JP6856230B1 - 生産設備監視装置、及び生産設備監視プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】稼働中に、生産設備の状態を、簡単に把握できると共に、生産設備にとって異常な振動や音を発する不具合の原因を、簡単に究明することができる生産設備監視装置、及び生産設備監視プログラムを提供する。【解決手段】監視装置１は、ＣＰＵ２３と、第１の外付け記憶手段２１等と、生産設備９０の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、第１の外付け記憶手段２１に記録するデータ収集手段６１と、監視対象が振動物理量の場合、データ収集手段６１が取得した振動物理量の時系列情報に、高速フーリエ変換解析を施すＦＦＴ解析手段６４と、監視対象の物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する閾値設定手段６５と、その閾値に基づき取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断するデータ異常判断手段６６と、取得した物理量の時系列情報に異常事象が含まれている場合に、警告を発する異常データ報知手段６７と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、部品の加工等を行う生産設備に対し、稼働中の状態を、リアルタイムに把握する生産設備監視装置、及びその装置で用いる生産設備監視プログラムに関する。

部品の機械加工を行う工場には、例えば、切削加工を行うマシニングセンタ、研削加工を行う研削盤、プレス加工を行うプレス機等のように、加工工程に対応した加工機が、設備されている。このような加工現場では一般的に、何らかの理由により、加工機に不具合が生じることは、頻繁に起こり得る。部品が、不具合を伴った加工機で加工されてしまうと、その部品は、不良品になってしまう場合もある。そのため、保全員は、現場にある加工機の状態に異常が生じていないかの監視や管理を行い、必要に応じて加工機にメンテナンスを施している。その監視に用いる装置の一例が、特許文献１，２に開示されている。

特許文献１は、加工時に、加工設備の駆動モータに供給される電流値（負荷）を、電流センサで検出し、検出したその電流値のデータをメモリに取込んで記録しておき、メモリに収集した電流値のデータに基づき、刃具の状態を演算部で演算し、演算部で順次演算される新たな基礎演算データを、基礎対称比として、刃具の状態が異常の範囲内か否かを、制御部で判断する加工異常検出装置である。

特許文献２は、電力データ取得部により、生産機器の実行時に消費する電力データを取得し、１サイクル検出部により、取得したこの電力データの１サイクル部分を検出しておき、検出した１サイクル部分の期間であるサイクルタイムに基づいて、生産機器のメンテナンスを行うべきかを、メンテナンス判断部で判断する監視装置である。１サイクル検出部は、製造現場の担当者等に設定されるサイクルタイム設計値と、電力データの周波数解析（ＦＦＴ）を利用して、電力データから１サイクルの開始時点を検出することにより、１サイクルの電力データを検出する。

特開２０１９−１１９０１５号公報 特開２０１０−２５０３８４号公報

特許文献１，２の技術は、双方とも、加工機の稼働時に、駆動モータ等で消費される電力に関する電気的情報（電流値、電力値等）に依拠して、工具の寿命や、工具に生じそうな突発的な異常事象、加工機のメンテナンス時期等、工具を含む加工機の状態を、前もって予測することができる。

しかしながら、実際の加工現場で、加工機本体や、工具を装着した加工機に、異常な振動事象や異音が生じた場合には、特許文献１，２の技術は、その振動事象等の状況を的確に把握することができないばかりか、振動箇所や異音箇所も全く特定できず、振動事象等の対策が、保全員にとって困難であった。

すなわち、加工機で加工する部品の加工精度は、加工機自体の不具合に起因する内的要因と、加工機の加工環境に起因する外的要因により、顕著に影響を受ける。特に、加工現場は、例えば、隣接する加工機の稼働に伴う振動や騒音、工場内の天井に据え付けられたクレーン等の動作により生じる振動や騒音のほか、工場内の雰囲気では、加工機の稼働に伴う温度や湿度の変化等、加工精度に影響を及ぼす種々の阻害要因を有した環境下にある。

異常な振動事象や異音が、例えば、加工機の駆動軸を軸支するベアリングの損傷や摩耗に起因して生じていた場合、保全員は、前述の環境下にある加工現場の中で、振動事象や異音の原因として、内的要因または外的要因のいずれによるものかの判断に、困難を伴うことがある。また、振動事象や異音の原因が内的要因にあると判明した後でも、保全員は、加工機に対し、どのような状態にあるときに、どの部分で、振動事象や異音を起こしているのかについて、検討をつけることすらできないことも多々ある。そのため、保全員は、不具合となった加工機のメンテナンスを行うのにあたり、メンテナンス作業に相当な時間と手間がかかり、問題となっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、稼働中に、生産設備の状態を、簡単に把握できると共に、生産設備で異常な振動や音を発する不具合の原因を、簡単に究明することができる生産設備監視装置、及び生産設備監視プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る生産設備監視装置は、以下の構成を有する。
（１）処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置において、制御手段と、記憶手段と、前記生産設備の稼働中、前記処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、前記記憶手段に記録する物理量収集手段と、監視対象に指定された前記物理量が、前記処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、前記物理量収集手段が取得した前記振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施す物理量解析手段と、個々に物性が異なる複数種の前記物理量のうち、監視対象に指定された前記物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する物理量閾値設定手段と、前記物理量閾値設定手段により設定された前記閾値に基づき、取得した前記物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断する物理量異常判断手段と、取得した前記物理量の時系列情報に前記異常事象が含まれている場合に、警告を発する異常事象報知手段と、を備えること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する生産設備監視装置において、取得した前記物理量の時系列情報を知らせる取得情報通知手段を備え、前記取得情報通知手段は、前記異常事象と共に、取得した前記物理量の時系列情報の結果、または、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の情報に含まれる前記異常事象と共に、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の結果を、前記生産設備の稼働中、リアルタイムに通知可能であること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する生産設備監視装置において、前記処理の実行時に、前記生産設備の状態を監視するのに必要なセンサとして、前記生産設備に設けた監視センサと導通する外部ケーブルの端子が、着脱自在に接続可能な入力ポートを、複数備え、前記入力ポートを通じて入力された前記監視センサの出力信号に基づき、前記監視センサの種類を判別するセンサ種判別手段を備えること、を特徴とする。
（４）（３）に記載する生産設備監視装置において、前記物理量収集手段で取得可能となる適合対象の前記物理量が複数種、前記記憶手段に登録され、前記センサ種判別手段で判別した前記監視センサが対応する前記物理量と、前記適合対象の物理量との照合に基づき、前記物理量収集手段で取得される前記物理量の特定を行う物理量特定手段を備えること、を特徴とする。
（５）（２）乃至（４）のいずれか１つに記載する生産設備監視装置において、画面を有する端末と接続され、前記取得情報通知手段は、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の結果である第１監視結果、及び前記物理量収集手段により取得した前記物理量の時系列情報の結果である第２監視結果のうち、監視対象に指定された前記物理量に関する監視結果を、前記端末の前記画面に表示可能な画面表示手段であること、を特徴とする。
（６）（５）に記載する生産設備監視装置において、無線を介して、通信可能な通信手段を具備し、前記画面表示手段は、前記通信手段により接続された状態にある前記端末の前記画面に、前記監視結果を表示すること、を特徴とする。
（７）（３）乃至（６）のいずれか１つに記載する生産設備監視装置において、前記物理量収集手段は、前記監視センサの出力信号を、前記外部ケーブル及び前記入力ポートを通じて伝送することにより、前記物理量の時系列情報を取得すること、を特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る生産設備監視プログラムは、以下の構成を有する。
（８）処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置の制御部に格納された生産設備監視プログラムにおいて、前記生産設備の稼働中、前記処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、記憶手段に記録するステップと、監視対象に指定された前記物理量が、前記処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、前記物理量収集手段が取得した前記振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施すステップと、個々に物性が異なる複数種の前記物理量のうち、監視対象に指定された前記物理量の時系列情報に対し、閾値を設定するステップと、前記物理量閾値設定手段により設定された前記閾値に基づき、取得した前記物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断するステップと、取得した前記物理量の時系列情報に前記異常事象が含まれている場合に、警告を発するステップと、を有すること、を特徴とする。

上記構成を有する本発明の生産設備監視装置に係る作用・効果について説明する。
（１）処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置において、制御手段と、記憶手段と、生産設備の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、記憶手段に記録する物理量収集手段と、監視対象に指定された物理量が、処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、物理量収集手段が取得した振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施す物理量解析手段と、個々に物性が異なる複数種の物理量のうち、監視対象に指定された物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する物理量閾値設定手段と、物理量閾値設定手段により設定された閾値に基づき、取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断する物理量異常判断手段と、取得した物理量の時系列情報に異常事象が含まれている場合に、警告を発する異常事象報知手段と、を備えること、を特徴とする。

この特徴により、本発明の生産設備監視装置は、生産設備において、例えば、モータ等に生じ得る振動事象、異音の発生等による故障事象について、その予兆を管理することができるほか、生産設備に生じた故障のメンテナンスを行う場合でも、保全員による作業を容易にすることができる。また、本発明の生産設備監視装置の使用により、保全員は、その異常事象の原因を、特定し易く、簡単に究明することができる。

従って、本発明に係る生産設備監視装置によれば、稼働中に、生産設備の状態を、簡単に把握できると共に、生産設備で異常な振動や音を発する不具合の原因を、簡単に究明することができる、という優れた効果を奏する。

（２）に記載する生産設備監視装置において、取得した物理量の時系列情報を知らせる取得情報通知手段を備え、取得情報通知手段は、異常事象と共に、取得した物理量の時系列情報の結果、または、物理量解析手段による変換後の振動物理量の情報に含まれる異常事象と共に、物理量解析手段による変換後の振動物理量の結果を、生産設備の稼働中、リアルタイムに通知可能であること、を特徴とする。

この特徴により、何らかの理由により、生産設備に不具合が生じたまま、オペレータが、生産設備で、加工対象物（部品）の加工を継続してしまうことを抑制することができ、部品の不良品化の発生を、低減することができる。

（３）に記載する生産設備監視装置において、処理の実行時に、生産設備の状態を監視するのに必要なセンサとして、生産設備に設けた監視センサと導通する外部ケーブルの端子が、着脱自在に接続可能な入力ポートを、複数備え、入力ポートを通じて入力された監視センサの出力信号に基づき、監視センサの種類を判別するセンサ種判別手段を備えること、を特徴とする。

この特徴により、監視対象となる監視センサの物理量毎に、それぞれ独立したハードウエアを、本発明の生産設備監視装置に設ける必要がないため、本発明の生産設備監視装置の構成を簡素化することができる。

（４）に記載する生産設備監視装置において、物理量収集手段で取得可能となる適合対象の物理量が複数種、記憶手段に登録され、センサ種判別手段で判別した監視センサが対応する物理量と、適合対象の物理量との照合に基づき、物理量収集手段で取得される物理量の特定を行う物理量特定手段を備えること、を特徴とする。

この特徴により、監視センサが、複数種のセンサバリエーションから所望の物理量に対応したセンサを選択して、生産設備に後付けで装着される場合でも、本発明の生産設備監視装置は、選択された監視センサの物理量を、自動で特定することが可能になる。

（５）に記載する生産設備監視装置において、画面を有する端末と接続され、取得情報通知手段は、物理量解析手段による変換後の振動物理量の結果である第１監視結果、及び物理量収集手段により取得した物理量の時系列情報の結果である第２監視結果のうち、監視対象に指定された物理量に関する監視結果を、端末の画面に表示可能な画面表示手段であること、を特徴とする。

この特徴により、保全員は、端末で、ＷＥＢブラウザの操作を行うことにより、監視対象に指定された物理量に関する監視結果や、そのアラート情報について、例えば、視認し易いグラフ等を含めて、端末の画面で簡単に確認することができる。

（６）に記載する生産設備監視装置において、無線を介して、通信可能な通信手段を具備し、画面表示手段は、通信手段により接続された状態にある端末の画面に、監視結果を表示すること、を特徴とする。

この特徴により、無線環境が整備されていない工場内に、生産設備が設置され、その近くの場所で、本発明の生産設備監視装置を使用する場合でも、本発明の生産設備監視装置は、通信手段によって使用することができる。

（７）に記載する生産設備監視装置において、物理量収集手段は、監視センサの出力信号を、外部ケーブル及び入力ポートを通じて伝送することにより、物理量の時系列情報を取得すること、を特徴とする。

この特徴により、監視センサの出力信号が、入力ポートに伝送されるまでの間に、生産設備周囲の環境下で存在するノイズ発生源より、悪影響を受け難くなっている。そのため、データ収集手段により取得される物理量データは、このような外乱による影響を抑えたものとなり、監視結果の信頼性を、より高く維持することができている。

また、上記構成を有する本発明に係る生産設備監視プログラムの作用・効果について、説明する。
（８）処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置の制御部に格納された生産設備監視プログラムにおいて、生産設備の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、記憶手段に記録するステップと、監視対象に指定された物理量が、処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、物理量収集手段が取得した振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施すステップと、個々に物性が異なる複数種の物理量のうち、監視対象に指定された物理量の時系列情報に対し、閾値を設定するステップと、物理量閾値設定手段により設定された閾値に基づき、取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断するステップと、取得した物理量の時系列情報に異常事象が含まれている場合に、警告を発するステップと、を有すること、を特徴とする。

この特徴により、本発明の生産設備監視プログラムを格納した生産設備監視装置は、生産設備において、例えば、モータ等に生じ得る振動事象、異音の発生等による故障事象について、その予兆を管理することができるほか、生産設備に生じた故障をメンテナンスする場合でも、保全員による作業を容易にすることができる。また、この生産設備監視装置の使用により、保全員は、その異常事象の原因を、特定し易く、簡単に究明することができる。

従って、本発明に係る生産設備監視プログラムによれば、稼働中に、生産設備の状態を、簡単に把握できると共に、生産設備にとって異常な振動や音を発する不具合の原因を、簡単に究明することができる、という優れた効果を奏する。

実施形態に係る監視装置の装置本体を示す斜視図である。 図１中、矢視Ａ側から示した装置本体の正面図である。 図１中、矢視Ｂ側から示した装置本体の背面図である。 実施形態に係る監視装置の使用時の様子を模式的に示す説明図である。 実施形態に係る監視装置の制御部の構成を示す模式図である。 実施形態に係る監視装置で、監視センサからの信号を取得して処理するまでの一連の過程の流れを示すフローチャート図である。 図６に示すフローチャートのうち、データ処理過程の内容を示すフローチャート図である。 実施形態に係る監視装置に接続されている複数の監視センサの詳細が一覧で表示された画面を、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 実施形態に係る監視装置に接続させる監視センサに対し、その動作条件を設定する画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 実施形態に係る監視装置に接続する監視センサから、取得された信号情報に基づく物理量データを記録するための設定画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 実施形態に係る監視装置を用いて、生産設備内のベアリングの状態を検査した結果を示すグラフであり、（ａ）はベアリングの状態が正常である場合、（ｂ）はベアリングに異常振動を生じている場合を示す。 実施形態に係る監視装置の閾値設定手段で、監視センサから取得される信号情報に関する物理量データに対し、その閾値等を設定する画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 実施形態に係る監視装置で、データ異常判断手段による処理過程を示すフローチャート図である。 生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、検出された最新のアラート情報をグラフで表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、生産設備の稼働中に検出されたアラート情報の一覧を表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。 生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、過去に検出されたアラート情報の履歴を表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。

以下、本発明に係る生産設備監視装置、及び生産設備監視プログラムについて、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明に係る生産設備監視装置は、処理を実行する生産設備の状態を監視する装置であり、本実施形態では、工場で部品の加工等を行う生産設備に対し、稼働中の状態を、リアルタイムに把握して監視する目的で用いられる。また、本発明に係る生産設備監視プログラムは、この生産設備監視装置（以下、「監視装置」と称する。）の制御部に格納されたプログラムである。

はじめに、監視装置の概要について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、実施形態に係る監視装置の装置本体を示す斜視図である。図２は、図１中、矢視Ａ側から示した装置本体の正面図であり、図１中、矢視Ｂ側から示した装置本体の背面図を、図３に示す。図４は、実施形態に係る監視装置の使用時の様子を模式的に示す説明図である。図５は、実施形態に係る監視装置の制御部の構成を示す模式図である。

監視装置１は、図４に示すように、工場に既設されている生産設備９０に近接して配設される。生産設備９０は、例えば、切削加工を行うマシニングセンタ、研削加工を行う研削盤、プレス加工を行うプレス機等、工場で行われる加工工程に対応した周知の加工機である。生産設備９０による加工処理の実行時に、生産設備９０の状態を監視するのに必要なセンサとして、監視センサ８０が、生産設備９０に外付けで装着される。監視センサ８０は、例えば、加速度センサ（３軸対応・６軸対応）、温度センサ（接触式・非接触式）、熱電対、電流センサ（直流対応・交流対応）、圧力センサ、気圧センサ、気温センサ、湿度センサ、汎用ＦＡセンサ等、種々の市販のセンサであり、センサの種類は、特に限定されない。

具体的に説明する。図４に例示した生産設備９０には、例えば、気温センサである第１の監視センサ８０Ａ（８０）と、湿度センサである第２の監視センサ８０Ｂ（８０）が、それぞれ取付けられている。また、電流センサである第３の監視センサ８０Ｃ（８０）が、コラムの送り用等のモータに取付けられている。また、微弱電流を検出可能な第４の監視センサ８０Ｄが、主軸ヘッドのモータケーブルに取付けられている。また、圧力センサである第５の監視センサ８０Ｅが、クーラントの供給管路に取付けられている。

また、６軸対応の加速度センサである第６の監視センサ８０Ｆは、主軸ヘッドに取付けられている。また、３軸対応の加速度センサである第７の監視センサ８０Ｇは、モータ９１のケースに取付けられている。また、非接触式の温度センサである第８の監視センサ８０Ｈは、クーラントタンク９２に取付けられている。このように、生産設備９０の稼働中、生産設備９０の状態を知得する上で、監視対象に適す特性を有したセンサが、このような監視センサ８０群の中から選択されて装着される。

監視装置１は、図４及び図５に示すように、装置本体２と、処理端末５０（端末）に設けた端末側制御部６０とからなる。処理端末５０は、図示しないＣＰＵ（マイクロプロセッサ）や記憶部等を構成した制御ユニットを有し、通信回線により、インターネット接続を可能としたパーソナルコンピュータ（通称「パソコン」）や、ワークステーション等、周知技術で構成された端末である。処理端末５０は、制御ユニットにＷｅｂコンソール機能を搭載している。

Ｗｅｂコンソールは、ウェブページに関する情報、ネットワークリクエスト、JavaScript（登録商標）、CSS、セキュリティのエラーや警告のほか、ページ内で実行されている JavaScript コードによって記録されたエラー、警告、情報メッセージを記録する機能や、ページコンテキスト内でJavaScript の式を実行することにより、ウェブページとの対話等の機能を有している。端末側制御部６０は、後述する複数のアプリケーションからなり、処理端末５０の制御ユニットの記憶部に格納されている。

処理端末５０は、監視装置１の稼働に伴い、必要な情報を表示するための画面５２を、モニタ５１に有している。なお、一例として、デスクトップタイプの処理端末５０が、図４に図示されているが、端末がラップトップタイプの場合には、画面５２は、端末本体の画面である。

装置本体２は、図１〜図３に示すように、扁平した略直方体形状に形成されたアルミニウム製の筐体内に、図４に示す本体側制御部２０を有している。装置本体２の筐体は、その上方側にフィン３を有し、本体側制御部２０で発熱した熱は、フィン３を通じて外部に放熱される。図２に示すように、装置本体２の筐体の正面２ａには、入力ポート４が、本実施形態では、上段に４つ、下段に４つ、合計８つ（複数）設けられている。

入力ポート４では、ＬＡＮケーブル８１（本発明の外部ケーブルに対応）の端子が、着脱自在に接続可能となっており、監視装置１の装置本体２と監視センサ８０とは、ＬＡＮケーブル８１を介して、接続される。入力ポート４は、８つとも、接続する監視センサ８０の種類を特定せず、汎用性を有した接続ポートである。また、入力ポート４は、監視センサ８０の出力信号の受信以外にも、電圧の印加、電流の入力、接点の入力、アナログ信号の入力、デジタルＩ／Ｏの装着等、様々な用途で使用される。

なお、監視センサ８０は、アナログ仕様、デジタル仕様の双方で使用可能であるが、アナログ仕様のセンサを用いる場合には、監視センサ８０の出力信号を、予めＡ／Ｄ変換を行ってデジタル化した上で、入力ポート４に伝送する必要がある。

また、例示した図４には、８つの監視センサ８０（第１の監視センサ８０Ａ〜第８の監視センサ８０Ｈ）が、１台の生産設備９０に取り付けられているが、８本のＬＡＮケーブル８１を介して、８つの入力ポート４に接続する監視センサ８０は、複数台の生産設備９０に分配して取り付けられていても良い。また、図４に例示した１台の生産設備９０には、８つの監視センサ８０が取り付けられているが、生産設備９０に装着する監視センサ８０の数は、実際に生産設備９０の状態を監視するのに必要な数であり、生産設備９０の監視対象に応じて適宜変更されるものである。

図３に示すように、装置本体２の筐体の背面２ｂには、ＵＳＢコネクタレセプタクル５が４つ、ＬＡＮケーブルコネクタレセプタクル６が１つ、それぞれ設けられている。ＬＡＮケーブルコネクタレセプタクル６には、取得した物理量データを保存するＵＳＢメモリ等の第１の外付け記憶手段２１（本発明の記憶手段に対応）が装着可能である。装置本体２と処理端末５０とを有線で接続する場合には、ＬＡＮケーブルが、ＬＡＮケーブルコネクタレセプタクル６に接続される。

次に、本体側制御部２０について、説明する。前述したように、本体側制御部２０は、装置本体２の筐体内に内蔵されている。本体側制御部２０は、第１の外付け記憶手段２１と、第２の外付け記憶手段２２（本発明の記憶手段に対応）と、ＣＰＵ２３（マイクロプロセッサ）（本発明の制御手段に対応）と、通信手段２４と、図示しない電源として、二次電池によるバッテリ及びＡＣ電源等を有している。８つの入力ポート４と、第２の外付け記憶手段２２と、ＵＳＢコネクタレセプタクル５と、ＬＡＮケーブルコネクタレセプタクル６は、いずれも本体側制御部２０の回路と電気的に接続されている。

第２の外付け記憶手段２２は、例えば、ＳＤメモリーカード等、大容量のデータを書き換え可能に記憶する小型のユニットである。第２の外付け記憶手段２２には、監視に必要なパラメータ等が格納されている。ＣＰＵ２３は、処理端末５０において、その制御ユニットと伴に、ウエブブラウザを立上げて、端末側制御部６０内のアプリケーションを起動させる。また、ＣＰＵ２３は、Ｗｅｂコンソール機能によるパラメータの設定や、監視センサ８０の出力信号に基づいて取得したデータを、起動した端末側制御部６０内のアプリケーションに取り込みや、端末側制御部６０内のアプリケーションの実行等、処理端末５０側との間で相互に情報交換を行う。

通信手段２４は、本実施形態では、無線ＬＡＮの規格の一つとして、いわゆるＷｉ−Ｆｉ（登録商標）に相当した通信機能を有するほか、装置本体２自体にも、通信可能な無線を発する機能を具備している。

次に、端末側制御部６０について、説明する。端末側制御部６０は、図５に示すように、データ収集手段６１（本発明の物理量収集手段に対応）と、センサ種判別手段６２と、物理量特定手段６３と、ＦＦＴ解析手段６４（本発明の物理量解析手段に対応）と、閾値設定手段６５（本発明の物理量閾値設定手段に対応）と、データ異常判断手段６６（本発明の物理量異常判断手段に対応）と、異常データ報知手段６７（本発明の異常事象報知手段に対応）と、取得情報通知手段６８と、画面表示手段６９と、データ演算処理手段７１等のアプリケーションを備えている。

具体的に説明する。データ収集手段６１は、生産設備９０の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得して、前述したＵＳＢメモリ等の第１の外付け記憶手段２１に記録する機能である。具体的には、監視装置１により、監視対象に指定可能な物理量は、例えば、電流値、温度、圧力、加速度等である。データ収集手段６１は、監視対象となり得るこれらの物理量について、監視センサ８０により検出した物理量データを、経時的に取得して外付け記憶装置に時系列で記録する。データ収集手段６１は、監視センサ８０の出力信号を、ＬＡＮケーブル８１及び入力ポート４を通じて伝送することにより、物理量の時系列情報を取得する。

ここで、データ収集手段６１が物理量データを取得するにあたり、監視センサ８０の出力信号をデータ収集手段６１に入力する上で、監視対象に選択された監視センサ８０とその動作条件の設定等について、図８〜図１０を用いて説明する。図８は、実施形態に係る監視装置に接続されている複数の監視センサの詳細が一覧で表示された画面を、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。図１３は、実施形態に係る監視装置に接続させる監視センサに対し、その動作条件を設定する画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。図１０は、実施形態に係る監視装置に接続する監視センサから、取得された信号情報に基づく物理量データを記録するための設定画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。

監視対象に指定した全ての物理量は、データ収集手段６１により取得する物理量として、図８に示すように、監視対象に対応した監視センサ８０等の情報が、センサ毎に分けて、処理端末５０の画面５２に一覧で表示される。監視対象に指定された監視センサ８０に対し、その動作条件は、図１３に示すように、設定画面上で設定される。また、監視対象に指定された前述の監視センサ８０で、生産設備９０の状態を監視するにあたり、後述するデータ異常判断手段６６による異常事象の検出や、取得した時系列情報を第１の外付け記憶手段２１に記録するための動作条件は、図１０に示すように、設定画面上で設定される。

センサ種判別手段６２は、入力ポート４を通じて入力された監視センサ８０の出力信号に基づき、監視センサ８０の種類を判別する機能である。具体的には、例えば、電流値、温度、圧力、加速度等、種々の物理量に対し、監視センサ８０は、物理量毎に固有の信号態様で検出した信号を出力する。監視センサ８０の種別毎に異なる出力信号の態様は、予め本体側制御部２０の第２の外付け記憶手段２２に登録されている。ＣＰＵ２３は、センサ種判別手段６２により、第２の外付け記憶手段２２に登録された監視センサ８０の種別情報に基づいて、入力ポート４に入ってきた監視センサ８０の出力信号を特定し、この監視センサ８０の種類を判別する。

物理量特定手段６３は、センサ種判別手段６２で判別した監視センサ８０の物理量と、第２の外付け記憶手段２２に登録された適合対象の物理量との照合に基づき、データ収集手段６１で取得される物理量の特定を行う機能である。具体的には、データ収集手段６１で取得可能となる適合対象の物理量（例えば、電流値、温度、圧力、加速度等）が複数種、予め第２の外付け記憶手段２２に登録されている。物理量特定手段６３は、ＣＰＵ２３によって実行される。

監視対象に指定された物理量が、生産設備９０において、回転を伴った処理で発現する振動や、周辺から生産設備９０に伝播する工場内の振動に係る振動物理量である場合、ＦＦＴ解析手段６４は、データ収集手段６１によって取得された振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施す機能である。ＦＦＴ解析手段６４では、高速フーリエ変換を行う周波数帯域の幅は、任意に設定可能である。

ここで、監視装置１の有意性を検証する目的で行った実証試験について、説明する。実証試験では、生産設備９０において、回転を伴った処理で発現し易い振動事象を、監視装置１で生産設備９０を監視し続けて、実際に振動事象を解析した。異常な振動事象は、生産設備９０のうち、モータの出力軸に連結したシャフト部を軸支するベアリングの損傷に起因して発現する。図１１は、実施形態に係る監視装置を用いて、生産設備内のベアリングの状態を検査した結果を示すグラフであり、（ａ）はベアリングの状態が正常である場合、（ｂ）はベアリングに異常振動を生じている場合を示す。

図１１（ａ）に示すように、本来、ベアリングに損傷がなく、生産設備９０による処理で、シャフト部が、適切に回転している場合、設備共通の振動帯域以外に、ベアリングによる振動帯域は生じない。しかしながら、シャフト部が、適切に回転していても、ベアリングが損傷したままになっていると、図１１（ｂ）に示すように、設備共通の振動帯域以外に、ベアリングによる異常な振動帯域が発現している。この異常事象は、所望の周波数帯域にＦＦＴ解析を施すことで、その異常事象の原因を特定することが可能になる。

図１２は、実施形態に係る監視装置の閾値設定手段で、監視センサから取得される信号情報に関する物理量データに対し、その閾値等を設定する画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。閾値設定手段６５は、個々に物性が異なる複数種の物理量のうち、監視対象に指定された物理量の時系列情報に対し、取得した物理量データに閾値を設定する機能である。具体的には、物理量データに閾値は、図１２に示すように、画面表示手段６９により処理端末５０の画面５２に表示される設定画面上で、設定される。

データ異常判断手段６６は、閾値設定手段６５により設定された閾値に基づき、取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断する機能である。具体的には、閾値設定手段６５によって設定される閾値は、例えば、電流値、温度、圧力、加速度等、種々の物理量のうち、それぞれ物理量毎に、本体側制御部２０の第１の外付け記憶手段２１に、予め設定され、登録されている。ＣＰＵ２３は、入力ポート４を通じて監視センサ８０から取得した物理量データに対し、データ異常判断手段６６により、第１の外付け記憶手段２１に登録された閾値に基づいて、その許容範囲に入っているか否かを判断する。

図１４は、生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、検出された最新のアラート情報をグラフで表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。異常データ報知手段６７は、取得した物理量データの時系列情報に、異常事象を含む場合に、警告を発する機能である。具体的には、ＣＰＵ２３は、取得した物理量データの時系列情報のうち、データ異常判断手段６６による判断で、許容範囲外とされた異常の物理量データを発見した場合に、異常の物理量データの存在を、処理端末５０の画面５２に表示して警告を発する。その警告例として、異常な物理量データは、例えば、図１４に示すように、アラート時におけるデータ情報を、数値や管理図を用いたグラフで表示される。

取得情報通知手段６８は、取得した物理量データの時系列情報を知らせる機能である。具体的には、取得情報通知手段６８は、異常事象として、許容範囲外とされた異常の物理量データを発見した旨と共に、取得した物理量データの時系列情報の結果を、生産設備９０の稼働中、リアルタイムに通知可能な機能である。また、監視対象に指定された物理量が、振動物理量である場合には、取得情報通知手段６８は、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の情報に含まれる異常事象と共に、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の結果を、生産設備９０の稼働中、リアルタイムに通知可能な機能である。取得情報通知手段６８は、ＣＰＵ２３によって実行される。

図１５は、生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、生産設備の稼働中に検出されたアラート情報の一覧を表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。図１６は、生産設備側の異常に関し、実施形態に係る監視装置の異常データ報知手段により、過去に検出されたアラート情報の履歴を表示した画面が、処理端末のモニタに表示されている様子を示す図である。なお、図１５及び図１６に表示したアラート情報は、説明の便宜上、例示されたものである。

また、この取得情報通知手段６８は、取得した物理量データの時系列情報に対し、生産設備９０の稼働中に生じる時系列情報以外にも、図１５に例示するように、生産設備９０の稼働中に、異常データ報知手段６７によって警告されたアラート情報を時系列で、処理端末５０の画面５２に表示する機能を有する。さらに、取得情報通知手段６８は、図１６に例示するように、生産設備９０において、過去に異常データ報知手段６７によって警告されたアラート情報の履歴やその対応結果の履歴を、時系列で処理端末５０の画面５２に表示する機能を有する。

画面表示手段６９は、データ収集手段６１により取得した物理量データに対し、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の結果である第１監視結果、及び物理量収集手段により取得した物理量データの時系列情報の結果である第２監視結果のうち、監視対象に指定された物理量に関する監視結果を、処理端末５０の画面５２に表示可能な機能である。

また、画面表示手段６９は、データ収集手段６１により取得される物理量の情報や、それに用いる監視センサ８０の情報等を、処理端末５０の画面５２に表示可能な機能も有する。監視装置１では、装置本体２と処理端末５０とが、通信手段２４により、無線で通信可能に接続されており、ＣＰＵ２３による制御の下で、画面表示手段６９は、通信手段２４により接続された状態にある処理端末５０の画面５２に、第１監視結果や第２監視結果を表示する。

監視センサ８０の出力信号は、物理量の時系列情報として、データ収集手段６１により取り込まれ、この物理量の時系列データは、データ演算処理手段７１により、記録用データとして演算処理される。また、データ演算処理手段７１は、データ収集手段６１により取り込まれた物理量の時系列データを基に、演算処理された記録用データを、所定のサンプリング時間毎に第１の外付け記憶手段２１に保存し、表計算、スプレッドシート等の作成が可能なエクセル下で、データ分析を可能としたＣＳＶ形式に変換する機能を有する。また、データ演算処理手段７１は、記録用データに対し、周知の統計手法である管理図（平均・標準偏差）の作成と、移動平均の集計等を施す機能を有する。

次に、監視装置１の使い方について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、実施形態に係る監視装置で、監視センサからの信号を取得して処理するまでの一連の過程の流れを示すフローチャート図であり、図６に示すフローチャートのうち、データ処理過程の内容を示すフローチャート図を、図７に示す。

物理量データに閾値は、画面表示手段６９により、予め設定されている。図６に示すように、Ｓ１では、物理量データの取得にあたり、「ロギングモード」または「アクションモード」の何れかを読み込む。「ロギングモード」は、物理量データをコンスタントに取得し続ける。「アクションモード」は、閾値設定手段６５により設定された閾値の許容範囲外で、データ異常判断手段６６により、異常事象に該当するトリガー信号を取得した場合に作動する。

次に、Ｓ２では、データ収集手段６１が物理量データを取得するにあたり、監視センサ８０の出力信号をデータ収集手段６１に入力する。これにより、ＣＰＵ２３は、センサ種判別手段６２により、第２の外付け記憶手段２２に登録された監視センサ８０の種別情報に基づいて、入力ポート４に入ってきた監視センサ８０の出力信号を特定し、この監視センサ８０の種類を判別する。

次に、Ｓ３では、ＣＰＵ２３は、物理量の時系列情報の取得にあたり、８つの入力ポート４の中で、第ｋ（１≦ｋ≦８、ｋは自然数）番目の入力ポート４に対し、有効に機能しているか否かを判断する。有効に機能している場合（ＹＥＳ）には、Ｓ４に進む。有効に機能していない場合（ＮＯ）には、Ｓ２に戻り、第ｋ番目の入力ポート４には、監視センサ８０の出力信号が伝送されていないと、ＣＰＵ２３は判断する。

次に、Ｓ４では、取得する物理量の時系列情報を、第１の外付け記憶手段２１に記録するタイミングを設定する。次に、Ｓ５では、データ収集手段６１が、監視センサ８０の出力信号を、ＬＡＮケーブル８１及び、第ｋ番目の入力ポート４を通じて伝送することにより、物理量の時系列情報を取得する。次に、Ｓ６では、取得した物理量の時系列情報について、データを分析可能な形式に演算処理を行う。具体的な演算処理過程は、次述する図７に示す。

図７に示すように、Ｓ２１では、監視センサ８０の出力信号は、前述したように、物理量データとして、データ収集手段６１により取り込まれた後、Ｓ２２では、データ演算処理手段７１により、記録用データとして演算処理される。演算処理では、記録用データは、監視センサ８０からの物理量データに、センサ種毎に設定された固有の係数を乗算したものであり、例えば、電流値、温度、圧力、加速度等、それぞれの物理量に対応した単位換算を行ったものである（Ｓ２３）。

再び、図６に示すフローチャート図に戻り、Ｓ６において、演算処理後の取得データは、第１の外付け記憶手段２１に保存される（Ｓ７）。次いで、この取得データは、データ演算処理手段７１により、ＣＳＶ形式に書き込まれる（Ｓ８）。

次に、Ｓ９では、ＣＰＵ２３は、８つの入力ポート４の中で、第ｋ（１≦ｋ≦８、ｋは自然数）番目以外の入力ポート４で、物理量の時系列情報の取得に使用されている入力ポート４の有無について、判断する。第ｋ番目以外にも使用している入力ポート４がある場合（ＹＥＳ）には、Ｓ４に戻って、Ｓ５以降の過程を行う。第ｋ番目以外には、使用している入力ポート４がない場合（ＮＯ）には、Ｓ１０に進み、Ｓ１０では、画面表示手段６９により、監視対象に指定された物理量に関する監視結果を、処理端末５０の画面５２に表示させる。かくして、監視装置１は、生産設備９０による加工処理の実行時に、生産設備９０の状態を監視する。

次に、異常な物理量データを警告するまでの過程について、図１３を用いて説明する。図１３は、実施形態に係る監視装置で、データ異常判断手段による処理過程を示すフローチャート図である。

Ｓ５１では、オペレータは、取得情報通知手段６８を実行するか否かを判断する。実行を要する場合（ＹＥＳ）には、Ｓ５２に進む。Ｓ５２では、ＣＰＵ２３は、第１の外付け記憶手段２１に保存された記録用データを読込む。実行が不要な場合（ＮＯ）には、ＣＰＵ２３は、次に取得情報通知手段６８を実行するタイミングまで待機する。

次に、Ｓ５３では、オペレータは、記録用データの管理図を、処理端末５０の画面５２に表示するための設定の要否について、判断する。管理図の表示が必要な場合には、Ｓ５４に進む。Ｓ５４では、ＣＰＵ２３は、データ演算処理手段７１により、記録用データを集計して管理図を作成し、第１の外付け記憶手段２１に保存する。他方、管理図の表示が不要な場合には、Ｓ５５に進む。

次に、Ｓ５５では、オペレータは、記録用データの移動平均を、処理端末５０の画面５２に表示するための設定の要否について、判断する。移動平均の表示を必要とする場合には、Ｓ５６に進む。Ｓ５６では、ＣＰＵ２３は、データ演算処理手段７１により、記録用データを集計して移動平均を算出し、第１の外付け記憶手段２１に保存する。他方、移動平均の表示が不要な場合には、Ｓ５７に進む。

次に、Ｓ５７では、記録用データは振動物理量であると、ＣＰＵ２３が判断した上で、オペレータは、この記録用データにＦＦＴ解析を実施するか否かについて、判断する。ＦＦＴ解析を必要とする場合（ＹＥＳ）には、Ｓ５８に進む。Ｓ５８では、ＣＰＵ２３は、データ収集手段６１により取得された振動物理量の時系列情報に、前述した演算処理を施した記録用データを、ＦＦＴ解析手段６４により、ＦＦＴ解析を実施し、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量を、ＦＦＴ解析結果として第１の外付け記憶手段２１に保存する。他方、ＦＦＴ解析が不要な場合（ＮＯ）には、Ｓ５９に進む。

次に、Ｓ５９では、ＣＰＵ２３は、閾値設定手段６５により設定され、第１の外付け記憶手段２１に保存されている物理量データの閾値を読込む。次に、Ｓ６０では、ＣＰＵ２３は、Ｓ５２で読み込まれた記録用データに対し、データ異常判断手段６６による異常事象の有無について、判断する。異常事象が存在しない場合（ＮＯ）には、Ｓ６７に進む。他方、異常事象が存在する場合（ＹＥＳ）には、Ｓ６１に進む。

次に、Ｓ６１では、オペレータは、過去に異常データ報知手段６７によって警告されたアラート情報の履歴やその対応結果の履歴を、取得情報通知手段６８を通じて確認するか否かについて、判断する。確認しない場合（ＮＯ）には、Ｓ６４に進み、新規のアラート情報を作成する（Ｓ６４）。確認する場合（ＹＥＳ）には、Ｓ６２に進む。

Ｓ６２では、オペレータは、警告されたアラート情報に対する対応状況の詳細を確認するか否かについて、判断する。既に対応が完了している場合（ＹＥＳ）には、Ｓ６４に進み、アラート情報の対応が完了していない場合（ＮＯ）には、Ｓ６３に進む。Ｓ６３では、オペレータは、対応が完了していない旨を、図１６に例示するように、メモ欄に追記する。

次に、Ｓ６５では、オペレータは、Ｓ６４で作成された新規のアラート情報を、第１の外付け記憶手段２１に保存して記録しておく。次に、Ｓ６６では、オペレータは、Ｓ６４で作成された新規のアラート情報以外にも、それに関連する前後データについても、第１の外付け記憶手段２１に保存して記録しておく。

次に、Ｓ６７では、ＣＰＵ２３は、取得した物理量データの時系列情報に対し、データ異常判断手段６６による判断で、許容範囲外とされる警告条件を、第１の外付け記憶手段２１から読込む。次に、Ｓ６８では、ＣＰＵ２３は、警告の有無について、判断する。警告がある場合（ＹＥＳ）には、Ｓ６１に進み、Ｓ６１を実行する。警告がない場合（ＮＯ）には、Ｓ６９に進み、Ｓ６９において、ＣＰＵ２３は、画面表示手段６９により、監視対象に指定された物理量に関する監視結果を、処理端末５０の画面５２に表示する。

次に、本実施形態の監視装置１、及び生産設備監視プログラムの作用・効果について説明する。

本実施形態の監視装置１は、処理を実行する生産設備９０の加工状態を監視する生産設備監視装置において、ＣＰＵ２３と、第１の外付け記憶手段２１及び第２の外付け記憶手段２２と、生産設備９０の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、第１の外付け記憶手段２１に記録するデータ収集手段６１と、監視対象に指定された物理量が、回転を伴った処理で発現する振動に係る振動物理量である場合等に、データ収集手段６１が取得した振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換解析を施すＦＦＴ解析手段６４と、個々に物性が異なる複数種の物理量のうち、監視対象に指定された物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する閾値設定手段６５と、閾値設定手段６５により設定された閾値に基づき、取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断するデータ異常判断手段６６と、取得した物理量の時系列情報に異常事象が含まれている場合に、警告を発する異常データ報知手段６７と、を備えること、を特徴とする。

また、本実施形態に係る生産設備監視プログラムでは、処理を実行する生産設備９０の加工状態を監視する監視装置１の制御部（本体側制御部２０、端末側制御部６０）に格納された生産設備監視プログラムにおいて、生産設備９０の稼働中、処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、第１の外付け記憶手段２１に記録するステップと、監視対象に指定された物理量が、回転を伴った処理で発現する振動に係る振動物理量である場合等に、データ収集手段６１が取得した振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換解析を施すステップと、個々に物性が異なる複数種の物理量のうち、監視対象に指定された物理量の時系列情報に対し、閾値を設定するステップと、閾値設定手段６５により設定された閾値に基づき、取得した物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断するステップと、取得した物理量の時系列情報に異常事象が含まれている場合に、警告を発するステップと、を有すること、を特徴とする。

これらの特徴により、監視装置１は、生産設備９０において、モータ等に生じ得る振動事象、異音の発生等による故障事象について、その予兆を管理することができるほか、生産設備９０に生じた故障をメンテナンスする場合でも、保全員による作業を容易にすることができる。特に、例示した実証試験のように、設備共通の振動帯域以外に、ベアリングによる異常な振動帯域が発現している場合等でも、監視装置１の使用により、保全員は、その異常事象の原因を、特定し易く、簡単に究明することができる。そのため、保全員は、生産設備９０のメンテナンス時に、異常事象の対策を、より短い時間で簡単に行うことができる。また、監視装置１は、生産設備９０に対し、稼働中、加工状態を遠隔で監視することができるほか、加工対象物の良品条件を監視することもできる。さらに、生産設備９０において、ＡＩ技術を採り入れた加工を行う場合でも、監視装置１は、ＡＩ技術で用いられる各種の物理量データの活用に、貢献することができるほか、ＩｏＴを用いた生産設備９０に対しても、活用することができる。

従って、本実施形態に係る監視装置１やその生産設備監視プログラムによれば、稼働中に、生産設備９０の状態を、簡単に把握できると共に、生産設備９０で異常な振動や音を発する不具合の原因を、簡単に究明することができる、という優れた効果を奏する。

また、本実施形態に係る監視装置１では、取得した物理量の時系列情報を知らせる取得情報通知手段６８を備え、取得情報通知手段６８は、異常事象と共に、取得した物理量の時系列情報の結果、または、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の情報に含まれる異常事象と共に、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の結果を、生産設備９０の稼働中、リアルタイムに通知可能であること、を特徴とする。

この特徴により、何らかの理由により、生産設備９０に不具合が生じたまま、オペレータが、生産設備９０で、加工対象物（部品）の加工を継続してしまうことを抑制することができ、部品の不良品化の発生を、低減することができる。

また、本実施形態に係る監視装置１では、処理の実行時に、生産設備９０の状態を監視するのに必要なセンサとして、生産設備に設けた監視センサ８０と導通するＬＡＮケーブル８１の端子８２が、着脱自在に接続可能な入力ポート４を、複数（本実施形態では、８個）備え、入力ポート４を通じて入力された監視センサ８０の出力信号に基づき、監視センサ８０の種類を判別するセンサ種判別手段６２を備えること、を特徴とする。

この特徴により、監視対象となる監視センサ８０の物理量毎に、それぞれ独立したハードウエアを、本体側制御部２０に設ける必要がないため、本体側制御部２０の構成を簡素化することができる。ひいては、装置本体２を小型化することができているため、生産設備９０周辺のスペースがより狭い場所でも、装置本体２を配置することができる。

また、本実施形態に係る生産設備監視装置１では、データ収集手段６１で取得可能となる適合対象の物理量が複数種、第２の外付け記憶手段２２に登録され、センサ種判別手段６２で判別した監視センサ８０が対応する物理量と、適合対象の物理量との照合に基づき、データ収集手段６１で取得される物理量の特定を行う物理量特定手段６３を備えること、を特徴とする。

この特徴により、監視センサ８０が、複数種のセンサバリエーションから所望の物理量に対応したセンサを選択して、生産設備９０に後付けで装着される場合でも、監視装置１は、選択された監視センサ８０物理量を、自動で特定することができる。

また、本実施形態に係る監視装置１では、画面５２を有する処理端末５０と接続され、取得情報通知手段６８は、ＦＦＴ解析手段６４による変換後の振動物理量の結果である第１監視結果、及びデータ収集手段６１により取得した物理量の時系列情報の結果である第２監視結果のうち、監視対象に指定された物理量に関する監視結果を、処理端末５０の画面５２に表示可能な画面表示手段６９であること、を特徴とする。

この特徴により、保全員は、処理端末５０で、ＷＥＢブラウザの操作を行うことにより、監視対象に指定された物理量に関する監視結果や、そのアラート情報について、視認し易いグラフを含めて、処理端末５０の画面５２で簡単に確認することができる。そのため、保全員は、必要となる対策を策定し易い。また、監視装置１は、既設の処理端末５０の画面５２を利用した構成となっているため、装置本体２は、内部構成を簡素化して小さくコンパクトにできている上、小型で軽量に構成できていることから、保全員は、生産設備９０を設置した工場内で、手軽に装置本体２の持ち運ぶことができる。しかも、装置本体２を安価に製造することができる利点もある。

また、本実施形態に係る監視装置１では、無線を介して、通信可能な通信手段２４を具備し、画面表示手段６９は、通信手段２４により接続された状態にある処理端末５０のモニタ５１の画面５２に、監視結果を表示すること、を特徴とする。

この特徴により、無線環境が整備されていない工場内に、生産設備９０が設置され、その近接する場所に装置本体２を配置する場合でも、装置本体２は、通信手段２４によって処理端末５０と協働することができる。

また、本実施形態に係る監視装置１では、データ収集手段６１は、監視センサ８０の出力信号を、ＬＡＮケーブル８１の端子８２及び入力ポート４を通じて伝送することにより、物理量の時系列情報を取得すること、を特徴とする。

この特徴により、監視センサ８０の出力信号が、監視装置１の入力ポート４に伝送されるまでの間に、生産設備９０周囲の環境下で存在するノイズ発生源より、悪影響を受け難くなっている。そのため、データ収集手段６１により取得される物理量データは、このような外乱による影響を抑えたものとなり、監視結果の信頼性を、より高く維持することができている。

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。

（１）例えば、実施形態では、入力ポート４を８つ設けた監視装置１を挙げたが、生産設備監視装置に設ける入力ポートの数は、実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。

（２）また、実施形態では、１台の処理端末５０と１台の監視装置１とが、１対１の関係で接続されている場合を挙げたが、１台の端末と接続する１台のゲートウェイ機器に、複数の生産設備監視装置が分散して接続されていても良い。

１ 生産設備監視装置
４ 入力ポート
２１ 第１の外付け記憶手段（記憶手段）
２２ 第２の外付け記憶手段（記憶手段）
２３ 通信手段
５０ 処理端末（端末）
５２ 画面
６１ データ収集手段（物理量収集手段）
６２ センサ種判別手段
６３ 物理量特定手段
６４ ＦＦＴ解析手段（物理量解析手段）
６５ 閾値設定手段（物理量閾値設定手段）
６６ データ異常判断手段（物理量異常判断手段）
６７ 異常データ報知手段（異常事象報知手段）
６８ 取得情報通知手段
６９ 画面表示手段
８０ 監視センサ
８１ 外部ケーブル
８２ 端子
９０ 生産設備

Claims (6)

1. 処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置において、
   制御手段と、
   記憶手段と、
   前記生産設備の稼働中、前記処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得し、前記記憶手段に記録する物理量収集手段と、
   監視対象に指定された前記物理量が、前記処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、前記物理量収集手段が取得した前記振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施す物理量解析手段と、
   個々に物性が異なる複数種の前記物理量のうち、監視対象に指定された前記物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する物理量閾値設定手段と、
   前記物理量閾値設定手段により設定された前記閾値に基づき、取得した前記物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断する物理量異常判断手段と、
   取得した前記物理量の時系列情報に前記異常事象が含まれている場合に、警告を発する異常事象報知手段と、を備えること、
   前記処理の実行時に、前記生産設備の状態を監視するのに必要なセンサとして、前記生産設備に設けた監視センサと導通する外部ケーブルの端子が、着脱自在に接続可能な入力ポートを、複数備え、
   前記入力ポートを通じて入力された前記監視センサの出力信号に基づき、前記監視センサの種類を判別するセンサ種判別手段を備えること、
   前記物理量収集手段で取得可能となる適合対象の前記物理量が複数種、前記記憶手段に登録され、
   前記センサ種判別手段で判別した前記監視センサが対応する前記物理量と、前記適合対象の物理量との照合に基づき、前記物理量収集手段で取得される前記物理量の特定を行う物理量特定手段を備えること、
   を特徴とする生産設備監視装置。
2. 請求項１に記載する生産設備監視装置において、
   取得した前記物理量の時系列情報を知らせる取得情報通知手段を備え、
   前記取得情報通知手段は、前記異常事象と共に、取得した前記物理量の時系列情報の結果、または、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の情報に含まれる前記異常事象と共に、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の結果を、
   前記生産設備の稼働中、リアルタイムに通知可能であること、
   を特徴とする生産設備監視装置。
3. 請求項２に記載する生産設備監視装置において、
   画面を有する端末と接続され、
   前記取得情報通知手段は、前記物理量解析手段による変換後の前記振動物理量の結果である第１監視結果、及び前記物理量収集手段により取得した前記物理量の時系列情報の結果である第２監視結果のうち、監視対象に指定された前記物理量に関する監視結果を、前記端末の前記画面に表示可能な画面表示手段であること、
   を特徴とする生産設備監視装置。
4. 請求項３に記載する生産設備監視装置において、
   無線を介して、通信可能な通信手段を具備し、
   前記画面表示手段は、前記通信手段により接続された状態にある前記端末の前記画面に、前記監視結果を表示すること、
   を特徴とする生産設備監視装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する生産設備監視装置において、
   前記物理量収集手段は、前記監視センサの前記出力信号を、前記外部ケーブル及び前記入力ポートを通じて伝送することにより、前記物理量の時系列情報を取得すること、
   を特徴とする生産設備監視装置。
6. 処理を実行する生産設備の状態を監視する生産設備監視装置の制御部に格納された生産設備監視プログラムにおいて、
   前記生産設備の稼働中、前記処理の実行に伴う物理量の時系列情報を取得するにあたり、
   前記生産設備に設けた監視センサの出力信号を入力し、入力された前記監視センサの前記出力信号に基づいて、前記監視センサの種類を判別する第１のステップと、
   前記第１のステップで判別した前記監視センサに対応する物理量と、予め登録されている適合対象の前記物理量との照合により、取得される前記物理量を特定する第２のステップと、
   取得した前記物理量の時系列情報を、記憶手段に記録する第３のステップと、
   監視対象に指定された前記物理量が、前記処理で発現する振動に係る振動物理量である場合に、取得した前記振動物理量の時系列情報に、選択可能な周波数帯域で高速フーリエ変換（FFT：Fast Fourier Transform）解析を施す第４のステップと、
   個々に物性が異なる複数種の前記物理量のうち、監視対象に指定された前記物理量の時系列情報に対し、閾値を設定する第５のステップと、
   設定された前記閾値に基づき、取得した前記物理量の時系列情報に、異常事象を含むか否かを判断する第６のステップと、
   取得した前記物理量の時系列情報に前記異常事象が含まれている場合に、警告を発する第７のステップと、を有すること、
   を特徴とする生産設備監視プログラム。

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