KR20220028065A - Machine learning devices, data processing systems, inference devices, and machine learning methods - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유체압 구동 밸브에 있어서의 이상 및 이상 징조를 작업자의 경험 등에 의존하지 않고 양호한 정밀도로 파악하는 것을 가능하게 하는 기계 학습 장치 등을 제공한다. The present invention provides a machine learning device or the like that enables to accurately grasp abnormalities and abnormalities in a fluid pressure actuated valve without depending on the operator's experience or the like.

Figure P1020227003343
Figure P1020227003343

Description

기계 학습 장치, 데이터 처리 시스템, 추론 장치 및 기계 학습 방법Machine learning devices, data processing systems, inference devices, and machine learning methods

본 발명은 밸브 시스템의 이상 진단을 실시하기 위한 기계 학습 장치, 데이터 처리 시스템, 추론 장치 및 기계 학습 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a machine learning apparatus, a data processing system, an inference apparatus, and a machine learning method for performing abnormal diagnosis of a valve system.

종래, 전자 밸브에 의해 구동 유체를 제어하여 메인 밸브를 개폐하는 유체압 구동 밸브가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 플랜트 설비의 배관에 사용되는 유체압 구동 밸브로서, 설비에 이상이 발생한 것과 같은 긴급시에, 전자 밸브에 의해 구동 유체를 제어하여 볼 밸브(메인 밸브)를 닫음으로써, 배관을 흐르는 유체를 차단하는 긴급 차단 밸브 장치가 개시되어 있다. BACKGROUND ART Conventionally, a fluid pressure actuating valve that opens and closes a main valve by controlling a driving fluid by an electromagnetic valve is known. For example, in patent document 1, it is a fluid pressure actuation valve used for piping of a plant facility, In the case of an emergency like an abnormality occurring in a facility, a drive fluid is controlled with a solenoid valve, and a ball valve (main valve) is closed. Accordingly, an emergency shutoff valve device for shutting off a fluid flowing through a pipe is disclosed.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2009-97539호Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-97539

특허문헌 1에 나타나는 바와 같은, 플랜트 설비에 사용되는 긴급 차단 밸브 등의 유체압 구동 밸브에 있어서는, 플랜트 설비 전체의 가동률·신뢰성을 향상시키기 위해서는, 예기치 않은 이상이 발생하지 않는 것이 바람직하다. 이 때문에, 유체압 구동 밸브에서는, 긴급시에 확실하게 동작하도록, 예를 들어, 정기적인 보수 점검으로서, 플랜트 설비에 대한 영향을 최대한 억제하면서도 소정 기간에 있어서 유체압 구동 밸브의 개폐 조작을 실시함으로써 유체압 구동 밸브가 정상적으로 동작하는 것을 확인하고 있다. 따라서, 이와 같은 유체압 구동 밸브에 있어서는, 유체압 구동 밸브에 발생한 이상을 사후적으로 파악하는 사후 보전뿐만 아니라, 이상 징조를 파악하는 전조 보전을 실현하는 것이 요망되고 있다. In fluid pressure drive valves, such as an emergency shut-off valve used for plant equipment as shown in patent document 1, in order to improve the operation rate and reliability of the whole plant equipment, it is preferable that unexpected abnormality does not generate|occur|produce. For this reason, in the fluid pressure actuation valve, in order to operate reliably in an emergency, for example, as a periodic maintenance check, the influence on plant equipment is suppressed as much as possible while opening/closing operation of the fluid pressure actuation valve in a predetermined period is performed. It is confirmed that the fluid pressure actuated valve operates normally. Therefore, in such a fluid pressure actuation valve, it is desired to realize not only post maintenance for catching abnormalities generated in the fluid pressure actuation valves post hoc, but also forefront maintenance for catching abnormal signs.

여기서, 유체압 구동 밸브의 이상 징조는 예를 들어, 소정 기간에 있어서 유체압 구동 밸브의 개폐 조작이 실시됨으로써 여러 가지 사상(事象)으로서 표출될 수 있지만, 유체압 구동 밸브에 생길 수 있는 사상과 이상 징조의 인과 관계는 명확하게 특정되어 있지 않았다. 그 결과, 유체압 구동 밸브에 있어서의 전조 보전은, 작업자의 경험(암묵지를 포함한다)에 의존한 판단에 기초하여 실시되게 되어, 담당하는 작업자에 따라 그 정밀도에 차이가 생긴다는 과제가 있다. Here, the abnormal signs of the hydraulically driven valve may be expressed as various events by, for example, opening and closing of the hydraulically driven valve in a predetermined period, but events that may occur in the hydraulically driven valve and The causal relationship of anomalies has not been clearly specified. As a result, rolling maintenance in a fluid pressure drive valve is performed based on judgment dependent on the operator's experience (including tacit knowledge), and there is a problem that the accuracy varies depending on the operator in charge.

본 발명은 상기 서술한 과제를 감안하여, 유체압 구동 밸브에 있어서의 이상(異常) 및 이상 징조(이하, 본 발명에 있어서는, 이것들을 총칭하여 「이상」이라고 한다)를 양호한 정밀도로 파악하기 위한 기계 학습 장치, 데이터 처리 시스템, 추론 장치 및 기계 학습 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In view of the above-mentioned problems, the present invention is for accurately grasping abnormalities and abnormal signs (hereinafter, in the present invention, these are collectively referred to as "abnormalities") in a fluid pressure actuated valve. An object of the present invention is to provide a machine learning apparatus, a data processing system, an inference apparatus, and a machine learning method.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 양태에 관련된 기계 학습 장치는 예를 들어 도 1-4에 나타내는 바와 같이, 메인 밸브(11)와, 상기 메인 밸브(11)를 구동하는 구동 장치(12)와, 상기 구동 장치(12)에 대해 구동 유체(A)의 급배기를 제어하는 전자 밸브(1)를 적어도 포함하는 유체압 구동 밸브(10)에 적용되는 것으로서, 소정 기간에 있어서의 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 소정 기간 중에 구동 장치(12)에 대해 급배기되는 구동 유체(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터와, 입력 데이터에 대응 지어진 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보로 이루어지는 출력 데이터로 구성되는 학습용 데이터 세트를 복수 세트 기억하는 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)과, 상기 학습용 데이터 세트를 복수 세트 입력함으로써, 상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터의 상관 관계를 추론하는 학습 모델을 학습하는 학습 유닛(203)과, 상기 학습 유닛(203)에 의해 학습된 상기 학습 모델을 기억하는 학습 완료 모델 기억 유닛(204)을 포함하는 것이다. In order to achieve the above object, the machine learning apparatus according to the first aspect of the present invention provides a main valve 11 and a drive device ( 12) and a fluid pressure actuating valve 10 including at least a solenoid valve 1 for controlling supply/exhaust of the actuating fluid A to and from the drive device 12, wherein the main Input data including time series data of the valve opening degree of the valve 11 and time series data of the pressure on the solenoid valve output side of the driving fluid A supplied to and discharged from the drive device 12 during a predetermined period, and corresponding input data a learning data set storage unit 202 for storing a plurality of sets of learning data sets composed of output data composed of diagnostic information of the built-in fluid pressure actuation valve 10; a learning unit (203) for learning a learning model for inferring the correlation of the output data; and a learned model storage unit (204) for storing the learning model learned by the learning unit (203).

본 발명의 기계 학습 장치에 의하면, 소정 기간에 있어서 유체압 구동 밸브에 의해 취득 가능한 각종 정보 등에 기초하여, 유체압 구동 밸브의 이상의 발생 유무를 추정 가능한 학습 완료 모델을 제공할 수 있게 된다. 따라서, 이 학습 완료 모델을 이용함으로써, 유체압 구동 밸브에 있어서 발생하는 이상을, 작업자의 경험에 의존하지 않고 고정밀도로 추정하는 것을 실현할 수 있게 된다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the machine learning apparatus of this invention, based on the various information etc. which can be acquired by the fluid pressure drive valve in a predetermined period, it becomes possible to provide the learning completion model which can estimate the presence or absence of occurrence of abnormality of a fluid pressure drive valve. Therefore, by using this learned model, it becomes possible to implement|achieve to estimate the abnormality which generate|occur|produces in a fluid pressure drive valve with high precision, without relying on an operator's experience.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 등이 적용되는 유체압 구동 밸브의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 등이 적용되는 전자 밸브의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 등이 적용되는 전자 밸브의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치의 개략 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 등에서 사용되는 데이터의 구성예(교사가 있는 학습)를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 등에서 사용되는 데이터의 구성예(교사가 없는 학습)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치에 있어서 실시되는 교사가 있는 학습을 위한 뉴럴 네트워크 모델의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 방법의 예를 나타내는 플로 차트이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 데이터 처리 시스템을 나타내는 개략 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 데이터 처리 시스템에 의한 데이터 처리 공정의 예를 나타내는 플로 차트이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows an example of the fluid pressure drive valve to which the machine learning apparatus etc. which concern on one Embodiment of this invention are applied.
It is a schematic diagram which shows an example of the solenoid valve to which the machine learning apparatus etc. which concern on one Embodiment of this invention are applied.
3 is a block diagram showing an example of a solenoid valve to which a machine learning apparatus or the like according to an embodiment of the present invention is applied.
4 is a schematic block diagram of a machine learning apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a configuration example (learning with a teacher) data used in a machine learning apparatus or the like according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a configuration example (learning without a teacher) used in a machine learning apparatus or the like according to an embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a diagram showing an example of a neural network model for learning with a teacher implemented in the machine learning apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing an example of a machine learning method according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic block diagram showing a data processing system according to an embodiment of the present invention.
It is a flowchart which shows the example of the data processing process by the data processing system which concerns on one Embodiment of this invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 각 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 설명에 필요한 범위를 모식적으로 나타내고, 본 발명의 해당 부분의 설명에 필요한 범위를 주로 설명하는 것으로 하며, 설명을 생략하는 지점에 대해서는 공지 기술에 의한 것으로 한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, each embodiment for implementing this invention with reference to drawings is demonstrated. In addition, in the following, the range necessary for the description for achieving the object of the present invention is schematically shown, and the range necessary for the description of the corresponding part of the present invention will be mainly described, and the point where the description is omitted is based on the known technology. make it as

본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치, 데이터 처리 시스템, 추론 장치 및 기계 학습 방법을 설명하기 전에, 이하에는 먼저 기계 학습 장치 등이 적용되는 유체압 구동 밸브에 대해 설명을 실시한다. Before describing the machine learning apparatus, the data processing system, the reasoning apparatus, and the machine learning method related to the embodiment of the present invention, first, a fluid pressure actuation valve to which the machine learning apparatus or the like is applied will be described.

(유체압 구동 밸브) (Hydraulic actuated valve)

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 유체압 구동 밸브(10)의 일례를 나타내는 개략도이다. 본 실시형태에 있어서의 유체압 구동 밸브(10)로는, 예를 들어, 플랜트 설비에 있어서 각종 가스나 석유 등이 흐르는 배관(100)에 설치되어, 플랜트 설비에 이상 등이 발생한 긴급 정지시에, 배관(100)의 흐름을 차단하기 위한 긴급 차단 밸브로서 사용할 수 있다. 또한, 유체압 구동 밸브(10)의 설치 장소나 용도는 상기의 예에 한정되지 않는다. 1 is a schematic diagram showing an example of a fluid pressure actuation valve 10 according to an embodiment of the present invention. As the fluid pressure actuation valve 10 in this embodiment, for example, it is installed in the pipe 100 through which various gases, petroleum, etc. flow in plant equipment, and at the time of an emergency stop when abnormality etc. generate|occur|produced in plant equipment, It can be used as an emergency shut-off valve for blocking the flow of the pipe 100 . In addition, the installation place and use of the fluid pressure actuation valve 10 are not limited to the said example.

도 1에 나타내는 유체압 구동 밸브(10)는 배관(100)의 도중에 배치되는 메인 밸브(11)와, 메인 밸브(11)에 연결된 밸브 축(13)을 구동 유체의 유체압에 따라 구동시킴으로써 메인 밸브(11)의 개폐 조작을 실시하는 유체압식의 구동 장치(12)와, 구동 장치(12)에 대해 구동 유체의 급배기를 제어하는 기능을 갖는 전자 밸브(1)를 구비하고 있다. The fluid pressure actuating valve 10 shown in FIG. 1 drives the main valve 11 disposed in the middle of the pipe 100 and the valve shaft 13 connected to the main valve 11 according to the fluid pressure of the driving fluid, whereby the main A fluid pressure type driving device 12 for opening/closing the valve 11 is provided, and a solenoid valve 1 having a function of controlling supply/exhaust of the driving fluid to the driving device 12 .

이 유체압 구동 밸브(10)에 사용되는 구동 유체에는, 계장(計裝) 공기(이하, 간단히 「공기」라고 한다)(A)가 채용되어 있다. 이 공기(A)는 공기 공급원(14)으로부터 제1 공기 배관(140)을 통하여 전자 밸브(1)에 공급되고, 또한, 제2 공기 배관(141)을 통하여 구동 장치(12)에 공급된다. 또, 유체압 구동 밸브(10)에는, 외부 장치(15) 및 전자 밸브(1)의 사이에서 각종 데이터를 송수신하기 위한 통신 케이블(150)과, 외부 전원(16)으로부터 전자 밸브(1)에 전력을 공급하기 위한 전력 케이블(160)이 접속되어 있다. 또한, 구동 유체로는, 상기의 공기(A)에 한정되지 않으며, 다른 기체여도 되고 액체(예를 들어, 기름)여도 된다. Instrumentation air (hereinafter, simply referred to as “air”) A is employed as the driving fluid used for the fluid pressure driving valve 10 . This air A is supplied from the air supply source 14 to the solenoid valve 1 through the first air pipe 140 , and is also supplied to the drive device 12 through the second air pipe 141 . In addition, the fluid pressure drive valve 10 includes a communication cable 150 for transmitting and receiving various data between the external device 15 and the solenoid valve 1 , and an external power supply 16 to the solenoid valve 1 . A power cable 160 for supplying power is connected. In addition, as a driving fluid, it is not limited to the said air A, Another gas may be sufficient, and a liquid (for example, oil) may be sufficient as it.

외부 장치(15)는 유체압 구동 밸브(10)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 장치로서, 예를 들어, 플랜트 관리용의 컴퓨터(로컬 서버 및 클라우드 서버를 포함한다), 작업자(보수 점검자)가 사용하는 진단용 컴퓨터, 또는, USB 메모리나 외부 부착 HDD 등의 외부 기억 유닛으로 구성되어 있다. 이 외부 장치(15)는 후술하는 기계 학습 장치(200)에 접속되어 학습용 데이터 세트를 구성하는 각종 데이터를 송신하는 것도 가능하다. 또, 이 외부 장치(15)는 유체압 구동 밸브(10)에 이상이 발생했을 경우에 작업자 등에 대해 이상이 발생한 것이나 그 내용을 알리기 위한, GUI(Graphical User Interface) 등으로 이루어지는 알림 수단을 구비하고 있다. 또한, 외부 장치(15) 및 전자 밸브(1) 사이의 통신에는 무선 통신을 이용해도 된다. The external device 15 is a device for transmitting and receiving various types of information to and from the fluid pressure actuation valve 10, for example, a computer for plant management (including a local server and a cloud server), an operator (maintenance inspector) It consists of a diagnostic computer used by the company, or an external storage unit such as a USB memory or external HDD. This external device 15 can also be connected to a machine learning device 200 described later to transmit various data constituting a data set for learning. In addition, this external device 15 is provided with a notification means consisting of a GUI (Graphical User Interface), etc. for notifying an operator or the like that an abnormality has occurred or the contents when an abnormality occurs in the fluid pressure actuation valve 10, there is. In addition, wireless communication may be used for communication between the external device 15 and the solenoid valve 1 .

본 실시형태의 유체압 구동 밸브(10)의 구동 방식은 에어리스 클로즈 방식이 채용되어 있다. 따라서, 정상 운전시에는 공기 공급원(14)으로부터 전자 밸브(1)를 통하여 구동 장치(12)에 공기(A)를 공급(급기)함으로써, 메인 밸브(11)가 열림 조작되고, 긴급 정지시나 시험 운전시에는, 구동 장치(12)로부터 전자 밸브(1)를 통하여 공기(A)를 배출(배기)함으로써, 메인 밸브(11)가 닫힘 조작된다. 또한, 유체압 구동 밸브(10)는 에어리스 오픈 방식을 채용해도 되고, 그 경우에는, 구동 장치(12)에 공기(A)를 공급함으로써 닫힘 조작되고, 구동 장치(12)로부터 공기(A)를 배출함으로써 메인 밸브(11)가 닫힘 조작된다. As the drive method of the fluid pressure actuation valve 10 of this embodiment, the airless closing method is employ|adopted. Therefore, during normal operation, by supplying (supplying) air A from the air supply source 14 to the drive device 12 through the solenoid valve 1 (supply air), the main valve 11 is operated to open, and during an emergency stop or test During operation, the main valve 11 is operated to close by discharging (exhausting) the air A from the driving device 12 through the solenoid valve 1 . In addition, the fluid pressure actuation valve 10 may employ|adopt an airless open system, and in that case, it is closed by supplying air A to the drive device 12, and air A is removed from the drive device 12. By discharging, the main valve 11 is operated to close.

메인 밸브(11)에는, 볼 밸브가 채용되어 있다. 이 메인 밸브(11)의 구체적인 구성으로는, 배관(100)의 도중에 배치되는 밸브 상자(110)와, 밸브 상자(110) 내에 회전 가능하게 형성된 볼상의 밸브체(111)를 구비하고 있다. 또, 밸브체(111)의 상부에는, 밸브 축(13)의 제1 단부(130A)가 연결되어 있다. 밸브 축(13)이 0도~90도로 회전 구동됨에 따라 밸브 상자(110) 내에서 밸브체(111)가 회전하고, 메인 밸브(11)의 전체 열림 상태(도 1에 나타내는 상태)와 전체 닫힘 상태가 전환된다. 또한, 메인 밸브(11)로서 사용되는 밸브는 볼 밸브에 한정되지 않으며, 예를 들어, 버터플라이 밸브나 그 밖의 온 오프 밸브여도 된다. A ball valve is employed as the main valve 11 . As a specific structure of this main valve 11, the valve box 110 arrange|positioned in the middle of the piping 100, and the ball-shaped valve body 111 formed rotatably in the valve box 110 are provided. In addition, the first end 130A of the valve shaft 13 is connected to the upper portion of the valve body 111 . As the valve shaft 13 is rotationally driven by 0 degrees to 90 degrees, the valve body 111 rotates in the valve box 110, and the fully open state (the state shown in FIG. 1) and the fully closed state of the main valve 11 state is switched In addition, the valve used as the main valve 11 is not limited to a ball valve, For example, a butterfly valve or other on-off valve may be sufficient.

구동 장치(12)에는, 메인 밸브(11)와 전자 밸브(1) 사이에 배치된 단일 작동식의 에어 실린더 기구가 채용되어 있다. 이 구동 장치(12)의 구체적인 구성으로는, 원통상의 실린더(120)와, 이 실린더(120) 내에 왕복 직선 이동 가능하게 형성되고 피스톤 로드(121)를 통하여 연결된 1 쌍의 피스톤(122A, 122B)과, 제1 피스톤(122A) 측에 형성된 코일 스프링(123)과, 제2 피스톤(122B)측에 형성된 공기 급배기구(124)와, 실린더(120)를 직경 방향을 따라 관통하도록 배치된 밸브 축(13)과 피스톤 로드(121)가 직교하는 부분에 형성된 전달 기구(125)를 구비하고 있다. 또한, 구동 장치(12)는 단일 작동식에 한정되지 않으며, 예를 들어, 이중 작동식 등의 다른 형식으로 구성되어 있어도 된다. The drive device 12 employs a single-acting air cylinder mechanism disposed between the main valve 11 and the solenoid valve 1 . As a specific configuration of the driving device 12 , a cylindrical cylinder 120 and a pair of pistons 122A and 122B formed to be reciprocally linearly movable in the cylinder 120 and connected via a piston rod 121 . ), a coil spring 123 formed on the side of the first piston 122A, an air supply/exhaust port 124 formed on the side of the second piston 122B, and a valve disposed to pass through the cylinder 120 in a radial direction The transmission mechanism 125 formed in the part where the shaft 13 and the piston rod 121 orthogonally crosses is provided. Further, the drive device 12 is not limited to a single-actuation type, and may be configured in other types such as, for example, a dual-actuation type.

제1 피스톤(122A)은 코일 스프링(123)에 의해 메인 밸브(11)를 닫힘 방향으로 동작하도록 탄성 지지되어 있다. 또, 제2 피스톤(122B)은 공기 급배기구(124)로부터 공급된 공기(A)(급기)에 의해 메인 밸브(11)를 열림 방향으로 동작하도록(코일 스프링(123)의 탄성력에 저항하여) 가압하는 것이다. 또한, 전달 기구(125)는 랙 앤드 피니언 기구, 링크 기구, 캠 기구 등으로 구성되어 있고, 피스톤 로드(121)의 왕복 직선 운동을 회전 운동으로 변환하여 밸브 축(13)에 전달하는 것이다. The first piston 122A is elastically supported by the coil spring 123 to operate the main valve 11 in the closing direction. Further, the second piston 122B operates the main valve 11 in the open direction by the air A (supply air) supplied from the air supply/exhaust port 124 (resisting the elastic force of the coil spring 123). is to pressurize In addition, the transmission mechanism 125 is comprised of a rack and pinion mechanism, a link mechanism, a cam mechanism, etc., converts the reciprocating linear motion of the piston rod 121 into rotational motion, and transmits it to the valve shaft 13 .

밸브 축(13)은 샤프트상으로 형성되어 있고, 회동 가능한 상태로 구동 장치(12)를 관통하도록 하여 배치된다. 밸브 축(13)의 제1 단부(130A)는 메인 밸브(11)에 연결되고, 밸브 축(13)의 제2 단부(130B)는 전자 밸브(1)에 의해 축 지지된다. 또한, 밸브 축(13)은 복수개의 샤프트가 커플링 등을 통하여 연결된 것이어도 된다. The valve shaft 13 is formed on a shaft, and is disposed so as to pass through the driving device 12 in a rotatable state. The first end 130A of the valve shaft 13 is connected to the main valve 11 , and the second end 130B of the valve shaft 13 is pivotally supported by the solenoid valve 1 . In addition, the valve shaft 13 may be one in which a plurality of shafts are connected via a coupling or the like.

전자 밸브(1)는 구동 장치(12)에 대해 공기(A)의 급배기를 제어하는 기능을 갖고, 예를 들어, 2포지션으로 노멀 클로즈 타입(통전시 「열림」, 비통전시 「닫힘」)의 3방 전자 밸브로서 구성되어 있다. 이 전자 밸브(1)는 옥내형 또는 방폭형의 전자 밸브(1)의 하우징으로서 기능하는 수용부(6)의 내부에, 공기(A)가 흐르는 유로를 전환하는 스풀부(2)와, 통전 상태(통전시 또는 비통전시)에 따라 스풀부(2)를 변위시키는 솔레노이드부(3)를 구비하고 있다. 또한, 이 전자 밸브(1)에는, 상기 서술한 타입의 3방 전자 밸브에 한정되지 않으며, 3포지션이어도 되고, 노멀 오픈 타입이어도 되고, 4방 전자 밸브 등이어도 되고, 이것들의 임의의 조합에 기초하는 각종 형성으로 구성할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 전자 밸브(1)는 유체압 구동 밸브(10)에 있어서의 파일럿 밸브로서 사용되는 것이지만, 전자 밸브(1)의 용도는 이에 한정되지 않는다. The solenoid valve 1 has a function of controlling the supply and exhaust of air A to and from the drive device 12, for example, a normally closed type in two positions (“open” when energized, “closed” when de-energized) It is configured as a three-way solenoid valve of This solenoid valve 1 has a spool part 2 for switching a flow path through which air A flows inside a housing part 6 functioning as a housing of an indoor type or explosion-proof type solenoid valve 1, and an energized state. The solenoid part 3 for displacing the spool part 2 according to (when energized or de-energized) is provided. In addition, this solenoid valve 1 is not limited to the 3-way solenoid valve of the type mentioned above, 3-position may be sufficient, a normally open type may be sufficient, a 4-way solenoid valve etc. may be sufficient, Based on these arbitrary combinations It can be composed of various formations. In addition, in this embodiment, although the solenoid valve 1 is used as a pilot valve in the fluid pressure drive valve 10, the use of the solenoid valve 1 is not limited to this.

스풀부(2)는 공기 공급원(14)에 제1 공기 배관(140)을 통하여 접속되는 입력 포트(20)와, 구동 장치(12)에 제2 공기 배관(141)을 통하여 접속되는 출력 포트(21)와, 구동 장치(12)로부터의 배기를 배출하는 배기 포트(22)를 구비한다. The spool part 2 has an input port 20 connected to the air supply source 14 through a first air pipe 140 and an output port 20 connected to the drive device 12 through a second air pipe 141 ( 21 ) and an exhaust port 22 for discharging exhaust gas from the drive device 12 .

솔레노이드부(3)는 통전시에, 입력 포트(20)와 출력 포트(21) 사이를 연통하도록 스풀부(2)를 변위시키고, 비통전시에, 출력 포트(21)와 배기 포트(22) 사이를 연통하도록 스풀부(2)를 변위시킨다. The solenoid portion 3 displaces the spool portion 2 to communicate between the input port 20 and the output port 21 when energized, and between the output port 21 and the exhaust port 22 when de-energized. The spool part 2 is displaced to communicate with the

상기 서술한 일련의 구성에 의해, 전자 밸브(1)가 통전 상태인 경우에는, 공기 공급원(14)으로부터의 공기(A)(급기)가 제1 공기 배관(140), 입력 포트(20), 출력 포트(21) 및 제2 공기 배관(141)의 순서로 흘러, 공기 급배기구(124)에 공급됨으로써, 제2 피스톤(122B)이 가압되어 코일 스프링(123)이 압축한다. 그리고, 코일 스프링(123)의 압축에 따라 피스톤 로드(121)가 이동한만큼 피스톤 로드(121) 및 전달 기구(125)를 통하여 밸브 축(13)이 회전 구동되면, 밸브 상자(110) 내에서 밸브체(111)가 회전하고, 메인 밸브(11)가 전체 열림 상태로 조작된다. With the above-described series of configurations, when the solenoid valve 1 is energized, the air A (supply air) from the air supply source 14 flows through the first air pipe 140 , the input port 20 , Flowing through the output port 21 and the second air pipe 141 in this order, and being supplied to the air supply/exhaust port 124 , the second piston 122B is pressed and the coil spring 123 is compressed. And, when the valve shaft 13 is rotationally driven through the piston rod 121 and the transmission mechanism 125 as much as the piston rod 121 moves according to the compression of the coil spring 123 , the valve in the valve box 110 is The sieve 111 rotates, and the main valve 11 is operated in a fully opened state.

한편, 전자 밸브(1)가 비통전 상태인 경우에는, 실린더(120) 내의 공기(A)(배기)가, 공기 급배기구(124)로부터 제2 공기 배관(141), 출력 포트(21) 및 배기 포트(22)의 순서로 흘러, 외기로 배출됨으로써, 제2 피스톤(122B)의 가압력이 저하하고, 코일 스프링(123)이 압축 상태로부터 복원한다. 그리고, 코일 스프링(123)의 복원에 따라 피스톤 로드(121)가 이동한만큼 전달 기구(125)를 통하여 밸브 축(13)이 회전 구동되면, 밸브 상자(110) 내에서 밸브체(111)가 회전하여, 메인 밸브(11)가 전체 닫힘 상태로 조작된다. On the other hand, when the solenoid valve 1 is in a non-energized state, the air A (exhaust) in the cylinder 120 flows from the air supply/exhaust port 124 to the second air pipe 141 , the output port 21 and It flows in the order of the exhaust port 22, and is discharged|emitted to the outside air, so that the urging force of the 2nd piston 122B falls, and the coil spring 123 restores|restores from a compressed state. And, when the valve shaft 13 is rotationally driven through the transmission mechanism 125 as much as the piston rod 121 moves according to the restoration of the coil spring 123 , the valve body 111 rotates in the valve box 110 . Thus, the main valve 11 is operated in a fully closed state.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 밸브(1)의 일례를 나타내는 단면도이다. 본 실시형태에 관련된 전자 밸브(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기의 스풀부(2) 및 솔레노이드부(3)에 더하여, 전자 밸브(1)의 각 부의 상태를 취득하는 복수의 센서(4)와, 복수의 센서(4) 중 적어도 1개가 재치된 기판(5)과, 스풀부(2), 솔레노이드부(3), 복수의 센서(4) 및 기판(5)을 수용하는 수용부(6)를 구비한다. 2 : is sectional drawing which shows an example of the solenoid valve 1 which concerns on one Embodiment of this invention. As shown in Fig. 2, the solenoid valve 1 according to the present embodiment includes a plurality of sensors ( 4), a substrate 5 on which at least one of the plurality of sensors 4 is mounted, a spool portion 2, a solenoid portion 3, a accommodating portion for accommodating the plurality of sensors 4 and the substrate 5 (6) is provided.

수용부(6)는 스풀부(2)를 수용하는 제1 수용부(60)와, 제1 수용부(60)에 인접됨과 함께, 솔레노이드부(3), 복수의 센서(4) 및 기판(5)을 수용하는 제2 수용부(61)와, 통신 케이블(150) 및 전력 케이블(160)이 접속되는 터미널 박스(62)를 구비한다. 제1 수용부(60) 및 제2 수용부(61)는 예를 들어, 알루미늄 등의 금속 재료로 제작되어 있다. The accommodating part 6 includes a first accommodating part 60 for accommodating the spool part 2, and adjacent to the first accommodating part 60, as well as a solenoid part 3, a plurality of sensors 4 and a substrate ( 5) and a second accommodating part 61 for accommodating it, and a terminal box 62 to which the communication cable 150 and the power cable 160 are connected. The first accommodating portion 60 and the second accommodating portion 61 are made of, for example, a metal material such as aluminum.

제1 수용부(60)는 입력 포트(20), 출력 포트(21) 및 배기 포트(22)로서, 각각 기능하는 개구부(도시 생략)를 갖는다. The first accommodating portion 60 has openings (not shown) that each function as an input port 20 , an output port 21 , and an exhaust port 22 .

제2 수용부(61)는 양단(제1 하우징 단부 (610a) 및 제2 하우징 단부(610b))이 개방된 원통상의 하우징(610)과, 하우징(610)의 내부에 배치되는 바디(611)와, 제1 하우징 단부 (610a)에 고정된 솔레노이드부(3)를 외기로부터 덮는 솔레노이드 커버(612)와, 제2 하우징 단부(610b)에 고정된 터미널 박스(62)를 외기로부터 덮는 터미널 박스 커버(613)를 구비한다. The second accommodating part 61 includes a cylindrical housing 610 having both ends (a first housing end 610a and a second housing end 610b) open, and a body 611 disposed inside the housing 610 . ), a solenoid cover 612 that covers the solenoid part 3 fixed to the first housing end 610a from outside air, and a terminal box 62 fixed to the second housing end 610b from outside air. A cover 613 is provided.

하우징(610)은 그 하부에 형성되어 밸브 축(13)의 제2 단부(130B)가 삽입되는 축 삽입구(610c)와, 그 상부에 형성되어 바디(611)가 삽입되는 바디 삽입구(610d)와, 제2 하우징 단부(610b)측에 형성되어 통신 케이블(150) 및 전력 케이블(160)이 삽입되는 케이블 삽입구(610e)를 갖는다. The housing 610 is formed at the lower portion of the shaft insertion hole 610c into which the second end 130B of the valve shaft 13 is inserted, and the body insertion hole 610d formed on the upper portion and into which the body 611 is inserted; , is formed on the side of the second housing end 610b and has a cable insertion hole 610e into which the communication cable 150 and the power cable 160 are inserted.

제1 수용부(60) 및 제2 수용부(61)에는, 바디(611)를 관통하도록 하여, 입력측 유로(26)로부터 분기하여 입력측 유로(26)와 제1 압력 센서(40) 사이를 연통하는 제1 유로(63)와, 출력측 유로(27)로부터 분기하여 출력측 유로(27)와 제2 압력 센서(41) 사이를 연통하는 제2 유로(64)와, 스풀부(2)와 솔레노이드부(3)를 연동시키기 위한 공기(A)가 흐르는 스풀 유로(65)가 형성되어 있다. In the first accommodating part 60 and the second accommodating part 61 , the body 611 is branched from the input-side flow path 26 to communicate between the input-side flow path 26 and the first pressure sensor 40 . a first flow path 63 to be used, a second flow path 64 branching from the output side flow path 27 and communicating between the output side flow path 27 and the second pressure sensor 41, the spool part 2 and the solenoid part A spool flow path 65 through which air A for interlocking (3) flows is formed.

스풀부(2)는 스풀 케이스로서 기능하는 제2 수용부(61) 내에 형성된 스풀 홀(23)과, 스풀 홀(23) 내에 이동 가능하게 배치된 스풀 밸브(24)와, 스풀 밸브(24)를 탄성 지지하는 스풀 스프링(25)과, 입력 포트(20)와 스풀 홀(23) 사이를 연통하는 입력측 유로(26)와, 출력 포트(21)와 스풀 홀(23) 사이를 연통하는 출력측 유로(27)와, 배기 포트(22)와 스풀 홀(23) 사이를 연통하는 배기 유로(28)를 구비한다. The spool part 2 includes a spool hole 23 formed in a second accommodating part 61 functioning as a spool case, a spool valve 24 movably disposed in the spool hole 23 , and a spool valve 24 . The spool spring 25 for elastically supporting the 27 and an exhaust passage 28 communicating between the exhaust port 22 and the spool hole 23 .

솔레노이드부(3)는 솔레노이드 케이스(30)와, 솔레노이드 케이스(30) 내에 수용된 솔레노이드 코일(31)과, 솔레노이드 코일(31) 내에 이동 가능하게 배치된 가동 철심(32)과, 솔레노이드 코일(31) 내에 고정 상태로 배치된 고정 철심(33)과, 가동 철심(32)을 탄성 지지하는 솔레노이드 스프링(34)을 구비한다. The solenoid unit 3 includes a solenoid case 30 , a solenoid coil 31 accommodated in the solenoid case 30 , a movable iron core 32 movably disposed in the solenoid coil 31 , and a solenoid coil 31 . A fixed iron core 33 disposed in a fixed state therein, and a solenoid spring 34 for elastically supporting the movable iron core 32 are provided.

전자 밸브(1)가 비통전 상태로부터 통전 상태로 전환된 경우에는, 솔레노이드부(3)에 있어서, 코일 전류가 솔레노이드 코일(31)에 흐름으로써 솔레노이드 코일(31)이 전자력을 발생하고, 당해 전자력에 의해 가동 철심(32)이 솔레노이드 스프링(34)의 탄성력에 저항하여 고정 철심(33)에 흡인됨으로써, 스풀 유로(65)를 흐르는 공기(A)의 유통 상태가 전환된다. 그리고, 스풀부(2)에 있어서, 스풀 유로(65)를 흐르는 공기(A)의 유통 상태가 전환된 것에 의해, 스풀 밸브(24)가 스풀 스프링(25)의 탄성력에 저항하여 이동됨으로써, 입력 포트(20)와 배기 포트(22) 사이를 연통하는 상태로부터, 입력 포트(20)와 출력 포트(21) 사이를 연통하는 상태로 전환된다. When the solenoid valve 1 is switched from the non-energized state to the energized state, in the solenoid part 3, a coil current flows through the solenoid coil 31 so that the solenoid coil 31 generates an electromagnetic force, and the electromagnetic force As a result, the movable iron core 32 resists the elastic force of the solenoid spring 34 and is attracted to the fixed iron core 33 , whereby the circulation state of the air A flowing through the spool flow path 65 is switched. Then, in the spool part 2 , when the circulation state of the air A flowing through the spool flow path 65 is switched, the spool valve 24 is moved against the elastic force of the spool spring 25 , so that the input The state of communication between the port 20 and the exhaust port 22 is switched to the state of communication between the input port 20 and the output port 21 .

기판(5)은 기판면(500A, 500B)이 축 삽입구(610c)로부터 삽입된 밸브 축(13)을 따르도록 배치된 제1 기판(50)과, 터미널 박스(62)에 근접하여 배치된 제2 기판(51)과, 솔레노이드부(3)에 근접하여 배치된 제3 기판(52)을 구비한다. The substrate 5 includes a first substrate 50 arranged so that the substrate surfaces 500A and 500B are along the valve axis 13 inserted from the shaft insertion hole 610c, and a second substrate arranged close to the terminal box 62 . A second substrate (51) and a third substrate (52) arranged adjacent to the solenoid portion (3) are provided.

제1 기판(50)의 기판면(500A, 500B) 중, 제1 기판면(500A)측에는 바디(611), 솔레노이드부(3) 및 제3 기판(52)이 배치된다. 제1 기판면(500A)측과 반대측의 제2 기판면(500B)측에는 제2 기판(51) 및 터미널 박스(62)가 배치된다. Among the substrate surfaces 500A and 500B of the first substrate 50 , the body 611 , the solenoid unit 3 , and the third substrate 52 are disposed on the first substrate surface 500A side. The second substrate 51 and the terminal box 62 are disposed on the side of the second substrate surface 500B opposite to the side of the first substrate surface 500A.

제1 기판(50), 제2 기판(51) 및 제3 기판(52)의 적소에는, 센서(4)가 배치되어 있다. 이 센서(4)로는, 예를 들어, 입력측 유로(26) 및 제1 유로(63)를 흐르는 공기(A)의 유체압을 계측하는 제1 압력 센서(40)와, 출력측 유로(27) 및 제2 유로(64)를 흐르는 공기(A)의 유체압을 계측하는 제2 압력 센서(41)와, 밸브 축(13)이 회전 구동할 때의 회전 각도를 계측하고, 당해 회전 각도에 따라 메인 밸브(11)의 밸브 개도 정보를 취득하는 메인 밸브 개도 센서(42)를 포함한다. A sensor 4 is disposed at positions of the first substrate 50 , the second substrate 51 , and the third substrate 52 . The sensor 4 includes, for example, a first pressure sensor 40 that measures the fluid pressure of the air A flowing through the input-side flow path 26 and the first flow path 63 , the output-side flow path 27 , and The second pressure sensor 41 for measuring the fluid pressure of the air A flowing through the second flow path 64 and the rotation angle when the valve shaft 13 is rotationally driven are measured, and according to the rotation angle, the main and a main valve opening degree sensor 42 for acquiring valve opening degree information of the valve 11 .

메인 밸브 개도 센서(42)는 예를 들어, 자기 센서에 의해 구성되어 있고, 밸브 축(13)의 제2 단부(130B)에 장착된 영구 자석(131)이 발생하는 자기의 세기를 계측하고, 당해 자기의 세기에 따라 메인 밸브(11)의 밸브 개도 정보를 취득한다. 이 메인 밸브 개도 센서(42)는 축 삽입구(610c)로부터 삽입된 밸브 축(13)을 따르도록 배치된 제1 기판(5)의 제1 기판면(500A) 중 밸브 축(13)의 축 주위의 외주에 대향하는 위치에 재치되는 것이 바람직하다. 이로써, 수용부(6) 내에 있어서, 배치 공간을 낭비하지 않고, 제1 기판(50)에 재치된 메인 밸브 개도 센서(42)와, 밸브 축(13)의 제2 단부(130B)를 근접하여 배치하는 것이 가능해지며, 밸브 개도 정보를 정확하게 취득할 수 있다. The main valve opening degree sensor 42 is, for example, constituted by a magnetic sensor, and the permanent magnet 131 mounted on the second end 130B of the valve shaft 13 measures the magnetic strength generated, The valve opening degree information of the main valve 11 is acquired according to the magnetic strength. This main valve opening degree sensor 42 is located around the axis of the valve shaft 13 among the first substrate surfaces 500A of the first substrate 5 arranged so as to be along the valve axis 13 inserted from the shaft insertion port 610c. It is preferable to be placed in a position opposite to the outer periphery of the. Thereby, in the accommodating part 6, the main valve opening degree sensor 42 mounted on the 1st board|substrate 50 and the 2nd end 130B of the valve shaft 13 are brought close to each other without wasting an arrangement space. It becomes possible to arrange|position, and valve opening degree information can be acquired accurately.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 전자 밸브(1)의 일례를 나타내는 블록도이다. 전자 밸브(1)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 전기적인 구성예로서, 상기의 기판(3) 및 센서(4) 외에, 전자 밸브(1)를 제어하는 제어부(7)와, 외부 장치(15)와 통신하기 위한 통신부(8)와, 외부 전원(16)에 접속되는 전원 회로부(9)를 구비한다. 3 : is a block diagram which shows an example of the solenoid valve 1 which concerns on one Embodiment of this invention. As shown in FIG. 3 , the solenoid valve 1 is an example of an electrical configuration. In addition to the substrate 3 and the sensor 4 described above, a control unit 7 for controlling the solenoid valve 1 , and an external device 15 . ) and a communication unit (8) for communicating with, and a power supply circuit unit (9) connected to an external power source (16).

복수의 센서(4)는 각 부의 물리량을 계측하는 센서군으로서, 상기의 제1 압력 센서(40), 제2 압력 센서(41) 및 메인 밸브 개도 센서(42) 외에, 솔레노이드부(3)에 대한 공급 전압을 계측하는 전압 센서(43)와, 솔레노이드부(3)에 있어서의 통전시의 전류치 및 비통전시의 저항치를 계측하는 전류·저항 센서(44)와, 수용부(6)의 내부 온도를 계측하는 온도 센서(45)와, 솔레노이드부(3)가 발생하는 자기의 세기를 계측하는 자기 센서(46)를 구비한다. The plurality of sensors 4 is a sensor group for measuring the physical quantity of each part, and in addition to the first pressure sensor 40 , the second pressure sensor 41 , and the main valve opening degree sensor 42 , the solenoid part 3 is A voltage sensor 43 for measuring the supply voltage to the air conditioner, a current/resistance sensor 44 for measuring a current value during energization and a resistance value when not energized in the solenoid part 3, and the internal temperature of the accommodating part 6 A temperature sensor 45 for measuring , and a magnetic sensor 46 for measuring the intensity of magnetism generated by the solenoid unit 3 are provided.

또, 복수의 센서(4)는 각 부의 동작 이력에 관한 정보를 취득하는 센서군으로서, 솔레노이드부(3)의 가동 시간으로서 솔레노이드부에 대한 통전 시간의 합계 및 현재의 통전 연동 시간의 적어도 일방을 계측하는 가동 시간계(타이머)(47)와, 전자 밸브(1), 구동 장치(12) 및 메인 밸브(11) 각각의 작동 횟수를 계수하는 작동 카운터(카운터)(48)를 구비한다. In addition, the plurality of sensors 4 are a sensor group for acquiring information about the operation history of each part, and as the operation time of the solenoid part 3, at least one of the sum of the energization time for the solenoid part and the current energization interlocking time An operation time meter (timer) 47 to measure, and an operation counter (counter) 48 for counting the number of operations of the solenoid valve 1 , the drive device 12 , and the main valve 11 are provided.

또, 이들 센서(40~48)는 상기 서술한 바와 같이 각각의 센서가 개별적으로 형성된 것에 한정되지 않으며, 특정한 센서가 다른 센서의 기능을 겸하는 것에 의해, 당해 다른 센서가 개별적으로 형성되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 자기 센서(46)가, 솔레노이드부(3)가 발생하는 자기의 세기를 계측함과 함께, 당해 자기의 세기에 기초하여 솔레노이드부(3)에 있어서의 통전시의 전류치를 구함으로써, 전류·저항 센서(44)가 개별적으로 형성되어 있지 않아도 된다. 또, 마이크로 컨트롤러(70)가, 센서의 기능을 내장하거나, 센서의 기능의 일부를 실현해도 되고, 예를 들어, 마이크로 컨트롤러(70)가, 가동 시간계(47) 및 작동 카운터(48)를 내장함으로써, 가동 시간계(47) 및 작동 카운터(48)가 개별적으로 형성되어 있지 않아도 된다. In addition, these sensors 40 to 48 are not limited to those in which each sensor is individually formed as described above, and since a specific sensor also functions as another sensor, the other sensors may not be formed individually. . For example, the magnetic sensor 46 measures the magnetic strength generated by the solenoid unit 3 and, based on the magnetic strength, obtains the current value when the solenoid unit 3 is energized. , the current/resistance sensor 44 does not need to be formed individually. In addition, the microcontroller 70 may incorporate the function of a sensor, or may implement|achieve a part of the function of a sensor, For example, the microcontroller 70 may set the operation time meter 47 and the operation counter 48 to By incorporating it, the operation time meter 47 and the operation counter 48 do not need to be formed separately.

제어부(7)는 복수의 센서(4)에 의해 취득된 전자 밸브(1)의 각 부의 상태를 나타내는 정보를 처리함과 함께, 전자 밸브(1)의 각 부를 제어하는 마이크로 컨트롤러(70)와, 솔레노이드부(3)의 통전 상태를 제어하고, 시험 운전시에 있어서의 메인 밸브(11)의 개폐 조작을 실시하는 밸브 테스트 스위치(71)를 구비한다. The control unit 7 processes information indicating the state of each part of the solenoid valve 1 acquired by the plurality of sensors 4 and a microcontroller 70 for controlling each part of the solenoid valve 1; A valve test switch 71 is provided which controls the energization state of the solenoid part 3 and performs the opening/closing operation of the main valve 11 at the time of a test operation.

마이크로 컨트롤러(70)는 CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서(도시 생략)와, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등에 의해 구성되는 메모리를 구비한다. 이 마이크로 컨트롤러(70)는 본 실시형태에 있어서 후술하는 데이터 처리 시스템(300)을 실현하는 기능을 포함할 수 있다. The microcontroller 70 includes a processor (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit), and a memory configured by a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like. The microcontroller 70 may include a function for realizing the data processing system 300 described later in the present embodiment.

밸브 테스트 스위치(71)는 소정 시험 운전 조건이 만족되었을 경우에 마이크로 컨트롤러(70)로부터의 지령을 받아, 시험 운전으로서, 유체압 구동 밸브(10)의 스트로크 테스트를 실행하기 위한 것이다. The valve test switch 71 receives a command from the microcontroller 70 when a predetermined test operation condition is satisfied, and executes a stroke test of the fluid pressure driving valve 10 as a test operation.

스트로크 테스트는 예를 들어, 풀 스트로크 테스트 및 파셜 스트로크 테스트 중 어느 것에 의해 실행된다. 풀 스트로크 테스트는 메인 밸브(11)를 전체 열림 상태에 있어서 통전 상태로부터 비통전 상태로 전환함으로써 전체 닫힘 상태로 조작하고, 전체 닫힘 상태에 있어서 비통전 상태로부터 통전 상태로 전환함으로써 전체 열림 상태로 되돌림으로써 실행된다. 파셜 스트로크 테스트는 메인 밸브(11)를 전체 닫힘 상태로 조작하지 않고(즉, 플랜트 설비를 정지하지 않고), 메인 밸브(11)를 전체 열림 상태에 있어서 통전 상태로부터 비통전 상태로 전환함으로써 소정 개도까지 부분적으로 닫고, 부분적인 닫힘 상태에 있어서 비통전 상태로부터 통전 상태로 전환함으로써 전체 열림 상태로 되돌림으로써 실행된다. The stroke test is executed, for example, by any of a full stroke test and a partial stroke test. In the full stroke test, the main valve 11 is operated to the fully closed state by switching from the energized state to the non-energized state in the fully open state, and returns to the fully open state by switching from the non-energized state to the energized state in the fully closed state. is executed as The partial stroke test is performed by switching the main valve 11 from the energized state to the non-energized state in the fully open state without operating the main valve 11 to the fully closed state (that is, without stopping the plant equipment) to a predetermined opening degree. It is executed by returning to the fully open state by switching from the non-energized state to the energized state in the partially closed state.

또한, 시험 운전 조건으로는, 예를 들어, 관리자에 의해 설정치로서 지정된 실행 빈도(예를 들어, 1년에 1회)에 의한 실행 시기나 특정한 지정 일시가 도래하거나, 외부 장치(15)로부터의 실행 명령을 접수하거나, 전자 밸브(1)에 형성된 시험 실행 버튼(도시 생략)이 관리자에 의해 조작되었을 경우에, 시험 운전 조건을 만족하는 것으로 하여, 시험 운전(스트로크 테스트)이 실행되도록 하면 된다. In addition, as the test driving condition, for example, an execution time according to an execution frequency (eg, once a year) specified as a set value by an administrator or a specific specified date and time arrives, or When an execution command is received or a test execution button (not shown) provided on the solenoid valve 1 is operated by an administrator, the test operation conditions may be satisfied and the test operation (stroke test) may be executed.

(기계 학습 장치) (machine learning device)

상기 서술한 일련의 구성을 구비하는 유체압 구동 밸브(10)에 있어서는, 상기 서술한 복수의 센서(4)를 구비함으로써, 예를 들어 정상 운전시 및 비정상 운전시(예를 들어, 개폐 조작이 실시되는 시험 운전시나 긴급 정지시를 포함한다)에 있어서 유체압 구동 밸브(10)의 각종 정보를 취득할 수 있다. 그래서, 이하에는, 유체압 구동 밸브(10)로부터 취득 가능한 정보(상태 변수)에 기초하여 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보를 추정하는 것이 가능한 추론 모델(학습 완료 모델)을 학습하는 기계 학습 장치(200)에 대해, 설명을 실시한다. 또한, 여기서 말하는 기계 학습 장치(200)는 그것 단독으로 동작하는 장치로서 제공되는 것뿐만 아니라, 임의의 프로세서에 이하에 설명하는 동작을 실행시키기 위한 프로그램, 혹은 당해 동작을 실행시키기 위한 1 내지 복수의 명령을 격납한 비일시적인 컴퓨터 독해 가능 매체의 형식으로 제공되는 것을 포함한다. In the fluid pressure actuation valve 10 provided with the above-mentioned series of structures, by providing the some sensor 4 mentioned above, for example, at the time of normal operation and abnormal operation (for example, opening/closing operation is Various types of information of the fluid pressure actuation valve 10 can be acquired during the test run and emergency stop performed. Therefore, in the following, machine learning for learning an inference model (learning completed model) capable of estimating diagnostic information of the fluid pressure actuation valve 10 based on information (state variable) obtainable from the fluid pressure actuation valve 10 . The device 200 will be described. In addition, the machine learning apparatus 200 referred to herein is not only provided as a device that operates alone, but also a program for causing an arbitrary processor to execute the operation described below, or one to plural for executing the operation. and provided in the form of a non-transitory computer-readable medium having instructions thereon.

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치(200)의 개략 블록도이다. 본 실시형태에 관련된 기계 학습 장치(200)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 학습용 데이터 세트 취득 유닛(201)과, 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)과, 학습 유닛(203)과, 학습 완료 모델 기억 유닛(204)을 구비하고 있다. 4 is a schematic block diagram of a machine learning apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. The machine learning apparatus 200 which concerns on this embodiment, as shown in FIG. 4, the data set acquisition unit 201 for learning, the data set storage unit 202 for learning, the learning unit 203, and learning completed model memory|storage A unit 204 is provided.

학습용 데이터 세트 취득 유닛(201)은, 예를 들어 유선 또는 무선의 통신 회선을 통하여 접속된 각종 기기로부터 학습(트레이닝)용 데이터 세트를 구성하는 복수의 데이터를 취득하기 위한 인터페이스 유닛이다. 여기서, 학습용 데이터 세트 취득 유닛(201)에 접속되는 각종 기기로는, 예를 들어 외부 장치(15)나 유체압 구동 밸브(10)의 작업자가 사용하는 작업자용 컴퓨터(PC1) 등을 들 수 있다. 또한, 도 4에 있어서는 외부 장치(15)와 컴퓨터(PC1)는 따로 따로 접속된 예를 나타내고 있지만, 외부 장치(15)와 작업자용 컴퓨터(PC1)는 동일한 컴퓨터에 의해 구성되어 있어도 된다. 이 학습용 데이터 세트 취득 유닛(201)에서는, 유체압 구동 밸브(10)의 복수의 센서(4)의 검출 데이터를 입력 데이터로서 예를 들어 외부 장치(15)로부터 취득함과 함께, 이 입력 데이터에 관련 지어지는 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보를 출력 데이터로서, 예를 들어 작업자용 컴퓨터(PC1)로부터 취득할 수 있다. 그리고, 이들 서로 관련 지어지는 입력 데이터와 출력 데이터가 후술하는 1 의 학습용 데이터 세트를 구성한다. The learning data set acquisition unit 201 is an interface unit for acquiring a plurality of data constituting the learning (training) data set from various devices connected via, for example, a wired or wireless communication line. Here, as various devices connected to the data set acquisition unit 201 for learning, the operator's computer PC1 used by the operator of the external device 15 and the fluid pressure actuation valve 10, etc. are mentioned, for example. . In addition, although the example in which the external device 15 and the computer PC1 were connected separately is shown in FIG. 4, the external device 15 and the computer PC1 for workers may be comprised by the same computer. In this data set acquisition unit 201 for learning, the detection data of the plurality of sensors 4 of the fluid pressure actuation valve 10 are acquired as input data from, for example, the external device 15, and the input data Diagnostic information of the fluid pressure actuation valve 10 associated with it can be acquired as output data, for example from the computer PC1 for an operator. Then, the input data and output data correlated with each other constitute a learning data set of 1, which will be described later.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치(200)에서 사용되는 데이터의 구성예(교사가 있는 학습)를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치(200)에서 사용되는 데이터의 구성예(교사가 없는 학습)를 나타내는 도면이다. 또한, 도 5, 도 6은, 데이터 처리 시스템 및 추론 장치의 설명에서도 적절히 참조한다. 5 is a diagram showing a configuration example (learning with a teacher) data used in the machine learning apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. 6 is a diagram showing a configuration example (learning without a teacher) of data used in the machine learning apparatus 200 according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are also appropriately referred to in the description of the data processing system and the reasoning apparatus.

학습용 데이터 세트는 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 입력 데이터로서, 적어도, 소정 기간에 있어서의, 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를, 출력 데이터로서, 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보를 포함하고 있고, 후술하는 기계 학습에 있어서 사용하기 위한 데이터 세트를 가리키는 것이다. 이들 각종 데이터의 상세한 것에 대하여 이하에 일례를 설명하여 나타내지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않는다. As shown in Figs. 5 and 6, the training data set is, as input data, at least time series data of the valve opening degree of the main valve 11 in a predetermined period, and the pressure of the solenoid valve output side of the air A Time-series data, as output data, includes diagnostic information of the fluid pressure actuation valve 10, and points to a data set for use in machine learning to be described later. Although an example is demonstrated and shown below about the detail of these various data, this invention is not limited to these.

메인 밸브(11)의 밸브 개도는 메인 밸브(11)의 개폐 상태의 값을 가리키는 것으로서, 상기 서술한 메인 밸브 개도 센서(42)로부터 취득할 수 있다. The valve opening degree of the main valve 11 indicates the value of the open/closed state of the main valve 11 , and can be acquired from the above-described main valve opening degree sensor 42 .

공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력은 소정 기간 중에 전자 밸브(1)로부터 구동 장치(12)에 급배기되는 공기(A)의 압력으로서, 전자 밸브(1)로부터 구동 장치(12)에 공기(A)가 공급될 때의 공기(A)(급기)의 압력과, 구동 장치(12)로부터 전자 밸브(1)를 통하여 외기로 공기(A)가 배출될 때의 공기(A)(배기)의 압력을 포함한다. 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력은 상기 서술한 제2 압력 센서(41)에 의해 취득할 수 있다. The pressure on the solenoid valve output side of the air A is the pressure of the air A supplied and exhausted from the solenoid valve 1 to the drive device 12 during a predetermined period, and the air (A) from the solenoid valve 1 to the drive device 12 is The pressure of the air A (supply air) when A) is supplied and the air A (exhaust air) when the air A is discharged from the drive device 12 to the outside through the solenoid valve 1 includes pressure. The pressure on the output side of the solenoid valve of the air A can be acquired by the second pressure sensor 41 described above.

시계열 데이터는 소정 기간 내의 상이한 복수의 시점에서 각각 취득된 복수의 데이터로 구성된 것으로서, 예를 들어, 소정 샘플링 주기로 취득된다. 본 실시형태에 있어서는, 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터와, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터는 동일한 샘플링 주기 및 동일한 위상(위상차가 없는 상태)에서 복수의 시점에서 취득된 것으로 하지만, 샘플링 주기 및 위상의 적어도 일방이 상이한 것이어도 된다. The time series data is constituted by a plurality of data each acquired at a plurality of different time points within a predetermined period, and is acquired, for example, at a predetermined sampling period. In this embodiment, the time series data of the valve opening degree of the main valve 11 and the time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of air A are acquired at a plurality of time points in the same sampling period and in the same phase (state without phase difference). However, at least one of the sampling period and the phase may be different.

소정 기간은 비정상 운전시(시험 운전시나 긴급 정지시를 포함한다)에 메인 밸브(11)의 개폐 조작이 실시되는 기간이며, 예를 들어, 유체압 구동 밸브(10)에 있어서의 스트로크 테스트를 실행했을 때의 실행 기간으로 이루어진다. 소정 기간은 스트로크 테스트의 실행 기간 중 테스트 개시부터 테스트 종료까지의 전체 기간이어도 되고, 그 중 일부의 기간이어도 된다. 따라서, 소정 기간은 예를 들어, 풀 스트로크 테스트의 전체 기간(전체 열림 상태→전체 닫힘 상태→전체 열림 상태)이나 파셜 스트로크 테스트의 전체 기간(전체 열림 상태→부분적인 닫힘 상태)이어도 되고, 풀 스트로크 테스트의 일부의 기간(전체 열림 상태→전체 닫힘 상태, 또는, 전체 닫힘 상→전체 열림 상태 등)이나 파셜 스트로크 테스트의 일부의 기간(전체 열림 상태→부분적인 닫힘 상태, 부분적인 닫힘 상태→전체 열림 상태 등 )이어도 되고, 이것들에 한정되지 않는다. The predetermined period is a period during which the opening/closing operation of the main valve 11 is performed during abnormal operation (including test operation and emergency stop), for example, a stroke test in the fluid pressure actuation valve 10 is performed It consists of the execution period when it is done. The predetermined period may be the entire period from the start of the test to the end of the test in the execution period of the stroke test, or may be a part of the period. Therefore, the predetermined period may be, for example, the entire period of the full stroke test (full open state → fully closed state → fully open state) or the entire period of the partial stroke test (fully open state → partially closed state), and the full stroke The duration of a part of the test (fully open → fully closed, or fully closed → fully open, etc.) or part of the partial stroke test (fully open → partially closed, partially closed → fully open) state, etc.) may be sufficient, and it is not limited to these.

유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보는 유체압 구동 밸브(10)에 대한 이상 진단이 실시되었을 때의, 유체압 구동 밸브(10)에 모종의 이상이 발생했는지 여부를 나타내는 정보로서, 그 데이터 형식으로는 여러 가지 것을 채용할 수 있다. 이상은 이상 진단이 실시된 시점에 있어서 이상의 발생이 판명된 사후적인 이상뿐만 아니라, 이상 진단이 실시된 시점에서는 정상이라고 판단되는 허용 범위이기는 하지만, 장래적인 이상의 발생이 예견된 이상 징조도 포함한다. The diagnostic information of the fluid pressure actuation valve 10 is information indicating whether some kind of abnormality has occurred in the fluid pressure actuation valve 10 when the abnormal diagnosis of the fluid pressure actuation valve 10 is performed, and the data A number of formats can be employed. Abnormalities include not only post-mortem abnormalities in which the occurrence of abnormalities was found at the time when abnormality diagnosis was made, but also abnormal signs in which occurrence of abnormalities was predicted in the future, although within the allowable range that is judged to be normal at the time when abnormal diagnosis was performed.

예를 들어, 일 양태로서의 진단 정보는 도 5에 나타내는 바와 같이, 유체압 구동 밸브(10)가 정상인 것(이상 없음) 및 이상인 것(이상 있음) 중 어느 것을 나타내는 정보로 구성할 수 있다. 이 경우, 진단 정보는 이가(binary)로 분류되며, 예를 들어 유체압 구동 밸브(10)가 정상적인 상태인 것을 나타내는 값을 「0」으로 하고, 유체압 구동 밸브(10)가 이상의 상태인 것을 나타내는 값을 「1」로 하여, 작업용 컴퓨터(PC1)를 사용하여 작업자에 의해 입력 데이터에 관련 지은 형태로 해당하는 값이 입력되면 된다. 또한, 이 경우에는 구체적인 이상의 내용에 관한 정보는 반드시 필요한 것은 아니다. For example, as shown in FIG. 5, the diagnostic information as an aspect can be comprised with the information which shows either that the fluid pressure actuation valve 10 is normal (no abnormality) and abnormal (abnormality exists). In this case, the diagnostic information is classified as binary, for example, a value indicating that the fluid pressure actuating valve 10 is in a normal state is “0”, and it is determined that the fluid pressure actuating valve 10 is in an abnormal state. What is necessary is just to set the indicated value to "1", and to input the corresponding value in the form associated with the input data by the operator using the work computer PC1. In addition, in this case, the information regarding the specific above content is not necessarily required.

더하여, 상기 진단 정보 중, 이상인 것을 나타내는 정보는 도 5의 파선으로 나타내는 바와 같이, 이상의 구체적인 내용도 포함하고 있어도 된다. 이상의 구체적인 내용으로는, 예를 들어, 메인 밸브(11)의 동작 불량, 공기(A) 회로의 불량, 공기 공급원(14)으로부터의 공기(A)의 공급 압력의 이상, 솔레노이드부(3)에 있어서의 공급 전압 이상, 솔레노이드 코일(31)의 열화·파손, 전기 회로의 단락, 솔레노이드부(3)의 수명, 유체압 구동 밸브(10)의 이상 발열, 철심의 동작 불량 등이 포함된다. 이 경우, 진단 정보는 다가(Multi Valued)(3 이상)로 분류되고, 예를 들어 유체압 구동 밸브(10)가 정상적인 상태인 것을 나타내는 값을 「0」이라고 하고, 유체압 구동 밸브(10)가 메인 밸브(11)의 동작 불량에 해당하는 이상인 것을 나타내는 값을 「1」, 유체압 구동 밸브(10)가 공기(A) 회로의 불량에 해당하는 이상인 것을 나타내는 값을 「2」, 이하 동일하게 각 이상의 내용에 맞추어 값을 일의적으로 사전에 정한 후에, 작업용 컴퓨터(PC1)를 사용하여 작업자에 의해 입력 데이터에 관련 지은 형태로 해당하는 값이 입력되면 된다. 이와 같은 진단 정보의 설정을 실시함으로써, 이상의 발생의 유무뿐만 아니라, 이상이 발생했을 때의 이상의 구체적인 내용의 정보(도 6에 나타내는 이상 1/이상 2/이상 n에 대응한다)도 포함한 학습용 데이터 세트를 준비할 수 있다. 상기 서술한 일 양태로서의 진단 정보는 이하에 서술하는 기계 학습에 있어서는, 교사가 있는 학습(도 5 참조)을 실시하는 경우에 이용되는 것이다. In addition, as shown by the broken line in FIG. 5, the information indicating abnormality among the said diagnostic information may also contain the specific content of the above. As for the above specific content, for example, operation failure of the main valve 11, a failure of the air A circuit, an abnormality of the supply pressure of the air A from the air supply source 14, the solenoid part 3 The supply voltage abnormality, deterioration/damage of the solenoid coil 31, short circuit of the electric circuit, the life of the solenoid part 3, abnormal heat generation of the fluid pressure actuation valve 10, malfunction of the iron core, etc. are included. In this case, the diagnostic information is classified as Multi Valued (3 or more), for example, a value indicating that the fluid pressure actuation valve 10 is in a normal state is "0", and the fluid pressure actuation valve 10 A value indicating an abnormality corresponding to an operation failure of the main valve 11 is “1”, and a value indicating that the fluid pressure actuation valve 10 is an abnormality corresponding to a failure of the air (A) circuit is “2”, hereinafter the same After a value is uniquely determined in advance according to the contents of each above item, the corresponding value is input in a form related to the input data by the operator using the work computer (PC1). By setting such diagnostic information, not only the presence or absence of occurrence of an abnormality, but also information on the specific content of the abnormality when the abnormality occurs (corresponding to abnormality 1/more than 2/more than n shown in Fig. 6) is included in the learning data set can prepare The diagnostic information as an aspect described above is used when learning with a teacher (refer to FIG. 5 ) in machine learning described below.

또, 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보로는, 상기 서술한 것 이외에도 채용할 수 있다. 예를 들어, 다른 양태로서의 진단 정보는 도 6에 나타내는 바와 같이, 유체압 구동 밸브(10)가 이상이 아니라 정상인 것만을 나타내는 정보로 할 수 있다. 이 경우, 진단 정보에는 유체압 구동 밸브(10)가 정상인 것을 나타내는 정보 밖에 포함되지 않기 때문에, 필연적으로 이 진단 정보를 출력 데이터로서 포함하는 학습용 데이터 세트는 유체압 구동 밸브(10)가 정상인 경우의 입력 데이터와 출력 데이터로 구성된 데이터 세트만이 된다. 따라서, 이 경우에 있어서의 학습용 데이터 세트의 출력 데이터는 항상 동일하기 때문에, 학습용 데이터 세트는 출력 데이터를 데이터로서 가지고 있을 필요가 반드시는 없다는 것은 당업자이면 당연하게 이해할 수 있을 것이다. 당해 다른 양태로서의 진단 정보는 이하에 서술하는 기계 학습에 있어서는, 교사가 없는 학습(도 6 참조)을 실시하는 경우에 이용되는 것이다. In addition, as diagnostic information of the fluid pressure actuation valve 10, it is employable other than what was mentioned above. For example, as shown in FIG. 6, the diagnostic information as another aspect can be made into information which shows only that the fluid pressure actuation valve 10 is not abnormal but normal. In this case, since the diagnostic information includes only information indicating that the fluid pressure actuated valve 10 is normal, inevitably, the learning data set including this diagnostic information as output data is the same as when the fluid pressure actuated valve 10 is normal. It is only a data set consisting of input data and output data. Accordingly, since the output data of the training data set in this case is always the same, it will be understood by those skilled in the art that the training data set does not necessarily have the output data as data. The diagnostic information as another aspect is used when learning without a teacher (refer to FIG. 6 ) in machine learning described below.

옵션으로서, 학습용 데이터 세트 내의 입력 데이터에는, 추가로, 공기(A)의 압력(공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력을 제외한다)의 시계열 데이터, 솔레노이드부(3)의 제어 파라미터의 시계열 데이터, 유체압 구동 밸브(10)의 온도의 시계열 데이터, 유체압 구동 밸브(10)의 총가동 시간, 유체압 구동 밸브(10)에 대해 마지막으로 전원이 투입되고 나서의 가동 시간, 메인 밸브(11)의 작동 횟수, 구동 장치(12)의 작동 횟수, 솔레노이드부(3)의 작동 횟수, 및, 메인 밸브(11)의 개폐 시간을 선택적으로 포함할 수 있다. Optionally, the input data in the training data set includes time series data of the air A pressure (excluding the solenoid valve output side pressure of the air A) time series data, time series data of the control parameters of the solenoid unit 3, Time series data of the temperature of the fluid pressure actuation valve 10 , the total operating time of the fluid pressure actuation valve 10 , the operating time after the last power supply to the fluid pressure actuation valve 10 , the main valve 11 The number of operations, the number of operations of the driving device 12 , the number of operations of the solenoid unit 3 , and the opening/closing time of the main valve 11 may be selectively included.

공기(A)의 압력(공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력을 제외한다)은 유체압 구동 밸브(10)의 내부의 각 부를 흐르는 공기(A)의 압력인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 공기 공급원(14)으로부터 전자 밸브(1)에 공급되는 공기(A)의 전자 밸브 입력측 압력, 및, 공기(A)의 전자 밸브 입력측 압력과 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 차압 중 적어도 1개를 포함하는 것이 바람직하다. The pressure of the air A (except the pressure on the solenoid valve output side of the air A) is preferably the pressure of the air A flowing through each part of the fluid pressure actuation valve 10, specifically, air At least one of the pressure on the solenoid valve input side of the air (A) supplied from the supply source (14) to the solenoid valve (1), and the differential pressure between the pressure on the solenoid valve input side of the air (A) and the pressure on the solenoid valve output side of the air (A) It is preferable to include

솔레노이드부(3)의 제어 파라미터는 솔레노이드부(3)를 제어하기 위한 각종 파라미터 정보로서, 구체적으로는 솔레노이드 코일(31)에 공급되는 공급 전압, 솔레노이드 코일(31)에 대한 통전시의 전류치, 솔레노이드 코일(31)의 비통전시에 있어서의 저항치, 솔레노이드부(3)의 가동 시간, 및, 솔레노이드부(3)에 생기는 자기의 강도 중 적어도 1개를 포함하는 것이 바람직하다. 이 중, 솔레노이드 코일(31)에 공급되는 공급 전압은 상기 서술한 전압 센서(43)에 의해 취득할 수 있고, 솔레노이드 코일(31)에 대한 통전시의 전류치, 및, 비통전시에 있어서의 저항치는 상기 서술한 전류·저항 센서(44)에 의해 취득할 수 있고, 솔레노이드부(3)의 가동 시간은 상기 서술한 가동 시간계(47)에 의해 취득할 수 있고, 솔레노이드부(3)에 생기는 자기의 강도는 상기 서술한 자기 센서(46)에 의해 취득할 수 있다. The control parameters of the solenoid unit 3 are various parameter information for controlling the solenoid unit 3, specifically, the supply voltage supplied to the solenoid coil 31, the current value when the solenoid coil 31 is energized, the solenoid It is preferable to include at least one of the resistance value when the coil 31 is de-energized, the operating time of the solenoid unit 3 , and the magnetic strength generated in the solenoid unit 3 . Among these, the supply voltage supplied to the solenoid coil 31 can be acquired by the voltage sensor 43 described above, and the current value when the solenoid coil 31 is energized, and the resistance value when the solenoid coil 31 is not energized. The magnetism generated in the solenoid part 3 can be acquired by the above-mentioned current/resistance sensor 44, and the operation time of the solenoid part 3 can be acquired by the operation time meter 47 mentioned above. The intensity of can be acquired by the magnetic sensor 46 described above.

유체압 구동 밸브(10)의 온도는 유체압 구동 밸브(10)의 특히 내부 온도의 값을 가리키는 것으로서, 상기 서술한 온도 센서(45)에 의해 취득할 수 있다. The temperature of the fluid pressure actuation valve 10 indicates a value of the internal temperature in particular of the fluid pressure actuation valve 10 , and can be acquired by the temperature sensor 45 described above.

유체압 구동 밸브(10)의 총가동 시간과 유체압 구동 밸브(10)에 대해 마지막으로 전원이 투입되고 나서의 가동 시간은 상기 서술한 가동 시간계(47)에 의해 취득할 수 있고, 메인 밸브(11)의 작동 횟수와 구동 장치(12)의 작동 횟수와 솔레노이드부(3)의 작동 횟수는 상기 서술한 작동 카운터(48)에 의해 취득할 수 있고, 메인 밸브(11)의 개폐 시간은 도시되지 않은 타이머 등을 사용하여 취득할 수 있다. The total operating time of the fluid pressure actuation valve 10 and the operating time after the last power supply to the fluid pressure actuation valve 10 is turned on can be obtained by the above-described operating time meter 47, and the main valve ( The number of operations 11) and the number of operations of the driving device 12 and the number of operations of the solenoid part 3 can be obtained by the above-described operation counter 48, and the opening and closing times of the main valve 11 are not shown. It can be obtained by using a timer that is not

상기 서술한 바와 같이 입력 데이터의 종류를 늘리는 것은 기계 학습 후에 얻어지는 학습 완료 모델의 추정 정밀도를 향상시키는 데에 대체로 기여하는 것이지만, 진단 정보와의 상관 정도가 낮은 입력 데이터를 채용하는 것은 오히려 학습 완료 모델의 추정 정밀도의 향상을 저해할 가능성이 있다. 따라서, 입력 데이터로서 채용하는 데이터의 수 및 종류에 대해서는, 학습 완료 모델이 적용되는 유체압 구동 밸브(10)의 상태 등을 고려하여 적절히 선택되어야 한다. As described above, increasing the type of input data generally contributes to improving the estimation precision of the learned model obtained after machine learning, but adopting input data with a low degree of correlation with diagnostic information is rather a learned model. may impede the improvement of the estimation precision of Accordingly, the number and type of data employed as input data should be appropriately selected in consideration of the state of the fluid pressure actuating valve 10 to which the learned model is applied, and the like.

학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)은 학습용 데이터 세트 취득 유닛(201)에서 취득한 학습용 데이터 세트를 구성하기 위한 복수의 데이터를, 관련되는 입력 데이터와 출력 데이터를 관련 지어 1개의 학습용 데이터 세트로 하여, 격납하기 위한 데이터베이스이다. 이 학습용 데이터 세트 기억 유닛을 구성하는 데이터베이스의 구체적인 구성에 대해서는 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 있어서는, 설명의 형편상, 이 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)과 후술하는 학습 완료 모델 기억 유닛(204)을 별도의 기억 수단으로서 나타내고 있지만, 이것들은 단일의 기억 매체(데이터베이스)에 의해 구성할 수도 있다. The training data set storage unit 202 associates a plurality of data for constituting the training data set acquired by the training data set acquisition unit 201 as one training data set by associating the related input data and output data, and stores It is a database for About the specific structure of the database which comprises this data set storage unit for learning, it can adjust suitably. For example, in Fig. 4, for convenience of explanation, this learning data set storage unit 202 and a learning completed model storage unit 204 described later are shown as separate storage means, but these are a single storage medium ( database) can also be configured.

학습 유닛(203)은 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)에 기억된 복수의 학습용 데이터 세트를 사용하여 기계 학습을 실행함으로써, 복수의 학습용 데이터 세트에 포함되는 입력 데이터와 출력 데이터의 상관 관계를 학습한 학습 완료 모델을 생성하는 것이다. 본 실시형태에 있어서는, 후에 상세하게 설명하여 나타내는 바와 같이, 기계 학습의 구체적인 수법으로서 뉴럴 네트워크를 사용한 교사가 있는 학습을 채용하고 있다. 단, 기계 학습의 구체적인 수법에 대해서는 이것으로 한정되지 않으며, 입출력의 상관 관계를 학습용 데이터 세트로부터 학습할 수 있는 것이면 다른 학습 수법을 채용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 앙상블 학습(랜덤 포레스트, 부스팅 등)을 사용할 수도 있다. The learning unit 203 learns the correlation between the input data and the output data included in the plurality of learning data sets by executing machine learning using the plurality of learning data sets stored in the learning data set storage unit 202. To create a learning completion model. In the present embodiment, as a specific method of machine learning, teacher learning using a neural network is employed, as will be described and shown in detail later. However, the specific method of machine learning is not limited thereto, and other learning methods can be employed as long as the correlation between input and output can be learned from the training data set. For example, ensemble learning (random forest, boosting, etc.) may be used.

학습 완료 모델 기억 유닛(204)은 학습 유닛(203)에서 생성된 학습 완료 모델을 기억하기 위한 데이터베이스이다. 이 학습 완료 모델 기억 유닛(24)에 기억된 학습 완료 모델은 요구에 따라, 인터넷을 포함하는 통신 회선이나 기억 매체를 통하여 실시스템에 적용된다. 실시스템(데이터 처리 시스템(300))에 대한 학습 완료 모델의 구체적인 적용 양태에 대해서는, 후에 상세히 서술한다. The learned model storage unit 204 is a database for storing the learned model generated in the learning unit 203 . The learned model stored in this learned model storage unit 24 is applied to the real system through a communication line including the Internet or a storage medium, as required. The specific application aspect of the learning completion model with respect to a real system (data processing system 300) is described in detail later.

다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 얻어진 복수의 학습용 데이터 세트를 사용한, 학습 유닛(203)에 있어서의 학습 수법에 대해, 교사가 있는 학습을 중심으로 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 장치에 있어서 실시되는 교사가 있는 학습을 위한 뉴럴 네트워크 모델의 예를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 뉴럴 네트워크 모델에 있어서의 뉴럴 네트워크는 입력층에 있는 l개의 뉴런(x1~xl), 제1 중간층에 있는 m개의 뉴런(y11~y1m), 제2 중간층에 있는 n개의 뉴런(y21~y2n), 및, 출력층에 있는 o개의 뉴런(z1~zo)으로 구성되어 있다. 제1 중간층 및 제2 중간층은 숨은 층이라고도 불리고 있고, 뉴럴 네트워크로는, 제1 중간층 및 제2 중간층 외에, 추가로 복수의 숨은 층을 갖는 것이어도 되고, 혹은 제1 중간층만을 숨은 층으로 하는 것이어도 된다. 또한, 도 7에 있어서는, 출력층이 복수개(o개) 설정된 뉴럴 네트워크 모델을 예시하고 있지만, 예를 들어 상기 서술한 진단 정보가 1의 값으로부터 특정되는 것인 경우, 즉, 후술하는 교사 데이터의 수가 1개(t1만) 인 경우에는, 출력층의 뉴런의 수도 1개(z1만)로 할 수 있다. Next, the learning method in the learning unit 203 using the several data sets for learning obtained as mentioned above is demonstrated centering around learning with a teacher. Fig. 7 is a diagram showing an example of a neural network model for learning with a teacher implemented in the machine learning apparatus according to an embodiment of the present invention. The neural network in the neural network model shown in Fig. 7 includes l neurons (x1 to xl) in the input layer, m neurons (y11 to y1m) in the first intermediate layer, and n neurons (y21) in the second intermediate layer. y2n), and o neurons (z1-zo) in the output layer. The first intermediate layer and the second intermediate layer are also called hidden layers, and the neural network may have a plurality of hidden layers in addition to the first intermediate layer and the second intermediate layer, or only the first intermediate layer is a hidden layer. okay In addition, although FIG. 7 exemplifies a neural network model in which a plurality (o) output layers are set, for example, when the diagnostic information described above is specified from a value of 1, that is, the number of teacher data described later In the case of one (t1 only), the number of neurons in the output layer can also be one (z1 only).

또, 입력층과 제1 중간층 사이, 제1 중간층과 제2 중간층 사이, 제2 중간층과 출력층 사이에는, 층간의 뉴런을 접속하는 노드가 깔려 있고, 각각의 노드에는, 가중치wi(i는 자연수)가 대응 지어져 있다. Also, between the input layer and the first intermediate layer, between the first intermediate layer and the second intermediate layer, and between the second intermediate layer and the output layer, there are nodes connecting the neurons between the layers, and each node has a weight wi (i is a natural number) is correspondingly built.

본 실시형태에 관련된 뉴럴 네트워크 모델에 있어서의 뉴럴 네트워크는 학습용 데이터 세트를 사용하여, 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터와, 유체압 구동 밸브(10)의 진단 정보의 상관 관계를 학습한다. 구체적으로는, 상태 변수로서의 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터의 각각을 입력층의 뉴런에 대응 지어, 출력층에 있는 뉴런의 값을, 일반적인 뉴럴 네트워크의 출력값의 산출 방법으로, 요컨대, 출력측의 뉴런의 값을, 당해 뉴런에 접속되는 입력측의 뉴런의 값과, 출력측의 뉴런과 입력측의 뉴런을 접속하는 노드에 대응 지어진 가중치wi의 곱셈치의 수열의 합으로서 산출하는 것을, 입력층에 있는 뉴런 이외의 모든 뉴런에 대해 실시하는 방법을 사용함으로써, 산출한다. 또한, 상기 상태 변수를 입력층의 뉴런에 입력하는 데에 있어서, 상태 변수로서 취득한 정보를 어떠한 형식으로서 입력할지는, 생성되는 학습 완료 모델의 정밀도 등을 고려하여 적절히 설정할 수 있다. 구체적으로는, 입력 데이터 각각에 대응시키는 뉴런의 수를 조정하기 위해서, 혹은 뉴런에 대응 가능한 값으로 조정하기 위해서, 특정한 입력 데이터에 대해 전처리를 실행할 수 있다. The neural network in the neural network model according to the present embodiment uses the training data set, the time series data of the valve opening degree of the main valve 11, the time series data of the pressure on the solenoid valve output side of the air A, and the fluid The correlation between the diagnostic information of the pneumatic actuation valve 10 is learned. Specifically, each of the time series data of the valve opening degree of the main valve 11 as the state variable and the time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of air A is mapped to the neurons of the input layer, and the values of the neurons in the output layer is a method of calculating the output value of a general neural network, that is, the value of the output side neuron is the value of the input side neuron connected to the neuron, and the weight wi associated with the node connecting the output side neuron and the input side neuron Calculation as the sum of the sequence of multiplication values is calculated by using a method that is performed for all neurons other than the neurons in the input layer. In addition, when inputting the state variable to the neurons of the input layer, the format in which the information acquired as the state variable is input can be appropriately set in consideration of the precision of the completed learning model to be generated, and the like. Specifically, in order to adjust the number of neurons corresponding to each input data, or to adjust the number of neurons to a value that can correspond to the neurons, preprocessing may be performed on specific input data.

그리고, 산출된 출력층에 있는 o개의 뉴런 z1~zo의 값, 즉 본 실시형태에 있어서는 1 이상의 진단 정보와, 학습용 데이터 세트의 일부를 구성하는, 동일하게 1 이상의 진단 정보로 이루어지는 교사 데이터 t1~to를, 각각 비교하여 오차를 구하고, 구해진 오차가 작아지도록, 각 노드에 대응 지어진 가중치wi를 조정하는(백프로파게이션) 것을 반복한다. Then, the calculated values of the o neurons z1 to zo in the output layer, that is, in the present embodiment, one or more diagnostic information and teacher data t1 to t1 to one or more diagnostic information constituting a part of the learning data set. , respectively, to obtain an error, and to adjust the weight wi corresponding to each node (backpropagation) so that the obtained error is small.

그리고, 상기 서술한 일련의 공정을 소정 횟수 반복 실시하는 것, 혹은 상기 오차가 허용치보다 작아지는 것 등의 소정 조건이 만족된 경우에는, 학습을 종료하여, 그 뉴럴 네트워크 모델(의 노드의 각각에 대응 지어진 모든 가중치wi)을 학습 완료 모델로서 학습 완료 모델 기억 유닛(204)에 기억한다. Then, when a predetermined condition such as repeating the above-described series of steps a predetermined number of times or that the error becomes smaller than an allowable value is satisfied, learning is finished and the neural network model ( All corresponding weights wi) are stored in the learned model storage unit 204 as the learned model.

(기계 학습 방법) (machine learning method)

상기에 관련하여, 본 발명은 기계 학습 방법을 제공한다. 이하에 본 발명에 관련된 기계 학습 방법에 대해, 도 5(학습 페이즈), 도 6(학습 페이즈), 도 7, 도 8을 참조하여 설명을 실시한다. 도 8은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 기계 학습 방법의 예를 나타내는 플로 차트이다. 이하에 나타내는 기계 학습 방법에 있어서는, 상기 서술한 기계 학습 장치(200)에 기초하여 설명을 실시하지만, 전제가 되는 구성에 대해서는, 상기 기계 학습 장치(200)에 한정되지 않는다. 또, 이 기계 학습 방법은 컴퓨터를 사용함으로써 실현되는 것인데, 컴퓨터로는 여러 가지 것이 적용 가능하고, 예를 들어 외부 장치(15), 작업용 컴퓨터(PC1) 혹은 마이크로 컨트롤러(70)를 구성하는 컴퓨터 장치나, 네트워크 상에 배치된 서버 장치 등을 들 수 있다. 또, 이 컴퓨터의 구체적 구성에 대해서는, 예를 들어, 적어도 CPU나 GPU 등으로 이루어지는 연산 장치와, 휘발성 또는 불휘발성 메모리 등으로 구성되는 기억 장치와, 네트워크나 다른 기기에 통신하기 위한 통신 장치와, 이들 각 장치를 접속하는 버스를 포함하는 것을 채용할 수 있다. In connection with the above, the present invention provides a machine learning method. The machine learning method which concerns on this invention is demonstrated below with reference to FIG.5 (learning phase), FIG.6 (learning phase), and FIG.7, FIG.8. 8 is a flowchart showing an example of a machine learning method according to an embodiment of the present invention. In the machine learning method shown below, although description is performed based on the machine learning apparatus 200 mentioned above, about the structure used as a premise, it is not limited to the said machine learning apparatus 200. In addition, this machine learning method is realized by using a computer, and various things are applicable as a computer, for example, the computer device which comprises the external device 15, work computer PC1, or the microcontroller 70. or a server device disposed on a network. In addition, about the specific configuration of this computer, for example, an arithmetic unit composed of at least a CPU or GPU, a storage unit composed of volatile or nonvolatile memory, etc., a communication unit for communicating with a network or other equipment; One including a bus for connecting each of these devices can be employed.

본 실시형태에 관련된 기계 학습 방법으로서의 교사가 있는 학습은, 기계 학습을 개시하기 위한 사전 준비로서, 먼저, 원하는 수의 학습용 데이터 세트(도 5 참조)를 준비하고, 준비한 복수개의 학습용 데이터 세트를 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)에 기억한다(스텝 S11). 여기서 준비하는 학습용 데이터 세트의 수에 대해서는, 최종적으로 얻어지는 학습 완료 모델에 요구되는 추론 정밀도를 고려하여 설정하면 된다. Teacher learning as a machine learning method according to the present embodiment is a preliminary preparation for starting machine learning, first, a desired number of learning data sets (refer to FIG. 5 ) are prepared, and the prepared plurality of learning data sets are used for learning. It stores in the data set storage unit 202 (step S11). The number of training data sets prepared here may be set in consideration of the inference precision required for the finally obtained learning completed model.

이 교사가 있는 학습에 사용되는 학습용 데이터 세트를 준비하는 방법에는 몇 가지 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 스트로크 테스트 등에 의해 메인 밸브(11)의 개폐 조작을 소정 기간에 걸쳐 실행했을 때, 특정한 유체압 구동 밸브(10)에 있어서 이상이 발생했을 경우, 혹은 작업자가 이상 징조를 인식했을 경우에 있어서, 그 때의 소정 기간에 있어서의 유체압 구동 밸브(10)의 각종 정보를 복수의 센서(4) 등을 사용하여 취득하고, 이들 정보에 관련 짓는 형태로 작업자가 진단 정보를, 작업용 컴퓨터(PC1) 등을 사용하여 특정·입력함으로써, 학습 데이터 세트를 구성하는 입력 데이터와 출력 데이터(예를 들어, 이 경우의 출력 데이터의 값은 「1」)를 준비한다. 그리고 이와 같은 작업을 반복함으로써 원하는 수의 학습용 데이터 세트를 준비하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 학습용 데이터 세트를 준비하는 방법으로는 이와 같은 방법 이외에도, 예를 들어 적극적으로 유체압 구동 밸브(10)에 이상 상태를 만드는 것에 의해 학습용 데이터 세트를 취득하는 등, 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 단, 유체압 구동 밸브(10)의 각종 정보는 유체압 구동 밸브(10) 각각에 특유의 경향이 존재하는 경우가 많기 때문에, 학습용 데이터 세트를 구성하는 데이터를 취득하는 대상으로는, 후술하는 기계 학습을 거쳐 얻어지는 학습 완료 모델을 적용할 예정인 1의 유체압 구동 밸브(10)로부터만 수집하는 것이 바람직하다. 또, 학습용 데이터 세트로는, 이상이 발생했을 경우의 입출력 데이터로 구성된 것뿐만 아니라, 이상이 발생해 있지 않을 때, 즉 유체압 구동 밸브(10)의 정상 상태에 있어서의 입력 데이터 및 출력 데이터(예를 들어, 이 경우의 출력 데이터의 값은 「0」)로 구성된 학습용 데이터 세트가 소정수 포함된다. Several methods can be employed to prepare the training dataset used for this teacher-education training. For example, when the opening/closing operation of the main valve 11 is performed over a predetermined period by a stroke test or the like, when an abnormality occurs in the specific fluid pressure driving valve 10, or when an operator recognizes an abnormality In the present invention, various types of information of the fluid pressure actuating valve 10 in a predetermined period at that time are acquired using a plurality of sensors 4 or the like, and the operator transmits diagnostic information in a form correlating with these information to a work computer. By specifying and inputting using (PC1) or the like, the input data and output data constituting the learning data set (for example, the value of the output data in this case is “1”) are prepared. And by repeating such an operation, a method of preparing a desired number of training data sets can be employed. In addition, as a method of preparing a data set for learning, other than this method, various methods such as acquiring a data set for learning by actively creating an abnormal state in the fluid pressure actuation valve 10 can be adopted. there is. However, since various types of information of the fluid pressure actuation valve 10 have a tendency peculiar to each of the fluid pressure actuation valves 10 in many cases, the target for acquiring the data constituting the data set for learning is a machine to be described later. It is preferable to collect only from the fluid pressure actuation valve 10 of 1 to which the learned model obtained through learning is to be applied. In addition, as a data set for learning, it is comprised of input/output data when an abnormality has occurred, and input data and output data ( For example, the value of the output data in this case includes a predetermined number of training data sets composed of "0").

스텝 S11이 완료되면, 이어서 학습 유닛(203)에 있어서의 학습을 개시하기 위하여, 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델을 준비한다(S12). 여기서 준비되는 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델은 그 구조로는, 예를 들어 도 7에서 나타낸 구조를 갖고, 또한 각 노드의 가중치가 초기치로 설정되어 있다. 그리고, 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202)에 기억된 복수개의 학습용 데이터 세트로부터, 예를 들어 랜덤으로 1의 학습용 데이터 세트를 선택하고(스텝 S13), 당해 1의 학습용 데이터 세트 중의 입력 데이터를, 준비된 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델의 입력층(도 7 참조)에 입력한다(스텝 S14). When step S11 is completed, in order to start learning in the learning unit 203 next, the neural network model before learning is prepared (S12). The neural network model before learning prepared here has, for example, the structure shown in FIG. 7 as its structure, and the weight of each node is set as an initial value. Then, from a plurality of training data sets stored in the training data set storage unit 202, for example, a training data set of 1 is randomly selected (step S13), and the input data in the 1 training data set is prepared It is input to the input layer (refer FIG. 7) of the neural network model before learning (step S14).

여기서, 상기 스텝 S14의 결과로서 생성된 출력층(도 7 참조)의 값은, 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델에 의해 생성된 것이기 때문에, 대부분의 경우 바람직한 결과와는 상이한 값, 즉, 올바른 진단 정보와는 상이한 정보를 나타내는 값이다. 그래서, 다음으로, 스텝 S13에 있어서 취득된 1의 학습용 데이터 세트 중의 교사 데이터로서의 진단 정보와 스텝 S13에 있어서 생성된 출력층의 값을 사용하여, 기계 학습을 실시한다(스텝 S15). 여기서 실시하는 기계 학습이란, 예를 들어, 교사 데이터를 구성하는 진단 정보와 출력층의 값을 비교하고, 바람직한 출력층이 얻어지도록, 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델 내의 각 노드에 대응 지어진 가중치를 조정하는 처리(백프로파게이션)여도 된다. 또한, 학습 전의 뉴럴 네트워크 모델의 출력층에 출력되는 값의 수 및 형식은 학습 대상으로서의 학습용 데이터 세트 중의 교사 데이터와 동일한 수 및 형식이다. Here, since the value of the output layer (refer to Fig. 7) generated as a result of the step S14 is generated by the neural network model before learning, in most cases, a value different from the desired result, that is, a value different from the correct diagnosis information. A value representing information. Then, next, machine learning is implemented using the diagnostic information as teacher data in the learning data set of 1 acquired in step S13, and the value of the output layer generated in step S13 (step S15). The machine learning performed here is, for example, a process of comparing the values of the output layer with the diagnostic information constituting the teacher data, and adjusting the weights associated with each node in the neural network model prior to learning so that a desirable output layer is obtained (back program). pargation) may be used. In addition, the number and format of the values output to the output layer of the neural network model before learning are the same number and format as the teacher data in the learning data set as the learning object.

여기서 말하는 기계 학습에 대해 구체적으로 예시하면, 만일, 교사 데이터를 구성하는 진단 정보가 정상인 경우를 「0」이라고 하고, 이상인 경우를 「1」이라고 한 어느 값(2치 분류)으로 구성되고, 또한 스텝 S13에서 선택된 1의 학습용 데이터 세트 내의 출력 데이터의 값이 「1」인 경우, 출력층의 값은, 0~1의 소정 값, 구체적으로 말하면, 예를 들어 「0.63」이라는 값이 출력된다. 그래서, 스텝 S15에서는, 만일 동일한 입력 데이터가 입력층에 입력되었을 경우에 학습 중인 뉴럴 네트워크 모델에 의해 얻어지는 값이 「1」에 가까워지도록, 당해 학습 중인 뉴럴 네트워크 모델의 각 노드에 대응 지어진 가중치를 조정한다. If the machine learning mentioned here is specifically exemplified, if the diagnostic information constituting the teacher data is normal, it is defined as “0”, and when it is abnormal, it is composed of a certain value (binary classification), and When the value of the output data in the learning data set of 1 selected in step S13 is "1", the value of the output layer is a predetermined value of 0 to 1, specifically, for example, a value of "0.63" is output. Therefore, in step S15, if the same input data is input to the input layer, the weight associated with each node of the neural network model being trained is adjusted so that the value obtained by the neural network model being trained is close to "1". do.

스텝 S15에 있어서 기계 학습이 실시되면, 추가로 기계 학습을 계속할 필요가 있는지 여부를, 예를 들어 학습용 데이터 세트 기억 유닛(202) 내에 기억된 미학습의 학습용 데이터 세트의 잔수에 기초하여 특정한다(스텝 S16). 그리고, 기계 학습을 계속하는 경우(스텝 S16에서 No)에는 스텝 S13으로 돌아가고, 기계 학습을 종료하는 경우(스텝 S16에서 Yes)에는, 스텝 S17로 이동한다. 상기 기계 학습을 계속하는 경우에는, 학습 중인 뉴럴 네트워크 모델에 대해 스텝 S13~S15의 공정을 미학습의 학습용 데이터 세트를 사용하여 복수 회 실시한다. 최종적으로 생성되는 학습 완료 모델의 정밀도는 일반적으로 이 횟수에 비례하여 높아진다. When machine learning is performed in step S15, whether or not it is necessary to further machine learning is specified based on, for example, the remaining number of unlearned learning data sets stored in the learning data set storage unit 202 ( step S16). And when machine learning is continued (No in step S16), it returns to step S13, and when terminating machine learning (Yes in step S16), it moves to step S17. In the case of continuing the machine learning, the steps S13 to S15 are performed a plurality of times with respect to the neural network model being trained using the unlearned learning data set. The precision of the finally generated trained model is generally increased in proportion to this number of times.

기계 학습을 종료하는 경우(스텝 S16에서 Yes)에는, 각 노드에 대응 지어진 가중치가 일련의 공정에 의해 조정되어 생성된 뉴럴 네트워크를 학습 완료 모델로서, 학습 완료 모델 기억 유닛(204)에 기억하고(스텝 S17), 일련의 학습 프로세스를 종료한다. 여기서 기억된 학습 완료 모델은 후술하는 데이터 처리 시스템(300)에 적용되어 사용될 수 있는 것이다. When machine learning is finished (Yes in step S16), the neural network generated by adjusting the weights associated with each node by a series of processes is stored as a learned model in the learned model storage unit 204 ( Step S17), a series of learning processes are ended. The learning completion model memorized here can be applied to and used in the data processing system 300 to be described later.

상기 서술한 기계 학습 장치의 학습 프로세스 및 기계 학습 방법에 있어서는, 1개의 학습 완료 모델을 생성하기 위해서, 1개의(학습 전의) 뉴럴 네트워크 모델에 대해 복수 회의 기계 학습 처리를 반복하여 실행함으로써 그 정밀도를 향상시키고, 데이터 처리 시스템(300)에 적용하는 데에 충분한 학습 완료 모델을 얻는 것을 설명하여 나타내고 있다. 그러나, 본 발명은 이 취득 방법으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 소정 횟수의 기계 학습을 실시한 학습 완료 모델을 일 후보로서 복수 개 학습 완료 모델 기억 유닛(204)에 격납해 두고, 이 복수개의 학습 완료 모델군에 타당성 판단용의 데이터 세트를 입력하여 출력층(의 뉴런의 값)을 생성하고, 출력층에서 특정된 값의 정밀도를 비교 검토하여, 데이터 처리 시스템(300)에 적용하는 최선의 학습 완료 모델을 1개 선정하도록 해도 된다. 또한, 타당성 판단용 데이터 세트는 학습에 사용한 학습용 데이터 세트와 동일한 데이터 세트로 구성되고, 또한 학습에 이용되고 있지 않은 것이면 된다. In the learning process and machine learning method of the machine learning device described above, in order to generate one learned model, the precision is obtained by repeatedly executing the machine learning process a plurality of times for one (before learning) neural network model. It has been described and shown to obtain a fully trained model that is improved and applied to the data processing system 300 . However, the present invention is not limited to this acquisition method. For example, a plurality of learned models subjected to machine learning a predetermined number of times are stored as one candidate in the learned model storage unit 204, and a data set for judging validity is input to the plurality of learned model groups. You may make it generate|occur|produce (the value of the neuron of the output layer), and compare and examine the precision of the value specified in the output layer, and you may make it select one best learning completion model applied to the data processing system 300 . In addition, the data set for validity judgment should just be comprised from the same data set as the data set for learning used for learning, and what is not used for learning.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 기계 학습 장치 및 기계 학습 방법을 적용함으로써, 유체압 구동 밸브(10)의 적소에 형성된 복수의 센서(4)에 의해 취득되는 각종 데이터로부터, 이상(사후적인 이상 및 이상의 전조를 포함한다)이 발생하는지 여부를 나타내는 진단 정보를 적확하게 도출하는 것이 가능한 학습 완료 모델을 얻을 수 있다. As described above, by applying the machine learning apparatus and machine learning method according to the present embodiment, from various data acquired by the plurality of sensors 4 formed in the proper position of the fluid pressure actuation valve 10, It is possible to obtain a learning completion model capable of accurately deriving diagnostic information indicating whether abnormalities and abnormalities (including precursors of abnormalities) occur.

상기 기계 학습 장치(200)의 학습 방법 및 기계 학습 방법에서는, 「교사가 있는 학습」에 대해 설명하였으나, 학습 완료 모델을 생성하는 방법으로는, 합성곱 뉴럴 네트워크(CNN) 등의 그 밖의 공지된 「교사가 있는 학습」의 수법을 사용하는 것이어도 되고, 또, 출력 데이터를 구성하는 진단 정보로서, 상기 서술한 다른 양태에 관련된 진단 정보, 즉 유체압 구동 밸브(10)가 이상이 아니라 정상인 것만을 나타내는 정보를 포함하는 학습용 데이터 세트(도 6 참조)를 사용한 「교사가 없는 학습」을 사용해도 된다. 「교사가 없는 학습」을 사용함으로써, 입력 데이터에 대응 지어진 출력 데이터에 있어서의 진단 정보를, 유체압 구동 밸브(10)의 정상 상태의 정보 밖에 입수할 수 없는 경우에도, 도 6의 「학습 페이즈」로 나타내는 바와 같이, 입력 데이터와 출력 데이터의 정상 상태의 특징을 나타내는 상관 관계를 학습함으로써, 학습 완료 모델을 얻을 수 있다. 이 경우, 후술하는 데이터 처리 시스템(300)에 있어서의 추론시에는, 정상 상태의 특징에 소정량 합치하지 않는다고 판단한 입력 데이터를 정상 상태가 아닌, 요컨대, 이상 상태라고 간주함으로써, 진단 정보의 추론을 실현할 수 있다. 이 「교사가 없는 학습」의 구체적인 수법으로는, 예를 들어, 도 6에 간략적으로 나타내는 오토 인코더 등을 사용한 공지된 수법을 사용할 수 있고, 상세한 설명은 여기서는 생략한다. In the learning method and machine learning method of the machine learning apparatus 200, "learning with a teacher" has been described, but as a method of generating a completed learning model, other known methods such as a convolutional neural network (CNN) The method of "learning with a teacher" may be used, and as the diagnostic information constituting the output data, only the diagnostic information related to the other aspects described above, that is, the fluid pressure actuating valve 10 is not abnormal but is normal. You may use "learning without a teacher" using a learning data set (refer to FIG. 6 ) including information indicating . Even when "learning without a teacher" is used, diagnostic information in the output data matched with the input data can be obtained only the information of the steady state of the fluid pressure actuation valve 10, the "learning phase" of FIG. As shown by ", a learned model can be obtained by learning the correlation representing the characteristics of the steady state of the input data and the output data. In this case, at the time of reasoning in the data processing system 300 described later, the input data determined not to match the characteristics of the normal state by a predetermined amount is not in the normal state, in other words, in an abnormal state, so that the inference of diagnostic information is performed. can be realized As a specific method of this "teacherless learning", for example, a well-known method using the auto-encoder etc. shown briefly in FIG. 6 can be used, and detailed description is abbreviate|omitted here.

(데이터 처리 시스템) (data processing system)

다음으로, 도 9를 참조하여, 상기 서술한 기계 학습 장치(200) 및 기계 학습 방법에 의해 생성된 학습 완료 모델의 적용 예를 설명하여 나타낸다. 도 9는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 데이터 처리 시스템을 나타내는 개략 블록도이다. Next, with reference to FIG. 9 , an example of application of the completed learning model generated by the machine learning apparatus 200 and the machine learning method described above will be described and shown. 9 is a schematic block diagram showing a data processing system according to an embodiment of the present invention.

본 실시형태에 관련된 데이터 처리 시스템(300)으로는, 상기 서술한 유체압 구동 밸브(10)의 마이크로 컨트롤러(70) 내에 탑재된 양태를 예시한다. 또한, 이 데이터 처리 시스템(300)에 대해서는, 그 적어도 일부를 다른 기기, 예를 들어 외부 장치(15)나 유체압 구동 밸브(10)에 접속된 다른 장치에 적용하는 것도 가능하다. As the data processing system 300 which concerns on this embodiment, the aspect mounted in the microcontroller 70 of the fluid pressure actuation valve 10 mentioned above is illustrated. In addition, with respect to this data processing system 300, it is also possible to apply at least a part of it to other apparatuses, for example, another apparatus connected to the external device 15 or the fluid pressure actuation valve 10. As shown in FIG.

이 데이터 처리 시스템(300)은 입력 데이터 취득 유닛(301)과, 추론 유닛(302)과, 학습 완료 모델 기억 유닛(303)과, 알림 유닛(304)을 적어도 포함하는 것이다. The data processing system 300 includes at least an input data acquisition unit 301 , an inference unit 302 , a trained model storage unit 303 , and a notification unit 304 .

입력 데이터 취득 유닛(301)은 유체압 구동 밸브(10)가 갖는 복수의 센서(4)에 접속되어 각 센서(4)가 출력하는 각종 데이터를 취득하기 위한 인터페이스 유닛이다. 이 입력 데이터 취득 유닛(301)은 적어도, 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터를 취득한다. 또한, 도 9에 나타내는 예에 있어서는, 추론에 이용 가능한 입력 데이터를 취득할 수 있도록, 메인 밸브 개도 센서(42) 및 제2 압력 센서(41)를 포함하는 모든 센서(4)에 접속되어 있지만, 입력 데이터 취득 유닛(301)에 어느 센서(4)를 접속할지에 대해서는, 후술하는 추론 유닛(302)에 있어서 사용되는 학습 완료 모델 등에 맞추어 적절히 선택할 수 있다. 또, 추론 유닛(302)의 추론 결과는 도시되지 않은 기억 수단에 기억하는 것이 바람직하고, 기억된 과거의 추론 결과는 예를 들어 학습 완료 모델 기억 유닛(303) 내의 학습 완료 모델의 추론 정밀도의 추가적인 향상을 위한, 온라인 학습에 사용되는 학습용 데이터 세트로서 이용할 수 있다. The input data acquisition unit 301 is an interface unit for acquiring various types of data that are connected to the plurality of sensors 4 included in the fluid pressure actuation valve 10 and output by each sensor 4 . This input data acquisition unit 301 acquires input data including at least time series data of the valve opening degree of the main valve 11 and time series data of the pressure on the solenoid valve output side of the air A. In addition, in the example shown in FIG. 9, it is connected to all the sensors 4 including the main valve opening degree sensor 42 and the 2nd pressure sensor 41 so that input data usable for inference can be acquired, As to which sensor 4 to connect to the input data acquisition unit 301, it can select suitably according to the learning completion model etc. used in the inference unit 302 mentioned later. In addition, it is preferable to store the reasoning result of the reasoning unit 302 in a storage means (not shown), and the stored past reasoning result is, for example, an additional value of the reasoning precision of the learned model in the learned model storing unit 303 . For improvement, it can be used as a training data set used for online learning.

추론 유닛(302)은 입력 데이터 취득 유닛(301)에 의해 취득된 유체압 구동 밸브(10)의 각종 데이터로부터, 유체압 구동 밸브(10)에 이상이 발생해 있는지 여부를 추론하기 위한 것이다. 이 추론에는, 예를 들어 상기 서술한 기계 학습 장치(200) 및 기계 학습 방법을 사용하여 학습이 실시된 학습 완료 모델이 이용되고, 이 학습 완료 모델은 임의의 기억 매체로 구성된 학습 완료 모델 기억 유닛(303) 내에 격납되어 있다. 또한, 이 추론 유닛(302)은 학습 완료 모델을 사용한 추론 처리를 실시하는 기능뿐만 아니라, 추론 처리의 전처리로서, 입력 데이터 취득 유닛(301)에 의해 취득된 입력 데이터를 원하는 형식 등으로 조정하여 학습 완료 모델에 입력하는 전처리 기능이나, 추론 처리의 후처리로서, 학습 완료 모델이 출력한 출력값에, 예를 들어 소정 임계값을 적용함으로써 이상(사후적인 이상 및 이상의 전조를 포함한다)의 발생 유무(이상 없음(정상) 또는 이상 있음(이상))를 최종적으로 판단하는 후처리 기능도 포함하고 있다. The inference unit 302 is for inferring whether or not an abnormality has occurred in the fluid pressure actuation valve 10 from the various data of the fluid pressure actuation valve 10 acquired by the input data acquisition unit 301 . For this reasoning, for example, a learned model trained using the machine learning apparatus 200 and machine learning method described above is used, and this learned model is a learning model storage unit composed of an arbitrary storage medium. It is stored in (303). In addition, this reasoning unit 302 learns by adjusting the input data acquired by the input data acquisition unit 301 into a desired format or the like as a pre-processing of the inference processing, as well as a function of performing inference processing using the learned model. As a pre-processing function input to the completed model or post-processing of inference processing, by applying a predetermined threshold value to the output value output by the learned model, for example, the occurrence of abnormality (including post-mortem abnormalities and abnormal precursors) occurs ( It also includes a post-processing function that finally determines whether there is an abnormality (normal) or abnormality (abnormality).

학습 완료 모델 기억 유닛(303)은 상기 서술한 바와 같이, 추론 유닛(302)에 있어서 사용되는 학습 완료 모델을 격납하기 위한 기억 매체이다. 이 학습 완료 모델 기억 유닛(303) 내에 격납되는 학습 완료 모델의 수는 1개로 한정되지 않는다. 예를 들어 입력되는 데이터의 수가 상이하거나, 혹은 그 학습 수법이 상이한(예를 들어, 상기 서술한 기계 학습 장치(200) 등에서 실시되는 교사가 있는 학습과 교사가 없는 학습) 복수개의 학습 완료 모델이 격납되어, 선택적으로 이용 가능하게 할 수 있다. The learned model storage unit 303 is a storage medium for storing the learned model used in the inference unit 302 as described above. The number of learned models stored in this learned model storage unit 303 is not limited to one. For example, the number of input data is different or the learning method is different (for example, learning with a teacher and learning without a teacher performed in the machine learning apparatus 200 described above) a plurality of learning completion models may be stored and selectively made available.

알림 유닛(304)은 추론 유닛(302)의 추론 결과를 작업자 등에 알리기 위한 것이다. 구체적인 알림의 수단은 여러 가지 채용할 수 있고, 예를 들어 추론 결과를 통신부(8)를 통하여 외부 장치(15)에 송신하고, 외부 장치(15)의 GUI에 표시 등을 실시하거나, 유체압 구동 밸브(10)에 미리 발광 부재나 스피커 등을 설치하고, 그것들을 동작시킴으로써, 작업자 등에게 이상 발생의 유무를 알릴 수 있다. The informing unit 304 is for notifying the inference result of the inference unit 302 to an operator or the like. Various specific notification means can be employed, for example, the reasoning result is transmitted to the external device 15 via the communication unit 8, displayed on the GUI of the external device 15, or driven by fluid pressure. By providing a light emitting member, a speaker, etc. in advance in the valve 10 and operating them, the presence or absence of an abnormal occurrence can be informed to an operator etc.

이상의 구성을 구비한 데이터 처리 시스템에 의한 데이터 처리 프로세스에 대해, 도 5(추론 페이즈), 도 6(추론 페이즈), 도 10을 참조하여 이하에 설명을 실시한다. 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 관련된 데이터 처리 시스템(300)에 의한 데이터 처리 공정의 예를 나타내는 플로 차트이다. The data processing process by the data processing system provided with the above structure is demonstrated below with reference to FIG. 5 (inference phase), FIG. 6 (inference phase), and FIG. 10 is a flowchart showing an example of a data processing process by the data processing system 300 according to an embodiment of the present invention.

유체압 구동 밸브(10)에 있어서, 예를 들어, 스트로크 테스트 등에 의해 메인 밸브(11)의 개폐 조작이 소정 기간에 걸쳐 실행되고, 거기에 수반하여 유체압 구동 밸브(10)의 진단이 개시되면, 입력 데이터 취득 유닛(301)이 복수의 센서(4)에 의해 취득된 유체압 구동 밸브(10)의 각 부의 상태를 나타내는 각종 데이터를 취득한다(스텝 S21). 입력 데이터 취득 유닛(301)이 원하는 입력 데이터(소정 기간에 있어서의 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터(도 5, 도 6 참조)) 를 취득할 수 있었던 시점에서, 당해 입력 데이터에 기초하는 추론 유닛(302)에 의한 추론이 실시된다(스텝 S22). In the fluid pressure actuation valve 10, when the opening/closing operation of the main valve 11 is performed over a predetermined period by, for example, a stroke test or the like, and the diagnosis of the fluid pressure actuation valve 10 is started with it, , the input data acquisition unit 301 acquires various data indicating the state of each part of the fluid pressure actuation valve 10 acquired by the plurality of sensors 4 (step S21). Input data desired by the input data acquisition unit 301 (time series data of the valve opening degree of the main valve 11 in a predetermined period, and time series data of the solenoid valve output side pressure of air A (see Figs. 5 and 6 ) )) at a point in time when the inference unit 302 based on the input data is performed (step S22).

구체적으로는, 추론 유닛(302)은 입력 데이터에 전처리를 실시하여 학습 모델 완료 모델에 입력함과 함께, 그 학습 모델 완료 모델로부터의 출력값에 대해 후처리를 실시함으로써, 추론 결과인 이상(사후적인 이상 및 이상의 전조를 포함한다)의 발생 유무를 판단한다. 교사가 있는 학습(도 5의 「추론 페이즈」참조)에 있어서의 후처리에서는, 추론 유닛(302)은 학습 모델 완료 모델의 출력값(2치 분류이면, 0~1 사이의 수)과 소정 임계값을 비교하고, 예를 들어, 학습 모델 완료 모델의 출력값이, 소정 임계값 이상이면 「이상 있음(이상)」, 소정 임계값 미만이면 「이상 없음(정상)」이라고 판단함으로써, 그 판단 결과를 추론 결과로서 출력한다. 또, 교사가 없는 학습(도 6의 「추론 페이즈」참조)에 있어서의 후처리에서는, 추론 유닛(302)은 학습 모델 완료 모델의 출력값(특징량)과, 입력 데이터에 기초하는 특징량의 차(거리)를 구하고, 그 차(거리)가 소정 임계값 이상이면 「이상 있음(이상)」, 소정 임계값 미만이면 「이상 없음(정상)」이라고 판단함으로써, 그 판단 결과를 추론 결과적으로 출력한다. Specifically, the inference unit 302 pre-processes the input data and inputs it to the learning model complete model, and performs post-processing on the output value from the learning model complete model, thereby It is determined whether abnormality and abnormality are included). In the post-processing in learning with a teacher (refer to "inference phase" in Fig. 5), the inference unit 302 sets the output value of the learning model completion model (a number between 0 and 1 in case of binary classification) and a predetermined threshold value. By comparing, for example, if the output value of the learning model completion model is greater than or equal to a predetermined threshold, it is judged as “abnormal (abnormal)” and less than a predetermined threshold as “no abnormality (normal)”, and the judgment result is inferred. output as a result. In addition, in the post-processing in teacher-free learning (refer to "inference phase" in Fig. 6), the reasoning unit 302 is configured to generate the difference between the output value (feature amount) of the learning model completion model and the feature amount based on the input data. (distance) is calculated, and if the difference (distance) is greater than or equal to a predetermined threshold value, it is judged as “abnormal (abnormal)” and when the difference (distance) is less than a predetermined threshold, “no abnormality (normal)”, and the judgment result is output as an inference result .

그리고, 스텝 S22에 있어서, 추론 유닛(302)에 의한 추론이 실시된 결과, 그 추론 결과가 「이상 없음 (정상)」을 나타내는 경우(스텝 S23에서 No)에는, 계속해서 일련의 추론을 계속하도록 스텝 S21로 돌아간다. 한편, 그 추론 결과가, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 「이상 있음(이상)」을 나타내는 경우(스텝 S23에서 Yes)에는, 알림 유닛(304)에 의해 추론 결과가 「이상 있음(이상)」인 것, 즉, 유체압 구동 밸브(10)에 이상(사후적인 이상 및 이상의 전조를 포함한다)이 발생한 것을 작업자 등에게 알린다(스텝 S24). 그리고, 스텝 S24에 있어서 이상의 발생을 알린 후에는, 계속해서 일련의 추론을 계속하도록 스텝 S21로 돌아간다. 또한, 유체압 구동 밸브(10)의 사용 용도나 검출된 이상의 내용에 따라서는, 이상이 검출된 단계에서 유체압 구동 밸브(10)를 정지하는 등의 대응을 실행하도록 해도 된다. Then, in step S22, when inference by the inference unit 302 is performed and the reasoning result indicates "No abnormality (normal)" (No in step S23), the series of speculation is continued. It returns to step S21. On the other hand, when the inference result indicates "abnormality (abnormal)" as shown in FIGS. 5 and 6 (Yes in step S23), the inference result is "abnormal" )", that is, that an abnormality (including a post-mortem abnormality and a precursor of abnormality) has occurred in the fluid pressure actuation valve 10 (step S24). Then, after the occurrence of the abnormality is notified in step S24, the flow returns to step S21 so as to continue a series of inferences. In addition, depending on the usage purpose of the fluid pressure actuation valve 10 and the content of the detected abnormality, you may make it respond|action such as stopping the fluid pressure actuation valve 10 at the stage where the abnormality was detected.

(추론 장치) (inference device)

본 발명은 상기 서술한 데이터 처리 시스템(300)의 양태에 의한 것뿐만 아니라, 추론을 실시하기 위한 추론 장치의 양태로 제공할 수도 있다. 그 경우, 추론 장치로는, 메모리와, 적어도 1개의 프로세서를 포함하고, 이 중 프로세서가 일련의 처리를 실행하는 것으로 할 수 있다. 당해 일련의 처리란, 유체압 구동 밸브(10)에 있어서, 예를 들어, 스트로크 테스트 등에 의해 메인 밸브(11)의 개폐 조작이 소정 기간에 걸쳐 실행되었을 때의, 메인 밸브(11)의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 공기(A)의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터를 취득하는 처리와, 당해 입력 데이터가 입력되었을 때에 유체압 구동 밸브(10)에 있어서의 진단 정보를 추론하는 처리를 포함한다. 본 발명을 상기 서술한 추론 장치의 양태로 제공함으로써, 데이터 처리 시스템(300)을 실장하는 경우에 비하여 간단하게 여러 가지 유체압 구동 밸브(10)에 대한 적용이 가능해진다. 이 때, 추론 장치가 진단 정보를 추론하는 처리를 실시하는 데에 있어서는, 지금까지 본서에 있어서 설명한, 본 발명에 있어서의 기계 학습 장치 및 기계 학습 방법에 의해 학습된 학습 완료 모델을 이용하여, 데이터 처리 시스템의 추론 유닛(302)이 실시하는 추론 수법을 적용해도 되는 것은 당업자에게 있어서 당연하게 이해될 수 있는 것이다. The present invention may provide not only with the aspect of the data processing system 300 described above, but also with the aspect of an inference apparatus for performing inference. In that case, the reasoning device may include a memory and at least one processor, and among them, the processor may execute a series of processing. The series of processing refers to the valve opening degree of the main valve 11 when the opening/closing operation of the main valve 11 is performed over a predetermined period in the fluid pressure drive valve 10 by a stroke test or the like, for example. processing of acquiring input data including time series data of the air A and time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of air A, and inferring diagnostic information in the fluid pressure actuation valve 10 when the input data is input including processing. By providing the present invention in the form of the above-described reasoning device, it is possible to apply the data processing system 300 to various fluid pressure actuated valves 10 simply compared to the case where the data processing system 300 is mounted. At this time, when the reasoning device performs the processing for inferring the diagnostic information, using the learning completed model learned by the machine learning device and the machine learning method of the present invention described so far in this manual, data It may be understood by a person skilled in the art that the reasoning method performed by the reasoning unit 302 of the processing system may be applied.

본 발명은 상기 서술한 실시형태에 한정되지 않으며, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 그리고, 그것들은 모두, 본 발명의 기술 사상에 포함되는 것이다. This invention is not limited to embodiment mentioned above, It is possible to carry out various changes within the range which does not deviate from the main point of this invention. And all of them are included in the technical idea of this invention.

1…전자 밸브, 3…솔레노이드부, 4…센서, 10…유체압 구동 밸브, 11…메인 밸브, 12…(유체압식) 구동 장치, 14…공기 공급원, 15…외부 장치, 26…입력측 유로, 27…출력측 유로, 28…배기 유로, 30…솔레노이드 케이스, 31…솔레노이드 코일, 32…가동 철심, 40…제1 압력 센서, 41…제2 압력 센서, 42…메인 밸브 개도 센서, 43…전압 센서, 44…전류·저항 센서, 45…온도 센서, 46…자기 센서, 47…가동 시간계(타이머), 48…작동 카운터(카운터), 70…마이크로 컨트롤러, 100…배관, 200…기계 학습 장치, 201…학습용 데이터 세트 취득 유닛, 202…학습용 데이터 세트 기억 유닛, 203…학습 유닛, 204…학습 완료 모델 기억 유닛, 300…데이터 처리 시스템, 301…입력 데이터 취득 유닛, 302…추론 유닛, 303…학습 완료 모델 기억 유닛, 304…알림 유닛, A…공기(구동 유체), PC1…작업용 컴퓨터One… Solenoid valve, 3... Solenoid part, 4... sensor, 10… hydraulically actuated valves, 11 . . . main valve, 12… (hydraulic) drive device, 14... air supply, 15... external device, 26… input side flow path, 27... output side flow path, 28... exhaust flow path, 30… Solenoid case, 31… Solenoid coil, 32… Moving iron core, 40... A first pressure sensor, 41... a second pressure sensor, 42... Main valve opening sensor, 43… voltage sensor, 44… Current/resistance sensor, 45… temperature sensor, 46… magnetic sensor, 47... Uptime meter (timer), 48... Operation counter (counter), 70… microcontroller, 100… Plumbing, 200… Machine Learning Apparatus, 201… A training data set acquisition unit, 202 . A data set storage unit for training, 203 ... learning unit, 204... Learning completed model memory unit, 300... data processing system, 301... input data acquisition unit, 302 . Inference unit, 303... Learning completed model memory unit, 304 . . . Notification unit, A… Air (drive fluid), PC1… work computer

Claims (8)

메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 구동하는 구동 장치와, 상기 구동 장치에 대해 구동 유체의 급배기를 제어하는 전자 밸브를 적어도 구비하는 유체압 구동 밸브에 적용되는 기계 학습 장치로서,
소정 기간에 있어서의 상기 메인 밸브의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및 상기 소정 기간 중에 상기 전자 밸브로부터 상기 구동 장치에 급배기되는 상기 구동 유체의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터와, 상기 입력 데이터에 대응 지어진 상기 유체압 구동 밸브의 진단 정보로 이루어지는 출력 데이터로 구성되는 학습용 데이터 세트를 복수 세트 기억하는 학습용 데이터 세트 기억 유닛과,
상기 학습용 데이터 세트를 복수 세트 입력함으로써, 상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터의 상관 관계를 추론하는 학습 모델을 학습하는 학습 유닛과,
상기 학습 유닛에 의해 학습된 상기 학습 모델을 기억하는 학습 완료 모델 기억 유닛을 구비하는 기계 학습 장치.
A machine learning apparatus applied to a fluid pressure actuation valve having at least a main valve, a drive device for driving the main valve, and an electromagnetic valve for controlling supply and exhaustion of a driving fluid with respect to the drive device,
input data including time series data of the valve opening degree of the main valve in a predetermined period and time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of the driving fluid supplied and discharged from the solenoid valve to the drive device during the predetermined period; a learning data set storage unit for storing a plurality of sets of learning data sets composed of output data comprising diagnostic information of the fluid pressure actuation valve corresponding to input data;
a learning unit for learning a learning model for inferring a correlation between the input data and the output data by inputting a plurality of sets of the training data sets;
and a learned model storage unit for storing the learning model learned by the learning unit.
제1항에 있어서,
상기 진단 정보는 상기 유체압 구동 밸브가 정상인 것 및 이상인 것 중 어느 것을 나타내는 정보인 기계 학습 장치.
The method of claim 1,
The diagnostic information is information indicating which of the fluid pressure actuated valve is normal or abnormal.
제1항에 있어서,
상기 진단 정보는 상기 유체압 구동 밸브가 이상이 아니라 정상인 것만을 나타내는 정보인 기계 학습 장치.
The method of claim 1,
The diagnostic information is information indicating that the fluid pressure actuating valve is not abnormal but is normal.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소정 기간은 상기 유체압 구동 밸브에 있어서의 스트로크 테스트의 실행 기간으로 이루어지는 기계 학습 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The said predetermined period is a machine learning apparatus which consists of the execution period of the stroke test in the said fluid pressure actuation valve.
제4항에 있어서,
상기 스트로크 테스트는 파셜 스트로크 테스트 및 풀 스트로크 테스트 중 어느 1개인 기계 학습 장치.
5. The method of claim 4,
The stroke test is any one of a partial stroke test and a full stroke test.
메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 구동하는 구동 장치와, 상기 구동 장치에 대해 구동 유체의 급배기를 제어하는 전자 밸브를 적어도 구비하는 유체압 구동 밸브에 사용되는 데이터 처리 시스템으로서,
소정 기간에 있어서의 상기 메인 밸브의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 상기 소정 기간 중에 상기 전자 밸브로부터 상기 구동 장치에 급배기되는 상기 구동 유체의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터를 취득하는 입력 데이터 취득 유닛과,
상기 입력 데이터 취득 유닛에 의해 취득된 상기 입력 데이터를, 제1항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 기재된 기계 학습 장치에 의해 생성된 학습 완료 모델에 입력하고, 상기 유체압 구동 밸브의 진단 정보를 추론하는 추론 유닛을 구비하는 데이터 처리 시스템.
A data processing system used for a fluid pressure actuation valve comprising at least a main valve, a drive device for driving the main valve, and an electromagnetic valve for controlling supply and exhaustion of a drive fluid with respect to the drive device, the data processing system comprising:
Acquire input data including time series data of the valve opening degree of the main valve in a predetermined period and time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of the driving fluid supplied and exhausted from the solenoid valve to the drive device during the predetermined period an input data acquisition unit to
The input data acquired by the input data acquisition unit is input into the learned model generated by the machine learning apparatus according to any one of claims 1 to 5, and diagnostic information of the fluid pressure actuation valve is inputted. A data processing system comprising an inference unit for inference.
메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 구동하는 구동 장치와, 상기 구동 장치에 대해 구동 유체의 급배기를 제어하는 전자 밸브를 적어도 구비하는 유체압 구동 밸브에 사용되는 추론 장치로서,
상기 추론 장치는 메모리와, 적어도 1개의 프로세서를 구비하고,
상기 적어도 1개의 프로세서는
소정 기간에 있어서의 상기 메인 밸브의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 상기 소정 기간 중에 상기 전자 밸브로부터 상기 구동 장치에 급배기되는 상기 구동 유체의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터를 취득하는 처리와,
상기 입력 데이터가 입력되면, 상기 유체압 구동 밸브의 진단 정보를 추론하는 처리를 실행하도록 구성되는 추론 장치.
An inference device used in a fluid pressure actuation valve comprising at least a main valve, a drive device for driving the main valve, and an electromagnetic valve for controlling supply and exhaustion of a drive fluid with respect to the drive device,
The reasoning device comprises a memory and at least one processor;
the at least one processor
Acquire input data including time series data of the valve opening degree of the main valve in a predetermined period and time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of the driving fluid supplied and exhausted from the solenoid valve to the drive device during the predetermined period processing and
an inference device, configured to execute a process of inferring diagnostic information of the fluid pressure actuation valve when the input data is input.
메인 밸브와, 상기 메인 밸브를 구동하는 구동 장치와, 상기 구동 장치에 대해 구동 유체의 급배기를 제어하는 전자 밸브를 적어도 구비하는 유체압 구동 밸브에 적용되는, 컴퓨터를 사용한 기계 학습 방법으로서,
소정 기간에 있어서의 상기 메인 밸브의 밸브 개도의 시계열 데이터, 및, 상기 소정 기간 중에 상기 전자 밸브로부터 상기 구동 장치에 급배기되는 상기 구동 유체의 전자 밸브 출력측 압력의 시계열 데이터를 포함하는 입력 데이터와, 상기 입력 데이터에 대응 지어진 상기 유체압 구동 밸브의 진단 정보로 이루어지는 출력 데이터로 구성되는 학습용 데이터 세트를 복수 세트 기억하는 스텝과,
상기 학습용 데이터 세트를 복수 세트 입력함으로써, 상기 입력 데이터와 상기 출력 데이터의 상관 관계를 추론하는 학습 모델을 학습하는 스텝과,
상기 학습 모델을 기억하는 스텝을 구비하는 기계 학습 방법.
A machine learning method using a computer, which is applied to a fluid pressure actuation valve having at least a main valve, a drive device for driving the main valve, and an electromagnetic valve for controlling supply and exhaustion of a drive fluid to the drive device, comprising:
input data including time series data of the valve opening degree of the main valve in a predetermined period and time series data of the pressure on the output side of the solenoid valve of the driving fluid supplied and discharged from the solenoid valve to the drive device during the predetermined period; a step of storing a plurality of sets of learning data sets composed of output data comprising diagnostic information of the fluid pressure actuation valve corresponding to the input data;
learning a learning model for inferring a correlation between the input data and the output data by inputting a plurality of sets of the training data sets;
and storing the learning model.
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