JP7242153B1 - データ収集装置、データ収集方法、データ収集プログラム及びデータ収集システム - Google Patents

Abstract

データ収集装置（１０）は、故障が検知された機器（６０）である故障機器を示す故障情報を受信する。すると、データ収集装置（１０）は、故障情報が示す故障機器に類似する監視対象の機器（６０）である類似機器を特定する。データ収集装置（１０）は、複数の監視装置（７０）のうち、類似機器を監視する監視装置（７０）を対象の監視装置（７０）として、対象の監視装置（７０）に対して類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する。

Description

本開示は、故障発生の前兆を示すデータを収集する技術に関する。

鉄道事業及び発電事業等は、連続稼働が極めて重要な社会インフラに関わる事業である。このような事業では、状態基準保全に関する取り組みが盛んに行われている。状態基準保全では、機器にセンサが取り付けられ、機器の稼働データが取得され蓄積される。そして、蓄積された稼働データを分析することにより、機器の故障予兆が検出される。

センサより取得された機器の稼働データは、機器が搭載された構成物に設置された故障予兆を監視する監視装置により収集される。監視装置は、蓄積及び分析を行うデータ収集装置に稼働データを送信する。
精度の高い状態基準保全を実現するにはビッグデータの収集が必要である。しかし、遠隔地に設置した多くの監視装置から稼働データを送信する伝送帯域には限りがある。そのため、全ての機器の詳細なデータを常時遠隔地から送信し、精度の高い状態基準保全に必要な膨大な稼働データをデータ収集装置に収集することは困難である。
そこで、精度の高い状態基準保全を実現するために重要性の高い稼働データを優先して収集することが必要になる。

特許文献１には、故障確率が高い場合には、故障確率が低い場合よりも異常検知時刻前の長い期間の計測データを保存しておくことが記載されている。これにより、特許文献１では、保存しておくデータ量を減らしつつ、必要性の高いデータが保存されるようにしている。

国際公開第２０１６／１９９２１０号

故障発生の前兆を示すデータは、精度の高い状態基準保全を実現するために重要度が高い。特許文献１に記載された技術では、異常が発生した機器についてのデータが収集される。しかし、特許文献１に記載された技術では、異常が発生していない機器、つまり故障発生前の機器についてのデータを重点的に収集することはできない。そのため、特許文献１に記載された技術では、故障発生の前兆を示すデータを十分に収集することはできない。
本開示は、故障発生の前兆を示すデータを十分に収集可能にすることを目的とする。

本開示に係るデータ収集装置は、
監視対象の機器の監視を行う複数の監視装置のうちいずれかの監視装置から、故障が検知された機器である故障機器を示す故障情報を受信するデータ受信部と、
前記データ受信部によって受信された前記故障情報が示す前記故障機器に類似する前記監視対象の機器である類似機器を特定する類似機器特定部と、
前記複数の監視装置のうち、前記類似機器特定部によって特定された前記類似機器を監視する監視装置を対象の監視装置として、前記対象の監視装置に対して前記類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する信号送信部と
を備える。

本開示では、故障機器に類似する類似機器についての稼働データの送信量を増加させる。これにより、今後故障が発生する可能性が高い機器についての稼働データを重点的に収集可能である。その結果、故障発生の前兆を示すデータを十分に収集可能である。

実施の形態１に係るデータ収集システム１００の構成図。 実施の形態１に係るデータ収集装置１０の構成図。 実施の形態１に係る監視装置７０の構成図。 実施の形態１に係るデータ収集システム１００の動作の流れを示すフローチャート。 実施の形態１に係る稼働データ記憶部３１に記憶されるデータの説明図。 実施の形態１に係る類似機器特定処理のフローチャート。 実施の形態１に係る機器情報記憶部３２に記憶されるデータの説明図。 実施の形態２に係るデータ収集装置１０の構成図。 実施の形態２に係るデータ収集システム１００の動作の流れを示すフローチャート。 実施の形態３に係るデータ収集装置１０の構成図。 実施の形態３に係るデータ収集システム１００の動作の流れを示すフローチャート。 実施の形態４に係るデータ収集装置１０の構成図。 実施の形態４に係るデータ収集システム１００の動作の流れを示すフローチャート。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、実施の形態１に係るデータ収集システム１００の構成を説明する。
データ収集システム１００は、データ収集装置１０と、１つ以上の構成物５０とを備える。データ収集装置１０と各構成物５０とは、伝送路９０を介して接続されている。伝送路９０は、具体例としては、ＷＡＮである。ＷＡＮＬＡＮは、Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋの略である。
データ収集装置１０は、機器６０の稼働データを収集するコンピュータである。構成物５０は、１つ以上の機器６０と、監視装置７０とを備える。構成物５０は、鉄道車両と、発電プラントと、エレベータといったものである。実施の形態１では、構成物５０は、鉄道車両であるとして説明する。
機器６０は、故障の前兆を監視する監視対象である。機器６０には、１つ以上のセンサ６１が設置されている。センサ６１により、機器６０についての稼働データが取得される。監視装置７０は、監視対象の機器６０を監視するコンピュータである。

図２を参照して、実施の形態１に係るデータ収集装置１０の構成を説明する。
データ収集装置１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３と、通信インタフェース１４とのハードウェアを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

データ収集装置１０は、機能構成要素として、データ受信部２１と、類似機器特定部２２と、信号送信部２３と、データ処理部２４とを備える。データ収集装置１０の各機能構成要素の機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ１３には、データ収集装置１０の各機能構成要素の機能を実現するプログラムが格納されている。このプログラムは、プロセッサ１１によりメモリ１２に読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。これにより、データ収集装置１０の各機能構成要素の機能が実現される。

ストレージ１３は、稼働データ記憶部３１と、機器情報記憶部３２とを実現する。

図３を参照して、実施の形態１に係る監視装置７０の構成を説明する。
監視装置７０は、プロセッサ７１と、メモリ７２と、ストレージ７３と、通信インタフェース７４とのハードウェアを備える。プロセッサ７１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

監視装置７０は、機能構成要素として、故障判定部８１と、データ送信部８２と、モード設定部８３とを備える。監視装置７０の各機能構成要素の機能はソフトウェアにより実現される。
ストレージ７３には、監視装置７０の各機能構成要素の機能を実現するプログラムが格納されている。このプログラムは、プロセッサ７１によりメモリ７２に読み込まれ、プロセッサ７１によって実行される。これにより、監視装置７０の各機能構成要素の機能が実現される。

プロセッサ１１，７１は、プロセッシングを行うＩＣである。ＩＣはＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略である。プロセッサ１１，７１は、具体例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ、ＧＰＵである。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略である。ＤＳＰは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略である。ＧＰＵは、Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略である。

メモリ１２，７２は、データを一時的に記憶する記憶装置である。メモリ１２，７２は、具体例としては、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭである。ＳＲＡＭは、Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略である。ＤＲＡＭは、Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略である。

ストレージ１３，７３は、データを保管する記憶装置である。ストレージ１３，７３は、具体例としては、ＨＤＤである。ＨＤＤは、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略である。また、ストレージ１３，７３は、ＳＤ（登録商標）メモリカード、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬記録媒体であってもよい。ＳＤは、Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌの略である。ＤＶＤは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋの略である。

通信インタフェース１４，７４は、外部の装置と通信するためのインタフェースである。通信インタフェース１４，７４は、具体例としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ（登録商標）のポートである。ＵＳＢは、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓの略である。ＨＤＭＩは、Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅの略である。

図２では、プロセッサ１１は、１つだけ示されていた。しかし、プロセッサ１１は、複数であってもよく、複数のプロセッサ１１が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。同様に、図３では、プロセッサ７１は、１つだけ示されていた。しかし、プロセッサ７１は、複数であってもよく、複数のプロセッサ７１が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図４から図７を参照して、実施の形態１に係るデータ収集システム１００の動作を説明する。
実施の形態１に係るデータ収集システム１００におけるデータ収集装置１０の動作手順は、実施の形態１に係るデータ収集方法に相当する。また、実施の形態１に係るデータ収集システム１００におけるデータ収集装置１０の動作を実現するプログラムは、実施の形態１に係るデータ収集プログラムに相当する。

図４を参照して、実施の形態１に係るデータ収集システム１００の動作の流れを説明する。
前提として、１台以上の監視装置７０それぞれは、同じ構成物５０が備える機器６０に設置されたセンサ６１からセンシングデータを周期的に取得する。１台以上の監視装置７０それぞれは、全ての機器６０についての動作モードとして、通常モードが設定されているとする。通常モードでは、監視装置７０は、機器６０の稼働中にセンサ６１から得られるセンシングデータのうち一部のデータである通常データを稼働データとして通常周期で送信する。

（ステップＳ１０１：故障情報送信処理）
１台以上の監視装置７０のうちのいずれかの監視装置７０は、いずれかの機器６０についての故障を検知する。すると、故障を検知した監視装置７０は、故障した機器６０である故障機器を示す故障情報をデータ収集装置１０に送信する。
具体的には、各監視装置７０では、故障判定部８１は、稼働データに基づき機器６０が故障しているか否かを判定する。故障判定部８１は、故障していると判定された機器６０を故障機器に設定する。故障しているか否かを判定する方法は、既存の技術を用いればよい。各監視装置７０では、データ送信部８２は、故障していると判定された場合には、故障機器を示す故障情報をデータ収集装置１０に送信する。故障情報は、具体例としては、故障機器の識別情報と故障機器の稼働データとを含む情報である。ここでは、いずれかの監視装置７０において、故障機器が設定され、故障情報が送信される。

（ステップＳ１０２：故障情報受信処理）
データ収集装置１０のデータ受信部２１は、ステップＳ１０１で送信された故障情報を受信する。

（ステップＳ１０３：類似機器特定処理）
データ収集装置１０の類似機器特定部２２は、ステップＳ１０２で受信された故障情報が示す故障機器に類似する監視対象の機器６０である類似機器を特定する。類似機器特定部処理について詳しくは後述する。

（ステップＳ１０４：信号送信処理）
データ収集装置１０の信号送信部２３は、１台以上の監視装置７０のうち、ステップＳ１０３で特定された類似機器を監視する監視装置７０を対象の監視装置７０に設定する。そして、信号送信部２３は、対象の監視装置７０に対して類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する。
具体的には、信号送信部２３は、対象の監視装置７０に対して、類似機器についての動作モードを、通常モードから監視モードに切り替える指示信号を送信する。監視モードでは、監視装置７０は、センシングデータのうち通常データよりも詳細な詳細データを稼働データとして送信することと、通常周期よりも短い周期で稼働データを送信することとの少なくともいずれかを行う。つまり、監視モードは、通常モードよりも多くの稼働データが取得される動作モードである。実施の形態１では、詳細データを稼働データとして送信するものとする。

（ステップＳ１０５：モード設定処理）
対象の監視装置７０のモード設定部８３は、ステップＳ１０４で送信された指示信号を受信する。すると、モード設定部８３は、類似機器についての動作モードを、通常モードから監視モードに切り替える。

（ステップＳ１０６：稼働データ送信処理）
対象の監視装置７０のデータ送信部８２は、センシングデータから詳細データを抽出して稼働データに設定する。そして、データ送信部８２は、稼働データをデータ収集装置１０に送信する。
なお、対象の監視装置７０以外の監視装置７０では、データ送信部８２は、センシングデータから通常データを抽出して稼働データに設定する。そして、データ送信部８２は、稼働データをデータ収集装置１０に送信する。

（ステップＳ１０７：稼働データ受信処理）
データ収集装置１０のデータ受信部２１は、ステップＳ１０６で送信された稼働データを受信する。

（ステップＳ１０８：データ変換処理）
データ収集装置１０のデータ処理部２４は、ステップＳ１０７で受信された稼働データに対してデータ処理を行う。具体的には、データ処理部２４は、稼働データを分析に適した形式等に変換する。例えば、稼働データがバイナリデータであった場合には、１０進数に変換することが考えられる。
なお、稼働データをそのまま蓄積する場合には、データ変換処理は省略可能である。

（ステップＳ１０９：データ蓄積処理）
データ収集装置１０のデータ処理部２４は、ステップＳ１０８で変換された稼働データを稼働データ記憶部３１に書き込む。後述するようにステップＳ１０３で類似機器毎に類似度及び重要度が計算される。そこで、データ処理部２４は、各類似機器についての稼働データに関連付けて、その類似機器についての類似度及び重要度を稼働データ記憶部３１に書き込む。
なお、データ処理部２４は、類似機器以外の機器６０については稼働データだけを稼働データ記憶部３１に書き込む。

図５を参照して、実施の形態１に係る稼働データ記憶部３１に記憶されるデータを説明する。
稼働データ記憶部３１は、センサデータ記憶部３１１と、評価データ記憶部３１２とを備える。

センサデータ記憶部３１１は、稼働データを記憶する。センサデータ記憶部３１１は、日時と、個体識別番号と、センサ情報とを記憶する。
日時は、センサデータ記憶部３１１にレコードが書き込まれた日時である。個体識別番号は、稼働データの対象である機器６０の識別情報である。センサ情報は、稼働データの対象である機器６０に設置されたセンサ６１から得られたセンシングデータである。センシングデータとしては、温度と、リレー回路のＯＮの値又はＯＦＦの値と、圧力値といったものである。
図５では、センサ情報として３つのセンシングデータが記憶されている。しかし、センサ情報の数は任意である。センサ情報の数は機器６０毎に異なってもよい。また、同じ機器６０であっても、運転モードが通常モードであるか監視モードであるかによってセンサ情報の数が異なってもよい。運転モードが監視モードの場合には、運転モードが通常モードの場合よりも多くのセンサ情報が得られることが想定される。

評価データ記憶部３１２は、類似機器についての評価データを記憶する。評価データ記憶部３１２は、日時と、個体識別番号と、故障機器情報と、一致項目と、類似度と、重要度とを記憶する。
日時は、評価データ記憶部３１２にレコードが書き込まれた日時である。日時は、センサデータ記憶部３１１における対応するレコードと同じ値が記憶される。個体識別番号は、稼働データの対象である機器６０の識別情報である。故障機器情報は、類似機器として特定される基になった故障機器の識別情報である。一致項目は、類似機器と故障機器との間で一致した項目である。類似度は、類似機器と故障機器との間の類似度合である。重要度は、類似機器に故障が発生した際の重大さを示す指標である。

データ処理部２４は、類似度及び重要度にインデックスを付与した上で稼働データ記憶部３１に書き込んでもよい。インデックスを付与すると、類似度及び重要度の並び順が記憶される。そのため、類似度及び重要度の高い類似機器の稼働データを素早く検索することが可能になる。その結果、稼働データを分析する際の利便性が向上する。

図６を参照して、実施の形態１に係る類似機器特定処理（図４のステップＳ１０３）を説明する。
（ステップＳ２０１：機器特定処理）
類似機器特定部２２は、機器情報記憶部３２を参照して、故障情報が示す故障機器に類似する機器６０を類似機器として特定する。

図７を参照して、実施の形態１に係る機器情報記憶部３２に記憶されるデータを説明する。
機器情報記憶部３２は、設計情報記憶部３２１と、製造情報記憶部３２２と、構成情報記憶部３２３と、稼働情報記憶部３２４とを備える。

設計情報記憶部３２１は、機器６０の設計情報を記憶する。設計情報記憶部３２１は、型式識別子と、部品型式群と、装置種別とを記憶する。
型式識別子は、設計された成果物の識別情報である。部品型式群は、１つ以上の部品型式である。部品型式は、設計された成果物を構成する部品の型式である。装置種別は、機器６０の種類を表す情報である。機器６０が搭載される構成物５０が鉄道車両の場合には、装置種別としては、ブレーキと、モータと、空気調和機といったものである。

製造情報記憶部３２２は、機器６０の製造過程において生成された情報を記憶する。製造情報記憶部３２２は、個体識別番号と、型式識別子と、部品ロット番号群と、出荷情報とを記憶する。
個体識別番号は、製造された機器６０の識別情報である。型式識別子は、製造時に使用された設計情報と関連付けるための情報である。型式識別子は、設計情報記憶部３２１に記憶される型式識別子に相当する。部品ロット番号群は、機器６０を構成する１つ以上の部品それぞれのロット番号である。部品ロット番号群は、対応する設計情報における部品型式群が示す各部品についてのロット番号である。ロット番号は、製造時に使用された部品を特定するための情報である。出荷情報は、機器６０が出荷された日付を示す情報である。

構成情報記憶部３２３は、機器６０が取り付けられた構成物５０の情報を記憶する。実施の形態１では、構成物５０は鉄道車両である。構成情報記憶部３２３は、編成情報と、車両情報とを記憶する。編成情報は、編成番号と、号車番号と、車両番号とを含む。車両情報は、車両番号と、個体識別番号と、搭載日と、取り外し日とを含む。
編成番号は、列車編成の識別情報である。列車編成は、１台以上の鉄道車両で組成される。号車番号は、列車編成における鉄道車両の位置である。車両番号は、鉄道車両の識別情報である。個体識別番号は、機器６０の識別情報である。搭載日は、機器６０が鉄道車両に搭載（艤装）された日である。取り外し日は、機器６０が鉄道車両から取り外された日である。

稼働情報記憶部３２４は、機器６０の稼働状態を時系列に示すデータを記憶する。稼働情報記憶部３２４は、日時と、編成番号と、実走行ダイヤとを記憶する。
日時は、稼働情報が書き込まれた日時である。編成番号は、列車編成の識別情報である。実走行ダイヤは、列車の運行計画において列車が実際に走行するダイヤの番号である。

類似機器特定部２２は、機器情報記憶部３２から、故障機器に類似する類似機器を検索する。具体的には、類似機器特定部２２は、以下の（Ａ）～（Ｄ）の少なくともいずれかについて、監視対象の機器６０と故障機器との間で一致するか否かに応じて、監視対象の機器６０が故障機器に類似するか否かを判定する。（Ａ）機器６０の型式。（Ｂ）機器６０を構成する部品。（Ｃ）機器６０が搭載された構成物５０の構成。（Ｄ）機器６０が搭載された構成物５０の使用状態。
（Ｃ）が一致するとは、（Ｃ１）構成物５０に同居する機器６０の型式が一致すること、（Ｃ２）構成物５０のシステム構成が一致することの少なくともいずれかを意味する。（Ｃ１）は、故障機器が搭載された構成物５０における故障機器以外の機器６０の型式と、類似機器が搭載された構成物５０における類似機器以外の機器６０の型式とが一致するという意味である。（Ｃ２）は、故障機器が搭載された構成物５０と類似機器が搭載された構成物５０との両数又は搭載機器数等の構成が一致するという意味である。
（Ｄ）の使用状態とは、構成物５０の納入時期と累積稼働時間と累積走行距離と実走行ダイヤの履歴との少なくともいずれかを意味する。

具体例としては、類似機器特定部２２は、（Ａ）を用いて、機器６０の型式が故障機器と一致する機器６０を類似機器と定める。この場合には、類似機器特定部２２は、製造情報記憶部３２２において故障機器と型式識別子が一致する機器６０を抽出する。これにより、類似機器特定部２２は、類似機器を特定することができる。
また、他の具体例としては、類似機器特定部２２は、（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、以下のように類似機器を特定する。まず、類似機器特定部２２は、機器６０の型式と、機器６０を構成する部品のロット番号とが故障機器と一致する機器６０を類似機器と定める。この場合には、類似機器特定部２２は、製造情報記憶部３２２において故障機器と型式識別子及び部品ロット番号群が一致する機器６０を抽出する。これにより、類似機器特定部２２は、類似機器を特定することができる。

（ステップＳ２０２：類似度計算処理）
類似機器特定部２２は、ステップＳ２０１で特定された１つ以上の類似機器それぞれに対して、故障機器と類似する度合を示す類似度を計算する。類似度は、類似機器が故障機器とどれくらい似ているかを示す指標である。
具体例としては、類似機器特定部２２は、類似機器の構成部品と故障機器の構成部品とを比較し、一致する部品が多ければ類似度を高く設定する。この類似度の計算方法は、上述した（Ａ）を用いて、機器６０の型式が故障機器と一致する機器６０を類似機器と定めた場合等に有効である。

機器６０の構成部品を使用した類似度の計算手順は以下のようになる。
（１）類似機器特定部２２は、製造情報記憶部３２２の個体識別番号から、類似機器の個体識別番号と一致するレコードを抽出する。そして、類似機器特定部２２は、抽出されたレコードの型式識別子を取得する。（２）類似機器特定部２２は、設計情報記憶部３２１の型式識別子から、（１）で取得された型式識別子を検索し、該当レコードの部品型式群を取得する。これにより類似機器を構成する部品が取得される。
仮に類似機器の構成部品がＢ０００１とＢ０００２とＢ０００５とであったとする。故障機器についても同様にして、構成する部品が特定される。仮に故障機器の構成部品がＢ００１１とＢ００１２とＢ０００５とであったとする。この場合には、類似機器と故障機器の構成部品は３つのうち１つが一致する。そのため、類似機器特定部２２は、類似度を１／３＝０．３３３と計算する。

（ステップＳ２０３：重要度計算処理）
類似機器特定部２２は、ステップＳ２０１で特定された１つ以上の類似機器それぞれに対して、重要度を計算する。重要度は、類似機器に故障が起きた際の重大さを表す指標である。
具体的には、類似機器特定部２２は、以下の（Ａ’）及び（Ｂ’）の特徴を有する類似機器の重要度が高くなるように、重要度を計算する。（Ａ’）劣化度が大きい。（Ｂ’）故障により重大な損害が生じると想定される。

上述した特徴を使用した重要度の計算手順は以下のようになる。
類似機器特定部２２は、（Ａ’）に関して、積算走行距離と機器６０内のリレー回路のＯＮ／ＯＦＦ回数とのように機器６０の累積負荷を推定可能な情報から劣化度を推定する。リレー回路のＯＮ／ＯＦＦは稼働データ記憶部３１におけるセンサデータ記憶部３１１を参照することにより特定可能である。例えば、類似機器特定部２２は、リレー回路のＯＮ／ＯＦＦ回数が０～９９回の場合は１、１００～１９９回の場合は２、２０１～２９９回の場合は３のようにリレー回路のＯＮ／ＯＦＦ回数により重みを設定する。類似機器特定部２２は、（Ｂ’）に関して、装置種別毎に想定される損害の大きさから重みを設定しておく。例えば、装置種別がブレーキなら５、モータなら６のように重みが設定される。そして、類似機器特定部２２は、（Ａ’）に関する重みと（Ｂ’）に関する重みとを掛け合わせた値を重要度として計算する。

＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態１に係るデータ収集装置１０は、故障機器に類似する類似機器についての稼働データの送信量を増加させる。これにより、故障が発生した故障機器を起点として、今後故障が発生する可能性が高い機器についての稼働データを重点的に収集可能である。その結果、故障発生の前兆を示すデータを十分に収集可能である。故障発生の前兆を示すデータを収集することにより、劣化に至る装置の状態の変遷を辿ることが可能になる。

また、機器情報記憶部３２に記憶された機器６０の部品構成と、他の機器６０との組み合わせと、機器６０が劣化に至るまでの状態変化の変遷との相関を取ることが可能である。これにより、機器劣化の傾向を推し量り、劣化原因となる部品の特定を迅速に行うといったことも可能である。

＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
類似機器特定部２２は、類似度又は重要度により、類似機器を絞り込んでもよい。つまり、類似機器特定部２２は、第１閾値よりも類似度が高いという条件と、第２閾値よりも重要度が高いという条件との少なくともいずれかを用いて類似機器を絞り込んでもよい。これにより、稼働データの送信量を増加させる対象の機器６０を絞り込むことができる。

＜変形例２＞
実施の形態１では、構成物５０は、１台の監視装置７０を備えた。しかし、構成物５０は、複数の監視装置７０を備えてもよい。構成物５０が複数の監視装置７０を備える場合には、複数の監視装置７０のうちいずれかの監視装置７０がメインの監視装置７０であり、残りの監視装置７０がバックアップの監視装置７０となる。あるいは、複数の監視装置７０が監視する機器６０を分担してもよい。あるいは、複数の監視装置７０が稼働データの送信処理を分担してもよい。

＜変形例３＞
実施の形態１では、各機能構成要素がソフトウェアで実現された。しかし、変形例３として、各機能構成要素はハードウェアで実現されてもよい。この変形例３について、実施の形態１と異なる点を説明する。

各機能構成要素がハードウェアで実現される場合には、データ収集装置１０は、プロセッサ１１とメモリ１２とストレージ１３とに代えて、電子回路を備える。電子回路は、各機能構成要素と、メモリ１２と、ストレージ１３との機能とを実現する専用の回路である。

各機能構成要素がハードウェアで実現される場合には、監視装置７０は、プロセッサ７１とメモリ７２とストレージ７３とに代えて、電子回路を備える。電子回路は、各機能構成要素と、メモリ７２と、ストレージ７３との機能とを実現する専用の回路である。

電子回路としては、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡが想定される。ＧＡは、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略である。
各機能構成要素を１つの電子回路で実現してもよいし、各機能構成要素を複数の電子回路に分散させて実現してもよい。

＜変形例４＞
変形例４として、一部の各機能構成要素がハードウェアで実現され、他の各機能構成要素がソフトウェアで実現されてもよい。

プロセッサ１１とメモリ１２とストレージ１３と電子回路１５とを処理回路という。つまり、各機能構成要素の機能は、処理回路により実現される。

実施の形態２．
実施の形態２は、データを蓄積する基盤としてクラウドを用いる点が実施の形態１と異なる。実施の形態２では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図８を参照して、実施の形態２に係るデータ収集装置１０の構成を説明する。
データ収集装置１０は、機能構成要素として、リソース管理部２５を備える点が図２に示すデータ収集装置１０と異なる。リソース管理部２５の機能は、他の機能構成要素と同様に、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図９を参照して、実施の形態２に係るデータ収集システム１００の動作の流れを説明する。
ステップＳ３０１からステップＳ３０３の処理は、図４のステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理と同じである。ステップＳ３０５からステップＳ３１０の処理は、図４のステップＳ１０４からステップＳ１０９の処理と同じである。

（ステップＳ３０４：リソース管理処理）
リソース管理部２５は、類似機器についての稼働データの送信量が増加することにより、データ処理部２４のデータ処理で必要になるコンピュータリソース（以下、リソース）の増加分を確保する。実施の形態２では、データを蓄積する基盤としてクラウドが用いられる。そのため、使用可能なリソースを増やすことが可能である。
具体的にはリソース管理部２５は以下のような処理を行う。処理対象のデータ量が増えるとデータ処理に必要なリソースが増える。リソース管理部２５は、稼働データの送信量の増加量から、必要なリソースの増加量を計算する。そして、リソース管理部２５は、クラウドの設定を変更することにより、増加量分のリソースを確保する。

例えば、クラウド上で起動する仮想サーバ１台が処理可能なデータ量が１Ｍｂｉｔ／秒であるとする。Ｍｂｉｔは、Ｍｅｇａ ｂｉｔの略である。また、類似機器を監視モードに設定した際に監視装置７０から送信されるデータ量が１０Ｍｂｉｔ／秒と計算されるとする。この場合、リソース管理部２５は、あらかじめ仮想サーバを１０台確保しておく。なお、ここでは簡単のため、通常モードに設定された機器６０に関する稼働データのデータ量は０としている。
このように、類似機器を監視モードに設定した際に機器より送信されるデータ量（上記例では１０Ｍｂｉｔ／秒）を特定しておく。これにより、リソース管理部２５は、各類似機器の監視モード設定時の送信データ量を合計することで、必要なリソースを特定することができる。

なお、リソース管理部２５は、何らかの理由により、稼働データの送信量が減る場合には、確保したリソースを減らしてもよい。

＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態２に係るデータ収集装置１０は、データを蓄積する基盤としてクラウドを用いる。そして、データ収集装置１０は、稼働データの送信量が増加することにより、データ処理部２４のデータ処理で必要になるリソースの増加分を事前に確保する。これにより、リソース不足により、稼働データの蓄積処理において処理時間の超過が生じることを防止することができる。

また、実施の形態２に係るデータ収集装置１０は、稼働データの送信量が減る場合には、確保したリソースを減らしてもよい。これにより、過剰にリソースを確保することによるコストの増加を防ぐことができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例５＞
クラウドの契約等により、確保可能な最大のリソース量が設定されている場合がある。このような場合には、必要なリソースの増加量分、リソースを確保できない可能性がある。必要なリソースの増加量分、リソースを確保できない場合には、類似機器特定部２２は、類似機器を絞り込んでもよい。具体的には、類似機器特定部２２は、類似度及び重要度により、リソースが不足しない送信量になるまで類似機器を絞り込む。

例えば、契約しているクラウドのサーバ全てを使用した状態で処理可能なデータ量（クラウドの処理可能最大データ量）が１０Ｍｂｉｔ／秒であるとする。一方、全類似機器の送信データ量が１２Ｍｂｉｔ／秒であるとする。この場合には、クラウドの処理可能最大データ量を類似機器の送信データ量が超過することが見込まれる。そこで、類似機器特定部２２は、類似機器のうち、例えば類似度と重要度を掛け合わせた数値が大きいものから、１０Ｍｂｉｔ／秒を超過しない機器数分、監視モードに設定する類似機器を選出する。なお、ここでは簡単のため、通常モードに設定された機器６０に関する稼働データのデータ量は０としている。

これにより、リソース不足により、稼働データの蓄積処理において処理時間の超過が生じることを防止することができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、稼働データの送信量を増加させる機器６０をユーザに選択させる点が実施の形態１，２と異なる。実施の形態３では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。
実施の形態３では、実施の形態２に変更を加えた場合について説明する。しかし、実施の形態１に変更を加えることも可能である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１０を参照して、実施の形態３に係るデータ収集装置１０の構成を説明する。
データ収集装置１０は、機能構成要素として、機器選択部２６を備える点が図８に示すデータ収集装置１０と異なる。機器選択部２６の機能は、他の機能構成要素と同様に、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。
また、データ収集装置１０は、通信インタフェース１４を介して、ユーザ端末９１と接続されている。ユーザ端末９１は、ＰＣといったユーザによって操作されるコンピュータである。ＰＣは、Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒの略である。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１を参照して、実施の形態３に係るデータ収集システム１００の動作の流れを説明する。
ステップＳ４０１からステップＳ４０３の処理は、図９のステップＳ３０１からステップＳ３０３の処理と同じである。ステップＳ４０５からステップＳ４１１の処理は、図９のステップＳ３０４からステップＳ３１０の処理と同じである。

（ステップＳ４０４：機器選択処理）
機器選択部２６は、ステップＳ４０３で特定された類似機器に関する類似情報をユーザ端末９１に送信して、稼働データの送信量を増加させる対象機器を選択させる。
具体的には、機器選択部２６は、１台以上の類似機器それぞれを対象の類似機器に設定する。機器選択部２６は、対象の類似機器について稼働データ記憶部３１に記憶された情報を、対象の類似機器についての類似情報に設定する。稼働データ記憶部３１に記憶された情報には、一致項目と類似度と重要度とが含まれる。そして、機器選択部２６は、全ての類似機器についての類似情報をユーザ端末９１に送信して、一覧表示させる。この際、機器選択部２６は、故障機器について機器情報記憶部３２に記憶された情報も合わせてユーザ端末９１に送信して、表示させてもよい。そして、ユーザ端末９１からどの類似機器を対象機器とするかの指定を受け付ける。
機器選択部２６は、類似機器を、ユーザ端末９１によって指定された対象機器だけに限定する。つまり、機器選択部２６は、ユーザ端末９１によって指定されなかった類似機器を除外する。

なお、機器選択部２６は、一致項目のデータを類似情報に含めておき、類似情報を表示する際、一致項目のデータを表示してもよい。例えば、類似機器と故障機器との一致項目が部品ロット番号群であれば、機器選択部２６は、類似機器と故障機器とのそれぞれのロット番号群を表示する。

類似度及び重要度は、稼働データ記憶部３１に書き込む際にインデックスが付与されてもよい。機器選択部２６は、ユーザ端末９１に表示する際、インデックスを使用し、例えば類似度及び重要度の昇順に並べる等してもよい。これにより、ユーザが類似機器を選択し易くなる。

なお、ユーザ端末９１に表示する項目は類似度と重要度と故障機器との一致項目とに限定されるものではない。稼働データ記憶部３１又は機器情報記憶部３２に記憶された類似機器又は故障機器に関する情報と、インターネット等からより取得される天気と天候と温度情報等の情報が組み合わせて表示されてもよい

＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態３に係るデータ収集装置１０は、類似機器の情報等を表示して、稼働データの送信量を増加させる機器６０をユーザに選択させる。これにより、故障機器に類似する類似機器から、ユーザが稼働データを収集しておくべきと考える機器６０についての稼働データを収集することが可能になる。

実施の形態４．
実施の形態４は、収集された類似機器の稼働データをユーザ端末９１に表示する点が実施の形態１～３と異なる。実施の形態４では、この異なる点を説明し、同一の点については説明を省略する。
実施の形態４では、実施の形態３に変更を加えた場合について説明する。しかし、実施の形態１，２に変更を加えることも可能である。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１２を参照して、実施の形態４に係るデータ収集装置１０の構成を説明する。
データ収集装置１０は、機能構成要素として、データ表示部２７を備える点が図１０に示すデータ収集装置１０と異なる。データ表示部２７の機能は、他の機能構成要素と同様に、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１３を参照して、実施の形態４に係るデータ収集システム１００の動作の流れを説明する。
ステップＳ５０１からステップＳ５１１の処理は、図１１のステップＳ４０１からステップＳ４１１の処理と同じである。

（ステップＳ５１２：データ表示処理）
データ表示部２７は、ステップＳ５０８で受信された稼働データのうち、ユーザ端末９１から指定された類似機器についての稼働データをユーザ端末９１に送信する。これにより、ユーザ端末９１に稼働データが表示される。
具体的には、データ表示部２７は、稼働データが収集された類似機器の一覧をユーザ端末９１に送信して表示させる。そして、データ表示部２７は、稼働データを参照したい類似機器を選択させる。データ表示部２７は、類似機器が選択されると、選択された類似機器の稼働データを稼働データ記憶部３１から読み出す。そして、データ表示部２７は、読み出された稼働データをユーザ端末９１に送信して表示させる。

＊＊＊実施の形態４の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態４に係るデータ収集装置１０は、収集された類似機器の稼働データをユーザ端末９１に表示する。これにより、ユーザが故障の前兆となる稼働データを確認することが可能である。

なお、以上の説明における「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「処理回路」に読み替えてもよい。

以上、本開示の実施の形態及び変形例について説明した。これらの実施の形態及び変形例のうち、いくつかを組み合わせて実施してもよい。また、いずれか１つ又はいくつかを部分的に実施してもよい。なお、本開示は、以上の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００ データ収集システム、１０ データ収集装置、１１ プロセッサ、１２ メモリ、１３ ストレージ、１４ 通信インタフェース、２１ データ受信部、２２ 類似機器特定部、２３ 信号送信部、２４ データ処理部、２５ リソース管理部、２６ 機器選択部、２７ データ表示部、３１ 稼働データ記憶部、３１１ センサデータ記憶部、３１２ 評価データ記憶部、３２ 機器情報記憶部、３２１ 設計情報記憶部、３２２ 製造情報記憶部、３２３ 構成情報記憶部、３２４ 稼働情報記憶部、５０ 構成物、６０ 機器、６１ センサ、７０ 監視装置、７１ プロセッサ、７２ メモリ、７３ ストレージ、７４ 通信インタフェース、８１ 故障判定部、８２ データ送信部、８３ モード設定部、９０ 伝送路、９１ ユーザ端末。

Claims (9)

1. 監視対象の機器の監視を行う１台以上の監視装置のうちいずれかの監視装置から、故障が検知された機器である故障機器を示す故障情報を受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部によって受信された前記故障情報が示す前記故障機器に類似する前記監視対象の機器である類似機器を特定する類似機器特定部と、
   前記１台以上の監視装置のうち、前記類似機器特定部によって特定された前記類似機器を監視する監視装置を対象の監視装置として、前記対象の監視装置に対して前記類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号であって、前記稼働データを取得するセンサ数を増加させることにより前記稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する信号送信部と、
   前記稼働データに対してデータ処理を行うデータ処理部と、
   前記類似機器についての前記稼働データの送信量が増加することによる、前記データ処理で用いるリソースの増加分を確保するリソース管理部と
   を備え、
   前記類似機器特定部は、複数の前記類似機器を特定し、前記リソース管理部によって前記リソースの増加分を確保できない場合には、前記リソースを確保可能な数に前記類似機器を絞り込むデータ収集装置。
2. 前記１台以上の監視装置それぞれには、前記監視対象の機器についての動作モードとして、稼働中に得られる通常データを前記稼働データとして通常周期で送信する通常モードが設定されており、
   前記信号送信部は、前記類似機器についての動作モードを、前記通常モードから、前記通常データよりも詳細な詳細データを前記稼働データとして送信することと、前記通常周期よりも短い周期で前記稼働データを送信することとの少なくともいずれかを行う監視モードに切り替える指示信号を前記対象の監視装置に対して送信する
   請求項１に記載のデータ収集装置。
3. 前記類似機器特定部は、機器の型式と、機器を構成する部品と、機器が搭載された構成物の構成と、機器が搭載された構成物の使用状態との少なくともいずれかについて、前記監視対象の機器と前記故障機器との間で一致するか否かに応じて、前記監視対象の機器が前記故障機器に類似するか否かを判定する
   請求項１又は２に記載のデータ収集装置。
4. 前記データ収集装置は、さらに、
   前記類似機器特定部によって特定された類似機器に関する類似情報を表示して、前記稼働データの送信量を増加させる対象機器を選択させる機器選択部
   を備え、
   前記信号送信部は、前記対象機器を監視する監視装置を前記対象の監視装置として、前記対象機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する
   請求項１から３までのいずれか１項に記載のデータ収集装置。
5. 前記データ収集装置は、さらに、
   前記１台以上の監視装置から送信された前記稼働データのうち、指定された機器についての前記稼働データを表示するデータ表示部
   を備える請求項１から４までのいずれか１項に記載のデータ収集装置。
6. コンピュータが、監視対象の機器の監視を行う１台以上の監視装置のうちいずれかの監視装置から、故障が検知された機器である故障機器を示す故障情報を受信し、
   コンピュータが、前記故障情報が示す前記故障機器に類似する前記監視対象の機器である類似機器を特定し、
   コンピュータが、前記１台以上の監視装置のうち、前記類似機器を監視する監視装置を対象の監視装置として、前記対象の監視装置に対して前記類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号であって、前記稼働データを取得するセンサ数を増加させることにより前記稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信し、
   コンピュータが、前記稼働データに対してデータ処理を行い、
   コンピュータが、前記類似機器についての前記稼働データの送信量が増加することによる、前記データ処理で用いるリソースの増加分を確保し、
   コンピュータが、前記リソースの増加分を確保できない場合には、前記リソースを確保可能な数に前記類似機器を絞り込むデータ収集方法。
7. 監視対象の機器の監視を行う１台以上の監視装置のうちいずれかの監視装置から、故障が検知された機器である故障機器を示す故障情報を受信するデータ受信処理と、
   前記データ受信処理によって受信された前記故障情報が示す前記故障機器に類似する前記監視対象の機器である類似機器を特定する類似機器特定処理と、
   前記１台以上の監視装置のうち、前記類似機器特定処理によって特定された前記類似機器を監視する監視装置を対象の監視装置として、前記対象の監視装置に対して前記類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号であって、前記稼働データを取得するセンサ数を増加させることにより前記稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する信号送信処理と、
   前記稼働データに対してデータ処理を行うデータ処理処理と、
   前記類似機器についての前記稼働データの送信量が増加することによる、前記データ処理で用いるリソースの増加分を確保するリソース管理処理と
   を行うデータ収集装置としてコンピュータを機能させ、
   前記類似機器特定処理では、複数の前記類似機器を特定し、前記リソース管理処理によって前記リソースの増加分を確保できない場合には、前記リソースを確保可能な数に前記類似機器を絞り込むデータ収集プログラム。
8. 監視対象の機器の監視を行う１台以上の監視装置と、データ収集装置とを備えるデータ収集システムであり、
   前記データ収集装置は、
   前記１台以上の監視装置のうちいずれかの監視装置から、故障が検知された機器である故障機器を示す故障情報を受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部によって受信された前記故障情報が示す前記故障機器に類似する前記監視対象の機器である類似機器を特定する類似機器特定部と、
   前記１台以上の監視装置のうち、前記類似機器特定部によって特定された前記類似機器を監視する監視装置を対象の監視装置として、前記対象の監視装置に対して前記類似機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号であって、前記稼働データを取得するセンサ数を増加させることにより前記稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する信号送信部と、
   前記稼働データに対してデータ処理を行うデータ処理部と、
   前記類似機器についての前記稼働データの送信量が増加することによる、前記データ処理で用いるリソースの増加分を確保するリソース管理部と
   を備え、
   前記１台以上の監視装置それぞれは、
   前記指示信号を受信すると、前記類似機器についての動作モードを通常モードから監視モードに切り替えるモード設定部と、
   前記モード設定部によって前記動作モードが前記監視モードに切り替えられると、前記動作モードが前記通常モードの場合よりも、前記類似機器の稼働データを取得するセンサ数を増加させることにより前記稼働データの送信量を増加させるデータ送信部と
   を備え、
   前記類似機器特定部は、複数の前記類似機器を特定し、前記リソース管理部によって前記リソースの増加分を確保できない場合には、前記リソースを確保可能な数に前記類似機器を絞り込むデータ収集システム。
9. 前記データ収集システムは、さらに、
   前記類似機器特定部によって特定された類似機器に関する類似情報を表示して、前記稼働データの送信量を増加させる対象機器を選択させるユーザ端末
   を備え、
   前記信号送信部は、前記対象機器を監視する監視装置を前記対象の監視装置として、前記対象機器の稼働データの送信量を増加させる指示信号を送信する
   請求項８に記載のデータ収集システム。

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