WO2018168873A1 - 流体制御機器の動作分析システム、方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

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WO2018168873A1
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裕也 鈴木
克典 米華
将彦 落石
章弘 原田
竜太郎 丹野
篠原　努
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株式会社フジキン
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    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a fluid control device in which an information processing module that executes processing based on a sensor or data obtained by the sensor is stored.
  • ALD Advanced Layer Deposition
  • Patent Document 1 discloses a seal portion damage detection mechanism comprising a hole formed on the outer surface of a controller for controlling the flow rate of fluid and a leak detection member attached to the hole, wherein the hole is inside the controller
  • the leak detection member comprises a cylindrical body attached to the hole and a movable member provided in the cylindrical body, and the movable member is a leaked fluid filled in the space in the controller It is proposed to be movable outward of the cylindrical body by the pressure of.
  • a controller with a seal portion damage detection mechanism comprising a hole formed on the outer surface of a controller for controlling the flow rate of fluid and a leak detection member attached to the hole, wherein the hole is controlled It has been proposed to communicate with the air gap in the vessel, and the leak detection member is sensitive to the presence of a specific fluid. Furthermore, in Patent Document 3, a leak detection device for detecting a fluid leak is provided to a sensor holding body and a leak port provided on a leak detection target member and communicating a sealed portion in the leak detection target member with the outside.
  • a process for processing ultrasonic waves obtained by an ultrasonic sensor, an ultrasonic wave path provided between the sensor surface of the ultrasonic sensor and the leak port, and an ultrasonic wave sensor held by the sensor holding body so as to face each other It has been proposed to have a circuit.
  • the mechanism for detecting an abnormality is attached to the outside of the fluid control device.
  • a member or the like for detecting an abnormality is provided outside the fluid control device. Is not desirable.
  • the wires connecting the members for detecting an abnormality in the fluid control device are exposed to the outside, the wires may be twisted or a short may be caused to cause a failure in the fluid control device itself. It may be a cause.
  • the movable member for which accurate operation is required is accommodated inside the fluid control device, when the member etc. for detecting abnormality of the fluid control device is accommodated inside, these members are movable There should be no interference with the movement of the component.
  • the fluid control device becomes large in order to accommodate therein a member or the like for detecting an abnormality of the fluid control device, and as a result, the fluid control device becomes large.
  • the detection result of the abnormality can be easily confirmed outside the fluid control device.
  • the change of sensor data occurs only after the occurrence of an abnormality, the occurrence of a failure can not be predicted.
  • a motion analysis system of a fluid control device is a system for analyzing the operation of the fluid control device, and based on the fluid control device and information acquired from the fluid control device.
  • An information processing apparatus that executes data mining is configured to be communicable via a network, and the fluid control device has an operation information acquisition mechanism that acquires plural types of operation information of the fluid control device,
  • the information processing apparatus stores abnormality determination means for determining an abnormality of the fluid control device, information collection means for collecting operation information and an abnormality determination result of the fluid control device, and the collected operation information and determination result.
  • the information storage means and the information storage means are referred to, as the analysis target, the other operation information with the same predetermined operation information as the same and the information related to the determination result, Information extraction means selectively extracted for each body control device; and correlation analysis means for analyzing the correlation between a predetermined operation of the fluid control device and occurrence of abnormality by comparing the extracted information.
  • the fluid control device is provided with a flow passage and a space isolated from the flow passage by the separation member, and the fluid control device comprises the flow passage by the separation member as the operation information acquisition mechanism. And a pressure sensor for detecting the pressure of the isolated space, wherein the abnormality judging means judges an abnormality of the fluid control device by comparing a detection value detected by the pressure sensor with a predetermined threshold value. It is good also as things.
  • the operation information acquisition mechanism may use, as operation information, the number of times of opening and closing of the fluid control device, operating time, environmental temperature, environmental humidity, driving pressure, and all of internal stress applied to members constituting the fluid control device. Any two or more may be acquired.
  • the information processing apparatus calculates an abnormality occurrence probability of the fluid control device by referring to operation information of the fluid control device stored in the information storage unit based on an analysis result by the correlation analysis unit.
  • the apparatus may further include an abnormality expecting means for anticipating an abnormality in the fluid control device.
  • the extracted information may be information relating to the operation information and the determination result in a predetermined time before and after the open / close state of the fluid control device is switched.
  • the abnormality expecting means learns the first abnormality expecting means for judging whether the motion information has a characteristic unique to the period immediately before failure by supervised learning and the motion information at the time of normal operation.
  • the automatic encoder may further include second abnormality anticipation means for determining whether the operation information is in a normal operation state by an auto encoder.
  • a system for analyzing the operation of a fluid control device is a system for analyzing the operation of the fluid control device, and data based on the fluid control device and information acquired from the fluid control device
  • An information processing apparatus that executes mining is configured to be communicable via a network, and the fluid control device acquires a plurality of types of operation information of the fluid control device, an operation information acquisition mechanism, and the fluid control device
  • the information processing apparatus stores information on the operation information of the fluid control device and the result of the abnormality determination, and stores the collected operation information and the result of the determination.
  • the other fluid information which makes the predetermined behavior information identical and the information concerning the determination result are the fluid control An information extracting means for selectively extracting for each device, by comparing the extracted information, having a correlation analysis means for analyzing the correlation between the predetermined operation and abnormal occurrence of the fluid control devices.
  • the method of analyzing the operation of the fluid control device is a method of analyzing the operation of the fluid control device, wherein the fluid control has an operation information acquisition mechanism for acquiring plural types of device operation information.
  • the information processing apparatus has an abnormality in the fluid control apparatus.
  • Processing of determining the operation information of the fluid control device and the abnormality determination result, processing of storing the collected operation information and the determination result in the information storage unit, and the information storage unit A process of selectively extracting, for each of the fluid control devices, the other operation information having the same predetermined operation information as the analysis target and the information related to the determination result; By comparing the issued information, it executes a process of analyzing the correlation between the predetermined operation and abnormal occurrence of the fluid control devices.
  • a computer program is a computer program for analyzing the operation of a fluid control device, and includes a fluid control device having an operation information acquisition mechanism for acquiring plural types of operation information of the device; An information processing apparatus that executes data mining based on information acquired from a fluid control device, and a system configured to be able to communicate via a network, wherein an abnormality in the fluid control device is determined with respect to the information processing device. Processing, processing of collecting operation information and abnormality determination results of the fluid control device, processing of storing the collected operation information and determination results in information storage means, and analysis target with reference to the information storage means And selectively extracting, for each of the fluid control devices, the other operation information having the same predetermined operation information and the information related to the determination result.
  • the computer program can be provided by downloading via a network such as the Internet, or can be provided by being recorded in various readable recording media.
  • the fluid control device can be miniaturized while the member for detecting an abnormality of the fluid control device is accommodated inside the fluid control device.
  • the result of detection of an abnormality in the fluid control device can be easily confirmed outside.
  • only dynamic sensor measurement values at the time of operation of the valve can be used for learning, and the dimensional amount of learning can be reduced without reducing the accuracy, thereby reducing the calculation cost.
  • FIG. 2 is a functional block diagram showing functions provided to a fluid control device according to the present embodiment and a server configured to be communicable with the fluid control device.
  • FIG. 14 is a functional block diagram showing functions of a fluid control device according to a modification of the embodiment and a server configured to be able to communicate with the fluid control device.
  • FIG. 14 is a functional block diagram showing functions of a fluid control device according to a modification of the embodiment and a server configured to be able to communicate with the fluid control device. It is a graph explaining the time concerning opening and closing of a fluid control apparatus.
  • the fluid control device 1 incorporates a sensor for detecting an abnormality of the fluid control device 1, in particular, leakage of fluid, a module involved in driving the sensor, etc. And an extraction port for extracting information related to the operation status.
  • the fluid control device 1 is disposed at the valve body 11, the substantially cylindrical actuator body 12 disposed at the upper end of the valve body 11, and the upper end of the actuator body 12. It is constituted by the casing 13.
  • an inflow passage 111a into which the fluid flows, an outflow passage 111b from which the fluid flows out, and a valve chamber 111c communicating with the inflow passage 111a and the outflow passage 111b are provided.
  • the inflow path 111a, the outflow path 111b, and the valve chamber 111c integrally constitute a flow path 111 through which the fluid flows.
  • annular seat 112 is provided on the periphery of the portion where the inflow path 111a and the valve chamber 111c communicate with each other. Further, on the sheet 112, there is provided a diaphragm 113 which causes the fluid to flow from the inflow path 111a to the outflow path 111b or blocks the flow by coming into contact with and separating from the sheet 112.
  • the diaphragm 113 is a disk-shaped member made of a metal such as stainless steel or a NiCo-based alloy or a fluorine-based resin, and functions as an isolation member that isolates the flow path 111 and the space S1.
  • a driving pressure is supplied to the diaphragm 113 and released from pressure by the disc 124, the central portion is displaced in a direction in which the central portion is separated from the sheet 112 by its own restoring force or pressure in the flow path 111. Away from 112.
  • the valve chamber 111c is opened, and the inflow path 111a and the outflow path 111b communicate with each other.
  • the side surface of the valve body 11 is provided with a leak port LP configured as a through hole for communicating the space S1 with the outside.
  • the leak port LP may be closed when the pressure in the space S1 is detected by the pressure sensor 41 described later to detect an abnormality in the fluid control device 1.
  • the leak port LP is closed, the space S1 It becomes airtight.
  • the leak port LP also functions as a test port when testing the airtightness of the flow path 111 in the finished product inspection of the fluid control device 1.
  • This finished product inspection is performed by circulating inert helium gas (He) or the like in the channel 111.
  • a bellows is used as the isolation member in addition to the diaphragm 113 of this example.
  • the bellows can take a large stroke (flow rate range)
  • the volume change in the actuator body becomes large, so it is necessary to open the breathing port (corresponding to the leak port LP in this example) when opening and closing the fluid control device.
  • the direct diaphragm structure as in this example that is, in the structure in which the fluid is circulated from the inflow path 111a to the outflow path 111b or the flow is interrupted by the diaphragm 113 coming into contact with the sheet 112 There is little change in volume within 12.
  • the fluid control device 1 opens and closes without problems even if the leak port LP is closed. It can be performed.
  • the actuator body 12 includes a screwing portion 121 screwed to the valve body 11, an exposed portion 122 exposed to the outside, and a screwing portion 123 screwed to the cap body 131 of the casing 13. .
  • a screw is cut on the outer peripheral surface of the screwing portion 121, and screwed with a screw cut on the inner peripheral surface of the valve body 11. Further, the outer peripheral surface of the screwing portion 123 is also screwed, and screwed with the screw cut on the inner peripheral surface of the cap body 131.
  • Wiring grooves 121a, 122a, and 123a through which wiring can be passed are formed on the outer peripheral surface of the actuator body 12 along the axial direction.
  • the groove bottoms of the wiring grooves 121a and 123a provided on the outer peripheral surfaces of the screwing portions 121 and 123 are deeper than the groove of the screw cut on the outer peripheral surface. Therefore, the valve body 11 and the cap body 131 can be screwed together in the screwing parts 121 and 123, respectively, without breaking the wiring or the like in a state where the wiring is passed through the wiring grooves 121a and 123a.
  • the cover 1221 is a member that covers the wiring groove 122 a and is provided with a through hole 1221 a corresponding to the screw hole 122 b of the actuator body 12. Wiring is passed through the wiring groove 122a of the actuator body 12 by inserting a wire through the wiring groove 122a of the actuator body 12 and screwing a screw 122c into the screw hole 122b of the actuator body 12 through the through hole 1221a of the cover 1221. Is covered by a cover 1221.
  • a disc 124 for pressing the diaphragm 113, a pressing adapter 125 for pressing the peripheral edge of the diaphragm 113, a piston 126 for sliding up and down, and an outer peripheral surface of the piston 126 are wound.
  • a biasing spring 127 is provided.
  • the pressing adapter 125 presses the peripheral edge of the diaphragm 113 from above, and prevents the fluid flowing in the flow path 111 from leaking into the actuator body 12 from the vicinity of the peripheral edge of the diaphragm 113.
  • the piston 126 abuts the diaphragm 113 against the seat 112 via the disc 124.
  • a substantially central portion in the axial direction of the piston 126 is expanded in a disk shape, and the portion constitutes an enlarged diameter portion 1261.
  • the piston 126 receives the biasing force of the spring 127 on the upper surface side of the enlarged diameter portion 1261.
  • a drive pressure introducing chamber S ⁇ b> 2 is formed between the upper end surface of the actuator body 12 and the upper end surface.
  • a drive pressure introducing passage 126b for communicating the opening 126a formed on the upper end surface with the drive pressure introducing chamber S2 formed on the lower end side of the enlarged diameter portion 1261.
  • An inlet pipe 21 for introducing a drive pressure from the outside is connected to the opening 126 a of the piston 126.
  • a small diameter holding portion is provided on the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 1261 of the piston 126, and the O ring 1262 is held by the holding portion.
  • the O-ring 1262 seals between the outer peripheral surface of the piston 126 and the inner peripheral surface of the actuator body 12.
  • a holding portion having a small diameter is also provided on the lower end side of the piston 126, and the O-ring 1263 is held by the holding portion.
  • the O-ring 1263 seals between the outer peripheral surface of the piston 126 and the inner peripheral surface of the actuator body 12.
  • a space S1 partitioned by the diaphragm 113 and the O-ring 1263 is formed at a portion where the disk 124 in the actuator body 12 moves up and down.
  • a through hole 12a is formed in the screwing portion 121 of the actuator body 12, and the space S1 communicates with the outside through the leak port LP provided in the valve body 11 by the through hole 12a.
  • the leak port LP is blocked, it is shut off from the outside and becomes airtight.
  • a space formed by the O-ring 1262 and the O-ring 1263 forms a driving pressure introducing chamber S2 communicating with the driving pressure introducing path 126b in the piston 126.
  • Air is introduced into the drive pressure introducing chamber S2 from the introducing pipe 21 via the driving pressure introducing path 126b in the piston 126.
  • the piston 126 is pushed upward against the urging force of the spring 127.
  • the diaphragm 113 is separated from the sheet 112 and opened, and the fluid flows.
  • the piston 126 is pushed downward according to the biasing force of the spring 127.
  • the diaphragm 113 is in contact with the sheet 112 and is closed, and the flow of fluid is interrupted.
  • the casing 13 is a substantially cylindrical member whose one end is closed, and is disposed at the upper end of the actuator body 12, and is an information processing that processes data obtained from the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43.
  • Module 5 is housed inside.
  • the casing 13 in the present example is constituted by three members of a cap body 131, an actuator cap 132, and a cap top 133.
  • the cap body 131 is a substantially cylindrical member, and is disposed on the upper end of the actuator body 12. Screws corresponding to each other are cut on the outer peripheral surface of the upper end portion of the actuator body 12 and the inner peripheral surface of the lower end portion of the cap body 131, and the cap body 131 is formed on the actuator body 12 by screwing each other. Is fixed.
  • a fixing member 1311 is attached to the inner peripheral surface of the cap body 131.
  • the fixing member 1311 is a member for fixing a limit switch 43 described later, and has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the fixing member 1311 is provided with a screw hole 1311 a for attaching the fixing member 1311 to the inner peripheral surface of the cap body 131.
  • the cap body 131 is provided with a through hole 131a.
  • the fixing member 1311 is formed by inserting a screw from the outside into the through hole 131a of the cap body 131 and screwing the screw 1311b into the screw hole 1311a of the fixing member 1311 disposed on the inner peripheral surface of the cap body 131. It is fixed.
  • the fixing member 1311 is provided with a wiring groove 1311 c for drawing a wiring drawn from the limit switch 43 described later, and the wiring can be accommodated in the wiring groove 1311 c. .
  • the actuator cap 132 is a substantially disk-shaped member disposed at the upper end of the cap body 131, and divides the casing 13 into upper and lower parts.
  • the actuator cap 132 holds the upper surface of the enlarged diameter portion 1261 of the piston 126 and the spring 127 on the lower surface side.
  • a substantially cylindrical through hole 132 a extending toward the piston 126 is provided at the center of the actuator cap 132 at a position corresponding to the opening 126 a of the piston 126.
  • One end of the introduction pipe 21 is inserted into the through hole 132a.
  • a through hole 132b for passing a wire is provided outside the through hole 132a.
  • the cap top 133 is a substantially cap-like member disposed on the upper end of the actuator cap 132, and can accommodate the information processing module 5 in a hollow interior.
  • Through holes 133 a and 133 b are provided on the top surface of the cap top 133.
  • a liquid crystal panel or the like for displaying data acquired by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43, a processing result based on the data, and the like is fitted in the through hole 133a.
  • a warning light such as a lamp is fitted.
  • a through hole 133 c is provided on the side surface of the cap top 133.
  • the through hole 133 c is provided with a connector for connecting to an external device in order to take out the data acquired by the temperature sensor 42 and the limit switch 43, the processing result based on the data, and the like.
  • a through hole 133 d is provided on the side surface of the cap top 133 near the opening on the actuator cap 132 side at a position away from the top surface of the cap top 133.
  • the introduction pipe 21 is inserted into the through hole 133 d.
  • the introduction pipe 21 is a pipe for introducing air as a driving pressure from the outside into the fluid control device 1, and is made of a nylon tube or the like to have flexibility.
  • One end of the introduction pipe 21 is inserted into the driving pressure introduction path 126 b from the opening 126 a of the piston 126.
  • An O-ring 24 is held between the outer peripheral surface of the tip of the introduction pipe 21 inserted into the drive pressure introduction path 126 b and the inner peripheral surface of the drive pressure introduction path 126 b.
  • the O-ring 24 seals between the inner peripheral surface of the drive pressure introduction path 126 b and the outer peripheral surface of the introduction pipe 21 inserted into the drive pressure introduction path 126 b.
  • a fixing member 23 for fixing the introduction pipe 21 is fitted in the through hole 132 a of the actuator cap 132.
  • the fixing member 23 is a substantially cylindrical member and has a through hole having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the introducing pipe 21.
  • the introducing pipe 21 is inserted through the through hole.
  • the peripheral edge of the fixing member 23 on the side of the opening 126a is pointed in a claw shape, whereby the introduction pipe 21 inserted into the fixing member 23 is fixed so as not to come out to the outside.
  • the holding member 3 is held in the vicinity of the opening on the actuator cap 132 side of the cap top 133.
  • the holding member 3 is a substantially ring-shaped flexible member made of resin, and supports the information processing module 5 by supporting the information processing module 5 upward from the lower surface side. Hold in the top 133.
  • the holding member 3 is formed with through holes 3a and 3b penetrating in the vertical direction, and the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, the limit switch 43, and the information processing module 5 are formed in the through holes 3a and 3b. Can be routed through the wires connecting them.
  • the outer peripheral edge of the holding member 3 is formed with a protruding portion 31 that protrudes outward in a claw shape.
  • the outer diameter of the holding member 3 including the projecting portion 31 has an outer diameter substantially equal to or slightly larger than the inner diameter of the hollow portion of the cap top 133.
  • the holding member 3 is held in the vicinity of the opening on the side of the actuator cap 132 of the cap top 133 and above the position where the through hole 133 d is provided.
  • the information processing module 5 is held on the holding member 3 so that the introduction pipe 21 is not crushed by the information processing module 5.
  • the diameter of the through hole 3a is increased, and the holding member 3 is formed in a substantially ring shape, so that the holding member 3 can be easily bent and easily attached to the inner peripheral surface of the cap top 133.
  • the holding member 3 can be substantially disk-like provided with only small holes for passing the wiring, or a member integrally formed with the holding member 3 with the cap top 133 It can also be done.
  • the entire top surface of the cap top 133 may be openable / closable so that the information processing module 5 can be accommodated inside from the top surface.
  • a pressure sensor 41, a temperature sensor 42, and a limit switch 43 are attached to predetermined locations inside the fluid control device 1, and data detected by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43 are The information processing module 5 to be processed is accommodated.
  • a pressure sensor 41 for detecting the pressure in the space S1 and a temperature sensor 42 for measuring the temperature of the fluid are attached.
  • the pressure sensor 41 includes a pressure-sensitive element that detects a pressure change in the space S1, a conversion element that converts a detected pressure value detected by the pressure-sensitive element into an electrical signal, and the like.
  • a pressure change in the space S1 is detected by the pressure sensor 41 to detect an abnormality in the fluid control device 1 caused by fluid leakage or the like.
  • the condenser type microphone unit has a diaphragm that vibrates upon receiving a sound wave, and a counter electrode disposed opposite to the diaphragm, and changes in capacitance between the diaphragm and the counter electrode can It can be converted into a change to be an audio signal.
  • this capacitor type microphone unit becomes nondirectional (all directivity) by closing the air chamber provided on the back side of the diaphragm.
  • the condenser microphone unit can operate as the pressure sensor 41 since it operates by capturing a change in sound pressure due to sound waves from all directions.
  • the temperature sensor 42 measures the temperature of the installation site. Since the installation location is near the flow channel 111, the temperature of the installation location can be regarded as the temperature of the fluid flowing in the flow channel 111.
  • a limit switch 43 is attached to the inside of the cap body 131 of the casing 13.
  • the limit switch 43 is fixed in the cap body 131 by a fixing member 1311 attached to the inner peripheral surface of the cap body 131.
  • the limit switch 43 is fixed above the enlarged diameter portion 1261 of the piston 126, and the switch is switched according to the vertical movement of the piston 126. That is, when the piston 126 is pushed upward at the time of valve opening, the limit switch 43 is depressed by the enlarged diameter portion 1261 of the piston 126. On the other hand, when the piston 126 is pressed downward at the time of valve closing, the limit switch 43 is released from the pressed state by the enlarged diameter portion 1261 of the piston 126. In response to the pressing of the limit switch 43 accompanying the vertical movement of the piston 126, the number of times of opening and closing and the number of times of opening and closing of the fluid control device 1 can be detected. Further, by providing a plurality of limit switches 43, the opening / closing speed of the fluid control device 1 can be detected.
  • the wiring of the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the wiring connecting the limit switch 43 and the information processing module 5 will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. 1 the wiring derived from the pressure sensor 41 and the temperature sensor 42 is drawn into the cap body 131 via the wiring grooves 121a, 122a, 123a formed on the outer peripheral surface of the actuator body 12.
  • the wiring grooves 121a, 122a, and 123a are covered by the valve body 11, the cover 1221, and the cap body 131, respectively, so the wiring routed from the pressure sensor 41 and the temperature sensor 42 into the cap body 131 is exposed to the outside. I have not.
  • the wiring drawn out from the limit switch 43 is fitted into the wiring groove 1311 c of the fixing member 1311 shown in FIG. 5 and then drawn into the cap body 131.
  • the wiring of the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43 drawn into the cap body 131 is drawn around the cap top 133 through the through hole 132b provided in the actuator cap 132, and the information processing module Connect to 5
  • the wire is drawn around without exposing the wire to the outside and without contacting the movable member such as the piston 126 in the fluid control device 1. It is possible to prevent disconnection or the like due to contact or the like.
  • the information processing module 5 includes a pressure sensor 41, a temperature sensor 42, and an LSI (Large-Scale Integration) for processing data detected by the limit switch 43.
  • the information processing module 5 may include a driving power source such as a pressure sensor 41, a temperature sensor 42, and a button battery for supplying power necessary for driving the limit switch 43.
  • a plurality of fluid control devices 1 having the above configuration are generally integrated to constitute a fluid control device 10.
  • the fluid control devices 1 are densely disposed, and therefore, a panel for displaying data in each fluid control device 10 and information
  • a port for connecting an external device such as a USB memory to take out information from the processing module 5 is preferably provided at least on the upper surface.
  • a panel for displaying data is difficult to view unless viewed from the top.
  • the information processing module 5 includes a determination processing unit 51, a correction processing unit 52, an information display unit 53, a warning display unit 54, and an information supply unit 55.
  • the determination processing unit 51 is a functional unit that executes a process of determining the presence or absence of an abnormality of the fluid control device 1 based on data acquired by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43.
  • the discrimination processing unit 51 compares the predetermined threshold value held in the reference table or the like with the detection value of the pressure detected by the pressure sensor 41, thereby causing the fluid to be leaked to the space S1 or the like.
  • a process of determining an abnormality of the control device 1 can be executed. That is, at the time of normal use, the limit value of the pressure in the space S1 assumed by opening and closing of the valve of the fluid control device 1 is set as a predetermined threshold value.
  • the fluid control device 1 determines that the fluid control device 1 has an abnormality.
  • the rationality of such determination is that the pressure in the space S1 is increased as a result of the fluid leaking into the space S1 due to breakage of the diaphragm 113 or the like, or the pressure in the space S1 is decreased due to the pressure reduction in the flow path 111. As a result, it can be considered that the detected value of the pressure in the space S1 exceeds the threshold.
  • the correction processing unit 52 corrects a predetermined threshold value that the discrimination processing unit 51 refers to in order to determine the leakage of the fluid into the space S1 according to the temperature of the fluid measured by the temperature sensor 42.
  • the determination processing unit 51 compares the corrected threshold value with the detection value of the pressure detected by the pressure sensor 41. A process is performed to determine whether the fluid control device 1 is abnormal due to fluid leakage to S1 or the like.
  • the information display unit 53 includes information related to the pressure in the space S1 acquired by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43, the temperature of the fluid, the open / close state and the number of times of the fluid control device 1, etc. It is a functional unit that displays information relating to the result of the discrimination process by the unit 51 in a manner that can be visually recognized outside.
  • the information display unit 53 is realized by a liquid crystal panel or the like, and is fitted into the through hole 133 a of the cap top 133. Thereby, the condition of the fluid control device 1 can be easily grasped from the outside.
  • the information display unit 53 is disposed on the upper surface side where the fluid control devices 1 can be most easily identified, so it is easy to confirm the displayed information.
  • the warning display unit 54 is a functional unit that emits light when an abnormality occurs in the fluid control device 1 in response to the result of the determination process by the determination processing unit 51.
  • the warning display unit 54 is realized by a light emitter such as an LED and is fitted into the through hole 133 b of the cap top 133. Accordingly, when an abnormality occurs in the fluid control device 1, the warning display unit 54 issues a warning, and the abnormality can be easily recognized.
  • the information supply unit 55 is a functional unit for supplying data obtained by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43, and information related to the determination result by the determination processing unit 51 to the outside.
  • This functional unit is used by being connected to an external computer by a USB cable, and the USB connector performs cable insertion and removal via the through hole 133 c on the side surface of the cap top 133.
  • the fluid control device 1 caused by the leakage of fluid into the space S1, etc. based on the comparison between the pressure in the space S1 detected by the pressure sensor 41 and the predetermined threshold. Can detect an abnormality of Furthermore, the fluid control device 1 detects the pressure in the space S1, and detects a malfunction of the fluid control device 1 by comparing the predetermined threshold value with the detected value, so the negative pressure in the closed space S is negative. Even when an abnormality occurs, this can be detected.
  • the space partitioned by the diaphragm 113 and the O-ring 1262 is taken as the space S1, and the pressure in the fluid control device 1 is detected by detecting the pressure inside the fluid S1. If the space is within 1, it is possible to detect an abnormality in the fluid control device 1 such as breakage of the diaphragm 113 by detecting the pressure as the space S1.
  • the drive pressure sensor for detecting the drive pressure of the fluid control device 1 is provided instead of the limit switch 43 for detecting the open / close of the fluid control device 1 to open or close the fluid control device 1 Can also be detected.
  • the limit switch 43 for detecting the open / close of the fluid control device 1 to open or close the fluid control device 1 Can also be detected.
  • the panel for displaying information is fitted in the through hole 133a on the upper surface of the cap top 133, but regardless of this, the through hole 133a can also be provided with an information extraction port such as a USB connector. .
  • the fluid control device detects abnormality of the fluid control device 1 by the determination processing unit 51 and the correction processing unit 52 included in the information processing module 5 contained therein, and the information is displayed in the information display unit 53 and warning display Although the information is provided to the outside through the unit 54 or the information supply unit 55, the information can be provided to a server configured to be communicable via a network.
  • FIG. 12 shows an example in which the fluid control device 1 and the server 71 can communicate with each other via the networks NW1 and NW2.
  • the information processing module 5 includes the communication processing unit 56 so that the fluid control device 1 can transmit and receive data to and from the server 71.
  • the communication processing unit 56 transmits the determination result by the determination processing unit 51 to the server 71, and transmits data acquired by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43 as necessary.
  • the relay device 6 is provided between the fluid control device 1 and the server 71, and the information from the fluid control device 1 is provided to the server 71 via the relay device 6.
  • data transmitted by the communication processing unit 56 is temporarily transmitted to the relay device 6 via the network NW1 realized by wireless communication such as Bluetooth (registered trademark), infrared communication, or Zigbee (registered trademark), for example. It is transmitted from the relay device 6 to the server 71 via the network NW2 realized by a wireless or wired LAN or the like.
  • NW1 realized by wireless communication
  • WiFi registered trademark
  • Zigbee registered trademark
  • the communication processing unit 56 can transmit the determination result by the determination processing unit 51 at a predetermined cycle set arbitrarily, such as one hour or one day. As described above, when transmitting information at a predetermined cycle, power consumption can be suppressed.
  • the communication processing unit 56 included in the information processing module 5 of each fluid control device 1 the communication processing unit 56 included in the information processing module 5 of each fluid control device 1
  • the discrimination result by the discrimination processing unit 51 can be transmitted at different timings for each fluid control device 1 together with the self identification information that can identify itself.
  • any one of the plurality of fluid control devices 1 constituting the fluid control device 10 has an abnormality. It can be determined. Further, the determination result is transmitted to the server 71 at different timings for each fluid control device 1, so that the problem of packet collision can be avoided, which is temporary compared to the case of simultaneous transmission. It is also possible to prevent processing overload. Furthermore, unlike in the case of simultaneous transmission, it is not necessary to change a radio channel used for data transmission for each fluid control device 1, and therefore, it is not necessary to prepare many channels. In particular, when the network NW1 is configured by Bluetooth (registered trademark), the number of simultaneous connections is limited (usually seven), so changing the transmission timing to use the number of fluid control devices 1 exceeding the number of simultaneous connections Can.
  • the server 71 includes a CPU (Central Processing Unit), a computer program executed by the CPU, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory) storing a computer program and predetermined data, and an external storage device such as a hard disk drive. Composed of hardware resources.
  • the server 71 includes a communication processing unit 711 for receiving the determination result of fluid leakage in the space S1 of the fluid control device 1 via the relay device 6. The information received by the server 71 from the fluid control device 1 is appropriately provided to the terminal used by the supervisor or the like in response to a request from the terminal used by the supervisor or the like of the fluid control device 1.
  • the relay device 6 receives data from the fluid control device 1 via the network NW1 and transmits the received data to the server 71 via the network NW2.
  • the relay device 6 is interposed between the fluid control device 1 and the server 71.
  • the fluid control device 1 and the server 71 can be configured to be capable of direct data communication.
  • the information related to the abnormality of the fluid control device 1 is collected in the server 71, so that the monitor of the fluid control device 1 can monitor the operating condition of the fluid control device 1 without any burden.
  • FIG. 13 shows an example in which the fluid control device 8 and the server 72 can communicate with each other via a network.
  • the fluid control device 8 has the same structure as the fluid control device 1, and members or functions with the same reference numerals (symbols) as those in the above-described example unless otherwise stated.
  • the units and the like hold or execute the same functions as the above-described members and functional units and the like, and thus the description thereof will be omitted.
  • the server 72 includes a determination processing unit 721 and a correction processing unit 722 having the same functions as the determination processing unit 51 and the correction processing unit 52 included in the information processing module 5 of the fluid control device 1 described above.
  • An abnormality of the fluid control device 8 caused by leakage of fluid into the space S1 or the like is determined on the server 72 side.
  • the fluid control device 8 transmits the data obtained by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43 to the server 72 by the communication processing unit 56 of the information processing module 9.
  • the server 72 is constituted by a CPU, a computer program executed by the CPU, a RAM or ROM for storing a computer program and predetermined data, and hardware resources such as an external storage device such as a hard disk drive, A functional unit including the unit 722 and the communication processing unit 723 is configured.
  • the determination processing unit 721 compares the predetermined threshold value held in the reference table or the like with the detection value of the pressure detected by the pressure sensor 41 to obtain the space S1. A process is performed to determine whether the fluid control device 8 is abnormal due to fluid leakage or the like. Further, when the predetermined threshold value is corrected by the correction processing unit 722, a process of determining an abnormality of the fluid control device 8 is executed based on the corrected threshold value.
  • the correction processing unit 722 determines whether the discrimination processing unit 51 detects the open / close state of the fluid control device 8 detected by the limit switch 43 or the temperature of the fluid measured by the temperature sensor 42.
  • the predetermined threshold referred to is determined to determine the fluid leakage into the space S1.
  • the information related to the open / close state of the fluid control device 8 and the temperature of the fluid measured by the temperature sensor 42 is supplied from the fluid control device 8 to the server 72 via the networks NW1 and NW2. It is a thing.
  • the communication processing unit 723 receives, from the fluid control device 8, information related to the open / close state of the fluid control device 8 and the temperature of the fluid measured by the temperature sensor 42 via the relay device 6.
  • the configuration of the information processing module 9 mounted on the fluid control device 8 can be simplified. Maintenance such as debugging of programs executed by the processing unit 721 and the correction processing unit 722 is also facilitated.
  • the information on the abnormality occurrence is It may be transmitted to the control device 8 to cause the information display unit 53 and the warning display unit 54 of the fluid control device 8 to display or warn of an abnormality.
  • the fluid control device 8 and the server 72 described above are configured to be able to communicate via the networks NW 1 and 2
  • information acquired by the pressure sensor 41, the temperature sensor 42, and the limit switch 43 included in the fluid control device 8 Can be consolidated, which enables data mining to be performed based on the consolidated information.
  • a system for analyzing the operation of the fluid control device 8 will be described as a modified example of the above-described embodiment in which the fluid control device 8 and the server 72 are configured to be communicable.
  • the fluid control device 8 includes a pressure sensor 41, a temperature sensor 42, and a limit switch 43 as an operation information acquisition mechanism for acquiring operation information of the fluid control device 8.
  • the fluid control device 8 acquires the operation information of the fluid control device 8 such as the pressure in the space S1, the temperature of the fluid, the number of opening and closing times and opening / closing frequency of the fluid control device 8 (the opening and closing speed can also be detected by a plurality of limit switches) can do.
  • the fluid control device 8 in order to analyze the operation of the fluid control device 8, it is also effective to acquire other types of operation information by providing a predetermined operation information acquisition mechanism. Specifically, the usage period of the fluid control device 8, the temperature and humidity of the external environment of the fluid control device 8, the thrust of the piston 126, the average moving speed of the piston 126, vibration, and the internal stress of members constituting the fluid control device 8. And hardness.
  • the server 72 is an information processing apparatus that executes data mining based on the information acquired from the fluid control device 8, and is added to the above-described determination processing unit 721, correction processing unit 722, and communication processing unit 723.
  • the information collection unit 724 requests the fluid control device 8 to transmit the operation information by the communication processing unit 723 and collects the information. Further, the information collection unit 724 requests the abnormality determination processing unit 721 to supply information related to the abnormality determination result of the fluid control device 8, and collects information related to the abnormality determination result.
  • the operation information in the fluid control device 8 may be collected not only from the fluid control device 8 but also from other devices. For example, the temperature and humidity of the location where the fluid control device 8 is installed may be collected from a terminal that measures the temperature, or the information input by the administrator terminal of the administrator of the fluid control device 8 may be collected. It is also good.
  • the information storage unit 725 is a storage unit that stores the operation information collected from the fluid control device 8 and the determination result of the abnormality of the fluid control device 8.
  • the information extraction unit 726 selectively extracts, as an analysis target, information related to other operation information having the same predetermined operation information as the analysis result and the determination result for each fluid control device 8 with reference to the information storage unit 725. .
  • information relating to the operation time at the same number of valve opening and closing times (e.g., 10,000,000 times) and the determination result of the abnormality in the operation time is extracted.
  • data detected before and after the switching of the open / close state of the fluid control device 8 detected from the change of the limit switch 43 or the pressure sensor 41 is cut out and input data I assume.
  • the predetermined time is defined as the time taken to open and close the fluid control device 8 (the time from when the drive pressure is introduced to when the fluid control device 8 is fully opened.
  • the time between two dotted lines in FIG. The necessary range of data can be extracted without waste by setting the time of 1 to 5 times the time of. Further, by limiting the data to be transmitted from the fluid control device 8 in advance within the range of this time, it is possible to reduce the data amount of communication, and the power consumption of the fluid control device 8 can be suppressed.
  • the correlation analysis unit 727 analyzes the correlation between the predetermined operation of the fluid control device 8 and the abnormality occurrence by comparing the information extracted by the information extraction unit 726.
  • the fluid in which the abnormality has occurred Based on the past operation information of the control device 8, input data for a predetermined period (hereinafter referred to as a period immediately before failure) before occurrence of an abnormality, input data after the occurrence of an abnormality, and prior normal operation Perform supervised learning to classify input data.
  • This learning is performed, for example, by stochastic gradient descent (SGD) using a backpropagation method for a model of a neural network.
  • SGD stochastic gradient descent
  • the discrimination performance of the learned model differs depending on the setting of the length immediately before the failure, and the length of the predetermined period becomes a hyper parameter to be adjusted as well as the hyper parameters such as the number of layers and the number of nodes of the neural network.
  • the adjustment of these hyperparameters is selected, for example, by an optimization algorithm, and a value with high discriminatory ability can be selected.
  • clustering may be performed by preparing two or more types of periods immediately before a failure, corresponding to the case where it is desired to know another value immediately before the failure. Also, different classifications may be created for each type of failure, and it is possible to predict which failure will occur in a predetermined period.
  • the operation information of the plurality of fluid control devices 8 has the same 10 million times of valve opening and closing according to the operation time required to open and close the valve 10,000,000 times and the abnormality determination result in the operation time. Even if it is the number counted in 3 months or the number counted in 3 years, it can be analyzed whether the probability of occurrence of abnormality is different.
  • unsupervised learning using an auto encoder is performed in order to detect in advance a special abnormality having a small number of data.
  • the auto encoder inputs input data when the valve is operating normally to a model configured by a neural network, and performs learning so that the same data is output.
  • learning an auto encoder capable of reproducing the original data appropriately only for the pattern of the input data in normal operation It can be done.
  • the abnormality expecting unit 728 calculates the abnormality occurrence probability of the fluid control device 8 with reference to the operation information of the fluid control device 8 stored in the information storage unit 725 based on the analysis result by the correlation analysis unit 727. Thus, the abnormality of the fluid control device 8 is expected.
  • the probability that the valve is in the period immediately before failure the first abnormality expecting means 7281 . This probability is an abnormal occurrence probability that it is broken within a predetermined period if the reading is changed.
  • the input data obtained from the current sensor is passed through the auto encoder obtained by the second learning, the output is compared with the original input, the distance between the input and output is calculated with L2 norm, etc. Compare (the second anomaly prediction means 7282).
  • the auto encoder is configured to be able to restore the original data if it is data at the time of normal operation, but since the original data can not be restored correctly at the time of abnormal operation, the difference between the input and output becomes large. If it exceeds, it is possible to detect an abnormality in the fluid control device 8.
  • the fluid control device 8 is often placed in a completely different operating environment from the previous one, often by modifying the device on which it is mounted, and can also be used as indicator data as to whether relearning should be performed.
  • the information is notified to the administrator terminal or the like used by the administrator of the fluid control device 8, or the information is notified to the fluid control device 8, and the warning display unit 54 You may make the warning display by.
  • the server 72 includes the determination processing unit 721 and the correction processing unit 722
  • the fluid control device 8 includes the same functional units as the determination processing unit 721 and the correction processing unit 722 Is also applicable, in which case the information collection unit 724 collects the result of the abnormality determination from the fluid control device 8.
  • Correlation between the number of switching operations and abnormality occurrence in the same usage period of the fluid control device 8 For example, it is predicted that the probability of occurrence of abnormality differs between 10 million valve opening and closing in 3 years and 10 million valve opening and closing in 3 months Be done.
  • Correlation between environmental temperature and occurrence of abnormality For example, it is expected that the probability of occurrence of abnormality differs between use at an environment of 20 ° C. and use at 80 ° C.
  • the abnormality occurrence probability differs depending on the magnitude of internal stress of each member.
  • the humidity and the occurrence probability of abnormality of each member, particularly the O-rings 1262, 1263 and 24 are different.
  • the abnormality occurrence probability differs depending on the magnitude of the initial hardness of each member of the fluid control device 8 at the early stage of use. Further, it is also expected that the probability of occurrence of abnormality varies depending on the magnitude of the hardness change rate.
  • the measurement value of each sensor may include processing equivalent to predetermined frequency component extraction, cross correlation calculation between multiple sensor data, matching with predetermined pattern, integration, differentiation, etc. It may be a model.
  • which member is the abnormality or the like (for example, breakage of the diaphragm 113, breakage of the O-rings 1262, 1263 and 24, piston 126) Of the actuator body 12, etc., it is also possible to grasp which member is likely to affect the change of the valve opening / closing speed, the change of the flow rate, the movement of the piston, etc. it can.
  • the prediction information may be compared with an actual occurrence of the abnormality to analyze the correlation, and the accuracy of the correlation analysis may be enhanced.

Abstract

【課題】流体制御機器の異常の原因や異常を予測できるデータを収集して分析できると共に、分析結果に基づいて異常を予測する。 【解決手段】流体制御機器８と、サーバ７２と、がネットワークＮＷ１、２を介して通信可能に構成され、流体制御機器８は、流体制御機器８の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構、を有し、サーバ７２は、流体制御機器８の異常を判別する判別処理部７２１と、流体制御機器１の動作情報と異常判別結果を収集する情報収集部７２４と、収集された動作情報と判別結果を記憶する情報記憶手段７２５と、情報記憶部７２５を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の動作情報と判別結果に係る情報を、流体制御機器１ごとに選択的に抽出する情報抽出部７２６と、抽出された情報を対比することにより、流体制御機器８の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する相関関係分析部７２７とを有する。

Description

流体制御機器の動作分析システム、方法、及びコンピュータプログラム
　本発明は、センサやセンサによって得られたデータに基づく処理を実行する情報処理モジュールを内部に格納した流体制御機器に関する。
　従来、半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年では原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法が使われている。
　しかし、そのような薄膜の微細化は流体制御機器に今まで以上の高頻度な開閉動作を要求しており、その負荷により流体の漏出等を惹き起こしやすくなる場合がある。そのため、流体制御機器における流体の漏出を容易に検知できる技術への要求が高まっている。
　また、漏出を容易に検知できるだけでなく、従来は考慮していなかった流体制御機器の使用頻度、温度、湿度、及び振動等、上記漏出を始めとして流体制御機器の異常に影響を及ぼす様々な環境要因情報を収集し、異常との相関を分析し、異常発生の予期に役立てることが可能な流体制御機器、及び情報収集方法の要求が高まっている。
　また、半導体製造プロセスにおいては反応性が高く極めて毒性の高いガスが使われるため、遠隔的に漏出を検知できることが重要である。
　また、上述のALDを実現するためには流体制御機器とプロセスチャンバの配管接続距離が重要になっている。即ち、プロセスガスの制御をより高速化するために、流体制御機器をさらに小型化しプロセスチャンバの直近に配置することが重要になっている。
　この点、特許文献１では、流体の流量を制御する制御器の外面に形成された孔とこの孔に取り付けられる漏れ検知部材とからなるシール部破損検知機構であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏れ検知部材は前記孔に取り付けられる筒状体とこの筒状体に設けられた可動部材とからなり、この可動部材は制御器内の前記空隙内に充満した漏出流体の圧力によって前記筒状体の外方へ可動とされてなるものが提案されている。
　また、特許文献２では、流体の流量を制御する制御器の外面に形成された孔とこの孔に取付けられる漏洩検知部材とからなるシール部破損検知機構付制御器であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏洩検知部材は特定の流体の存在によって感応するものが提案されている。
　さらに、特許文献３では、流体の漏れを検出する漏れ検出装置であって、センサ保持体と、漏れ検出対象部材に設けられて漏れ検出対象部材内の密封部分と外部とを連通するリークポートに対向するようにセンサ保持体に保持された超音波センサと、超音波センサのセンサ面とリークポートとの間に設けられた超音波通路と、超音波センサで得られた超音波を処理する処理回路とを備えているものが提案されている。
特開平０４－０９３７３６号公報 特開平０５－１２６６６９号公報 特開２０１４－２１０２９号公報
　この点、特許文献１、２、３記載の装置はいずれも、異常を検知する機構が流体制御機器の外側に取り付けられるものである。しかし、複数の流体制御機器を集積させた流体制御装置では、流体制御機器同士を密に隣接させることによってコンパクトにしているため、流体制御機器の外側に異常を検知するための部材等を設けることは好ましくない。
　また、流体制御機器の異常を検知する部材同士を接続する配線が外側に露出している場合、配線同士の絡まりが生じたり、ショートが引き起こされたりして、流体制御機器そのものに不具合を生じさせる原因ともなりかねない。
　一方、流体制御機器の内部には、正確な動作が要求される可動部材が収められているため、流体制御機器の異常を検知するための部材等を内部に収容した際、これらの部材が可動部材の動作に干渉するようなことがあってはならない。また、流体制御機器の異常を検知するための部材等を内部に収容させるために流体制御機器が大きくなり、その結果、流体制御装置が大きくなることは好ましくない。
　また、流体制御機器の異常を検知するための部材等が内部に収容された構造においても、異常の検知結果は、流体制御機器の外部において容易に確認できることが好ましい。
　また、上記装置はいずれも異常の発生後にしかセンサデータの変化が発生しないため、故障の発生を予期する事ができない。
　そこで本発明は、流体制御機器の異常を検知するための部材を内部に収容しつつ、小型化を実現した流体制御機器を提供することを目的の一つとする。また、流体制御機器の異常を検知した結果を外部において容易に確認できるようにすることを目的の一つとする。
　上記目的を達成するため、本発明に係る流体制御機器の動作分析システムは、流体制御機器の動作を分析するシステムであって、前記流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成され、前記流体制御機器は、前記流体制御機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構、を有し、前記情報処理装置は、前記流体制御機器の異常を判別する異常判別手段と、前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する情報収集手段と、前記収集された動作情報と判別結果を記憶する情報記憶手段と、前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する情報抽出手段と、前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する相関関係分析手段と、を有する。
　また、前記流体制御機器には、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された空間とが設けられており、前記流体制御機器は、前記動作情報取得機構として、隔離部材により流路と隔離された空間の圧力を検出する圧力センサ、を有し、前記異常判別手段は、前記圧力センサにより検出された検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別するものとしてもよい。
　また、前記動作情報取得機構は、動作情報として、前記流体制御機器の開閉回数、動作時間、環境温度、環境湿度、駆動圧、及び前記流体制御機器を構成する部材にかかる内部応力の全て、あるいはいずれか二つ以上を取得するものとしてもよい。
　また、前記情報処理装置は、前記相関関係分析手段による分析結果に基づき、前記情報記憶手段に記憶されている前記流体制御機器の動作情報を参照して、前記流体制御機器の異常発生確率を算出することにより、前記流体制御機器の異常を予期する異常予期手段、をさらに有するものとしてもよい。
　また、前記抽出された情報は、前記流体制御機器の開閉状態が切り替わる前、及び後所定時間の、所定時間における前記動作情報と前記判別結果に係る情報であるものとしてもよい。
　また、前記異常予期手段は、教師あり学習により、前記動作情報が故障直前期間に特有の特徴を有しているか判別する第一の異常予期手段と、正常動作時の前記動作情報を学習させたオートエンコーダにより、前記動作情報が通常動作状態にあるかどうかを判別する第二の異常予期手段と、を有するものとしてもよい。
　また、本発明の別の観点に係る流体制御機器の動作分析システムは、流体制御機器の動作を分析するシステムであって、前記流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成され、前記流体制御機器は、前記流体制御機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構と、前記流体制御機器の異常を判別する異常判別手段と、を有し、前記情報処理装置は、前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する情報収集手段と、前記収集された動作情報と判別結果を記憶する情報記憶手段と、前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する情報抽出手段と、前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する相関関係分析手段と、を有する。
　また、本発明の別の観点に係る流体制御機器の動作分析方法は、流体制御機器の動作を分析する方法であって、機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構を有する流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成されたシステムにおいて、前記情報処理装置が、前記流体制御機器の異常を判別する処理と、前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する処理と、前記収集された動作情報と判別結果を情報記憶手段に記憶する処理と、前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する処理と、前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する処理と、を実行する。
　また、本発明の別の観点に係るコンピュータプログラムは、流体制御機器の動作を分析するコンピュータプログラムであって、機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構を有する流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成されたシステムにおいて、前記情報処理装置に対し、前記流体制御機器の異常を判別する処理と、前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する処理と、前記収集された動作情報と判別結果を情報記憶手段に記憶する処理と、前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する処理と、前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する処理と、を実行させる。
　なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、読み取り可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。
　本発明によれば、流体制御機器の異常を検知するための部材を流体制御機器の内部に収容しつつ、流体制御機器の小型化を実現することができる。また、流体制御機器の異常を検知した結果を外部において容易に確認することができる。また、異常の原因や異常を予測できるデータを収集して分析できると共に、分析結果に基づいて異常を予測したり、予測と実績を比較して予測精度を上げたりすることもできる。また、バルブの動作時の動的なセンサ測定値のみを学習に用いることができ、精度を落とさずに学習の次元量を削減して計算コストを削減することができる。
本発明の実施形態に係る流体制御機器を示す外観斜視図であって、（ａ）正面側、（ｂ）背面側を示す。 本実施形態に係る流体制御機器を示す部分透視図であって、（ａ）閉弁状態、（ｂ）開弁状態を示す。 本実施形態に係る流体制御機器のアクチュエータボディを示す外観斜視図である。 本実施形態に係る流体制御機器のアクチュエータボディにカバーを取り付ける工程を説明する図であって、（ａ）取り付け前、（ｂ）取り付け後を示す。 本実施形態に係る流体制御機器に取り付けられた固定部材を示す部分拡大図である。 本実施形態に係る流体制御機器のＡ－Ａ矢視図である。 本実施形態に係る流体制御機器に取り付けられる保持部材を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る流体制御機器を示す部分透視図である。 本実施形態に係る流体制御機器の配線経路を説明するためのＢ－Ｂ矢視図であって、（ａ）バルブボディとケーシングと透視した図、（ｂ）バルブボディを透視した図を示す。 本実施形態に係る流体制御機器によって構成された流体制御装置を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る流体制御機器が備える機能を示した機能ブロック図である。 本実施形態に係る流体制御機器、及び当該流体制御機器と通信可能に構成されたサーバが備える機能を示した機能ブロック図である。 本実施形態の変形例に係る流体制御機器、及び当該流体制御機器と通信可能に構成されたサーバが備える機能を示した機能ブロック図である。 本実施形態の変形例に係る流体制御機器、及び当該流体制御機器と通信可能に構成されたサーバが備える機能を示した機能ブロック図である。 流体制御機器の開閉にかかる時間を説明するグラフである。
　以下、本発明の第一の実施形態に係る流体制御機器について、図を参照して説明する。
　なお、以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。
　図１に示されるように、本実施形態に係る流体制御機器１は、流体制御機器１の異常、特に流体の漏出を検知するセンサやセンサの駆動に関わるモジュール等を内蔵し、上方に動作状況を表示するパネルや動作状況に関わる情報を取り出すための取出口を備えたものである。
　本実施形態に係る流体制御機器１は、図２に示されるように、バルブボディ１１、バルブボディ１１の上端に配設された略円筒状のアクチュエータボディ１２、アクチュエータボディ１２の上端に配設されたケーシング１３によって構成されている。
　バルブボディ１１内には、流体が流入する流入路１１１ａと流体が流出する流出路１１１ｂ、及び当該流入路１１１ａと流出路１１１ｂに連通する弁室１１１ｃが設けられている。この流入路１１１ａ、流出路１１１ｂ、及び弁室１１１ｃは、流体が流通する流路１１１を一体的に構成している。
　また、流入路１１１ａと弁室１１１ｃとが連通する箇所の周縁には環状のシート１１２が設けられている。シート１１２上にはさらに、シート１１２に当接離反することによって流入路１１１ａから流出路１１１ｂへ流体を流通させたり、流通を遮断させたりするダイヤフラム１１３が設けられている。
　ダイヤフラム１１３は、ステンレス、NiCo系合金等の金属やフッ素系樹脂からなる円盤状の部材であり、流路１１１と空間Ｓ１とを隔離する隔離部材として機能する。このダイヤフラム１１３は、駆動圧としてのエアが供給されてディスク１２４による押圧から開放されると、自身の復元力や流路１１１内の圧力によって中央部がシート１１２から離反する方向に変位してシート１１２から離反する。その結果、弁室１１１ｃが開放され、流入路１１１ａと流出路１１１ｂとが連通した状態となる。
　一方、駆動圧としてのエアの供給が止まってダイヤフラム１１３がディスク１２４に押圧されると、シート１１２に対してダイヤフラム１１３の中央部がシート１１２に当接する方向に変位してシート１１２に当接する。その結果、弁室１１１ｃが遮断され、流入路１１１ａと流出路１１１ｂが遮断された状態となる。
　バルブボディ１１の側面には図１（ｂ）に示されるように、空間Ｓ１と外部とを連通させる貫通孔として構成されたリークポートＬＰが設けられている。このリークポートＬＰは、流体制御機器１の異常を検知すべく、後述する圧力センサ４１によって空間Ｓ１内の圧力を検出する際には塞いでもよく、リークポートＬＰが塞がれると、空間Ｓ１は気密状態となる。
　リークポートＬＰは、流体制御機器１の完成品検査では流路１１１の気密性を検査する際のテストポートとしても機能する。この完成品検査は、流路１１１に不活性なヘリウムガス（He）等を流通させることによって行われる。
　また、一般的に、隔離部材には本例のダイヤフラム１１３のほか、ベローズが用いられる。しかし、ベローズはストローク（流量レンジ）を大きく取れる反面、アクチュエータボディ内の体積変化が大きくなるため、流体制御機器の開閉動作時に呼吸口（本例のリークポートＬＰに相当）を開放する必要がある。
　一方、本例のようなダイレクトダイヤフラム構造、即ち、ダイヤフラム１１３がシート１１２に当接離反することによって流入路１１１ａから流出路１１１ｂへ流体を流通させたり、流通を遮断させたりする構造では、アクチュエータボディ１２内の体積変化が少ない。そのため、流体制御機器１の異常を検知するべく、アクチュエータボディ１２内に後述する圧力センサ４１を取り付けて圧力変化を検出する場合に、リークポートＬＰを塞いでも、流体制御機器１は問題なく開閉動作を行うことができる。
　アクチュエータボディ１２は図３に示されるように、バルブボディ１１に螺合する螺合部１２１、外部に露出する露出部１２２、ケーシング１３のキャップボディ１３１に螺合する螺合部１２３によって構成される。
　螺合部１２１の外周面にはネジが切られており、バルブボディ１１の内周面に切られたネジと螺合する。
　また、螺合部１２３の外周面にもネジが切られており、キャップボディ１３１の内周面に切られたネジと螺合する。
　このアクチュエータボディ１２の外周面には、軸心方向に沿って、配線を通すことのできる配線溝１２１ａ、１２２ａ、１２３ａが形成されている。螺合部１２１、１２３の外周面に設けられた配線溝１２１ａ、１２３ａの溝底は、外周面に切られたネジの溝よりも深くなっている。そのため、配線溝１２１ａ、１２３ａに配線を通した状態で、配線を断線等させることなく、螺合部１２１、１２３に夫々、バルブボディ１１とキャップボディ１３１を螺合させることができる。
　露出部１２２の外周面に設けられた配線溝１２２ａの脇には、カバー１２２１を取り付けるためのネジ穴１２２ｂが設けられている。
　ここで、図４に示されるように、カバー１２２１は配線溝１２２ａを覆う部材であって、アクチュエータボディ１２のネジ穴１２２ｂに対応した貫通孔１２２１ａを備えている。アクチュエータボディ１２の配線溝１２２ａに配線を通し、カバー１２２１の貫通孔１２２１ａを介して、アクチュエータボディ１２のネジ穴１２２ｂにネジ１２２ｃを螺合させることにより、アクチュエータボディ１２の配線溝１２２ａに通した配線がカバー１２２１で覆われる。
　アクチュエータボディ１２内には、ダイヤフラム１１３を押圧するディスク１２４、ダイヤフラム１１３の周縁を押える押えアダプタ１２５、上下に摺動するピストン１２６、ピストン１２６の外周面上に巻回され、ピストン１２６を下方に付勢するバネ１２７が設けられている。
　押えアダプタ１２５は、ダイヤフラム１１３の周縁を上方から押さえつけ、流路１１１を流れる流体が、ダイヤフラム１１３の周縁部近傍からアクチュエータボディ１２内に漏出するのを防止している。
　ピストン１２６は、ディスク１２４を介してダイヤフラム１１３をシート１１２に当接離反させる。
　このピストン１２６の軸心方向略中央は円盤状に拡径しており、当該箇所は拡径部１２６１を構成している。ピストン１２６は、拡径部１２６１の上面側においてバネ１２７の付勢力を受ける。また、拡径部１２６１の下端側においては、アクチュエータボディ１２の上端面との間に駆動圧導入室Ｓ２を形成する。
　また、ピストン１２６の内部には、上端面に形成された開口部１２６ａと、拡径部１２６１の下端側に形成される駆動圧導入室Ｓ２とを連通させるための駆動圧導入路１２６ｂが設けられている。
　ピストン１２６の開口部１２６ａには、外部から駆動圧を導入するための導入管２１が接続される。
　ピストン１２６の拡径部１２６１の外周面上には、小径の保持部が設けられ、当該保持部にＯリング１２６２が保持されている。このＯリング１２６２はピストン１２６の外周面とアクチュエータボディ１２の内周面の間をシールしている。
　また、ピストン１２６の下端側にも小径の保持部が設けられ、当該保持部にＯリング１２６３が保持されている。このＯリング１２６３はピストン１２６の外周面とアクチュエータボディ１２の内周面の間をシールしている。これにより、アクチュエータボディ１２内のディスク１２４が上下動する部分において、ダイヤフラム１１３とＯリング１２６３によって仕切られた空間Ｓ１が形成されている。
　ここで、アクチュエータボディ１２の螺合部１２１には貫通孔１２ａが形成されており、この貫通孔１２ａによって空間Ｓ１は、バルブボディ１１に設けられたリークポートＬＰを介して外部と連通しているが、リークポートＬＰが塞がれると、外部と遮断されて気密状態となる。
　Ｏリング１２６２とＯリング１２６３によって形成された空間は、ピストン１２６内の駆動圧導入路１２６ｂに連通する駆動圧導入室Ｓ２を形成している。
　この駆動圧導入室Ｓ２には、ピストン１２６内の駆動圧導入路１２６ｂを介して、導入管２１からエアが導入される。エアが駆動圧導入室Ｓ２に導入されると、ピストン１２６がバネ１２７の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム１１３がシート１１２から離反して開弁した状態となり、流体が流通する。
　一方、駆動圧導入室Ｓ２にエアが導入されなくなると、ピストン１２６がバネ１２７の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム１１３がシート１１２に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。
　ケーシング１３は、一端が閉じた略円筒上の部材であって、アクチュエータボディ１２の上端に配設され、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３から得られたデータを処理等する情報処理モジュール５が内部に収納される。
　本例におけるケーシング１３は、キャップボディ１３１、アクチュエータキャップ１３２、キャップトップ１３３の３つの部材によって構成されている。
　キャップボディ１３１は、略円筒状の部材であって、アクチュエータボディ１２の上端に配設される。アクチュエータボディ１２の上端部の外周面と、キャップボディ１３１の下端部の内周面には、相互に対応したネジが切られており、互いに螺合させることにより、アクチュエータボディ１２上にキャップボディ１３１が固定される。
　キャップボディ１３１の内周面には、固定部材１３１１が取り付けられている。
　固定部材１３１１は、後述するリミットスイッチ４３を固定するための部材であって、略直方体状からなる。この固定部材１３１１には、固定部材１３１１をキャップボディ１３１の内周面に取り付けるためのネジ穴１３１１ａが設けられている。
　これに対応して、キャップボディ１３１には貫通孔１３１ａが設けられている。キャップボディ１３１の貫通孔１３１ａに外側からネジを貫挿させ、キャップボディ１３１の内周面上に配設された固定部材１３１１のネジ穴１３１１ａにネジ１３１１ｂを螺合させることにより、固定部材１３１１が固定される。
　なお、図５に示されるように、固定部材１３１１には、後述するリミットスイッチ４３から導出された配線を引き回すための配線溝１３１１ｃが設けられており、配線溝１３１１ｃに配線を収容させることができる。
　アクチュエータキャップ１３２は、キャップボディ１３１の上端に配設される略円盤状の部材であり、ケーシング１３を上下に仕切っている。
　このアクチュエータキャップ１３２は、下面側において、ピストン１２６の拡径部１２６１の上面とバネ１２７を挟持している。
　また、アクチュエータキャップ１３２の中央であって、ピストン１２６の開口部１２６ａに対応した位置に、ピストン１２６側へ延出した略円筒状の貫通孔１３２ａが設けられている。この貫通孔１３２ａには、導入管２１の一端が挿通させられている。
　さらに、貫通孔１３２ａの外側には、図６に示されるように、配線を通すための貫通孔１３２ｂが設けられている。
　キャップトップ１３３は、アクチュエータキャップ１３２の上端に配設される略キャップ状の部材であり、中空の内部に、情報処理モジュール５を収容することができる。
　キャップトップ１３３の上面には、貫通孔１３３ａ、１３３ｂが設けられている。
　貫通孔１３３ａには、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータや当該データに基づく処理結果等を表示するための液晶パネル等が嵌め込まれている。
　貫通孔１３３ｂには、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータに基づいた処理の結果、流体制御機器１に異常が発生した場合に、当該異常を報知するためのＬＥＤランプ等の警告灯が嵌め込まれている。
　キャップトップ１３３の側面には、図１に示されるように、貫通孔１３３ｃが設けられている。この貫通孔１３３ｃには、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータや当該データに基づく処理結果等を取り出すべく、外部機器に接続するためのコネクタが設けられている。
　キャップトップ１３３の側面であって、アクチュエータキャップ１３２側の開口部近傍には、キャップトップ１３３の上面から離れた位置に貫通孔１３３ｄが設けられている。この貫通孔１３３ｄには、導入管２１が挿通させられる。
　導入管２１は、外部から流体制御機器１内に駆動圧としてのエアを導入するための管であって、ナイロンチューブ等によって構成されて可撓性を有する。
　この導入管２１は、一端がピストン１２６の開口部１２６ａから駆動圧導入路１２６ｂ内へ挿し込まれている。駆動圧導入路１２６ｂ内へ挿し込まれた導入管２１の先端の外周面と、駆動圧導入路１２６ｂの内周面の間には、Ｏリング２４が保持されている。このＯリング２４は、駆動圧導入路１２６ｂの内周面と、駆動圧導入路１２６ｂに挿し込まれた導入管２１の外周面の間をシールしている。これにより、導入管２１から導入されるエアが漏れなく、ピストン１２６内の駆動圧導入路１２６ｂを介して、駆動圧導入室Ｓ２へ導入される。
　また、アクチュエータキャップ１３２の貫通孔１３２ａには、導入管２１を固定するための固定部材２３が嵌め込まれている。この固定部材２３は略筒状の部材であって、導入管２１の外径と略同じ内径の貫通孔を有しており、当該貫通孔に導入管２１が貫挿される。また、固定部材２３の開口部１２６ａ側の周縁は爪状に尖っており、これにより固定部材２３内に貫挿された導入管２１は、外部へ抜け出ないように固定される。
　一端がピストン１２６の開口部１２６ａから駆動圧導入路１２６ｂ内へ挿し込まれた導入管２１の他端は、キャップトップ１３３の貫通孔１３３ｄから外部へ導出されており、その先端にはワンタッチ継手２２が取り付けられる。
　キャップトップ１３３のアクチュエータキャップ１３２側の開口部近傍には、保持部材３が保持されている。
　この保持部材３は図６に示されるように、樹脂製の可撓性を有する略リング状の部材であり、情報処理モジュール５を下面側から上方に支持することにより、情報処理モジュール５をキャップトップ１３３内に保持する。
　この保持部材３には、上下方向に貫通した貫通孔３ａ、３ｂが形成されており、この貫通孔３ａ、３ｂ内には、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３と情報処理モジュール５とを接続する配線を通すことができる。
　保持部材３の外周縁には、外側へ爪状に突出した突出部３１が形成されている。この突出部３１を含めた保持部材３の外径は、キャップトップ１３３の中空部の内径と略同じか、僅かに大きい外径を有している。これにより、図７に示されるように、キャップトップ１３３の内周面に保持部材３を取り付けた際、保持部材３は突出部３１により、キャップトップ１３３の内周面上に突っ張った状態に保持される。
　また、この保持部材３は、キャップトップ１３３のアクチュエータキャップ１３２側の開口部近傍であって、貫通孔１３３ｄが設けられている位置よりも上側に保持される。
　これにより、情報処理モジュール５は保持部材３上に保持され、導入管２１が情報処理モジュール５によって潰されないようになっている。
　なお、本実施形態では、貫通孔３ａの径を大きくすると共に、保持部材３を略リング状とすることにより、保持部材３を撓ませやすくし、キャップトップ１３３の内周面に取り付けやすいようにしている。
　他方、別の実施例では、保持部材３を、配線を通すための小孔のみが設けられた略円盤状とすることもできるし、保持部材３をキャップトップ１３３と一体的に構成された部材とすることもできる。なお、保持部材３をキャップトップ１３３と一体的に構成した場合には、キャップトップ１３３の上面全体を開閉自在とし、上面から情報処理モジュール５を内部へ収納させられるようにするとよい。
　流体制御機器１の内部には、所定の箇所に圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３が取り付けられると共に、これらの圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって検出されたデータを処理する情報処理モジュール５が収納される。
　空間Ｓ１には、空間Ｓ１内の圧力を検出するための圧力センサ４１と、流体の温度を測定するための温度センサ４２が取り付けられている。
　この圧力センサ４１は、空間Ｓ１内の圧力変化を検出する感圧素子や、感圧素子によって検出された圧力の検出値を電気信号に変換する変換素子等によって構成される。
　本実施形態では、空間Ｓ１内の圧力変化を圧力センサ４１によって検出することにより、流体の漏出等に起因した流体制御機器１の異常を検知するが、コンデンサ型マイクロホンユニットを圧力センサ４１として用いることが可能である。即ち、コンデンサ型マイクロホンユニットは、音波を受けて振動する振動板と、振動板に対向して配置された対向電極を有し、振動板と対向電極との間の静電容量の変化を電圧の変化に変換して音声信号とすることができる。そして、このコンデンサ型マイクロホンユニットは、振動板の背面側に設けられる空気室を塞ぐことで無指向性（全指向性）となる。無指向性の場合、コンデンサ型マイクロホンユニットはあらゆる方向からの音波による音圧の変化をとらえて動作するため、圧力センサ４１として利用することが可能となる。
　温度センサ４２は、設置箇所の温度を測定する。当該設置箇所は、流路１１１の近傍であることから、当該設置個所の温度を、流路１１１内を流通する流体の温度とみなすことができる。
　ケーシング１３のキャップボディ１３１の内部には、リミットスイッチ４３が取り付けられている。
　リミットスイッチ４３は、キャップボディ１３１の内周面に取り付けられた固定部材１３１１により、キャップボディ１３１内に固定されている。
　このリミットスイッチ４３は、ピストン１２６の拡径部１２６１の上方に固定されており、ピストン１２６の上下動に応じて、スイッチが切り替えられる。即ち、開弁時にピストン１２６が上方へ押し上げられると、ピストン１２６の拡径部１２６１によってリミットスイッチ４３が押下される。一方、閉弁時にピストン１２６が下方へ押し下げられると、リミットスイッチ４３は、ピストン１２６の拡径部１２６１によって押下された状態から解放される。
　ピストン１２６の上下動に伴うリミットスイッチ４３の押下に応じて、流体制御機器１の開閉回数や開閉頻度を検知することができる。また、リミットスイッチ４３を複数設けることで、流体制御機器１の開閉速度を検知することができる。
　ここで、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３と情報処理モジュール５とを繋ぐ配線の引き回しについて、図８、図９を参照して説明する。
　まず、圧力センサ４１と温度センサ４２から導出された配線は、アクチュエータボディ１２の外周面に形成された配線溝１２１ａ、１２２ａ、１２３ａを介して、キャップボディ１３１内へ引き込まれている。
　なお、配線溝１２１ａ、１２２ａ、１２３ａは夫々、バルブボディ１１、カバー１２２１、キャップボディ１３１によって覆われるため、圧力センサ４１と温度センサ４２からキャップボディ１３１内へ引き回された配線が外部に露出することがない。
　また、リミットスイッチ４３から導出された配線は、図５に示される固定部材１３１１の配線溝１３１１ｃ内に嵌め込まれた上、キャップボディ１３１内へ引き込まれている。
　キャップボディ１３１内へ引き込まれた圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３の配線は、アクチュエータキャップ１３２に設けられている貫通孔１３２ｂを介してキャップトップ１３３内へ引き回され、情報処理モジュール５に接続する。
　このように、流体制御機器１では配線を外部に露出させることなく、また、流体制御機器１内のピストン１２６等の可動部材に接触させることなく配線が引き回されているため、他機器との接触等による断線等を防止することができる。
　情報処理モジュール５は、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって検出されたデータを処理するためのLSI（Large-Scale Integration）等によって構成される。なお、情報処理モジュール５には、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３の駆動に必要な電源を供給するボタン電池といった駆動電源等が含まれてもよい。
　以上の構成からなる流体制御機器１は通常、図１０に示されるように複数、集積して流体制御装置１０を構成する。
　このように、複数の流体制御機器１によって流体制御装置１０を構成する場合、流体制御機器１は密集して配設されるため、各流体制御装置１０におけるデータを表示するためのパネルや、情報処理モジュール５から情報を取り出すべく、ＵＳＢメモリ等の外部機器を接続するためのポートは上面、少なくとも上方に設けられるのが好適である。特に、データを表示するためのパネルは、上面からでなければ視認しにくい。
　続いて、本実施形態に係る流体制御機器１において、内部に取り付けられた圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータに基づき、流体制御機器１の異常が判別される処理について説明する。
　本実施形態に係る情報処理モジュール５は、図１１に示されるように、判別処理部５１、補正処理部５２、情報表示部５３、警告表示部５４、及び情報供給部５５を備える。
　判別処理部５１は、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータに基づき、流体制御機器１の異常の有無を判別する処理を実行する機能部である。
　この判別処理部５１は、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサ４１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、空間Ｓ１への流体の漏出等に起因した流体制御機器１の異常を判別する処理を実行することができる。即ち、通常使用時において、流体制御機器１の弁の開閉で想定される空間Ｓ１内の圧力の限界値を所定の閾値としておく。そして、空間Ｓ１内の圧力の検出値が当該閾値を超えた場合に、流体制御機器１に異常が生じたものと判別する。このような判別の合理性は、ダイヤフラム１１３の破損等によって空間Ｓ１へ流体が漏出して空間Ｓ１内の圧力が上昇した結果として、あるいは流路１１１内の減圧によって空間Ｓ１内の圧力が減少した結果として空間Ｓ１内の圧力の検出値が閾値を超えたとみなせることによる。
　補正処理部５２は、温度センサ４２によって測定された流体の温度に応じて、判別処理部５１が空間Ｓ１への流体の漏出を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。
　このように、所定の閾値が補正処理部５２によって補正された際には、判別処理部５１は補正後の閾値と、圧力センサ４１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、空間Ｓ１への流体の漏出等に起因した流体制御機器１の異常を判別する処理を実行する。
　情報表示部５３は、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得された空間Ｓ１内の圧力、流体の温度、及び流体制御機器１の開閉状態や回数等に係る情報や、判別処理部５１による判別処理の結果に係る情報を外部に視認可能に表示する機能部である。この情報表示部５３は、液晶パネル等によって実現され、キャップトップ１３３の貫通孔１３３ａに嵌め込まれている。
　これにより、流体制御機器１の状況を外部から容易に把握することができる。特に、流体制御機器１が集積した流体制御装置１０においては、各流体制御機器１を最も識別し易い上面側に情報表示部５３が配設されるため、表示された情報を確認し易い。
　警告表示部５４は、判別処理部５１による判別処理の結果を受けて、流体制御機器１に異常が発生した場合に発光する機能部である。この警告表示部５４は、ＬＥＤ等の発光体によって実現され、キャップトップ１３３の貫通孔１３３ｂに嵌め込まれている。
　これにより、流体制御機器１に異常が発生した場合に警告表示部５４が警告を発し、容易に異常を認識することができる。
　情報供給部５５は、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータや、判別処理部５１による判別結果に係る情報を外部に供給するための機能部である。この機能部は、ＵＳＢケーブルにより外部コンピュータに接続して用いられ、そのＵＳＢコネクタはキャップトップ１３３の側面の貫通孔１３３ｃを介してケーブルの抜き挿しを行う。
　以上の構成からなる流体制御機器１によれば、圧力センサ４１によって検出された空間Ｓ１内の圧力と所定の閾値との比較に基づき、空間Ｓ１への流体の漏出等に起因した流体制御機器１の異常を検知することができる。
　さらに、流体制御機器１は、空間Ｓ１内の圧力を検出した上、所定の閾値と検出値とを比較することによって流体制御機器１の異常を検知するため、閉空間Ｓ内が負圧となる異常を来した場合でも、これを検知することができる。
　また、流体の温度変化に起因して空間Ｓ１内の圧力が変化しても、これと流体の漏出等の流体制御機器１の異常によって惹き起こされた空間Ｓ１内の圧力の変化とを識別して、流体制御機器１の異常を検知することができる。
　なお、本例ではダイヤフラム１１３とＯリング１２６２によって仕切られた空間を空間Ｓ１として、その内部の圧力を検出することによって流体制御機器１の異常を検知したが、ダイヤフラム１１３によって隔てられた流体制御機器１内の空間であれば、当該空間を空間Ｓ１として圧力を検出することで、ダイヤフラム１１３の破損等の流体制御機器１の異常を検知することができる。
　また、本実施形態の変形例として、流体制御機器１の開閉を検知するリミットスイッチ４３に代えて、流体制御機器１の駆動圧を検出する駆動圧センサを設けることによって、流体制御機器１の開閉を検知することもできる。
　この場合には、流体制御機器１の開閉動作中であっても、流体の漏出等に起因した空間Ｓ１内の圧力変化を判別することができる。即ち、駆動圧から必要な補正値へと変換する適当な伝達関数を実験的に求めることで、ピストン１２６が移動している瞬間の空間Ｓ１内の過渡的な圧力変化を補正することもできる。
　同時に、駆動圧センサの検出値から空間Ｓ１内の圧力上昇が予期されるにも関わらず、圧力センサ４１の検出値が上昇しない場合には、ピストン１２６若しくは圧力センサ４１の故障を判断することができる。
　また、上述の例では、キャップトップ１３３の上面の貫通孔１３３ａに情報表示用のパネルを嵌めるものとしたが、これに関わらず、貫通孔１３３ａにＵＳＢコネクタ等の情報取出口を設けることもできる。
　以上の本実施形態に係る流体制御機器は、内蔵する情報処理モジュール５が備える判別処理部５１、補正処理部５２によって流体制御機器１の異常を検知し、その情報を情報表示部５３、警告表示部５４、あるいは情報供給部５５を介して外部へ提供したが、ネットワークを介して通信可能に構成されたサーバに対して情報を提供可能に構成することもできる。
　図１２は、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２を介して流体制御機器１とサーバ７１とが通信可能に構成された例を示している。
　この例では、流体制御機器１がサーバ７１とデータの送受信を行えるよう、情報処理モジュール５に通信処理部５６を備えさせている。この通信処理部５６は、サーバ７１に対し、判別処理部５１による判別結果を送信したり、必要に応じて圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得されたデータを送信したりする。この例では、流体制御機器１とサーバ７１との間に中継装置６が設けられており、当該中継装置６を介して、流体制御機器１からの情報がサーバ７１に提供される。
　具体的に、通信処理部５６によって送信されるデータは例えば、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信、あるいはZigbee（登録商標）といった無線通信によって実現されるネットワークＮＷ１を経由して一旦、中継装置６に送信され、中継装置６から無線あるいは有線のＬＡＮ等によって実現されるネットワークＮＷ２を介してサーバ７１に送信される。
　また、この通信処理部５６は、判別処理部５１による判別結果を１時間や１日等の任意に設定された所定の周期で送信することができる。このように所定の周期で情報の送信を行う場合には、消費電力を抑えることができる。
　また、図１０に示されるように、流体制御機器１が複数、集積されて流体制御装置１０を構成する場合、各流体制御機器１の情報処理モジュール５が備える通信処理部５６は、サーバ７１に対して自己を識別可能な自己識別情報と共に、判別処理部５１による判別結果を流体制御機器１ごとに異なるタイミングで送信することができる。
　サーバ７１に対して、流体制御機器１を個々に識別可能な自己識別情報が送信されることで、流体制御装置１０を構成する複数の流体制御機器１のうちのいずれが異常を来しているのかを判別することができる。
　また、サーバ７１に対して、流体制御機器１ごとに異なるタイミングで判別結果が送信されることで、パケット衝突の問題を回避することができるし、一斉に送信される場合と比べて一時的な処理の過負荷を防ぐこともできる。さらに、一斉に送信される場合と違い、データ送信に利用される無線のチャンネルを流体制御機器１ごとに変える必要がないため、多くのチャンネルを用意する必要がない。特にネットワークＮＷ１をBluetooth（登録商標）によって構成する場合には、同時接続台数が限られるため（通常７台）、送信のタイミングを変えることで同時接続台数を超える数の流体制御機器１を用いることができる。
　サーバ７１は、CPU（Central Processing Unit）、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成される。
　このサーバ７１は、中継装置６を介して、流体制御機器１の空間Ｓ１における流体の漏出の判別結果を受信するための通信処理部７１１を有している。サーバ７１が流体制御機器１から受信した情報は適宜、流体制御機器１の監視者等が利用する端末からの求めに応じて、当該監視者等が利用する端末に提供される。
　中継装置６は、ネットワークＮＷ１を介して流体制御機器１からデータを受信すると共に、ネットワークＮＷ２を介して当該受信したデータをサーバ７１に対して送信する。
　なお、本実施形態では、流体制御機器１とサーバ７１の間に中継装置６を介在させたが、流体制御機器１とサーバ７１とが直接、データ通信可能となるように構成することもできる。
　以上の構成によれば、流体制御機器１の異常に関する情報がサーバ７１に集約されるため、流体制御機器１の監視者等は、流体制御機器１の動作状況を負担なく監視することができる。
　図１３は、ネットワークを介して流体制御機器８とサーバ７２とを通信可能に構成した例を示している。
　なお、本例の説明において、流体制御機器８は流体制御機器１と同様の構造を有しており、特段の言及がない限り、上述の例と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。
　この例では、上述した流体制御機器１の情報処理モジュール５が備えた判別処理部５１と補正処理部５２と同様の機能を有する判別処理部７２１と補正処理部７２２をサーバ７２が備えており、サーバ７２側で空間Ｓ１内への流体の漏出等に起因した流体制御機器８の異常が判別される。
　流体制御機器８は、情報処理モジュール９の通信処理部５６により、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって得られたデータをサーバ７２に対して送信する。
　サーバ７２は、CPU、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAMやROM、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成され、判別処理部７２１、補正処理部７２２、及び通信処理部７２３からなる機能部を構成する。
　判別処理部７２１は、上述した判別処理部５１と同様、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサ４１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、空間Ｓ１への流体の漏出等に起因した流体制御機器８の異常を判別する処理を実行する。また、補正処理部７２２によって所定の閾値が補正された際には、補正後の閾値を基準として流体制御機器８の異常を判別する処理を実行する。
　補正処理部７２２は、上述した補正処理部５２と同様、リミットスイッチ４３によって検知された流体制御機器８の開閉状態や、温度センサ４２によって測定された流体の温度に応じて、判別処理部５１が空間Ｓ１への流体の漏出を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。ただし、本例では、流体制御機器８の開閉状態や、温度センサ４２によって測定された流体の温度に係る情報は、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２を経由して、流体制御機器８からサーバ７２に供給されたものである。
　通信処理部７２３は、中継装置６を介して、流体制御機器８から、流体制御機器８の開閉状態や、温度センサ４２によって測定された流体の温度に係る情報を受信する。
　以上の構成によれば、流体制御機器８の異常の判別処理がサーバ７２側で実行される結果、流体制御機器８に実装される情報処理モジュール９の構成をシンプルにすることができるし、判別処理部７２１や補正処理部７２２が実行するプログラムのデバッグ等、保守も容易になる。
　なお、本例ではさらに、サーバ７２側において流体制御機器８の異常の判別処理が実行された結果、流体制御機器８に異常が発生していると判別された場合に、異常発生の情報を流体制御機器８へ送信し、流体制御機器８の情報表示部５３、警告表示部５４に異常の表示あるいは警告をさせるようにしてもよい。
　上述した流体制御機器８とサーバ７２とがネットワークＮＷ１、２を介して通信可能に構成された例では、流体制御機器８が備える圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３によって取得された情報を集約させることができることから、集約させた情報に基づいてデータマイニングを行うことが可能となる。
　以下、流体制御機器８とサーバ７２が通信可能に構成された上述の実施例の変形例として、流体制御機器８の動作を分析するシステムについて説明する。
　本例においても流体制御機器８は、流体制御機器８の動作情報を取得するための動作情報取得機構として、圧力センサ４１、温度センサ４２、及びリミットスイッチ４３を備える。これにより流体制御機器８は、空間Ｓ１内の圧力、流体の温度、流体制御機器８の開閉回数や開閉頻度（複数のリミットスイッチによって開閉速度も検知可能）といった流体制御機器８の動作情報を取得することができる。
　一方、流体制御機器８の動作の分析のためには、所定の動作情報取得機構を設けることによって他の種類の動作情報を取得することも有効である。具体的には、流体制御機器８の使用期間、流体制御機器８の外部環境の温度や湿度、ピストン１２６の推力、ピストン１２６の平均移動速度、振動、流体制御機器８を構成する部材の内部応力や硬度などが挙げられる。
　本例に係る流体制御機器の動作分析システムの構成を図１４に示す。
　この動作分析システムにおいて、サーバ７２は流体制御機器８から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置であり、前述の判別処理部７２１、補正処理部７２２、及び通信処理部７２３に加え、情報収集部７２４、情報記憶部７２５、情報抽出部７２６、相関関係分析部７２７、及び異常予期部７２８を備える。
　情報収集部７２４は、通信処理部７２３により、流体制御機器８に対して動作情報の送信を要求し、当該情報を収集する。また、情報収集部７２４は、異常判別処理部７２１から流体制御機器８の異常判別結果に係る情報の供給を要求し、当該異常判別結果に係る情報を収集する。
　なお、流体制御機器８における動作情報は、流体制御機器８からのみならず、他の機器から収集されることがあってもよい。例えば、流体制御機器８が設置されている場所の温度や湿度を計測する端末から収集したり、流体制御機器８の管理者の管理者端末によって入力された情報を収集したりすることがあってもよい。
　情報記憶部７２５は、流体制御機器８から収集された動作情報と、流体制御機器８の異常の判別結果を記憶する記憶部である。
　情報抽出部７２６は、情報記憶部７２５を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の動作情報と判別結果に係る情報を、流体制御機器８ごとに選択的に抽出する。
　例えば、複数の流体制御機器８の動作情報について、同一の弁開閉回数（例：１０００万回）における動作時間と当該動作時間における異常の判別結果に係る情報を抽出する。
　特に、流体制御機器８の動作情報データのうち、リミットスイッチ４３や圧力センサ４１の変化から検出される、流体制御機器８の開閉状態の切り替わる前、及び後の所定時間におけるデータを切り出して入力データとする。これは、バルブの動作時の動的なセンサ測定値の変化を測定することが異常予期に置いて有効であることを反映したものであり、入力データの次元数を削減して後述の学習の計算コストを減らすことができる。所定時間は、流体制御機器８の開閉にかかる時間（駆動圧を導入し始めてから、流体制御機器８が完全開になるまでの時間、と定義する。図１５の２本の点線の間の時間がこの時間に相当する）の1倍～5倍の時間とすることで、必要な範囲のデータを無駄なく抽出することができる。また、流体制御機器８から送信するデータを予めこの時間の範囲内に限定して送信することで、通信のデータ量を削減することができ、流体制御機器８での消費電力を抑制できる。
　相関関係分析部７２７は、情報抽出部７２６によって抽出された情報を対比することにより、流体制御機器８の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する
　第一の学習では、異常が発生した流体制御機器８の過去の動作情報を元に、異常が発生する前の所定の期間（以下、故障直前期間　とする）の入力データと、異常発生後の入力データと、それ以前の正常動作時の入力データとを分類する教師あり学習を行う。この学習は、例えばニューラルネットワークのモデルに対して誤差逆伝搬法（Backpropagation）を用いた確率的勾配降下法（SGD：Stochastic Gradient Descent）によって行われる。
　故障直前期間の長さの設定によって、学習済みモデルの判別性能が異なり、ニューラルネットワークの層数やノード数などのハイパーパラメータと同様に、所定の期間の長さも調整すべきハイパーパラメータとなる。これらのハイパーパラメータの調整は例えば最適化アルゴリズムによって選定され、判別能力の高くなる値を選定することができる。一方、バルブユーザーの用途によっては別の故障直前期間の値を知りたい場合に対応し、故障直前期間として2種類以上の期間を用意してクラスタリングを行っても良い。また、故障の種類ごとに異なる分類を作成してもよく、所定期間内にどの故障が発生するか予期することができる。
　分析により、例えば、複数の流体制御機器８の動作情報について、弁を１０００万回、開閉するのに要した動作時間と、当該動作時間における異常の判別結果により、同じ１０００万回の弁開閉回数であっても、それが３カ月でカウントされた回数であるか、３年でカウントされた回数であるかによって、異常の発生確率が異なるのかどうかを分析することができる。
　第二の学習では、データ数が少ない特殊な異常を事前検知するために、オートエンコーダを用いた教師なし学習を行う。オートエンコーダは、ニューラルネットワークで構成したモデルに対し、バルブが正常動作していた時の入力データを入力し、同じデータが出力されるように学習を行う。このニューラルネットワークの隠れ層の次元数を入力データや出力データの次元数よりも小さく設定することで、通常動作時の入力データのパターンに対してのみ適切に元のデータを再現できるオートエンコーダを学習させることができる。
　異常予期部７２８は、相関関係分析部７２７による分析結果に基づき、情報記憶部７２５に記憶されている流体制御機器８の動作情報を参照して、流体制御機器８の異常発生確率を算出することにより、流体制御機器８の異常を予期する。
　現在のセンサデータの測定値を入力として第一の学習により得られた学習済みモデルに分類を行わせることで、バルブが故障直前期間に入っている確率を算出できる（第一の異常予期手段７２８１）。この確率は読み方を変えると、所定の期間内に壊れるという異常発生確率である。
　また、第二の学習により得られたオートエンコーダに、現在のセンサから得られた入力データを通し、出力を元の入力と比較してL2ノルム等で入出力間距離を算出し所定の閾値と比較する（第二の異常予期手段７２８２）。オートエンコーダは正常動作時のデータであれば元のデータを復元できるように構成されているが、異常動作時には正しく元のデータを復元できないため入力と出力の間に差が大きくなるため、閾値を超えていた場合には流体制御機器８の異常を検知できる。この手法を前記の教師あり学習と併用することで、教師データとして用意されない明らかな外れ値の異常状態（例えば、センサの故障、作動温度の極端な変化など）を予め検出することができ、前述の故障直前期間の判定の信頼性を高めることができる。つまり、第一の学習における教師あり学習が、教師データのない領域に対してどのような挙動を示すか保証されないという問題に対してある程度の対処を行うことができる。流体制御機器８はしばしばそれが搭載される装置の改造により、以前と全く異なる動作環境に置かれることがしばしばあり、再学習を行うべきかどうかの指標データとして用いることもできる。
　異常を予期することができれば、その情報を流体制御機器８の管理者が利用する管理者端末等に対して通知したり、流体制御機器８に対してその情報を通知すると共に、警告表示部５４による警告表示を行わせたりしてもよい。
　なお、上述した例では、サーバ７２が判別処理部７２１や補正処理部７２２を備える場合について説明したが、流体制御機器８が判別処理部７２１や補正処理部７２２と同様の機能部を備える場合についても適用可能であり、その場合、情報収集部７２４は流体制御機器８から異常判別結果を収集する。
　また、相関関係分析部７２７による分析においては例えば、以下の分析結果を得られることが予想される。
（１）流体制御機器８の同一使用期間における開閉回数と異常発生の相関
　例えば、３年で１０００万回の弁開閉と、３カ月で１０００万回の弁開閉では異常発生確率が異なることが予想される。
（２）環境温度と異常発生の相関
　例えば、２０℃の環境下での使用と、８０℃での使用では異常発生確率が異なることが予想される。
（３）ピストン１２６の推力と異常発生の相関
　例えば、ピストン１２６の推力（駆動圧の大小に依存）の大小で、ダイヤフラム１１３への負荷に影響が出ることが予想される。
（４）流体制御機器８の開閉速度と異常発生の相関
　例えば、ピストン１２６の平均移動速度の大小で異常発生確率が異なることが予想される。
（５）振動と異常発生の相関
　例えば、環境（振動）の大小によって異常発生確率が異なることが予想される。
（６）流体制御機器８を構成する部材の歪みと異常発生の相関
　例えば、各部材の内部応力の大小で異常発生確率が異なることが予想される。
（７）湿度と異常発生の相関
　例えば、湿度と各部材、特にＯリング１２６２、１２６３、２４等の異常発生確率が異なる。
（８）初期硬度、及び硬度変化と異常発生の相関
　例えば、流体制御機器８の使用初期の各部材の初期硬度の大小で異常発生確率が異なることが予想される。また、硬度変化速度の大小で異常発生確率が異なることも予想される。
　モデルの学習の結果によっては、各センサの測定値に対して、所定の周波数成分抽出・複数のセンサデータ間の相互相関計算・所定のパターンとのマッチング・積分・微分などと同等の処理を含むモデルとなる場合がある。
　また、情報記憶部７２５に記憶される流体制御機器８の異常判別結果について、異常がどの部材の破損等であるか（例えば、ダイヤフラム１１３の破損、Ｏリング１２６２、１２６３、２４の破損、ピストン１２６等のアクチュエータボディ１２内の部材等）を把握可能な情報が含まれるようにすれば、バルブ開閉速度の変化や流量の変化、ピストン不動などがどの部材に影響を与えやすいかを把握することもできる。
　また、以上のデータマイニングによって異常発生を予期すると共に、さらにその予期情報と現実に発生した異常有無を比較較分析し、相関分析の精度を高めてもよい。
　１　　　　　　流体制御機器
　　１１　　　　バルブボディ
　　　１１１　　流路
　　　１１２　　シート
　　　１１３　　ダイヤフラム
　　　ＬＰ　　　リークポート
　　　Ｓ１　　　空間
　　１２　　　　アクチュエータボディ
　　　１２１　　螺合部
　　　１２２　　露出部
　　　１２２１　カバー
　　　１２３　　螺合部
　　　１２４　　ディスク
　　　１２５　　押えアダプタ
　　　１２６　　ピストン
　　　１２７　　バネ
　　１３　　　　ケーシング
　　　１３１　　キャップボディ
　　　１３２　　アクチュエータキャップ
　　　１３２１　固定部材
　　　１３３　　キャップトップ
　２１　　　　　導入管
　２２　　　　　ワンタッチ継手
　２３　　　　　固定部材
　２４　　　　　Ｏリング
　３　　　　　　保持部材
　　３１　　　　突出部
　　３ａ　　　　貫通孔
　　３ｂ　　　　貫通孔
　４１　　　　　圧力センサ
　４２　　　　　温度センサ
　４３　　　　　リミットスイッチ
　ＮＷ１、ＮＷ２　　　ネットワーク

Claims (9)

  1. 　流体制御機器の動作を分析するシステムであって、
    　前記流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成され、
    　前記流体制御機器は、
    　前記流体制御機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構、を有し、
    　前記情報処理装置は、
    　前記流体制御機器の異常を判別する異常判別手段と、
    　前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する情報収集手段と、
    　前記収集された動作情報と判別結果を記憶する情報記憶手段と、
    　前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する情報抽出手段と、
    　前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する相関関係分析手段と、を有する、
    　流体制御機器の動作分析システム。
  2. 　前記流体制御機器には、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された空間とが設けられており、
    　前記流体制御機器は、
    　前記動作情報取得機構として、隔離部材により流路と隔離された空間の圧力を検出する圧力センサ、を有し、
    　前記異常判別手段は、前記圧力センサにより検出された検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御機器の異常を判別する、
    　請求項１記載の流体制御機器の動作分析システム。
  3. 　前記動作情報取得機構は、動作情報として、前記流体制御機器の開閉回数、動作時間、環境温度、環境湿度、駆動圧、及び前記流体制御機器を構成する部材にかかる内部応力の全て、あるいはいずれか二つ以上を取得する、
    　請求項１又は２記載の流体制御機器の動作分析システム。
  4. 　前記情報処理装置は、
    　前記相関関係分析手段による分析結果に基づき、前記情報記憶手段に記憶されている前記流体制御機器の動作情報を参照して、前記流体制御機器の異常発生確率を算出することにより、前記流体制御機器の異常を予期する異常予期手段、をさらに有する、
    　請求項１乃至３いずれかの項に記載の流体制御機器の動作分析システム。
  5. 　前記抽出された情報は、前記流体制御機器の開閉状態が切り替わる前、及び後所定時間の、所定時間における前記動作情報と前記判別結果に係る情報である、
    　請求項４に記載の流体制御機器の動作分析システム。
  6. 　前記異常予期手段は、
    　教師あり学習により、前記動作情報が故障直前期間に特有の特徴を有しているか判別する第一の異常予期手段と、
    　正常動作時の前記動作情報を学習させたオートエンコーダにより、前記動作情報が通常動作状態にあるかどうかを判別する第二の異常予期手段と、を有する、
    　請求項４又は５に記載の流体制御機器の動作分析システム。
  7. 　流体制御機器の動作を分析するシステムであって、
    　前記流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成され、
    　前記流体制御機器は、
    　前記流体制御機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構と、
    　前記流体制御機器の異常を判別する異常判別手段と、を有し、
    　前記情報処理装置は、
    　前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する情報収集手段と、
    　前記収集された動作情報と判別結果を記憶する情報記憶手段と、
    　前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する情報抽出手段と、
    　前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する相関関係分析手段と、を有する、
    　流体制御機器の動作分析システム。
  8. 　流体制御機器の動作を分析する方法であって、
    　機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構を有する流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成されたシステムにおいて、
    　前記情報処理装置が、
    　前記流体制御機器の異常を判別する処理と、
    　前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する処理と、
    　前記収集された動作情報と判別結果を情報記憶手段に記憶する処理と、
    　前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する処理と、
    　前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する処理と、を実行する、
    　流体制御機器の動作分析方法。
  9. 　流体制御機器の動作を分析するコンピュータプログラムであって、
    　機器の動作情報を複数種類、取得する動作情報取得機構を有する流体制御機器と、当該流体制御機器から取得した情報に基づいてデータマイニングを実行する情報処理装置と、がネットワークを介して通信可能に構成されたシステムにおいて、
    　前記情報処理装置に対し、
    　前記流体制御機器の異常を判別する処理と、
    　前記流体制御機器の動作情報と異常判別結果を収集する処理と、
    　前記収集された動作情報と判別結果を情報記憶手段に記憶する処理と、
    　前記情報記憶手段を参照して、分析対象として、所定の動作情報を同一とする他の前記動作情報と前記判別結果に係る情報を、前記流体制御機器ごとに選択的に抽出する処理と、
    　前記抽出された情報を対比することにより、前記流体制御機器の所定の動作と異常発生の相関関係を分析する処理と、を実行させる、
    　コンピュータプログラム。
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