から、同一の操作が行われている複数の期間の波形を切り出す。切り出された波形を「部分波形」ということとする。本実施例においては、複数の運転変数の各々の参照波形から、運転変数αの波形が立ち上がる時点を含むある期間(例えば10秒間)の波形が切り出される。切り出された部分波形を、時間軸上で複数の区間、例えば10個の区間D1〜D10に区分する。区間ごとに、運転変数の統計量、例えば平均値及び標準偏差を求める。区間ごとの運転変数の平均値や標準偏差も、作業機械の稼働状態を表す運転変数ということができる。このように、作業機械18に搭載されたセンサ20で直接測定される物理量のみならず、統計的手法を用いて運転変数の測定値を加工して得られた統計量も、運転変数ということができる。   Based on the time waveform of the operation variable α, waveforms of a plurality of periods during which the same operation is performed are cut out from the time waveforms of the plurality of operation variables. The cut out waveform is referred to as a “partial waveform”. In the present embodiment, a waveform for a certain period (for example, 10 seconds) including the time when the waveform of the operation variable α rises is cut out from the reference waveform of each of the plurality of operation variables. The cut partial waveform is divided into a plurality of sections, for example, ten sections D1 to D10 on the time axis. For each section, statistics of operating variables, for example, average value and standard deviation are obtained. The average value and standard deviation of the operation variables for each section can also be referred to as operation variables representing the operating state of the work machine. Thus, not only the physical quantity directly measured by the sensor 20 mounted on the work machine 18 but also the statistical quantity obtained by processing the measured value of the operating variable using the statistical method is also called the operating variable. it can.

運転変数の参照波形から切り出された10秒間の部分波形の各々を10個の区間D1〜D10に区分する場合、1つの区間の長さは1秒である。運転変数の測定周期が50msである場合、1つの区間に20個の測定値が含まれる。この20個の測定値から、運転変数の当該区間の平均値や標準偏差が算出される。切り出された複数の部分波形から、それぞれ参照データRDが求められる。図2では、運転変数α、β、γ、・・・の波形から、7個の参照データRD1〜RD7の基礎となる部分波形が切り出された例を示している。   When each of the 10-second partial waveforms cut out from the reference waveform of the operating variable is divided into 10 sections D1 to D10, the length of one section is 1 second. When the measurement cycle of the operating variable is 50 ms, 20 measurement values are included in one section. From these 20 measured values, the average value and standard deviation of the section of the operating variable are calculated. Reference data RD is obtained from each of the extracted partial waveforms. FIG. 2 shows an example in which partial waveforms serving as the basis of seven reference data RD1 to RD7 are cut out from the waveforms of the operating variables α, β, γ,.

図3に、複数の参照データRDの一例を示す。参照データRD1、RD2、RD3、・・・の各々は、区間D1〜D10の各々に対して定義された複数の運転変数A〜Iで構成される。一例として、運転変数Aは、運転変数αの平均値を表し、運転変数Bは、運転変数αの標準偏差を表している。   FIG. 3 shows an example of a plurality of reference data RD. Each of the reference data RD1, RD2, RD3,... Includes a plurality of operation variables A to I defined for each of the sections D1 to D10. As an example, the operation variable A represents an average value of the operation variable α, and the operation variable B represents a standard deviation of the operation variable α.

図4に、実施例による管理装置10(図1)で実行される異常判定処理のフローチャートを示す。   FIG. 4 shows a flowchart of the abnormality determination process executed by the management apparatus 10 (FIG. 1) according to the embodiment.

ステップSA1において、管理装置10(図1)が、評価対象の作業機械18(図1)で測定された複数の運転変数の時間波形である検証波形EWを取得する。取得された検証波形EWは、記憶装置13(図1)に格納される。   In step SA1, the management device 10 (FIG. 1) acquires a verification waveform EW that is a time waveform of a plurality of operation variables measured by the work machine 18 (FIG. 1) to be evaluated. The acquired verification waveform EW is stored in the storage device 13 (FIG. 1).

ステップSA2において、検証波形EWから複数の波形を切り出し、切り出された波形を、時間軸上で複数の区間に区分する。検証波形EWは、図2に示した参照波形に近似し
た形状を有する。作業機械18に異常が発生している場合には、いくつかの運転変数の波形は、参照波形とは異なる形状を示す。検証波形EWから複数の波形を切り出す手順は、参照波形から複数の部分波形を切り出す手順と同一である。本実施例においては、参照波形からの切り出しと同様に、複数の運転変数の各々の検証波形から、運転変数αの波形が立ち上がる時点を含むある期間(例えば10秒間)の波形が切り出される。
In step SA2, a plurality of waveforms are cut out from the verification waveform EW, and the cut out waveforms are divided into a plurality of sections on the time axis. The verification waveform EW has a shape that approximates the reference waveform shown in FIG. When an abnormality has occurred in the work machine 18, the waveforms of some operating variables show different shapes from the reference waveform. The procedure for extracting a plurality of waveforms from the verification waveform EW is the same as the procedure for extracting a plurality of partial waveforms from the reference waveform. In the present embodiment, similarly to the extraction from the reference waveform, a waveform for a certain period (for example, 10 seconds) including the time when the waveform of the operation variable α rises is extracted from the verification waveform of each of the plurality of operation variables.

検証波形から切り出された波形の各々を、時間軸上で10個の区間D1〜D10に区分する。この区間の個数は、1つの参照データRDに含まれる区間D1〜D10(図3)の個数と同一である。区間D1〜D10ごとに、運転変数の統計量、例えば平均値及び標準偏差を求める。切り出された複数の波形から、それぞれ検証データEDが求められる。   Each of the waveforms cut out from the verification waveform is divided into 10 sections D1 to D10 on the time axis. The number of sections is the same as the number of sections D1 to D10 (FIG. 3) included in one reference data RD. For each of the sections D1 to D10, the statistics of the operating variables, for example, the average value and the standard deviation are obtained. Verification data ED is obtained from each of the cut out waveforms.

図5に、検証データEDの一例を示す。検証データED1、ED2、ED3、・・・の各々は、参照データRD(図3)と同様に、区間D1〜D10ごとに定義された複数の運転変数A〜Iで構成される。図5に示した例では、検証データED1の区間D1における運転変数Aがa(1)で表されている。求められた検証データED1、ED2、ED3、・・・は、記憶装置13(図1)に格納される。   FIG. 5 shows an example of the verification data ED. Each of the verification data ED1, ED2, ED3,... Is composed of a plurality of operation variables A to I defined for each of the sections D1 to D10, like the reference data RD (FIG. 3). In the example shown in FIG. 5, the operation variable A in the section D1 of the verification data ED1 is represented by a (1). The obtained verification data ED1, ED2, ED3,... Are stored in the storage device 13 (FIG. 1).

図4のステップSA3において、参照データRD及び検証データEDの区間D1〜D10ごとに、複数の運転変数A〜Iに基づいて、離散化された特徴量を決定する。図6〜図8Bを参照して、ステップSA3の処理の一例について説明する。   In step SA3 of FIG. 4, the discretized feature amount is determined based on the plurality of operation variables A to I for each of the sections D1 to D10 of the reference data RD and the verification data ED. With reference to FIGS. 6-8B, an example of the process of step SA3 is demonstrated.

図6に、ステップSA3のフローチャートを示す。ステップSA301において、参照データRDを構成する運転変数A〜Iの値を基準化することにより、基準化参照データRDSを求める。基準化参照データRDSは記憶装置13(図1)に格納される。以下、基準化参照データRDSを求める方法について説明する。まず、すべての参照データRDのすべての区間D1〜D10を母集団として、運転変数A〜Iの各々の平均値と標準偏差を求める。運転変数A〜Iの各々の平均値が0、標準偏差が1になるように、各参照データRDの各区間D1〜D10の運転変数A〜Iの値を変換することにより、基準化参照データRDSが得られる。   FIG. 6 shows a flowchart of step SA3. In step SA301, the standardized reference data RDS is obtained by standardizing the values of the operation variables A to I constituting the reference data RD. The standardized reference data RDS is stored in the storage device 13 (FIG. 1). Hereinafter, a method for obtaining the standardized reference data RDS will be described. First, the average value and standard deviation of each of the operating variables A to I are obtained using all the sections D1 to D10 of all the reference data RD as a population. By converting the values of the operating variables A to I in the sections D1 to D10 of the reference data RD so that the average value of each of the operating variables A to I is 0 and the standard deviation is 1, standardized reference data RDS is obtained.

上述の例では、参照データRDを基準化する際に、すべての参照データRDのすべての区間D1〜D10を、平均値及び標準偏差を求めるための母集団としたが、一部の区間を母集団から除外してもよい。以下、図3に示した参照データRDを例にして、母集団から除外する区間の決定方法について説明する。   In the above example, when standardizing the reference data RD, all the sections D1 to D10 of all the reference data RD are used as a population for obtaining an average value and a standard deviation. It may be excluded from the group. Hereinafter, a method for determining a section to be excluded from the population will be described using the reference data RD shown in FIG. 3 as an example.

図3に示した参照データRD1の運転変数Bに着目すると、区間D5〜D7における運転変数Bの値が、他の区間D1〜D4、D8〜D10における運転変数Bの値に比べて著しく大きい。区間D1〜D10のすべての値を母集団として基準化を行うと、区間D1〜D4、D8〜D10における運転変数Bの変動が、区間D5〜D7を含めた大きな変動に埋もれてしまう。区間D1〜D10のすべての値を母集団として基準化を行うと、区間D1〜D4、D8〜D10に有意な変動があっても、この変動が異常判定処理に実質的に反映されなくなってしまう。   Focusing on the operation variable B of the reference data RD1 shown in FIG. 3, the value of the operation variable B in the sections D5 to D7 is significantly larger than the value of the operation variable B in the other sections D1 to D4 and D8 to D10. When standardization is performed using all values in the sections D1 to D10 as a population, the fluctuations in the operating variable B in the sections D1 to D4 and D8 to D10 are buried in large fluctuations including the sections D5 to D7. When standardization is performed using all values in the sections D1 to D10 as a population, even if there are significant fluctuations in the sections D1 to D4 and D8 to D10, these fluctuations are not substantially reflected in the abnormality determination process. .

区間D5〜D7を母集団から除外して、運転変数Bの各々の基準化を行うことにより、区間D1〜D4、D8〜D10における運転変数Bの変動を、異常判定処理に反映させることができる。この場合、すべての参照データRDの区間D1〜D4、D8〜10の運転変数A〜Iの値を母集団として、運転変数A〜Iの平均値及び標準偏差を求める。この平均値と標準偏差とを用いて、各運転変数A〜Iの基準化を行う。運転変数Bの変動が所定の幅より大きな区間D5〜D7を、母集団から除外した場合でも、区間D5〜D7における運転変数A〜Iの値を、基準化処理時に用いた平均値及び標準偏差を用いて変換する。
これにより、すべての区間D1〜D10の値を含む基準化参照データRDSが得られる。
By excluding the sections D5 to D7 from the population and standardizing each of the driving variables B, fluctuations in the driving variables B in the sections D1 to D4 and D8 to D10 can be reflected in the abnormality determination process. . In this case, the average values and standard deviations of the operating variables A to I are obtained using the values of the operating variables A to I in the sections D1 to D4 and D8 to 10 of all the reference data RD as a population. Using these average values and standard deviations, the operating variables A to I are normalized. Even when the sections D5 to D7 in which the fluctuation of the driving variable B is larger than the predetermined width are excluded from the population, the values of the driving variables A to I in the sections D5 to D7 are used as the average value and the standard deviation. Use to convert.
Thereby, standardized reference data RDS including values of all the sections D1 to D10 is obtained.

このように、運転変数A〜Iごとに、区間D1〜D10の値の分布に基づいて、基準化時の母集団から除外する区間を決定してもよい。例えば、区間D1〜D10の値の分布から判断して、特異な値を持つ区間を除外してもよい。平均値及び標準偏差を算出するときに、特異な値を持つ区間を母集団から除外したとしても、基準化参照データRDSには、特異な値を持つ区間の運転変数が含まれる。このため、運転変数の特異な値も、異常判定結果に反映される。   As described above, for each of the operation variables A to I, a section to be excluded from the population at the time of standardization may be determined based on the distribution of values in the sections D1 to D10. For example, judging from the distribution of values in the sections D1 to D10, sections having unique values may be excluded. Even when a section having a unique value is excluded from the population when calculating the average value and the standard deviation, the standardized reference data RDS includes operating variables of the section having a unique value. For this reason, the unique value of the operating variable is also reflected in the abnormality determination result.

図7に、区間D5〜D7を母集団から除外して、運転変数A〜Iの基準化を行うことにより得られた基準化参照データRDSの一例を示す。図3に示した基準化前の参照データRDにおいては、運転変数A〜Iの単位がばらばらである。例えば、エンジントルクの単位は「N・m」であり、エンジン回転数の単位は「rpm」であり、冷却水温の単位は「℃」である。このため、相互に異なる運転変数の値をこのまま比較しても、有意な情報は得られない。運転変数A〜Iの値を基準化することにより、運転変数A〜Iが無次元となり、異なる運転変数同士を比較することが可能になる。   FIG. 7 shows an example of the standardized reference data RDS obtained by standardizing the operation variables A to I by excluding the sections D5 to D7 from the population. In the reference data RD before standardization shown in FIG. 3, the units of the operating variables A to I are different. For example, the unit of engine torque is “N · m”, the unit of engine speed is “rpm”, and the unit of cooling water temperature is “° C.”. For this reason, no significant information can be obtained even if the values of different operating variables are compared as they are. By standardizing the values of the operation variables A to I, the operation variables A to I become dimensionless, and different operation variables can be compared.

検証データEDの基準化は、参照データRDの基準化時に用いた平均値及び標準偏差と同一の平均値及び標準偏差を用いて行う。これにより、基準化検証データEDSが得られる。   The verification data ED is standardized using the same average value and standard deviation as the average value and standard deviation used when standardizing the reference data RD. Thereby, standardized verification data EDS is obtained.

図6に示したステップSA302において、基準化参照データRDS及び基準化検証データEDSを入力とし、クラスタリング手法を用いて、区間D1〜D10ごとに、運転変数A〜Iの基準化された値に基づいて、離散化された特徴量を決定する。クラスタリング手法として、例えばK平均法を適用することができる。   In step SA302 shown in FIG. 6, the standardized reference data RDS and the standardized verification data EDS are input and based on the standardized values of the driving variables A to I for each of the sections D1 to D10 using the clustering method. Then, the discretized feature amount is determined. As a clustering method, for example, a K-average method can be applied.

図8Aに、離散化参照データRDDの一例を示し、図8Bに、離散化検証データEDDの一例を示す。図8A及び図8Bでは、クラスタ数を10個とした例を示している。このため、各区間D1〜D10に、0から9までの10段階のいずれかの特徴量が割り当てられる。例えば、離散化参照データRDD1の区間D1に特徴量「2」が割り当てられている。クラスタ数は、9個以下としてもよいし、11個以上としてもよい。離散化参照データRDD1、RDD2、RDD3、・・・、及び離散化検証データEDD1、EDD2、EDD3、・・・の各々は、特徴量の時系列により構成される。例えば、離散化参照データRDD1を構成する特徴量の時系列は、「2222941222」である。得られた離散化参照データRDD及び離散化検証データEDDは、記憶装置13に格納される。   FIG. 8A shows an example of the discretized reference data RDD, and FIG. 8B shows an example of the discretized verification data EDD. 8A and 8B show an example in which the number of clusters is ten. For this reason, any one of 10 feature amounts from 0 to 9 is assigned to each of the sections D1 to D10. For example, the feature quantity “2” is assigned to the section D1 of the discretized reference data RDD1. The number of clusters may be 9 or less, or 11 or more. Each of the discretized reference data RDD1, RDD2, RDD3,... And the discretized verification data EDD1, EDD2, EDD3,. For example, the time series of the feature amounts constituting the discretized reference data RDD1 is “22229441222”. The obtained discretized reference data RDD and discretized verification data EDD are stored in the storage device 13.

図4のステップSA4において、離散化参照データRDD及び離散化検証データEDDに基づいて、検証波形EWが取得された作業機械が異常か否かの判定を行う。図9〜図13を参照して、作業機械が異常か否かを判定する方法について説明する。一例として、この判定には、隠れマルコフモデルが適用され、未知のパラメータの探索には、バウムウェルチアルゴリズムが用いられる。   In step SA4 of FIG. 4, based on the discretized reference data RDD and the discretized verification data EDD, it is determined whether or not the work machine from which the verification waveform EW is acquired is abnormal. A method of determining whether or not the work machine is abnormal will be described with reference to FIGS. As an example, a hidden Markov model is applied to this determination, and a Baum Welch algorithm is used to search for unknown parameters.

図9に、ステップSA4のフローチャートを示す。ステップSA401において、隠れマルコフモデルに適用される状態遷移モデルの状態数を設定する。実施例においては、状態遷移が一方向に進むレフトトゥライトモデルが採用される。また、状態数を、最も簡単な2状態とする。状態遷移モデルの状態数を3以上にしてもよい。   FIG. 9 shows a flowchart of step SA4. In step SA401, the number of states of the state transition model applied to the hidden Markov model is set. In the embodiment, a left-to-right model in which state transition proceeds in one direction is employed. In addition, the number of states is the simplest two states. The number of states in the state transition model may be 3 or more.

図10に、状態遷移図を示す。初期状態SBから第1状態S1、第2状態S2を経由して、最終状態SEに、状態が遷移する。レフトトゥライトモデルが採用されているため、状態が、第2状態S2から第1状態S1に逆方向に遷移することはない。また、初期状態
SBから第1状態S1を迂回して第2状態S2に直接遷移することはなく、第1状態S1から第2状態S2を迂回して最終状態SEに直接遷移することもない。第1状態S1の自己遷移確率をt(1,1)、第1状態S1から第2状態S2への遷移確率をt(1,2)で表す。第2状態S2の自己遷移確率をt(2,2)、第2状態S2から最終状態SEへの遷移確率をt(2,e)で表す。第1状態S1において、特徴量iを出力する事象が発生する出力確率をe(1,i)で表し、第2状態S2において、特徴量iを出力する事象が発生する出力確率をe(2,i)で表す。
FIG. 10 shows a state transition diagram. The state transitions from the initial state SB to the final state SE via the first state S1 and the second state S2. Since the left-to-right model is employed, the state does not change from the second state S2 to the first state S1 in the reverse direction. Further, the first state S1 is bypassed and the first state S1 is bypassed and no direct transition is made to the second state S2, and the first state S1 is bypassed and the second state S2 is bypassed and no direct transition is made. The self transition probability of the first state S1 is represented by t (1,1), and the transition probability from the first state S1 to the second state S2 is represented by t (1,2). The self transition probability of the second state S2 is represented by t (2, 2), and the transition probability from the second state S2 to the final state SE is represented by t (2, e). In the first state S1, an output probability that an event that outputs the feature quantity i occurs is represented by e (1, i), and in the second state S2, an output probability that an event that outputs the feature quantity i occurs is represented by e (2 , I).

ステップSA402において、状態遷移モデルの遷移確率t及び出現確率eの暫定値を設定する。この暫定値として、適当な値を設定すればよい。   In step SA402, provisional values of the transition probability t and the appearance probability e of the state transition model are set. An appropriate value may be set as the provisional value.

ステップSA403において、離散化参照データRDDの各々の区間D1〜D10の各々に、状態遷移モデルの各状態を当てはめることにより、複数の状態系列Kを生成する。   In step SA403, a plurality of state sequences K are generated by applying each state of the state transition model to each of the sections D1 to D10 of the discretized reference data RDD.

図11に、離散化参照データRDDに関して生成された複数の状態系列K(1)〜K(9)を示す。区間D1〜D10の個数が10個であり、状態数が2個であるため、同一の状態が複数の区間に割り当てられる。例えば、状態系列K(2)において、第1状態S1が区間D1から区間D8まで割り当てられており、第2状態S2が区間D9〜D10に割り当てられている。状態遷移が一方向、すなわち第1状態S1から第2状態S2の方向のみに進むため、生成される状態系列K(1)〜K(9)の個数は9個である。   FIG. 11 shows a plurality of state series K (1) to K (9) generated for the discretized reference data RDD. Since the number of sections D1 to D10 is 10 and the number of states is 2, the same state is assigned to a plurality of sections. For example, in the state series K (2), the first state S1 is assigned from the section D1 to the section D8, and the second state S2 is assigned to the sections D9 to D10. Since the state transition proceeds only in one direction, that is, in the direction from the first state S1 to the second state S2, the number of generated state sequences K (1) to K (9) is nine.

図9のステップSA404において、状態系列Kごとに、状態遷移モデルの遷移確率t及び出現確率eの暫定値を用いて、状態系列Kの各々の生成確率PKを算出する。例えば、図11に示した状態系列K(1)に着目すると、離散化参照データRDD1の区間D1に第1状態S1が割り当てられており、特徴量が2であるという事象が出現している。遷移先の状態は、第1状態S1である。特徴量が2である事象が出現し、かつ第1状態S1に遷移する確率は、e(1,2)×t(1,1)で表される。ここで、遷移確率t(1,1)及び出現確率e(1,2)は、図10で定義されている。   In step SA404 in FIG. 9, for each state series K, the generation probability PK of each state series K is calculated using the provisional values of the transition probability t and the appearance probability e of the state transition model. For example, when attention is paid to the state series K (1) shown in FIG. 11, the first state S1 is assigned to the section D1 of the discretized reference data RDD1, and an event that the feature amount is 2 appears. The transition destination state is the first state S1. The probability that an event having a feature amount of 2 appears and makes a transition to the first state S1 is represented by e (1,2) × t (1,1). Here, the transition probability t (1,1) and the appearance probability e (1,2) are defined in FIG.

状態系列K(1)を構成する10個の状態Sについて、同様の確率を求めることができる。これら10個の状態Sについて求められた確率をすべて乗ずることにより、状態系列K(1)の生成確率PK(1)が算出される。図11に示した状態系列K(1)の生成確率PK(1)は、以下の式(1)で表される。
PK(i)=e(1,2)×t(1,1)
×e(1,2)×t(1,1)
×e(1,2)×t(1,1)
×e(1,2)×t(1,1)
×e(1,9)×t(1,1)
×e(1,4)×t(1,1)
×e(1,1)×t(1,1)
×e(1,2)×t(1,1)
×e(1,2)×t(1,2)
×e(1,2)×t(2,e)・・・(1)
Similar probabilities can be obtained for the ten states S constituting the state sequence K (1). By multiplying all the probabilities obtained for these ten states S, the generation probability PK (1) of the state series K (1) is calculated. The generation probability PK (1) of the state series K (1) shown in FIG. 11 is expressed by the following equation (1).
PK (i) = e (1,2) × t (1,1)
× e (1,2) × t (1,1)
× e (1,2) × t (1,1)
× e (1,2) × t (1,1)
× e (1,9) × t (1,1)
× e (1,4) × t (1,1)
× e (1,1) × t (1,1)
× e (1,2) × t (1,1)
× e (1,2) × t (1,2)
× e (1,2) × t (2, e) (1)

同等に、他の状態系列K(2)〜K(9)の生成確率PK(2)〜PK(9)が算出される。さらに、他の離散化参照データRDD2、RDD3、RDD4、・・・に関して生成された状態系列Kに対しても、各状態系列の生成確率PKが算出される。   Similarly, the generation probabilities PK (2) to PK (9) of the other state series K (2) to K (9) are calculated. Further, the generation probability PK of each state series is calculated for the state series K generated with respect to the other discretized reference data RDD2, RDD3, RDD4,.

ステップSA405において、すべての離散化参照データRDDに関して生成された状態系列Kの生成確率PKに基づいて、遷移確率t及び出現確率eを算出し、その暫定値を
、新たに算出された値に置き換える。具体的には、図11に示したすべての離散化参照データRDD1、RDD2、RDD3、・・・に割り当てられたすべての状態系列Kに現れているすべての第1状態S1について、特徴量が0〜9をとる事象の出現回数を、生成確率PKで重み付けして合計する。この合計の回数に基づいて、出現確率e(1,0)〜e(1,9)の各々を算出することができる。すべての第2状態S2について同様の手順を実行することにより、出現確率e(2,0)〜e(2,9)を算出することができる。
In step SA405, the transition probability t and the appearance probability e are calculated based on the generation probability PK of the state series K generated for all the discretized reference data RDD, and the provisional values are replaced with newly calculated values. . Specifically, the feature quantity is 0 for all the first states S1 appearing in all the state sequences K assigned to all the discretized reference data RDD1, RDD2, RDD3,... Shown in FIG. The number of appearances of events taking ˜9 is weighted by the generation probability PK and totaled. Based on the total number of times, each of the appearance probabilities e (1, 0) to e (1, 9) can be calculated. By executing the same procedure for all the second states S2, the appearance probabilities e (2, 0) to e (2, 9) can be calculated.

さらに、図11に示したすべての離散化参照データRDD1、RDD2、RDD3、・・・に割り当てられたすべての状態系列Kに現れているすべての第1状態S1について、自己遷移する回数、及び第2状態S2に遷移する回数を、それぞれ生成確率PKで重み付して合計する。この合計の回数に基づいて、遷移確率t(1,1)及びt(1,2)を算出することができる。同様に、遷移確率t(2,2)及びt(2,e)を算出することができる。   Further, for all first states S1 appearing in all state sequences K assigned to all the discretized reference data RDD1, RDD2, RDD3,... Shown in FIG. The number of transitions to the two-state S2 is weighted with the generation probability PK and totaled. Based on the total number of times, the transition probabilities t (1,1) and t (1,2) can be calculated. Similarly, transition probabilities t (2, 2) and t (2, e) can be calculated.

ステップSA406において、状態系列Kの各々の生成確率PKが収束したか否かを判定する。具体的には、ステップSA404で生成確率PKを算出する前の生成確率PKの値と、算出後の生成確率PKの値との差が、収束判定値より小さくなったら、生成確率PKが収束したと判定される。生成確率PKが収束していないと判定された場合には、ステップSA404に戻り、新たな暫定値を用いて生成確率PKの算出を行う。   In step SA406, it is determined whether or not the generation probabilities PK of the state series K have converged. Specifically, when the difference between the value of the generation probability PK before calculating the generation probability PK in step SA404 and the value of the generation probability PK after calculation is smaller than the convergence determination value, the generation probability PK has converged. It is determined. If it is determined that the generation probability PK has not converged, the process returns to step SA404, and the generation probability PK is calculated using the new provisional value.

生成確率PKが収束したと判定された場合には、ステップSA407において、遷移確率t及び出現確率eの直近の暫定値を、確定値として採用する。この確定値は、状態遷移モデルを定義するパラメータの一部として、記憶装置13(図1)に記憶される。   If it is determined that the generation probability PK has converged, the nearest provisional values of the transition probability t and the appearance probability e are adopted as definite values in Step SA407. This determined value is stored in the storage device 13 (FIG. 1) as a part of the parameters that define the state transition model.

ステップSA408において、離散化検証データEDD1、EDD2、EDD3、・・・(図8B)の各々に対応して生成された状態系列Kの生成確率PKを、遷移確率t及び出現確率eの確定値に基づいて算出する。以下、生成確率PKの算出方法について説明する。   In step SA408, the generation probability PK of the state sequence K generated corresponding to each of the discretization verification data EDD1, EDD2, EDD3,... Calculate based on Hereinafter, a method for calculating the generation probability PK will be described.

図12に示すように、離散化検証データEDDの区間D1〜D10に、状態遷移モデルの第1状態S1または第2状態S2を割り当てることにより、複数の状態系列Kを生成する。状態系列Kの生成方法は、図11に示した離散化参照データRDDに対して状態系列Kを生成する方法と同一である。この状態系列Kに、遷移確率t及び出現確率eの確定値を適用することにより、状態系列Kの各々の生成確率PKを算出する。生成確率PKの算出には、上述の式(1)と同様の式が用いられる。   As shown in FIG. 12, a plurality of state series K is generated by assigning the first state S1 or the second state S2 of the state transition model to the sections D1 to D10 of the discretization verification data EDD. The method for generating the state series K is the same as the method for generating the state series K for the discretized reference data RDD shown in FIG. The generation probability PK of each state series K is calculated by applying the determined values of the transition probability t and the appearance probability e to the state series K. For calculating the generation probability PK, an expression similar to the above expression (1) is used.

ステップSA409において、複数の離散化参照データRDD、及び複数の離散化検証データEDDの各々について、状態系列K(1)〜(9)の生成確率PK(1)〜(9)を足し合わせることにより、合計生成確率PTを求める。合計生成確率PTの自然対数の符号を反転させることにより、スコアSCを求める。スコアSCは下記の式で定義される。
SC=−ln(PT)
なお、自然対数に代えて、常用対数を用いてもよい。
In step SA409, for each of the plurality of discretized reference data RDD and the plurality of discretized verification data EDD, the generation probabilities PK (1) to (9) of the state series K (1) to (9) are added together. The total generation probability PT is obtained. The score SC is obtained by inverting the sign of the natural logarithm of the total generation probability PT. The score SC is defined by the following formula.
SC = -ln (PT)
A common logarithm may be used instead of the natural logarithm.

ステップSA410において、参照データRD及び検証データEDの各々について求められたスコアSCに基づいて、評価対象の作業機械が異常か否かを判定する。以下、図13を参照して、作業機械が異常か否かを判定する方法について説明する。   In step SA410, it is determined based on the score SC obtained for each of the reference data RD and the verification data ED whether or not the work machine to be evaluated is abnormal. Hereinafter, a method of determining whether or not the work machine is abnormal will be described with reference to FIG.

図13に、参照データRD及び検証データEDの各々について求められたスコアSCを示す。横軸は、参照データRD及び検証データEDに対応し、縦軸はスコアSCを表す。
図13に示した例では、参照データRDについて求められたスコアSCは、15〜25の間に分布し、検証データEDについて求められたスコアSCは、30〜36の間に分布する。この例では、両者の平均値に有意な差があるといえる。このように、検証データEDについて求められたスコアSCの平均値と、参照データRDについて求められたスコアSCの平均値との間に、有意な差がある場合には、評価対象の作業機械に何らかの異常が発生していると判定される。両者の間に有意な差がない場合には、評価対象の作業機械は正常であると判定される。
FIG. 13 shows the score SC obtained for each of the reference data RD and the verification data ED. The horizontal axis corresponds to the reference data RD and the verification data ED, and the vertical axis represents the score SC.
In the example illustrated in FIG. 13, the scores SC obtained for the reference data RD are distributed between 15 and 25, and the scores SC obtained for the verification data ED are distributed between 30 and 36. In this example, it can be said that there is a significant difference between the average values of the two. As described above, when there is a significant difference between the average value of the score SC obtained for the verification data ED and the average value of the score SC obtained for the reference data RD, the work machine to be evaluated It is determined that some abnormality has occurred. If there is no significant difference between the two, it is determined that the work machine to be evaluated is normal.

次に、有意な差があるか否かの具体的な判定方法の一例について説明する。参照データRDについて求められたスコアSCの平均値及び標準偏差を求める。参照データRDについて求められたスコアSCの平均値と、検証データEDについて求められたスコアSCの平均値との差と、参照データRDについて求められたスコアの標準偏差とを比較する。平均値の差が標準偏差に基づいて設定された判定基準値以上であるとき、参照データRDについて求められたスコアSCの平均値と、検証データEDについて求められたスコアSCの平均値との間に有意な差があると判定される。判定基準値として、例えば標準偏差のn倍が採用される。ここで、nは正の実数であり、例えばn=2である。   Next, an example of a specific determination method for determining whether there is a significant difference will be described. An average value and a standard deviation of the score SC obtained for the reference data RD are obtained. The difference between the average value of the score SC obtained for the reference data RD and the average value of the score SC obtained for the verification data ED is compared with the standard deviation of the score obtained for the reference data RD. When the difference between the average values is equal to or greater than the criterion value set based on the standard deviation, the average value of the scores SC obtained for the reference data RD and the average value of the scores SC obtained for the verification data ED Is determined to have a significant difference. For example, n times the standard deviation is adopted as the determination reference value. Here, n is a positive real number, for example, n = 2.

上記実施例による作業機械の管理装置10は、時系列に並んだ運転変数の特徴量に基づいて、作業機械に異常が発生しているか否かの判定を行う。運転変数を時間について積分すると、運転変数の短時間の時間変動に関する情報が消失してしまう。これに対し、実施例では、時系列に並んだ運転変数の特徴量に基づいて、作業機械の異常判定を行うため、運転変数の時間変動の異常を考慮して、作業機械が異常か否かの判定を行うことが可能になる。これにより、異常検出精度を高めることができる。   The work machine management device 10 according to the above embodiment determines whether or not an abnormality has occurred in the work machine based on the feature values of the operation variables arranged in time series. If the operating variable is integrated with respect to time, the information regarding the short time fluctuation of the operating variable is lost. On the other hand, in the embodiment, since the abnormality determination of the work machine is performed based on the feature amount of the operation variable arranged in time series, whether or not the work machine is abnormal in consideration of the abnormality of the time variation of the operation variable. Can be determined. Thereby, abnormality detection accuracy can be improved.

上記実施例では、参照データRD(図4)として、図3に示した離散化される前のものを用いた。参照データRDとして、図8Aに示した離散化処理されたものを記憶装置13(図1)に格納しておいてもよい。この場合、ステップSA3(図4)において、参照データRDを離散化するために適用したクラスタリング手法と同一のクラスタリング手法を用いて、検証データEDの離散化処理を行えばよい。   In the above embodiment, the reference data RD (FIG. 4) is the data before being discretized as shown in FIG. As the reference data RD, the discretized data shown in FIG. 8A may be stored in the storage device 13 (FIG. 1). In this case, in step SA3 (FIG. 4), the verification data ED may be discretized using the same clustering method as that applied to discretize the reference data RD.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

10 管理装置
11 入出力装置
12 処理装置
13 記憶装置
18 作業機械
19 通信回線
20 センサ
21 制御装置
22 通信装置
D1〜D10 区間
RD 参照データ
RDS 基準化参照データ
RDD 離散化参照データ
EW 検証波形
ED 検証データ
EDS 基準化検証データ
EDD 離散化検証データ
K 状態系列
PK 状態系列の生成確率
SC スコア
t 遷移確率
e 出力確率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Management apparatus 11 Input / output apparatus 12 Processing apparatus 13 Storage apparatus 18 Work machine 19 Communication line 20 Sensor 21 Control apparatus 22 Communication apparatus D1-D10 Section RD Reference data RDS Standardization reference data RDD Discretization reference data EW Verification waveform ED Verification data EDS Normalization verification data EDD Discretization verification data K State sequence PK State sequence generation probability SC Score t Transition probability e Output probability

Claims (10)

作業機械に搭載されたセンサによって測定され、作業機械の稼働状態に依存する複数の運転変数の、正常動作時における時間波形を表す複数の参照データを記憶する記憶装置と、
処理装置と
を有し、
前記処理装置は、
評価対象の作業機械の複数の前記運転変数を測定して得られた前記運転変数の時間波形を、時間軸上で複数の区間に区分して、前記区間ごとに、複数の前記運転変数の時間波形に基づいて算出された値を含む検証データを求め、
前記区間ごとに、前記検証データの前記運転変数の値に基づいて、離散化された特徴量を決定することにより、前記特徴量の時系列からなる離散化検証データを求め、
前記参照データと、前記離散化検証データとに基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう作業機械の管理装置。
A storage device for storing a plurality of reference data representing time waveforms at the time of normal operation of a plurality of operation variables measured by sensors mounted on the work machine and depending on an operating state of the work machine;
A processing device,
The processor is
The time waveform of the operation variable obtained by measuring the plurality of operation variables of the work machine to be evaluated is divided into a plurality of sections on the time axis, and the time of the plurality of operation variables for each section. Obtain verification data including values calculated based on the waveform,
For each of the sections, by determining the discretized feature value based on the value of the operation variable of the verification data, the discretization verification data including the time series of the feature value is obtained,
A work machine management device that determines whether or not the work machine to be evaluated is abnormal based on the reference data and the discretization verification data.
前記処理装置は、
前記参照データを時間軸上で複数の前記区間に区分して、前記区間ごとに、複数の前記運転変数の時間波形に基づいて、前記運転変数の値を算出し、
前記区間ごとに、前記参照データに基づいて、離散化された前記特徴量の時系列からなる複数の離散化参照データを求め、
前記離散化参照データと、前記離散化検証データとに基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう請求項1に記載の作業機械の管理装置。
The processor is
The reference data is divided into a plurality of sections on the time axis, and for each section, the value of the driving variable is calculated based on the time waveforms of the plurality of driving variables,
For each of the sections, a plurality of discretized reference data consisting of a time series of the discretized feature values is obtained based on the reference data,
The work machine management device according to claim 1, wherein a determination is made as to whether or not the work machine to be evaluated is abnormal based on the discretized reference data and the discretized verification data.
前記処理装置は、複数の前記区間から一部の区間を除いた残りの区間における前記運転変数の値に基づいて、複数の前記離散化参照データを求める請求項2に記載の作業機械の管理装置。   3. The work machine management device according to claim 2, wherein the processing device obtains a plurality of the discretized reference data based on values of the operation variables in a remaining section obtained by removing some sections from the plurality of sections. . 前記処理装置は、
前記参照データに含まれる前記運転変数の値、及び前記検証データに含まれる前記運転変数の値を、前記運転変数ごとに、平均値及び標準偏差に基づいて基準化し、
前記参照データの前記運転変数の基準化された値、及び前記検証データの前記運転変数の基準化された値を入力として、クラスタリング手法を用いることにより、前記区間ごとに、前記離散化検証データ及び前記離散化参照データを求める請求項2または3に記載の作業機械の管理装置。
The processor is
The value of the operation variable included in the reference data and the value of the operation variable included in the verification data are normalized for each operation variable based on an average value and a standard deviation,
By using a standardized value of the driving variable of the reference data and a standardized value of the driving variable of the verification data as an input, using the clustering technique, the discretization verification data and The work machine management device according to claim 2, wherein the discretized reference data is obtained.
前記処理装置は、
前記参照データに含まれる前記運転変数の値を基準化するときに、複数の前記区間から一部の前記区間における前記運転変数の値を除いて、前記運転変数ごとに、前記運転変数の値の平均値及び標準偏差を求め、
求められた平均値及び標準偏差に基づいて、前記参照データの前記運転変数の値を基準化する請求項4に記載の作業機械の管理装置。
The processor is
When standardizing the value of the operation variable included in the reference data, the value of the operation variable is determined for each operation variable, excluding the value of the operation variable in some of the sections from the plurality of sections. Find the mean and standard deviation,
The work machine management device according to claim 4, wherein the operation variable value of the reference data is standardized based on the obtained average value and standard deviation.
前記処理装置は、
状態間の遷移確率、及び状態ごとに前記特徴量がある値をとる事象の出現確率を含む状態遷移モデルに、複数の前記離散化参照データを当てはめて、前記遷移確率、及び前記出現確率を求めるとともに、前記離散化参照データの各々の生成確率を求め、
前記状態遷移モデル、前記遷移確率、及び前記出現確率に基づいて、前記離散化検証データの生成確率を求め、
前記離散化参照データの各々の生成確率、及び前記離散化検証データの生成確率に基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう請求項2乃至5のいずれか1項に記載の作業機械の管理装置。
The processor is
Applying a plurality of the discretized reference data to a state transition model including a transition probability between states and an appearance probability of an event having a characteristic value for each state, the transition probability and the appearance probability are obtained. And determining the generation probability of each of the discretized reference data,
Based on the state transition model, the transition probability, and the appearance probability, the generation probability of the discretization verification data is obtained,
The determination according to any one of claims 2 to 5, wherein whether or not the work machine to be evaluated is abnormal is determined based on a generation probability of each of the discretized reference data and a generation probability of the discretized verification data. The work machine management device described.
前記処理装置は、前記離散化参照データの各々の生成確率の対数、及び前記離散化検証データの生成確率の対数に基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう請求項6に記載の作業機械の管理装置。   The processing device determines whether or not the work machine to be evaluated is abnormal based on a logarithm of the generation probability of each of the discretized reference data and a logarithm of the generation probability of the discretized verification data. The work machine management device according to 6. 前記処理装置は、
(a)前記状態遷移モデルの前記遷移確率及び前記出現確率として暫定値を設定し、
(b)前記離散化参照データの各々を構成する前記特徴量に、前記状態遷移モデルの各状態を当てはめることにより、複数の状態系列を生成し、
(c)前記状態系列ごとに、前記状態遷移モデルの前記遷移確率及び前記出現確率として前記暫定値を用いて、前記状態系列の生成確率を算出し、
(d)算出された前記状態系列の前記生成確率に基づいて、前記状態遷移モデルの前記遷移確率及び前記出現確率として設定されている前記暫定値を再設定し、
(e)前記状態系列の生成確率が収束するまで、前記(c)及び(d)の処理を繰り返すことにより、前記状態遷移モデルの前記遷移確率及び前記出現確率を算出する請求項6または7に記載の作業機械の管理装置。
The processor is
(A) setting a provisional value as the transition probability and the appearance probability of the state transition model;
(B) generating a plurality of state series by applying each state of the state transition model to the feature quantity constituting each of the discretized reference data;
(C) For each state series, using the provisional value as the transition probability and the appearance probability of the state transition model, calculate the generation probability of the state series,
(D) resetting the provisional value set as the transition probability and the appearance probability of the state transition model based on the calculated generation probability of the state series;
(E) The transition probability and the appearance probability of the state transition model are calculated by repeating the processes (c) and (d) until the generation probability of the state series converges. The work machine management device described.
前記参照データとして、
前記作業機械の正常動作中に測定して得られた前記運転変数の時間波形が、時間軸上で複数の前記区間に区分され、前記区間ごとに、複数の前記運転変数の値に基づいて離散化された前記特徴量の時系列により構成されている離散化参照データが、前記記憶装置に記憶されている請求項1に記載の作業機械の管理装置。
As the reference data,
A time waveform of the operation variable obtained by measurement during normal operation of the work machine is divided into a plurality of sections on the time axis, and is discrete based on the values of the plurality of operation variables for each section. The work machine management device according to claim 1, wherein discretized reference data configured by the time series of the converted feature quantities is stored in the storage device.
評価対象の作業機械に搭載されたセンサによって測定して得られ、作業機械の稼働状態に依存する運転変数の時間波形を、時間軸上で複数の区間に区分して、前記区間ごとに求められた複数の前記運転変数の値を含む検証データを求める工程と、
前記区間ごとに、前記検証データの前記運転変数の値に基づいて、離散化された特徴量を決定することにより、前記特徴量の時系列からなる離散化検証データを求める工程と、
前記作業機械の正常動作中に測定して得られた前記運転変数の正常時の時間波形を表す複数の参照データと、前記離散化検証データとに基づいて、前記評価対象の作業機械が異常か否かの判定を行なう工程と
を有する作業機械の異常判定方法。
The time waveform of the operating variable , which is obtained by measurement with the sensor mounted on the work machine to be evaluated and depends on the operating state of the work machine, is divided into multiple sections on the time axis, and is obtained for each section. Obtaining verification data including values of a plurality of the operating variables;
Determining discretized verification data consisting of a time series of the feature values by determining a discretized feature value for each section based on the value of the operation variable of the verification data;
Whether the work machine to be evaluated is abnormal based on a plurality of reference data representing a time waveform of the operating variable at a normal time obtained during normal operation of the work machine and the discretized verification data. An abnormality determination method for a work machine having a step of determining whether or not.
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