特開 2023-90555 波形測定器及び方法

(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】P2023090555

(43)【公開日】2023-06-29

(54)【発明の名称】波形測定器及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 13/28 20060101AFI20230622BHJP

   G01R 13/34 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

G01R13/28 A

G01R13/34 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021205575

(22)【出願日】2021-12-17

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596157780

【氏名又は名称】横河計測株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】100224694

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 孝志

(72)【発明者】

【氏名】中山 悦郎

(57)【要約】

【課題】特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくする。
【解決手段】波形測定器１１は、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定し、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出し、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行し、抽出された特徴量を示すデータを出力する制御部１１０を備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換して、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う波形測定器であって、
前記複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定し、前記ストレージ内の、前記トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、前記ストレージ内の、前記複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、前記トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出し、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行し、抽出された特徴量を示すデータを出力する制御部を備える波形測定器。

【請求項2】

前記制御部は、前記データ取り込みと、前記特徴量を抽出する処理とを並行して実行する請求項１に記載の波形測定器。

【請求項3】

前記制御部は、前記複数のチャネルのうち２つ以上のチャネルに対応する領域から読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行して得られた２つ以上の特徴量を１つの特徴量に変換する処理を更に実行し、前記１つの特徴量を示すデータを、出力するデータに含める請求項１又は２に記載の波形測定器。

【請求項4】

複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換して、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う際に、前記複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定することと、
前記ストレージ内の、前記トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、前記ストレージ内の、前記複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、前記トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出すことと、
読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行することと、
抽出された特徴量を示すデータを出力することと、
を含む方法。

【請求項5】

前記データ取り込みと、前記特徴量を抽出する処理とを並行して実行することを更に含む請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記複数のチャネルのうち２つ以上のチャネルに対応する領域から読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行して得られた２つ以上の特徴量を１つの特徴量に変換する処理を更に実行し、前記１つの特徴量を示すデータを、出力するデータに含めることを更に含む請求項４又は５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、波形測定器及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１には、設備の故障を事前に検知する傾向監視に用いられる閾値の設定を効率化する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】佐藤正彦，「Sushi Sensorによる傾向監視への機械学習技術の応用」，横河技報，Vol.63，No.1（2020），pp.23～26

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

傾向監視では、トリガ機能を有する波形測定器が用いられる。トリガ機能とは、デジタル信号データに対して実行される所定の処理を開始するトリガとして、デジタル信号データの特徴的な信号を検出する機能のことである。デジタル信号データの特徴的な信号を検出することを、トリガ検出ともいう。トリガ機能を有する波形測定器を用いた測定のことを、トリガ測定ともいう。トリガ測定は、機械加工生産ラインにおいて、加工中の加工機械の挙動の監視等に有効である。例えば、加工機械の挙動を見るために、加工機械に設置された各種センサから信号を測定する場合、加工途中の特徴的な信号をトリガとして使用すれば、加工１回ごとに、加工機械の挙動を波形測定器に取り込むことができる。トリガ機能を利用することで、傾向監視対象の一連の動作の中で、同じ点を基準としてデータ取り込みを行うことが可能となる。トリガ機能を有する波形測定器は、トリガ検出に応じて取り込んだデジタル信号データを、デジタル信号データの取り込みごとにローカルＰＣ又はサーバ等の外部装置に送信する。「ＰＣ」は、personal computerの略語である。外部装置側では、受信されたデジタル信号データを用いて、例えば、加工機械の故障予測の目的でＡＩ解析が行われる。「ＡＩ」は、artificial intelligenceの略語である。ここで、波形測定器から送信されるデジタル信号データは、時間サンプリングデータである。サンプリング精度を高めるには、サンプリング周期を早くする必要があり、データ量が大きくなる。したがって、波形測定器に取り込んだ未加工のデジタル信号データ、すなわち「生データ」をそのまま外部装置に渡すと、データ通信量が膨大となる。また、外部装置側では、受信された生データをそのまま解析するとサンプル値の多さから解析時間が長くなる。したがって、生データの特定の一部分のサンプル値の特徴量を抽出し、特徴量に対してＡＩ解析が実行されることが考えられる。「特徴量」とは、生データに含まれるサンプル値を特徴付ける代表値のことであり、例えば、生データの特定の一部分のサンプル値の平均値である。この場合、外部装置側で生データに対して特徴量の抽出を行うと、データ処理負荷及び処理時間が増大する。その結果、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間が長くなる。

【0005】

本開示の目的は、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

幾つかの実施形態に係る波形測定器は、複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換して、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う波形測定器であって、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定し、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出し、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行し、抽出された特徴量を示すデータを出力する制御部を備える。このような波形測定器においては、トリガ点が検出される度に、一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値の特徴量を抽出する処理が実行され、実行結果が特徴量を示すデータとして出力される。つまり、生データの特定の一部分から特徴量を示すデータを取得する処理を、波形測定器側で実行できる。取得された特徴量を示すデータを波形測定器から端末装置に送信することで、端末装置側では、ＡＩ解析に用いられる機械学習用のデータをすぐに利用できるようになる。したがって、生データをそのまま外部装置に送信する場合に比べて、波形測定器と外部装置との間のデータ通信量及び外部装置側のデータ処理負荷が低減される。よって、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくなる。

【0007】

一実施形態に係る波形測定器において、制御部は、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とを並行して実行する。例えば、プレス機によるプレス加工の挙動の傾向監視を行うために、プレス機のデータ取り込みを行う場合に、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とを並行して実行しないときは、特徴量を抽出する処理を実行している間、データ取り込みが実行されないことになる。この場合に、データ取り込みを優先して、プレス加工中にデータ取り込みの時間を設け、データ取り込みが完了するまでプレス加工を中断することは、現実的でない。したがって、プレス加工ではなくデータ取り込みを中断することになる。そうすると、データ取り込みが不連続となり、データ欠落が起こり得る。一方、このような実施形態によれば、特徴量抽出中もデータ取り込みが行えるので、データ取り込み間のデッドタイムが生じなくなり、かつデータ取り込みの連続性が担保される。

【0008】

一実施形態に係る波形測定器において、制御部は、複数のチャネルのうち２つ以上のチャネルに対応する領域から読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行して得られた２つ以上の特徴量を１つの特徴量に変換する処理を更に実行し、前記１つの特徴量を示すデータを、出力するデータに含める。このような実施形態によれば、複数のチャネルの特徴量を抽出する処理の実行結果を組み合わせて別の特徴量を示すデータを取得することができる。

【0009】

幾つかの実施形態に係る方法は、複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換して、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う際に、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定することと、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出すことと、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行することと、抽出された特徴量を示すデータを出力することと、を含む。このような方法によれば、トリガ点が検出される度に、一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値の特徴量を抽出する処理が実行され、実行結果が特徴量を示すデータとして出力される。つまり、生データの特定の一部分から特徴量を示すデータを取得して、ＡＩ解析に用いられる機械学習用のデータを抽出することができる。

【0010】

一実施形態に係る方法は、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とを並行して実行することを更に含む。例えば、プレス機によるプレス加工の挙動の傾向監視を行うために、プレス機のデータ取り込みを行う場合に、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とを並行して実行しないときは、特徴量を抽出する処理を実行している間、データ取り込みが実行されないことになる。この場合に、データ取り込みを優先して、プレス加工中にデータ取り込みの時間を設け、データ取り込みが完了するまでプレス加工を中断することは、現実的でない。したがって、プレス加工ではなくデータ取り込みを中断することになる。そうすると、データ取り込みが不連続となり、データ欠落が起こり得る。一方、このような実施形態によれば、特徴量抽出中もデータ取り込みが行えるので、データ取り込み間のデッドタイムが生じなくなり、かつデータ取り込みの連続性が担保される。

【0011】

一実施形態に係る方法において、複数のチャネルのうち２つ以上のチャネルに対応する領域から読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行して得られた２つ以上の特徴量を１つの特徴量に変換する処理を更に実行し、１つの特徴量を示すデータを、出力するデータに含めることを更に含む。このような実施形態によれば、複数のチャネルの特徴量を抽出する処理の実行結果を組み合わせて別の特徴量を示すデータを取得することができる。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】比較例に係るシステムのデータフローを示す図である。

【図2】比較例に係る波形測定器の詳細構成を示すブロック図である。

【図3】トリガ検出時の、リングバッファにおけるデータ書き込み及びデータ読み出しを示す図である。

【図4】本実施形態に係るシステムのデータフローを示す図である。

【図5】本実施形態に係るシステムの構成を示すブロック図である。

【図6】本実施形態に係る波形測定器の詳細構成を示すブロック図である。

【図7】本実施形態に係るシステムの動作を示すフローチャートである。

【図8】トリガ測定で取得されるサンプル値をプロットして生成される波形の一例を示す図である。

【図9】４チャネルでデータ取り込みを行った場合の、各チャネルに対応する領域を示す図である。

【図10】データ読み出し及び特徴量の抽出の具体例を示す図である。

【図11】データ取り込み、データ読み出し、及び特徴量の抽出を時系列で示す図である。

【図12】一変形例に係るデータ取り込み、データ読み出し、及び特徴量の抽出を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

最初に比較例について説明する。

【0015】

図１は、比較例に係るシステム２０の構成を示す。システム２０は、トリガ機能を有する波形測定器２１と、インターネット等のネットワークを介して波形測定器２１に接続されるローカルＰＣ２２とを備える。

【0016】

波形測定器２１は、アナログ信号の波形をデジタル信号データに変換してローカルＰＣ２２に送信する。ローカルＰＣ２２は、デジタル信号データを蓄積して、蓄積されたデータから機械学習用のデータを取得する。ローカルＰＣ２２は、取得された機械学習用のデータから傾向監視のためのＡＩ解析に用いるモデルを生成する。

【0017】

図２を参照して、波形測定器２１の構成について説明する。

【0018】

波形測定器２１では、図２に示すように、観測されるアナログ入力チャネルＣＨ１のアナログ信号が入力増幅器２０１で正規化され、Ａ／Ｄ変換器２０２に入力される。「Ａ／Ｄ」は、analog to digitalの略語である。アナログ入力チャネルＣＨ１と同時に観測されるアナログ入力チャネルＣＨ２のアナログ信号は、入力増幅器２０４で正規化され、Ａ／Ｄ変換器２０５に入力される。データを取り込むタイミングは、サンプルタイミング発生回路２１１により制御される。Ａ／Ｄ変換器２０２、２０５は、サンプルタイミング発生回路２１１により生成されるタイミング信号に応じてＡ／Ｄ変換を行う。変換されたデータは、インターフェース回路２０３、２０６を通じてメモリコントローラ２１２に送られ、波形メモリ２２１に順次格納される。波形メモリ２２１に格納されたデータは、表示波形作成回路２３１で波形表示データに変換され、波形表示器２３２に波形として表示される。波形メモリ２２１に格納されたデータは、一定量が溜まったところで、ネットワークを介してローカルＰＣ２２に送信され、ローカルＰＣ２２により適宜読み出され、波形又は数値データに変換されて、ローカルＰＣ２２上に表示され、観察される。

【0019】

図３に、変換されたデータを波形メモリ２２１に順次格納しながらトリガ検出を実行する際の、波形メモリ２２１におけるデータ書き込み及びデータ読み出しを示す。図３に示す例では、波形メモリ２２１は、メモリコントローラ２１２によりリングバッファとして制御される。リングバッファにおけるデータ取り込みは、波形メモリ２２１のアドレスＡから開始され、アドレスＢにデータ取り込みが達すると、折り返してアドレスＡに戻り、データが上書きされていく。トリガ検出回路２１３は、トリガ検出を実行する。具体的には、トリガ検出回路２１３は、該当するチャネルのデジタル信号データのサンプル値が予め設定されたトリガ条件を満たすかどうかを判定する。トリガ検出回路２１３は、判定結果に応じてトリガ点を検出し、検出されたトリガ点をメモリコントローラ２１２に通知する。メモリコントローラ２１２は、トリガ検出回路２１３からトリガ点が通知された時点でサンプル値の書き込みが行われたアドレスを、トリガ点アドレスｎＴとして記憶する。メモリコントローラ２１２は、トリガ点の検出後、予め設定された数だけサンプル値を取り込んだ後、すなわち最終アドレスｎＥのデータ書き込みが完了したときに、データ取り込みを終了する。データ読み出しの先頭アドレスとしては、トリガ点アドレスｎＴから、予め設定された数だけ遡ったアドレスｎ０が設定される。表示波形作成回路２３１は、波形メモリ２２１から、ｎ０→ｎＴ→Ｂ→Ａ→ｎＥの順にデータを読み出し、表示波形を作成し、波形表示器２３２に表示させる。

【0020】

このようなシステム２０では、波形測定器２１は、トリガ検出に応じて取り込んだ波形データをデジタル信号データに変換して、データ取り込みごとにローカルＰＣ２２に送信する。上述のとおり、波形測定器２１から生データをそのままローカルＰＣ２２に渡すと、データ通信量が膨大となる。また、ローカルＰＣ２２側で生データに対して特徴量の抽出を行うと、データ処理負荷及び処理時間が過大となる。その結果、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間が長くなる。

【0021】

よって、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくする必要がある。

【0022】

以下、本開示の幾つかの実施形態について、図を参照して説明する。各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。各実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。

【0023】

本開示の一実施形態である第１実施形態について説明する。

【0024】

図５を参照して、本実施形態に係るシステム１０の構成を説明する。

【0025】

システム１０は、図５に示すように、波形測定器１１と、端末装置１２とを備える。

【0026】

波形測定器１１は、入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換する装置である。波形測定器１１は、図５に示すように、入力部１００と、制御部１１０と、記憶部１２０と、表示部１３０と、通信部１４０とを備える。波形測定器１１は、インターネット等のネットワーク１５を介して端末装置１２と通信することができる。

【0027】

端末装置１２は、波形を表示する現場に設置されるデスクトップコンピュータ、又はラップトップコンピュータ等である。端末装置１２は、図５に示すように、入力部１５０と、制御部１６０と、記憶部１７０と、表示部１８０と、通信部１９０とを備える。

【0028】

波形測定器１１の一部又は全ての機能は、制御部１１０に含まれるプログラマブル回路又は専用回路により実現される。すなわち、波形測定器１１の一部又は全ての機能は、ハードウェアにより実現される。

【0029】

波形測定器１１の一部の機能がハードウェアにより実現される場合、波形測定器１１の残りの部分の機能は、本実施形態に係るプログラムを、制御部１１０に含まれるプロセッサで実行することにより実現されてもよい。すなわち、波形測定器１１の残りの部分の機能は、ソフトウェアにより実現されてもよい。この場合、プログラムは、波形測定器１１の動作に含まれるステップの処理をコンピュータに実行させることで、当該ステップの処理に対応する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムである。すなわち、プログラムは、コンピュータを波形測定器１１として機能させるためのプログラムである。

【0030】

プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又は半導体メモリである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記録したＤＶＤ又はＣＤ－ＲＯＭなどの可搬型記録媒体を販売、譲渡、又は貸与することによって行う。「ＤＶＤ」は、digital versatile discの略語である。「ＣＤ－ＲＯＭ」は、compact disc read only memoryの略語である。プログラムをサーバのストレージに格納しておき、ネットワーク１５を介して、サーバから他のコンピュータにプログラムを転送することにより、プログラムを流通させてもよい。プログラムをプログラムプロダクトとして提供してもよい。

【0031】

コンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラム又はサーバから転送されたプログラムを、一旦、メモリに格納する。そして、コンピュータは、メモリに格納されたプログラムをプロセッサで読み取り、読み取ったプログラムに従った処理をプロセッサで実行する。コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行してもよい。コンピュータは、コンピュータにサーバからプログラムが転送される度に、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行してもよい。サーバからコンピュータへのプログラムの転送は行わず、実行指示及び結果取得のみによって機能を実現する、いわゆるＡＳＰ型のサービスによって処理を実行してもよい。プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものが含まれる。例えば、コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。

【0032】

図４及び図５を参照して、本実施形態の概要を説明する。

【0033】

波形測定器１１は、複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換して、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う波形測定器である。波形測定器１１は、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定する。「トリガチャネル」とは、特徴量を抽出する処理の実行を開始するトリガとなるサンプル値を検出するチャネルのことである。波形測定器１１は、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点ＴＰとして検出する。「トリガ点ＴＰ」とは、特徴量を抽出する処理の実行を開始するトリガとなるサンプル値のことである。波形測定器１１は、トリガ点ＴＰを検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出し、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行する。波形測定器１１は、抽出された特徴量を示すデータを出力する。本実施形態において、ストレージは、リングバッファとして管理される。データ取り込みは、トリガ点ＴＰが検出されるまでは、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域の先頭アドレスから最終アドレスまでの区間を、リング状にデータを上書きすることで実行される。したがって、デジタル信号データに含まれるサンプル値の数をＬとするとき、Ｌは、トリガ点ＴＰが検出されるまでは固定値ではなく不定値である。例えば、トリガ点ＴＰが検出されるまでの時間によっては、当該区間におけるリング状のデータ上書き処理が数１００回繰り返されることもある。つまり、サンプル値の数Ｌは、その時々の測定条件により異なる。一方、サンプル値の書き込みが行われる領域のアドレス数は、固定値である。この固定値は、特徴量を抽出する処理が実行されるサンプル値、すなわち、トリガ測定の観察対象となるサンプル値の数よりも大きい。トリガ検出は、データ取り込みと同時に開始され、取り込んだデジタル信号データに含まれる全てのサンプル値に対してリアルタイムに実行される。波形測定器１１は、抽出された特徴量を示すデータを端末装置１２に出力する。

【0034】

本実施形態によれば、図４に示すように、生データの特定の一部分から特徴量を示すデータを取得して、ＡＩ解析に用いられる機械学習用のデータを抽出する処理を、波形測定器１１側で実行できる。つまり、波形測定器１１側で特徴量を抽出する処理を実行して、取得された特徴量を示すデータを端末装置１２に転送することができる。端末装置１２側では、転送された特徴量を示すデータを蓄積して、蓄積されたデータから傾向監視のためのＡＩ解析に用いるモデルを生成するだけでよい。したがって、生データをそのまま端末装置１２に送信する場合に比べて、波形測定器１１と端末装置１２との間のデータ通信量及び端末装置１２側のデータ処理負荷が低減される。よって、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくなる。

【0035】

次に、図５及び図６を参照して、第１実施形態に係るシステム１０の構成を詳細に説明する。

【0036】

システム１０は、上述したとおり、波形測定器１１と、端末装置１２とを備える。

【0037】

波形測定器１１は、上述したとおり、入力部１００と、制御部１１０と、記憶部１２０と、表示部１３０と、通信部１４０とを備える。

【0038】

入力部１００は、各チャネルのデータを波形測定器１１に取り込むインターフェースである。入力部１００は、図６に示すように、入力増幅器１０１－１、１０１－２、・・・と、Ａ／Ｄ変換器１０２－１、１０２－２、・・・と、インターフェース回路１０３－１、１０３－２、・・・とを含む。

【0039】

図６に示すように、観察されるチャネルＣＨ１のアナログ信号は、入力増幅器１０１－１で正規化され、Ａ／Ｄ変換器１０２－１に入力される。ここで正規化とは、アナログ入力信号の振幅を、Ａ／Ｄ変換器の入力仕様に対し適切な範囲になるように調整することである。また、同時に観測されるチャネルＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４のアナログ信号は、それぞれ入力増幅器１０１－２、・・・で正規化され、Ａ／Ｄ変換器１０２－２、・・・に入力される。図６に示すように、チャネルが複数存在する場合は、チャネルの数だけ、入力増幅器、Ａ／Ｄ変換器、及びインターフェース回路が設けられる。

【0040】

制御部１１０は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのプログラマブル回路、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの任意の組み合わせを含む。プロセッサは、ＣＰＵ若しくはＧＰＵ（graphics processing unit）などの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。プログラマブル回路は、例えば、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）である。専用回路は、例えば、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）である。制御部１１０は、波形測定器１１の各部を制御しながら、波形測定器１１の動作に関わる処理を実行する。制御部１１０は、図６に示すように、サンプルタイミング発生回路１１１と、メモリコントローラ１１２と、トリガ検出回路１１３と、メモリコントローラ１１４と、演算器１１５と、データ数計数回路１１６と、処理指示器１１７とを含む。サンプルタイミング発生回路１１１は、データを取り込むタイミングを制御する。サンプルタイミング発生回路１１１により生成されるタイミング信号に応じて、入力部１００のＡ／Ｄ変換器１０２、１０５においてＡ／Ｄ変換が行われる。メモリコントローラ１１２は、Ａ／Ｄ変換器１０２、１０５で変換されたデータを、入力部１００のインターフェース回路１０３、１０６を通じて受け取る。トリガ検出回路１１３は、後述のトリガ検出を実行する。メモリコントローラ１１４は、メモリコントローラ１１２からトリガ検出後のデータ取り込みの終了を示す通知を受け取り、後述する記憶部１２０の波形メモリ１２１の該当するアドレスから順次データ読み込みを行う。データ数計数回路１１６は、波形メモリ１２１から順次読み出されるサンプル値の個数をカウンタで計数する。波形メモリ１２１から順次読み出されるサンプル値は、演算器１１５に入力される。演算器１１５は、入力されたデータに対して特徴量を抽出する処理を実行する。処理指示器１１７は、データ数計数回路１１６のカウンタのカウント値で示されるサンプル値の個数に応じて、演算器１１５に入力されたサンプル値に対して演算器１１５が実行すべき処理の種類、並びに、処理の開始及び停止を制御する。

【0041】

記憶部１２０は、少なくとも１つの半導体メモリ、少なくとも１つの磁気メモリ、少なくとも１つの光メモリ、又はこれらの任意の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（random access memory）である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ（static random access memory）又はＤＲＡＭ（dynamic random access memory）である。記憶部１２０は、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read only memory）であってもよい。記憶部１２０は、図６に示すように、波形メモリ１２１と、演算結果メモリ１２２とを含む。

【0042】

波形メモリ１２１には、制御部１１０のメモリコントローラ１１２より、サンプルタイミング発生回路１１１で生成したタイミング信号に応じて、各サンプリング区間に取得されたデジタル信号データが書き込まれる。波形メモリ１２１は、メモリコントローラ１１２により、図３を参照して上述したようなリングバッファとして制御される。

【0043】

演算結果メモリ１２２には、制御部１１０の演算器１１５によって実行される処理の実行結果が格納される。

【0044】

表示部１３０は、図６に示すように、表示波形作成回路１３１と、波形表示器１３２とを含む。

【0045】

表示波形作成回路１３１は、ＧＰＵ等の汎用プロセッサ、波形表示処理に特化した専用プロセッサ、ＦＰＧＡ等のプログラマブル回路、又はＡＳＩＣ等の専用回路である。表示波形作成回路１３１は、波形メモリ１２１に格納されたデジタル信号データを、必要に応じて演算器１１５から命令されて波形表示データに変換する。表示波形作成回路１３１は、必要に応じて、波形表示データを波形として波形表示器１３２に表示する。

【0046】

波形表示器１３２には、少なくとも１つの出力用インターフェースが含まれる。出力用インターフェースは、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）又は有機ＥＬ（electro luminescent）ディスプレイである。波形表示器１３２は、波形測定器１１の動作によって得られるデータを出力する。波形表示器１３２は、ユーザからの入力を受付可能なタッチパネルと一体的に設けられてもよい。波形表示器１３２は、表示波形作成回路１３１の制御に基づき、波形表示データを表示する。

【0047】

通信部１４０は、通信回路を備える。通信回路は、１つ以上の通信ＩＣである。「ＩＣ」は、integrated circuitの略語である。通信ＩＣは、例えば、ＬＡＮ通信ＩＣである。「ＬＡＮ」は、local area networkの略語である。通信部１４０は、ＰＣＩネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、又はEthernet（登録商標）アダプタであってもよい。「ＰＣＩ」は、Peripheral Component Interconnectの略語である。「ＵＳＢ」は、Universal Serial Busの略語である。通信部１４０は、波形測定器１１の動作に用いられる情報をネットワーク１５経由で受信し、また波形測定器１１の動作によって得られる情報をネットワーク１５経由で送信する。

【0048】

端末装置１２は、上述したとおり、入力部１５０と、制御部１６０と、記憶部１７０と、表示部１８０と、通信部１９０とを備える。

【0049】

入力部１５０は、少なくとも１つの入力用インターフェースを含む。入力用インターフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、タッチスクリーン、又はマイクロフォンである。入力部１５０は、端末装置１２の動作に用いられるデータを入力する操作を受け付ける。入力部１５０は、端末装置１２に備えられる代わりに、外部の入力機器として端末装置１２に接続されてもよい。

【0050】

制御部１６０は、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのプログラマブル回路、少なくとも１つの専用回路、又はこれらの任意の組み合わせを含む。プロセッサは、ＣＰＵ若しくはＧＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。プログラマブル回路は、例えば、ＦＰＧＡである。専用回路は、例えば、ＡＳＩＣである。制御部１６０は、端末装置１２の各部を制御しながら、端末装置１２の動作に関わる処理を実行する。

【0051】

記憶部１７０は、少なくとも１つの半導体メモリ、少なくとも１つの磁気メモリ、少なくとも１つの光メモリ、又はこれらの任意の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。記憶部１７０は、ＥＥＰＲＯＭであってもよい。

【0052】

表示部１８０には、少なくとも１つの出力用インターフェースが含まれる。出力用インターフェースは、例えば、ＬＣＤ又は有機ＥＬディスプレイである。表示部１８０は、端末装置１２の動作によって得られるデータを出力する。表示部１８０は、ユーザからの入力を受付可能なタッチパネルと一体的に設けられてもよい。表示部１８０は、制御部１６０の制御に基づき、波形表示データを表示する。

【0053】

通信部１９０は、１つ以上の通信ＩＣである。通信ＩＣは、例えば、ＬＡＮ通信ＩＣである。通信部１９０は、ＰＣＩネットワークアダプタ、ＵＳＢネットワークアダプタ、又はEthernet（登録商標）アダプタであってもよい。通信部１９０は、端末装置１２の動作に用いられる情報をネットワーク１５経由で受信し、また端末装置１２の動作によって得られる情報をネットワーク１５経由で送信する。

【0054】

次に、図７から図１１を参照して、本実施形態に係るシステム１０の動作について説明する。図７は、システム１０の動作を示す。図７の動作は、本実施形態に係る方法に相当する。

【0055】

ステップＳ１０１において、波形測定器１１の制御部１１０は、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定する。具体的には、制御部１１０は、複数のチャネルから入力されたアナログ信号の波形をデジタル信号データに変換する。制御部１１０は、各チャネルのデジタル信号データをストレージ内の対応する領域に書き込むデータ取り込みを行う際に、複数のチャネルのうち少なくとも１つのチャネルをトリガチャネルに設定する。ストレージは、本実施形態では波形測定器１１の記憶部１２０であり、具体的には記憶部１２０の波形メモリ１２１であるが、波形測定器１１の外部の記憶装置であってもよい。その場合、波形測定器１１は、ネットワーク１５を介して外部の記憶装置にデジタル信号データをアップロードしてもよい。図８に示す例では、加工機械であるプレス機の挙動の傾向監視を行うために、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の４つのチャネルを用いてトリガ測定を行っている。チャネルＣＨ１にはプレス機の駆動交流電圧、チャネルＣＨ２には変位センサから得られるプレス機の変位量、チャネルＣＨ３には振動センサから得られるプレス機の振動変位、チャネルＣＨ４には圧力センサから取得されるプレス機の油圧変化量を示すアナログ信号が各々入力される。図８に示す４つの波形は、横軸を時間、縦軸を信号強度として、各チャネルのデジタル信号データに含まれるサンプル値をプロットしたものである。これらの４チャネルのうち、１つのチャネルＣＨ２がトリガチャネルとして設定されている。

【0056】

次に、制御部１１０は、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出す。具体的には、以下のステップＳ１０２からＳ１０５の処理を実行する。

【0057】

ステップＳ１０２において、制御部１１０は、ステップＳ１０１で設定されたトリガチャネルにつき、トリガ点検出を実行する。トリガ点検出は、トリガチャネルにつき、複数のサンプル値を含むデジタル信号データを、ストレージに相当する記憶部１２０内の、トリガチャネルに対応する、所定数のアドレスを有する領域に順次リング状に書き込むデータ取り込み中に、実行される。所定数は、２以上の整数であり、記憶部１２０内のトリガチャネルを含む各チャネルにつき、サンプル値を格納可能なアドレスの数として予め設定される。制御部１１０は、複数のサンプル値の各サンプル値と、閾値とを比較して、複数のサンプル値の中から、１つのサンプル値をトリガ点ＴＰとして検出することで、トリガ点検出を実行する。具体的には、制御部１１０のトリガ検出回路１１３は、トリガチャネルのデジタル信号データのサンプル値が、予め設定されたトリガ条件を満たすかどうかを判定する。トリガ条件とは、トリガチャネルについて取得されるデジタル信号データに含まれるサンプル値から、予め設定された閾値を上回る又は下回るサンプル値が検出されることである。図８に示す例では、トリガ検出回路１１３は、チャネルＣＨ２につき、プレス機の変位量を示す複数のサンプル値を含むデジタル信号データを、記憶部１２０内の、チャネルＣＨ２に対応する領域に順次書き込むデータ取り込み中に、トリガ検出を実行する。トリガ検出回路１１３は、各サンプル値と、プレス機の変位量の閾値とを比較する。比較の結果、閾値を上回る１つのサンプル値が検出された場合は、トリガ検出回路１１３は、検出されたサンプル値をトリガ点ＴＰとして検出する。例えば、閾値をプレス機の変位量が、プレス動作の中での最大値付近に設定することで、毎回の一連のプレス動作に関連した信号の変化を記録することができる。トリガ検出回路１１３は、検出されたトリガ点ＴＰをメモリコントローラ１１２に通知する。このようにして、制御部１１０は、ストレージ内の、トリガチャネルに対応する領域に書き込まれるデジタル信号データに含まれる各サンプル値と、閾値とを順次比較して、１つのサンプル値をトリガ点として検出する。

【0058】

ステップＳ１０３において、制御部１１０は、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、ステップＳ１０２におけるトリガ点ＴＰの検出時点でサンプル値の書き込みが行われたアドレスを、トリガ点アドレスｎＴとして設定する。具体的には、制御部１１０のトリガ検出回路１１３は、トリガ点ＴＰをメモリコントローラ１１２に通知する。トリガ点ＴＰが通知されると、メモリコントローラ１１２は、トリガチャネルについて、トリガ点ＴＰの検出時点でサンプル値の書き込みが行われたアドレスをトリガ点アドレスｎＴとして記憶する。

【0059】

ステップＳ１０４において、制御部１１０は、Ｋを１以上かつ上記所定数未満の整数としたとき、各チャネルに対応する領域において、ステップＳ１０３で設定されたトリガ点アドレスｎＴを含み、Ｋ個のサンプル値が書き込まれたアドレスを、ターゲットアドレスとして特定する。図８に示す例では、制御部１１０は、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の各チャネルに対応する領域において、対応するトリガ点アドレスｎＴより１つ以上前のアドレスを、Ｋ個のサンプル値の１つ目のサンプル値が書き込まれた先頭アドレスｎ０として設定する。先頭アドレスｎ０は、トリガ点アドレスｎＴから、各チャネルにつき予め設定される数だけ遡ったアドレスとして定義される。以下では、トリガ点アドレスｎＴより前のアドレスに書き込まれたサンプル値のことを、プリトリガデータともいう。読み出しの最終アドレスｎＥは、各チャネルにつき予め設定される、先頭アドレスｎ０からのサンプル値数として定義される。以下では、サンプル値数のことを、データ点数ともいう。読み出しの先頭アドレスｎ０及び最終アドレスｎＥは、トリガ検出後のデータ取り込みが終了したときに、制御部１１０のメモリコントローラ１１２から、メモリコントローラ１１４に対して、データ取り込みの終了を示すデータとともに通知される。波形メモリ１２１から順次読み出されるサンプル値の数は、データ数計数回路１１６によって計数される。例えば、チャネルＣＨ１について、トリガ点アドレスｎＴが、アドレス「ｎ１Ｔ」に設定されたとする。また、先頭アドレスｎ０が、アドレス「ｎ１Ｔ」から５００だけ遡ったアドレス「ｎ１Ｔ－５００」に設定されたとする。Ｋで表されるサンプル値数が、１０００個に設定されたとする。この場合、制御部１１０は、アドレス「ｎ１Ｔ－５００」から数えて１０００番目のアドレス「ｎ１Ｔ＋５００」を、読み出しの最終アドレスｎＥとして設定する。各チャネルの読み出しの先頭アドレスｎ０から最終アドレスｎＥまでのアドレスが、本実施形態のターゲットアドレスに相当する。

【0060】

このようにして、制御部１１０は、各チャネルに対応する領域において、対応するトリガ点アドレスより１つ以上前のアドレスを、Ｋ個のサンプル値の１つ目のサンプル値が書き込まれた先頭アドレスとして設定し、設定された先頭アドレスから数えてＫ番目のアドレスを、読み出しの最終アドレスとして設定することで、Ｋ個のサンプル値が書き込まれたアドレスを、ターゲットアドレスとして特定する。

【0061】

ステップＳ１０５において、制御部１１０は、各チャネルに対応する領域において、特定されたターゲットアドレスからＫ個のサンプル値を順次読み出す。具体的には、制御部１１０のメモリコントローラ１１２は、トリガ検出後のデータ取り込みが終了したことをメモリコントローラ１１４に通知する。同時に、メモリコントローラ１１２は、データ書き込みの先頭アドレスｎ０及び最終アドレスｎＥをメモリコントローラ１１４に通知する。これに応じて、メモリコントローラ１１４は、記憶部１２０の波形メモリ１２１内の、各チャネルに対応する領域において、先頭アドレスｎ０及び最終アドレスｎＥからターゲットアドレスを特定し、各チャネルのターゲットアドレスから順次サンプル値を読み出す。

【0062】

図９に、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の４チャネルでデータ取り込みを行ったときの、各チャネルに対応する記憶部１２０内の各領域を示す。各チャネルのサンプル値は、各チャネルに対応する記憶部１２０内の領域に格納される。図９に示す例では、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４に対応する第１領域から第４領域において、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、リングバッファの先頭アドレスに対応し、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４は、リングバッファの最終アドレスに対応する。各領域に対応するトリガ点アドレスとして、ｎ１Ｔ、ｎ２Ｔ、ｎ３Ｔ、ｎ４Ｔが設定されている。各チャネルのデータ取り込みは、サンプリング周期が同じで同期している。したがって、各チャネルにおける読み出しの先頭アドレス（ｎ１０、ｎ２０、ｎ３０、ｎ４０）及び最終アドレス（ｎ１Ｅ、ｎ２Ｅ、ｎ３Ｅ、ｎ４Ｅ）は、相対的に同じ位置になり、ターゲットアドレスに格納されるサンプル値の数も等しい。なお、上述の図３では、リングバッファの先頭アドレスＡから最終アドレスＢまでの一次元に並んだ連続アドレスに対して２往復超、リング状にデータが上書きされる様子を示している。これに対して、図９では、各チャネルのアドレスを二次元に並んだ連続アドレスとして示している。例えば、ＣＨ１では、リングバッファの先頭アドレスＡ１から最終アドレスＢ１まで、ｍ＋１個のアドレスが存在する。ｍ＋１個のアドレスは、上記所定数のアドレスに相当する。ＣＨ２からＣＨ４についても同様である。

【0063】

ステップＳ１０６において、制御部１１０は、Ｊを１以上かつＫ以下の整数としたとき、各チャネルに対応する領域において、順次読み出されたＫ個のサンプル値のうちＪ個のサンプル値に対して、特徴量を抽出する処理を実行する。制御部１１０は、実行結果を特徴量を示すデータとして取得する。これにより、生データの特定の一部分から特徴量を示すデータを取得して、ＡＩ解析に用いられる機械学習用のデータを抽出する処理が、波形測定器１１側で実行される。具体的には、制御部１１０は、各チャネルに対応する領域において、順次読み出されたＫ個のサンプル値のうち、設定値で示される範囲のアドレスから読み出されたＪ個のサンプル値を特定する。「設定値」とは、Ｊ個のサンプル値の先頭アドレス及び最終アドレスを指す１対の値のことであり、実行される処理に応じて、各チャネルにつき予め設定される。Ｊは、チャネル間で同じ数に設定されることも異なる数に設定されることもある。図８に示す例では、チャネルＣＨ１の設定値としてｐ１１及びｐ１２が設定されている。制御部１１０は、チャネルＣＨ１に対応する領域において、ｐ１１からｐ１２のアドレス範囲から読み出されたサンプル値を特定する。同様に、チャネルＣＨ２の設定値としてｐ２１及びｐ２２並びにｐ２３及びｐ２４が、チャネルＣＨ３の設定値としてｐ３１及びｐ３２が、チャネルＣＨ４の設定値としてｐ４１及びｐ４２が、それぞれ設定されている。制御部１１０は、チャネルＣＨ１と同様に、チャネルＣＨ２からチャネルＣＨ４の各チャネルに対応する領域において、それぞれの設定値で示される範囲のアドレスから読み出されたサンプル値を特定する。そして、制御部１１０は、特定されたＪ個のサンプル値に対して、特徴量を抽出する処理を実行する。特徴量を抽出する処理は、各チャネルにおいて、１種類の処理であることも２種類以上の処理であることもある。図８に示す例において、チャネルＣＨ１では、ｐ１１からｐ１２のアドレス範囲（破線）から読み出されたサンプル値に対して、二乗平均平方根（root mean square：ＲＭＳ）を求める処理が実行される。これにより、プレス機の駆動交流電圧の特徴量が取得される。チャネルＣＨ２では、ｐ２１からｐ２２のアドレス範囲（破線）から順次読み出されたサンプル値に対して、傾きを求める処理が実行される。チャネルＣＨ２では更に、ｐ２３からｐ２４のアドレス範囲（破線）から順次読み出されたサンプル値に対して、最大値及び最小値を求める処理も実行される。これにより、プレス機の変位量の特徴量が取得される。チャネルＣＨ３では、ｐ３１からｐ３２のアドレス範囲（破線）から順次読み出されたサンプル値に対して、平均値を求める処理が実行される。これにより、プレス機の振動変位の特徴量が取得される。チャネルＣＨ４では、ｐ４１からｐ４２のアドレス範囲（破線）から順次読み出されたサンプル値に対して、最大値を求める処理が実行される。これにより、プレス機の油圧変化量の特徴量が取得される。また、制御部１１０は、複数のチャネルのうち２つ以上のチャネルに対応する領域から読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行して得られた２つ以上の特徴量を１つの特徴量に変換する処理を実行し、１つの特徴量を示すデータを、出力するデータに含めてもよい。例えば、制御部１１０は、チャネルＣＨ２において、プレス機の変位量の傾きを求める処理を実行する。制御部１１０は、求められた変位量の傾きと、チャネルＣＨ４で得られた油圧変化量の特徴量を示す最大値との組合せ（例えば、圧力最大値／変位量の傾き）から、プレス機の仕事効率の特徴量を取得する。そして、制御部１１０は、取得されたプレス機の仕事効率の特徴量を示すデータを、出力するデータに含めることができる。

【0064】

図１０は、図９に示した記憶部１２０の、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の各チャネルに対応する領域において、順次読み出された１０００個のサンプル値のうちＪ個のサンプル値に対して、チャネルごとに異なる処理を実行する具体例を示す。１０００個のサンプル値は、本実施形態のＫ個のサンプル値に相当する。図１０に示す例では、データ読み出しは、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の各チャネルに対応する領域を巡回しながら、各領域のアドレスを１つずつ読み出すことで実行される。すなわち、データ読み出しは、ｎ１０→ｎ２０→ｎ３０→ｎ４０→ｎ１１→・・・→ｎ４１→ｎ１２→・・・ｎ４２→・・・の順に実行される。各チャネルにつき１０００個のサンプル値が読み出され、ｎ１０からｎ４Ｅまで、４チャネル合計で４０００個のサンプル値が読み出される。制御部１１０のデータ数計数回路１１６は、チャネルＣＨ１のサンプル値が読み出されるたびに、カウンタのカウント値を１インクリメントする。図１０に示す例では、カウント値ｐＥは、１０００となる。図１０に示すように、特徴量を抽出する処理を実行するタイミングは、チャネル間でオーバーラップしてもよい。本実施形態では、１つのチャネルＣＨ２内で２つの異なる処理を実行するタイミングがオーバーラップしないようにしているが、同一チャネル内で１つ以上の特徴量を抽出する処理を実行するタイミングがオーバーラップしてもよい。例えば、チャネルＣＨ２における傾きを求める処理を実行するタイミングと、最大値及び最小値を求める処理を実行するタイミングとは、オーバーラップしてもよい。また、チャネルＣＨ２において、ｐ２１からｐ２２及びｐ２３からｐ２４の各アドレス範囲から順次読み出されたサンプル値に対して、特徴量を抽出する同一の処理、例えば傾きを求める処理を実行し、各々の実行タイミングがオーバーラップしてもよい。

【0065】

制御部１１０は、上述したとおり、各チャネルにつき予め設定される設定値で示される範囲のアドレスから読み出されたＪ個のサンプル値を特定する。チャネルＣＨ１に対する設定値は、ｐ１１及びｐ１２の１対の値である。例えば、ｐ１１は、ＣＨ１の先頭アドレス「ｎ１０」から数えて１番目のアドレスを示し、ｐ１２は、「ｎ１０」から数えて１０００番目のアドレスを示すとする。この場合、ｐ１１に対応するアドレスは「ｎ１０」、ｐ１２に対応するアドレスは「ｎ１Ｅ」である。したがって、制御部１１０は、「ｎ１０」から「ｎ１Ｅ」のアドレス範囲から読み出された１０００個のサンプル値を特定する。次に、チャネルＣＨ２に対する設定値は、ｐ２１及びｐ２２の１対の値、並びに、ｐ２３及びｐ２４の１対の値である。例えば、ｐ２１は、ＣＨ２の先頭アドレス「ｎ２０」から数えて４５１番目のアドレスを示し、ｐ２２は、「ｎ２０」から数えて５５０番目のアドレスを示すとする。この場合、制御部１１０は、「ｐ２１」に対応するアドレスから「ｐ２２」に対応するアドレスのアドレス範囲から読み出された１００個のサンプル値を特定する。例えば、ｐ２３は、ＣＨ２の先頭アドレス「ｎ２０」から数えて６０１番目のアドレスを示し、ｐ２４は、「ｎ２０」から数えて８００番目のアドレスを示すとする。この場合、制御部１１０は、ｐ２３に対応するアドレスからｐ２４に対応するアドレスのアドレス範囲から読み出された２００個のサンプル値を特定する。次に、チャネルＣＨ３に対する設定値は、ｐ３１及びｐ３２の１対の値である。例えば、ｐ３１は、ＣＨ３の先頭アドレス「ｎ３０」から数えて１番目のアドレスを示し、ｐ３２は、「ｎ３０」から数えて１０００番目のアドレスを示すとする。この場合、制御部１１０は、「ｎ３０」から「ｎ３Ｅ」のアドレス範囲から読み出された１０００個のサンプル値を特定する。最後に、チャネルＣＨ４に対する設定値は、ｐ４１及びｐ４２の１対の値である。例えば、ｐ４１は、ＣＨ４の先頭アドレス「ｎ４０」から数えて６５１番目のアドレスを示し、ｐ４２は、「ｎ４０」から数えて８５０番目のアドレスを示すとする。この場合、制御部１１０は、ｐ４１に対応するアドレスからｐ４２に対応するアドレスのアドレス範囲から読み出された２００個のサンプル値を特定する。各チャネルにおけるＪ個のサンプル値の特定後、制御部１１０の処理指示器１１７は、データ数計数回路１１６のカウント値が各チャネルに対する設定値と等しくなったかどうかを判定する。判定の結果、カウント値が設定値と等しくなったチャネルが特定された場合、処理指示器１１７は、そのチャネルについて特定されたＪ個のサンプル値に対して実行すべき特徴量を抽出する処理の種類、並びに、処理の開始タイミング及び終了タイミングを、演算器１１５に対して指示する。演算器１１５は、処理指示器１１７からの指示に従って特徴量を抽出する処理を実行し、実行結果を取得する。

【0066】

このようにして、制御部１１０は、１つのサンプル値をトリガ点として検出する度に、ストレージ内の、複数のチャネルの各チャネルに対応する領域において、トリガ点の検出時点を含む一定期間中に書き込まれたデジタル信号データに含まれる少なくとも１つのサンプル値を読み出し、読み出されたサンプル値の特徴量を抽出する処理を実行する。

【0067】

本実施形態において、制御部１１０は、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とを並行して実行する。図１１は、上述したトリガ測定によるデータ取り込みを繰り返し行い、各回のトリガ測定で取得されたデジタル信号データのサンプル値に対して、特徴量の抽出を行った例を示す。図１１は、データ取り込みと、データ読み出し及び特徴量の抽出とを、紙面の左側から右側に時系列に示している。図１１に示すように、１回目のデータ取り込みにつき、トリガ点検出を経て特定されるｎ０からｎＥまでのターゲットアドレスに書き込まれたサンプル値に対して、データ読み出し及び特徴量の抽出が開始される。２回目のデータ取り込み及びトリガ点検出は、１回目のデータ読み出し及び特徴量の抽出の完了を待たずに開始される。３回目以降のデータ取り込み及びトリガ点検出も同様である。このように、本実施形態では、データ取り込みと、特徴量を抽出する処理とが並行して実行される。本実施形態では、波形メモリ１２１へのデータ取り込み及び波形メモリ１２１からのデータ読み出しは、メモリコントローラ１１２及びメモリコントローラ１１４によるパイプライン処理により、同時に並行して実行することができる。すなわち、データ取り込みと、データ読み出し及び特徴量の抽出とを、リアルタイムに同時に実行することができる。この場合、データ取り込みと次のデータ取り込みとの間に、特徴量の抽出のための演算時間を確保する必要がなくなる。したがって、トリガ測定を繰り返し行う際も、特徴量の抽出に起因するデットタイムを発生させずに、データ取り込みを継続しやすくなる。なお、演算器１１５の処理速度は、サンプリング周期と同じでよく、サンプリング周期より早くする必要はない。演算器１１５がサンプリング周期と同じ処理速度で、取り込んだデータを処理できれば、パイプライン処理が可能であるからである。

【0068】

ステップＳ１０７において、制御部１１０は、ステップＳ１０６で抽出された特徴量を示すデータを出力する。具体的には、波形測定器１１の通信部１４０は、取得されたＫ個のサンプル値の特徴量を示すデータを、ネットワーク１５を介して端末装置１２に送信する。図８に示す例では、通信部１４０は、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨ４の各チャネルについて取得された特徴量を、Ｋ個のサンプル値の特徴量を示すデータとして端末装置１２に送信する。端末装置１２の通信部１９０は、波形測定器１１から送信されたＫ個のサンプル値の特徴量を示すデータを、ネットワーク１５を介して受信する。端末装置１２の制御部１６０は、通信部１９０により受信されたＫ個のサンプル値の特徴量を示すデータを記憶部１７０に蓄積する。端末装置１２の制御部１６０は、記憶部１７０に蓄積されたＫ個のサンプル値の特徴量を示すデータを読み出して、例えば加工機械の故障予測の目的でＡＩ解析を実行する。本実施形態では、通信部１４０は、Ｋ個のサンプル値の特徴量を示すデータを端末装置１２に送信するが、特徴量を示すデータと併せて、各チャネルについて読み出されたＫ個のサンプル値を端末装置１２に送信してもよい。その場合、端末装置１２は、各チャネルについてＫ個のサンプル値をプロットして得られる、図８に示すような波形を表示部１８０に表示させる。図８に示す例において、各表示波形の左端は、対応するチャネルにつき、先頭アドレスｎ０に格納されたサンプル値のプロット点、右端は、対応するチャネルにつき、最終アドレスｎＥに格納されたサンプル値のプロット点に相当する。

【0069】

本実施形態によれば、生データの特定の一部分から特徴量を示すデータを取得して、ＡＩ解析に用いられる機械学習用のデータを抽出する処理を、波形測定器１１側で実行できる。特徴量の抽出は、ハードウェアにより実現され、データ取り込みと同じ速度で高速に処理できるので、データ取り込み間のデッドタイムが生じなくなる。したがって、生データをそのまま端末装置１２に送信する場合に比べて、波形測定器１１と端末装置１２との間のデータ通信量及び端末装置１２側のデータ処理負荷が低減される。よって、特徴量を示すデータを取得しつつ、波形データを利用したＡＩ解析のための全体の処理時間を短縮しやすくなる。

【0070】

ただし、本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の複数のブロックを統合してもよいし、又は１つのブロックを分割してもよい。フローチャートに記載の複数のステップを記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行してもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

【0071】

例えば、上述の実施形態は、プリトリガデータも取得することを前提としているが、プリトリガデータを取得しない場合は、データ取り込み開始と同時に、データ読み出し及び特徴量の抽出を開始してもよい。その場合、データ取り込み間のデッドタイムは生じないので、メモリコントローラ１１２及びメモリコントローラ１１４による処理は、必ずしもパイプライン処理でなくてもよい。図１２に、本実施形態の一変形例として、プリトリガデータを取得しない場合のシステム１０の動作を示す。図１２に示すように、データ取り込み開始と同時に、データ読み出し及び特徴量の抽出が開始される。すなわち、メモリコントローラ１１２及びメモリコントローラ１１４による処理は、パイプライン処理の代わりに逐次処理となる。この場合も、上述の方法と同様に、データ取り込み開始からのデータ点数を予め設定しておき、生データの特定の一部分から特徴量を抽出することができる。

【0072】

上述の実施形態では、図８に示すように、サンプリング周期は各チャネルで同じであるが、サンプリング周期は、チャネルごとに異なっていてもよい。その場合、各チャネルのサンプリング周期に合わせて波形メモリ１２１からの読み出しを行い、演算器１１５の演算レートを各チャネルのサンプリング周期に合わせることにより、チャネル間でサンプリング周期が異なっていても処理を行うことができる。

【符号の説明】

【0073】

１０ システム
１１ 波形測定器
１２ 端末装置
１５ ネットワーク
２０ システム
２１ 波形測定器
２２ ローカルＰＣ
１００ 入力部
１０１－１，１０１－２ 入力増幅器
１０２－１，１０２－２ Ａ／Ｄ変換器
１０３－１，１０３－２ インターフェース回路
１１０ 制御部
１１１ サンプルタイミング発生回路
１１２ メモリコントローラ
１１３ トリガ検出回路
１１４ メモリコントローラ
１１５ 演算器
１１６ データ数計数回路
１１７ 処理指示器
１２０ 記憶部
１２１ 波形メモリ
１２２ 演算結果メモリ
１３０ 表示部
１３１ 表示波形作成回路
１３２ 波形表示器
１４０ 通信部
１５０ 入力部
１６０ 制御部
１７０ 記憶部
１８０ 表示部
１９０ 通信部
２０１，２０４ 入力増幅器
２０２，２０５ Ａ／Ｄ変換器
２０３，２０６ インターフェース回路
２１１ サンプルタイミング発生回路
２１２ メモリコントローラ
２２１ 波形メモリ
２３１ 表示波形作成回路
２３２ 波形表示器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】