特許 7261325 監視装置、異常診断装置、監視方法及び異常診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-11

(45)【発行日】2023-04-19

(54)【発明の名称】監視装置、異常診断装置、監視方法及び異常診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20230412BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 A

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021575145

(86)(22)【出願日】2020-02-05

(86)【国際出願番号】 JP2020004235

(87)【国際公開番号】W WO2021156957

(87)【国際公開日】2021-08-12

【審査請求日】2022-03-30

(73)【特許権者】

【識別番号】314017543

【氏名又は名称】Ｐｒｉｍｅｔａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｊａｐａｎ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松井 陽一

(72)【発明者】

【氏名】小田原 優太

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２３４０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１５４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３００６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－０６８６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／０９６６４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－２５６６９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｈ １／００ － １７／００

Ｇ０１Ｍ １３／００ － １３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視対象エリアに配置された複数の機器を監視するための監視装置であって、
前記監視対象エリアにおける音を集音するための集音部と、
前記集音部で集音された音に基づいて、前記監視対象エリアに含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成するための音響マップ生成部と、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの診断対象機器の異常を診断するように構成された異常診断部と、
前記音響マップ生成部で生成された前記音響マップ、および、前記異常診断部による前記診断対象機器の診断結果を受け取り、前記音響マップ上における前記診断対象機器の位置に関連付けて前記音響マップに前記診断結果を重ねた監視画像データを生成するためのデータ生成部と、
を備え、
前記異常診断部は、前記診断対象機器で発生する音に基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成され、
前記診断対象機器は回転機械であり、
前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、及び、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、前記診断対象機器の異常を診断するように構成され、
前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記診断対象機器に異常があると判定するように構成された
監視装置。

【請求項2】

前記データ生成部は、
前記複数の機器の構成を視覚的に示す機器構成視覚データを取得し、
前記機器構成視覚データに、前記複数の機器の各々の位置に対応する前記音響マップの情報を重ねた機器構成音響マップに、前記診断結果を重ねた前記監視画像データを生成する
ように構成された
請求項１に記載の監視装置。

【請求項3】

前記機器構成視覚データは、前記監視対象エリアをカメラで撮影して得られる動画データ又は静止画データを含む
請求項２に記載の監視装置。

【請求項4】

前記機器構成視覚データは、前記複数の機器の外形、又は、前記監視対象エリアにおける前記複数の機器の配置の少なくとも一方を示す図像データを含む
請求項２に記載の監視装置。

【請求項5】

前記機器構成視覚データは、前記複数の機器の構成を示す文字情報を含む
請求項２に記載の監視装置。

【請求項6】

前記複数の機器は回転機械を含み、
前記複数の音源の各々で発生した音のうち、前記回転機械の回転数に応じて周波数が変化する音、又は、前記回転数に応じて周波数が変化しない音を抽出するように構成された抽出部、を備え、
前記音響マップ生成部は、前記抽出部によって抽出された音の音源についての前記音響マップを生成するように構成された
請求項１乃至５の何れか一項に記載の監視装置。

【請求項7】

前記異常診断部は、前記集音部で集音された音に基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成された
請求項１乃至６の何れか一項に記載の監視装置。

【請求項8】

前記異常診断部は、前記診断対象機器で発生する音圧レベルに基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成された
請求項１乃至７の何れか一項に記載の監視装置。

【請求項9】

前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、閾値との比較に基づき、前記診断対象機器の異常を診断するように構成された
請求項１乃至７の何れか一項に記載の監視装置。

【請求項10】

前記回転機械はモータによって駆動されるように構成され、
前記異常診断部は、前記診断対象機器の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関して前記モータのトルクで正規化し、正規化された音圧レベルデータを用いて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成された
請求項８又は９に記載の監視装置。

【請求項11】

前記複数の機器は、モータ及び前記モータによって駆動される圧延機を含む
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の監視装置。

【請求項12】

回転機械の異常を診断するための異常診断装置であって、
回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、又は、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、前記回転機械の異常を診断するように構成され、
前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記回転機械に異常があると判定するように構成された
異常診断装置。

【請求項13】

前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、閾値との比較に基づき、前記回転機械の異常を診断するように構成された
請求項１２に記載の異常診断装置。

【請求項14】

前記回転機械はモータによって駆動されるように構成され、
前記回転機械の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関して前記モータのトルクで正規化し、正規化された音圧レベルデータを用いて、前記回転機械の異常を診断するように構成された
請求項１２又は１３に記載の異常診断装置。

【請求項15】

監視対象エリアに配置された複数の機器の監視方法であって、
前記監視対象エリアにおける音を集音するステップと、
前記集音するステップで集音された音に基づいて、前記監視対象エリアに含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成するステップと、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの診断対象機器の異常を診断するステップと、
前記診断対象機器の診断結果を、前記音響マップ上における前記診断対象機器の位置に関連付けて、前記音響マップに重ねて表示するステップと、
を備え、
前記異常を診断するステップでは、前記診断対象機器で発生する音に基づいて、前記診断対象機器の異常を診断し、
前記診断対象機器は回転機械であり、
前記異常を診断するステップでは、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、及び、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、前記診断対象機器の異常を診断し、
前記異常を診断するステップでは、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記回転機械に異常があると判定する
監視方法。

【請求項16】

回転機械の異常を診断するための異常診断方法であって、
回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、及び、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、前記回転機械の異常を診断するステップを備え、
前記異常を診断するステップでは、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記回転機械に異常があると判定する
異常診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、監視装置及び監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

機器から生じる音をマイクロホン等で取得し、取得した音響データに基づいて音源の位置や強度を特定することが知られている。

【0003】

特許文献１には、測定対象物から発生する音の音響データをマイクロホンアレイにより取得し、該音響データから音源の位置と強度との関係を示す音響マップを生成することが記載されている。また、特許文献１には、上述の音響マップと、測定対象物の参照画像（カメラ画像等）とを関連付けて表示する画像化装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４４２４７５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

機器から生じる音について上述の音響マップにより特定される音源の位置と強度に基づいて、機器の異常診断や監視をすることが可能であると考えられる。一方、複数の機器を対象とした場合、マイクロホン等によって取得される音圧レベルデータは、複数の機器からの音が混在したものであるから、この音圧レベルデータを用いて生成される音響マップは煩雑なものとなる。したがって、音響マップを用いて複数の機器の監視を効率的に行うことは難しい。

【0006】

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、複数の機器の監視を効率的に行うことが可能な監視装置及び監視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】

【0007】

本発明の少なくとも一実施形態に係る監視装置は、
監視対象エリアに配置された複数の機器を監視するための監視装置であって、
前記監視対象エリアにおける音を集音するための集音部と、
前記集音部で集音された音に基づいて、前記監視対象エリアに含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧レベルとの関係を示す音響マップを生成するための音響マップ生成部と、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの診断対象機器の異常を診断するように構成された異常診断部と、
前記音響マップ生成部で生成された前記音響マップ、および、前記異常診断部による前記診断対象機器の診断結果を受け取り、前記音響マップ上における前記診断対象機器の位置に関連付けて前記音響マップに前記診断結果を重ねた監視画像データを生成するためのデータ生成部と、
を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の少なくとも一実施形態によれば、複数の機器の監視を効率的に行うことが可能な監視装置及び監視方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】幾つかの実施形態に係る監視装置による監視対象となる複数の機器を含む設備の一例を示す模式図である。

【図2】幾つかの実施形態で監視対象となる圧延機を示す概略図である。

【図3】一実施形態に係る監視装置の概略構成図である。

【図4】一実施形態に係る監視装置の概略構成図である。

【図5】一実施形態に係る監視装置の概略構成図である。

【図6】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図7】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図8】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図9】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図10】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図11】一実施形態に係る監視画像データの一例を示す図である。

【図12】一実施形態に係る異常診断の手順を示すフローチャートである。

【図13】一実施形態に係る異常診断の手順を示すフローチャートである。

【図14】音圧レベルデータ取得時におけるモータ回転数、音圧レベル及びモータトルクの時間変化の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【0011】

（監視対象の機器）
図１は、幾つかの実施形態に係る監視装置による監視対象となる複数の機器を含む設備の一例を示す模式図である。図２は、幾つかの実施形態で監視対象となる圧延機を示す概略図である。

【0012】

図１に示すように、設備１は、監視対象エリア２に配置された複数の機器４を含む。監視対象エリア２に配置される複数の機器４のうち、１以上の機器４は、後述する監視装置による監視対象（診断対象機器６）である。なお、設備１は、監視対象エリア２外に配置される他の機器（不図示）を含んでいてもよい。

【0013】

複数の機器４は、回転機械を含んでいてもよい。回転機械はモータであってもよい。

【0014】

図１及び図２に示すように、複数の機器４は、圧延機１０を含んでいてもよい。圧延機１０は、金属帯板９を圧延するための装置であって、モータ１２と、モータ１２によって駆動されるギア１４、スピンドル１６、及び、圧延ロール１８と、を含む。

【0015】

圧延ロール１８は、金属帯板９を圧延するように構成されており、金属帯板９を上下から挟み込んで金属帯板９に荷重を加えるための一対のワークロール２２Ａ，２２Ｂと、一対のワークロール２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ挟んで金属帯板９とは、それぞれ反対側に設けられる一対の中間ロール２４Ａ，２４Ｂ及び一対のバックアップロール２６Ａ，２６Ｂと、を含む。中間ロール２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ、ワークロール２２Ａ，２２Ｂと、バックアップロール２６Ａ，２６Ｂとの間に設けられる。

【0016】

ギア１４はモータ１２に接続されており、スピンドル１６は、ギア１４を介してモータ１２に接続されている。また、圧延ロール１８は、ギア１４及びスピンドル１６を介して、モータ１２に接続されている。すなわち、モータ１２の動力は、ギア１４及びスピンドル１６を介して、圧延ロール１８に伝達されるようになっている。

【0017】

（監視装置）
以下、幾つかの実施形態に係る監視装置について説明する。図３～図５は、それぞれ、一実施形態に係る監視装置の概略構成図である。図３～図５に示すように、監視装置３０は、第１集音部３２（本発明の「集音部」）と、音響マップ生成部３６と、異常診断部３８と、データ生成部４４と、を備えている。また、図３～図５に示す監視装置３０は、各種情報を記憶するための記憶部４０、及び、データ生成部４４によって生成される監視画像データ（後述）を表示するための表示部４６（ディスプレイ等）を備えている。

【0018】

音響マップ生成部３６、異常診断部３８及び、データ生成部４４は、プロセッサ、メモリ（ＲＡＭ）、補助記憶部及びインターフェース等を含む計算機によって構成されていてもよい。音響マップ生成部３６、異常診断部３８及び、データ生成部４４による処理内容は、プロセッサにより実行されるプログラムとして実装され、補助記憶部に記憶されていてもよい。プログラム実行時には、これらのプログラムはメモリに展開される。プロセッサは、メモリからプログラムを読み出し、プログラムに含まれる命令を実行するようになっている。

【0019】

記憶部４０は、各種データを記憶及び／又は蓄積可能な装置であり、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリデバイス、又は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又はＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のストレージデバイスであってもよい。

【0020】

第１集音部３２は、監視対象エリア２における音、すなわち、監視対象エリア２に配置された複数の機器４が生じる音を集音するように構成される。図１に示すように、第１集音部３２は、監視対象エリア２に対応して設けられる。すなわち、複数の機器４にそれぞれ対応するように複数の第１集音部３２が設けられるわけではない。

【0021】

第１集音部３２は、音響マップ生成部３６による音響マップ（後述）の生成を可能とする構成を有している。第１集音部３２は、例えば、複数のマイクロホンを配列したマイクロホンアレイであってもよい。マイクロホンアレイは、複数のマイクロホンが直線状に間隔を空けて設置された１本以上のビームを含んでいてもよく、あるいは、格子状に配列された複数のマイクロホンを含んでいてもよい。

【0022】

音響マップ生成部３６は、第１集音部３２で集音された音に基づいて、監視対象エリア２に含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成する。監視対象エリア２内における複数の音源は、複数の機器４であるから、この音響マップを参照することで、複数の機器４のうち何れかの機器４で発生している音圧を知ることができる。ただし、音響マップは各機器４の位置を考慮したものではないため（すなわち、各音源の位置と各機器４の位置とが紐づけられていないため）、音響マップを用いて、ある音圧に対応する機器４を、複数の機器４の中から特定することは通常できない。
なお音圧は、基準音圧（例えば大気中で２０μＰａ）との比の常用対数を用いた音圧レベルとして表現することもでき、音響マップを複数の音源の位置と各音源の音圧レベルとの関係を示すものとして作成してもよい。以下の実施形態では、音圧レベルを用いて説明する。

【0023】

異常診断部３８は、複数の機器４のうち少なくとも１つの診断対象機器６の異常を診断するように構成される。複数の診断対象機器６を診断対象とする場合、異常診断部３８は、診断対象機器６毎に設けられていてもよい。

【0024】

データ生成部４４は、音響マップ生成部３６で生成された音響マップ、および、異常診断部３８による診断対象機器６の診断結果を受け取り、音響マップ上における診断対象機器６の位置に関連付けて音響マップに診断結果を重ねた監視画像データを生成する。例えば、データ生成部４４は、音響マップに含まれる各音源の位置と、診断対象機器６の位置とを紐づける紐づけ情報に基づいて、音響マップ上における診断対象機器６の位置に関連付けて、音響マップに診断対象機器６の診断結果を重ねるように構成されていてもよい。上述の紐づけ情報は、予め記憶部４０に記憶されていてもよく、データ生成部４４は、記憶部４０から該紐づけ情報を取得するように構成されていてもよい。

【0025】

データ生成部４４で生成された監視画像データは表示部４６（ディスプレイ等）に送出され、表示部４６により表示されるようになっている。表示部４６に表示される監視画像データにより、監視対象エリア２に配置された複数の機器４の音の状態、及び、診断対象機器６の診断結果を知ることができる。

【0026】

なお、上述の音響マップ及び監視画像データは、既定時間毎に生成されるようになっていてもよい。また、データ生成部４４は、既定時間ごとに、音響マップ生成部３６から音響マップを受け取るように構成されていてもよく、あるいは、既定時間ごとに、異常診断部３８から診断対象機器６の診断結果を受け取るように構成されていてもよい。また、表示部４６に表示される監視画像データは、既定時間ごとに更新されるようになっていてもよい。このようにして、監視対象エリア２に配置される複数の機器４についてリアルタイムでの監視が可能となる。

【0027】

上述の実施形態によれば、監視対象エリア２において集音された音に基づいて複数の音源の位置と各音源の音圧レベルとの関係を示す音響マップを生成し、音響マップ上における診断対象機器６の位置に関連付けて、該音響マップ、及び、診断対象機器６の異常診断結果を重ねた監視画像データを生成する。したがって、このように生成された監視画像データを表示することで複数の機器４からの音の状況及び診断対象機器６の診断結果を視認することができ、これにより、監視対象エリア２内の複数の機器４（診断対象機器６）の監視を効率的に行うことができる。

【0028】

次に、音響マップ生成部３６及びデータ生成部４４による音響マップ及び監視画像データの生成について、より具体的に説明する。ここで、図６～図１１は、それぞれ、一実施形態に係る監視装置の表示部に表示される監視画像データの一例を示す図である。

【0029】

幾つかの実施形態では、データ生成部４４は、監視対象エリア２における複数の機器４の構成を視覚的に示す機器構成視覚データ５２，５４，５６（図６～図１１参照）を取得し、該機器構成視覚データに、複数の機器４の各々の位置に対応する音響マップの情報６０（図６～図１１参照）を重ねた機器構成音響マップに、異常診断部３８による診断結果を重ね監視画像データ５０を生成するように構成される。

【0030】

データ生成部４４は、記憶部４０に記憶された機器構成視覚データを読み出すことにより機器構成視覚データを取得してもよく、あるいは、機器構成視覚データを取得するための視覚データ取得部４２（図３～図５参照）により取得された機器構成視覚データを、視覚データ取得部４２から受け取るようにしてもよい。

【0031】

データ生成部４４は、音響マップに含まれる各音源の位置と、機器構成視覚データ上における複数の機器４の位置とを紐づける紐づけ情報に基づいて、機器構成視覚データに、複数の機器４の各々の位置に対応する音響マップの情報６０を重ねるように構成されていてもよい。上述の紐づけ情報は、予め記憶部４０に記憶されていてもよく、データ生成部４４は、記憶部４０から該紐づけ情報を取得するように構成されていてもよい。

【0032】

上述のように、機器構成視覚データ５２，５４，５６に、複数の機器４の各々の位置に対応する音響マップの情報を重ねた機器構成音響マップに、診断対象機器６の診断結果を重ねた監視画像データ５０を用いることにより、監視対象エリア２内の複数の機器４の音の状況及び診断結果をより容易に視認することができる。これにより複数の機器４を含む設備の監視をより効率的に行うことができる。

【0033】

図６～図１０に示す監視画像データ５０には、監視対象エリア２に配置された複数の機器４として、圧延ロール７２、ギア７４、モータ７６、第１ポンプ７８、ファン８０及び第２ポンプ８２が表示されている。図１１に示す監視画像データ５０には、監視対象エリア２に配置された複数の機器４として、モータ９０，１０１，１０４，１０６、スピンドル１０５、ギア９２、圧延ロール９４、テンションリール１０２，１０７、コイルカー１０３，１０８、ペイオフリール１０９、ポンプ８４，８６，１１０、及び、ファン８８が表示されている。

【0034】

なお、圧延ロール７２，９４、ギア７４，９２及びモータ７６，９０，１０１，１０４，１０６は、それぞれ、圧延機１０（図２参照）を構成するものであってもよい。すなわち、圧延ロール７２，９４は、図２に示す圧延ロール１８に対応するものであってもよく、ギア７４，９２は、図２に示すギア１４に対応するものであってもよく、あるいは、モータ７６，７６，９０，１０１，１０４，１０６は、図２のモータ１２に対応するものであってもよい。

【0035】

また、図６～図１０に示す監視画像データ５０には、複数の機器４の各々の位置に対応する音響マップの情報６０が表示されている。音響マップの情報６０は、各機器４から発生する音の音圧レベルを示すものであり、例えば、色合い、色の濃淡、数値等の文字情報であってもよい。図６～図１０に示す例示的な実施形態では、音響マップの情報６０は、図形（図中において複数の楕円を重ねたもの）として示されており、図形の色の濃淡によって音の大きさが表現されており、また、図形の大きさによって音が発生する範囲が表現されている。図１１に示す例示的な実施形態では、音響マップの情報６０は、各機器４を示す図像に重ねられた色（色の種類や濃淡）によって表現されている。

【0036】

また、図７～図１１に示す監視画像データ５０には、異常診断部３８による診断結果として、診断対象機器６の異常を示す情報６２が表示されている。異常を示す情報６２は、機器の異常を示すことが認識可能な形状や色を含むマークであってもよい。なお、図７及び図８の監視画像データ５０では圧延ロール７２に、図７、図９及び図１０の監視画像データ５０ではファン８０に、図１１の監視画像データ５０ではファン８８に、それぞれ、上述の異常を示す情報６２が付されており、これらの診断対象機器６（機器４）に異常があることが示されている。

【0037】

幾つかの実施形態では、機器構成視覚データは、複数の機器４の外形、及び、監視対象エリア２における複数の機器４の配置を示す図像データを含む。例えば、図６～図９に示す監視画像データ５０における機器構成視覚データ５２は、監視対象エリア２における複数の機器４の平面図、即ち複数の機器４の平面視した形状、及び監視対象エリア２における配置を示す配置図（図像データ）である。幾つかの実施形態では、機器構成視覚データは、機器４の外形等、機器４の形状を単純化した図形を含んでいてもよい。このように、機器４の形状を単純化した図形を含む機器構成視覚データを用いることにより、オペレータによる誤認を防ぎやすくなる。

【0038】

上述の図像データを含む機器構成視覚データ５２は、予め、記憶部４０に記憶されていてもよい。データ生成部４４は、記憶部４０に記憶された機器構成視覚データ５２を読み出すことにより該機器構成視覚データ５２を取得してもよい。

【0039】

幾つかの実施形態では、機器構成視覚データは、監視対象エリア２をカメラ（視覚データ取得部４２）で撮影して得られる画像データ（動画データ又は静止画データ等）を含む。例えば、図１０に示す監視画像データ５０における機器構成視覚データ５４は、複数の機器４が配置された監視対象エリア２をカメラ（視覚データ取得部４２）で撮像して得られる動画データ（画像データ）である。

【0040】

このように、図像データを含む機器構成視覚データ５４に基づく監視画像データ５０を用いることにより、監視対象エリア２内の複数の機器４の音の状況及び診断結果を容易に視認することができ、これにより複数の機器４を含む設備の監視を効率的に行うことができる。

【0041】

機器構成視覚データとして動画データを用いる場合、視覚データ取得部４２によって既定時間ごとに画像データが取得されるので、このような動画データを用いて、リアルタイムでの監視を行うことができる。また、さらに、連続的にマイクロホンで集音している時、上述のように連続的に撮影している画像（動画データ）を用いた場合、異常を判断した集音時の実画像にその音源の位置を関連付けて表示するため、例えば、本来、そこにないはずの物があって発している音や作業者が打診のために発している音のように、音だけの判断であれば、異常と誤判断するおそれがあるものも、撮像画像を視覚で判断すれば、異常でないことを容易に視認できる。

【0042】

機器構成視覚データとして静止画データを用いる場合、静止画データ（画像データ）を含む機器構成視覚データは、予め記憶部４０に記憶されていてもよい。データ生成部４４は、記憶部４０に記憶された機器構成視覚データを読み出すことにより該機器構成視覚データ５２を取得してもよい。この場合、上述のようにカメラ（視覚データ取得部４２）を用いて画像データを取得する場合に比べて、より簡便な監視装置３０とすることができる。

【0043】

幾つかの実施形態では、機器構成視覚データは、複数の機器４の構成を示す文字情報を含む。例えば、図１１に示す監視画像データ５０における機器構成視覚データ５６は、監視対象エリア２における複数の機器４の名称（又は略称）を示す文字情報を含み、機器４の名称（又は略称）を用いて、各機器４の配置を模式的に示したものである。上述の文字情報は、機器４の種別や配置を示す番号を含んでいてもよい。

【0044】

このように、文字情報を含む機器構成視覚データ５６に基づく監視画像データ５０を用いることにより、監視対象エリア２内の複数の機器４の音の状況及び診断結果を容易に視認することができ、これにより複数の機器４を含む設備の監視を効率的に行うことができる。オペレータが各機器４の位置を熟知しているような場合には、機器名称等の文字情報で機器構成を示した方が、機器４の診断結果等を速やかに判断できる場合がある。また、文字情報により監視対象エリア２内の機器４を表現するようにしたので、表示部４６における表示スペースを削減でき、他の情報を表示するためのスペースを増やすことができる。

【0045】

上述の文字情報を含む機器構成視覚データ５６は、予め、記憶部４０に記憶されていてもよい。データ生成部４４は、記憶部４０に記憶された機器構成視覚データ５６を読み出すことにより該機器構成視覚データ５２を取得してもよい。

【0046】

幾つかの実施形態では、複数の機器４は回転機械（例えばモータ）を含むとともに、監視装置３０は抽出部３４を備える（図３～図５参照）。抽出部３４は、複数の音源の各々で発生した音（すなわち第１集音部３２で集音した音）のうち、上述の回転機械の回転数に応じて周波数が変化する音、又は、前記回転数に応じて周波数が変化しない音を抽出するように構成される。そして、音響マップ生成部３６は、抽出部３４によって抽出された音の音源についての音響マップを生成するように構成される。

【0047】

例えば、図８に示す監視画像データ５０に含まれる複数の機器４のうち、モータ７６、は回転機械である。また、圧延機を構成するギア７４及び圧延ロール７２は、モータ（回転機械）によって駆動されるように構成されている。圧延機では、運転中にモータを加速又は減速することがある。特に、リバースミルにおいては、通常、圧延材が一対のテンションリールの間を往復する度に、モータ、ギア及び圧延ロールの加速運転、定速運転、及び減速運転、を繰り返す。よって、モータの回転数に応じて、ギア及び圧延ロールからの音の周波数は変化する。

【0048】

一実施形態では、抽出部３４は、複数の音源の各々で発生した音（すなわち第１集音部３２で集音した音）のうち、モータ（回転機械）の回転に応じて周波数が変化する音を抽出する。これにより、モータの回転数に応じて音の周波数が変化する音源からの音のみが抽出される。このようにして抽出された音の音源についての音響マップを生成することで、例えば、図８に示すように、監視画像データ５０に表示される音響マップの情報６０として、モータの回転数に応じて音の周波数が変化する音源に対応する機器４（図８においては、モータ７６、ギア７４及び圧延ロール７２）についての音響マップの情報６０のみが含まれることになる。

【0049】

一方、図１１に示す監視画像データ５０に含まれる複数の機器４のうち、第１ポンプ７８、ファン８０及び第２ポンプ８２は、他の駆動源（監視対象エリア２外に配置されるモータであってもよい）によって駆動されるようになっているが、通常、運転速度は一定である。したがって、第１ポンプ７８、ファン８０及び第２ポンプ８２からの音の周波数は、監視対象エリア２に配置される機器４としてのモータ（回転数）の回転数に応じて変化しない。

【0050】

一実施形態では、抽出部３４は、複数の音源の各々で発生した音（すなわち第１集音部３２で集音した音）のうち、モータ（回転機械）の回転に応じて周波数が変化しない音を抽出する。これにより、モータの回転数に応じて音の周波数が変化しない音源からの音のみが抽出される。このようにして抽出された音の音源についての音響マップを生成することで、例えば、図９に示すように、監視画像データ５０に表示される音響マップの情報６０として、モータの回転数に応じて音の周波数が変化しない音源に対応する機器４（図９においては、第１ポンプ７８、ファン８０及び第２ポンプ８２）についての音響マップの情報６０のみが含まれることになる。

【0051】

上述の実施形態によれば、監視対象エリア２において複数の音源（機器４）で発生した音のうち、回転機械（モータ等）の回転数に応じて周波数が変化する音、又は、回転数に応じて周波数が変化しない音の何れかを抽出し、このように抽出された音源（機器４）について音響マップを生成する。この音響マップを用いることで、例えば図８や図９に示すように、回転機械（モータ等）の回転数に応じて発生する音の周波数が変化する機器４又は変化しない機器４の何れかに関する情報のみを含む監視画像データ５０が生成される。よって、監視画像データ５０により表示される監視対象の機器４が限定されるので、オペレータが、監視対象の機器４からの音の状況及び診断結果を速やかに把握することができる。

【0052】

抽出部３４は、例えば、回転機械（モータ等）の回転数が異なる複数の回転数条件（例えば、回転数増加時における異なる２時点での回転数条件）の各々において第１集音部３２で音を集音し、複数の回転数条件ごとに取得した音データをそれぞれ周波数解析する。そして、周波数解析結果について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を抽出することで、回転機械（モータ等）の回転数に応じて周波数が変化しない音データを抽出することができる。あるいは、周波数解析結果について、回転数条件に依らず周波数が共通の成分を除去することで、回転機械（モータ等）の回転数に応じて周波数が変化する音データを抽出することができる。

【0053】

次に、異常診断部３８、及び、異常診断部３８による異常診断の手順について、より具体的に説明する。

【0054】

異常診断部３８は、診断対象機器６が発生する音に基づいて、診断対象機器６の異常を診断するように構成されていてもよい。

【0055】

図４に示す例示的な実施形態では、音響マップの生成に用いる音を集音するための第１集音部３２とは別の第２集音部４８により診断対象機器６からの音を示す音データを取得し、異常診断部３８では、該音データに基づいて診断対象機器６の診断をするようになっている。第２集音部４８は、マイクロホンを含んでいてもよい。診断対象機器６が複数存在する場合、診断対象機器６毎に個別の第２集音部４８が設けられてもよい。また、第１集音部３２を複数用いて音を集音してもよい。

【0056】

図５に示す例示的な実施形態では、異常診断部３８は、音響マップの生成に用いる音を集音するための第１集音部３２で集音された音を用いて、診断対象機器６の異常を診断するように構成される。

【0057】

第１集音部３２で集音された音を用いた診断対象機器６の異常診断手順は、図５を参照して、例えば次のように説明できる。
第１集音部３２で集音された音に基づいて、音響マップ生成部３６は、監視対象エリア２内における各音源と該音源における音圧レベルとの関係を示す音響マップを生成する。異常診断部３８は、音響マップ生成部３６で生成した音響マップを取得し、音響マップに含まれる各音源の位置と、診断対象機器６の位置とを紐づける紐づけ情報に基づいて、音響マップから、診断対象機器６に対応する音圧レベルデータを抽出する。異常診断部３８は、このようにして抽出した音圧レベルデータに基づいて、診断対象機器６の診断をするようにしてもよい。なお、上述の紐づけ情報は、予め記憶部４０に記憶されていてもよく、データ生成部４４は、記憶部４０から該紐づけ情報を取得するように構成されていてもよい。

【0058】

上述の実施形態では、音響マップの生成に用いられ第１集音部３２で集音された音に基づいて診断対象機器６の異常を診断するようにしたので、診断対象機器６（機器４）の異常診断のために、第１集音部３２とは別の集音手段（マイクロホン等）を設ける必要がない。よって、簡素な構成で監視画像データを生成することができ、監視対象エリア２内の複数の機器４の監視を効率的に行うことができる。

【0059】

幾つかの実施形態では、異常診断部３８は、診断対象機器６が発生する音圧レベルに基づいて、診断対象機器６の異常を診断するように構成される。この場合、診断対象機器６が発生する音圧レベルに基づいて、診断対象機器６の異常を適切に診断することができる。

【0060】

幾つかの実施形態では、診断対象機器６は回転機械（例えばモータ又はモータに駆動される回転機械）であり、異常診断部３８は、回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、又は、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、診断対象機器６（回転機械）の異常を診断するように構成される。

【0061】

回転機械の回転数が増加又は減少する過程の特定の回転数において、当該回転機械の固有振動数に関連して音圧レベルが急激に大きくなることがある。この点、上述の実施形態によれば、回転機械の回転数が増加又は減少する過程で音が急激に大きくなる特定回転数での音圧レベルに基づいて機器の異常の有無を判定するようにしたので、診断対象機器６の診断を精度良く行うことができる。また、運転中に回転数が増加又は減少する機器について、特定回転数における音の大きさに基づいて容易に異常診断をすることができる。

【0062】

幾つかの実施形態では、異常診断部３８は、診断対象機器６である回転機械（例えばモータ又はモータに駆動される回転機械）の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、診断対象機器６に異常があると判定するように構成される。

【0063】

回転機器に異常が生じている場合には、摩擦熱により負荷トルクが増大して、回転数の増加時のみならず、回転数減少時においても特定回転数で音が大きくなる傾向がある。この点、上述の実施形態によれば、回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、回転数減少時における同じ特定回転数での音圧レベルとの差に変化が生じて、回転数の増加時と減少時の固有振動数において発生する音圧レベルの差が閾値以下である場合に、診断対象機器６に異常があると判定するようにしたので、診断対象機器６の診断を精度良く行うことができる。また、運転中に回転数の増加及び減少が繰り返される回転機械について、効果的に異常診断を行うことができる。

【0064】

幾つかの実施形態では、異常診断部３８は、診断対象機器６である回転機械（例えばモータ又はモータに駆動される回転機械）の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、閾値との比較に基づき、診断対象機器６の異常を診断するように構成される。

【0065】

上述の実施形態によれば、回転機械の回転数が増加又は減少する過程で音が急激に大きくなる特定回転数での音圧レベルと、比較値との比較に基づいて機器の異常の有無を判定するようにしたので、診断対象機器６の診断を簡便にかつ精度良く行うことができる。

【0066】

幾つかの実施形態では、診断対象機器６である回転機械はモータによって駆動されるように構成され、異常診断部３８は、診断対象機器６の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関してモータのトルクで正規化し、正規化された音圧レベルデータを用いて、診断対象機器６の異常を診断するように構成される。

【0067】

上述の実施形態によれば、診断対象機器６の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関してモータのトルクで正規化することで、モータのトルクの増減による音圧レベルへの影響が低減された音データに変換することができる。よって、このように正規化された音圧レベルデータに基づいて診断対象機器６を診断することで、診断の精度を向上させることができる。

【0068】

以下、図１２～図１４を参照して、一実施形態に係る異常診断部３８による異常診断の手順の例について説明する。ここでは、図２に示す圧延機１０において、モータ１２に接続され、モータ１２によって駆動されるギア１４を診断対象機器６する場合について説明する。

【0069】

図１２及び図１３は、それぞれ、一実施形態に係る異常診断部３８による異常診断の手順を示すフローチャートである。図１４は、図１２又は図１３に示すフローチャートによる異常診断で用いる音圧レベルデータ取得時における、モータ回転数、診断対象機器６で生じた音の音圧レベル、及び、モータトルクの時間変化の一例を示すグラフである。

【0070】

図１２に示す実施形態では、まず、診断対象機器６であるギア１４が発生する音を示す音データを取得する（ステップＳ２）。ここでは、音データとして、ギア１４が発生する音の音圧レベル（図１４参照）を取得する。ステップＳ２では、少なくとも、ギア１４を駆動するモータ１２の回転数が増加する期間（図１４における時刻ｔ０からｔ４までの間）、及び、モータ１２の回転数が増加する期間を含む期間（図１４における時刻ｔ５からｔ９までの間）における音圧レベルデータを取得する。

【0071】

なお、図１４に示す例では、時刻ｔ０からｔ４までの間にモータ１２の回転数はゼロからｒ_Ｓまで増加し、時刻ｔ５からｔ９までの間にモータ１２の回転数はｒ_Ｓからゼロまで減少する。時刻ｔ４からｔ５までの間は、モータ１２の回転数ｒ_Ｓで一定である。
ギア１４の回転数は、モータ１２の回転数に依存して変化する。すなわち、モータ１２の回転数が増加するときにはギア１４の回転数も同様に増加し、モータ１２の回転数が減少するときにはギア１４の回転数も同様に減少する。モータ１２の回転数が一定の時には、ギア１４の回転数も一定である。

【0072】

また、図１４に示す例では、モータ１２の回転数増加時（時刻ｔ０からｔ４まで）のモータトルクＴ１、モータ１２の回転数一定時（時刻ｔ４からｔ５まで）のモータトルクＴ２、モータ１２の回転数減少時（時刻ｔ５からｔ９まで）のモータトルクＴ３は、それぞれ一定であり、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係となっている。

【0073】

次に、モータ１２の回転数増加中（すなわち、ギア１４（診断対象機器６としての回転機械）の回転数増加中；図１４における時刻ｔ０からｔ４までの間）に、特徴音が生じる特定回転数（Ｒ１）及び該特徴音の音圧レベル（Ａ１）を取得する（ステップＳ４）。

【0074】

ここで、特徴音とは、回転数の変化に対して、音圧が急激に大きくなる音（強さがピークの音）のことである。図１４に示す例では、特徴音は、回転数がｒ１（時刻ｔ１）、ｒ２（時刻ｔ２）及びｒ３（時刻ｔ３）のときに出現している。回転数ｒ１～ｒ３は特定回転数（Ｒ１）である。以下、特定回転数（Ｒ１）がｒ１である場合について説明を続けるが、他の特定回転数Ｒ１（ｒ２～ｒ３）についても同様の説明が適用できる。なお、回転数ｒ１～ｒ３のそれぞれに対応する、回転数増加時の音圧レベルはＡ１＿１～Ａ１＿３であり、回転数減少時の音圧レベルはＡ２＿１～Ａ２＿３である（図１４参照）。

【0075】

上述のステップＳ４では、具体的には、特徴音が生じる回転数ｒ１（特定回転数Ｒ１）及び、回転数ｒ１での音圧レベルＡ１＿１（特徴音の音圧レベルＡ１）（図１４参照）を取得する。

【0076】

次に、モータ１２の回転数減少中（すなわち、ギア１４の回転数減少中；図１４における時刻ｔ５からｔ９までの間）に、上述の特定回転数ｒ１での音圧レベルＡ２＿１（特徴音圧レベルＡ２）を取得する（ステップＳ６）。

【0077】

そして、ステップＳ２にてモータ回転数増加時に取得した特徴音の音圧レベルＡ１＿１と、ステップＳ４にてモータ回転数減少時に取得した特徴音の音圧レベルＡ２＿１との差（Ａ１＿１－Ａ２＿１）を閾値と比較する（ステップＳ８）。

【0078】

ステップＳ８の結果、上記差（Ａ１＿１－Ａ２＿１）が閾値よりも大きい場合には（ステップＳ８のＮｏ）、ギア１４（診断対象機器６）に異常はないと判断し（ステップＳ１４）、ギア１４の異常診断を終了する。一方、ステップＳ８の結果、上記差（Ａ１＿１－Ａ２＿１）が閾値以下である場合には（ステップＳ８のＹｅｓ）、ギア１４（診断対象機器６）に異常があると判断し（ステップＳ１０）、この診断結果をデータ生成部４４に出力する（ステップＳ１２）。このようにしてデータ生成部４４に渡された診断結果に基づいて、上述した監視画像データが生成される。

【0079】

なお、モータ１２の回転数増加過程の特定回転数（ｒ１等）の音の大きさ（Ａ１＿１等）と回転数減少過程での特定回転数（ｒ１等）の音の大きさ（Ａ２＿１）の差が小さくなった場合（ステップＳ８のＹｅｓ）、負荷（モータトルク）が小さい回転数減少過程でも音が比較的大きいので、ギア１４（回転機械）は正常な状態ではないと判断できる。

【0080】

図１２に示す実施形態では、ギア１４（回転機械）の回転数増加時における特定回転数（例えば回転数ｒ１）での音圧レベル（Ａ１＿１）と、回転数減少時における同じ特定回転数（回転数ｒ１）での音圧レベル（Ａ２＿１）との差（Ａ１＿１－Ａ２＿１）が閾値以下である場合に、診断対象機器６に異常があると判定するようにしたので、診断対象機器６の診断を精度良く行うことができる。また、運転中に回転数の増加及び減少が繰り返される回転機械（例えば、一対のテンションリールの間で金属板を往復させながら圧延を行うリバースミルのギア１４等の回転機械）について、効果的に異常診断を行うことができる。

【0081】

図１３に示す実施形態では、まず、図１２におけるステップＳ２と同様に、診断対象機器６であるギア１４が発生する音を示す音圧レベルデータを取得する（ステップＳ２２）。

【0082】

次に、モータ１２の回転数増加中（すなわち、ギア１４（診断対象機器６としての回転機械）の回転数増加中；図１４における時刻ｔ０からｔ４までの間）に、特徴音が生じる特定回転数（Ｒ１；ここでは一例としてｒ１とする）及び該特徴音の音圧レベル（Ａ１；ここでは一例としてＡ１＿１とする）を取得する（ステップＳ２４）。

【0083】

次に、モータ１２の回転数増加時（即ち、ギア１４の回転数増加時）における特定回転数ｒ１に対応するモータのトルクＴ１を取得する（ステップＳ２６）。

【0084】

次に、モータ１２の回転数増加時（即ち、ギア１４の回転数増加時）における特定回転数ｒ１での音圧レベルＡ１＿１を、モータのトルクＴ１で正規化する（ステップＳ２８）。すなわち、特定回転数ｒ１での音圧レベルＡ１＿１をモータのトルクＴ１で除算して得られる正規化音圧レベルＡ１＿１／Ｔ１を取得する。

【0085】

そして、ステップＳ２８で得られた正規化音圧レベルＡ１＿１／Ｔ１を閾値と比較する（ステップＳ３０）。その結果、正規化音圧レベルＡ１＿１／Ｔ１が閾値以下である場合（ステップＳ３０のＹｅｓ）、ギア１４（診断対象機器６）に異常はないと判断し（ステップＳ３６）、ギア１４の異常診断を終了する。一方、ステップＳ３０の結果、正規化音圧レベルＡ１＿１／Ｔ１が閾値よりも大きい場合（ステップＳ３０のＮｏ）、ギア１４（診断対象機器６）に異常があると判断し（ステップＳ３２）、この診断結果をデータ生成部４４に出力する（ステップＳ３４）。このようにしてデータ生成部４４に渡された診断結果に基づいて、上述した監視画像データが生成される。

【0086】

上述の実施形態によれば、ギア１４（診断対象機器６）の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関してモータ１２のトルク（Ｔ１）で正規化するようにしたので、モータ１２のトルクの増減による音圧レベルへの影響が低減された音圧レベルデータに変換することができる。よって、このように正規化された音圧レベルデータに基づいてギア１４（診断対象機器６）を診断することで、診断の精度を向上させることができる。

【0087】

また、上述の実施形態によれば、ギア１４（回転機械）の回転数が増加又は減少する過程で音が急激に大きくなる特定回転数（ｒ１等）での音圧レベル（Ａ１＿１等）と、閾値（比較値）との比較に基づいてギア１４（機器４）の異常の有無を判定するようにしたので、ギア１４（診断対象機器６）の診断を簡便にかつ精度良く行うことができる。

【0088】

以下、幾つかの実施形態に係る監視装置及び監視方法について概要を記載する。

【0089】

（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る監視装置は、
監視対象エリアに配置された複数の機器を監視するための監視装置であって、
前記監視対象エリアにおける音を集音するための集音部と、
前記集音部で集音された音に基づいて、前記監視対象エリアに含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成するための音響マップ生成部と、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの診断対象機器の異常を診断するように構成された異常診断部と、
前記音響マップ生成部で生成された前記音響マップ、および、前記異常診断部による前記診断対象機器の診断結果を受け取り、前記音響マップ上における前記診断対象機器の位置に関連付けて前記音響マップに前記診断結果を重ねた監視画像データを生成するためのデータ生成部と、
を備える。

【0090】

上記（１）の構成によれば、監視対象エリアにおいて集音された音に基づいて複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成し、音響マップ上における診断対象機器の位置に関連付けて、該音響マップ、及び、診断対象機器の異常診断結果を重ねた監視画像データを生成する。したがって、このように生成された監視画像データを表示することで複数の機器からの音の状況及び診断結果を視認することができ、これにより、監視対象エリア内の複数の機器の監視を効率的に行うことができる。

【0091】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記データ生成部は、
前記複数の機器の構成を視覚的に示す機器構成視覚データを取得し、
前記機器構成視覚データに、前記複数の機器の各々の位置に対応する前記音響マップの情報を重ねた機器構成音響マップに、前記診断結果を重ねた前記監視画像データを生成する
ように構成される。

【0092】

上記（２）の構成によれば、機器構成視覚データに、複数の機器の各々の位置に対応する音響マップの情報を重ねた機器構成音響マップに、診断対象機器の診断結果を重ねた監視画像データを生成する。よって、この監視画像データを用いることにより、監視対象エリア内の複数の機器の音の状況及び診断結果をより容易に視認することができ、これにより複数の機器を含む設備の監視をより効率的に行うことができる。

【0093】

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記機器構成視覚データは、前記監視対象エリアをカメラで撮影して得られる動画データ又は静止画データを含む。

【0094】

上記（３）の構成によれば、機器構成視覚データとして、監視対象エリアをカメラで撮影して得られる動画データ又は静止画データを取得するようにしたので、該動画データ又は静止画データに基づく監視画像データが生成される。よって、この監視画像データを用いることにより、監視対象エリア内の複数の機器の音の状況及び診断結果を容易に視認することができ、これにより複数の機器を含む設備の監視を効率的に行うことができる。

【0095】

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記機器構成視覚データは、前記複数の機器の外形、及び、前記監視対象エリアにおける前記複数の機器の配置を示す図像データを含む。

【0096】

上記（４）の構成によれば、機器構成視覚データとして、複数の機器の外形、及び、監視対象エリアにおける複数の機器の配置を示す図像データを取得するようにしたので、該図像データに基づく監視画像データが生成される。よって、この監視画像データを用いることにより、監視対象エリア内の複数の機器の音の状況及び診断結果を容易に視認することができ、これにより複数の機器を含む設備の監視を効率的に行うことができる。

【0097】

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記機器構成視覚データは、前記複数の機器の構成を示す文字情報を含む。

【0098】

上記（５）の構成によれば、機器構成視覚データとして、複数の機器の構成を示す文字情報を取得するようにしたので、該文字情報に基づく監視画像データが生成される。よって、この監視画像データを用いることにより、監視対象エリア内の複数の機器の音の状況及び診断結果を容易に視認することができ、これにより複数の機器を含む設備の監視を効率的に行うことができる。

【0099】

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記複数の機器は回転機械を含み、
前記監視装置は、
前記複数の音源の各々で発生した音のうち、前記回転機械の回転数に応じて周波数が変化する音、又は、前記回転数に応じて周波数が変化しない音を抽出するように構成された抽出部、を備え、
前記音響マップ生成部は、抽出部によって抽出された音の音源についての前記音響マップを生成するように構成される。

【0100】

上記（６）の構成によれば、複数の音源（機器）で発生した音のうち、回転機械の回転数に応じて周波数が変化する音、又は、回転数に応じて周波数が変化しない音の何れかを抽出し、このように抽出された音源（機器）について音響マップを生成する。この音響マップを用いることで、回転機械の回転数に応じて発生する音の周波数が変化する機器又は変化しない機器の何れかに関する情報のみを含む監視画像データが生成される。よって、監視画像データにより表示される監視対象機器が限定されるので、オペレータが、監視対象の機器からの音の状況及び診断結果を速やかに把握することができる。

【0101】

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記異常診断部は、前記診断対象機器が発生する音に基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0102】

上記（７）の構成によれば、診断対象機器が発生する音に基づいて、診断対象機器の異常を適切に診断することができる。

【0103】

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記異常診断部は、前記集音部で集音された音に基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0104】

上記（８）の構成によれば、音響マップの生成に用いられる集音部で集音された音に基づいて診断対象機器の異常を診断するようにしたので、機器の異常診断のために、上述の集音部とは別の集音手段（マイクロホン等）を設ける必要がない。よって、簡素な構成で監視画像データを生成することができ、監視対象エリア内の複数の機器の監視を効率的に行うことができる。

【0105】

（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記異常診断部は、前記診断対象機器が発生する音圧レベルに基づいて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0106】

上記（９）の構成によれば、診断対象機器が発生する音圧レベルに基づいて、診断対象機器の異常を適切に診断することができる。

【0107】

（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記診断対象機器は回転機械であり、
前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベル、又は、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルの少なくとも一方に基づき、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0108】

回転機械の回転数が増加又は減少する過程の特定の回転数において、当該回転機械の固有振動数に関連して音圧レベルが急激に大きくなることがある。この点、上記（１０）の構成によれば、回転機械の回転数が増加又は減少する過程で音が急激に大きくなる特定回転数での音圧レベルに基づいて機器の異常の有無を判定するようにしたので、診断対象機器の診断を精度良く行うことができる。また、運転中に回転数が増加又は減少する機器について、特定回転数における音の大きさに基づいて容易に異常診断をすることができる。

【0109】

（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記診断対象機器は回転機械であり、
前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、前記回転機械の回転数減少時における前記特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記診断対象機器に異常があると判定するように構成される。

【0110】

回転機器に異常が生じている場合には、回転数の増加時のみならず、回転数減少時においても特定回転数で音が大きくなる傾向がある。この点、上記（１１）の構成によれば、回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、回転数減少時における同じ特定回転数での音圧レベルとの差が閾値以下である場合に、前記診断対象機器に異常があると判定するようにしたので、診断対象機器の診断を精度良く行うことができる。また、運転中に回転数の増加及び減少が繰り返される回転機械について、効果的に異常診断を行うことができる。

【0111】

（１２）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）の構成において、
前記診断対象機器は回転機械であり、
前記異常診断部は、前記回転機械の回転数増加時における特定回転数での音圧レベルと、閾値との比較に基づき、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0112】

上記（１２）の構成によれば、回転機械の回転数が増加又は減少する過程で音が急激に大きくなる特定回転数での音圧レベルと、比較値との比較に基づいて機器の異常の有無を判定するようにしたので、診断対象機器の診断を簡便にかつ精度良く行うことができる。

【0113】

（１３）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１２）の構成において、
前記回転機械はモータによって駆動されるように構成され、
前記異常診断部は、前記診断対象機器の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関して前記モータのトルクで正規化し、正規化された音圧レベルデータを用いて、前記診断対象機器の異常を診断するように構成される。

【0114】

上記（１３）の構成によれば、診断対象機器の音を示す音圧レベルデータを、音圧レベルに関してモータのトルクで正規化することで、モータのトルクの増減による音圧レベルへの影響が低減された音圧レベルデータに変換することができる。よって、このように正規化された音圧レベルデータに基づいて診断対象機器を診断することで、診断の精度を向上させることができる。

【0115】

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１３）の何れかの構成において、
前記複数の機器は、モータ及び前記モータによって駆動される圧延機を含む。

【0116】

上記（１４）の構成によれば、モータ、及び、モータによって駆動される機器（例えば、ギア、スピンドル、又は圧延ロール等）を含む圧延機について、上記（１）で述べたように監視を効率的に行うことができる。

【0117】

（１５）本発明の少なくとも一実施形態に係る監視方法は、
監視対象エリアに配置された複数の機器の監視方法であって、
前記監視対象エリアにおける音を集音するステップと、
前記集音するステップで集音された音に基づいて、前記監視対象エリアに含まれる複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成するステップと、
前記複数の機器のうち少なくとも１つの診断対象機器の異常を診断するステップと、
前記診断対象機器の診断結果を、前記音響マップ上における前記診断対象機器の位置に関連付けて、前記音響マップに重ねて表示するステップと、
を備える。

【0118】

上記（１５）の方法によれば、監視対象エリアにおいて集音された音に基づいて複数の音源の位置と各音源の音圧との関係を示す音響マップを生成し、音響マップ上における診断対象機器の位置に関連付けて、該音響マップ、及び、診断対象機器の異常診断結果を重ねた監視画像データを生成する。したがって、このように生成された監視画像データを表示することで複数の機器からの音の状況及び診断結果を視認することができ、これにより、監視対象エリア内の複数の機器の監視を効率的に行うことができる。

【0119】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0120】

本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【符号の説明】

【0121】

１ 設備
２ 監視対象エリア
４ 機器
６ 診断対象機器
９ 金属帯板
１０ 圧延機
１２ モータ
１２Ａ ワークロール
１２Ｂ ワークロール
１４ ギア
１６ スピンドル
１８ 圧延ロール
２２Ａ ワークロール
２２Ｂ ワークロール
２４Ａ 中間ロール
２４Ｂ 中間ロール
２６Ａ バックアップロール
２６Ｂ バックアップロール
３０ 監視装置
３２ 第１集音部
３４ 抽出部
３６ 音響マップ生成部
３８ 異常診断部
４０ 記憶部
４２ 視覚データ取得部
４４ データ生成部
４６ 表示部
４８ 第２集音部
５０ 監視画像データ
５２ 機器構成視覚データ
５４ 機器構成視覚データ
５６ 機器構成視覚データ
６０ 情報
６２ 情報
７２ 圧延ロール
７４ ギア
７６ モータ
７８ 第１ポンプ
８０ ファン
８２ 第２ポンプ
８４ ポンプ
８６ ポンプ
８８ ファン
９０ モータ
９２ ギア
９４ 圧延ロール
１０１ モータ
１０２ テンションリール
１０３ コイルカー
１０４ モータ
１０５ スピンドル
１０６ モータ
１０７ テンションリール
１０８ コイルカー
１０９ ペイオフリール
１１０ ポンプ

【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】