JP7261271B2 - 振動試験支援ネットワークシステム - Google Patents
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Description
振動台を加振する加振機をそれぞれ有する複数の振動試験装置と、
前記複数の振動試験装置に接続されるネットワークと、
前記ネットワークに接続され、前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置との間で情報を送受信する解析装置と、
を備え、
前記情報は、
前記振動試験装置において生成された、前記振動試験装置に関する自己診断情報、
前記解析装置において生成された、前記振動試験装置に関する遠隔診断情報、
前記振動試験装置の更新、メンテナンス、またはサポートに関する保守情報、または、
前記振動試験装置において行われた振動試験に関する振動試験情報、
の少なくともいずれかを含み、
前記自己診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障判定、故障予知、および性能限界判定のうち少なくともいずれかを含み、
前記遠隔診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障頻度、故障確率、および保守点検時期のうち少なくともいずれかを含む(第1の構成)。
このため、振動試験装置による自己診断情報の解析などを通じて、振動試験装置の保守や振動試験の精度の安定化などを支援することが可能となる。
上記第1の構成において、
前記解析装置は、
前記複数の振動試験装置のそれぞれに対応付けられた前記自己診断情報を記憶する自己診断情報記憶部と、
遠隔診断に関する遠隔診断基準情報を記憶する遠隔診断基準記憶部と、
前記自己診断情報記憶部に記憶された前記自己診断情報、および、前記遠隔診断基準記憶部に記憶された前記遠隔診断基準情報に基づいて、前記遠隔診断情報を生成する遠隔診断部と、
を有してもよい(第2の構成)。
前記解析装置は、
前記複数の振動試験装置のそれぞれに対応付けられた前記自己診断情報を記憶する自己診断情報記憶部と、
前記自己診断情報を入力すると、前記遠隔診断情報を出力するように学習されている学習モデルを有する遠隔診断部と、
を有してもよい(第3の構成)。
前記振動試験装置は、
前記振動試験装置の状態を検知する検知部と、
自己診断に関する自己診断判定基準を記憶する自己診断基準記憶部と、
前記検知部から出力される検知信号、および、前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準に基づいて、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、を有し、
前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報に基づいてデータ解析を行い、前記データ解析の結果に基づいて、前記自己診断判定基準を更新する自己診断基準更新情報を生成し、
さらに、前記ネットワークを介して、前記複数の振動試験装置のそれぞれの前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準を、前記自己診断基準更新情報に基づいて更新してもよい(第4の構成)。
そして、複数の振動試験装置がそれぞれ記憶している自己診断判定基準を、ネットワークを介して更新することができる。
このため、振動試験装置がそれぞれ記憶している自己診断判定基準をネットワークを介してアップデートすることにより、振動試験装置がそれぞれ行う自己診断の精度を継続的に向上させることができる。
前記振動試験装置は、
前記振動試験装置の状態を検知する検知部と、
自己診断に関する自己診断判定基準を記憶する自己診断基準記憶部と、
前記検知部から出力される検知信号、および、前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準に基づいて、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、を有し、
前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報を入力すると、前記自己診断判定基準を更新する自己診断基準更新情報を出力するように学習されている学習モデルを有し、
さらに、前記ネットワークを介して、前記複数の振動試験装置のそれぞれの前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準を、前記学習モデルから出力された前記自己診断基準更新情報に基づいて更新してもよい(第5の構成)。
そして、複数の振動試験装置がそれぞれ記憶している自己診断判定基準を、ネットワークを介して更新することができる。
このため、振動試験装置がそれぞれ記憶している自己診断判定基準をネットワークを介してアップデートすることにより、振動試験装置がそれぞれ行う自己診断の精度を継続的に向上させることができる。
前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報を用いて、前記学習モデルを再学習してもよい(第6の構成)。
前記振動試験装置は、
前記加振機に印加する電流および電圧を制御することにより、前記加振機の駆動を制御する駆動制御部と、
前記加振機の振動を制御する電流を検知する電流検知部と、
前記加振機の振動を制御する電圧を検知する電圧検知部と、
前記振動台の運動に関する物理量を検知する運動検知部と、
前記電流検知部、前記電圧検知部、および前記運動検知部から出力される検知信号に基づいて、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、
を有してもよい(第7の構成)。
このため、振動試験装置は、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む振動試験装置の状態に関する自己診断を精度良く行うことができる。これにより、故障が発生したと判定された場合には早期に振動試験装置を停止させることができ、故障が予知された場合には、早期にメンテナンスを行って振動試験装置の故障を未然に防ぐことができる。
また、振動試験装置の状態を確認しながら振動試験を行うことができるため、健全な状態の振動試験装置を用いて振動試験を行うことができ、振動試験の品質を安定化させることができる。
前記自己診断部は、前記運動検知部から出力される検知信号に基づいて、前記振動台の6自由度運動についての物理量を算出する運動算出部を含み、
前記自己診断部は、前記運動算出部で算出された6自由度運動についての物理量を加味して、前記自己診断情報を生成してもよい(第8の構成)。
振動台の6自由度運動についての評価を加えることにより、振動試験装置は、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む振動試験装置の状態に関する自己診断を精度良く行うことができる。
前記運動算出部で算出された6自由度運動についての物理量の履歴を記憶する運動記憶部をさらに有し、
前記自己診断部は、前記運動記憶部に記憶された6自由度運動についての物理量の履歴を加味して、前記自己診断情報を生成してもよい(第9の構成)。
このため、振動台の6自由度運動の経時的な変化等を評価することができ、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む振動試験装置の状態に関する自己診断を精度良く行うことができる。
前記振動台の6自由度運動についての物理量と、前記電流検知部および前記電圧検知部から出力される検知信号に基づいて、前記振動台の6自由度運動と電流および電圧との間の伝達率を算出する伝達率算出部をさらに有し、
前記自己診断部は、算出された前記伝達率を加味して、前記自己診断情報を生成してもよい(第10の構成)。
振動台の6自由度運動だけでなく、伝達率を加味することにより、様々な要因によって発生する振動試験装置の故障や性能限界について、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む振動試験装置の状態に関する自己診断を精度良く行うことができる。
前記伝達率算出部で算出された伝達率の履歴を記憶する伝達率記憶部をさらに有し、
前記自己診断部は、前記伝達率記憶部に記憶された伝達率の履歴を加味して、前記自己診断情報を生成してもよい(第11の構成)。
このため、伝達率の経時的な変化等を評価することができ、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む振動試験装置の状態に関する自己診断を精度良く行うことができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態1に係る振動試験支援ネットワークシステム300を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
図1は、本発明の実施形態1に係る振動試験支援ネットワークシステム300の構成を示す図である。図1に示すように、振動試験支援ネットワークシステム300は、複数の振動試験装置200、ネットワーク210、および解析装置220を備えている。
故障判定は、加振機100が故障している旨の判定を含めて、振動試験装置200のいずれかの構成部分に故障が生じている旨の判定をいう。
故障予知は、加振機100に故障が生じる確率が高まっている旨の判定を含めて、振動試験装置200のいずれかの構成部分に故障が生じる確率が高まっている旨の判定をいう。
性能限界判定は、加振機100の性能(加振機100が許容する周波数、振幅、加速度、供試体の重量など)上の限界に達している旨の判定を含めて、振動試験装置200のいずれかの構成部分が限界に達している旨の判定をいう。
故障頻度は、加振機100に故障が生じている頻度を含めて、振動試験装置200に故障が生じている頻度をいう。
故障確率は、加振機100に故障が生じる確率を含めて、振動試験装置200に故障が生じる確率をいう。
保守点検時期は、振動試験装置200の保守点検を行うべき時期を含めて保守点検に関する時間的な情報をいう。
次に、振動試験装置200の構成について説明する。図2は、本発明の実施形態1に係る振動試験装置200の構成を示す図である。図2に示すように、振動試験装置200は、加振機100、制御部110、アンプ170、およびディスプレイ190などから構成されている。
振動台48を加振機100で加振すると、振動台48にはクロストークだけでなく、回転方向の振動も発生する場合がある。例えば、振動台48を鉛直軸方向(Z軸方向)に加振した場合、振動台48には、水平方向(X軸方向、Y軸方向)に発生するクロストークに加えて、X軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸回りに回転方向の振動が発生する場合がある。
次に、加振機100の構成について説明する。図3は、加振機100を振動軸L1に沿って切断した断面図である。図4は、図1の加振機100を+Z軸方向側から-Z軸方向側に見た状態における平面図である。本実施形態では、Z軸方向を垂直方向(鉛直方向)とし、Y軸方向を水平方向とし、YZ平面に垂直な方向をX軸方向とする。
図5は、自己診断システム150の構成を示す概略図である。自己診断システム150は、加振機100の故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む、振動試験装置200の状態に関する自己診断を実行するシステムである。自己診断システム150は、振動試験支援ネットワークシステム300を構成する複数の振動試験装置200のそれぞれに設けられている。
加振方向における加速度と電流についての伝達率=A/I
加振方向における加速度と電圧についての伝達率=A/E
加振方向以外における加速度と電流についての伝達率=B/I
加振方向以外における加速度と電圧についての伝達率=B/E
なおBは、Z軸方向における加速度以外の、X軸、およびY軸のそれぞれの軸方向における加速度と、X軸、Y軸およびZ軸のそれぞれの軸回りにおけるそれぞれの加速度である。
図6は、解析装置220の構成を示す概略図である。解析装置220は、ネットワーク210に接続された複数の振動試験装置200のそれぞれに対して、故障頻度、故障確率、および保守点検時期などについて遠隔から診断を行う。
続いて、振動試験装置200の状態に関する自己診断に用いられる評価項目の一例と、判定結果の一例について説明する。
判定部134による判定の一例について説明する。
振動台48の6自由度運動のうち、例えば加振機100の加振方向に沿った加速度以外の加速度のいずれかが、あるレベルを超えて大きくなると、振動試験の精度に影響を及ぼすおそれがある。また、加振機100の故障の予兆として6自由度運動が生じている場合には、そのままメンテナンスを行わずに使用を続けることによって加振機100が故障するおそれがある。また、供試体Wの重心位置が加振機100の加振軸から外れている場合には、重心位置が外れた状態のまま強い加速度で加振することにより、加振機100が故障するおそれもある。
加振機100が正常である場合、加振方向(Z軸方向)以外の振動台48の加速度Bは小さいため、伝達率B/Iおよび伝達率B/Eは小さいが、加振機100の経年劣化が進行するなどにより加速度Bが増大して、伝達率B/Iおよび伝達率B/Eが増大する傾向がある。
図9は、振動試験装置200の状態に関する判定結果を報知する表示画面の一例を示す図である。加振機100の故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む、振動試験装置200の状態に関する自己診断には、現在の運転状態に基づく判定、運転状態の短期的な履歴に基づく判定、および運転状態の長期的な履歴に基づく判定が含まれている。
実施形態1で説明した解析装置220による遠隔診断、および自己診断基準更新情報を生成する場合に、自己診断情報を入力すると遠隔診断情報を出力するように機械学習されている学習モデル、および、検知信号と自己診断情報を入力すると自己診断基準更新情報を出力するように機械学習されている学習モデルを用いることができる。
今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
200 振動試験装置
210 ネットワーク
220 解析装置
100 加振機
48 振動台
Claims (10)
- 振動台を加振する加振機をそれぞれ有する複数の振動試験装置と、
前記複数の振動試験装置に接続されるネットワークと、
前記ネットワークに接続され、前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置との間で情報を送受信する解析装置と、
を備え、
前記情報は、
前記振動試験装置において生成された、前記振動試験装置に関する自己診断情報、
前記解析装置において生成された、前記振動試験装置に関する遠隔診断情報、
前記振動試験装置の更新、メンテナンス、またはサポートに関する保守情報、または、
前記振動試験装置において行われた振動試験に関する振動試験情報、
のうち少なくとも前記自己診断情報および前記遠隔診断情報を含み、
前記自己診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障判定、故障予知、および性能限界判定のうち少なくともいずれかを含み、
前記遠隔診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障頻度、故障確率、および保守点検時期のうち少なくともいずれかを含み、
前記解析装置は、
前記複数の振動試験装置のそれぞれに対応付けられた前記自己診断情報を記憶する自己診断情報記憶部と、
遠隔診断に関する遠隔診断基準情報を記憶する遠隔診断基準記憶部と、
前記自己診断情報記憶部に記憶された前記自己診断情報、および、前記遠隔診断基準記憶部に記憶された前記遠隔診断基準情報に基づいて、前記遠隔診断情報を生成する遠隔診断部と、を有する、
振動試験支援ネットワークシステム。 - 振動台を加振する加振機をそれぞれ有する複数の振動試験装置と、
前記複数の振動試験装置に接続されるネットワークと、
前記ネットワークに接続され、前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置との間で情報を送受信する解析装置と、
を備え、
前記情報は、
前記振動試験装置において生成された、前記振動試験装置に関する自己診断情報、
前記解析装置において生成された、前記振動試験装置に関する遠隔診断情報、
前記振動試験装置の更新、メンテナンス、またはサポートに関する保守情報、または、
前記振動試験装置において行われた振動試験に関する振動試験情報、
のうち少なくとも前記自己診断情報および前記遠隔診断情報を含み、
前記自己診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障判定、故障予知、および性能限界判定のうち少なくともいずれかを含み、
前記遠隔診断情報は、前記振動試験装置に関する情報である故障頻度、故障確率、および保守点検時期のうち少なくともいずれかを含み、
前記解析装置は、
前記複数の振動試験装置のそれぞれに対応付けられた前記自己診断情報を記憶する自己診断情報記憶部と、
前記自己診断情報を入力すると、前記遠隔診断情報を出力するように学習されている学習モデルを有する遠隔診断部と、を有する、
振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記振動試験装置は、
前記振動試験装置の状態を検知する検知部と、
自己診断に関する自己診断判定基準を記憶する自己診断基準記憶部と、
前記検知部から出力される検知信号、および、前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準に基づいて、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、を有し、
前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報に基づいてデータ解析を行い、前記データ解析の結果に基づいて、前記自己診断判定基準を更新する自己診断基準更新情報を生成し、
さらに、前記ネットワークを介して、前記複数の振動試験装置のそれぞれの前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準を、前記自己診断基準更新情報に基づいて更新する、
請求項1または請求項2に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記振動試験装置は、
前記振動試験装置の状態を検知する検知部と、
自己診断に関する自己診断判定基準を記憶する自己診断基準記憶部と、
前記検知部から出力される検知信号、および、前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準に基づいて、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、を有し、
前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報を入力すると、前記自己診断判定基準を更新する自己診断基準更新情報を出力するように学習されている学習モデルを有し、
さらに、前記ネットワークを介して、前記複数の振動試験装置のそれぞれの前記自己診断基準記憶部に記憶された前記自己診断判定基準を、前記学習モデルから出力された前記自己診断基準更新情報に基づいて更新する、
請求項1または請求項2に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記解析装置は、
前記ネットワークを介して前記複数の振動試験装置から取得した、前記検知信号および前記自己診断情報を用いて、前記学習モデルを再学習する、
請求項4に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記振動試験装置は、
前記加振機に印加する電流および電圧を制御することにより、前記加振機の駆動を制御する駆動制御部と、
前記加振機の振動を制御する電流を検知する電流検知部と、
前記加振機の振動を制御する電圧を検知する電圧検知部と、
前記振動台の運動に関する物理量を検知する運動検知部と、
前記電流検知部、前記電圧検知部、および前記運動検知部から出力される検知信号に基づいて、故障判定、故障予知、および性能限界判定を含む、前記自己診断情報を生成する自己診断部と、
を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記自己診断部は、前記運動検知部から出力される検知信号に基づいて、前記振動台の6自由度運動についての物理量を算出する運動算出部を含み、
前記自己診断部は、前記運動算出部で算出された6自由度運動についての物理量を加味して、前記自己診断情報を生成する、
請求項6に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記運動算出部で算出された6自由度運動についての物理量の履歴を記憶する運動記憶部をさらに有し、
前記自己診断部は、前記運動記憶部に記憶された6自由度運動についての物理量の履歴を加味して、前記自己診断情報を生成する、
請求項7に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記振動台の6自由度運動についての物理量と、前記電流検知部および前記電圧検知部から出力される検知信号に基づいて、前記振動台の6自由度運動と電流および電圧との間の伝達率を算出する伝達率算出部をさらに有し、
前記自己診断部は、算出された前記伝達率を加味して、前記自己診断情報を生成する、
請求項7または請求項8のいずれか1項に記載の振動試験支援ネットワークシステム。 - 前記伝達率算出部で算出された伝達率の履歴を記憶する伝達率記憶部をさらに有し、
前記自己診断部は、前記伝達率記憶部に記憶された伝達率の履歴を加味して、前記自己診断情報を生成する、
請求項9に記載の振動試験支援ネットワークシステム。
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