(57)【要約】      （修正有）【課題】大容量の記憶容量を必要とせず、監視対象の装置の１周期の動作に対して広範囲の測定を行うことを可能とする監視装置を提供する。【解決手段】監視装置４１は、所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象の出力信号を取得する信号取得部１２０を備える。また、出力信号を処理して、データを生成するデータ処理部１２１を備える。また、生成されたデータを記憶する記憶部１１１を備える。また、また、周期Ｔより短い時間ｔ１で信号取得部１２０に出力信号を取得させる第１工程と、時間ｔ２でデータ処理部１２１に出力信号を処理させデータを生成させる第２工程と、時間ｔ３（ここで、ｔ３はＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）を満たす正の数であり、ｎは正の整数もしくは分子を１とした正の分数である。）で、出力信号の取得を行わずに待機する第３工程と、を順に行い、第３工程の後に第１工程を行うよう制御する制御部２００を備える。【選択図】図２
2020149616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で取得する信号取得部と、
前記出力信号を処理して、データを生成するデータ処理部と、
生成された前記データを記憶する記憶部と、
前記信号取得部と、前記データ処理部と、前記記憶部と、を制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、前記周期Ｔより短い時間ｔ１で、前記信号取得部に前記出力信号を取得させる第１工程と、前記第１工程の後に、時間ｔ２で、前記データ処理部に前記出力信号を処理させ前記データを生成させ、前記記憶部に生成されたデータを記憶させる第２工程と、時間ｔ３（ここで、ｔ３はＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）を満たす正の数である。また、ｎは正の整数もしくは、分子を１とした正の分数である。）で、前記第２工程の後に、前記出力信号の取得を行わずに待機する第３工程と、を順に行い、前記第３工程の後に再度、前記第１工程を行うよう制御することを特徴とする監視装置。
【請求項２】
前記制御部が、前記時間ｔ３を変化させる請求項１に記載の監視装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記時間ｔ３をランダムに変化させる請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記時間ｔ２が、前記時間ｔ１より短い請求項１乃至３のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項５】
前記時間ｔ３が、前記周期Ｔより短い請求項１乃至４のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項６】
前記制御部が、前記第１工程、前記第２工程および前記第３工程と、を所定の回数繰り返すよう制御する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項７】
所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で取得する信号取得部と、
前記周期Ｔより短い時間ｔ１で、前記信号取得部に前記出力信号を取得させる制御部と、を備え、
前記制御部が、前記信号取得部に前記出力信号の取得が完了した後に、再度、前記信号取得部に前記出力信号の取得を開始させるまでの間隔を変化させて、繰り返し、前記信号取得部に前記出力信号を取得させることを特徴とする監視装置。
【請求項８】
前記制御部が、前記信号取得部に前記出力信号の取得が完了した後に、再度、前記信号取得部に前記出力信号の取得を開始させるまでの間隔をランダムに変化させる請求項７に記載の監視装置。
【請求項９】
前記信号取得部に前記出力信号の取得が完了した後に、再度、前記信号取得部に前記出力信号の取得を開始させるまでの間隔が、前記ｔ１より短い請求項７または８に記載の監視装置。
【請求項１０】
前記監視対象が、モータである請求項１乃至９のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項１１】
前記監視装置は、前記記憶部に記憶された前記データを外部に出力する通信部を備える請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の監視装置と、前記監視装置と通信が可能な管理装置と、を備えた監視システム。
【請求項１３】
前記監視装置もしくは前記管理装置のいずれかが、前記生成されたデータを解析して前記監視対象の状態を判定する判定手段をさらに備える請求項１２に記載の監視システム。
【請求項１４】
前記判定手段は、前記生成されたデータに異常があると判定した場合は、警告を出力する、もしくは前記監視装置の動作を停止させる請求項１３に記載の監視システム。
【請求項１５】
前記監視対象である、所定の周期Ｔで繰り返し動作する生産装置を更に備えた請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項１６】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の監視装置と、所定の周期Ｔで繰り返し動作する生産装置と、を備えた生産システム。
【請求項１７】
所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で、前記周期Ｔより短い時間ｔ１で取得する第１工程と、
時間ｔ２で、前記出力信号を処理して前記データを生成させ、生成されたデータを記憶させる第２工程と、
時間ｔ３（ここで、ｔ３はＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）を満たす正の数である。また、ｎは正の整数もしくは、分子を１とした正の分数である。）で、前記出力信号の取得、処理、データの生成および記憶を行わない第３工程と、を順に行い、
前記第３工程の後に再度、前記第１工程を行う監視方法。
【請求項１８】
所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で、前記周期Ｔより短い時間ｔ１で取得した後に、
再度、前記信号取得部に前記出力信号の取得を開始させるまでの間隔を変化させて、繰り返し、前記信号取得部に前記出力信号を取得させることを特徴とする監視方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の監視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２０】
請求項１９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、センサ等から出力される出力信号を取得し、その出力信号を処理して装置や設備の稼働状態を監視する監視装置および監視方法に関する。また、その監視方法をコンピュータに実行させるプログラム、およびそのプログラムが記載された記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産装置等の各種装置を備える施設においては、運転している際に装置に異常が発生したとしても、目的動作に直接的な支障が生じない限りは、管理者がすぐに異常を認識することは困難であった。目的動作に支障が生じて、管理者が異常を認識した段階では、不具合箇所の損耗や破損等が相当の程度まで進行しているため、装置の修復に要する費用や停止期間が大きなものとなってしまった。
【０００３】
そこで、一定の周期で点検、補修、部品交換等をおこなう予防保全が行われるようになり、未発見のまま装置の異常が大幅に進行してしまう事態は避けられるようになった。しかし、定期的に点検、補修、部品交換等を実施すると、相応の工数を要するため装置の保守コストが増大するという問題があった。
【０００４】
このような問題に対して、近年では、センサから出力信号を取得し、その出力信号を処理する監視装置を用いて運転中の装置を監視し、部品の劣化等による異常発生の有無を診断し、必要に応じて部品の交換、修理等を行う予知保全が試みられている。予知保全は、定期的な検査を実施するのに必要な工数や過度の部品交換を節約するものである。
【０００５】
この種の監視装置として、特許文献１には低速回転、高速回転など様々な回転速度の設備を監視するために、サンプリング周波数が可変できる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２７４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、生産装置の状態を正確に把握するためには、監視対象である装置の動作の１周期に対し、できるだけ広範囲を測定する必要がある。監視対象の装置の周期が長い場合に上述した従来技術を適用すると、サンプリング周波数を下げるか、出力信号の取得時間を長くする必要が生じる。サンプリング周波数を下げると、取得可能な周波数帯域を狭めることとなり、装置の異常の予兆を見逃す恐れがある。一方、出力信号の取得時間を長くすると、データを記憶させるために必要な記憶容量が増加するため、監視装置のコスト増につながっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の監視装置は、所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で取得する信号取得部と、前記出力信号を処理して、データを生成するデータ処理部と、生成された前記データを記憶する記憶部と、前記信号取得部と、前記データ処理部と、前記記憶部と、を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記周期Ｔより短い時間ｔ１で、前記信号取得部に前記出力信号を取得させる第１工程と、前記第１工程の後に、時間ｔ２で、前記データ処理部に前記出力信号を処理させ前記データを生成させ、前記記憶部に生成されたデータを記憶させる第２工程と、時間ｔ３（ここで、ｔ３はＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）を満たす正の数である。また、ｎは正の整数もしくは、分子を１とした正の分数である。）で、前記第２工程の後に、前記出力信号の取得を行わずに待機する第３工程と、を順に行い、前記第３工程の後に再度、前記第１工程を行うよう制御することを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するための第２の監視装置は、所定の周期Ｔで繰り返し動作する監視対象から出力される出力信号を、所定のサンプリング周波数で取得する信号取得部と、前記周期Ｔより短い時間ｔ１で、前記信号取得部に前記出力信号を取得させる制御部とを備え、前記制御部が、前記信号取得部に前記出力信号の取得が完了した後に、再度、前記信号取得部に前記出力信号の取得を開始させるまでの間隔を変化させて、繰り返し、前記信号取得部に前記出力信号を取得させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、監視対象の装置の１周期の動作に対して広範囲に測定可能でありながら、監視対象の周期によらず高いサンプリング周波数で出力信号を取得でき、かつ、大容量の記憶容量を必要としない監視装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の監視装置を備えた生産システムの模式図である。
【図２】第１実施形態の監視装置の模式的なブロック図である。
【図３】第１実施形態の監視装置における、Ｔ，ｔ１，ｔ２およびｔ３の関係の一例を示す模式図である。
【図４】第１実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の監視装置の模式的なブロック図である。
【図６】第２実施形態の監視装置の繰り返し測定回数と網羅率の関係である。
【図７】第２実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態の監視装置の模式的なブロック図である。
【図９】第３実施形態の監視装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】比較例の監視装置における、Ｔ，ｔ１およびｔ２の関係の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の監視装置を用いて生産装置の状態を監視する監視システムの構成例を模式的に示した図である。監視システム１００は、生産装置１０と、生産装置１０に接続される監視装置４１と、監視装置４１と通信可能な管理装置５と、を備える。
【００１４】
生産装置１０は、モータ１１と、モータ１１によって駆動される粉体搬送部１２と、を備える。モータ１１は、モータ軸１３を中心にして、所定の周期Ｔで回転する回転する回転型のモータである。粉体搬送部１２は、搬送軸１４を中心軸にして回転する部材である。また、搬送軸１４は、モータ軸１３とカップリング１５によって結合されている。
【００１５】
モータ軸１３と搬送軸１４とはカップリング１５によって結合されているため、モータ１１が回転すると、モータ軸１３および搬送軸１４がモータ１１の回転方向に回転する。そのため、粉体搬送部１２はモータ１１と同様の周期Ｔで回転する。また、粉体搬送部１２の搬送軸１４には羽根１６が備えられており、羽根１６は搬送軸１４の回転に伴って搬送軸１４を中心に回転する。
【００１６】
軸受２１および２２は、モータ軸１３を支持する部材であり、モータ軸１３に接して設けられている。軸受２３および２４は、搬送軸１４を支持する部材であり、搬送軸１４に接して設けられている。軸受２１、２２、２３および２４にはそれぞれ、センサ３１、３２、３３および３４が設けられている。
【００１７】
センサ３１〜３４は、モータ軸１３や搬送軸１４のズレや、軸受２１〜２４の傷、潤滑不足といった生産装置１０の経時的な変化を検知するために設けられている。センサ３１〜３４は、例えば、振動センサ、音響センサ、圧力センサ、変位センサ、電流センサ、電圧センサ、温度センサ等およびそれらのいずれを組み合わせた複合センサであり、計測した物理量をアナログもしくはデジタルの信号として出力可能なセンサである。図１では軸受およびセンサは各４台ずつ設けられているが、軸受およびセンサの数はこれに限定されず、１台ずつであってもよい。また、センサ３１〜３４は監視装置４１に接続されている。図１では生産装置１０に監視装置４１を１台のみ配置しているが、１つの生産装置に監視装置を複数台配置してもよい。
【００１８】
管理装置５は、監視装置４１と通信が可能であり、監視装置４１で生成されたデータを収集する装置である。管理装置５は、データ収集機能を有する収集サーバでも、収集サーバへデータを中継する中継器でも、ゲートウェイ機能を有する装置でも構わない。また、管理装置５は監視装置４１で生成されたデータを表示する表示部を有していてもよい。表示部を有する装置としては、例えば、パーソナルコンピュータや、タブレット、スマートフォンといった携帯端末が挙げられる。図１では監視装置４１に１台の管理装置５が接続されているが、１台の監視装置に管理装置を複数台配置してもよい。また、１台の管理装置に監視装置を複数台配置してもよい。
【００１９】
図２は、監視装置４１を中心とした第１実施形態の生産システムの模式的なブロック図である。説明の便宜上、図２ではセンサは１台としている。
【００２０】
センサ３１は出力信号を出力する。例えば、センサ３１が振動センサである場合、センサから出力される出力信号は、軸受２１の振動の大きさに応じた電圧値である。
【００２１】
監視装置４１は、例えば、マイコン（マイクロコントローラ）である。図２において、監視装置４１は、ＡＤ変換器１１３を備えている。センサ３１の出力信号がアナログ信号の場合には、ＡＤ変換器１１３によりデジタル信号に変換され、信号取得部１２０に入力される。ただし、ＡＤ変換器１１３は監視装置４１に必ずしも備えられていなくてもよく、生産装置１０がＡＤ変換器を備える、もしくは、生産装置１０がＡＤ変換器と同等の機能を有していてもよい。なお、センサ３１の出力信号がデジタル信号の場合には、ＡＤ変換器１１３を経由しないで、信号取得部１２０に直接入力される。また、図２においてセンサ３１と監視装置４１は有線で接続されているが、無線で接続可能な形態であっても構わない。
【００２２】
信号取得部１２０は、センサ３１から出力された出力信号（センサ信号）を配線やコネクタ等を通じて取得する。その出力信号の取得時間はｔ１であり、ｔ１は生産装置１０の周期Ｔより短い時間である。時間ｔ１は、サンプリング周波数と取得するデータ点数で決定されるものであり、後述する制御部２００に対し、ユーザーが任意に設定できる。出力信号の取得間隔は所定のサンプリング周波数の値によって決定され、サンプリング周波数の値は、例えば、監視対象の異常を捉えられる信号の周波数帯域の２倍以上である。その数値は具体的に限定されないが、生産装置の異常を検出しやすいという観点においては、高い周波数であることが好ましい。低周波数帯域の信号は減衰しにくく、監視対象以外から発せられるノイズ成分を混入しやすいためである。好ましいサンプリング周波数は、１００［ｋＨｚ］以上である。取得するデータ点数も特に限定されないが、後述するデータ処理の際にフーリエ変換を行う場合は、２のべき乗の数であることが好ましい。
【００２３】
データ処理部１２１は、信号取得部１２０で取得された電圧値を処理してデータを生成する。生成されたデータは、制御部１２０によって後述する記憶部１１１に記憶される。データ処理部１２１によって、出力信号を処理してデータを生成し、その生成されたデータが記憶部１１１に記憶されるまでの時間がｔ２である。ここで、ｔ１とｔ２の間には、ｔ１＜ｔ２の関係が成り立っていることが好ましい。ｔ１＜ｔ２の関係を満たすと、ダブルバッファリングによるリアルタイム処理ができない廉価のマイコンにも本発明を適用することができるためである。
【００２４】
データ処理は、出力信号の値をデータとして生成する前に行う前処理と、前処理した値を用いて所望の値に演算する中間処理と、演算された値を用いてデータを生成する後処理と、の３つに分類される。
【００２５】
前処理はノイズを除去したり、生成するデータに必要とない値を除去するために行う処理である。前処理としては、例えば、ローパスフィルタリング、ハイパスフィルタリング、バンドパスフィルタリングといった周波数を基準としたフィルタリング処理がある。中間処理としては、例えば、処理した値から速度情報や加速度情報に演算する、演算処理がある。後処理としては、例えば、演算された値に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、ウェーブレット変換、畳み込み処理等の様々な数学的な処理を行い、その最大値や最小値のみを記憶部１１１に記憶させる。これらのデータ処理の種類は、後述する制御部２００に対し、ユーザーが任意に設定できる。データ処理部１２１が生成するデータの保存形式は、容量が小さくなる形式であればよく、特に限定されない。例えば、Ｃｏｍｍａ−Ｓｅｐａｒａｔｅｄ  Ｖａｌｕｅｓ（ＣＳＶ）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）  Ｏｂｊｅｃｔ  Ｎｏｔａｔｉｏｎ（ＪＳＯＮ）、ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ（ＸＭＬ）が挙げられる。また、バイナリ形式などその他の形式でもよい。
【００２６】
いま、周期Ｔ、ｔ１およびｔ２の間には、Ｔ＝ｎ（ｔ１＋ｔ２）の関係が成り立っている。ここで、ｎは正の整数もしくは、分子を１とした正の分数である。
【００２７】
データ処理部１２１は、例えば、軸受２１の潤滑不足や傷等を検出するために、取得した出力信号に対して前処理としてバンドパスフィルタリングを行い、１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域を抽出する。続いて、中間処理として、抽出された値を基に、加速度を算出する。さらに、後処理として、算出された加速度データを高速フーリエ変換処理して、周波数とパワースペクトルの関係を示すデータを生成する。そして生成されたデータより、特定の周波数帯域のパワースペクトル密度の平方和であるパーシャルオーバーオール（ＰＯＡ）を算出する。なお、記憶部１１１に記憶されている値がある場合はその値と比較することで最大値を算出し、その最大値を記憶部１１１に記憶させる。
【００２８】
遅延処理部１２２は、データ処理部１２１がデータを生成し、生成されたデータを記憶部１１１に記憶させた後に、再度、信号取得部１２０がセンサ３１からの出力信号を取得するまでの間に、遅延処理（第３工程）を行う。遅延処理とは、出力信号の取得、処理、データの生成および記憶を行なわず待機させる処理である。その時間を遅延時間ｔ３とする。なお、遅延処理は遅延処理部１２２が行わずとも、後述する制御部２００が遅延処理を行わせることも可能である。遅延処理の効果については後述する。
【００２９】
記憶部１１１は、データ処理部１２１で生成されたデータを記憶する。生成されたデータは、蓄積して記憶することも可能であるし、生成されたデータをデータ処理部１２１に読みだした後に上書きして、記憶させることも可能である。また、記憶部１１１は、本実施形態の監視方法を行うためのプログラムや、信号取得部１２０で取得したデータ（取得時間など）を記憶することができる。記憶部１１１は、例えば、ＲＡＭなどのマイコンに内蔵されたメモリである。なお、プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であれば、記憶部１１１でなくとも、いかなる記録媒体に記録されていてもよい。
【００３０】
通信部１１２は、監視装置４１と管理装置５との通信を確立し、両者を接続する。通信部１１２は、記憶部１１１に記憶された生成データを読み取り、管理装置５に出力する。生成データを管理装置５へ出力する方法は無線形式でも有線形式でも構わない。通信部１１２は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉモジュール、ＬＰＷＡ通信モジュールおよびＬＡＮモジュールである。
【００３１】
時計１４１は前述した時間ｔ１、ｔ２およびｔ３を測定することができる。また、時刻を測定することができる。
【００３２】
制御部２００は、監視装置４１の各部の動作を制御する制御回路である。制御部２００から直接、各部の動作を制御してもよいし、記憶部１１１からプログラムを読み込んで、各部の動作を制御するのでも構わない。制御するタイミングは、記憶部１１１に記憶されたプログラムから決定することができるし、時計１４１が取得する時間を用いて決定することもできる。また、監視装置４１がＵＳＢポート等の外部接続端子を備えていれば、制御部２００に制御させる項目は、パーソナルコンピュータ等を通じてユーザーが任意に設定できる。また、制御部２００に制御させる項目は管理装置５を通じて、ユーザーが任意に設定することもできる。制御部２００に制御させる項目は、例えば、時間ｔ１、ｔ２およびｔ３、サンプリング周波数、データ処理部１２１が行う処理の種類、測定を行う頻度、タイミング等がある。
【００３３】
制御部２００は、信号取得部１２０によって時間ｔ１で出力信号を取得させる第１工程と、取得出力信号を時間ｔ２でデータ処理部１２１に処理させ、データを生成させ、記憶部１１１にデータを記憶させる第２工程と、を順に監視装置４１に行わせる。
【００３４】
図１０は比較例の監視装置における、Ｔ、ｔ１およびｔ２の関係の一例を示す模式図である。比較例の監視装置では、ｔ１とｔ２の和を２倍した値が周期Ｔと一致している。そのため、第１工程と、第２工程と、を順に何度繰り返し行っても、周期Ｔのうち出力信号を取得するタイミングは常に同じタイミングになってしまう。すなわち、比較例の監視装置では、センサからの出力信号を一周期分網羅して測定することができない。
【００３５】
そこで、本実施形態では、第１工程と、第２工程とを順に行った後に、第３工程として遅延時間ｔ３を設ける。遅延時間ｔ３の間は、制御部２００は、出力信号の取得や、出力信号の処理ならびにデータの生成および記憶を行わない。そして、遅延時間ｔ３経過後に、制御部２００は、再び、信号取得部１２０によって時間ｔ１で出力信号の取得を再開させる。
【００３６】
図３は本実施形態の、Ｔ、ｔ１、ｔ２およびｔ３の関係の一例を示す模式図である。本実施形態においては、Ｔ、ｔ１、ｔ２およびｔ３の間にはＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）の関係が成り立っている。ここで、ｔ３は正の数である。また、ｎは正の整数もしくは、分子を１とした正の分数である。
【００３７】
本実施形態では、Ｔ、ｔ１、ｔ２およびｔ３の間にはＴ≠ｎ（ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）の関係が成り立っているため、１回目の周期Ｔで出力信号を取得したタイミングと、２回目の周期Ｔで出力信号を取得したタイミングと、が異なっている。そのため、第１工程、第２工程と、第３工程と、を順に繰り返し行うことにより、出力信号を取得できるタイミングが増えていく。そして、第１工程、第２工程、および第３工程と、を順に所定の回数繰り返し行うことによって、センサからの出力信号を一周期分網羅して測定することが可能となる。
【００３８】
なお、図３においては、遅延時間ｔ３は３箇所とも同じ値としているが、ｔ３は定数でなくても構わない。制御部２００によって、ｔ３を可変させることは可能である。可変させる方法としては、乱数や、疑似乱数や、周期的に変化するような値であっても構わない。また、遅延時間ｔ３は周期Ｔより短いことが好ましい。一周期分の測定を網羅するために必要な時間を短縮できるためである。
【００３９】
図４は、第１実施形態の監視装置４１の動作を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、図４の工程Ｓ６では、ユーザーが設定する監視対象である生産装置１０の周期Ｔに対し、制御部２００が遅延時間ｔ３を決定し、遅延処置部１２２に遅延時間ｔ３を記憶させる。また、周期Ｔと遅延時間ｔ３より、繰り返し測定回数を決定し、記憶部１１１にその回数を記憶させる。
【００４１】
次に、図４の工程Ｓ１０では、信号取得部１２０がセンサ３１から出力される出力信号を１００［ｋＨｚ］のサンプリング周波数で、８１９２［点］の電圧値データを取得する。時間ｔ１は８１．９［ｍｓ］である。ここで、周期Ｔは６００［ｍＳ］とする。  次に、図４の工程Ｓ２０では、現在の繰り返し回数を確認する。繰り返し回数が１回目である場合は、工程Ｓ４０に遷移する。工程Ｓ４０では、データ処理部１２１が出力信号を処理して、データを生成する。生成されたデータは記憶部１１１に保存される。繰り返し回数が２回目以降である場合は、工程Ｓ３０に遷移し、記憶部１１１に保存されているデータ処理部１２１の生成データを読み込む。ここで、時間ｔ２は、例えば２００［ｍＳ］である。また、時間ｔ３は、ｔ１とｔ２とｔ３との和が周期Ｔの６００［ｍｓ］の整数倍もしくは整数分の１にならないような値とする。具体的には１８．１や３１８．１等以外の値となる。その後、工程Ｓ４０に遷移し、データ処理部１２１が、読み込まれた生成データに対し工程Ｓ１０で取得したデータとの比較処理を行い、その結果を記憶部１１１に格納する。
【００４２】
次に、図４の工程Ｓ６０に遷移し、制御部２００が、現在の繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で決定した繰り返し回数に達しているか否かを確認する。繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で算出した回数に達していない場合、工程Ｓ５０に遷移し、制御部１２０が遅延処理部１２２に対し、遅延時間ｔ３だけ遅延処理を行わせる。工程Ｓ５０が終了すると、再度、データ取得の工程Ｓ１０を行う。
【００４３】
繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で算出した回数に達していた場合、工程Ｓ７０に遷移する。工程Ｓ７０では、制御部２００が、通信部１１２が記憶部１１１に保存された生成データを読み込むよう指示する。そして、通信部１１２が生成データを管理装置５に送信して、監視は終了する。
【００４４】
このように、遅延時間ｔ３を設けて、出力信号の取得およびデータ処理と生成を繰り返し行うことで、記憶容量や演算能力が乏しい監視装置であっても、生産装置１０の一周期分の動作ログに関するデータを取得、生成することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
第２実施形態の監視装置は、遅延時間ｔ３を乱数（疑似乱数を含むランダムな値）にしたときにユーザーが装置の１周期に対して、どの程度の割合のデータを取得するかを決定して、繰り返し測定回数を決定する点が、第１実施形態と異なる。以下、第２実施形態の監視装置は、第１実施形態の監視装置と異なる点を中心に説明する。
【００４６】
図５は、監視装置５１を中心とした第２実施形態の生産システムの模式的なブロック図である。説明の便宜上、図５においてもセンサは１台としている。
【００４７】
監視装置５１は、繰り返し回数算出部１３０を備える点で第１実施形態の監視装置４１と異なる。
【００４８】
繰り返し回数算出部１３０は、サンプリング周期とデータ点数との積であるデータ取得時間と、あらかじめ設定された監視対象である設備の周期Ｔから求められる繰り返し測定回数と網羅率の関係を算出する。網羅率とは、測定を所定の回数繰り返した際に測定対象の一周期分の測定領域を網羅して取得できる確率のことである。ここで、周期Ｔが不明な場合は、考えうる周期の値として最も長い周期を設定する。この理由を以下に通りである。長い周期の測定対象と、短い周期の測定対象に対して、同じ繰り返し測定回数で網羅率を算出すると、短い周期の方が網羅率は高くなる。そのため、考えうる周期の値として最も長い周期を想定しておけば、実際の網羅率は計算した網羅率より高い数値となるためである。
【００４９】
図６は、横軸に繰り返し測定回数を、縦軸には網羅率をとり、繰り返し測定回数と網羅率との関係を示したグラフである。なお、サンプリング周波数が１００［ｋＨｚ］、測定データ点数が８１９２［点］、データ取得時間は８１．９２［ｍｓ］とした。また、測定対象であるモータの回転数は１００［ｒｐｍ］、周期Ｔは６００［ｍｓ］とした。また、遅延時間ｔ３は、０［ｓ］から６００［ｍｓ］の間で連続的に一様分布となるような疑似乱数に基づいて決定した。なお、乱数の最大値は周期Ｔより短いことが好ましい。測定時間を短くするためである。
【００５０】
予め設定される網羅率Ｐ１が与えられると、それ以上の確率で測定漏れを発生させずに測定可能となる測定回数Ｐ２が算出される。網羅率Ｐ１を十分大きく設定することで、実用上問題ない程度の一周期を網羅した測定ができる。網羅率を９０％とした場合、繰り返し測定回数と網羅率の関係から繰り返し回数は４１回となる。
【００５１】
図７は、第２実施形態の監視装置５１の動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、図７の工程Ｓ３でサンプリング周波数および取得するデータ点数から求められるデータ取得時間を求め、繰り返し測定回数と網羅率の関係を算出する。
【００５３】
次に、図７の工程Ｓ６では、工程Ｓ３で算出した繰り返し測定回数と網羅率との関係から、設定した網羅率を達成する繰り返し測定回数を算出する。
【００５４】
次に、図７の工程Ｓ１０では、信号取得部１２０がセンサ３１から出力される出力信号を１００［ｋＨｚ］のサンプリング周波数で、８１９２［点］の電圧値データを取得する。
【００５５】
次に、図７の工程Ｓ２０では、現在の繰り返し回数を確認する。繰り返し回数が１回目である場合は、工程Ｓ４０に遷移する。工程Ｓ４０では、データ処理部１２１が出力信号を処理して、データを生成する。生成されたデータは記憶部１１１に保存される。繰り返し回数が２回目以降である場合は、工程Ｓ３０に遷移し、記憶部１１１に保存されているデータ処理部１２１の生成データを読み込む。その後、工程Ｓ４０に遷移し、データ処理部１２１が、読み込まれた生成データに対し工程Ｓ１０で取得したデータを加える処理を行い、その結果を記憶部１１１に格納する。
【００５６】
次に、図７の工程Ｓ６０に遷移し、制御部２００が、現在の繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で決定した繰り返し回数に達しているか否かを確認する。繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で算出した回数に達していない場合、工程Ｓ５０に遷移し、制御部２００が遅延処理部１２２に対し、０［ｓ］から６００［ｍｓ］の間のランダムな時間である遅延時間ｔ３だけ、遅延処理を行わせる。工程Ｓ５０が終了すると、再度、データ取得の工程Ｓ１０を行う。
【００５７】
繰り返し処理の回数が工程Ｓ６で算出した回数に達していた場合、工程Ｓ７０に遷移する。工程Ｓ７０では、制御部２００が、通信部１１２が記憶部１１１に保存された生成データを読み込むよう指示する。そして、通信部１１２が生成データを管理装置５に送信して、監視は終了する。
【００５８】
このように、遅延時間ｔ３を設け一周期を分割したうえで、出力信号の取得およびデータ処理と生成を繰り返し行うことで、記憶容量や演算能力が乏しい監視装置であっても、ユーザーが満足する網羅率のデータを取得することができる。また、第２実施形態においては、周期Ｔの値が特定できないような装置にも適用することが可能である。
【００５９】
（第３実施形態）
第３実施形態の監視装置は、センサからの出力信号にノイズが含まれていても、ノイズの影響を受けずに監視する点が、第１実施形態と異なる。以下、第３実施形態の監視装置についても、第１実施形態の監視装置と異なる点を中心に説明する。
【００６０】
図８は、監視装置６１を中心とした第３実施形態の生産システムの模式的なブロック図である。説明の便宜上、図８においてもセンサは１台としている。
【００６１】
監視装置６１は、取得済領域管理部１４０を備える点で第１実施形態の監視装置４１と異なる。取得済領域管理部１４０は、記憶部１１１に蓄積された出力信号の取得したタイミングが異なるデータを基に、測定対象の周期Ｔで決定される測定領域に対してデータが取得できた領域を算出する。
【００６２】
第３実施形態において、監視装置６１は、センサ３１からの出力信号を信号取得部１２０で取得するとき、時計１４１で信号取得開始時間ｔｓおよび信号取得終了時間ｔｅを記憶部１１１に保存する。なお、信号取得終了時間ｔｅは、データ取得開始時間ｔｓとサンプリング周波数および信号取得点数から算出した値を用いてもよい。信号取得部１２０による信号取得が完了すると、データ処理部１２１は記憶部１１１に蓄積された、以前にデータ処理を行った生成データを読み込んでデータ処理を行い、その結果を記憶部１１１に格納する。その後、取得済み管理領域部１４０は、記憶部１１１に蓄積された信号取得時間ｔｓ、信号取得終了時間ｔｅおよび予め設定した監視対象の装置の周期Ｔから、測定領域に対してデータを取得できた領域を算出し記憶部１１１に格納する。
【００６３】
なお、センサ信号にノイズが含まれている等で処理結果の値の範囲が特異な値である場合にその値を取り除くための条件を予め設定しておき、この条件を満たした場合、取得済領域管理部１４０は、そのデータ取得領域を取得済み領域として追加しない。
【００６４】
次に遅延処理部１２２は、記憶部１１１に蓄積されたデータ取得済み領域や予め設定した監視対象の周期Ｔおよび時計１４１から得られる現在の時間から、未取得領域でデータ取得をおこなうための遅延時間を算出し、遅延処理ｔ３を行う。遅延時間の算出に際し、測定対象の周期変動を考慮して測定済み領域を重複するように遅延時間を算出してもよい。監視対象の全領域のデータ取得を完了したら繰り返し処理を完了する。繰り返し処理が完了すると、通信部１１２は記憶部１１１に保存されたデータを読み込み、管理装置５に送信する。なお、繰り返し処理を完了するタイミングは、監視対象の全領域でなくてもよい。
【００６５】
図９は第３実施形態の監視装置６１の動作を示すフローチャートである。
【００６６】
図９の工程Ｓ４０までは、第１実施形態と同じであるので、説明は省略する。
【００６７】
次に、図９の工程Ｓ４３に遷移し、記憶部１１１に格納された結果が特異な値か否かを確認する。例えば、工程Ｓ１０の信号取得の際のセンサ信号にノイズが含まれている場合、工程Ｓ４０の生成したデータが特異な値となる。
【００６８】
工程Ｓ４３で生成したデータが特異な値であると制御部２００が判定した場合は、データ取得済の領域とせずに再度、次回以降の繰り返し処理でデータ取得をおこなう。すなわち、制御部２００は、当初決定していた回数から繰り返し測定回数を増やすよう指令する。一方、工程Ｓ４３でデータ処理結果が正常な値であると制御部２００が判定した場合は、工程Ｓ４６で測定済の領域として登録し、工程Ｓ６０に遷移する。
【００６９】
工程Ｓ６０以降のフローは第２実施形態と同じである。
【００７０】
このように、記憶容量や演算能力が乏しい監視装置において、センサ信号にノイズが含まれる場合においても、ユーザーが満足する網羅率のデータを取得することができる。
【００７１】
（第４実施形態）
第４実施形態の監視システムは、データ処理部によって生成されたデータを解析し、監視対象の状態を判定する判定手段を備える点が、第２実施形態と異なる。
【００７２】
判定手段は、監視装置に備えられていてもよいし、管理装置に備えられていてもよい。判定手段は、生成されたデータの値と、ユーザーが予め設定した閾値とを比較する。そして、その閾値が生成されたデータの値を超えていれば、監視対象が正常な状態ではない（異常な状態）と判断し、管理装置に警告を出力し、管理層の表示部に警告の旨が表示される。警告が出力されると、ユーザーに対し監視対象の動作の停止を促す。
【００７３】
なお、判定手段が、監視対象が正常でないと判断した場合は、管理装置に警告を出力することなく監視対象の動作を停止させても構わない。
【００７４】
（他の実施形態）
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。例えば、生産装置として、粉体搬送装置を例に挙げて説明したが、生産装置はこれに限られない。モータのような動力源を備える、減速機や発電機であっても構わない。また、実施形態の監視対象は、いずれも回転型モータであったが、往復運動をするようなスカラロボットであっても構わない。出力信号も振動のみならず、音を示す信号でもよい。そのため、生産ラインの１サイクルにおいて、マイク等を使って異音を検知するような形態にも本発明は適用可能である。
【００７５】
また、ＣＰＵがマルチタスクで動作可能な場合は、データの取得とその後の処理は並行して処理可能となり、ｔ２がｔ１よりも短い時間で処理できる場合は、実質的には略ｔ２にかかる時間を考慮しなくてもよい場合がある。しかし、マルチタスクで動作可能でも、記憶部の容量や、記憶部内のデータを、外部へ転送する処理等の関係で、１周期全体を一度に連続してサンプリングできないこともあり、そのような場合にも本発明は適用可能である。
【００７６】
また、本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７７】
５  管理装置
３１  センサ
４１  監視装置
１１１  記憶部
１１２  通信部
１１３  ＡＤ変換器
１２０  信号取得部
１２１  データ取得部
１２２  遅延処理部
１４１  時計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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