特許 6987312 機器状態監視装置および機器状態監視方法

(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】6987312

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】機器状態監視装置および機器状態監視方法

(51)【国際特許分類】

   G06N 7/00 20060101AFI20211213BHJP

   G06F 11/34 20060101ALI20211213BHJP

   G06F 11/30 20060101ALI20211213BHJP

   F24F 11/38 20180101ALI20211213BHJP

   F24F 11/52 20180101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   G06N7/00

   G06F11/34 152

   G06F11/30 158

   G06F11/30 140D

   F24F11/38

   F24F11/52

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2021-534508(P2021-534508)

(86)(22)【出願日】2019年7月25日

(86)【国際出願番号】JP2019029199

(87)【国際公開番号】WO2021014638

(87)【国際公開日】20210128

【審査請求日】2021年7月7日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗山 俊通

【審査官】 今城 朋彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０９２１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１７４８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２９７９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｎ ３／００−９９／００

Ｇ０６Ｆ １１／３０−１１／３４

Ｆ２４Ｆ １１／３８，１１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機器の状態値の実測データを取得するデータ取得部と、
前記機器の正常な状態を示す正常情報を取得する正常情報取得部と、
前記正常情報の表示形状における前記実測データの位置関係を取得する位置関係取得部と、
複数の前記正常情報の複数の表示形状と複数の前記実測データの位置関係に基づいて、複数の前記実測データを、複数の前記正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影する射影部と、
前記無次元空間へ射影された複数の前記実測データに基づいて前記機器の状態の分布を推定する分布推定部と、を備えた
ことを特徴とする機器状態監視装置。

【請求項2】

機器の状態を監視する機器状態監視装置であって、
前記機器の状態の監視に用いられるデータを出力する出力部を備え、
前記出力部は、
前記機器の正常な状態を示す複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表され、当該共通の形状に対して前記機器の状態の分布が設定された無次元空間を出力する
ことを特徴とする機器状態監視装置。

【請求項3】

前記機器の状態値の実測データを取得するデータ取得部と、
前記正常情報を取得する正常情報取得部と、
前記正常情報の表示形状における前記実測データの位置関係を取得する位置関係取得部と、
複数の前記正常情報の複数の表示形状と複数の前記実測データの位置関係に基づいて、複数の前記実測データを前記無次元空間へ射影する射影部と、
前記無次元空間へ射影された複数の前記実測データに基づいて前記機器の状態の分布を推定する分布推定部と、を備えた
ことを特徴とする請求項２記載の機器状態監視装置。

【請求項4】

前記位置関係取得部は、前記正常情報の表示形状の中心点と前記実測データの間の距離と、前記中心点と前記実測データを通る直線と当該直線が交わる前記正常情報の表示形状の辺とがなす角度を、前記正常情報の表示形状における前記実測データの位置関係として算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項３記載の機器状態監視装置。

【請求項5】

データ取得部、正常情報取得部、位置関係取得部、射影部、および分布推定部を備えた機器状態監視装置の機器状態監視方法であって、
前記データ取得部が、機器の状態値の実測データを取得するステップと、
前記正常情報取得部が、前記機器の正常な状態を示す正常情報を取得するステップと、
前記位置関係取得部が、前記正常情報の表示形状における前記実測データの位置関係を取得するステップと、
前記射影部が、複数の前記正常情報の複数の表示形状と複数の前記実測データの位置関係に基づいて、複数の前記実測データを、複数の前記正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影するステップと、
前記分布推定部が、前記無次元空間へ射影された複数の前記実測データに基づいて前記機器の状態の分布を推定するステップと、を備えた
ことを特徴とする機器状態監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機器の状態を監視する機器状態監視装置および機器状態監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

機器の状態を監視する従来の技術として、例えば、特許文献１に記載される車両用空気調和機のメンテナンス時期判定方法がある。この方法では、室外熱交換器による圧縮開始時点の比エンタルピーと圧縮終了時点の比エンタルピーの差と、第１の設定値および第１の設定値よりも大きな第２の設定値とがそれぞれ比較される。このとき、比エンタルピーの差が第２の設定値よりも大きい場合、空気調和機は、メンテナンスが必要であると判定される。

【0003】

一方、比エンタルピーの差が第１の設定値よりも大きく第２の設定値よりも小さい場合は、室外熱交換器に設けられた各種センサによって検出されたセンサデータに基づいて、モリエル線図（以下、ｐ−ｈ（圧力−比エンタルピー）線図と記載する）の冷凍サイクル図形が作成される。この冷凍サイクル図形は、空気調和機が正常な状態であるときの冷凍サイクル図形とともに表示される。

【0004】

ｐ−ｈ線図において、冷凍サイクル図形の形状が、正常状態に対応するものから変化していると、空気調和機の性能が低下したと判断できる。この形状の差が設定値を超えた場合、空気調和機は、メンテナンスが必要であると判定される。なお、空気調和機の正常な状態での冷凍サイクル図形は、機器の正常な状態を示す正常情報の表示形状であり、冷凍サイクル図形を作成するために用いられるセンサデータは、機器の状態値の実測データである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−９２１２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

空気調和機のｐ−ｈ線図の冷凍サイクル図形の形状は、空気調和機の設定温度が同じであっても、外気温度に応じてずれが生じる。すなわち、空気調和機の正常な状態での冷凍サイクル図形は、外気温度に応じて異なる形状となる。また、空気調和機の正常な状態での冷凍サイクル図形と比較される冷凍サイクル図形は、メンテナンス時期判定の開始時点に検出されたセンサデータに基づいて作成された、いわゆる瞬時データである。

【0007】

特許文献１に記載された方法は、瞬時データが示す機器の状態が正常状態であるか否かを監視することによって、当該機器のメンテナンスの要否を判定するものである。このため、瞬時データに偶発的に外れ値が発生すると、機器の状態が誤って認識される可能性があった。

【0008】

一方、一定の期間内（例えば、１ヶ月間）に順次検出された複数のセンサデータに基づいて監視対象の機器の状態の変化傾向を特定することで、センサデータに偶発的に発生した外れ値の影響を軽減することができる。しかしながら、この期間内に機器の外的環境（例えば、外気温度）または使用方法が変化して正常情報の表示形状が変化すると、複数のセンサデータと複数の正常情報との対応関係が見にくくなって機器の複数の状態を正確に認識できないという課題があった。

【0009】

本発明は上記課題を解決するものであり、機器の複数の状態を、共通の表示形状に基づいて認識することができる機器状態監視装置および機器状態監視方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る機器状態監視装置は、機器の状態値の実測データを取得するデータ取得部と、機器の正常な状態を示す正常情報を取得する正常情報取得部と、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を取得する位置関係取得部と、複数の正常情報の複数の表示形状と複数の実測データの位置関係に基づいて、複数の実測データを、複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影する射影部と、無次元空間へ射影された複数の実測データに基づいて機器の状態の分布を推定する分布推定部を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、機器の状態値の複数の実測データを、機器の正常な状態を示す複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影し、無次元空間へ射影された複数の実測データに基づいて機器の状態の分布を推定する。これにより、機器の複数の状態を、共通の表示形状に基づいて認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１に係る機器状態監視装置の構成を示すブロック図である。

【図2】実施の形態１に係る機器状態監視方法を示すフローチャートである。

【図3】図３Ａは、複数の正常情報の複数の表示形状と複数の実測データとの関係を示す図であり、図３Ｂは、複数の実測データが射影された実施の形態１における無次元空間を示す図である。

【図4】実施の形態１における位置関係算出処理を示すフローチャートである。

【図5】正常情報の表示形状および実測データを示す図である。

【図6】図５の正常情報の表示形状、実測データおよび正常情報の表示形状の中心点を示す図である。

【図7】図５の正常情報の表示形状と実測データとの位置関係を示す図である。

【図8】実施の形態１における無次元空間への実測データの射影処理を示すフローチャートである。

【図9】実施の形態１における無次元空間を示す図である。

【図10】図９の無次元空間および当該無次元空間に射影された実測データを示す図である。

【図11】図１１Ａは、実施の形態１における無次元空間に射影された実測データの分布を用いた機器の状態判定の概要を示す図であり、図１１Ｂは、実施の形態１における無次元空間に射影された実測データの分布を用いた機器の状態劣化判定の概要を示す図である。

【図12】図１２Ａは、実施の形態１に係る機器状態監視装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図であり、図１２Ｂは、実施の形態１に係る機器状態監視装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る機器状態監視装置１の構成を示すブロック図である。機器状態監視装置１は、監視対象の機器の状態値の実測データを、機器の正常な状態を示す正常情報の表示形状と比較した結果に基づいて機器の状態を監視する装置である。機器状態監視装置１は、図１に示すように、データ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６を備える。機器状態監視装置１が状態を監視する対象の機器は、機器の各種の状態を検出する各種のセンサが設置されている機器が好ましく、例えば、空気調和機である。

【0014】

データ取得部１１は、監視対象の機器の状態値の実測データを取得する。データ取得部１１によって、機器の状態を監視する一定期間（例えば、１ヶ月）分の実測データが取得される。実測データは、例えば、機器に設けられた各種センサによって検出されたセンサデータである。監視対象の機器が空気調和機である場合、センサは、例えば、空気調和機の様々な箇所に設置された圧力センサおよび温度センサである。正常情報は、センサデータが示す機器の状態ごとに存在する。

【0015】

正常情報取得部１２は、正常情報を取得する。例えば、監視対象の機器が空気調和機である場合、正常情報は、空気調和機の正常な状態でのｐ−ｈ線図の冷凍サイクルであり、正常情報の表示形状は、当該冷凍サイクル図形である。なお、空気調和機の正常な状態での冷凍サイクル図形は、外気温度に応じて変化する。すなわち、正常情報の表示形状は、外気温度に応じて複数の形状が存在する。

【0016】

また、正常情報取得部１２は、圧力センサおよび温度センサによって検出された正常な状態でのセンサデータを用いて、空気調和機の正常な状態での冷凍サイクル（正常情報）を算出することが可能である。すなわち、正常情報取得部１２による正常情報の「取得」には、記憶装置に蓄積された正常情報を読み出して取得する場合の他に、機器の状態値の実測データを用いて正常情報を算出して取得することも含まれる。

【0017】

位置関係取得部１３は、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を取得する。例えば、正常情報の表示形状が多角形である場合、位置関係取得部１３は、この多角形における実測データの位置関係として、多角形の中心点と実測データとの間の距離を算出し、多角形の中心点および実測データを通る直線と当該直線が交わる多角形の辺とがなす角度を算出する。多角形の中心点は、例えば、重心である。

【0018】

なお、位置関係取得部１３による位置関係の「取得」には、実測データと正常情報を用いて位置関係を算出することの他に、記憶装置に記憶された位置関係データを読み出して取得することも含まれる。

【0019】

射影部１４は、複数の正常情報の複数の表示形状と複数の実測データの位置関係に基づいて、複数の実測データを無次元空間へ射影する。ここで、無次元空間とは、複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された空間であり、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を用いて表された点（無次元）がプロット（射影）される。

【0020】

共通の形状は、例えば、半径が１の円である。射影部１４は、複数の実測データに対応する複数の正常情報の表示形状の中心点を当該円の中心点に当てはめて、正常情報の表示形状の中心点と実測データの位置関係（距離情報および角度情報）を、円形の中心点との位置関係に変換することで、この円を含んだ無次元空間内に複数の実測データをプロットする。無次元空間にプロットされた実測データは、正常情報の表示形状との位置関係で表された無次元値の点である。ただし、無次元空間における点の位置は、正常情報の表示形状と実測データの関係に対応した位置であるため、無次元空間における点の分布は、機器の状態の分布に相当する。

【0021】

分布推定部１５は、無次元空間へ射影された複数の実測データに基づいて、機器の状態の分布を推定する。例えば、分布推定部１５は、無次元空間にプロットされた複数の点に混合ガウスモデル推定処理を施すことで、無次元空間における点の分布、すなわち、機器の状態の分布を推定する。機器の状態の分布を推定する方法は、無次元空間における点の確率密度分布を推定可能な方法であればよく、例えば、最尤法、ベイズ推定またはＥＭアルゴリズムを用いることができる。

【0022】

出力部１６は、機器の状態の監視に用いられるデータを出力する。機器の状態の監視に用いられるデータとしては、例えば、複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表され、共通の形状に対して機器の状態の分布が設定された無次元空間が挙げられる。出力部１６は、例えば、表示装置に無次元空間を表示させる。

【0023】

次に、機器状態監視装置１の動作について説明する。
図２は、実施の形態１に係る機器状態監視方法を示すフローチャートであり、機器状態監視装置１の動作を示している。まず、データ取得部１１は、監視対象の機器の状態値の実測データを取得する（ステップＳＴ１）。例えば、データ取得部１１は、機器に設置されたセンサによって逐次検出されたセンサデータ（実測データ）を連続的または周期的に入力することで、機器を監視する一定期間（以下、監視期間と記載する）のセンサデータの時系列、すなわち機器の状態値の時系列データを取得する。なお、実測データを記憶装置に記憶しておき、データ取得部１１が、記憶装置から実測データを取得してもよい。

【0024】

次に、正常情報取得部１２は、監視対象の機器の状態の正常情報を取得する（ステップＳＴ２）。例えば、監視対象の機器が空気調和機であり、正常情報の表示形状が、空気調和機の正常な状態でのｐ−ｈ線図上の冷凍サイクル図形データである場合、正常情報取得部１２は、空気調和機に設置された圧力センサおよび温度センサによって検出された正常な状態でのセンサデータを用いて、正常な状態での冷凍サイクル図形データを算出する。また、外気温度に対応する正常な状態での冷凍サイクル図形データを記憶装置に記憶し、正常情報取得部１２が、監視期間の外気温度に対応する冷凍サイクル図形データを、記憶装置から逐次取得してもよい。

【0025】

位置関係取得部１３は、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を取得する（ステップＳＴ３）。図３Ａは、複数の正常情報の表示形状と複数の実測データとの関係を示す図であり、監視対象の機器に設置されたセンサによって検出されたセンサデータ（１）に対するセンサデータ（２）の関係を示すグラフである。例えば、位置関係取得部１３は、データ取得部１１によって取得された実測データと正常情報取得部１２によって取得された正常情報を用いて、図３Ａに示すグラフを作成する。

【0026】

図３Ａに示すグラフには、センサデータ（１）およびセンサデータ（２）からなる複数の実測データがプロットされ、これらの実測データにそれぞれ対応した複数の正常情報の形状が表示されている。図３Ａに示すように、センサデータ（１）とセンサデータ（２）から特定される状態が同一であっても、機器の外的環境または使用方法によって正常情報の表示形状が様々に変化する場合がある。正常情報の表示形状にばらつきが生じた場合、図３Ａに示すように、実測データと正常情報の表示形状との対応関係が繁雑になるため、機器の状態を正確に認識できなくなる。

【0027】

そこで、機器状態監視装置１は、複数の実測データを、複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影する。これにより、機器状態監視装置１は、機器の複数の状態を、共通の表示形状に基づいて認識することができる。位置関係取得部１３は、実測データを無次元空間に射影するための情報として、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を取得する。この位置関係は、例えば、正常情報の表示形状の中心点と実測データとの間の距離情報、および、正常情報の表示形状の中心点と実測データを通る直線と当該直線が交わる正常情報の表示形状の辺とがなす角度情報である。

【0028】

射影部１４は、複数の正常情報の複数の表示形状と複数の実測データの位置関係に基づいて、複数の実測データを無次元空間へ射影する（ステップＳＴ４）。図３Ｂは、複数の実測データが射影された実施の形態１における無次元空間を示す図である。例えば、図３Ｂに示すように、射影部１４は、複数の実測データに対応する複数の正常情報の表示形状の中心点を、無次元空間における円２０の中心点２０ａに当てはめて、正常情報の表示形状の中心点と実測データとの位置関係を、円２０の中心点２０ａとの位置関係に変換することで、複数の実測データを円２０にプロットする。

【0029】

無次元空間における点の位置は、射影前の実測データと正常情報の表示形状との関係に対応した位置である。なお、図３Ｂに示す成分（１）は、センサデータ（１）の変動に対応した成分であり、成分（２）は、センサデータ（２）の変動に対応した成分である。

【0030】

分布推定部１５は、無次元空間へ射影された複数の実測データに基づいて、機器の状態の分布を推定する（ステップＳＴ５）。例えば、分布推定部１５は、無次元空間にプロットされた複数の点に対して混合ガウスモデル推定処理を施すことで、図３Ｂに示す無次元空間における分布２１を推定する。分布２１では、実測データに対応する点の数に応じて色または濃淡が決まっており、実測データに対応する点の数は、色が最も濃い領域に最も多く、色が薄くなるに連れて減少する。出力部１６は、分布２１が設定された無次元空間を、表示装置に表示させる。

【0031】

次に、位置関係取得部１３による正常情報における実測データの位置関係の算出処理について詳細に説明する。図４は、実施の形態１における位置関係算出処理を示すフローチャートであって、図２のステップＳＴ３の処理の詳細を示している。位置関係取得部１３は、データ取得部１１によって取得された実測データを２次元座標面にプロットし、正常情報取得部１２によって取得された正常情報の形状を２次元座標面に表示する（ステップＳＴ１ａ）。図５は、正常情報の表示形状および実測データを示す図であり、正常情報の表示形状３２が表示された２次元座標面にプロットされた実測データ３１を示している。

【0032】

図５において、実測データ３１は、監視対象の機器に設置されたセンサによって検出されたセンサデータ（１）とセンサデータ（２）から特定される機器の状態値の実測データである。表示形状３２は、実測データ３１が示す状態についての正常情報であり、頂点３２ａ〜３２ｄの四角形状である。

【0033】

次に、位置関係取得部１３は、表示形状３２の中心点３２ｅを算出する（ステップＳＴ２ａ）。図６は、図５の表示形状３２、実測データ３１および表示形状３２の中心点３２ｅを示す図である。例えば、位置関係取得部１３は、表示形状３２の外形の重心点を中心点３２ｅとして算出する。図６において、表示形状３２は四角形であることから、位置関係取得部１３は、頂点３２ａと頂点３２ｃを結ぶ対角線と頂点３２ｂと頂点３２ｄを結ぶ対角線との交点を、中心点３２ｅとして算出する。

【0034】

続いて、位置関係取得部１３は、表示形状３２の中心点３２ｅと実測データ３１の間の距離ｒ_ａと、表示形状３２の中心点３２ｅと実測データ３１を通る直線Ａと当該直線Ａが交わる表示形状３２の外形上の辺Ｂとがなす角度θ_ａを算出する（ステップＳＴ３ａ）。図７は、図５の表示形状３２と実測データ３１の位置関係を示す図である。例えば、位置関係取得部１３は、実測データ３１と中心点３２ｅとを通る直線Ａを算出する。この後、位置関係取得部１３は、中心点３２ｅと実測データ３１との間の距離ｒ_ａを算出し、さらに、表示形状３２の中心点３２ｅから直線Ａと表示形状３２の外形上の辺Ｂとの交点Ｂａまでの距離ｒ_ｎを算出する。

【0035】

位置関係取得部１３は、直線Ａの長さである距離ｒ_ｎに対する距離ｒ_ａの相対比ｒ_Ｒ（＝ｒ_ａ／ｒ_ｎ）を算出する。続いて、位置関係取得部１３は、直線Ａと辺Ｂとがなす角度θ_ａを算出する。位置関係取得部１３によって算出された相対比ｒ_Ｒおよび角度θ_ａは、表示形状３２の中心点３２ｅに対する実測データ３１の位置関係データとして、射影部１４に出力される。

【0036】

次に射影部１４による無次元空間への実測データの射影処理について詳細に説明する。
図８は、実施の形態１における無次元空間への実測データの射影処理を示すフローチャートであって、図２のステップＳＴ４の処理の詳細を示している。図９は、実施の形態１における無次元空間を示す図である。ここで、無次元空間は、図９に示すように半径が１の円２０が設定された空間である。成分（１）の軸からの角度をθとした場合、円２０上の点は（１，θ）で表される。成分（１）は、図５のセンサデータ（１）の変動に対応した成分であり、成分（２）は、図５のセンサデータ（２）の変動に対応した成分である。

【0037】

射影部１４は、表示形状３２における実測データ３１の位置関係に基づいて実測データ３１を無次元空間へ射影する（ステップＳＴ１ｂ）。図１０は、図９の無次元空間および当該無次元空間に射影された実測データ２１ａを示す図である。例えば、射影部１４は、図７に示した表示形状３２の中心点３２ｅを、図９に示した無次元空間における円２０の中心点２０ａに当てはめる。次に、射影部１４は、距離ｒ_ｎを、円２０の半径に置き換えて、表示形状３２の中心点３２ｅから実測データ３１までの距離の相対比ｒ_Ｒと、実測データ３１を通る直線Ａが表示形状３２の辺Ｂとなす角度θ_ａとを用いて、実測データ３１を無次元空間にプロットする。これにより、実測データ３１が、点（ｒ_Ｒ，θ_ａ）に変換されて無次元空間にプロットされる。

【0038】

この後、射影部１４は、表示形状３２との位置関係が取得された全ての実測データ３１を無次元空間へ射影したか否かを確認する（ステップＳＴ２ｂ）。ここで、無次元空間へ射影されていない実測データ３１がある場合（ステップＳＴ２ｂ；ＮＯ）、ステップＳＴ１ｂに戻り、複数の表示形状３２の中心点３２ｅが円２０の中心点２０ａに順次当てはめられて、無次元空間への実測データ３１の射影処理が実行される。一方、無次元空間へ射影されていない実測データ３１がなければ（ステップＳＴ２ｂ；ＹＥＳ）、図８の処理が終了される。

【0039】

分布推定部１５は、射影部１４によって無次元空間にプロットされた複数の点に対して混合ガウスモデル推定処理を施すことで、図３Ｂに示したような無次元空間における分布２１を推定する。ここで、分布推定部１５によって推定された分布を用いた機器の状態の判定について説明する。

【0040】

図１１Ａは、無次元空間に射影された実測データの分布２１を用いた機器の状態判定の概要を示す図である。分布２１は、実測データに対応する点の数に応じて色または濃淡が決まっており、実測データに対応する点の数は、色が最も濃い領域３０ａに最も多く、色が薄くなるに連れて減少する。

【0041】

図１１Ａにおいて、成分（１）は、センサデータ（１）の変動に対応した成分であり、成分（２）は、センサデータ（２）の変動に対応した成分である。また、領域３０ａは、分布２１において実測データに対応する点が最も多く、分布２１の特性に支配的な影響を与えている。円２０は、センサデータ（１）およびセンサデータ（２）からなる実測データが示す機器の正常な状態に対応する。

【0042】

分布推定部１５は、分布２１の領域３０ａと円２０との位置関係に基づいて、監視対象の機器の状態が正常な状態に近いか否かを判定することが可能である。図１１Ａに示す分布２１では、領域３０ａが円２０から離れた位置で存在しているので、機器の状態が正常な状態から外れている、すなわち機器の状態が劣化している。このように、機器状態監視装置１では、監視期間における機器の状態の変化傾向を特定することができるので、実測データに偶発的に外れ値が発生しても、その影響が軽減される。

【0043】

図１１Ｂは、無次元空間に射影された実測データの分布２１Ａ，２１Ｂを用いた機器の状態劣化判定の概要を示す図である。図１１Ｂにおいて、分布２１Ａは、分布推定部１５によって推定された機器の状態の分布であり、監視期間（１）に取得された実測データに基づいて推定されたものである。分布２１Ｂは、分布２１Ａと同じ状態の分布であるが、監視期間（１）よりも時間が経過した監視期間（２）に取得された実測データに基づいて推定された分布である。また、分布２１Ａおよび分布２１Ｂの外形は、楕円形状である。

【0044】

監視対象の機器の状態が経時変化して分布２１Ａが分布２１Ｂへ推移する。このとき、分布２１Ａの中心点３０ａ１から分布２１Ｂの中心点３０ａ２への推移は（ｒ_ｃ，θ_ｃ）で表すことができる。距離ｒ_ｃは、中心点３０ａ１と中心点３０ａ２の間の距離であり、角度θ_ｃは、中心点３０ａ１と中心点３０ａ２を結ぶ線分が中心点３０ａ１でなす角度である。同様に、分布２１Ａの長軸上の点３０ｂ１から分布２１Ｂの長軸上の点３０ｂ２への推移は（ｒ_ｍ，θ_ｍ）で表すことができ、分布２１Ａの短軸上の点３０ｃ１から分布２１Ｂの短軸上の点３０ｃ２への推移は（ｒ_ｓ，θ_ｓ）で表すことができる。

【0045】

分布推定部１５は、無次元空間に射影された実測データの分布の推移を表す（ｒ，θ）に基づいて、無次元空間に射影された実測データの分布と、例えば図１１Ａに示す円２０との位置関係を特定し、特定した位置関係に基づいて、監視対象の機器の状態が劣化したか否かを判定することができる。このように、分布推定部１５によって推定された分布の経時的な推移を定量化することで、監視対象の機器の状態劣化を精度よく判定することができる。

【0046】

これまで、無次元空間において複数の正常情報の表示形状を統一した共通の形状が円形である場合を示したが、円形に限定されるものではなく、多角形であってもよい。

【0047】

続いて、実施の形態１に係る機器状態監視装置１の機能を実現するハードウェア構成について説明する。機器状態監視装置１におけるデータ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の各機能は、処理回路によって実現される。すなわち、機器状態監視装置１は、図２のステップＳＴ１からステップＳＴ５までの処理を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよいが、メモリに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。

【0048】

図１２Ａは、機器状態監視装置１の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図１２Ｂは、機器状態監視装置１の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて、入力インタフェース１００は、監視対象の機器に設置されたセンサから機器状態監視装置１へ出力されるセンサデータを中継するインタフェースである。また、出力インタフェース１０１は、機器状態監視装置１から出力される情報を中継するインタフェースである。

【0049】

処理回路が図１２Ａに示す専用のハードウェアの処理回路１０２である場合、処理回路１０２は、例えば、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、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。機器状態監視装置１におけるデータ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の機能を、別々の処理回路で実現してもよく、これらの機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。

【0050】

処理回路が図１２Ｂに示すプロセッサ１０３である場合、機器状態監視装置１におけるデータ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の機能は、ソフトウェア、ファームウェアまたはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現される。なお、ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述されてメモリ１０４に記憶される。

【0051】

プロセッサ１０３は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することで、機器状態監視装置１におけるデータ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の機能を実現する。例えば、機器状態監視装置１は、プロセッサ１０３によって実行されるときに、図２に示すフローチャートにおけるステップＳＴ１からステップＳＴ５の処理が結果的に実行されるプログラムを記憶するためのメモリ１０４を備える。これらのプログラムは、データ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の手順または方法を、コンピュータに実行させる。メモリ１０４は、コンピュータを、データ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６として機能させるためのプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。

【0052】

メモリ１０４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ−ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤなどが該当する。

【0053】

機器状態監視装置１におけるデータ取得部１１、正常情報取得部１２、位置関係取得部１３、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、データ取得部１１、正常情報取得部１２および位置関係取得部１３は、専用のハードウェアである処理回路１０２によって機能を実現し、射影部１４、分布推定部１５および出力部１６は、プロセッサ１０３がメモリ１０４に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより機能を実現する。このように、処理回路はハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせにより上記機能を実現することができる。

【0054】

以上のように、実施の形態１に係る機器状態監視装置１は、機器の状態値の実測データを取得するデータ取得部１１と、機器の正常な状態を示す正常情報を取得する正常情報取得部１２と、正常情報の表示形状における実測データの位置関係を取得する位置関係取得部１３と、複数の正常情報の複数の表示形状と複数の実測データの位置関係に基づいて、複数の実測データを、複数の正常情報の複数の表示形状が共通の形状で表された無次元空間へ射影する射影部１４と、無次元空間へ射影された複数の実測データに基づいて機器の状態の分布を推定する分布推定部１５を備える。これにより、機器の複数の状態を、共通の表示形状に基づいて認識することができる。

【0055】

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明に係る機器状態監視装置は、例えば、空気調和機の運転状態の監視に利用可能である。

【符号の説明】

【0057】

１ 機器状態監視装置、１１ データ取得部、１２ 正常情報取得部、１３ 位置関係取得部、１４ 射影部、１５ 分布推定部、１６ 出力部、２０ 円、２０ａ，３０ａ１，３０ａ２，３２ｅ 中心点、２１，２１Ａ，２１Ｂ 分布、２１ａ 実測データ、３０ａ 領域、３１ 実測データ、３２ 表示形状、３２ａ〜３２ｄ 頂点、１００ 入力インタフェース、１０１ 出力インタフェース、１０２ 処理回路、１０３ プロセッサ、１０４ メモリ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】