JPWO2019207718A1 - Condition monitoring device and asynchronous data adjustment method - Google Patents
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Abstract
サイクル毎に一定の動作で稼働することが想定される生産設備(2)の状態を、時間情報を応答しない計測機器(3)からの計測値を基に、波形バンド監視により監視する状態監視装置(1)であって、生波形データ(Wr)の計測点数(N)が基準計測点数(X)に合致しない場合、生波形データ(Wr)の計測点(Mi)あるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点(Mi)の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、基準計測点数(X)と一致するように生波形データ(Wr)を調整する計測点数調整部(13)を有するように構成した。A state monitoring device that monitors the state of production equipment (2), which is expected to operate at a constant rate for each cycle, by waveform band monitoring based on the measured values from the measuring device (3) that does not respond to time information. In (1), when the number of measurement points (N) of the raw waveform data (Wr) does not match the reference number of measurement points (X), the measurement points (Mi) of the raw waveform data (Wr) or between the measurement points Measurement point adjustment unit that adjusts the raw waveform data (Wr) so that it matches the reference measurement points (X) by deleting the measurement points (Mi) set by a predetermined reference or adding measurement points between measurement points. It was configured to have (13).
Description
本発明は、計測機器からの時間情報をもたないデータ(非同期データ)を用いて、機器の状態を監視する状態監視装置、および非同期データを状態監視に適用できるよう調整する方法に関する。 The present invention relates to a condition monitoring device that monitors the condition of an equipment using data (asynchronous data) that does not have time information from the measuring equipment, and a method of adjusting the asynchronous data so that it can be applied to the condition monitoring.
機器の異常の有無を監視する状態監視において、生産設備稼働時の電流波形を所定の回数事前に取得し、統計的手法を用いて波形を構成する計測点毎に上下限閾値を設定することで、生産設備の異常を検出する手法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In condition monitoring for monitoring the presence or absence of equipment abnormalities, the current waveform during operation of production equipment is acquired in advance a predetermined number of times, and the upper and lower thresholds are set for each measurement point that composes the waveform using a statistical method. , A method for detecting an abnormality in a production facility is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記手法では、波形データを生成する際に、計測点毎の時間情報が必要であるが、汎用的な計測機器の多くは、時間情報を応答しない。また、汎用的な計測機器は、状態監視を行うデータ収集装置と同期してデータ計測を行うものではなく、データ収集を行う上位装置においても、必ずしも一定周期でデータの収集ができるわけではない。 However, in the above method, time information for each measurement point is required when generating waveform data, but most general-purpose measuring instruments do not respond to time information. Further, a general-purpose measuring device does not measure data in synchronization with a data collecting device that monitors a state, and even a higher-level device that collects data does not always be able to collect data at regular intervals.
そのため、例えば、MC加工機、プレス機等の一定周期・動作で稼働することが想定される装置を対象とした場合でも、稼働開始から停止までに取得できるデータ点数にばらつきが生じる可能性があった。つまり、汎用的な計測機器からデータ収集を行う場合には、上下限比較を行うための計測点にズレが生じ、正確な異常検出が困難になる可能性があった。 Therefore, for example, even when targeting equipment such as MC processing machines and press machines that are expected to operate at regular intervals and operations, the number of data points that can be acquired from the start to the stop of operation may vary. It was. That is, when data is collected from a general-purpose measuring device, there is a possibility that the measurement points for comparing the upper and lower limits may shift, making accurate abnormality detection difficult.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、汎用的な計測機器を用いても、正確な異常検出が可能な状態監視装置、あるいは、汎用的な計測機器から収集した非同期データを状態監視が可能となるように調整する非同期データの調整方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is collected from a condition monitoring device or a general-purpose measuring device capable of accurately detecting an abnormality even if a general-purpose measuring device is used. The purpose is to obtain an adjustment method for asynchronous data that adjusts asynchronous data so that status monitoring is possible.
本発明の状態監視装置は、サイクル毎に一定の動作で稼働することが想定される装置の状態を、1サイクル分の波形データを構成する計測値ごとの閾値判断により監視する状態監視装置であって、時間情報を応答しない計測機器から、前記装置の状態を示す計測値を収集する計測値収集部と、前記計測値収集部が収集した計測値を時系列順に並べ、前記装置の1サイクル分の波形データを生成する波形化処理部と、前記装置が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形と、前記基準波形の計測値ごとの閾値、および前記基準波形の計測点数として定めた基準計測点数と、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶部と、前記波形化処理部が生成した生波形データを前記基準波形データと比較するために調整して出力する波形データ調整部と、前記波形データ調整部が出力した波形データを前記基準波形データと比較し、前記装置に異常があるか否かを判定する異常有無判定部と、を備え、前記波形データ調整部は、前記生波形データの計測点数が前記基準計測点数に合致しない場合、前記生波形データの計測点あるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、前記基準計測点数と一致するように前記生波形データを調整することを特徴とする。 The state monitoring device of the present invention is a state monitoring device that monitors the state of a device that is expected to operate in a constant operation for each cycle by determining a threshold value for each measured value constituting waveform data for one cycle. Then, from the measuring device that does not respond to the time information, the measured value collecting unit that collects the measured value indicating the state of the device and the measured value collected by the measured value collecting unit are arranged in chronological order for one cycle of the device. The waveform processing unit that generates the waveform data of the above, the reference waveform that is the waveform data for one cycle when the device is normal, the threshold value for each measured value of the reference waveform, and the number of measurement points of the reference waveform are determined. Wave data adjustment that adjusts and outputs the reference waveform data storage unit that stores the reference waveform data including the reference measurement points, and the raw waveform data generated by the waveformization processing unit to compare with the reference waveform data. The waveform data adjusting unit includes a unit and an abnormality presence / absence determination unit that compares the waveform data output by the waveform data adjusting unit with the reference waveform data and determines whether or not there is an abnormality in the apparatus. When the number of measurement points of the raw waveform data does not match the reference measurement points, the measurement points set by a predetermined reference among the measurement points or measurement points of the raw waveform data are deleted, or the measurement points between the measurement points are deleted. By adding the above, the raw waveform data is adjusted so as to match the reference measurement points.
本発明の非同期データの調整方法は、時間情報を応答しない計測機器から出力された非同期の計測値を時系列順に並べた波形データを用いて、サイクル毎に一定の動作で稼働することが想定される装置の状態監視に用いるために波形データを調整する方法であって、前記計測機器から、前記装置の状態を示す計測値を収集する計測値収集ステップと、前記計測値収集ステップで収集した計測値を時系列順に並べ、前記装置の1サイクル分の波形データを生成する波形化ステップと、前記装置が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形と、前記基準波形の計測値ごとの閾値、および前記基準波形の計測点数として定めた基準計測点数と、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶ステップと、前記波形化ステップで生成した生波形データを前記基準波形データと比較するために調整して出力する波形データ調整ステップと、前記波形データ調整ステップで出力された波形データを前記基準波形データと比較し、前記装置に異常があるか否かを判定する異常有無判定ステップと、を有し、前記波形データ調整ステップでは、前記生波形データの計測点数が前記基準計測点数に合致しない場合、前記生波形データの計測点あるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、前記基準計測点数と一致するように前記生波形データを調整することを特徴とする。 The asynchronous data adjustment method of the present invention is assumed to operate in a constant operation for each cycle using waveform data in which asynchronous measured values output from a measuring device that does not respond to time information are arranged in chronological order. This is a method of adjusting waveform data for use in monitoring the state of a device, which is a measurement value collection step for collecting measurement values indicating the state of the device from the measurement device, and a measurement collected in the measurement value collection step. The values are arranged in chronological order, a waveformization step that generates waveform data for one cycle of the device, a reference waveform that is waveform data for one cycle when the device is normal, and each measured value of the reference waveform. The reference waveform data storage step for storing the reference waveform data including the threshold value of and the reference measurement points determined as the measurement points of the reference waveform, and the raw waveform data generated in the waveformization step are compared with the reference waveform data. An abnormality presence / absence determination step of comparing the waveform data adjustment step adjusted and output in order to perform the adjustment and the waveform data output in the waveform data adjustment step with the reference waveform data and determining whether or not there is an abnormality in the apparatus. In the waveform data adjustment step, when the number of measurement points of the raw waveform data does not match the reference measurement points, the measurement points of the raw waveform data or between the measurement points are set by a predetermined reference. It is characterized in that the raw waveform data is adjusted so as to match the reference measurement points by deleting the measurement points or adding the measurement points between the measurement points.
本発明の状態監視装置、あるいは、非同期データの調整方法によれば、データ点数にばらつきが生じても、適切にデータ数を調整できるので、時間情報を応答しない汎用的な計測機器を用いて正確な状態監視を行うことができる。 According to the condition monitoring device of the present invention or the asynchronous data adjustment method, the number of data can be adjusted appropriately even if the number of data points varies, so that accurate measurement equipment that does not respond to time information can be used. Status monitoring can be performed.
実施の形態1.
図1〜図12は、本発明の実施の形態1にかかる状態監視装置の構成と動作、あるいは非同期データの調整方法を説明するためのもので、図1は状態監視装置の構成を示す機能ブロック図、図2は本発明の各実施の形態での解決すべき課題の説明として、同期機能を有さない計測機器が送信するデータの取得時点と、状態監視装置が収集しようとするデータの要求時点とのずれを説明するためのタイミングチャート、図3は生産設備が自身の稼働状況を示す設備稼働情報を出力する時点と、状態監視装置が設備稼働状況を確認する時点とのずれを説明するためのタイミングチャートである。また、図4(a)〜(e)は波形バンド監視のための基準波形データについての説明として、収集した複数の波形データから、基準波形、および計測点毎の上下限値を設定する手法を説明するための波形図である。
1 to 12 are for explaining the configuration and operation of the state monitoring device according to the first embodiment of the present invention, or a method for adjusting asynchronous data, and FIG. 1 is a functional block showing the configuration of the state monitoring device. FIG. 2 and FIG. 2 show the acquisition time of data transmitted by a measuring device having no synchronization function and the request for data to be collected by the state monitoring device as explanations of the problems to be solved in each embodiment of the present invention. A timing chart for explaining the deviation from the time point, FIG. 3 explains the time difference between the time when the production equipment outputs the equipment operation information indicating its own operation status and the time when the state monitoring device confirms the equipment operation status. It is a timing chart for. Further, FIGS. 4A to 4E show a method of setting a reference waveform and an upper / lower limit value for each measurement point from a plurality of collected waveform data as an explanation of the reference waveform data for waveform band monitoring. It is a waveform diagram for demonstrating.
図5は状態監視装置および非同期データの調整方法において、計測データを収集し、生波形データを生成する動作を説明するためのフローチャート、図6は生波形データを処理して、異常の有無の判定基準となる基準波形データを生成する動作を説明するためのフローチャート、図7(a)〜(c)は状態監視装置が収集しようとするデータの計測点数に対して、同期機能を有さない計測機器から送信されたデータの計測点数に1点の過不足があった場合に取得される波形データの例を示す図、図8(a)、(b)は計測点数に1点の過不足のある波形データに対する計測点の追加と削除処理を説明するための波形図、図9(a)、(b)は計測点を追加挿入した際の計測点の後方シフト処理を説明するための図、図10(a)、(b)は計測点を削除した際の計測点の前方シフト処理を説明するための図である。 FIG. 5 is a flowchart for explaining an operation of collecting measurement data and generating raw waveform data in a state monitoring device and an asynchronous data adjustment method, and FIG. 6 is a process of processing the raw waveform data to determine the presence or absence of an abnormality. A flowchart for explaining the operation of generating the reference reference waveform data as a reference, FIGS. 7 (a) to 7 (c) are measurements that do not have a synchronization function with respect to the number of measurement points of the data to be collected by the state monitoring device. Figures 8 (a) and 8 (b) show examples of waveform data acquired when there is an excess or deficiency of 1 point in the number of measurement points of the data transmitted from the device. A waveform diagram for explaining the process of adding and deleting measurement points to a certain waveform data, FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a backward shift process of measurement points when additional measurement points are inserted. 10 (a) and 10 (b) are diagrams for explaining the forward shift process of the measurement points when the measurement points are deleted.
また、図11(a)、(b)は同期機能を有さない計測機器から収集したデータの計測点数に2点の過不足があった場合に取得される波形データの例を示す図、図12(a)、(b)は計測点数に2点の過不足のある波形データに対する計測点の追加と削除処理を説明するための波形図である。そして、図13は生波形データを処理して異常の有無を判定する動作を説明するためのフローチャートである。 11 (a) and 11 (b) are diagrams and diagrams showing an example of waveform data acquired when there are excess or deficiency of 2 points in the number of measurement points of data collected from a measuring device having no synchronization function. 12 (a) and 12 (b) are waveform diagrams for explaining the process of adding and deleting measurement points to waveform data having excess or deficiency of two measurement points. FIG. 13 is a flowchart for explaining an operation of processing the raw waveform data to determine the presence or absence of an abnormality.
本発明の実施の形態1にかかる状態監視装置1は、図1に示すように、例えば、MC加工機、プレス機等の一定周期・動作で稼働することが想定される装置(生産設備2)の状態を監視するためのものである。そして、生産設備2に供給される電流や、圧力、温度等の設備状態を検出するための計測値を時間情報なしで通信出力する計測機器3からのデータを基に、生産設備2の状態を監視するものである。具体的には、生産設備2の動作サイクルごとに計測した監視用の波形データを、事前に設定した基準波形データと計測点毎に比較し、計測点毎に上下限値を逸脱しているか否かによって、異常の有無を判定することで生産設備2の状態を監視するものである。
As shown in FIG. 1, the
なお、基準波形データとは、基準となる波形(基準波形Wa)を形成する各計測点のデータと、計測点毎に設けた上限値Thu、下限値Thlの組合せを言う。また、基準波形Waに対して上限値Thuと下限値Thlにより幅を持たせた範囲を波形バンドT(図4参照)と称し、取得した監視用の波形データが波形バンドTから逸脱しているか否かで異常の有無を判定し、監視することを、波形バンド監視と称する。 The reference waveform data refers to a combination of data of each measurement point forming a reference waveform (reference waveform Wa) and an upper limit value Tu and a lower limit value Thl provided for each measurement point. Further, the range in which the reference waveform Wa is widened by the upper limit value Tu and the lower limit value Thl is referred to as a waveform band T (see FIG. 4), and whether the acquired waveform data for monitoring deviates from the waveform band T. Determining the presence or absence of an abnormality based on whether or not it is present and monitoring it is called waveform band monitoring.
そのため、波形バンド監視用の状態監視装置1は、計測機器3との通信により、基準波形データや監視用の波形データを生成するための計測値等のデータを送受信する送受信部16と、基準波形データを生成する基準波形データ生成部10と、生成した基準波形データを記憶する基準波形データ記憶部11と、順次取得したデータを時系列に並べて1サイクル毎の波形データ(生波形データWr)を生成する波形化処理部14と、基準波形データ記憶部に記憶された基準波形データと監視用の波形データとを比較し、監視対象である生産設備2の異常の有無を判定する異常有無判定部15と、入出力操作を行う操作部17と、生産設備2の稼働状況や異常が発生したこと等を出力する表示部18と、生産設備2からの信号を受けて、生産設備2の稼働状態を判断するとともに、上述した各部を統合制御する状態監視制御部12とを備えている。
Therefore, the
そして、本発明の各実施の形態にかかる状態監視装置1の特徴は、後述する計測点に過不足のある波形データの計測点数を調整して、基準波形データや監視用の波形データに適した形態に修正する計測点数調整部13を備えたことにある。ここで、特徴部分である計測点数調整部13をはじめとする各部の説明の前に、定周期・動作で稼働することが想定される装置の波形データにおいて、計測点の過不足が生ずる要因について説明する。
The feature of the
背景技術で説明したように、汎用的な計測機器は、時間情報の無い計測値のみを出力する。そのため、状態監視装置は、計測機器から取得したデータを時系列順に並べ、計測値(Y軸)、計測点順序(X軸)というように、XY平面上に計測値をプロットした波形データを生成する。一定周期・動作で稼働する生産設備に対して稼働開始から停止まで1サイクルの波形データを取得した場合、稼働時間に変動はないため、理想的には同じ計測点数の波形が取得できる。ここで、計測機器は機器固有の周期で計測値を更新し、状態監視装置も同様に、装置固有の周期で計測機器に対してデータ要求を行う。しかし、汎用的な計測機器を用いる場合、計測機器の計測値更新と状態監視装置がデータ要求を行うタイミング間で同期を取る手段は用意されておらず、取得されたデータは非同期データとなる。 As explained in the background technology, general-purpose measuring instruments output only measured values without time information. Therefore, the condition monitoring device arranges the data acquired from the measuring device in chronological order, and generates waveform data in which the measured values are plotted on the XY plane, such as the measured values (Y-axis) and the measurement point order (X-axis). To do. When waveform data for one cycle from the start to stop of operation is acquired for a production facility that operates at a fixed cycle and operation, the operating time does not change, so ideally the same number of measurement points can be acquired. Here, the measuring device updates the measured value at a cycle peculiar to the device, and the condition monitoring device similarly requests data from the measuring device at the cycle peculiar to the device. However, when a general-purpose measuring device is used, there is no means for synchronizing the measurement value update of the measuring device and the timing at which the condition monitoring device makes a data request, and the acquired data becomes asynchronous data.
そのため、状態監視装置が計測値を時系列順に取得して生成する波形データは、計測サンプリング周期と一致したものとはならず、例えば、図2に示すように、データ3やデータ5の欠損が発生するように、実際の計測点と収集した計測点間でズレが生じる。つまり、計測値に時間情報の紐付けができない汎用的な計測機器を用いる限り、一定周期・動作で稼働する生産設備であっても、その稼働開始から停止まで1サイクルの波形データでは、サイクル毎に計測点数に微小な過不足(ばらつき)が生じる可能性が有る。
Therefore, the waveform data generated by the condition monitoring device acquiring the measured values in chronological order does not match the measurement sampling cycle. For example, as shown in FIG. 2,
また、生産設備での実際の稼働状態のON/OFFの切替りタイミングと、状態監視装置が生産設備のONとOFFを検出するまでに要する遅延時間も、計測点数のばらつき要因として考えられる。例えば、図3に示すように、生産設備が実際にON/OFFするタイミングに対し、状態監視装置が生産設備に対して稼働状態を示す信号を要求して、ON/OFFを検出するまでの時間に遅延時間(ΔTi、ΔTe)が生じる場合が推定される。この場合、実際の1サイクルの稼働時間TcRに対し、状態監視装置がONと検出(認識)している1サイクルの稼働時間TcDとは、ΔTe−ΔTiのずれが生じ、計測点数にばらつきが生じる。 Further, the timing of switching ON / OFF of the actual operating state in the production equipment and the delay time required for the condition monitoring device to detect ON / OFF of the production equipment are also considered to be factors of variation in the number of measurement points. For example, as shown in FIG. 3, the time until the condition monitoring device requests a signal indicating the operating state from the production equipment at the timing when the production equipment actually turns ON / OFF and detects ON / OFF. It is estimated that a delay time (ΔTi, ΔTe) may occur. In this case, there is a deviation of ΔTe−ΔTi from the 1-cycle operating time TcD that the condition monitoring device detects (recognizes) as ON with respect to the actual 1-cycle operating time TcR, and the number of measurement points varies. ..
一方、波形バンド監視に用いる波形バンドTは、図4(a)〜(c)に示すように、生産設備が正常な状態において、1サイクルごとの複数の波形データW1、W2、・・・Wn(図では、簡略化のためn=3で表記)を取得する。取得した複数の波形データW1〜W3の計測点毎の値(計測値)は、通常、図4(d)に示すように変動がある。そこで、計測点毎に統計処理を行い、例えば、計測点毎の平均値を基準波形Waとして算出することができる。同様に、計測点毎の標準偏差を平均値に加算、減算して上限値Thu、下限値Thlを算出すれば、上述した波形バンドTを定義できる基準波形データを生成することができる。 On the other hand, as shown in FIGS. 4A to 4C, the waveform band T used for the waveform band monitoring has a plurality of waveform data W1, W2, ... Wn for each cycle in a normal state of the production equipment. (In the figure, it is expressed as n = 3 for simplification). The values (measured values) of the acquired plurality of waveform data W1 to W3 for each measurement point usually fluctuate as shown in FIG. 4 (d). Therefore, statistical processing can be performed for each measurement point, and for example, the average value for each measurement point can be calculated as the reference waveform Wa. Similarly, if the standard deviation for each measurement point is added to or subtracted from the average value to calculate the upper limit value Tu and the lower limit value Thl, it is possible to generate reference waveform data in which the above-mentioned waveform band T can be defined.
しかしながら、サイクル毎に計測点数のばらつきがあると、統計処理の対象がずれて、正確な基準波形データを算出することができない。また仮に、計測点数が揃ったサイクルのデータのみで基準波形データを算出したとしても、監視用の波形データの計測点数がずれていては、正確な波形バンド監視を行うことはできない。つまり、計測点数にばらつきが生じたままでは、波形バンドの監視が実施できない。 However, if the number of measurement points varies from cycle to cycle, the target of statistical processing shifts, and accurate reference waveform data cannot be calculated. Further, even if the reference waveform data is calculated only from the cycle data in which the measurement points are aligned, accurate waveform band monitoring cannot be performed if the measurement points of the monitoring waveform data are deviated. That is, the waveform band cannot be monitored if the number of measurement points varies.
しかし、本発明の各実施の形態にかかる状態監視装置1では、サイクル毎の波形データの計測点数を適切に調整する計測点数調整部13を備えるようにしたので、汎用的な計測装置3から順次収集したデータを基に、正確な波形バンド監視を行うことができる。以下、詳細に説明する。
However, since the
<基準波形データ生成部>
基準波形データ生成部10は、基準波形データを生成するための、波形化処理部14が生成した複数の生波形データWrを記憶する基準用波形データ記憶部10aと、所定の複数回取得した波形データから、基準となる計測点数(基準計測点数X)を導出する基準計測点数導出部10bと、後述する計測点数調整部13で生波形データWrの計測点数を調整した調整済みの波形データWを格納する調整済波形データ記憶部10cと、調整済波形データ記憶部10cに格納されている調整済の波形データWから計測点毎の平均値、標準偏差等の統計値を導出する統計値算出部10dと、統計値算出部10dが算出した計測点毎の平均値から基準波形Waを算出するとともに、標準偏差に基づき、基準波形Waの計測点毎に上限値Thu、下限値Thlを設定し、波形バンドTを生成する波形バンド生成部10eと、を備える。<Reference waveform data generator>
The reference waveform data generation unit 10 includes a reference waveform
なお、各実施の形態においては、基準波形Waの生成には平均値、波形バンドT生成用の上限値Thu、下限値Thlの生成には標準偏差を用いた例を示すが、これに限ることはない。監視対象の特性に応じて、例えば、最頻値や中央値を基準波形に用いてもよいし、他の統計値を用いて上限値Thu、下限値Thlを生成してもよい。あるいは、近傍の計測点の値を用いた平滑化処理を加えるようにしてもよい。さらには、他のデータに対して逸脱の大きなデータを対象から外す等の調整を加えてもよい。 In each embodiment, an example in which the average value is used to generate the reference waveform Wa, the upper limit value Tu for generating the waveform band T, and the standard deviation is used to generate the lower limit value Thl is shown, but the present invention is limited to this. There is no. Depending on the characteristics of the monitoring target, for example, the mode value or the median value may be used as the reference waveform, or the upper limit value Tu and the lower limit value Thl may be generated using other statistical values. Alternatively, a smoothing process using the values of nearby measurement points may be added. Further, adjustments such as excluding data having a large deviation from other data may be made.
<計測点数調整部>
計測点数調整部13は、状態監視制御部12から出力された生波形データWrの計測点数が、基準波形データ記憶部11に記憶された基準計測点数Xと一致しているか否かを判定する過不足判定部13aと、生波形データWrの計測点数に過不足がある場合は、生波形データWrの調整対象(計測点を挿入すべき計測点間の位置、または削除すべき計測点の位置)を決定する調整箇所決定部13bと、調整箇所決定部13bが決定した調整対象に基づき、生波形データWrを調整して、調整済の波形データWを生成する波形データ調整部13cとを備える。<Measurement point adjustment unit>
The measurement
計測点数調整部13は、状態監視制御部12の制御により、生成した調整済の波形データWを基準波形データ生成部10、あるいは状態監視制御部12に出力する。
The measurement
状態監視制御部12は、上述したように、状態監視装置1全体の動作を統括制御するとともに、図3で説明した方式で、生産設備2に対する稼働状態を示す信号を要求して生産設備2の稼働状態を判定する機能を有している。なお、各実施の形態においては、生産設備2の稼働状況を生産設備2の稼働状態出力部20からの出力信号により判定する例を示すが、これに限ることはない。例えば、生産設備2に設けられたスタートスイッチや停止スイッチに連動して判定するようにしてもよく、計測機器3からの信号により、生産設備2の稼働状況を判定するようにしてもよい。
As described above, the condition
なお、各実施の形態においては、状態監視装置1の各部を個別のハードウェアがあるかのように記載しているが、必ずしも物理的に分離した部材で構成する必要はない。例えば、状態監視装置1の各部あるいは、以降の動作で説明する非同期データの調整方法における各ステップに対応するモジュールで構成されたプログラムにより、コンピュータ等を動作させることで実現するようにしてもよい。さらには、上述したプログラムを収納した記憶媒体をコンピュータに読み取らせることで実現するようにしてもよい。
In each embodiment, each part of the
つぎに、動作について説明する。
状態監視制御部12が、生産設備2がON状態であると判定すると、波形化処理部14は、OFF状態であると判定されるまで、送受信部16を介して収集した計測値を用いて波形化処理動作を行い、1サイクル分の生波形データWrを生成する。具体的には、図5のフローチャートに示すように、状態監視制御部12が、稼働状態出力部20から稼働の状態を示す信号を取得し(ステップS100)ON状態かOFF状態のいずれであるかを判定する(ステップS110)。なお、ここでのON状態とは、電源がONという意味ではなく、生産設備として稼働している状態を意味する。Next, the operation will be described.
When the condition
ON状態であると判定すると(ステップS110で「Y」)、状態監視制御部12は、送受信部16に対し、図2で説明したように、計測機器3がセンサ部30と計測演算部31より得られる生産設備2の計測値を要求し、通信部32からの計測値の応答により、計測値Miを取得させる(ステップS120)。この動作を、状態監視制御部12が稼働状態の信号を取得(ステップS130)し、OFFであると判定するまで継続する。
When it is determined that the state is ON (“Y” in step S110), the condition
ONからOFFに切り替わったと判定すれば、波形化処理部14は、送受信部16が受信した一連の計測値Miを時系列順に並べて生波形データWrを生成し、状態監視制御部12に出力する(ステップS140)。
If it is determined that the ON has been switched to OFF, the
状態監視装置1の初期状態、あるいは、生産設備2の切り替わり等の監視対象の条件が変わり、基準波形データの生成が必要な状態では、波形化処理部14が生成・出力した生波形データWrは、基準波形データ生成部10に出力される。そして、図6のフローチャートに示すようにして、基準波形データが形成される。
When the initial state of the
基準波形データ生成部10は、基準波形データの元となる波形データ数が、所定数(n)取得できたか(基準用波形データ記憶部10aに記憶されたか)否かを判定する。(ステップS200)。所定数(n)取得できたと判定する(ステップS200で「Y」)と、基準計測点数導出部10bは、基準用波形データ記憶部10aに格納された生波形データWrから、各生波形データを構成する計測点数の平均に基づき、整数値の基準計測点数Xを導出する(ステップS210)。なお、基準計測点数Xの導出においても、波形バンドTの生成で説明したように、平均値に限らず、他の統計値を用いてよいのは言うまでもない。ただし、波形バンド監視では、計測点毎に比較するものであり、整数に調整する必要はある。
The reference waveform data generation unit 10 determines whether or not a predetermined number (n) of waveform data, which is the source of the reference waveform data, can be acquired (whether or not it is stored in the reference waveform
基準計測点数Xが決まると、生波形データWrを計測点数調整部13に出力し、計測点数調整後の波形データWを調整済波形データ記憶部10cに格納する(ステップS220〜S230:計測点数調整部13の動作で詳細説明する)。調整済波形データ記憶部10cに所定数(n)の波形データWが格納されると、統計値算出部10dは、各波形データWの時系列順に並んだ計測点毎に平均値Maと、標準偏差Muを導出する(ステップS240〜S250)。
When the reference measurement point X is determined, the raw waveform data Wr is output to the measurement
統計値の算出が終わると、波形バンド生成部10eは、算出された統計値を元に、時系列順に並べられた計測点毎に上下限の閾値(上限値Thu、下限値Thl)を有する波形バンドTを生成する(ステップS260)。波形バンドTが生成されると、基準波形データ生成部10の各部で算出した基準計測点数X、基準波形Waを表す各計測点の平均値、標準偏差、および波形バンドTを基準波形データとして、基準波形データ記憶部11に格納する。これにより、以降の状態監視の基準となるデータが揃ったことになる。
When the calculation of the statistical value is completed, the waveform
ここで、ステップS220〜S230(後述する状態監視のフロー(図13)におけるステップS320〜S330も同様)を含む、計測点数調整部13の動作について説明する。過不足判定部13aは、基準波形データ生成部10あるいは状態監視制御部12から出力された生波形データWrの計測点数をカウントし、カウントした計測点数が、基準計測点数Xと一致しているか否かを判定する。例えば、図7(c)に示すように、生波形データWr3の計測点数Nが、基準計測点数Xと一致している場合は、生波形データWr3の係数点数の調整は行わず、調整済みの波形データW3として、そのまま出力元に返信する。Here, the operation of the measurement
一方、計測点数Nが基準計測点数Xと一致しなかった場合は、生波形データWrは調整箇所決定部13bに出力され、調整箇所を決定する。生波形データWrの計測点数Nが、基準計測点数Xよりも少ない場合は、計測点数Nを不足数に1を加えた値で等分した箇所(の直近の計測点間部分)を計測点の追加対象として決定する。一方、生波形データWrの計測点数Nが、基準計測点数Xよりも多い場合は、計測点数Nを超過数に1を加えた値で等分した箇所(の直近の計測点)を計測点の削除対象として決定する。
On the other hand, when the number of measurement points N does not match the reference number of measurement points X, the raw waveform data Wr is output to the adjustment
具体的には、ひとつの波形データ中のi番目の計測点をMiと表記して説明する。図7(a)に示すように、生波形データWr1の計測点数Nが、基準計測点数Xよりも1つ少ない場合(N=X−1)、図8(a)に示すように、計測点MN/2の直近の計測点間部分を計測点の追加対象として決定する。あるいは、図7(b)に示すように、生波形データWr2の計測点数Nが、基準計測点数Xよりも1つ多い場合(N=X+1)、図8(b)に示すように、計測点MN/2の直近の計測点を削除対象として決定する。Specifically, the i-th measurement point in one waveform data will be described as Mi. As shown in FIG. 7 (a), when the number of measurement points N of the raw waveform data Wr 1 is one less than the reference number of measurement points X (N = X-1), the measurement is performed as shown in FIG. 8 (a). The portion between the nearest measurement points of the point MN / 2 is determined as an addition target of the measurement points. Alternatively, as shown in FIG. 7 (b), when the number of measurement points N of the raw waveform data Wr 2 is one more than the reference number of measurement points X (N = X + 1), the measurement is performed as shown in FIG. 8 (b). The nearest measurement point of the point MN / 2 is determined as the deletion target.
このように、追加対象、あるいは削除対象が決定すると、波形データ調整部13cは、波形データWr1に対しては、図8(a)で説明したように、計測点間のうち、計測点MN/2の直近の計測点間部分に新たな計測点を追加する。追加する計測点の値としては、例えば、両隣の計測点の平均値を用いる。計測点MN/2以降の計測点の順序が1つずつ繰り下がる(後方シフト)。同様に、波形データWr2に対しては、図8(b)で説明したように、計測点間のうち、計測点MN/2の直近の計測点を削除する。これにより、計測点MN/2以降の計測点の順序が1つずつ繰り上がる(前方シフト)。In this way, when the addition target or the deletion target is determined, the waveform
より具体的には、例えば、図9(a)、(b)に示すように、Mr2とMr3の間にM3が追加された場合、Mr2以前の順序は変わりなく、Mr3がM4に、Mr4がM5にと、挿入されたM3以降の計測点の順序が後方シフトする。同様に、図10(a)、(b)に示すように、Mr3が削除された場合、Mr2以前の順序は変わりなく、Mr4がM3に、Mr5がM4にと、挿入されたMr3以降の計測点の順序が前方シフトする。More specifically, for example, FIG. 9 (a), the (b), the case where M 3 is added between Mr 2 and Mr 3, Mr 2 is no different previous order, are Mr 3 The order of the inserted measurement points after M 3 shifts backward to M 4 and Mr 4 to M 5 . Similarly, as shown in FIGS. 10A and 10B, when Mr 3 is deleted, the order before Mr 2 does not change, and Mr 4 is inserted into M 3 and Mr 5 is inserted into M 4. The order of the measurement points after Mr 3 is shifted forward.
また、あるいは、図11(a)に示すように、生波形データWr1の計測点数Nが、基準計測点数Xよりも2つ少ない場合(N=X−2)、図12(a)に示すように、計測点MN/3と計測点M2N/3それぞれの直近の計測点間部分を計測点の追加対象として決定する。同様に、図11(b)に示すように、生波形データWr2の計測点数Nが、基準計測点数Xよりも2つ多い場合(N=X+2)、図12(b)に示すように、計測点MN/3と計測点M2N/3それぞれの直近の計測点の計測点を削除対象として決定する。Alternatively, as shown in FIG. 11 (a), when the number of measurement points N of the raw waveform data Wr 1 is two less than the reference number of measurement points X (N = X-2), it is shown in FIG. 12 (a). As described above, the portion between the nearest measurement points of the measurement points MN / 3 and the measurement points M 2N / 3 is determined as the target for adding the measurement points. Similarly, as shown in FIG. 11 (b), when the number of measurement points N of the raw waveform data Wr 2 is two more than the reference number of measurement points X (N = X + 2), as shown in FIG. 12 (b). The measurement points of the nearest measurement points of the measurement points MN / 3 and the measurement points M 2N / 3 are determined as deletion targets.
その場合も、波形データ調整部13cは、生波形データWr1に対しては、図12(a)で説明したように、計測点間のうち、計測点MN/3と計測点M2N/3それぞれの直近の計測点間部分に新たな計測点を追加する。これにより、計測点MN/3以降の計測点の順序が1つ後方シフトし、計測点M2N/3以降の計測点は、さらに1つ(計2つ)後方シフトする。同様に、生波形データWr2に対しては、図12(b)で説明したように、計測点間のうち、計測点MN/3と計測点M2N/3それぞれの直近の計測点を削除する。これにより、計測点MN/3以降の計測点が1つ前方シフトし、計測点M2N/3以降の計測点は、さらに1つ(計2つ)後方シフトする。In that case as well, the waveform
このようにして、過不足のある生波形データWrは、波形データ調整部13cにて計測点数を調整し、調整済の波形データWとして出力元に返信される。なお、過不足数が3以上の場合も同様である。
In this way, the excess or deficiency of the raw waveform data Wr is returned to the output source as the adjusted waveform data W after adjusting the number of measurement points by the waveform
これにより、基準波形データ生成部10では、計測点数が揃った波形データを用い、基準波形データを生成することができる。同様に、異常有無判定部15においても、計測点数Nが基準波形Waの基準計測点数Xと一致する波形データを用いて計測点毎の上下限比較が可能となり、設備異常監視が可能となる。以下、図13のフローチャートを用いて説明する。
As a result, the reference waveform data generation unit 10 can generate the reference waveform data by using the waveform data having the same number of measurement points. Similarly, in the abnormality presence /
状態監視制御部12は、生波形データWrを取得(図5:ステップS100〜S140)すると、基準波形データ記憶部11に基準波形データが格納されているか否かを確認する(ステップS300)。格納されていない場合(ステップS300で「N」)は、基準波形データ生成部10に生波形データWrを出力し、基準波形データ生成ステップ(S200〜)を実行させる。一方、格納されている場合(ステップS300で「Y」)は、取得した生波形データWrを状態監視に用いるため、計測点数調整部13に出力する。
When the state
計測点数調整部13では、前述したように、初めに過不足判定部13aは、計測点数Nが基準計測点数Xと一致しているか否かを判定する(ステップS310)。生波形データWrの計測点数Nが基準計測点数Xと一致していない場合(ステップS310で「N」)、調整箇所決定部13bおよび波形データ調整部13cで計測点数を調整して監視用の波形データWを生成し、状態監視制御部12に返信する(ステップS320〜S330)。生波形データWrの計測点数Nが基準計測点数Xと一致している場合(ステップS310で「Y」)、出力された生波形データWrをそのまま監視用の波形データWとして、状態監視制御部12に返信する。
In the measurement
状態監視制御部12は、返信された監視用の波形データWを異常有無判定部15に出力し、異常の有無を判定させる。異常有無判定部15では、出力された波形データWと基準波形データとを比較し、波形データWの各計測点が波形バンドT内に収まっているか否かにより、異常がないかあるかを判定する(ステップS340)。波形バンドT内の収まっている場合(ステップS350で「Y」)、異常ありと判定し、例えば、逸脱の程度や過去の履歴(連続しているか突発的か等)に基づいて、劣化情報を表示あるいは出力する。
The condition
このように、計測点数調整部13、あるいは計測点数を調整する工程(例えば、ステップS310〜S330)を備えることで、非同期の組込み機器を組み合わせて異常の検出が可能となる。とくに、計測点の追加あるいは削除対象を過不足数に応じて均等割りして設定したため、局所的に偏って計測点の位置をシフトさせることがない。つまり、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所と、追加あるいは削除対象との間に位置ずれがあった場合でも、その影響を最小限に抑えることができ、計測点の追加あるいは削除を簡単な演算で適切に行うことができる。
As described above, by providing the measurement point
なお、本実施の形態、および次の実施の形態においては、一つの監視対象を監視する例について説明するが、これに限ることはない。例えば、ひとつの監視対象に対し、異なる種類の通信機能付計測機器を接続した複数の状態監視装置を用いて、多角的な異常検出を実施しても良い。 In this embodiment and the next embodiment, an example of monitoring one monitoring target will be described, but the present invention is not limited to this. For example, multifaceted abnormality detection may be performed by using a plurality of condition monitoring devices to which different types of measuring devices with communication functions are connected to one monitoring target.
実施の形態2.
本発明の実施の形態2にかかる状態監視装置の構成と動作、あるいは非同期データの調整方法では、実施の形態1に対して、計測点数に過不足があった場合の削除または追加箇所の設定方法が異なるものである。それ以外については、実施の形態1と同様であるため、同様部分については実施の形態1における図や説明を援用する。図14と図15は、本発明の実施の形態2にかかる状態監視装置の動作、あるいは非同期データの調整方法を説明するためのもので、図14は異常の有無を判定する際に、生波形データの計測点数を調整する際の追加または削除箇所を基準波形との相関関係を用いて設定する動作を含むフローチャート、図15(a)、(b)は計測点数に1点の過不足のある波形データに対する計測点の追加箇所あるいは削除箇所の設定処理を説明するための波形図である。
In the configuration and operation of the condition monitoring device or the asynchronous data adjustment method according to the second embodiment of the present invention, there is a method of deleting or setting additional points when there is an excess or deficiency in the number of measurement points as compared with the first embodiment. Is different. Other than that, it is the same as that of the first embodiment. Therefore, the drawings and explanations of the first embodiment are used for the same parts. 14 and 15 are for explaining the operation of the state monitoring device according to the second embodiment of the present invention or the method of adjusting asynchronous data, and FIG. 14 shows a raw waveform when determining the presence or absence of an abnormality. Flow charts including an operation of setting addition or deletion points when adjusting the number of measurement points of data using the correlation with the reference waveform, FIGS. 15 (a) and 15 (b) show an excess or deficiency of one point in the number of measurement points. It is a waveform diagram for demonstrating the setting process of the addition point or the deletion point of the measurement point with respect to the waveform data.
上記実施の形態1においては、過不足数に応じた単純な均等割りつけによって追加・削除箇所を設定することで、演算処理の負担を増加させずに、位置ずれによる影響を最小限に抑えて、計測点数を調整させる例を示した。本実施の形態2においては、実施の形態1よりは演算処理の負担は増大するが、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所とのずれ自体を最小限に抑え、正確な計測点の追加あるいは削除を行えるようにするものである。 In the first embodiment, by setting the addition / deletion points by simple even allocation according to the excess / deficient number, the influence of the misalignment is minimized without increasing the load of the arithmetic processing. , An example of adjusting the number of measurement points is shown. In the second embodiment, the load of arithmetic processing is heavier than that in the first embodiment, but the deviation itself from the part where the defect actually occurs or the part where the excessive acquisition is obtained is minimized and accurate. It enables the addition or deletion of various measurement points.
本実施の形態2にかかる状態監視装置、あるいは非同期データの調整方法では、図14に示すように、状態監視制御部12は、生波形データWrを取得(図5:ステップS100〜S140)すると、基準波形データ記憶部11に基準波形データが格納されているか否かを確認する(ステップS400)。格納されていない場合(ステップS400で「N」)は、基準波形データ生成部10に生波形データWrを出力し、基準波形データ生成ステップ(S200〜)を実行させる。一方、格納されている場合(ステップS400で「Y」)は、取得した生波形データWrを状態監視に用いるため、計測点数調整部13に出力する。
In the state monitoring device or the asynchronous data adjustment method according to the second embodiment, as shown in FIG. 14, when the state
計測点数調整部13では、前述したように、初めに過不足判定部13aは、計測点数Nが基準計測点数Xと一致しているか否かを判定する(ステップS410)。生波形データWrの計測点数Nが基準計測点数Xと一致している場合(ステップS410で「Y」)、出力された生波形データをそのまま監視用の波形データWとして、状態監視制御部12に返信する。一方、生波形データWrの計測点数Nが基準計測点数Xと一致していない場合(ステップS410で「N」)、調整箇所決定部13bで追加/削除対象を設定する(ステップS420)。波形データ調整部13cは、設定された追加/削除対象に応じて、生波形データWrの計測点数を調整して監視用の波形データWを生成し、状態監視制御部12に返信する(ステップS420〜S430)。
In the measurement
ここで、計測点数Nが基準計測点数Xに対し一点の過不足がある場合の調整箇所の決定方法について図15を用いて説明する。不足数が1の場合、調整箇所決定部13bは、図15(a)に示すように、全計測点の間および外側の位置に、逐次計測点を挿入し、挿入して得られた仮波形と基準波形Waとの相関を算出して記憶していく。そして、相関が最も高くなった仮波形を形成することができた挿入箇所を点数調整用の挿入箇所として設定する(ステップS420)。設定後の波形データ調整部13cの動作は実施の形態1と同様である。なお、計測点の間は実施の形態1と同様に平均値でよいが、外側の位置の場合は近傍計測点の傾きから外挿すればよい。例えば、Mr1の手前に計測点を追加する場合は、Mr2とMr1との差をMr1の値から除した値にすればよい。同様にMrNの後ろに計測点を追加する場合は、MrNとMrN−1との差をMrNに加算した値にすればよい。Here, a method of determining an adjustment point when the number of measurement points N is one point excess or deficiency with respect to the reference number of measurement points X will be described with reference to FIG. When the number of shortages is 1, as shown in FIG. 15A, the adjustment
あるいは、超過数が1の場合、調整箇所決定部13bは、図15(b)に示すように、全計測点を、逐次削除し、削除して得られた仮波形と基準波形Waとの相関を算出して記憶していく。そして、相関が最も高くなった仮波形を形成することができた削除箇所を点数調整用の削除箇所として設定する(ステップS420)。
Alternatively, when the excess number is 1, the adjustment
ステップS440以降の動作は、実施の形態1で説明した図13のステップS340以降と同様である。これにより、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所とのずれを最小限に抑えた正確な位置に計測点を追加あるいは削除して計測点数を調整することができる。 The operation after step S440 is the same as that after step S340 of FIG. 13 described in the first embodiment. As a result, the number of measurement points can be adjusted by adding or deleting measurement points at accurate positions that minimize the deviation from the points where defects actually occur or the points that have been excessively acquired.
なお、削除あるいは追加対象数を過不足数の回数分乗じただけの仮波形データの作成数は、必要となるが、過不足数が2点以上の場合でも、この削除あるいは追加対象の設定方法は有効である。 It is necessary to create temporary waveform data by multiplying the number of deletion or addition targets by the number of excess or deficiency, but even if the number of excess or deficiency is 2 or more, this method of setting the deletion or addition target Is valid.
以上のように、本発明の実施の形態1あるいは2にかかる状態監視装置1によれば、サイクル毎に一定の動作で稼働することが想定される装置(生産設備2)の状態を、1サイクル分の波形データを構成する計測値ごとの上下限判断(または閾値判断)により監視する状態監視装置1であって、時間情報を応答しない計測機器3から、生産設備2の状態を示す計測値を収集する計測値収集部(送受信部16)と、送受信部16が収集した計測値を時系列順に並べ、生産設備2の1サイクル分の波形データを生成する波形化処理部14と、生産設備2が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形Waと、基準波形Waの計測値ごとの上限値Thuと下限値Thl(または、いずれかの閾値)、および基準波形Waの計測点数として定めた基準計測点数Xと、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶部11と、波形化処理部14が生成した生波形データWrを基準波形データと比較するために調整して出力する波形データ調整部(計測点数調整部13)と、計測点数調整部13が出力した波形データWを基準波形データと比較し、生産設備2に異常があるか否かを判定する異常有無判定部15と、を備え、計測点数調整部13は、生波形データWrの計測点数Nが基準計測点数Xに合致しない場合、生波形データWrの計測点Miあるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点Miの削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、基準計測点数Xと一致するように生波形データWrを調整するように構成した。これにより、時間情報を応答しない汎用的な計測機器を用いても、波形バンドTを用いた状態監視を正確に実行することができる。
As described above, according to the
また、実施の形態1にかかる状態監視装置1のように、波形データ調整部(計測点数調整部13)は、生波形データWrの計測点数Nの基準計測点数Xからの過不足数に応じて、生波形データWrの計測点数Nを均等割りした位置を計測点の削除あるいは追加対象として設定するように構成したので、演算処理の負担を増大させることなく、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所と、追加あるいは削除対象との間に位置ずれがあった場合でも、その影響を最小限に抑えて、正確な状態監視を実行できる。
Further, as in the
あるいは、実施の形態2にかかる状態監視装置1のように、波形データ調整部(計測点数調整部13)は、生波形データWrの全計測点に対し、基準計測点数Xからの過不足数分の計測点を逐次削除あるいは追加するごとに生成した仮波形データを基準波形Waと比較し、基準波形Waと最も相関の高い仮波形データを調整済みの波形データWとして出力するように構成したので、実際に欠損が生じた箇所、あるいは過剰に取得してしまった箇所とのずれを最小限に抑えた正確な位置に計測点を追加あるいは削除して計測点数を調整することができる。
Alternatively, as in the
また、装置(生産設備2)が正常なときに収集した複数回分の波形データから基準計測点数Xを算出し、算出した基準計測点数Xに基づき、波形データ調整部(計測点数調整部13)が複数回分の波形データ(生波形データWr)を調整した波形データWを用いて、基準波形データWaを生成する基準波形データ生成部10を備えるように構成すれば、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所とのずれを最小限に抑えた正確な位置に計測点を追加あるいは削除して計測点数を調整することができる。 Further, the reference measurement point X is calculated from the waveform data for a plurality of times collected when the device (production equipment 2) is normal, and the waveform data adjustment unit (measurement point adjustment unit 13) is based on the calculated reference measurement point X. If the waveform data W obtained by adjusting the waveform data (raw waveform data Wr) for a plurality of times is used and the reference waveform data generation unit 10 for generating the reference waveform data Wa is provided, a location where a defect actually occurs or a location where a defect actually occurs or The number of measurement points can be adjusted by adding or deleting measurement points at accurate positions that minimize the deviation from the excessively acquired points.
外部から受信した信号により、装置(生産設備2)がON状態かOFF状態であるかを判定する稼働状態判定部(状態監視制御部12の機能の一部)を有し、計測値収集部(送受信部16)は、稼働状態判定部の判定結果に基づいて、計測機器3からの計測値の収集の開始または停止を行うようにすれば、人手を介することなく、1サイクル分の波形データを取得し、状態監視が可能となる。
It has an operating state determination unit (a part of the function of the condition monitoring control unit 12) that determines whether the device (production equipment 2) is in the ON state or the OFF state based on the signal received from the outside, and has a measurement value collection unit ( If the transmission / reception unit 16) starts or stops collecting the measured values from the measuring
以上のように、本発明の実施の形態1あるいは2にかかる非同期データの調整方法によれば、時間情報を応答しない計測機器3から出力された非同期の計測値を時系列順に並べた波形データを用いて、サイクル毎に一定の動作で稼働することが想定される装置(生産設備2)の状態監視に用いるために波形データを調整する方法であって、計測機器3から、生産設備2の状態を示す計測値を収集する計測値収集ステップ(ステップS120〜S130)と、計測値収集ステップで収集した計測値を時系列順に並べ、生産設備2の1サイクル分の波形データを生成する波形化ステップ(ステップS140)と、生産設備2が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形Waと、基準波形Waの計測値ごとの上限値Thuと下限値Thl(または、いずれかの閾値)、および基準波形Waの計測点数として定めた基準計測点数Xと、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶ステップと、波形化ステップで生成した生波形データWrを基準波形データWaと比較するために調整して出力する波形データ調整ステップ(ステップS330、またはS430))と、波形データ調整ステップで出力された波形データWを基準波形データと比較し、生産設備2に異常があるか否かを判定する異常有無判定ステップ(ステップS340〜S360、またはS440〜S460)と、を有し、波形データ調整ステップでは、生波形データの計測点数Nが基準計測点数Xに合致しない場合(ステップS310、またはS410)、生波形データWrの計測点Miあるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、前記基準計測点数と一致するように前記生波形データを調整する(ステップS320〜S330、またはS420〜S430)ように構成したので、汎用的な計測機器から収集した非同期データを容易に状態監視が可能となるように調整することができる。
As described above, according to the method for adjusting asynchronous data according to the first or second embodiment of the present invention, waveform data in which asynchronous measurement values output from the measuring
また、実施の形態1にかかる非同期データの調整方法のように、波形データ調整ステップでは、生波形データWrの計測点数Nの基準計測点数Xからの過不足数に応じて、生波形データWrの計測点数を均等割りした位置を計測点の削除あるいは追加対象として設定する(ステップS320〜S330)ように構成すれば、演算処理の負担を増大させることなく、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所と、追加あるいは削除対象との間に位置ずれがあった場合でも、その影響を最小限に抑えたデータの調整が行える。 Further, as in the method of adjusting the asynchronous data according to the first embodiment, in the waveform data adjustment step, the raw waveform data Wr is converted according to the excess or deficient number from the reference measurement point X of the measurement point number N of the raw waveform data Wr. If the position where the number of measurement points is evenly divided is set as a target for deleting or adding measurement points (steps S320 to S330), the place where the defect actually occurs or excessively without increasing the load of arithmetic processing. Even if there is a misalignment between the acquired part and the addition or deletion target, the data can be adjusted with the effect minimized.
あるいは、実施の形態2にかかる非同期データの調整方法のように、波形データ調整ステップでは、生波形データWrの全計測点に対し、基準計測点数Xからの過不足数分の計測点を逐次削除あるいは追加するごとに生成した仮波形データを基準波形Waと比較し、基準波形Waと最も相関の高い仮波形データを調整済みの波形データとして出力する(ステップS420〜S430)ように構成したので、実際に欠損が生じた箇所あるいは過剰に取得してしまった箇所とのずれを最小限に抑えた正確な位置に計測点を追加あるいは削除してデータの調整ができる。 Alternatively, as in the asynchronous data adjustment method according to the second embodiment, in the waveform data adjustment step, the excess or deficiency number of measurement points from the reference measurement point X is sequentially deleted from all the measurement points of the raw waveform data Wr. Alternatively, the temporary waveform data generated each time it is added is compared with the reference waveform Wa, and the temporary waveform data having the highest correlation with the reference waveform Wa is output as adjusted waveform data (steps S420 to S430). Data can be adjusted by adding or deleting measurement points at accurate positions that minimize deviations from locations where defects actually occur or where they have been acquired excessively.
なお、上記各実施の形態において、異常有無を上限値Thuと下限値Thlの両方で判断する上下限判断の例を示したが、これに限ることはない。少なくとも一方の閾値で判断する閾値判断でも同様の効果を奏することができる。 In each of the above embodiments, an example of upper / lower limit determination for determining the presence / absence of an abnormality based on both the upper limit value Thu and the lower limit value Thl has been shown, but the present invention is not limited to this. The same effect can be obtained by the threshold value judgment which is judged by at least one threshold value.
1:状態監視装置、 2:生産設備(装置)、 3:計測機器、
10:基準波形データ生成部、 11:基準波形データ記憶部、 12:状態監視制御部、 13:計測点数調整部(波形データ調整部)、 14:波形化処理部、 15:異常有無判定部、 16:送受信部(計測値収集部)、
Mi:計測値、 N:計測点数、 T:波形バンド、 Thl:下限値(閾値)、 Thu:上限値(閾値)、 W:波形データ、 Wa:基準波形、 Wr:生波形データ、 X:基準計測点数。1: Condition monitoring device, 2: Production equipment (equipment), 3: Measuring equipment,
10: Reference waveform data generation unit, 11: Reference waveform data storage unit, 12: Condition monitoring control unit, 13: Measurement point adjustment unit (waveform data adjustment unit), 14: Waveform processing unit, 15: Abnormality presence / absence determination unit, 16: Transmission / reception unit (measured value collection unit),
Mi: Measured value, N: Number of measurement points, T: Waveform band, Thl: Lower limit value (threshold value), Tu: Upper limit value (threshold value), W: Waveform data, Wa: Reference waveform, Wr: Raw waveform data, X: Reference Number of measurement points.
Claims (8)
時間情報を応答しない計測機器から、前記装置の状態を示す計測値を収集する計測値収集部と、
前記計測値収集部が収集した計測値を時系列順に並べ、前記装置の1サイクル分の波形データを生成する波形化処理部と、
前記装置が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形と、前記基準波形の計測値ごとの閾値、および前記基準波形の計測点数として定めた基準計測点数と、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶部と、
前記波形化処理部が生成した生波形データを前記基準波形データと比較するために調整して出力する波形データ調整部と、
前記波形データ調整部が出力した波形データを前記基準波形データと比較し、前記装置に異常があるか否かを判定する異常有無判定部と、を備え、
前記波形データ調整部は、前記生波形データの計測点数が前記基準計測点数に合致しない場合、前記生波形データの計測点あるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、前記基準計測点数と一致するように前記生波形データを調整することを特徴とする状態監視装置。It is a condition monitoring device that monitors the state of the device that is expected to operate with a constant operation for each cycle by determining the threshold value for each measured value that constitutes the waveform data for one cycle.
A measurement value collection unit that collects measurement values indicating the state of the device from a measurement device that does not respond to time information.
A waveform processing unit that arranges the measured values collected by the measured value collecting unit in chronological order and generates waveform data for one cycle of the apparatus.
Reference waveform data including a reference waveform which is waveform data for one cycle when the device is normal, a threshold value for each measured value of the reference waveform, and a reference measurement point determined as the measurement point of the reference waveform. Reference waveform data storage unit to be stored and
A waveform data adjusting unit that adjusts and outputs the raw waveform data generated by the waveform processing unit in order to compare it with the reference waveform data.
It is provided with an abnormality presence / absence determination unit that compares the waveform data output by the waveform data adjustment unit with the reference waveform data and determines whether or not there is an abnormality in the apparatus.
When the number of measurement points of the raw waveform data does not match the reference measurement points, the waveform data adjusting unit deletes the measurement points of the raw waveform data or the measurement points set by a predetermined reference among the measurement points of the raw waveform data. A condition monitoring device characterized in that the raw waveform data is adjusted so as to match the reference measurement points by adding measurement points between measurement points.
前記計測値収集部は、前記稼働状態判定部の判定結果に基づいて、前記計測機器からの計測値の収集の開始または停止を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の状態監視装置。It has an operating state determination unit that determines whether the device is in the ON state or the OFF state based on a signal received from the outside.
According to any one of claims 1 to 4, the measured value collecting unit starts or stops collecting measured values from the measuring device based on the determination result of the operating state determination unit. The described condition monitoring device.
前記計測機器から、前記装置の状態を示す計測値を収集する計測値収集ステップと、
前記計測値収集ステップで収集した計測値を時系列順に並べ、前記装置の1サイクル分の波形データを生成する波形化ステップと、
前記装置が正常なときの1サイクル分の波形データである基準波形と、前記基準波形の計測値ごとの閾値、および前記基準波形の計測点数として定めた基準計測点数と、を含む基準波形データを記憶する基準波形データ記憶ステップと、
前記波形化ステップで生成した生波形データを前記基準波形データと比較するために調整して出力する波形データ調整ステップと、
前記波形データ調整ステップで出力された波形データを前記基準波形データと比較し、前記装置に異常があるか否かを判定する異常有無判定ステップと、を有し、
前記波形データ調整ステップでは、前記生波形データの計測点数が前記基準計測点数に合致しない場合、前記生波形データの計測点あるいは計測点間のうち、所定の基準で設定した計測点の削除、あるいは計測点間への計測点の追加により、前記基準計測点数と一致するように前記生波形データを調整することを特徴とする非同期データの調整方法。Waveforms for monitoring the status of equipment that is expected to operate at a constant rate for each cycle, using waveform data in which asynchronous measurement values output from measuring equipment that does not respond to time information are arranged in chronological order. It ’s a way to adjust the data,
A measurement value collection step for collecting measurement values indicating the state of the device from the measurement device, and
A waveform-forming step in which the measured values collected in the measured value collecting step are arranged in chronological order and waveform data for one cycle of the apparatus is generated.
Reference waveform data including a reference waveform which is waveform data for one cycle when the device is normal, a threshold value for each measured value of the reference waveform, and a reference measurement point determined as the measurement point of the reference waveform. Reference waveform data storage step to be stored and
A waveform data adjustment step that adjusts and outputs the raw waveform data generated in the waveformization step in order to compare it with the reference waveform data, and
It has an abnormality presence / absence determination step of comparing the waveform data output in the waveform data adjustment step with the reference waveform data and determining whether or not there is an abnormality in the apparatus.
In the waveform data adjustment step, when the number of measurement points of the raw waveform data does not match the reference measurement points, the measurement points set by a predetermined reference among the measurement points or measurement points of the raw waveform data are deleted, or A method for adjusting asynchronous data, which comprises adjusting the raw waveform data so as to match the reference measurement points by adding measurement points between measurement points.
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