JP7043320B2 - State analyzer and state analysis method - Google Patents

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Description

本発明は、状態分析装置および状態分析方法に関する。 The present invention relates to a state analyzer and a state analysis method.

特許文献1には、作業機械の稼働中のデータを取得し、自己組織化マップを用いて、作業機械の異常を診断する技術が開示されている。このような技術分野において、機械の異常診断の精度を向上させるために、取得するデータの種類を増やしたいという要望がある。データの種類が多いほど、そのデータ群を表すベクトルまたは行列の次元が増加する。一方で、ベクトル空間の次元が増加するほど、各ベクトルの値がベクトル空間の端に集中して分布する球面集中現象という現象が知られている。つまり、ベクトル空間の次元が多いほど、球面集中現象により、ベクトル間の距離が遠くなる。ベクトルおよび行列の次元を圧縮して処理を行うことで、ベクトルの球面集中を防ぐ手法が知られている。 Patent Document 1 discloses a technique for acquiring data during operation of a work machine and diagnosing an abnormality in the work machine using a self-organizing map. In such a technical field, there is a demand to increase the types of data to be acquired in order to improve the accuracy of machine abnormality diagnosis. The more types of data, the greater the dimensions of the vector or matrix that represents the data set. On the other hand, as the dimension of the vector space increases, a phenomenon called a spherical concentration phenomenon is known in which the values of each vector are concentrated and distributed at the edges of the vector space. That is, the larger the dimension of the vector space, the longer the distance between the vectors due to the spherical concentration phenomenon. A method of preventing the spherical concentration of a vector by compressing the dimensions of the vector and the matrix is known.

特開2006-53818号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-53818

ところで、機械の使用の履歴から、その機械の劣化状態または障害の有無を予測したいという要望がある。例えば、機械の過去の複数の時点に係るデータそれぞれをグラフにプロットし、そのプロットの位置の変化に基づいて機械の劣化状態または障害の有無を予測する。このとき、取得するデータの種類が多い場合、上述のとおりベクトル空間の次元の圧縮を考えることができる。しかしながら、機械の稼働に係る状態を表すバイタルデータからなるベクトルの次元を圧縮すると、そのベクトルの時系列的な関連性が失われてしまい、一の機械の状態を表すベクトルの時系列をグラフにプロットしても、将来ベクトルが現れる位置を予測することが困難となる。 By the way, there is a desire to predict the deterioration state or the presence or absence of a failure of a machine from the history of machine use. For example, each of the data related to a plurality of past time points of the machine is plotted on a graph, and the deterioration state or the presence or absence of a failure of the machine is predicted based on the change in the position of the plot. At this time, when there are many types of data to be acquired, it is possible to consider compression of the dimensions of the vector space as described above. However, if the dimension of the vector consisting of vital data representing the state related to the operation of the machine is compressed, the time-series relationship of the vector is lost, and the time-series of the vector representing the state of one machine is graphed. Even with plotting, it is difficult to predict where the vector will appear in the future.

本発明の目的は、機械の使用の履歴に係るデータの次元を、時系列的な関連性を失わないように圧縮することができる状態分析装置および状態分析方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a state analyzer and a state analysis method capable of compressing the dimension of data related to the history of machine use so as not to lose the time-series relevance.

本発明の第1の態様によれば、状態分析装置は、複数の機械の複数の時点における状態である複数のスナップショットそれぞれについて、前記機械の稼働に伴い、時間に対して単調変化する前記機械の状態を示す複数の項目に係る量を表す複数の状態ベクトルを取得するベクトル取得部と、前記複数の状態ベクトルの次元を圧縮した複数の圧縮ベクトルを得るベクトル圧縮部とを備える。 According to the first aspect of the present invention, the state analyzer changes monotonically with time with the operation of the machine for each of a plurality of snapshots of the state of the plurality of machines at a plurality of time points. It is provided with a vector acquisition unit for acquiring a plurality of state vectors representing a quantity related to a plurality of items indicating the states of, and a vector compression unit for acquiring a plurality of compression vectors obtained by compressing the dimensions of the plurality of state vectors.

上記態様によれば、状態分析装置は、機械の使用の履歴に係るデータの次元を、時系列的な関連性を失わないように圧縮することができる。 According to the above aspects, the state analyzer can compress the dimensions of the data relating to the history of machine use without losing time-series relevance.

一実施形態に係る状態分析システムの構成を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the state analysis system which concerns on one Embodiment. 第1の実施形態に係る対象機械の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the target machine which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る状態分析装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the state analysis apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る状態分析装置による学習方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the learning method by the state analyzer which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る状態分析装置による状態分析方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the state analysis method by the state analysis apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る状態分析装置が出力する画面の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the screen output by the state analysis apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る状態分析装置によって一のクラスタに分類された圧縮ベクトル群を表すグラフである。It is a graph which shows the compression vector group classified into one cluster by the state analyzer which concerns on 1st Embodiment.

以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
〈第1の実施形態〉
《全体構成》
図1は、一実施形態に係る状態分析システムの構成を示す概略図である。
状態分析システム1は、複数の対象機械10と状態分析装置20とを備える。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<First embodiment>
"overall structure"
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a state analysis system according to an embodiment.
The state analysis system 1 includes a plurality of target machines 10 and a state analysis device 20.

対象機械10は、状態分析装置20による状態分析の対象である。対象機械10の例としては、油圧ショベルなどの作業機械が挙げられる。対象機械10には、複数のセンサが設けられ、各センサの計測値に係る情報が状態分析装置20に送信される。 The target machine 10 is a target of state analysis by the state analysis device 20. Examples of the target machine 10 include a work machine such as a hydraulic excavator. The target machine 10 is provided with a plurality of sensors, and information related to the measured values of each sensor is transmitted to the state analyzer 20.

状態分析装置20は、対象機械10から受信する情報に基づいて対象機械10の状態を表す画面を出力する。利用者は、状態分析装置20が出力する画面を視認することで、状態分析装置20の現在状態を認識し、将来の状態を予測することができる。 The state analysis device 20 outputs a screen showing the state of the target machine 10 based on the information received from the target machine 10. By visually recognizing the screen output by the state analysis device 20, the user can recognize the current state of the state analysis device 20 and predict the future state.

《対象機械の構成》
図2は、第1の実施形態に係る対象機械の構成を示す概略ブロック図である。
対象機械10は、機械本体11と、複数のセンサ12と、データ集約装置13と、通信装置14とを備える。
複数のセンサ12それぞれは、機械本体11の稼働に伴って変化するバイタルデータを計測する。複数のセンサ12が計測するバイタルデータの例としては、機械本体11の稼働時間(SMR:Service Meter Reading)、機械本体11の燃料消費量、機械本体11が備える油圧機器のリリーフ弁の開閉状態、機械本体11の走行速度などが挙げられる。
データ集約装置13は、複数のセンサ12から計測データを収集し、状態分析装置20に送信する情報を生成する。
通信装置14は、データ集約装置13が生成した情報を状態分析装置20に送信する。
<< Configuration of target machine >>
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the target machine according to the first embodiment.
The target machine 10 includes a machine main body 11, a plurality of sensors 12, a data aggregation device 13, and a communication device 14.
Each of the plurality of sensors 12 measures vital data that changes with the operation of the machine body 11. Examples of vital data measured by a plurality of sensors 12 include the operating time (SMR: Service Meter Reading) of the machine body 11, the fuel consumption of the machine body 11, and the open / closed state of the relief valve of the hydraulic device included in the machine body 11. Examples include the traveling speed of the machine body 11.
The data aggregation device 13 collects measurement data from a plurality of sensors 12 and generates information to be transmitted to the state analysis device 20.
The communication device 14 transmits the information generated by the data aggregation device 13 to the state analysis device 20.

データ集約装置13は、プロセッサ131、メインメモリ132、ストレージ133、インタフェース134を備えるコンピュータである。ストレージ133は、データ集約プログラムを記憶する。プロセッサ131は、データ集約プログラムをストレージ133から読み出してメインメモリ132に展開し、データ集約プログラムに従った処理を実行する。データ集約装置13は、インタフェース134を介して複数のセンサ12および通信装置14と接続される。 The data aggregation device 13 is a computer including a processor 131, a main memory 132, a storage 133, and an interface 134. The storage 133 stores a data aggregation program. The processor 131 reads the data aggregation program from the storage 133, expands it in the main memory 132, and executes processing according to the data aggregation program. The data aggregation device 13 is connected to the plurality of sensors 12 and the communication device 14 via the interface 134.

ストレージ133の例としては、半導体メモリ、ディスクメディアおよびテープメディア等が挙げられる。ストレージ133は、データ集約装置13の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース134を介してデータ集約装置13に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ133は、一時的でない記憶を行う有形の記憶媒体である。 Examples of the storage 133 include semiconductor memory, disk media, tape media, and the like. The storage 133 may be an internal medium directly connected to the common communication line of the data aggregation device 13, or an external medium connected to the data aggregation device 13 via the interface 134. The storage 133 is a tangible storage medium for non-temporary storage.

プロセッサ131は、データ集約プログラムの実行により、計測値取得部1311、累積計算部1312、状態記録部1313、送信部1314を備える。またプロセッサ131は、データ集約プログラムの実行により、メインメモリ132に状態記憶部1321の記憶領域を確保する。 The processor 131 includes a measured value acquisition unit 1311, a cumulative calculation unit 1312, a state recording unit 1313, and a transmission unit 1314 by executing a data aggregation program. Further, the processor 131 secures a storage area of the state storage unit 1321 in the main memory 132 by executing the data aggregation program.

計測値取得部1311は、複数のセンサ12それぞれから計測値を取得する。 The measured value acquisition unit 1311 acquires measured values from each of the plurality of sensors 12.

累積計算部1312は、計測値取得部1311が取得した計測値のうち、少なくとも時間に対して単調変化しない計測値について、累積値を算出する。単調変化は、単調増加(単調非減少)および単調減少(単調非増加)を含む。
時間に対して単調変化しない計測値の例としては、燃料消費量、リリーフ弁の開閉状態、走行状態、および走行速度などが挙げられる。例えば、累積計算部1312は、燃料消費量を累積計算することで、累積燃料消費量を算出する。また例えば、累積計算部1312は、リリーフ弁の開状態である時間を累積計算することで、累積リリーフ時間を算出する。また例えば、累積計算部1312は、走行中である時間(走行速度が閾値以上である時間)を累積計算することで、累積走行時間を算出する。また例えば、累積計算部1312は、走行速度を累積計算することで、累積走行距離を算出する。
時間に対して単調変化する計測値の例としては、SMRなどが挙げられる。つまり、センサ12が累積値を計測する場合には、累積計算部1312はその計測値について累積計算をしなくてよい。
The cumulative calculation unit 1312 calculates the cumulative value of the measured values acquired by the measured value acquisition unit 1311 at least for the measured values that do not change monotonically with time. Monotonic changes include monotonically increasing (monotonically non-decreasing) and monotonically decreasing (monotonically non-increasing).
Examples of measured values that do not change monotonically with time include fuel consumption, relief valve open / closed state, running state, running speed, and the like. For example, the cumulative calculation unit 1312 calculates the cumulative fuel consumption by cumulatively calculating the fuel consumption. Further, for example, the cumulative calculation unit 1312 calculates the cumulative relief time by cumulatively calculating the time during which the relief valve is open. Further, for example, the cumulative calculation unit 1312 calculates the cumulative running time by cumulatively calculating the running time (the time when the running speed is equal to or higher than the threshold value). Further, for example, the cumulative calculation unit 1312 calculates the cumulative mileage by cumulatively calculating the running speed.
An example of a measured value that changes monotonically with time is SMR. That is, when the sensor 12 measures the cumulative value, the cumulative calculation unit 1312 does not have to perform the cumulative calculation for the measured value.

状態記録部1313は、累積計算部1312が算出した計測値の累積値、およびセンサ12が計測した時間に対して単調変化する計測値を、時刻に関連付けて状態記憶部1321に記憶させる。以下、一の対象機械10の一の時刻における状態をスナップショットとよぶ。また一のスナップショットに係る計測値の累積値および時間に対して単調変化する計測値、すなわち一のスナップショットに係る機械本体11の状態を表す、時間に対して単調変化する値を、状態情報とよぶ。 The state recording unit 1313 stores the cumulative value of the measured value calculated by the cumulative calculation unit 1312 and the measured value that changes monotonically with respect to the time measured by the sensor 12 in the state storage unit 1321 in association with the time. Hereinafter, the state at one time of one target machine 10 is referred to as a snapshot. Further, the cumulative value of the measured values related to one snapshot and the measured value that changes monotonically with respect to time, that is, the value that changes monotonically with time, which represents the state of the machine body 11 related to one snapshot, is the state information. Called.

送信部1314は、状態記憶部1321が記憶する状態情報を、通信装置14を介して状態分析装置20に送信する。 The transmission unit 1314 transmits the state information stored in the state storage unit 1321 to the state analysis device 20 via the communication device 14.

《状態分析装置の構成》
図3は、第1の実施形態に係る状態分析装置の構成を示す概略ブロック図である。
状態分析装置20は、プロセッサ21、メインメモリ22、ストレージ23、インタフェース24、通信装置25を備えるコンピュータである。ストレージ23は、状態分析プログラムを記憶する。プロセッサ21は、状態分析プログラムをストレージ23から読み出してメインメモリ22に展開し、状態分析プログラムに従った処理を実行する。プロセッサ21は、インタフェース24を介して通信装置25と接続される。
<< Configuration of state analyzer >>
FIG. 3 is a schematic block diagram showing the configuration of the state analyzer according to the first embodiment.
The state analysis device 20 is a computer including a processor 21, a main memory 22, a storage 23, an interface 24, and a communication device 25. The storage 23 stores the state analysis program. The processor 21 reads the state analysis program from the storage 23, expands it in the main memory 22, and executes processing according to the state analysis program. The processor 21 is connected to the communication device 25 via the interface 24.

ストレージ23の例としては、半導体メモリ、ディスクメディアおよびテープメディア等が挙げられる。ストレージ23は、状態分析装置20の共通通信線に直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース24を介して状態分析装置20に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ23は、一時的でない記憶を行う有形の記憶媒体である。 Examples of the storage 23 include semiconductor memory, disk media, tape media, and the like. The storage 23 may be an internal medium directly connected to the common communication line of the state analysis device 20, or an external medium connected to the state analysis device 20 via the interface 24. The storage 23 is a tangible storage medium for non-temporary storage.

プロセッサ21は、状態分析プログラムの実行により、状態情報取得部2101、ベクトル取得部2102、モデル生成部2103、ベクトル圧縮部2104、クラスタリング部2105、分類部2106、部品情報取得部2107、ヒートマップ生成部2108、グラフ生成部2109、出力部2110を備える。またプロセッサ21は、状態分析プログラムの実行により、メインメモリ22に状態記憶部2201、モデル記憶部2202、クラスタ記憶部2203、ヒートマップ記憶部2204の記憶領域を確保する。 By executing the state analysis program, the processor 21 executes a state information acquisition unit 2101, a vector acquisition unit 2102, a model generation unit 2103, a vector compression unit 2104, a clustering unit 2105, a classification unit 2106, a component information acquisition unit 2107, and a heat map generation unit. It includes a 2108, a graph generation unit 2109, and an output unit 2110. Further, the processor 21 secures a storage area of the state storage unit 2201, the model storage unit 2202, the cluster storage unit 2203, and the heat map storage unit 2204 in the main memory 22 by executing the state analysis program.

状態情報取得部2101は、複数の対象機械10それぞれから、複数の時刻に係る状態情報を受信する。つまり、状態情報取得部2101は、複数のスナップショットに係る状態情報を取得する。また状態情報取得部2101は、各状態情報を、対象機械10のIDと、時刻とに関連付けて、状態記憶部2201に記憶させる。つまり、状態記憶部2201において、対象機械10のIDと時刻の組み合わせがプライマリキー(複合プライマリキー)を構成する。 The state information acquisition unit 2101 receives state information related to a plurality of times from each of the plurality of target machines 10. That is, the state information acquisition unit 2101 acquires the state information related to the plurality of snapshots. Further, the state information acquisition unit 2101 stores each state information in the state storage unit 2201 in association with the ID of the target machine 10 and the time. That is, in the state storage unit 2201, the combination of the ID and the time of the target machine 10 constitutes a primary key (composite primary key).

ベクトル取得部2102は、状態記憶部1321から複数の状態情報を読み出し、当該状態情報を表す状態ベクトルを取得する。状態ベクトルは、各状態情報の値を要素にもつベクトルである。状態ベクトルの次元数は、状態情報の項目数に等しい。 The vector acquisition unit 2102 reads a plurality of state information from the state storage unit 1321 and acquires a state vector representing the state information. The state vector is a vector having the value of each state information as an element. The number of dimensions of the state vector is equal to the number of items in the state information.

モデル生成部2103は、ベクトル取得部2102が取得した複数の対象機械10の複数の時刻に係る複数の状態ベクトルから、状態ベクトルを2次元に圧縮するための圧縮モデルを生成する。第1の実施形態においては、自己組織化マップ(SOM:Self Organizing Map)を用いて状態ベクトルを圧縮する例について説明する。したがって、モデル生成部2103は、複数の状態ベクトルを用いてSOMモデルのパラメータを特定する。モデル生成部2103は、生成した圧縮モデルをモデル記憶部2202に記憶させる。なお、他の実施形態においては、次元圧縮手法として、主成分分析、多次元尺度法、特異値分解、オートエンコーダ、またはその他の次元圧縮手法を用いてもよい。 The model generation unit 2103 generates a compression model for two-dimensionally compressing the state vector from a plurality of state vectors related to a plurality of times of the plurality of target machines 10 acquired by the vector acquisition unit 2102. In the first embodiment, an example of compressing a state vector using a self-organizing map (SOM) will be described. Therefore, the model generation unit 2103 specifies the parameters of the SOM model using a plurality of state vectors. The model generation unit 2103 stores the generated compression model in the model storage unit 2202. In other embodiments, principal component analysis, multidimensional scale method, singular value decomposition, autoencoder, or other dimensional compression method may be used as the dimensional compression method.

ベクトル圧縮部2104は、圧縮モデルに基づいて状態ベクトルを圧縮し、圧縮ベクトルを生成する。ベクトル圧縮部2104は、一の対象機械10の複数の時刻に係る複数の状態ベクトルを圧縮することで、一の対象機械10の使用履歴を表す圧縮ベクトル群を得ることができる。換言すると、圧縮ベクトル群は、一の対象機械10に係る圧縮ベクトルの時系列である。 The vector compression unit 2104 compresses the state vector based on the compression model and generates a compression vector. The vector compression unit 2104 can obtain a compression vector group representing the usage history of one target machine 10 by compressing a plurality of state vectors related to a plurality of times of one target machine 10. In other words, the compression vector group is a time series of compression vectors related to one target machine 10.

クラスタリング部2105は、複数の対象機械10に係る複数の圧縮ベクトル群に基づいて、圧縮ベクトル群の集合を複数のクラスタに分割する。クラスタリング手法としては、k-means法、最短距離法、最長距離法、群平均法、ウォード法、またはその他のクラスタリング手法を用いることができる。圧縮ベクトル群どうしの類似度は、例えば動的計画法によって求めることができる。クラスタリング部2105は、各クラスタの代表点に係る圧縮ベクトル群をクラスタ記憶部2203に記憶させる。 The clustering unit 2105 divides the set of the compression vector group into a plurality of clusters based on the plurality of compression vector groups related to the plurality of target machines 10. As the clustering method, a k-means method, a shortest distance method, a longest distance method, a group average method, Ward's method, or another clustering method can be used. The similarity between compressed vector groups can be obtained by, for example, dynamic programming. The clustering unit 2105 stores the compression vector group related to the representative points of each cluster in the cluster storage unit 2203.

分類部2106は、クラスタ記憶部2203が記憶する情報に基づいて、一の対象機械10に係る圧縮ベクトル群を一のクラスタに分類する。例えば、分類部2106は、一の対象機械10に係る圧縮ベクトル群と複数の代表点との距離をそれぞれ求め、その圧縮ベクトル群を最も距離が短い代表点に係るクラスタに分類する。 The classification unit 2106 classifies the compression vector group related to one target machine 10 into one cluster based on the information stored in the cluster storage unit 2203. For example, the classification unit 2106 obtains the distances between the compression vector group related to one target machine 10 and the plurality of representative points, and classifies the compression vector group into the clusters related to the representative points having the shortest distance.

部品情報取得部2107は、複数の対象機械10の部品交換日時および部品交換金額を示す部品情報を取得する。部品情報は、例えば外部のデータベースに記憶されていてもよいし、ストレージ23に予め記憶されていてもよい。部品情報は、対象機械10の故障に係る情報の一例である。 The parts information acquisition unit 2107 acquires parts information indicating the parts replacement date and time and the parts replacement amount of the plurality of target machines 10. The component information may be stored in, for example, an external database, or may be stored in advance in the storage 23. The component information is an example of information related to the failure of the target machine 10.

ヒートマップ生成部2108は、複数の対象機械10の複数の時刻に係る複数の圧縮ベクトルと、部品情報とに基づいて、対象機械10の状態と部品交換金額との関係を示すヒートマップを生成する。ヒートマップは、圧縮ベクトルの次元に係る軸で定義される2次元平面をグリッドで分割した各領域が、その領域に属する状態の平均部品交換金額を表す色で着色された図である。なお、他の実施形態においては、ヒートマップ生成部2108は、部品の故障発生確率を表すヒートマップなど、他の故障に関するパラメータを表すヒートマップを生成してもよい。また、他の実施形態においては、ヒートマップ生成部2108は、ハニカムグリッドで分割した領域が配置されたヒートマップを生成してもよいし、球面に領域が配置されたヒートマップを生成してもよい。ヒートマップ生成部2108は、生成したヒートマップをヒートマップ記憶部2204に記憶させる。 The heat map generation unit 2108 generates a heat map showing the relationship between the state of the target machine 10 and the replacement amount of parts based on a plurality of compression vectors related to a plurality of times of the plurality of target machines 10 and component information. .. The heat map is a diagram in which each region obtained by dividing a two-dimensional plane defined by an axis related to the dimension of the compression vector by a grid is colored with a color representing the average component replacement amount in the state belonging to the region. In another embodiment, the heat map generation unit 2108 may generate a heat map representing parameters related to other failures, such as a heat map showing the probability of occurrence of a component failure. Further, in another embodiment, the heat map generation unit 2108 may generate a heat map in which a region divided by a honeycomb grid is arranged, or may generate a heat map in which a region is arranged on a spherical surface. good. The heat map generation unit 2108 stores the generated heat map in the heat map storage unit 2204.

グラフ生成部2109は、圧縮ベクトルの次元に係る軸で定義される2次元平面に一の対象機械10に係る圧縮ベクトル群を表すプロット群を付したグラフを生成する。後述するが、当該グラフにおいて、複数のプロットの位置は、時系列順に2次元平面の隅の位置から対角の隅の位置へ向かって略単調な変化を以て推移する。 The graph generation unit 2109 generates a graph in which a plot group representing a compression vector group related to one target machine 10 is attached to a two-dimensional plane defined by an axis related to the dimension of the compression vector. As will be described later, in the graph, the positions of the plurality of plots change in chronological order from the positions of the corners of the two-dimensional plane to the positions of the diagonal corners with a substantially monotonous change.

出力部2110は、一の対象機械10の使用履歴が属するクラスタを出力する。また出力部2110は、ヒートマップ生成部2108が生成したヒートマップとグラフ生成部2109が生成したグラフとを重ね合わせた図とを出力する。出力部2110は、インタフェース24を介して接続されるディスプレイ(図1参照)にこれらの情報を表示させてもよいし、通信装置25を介して外部の端末装置にこれらの情報を送信してもよいし、インタフェース24を介して外部の記憶媒体に記憶させてもよい。 The output unit 2110 outputs a cluster to which the usage history of one target machine 10 belongs. Further, the output unit 2110 outputs a diagram in which the heat map generated by the heat map generation unit 2108 and the graph generated by the graph generation unit 2109 are superimposed. The output unit 2110 may display these information on a display (see FIG. 1) connected via the interface 24, or may transmit the information to an external terminal device via the communication device 25. Alternatively, it may be stored in an external storage medium via the interface 24.

《学習方法》
状態分析装置20は、一の対象機械10の使用履歴の分析処理を実行する前に、予め、圧縮モデル、複数のクラスタの代表点の情報、およびヒートマップを生成しておく。
図4は、第1の実施形態に係る状態分析装置による学習方法を示すフローチャートである。
《Learning method》
The state analyzer 20 generates a compression model, information on representative points of a plurality of clusters, and a heat map in advance before executing the analysis process of the usage history of one target machine 10.
FIG. 4 is a flowchart showing a learning method by the state analyzer according to the first embodiment.

状態分析装置20の状態情報取得部2101は、複数の対象機械10それぞれから、当該対象機械10の使用履歴を表す状態情報の時系列を受信する(ステップS1)。つまり、状態情報取得部2101は、複数の対象機械10から、複数の時刻に関連付けられた複数項目に係る状態情報を取得する。状態情報取得部2101は、受信した状態情報を、対象機械10のIDと、時刻とに関連付けて、状態記憶部2201に記憶させる(ステップS2)。 The state information acquisition unit 2101 of the state analysis device 20 receives a time series of state information representing the usage history of the target machine 10 from each of the plurality of target machines 10 (step S1). That is, the state information acquisition unit 2101 acquires state information related to a plurality of items associated with a plurality of times from the plurality of target machines 10. The state information acquisition unit 2101 stores the received state information in the state storage unit 2201 in association with the ID of the target machine 10 and the time (step S2).

次に、ベクトル取得部2102は、モデル記憶部2202から各プライマリキーに関連付けられた状態情報に係る複数の状態ベクトルを取得する(ステップS3)。つまり、ベクトル取得部2102は、モデル記憶部2202から各IDおよび各時刻に関連付けられた状態情報ごとに、状態ベクトルを生成する。 Next, the vector acquisition unit 2102 acquires a plurality of state vectors related to the state information associated with each primary key from the model storage unit 2202 (step S3). That is, the vector acquisition unit 2102 generates a state vector from the model storage unit 2202 for each ID and the state information associated with each time.

次に、モデル生成部2103は、ベクトル取得部2102が取得した複数の状態ベクトルに基づいて、圧縮モデルを学習させ(ステップS4)、学習された圧縮モデルをモデル記憶部2202に記憶させる(ステップS5)。具体的には、モデル生成部2103は、以下の手順で圧縮モデルを学習させる。
モデル生成部2103は、複数のクラスを、2次元平面に均等に配置する。各クラスはランダムな、または状態ベクトルの主成分分析等の前処理によって特定される、状態ベクトルと同じ次元数の(状態情報の項目数と同じ次元数の)重みベクトルを有する。複数のクラスのセットは、圧縮モデルの例である。モデル生成部2103は、複数の状態ベクトルから1つの状態ベクトルをランダムに選択し、複数のクラスのうち選択された状態ベクトルに最も近似するクラスとその近傍のクラスに係る重みベクトルを、選択された状態ベクトルの値に近づける。この処理を繰り返し実行することにより、圧縮モデルを学習させることができる。
Next, the model generation unit 2103 trains the compression model based on the plurality of state vectors acquired by the vector acquisition unit 2102 (step S4), and stores the trained compression model in the model storage unit 2202 (step S5). ). Specifically, the model generation unit 2103 trains the compression model by the following procedure.
The model generation unit 2103 arranges a plurality of classes evenly on a two-dimensional plane. Each class has a weight vector (with the same number of dimensions as the number of items in the state information) that is random or specified by preprocessing such as principal component analysis of the state vector. A set of classes is an example of a compression model. The model generation unit 2103 randomly selects one state vector from a plurality of state vectors, and selects a weight vector related to the class closest to the selected state vector among the plurality of classes and the class in the vicinity thereof. Get closer to the value of the state vector. By repeatedly executing this process, the compression model can be trained.

次に、ベクトル圧縮部2104は、複数の対象機械10を1つずつ選択し、以下のステップS7からステップS8の処理を実行する(ステップS6)。
ベクトル圧縮部2104は、ベクトル取得部2102が取得した複数の状態ベクトルのうち、ステップS6で選択した対象機械10のIDに関連付けられたものを特定する(ステップS7)。つまり、ベクトル圧縮部2104は、一の対象機械10の複数の時刻に係る複数の状態ベクトルを特定する。ベクトル圧縮部2104は、特定した複数の状態ベクトルそれぞれを圧縮モデルに基づいて圧縮することで、一の対象機械10の使用履歴を表す圧縮ベクトル群(圧縮ベクトルの時系列)を得る(ステップS8)。
Next, the vector compression unit 2104 selects a plurality of target machines 10 one by one, and executes the processes of the following steps S7 to S8 (step S6).
The vector compression unit 2104 identifies a plurality of state vectors acquired by the vector acquisition unit 2102 that are associated with the ID of the target machine 10 selected in step S6 (step S7). That is, the vector compression unit 2104 specifies a plurality of state vectors related to a plurality of times of one target machine 10. The vector compression unit 2104 compresses each of the specified plurality of state vectors based on the compression model to obtain a compression vector group (time series of compression vectors) representing the usage history of one target machine 10 (step S8). ..

ベクトル圧縮部2104が複数の対象機械10のそれぞれに係る圧縮ベクトル群を得ると、クラスタリング部2105は、複数の圧縮ベクトル群を複数のクラスタに分割する(ステップS9)。クラスタリング部2105は、複数のクラスタそれぞれの代表点に係る圧縮ベクトル群を特定し、クラスタのIDと代表点に係る圧縮ベクトル群とを関連付けてクラスタ記憶部2203に記憶させる(ステップS10)。 When the vector compression unit 2104 obtains a compression vector group related to each of the plurality of target machines 10, the clustering unit 2105 divides the plurality of compression vector groups into a plurality of clusters (step S9). The clustering unit 2105 identifies a compression vector group related to the representative points of each of the plurality of clusters, associates the cluster ID with the compressed vector group related to the representative points, and stores them in the cluster storage unit 2203 (step S10).

また、部品情報取得部2107は、複数の対象機械10の部品交換日時および部品交換金額を示す部品情報を取得する(ステップS11)。ヒートマップ生成部2108は、ステップS4で学習された圧縮モデルの各クラスを2次元平面に配置することで、ヒートマップの初期値を生成する(ステップS12)。ヒートマップ上のクラスの値は、部品交換金額の平均値である。 Further, the component information acquisition unit 2107 acquires component information indicating the component replacement date and time and the component replacement amount of the plurality of target machines 10 (step S11). The heat map generation unit 2108 generates an initial value of the heat map by arranging each class of the compression model learned in step S4 on a two-dimensional plane (step S12). The value of the class on the heat map is the average value of the parts replacement amount.

次に、ヒートマップ生成部2108は、部品情報に含まれる部品交換日時と部品交換金額の組み合わせを1つずつ選択し、以下のステップS14からステップS15の処理を実行する(ステップS13)。
ヒートマップ生成部2108は、圧縮モデルに基づいて、選択した組み合わせに係る部品交換日時に係る圧縮ベクトル群が属するヒートマップ上のクラスを特定する(ステップS14)。ヒートマップ生成部2108は、選択した組み合わせに係る部品交換金額に基づいて特定したクラスの値を更新する(ステップS15)。
Next, the heat map generation unit 2108 selects a combination of the component replacement date and time and the component replacement amount included in the component information one by one, and executes the processes of steps S14 to S15 below (step S13).
Based on the compression model, the heat map generation unit 2108 identifies a class on the heat map to which the compression vector group related to the component replacement date and time related to the selected combination belongs (step S14). The heat map generation unit 2108 updates the value of the specified class based on the component replacement amount related to the selected combination (step S15).

ヒートマップ生成部2108は、部品情報に基づいてヒートマップのクラスに値を設定すると、各クラスを、そのクラスに係る部品交換金額の平均値に応じた色に着色する(ステップS16)。例えば、ヒートマップ生成部2108は、部品交換金額の平均値が低いクラスの明度を低くし、部品交換金額の平均値が高いクラスの明度を高くしてもよい。また例えば、ヒートマップ生成部2108は、部品交換金額の平均値が低いクラスの色相を青に近づけ、部品交換金額の平均値が高いクラスの色相を赤に近づけてもよい。ヒートマップ生成部2108は、生成したヒートマップをヒートマップ記憶部2204に記憶させる(ステップS17)。 When the heat map generation unit 2108 sets a value in the heat map class based on the component information, each class is colored in a color corresponding to the average value of the component replacement amount related to the class (step S16). For example, the heat map generation unit 2108 may lower the brightness of the class in which the average value of the parts replacement amount is low and increase the brightness of the class in which the average value of the parts replacement amount is high. Further, for example, the heat map generation unit 2108 may bring the hue of the class having a low average value of the parts replacement amount closer to blue and the hue of the class having a high average value of the parts replacement amount closer to red. The heat map generation unit 2108 stores the generated heat map in the heat map storage unit 2204 (step S17).

上記手順により、状態分析装置20は、圧縮モデル、複数のクラスタの代表点の情報、およびヒートマップをメインメモリ22に記憶することができる。 By the above procedure, the state analyzer 20 can store the compression model, the information of the representative points of the plurality of clusters, and the heat map in the main memory 22.

《状態分析方法》
状態分析装置20は、上記の準備が完了すると、任意の対象機械10の状態を分析することができる。
図5は、第1の実施形態に係る状態分析装置による状態分析方法を示すフローチャートである。
<< State analysis method >>
When the above preparation is completed, the state analysis device 20 can analyze the state of any target machine 10.
FIG. 5 is a flowchart showing a state analysis method by the state analysis device according to the first embodiment.

状態分析装置20の状態情報取得部2101は、一の対象機械10から状態情報の時系列を受信する(ステップS51)。つまり、状態情報取得部2101は、一の対象機械10から、複数の時刻に関連付けられた複数項目に係る状態情報を取得する。次に、ベクトル取得部2102は、受信した状態情報に基づいて、複数の状態ベクトルを取得する(ステップS52)。つまり、ベクトル取得部2102は、一の対象機械10の各時刻に関連付けられた状態情報ごとに、状態ベクトルを生成する。 The state information acquisition unit 2101 of the state analysis device 20 receives a time series of state information from one target machine 10 (step S51). That is, the state information acquisition unit 2101 acquires state information related to a plurality of items associated with a plurality of times from one target machine 10. Next, the vector acquisition unit 2102 acquires a plurality of state vectors based on the received state information (step S52). That is, the vector acquisition unit 2102 generates a state vector for each state information associated with each time of one target machine 10.

次に、ベクトル圧縮部2104は、生成した複数の状態ベクトルそれぞれを、モデル記憶部2202が記憶する圧縮モデルに基づいて圧縮することで、一の対象機械10の使用履歴を表す圧縮ベクトル群を得る(ステップS53)。次に、分類部2106は、クラスタ記憶部2203が記憶する各クラスタの代表点と得られた圧縮ベクトル群との距離に基づいて、対象機械10を一のクラスタに分類する(ステップS54)。 Next, the vector compression unit 2104 compresses each of the generated state vectors based on the compression model stored in the model storage unit 2202 to obtain a compression vector group representing the usage history of one target machine 10. (Step S53). Next, the classification unit 2106 classifies the target machine 10 into one cluster based on the distance between the representative points of each cluster stored in the cluster storage unit 2203 and the obtained compression vector group (step S54).

次に、グラフ生成部2109は、圧縮ベクトルの次元に係る軸で定義される2次元平面に、ステップS53で得られた圧縮ベクトル群を表すプロット群を付し、各プロットを時系列順に直線で結んだグラフを生成する(ステップS55)。またグラフ生成部2109は、ステップS54で分類したクラスタの代表点を表すグラフを生成する(ステップS56)。
出力部2110は、ヒートマップ記憶部2204からヒートマップを読み出し、ヒートマップと生成された対象機械10に係るグラフと、クラスタ中心を表すグラフとを重ね合わせた複合グラフを生成する(ステップS57)。出力部2110は、複合グラフを出力する(ステップS58)。
Next, the graph generation unit 2109 attaches a plot group representing the compression vector group obtained in step S53 to the two-dimensional plane defined by the axis related to the dimension of the compression vector, and draws each plot in a straight line in chronological order. Generate a connected graph (step S55). Further, the graph generation unit 2109 generates a graph representing the representative points of the clusters classified in step S54 (step S56).
The output unit 2110 reads the heat map from the heat map storage unit 2204, and generates a composite graph in which the heat map, the generated graph related to the target machine 10, and the graph representing the cluster center are superimposed (step S57). The output unit 2110 outputs a composite graph (step S58).

図6は、第1の実施形態に係る状態分析装置が出力する画面の例を示す図である。
図6に示すように、複合グラフGのうち対象機械10に係るグラフG1は、時系列順に右上から左下に向かって、略単調に伸びている。つまり、利用者は、対象機械10に係るグラフG1のうち最も左下の点を特定し、当該点に係るヒートマップHの色を確認することで、対象機械10の現在の状態における部品交換額の平均値を認識することができる。また、クラスタ中心を表すグラフG2が対象機械10に係るグラフG1と共に描画されるため、利用者は、クラスタ中心を表すグラフG2の伸びる方向を認識することで、対象機械10に係るグラフG1が伸びる方向を予測し、対象機械10の将来の状態を予測することができる。例えば、図6に示す例では、クラスタ中心を表すグラフG2は左方向に伸びており、対象機械10に係るグラフG1も左方向に伸びることが予想される。これにより、利用者は、対象機械10が将来的に部品交換額の平均値が高く表れる状態に至る可能性があることを認識することができ、対象機械10の運用方法を変えたり、事前にメンテナンスを行ったりするなどの対策を取ることができる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a screen output by the state analyzer according to the first embodiment.
As shown in FIG. 6, among the composite graphs G, the graph G1 related to the target machine 10 extends substantially monotonously from the upper right to the lower left in chronological order. That is, the user identifies the lower left point of the graph G1 related to the target machine 10 and confirms the color of the heat map H related to the point, whereby the replacement amount of the parts in the current state of the target machine 10 is calculated. The average value can be recognized. Further, since the graph G2 representing the cluster center is drawn together with the graph G1 related to the target machine 10, the user recognizes the extending direction of the graph G2 representing the cluster center, so that the graph G1 related to the target machine 10 grows. The direction can be predicted and the future state of the target machine 10 can be predicted. For example, in the example shown in FIG. 6, the graph G2 representing the center of the cluster is expected to extend to the left, and the graph G1 related to the target machine 10 is also expected to extend to the left. As a result, the user can recognize that the target machine 10 may reach a state where the average value of the parts replacement amount appears high in the future, and the operation method of the target machine 10 may be changed or in advance. You can take measures such as performing maintenance.

《作用・効果》
このように、第1の実施形態によれば、状態分析装置20は、対象機械10の複数の時点のそれぞれについて状態ベクトルを取得し、複数の状態ベクトルの次元を圧縮することで複数の圧縮ベクトルを得る。状態ベクトルの要素は、対象機械10の稼働に伴い、時間に対して単調変化する状態を示す複数の項目に係る量を表す。これにより、状態分析装置20は、対象機械10の使用の履歴に係るデータの次元を、時系列的な関連性を失わないように圧縮することができる。
《Action / Effect》
As described above, according to the first embodiment, the state analyzer 20 acquires a state vector at each of a plurality of time points of the target machine 10 and compresses the dimensions of the plurality of state vectors to compress the plurality of compression vectors. To get. The element of the state vector represents a quantity related to a plurality of items indicating a state that changes monotonically with time with the operation of the target machine 10. As a result, the state analyzer 20 can compress the dimension of the data related to the history of use of the target machine 10 so as not to lose the time-series relationship.

ここで、対象機械10の稼働に伴い、時間に対して単調変化する状態を示す複数の項目に係る量を要素に持つ状態ベクトルの時系列を用いることで、次元削減後にも時系列的な関連性を失わないようにすることができる理由を説明する。
状態ベクトルのある第1要素(例えばSMR)が時間に対して単調増加する場合、第1要素の値は、対象機械10が新しいほど小さく、対象機械10が古くなるほど大きくなる。つまり第1要素は、一の対象機械10に係る状態ベクトルの時系列において、単調増加するという関連性を有する。
他方、状態ベクトルの第2要素(例えば残り寿命)が時間に対して単調減少する場合、第2要素の値は、対象機械10が新しいほど大きく、対象機械10が古くなるほど小さくなる。つまり第2要素は、一の対象機械10に係る状態ベクトルの時系列において、単調減少するという関連性を有する。
Here, by using a time series of a state vector having quantities related to a plurality of items indicating a state that changes monotonically with time with the operation of the target machine 10, the time series is related even after the dimension reduction. Explain why you can keep your sex.
When the first element (for example, SMR) having a state vector increases monotonically with time, the value of the first element becomes smaller as the target machine 10 is newer and larger as the target machine 10 becomes older. That is, the first element has a relation of monotonically increasing in the time series of the state vector related to one target machine 10.
On the other hand, when the second element (for example, the remaining life) of the state vector decreases monotonically with time, the value of the second element becomes larger as the target machine 10 is newer and smaller as the target machine 10 becomes older. That is, the second element has a relation of monotonically decreasing in the time series of the state vector related to one target machine 10.

ここで、SOMなどの次元圧縮アルゴリズムは、情報をなるべく維持するように次元を圧縮するように構成されている。そのため、状態ベクトルの各要素が対象機械10の稼働時間に対して単調変化するという関係性を有する場合、(特に状態ベクトルのすべての要素が稼働時間に対して単調変化するという関係性を有する場合、)その関係性が保たれるように次元圧縮がなされる。例えばSOMにおいては、比較的新しい対象機械10に係る圧縮ベクトルと、比較的古い対象機械10に係る圧縮ベクトルとが、互いに状態空間の対角に位置するような次元圧縮がなされる。その結果、一の対象機械10について状態ベクトルの時系列を圧縮して得られる圧縮ベクトル群は、時系列的に略単調変化するものとなる。
なお、第1の実施形態に係る状態分析装置20は、SOMによって状態ベクトルの次元を圧縮する。SOMによれば、ベクトルどうしの位相関係を保存しながら次元の圧縮がなされるので、圧縮ベクトル群における時系列の連続性を良く保つことができる。特に、状態ベクトルの要素が非線形な値を含む場合、主成分分析などの線形的な次元圧縮法より、SOMなどの非線形的な次元圧縮法を用いることが好ましい。
また、他の実施形態においては、必ずしも状態ベクトルのすべての要素が稼働時間に対して単調変化するという関係性を有するものでなくてもよい。例えば、他の実施形態において、状態ベクトルは、稼働時間に対して単調変化するという関係性を有する要素が支配的なベクトルであればよい。
Here, a dimension compression algorithm such as SOM is configured to compress dimensions so as to maintain information as much as possible. Therefore, when each element of the state vector has a relation of monotonically changing with respect to the operating time of the target machine 10 (especially when all the elements of the state vector have a relation of monotonically changing with respect to the operating time). ,) Dimensional compression is done so that the relationship is maintained. For example, in SOM, the compression vector related to the relatively new target machine 10 and the compression vector related to the relatively old target machine 10 are dimensionally compressed so as to be located diagonally to each other in the state space. As a result, the compression vector group obtained by compressing the time series of the state vectors for one target machine 10 changes substantially monotonously in the time series.
The state analyzer 20 according to the first embodiment compresses the dimension of the state vector by SOM. According to SOM, since the dimensional compression is performed while preserving the phase relationship between the vectors, the continuity of the time series in the compressed vector group can be well maintained. In particular, when the element of the state vector contains a non-linear value, it is preferable to use a non-linear dimensional compression method such as SOM rather than a linear dimensional compression method such as principal component analysis.
Further, in other embodiments, it is not always necessary that all the elements of the state vector have a relationship of monotonically changing with respect to the operating time. For example, in other embodiments, the state vector may be a vector dominated by elements having a relationship of monotonically changing with respect to the operating time.

なお、第1の実施形態においては、状態分析装置20は、グラフおよびヒートマップの出力のために、状態ベクトルを2次元に圧縮するが、他の実施形態においては、状態ベクトルを3以上の次元数に圧縮してもよい。 In the first embodiment, the state analyzer 20 compresses the state vector into two dimensions for the output of the graph and the heat map, but in other embodiments, the state vector has three or more dimensions. It may be compressed to a number.

また、第1の実施形態によれば、状態ベクトルは、対象機械10の稼働に係るバイタルデータの累積値を要素に含む。対象機械10のデータ集約装置13は、バイタルデータの累積値を計算することで、対象機械10の稼働に伴い、時間に対して単調変化する状態を示す量を容易に得ることができる。なお、他の実施形態においては、状態ベクトルは、必ずしもバイタルデータの累積値を要素に含まないものであってもよい。 Further, according to the first embodiment, the state vector includes the cumulative value of vital data related to the operation of the target machine 10 as an element. By calculating the cumulative value of vital data, the data aggregation device 13 of the target machine 10 can easily obtain an amount indicating a state of monotonously changing with time as the target machine 10 operates. In another embodiment, the state vector may not necessarily include the cumulative value of vital data as an element.

また、第1の実施形態によれば、状態分析装置20は、対象機械10の複数の時点に係る複数の圧縮ベクトルを表すプロット群を2次元平面上に付したグラフを出力する。これにより、利用者は、対象機械10の使用の履歴および現在の状態を容易に認識することができる。なお、第1の実施形態に係る状態分析装置20は2次元平面上にプロット群を付すが、これに限られない。他の実施形態においては、状態分析装置20は3次元空間上にプロット群を付した三次元グラフを出力してもよい。 Further, according to the first embodiment, the state analyzer 20 outputs a graph in which plot groups representing a plurality of compression vectors related to a plurality of time points of the target machine 10 are attached on a two-dimensional plane. As a result, the user can easily recognize the usage history and the current state of the target machine 10. The state analyzer 20 according to the first embodiment attaches a plot group on a two-dimensional plane, but the present invention is not limited to this. In another embodiment, the state analyzer 20 may output a three-dimensional graph with a group of plots on the three-dimensional space.

また、第1の実施形態によれば、状態分析装置20は、複数の対象機械10の圧縮ベクトル群に基づいて、対象機械10の状態を分類する。これにより、利用者は、一の対象機械10の分類結果を認識することで、対象機械10の過去の使われ方の傾向や、将来の状態の変化の傾向を理解することができる。なお、他の実施形態に係る状態分析装置20は、必ずしも圧縮ベクトル群に基づいて対象機械10の状態を分類しなくてもよい。
図7は、第1の実施形態に係る状態分析装置によって一のクラスタに分類された圧縮ベクトル群を表すグラフである。図7に示すように、一のクラスタに分類される対象機械10の圧縮ベクトル群は、いずれも類似の軌跡を描くことが分かる。このことから、状態分析装置20が圧縮ベクトル群のクラスタリングにより適切に対象機械10の使われ方を分類することができることが分かる。
Further, according to the first embodiment, the state analyzer 20 classifies the states of the target machine 10 based on the compression vector group of the plurality of target machines 10. Thereby, the user can understand the tendency of the past usage of the target machine 10 and the tendency of the future state change by recognizing the classification result of one target machine 10. The state analyzer 20 according to another embodiment does not necessarily have to classify the state of the target machine 10 based on the compression vector group.
FIG. 7 is a graph showing a compression vector group classified into one cluster by the state analyzer according to the first embodiment. As shown in FIG. 7, it can be seen that the compression vector groups of the target machines 10 classified into one cluster all draw similar trajectories. From this, it can be seen that the state analyzer 20 can appropriately classify the usage of the target machine 10 by clustering the compression vector group.

また、第1の実施形態によれば、状態分析装置20は、対象機械10の部品交換金額の平均値を表す色で着色された複数の領域が配置されたヒートマップを生成し、一の対象機械10に係るプロット群とヒートマップとを重ね合わせて出力する。これにより、利用者は、対象機械10の現在または将来の部品交換のリスクを認識することができる。なお、他の実施形態に係る状態分析装置20は、必ずしもヒートマップを出力しなくてもよい。 Further, according to the first embodiment, the state analyzer 20 generates a heat map in which a plurality of regions colored with a color representing the average value of the parts replacement amount of the target machine 10 are arranged, and one target. The plot group related to the machine 10 and the heat map are superimposed and output. As a result, the user can recognize the risk of current or future parts replacement of the target machine 10. The state analyzer 20 according to another embodiment does not necessarily have to output a heat map.

〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
<Other embodiments>
Although one embodiment has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above-mentioned one, and various design changes and the like can be made.

上述した実施形態においては、対象機械10のデータ集約装置13が、センサ12の計測値の累積値を算出して状態分析装置20に送信するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、センサ12の計測値がすべて時間に対して単調変化するものである場合、データ集約装置13は、センサ12の計測値をそのまま状態分析装置20に送信してもよい。また他の実施形態においては、データ集約装置13がセンサ12の計測値をそのまま状態分析装置20に送信し、状態分析装置20が計測値の累積値を算出してもよい。また、センサ12の計測値のすべてが時間に対して単調変化するものではない場合であっても、データ集約装置13がセンサ12の計測値をそのまま状態分析装置20に送信し、状態分析装置20が累積値を算出してもよい。あるいは、データ集約装置13がセンサ12の計測値の1日分の累積値を算出して状態分析装置20に送信し、状態分析装置20が1日ごとの累積値を1月分累積するなど、データ集約装置13と状態分析装置20の両方で累積値の算出を分担して行ってもよい。 In the above-described embodiment, the data aggregation device 13 of the target machine 10 calculates the cumulative value of the measured values of the sensor 12 and transmits it to the state analysis device 20, but the present invention is not limited to this. For example, in another embodiment, when all the measured values of the sensor 12 change monotonically with time, the data aggregation device 13 may transmit the measured values of the sensor 12 to the state analysis device 20 as they are. good. In another embodiment, the data aggregation device 13 may transmit the measured value of the sensor 12 to the state analysis device 20 as it is, and the state analysis device 20 may calculate the cumulative value of the measured value. Further, even if not all the measured values of the sensor 12 change monotonically with time, the data aggregation device 13 transmits the measured values of the sensor 12 to the state analysis device 20 as they are, and the state analysis device 20 May calculate the cumulative value. Alternatively, the data aggregation device 13 calculates the cumulative value of the measured value of the sensor 12 for one day and sends it to the state analysis device 20, and the state analysis device 20 accumulates the cumulative value for one day for one month. Both the data aggregation device 13 and the state analysis device 20 may share the calculation of the cumulative value.

上述した実施形態においては、状態分析装置20が圧縮モデルの学習と、学習済み圧縮モデルに基づく次元圧縮との両方を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、サーバ装置によって圧縮モデルの学習がなされ、学習済み圧縮モデルを対象機械10が備える装置(例えば、データ集約装置13)に記憶させ、対象機械10において状態ベクトルの次元圧縮ならびに、グラフおよびヒートマップの表示の少なくとも1つがなされてもよい。つまり、状態分析装置20は対象機械10に設けられるものであってもよい。 In the above-described embodiment, the state analyzer 20 performs both learning of the compression model and dimensional compression based on the trained compression model, but is not limited to this. For example, in another embodiment, the compression model is trained by the server device, the trained compression model is stored in a device (for example, a data aggregation device 13) included in the target machine 10, and the dimension of the state vector is stored in the target machine 10. At least one of compression and display of graphs and heatmaps may be made. That is, the state analysis device 20 may be provided in the target machine 10.

1…状態分析システム 10…対象機械 11…機械本体 12…センサ 13…データ集約装置 14…通信装置 131…プロセッサ 132…メインメモリ 133…ストレージ 134…インタフェース 1311…計測値取得部 1312…累積計算部 1313…状態記録部 1314…送信部 1321…状態記憶部 20…状態分析装置 21…プロセッサ 22…メインメモリ 23…ストレージ 24…インタフェース 25…通信装置 2101…状態情報取得部 2102…ベクトル取得部 2103…モデル生成部 2104…ベクトル圧縮部 2105…クラスタリング部 2106…分類部 2107…部品情報取得部 2108…ヒートマップ生成部 2109…グラフ生成部 2110…出力部 2201…状態記憶部 2202…モデル記憶部 2203…クラスタ記憶部 2204…ヒートマップ記憶部 1 ... State analysis system 10 ... Target machine 11 ... Machine body 12 ... Sensor 13 ... Data aggregation device 14 ... Communication device 131 ... Processor 132 ... Main memory 133 ... Storage 134 ... Interface 1311 ... Measurement value acquisition unit 1312 ... Cumulative calculation unit 1313 ... Status recording unit 1314 ... Transmission unit 1321 ... State storage unit 20 ... State analysis device 21 ... Processor 22 ... Main memory 23 ... Storage 24 ... Interface 25 ... Communication device 2101 ... Status information acquisition unit 2102 ... Vector acquisition unit 2103 ... Model generation Unit 2104 ... Vector compression unit 2105 ... Clustering unit 2106 ... Classification unit 2107 ... Part information acquisition unit 2108 ... Heat map generation unit 2109 ... Graph generation unit 2110 ... Output unit 2201 ... State storage unit 2202 ... Model storage unit 2203 ... Cluster storage unit 2204 ... Heat map storage unit

Claims (7)

複数の時点のそれぞれについて、機械の稼働に伴い、時間に対して単調変化する前記機械の状態を示す複数の項目に係る量を表す複数の状態ベクトルを取得するベクトル取得部と、
前記複数の状態ベクトルの次元を圧縮した複数の圧縮ベクトルを得るベクトル圧縮部と
を備える状態分析装置。
A vector acquisition unit that acquires a plurality of state vectors representing quantities related to a plurality of items indicating the state of the machine, which changes monotonically with time with the operation of the machine at each of a plurality of time points.
A state analyzer including a vector compression unit for obtaining a plurality of compression vectors obtained by compressing the dimensions of the plurality of state vectors.
前記複数の状態ベクトルは、前記機械の稼働に伴って生じる複数の項目に係るデータの累積値を要素に含むベクトルである
請求項1に記載の状態分析装置。
The state analyzer according to claim 1, wherein the plurality of state vectors are vectors including cumulative values of data relating to a plurality of items generated by the operation of the machine as elements.
前記圧縮ベクトルの次元は2次元または3次元であって、
前記圧縮ベクトルの次元に係る複数の軸と、一の機械の複数の時点に係る複数の圧縮ベクトルを表すプロット群とを含むグラフを生成するグラフ生成部と、
前記グラフを出力する出力部と
を備える請求項1または請求項2に記載の状態分析装置。
The dimension of the compression vector is two-dimensional or three-dimensional,
A graph generator that generates a graph including a plurality of axes related to the dimensions of the compression vector and a plot group representing a plurality of compression vectors related to a plurality of time points of one machine.
The state analyzer according to claim 1 or 2, further comprising an output unit that outputs the graph.
前記複数の機械の複数の時点に係る複数の状態ベクトルに基づいて、前記状態ベクトルを圧縮するための圧縮モデルを生成するモデル生成部を備え、
前記ベクトル圧縮部は、前記圧縮モデルに基づいて、一の機械の複数の時点に係る複数の状態ベクトルを圧縮する
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の状態分析装置。
A model generation unit for generating a compression model for compressing the state vector based on a plurality of state vectors related to a plurality of time points of the plurality of machines is provided.
The state analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the vector compression unit compresses a plurality of state vectors related to a plurality of time points of one machine based on the compression model.
前記複数の圧縮ベクトルに基づいて、前記機械の状態を分類する分類部を備える
請求項4に記載の状態分析装置。
The state analyzer according to claim 4, further comprising a classification unit for classifying the states of the machine based on the plurality of compression vectors.
前記圧縮ベクトルの次元は2次元であって、
前記次元に係る軸で定義される平面に、前記機械の状態を表す複数の領域であって、その状態における故障に関するパラメータを表す色で着色された複数の領域が配置されたヒートマップを生成するヒートマップ生成部と、
一の機械の複数の時点に係る複数の圧縮ベクトルを表すプロット群と前記ヒートマップとを出力する出力部と
を備える請求項4または請求項5に記載の状態分析装置。
The dimension of the compression vector is two-dimensional,
Generates a heat map in which a plurality of regions representing the state of the machine and a plurality of regions colored with colors representing parameters related to the failure in the state are arranged on a plane defined by an axis related to the dimension. Heat map generator and
The state analyzer according to claim 4 or 5, further comprising a plot group representing a plurality of compression vectors representing a plurality of compression vectors related to a plurality of time points of one machine and an output unit for outputting the heat map.
複数の機械の複数の時点のそれぞれについて、前記機械の稼働に伴い、時間に対して単調変化する前記機械の状態を示す複数の項目に係る量を表す複数の状態ベクトルを取得するステップと、
前記複数の状態ベクトルの次元を圧縮した複数の圧縮ベクトルを得るステップと
を有する状態分析方法。
A step of acquiring a plurality of state vectors representing quantities related to a plurality of items indicating the state of the machine, which changes monotonically with time with the operation of the machine at each of a plurality of time points of the plurality of machines.
A state analysis method comprising the steps of obtaining a plurality of compressed vectors obtained by compressing the dimensions of the plurality of state vectors.
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