JP6772963B2 - 異常診断装置及び異常診断方法 - Google Patents

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Description

本発明は異常診断装置及び異常診断方法に関する。
装置から出力されるデータに基づいて、装置の異常の有無を診断する技術が知られている。例えば、特許文献1では、プラントのセンサから取得されたプラントデータの波形画像を表示することで、異常の有無の判断を助ける技術が開示されている。また、特許文献2は、検査対象から出力される波形データの特徴量に基づいて、検査対象の異常の有無を判定することについて開示している。
特開2010−049533号公報 特開2007−101243号公報
これらの文献で示される技術では、検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の波形のみに着目して異常の有無が判断される。しかしながら、この属性値は他の条件に影響を受けるため、この属性値のみの波形からでは正確に異常の有無を判断することが困難である。したがって、判断に際し、この他の条件が考慮されることが好ましい。一方で、上述の他の条件が、複数の条件であることもある。このような場合には、全ての条件について考慮しつつ、異常の判定を行わなければならないため、その判定方法は複雑となってしまう恐れがある。
本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、検査対象の異常の有無を容易かつ正確に診断することができる異常診断装置及び異常診断方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、検査対象に異常があるか否かについて診断する異常診断装置であって、前記検査対象から所定の時間にわたって取得される前記検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の時系列データである検査データと、前記所定の時間の前記検査データに対応する、前記属性値に影響を及ぼす変数についての時系列データである変数データとを取得する時系列データ取得手段と、前記検査データの波形と前記変数データの波形とを重畳した画像データである重畳画像データを生成する重畳画像生成手段と、予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データと、前記重畳画像生成手段が生成した前記重畳画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象の異常の有無を判定する判定手段とを有する異常診断装置である。
この異常診断装置によれば、検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の波形データ(検査データ)のみならず、この属性値に影響を及ぼす変数についての波形データ(変数データ)を用いた判定が行われる。このため、検査データのみを用いた判定に比べ、より正確に判定することができる。また、この判定では、検査データと変数データとを重畳した画像についての類似度により異常の有無が判定される。このため、検査データと変数データとの関係などについて詳細な解析を要さず、容易に判定することができる。
上記の一態様において、前記判定手段は、予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データを用いて学習された判定モデルを用いて判定を行い、前記異常診断装置は、前記判定手段による判定方法とは異なる他の異常判定方法による、前記判定手段により判定された前記検査対象についての判定結果に基づいて、前記判定モデルを更新する判定モデル更新手段をさらに有してもよい。
このようにすることで、より正確な判定結果を判定モデルに反映させ、異常診断装置の判定精度を向上させることができる。
上記の一態様において、前記判定モデル更新手段は、前記類似度が所定の基準値未満である前記検査対象についての前記他の異常判定方法による判定結果に基づいて前記判定モデルを更新してもよい。
このようにすることで、判定精度が特に低いデータに対する判定精度を向上することができる。
上記の一態様において、前記検査データと前記変数データが、前記検査対象の前記所定の時間における動作中の時系列データであってもよい。
この場合、検査対象の動作中に発生する各種の値から検査対象の異常の有無を判定することができる。
上記の一態様において、前記変数データは、前記検査対象に対する所定の加工のための制御状態を示す値の時系列データであり、前記検査データは、前記所定の加工後の前記検査対象の状態を示す値の時系列データであってもよい。
この場合、検査対象の加工後の状態に影響を与える加工時の条件を考慮した診断を行うことができる。
また、上記目的を達成するための本発明の一態様は、検査対象に異常があるか否かについて診断する異常診断方法であって、前記検査対象から所定の時間にわたって取得される前記検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の時系列データである検査データと、前記所定の時間の前記検査データに対応する、前記属性値に影響を及ぼす変数についての時系列データである変数データとを取得し、前記検査データの波形と前記変数データの波形とを重畳した画像データである重畳画像データを生成し、予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データと、生成した前記重畳画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象の異常の有無を判定する異常診断方法である。
この異常診断方法では、検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の波形データ(検査データ)のみならず、この属性値に影響を及ぼす変数についての波形データ(変数データ)を用いた判定が行われる。このため、検査データのみを用いた判定に比べ、より正確に判定することができる。また、この判定では、検査データと変数データとを重畳した画像についての類似度により異常の有無が判定される。このため、検査データと変数データとの関係などについて詳細な解析を要さず、容易に判定することができる。
上記の一態様において、複数の検査対象のうち前記類似度が所定の基準値未満である前記検査対象について、前記重畳画像データの前記類似度による判定方法とは異なる他の異常判定方法により異常の有無を判定してもよい。
この方法では、重畳画像データの類似度による判定が行われた全ての検査対象のうち、判定精度が低い一部の検査対象のみについて、他の異常判定方法を実施することができる。このため、効率的な異常判定が可能となる。
本発明によれば、検査対象の異常の有無を容易かつ正確に診断することができる異常診断装置及び異常診断方法を提供することができる。
実施の形態にかかる異常診断装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態にかかる異常診断装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態にかかる異常診断装置を用いた異常診断方法の流れの一例を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる異常診断装置を用いた異常診断方法の流れの別の例を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる異常診断装置を用いた診断の第1の具体例を示す模式図である。 重畳画像生成部により生成される画像データの一例を示す模式図である。 実施の形態にかかる異常診断装置を用いた診断の第2の具体例を示す模式図である。 重畳画像生成部により生成される画像データの一例を示す模式図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態にかかる異常診断装置10の機能構成の一例を示すブロック図である。また、図2は、実施の形態にかかる異常診断装置10のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
異常診断装置10は、検査対象に異常があるか否かについて診断する装置である。異常診断装置10は、図1に示されるように、時系列データ取得部101と、波形表示部102と、重畳画像生成部103と、特徴量算出部104と、判定部105と、判定結果出力部106と、判定結果入力部107と、判定モデル学習部108と、データベース109とを有する。
時系列データ取得部(時系列データ取得手段)101は、検査データと、変数データとを取得する。ここで、検査データとは、検査対象から所定の時間(以下、検出期間と称す。)にわたって取得される時系列データであり、かつ、検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の時系列データである。検査データは、例えば、検査対象の動作中の出力値又は状態値の時系列データにより構成されるデータでもよいし、検査対象に対して所定の測定を行った際の時系列データにより構成されるデータでもよい。また、変数データは、上述の属性値に影響を及ぼす変数についての時系列データである。なお、時系列データ取得部101により取得される変数データは、上記検出期間における検査データに対応する時系列データである。
例えば、検査データと変数データは、検査対象の上記検出期間における動作中の時系列データである。又は、例えば、変数データは、検査対象に対する所定の加工のための制御状態を示す値の時系列データであり、検査データは、この所定の加工後の検査対象の状態を示す値の時系列データである。
時系列データ取得部101は、変数データとして、複数の変数についてのそれぞれの時系列データを取得してもよい。また、時系列データ取得部101は、検査データとして、複数の属性値の時系列データを取得してもよい。
なお、時系列データ取得部101は、任意の方法により時系列データを取得すればよい。例えば、時系列データ取得部101は、異常診断装置10と接続された検査対象から直接取得してもよいし、当該検査対象と接続された測定器から取得してもよいし、記録媒体に記録された時系列データを読み出すことにより取得してもよい。また、時系列データ取得部101は、有線又は無線により接続したネットワークを介して取得してもよい。
波形表示部102は、時系列データ取得部101により取得された時系列データの波形をディスプレイ11に表示する。波形表示部102は、時系列データ取得部101により取得された時系列データのそれぞれの波形を重畳して表示する。
重畳画像生成部(重畳画像生成手段)103は、検査データの波形と変数データの波形とを重畳した画像データである重畳画像データを生成する。すなわち、重畳画像生成部103は、時系列データ取得部101により取得された時系列データのそれぞれの波形画像を全て重畳した画像データを生成する。重畳画像生成部103は、波形表示部102による表示画像を画像データとしてメモリ12に記憶する。これにより、重畳画像データが生成される。なお、重畳画像生成部103は、任意の方法により、上述の重畳画像データを生成すればよく、生成方法は限定されない。
特徴量算出部104は、重畳画像生成部103により生成された重畳画像データについて、所定の特徴量を算出する。なお、ここで算出される所定の特徴量は、判定部105で用いられる判定モデルに対応した画像特徴量である。具体的には、この画像特徴量は、例えば、Grid Fourier又はLine Directionなどであるが、これらに限定されない。
判定部(判定手段)105は、予め異常又は正常の判定値が付与されている重畳画像データと、検査対象に対して重畳画像生成部103が生成した重畳画像データとの類似度に基づいて、検査対象の異常の有無を判定する。判定部105は、具体的には、予め異常又は正常の判定値が付与されている重畳画像データを用いて学習された判定モデルを用いて類似度を判定する。判定モデルは、予め異常又は正常の判定値が付与されている多数の重畳画像データの特徴量を用いて、学習されている。なお、学習に用いられる重畳画像データは、検査対象に対して時系列データ取得部101が取得する変数データと同じ変数の変数データと、検査対象に対して時系列データ取得部101が取得する検査データと同じ属性の検査データである。学習に用いられる各重畳画像データについては、例えば他の異常判定手法による判定結果に基づいて異常又は正常のいずれかの判定値が対応づけられている。
判定モデルは、例えば、任意の機械学習を用いて生成されるモデルである。このような判定モデルの一例としては、ランダムフォレスト、SVM(サポートベクターマシン)、ディープラーニングなどが挙げられるが、これらに限られない。
具体的には、判定部105は、データベース109に格納された判定モデルを読み出し、この判定モデルに対して特徴量算出部104により算出された特徴量を入力することで、検査対象の異常又は正常を判定する。なお、データベース109が複数の判定モデルを格納している場合には、複数の判定モデルのうち、今回行う検査内容に対応する判定モデルを読み出して、判定を行う。例えば、判定部105は、判定モデルを利用することにより、判定値が予め付与されている複数の重畳画像データのうち、検査対象についての重畳画像データとの類似度合いが、所定の基準値以上であり、かつ、最も高いものに対応づけられている判定値(すなわち、正常又は異常)を検査対象の判定値とする。
判定結果出力部106は、判定部105により判定された判定結果、すなわち判定値を出力する。例えば、判定結果出力部106は、判定値をディスプレイ11に出力する。
判定結果入力部107は、判定部105による判定方法とは異なる他の異常判定方法による判定結果の入力を受け付ける。すなわち、判定結果入力部107は、判定部105により判定された検査対象についての他の異常判定方法による判定結果の入力を受け付ける。ここで、他の異常判定方法は、例えば、判定部105による判定よりも判定精度の高い任意の異常判定方法である。判定結果入力部107は、ユーザからの入力を受け付けてもよいし、他の異常診断装置などから送信された判定結果を受け付けてもよい。判定結果入力部107は、受け付けた判定結果を、当該検査対象の重畳画像データ又はその特徴量と対応づけてデータベース109に格納する。
判定モデル学習部(判定モデル更新手段)108は、予め異常又は正常の判定値が付与されている重畳画像データを用いて判定モデルの学習を行う。また、判定モデル学習部108は、判定結果入力部107に入力された判定結果に基づいて、判定モデルを更新する。このようにすることで、例えば他の異常判定方法による、より正確な判定結果を判定モデルに反映させ、異常診断装置10の判定精度を向上させることができる。
データベース109は、判定処理に用いられる種々のデータを格納する。データベース109には、具体的には、判定モデルの学習に用いられる重畳画像データと、これに対応づけられた判定値と、判定モデルとが、格納されている。また、判定結果入力部107が入力を受け付けた場合には、判定結果入力部107が取得した判定結果と、これに対応する重畳画像データとが、データベース109に格納されることとなる。
次に、異常診断装置10のハードウェア構成の一例について説明する。図2に示されるように、異常診断装置10は、ディスプレイ11、メモリ12、及びプロセッサ13を含む。
ディスプレイ11は、任意の画像を表示する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイ、有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイであってもよい。
メモリ12は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ12は、プロセッサ13から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ13は、図示されていない入出力インタフェースを介してメモリ12にアクセスしてもよい。メモリ12は、プロセッサ13により実行されるソフトウェア(コンピュータプログラム)などを格納するために使用される。
プロセッサ13は、メモリ12からソフトウェア(コンピュータプログラム)を読み出して実行することで、時系列データ取得部101、波形表示部102、重畳画像生成部103、特徴量算出部104、判定部105、判定結果出力部106、判定結果入力部107、及び、判定モデル学習部108を実現する。このように、異常診断装置10は、コンピュータとしての機能を備えている。プロセッサ13は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU、又はCPUであってもよい。プロセッサ13は、複数のプロセッサを含んでもよい。
なお、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、Compact Disc Read Only Memory(CD-ROM)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、Programmable ROM(PROM)、Erasable PROM(EPROM)、フラッシュROM、Random Access Memory(RAM))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
データベース109は、例えば、メモリ12などの記憶装置により実現されてもよい。なお、本実施の形態では、異常診断装置10がデータベース109を備える構成を一例として示しているが、データベース109は異常診断装置10とは別に設けられてもよい。すなわち、異常診断装置10は、他の装置に設けられたデータベース109から情報を取得してもよい。
また、時系列データ取得部101、波形表示部102、重畳画像生成部103、特徴量算出部104、判定部105、判定結果出力部106、判定結果入力部107、及び、判定モデル学習部108は、プログラムによるソフトウェアでの実現に限ることなく、これらがハードウェア回路により実現されてもよいし、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうちのいずれかの組み合わせ等により実現されてもよい。
次に、異常診断装置10を用いた異常診断方法について説明する。図3は、異常診断装置10を用いた異常診断方法の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図3に示すフローチャートに沿って、異常診断方法の流れの一例について説明する。
ステップ100(S100)において、時系列データ取得部101が、検査データ及び変数データの時系列データを取得する。
次に、ステップ101(S101)において、波形表示部102がステップ100で取得された時系列データの波形をディスプレイ11に表示する。
次に、ステップ102(S102)において、重畳画像生成部103が検査データの波形及び変数データの波形を重畳した画像データを生成する。
次に、ステップ103(S103)において、特徴量算出部104は、ステップ102で生成された画像データについての所定の特徴量を算出する。
次に、ステップ104(S104)において、判定部105が、特徴量の類似度に基づいて、検査対象の異常の有無を判定する。具体的には、判定部105は、ステップ103で算出された特徴量を、予め学習された判定モデルに適用し、検査対象の異常の有無を判定する。
次に、ステップ105(S105)において、判定結果出力部106は、ステップ104における判定結果をディスプレイ11に表示する。
次に、ステップ106(S106)において、ステップ104における判定が行われた検査対象についての他の異常判定方法による診断が行われる。なお、この診断は、人による検査又は異常診断装置10とは別の装置による検査などによって行われる。なお、図3に示したフローチャートでは、他の異常判定方法による診断がステップ105の後に行われているが、ステップ105よりも前に行われてもよい。
次に、ステップ107(S107)において、判定結果入力部107が、ステップ106の診断による判定結果の入力を受け付ける。
次に、ステップ108(S108)において、判定モデル学習部108は、ステップ104における判定結果とステップ107において入力された判定結果とが同じであるか否かを判定する。両判定結果が同じである場合、本方法は終了する。なお、別の検査対象がある場合には、本ステップの後、別の検査対象について上述のフローが行われる。
両判定結果が異なる場合、ステップ109(S109)において、判定モデル学習部108は、ステップ107で入力された判定結果を用いて、判定モデルを更新する。その後、本方法は、終了する。なお、別の検査対象がある場合には、本ステップの後、別の検査対象について上述のフローが行われる。
図3を参照して異常診断装置10を用いた異常診断方法について説明したが、図4示すような異常診断方法が実施されてもよい。図4は、異常診断装置10を用いた異常診断方法の流れの別の例を示すフローチャートである。以下、図4に示すフローチャートに沿って、異常診断方法の流れの別の例について説明する。なお、図4に示したフローチャートは、ステップ105までが図3に示したフローチャートと同じである。したがって、ステップ105以降の流れについて、説明する。
図4に示したフローチャートでは、ステップ105の後、ステップ110が行われる。ステップ110(S110)において、判定部105は、検査対象についての重畳画像データと、予め異常又は正常の判定値が付与されている重畳画像データとの類似度が所定の基準値未満であるか否かについて判定する。類似度が基準値以上である場合、本方法は終了する。なお、別の検査対象がある場合には、本ステップの後、別の検査対象について上述のフローが行われる。
類似度が基準値未満である場合、ステップ111(S111)において、ステップ106と同様、ステップ104における判定が行われた検査対象についての他の異常判定方法による診断が行われる。すなわち、本方法では、複数の検査対象のうち類似度が所定の基準値未満である検査対象について、重畳画像データの類似度による判定方法とは異なる他の異常判定方法により異常の有無を判定する。言い換えると、本方法では、異常診断装置10により検査される全ての検査対象に対して他の異常判定方法による診断が行われるのではなく、類似度が所定の基準値未満である検査対象についてのみ他の異常判定方法による診断が行われる。したがって、この方法では、重畳画像データの類似度による判定が行われた全ての検査対象のうち、判定精度が低い一部の検査対象のみについて、他の異常判定方法が実施される。このため、効率的な異常判定が可能となる。
次に、ステップ112(S112)において、ステップ107と同様、判定結果入力部107が、ステップ111の診断による判定結果の入力を受け付ける。
次に、ステップ113(S113)において、ステップ109と同様、判定モデル学習部108は、ステップ112で入力された判定結果を用いて、判定モデルを更新する。その後、本方法は、終了する。なお、別の検査対象がある場合には、本ステップの後、別の検査対象について上述のフローが行われる。
このように、本方法では、判定モデル学習部108は、類似度が所定の基準値未満である検査対象についての他の異常判定方法による判定結果に基づいて判定モデルを更新する。このため、本方法では、判定精度が特に低いデータに対する判定精度を向上することができる。
次に、異常診断装置10を用いた検査対象の診断の具体例について説明する。第1の例(図5参照)は、検査対象である製品20の電圧測定検査による診断の例である。なお、図5に示す例において、製品20は、例えば燃料電池であるが、検査対象の製品はこれに限られない。
この例では、図5に示すように、製品20は、測定装置200に取り付けられ、測定装置200により検査データ及び変数データの時系列データが測定される。測定装置200は、圧力計201A、201B、温度計202A、202B、電流計203、及び電圧計204によりこれらの時系列データを測定する。圧力計201Aは、製品20の発電に必要な反応ガスの入力側の圧力を測定する。圧力計201Bは、製品20の発電に必要な反応ガスの出力側の圧力を測定する。温度計202Aは、発電時に製品20の冷却を行うための冷却水の入力側の水温を測定する。温度計202Bは、発電時に製品20の冷却を行うための冷却水の出力側の水温を測定する。電流計203は、電源205により製品20に供給される電流の電流値を測定する。電圧計204は、製品20による発電により得られる電圧値を測定する。
圧力計201A、201B、温度計202A、202B、電流計203の各測定値は、電圧計204の測定値と関連がある。すなわち、圧力計201A、201B、温度計202A、202B、電流計203の各測定値の時系列データは、変数データに相当する。また、電圧計204の測定値は、検査データに相当する。つまり、この具体例では、電圧が、製品20の異常の有無を決定づける属性値である。各測定値は、異常診断装置10に入力される。したがって、図5に示した例では、時系列データ取得部101は、製品20が検査のために動作している期間(検査期間)である第1の時刻t1から第2の時刻t2までの期間の各測定値(すなわち、圧力計201A、201B、温度計202A、202B、電流計203、及び電圧計204から送信される各時系列データ)についての時系列データを取得する。このように、図5に示した例では、検査データと変数データは、検査対象の検出期間における動作中の時系列データである。したがって、変数データは、検出期間における検査データに対応する時系列データである。
図6は、重畳画像生成部103により生成される画像データの一例を示す模式図である。図6に示される各画像のうち左側の4つは、時系列データ取得部101が取得した各時系列データの波形を示す画像である。左側の上から1番目の画像は、電流計203の測定値を示す波形の画像である。左側の上から2番目の画像は、温度計202A、202Bの測定値を示す波形の画像である。左側の上から3番目の画像は、圧力計201A、201Bの測定値を示す波形の画像である。左側の上から4番目の画像は、電圧計204の測定値を示す波形の画像である。そして、これらの画像の波形を重畳した画像が図6の右側に示される画像である。特徴量算出部104は、この重畳画像についての特徴量を算出し、判定部105は算出された特徴量に基づいて、製品20の異常の有無を判定する。
本具体例では、上述の通り、検査データと変数データが、検査対象の所定の時間における動作中の時系列データである。このため、検査対象の動作中に発生する各種の値から検査対象の異常の有無を判定することができる。具体的には、動作中の電流値、温度値、及び圧力値を考慮して、動作中の電圧の異常、すなわち製品20の異常を判定することができる。なお、本具体例では、燃料電池を例に挙げたが、これに限らず任意の製品が診断対象となりうる。
次に、別の具体例について説明する。第2の例(図7参照)は、検査対象である製品30に対するロボット300A〜300Dの加工結果に異常がないか否かを診断する例である。なお、図7に示す例において、製品30は、例えば自動車のボディであるが、検査対象の製品はこれに限られない。また、加工内容として、一例としてボディへの塗料の塗布を挙げるが、加工内容はこれに限られない。
この例では、図7に示すように、製品30に対し、ロボット300A〜300Dが塗料を塗布する加工を行う。加工時のロボット300A〜300Dの制御状態を示すパラメータの各値は、変数データとして、異常診断装置10に入力される。このパラメータは、例えば、塗料の吹き出し口の向きを変更するための軸の回転角度であるが、これに限定されない。例えば、吹き出す塗料の量であってもよい。このため、ロボット300A〜300Dによる加工が行われている際のパラメータの値の時系列データが、時系列データ取得部101に取得される。
ロボット300A〜300Dのパラメータの値は、加工結果(ここでの例では、塗膜の膜厚)と関連がある。すなわち、ロボット300A〜300Dのパラメータの値の時系列データは、変数データに相当する。また、加工結果である膜厚は、検査データに相当する。つまり、この具体例では、膜厚が、製品30の異常の有無を決定づける属性値である。なお、検査データは、加工後の製品30に対する測定により得られる。膜厚は、加工後に、膜厚センサ(測定器301)により測定される。センサにより、塗装が行われた領域の各位置について、順次、膜厚が測定される。このため、各測定値が時系列データを構成することとなる。この時系列データについても、検査データとして時系列データ取得部101に取得される。したがって、図7に示した例では、時系列データ取得部101が取得する変数データは、検査対象である製品30に対する所定の加工のための制御状態を示す値の時系列データであり、時系列データ取得部101が取得する検査データは、所定の加工後の製品30の状態を示す値の時系列データである。
ここで、検査データは、予め定められたペースで各位置の測定が連続的に行われることにより得られる測定値である。例えば、ロボット300A〜300Dによる加工が第1の期間の間、行われ、加工後の測定が、第2の期間の間、行われたとする。この場合、変数データは、第1の期間における時系列データであり、検査データは、第2の期間における時系列データである。ただし、この第2の期間、すなわち検出期間は、第1の期間においてなされた加工の結果を測定するのに要する期間である。言い換えると、第1の期間の変数データは、第2の期間(検出期間)における検査データに対応する時系列データともいえる。なお、変数データの取得と検査データの取得が並行して行われてもよい。すなわち、例えば、加工作業が進行中に、加工後の領域についての検査データの取得が行われてもよい。
図8は、重畳画像生成部103により生成される画像データの一例を示す模式図である。図8に示される各画像のうち左側の5つは、図7に示した具体例において、時系列データ取得部101が取得した各時系列データの波形を示す画像である。左側の上から1番目の画像は、ロボット300Aの変動データを示す波形の画像である。左側の上から2番目の画像は、ロボット300Bの変動データを示す波形の画像である。左側の上から3番目の画像は、ロボット300Cの変動データを示す波形の画像である。左側の上から4番目の画像は、ロボット300Dの変動データを示す波形の画像である。左側の上から5番目の画像は、検査データを示す波形の画像である。
そして、これらの画像の波形を重畳した画像が図8の右側に示される画像である。特徴量算出部104は、この重畳画像についての特徴量を算出し、判定部105は算出された特徴量に基づいて、製品30の異常の有無を判定する。
本具体例では、上述の通り、変数データは、検査対象に対する所定の加工のための制御状態を示す値の時系列データであり、検査データは、所定の加工後の検査対象の状態を示す値の時系列データである。このため、検査対象の加工後の状態に影響を与える加工時の条件を考慮した診断を行うことができる。具体的には、加工時のロボット300A〜300Dのパラメータの値を考慮して、加工結果の異常、すなわち製品30の異常を判定することができる。なお、本具体例では、自動車の塗装を例に挙げたが、これに限らず任意の製品の任意の加工についての診断が可能である。
以上、実施の形態にかかる異常診断装置10について説明した。異常診断装置10によれば、検査対象の異常の有無を決定づける属性値の波形データである検査データのみならず、この属性値に影響を及ぼす変数についての波形データである変数データを用いた判定が行われる。このため、検査対象の異常の有無を決定づける属性値のみを用いた判定に比べ、より正確に異常の有無を判定することができる。さらに、異常診断装置10は、検査データの波形と変数データの波形とを重畳した画像についての類似度により異常を判定する。このため、検査データと変数データとの関係などについて詳細な解析を要さず、容易に判定することができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
10 異常診断装置
101 時系列データ取得部
102 波形表示部
103 重畳画像生成部
104 特徴量算出部
105 判定部
106 判定結果出力部
107 判定結果入力部
108 判定モデル学習部
109 データベース

Claims (7)

  1. 検査対象に異常があるか否かについて診断する異常診断装置であって、
    前記検査対象から所定の時間にわたって取得される前記検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の時系列データである検査データと、前記所定の時間の前記検査データに対応する、前記属性値に影響を及ぼす変数についての時系列データである変数データとを取得する時系列データ取得手段と、
    前記検査データの波形と前記変数データの波形とを重畳した画像データである重畳画像データを生成する重畳画像生成手段と、
    予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データと、前記重畳画像生成手段が生成した前記重畳画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象の異常の有無を判定する判定手段と
    を有する異常診断装置。
  2. 前記判定手段は、予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データを用いて学習された判定モデルを用いて判定を行い、
    前記異常診断装置は、前記判定手段による判定方法とは異なる他の異常判定方法による、前記判定手段により判定された前記検査対象についての判定結果に基づいて、前記判定モデルを更新する判定モデル更新手段をさらに有する
    請求項1に記載の異常診断装置。
  3. 前記判定モデル更新手段は、前記類似度が所定の基準値未満である前記検査対象についての前記他の異常判定方法による判定結果に基づいて前記判定モデルを更新する
    請求項2に記載の異常診断装置。
  4. 前記検査データと前記変数データが、前記検査対象の前記所定の時間における動作中の時系列データである
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異常診断装置。
  5. 前記変数データは、前記検査対象に対する所定の加工のための制御状態を示す値の時系列データであり、前記検査データは、前記所定の加工後の前記検査対象の状態を示す値の時系列データである
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異常診断装置。
  6. 検査対象に異常があるか否かについて診断する異常診断方法であって、
    前記検査対象から所定の時間にわたって取得される前記検査対象の異常の有無を決定づける所定の属性値の時系列データである検査データと、前記所定の時間の前記検査データに対応する、前記属性値に影響を及ぼす変数についての時系列データである変数データとを取得し、
    前記検査データの波形と前記変数データの波形とを重畳した画像データである重畳画像データを生成し、
    予め異常又は正常の判定値が付与されている前記重畳画像データと、生成した前記重畳画像データとの類似度に基づいて、前記検査対象の異常の有無を判定する
    異常診断方法。
  7. 複数の検査対象のうち前記類似度が所定の基準値未満である前記検査対象について、前記重畳画像データの前記類似度による判定方法とは異なる他の異常判定方法により異常の有無を判定する
    請求項6に記載の異常診断方法。
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