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公開番号2023166525
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-21
出願番号2023144332,2020031869
出願日2023-09-06,2020-02-27
発明の名称状態監視装置、方法及びプログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20231114BHJP(制御;調整)
要約【課題】リアルタイムに監視対象の動作状態を判定することが可能な状態監視装置、方法及びプログラムを提供することにある。
【解決手段】実施形態に係る状態監視装置において、第1取得手段は、監視対象の動作状態に関する時系列信号を第1センサから取得する。第2取得手段は、監視対象の動作の開始を表す動作タイミング情報を取得する。第1検出手段は、動作タイミング情報に基づいて、時系列信号から第1動作区間信号を検出する。格納手段は、第2動作区間信号として検出されるべき時系列信号に関するテンプレートを格納する。第2検出手段は、第1動作区間信号のうち、テンプレートとの類似度に基づいて特定される区間の時系列信号を第2動作区間信号として検出する。判定手段は、第2動作区間信号に基づいて監視対象の動作状態を判定する。テンプレートは、検出された第2動作区間信号に基づいて更新される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
監視対象の動作状態に関する時系列信号を第１センサから取得する第１取得手段と、
前記第１センサとは異なる第２センサによって計測される物理量の変化に基づいて、前記監視対象の動作の開始を表す動作タイミング情報を取得する第２取得手段と、
前記動作タイミング情報に基づいて、前記時系列信号から第１動作区間信号を検出する第１検出手段と、
第２動作区間信号として検出されるべき時系列信号に関するテンプレートを予め格納する第１格納手段と、
前記第１動作区間信号のうち、前記テンプレートとの類似度に基づいて特定される区間の時系列信号を第２動作区間信号として検出する第２検出手段と、
前記第２動作区間信号に基づいて前記監視対象の動作状態を判定する判定手段と
を具備し、
前記テンプレートは、前記検出された第２動作区間信号に基づいて更新される
状態監視装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記テンプレートは、予め定められた期間内に検出された複数の第２動作区間信号の平均波形を含む請求項１記載の状態監視装置。
【請求項３】
前記テンプレートは、定期的に更新され、
前記予め定められた期間に検出された複数の第２動作区間信号は、前記テンプレートが前回更新された後に検出された第２動作区間信号を含む
請求項２記載の状態監視装置。
【請求項４】
前記テンプレートは、当該テンプレートと、当該テンプレートとの類似度に基づいて検出された第２動作区間信号との差分に基づいて判別されるタイミングで更新される請求項１～３のいずれか一項に記載の状態監視装置。
【請求項５】
前記監視対象が正常な状態にあるときに検出された第２動作区間信号を学習することによって生成された学習済みモデルを格納する第２格納手段を更に具備し、
前記判定手段は、前記第２検出手段によって検出された第２動作区間信号を入力信号として前記学習済みモデルに入力することによって当該学習済みモデルから出力される出力信号に基づいて前記監視対象の動作状態を判定し、
前記学習済みモデルは、前記監視対象の動作状態が正常であると判定された場合に前記第２検出手段によって検出された第２動作区間信号に基づいて更新される
請求項１～４のいずれか一項に記載の状態監視装置。
【請求項６】
前記学習済みモデルは、予め定められた期間内に検出された複数の第２動作区間信号に基づいて更新される請求項５記載の状態監視装置。
【請求項７】
前記学習済みモデルは、定期的に更新され、
前記予め定められた期間内に検出された複数の第２動作区間信号は、前記学習済みモデルが前回更新された後に検出された第２動作区間信号を含む
請求項６記載の状態監視装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記第２検出手段によって検出された第２動作区間信号を入力信号として前記学習済みモデルに入力することによって当該学習済みモデルから出力される出力信号に基づいて異常度を算出し、当該異常度に基づいて前記監視対象の動作状態を判定し、
前記学習済みモデルは、前記算出された異常度の分布の変化に基づいて判別されるタイミングで更新される
請求項５～７のいずれか一項に記載の状態監視装置。
【請求項９】
前記学習済みモデルは、第１時間間隔で更新される第１学習済みモデル及び第２時間間隔で更新される第２学習済みモデルを含み、
前記判定手段は、
前記第１学習済みモデルを用いて前記監視対象の動作状態を判定し、
前記第２学習済みモデルを用いて前記監視対象の動作に用いられる当該監視対象の構成要素の状態を判定し、
前記第２時間間隔は、前記第１時間間隔よりも長い
請求項５記載の状態監視装置。
【請求項１０】
監視対象の動作状態に関する時系列信号を第１センサから取得する第１取得手段と、
前記第１センサとは異なる第２センサによって計測される物理量の変化に基づいて、前記監視対象の動作の開始を表す動作タイミング情報を取得する第２取得手段と、
前記動作タイミング情報に基づいて、前記時系列信号から第１動作区間信号を検出する第１検出手段と、
前記第１動作区間信号の波形の特徴に基づいて、前記第１動作区間信号から第２動作区間信号を検出する第２検出手段と、
前記監視対象が正常な状態にあるときに検出された第２動作区間信号を学習することによって生成された学習済みモデルを予め格納する格納手段と、
前記第２検出手段によって検出された第２動作区間信号を入力信号として前記学習済みモデルに入力することによって当該学習済みモデルから出力される出力信号に基づいて前記監視対象の動作状態を判定する判定手段と
を具備し、
前記学習済みモデルは、前記監視対象の動作状態が正常であると判定された場合に前記第２検出手段によって検出された第２動作区間信号に基づいて更新される
状態監視装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、状態監視装置、方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年のＩｏＴ（Internet of Things）の進展に伴い、各種センサを用いて取得される信号（データ）に基づいて監視対象の動作状態を監視する状態監視装置が開発されている。
【０００３】
このような状態監視装置においては、監視対象の動作状態をリアルタイムに判定する必要があるが、当該リアルタイム性の向上及び当該動作状態を判定する際の精度の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－０４９７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、リアルタイムに監視対象の動作状態を判定することが可能な状態監視装置、方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る状態監視装置は、第１取得手段と、第２取得手段と、第１検出手段と、第１格納手段と、第２検出手段と、判定手段とを具備する。前記第１取得手段は、監視対象の動作状態に関する時系列信号を第１センサから取得する。前記第２取得手段は、前記第１センサとは異なる第２センサによって計測される物理量の変化に基づいて、前記監視対象の動作の開始を表す動作タイミング情報を取得する。前記第１検出手段は、前記動作タイミング情報に基づいて、前記時系列信号から第１動作区間信号を検出する。前記格納手段は、第２動作区間信号として検出されるべき時系列信号に関するテンプレートを予め格納する。前記第２検出手段は、前記第１動作区間信号のうち、前記テンプレートとの類似度に基づいて特定される区間の時系列信号を第２動作区間信号として検出する。前記判定手段は、前記第２動作区間信号に基づいて前記監視対象の動作状態を判定する。前記テンプレートは、前記検出された第２動作区間信号に基づいて更新される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る状態監視装置の機能構成の一例を示すブロック図。
状態監視装置のハードウェア構成の一例を示す図。
状態監視装置が監視対象の動作状態を監視する際の処理手順の一例を示すフローチャート。
ディスプレイに表示された判定結果の一例を示す図。
第２動作区間信号検出処理の処理手順の一例を示すフローチャート。
第２動作区間信号検出処理を概念的に示す図。
本実施形態の比較例の動作について説明するための図。
本実施形態に係る状態監視装置の動作を比較例の動作と対比して説明するための図。
テンプレート更新処理の処理手順の一例を示すフローチャート。
監視対象の経年劣化によって変化する異常度について説明するための図。
モデル更新処理の処理手順の一例を示すフローチャート。
更新前モデル及び更新後モデルを用いて算出される異常度を対比して説明するための図。
戻入品の第２動作区間信号に基づく学習済みモデルの更新処理の一例について説明するための図。
戻入品の第２動作区間信号に基づく学習済みモデルの更新処理の別の例について説明するための図。
第２実施形態に係る状態監視装置及びサーバ装置の動作の概要を示す図。
余寿命推定処理を更に実行する場合の状態監視装置及びサーバ装置の動作の概要を示す図。
余寿命推定処理において生成される劣化曲線の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る状態監視装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、状態監視装置１０は、監視対象２０及び情報処理装置３０とそれぞれ通信可能に接続されている。なお、状態監視装置１０は、例えば監視対象２０と直接接続されている必要はなく、後述する監視対象２０に取り付けられているセンサから信号を取得可能に構成されていてもよい。
【０００９】
ここで、監視対象２０は、例えば製造工場、プラント、建設現場、教育機関、医療機関または住宅設備等に設けられた装置を含む。本実施形態においては、監視対象２０が例えば製造工場の生産ラインにおいて製品を金型でプレス加工する装置（プレス機）であるものとして主に説明する。
【００１０】
状態監視装置１０は、例えば監視対象２０に取り付けられたセンサを用いて取得される信号に基づいて当該監視対象２０の動作状態を判定する。状態監視装置１０による判定結果は、情報処理装置３０に出力される。
（【００１１】以降は省略されています）

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