JPS58201047A - 故障診断システムの判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は各種機械の潤滑油系統からサンプリングされ
たオイルの分析を基に機械の内部状態を判定して故障の
予防診断を行なう故障診断システムの判定方法に関する
。

例えば苛酷な稼動条件下で高い生産性が要求される建設
機械の分野において、該機械に装備の油圧系統からサン
プル油を定期的に採取し、それを分析に供することは既
に知られている。

即ち、エンジンや動力伝達機構その他装置１摺動部が正
常に作動しているときは一定の割合で摩耗する。そこで
サンプルオイル中に混入浮遊する摩耗金属の種類および
濃度を測定して摩耗特性の分析基準値で評価すればその
増加傾向から摩耗発生源の作動状態を推定することがで
きる。

また、サンプルオイル中に本来混入してはならない外部
から侵入する水分、不凍液、燃料、塩分その他の異物が
検出されるときは、オイルの汚染乃至劣化により故障の
発生要因となる。

このため、実期的にサンプリングしたオイル中に含まれ
る摩耗金属の種類と濃度又は異物の種類と混入状態を分
析することによって機械各部の摩耗診断又はオイル劣化
状態の診断を行なって機械故障発生要因の早期発見や適
正処置の促進が図れる。

その異常検出に際して従来は、オイルの継続分析を原則
として該分析値の増減傾向確認による一般的なマニュア
ル判定を行なっている。

この場合、オイル分析対象機械の過去実績に基づいた独
自の異常摩耗判定基準を設けて判定している。

しかし、摩耗金属の濃度はエンジンの場合を例にとると
、エンジンにかけるロードの高低や一年の間寒冷地で使
用するのか温暖地で使用するのかによって特定の金属粒
子について増減傾向が見られ、また装置が新規又は再組
立後であって初期馴染み期間中である場合には増加傾向
が見られる等摩耗判定基準は一律でなく、更に正確に判
定するには、使用する潤滑油の種類、診断個所の構造・
構成部品・構成金属等の各種要因を把握していることが
必至となる。

かかる事由から、前述の如き判定表によるマニュアル判
定には相当な手数と時間を費やす結果となって判定作業
が頗ぶる煩雑化するのみならず、また情報の不足を熟練
者のカンや経験に頼ることになって自動化が困難である
と共に判定結果の信頼性に乏しいという重大な難点があ
る。

この発明は上記亭情に鑑みて鋭意研究の結果創案された
ものであって、その主たる目的は、オイル分析結果に基
づく診断対象機械の内部状態の診断を自動的に判定でき
るようにした故障診断システムの判定方法を提供するに
ある。

この発明の別の目的は、判定基準の精度を高め正確な判
定業務が行なえるよ５Ｋした故障診断シンナムの判定方
法を提供するＫある。

この発明のまたの目的は、特定の機械に限定されず、各
種機械に適用可能な汎用性の高い故障診断システムの判
定方法を提供するにある。

以下にこの発明の好適実施例を図面に基づいて説明する
。

この発明の判定方法は第１図にその一例を示す故障診断
システムの判定に用いられる。

故障診断システムは、サンプルオイルに含まれる金属濃
度やその他異物の混入状況等を自動的に分析するための
オイル分析装置１と、該装置圧オイル分析条件を信号指
令してその装置を自動制御しつつ該装置からオイル分析
値信号を入力するマイクロコンピュータ２と、これとの
オンラインによりデータベースの登録、呼出し、修正お
よび機械シリアルナンバー別や採油箇所側などの判定プ
ログラムを完成させ、かつマイクロコンピュータから前
記オイル分析値信号を入力して該判定プログラムに基づ
いた処理を行なうミニコンピユータ５と、オイル分析結
果を表示するためのディスプレイ装置４と、前記ミニコ
ンピユータ６に入力された判定プログラムに従って呼出
される各種情報を登録した記録体又はミニコンピユータ
３にオンラインされた情報源としてのホストコンピュー
タ５とから構成されている。

ここで、記録体又はホストコンピュータ５に記憶された
各種情報（データファイル）はオイル分析対象機械が例
えば建設機械の場合、データベ−スオープンファイル、
シリアルナンバー登録ファイル、　　ディテール７アイ
ル、サンプルナンバーオヨび採油箇所登録ファイル、シ
リア／ｌ／　すｙバー仕様側判定ファイル、コミュニケ
ーションファイル、コメントコード表ファイル、シリア
ルナンバー判定コードファイル等から構成される。

かかるデータファイルのうち、ディテールファイルはオ
イル分析実検ファイル、故障・修理ファイル、および機
械歴（稼動状況その他の草履）ファイル等から構成され
る。

ここでオイル分析実検ファイルとは、既に行なわれたオ
イル分析結果を、個別機械（シリアルナンバー）の採油
個所例えば、エンジン、トランスミッション、メーンク
２ンテ、ファイナル・ドライブ、作業油圧装置、ベベル
−ギア、マリーン・ギア、その他ごとに時系列的に集積
したものである。

又、故障・修理ファイルとは、個別機械の故障・修理の
年月日、故障内容、修理内容、交換部品名等や対策・処
置年月日、対策内容、処理内容等故障や異常状態の発生
とそれに対する保全措置のデータを集積したものであり
、また機械歴ファイルとは、個別機械の使用者、使用場
所（現場）、使用状況、使用内容、その他の情報であっ
て、摩耗金属の濃度（摩耗度）に影響を与える要因につ
いてのデータである。従って機械の特殊性により摩耗度
増減要因となる他の事実がある場合には、それもファイ
ルされる。これらの情報は判定基準形成の材料となり、
また、前記オイル分析実検ファイルは更に、判定対象形
成の一材料に供せられる。

次にこの発明の判定手順を第２図に示す。

原子吸光分光光度計や赤外線分光光度計その他のオイル
分析装置１によって分析されたオイルに含有する摩耗金
属の種類（元素）、例えばＣｕ　、　Ｆｅ、　ｅＬｒ　
、Ａｌ　、　８１　、　Ｐｂ　、Ｍｇ　、ＭＯ等とその
濃度まり異物の種類例えば水分、不凍液、燃料、塩分等
とその混入状態がマイコン２で編集され、分析・編集完
了後のオイル分析値データが判定装置であるミニコン６
に入力される。

このオイル分析値データを、機種別および診断個所側に
予め設定されている分析基準値に基づいてランク評価を
行なう。本実施例では５段階評価方式により各元素毎に
、１は正常、２はやや高い、５は高い、４は非常に高い
、５は危険と評価してランク付げする。尚このランク付
げされたオイル分析値は、順次オイル分析火種ファイル
に記録される。

次にオイル分析実検ファイルから診断対象機械の診断対
象個所（採油個所）における所定回数Ｃ本実施例では７
回）分の継続オイル分析値を呼び出しｎ列に金属元素側
濃度ｍ行に採油年月日・サービスメータをとってオイル
分析マトリックスを形成する。また、オイル分析実検フ
ァイルに上記データが未登録の場合は、単一データでオ
イル分析マトリックスを形成する。

一方、判定基準となる故障マトリックスパターンは、診
断対象個所において、診断対象機械と同一条件の同種機
械に生ずる故障態様とそれに対応するオイル分析マトリ
ックスとの相関関係を示す故障パターンから把握された
故障そデルとし【のオイル分析マトリックスを抽出ψ収
束して構成される。

即ち、故障・修理ファイルと機械層ファイルとから、診
断対象機械と同一機種の機械で過去に当該診断個所と同
一個所に故障を発生させたものであって、しかも診断対
象機械と同一の稼動状況にあったものを検索し、そのと
きの故障に対応するオイル分析値をオイル分析集積ファ
イルから抽出する。そして、抽出され集合されたオイル
分析値を基に、横軸に摩耗金属元素相互の濃度（６段階
ランク）の総組合せをとり、縦軸に故障率（件数）をと
ってグラフを描き、故障パターン認識を行なう。

次に、この完成した故障パターンから最上位の故障率に
一定の幅を持たせた範囲で、金属元素相互の濃度（ラン
ク）組合せを読み取り、各元素ごとに集約して幅を持た
せたランク設定を行なう。

同様に異物についてもその種類、混入状態についてパタ
ーン認識を行ないランク設定をする。

このようにして故障態様（異常個所）ごとに形成された
マトリックス列（モデル）を収束して構成し異常個所を
示す故障コード、故障率、故障部品を表示した故障マト
リックスパターンが完成し、故障マトリックスパターン
ファイルに記憶される。

従って、判定作業は、判定対象であるオイル分析マトリ
ックスを前記ファイルから呼出された故障マトリックス
パターンのそれぞれのマトリックスと比較して一致する
か（含まれるか）否か判断さ鴛て行なわれる。

オイル分析マトリックスが、故障マトリックスパターン
の−又は複数のマトリックス列に該当する場合には、更
に故障・修理情報から、該当個所に新規装置又は再生装
置があるか否か検索し、有の場合にはフィードバックを
行なって同様に初期摩耗か否か判定する。

そして、これまでの判定結果を編集すると共に一致した
故障マトリックスの種類（故障コード）・数に応じて予
め設定しである危険度乃至保全措置をコメントコード表
ファイルから呼び出しディスプレイ装置５に表示して終
了する。

尚、この判定方法に用いる各種データは日々の集積から
適宜手段を介して各ファイルに集積されていくものであ
って、この情報量の増大に応じて判定基準の精度が高め
られていくのでより正確な判定を期することができる。

また、機械の特殊性に応じたデータを集積することＫよ
って残膜機械乃至土工用機械・自動車のみならず、例え
ば航空機、船舶その他の機械の故障診断にも、その有効
性を発揮せしめることができ汎用性が高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の判定方法を使用する故障診断シス
テムの一例を示すブロック図、第２図は判定方法の手順
を示す７Ｆ−チャートである。 １はオイル分析装置、５は判定装置の一例としてのミニ
コンピユータ、４はディスプレイ装置。 出　願　人　　キャタピラ−三菱株式会社代理人　西　
　良　久

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、装置内摺動部を有する機械の潤滑油系統からサ
   ンプリングされたオイル中に含有された摩耗金属又は異
   物の分析を基に、診断個所の内部状態を判定してその保
   全措置を指示する、下記のステップよりなることを特徴
   とする故障診断システムの判定方法。 ■判定装置に入力されたサンプルオイルの分析データを
   各金属元素又は混入異物ごとに所定の基準値に基づいて
   ランク評価する。 ■オイル分析値を、単一で又は継続してサンプリングさ
   れた過去の分析値と組合せて、ステップ■と同様のラン
   クで表わしたオイル分析マトリックスを形成する。 ■診断対象機械の機種、採油個所、使用状況その他の摩
   耗度増減要因となるデータをもとに、同一条件での同種
   機械における故障態様側のオイル分析値モデルをステッ
   プ■と同様のランクで表わして故障マトリックスパター
   ンに収束する。 ■オイル分析マトリックスと故障マトリックスパターン
   とをそれぞれ識別対比して一致の有無を判定する。 ■一致が有るときは、診断対象機械の故障・修理記録か
   ら新規装置又は再生装置等初期摩耗要因となるデータを
   検索し、有りのときはステップ■にフィードバックする
   。 ■オイル分析マトリックスと故障マトリックスパターン
   との判定を編集し、該判定結果又はその判定結果に対応
   する保全措置を表示装置に表示する。
2. （２）、故障診断システムが、個別機械の過去の継続す
   るオイル分析データを集積したオイル分析集積ファイル
   と、個別機械の使用状況・負荷状況等の摩耗度増減要因
   データを集積した機械［７アイルと、個別機械の故障個
   所データや修理部品等の初期摩耗要因データを集積した
   故障・修理ファイルとを判定プログラムに従つ【判定装
   置に呼出し可能に備えてなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記戦の故障診断システムの判定方法。
3. （３）、判定基準となる故障マトリックスパターンが、
   診断対象機械の診断個所ごとに、摩耗金属元素相互間の
   ランクの総組合せ又は異物の混入状態の組合せと故障発
   生との相関関係を示す故障パターンから故障率が高い組
   合せを読み取って形成されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の故障診断システムの判定
   方法。
4. （４）、故障パターンが診断対象機械の機種・採油個所
   ・使用状況その他の摩耗度増減要因データをもとに、故
   障・修理ファイルおよび機械歴ファイルから同一条件で
   実際に故障を起こした過去のデータを検索し、その時の
   オイル分析値をオイル分析実積ファイルから呼び出し集
   約して横軸に摩耗金属元素相互間のランクの総組合せを
   、縦軸に故障率をとってグラフで相関関係を表わしてな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第８項又は
   第４項記載の故障診断システムの判定方法。