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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022063746
(43)【公開日】2022-04-22
(54)【発明の名称】寿命評価システムおよび寿命評価方法
(51)【国際特許分類】
G01M 99/00 20110101AFI20220415BHJP
【ＦＩ】
G01M99/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020172142
(22)【出願日】2020-10-12
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-02-24
(71)【出願人】
【識別番号】000145806
【氏名又は名称】株式会社小野測器
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】久保 直紀
(72)【発明者】
【氏名】足立 新
(72)【発明者】
【氏名】國府 裕毅
(72)【発明者】
【氏名】橋口 達哉
【テーマコード（参考）】
2G024
【Ｆターム（参考）】
2G024AD18
2G024AD28
2G024BA12
2G024BA21
2G024BA22
2G024BA27
2G024CA30
2G024FA01
(57)【要約】
【課題】機械部品の疲労被害度に関するパラメータの自由度が高く、汎用性の高い寿命評価システムおよび寿命評価方法を提供する。
【解決手段】寿命評価システム１０は、ネットワーク１４を介して相互通信可能に構成された第１および第２情報処理装置１２，１３で構成されている。第１情報処理装置１２は、センサ１５が計測するパラメータの種別が入力され、そのパラメータの種別を第２情報処理装置１３に送信する。第２情報処理装置１３は、パラメータの種別に基づいて、頻度分布の算出方法、応力頻度分布の換算方法、および、寿命の算出方法を選択する。第２情報処理装置１３は、その選択した算出方法を用いて機械部品１１の寿命を算出・評価し、第１情報処理装置１２に送信する。第１情報処理装置１２は、その評価結果をディスプレイなどに出力する。
【選択図】図１
【解決手段】寿命評価システム１０は、ネットワーク１４を介して相互通信可能に構成された第１および第２情報処理装置１２，１３で構成されている。第１情報処理装置１２は、センサ１５が計測するパラメータの種別が入力され、そのパラメータの種別を第２情報処理装置１３に送信する。第２情報処理装置１３は、パラメータの種別に基づいて、頻度分布の算出方法、応力頻度分布の換算方法、および、寿命の算出方法を選択する。第２情報処理装置１３は、その選択した算出方法を用いて機械部品１１の寿命を算出・評価し、第１情報処理装置１２に送信する。第１情報処理装置１２は、その評価結果をディスプレイなどに出力する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
機械部品の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得する取得部と、
前記取得部が取得したパラメータの頻度分布を算出する頻度分布算出部と、
前記頻度分布を応力頻度分布に換算する応力頻度換算部と、
前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価する寿命評価部と、
前記寿命評価部による評価結果を出力する出力部と、を備えた寿命評価システムであって、
前記パラメータの種別を入力する入力部と、
前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する選択部と、をさらに備える
寿命評価システム。
前記取得部が取得したパラメータの頻度分布を算出する頻度分布算出部と、
前記頻度分布を応力頻度分布に換算する応力頻度換算部と、
前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価する寿命評価部と、
前記寿命評価部による評価結果を出力する出力部と、を備えた寿命評価システムであって、
前記パラメータの種別を入力する入力部と、
前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する選択部と、をさらに備える
寿命評価システム。
【請求項2】
前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の形状および性質の少なくとも一方を入力可能に構成され、
前記選択部は、前記選択情報に基づいて、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する
請求項１に記載の寿命評価システム。
前記選択部は、前記選択情報に基づいて、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する
請求項１に記載の寿命評価システム。
【請求項3】
前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の性質が入力可能に構成され、
前記選択情報として前記機械部品の性質が必要であることを前記出力部を通じて通知する通知部をさらに備える
請求項２に記載の寿命評価システム。
前記選択情報として前記機械部品の性質が必要であることを前記出力部を通じて通知する通知部をさらに備える
請求項２に記載の寿命評価システム。
【請求項4】
前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の作動状態が入力可能に構成され、
前記選択部は、前記作動状態を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する
請求項１～３のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
前記選択部は、前記作動状態を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する
請求項１～３のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
【請求項5】
前記頻度分布算出部は、二次元の頻度分布を算出可能に構成され、
前記応力頻度換算部は、前記二次元の頻度分布を二次元の応力頻度分布に換算し、前記二次元の応力頻度分布を完全両振りの応力振幅に相当する一次元の応力頻度分布へ変換可能に構成され、
前記寿命評価部は、前記一次元の応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出する
請求項１～４のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
前記応力頻度換算部は、前記二次元の頻度分布を二次元の応力頻度分布に換算し、前記二次元の応力頻度分布を完全両振りの応力振幅に相当する一次元の応力頻度分布へ変換可能に構成され、
前記寿命評価部は、前記一次元の応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出する
請求項１～４のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
【請求項6】
前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の識別情報が入力可能に構成され、
前記寿命評価部は、新たな識別情報が入力されたことを条件に、前記寿命をリセットする
請求項１～５のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
前記寿命評価部は、新たな識別情報が入力されたことを条件に、前記寿命をリセットする
請求項１～５のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
【請求項7】
前記選択部は、前記機械部品が搭載された装置の稼動時に前記取得部が取得した計測値の推移を示す波形情報を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する
請求項１～６のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
請求項１～６のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
【請求項8】
ネットワークを介して接続されて相互通信可能に構成された第１情報処理部と第２情報処理部とを備え、
前記第１情報処理部は、前記入力部を含み、前記入力部で入力した前記選択情報を前記第２情報処理部に送信し、
前記第２情報処理部は、前記選択部を含み、前記第１情報処理部が送信した前記選択情報に基づいて各種方法を選択する
請求項１～７のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
前記第１情報処理部は、前記入力部を含み、前記入力部で入力した前記選択情報を前記第２情報処理部に送信し、
前記第２情報処理部は、前記選択部を含み、前記第１情報処理部が送信した前記選択情報に基づいて各種方法を選択する
請求項１～７のいずれか一項に記載の寿命評価システム。
【請求項9】
前記第１情報処理部は、前記取得部と前記頻度分布算出部とを含み、
前記第２情報処理部は、前記選択部が選択した頻度分布の算出方法を前記第１情報処理部に送信する
請求項８に記載の寿命評価システム。
前記第２情報処理部は、前記選択部が選択した頻度分布の算出方法を前記第１情報処理部に送信する
請求項８に記載の寿命評価システム。
【請求項10】
前記第２情報処理部は、前記応力頻度換算部と前記寿命評価部とを含み、前記評価結果を前記第１情報処理部に送信し、
前記第１情報処理部は、前記出力部を含み、前記第２情報処理部が送信した前記評価結果を受信し、前記出力部に出力する
請求項９に記載の寿命評価システム。
前記第１情報処理部は、前記出力部を含み、前記第２情報処理部が送信した前記評価結果を受信し、前記出力部に出力する
請求項９に記載の寿命評価システム。
【請求項11】
機械部品の寿命を評価する寿命評価システムによる寿命評価方法であって、
前記寿命評価システムを構成する情報処理装置が、
前記機械部品の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得するステップと、
前記取得したパラメータの頻度分布を算出するステップと、
前記頻度分布を応力頻度分布に換算するステップと、
前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価するステップと、
前記評価した結果を出力するステップと、を実行するとともに、
さらに、
前記パラメータの種別を入力するステップと、
前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択するステップと、を実行する
寿命評価方法。
前記寿命評価システムを構成する情報処理装置が、
前記機械部品の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得するステップと、
前記取得したパラメータの頻度分布を算出するステップと、
前記頻度分布を応力頻度分布に換算するステップと、
前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価するステップと、
前記評価した結果を出力するステップと、を実行するとともに、
さらに、
前記パラメータの種別を入力するステップと、
前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択するステップと、を実行する
寿命評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機械部品の寿命評価システムおよび寿命評価方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、機械部品の疲労被害度に関するパラメータとして、機械部品に発生する振動の加速度、あるいは、機械部品に発生する歪み量を用いて、機械部品の寿命を評価する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－０９６６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、特定のパラメータを用いて機械部品の寿命を評価していることで評価手法やその評価手法に用いられる設定値も予め定められたものとなる。そのため、汎用性が低く、例えば、特定のパラメータとは異なるパラメータを検出するセンサのみが設けられた機械部品を評価対象とした場合には、その特定のパラメータを検出するセンサを新たに設ける必要があった。
【0005】
本発明は、機械部品の疲労被害度に関するパラメータの自由度が高く、汎用性の高い寿命評価システムおよび寿命評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する寿命評価システムは、機械部品の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得する取得部と、前記取得部が取得したパラメータの頻度分布を算出する頻度分布算出部と、前記頻度分布を応力頻度分布に換算する応力頻度換算部と、前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価する寿命評価部と、前記寿命評価部による評価結果を出力する出力部と、を備える。この寿命評価システムは、前記パラメータの種別を入力する入力部と、前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択する選択部と、をさらに備える。
【0007】
上記課題を解決する寿命評価方法は、機械部品の寿命を評価する寿命評価システムを構成する情報処理装置が、前記機械部品の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得するステップと、前記取得したパラメータの頻度分布を算出するステップと、前記頻度分布を応力頻度分布に換算するステップと、前記応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出して評価するステップと、前記評価した結果を出力するステップと、を実行する。そして、上記情報処理装置が、前記パラメータの種別を入力するステップと、前記パラメータの種別を選択情報として、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択するステップと、をさらに実行する。
【0008】
上記構成によれば、機械部品の疲労被害度について計測可能なパラメータの自由度が高まることで寿命評価システムの汎用性を高めることができる。また、そのパラメータの種別に適した算出方法が選択されることから、機械部品の寿命を高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0009】
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の形状および性質の少なくとも一方を入力可能に構成され、前記選択部は、前記選択情報に基づいて、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択することが好ましい。
【0010】
上記構成によれば、パラメータの種別に加えて、機械部品の形状および性質の少なくとも１つに基づいて、各種の算出方法を選択することができる。すなわち、より多くの情報に基づいて、各種の算出方法を選択することができる。そのため、例えば、寿命の評価対象となる機械部品が変更されたとしても、変更後の機械部品の形状や性質が特定可能となるため、変更後の機械部品に適した各種方法を選択することができる。その結果、機械部品の寿命をより高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0011】
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の性質が入力可能に構成され、前記選択情報として前記機械部品の性質が必要であることを、前記出力部を通じて通知する通知部をさらに備えることが好ましい。
【0012】
上記構成によれば、寿命の評価対象となる機械部品が変更されたとしても、変更後の機械部品の性質入力を確実に行うことができる。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の作動状態が入力可能に構成され、前記選択部は、前記作動状態を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択することが好ましい。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の作動状態が入力可能に構成され、前記選択部は、前記作動状態を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択することが好ましい。
【0013】
上記構成によれば、機械部品の作動状態を加味したうえで各種方法が選択されることにより、機械部品の寿命をさらに高い精度のもとで算出・評価することができる。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記頻度分布算出部は、二次元の頻度分布を算出可能に構成され、前記応力頻度換算部は、前記二次元の頻度分布を二次元の応力頻度分布に換算し、前記二次元の応力頻度分布を完全両振りの応力振幅に相当する一次元の応力頻度分布へ変換可能に構成され、前記寿命評価部は、前記一次元の応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出することが好ましい。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記頻度分布算出部は、二次元の頻度分布を算出可能に構成され、前記応力頻度換算部は、前記二次元の頻度分布を二次元の応力頻度分布に換算し、前記二次元の応力頻度分布を完全両振りの応力振幅に相当する一次元の応力頻度分布へ変換可能に構成され、前記寿命評価部は、前記一次元の応力頻度分布に基づいて前記機械部品の寿命を算出することが好ましい。
【0014】
上記構成によれば、選択情報に適した頻度分布が二次元の頻度分布であったとしても、機械部品の寿命の算出・評価を高い精度のもとで行うことができる。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の識別情報が入力可能に構成され、前記寿命評価部は、新たな識別情報が入力されたことを条件に、前記寿命をリセットすることが好ましい。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記入力部は、前記選択情報として、前記機械部品の識別情報が入力可能に構成され、前記寿命評価部は、新たな識別情報が入力されたことを条件に、前記寿命をリセットすることが好ましい。
【0015】
上記構成によれば、評価対象となる機械部品が交換されたとしても、交換後の機械部品の寿命の算出・評価を高い精度のもとで行うことができる。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記選択部は、前記機械部品が搭載された装置の稼動時に前記取得部が取得した計測値の推移を示す波形情報を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択することが好ましい。
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記選択部は、前記機械部品が搭載された装置の稼動時に前記取得部が取得した計測値の推移を示す波形情報を加味して、前記頻度分布の算出方法、前記応力頻度分布の換算方法、および、前記寿命の算出方法を選択することが好ましい。
【0016】
上記構成によれば、疲労被害度に関するパラメータの推移に基づいて各種の算出方法を選択することができる。その結果、機械部品の寿命を高い精度のもとで算出・評価しつつ、寿命評価システムの汎用性を高めることができる。
【0017】
上記構成の寿命評価システムは、ネットワークを介して接続されて相互通信可能に構成された第１情報処理部と第２情報処理部とを備える。また、前記第１情報処理部は、前記入力部を含み、前記入力部で入力した前記選択情報を前記第２情報処理部に送信し、前記第２情報処理部は、前記選択部を含み、前記第１情報処理部が送信した前記選択情報に基づいて各種方法を選択することが好ましい。
【0018】
上記構成によれば、寿命評価システムがネットワークを介して接続された第１情報処理部と第２情報処理部とで構成されることにより、例えば、第１情報処理部と第２情報処理部とが異なる場所に設置される場合や第１情報処理部が複数ある場合などに、選択情報に基づいて選択される方法が変更される場合であっても、容易に対応することができる。
【0019】
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記第１情報処理部は、前記取得部と前記頻度分布算出部とを含み、前記第２情報処理部は、前記選択部が選択した頻度分布の算出方法を前記第１情報処理部に送信することが好ましい。
【0020】
上記構成によれば、取得部と頻度分布算出部とが第１情報処理部に含まれることにより、パラメータが計測されるたびにその計測値が第２情報処理部に送信されることもない。その結果、第１情報処理部と第２情報処理部との間における通信回数を低減することができる。また、パラメータが計測されるたびにその計測値が第２情報処理部に蓄積されることもないことから、第２情報処理部におけるデータ量を削減することができる。
【0021】
上記構成の寿命評価システムにおいて、前記第２情報処理部は、前記応力頻度換算部と前記寿命評価部とを含み、前記評価結果を前記第１情報処理部に送信し、前記第１情報処理部は、前記出力部を含み、前記第２情報処理部が送信した前記評価結果を受信し、前記出力部に出力することが好ましい。
【0022】
上記構成によれば、第２情報処理部が応力頻度換算部と寿命評価部とを含んでいることにより、例えば、第１情報処理部と第２情報処理部とが異なる場所に設置される場合や第１情報処理部が複数ある場合などに、応力頻度の換算方法や寿命の算出方法が変更されたとしても容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】寿命評価システムの第１実施形態の概略構成を示す図。
【図2】第１実施形態の寿命評価システムの概略構成を示す機能ブロック図。
【図3】第１実施形態において、一次元の応力頻度分布を模式的に示す図。
【図4】第１実施形態において、Ｓ－Ｎ線図データの構成を模式的に示す図。
【図5】第１実施形態の寿命評価システムにおける処理の流れを模式的に示す図。
【図6】第１実施形態において、選択情報処理を示すフローチャート。
【図7】第１実施形態において、選択処理を示すフローチャート。
【図8】第１実施形態において、マイナー則のＳ－Ｎ線と各種修正後のＳ－Ｎ線との関係を模式的に示す図。
【図9】第１実施形態において、寿命評価処理を示すフローチャート。
【図10】第１実施形態の寿命評価システムにおいて、第２情報処理装置に対する第３情報処理装置の接続方法を模式的に示す図。
【図11】第２実施形態の寿命評価システムの概略構成を示す機能ブロック図。
【図12】第２実施形態の寿命評価システムにおける処理の流れを模式的に示す図。
【図13】変形例において、波形形状の一例を示すグラフ。
【図14】変形例において、波形形状の他の例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0024】
【0025】
図１に示すように、寿命評価システム１０は、機械部品１１の寿命を評価するシステムである。機械部品１１は、搭載された装置の稼動中に機械的な負荷が作用する部品である。機械部品１１は、例えば、車両、エンジン、トランスミッション、モータ、歯車などを試験対象として、耐久性試験や性能試験、制御適合試験、認証試験などの各種試験を行う試験装置の構成部品のほか、その試験対象そのものの構成部品である。
【0026】
寿命評価システム１０は、第１情報処理部を構成する第１情報処理装置１２と、第２情報処理部を構成する第２情報処理装置１３と、を備えている。第１情報処理装置１２は、寿命評価システム１０の使用者が各種情報の入力などを行うことができる使用者側の情報処理装置である。第２情報処理装置１３は、寿命評価システム１０の供給者が各種情報の入力などを行うことができる供給者側の情報処理装置である。第１情報処理装置１２と第２情報処理装置１３は、ネットワーク１４を介して接続されて相互通信可能に構成されている。第１情報処理装置１２と第２情報処理装置１３との間における情報の送受信は、ネットワーク１４を介して行われる。
【0027】
第１情報処理装置１２には、センサ１５が接続されている。センサ１５は、機械部品１１の疲労被害度に関するパラメータを計測するとともに、その計測値を示す信号を第１情報処理装置１２に出力する。第１情報処理装置１２は、オペレータによって入力された情報やセンサ１５の計測値に基づく情報などを第２情報処理装置１３に送信する。
【0028】
第２情報処理装置１３は、第１情報処理装置１２からの情報を受信し、その受信した情報に基づいて機械部品１１の寿命を算出して評価する。第２情報処理装置１３は、その評価結果を示す寿命情報を第１情報処理装置１２に送信する。第１情報処理装置１２は、第２情報処理装置１３からの寿命情報を受信し、その受信した寿命情報を出力する。
【0029】
図２～図４を参照して、第１情報処理装置１２および第２情報処理装置１３の概略構成について説明する。
図２に示すように、第１情報処理装置１２は、入力部２１、出力部２２、および、第１処理部２３を備えている。第１処理部２３には、入力部２１および出力部２２のほか、センサ１５が接続されている。
図２に示すように、第１情報処理装置１２は、入力部２１、出力部２２、および、第１処理部２３を備えている。第１処理部２３には、入力部２１および出力部２２のほか、センサ１５が接続されている。
【0030】
入力部２１は、オペレータの操作に応じた情報を第１処理部２３に入力可能に構成されている。入力部２１は、例えばキーボードやマウス、タッチパネルなどで構成される。
入力部２１は、センサ１５が計測するパラメータの種別を示すパラメータ情報を第１処理部２３に入力可能に構成されている。パラメータの種別は、例えばトルクや荷重、歪みなど、センサ１５の計測値の物理量を示すものである。
入力部２１は、センサ１５が計測するパラメータの種別を示すパラメータ情報を第１処理部２３に入力可能に構成されている。パラメータの種別は、例えばトルクや荷重、歪みなど、センサ１５の計測値の物理量を示すものである。
【0031】
入力部２１は、機械部品１１の性質を示す性質情報、機械部品１１の作動状態を示す作動情報、機械部品１１の形状を示す形状情報、および、機械部品１１を識別する識別情報を部品情報として第１処理部２３に入力可能に構成されている。性質情報は、機械部品１１の材質であってもよいし、機械部品１１の引張強さや降伏応力、ヤング率、ポアソン比などの具体的な数値で示される機械的な性質であってもよい。性質情報は、各種規格（例えばＪＩＳなど）で規定された材料記号から選択される構成が好ましい。作動情報は、装置稼動時における機械部品１１の運動態様（例えば回転や揺動、停止）を示す情報やその運動態様の度合い（運動態様が回転であれば回転速度など）を示す情報である。形状情報は、機械部品１１のおおよその形状のほか、具体的な寸法値であってもよいし、機械部品１１の形状を示すＣＡＤデータなどであってもよい。識別情報は、機械部品１１をその個体ごとに識別可能な情報である。こうした部品情報の入力に関して、入力部２１は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなどを用いて部品情報を入力可能に構成されていてもよいし、部品情報を含む画像を読み取り可能な画像読み取り機器や部品情報を含むＲＦ－ＩＤタグと近距離無線通信可能な無線機器などを含んで構成されていてもよい。
【0032】
また、入力部２１は、センサ１５による計測の開始や終了、各種情報の送受信など、第１処理部２３が実行する処理を指示可能に構成されている。
出力部２２は、例えばディスプレイであり、各種情報の入力画面や実行中の処理の経過、第２情報処理装置１３からの寿命情報などをオペレータが認識可能なかたちで出力可能に構成されている。
出力部２２は、例えばディスプレイであり、各種情報の入力画面や実行中の処理の経過、第２情報処理装置１３からの寿命情報などをオペレータが認識可能なかたちで出力可能に構成されている。
【0033】
第１処理部２３は、センサ１５からの信号、入力部２１からの各種情報、入力部２１を通じたオペレータからの指示、第２情報処理装置１３からの各種情報、および、メモリーに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行する。
【0034】
第１処理部２３は、各種機能部として、第１送受信部２４、第１取得部２５、および、通知部２６を有している。
第１送受信部２４は、第２情報処理装置１３との間における情報の送受信を行う。第１取得部２５は、センサ１５が出力した信号に基づいてセンサ１５の計測値を取得するとともに、入力部２１を通じて入力された情報や第１送受信部２４が受信した情報を取得する。通知部２６は、第２情報処理装置１３に送信する選択情報が後述する送信条件を満たしていないことを出力部２２を通じてオペレータに通知する。
第１送受信部２４は、第２情報処理装置１３との間における情報の送受信を行う。第１取得部２５は、センサ１５が出力した信号に基づいてセンサ１５の計測値を取得するとともに、入力部２１を通じて入力された情報や第１送受信部２４が受信した情報を取得する。通知部２６は、第２情報処理装置１３に送信する選択情報が後述する送信条件を満たしていないことを出力部２２を通じてオペレータに通知する。
【0035】
第１処理部２３は、第１取得部２５が取得したパラメータ情報および部品情報を選択情報として、また、第１取得部２５が取得したセンサ１５の計測値を計測情報として、第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に送信する。
【0036】
第２情報処理装置１３は、第２処理部３１を備えている。第２処理部３１は、第１情報処理装置１２からの各種情報、および、メモリーに記憶したプログラムや各種のデータに基づいて各種の処理を実行する。
【0037】
第２処理部３１は、各種機能部として、第２送受信部３２、第２取得部３３、選択部３４、頻度分布算出部３５、応力頻度換算部３６、および、寿命評価部３７を備えている。
第２送受信部３２は、第１情報処理装置１２との間で情報の送受信を行う。
第２送受信部３２は、第１情報処理装置１２との間で情報の送受信を行う。
【0038】
第２取得部３３は、第２送受信部３２が受信した各種情報を取得し、その取得した各種情報を記憶部４０の所定領域に格納する。具体的には、第２取得部３３は、選択情報を選択情報データ４１として、また、計測情報を計測データ４２として記憶部４０の所定領域に格納する。第１実施形態において、第２取得部３３は、機械部品１１の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得する取得部として機能する。
【0039】
選択部３４は、選択情報データ４１と記憶部４０に予め格納されている対応付けデータ４３とに基づいて、頻度分布算出部３５による頻度分布の算出方法、応力頻度換算部３６による応力頻度分布の換算方法、および、寿命評価部３７による寿命の算出方法の各々について、その算出方法を選択し、決定する。対応付けデータ４３は、選択情報データ４１の構成パターン（パラメータ情報＋性質情報、パラメータ情報＋性質情報＋形状情報、パラメータ情報＋性質情報＋作動情報、パラメータ情報＋性質情報＋形状情報＋作動情報など）ごとに最適な算出方法が対応付けられたデータである。選択情報は、各種の算出方法について、最適な算出方法を選択するための情報である。
【0040】
頻度分布算出部３５は、選択部３４が選択した算出方法を用いて、計測データ４２に基づく計測値の頻度分布を算出する。頻度分布算出部３５は、その算出した頻度分布を示す頻度分布データ４４を記憶部４０の所定領域に格納する。
【0041】
応力頻度換算部３６は、選択部３４が選択した換算方法を用いて、頻度分布データ４４に基づく頻度分布を一次元の応力頻度分布に換算する。応力頻度換算部３６は、その換算した応力頻度分布を示す応力頻度分布データ４５を記憶部４０の所定領域に格納する。
【0042】
図３に示すように、一次元の応力頻度分布は、応力σａｉ（ｉは、０を除く整数）と、その応力σａｉの繰り返し数である頻度ｎｉと、を対応付けたものである。
寿命評価部３７は、選択部３４によって選択した算出方法、記憶部４０に格納された応力頻度分布データ４５、および、記憶部４０に予め格納されているＳ－Ｎ線図データ４６に基づいて、機械部品１１の疲労被害度Ｄを算出する。疲労被害度Ｄの算出方法については後述する。また、寿命評価部３７は、算出した疲労被害度Ｄを実績データ５０として機械部品１１の識別情報に関連付けて記憶部４０の所定領域に格納する。
寿命評価部３７は、選択部３４によって選択した算出方法、記憶部４０に格納された応力頻度分布データ４５、および、記憶部４０に予め格納されているＳ－Ｎ線図データ４６に基づいて、機械部品１１の疲労被害度Ｄを算出する。疲労被害度Ｄの算出方法については後述する。また、寿命評価部３７は、算出した疲労被害度Ｄを実績データ５０として機械部品１１の識別情報に関連付けて記憶部４０の所定領域に格納する。
【0043】
図４に示すように、Ｓ－Ｎ線図は、機械部品１１における応力振幅σａと機械部品１１が破断するまでの応力振幅σａの繰返し数Ｎとの関係を示した曲線である。Ｓ－Ｎ線図データ４６は、機械部品１１の性質ごとのＳ－Ｎ線図によって構成されている。
【0044】
寿命評価部３７は、その算出した疲労被害度Ｄと記憶部４０に予め格納されている閾値データ４７の閾値Ｄｔとを比較して機械部品１１の寿命を評価する。この評価結果を示す寿命情報は、第２送受信部３２を通じて第１情報処理装置１２に送信される。
【0045】
なお、第１処理部２３および第２処理部３１は、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って動作する１つ以上のプロセッサ、或いは、それらの組合わせ、を含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリーを備え、メモリーは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリーすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。
【0046】
【0047】
図５に示すように、最初のステップＳ１０１では、第１情報処理装置１２において、選択情報の入力が行われる。具体的には、入力部２１を操作するオペレータによって、パラメータ情報および部品情報が選択情報として入力される。第１処理部２３は、入力された選択情報を第１取得部２５で取得する。入力された選択情報は、入力部２１を操作するオペレータによって、第２情報処理装置１３への送信指示がなされる。
【0048】
次のステップＳ１０２では、第１情報処理装置１２の第１処理部２３が選択情報送信処理を実行する。
図６に示すように、選択情報送信処理において、第１処理部２３は、入力された選択情報が送信条件を満足しているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。送信条件は、選択情報としてパラメータ情報、性質情報、および、機械部品１１の識別情報が入力されていることである。送信条件を満足している場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、第１処理部２３は、第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に選択情報を送信する（ステップＳ２０２）。
図６に示すように、選択情報送信処理において、第１処理部２３は、入力された選択情報が送信条件を満足しているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。送信条件は、選択情報としてパラメータ情報、性質情報、および、機械部品１１の識別情報が入力されていることである。送信条件を満足している場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、第１処理部２３は、第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に選択情報を送信する（ステップＳ２０２）。
【0049】
一方、送信条件を満足していない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、第１処理部２３は、通知部２６を通じて、送信しようとしている選択情報が送信条件を満足していないことを示すメッセージを出力部２２に出力する（ステップＳ２０３）。そして、第１処理部２３は、ステップＳ１０１に戻って、選択情報が入力可能な状態へ移行する。
【0050】
選択情報が送信されると、第２情報処理装置１３においては、その選択情報を第２処理部３１の第２送受信部３２が受信する。そして、第２処理部３１が選択情報取得処理を実行する（ステップＳ１０３）。選択情報取得処理において、第２処理部３１の第２取得部３３は、第２送受信部３２が受信した選択情報を取得し、その取得した選択情報を選択情報データ４１として記憶部４０の所定領域に格納する。また、第２処理部３１は、選択情報に含まれる識別情報と実績データ５０に格納されている識別情報とを照合する。第２処理部３１は、選択情報に含まれる識別情報に該当する実績データ５０が存在しない場合、当該識別情報の機械部品１１が新たな評価対象であると判断する。このとき、寿命評価部３７は、新たな識別情報が入力されたとして、疲労被害度Ｄの値をリセットするとともにそのリセットした値を後述する式（１）の初期値Ｄ１に設定する。
【0051】
次のステップＳ１０４では、第２処理部３１が選択処理を実行する。選択処理において、第２処理部３１の選択部３４は、記憶部４０に格納されている選択情報データ４１および対応付けデータ４３に基づいて、頻度分布算出部３５による頻度分布の算出方法、応力頻度換算部３６による応力頻度分布の換算方法、および、寿命評価部３７による寿命の算出方法を選択する。
【0052】
図７に示すように、選択処理の最初のステップＳ３０１において、選択部３４は、頻度分布の算出方法を選択する。選択部３４は、極値法、最大最小法、振幅法、レインフロー法、２次元レインフロー法、および、レンジペアミーン法などのなかから、パラメータの種別に基づく最適な算出方法を選択する。極値法、最大最小法、振幅法、および、レインフロー法は、基本的に、センサ１５の計測値において、変曲点の値または２つの変曲点のなす振幅とその計測回数である頻度とを示す一次元の頻度分布が算出される方法である。２次元レインフロー法、および、レンジペアミーン法は、基本的に、センサ１５の計測値において、２つの変曲点の値の平均値（直流成分）を「列」、その平均値を基準とした該２つの変曲点の振幅（交流成分）を「行」として、各平均値に対して各振幅の頻度を対応付けたマトリクス表で示される二次元の頻度分布が算出される方法である。なお、選択部３４は、パラメータの種別のほか、機械部品１１の部品情報を加味して最適な算出方法を選択可能に構成されていてもよい。最適な算出方法は、予め行った実験やシミュレーションの結果のほか、機械部品１１や機械部品１１に類似する機械部品が組み込まれた装置の実際の計測結果などに基づいて対応付けられることが好ましい。
【0053】
次に、選択部３４は、ステップＳ３０２～ステップＳ３０４の処理を行い、応力頻度分布の換算方法を選択する。
ステップＳ３０２において、選択部３４は、頻度分布の疲労被害度に関するパラメータの値を応力に換算する換算方法を第１換算方法、第２換算方法、および、第３換算方法のなかから選択する。
ステップＳ３０２において、選択部３４は、頻度分布の疲労被害度に関するパラメータの値を応力に換算する換算方法を第１換算方法、第２換算方法、および、第３換算方法のなかから選択する。
【0054】
第１換算方法は、選択情報データ４１に基づく機械部品１１の性質情報と形状情報とに基づいて、それらの情報を示す値と疲労被害度に関するパラメータの値とを材料力学の各種公式に代入することにより応力に換算する。
【0055】
第２換算方法は、パラメータの種別ごとに予め行ったシミュレーションの結果に基づいて導出された換算係数であるシミュレーション係数を用いた関数に、疲労被害度に関するパラメータの値を代入することにより応力に換算する。
【0056】
第３換算方法は、パラメータの種別ごとに予め行った実験の結果に基づいて導出された換算係数である実験係数を用いた関数に、疲労被害度に関するパラメータの値を代入することにより応力に換算する。
【0057】
上述したシミュレーションおよび実験において、各換算係数は、例えば、試験対象に対して所定のパラメータの値が所定の値となるように負荷を付与したときのパラメータの値と応力の値との関係性に基づいて導出される。また、シミュレーションおよび実験においては、換算方法の選択に必要な要素をパラメータの種別のみとした場合の換算係数に加えて、パラメータの種別に加えて試験対象の性質や形状、作動状態を加味した場合の換算係数が導出されることが好ましい。
【0058】
ここで、上述した換算方法で換算された応力頻度分布は、頻度分布として一次元の頻度分布が算出される場合には、応力とその頻度とを示す一次元の応力頻度分布となる。この場合、寿命評価部３７は、その一次元の応力頻度分布に基づいて機械部品１１の寿命を算出する。
【0059】
一方、頻度分布として二次元の頻度分布が算出される場合には、平均応力（直流成分）を「列」、平均応力に対する応力振幅（交流成分）を「行」として、各平均応力に各応力振幅の頻度を対応付けたマトリクス表で示される二次元の応力頻度分布となる。また、Ｓ－Ｎ線図を用いて寿命を算出する場合には、応力頻度分布が一次元の必要がある。そのため、頻度分布として二次元の頻度分布が算出される場合には、二次元の応力頻度分布を一次元の応力頻度分布に変換する。ステップＳ３０３において、選択部３４は、頻度分布の算出方法として二次元の頻度分布が得られる算出方法を選択しているか否かを判断する。
【0060】
二次元の頻度分布が得られる算出方法を選択している場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、選択部３４は、選択情報データ４１に基づいて、二次元の応力頻度分布を一次元の応力頻度分布に変換する変換方法を選択する（ステップＳ３０４）。選択部３４は、例えば、修正グッドマンの式、ソダーバーグの式、ゲルバーの式、および、だ円表示などのなかから、機械部品１１の部品情報に基づく最適な変換方法を選択し、次のステップＳ３０５の処理に移行する。一方、一次元の頻度分布が得られる算出方法を選択している場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、選択部３４は、次のステップＳ３０５の処理に移行する。すなわち、選択部３４は、応力頻度分布の換算方法として、頻度分布が一次元である場合には換算方法を選択し、頻度分布が二次元である場合には換算方法および変換方法を選択する。
【0061】
次のステップＳ３０５において、選択部３４は、寿命の算出方法を選択する。具体的には、選択部３４は、例えば、マイナー則、修正マイナー則、ハイバッハの方法、コーテン－ドランの方法、および、ＪＳＳＣ（一般社団法人日本鋼構造協会の略称）の指針にしたがって算出する方法、これらのなかから寿命の算出方法を選択する。
【0062】
これらの算出方法のうち、マイナー則は、記憶部４０に格納されているＳ－Ｎ線図データ４６をそのまま用いて寿命を算出する方法である。マイナー則以外の算出方法は、記憶部４０に格納されているＳ－Ｎ線図データ４６を修正した修正Ｓ－Ｎ線図を用いて寿命を算出する方法である。
【0063】
図８に示すように、修正マイナー則は、マイナー則のＳ－Ｎ線における疲労限度よりも応力が小さい範囲において、時間強度部分（傾斜部分）をそのまま延長した修正Ｓ－Ｎ線図である。ハイバッハの方法は、マイナー則のＳ－Ｎ線における疲労限度よりも応力が小さい範囲において、修正マイナー則よりも緩やかな傾斜を有する直線に修正した修正Ｓ－Ｎ線図である。コーテン－ドランの方法は、最大応力点を修正基点とし、所定の修正係数を用いて時間強度部分よりも大きな傾斜のＳ－Ｎ線を設定した修正Ｓ－Ｎ線図である。ＪＳＳＣの指針は、マイナー則のＳ－Ｎ線における疲労限度よりも低い値を新たな疲労限度として設定したうえで、その設定した疲労限度までマイナー則の時間強度部分（傾斜部分）を延長した修正Ｓ－Ｎ線図である。
【0064】
他方、選択情報の送信が終了した第１情報処理装置１２においては、機械部品１１を搭載した装置の稼動開始にともなって計測情報送信処理が実行される（ステップＳ１０５）。具体的には、入力部２１を通じてオペレータから第１処理部２３に計測指示が入力される。計測指示を受けた第１処理部２３は、第１取得部２５が取得したセンサ１５の計測値を計測情報として、第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に送信する。第１処理部２３は、第１取得部２５がセンサ１５の計測値を取得するたびに、その計測値を計測情報として第２情報処理装置１３に繰り返し送信する構成であってもよい。また、第１処理部２３は、所定期間に第１取得部２５が取得したセンサ１５の計測値を計測情報として第２情報処理装置１３に繰り返し送信する構成であってもよい。
【0065】
計測情報が送信されると、第２情報処理装置１３においては、その計測情報を第２処理部３１の第２送受信部３２が受信する。そして、第２処理部３１が計測情報取得処理（ステップＳ１０６）を実行する。この処理において、第２処理部３１の第２取得部３３は、第２送受信部３２が受信した計測情報を取得し、その取得した計測情報を計測データ４２として記憶部４０の所定領域に格納する。
【0066】
次のステップＳ１０７では、第２処理部３１が寿命評価処理を実行する。
図９に示すように、寿命評価処理の最初のステップＳ４０１では、頻度分布算出部３５が頻度分布を算出する。頻度分布算出部３５は、選択処理によって選択された算出方法および計測データ４２に基づいて頻度分布を算出し、その算出した頻度分布を頻度分布データ４４として記憶部４０の所定領域に格納する。
図９に示すように、寿命評価処理の最初のステップＳ４０１では、頻度分布算出部３５が頻度分布を算出する。頻度分布算出部３５は、選択処理によって選択された算出方法および計測データ４２に基づいて頻度分布を算出し、その算出した頻度分布を頻度分布データ４４として記憶部４０の所定領域に格納する。
【0067】
次のステップＳ４０２では、応力頻度換算部３６が頻度分布を応力頻度分布に換算する。応力頻度換算部３６は、選択処理によって選択された換算方法および頻度分布データ４４に基づいて一次元の応力頻度分布を算出し、その算出した応力頻度分布を応力頻度分布データ４５として記憶部４０の所定領域に格納する。
【0068】
次のステップＳ４０３では、寿命評価部３７が機械部品１１の寿命を算出する。寿命評価部３７は、Ｓ－Ｎ線図データ４６から機械部品１１に対応するＳ－Ｎ線図を選択し、そのＳ－Ｎ線図、選択処理によって選択された算出方法、および、応力頻度分布データ４５に基づいて、下記の式（１）で示される疲労被害度Ｄを消費寿命として算出する。寿命評価部３７は、算出した疲労被害度Ｄを実績データ５０として機械部品１１の識別情報に関連付けて記憶部４０の所定領域に格納する。疲労被害度Ｄは、その値が大きいほど機械部品１１の疲労が進んでいることを示す値であり、理論上、１に到達すると機械部品１１が疲労破壊を起こす値である。式（１）において、Ｄ１は疲労被害度Ｄの初期値であり、ｎｉは応力σａｉの頻度であり、Ｎｉは機械部品１１に対応するＳ－Ｎ線図において応力σａｉに対応付けられている繰返し数Ｎである。
【0069】
【数1】
【0070】
次のステップＳ４０４では、寿命評価部３７が機械部品１１の寿命を評価する。具体的には、寿命評価部３７は、疲労被害度Ｄと閾値データ４７の閾値Ｄｔとに基づいて、疲労被害度Ｄが閾値Ｄｔ以上か否かにより機械部品１１の寿命を評価する。
【0071】
疲労被害度Ｄが閾値Ｄｔ未満である場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、寿命評価部３７は、機械部品１１の疲労が疲労破壊に対して余裕があると評価する。この場合、第２処理部３１は、そのままステップＳ１０６の処理に戻り、第１情報処理装置１２からの計測情報を受信して再び計測情報取得処理を実行する。
【0072】
一方、疲労被害度Ｄが閾値Ｄｔ以上の場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、寿命評価部３７は、機械部品１１が疲労限度に近づいていると評価する。この場合、第２処理部３１は、メッセージ送信処理を実行する（ステップＳ４０５）。この処理において、第２処理部３１は、第２送受信部３２を通じて、機械部品１１が疲労限度に近づいていることを示すメッセージを寿命情報として第１情報処理装置１２に送信する。メッセージ送信処理の実行後、第２処理部３１は、ステップＳ１０６の処理に戻り、第１情報処理装置１２からの計測情報を受信して再び計測情報取得処理を実行する。
【0073】
なお、閾値Ｄｔには、機械部品１１の疲労がある程度進んでいることを示す値（第１閾値Ｄｔ１）や機械部品１１の交換が必要となる値（第２閾値Ｄｔ２）など、複数の値が設定されてもよい。この第２閾値Ｄｔ２は、第１閾値Ｄｔ１よりも大きな値である。この場合、その閾値Ｄｔに対応するメッセージが寿命情報として送信される。また、第２処理部３１は、疲労被害度Ｄの上昇率に基づく機械部品１１の交換時期や残り寿命などを示すメッセージを寿命情報として送信してもよい。
【0074】
寿命情報が送信されると、第１情報処理装置１２の第１処理部２３は、第１送受信部２４で寿命情報を受信し、その受信した寿命情報を出力部２２に出力する出力処理を実行する（ステップＳ１０８）。
【0075】
以上、寿命評価システム１０における処理の流れについて、新たな識別情報の機械部品１１が評価対象となった場合、すなわち、機械部品１１の実績データ５０が存在しない場合を例に説明した。一方で、機械部品１１の実績データ５０が存在する場合、寿命評価部３７は、その実績データ５０に格納されている疲労被害度Ｄを初期値Ｄ１に設定することで最新の疲労被害度Ｄを算出する。
【0076】
（作用）
上述した寿命評価システム１０においては、センサ１５のパラメータ情報や機械部品１１の部品情報が選択情報として第１情報処理装置１２に入力され、第２情報処理装置１３に送信される。第２情報処理装置１３は、その選択情報に基づいて、頻度分布の算出方法、応力頻度分布の換算方法、および、寿命の算出方法の各々について、複数ある方法から１つの方法を選択する。これにより、第２情報処理装置１３においては、センサ１５のパラメータの種別および機械部品１１の機械的な性質や形状に適した算出方法で疲労被害度Ｄを算出することができる。第２情報処理装置１３は、選択した算出方法を用いて算出した疲労被害度Ｄに基づいて機械部品１１の寿命を評価し、その評価結果を第１情報処理装置１２に送信する。第１情報処理装置１２は、評価結果を出力部２２に出力する。これにより、使用者側において機械部品１１の寿命についての情報を取得することができる。
上述した寿命評価システム１０においては、センサ１５のパラメータ情報や機械部品１１の部品情報が選択情報として第１情報処理装置１２に入力され、第２情報処理装置１３に送信される。第２情報処理装置１３は、その選択情報に基づいて、頻度分布の算出方法、応力頻度分布の換算方法、および、寿命の算出方法の各々について、複数ある方法から１つの方法を選択する。これにより、第２情報処理装置１３においては、センサ１５のパラメータの種別および機械部品１１の機械的な性質や形状に適した算出方法で疲労被害度Ｄを算出することができる。第２情報処理装置１３は、選択した算出方法を用いて算出した疲労被害度Ｄに基づいて機械部品１１の寿命を評価し、その評価結果を第１情報処理装置１２に送信する。第１情報処理装置１２は、評価結果を出力部２２に出力する。これにより、使用者側において機械部品１１の寿命についての情報を取得することができる。
【0077】
第１実施形態の効果について説明する。
（１－１）寿命評価システム１０においては、パラメータの種別に適した方法で機械部品１１の寿命が評価される。これにより、機械部品１１の疲労被害度について計測可能なパラメータの自由度が高まることから、寿命評価システム１０の汎用性を高めることができる。その結果、例えば、機械部品１１が搭載された装置に予め取り付けられているセンサ１５を用いて寿命を算出・評価することができる。また、そのパラメータの種別に適した算出方法が選択されることから、機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価することができる。
（１－１）寿命評価システム１０においては、パラメータの種別に適した方法で機械部品１１の寿命が評価される。これにより、機械部品１１の疲労被害度について計測可能なパラメータの自由度が高まることから、寿命評価システム１０の汎用性を高めることができる。その結果、例えば、機械部品１１が搭載された装置に予め取り付けられているセンサ１５を用いて寿命を算出・評価することができる。また、そのパラメータの種別に適した算出方法が選択されることから、機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0078】
（１－２）寿命評価システム１０においては、機械部品１１の性質や形状を加味して各種の算出方法が選択可能に構成されている。これにより、機械部品１１の寿命をより高い精度のもとで算出・評価することができる。また、寿命評価システム１０の使用者は、センサ１５のパラメータ情報や機械部品１１の部品情報などを入力するだけでよい。これにより、機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価するうえで使用者への負担を軽減することができる。
【0079】
（１－３）寿命評価システム１０においては、選択情報の送信条件が満たされていない場合、出力部２２を通じてその旨をオペレータに通知する。これにより、機械部品１１となる機械部品が変更されたとしても、変更後の機械部品の性質情報や識別情報の入力を確実に行うことができる。
【0080】
（１－４）寿命評価システム１０においては、機械部品１１の作動状態を加味して、各種の算出方法の選択が可能に構成されている。これにより、機械部品１１の寿命をさらに高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0081】
（１－５）寿命評価システム１０においては、頻度分布が二次元の頻度分布である場合には、その頻度分布を一次元の応力頻度分布に換算可能に構成されている。これにより、選択情報に適した算出方法によって二次元の頻度分布が得られる場合にも、機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0082】
（１－６）寿命評価システム１０は、使用者側の第１情報処理装置１２と供給者側の第２情報処理装置１３とを備え、これらがネットワーク１４を通じて相互通信可能に構成されている。そして、第２情報処理装置１３において選択処理が行われている。これにより、選択情報に基づいて選択される算出方法を供給者側が変更する場合に、すなわち対応付けデータ４３を書き換える場合に供給者側が容易に対応することができる。
【0083】
なお、図１０に示すように、こうした変更は、例えば、供給者側の第３情報処理装置４８を通じて行うことができる。第３情報処理装置４８は、ネットワーク１４を通じて相互通信可能に第２情報処理装置１３に接続される構成であってもよいし、図中の点線で示すケーブル４９を通じて相互通信可能に第２情報処理装置１３に接続される構成であってもよい。
【0084】
（１－７）また、第２情報処理装置１３において応力頻度分布の算出や寿命の算出・評価が行われている。これにより、各種換算係数、Ｓ－Ｎ線図データ４６、閾値データ４７、および、Ｓ－Ｎ線図の修正式などを更新する場合にも供給者側が容易に対応することができる。
【0085】
（１－８）寿命評価システム１０においては、寿命の評価結果として、機械部品１１の交換時期を第１情報処理装置１２の出力部２２に出力可能に構成されている。これにより、使用者側においては、機械部品１１の交換等により、機械部品１１の疲労破壊を防止することができる。
【0086】
（１－９）寿命評価システム１０においては、異なる識別情報が入力されたことを条件に疲労被害度Ｄがリセットされる。これにより、機械部品１１が交換されたとしても、その交換後の機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価することができる。
【0087】
（第２実施形態）
図１１～図１２を参照して、寿命評価システムの第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の寿命評価システムは、第１実施形態において第２情報処理装置１３で行っていた頻度分布の算出を第１情報処理装置１２で行う。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付し詳細な説明は省略する。
図１１～図１２を参照して、寿命評価システムの第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の寿命評価システムは、第１実施形態において第２情報処理装置１３で行っていた頻度分布の算出を第１情報処理装置１２で行う。そのため、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる部分について詳細に説明し、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付し詳細な説明は省略する。
【0088】
図１１に示すように、第２実施形態の寿命評価システム１０においては、第２情報処理装置１３の第２処理部３１ではなく、第１情報処理装置１２の第１処理部２３に頻度分布算出部５１が設けられている。
【0089】
第１情報処理装置１２の第１処理部２３において、第１取得部２５は、センサ１５の計測値を取得し、その取得した計測値の各々を記憶部５２の所定領域に格納することにより計測データ５３を生成する。第２実施形態において、第１取得部２５は、機械部品１１の疲労被害度に関するパラメータの計測値を取得する取得部として機能する。
【0090】
頻度分布算出部５１は、選択部３４が選択した算出方法を用いて、計測データ５３に基づく計測値の頻度分布を算出し、その算出した頻度分布を示す頻度分布データ５４を記憶部５２の所定領域に格納する。頻度分布データ５４は、第１送受信部２４によって頻度分布情報として第２情報処理装置１３に送信される。
【0091】
第２情報処理装置１３の第２処理部３１において、第２取得部３３は、第２送受信部３２が受信した頻度分布情報を取得し、その頻度分布情報を頻度分布データ５５として記憶部４０の所定領域に格納する。応力頻度換算部３６は、その頻度分布データ５５に基づいて応力頻度分布を算出する。
【0092】
図１２を参照して、第２実施形態の寿命評価システム１０における処理の流れについて説明する。
図１２に示すように、まず、第１情報処理装置１２において、選択情報の入力が行われたのち（ステップＳ５０１）、選択情報送信処理が実行される（ステップＳ５０２）。次に、第２情報処理装置１３において、選択情報取得処理（ステップＳ５０３）と選択処理（ステップＳ５０４）とが実行される。
図１２に示すように、まず、第１情報処理装置１２において、選択情報の入力が行われたのち（ステップＳ５０１）、選択情報送信処理が実行される（ステップＳ５０２）。次に、第２情報処理装置１３において、選択情報取得処理（ステップＳ５０３）と選択処理（ステップＳ５０４）とが実行される。
【0093】
選択処理が終了すると、第２情報処理装置１３の第２処理部３１は、算出方法送信処理を実行する（ステップＳ５０５）。具体的には、第２処理部３１は、選択部３４が選択した頻度分布の算出方法を示す算出方法情報を第２送受信部３２を通じて第１情報処理装置１２に送信する。
【0094】
算出方法情報が送信されると、第１情報処理装置１２においては、その算出方法情報を第１処理部２３の第１送受信部２４が受信する。第１送受信部２４が算出方法情報を受信すると、第１処理部２３は、算出方法情報に基づいて頻度分布算出部５１による頻度分布の算出方法を設定する算出方法設定処理を実行する（ステップＳ５０６）。
【0095】
機械部品１１の運転が開始されると、第１処理部２３は、計測データ生成処理を実行する（ステップＳ５０７）。この処理において、第１取得部２５は、センサ１５の計測値を取得し、その取得した計測値の各々を記憶部５２の所定領域に格納することにより計測データ５３を生成する。計測データ５３は、予め定められた設定期間（第１設定期間）におけるセンサ１５の計測値によって構成されるデータであって、その設定期間ごとに生成されるデータである。
【0096】
計測データ５３が生成されると、第１処理部２３は、頻度分布算出処理を実行する（ステップＳ５０８）。この処理において、頻度分布算出部５１は、算出方法設定処理で設定された算出方法を用いて、計測データ５３に基づく計測値の頻度分布を算出する。頻度分布算出部５１は、その算出した頻度分布を示す頻度分布データ５４を記憶部５２の所定領域に格納する。
【0097】
頻度分布が算出されると、第１処理部２３は、頻度分布送信処理を実行する（ステップＳ５０９）。この処理において、第１処理部２３は、記憶部５２に格納された頻度分布データ５４を第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に送信する。頻度分布算出処理および頻度分布送信処理は、計測データ５３が生成される設定期間（第１設定期間）ごとに行われる。なお、第１処理部２３は、頻度分布算出処理で算出された頻度分布を積算し、所定の設定期間（第２設定期間）ごとに頻度分布送信処理を行う構成であってもよい。この第２設定期間は、第１設定期間よりも長い期間である。
【0098】
頻度分布が送信されると、第２情報処理装置１３においては、その頻度分布を第２処理部３１の第２送受信部３２が受信する。第２送受信部３２が頻度分布を受信すると、第２処理部３１は寿命評価処理を実行する（ステップＳ５１０）。ステップＳ５１０の寿命評価処理において、第２処理部３１は、図９に示した寿命評価処理のステップＳ４０２以降の処理を実行する。また、疲労被害度Ｄが閾値Ｄｔ以下である場合（ステップＳ４０４：ＮＯ）、第２処理部３１は、そのまま寿命評価処理を終了する。一方、疲労被害度Ｄが閾値Ｄｔよりも大きい場合（ステップＳ４０４：ＹＥＳ）、第２処理部３１は、メッセージ送信処理を実行して寿命評価処理を終了する。メッセージ送信処理が実行された場合、第１処理部２３は、出力処理を実行する（ステップＳ５１１）。
【0099】
第２実施形態の効果について説明する。
（２－１）上記構成であっても、第１実施形態の（１－１）～（１－９）に記載した効果に準ずる効果を得ることができる。
（２－１）上記構成であっても、第１実施形態の（１－１）～（１－９）に記載した効果に準ずる効果を得ることができる。
【0100】
（２－２）使用者側の第１情報処理装置１２は、設定期間ごとに、計測データ５３を生成するとともに計測データ５３に基づいて算出した頻度分布を第２情報処理装置１３へと送信する。これにより、センサ１５の計測値が第１処理部２３に入力されるたびに、その計測値を第２情報処理装置１３に送信する必要がない。その結果、第１情報処理装置１２と第２情報処理装置１３との間における通信回数を低減することができる。また、センサ１５の計測値が第２情報処理装置１３に蓄積されることもないことから、第２情報処理装置１３におけるデータ量を削減することができる。
【0101】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・寿命評価システム１０は、使用者側の１つの情報処理装置により構成されてもよい。
・寿命評価システム１０は、使用者側の１つの情報処理装置により構成されてもよい。
【0102】
・寿命評価システム１０において、第１情報処理部は、選択情報を入力可能に、また、その選択情報を第２情報処理装置１３に送信可能に構成されていればよく、ネットワーク１４に接続された複数の情報処理装置で構成されていてもよい。例えば、第１および第２実施形態において、第１情報処理部は、第１情報処理装置１２に加えて、ウェブアプリケーションを通じて選択情報を入力可能な入力部を備える使用者側の情報処理装置を含んで構成されてもよい。
【0103】
また、第１情報処理部は、使用者側の情報処理装置だけでなく、供給者側の情報処理装置を含んで構成されてもよい。例えば、図１０に示す構成のように、第１および第２実施形態において、選択情報を入力可能な第１情報処理部は、第１情報処理装置１２に加えて、供給者側の第３情報処理装置４８を含んで構成されてもよい。こうした構成においては、第３情報処理装置４８が選択情報を入力可能な入力部を備えていることから、使用者側の第１情報処理装置１２から入力部２１が割愛されてもよい。また、供給者側の第３情報処理装置４８は寿命情報を出力可能な出力部を備えて構成されてもよい。この場合、第１情報処理装置１２から出力部２２が割愛されてもよい。なお、供給者側の第３情報処理装置４８は、ウェブアプリケーションを通じて各種入出力が可能に構成されていてもよい。
【0104】
・第２情報処理部は、第２情報処理装置１３に加えて、選択情報に基づいて選択される算出方法をウェブアプリケーションを通じて変更可能な供給者側の情報処理装置を含んで構成されてもよい。こうした構成によれば、（１－６）に記載した効果に準ずる効果を得ることができる。
【0105】
・機械部品１１は、例えばエンジンやトランスミッションなど、使用者側が製造・販売する製品を構成する部品であってもよい。この場合、第１情報処理部は、選択情報の入力と寿命情報の出力とが可能な使用者側の情報処理装置と、その製品に搭載されてセンサの計測値を示す計測情報をネットワーク１４を介して第２情報処理装置１３に送信する情報処理装置と、によって構成される。こうした構成によれば、寿命評価システムの使用者が機械部品１１の寿命情報を確認可能であることから、製品の利用者に対して機械部品１１の交換時期などのメンテナンス情報を案内することができる。
【0106】
・評価対象となる機械部品１１は複数であってもよい。この場合、ネットワーク１４を介して送受信される各種情報には、機械部品１１を識別可能な情報が含まれる。また、情報処理装置においては、機械部品１１ごとに、記憶部への各種データの格納や算出方法の選択、寿命の算出・評価が行われる。
【0107】
・機械部品１１は、例えばエンジンやトランスミッションなど、使用者側が試験対象とする供試体を構成する部品であってもよい。こうした構成においては、使用者が供試体を載せ替えながら各供試体の試験を同一の試験装置で行ったとしても、その供試体ごとに機械部品１１に適した各種の算出方法が選択される。そのため、供試体に対して耐久試験を行う場合には、その供試体が破損するタイミングを高い精度で予測することができる。また、供試体に対して性能試験や制御適合試験、認証試験などを行う場合には、その供試体の疲労破壊を未然に防ぐことができる。
【0108】
・選択部３４は、パラメータの種別に加えて、該パラメータの計測値の推移（波形形状）を示す波形情報を加味して各種の算出方法を選択してもよい。
例えば、選択部３４は、一定の判定期間において計測値がゼロレベルを横切る回数をカウントする。選択部３４は、そのカウントした回数が予め定めた閾値よりも少ない場合には、二次元の頻度分布が算出される算出方法を選択する。また選択部３４は、カウントした回数が閾値以上である場合には、一次元の頻度分布が算出される算出方法を選択する。閾値は、判定期間における計測値の平均値がゼロレベルに対してオフセットしているか否かの目安となる値である。
例えば、選択部３４は、一定の判定期間において計測値がゼロレベルを横切る回数をカウントする。選択部３４は、そのカウントした回数が予め定めた閾値よりも少ない場合には、二次元の頻度分布が算出される算出方法を選択する。また選択部３４は、カウントした回数が閾値以上である場合には、一次元の頻度分布が算出される算出方法を選択する。閾値は、判定期間における計測値の平均値がゼロレベルに対してオフセットしているか否かの目安となる値である。
【0109】
具体的には、横軸を時間、縦軸を計測値とした図１３に示すグラフのように、判定期間Ｔにおいてゼロレベルを横切る回数が少ない場合、その判定期間Ｔにおける計測値の平均値は、ゼロレベルからオフセットされた値であると推定される。こうした場合、選択部３４は、二次元の頻度分布が算出される算出方法を優先的に選択する。また、横軸を時間、縦軸を計測値とした図１４のように、判定期間Ｔにおいてゼロレベルを横切る回数が多数である場合、その判定期間Ｔにおける計測値の平均値は、ゼロレベルに近い値であると推定される。こうした場合、選択部３４は、一次元の頻度分布が算出される算出方法を優先的に選択する。なお、こうした判定期間Ｔや閾値は、予め行った実験やシミュレーションの結果のほか、装置の実際の計測結果などに基づいて対応付けられることが好ましい。
【0110】
これにより、機械部品１１に対するパラメータの変化に基づいて、各種の算出方法を選択することができる。例えば、入力部２１を通じて作動情報が入力されない場合であっても、作動情報に類似する情報に基づいて各種の算出方法を選択することができる。また例えば、工作機械などの予め定められたパターンで稼動する装置に搭載された機械部品１１を評価対象とした場合に、そのパターンごとに適した算出方法を選択することができる。その結果、機械部品１１の寿命を高い精度のもとで算出・評価しつつ、寿命評価システム１０の汎用性をさらに高めることができる。なお、波形情報は、機械部品１１を搭載した装置が実際に稼動している本稼働時の計測値に基づくものであってもよいし、本稼働時を模擬した試運転時の計測値に基づくものであってもよい。
【0111】
・波形情報を加味する選択方法の他の例としては、計測値がゼロレベルを横切る回数に判定値を設定し、その判定値を超えるまでに要する時間に基づいて算出方法を選択してもよい。この例において、選択部３４は、その要した時間が閾値よりも長い場合に、二次元の頻度分布が算出される算出方法を優先的に選択する。
【0112】
・波形情報を加味する選択方法の他の例としては、極値法による第１頻度と最大最小法による第２頻度とを算出し、第１頻度に対する第２頻度の比（＝第２頻度／第１頻度）に基づいて算出方法を選択してもよい。この例において、第１頻度と第２頻度は、原理上、第１頻度≧第２頻度の関係を有する。選択部３４は、第１頻度に対する第２頻度の比（＝第２頻度／第１頻度）が閾値より小さい場合に、二次元の頻度分布が算出される算出方法を優先的に選択する。
【0113】
・疲労被害度Ｄは、機械部品１１の加工情報に基づいて算出されてもよい。この場合、部品情報には、機械部品１１の加工情報が含まれる。加工情報は、例えば曲げ加工や鍛造加工、熱処理、ショットピーニングなど、機械部品１１に残留応力が生じる加工についての情報が入力されることが好ましい。こうした構成においては、Ｓ－Ｎ線図データ４６は加工方法ごとに適したＳ－Ｎ線図を含んで構成され、選択部３４はその加工方法に適したＳ－Ｎ線図を選択する。なお、加工情報は、性質情報、すなわち各種規格による材料記号から取得されてもよい。
【0114】
・実績データ５０には、機械部品１１の各種の算出方法が識別情報に関連付けられて格納されていてもよい。こうした構成によれば、選択部３４は、実績データ５０に識別情報が格納されている機械部品１１については、その実績データ５０に基づいて各種の算出方法を選択することができる。
【0115】
・疲労被害度Ｄは、二次元の頻度分布を換算した二次元の応力頻度分布から算出されてもよい。こうした構成において、疲労被害度Ｄは、例えば、二次元の応力頻度分布を構成する平均応力、平均応力に対する応力振幅、各平均応力に対応付けられた各応力振幅の頻度、これらを所定の関数に代入することにより算出される。
【0116】
・寿命評価システム１０は、選択情報取得処理（ステップＳ１０３，Ｓ５０３）において、実績データ５０が存在しない場合に識別情報の機械部品１１が新たな評価対象であることをオペレータに確認する確認処理を実行してもよい。
【0117】
確認処理において、第２情報処理装置１３の第２処理部３１は、機械部品１１についての実績データ５０が存在しないことを示す無実績情報を第２送受信部３２を通じて第１情報処理装置１２に送信する。
【0118】
第１情報処理装置１２の第１処理部２３は、第１送受信部２４が無実績情報を受信すると、通知部２６を通じて、今回の評価対象である機械部品１１が新たな評価対象であることを示すメッセージを出力部２２に出力する。このメッセージは、機械部品１１が新たな評価対象であるか否かを選択可能な選択肢付きのメッセージである。オペレータは、機械部品１１が新たな評価対象であるか否かを入力部２１を通じて選択する。
【0119】
新たな評価対象であることが選択された場合、第１処理部２３は、その旨を示す確認情報を第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に送信する。第２情報処理装置１３の第２処理部３１は、第２送受信部３２が確認情報を受信することを条件に、機械部品１１が新たな評価対象であると判断する。
【0120】
一方、新たな評価対象ではないことが選択された場合、第１処理部２３は、通知部２６を通じて、機械部品１１の部品情報を再度入力するメッセージを出力部２２に出力する。部品情報が再び入力されると、第１処理部２３は、その部品情報を第１送受信部２４を通じて第２情報処理装置１３に送信する。第２情報処理装置１３の第２処理部３１は、第２送受信部３２が部品情報を受信することを条件に、実行中の選択情報取得処理を停止したのち、その受信した部品情報を選択情報の一部とした新たな選択情報取得処理を開始する。こうした確認処理を実行することにより、機械部品１１が新たな評価対象であるか否かの判断がより確実なものとなる。
【符号の説明】
【0121】
１０…寿命評価システム、１１…機械部品、１２…第１情報処理装置、１３…第２情報処理装置、１４…ネットワーク、１５…センサ、２１…入力部、２２…出力部、２３…第１処理部、２４…第１送受信部、２５…第１取得部、２６…通知部、３１…第２処理部、３２…第２送受信部、３３…第２取得部、３４…選択部、３５…頻度分布算出部、３６…応力頻度換算部、３７…寿命評価部、４０…記憶部、４１…選択情報データ、４２…計測データ、４３…対応付けデータ、４４…頻度分布データ、４５…応力頻度分布データ、４６…Ｓ－Ｎ線図データ、４７…閾値データ、４８…第３情報処理装置、４９…ケーブル、５０…実績データ、５１…頻度分布算出部、５２…記憶部、５３…計測データ、５４…頻度分布データ、５５…頻度分布データ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
