JPH06167385A - Sound diagnosing method - Google Patents

Sound diagnosing method

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JPH06167385A
JPH06167385A JP4319739A JP31973992A JPH06167385A JP H06167385 A JPH06167385 A JP H06167385A JP 4319739 A JP4319739 A JP 4319739A JP 31973992 A JP31973992 A JP 31973992A JP H06167385 A JPH06167385 A JP H06167385A
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JP
Japan
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waveform
diagnosed
time
reference pattern
pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP4319739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriko Kumagai
紀子 熊谷
Takuji Nishitani
卓史 西谷
Teruji Sekozawa
照治 瀬古沢
Koichi Kawaguchi
幸一 川口
Naoyoshi Machida
直義 町田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Services Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Services Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Electronics Services Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06167385A publication Critical patent/JPH06167385A/en
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To establish a position estimating method for the waveform to be diagnosed, when one or a plurality of diagnostic points are present in one data, by detecting rough position of the waveform to be diagnosed basing on an arbitrary trigger outputted immediately before function of machine at the time of data sampling. CONSTITUTION:Sound produced from a machine 100 to be diagnosed is sampled by a microphone 211 and diagnosed by means of a sound diagnosis unit comprising a measurement data sampling section 210, a waveform feature extracting section 230, a waveform polyline approximating section 240, a waveform collating section 250, a waveform diagnostic section 260, a diagnostic result display section 270, etc. At the time of data sampling, an arbitrary trigger is outputted immediately before operation of the internal mechanism of the machine and appearing time of waveform to be diagnosed is estimated basing on the sampled data with reference to the appearing time of normal waveform at the point to be diagnosed. When easily collatable and not easily collatable patterns are present subsequently, easily collatable pattern is diagnosed first and the appearing time of not easily collatable pattern is estimated from the collating time of the easily collatable pattern.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、機器・装置が発生する
音響を用いて、異常や劣化具合を診断する方法及び装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for diagnosing abnormality and deterioration using sound generated by equipment and devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】音を用いて機器の異常診断を行う場合、
機器が発する音をデ−タとして採取し、フ−リエ変換を
行い、各周波数でのパワースペクトルを調べる方法が取
られている。この方法は、回転音のような定常音(一定
の音圧・音色の音が連続的に出ている状態)に対しては
有効である。しかし、単発音のような非定常音(時間と
共に音圧・音色が変動する)に関しての診断は困難であ
る。定常音は音圧・音色が一定である為、任意時刻にお
ける音の分析で異常を検出することが可能であるが、非
定常音はその音の音圧・音色が時間と共に変わってしま
う為、定常音と同様の手法で異常を検出することは不可
能である。そこで、非定常的音を放つ機器の異常診断
は、音の周波数分析ではなく、ある周波数での時間軸方
向に対する音の変化、つまり音の波形を用いる方法が有
効であり、これは特願平4−115803 号に述べられてい
る。
2. Description of the Related Art When diagnosing a device abnormality using sound,
A method has been adopted in which the sound emitted by a device is sampled as data, subjected to Fourier transform, and the power spectrum at each frequency is investigated. This method is effective for a stationary sound such as a rotating sound (a state in which sounds of constant sound pressure and timbre are continuously produced). However, it is difficult to diagnose a non-steady sound such as a single sound (sound pressure / timbre changes with time). Since the sound pressure and timbre of a steady sound is constant, it is possible to detect abnormalities by analyzing the sound at any time, but for a non-steady sound, the sound pressure and timbre of that sound changes with time, It is impossible to detect anomalies by the same method as for stationary sounds. Therefore, for abnormality diagnosis of equipment that emits non-stationary sound, it is effective to use not the frequency analysis of the sound but the change of the sound with respect to the time axis direction at a certain frequency, that is, the waveform of the sound. No. 4-115803.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】非定常音を扱う場合、
採取したデータ中における診断対象波形の出現位置が、
データによって前後してしまうことがおこる。よって、
任意区間を採取データより取りだした時、その中に診断
対象波形が含まれていないことがおこり、この場合適切
な診断を行うことはできない。さらに、採取データ中に
複数の診断対象波形が存在する場合、診断対象波形の数
が多いほど、その中から適切な診断対象波形を検出する
ことが大変重要であるにもかかわらず、困難であった。
したがって、本発明の目的は、 一つのデータ内に、一つあるいは複数の診断箇所が
存在する場合、診断対象波形のおおまかな位置の推定方
法と、 診断対象波形の推定位置が決定した後、その範囲よ
りさらに診断対象部分(機器が作動した部分)の検出方
法 とを提供する。
When dealing with non-stationary sounds,
The appearance position of the waveform to be diagnosed in the collected data is
Depending on the data, it will be mixed up. Therefore,
When an arbitrary section is extracted from the sampled data, it may not contain the waveform to be diagnosed, and in this case, proper diagnosis cannot be performed. Furthermore, when there are multiple diagnosis target waveforms in the sampled data, the greater the number of diagnosis target waveforms, the more difficult it is to detect an appropriate diagnosis target waveform from among them, but it is difficult. It was
Therefore, an object of the present invention is to estimate a rough position of a waveform to be diagnosed and to determine the estimated position of the waveform to be diagnosed when one or more diagnostic points are present in one data. And a method of detecting a portion to be diagnosed (a portion where the device has operated) further than the range.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題の為に、診断
対象波形のおおまかな位置を、データ採取時において機
器が稼働する直前に任意の信号(トリガ)を出力するこ
とにより検出する、または診断対象箇所の正常波形(基
準パタン)の出現時刻から推定する方法をとる。
In order to solve the above problems, the rough position of the waveform to be diagnosed is detected by outputting an arbitrary signal (trigger) immediately before the device is operated at the time of data collection, or the diagnosis is performed. The method of estimating from the appearance time of the normal waveform (reference pattern) at the target location is used.

【0005】上記課題の為に、動的計画法を用いた照
合方法をとる。
For the above problems, a matching method using dynamic programming is adopted.

【0006】[0006]

【作用】トリガを診断対象機器の稼働前に発するように
することで正確に機器の稼働開始を知ることができる。
また、機器、あるいは機器を構成する内部のメカニズム
が異常の場合においてもメカニズムの稼働順番は不変で
あるため、診断対象波形の出現時刻は基準パタンの出現
時刻の近傍である。よって、上記方法により計測データ
より適切な計測データ系列(診断対象波形を含むと推定
される区間)を取り出すことができる。また、動的計画
法を用いて基準パタンと照合することで計測データ系列
を折線で近似した計測ベクトル系列より診断対象部分を
取り出すことにより、取りうることができるすべての両
ベクトル系列間の対応付けの中より、与えられた評価式
を最も良く満たす対応付けを効率よく行うことができ、
正確な異常診断が可能となる。
By operating the trigger before the operation of the device to be diagnosed, the start of operation of the device can be accurately known.
Further, even when the device or the internal mechanism forming the device is abnormal, the operating order of the mechanism does not change, and therefore the appearance time of the diagnostic target waveform is near the appearance time of the reference pattern. Therefore, an appropriate measurement data series (section estimated to include the waveform to be diagnosed) can be extracted from the measurement data by the above method. Also, by extracting the diagnostic target part from the measurement vector series that approximates the measurement data series with a broken line by collating with the reference pattern using dynamic programming, all possible correspondences between both vector series can be obtained. From among the above, it is possible to efficiently perform the association that best satisfies the given evaluation formula,
Accurate diagnosis of abnormality is possible.

【0007】[0007]

【実施例】本発明による音響診断方法の処理過程を説明
する図を図1に示す。図2は、本発明を実施するための
システム構成図である。図2において、100は診断対
象機器を、200は音響診断装置を示す。診断対象機器
100が発した音響をマイクロホン211で採取し、音
響診断装置200で診断を行う。音響診断装置200は、
音響を採取するマイクロホン211が接続された計測デ
ータ採取部210,計測データ加工部220,波形特徴
抽出部230,波形折れ線近似部240,波形照合部2
50,波形診断部260,表示装置271を備える診断
結果表示部270,さらに特徴抽出フィルタ格納ファイ
ル284,基準パタン格納ファイル285,診断知識格
納ファイル286の内容変更処理や、これらのファイル
及び計測データ格納ファイル283,診断結果格納ファ
イル287の内容表示や装置内部のシステム全体を制御
するシステム制御部280,各部に於ける演算結果など
を一時的に退避しておく共通メモリ288よりなり、こ
れらはすべてシステムバス290で結ばれている。シス
テム制御部280は、プログラム実行の制御及び、利用
者の要求を外部入力装置(キーボード281,マウス2
82)を介して受ける。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram for explaining the processing steps of the acoustic diagnosis method according to the present invention. FIG. 2 is a system configuration diagram for implementing the present invention. In FIG. 2, reference numeral 100 is a device to be diagnosed, and 200 is an acoustic diagnostic device. The sound emitted by the diagnosis target device 100 is collected by the microphone 211 and diagnosed by the sound diagnostic apparatus 200. The acoustic diagnostic device 200 is
A measurement data collection unit 210, a measurement data processing unit 220, a waveform feature extraction unit 230, a waveform broken line approximation unit 240, and a waveform matching unit 2 to which a microphone 211 for collecting sound is connected.
50, a waveform diagnostic unit 260, a diagnostic result display unit 270 including a display device 271, a feature extraction filter storage file 284, a reference pattern storage file 285, a diagnostic knowledge storage file 286, and a process for changing the contents of these files and measurement data. The system comprises a system control unit 280 for displaying the contents of the file 283, the diagnostic result storage file 287, controlling the entire system inside the apparatus, and a common memory 288 for temporarily saving the calculation results in each unit. It is connected by bus 290. The system control unit 280 controls program execution and requests the user from an external input device (keyboard 281, mouse 2).
82).

【0008】本実施例の各処理過程を図1,図2を用い
て説明する。
Each processing step of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0009】計測データ採取過程310 計測データ採取過程310は、計測データ採取部210
にて施行される。システム制御部280よりデータ読み
込みの命令が送られると、計測データ採取過程330が
施行される。計測データ採取過程310では、マイクロ
ホン211を用いて診断対象機器100が発する音響を
採取し、採取されたデータは、あらかじめ定めた一定の
サンプリング周期で、ある一定の周波数成分のパワース
ペクトルをバンドパスフィルターを用いてとりだし、計
測データ格納ファイル283に格納する。
Measurement data collection process 310 The measurement data collection process 310 includes a measurement data collection unit 210.
Will be enforced at. When a data read command is sent from the system controller 280, the measurement data collection process 330 is performed. In the measurement data collection process 310, the sound emitted by the diagnostic target device 100 is collected using the microphone 211, and the collected data is a power spectrum of a certain constant frequency component with a bandpass filter at a predetermined constant sampling period. Is stored in the measurement data storage file 283.

【0010】基準パタン読みだし過程320 基準パタン読みだし過程320は、システム制御部28
0より基準パタン読みだし命令が送られると、基準パタ
ン格納ファイルより基準パタンを読みだし、共通メモリ
288内に格納する。
Reference pattern reading process 320 The reference pattern reading process 320 is performed by the system controller 28.
When a reference pattern read command is sent from 0, the reference pattern is read from the reference pattern storage file and stored in the common memory 288.

【0011】計測データ加工過程330の動作 計測データ加工過程330は、計測データ加工部220
で施行される。計測データ加工過程330は、システム
制御部280より本過程実施の命令が送られると、共通
メモリ288内に格納してある基準パタンの出現時刻を
もとに、計測データ格納ファイル283より診断に用い
る部分のデータ列(計測データ系列)を取り出し、(数
1)を用いてデシベル値に変換、データ値を(数2)に
より平均化し、共通メモリ内288に格納する。
Operation of Measurement Data Processing Step 330 The measurement data processing step 330 is performed by the measurement data processing section 220.
Will be enforced in. The measurement data processing step 330 is used for diagnosis from the measurement data storage file 283 based on the appearance time of the reference pattern stored in the common memory 288 when the system control unit 280 sends an instruction to execute this step. A partial data string (measurement data series) is extracted, converted into a decibel value using (Equation 1), the data values are averaged by (Equation 2), and stored in the common memory 288.

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】この処理は、データを平滑化させ、以後の
処理において波形の特徴を抽出しやすくする。計測デー
タ格納ファイルより取り出す計測データ系列は、計測デ
ータ全域または一部分とする。適切な計測データ系列を
取り出すことは、診断結果の信頼性において非常に重要
である。取り出した計測データ系列中に診断対象となる
波形が含まれていることは必要不可欠だからである。計
測データ系列の時刻範囲vsi−veiの決定方法を以下
に示す。
This process smoothes the data and facilitates the extraction of waveform features in subsequent processes. The measurement data series extracted from the measurement data storage file is the whole or a part of the measurement data. Retrieving an appropriate measurement data series is very important in the reliability of diagnostic results. This is because it is indispensable that the measurement data sequence taken out contains the waveform to be diagnosed. The method of determining the time range vs i -ve i of the measurement data series is shown below.

【0015】基準パタン読み込み過程320において
読み込んだ基準パタンの出現時刻がsti−etiである
とき、
When the appearance time of the reference pattern read in the reference pattern reading step 320 is st i -et i ,

【0016】[0016]

【数3】 [Equation 3]

【0017】とする。It is assumed that

【0018】計測データ採取過程310において、診
断対象の内部機器が作動する直前に信号(トリガ)を出
力させ、それ以降のデータを採取し、計測データ格納フ
ァイル283に格納する。計測データ加工過程330に
て、任意区間のデータを計測データ系列とする。任意区
間の決定法はと同様である。トリガを付けることで機
器の稼働部分が明確になり、診断対象波形の時間ずれを
防ぐ利点がある。
In the measurement data collection process 310, a signal (trigger) is output immediately before the internal device to be diagnosed is activated, and subsequent data is collected and stored in the measurement data storage file 283. In the measurement data processing step 330, data in an arbitrary section is used as a measurement data series. The method for determining an arbitrary section is the same as. By attaching a trigger, the operating part of the device becomes clear, and there is an advantage that the time lag of the waveform to be diagnosed is prevented.

【0019】診断対象機器によって、内部の診断対象メ
カニズムの数は異なる。これへの対処方法として、診断
対象機器内部に複数の診断対象メカニズムが存在する場
合について説明する。診断対象メカニズムがn個存在す
るとき、一つの音響データ内にn個の診断対象波形をも
つ。これに対処するには各対象診断波形に対応するn個
の基準パタンをもち、計測データ診断時にはn回の照合
を行う必要がある。その時問題になるのは、計測データ
上にパタンが出現する時刻は、基準パタンの出現時刻に
対して前後することである。さらに、出現する時刻が遅
いパタンほど、基準パタンの出現時刻とのずれ幅が大き
いことが考えられる。しかし、適切な計測データ系列を
取り出すことは、より適確な診断結果をもたらすために
非常に重要である。計測データ加工部220において、
計測データより適切な区間のデータを計測データ系列と
して取り出す方法を以下にあげる。
The number of internal diagnostic target mechanisms differs depending on the diagnostic target device. As a method of coping with this, a case where a plurality of diagnosis target mechanisms exist inside the diagnosis target device will be described. When there are n diagnosis target mechanisms, one sound data has n diagnosis target waveforms. In order to deal with this, it is necessary to have n reference patterns corresponding to each target diagnostic waveform, and to collate n times during measurement data diagnosis. The problem at that time is that the time at which the pattern appears on the measurement data is before or after the time at which the reference pattern appears. Further, it is conceivable that the later the pattern appears, the greater the deviation from the reference pattern appearance time. However, retrieving an appropriate measurement data series is very important to bring more accurate diagnostic results. In the measurement data processing unit 220,
The following is a method of extracting data in an appropriate section from the measurement data as a measurement data series.

【0020】計測データ採取過程310において、診
断対象の内部機器が作動する直前に信号(トリガ)を出
力させそれ以降のデータを採取し、計測データ格納ファ
イル283に格納する。トリガ付きのデータ採取処理手
順を説明するフローチャートを図3に示す。
In the measurement data collection process 310, a signal (trigger) is output immediately before the internal device to be diagnosed is activated, and subsequent data is collected and stored in the measurement data storage file 283. FIG. 3 shows a flow chart for explaining a data collection processing procedure with a trigger.

【0021】step1:510 iを1に初期化する。Step 1: 510 i is initialized to 1.

【0022】step2:520 すべてのデータを読みおえたら終了。[Step 2: 520] When all the data have been read, the process ends.

【0023】step3:530 データを読む。Step 3: 530 Read the data.

【0024】step4:540 トリガが出力されたらstep5へ。そうでなければ、
step3へ。
Step 4: 540 When a trigger is output, go to Step 5. Otherwise,
Go to step 3.

【0025】step5:550 あらかじめ定めてある任意区間のデータを計測データi
として計測データ格納ファイル283に格納する。区間
内のデータを取りおえたらをiをインクリメントしてs
tep2へ。
Step 5: 550 Measured data i is data of a predetermined arbitrary section.
Is stored in the measurement data storage file 283. When the data in the section is collected, i is incremented by s
Go to step 2.

【0026】計測データ格納ファイル283には、内部
機器に応じたn個の計測データを格納する。基準パタン
読み込み過程320にて読み込んだ基準パタンiの出現
時刻がsti−etiであるとき、計測データ系列iの時
刻範囲を、
The measurement data storage file 283 stores n pieces of measurement data according to the internal equipment. When the appearance time of the reference pattern i read in the reference pattern reading step 320 is st i −et i , the time range of the measurement data series i is

【0027】[0027]

【数4】 [Equation 4]

【0028】とする。処理手順を説明するフローチャー
トを図4に示す。
It is assumed that A flow chart for explaining the processing procedure is shown in FIG.

【0029】step1:610 iを1に初期化する。Step 1: 610 i is initialized to 1.

【0030】step2:620 基準パタンiを読み込む。Step 2: 620: Read the reference pattern i.

【0031】step3:630 基準パタンiの時刻範囲sti−etiより計測データ系
列にすべき時刻範囲vsi−veiを(数4)にて決定す
る。
Step 3: 630 The time range vs i -ve i to be a measurement data series is determined from the time range st i -et i of the reference pattern i by (Equation 4).

【0032】step4:640 計測データ格納ファイル283より、時刻範囲vsi
veiを計測データ系列iとして取り出す。
Step 4: 640 From the measurement data storage file 283, the time range vs i
ve i is taken out as the measurement data series i.

【0033】step5:650 基準パタンiと計測データ系列iとの診断を行う。Step 5: 650 The reference pattern i and the measurement data series i are diagnosed.

【0034】step6:660 未診断の基準パタンが残っていれば、iをインクリメン
トしてstep2へ。そうでなければ終了。
Step 6: 660 If there is an undiagnosed reference pattern, i is incremented and the process goes to Step 2. Otherwise it ends.

【0035】一つのデータ内に診断波形が複数出現する
場合、後のパタンほど時間のずれが大きいことが考えら
れ、適確な診断部分を計測データより取り出すことは困
難である。トリガを付けることで機器の稼働部分が明確
になり、診断対象波形の時間ずれの問題を克服でき、適
確な診断部分を計測データより取り出すことができる利
点がある。
When a plurality of diagnostic waveforms appear in one data, the later pattern may have a larger time lag, and it is difficult to extract an appropriate diagnostic portion from the measurement data. By attaching a trigger, the operating part of the device becomes clear, the problem of time lag of the waveform to be diagnosed can be overcome, and there is an advantage that an appropriate diagnostic part can be extracted from the measurement data.

【0036】基準パタンi−1が計測ベクトル系列i
−1と(図5)のようなマッチングをとった時、基準パ
タンiに対する計測データ系列iの時刻範囲vsi−v
iを、
The reference pattern i-1 is the measurement vector sequence i.
−1 and (FIG. 5), the time range vs i −v of the measurement data series i with respect to the reference pattern i
e i

【0037】[0037]

【数5】 [Equation 5]

【0038】とする。処理手順を説明するフローチャー
トを図6に示す。
[0038] FIG. 6 shows a flowchart for explaining the processing procedure.

【0039】step1:710 iを1に初期化する。Step 1: 710 i is initialized to 1.

【0040】step2:720 基準パタンiを読み込む。Step 2: 720: Read the reference pattern i.

【0041】step3:730 基準パタンiの時刻範囲sti−etiより計測データ系
列にすべき時刻範囲vsi−veiを(数5)にて決定す
る。
Step 3: 730 A time range vs i -ve i to be a measurement data series is determined from the time range st i -et i of the reference pattern i by (Equation 5).

【0042】step4:740 計測データ格納ファイル283より、時刻範囲vsi
veiを計測データ系列iとして取り出す。
Step 4: 740 From the measurement data storage file 283, the time range vs i
ve i is taken out as the measurement data series i.

【0043】step5:750 基準パタンiと計測データ系列iとの診断を行う。照合
位置を計測データ系列のmsi−meiとする。
Step 5: 750 Diagnosis of the reference pattern i and the measurement data series i is performed. Let the matching position be ms i −me i of the measurement data series.

【0044】step6:760 未診断の基準パタンが存在すれば、iをインクリメント
する。そうでなければ、終了。
Step 6: 760 If there is an undiagnosed reference pattern, i is incremented. If not, end.

【0045】step7:770 基準パタンiの時刻範囲sti−eti及び、計測データ
系列の照合位置msi-1−mei-1より計測データ系列に
すべき時刻範囲vsi−veiを決定する。
Step 7: 770 The time range vs i -ve i to be the measurement data series is determined from the time range st i -et i of the reference pattern i and the matching position ms i-1 -me i-1 of the measurement data series. To do.

【0046】step8:780 基準パタンiを読み込み、step3へ。Step 8: 780 Read the reference pattern i, and go to Step 3.

【0047】基準パタンの出現時刻と、計測データの
中のこれらのパタンの出現推定時刻との間のずれが、時
間軸上で何らかの関数f(t)に近似される時、基準パタ
ンiに対する計測データ系列の時刻範囲vsi−ve
iを、
When the deviation between the appearance time of the reference pattern and the estimated appearance time of these patterns in the measurement data is approximated to some function f (t) on the time axis, the measurement for the reference pattern i is performed. Time range of data series vs i -ve
i ,

【0048】[0048]

【数6】 [Equation 6]

【0049】とする。処理手順を説明するフローチャー
トを図7に示す。
It is assumed that FIG. 7 shows a flowchart for explaining the processing procedure.

【0050】step1:810 iを1に初期化する。Step 1: Initialize 810 i to 1.

【0051】step2:820 基準パタンiを読み込む。Step 2: 820 The reference pattern i is read.

【0052】step3:830 基準パタンiの時刻範囲sti−etiと関数f(t)によ
り、計測データ系列にすべき時刻範囲vsi−vei
(数5)にて決定する。
Step 3: 830 The time range vs i -ve i to be a measurement data series is determined by (Equation 5) from the time range st i -et i of the reference pattern i and the function f (t).

【0053】step4:840 計測データ格納ファイル283より、時刻範囲vsi
veiを計測データ系列iとして取り出す。
Step 4: 840 From the measurement data storage file 283, the time range vs i
ve i is taken out as the measurement data series i.

【0054】step5:850 基準パタンiと計測データ系列iとの診断を行う。Step 5: 850 The standard pattern i and the measurement data series i are diagnosed.

【0055】step6:860 未診断の基準パタンが残っていれば、iをインクリメン
トしてstep2へ。そうでなければ終了。
Step 6: 860 If there is an undiagnosed reference pattern, i is incremented to go to Step 2. Otherwise it ends.

【0056】基準パタンには照合し易いものと、し難
いものが存在する。し難いパタン,し易いパタンと基準
パタンが時間軸上に並んでいるとき、照合しやすいパタ
ンを(数6)により先に照合し、その照合時刻より計測
データ系列の時刻を(数7)により推定する。さらに、
次に診断する波形の時刻範囲を(数8)により求める
There are some reference patterns that are easy to collate and some that are difficult to collate. When the difficult pattern, the easy pattern, and the reference pattern are lined up on the time axis, the pattern that is easy to collate is collated first by (Equation 6), and the time of the measurement data series is calculated by (Equation 7) from the collation time. presume. further,
Next, obtain the time range of the waveform to be diagnosed by (Equation 8)

【0057】[0057]

【数7】 [Equation 7]

【0058】[0058]

【数8】 [Equation 8]

【0059】[0059]

【数9】 [Equation 9]

【0060】処理のフローチャートを図8に示す。A flowchart of the processing is shown in FIG.

【0061】step1:905 基準パタン1を読み込み、基準パタン1の時刻範囲st
1−et1により、計測データ系列にすべき時刻範囲vs
1−ve1を(数3)により決定し、計測データ格納ファ
イル283より、時刻範囲vs1−ve1を計測データ系
列1として取り出し、診断を行う。
Step 1: 905 The reference pattern 1 is read and the time range st of the reference pattern 1 is read.
1- et 1 indicates the time range vs that should be the measurement data series.
The 1 -ve 1 was determined by equation (3), from the measurement data storage file 283, retrieves the time range vs 1 -ve 1 as measured data series 1, the diagnosis.

【0062】step2:910 iをインクリメントする。Step 2: 910 i is incremented.

【0063】step3:915 基準パタンiを読み込む。Step 3: 915 Read the reference pattern i.

【0064】step4:920 基準パタンが照合しやすい形状であれば、step5
へ。そうでなければ、step8へ。
Step 4: 920 If the reference pattern has a shape that makes it easy to collate, Step 5
What. If not, go to step 8.

【0065】step5:925 基準パタンiの時刻範囲sti−eti及び、計測データ
系列の照合位置msi-1−mei-1より計測データ系列に
すべき時刻範囲vsi−veiを(数7)にて決定する。
[0065] step5: 925 reference pattern i time range st i -et i and the time range vs i -ve i should measurement data series from interrogation position ms i-1 -me i-1 of the measurement data series ( It is determined by the formula 7).

【0066】step6:930 計測データ格納ファイル283より、計測データ系列に
すべき時刻範囲vsi−veiを計測データ系列iとして
取りだし、基準パタンiと診断を行う。
[0066] step6: from 930 measured data storage file 283, retrieves the time range vs i -ve i should measurement data series as the measurement data series i, diagnose and reference pattern i.

【0067】step7:935 未診断の基準パタンが残っていれば、step2へ。そ
うでなければ終了。
Step 7: 935 If the undiagnosed reference pattern remains, go to Step 2. Otherwise it ends.

【0068】step8:940 iをインクリメントする。Step 8: 940 i is incremented.

【0069】step9:945 照合しやすい形状である基準パタンiの時刻範囲sti
−eti及び、2つ前の診断波形の照合位置msi+2−m
i+2より計測データ系列にすべき時刻範囲vsi−ve
iを(数8)により決定する。
Step 9: 945 The time range st i of the reference pattern i having a shape that is easy to match.
-Et i and collation position ms i + 2- m of the diagnostic waveform two before
Time range vs i −ve to be measured data series from e i + 2
i is determined by (Equation 8).

【0070】step10:950 計測データ格納ファイル283より、計測データ系列に
すべき時刻範囲vsi−veiを計測データ系列iとして
取りだし、基準パタンiと診断を行う。
[0070] step10: than 950 measurement data storage file 283, taken out of the time range vs i -ve i should be in the measurement data series as the measurement data series i, make a diagnosis and the reference pattern i.

【0071】step11:955 iをデクリメントする。Decrement step 11: 955 i.

【0072】step12:960 照合しにくい形状である基準パタンiの時刻範囲sti
−eti及び、照合済みの基準パタンi+1と計測デー
タ系列i+1の照合位置msi+1−mei+1より計測デー
タ系列にすべき時刻範囲vsi−veiを(数9)により
決定する。
Step 12: 960 The time range st i of the reference pattern i having a shape that is difficult to collate.
−et i and the reference range i + 1 of the already-matched reference pattern and the matching position ms i + 1 −me i + 1 of the measurement data series i + 1 determine the time range vs i −ve i to be the measurement data series by (Equation 9). .

【0073】step13:965 計測データ格納ファイル283より、計測データ系列に
すべき時刻範囲vsi−veiを計測データ系列iとして
取りだし、基準パタンiと診断を行う。
[0073] step13: than 965 measurement data storage file 283, taken out of the time range vs i -ve i should be in the measurement data series as the measurement data series i, make a diagnosis and the reference pattern i.

【0074】step14:970 iをダブルインクリメントし、step3へ。Step 14: Double increments 970 i, and goes to step 3.

【0075】診断対象機器内に複数のメカニズムをもつ
場合、採取したデータより適切な計測データ系列を取り
出すことは、適切な診断を行う為にまずかかせない条件
であり、上記の方法を用いることでそれを可能とする。
When the device to be diagnosed has a plurality of mechanisms, extracting an appropriate measurement data series from the collected data is a condition that is essential for making an appropriate diagnosis, and the above method should be used. Makes it possible with.

【0076】波形特徴抽出過程330 波形特徴抽出過程330は、波形特徴抽出部230にて
施行される。波形特徴抽出過程330では、共通メモリ
288内に格納されている計測データを取りだし、特徴
抽出フィルタ格納ファイル284より取りだした特徴抽
出フィルタを作用させ、波形の凹凸の変化量を求め、デ
ータ波形の形状を近似するために波形の特徴を表す為に
欠かせない点(特徴点)を算出する。算出された特徴点
は、共通メモリ288内に格納する。波形特徴抽出過程
330は、以下の2stepで行われる。処理フローを
図9に示す。
Waveform Feature Extraction Process 330 The waveform feature extraction process 330 is performed by the waveform feature extraction unit 230. In the waveform feature extraction process 330, the measurement data stored in the common memory 288 is retrieved, the feature extraction filter retrieved from the feature extraction filter storage file 284 is acted on to obtain the variation amount of the unevenness of the waveform, and the shape of the data waveform. The points (feature points) that are indispensable for expressing the characteristics of the waveform are calculated. The calculated feature points are stored in the common memory 288. The waveform feature extraction process 330 is performed in the following 2 steps. The processing flow is shown in FIG.

【0077】step1:特徴抽出処理331 計測データ系列の波形の凹凸を算出する。計測データ系
列f(t)と、f(t)の凹凸の変化量y2(t)を算出する
特徴抽出フィルタ(w2(x))との積和演算を行う。y2
(t)の絶対値が大きいほど波形が急激に変化している
ことになる。変化量y2(t)は以下の式で算出される。
Step 1: Feature extraction processing 331 The unevenness of the waveform of the measurement data series is calculated. The product-sum operation of the measurement data series f (t) and the feature extraction filter (w 2 (x)) that calculates the variation y 2 (t) of the unevenness of f (t) is performed. y 2
The larger the absolute value of (t) is, the more rapidly the waveform changes. The change amount y 2 (t) is calculated by the following formula.

【0078】[0078]

【数10】 [Equation 10]

【0079】step2:特徴点抽出処理332 計測データ系列f(t)の凹凸の変化量y2(t)より、変
化の大きい点を特徴点として算出する。算出方法を図1
0を用いて説明する。特徴抽出過程332により算出さ
れたy2(t)は、図10−aに示すような曲線である。
特徴点は凹凸の大きい点であるから変化量y2(t)の絶
対値の大きい点である。凹凸の変化量y2(t)が正の値
をとる部分と負の値をとる部分において、正の値また
は、負の値が連続している範囲で、変化量y2(t)の重
心位置を特徴点tjとする。図10−bにおいて特徴点
j は、s(t1,t2)の面積を半分にする点つまり、
Step 2: Feature point extraction processing 332 From the variation amount y 2 (t) of the unevenness of the measurement data series f (t), a point having a large change is calculated as a feature point. Figure 1 shows the calculation method
It will be described using 0. The y 2 (t) calculated by the feature extraction process 332 is a curve as shown in FIG.
Since the feature point is a point having a large unevenness, it is a point having a large absolute value of the variation amount y 2 (t). The center of gravity of the variation y 2 (t) in the range where the positive and negative values continue in the portion where the variation y 2 (t) of the unevenness has a positive value and the portion where the variation y 2 (t) has a negative value. The position is set as a feature point t j . In FIG. 10-b, the feature point t j is a point at which the area of s (t 1 , t 2 ) is halved, that is,

【0080】[0080]

【数11】 [Equation 11]

【0081】を満たす点である。特徴点tjにおけるデ
ータの値g(tj)を、f(t)を平滑化した値y0(t)を算
出する特徴抽出フィルタ(w0(x))をも用いて、次式
で復元する
This is a point that satisfies the condition. Using the feature extraction filter (w 0 (x)) that calculates the value y 0 (t) obtained by smoothing f (t) from the data value g (t j ) at the feature point t j , Restore

【0082】[0082]

【数12】 [Equation 12]

【0083】(tj,g(tj))は、計測データ系列の勾
配が変化する点である。
(T j , g (t j )) is the point at which the gradient of the measurement data series changes.

【0084】波形折れ線近似過程350 波形折れ線近似過程350は、波形折れ線近似部240
にて施行される。波形折れ線近似過程350では、共通
メモリ288内に格納されている、波形特徴抽出過程3
40によって求められた特徴点(tj,g(yj))(j=
0,…,n)を結び、折れ線で計測データ系列を近似す
る。この折れ線を計測ベクトル系列(特徴点間の時間幅
とその間でのデータの変化量を各ベクトルの成分とす
る)とし、共通メモリ288内に格納する。ベクトル化
することにより、 ・波形のパタンを折線化した状態で記憶するため、その
情報量を低減することができる。
Waveform polygonal line approximation process 350 The waveform polygonal line approximation process 350 is performed by the waveform polygonal line approximation unit 240.
Will be enforced at. In the waveform polygonal line approximation process 350, the waveform feature extraction process 3 stored in the common memory 288 is extracted.
The feature points (t j , g (y j )) (j =
0, ..., N) are connected and the measurement data series is approximated by a polygonal line. This polygonal line is used as a measurement vector series (the time width between characteristic points and the amount of data change between them are the components of each vector) and stored in the common memory 288. By vectorization: Since the waveform pattern is stored in the state of being broken into lines, the amount of information can be reduced.

【0085】・ベクトル化したデータで演算を行うた
め、演算量を低減することができる。
Since the calculation is performed using vectorized data, the amount of calculation can be reduced.

【0086】・波形の形状を明確に表すことができ、波
形照合過程350において波形の特徴を捉えた適切な照
合が行えるといった利点がある。
There is an advantage in that the shape of the waveform can be clearly expressed, and in the waveform matching process 350, appropriate matching can be performed by capturing the characteristics of the waveform.

【0087】波形照合過程360 波形照合過程360は、波形照合部250にて施行され
る。波形照合過程360では、あらかじめ基準パタン読み
だし過程320において、基準パタン格納ファイル28
3より読みだし共通メモリ288内に格納しておいた基
準パタンと、波形折れ線近似過程350で作られた計測
ベクトル系列とを照合し、基準パタンに最も近似してい
ると評価される部分(診断対象波形)を計測ベクトル系
列より取り出す。照合結果として摘出された診断対象波
形を、共通メモリ288内に格納する。
Waveform Matching Step 360 The waveform matching step 360 is performed by the waveform matching section 250. In the waveform matching step 360, the reference pattern storage file 28
3 and the reference pattern stored in the common memory 288 and the measurement vector series created in the waveform polygonal line approximation process 350 are collated, and the portion which is evaluated to be the closest to the reference pattern (diagnosis Target waveform) is extracted from the measurement vector series. The diagnostic target waveform extracted as the collation result is stored in the common memory 288.

【0088】計測ベクトル系列と基準パタンの照合方法
について説明する。この照合方法は、動的計画法に基づ
いている。動的計画法とは、各段階での決定がその時点
での系の状態に依存するだけで、それ以前の段階でどの
ように決定されていたかとは無関係であるという性質を
満たす時、最初の状態・決定によらず、この結果による
状態において以後の結果は最適になるように行われてい
く事を利用して、多段階決定過程を1段階決定過程に分
解するものである。動的計画法を用いた照合方法の様子
を図11に示す。各ノードxpqにおいてある値vpqをも
ち、系xp (p=1,…,n)をすべて通り、この系を
最小にする問題がある時、系xp-1(…xp-1q-1,x
p-1q,xp-1q+1…)までの最適ルートが決まっていると
すれば、xpqに置ける最適ルートは、系xp-1から系xp
に至るコストだけによる。この原理を用いて2つのベク
トル系列を照合する。以下に示す〔 〕でかこむ文字は
ベクトル表記と見做す。図12は、横軸に基準パタンΣ
〔si 〕を右を時間方向に、縦軸に計測ベクトル系列Σ
〔ai 〕を上を時間方向に並べたものである。各ベクト
ル系列は、それぞれm,n個のベクトルより成るとし、
基準パタンを構成する各ベクトルは、隣合う特徴点が図
13のようであるから、
A method of collating the measurement vector series with the reference pattern will be described. This matching method is based on dynamic programming. Dynamic programming is the first to satisfy the property that the decision at each stage depends only on the state of the system at that time and is independent of how it was decided at the previous stage. The multi-step decision process is decomposed into a one-step decision process by utilizing the fact that the subsequent results are optimized in the state of this result regardless of the state / decision. FIG. 11 shows the state of the matching method using the dynamic programming method. At each node x pq , there is a value v pq, and when there is a problem of minimizing this system through all the systems x p (p = 1, ..., N), the system x p-1 (... x p-1q -1 , x
p-1q , x p-1q + 1 ...), the optimal route in x pq is the system x p-1 to the system x p
It depends only on the cost. Using this principle, two vector sequences are matched. The characters enclosed in [] below are regarded as vector notation. In FIG. 12, the horizontal axis is the reference pattern Σ.
The right side of [s i ] is the time direction, and the vertical axis is the measurement vector sequence Σ.
[A i ] is arranged in the time direction. Each vector sequence consists of m and n vectors,
Since adjacent feature points of each vector constituting the reference pattern are as shown in FIG. 13,

【0089】[0089]

【数13】 [Equation 13]

【0090】同様に計測ベクトル系列を構成する各ベク
トルは、
Similarly, each vector constituting the measurement vector series is

【0091】[0091]

【数14】 [Equation 14]

【0092】各ノードは、〔sj〕と〔aj〕の対応を表
すものとする。このベクトル間の対応を決定するのは、
図11においてx1からxnへ、一定の評価式を満たす最
適なルートを求めることと同一問題と成る。ただし、こ
の場合、図14のようなベクトル間の対応のないものと
するので図12に示す経路より最適ルートを求めること
になる。つまり、〔sj〕と〔ai〕の対応を表すノード
をf(sj,ai)とすると、f(s1,ak)(i≦k≦n)
からf(sn,al)(i≦l≦m)へ至る最適ルートを求
めることになる。波形照合過程は図15のフローチャー
トに示すように、六つのstepよりなる。
Each node represents the correspondence between [s j ] and [a j ]. The correspondence between these vectors is determined by
In FIG. 11, the same problem occurs as finding the optimum route from x 1 to x n that satisfies a certain evaluation formula. However, in this case, since there is no correspondence between the vectors as shown in FIG. 14, the optimum route is obtained from the route shown in FIG. That is, if the node representing the correspondence between [s j ] and [a i ] is f (s j , a i ), then f (s 1 , a k ) (i ≦ k ≦ n)
To f (s n , a l ) (i ≦ l ≦ m), the optimum route is obtained. The waveform matching process consists of six steps as shown in the flowchart of FIG.

【0093】step1:351 基準パタン格納ファイル283により,基準パタンのベ
クトル情報を読みだす。前過程350よりえられた計測
ベクトル系列を受け取る。また、両ベクトル系列の近似
の評価値=誤差の最小値を格納する変数sg に、取り得
ない大きな数を代入する。i及びjを1にセットする。
step2へ。
Step 1: 351 The vector information of the reference pattern is read from the reference pattern storage file 283. The measurement vector series obtained in the previous step 350 is received. Further, a large number that cannot be taken is substituted for the variable s g that stores the evaluation value of the approximation of both vector sequences = the minimum value of the error. Set i and j to 1.
Go to step 2.

【0094】step2:352 左f(sj-1,ai),左下f(sj-1,ai-1),下f(sj
i-1)、の中で連結可能なルートのうち最適なルートを
選ぶ。最適ル−トとはベクトル間の誤差を最小にするも
のである。step3へ。
Step 2: 352 left f (s j-1 , a i ), lower left f (s j-1 , a i-1 ), lower f (s j ,
a i-1 ), of the connectable routes, the optimum route is selected. The optimum route minimizes the error between vectors. Go to step 3.

【0095】step3:353 f(sj,ai)に至る最適ルートと、そのルートによる両
ベクトル間の対応時の誤差gjiを記憶。jがnに達した
ならば、(〔sn〕が〔ai〕と対応するとしたときの両
ベクトル系列の最適な対応付けが決定したならば)st
ep4へ。そうでなければstep1(d2)へ。
Step 3: Store the optimum route leading to 353 f (s j , a i ) and the error g ji at the time of correspondence between both vectors by the route. If j has reached n, st (if the optimum correspondence between both vector sequences when [s n ] corresponds to [a i ] is determined) st
Go to ep4. If not, go to step 1 (d2).

【0096】step4:354 f(sn,ai)に至る最適ルートで、両ベクトル系列間の
対応付けを行ったときの誤差gnを算出。gnがsg より
小さければstep5へ。そうでなければd3へ。
Step 4: Calculate the error g n when the two vector sequences are associated with each other on the optimum route up to 354 f (s n , a i ). g n is to step5 smaller than s g. Otherwise, go to d3.

【0097】step5:355 sg をgnに更新する。f(sn,ai)に至るルートを両
ベクトル系列間の対応付けの最適なものに更新する。i
がmに達したならば(すべての照合が終了したならば)
step6へ。そうでなければstep1(d1)へ。
Step 5: Update 355 s g to g n . The route to f (s n , a i ) is updated to the optimum one for the correspondence between the two vector sequences. i
Reaches m (when all matching is finished)
Go to step 6. Otherwise, go to step 1 (d1).

【0098】step6:356 マッチングの結果を波形診断過程370に、バス290
を介して送る。
Step 6: 356 The matching result is sent to the waveform diagnosis process 370 and is sent to the bus 290.
Send through.

【0099】step2,step4にて用いる誤差の
評価式は、
The error evaluation formulas used in step 2 and step 4 are:

【0100】[0100]

【数15】 [Equation 15]

【0101】複数の対応ベクトルを一つのベクトルと見
なす時、図16のようにする。照合結果の一例を図17
に示す。上波形は基準パタン1010、下波形は計測ベ
クトル系列1020である。
When considering a plurality of corresponding vectors as one vector, it is as shown in FIG. An example of the matching result is shown in FIG.
Shown in. The upper waveform is the reference pattern 1010, and the lower waveform is the measurement vector series 1020.

【0102】波形診断過程370 波形診断過程370は、波形診断部260にて施行され
る。波形診断過程370では共通メモリ288内に格納さ
れている波形照合過程360の結果と、診断知識格納フ
ァイル286内の診断知識情報を用いて、異常の判定,
診断個所の劣化程度,異常種類の特定を行う。診断結果
は診断結果格納ファイル287に格納する。
Waveform Diagnosis Process 370 The waveform diagnosis process 370 is carried out by the waveform diagnosis unit 260. In the waveform diagnosis process 370, the result of the waveform matching process 360 stored in the common memory 288 and the diagnostic knowledge information in the diagnostic knowledge storage file 286 are used to determine an abnormality,
The degree of deterioration at the diagnosis point and the type of abnormality are specified. The diagnosis result is stored in the diagnosis result storage file 287.

【0103】診断知識格納ファイル286に納めている
情報は以下の通りである。
The information stored in the diagnostic knowledge storage file 286 is as follows.

【0104】 診断箇所において基準パタンに対し正
常と見なしてよい誤差範囲 診断箇所における各種異常パタン これらの情報を用いて次の診断が可能である。
Error range that can be regarded as normal with respect to the reference pattern at the diagnosis location Various abnormal patterns at the diagnosis location The following diagnosis can be performed using these pieces of information.

【0105】(1)異常・正常の診断 波形照合過程360結果より得られる基準パタンと計測
ベクトル系列の対応したベクトルごとの誤差分布におい
て、診断知識格納ファイル286のの情報により、許
容範囲外の部分が存在するとき異常と診断する。基準パ
タンと計測ベクトル系列においてk番目の対応したベク
トルごとの誤差をgkとし、gk(1≦k≦a)が基準値
内であるかを調べる。基準値外のものが存在すれば異常
とし、すべて基準値内であれば、正常と診断する。フロ
ーチャートを図18に示す。図19に基準パタンと診断
対象波形との照合結果例を示す。図19において上側の
ベクトル系列は基準パタン1010,下側のベクトル系
列は計測ベクトル系列1020である。棒グラフは対応
したベクトルごとの誤差1030を表示している。誤差
が、ある一定値以上の部分が存在している、つまり波形
の形状が異なっている部分がみられるので、この波形を
出力しているメカニズムに異常、あるいは異常の兆候が
検出されることになる。
(1) Diagnosis of Abnormality / Normality In the error distribution for each vector corresponding to the reference pattern and the measurement vector series obtained from the result of the waveform matching process 360, the portion outside the allowable range is indicated by the information in the diagnostic knowledge storage file 286. If it exists, it is diagnosed as abnormal. Let g k be the error for each k-th corresponding vector in the reference pattern and the measurement vector series, and check whether g k (1 ≦ k ≦ a) is within the reference value. If there is something outside the standard value, it is judged as abnormal, and if all are within the standard value, it is diagnosed as normal. The flowchart is shown in FIG. FIG. 19 shows an example of comparison results between the reference pattern and the waveform to be diagnosed. In FIG. 19, the upper vector series is the reference pattern 1010, and the lower vector series is the measurement vector series 1020. The bar graph displays the error 1030 for each corresponding vector. There is a portion where the error exceeds a certain value, that is, there is a portion where the waveform shape is different.Therefore, an abnormality or a sign of abnormality is detected in the mechanism outputting this waveform. Become.

【0106】(2)異常原因の診断 (1)の診断終了後、異常の判定がなされた場合、診断
知識格納ファイル40の情報を用いて異常を特定する。
異常特定に用いる情報例を図20に示す。この診断は、
図21に示す4つのstepの処理よりなる。各ste
pについて説明する。
(2) Diagnosis of Cause of Abnormality After the diagnosis of (1) is completed, if the abnormality is judged, the abnormality is specified using the information in the diagnostic knowledge storage file 40.
FIG. 20 shows an example of information used for identifying an abnormality. This diagnosis is
It consists of the processing of four steps shown in FIG. Each ste
p will be described.

【0107】step1:誤差分布評価処理371 この処理の様子は異常正常の診断と同様である。基準パ
タンと計測ベクトル系列においてk番目の対応したベク
トルごとの誤差をgkとし、gk(1≦k≦a)が基準値
内であるかを調べる。基準値外のものが存在すれば異常
とし、step2へ。すべて基準値内であれば、波形診
断過程を終了する。
Step 1: Error distribution evaluation process 371 The state of this process is the same as that in the diagnosis of abnormal normality. Let g k be the error for each k-th corresponding vector in the reference pattern and the measurement vector series, and check whether g k (1 ≦ k ≦ a) is within the reference value. If there is something out of the standard value, it is determined to be abnormal and go to step 2. If all are within the reference value, the waveform diagnosis process is terminated.

【0108】step2:波形変化部抽出処理372 誤差分布評価処理510にて基準値Aを超えた部分の両
ベクトルを切り出す。
Step 2: Waveform change portion extraction processing 372 In the error distribution evaluation processing 510, both vectors of the portion exceeding the reference value A are cut out.

【0109】step3:波形変化パタン確定処理37
3 波形変化部抽出処理520にて取り出した部分が最も近
い変化の様子を(図20−a)におけるような変化パタ
ンより選択する。
Step 3: Waveform change pattern confirmation processing 37
(3) The state of the change closest to the part extracted in the waveform change part extraction processing 520 is selected from the change pattern as shown in (a) of FIG.

【0110】step4:異常事象決定処理374 波形変化部抽出処理520によって切り出された両ベク
トル系列間の位置と、波形変化パタン確定処理530に
よって決定された変化パタンをif…thenルールを
用いて結び付けることにより、異常事象名の特定をす
る。その際、(図20−b)のようなルールマップを用
いる。さらに、切り出された両ベクトル系列間の誤差を
算出することにより、特定された異常事象の劣化程度を
診断する。
Step 4: Abnormal event determination processing 374 The position between both vector sequences cut out by the waveform change portion extraction processing 520 and the change pattern determined by the waveform change pattern confirmation processing 530 are linked using the if ... Then rule. The abnormal event name is specified by. At that time, a rule map as shown in (FIG. 20-b) is used. Further, the degree of deterioration of the identified abnormal event is diagnosed by calculating the error between the cut out vector sequences.

【0111】診断結果表示過程380 診断結果表示過程は、380診断結果表示部270にて
施行される。診断結果表示過程380では、波形診断過
程370によって得られた結果を表示する。表示内容
は、 正常・異常の判定結果 異常の場合の詳細情報(異常推定箇所,異常推定原
因及び劣化程度) である。図22は、診断結果として異常が検出され、異
常推定箇所が“TMベルト”である場合の例である。診
断対象機器内部の簡略図を表示、異常部分の警告を行
い、さらに、異常の原因と思われる“ベルトのゆるみ”
を提示する。
Diagnosis Result Display Process 380 The diagnosis result display process is performed by the 380 diagnosis result display unit 270. In the diagnostic result display step 380, the result obtained by the waveform diagnostic step 370 is displayed. The displayed contents are detailed information (judgment result of normality / abnormality) and abnormal information (probable location of abnormality, estimated cause of abnormality and degree of deterioration). FIG. 22 shows an example in which an abnormality is detected as the diagnosis result and the estimated location of the abnormality is the “TM belt”. Displays a simplified diagram of the inside of the device to be diagnosed, warns of the abnormal part, and further, "belt loosening" that seems to be the cause of the abnormality
To present.

【0112】以上、実施例に於ける全過程である。The above is the whole process in the embodiment.

【0113】計測ベクトル系列より適切な診断対象波形
を取り出し、基準パタンとのベクトル単位での適確な対
応が取れることにより、波形の形状の違いを示す誤差を
明確に算出することができ、正確な診断が可能である。
また、診断対象機器内に複数のメカニズムがある場合、
採取したデータより適切な計測データ系列を取り出すこ
とは、適切な診断を行う為に不可欠な条件であり、実施
例における方法を用いることでそれを可能にする。
By taking out an appropriate diagnostic target waveform from the measurement vector series and making an appropriate correspondence with the reference pattern in vector unit, it is possible to clearly calculate the error indicating the difference in waveform shape, and Various diagnoses are possible.
Also, if there are multiple mechanisms in the device to be diagnosed,
Extracting an appropriate measurement data series from the collected data is an indispensable condition for making an appropriate diagnosis, and the method in the example makes it possible.

【0114】[0114]

【発明の効果】本発明により以下の効果が挙げられる。The present invention has the following effects.

【0115】・音響データによる機器の異常診断を可能
とした。さらに、複数の機器が連続して作動するような
装置の診断も可能とし、適確な診断位置を決定できるた
め、診断結果の信頼性が高い。
It has become possible to diagnose equipment abnormalities by using acoustic data. Furthermore, it is possible to diagnose an apparatus in which a plurality of devices operate continuously, and an accurate diagnosis position can be determined, so the reliability of the diagnosis result is high.

【0116】・音響データをベクトルの形で扱うため、
大幅な演算量の削減と処理速度の向上がはかれる。
Since the acoustic data is handled in the form of a vector,
The amount of calculation is greatly reduced and the processing speed is improved.

【0117】・従来は熟練した検査員でしか可能でなか
った診断が未熟練者でも行える。
The unskilled person can make a diagnosis which was conventionally possible only by a skilled inspector.

【0118】・機器の正常状態を保つ為の点検の手間を
大幅に軽減することができる。
It is possible to greatly reduce the time and effort required for the inspection to maintain the normal state of the equipment.

【0119】・点検に要する時間を短縮することがで
き、能率をあげることができる。
The time required for inspection can be shortened and efficiency can be improved.

【0120】・診断が統一され、検査員の実績や経験の
違いによる個人差がなくなる。
The diagnosis is unified, and individual differences due to differences in the inspectors' achievements and experiences are eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例における音響診断装置内部処理過程を説
明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal processing process of an acoustic diagnostic device according to an embodiment.

【図2】本発明を実施するためのシステム構成を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration for implementing the present invention.

【図3】トリガありの計測データの採取手順を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure for collecting measurement data with a trigger.

【図4】計測データ系列の時刻範囲決定方法である。FIG. 4 is a method for determining a time range of a measurement data series.

【図5】基準パタンと計測ベクトル系列の照合例。FIG. 5 shows an example of collation of a reference pattern and a measurement vector series.

【図6】計測データ系列の時刻範囲決定方法である。FIG. 6 is a method for determining a time range of a measurement data series.

【図7】計測データ系列の時刻範囲決定方法である。FIG. 7 is a method for determining a time range of a measurement data series.

【図8】計測データ系列の時刻範囲決定方法である。FIG. 8 is a method for determining a time range of a measurement data series.

【図9】波形特徴抽出過程の処理を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a process of a waveform feature extraction process.

【図10】(a)計測データ系列に波形の凹凸を抽出す
るフィルタを作用させた例である。(b)特徴点の算出
方法を説明する図である。
FIG. 10A is an example in which a filter for extracting unevenness of a waveform is applied to the measurement data series. (B) It is a figure explaining the calculation method of a feature point.

【図11】動的計画法を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating dynamic programming.

【図12】ノードの結合を説明する図である。FIG. 12 is a diagram for explaining connection of nodes.

【図13】各ベクトル系列のベクトルを説明する図であ
る。
FIG. 13 is a diagram illustrating a vector of each vector series.

【図14】取り得えないベクトルの対応例を説明する図
である。
[Fig. 14] Fig. 14 is a diagram for describing an example of correspondence of impossible vectors.

【図15】波形照合過程を説明する図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a waveform matching process.

【図16】複数の対応ベクトルを一つのベクトルとみな
す例である。
FIG. 16 is an example in which a plurality of corresponding vectors are regarded as one vector.

【図17】照合結果例である。FIG. 17 is a collation result example.

【図18】異常正常の診断を説明する図である。FIG. 18 is a diagram illustrating diagnosis of abnormal normality.

【図19】基準パタンと計測ベクトル系列における対応
ベクトルごとの誤差を説明する図である
FIG. 19 is a diagram illustrating an error for each corresponding vector in the reference pattern and the measurement vector series.

【図20】(a)診断知識格納ファイル情報例を示す
図である。(b)診断知識格納ファイル情報例を示す
図である。
20A is a diagram showing an example of diagnostic knowledge storage file information. FIG. (B) It is a figure which shows the diagnostic knowledge storage file information example.

【図21】異常原因の識別診断方法を説明する図であ
る。
FIG. 21 is a diagram illustrating a method of identifying and diagnosing a cause of abnormality.

【図22】診断結果表示の具体例を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing a specific example of a diagnosis result display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…診断対象機器、200…音響診断装置、210
…計測データ採取部、211…音響データ入力手段、2
20…計測データ加工部、230…波形特徴抽出部、2
40…波形折れ線近似部、250…波形照合部、260
…波形診断部、270…診断結果表示部、271…診断
結果表示装置、280…システム制御部、281…キー
ボード、282…マウス、283…計測データ格納ファ
イル、284…特徴抽出格納ファイル、285…基準パ
タン格納ファイル、286…診断知識格納ファイル、2
87…診断結果格納ファイル、290…システムバス、
310…計測データ採取過程、320…基準パタン読み
込み過程、330…計測データ加工過程、340…波形
特徴抽出過程、350…波形折れ線近似過程、360…
波形照合過程、370…波形診断過程、380…診断結
果表示過程。
100 ... Device to be diagnosed, 200 ... Acoustic diagnostic device, 210
… Measurement data collection unit, 211… Sound data input means, 2
20 ... Measurement data processing unit, 230 ... Waveform feature extraction unit, 2
40 ... Waveform polygonal line approximation unit, 250 ... Waveform matching unit, 260
... Waveform diagnostic unit, 270 ... Diagnostic result display unit, 271 ... Diagnostic result display device, 280 ... System control unit, 281 ... Keyboard, 282 ... Mouse, 283 ... Measurement data storage file, 284 ... Feature extraction storage file, 285 ... Standard Pattern storage file, 286 ... Diagnostic knowledge storage file, 2
87 ... Diagnosis result storage file, 290 ... System bus,
310 ... Measurement data collection process, 320 ... Reference pattern reading process, 330 ... Measurement data processing process, 340 ... Waveform feature extraction process, 350 ... Waveform polygonal line approximation process, 360 ...
Waveform matching process, 370 ... Waveform diagnosis process, 380 ... Diagnosis result display process.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬古沢 照治 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 川口 幸一 茨城県日立市大みか町五丁目2番1号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 町田 直義 神奈川県横浜市戸塚区品濃町504−2 日 立電子サービス株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Teruji Sekozawa, inventor Teruji Sekozawa 1099, Ozenji, Aso-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Ltd. System Development Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Koichi Kawaguchi, 5-2 Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Incorporated company Hitachi Ltd. Omika factory (72) Inventor Naoyoshi Machida 504-2 Shinanomachi, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa Pref.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】機器が稼働する際に発生する音響をデータ
として採取し、データ波形の特徴を反映したパタンを作
成し、あらかじめ記憶してある正常時の波形パタンと照
合し、異常を判定する方法において、採取したデータよ
り機器が稼働した部分を検出し波形パタンを作成するに
あたり、診断対象機器が一つあるいは複数個のメカニズ
ムで構成され、それらが連続して、あるいはある時間を
おいて稼働する場合、採取した音響データ内に診断対象
となるメカニズムが稼働し出力された波形(診断対象波
形)が一つあるいは複数個存在する時、まずデータより
メカニズムが稼働した大まかな区間を検出し、さらに厳
密にメカニズムの稼働区間を特定することを特徴とする
音響診断方法。
1. A sound generated when a device is operated is sampled as data, a pattern reflecting the characteristics of a data waveform is created, and it is compared with a previously stored normal waveform pattern to determine an abnormality. In the method, the device to be diagnosed is composed of one or more mechanisms when detecting the part where the device operates from the collected data and creating a waveform pattern, and these devices operate continuously or after a certain time. In that case, when the mechanism to be diagnosed operates in the sampled acoustic data and there is one or more output waveforms (diagnostic object waveform), first the data is used to detect the rough section where the mechanism is operating, A sound diagnostic method characterized by more strictly specifying the operating section of the mechanism.
【請求項2】上記のおおまかな区間を検出する処理は、 (1)データ採取時において、機器内部のメカニズムが
稼働する寸前に信号を出力させる。 (2)診断対象箇所の正常波形(基準パタン)の出現時
刻をもとに、採取データより診断対象波形の出現時刻を
推定する。 (3)基準パタンのうち照合しにくいものとしやすいも
のが前後で存在するとき、照合しやすいパタンの診断を
先に行い、その照合時刻より、照合しにくいパタンの出
現時刻を推定する。 から成ることを特徴とする請求項1の音響診断方法。
2. The process of detecting the rough section is as follows: (1) When data is collected, a signal is output just before the internal mechanism of the device is activated. (2) The appearance time of the diagnosis target waveform is estimated from the collected data based on the appearance time of the normal waveform (reference pattern) at the diagnosis target location. (3) When there is a reference pattern that is difficult to collate and a pattern that is difficult to collate exists before and after, a pattern that is easy to collate is diagnosed first, and the appearance time of the pattern that is difficult to collate is estimated from the collation time. The acoustic diagnosis method according to claim 1, further comprising:
【請求項3】上記診断対象波形の出現時刻を推定する処
理は、 (1)機器を構成するメカニズムのうち、一つ前に動作
したメカニズムの波形とその基準パタンとが照合したそ
の時刻と基準パタンの出現時刻の時刻差を考慮し、現在
の診断対象波形の出現時刻を推定する。 (2)基準パタンの出現時刻と採取データ中に出現する
診断対象波形の出現時刻との間のずれをある関数で表
し、診断対象波形の出現時刻を推定する。 から成ることを特徴とする請求項2の音響診断方法。
3. The process of estimating the appearance time of the waveform to be diagnosed is as follows: (1) Of the mechanisms that make up the device, the waveform of the mechanism that was operated immediately before and its reference time and the reference time The appearance time of the current waveform to be diagnosed is estimated in consideration of the time difference between the appearance times of the patterns. (2) The deviation between the appearance time of the reference pattern and the appearance time of the diagnosis target waveform appearing in the collected data is represented by a function, and the appearance time of the diagnosis target waveform is estimated. The acoustic diagnosis method according to claim 2, further comprising:
【請求項4】上記診断対象波形の出現時刻を推定する処
理は、機器を構成するメカニズムのうち、一つ前の診断
対象波形とその基準パタンとの照合時間がmsi-1 から
mei-1 、基準パタンの出現時刻がstiからetiであ
るとき、診断対象波形の出現推定時刻vsiからve
iを、 vsi=sti+(msi-1−sti-1)−Δt vei=eti+(mei-1−eti-1)+Δt とすることを特徴とする請求項3の音響診断方法。
4. The process of estimating the appearance time of the waveform to be diagnosed, the matching time between the preceding waveform to be diagnosed and its reference pattern among the mechanisms constituting the device is ms i-1 to me i-. 1 , when the appearance time of the reference pattern is from st i to et i , the estimated appearance time of the waveform to be diagnosed vs i to ve
The i, vs i = st i + (ms i-1 -st i-1) -Δt ve i = et i + (me i-1 -et i-1) + claim 3, characterized in that a Δt Acoustic diagnosis method.
【請求項5】上記診断対象波形の出現時刻を推定する処
理は、機器を構成するメカニズムの診断対象波形とその
基準パタンとの照合時間に、関数f(t)で表せる関係が
あり、基準パタンの出現時刻がstiからetiであると
き、診断対象波形の出現推定時刻vsiからveiを、 vsi=sti+f(t) vei=eti+f(t) とすることを特徴とする請求項3の音響診断方法。
5. The process of estimating the appearance time of the waveform to be diagnosed has a relationship expressed by a function f (t) in the matching time between the waveform to be diagnosed of the mechanism that constitutes the device and its reference pattern. When the appearance time of is from st i to et i , the estimated appearance times v s i to ve i of the waveform to be diagnosed are set as vs i = st i + f (t) ve i = et i + f (t) The acoustic diagnosis method according to claim 3.
【請求項6】上記診断対象波形の出現時刻を推定する処
理は、一つ先の照合しやすい診断対象波形とその基準パ
タンとの照合時間がmsi+1からmei+1、基準パタンの
出現時刻がstiからetiであるとき、診断対象波形の
出現推定時刻vsiからveiを、 vsi=msi+1−(sti+1−sti)−Δt vei=mei+1−(eti+1−eti)+Δt とすることを特徴とする請求項2の音響診断方法。
6. The process of estimating the appearance time of the waveform to be diagnosed, the matching time between the diagnostic target waveform that is easy to collate and its reference pattern is ms i + 1 to me i + 1 When the appearance time is from st i to et i , the estimated appearance times v s i to ve i of the waveform to be diagnosed are vs i = ms i + 1 − (st i + 1 −st i ) −Δt ve i = me i. +1 - (et i + 1 -et i) + Δt acoustic diagnostic method according to claim 2, characterized in that.
【請求項7】上記厳密にメカニズムの稼働区間を特定す
る処理は、動的計画法を用いることを特徴とする請求項
2の音響診断方法。
7. The acoustic diagnosis method according to claim 2, wherein a dynamic programming method is used for the processing for strictly specifying the operating section of the mechanism.
【請求項8】上記動的計画法を用いて厳密にメカニズム
の稼働区間を特定する処理は、常時に発生する音響デー
タの波形を折れ線で近似しベクトル系列化したものを基
準パタン,採取した音響データの波形を折れ線で近似し
たものを計測ベクトル系列とし、基準パタンを構成する
i番目のベクトルと、計測ベクトル系列を構成するj番
目のベクトルとの一致度を、ある評価式により動的計画
法に基づいてiを基準パタンのベクトル数内でインクリ
メントしながら算出された評価値として記憶、これをj
を計測ベクトル系列のベクトル数内でインクリメントし
ながら随時行い、最も評価値のよい照合関係の部分を診
断対象部分とする請求項7の音響診断方法。
8. The process of rigorously specifying the operation section of the mechanism using the dynamic programming method is a reference pattern that is obtained by approximating the waveform of acoustic data that is generated at all times by a polygonal line into a vector pattern, and the collected sound. A measurement vector series is obtained by approximating the waveform of data with a polygonal line, and the degree of coincidence between the i-th vector forming the reference pattern and the j-th vector forming the measurement vector series is determined by a dynamic programming method using a certain evaluation formula. I is stored as an evaluation value calculated by incrementing i within the number of vectors of the reference pattern based on
8. The acoustic diagnosis method according to claim 7, wherein is performed at any time while incrementing within the number of vectors of the measurement vector series, and a portion having a matching relationship having the best evaluation value is a diagnosis target portion.
【請求項9】上記評価式として以下の式を用いることを
特徴とする請求項8の音響診断方法。 (誤差)=(基準パタンと計測ベクトル系列との対応ベク
トルの差)
9. The acoustic diagnosis method according to claim 8, wherein the following equation is used as the evaluation equation. (Error) = (difference in corresponding vector between reference pattern and measurement vector series)
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241772A (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Konami Digital Entertainment:Kk Voice image processing device, voice image processing method, and program
JP2012093094A (en) * 2010-10-22 2012-05-17 Chugoku Electric Power Co Inc:The Apparatus, system, method and program for supporting acoustic diagnosis
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JP2020030111A (en) * 2018-08-23 2020-02-27 株式会社明電舎 Abnormality sign detection system, and abnormality sign detection method
US11570545B2 (en) 2020-11-12 2023-01-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Acoustic inspection apparatus and acoustic inspection method
US11842095B2 (en) 2022-05-02 2023-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Abnormal sound diagnosis system provides a technique that can specify occurrence of abnormal sound in a plurality of time periods, image forming apparatus, abnormal sound diagnosis method, and a non-transitory computer-readable storage medium

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