JP7103092B2 - 情報処理装置及び情報処理方法 - Google Patents

Description

本発明は情報処理装置及び情報処理方法に関する。

所定動作を行う可動装置の動作を監視することで当該可動装置の異常の有無を検出する装置が使用されている。特許文献１のパワーステアリング装置では、複数の指標をそれぞれ独立して閾値と比較することで、指標毎に異常の有無を判定している。

特開２０１６‐０６４７１０号公報

複数の指標が互いに関連している場合、１個の指標の値の変動により、他の指標の正常範囲が変化する場合がある。特許文献１のパワーステアリング装置によると異なる指標毎に閾値と比較している。このため、正確に各指標の異常の有無を判定することができず、可動装置の異常の発見が遅れる可能性がある。本発明の一態様は、異常の有無を早期に検出することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本発明の一側面に係る情報処理装置は、可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備えている。

上記構成によると、第１指標及び第２指標のうち、第１指標の特徴量である第１特徴量に応じた第２特徴量の正確な正常範囲を、第２閾値として得ることができる。これにより、前記可動装置の異常の有無を早期に検出することができる。

前記判定部は、前記第１特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第２特徴量に応じて変化する第１閾値を取得し、前記第１特徴量演算部が演算した前記第１特徴量と前記第１閾値とを比較することで、当該第１特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定してもよい。上記構成によると、第１指標及び第２指標のうち、第２指標の特徴量である第２特徴量に応じた第１特徴量の正確な正常範囲を、第１閾値として得ることができる。これにより、前記可動装置の異常の有無を早期に検出することができる。

前記正常範囲は楕円形状であってもよい。

前記第１特徴量は、前記所定期間における前記第１指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかであってもよい。

前記第２特徴量は、前記所定期間における前記第２指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかであってもよい。

前記第１指標及び前記第２指標は、互いに異なる指標であって、前記モータの回転に伴うトルク、前記モータが回転する速度、及び、前記モータの回転に伴う前記可動装置の動作速度の何れかであってもよい。トルク及び速度は、可動装置が動いているときの指標であるので、可動装置の異常が値に反映されやすい。それゆえ、前記可動装置の異常の有無を早期に検出することができる。

本発明の一側面に係る情報処理方法は、可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有する。

本開示の一態様によれば、異常の有無を早期に検出することができる。

実施形態１に係るＰＬＣの機能ブロックの一例を示す図である。 実施形態１に係るＰＬＣの適用場面の一例を模式的に表す図である。 実施形態１に係る、座標空間において正常範囲演算部が演算した正常範囲の様子を表す図である。 実施形態１に係る可動装置が所定動作を行っている際のモータのトルクの経時変化を表す図である。 実施形態１に係る可動装置が所定動作を行っている際のモータの回転の速度の経時変化を表す図である。 実施形態１に係るトルク平均値の変化の様子を表す図である。 実施形態１に係る速度差分平均値の変化の様子を表す図である。 実施形態１に係る第１特徴量と第２特徴量とを座標とする座標空間に、第１特徴量と第２特徴量とをプロットした様子を表す図である。 実施形態１に係るＰＬＣの処理の流れを表す図である。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１ 適用例
図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、実施形態１に係るＰＬＣ（programmable logic controller）５０の適用場面の一例を模式的に表す図である。本実施形態に係るＰＬＣ５０は、モータ３０の回転によって所定動作をする可動機構（可動部１３、ボールネジ１２）を含む可動装置１０の異常をリアルタイムで検出する、本発明の情報処理装置の一例である。

可動システム１は、可動装置１０と、モータ３０と、モータ３０の駆動を制御するドライバ４０と、ＰＬＣ５０とを備えている。可動システム１は、例えば、製品の製造工場において用いられる生産設備である。可動装置１０は、例えば、カップリング２０を介して接続されているモータ３０の回転が伝達されることによって、所定動作を行う装置である。可動装置１０は、モータ３０の回転が伝達されることで所定動作をする装置であればよく、例えば、製造工場において用いられる搬送装置等の各種装置であってもよいし、製造工場以外で用いられている各種のロボット等の装置であってもよい。

ＰＬＣ５０は、モータ３０の回転に伴う複数の指標を経時的に取得し、当該複数の指標に基づいて可動装置１０の異常を検出する情報処理装置であればよく、当該情報処理装置としては、例えば、サーバ等であってもよい。モータ３０の回転に伴う指標とは、モータ３０を制御するための制御値（入力値）、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）等、互いに関連する指標である。そして、ＰＬＣ５０は、複数の指標に基づいて、可動装置１０の異常の有無を判定する。指標の具体例は後述する。例えば、ＰＬＣ５０は、第１指標を横軸とし、第２指標を縦軸とした２次元平面において、第１指標と第２指標とで示される座標が正常範囲に入っているか否かに基づいて、可動装置１０の異常の有無を判定する。指標の具体例は後述する。

§２ 構成例
図２を用いて、実施形態１に係る可動システム１の構成例について説明する。可動装置１０は、例えば、リニアガイドを有するベース１１と、ボールネジ１２と、可動部１３とを備えている。ボールネジ１２は、ベース１１の長軸方向に平行となるようにベース１１に搭載されている。可動部１３は、ボールネジ１２に搭載されている。ボールネジ１２の一方の端部は、カップリング２０を介してモータ３０の出力軸と接続されている。

モータ３０の出力軸の回転（単に、モータ３０の回転と称する）によってボールネジ１２が回転する。そして、可動部１３は、ボールネジ１２の回転に伴い、ボールネジ１２上であって、矢印Ａ１に示すように、ボールネジ１２に沿って動作する（すなわち移動する）。

可動装置１０は、例えば、可動部１３が、ボールネジ１２の一方の端部（モータ３０に近い側の端部）近傍から、他方の端部（モータ３０から遠い側の端部）近傍方向（往路方向）へ１サイクルの動作として移動したり、逆に、可動部１３が、ボールネジ１２の他方の端部近傍から、一方の端部近傍方向（復路方向）へ１サイクルの動作として移動したりする。この可動装置１０における所定動作とは、前記１サイクルの動作であってもよいし、前記１サイクルの動作を複数回含む複数サイクルの動作であってもよい。

本実施形態では、モータ３０はエンコーダ３５を備えているものとして説明する。エンコーダ３５は、モータ３０の回転方向及び回転角度を示す情報をパルス信号としてドライバ４０へ経時的に出力する。

なお、エンコーダ３５は、モータ３０とは別に設けられた外付けであってもよい。エンコーダ３５がモータ３０とは別に設けられている場合、例えば、当該エンコーダ３５は、ボールネジ１２の他方の端部（モータ３０から遠い側の端部）にカップリングを介して取り付けられる。そして、当該エンコーダ３５は、ボールネジ１２の回転方向及び回転角度を示す情報をパルス信号としてＰＬＣ５０へ経時的に出力する。

なお、モータ３０に内蔵されているエンコーダ３５又はモータ３０とは別に設けられた外付けのエンコーダ３５は、回転部分と、当該回転部分の回転方向及び回転角度をセンシングするセンシング部分と、が接触している接触式のエンコーダであってもよいし、回転部分とセンシング部分とが非接触である非接触式のエンコーダであってもよい。

例えば、ドライバ４０は、ＰＬＣ５０からの指示値（目標値）に基づいて、モータ３０の単位時間あたりの回転数が指示値（目標値）となるように、適切な値の電流及び電圧を生成し、当該生成した電流及び電圧をモータ３０に出力する。これにより、ドライバ４０は、モータ３０の回転を制御する。例えば、ドライバ４０は、モータ３０へ出力した電流及び電圧それぞれの電流値及び電圧値に基づいて、モータ３０のトルク値を経時的に演算し、逐次、ＰＬＣ５０へ出力する。

ドライバ４０に入力されるＰＬＣ５０からの指示値（目標値）、ドライバ４０からモータ３０へ出力する電流値及び電圧値、及び、当該電流値及び電圧値から演算されるトルク値は、モータ３０の回転に伴う指標のうち、モータ３０を制御するための制御値の一例である。

また、ドライバ４０は、モータ３０が備えるエンコーダ３５から取得するパルス信号に基づいて、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）である角速度値（換言するとモータ３０の回転の速度）を経時的に演算して、逐次、ＰＬＣ５０へ出力してもよい。

なお、例えば、可動部１３に加速度センサを取り付けておき、モータ３０の回転に伴って移動する可動部１３の加速度データを加速度センサが経時的に取得し、当該加速度センサが、加速度値を示す加速度データを、モータ３０の回転に伴う出力値として、逐次、ＰＬＣ５０へ出力するようにしてもよい。また、例えば、可動部１３に位置センサを取り付けておき、モータ３０の回転に伴って移動する可動部１３の位置データを位置センサが経時的に取得し、当該位置センサが、可動部１３の位置を示す位置データを、モータ３０の回転に伴う出力値として、逐次、ＰＬＣ５０へ出力するようにしてもよい。また、例えば、モータ３０に温度センサを取り付けておき、モータ３０の回転に伴って上昇するモータ３０の温度データを温度センサが経時的に取得し、当該温度センサが、モータ３０の温度を示す温度データを、モータ３０の回転に伴う出力値として、逐次、ＰＬＣ５０又はドライバ４０を介してＰＬＣ５０へ出力するようにしてもよい。

上述したような、モータ３０からドライバ４０へ出力されるパルス信号から演算されるモータ３０の回転の速度、又は別途設けられたセンサから得られる、加速度値、位置及び温度等は、モータ３０の回転に伴う指標のうち、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）の一例である。なお、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）は、モータ３０の回転に伴って計測して得られる値であればよい。

図１は、実施形態１に係るＰＬＣ５０の機能ブロックの一例を示す図である。ＰＬＣ５０は、指示部５１と、正常範囲演算部５２と、記憶部５３と、取得部５４と、第１特徴量演算部５５ａと、第２特徴量演算部５５ｂと、判定部５６とを備えている。以下、ＰＬＣ５０が備える各部について説明する。

図３は、実施形態１に係る、座標空間において正常範囲演算部が演算した正常範囲の様子を表す図である。正常範囲演算部５２は、評価対象とする複数の指標それぞれの特徴量を座標軸とする座標空間における、評価対象とする複数の指標それぞれの特徴量の正常範囲を演算し、当該演算結果を記憶部５３に記憶する。

ＰＬＣ５０が評価対象とする複数の指標は、モータ３０の回転に伴う指標である。当該複数の指標は、モータ３０の回転に伴い同時に値が変化（劣化）していく指標である。例えば、複数の指標は、１種類の指標の値の変化（劣化）に伴って、他の指標の値も劣化しているような関連性を有する指標であってもよい。例えば、上述したような、モータ３０を制御するための制御値（入力値）、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）等、互いに関連する指標、及びそれらの指標から演算される指標であってもよい。

モータ３０を制御するための制御値（入力値）は、例えば、ＰＬＣ５０からドライバ４０へ出力される指示値（目標値）、ドライバ４０が指示値に基づいて生成する電流値及び電圧値、当該電流値及び電圧値から演算されるトルク値等を挙げることができる。

モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）は、例えば、エンコーダ３５から出力されるパルス信号が演算されるモータ３０の回転の速度、又は別途設けられたセンサから得られる、加速度値、位置及び温度等を挙げることができる。

トルク及び速度は、可動装置１０が動いているときの指標であるので、可動装置１０の異常が値に反映されやすい。それゆえ、可動装置１０の異常の有無を早期に検出することができる。

また、それらの指標から演算される指標とは、例えば、ＰＬＣ５０からドライバ４０へ出力される指示値に対する予想値を予め設定しておき、当該予想値と、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）との差分（乱れ成分と称する場合がある）であってもよい。当該予想値を得るために、記憶部５３に予め、指示値と当該指示値に対するモータ３０の回転に伴う出力値との対応関係を表すデータベースを作成して記憶しておいてもよいし、指示値と当該指示値に対するモータ３０の回転に伴う出力値との対応関係を表す伝達関数を予め作成して記憶しておいてもよい。

指示値の波形に対応する予測値の波形は、指示値の波形に対して予想されるズレを含む波形である。モータ３０の回転に伴う出力値は、指示値の波形に追従するような波形となるが、指示値の波形と全く同じにはならず、多少のズレが生じる。特に、予測値の波形は、指示値の波形の立ち上がり直後（すなわちモータ３０の停止状態から回転を開始した直後）、及び、指示値の波形の立ち下がりから停止まで（すなわちモータ３０の減速状態から回転の停止まで）において、指示値の波形とのズレが大きくなる。よって予め指示値の波形に対する予想値の波形を把握しておき、予想値の波形に対して、モータ３０の回転に伴う出力値の波形が追従していれば正常に可動装置１０が可動しており、モータ３０の回転に伴う出力値の波形のズレが大きくなると、可動装置１０の可動に異常が生じていることを把握することができる。

指標の特徴量とは、所定期間における指標の絶対値の平均値、所定期間における前記差分の最大値と最小値との差分、所定期間における前記差分の分散、所定期間における平均の最大値と最小値との差等、所定期間における指標のバラツキ量である。なお、所定期間とは、可動装置１０の整数倍サイクル（１又は複数サイクル）の期間であればよい。

図３に示す例では、第１指標はトルク値であり、第２指標はモータ３０の回転の速度の乱れ成分（理想波形に対するモータ３０の回転の速度の波形の差分）としている。そして、ｘ軸は、第１指標（トルク値）の特徴量（第１特徴量）としての例である、所定期間における平均の最大値と最小値との差分を表している。ｙ軸は、第２指標（モータ３０の回転の速度の乱れ成分）の特徴量（第２特徴量）の例である平均値を表している。

ここで、例えば、ＰＬＣ５０が可動装置１０を速度制御（すなわちモータ３０の回転の速度制御）する場合、工場における生産に影響を与えるのは可動装置１０における可動部１３の速度（すなわちモータ３０の回転の速度）である。そして、モータ３０の回転の速度は、ドライバ４０がモータ３０に入力する電圧及び電流（すなわちトルク）によって調整される。すなわち、ドライバ４０は、モータ３０の回転の速度が所望の速度となるように電圧及び電流（すなわちトルク）をモータ３０に入力する。このため、例えば、可動装置１０に異常が生じると、モータ３０の回転の速度の特徴量に影響が表れる前に、ドライバ４０がモータ３０へ入力している電圧及び電流（すなわちトルク）の特徴量に影響が表れる。

よって、第１指標として選択したトルク値と、第２指標として選択した速度の乱れ成分とは互いに関連する指標である。そして、モータ３０の回転の速度の特徴量と、当該速度の制御値であるトルクの特徴量とを監視することで早期に異常の検出を行うことができる。

また、例えば、モータ３０の温度が変化すると、トルク値の平均値も変化するため、温度とトルク値とも互いに関連する指標である。その他、上述したように、ＰＬＣ５０が評価対象とする複数の指標は、モータ３０を制御するための制御値（入力値）、モータ３０の回転に伴う出力値（計測値）、及び、それらの指標から演算される指標を組み合わせて選択する。

正常範囲演算部５２は、評価対象とする複数の指標に関してデータのサンプリングを繰り返すことで、それぞれの指標の特徴量における正常範囲を演算し、当該正常範囲を規定する閾値を規定し、当該閾値を記憶部５３に記憶する。図３に示す例では、正常範囲演算部５２は、ｘｙ座標空間に、閾値（第１閾値）Ｔ１と、閾値（第２閾値）Ｔ２を規定している例を示している。閾値Ｔ１は、問題なく正常値である正常範囲を規定する閾値である。閾値Ｔ２は、閾値Ｔ１の外側を囲む範囲を規定する閾値であり、異常が発生する手前の注意すべき警告範囲を規定する。閾値Ｔ２より外側の範囲は、異常値を示す異常範囲である。閾値Ｔ１は、座標（Ｔ１ｘ：Ｔ１ｙ）によって規定されている。閾値Ｔ２は、座標（Ｔ２ｘ：Ｔ２ｙ）によって規定されている。第１指標と第２指標とは互いに関連する指標であるため、例えば、図３に示す例では、正常範囲は楕円形状となっている。つまり、ｘ軸の値によって、ｙ軸方向の閾値Ｔ１・Ｔ２は変動する。また、ｙ軸の値によって、ｘ軸方向の閾値Ｔ１・Ｔ２は変動する。

なお、評価対象とする指標は、２種類に限定されず、３種類以上であってもよい。この場合、正常範囲演算部５２は、２軸（ｘｙ軸）ではなく、指標の種類数に応じて３軸以上の多次元の座標空間上に正常範囲を演算して各軸方向の閾値範囲を規定する。

記憶部５３は、正常範囲演算部５２が演算した正常範囲が記憶されている。当該正常範囲は、例えば、上述したように、閾値Ｔ１として座標（Ｔ１ｘ：Ｔ１ｙ）が記憶されており、閾値Ｔ２として座標（Ｔ２ｘ：Ｔ２ｙ）が記憶されている。なお、記憶部５３は、ＰＬＣ５０の外部に設けられてもよいし、ＰＬＣ５０に外付けで接続されてもよい。

指示部５１は、指示値をドライバ４０に出力する。指示部５１がドライバ４０に出力する指示値とは、モータ３０の回転に伴う出力値の目標値である。例えば、指示部５１がドライバ４０に出力する指示値とは、モータ３０の回転に伴うトルクの目標値であってもよいし、モータ３０の回転に伴う速度（角速度、回転速度）の目標値であってもよいし、モータ３０の回転に伴う可動部１３の速度（移動速度）の目標値であってもよいし、他の値の目標値であってもよい。

指示値がトルクの目標値の場合、ドライバ４０は、指示部５１から当該指示値を取得すると、モータ３０のトルクが当該指示値となるような値の電流及び電圧を生成し、当該生成した電流及び電圧によってモータ３０を回転させる。これにより、モータ３０は、トルクが当該指示値となるように回転する。また、指示値がモータ３０の回転する速度の目標値の場合、ドライバ４０は、指示部５１から当該指示値を取得すると、モータ３０の回転する速度が当該指示値となるような値の電流及び電圧を生成し、当該生成した電流及び電圧によってモータ３０を回転させる。これにより、モータ３０は、速度が当該指示値となるように回転する。また、指示値が可動部１３の速度の目標値の場合、ドライバ４０は、指示部５１から当該指示値を取得すると、可動部１３の速度が当該指示値となるような値の電流及び電圧を生成し、当該生成した電流及び電圧によってモータ３０を回転させる。これにより、モータ３０は、可動部１３の速度が当該指示値となるように回転する。

なお、本発明に係る情報処理装置がＰＬＣではなく、サーバである場合は、指示部５１を省略した構成としてもよい。

図４は、実施形態１に係る可動装置１０が所定動作を行っている際のモータ３０のトルクの経時変化を表す図である。図５は、実施形態１に係る可動装置１０が所定動作を行っている際のモータ３０の回転の速度の経時変化を表す図である。

取得部５４は、複数の指標を、ドライバ４０、又は、別途設けられる各種センサから取得する。図４及び図５に示す例では、取得部５４は、第１指標としてドライバ４０からトルク値を経時的に取得し、第２指標としてドライバ４０からモータ３０の回転の速度値を経時的に取得する。図４及び図５に示す横軸は同時間を表している。つまり、図４及び図５は、同時間における、トルク値の経時変化（図４）と速度値の経時変化（図５）とを表している。図４及び図５に示す期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、及び期間Ｂ４は、可動装置１０の同じタイミングの１サイクルの動作期間を表している。なお、評価対象である指標が指示値の場合は、取得部５４は指示部５１から当該指示値を取得すればよい。

図６は、実施形態１に係るトルク平均値の変化の様子を表す図である。第１特徴量演算部５５ａは、取得部５４が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する。例えば、第１特徴量演算部５５ａは、取得部５４が取得したトルク値から、図４に示した期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、及び期間Ｂ４・・・毎のトルク値の平均値を特徴量として演算する。図６に示す例では、期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、期間Ｂ４・・・毎のトルク値の平均値を経時的に横軸方向にプロットしたトルク値の平均値の経時変化の様子を表している。

なお、第１特徴量演算部５５ａは、第１特徴量として、所定期間（例えば期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、期間Ｂ４・・・毎）における第１指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータ３０の回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかを演算してもよい。

図７は、実施形態１に係る速度差分平均値の変化の様子を表す図である。第２特徴量演算部５５ｂは、取得部５４が取得した第２指標の所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する。例えば、第２特徴量演算部５５ｂは、取得部５４が取得した速度値から、図５に示した期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、及び期間Ｂ４・・・毎の速度差分（速度の乱れ成分）の平均値を特徴量として演算する。図７に示す例では、期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、期間Ｂ４・・・毎の速度差分平均値を経時的に横軸方向にプロットした速度差分平均値の経時変化の様子を表している。

なお、第２特徴量演算部５５ｂは、第２特徴量として、所定期間（例えば期間Ｂ１、期間Ｂ２、期間Ｂ３、期間Ｂ４・・・毎）における第２指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータ３０の回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかを演算してもよい。

図８は、実施形態１に係る第１特徴量と第２特徴量とを座標とする座標空間に、第１特徴量と第２特徴量とをプロットした様子を表す図である。

判定部５６は、図８に示すように、例えば、トルクの平均値（第１指標の第１特徴量）をｘ軸とし、速度差分平均値（第２指標の第２特徴量）をｙ軸として、ｘｙ座標を作成する。そして、図６に示した第１特徴量演算部５５ａからトルク値の平均値の経時変化と、図７に示した第２特徴量演算部５５ｂから速度差分平均値の経時変化とを取得すると、同時間同士のトルクの平均値と速度差分平均値とを対応づけ、ｘｙ座標空間上にプロットする。つまり、判定部５６は、トルクの平均値をｘ座標とし、速度差分平均値をｙ座標とする座標データ（ｘ：ｙ）を作成する。

そして、判定部５６は、記憶部５３に記憶された正常範囲を参照し、ｘｙ座標空間にプロットした座標データにおける、第１特徴量演算部５５ａが演算した第１特徴量（ｘの値）に応じて変化する第２閾値（閾値Ｔ１のｙ座標の値範囲と、閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲）とを取得する。そして、判定部５６は、座標データにおけるｙの値が第２閾値（閾値Ｔ１のｙ座標の値範囲と、閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲）に含まれていれば、ｙの値は正常範囲であると判定する。

なお、判定部５６は、座標データのｙの値が、閾値Ｔ１のｙ座標の値範囲外であり、閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲内であれば、ユーザに警告するため、ユーザへの警告通知処理を行う。また、判定部５６は、座標データのｙの値が、閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲外であれば、ｙの値は異常値であると判定し、ユーザに異常を知らせるため、ユーザへの異常通知処理を行う。

このように、例えば、互いに関連する指標である、トルク（第１指標）及び速度（第２指標）のうち、トルクの特徴量であるトルク平均（第１特徴量）に応じた速度の速度差分平均値（第２特徴量）の正確な正常範囲を、第２閾値として得ることができる。これにより、可動装置１０の異常の有無を早期に検出することができる。

また、判定部５６は、ｙ座標が正常であるか否かを判定した座標データの第２特徴量（ｙの値）に応じて変化する第１閾値（閾値Ｔ１のｘ座標の値範囲と、閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲）とを取得する。そして、判定部５６は、座標データにおけるｘの値が第１閾値（閾値Ｔ１のｘ座標の値範囲と、閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲）に含まれていれば、ｘの値は正常範囲であると判定する。

なお、判定部５６は、座標データのｘの値が、閾値Ｔ１のｘ座標の値範囲外であり、閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲内であれば、ｘの値は正常範囲であるが、ユーザに警告するため、ユーザへの警告通知処理を行う。また、判定部５６は、座標データのｘの値が、閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲外であると、ｘの値は異常値であると判定し、ユーザに異常を知らせるため、ユーザへの異常通知処理を行う。

このように、例えば、互いに関連する指標である、トルク（第１指標）及び速度（第２指標）のうち、速度の特徴量である速度差分平均値（第２特徴量）に応じたトルクの平均値（第１特徴量）の正確な正常範囲を、第１閾値として得ることができる。これにより、可動装置１０の異常の有無を早期に検出することができる。なお、評価対象とする指標は、１個の指標が変化すると他の指標にも影響を及ぼす関連を有していてもよいし、当該関連を有していなくても同時に値が変化する（劣化する）ような複数の指標であってもよい。

なお、判定部５６は、評価対象である指標の種類が３種類以上の場合は、当該種類に応じた３軸以上の多次元空間において座標データをプロットし、当該座標データが正常範囲であるか否かを判定する。

また、判定部５６は、座標データのうち、先に、ｘの値が閾値Ｔ１のｘ座標の値範囲内であるか、また、閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲内又は範囲外であるかを判定し、その次に、ｙの値が閾値Ｔ１のｙ座標の値範囲内であるか、また、閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲内又は範囲外であるかを判定してもよい。また、判定部５６は、座標データのうち、先に判定した値（例えばｙの値）が、閾値Ｔ２の範囲外（警告範囲）であると判定すると、もう一方の値（例えばｘの値）が、閾値Ｔ１及び閾値Ｔ２の座標の値範囲内であるか否かを判定せずに、ユーザに対する異常通知処理を行ってもよい。

なお、ユーザに通知する処理とは、ユーザに通知するための種々の方法を含む。このユーザに通知する処理の例としては、可動システム１がディスプレイを備える場合は、ユーザに通知する画面をディスプレイに表示させたり、可動システム１がスピーカを備える場合は、ユーザに通知する音声をスピーカに出力させたりする処理を挙げることができる。または、このユーザに通知する処理として、例えば、ユーザが指定するアドレスにメールを送信することでユーザに通知したり、可動システム１がランプを備える場合は、当該ランプを点灯又は点滅させたりする処理等を挙げることもできる。

図９は、実施形態１に係るＰＬＣ５０の処理の流れを表す図である。まず、正常範囲演算部５２は、評価対象である指標の特徴量それぞれを座標軸とした多次元の座標空間において、それぞれの特徴量の正常範囲を規定する閾値（閾値Ｔ１・Ｔ２）を演算する（ステップＳ１０）。次いで、取得部５４は、ドライバ４０からトルク値等の第１指標と、速度値等の第２指標を経時的に取得する（ステップＳ１１）。

そして、第１特徴量演算部５５ａは、取得部５４が取得したトルク値等の第１指標の所定期間における特徴量である平均値（第１特徴量）を演算する（ステップＳ１２）。第１特徴量演算部５５ａは、演算した平均値（第１特徴量）を経時的に判定部５６へ出力する。

また、第２特徴量演算部５５ｂは、取得部５４が取得した速度値等の第２指標の所定期間における特徴量である速度差分平均値（第２特徴量）を演算する（ステップＳ１３）。第２特徴量演算部５５ｂは、演算した速度差分平均値（第２特徴量）を経時的に判定部５６へ出力する。

次いで、判定部５６は、トルクの平均値（第１特徴量）をｘ座標とし、速度差分平均値（第２特徴量）をｙ座標とする座標空間を作成する。そして、判定部５６は、第１特徴量演算部５５ａから取得した平均値（第１特徴量）をｘの値とし、当該平均値と同じ時間の第２特徴量演算部５５ｂから取得した速度差分平均値（第２特徴量）をｙの値とする座標データを作成し、ｘｙ座標空間にプロットしていく。そして、判定部５６は、記憶部５３に記憶された正常範囲を参照し、プロットした座標データのうち、ｘの値（トルクの平均値）に応じたｙの値（第２特徴量）の閾値（閾値Ｔ１のｙ座標の値範囲及び閾値Ｔ２のｙ座標の値範囲）を取得する（ステップＳ１４）。

さらに、判定部５６は、記憶部５３に記憶された正常範囲を参照し、座標空間にプロットした座標データのうち、ｙの値（速度差分平均値）に応じたｘの値（第１特徴量）の閾値（閾値Ｔ１のｘ座標の値範囲及び閾値Ｔ２のｘ座標の値範囲）を取得する（ステップＳ１５）。

そして、ステップＳ１６において、判定部５６は、ｘの値及びｙの値が共に、閾値Ｔ１の範囲内であれば（ステップＳ１６のＹＥＳの場合）、座標データは正常範囲の値であると判定し、ステップＳ１１の処理に戻る。

また、ステップＳ１６において、判定部５６は、ｘの値及びｙの少なくとも一方が、閾値Ｔ１より大きく閾値Ｔ２以下の範囲であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１７において、判定部５６は、ｘの値及びｙの少なくとも一方が、閾値Ｔ１より大きく閾値Ｔ２以下の範囲であると判定すると（ステップＳ１７のＹＥＳの場合）、座標データは警告範囲に含まれると判定し、ユーザへの警告通知処理を行う（ステップＳ１８）。また、ステップＳ１７において、判定部５６は、ｘの値及びｙの少なくとも一方が、閾値Ｔ２より大きい場合（ステップＳ１７のＮＯの場合）、座標データは異常であると判定し、ユーザへの異常報知処理を行う（ステップＳ１９）。

〔ソフトウェアによる実現例〕
ＰＬＣ５０の制御ブロック（特に指示部５１、正常範囲演算部５２、取得部５４、第１特徴量演算部５５ａ、第２特徴量演算部５５ｂ及び判定部５６）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、ＰＬＣ５０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 可動システム
１０ 可動装置
１１ ベース
１２ ボールネジ
１３ 可動部
２０ カップリング
３０ モータ
３５ エンコーダ
４０ ドライバ
５０ ＰＬＣ
５１ 指示部
５２ 正常範囲演算部
５３ 記憶部
５４ 取得部
５５ａ 第１特徴量演算部
５５ｂ 第２特徴量演算部
５６ 判定部

Claims (10)

1. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、
   前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、
   前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備え、
   前記判定部は、前記第１特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第２特徴量に応じて変化する第１閾値を取得し、前記第１特徴量演算部が演算した前記第１特徴量と前記第１閾値とを比較することで、当該第１特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する情報処理装置。
2. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、
   前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、
   前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備え、
   前記正常範囲は楕円形状である情報処理装置。
3. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、
   前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、
   前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備え、
   前記第１特徴量は、前記所定期間における前記第１指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかである情報処理装置。
4. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、
   前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、
   前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備え、
   前記第２特徴量は、前記所定期間における前記第２指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかである情報処理装置。
5. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得部と、
   前記取得部が取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算部と、
   前記取得部が取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算部と、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算部が演算した前記第２特徴量と前記第２閾値とを比較することで、当該第２特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する判定部を備え、
   前記第１指標及び前記第２指標は、互いに異なる指標であって、前記モータの回転に伴うトルク、前記モータが回転する速度、及び、前記モータの回転に伴う前記可動装置の動作速度の何れかである情報処理装置。
6. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有し、
   前記判定ステップは、前記第１特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第２特徴量に応じて変化する第１閾値を取得し、前記第１特徴量演算ステップが演算した前記第１特徴量と前記第１閾値とを比較することで、当該第１特徴量が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する情報処理方法。
7. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有し、
   前記正常範囲は楕円形状である情報処理方法。
8. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有し、
   前記第１特徴量は、前記所定期間における前記第１指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかである情報処理方法。
9. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、
   前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、
   前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有し、
   前記第２特徴量は、前記所定期間における前記第２指標の、平均値、分散、最大値と最小値との差、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の平均、及び、モータの回転に伴う出力値の予測値と当該出力値の計測値との差の分散のいずれかである情報処理方法。
10. 可動装置に所定動作をさせるモータを、入力された指示値に基づいてドライバが回転させたときの当該モータの回転に伴う第１指標及び第２指標を経時的に取得する取得ステップと、
    前記取得ステップにて取得した第１指標の所定期間における特徴量である第１特徴量を演算する第１特徴量演算ステップと、
    前記取得ステップにて取得した第２指標の前記所定期間における特徴量である第２特徴量を演算する第２特徴量演算ステップと、
    前記第２特徴量の正常範囲を規定しかつ前記第１特徴量に応じて変化する第２閾値を取得し、前記第２特徴量演算ステップにて演算した前記第２特徴量が前記に含まれるか否かを判定する判定ステップとを有し、
    前記第１指標及び前記第２指標は、互いに異なる指標であって、前記モータの回転に伴うトルク、前記モータが回転する速度、及び、前記モータの回転に伴う前記可動装置の動作速度の何れかである情報処理方法。

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