JP6784551B2 - Condition monitoring system - Google Patents

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本発明は、機器の状態が変化した場合においても、機器の状態を適切にモデル化することができる状態監視システムに関する。 The present invention relates to a condition monitoring system capable of appropriately modeling the state of a device even when the state of the device changes.

特許文献1には、「機器要素を詳細動特性モデルのパラメータを用いて伝達関数モデルで表し、要素ブロックの入出力を伝達関数モデルで近似してモデル化する簡略モデル算出手段、実機のステップ応答波形から伝達関数のゲインや時定数などの値を算出する実績波形特徴抽出手段、簡略モデル算出手段で用いる伝達関数のゲインや時定数などの値とそれらを与える詳細動特性モデルのパラメータとその値および関係式、実績波形特徴抽出手段で算出した伝達関数のゲインや時定数などの値、簡略モデル伝達関数と手段で算出された伝達関数を一致させるためのパラメータの修正量を表示する手段よりなる。プラントシミュレータ動特性モデルパラメータのチューニングを、物理現象のモデル化に基づいた論理的に明確な方法で精度良く実施でき、プラントの制御系調整に要する時間を短縮できる。」と記載されている。 Patent Document 1 describes, "A simplified model calculation means for expressing a device element with a transfer function model using parameters of a detailed dynamic characteristic model and modeling the input / output of an element block by a transfer function model, a step response of an actual machine. Achievement of calculating values such as transfer function gain and time constant from waveforms Values such as transfer function gain and time constant used in simplified model calculation means and detailed dynamic characteristic model parameters and their values It consists of a means for displaying the relational expression, values such as the gain and time constant of the transfer function calculated by the actual waveform feature extraction means, and the amount of parameter correction for matching the simplified model transfer function with the transfer function calculated by the means. The tuning of the plant simulator dynamic characteristic model parameters can be performed accurately by a logically clear method based on the modeling of physical phenomena, and the time required for adjusting the control system of the plant can be shortened. "

また、非特許文献1によれば、「機器のシミュレーションに、物理モデルを用いることで、機器の構成パーツの故障原因を含むように詳細にモデル化することが可能となり、機器の故障診断や余寿命予測への活用ができる」ことが発表されている。 Further, according to Non-Patent Document 1, "By using a physical model for equipment simulation, it is possible to model in detail so as to include the cause of failure of the component parts of the device, and it is possible to perform failure diagnosis of the device and the remainder. It can be used for life prediction. "

特開平9−6407号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-6407

川合忠雄、“機器に発生するトラブルの事前予測および余寿命診断への物理モデルの適用”、[online]、[平成28年6月1日検索]、インターネット〈URL:http://www.jsme.or.jp/conference/joutai/doc/kaisai/20121012/kawai.pdf〉Tadao Kawai, "Preliminary prediction of troubles occurring in equipment and application of physical model to life expectancy diagnosis", [online], [Search on June 1, 2016], Internet <URL: http://www.jsme .or.jp/conference/joutai/doc/kaisai/20121012/kawai.pdf>

対象とする機器を物理モデル化したシミュレーション結果は、実際の現象を模擬することが難しく、その解析結果と機器の実稼働状態とを一致させることは多大な労力を要する。特許文献1では、予め構成しているプラントシミュレータによるパラメータをチューニングすることが記載されている。しかし、実稼働機器と同じ稼働状況をプラントシミュレータ構築時に発生しうる異常挙動などのデータを組み込むことは難しく、シミュレーション結果のさらなる向上が必要である。 It is difficult to simulate an actual phenomenon with the simulation result of physically modeling the target device, and it takes a lot of labor to match the analysis result with the actual operating state of the device. Patent Document 1 describes tuning parameters by a preconfigured plant simulator. However, it is difficult to incorporate data such as abnormal behavior that may occur when constructing a plant simulator in the same operating conditions as actual operating equipment, and it is necessary to further improve the simulation results.

また、非特許文献1では、機器の構成パーツに故障原因を含んでモデル化することで、機器の状態を忠実に再現できることが記載されている。しかし、実際には機器の状態は日々変化しており、一度構築したモデルが、時間経過後に、機器の最新状態と一致していることはない。そのため、一度構築したモデルのパラメータ調整だけでは、最新状態の機器と同じ結果をシミュレートすることは困難である。 Further, Non-Patent Document 1 describes that the state of the device can be faithfully reproduced by modeling the component parts of the device including the cause of the failure. However, in reality, the state of the device changes every day, and the model once built does not match the latest state of the device after a lapse of time. Therefore, it is difficult to simulate the same result as the latest equipment only by adjusting the parameters of the model once constructed.

本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、機器の状態が変化した場合においても、機器の状態を適切にモデル化することができる状態監視システムを提供することを目的とする。 The present invention is an invention for solving the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a condition monitoring system capable of appropriately modeling the state of a device even when the state of the device changes. ..

前記課題を解決するために、本発明の状態監視システムは、機器の稼動状態に対応して、機器の物理モデル上で異常挙動に起因する要素部をあらかじめモデル化した現象コンポーネントを記憶するデータベース(例えば、現象コンポーネント格納部8)と、機器に取り付けたセンサからの状態データを取得する機器データ取得手段と、機器の物理モデルからシミュレーションした解析結果を取得するモデル解析結果取得手段と、状態データと解析結果とを比較する比較手段と、物理モデルのパラメータを調整するパラメータ調整手段と、現象コンポーネントを物理モデルに取り込む現象コンポーネント選択手段と、比較手段の比較結果に基づき、現象コンポーネント選択手段に物理モデルに必要となる現象コンポーネントの選択を指示するとともに、選択された現象コンポーネントのパラメータの調整をパラメータ調整手段に指示する現象コンポーネント調整手段(例えば、現象コンポーネントコントロール手段4)と、を有することを特徴とする。本発明のその他の態様については、後記する実施形態において説明する。 In order to solve the above-mentioned problems, the state monitoring system of the present invention stores a phenomenon component in which the element part caused by the abnormal behavior is pre-modeled on the physical model of the device according to the operating state of the device ( For example, the phenomenon component storage unit 8), the device data acquisition means for acquiring the state data from the sensor attached to the device, the model analysis result acquisition means for acquiring the analysis result simulated from the physical model of the device, and the state data. A comparison means for comparing the analysis results, a parameter adjustment means for adjusting the parameters of the physical model, a phenomenon component selection means for incorporating the phenomenon component into the physical model, and a physical model for the phenomenon component selection means based on the comparison result of the comparison means. It is characterized by having a phenomenon component adjusting means (for example, a phenomenon component controlling means 4) that instructs the parameter adjusting means to adjust the parameters of the selected phenomenon component while instructing the selection of the phenomenon component required for the above. To do. Other aspects of the present invention will be described in embodiments described below.

本発明によれば、機器の状態が変化した場合においても、機器の状態を適切にモデル化することができる。 According to the present invention, even when the state of the device changes, the state of the device can be appropriately modeled.

本実施形態に係る状態監視システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the state monitoring system which concerns on this embodiment. 現象コンポーネントを現状の機器の状態にあった現象コンポーネントに置換した場合の状態監視システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the state monitoring system when the phenomenon component is replaced with the phenomenon component which was in the state of the present equipment. 本実施形態を説明するための実機の機器例を示す図である。It is a figure which shows the device example of the actual machine for demonstrating this embodiment. 本実施形態の実機例のモデル化を示す図である。It is a figure which shows the modeling of the actual machine example of this embodiment. 本実施形態の現象コンポーネントを示す図であり、(a)は基本現象コンポーネント、(b)〜(d)は他の現象コンポーネントを示す図である。It is a figure which shows the phenomenon component of this embodiment, (a) is a figure which shows the basic phenomenon component, (b)-(d) is the figure which shows the other phenomenon component. 本実施形態に係る状態監視システムの処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the condition monitoring system which concerns on this embodiment.

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る状態監視システムの全体構成を示す図である。図2は、現象コンポーネントを現状の機器の状態にあった現象コンポーネントに置換した場合の状態監視システムの全体構成を示す図である。状態監視システム1は、一般的なPC(Personal Computer)などローカル環境で実現する方法、クラウドのようなネットワーク経由で実現する方法、どちらでもよい。
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a condition monitoring system according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of a state monitoring system when the phenomenon component is replaced with a phenomenon component that matches the state of the current device. The condition monitoring system 1 may be realized in a local environment such as a general PC (Personal Computer) or via a network such as a cloud.

対象とする機器10は、複数のパーツ11,12,13で構成されている。該機器に対する物理モデル30は、機器10の構成要素に対応する物理モデルである基本現象コンポーネント31,32,33を備えている。状態監視システム1は、機器データ取得手段2、比較手段3、現象コンポーネントコントロール手段4(現象コンポーネント調整手段)、モデル解析結果取得手段5、パラメータ調整手段6、現象コンポーネント選択手段7、現象コンポーネント格納部8(データベース)を有している。 The target device 10 is composed of a plurality of parts 11, 12, and 13. The physical model 30 for the device includes basic phenomenon components 31, 32, 33, which are physical models corresponding to the components of the device 10. The state monitoring system 1 includes device data acquisition means 2, comparison means 3, phenomenon component control means 4 (phenomenon component adjustment means), model analysis result acquisition means 5, parameter adjustment means 6, phenomenon component selection means 7, and phenomenon component storage unit. It has 8 (database).

機器10には、振動センサや加速度センサなどのセンサ21,22が取り付けられている。このセンサデータや機器出力を機器データ取得手段2が取得する。モデル解析結果取得手段5は、物理モデル30を構成する現象コンポーネントの解析値や物理モデル30の全体の出力解析値を取得する。比較手段3は、機器データ取得手段2及びモデル解析結果取得手段5が取得したデータを比較し、比較結果を現象コンポーネントコントロール手段4(現象コンポーネント調整手段)へ渡す。例えば回転部を備えた機器の場合、回転支持部となる軸受は、筐体となるハウジングの振動や、軸受け特有の摺動接触現象によるさまざまな振動などが発生する。特に摺動部は摩擦や磨耗、接触痕などによる物理的な振動現象を引き起こす。これらの現象を模擬した物理モデルを現象コンポーネントとする。 Sensors 21 and 22 such as vibration sensors and acceleration sensors are attached to the device 10. The device data acquisition means 2 acquires the sensor data and the device output. The model analysis result acquisition means 5 acquires the analysis value of the phenomenon component constituting the physical model 30 and the output analysis value of the entire physical model 30. The comparison means 3 compares the data acquired by the device data acquisition means 2 and the model analysis result acquisition means 5, and passes the comparison result to the phenomenon component control means 4 (phenomenon component adjustment means). For example, in the case of a device provided with a rotating portion, the bearing serving as the rotating support portion generates vibrations of the housing serving as a housing and various vibrations due to a sliding contact phenomenon peculiar to a bearing. In particular, the sliding portion causes a physical vibration phenomenon due to friction, wear, contact marks, and the like. A physical model that simulates these phenomena is used as a phenomenon component.

現象コンポーネントコントロール手段4は、比較結果を振動振幅や周波数などの閾値条件などにより判定する。現象コンポーネント選択手段7は、現象コンポーネント格納部8より現象コンポーネント41,42を選択し、物理モデル30上の対応する基本現象コンポーネント31,32と置き換える(図2参照)。パラメータ調整手段6は、現象コンポーネント41,42のパラメータを調整する。 The phenomenon component control means 4 determines the comparison result based on threshold conditions such as vibration amplitude and frequency. The phenomenon component selection means 7 selects the phenomenon components 41 and 42 from the phenomenon component storage unit 8 and replaces them with the corresponding basic phenomenon components 31 and 32 on the physical model 30 (see FIG. 2). The parameter adjusting means 6 adjusts the parameters of the phenomenon components 41 and 42.

本実施形態では、機器データ取得手段2、モデル解析結果取得手段5で取得されたデータを比較手段3で比較し、その結果をもとに現象コンポーネントコントロール手段4が、現象コンポーネント選択手段7及びパラメータ調整手段6を用いて機器10と物理モデル30の稼働状態(先に述べた振動振幅や周波数など)がほぼ同様の現象と判断されるまで繰り返す。 In the present embodiment, the data acquired by the device data acquisition means 2 and the model analysis result acquisition means 5 are compared by the comparison means 3, and the phenomenon component control means 4 determines the phenomenon component selection means 7 and the parameters based on the results. Using the adjusting means 6, the operation state of the device 10 and the physical model 30 (vibration amplitude, frequency, etc. described above) is repeated until it is determined that the phenomena are substantially the same.

図3は、本実施形態を説明するための実機の機器例を示す図である。該機器は、モータ300、軸受301a,301b、回転子302、回転軸305で構成される。軸受301aには、センサ21が設置されている。 FIG. 3 is a diagram showing an example of an actual device for explaining the present embodiment. The device includes a motor 300, bearings 301a and 301b, a rotor 302, and a rotating shaft 305. A sensor 21 is installed on the bearing 301a.

図4は、本実施形態の実機例のモデル化を示す図である。図4は、図3に示す機器を物理モデル化したものであり、モータ300に対応するモデルパーツ400、軸受301a,301bに対応するモデルパーツ401a,401b(総称する場合は、モデルパーツ401)、回転子302に対応するモデルパーツ402、回転軸305に対応するモデルパーツ405で構成される。 FIG. 4 is a diagram showing modeling of an actual machine example of the present embodiment. FIG. 4 is a physical model of the device shown in FIG. 3, and includes model parts 400 corresponding to the motor 300, model parts 401a and 401b corresponding to the bearings 301a and 301b (collectively, model parts 401). It is composed of a model part 402 corresponding to the rotor 302 and a model part 405 corresponding to the rotating shaft 305.

図5は、本実施形態の現象コンポーネントを示す図であり、(a)は基本現象コンポーネント、(b)〜(d)は他の現象コンポーネントを示す図である。図5に示す現象コンポーネントは、現象コンポーネント格納部8に保持される現象コンポーネントの一例である。現象コンポーネントは、対応する機器のパーツで発生する可能性がある損傷などの現象ごとに複数用意することが望ましく、これは実験やシミュレーション、過去のデータベースにより構築する。 5A and 5B are diagrams showing a phenomenon component of the present embodiment, in which FIG. 5A shows a basic phenomenon component, and FIGS. 5B to 5D show other phenomenon components. The phenomenon component shown in FIG. 5 is an example of the phenomenon component held in the phenomenon component storage unit 8. It is desirable to prepare multiple phenomenon components for each phenomenon such as damage that may occur in the parts of the corresponding equipment, and this is constructed by experiments, simulations, and past databases.

現象コンポーネント501aは、機器の軸受301a,301bに対応するものでハウジングの振動特性をモデル化したもので、パラメータとして弾性率(ばね定数)や減衰率などである。現象コンポーネント501b,501c,501dは、現象コンポーネント501aの他の例である。なお、現象コンポーネント501a,501b,501c,501dを総称する場合は、現象コンポーネント501という。 The phenomenon component 501a corresponds to the bearings 301a and 301b of the device and models the vibration characteristics of the housing, and has parameters such as elastic modulus (spring constant) and damping rate. Phenomenon components 501b, 501c, 501d are other examples of phenomenon components 501a. The phenomenon components 501a, 501b, 501c, and 501d are collectively referred to as the phenomenon component 501.

現象コンポーネントは、これらの1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルとし、直列構成、並列構成あるいはその組み合わせの構成としてもよい。さらに軸受けの摺動特性を含めた該振動モデルとしてもよい。例えば、ボールベアリングではボール部の傷や磨耗痕による接触振動、滑り軸受けでは摩擦や磨耗痕による接触振動などを想定して、振動モデルを構成する。さらに、軸受け部に結合した軸部やその周辺構造物の弾性振動モードなどをあらかじめ振動モデルに組み込むなど、現象コンポーネントは、軸受け部のみだけでなく、周辺構造の影響をも盛り込んだ構造モデルを備えていてもよい。 The phenomenon component may be a vibration model of these one-degree-of-freedom system or n-degree-of-freedom system, and may be a series configuration, a parallel configuration, or a combination thereof. Further, the vibration model including the sliding characteristics of the bearing may be used. For example, in the case of ball bearings, contact vibration due to scratches or wear marks on the ball portion is assumed, and in the case of sliding bearings, contact vibration due to friction or wear marks is assumed, and a vibration model is constructed. Furthermore, the phenomenon component is equipped with a structural model that incorporates not only the bearing but also the influence of the peripheral structure, such as incorporating the elastic vibration mode of the shaft connected to the bearing and its peripheral structures into the vibration model in advance. You may be.

すなわち、現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルで構成してもよい。現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルの直列構成、並列構成、あるいはその組み合わせの構成としてもよい。現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルで構成するとともにその周辺構造物となる構造モデルを備えていてもよい。 That is, the phenomenon component may be composed of a vibration model of one degree of freedom system or n degree of freedom system. The phenomenon component may be a series configuration, a parallel configuration, or a combination of vibration models of a one-degree-of-freedom system or an n-degree-of-freedom system. The phenomenon component may be composed of a vibration model having one degree of freedom or n degrees of freedom, and may include a structural model as a peripheral structure thereof.

図6は、本実施形態に係る状態監視システムの処理を示すフローチャートである。適宜図1、図2を参照する。現象コンポーネントコントロール手段4は、比較手段3の結果を判定する(ステップS1)。結果が比較条件を満たさない場合(ステップS1,不一致)、ステップS2に進み、結果が比較条件を満たす場合(ステップS1,一致)、処理を終了する。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the condition monitoring system according to the present embodiment. Refer to FIGS. 1 and 2 as appropriate. The phenomenon component control means 4 determines the result of the comparison means 3 (step S1). If the result does not satisfy the comparison condition (step S1, mismatch), the process proceeds to step S2, and if the result satisfies the comparison condition (step S1, match), the process ends.

ステップS2で、現象コンポーネントコントロール手段4は、物理モデルに現象コンポーネントが適用されているか否かを判定する。現象コンポーネントが適用されていない場合(ステップS2,No)、現象コンポーネントコントロール手段4は、現象コンポーネント選択手段7に現象コンポーネントの選択の指示をし、現象コンポーネント選択手段7は、現象コンポーネント格納部8から現象コンポーネントを選択し(ステップS5)、物理モデル上の対象パーツ部に現象コンポーネントを組み込む。 In step S2, the phenomenon component control means 4 determines whether or not the phenomenon component is applied to the physical model. When the phenomenon component is not applied (steps S2 and No), the phenomenon component control means 4 instructs the phenomenon component selection means 7 to select the phenomenon component, and the phenomenon component selection means 7 is transmitted from the phenomenon component storage unit 8. Select the phenomenon component (step S5), and incorporate the phenomenon component into the target part on the physical model.

現象コンポーネントが適用されている場合(ステップS2,Yes)、現象コンポーネントコントロール手段4は、該現象コンポーネントのパラメータが調整済みか否かを判定する(ステップS3)。パラメータが調整されていない場合(ステップS3,No)、パラメータ調整手段6によりパラメータ調整(ステップS4)を実施する。該パラメータ調整後、機器データ取得手段2及びモデル解析結果取得手段5により取得されたデータの比較を比較手段3が実行する。 When the phenomenon component is applied (step S2, Yes), the phenomenon component control means 4 determines whether or not the parameter of the phenomenon component has been adjusted (step S3). If the parameters are not adjusted (steps S3 and No), the parameter adjustment means 6 performs parameter adjustment (step S4). After adjusting the parameters, the comparison means 3 executes a comparison of the data acquired by the device data acquisition means 2 and the model analysis result acquisition means 5.

ステップS3で、全てのパラメータ調整が実施されている場合(ステップS3,Yes)、現象コンポーネントの適用漏れがないかを判定する(ステップS6)。適用漏れがある場合(ステップS6,No)、現象コンポーネント選択手段7により、現象コンポーネント41,42が選択され、物理モデル上の基本現象コンポーネント31,32(図1参照)を現象コンポーネント41,42(図2参照)に置換する。適用漏れがない場合(ステップS6,Yes)、一連の処理を終了する。以下、各手段について詳細に説明する。 When all the parameter adjustments have been performed in step S3 (steps S3 and Yes), it is determined whether or not there is any omission of application of the phenomenon component (step S6). When there is an application omission (step S6, No), the phenomenon components 41 and 42 are selected by the phenomenon component selection means 7, and the basic phenomenon components 31 and 32 (see FIG. 1) on the physical model are replaced with the phenomenon components 41 and 42 (see FIG. 1). (See FIG. 2). If there is no omission of application (steps S6, Yes), a series of processes is completed. Hereinafter, each means will be described in detail.

(比較手段)
比較手段3は、図1に示すように、機器のパーツ11に取付けられたセンサ21のセンサデータと、該センサデータに対応する基本現象コンポーネント31の解析結果を比較する。また、パーツ13のセンサ22のセンサデータと、基本現象コンポーネント33の解析結果を比較する。また、機器10の出力と物理モデル30の解析出力結果を比較する。各センサ単位での比較だけでなく、センサや出力の組合せで比較してもよい。これは、機器の異常などは、センサ取付け箇所だけに影響を及ぼすのではなく、他の場所のセンサなどに影響を及ぼすからである。図2に示すように、現象コンポーネント41で基本現象コンポーネント31が置き換えられた場合は、現象コンポーネント41の解析結果とセンサ21を比較する。比較にあたっては、センサデータと解析出力結果の差が一定範囲内に収まるように設定してもよい。
(Comparison means)
As shown in FIG. 1, the comparison means 3 compares the sensor data of the sensor 21 attached to the component 11 of the device with the analysis result of the basic phenomenon component 31 corresponding to the sensor data. Further, the sensor data of the sensor 22 of the part 13 and the analysis result of the basic phenomenon component 33 are compared. Further, the output of the device 10 and the analysis output result of the physical model 30 are compared. The comparison may be made not only for each sensor but also for a combination of sensors and outputs. This is because an abnormality in the device affects not only the sensor mounting location but also the sensor in another location. As shown in FIG. 2, when the basic phenomenon component 31 is replaced by the phenomenon component 41, the analysis result of the phenomenon component 41 and the sensor 21 are compared. For comparison, the difference between the sensor data and the analysis output result may be set so as to be within a certain range.

(現象コンポーネントコントロール手段)
現象コンポーネントコントロール手段4は、例えば、現象コンポーネント501が有する、パラメータ内輪や外輪の傷の大きさを調整する。調整方法は、該パラメータの取り得る範囲を順次変化させる。また、物理モデルに複数の現象コンポーネントが配置されていれば、それぞれのパラメータを変化させる。パラメータを変化させた場合は、各現象コンポーネントの解析結果と実機データの比較が比較手段3で実施され、収束条件に至るまで繰り返し実施する。
(Phenomenon component control means)
The phenomenon component control means 4 adjusts, for example, the size of scratches on the parameter inner ring and outer ring of the phenomenon component 501. The adjustment method sequentially changes the possible range of the parameter. In addition, if a plurality of phenomenon components are arranged in the physical model, the parameters of each are changed. When the parameters are changed, the analysis result of each phenomenon component and the actual machine data are compared by the comparison means 3, and the comparison is repeated until the convergence condition is reached.

(現象コンポーネント選択手段)
現象コンポーネント選択手段7は、現象コンポーネント格納部8から、センサ21が対象としている機器のパーツ301に対応する現象コンポーネント501aを優先選択し、モデルパーツ401と置き換える。現象コンポーネントコントロール手段4が再度現象コンポーネントを要求した場合は、例えば異なる現象コンポーネント501bを選択し、現象コンポーネント501aと置き換える。機器における異常などは、1箇所のセンサ出力だけに現れるわけではなく、複数の箇所に現れることが多いため、現象コンポーネントは、該当箇所のみを適用するだけでなく、複数の組合せを実施するほうがよい。また、現象コンポーネントを選択する場合に、過去の事例などにより優先度をつけ優先度順に選択する方式やセンサデータから読み取れる事象に関連する現象コンポーネントを優先選択する方式をとることで、効率向上を図れる。
(Phenomenon component selection means)
The phenomenon component selection means 7 preferentially selects the phenomenon component 501a corresponding to the part 301 of the device targeted by the sensor 21 from the phenomenon component storage unit 8 and replaces it with the model part 401. When the phenomenon component control means 4 requests the phenomenon component again, for example, a different phenomenon component 501b is selected and replaced with the phenomenon component 501a. Since abnormalities in equipment do not appear only in one sensor output but often appear in multiple locations, it is better to apply not only the relevant locations but also multiple combinations of phenomenon components. .. In addition, when selecting a phenomenon component, efficiency can be improved by adopting a method of prioritizing and selecting in order of priority according to past cases or a method of prioritizing the phenomenon component related to the phenomenon that can be read from the sensor data. ..

(パラメータ調整手段)
パラメータ調整手段6は、例えば現象コンポーネント501が有する、パラメータ内輪や外輪の傷の大きさを調整する。調整方法は、該パラメータの取り得る範囲を順次変化させる。また、物理モデルに複数の現象コンポーネントが配置されていれば、それぞれのパラメータを変化させる。パラメータを変化させた場合は、各現象コンポーネントの解析結果と実機データの比較が比較手段3で実施され、収束条件に至るまで繰り返し実施する。パラメータの変化させる順序は、過去の実験や事例により優先度をつけて適用することで効率向上を図ることができる。
(Parameter adjustment means)
The parameter adjusting means 6 adjusts, for example, the size of scratches on the parameter inner ring and outer ring of the phenomenon component 501. The adjustment method sequentially changes the possible range of the parameter. In addition, if a plurality of phenomenon components are arranged in the physical model, the parameters of each are changed. When the parameters are changed, the analysis result of each phenomenon component and the actual machine data are compared by the comparison means 3, and the comparison is repeated until the convergence condition is reached. The order in which the parameters are changed can be improved in efficiency by prioritizing and applying them according to past experiments and cases.

なお、本実施形態は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present embodiment is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add / delete / replace a part of the configuration of each embodiment with another configuration.

また、前記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, each of the above configurations may be configured in part or in whole in hardware, or may be configured to be realized by executing a program in a processor. In addition, the control lines and information lines indicate those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines in the product. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.

本実施形態の状態監視システム1は、機器の稼動状態に対応して、機器の物理モデル上で異常挙動に起因する要素部をあらかじめモデル化し、実稼働情報に基づいて、要素部モデルを適切に選択、シミュレーション上に組み込む機能を持たせた。これにより常に機器の実稼動状態に追従して、機器に発生しうる異常挙動を含むモデルを組み込んでシミュレーションすることができ、その結果をもとに該機器の状態監視を行うシステムの提供が可能となる。 In the condition monitoring system 1 of the present embodiment, the element part caused by the abnormal behavior is modeled in advance on the physical model of the device according to the operating state of the device, and the element part model is appropriately modeled based on the actual operation information. It has a function to be incorporated into selection and simulation. As a result, it is possible to provide a system that constantly follows the actual operating state of the device, incorporates a model including abnormal behavior that can occur in the device, and simulates it, and monitors the state of the device based on the result. It becomes.

本実施形態によれば、対象とする機器の物理モデルを機器の稼働状態に応じた各センサ情報をもとに、機器の実挙動に対応した現象コンポーネントを前記物理モデルに組み込むことで、実稼動とよく一致するシミュレーションが可能となる。これにより、機器の状態監視を精度良く実現することができる。また、機器のモデルが、最新の機器状態と常に一致しているため、モデルのシミュレーションにより機器の故障予兆診断に活用することができる。 According to the present embodiment, the physical model of the target device is actually operated by incorporating the phenomenon component corresponding to the actual behavior of the device into the physical model based on each sensor information according to the operating state of the device. A simulation that matches well with is possible. As a result, the condition monitoring of the device can be realized with high accuracy. In addition, since the device model always matches the latest device status, it can be used for equipment failure sign diagnosis by model simulation.

1 状態監視システム
2 機器データ取得手段
3 比較手段
4 現象コンポーネントコントロール手段(現象コンポーネント調整手段)
5 モデル解析結果取得手段
6 パラメータ調整手段
7 現象コンポーネント選択手段
8 現象コンポーネント格納部(データベース)
10 機器
11,12,13 パーツ
30 物理モデル
31,32,33 基本現象コンポーネント
41,42 現象コンポーネント
300 モータ
301 軸受
302 回転子
305 回転軸
400,401,402,405 モデルパーツ
501 現象コンポーネント
1 Condition monitoring system 2 Equipment data acquisition means 3 Comparison means 4 Phenomenon component control means (Phenomenon component adjustment means)
5 Model analysis result acquisition means 6 Parameter adjustment means 7 Phenomenon component selection means 8 Phenomenon component storage unit (database)
10 Equipment 11, 12, 13 Parts 30 Physical model 31, 32, 33 Basic phenomenon component 41, 42 Phenomenon component 300 Motor 301 Bearing 302 Rotor 305 Rotating shaft 400, 401, 402, 405 Model part 501 Phenomenon component

Claims (5)

機器の稼動状態に対応して、機器の物理モデル上で異常挙動に起因する要素部をあらかじめモデル化した現象コンポーネントを記憶するデータベースと、
前記機器に取り付けたセンサからの状態データを取得する機器データ取得手段と、
前記機器の物理モデルからシミュレーションした解析結果を取得するモデル解析結果取得手段と、
前記状態データと前記解析結果とを比較する比較手段と、
前記物理モデルのパラメータを調整するパラメータ調整手段と、
前記現象コンポーネントを前記物理モデルに取り込む現象コンポーネント選択手段と、
前記比較手段の比較結果に基づき、前記現象コンポーネント選択手段に前記物理モデルに必要となる現象コンポーネントの選択を指示するとともに、前記選択された現象コンポーネントのパラメータの調整を前記パラメータ調整手段に指示する現象コンポーネント調整手段と、を有する
ことを特徴とする状態監視システム。
A database that stores phenomenon components that pre-model the elements caused by abnormal behavior on the physical model of the device according to the operating state of the device .
A device data acquisition means for acquiring status data from a sensor attached to the device, and
Model analysis result acquisition means for acquiring simulation results from the physical model of the device, and
A comparison means for comparing the state data with the analysis result,
A parameter adjusting means for adjusting the parameters of the physical model and
Phenomenon component selection means for incorporating the phenomenon component into the physical model,
Based on the comparison result of the comparison means, the phenomenon of instructing the phenomenon component selection means to select the phenomenon component required for the physical model and instructing the parameter adjustment means to adjust the parameters of the selected phenomenon component. A state monitoring system characterized by having component adjusting means.
前記現象コンポーネント調整手段は、前記比較手段の比較結果が、設定した閾値条件範囲になるまで、前記現象コンポーネント選択手段および前記現象コンポーネント調整手段への指示を繰り返す
ことを特徴とする請求項1に記載の状態監視システム。
The first aspect of claim 1, wherein the phenomenon component adjusting means repeats instructions to the phenomenon component selecting means and the phenomenon component adjusting means until the comparison result of the comparing means reaches a set threshold condition range. Condition monitoring system.
前記現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルで構成した
ことを特徴とする請求項1に記載の状態監視システム。
The condition monitoring system according to claim 1, wherein the phenomenon component is composed of a vibration model of one degree of freedom system or n degree of freedom system.
前記現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルの直列構成、並列構成、あるいはその組み合わせの構成とした
ことを特徴とする請求項1に記載の状態監視システム。
The condition monitoring system according to claim 1, wherein the phenomenon component has a series configuration, a parallel configuration, or a combination thereof of vibration models of one degree of freedom system or n degree of freedom system.
前記現象コンポーネントは、1自由度系あるいはn自由度系の振動モデルで構成するとともにその周辺構造物となる構造モデルを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の状態監視システム。
The condition monitoring system according to claim 1, wherein the phenomenon component is composed of a vibration model of one degree of freedom system or an n degree of freedom system and is provided with a structural model serving as a peripheral structure thereof.
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