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公開番号2025088162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202679
出願日2023-11-30
発明の名称電子機器、電子部品の状態推定システム及び電子部品の状態推定方法
出願人株式会社日立製作所
代理人青稜弁理士法人
主分類G01R 31/00 20060101AFI20250604BHJP(測定;試験)
要約【課題】電子部品の状態を判定(検出)するための専用のセンサを設けることなく各電子部品の状態を推定することができる電子機器、電子部品の状態推定システム及び電子部品の状態推定方法を提供する。
【解決手段】電子機器は、複数の電子部品を有する電子回路と、CPU及び記憶装置を有するマイクロコンピュータと、を備える。記憶装置には、電子回路の設計情報、各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納される。CPUは、電子回路の設計情報、及び、電子回路への出力データに基づいて、電子回路が動作しているときの各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、計算した電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、ストレス累積時間情報を計算して記憶装置に格納する。CPUは、ストレス累積時間情報及記性能劣化特性情報に基づいて、各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電子部品を有する電子回路と、
演算装置及び記憶装置を有するコンピュータと、
を備えた電子機器であって、
前記記憶装置には、前記電子回路の設計情報及び各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納され、
前記演算装置は、
前記電子回路の設計情報、及び、前記電子回路への出力データ又は前記電子回路からの入力データに基づいて、前記電子回路が動作しているときの各電子部品のストレス評価用パラメータの時系列データを計算し、計算した各電子部品の前記ストレス評価用パラメータの時系列データを正規化することにより、各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、
各電子部品の前記電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、各電子部品が複数のストレスレベル範囲のそれぞれで実際に動作した累積時間を示すストレス累積時間情報を計算して前記記憶装置に格納し、
前記ストレス累積時間情報及び前記性能劣化特性情報に基づいて、各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する、
ように構成された、
電子機器。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
前記電子機器が実際に動作しているときの前記電子回路の劣化状態を計測し、計測した前記電子回路の劣化状態に基づいて各電子部品の前記性能劣化特性情報を補正し、
補正した前記性能劣化特性情報を用いて、各電子部品の前記推定性能値を計算する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項３】
請求項１に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
前記電子部品の性能変化を計算し、
前記電子回路の設計情報、及び、前記出力データ又は前記入力データに基づいて、前記ストレス評価用パラメータの時系列データを計算するときに、計算した前記性能変化を反映させるように、前記ストレス評価用パラメータの時系列データを計算する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項４】
請求項１に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
計算した各電子部品の前記推定性能値を性能劣化情報として前記記憶装置に格納する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
前記推定性能値に基づいて、各電子部品の劣化状態を評価する各電子部品の劣化評価点を計算し、計算した各電子部品の劣化評価点を示す劣化評価点情報を前記記憶装置に格納する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
外部装置に前記性能劣化情報及び前記劣化評価点情報の少なくとも何れかの情報又は前記少なくとも何れかの情報に基づく情報を出力する、
ように構成された電子機器。
【請求項７】
請求項１に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
各電子部品の前記推定性能値が閾値以上であるか否かを判定し、閾値以上である場合、外部装置を用いて、前記電子部品が劣化していることをユーザに報知する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項８】
請求項２に記載の電子機器において、
前記演算装置は、
計測した前記電子機器の前記電子回路の劣化状態を分析して、分析結果に基づいて最適化した前記電子機器の前記電子回路の設計情報を計算し、外部装置に出力する、
ように構成された、
電子機器。
【請求項９】
複数の電子部品を有する電子回路と、コンピュータと、を備えた電子機器と、
演算装置及び記憶装置を有する管理サーバと、
を有する電子部品の劣化状態推定システムであって、
前記記憶装置には、前記電子回路の設計情報及び前記電子機器の各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納され、
前記演算装置は、
前記電子機器から前記電子回路への出力データ又は前記電子回路からの入力データを取得し、
前記電子回路の設計情報、及び、取得した前記電子回路への前記出力データ又は前記電子回路からの前記入力データに基づいて、前記電子回路が動作しているときの各電子部品のストレス評価用パラメータの時系列データを計算し、計算した各電子部品の前記ストレス評価用パラメータの時系列データを正規化することにより、各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、
各電子部品の前記電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、前記電子機器の各電子部品が複数のストレスレベル範囲のそれぞれで実際に動作した累積時間を示すストレス累積時間情報を計算して前記記憶装置に格納し、
前記ストレス累積時間情報及び前記性能劣化特性情報に基づいて、前記電子機器の各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する、
ように構成された、
電子部品の劣化状態推定システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子部品の劣化状態推定システムにおいて、
前記演算装置は、
前記電子機器が実際に動作しているときの前記電子回路の劣化状態を計測し、計測した前記電子回路の劣化状態に基づいて各電子部品の前記性能劣化特性情報を補正し、
補正した前記性能劣化特性情報を用いて、各電子部品の前記推定性能値を計算する、
ように構成された、
電子部品の劣化状態推定システム。
（【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】
本発明は、電子機器、電子部品の状態推定システム及び電子部品の状態推定方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高性能及び高信頼性が要求される電子機器の長期安定運用は、顧客に対して重要な製品価値であり、環境負荷を低減するための重要な社会価値でもある。電子機器の長期安定運用のためには、保守、点検及び交換を行うことが必要となる。これらの作業を適切なタイミングで行うために、電子機器を構成する各電子部品の状態（劣化状態）を推定することが求められている。
【０００３】
特許文献１は、設備の状態を推定する状態推定装置（以下、「従来装置」と称呼される。）を開示する。従来装置は、センサから設備の交流電圧及び交流電流の時系列データを取得し、取得した設備の交流電圧及び交流電流の時系列データから、設備に印加される電源電圧と設備の消費電流の時系列データとを取得する。従来装置は、設備の消費電流の時系列データから、電源電圧が予め定められた基準又は状態に対応した解析対象となる時間区間の消費電流を抽出する。従来装置は、設備の消費電流情報と設備の劣化状態との関係に基づき、解析対象となる時間区間の消費電流から、解析対象となる時間区間における設備の状態を推定する。従来装置は、推定された時間区間の設備の状態に対して、推定対象の状態変化の時間変化率に対応したフィルタリング処理を施し、設備の状態変化を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６８７４８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来装置は、設備に印可される電圧及び設備を流れる電流を監視するための電流センサ及び電圧計（電圧センサ）を設ける必要がある。即ち、従来装置は、電子部品の状態を判定（検出）するための専用のセンサが必要となる。また、従来装置は、電子機器を構成する各電子部品の状態を推定することはできない。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、電子部品の状態を判定（検出）するための専用のセンサを設けることなく各電子部品の状態を推定することができる電子機器、電子部品の状態推定システム及び電子部品の状態推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、複数の電子部品を有する電子回路と、演算装置及び記憶装置を有するコンピュータと、を備えた電子機器であって、前記記憶装置には、前記電子回路の設計情報及び各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納され、前記演算装置は、前記電子回路の設計情報、及び、前記電子回路への出力データ又は前記電子回路からの入力データに基づいて、前記電子回路が動作しているときの各電子部品のストレス評価用パラメータの時系列データを計算し、計算した各電子部品の前記ストレス評価用パラメータの時系列データを正規化することにより、各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、各電子部品の前記電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、各電子部品が複数のストレスレベル範囲のそれぞれで実際に動作した累積時間を示すストレス累積時間情報を計算して前記記憶装置に格納し、前記ストレス累積時間情報及び前記性能劣化特性情報に基づいて、各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する、ように構成される。
【０００８】
本発明の電子部品の劣化状態推定システムは、複数の電子部品を有する電子回路と、コンピュータと、を備えた電子機器と、演算装置及び記憶装置を有する管理サーバと、を有する電子部品の劣化状態推定システムであって、前記記憶装置には、前記電子回路の設計情報及び前記電子機器の各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納され、前記演算装置は、前記電子機器から前記電子回路への出力データ又は前記電子回路からの入力データを取得し、前記電子回路の設計情報、及び、取得した前記電子回路への前記出力データ又は前記電子回路からの前記入力データに基づいて、前記電子回路が動作しているときの各電子部品のストレス評価用パラメータの時系列データを計算し、計算した各電子部品の前記ストレス評価用パラメータの時系列データを正規化することにより、各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、各電子部品の前記電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、前記電子機器の各電子部品が複数のストレスレベル範囲のそれぞれで実際に動作した累積時間を示すストレス累積時間情報を計算して前記記憶装置に格納し、前記ストレス累積時間情報及び前記性能劣化特性情報に基づいて、前記電子機器の各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する、ように構成される。
【０００９】
本発明の電子部品の劣化状態推定方法は、複数の電子部品を有する電子回路を備えた電子機器の内部及び外部の少なくとも何れかの演算装置及び前記電子機器の内部及び外部の少なくとも何れかの記憶装置を用いて、前記電子機器の各電子部品の劣化状態を推定する劣化状態推定方法であって、
前記記憶装置には、前記電子回路の設計情報及び前記電子機器の各電子部品の性能劣化の特性を示す性能劣化特性情報が格納され、前記演算装置によって、前記電子回路の設計情報、及び、前記電子回路への出力データ又は前記電子回路からの入力データに基づいて、前記電子回路が動作しているときの各電子部品のストレス評価用パラメータの時系列データを計算し、計算した各電子部品の前記ストレス評価用パラメータの時系列データを正規化することにより、各電子部品の電気ストレス正規化値の時系列データを計算し、各電子部品の前記電気ストレス正規化値の時系列データに基づいて、前記電子機器の各電子部品が複数のストレスレベル範囲のそれぞれで実際に動作した累積時間を示すストレス累積時間情報を計算して前記記憶装置に格納し、前記ストレス累積時間情報及び前記性能劣化特性情報に基づいて、前記電子機器の各電子部品の性能劣化状態を示す各電子部品の推定性能値を計算する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子部品の状態を判定（検出）するための専用のセンサを設けることなく各電子部品の状態を推定することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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