TWM590943U - 具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置 - Google Patents

Abstract

本新型主要提出一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其包括：一處理器單元、一歷史資料庫、一病灶分析單元、一顯示單元、一聲音收集單元、以及一異音辨識單元。於一機台發生異常或故障時，該處理器單元可透過一機況蒐集單元而自該機台的感測器接收一機台狀況資料，同時該聲音收集單元可自該機台處收集一機台運轉之聲音資料。接著，在該異音辨識單元對該機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨識處理之後，該病灶分析單元可依據該機台狀況資料而自歷史資料庫找出對應的機台異常原因和對應的機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案。如此，配戴穿戴式裝置的現場工程師能夠依據所述機台故障排除方案的指示，快速且精準地完成該機台之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台之故障原因。

Description

具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置

本新型係關於應用人工智慧於機台維修的技術領域，尤指一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置。

傳統上，製程機台或自動化機台通常僅具備幾個簡單的操作按鍵。然而，隨著科技越趨發達，高科技機台皆會搭載電子控制面板，連帶著使其操作變得複雜。因此，線上操作人員必須在詳閱有關的機台手冊且通過考核(qualify)之後，才能夠成為該機台的操作人員。對於這些搭載電子控制面板的高科技機台而言，其故障排除及/或機台維修也變得越來越不容易。當機台發出故障通知時，操作人員會通知工程師，讓工程師來進行故障排除。然而，由於所述高科技機台通常同時具有機械結構與電子控制線路，工程師必須參考對應的機台維修指南才能夠對症下藥地完成故障排除。實務經驗顯示，機台維修指南的頁數非常的多，導致工程師必須花費很多時間在查閱機台維修指南，因而無法在迫切需要之時找到故障排除之最佳解決辦法，造成機台維修的延宕。更嚴重者，工程師在尚未找到正確的解決辦法之時，便逕自地變更機台設定或任意更換機台零件，造成不可逆的嚴重後果。

因此，若年資較淺的工程師在花費許多時間查閱機台維修指南之後仍舊無法最佳的故障排除方案，其通常會利用一即時通訊裝置將現場的狀況回報給位於總公司的資深工程師。如此，資深工程師便可以依據現場的即時狀況判斷機台故障原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的資淺工程師。另一方面，一些設備商採取製作故障排除SOP手冊的方式，令現場的工程師能夠依據所述故障排除SOP手冊所載內容，對發出異常或故障警示的機台進行故障原因分析及排除。

前述兩種方式都有助於現場的工程師能夠在短時間內完成機台之故障原因分析及排除，然而，此兩種方式仍各自具有實務應用面的缺陷。就前者之方式而言，一旦總公司的資深工程師請假或者離職，即使現場的工程師透過所述即時通訊裝置將現場的狀況回報給總公司，仍無助於現場工程師在短時間找出最佳的故障排除方案。 就後者之方式而言，依循故障排除SOP手冊逐一檢查、確認機台之故障原因，最終的確能夠修復發生故障之機台。然而，必須注意的是，整個檢查及確認的過程仍需耗費不少時間。再者，一些未知的故障原因通常肇因於機台的組裝瑕疵或零件瑕疵，這些未知的故障原因並不會記載在通用的故障排除SOP手冊之中，導致現場工程師因此無法完成機台之故障原因分析與排除。

由上述說明可知，實有必要重新設計、開發出有助於現場的維修工程師在短時間內完成機台之故障原因分析與排除一種裝置或系統。有鑑於此，本案之創作人係極力加以研究，而終於研發完成本新型之一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置。

本新型之主要目的在於提供一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其包括：一處理器單元、一歷史資料庫、一病灶分析單元、一顯示單元、一聲音收集單元、以及一異音辨識單元。於一機台發生異常或故障時，該處理器單元可透過一機況蒐集單元而自該機台的感測器接收一機台狀況資料；同時，該聲音收集單元可自該機台處收集一機台運轉之聲音資料。接著，在該異音辨識單元對該機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨識處理之後，該病灶分析單元可依據該機台狀況資料而自歷史資料庫找出對應的機台異常原因和對應的機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案。如此，配戴穿戴式裝置的現場工程師能夠依據所述機台故障排除方案的指示，快速且精準地完成該機台之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台之故障原因。

為達成上述目的，本新型提出所述具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的一實施例，其用以供一使用者穿戴在其身上，且包括：一處理器單元，係透過一機況蒐集單元蒐集至少一機台之一機台狀況資料；一歷史資料庫，耦接該處理器單元，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；一病灶分析單元，耦接該歷史資料庫與該處理器單元； 一顯示單元，耦接該處理器單元；一聲音收集單元，耦接該處理器單元，用以自該機台處收集一機台運轉之聲音資料；以及一異音辨識單元，耦接該處理器單元與該歷史資料庫；其中，該處理器單元透過該聲音收集單元接收該機台運轉之聲音資料，使得該異音辨識單元在對該機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨識處理之後找出一異音特徵資料，接著自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案；其中，該處理器單元透過該機況蒐集單元接收該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一所述機台故障排除方案並透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示於該顯示單元之上。

於前述本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的實施例中，該機台具有複數個感測器，用以透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至該機況蒐集單元。

於前述本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的實施例中，該機況蒐集單元可為下任一者：感測資料接收模組、影像擷取單元、或攝影裝置。並且，該聲音收集單元為一微型麥克風。

於前述本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的實施例中，所述機台故障排除方案包括：依據發生機率 而順序排列的該複數種機台異常原因以及對應於該複數種機台異常原因的該複數筆機台維修紀錄。

於一可行實施例中，本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置更包括：耦接該處理器單元的一反饋單元，使得該使用者在完成各所述機台之一故障排除處理之後，能夠透過該反饋單元回傳一正確的機台故障原因至該處理器單元。

於一可行實施例中，本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置更包括：耦接該處理器單元與該歷史資料庫的一自我學習單元；其中，在該處理器單元接收所述正確的機台故障原因之後，該自我學習單元即重新整理儲存於該歷史資料庫之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因與該複數筆機台維修紀錄。

<本新型>

1‧‧‧具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置

2‧‧‧使用者

3‧‧‧機台

31‧‧‧感測器

10‧‧‧處理器單元

11‧‧‧機況蒐集單元

12‧‧‧歷史資料庫

13‧‧‧病灶分析單元

14‧‧‧顯示單元

15‧‧‧聲音收集單元

16‧‧‧反饋單元

17‧‧‧自我學習單元

18‧‧‧通訊單元

19‧‧‧異音辨識單元

【0027】<習知>

無

圖1顯示本新型之一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的架構圖；圖2顯示本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的第一功能方塊圖；圖3A顯示本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置之一可行實施例的立體圖；以及 圖3B顯示本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的另一可行實施例的立體圖；以及圖4顯示本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的第二功能方塊圖。

為了能夠更清楚地描述本新型所提出之一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本新型之較佳實施例。

圖1顯示本新型之一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的架構圖，且圖2顯示本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置的第一功能方塊圖。如圖1與圖2所示，本新型之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置1(下文簡稱“穿戴式裝置1”)，其用以供一使用者2穿戴在其身上，且主要包括：一處理器單元10、一歷史資料庫12、一病灶分析單元13、一顯示單元14、一聲音收集單元15、以及一異音辨識單元19。其中，該處理器單元10，係透過一機況蒐集單元11蒐集至少一機台3之一機台狀況資料。另一方面，該歷史資料庫12耦接該處理器單元10，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。

特別說明的是，圖1係顯示所述穿戴式裝置1為一混合實境(MR)頭盔，然而並非以此限制該穿戴式裝置1的可行實施例。圖3A 顯示本新型之穿戴式裝置1的一可行實施例的立體圖，且圖3B顯示本新型之穿戴式裝置1的另一可行實施例的立體圖。如圖3A所示，在一可行實施例中，所述穿戴式裝置1也可以是一組智慧型眼鏡。並且，在另一可行實施例中，所述穿戴式裝置1也可以如圖3B所示之史考特(Scouter)偵測器。

通常，製程用途或自動化產線之機台3會搭載有複數個感測器31以及警示(alarm)單元。依據本新型之設計，在感測器31偵測到特定機台3發生故障時，會先通知警示單元發出警示燈號或訊息。因此，於本新型的穿戴式裝置1之中，該處理器單元10係透過機況蒐集單元101而透過有線傳輸或無線傳輸的方式接收傳送自該感測器31的一機台狀況資料。此處所稱之機台狀況資料包括：與該機台3有關的通常異常情況及/或緊急異常情況。另一方面，現場的維修工程師(亦即，使用者2)也可以利用耦接處理器單元10的該聲音收集單元15自該機台3處收集一機台運轉之聲音資料。於本新型中，該聲音收集單元為一微型麥克風。

如圖2所示，該病灶分析單元13耦接該歷史資料庫12與該處理器單元10，該顯示單元14耦接該處理器單元10，且該語音喚醒單元15耦接該處理器單元10。在機台3發生異常或故障情事之時，該處理器單元10透過該機況蒐集單元11接收至少一所述機台狀況資料，使得該病灶分析單元13依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫12找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案。同時，該處理器單元10也可透過該聲音收集單元15接收至少一所述機台運轉之聲音資料，使得該異音辨識單元19在對該機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨 識處理之後找出一異音特徵資料，接著自該歷史資料庫12找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一所述機台故障排除方案。之後，該處理器單元10透過混合實境(Mixed reality)的方式將所述機台故障排除方案顯示於該顯示單元14之上。

依據本新型之設計，所述機台故障排除方案包括：依據發生機率而順序排列的複數種機台異常原因以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。如此設計，配戴該穿戴式裝置1的使用者2(亦即，現場工程師)便能夠在顯示單元14所顯示的機台故障排除方案的指示之下，快速且精準地完成該特定機台3之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台3之故障原因。舉例而言，在編號A的機台3發生故障的情況下，現場工程師透過穿戴式裝置1所看到的機台故障排除方案所指示的機台檢修步驟為A→B→C。相對地，當編號B的機台3發生故障之時，現場工程師透過穿戴式裝置1所獲知的機台故障排除方案所指示的機台檢修步驟為B→C→D。簡單地說，依據不同的機台3，該病灶分析單元13依據歷史資料所產生的機台故障排除方案並不會有相同的檢修步驟。如此方式，不但可以大幅縮短機台維修的整個時程，同時還可以避免現場工程師在尚未找到正確的解決辦法之時便逕自地變更機台設定或任意更換機台零件。

補充說明的是，前述說明係描述該機台3具有感測器31，且該感測器31透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至穿戴式裝置1的機況蒐集單元11，意指所述機況蒐集單元11為一感測資料接收模組。當然，在可行的實施例中，機況蒐集單元11也可以是一感測器控制裝置，用以控制各所述感測器31，並對各所述感測器31所傳送之感測訊號加以管理。然而，在一些情況下，現場工程師 (亦即，使用者2)有可能在遵循機台故障排除方案的情況下仍舊無法順利地完成機台3的故障(或異常)排除。此時，使用者2亦能夠利用穿戴式裝置1本身具有的影像擷取單元或攝影裝置配合通訊單元18直接回報現場狀況給一處理及控制裝置，例如：位於總公司的中央控制系統。如此，位於總公司的資深工程師可以依據現場的即時狀況判斷機台故障原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的工程師。

在一些情況下，現場工程師(使用者2)有可能在遵循機台故障排除方案的情況下仍舊無法順利地完成機台3的故障(或異常)排除。 此時，使用者2亦能夠利用穿戴式裝置1本身具有的聲音收集單元15收集機台運轉之聲音資料。如此，在該處理器單元10透過聲音收集單元15接收所述機台運轉之聲音資料以後，該異音辨識單元19即對所述機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨識處理之後找出一異音特徵資料，並接著自該歷史資料庫12找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄。或者，在該處理器單元10透過聲音收集單元15接收所述機台運轉之聲音資料以後，使用者2可以透過穿戴式裝置1本身具有的通訊單元18直接回報現場狀況給位於總公司的中央控制系統。如此，位於總公司的資深工程師可以依據所述機台運轉之聲音資料判斷機台異常運轉原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的工程師。

如圖2所示，該穿戴式裝置1更包括反饋單元16、自我學習單元17與通訊單元18；其中，該反饋單元16耦接該處理器單元10，該自我學習單元17耦接該處理器單元10與該歷史資料庫12，且該通訊單元18耦接該處理器單元10。當現場工程師依據位於總公司的資深 工程師所提供的最佳故障排除方案而完成機台3的故障(或異常)排除之後，該現場工程師(亦即，使用者2)還能夠透過反饋單元16與該通訊單元18回傳正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式至後端或遠端的處理及控制裝置(例如：位於總公司的中央控制系統)。同時，該反饋單元16也會回傳正確的機台故障原因至該穿戴式裝置1的處理器單元10。在接收所述正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式之後，該穿戴式裝置1的自我學習單元17即重新整理儲存於該歷史資料庫12之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因、以及該複數筆機台維修紀錄，藉以利於該病灶分析單元13能夠依據歷史資料而快速且精準地產生最佳的機台故障排除方案。

通常，該病灶分析單元13、該異音辨識單元19與該自我學習單元17可以透過函式庫、變數或運算元之形式而被編輯為至少一應用程式，進而被建立在該穿戴式裝置1之中。這樣的方式令該穿戴式裝置1可以不限定為混合實境(MR)頭盔，其也可以是智慧型眼鏡或史考特(Scouter)偵測器。甚至，也可以是具有混合實境(MR)功能的任一種電子裝置。

進一步地，圖4顯示本新型之具有機台病灶分析和語音喚醒功能之穿戴式裝置的第二功能方塊圖。比較圖2與圖4可以輕易地說明，於一可行實施例中，也可以將機況蒐集單元11直接整合至所述具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置1之中。簡單地說，在整合有該機況蒐集單元11之後，此具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置1便可以直接自機台3的感測器31接收感測訊號(機台狀況資料)。

如此，上述係已完整且清楚地說明本新型之一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置。必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1‧‧‧具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置

2‧‧‧使用者

3‧‧‧機台

11‧‧‧機況蒐集單元

Claims (10)

1. 一種具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，用以供一使用者穿戴在其身上，且包括：一處理器單元，係透過一機況蒐集單元蒐集至少一機台之一機台狀況資料；一歷史資料庫，耦接該處理器單元，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；一病灶分析單元，耦接該歷史資料庫與該處理器單元；一顯示單元，耦接該處理器單元；一聲音收集單元，耦接該處理器單元，用以自該機台處收集一機台運轉之聲音資料；以及一異音辨識單元，耦接該處理器單元與該歷史資料庫；其中，該處理器單元透過該聲音收集單元接收該機台運轉之聲音資料，使得該異音辨識單元在對該機台運轉之聲音資料執行至少一聲音處理以及一異音辨識處理之後找出一異音特徵資料，接著自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案；其中，該處理器單元透過該機況蒐集單元接收該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一所述機台故障排除方案並透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示於該顯示單元之上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，該機台具有複數個感測器，用以透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至該機況蒐集單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，該機況蒐集單元可為下任一者：感測資料接收模組、影像擷取單元、或攝影裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，該聲音收集單元為一微型麥克風。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，該複數種機台異常情況包括至少一通常異常情況與至少一緊急異常情況。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，所述機台故障排除方案包括依據發生機率而順序排列的複數個機台異常原因以及對應於該複數個機台異常原因的該複數個維修紀錄。
7. 如申請專利範圍第1項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，更包括：耦接該處理器單元的一反饋單元， 使得該使用者在完成各所述機台之一故障排除處理之後，能夠透過該反饋單元回傳一正確的機台故障原因至該處理器單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，更包括：耦接該處理器單元與該歷史資料庫的一自我學習單元；其中，在該處理器單元接收所述正確的機台故障原因之後，該自我學習單元即重新整理儲存於該歷史資料庫之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因與該複數筆機台維修紀錄。
9. 如申請專利範圍第8項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，其中，該病灶分析單元、該異音辨識單元與該自我學習單元係透過函式庫、變數或運算元之形式而被編輯為至少一應用程式，進而被建立在所述穿戴式裝置之中。
10. 如申請專利範圍第8項所述之具有機台病灶分析和異音辨識功能之穿戴式電子裝置，更包括：耦接該處理器單元的一通訊單元，其為一有線通訊單元或一無線通訊單元且用以與一中央控制系統進行通訊。

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