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公開番号2025134336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2024032185
出願日2024-03-04
発明の名称故障予兆システム
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類G06Q 10/20 20230101AFI20250909BHJP(計算;計数)
要約【課題】給湯器の故障予兆が可能となる故障予兆システムを提供する。
【解決手段】給湯装置の故障予兆システムは、基準日での給湯ポンプの正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を読み出し、基準日より後の中間日での給湯ポンプの正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を読み出し、中間日より後の判定日での給湯ポンプの判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を格納部22から読み出すデータ管理部23と、基準日駆動強度と、中間日駆動強度と、基準日ポンプ回転数と中間日ポンプ回転数との差分値と、を訓練データとして写像モデル52を生成するモデル管理部50と、判定日駆動強度と、中間日ポンプ回転数と判定日ポンプ回転数との差分値とを写像モデルに入力して算出された再構成誤差に基づいて給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部54を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムであって、
前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、
基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、
前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との差分値と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、
前記判定日駆動強度と、前記中間日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との差分値とを前記写像モデルに入力することで、再構成誤差を算出する再構成誤差算出部と、
前記再構成誤差に基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部と、
を備える故障予兆システム。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記中間日は、前記判定日より１つ前の前回判定日である請求項１に記載の故障予兆システム。
【請求項３】
家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムであって、
前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、
基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、
前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との比率と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、
前記判定日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との比率と、を前記写像モデルに入力することで、再構成誤差を算出する再構成誤差算出部と、
前記再構成誤差に基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部と、
を備える故障予兆システム。
【請求項４】
前記基準日は、前記正常時駆動データが最初に測定された日である請求項３に記載の故障予兆システム。
【請求項５】
家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムであって、
前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、
基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、
前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との比率及び差分値と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、
前記判定日駆動強度と、前記中間日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との差分値とを前記写像モデルに入力することで、再構成誤差として第１再構成誤差を算出する第１再構成誤差算出部と、
前記判定日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との比率とを前記写像モデルに入力することで、前記再構成誤差として第２再構成誤差を算出する第２再構成誤差算出部と、
前記第１再構成誤差と前記第２再構成誤差とに基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部と、
を備える故障予兆システム。
【請求項６】
前記基準日は、前記正常時駆動データが最初に測定された日であり、前記中間日は、前記判定日より１つ前の前回判定日である請求項５に記載の故障予兆システム。
【請求項７】
前記写像モデルは、オートエンコーダで構成されている請求項５に記載の故障予兆システム。
【請求項８】
前記給湯ポンプは湯はりポンプである請求項５に記載の故障予兆システム。
【請求項９】
前記故障予兆情報を表示装置に表示する表示データを生成する表示制御部が備えられている請求項１から８のいずれか一項に記載の故障予兆システム。
【請求項１０】
前記再構成誤差に対して設定されている判定条件に基づいて、前記給湯装置の故障予兆を判定する故障予兆判定部が備えられている請求項１から８のいずれか一項に記載の故障予兆システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムに関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、各家庭に設置された給湯器の故障推定システムが開示されている。このシステムは、給湯器の仕様情報及び使用環境を格納するデータ格納部と、給湯器の仕様情報と運転状態に関する運転情報データとを各家庭から取得するデータ取得部と、仕様情報と使用環境との少なくとも一方に基づいて複数のグループデータを生成するグループデータ生成部と、診断対象の給湯器の仕様情報に対応するグループデータに設定された基準値と、診断対象の給湯器の運転情報データと、を比較することによって診断対象の給湯器のメンテナンスを診断する診断部と、診断部の診断結果に基づいて給湯器のメンテナンス時期を報知する報知部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１４５１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による故障推定システムでは、給湯器の運転状態を示すデータ、例えば、給湯器の累積使用時間や累積給湯使用量、燃焼ファンや風呂ポンプの回転数の時系列データに基づいて、閾値を用いて、故障診断が行われる。つまり、経年劣化を示すデータから故障診断を行っているため、使用期間の短い給湯器に対する故障診断は難しい。さらに、技術思想が単純な閾値判定による故障診断であるため、診断対象となる給湯器が故障はしていないかどうか、故障しそうな傾向にあるどうか、といった故障予兆は、考慮されていない。
【０００５】
上述した実情に鑑み、本発明の目的は、使用期間や使用頻度に係わらず、給湯器の故障予兆が可能となる故障予兆システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による、家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムの１つは、家庭に配置された給湯装置の故障予兆システムであって、前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との差分値と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、前記判定日駆動強度と、前記中間日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との差分値と、を前記写像モデルに入力することで、再構成誤差を算出する再構成誤差算出部と、前記再構成誤差に基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部とを備える。
【０００７】
この構成によれば、まず、給湯装置の正常稼働駆動データである、基準日駆動強度と、中間日駆動強度と、基準日ポンプ回転数と中間日ポンプ回転数との差分値と、を訓練データとして入力して、当該入力データの関係を表現する特徴量に基づいて入力データを再現する再現データが出力される構成を有し、再現データと入力データとの相違を示す再構成誤差が小さくなるように学習された写像モデル（自己相関モデル）が生成される。給湯装置の故障予兆の判定は、学習済の写像モデルを用いて、行われる。まず、給湯装置の故障予兆を判定するために取得された判定時駆動データである、判定日駆動強度と判定日ポンプ回転数が取得され、学習済の写像モデルに、判定日駆動強度と、中間日ポンプ回転数と判定日ポンプ回転数との差分値と、を入力することで、出力される再現データを用いて、再構成誤差が算出される。この再構成誤差が大きいほど、故障の可能性が高くなるので、故障予兆情報生成部は、再構成誤差に基づいて給湯装置の故障予兆情報を生成することができる。この故障予兆システムでは、判定日における判定時駆動データと、判定日以前の中間日における正常稼働駆動データとから、故障の可能性、つまり故障予兆情報を生成するので、特定の使用期間を対象とする故障の可能性を判定することができる。例えば、中間日を判定日の数週間前とすれば、数週間前まで正常駆動していた給湯器が突然不調に陥る可能性を予測することが可能となる。特に、中間日を、今回の判定日より１つ前の前回判定日でとすれば、前回判定日まで正常駆動していた給湯器が突然不調に陥る可能性を予測することが可能となる。
【０００８】
もちろん、本発明では、給湯装置の全使用期間を考慮した故障可能性の予測、言い換えれば、経年劣化も故障要因の１つとする故障可能性の予測も可能である。本発明による、そのような、給湯装置の故障予兆システムは、前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との比率と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、前記判定日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との比率と、を前記写像モデルに入力することで、再構成誤差を算出する再構成誤差算出部と、前記再構成誤差に基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部とを備える。
【０００９】
この構成でも、上記の故障予兆システムに類似する方法で生成される写像モデルが用いられる。この故障予兆システムでは、再構成誤差は、判定日駆動強度と、基準日ポンプ回転数と判定日ポンプ回転数との比率とを入力することで出力される再現データを用いて、算出される。この故障予兆システムでは、判定日における判定時駆動データと、基準日（例えば給湯器の駆動開始日）における正常稼働駆動データとから、故障の可能性、つまり故障予兆情報を生成するので、全使用期間を考慮した故障の可能性を判定することができる。特に、前記基準日を、前記正常時駆動データが最初に測定された日とし、前記中間日を、前記判定日より１つ前の前回判定日とすれば、給湯器の設置当初からの経年劣化による故障も含めた給湯器の不調の可能性を予測することが可能となる。
【００１０】
さらには、上記２つの故障予兆システムの特徴を兼ね備えた故障予兆システムも本発明の対象である。本発明による、そのような、給湯装置の故障予兆システムは、前記給湯装置の正常稼働時において経時的に取得された給湯ポンプの駆動強度及び前記給湯ポンプのポンプ回転数を正常時駆動データとして格納し、前記給湯装置の予兆判定時に取得された前記駆動強度及び前記ポンプ回転数を判定時駆動データとして格納する駆動データ履歴格納部と、基準日における前記正常時駆動データである基準日駆動強度及び基準日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記基準日より後の中間日における前記正常時駆動データである中間日駆動強度及び中間日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出し、前記中間日より後の判定日における前記判定時駆動データである判定日駆動強度及び判定日ポンプ回転数を前記駆動データ履歴格納部から読み出すデータ管理部と、前記基準日駆動強度と、前記中間日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記中間日ポンプ回転数との比率及び差分値と、を訓練データとして写像モデルを生成するモデル管理部と、前記判定日駆動強度と、前記中間日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との差分値と、を前記写像モデルに入力することで、再構成誤差として第１再構成誤差を算出する第１再構成誤差算出部と、前記判定日駆動強度と、前記基準日ポンプ回転数と前記判定日ポンプ回転数との比率と、を前記写像モデルに入力することで、前記再構成誤差として第２再構成誤差を算出する第２再構成誤差算出部と、前記第１再構成誤差と前記第２再構成誤差とに基づいて前記給湯装置の故障予兆情報を生成する故障予兆情報生成部とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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