JP7236886B2 - 異常検知装置、異常検知方法、及び異常検知システム - Google Patents
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Description
10 :対象装置
11 :観測センサ
20 :異常検知装置
21 :データ取得部
22 :予測センサデータ選択部
23 :学習センサデータ記憶部
24 :前処理部
24a :閾値超過判定部
24b :特徴量抽出部
25 :統計処理部
25a :PCA部
25b :クラスタリング部
26 :異常検知部
26a :クラスタ比較部
26b :異常候補判定部
26c :異常候補レベル判定部
27 :判定結果情報出力部
28 :学習センサデータ更新部
30 :ネットワーク
70 :ディスプレイ
71 :入力装置
Claims (8)
- 複数回の加工作業が行える対象装置の異常を検知する異常検知装置であって、
前記対象装置の状態を観測する観測センサが出力した観測センサデータ、当該観測センサデータが出力された際の前記対象装置の加工条件及び作業内容の少なくとも一つを含む前提条件、及び当該前提条件下で行った累積加工回数を取得するデータ取得部と、
前記対象装置が過去に正常状態で稼働中に前記観測センサが出力した観測センサデータ、当該観測センサデータが出力された際の前提条件、及び当該前提条件下で行った累積加工回数を関連付けて学習センサデータとして記憶する学習センサデータ記憶部と、
前記対象装置の観測対象回を基準として、加工回数がそれ以下であり、かつ同一の前提条件下で出力された前記学習センサデータを前記学習センサデータ記憶部に記録された学習センサデータ群から選択し、選択した学習センサデータに基づいて、前記観測対象回における前記対象装置の状態を予測した予測センサデータを生成する予測センサデータ選択部と、
前記観測対象回における観測センサデータ、及び前記予測センサデータの比較結果に基づいて、前記観測対象回における前記対象装置の異常発生を検知する異常検知部と、
を備えることを特徴とする異常検知装置。 - 請求項1に記載の異常検知装置において、
前記予測センサデータ選択部は、前記対象装置が同一の前提条件下で加工作業を1回行った際の状態変化量を、前記学習センサデータに基づいて演算し、
前記学習センサデータ記憶部から前記観測対象回よりも加工回数が少なく、かつ同一の前提条件下で出力された学習センサデータのうち、前記観測対象回に最も近い加工回数の学習センサデータを読み出し、前記最も近い回数と前記観測対象回との差分回数分の前記状態変化量を前記読み出した学習センサデータに対して進めることにより前記観測対象回の前記対象装置の状態を予測し、当該予測したデータを前記予測センサデータとして選択する、
ことを特徴とする異常検知装置。 - 請求項1に記載の異常検知装置において、
前記予測センサデータ選択部は、既知の前提条件であるが初めての加工工程の場合に前記既知の前提条件と同一の前提条件下で出力された前記学習センサデータを前記学習センサデータ記憶部に記録された学習センサデータ群から選択し、選択した学習センサデータを前記予測センサデータとして選択し、
前記異常検知部は、前記初めての加工工程における観測センサデータ、及び前記予測センサデータの比較結果に基づいて、前記初めての加工工程における観前記観測対象回における前記対象装置の異常発生を検知する、
を備えることを特徴とする異常検知装置。 - 請求項2又は3に記載の異常検知装置において、
ノイズ又は外れ値を含む観測センサデータを除去する閾値超過判定部を更に備え、
前記予測センサデータ選択部は、前記予測センサデータの分散値又は標準偏差を求め、
前記閾値超過判定部は、前記分散値又は前記標準偏差に基づいて、前記予測センサデータが正規分布に準じて発生しうるばらつきの上限閾値及び下限閾値を設定し、前記観測対象回の観測センサデータの値が前記上限閾値を超えた場合、又は前記下限閾値を下回った場合は、当該観測センサデータを異常検知処理の対象外とする、
ことを特徴とする異常検知装置。 - 請求項4に記載の異常検知装置において、
前記閾値超過判定部が、前記下限閾値以上かつ前記上限閾値以下に値が収まると判定した前記観測センサデータに含まれる少なくとも一つ以上の主成分を含む統計特徴量、及び前記予測センサデータに含まれる少なくとも一つ以上の主成分を含む統計特徴量を其々抽出する特徴量抽出部と、
前記観測センサデータに含まれる統計特徴量、及び前記予測センサデータに含まれる統計特徴量のクラスタリングを行う統計処理部と、
前記統計処理部によるクラスタリング結果に基づいて、前記観測センサデータ及び前記予測センサデータの類似度を判定し、当該類似度に基づいて前記対象装置の異常の有無を判定する異常検知部と、
前記異常の有無の判定結果を出力する判定結果情報出力部と、
を更に備えることを特徴とする異常検知装置。 - 請求項5に記載の異常検知装置において、
前記異常検知部が、前記対象装置の異常はないとの判定に用いた前記観測センサデータを、前記学習センサデータ記憶部に記録する学習センサデータ更新部を更に備える、
ことを特徴とする異常検知装置。 - 複数回の加工作業が行える対象装置の異常を検知する異常検知方法であって、
前記対象装置の状態を観測する観測センサが出力した観測センサデータ、当該観測センサデータが出力された際の前記対象装置の加工条件及び作業内容の少なくとも一つを含む前提条件、及び当該前提条件下で行った累積加工回数を取得するステップと、
前記対象装置が過去に正常状態で稼働中に前記観測センサが出力した観測センサデータ、当該観測センサデータが出力された際の前提条件、及び当該前提条件下で行った累積加工回数を関連付けて学習センサデータとして記憶するステップと、
前記対象装置の観測対象回を基準として、加工回数がそれ以下であり、かつ同一の前提条件下で出力された前記学習センサデータを読み出し、読み出した学習センサデータに基づいて、前記観測対象回における前記対象装置の状態を予測した予測センサデータを生成するステップと、
前記観測対象回における観測センサデータ、及び前記予測センサデータの比較結果に基
づいて、前記観測対象回における前記対象装置の異常発生を検知するステップと、
を含むことを特徴とする異常検知方法。 - 請求項1に記載の異常検知装置と、
前記異常検知装置により異常を検知する対象となる対象装置と、をネットワークで接続して構成される異常検知システム。
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JP2019046444A JP7236886B2 (ja) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 異常検知装置、異常検知方法、及び異常検知システム |
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