KR102419740B1 - Apparatus and method for diagnosis of system condition - Google Patents

Apparatus and method for diagnosis of system condition Download PDF

Info

Publication number
KR102419740B1
KR102419740B1 KR1020200183604A KR20200183604A KR102419740B1 KR 102419740 B1 KR102419740 B1 KR 102419740B1 KR 1020200183604 A KR1020200183604 A KR 1020200183604A KR 20200183604 A KR20200183604 A KR 20200183604A KR 102419740 B1 KR102419740 B1 KR 102419740B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
spectrogram
mfcc
spectrogram image
symptom
Prior art date
Application number
KR1020200183604A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220092137A (en
Inventor
김승용
문엄배
우상욱
김종윤
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
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 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020200183604A priority Critical patent/KR102419740B1/en
Publication of KR20220092137A publication Critical patent/KR20220092137A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102419740B1 publication Critical patent/KR102419740B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0221Preprocessing measurements, e.g. data collection rate adjustment; Standardization of measurements; Time series or signal analysis, e.g. frequency analysis or wavelets; Trustworthiness of measurements; Indexes therefor; Measurements using easily measured parameters to estimate parameters difficult to measure; Virtual sensor creation; De-noising; Sensor fusion; Unconventional preprocessing inherently present in specific fault detection methods like PCA-based methods
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0275Fault isolation and identification, e.g. classify fault; estimate cause or root of failure
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

시스템 상태 진단 장치 및 방법이 개시된다. 시스템 상태 진단 장치는 시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집하는 음향 신호 수집기, 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성하는 스펙트로그램 이미지 생성부, 사전에 정의된 시스템의 증상별 분류 값들을 저장하는 스토리지 및 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 시스템의 현재 상태를 판단하는 진단부를 포함할 수 있다.An apparatus and method for diagnosing a system state are disclosed. The system state diagnosis device includes an acoustic signal collector that collects acoustic signals generated by the system, a spectrogram image generator that processes the collected acoustic signals to generate a spectrogram image, and a pre-defined system that stores classification values for each symptom of the system. A diagnostic unit that obtains a classification value corresponding to the spectrogram image using a storage and machine learning-based diagnostic model, and determines the current state of the system based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom can

Description

시스템 상태 진단 장치 및 방법{Apparatus and method for diagnosis of system condition}Apparatus and method for diagnosis of system condition

아래 실시예들은 시스템 상태 진단 기술에 관한 것이다.The following embodiments relate to system state diagnosis technology.

제조, 연구 등에 사용되는 진공 펌프 등 시스템에 있어서 시스템을 오랜 기간 효율적으로 사용하기 위해서는 유지, 보수가 필요하다. 시스템의 고장으로 인해 더 이상 사용하지 못하는 상태에 이르기 전에 보수를 진행함으로써 장비의 수명을 향상시키는 방법으로 사후 보전, 예방 보전, 상태기반 보전 및 예지 보전 등의 개념이 있다. 시스템의 고장의 발생은 예측하기 어려운 일이며, 고장을 사전 감지할 수 있는 기준이 있다면 시간적, 경제적 손실을 줄일 수 있으며 장비 가동률을 향상시킬 수 있다.In systems such as vacuum pumps used in manufacturing and research, maintenance and repair are required to efficiently use the system for a long period of time. As a method of improving the lifespan of equipment by performing maintenance before it is no longer usable due to system failure, there are concepts such as post-maintenance, preventive maintenance, condition-based maintenance, and predictive maintenance. The occurrence of system failure is difficult to predict, and if there is a standard that can detect failure in advance, time and economic loss can be reduced and equipment operation rate can be improved.

KRUS 2017-0058797 2017-0058797 B1B1 KRUS 2018-0029543 2018-0029543 AA

일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치는, 시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집하는 음향 신호 수집기; 상기 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성하는 스펙트로그램 이미지 생성부; 사전에 정의된 상기 시스템의 증상별 분류 값들을 저장하는 스토리지; 및 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 진단부를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, an apparatus for diagnosing a system state includes an acoustic signal collector configured to collect an acoustic signal generated in a system; a spectrogram image generator for generating a spectrogram image by processing the collected sound signal; a storage for storing predefined classification values for each symptom of the system; and a diagnosis of obtaining a classification value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnostic model, and determining the current state of the system based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom may include wealth.

상기 스펙트로그램 이미지 생성부는, 상기 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다.The spectrogram image generator may obtain an MFCC transformed image by applying a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image.

상기 진단 모델에는 상기 MFCC 변환 이미지가 입력될 수 있다.The MFCC converted image may be input to the diagnostic model.

상기 진단부는, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 상기 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다.The diagnosis unit may calculate a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determine a current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity.

상기 진단 모델은, 상기 시스템이 정상 상태일 때 획득한 음향 신호 및 상기 시스템이 고장 상태일 때 획득한 음향 신호들에 기초하여 기계 학습된 모델일 수 있다.The diagnostic model may be a machine-learned model based on acoustic signals acquired when the system is in a normal state and acoustic signals acquired when the system is in a faulty state.

상기 스펙트로그램 이미지 생성부는, 상기 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성할 수 있다.The spectrogram image generator may reconstruct the spectrogram image in log scale or mel scale.

상기 음향 신호 수집, 상기 이미지 생성, 상기 저장 및 상기 판단은, 비 주기적으로 수행될 수 있다.The acoustic signal collection, the image generation, the storage, and the determination may be performed non-periodically.

상기 머신러닝 기반의 진단 모델은, 상기 시스템의 정상 음향 신호를 처리하여 생성된 스펙트로그램 이미지를 학습한 것일 수 있다.The machine learning-based diagnostic model may be obtained by learning a spectrogram image generated by processing a normal acoustic signal of the system.

상기 머신러닝 기반의 진단 모델은, 머신러닝 모델로서 이미지 인식 모델을 이용하여 생성될 수 있다.The machine learning-based diagnostic model may be generated using an image recognition model as a machine learning model.

상기 스토리지는, 상기 유사도를 저장하고, 상기 진단부는, 상기 시스템의 가동 시작 시점의 데이터와 가동 시간에 따른 유사도 변화 추이에 기초하여 상기 시스템의 노후도를 더 판단할 수 있다.The storage may store the degree of similarity, and the diagnosis unit may further determine the degree of obsolescence of the system based on data at an operation start time of the system and a trend of similarity change according to operation time.

일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 방법은, 시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집하는 단계; 상기 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성하는 단계; 사전에 정의된 상기 시스템의 증상별 분류 값들을 저장하는 단계; 및 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.A method for diagnosing a system state according to an embodiment may include collecting an acoustic signal generated in a system; generating a spectrogram image by processing the collected sound signal; storing classification values for each symptom of the system defined in advance; and obtaining a classification value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnostic model, and determining the current state of the system based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom. may include.

상기 스펙트로그램 이미지를 생성하는 단계는, 상기 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다.The generating of the spectrogram image may include obtaining an MFCC transformed image by applying a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image.

상기 진단 모델에는 상기 MFCC 변환 이미지가 입력될 수 있다.The MFCC converted image may be input to the diagnostic model.

상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 단계는, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 상기 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다.The determining of the current state of the system may include calculating a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determining the current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity. have.

상기 진단 모델은, 상기 시스템이 정상 상태일 때 획득한 음향 신호 및 상기 시스템이 고장 상태일 때 획득한 음향 신호들에 기초하여 기계 학습된 모델일 수 있다.The diagnostic model may be a machine-learned model based on acoustic signals acquired when the system is in a normal state and acoustic signals acquired when the system is in a faulty state.

상기 스펙트로그램 이미지를 생성하는 단계는, 상기 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성할 수 있다.The generating of the spectrogram image may include reconstructing the spectrogram image in a log scale or a mel scale.

상기 음향 신호를 수집하는 단계, 상기 이미지 생성하는 단계, 상기 저장하는 단계 및 상기 판단하는 단계는, 비 주기적으로 수행될 수 있다.The collecting of the sound signal, the generating of the image, the storing, and the determining may be performed aperiodically.

상기 머신러닝 기반의 진단 모델은, 상기 시스템의 정상 음향 신호를 처리하여 생성된 스펙트로그램 이미지를 학습한 것일 수 있다.The machine learning-based diagnostic model may be obtained by learning a spectrogram image generated by processing a normal acoustic signal of the system.

상기 머신러닝 기반의 진단 모델은, 머신러닝 모델로서 이미지 인식 방법을 이용하여 생성될 수 있다.The machine learning-based diagnostic model may be generated using an image recognition method as a machine learning model.

상기 저장하는 단계는, 상기 유사도를 더 저장하고, 상기 판단하는 단계는, 상기 시스템의 가동 시작 시점의 데이터와 가동 시간에 따른 유사도 변화 추이에 기초하여 상기 시스템의 노후도를 더 판단할 수 있다.The storing may further include storing the degree of similarity, and the determining may further determine the degree of obsolescence of the system based on data at an operation start time of the system and a similarity change trend according to operation time.

도 1은 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 전체적인 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 머신러닝 기반의 진단 모델의 기계 학습 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3b는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용한 시스템 상태 진단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4e는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram for describing an overall system of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.
3A is a flowchart illustrating a machine learning process of a machine learning-based diagnostic model of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.
3B is a flowchart illustrating a system state diagnosis process using a machine learning-based diagnosis model of the system state diagnosis apparatus according to an exemplary embodiment.
4A to 4E are diagrams for explaining an acoustic signal processing process of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.
5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.

실시 예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for purposes of illustration only, and may be changed and implemented in various forms. Accordingly, the actual implementation form is not limited to the specific embodiments disclosed, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit described in the embodiments.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various elements, these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one element from another. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it should be understood that another component may exist in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, and includes one or more other features or numbers, It should be understood that the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 전체적인 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing an overall system of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.

도 1을 참조하면, 진단의 대상이 되는 시스템(110), 시스템(110)으로부터 비접촉식으로 음향 신호를 수신하는 센서(105) 및 센서(105)가 수신한 정보를 전달받는 시스템 상태 진단 장치(100)가 도시되어 있다.Referring to FIG. 1 , a system 110 to be diagnosed, a sensor 105 that receives an acoustic signal from the system 110 in a non-contact manner, and a system state diagnosis apparatus 100 that receives information received by the sensor 105 ) is shown.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 시스템(110)에서 발생하는 음향신호를 이용한 비접촉식 데이터 수집과 머신러닝 방법의 해석으로 상태 판별을 할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)를 이용하면 연구, 제조에 있어서 필수적인 시스템(110)의 고장을 사전에 감지할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may determine the state by collecting non-contact data using an acoustic signal generated by the system 110 and analyzing the machine learning method. If the system state diagnosis apparatus 100 is used, a failure of the system 110 essential for research and manufacturing may be detected in advance.

일 실시예에서, 시스템(110)은 진공 펌프와 같은 진공시스템일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 시스템 상태 진단 장치(100)는 복합적인 기계 소음이 발생하는 다른 시스템에 대해서도 적용할 수 있다.In one embodiment, system 110 may be a vacuum system, such as a vacuum pump. However, the present invention is not limited thereto, and the system state diagnosis apparatus 100 may be applied to other systems generating complex mechanical noise.

일 실시예에서, 음향 신호를 센싱하는 센서(105)는 시스템(110)과 비접촉식으로 시스템(110) 동작시 발생하는 음향 신호를 수집할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)는 센서(105)로부터 센싱된 음향 신호를 수신할 수 있다. 수신된 음향 신호는 음향 파일 형태로 시스템 상태 진단 장치(100)에 저장될 수 있다. 저장된 음향 파일은 단위 시간의 여러 파일로 나눔으로써 데이터 개수를 증가시켜 신호 처리에 이용할 수 있다. 예를 들어, 단위 시간은 1초일 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)는 전처리과정을 통해 음향 신호의 노이즈를 제거하고 무결성을 향상시킬 수 있다. In an embodiment, the sensor 105 sensing an acoustic signal may collect an acoustic signal generated when the system 110 operates in a non-contact manner with the system 110 . The system state diagnosis apparatus 100 may receive an acoustic signal sensed from the sensor 105 . The received sound signal may be stored in the system state diagnosis apparatus 100 in the form of a sound file. The stored sound file can be used for signal processing by increasing the number of data by dividing it into several files of a unit time. For example, the unit time may be 1 second. The system state diagnosis apparatus 100 may remove noise from an acoustic signal and improve integrity through a preprocessing process.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 음향 신호로부터 특징을 추출하기 위해 음향 신호를 분석하고 음향 신호로부터 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may analyze an acoustic signal to extract a feature from the acoustic signal and generate a spectrogram image from the acoustic signal.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 이미지 인식을 이용하여 시스템(110)의 상태를 진단하기 위해 음향 파일을 이미지 형태인 스펙트로그램으로 변환할 수 있다. 일반적으로, 시스템(110)의 고장 여부를 판단하기 위한 음향 신호는 저주파수 대역에서 의미 있는 신호를 갖는다. 그러나 스펙트로그램 형태로 나타난 이미지는 신호 특징을 잘 표현하지 못할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 저주파수 대역과 고주파수 대역의 표현을 달리하여 신호 특징을 잘 나타내기 위해 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log-scale) 또는 멜 스케일(mel-scale)로 재구성할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 재구성된 이미지로부터 특징을 추출하여 머신러닝 및 진단에 이용하기 위해 재구성된 이미지에 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient)변환을 이용하여 특징 값을 이미지로 표현할 수 있다. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may convert a sound file into a spectrogram in the form of an image in order to diagnose the state of the system 110 using image recognition. In general, an acoustic signal for determining whether the system 110 has failed has a meaningful signal in a low frequency band. However, the image displayed in the form of a spectrogram may not represent the signal characteristics well. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 converts the spectrogram image to log-scale or mel-scale in order to better represent signal characteristics by different expressions of the low-frequency band and the high-frequency band. can be reconstructed. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 extracts a feature from the reconstructed image and expresses the feature value as an image by using a Mel Frequency Cepstral Coefficient (MFCC) transformation on the reconstructed image for use in machine learning and diagnosis. can

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 사전에 정의된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 시스템(110)의 현재 상태를 판단할 수 있다. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 obtains a classification value corresponding to a spectrogram image using a machine learning-based diagnosis model, and compares the obtained classification value with predefined classification values for each symptom. Based on the , the current state of the system 110 may be determined.

일 실시예에서, 머신러닝 기반의 진단 모델은 이미지 인식을 위한 CNN알고리즘이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 머신러닝 기반의 진단 모델은 VGG16 모델일 수 있고, 다른 실시예에서, 머신러닝 기반의 진단 모델은 Resnet50 모델일 수 있다. 그러나, 머신러닝 기반의 진단 모델에 이용되는 CNN은 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 CNN알고리즘이 이용될 수 있다. In an embodiment, the machine learning-based diagnostic model may use a CNN algorithm for image recognition. In one embodiment, the machine learning-based diagnostic model may be a VGG16 model, and in another embodiment, the machine learning-based diagnostic model may be a Resnet50 model. However, the CNN used in the machine learning-based diagnostic model is not limited thereto, and various CNN algorithms may be used.

일 실시예에서, 머신러닝 기반의 진단 모델은 시스템(110)이 정상 상태일 때 획득한 음향 신호 및 시스템이 고장 상태일 때 획득한 음향 신호들에 기초하여 기계 학습된 모델일 수 있다.In an embodiment, the machine learning-based diagnostic model may be a machine-learning model based on acoustic signals acquired when the system 110 is in a normal state and acoustic signals acquired when the system is in a faulty state.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 정상인 상태의 시스템(110)의 정상 음향 신호를 수집 및 처리하고 MFCC변환을 이용하여 음향 신호의 특징 값이 이미지로 표현된 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. MFCC 변환 이미지는 머신러닝 기반의 진단 모델에 입력될 수 있다. 머신러닝 기반의 진단 모델은 정상 음향 신호로부터 획득된 MFCC 변환 이미지들을 이용하여 정상 상태에 대한 특징을 학습하고 특징 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 머신러닝 기반의 진단 모델은 시스템(110)의 고장 원인별 증상으로 나타나는 음향 신호들에 대응하는 MFCC 변환 이미지들로부터 증상별 특징을 학습하고, 증상별 분류 값을 생성할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)는 스토리지를 포함할 수 있고, 생성된 정상 상태의 특징 값 및 증상별 분류 값을 스토리지 저장할 수 있다.In one embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 collects and processes a normal acoustic signal of the system 110 in a normal state, and obtains an MFCC transformed image in which the characteristic value of the acoustic signal is expressed as an image by using MFCC transformation. can The MFCC transformed image may be input to a machine learning-based diagnostic model. The machine learning-based diagnostic model may learn a feature for a steady state using MFCC transformed images obtained from a normal acoustic signal and generate a feature value. In an embodiment, the machine learning-based diagnostic model learns features for each symptom from MFCC-converted images corresponding to acoustic signals that appear as symptoms for each cause of failure of the system 110, and generates a classification value for each symptom. . The system state diagnosis apparatus 100 may include a storage, and may store and store the generated characteristic value of a normal state and a classification value for each symptom.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 현재 상태의 시스템(110)으로부터 음향 신호를 수집하여 스펙트로그램 이미지 및 MFCC 변환 이미지를 생성하고, 정상 상태에 대한 특징이 학습된 머신러닝 기반의 진단 모델 및 현재 상태에 대응하는 MFCC변환 이미지를 이용하여 시스템(110)의 정상 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 시스템(110)의 현재 상태의 스펙트로그램 이미지에 대응하는 특징 값을 획득하고, 획득된 특징 값과 저장된 정상 상태의 특징 값 간의 비교 결과에 기초하여 시스템(110)의 정상 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 획득된 특징 값과 저장된 정상 상태의 특징 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 시스템(110)의 정상 여부를 결정할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 collects an acoustic signal from the system 110 in a current state to generate a spectrogram image and an MFCC converted image, and machine learning-based diagnosis in which features for a normal state are learned It can be determined whether the system 110 is normal by using the MFCC-converted image corresponding to the model and the current state. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 obtains a feature value corresponding to the spectrogram image of the current state of the system 110 , and based on a comparison result between the acquired feature value and the stored normal state feature value It may be determined whether the system 110 is normal. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may calculate a similarity between the acquired feature value and the stored normal state feature value, and determine whether the system 110 is normal based on the calculated similarity.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 현재 상태의 시스템(110)으로부터 음향 신호를 수집하여 스펙트로그램 이미지 및 MFCC 변환 이미지를 생성하고, 증상별 특징이 학습된 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 시스템(110)의 현재 상태를 판단할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)는 시스템(110)의 현재 상태의 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 시스템(110)의 현재 상태를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 시스템(110)의 현재 상태를 결정할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 collects acoustic signals from the system 110 in a current state, generates a spectrogram image and an MFCC converted image, and generates a machine learning-based diagnostic model in which characteristics for each symptom are learned. It can be used to determine the current state of the system 110 . The system state diagnosis apparatus 100 obtains a classification value corresponding to the spectrogram image of the current state of the system 110 , and based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom, the current state of the system 110 . status can be judged. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 calculates a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determines the current state of the system 110 from among predefined states based on the calculated similarity. can

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 비주기적으로 음향 신호 수집, 이미지 생성, 저장 및 판단을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 지속적으로 음향 신호 수집, 이미지 생성, 저장 및 판단을 수행하여 시스템(110)의 상태를 모니터링 할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)가 시스템(110)을 비주기적 또는 지속적으로 모니터링함으로써 시스템(110)의 고장 발생 전 고장 징후를 파악하고, 잔여 수명을 예상할 수 있으며, 시스템(110)이 더 이상 기능할 수 없게 되기 이전에 유지, 보수할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may aperiodically collect, generate, store, and determine an acoustic signal. In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 may monitor the state of the system 110 by continuously collecting, generating, storing, and determining an acoustic signal. By the system state diagnosis apparatus 100 monitoring the system 110 aperiodically or continuously, it is possible to identify the failure signs before the failure of the system 110, and to estimate the remaining life, and the system 110 no longer functions. It can be maintained and repaired before it becomes impossible.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치(100)는 모니터링을 통해 시간 경과에 따른 데이터를 수집하고 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도 및 획득된 특징 값과 저장된 정상 상태의 특징 값 간의 유사도를 저장할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치(100)는 시스템의 가동 시작 시점의 데이터와 가동 시간에 따른 유사도 변화 추이에 기초하여 시스템의 노후도를 판단할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus 100 collects data over time through monitoring, and the degree of similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom and the similarity between the obtained feature value and the stored normal state feature value can be saved. The system state diagnosis apparatus 100 may determine the degree of aging of the system based on the data at the start time of the system operation and the similarity change trend according to the operation time.

도 2는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치(100)는 음향 신호 수집기(205), 스펙트로그램 이미지 생성부, 스토리지(215) 및 진단부(220)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the system state diagnosis apparatus 100 according to an embodiment may include an acoustic signal collector 205 , a spectrogram image generator, a storage 215 , and a diagnosis unit 220 .

일 실시예에서, 음향 신호 수집기(205)는 시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집할 수 있다. 음향 신호 센싱을 위한 센서는 음향 신호 수집기(205)에 포함되거나, 음향 신호 수집에 바깥에 별도로 구비될 수 있다. In one embodiment, the acoustic signal collector 205 may collect acoustic signals generated in the system. A sensor for sensing the acoustic signal may be included in the acoustic signal collector 205 or may be separately provided outside the acoustic signal collection.

일 실시예에서, 스펙트로그램 이미지 생성부(210)는 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다. 스펙트로그램 이미지 생성부(210)는 신호 특징을 잘 표현하기 위해 저주파수 영역과 고주파수 영역에 대한 표현이 달라지도록 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성할 수 있다. 일 실시예에서, 스펙트로그램 이미지 생성부(210)는 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 음향 신호의 특징 값을 표현한 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 MFCC 변환 이미지는 시스템 상태 진단 장치(100)의 머신러닝 기반의 진단 모델에 입력될 수 있다.In an embodiment, the spectrogram image generator 210 may generate a spectrogram image by processing the collected sound signal. The spectrogram image generator 210 may reconstruct the spectrogram image in log scale or mel scale so that the expression of the low-frequency region and the high-frequency region is different in order to express signal characteristics well. In an embodiment, the spectrogram image generator 210 may obtain an MFCC transformed image expressing characteristic values of an acoustic signal by applying a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image. The obtained MFCC transformed image may be input to a machine learning-based diagnosis model of the system state diagnosis apparatus 100 .

일 실시예에서, 스토리지(215)는 사전에 정의된 상기 시스템의 증상별 분류 값들을 저장할 수 있다. 일 실시예에서, 스토리지(215)는 머신러닝 기반의 진단 모델이 정상 상태의 시스템의 음향 신호에 대한 특징을 학습하여 생성한 정상 상태의 특징 값 및 고장 상태의 시스템의 음향 신호에 대한 증상별 특징을 학습하고 생성한 증상별 분류 값을 저장할 수 있다.In an embodiment, the storage 215 may store predefined classification values for each symptom of the system. In an embodiment, the storage 215 stores the characteristic values of the normal state generated by the machine learning-based diagnostic model learning the characteristics of the acoustic signal of the system in the normal state and the symptom-specific features of the acoustic signal of the system in the faulty state. can be learned and the generated classification value for each symptom can be stored.

일 실시예에서, 진단부(220)는 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 특징 값을 획득하고, 획득된 특징 값과 저장된 정상 상태의 특징 값 간의 비교 결과에 기초하여 시스템의 정상 여부를 판단할 수 있다.In an embodiment, the diagnosis unit 220 obtains a feature value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnostic model, and based on a comparison result between the acquired feature value and the stored normal-state feature value It is possible to determine whether the system is normal or not.

진단부(220)는 획득된 특징 값과 저장된 특징 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 시스템의 정상 여부를 결정할 수 있다.The diagnosis unit 220 may calculate a similarity between the acquired feature value and the stored feature value, and determine whether the system is normal based on the calculated similarity.

일 실시예에서, 진단부(220)는 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 시스템의 현재 상태를 판단할 수 있다. In an embodiment, the diagnosis unit 220 obtains a classification value corresponding to the spectrogram image by using a machine learning-based diagnosis model, and based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom, the system The current state can be determined.

진단부(220)는 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다. The diagnosis unit 220 may calculate a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determine a current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity.

도 3a는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 머신러닝 기반의 진단 모델의 기계 학습 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3b는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용한 시스템 상태 진단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.3A is a flowchart illustrating a machine learning process of a machine learning-based diagnostic model of the system state diagnosis apparatus according to an embodiment, and FIG. 3B is a machine learning-based diagnostic model of the system state diagnosis apparatus according to an embodiment. It is a flowchart for explaining the system state diagnosis process used.

도 3a를 참조하면, 시스템 상태 진단 장치의 머신러닝 기반의 진단 모델이 정상인 상태의 시스템의 음향 신호에 대한 특징을 학습하기 위한 과정이 도시되어 있다.Referring to FIG. 3A , a process for learning the characteristics of an acoustic signal of a system in a normal state by a machine learning-based diagnostic model of the system state diagnosis apparatus is illustrated.

단계(305)에서, 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 수집기를 통해 정상인 상태의 시스템의 음향 신호가 수집될 수 있다. 수신된 음향 신호는 음향 파일 형태로 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장될 수 있다. 저장된 음향 파일은 단위 시간의 여러 파일로 나눔으로써 데이터 개수를 증가시켜 신호 처리에 이용될 수 있다.In operation 305 , the acoustic signal of the system in a normal state may be collected through the acoustic signal collector of the system state diagnosis apparatus. The received sound signal may be stored in the storage of the system state diagnosis apparatus in the form of a sound file. The stored sound file can be used for signal processing by increasing the number of data by dividing it into several files of a unit time.

단계(310)에서, 시스템 상태 진단 장치의 스펙트로그램 이미지 생성부는 수신된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다. 스펙트로그램 이미지 생성부는 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성하고, 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 MFCC 변환 이미지는 단계(315)에서 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장될 수 있다. In operation 310, the spectrogram image generator of the system state diagnosis apparatus may generate a spectrogram image by processing the received sound signal. The spectrogram image generator may reconstruct the spectrogram image in log scale or mel scale, and apply a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image to obtain an MFCC transformed image. The obtained MFCC converted image may be stored in the storage of the system state diagnosis apparatus in step 315 .

단계(320)에서, 획득된 MFCC 변환 이미지는 진단 모델에 학습을 위해 입력될 수 있다. 진단 모델은 정상 음향 신호로부터 획득된 MFCC 변환 이미지들을 이용하여 정상 상태에 대한 특징을 학습하고, 단계(325)에서, 학습파일을 생성할 수 있다. 학습파일은 특징 값을 포함할 수 있다. 생성된 학습파일은 스토리지에 저장될 수 있다.In step 320, the obtained MFCC transformed image may be input to the diagnostic model for training. The diagnostic model may learn the characteristics of the normal state using MFCC transformed images obtained from the normal acoustic signal, and may generate a training file in step 325 . The training file may include feature values. The generated learning file may be stored in storage.

도 3a에 도시되지 않았지만, 진단 모델은 고장 증상별 음향 신호의 특징을 도 3a의 방식과 동일한 방식으로 학습할 수 있다. 일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 수집기를 통해 이상 징후가 나타나는 상태의 시스템의 음향 신호가 수집될 수 있다. 스펙트로그램 이미지 생성부는 수신된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다. 스펙트로그램 이미지 생성부는 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성하고, 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 MFCC 변환 이미지는 진단 모델에 학습을 위해 입력될 수 있다. 진단 모델은 시스템의 고장 원인별 증상으로 나타나는 음향 신호들에 대응하는 MFCC 변환 이미지들로부터 증상별 특징을 학습하고, 증상별 분류 값을 포함하는 학습파일을 생성할 수 있다. 생성된 학습파일은 스토리지에 저장될 수 있다.Although not shown in FIG. 3A , the diagnostic model may learn the characteristics of the acoustic signal for each failure symptom in the same manner as in FIG. 3A . In an embodiment, an acoustic signal of a system in a state in which an abnormal symptom appears may be collected through an acoustic signal collector of the system status diagnosis apparatus. The spectrogram image generator may generate a spectrogram image by processing the received sound signal. The spectrogram image generator may reconstruct the spectrogram image in log scale or mel scale, and apply a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image to obtain an MFCC transformed image. The obtained MFCC transformed image may be input to a diagnostic model for training. The diagnostic model may learn characteristics for each symptom from MFCC-converted images corresponding to acoustic signals that appear as symptoms for each cause of failure of the system, and may generate a learning file including a classification value for each symptom. The generated learning file may be stored in storage.

일 실시예에서, 모델 학습을 위한 데이터는 단계(305) 내지 단계(315)를 거치지 않고 외부에서 제공될 수 있다. In an embodiment, data for model training may be provided externally without going through steps 305 to 315 .

도 3b를 참조하면, 학습된 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 시스템의 상태 진단을 위한 과정이 도시되어 있다.Referring to FIG. 3B , a process for diagnosing the state of a system using a learned machine learning-based diagnostic model is illustrated.

단계(330)에서, 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 수집기를 통해 현재 상태의 시스템으로부터 음향 신호가 수집될 수 있다. 수신된 음향 신호는 음향 파일 형태로 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장될 수 있다. 저장된 음향 파일은 단위 시간의 여러 파일로 나눔으로써 데이터 개수를 증가시켜 신호 처리에 이용될 수 있다. In operation 330 , an acoustic signal may be collected from the current system through the acoustic signal collector of the system state diagnosis apparatus. The received sound signal may be stored in the storage of the system state diagnosis apparatus in the form of a sound file. The stored sound file can be used for signal processing by increasing the number of data by dividing it into several files of a unit time.

단계(335)에서, 시스템 상태 진단 장치의 스펙트로그램 이미지 생성부는 수신된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다. 스펙트로그램 이미지 생성부는 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성하고, 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 MFCC 변환 이미지는 단계(340)에서 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장될 수 있다. In operation 335, the spectrogram image generator of the system state diagnosis apparatus may generate a spectrogram image by processing the received sound signal. The spectrogram image generator may reconstruct the spectrogram image in log scale or mel scale, and apply a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image to obtain an MFCC transformed image. The obtained MFCC converted image may be stored in the storage of the system state diagnosis apparatus in step 340 .

단계(345)에서, 획득된 MFCC 변환 이미지는 시스템의 상태 진단을 위해 진단 모델에 입력될 수 있다. 단계(345)에서, 시스템 상태 진단 장치의 진단부는 진단 모델을 이용하여 MFCC 변환 이미지로부터 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교를 수행할 수 있다.In step 345 , the obtained MFCC transformed image may be input to a diagnostic model for diagnosing the state of the system. In step 345, the diagnosis unit of the system state diagnosis apparatus obtains a classification value from the MFCC converted image using the diagnosis model, and performs a comparison between the obtained classification value and the classification values for each symptom stored in the storage of the system state diagnosis apparatus. can

단계(350)에서, 진단부는 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다. In operation 350, the diagnostic unit may calculate a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determine the current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity.

진단부가 시스템의 정상여부만을 판단하는 경우, 진단 모델을 이용하여 MFCC 변환 이미지로부터 현재 상태의 특징 값을 획득하고, 획득된 특징 값과 시스템 상태 진단 장치의 스토리지에 저장된 특징 값 간의 비교를 수행하고, 획득된 특징 값과 저장된 특징 값 사이 유사도에 기초하여 시스템의 정상 여부를 결정할 수 있다.When the diagnostic unit determines only whether the system is normal, obtains the feature value of the current state from the MFCC converted image using the diagnostic model, and compares the acquired feature value with the feature value stored in the storage of the system state diagnosis device, Whether the system is normal may be determined based on the similarity between the acquired feature value and the stored feature value.

도 4a 내지 도 4e는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.4A to 4E are diagrams for explaining a sound signal processing process of an apparatus for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.

도 4a를 참조하면, 시스템 상태 진단 장치의 음향 신호 수집기를 통해 수집된 음향 신호가 음향 파일 형태로 음향신호의 세기 및 주파수 정보를 포함하여 도시되어 있다. 일 실시예에서, 음향 파일은 단위 시간의 여러 파일로 나눔으로써 데이터 개수를 증가시켜 신호 처리에 이용될 수 있고, 도 4a에서 단위 시간은 1초이다.Referring to FIG. 4A , an acoustic signal collected through the acoustic signal collector of the system state diagnosis apparatus is shown in the form of an acoustic file, including strength and frequency information of the acoustic signal. In an embodiment, the sound file may be used for signal processing by increasing the number of data by dividing the sound file into several files of a unit time, and the unit time is 1 second in FIG. 4A .

일 실시예에서, 시스템 진단 장치의 스펙트로그램 이미지 생성부는 음향 파일을 이미지 인식에 이용하기 위해 스펙트로그램 형태로 나타낼 수 있다. 도 4b를 참조하면, 음향 파일로부터 생성된 스펙트로그램 이미지가 도시되어 있다. 스펙트로그램에서는 저주파수 대역과 고주파수 대역이 선형적으로 나타나기 때문에 시스템 고장 시 발생하는 저주파수 대역의 신호 특징을 잘 표현하지 못한다.In an embodiment, the spectrogram image generator of the system diagnosis apparatus may display the sound file in the form of a spectrogram to be used for image recognition. Referring to FIG. 4B , a spectrogram image generated from a sound file is shown. Since the low frequency band and the high frequency band appear linearly in the spectrogram, the signal characteristics of the low frequency band that occur in the event of a system failure are not well represented.

일 실시예에서, 스펙트로그램 이미지 생성부는 저주파수 대역과 고주파수 대역에 대한 표현을 달리하기 위해 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log-scale) 또는 멜 스케일(mel-scale)로 재구성할 수 있다. 도 4c의 (A)를 참조하면, 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일로 재구성한 로그 스펙트로그램(log-spectrogram)이 도시되어 있고, 도 4c의 (B)를 참조하면, 스펙트로그램 이미지를 멜 스케일로 재구성한 멜 파워 스펙트로그램(mel-power spectrogram)이 도시되어 있다.In an embodiment, the spectrogram image generator may reconstruct the spectrogram image in log-scale or mel-scale to have different representations of the low-frequency band and the high-frequency band. Referring to (A) of FIG. 4C, a log-spectrogram obtained by reconstructing a spectrogram image in a log scale is shown, and referring to FIG. 4C (B), the spectrogram image is reconstructed in a Mel scale. A mel-power spectrogram is shown.

일 실시예에서, 스펙트로그램 이미지 생성부는 스펙트로그램 이미지로부터 음향 신호의 특징 추출을 용이하게 하고 머신러닝 기반의 진단 모델에 입력하기 위해 도 4c의 스펙트로그램에 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득할 수 있다. 도 4d를 참조하면, 도 4c의 스펙트로그램이 MFCC 변환된 MFCC 변환 이미지가 도시되어 있다.In one embodiment, the spectrogram image generator facilitates feature extraction of an acoustic signal from the spectrogram image and applies a Mel Frequency Cepstral Coefficient (MFCC) transform to the spectrogram of FIG. 4C to input it into a machine learning-based diagnostic model. An MFCC-converted image can be obtained. Referring to FIG. 4D , an MFCC-converted image in which the spectrogram of FIG. 4C is MFCC-converted is shown.

일 실시예에서, MFCC 변환 이미지는 머신러닝에 기반한 진단 모델의 학습 및 시스템의 진단을 위해 진단 모델에 입력될 수 있다. 도 4e를 참조하면, 일 실시예에 따른 진단 모델이 도시되어 있다. 진단 모델은 이미지 인식을 위한 CNN 알고리즘을 이용하여 구성될 수 있다. 도 4e의 실시예에서, 진단 모델은 VGG16 모델을 이용하여 구성된다. VGG16 모델은 VGG16 모델의 특징 추출 레이어(405)와 분류 레이어(410) 중 분류 레이어에 대해 전이학습 방법을 통해 분류 레이어만을 수정하여 진단 모델에 적용할 수 있다. 일 실시예에서, 교차 검증을 위해 학습 데이터와 테스트 데이터를 8 대 2의 비율로 나누어 학습하고 테스트할 수 있다. 진단 모델에 이용될 수 있는 CNN 알고리즘은 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 이미지 인식 CNN 알고리즘이 이용될 수 있다.In an embodiment, the MFCC transformed image may be input to a diagnostic model for training of a diagnostic model based on machine learning and diagnosing a system. Referring to FIG. 4E , a diagnostic model according to an exemplary embodiment is illustrated. A diagnostic model can be constructed using a CNN algorithm for image recognition. In the embodiment of Figure 4e, the diagnostic model is constructed using the VGG16 model. The VGG16 model can be applied to the diagnostic model by modifying only the classification layer through the transfer learning method for the classification layer among the feature extraction layer 405 and the classification layer 410 of the VGG16 model. In an embodiment, for cross-validation, training and testing may be performed by dividing the training data and the test data in a ratio of 8 to 2. The CNN algorithm that can be used for the diagnostic model is not limited thereto, and various image recognition CNN algorithms may be used.

도 5는 일 실시예에 따른 시스템 상태 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method for diagnosing a system state according to an exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 시스템 상태 진단 장치는, 단계(505)에서 시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집할 수 있다. 음향 신호는 음향 파일 형태로 시스템 상태 진단 장치에 저장될 수 있다. 저장된 음향 파일은 단위 시간의 여러 파일로 나눔으로써 데이터 개수를 증가시켜 신호 처리에 이용할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the system state diagnosis apparatus may collect sound signals generated in the system in operation 505 . The sound signal may be stored in the system state diagnosis apparatus in the form of a sound file. The stored sound file can be used for signal processing by increasing the number of data by dividing it into several files of a unit time.

단계(510)에서, 시스템 상태 진단 장치는 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치는 저주파수 대역과 고주파수 대역의 표현을 달리하여 신호 특징을 잘 나타내기 위해 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log-scale) 또는 멜 스케일(mel-scale)로 재구성할 수 있다. 시스템 상태 진단 장치는 재구성된 이미지로부터 특징을 추출하여 머신러닝 및 진단에 이용하기 위해 재구성된 이미지에 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient)변환을 이용하여 특징 값을 이미지로 표현할 수 있다. In operation 510, the system state diagnosis apparatus may generate a spectrogram image by processing the collected acoustic signal. The system state diagnosis apparatus may reconstruct the spectrogram image in log-scale or mel-scale in order to better represent signal characteristics by different expressions of the low-frequency band and the high-frequency band. The system state diagnosis apparatus extracts a feature from the reconstructed image and may express the feature value as an image by using a Mel Frequency Cepstral Coefficient (MFCC) transformation on the reconstructed image for use in machine learning and diagnosis.

단계(515)에서, 시스템 상태 진단 장치는 사전에 정의된 시스템의 증상별 분류 값들을 스토리지에 저장할 수 있다. 단계(520)에서, 시스템 상태 진단 장치는 머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 시스템의 현재 상태를 판단할 수 있다. In operation 515 , the system state diagnosis apparatus may store predefined classification values for each symptom of the system in the storage. In step 520, the system state diagnosis apparatus obtains a classification value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnosis model, and based on the comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom, the system The current state can be determined.

일 실시예에서, 시스템 상태 진단 장치는 획득된 분류 값과 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고, 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 시스템의 현재 상태를 결정할 수 있다.In an embodiment, the system state diagnosis apparatus may calculate a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom, and determine the current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented by a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the apparatus, methods and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). array), a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions, may be implemented using a general purpose computer or special purpose computer. The processing device may execute an operating system (OS) and a software application running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in a computer-readable recording medium.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있으며 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination, and the program instructions recorded on the medium are specially designed and configured for the embodiment or may be known and available to those skilled in the art of computer software. may be Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

위에서 설명한 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 또는 복수의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware devices described above may be configured to operate as one or a plurality of software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, a person skilled in the art may apply various technical modifications and variations based thereon. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (12)

시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집하는 음향 신호 수집기;
상기 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성하는 스펙트로그램 이미지 생성부;
사전에 정의된 상기 시스템의 증상별 분류 값들을 저장하는 스토리지; 및
머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 진단부
를 포함하고,
상기 진단 모델은, 전이 학습을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하도록 학습된 분류 레이어를 포함하고,
상기 진단부는,
상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하고,
상기 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정하고,
상기 시스템의 가동 시작 시점의 데이터와 가동 시간에 따른 유사도 변화 추이에 기초하여 상기 시스템의 노후도를 판단하는, 시스템 상태 진단 장치.
an acoustic signal collector for collecting acoustic signals generated by the system;
a spectrogram image generator that processes the collected sound signal to generate a spectrogram image;
a storage for storing predefined classification values for each symptom of the system; and
A diagnosis unit that obtains a classification value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnostic model, and determines the current state of the system based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom
including,
The diagnostic model includes a classification layer trained to obtain a classification value corresponding to the spectrogram image using transfer learning,
The diagnostic unit,
calculating the similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom,
determining a current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity,
A system state diagnosis apparatus for determining the degree of obsolescence of the system based on the data at the start time of the operation of the system and the similarity change trend according to the operation time.
제1 항에 있어서,
상기 스펙트로그램 이미지 생성부는,
상기 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득하고,
상기 진단 모델에는 상기 MFCC 변환 이미지가 입력되는, 시스템 상태 진단 장치.
The method of claim 1,
The spectrogram image generating unit,
Obtaining an MFCC transformed image by applying a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image,
and the MFCC converted image is input to the diagnostic model.
제1항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정하는, 시스템 상태 진단 장치.
According to claim 1,
The diagnostic unit,
and determining a current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity.
제1항에 있어서,
상기 진단 모델은,
상기 시스템이 정상 상태일 때 획득한 음향 신호 및 상기 시스템이 고장 상태일 때 획득한 음향 신호들에 기초하여 기계 학습된 모델인, 시스템 상태 진단 장치.
According to claim 1,
The diagnostic model is
An apparatus for diagnosing a system state, which is a machine-learned model based on an acoustic signal acquired when the system is in a normal state and acoustic signals acquired when the system is in a fault state.
제1항에 있어서,
상기 스펙트로그램 이미지 생성부는,
상기 스펙트로그램 이미지를 로그 스케일(log scale) 또는 멜 스케일(mel scale)로 재구성하는, 시스템 상태 진단 장치.
According to claim 1,
The spectrogram image generating unit,
A system state diagnosis apparatus for reconstructing the spectrogram image in log scale or mel scale.
제1항에 있어서,
상기 음향 신호 수집, 상기 이미지 생성, 상기 저장 및 상기 판단은, 비 주기적으로 수행되고,
상기 머신러닝 기반의 진단 모델은, 머신러닝 모델로서 이미지 인식 모델을 이용하여 생성되는, 시스템 상태 진단 장치.
According to claim 1,
The acoustic signal collection, the image generation, the storage and the determination are performed aperiodically,
The machine learning-based diagnostic model is a machine learning model, which is generated by using an image recognition model.
삭제delete 시스템 상태 진단 방법에 있어서,
시스템에서 발생하는 음향 신호를 수집하는 단계;
상기 수집된 음향 신호를 처리하여 스펙트로그램 이미지를 생성하는 단계;
사전에 정의된 상기 시스템의 증상별 분류 값들을 저장하는 단계; 및
머신러닝 기반의 진단 모델을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하고, 상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값들 간의 비교 결과에 기초하여 상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 단계
를 포함하고,
상기 진단 모델은, 전이 학습을 이용하여 상기 스펙트로그램 이미지에 대응하는 분류 값을 획득하도록 학습된 분류 레이어를 포함하고,
상기 시스템의 현재 상태를 판단하는 단계는
상기 획득된 분류 값과 상기 저장된 증상별 분류 값 간의 유사도를 계산하는 단계; 및
상기 계산된 유사도를 기초로 미리 정의된 상태들 중 상기 시스템의 현재 상태를 결정하는 단계
를 포함하고,
상기 시스템 상태 진단 방법은,
상기 시스템의 가동 시작 시점의 데이터와 가동 시간에 따른 유사도 변화 추이에 기초하여 상기 시스템의 노후도를 판단하는 단계
를 더 포함하는, 시스템 상태 진단 방법.
In the system state diagnosis method,
collecting acoustic signals generated by the system;
generating a spectrogram image by processing the collected sound signal;
storing classification values for each symptom of the system defined in advance; and
obtaining a classification value corresponding to the spectrogram image using a machine learning-based diagnostic model, and determining the current state of the system based on a comparison result between the obtained classification value and the stored classification values for each symptom
including,
The diagnostic model includes a classification layer trained to obtain a classification value corresponding to the spectrogram image using transfer learning,
The step of determining the current state of the system is
calculating a similarity between the obtained classification value and the stored classification value for each symptom; and
determining a current state of the system from among predefined states based on the calculated similarity
including,
The system state diagnosis method comprises:
Determining the degree of obsolescence of the system based on the data at the start time of the operation of the system and the similarity change trend according to the operating time
Further comprising, a system state diagnosis method.
제8항에 있어서,
상기 스펙트로그램 이미지를 생성하는 단계는,
상기 스펙트로그램 이미지에 MFCC(mel frequency cepstral coefficient) 변환을 적용하여 MFCC 변환 이미지를 획득하고,
상기 진단 모델에는 상기 MFCC 변환 이미지가 입력되는, 시스템 상태 진단 방법.
9. The method of claim 8,
The generating of the spectrogram image comprises:
Obtaining an MFCC transformed image by applying a mel frequency cepstral coefficient (MFCC) transform to the spectrogram image,
The MFCC converted image is input to the diagnostic model, the system state diagnosis method.
삭제delete 삭제delete 하드웨어와 결합되어 제8항 및 제9항 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a computer-readable recording medium in combination with hardware to execute the method of any one of claims 8 and 9.
KR1020200183604A 2020-12-24 2020-12-24 Apparatus and method for diagnosis of system condition KR102419740B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183604A KR102419740B1 (en) 2020-12-24 2020-12-24 Apparatus and method for diagnosis of system condition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183604A KR102419740B1 (en) 2020-12-24 2020-12-24 Apparatus and method for diagnosis of system condition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220092137A KR20220092137A (en) 2022-07-01
KR102419740B1 true KR102419740B1 (en) 2022-07-13

Family

ID=82396839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200183604A KR102419740B1 (en) 2020-12-24 2020-12-24 Apparatus and method for diagnosis of system condition

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102419740B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101854740B1 (en) 2015-11-19 2018-05-04 한남대학교 산학협력단 Method for analyzing gene expression at flight environment
KR101864860B1 (en) 2016-09-13 2018-06-05 오토시맨틱스 주식회사 Diagnosis method of automobile using Deep Learning
KR102173241B1 (en) * 2018-11-08 2020-11-03 성균관대학교산학협력단 Method and system for detecting abnormal sign in construction site
KR102172727B1 (en) * 2018-12-26 2020-11-02 울산대학교 산학협력단 Apparatus And Method For Equipment Fault Detection
KR102198273B1 (en) * 2019-02-26 2021-01-04 한미란 Machine learning based voice data analysis method, device and program

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220092137A (en) 2022-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11669080B2 (en) Abnormality detection device, abnormality detection method, and program
US20150272509A1 (en) Diagnostic apparatus and method
Neupane et al. Bearing fault detection using scalogram and switchable normalization-based CNN (SN-CNN)
US11328062B2 (en) Critical infrastructure forensics
CN113671917B (en) Detection method, system and equipment for abnormal state of multi-modal industrial process
KR102321607B1 (en) Rotating machine fault detecting apparatus and method
KR102252189B1 (en) Fault diagnosis management system and method using machine learning
JP6881207B2 (en) Learning device, program
Gundewar et al. Bearing fault diagnosis using time segmented Fourier synchrosqueezed transform images and convolution neural network
Ma et al. Deep recurrent convolutional neural network for remaining useful life prediction
KR102154413B1 (en) Defect signal diagnostics apparatus and method using acoustic emission
US11835430B2 (en) Anomaly score estimation apparatus, anomaly score estimation method, and program
KR102416474B1 (en) Fault diagnosis apparatus and method based on machine-learning
KR20220077583A (en) Method and apparatus of explainable multi electrocardiogram arrhythmia diagnosis
Diaz et al. Stability-based system for bearing fault early detection
US20210208030A1 (en) Apparatus and method for diagnosing failure of plant
KR102306244B1 (en) Method and apparatus for generating fault detecting model for device
Verma et al. Android app for intelligent CBM
KR102419740B1 (en) Apparatus and method for diagnosis of system condition
JP2007327885A (en) Abnormality determination method and abnormality determination device
KR20210125366A (en) Method for detecting recording device failure using neural network classifier, server and smart device implementing the same
KR20230075150A (en) Method for managing system health
KR102212022B1 (en) Method of automatically determining condition of hydro turbine in hydroelectric power plant and system for the same
Zhou et al. Multisensor-Based Heavy Machine Faulty Identification Using Sparse Autoencoder-Based Feature Fusion and Deep Belief Network-Based Ensemble Learning
US11971332B2 (en) Feature extraction apparatus, anomaly score estimation apparatus, methods therefor, and program

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right