JP6783487B1 - Machine learning equipment, data processing systems, inference equipment and machine learning methods - Google Patents

Machine learning equipment, data processing systems, inference equipment and machine learning methods Download PDF

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Abstract

【課題】ソレノイド部における異常及び異常の兆候を作業者の経験等に依存することなく精度よく把握することを可能とする機械学習装置等を提供する。【解決手段】機械学習装置200は、ソレノイド部3を備える電磁弁1に適用されて、ソレノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁1の温度を含む入力データと、入力データに対応付けられたソレノイド部3の診断情報からなる出力データとで構成される学習用データセットを複数組記憶する学習用データセット記憶ユニット202と;学習用データセットを複数組入力することで、入力データと出力データとの相関関係を推論する学習モデルを学習する学習ユニット203と;学習済モデルを記憶する学習済モデル記憶ユニット204と;を備える。【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a machine learning device or the like capable of accurately grasping an abnormality and a sign of an abnormality in a solenoid unit without depending on an operator's experience or the like. A machine learning device 200 is applied to an electromagnetic valve 1 including a solenoid unit 3, and is associated with input data including control parameters of the solenoid unit 3 and the temperature of the electromagnetic valve 1. A learning data set storage unit 202 that stores a plurality of sets of learning data sets composed of output data composed of diagnostic information of the solenoid unit 3; input data and output data by inputting a plurality of sets of learning data sets. It includes a learning unit 203 that learns a learning model that infers a correlation with; and a trained model storage unit 204 that stores a trained model. [Selection diagram] Fig. 4

Description

本発明は、バルブシステムの異常診断を行うための機械学習装置、データ処理システム
、推論装置及び機械学習方法に関するものである。
The present invention relates to a machine learning device, a data processing system, an inference device, and a machine learning method for performing an abnormality diagnosis of a valve system.

従来、電磁弁により駆動流体を制御して主弁を開閉する流体圧駆動弁が知られている。
例えば、特許文献1には、プラント設備の配管に使用される流体圧駆動弁として、設備に
異常が発生したような緊急時に、電磁弁により駆動流体を制御してボールバルブ(主弁)
を閉じることにより、配管を流れる流体を遮断する緊急遮断弁装置が開示されている。
Conventionally, a fluid pressure drive valve that opens and closes a main valve by controlling a drive fluid with a solenoid valve is known.
For example, Patent Document 1 describes a fluid pressure drive valve used for piping of plant equipment, which is a ball valve (main valve) in which the drive fluid is controlled by a solenoid valve in an emergency such as when an abnormality occurs in the equipment.
An emergency shutoff valve device that shuts off the fluid flowing through the pipe by closing the pipe is disclosed.

特開2009−97539号公報JP-A-2009-97539

特許文献1に示されるような、プラント設備に用いられる流体圧駆動弁等に使用される
電磁弁においては、プラント設備全体の稼働率・信頼性を向上させるためには、予期しな
い異常が発生しないことが好ましい。したがって、このような電磁弁にあっては、異常が
発生した際にその異常を把握する事後保全のみならず、異常の兆候を把握する予兆保全を
実現することが望まれている。
In the solenoid valve used for the fluid pressure drive valve used in the plant equipment as shown in Patent Document 1, unexpected abnormality does not occur in order to improve the operating rate and reliability of the entire plant equipment. Is preferable. Therefore, in such a solenoid valve, it is desired to realize not only post-maintenance for grasping the abnormality when an abnormality occurs but also predictive maintenance for grasping the sign of the abnormality.

ここで、電磁弁の異常の兆候は、様々な事象として表出し得るが、電磁弁に生じ得る事
象と異常の兆候との因果関係は明確に特定されていなかった。その結果、電磁弁における
予兆保全は、作業者の経験(暗黙知を含む)に依存した判断に基づいて実施されることと
なり、担当する作業者によってその精度に差が生じるという課題がある。
Here, the signs of abnormality of the solenoid valve can be expressed as various events, but the causal relationship between the events that can occur in the solenoid valve and the signs of abnormality has not been clearly specified. As a result, the predictive maintenance of the solenoid valve is carried out based on the judgment depending on the experience (including tacit knowledge) of the worker, and there is a problem that the accuracy differs depending on the worker in charge.

本発明は、上述した課題に鑑み、電磁弁における異常及び異常の兆候(以下、本発明に
おいては、これらをまとめて「異常」という。)を精度よく把握するための、機械学習装
置、データ処理システム、推論装置及び機械学習方法を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned problems, the present invention is a machine learning device and data processing for accurately grasping abnormalities and signs of abnormalities in a solenoid valve (hereinafter, these are collectively referred to as "abnormalities" in the present invention). It is an object of the present invention to provide a system, an inference device and a machine learning method.

上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係る機械学習装置は、例えば図1―
4に示すように、ソレノイド部3を備える電磁弁1に適用されるものであって、前記ソレ
ノイド部3の制御パラメータ、及び、前記電磁弁1の温度を含む入力データと、前記入力
データに対応付けられた前記ソレノイド部3の診断情報からなる出力データとで構成され
る学習用データセットを複数組記憶する学習用データセット記憶ユニット202と;前記
学習用データセットを複数組入力することで、前記入力データと前記出力データとの相関
関係を推論する学習モデルを学習する学習ユニット203と;前記学習ユニット203に
よって学習された前記学習モデルを記憶する学習済モデル記憶ユニット204と;を含む
ものである。
In order to achieve the above object, the machine learning device according to the first aspect of the present invention is, for example, FIG.
As shown in 4, it is applied to the electromagnetic valve 1 provided with the solenoid unit 3, and corresponds to the input data including the control parameter of the solenoid unit 3 and the temperature of the electromagnetic valve 1 and the input data. A learning data set storage unit 202 that stores a plurality of sets of learning data sets composed of output data composed of the attached diagnostic information of the solenoid unit 3; by inputting a plurality of sets of the learning data sets. It includes a learning unit 203 that learns a learning model that infers a correlation between the input data and the output data; and a trained model storage unit 204 that stores the learning model learned by the learning unit 203.

本発明の機械学習装置によれば、電磁弁の定常運転時に取得可能な各種情報等に基づい
て、電磁弁の異常の発生の有無を推定可能な学習済モデルを提供することができるように
なる。よって、この学習済モデルを利用することにより、電磁弁において発生する異常を
、作業者の経験に依存することなく高精度に推定することを実現できるようになる。
According to the machine learning device of the present invention, it becomes possible to provide a learned model capable of estimating the presence or absence of an abnormality in the solenoid valve based on various information and the like that can be acquired during steady operation of the solenoid valve. .. Therefore, by using this trained model, it becomes possible to estimate the abnormality generated in the solenoid valve with high accuracy without depending on the experience of the operator.

本発明の一実施の形態に係る機械学習装置等が適用される流体圧駆動弁の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the fluid pressure drive valve to which the machine learning apparatus and the like which concerns on one Embodiment of this invention are applied. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置等が適用される電磁弁の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the solenoid valve to which the machine learning apparatus and the like which concerns on one Embodiment of this invention are applied. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置等が適用される電磁弁の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the solenoid valve to which the machine learning apparatus and the like which concerns on one Embodiment of this invention are applied. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the machine learning apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置等で使用されるデータの構成例(教師あり学習)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (supervised learning) of the data used in the machine learning apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置等で使用されるデータの構成例(教師なし学習)を示す図である。It is a figure which shows the structural example (unsupervised learning) of the data used in the machine learning apparatus or the like which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る機械学習装置において実施される教師あり学習のためのニューラルネットワークモデルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the neural network model for supervised learning carried out in the machine learning apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る機械学習方法の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the machine learning method which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るデータ処理システムを示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the data processing system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係るデータ処理システムによるデータ処理工程の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the data processing process by the data processing system which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明を実施するための各実施の形態について説明する。なお、
以下では本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当
部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技
術によるものとする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, it should be noted
Hereinafter, the range necessary for the explanation for achieving the object of the present invention is schematically shown, the range necessary for the explanation of the relevant part of the present invention will be mainly described, and the parts where the description is omitted are known techniques. It shall be due to.

本発明の一実施の形態に係る機械学習装置、データ処理システム、推論装置及び機械学
習方法を説明する前に、以下には先ず機械学習装置等が適用される流体圧駆動弁について
説明を行う。
Before explaining the machine learning device, the data processing system, the inference device, and the machine learning method according to the embodiment of the present invention, first, the fluid pressure drive valve to which the machine learning device and the like are applied will be described below.

(流体圧駆動弁)
図1は、本発明の一実施の形態に係る流体圧駆動弁10の一例を示す概略図である。本
実施の形態における流体圧駆動弁10としては、例えば、プラント設備において各種のガ
スや石油等が流れる配管100に設置され、プラント設備に異常等が発生した緊急停止時
に、配管100の流れを遮断するための緊急遮断弁として用いることができる。なお、流
体圧駆動弁10の設置場所や用途は、上記の例に限られない。
(Fluid pressure drive valve)
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a fluid pressure drive valve 10 according to an embodiment of the present invention. The fluid pressure drive valve 10 in the present embodiment is installed in, for example, a pipe 100 through which various gases, oil, etc. flow in the plant equipment, and shuts off the flow of the pipe 100 at the time of an emergency stop when an abnormality occurs in the plant equipment. It can be used as an emergency shutoff valve. The installation location and application of the fluid pressure drive valve 10 are not limited to the above examples.

図1に示す流体圧駆動弁10は、配管100の途中に配置される主弁11と、主弁11
に連結された弁軸13を駆動流体の流体圧に応じて駆動させることで主弁11の開閉操作
を行う流体圧式の駆動装置12と、駆動装置12に対して駆動流体の給排を制御する機能
を有する電磁弁1とを備えている。
The fluid pressure drive valve 10 shown in FIG. 1 includes a main valve 11 arranged in the middle of the pipe 100 and a main valve 11.
A fluid pressure type drive device 12 that opens and closes the main valve 11 by driving the valve shaft 13 connected to the drive fluid according to the fluid pressure of the drive fluid, and controls the supply and discharge of the drive fluid to the drive device 12. It is provided with a solenoid valve 1 having a function.

この流体圧駆動弁10に用いられる駆動流体には、計装空気(以下、単に「空気」とい
う)Aが採用されている。この空気Aは空気供給源14から第1の空気配管140を介し
て電磁弁1に供給され、さらに、第2の空気配管141を介して駆動装置12に供給され
る。また、流体圧駆動弁10には、外部装置15及び電磁弁1の間で各種のデータを送受
信するための通信ケーブル150と、外部電源16から電磁弁1に電力を供給するための
電力ケーブル160とが接続されている。なお、駆動流体としては、上記の空気Aに限ら
れず、他の気体でも液体(例えば、油)でもよい。
Instrumentation air (hereinafter, simply referred to as “air”) A is adopted as the driving fluid used for the fluid pressure drive valve 10. The air A is supplied from the air supply source 14 to the solenoid valve 1 via the first air pipe 140, and further to the drive device 12 via the second air pipe 141. Further, the fluid pressure drive valve 10 includes a communication cable 150 for transmitting and receiving various data between the external device 15 and the solenoid valve 1, and a power cable 160 for supplying electric power from the external power supply 16 to the solenoid valve 1. Is connected. The driving fluid is not limited to the above-mentioned air A, and may be another gas or a liquid (for example, oil).

外部装置15は、流体圧駆動弁10との間で各種情報を送受信するための装置であって
、例えば、プラント管理用のコンピュータ(ローカルサーバ及びクラウドサーバを含む。
)、作業者(保守点検者)が使用する診断用コンピュータ、又は、USBメモリや外付け
HDD等の外部記憶ユニットで構成されている。この外部装置15は、後述する機械学習
装置200に接続されて学習用データセットを構成する各種データを送信することも可能
である。また、この外部装置15は、流体圧駆動弁10に異常が発生した場合に作業者等
に対して異常が発生したことやその内容を報知するための、GUI(Graphical
User Interface)等からなる報知手段を備えている。なお、外部装置1
5及び電磁弁1の間の通信には無線通信を利用してもよい。
The external device 15 is a device for transmitting and receiving various information to and from the fluid pressure drive valve 10, and includes, for example, a computer for plant management (including a local server and a cloud server).
), A diagnostic computer used by an operator (maintenance inspector), or an external storage unit such as a USB memory or an external HDD. The external device 15 can also be connected to a machine learning device 200, which will be described later, to transmit various data constituting a learning data set. Further, the external device 15 is a GUI (Graphical) for notifying an operator or the like that an abnormality has occurred and the content thereof when an abnormality has occurred in the fluid pressure drive valve 10.
It is equipped with a notification means including a User Interface) or the like. The external device 1
Wireless communication may be used for communication between 5 and the solenoid valve 1.

本実施の形態の流体圧駆動弁10の駆動方式は、エアーレスクローズ方式が採用されて
いる。したがって、定常運転時は空気供給源14から電磁弁1を介して駆動装置12に空
気Aを供給(給気)することで、主弁11が開操作され、緊急停止時や試験運転時は、駆
動装置12から電磁弁1を介して空気Aを排出(排気)することで、主弁11が閉操作さ
れる。なお、流体圧駆動弁10は、エアーレスオープン方式を採用してもよく、その場合
には、駆動装置12に空気Aを供給することで閉操作され、駆動装置12から空気Aを排
出することで主弁11を閉操作される。
As the drive system of the fluid pressure drive valve 10 of the present embodiment, an airless close system is adopted. Therefore, during steady operation, the main valve 11 is opened by supplying (air supply) air A from the air supply source 14 to the drive device 12 via the solenoid valve 1, and during emergency stop or test operation, The main valve 11 is closed by discharging (exhausting) air A from the drive device 12 via the solenoid valve 1. The fluid pressure drive valve 10 may adopt an airless open system. In that case, the fluid pressure drive valve 10 is closed by supplying air A to the drive device 12, and the air A is discharged from the drive device 12. The main valve 11 is closed.

主弁11には、ボールバルブが採用されている。この主弁11の具体的な構成としては
、配管100の途中に配置される弁箱110と、弁箱110内に回転可能に設けられたボ
ール状の弁体111とを備えている。また、弁体111の上部には、弁軸13の第1の端
部130Aが連結されている。弁軸13が0度〜90度に回転駆動されることに応じて弁
箱110内で弁体111が回転し、主弁11の全開状態(図1に示す状態)と全閉状態が
切り替えられる。なお、主弁11として用いられる弁は、ボールバルブに限られず、例え
ば、バタフライバルブやその他のオンオフ弁であってもよい。
A ball valve is adopted as the main valve 11. As a specific configuration of the main valve 11, a valve box 110 arranged in the middle of the pipe 100 and a ball-shaped valve body 111 rotatably provided in the valve box 110 are provided. Further, a first end portion 130A of the valve shaft 13 is connected to the upper portion of the valve body 111. The valve body 111 rotates in the valve box 110 according to the rotational drive of the valve shaft 13 from 0 degrees to 90 degrees, and the main valve 11 can be switched between a fully open state (state shown in FIG. 1) and a fully closed state. .. The valve used as the main valve 11 is not limited to the ball valve, and may be, for example, a butterfly valve or other on / off valve.

駆動装置12には、主弁11と電磁弁1との間に配置された単作動式のエアシリンダ機
構が採用されている。この駆動装置12の具体的な構成としては、円筒状のシリンダ12
0と、このシリンダ120内に往復直線移動可能に設けられピストンロッド121を介し
て連結された一対のピストン122A、122Bと、第1のピストン122A側に設けら
れたコイルばね123と、第2のピストン122B側に形成された空気給排口124と、
シリンダ120を径方向に沿って貫通するように配置された弁軸13とピストンロッド1
21とが直交する部分に設けられた伝達機構125と、を備えている。なお、駆動装置1
2は、単作動式に限られず、例えば、複作動式等の他の形式で構成されていてもよい。
The drive device 12 employs a single-acting air cylinder mechanism arranged between the main valve 11 and the solenoid valve 1. As a specific configuration of the drive device 12, a cylindrical cylinder 12
0, a pair of pistons 122A and 122B provided in the cylinder 120 so as to be reciprocally linearly movable and connected via a piston rod 121, a coil spring 123 provided on the first piston 122A side, and a second piston. An air supply / exhaust port 124 formed on the piston 122B side,
A valve shaft 13 and a piston rod 1 arranged so as to penetrate the cylinder 120 along the radial direction.
It is provided with a transmission mechanism 125 provided at a portion orthogonal to 21. The drive device 1
2 is not limited to the single-acting type, and may be configured in another form such as a double-acting type.

第1のピストン122Aは、コイルばね123により主弁11を閉方向に動作するよう
に付勢されている。また、第2のピストン122Bは、空気給排口124から供給された
空気A(給気)により主弁11を開方向に動作するように(コイルばね123の付勢力に
抗して)押圧するものである。さらに、伝達機構125は、ラックアンドピニオン機構、
リンク機構、カム機構等で構成されており、ピストンロッド121の往復直線運動を回転
運動に変換して弁軸13に伝達するものである。
The first piston 122A is urged by the coil spring 123 to operate the main valve 11 in the closing direction. Further, the second piston 122B presses the main valve 11 so as to operate in the opening direction (against the urging force of the coil spring 123) by the air A (air supply) supplied from the air supply / discharge port 124. It is a thing. Further, the transmission mechanism 125 is a rack and pinion mechanism,
It is composed of a link mechanism, a cam mechanism, and the like, and converts the reciprocating linear motion of the piston rod 121 into a rotary motion and transmits it to the valve shaft 13.

弁軸13は、シャフト状に形成されており、回動可能な状態で駆動装置12を貫通する
ようにして配置される。弁軸13の第1の端部130Aは主弁11に連結され、弁軸13
の第2の端部130Bは電磁弁1により軸支される。なお、弁軸13は、複数本のシャフ
トがカップリング等を介して連結されたものでもよい。
The valve shaft 13 is formed in a shaft shape and is arranged so as to penetrate the drive device 12 in a rotatable state. The first end 130A of the valve shaft 13 is connected to the main valve 11 and the valve shaft 13
The second end 130B of the above is pivotally supported by the solenoid valve 1. The valve shaft 13 may have a plurality of shafts connected via a coupling or the like.

電磁弁1は、駆動装置12に対して空気Aの給排を制御する機能を有し、例えば、2ポ
ジションでノーマルクローズタイプ(通電時「開」、非通電時「閉」)の三方電磁弁とし
て構成されている。この電磁弁1は、屋内型又は防爆型の電磁弁1のハウジングとして機
能する収容部6の内部に、空気Aが流れる流路を切り替えるスプール部2と、通電状態(
通電時又は非通電時)に応じてスプール部2を変位させるソレノイド部3とを備えている
。なお、この電磁弁1には、上述したタイプの三方電磁弁に限られず、3ポジションであ
っても、ノーマルオープンタイプであっても、四方電磁弁等であってもよく、これらの任
意の組み合わせに基づく各種の形成で構成できる。また、本実施の形態では、電磁弁1は
、流体圧駆動弁10におけるパイロットバルブとして用いられるものであるが、電磁弁1
の用途はこれに限られない。
The solenoid valve 1 has a function of controlling the supply and discharge of air A to the drive device 12, and is, for example, a three-way solenoid valve of a normally closed type (“open” when energized, “closed” when not energized) at two positions. It is configured as. The solenoid valve 1 has a spool portion 2 that switches the flow path through which the air A flows inside the housing portion 6 that functions as a housing of the indoor type or explosion-proof type solenoid valve 1, and an energized state (
It is provided with a solenoid unit 3 that displaces the spool unit 2 according to (when energized or de-energized). The solenoid valve 1 is not limited to the above-mentioned type of three-way solenoid valve, and may be a three-position solenoid valve, a normally open type, a four-way solenoid valve, or the like, and any combination thereof. It can be composed of various formations based on. Further, in the present embodiment, the solenoid valve 1 is used as a pilot valve in the fluid pressure drive valve 10, but the solenoid valve 1
Applications are not limited to this.

スプール部2は、空気供給源14に第1の空気配管140を介して接続される入力ポー
ト20と、駆動装置12に第2の空気配管141を介して接続される出力ポート21と、
駆動装置12からの排気を排出する排気ポート22とを備える。
The spool portion 2 includes an input port 20 connected to the air supply source 14 via the first air pipe 140, and an output port 21 connected to the drive device 12 via the second air pipe 141.
It is provided with an exhaust port 22 for exhausting exhaust gas from the drive device 12.

ソレノイド部3は、通電時に、入力ポート20と出力ポート21との間を連通するよう
に、スプール部2を変位させ、非通電時に、出力ポート21と排気ポート22との間を連
通するように、スプール部2を変位させる。
The solenoid unit 3 displaces the spool unit 2 so as to communicate between the input port 20 and the output port 21 when energized, and communicates between the output port 21 and the exhaust port 22 when the power is off. , The spool portion 2 is displaced.

上述した一連の構成により、電磁弁1が通電状態である場合には、空気供給源14から
の空気A(給気)が、第1の空気配管140、入力ポート20、出力ポート21及び第2
の空気配管141の順に流れて、空気給排口124に供給されることで、第2のピストン
122Bが押圧されてコイルばね123が圧縮する。そして、コイルばね123の圧縮に
応じてピストンロッド121が移動した分だけピストンロッド121及び伝達機構125
を介して弁軸13が回転駆動されると、弁箱110内で弁体111が回転し、主弁11が
全開状態に操作される。
According to the series of configurations described above, when the solenoid valve 1 is energized, the air A (air supply) from the air supply source 14 is the first air pipe 140, the input port 20, the output port 21, and the second.
The second piston 122B is pressed and the coil spring 123 is compressed by flowing in the order of the air pipe 141 and being supplied to the air supply / discharge port 124. Then, the piston rod 121 and the transmission mechanism 125 are moved by the amount that the piston rod 121 moves according to the compression of the coil spring 123.
When the valve shaft 13 is rotationally driven via the above, the valve body 111 rotates in the valve box 110, and the main valve 11 is operated in a fully open state.

一方、電磁弁1が非通電状態である場合には、シリンダ120内の空気A(排気)が、
空気給排口124から第2の空気配管141、出力ポート21及び排気ポート22の順に
流れて、外気に排出されることで、第2のピストン122Bの押圧力が低下し、コイルば
ね123が圧縮状態から復元する。そして、コイルばね123の復元に応じてピストンロ
ッド121が移動した分だけ伝達機構125を介して弁軸13が回転駆動されると、弁箱
110内で弁体111が回転し、主弁11が全閉状態に操作される。
On the other hand, when the solenoid valve 1 is in a non-energized state, the air A (exhaust) in the cylinder 120 becomes
The pressing pressure of the second piston 122B is reduced and the coil spring 123 is compressed by flowing from the air supply / exhaust port 124 to the second air pipe 141, the output port 21 and the exhaust port 22 in this order and being discharged to the outside air. Restore from state. Then, when the valve shaft 13 is rotationally driven via the transmission mechanism 125 by the amount that the piston rod 121 moves in response to the restoration of the coil spring 123, the valve body 111 rotates in the valve box 110, and the main valve 11 rotates. It is operated to the fully closed state.

図2は、本発明の一実施の形態に係る電磁弁1の一例を示す断面図である。本実施の形
態に係る電磁弁1は、図2に示すように、上記のスプール部2及びソレノイド部3に加え
て、電磁弁1の各部の状態を取得する複数のセンサ4と、複数のセンサ4のうち少なくと
も1つが載置された基板5と、スプール部2、ソレノイド部3、複数のセンサ4及び基板
5を収容する収容部6とを備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a solenoid valve 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the solenoid valve 1 according to the present embodiment includes a plurality of sensors 4 for acquiring the state of each portion of the solenoid valve 1 and a plurality of sensors in addition to the spool portion 2 and the solenoid portion 3 described above. It includes a substrate 5 on which at least one of the four is mounted, a spool portion 2, a solenoid portion 3, a plurality of sensors 4, and an accommodating portion 6 accommodating the substrate 5.

収容部6は、スプール部2を収容する第1の収容部60と、第1の収容部60に隣接さ
れるとともに、ソレノイド部3、複数のセンサ4及び基板5を収容する第2の収容部61
と、通信ケーブル150及び電力ケーブル160が接続されるターミナルボックス62と
を備える。第1の収容部60及び第2の収容部61は、例えば、アルミニウム等の金属材
料で製作されている。
The accommodating portion 6 is adjacent to the first accommodating portion 60 accommodating the spool portion 2 and the first accommodating portion 60, and also accommodates the solenoid unit 3, the plurality of sensors 4, and the substrate 5. 61
And a terminal box 62 to which the communication cable 150 and the power cable 160 are connected. The first accommodating portion 60 and the second accommodating portion 61 are made of a metal material such as aluminum.

第1の収容部60は、入力ポート20、出力ポート21及び排気ポート22として、そ
れぞれ機能する開口部(不図示)を有する。
The first accommodating portion 60 has openings (not shown) that function as input ports 20, output ports 21, and exhaust ports 22, respectively.

第2の収容部61は、両端(第1のハウジング端部610a及び第2のハウジング端部
610b)が開放された円筒状のハウジング610と、ハウジング610の内部に配置さ
れるボディー611と、第1のハウジング端部610aに固定されたソレノイド部3を外
気から覆うソレノイドカバー612と、第2のハウジング端部610bに固定されたター
ミナルボックス62を外気から覆うターミナルボックスカバー613とを備える。
The second housing portion 61 includes a cylindrical housing 610 in which both ends (first housing end portion 610a and second housing end portion 610b) are open, a body 611 arranged inside the housing 610, and a second housing portion 61. A solenoid cover 612 that covers the solenoid portion 3 fixed to the housing end portion 610a of 1 from the outside air, and a terminal box cover 613 that covers the terminal box 62 fixed to the second housing end portion 610b from the outside air are provided.

ハウジング610は、その下部に形成されて弁軸13の第2の端部130Bが挿入され
る軸挿入口610cと、その上部に形成されてボディー611が挿入されるボディー挿入
口610dと、第2のハウジング端部610b側に形成されて通信ケーブル150及び電
力ケーブル160が挿入されるケーブル挿入口610eとを有する。
The housing 610 has a shaft insertion port 610c formed in the lower portion thereof and into which the second end 130B of the valve shaft 13 is inserted, a body insertion port 610d formed in the upper portion thereof into which the body 611 is inserted, and a second. It has a cable insertion port 610e formed on the housing end portion 610b side of the above and into which the communication cable 150 and the power cable 160 are inserted.

第1の収容部60及び第2の収容部61には、ボディー611を貫通するようにして、
入力側流路26から分岐して入力側流路26と第1の圧力センサ40との間を連通する第
1の流路63と、出力側流路27から分岐して出力側流路27と第2の圧力センサ41と
の間を連通する第2の流路64と、スプール部2とソレノイド部3とを連動させるための
空気Aが流れるスプール流路65が形成されている。
The first accommodating portion 60 and the second accommodating portion 61 are made to penetrate the body 611.
A first flow path 63 that branches from the input side flow path 26 and communicates between the input side flow path 26 and the first pressure sensor 40, and an output side flow path 27 that branches from the output side flow path 27. A second flow path 64 communicating with the second pressure sensor 41 and a spool flow path 65 through which air A for interlocking the spool portion 2 and the solenoid portion 3 are formed are formed.

スプール部2は、スプールケースとして機能する第2の収容部61内に形成されたスプ
ールホール23と、スプールホール23内に移動可能に配置されたスプールバルブ24と
、スプールバルブ24を付勢するスプールスプリング25と、入力ポート20とスプール
ホール23との間を連通する入力側流路26と、出力ポート21とスプールホール23と
の連通する出力側流路27と、排気ポート22とスプールホール23との間を連通する排
気流路28とを備える。
The spool portion 2 includes a spool hole 23 formed in a second accommodating portion 61 that functions as a spool case, a spool valve 24 that is movably arranged in the spool hole 23, and a spool that urges the spool valve 24. The spring 25, the input side flow path 26 communicating between the input port 20 and the spool hole 23, the output side flow path 27 communicating between the output port 21 and the spool hole 23, the exhaust port 22 and the spool hole 23. It is provided with an exhaust flow path 28 that communicates between the two.

ソレノイド部3は、ソレノイドケース30と、ソレノイドケース30内に収容されたソ
レノイドコイル31と、ソレノイドコイル31内に移動可能に配置された可動鉄芯32と
、ソレノイドコイル31内に固定状態で配置された固定鉄芯33と、可動鉄芯32を付勢
するソレノイドスプリング34とを備える。
The solenoid unit 3 is arranged in a solenoid case 30, a solenoid coil 31 housed in the solenoid case 30, a movable iron core 32 movably arranged in the solenoid coil 31, and a fixed state in the solenoid coil 31. A fixed iron core 33 and a solenoid spring 34 for urging the movable iron core 32 are provided.

電磁弁1が非通電状態から通電状態に切り替えられた場合には、ソレノイド部3におい
て、コイル電流がソレノイドコイル31に流れることによりソレノイドコイル31が電磁
力を発生し、当該電磁力により可動鉄芯32がソレノイドスプリング34の付勢力に抗し
て固定鉄芯33に吸引されることで、スプール流路65を流れる空気Aの流通状態が切り
替えられる。そして、スプール部2において、スプール流路65を流れる空気Aの流通状
態が切り替えられたことにより、スプールバルブ24がスプールスプリング25の付勢力
に抗して移動されることで、入力ポート20と排気ポート22との間を連通する状態から
、入力ポート20と出力ポート21との間を連通する状態に切り替えられる。
When the solenoid valve 1 is switched from the non-energized state to the energized state, the solenoid coil 31 generates an electromagnetic force when the coil current flows through the solenoid coil 31 in the solenoid unit 3, and the movable iron core is generated by the electromagnetic force. When the 32 is sucked into the fixed iron core 33 against the urging force of the solenoid spring 34, the flow state of the air A flowing through the spool flow path 65 is switched. Then, in the spool portion 2, the flow state of the air A flowing through the spool flow path 65 is switched, so that the spool valve 24 is moved against the urging force of the spool spring 25, so that the input port 20 and the exhaust are exhausted. The state of communicating with the port 22 can be switched to the state of communicating with the input port 20 and the output port 21.

基板5は、基板面500A、500Bが軸挿入口610cから挿入された弁軸13に沿
うように配置された第1の基板50と、ターミナルボックス62に近接して配置された第
2の基板51と、ソレノイド部3に近接して配置された第3の基板52とを備える。
The substrate 5 includes a first substrate 50 arranged so that the substrate surfaces 500A and 500B are arranged along the valve shaft 13 inserted from the shaft insertion port 610c, and a second substrate 51 arranged close to the terminal box 62. And a third substrate 52 arranged close to the solenoid unit 3.

第1の基板50の基板面500A、500Bのうち、第1の基板面500A側には、ボ
ディー611、ソレノイド部3及び第3の基板52が配置される。第1の基板面500A
側と反対側の第2の基板面500B側には、第2の基板51及びターミナルボックス62
が配置される。
Of the substrate surfaces 500A and 500B of the first substrate 50, the body 611, the solenoid unit 3, and the third substrate 52 are arranged on the first substrate surface 500A side. First substrate surface 500A
On the second board surface 500B side opposite to the side, the second board 51 and the terminal box 62
Is placed.

第1の基板50、第2の基板51及び第3の基板52の適所には、センサ4が配置され
ている。このセンサ4としては、例えば、入力側流路26及び第1の流路63を流れる空
気Aの流体圧を計測する第1の圧力センサ40と、出力側流路27及び第2の流路64を
流れる空気Aの流体圧を計測する第2の圧力センサ41と、弁軸13が回転駆動するとき
の回転角度を計測し、当該回転角度に応じて主弁11の弁開度情報を取得する主弁開度セ
ンサ42とを含む。
Sensors 4 are arranged at appropriate positions on the first substrate 50, the second substrate 51, and the third substrate 52. Examples of the sensor 4 include a first pressure sensor 40 that measures the fluid pressure of air A flowing through the input side flow path 26 and the first flow path 63, and an output side flow path 27 and a second flow path 64. The second pressure sensor 41 that measures the fluid pressure of the air A flowing through the surface and the rotation angle when the valve shaft 13 is rotationally driven are measured, and valve opening information of the main valve 11 is acquired according to the rotation angle. Includes a main valve opening sensor 42.

主弁開度センサ42は、例えば、磁気センサにより構成されており、弁軸13の第2の
端部130Bに取り付けられた永久磁石131が発生する磁気の強さを計測し、当該磁気
の強さに応じて主弁11の弁開度情報を取得する。この主弁開度センサ42は、軸挿入口
610cから挿入された弁軸13に沿うように配置された第1の基板5の第1の基板面5
00Aのうち弁軸13の軸周りの外周に対向する位置に載置されると好ましい。これによ
り、収容部6内において、配置スペースを無駄にすることなく、第1の基板50に載置さ
れた主弁開度センサ42と、弁軸13の第2の端部130Bとを近接して配置することが
可能となり、弁開度情報を正確に取得することができる。
The main valve opening sensor 42 is composed of, for example, a magnetic sensor, measures the magnetic strength generated by the permanent magnet 131 attached to the second end 130B of the valve shaft 13, and measures the magnetic strength. Correspondingly, the valve opening information of the main valve 11 is acquired. The main valve opening sensor 42 is the first substrate surface 5 of the first substrate 5 arranged along the valve shaft 13 inserted from the shaft insertion port 610c.
Of 00A, it is preferable that the valve shaft 13 is placed at a position facing the outer circumference of the valve shaft 13. As a result, in the accommodating portion 6, the main valve opening sensor 42 mounted on the first substrate 50 and the second end portion 130B of the valve shaft 13 are brought close to each other without wasting the arrangement space. It becomes possible to arrange the valve opening degree accurately.

図3は、本発明の一実施の形態に係る電磁弁1の一例を示すブロック図である。電磁弁
1は、図3に示すように、電気的な構成例として、上記の基板3及びセンサ4の他に、電
磁弁1を制御する制御部7と、外部装置15と通信するための通信部8と、外部電源16
に接続される電源回路部9とを備える。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the solenoid valve 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the solenoid valve 1 has, as an example of an electrical configuration, a communication for communicating with a control unit 7 that controls the solenoid valve 1 and an external device 15 in addition to the above-mentioned substrate 3 and sensor 4. Part 8 and external power supply 16
A power supply circuit unit 9 connected to is provided.

複数のセンサ4は、各部の物理量を計測するセンサ群として、上記の第1の圧力センサ
40、第2の圧力センサ41及び主弁開度センサ42の他に、ソレノイド部3に対する供
給電圧を計測する電圧センサ43と、ソレノイド部3における通電時の電流値及び非通電
時の抵抗値を計測する電流・抵抗センサ44と、電磁弁1の温度、特にソレノイド部3を
収容する収容部6の内部温度を計測する温度センサ45と、ソレノイド部3が発生する磁
気の強さを計測する磁気センサ46とを備える。
The plurality of sensors 4 measure the supply voltage to the solenoid unit 3 in addition to the above-mentioned first pressure sensor 40, second pressure sensor 41, and main valve opening sensor 42 as a sensor group for measuring the physical quantity of each part. The voltage sensor 43, the current / resistance sensor 44 that measures the current value when the solenoid unit 3 is energized and the resistance value when the solenoid unit is not energized, and the inside of the accommodating unit 6 that houses the temperature of the electromagnetic valve 1, particularly the solenoid unit 3. A temperature sensor 45 for measuring the temperature and a magnetic sensor 46 for measuring the strength of the magnetism generated by the solenoid unit 3 are provided.

また、複数のセンサ4は、各部の動作履歴に関する情報を取得するセンサ群として、ソ
レノイド部3の稼働時間としてソレノイド部に対する通電時間の合計及び現在の通電連働
時間の少なくとも一方を計測する稼働時間計(タイマ)47と、電磁弁1、駆動装置12
及び主弁11それぞれの作動回数を計数する作動カウンタ(カウンタ)48とを備える。
In addition, the plurality of sensors 4 measure at least one of the total energization time for the solenoid unit and the current energization continuous time as the operation time of the solenoid unit 3 as a sensor group for acquiring information on the operation history of each unit. Meter (timer) 47, solenoid valve 1, drive device 12
And an operation counter (counter) 48 for counting the number of operations of each of the main valves 11.

また、これらのセンサ40〜48は、上述のようにそれぞれのセンサが個別に設けられ
たものに限られず、特定のセンサが他のセンサの機能を兼ねることで、当該他のセンサが
個別に設けられていなくてもよい。例えば、磁気センサ46が、ソレノイド部3が発生す
る磁気の強さを計測するとともに、当該磁気の強さに基づいてソレノイド部3における通
電時の電流値を求めることで、電流・抵抗センサ44が個別に設けられていなくてもよい
。また、マイクロコントローラ70が、センサの機能を内蔵したり、センサの機能の一部
を実現したりしてもよく、例えば、マイクロコントローラ70が、稼働時間計47及び作
動カウンタ48を内蔵することで、稼働時間計47及び作動カウンタ48が個別に設けら
れていなくてもよい。
Further, these sensors 40 to 48 are not limited to those in which each sensor is individually provided as described above, and the other sensor is individually provided by the specific sensor having the function of the other sensor. It does not have to be. For example, the magnetic sensor 46 measures the magnetic strength generated by the solenoid unit 3, and the current / resistance sensor 44 obtains the current value when the solenoid unit 3 is energized based on the magnetic strength. It does not have to be provided individually. Further, the microcontroller 70 may have a built-in sensor function or a part of the sensor function. For example, the microcontroller 70 has a built-in operating time meter 47 and an operation counter 48. , The operation time meter 47 and the operation counter 48 may not be provided separately.

制御部7は、複数のセンサ4により取得された電磁弁1の各部の状態を示す情報を処理
するとともに、電磁弁1の各部を制御するマイクロコントローラ70と、ソレノイド部3
の通電状態を制御し、試験運転時における主弁11の開閉操作を行うバルブテストスイッ
チ71とを備える。
The control unit 7 processes the information indicating the state of each part of the solenoid valve 1 acquired by the plurality of sensors 4, and also controls the microcontroller 70 and the solenoid unit 3 that control each part of the solenoid valve 1.
It is provided with a valve test switch 71 that controls the energized state of the main valve 11 and opens and closes the main valve 11 during a test operation.

マイクロコントローラ70は、CPU(Central Processing Un
it)等のプロセッサ(不図示)と、ROM(Read Only Memory)、R
AM(Random Access Memory)等により構成されるメモリとを備え
る。このマイクロコントローラ70は、本実施の形態において後述するデータ処理システ
ム300を実現する機能を含むことができる。
The microcontroller 70 is a CPU (Central Processing Unit).
Processor (not shown) such as it), ROM (Read Only Memory), R
It includes a memory configured by AM (Random Access Memory) or the like. The microcontroller 70 can include a function of realizing the data processing system 300 described later in the present embodiment.

バルブテストスイッチ71は、所定の試験運転条件が満たされた場合にマイクロコント
ローラ70からの指令を受けて、試験運転として、流体圧駆動弁10のストロークテスト
を実行するためのものである。
The valve test switch 71 receives a command from the microcontroller 70 when a predetermined test operation condition is satisfied, and executes a stroke test of the fluid pressure drive valve 10 as a test operation.

ストロークテストは、例えば、フルストロークテスト及びパーシャルストロークテスト
のいずれかにより実行される。フルストロークテストは、主弁11を全開状態において通
電状態から非通電状態に切り替えることで全閉状態に操作し、全閉状態において非通電状
態から通電状態に切り替えることで全開状態に戻すことで実行される。パーシャルストロ
ークテストは、主弁11を全閉状態に操作することなく(すなわち、プラント設備を停止
することなく)、主弁11を全開状態において通電状態から非通電状態に切り替えること
で所定の開度まで部分的に閉じて、部分的な閉状態において非通電状態から通電状態に切
り替えることで全開状態に戻すことで実行される。
The stroke test is performed, for example, by either a full stroke test or a partial stroke test. The full stroke test is executed by operating the main valve 11 in the fully open state by switching from the energized state to the non-energized state, and by switching from the non-energized state to the energized state in the fully closed state to return to the fully open state. Will be done. In the partial stroke test, a predetermined opening degree is obtained by switching the main valve 11 from the energized state to the non-energized state in the fully open state without operating the main valve 11 in the fully closed state (that is, without stopping the plant equipment). It is executed by partially closing up to and returning to the fully open state by switching from the non-energized state to the energized state in the partially closed state.

なお、試験運転条件としては、例えば、管理者により設定値として指定された実行頻度
(例えば、1年に1回)による実行時期や特定の指定日時が到来したり、外部装置15か
らの実行命令を受け付けたり、電磁弁1に設けられた試験実行ボタン(不図示)が管理者
により操作されたりした場合に、試験運転条件を満たすものとして、試験運転(ストロー
クテスト)が実行されるようにすればよい。
As the test operation conditions, for example, the execution time or a specific designated date and time according to the execution frequency (for example, once a year) specified as a set value by the administrator has arrived, or the execution command from the external device 15 has arrived. When the test operation button (not shown) provided on the solenoid valve 1 is operated by the administrator, the test operation (stroke test) should be executed so that the test operation condition is satisfied. Just do it.

(機械学習装置)
上述した一連の構成を備える流体圧駆動弁10においては、上述した複数のセンサ4を
備えることにより、例えば定常運転時及び非定常運転時(例えば、開閉操作が行われる試
験運転時や緊急停止時を含む。)において流体圧駆動弁10の各種情報を取得することが
できる。そこで、以下には、流体圧駆動弁10から取得可能な情報(状態変数)に基づい
て流体圧駆動弁10の診断情報を推定することが可能な推論モデル(学習済モデル)を学
習する機械学習装置200について、説明を行う。なお、ここでいう機械学習装置200
は、それ単独で動作する装置として提供されるもののみならず、任意のプロセッサに以下
に説明する動作を実行させるためプログラム、あるいは当該動作を実行させるための1乃
至複数の命令を格納した非一時的なコンピュータ読取可能媒体の形式で提供されるものを
含む。
(Machine learning device)
In the fluid pressure drive valve 10 having the above-mentioned series of configurations, by providing the above-mentioned plurality of sensors 4, for example, during steady operation and unsteady operation (for example, during test operation in which opening / closing operation is performed or during emergency stop). ), Various information on the fluid pressure drive valve 10 can be acquired. Therefore, the following is machine learning for learning an inference model (learned model) capable of estimating diagnostic information of the fluid pressure drive valve 10 based on information (state variable) that can be acquired from the fluid pressure drive valve 10. The device 200 will be described. The machine learning device 200 referred to here.
Is not only provided as a device that operates independently, but also a program for causing an arbitrary processor to execute the operation described below, or a non-temporary storage for one or more instructions for executing the operation. Includes those provided in the form of a typical computer-readable medium.

図4は、本発明の一実施の形態に係る機械学習装置200の概略ブロック図である。本
実施の形態に係る機械学習装置200は、図4に示すように、学習用データセット取得ユ
ニット201と、学習用データセット記憶ユニット202と、学習ユニット203と、学
習済モデル記憶ユニット204とを備えている。
FIG. 4 is a schematic block diagram of the machine learning device 200 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the machine learning device 200 according to the present embodiment includes a learning data set acquisition unit 201, a learning data set storage unit 202, a learning unit 203, and a trained model storage unit 204. I have.

学習用データセット取得ユニット201は、例えば有線又は無線の通信回線を介して接
続された各種機器から学習(トレーニング)用データセットを構成する複数のデータを取
得するためのインタフェースユニットである。ここで、学習用データセット取得ユニット
201に接続される各種機器としては、例えば外部装置15や流体圧駆動弁10の作業者
が使用する作業者用コンピュータPC1等を挙げることができる。なお、図4においては
外部装置15とコンピュータPC1とは別々に接続された例を示しているが、外部装置1
5と作業者用コンピュータPC1とは同一のコンピュータにより構成されていてもよい。
この学習用データセット取得ユニット201では、流体圧駆動弁10の複数のセンサ4の
検出データを入力データとして例えば外部装置15から取得すると共に、この入力データ
に関連付けられる流体圧駆動弁10の診断情報を出力データとして、例えば作業者用コン
ピュータPC1から取得することができる。そして、これら互いに関連付けられる入力デ
ータと出力データとが、後述する一の学習用データセットを構成する。
The learning data set acquisition unit 201 is an interface unit for acquiring a plurality of data constituting the learning (training) data set from various devices connected via, for example, a wired or wireless communication line. Here, examples of various devices connected to the learning data set acquisition unit 201 include a worker computer PC1 used by a worker of an external device 15 and a fluid pressure drive valve 10. Although FIG. 4 shows an example in which the external device 15 and the computer PC 1 are connected separately, the external device 1
5 and the worker computer PC 1 may be configured by the same computer.
In the learning data set acquisition unit 201, detection data of a plurality of sensors 4 of the fluid pressure drive valve 10 is acquired as input data from, for example, an external device 15, and diagnostic information of the fluid pressure drive valve 10 associated with the input data is acquired. Can be acquired as output data from, for example, the worker computer PC1. Then, the input data and the output data associated with each other constitute one learning data set described later.

図5は、本発明の一実施の形態に係る機械学習装置200で使用されるデータの構成例
(教師あり学習)を示す図である。図6は、本発明の一実施の形態に係る機械学習装置2
00で使用されるデータの構成例(教師なし学習)を示す図である。なお、図5、図6は
、データ処理システム及び推論装置の説明でも適宜参照する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example (supervised learning) of data used in the machine learning device 200 according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a machine learning device 2 according to an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the composition example (unsupervised learning) of the data used in 00. It should be noted that FIGS. 5 and 6 are appropriately referred to in the description of the data processing system and the inference device.

学習用データセットは、図5、図6に示すように、入力データとして、少なくとも、ソ
レノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁1の温度を、出力データとして、ソレノイ
ド部3を含む電磁弁1の診断情報を含んでおり、後述する機械学習において使用するため
のデータセットを指すものである。これらの各種データの詳細について以下に一例を説示
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
As shown in FIGS. 5 and 6, the learning data set includes at least the control parameters of the solenoid unit 3 and the temperature of the solenoid valve 1 as input data, and the solenoid valve 1 including the solenoid valve 1 as output data. It contains the diagnostic information of the above, and refers to a data set to be used in machine learning described later. The details of these various data will be described below as an example, but the present invention is not limited thereto.

電磁弁1の温度は、本実施形態ではソレノイド部3を収容する収容部6の内部温度の値
を指すものであって、上述した温度センサ45により取得できる。
In the present embodiment, the temperature of the solenoid valve 1 refers to the value of the internal temperature of the accommodating portion 6 accommodating the solenoid portion 3, and can be obtained by the temperature sensor 45 described above.

ソレノイド部3の制御パラメータは、ソレノイド部3を制御するための各種パラメータ
情報であって、具体的にはソレノイドコイル31へ供給される供給電圧、ソレノイドコイ
ル31への通電時の電流値、及び、ソレノイド部3の稼働時間の少なくとも1つを含むこ
とが好ましい。このうち、ソレノイドコイル31へ供給される供給電圧は上述した電圧セ
ンサ43により取得でき、ソレノイドコイル31への通電時の電流値は上述した電流・抵
抗センサ44により取得でき、ソレノイド部3の稼働時間は上述した稼働時間計47によ
り取得できる。
The control parameters of the solenoid unit 3 are various parameter information for controlling the solenoid unit 3, specifically, the supply voltage supplied to the solenoid coil 31, the current value when the solenoid coil 31 is energized, and It is preferable to include at least one of the operating times of the solenoid unit 3. Of these, the supply voltage supplied to the solenoid coil 31 can be acquired by the voltage sensor 43 described above, and the current value when the solenoid coil 31 is energized can be acquired by the current / resistance sensor 44 described above, and the operating time of the solenoid unit 3 Can be obtained by the above-mentioned total operating time 47.

なお、入力データを構成するソレノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁1の温度
は、それぞれがある特定の時点における1つのデータ(時点データ)で構成されていても
よいし、図5、図6の括弧書きで示すように、所定期間内の異なる複数の時点でそれぞれ
取得された複数のデータ(時系列データ)で構成されていてもよい。なお、各データが時
系列データで構成されている場合には、ソレノイド部3の制御パラメータの時系列データ
、及び、電磁弁1の温度の時系列データの各々は、同一のサンプリング周期及び同一の位
相(位相差がない状態)で複数の時点で取得されたものでもよいし、サンプリング周期及
び位相の少なくとも一方が異なるものでもよい。推論の精度を効果的に向上させるために
は、後者の時系列データの形式であることが好ましい。
The control parameters of the solenoid unit 3 constituting the input data and the temperature of the solenoid valve 1 may each be composed of one data (time point data) at a specific time point, and FIGS. As shown in parentheses of 6, it may be composed of a plurality of data (time series data) acquired at a plurality of different time points within a predetermined period. When each data is composed of time-series data, the time-series data of the control parameter of the solenoid unit 3 and the time-series data of the temperature of the electromagnetic valve 1 each have the same sampling period and the same. It may be acquired at a plurality of time points in phase (without a phase difference), or at least one of the sampling period and the phase may be different. In order to effectively improve the accuracy of inference, the latter time series data format is preferable.

ソレノイド部3の診断情報は、ソレノイド部3に対する異常診断が行われたときの、ソ
レノイド部3に何らかの異常が発生しているか否かを示す情報であって、そのデータ形式
としては種々のものを採用することができる。異常は、異常診断が行われた時点において
異常の発生が判明したような事後的な異常だけなく、異常診断が行われた時点では正常と
判断される許容範囲ではあるが、将来的な異常の発生が予見されたような異常の兆候も含
む。
The diagnostic information of the solenoid unit 3 is information indicating whether or not any abnormality has occurred in the solenoid unit 3 when an abnormality diagnosis is performed on the solenoid unit 3, and various data formats can be used. Can be adopted. Abnormalities are not only ex post facto abnormalities such that the occurrence of the abnormality was found at the time of the abnormality diagnosis, but also within the permissible range that is judged to be normal at the time of the abnormality diagnosis, but future abnormalities. It also includes signs of anomalies such as those foreseen.

例えば、一態様としての診断情報は、図5に示すように、ソレノイド部3が正常である
こと(異常なし)及び異常であること(異常あり)のいずれかを表す情報で構成すること
ができる。この場合、診断情報は、2値に分類され、例えばソレノイド部3が正常な状態
であることを示す値を「0」とし、ソレノイド部3が異常な状態であることを示す値を「
1」として、作業用コンピュータPC1を用いて作業者により入力データに関連付けた形
で該当する値が入力されればよい。なお、この場合には具体的な異常の内容に関する情報
は必ずしも必要ない。
For example, as shown in FIG. 5, the diagnostic information as one aspect can be composed of information indicating whether the solenoid unit 3 is normal (no abnormality) or abnormal (with abnormality). .. In this case, the diagnostic information is classified into two values. For example, the value indicating that the solenoid unit 3 is in a normal state is set to "0", and the value indicating that the solenoid unit 3 is in an abnormal state is set to "0".
As 1 ”, the corresponding value may be input by the operator using the working computer PC1 in a form associated with the input data. In this case, information on the specific content of the abnormality is not always necessary.

加えて、上記診断情報のうち、ソレノイド部3の異常であることを表す情報は、図5の
破線で示すように、異常の具体的な内容をも含んでいてもよい。異常の具体的な内容とし
ては、例えば、空気A回路の不良、空気供給源14からの空気Aの供給圧力の異常、ソレ
ノイド部3における供給電圧異常、ソレノイドコイル31の劣化・破損、電気回路の短絡
、電磁弁1の異常発熱、鉄芯の動作不良等が含まれる。この場合、診断情報は、複数の値
(3以上)に分類され、例えばソレノイド部3が正常な状態であることを示す値を「0」
とし、ソレノイド部3が主弁11の動作不良に該当する異常であることを示す値を「1」
、ソレノイド部3に該当する異常であることを示す値を「2」、以下同様に各異常の内容
に合わせて値を一意に事前に定めた上で、作業用コンピュータPC1を用いて作業者によ
り入力データに関連付けた形で該当する値が入力されればよい。このような診断情報の設
定を行うことで、異常の発生の有無のみならず、異常が発生したときの異常の具体的な内
容の情報(図6に示す異常1/異常2/…/異常nに対応する。)をも含んだ学習用デー
タセットを準備することができる。上述した一態様としての診断情報は、以下に述べる機
械学習においては、教師あり学習(図5参照。)を行う場合に利用されるものである。
In addition, among the above-mentioned diagnostic information, the information indicating that the solenoid unit 3 is abnormal may include the specific content of the abnormality as shown by the broken line in FIG. Specific details of the abnormality include, for example, a defect in the air A circuit, an abnormality in the supply pressure of the air A from the air supply source 14, an abnormality in the supply voltage in the solenoid unit 3, deterioration / damage of the solenoid coil 31, and an electric circuit. It includes a short circuit, abnormal heat generation of the solenoid valve 1, malfunction of the iron core, and the like. In this case, the diagnostic information is classified into a plurality of values (3 or more), and for example, a value indicating that the solenoid unit 3 is in a normal state is set to "0".
The value indicating that the solenoid unit 3 is an abnormality corresponding to the malfunction of the main valve 11 is set to "1".
, The value indicating that the abnormality corresponds to the solenoid unit 3 is set to "2", and similarly, the value is uniquely determined in advance according to the content of each abnormality, and then the operator uses the work computer PC1. The corresponding value may be input in a form associated with the input data. By setting the diagnostic information in this way, not only the presence or absence of the occurrence of the abnormality but also the specific content information of the abnormality when the abnormality occurs (abnormality 1 / abnormality 2 / ... / abnormality n shown in FIG. 6). It is possible to prepare a learning data set that also includes (). The diagnostic information as one aspect described above is used in the case of supervised learning (see FIG. 5) in the machine learning described below.

また、ソレノイド部3の診断情報としては、上述したもの以外にも採用することができ
る。例えば、他の態様としての診断情報は、図6に示すように、ソレノイド部3が異常で
なく正常であることのみを表す情報とすることができる。この場合、診断情報にはソレノ
イド部3が正常であることを表す情報しか含まれないため、必然的にこの診断情報を出力
データとして含む学習用データセットは、ソレノイド部3が正常である場合の入力データ
と出力データとで構成されたデータセットのみとなる。したがって、この場合における学
習用データセットの出力データは常に同じであるため、学習用データセットは出力データ
をデータとして有している必要は必ずしもないことは、当業者であれば当然に理解できる
であろう。当該他の態様としての診断情報は、以下に述べる機械学習においては、教師な
し学習(図6参照。)を行う場合に利用されるものである。
Further, as the diagnostic information of the solenoid unit 3, other than the above-mentioned information can be adopted. For example, the diagnostic information as another aspect can be information indicating only that the solenoid unit 3 is normal and not abnormal, as shown in FIG. In this case, since the diagnostic information includes only information indicating that the solenoid unit 3 is normal, the learning data set including this diagnostic information as output data inevitably includes the case where the solenoid unit 3 is normal. Only a dataset consisting of input data and output data. Therefore, since the output data of the training data set in this case is always the same, it can be understood by those skilled in the art that the training data set does not necessarily have the output data as data. There will be. The diagnostic information as another aspect is used when unsupervised learning (see FIG. 6) is performed in the machine learning described below.

また、他の態様としての診断情報は、図5に示すように、ソレノイド部3が正常な状態
であること(異常なし)及びソレノイド部3の余寿命が予め設定された期間(例えば数時
間、数日、数ヶ月、又は、数年等)以内の異常な状態であること(異常あり)のいずれか
を表す情報で構成することができる。この場合、診断情報は、2値に分類され、例えばソ
レノイド部3が正常な状態であることを示す値を「0」とし、ソレノイド部3の余寿命が
予め設定された期間以内の異常な状態であることを示す値を「1」として、作業用コンピ
ュータPC1を用いて作業者により入力データに関連付けた形で該当する値が入力されれ
ばよい。なお、この場合には具体的な異常の内容に関する情報は必ずしも必要ない。
Further, as shown in FIG. 5, the diagnostic information as another aspect is that the solenoid unit 3 is in a normal state (no abnormality) and the remaining life of the solenoid unit 3 is a preset period (for example, several hours). It can be composed of information indicating that the condition is abnormal (abnormal) within several days, months, years, etc.). In this case, the diagnostic information is classified into two values, for example, the value indicating that the solenoid unit 3 is in a normal state is set to "0", and the remaining life of the solenoid unit 3 is an abnormal state within a preset period. The value indicating that the value is "1" may be set, and the corresponding value may be input by the operator using the working computer PC1 in a form associated with the input data. In this case, information on the specific content of the abnormality is not always necessary.

加えて、上記診断情報のうち、ソレノイド部3の余寿命が予め設定された期間以内の異
常であることを表す情報は、図5の破線で示すように、余寿命の具体的な内容をも含んで
いてもよい。この場合、診断情報は、複数の値(少なくとも3以上)に分類され、ソレノ
イド部3が正常な状態であること、ソレノイド部3の余寿命が予め設定された複数の余寿
命の期間以内のいずれかに該当するという異常であることのいずれかを表す情報で構成す
る。
In addition, among the above diagnostic information, the information indicating that the remaining life of the solenoid unit 3 is an abnormality within a preset period also includes the specific contents of the remaining life, as shown by the broken line in FIG. It may be included. In this case, the diagnostic information is classified into a plurality of values (at least 3 or more), and the solenoid unit 3 is in a normal state, and the remaining life of the solenoid unit 3 is within a preset period of the plurality of remaining lives. It is composed of information indicating one of the abnormalities that corresponds to.

例えばソレノイド部3が正常な状態であることを示す値を「0」とし、ソレノイド部3
の余寿命が第1の期間(例えば6ヶ月以上1年未満)に該当する異常であることを示す値
を「1」、ソレノイド部3の余寿命が第1の期間よりも短い第2の期間(例えば6ヶ月未
満)に該当する異常であることを示す値を「2」、以下同様に各異常の内容に合わせて値
を一意に事前に定めた上で、作業用コンピュータPC1を用いて作業者により入力データ
に関連付けた形で該当する値が入力されればよい。このような診断情報の設定を行うこと
で、異常の発生の有無のみならず、異常が発生したときの余寿命の具体的な内容の情報(
図6に示す異常1/異常2/…/異常nに対応する。)をも含んだ学習用データセットを
準備することができる。上述した一態様としての寿命予測情報は、以下に述べる機械学習
においては、教師あり学習(図5参照。)を行う場合に利用されるものである。
For example, the value indicating that the solenoid unit 3 is in a normal state is set to "0", and the solenoid unit 3 is set.
The value indicating that the remaining life of the solenoid unit 3 corresponds to the first period (for example, 6 months or more and less than 1 year) is "1", and the remaining life of the solenoid unit 3 is shorter than the first period. Work using the work computer PC1 after setting the value indicating that the abnormality corresponds to (for example, less than 6 months) to "2", and similarly setting the value uniquely in advance according to the content of each abnormality. The corresponding value may be input by a person in association with the input data. By setting such diagnostic information, not only the presence or absence of an abnormality, but also the specific information on the remaining life when an abnormality occurs (
Corresponds to the abnormality 1 / abnormality 2 / ... / abnormality n shown in FIG. ) Can be prepared as a training data set. The life prediction information as one aspect described above is used in the case of supervised learning (see FIG. 5) in the machine learning described below.

また、ソレノイド部3の寿命予測情報としては、上述したもの以外にも採用することが
できる。例えば、他の態様としての寿命予測情報は、図6に示すように、ソレノイド部3
が異常でなく正常であることのみを表す情報とすることができる。この場合、寿命予測情
報にはソレノイド部3が正常であることを表す情報しか含まれないため、必然的にこの寿
命予測情報を出力データとして含む学習用データセットは、ソレノイド部3が正常である
場合の入力データと出力データとで構成されたデータセットのみとなる。したがって、こ
の場合における学習用データセットの出力データは常に同じであるため、学習用データセ
ットは出力データをデータとして有している必要は必ずしもないことは、当業者であれば
当然に理解できるであろう。当該他の態様としての寿命予測情報は、以下に述べる機械学
習においては、教師なし学習(図6参照。)を行う場合に利用されるものである。
Further, as the life prediction information of the solenoid unit 3, other than the above-mentioned information can be adopted. For example, the life prediction information as another aspect is the solenoid unit 3 as shown in FIG.
Can be information indicating only that is normal and not abnormal. In this case, since the life prediction information includes only information indicating that the solenoid unit 3 is normal, the solenoid unit 3 is inevitably normal in the learning data set including this life prediction information as output data. Only the data set consisting of the input data and the output data of the case. Therefore, since the output data of the training data set in this case is always the same, it can be understood by those skilled in the art that the training data set does not necessarily have the output data as data. There will be. The life prediction information as another aspect is used when unsupervised learning (see FIG. 6) is performed in the machine learning described below.

オプションとして、学習用データセット内の入力データには、更に、流体圧駆動弁10
の総稼働時間、流体圧駆動弁10に対して最後に電源が投入されてからの稼働時間、主弁
11の作動回数、駆動装置12の作動回数、ソレノイド部3の作動回数、及び、主弁11
の開閉時間を選択的に含むことができる。このうち、流体圧駆動弁10の総稼働時間と流
体圧駆動弁10に対して最後に電源が投入されてからの稼働時間とは上述した稼働時間計
47により取得でき、主弁11の作動回数と駆動装置12の作動回数とソレノイド部3の
作動回数とは上述した作動カウンタ48により取得でき、主弁11の開閉時間は図示しな
いタイマ等を用いて取得できる。入力データの種類を増やすことは、機械学習の後に得ら
れる学習済モデルの推定精度を向上させるのに概ね寄与するものであるが、診断情報との
相関度合いが低い入力データを採用することは、却って学習済モデルの推定精度の向上を
阻害する可能性がある。したがって、入力データとして採用するデータの数及び種類につ
いては、学習済モデルが適用される流体圧駆動弁10の状態等を考慮して適宜選択される
べきものである。
As an option, the input data in the training dataset also includes a fluid pressure drive valve 10
Total operating time, operating time since the last power was turned on to the fluid pressure drive valve 10, the number of times the main valve 11 was operated, the number of times the drive device 12 was operated, the number of times the solenoid unit 3 was operated, and the main valve. 11
The opening and closing time of can be selectively included. Of these, the total operating time of the fluid pressure drive valve 10 and the operating time since the last power supply to the fluid pressure drive valve 10 can be obtained by the above-mentioned total operating time 47, and the number of times the main valve 11 is operated. The number of times the drive device 12 is operated and the number of times the solenoid unit 3 is operated can be obtained by the above-mentioned operation counter 48, and the opening / closing time of the main valve 11 can be obtained by using a timer or the like (not shown). Increasing the types of input data generally contributes to improving the estimation accuracy of the trained model obtained after machine learning, but adopting input data with a low degree of correlation with diagnostic information does not help. On the contrary, it may hinder the improvement of the estimation accuracy of the trained model. Therefore, the number and types of data to be adopted as input data should be appropriately selected in consideration of the state of the fluid pressure drive valve 10 to which the trained model is applied.

学習用データセット記憶ユニット202は、学習用データセット取得ユニット201で
取得した学習用データセットを構成するための複数のデータを、関連する入力データと出
力データとを関連付けて1つの学習用データセットとし、格納するためのデータベースで
ある。この学習用データセット記憶ユニットを構成するデータベースの具体的な構成につ
いては適宜調整することができる。例えば、図4においては、説明の都合上、この学習用
データセット記憶ユニット202と後述する学習済モデル記憶ユニット204とを別々の
記憶手段として示しているが、これらは単一の記憶媒体(データベース)によって構成す
ることもできる。
The learning data set storage unit 202 associates a plurality of data for forming the learning data set acquired by the learning data set acquisition unit 201 with the related input data and output data into one learning data set. It is a database for storing. The specific configuration of the database that constitutes this learning data set storage unit can be adjusted as appropriate. For example, in FIG. 4, for convenience of explanation, the training data set storage unit 202 and the trained model storage unit 204 described later are shown as separate storage means, but these are used as a single storage medium (database). ) Can also be configured.

学習ユニット203は、学習用データセット記憶ユニット202に記憶された複数の学
習用データセットを用いて機械学習を実行することで、複数の学習用データセットに含ま
れる入力データと出力データとの相関関係を学習した学習済モデルを生成するものである
。本実施の形態においては、後に詳しく説示するように、機械学習の具体的な手法として
ニューラルネットワークを用いた教師あり学習を採用している。ただし、機械学習の具体
的な手法については、これに限定されるものではなく、入出力の相関関係を学習用データ
セットから学習することができるものであれば他の学習手法を採用することも可能である
。例えば、アンサンブル学習(ランダムフォレスト、ブースティング等)を用いることも
できる。
The learning unit 203 correlates the input data and the output data included in the plurality of learning data sets by executing machine learning using the plurality of learning data sets stored in the learning data set storage unit 202. It generates a trained model that trains relationships. In this embodiment, as will be explained in detail later, supervised learning using a neural network is adopted as a specific method of machine learning. However, the specific method of machine learning is not limited to this, and other learning methods may be adopted as long as the correlation between input and output can be learned from the training data set. It is possible. For example, ensemble learning (random forest, boosting, etc.) can also be used.

学習済モデル記憶ユニット204は、学習ユニット203で生成された学習済モデルを
記憶するためのデータベースである。この学習済モデル記憶ユニット24に記憶された学
習済モデルは、要求に応じて、インターネットを含む通信回線や記憶媒体を介して実シス
テムへ適用される。実システム(データ処理システム300)に対する学習済モデルの具
体的な適用態様については、後に詳述する。
The trained model storage unit 204 is a database for storing the trained model generated by the training unit 203. The trained model stored in the trained model storage unit 24 is applied to the actual system via a communication line including the Internet or a storage medium, if requested. The specific application mode of the trained model to the actual system (data processing system 300) will be described in detail later.

次に、上述のようにして得られた複数の学習用データセットを用いた、学習ユニット2
03における学習手法について、教師あり学習を中心に説明する。図7は、本発明の一実
施の形態に係る機械学習装置において実施される教師あり学習のためのニューラルネット
ワークモデルの例を示す図である。図7に示すニューラルネットワークモデルにおけるニ
ューラルネットワークは、入力層にあるl個のニューロン(x1〜xl)、第1中間層に
あるm個のニューロン(y11〜y1m)、第2中間層にあるn個のニューロン(y21
〜y2n)、及び、出力層にあるo個のニューロン(z1〜zo)から構成されている。
第1中間層及び第2中間層は、隠れ層とも呼ばれており、ニューラルネットワークとして
は、第1中間層及び第2中間層の他に、さらに複数の隠れ層を有するものであってもよく
、あるいは第1中間層のみを隠れ層とするものであってもよい。なお、図7においては、
出力層が複数個(o個)設定されたニューラルネットワークモデルを例示しているが、例
えば上述した診断情報が一の値から特定されるものである場合、すなわち、後述する教師
データの数が1個(t1のみ)である場合には、出力層のニューロンの数も1個(z1の
み)とすることができる。
Next, the learning unit 2 using the plurality of training data sets obtained as described above.
The learning method in 03 will be described focusing on supervised learning. FIG. 7 is a diagram showing an example of a neural network model for supervised learning implemented in the machine learning device according to the embodiment of the present invention. The neural network in the neural network model shown in FIG. 7 includes l neurons (x1 to xl) in the input layer, m neurons (y11 to y1m) in the first intermediate layer, and n neurons in the second intermediate layer. Neuron (y21
It is composed of ~ y2n) and o neurons (z1 to zo) in the output layer.
The first intermediate layer and the second intermediate layer are also called hidden layers, and the neural network may have a plurality of hidden layers in addition to the first intermediate layer and the second intermediate layer. Alternatively, only the first intermediate layer may be used as the hidden layer. In addition, in FIG. 7,
An example is a neural network model in which a plurality (o) output layers are set. For example, when the above-mentioned diagnostic information is specified from one value, that is, the number of teacher data described later is 1. When the number is (t1 only), the number of neurons in the output layer can also be one (z1 only).

また、入力層と第1中間層との間、第1中間層と第2中間層との間、第2中間層と出力
層との間には、層間のニューロンを接続するノードが張られており、それぞれのノードに
は、重みwi(iは自然数)が対応づけられている。
In addition, nodes connecting the neurons between the layers are stretched between the input layer and the first intermediate layer, between the first intermediate layer and the second intermediate layer, and between the second intermediate layer and the output layer. A weight wi (i is a natural number) is associated with each node.

本実施の形態に係るニューラルネットワークモデルにおけるニューラルネットワークは
、学習用データセットを用いて、ソレノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁1の温
度と、ソレノイド部3の診断情報との相関関係を学習する。具体的には、状態変数として
のソレノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁1の温度のそれぞれを入力層のニュー
ロンに対応づけ、出力層にあるニューロンの値を、一般的なニューラルネットワークの出
力値の算出方法で、つまり、出力側のニューロンの値を、当該ニューロンに接続される入
力側のニューロンの値と、出力側のニューロンと入力側のニューロンとを接続するノード
に対応づけられた重みwiとの乗算値の数列の和として算出することを、入力層にあるニ
ューロン以外の全てのニューロンに対して行う方法を用いることで、算出する。なお、上
記状態変数を入力層のニューロンに入力するに際し、状態変数として取得した情報をどの
ような形式として入力するかは、生成される学習済モデルの精度等を考慮して適宜設定す
ることができる。具体的には、入力データそれぞれに対応させるニューロンの数を調整す
るため、あるいはニューロンに対応可能な値に調整するために、特定の入力データに対し
て前処理を実行することができる。
The neural network in the neural network model according to the present embodiment learns the correlation between the control parameters of the solenoid unit 3 and the temperature of the solenoid valve 1 and the diagnostic information of the solenoid unit 3 by using the learning data set. To do. Specifically, the control parameters of the solenoid unit 3 as state variables and the temperature of the electromagnetic valve 1 are associated with the neurons in the input layer, and the values of the neurons in the output layer are output from a general neural network. In the method of calculating the value, that is, the value of the output side neuron is associated with the value of the input side neuron connected to the neuron and the node connecting the output side neuron and the input side neuron. It is calculated as the sum of a number sequence of multiplication values with wi by using a method performed on all neurons other than the neurons in the input layer. When inputting the above state variables to neurons in the input layer, the format in which the information acquired as the state variables is input can be appropriately set in consideration of the accuracy of the generated trained model and the like. it can. Specifically, preprocessing can be performed on specific input data in order to adjust the number of neurons corresponding to each input data or to adjust the value to correspond to the neurons.

そして、算出された出力層にあるo個のニューロンz1〜zoの値、すなわち本実施の
形態においては1以上の診断情報と、学習用データセットの一部を構成する、同じく1以
上の診断情報からなる教師データt1〜toとを、それぞれ比較して誤差を求め、求めら
れた誤差が小さくなるように、各ノードに対応づけられた重みwiを調整する(バックプ
ロバケーション)ことを反復する。
Then, the values of o neurons z1 to zo in the calculated output layer, that is, one or more diagnostic information in the present embodiment and one or more diagnostic information constituting a part of the learning data set. The teacher data t1 to t 1 to be composed of the above are compared with each other to obtain an error, and the weight wi associated with each node is adjusted so that the obtained error becomes small (back pro vacation).

そして、上述した一連の工程を所定回数反復実施すること、あるいは前記誤差が許容値
より小さくなること等の所定の条件が満たされた場合には、学習を終了して、そのニュー
ラルネットワークモデル(のノードのそれぞれに対応づけられた全ての重みwi)を学習
済モデルとして学習済モデル記憶ユニット204に記憶する。
Then, when a predetermined condition such as repeating the above-mentioned series of steps a predetermined number of times or the error becoming smaller than the permissible value is satisfied, the learning is terminated and the neural network model (of the neural network model) All the weights wi) associated with each of the nodes are stored in the trained model storage unit 204 as a trained model.

(機械学習方法)
上記に関連して、本発明は、機械学習方法を提供する。以下に本発明に係る機械学習方
法について、図5(学習フェーズ)、図6(学習フェーズ)、図7、図8を参照して説明
を行う。図8は、本発明の一実施の形態に係る機械学習方法の例を示すフローチャートで
ある。以下に示す機械学習方法においては、上述した機械学習装置200に基づいて説明
を行うが、前提となる構成については、上記機械学習装置200に限定されない。また、
この機械学習方法はコンピュータを用いることで実現されるものであるが、コンピュータ
としては種々のものが適用可能であり、例えば外部装置15、作業用コンピュータPC1
あるいはマイクロコントローラ70を構成するコンピュータ装置や、ネットワーク上に配
されたサーバ装置等を挙げることができる。また、このコンピュータの具体的構成につい
ては、例えば、少なくともCPUやGPU等からなる演算装置と、揮発性又は不揮発性メ
モリ等で構成される記憶装置と、ネットワークや他の機器に通信するための通信装置と、
これら各装置を接続するバスとを含むものを採用することができる。
(Machine learning method)
In connection with the above, the present invention provides a machine learning method. The machine learning method according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 (learning phase), 6 (learning phase), 7 and 8. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a machine learning method according to an embodiment of the present invention. The machine learning method shown below will be described based on the machine learning device 200 described above, but the premise configuration is not limited to the machine learning device 200. Also,
This machine learning method is realized by using a computer, but various computers can be applied, for example, an external device 15, a working computer PC1.
Alternatively, computer devices constituting the microcontroller 70, server devices arranged on the network, and the like can be mentioned. Regarding the specific configuration of this computer, for example, communication for communicating with an arithmetic unit consisting of at least a CPU, a GPU, etc., a storage device composed of a volatile or non-volatile memory, etc., and a network or other devices. With the device
Those including a bus connecting each of these devices can be adopted.

本実施の形態に係る機械学習方法としての教師あり学習は、機械学習を開始するための
事前準備として、先ず、所望の数の学習用データセット(図5参照。)を準備し、準備し
た複数個の学習用データセットを学習用データセット記憶ユニット202に記憶する(ス
テップS11)。ここで準備する学習用データセットの数については、最終的に得られる
学習済みモデルに求められる推論精度を考慮して設定するとよい。
In supervised learning as a machine learning method according to the present embodiment, as a preliminary preparation for starting machine learning, a desired number of learning data sets (see FIG. 5) are first prepared, and a plurality of prepared data sets are prepared. The learning data sets are stored in the learning data set storage unit 202 (step S11). The number of training data sets prepared here may be set in consideration of the inference accuracy required for the finally obtained trained model.

この教師あり学習に用いられる学習用データセットを準備する方法にはいくつかの方法
が採用できる。例えば特定のソレノイド部3において異常が発生した場合、あるいは作業
者が異常の兆候を認識した場合において、そのときの流体圧駆動弁10の定常運転時にお
ける各種情報を複数のセンサ4等を用いて取得し、これらの情報に関連付ける形で作業者
が診断情報を、作業用コンピュータPC1等を用いて特定・入力することで、学習データ
セットを構成する入力データと出力データ(例えば、この場合の出力データの値は「1」
)とを準備する。そしてこのような作業を繰り返すことで所望の数の学習用データセット
を準備する方法が採用できる。なお、学習用データセットを準備する方法としてはこのよ
うな方法以外にも、例えば積極的にソレノイド部3に異常状態を作ることで学習用データ
セットを取得する等、種々の方法を採用することができる。ただし、ソレノイド部3の各
種情報はソレノイド部3夫々に特有の傾向が存在することが多いため、学習用データセッ
トを構成するデータを取得する対象としては、後述する機械学習を経て得られる学習済み
モデルを適用する予定の一のソレノイド部3のみから収集することが好ましい。また、学
習用データセットとしては、異常が発生した場合の入出力データで構成されたもののみな
らず、異常が発生していないとき、すなわちソレノイド部3の正常状態における入力デー
タ及び出力データ(例えば、この場合の出力データの値は「0」)で構成された学習用デ
ータセットが所定数含まれる。
Several methods can be adopted to prepare the learning data set used for this supervised learning. For example, when an abnormality occurs in a specific solenoid unit 3, or when an operator recognizes a sign of an abnormality, various information during steady operation of the hydraulic pressure drive valve 10 at that time is obtained by using a plurality of sensors 4 and the like. The input data and output data (for example, the output in this case) that constitute the learning data set are acquired and the worker identifies and inputs the diagnostic information using the work computer PC1 or the like in the form of associating with these information. The value of the data is "1"
) And prepare. Then, by repeating such work, a method of preparing a desired number of training data sets can be adopted. In addition to these methods, various methods such as acquiring a learning data set by positively creating an abnormal state in the solenoid unit 3 are adopted as a method for preparing the learning data set. Can be done. However, since various information of the solenoid unit 3 often has a tendency peculiar to each of the solenoid units 3, the target for acquiring the data constituting the learning data set is already learned obtained through machine learning described later. It is preferable to collect only from one solenoid unit 3 to which the model will be applied. Further, the learning data set is not only composed of input / output data when an abnormality occurs, but also input data and output data (for example, when no abnormality occurs, that is, in the normal state of the solenoid unit 3). , The value of the output data in this case includes a predetermined number of training data sets composed of "0").

ステップS11が完了すると、次いで学習ユニット203における学習を開始すべく、
学習前のニューラルネットワークモデルを準備する(S12)。ここで準備される学習前
のニューラルネットワークモデルは、その構造としては、例えば図7で示した構造を有し
、且つ各ノードの重みが初期値に設定されている。そして、学習用データセット記憶ユニ
ット202に記憶された複数個の学習用データセットから、例えばランダムに一の学習用
データセットを選択し(ステップS13)、当該一の学習用データセット中の入力データ
を、準備された学習前のニューラルネットワークモデルの入力層(図7参照。)に入力す
る(ステップS14)。
When step S11 is completed, then learning in the learning unit 203 is started.
A neural network model before training is prepared (S12). The pre-learning neural network model prepared here has, for example, the structure shown in FIG. 7, and the weight of each node is set as an initial value. Then, for example, one learning data set is randomly selected from the plurality of learning data sets stored in the learning data set storage unit 202 (step S13), and the input data in the one learning data set is selected. Is input to the input layer (see FIG. 7) of the prepared pre-learning neural network model (step S14).

ここで、上記ステップS14の結果として生成された出力層(図7参照。)の値は、学
習前のニューラルネットワークモデルによって生成されたものであるため、ほとんどの場
合望ましい結果とは異なる値、すなわち、正しい診断情報とは異なる情報を示す値である
。そこで、次に、ステップS13において取得された一の学習用データセット中の教師デ
ータとしての診断情報とステップS13において生成された出力層の値とを用いて、機械
学習を実施する(ステップS15)。ここで行う機械学習とは、例えば、教師データを構
成する診断情報と出力層の値とを比較し、好ましい出力層が得られるよう、学習前のニュ
ーラルネットワークモデル内の各ノードに対応付けられた重みを調整する処理(バックプ
ロパゲーション)であってよい。なお、学習前のニューラルネットワークモデルの出力層
に出力される値の数及び形式は、学習対象としての学習用データセット中の教師データと
同様の数及び形式である。
Here, since the value of the output layer (see FIG. 7) generated as a result of step S14 is generated by the neural network model before training, the value is different from the desired result in most cases, that is, , A value indicating information different from the correct diagnostic information. Therefore, next, machine learning is performed using the diagnostic information as teacher data in one learning data set acquired in step S13 and the value of the output layer generated in step S13 (step S15). .. The machine learning performed here is, for example, compared with the diagnostic information constituting the teacher data and the value of the output layer, and is associated with each node in the neural network model before learning so as to obtain a preferable output layer. It may be a process of adjusting the weight (back propagation). The number and format of the values output to the output layer of the neural network model before learning are the same numbers and formats as the teacher data in the training data set as the learning target.

ここでいう機械学習について具体的に例示すると、仮に、教師データを構成する診断情
報が、正常の場合を「0」とし、異常の場合を「1」としたいずれかの値(2値分類)で
構成され、且つステップS13で選択された一の学習用データセット内の出力データの値
が「1」である場合、出力層の値は、0〜1の所定の値、具体的に言えば、例えば「0.
63」といった値が出力される。そこで、ステップS15では、仮に同様の入力データが
入力層に入力された場合に学習中のニューラルネットワークモデルによって得られる値が
「1」に近づくように、当該学習中のニューラルネットワークモデルの各ノードに対応付
けられた重みを調整する。
To give a concrete example of machine learning here, suppose that the diagnostic information constituting the teacher data is "0" when it is normal and "1" when it is abnormal (binary classification). When the value of the output data in one learning data set selected in step S13 is "1", the value of the output layer is a predetermined value of 0 to 1, specifically, For example, "0.
A value such as "63" is output. Therefore, in step S15, if the same input data is input to the input layer, the value obtained by the neural network model being trained approaches "1" to each node of the neural network model being trained. Adjust the associated weights.

ステップS15において機械学習が実施されると、さらに機械学習を継続する必要があ
るか否かを、例えば学習用データセット記憶ユニット202内に記憶された未学習の学習
用データセットの残数に基づいて特定する(ステップS16)。そして、機械学習を継続
する場合(ステップS16でNo)にはステップS13に戻り、機械学習を終了する場合
(ステップS16でYes)には、ステップS17に移る。上記機械学習を継続する場合
には、学習中のニューラルネットワークモデルに対してステップS13〜S15の工程を
未学習の学習用データセットを用いて複数回実施する。最終的に生成される学習済モデル
の精度は、一般にこの回数に比例して高くなる。
When machine learning is performed in step S15, whether or not it is necessary to continue machine learning is determined based on, for example, the remaining number of unlearned learning data sets stored in the learning data set storage unit 202. (Step S16). Then, when the machine learning is continued (No in step S16), the process returns to step S13, and when the machine learning is finished (Yes in step S16), the process proceeds to step S17. When the machine learning is continued, the steps S13 to S15 are performed a plurality of times on the neural network model being trained by using the unlearned learning data set. The accuracy of the finally generated trained model generally increases in proportion to this number of times.

機械学習を終了する場合(ステップS16でYes)には、各ノードに対応付けられた
重みが一連の工程によって調整され生成されたニューラルネットワークを学習済モデルと
して、学習済モデル記憶ユニット204に記憶し(ステップS17)、一連の学習プロセ
スを終了する。ここで記憶された学習済モデルは、後述するデータ処理システム300に
適用され使用され得るものである。
When the machine learning is finished (Yes in step S16), the neural network generated by adjusting the weights associated with each node by a series of steps is stored in the trained model storage unit 204 as a trained model. (Step S17), a series of learning processes is completed. The trained model stored here can be applied to and used in the data processing system 300 described later.

上述した機械学習装置の学習プロセス及び機械学習方法においては、1つの学習済モデ
ルを生成するために、1つの(学習前の)ニューラルネットワークモデルに対して複数回
の機械学習処理を繰り返し実行することでその精度を向上させ、データ処理システム30
0に適用するに足る学習済モデルを得るものを説示している。しかし、本発明はこの取得
方法に限定されない。例えば、所定回数の機械学習を実施した学習済モデルを一候補とし
て複数個学習済モデル記憶ユニット204に格納しておき、この複数個の学習済モデル群
に妥当性判断用のデータセットを入力して出力層(のニューロンの値)を生成し、出力層
で特定された値の精度を比較検討して、データ処理システム300に適用する最良の学習
済モデルを1つ選定するようにしてもよい。なお、妥当性判断用データセットは、学習に
用いた学習用データセットと同様のデータセットで構成され、且つ学習に用いられていな
いものであればよい。
In the learning process and machine learning method of the machine learning device described above, in order to generate one trained model, a plurality of machine learning processes are repeatedly executed for one (pre-learning) neural network model. To improve the accuracy of the data processing system 30
It explains what to get a trained model that is sufficient to apply to zero. However, the present invention is not limited to this acquisition method. For example, a plurality of trained models that have undergone machine learning a predetermined number of times are stored in the trained model storage unit 204 as one candidate, and a data set for validation is input to the plurality of trained model groups. The output layer (values of neurons) may be generated, and the accuracy of the values specified in the output layer may be compared and examined to select one of the best trained models to be applied to the data processing system 300. .. The validity judgment data set may be any data set that is similar to the learning data set used for learning and is not used for learning.

以上説明した通り、本実施の形態に係る機械学習装置及び機械学習方法を適用すること
により、電磁弁1の適所に設けられた複数のセンサ4により取得される各種データから、
異常(事後的な異常及び異常の予兆を含む。)が発生するか否かを示す診断情報を的確に
導出することが可能な学習済モデルを得ることができる。
As described above, by applying the machine learning device and the machine learning method according to the present embodiment, from various data acquired by a plurality of sensors 4 provided at appropriate positions of the solenoid valve 1,
It is possible to obtain a trained model capable of accurately deriving diagnostic information indicating whether or not an abnormality (including an ex post facto abnormality and a sign of an abnormality) occurs.

上記機械学習装置200の学習方法及び機械学習方法では、「教師あり学習」について
説明したが、学習済みモデルを生成する方法としては、畳み込みニューラルネットワーク
(CNN)等のその他の公知の「教師あり学習」の手法を用いることでもよいし、また、出
力データを構成する診断情報として、上述した他の態様に係る診断情報、すなわち流体圧
駆動弁10が異常でなく正常であることのみを表す情報を含む学習用データセット(図6
参照。)を用いた「教師なし学習」を用いてもよい。「教師なし学習」を用いることで、
入力データに対応付けられた出力データにおける診断情報が、電磁弁1の正常状態の情報
しか入手できない場合であっても、図6の「学習フェーズ」で示すように、入力データと
出力データとの正常状態の特徴を表す相関関係を学習することにより、学習済みモデルを
得ることができる。この場合、後述するデータ処理システム300における推論時には、
正常状態の特徴に所定量合致しないと判断した入力データを正常状態でない、つまり、異
常状態であるとみなすことで、診断情報の推論が実現できる。この「教師なし学習」の具
体的な手法としては、例えば、図6に簡略的に示すオートエンコーダ等を用いた公知の手
法を用いることができ、詳細な説明はここでは省略する。
In the learning method and machine learning method of the machine learning device 200, "supervised learning" has been described, but as a method for generating a trained model, other known "supervised learning" such as a convolutional neural network (CNN) is used. , And as the diagnostic information constituting the output data, the diagnostic information according to the above-mentioned other aspects, that is, the information indicating only that the hydraulic pressure drive valve 10 is normal without being abnormal. Learning data set including (Fig. 6)
reference. ) May be used for "unsupervised learning". By using "unsupervised learning"
Even if the diagnostic information in the output data associated with the input data is only the information on the normal state of the electromagnetic valve 1, as shown in the "learning phase" of FIG. 6, the input data and the output data A trained model can be obtained by learning the correlations that represent the characteristics of the normal state. In this case, at the time of inference in the data processing system 300 described later,
The inference of diagnostic information can be realized by regarding the input data that is determined not to match the characteristics of the normal state by a predetermined amount as the non-normal state, that is, the abnormal state. As a specific method of this "unsupervised learning", for example, a known method using an autoencoder or the like simplified in FIG. 6 can be used, and detailed description thereof will be omitted here.

(データ処理システム)
次に、図9を参照して、上述した機械学習装置200及び機械学習方法によって生成さ
れた学習済モデルの適用例を説示する。図9は、本発明の一実施の形態に係るデータ処理
システムを示す概略ブロック図である。
(Data processing system)
Next, with reference to FIG. 9, an application example of the machine learning device 200 and the trained model generated by the machine learning method described above will be described. FIG. 9 is a schematic block diagram showing a data processing system according to an embodiment of the present invention.

本実施の形態に係るデータ処理システム300としては、上述した流体圧駆動弁10の
マイクロコントローラ70内に搭載された態様を例示する。なお、このデータ処理システ
ム300については、その少なくとも一部を他の機器、例えば外部装置15や流体圧駆動
弁10に接続された他の装置に適用することも可能である。
As the data processing system 300 according to the present embodiment, an embodiment mounted in the microcontroller 70 of the fluid pressure drive valve 10 described above will be exemplified. It is also possible to apply at least a part of the data processing system 300 to other devices, for example, other devices connected to the external device 15 and the fluid pressure drive valve 10.

このデータ処理システム300は、入力データ取得ユニット301と、推論ユニット3
02と、学習済モデル記憶ユニット303と、報知ユニット304とを少なくとも含むも
のである。
The data processing system 300 includes an input data acquisition unit 301 and an inference unit 3.
02, a trained model storage unit 303, and a notification unit 304 are included at least.

入力データ取得ユニット301は、電磁弁1が有する複数のセンサ4に接続されて各セ
ンサ4が出力するデータを取得するためのインタフェースユニットである。この入力デー
タ取得ユニット301は、少なくとも、ソレノイド部3の制御パラメータ、及び、電磁弁
1のソレノイド部3の温度を取得する。なお、図9に示す例においては、後述する推論に
利用可能な入力データの全てが取得できるように、電磁弁1の備える全てのセンサ4に接
続されているが、入力データ取得ユニット301にどのセンサ4を接続するかについては
、後述する推論ユニット302において用いられる学習済モデル等に合わせて適宜選択す
ることができる。また、推論ユニット302の推論結果は、図示しない記憶手段に記憶す
ることが好ましく、記憶された過去の推論結果は、例えば学習済モデル記憶ユニット30
3内の学習済モデルの推論精度の更なる向上のための、オンライン学習に用いられる学習
用データセットとして利用することができる。
The input data acquisition unit 301 is an interface unit that is connected to a plurality of sensors 4 included in the solenoid valve 1 and acquires data output by each sensor 4. The input data acquisition unit 301 acquires at least the control parameters of the solenoid unit 3 and the temperature of the solenoid unit 3 of the solenoid valve 1. In the example shown in FIG. 9, all the sensors 4 provided in the solenoid valve 1 are connected so that all the input data that can be used for inference described later can be acquired, but which one is connected to the input data acquisition unit 301. Whether or not to connect the sensor 4 can be appropriately selected according to the trained model or the like used in the inference unit 302 described later. Further, the inference result of the inference unit 302 is preferably stored in a storage means (not shown), and the stored past inference result is, for example, the learned model storage unit 30.
It can be used as a learning data set used for online learning to further improve the inference accuracy of the trained model in 3.

推論ユニット302は、入力データ取得ユニット301により取得されたソレノイド部
3の各種データから、電磁弁1に異常が発生しているか否かを推論するためのものである
。この推論には、例えば上述した機械学習装置200及び機械学習方法を用いて学習が行
われた学習済モデルが用いられ、この学習済モデルは任意の記憶媒体で構成された学習済
モデル記憶ユニット303内に格納されている。なお、この推論ユニット302は、学習
済モデルを用いた推論処理を行う機能のみならず、推論処理の前処理として、入力データ
取得ユニット301により取得された入力データを所望の形式等に調整して学習済モデル
に入力する前処理機能や、推論処理の後処理として、学習済モデルが出力した出力値に、
例えば所定の閾値を適用することで異常(事後的な異常及び異常の予兆を含む。)の発生
の有無(異常なし(正常)又は異常あり(異常))を最終的に判断する後処理機能をも含
んでいる。
The inference unit 302 is for inferring whether or not an abnormality has occurred in the solenoid valve 1 from various data of the solenoid unit 3 acquired by the input data acquisition unit 301. For this inference, for example, a trained model trained using the machine learning device 200 and the machine learning method described above is used, and the trained model is a trained model storage unit 303 composed of an arbitrary storage medium. It is stored in. The inference unit 302 not only has a function of performing inference processing using the trained model, but also adjusts the input data acquired by the input data acquisition unit 301 to a desired format or the like as a preprocessing of the inference processing. To the output value output by the trained model as a pre-processing function to be input to the trained model and post-processing of inference processing
For example, by applying a predetermined threshold value, a post-processing function that finally determines whether or not an abnormality (including an ex post facto abnormality and a sign of an abnormality) has occurred (no abnormality (normal) or an abnormality (abnormality)) is provided. Also includes.

学習済モデル記憶ユニット303は、上述した通り、推論ユニット302において用い
られる学習済モデルを格納するための記憶媒体である。この学習済モデル記憶ユニット3
03内に格納される学習済モデルの数は1つに限定されない。例えば入力されるデータの
数が異なる、あるいはその学習手法の異なる(例えば、上述した機械学習装置200等で
実施される教師あり学習と教師なし学習)複数個の学習済モデルが格納され、選択的に利
用可能とすることができる。
As described above, the trained model storage unit 303 is a storage medium for storing the trained model used in the inference unit 302. This trained model storage unit 3
The number of trained models stored in 03 is not limited to one. For example, a plurality of trained models with different numbers of input data or different learning methods (for example, supervised learning and unsupervised learning performed by the machine learning device 200 or the like described above) are stored and selectively. Can be made available to.

報知ユニット304は、推論ユニット302の推論結果を作業者等に報知するためのも
のである。具体的な報知の手段は種々採用でき、例えば推論結果を通信部8を介して外部
装置15に送信し、外部装置15のGUIに表示等を行ったり、ソレノイド部3に予め発
光部材やスピーカ等を設け、それらを動作させたりすることで、作業者等に異常の発生の
有無を知らせることができる。
The notification unit 304 is for notifying an operator or the like of the inference result of the inference unit 302. Various specific means of notification can be adopted. For example, the inference result is transmitted to the external device 15 via the communication unit 8 and displayed on the GUI of the external device 15, or a light emitting member, a speaker, etc. are previously displayed on the solenoid unit 3. By providing and operating them, it is possible to notify the operator or the like of the presence or absence of an abnormality.

以上の構成を備えたデータ処理システムによるデータ処理プロセスについて、図5(推
論フェーズ)、図6(推論フェーズ)、図10を参照して以下に説明を行う。図10は、
本発明の一実施の形態に係るデータ処理システム300によるデータ処理工程の例を示す
フローチャートである。
The data processing process by the data processing system having the above configuration will be described below with reference to FIGS. 5 (inference phase), 6 (inference phase), and FIG. 10. FIG. 10 shows
It is a flowchart which shows the example of the data processing process by the data processing system 300 which concerns on one Embodiment of this invention.

流体圧駆動弁10の電磁弁1に外部電源16からの電力の供給が開始され、それに伴っ
てソレノイド部3の異常の診断が開始されると、入力データ取得ユニット301が、複数
のセンサ4により取得された電磁弁1の各部の状態を示す各種データを取得する(ステッ
プS21)。入力データ取得ユニット301が、所望の入力データ(ソレノイド部3の制
御パラメータ、及び、電磁弁1のソレノイド部3の温度(図5、図6参照。))を取得で
きた時点で、当該入力データに基づく推論ユニット302による推論が実施される(ステ
ップS22)。このとき、推論に用いられる学習済モデルは事前に特定されていることが
好ましい。また、事前に特定された学習済モデルが、例えばその入力データとして所定の
時系列データを要するものである場合には、入力データ取得ユニット301において必要
なデータ量が取得された後に、ステップS22における推論が実施される。
When the supply of electric power from the external power source 16 is started to the solenoid valve 1 of the fluid pressure drive valve 10 and the diagnosis of the abnormality of the solenoid unit 3 is started accordingly, the input data acquisition unit 301 is operated by the plurality of sensors 4. Various data indicating the state of each part of the acquired solenoid valve 1 are acquired (step S21). When the input data acquisition unit 301 can acquire the desired input data (control parameters of the solenoid unit 3 and the temperature of the solenoid unit 3 of the solenoid valve 1 (see FIGS. 5 and 6)), the input data is the input data. The reasoning by the reasoning unit 302 based on the above is carried out (step S22). At this time, it is preferable that the trained model used for inference is specified in advance. Further, when the trained model specified in advance requires predetermined time-series data as its input data, for example, in step S22 after the required amount of data is acquired by the input data acquisition unit 301. The inference is carried out.

具体的には、推論ユニット302は、入力データに前処理を施して学習モデル済モデル
に入力するとともに、その学習モデル済モデルからの出力値に対して後処理を施すことに
より、推論結果である異常(事後的な異常及び異常の予兆を含む。)の発生の有無を判断
する。教師あり学習(図5の「推論フェーズ」参照。)における後処理では、推論ユニッ
ト302は、学習モデル済モデルの出力値(2値分類であれば、0〜1の間の数)と所定
の閾値とを比較し、例えば、学習モデル済モデルの出力値が、所定の閾値以上であれば「
異常あり(異常)」、所定の閾値未満であれば「異常なし(正常)」と判断することで、
その判断結果を推論結果として出力する。また、教師なし学習(図6の「推論フェーズ」
参照。)における後処理では、推論ユニット302は、学習モデル済モデルの出力値(特
徴量)と、入力データに基づく特徴量との差(距離)を求め、その差(距離)が所定の閾
値以上であれば「異常あり(異常)」、所定の閾値未満であれば「異常なし(正常)」と
判断することで、その判断結果を推論結果として出力する。
Specifically, the inference unit 302 is an inference result by performing preprocessing on the input data and inputting it to the training modeled model, and post-processing the output value from the learning modeled model. Judge the presence or absence of abnormalities (including ex post facto abnormalities and signs of abnormalities). In the post-processing in supervised learning (see “Inference Phase” in FIG. 5), the inference unit 302 sets the output value of the learning modeled model (the number between 0 and 1 in the case of binary classification) and a predetermined value. Compare with the threshold value, for example, if the output value of the trained model has been equal to or greater than the predetermined threshold value,
By judging that "there is an abnormality (abnormal)" and "no abnormality (normal)" if it is less than the predetermined threshold value,
The judgment result is output as an inference result. In addition, unsupervised learning (“inference phase” in Fig. 6”
reference. In the post-processing in), the inference unit 302 obtains the difference (distance) between the output value (feature amount) of the trained modeled model and the feature amount based on the input data, and the difference (distance) is equal to or greater than a predetermined threshold value. If there is, it is judged as "abnormal (abnormal)", and if it is less than a predetermined threshold value, it is judged as "no abnormality (normal)", and the judgment result is output as an inference result.

そして、ステップS22において、推論ユニット302による推論が実施された結果、
その推論結果が「異常なし(正常)」を示す場合(ステップS23でNo)には、引き続
き一連の推論を継続するようステップS21に戻る。一方、その推論結果が、図5、図6
に示すように、「異常あり(異常)」を示す場合(ステップS23でYes)には、報知
ユニット304により推論結果が「異常あり(異常)」であること、すなわち、電磁弁1
に異常(事後的な異常及び異常の予兆を含む。)が発生したことを作業者等に報知する(
ステップS24)。そして、ステップS24において異常の発生を報知した後は、引き続
き一連の推論を継続するようステップS21に戻る。なお、電磁弁1の使用用途や検出さ
れた異常の内容によっては、異常が検出された段階で電磁弁1を停止するといった対応を
実行するようにしてもよい。
Then, as a result of inference by the inference unit 302 in step S22,
When the inference result indicates "no abnormality (normal)" (No in step S23), the process returns to step S21 so as to continue the series of inferences. On the other hand, the inference results are shown in FIGS. 5 and 6.
As shown in the above, when "abnormal (abnormal)" is indicated (Yes in step S23), the inference result by the notification unit 304 is "abnormal (abnormal)", that is, the solenoid valve 1
Notify workers, etc. that an abnormality (including an ex post facto abnormality and a sign of an abnormality) has occurred in
Step S24). Then, after notifying the occurrence of the abnormality in step S24, the process returns to step S21 so as to continue a series of inferences. Depending on the intended use of the solenoid valve 1 and the content of the detected abnormality, the solenoid valve 1 may be stopped at the stage when the abnormality is detected.

(推論装置)
本発明は、上述したデータ処理システム300の態様によるもののみならず、推論を行
うための推論装置の態様で提供することもできる。その場合、推論装置としては、メモリ
と、少なくとも1つのプロセッサとを含み、このうちのプロセッサが、一連の処理を実行
するものとすることができる。当該一連の処理とは、ソレノイド部3の制御パラメータ、
及び、電磁弁1の温度を含む入力データを取得する処理と、当該入力データが入力された
際にソレノイド部3における診断情報を推論する処理と、を含む。本発明を上述した推論
装置の態様で提供することで、データ処理システム300を実装する場合に比して簡単に
種々のソレノイド部3を含む電磁弁1への適用が可能となる。このとき、推論装置が診断
情報を推論する処理を行うに際しては、ここまで本書において説明した、本発明における
、機械学習装置及び機械学習方法によって学習された学習済みモデルを用い、データ処理
システムの推論ユニット302が実施する推論手法を適用してもよいことは、当業者にと
って当然に理解され得るものである。
(Inference device)
The present invention can be provided not only by the mode of the data processing system 300 described above, but also by the mode of an inference device for performing inference. In that case, the inference device may include a memory and at least one processor, of which the processor may execute a series of processes. The series of processes is the control parameter of the solenoid unit 3.
It also includes a process of acquiring input data including the temperature of the solenoid valve 1 and a process of inferring diagnostic information in the solenoid unit 3 when the input data is input. By providing the present invention in the form of the inference device described above, it is possible to easily apply the present invention to the solenoid valve 1 including various solenoid units 3 as compared with the case where the data processing system 300 is mounted. At this time, when the inference device performs the process of inferring the diagnostic information, the inference of the data processing system is performed by using the trained model learned by the machine learning device and the machine learning method in the present invention described in this document. It is of course understood by those skilled in the art that the inference method performed by unit 302 may be applied.

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範
囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術
思想に含まれるものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. And all of them are included in the technical idea of the present invention.

1…電磁弁、3…ソレノイド部、4…センサ、10…流体圧駆動弁、11…主弁、12…
(流体圧式)駆動装置、14…空気供給源、15…外部装置、26…入力側流路、27…
出力側流路、28…排気流路、30…ソレノイドケース、31…ソレノイドコイル、32
…可動鉄芯、40…第1の圧力センサ、41…第2の圧力センサ、42…主弁開度センサ
、43…電圧センサ、44…電流・抵抗センサ、45…温度センサ、46…磁気センサ、
47…稼働時間計(タイマ)、48…作動カウンタ(カウンタ)、70…マイクロコント
ローラ、100…配管、200…機械学習装置、201…学習用データセット取得ユニッ
ト、202…学習用データセット記憶ユニット、203…学習ユニット、204…学習済
モデル記憶ユニット、300…データ処理システム、301…入力データ取得ユニット、
302…推論ユニット、303…学習済モデル記憶ユニット、304…報知ユニット、A
…空気(駆動流体)、PC1…作業用コンピュータ
1 ... Solenoid valve, 3 ... Solenoid part, 4 ... Sensor, 10 ... Fluid pressure drive valve, 11 ... Main valve, 12 ...
(Fluid pressure type) drive device, 14 ... air supply source, 15 ... external device, 26 ... input side flow path, 27 ...
Output side flow path, 28 ... Exhaust flow path, 30 ... Solenoid case, 31 ... Solenoid coil, 32
... Movable iron core, 40 ... 1st pressure sensor, 41 ... 2nd pressure sensor, 42 ... Main valve opening sensor, 43 ... Voltage sensor, 44 ... Current / resistance sensor, 45 ... Temperature sensor, 46 ... Magnetic sensor ,
47 ... Operating time meter (timer), 48 ... Operation counter (counter), 70 ... Microcontroller, 100 ... Piping, 200 ... Machine learning device, 201 ... Learning data set acquisition unit, 202 ... Learning data set storage unit, 203 ... Learning unit, 204 ... Trained model storage unit, 300 ... Data processing system, 301 ... Input data acquisition unit,
302 ... Inference unit, 303 ... Trained model storage unit, 304 ... Notification unit, A
… Air (driving fluid), PC1… Working computer

Claims (10)

ソレノイド部を備える電磁弁に適用される機械学習装置であって、
前記ソレノイド部の制御パラメータ、及び、前記電磁弁の温度を含む入力データと、前記入力データに対応付けられた前記ソレノイド部の診断情報からなる出力データとで構成される学習用データセットを複数組記憶する学習用データセット記憶ユニットと;
前記学習用データセットを複数組入力することで、前記入力データと前記出力データとの相関関係を推論する学習モデルを学習する学習ユニットと;
前記学習ユニットによって学習された前記学習モデルを記憶する学習済モデル記憶ユニットと;を備え
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された余寿命の期間以内の異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
機械学習装置。
A machine learning device applied to solenoid valves equipped with a solenoid section.
A plurality of sets of learning data sets composed of input data including control parameters of the solenoid unit, temperature of the electromagnetic valve, and output data consisting of diagnostic information of the solenoid unit associated with the input data. With a learning data set storage unit to store;
With a learning unit that learns a learning model that infers the correlation between the input data and the output data by inputting a plurality of sets of the training data sets;
A learned model storage unit for storing said learning model that is learned by the learning unit; equipped with,
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
The solenoid part is abnormal within the preset remaining life period.
A machine learning device composed of information representing any of the above .
前記余寿命が予め複数設定され、
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された複数の余寿命の期間以内のいずれかに該当するという異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
請求項に記載の機械学習装置。
A plurality of the remaining lifespan are set in advance.
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
It is an abnormality that the solenoid part corresponds to any of a plurality of preset remaining life periods.
The machine learning device according to claim 1 , which comprises information representing any of the above.
前記ソレノイド部は、ソレノイドコイルを含み、
前記診断情報は、前記ソレノイドコイルに関する情報である
請求項1又は2に記載の機械学習装置。
The solenoid unit includes a solenoid coil.
The machine learning device according to claim 1 or 2 , wherein the diagnostic information is information about the solenoid coil.
前記入力データを構成する前記ソレノイド部の制御パラメータは、少なくも前記ソレノイド部の供給電圧、前記ソレノイド部の通電時の電流値、又は、前記ソレノイド部の稼働時間の一つを含む、
請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の機械学習装置。
Control parameter of the solenoid portion constituting the input data is less supply voltage of the solenoid portion is also a current value during energization of the solenoid portion, or includes one operating time of the solenoid portion,
The machine learning device according to any one of claims 1 to 3 .
主弁と、
前記主弁を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に対して駆動流体の給排を制御する前記ソレノイド部を含む前記電磁弁と、
を少なくとも備える流体圧駆動弁に適用される
請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の機械学習装置。
Main valve and
The drive device that drives the main valve and
The solenoid valve including the solenoid unit that controls the supply and discharge of the driving fluid to the driving device, and the solenoid valve.
The machine learning apparatus according to any one of claims 1 to 4 , which is applied to a fluid pressure driven valve comprising at least.
ソレノイド部を含む電磁弁に用いられるデータ処理システムであって、
前記ソレノイド部の制御パラメータ、及び、前記電磁弁の温度を含む入力データを取得する入力データ取得ユニットと;
前記入力データ取得ユニットにより取得された前記入力データを、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の機械学習装置によって生成された学習済モデルに入力し、前記ソレノイド部の診断情報を推論する推論ユニットと;を備える、
データ処理システム。
A data processing system used for solenoid valves including solenoids.
An input data acquisition unit that acquires input data including the control parameters of the solenoid unit and the temperature of the solenoid valve;
The input data acquired by the input data acquisition unit is input to the trained model generated by the machine learning device according to any one of claims 1 to 5 , and the diagnostic information of the solenoid unit is input. With an inference unit to infer;
Data processing system.
ソレノイド部を含む電磁弁に用いられる推論装置であって、
前記推論装置は、メモリと、少なくとも1つのプロセッサとを備え、
前記少なくとも1つのプロセッサは、
前記ソレノイド部の制御パラメータ、及び、前記電磁弁の温度を含む入力データを取得する処理と;
前記入力データが入力されると、前記ソレノイド部の診断情報を推論する処理と;
を実行するように構成され
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された余寿命の期間以内の異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
推論装置。
An inference device used for solenoid valves including solenoids.
The inference device comprises a memory and at least one processor.
The at least one processor
The process of acquiring the control parameters of the solenoid section and the input data including the temperature of the solenoid valve;
When the input data is input, the process of inferring the diagnostic information of the solenoid unit;
Are configured to run,
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
The solenoid part is abnormal within the preset remaining life period.
An inference device composed of information representing any of the above .
前記余寿命が予め複数設定され、
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された複数の余寿命の期間以内のいずれかに該当するという異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
請求項に記載の推論装置。
A plurality of the remaining lifespans are set in advance.
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
It is an abnormality that the solenoid part corresponds to any of a plurality of preset remaining life periods.
The inference device according to claim 7 , which comprises information representing any of the above.
ソレノイド部を含む電磁弁に適用される機械学習装置を用いた機械学習方法であって、
前記ソレノイド部の制御パラメータ、及び、前記電磁弁の温度を含む入力データと、前記入力データに対応付けられた前記ソレノイド部の診断情報からなる出力データとで構成される学習用データセットを複数組記憶するステップと;
前記学習用データセットを複数組入力することで、前記入力データと前記出力データとの相関関係を推論する学習モデルを学習するステップと;
学習された前記学習モデルを記憶するステップと;を備える、
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された余寿命の期間以内の異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
機械学習方法。
It is a machine learning method using a machine learning device applied to a solenoid valve including a solenoid part.
A plurality of sets of learning data sets composed of input data including the control parameters of the solenoid unit and the temperature of the solenoid valve, and output data consisting of diagnostic information of the solenoid unit associated with the input data. Steps to remember;
A step of learning a learning model for inferring a correlation between the input data and the output data by inputting a plurality of sets of the training data sets;
A step of storing the learned learning model;
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
The solenoid part is abnormal within the preset remaining life period.
A machine learning method consisting of information representing any of the above .
前記余寿命が予め複数設定され、
前記ソレノイド部の診断情報は、
前記ソレノイド部が正常であること
又は
前記ソレノイド部が予め設定された複数の余寿命の期間以内のいずれかに該当するという異常であること
のいずれかを表す情報で構成する
請求項に記載の機械学習方法。
A plurality of the remaining lifespans are set in advance.
The diagnostic information of the solenoid unit is
The solenoid part is normal
Or
It is an abnormality that the solenoid part corresponds to any of a plurality of preset remaining life periods.
The machine learning method according to claim 9 , which comprises information representing any of the above.
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