JP7349339B2 - Abnormality diagnosis device and abnormality diagnosis method for vibrating machines - Google Patents

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Description

本発明は、振動機械から検出した振動や音に基づいて、異常を診断する異常診断装置、および、異常診断方法に関するものである。 The present invention relates to an abnormality diagnosing device and an abnormality diagnosing method for diagnosing an abnormality based on vibrations and sounds detected from a vibrating machine.

近年、風力発電機のような大型回転機械において、機械要素の故障に伴うダウンタイム削減を目的とした、異常診断技術の開発が盛んに行われている。 In recent years, there has been active development of abnormality diagnosis technology for large rotating machines such as wind power generators, with the aim of reducing downtime due to failures of mechanical elements.

例えば、転がり軸受の異常を診断する技術としては、特許文献1のような異常診断方法が提案されている。すなわち、軸受を構成する部品(例えば、外輪、内輪、転動体、保持器)に傷が生じた場合、回転によって傷と構成部品が接触し、振動や音が発生する。それを加速度センサやマイクロホンで検出し、その検出波形を信号処理する。さらに、処理によって得られた値を基準値と比較し、異常の有無を判断するというものである。 For example, as a technique for diagnosing abnormalities in rolling bearings, an abnormality diagnosing method as disclosed in Patent Document 1 has been proposed. That is, when a scratch occurs on a component that constitutes a bearing (for example, an outer ring, an inner ring, a rolling element, a cage), the scratch comes into contact with the component due to rotation, and vibrations and noise are generated. This is detected by an acceleration sensor or microphone, and the detected waveform is processed as a signal. Furthermore, the value obtained through the processing is compared with a reference value to determine the presence or absence of an abnormality.

信号処理としては、検出波形を包絡線処理した後に、周波数分析を行う方法が提案されている。傷によって励起される振動周波数(特徴周波数)は、幾何学的に求めることができ、その周波数におけるスペクトルの値を、特徴量として記録する。傷が生じる場所(構成部品)によって、特徴周波数は異なるため、特許文献1では、各々の周波数における特徴量を記録する。これにより、いずれかの構成部品で傷が発生すると、その特徴周波数での特徴量が増加するため、傷の発生箇所を特定することができる。 As signal processing, a method has been proposed in which frequency analysis is performed after envelope processing of a detected waveform. The vibration frequency (characteristic frequency) excited by the scratch can be determined geometrically, and the value of the spectrum at that frequency is recorded as the characteristic amount. Since the characteristic frequency differs depending on the location (component) where the scratch occurs, in Patent Document 1, the characteristic amount at each frequency is recorded. As a result, when a flaw occurs in any component, the feature amount at that characteristic frequency increases, making it possible to specify the location where the flaw occurs.

特開2001-21453号公報Japanese Patent Application Publication No. 2001-21453

特許文献1に記載された異常診断方法は、特徴周波数の計算に軸受寸法や回転数が必要であるため、機器および運転条件ごとに値を変える必要がある。また、特徴量として、特徴周波数におけるスペクトル値だけでなく、実効値や偏差値、歪度、尖度、波高率といった統計量と合わせて多角的に判断する必要がある場合もあり、専門的な知識が必要となる。 The abnormality diagnosis method described in Patent Document 1 requires bearing dimensions and rotational speed to calculate the characteristic frequency, so it is necessary to change the values for each device and operating condition. In addition, as a feature quantity, it may be necessary to make a multifaceted judgment by combining not only the spectral value at the characteristic frequency but also statistical quantities such as effective value, deviation value, skewness, kurtosis, and crest factor. Knowledge is required.

このため、特許文献1の異常診断方法を利用するには、高度な専門知識が必要であり、そのような専門知識を有さない者には利用が困難であった。 Therefore, in order to use the abnormality diagnosis method of Patent Document 1, a high degree of specialized knowledge is required, and it is difficult for those who do not have such specialized knowledge to use it.

そこで、本発明の目的は、振動機械から得られた振動や音の検出波形をもとに信号処理を行う際、特徴量の抽出を機械学習により自動で行えるようにすることで、専門的な知識を有さない者であっても、振動機械の異常を容易に診断できる、振動機械の異常診断装置を提供することにある。 Therefore, the purpose of the present invention is to automatically extract features using machine learning when performing signal processing based on vibration and sound detection waveforms obtained from vibration machines. To provide an abnormality diagnosis device for a vibrating machine that allows even a person without knowledge to easily diagnose an abnormality in the vibrating machine.

上記課題を解決するため、本発明の異常診断装置は、振動検出センサの出力に基づいて振動機械の異常を診断する異常診断装置であって、前記振動検出センサの出力に基づいて画像データを生成する画像化部と、前記画像データを用いて、前記振動機械の異常検知モデルを機械学習し、機械学習した異常検知モデルを用いて、前記振動検出センサの出力を画像化した入力画像から抽出した特徴量を次元圧縮し、潜在変数を演算し、当該潜在変数を用いて復元することで出力画像を生成し、前記入力画像と前記出力画像を比較することで、前記振動機械の異常を検知する異常検知部と、を有するものとした。 In order to solve the above problems, an abnormality diagnosis device of the present invention is an abnormality diagnosis device that diagnoses abnormality of a vibrating machine based on the output of a vibration detection sensor, and generates image data based on the output of the vibration detection sensor. an imaging unit that performs machine learning on an abnormality detection model of the vibration machine using the image data, and extracts the output of the vibration detection sensor from the imaged input image using the machine learned abnormality detection model. An output image is generated by dimensionally compressing the feature amount, calculating a latent variable, and restoring using the latent variable , and detecting an abnormality in the vibrating machine by comparing the input image and the output image. An abnormality detection section.

本発明の異常診断装置によれば、振動機械から得られた振動や音の検出波形をもとに信号処理を行う際、特徴量の抽出を機械学習により自動で行うことができるため、専門的な知識を有さない者であっても、振動機械の異常を容易に診断することができる。 According to the abnormality diagnosis device of the present invention, when performing signal processing based on detected vibration and sound waveforms obtained from a vibrating machine, feature values can be automatically extracted by machine learning. Even a person without advanced knowledge can easily diagnose an abnormality in a vibrating machine.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the description of the following examples.

実施例1に係る異常診断装置と診断対象の大型回転機械の概略図Schematic diagram of an abnormality diagnosis device according to Example 1 and a large rotating machine to be diagnosed 実施例1の異常診断装置の機械学習処理を表すフローチャート図Flowchart diagram representing machine learning processing of the abnormality diagnosis device of Example 1 実施例1の異常診断装置の診断処理を表すフローチャート図Flowchart diagram showing diagnostic processing of the abnormality diagnostic device of Example 1 実施例1の異常診断装置の異常検知処理を表すフローチャート図Flowchart diagram showing abnormality detection processing of the abnormality diagnosis device of Example 1 実施例2の異常診断装置の異常検知処理を表す概念図Conceptual diagram showing abnormality detection processing of the abnormality diagnosis device of Example 2

以下、図面を用いて発明の実施例を説明する。 Embodiments of the invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1に係る異常診断装置1について、図1~図4を用いて説明する。 An abnormality diagnosis device 1 according to a first embodiment of the present invention will be explained using FIGS. 1 to 4.

図1は、本実施例の異常診断装置1と、その診断対象である大型回転機械3の概略図である。なお、図1では、診断対象の一例として大型回転機械3を挙げているが、稼働時に振動の発生する機械であれば、回転機構を備えない振動機械を診断対象としても良い。 FIG. 1 is a schematic diagram of an abnormality diagnosis apparatus 1 according to the present embodiment and a large rotating machine 3 that is a subject of the diagnosis. In FIG. 1, a large rotating machine 3 is shown as an example of a diagnostic target, but a vibrating machine without a rotating mechanism may also be a vibrating machine that generates vibrations during operation.

異常診断装置1は、振動検出センサ2の出力に基づいて、大型回転機械3の異常を診断する装置であり、図1に示すように、信号処理部11と、画像化部12と、異常検知部13を備えている。なお、異常診断装置1は、具体的には、CPU等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、補助記憶装置などのハードウェアを備えた計算機である。そして、補助記憶装置から主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、信号処理部11、画像化部12、異常検知部13の各機能を実現するが、以下では、このような計算機分野での周知技術を適宜省略しながら説明する。 The abnormality diagnosis device 1 is a device that diagnoses abnormalities in a large rotating machine 3 based on the output of the vibration detection sensor 2, and as shown in FIG. 13. Note that the abnormality diagnosis device 1 is specifically a computer equipped with hardware such as an arithmetic unit such as a CPU, a main storage device such as a semiconductor memory, and an auxiliary storage device. The functions of the signal processing unit 11, the imaging unit 12, and the abnormality detection unit 13 are realized by the arithmetic unit executing the program loaded from the auxiliary storage device to the main storage device. The following describes well-known techniques in the computer field, omitting them as appropriate.

振動検出センサ2は、例えば、大型回転機械3の振動発生源近傍に設置され加速度を検出する加速度センサや、大型回転機械3の騒音発生源近傍に設置され音を検出するマイクロホンである。この振動検出センサ2は、振動や音を検出できるセンサであれば他種のセンサであっても良いが、以下では、振動検出センサ2が加速度センサであり、振動検出センサ2の出力が加速度信号であるものとして説明する。 The vibration detection sensor 2 is, for example, an acceleration sensor installed near a vibration source of the large rotating machine 3 to detect acceleration, or a microphone installed near a noise source of the large rotating machine 3 to detect sound. The vibration detection sensor 2 may be any other type of sensor as long as it can detect vibrations or sounds, but in the following, the vibration detection sensor 2 is an acceleration sensor, and the output of the vibration detection sensor 2 is an acceleration signal. It will be explained as follows.

大型回転機械3は、例えば、風力発電機のような大型の回転機械であり、回転軸31、回転軸31を支持する軸受32、回転軸31を加速または減速させるギヤ33、および、これらを収容するケーシング34などを有している。なお、図1では、入力側の構成に符号aを付し、出力側の構成に符号bを付している。 The large rotating machine 3 is, for example, a large rotating machine such as a wind power generator, and includes a rotating shaft 31, a bearing 32 that supports the rotating shaft 31, a gear 33 that accelerates or decelerates the rotating shaft 31, and a housing that accommodates these. It has a casing 34 and the like. Note that, in FIG. 1, the configuration on the input side is designated by the symbol a, and the configuration on the output side is designated by the symbol b.

<機械学習処理>
まず、図2を用いて、異常診断装置1による大型回転機械3のモデルの機械学習処理を説明する。
<Machine learning processing>
First, the machine learning process of the model of the large rotating machine 3 by the abnormality diagnosis device 1 will be explained using FIG.

ここで実行される機械学習処理は、正常であることが確認された大型回転機械3から採取した大量の正常データを解析することで、異常検知部13に、正常データの特徴量を機械学習させる処理であり、大型回転機械3を診断する異常検知モデルを生成するうえで必須の事前処理である。 The machine learning process executed here analyzes a large amount of normal data collected from the large rotating machine 3 that has been confirmed to be normal, and causes the abnormality detection unit 13 to machine learn the feature amount of the normal data. This is a pre-processing that is essential for generating an abnormality detection model for diagnosing the large rotating machine 3.

まず、ステップS1では、振動検出センサ2は、正常な大型回転機械3の稼働中に検出した正常な加速度信号を異常診断装置1に出力する。 First, in step S1, the vibration detection sensor 2 outputs a normal acceleration signal detected during normal operation of the large rotating machine 3 to the abnormality diagnosis device 1.

ステップS2では、異常診断装置1の信号処理部11は、振動検出センサ2が出力したアナログの加速度信号を、異常診断装置1で処理できるデジタルの加速度信号に変換する。なお、図1では、異常診断装置1内に信号処理部11を配置しているが、振動検出センサ2内に信号処理部11を配置し、異常診断装置1にデジタルの加速度信号が入力される構成としても良い。 In step S2, the signal processing unit 11 of the abnormality diagnosis device 1 converts the analog acceleration signal output by the vibration detection sensor 2 into a digital acceleration signal that can be processed by the abnormality diagnosis device 1. In addition, in FIG. 1, the signal processing unit 11 is arranged in the abnormality diagnosis device 1, but the signal processing unit 11 is arranged in the vibration detection sensor 2, and a digital acceleration signal is input to the abnormality diagnosis device 1. It may also be used as a configuration.

次に、ステップS3では、異常診断装置1の画像化部12は、デジタルの加速度信号を画像化する。この画像化処理は、具体的には、ステップS3の右側に図示するように、加速度を時系列に表示したグラフからなる画像データを作成する処理である。そして、ステップS1からS3の処理を、機械学習に必要な数の正常な画像データが蓄積されるまで繰り返す。なお、図1では、信号処理部11を備えた構成を例示しているが、画像化部12がアナログ信号をそのまま処理できる場合は、信号処理部11を省略しても良い。 Next, in step S3, the imaging unit 12 of the abnormality diagnosis device 1 images the digital acceleration signal. Specifically, this imaging process is a process of creating image data consisting of a graph displaying acceleration in time series, as shown on the right side of step S3. Then, the processing from steps S1 to S3 is repeated until the number of normal image data required for machine learning is accumulated. Although FIG. 1 illustrates a configuration including the signal processing section 11, the signal processing section 11 may be omitted if the imaging section 12 can process analog signals as they are.

そして、ステップS4では、異常検知部13は、ステップS3で作成された多数の正常な画像データを機械学習することで、正常データの特徴量を抽出し、正常な大型回転機械3の異常検知モデルを生成する。これにより、異常検知部13は、後述する方法により、大型回転機械3の異常を診断できるようになる。なお、このステップで実行されるモデル生成処理は、例えば、オートエンコーダ等により実行される、ニューラルネットワークによる「教師なし学習」である。このような機械学習を通して、正常な画像データから特徴量を抽出し、異常検知モデルを定義するエンコーダ13aとデコーダ13bの重みを自動調整することができる。 Then, in step S4, the abnormality detection unit 13 performs machine learning on the large number of normal image data created in step S3, extracts the feature amount of the normal data, and creates an abnormality detection model of the normal large rotating machine 3. generate. Thereby, the abnormality detection unit 13 can diagnose abnormalities in the large rotating machine 3 by a method described later. Note that the model generation process executed in this step is, for example, "unsupervised learning" by a neural network executed by an autoencoder or the like. Through such machine learning, it is possible to extract feature amounts from normal image data and automatically adjust the weights of the encoder 13a and decoder 13b that define the abnormality detection model.

<診断処理>
次に、図3と図4を用いて、異常診断装置1による大型回転機械3の診断処理を説明する。なお、ここでは、診断対象の大型回転機械3に異常があるものとする。
<Diagnostic processing>
Next, the diagnosis processing of the large rotating machine 3 by the abnormality diagnosis device 1 will be explained using FIGS. 3 and 4. Note that here, it is assumed that there is an abnormality in the large rotating machine 3 to be diagnosed.

図3のステップS1からS3での処理は、図2のステップS1からS3での処理と同等であるが、図3では、診断対象の大型回転機械3に異常があるため、ステップS3の画像化処理では、異常部分のある画像データが生成される。 The processing in steps S1 to S3 in FIG. 3 is equivalent to the processing in steps S1 to S3 in FIG. 2, but in FIG. In the process, image data with abnormal parts is generated.

ステップ5では、異常検知部13は、図2のステップS4で生成した異常検知モデルとステップS3で生成した画像データに基づいて、大型回転機械3の異常検知処理を実行する。このステップS5での処理の詳細を、図4を用いて説明する。 In step 5, the abnormality detection unit 13 executes abnormality detection processing for the large rotating machine 3 based on the abnormality detection model generated in step S4 of FIG. 2 and the image data generated in step S3. Details of the process in step S5 will be explained using FIG. 4.

まず、ステップS51では、異常検知部13は、画像化部12が生成した、異常部分のある画像データを入力画像Xとして取得する。 First, in step S51, the abnormality detection section 13 obtains, as the input image X, image data with an abnormal portion generated by the imaging section 12.

次に、ステップS52では、異常検知部13は、異常部分のある入力画像Xを、機械学習で重みが調整されたエンコーダ13aにより圧縮する。ここで実行される圧縮処理は、異常部分のある入力画像Xから特徴量を抽出した後、抽出した特徴量の次元圧縮を行う処理である。そして、異常検知部13は、次元圧縮された特徴量に基づいて潜在変数Aを演算する。 Next, in step S52, the abnormality detection unit 13 compresses the input image X having an abnormal portion using the encoder 13a whose weights have been adjusted by machine learning. The compression process executed here is a process of extracting a feature amount from the input image X having an abnormal portion, and then performing dimension compression of the extracted feature amount. Then, the anomaly detection unit 13 calculates the latent variable A based on the dimensionally compressed feature amount.

ステップS53では、異常検知部13は、ステップS52で演算した潜在変数Aを、機械学習で重みが調整されたデコーダ13bによって復元し、出力画像Yを生成する。 In step S53, the abnormality detection unit 13 restores the latent variable A calculated in step S52 using the decoder 13b whose weight has been adjusted by machine learning, and generates an output image Y.

ステップS54では、異常検知部13は、入力画像Xと出力画像Yを比較し、復元誤差|X-Y|を算出する。図2の機械学習時には、正常データが入力された場合に、復元誤差が小さくなるように、エンコーダ13aとデコーダ13bの重みが自動調節されるため、ステップS52の特徴量圧縮過程と、ステップS53の特徴量復元過程を経ることで、入力画像Xから異常部分が除去され、正常データと見做すことができる出力データYが生成される。従って、本ステップで算出した復元誤差|X-Y|は、入力画像Xの異常部分を抽出したものに相当するため、異常検知部13では、この大きさに基づいて、大型回転機械3の異常の有無を検知することができる。 In step S54, the abnormality detection unit 13 compares the input image X and the output image Y, and calculates the restoration error |X−Y|. During machine learning in FIG. 2, the weights of the encoder 13a and decoder 13b are automatically adjusted so that the restoration error is small when normal data is input. Through the feature amount restoration process, abnormal portions are removed from the input image X, and output data Y that can be regarded as normal data is generated. Therefore, the restoration error |X-Y| calculated in this step corresponds to the extracted abnormal part of the input image It is possible to detect the presence or absence of

ステップS5を終えると、ステップS6では、異常検知部13は、大型回転機械3の異常の程度を示す指標である異常度を算出する。この異常度は、例えば、入力画像Xに対する、ステップS54で検知された異常部分(復元誤差)の割合であり、異常度が所定の基準値よりも高ければ、異常検知部13は、大型回転機械3が異常と診断することができる。 After completing step S5, in step S6, the abnormality detection unit 13 calculates the degree of abnormality, which is an index indicating the degree of abnormality in the large rotating machine 3. This degree of abnormality is, for example, the ratio of the abnormal portion (restoration error) detected in step S54 to the input image X. If the degree of abnormality is higher than a predetermined reference value, the abnormality detection unit 13 3 can be diagnosed as abnormal.

以上で説明したように、本実施例の異常診断装置1によれば、専門的知識を持たない作業者であっても、機械学習により異常検知モデルを生成できるため、その異常検知モデルを利用することで、大型回転機械の異常を容易に診断することができる。 As explained above, according to the abnormality diagnosis device 1 of the present embodiment, even an operator without specialized knowledge can generate an abnormality detection model by machine learning, so that the abnormality detection model can be used. This makes it easy to diagnose abnormalities in large rotating machines.

本発明の実施例2の異常検知部13について、図5を用いて説明する。なお、実施例1との共通点は重複説明を省略する。 The abnormality detection unit 13 according to the second embodiment of the present invention will be explained using FIG. 5. Note that redundant explanation of common points with Example 1 will be omitted.

本実施例では、異常検知部13への入力画像Xとして、振動検出センサ2の検出波形を周波数分析した画像、もしくは、振動検出センサ2の検出波形をエンベロープ処理後に周波数分析した画像を用いる。こうすることで、入力画像Xと出力画像Yには各周波数における波形の振幅が直接表示されるため、実施例1の構成より異常を検知しやすくなる。なお、入力画像Xは、他種の画像データを足し合わせた合成画像としても良く、例えば、本実施例の上記二つの周波数分析した画像、或いは、検出波形の画像、検出波形のエンベロープ波形の画像、から任意のものを複数足し合わせた合成画像としても良い。このような合成画像を用いるにより、画像の種類毎に記憶領域を確保する場合に比べ、記憶容量を削減することができる。 In this embodiment, as the input image X to the abnormality detection unit 13, an image obtained by frequency analysis of the detection waveform of the vibration detection sensor 2, or an image obtained by frequency analysis of the detection waveform of the vibration detection sensor 2 after envelope processing is used. In this way, since the amplitude of the waveform at each frequency is directly displayed on the input image X and the output image Y, abnormalities can be detected more easily than in the configuration of the first embodiment. Note that the input image It is also possible to create a composite image by adding together a plurality of arbitrary images from . By using such a composite image, the storage capacity can be reduced compared to the case where a storage area is secured for each type of image.

そして、出力画像Yを生成した後、入力画像Xと出力画像Yの復元誤差|X-Y|を演算することで、異常周波数を抽出することができる。これにより、実施例1と同等の方法により異常度を算出するだけでなく、異常な周波数に基づいて、異常の原因を特定することもできる。 After generating the output image Y, the abnormal frequency can be extracted by calculating the restoration error |X−Y| between the input image X and the output image Y. With this, it is possible not only to calculate the degree of abnormality using a method similar to that in the first embodiment, but also to identify the cause of the abnormality based on the abnormal frequency.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the embodiments described above are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of each embodiment with other configurations.

1 異常診断装置
11 信号処理部
12 画像化部
13 異常検知部
13a エンコーダ
13b デコーダ
2 振動検出センサ
3 大型回転機械
31 回転軸
32 軸受
33 ギヤ
34 ケーシング
1 Abnormality diagnosis device 11 Signal processing unit 12 Imaging unit 13 Abnormality detection unit 13a Encoder 13b Decoder 2 Vibration detection sensor 3 Large rotating machine 31 Rotating shaft 32 Bearing 33 Gear 34 Casing

Claims (6)

振動検出センサの出力に基づいて振動機械の異常を診断する異常診断装置であって、
前記振動検出センサの出力に基づいて画像データを生成する画像化部と、
前記画像データを用いて、前記振動機械の異常検知モデルを機械学習し、機械学習した異常検知モデルを用いて、前記振動検出センサの出力を画像化した入力画像から抽出した特徴量を次元圧縮し、潜在変数を演算し、当該潜在変数を用いて復元することで出力画像を生成し、前記入力画像と前記出力画像を比較することで、前記振動機械の異常を検知する異常検知部と、
を有することを特徴とする振動機械の異常診断装置。
An abnormality diagnosis device for diagnosing an abnormality in a vibrating machine based on the output of a vibration detection sensor,
an imaging unit that generates image data based on the output of the vibration detection sensor;
Using the image data, machine learning is performed on an abnormality detection model of the vibration machine, and using the machine learned abnormality detection model, the feature amount extracted from the input image obtained by converting the output of the vibration detection sensor into an image is dimensionally compressed. , an abnormality detection unit that calculates a latent variable, generates an output image by restoring using the latent variable , and detects an abnormality of the vibrating machine by comparing the input image and the output image;
An abnormality diagnosis device for a vibrating machine characterized by having the following.
請求項1に記載の異常診断装置において、
前記異常検知モデルは、
前記入力画像から抽出した特徴量を次元圧縮し、潜在変数を演算するエンコーダの重みと、
前記潜在変数を復元することで前記出力画像を生成するデコーダの重みと、
を機械学習により自動調節することで定義されたものであることを特徴とする異常診断装置。
The abnormality diagnosis device according to claim 1,
The anomaly detection model is
weights of an encoder that performs dimension compression on the feature quantities extracted from the input image and calculates latent variables;
weights of a decoder that generates the output image by restoring the latent variables;
An abnormality diagnosis device characterized in that the abnormality diagnosis device is defined by automatically adjusting by machine learning.
請求項1に記載の異常診断装置において、
前記異常検知部は、前記入力画像と前記出力画像の復元誤差が所定の基準値よりも高ければ、前記振動機械を異常と診断することを特徴とする異常診断装置。
The abnormality diagnosis device according to claim 1,
The abnormality diagnosing device is characterized in that the abnormality detection unit diagnoses the vibrating machine as abnormal if a restoration error between the input image and the output image is higher than a predetermined reference value.
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の異常診断装置において、
前記入力画像は、前記振動検出センサの出力を時系列に表示した画像データ、前記振動検出センサの出力のエンベロープ波形を時系列に表示した画像データ、記振動検出センサの出力を周波数分析した画像データ、もしくは、前記振動検出センサの出力のエンベロープ波形を周波数分析した画像データの何れか、または、複数の画像データを足し合わせた合成画像データであることを特徴とする振動機械の異常診断装置。
The abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 3,
The input image includes image data that displays the output of the vibration detection sensor in time series, image data that displays the envelope waveform of the output of the vibration detection sensor in time series, and image data that frequency-analyzes the output of the vibration detection sensor. , or image data obtained by frequency analysis of the envelope waveform of the output of the vibration detection sensor, or composite image data obtained by adding a plurality of image data.
請求項4に記載の振動機械の異常診断装置において、
前記異常検知部は、前記入力画像が周波数分析した画像である場合、前記入力画像と前記出力画像から復元誤差を算出した後に残った部分から異常な周波数を算出し、該異常な周波数に基づいて、異常の原因を特定することを特徴とする振動機械の異常診断装置。
The abnormality diagnosis device for a vibrating machine according to claim 4,
When the input image is a frequency-analyzed image, the abnormality detection unit calculates an abnormal frequency from a portion remaining after calculating a restoration error from the input image and the output image, and calculates an abnormal frequency based on the abnormal frequency. , an abnormality diagnosis device for a vibrating machine characterized by identifying the cause of the abnormality.
振動検出センサの出力に基づいて振動機械の異常を診断する異常診断方法であって、
前記振動検出センサの出力に基づいて画像データを生成し、
前記画像データを用いて、前記振動機械の異常検知モデルを機械学習し、
機械学習した異常検知モデルを用いて、前記振動検出センサの出力を画像化した入力画像から抽出した特徴量を次元圧縮し、潜在変数を演算し、当該潜在変数を用いて復元することで出力画像を生成し、
前記入力画像と前記出力画像を比較することで、前記振動機械の異常を検知することを特徴とする振動機械の異常診断方法。
An abnormality diagnosis method for diagnosing an abnormality in a vibrating machine based on the output of a vibration detection sensor, the method comprising:
generating image data based on the output of the vibration detection sensor;
Machine learning an abnormality detection model of the vibrating machine using the image data,
Using a machine-learned anomaly detection model , dimensionally compress the features extracted from the input image that is the output of the vibration detection sensor, calculate latent variables, and restore using the latent variables to create an output image. generate ,
A method for diagnosing an abnormality in a vibrating machine, characterized in that an abnormality in the vibrating machine is detected by comparing the input image and the output image.
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