JP7188464B2 - 解析装置、解析方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
第一の側面に係る第1の解析装置は、
生産設備に設けられた複数のセンサの検出結果を取得する取得手段と、
取得した前記検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行う判定手段と、を有し、
前記センサは、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を有し、
前記判定手段は、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した第1の平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記第1の平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う。
第一の側面に係る第2の解析装置は、
生産設備に設けられた、複数方向の可聴域の第1の振動センサ、及び複数方向の超音波領域の第2の振動センサの検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行う判定手段と、
前記第1の振動センサの振動検出結果を用いて、前記異常判定に用いる前記第2の振動センサを選択する選択手段と、を有する。
第二の側面に係る第1の解析方法は、
解析装置が、
生産設備に設けられた、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を含む、複数のセンサの検出結果を取得し、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う、
ことを含む。
第二の側面に係る第2の解析方法は、
解析装置が、
生産設備に設けられた、複数方向の可聴域の第1の振動センサ、及び複数方向の超音波領域の第2の振動センサの検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行い、
前記第1の振動センサの振動検出結果を用いて、前記異常判定に用いるべき前記第2の振動センサを選択する、ことを含む。
第三の側面のセンサの構造は、
生産設備に設けられ、当該生産設備の振動を検出するセンサの構造であって、
複数方向の可聴域の第1の振動センサと、
複数方向の超音波領域の第2の振動センサと、を含み、
前記第1の振動センサは、3軸の振動センサであり、
前記第2の振動センサは、前記3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた少なくとも6個の超音波センサを含む。
このコンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されたとき、コンピュータに、解析装置上で、その解析方法を実施させるコンピュータプログラムコードを含む。
図1は、本発明の実施の形態に係る解析装置を用いた設備監視システム1のシステム構成を概念的に示す図である。
設備監視システム1が監視対象とする設備は、生産設備10であり、本実施形態では、ベルトコンベアを例として説明する。図の例では、ベルトコンベアを監視するための複数のセンサ12がベルトコンベアの移動方向に沿って複数箇所に設置されている。各センサ12は、本実施形態では、超音波センサである。
測定データ22は、センサを識別するセンサID毎に、時刻情報と、検出値とが紐付けられている。設備情報24は、設備を識別する設備ID毎に、少なくとも一つの振動センサのセンサIDが紐付けられている。
取得部102は、生産設備10に設けられたセンサ(第1センサ110と第2センサ112)の検出結果を取得する。
まず、取得部102は、生産設備10に設けられた第1センサ110および第2センサ112の検出結果を取得する(ステップS101)。判定部104は、第1センサ110の検出値を周波数方向に平均した値(以下、第1の平均値と記載)を算出する(ステップS103)。そして、判定部104は、第1の平均値が基準以上か否かを判定する(ステップS105)。
図6は、本実施形態の解析装置100の論理的な構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の解析装置100は、第1の周波数より小さい第3の周波数帯域のセンサをさらに備え、第3の周波数帯域のセンサの検出結果の平均値に基づいて、生産設備10の異常判定に用いるセンサの検出結果を選択する点以外は上記実施形態と同様である。
選択部106は、判定部104で異常判定を行うセンサの検出結果を選択する。
選択部106は、第1の周波数帯域より小さい第3の周波数帯域を検出するためのセンサ(第3センサ114)の検出値を周波数方向に平均した値(以下、第2の平均値と記載)が、第1基準未満の場合、第3の周波数帯域のセンサ(第3センサ114)の検出結果を選択する。さらに、選択部106は、第2の平均値が第1基準以上の場合、第1の周波数帯域のセンサ(第1センサ110)の検出値を周波数方向に平均した第1の平均値が第2基準(>第1基準)未満の場合、第1の周波数帯域のセンサ(第1センサ110)の検出結果を選択する。さらに、選択部106は、第1の平均値が第2基準以上の場合は、第1の周波数帯域より大きい第2の周波数帯域のセンサ(第2センサ112)の検出結果を選択する。
取得部102は、生産設備10に設けられた複数のセンサ12から検出値を取得する(ステップS101)。
図10は、本実施形態の解析装置200の論理的な構成を示す機能ブロック図である。解析装置200は、判定部202と、選択部204と、を備える。
判定部202は、生産設備10に設けられた、複数方向の可聴域の第1振動センサ210、及び複数方向の超音波領域の第2振動センサ212の検出結果を用いて生産設備10の異常判定を行う。
選択部204は、第1振動センサ210の振動検出結果を用いて、異常判定に用いる第2の振動センサ212を選択する。
センサ12は、第1振動センサ210と、第2振動センサ212とを含む。可聴域の第1振動センサ210は、例えば、3軸の振動センサである。第2振動センサ212は、第1振動センサ210の3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた少なくとも6個のセンサ(例えば超音波センサ)を含む。
まず、選択部204は、生産設備10に設けられた第1振動センサ210、および第2振動センサ212の検出結果を取得する(ステップS201)。そして、選択部204は、第1振動センサ210の振動検出結果を用いて異常判定に用いる第2振動センサ212を選択する(ステップS203)。そして、判定部202は、選択された第2振動センサ212の検出結果を用いて生産設備10の異常判定を行う(ステップS205)。
本実施形態では、上記実施形態のセンサ選択処理手順の具体例について説明する。
第1振動センサ210を用いて、選択部204は生産設備10の主となる回転体の基本周波数で振動レベルが高い方向を抽出する。判定部202は、その方向に対して同一方向にある第2振動センサ212を稼働させて検出値を取得して生産設備10の状態判定を行う。
選択部204は、第1センサ110で振動レベルが基準以上の方向を抽出する(ステップS211)。そして、選択部204は、ステップS211で抽出された方向と同じ方向の第2振動センサ212を選択する(ステップS213)。
そして、図12のフローに戻り、ステップS205で、判定部202は、図13のステップS213で選択された方向の第2振動センサ212の検出結果を用いて生産設備10の異常判定を行う。
例えば、図6の実施形態において、生産設備10が複数の振動源を有する環境振動が大きい大型装置の場合、同じタイミングで計測された第1センサ110、第2センサ112、および第3センサ114の検出結果を用いて、判定部104は第1センサ110、第2センサ112、および第3センサ114の検出値から差動解析といった複合解析により生産設備10の状態判定を行ってもよい。例えば、解析装置100は、図8のような振動レベルの計測結果を示す画面を解析装置100のディスプレイ(不図示)に表示させ、オペレータや管理者に提示する提示部(不図示)を備え、オペレータや管理者による状態判定結果の入力をユーザインタフェースを用いて受け付け、状態判定を行ってもよい。
なお、本発明において利用者に関する情報を取得、利用する場合は、これを適法に行うものとする。
1. 生産設備に設けられた複数のセンサの検出結果を取得する取得手段と、
取得した前記検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行う判定手段と、を備え、
前記センサは、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を有し、
前記判定手段は、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した第1の平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記第1の平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う解析装置。
2. 1.に記載の解析装置において、
前記第1の周波数帯域は20kHz以下を含み、
前記第2の周波数帯域は20kHz超を含む、解析装置。
3. 1.又は2.に記載の解析装置において、
前記判定手段で前記異常判定を行うセンサの検出結果を選択する選択手段をさらに備え、
前記選択手段は、
前記第1の周波数帯域より小さい第3の周波数帯域を検出するための第3センサの検出値を周波数方向に平均した第2の平均値が、前記基準より小さい第2の基準未満の場合、前記第3の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第2の平均値が前記第2の基準以上の場合、
前記第1の平均値が前記基準未満の場合、前記第1の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第1の平均値が前記基準以上の場合は、前記第1の周波数帯域より大きい第2の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する、解析装置。
4. 1.から3.のいずれか一つに記載の解析装置において、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記センサは、前記ベルトコンベアに複数設けられる、解析装置。
生産設備に設けられた、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を含む、複数のセンサの検出結果を取得し、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う、解析方法。
6. 5.に記載の解析方法において、
前記第1の周波数帯域は20kHz以下を含み、
前記第2の周波数帯域は20kHz超を含む、解析方法。
7. 5.又は6.に記載の解析方法において、
前記解析装置が、さらに、
前記異常判定を行うセンサの検出結果を選択し、
前記選択する際、
前記第1の周波数帯域より小さい第3の周波数帯域を検出するための第3センサの検出値を周波数方向に平均した第2の平均値が、前記基準より小さい第2の基準未満の場合、前記第3の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第2の平均値が前記第2の基準以上の場合、
前記第1の平均値が前記基準未満の場合、前記第1の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第1の平均値が前記基準以上の場合は、前記第1の周波数帯域より大きい第2の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する、解析方法。
8. 5.から7.のいずれか一つに記載の解析方法において、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記センサは、前記ベルトコンベアに複数設けられる、解析方法。
生産設備に設けられた、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を含む、複数のセンサの検出結果を取得する手順、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行う手順、
前記平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う手順、を実行させるためのプログラム。
10. 9.に記載のプログラムにおいて、
前記第1の周波数帯域は20kHz以下を含み、
前記第2の周波数帯域は20kHz超を含む、プログラム。
11. 9.又は10.に記載のプログラムにおいて、
前記異常判定を行うセンサの検出結果を選択する手順、をさらにコンピュータに実行させ、
前記選択する手順において、
前記第1の周波数帯域より小さい第3の周波数帯域を検出するための第3センサの検出値を周波数方向に平均した第2の平均値が、前記基準より小さい第2の基準未満の場合、前記第3の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する手順、
前記第2の平均値が前記第2の基準以上の場合、
前記第1の平均値が前記基準未満の場合、前記第1の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する手順、
前記第1の平均値が前記基準以上の場合は、前記第1の周波数帯域より大きい第2の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する手順、をさらにコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 9.から11.のいずれか一つに記載のプログラムにおいて、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記センサは、前記ベルトコンベアに複数設けられる、プログラム。
前記第1の振動センサの振動検出結果を用いて、前記異常判定に用いる前記第2の振動センサを選択する選択手段と、を備える解析装置。
14. 13.に記載の解析装置において、
前記選択手段は、
前記第1の振動センサで振動レベルが基準以上の方向を抽出し、
抽出された前記方向と同じ方向の前記第2の振動センサを前記異常判定に用いるセンサとして選択する、解析装置。
15. 13.又は14.に記載の解析装置において、
前記第1の振動センサは、3軸の振動センサであり、
前記第2の振動センサは、前記3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた6個の超音波センサを含む、解析装置。
16. 13.から15.のいずれか一つに記載の解析装置において、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記第1の振動センサおよび前記第2の振動センサは、前記ベルトコンベアに設けられる、解析装置。
複数方向の可聴域の第1の振動センサと、
複数方向の超音波領域の第2の振動センサと、を含み、
前記第1の振動センサは、3軸の振動センサであり、
前記第2の振動センサは、前記3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた少なくとも6個の超音波センサを含む、センサの構造。
18. 17.に記載のセンサの構造において、
複数の前記第2の振動センサは、前記生産設備の各外面に対して、少なくとも一つ設けられる、センサの構造。
生産設備に設けられた、複数方向の可聴域の第1の振動センサ、及び複数方向の超音波領域の第2の振動センサの検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行い、
前記第1の振動センサの振動検出結果を用いて、前記異常判定に用いるべき前記第2の振動センサを選択する、解析方法。
20. 19.に記載の解析方法において、
前記解析装置が、
前記第2の振動センサを選択する際に、
前記第1の振動センサで振動レベルが基準以上の方向を抽出し、
抽出された前記方向と同じ方向の前記第2の振動センサを前記異常判定に用いるセンサとして選択する、解析方法。
21. 19.又は20.に記載の解析方法において、
前記第1の振動センサは、3軸の振動センサであり、
前記第2の振動センサは、前記3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた6個の超音波センサを含む、解析方法。
22. 19.から21.のいずれか一つに記載の解析方法において、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記第1の振動センサおよび前記第2の振動センサは、前記ベルトコンベアに設けられる、解析方法。
生産設備に設けられた、複数方向の可聴域の第1の振動センサ、及び複数方向の超音波領域の第2の振動センサの検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行う手順、
前記第1の振動センサの振動検出結果を用いて、前記異常判定に用いるべき前記第2の振動センサを選択する手順、を実行させるためのプログラム。
24. 23.に記載のプログラムにおいて、
前記選択する手順において、
前記第1の振動センサで振動レベルが基準以上の方向を抽出する手順、
抽出された前記方向と同じ方向の前記第2の振動センサを前記異常判定に用いるセンサとして選択する手順、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
25. 23.又は24.に記載のプログラムにおいて、
前記第1の振動センサは、3軸の振動センサであり、
前記第2の振動センサは、前記3軸と同じ方向にそれぞれ設けられた6個の超音波センサを含む、プログラム。
26. 23.から25.のいずれか一つに記載のプログラムにおいて、
前記生産設備は、ベルトコンベアであり、
前記第1の振動センサおよび前記第2の振動センサは、前記ベルトコンベアに設けられる、プログラム。
Claims (6)
- 生産設備に設けられた複数のセンサの検出結果を取得する取得手段と、
取得した前記検出結果を用いて前記生産設備の異常判定を行う判定手段と、を備え、
前記センサは、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を有し、
前記判定手段は、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した第1の平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記第1の平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う解析装置。 - 請求項1に記載の解析装置において、
前記第1の周波数帯域は20kHz以下を含み、
前記第2の周波数帯域は20kHz超を含む、解析装置。 - 請求項1又は2に記載の解析装置において、
前記判定手段で前記異常判定を行うセンサの検出結果を選択する選択手段をさらに備え、
前記選択手段は、
前記第1の周波数帯域より小さい第3の周波数帯域を検出するための第3センサの検出値を周波数方向に平均した第2の平均値が、前記基準より小さい第2の基準未満の場合、前記第3の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第2の平均値が前記第2の基準以上の場合、
前記第1の平均値が前記基準未満の場合、前記第1の周波数帯域のセンサの検出結果を選択し、
前記第1の平均値が前記基準以上の場合は、前記第1の周波数帯域より大きい第2の周波数帯域のセンサの検出結果を選択する、解析装置。 - 解析装置が、
生産設備に設けられた、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を含む、複数のセンサの検出結果を取得し、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行い、
前記平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う、解析方法。 - 請求項4に記載の解析方法において、
前記第1の周波数帯域は20kHz以下を含み、
前記第2の周波数帯域は20kHz超を含む、解析方法。 - コンピュータに、
生産設備に設けられた、第1の周波数帯域の振動を検出するための第1センサと、前記第1の周波数帯域よりも高い第2の周波数帯域の振動を検出するための第2センサと、を含む、複数のセンサの検出結果を取得する手順、
前記第1センサの検出値を周波数方向に平均した平均値が基準未満の場合は、前記第1センサの検出結果を用いて異常判定を行う手順、
前記平均値が基準以上の場合は、前記第2センサの検出結果を用いて異常判定を行う手順、を実行させるためのプログラム。
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