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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】P2025110466
(43)【公開日】2025-07-29
(54)【発明の名称】情報処理方法及び軸受寿命予測装置
(51)【国際特許分類】
G01M 13/04 20190101AFI20250722BHJP
【ＦＩ】
G01M13/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024004315
(22)【出願日】2024-01-16
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124039
【弁理士】
【氏名又は名称】立花 顕治
(74)【代理人】
【識別番号】100207217
【弁理士】
【氏名又は名称】樋口 智夫
(72)【発明者】
【氏名】田尾 洋平
【テーマコード（参考）】
2G024
【Ｆターム（参考）】
2G024AC01
2G024BA12
2G024FA06
2G024FA15
(57)【要約】
【課題】電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測する。
【解決手段】本実施形態に係る予測装置は、回転電機の出力電力を用いて、回転電機が発電機として利用される第２期間において軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、算出した第２期間における平均荷重と、回転電機が電動機として利用される第１期間における軸受の劣化状態とから、第２期間における軸受の寿命を予測する。
【選択図】図４
【解決手段】本実施形態に係る予測装置は、回転電機の出力電力を用いて、回転電機が発電機として利用される第２期間において軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、算出した第２期間における平均荷重と、回転電機が電動機として利用される第１期間における軸受の劣化状態とから、第２期間における軸受の寿命を予測する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する処理をプロセッサに実行させる情報処理方法であって、
前記プロセッサは、
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定し、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
情報処理方法。
前記プロセッサは、
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定し、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、
前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
情報処理方法。
【請求項2】
前記プロセッサは、さらに、前記回転電機の動作状態から、前記回転電機の用途が前記電動機から前記発電機へと変更されたかを判定し、
前記回転電機の用途が前記電動機から前記発電機へと変更されたと判定すると、前記プロセッサは、
前記第２期間における前記平均荷重を算出し、
前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
請求項１に記載の情報処理方法。
前記回転電機の用途が前記電動機から前記発電機へと変更されたと判定すると、前記プロセッサは、
前記第２期間における前記平均荷重を算出し、
前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する、
請求項１に記載の情報処理方法。
【請求項3】
前記第２期間における前記平均荷重は、
前記第２期間における前記回転電機の前記出力電力と、
前記回転電機のトルク－回転特性と
から算出される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
前記第２期間における前記回転電機の前記出力電力と、
前記回転電機のトルク－回転特性と
から算出される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項4】
前記プロセッサは、前記回転電機を前記電動機として利用する車両が備える、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項5】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する風力発電における、
風車の発電効率風速、
翼の受風面積、
空気密度、および、
前記風車のパワー係数
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
風車の発電効率風速、
翼の受風面積、
空気密度、および、
前記風車のパワー係数
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項6】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する水力発電における、
水車にかかる水量、
重力加速度、
水頭、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
水車にかかる水量、
重力加速度、
水頭、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項7】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する波力発電における、
波パワー、
波幅、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
波パワー、
波幅、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項8】
前記回転電機の前記出力電力は、前記回転電機を前記発電機として利用する地熱発電における、
蒸気流量、
入口出口温度、
蒸気潜熱、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
蒸気流量、
入口出口温度、
蒸気潜熱、および、
効率
の少なくとも１つを用いて決定される、
請求項１または２に記載の情報処理方法。
【請求項9】
回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する軸受寿命予測装置であって、
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第１平均荷重算出部と、
前記第１平均荷重算出部により算出される前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定する劣化状態推定部と、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第２平均荷重算出部と、
前記劣化状態推定部により推定される前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２平均荷重算出部により算出される前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する予測部と、
を備える、
軸受寿命予測装置。
前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第１平均荷重算出部と、
前記第１平均荷重算出部により算出される前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定する劣化状態推定部と、
前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出する第２平均荷重算出部と、
前記劣化状態推定部により推定される前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２平均荷重算出部により算出される前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する予測部と、
を備える、
軸受寿命予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理方法及び軸受寿命予測装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、回転電機の回転軸を支持する軸受（ベアリング）の寿命を予測する技術が知られている。例えば、下掲の特許文献１には、モータのトルクから軸受の平均荷重を求め、軸受の平均荷重と定格荷重とから寿命回転数を算出し、係る寿命回転数とモータの積算回転数とから軸受寿命までの消費率を求める技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００７－０３２７１２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、上述の従来技術は、回転電機が電動機（モータ）として利用される状況しか想定できておらず、係る回転電機が発電機として再利用される場合の軸受の寿命を精緻に予測することができない。
【0005】
本発明は、一側面では、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測できる情報処理方法及び軸受寿命予測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理方法は、回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する処理をプロセッサに実行させる情報処理方法であって、前記プロセッサは、前記回転電機が電動機として利用される期間である第１期間における前記回転電機の動作状態から、前記第１期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、前記第１期間における前記平均荷重から、前記第１期間における前記軸受の劣化状態である第１劣化状態を推定し、前記回転電機が発電機として利用される期間である第２期間における前記回転電機の出力電力を用いて、前記第２期間において前記軸受に印加される動等価荷重の平均荷重を算出し、前記第１期間における前記第１劣化状態と、前記第２期間における前記平均荷重とから、前記第２期間における前記軸受の前記寿命を予測する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電動機として利用される回転電機を、発電機として再利用する場合にも、軸受の寿命を精緻に予測できる情報処理方法及び軸受寿命予測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態に係る軸受寿命予測装置を含む軸受寿命予測システムの全体概要を示す。
【図2】実施の形態に係る軸受寿命予測装置のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。
【図3】実施の形態に係る軸受寿命予測装置のソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。
【図4】実施の形態に係る軸受寿命予測装置の処理手順の一例を示す。
【図5】疲労寿命－荷重相関式を利用して、第１期間における平均荷重から、第１期間の疲労寿命を特定する例を示す。
【図6】疲労寿命－荷重相関式を利用して、第２期間における平均荷重から、第２期間の疲労寿命を特定する例を示す。
【図7】第１期間では第１平均荷重から第１劣化状態を推定し、第２期間では第２平均荷重から第２劣化状態を推定する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメータ、マシン語等で指定される。また、「ｘ／ｙ」との記載を、「ｘおよびｙの少なくとも一方」の意味で用いることがある。
【0010】
§１ 適用例
図１は、本実施形態に係る軸受寿命予測システム（軸受寿命予測システムＳｙｓ）の全体概要を示す。軸受寿命予測システムＳｙｓは、予測装置１と回転電機２とを含む。予測装置１は、本実施形態に係る軸受寿命予測装置であり、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２（ベアリング）の寿命を予測する。回転電機２は、電動機（モータ）または発電機として動作し、本実施形態においては、車両の電動機として利用された後、発電機として（再）利用可能な回転電機である。回転電機２は、例えば、風力発電、水力発電、波力発電、地熱発電などの再生可能エネルギーの発電機として利用され得る。本実施形態においては、「回転電機２が電動機として利用される期間」を「第１期間ＦＰ」と称することがある。同様に、「回転電機２が発電機として利用される期間（回転電機２を発電機として利用しようとする期間、および、回転電機２を発電機として利用している期間の少なくとも一方を含む）」を「第２期間ＳＰ」と称することがある。
図１は、本実施形態に係る軸受寿命予測システム（軸受寿命予測システムＳｙｓ）の全体概要を示す。軸受寿命予測システムＳｙｓは、予測装置１と回転電機２とを含む。予測装置１は、本実施形態に係る軸受寿命予測装置であり、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２（ベアリング）の寿命を予測する。回転電機２は、電動機（モータ）または発電機として動作し、本実施形態においては、車両の電動機として利用された後、発電機として（再）利用可能な回転電機である。回転電機２は、例えば、風力発電、水力発電、波力発電、地熱発電などの再生可能エネルギーの発電機として利用され得る。本実施形態においては、「回転電機２が電動機として利用される期間」を「第１期間ＦＰ」と称することがある。同様に、「回転電機２が発電機として利用される期間（回転電機２を発電機として利用しようとする期間、および、回転電機２を発電機として利用している期間の少なくとも一方を含む）」を「第２期間ＳＰ」と称することがある。
【0011】
図示の例では、予測装置１は、回転電機２から、回転電機２の動作状態ＡＳを取得し、また、回転電機２が発電機として利用される場合の回転電機２の出力電力ＯＰを入力される。例えば、予測装置１は、取得した（入力された）回転電機２の動作状態ＡＳおよび出力電力ＯＰを用いて、軸受２２の寿命を、特に、回転電機２が電動機として利用された後に発電機として再利用される場合の（つまり、第２期間ＳＰにおける）軸受２２の寿命を、予測する。
【0012】
動作状態ＡＳは、例えば、回転電機２の、（総）動作時間、（総／平均）回転数、（平均）回転速度、（平均）トルクの少なくとも１つを含む。動作状態ＡＳは、回転電機２の設定、設計に係る情報（例えば、回転電機２のギア比などの定量情報）等をさらに含んでいてもよい。なお、「第１期間ＦＰにおける動作状態ＡＳ」を、特に「第１動作状態ＦＡＳ」と称することがある。第１動作状態ＦＡＳは、例えば、回転電機２を電動機として利用する車両の（総）走行距離を含む。第１動作状態ＦＡＳは、さらに、係る車両の設定、設計に係る情報（例えば、係る車両のタイヤ周長（Ｌ）などの定量情報）等を含んでいてもよい。つまり、第１動作状態ＦＡＳは、動作状態ＡＳに加えて、回転電機２を電動機として利用する車両の状態等を含んでいてもよい。出力電力ＯＰは、回転電機２を発電機として利用しようとする期間における、回転電機２の出力電力の予想値、期待値、設定値等であってもよいし、回転電機２を発電機として利用している期間における回転電機２の出力電力の実測値（平均値）であってもよい。
【0013】
図１には、予測装置１と回転電機２とが別々の装置として構成される例が示されている。回転電機２を電動機として利用する車両が、別々に構成された予測装置１と回転電機２とを備える場合、予測装置１と回転電機２とは、ＣＡＮ（Controller Area Network）その他の車載ＬＡＮにより互いに接続され、相互に情報の送受信を行ってもよい。ただし、軸受寿命予測システムＳｙｓにとって、予測装置１と回転電機２とを別々の装置として構成することは必須ではなく、両者は一体に構成されてもよい。例えば、回転電機２が備える、回転電機２の動作状態ＡＳを検知、制御する処理を実行するプロセッサ（ＣＰＵ）と、予測装置１が備える、軸受２２の寿命を予測する処理を実行するプロセッサとは、同じプロセッサであってもよい。
【0014】
軸受２２の寿命を予測する処理を実行するプロセッサは、回転電機２を電動機として利用する車両が備えていてもよい。回転電機２を電動機として利用する車両が、軸受２２の寿命を予測する処理を実行するプロセッサを備えることで、予測装置１（係るプロセッサに、軸受２２の寿命を予測する処理を実行させる情報処理方法ＰＭ）は、例えば以下の効果を奏する。すなわち、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、回転電機２が未だ車両に備えられている状態において、回転電機２が発電機として再利用された場合の軸受２２の寿命を予測することができる。そのため、予測装置１は、未だ車両に備えられている回転電機２について、例えば、その後の発電機としての再利用の適否、発電機としての利用方法、利用形態（設置位置、発電方法等を含む）などを利用者が適切に判断するための情報を提供することができる。利用者には、回転電機２の利用者（例えば、回転電機２を電動機として利用する車両の所有者など）、回転電機２の利用予定者（例えば、回転電機２を発電機として再利用することを検討している事業者など）が含まれる。ただし、軸受寿命予測システムＳｙｓにとって、車両が予測装置１を備えることは必須ではなく、予測装置１は、車両から独立に構成されてもよい。
【0015】
§２ 構成例
［ハードウェア構成］
図２は、本実施形態に係る予測装置１のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。図２に示されるとおり、本実施形態に係る予測装置１は、制御部１１、記憶部１２、通信インタフェース１３、外部インタフェース１４、入力装置１５、出力装置１６、およびドライブ１７が電気的に接続されたコンピュータである。なお、図２では、通信インタフェースおよび外部インタフェースを「通信Ｉ／Ｆ」および「外部Ｉ／Ｆ」と記載している。
［ハードウェア構成］
図２は、本実施形態に係る予測装置１のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。図２に示されるとおり、本実施形態に係る予測装置１は、制御部１１、記憶部１２、通信インタフェース１３、外部インタフェース１４、入力装置１５、出力装置１６、およびドライブ１７が電気的に接続されたコンピュータである。なお、図２では、通信インタフェースおよび外部インタフェースを「通信Ｉ／Ｆ」および「外部Ｉ／Ｆ」と記載している。
【0016】
制御部１１は、ハードウェアプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含み、プログラムおよび各種データに基づいて情報処理を実行するように構成される。ＣＰＵは、プロセッサ・リソースの一例である。記憶部１２は、メモリ・リソースの一例であり、例えば、ハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブ等で構成される。本実施形態では、記憶部１２は、予測プログラム１２０、疲労寿命－荷重相関式１２２、トルク－回転特性情報１２４などの各種情報を記憶する。
【0017】
予測プログラム１２０は、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２の寿命を予測する後述の情報処理（図４）を予測装置１に実行させるためのプログラムである。予測プログラム１２０は、当該情報処理の一連の命令を含む。
【0018】
疲労寿命－荷重相関式１２２は、軸受２２について、疲労寿命（定格疲れ疲労回転数）と荷重（平均荷重）との関係（相関関係）を規定した式であり、両者の関係をプロットした曲線（相関曲線）であってもよい。図５、図６に例示する疲労寿命－荷重相関式１２２（疲労寿命－荷重相関曲線）は、軸受２２についての、疲労寿命（Ｌ０．５定格疲れ疲労回転数／×１０9）と荷重（平均荷重／Ｎ）との相関関係を示している。本実施形態において疲労寿命－荷重相関式１２２は、「相関式１２２」と略記することがある。
【0019】
トルク－回転特性情報１２４は、回転電機２について、トルクと回転特性（回転数、回転速度等）との関係（相関関係）を示す情報（例えば、式）であり、両者の関係をプロットした曲線（相関曲線）であってもよい。本実施形態においてトルク－回転特性情報１２４は、「特性情報１２４」と略記することがある。
【0020】
通信インタフェース１３は、例えば、有線ＬＡＮ（Local Area Network）モジュール、無線ＬＡＮモジュール等であり、ネットワークを介した有線又は無線通信を行うためのインタフェースである。上述のとおり、通信インタフェース１３は、ＣＡＮその他の車載ＬＡＮを介した通信を行うためのインタフェースであってもよい。予測装置１は、この通信インタフェース１３を利用して、他の情報処理装置との間で、ネットワークを介したデータ通信を実行してもよい。外部インタフェース１４は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、専用ポート等であり、外部装置と接続するためのインタフェースである。外部インタフェース１４の種類および数は、接続される外部装置の種類および数に応じて適宜選択されてよい。例えば、予測装置１は、通信インタフェース１３および外部インタフェース１４の少なくとも一方を介して、回転電機２に接続され、回転電機２から、回転電機２の動作状態ＡＳを取得する。
【0021】
入力装置１５は、例えば、マウス、キーボード等の入力を行うための装置である。また、出力装置１６は、例えば、ディスプレイ、スピーカ等の出力を行うための装置である。ユーザ等のオペレータは、入力装置１５および出力装置１６を利用することで、予測装置１を操作することができる。
【0022】
ドライブ１７は、例えば、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ等であり、記憶媒体９１に記憶されたプログラム等の各種情報を読み込むためのドライブ装置である。記憶媒体９１は、コンピュータその他装置、機械等が、記憶されたプログラム等の各種情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。上述の予測プログラム１２０、相関式１２２、および特性情報１２４の少なくとも１つは、記憶媒体９１に記憶されていてもよい。予測装置１は、この記憶媒体９１から、予測プログラム１２０、相関式１２２、および特性情報１２４の少なくとも１つを取得してもよい。なお、図２では、記憶媒体９１の一例として、ＣＤ、ＤＶＤ等のディスク型の記憶媒体を例示している。しかしながら、記憶媒体９１の種類は、ディスク型に限られなくてもよく、ディスク型以外であってもよい。ディスク型以外の記憶媒体として、例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリを挙げることができる。ドライブ１７の種類は、記憶媒体９１の種類に応じて任意に選択されてよい。
【0023】
なお、予測装置１の具体的なハードウェア構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換および追加が可能である。例えば、プロセッサ・リソースは、複数のハードウェアプロセッサを含んでもよい。ハードウェアプロセッサは、マイクロプロセッサ、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、ＤＳＰ（digital signal processor）等で構成されてよい。記憶部１２は、制御部１１に含まれるＲＡＭおよびＲＯＭにより構成されてもよい。通信インタフェース１３、外部インタフェース１４、入力装置１５、出力装置１６およびドライブ１７の少なくともいずれかは省略されてもよい。予測装置１は、複数台のコンピュータで構成されてもよい。この場合、各コンピュータのハードウェア構成は、一致していてもよいし、一致していなくてもよい。また、予測装置１は、提供されるサービス専用に設計された情報処理装置の他、汎用のサーバ装置、ＰＣ（Personal Computer）等であってもよい。
【0024】
［ソフトウェア構成］
図３は、本実施形態に係る予測装置１のソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。予測装置１の制御部１１は、記憶部１２に記憶された予測プログラム１２０をＲＡＭに展開する。そして、制御部１１は、ＣＰＵにより、ＲＡＭに展開された予測プログラム１２０に含まれる命令を解釈および実行して、各構成要素を制御する。これにより、図３に示されるとおり、本実施形態に係る予測装置１は、第１平均荷重算出部１１０、劣化状態推定部１１２、判定部１１４、第２平均荷重算出部１１６、および、予測部１１８をソフトウェアモジュールとして備えるコンピュータとして動作する。すなわち、本実施形態では、予測装置１の各ソフトウェアモジュールは、制御部１１（ＣＰＵ）により実現される。
図３は、本実施形態に係る予測装置１のソフトウェア構成の一例を模式的に例示する。予測装置１の制御部１１は、記憶部１２に記憶された予測プログラム１２０をＲＡＭに展開する。そして、制御部１１は、ＣＰＵにより、ＲＡＭに展開された予測プログラム１２０に含まれる命令を解釈および実行して、各構成要素を制御する。これにより、図３に示されるとおり、本実施形態に係る予測装置１は、第１平均荷重算出部１１０、劣化状態推定部１１２、判定部１１４、第２平均荷重算出部１１６、および、予測部１１８をソフトウェアモジュールとして備えるコンピュータとして動作する。すなわち、本実施形態では、予測装置１の各ソフトウェアモジュールは、制御部１１（ＣＰＵ）により実現される。
【0025】
第１平均荷重算出部１１０は、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（つまり、第１動作状態ＦＡＳ）を取得し、取得した第１動作状態ＦＡＳから、第１期間ＦＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬを算出する。動等価荷重は、ラジアル荷重とアキシアル荷重との和である。本実施形態においては、「第１期間ＦＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ」を、「第１平均荷重ＦＡＬ」とも称する。第１平均荷重算出部１１０は、第１動作状態ＦＡＳを、回転電機２から取得してもよいし、回転電機２の第１動作状態ＦＡＳを検知する装置、第１動作状態ＦＡＳを記憶するサーバ等から取得してもよい。第１動作状態ＦＡＳの取得元は特に限られない。
【0026】
劣化状態推定部１１２は、第１平均荷重ＦＡＬから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化状態である第１劣化状態ＦＤＳを推定する。例えば、劣化状態推定部１１２は、記憶部１２を参照して相関式１２２（軸受２２の疲労寿命－荷重相関式）を取得し、取得した相関式１２２と、第１平均荷重ＦＡＬとから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）を算出する。そして、劣化状態推定部１１２は、算出した「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、第１期間ＦＰにおける軸受２２の（積算）回転数の、消費率（または残余率）［％］を、第１劣化状態ＦＤＳとして推定してもよい。上述の「残余率」を、本実施形態では「残寿命率」とも称する。『「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の回転数」の残余率（残寿命率）』は、第１劣化状態ＦＤＳを示す情報の一例である。ただし、劣化状態推定部１１２が第１平均荷重ＦＡＬから第１劣化状態ＦＤＳを推定する方法は、上述の方法に限られるものではない。
【0027】
判定部１１４は、回転電機２の動作状態ＡＳから、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたかを判定する。判定部１１４は、例えば、回転電機２（軸受２２）に印加される荷重（ラジアル荷重およびアキシアル荷重の少なくとも一方）を用いて、回転電機２の用途の変更を判定してもよく、例えば、平均荷重が所定値よりも小さくなると、変更があったと判定してもよい。判定部１１４は、回転数に対する荷重（平均荷重）を用いて、回転電機２の用途の変更を判定してもよく、例えば、回転数に対する平均荷重が所定値よりも小さくなると、変更があったと判定してもよい。ただし、動作状態ＡＳから回転電機２の用途の変更を判断する方法は、上に説明したものに限られるものではない。
【0028】
詳細は後述するが、判定部１１４により、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（変更される）と判定されると、予測装置１は、第２期間ＳＰ（つまり、回転電機２が発電機として利用される期間）における軸受２２の劣化（摩耗等）を予測する。そして、予測装置１は、第１期間ＦＰ（つまり、回転電機２が発電機として利用される期間）における軸受２２の劣化（第１劣化状態ＦＤＳ）と、第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化とから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する。そのため、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたかを、回転電機２の動作状態ＡＳから判定することで、予測装置１は、以下の効果を奏する。すなわち、予測装置１は、回転電機２の動作状態ＡＳから、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたかを高精度に判定することができ、用途が変更されたと判定すると、自動的に、発電機用途における軸受２２の寿命を、精緻に予測することができる。
【0029】
なお、予測装置１にとって、判定部１１４を備えることは必須ではなく、つまり、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたか（変更されるか）を、予測装置１が判定することは必須ではない。例えば、予測装置１は、外部の装置から、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（変更される）ことを示す情報を取得してもよいし、係る用途の変更を示すユーザ操作を受け付けてもよい。係る情報、ユーザ操作の取得、受付があると、予測装置１は、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する処理を実行してもよい。
【0030】
第２平均荷重算出部１１６は、判定部１１４から「回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された」との判定結果を通知されると、回転電機２の出力電力ＯＰを用いて、第２期間ＳＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬを算出する。本実施形態においては、「第２期間ＳＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ」を、「第２平均荷重ＳＡＬ」とも称する。第２平均荷重算出部１１６は、出力電力ＯＰを、回転電機２から取得してもよいし、回転電機２を発電機として利用する外部の装置等から取得してもよいし、回転電機２を発電機として（再）利用する（（再）利用しようとする）ヒトからの入力として取得してもよい。出力電力ＯＰの取得元は、第１動作状態ＦＡＳの取得元と同様に、特に限られない。
【0031】
予測装置１にとって、判定部１１４による「回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された」との判定結果を契機として、第２平均荷重算出部１１６が、回転電機２の出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出することは必須ではない。第２平均荷重算出部１１６は、出力電力ＯＰ（または、後述する「出力電力ＯＰを決定可能な各種パラメータ」）を取得したり、出力電力ＯＰを入力するユーザ操作を受け付けたりすると、出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出してもよい。
【0032】
第２平均荷重算出部１１６は、記憶部１２を参照して特性情報１２４（回転電機２のトルク－回転特性）を取得し、取得した特性情報１２４と、出力電力ＯＰとから、第２平均荷重ＳＡＬを算出してもよい。例えば、特性情報１２４と、「トルク、回転数、出力の関係式：Ｈ＝Ｔ×（２πＮ／６０）［Ｈ：出力、Ｎ：回転速度、Ｔ：トルク］」とから、出力電力ＯＰ（Ｈ：出力）により、第２期間ＳＰにおける回転電機２のトルクを算出することができる。そして、算出した第２期間ＳＰにおける回転電機２のトルクから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の平均荷重ＡＬを、つまり、第２平均荷重ＳＡＬを、求めることができる。係る方法により第２平均荷重ＳＡＬを算出することで、第２平均荷重算出部１１６は、出力電力ＯＰと、特性情報１２４とから、第２平均荷重ＳＡＬを精緻に算出することができる。ただし、第２平均荷重算出部１１６が出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出する方法は、上述のものに限られない。
【0033】
回転電機２を風力発電における発電機として利用する場合、出力電力ＯＰは、係る風力発電における、風車の発電効率風速、翼の受風面積、空気密度、および、風車のパワー係数の少なくとも１つを用いて決定されてもよい。例えば、風車の発電効率風速［Ｖ］、翼の受風面積［Ａ］、空気密度［ρ］、風車のパワー係数［Ｃｐ］から、「出力電力ＯＰ＝Ｃｐ×（１／２）×ρ×Ａ×Ｖ3」として、出力電力ＯＰは算出されてもよい。予測装置１は、不図示の出力電力算出部を備えてもよく、係る出力電力算出部が上述の各種変数から出力電力ＯＰを算出し、算出された出力電力ＯＰを、第２平均荷重算出部１１６が利用してもよい。回転電機２を発電機として利用する風力発電における、風車の発電効率風速、翼の受風面積、空気密度、および、風車のパワー係数の少なくとも１つを用いて、出力電力ＯＰを決定する（算出する）ことで、予測装置１は、以下の効果を奏する。すなわち、予測装置１は、例えば出力電力ＯＰが不明であるような場合であっても、上述の変数（出力電力ＯＰを決定可能な各種パラメータ）から、出力電力ＯＰを精緻に決定することができる。
【0034】
回転電機２を水力発電における発電機として利用する場合、出力電力ＯＰは、係る水力発電における、水車にかかる水量、重力加速度、水頭、および、効率の少なくとも１つを用いて決定されてもよい。例えば、水車にかかる水量［Ｑ］、重力加速度［ｇ］、水頭［ｈ］、効率［ηh］から、「出力電力ＯＰ＝Ｑ×ｇ×ｈ×ηh」として、出力電力ＯＰは算出されてもよい。風力発電の場合と同様に、不図示の出力電力算出部が、上述の各種変数から、回転電機２を発電機として利用する水力発電の出力電力ＯＰを算出し、算出された出力電力ＯＰを、第２平均荷重算出部１１６が利用してもよい。
【0035】
回転電機２を波力発電における発電機として利用する場合、出力電力ＯＰは、係る波力発電における、波パワー、波幅、および、効率の少なくとも１つを用いて決定されてもよい。例えば、波パワー［Ｐ］、波幅［Ｂ］、効率［ηw］から、「出力電力ＯＰ＝Ｐ×Ｂ×ηw」として、出力電力ＯＰは算出されてもよい。風力発電の場合と同様に、不図示の出力電力算出部が、上述の各種変数から、回転電機２を発電機として利用する波力発電の出力電力ＯＰを算出し、算出された出力電力ＯＰを、第２平均荷重算出部１１６が利用してもよい。
【0036】
回転電機２を地熱発電における発電機として利用する場合、出力電力ＯＰは、係る地熱発電における、蒸気流量、入口出口温度、蒸気潜熱、および、効率の少なくとも１つを用いて決定されてもよい。例えば、蒸気流量［Ｑ］、入口出口温度［Ｔ］、蒸気潜熱［ｈ］、効率［ηb］から、「出力電力ＯＰ＝Ｑ×Ｔ×ｈ×ηb」として、出力電力ＯＰは算出されてもよい。風力発電の場合と同様に、不図示の出力電力算出部が、上述の各種変数から、回転電機２を発電機として利用する地熱発電の出力電力ＯＰを算出し、算出された出力電力ＯＰを、第２平均荷重算出部１１６が利用してもよい。
【0037】
予測部１１８は、第１劣化状態ＦＤＳと、第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測し、本実施形態では、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命を予測する。第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命は、例えば、回転電機２の発電機としての（再）利用開始時点から、軸受２２の基本定格寿命（回転数）までの、時間（年数）であってもよい。予測部１１８は、予測した「第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命」を出力し、例えば、出力装置１６（表示装置）に表示する。
【0038】
例えば、予測部１１８は、第２平均荷重ＳＡＬから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化状態である第２劣化状態ＳＤＳを推定する。一例を挙げれば、予測部１１８は、記憶部１２を参照して相関式１２２を取得し、取得した相関式１２２と、第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）を、第２劣化状態ＳＤＳとして算出する。そして、予測部１１８は、算出した第２劣化状態ＳＤＳと、第１劣化状態ＦＤＳとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命を、予測してもよい。上述のとおり、第１劣化状態ＦＤＳは、例えば、『「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の回転数」の残余率（残寿命率）［％］』である。そこで、予測部１１８は、係る残余率を、第２劣化状態ＳＤＳ（例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数））に乗じて、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）を、「第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命」として予測してもよい。予測部１１８は、予測した「第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）」を、残寿命（年）に変換してもよい。本実施形態においては、「第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命」を、「第２残寿命ＳＲＬ」とも称し、第２残寿命ＳＲＬは、例えば、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年）であり、「第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命」を示す情報の一例である。
【0039】
§３ 動作例
図４は、本実施形態に係る予測装置１の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下で説明する処理手順は、「回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２の寿命を予測する」情報処理方法ＰＭの処理手順の一例である。ただし、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてよい。更に、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、および追加が可能である。
図４は、本実施形態に係る予測装置１の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下で説明する処理手順は、「回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２の寿命を予測する」情報処理方法ＰＭの処理手順の一例である。ただし、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてよい。更に、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、および追加が可能である。
【0040】
（ステップＳ１１０）
ステップＳ１１０では、制御部１１は、第１平均荷重算出部１１０として動作し、第１動作状態ＦＡＳから第１平均荷重ＦＡＬを算出する。例えば、制御部１１は、回転電機２から、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（第１動作状態ＦＡＳ）を取得し、取得した第１動作状態ＦＡＳから、第１平均荷重ＦＡＬを算出する。
ステップＳ１１０では、制御部１１は、第１平均荷重算出部１１０として動作し、第１動作状態ＦＡＳから第１平均荷重ＦＡＬを算出する。例えば、制御部１１は、回転電機２から、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（第１動作状態ＦＡＳ）を取得し、取得した第１動作状態ＦＡＳから、第１平均荷重ＦＡＬを算出する。
【0041】
（ステップＳ１２０）
ステップＳ１２０では、制御部１１は、劣化状態推定部１１２として動作し、ステップＳ１１０で算出した第１平均荷重ＦＡＬから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。例えば、制御部１１は、第１平均荷重ＦＡＬと相関式１２２（軸受２２の疲労寿命－荷重相関式）とから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。例えば、制御部１１は、相関式１２２と第１平均荷重ＦＡＬとから算出する「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の（積算）回転数」の残余率（残寿命率）［％］を、第１劣化状態ＦＤＳとして推定する。
ステップＳ１２０では、制御部１１は、劣化状態推定部１１２として動作し、ステップＳ１１０で算出した第１平均荷重ＦＡＬから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。例えば、制御部１１は、第１平均荷重ＦＡＬと相関式１２２（軸受２２の疲労寿命－荷重相関式）とから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。例えば、制御部１１は、相関式１２２と第１平均荷重ＦＡＬとから算出する「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の（積算）回転数」の残余率（残寿命率）［％］を、第１劣化状態ＦＤＳとして推定する。
【0042】
（ステップＳ１３０）
ステップＳ１３０では、制御部１１は、判定部１１４として動作し、回転電機２の動作状態ＡＳから、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたかを判定する。制御部１１は、外部の装置から、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（変更される）ことを示す情報を取得したかを判定してもよい。また、制御部１１は、電動機から発電機への回転電機２の用途の変更を示すユーザ操作を受け付けたかを判定してもよい。電動機から発電機への回転電機２の用途の変更を示すユーザ操作は、出力電力ＯＰの入力であってもよいし、出力電力ＯＰを決定可能な変数、パラメータの入力であってもよい。回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（上述の情報を取得した、上述のユーザ操作を受け付けた）と判定すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、制御部１１はステップＳ１４０に進む。回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されていない（上述の情報を取得していない、上述のユーザ操作を受け付けていない）と判定すると（Ｓ１３０でＮｏ）、制御部１１はステップＳ１６０に進む。
ステップＳ１３０では、制御部１１は、判定部１１４として動作し、回転電機２の動作状態ＡＳから、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されたかを判定する。制御部１１は、外部の装置から、回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（変更される）ことを示す情報を取得したかを判定してもよい。また、制御部１１は、電動機から発電機への回転電機２の用途の変更を示すユーザ操作を受け付けたかを判定してもよい。電動機から発電機への回転電機２の用途の変更を示すユーザ操作は、出力電力ＯＰの入力であってもよいし、出力電力ＯＰを決定可能な変数、パラメータの入力であってもよい。回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更された（上述の情報を取得した、上述のユーザ操作を受け付けた）と判定すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、制御部１１はステップＳ１４０に進む。回転電機２の用途が電動機から発電機へと変更されていない（上述の情報を取得していない、上述のユーザ操作を受け付けていない）と判定すると（Ｓ１３０でＮｏ）、制御部１１はステップＳ１６０に進む。
【0043】
（ステップＳ１４０）
ステップＳ１４０では、制御部１１は、第２平均荷重算出部１１６として動作し、出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出する。制御部１１は、出力電力ＯＰと、特性情報１２４（回転電機２のトルク－回転特性）とから、第２平均荷重ＳＡＬを算出してもよい。
ステップＳ１４０では、制御部１１は、第２平均荷重算出部１１６として動作し、出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出する。制御部１１は、出力電力ＯＰと、特性情報１２４（回転電機２のトルク－回転特性）とから、第２平均荷重ＳＡＬを算出してもよい。
【0044】
（ステップＳ１５０）
ステップＳ１５０では、制御部１１は、予測部１１８として動作し、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳと、ステップＳ１４０で算出した第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する。制御部１１は、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年））を、予測する。一例を挙げれば、制御部１１は、先ず、相関式１２２と、第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）を算出する。そして、制御部１１は、算出した「第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳ（例えば、残余率［％］）を乗じて、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を予測してもよい。制御部１１は、予測した第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を、第２残寿命ＳＲＬ（年）に変換してもよい。
ステップＳ１５０では、制御部１１は、予測部１１８として動作し、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳと、ステップＳ１４０で算出した第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する。制御部１１は、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年））を、予測する。一例を挙げれば、制御部１１は、先ず、相関式１２２と、第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）を算出する。そして、制御部１１は、算出した「第２期間ＳＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳ（例えば、残余率［％］）を乗じて、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を予測してもよい。制御部１１は、予測した第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を、第２残寿命ＳＲＬ（年）に変換してもよい。
【0045】
（ステップＳ１６０）
ステップＳ１６０では、制御部１１は、劣化状態推定部１１２として動作し、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳから軸受２２の寿命を予測し、特に、第１期間ＦＰにおける軸受２２の寿命を予測する。例えば、制御部１１は、第１平均荷重ＦＡＬと相関式１２２とから算出する「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」と、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の回転数」とから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）を予測してもよい。制御部１１は、予測した「第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）」を、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（年）」に変換してもよい。
ステップＳ１６０では、制御部１１は、劣化状態推定部１１２として動作し、ステップＳ１２０で推定した第１劣化状態ＦＤＳから軸受２２の寿命を予測し、特に、第１期間ＦＰにおける軸受２２の寿命を予測する。例えば、制御部１１は、第１平均荷重ＦＡＬと相関式１２２とから算出する「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」と、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の回転数」とから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）を予測してもよい。制御部１１は、予測した「第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（回転数）」を、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命（年）」に変換してもよい。
【0046】
＜回転電機の回転軸を支持する軸受の寿命を予測する情報処理の具体例＞
図５、図６を用いて、情報処理方法ＰＭを、以下の想定ケースに対して適用した場合の具体例を説明する。想定ケースは、（総）走行距離が「１５０，０００［ｋｍ］」である車両の電動機として利用してきた回転電機２を、出力電力ＯＰが「７．５［ｋＷ］」の水力発電（小水力発電）の発電機として再利用しようとする事例である。
図５、図６を用いて、情報処理方法ＰＭを、以下の想定ケースに対して適用した場合の具体例を説明する。想定ケースは、（総）走行距離が「１５０，０００［ｋｍ］」である車両の電動機として利用してきた回転電機２を、出力電力ＯＰが「７．５［ｋＷ］」の水力発電（小水力発電）の発電機として再利用しようとする事例である。
【0047】
（第１期間における軸受の劣化状態の推定）
予測装置１は、先ず、回転電機２の動作状態ＡＳを取得し、特に、第１期間ＦＰにおける動作状態ＡＳ（つまり、第１動作状態ＦＡＳ）を取得する。例えば、予測装置１は、動作状態ＡＳとして、回転電機２の「ギア比：８．１９３」を取得し、また、第１動作状態ＦＡＳとして、少なくとも、上述の車両の「タイヤ周長（Ｌ）：１．９９［ｍ］」、「走行距離：１５０，０００［ｋｍ］」を取得する。
予測装置１は、先ず、回転電機２の動作状態ＡＳを取得し、特に、第１期間ＦＰにおける動作状態ＡＳ（つまり、第１動作状態ＦＡＳ）を取得する。例えば、予測装置１は、動作状態ＡＳとして、回転電機２の「ギア比：８．１９３」を取得し、また、第１動作状態ＦＡＳとして、少なくとも、上述の車両の「タイヤ周長（Ｌ）：１．９９［ｍ］」、「走行距離：１５０，０００［ｋｍ］」を取得する。
【0048】
予測装置１（第１平均荷重算出部１１０）は、取得した動作状態ＡＳ（特に、第１動作状態ＦＡＳ）から、第１平均荷重ＦＡＬを算出する。想定ケースにおいて、上述の車両は例えば社用車として用いられてきたものであり、予測装置１は、第１動作状態ＦＡＳから、「第１平均荷重ＦＡＬ：６２０［Ｎ］」を算出する。
【0049】
次に、予測装置１（劣化状態推定部１１２）は、「第１平均荷重ＦＡＬ：６２０［Ｎ］」から、「第１期間ＦＰにおける疲労寿命（Ｌ０．５寿命）」を求める。例えば、予測装置１は、「第１平均荷重ＦＡＬ：６２０［Ｎ］」と、相関式１２２（軸受２２の疲労寿命－荷重相関式）とから、図５に例示するように、「第１期間ＦＰにおける疲労寿命：３×１０9［回］」を求める。
【0050】
また、予測装置１は、「走行距離：１５０，０００［ｋｍ］」の車両の電動機として利用されてきた回転電機２について、軸受２２の回転数を算出し、つまり、第１期間ＦＰにおける軸受２２の（積算）回転数（第１回転数）を算出する。想定ケースにおいて、回転電機２の「ギア比：８．１９３」、車両の「タイヤ周長：１．９９［ｍ］」であるから、予測装置１は、「１５０，０００×１０3［ｍ］／１．９９［ｍ／回］×８．１９３＝０．６×１０9［回］」を、第１回転数とする。
【0051】
予測装置１は、「第１期間ＦＰにおける疲労寿命：３×１０9［回］」と「第１回転数：０．６×１０9［回］」とから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の残寿命率（残余率）を、つまり、第１残寿命率を以下のように求める。すなわち、予測装置１は、「１００－０．６×１０9［回］／３×１０9［回］×１００＝８０［％］」を、第１残寿命率とする。第１残寿命率は、上述の『「第１期間ＦＰにおける軸受２２の基本定格寿命（回転数）」に対する、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の回転数」の残余率（残寿命率）』を言い換えたものである。
【0052】
（第２期間における軸受の寿命の予測）
予測装置１は、水力発電（小水力発電）の発電機として再利用される回転電機２の出力電力ＯＰ（上述のとおり、「７．５ｋＷ」）を取得する。予測装置１（第２平均荷重算出部１１６）は、出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出し、想定ケースにおいては、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」を算出する。予測装置１は、出力電力ＯＰと特性情報１２４とから、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」を算出してもよい。予測装置１は、併せて、第２期間ＳＰにおける回転電機２の回転数（平均回転数）として「２０８［ｒｐｍ］」を取得してもよい（算出してもよい）。
予測装置１は、水力発電（小水力発電）の発電機として再利用される回転電機２の出力電力ＯＰ（上述のとおり、「７．５ｋＷ」）を取得する。予測装置１（第２平均荷重算出部１１６）は、出力電力ＯＰを用いて第２平均荷重ＳＡＬを算出し、想定ケースにおいては、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」を算出する。予測装置１は、出力電力ＯＰと特性情報１２４とから、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」を算出してもよい。予測装置１は、併せて、第２期間ＳＰにおける回転電機２の回転数（平均回転数）として「２０８［ｒｐｍ］」を取得してもよい（算出してもよい）。
【0053】
予測装置１（予測部１１８）は、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」から、「第２期間ＳＰにおける疲労寿命（Ｌ０．５寿命）」を求める。例えば、予測装置１は、「第２平均荷重ＳＡＬ：１５２［Ｎ］」と、相関式１２２とから、図６に例示するように、「第２期間ＳＰにおける疲労寿命：１９×１０9［回］」を求める。
【0054】
予測装置１は、第２期間ＳＰにおける疲労寿命に、第１残寿命率を掛けて、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命を、つまり、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を試算する（算出する）。上述のとおり、「第２期間ＳＰにおける疲労寿命：１９×１０9［回］」であり、「第１残寿命率：８０［％］」であるから、予測装置１は、「１９×１０9［回］×８０［％］＝１５×１０9［回］」を、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）とする。
【0055】
予測装置１は、第２残寿命ＳＲＬ（回転数）を、年数（ＲＵＬ、残存耐用年数）に変換してもよく、つまり、第２残寿命ＳＲＬ（年）に変換してもよい。想定ケースにおいては、「第２期間ＳＰにおける回転電機２の平均回転数：２０８［ｒｐｍ］」であり、「ギア比：８．１９３」である。そこで、予測装置１は、「１５×１０9［回］／（２０８［ｒｐｍ］×８．１９３）／６０［ｍｉｎ］／２４［ｈ］／３６５［ｄａｙ］＝１７［年］」を、第２残寿命［年］とする。
【0056】
［特徴］
以上のとおり、本実施形態に係る予測装置１（軸受寿命予測装置）は、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受の寿命を予測する軸受寿命予測装置である。予測装置１は、第１平均荷重算出部１１０、劣化状態推定部１１２、第２平均荷重算出部１１６、および、予測部１１８を備える。第１平均荷重算出部１１０は、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（つまり、第１動作状態ＦＡＳ）から、第１期間ＦＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ（つまり、第１平均荷重ＦＡＬ）を算出する。第１期間ＦＰは、回転電機２が電動機として利用される期間である。劣化状態推定部１１２は、第１平均荷重ＦＡＬから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化状態である第１劣化状態ＦＤＳを推定する。第２平均荷重算出部１１６は、第２期間ＳＰにおける回転電機２の出力電力ＯＰを用いて、第２期間ＳＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ（つまり、第２平均荷重ＳＡＬ）を算出する。第２期間ＳＰは、回転電機２が発電機として利用される期間である。予測部１１８は、第１劣化状態ＦＤＳと第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測し、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年））を予測する。
以上のとおり、本実施形態に係る予測装置１（軸受寿命予測装置）は、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受の寿命を予測する軸受寿命予測装置である。予測装置１は、第１平均荷重算出部１１０、劣化状態推定部１１２、第２平均荷重算出部１１６、および、予測部１１８を備える。第１平均荷重算出部１１０は、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（つまり、第１動作状態ＦＡＳ）から、第１期間ＦＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ（つまり、第１平均荷重ＦＡＬ）を算出する。第１期間ＦＰは、回転電機２が電動機として利用される期間である。劣化状態推定部１１２は、第１平均荷重ＦＡＬから、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化状態である第１劣化状態ＦＤＳを推定する。第２平均荷重算出部１１６は、第２期間ＳＰにおける回転電機２の出力電力ＯＰを用いて、第２期間ＳＰにおいて軸受２２に印加される動等価荷重の平均荷重ＡＬ（つまり、第２平均荷重ＳＡＬ）を算出する。第２期間ＳＰは、回転電機２が発電機として利用される期間である。予測部１１８は、第１劣化状態ＦＤＳと第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測し、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年））を予測する。
【0057】
本実施形態に係る情報処理方法ＰＭ（情報処理方法）は、回転電機２の回転軸２１を支持する軸受２２の寿命を予測する処理をプロセッサ（例えば、予測装置１のＣＰＵ）に実行させる情報処理方法である。係るプロセッサは、上述のステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０、Ｓ１５０を実行する。すなわち、ステップＳ１１０においてプロセッサは、第１動作状態ＦＡＳから第１平均荷重ＦＡＬを算出する。ステップＳ１２０においてプロセッサは、第１平均荷重ＦＡＬから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。ステップＳ１４０においてプロセッサは、発電機として利用される回転電機２の出力電力ＯＰを用いて、第２平均荷重ＳＡＬを算出する。ステップＳ１５０においてプロセッサは、第１劣化状態ＦＤＳと、第２平均荷重ＳＡＬとから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する。
【0058】
当該構成によれば、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化（第１劣化状態ＦＤＳ）と、その後の第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化とから、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を予測する。特に、予測装置１は、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化（第１劣化状態ＦＤＳ）については、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（第１動作状態ＦＡＳ）から、特に、第１動作状態ＦＡＳに対応する第１平均荷重ＦＡＬから、推定する。また、予測装置１は、第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化については、第２期間ＳＰにおける回転電機２の出力電力ＯＰから、特に、出力電力ＯＰに対応する第２平均荷重ＳＡＬから、予測する。そのため、予測装置１は、第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化を、第１動作状態ＦＡＳを用いて高精度に推定することができ、また、第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化を、出力電力ＯＰを用いて高精度に予測することができる。そして、予測装置１は、それぞれ高精度に推定（予測）した、「第１期間ＦＰにおける軸受２２の劣化」および「第２期間ＳＰにおける軸受２２の劣化」から、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を精緻に予測することができる。したがって、予測装置１は、電動機として利用される回転電機２を発電機として再利用する場合にも、軸受２２の寿命を精緻に予測することができる。予測装置１は、第２期間ＳＰにおける軸受２２の寿命を、例えば、第２期間ＳＰにおける軸受２２の残寿命（第２残寿命ＳＲＬ（回転数）または第２残寿命ＳＲＬ（年））を、予測する。そのため、予測装置１は、回転電機２を発電機として再利用する場合の軸受２２（回転電機２）の残寿命に係る情報等を、回転電機２の（再）利用者（（再）利用予定者）等に提供することができる。利用者は、予測装置１が提供する上述の情報を利用して、回転電機２について、発電機としての再利用の適否の判断、発電機としての適切な評価（価格など）、好適なリユースアプリケーションの選定（例えば、設置位置、発電方法など）を行なうことができる。
【0059】
図７は、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）が、第１期間ＦＰでは第１平均荷重ＦＡＬから第１劣化状態ＦＤＳを推定し、第２期間ＳＰでは第２平均荷重ＳＡＬから第２劣化状態ＳＤＳを推定する例を示す。図７に示す例では、時刻ｔ＝Ｔにおいて、回転電機２の用途が変更されている。すなわち、第１期間ＦＰでは回転電機２を「電動車両を駆動するための電動機」として利用し、第２期間ＳＰでは回転電機２を「再生可能エネルギー発電のための発電機」として利用するように、回転電機２の用途が時刻ｔ＝Ｔにおいて変更されている。予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、係る用途の変更を、回転電機２の動作状態ＡＳから判定してもよく、言い換えれば、回転電機２の動作状態ＡＳにより、回転電機２の用途の変更を検知してもよい。そして、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、第１期間ＦＰでは第１平均荷重ＦＡＬから第１劣化状態ＦＤＳを推定し、第２期間ＳＰでは第２平均荷重ＳＡＬから第２劣化状態ＳＤＳを推定している。例えば、第１期間ＦＰについて、予測装置１は、第１期間ＦＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳ（第１動作状態ＦＡＳ）に対応する第１平均荷重ＦＡＬから、第１劣化状態ＦＤＳを推定する。また、第２期間ＳＰについて、予測装置１は、第２平均荷重ＳＡＬから、第２劣化状態ＳＤＳを推定（予測）する。本実施形態においては、第２平均荷重ＳＡＬを、第２期間ＳＰにおける回転電機２の出力電力ＯＰから算出する例について説明してきた。ただし、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、第２平均荷重ＳＡＬを、第２期間ＳＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳから算出してもよい。例えば、回転電機２が既に発電機として利用されている場合には、軸受寿命予測システムＳｙｓは、係る発電機としての利用時における回転電機２の動作状態ＡＳを検知し、取得してもよい。そして、予測装置１（情報処理方法ＰＭ）は、発電機としての利用時における回転電機２の動作状態ＡＳ（例えば、検出値、測定値）から、つまり、第２期間ＳＰにおける回転電機２の動作状態ＡＳから、第２平均荷重ＳＡＬを算出してもよい。
【0060】
§４ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良又は変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良又は変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【0061】
１…予測装置（軸受寿命予測装置）、２…回転電機、２１…回転軸、２２…軸受、
１１０…第１平均荷重算出部、１１２…劣化状態推定部、１１６…第２平均荷重算出部、
１１８…予測部、ＡＬ…平均荷重、ＡＳ…動作状態、ＦＤＳ…第１劣化状態、
ＦＰ…第１期間、ＯＰ…出力電力、ＳＰ…第２期間
１１０…第１平均荷重算出部、１１２…劣化状態推定部、１１６…第２平均荷重算出部、
１１８…予測部、ＡＬ…平均荷重、ＡＳ…動作状態、ＦＤＳ…第１劣化状態、
ＦＰ…第１期間、ＯＰ…出力電力、ＳＰ…第２期間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
