特許 6981547 監視システム及び監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981547

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】監視システム及び監視方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20211202BHJP

   G01H 17/00 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G01M99/00 Z

   G01H17/00 Z

【請求項の数】11

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-521706(P2020-521706)

(86)(22)【出願日】2019年2月27日

(86)【国際出願番号】JP2019007452

(87)【国際公開番号】WO2019230088

(87)【国際公開日】20191205

【審査請求日】2020年11月11日

(31)【優先権主張番号】特願2018-104943(P2018-104943)

(32)【優先日】2018年5月31日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】大西 康晴

(72)【発明者】

【氏名】福田 靖行

(72)【発明者】

【氏名】工藤 隆

【審査官】 山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１３４１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０８８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０４５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２０１２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０３３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００４１０６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２３８０２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １３／００ − １３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｈ０４Ｑ ９／００

Ｈ０１Ｌ １２／２２４− １２／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視対象の設備に取り付けられ、各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置と、
複数の前記第１の処理装置各々とケーブルを介して通信する第２の処理装置と、
前記第２の処理装置と無線で通信する第３の処理装置と、
を有し、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との距離は１ｍ以上１００ｍ以下であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との距離は５０ｍ以上であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
前記監視システムは複数のモードを有し、
第１のモード時に、
前記第１の処理装置が、
前記振動センサの測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、
前記第１の処理装置の判定結果と、前記測定データ及び／又は前記測定データの加工データとを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、
前記第１の処理装置の判定結果が異常無を示す場合、前記第１の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信し、
前記第１の処理装置の判定結果が異常有を示す場合、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視システム。

【請求項2】

監視対象の設備に取り付けられ、各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置と、
複数の前記第１の処理装置各々とケーブルを介して通信する第２の処理装置と、
前記第２の処理装置と無線で通信する第３の処理装置と、
を有し、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との距離は１ｍ以上１００ｍ以下であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との距離は５０ｍ以上であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
前記監視システムは複数のモードを有し、
第２のモード時に、
前記第１の処理装置が、前記振動センサの測定データ又は前記測定データの加工データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の監視システムにおいて、
前記第２の処理装置が、モードを決定し、複数の前記第１の処理装置に通知する監視システム。

【請求項4】

請求項３に記載の監視システムにおいて、
前記第２の処理装置は、前記測定データ及び／又は前記加工データに基づき、前記設備の状態を推定し、推定した前記設備の状態に基づきモードを決定する監視システム。

【請求項5】

請求項４に記載の監視システムにおいて、
前記設備はベルトコンベアであり、
複数のプーリの一部又は全部に前記第１の処理装置が取り付けられ、
前記第２の処理装置は、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記プーリの回転速度を推定し、推定した前記回転速度が基準値以下の場合は前記第２のモードを決定し、推定した前記回転速度が基準値より大の場合は前記第１のモードを決定する監視システム。

【請求項6】

監視対象の設備に取り付けられ、各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置と、
複数の前記第１の処理装置各々とケーブルを介して通信する第２の処理装置と、
前記第２の処理装置と無線で通信する第３の処理装置と、
を有し、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との距離は１ｍ以上１００ｍ以下であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との距離は５０ｍ以上であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
前記第１の処理装置は、予め定められたタイミングで、前記測定データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置は、前記測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第１の処理装置の判定結果と照合することで、前記第１の処理装置の状態を判定する監視システム。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の監視システムにおいて、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との間では、前記振動センサの測定データ及び／又は前記測定データの加工データが伝送され、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間では、前記振動センサの測定データに基づいた判定結果が伝送され、前記測定データ及び前記加工データの伝送は行われない監視システム。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の監視システムにおいて、
前記設備はベルトコンベアであり、
複数のプーリの一部又は全部に前記第１の処理装置が取り付けられている監視システム。

【請求項9】

各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置を監視対象の設備に取り付け、
前記第１の処理装置との距離が１ｍ以上１００ｍ以下である第２の処理装置と、複数の前記第１の処理装置各々とをケーブルを介して通信させ、
前記第２の処理装置との距離が５０ｍ以上である第３の処理装置と、前記第２の処理装置とを無線で通信させ、無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
複数のモードを有し、
第１のモード時に、
前記第１の処理装置が、
前記振動センサの測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、
前記第１の処理装置の判定結果と、前記測定データ及び／又は前記測定データの加工データとを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、
前記第１の処理装置の判定結果が異常無を示す場合、前記第１の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信し、
前記第１の処理装置の判定結果が異常有を示す場合、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視方法。

【請求項10】

各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置を監視対象の設備に取り付け、
前記第１の処理装置との距離が１ｍ以上１００ｍ以下である第２の処理装置と、複数の前記第１の処理装置各々とをケーブルを介して通信させ、
前記第２の処理装置との距離が５０ｍ以上である第３の処理装置と、前記第２の処理装置とを無線で通信させ、無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
複数のモードを有し、
第２のモード時に、
前記第１の処理装置が、前記振動センサの測定データ又は前記測定データの加工データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視方法。

【請求項11】

各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置を監視対象の設備に取り付け、
前記第１の処理装置との距離が１ｍ以上１００ｍ以下である第２の処理装置と、複数の前記第１の処理装置各々とをケーブルを介して通信させ、
前記第２の処理装置との距離が５０ｍ以上である第３の処理装置と、前記第２の処理装置とを無線で通信させ、無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
前記第１の処理装置は、予め定められたタイミングで、前記測定データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置は、前記測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第１の処理装置の判定結果と照合することで、前記第１の処理装置の状態を判定する監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視システム及び監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、監視対象の設備にセンサを取り付け、当該センサが測定した時系列データに基づきその設備の監視を行う方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７０８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

センサで収集したデータに基づき設備の異常等を検出する監視においては、センサで収集し、解析するデータの量が多くなり得る。一方で、監視対象の設備の大きさやその設置位置等に起因し、データを伝送する距離が長くなり得る。処理するデータが多く、かつ、データの伝送距離が長い場合、データ伝送の仕組みが適切でなければ、通信遅延等の通信トラブルが生じ、良好な監視を行えなくなる。

【0005】

本発明は、データ伝送距離が長くなる設備の監視に適した監視システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、
監視対象の設備に取り付けられ、各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置と、
複数の前記第１の処理装置各々とケーブルを介して通信する第２の処理装置と、
前記第２の処理装置と無線で通信する第３の処理装置と、
を有し、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との距離は１ｍ以上１００ｍ以下であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との距離は５０ｍ以上であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
前記監視システムは複数のモードを有し、
第１のモード時に、
前記第１の処理装置が、
前記振動センサの測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、
前記第１の処理装置の判定結果と、前記測定データ及び／又は前記測定データの加工データとを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、
前記第１の処理装置の判定結果が異常無を示す場合、前記第１の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信し、
前記第１の処理装置の判定結果が異常有を示す場合、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視システムが提供される。

【0007】

また、本発明によれば、
各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置を監視対象の設備に取り付け、
前記第１の処理装置との距離が１ｍ以上１００ｍ以下である第２の処理装置と、複数の前記第１の処理装置各々とをケーブルを介して通信させ、
前記第２の処理装置との距離が５０ｍ以上である第３の処理装置と、前記第２の処理装置とを無線で通信させ、無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下であり、
複数のモードを有し、
第１のモード時に、
前記第１の処理装置が、
前記振動センサの測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、
前記第１の処理装置の判定結果と、前記測定データ及び／又は前記測定データの加工データとを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、
前記第１の処理装置の判定結果が異常無を示す場合、前記第１の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信し、
前記第１の処理装置の判定結果が異常有を示す場合、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、データ伝送距離が長くなる設備の監視に適した監視システムが実現される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。

【0010】

【図1】本実施形態の監視システムの機能ブロック図の一例を示す図である。

【図2】本実施形態の各装置のハードウエア構成の一例を示す図である。

【図3】本実施形態の監視システムの機能ブロック図の一例を示す図である。

【図4】本実施形態の監視システムの適用例を示す図である。

【図5】本実施形態の第１の処理装置の機能ブロック図の一例を示す図である。

【図6】本実施形態の第２の処理装置の機能ブロック図の一例を示す図である。

【図7】本実施形態の第１の処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図8】本実施形態の第２の処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図9】本実施形態の第２の処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図10】本実施形態の第２の処理装置の機能ブロック図の一例を示す図である。

【図11】本実施形態の第１の処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図12】本実施形態の第２の処理装置の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１の実施形態＞
本実施形態の監視システムは、データ伝送距離が長くなる設備の監視に適したデータ伝送の仕組みを備える。監視内容は、設備の異常や故障予兆の有無の監視である。以下、詳細に説明する。

【0012】

図１に、本実施形態の監視システムの機能ブロック図の一例を示す。図示するように、監視システムは、複数の第１の処理装置１０と、第２の処理装置２０と、第３の処理装置３０とを有する。

【0013】

複数の第１の処理装置１０は、監視対象の設備４０に取り付けられる。図では第１の処理装置１０の数が３であるが、これに限定されない。監視対象の設備４０は、ベルトコンベア等が例示されるが、これに限定されない。

【0014】

複数の第１の処理装置１０は、各々が振動センサを有する。振動センサは、監視対象の設備４０に生じた振動を測定する。振動センサは、一軸方向の加速度を測定する一軸加速度センサであってもよいし、三軸方向の加速度を測定する三軸加速度センサであってもよいし、その他であってもよい。なお、複数の第１の処理装置が備える振動センサは、同種の振動センサであってもよいし、複数種類の振動センサが混在してもよい。例えば、複数の第１の処理装置１０の中に、一軸加速度センサを備えるものと、三軸加速度センサを備えるものとが混在してもよいし、複数の第１の処理装置１０のすべてが三軸加速度センサを備えてもよいし、複数の第１の処理装置１０のすべてが一軸加速度センサを備えてもよい。

【0015】

第１の処理装置１０は、「振動センサの測定データを第２の処理装置２０に送信する処理」、「振動センサの測定データを加工し、測定データの加工データ（以下単に「加工データ」という）を第２の処理装置２０に送信する処理」及び「測定データ又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定し、判定結果を第２の処理装置２０に送信する処理」の中の少なくとも１つを実行する。なお、第１の処理装置１０は全ての測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信してもよいし、一部の測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信してもよい。

【0016】

第２の処理装置２０は、監視対象の設備４０の近傍に設置される。複数の第１の処理装置１０各々と第２の処理装置２０との距離は、１ｍ以上１００ｍ以下である。複数の第１の処理装置１０各々と第２の処理装置２０との間の通信の規格は、比較的データ量が多いデータの伝送に適したものが好ましい。伝送距離が比較的短い複数の第１の処理装置１０各々と第２の処理装置２０とは、ケーブルを介して通信する。通信規格はＲＳ４８５等が例示されるが、これに限定されない。

【0017】

なお、第１の処理装置１０、第２の処理装置２０及びケーブルは、屋外設置等を考慮し、耐水・耐塵（例：ＩＰ６７）構造としてもよい。

【0018】

第２の処理装置２０は、「第１の処理装置１０から受信した判定結果を第３の処理装置３０に送信する処理」及び「第１の処理装置１０から受信した測定データ及び／又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定し、その判定結果を第３の処理装置３０に送信する処理」の少なくとも一方を実行する。

【0019】

第３の処理装置３０は、監視対象の設備４０、第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０から比較的離れた位置に設置される。第３の処理装置３０は、例えば、事務所や監視センター等に設置される。第２の処理装置２０と第３の処理装置３０との距離は、５０ｍ以上、好ましくは１００ｍ以上である。第３の処理装置３０を監視対象の設備４０から離すほど、例えば第３の処理装置３０を操作するオペレータの安全性が確保される等のメリットが得られる。このように第２の処理装置２０と第３の処理装置３０とは比較的離れる傾向となるので、無線で通信する。第２の処理装置２０と第３の処理装置３０との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下（例：９２０ＭＨｚ）である。

【0020】

第３の処理装置３０は、第２の処理装置２０から受信した判定結果を、出力装置を介して出力する。例えば、第３の処理装置３０は、当該判定結果をディスプレイに表示する。オペレータは、第３の処理装置３０から出力された情報に基づき、監視対象の設備４０の状態を監視する。また、第３の処理装置３０は第２の処理装置２０から受信した判定結果を記憶装置に記憶させてもよい。

【0021】

次に、本実施形態の装置のハードウエア構成の一例について説明する。本実施形態の各装置（第１の処理装置１０、第２の処理装置２０及び第３の処理装置３０各々）が備える各機能部は、任意のコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、メモリにロードされるプログラム、そのプログラムを格納するハードディスク等の記憶ユニット（あらかじめ装置を出荷する段階から格納されているプログラムのほか、ＣＤ（Compact Disc）等の記憶媒体やインターネット上のサーバ等からダウンロードされたプログラムをも格納できる）、ネットワーク接続用インターフェイスを中心にハードウエアとソフトウエアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。

【0022】

図２は、本実施形態の各装置のハードウエア構成を例示するブロック図である。図１に示すように、各装置は、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、入出力インターフェイス３Ａ、周辺回路４Ａ、バス５Ａを有する。周辺回路４Ａには、様々なモジュールが含まれる。処理装置は周辺回路４Ａを有さなくてもよい。

【0023】

バス５Ａは、プロセッサ１Ａ、メモリ２Ａ、周辺回路４Ａ及び入出力インターフェイス３Ａが相互にデータを伝送するためのデータ伝送路である。プロセッサ１Ａは、例えばＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの演算処理装置である。メモリ２Ａは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリである。入出力インターフェイス３Ａは、入力装置、外部装置、外部サーバ、センサ等から情報を取得するためのインターフェイスや、出力装置、外部装置、外部サーバ等に情報を出力するためのインターフェイスなどを含む。入力装置は、例えばキーボード、マウス、マイク等である。出力装置は、例えばディスプレイ、スピーカ、プリンター、メーラ等である。プロセッサ１Ａは、各モジュールに指令を出し、それらの演算結果をもとに演算を行うことができる。

【0024】

以上、本実施形態の監視システムによれば、監視対象の設備４０に取り付けた振動センサの測定データに基づき、監視対象の設備４０における異常の有無を監視することができる。このため、信頼度の高い監視が実現される。

【0025】

また、本実施形態の監視システムによれば、オペレータは、監視対象の設備４０から比較的離れた位置に設置された第３の処理装置３０を介して、監視対象の設備４０における異常の有無を監視することができる。このため、オペレータは、監視対象の設備４０から離れた安全な場所で、監視を行うことができる。

【0026】

また、本実施形態の監視システムによれば、監視対象の設備４０に取り付けられた第１の処理装置１０及び／又はその近傍に設置された第２の処理装置２０が、振動センサの測定データ及び／又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する。そして、判定結果のみが第３の処理装置３０に送信される。

【0027】

すなわち、測定データ及び／又は加工データのように比較的データ量が多いデータの伝送は、比較的距離が短い第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０間で行われる。そして、比較的距離が長い第２の処理装置２０及び第３の処理装置３０間では、判定結果のように比較的データ量が少ないデータの伝送が行われる。本実施形態の監視システムでは、比較的データ量が多いデータが、比較的距離が長い装置間で伝送される必要がない。このような本実施形態の監視システムによれば、通信遅延等の通信トラブルが生じる不都合を軽減できる。

【0028】

また、本実施形態の監視システムによれば、測定データ及び／又は加工データのように比較的データ量が多いデータの伝送は、ケーブルを介して行う。このため、通信遅延等の通信トラブルが生じる不都合を軽減できる。

【0029】

また、本実施形態によれば、比較的距離が長い２つの装置間（第２の処理装置２０と第３の処理装置３０との間）の通信は無線で行う。このため、長いケーブルを介して通信を行う場合に生じ得る配線の問題を回避できる。なお、第２の処理装置２０と第３の処理装置３０との間で伝送されるデータは判定結果であり、比較的データ量が少ない。このため、無線通信であっても、通信トラブルを起こすことなくデータの伝送を行うことができる。

【0030】

このように、本実施形態の監視システムは、データ伝送距離が長くなる設備の監視に適したデータ伝送の仕組みを備える監視システムである。

【0031】

＜第２の実施形態＞
図３に本実施形態の監視システムの機能ブロック図の一例を示す。図示するように、本実施形態の監視システムは、接続ボックス５０を有する点で、第１の実施形態の監視システムと異なる。本実施形態の監視システムのその他の構成は、第１の実施形態の監視システムと同様である。

【0032】

接続ボックス５０は、複数の第１の処理装置１０各々から受信した情報を第２の処理装置２０に送信する中継機器である。接続ボックス５０は第２の処理装置２０に近接して設置される。複数の第１の処理装置１０各々と接続ボックス５０とは、ケーブルを介して通信する。通信規格はＲＳ４８５等が例示されるが、これに限定されない。第２の処理装置２０と接続ボックス５０とは、無線で通信してもよいし、ケーブルを介して通信してもよい。接続ボックス５０は、屋外設置等を考慮し、耐水・耐塵（例：ＩＰ６７）構造としてもよい。

【0033】

本実施形態の監視システムによれば、第１の実施形態の監視システムと同様な作用効果を実現できる。また、接続ボックス５０を備えることで、複数の第１の処理装置１０と第２の処理装置２０との間のデータの伝送を円滑に行うことができる。

【0034】

＜第３の実施形態＞
本実施形態の監視システムは、第２の実施形態（図３参照）と同様の構成を有し、構成がより具体化される。なお、第１の実施形態（図１参照）と同様な構成を有してもよい。

【0035】

まず、本実施形態の監視対象の設備４０及び第１の処理装置１０の取り付け方法を説明する。図４に示すように、監視対象の設備４０はベルトコンベアである。そして、複数のプーリ６０の一部又は全部に第１の処理装置１０が取り付けられる。なお、監視対象の設備４０及び第１の処理装置１０の取り付け位置はあくまで一例であり、その他の構成とすることもできる。

【0036】

次に、第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の機能ブロック図を説明する。

【0037】

図５に、第１の処理装置１０の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、第１の処理装置１０は、センサ部１１と、第１のデータ処理部１２と、第１の送信部１３と、第１のモード管理部１４と、第１の受信部１５とを有する。

【0038】

図６に、第２の処理装置２０の機能ブロック図の一例を示す。図示するように、第２の処理装置２０は、第２の受信部２１と、判断部２２と、第２のデータ処理部２３と、第２−２の送信部２４と、第２のモード管理部２５と、第２−１の送信部２６とを有する。

【0039】

本実施形態の監視システムは、第１のモード及び第２のモードを有する。監視システムは、第１のモード及び第２のモードのいずれかのモードとなり、それらモードを交互に切り替えることができる。

【0040】

第１のモード時の監視システムは、第２のモード時に比べて簡易な異常有無判定を行う。第１のモード時には、複数の第１の処理装置１０各々が異常有無判定を行う。第２のモード時の監視システムは、第１のモード時に比べて詳細な異常有無判定を行う。第２のモード時には、第２の処理装置２０が異常有無判定を行う。

【0041】

以下、図５及び図６の機能ブロック図を用いて、「第１のモード時の第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の処理内容」、「第２のモード時の第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の処理内容」及び「モードの決定方法」をこの順に説明する。

【0042】

「第１のモード時の第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の処理内容」
まず、図５を用いて、第１のモード時の第１の処理装置１０の処理内容を説明する。

【0043】

センサ部１１は、第１の実施形態で説明した振動センサを有する。第１のモードの間、センサ部１１は、振動センサによる測定を継続する。

【0044】

第１のデータ処理部１２は、振動センサの測定データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する。第１のモードの間、第１のデータ処理部１２は、所定時間毎に、最新の測定データに基づく上記判定を繰り返し行う。

【0045】

ここで、第１のデータ処理部１２による判定の方法を説明する。まず、監視対象の設備４０に異常が生じている時に測定データや加工データに現れる特徴量（以下、「異常時特徴量」という）がデータベースに登録されている。そして、測定データや加工データから異常時特徴量が抽出された場合、第１のデータ処理部１２は、監視対象の設備４０に異常が生じていると判定する。一方、測定データや加工データから異常時特徴量が抽出されていない場合、第１のデータ処理部１２は、監視対象の設備４０に異常が生じていないと判定する。

【0046】

異常時特徴量は、ある時点の特徴であってもよいし、時系列な変化の特徴であってもよい。また、異常時特徴量は一つの種類の値で定義されてもよいし、複数の種類の値の組合せで定義されてもよい。

【0047】

測定データから抽出される値としては、時間軸に対する所定の軸方向の振動の大きさを示す波形において所定時間枠の中に現れるピークの値、当該波形において当該所定時間枠の中に現れる複数のピークの値の加算平均値、当該加算平均値に対する任意のピークの値の大きさ（ピーク値／加算平均値）、当該波形において当該所定時間枠の中で観察された振動の大きさの積算値、当該積算値に対する任意のピークの値の大きさ（ピーク値／積算値）、Ｓ／Ｎ比等が例示される。

【0048】

また、加工データとしては、測定データ（時間軸に対する所定の軸方向の振動の大きさを示す波形）をフーリエ変換して得られたデータが例示される。そして、このような加工データから抽出される値としては、高次波等の特定の周波数における値の加算平均値、部分積算値等が例示される。また、加工データとしては、測定データ（時間軸に対する所定の軸方向の振動の大きさを示す波形）と基準データとの差分データ等が例示される。

【0049】

第１の送信部１３は、第１のデータ処理部１２の判定結果（監視対象の設備４０における異常の有無）を第２の処理装置２０に送信する。第１のモードの間、第１の送信部１３は、所定時間毎に、最新の判定結果の送信を繰り返し行う。

【0050】

なお、第１の送信部１３は、第１のモードの間、測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信する。例えば、第１の送信部１３は、所定時間毎に、所定時間分の測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信する。

【0051】

次に、図６を用いて、第１のモード時の第２の処理装置２０の処理内容を説明する。

【0052】

第２の受信部２１は、複数の第１の処理装置１０各々から、第１の処理装置１０の判定結果と、測定データ及び／又は加工データを受信する。

【0053】

判断部２２は、第１の処理装置１０の判定結果が「監視対象の設備４０に異常有」を示すか、「監視対象の設備４０に異常無」を示すかを判断する。

【0054】

第１の処理装置１０の判定結果が異常無を示す場合、第２−２の送信部２４は、その第１の処理装置１０の判定結果を第３の処理装置３０に送信する。

【0055】

一方、第１の処理装置１０の判定結果が異常有を示す場合、第２のデータ処理部２３は、その第１の処理装置１０から受信した測定データ又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する。そして、第２−２の送信部２４は、第２の処理装置２０の判定結果を第３の処理装置３０に送信する。なお、第２−２の送信部２４は、第２の処理装置２０の判定結果に加えて、第１の処理装置１０の判定結果を第３の処理装置３０に送信してもよい。

【0056】

ここで、第２のデータ処理部２３による判定の方法を説明する。第２のデータ処理部２３は、第１のデータ処理部１２よりも精度の高い判定を行う。第２のデータ処理部２３の判定方法は当該条件を満たすように設計される。例えば、第２のデータ処理部２３は、第１のデータ処理部１２による判定と同様な方法で、監視対象の設備４０の異常の有無を判定することができる。この場合に、第１のデータ処理部１２よりも精度の高い判定を実現する手段は様々であるが、例えばサンプリングレートを異ならせる等の手段で実現してもよい。その他、第２のデータ処理部２３は、第１のデータ処理部１２による判定と異なる方法で、監視対象の設備４０の異常の有無を判定してもよい。具体的には、機械学習（例：ディープラーニング）の技術を利用して、監視対象の設備４０の異常の有無を判定する方法などが例示される。

【0057】

「第２のモード時の第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の処理内容」
まず、図５を用いて、第２のモード時の第１の処理装置１０の処理内容を説明する。

【0058】

センサ部１１は、第２のモードの間、振動センサによる測定を継続する。

【0059】

第２のモードの間、第１のデータ処理部１２は、監視対象の設備４０の異常の有無の判定を行わない。なお、第１のデータ処理部１２は、測定データを加工して加工データを生成する処理は実行してもよい。

【0060】

第１の送信部１３は、測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信する。第２のモードの間、第１の送信部１３は、所定時間毎に、所定時間分の測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信する。なお、第２のモードの間、第１の送信部１３は、第１の処理装置１０の判定結果を第２の処理装置２０に送信しない。

【0061】

次に、図６を用いて、第２のモード時の第２の処理装置２０の処理内容を説明する。

【0062】

第２の受信部２１は、複数の第１の処理装置１０各々から、測定データ及び／又は加工データを受信する。第２のデータ処理部２３は、測定データ又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する。そして、第２−２の送信部２４は、第２の処理装置２０の判定結果を第３の処理装置３０に送信する。第２のデータ処理部２３による判定の方法は、「第１のモード時の第１の処理装置１０及び第２の処理装置２０の処理内容」で説明したものと同様である。

【0063】

「モードの決定方法」
まず、図６の機能ブロック図を用いて、第２の処理装置２０の処理内容を説明する。

【0064】

第２のモード管理部２５は、第１の処理装置１０から受信した測定データ及び／又は加工データに基づき、監視対象の設備４０の状態を推定する。そして、第２のモード管理部２５は、推定した監視対象の設備４０の状態に基づきモードを決定する。

【0065】

本実施形態の場合、第２のモード管理部２５は、測定データ又は加工データに基づきプーリ６０の回転速度を推定する。例えば、測定データや加工データに繰り返し現れる特徴の出現時間間隔（先に出現してから次に出現するまでの時間間隔）を、プーリ６０が１周するのに要する時間として、回転速度を算出してもよい。

【0066】

そして、推定した回転速度が基準値以下の場合、第２のモード管理部２５は第２のモードを決定する。一方、推定した回転速度が基準値より大の場合、第２のモード管理部２５は第１のモードを決定する。

【0067】

このように、本実施形態の監視システムは、プーリ６０の回転状態（ベルトコンベアの速度）に応じて、簡易判定を行う第１のモード及び詳細判定を行う第２のモードを切り換えることができる。

【0068】

第２の処理装置２０は、現在のモードを示す情報を自記憶装置内に記憶しておく。そして、第２のモード管理部２５は、決定内容に基づき、自記憶装置内に記憶されている現在のモードを示す情報を更新する。

【0069】

第１のモード時及び第２のモード時いずれであっても、第２のモード管理部２５は、所定の時間間隔で繰り返し、上述したモードを決定する処理を実行することができる。

【0070】

第２−１の送信部２６は、第２のモード管理部２５が決定したモードを複数の第１の処理装置１０各々に通知する。なお、第２−１の送信部２６は、第２のモード管理部２５が決定したモードがその時の現在のモードと異なる場合（すなわち、モードが切り替わる場合）に、複数の第１の処理装置１０各々に通知してもよい。そして、第２のモード管理部２５が決定したモードがその時の現在のモードと同じである場合（すなわち、モードが切り替わらない場合）には、複数の第１の処理装置１０各々に通知しなくてもよい。

【0071】

次に、図５の機能ブロック図を用いて、第１の処理装置１０の処理内容を説明する。

【0072】

第１の受信部１５は、第２の処理装置２０からモードの通知を受信する。第１の処理装置１０は、現在のモードを示す情報を自記憶装置内に記憶しておく。そして、第１のモード管理部１４は、第１の受信部１５が第２の処理装置２０から受信した通知内容に基づき、自記憶装置内に記憶されている現在のモードを示す情報を更新する。

【0073】

次に、図７のフローチャートを用いて、第１の処理装置１０の処理の流れの一例を説明する。第１の処理装置１０のセンサ部１１は、振動センサによる測定を継続している。そして、第１の処理装置１０は、所定時間毎にＳ１１乃至Ｓ１４の処理を実行する。

【0074】

Ｓ１０では、第１の処理装置１０は所定の処理を実行するタイミングになったか判断する。実行タイミングになった場合（Ｓ１０のＹｅｓ）、第１のモード管理部１４は現在のモードを確認する（Ｓ１１）。

【0075】

現在のモードが第１のモードである場合（Ｓ１１の第１のモード）、第１のデータ処理部１２は測定データ及び／又は加工データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する（Ｓ１２）。そして、第１の送信部１３は、第１のデータ処理部１２の判定結果と、その判定に用いた測定データ及び／又は加工データとを第２の処理装置２０に送信する（Ｓ１３）。

【0076】

一方、現在のモードが第２のモードである場合（Ｓ１１の第２のモード）、第１の送信部１３は、測定データ及び／又は加工データを第２の処理装置２０に送信する（Ｓ１４）。

【0077】

以降、第１の処理装置１０は、処理を終了する入力がなければ（Ｓ１５のＮｏ）、同様の処理を継続する。

【0078】

次に、図８のフローチャートを用いて、第２の処理装置２０の処理の流れの一例を説明する。

【0079】

第２の受信部２１が第１の処理装置１０から情報を受信すると（Ｓ３０のＹｅｓ）、第２のモード管理部２５は現在のモードを確認する（Ｓ３１）。

【0080】

現在のモードが第１のモードである場合（Ｓ３１の第１のモード）、第２の受信部２１が第１の処理装置１０から受信した情報の中に、第１の処理装置１０の判定結果が含まれる。判断部２２は、当該判定結果が「監視対象の設備４０に異常有」を示すか、「監視対象の設備４０に異常無」を示すかを判断する。

【0081】

第１の処理装置１０の判定結果が異常無を示す場合（Ｓ３４の異常無）、第２−２の送信部２４は、第２の受信部２１が受信した第１の処理装置１０の判定結果を第３の処理装置３０に送信する（Ｓ３５）。

【0082】

一方、第１の処理装置１０の判定結果が異常有を示す場合（Ｓ３４の異常有）、また、現在のモードが第２のモードである場合（Ｓ３１の第２のモード）、第２のデータ処理部２３は第２の受信部２１が受信した情報に含まれる測定データ及び／又は加工データに基づき、監視対象の設備４０の異常の有無を判定する（Ｓ３２）。そして、第２−２の送信部２４は、第２の処理装置２０の判定結果を第３の処理装置３０に送信する（Ｓ３３）。

【0083】

以降、第２の処理装置２０は、処理を終了する入力がなければ（Ｓ３６のＮｏ）、同様の処理を継続する。

【0084】

次に、図９のフローチャートを用いて、第２の処理装置２０の処理の流れの他の一例を説明する。

【0085】

第２の受信部２１が第１の処理装置１０から測定データ及び／又は加工データを受信すると（Ｓ５０のＹｅｓ）、第２のモード管理部２５は、プーリ６０の回転速度を推定する（Ｓ５１）。そして、推定した回転速度が基準値以下である場合（Ｓ５２のＹｅｓ）、第２のモード管理部２５は第２のモードを決定する（Ｓ５３）。一方、回転速度が基準値以下でない場合（Ｓ５２のＮｏ）、第２のモード管理部２５は第１のモードを決定する（Ｓ５４）。

【0086】

そして、新たに決定されたモードがその時の現在のモードと異なる場合、すなわちモードが切り替わる場合（Ｓ５５のＹｅｓ）、第２のモード管理部２５は自記憶措置に記憶されている現在のモードを示す情報を更新する（Ｓ５６）。また、第２−１の送信部２６は、複数の第１の処理装置１０に新たに決定されたモードを通知する（Ｓ５６）。一方、新たに決定されたモードがその時の現在のモードと同じである場合、すなわちモードが切り替わらない場合（Ｓ５５のＮｏ）、Ｓ５６の処理は実行されない。

【0087】

以降、第２の処理装置２０は、処理を終了する入力がなければ（Ｓ５７のＮｏ）、同様の処理を継続する。

【0088】

以上、本実施形態の監視システムによれば第１及び第２の実施形態の監視システムと同様な作用効果を実現できる。

【0089】

また、本実施形態の監視システムによれば、第２の処理装置２０による詳細な異常有無の判定は必要な場合のみに抑え、その他の場合は第１の処理装置１０による簡易な異常有無の判定とすることができる。このため、常時詳細な異常有無の判定を行う場合に比べて、監視システムの処理負担を軽減できる。また、必要な場合には詳細な異常有無の判定を行うので、信頼度の高い監視システムが実現される。

【0090】

なお、必要な場合は、例えば第１の処理装置１０により異常有と判定された場合である。監視対象の設備４０に異常が有る場合、監視対象の設備４０の動作を停止させる等の処置がとられる。監視対象の設備４０の動作の停止は、多大な損害が発生する為、極力避けたいアクションである。そこで、第１の処理装置１０による簡易な判定で異常有と判定された場合には、第２の処理装置２０による詳細な判定を行い、第２の処理装置２０の判定結果を出力する。これにより、監視システムから出力される「異常有の判定結果」の信頼度を高めることができる。結果、誤った「異常有」の判定により不要に監視対象の設備４０の動作を停止してしまう不都合等を抑制できる。

【0091】

その他、必要な場合、プーリ６０の回転速度が基準値以下の場合である。この場合、監視対象の設備４０に伝搬する振動エネルギーが小さいため、異常を示す特徴を見落としてしまう恐れがある。このような場合に第２の処理装置２０による詳細な異常有無の判定を行うことで、小さい予兆も見落とさない信頼度の高い監視システムが実現される。

【0092】

＜第４の実施形態＞
本実施形態の監視システムは、第３の実施形態（図３参照）と同様の構成を有し、第３の実施形態で説明しなかった付加機能をさらに有する。

【0093】

第１の処理装置１０の機能ブロック図の一例は、第３の実施形態同様、図５で示される。第２の処理装置２０の機能ブロック図の一例は、図１０で示される。本実施形態の第２の処理装置２０は、照合部２７を有する点で、第３の実施形態の第２の処理装置２０と異なる。なお、図５及び図１０で示される照合部２７以外のその他の機能部は、第３の実施形態で説明した構成を有する。

【0094】

図５に示す第１の処理装置１０の第１の送信部１３は、第１のモードの間、予め定められたタイミングで、測定データを第２の処理装置２０に送信する。第１の送信部１３は、予め定められた時間間隔で、測定データを第２の処理装置２０に繰り返し送信する。

【0095】

図１０に示す第２の処理装置２０の第２の受信部２１は、上記測定データを受信する。第２のデータ処理部２３は、必要に応じて測定データを加工し、測定データ及び／又は加工データに基づき、監視対象の設備４０の異常の有無を判定する。

【0096】

照合部２７は、第２の受信部２１が受信した第１の処理装置１０の判定結果と、第２のデータ処理部２３の判定結果とを照合し、一致するか否かを判断する。そして、第２−２の送信部２４は、照合部２７による照合の結果を第３の処理装置３０に送信する。

【0097】

次に、図１１のフローチャートを用いて、第１の処理装置１０の処理の流れの一例を説明する。第１の処理装置１０は、第１のモードの間、当該処理を所定時間毎に繰り返す。当該処理を繰り返す時間間隔は、図７のＳ１１乃至Ｓ１４の処理を繰り返す時間間隔よりも大きい。

【0098】

Ｓ２０では、第１の処理装置１０は所定の処理を実行するタイミングになったか判断する。実行タイミングになった場合（Ｓ２０のＹｅｓ）、第１の送信部１３は測定データを第２の処理装置２０に送信する（Ｓ２１）。

【0099】

以降、第１の処理装置１０は、処理を終了する入力又は第２のモードへのモード変更がなければ（Ｓ２２のＮｏ）、同様の処理を継続する。

【0100】

次に、図１２のフローチャートを用いて、第２の処理装置２０の処理の流れの一例を説明する。第２の処理装置２０は、第１のモードの間、当該処理を所定時間毎に繰り返す。

【0101】

第２の受信部２１が第１の処理装置１０から測定データを受信すると（Ｓ４０のＹｅｓ）、第２のデータ処理部２３は第２の受信部２１が受信した測定データに基づき監視対象の設備４０の異常の有無を判定する（Ｓ４１）。

【0102】

次いで、照合部２７は、第１の処理装置１０の判定結果（例えば、最新の判定結果）と、Ｓ４１における第２のデータ処理部２３の判定結果とを照合する（Ｓ４２）。

【0103】

そして、第２−２の送信部２４、照合部２７による照合結果（一致するか否か）を第３の処理装置３０に送信する（Ｓ４３）。

【0104】

以降、第２の処理装置２０は、処理を終了する入力又は第２のモードへのモード変更がなければ（Ｓ４４のＮｏ）、同様の処理を継続する。

【0105】

以上、本実施形態の監視システムによれば第１乃至第３の実施形態の監視システムと同様な作用効果を実現できる。

【0106】

また、本実施形態の監視システムによれば、第１のモードが継続し、第１の処理装置１０による判定が継続している間も、所定時間毎に第２の処理装置２０が判定を行い、第１の処理装置１０の判定結果と第２の処理装置２０の判定結果との照合結果を第３の処理装置３０に送信することができる。このように定期的なチェックで、第１の処理装置１０に発生した異常を検出することができる。

【0107】

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限定されない。
１． 監視対象の設備に取り付けられ、各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置と、
複数の前記第１の処理装置各々とケーブルを介して通信する第２の処理装置と、
前記第２の処理装置と無線で通信する第３の処理装置と、
を有し、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との距離は１ｍ以上１００ｍ以下であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との距離は５０ｍ以上であり、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間の無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下である監視システム。
２． １に記載の監視システムにおいて、
前記第１の処理装置と前記第２の処理装置との間では、前記振動センサの測定データ及び／又は前記測定データの加工データが伝送され、
前記第２の処理装置と前記第３の処理装置との間では、前記振動センサの測定データに基づいた判定結果が伝送され、前記測定データ及び前記加工データの伝送は行われない監視システム。
３． １又は２に記載の監視システムにおいて、
前記監視システムは複数のモードを有し、
第１のモード時に、
前記第１の処理装置が、
前記振動センサの測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、
前記第１の処理装置の判定結果と、前記測定データ及び／又は前記測定データの加工データとを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、
前記第１の処理装置の判定結果が異常無を示す場合、前記第１の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信し、
前記第１の処理装置の判定結果が異常有を示す場合、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視システム。
４． １から３のいずれかに記載の監視システムにおいて、
前記監視システムは複数のモードを有し、
第２のモード時に、
前記第１の処理装置が、前記振動センサの測定データ又は前記測定データの加工データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置が、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第２の処理装置の判定結果を前記第３の処理装置に送信する監視システム。
５． ３又は４に記載の監視システムにおいて、
前記第２の処理装置が、モードを決定し、複数の前記第１の処理装置に通知する監視システム。
６． ５に記載の監視システムにおいて、
前記第２の処理装置は、前記測定データ及び／又は前記加工データに基づき、前記設備の状態を推定し、推定した前記設備の状態に基づきモードを決定する監視システム。
７． ６に記載の監視システムにおいて、
前記設備はベルトコンベアであり、
複数のプーリの一部又は全部に前記第１の処理装置が取り付けられ、
前記第２の処理装置は、前記測定データ又は前記加工データに基づき前記プーリの回転速度を推定し、推定した前記回転速度が基準値以下の場合は前記第２のモードを決定し、推定した前記回転速度が基準値より大の場合は前記第１のモードを決定する監視システム。
８． １から７のいずれかに記載の監視システムにおいて、
前記第１の処理装置は、予め定められたタイミングで、前記測定データを前記第２の処理装置に送信し、
前記第２の処理装置は、前記測定データに基づき前記設備の異常の有無を判定し、前記第１の処理装置の判定結果と照合することで、前記第１の処理装置の状態を判定する監視システム。
９． １から８のいずれかに記載の監視システムにおいて、
前記設備はベルトコンベアであり、
複数のプーリの一部又は全部に前記第１の処理装置が取り付けられている監視システム。
１０． 各々が振動センサを有する複数の第１の処理装置を監視対象の設備に取り付け、
前記第１の処理装置との距離が１ｍ以上１００ｍ以下である第２の処理装置と、複数の前記第１の処理装置各々とをケーブルを介して通信させ、
前記第２の処理装置との距離が５０ｍ以上である第３の処理装置と、前記第２の処理装置とを無線で通信させ、無線通信の周波数は４００ＭＨｚ以上５．３ＧＨｚ以下である監視方法。

【0108】

以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0109】

この出願は、２０１８年５月３１日に出願された日本出願特願２０１８−１０４９４３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】