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公開番号2025144960
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044904
出願日2024-03-21
発明の名称解析システム、および解析方法
出願人株式会社バルカー
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01H 17/00 20060101AFI20250926BHJP(測定;試験)
要約【課題】動作中に振動を発生する保全対象機器について、予知保全の精度を向上させることが可能な解析システムを提供する。
【解決手段】解析システムは、動作中の対象機器に取り付けられたセンサにより検出される振動信号を取得する信号取得部と、振動信号を分析することにより第1の複数の信号強度を算出する強度算出部と、単位空間に対する、第1の時刻での第1の複数の信号強度に基づく信号空間の第1マハラノビス距離を算出する距離算出部と、対象機器の状態データを取得するデータ取得部と、第1マハラノビス距離が閾値以上となった場合、状態データに基づいて対象機器の異常の有無を判定する異常判定部と、対象機器が異常ではないと判定された場合、第1の時刻の近傍の所定期間において取得された振動信号を分析することにより算出される第2の複数の信号強度に基づいて、単位空間を再設定する設定部とを備える。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
動作中の対象機器に取り付けられたセンサにより検出される振動信号を取得する信号取得部と、
前記対象機器に対応する前記振動信号を分析することにより、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第１の複数の信号強度を算出する強度算出部と、
予め設定された単位空間に対する、第１の時刻での前記第１の複数の信号強度に基づく信号空間の第１マハラノビス距離を算出する距離算出部と、
前記対象機器の動作状態に関する状態データを取得するデータ取得部と、
前記第１マハラノビス距離が閾値以上となった場合、前記状態データに基づいて前記対象機器の異常の有無を判定する異常判定部と、
前記対象機器が異常ではないと判定された場合、前記第１の時刻の近傍の所定期間において取得された前記振動信号を分析することにより算出される、前記複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第２の複数の信号強度に基づいて、前記単位空間を再設定する設定部とを備える、解析システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記強度算出部は、前記第１の時刻よりも後に取得された前記振動信号を分析することにより、前記複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第３の複数の信号強度を算出し、
前記距離算出部は、前記設定部により再設定された前記単位空間に対する、前記第３の複数の信号強度に基づく信号空間の第２マハラノビス距離を算出し、
前記第２マハラノビス距離が前記閾値以上となった場合、前記異常判定部は、前記状態データに基づいて前記対象機器の異常の有無を判定する、請求項１に記載の解析システム。
【請求項３】
前記対象機器はポンプであり、
前記状態データは、前記ポンプが吐出する流体の圧力、前記ポンプを駆動させるための電流値、前記ポンプを駆動させるための周波数、および前記ポンプの筐体の温度のうちの少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載の解析システム。
【請求項４】
前記圧力が第１基準値未満であるとの第１条件、前記電流値が第２基準値以上であるとの第２条件、前記周波数が第３基準値以上であるとの第３条件、および前記温度が第４基準値以上であるとの第４条件のうちの少なくとも１つが成立する場合、前記異常判定部は、前記ポンプが異常であると判定する、請求項３に記載の解析システム。
【請求項５】
予め設定された前記単位空間は、正常時の前記対象機器に対応する振動信号を分析することにより算出される、前記複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の信号強度で構成された第１単位空間であり、
前記距離算出部は、前記第１マハラノビス距離として、前記第１単位空間に対する、前記第１の時刻での前記第１の複数の信号強度で構成される信号空間のマハラノビス距離を算出する、請求項１または２に記載の解析システム。
【請求項６】
予め設定された前記単位空間は、正常時の前記対象機器に対応する振動信号を分析することにより算出される、前記複数の周波数帯域にそれぞれ対応する複数の信号強度の重心位置を示す２次元の重心データで構成される第２単位空間であり、
前記距離算出部は、前記第１マハラノビス距離として、前記第２単位空間に対する、前記第１の時刻での前記２次元の重心データで構成される信号空間のマハラノビス距離を算出する、請求項１または２に記載の解析システム。
【請求項７】
前記対象機器が異常であると判定された場合、警告情報を出力する出力制御部をさらに備える、請求項１または２に記載の解析システム。
【請求項８】
前記出力制御部は、前記第１マハラノビス距離が前記閾値以上である場合には、前記第１マハラノビス距離が前記閾値未満である場合とは異なる表示態様で、前記第１マハラノビス距離をディスプレイに表示する、請求項７に記載の解析システム。
【請求項９】
動作中の対象機器に取り付けられたセンサにより検出される振動信号を取得するステップと、
前記対象機器に対応する前記振動信号を分析することにより、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第１の複数の信号強度を算出するステップと、
予め設定された単位空間に対する、第１の時刻での前記第１の複数の信号強度に基づく信号空間の第１マハラノビス距離を算出するステップと、
前記対象機器の動作状態に関する状態データを取得するステップと、
前記第１マハラノビス距離が閾値以上となった場合、前記状態データに基づいて前記対象機器の異常の有無を判定するステップと、
前記対象機器が異常ではないと判定された場合、前記第１の時刻の近傍の所定期間において取得された前記振動信号を分析することにより算出される、前記複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第２の複数の信号強度に基づいて、前記単位空間を再設定するステップとを含む、解析方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、解析システム、および解析方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、機械の異常を検査するための手法として、機器の動作中の異常振動に起因する信号を検出することにより、その機器の異常の有無を判定する手法が知られている。
【０００３】
例えば、国際公開第２０２２／０６５１０３号（特許文献１）に係る振動解析システムは、対象物に対応する振動信号を分析することにより複数の信号強度を算出し、予め設定された単位空間に対する、複数の信号強度で構成される信号空間のマハラノビス距離に基づいて、対象物の異常発生時期を予測するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２２／０６５１０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る振動解析システムは、単位空間に対する信号空間のマハラノビス距離が大きい場合、対象機器（例えば、ポンプ）の異常発生を警告するための警告情報を出力する。しかし、ポンプ近傍での設備交換等によりポンプ以外で生じる振動（外乱）が積み重なると、外乱の影響を受けた振動信号に基づく信号空間と、基準となる単位空間とのマハラノビス距離が大きくなる。この場合、即時にポンプを保全する必要がないにも関わらず警告情報が出力されてしまうため、精度の高い予兆保全を行なうことができない。
【０００６】
本開示のある局面における目的は、動作中に振動を発生する保全対象機器について、予知保全の精度を向上させることが可能な解析システム、および解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施の形態に従う解析システムは、動作中の対象機器に取り付けられたセンサにより検出される振動信号を取得する信号取得部と、対象機器に対応する振動信号を分析することにより、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第１の複数の信号強度を算出する強度算出部と、予め設定された単位空間に対する、第１の時刻での第１の複数の信号強度に基づく信号空間の第１マハラノビス距離を算出する距離算出部と、対象機器の動作状態に関する状態データを取得するデータ取得部と、第１マハラノビス距離が閾値以上となった場合、状態データに基づいて対象機器の異常の有無を判定する異常判定部と、対象機器が異常ではないと判定された場合、第１の時刻の近傍の所定期間において取得された振動信号を分析することにより算出される、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第２の複数の信号強度に基づいて、単位空間を再設定する設定部とを備える。
【０００８】
好ましくは、強度算出部は、第１の時刻よりも後に取得された振動信号を分析することにより、複数の周波数帯域にそれぞれ対応する第３の複数の信号強度を算出する。距離算出部は、設定部により再設定された単位空間に対する、第３の複数の信号強度に基づく信号空間の第２マハラノビス距離を算出する。第２マハラノビス距離が閾値以上となった場合、異常判定部は、状態データに基づいて対象機器の異常の有無を判定する。
【０００９】
好ましくは、対象機器はポンプである。状態データは、ポンプが吐出する流体の圧力、ポンプを駆動させるための電流値、ポンプを駆動させるための周波数、およびポンプの筐体の温度のうちの少なくとも１つを含む。
【００１０】
好ましくは、圧力が第１基準値未満であるとの第１条件、電流値が第２基準値以上であるとの第２条件、周波数が第３基準値以上であるとの第３条件、および温度が第４基準値以上であるとの第４条件のうちの少なくとも１つが成立する場合、異常判定部は、ポンプが異常であると判定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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