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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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