特開 2024-174180 情報処理システム、情報処理方法、ノード装置、制御方法、ゲートウェイ装置、製造システム、物品の製造方法、プログラム、記録媒体

(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】P2024174180

(43)【公開日】2024-12-13

(54)【発明の名称】情報処理システム、情報処理方法、ノード装置、制御方法、ゲートウェイ装置、製造システム、物品の製造方法、プログラム、記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H04Q 9/00 20060101AFI20241206BHJP

【ＦＩ】

H04Q9/00 311J

【審査請求】有

【請求項の数】30

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024173141

(22)【出願日】2024-10-02

(62)【分割の表示】P 2020179431の分割

【原出願日】2020-10-27

(31)【優先権主張番号】P 2020050521

(32)【優先日】2020-03-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 権人

(57)【要約】

【課題】、限られた通信帯域の中でも、測定データを判別して測定条件を認識可能な方法が求められていた。
【解決手段】設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な複数のノード装置と、前記複数のノード装置と通信可能なゲートウェイ装置と、を備え、前記ノード装置は、いずれのノード装置であるかを識別するノード識別情報と、実行した測定タスクを識別するタスク識別情報を、当該測定タスクの測定データに付与して、前記ゲートウェイ装置に送信する、ことを特徴とする情報処理システムである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、
前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備え、
前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記第２装置に送信し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とする情報処理システム。

【請求項2】

前記第２装置は、前記タスク識別情報に基づき、前記実行条件を識別するためのデータを有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。

【請求項3】

前記データにより、前記第１装置識別情報に基づき前記第１装置を識別でき、
前記第２装置は、前記データに未登録の前記第１装置識別情報を取得した場合、未登録の前記第１装置識別情報に対応する前記第１装置の前記測定データをテストデータとして取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の情報処理システム。

【請求項4】

前記イベント条件が少なくとも２つ以上である場合、いずれかの前記イベント条件が成立した場合に前記測定タスクが実行される、
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理システム。

【請求項5】

前記イベント条件は、測定間隔、時間、外部トリガ入力信号、前記第１装置の状態変化、前記第１装置の他タスクからの呼び出し、前記第２装置からの呼び出し、他の前記第１装置からの呼び出し、の少なくとも１つに関する条件であり、
前記信号入力条件は、物理量入力チャンネル、サンプリング周波数、入力レンジ、サンプリング数、増幅率、の少なくとも１つに関する条件であり、
前記信号処理条件は、処理なし、ＦＦＴ処理、パーシャルオーバーオール処理、エンベロープ処理、周波数フィルタ処理、微分処理、積分処理、ウェーブレット処理、平均値処理、標準偏差処理、最大値処理、最小値処理、ピークツーピーク処理、ピークホールド処理、実効値処理、波高率処理、波形率処理、インパルス係数処理、マージン係数処理、機械学習モデル推論処理の少なくとも１つに関する条件であり、
前記信号出力条件は、前記測定データの出力先に関する条件である、
ことを特徴とする請求項１または４に記載の情報処理システム。

【請求項6】

前記状態変化は、前記第１装置の電池残量変化、または前記第１装置の温度変化である、
ことを特徴とする請求項５に記載の情報処理システム。

【請求項7】

前記タスク識別情報は番号である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項8】

前記第２装置は、前記第１装置識別情報と前記タスク識別情報が付与された前記測定データを受信すると、前記第１装置識別情報と前記タスク識別情報が付与された前記測定データをデータベースに格納する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項9】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
一の前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項10】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記第１装置に別の前記測定タスクを実行させる指令を送信する、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項11】

前記センサは、振動センサ、加速度センサ、圧力センサ、光センサ、トルクセンサ、温度センサ、の少なくとも１つである、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項12】

前記第１装置と前記第２装置とは、ＬＰＷＡ通信、無線ＬＡＮ通信、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ通信、フィールドネットワーク通信、の少なくとも１つにより通信される、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項13】

前記第１装置はノード装置であり、前記第２装置はゲートウェイ装置である、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の情報処理システム。

【請求項14】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備える情報処理システムの情報処理方法において、
前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記第２装置に送信し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とする情報処理方法。

【請求項15】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
一の前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理方法。

【請求項16】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記第１装置に別の前記測定タスクを実行させる指令を送信する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の情報処理方法。

【請求項17】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能なノード装置であって、前記ノード装置はゲートウェイ装置と通信可能であり、
いずれのノード装置であるかを識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とするノード装置。

【請求項18】

前記ノード装置は、
一の前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする請求項１７に記載のノード装置。

【請求項19】

前記ノード装置は、
前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別のノード装置に別の前記測定タスクを実行させる指令を送信する、
ことを特徴とする請求項１７に記載のノード装置。

【請求項20】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能なノード装置の制御方法であって、前記ノード装置はゲートウェイ装置と通信可能であり、
いずれのノード装置であるかを識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とする制御方法。

【請求項21】

前記ノード装置のうちの少なくとも一つは、
一の前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の制御方法。

【請求項22】

前記ノード装置のうちの少なくとも一つは、
前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記ノード装置に別の前記測定タスクを実行させる指令を送信する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の制御方法。

【請求項23】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能な少なくとも２つのノード装置と通信可能なゲートウェイ装置であって、
前記ノード装置のいずれかから、前記ノード装置を識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報と、と共に測定データを受信すると、前記測定データを、データベースに格納し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とするゲートウェイ装置。

【請求項24】

設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能な少なくとも２つのノード装置と通信可能なゲートウェイ装置の制御方法であって、
前記ノード装置のいずれかから、前記ノード装置を識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報と、と共に測定データを受信すると、前記測定データを、データベースに格納し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とする制御方法。

【請求項25】

物品を製造する設備装置と、
前記設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、
前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備え、
前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクと共に、前記第２装置に送信し、
前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、
ことを特徴とする製造システム。

【請求項26】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
一の前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする請求項２５に記載の製造システム。

【請求項27】

前記第１装置のうちの少なくとも一つは、
前記測定タスクを実行した結果が所定条件を満たす場合に、別の前記第１装置に別の前記測定タスクを実行させる指令を送信する、
ことを特徴とする請求項２５に記載の製造システム。

【請求項28】

請求項２５に記載の製造システムを用い、
前記設備装置で物品の製造を行いながら、前記第１装置の少なくとも１つにより前記測定タスクを実行する、
ことを特徴とする物品の製造方法。

【請求項29】

請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の情報処理方法、または請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の制御方法、または請求項２４に記載の制御方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項30】

請求項２９に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生産設備等に取り付けられたセンサから測定データを収集して設備の状態を取得する情報処理システム等に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、生産設備等の保全では、異常な状態であっても動作に支障がない限りは異常を発見することが困難であった。そのため、一定周期で点検、補修、部品交換をおこなう予防保全が行われており、定期的な点検とそれに伴う工数を要するという問題があった。
このような問題に対して、近年、生産設備にセンサ等を設け、生産設備の状態に応じた部品の交換、修理、更新を行うことで、無駄な部品交換や人件費の削減を実現する予知保全が試みられている。

【0003】

このような場合、多くのセンサを設置して測定データを収集することで、詳細な診断や異常の早期発見につながる可能性がある。しかしながら、多くのセンサを設置すると、測定データを収集する際に、センサや測定の種類を識別して測定データを収集する必要がある。
そこで、個々のセンサや測定の種類を識別して収集する診断システムが既に提案されている。

【0004】

例えば、特許文献１には、測定データを必要とする計測器のＩＤ番号と測定データの収集順序とをデータ収集装置から全ての計測器へ送信する。各計測器は、行われている通信がその計測器自身の前のＩＤ番号の計測器による通信であるか否かを測定データの収集順序に基づいて判断し、適時のタイミングで測定データをデータ収集装置へ送信するデータ収集方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２３８０８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の方法では、どのような測定データかを判別するため、データ収集装置が収集順序を予め事前に定めたり、測定条件をデータ収集装置から指定したり、測定条件をセンサからデータ収集装置に送信したりする必要があった。この場合、測定データに加えて測定条件のデータを取り扱う必要が生じ、データ量の増大によって無線通信の帯域を圧迫する可能性があった。

【0007】

そこで、限られた通信帯域の中でも、測定データを判別して測定条件を認識可能な方法が期待されていた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備え、前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記第２装置に送信し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とする情報処理システムである。

【0009】

本発明の第２の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備える情報処理システムの情報処理方法において、前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記第２装置に送信し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とする情報処理方法である。

【0010】

本発明の第３の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能なノード装置であって、前記ノード装置はゲートウェイ装置と通信可能であり、いずれのノード装置であるかを識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記ゲートウェイ装置に送信し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とするノード装置である。また、本発明の第４の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能なノード装置の制御方法であって、前記ノード装置はゲートウェイ装置と通信可能であり、いずれのノード装置であるかを識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクの測定データと共に、前記ゲートウェイ装置に送信し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とする制御方法である。

【0011】

本発明の第５の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能な少なくとも２つのノード装置と通信可能なゲートウェイ装置であって、前記ノード装置のいずれかから、前記ノード装置を識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報と、と共に測定データを受信すると、前記測定データを、データベースに格納し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とするゲートウェイ装置である。また、本発明の第６の態様は、設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され測定タスクを実行可能な少なくとも２つのノード装置と通信可能なゲートウェイ装置の制御方法であって、前記ノード装置のいずれかから、前記ノード装置を識別するノード識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報と、と共に測定データを受信すると、前記測定データを、データベースに格納し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とする制御方法である。

【0012】

本発明の第７の態様は、物品を製造する設備装置と、前記設備装置の状態を測定するためのセンサと接続され、測定タスクを実行可能な少なくとも２つの第１装置と、前記第１装置と通信可能な第２装置と、を備え、前記第１装置は、いずれの第１装置であるかを識別する第１装置識別情報と、実行した前記測定タスクを実行する場合の実行条件を識別するタスク識別情報とを、前記測定タスクと共に、前記第２装置に送信し、前記実行条件は、前記測定タスクを実行するタイミングの条件であるイベント条件、前記測定タスクの入力に関する条件である信号入力条件、前記測定タスクの信号処理に関する条件である信号処理条件、前記測定タスクの出力に関する条件である信号出力条件の少なくとも１つである、ことを特徴とする製造システムである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、限られた通信帯域の中でも、測定データを判別して測定条件を認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る情報処理システムの模式図。

【図2】実施形態に係るノード装置のブロック構成図。

【図3】実施形態に係るゲートウェイ装置のブロック構成図。

【図4】実施形態に係るノード装置のタスクテーブルの構成表。

【図5】実施形態に係るゲートウェイ装置のテーブルインデックスの構成表。

【図6】実施形態に係るノード装置の動作手順を示すフローチャート。

【図7】実施形態に係るゲートウェイ装置の動作手順を示すフローチャート。

【図8】実施例２に係る情報処理システムの模式図。

【図9】実施例２に係るノード装置のブロック構成図。

【図10】実施例２に係るノード装置のタスクテーブルの構成表。

【図11】実施例３に係る情報処理システムの模式図。

【図12】実施例３に係るノード装置のタスクテーブルの構成表。

【図13】実施例３に係るノード装置のタスクテーブルの別の構成表。

【図14】実施例４に係る情報処理システムの模式図。

【図15】実施例４に係るノード装置のタスクテーブルの構成表。

【図16】実施例４に係るゲートウェイ装置のテーブルインデックスの構成表。

【図17】実施例４に係るゲートウェイ装置の動作手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図面を参照して、本発明の実施形態である情報処理システム（設備監視システム）について説明する。
［実施形態］
図１は、本発明の実施形態である情報処理システムを適用した生産設備の模式図である。生産設備１０１は、生産設備の状態の取得に使用するセンサ１０２、１０３を備える。センサ１０２、１０３は、例えば振動センサや加速度センサ、圧力センサ、光センサ、トルクセンサ、温度センサであり、生産設備１０１の状態を計測して物理量として定量化する。これら各センサにより設備の状態を取得し、もって設備監視等を行う情報処理システムである。

【0016】

生産設備の状態を取得するため、ノード装置１０４には、センサ１０２、１０３が１つ以上接続される。センサ１０２、１０３はノード装置に内蔵されていてもよい。ノード装置１０４は、必要に応じて生産設備１０１に１つ以上設置する。ノード装置１０４は、ゲートウェイ装置１０５と通信可能にするための通信手段１０９、１１０を備える。通信手段は、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）や無線ＬＡＮといった無線通信や、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、フィールドネットワークといった有線通信などから適宜選ばれた１つ以上の通信手段を備える。

【0017】

センサーを用いて測定した測定データは、通信手段１０９、１１０を介してノード装置１０４からゲートウェイ装置１０５に集められる。ゲートウェイ装置１０５は、工場内ネットワーク１０６に接続されている。なお、工場内ネットワーク１０６は工場内の専用ネットワークであっても、インターネットといった広域ネットワークであってもよい。ゲートウェイ装置１０５は、ノード装置１０４と通信手段１０９、１１０によって通信できる範囲に設置される。

【0018】

ゲートウェイ装置１０５に集められた測定データは、工場内ネットワーク１０６上のデータ蓄積装置のデータベース１０７に蓄積される。なお、ゲートウェイ装置１０５の機能は、データベース１０７内やコンピュータの記憶部にソフトウェアとして実装されていてもよい。また、データベース１０７は、記憶装置や記憶媒体であってもよい。

【0019】

管理者は、コンピュータ１０８を介してデータベース１０７に蓄積された結果を確認することができる。生産設備１０１に異常が発生した場合は、必要に応じてコンピュータ１０８が管理者にアラートを発したり、メールを送信する等の方法によって通知してもよい。

【0020】

図２は、図１に示したノード装置１０４のブロック構成を示す模式図である。ノード装置１０４には、生産設備１０１に１つ以上設置されたセンサ２０３が接続される。ノード装置１０４は、センサ２０３が出力するアナログ信号をデジタル信号へ変換する信号入力部２０４（Ａ／Ｄ変換器）を備える。信号入力部２０４は、１つ以上のアナログ入力信号をデジタル信号に変換する。尚、信号入力部２０４は、センサ２０３に内蔵され、センサがデジタル信号を出力するように構成してもよい。

【0021】

信号入力部２０４でデジタル化された信号は、ＣＰＵ２０５で信号処理される。ＣＰＵ２０５は、処理なし、ＦＦＴ処理、パーシャルオーバーオール処理、エンベロープ処理、周波数フィルタ処理、微分処理、積分処理、ウェーブレット処理、平均値処理、標準偏差処理、最大値処理、最小値処理、ピークツーピーク処理、ピークホールド処理、実効値処理、波高率処理、波形率処理、インパルス係数処理、マージン係数処理、機械学習モデル推論処理のうちの１つ以上を組み合わせ、処理順序を決めて実行する。

【0022】

例えば、処理なしの場合は、デジタル化された入力信号を処理せずに出力部２０６に渡す。また、ＦＦＴ処理を実行する場合は、デジタル化された入力信号を周波数成分に分解する。パーシャルオーバーオール処理を実行する場合は、ＦＦＴ処理された周波数成分に対して周波数範囲を限定して積和を求める。エンベロープ処理を実行する場合は、入力信号に対して包絡線処理を行う。周波数フィルタ処理を実行する場合は、入力信号に対して、周波数を設定してローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタを通すことで不要な信号を除き、意図した信号を得る。

【0023】

また、微分処理を実行する場合は、入力信号に対して微分する。積分処理を実行する場合は、入力信号に対して積分する。ウェーブレット処理を実行する場合は、デジタル化された入力信号を周波数成分と時間成分に分解する。平均値処理を実行する場合は、入力信号に対して平均値を求める。標準偏差処理を実行する場合は、入力信号の標準偏差を求める。最大値処理を実行する場合は、入力信号に対して最大値を求める。最小値処理を実行する場合は、入力信号に対して最小値を求める。ピークツーピーク処理を実行する場合は、入力信号に対して最大値と最小値の差を求める。ピークホールド処理を実行する場合は、予め定めた期間、連続して測定して期間内の最大値を得る。実効値処理を実行する場合は、入力信号に対して実効値を求める。

【0024】

また、波高率処理を実行する場合は、入力信号の最大値を実効値で除して波高率を求める。波形率処理を実行する場合は、入力信号の実効値を平均値で除して波形率を求める。インパルス係数処理を実行する場合は、入力信号の最大値を、入力信号の絶対値化した平均値で除してインパルス係数を求める。マージン係数処理を実行する場合は、入力信号の最大値を、入力信号の平方根化した平均値の二乗で除してマージン係数を求める。機械学習モデル推論処理を実行する場合は、予め学習データをコンピュータ等で読み込ませてデータを分析して分類や識別のルールを定めた機械学習モデルを生成する。機械学習モデルをノード装置に組み込んで入力信号と機械学習モデルに基づいて出力を求める。
尚、以上説明した各種の信号処理は、ＣＰＵ２０５により行われるが、場合によってはＰＬＡ等の専用のハードウェアで実施してもよい。

【0025】

ノード装置１０４は、ＣＰＵ２０５で処理した信号を出力するための出力部２０６を備える。ＣＰＵ２０５の制御のもとで動作する出力部２０６は、無線通信手段２０７、有線通信手段２０８のうち１つ以上の通信手段を備える。また、出力部２０６は、無線通信手段２０７および／または有線通信手段２０８に加えて、記憶部２０９、汎用入出力２１１の１つ以上を選択して、測定データを出力できる。すなわち、ノード装置１０４の個体を識別するための識別情報としてのノード番号（ノード識別情報）と測定タスク番号（タスク識別情報）を合わせて、測定データとして出力できる。出力部２０６は、無線通信もしくは有線通信を用いて、ノード番号、送信タスク番号、測定データの順に、ゲートウェイ装置１０５に送出する。有線通信手段２０８は、センサネットワーク２１０によってゲートウェイ装置１０５に接続される。

【0026】

ノード装置１０４は、タイマトリガとして予め定めた診断間隔や診断時間に起動したり、汎用入出力２１１を介して入力されるトリガを起因にして起動するイベント発生部２０２を備える。イベント発生部２０２のイベント条件としては、予め定めた測定間隔、時間、外部トリガ入力信号、ノード装置の状態変化、ノード内の他タスクからの呼び出し、ゲートウェイ装置からの呼び出し、他のノード装置のうちの１つ以上が設定される。イベント成立条件を複数選択した場合には、選択した中のいずれかの条件が成立した時に測定が開始される。
イベント発生部２０２は、ＰＬＡ等の専用のハードウェアで構成してもよいし、ＣＰＵ２０５の動作を制御する制御プログラムのソフトウェアで構成してもよい。

【0027】

例えばイベント条件が測定間隔の場合には、予め定めた時間間隔でイベントが発生する。また、イベント条件が時間の場合には、例えば予め定めた曜日の時刻にイベントが発生する。イベント条件が外部トリガ入力信号の場合には、汎用入出力２１１の信号変化でイベントが発生する。イベント条件がノード装置の状態変化の場合には、ノード装置の電池残量変化やノード装置内の温度センサの変化があった場合にイベントが発生する。ノード内の他タスクから呼び出しの場合には、同じノード内の他のタスクの出力条件から呼び出されることでイベントが発生する。ゲートウェイ装置からの呼び出しの場合には、ゲートウェイ装置からノード装置にタスク実行命令を受信してイベントが発生する。他のノード装置の場合には、他のノード装置の出力条件から呼び出されることでイベントが発生する。

【0028】

イベント発生部２０２のイベント条件、信号入力部２０４の信号入力条件、ＣＰＵ２０５の信号処理条件、出力部２０６の出力条件、の各条件は、測定タスクとして、記憶部２０９内のタスクテーブルに保持される。なお、記憶部２０９上にタスクテーブルを保持しているが、別の記憶装置にタスクテーブルを保持させてもよい。

【0029】

図３は、図１に示したゲートウェイ装置１０５のブロック構成を示す模式図である。ゲートウェイ装置１０５は、センサネットワーク３０３を介して有線でノード装置１０４と通信するための有線通信手段３０４を備える。また、ゲートウェイ装置１０５は、無線を介してノード装置１０４と通信するための無線通信手段３０２を備える。ゲートウェイ装置１０５とノード装置１０４を通信するための手段は、ノード装置１０４の設置環境に応じて、有線通信手段３０４であっても無線通信手段３０２であってよい。

【0030】

ゲートウェイ装置１０５は、各部の動作を制御するためのＣＰＵ３０８を備える。ゲートウェイ装置１０５は、ノード装置１０４の個体を識別するためのノード番号とタスク番号から測定データとデータベース１０７（図１）のテーブルを紐づけするテーブルインデックスを記憶装置３０５に備える。ゲートウェイ装置１０５のＣＰＵ３０８は、ノード装置１０４のノード番号と測定タスク番号、テーブルインデックスの情報から、測定データの投入先のデータベース１０７のテーブルを決定する。ゲートウェイ装置１０５は、有線通信手段３０４もしくは無線通信手段３０２を介してノード装置１０４から受信した測定データを、有線通信手段３０６の工場内ネットワーク３０７を介してデータベース１０７のテーブルへ投入する。尚、センサネットワーク３０３と工場内ネットワーク３０７は、同一のネットワークであってもよい。

【0031】

図４に示す表は、ノード装置１０４のタスクテーブルである。ノード装置１０４は、情報としてタスクテーブル４０１を記憶部２０９に備える。タスクテーブル４０１は、タスク毎に割り振られたタスク番号４０２、イベント発生部２０２のイベント条件４０３、信号入力部２０４の信号入力条件４０４、ＣＰＵ２０５の信号処理条件４０５、出力部２０６の出力処理条件４０６、ノード番号４０７を含む。測定対象や接続するセンサに応じて、１つ以上の測定タスクをノード装置１０４のタスクテーブル４０１に予め登録しておく。タスクテーブル４０１内の各測定タスクは、イベント条件４０３が成立した測定タスクから順次、実行される。イベント条件４０３が成立したタスクは、信号入力条件４０４、信号処理条件４０５、出力処理条件４０６に従って実行される。

【0032】

図５に示す表は、ゲートウェイ装置１０５のテーブルインデックスである。ゲートウェイ装置１０５は、情報としてテーブルインデックス５０１を記憶装置３０５に備える。テーブルインデックス５０１は、ノード装置１０４のノード番号５０２と、ノード装置１０４のタスクテーブル４０１内のタスク毎に割り振れられた番号を示すタスク番号５０３と、受信手段５０５と、データ蓄積装置としてデータ投入先を示すデータベース５０４と、データベース内のデータ投入する領域を定義するテーブル５０６とを含む。ゲートウェイ装置１０５に接続されたノード装置１０４と、各ノード装置１０４内のタスクテーブル４０１とに対応させて、テーブルインデックス５０１を予め登録しておく。ゲートウェイ装置１０５は、ノード装置１０４から測定データを受信すると、受信した測定データ内に含まれるノード番号５０２、タスク番号５０３を、テーブルインデックス５０１内から検索する。テーブルインデックス５０１内の該当するノード番号５０２、タスク番号５０３に対応するデータベース５０４、テーブル５０６の情報を用いて測定データを登録する。

【0033】

図６は、ノード装置１０４が生産設備１０１の状態を取得する処理のフローチャートである。ここでは、生産設備１０１の状態をタスクテーブルに基づいて取得する処理について説明する。

【0034】

まず、ノード装置１０４のＣＰＵ２０５は、ステップＳ１で生産設備１０１の状態の取得を開始すると、ステップＳ２で予め登録されたタスクを記憶部２０９内のタスクテーブル４０１から読み込む。
次に、ステップＳ３で、タスクテーブル４０１で登録されている各タスクのイベント条件４０３を、イベント発生部２０２に登録する。

【0035】

次にステップＳ４で、ノード装置１０４のＣＰＵ２０５は、ステップＳ３で登録されたイベントに基づいて、指定時刻や指定間隔、外部入力等のイベント発生の有無を確認する。

【0036】

イベントが発生した場合には、ＣＰＵ２０５は発生したイベントのタスクを実行する。まず、ステップＳ５で、タスクテーブル４０１に登録された物理量入力チャンネル、サンプリング周波数、入力レンジ、サンプリング数、増幅率の信号入力条件４０４を選択し、信号入力部２０４の設定を行う。

【0037】

そして、ステップＳ６では、設定した信号入力条件４０４に基づいてアナログデジタル変換といった信号入力処理を行う。さらに、タスクテーブル４０１に登録された信号処理条件４０５をステップＳ７で選択し、ＣＰＵ２０５の設定を行う。次に、ステップＳ８では、デジタル変換した測定データの信号処理をＣＰＵ２０５で行う。続くステップＳ９で、信号処理した測定データについて、タスクテーブル４０１に登録された出力処理条件４０６に基づいて出力部２０６の設定が行われる。

【0038】

ステップＳ１０では、ＣＰＵ２０５は、測定データにノード装置１０４のノード番号４０７と該当するイベントのタスク番号４０２を、測定データに付与する。なお、出力条件（出力先）が記憶装置の場合には、ノード番号は既知のため、タスク番号のみを測定データに付与してもよい。ノード番号と測定タスク番号が付与された測定データは、続くステップＳ１１にて、出力処理条件４０６に従って出力部２０６のゲートウェイ装置や汎用出力、記憶装置に出力される。ステップＳ１１が完了すると、ステップＳ４に戻り、再びイベント発生の有無を確認する。

【0039】

図７は、ゲートウェイ装置１０５が生産設備の状態を取得するために測定データを収集して処理する手順を説明するためのフローチャートである。ここでは、生産設備の状態を取得するために、ゲートウェイ装置１０５がノード装置１０４から送出された測定データをデータベースに登録する処理の手順について説明する。

【0040】

ゲートウェイ装置１０５のＣＰＵ３０８は、ステップＳ５１で生産設備１０１の状態の取得を開始し、続くステップＳ５２で記憶装置３０５に予め登録されたテーブルインデックス５０１を読み込む。

【0041】

次に、ステップＳ５３で、ゲートウェイ装置１０５のＣＰＵ３０８は、テーブルインデックス５０１の受信手段５０５に登録された受信手段に基づいて、ノード装置１０４からの測定データを受信する手段を選択する。テーブルインデックス５０１内に複数の受信手段が登録されている場合は、ゲートウェイ装置１０５は、受信手段を複数選択する。

【0042】

ステップＳ５４では、ゲートウェイ装置１０５のＣＰＵ３０８は、ノード装置１０４から受信手段に送出された測定データの有無を確認する。ゲートウェイ装置１０５は、受信手段でノード装置１０４から測定データを受信すると、ステップＳ５５に進み、測定データからノード番号の測定ノード番号とタスク番号を抽出する。

【0043】

ステップＳ５６でノード番号とタスク番号からテーブルインデックス５０１内のインデックスを検索する。そして、検索して見つかったインデックスに基づき、測定データを蓄積するデータベースのテーブルを決定する。そして、ステップＳ５７にて、測定データを登録するためのクエリを生成する。ステップＳ５８では、ゲートウェイ装置１０５のＣＰＵ３０８はクエリを実行し、データベースのテーブルへ測定データを記録する。ステップＳ５８が完了すると、ステップＳ５４に戻り、受信手段に送出された測定データの有無を再び確認する。

【0044】

本発明によれば、通信が効率的に行われるため、限られた通信帯域の中でも、どのノード装置からの測定データか、あるいはどの測定タスクによる測定データかをゲートウェイ装置が容易に判別することができる。さらに、通信が効率的に行われるため、ノード装置の消費電力を低減できる。

【0045】

次に、具体的な実施例を複数挙げて説明する。実施例１では、レシピに従って測定し、測定結果をデータ蓄積装置へ投入する。実施例２では、異常時には別のレシピを実行する。実施例３では、異常時には別のノードを起動してレシピを実行する。実施例４では、テーブルインデックスに存在しないノード装置の測定データを受信した場合に、テストデータとして保存する。

【実施例0046】

本発明の第１の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係る情報処理システムを備えた生産設備の模式図である。

【0047】

生産設備１０１としてのポンプは、運転状態を取得するために振動センサであるセンサ１０２、１０３を備える。振動センサであるセンサ１０２、１０３は、振動の強さを物理量として電圧信号に変換する。振動センサであるセンサ１０２、１０３は、ノード装置１０４に接続され、生産設備１０１としてのポンプの状態を取得する。ノード装置１０４は、ゲートウェイ装置１０５と通信するための通信手段１０９、１１０を備える。例えば、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）無線通信手段を備える。

【0048】

ノード装置１０４は、予め登録された記憶部２０９内のタスクテーブル４０１に基づいて測定を行う。すなわち、図４に示したタスクテーブル４０１上に定めたタスクのイベント条件４０３に基づいて測定する。

【0049】

タスク番号４０２が１として登録されているタスク１では、イベント条件４０３を６０分間隔に設定しているため、６０分に１回、タスク１が実行される。具体的には、ノード装置１０４の電源を入れた時を０分として、６０分経過毎にタスク１が実行される。タスク１が実行される際には、信号入力条件４０４に従い、アナログデジタル変換チャンネル１、サンプリング周波数５４ｋＨｚ、入力レンジ０～５Ｖ、サンプリング数１万点、増幅率５０倍でアナログデジタル変換を行う。デジタル変換後、タスク１は、ＣＰＵ２０５の信号処理条件４０５でＦＦＴ処理をした後、パーシャルオーバーオール処理が行われる。タスク１の出力処理条件４０６では無線が選択されているため、タスク１の測定結果は、ノード装置１０４の番号とタスク番号１を測定データに付与して無線通信手段２０７を介してゲートウェイ装置に送信される。

【0050】

タスク番号４０２が２として登録されている測定タスク２は、イベント条件４０３に従って毎週月曜１５時に実行される。測定タスク２が実行される際は、信号入力条件４０４に従いアナログデジタル変換チャンネル２、サンプリング周波数５４ｋＨｚ、入力レンジ０～５Ｖ、サンプリング数１万点、増幅率５０倍でアナログデジタル変換が行われる。測定タスク２では、デジタル変換後に信号処理条件４０５に従い、ＣＰＵ２０５がＦＦＴ処理を行う。測定タスク２の出力処理条件４０６として有線が選択されているため、測定タスク２の測定結果はノード装置１０４の番号とタスク番号２が付与されたうえ、有線通信手段２０８によりゲートウェイ装置に送信される。

【0051】

ゲートウェイ装置１０５には、タスク１が６０分毎に実行される度に、ノード番号４０７とタスク番号４０２が付与された測定データが、ノード装置１０４から無線通信手段３０２を介して送られてくる。ゲートウェイ装置１０５は、測定データからノード装置１０４の番号とタスク番号１を抽出し、記憶装置３０５内のテーブルインデックス５０１(図５)を検索する。

【0052】

ノード番号４０７が１０４でタスク番号４０２が１の場合、テーブルインデックス５０１のデータベース５０４にはＤＢ１が、テーブル５０６にはＴＢＬ３が予め登録されている。ゲートウェイ装置１０５は、測定データをデータベースＤＢ１のテーブルＴＢＬ３に入れるためのクエリを生成し、工場内ネットワーク３０７を介してデータベース１０７（ＤＢ１）のテーブルＴＢＬ３に測定データを格納する。

【0053】

同様に、ゲートウェイ装置１０５には、測定タスク２が毎週月曜１５時に実行される度に、ノード番号４０７とタスク番号４０２が付与された測定データがノード装置１０４から無線通信手段３０２を介して送られる。ゲートウェイ装置１０５は、測定データをデータベース１０７（ＤＢ１）のテーブルＴＢＬ４に入れるためのクエリを生成し、工場内ネットワーク３０７を介してデータベース１０７（ＤＢ１）のテーブルＴＢＬ４に測定データを格納する。

【0054】

ノード装置１０４には複数の測定タスクがあるが、もし測定データのみであったとすると、ゲートウェイ装置は複数の測定タスクのいずれであるかを区別することができない。そのため、測定データをデータベースのテーブルにタスク毎に区別して格納することができない。また、ノード装置１０４から測定データを格納するデータベースやテーブルを指定すると送信データが増え、ノード装置の電池寿命の低下や通信帯域を圧迫する可能性がある。

【0055】

本実施例では、ノード装置がノード番号とタスク番号を測定データに付与することで、ノード装置の電池寿命を確保し、ゲートウェイ装置がどの測定データか判別できるようになる。また、複数の測定条件を設定可能な測定手段を提供できる。

【実施例0056】

本発明の第２の実施例について、図面を参照して説明する。図８に、情報処理システムの模式図を示すが、ここでは、例えば生産設備が備えるポンプの羽が破損し、異常な振動が発生した際に、詳細な測定を行う手順について説明する。

【0057】

ポンプ８０１の運転状態を取得するために、ノード装置８０２のチャンネル１には振動センサ８０３が、チャンネル２には温度センサ８０４が接続されている。ノード装置８０２のタスクテーブルには、測定タスク１、測定タスク２、測定タスク３が予め登録されている。

【0058】

図９にノード装置のブロック構成図を、図１０にノード装置のタスクテーブル１００１の構成表を示す。
ノード装置９０１には、ポンプ８０１に装着されたセンサ９０３である振動センサ８０３と温度センサ８０４が接続される。ノード装置９０１は、センサ９０３のアナログ信号をデジタル信号へアナログデジタル変換する信号入力部９０４を備える。信号入力部９０４は、アナログ入力信号をデジタル信号へ変換する。尚、信号入力部９０４は、センサ９０３に内蔵されていてもよい。

【0059】

信号入力部９０４でデジタル化された信号は、ＣＰＵ９０５にて信号処理される。信号処理としては、処理なし、ＦＦＴ処理、パーシャルオーバーオール処理、エンベロープ処理、周波数フィルタ処理、微分処理、積分処理、ウェーブレット処理、平均値処理、標準偏差処理、最大値処理、最小値処理、ピークツーピーク処理、ピークホールド処理、実効値処理、波高率処理、波形率処理、インパルス係数処理、マージン係数処理、機械学習モデル推論処理、の中の１つ以上が選択され、処理順序が指定される。

【0060】

ノード装置９０１は、ＣＰＵ９０５で処理した信号を出力するための出力部９０６を備える。出力部９０６は閾値判定部９１２を備え、ＣＰＵ９０５で処理した結果に応じて出力先を選択する。また、出力部９０６は、無線通信手段９０７、有線通信手段９０８を１つ以上備える。ＣＰＵ９０５の制御のもとに出力部９０６は、無線通信手段９０７、有線通信手段９０８、記憶部９０９、汎用入出力９１１の中の１つ以上を出力先として選択する。そして、ＣＰＵ９０５は、ノード装置９０１の個体を識別するためのノード番号１００７とタスク番号１００２（図１０）を処理結果と紐づけて、測定データとして出力することができる。

【0061】

有線通信手段９０８は、センサネットワーク９１０によってゲートウェイ装置１０５に接続される。ノード装置９０１は、タイマトリガとして予め定めた診断間隔や診断時間に起動したり、汎用入出力９１１を介して入力されるトリガを起因にして起動するイベント発生部９０２を備える。

【0062】

イベント発生部９０２のイベント条件は、信号入力部９０４の信号入力条件、ＣＰＵ９０５の信号処理条件、出力部９０６の出力条件の各条件とともに、測定タスクとして、記憶部９０９内のタスクテーブルに保持される。なお、記憶部９０９上にタスクテーブルを保持しているが、別の記憶装置にタスクテーブルを保持させてあってもよい。

【0063】

タスク１は、イベント条件１００３に従って６０分に１回、実行される。タスク１が実行される際には、信号入力条件１００４に従って、アナログデジタル変換チャンネル１、サンプリング周波数５４ｋＨｚ、入力レンジ０～５Ｖ、サンプリング数１万点、増幅率５０倍でアナログデジタル変換を行う。デジタル変換後、タスク１ではＣＰＵ９０５の信号処理条件１００５で定めた周波数フィルタ処理、平均値処理の順に信号処理が行われる。タスク１では、出力条件１００６として無線と条件付きの測定タスク２、３が選択されている。タスク１の測定結果は、ノード番号１００７とタスク番号１００２を測定データに付与して無線通信手段９０７を介してゲートウェイ装置８５１に送信される。ゲートウェイ装置８５１は、ネットワーク８５２を介してデータベース８５３に、ノード番号１００７（０８２）とタスク番号１００２（１）が付与された測定データを登録する。

【0064】

例えば、ポンプ８０１の羽８０５が破損しており、異常な振動が発生している場合を例にすると、タスク１の測定データである平均値が５０．０ｍ／ｓ^２を超えて、出力部９０６の閾値判定部９１２で閾値超え（所定条件を満たす）と判定される。すると、ゲートウェイ装置８５１への送信とともに測定タスク２、３が実行されて、その結果は出力条件１００６に従って出力される。

【0065】

タスク２では、振動センサを用いて詳細な測定が行われる。測定タスク２では、信号入力条件１００４に従って、アナログデジタル変換チャンネル１、サンプリング周波数５４ｋＨｚ、入力レンジ０～５Ｖ、サンプリング数１万点、増幅率５０倍でアナログデジタル変換を行う。デジタル変換後、測定タスク２では、ＣＰＵ９０５により、信号処理条件１００５で定めたＦＦＴ処理が行われる。出力条件１００６として無線通信手段が選択されているため、ノード番号１００７とタスク番号１００２を測定データに付与して、無線通信手段を介してゲートウェイ装置８５１に送信する。ゲートウェイ装置８５１は、ネットワーク８５２を介してデータベース８５３に、ノード番号１００７（０８２）とタスク番号１００２（２）が付与された測定データを登録する。

【0066】

また、測定タスク３では温度センサの測定が行われる。測定タスク３では、信号入力条件１００４に従って、アナログデジタル変換チャンネル２、サンプリング周波数５４ｋＨｚ、入力レンジ０～５Ｖ、サンプリング数１万点、増幅率１倍でアナログデジタル変換を行う。デジタル変換後、測定タスク２では、ＣＰＵ９０５により、信号処理条件１００５で定めた周波数フィルタ処理、平均値処理の順に信号処理が行われる。出力条件１００６として無線通信手段が選択されているため、ノード番号１００７とタスク番号１００２を測定データに付与して、無線通信手段を介してゲートウェイ装置８５１に送信する。ゲートウェイ装置８５１は、ネットワーク８５２を介してデータベース８５３に、ノード番号１００７（０８２）とタスク番号１００２（３）が付与された測定データを登録する。

【0067】

本実施例では、出力部は閾値判定部を備え、判定結果に応じて出力条件を選択することで電池寿命を確保し、限られた通信帯域の中でタスクの結果に応じて詳細な測定を行うことができる。