TW202045899A - 解析裝置、解析方法及程式、以及感測器之構造 - Google Patents
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Abstract
本發明提供解析裝置、解析方法及程式、以及感測器之構造。本發明之解析裝置（100）具備：取得部（102），取得設置於生產設備（10）之複數感測器的檢測結果；以及判定部（104），使用取得的檢測結果施行生產設備（10）之異常判定；感測器，具有用以檢測第1頻域的振動之第1感測器（110）、及用以檢測較第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器（112）；判定部（104），在將第1感測器（110）的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用第1感測器（110）的檢測結果施行異常判定；在第1平均值為該第1基準以上之情況，使用第2感測器的檢測結果施行異常判定。
Description
本發明係關於一種解析裝置、解析方法及程式、以及感測器之構造，尤其關於解析監視設備狀態之感測器的資料之解析裝置、解析方法及程式、以及其感測器之構造。
在使用機械系統設備之生產材料的製造品質管理，有利用振動或音響感測器以監視狀態之方法。例如，取得在生產材料之加工時因加工機而產生的振動資料，在捕捉到異常振動時停止生產材料之加工，藉以避免製造損耗或品質降低，或藉由振動以監視生產設備之運作狀況，找出用以使維修效率化、增長設備之使用壽命的最佳運作條件等，藉此，作為提高製造業之生產效率的技術而受到注目。
於專利文獻1揭露一種方法，將感測器安裝於監視對象之設備，依據該感測器所測定的時間序列資料，施行該設備之監視。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開第2009－270843號公報
[本發明所欲解決的問題]
一般而言，在使用機械設備之生產材料的製造品質管理，有使用振動或音響感測器以監視狀態之方法。此一方法，藉由振動感測器捕捉機械振動，而判定正常或異常的狀態。然而，在包含機械機器之設備，受到因周邊機材的振動或設置場所周邊的環境振動所造成之影響，而難以偵測捕捉預示故障所需之細微變化的微小振動。
鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種技術，效率良好而高精度地施行生產設備之狀態監視。
[解決問題之技術手段]
為了解決上述問題，在本發明之各型態，分別採用以下構成。
第一型態，關於解析裝置。
第一型態之第1解析裝置，具備：
取得手段，取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果；以及
判定手段，使用取得的該檢測結果施行該生產設備之異常判定；
該複數感測器具備用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器；
該判定手段，
在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；
在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
第一型態之第2解析裝置，
具備：
判定手段，使用設置於生產設備之複數方向的可聽領域之第1振動感測器、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器的檢測結果，施行該生產設備之異常判定；以及
選擇手段，使用該第1振動感測器的振動檢測結果，選擇使用在該異常判定之該第2振動感測器。
第二型態，關於藉由至少一台電腦實行之解析方法。
第二型態之第1解析方法，係使一解析裝置實行如下程序：
取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果，該複數感測器包含用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器；
在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；
在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
第二型態之第2解析方法，係使該解析裝置進一步實行如下程序：
使用設置於生產設備之複數方向的可聽領域之第1振動感測器、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器的檢測結果，施行該生產設備之異常判定；
使用該第1振動感測器的振動檢測結果，選擇應使用在該異常判定之該第2振動感測器。
第三型態關於感測器的構造。
第三型態之感測器的構造係設置於生產設備，用以檢測該生產設備的振動，包含：
複數方向的可聽領域之第1振動感測器；以及
複數方向的超音波領域之第2振動感測器，
該第1振動感測器係3軸振動感測器；
該第2振動感測器包含分別設置在與該3軸相同的方向之至少6個超音波感測器。
另，作為本發明之其他型態，亦可為使至少一台電腦實行上述第二型態之方法的程式，亦可為記錄有此等程式之電腦可讀取記錄媒體。此記錄媒體包含非暫態有形媒體。
藉由電腦實行此等電腦程式時，電腦上包含在解析裝置上實施該解析方法之電腦程式碼。
另，以上構成要素之任意組合，或將本發明之表現內容在方法、裝置、系統、記錄媒體、電腦程式等之間轉換者，亦為本發明之有效態樣。
此外，本發明之各種構成要素不必為個別獨立之存在，亦可為將複數構成要素形成為一個構件、以複數構件形成一個構成要素、使某構成要素為其他構成要素之一部分、某構成要素之一部分與其他構成要素之一部分重複等。
此外，於本發明之方法及電腦程式雖依序記載複數程序，但此記載之順序並非限定複數程序之實行順序。因此，實施本發明之方法及電腦程式時，可在內容上不造成妨礙的範圍，變更該複數程序之順序。
進一步，本發明之方法及電腦程式的複數程序，並未限定於在各自不同的時間點實行。因此，亦可為在某程序之實行中發生其他程序，或使某程序之實行時間點與其他程序之實行時間點的一部分或全部重複等。
[本發明之效果]
依上述各型態，可提供效率良好而高精度地施行生產設備之狀態監視的技術。
以下利用圖式針對本發明之實施形態予以說明。另，在全部圖式中對同樣構成要素給予同樣符號，並適當省略說明。
（第1實施形態）
圖1為概念性地顯示使用本發明的實施形態之解析裝置的設備監視系統1之系統構成的圖。
設備監視系統1所監視的對象為生產設備10，在本實施形態中，以帶式輸送機為例而說明。在圖式之例子中，將用以監視帶式輸送機之複數感測器12沿著帶式輸送機的移動方向設置於複數處。各感測器12在本實施形態為超音波感測器。
解析裝置100經由網路3而與GW（GateWay，閘道器）5連接，從設置於生產設備10之複數個感測器12接收檢測結果。解析裝置100與儲存裝置20相連接。儲存裝置20容納解析裝置100所解析之振動資料。儲存裝置20可為與解析裝置100分開設置之裝置，亦可為解析裝置100的內部所包含之裝置，或可為其等之組合。
實施形態之各圖中，對於與本發明之本質無關的部分之構成予以省略，並未圖示。
圖2為顯示本實施形態之儲存裝置20所儲存的測定資料22與設備資訊24之資料構造的一例之圖。
測定資料22對於識別感測器之每一感測器ID，將其與時刻資訊、檢測值加以連結。設備資訊24對於識別設備之每一設備ID，將其與至少一個振動感測器之感測器ID加以連結。
圖3為例示本實施形態之各裝置的硬體構成之方塊圖。各裝置具備處理器50、記憶體52、輸出入介面（I／F）54、周邊電路56、及匯流排58。周邊電路56包含各式各樣的模組。處理裝置亦可不具備周邊電路56。
匯流排58係用以使處理器50、記憶體52、周邊電路56及輸出入介面54相互傳遞資料之資料傳遞路徑。處理器50例如為CPU（Central Processing Unit，中央處理器）、GPU（Graphics Processing Unit，圖形處理器）等運算處理裝置。記憶體52例如為RAM（Random Access Memory，隨機存取記憶體）或ROM（Read Only Memory，唯讀記憶體）等記憶體。輸出入介面54包含用以從輸入裝置、外部裝置、外部伺服器、感測器等取得資訊的介面，及用以往輸出裝置、外部裝置、外部伺服器等輸出資訊的介面等。輸入裝置例如為鍵盤、滑鼠、麥克風等。輸出裝置，例如為顯示器、揚聲器、印表機、郵件處理器等。處理器50可對各模組發出指令，基於其等之運算結果而進行運算。
後述圖4的本實施形態之解析裝置100的各構成要素，藉由圖3所示之電腦的硬體與軟體之任意組合而實現。而對所屬技術領域中具有通常知識者而言，可理解其實現方法、裝置具有各種變形例。以下說明的顯示各實施形態之解析裝置的功能方塊圖，顯示邏輯功能單位之區塊，而非硬體單位之構成。
處理器50藉由對記憶體52讀取並實行程式，而可實現圖4之解析裝置100的各單元之各功能。
本實施形態之電腦程式係：使實現解析裝置100所用之電腦（圖3之處理器50）實行如下程序：取得設置於生產設備10之複數感測器（第1感測器110及第2感測器112）的檢測結果；算出將第1感測器110的檢測值於頻率方向平均的第1平均值；以及判定第1平均值是否為一第1基準以上；並實行如下程序：於該判定程序中，在第1平均值為該第1基準以上之情況，使用第2感測器112的檢測值施行生產設備10之異常判定；在第1平均值未滿一第1基準之情況，使用第1感測器110的檢測值施行生產設備10之異常判定。
本實施形態之電腦程式亦可記錄於電腦可讀取記錄媒體。記錄媒體並未特別限定，可考慮各式各樣的形態。此外，程式可從記錄媒體載入至電腦之記憶體52（圖3），亦可通過網路下載至電腦，載入至記憶體52。
記錄電腦程式之記錄媒體包含電腦可使用之非暫態有形媒體，於該媒體置入電腦可讀取之程式碼。在電腦上實行電腦程式時，使電腦實行實現解析裝置100的本實施形態之解析方法。
圖4為顯示本實施形態之解析裝置100的邏輯構成之功能方塊圖。解析裝置100具備取得部102及判定部104。
取得部102取得設置於生產設備10之感測器（第1感測器110與第2感測器112）的檢測結果。
判定部104使用獲得的檢測結果施行生產設備10之異常判定。判定部104在將頻域彼此不同之複數感測器（第1感測器110與第2感測器112）的檢測值於頻率方向平均的值（下稱第1平均值）未滿一第1基準之情況，使用將第1頻域作為檢測對象之感測器（第1感測器110）的檢測結果施行異常判定；在第1平均值為該第1基準以上之情況，使用將較第1頻域更高的第2頻域作為檢測對象之感測器（第2感測器112）的檢測結果，施行異常判定。第1頻域例如為20kHz以下的範圍；第2頻域例如為20kHz以上的範圍。
實施形態中，「取得」，包含該裝置前往取得容納於其他裝置或記錄媒體的資料或資訊（主動取得）、及將從其他裝置輸出的資料或資訊輸入至該裝置（被動取得）之至少一方。主動取得的例子有：要求或詢問其他裝置而接收其回覆、及存取其他裝置或記錄媒體而讀取等。此外，被動取得的例子有：接收所發布（或發送、推播通知等）的資訊等。進一步，「取得」，亦可為從接收到的資料或資訊中選擇而取得，或為選擇所發布的資料或資訊而接收。
本實施形態中，感測器12如上所述至少包含第1感測器110與第2感測器112。第1感測器110的第1頻率包含20kHz以下的範圍。亦即，在此例中第1感測器110檢測人類作為聲音所聽到的頻率（以下使其為可聽領域）之音波。第2感測器112的第2頻率包含20kHz以上的範圍。亦即，第2感測器112檢測可聽頻率以上之超音波。各感測器12的檢測頻率並未限定於此一形態。
此外，判定部104使用在判定之第1基準為20kHz，但並未限定於此一形態。在本實施形態，判定是否為可聽頻率以上。振動包含具有基本頻率之成分、及具有其整數倍的頻率之正弦波成分即高次諧波。生產設備10之源自於異常的微小振動之高次諧波為超音波領域的情況，若基本頻率埋藏在白雜訊，則第1感測器110無法檢測。另一方面，由於超音波具有直進性高之敏銳方向性，故第2感測器112亦有無法良好地檢測之可能。
因而，異常振動之基本頻率未埋藏在白雜訊的情況，判定部104使用可確實地捕捉異常之第1感測器110的檢測值，而非第2感測器112。此外，白雜訊大，基本頻率埋藏在白雜訊之可能性高的情況，判定部104使用以第2感測器112檢測的檢測值施行異常判定。藉此，即便為微小的異常振動仍可捕捉。亦可考慮各第2感測器112的方向性，藉由與第1感測器110組合配置而更有效地檢測異常振動。
如此地，判定基準宜配合生產設備10的種類、環境而設定。判定基準可為預先決定的值，亦可由操作者或管理者利用解析裝置100之使用者介面（未圖示）而變更。
如此地，在本實施形態可適當選擇判定部104在異常判定使用之感測器12。依據選出之檢測結果的判定部104所進行之生產設備10的異常判定之方法並未特別限定，可採用各種方法。此外，判定部104不僅只做生產設備10的異常判定，亦可判定生產設備10的各種狀態（運作狀態等）。
針對如此構成的本實施形態之解析裝置100的運作予以說明。圖5為顯示本實施形態之解析裝置100的運作之一例的流程圖。
首先，取得部102取得設置於生產設備10之第1感測器110及第2感測器112的檢測結果（步驟S101）。判定部104算出將第1感測器110的檢測值於頻率方向平均的值（下稱第1平均值）（步驟S103）。而後，判定部104判定第1平均值是否為第1基準以上（步驟S105）。
在第1平均值為該第1基準以上之情況（步驟S105之YES），判定部104使用第2感測器112的檢測值施行生產設備10之異常判定（步驟S107）。另一方面，在第1平均值未滿該第1基準之情況（步驟S105之NO），判定部104使用第1感測器110的檢測值施行生產設備10之異常判定（步驟S109）。
如上述說明，本實施形態中藉由取得部102取得第1頻率之第1感測器110與較第1頻率更高的第2頻率之第2感測器112的檢測結果；藉由判定部104，在第1感測器110的檢測值之頻率方向的第1平均值未滿該第1基準之情況（基本頻率未埋藏於白雜訊之情況），使用第1感測器110的檢測值施行異常判定。另一方面，在第1平均值為該第1基準以上之情況（基本頻率埋藏於白雜訊之情況），使用第2感測器112的檢測值施行異常判定。
如此地，依本實施形態，使用第1感測器110與第2感測器112檢測在生產設備10源自於異常而產生的振動，藉此可使用相較於僅以第1感測器110量測之情況更廣範圍頻域的檢測結果。例如，在表示異常的振動之基本頻率為可聽領域而高次諧波為超音波領域的情況，於基本頻率未埋藏於白雜訊之情況，使用第1感測器110的檢測值，於白雜訊大之情況，使用第2感測器112偵測高次諧波，藉而可獲取微小的異常振動。
如此地，可高精度地檢測生產設備10的異常，亦可高精度地施行故障預示等判定。
（第2實施形態）
圖6為顯示本實施形態之解析裝置100的邏輯構成之功能方塊圖。
本實施形態之解析裝置100除了下述點以外與上述實施形態相同：更具備較第1頻率更小的第3頻域之感測器；依據第3頻域之感測器的檢測結果之第2平均值，選擇使用在生產設備10的異常判定之感測器的檢測結果。
解析裝置100具備與圖4的上述實施形態之解析裝置100相同的取得部102與判定部104，且更具備選擇部106。
選擇部106選擇以判定部104施行異常判定之感測器的檢測結果。
選擇部106在將用以檢測較第1頻域更低的第3頻域之感測器（第3感測器114）的檢測值於頻率方向平均的值（下稱第2平均值），未滿一小於第1基準之第2基準之情況，選擇第3頻域之感測器（第3感測器114）的檢測結果。進一步，選擇部106在第2平均值為第2基準以上之情況，於將第1頻域之感測器（第1感測器110）的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿第1基準之情況，選擇第1頻域之感測器（第1感測器110）的檢測結果。進一步，選擇部106於第1平均值為第1基準以上之情況，選擇較第1頻域更高的第2頻域之感測器（第2感測器112）的檢測結果。
本實施形態之「第1基準」定為20kHz。第2基準為小於第1基準的值，定為10kHz。第1基準及第2基準，宜配合生產設備10的種類、環境而設定。此等判定基準可為預先決定的值，亦可由操作者或管理者利用解析裝置100之使用者介面而變更。
圖7為顯示本實施形態之解析裝置100所解析的量測振動之感測器12的配置例之圖。第1感測器110、第2感測器112、及第3感測器114，雖亦可個別獨立地設置於生產設備10，但若考慮配線或安裝容易度，則宜於一個模組中一體化地安裝。此外，關於各感測器12可使用振動或音響之任一感測器。
本實施形態中，使第1感測器110的最大偵測頻率為5kHz。使第2感測器112的最大頻域為30～200kHz。使第3感測器114的最大偵測頻率為1kHz。
圖8為顯示本實施形態之各感測器的檢測結果之例子的圖。圖8（a）顯示環境雜訊小，基本頻率未埋藏於白雜訊之例子。圖8（b）顯示環境雜訊大，基本頻率埋藏於白雜訊之例子。
實線為以第3感測器114量測到的振動位準，虛線為以第1感測器110量測到的振動位準，一點鏈線顯示以第2感測器112量測到的振動位準。
例如，旋轉機器之偏心所造成的異常振動，於圖8（a）中，在第3感測器114的檢測結果出現峰值V1，可檢測。另一方面，在圖8（b），圖8（a）之第3感測器114的檢測結果的峰值V1，埋藏於環境雜訊，故難以檢測。另一方面，於第2感測器112的檢測結果出現峰值V2，故可檢測。
針對如此構成的本實施形態之解析裝置100的運作予以說明。圖9為顯示本實施形態之解析裝置100的運作之一例的流程圖。
取得部102從設置於生產設備10之複數感測器12取得檢測值（步驟S101）。
本實施形態中，取得各感測器12的檢測值之時間點、及使各感測器12實行量測之時間點可相同亦可不同。亦即，可在取得部102需要時要求而從感測器12取得感測器12自發性地定期量測的檢測值。抑或，亦可使取得部102對感測器12指示量測，感測器12因應指示而施行量測，將該檢測值送回解析裝置100。另，後者之情況可僅使必要之感測器12運作，故可減少消耗電力。
首先，判定部104藉由第3感測器114施行生產設備10的振動測定，算出在30Hz～500Hz的頻域之振動位準的算術平均值（第2平均值）（步驟S111）。在此值成為第2基準以上之情況（步驟S113之YES），判斷為生產設備10的白雜訊大，前往步驟S117。另一方面，在第2平均值並非為第2基準以上之情況（步驟S113之NO），選擇部106選擇第3感測器114的檢測結果（步驟S115）。而後，判定部104使用第3感測器114的檢測值施行生產設備10之異常判定（步驟S125）。
在步驟S117使用第1感測器110施行測定，算出在1kHz～3kHz的頻域之振動位準的算術平均值（第1平均值）。在此值成為第1基準以上之情況（步驟S119之YES），判斷為第1感測器110的測定值不能進行判定，選擇部106選擇第2感測器112的檢測結果（步驟S123）。而後，判定部104使用藉由第2感測器112量測到之頻率30kHz以上的振動波形，施行生產設備10之異常判定（步驟S125）。
另一方面，在以步驟S117算出的第1平均值不為第1基準以上之情況（步驟S119之NO），選擇部106選擇第1感測器110的檢測結果（步驟S121）。而後，判定部104使用第1感測器110的檢測值施行生產設備10之異常判定（步驟S125）。
如上述說明，本實施形態中在外部雜訊少之情況，使用低中頻域（例如，至5kHz為止）的檢測結果施行生產設備10之異常判定；在外部雜訊多之情況，使用超音波領域（例如，30kHz以上）的檢測結果施行生產設備10之異常判定。
如此地，依本實施形態，作為第2感測器112，可取得30kHz以上之超音波領域的資料，故可在雜訊資料少的情況捕捉波動。藉此，本實施形態之解析裝置100在生產設備10的材料之內部龜裂、軸承的監視等，需要以較高頻率解析的分析方面有效。
（第3實施形態）
圖10為顯示本實施形態之解析裝置200的邏輯構成之功能方塊圖。解析裝置200具備判定部202與選擇部204。
判定部202使用設置於生產設備10之複數方向的可聽領域之第1振動感測器210、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器212的檢測結果，施行生產設備10之異常判定。
選擇部204使用第1振動感測器210的振動檢測結果，選擇使用在異常判定之第2振動感測器212。
本實施形態中生產設備10例如亦為帶式輸送機。圖1所示之感測器12包含第1振動感測器210及第2振動感測器212，設置於帶式輸送機。
圖11為顯示本實施形態之感測器12的構造之一例的圖。
感測器12包含第1振動感測器210及第2振動感測器212。可聽領域之第1振動感測器210例如為3軸振動感測器。第2振動感測器212包含分別設置在與第1振動感測器210之3軸相同的方向之至少6個感測器（例如超音波感測器）。
複數第2振動感測器212宜對於生產設備10的各個外面至少設置一個，但其個數並無特別。此外，第2振動感測器212之超音波感測器可為AE（Acoustic Emission，聲發射）感測器，亦可為超音波傳聲器，或可為其他感測器。第2振動感測器212只要捕捉空間或固體傳遞的振動即可。另，複數振動感測器可為相同種類之振動感測器，亦可混用複數種類之振動感測器。後者的情況，例如設置於相同方向之2個振動感測器的特性（例如檢測的振動之頻率的帶域）亦可不同。
圖12為顯示本實施形態之解析裝置200的運作之一例的流程圖。
首先，選擇部204取得設置於生產設備10之第1振動感測器210、及第2振動感測器212的檢測結果（步驟S201）。而後，選擇部204使用第1振動感測器210的振動檢測結果，選擇使用在異常判定之第2振動感測器212（步驟S203）。而後，判定部202使用選出之第2振動感測器212的檢測結果施行生產設備10之異常判定（步驟S205）。
本實施形態中，取得各感測器12的檢測值之時間點、及使各感測器12實行量測之時間點可相同亦可不同。亦即，可在藉由選擇部204選擇時對感測器12要求而取得感測器12自發性地定期量測的檢測值。抑或，在藉由選擇部204選擇之時間點對感測器12指示量測，感測器12因應指示而施行量測，將該檢測值送回解析裝置100。另，後者之情況，可僅使必要之感測器12運作，故可減少消耗電力。
此外，本實施形態之電腦程式係：使實現解析裝置100所用之電腦（圖3之處理器50）實行如下程序：使用設置於生產設備10之複數方向的可聽領域之第1振動感測器210、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器212的檢測結果，施行生產設備10之異常判定；以及使用第1振動感測器210的振動檢測結果，選擇應使用在異常判定之第2振動感測器212。
如上述說明，本實施形態中藉由選擇部204使用第1振動感測器210的振動檢測結果，選擇使用在異常判定之第2振動感測器212；使用藉由判定部202選出之第2振動感測器212的檢測結果，施行生產設備10之異常判定。
如此地，依本實施形態，由於超音波具有方向性，故於生產設備10設置不同方向之複數第2振動感測器212。藉此，在表示異常的振動之基本頻率為可聽領域而高次諧波為超音波領域的情況，可利用使用第1感測器110所選出之第2振動感測器212精度良好地偵測異常振動。
（第4實施形態）
在本實施形態，對於上述實施形態之感測器選擇處理程序的具體例予以說明。
使用第1振動感測器210，選擇部204在生產設備10的主要旋轉體之基本頻率將振動位準高的方向抽出。判定部202使相對於該方向位於同一方向之第2振動感測器212運作而取得檢測值，施行生產設備10的狀態判定。
依本實施形態，基於第1振動感測器210的檢測結果，指定振動源之發生方向後，可使用配置於該方向之超音波感測器即第2振動感測器212取得檢測結果。藉由以第1振動感測器210指定振動發生源之方向，即便利用具有敏銳方向性之超音波感測器（第2振動感測器212），仍可有效率地取得高精度的檢測結果。
藉由此一構成，在超音波領域的波動分析，可進行軸承之分析、材料之內部龜裂發生時的彈性波之振動分析。此外，可捕捉旋轉系統設備之細微變化，亦可預示故障等。
如上述，由於超音波具有敏銳方向性，故相較於具有並進性之低中頻率，亦具有若可沿著波動之行進方向配置感測器，則可取得高精度的檢測結果等優點。然則，在脫離波之行進方向的位置取得檢測值之情況，有可能無法以可判定狀態之精度獲得檢測值。在本實施形態使用較低價之3軸振動感測器（第1振動感測器210）偵測振動波的行進方向，可取得沿著指定的方向配置之超音波感測器（第2振動感測器212）的檢測結果，故可建構高精度之振動監視系統。此外，在僅使選出之第2振動感測器212運作的構成中，不使多個感測器運作，而能夠以低消耗電力建構高精度之振動監視系統。
圖13為顯示本實施形態之解析裝置200的選擇處理程序之一例的流程圖。圖13顯示圖12的流程圖之步驟S203的感測器選擇處理之詳細程序。
選擇部204以第1感測器110將振動位準為基準以上的方向抽出（步驟S211）。而後，選擇部204選擇與步驟S211抽出的方向為相同方向之第2振動感測器212（步驟S213）。
而後，返回圖12的流程，在步驟S205，判定部202使用在圖13之步驟S213選出的方向之第2振動感測器212的檢測結果而施行生產設備10之異常判定。
獲得如圖14所示的第1振動感測器210之3軸振動感測器的檢測結果之情況，於X軸之振動感測器出現峰值。因此選擇部204選擇X軸方向之2個超音波感測器X1與感測器X2。
如此地，依本實施形態，由於超音波具有方向性，故在表示異常的振動之基本頻率為可聽領域而高次諧波為超音波領域的情況，可藉由第1感測器110指定振動方向，使用所指定的方向之第2振動感測器212精度良好地偵測異常振動。
以上，雖參考圖式而對本發明之實施形態予以描述，但其等係本發明之例示，亦可採用上述以外之各種構成。
例如，圖6之實施形態中，生產設備10為具有複數振動源之環境振動大的大型裝置之情況，判定部104亦可使用在相同時間點量測到之第1感測器110、第2感測器112、及第3感測器114的檢測結果，從第1感測器110、第2感測器112、及第3感測器114的檢測值，藉由差動解析等複合解析，施行生產設備10的狀態判定。例如，解析裝置100亦可具備提示部（未圖示），其將如圖8之表示振動位準的量測結果之畫面，顯示在解析裝置100之顯示器（未圖示），對操作者或管理者提示；利用使用者介面，受理操作者或管理者所進行之狀態判定結果的輸入，施行狀態判定。
圖4之實施形態中，判定部104亦可在頻域彼此不同之複數感測器（第1感測器110與第2感測器112）的檢測值之第1平均值未滿一第1基準之情況，使用將第1頻域作為檢測對象之感測器（第1感測器110）的檢測結果施行異常判定；在第1平均值為該第1基準以上之情況，使用將較第1頻域更高的第2頻域作為檢測對象之感測器（第2感測器112）的檢測結果施行異常判定。
以上，參考實施形態及實施例而說明本案發明，但本案發明並未限定於上述實施形態及實施例。在本案發明之範圍內，可對本案發明之構成或細節，進行所屬技術領域中具有通常知識者可理解的各種變更。
另，本發明中，在取得、利用與利用者相關的資訊之情況，將其合法施行。
上述實施形態之一部分或全部，亦可如同下述附註般地記載，但並未限定於下述內容。
1、一種解析裝置，具備：
取得手段，取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果；以及
判定手段，使用取得的該檢測結果施行該生產設備之異常判定；
該複數感測器，具備用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器；
該判定手段，
在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；
在第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
2、於第1點記載之解析裝置中，
該第1頻域包含20kHz以下的範圍；
該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
3、於第1或2點記載之解析裝置中，更具備：
選擇手段，其選擇以該判定手段施行該異常判定之感測器的檢測結果；
該選擇手段，
在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果；
在該第2平均值為該第2基準以上之情況，
於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果；
於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
4、於第1至3點中任一點記載之解析裝置中，
該生產設備係帶式輸送機；
該複數感測器係設置於該帶式輸送機。
5、一種解析方法，係使一解析裝置實施以下程序：
取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果，該複數感測器包含用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器；
在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；
在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
6、於第5點記載之解析方法中，
該第1頻域包含20kHz以下的範圍；
該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
7、於第5或6點記載之解析方法中，係使該解析裝置進一步實施以下程序：
選擇施行該異常判定之感測器的檢測結果；
於該選擇程序，
在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果；
在該第2平均值為該第2基準以上之情況，
於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果；
於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
8、於第5至7點中任一點記載之解析方法中，
該生產設備係帶式輸送機；
該複數感測器係設置於該帶式輸送機。
9、一種程式，用以使電腦實行如下程序：
取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果，該複數感測器包含用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器；
在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；以及
在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
10、於第9點記載之程式中，
該第1頻域包含20kHz以下的範圍；
該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
11、於第9或10點記載之程式中，使電腦進一步實行如下程序：
選擇施行該異常判定之感測器的檢測結果；
於該選擇程序，
在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果；以及
在該第2平均值為該第2基準以上之情況，
於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果；
於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
12、於第9至11點中任一點記載之程式中，
該生產設備係帶式輸送機；
該複數感測器係設置於該帶式輸送機。
13、一種解析裝置，具備：
判定手段，使用設置於生產設備之複數方向的可聽領域之第1振動感測器、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器的檢測結果，施行該生產設備之異常判定；以及
選擇手段，利用該第1振動感測器的振動檢測結果，選擇使用在該異常判定之該第2振動感測器。
14、於第13點記載之解析裝置中，
該選擇手段，
以該第1振動感測器將振動位準為基準以上的方向抽出；
將與抽出的該方向為相同方向之該第2振動感測器，選擇作為使用在該異常判定之感測器。
15、於第13或14點記載之解析裝置中，
該第1振動感測器係3軸振動感測器；
該第2振動感測器包含分別設置在與該3軸相同的方向之6個超音波感測器。
16、於第13至15點中任一點記載之解析裝置中，
該生產設備係帶式輸送機；
該第1振動感測器及該第2振動感測器係設置於該帶式輸送機。
17、一種感測器的構造，設置於生產設備，用以檢測該生產設備的振動，
該感測器的構造包含：
複數方向的可聽領域之第1振動感測器、以及
複數方向的超音波領域之第2振動感測器；
該第1振動感測器係3軸振動感測器；
該第2振動感測器包含分別設置在與該3軸相同的方向之至少6個超音波感測器。
18、於第17點記載之感測器的構造中，
複數該第2振動感測器係對於該生產設備的各個外表面至少設置一個。
19、一種解析方法，係使一解析裝置實施以下程序：
使用設置於生產設備之複數方向的可聽領域之第1振動感測器、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器的檢測結果，施行該生產設備之異常判定；
利用該第1振動感測器的振動檢測結果，選擇應使用在該異常判定之該第2振動感測器。
20、於第19點記載之解析方法中，係使該解析裝置進一步實施以下程序：
在選擇該第2振動感測器時，
以該第1振動感測器將振動位準為基準以上的方向抽出；
將與抽出的該方向為相同方向之該第2振動感測器，選擇作為使用在該異常判定之感測器。
21、於第19或20點記載之解析方法中，
該第1振動感測器係3軸振動感測器；
該第2振動感測器包含分別設置在與該3軸相同的方向之6個超音波感測器。
22、於第19至21點中任一點記載之解析方法中，
該生產設備係帶式輸送機；
該第1振動感測器及該第2振動感測器，設置於該帶式輸送機。
23、一種程式，用以使電腦實行如下程序：
使用設置於生產設備之複數方向的可聽領域之第1振動感測器、及複數方向的超音波領域之第2振動感測器的檢測結果，施行該生產設備之異常判定；以及
使用該第1振動感測器的振動檢測結果，選擇應使用在該異常判定之該第2振動感測器。
24、於第23點記載之程式中，
於該選擇程序，
以該第1振動感測器將振動位準為基準以上的方向抽出；以及
將與抽出的該方向為相同方向之該第2振動感測器，選擇作為使用在該異常判定之感測器。
25、於第23或24點記載之程式中，
該第1振動感測器係3軸振動感測器；
該第2振動感測器包含分別設置在與該3軸相同的方向之6個超音波感測器。
26、於第23至25點中任一點記載之程式中，
該生產設備係帶式輸送機；
該第1振動感測器及該第2振動感測器，設置於該帶式輸送機。
本申請案，主張以2019年2月5日於日本提出申請之日本特願第2019－019038號為基礎的優先權，將其揭露之內容全部援用至此。
1:設備監視系統
3:網路
5:GW(GateWay,閘道器)
10:生產設備
12:感測器
20:儲存裝置
22:測定資料
24:設備資訊
50:處理器
52:記憶體
54:輸出入介面
56:周邊電路
58:匯流排
100:解析裝置
102:取得部
104:判定部
106:選擇部
110:第1感測器
112:第2感測器
114:第3感測器
200:解析裝置
202:判定部
204:選擇部
210:第1振動感測器
212:第2振動感測器
V1,V2:峰值
X1,X2:超音波感測器
藉由以下所述之較佳實施形態、及附屬於該形態之以下圖式，進一步了解上述目的、及其他目的、特徵及優點。
圖1係概念性地顯示使用本發明的實施形態之解析裝置的設備監視系統之系統構成的圖。
圖2（a）～（b）係顯示本實施形態之儲存裝置所儲存的測定資料與設備資訊之資料構造的一例之圖。
圖3係例示本實施形態之各裝置的硬體構成之方塊圖。
圖4係顯示本實施形態之解析裝置的邏輯構成之功能方塊圖。
圖5係顯示本實施形態之解析裝置的運作之一例的流程圖。
圖6係顯示本實施形態之解析裝置的邏輯構成之功能方塊圖。
圖7係顯示本實施形態之解析裝置所解析的量測振動之感測器的配置例之圖。
圖8（a）～（b）係顯示本實施形態之各感測器的檢測結果之例子的圖。
圖9係顯示本實施形態之解析裝置的運作之一例的流程圖。
圖10係顯示本實施形態之解析裝置的邏輯構成之功能方塊圖。
圖11係顯示本實施形態之感測器的構造之一例的圖。
圖12係顯示本實施形態之解析裝置的運作之一例的流程圖。
圖13係顯示本實施形態之解析裝置的選擇處理程序之一例的流程圖。
圖14係用以說明本實施形態之感測器的選擇處理之圖。
100:解析裝置
102:取得部
104:判定部
110:第1感測器
112:第2感測器
Claims (12)
- 一種解析裝置，包含： 取得手段，取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果；以及 判定手段，使用取得的該檢測結果施行該生產設備之異常判定； 該複數感測器，包括用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器； 該判定手段， 在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定； 在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
- 如請求項第1項之解析裝置，其中， 該第1頻域包含20kHz以下的範圍； 該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
- 如請求項第1項之解析裝置，更包含： 選擇手段，其選擇以該判定手段施行該異常判定之感測器的檢測結果； 該選擇手段， 在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果； 在該第2平均值為該第2基準以上之情況， 於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果； 於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
- 如請求項第1項之解析裝置，其中， 該生產設備係帶式輸送機； 該複數感測器係設置於該帶式輸送機。
- 一種解析方法，係使一解析裝置實施以下程序： 取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果，該複數感測器包含用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器； 在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定； 在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
- 如請求項第5項之解析方法，其中， 該第1頻域包含20kHz以下的範圍； 該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
- 如請求項第5項之解析方法，係使該解析裝置進一步實施以下程序： 選擇施行該異常判定之感測器的檢測結果； 於該選擇程序， 在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果； 在該第2平均值為該第2基準以上之情況， 於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果； 於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
- 一種電腦可讀取之非暫態記錄媒體，記錄有用以使電腦實行如下程序的程式： 取得設置於生產設備之複數感測器的檢測結果，該複數感測器包含用以檢測第1頻域的振動之第1感測器、及用以檢測較該第1頻域更高之第2頻域的振動之第2感測器； 在將該第1感測器的檢測值於頻率方向平均的第1平均值未滿一第1基準之情況，使用該第1感測器的檢測結果施行異常判定；以及 在該第1平均值為該第1基準以上之情況，使用該第2感測器的檢測結果施行異常判定。
- 如請求項第8項之電腦可讀取之非暫態記錄媒體，其中， 該第1頻域包含20kHz以下的範圍； 該第2頻域包含超過20kHz的範圍。
- 如請求項第8項之電腦可讀取之非暫態記錄媒體，記錄有用以使電腦進一步實行如下程序的程式： 選擇施行該異常判定之感測器的檢測結果； 於該選擇程序， 在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果； 在該第2平均值為該第2基準以上之情況， 於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果； 於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
- 如請求項第9項之電腦可讀取之非暫態記錄媒體，記錄有用以使電腦進一步實行如下程序的程式： 選擇施行該異常判定之感測器的檢測結果； 於該選擇程序， 在將用以檢測較該第1頻域更低的第3頻域之第3感測器的檢測值於頻率方向平均的第2平均值，未滿較該第1基準更小的第2基準之情況，選擇該第3頻域之感測器的檢測結果； 在該第2平均值為該第2基準以上之情況， 於該第1平均值未滿該第1基準之情況，選擇該第1頻域之感測器的檢測結果； 於該第1平均值為該第1基準以上之情況，選擇較該第1頻域更高的第2頻域之感測器的檢測結果。
- 如請求項第9項之電腦可讀取之非暫態記錄媒體，其中， 該生產設備係帶式輸送機； 該複數感測器係設置於該帶式輸送機。
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