特許 7551463 検知システム、電子装置、および検知方法

(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】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】検知システム、電子装置、および検知方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/66 20060101AFI20240909BHJP

   F04D 27/00 20060101ALI20240909BHJP

   H04R 1/02 20060101ALI20240909BHJP

   G10K 15/00 20060101ALI20240909BHJP

   H04R 29/00 20060101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

F04D29/66 M

F04D27/00 H

H04R1/02 108

G10K15/00 L

H04R29/00 320

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020189445

(22)【出願日】2020-11-13

(65)【公開番号】P2022078629

(43)【公開日】2022-05-25

【審査請求日】2023-02-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】株式会社ＴＭＥＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】須藤 隆

(72)【発明者】

【氏名】柳橋 宏行

(72)【発明者】

【氏名】川出 大佑

(72)【発明者】

【氏名】宮本 陽

(72)【発明者】

【氏名】小松 哲也

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１８７９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１６６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３７５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２１２４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２５７５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

Ｆ０４Ｄ ２７／００

Ｈ０４Ｒ １／０２

Ｇ１０Ｋ １５／００

Ｈ０４Ｒ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１機器と電子装置とによって構成される検知システムであって、
前記第１機器の筐体内には、第１ファンが設置され、
前記第１ファンは、前記第１ファンの回転中心に位置するハブを有し、
前記電子装置は、
第１マイクから収集された音の第１信号を取得し、
前記第１信号を用いて、前記第１ファンに関する状態変化を検知するように構成され、
前記第１マイクは、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向にある第１位置であって、前記第１ファンの中心部から第１距離だけ離れた前記筐体外の第１位置に、前記第１マイクを把持し、前記筐体に対して固定して取り付けられる器具を用いて設置され、
前記第１マイクはさらに、前記第１マイクの長手方向に沿う前記第１マイクの中心線が、前記ハブの外径内を通過するように設置され、
前記器具は、前記筐体と接する面に開口部を有し、
前記開口部は、前記第１ファンの羽根よりも小さく、前記ハブよりも大きい、
検知システム。

【請求項2】

前記第１マイクは、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向を第１方向とした場合に、前記第１ファンが設置された第１面に対して前記第１方向にある前記第１位置であって、前記第１方向に前記第１ファンから前記第１距離だけ離れた前記筐体外の前記第１位置に、前記第１ファンの中心部に向けて設置される、請求項１記載の検知システム。

【請求項3】

前記第１マイクは、前記第１位置に、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向に沿って設置される、請求項１記載の検知システム。

【請求項4】

前記第１マイクは、前記器具を前記筐体の一部に沿ってスライドさせる操作により、前記第１位置に設置される、請求項１記載の検知システム。

【請求項5】

前記器具は、前記器具の内部を、前記第１ファンが動作したときに生じる空気が通過する構造を有する、請求項１または請求項４に記載の検知システム。

【請求項6】

前記状態変化は、前記第１ファンの劣化、および前記第１ファンの異常を含む、請求項１記載の検知システム。

【請求項7】

前記電子装置は、さらに、前記状態変化を通知するように構成される、請求項１記載の検知システム。

【請求項8】

前記第１機器は、前記電子装置を備える、請求項１記載の検知システム。

【請求項9】

前記筐体内には、第２ファンがさらに設置され、
前記電子装置は、さらに、
第２マイクから収集された音の第２信号を取得し、
前記第１信号と前記第２信号とを用いて、前記第１ファンと前記第２ファンの少なくとも一方に関する状態変化を検知するように構成され、
前記第２マイクは、前記第２ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向の位置であって、前記第２ファンから前記第１距離だけ離れた前記筐体外の位置に設置される、請求項１記載の検知システム。

【請求項10】

第１マイクから収集された音の第１信号を取得する取得手段と、
前記第１信号を用いて、第１機器の筐体内に設置された第１ファンの状態変化を検知する検知手段と、を具備し、
前記第１ファンは、前記第１ファンの回転中心に位置するハブを有し、
前記第１マイクは、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向にある第１位置であって、前記第１ファンの中心部から第１距離だけ離れた前記筐体外の第１位置に、前記第１マイクを把持し、前記筐体に対して固定して取り付けられる器具を用いて設置され、
前記第１マイクはさらに、前記第１マイクの長手方向に沿う前記第１マイクの中心線が、前記ハブの外径内を通過するように設置され、
前記器具は、前記筐体と接する面に開口部を有し、
前記開口部は、前記第１ファンの羽根よりも小さく、前記ハブよりも大きい、
電子装置。

【請求項11】

第１マイクから収集された音の第１信号を取得し、
前記第１信号を用いて、第１機器の筐体内に設置された第１ファンの状態変化を検知し、
前記第１ファンは、前記第１ファンの回転中心に位置するハブを有し、
前記第１マイクは、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向にある第１位置であって、前記第１ファンの中心部から第１距離だけ離れた前記筐体外の第１位置に、前記第１マイクを把持し、前記筐体に対して固定して取り付けられる器具を用いて設置され、
前記第１マイクはさらに、前記第１マイクの長手方向に沿う前記第１マイクの中心線が、前記ハブの外径内を通過するように設置され、
前記器具は、前記筐体と接する面に開口部を有し、
前記開口部は、前記第１ファンの羽根よりも小さく、前記ハブよりも大きい、
検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検知システム、電子装置、および検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

産業機器では、安全性の維持のために定期検査が行われる。また、運転中の異常を速やかに検知し事故を未然に防ぐことを目的として、機器の状態を加速度センサや温度センサで監視する技術が実用化されている。

【0003】

機器の異常は音として表れることが多い。そのため、機器の動作音を利用した状態監視として、音データに対して解析を行って、機器の故障を検出する技術が開発されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－０３６１４２号公報

【文献】特開２０１８－１２５７５６号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】トン ユル オー（Ｄｏｎｇ Ｙｕｌ Ｏｈ）、外１名、「ＳＭＤマシン音におけるオートエンコーダを用いた残差に基づく異常検知（Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｅｒｒｏｒ Ｂａｓｅｄ Ａｎｏｍａｌｙ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ａｕｔｏ－Ｅｎｃｏｄｅｒ ｉｎ ＳＭＤ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｓｏｕｎｄ）”、「センサーズ（Ｓｅｎｓｏｒｓ）」、２０１８年、第１８巻、第５号、 Ｎｏ．１３０８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

監視対象の機器は、ファンのような風を発生する部品を有する場合がある。その場合、風がマイクに当たることにより、マイクを用いて収集される音の信号に、ノイズである風切り音の信号が混入し得る。そのため、風切り音によるノイズの影響を軽減して、監視対象機器の状態変化をより正確に検知できる新たな技術の実現が要求される。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、監視対象機器の状態変化をより正確に検知できる検知システム、電子装置、および検知方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態によれば、検知システムは、第１機器と電子装置とによって構成される。前記第１機器の筐体内には、第１ファンが設置される。前記第１ファンは、前記第１ファンの回転中心に位置するハブを有する。前記電子装置は、第１マイクから収集された音の第１信号を取得し、前記第１信号を用いて、前記第１ファンに関する状態変化を検知するように構成される。前記第１マイクは、前記第１ファンが動作したときに生じる空気の流れの方向にある第１位置であって、前記第１ファンから第１距離だけ離れた前記筐体外の第１位置に、前記第１マイクを把持し、前記筐体に対して固定して取り付けられる器具を用いて設置される。前記第１マイクはさらに、前記第１マイクの長手方向に沿う前記第１マイクの中心線が、前記ハブの外径内を通過するように設置される。前記器具は、前記筐体と接する面に開口部を有する。前記開口部は、前記第１ファンの羽根よりも小さく、前記ハブよりも大きい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る検知システムの構成例を示すブロック図。

【図2】第１実施形態の検知システム内の検知装置のシステム構成例を示すブロック図。

【図3】第１実施形態の検知システム内のサーバのシステム構成例を示すブロック図。

【図4】第１実施形態の検知システム内の、１つのファンを備える監視対象機器の外観の例を示す斜視図。

【図5】マイクが設置された監視対象機器の構造の例を示す断面図。

【図6】監視対象機器に対してマイクを設置するための設置器具の構造の例を示す斜視図。

【図7】図６の設置器具を用いて監視対象機器に対してマイクを設置する操作の例を示す斜視図。

【図8】図６の設置器具を構成するマイク固定器具の構造の例を示す斜視図。

【図9】図７のマイク固定器具において、マイクが固定される高さ方向の位置を決定するための高さ決め器具の構造の例を示す斜視図。

【図10】図６の設置器具を構成する位置決め器具の構造の例を示す斜視図。

【図11】マイクが設置された監視対象機器の構造の別の例を示す断面図。

【図12】図１１の監視対象機器に対してマイクを設置する操作の例を説明するための正面図。

【図13】監視対象機器の動作音を取得するマイクの設置位置の例を示す図。

【図14】図１３で取得した動作音の、設置位置に応じた差異の例を示す図。

【図15】図２の検知装置において実行される検知処理の手順の例を示すフローチャート。

【図16】図２の検知装置において実行される検知プログラムの機能構成の例を示すブロック図。

【図17】図２の検知装置において実行される学習プログラムの機能構成の例を示すブロック図。

【図18】図２の検知装置において実行される検知プログラムの機能構成の別の例を示すブロック図。

【図19】第２実施形態に係る検知システム内の、２つのファンを備える監視対象機器の外観の例を示す斜視図。

【図20】マイクが設置された監視対象機器の構造の例を示す断面図。

【図21】図１９の監視対象機器において、一方のファンの補正前の異常度と、当該ファンの異常度が他方のファンの異常度に与える影響量との関係の例を示す図。

【図22】第２実施形態の検知システム内の検知装置において実行される検知プログラムの機能構成の例を示すブロック図。

【図23】第２実施形態の検知システム内の検知装置において実行される検知処理の手順の別の例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

【0011】

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る検知システムの構成を説明する。検知システム１は、Ｎ個の監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎの各々の状態変化を検知するためのシステムである。検知システム１は、例えば、Ｎ個の検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎ、Ｎ個のマイク３－１，３－２，……，３－Ｎ、Ｎ個の監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎ、およびサーバ５によって構成される。Ｎは１以上の整数である。

【0012】

Ｎ個の検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎの各々は、コンピュータのような各種の電子装置として実現され得る。検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、マイク３－１，３－２，……，３－Ｎを用いて収集された音の信号（音データ）を取得する。検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、有線または無線による通信を介して、マイク３－１，３－２，……，３－Ｎから音の信号を受信し得る。あるいは、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、マイク３－１，３－２，……，３－Ｎを用いて収集された音の信号を記録した可搬性の記憶媒体（例えばフラッシュメモリ）を介して、音の信号を取得してもよい。

【0013】

各マイク３－１，３－２，……，３－Ｎは、Ｎ個の監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのいずれかに対して設置される。マイク３－１，３－２，……，３－Ｎは、設置されている監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎの動作によって生じる音を収集して、信号を生成する。なお、マイク３－１，３－２，……，３－Ｎは、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎに内蔵されていてもよい。その場合、マイク３－１，３－２，……，３－Ｎを内蔵する検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎが、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎに対して設置される。

【0014】

Ｎ個の監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎの各々は、筐体内で空気の流れ（気流）を発生させる構成を有する。以下では、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎの筐体内で空気の流れを発生させる構成がファンである場合を主に例示する。監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎは、産業用の無停電電源装置（ＵＰＳ）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）用のＵＰＳ、サーバコンピュータ、スイッチングハブ、電動機、冷却ファン、家庭用エアコンの室外機、または業務用エアコンの空冷ヒートポンプチラー、等である。なお、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎは、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎを備えていてもよい。つまり、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎの１つと、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎの１つとが一体化されていてもよい。

【0015】

検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、取得した音の信号を用いて監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのファンに関する状態変化を検知する。検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、ファンに関する異常検知、劣化検知、故障検知、故障診断（例えば故障の種類を識別）、等を行い得る。より詳しくは、ファンに関する状態変化には、ファンの軸受けの劣化または異常、ファンの羽根の劣化または異常、等が含まれる。検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎは、有線または無線による通信を介して、ファンに関する状態変化を示す検知結果をサーバ５に通知（送信）してもよい。

【0016】

より具体的には、例えば、検知装置２－１は、マイク３－１を用いて収集された監視対象機器４－１の動作音の信号を取得する。検知装置２－１は、取得した音の信号を用いて、監視対象機器４－１のファンに関する状態変化を検知する。検知装置２－１は検知結果をサーバ５に送信する。

【0017】

検知装置２－２は、マイク３－２を用いて収集された監視対象機器４－２の動作音の信号を取得する。検知装置２－２は、取得した音の信号を用いて、監視対象機器４－２のファンに関する状態変化を検知する。検知装置２－２は検知結果をサーバ５に送信する。

【0018】

検知装置２－Ｎは、マイク３－Ｎを用いて収集された監視対象機器４－Ｎの動作音の信号を取得する。検知装置２－Ｎは、取得した音の信号を用いて、監視対象機器４－Ｎのファンに関する状態変化を検知する。検知装置２－Ｎは検知結果をサーバ５に送信する。

【0019】

サーバ５は、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎから、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのファンに関する状態変化を示す検知結果を受信する。サーバ５は、受信した検知結果を解析するサーバコンピュータである。サーバ５は、例えば、複数の監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎに関する検知結果を用いて、ファンが劣化しやすい環境を検出する。サーバ５は、各監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎが設置されている環境に関する情報（例えば、温度、湿度等）を取得し得る。また、サーバ５は、例えば、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのいずれか１つに関する検知結果を用いて、その監視対象機器のファンの劣化または異常の将来予測（例えば、故障予知、余寿命予測）を行ってもよい。

【0020】

サーバ５は、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎから受信した検知結果をストレージデバイス５３（以下、ストレージ５３とも称する）に格納し得る。また、サーバ５は、検知結果を解析した結果をストレージ５３に格納してもよい。ストレージ５３は、サーバ５に内蔵されていてもよいし、ケーブルやネットワークを介してサーバ５に接続されていてもよい。

【0021】

サーバ５は、監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのファンに関する状態変化を示す検知結果を、管理者（ユーザ）に通知してもよい。あるいは、サーバ５は、検知結果を解析した結果を、管理者に通知してもよい。通知には、例えばディスプレイ５５が用いられる。ディスプレイ５５は、サーバ５に直接接続されているものであってもよいし、ネットワークを介して接続された、管理者が使用する端末のディスプレイであってもよい。ディスプレイ５５の画面には、例えば異常や故障を通知するためのメッセージが表示される。なお、この通知は、画面上の表示に限らず、スピーカからのアラート音、ＬＥＤの点灯や点滅等によって実現されてもよい。

【0022】

以下では、検知装置２－１，２－２，……，２－Ｎのいずれか１つを、検知装置２とも称する。検知装置２が、音の信号の取得に用いるマイク３－１，３－２，……，３－Ｎのいずれか１つを、マイク３とも称する。また、マイク３が設置されている監視対象機器４－１，４－２，……，４－Ｎのいずれか１つを、監視対象機器４とも称する。

【0023】

図２は検知装置２のシステム構成例を示す。検知装置２は、例えば、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、不揮発性メモリ２３、オーディオインターフェース（Ｉ／Ｆ）２４、および通信デバイス２５を備える。

【0024】

ＣＰＵ２１は、検知装置２内の様々なコンポーネントの動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ２１は、不揮発性メモリ２３からＲＡＭ２２にロードされた様々なプログラムを実行する。プログラムには、オペレーティングシステム（ＯＳ）および様々なアプリケーションプログラムが含まれる。アプリケーションプログラムには、検知プログラム２２Ａが含まれる。検知プログラム２２Ａは、監視対象機器４のファンに関する状態変化を検知するためのプログラムである。

【0025】

ＣＰＵ２１はオーディオＩ／Ｆ２４を介して、マイク３によって収集された音の信号を受信する。オーディオＩ／Ｆ２４は、検知装置２とマイク３との間の通信を行うためのハードウェアＩ／Ｆ（すなわち回路）である。ＣＰＵ２１は、受信した音の信号を、ＲＡＭ２２や不揮発性メモリ２３に保存してもよい。

【0026】

通信デバイス２５は、有線または無線による通信を実行するように構成されたデバイスである。通信デバイス２５は、信号を送信する送信部と信号を受信する受信部とを含む。

【0027】

ＣＰＵ２１は通信デバイス２５を介して、サーバ５にデータ（例えば検知結果）を送信する。また、ＣＰＵ２１は通信デバイス２５を介して、サーバ５からデータを受信してもよい。

【0028】

なお、ＣＰＵ２１は、マイク３によって収集された音の信号を、オーディオＩ／Ｆ２４ではなく、通信デバイス２５を介して取得してもよい。

【0029】

図３はサーバ５のシステム構成例を示す。サーバ５は、例えば、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、不揮発性メモリ（ストレージ）５３、通信デバイス５４、ディスプレイ５５、およびスピーカ５６を備える。

【0030】

ＣＰＵ５１は、サーバ５内の様々なコンポーネントの動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ５１は、不揮発性メモリ５３からＲＡＭ５２にロードされる様々なプログラムを実行する。プログラムには、ＯＳおよび様々なアプリケーションプログラムが含まれている。アプリケーションプログラムには、解析プログラム５２Ａが含まれている。解析プログラム５２Ａは、検知装置２による検知結果を解析するためのプログラムである。

【0031】

通信デバイス５４は、有線または無線による通信を実行するように構成されたデバイスである。通信デバイス５４は、信号を送信する送信部と信号を受信する受信部とを含む。通信デバイス５４の受信部は、例えば、検知装置２から、監視対象機器４のファンに関する状態変化を示す検知結果を受信する。

【0032】

ディスプレイ５５は、ＣＰＵ５１によって生成される表示信号に基づいて画面イメージを表示する。スピーカ５６は、ＣＰＵ５１によって生成される音信号に基づいて音を出力する。

【0033】

サーバ５では、ディスプレイ５５やスピーカ５６のような様々な通知手段を用いて、監視対象機器４のファンに関する状態変化が通知され得る。通知手段は、監視対象機器４のファンに関する状態変化を管理者が識別可能な態様で通知するいずれの構成であってもよい。

【0034】

図４は監視対象機器４の外観の例を示す斜視図である。
監視対象機器４は筐体４１を有する。筐体４１の、例えば上面には、開口部４２が設けられている。開口部４２は、網状のフェンス（例えば金網）で覆われていてもよい。

【0035】

筐体４１内には、開口部４２の下部に、ファン４３が設けられている。ファン４３は、排気口である開口部４２から、筐体４１内の空気を筐体４１外に排出するように動作する。これにより、監視対象機器４の排熱が行われる。

【0036】

監視対象機器４には、その動作音を収集するために、マイク３が設置される。

【0037】

図５は、マイク３が設置された監視対象機器４の構造の例を示す断面図である。
筐体４１の上面に設けられた開口部４２は、網状のフェンス４２Ａで覆われている。つまり、筐体４１は、その開口部４２にフェンス４２Ａを備えている。筐体４１内の、フェンス４２Ａの下側には、ファン４３が設置されている。フェンス４２Ａは、例えばファン４３のカバーとして機能する。このフェンス４２Ａには厚さ方向に沿って貫通する複数の孔４２Ａ１が形成されており、この孔４２Ａ１は、ファン４３の後述するハブ４３２より小さくかつマイク３の対向面に比べて小さく形成されマイク３の落下防止としての機能と後述する風切り音低減手段としても機能している。

【0038】

ファン４３は複数の羽根４３１とハブ４３２とで構成される。ハブ４３２は、例えば円筒形の形状を有する。ハブ４３２はファン４３の回転中心に位置する。ハブ４３２は複数の羽根４３１を軸４４に接続する。

【0039】

軸４４はモータ４５および軸受け４６に接続されている。モータ４５は回転のための動力を発生させる。軸４４は、モータ４５による動力を伝達してファン４３と共に回転する。つまり、軸４４は、ファン４３の回転の中心の役を果たす部品である。軸受け４６は、回転するファン４３の軸４４に接して荷重を受け、軸４４を支持する部品である。

【0040】

点線で図示した矢印８１は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れの方向（排出方向）を模式的に表している。矢印８１は、ファン４３の回転によって、筐体４１内で発生した垂直方向の上向きの空気の流れが、筐体４１外で拡散していくことを示している。以下では、矢印８１で示されている方向を、排出方向８１とも称する。

【0041】

マイク３は、筐体４１外であって、ファン４３が動作（回転）したときに生じる空気の流れの影響が少ない位置に設置される。マイク３は、例えば、ファン４３が動作したときに生じる空気の流れの方向にある位置であって、ファン４３の中心部から第１距離だけ離れた筐体４１外の位置に設置される。図５に示す例では、マイク３は、筐体４１外の、ファン４３の中心部（例えばハブ４３２）の真上に設置されている。

【0042】

より具体的には、マイク３は、例えば、筐体４１外であって、ファン４３の回転中心４３Ｃを示す直線上に位置している。マイク３の長手方向は、ファン４３が設置された面と直交または略直交する。また、マイク３は、ハブ４３２に対向する範囲内に位置し得る。ハブ４３２は、ファン４３を構成する部品の内、ファン４３の回転時にも空気の流れを生じさせにくい部品である。つまり、マイク３は、ファン４３が設置された面に対して排出方向８１の下流側にある位置に、ファン４３の中心部を通る排出方向８１に沿って設置されている。ファン４３の中心部を通る排出方向８１の下流は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れの影響を受けにくい。したがって、設置されたマイク３により収集される音の信号では、ファン４３の動作によって発生する風がマイク３に当たることによって発生するノイズが低減できる。

【0043】

図５では、ファン４３の回転中心４３Ｃを示す直線と、長手方向に沿うマイク３の中心線３Ｃとが一致している例を示している。この場合、マイク３の中心線３Ｃは、例えば、ハブ４３２の中心を通っている。なお、マイク３は、マイク３の中心線３Ｃがハブ４３２の外径内を通る任意の位置（すなわちハブ４３２に対向する範囲内）に配置され得る。

【0044】

マイク３は、監視対象機器４により近い一端に、集音部３１を備える。集音部３１の先端は、ファン４３の中心部に向けられている。集音部３１の先端は、ファン４３の中心部から、あるいはフェンス４２Ａ（開口部４２）から、第１距離だけ離れている。つまり、集音部３１の先端は、フェンス４２Ａや筐体４１の振動の影響を受けにくいように、フェンス４２Ａ及び筐体４１に接していない。

【0045】

マイク３は、設置器具６Ａを用いて、監視対象機器４に対して設置される。設置器具６Ａは、マイク３を把持する構成を有する。マイク３を把持した設置器具６Ａは、筐体４１（例えばフェンス４２Ａ）に固定して取り付けられる。これにより、マイク３が監視対象機器４に対して設置（すなわち固定）される。

【0046】

図６から図１０を参照して、設置器具６Ａの構造の一例を説明する。

【0047】

図６は設置器具６Ａの構造の例を示す斜視図である。図６に示す例では、設置器具６Ａを用いて、監視対象機器４の筐体４１に対してマイク３が設置されている。設置器具６Ａは、ファン４３の回転によって発生する空気の流れを妨げにくい構造を有している。この構造は、例えば、設置器具６Ａの内部を、ファン４３の回転によって発生する空気が通過する構造である。

【0048】

設置器具６Ａは、マイク固定器具６１と位置決め器具６２とを備える。マイク固定器具６１は、マイク３を把持するための構造を有する。また、マイク固定器具６１と位置決め器具６２とは、マイク３を、監視対象機器４の筐体４１に対する特定の位置に設置するための構造を有する。この特定の位置は、例えば、筐体４１外であって、ファン４３の中心部の真上の位置である。

【0049】

図７に示すように、ユーザは、位置決め器具６２を筐体４１の少なくとも一部に沿ってスライドさせる操作を行う。この筐体４１の少なくとも一部には、フェンス４２Ａが含まれていてもよい。この操作により、筐体４１に対して、特定の位置にマイク３を設置できる。なお、設置器具６を筐体４１にネジ等で固定する必要はない。したがって、設置器具６を用いることで、ユーザはスライド操作を行うのみで、筐体４１に対してマイク３を容易に設置できる。

【0050】

図８はマイク固定器具６１の構造の例を示す斜視図である。マイク固定器具６１は枠部６１１、連結部６１２、およびクランプ６１３で構成される。

【0051】

枠部６１１は格子状の構造を有する。枠部６１１は、例えば格子状の直方体である。格子状の構造によって、枠部６１１は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れを妨げにくい特性を有している。

【0052】

この枠部６１１のフェンス４２Ａへの載置面にはフェンス４２Ａに対向して開口部６１１ａが設けられている。この開口部６１１ａはファン４３の投影面上に対向できるように設けられており、ファン４３の羽根４３１よりも小さく、ハブ４３２より大きくハブ４３２を覆うように配置されるもので、監視対象機器４内部の動作音が遮られないようして、ファン４３の動作音が収集しやすい構成としている。そのため開口部６１１ａからはファン４３の風がマイク３に届く構成となるが、フェンス４２Ａに設けられた複数孔４２Ａ１がファン４３からの風を一部遮ることで風速および風量を低減させマイク３に直接風が当たらない構成とすることで風切り音を低減させる手段として機能している。

【0053】

またこの風切り音の低減手段としては、固定器具６１にマイク３と対向して一定距離の位置にマイク６１を下方から覆う覆い部を設け、収音可能でありながら風が当たらないようにする防風手段を設けてもよい。

【0054】

なお枠部６１１は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れを妨げにくい別の構造を有していてもよい。

【0055】

連結部６１２は、枠部６１１の、例えば下部に、連結されている。連結部６１２は、マイク固定器具６１を位置決め器具６２に連結するための部材である。

【0056】

クランプ６１３はマイク３を把持する。クランプ６１３は、枠部６１１の、例えば上部に、連結されている。マイク３がクランプ６１３で把持される上下方向の位置（すなわち、マイク３の長手方向の位置）は、高さ決め器具をさらに用いて調整され得る。

【0057】

図９は高さ決め器具６３の構造の例を示す斜視図である。高さ決め器具６３は、マイク固定器具６１の枠部６１１内に配置可能な構造を有している。高さ決め器具６３は、例えば、上面６３１と、上面６３１にそれぞれ連結する２つの側面６３２とを備える。上面６３１は、側面６３２に連結されることにより、特定の高さに位置している。この特定の高さは、マイク３を、ファン４３の中心部から、あるいはフェンス４２Ａ（開口部４２）から、離間させる第１距離に相当する。

【0058】

ユーザは高さ決め器具６３をマイク固定器具６１内に設置する。そして、ユーザは、マイク３が高さ決め器具６３の上面６３１に接するように調整した後、マイク３をクランプ６１３で把持（固定）するように操作する。つまり、ユーザは、マイク３がクランプ６１３で把持される上下方向の位置を、高さ決め器具６３を用いて調整する。これにより、マイク３を、ファン４３の中心部から、あるいはフェンス４２Ａ（開口部４２）から、第１距離だけ離間できる。

【0059】

図１０は位置決め器具６２の構造の例を示す斜視図である。位置決め器具６２は連結部６２１と装着部６２２とで構成される。連結部６２１は、位置決め器具６２をマイク固定器具６１の連結部６１２と連結するための部材である。連結部６２１の、例えば中央部分６２３は、マイク固定器具６１の連結部６１２と連結される。また、連結部６２１の両端は、装着部６２２と連結されている。装着部６２２は、筐体４１の一部を、その形状に沿って覆うことができる形状を有する。

【0060】

ユーザは、装着部６２２を筐体４１に沿ってスライドさせる操作を行う。ユーザは、例えば装着部６２２の全体が筐体４１と接触するまで、装着部６２２をスライドさせる。スライド操作により装着部６２２の全体が筐体４１と接触したならば、設置器具６Ａ（より詳しくはマイク固定器具６１のクランプ６１３）で把持されたマイク３は、筐体４１に対する特定の位置に設置される。

【0061】

なお、マイク固定器具６１、位置決め器具６２、および高さ決め器具６３の各部の形状およびサイズは、筐体４１に対してマイク３を設置したい位置に応じて決定される。また、例えば、１つの機種の監視対象機器４に対して１つの設置器具６Ａを製作（設計）することで、同一機種の複数の監視対象機器４の筐体４１のいずれに対しても、特定の位置にマイク３を設置できる。つまり、１つの設置器具６Ａで、同一機種の複数の監視対象機器４の筐体４１のいずれに対しても、マイク３の設置位置を再現できる。

【0062】

設置されたマイク３は、監視対象機器４の動作音を収集して、信号を生成する。検知装置２は、生成された動作音の信号を用いて、監視対象機器４のファン４３に関する状態変化を検知できる。

【0063】

また、マイク３は筐体４１外に設置されるので、監視対象機器４が動作中であっても、その動作を停止することなく、監視対象機器４に対してマイク３を設置できる。そのため、例えば、マイク３や聴診棒の先端を筐体４１内に入れて動作音を収集する場合と比較して、マイク３を容易に設置できる。したがって、本実施形態の検知システム１では、監視対象機器４の動作音を容易に計測できる。

【0064】

次いで、図１１を参照して、マイク３が設置された監視対象機器４の構造の別の例を説明する。ここでは、監視対象機器４の筐体の１つの側面（図１１では右側面）に開口部４２が設けられる場合を例示する。なお、図５を参照して前述した監視対象機器４の構造と共通する構成については、同一の符号を付し、説明を省略することがある。

【0065】

筐体４１の右側面に設けられた開口部４２は、網状のフェンス４２Ａで覆われている。筐体４１内の、フェンス４２Ａの左側には、ファン４３が設置される。また、フェンス４２Ａには、マイク３を把持した設置器具６Ｂが固定して取り付けられる。これにより、マイク３が監視対象機器４に対して設置（すなわち固定）される。

【0066】

矢印（排出方向）８１は、ファン４３の回転によって、筐体４１内で発生した水平方向の右向きの空気の流れが、筐体４１外で拡散していくことを示している。

【0067】

マイク３は、筐体４１外であって、ファン４３が動作（回転）したときに生じる空気の流れの影響が少ない位置に設置される。マイク３は、例えば、ファン４３が動作したときに生じる空気の流れの方向にある位置であって、ファン４３の中心部から第１距離だけ離れた筐体４１外の位置に設置される。図１１に示す例では、マイク３は、筐体４１外であって、ファン４３の中心部（例えばハブ４３２）に対向する右側に設置されている。

【0068】

より具体的には、マイク３は、例えば、筐体４１外であって、ファン４３の回転中心４３Ｃを示す直線上に位置している。マイク３の長手方向は、ファン４３が設置された面と直交または略直交する。また、マイク３は、ハブ４３２に対向する範囲内に位置し得る。つまり、マイク３は、ファン４３が設置された面に対して排出方向８１の下流側にある位置に、ファン４３の中心部を通る排出方向８１に沿って設置されている。ファン４３の中心部を通る排出方向８１の下流は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れの影響を受けにくい。したがって、設置されたマイク３により収集される音の信号では、ファン４３の動作によって発生する風がマイク３に当たることによって発生するノイズが低減できる。

【0069】

図１１では、ファン４３の回転中心４３Ｃを示す直線と、長手方向に沿うマイク３の中心線３Ｃとが一致している例を示している。この場合、マイク３の中心線３Ｃは、例えば、ハブ４３２の中心を通っている。なお、マイク３は、マイク３の中心線３Ｃがハブ４３２の外径内を通る任意の位置に配置され得る。

【0070】

マイク３は、設置器具６Ｂを用いて、監視対象機器４に対して設置される。設置器具６Ｂは、アダプタ６５とマイク固定器具６６とで構成される。

【0071】

アダプタ６５は、例えば、監視対象機器４の出荷時、監視対象機器４の設置時等に予めフェンス４２Ａに取り付けられ得る。アダプタ６５は装着部６５１とレール部６５２とで構成される。

【0072】

装着部６５１は、アダプタ６５をフェンス４２Ａの特定の位置に取り付けるための部材である。装着部６５１は、例えば、フェンス４２Ａの網目部分に噛む爪状の部材を備えている。

【0073】

レール部６５２は、アダプタ６５にマイク固定器具６６を接続（固定）するための部材である。レール部６５２にマイク固定器具６６の一部を挿入することにより、マイク固定器具６６がアダプタ６５に接続される。

【0074】

マイク固定器具６６は、枠部６６１、クランプ６６２、および挿入部６６３で構成される。
枠部６６１は格子状の構造を有する。枠部６６１は、例えば格子状の直方体である。格子状の構造によって、枠部６６１は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れを妨げにくい特性を有している。枠部６６１は、ファン４３の回転によって発生する空気の流れを妨げにくい別の構造を有していてもよい。

【0075】

クランプ６６２はマイク３を把持する。クランプ６６２は枠部６１１に連結されている。クランプ６６２で把持されるマイク３の長手方向の位置は、前述した高さ決め器具６３のような別の器具をさらに用いて調整されてもよい。

【0076】

挿入部６６３は、マイク固定器具６６をアダプタ６５に取り付けるための部材である。挿入部６６３を、アダプタ６５のレール部６５２に沿ってスライドさせる操作により、マイク固定器具６６がアダプタ６５に接続される。

【0077】

図１２を参照して、マイク固定器具６６の挿入部６６３をアダプタ６５のレール部６５２に沿ってスライドさせる操作の例を説明する。図１２は、図１１に示した筐体４１の右側面を正面とした場合の、マイク固定器具６６およびレール部６５２の正面図を示している。

【0078】

図１２（Ａ）に示すように、ユーザは、マイク固定器具６６の挿入部６６３を、レール部６５２に沿ってスライドさせる。そして、ユーザは、図１２（Ｂ）に示すように、挿入部６６３をレール部６５２の終端６５２Ｅまでスライドさせる。このような操作により、設置器具６Ｂ（より詳しくはマイク固定器具６６のクランプ６６２）で把持されたマイク３は、筐体４１に対する特定の位置に設置される。

【0079】

なお、アダプタ６５およびマイク固定器具６６の各部の形状およびサイズは、筐体４１に対してマイク３を設置したい位置に応じて決定される。また、例えば、１つの種類の機器に対して１つの設置器具６Ｂを製作（設計）することで、その１つの種類の複数の機器の筐体のいずれに対しても、特定の位置にマイク３を設置できる。

【0080】

前述したように、アダプタ６５は、監視対象機器４の出荷時、監視対象機器４の設置時等に予めフェンス４２Ａに取り付けられていてもよい。その場合、ユーザ（例えば監視対象機器４の保守員）は、監視対象機器４に既に取り付けられたアダプタ６５に対して、マイク３を把持したマイク固定器具６６を設置すればよい。ユーザは、例えば監視対象機器４の保守点検の度に、アダプタ６５にマイク固定器具６６を設置する。このような保守点検の用途では、マイク３を把持した１つのマイク固定器具６６を、同一機種の複数の監視対象機器４に対してそれぞれ利用することもできる。つまり、複数の監視対象機器４に対して、マイク３を把持したマイク固定器具６６を１つ用意すればよいので、保守点検に要するコストを低減できる。

【0081】

設置されたマイク３は、監視対象機器４の動作音を収集して、信号を生成する。検知装置２は、生成された動作音の信号を用いて、監視対象機器４のファン４３に関する状態変化を検知できる。

【0082】

図１３および図１４を参照して、マイク３の設置位置に応じた監視対象機器４の動作音の差異について説明する。ここでは、図１３に示すように、位置Ａ、位置Ｂ、および位置Ｃに設置されたマイク３で、監視対象機器４の動作音を収集することを想定する。また、監視対象機器４は動作中であって、ファン４３が回転することによる空気の流れが発生している。

【0083】

位置Ａは、筐体４１外であって、ファン４３の中心部（例えばハブ４３２）に対向する位置である。本実施形態の検知システム１では、マイク３は位置Ａに設置され得る。位置Ｂは、位置Ａと位置Ｃの間の位置である。位置Ｃは、筐体４１外であって、ファン４３の羽根４３１の先端に対向する位置である。

【0084】

なお、マイク３の集音部３１を備える一端は、フェンス４２Ａから（あるいはファン４３の中心部から）第１距離だけ離れている。また、位置Ａ、位置Ｂ、および位置Ｃのいずれに設置される場合にも、マイク３の集音部３１は監視対象機器４に向けられている。

【0085】

図１４は、位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃの順に移動する間に取得した時系列の動作音の振幅７１を示している。図１４において、水平方向の軸は時間を示し、垂直方向の軸は動作音の振幅を示す。

【0086】

各位置で取得した動作音の振幅の内、位置Ａで取得した動作音の振幅７１Ａは最も小さい。位置Ｂで取得した動作音の振幅７１Ｂは、位置Ａで取得した動作音の振幅７１Ａよりも大きい。位置Ｃで取得した動作音の振幅７１Ｃは、位置Ｂで取得した動作音の振幅７１Ｂよりも大きい。

【0087】

これは、マイク３で収集される音が、ファン４３の中心部に近い位置ほど、ファン４３の回転による空気の流れの影響を受けにくいためである。つまり、ファン４３の中心部に近い位置ほど、取得される音に風切り音が混入する可能性が低い。

【0088】

換言すると、マイク３で収集される音は、ファン４３の中心部から離れた位置ほど、ファン４３の回転による空気の流れの影響を受けやすい。つまり、ファン４３の中心部から離れた位置ほど、取得される音に風切り音が混入する可能性が高い。

【0089】

ファン４３の中心部にあるハブ４３２は、ファン４３を構成する部品の内、ファン４３の回転時にも空気の流れを生じさせにくい部品である。そのため、ハブ４３２の外径内に対向する位置は、ファン４３の回転による空気の流れの影響を受けにくい。したがって、マイク３は、マイク３の中心線３Ｃがハブ４３２の外径内を通る任意の位置（例えば位置Ａ）に配置されることが望ましい。

【0090】

一方で、ファン４３の中心部にマイク３が接触する程度に近づけると、マイク３が振動を拾ってしまうため、監視対象機器４の動作音を正確に収集できない。そのため、前述したように、マイク３の先端は、ファン４３の中心部から、あるいはフェンス４２Ａ（開口部４２）から、第１距離だけ離して配置される。

【0091】

一般に、音のＳＮ比は、空気抵抗により、風速の６乗に従って悪化する。そのため、例えば、位置Ｂおよび位置Ｃでは、ファン４３の回転による空気の流れ（風速）の影響を受けて、動作音だけでなくノイズである風切り音も含む音が収集される。

【0092】

したがって、風切り音によるノイズの影響を軽減して、監視対象機器４のファン４３に関する状態変化をより正確に検知するために、マイク３は、ファン４３の中心部（例えばハブ４３２）に対向する位置Ａに設置することが望ましいと云える。本実施形態の検知システム１では、マイク３を位置Ａに設置することにより、ファン４３の動作によって発生する風がマイク３に当たることによって発生するノイズが、動作音の信号に含まれることを低減できる。これにより、動作音の信号を用いたファン４３に関する状態変化をより正確に検知できる。また、位置Ａは筐体４１の外部であるので、ユーザは、動作中の監視対象機器４にもマイク３を容易に設置できる。

【0093】

図１５のフローチャートは、検知装置２において実行される検知処理の手順の例を示す。検知処理は、監視対象機器４のファン４３に関する状態変化を検知するための処理である。検知装置２のＣＰＵ２１は、例えば、検知プログラム２２Ａに含まれる命令群を実行することにより、検知処理を実現する。

【0094】

ＣＰＵ２１は、マイク３により収集された音に基づく信号を取得する（ステップＳ１１）。マイク３は、監視対象機器４の筐体４１に対して特定の位置に設置され、監視対象機器４の動作音を収集する。ＣＰＵ２１は、例えば、オーディオＩ／Ｆ２４、通信デバイス２５、または可搬性の記録媒体を用いて、マイク３から音の信号を取得する。

【0095】

ＣＰＵ２１は、取得した音の信号を用いて、ファン４３の異常度を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、ＣＰＵ２１は音の信号に対して周波数変換（例えばフーリエ変換）を行って、特徴量（あるいは特徴ベクトル、パワースペクトル）を算出する。ＣＰＵ２１は、算出した特徴量を用いて、ファン４３の異常度を算出する。より詳しくは、ＣＰＵ２１は、第１期間における、例えば、特徴量の変化量、パワースペクトルの変化量、特定の周波数帯域の変化量等に基づいて、ファン４３の異常度を算出し得る。異常度は、ファン４３の状態を示す数値である。異常度が低いほど、ファン４３は正常に動作している可能性が高い。また、異常度が高いほど、ファン４３は劣化が進行し、故障する可能性が高い。

【0096】

次いで、ＣＰＵ２１は、算出した異常度が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。ＣＰＵ２１は、異常度が、管理者に通知すべき数値に達しているか否かを判定する。

【0097】

異常度が閾値を超えている場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、ファン４３の異常（状態変化）を通知する（ステップＳ１４）。ＣＰＵ２１はファン４３の異常を、例えばサーバ５に通知する。サーバ５は、ディスプレイ５５のような様々な通知手段を用いて、管理者にファン４３の異常を通知する。あるいは、ＣＰＵ２１はファン４３の異常を、管理者が有する端末に通知してもよい。これにより、管理者はファン４３の異常を認識できる。ＣＰＵ２１はファン４３の異常を通知した後、検知処理を終了する。

【0098】

一方、異常度が閾値以下である場合（ステップＳ１３のＮＯ）、ＣＰＵ２１は検知処理を終了する。

【0099】

以上の検知処理により、ＣＰＵ２１は、マイク３で取得された音の信号を用いて、管理者に通知すべきファン４３の異常を検知できる。なお、ＣＰＵ２１はステップＳ１３で複数の閾値を用いた判定を行ってもよい。複数の閾値は、例えば、ファン４３の劣化の深刻さに応じて設定される。これにより、ＣＰＵ２１は多段階のファン４３の異常を検知できる。

【0100】

図１６から図１８を参照して、異常度の算出と異常度に基づく判定を実現する２つの具体例を説明する。

【0101】

（異常度の算出と異常度に基づく判定に関する第１の例）
図１６は、検知装置２において実行される検知プログラム２２Ａの機能構成例を示す。検知プログラム２２Ａは、例えば、学習済みモデル２０１、オートエンコーダ２０２、異常度算出部２０３、状態判定部２０４、および状態通知部２０５を備える。

【0102】

学習済みモデル２０１は、監視対象機器４の正常な動作音の信号を用いた教師なし学習により得られたモデルである。学習済みモデル２０１は、例えば数理モデルまたは物理モデルであり、より具体的にはニューラルネットワークである。学習済みモデル２０１は、入力層と出力層が同じとなるように学習されている。また、正常な動作音の信号とは、例えば、監視対象機器４の稼働開始時（監視対象機器４が納品されて最初に稼働する時）、監視対象機器４に対するメンテナンスが行われた直後等に取得された動作音の信号である。なお、学習済みモデル２０１は、検知装置２で生成されてもよいし、サーバ５等の別の機器で生成されてもよい。

【0103】

オートエンコーダ２０２は学習済みモデル２０１を用いて、入力信号（入力データ）を再構成した出力信号（出力データ）を生成する。入力信号は、マイク３によって収集された監視対象機器４の動作音の信号である。また、出力信号は、再構成信号とも称される。オートエンコーダ２０２は、例えば入力信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って得られたパワースペクトルを用いて、再構成信号を生成する。

【0104】

学習済みモデル２０１を用いた場合、オートエンコーダ２０２は、監視対象機器４のファン４３の動作状態が正常であれば、入力信号と同一または類似する再構成信号を生成す。つまり、オートエンコーダ２０２は学習済みモデル２０１を用いて、正常な動作音を含む入力信号から、その入力信号を再現した再構成信号を生成できる。

【0105】

一方、監視対象機器４のファン４３の動作状態が異常であれば、オートエンコーダ２０２は、入力信号と類似しない再構成信号を出力する。つまり、オートエンコーダ２０２は学習済みモデル２０１を用いて、異常な動作音を含む入力信号から、その入力信号を再現した再構成信号を生成できない（すなわち、入力信号が再現されていない再構成信号を生成する）。

【0106】

具体的には、例えば入力信号としてＸｔ１，Ｘｔ２，…，Ｘｔｎが入力された場合、オートエンコーダ２０２は再構成信号としてＹｔ１，Ｙｔ２，…，Ｙｔｎを出力する。なお、Ｘｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は入力信号に含まれる時刻ｔｉにおける信号値である。また、Ｙｔｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）は、Ｘｔｉをオートエンコーダ２０２に入力した際に出力される信号値（再構成信号）である。この場合におけるｎは１以上の整数である。

【0107】

次いで、異常度算出部２０３は、入力信号と再構成信号との誤差（再構成誤差）に基づいて監視対象機器４のファン４３の異常度を算出する。異常度として、例えば入力信号と再構成信号との平均二乗誤差（ＭＳＥ）が用いられる。異常度は、学習済みモデル２０１の生成時と比較して現在のファン４３の動作状態が変化している（劣化している）ほど大きな値となる。

【0108】

状態判定部２０４は、算出された異常度を用いて、ファン４３の動作状態が正常であるか、それとも異常であるかを判定する。具体的には、状態判定部２０４は、異常度が閾値を超えている場合、ファン４３の動作状態が異常であると判断する。一方、状態判定部２０４は、異常度が閾値以下である場合、ファン４３の動作状態が正常であると判断する。

【0109】

状態通知部２０５は、状態判定部２０４による判定結果を通知する。状態通知部２０５は、判定結果を、通信デバイス２５を介してサーバ５に送信してもよいし、管理者が使用する端末に送信してもよい。

【0110】

図１６に示す検知プログラム２２Ａの構成によれば、検知装置２は、学習済みモデル２０１を用いて、監視対象機器４のファン４３の異常度を算出し、異常度に基づく判定を行うことができる。なお、学習済みモデル２０１として、Ｇａｔｅｄ Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ Ｕｎｉｔ（ＧＲＵ）やＬｏｎｇ Ｓｈｏｒｔ－Ｔｅｒｍ Ｍｅｍｏｒｙ（ＬＳＴＭ）構造を有する再帰型ニューラルネットワークが用いられてもよい。

【0111】

（異常度の算出と異常度に基づく判定に関する第２の例）
図１７は、検知装置２において実行される学習プログラム２２Ｂの機能構成例を示す。学習プログラム２２Ｂは、特徴ベクトル変換関数を学習するためのプログラムである。

【0112】

特徴ベクトル変換関数は、入力信号を特徴ベクトルに変換する関数である。特徴ベクトル変換関数として、例えば、変分オートエンコーダ（Ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｏｅｎｃｏｄｅｒ：ＶＡＥ）のようなニューラルネットワークが用いられる。ＶＡＥは、入力Ｘを潜在変数ｚに変換する符号化器と、潜在変数ｚから入力Ｘを再構成する復号器とからなる。つまり、ＶＡＥの符号化器が、入力信号を特徴ベクトルに変換する関数として機能する。

【0113】

一般に、ＶＡＥの符号化器は、潜在変数ｚを直接出力するのではなく、潜在変数が従う等方ガウス分布の平均ベクトルμ_ｚと分散ベクトルσ_ｚ ^２とを出力する。ＶＡＥを異常検知や劣化度推定に用いる場合、異常度（劣化度）として、再構成確率や、再構成確率の負の対数尤度が用いられる。ここでは、正常状態のデータ（正常データ）の潜在変数空間モデルが平均ベクトルμ_ｎおよび分散共分散行列Σ_ｎで規定される多変量ガウス分布であって、符号化器が出力する平均ベクトルμ_ｚの再構成確率の負の対数尤度を異常度として用いる場合を例示する。この場合、異常度は下記の式（１）で表される。

【0114】

【数1】

【0115】

通常の損失関数による学習で得られたＶＡＥでは、潜在変数が学習データの本質的な特徴量（＝特徴ベクトル）を表す。このため、正常データに対する潜在変数と、正常データからわずかに変化しただけの劣化状態のデータ（劣化データ）に対する潜在変数との間に差が生じないことがある。つまり、通常の損失関数は、微小な変化に対して適切に反応しない。

【0116】

そのため、正常データと微小な変化を含む劣化データとで、潜在変数が適切に変化するように、損失関数を工夫する必要がある。具体的には、検知したい正常音でない音（すなわち劣化傾向音）を正常音から離すように、ＶＡＥを学習させる。この学習により、ＶＡＥは、入力された劣化傾向音に対して、変化した潜在変数を出力する。

【0117】

正常状態の損失関数Ｌｏｓｓ１は、式（２）で表される。損失関数Ｌｏｓｓ１には、通常のＶＡＥの損失関数が用いられる。

【0118】

【数2】

【0119】

式（２）において、Ｘは入力、Ｘ’はＶＡＥによる再構成、Ｄは入力の次元数を表す。Ｄ_ＫＬはカルバック・ライブラー・ダイバージェンス（ＫＬダイバージェンス）を表す。Ｃは正則化項の大きさを調整する定数である。

【0120】

式（２）の第１項はオートエンコーダの再構成誤差に相当する。第２項のＫＬダイバージェンスは正則化項に相当し、潜在変数を理想の分布Ｎ（０，Ｉ）に近づける効果を持つ。

【0121】

ここで、劣化状態（第２状態）の損失関数Ｌｏｓｓ２を、式（３）に示すように設計する。

【0122】

【数3】

【0123】

式（３）において、Ｃ’は中心０（正常音の理想平均）から離す項の大きさを調整する定数である。ｄ（ｘ）は多変量ガウス分布確率密度を最大値１に正規化したもので表される（式（４））。

【0124】

【数4】

【0125】

式（３）の第１項は正常状態時と同じく再構成誤差に相当する。第２項は正常状態時と異なり、潜在変数を中心０から離す効果を持つ。つまり、第２項のｄ（μ_ｚ）が１に近づくほど大きくなり、損失を小さくするよう更新するため、中心０から離れていく。

【0126】

このような損失関数Ｌｏｓｓ２を劣化データに適用し、損失関数Ｌｏｓｓ１を正常データに適用して、特徴ベクトル変換関数を学習する。これにより、正常データから僅かに変化しただけの劣化データに対しても、特徴ベクトル変換関数の潜在変数に変化が生じるようになる。したがって、監視対象機器４のファン４３に関する状態を、単なる異常の有無ではなく、劣化度として高精度に検知することが可能になる。

【0127】

なお、劣化データは、実際に取得されたデータ（実データ）でなくてもよい。例えば、劣化の傾向が既知である場合、シミュレーションで作成した劣化データが用いられてもよい。また、劣化データとして、劣化しているかどうか判別がつかないが、新品状態からある程度時間が経過し、何らかの状態変化が生じた可能性のある監視対象機器４から取得した実データが用いられてもよい。

【0128】

次いで、前述した特徴ベクトル変換関数を学習するための学習プログラム２２Ｂの具体的な構成について説明する。学習プログラム２２Ｂは、変換関数部２５１、第１状態損失関数部２５２－１、第２状態損失関数部２５２－２、および変換関数更新部２５３を備える。

【0129】

変換関数部２５１には、第１状態を表す信号（第１状態信号）と、第１状態とは異なる第２状態を表す信号（第２状態信号）とが入力される。第１状態信号は、監視対象機器４機器が正常な状態にあるときに得られた動作音の信号である。第１状態信号は、例えば新品の監視対象機器４から採取されたものである。

【0130】

第２状態信号は、同じ種類の監視対象機器４が劣化状態にあるときに得られた動作音の信号である。第２状態信号は、例えば劣化状態にある監視対象機器４から採取されたか、あるいは何度かの実験等によるシミュレーションで模擬的に生成されたものである。

【0131】

変換関数部２５１は第１状態信号を周波数変換（フーリエ変換）した後に、特徴ベクトル変換関数を用いて第１状態信号の特徴量（または特徴ベクトル）を算出する。変換関数部２５１は第２状態信号を周波数変換した後に、特徴ベクトル変換関数を用いて第２状態信号の特徴量を算出する。

【0132】

第１状態損失関数部２５２－１は、第１状態信号の特徴量を入力値とし、上記式（２）に示した損失関数Ｌｏｓｓ１を用いて当該入力値と出力値との誤差を算出する。第２状態損失関数部２５２－２は、第２状態信号（劣化状態信号）の特徴量を入力値とし、上記式（３）に示した損失関数Ｌｏｓｓ２を用いて当該入力値と出力値との誤差を算出する。

【0133】

前述したように、損失関数Ｌｏｓｓ１は、正規化項を有し、入力値を理想的な値に近づけるように設計されている。これに対し、損失関数Ｌｏｓｓ２は、中心０から離す項を有し、第２状態を第１状態から離すように設計されている。

【0134】

変換関数更新部２５３は、第１状態損失関数部２５２－１によって算出された誤差と第２状態損失関数部２５２－２によって算出された誤差とに基づいて、第１状態信号と第２状態信号に関する特徴ベクトル変換関数の変数を更新する。より詳しくは、変換関数更新部２５３は、第１状態信号に関しては理想的な値に近づけるように特徴ベクトル変換関数の変数を更新し、第２状態信号に関しては理想的な値から離すように特徴ベクトル変換関数の変数を更新する。

【0135】

このようにして、第１状態を表す信号と、第１状態とは異なる第２状態を表す状態を表す信号を用いて、第２状態が第１状態から離れるように特徴ベクトル変換関数の変数を繰り返し更新する。これにより、第１状態からの僅かな変化に対しても適切に反応する特徴ベクトル変換関数を得ることができ、その特徴ベクトル変換関数を用いて監視対象機器４のファン４３に関する劣化状態を早期に検知することが可能となる。

【0136】

次いで、図１８を参照して、学習プログラム２２Ｂによって学習された特徴ベクトル変換関数を実装した検知プログラム２２Ａの構成について説明する。検知プログラム２２Ａは、変換関数部２１１、異常度算出部２１２、状態判定部２１３、および状態通知部２１４を備える。

【0137】

変換関数部２１１は、図１７に示した変換関数部２５１に対応する。変換関数部２１１は、学習プログラム２２Ｂによって最適化された特徴ベクトル変換関数を有する。変換関数部２１１には、マイク３で収集された監視対象機器４の動作音の信号が入力される。変換関数部２１１は、例えば、動作音の信号を周波数変換（フーリエ変換）した後、特徴ベクトル変換関数を用いて動作音の特徴量（特徴ベクトル）を算出する。

【0138】

異常度算出部２１２は、算出された特徴量に基づいて、監視対象機器４の状態を示す数値を算出する。算出した数値は、監視対象機器４の異常度（劣化度）を示す。異常度算出部２１２は、算出した異常度を外部（ディスプレイ等）に出力してもよい。

【0139】

状態判定部２１３は、算出された異常度に基づいて監視対象機器４のファン４３の状態を判定する。状態判定部２１３は複数の閾値を用いて、ファン４３の状態を多段階で判定し得る。具体的には、状態判定部２１３はファン４３の状態を、例えば「正常」、「やや劣化」、「劣化」の３段階に分けて判定する。

【0140】

状態通知部２１４は、状態判定部２１３による判定結果を通知する。状態通知部２１４は、判定結果が「劣化」を示す場合のみ通知してもよい。あるいは、状態通知部２１４は、「やや劣化」を示す判定結果と「劣化」を示す判定結果とを段階的に通知してもよい。状態通知部２１４は、判定結果を、通信デバイス２５を介してサーバ５に送信してもよいし、管理者が使用する端末に送信してもよい。

【0141】

このように、検知プログラム２２Ａが、学習プログラム２２Ｂによって最適化された特徴ベクトル変換関数を用いることで、動作音の信号から監視対象機器４のファン４３に関する異常を検知する際に、動作音の僅かな変化を正確に数値化して、異常度として出力できる。

【0142】

特徴ベクトル変換関数は、監視対象機器４の正常な状態のときの音の信号と劣化した状態のときの音の信号とを用いて学習されている。そのため、一時的なノイズの影響を受けることなく、監視対象機器４の現在の異常度を正確に算出できる。これに対して、正常な状態のときの音の信号のみを用いて学習されたオートエンコーダでは、ノイズの影響を受けて、異常度を正確に算出できない可能性がある。したがって、学習プログラム２２Ｂによって得られた特徴ベクトル変換関数を用いることで、算出される監視対象機器４の異常度の精度を向上できる。

【0143】

通常、機器や部品の交換時期は予め定められており、交換時期になると、使用中の機器や部品を新品に交換することが一般的である。これに対し、図１７に示す学習プログラム２２Ｂと図１８に示す検知プログラム２２Ａとを用いれば、監視対象機器４のファン４３の現在の異常度を正確に把握できる。そのため、例えば、ファン４３の異常度が予め設定された標準値以上であれば、交換時期前でも新品に交換する等の対処を早期に行うことができる。逆に、異常度が予め設定された標準値よりも低ければ、交換時期が来ても現在のファン４３（あるいは監視対象機器４）を続けて使用できるので、使用期間を延ばすことができる。

【0144】

以上の構成により、検知システム１では、監視対象機器４のファン４３の状態変化をより正確に検知できる。

【0145】

（第２実施形態）
第１実施形態では、監視対象機器４の筐体４１内に１つのファン４３が設けられる。これに対して、第２実施形態では、監視対象機器４の筐体４１内に複数のファン４３が設けられる。

【0146】

第２実施形態に係る検知システム１の構成は第１実施形態の検知システム１と同様であり、第２実施形態と第１実施形態とでは、複数のファン４３が互いに与える影響を考慮して、複数のファン４３の各々の状態変化を検知する処理の手順のみが異なる。以下、第１実施形態と異なる点を主に説明する。

【0147】

図１９は監視対象機器４の外観の例を示す斜視図である。
監視対象機器４は筐体４１を有する。筐体４１の、例えば上面には、複数の開口部４２－Ｌ，４２－Ｒが設けられている。複数の開口部４２－Ｌ，４２－Ｒの各々は、網状のフェンスで覆われていてもよい。以下では、一方の開口部４２－Ｌを第１開口部４２－Ｌと称し、他方の開口部４２－Ｒを第２開口部４２－Ｒと称する。また、図１９では、２つの開口部４２－Ｌ，４２－Ｒが左右に並ぶ一例を示しているが、開口部４２－Ｌ，４２－Ｒの配置は任意に決定できる。

【0148】

筐体４１内では、第１開口部４２－Ｌの下部に第１ファン４３－Ｌが設けられ、第２開口部４２－Ｒの下部に第２ファン４３－Ｒが設けられている。第１ファン４３－Ｌは、排気口である第１開口部４２－Ｌから、筐体４１内の空気を筐体４１外に排出するように動作する。第２ファン４３－Ｒは、排気口である第２開口部４２－Ｒから、筐体４１内の空気を筐体４１外に排出するように動作する。つまり、第１ファン４３－Ｌおよび第２ファン４３－Ｒの動作により、監視対象機器４の排熱が行われる。

【0149】

図２０は、複数のマイク３－Ｌ，３－Ｒが設置された監視対象機器４の構造の例を示す断面図である。

【0150】

筐体４１の上面に設けられた第１開口部４２－Ｌは、網状のフェンス４２Ａ－Ｌで覆われている。筐体４１内の、フェンス４２Ａ－Ｌの下側には、第１ファン４３－Ｌが設置されている。第１ファン４３－Ｌの構成は、図５を参照して前述したファン４３と同様である。

【0151】

点線で図示した矢印８１－Ｌは、第１ファン４３－Ｌの回転によって発生する空気の流れの方向（排出方向）を模式的に表している。矢印８１－Ｌは、第１ファン４３－Ｌの回転によって、筐体４１内で発生した垂直方向の上向きの空気の流れが、筐体４１外で拡散していくことを示している。

【0152】

第１マイク３－Ｌは、筐体４１外であって、第１ファン４３－Ｌが動作（回転）したときに生じる空気の流れの影響が少ない位置に設置される。第１マイク３－Ｌは、例えば、第１ファン４３－Ｌが動作したときに生じる空気の流れの方向にある位置であって、第１ファン４３－Ｌの中心部から第１距離だけ離れた筐体４１外の位置に設置される。図２０に示す例では、第１マイク３－Ｌは、筐体４１外の、第１ファン４３－Ｌの中心部の真上に設置されている。

【0153】

より具体的には、第１マイク３－Ｌは、例えば、筐体４１外であって、第１ファン４３－Ｌの回転中心４３Ｃ－Ｌを示す直線上に位置している。また、第１マイク３－Ｌは、ハブ４３２－Ｌに対向する範囲内に位置し得る。つまり、第１マイク３－Ｌは、第１ファン４３－Ｌが設置された面に対して排出方向８１－Ｌの下流側にある位置に、第１ファン４３－Ｌの中心部を通る排出方向８１－Ｌに沿って設置されている。

【0154】

図２０では、第１ファン４３－Ｌの回転中心４３Ｃ－Ｌを示す直線と、長手方向に沿う第１マイク３－Ｌの中心線３Ｃ－Ｌとが一致している例を示している。この場合、第１マイク３－Ｌの中心線３Ｃ－Ｌは、例えば、ハブ４３２－Ｌの中心を通っている。なお、第１マイク３－Ｌは、第１マイク３－Ｌの中心線３Ｃ－Ｌがハブ４３２－Ｌの外径内を通る任意の位置に配置され得る。

【0155】

第１マイク３－Ｌは、監視対象機器４により近い一端に、集音部３１－Ｌを備える。集音部３１－Ｌの先端は、第１ファン４３－Ｌの中心（例えばハブ４３２－Ｌ）に向けられている。集音部３１－Ｌの先端は、第１ファン４３－Ｌの中心部から、あるいはフェンス４２Ａ－Ｌ（開口部４２－Ｌ）から、第１距離だけ離れている。つまり、集音部３１－Ｌの先端は、フェンス４２Ａ－Ｌや筐体４１－Ｌの振動の影響を受けにくいように、フェンス４２Ａ－Ｌ及び筐体４１－Ｌに接していない。

【0156】

第１マイク３－Ｌは、設置器具６Ａ－Ｌを用いて、監視対象機器４に対して設置される。設置器具６Ａ－Ｌは、マイク３－Ｌを把持する構成を有する。マイク３－Ｌを把持した設置器具６Ａ－Ｌは、筐体４１に固定して取り付けられる。これにより、マイク３－Ｌが監視対象機器４に対して設置（すなわち固定）される。設置器具６Ａ－Ｌの構成は、図６から図１０を参照して前述した設置器具６Ａと同様である。

【0157】

また、筐体４１の上面に設けられた第２開口部４２－Ｒは、網状のフェンス４２Ａ－Ｒで覆われている。筐体４１内の、フェンス４２Ａ－Ｒの下側には、第２ファン４３－Ｒが設置されている。第２ファン４３－Ｒの構成は、図５を参照して前述したファン４３と同様である。

【0158】

点線で図示した矢印８１－Ｒは、第２ファン４３－Ｒの回転によって発生する空気の流れの方向（排出方向）を模式的に表している。矢印８１－Ｒは、第２ファン４３－Ｒの回転によって、筐体４１内で発生した垂直方向の上向きの空気の流れが、筐体４１外で拡散していくことを示している。

【0159】

第２マイク３－Ｒは、筐体４１外であって、第２ファン４３－Ｒが動作（回転）したときに生じる空気の流れの影響が少ない位置に設置される。第２マイク３－Ｒは、例えば、第２ファン４３－Ｒが動作したときに生じる空気の流れの方向にある位置であって第２ファン４３－Ｒの中心部から第１距離だけ離れた筐体４１外の位置に設置される。図２０に示す例では、第２マイク３－Ｒは、筐体４１外の、第２ファン４３－Ｒの中心部の真上に設置されている。

【0160】

より具体的には、第２マイク３－Ｒは、例えば、筐体４１外であって、第２ファン４３－Ｒの回転中心４３Ｃ－Ｒを示す直線上に位置している。また、第２マイク３－Ｒは、ハブ４３２－Ｒに対向する範囲内に位置し得る。つまり、第２マイク３－Ｒは、第２ファン４３－Ｒが設置された面に対して排出方向８１－Ｒの下流側にある位置に、第２ファン４３－Ｒの中心部を通る排出方向８１－Ｒに沿って設置されている。

【0161】

図２０では、第２ファン４３－Ｒの回転中心４３Ｃ－Ｒを示す直線と、長手方向に沿う第２マイク３－Ｒの中心線３Ｃ－Ｒとが一致している例を示している。この場合、第２マイク３－Ｒの中心線３Ｃ－Ｒは、例えば、ハブ４３２－Ｒの中心を通っている。なお、第２マイク３－Ｒは、第２マイク３－Ｒの中心線３Ｃ－Ｒがハブ４３２－Ｒの外径内を通る任意の位置に配置され得る。

【0162】

第２マイク３－Ｒは、監視対象機器４により近い一端に、集音部３１－Ｒを備える。集音部３１－Ｒの先端は、第２ファン４３－Ｒの中心（例えばハブ４３２－Ｒ）に向けられている。集音部３１－Ｒの先端は、第２ファン４３－Ｒの中心部から、あるいはフェンス４２Ａ－Ｒ（開口部４２－Ｒ）から、第１距離だけ離れている。つまり、集音部３１－Ｒの先端は、フェンス４２Ａ－Ｒや筐体４１－Ｒの振動の影響を受けにくいように、フェンス４２Ａ－Ｒ及び筐体４１－Ｒに接していない。

【0163】

第２マイク３－Ｒは、設置器具６Ａ－Ｒを用いて、監視対象機器４に対して設置される。設置器具６Ａ－Ｒは、マイク３－Ｒを把持する構成を有する。マイク３－Ｒを把持した設置器具６Ａ－Ｒは、筐体４１に固定して取り付けられる。これにより、マイク３－Ｒが監視対象機器４に対して設置（すなわち固定）される。設置器具６Ａ－Ｒの構成は、図６から図１０を参照して前述した設置器具６Ａと同様である。

【0164】

なお、図１９および図２０では、２つの開口部４２－Ｌ，４２－Ｒと２つのファン４３－Ｌ，４３－Ｒとが設けられる例を示したが、筐体４１には、３つ以上の開口部と３つ以上のファンとが設けられてもよい。

【0165】

設置された第１マイク３－Ｌは、監視対象機器４の動作音を収集して、第１信号を生成する。設置された第２マイク３－Ｒは、監視対象機器４の動作音を収集して、第２信号を生成する。

【0166】

検知装置２は、第１マイク３－Ｌから第１信号を取得し、第２マイク３－Ｒから第２信号を取得する。そして、検知装置２は、第１信号と第２信号を用いて、監視対象機器４の第１ファン４３－Ｌと第２ファン４３－Ｒの少なくとも一方に関する状態変化を検知する。

【0167】

このように、筐体４１内の複数のファン４３－Ｌ，４３－Ｒに対して、複数のマイク３－Ｌ，３－Ｒがそれぞれ設置される。つまり、１つのマイクが１つのファンに対応する。

【0168】

しかし、例えば第２ファン４３－Ｒに異常がある場合に、第１マイク３－Ｌは、対応する第１ファン４３－Ｌの動作音だけでなく、第２ファン４３－Ｒの異常な動作音も収集し得る。また、例えば第１ファン４３－Ｌに異常がある場合に、第２マイク３－Ｒは、対応する第２ファン４３－Ｒの動作音だけでなく、第１ファン４３－Ｌの異常な動作音も収集し得る。つまり、各マイク３－Ｌ，３－Ｒによって収集される音には、対応していないファンの異常により生じた音が混入し得る。これは、ファン４３－Ｌ，４３－Ｒの異常（状態変化）に関する誤判定を引き起こす要因となり得る。

【0169】

誤判定を抑制する方法の１つとして、一方のファンの補正前の異常度と、当該ファンの補正前の異常度が他方のファンの補正前の異常度に与えている影響量との関係を予め取得しておくことが考えられる。

【0170】

図２１は、一方のファンの補正前の異常度と、当該ファンの補正前の異常度が他方のファンの補正前の異常度に与えている影響量との関係の例を示す。ここでは、説明を分かりやすくするために、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度と、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響量との関係が示されているものとする。

【0171】

図２１において、水平方向の軸（Ｘ軸）は、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度を示す。垂直方向の軸（Ｙ軸）は、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響量を示す。

【0172】

Ｘ軸とＹ軸とで示されるＸ－Ｙ平面上には、複数の点７６がプロットされている。複数の点７６の各々は、事前に取得した第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度と、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響量との対応を示すデータに基づく。各点７６のデータは、例えば劣化したファンを備える監視対象機器４の動作音の信号か、あるいは実験等によるシミュレーションで模擬的に生成した動作音の信号を解析することにより得られる。

【0173】

複数の点７６を用いたカーブフィッティングにより、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響量を示す影響量曲線７５が算出される。フィッティング（近似）させる曲線は、例えばｙ＝ａｘで表される一次関数である。つまり、影響量曲線７５は直線で示される。したがって、影響量曲線７５は、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度の内、ａで示される割合が、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に影響することを示している。

【0174】

この影響量曲線７５を用いることにより、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響の量を決定できる。決定した影響量を用いて、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度を補正することにより、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度に応じた影響を排除した第１ファン４３－Ｌの異常度（すなわち補正後の異常度）を算出できる。

【0175】

同様にして、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度が第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度に与えている影響量を示す影響量曲線７５も算出される。この影響量曲線７５を用いることにより、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度が、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度に与えている影響の量を決定できる。決定した影響量を用いて、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度を補正することにより、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に応じた影響を排除した第２ファン４３－Ｒの異常度を算出できる。

【0176】

なお、以下では、影響量曲線７５を、異常度－影響量関数７５とも称する。

【0177】

図２２は、検知装置２によって実行される検知プログラム２２Ａの機能構成例を示す。図２２に示す検知プログラム２２Ａは、図１６に示した検知プログラム２２Ａの構成に加えて、影響量を用いて異常度を補正するための構成をさらに有している。なお、影響量を用いて異常度を補正するための構成は、図１８に示した検知プログラム２２Ａの構成に適用することもできる。

【0178】

図２２に示す検知プログラム２２Ａには、第１マイク３－Ｌを用いて収集された音の第１信号と、第２マイク３－Ｒを用いて収集された音の第２信号とが入力される。検知プログラム２２Ａは、例えば、学習済みモデル２０１、オートエンコーダ２０２、異常度算出部２０３、状態判定部２０４、状態通知部２０５、および影響量算出部２０６を備える。

【0179】

学習済みモデル２０１は、第１信号のための学習済みモデル２０１Ａと、第２信号のための学習済みモデル２０１Ｂとを含む。第１信号のための学習済みモデル２０１Ａは、第１ファン４３－Ｌに対応する第１マイク３－Ｌで得られた監視対象機器４の正常な動作音の信号を用いた教師なし学習により得られたモデルである。第２信号のための学習済みモデル２０１Ｂは、第２ファン４３－Ｒに対応する第２マイク３－Ｒで得られた監視対象機器４の正常な動作音の信号を用いた教師なし学習により得られたモデルである。

【0180】

オートエンコーダ２０２、状態判定部２０４、および状態通知部２０５は、第１信号と第２信号の各々に対して、図１６を参照して前述した対応する各部と同様に動作する。

【0181】

より具体的には、オートエンコーダ２０２は、第１信号のための学習済みモデル２０１Ａを用いて、第１信号を再構成した第１再構成信号を生成する。オートエンコーダ２０２は、第２信号のための学習済みモデル２０１Ｂを用いて、第２信号を再構成した第２再構成信号を生成する。

【0182】

異常度算出部２０３は、第１信号と第１再構成信号との誤差（再構成誤差）に基づいて第１ファン４３－Ｌの異常度を算出する。異常度算出部２０３は、第２信号と第２再構成信号との誤差に基づいて第２ファン４３－Ｒの異常度を算出する。再構成誤差に基づく異常度は、補正前の異常度である。

【0183】

影響量算出部２０６は、異常度－影響量関数７５を用いて、一方のファンの補正前の異常度が他方のファンに異常度に与える影響量を算出する。影響量算出部２０６は、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度が第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度に与えている影響量を示す第１異常度－影響量関数７５Ａと、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度が第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に与えている影響量を示す第２異常度－影響量関数７５Ｂとを有している。

【0184】

具体的には、影響量算出部２０６は、第２異常度－影響量関数７５Ｂを用いて、算出された第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度に対応する、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度への影響量（第１影響量）を算出する。また、影響量算出部２０６は、第１異常度－影響量関数７５Ａを用いて、算出された第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度に対応する、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度への影響量（第２影響量）を算出する。

【0185】

次いで、異常度算出部２０３は、第１ファン４３－Ｌの補正前の異常度から第１影響量を減算して、補正した第１ファン４３－Ｌの異常度を取得する。また、異常度算出部２０３は、第２ファン４３－Ｒの補正前の異常度から第２影響量を減算して、補正した第２ファン４３－Ｒの異常度を取得する。なお、補正した異常度が新品の監視対象機器４における異常度を下回る場合、異常度算出部２０３は、補正した異常度を新品の監視対象機器４における異常度に修正してもよい。例えば新品の監視対象機器４における異常度が０である場合に、補正した異常度が０未満であるならば、異常度算出部２０３は、補正した異常度を０に修正する。

【0186】

状態判定部２０４は、第１ファン４３－Ｌの補正した異常度を用いて、第１ファン４３－Ｌの動作状態が正常であるか、それとも異常であるかを判定する。状態判定部２０４は、第２ファン４３－Ｒの補正した異常度を用いて、第２ファン４３－Ｒの動作状態が正常であるか、それとも異常であるかを判定する。

【0187】

状態通知部２０５は、状態判定部２０４による判定結果を通知する。

【0188】

図２２に示す検知プログラム２２Ａの構成によれば、検知装置２は、複数のファン４３－Ｌ，４３－Ｒが互いに与える影響を考慮して、監視対象機器４の４３－Ｌ，４３－Ｒの異常度を算出し、異常度に基づく判定を行うことができる。

【0189】

図２３のフローチャートは、検知装置２において実行される検知処理の手順の例を示す。検知処理は、監視対象機器４のファン４３－Ｌ，４３－Ｒの状態変化を検知するための処理である。検知装置２のＣＰＵ２１は、例えば、検知プログラム２２Ａに含まれる命令群を実行することにより、検知処理を実現する。

【0190】

ＣＰＵ２１は、第１マイク３－Ｌにより収集された音に基づく第１信号を取得する（ステップＳ２０１）。第１マイク３－Ｌは、監視対象機器４の筐体４１に対して第１の位置に設置され、監視対象機器４の動作音を収集する。第１の位置は、例えば、筐体４１外であって、第１ファン４３－Ｌの中心部の真上の位置である。

【0191】

ＣＰＵ２１は、第２マイク３－Ｒにより収集された音に基づく第２信号を取得する（ステップＳ２０２）。第２マイク３－Ｒは、監視対象機器４の筐体４１に対して第２の位置に設置され、監視対象機器４の動作音を収集する。第２の位置は、例えば、筐体４１外であって、第２ファン４３－Ｒの中心部の真上の位置である。

【0192】

次いで、ＣＰＵ２１は第１信号を用いて、第１ファン４３－Ｌの異常度を算出する（ステップＳ２０３）。ＣＰＵ２１は第２信号を用いて、第２ファン４３－Ｒの異常度を算出する（ステップＳ２０４）。算出した第１ファン４３－Ｌの異常度には、第２ファン４３－Ｒの異常度に応じた影響が含まれ得る。同様に、算出した第２ファン４３－Ｒの異常度には、第１ファン４３－Ｌの異常度に応じた影響が含まれ得る。

【0193】

ＣＰＵ２１は、第２異常度－影響量関数７５Ｂを用いて、算出した第２ファン４３－Ｒの異常度が第１ファン４３－Ｌの異常度に与える影響の量（第１影響量）を算出する（ステップＳ２０５）。そして、ＣＰＵ２１は、算出した第１ファン４３－Ｌの異常度から第１影響量を減算することによって、第２ファン４３－Ｒの異常度に応じた影響を補正した第１ファン４３－Ｌの異常度を算出する（ステップＳ２０６）。

【0194】

ＣＰＵ２１は、補正した第１ファン４３－Ｌの異常度が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ＣＰＵ２１は、補正した第１ファン４３－Ｌの異常度が、管理者に通知すべき数値に達しているか否かを判定する。

【0195】

補正した第１ファン４３－Ｌの異常度が閾値を超えている場合（ステップＳ２０７のＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、第１ファン４３－Ｌの異常（状態変化）を通知し（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０９に進む。一方、補正した第１ファン４３－Ｌの異常度が閾値以下である場合（ステップＳ２０７のＮＯ）、ＣＰＵ２１はステップＳ２０９に進む。

【0196】

次いで、ＣＰＵ２１は、第１異常度－影響量関数７５Ａを用いて、ステップＳ２３０で算出した第１ファン４３－Ｌの異常度（すなわち補正前の第１ファン４３－Ｌの異常度）が第２ファン４３－Ｒの異常度に与える影響の量（第２影響量）を算出する（ステップＳ２０９）。そして、ＣＰＵ２１は、算出した第２ファン４３－Ｒの異常度から第２影響量を減算することによって、第１ファン４３－Ｌの異常度に応じた影響を補正した第２ファン４３－Ｒの異常度を算出する（ステップＳ２１０）。

【0197】

ＣＰＵ２１は、補正した第２ファン４３－Ｒの異常度が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ＣＰＵ２１は、補正した第２ファン４３－Ｒの異常度が、管理者に通知すべき数値に達しているか否かを判定する。

【0198】

補正した第２ファン４３－Ｒの異常度が閾値を超えている場合（ステップＳ２１１のＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、第２ファン４３－Ｒの異常を通知し（ステップＳ２１１）、検知処理を終了する。一方、補正した第２ファン４３－Ｒの異常度が閾値以下である場合（ステップＳ２１１のＮＯ）、ＣＰＵ２１は検知処理を終了する。

【0199】

図２３に示した検知処理により、ＣＰＵ２１は、マイク３－Ｌ，３－Ｒで取得された音の信号を用いて、管理者に通知すべきファン４３－Ｌ，４３－Ｒの異常を検知できる。なお、ＣＰＵ２１はステップＳ２０７，Ｓ２１１で複数の閾値を用いた判定を行ってもよい。複数の閾値は、例えば、ファン４３－Ｌ，４３－Ｒの劣化の深刻さに応じて設定される。これにより、ＣＰＵ２１は多段階のファン４３－Ｌ，４３－Ｒの異常を検知できる。

【0200】

以上説明したように、第１および第２実施形態によれば、監視対象機器４の状態変化をより正確に検知できる。監視対象機器４の筐体４１内には、ファン４３が設置される。検知装置２は、マイク３から収集された音の第１信号を取得する。検知装置２は、第１信号を用いて、ファン４３に関する状態変化を検知する。マイク３は、ファン４３が動作したときに生じる空気の流れの方向にある第１位置であって、ファン４３から第１距離だけ離れた筐体４１外の第１位置に設置される。

【0201】

これにより、マイク３により収集される動作音の信号では、ファン４３が動作したときに生じる空気の流れの影響が軽減される。したがって、検知装置２は第１信号を用いて、監視対象機器４の状態変化をより正確に検知できる。

【0202】

第１および第２実施形態に記載された様々な機能の各々は、回路（処理回路）によって実現されてもよい。処理回路の例には、中央処理装置（ＣＰＵ）のような、プログラムされたプロセッサが含まれる。このプロセッサは、メモリに格納されたコンピュータプログラム（命令群）を実行することによって、記載された機能それぞれを実行する。このプロセッサは、電気回路を含むマイクロプロセッサであってもよい。処理回路の例には、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロコントローラ、コントローラ、他の電気回路部品も含まれる。これら実施形態に記載されたＣＰＵ以外の他のコンポーネントの各々もまた処理回路によって実現されてもよい。

【0203】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0204】

１…検知システム、２，２－１，２－２，２－Ｎ…検知装置、３，３－１，３－２，３－Ｎ…マイク、４，４－１，４－２，４－Ｎ…監視対象機器、５…サーバ、２１…ＣＰＵ、２２…ＲＡＭ、２３…不揮発性メモリ、２４…オーディオＩ／Ｆ、２５…通信デバイス、２２Ａ…検知プログラム、２０１…学習済みモデル、２０２…オートエンコーダ、２０３…異常度算出部、２０４…状態判定部、２０５…状態通知部、４１…筐体、４２…開口部、４２Ａ…フェンス、４３…ファン、４３１…羽根、４３２…ハブ、４３Ｃ…回転中心、４４…軸、４５…モータ、４６…軸受け、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＡＭ、５３…不揮発性メモリ、５４…通信デバイス、５５…ディスプレイ、５６…スピーカ、５２Ａ…解析プログラム、６…設置器具、６１…マイク固定器具、６２…位置決め器具、６３…高さ決め器具、８１…排出方向。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】