JPS5937443A - 機器の寿命診断方法および装置 - Google Patents

機器の寿命診断方法および装置

Info

Publication number
JPS5937443A
JPS5937443A JP14734182A JP14734182A JPS5937443A JP S5937443 A JPS5937443 A JP S5937443A JP 14734182 A JP14734182 A JP 14734182A JP 14734182 A JP14734182 A JP 14734182A JP S5937443 A JPS5937443 A JP S5937443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stress
equipment
ratio
value
discrimination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP14734182A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6218854B2 (ja
Inventor
Sakae Tezuka
手塚 栄
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP14734182A priority Critical patent/JPS5937443A/ja
Publication of JPS5937443A publication Critical patent/JPS5937443A/ja
Publication of JPS6218854B2 publication Critical patent/JPS6218854B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械装置又は電子機器等の機器の寿命全診断
する方法および装置に関する。
模械装置又は電子機器等の機器には、それ「〕の動作中
に種々の負荷が作用し、それらが累積し、でゆくと破損
につながる。近年、装置にを類の大規模化−複雑化Vこ
ともない、単体の機器の故障が、それのみならず広範囲
のプラント全体全停止させることにもつながり、各構成
機器の寿命予測の手段が望まれていたが、従来は適洛な
方法が開発されていなかった。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で1機器の残存寿命を適確に予想することができる機器
の寿命診断方法を提供することを第1の目的とする。
本発明は、又、多種多様の対象機器に広く適用可能な機
器の寿命診断装置を提供することを第2の目的とする。
本発明は1機器の寿命診断方法において、機器の定格負
荷に対する作用負荷の比率から機器に作用するストレス
分布め一該ストレスの作用時毎のピーク値の大きさ全弁
別し7て2各弁別階層毎のストレスの作用回数を一定期
間毎に計数し1機器の疲労特性から求められる各弁別階
層毎のストレスの許容最大繰返し回数と前記ストレスの
作用回数との比率を求め、該比率を加算した値の推移か
ら。
機器の残存寿命會求めるようVCして、前記第1の目的
を達成したものである。
父、前記ストレスの作用時毎のピーク値の大きさを、ス
トレスが機器の劣化に影響を及ぼすしきい値以上になっ
てから、再び前記しきい個未満になる迄の間の最大値と
して1機器の残存寿命の予測精度を高めたものである。
本発明は、又、機器の寿命診断装置を、機器の作用負荷
の測定信号のレベルを調整するための信号t/ベベル整
手段と、機器の定格負荷を設定するための定格負荷設定
手刷と、機器の定格負荷に対する作用負荷の比率から機
器に作用するストレスを求めるための第1の割算手段と
、前記ストレスの作用時毎のピーク値の大きさを求める
ピーク値演算手段と、前記ピーク値の大きさを弁別して
、各弁別階層毎に振り分ける弁別手段と、各弁別階層毎
のストレスの作用回数を一定周期毎に計数するカウンタ
と、機器の疲労特性から求められる各弁別階層毎のスト
レスの許容最大繰返し回数を設定するための疲労特性設
定手段と、各弁別階層毎に、前記許容最大繰返し回数と
前記ストレスの作用回数との比率を求める第2の割算手
段と、該第2の割算手段で求められた比率を加算する加
算手段と、ストレスの作用回数の変動以外の他の変動要
因のうち、将来予定されている条件を予め設定するため
の条件設定手段と、#記加算手段の加算値から求められ
る機器の残存寿命を、更に、前記条件設定手段で設定さ
れた他の変動要因に応じて補正することによって、機器
の残存寿命を推定する推定手段とを用いて構成すること
により、前記第2の目的を達成したものである。
以下本発明の詳細な説明する。
繰返し作用するストレスの大きさSl と疲労破壊する
までの許容繰返し回数N+との関係は、第1図に示す如
くとなる(これks−N特性、或いは、疲労特性と称す
る)、第1図に示した疲労特性は、同一の大きさのスト
レスSミラ繰返し作用させた時の許容繰返し回数Niと
して求められるものであるが、実際の使用状態で作用す
るストレスSlの作用頻度分布matは、第2図に示す
如く、ある範囲に分布する。このようにランダムに作用
するストレス81ヲ受ける機器の寿命は、それぞれのス
トレスStの作用回数niの和と次のような関係がある
(Palmgren−Minerの線形損傷側)。
ここで、kは、ストレス分布の分割数である。
一方、統計的決定理論の中のBaye sの定理による
と、確、率状態x1、X2・・・・・・、xkが、先験
的確率P(xi)−(1=1−2、・・・・・・、k)
k持つ場合、事象Eを観測した時のXrの事後確率P 
(”xrl E)は、次式で与えられる。
P (xrl E )oeP (xr)・p (E l
 xr)  =−(2)即ち、事後確率p(xrIE)
は、先験的確率P(xi) (事前確率とも称する)と
その時の条件付確率(観測結果の尤度)の積に比例する
といりことが明らかになっている。
この定理を機器の寿命診断に適用すると次のようになる
。即ち1次式に示す如く、対象機器にストレスSiが作
用する確率P(81)=nBiと、ストレスSiがna
t回作用した時に破壊する条件付確率p(LISi) 
 との積として求められる。
A=P(St IE)ocP(81)−P(EISi)
そして、Palmgren−Miner  の線形損傷
則により、加算値A=lKなる時に破壊することになる
破壊するまでの期間(即ち残存寿命)Tは、次式%式% (4) ここで1機器にストレスStが作用する確率P(Sl)
が一定である時は、単純な四則演算で残存寿命Tft求
めることができる。一方1機器にストレスStが作用す
る確率P(Sl)が変動する場合には、成る期間の確率
P(Si)の変化の状況を基にカルマンフィルタやGM
DH等の推定の手法を用いて残存寿命Te求めることが
できる。
本発明は、上記のような知見に基づいてなされたもので
ある。
これに対して従来は1機器の設計時に得られる疲労特性
と使用中に得られるストレス作用頻度分布があっても、
劣化の予測が全く不可能であったものである。
以下、図面を参照し、て1本発明に係る機器の寿命診断
装置の実施例を詳細に説明する。
本実施例は2第3図に示す如く、対象機器8の作用負荷
りの測定信号のレベルを調整するためのシグナルコンデ
ショナlOと1機器の定格負荷Rを設定するための定格
負荷設定器12と、対象機器8の定格負荷RVc対する
作用負荷りの比率上、即ち、対象機器8に作用するスト
レスSを求めるための第1の割算器14と、ストレスS
が対象機器8の劣化に影響を及ぼ1−シきい値Sz以上
になってから、再び前記しきい値SZ未溝になる迄の間
の最大値として、前記ストレスSの作用時毎のピーク値
の大きさSp f求めるピーク値演算器16と、該ピー
ク値の大きさSp Th弁別して、各設定値Siに対応
させて各弁別階層1(i=1〜k)毎に振り分ける弁別
器18と、各弁別階層l毎の単位期間当りの作用回数n
ail’計数するカウンタ20と、対象機器8の疲労特
性(S−N特性)から求められる各弁別階層i毎のスト
レスの許容最大繰返し回数Nik設定するための疲労特
性設定器22と、各弁別階層i毎に、前記許容最大繰返
し回数Niと前記ストレスの作用回数naiの比率αl
を求める第2の割算器24と、各比率ffiを加算して
、前出(3)式により加算値At求める加算器26と、
ストレスの作用回数naiの変動以外の他の変動要因の
うち、将来予定されている条件を予め設定するための条
件設定器28と、前記加算器26出力の加算値Aから前
出(4)式を用いて作用回数naiの変化状況に応じた
残存寿命Tヶ求め、これを前記条件設定器28で予め設
定された他の変動要因に応じて補正することによって、
機器の残存寿命Tを推定する推定器30と、残存寿命の
演算課程や演算結果f、直ちに表示、伝達しfcv−記
憶する。CRT表示器32−フロッピーデスク34.タ
イグライタ36等からなる周辺装置とから構成されてい
る。
以下作用を説明する。
シグナルコンデショナ10は、各種の対象機器80作用
負荷信号りのレベルを1本装置に取V込むために調整す
る。定格負荷設定器12には、対象機器8を設計する時
点で定められた定格値に相当する定格負荷Rを設定する
。第1の割算器14では5作用負荷Ll定格負荷Rで割
ることによって、ストレスSt求める。ピーク値演算器
16は。
ストレスSが対象機器8の劣化に影響を及ぼすしきい値
Sz以上になってから、再びしきい値82未満になるま
での間の最大値として、ピーク値の大きさSpヲ求める
。これは、ピーク値を求める範囲を適切に設定すること
によって、残存寿命Tの予測精度を高めるためである。
弁別器18では、ピークストレスSpかに段階に分けら
れた各弁別階層iに入った時に信号を発生する。カラン
’720は、各弁別器18からの信号を一定期間毎に計
数し、ピークストレスSpがそれぞれの弁別階層に入っ
た回数nBi (i=l、 2−・・・・・、 k )
 K対応する計数信号を発生する。疲労特性設定器22
には、対象機器8の疲労特性(S−N特性)を設定する
。ここで、疲労特性は、当該機器8の設酊時卓、または
使用時点で得られた。
ストレスSiと許容最大繰返し回数Niとの関係として
求められる。第2の割算器24では、各弁別器itのス
トレス作用回数naiと許容最大繰返し回数Ni との
比率αiを求める。加算器26では、前出(3)式によ
り、各階層の比率αiを加算して、加算値Aを求める。
ここで、比率αi及び確率を表わしており5単位期間と
しては、確率Plsj>で考慮した単位期間と同じ単位
とする。
条件設定器28では、将来予定されている各種の条件を
予め設定する、これにより、ストレスの作用回数nai
の変動以外の他の変動要因による将来の寿命変動も補正
することが可能である。
推定器30においては、過去から現時点までの加算値A
の推移、Rpち確率P (Si)の推移を基に、前出(
4)式により、対象機器8へのストレス作用回数nai
に基づく機器の残存寿命Tを推定し、更に、前記条件設
定器28で設定された他の変動要因に応じて、残存寿命
Ti補正することによって、最終的な機器の残存寿命T
k推定する。推定の方法としては、加算値Aが期間的に
一定であれば。
その−足の加算値Aにより前出(4)式を計算すれはよ
い。又、加算値Aが期間的に変動する場合は、カルマン
フィルターやCMDH等公知の予測推定手法によって残
存寿命Tk推定する。
第4図に、本実施例における残存寿命Tの求め方の一例
を示す、 なお前記説明においては、ストレスの作用回数naiと
許容最大繰返し回数N1との関係として説明してきた2
μ、光電子増倍管のように、入射光の強変とその持続時
間の積によって残存寿命が決まる機器に対しては、na
i−Niをそれぞれ持続時間、許容最大延べ持続時間と
解釈することによって、光電子増倍管のような機器にも
同様に適用可能である。
以上説明した通り1本発明によれば、対象機器の残存寿
命を適確に予測することが可能となる。
具体的には、航空機、船舶、車両等の輸送機械やクレー
ン等の荷投機械、各種反応槽等の化学機械、圧延機等の
産業機械等における応力的ストレスや、各種電気回路、
電子回路における送気的ストレス等に関する残存寿命の
診断が可能となる。又1本発明に係る機器の寿命診断装
置によれば、信号レベル調整手段や各設定手段により、
多種多様の対象機器に広く適用可能である等の優れた効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は,本発明の原理を説明するための,疲労破壊に
おける疲労特性(ストレスーストレス作用回仮特性)の
一例分示す線図、第2図は、同じく,ストレスの頻度分
布の一例會示す線図、第3図は,本発明に係る機器の寿
命診断装置の実施例の構成を示すブロック線図、第4図
は,前記実施例における機器の残存寿命の求め方の例を
示す線図である。 8・・・機器,10・・・定格負荷設定器。 14−24・・・割算器−16・・・ピーク値演算器、
l8・・・弁別器−20・・・カウンタ、22・・・疲
労特性設定器、26・・・加算器,28・・・条件設定
器。 30・・・推定器。 代理人  高 矢   論 (ほか1名) 第 l @      早2 図 第4 図 期間ノ 第3 @

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  機器の定格負荷に対する作用負荷の比率から
    機器に作用するストレスを求め、該ストレスの作用時毎
    のピーク値の大きさを弁別して、各弁別階層毎のストレ
    スの作用回数を一定期間毎に計数し、機器の疲労特性か
    ら求められる各弁別階層毎のストレスの許容最大繰返し
    回数と前記ストレスの作用回数との比率を求め、#比率
    を加算した値の推移から1機器の残存寿命を求めるよう
    にしたことを特徴とする機器の寿命診断方法。
  2. (2)  前記ストレスの作用時毎のピーク値の大きさ
    を、ストレスが機器の劣化に影響を及ぼすしきい値以上
    になってから、再び曲記しきい値未満になる迄の間の最
    大値とした特許請求の範囲第1項に記載の機器の寿命診
    断方法。
  3. (3)機器の作用負荷の測定信号のレベルを調整するた
    めの信号レベル調整手段と、機器の定格負荷を設定する
    ための定格負荷設定手段と、機器の定格負荷に対する作
    用負荷の比率から機器に作用するストレスを求めるため
    の第1の割算手段と、前記ストレスの作用時毎のピーク
    値の大きさを求めるピーク値演算手段と、前記ピーク値
    の大きさを弁別して、各弁別階層毎に振り分ける弁別手
    段と、各弁別階層毎のストレスの作用回数を一定周期毎
    に計数するカウンタと2機器の疲労特性から求められる
    各弁別階層毎のストレスの許容最大繰返し回数を設定す
    るための疲労特性設定手段と、各弁別階層毎に、前記許
    容最大繰返し回数と前記ストレスの作用回数との比率を
    求める第2の割算手段と、該第2の割算手段で求められ
    た比率を加算する加算手段と、ストレスの作用回数の変
    動以外の他の変動要因のうち、将来予足されている条件
    を予め設定するための条件設定手段と、#記加算手段の
    加算値から求められる機器の残存寿命を。 更に、前記条件設定手段で設定された他の変動要因に応
    じて補正することによって、機器の残存寿命を推定する
    推定手段と、を備えたことを特徴とする機器の寿命診断
    装置。
JP14734182A 1982-08-25 1982-08-25 機器の寿命診断方法および装置 Granted JPS5937443A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14734182A JPS5937443A (ja) 1982-08-25 1982-08-25 機器の寿命診断方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14734182A JPS5937443A (ja) 1982-08-25 1982-08-25 機器の寿命診断方法および装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5937443A true JPS5937443A (ja) 1984-02-29
JPS6218854B2 JPS6218854B2 (ja) 1987-04-24

Family

ID=15427986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14734182A Granted JPS5937443A (ja) 1982-08-25 1982-08-25 機器の寿命診断方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5937443A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6248135A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線電話装置の制御方法
JPH01312236A (ja) * 1987-05-06 1989-12-18 Fumiaki Hasegawa ドラムブレーキ
JP2008524678A (ja) * 2004-12-16 2008-07-10 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 複数のコンポーネントを有する製品の平均余命の予報方法および装置
JP2016176912A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 新日鐵住金株式会社 加工形状決定方法及び補修方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6248135A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 無線電話装置の制御方法
JPH01312236A (ja) * 1987-05-06 1989-12-18 Fumiaki Hasegawa ドラムブレーキ
JPH0325659B2 (ja) * 1987-05-06 1991-04-08 Fumiaki Hasegawa
JP2008524678A (ja) * 2004-12-16 2008-07-10 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 複数のコンポーネントを有する製品の平均余命の予報方法および装置
JP2016176912A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 新日鐵住金株式会社 加工形状決定方法及び補修方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6218854B2 (ja) 1987-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9465387B2 (en) Anomaly diagnosis system and anomaly diagnosis method
Lawless et al. Some simple robust methods for the analysis of recurrent events
KR101466623B1 (ko) 초저주파 탄델타의 측정 데이터를 이용한 전력 케이블의 상태 진단 및 잔존 수명 측정 장치 및 그 방법
Singh et al. Time-dependent reliability of random dynamic systems using time-series modeling and importance sampling
US7485548B2 (en) Die loss estimation using universal in-line metric (UILM)
Rayner et al. Smooth tests of goodness of fit: an overview
JP2009080612A (ja) 分布の評価方法、製品の製造方法、分布の評価プログラム及び分布の評価システム
US20210374634A1 (en) Work efficiency evaluation method, work efficiency evaluation apparatus, and program
CN111103851B (zh) 基于联合历史和时间序列分析的异常表征的系统和方法
US11055382B2 (en) Methods and systems that estimate a degree of abnormality of a complex system
McKean et al. The use and interpretation of residuals based on robust estimation
KR20180116322A (ko) 제조 설비의 이상 진단 장치
DE102019005710A1 (de) Abnormitätserfassungsvorrichtung, abnormitätserfassungverfahren und programm
JPS5937443A (ja) 機器の寿命診断方法および装置
US20100106357A1 (en) Combined evidence vehicle health monitoring
Zhuang et al. Considering modified criticality factor and functional dependency for reliability allocation purposes
KR101991296B1 (ko) 원자력 발전설비의 기계학습식 예측진단장치
Orchard et al. A novel RSPF approach to prediction of high-risk, low-probability failure events
CN113434823B (zh) 数据采集任务异常预警方法、装置、计算机设备和介质
CN113551764A (zh) 振动分析设备及其方法
KR20210127223A (ko) 고로의 이상 판정 장치, 고로의 이상 판정 방법, 및 고로의 조업 방법
JP3712857B2 (ja) デジタル計数率計
CN113177676B (zh) 一种基于自然对数函数的运维健康评估系统和评估方法
DE102018129443A1 (de) Fähigkeitsbeurteilungssystem
Woon Design of the side sensitive group runs chart with estimated parameters based on expected average run length