(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の異常を迅速に検知するために波形を正確に抽出する異常波形検知システムを提供する。【解決手段】波形分析装置は、基準波形のうち、所定の条件が満たされている部分であるイベント点を取得すると共に、イベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化を示す特異点を抽出する基準部分取得部２１５と、対象波形の一部にイベント点に対応している部分がある場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、対応イベント点が属する対象波形の周期内に存在する、基準波形の特異点に対応する対応特異点を検出する対象波形解析部２１９と、これら４点及び基準波形に基づいて生成した補正波形と新たに取得した対象波形との間の相違度を算出する相違度算出部２１０１と、相違度に基づき、新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する異常判定部２１０２と、異常の判定に関する情報を出力するアラート出力部２１１１とを備える。【選択図】図３
2018147390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周期で値が変化する、基準となる波形である基準波形に基づき、対象となる波形である対象波形の異常を検知する、プロセッサ及びメモリを備える異常波形検知システムであって、
前記基準波形のうち、所定の条件が満たされている前記基準波形の部分であるイベント点を取得すると共に、前記取得したイベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化を示す前記基準波形の部分である特異点を抽出する基準部分取得部と、
前記対象波形を取得する対象波形取得部と、
前記取得した対象波形の一部に前記イベント点に対応している部分があるか否かを判断し、前記イベント点に対応している部分があると判断した場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、前記対応イベント点が属する前記対象波形の周期内に存在する、前記基準波形の特異点に対応する前記対象波形の部分を対応特異点として検出する対象波形解析部と、
前記取得した基準波形のイベント点、前記抽出した基準波形の特異点、前記取得した対象波形の対応イベント点、及び、前記検出した対象波形の対応特異点に基づき、前記基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した前記補正波形と、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出する相違度算出部と、
前記算出した相違度に基づき、前記新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する異常判定部と、
前記異常の判定に関する情報を出力するアラート出力部と、
を備える、異常波形検知システム。
【請求項２】
前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形であり、
前記相違度算出部は、前記対応イベント点と前記対応特異点との間の時間差と、前記特異点と前記イベント点との間の時間差との比に基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項３】
前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形であり、
前記相違度算出部は、前記対応特異点の値と、前記特異点の値との比に基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項４】
前記異常判定部は、前記イベント点及び前記特異点に基づき前記対象波形の許容範囲を算出し、前記新たに取得した前記対象波形が前記算出した許容範囲内にない場合に、前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定する、請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項５】
前記基準波形のイベント点は、所定の装置が所定の動作を行った際の前記基準波形の部分であり、
前記対象波形取得部は、前記所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を前記対象波形の値として取得する、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項６】
前記相違度算出部は、複数の前記基準波形のそれぞれの前記イベント点及び前記特異点と、前記対象波形の対応イベント点及び前記対象波形の対応特異点とに基づき、複数の前記基準波形のそれぞれと、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出し、
前記異常判定部は、
前記対象波形に異常があるか否かを前記算出した相違度のそれぞれに基づき判定することにより、異常と判定された前記相違度に対応する前記基準波形を前記対象波形の正当な基準波形ではないと判定すると共に、前記算出した全ての相違度に基づき前記対象波形に異常があると判定した場合には前記対象波形に異常があることを示す情報を出力する、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項７】
前記基準波形又は前記対象波形のうち、所定の値以上の周期で変化している部分を除去することにより、新たな前記基準波形又は新たな前記対象波形を生成する高周波成分除去部を備える、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項８】
前記基準波形又は前記対象波形における値のうち、所定の区間における最大値、最小値、平均値、中間値、又は最頻値を抽出することにより、新たな前記基準波形又は新たな前記対象波形を生成する補助波形生成部を備える、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項９】
前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定された場合に、前記装置に、前記装置の動作を制御する信号を送信するフィードバック部を備え、
前記装置は、受信した前記信号に基づき動作する、
請求項５に記載の異常波形検知システム。
【請求項１０】
前記アラート出力部は、前記基準波形と、前記時間差に関する比とに基づき算出された波形と、前記取得した対象波形とを共に出力し、又は、前記対象波形と前記時間差に関する比とに基づき算出された波形と、前記基準波形とを共に出力する、請求項２に記載の異常波形検知システム。
【請求項１１】
前記基準波形の入力を受け付けるための画面を出力する入力画面出力部を備える、請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項１２】
前記対象波形解析部は、前記対応特異点が取得されなかった場合に、その旨を示す情報を出力する、請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項１３】
前記基準波形の入力を受け付けるための画面を出力する入力画面出力部を備え、
前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形であり、
前記基準波形のイベント点は、所定の装置が所定の動作を行った際の前記基準波形の部分であり、
前記特異点は、前記基準波形のうち、その値が極大値、極小値、又は予め設定された値である部分であり、
前記異常波形検知システムは、前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定された場合に、前記装置に、前記装置の動作を制御する信号を送信するフィードバック部を備え、
前記装置は、受信した前記信号に基づき動作し、
前記対象波形取得部は、
前記所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を前記対象波形の値として取得し、
前記対応特異点が取得されなかった場合に、その旨を示す情報を出力し、
前記相違度算出部は、
前記対応イベント点と前記対応特異点との間の時間差と、前記特異点と前記イベント
点との間の時間差との比に基づき前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出し、もしくは、前記対応特異点の値と前記特異点の値との比に基づき前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出し、
複数の前記基準波形のそれぞれの前記特異点及び前記イベント点と、前記対象波形の対応イベント点及び前記対象波形の対応特異点とに基づき、複数の前記基準波形のそれぞれと、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出し、
前記異常判定部は、前記対象波形に異常があるか否かを前記算出した相違度のそれぞれに基づき判定することにより、異常と判定された前記相違度に対応する前記基準波形を前記対象波形の正当な基準波形ではないと判定すると共に、前記算出した全ての相違度に基づき前記対象波形に異常があると判定した場合には前記対象波形に異常があることを示す情報を出力し、
前記イベント点及び前記特異点に基づき前記対象波形の許容範囲を算出し、前記新たに取得した前記対象波形が前記算出した許容範囲内にない場合に、前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定し、
前記アラート出力部は、前記基準波形と前記時間差に関する比とに基づき算出された波形と、前記取得した対象波形とを共に出力し、又は、前記対象波形と前記時間差に関する比とに基づき算出された波形と、前記基準波形とを共に出力する、
請求項１に記載の異常波形検知システム。
【請求項１４】
所定の周期で値が変化する、基準となる波形である基準波形に基づき、対象となる波形である対象波形の異常を検知する異常波形検知方法であって、
プロセッサ及びメモリを備える情報処理装置が、
前記基準波形のうち、所定の条件が満たされている前記基準波形の部分であるイベント点を取得すると共に、前記抽出したイベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化を示す前記基準波形の部分である特異点を抽出する基準部分取得処理と、
前記対象波形を取得する対象波形取得処理と、
前記取得した対象波形の一部に前記イベント点に対応している部分があるか否かを判断し、前記イベント点に対応している部分があると判断した場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、前記対応イベント点が属する前記対象波形の周期内に存在する、前記基準波形の特異点に対応する前記対象波形の部分を対応特異点として検出する対象波形解析処理と、
前記取得した基準波形のイベント点、前記抽出した基準波形の特異点、前記取得した対象波形の対応イベント点、及び、前記検出した対象波形の対応特異点に基づき、前記基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した前記補正波形と、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出する相違度算出処理と、
前記算出した相違度に基づき、前記新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する異常判定処理と、
前記異常の判定に関する情報を出力するアラート出力処理と、
を実行する、異常波形検知方法。
【請求項１５】
前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形であり、
前記相違度算出処理は、前記対応イベント点と前記対応特異点との時間差と、前記イベント点と前記特異点との時間差との比とに基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する処理である、請求項１４に記載の異常波形検知方法。
【請求項１６】
前記基準波形のイベント点は、所定の装置が所定の動作を行った際の前記基準波形の部分であり、
前記対象波形取得処理は、前記所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を前記
対象波形の値として取得する処理である、
請求項１４に記載の異常波形検知方法。
【請求項１７】
所定の周期で値が変化する、基準となる波形である基準波形に基づき、対象となる波形である対象波形の異常を検知する、プロセッサ及びメモリを備える波形分析装置であって、
前記基準波形のうち、所定の条件が満たされている前記基準波形の部分であるイベント点を取得すると共に、前記取得したイベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化を示す前記基準波形の部分である特異点を抽出する基準部分取得部と、
前記対象波形を取得する対象波形取得部と、
前記取得した対象波形の一部に前記イベント点に対応している部分があるか否かを判断し、前記イベント点に対応している部分があると判断した場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、前記対応イベント点が属する前記対象波形の周期内に存在する、前記基準波形の特異点に対応する前記対象波形の部分を対応特異点として検出する対象波形解析部と、
前記取得した基準波形のイベント点、前記抽出した基準波形の特異点、前記取得した対象波形の対応イベント点、及び、前記検出した対象波形の対応特異点に基づき、前記基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した前記補正波形と、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出する相違度算出部と、
前記算出した相違度に基づき、前記新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する異常判定部と、
を備える波形分析装置。
【請求項１８】
前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形であり、
前記相違度算出部は、前記イベント点と前記特異点との時間差と、前記対応イベント点と前記対応特異点との時間差との比に基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する、請求項１７に記載の波形分析装置。
【請求項１９】
前記基準波形のイベント点は、所定の装置が所定の動作を行った際の前記基準波形の部分であり、
前記対象波形取得部は、前記所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を前記対象波形の値として取得する、
請求項１７に記載の波形分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常波形検知システム、異常波形検知方法、及び波形分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造業においては、工場などの設備に対する予防保全の要求の高まりによりＩｏＴ化（IoT: Internet of Things）が進み、装置などに設けられたセンサから様々なデータが収集、蓄積されている。製造業においては、同じ動作を繰り返し行う装置が多いので、このような装置に設けられたセンサから時系列に得られる測定値は、装置の動作に同期して、同じ変動を繰り返す。したがって、このような装置の動作の周期に合わせて測定値の時系列データを抽出すると、各周期で同様の波形が得られる。すなわち、センサから取得された時系列データには、装置の動作と同期して同じ波形が繰り返し出現する。このように繰り返し出現する波形を分析することにより、装置の異常を検知する技術が進んでいる。したがって、装置の異常を検知するためには、予め学習された繰り返し出現する波形を基準の波形として蓄積しておき、この蓄積された基準の波形と測定値とを比較し、繰り返し出現する測定値の波形を正確に抽出する必要がある。
【０００３】
しかし、装置によっては、季節、天気、装置にかかる電圧の変化、又は装置を稼動させてからの経過時間などにより、同じ動作を行ってもその動作に要する時間が異なるため、センサの測定値の振れ幅などが変化し、その結果、得られる波形も、例えば時間軸方向や測定値軸方向に伸縮することになる。したがって、このように伸縮した波形は、たとえ装置が正常に動作している場合でも基準の波形とは異なってしまうので、装置の状態を正確に判断することもできなくなってしまう。
【０００４】
そこで、上記のように伸縮した波形の異常を正しく判断するために、特許文献１では、過去に蓄積された分析対象の時系列データを、時間軸方向及び測定値軸方向に伸縮させると共に、抽出するべき波形を示す参照波形との比較を、時系列データのどの時点を始点として行うかを変化させて、参照波形と時系列データとの間の類似度を算出し、類似度が最も高い伸縮比と始点の組を求めることで、時系列データから繰り返し出現する波形を正確に抽出する方法が提案されている（第５−第６頁、図３−図６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１では、波形を抽出するために必要な類似度、波形の伸縮比、及び始点の算出には、全ての波形データを取得しておく必要があり、少なくとも波形の周期に相当する時間が必要になる。このため、類似度などの算出には多くの時間を要することになり、波形の異常の検知にも時間を要することになる。
【０００７】
本発明はこのような背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、波形の異常を迅速に検知することが可能な、異常波形検知システム、異常波形検知方法、及び波形分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するための本発明の一つは、所定の周期で値が変化する、基準となる波
形である基準波形に基づき、対象となる波形である対象波形の異常を検知する、プロセッサ及びメモリを備える異常波形検知システムであって、前記基準波形のうち、所定の条件が満たされている前記基準波形の部分であるイベント点を取得すると共に、前記取得したイベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化を示す前記基準波形の部分である特異点を抽出する基準部分取得部と、前記対象波形を取得する対象波形取得部と、前記取得した対象波形の一部に前記イベント点に対応している部分があるか否かを判断し、前記イベント点に対応している部分があると判断した場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、前記対応イベント点が属する前記対象波形の周期内に存在する、前記基準波形の特異点に対応する前記対象波形の部分を対応特異点として検出する対象波形解析部と、前記取得した基準波形のイベント点、前記抽出した基準波形の特異点、前記取得した対象波形の対応イベント点、及び、前記検出した対象波形の対応特異点に基づき、前記基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した前記補正波形と、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出する相違度算出部と、前記算出した相違度に基づき、前記新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する異常判定部と、前記異常の判定に関する情報を出力するアラート出力部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、波形の異常を迅速に検知することができる。
【００１０】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施例１に係る異常波形検知システム１の構成の一例を説明する図である。
【図２】図２は、監視対象装置１０５及びセンサ１０４の関係の一例を説明する図である。
【図３】図３は、波形分析装置１０１が備えるハードウェア及び機能の一例を説明する図である。
【図４】図４はデータ格納装置１０２が備えるハードウェア及び機能の一例を説明する図である。
【図５】図５は、基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。
【図６】図６は、基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施例における基準波形の一例を示した図である。
【図８】図８は、測定ログテーブル３０８の一例を示す図である。
【図９】図９は、現波形測定ログテーブル３０９の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、現波形特徴量テーブル３１０の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、波形ログテーブル３１１の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、基準波形登録画面１００１の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、異常波形検知処理の一例を説明するシーケンス図である。
【図１４】図１４は、対象波形分析処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】図１５は、対象波形分析処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１６】図１６は、対象波形分析処理を説明するための、基準波形及び対象波形の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、対象波形分析処理において、時系列的に変化する各波形を表示する画面の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施例２に係る基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施例２に係る基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例である。
【図２０】図２０は、センサ登録画面の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、監視センサ１０４Ａ及び基準波形を対応づけて記憶したセンサ基準波形対応テーブル１８０１の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、イベント点が対象波形の始点と異なる場合における、基準波形１９０１と対象波形１９０２の関係の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施例３に係る対象波形分析処理の一例を説明する図である。
【図２４】図２４は、実施例４に係る対象波形分析処理の一例を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実施例４に係る対象波形分析処理の一例を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、対象波形分析処理において出力される画面の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、実施例５が前提とする、イベント点と特異点との関係を説明する図である。
【図２８】図２８は、本実施例における基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、本実施例の対象波形分析処理のうち、実施例１のｓ１３０１〜ｓ１３０６に代わって行われる処理を説明するフローチャートである。
【図３０】図３０は、実施例６に係る高周波成分除去部２２１の原理を説明する図である。
【図３１】図３１は、実施例７に係る波形の処理方法の原理を説明する図である。
【図３２】図３２は、本実施例における基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。
【図３３】図３３は、本実施例における基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、上波形及び下波形の情報を記憶する上下値登録テーブル３００１の一例を示す図である。
【図３５】図３５は、実施例８に係る波形の処理方法の原理を説明する図である。
【図３６】図３６は、波形分析装置１０１が監視対象装置１０５にフィードバックを行う処理の一例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施例を図面を用いて説明する。なお、以下の実施例において、要素の数など（例えば、個数、数値、量、又は範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【００１３】
また、以下の実施例において、その構成要素（例えば、各機能、テーブル、又は要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではない。
【００１４】
また、以下に示した実施例は単独で適用してもよいし、複数もしくはすべての実施例を組み合わせて適用してもよい。
【００１５】
−−実施例１−−
＜システム構成＞
図１は、実施例１に係る異常波形検知システム１の構成の一例を説明する図である。異常波形検知システム１は、例えば、工場に設置されている各装置の状態監視システムとして設けられる。
【００１６】
異常波形検知システム１は、監視対象装置１０５と、監視センサ１０４Ａ（以下、セン
サ１という場合もある）と、イベントセンサ１０４Ｂ（以下、センサ２という場合もある）と、波形分析装置１０１と、データ格納装置１０２と、入出力装置１０３とを含んで構成されている。波形分析装置１０１、データ格納装置１０２、入出力装置１０３、監視センサ１０４Ａ、及びイベントセンサ１０４Ｂの間は、ネットワーク１０６によって通信可能に接続されている。なお、ネットワーク１０６は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット、イントラネット、専用線、携帯電話網、光ファイバなどの、有線又は無線の通信線又は通信網を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。例えば、前記の各装置又はセンサの間の一部又は全部は、無線又は有線により直接接続してもよい。
【００１７】
監視対象装置１０５は、例えば、製品の製造に使用されている各種の装置であり、周期的な動作を繰り返す装置である。監視対象装置１０５は、具体的には、プレス機、ＮＣ工作機械、真空ポンプ、ロボットアームなどからなる、少なくとも１台以上の装置（群）である。なお、この監視対象装置１０５は、ネットワーク１０６に接続されていても、されていなくてもよい。また、ネットワーク１０６以外のネットワークに接続されていてもよい。
【００１８】
監視センサ１０４Ａは、例えば、電流計、振動計、又は騒音計などであり、対応する監視対象装置１０５の周期的な動作を監視している。監視センサ１０４Ａは監視対象装置１０５に接続され、又は監視対象装置１０５の近傍に設置される。監視センサ１０４Ａは、例えば、監視対象装置１０５の内部に流れている電流、監視対象装置１０５の振動、又は監視対象装置１０５が発する音（例えば、騒音）など、周期的に変化する物理量等（例えば、電流値、振動値、又は騒音値など）を随時測定し、これらの測定値の時系列データを取得する。
【００１９】
なお、監視センサ１０４Ａが取得するこのような時系列のデータを、以下では、対象波形という。
【００２０】
本実施例の異常波形検知システム１は、この対象波形の異常を検知する。そして、この対象波形の異常を検知するための基準となる波形として、後述する基準波形が用いられる。
【００２１】
基準波形は、予め所定のセンサにより測定された電流値、振動値、又は騒音値等の時系列データによる波形である。この波形は、例えば、監視対象装置１０５が正常に動作している際に予め取得された、基準となる、監視センサ１０４Ａの波形である。
【００２２】
この基準波形は、対象波形と同様、周期的に変化する波形である。しかし、対象波形の周期は、季節、天気、装置にかかる電圧の変化、又は装置を稼動させてからの経過時間など、監視対象装置１０５の状態やその環境によって、基準波形の周期と異なることがある。
【００２３】
本実施例の異常波形検知システム１は、このように、所定の周期で値が変化する、基準となる波形である基準波形に基づき、対象となる波形である対象波形の異常を検知する。
【００２４】
次に、イベントセンサ１０４Ｂは、位置センサ、角度センサ、又は通過センサなどであり、これらの測定値に基づき、所定の条件が満たされたか否かを検出する。そして、イベントセンサ１０４Ｂは、この所定の条件が満たされたことをイベントとして検出し、その旨を示す情報（以下、イベント通知という）を波形分析装置１０１に送信する。
【００２５】
なお、前記のイベントにおける所定の条件とは、例えば、監視対象装置１０５の動作に
関する条件である。例えば、イベントセンサ１０４Ｂは、監視対象装置１０５の周期的な動作（例えば、プレス機の上下運動、歯車の回転運動、又はロボットアームの動作といった周期的な動作）を監視し、これらの装置の所定の部位が所定の位置を通過した時にこれをイベントとして検知する。
【００２６】
監視対象装置１０５は前述のように周期的な動作を行うので、イベントセンサ１０４Ｂが測定する測定値の時系列データも周期的な波形となる。したがって、イベントセンサ１０４Ｂがイベントを検知するタイミングも周期的なタイミングとなる。
【００２７】
なお、監視センサ１０４Ａ及びイベントセンサ１０４Ｂ（以下、両者をあわせてセンサ１０４という）は、例えば、監視対象装置１０５の振動、電流、騒音、角度、又は位置などを随時測定する機能と、それらの測定値をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換機能と、変換したデータを時系列のデータとし、ネットワーク１０６を介して波形分析装置１０１に送信する通信機能とを有する。
【００２８】
なお、監視センサ１０４Ａ及びイベントセンサ１０４Ｂのそれぞれは、１台であってもよいし、複数台であってもよい。
【００２９】
次に、波形分析装置１０１は、波形を分析する情報処理装置であり、監視センサ１０４Ａが送信した時系列データをネットワーク１０６を介して受信し、受信した時系列データと、データ格納装置１０２から読み出したデータとを用いて、監視対象装置１０５の異常を検出する。
【００３０】
また、波形分析装置１０１は、イベントセンサ１０４Ｂから送信されてきたイベント通知を受信することにより、イベントを検出する。
【００３１】
なお、波形分析装置１０１による、データ格納装置１０２に格納されたデータの読み出し及び書き込みは、通常の手順に従った処理であるので、詳細な説明は省略する。また、データの読み出し及び書き込みの際に発生する、波形分析装置１０１とデータ格納装置１０２の間の通信処理の詳細な説明も省略する。本実施例では、波形分析装置１０１が主体となって、データの読み出し及び書き込みを行うものとして記述する。
【００３２】
入出力装置１０３は、ユーザによる情報の入力を受け付け、又は所定の画面を表示してユーザに提示する情報処理装置であり、波形分析装置１０１、及びデータ格納装置１０２と通信可能に接続している。
【００３３】
データ格納装置１０２は、データの書き込み及び読み出しを行うための情報処理装置（例えば、外部記憶装置）であり、波形分析装置１０１、及び入出力装置１０３に接続されている。データ格納装置１０２は、各センサ１０４から受信したデータなどを記録する、後述のデータテーブルを備える。
【００３４】
なお、図１に示した構成は一例であり、波形分析装置１０１とデータ格納装置１０２は別々の装置として構成されてもよいし、同一装置であってもよい。また、これらの装置は、クラウド（例えば、異常波形検知システム１と通信可能に接続されている他のネットワーク上のサーバ）などに設けられてもよい。また、データ格納装置１０２が記憶する情報の一部又は全ては、波形分析装置１０１に記憶してもよい。また、波形分析装置１０１及びデータ格納装置１０２はそれぞれ一台でもよいし、複数台あってもよい。また、波形分析装置１０１及びデータ格納装置１０２は複数の装置で構成されていてもよい。
【００３５】
＜監視対象装置及びセンサの関係＞
次に、異常波形検知システム１における監視対象装置１０５及びセンサ１０４の関係を具体的に説明する。
【００３６】
図２は、監視対象装置１０５及びセンサ１０４の関係の一例を説明する図である。同図に示すように、監視対象装置１０５の一例であるロボットアーム１０５１は、ロボットアーム１０５１に隣接して設置された台１１０から部品１０９を取り出し、ベルトコンベア１０７上の部品１０８に装着する。
【００３７】
監視センサ１０４Ａは、ロボットアーム１０５１に設置された振動センサであり、ネットワーク１０６に設けられたゲートウェイ装置１１１と通信可能に接続されている。監視センサ１０４Ａは、ロボットアーム１０５１の振動を測定し、その測定値、測定日時、及び監視センサ１０４Ａの識別情報を、ゲートウェイ装置１１１及びネットワーク１０６を介して、波形分析装置１０１に送信する。監視センサ１０４Ａの測定値は、前記のように時系列データである。
【００３８】
イベントセンサ１０４Ｂは通過センサであり、ゲートウェイ装置１１１に通信可能に接続されている。イベントセンサ１０４Ｂは、ロボットアーム１０５１が特定の位置を通過した時に、これをイベントとして検出し、ゲートウェイ装置１１１及びネットワーク１０６を介して、波形分析装置１０１にイベント通知を送信する。
【００３９】
次に、波形分析装置１０１が備えるハードウェア及び機能について説明する。
＜波形分析装置１０１のハードウェア及び機能＞
図３は、波形分析装置１０１が備えるハードウェア及び機能の一例を説明する図である。波形分析装置１０１は、ハードウェアとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等
のプロセッサ２０１、入力装置（例えば、キーボード、マウス、又はタッチパネル）や出力装置（例えば、モニタ（すなわちディスプレイ））と接続されている入出力インタフェース２０２（図３ではＩ／Ｏと表記）、他の装置と通信を行うためのネットワークインタフェース２０５（図３ではネットワークＩ／Ｆと表記）、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶領域を備えるメモリ２０３、及び、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶領域を備える二次記憶デバイス２０４を含んで構成されている。プロセッサ２０１、入出力インタフェース２０２、メモリ２０３、二次記憶デバイス２０４、及びネットワークインタフェース２０５は、バスを介して互いに通信可能に接続されている。なお、メモリ２０３に格納されたデータは、例えば、永続的にデータを記憶するために二次記憶デバイス２０４にも格納される。
【００４０】
次に、波形分析装置１０１は、基準波形登録部２０６、基準部分取得部２１５、測定値受信部２０８、対象波形取得部２１７、対象波形解析部２１９、高周波成分除去部２２１、補助波形生成部２２３、波形分析部２１０、及び画面表示部２１１の各機能を備える。
【００４１】
基準波形登録部２０６は、基準波形を登録する。
【００４２】
基準部分取得部２１５は、前記基準波形のうち、所定の条件が満たされている前記基準波形の部分であるイベント点を取得すると共に、前記抽出したイベント点が属する周期内に存在し、その値が所定の変化（例えば、極大値、極小値、符号の変化、又は特定の値との一致など）を示す前記基準波形の部分である特異点を抽出する。
【００４３】
なお、前記基準波形のイベント点は、所定の装置が所定の動作を行った際の前記基準波形の部分である。
【００４４】
また、前記特異点は、前記基準波形のうち、その値が例えば極大値、極小値、符号の変
化点、又は予め設定された値などである部分である。
【００４５】
基準部分取得部２１５は、基準波形から抽出した上記部分の一つ以上を特異点として選択することにより、基準波形内にイベント点及び特異点が含まれるようにする。
【００４６】
測定値受信部２０８は、監視センサ１０４Ａが送信した測定値の時系列データ（すなわち、対象波形）を受信し、受信した時系列データを、後述する現測定ログテーブル３０９に記録する。
【００４７】
対象波形取得部２１７は、前記対象波形を取得する。
【００４８】
具体的には、前記対象波形取得部２１７は、前記所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を前記対象波形の値として取得する。
【００４９】
なお、前記基準波形及び前記対象波形はそれぞれ、所定の周期で値が時間変化する旨が表現されている波形である。
【００５０】
対象波形解析部２１９は、前記取得した対象波形の一部に前記イベント点に対応している部分があるか否かを判断し、前記イベント点に対応している部分があると判断した場合に、当該部分を対応イベント点として取得すると共に、前記対応イベント点が属する前記対象波形の周期内に存在する、前記基準波形の特異点に対応する前記対象波形の部分を対応特異点として検出する。
【００５１】
なお、対応イベント点及び対応特異点は、それぞれイベント点及び特異点に対応して、対象波形が正常であれば、対象波形の同一周期内に必ず存在する。
【００５２】
なお、前記対象波形解析部２１９は、前記対応特異点が取得されなかった場合に、その旨を示す情報を出力する。
【００５３】
具体的には、対象波形解析部２１９は、イベント検出部２０７及び特異点算出部２０９を備える。
【００５４】
イベント検出部２０７は、対応イベント点を取得することによってイベントを検出し、所定のタイマの設定及びインターラプト処理（詳細は後述）を行う。特異点算出部２０９は、対象波形の対応特異点の算出、及びイベント検出部２０７が設定したタイマの解除を行う。
【００５５】
高周波成分除去部２２１は、任意に設けられる機能である。高周波成分除去部２２１は、後述の実施例において説明する。
【００５６】
補助波形生成部２２３は、任意に設けられる機能である。補助波形生成部２２３は、後述の実施例において説明する。
【００５７】
波形分析部２１０は、基準波形、及び対象波形に基づき、対象波形の異常を検出する。具体的には、波形分析部２１０は、相違度算出部２１０１、異常判定部２１０２、及びフィードバック部２１０３を備える。
【００５８】
相違度算出部２１０１は、前記取得した基準波形のイベント点、前記抽出した基準波形の特異点、前記取得した対象波形の対応イベント点、及び、前記検出した対象波形の対応特異点に基づき、前記基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した前記補
正波形と、新たに取得した前記対象波形との間の相違度（以下、異常度ともいう）を算出する。
【００５９】
具体的には、例えば、前記相違度算出部２１０１は、前記対応イベント点と前記対応特異点との間の時間差と、前記特異点と前記イベント点との間の時間差との比（以下、時間軸方向伸縮比という）に基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する。
【００６０】
また、例えば、前記相違度算出部２１０１は、前記対応特異点の値と、前記特異点の値との比（以下、測定値軸方向伸縮比という）に基づく前記補正波形を生成し、生成した前記補正波形に基づき前記相違度を算出する。また、測定値軸方向伸縮比は、前記対応イベント点の値と前記イベント点の値の比を用いてもよい。
【００６１】
異常判定部２１０２は、前記算出した相違度に基づき、前記新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定する。
【００６２】
例えば、前記異常判定部２１０２は、前記イベント点及び前記特異点に基づき前記対象波形の許容範囲を算出し、前記新たに取得した前記対象波形が前記算出した許容範囲内にない場合に、前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定する。
【００６３】
フィードバック部２１０３は、任意に設けられる機能である。フィードバック部２１０３は、後述の実施例において説明する。
【００６４】
以上に説明した波形分析部２１０による各波形の分析は、例えば、後述するユークリッド距離に基づく解析、又は相関分析などにより行われる。
【００６５】
画面表示部２１１は、入出力装置１０３に出力（すなわち、表示）する画面に関する処理を行う。具体的には、画面表示部２１１は、アラート出力部２１１１、及び入力画面出力部２１１２を備える。
【００６６】
アラート出力部２１１１は、前記異常の判定に関する情報を出力する。
【００６７】
例えば、前記アラート出力部２１１１は、前記基準波形及び前記相違度に基づき算出された波形と、前記取得した対象波形とを共に出力し、又は、前記対象波形及び前記相違度に基づき算出された波形と、前記基準波形とを共に出力する。
【００６８】
入力画面出力部２１１２は、前記基準波形の入力を受け付けるための画面を出力する。
【００６９】
なお、画面表示部２１１は、例えば、入出力装置１０３に設けられていてもよい。
【００７０】
次に、データ格納装置１０２が備えるハードウェア及び機能について説明する。
＜データ格納装置１０２が備えるハードウェア及び機能＞
図４はデータ格納装置１０２が備えるハードウェア及び機能の一例を説明する図である。データ格納装置１０２は、ハードウェアとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）
等のプロセッサ３０１、入力装置（例えば、キーボード、マウス、又はタッチパネル）や出力装置（例えば、モニタ（すなわちディスプレイ））と接続されている入出力インタフェース３０２（図４ではＩ／Ｏと表記）、他の装置と通信を行うためのネットワークインタフェース３０５（図４ではネットワークＩ／Ｆと表記）、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶領域を備えるメモリ３０３、及び、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶領域を備える二次記憶デバイス３０４を含んで構成されている。プロセッサ３０１、入出力インタフェース３０２、メモリ３０３、二次記憶デバイス３０４、及びネットワークインタフェース３０５は、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
【００７１】
次に、データ格納装置１０２は、基準波形データテーブル３０６、基準波形特徴量登録テーブル３０７、測定ログテーブル３０８、現波形測定ログテーブル３０９、現波形特徴量テーブル３１０、及び波形ログテーブル３１１を記憶している。
【００７２】
ここで、各テーブルの詳細を説明する。
＜基準波形データテーブル＞
図５は、基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。基準波形データテーブル３０６は、各基準波形を識別するための情報（以下、基準波形ＩＤという）が格納される基準波形識別情報４０１、基準波形識別情報４０１が示す基準波形の始点（すなわち、基準波形の周期の始点。なお、以下では、断りの無い限り、始点とは波形の周期の始点を指すものとする。）からの経過日時、又は経過時間（以下、日時という）が格納される時刻４０２、及び、時刻４０２が示す日時における基準波形の測定値が格納される測定値４０３の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。なお、同図では基準波形が一つ（本実施例においては、「基準波形Ａ」）の場合を示しているが、複数の基準波形が存在する場合もある。
【００７３】
＜基準波形特徴量登録テーブル＞
図６は、基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形特徴量登録テーブル３０７は、基準波形ＩＤが格納される基準波形識別情報５０１、時間軸方向伸縮比として許容される最小値（以下、時間軸方向最小伸縮比という）が格納される最小値５０２、時間軸方向伸縮比として許容される最大値（以下、時間軸方向最大伸縮比という）が格納される最大値５０３、測定値軸方向伸縮比として許容される最小値（以下、測定値軸方向最小伸縮比という）が格納される最小値５０４、測定値軸方向伸縮比として許容される最大値（以下、測定値軸方向最大伸縮比という）が格納される最大値５０５、イベント点の日時（以下、イベント点日時という。本明細書では、基準波形の始点からの経過日時、又は経過時間。）が格納されるイベント位置５０６（同図の例では「０」、すなわち始点）、特異点の種類（例えば、極大値、極小値、測定値の符号変化点、又は測定値が特定の値になる点など）を示す情報が格納されるタイプ５０７、タイプ５０７が示す特異点の日時（以下、特異点日時という。本明細書では、基準波形の始点からの経過日時、又は経過時間）が格納される発生時刻５０８、及び、発生時刻５０８が示す日時における基準波形の値（すなわち、測定値）が格納される測定値５０９の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。
【００７４】
なお、図７は、本実施例における基準波形の一例を示した図である。同図に示すように、この基準波形１２０１は、周期Ｔｍの波形であり、イベント点１２０５及び特異点１２０４を有する。イベント点１２０５のイベント点日時は０、特異点１２０４の特異点日時はＴｉ、特異点１２０４の値はＡｉである。
【００７５】
本実施例では、このように、イベント点日時と、始点の日時（すなわち、基準波形の始点の日時であり、本明細書においては０）とが一致しているものとする。
【００７６】
なお、以下では、前述の基準波形データテーブル３０６、及び基準波形特徴量登録テーブル３０７の内容をあわせて基準波形情報という。
【００７７】
＜測定ログテーブル＞
図８は、測定ログテーブル３０８の一例を示す図である。測定ログテーブル３０８は、
監視センサ１０４Ａを識別する情報（以下、センサＩＤという）が格納されるセンサ識別情報６０１、日時（すなわち、日付及び時刻）の情報が格納される日時６０２、及び、日時６０２が示す日時に測定された、センサ識別情報６０１が示すセンサの測定値が格納される測定値６０３の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。このように、測定ログテーブル３０８は、監視センサ１０４Ａの測定データを時系列に記憶している。
【００７８】
＜現波形測定ログテーブル＞
図９は、現波形測定ログテーブル３０９の一例を示す図である。現波形測定ログテーブル３０９は、測定ログテーブル３０８の内容を蓄積したデータベースであり、センサＩＤが格納されるセンサ識別情報７０１、センサ識別情報７０１が示す監視センサ１０４Ａの測定値により表される対象波形を識別する情報（以下、対象波形ＩＤという）が格納される測定波形識別情報７０２、日時の情報が格納される日時７０３、及び、センサ識別情報７０１が示すセンサの測定値が格納される測定値７０４の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。
【００７９】
＜現波形特徴量テーブル＞
図１０は、現波形特徴量テーブル３１０の一例を示す図である。現波形特徴量テーブル３１０は、センサＩＤが格納されるセンサ識別情報８０１、対象波形ＩＤが格納される測定波形識別情報８０２、対象波形の各始点の日時を示す情報が格納される始点日時８０３、測定波形識別情報８０２が示す対象波形の時間軸方向伸縮比を示す情報が格納される時間軸方向伸縮比８０４、及び、測定波形識別情報８０２が示す対象波形の異常度を示す情報が格納される異常度８０５の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。
【００８０】
＜波形ログテーブル＞
図１１は、波形ログテーブル３１１の一例を示す図である。波形ログテーブル３１１は、現波形特徴量テーブル３１０の内容を蓄積したデータベースであり、センサＩＤが格納されるセンサ識別情報９０１、対象波形ＩＤが格納される測定波形識別情報９０２、対象波形の各始点の日時を示す情報が格納される始点日時９０３、対象波形の終点（すなわち、対象波形の周期の終点。なお、以下では、断りのない限り、終点とは波形の終点を表すものとする。）の日時を示す情報が格納される終点日時９０４、測定波形識別情報９０２が示す対象波形の時間軸方向伸縮比が格納される時間軸方向伸縮比９０５、及び、測定波形識別情報９０２が示す対象波形の異常度が格納される異常度９０６の各項目を有する、少なくとも１つ以上のエントリ（すなわち、レコード）で構成される。
【００８１】
なお、上述した各テーブルの構成は一例であり、必ずしもこの構成に従う必要はなく、必要に応じて項目の追加や削除を行ってもよい。
【００８２】
以上に説明した各情報処理装置の機能は、各情報処理装置のハードウェアによって、もしくは、各情報処理装置のプロセッサが、プロセッサやメモリに記憶されている各プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【００８３】
また、これらのプログラムは、例えば、二次記憶デバイスや不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤなどの記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの、計算機で読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納されていてもよい。
【００８４】
＜処理＞
次に、異常波形検知システム１において行われる処理について説明する。
まず、異常波形検知システム１は、管理者等による基準波形情報の登録を受け付ける処理を行い、続いて、受け付けた基準波形情報に基づき、対象波形の異常を検知する処理を行う。
【００８５】
まず、基準波形情報の登録について説明する。基準波形情報は、システム管理者等により予め、入出力装置１０３を介して設定される。ここで、基準波形情報の設定、登録を行うための画面（以下、基準波形登録画面という）について説明する。
【００８６】
＜基準波形登録画面＞
図１２は、基準波形登録画面１００１の一例を示す図である。基準波形登録画面１００１は、基準波形識別情報の入力部１００２、基準波形データの入力部１００３、基準波形特徴量の入力部１００４、登録ボタン１００５、及びキャンセルボタン１００６を含んで構成される。なお、基準波形登録画面１００１は、例えば、波形分析装置１０１又は入出力装置１０３のディスプレイなどに出力される。
【００８７】
基準波形識別情報の入力部１００２は、既に登録されている基準波形の選択、又は新たな基準波形の登録を受け付ける。
【００８８】
基準波形データの入力部１００３は、各情報処理装置に記録されているファイルを指定することにより、そのファイルから、基準波形情報のうち基準波形データテーブル３０６に記録されている情報に相当する情報を取得する。また、基準波形データの入力部１００３は、ユーザから、基準波形データテーブル３０６に記録されている情報に相当する情報の入力を受け付ける。
【００８９】
基準波形特徴量の入力部１００４は、各装置に記録されているファイルを指定することにより、そのファイルから、基準波形情報のうち基準波形特徴量登録テーブル３０７に記録されている情報に相当する情報を取得する。また、基準波形特徴量の入力部１００４は、ユーザから情報の入力を受け付ける。
【００９０】
登録ボタン１００５は、基準波形情報の登録を実行する。すなわち、登録ボタン１００５にユーザから入力がなされると、基準波形データの入力部１００３に入力された情報が基準波形データテーブル３０６に登録され、基準波形特徴量の入力部１００４に入力された情報が基準波形特徴量登録テーブル３０７に登録される。なお、これらの登録において、既に各テーブルに登録されている情報がある場合は、この既に登録されている情報を削除した上で登録がなされてもよいし、上書きする旨を確認した後で登録がなされてもよい。
【００９１】
キャンセルボタン１００６は、基準波形情報の登録を中止する。すなわち、キャンセルボタン１００６にユーザからの入力がなされると、基準波形登録画面１００１で入力された情報は登録されずに処理は終了する。なお、情報を登録せずに終了することの可否が確認されてもよい。
【００９２】
なお、以上の基準波形登録画面１００１に対しては、他の入力又は表示の要素が加わっていてもよい。また、基準波形登録画面１００１は複数の画面に分割されていてもよい。また、以上の基準波形登録画面１００１の出力に際しては、ユーザによるＩＤやパスワードの入力を要求するなどのセキュリティ管理がなされていてもよい。また、基準波形登録画面１００１が出力される前に、基準波形登録機能を選択するための画面（不図示）が出力されてもよいし、複数の画面の遷移を経て基準波形登録画面１００１が出力されるようにしてもよい。
【００９３】
次に、以上のようにして登録された基準波形情報に基づき行われる、対象波形の異常の検知に関する処理を説明する。
【００９４】
＜＜異常波形検知処理＞＞
図１３は、異常波形検知システム１が行う、基準波形を利用して対象波形の異常を検知する処理（以下、異常波形検知処理という）の一例を説明するシーケンス図である。この処理は、例えば、センサ１０４及び波形分析装置１０１が起動したこと、又は入出力装置１０３に所定の入力がなされたことなどを契機に開始される。
【００９５】
同図に示すように、異常波形検知処理が開始されると、監視センサ１０４Ａ（センサ１）は随時（例えば、予め設定されたタイミング、又は所定の時間間隔で）、監視対象装置１０５の動作に関する測定を行い（ｓ１１０１）、この測定による測定値を、ネットワーク１０６を介して測定データとして波形分析装置１０１に送信する（ｓ１１０２、ｓ１１０３）。この測定データには、当該監視センサ１０４ＡのセンサＩＤ、及びその測定値の測定日時が付帯する。
【００９６】
波形分析装置１０１の測定値受信部２０８は、監視センサ１０４Ａから測定データを受信すると（ｓ１１０４）、受信した測定データの内容を測定ログテーブル３０８に記録する（ｓ１１０５）。具体的には、測定値受信部２０８は、測定ログテーブル３０８に新たなレコードを生成し、生成したレコードのセンサ識別情報６０１に監視センサ１０４ＡのセンサＩＤを格納し、日時６０２に測定日時を格納し、測定値６０３に監視センサ１０４Ａの測定値を格納する。この測定値の時系列データは、対象波形として表される。
【００９７】
また、イベントセンサ１０４Ｂ（すなわちセンサ２）も監視センサ１０４Ａと同様に、随時（例えば、予め設定されたタイミング、又は所定の時間間隔で）、監視対象装置１０５に関するイベントの監視（すなわち測定）を行い（ｓ１１０６）、イベントが発生したと判定した場合には（ｓ１１０７）、イベント通知をネットワーク１０６を介して波形分析装置１０１に送信する（ｓ１１０８、ｓ１１０９）。なお、イベント通知には、当該イベントセンサ１０４ＢのセンサＩＤ、及びイベントの発生日時（以下、イベント点日時という）の情報が付帯する。
【００９８】
波形分析装置１０１のイベント検出部２０７は、イベントセンサ１０４Ｂから送信されてきたイベント通知を受信することによりイベントを検出し（ｓ１１１０）、ｓ１１０５で記録した対象波形を分析する処理（以下、対象波形分析処理という）を実行する（ｓ１１１１）。この処理の詳細は後述する。
【００９９】
波形分析部２１０は、対象波形分析処理を実行した後、波形ログテーブル３１１を更新する（ｓ１１１２）。具体的には、波形分析部２１０は、現波形特徴量テーブル３１０に記録されている各レコードの項目を波形ログテーブル３１１の各レコードの対応する項目に追加する。なお、波形分析部２１０は、対象波形が終点に到達したと判断した場合には、波形ログテーブル３１１の終点日時９０４に現在の日時を格納する。その後は、ｓ１１０４の処理が繰り返される。
【０１００】
＜＜対象波形分析処理＞＞
ここで、前述の対象波形分析処理について説明する。
図１４、１５は、対象波形分析処理の一例を説明するフローチャートである（紙面の都合上、２図に分けている）。
図１６は、対象波形分析処理を説明するための、基準波形及び対象波形の一例を示す図である。
以下、これらの図に基づき、対象波形分析処理について説明する。
【０１０１】
まず、図１４に示すように、イベント検出部２０７は、前記で説明したイベント通知を受信してイベントを検知すると（ｓ１３０１）、このイベント通知が示す日時を対応イベント点における対応イベント点日時として記憶すると共に、対応特異点を検出するための、時間軸方向最大伸縮比に基づくタイマー設定を行う（ｓ１３０２）。
【０１０２】
例えば、図１６に示すように、既に測定された対象波形１２０２（実線部）が存在する場合、イベント検出部２０７は、イベント点日時Ｘｔ０（１２０７）が記録されたイベント通知を受信することにより、前記イベント点日時を対応イベント点日時として記憶すると共に、基準波形特徴量登録テーブル３０７のうち、監視センサ１０４Ａに対応する基準波形（以下、本基準波形という）のレコードから、時間軸方向最大伸縮比ａ２、及び特異点発生日時Ｔｉ（以下、特異点日時という）を取得する。これを利用してイベント検出部２０７は、対応イベント点日時Ｘｔ０から「ａ２×Ｔｉ＋α」後にインターラプトを行うタイマーを設定する（但し、「＋α」は、例えば、波形の極大値又は極小値等を検知するために必要な時間である。以下同様。）。
【０１０３】
そして、特異点算出部２０９は、対応イベント点が属する対象波形の周期と同一の周期内において、タイマーによるインターラプトが発生するまで、ｓ１１０４で随時受信された時系列データ（すなわち、対象波形）に基づき、対象波形の対応特異点の検出を続ける（ｓ１３０３、１３０４）。
【０１０４】
例えば、図１６に示すように、特異点算出部２０９は、対象波形の対応イベント点日時１２０７を検出後、対象波形１２０２を随時受信しながら対応特異点１２０６を検出する。なお、この対応特異点１２０６は対象波形の極大値であり、特異点算出部２０９は、対象波形の測定値が増加から減少に転じる点を検出している。
【０１０５】
特異点算出部２０９は、インターラプトが発生する前に対応特異点１２０６を検出すると（ｓ１３０４：Ｙｅｓ）、タイマーの解除を行い（ｓ１３０５）、その後はｓ１３０６の処理が実行される。一方、特異点算出部２０９が、インターラプト発生前に対応特異点１２０６を検出しなかった場合（ｓ１３０３：Ｙｅｓ）、波形分析部２１０はアラートを発した後（例えば、所定の警告文を出力し、又は音などを発生する。以下同様。）（ｓ１３１８）、対象波形分析処理は終了する（ｓ１３１９）。
【０１０６】
ｓ１３０６において、特異点算出部２０９は、ｓ１３０４で検出した対応特異点の発生日時Ｘｔｊ（以下、対応特異点日時という）が時間軸最小伸縮比に基づく条件を満たしているか否かを確認する。例えば、特異点算出部２０９は、対応イベント点日時Ｘｔ０、時間軸最小伸縮比ａ１、特異点日時Ｔｉ（すなわち、基準波形の始点からの経過日時、又は経過時間）に基づき、（１）式が満たされているか否かを確認する。
【数１】
2018147390.tif 000003
【０１０７】
対応特異点日時Ｘｔｊが時間軸最小伸縮比に基づく条件を満たしている場合、特異点算出部２０９は、対象波形の現在の伸縮比Ｒｘ（すなわち、時間軸伸縮比）を算出する（ｓ１３０６：Ｙｅｓ、ｓ１３０７）。一方、対応特異点日時Ｘｔｊが時間軸最小伸縮比に基づく条件を満たしていない場合（ｓ１３０６：Ｎｏ）、特異点算出部２０９はアラートを発し（ｓ１３１８）、対象波形分析処理は終了する（ｓ１３１９）。
【０１０８】
ここで、伸縮比Ｒｘは、例えば（２）式により得られる。
【数２】
2018147390.tif 000004
【０１０９】
以上の条件判断により、伸縮比Ｒｘは、時間軸方向最小伸縮比ａ１及び時間軸方向最大伸縮比ａ２が示す範囲内となる。
【０１１０】
次に、波形分析部２１０は、本基準波形を伸縮比Ｒｘにより補正し、これにより補正波形を生成する（ｓ１３０８）。生成された補正波形は、対象波形の予測値となる。具体的には、例えば、波形分析部２１０は、基準波形データテーブル３０６から本基準波形のレコードを全て読み出し、読み出した各レコードの時刻４０２の値に、ｓ１３０７で算出した伸縮比Ｒｘを乗じる。
【０１１１】
図１６の例では、補正波形１２０３（点線部）が、本基準波形及び時間軸方向伸縮比Ｒｘに基づき算出されている。
【０１１２】
ここで、波形分析部２１０は、現波形測定ログテーブル３０９を更新する（ｓ１３０９）。すなわち、波形分析部２１０は、測定ログテーブル３０８のレコードのうち、始点（すなわち、本実施例においては対応イベント点日時Ｘｔ０。以下、始点日時Ｘｔ０という）以降の対象波形の測定値のレコードを全て取得し、取得したレコードのデータを、現波形測定ログテーブル３０９のレコードにそれぞれ記録する。なお、この際、波形分析部２１０は、対象波形に対して所定の対象波形ＩＤを設定し（図９の例では、対象波形ＩＤに「Ｘ」が付与されている）、付与した対象波形ＩＤを現波形測定ログテーブル３０９の測定波形識別情報７０２に格納する。
【０１１３】
図１６の例では、波形分析部２１０は、始点日時Ｘｔ０以降に取得した対象波形１２０２の各レコードのデータを測定ログテーブル３０８から読み出して現波形測定ログテーブル３０９に記録する。
【０１１４】
なお、この際、波形分析部２１０は、始点日時Ｘｔ０以降の全ての測定値を現波形測定ログテーブル３０９に記録するのではなく、必要な測定値（例えば、後述する本基準波形との比較のために必要な測定値）を選択して記録し、又は、必要に応じて測定値のレコードを新たに生成してもよい。
【０１１５】
例えば、波形分析部２１０は、基準波形データテーブル３０６のレコードに記録されている日時（すなわち、基準波形の始点からの経過日時、又は経過時間）と対応する日時が日時７０３に格納されるレコードを現波形測定ログテーブル３０９に記録する。例えば波形分析部２１０は、本基準波形との比較に必要な日時（以下、必要日時という）の測定値が存在しない場合、必要日時の前後に測定された測定値を用いて一次関数に基づく対象波形の近似線を生成し、生成した近似線により必要日時における内挿値を算出し、必要日時及び算出した内挿値を現波形測定ログテーブル３０９に生成した新たなレコードに格納する。
【０１１６】
例えば、図５、９に示したように、基準波形データテーブル３０６に登録されているデータの時刻４０２の「０」、「Ｔ１」、及び「Ｔ２」は、補正波形においてはそれぞれ「０」、「Ｒｘ＊Ｔ１」、及び「Ｒｘ＊Ｔ２」と変更され、また、現波形測定ログテーブル３０９の日時７０３にはそれぞれ「Ｘｔ０」、「Ｘｔ０＋Ｒｘ＊Ｔ１」、及び「Ｘｔ０＊Ｒｘ＊Ｔ２」と記録される。
【０１１７】
さらに、波形分析部２１０は、前記の現波形測定ログテーブル３０９に加えて、現波形特徴量テーブル３１０も更新する（ｓ１３０９）。具体的には、例えば、波形分析部２１０は、現波形特徴量テーブル３１０に新たなレコードを生成し、生成したレコードのセンサ識別情報８０１に監視センサ１０４ＢのセンサＩＤ（本実施例においては、「センサａ」）を格納し、測定波形識別情報８０２に、前記で付与した対象波形ＩＤ「Ｘ」を格納し、始点日時８０３に始点日時（すなわち、本実施例においては対応イベント点日時）「Ｘｔ０」を格納し、時間軸方向伸縮比８０４に時間軸方向伸縮比「Ｒｘ」を格納する。
【０１１８】
次に、図１５に示すように、波形分析部２１０は、ｓ１３０８で生成した補正波形に基づき、対象波形の始点から対応特異点までの取得済みの対象波形（具体的には、始点日時Ｘｔ０から対応特異点日時Ｘｔｊまでの対象波形の測定値）を分析することにより、当該対象波形の異常を判定（又は検出）する（ｓ１３１０）。この分析方法は、例えば対象波形と補正波形との間のユークリッド距離や相関係数などを用いて異常度を算出し、算出した異常度と、予め定めた閾値との比較により対象波形の異常の有無を判定する。また、例えば、波形分析部２１０は、算出した異常度が所定の閾値以上となった場合に、対象波形が異常であると判定する。
【０１１９】
なお、波形分析部２１０は、算出した異常度を、現波形特徴量テーブル３１０の異常度８０５に記録する。
【０１２０】
例えば、図１６の例において、上記の分析方法としてユークリッド距離を用いる場合、対象波形の始点日時Ｘｔ０から、対応特異点日時Ｘｔｊ（すなわち、Ｘｔ０＋Ｒｘ×Ｔi
）までの時間帯における異常度（Ｔｉ）は、（３）式により算出される。
【数３】
2018147390.tif 000005
【０１２１】
ここで、ｘ（ｌ）はある日時Ｘｔｌ（すなわち、Ｘｔ０＋Ｒｘ×Ｔｌ）における対象波形の測定値、Ａ（ｌ）は日時Ｘｔｌ（すなわち、Ｘｔ０＋Ｒｘ×Ｔｌ）における補正波形の予測値（すなわち、日時Ｔｌにおける基準波形の測定値）である。
【０１２２】
ｓ１３１１において、波形分析部２１０は、対象波形を異常と判定しなかった場合は（ｓ１３１１：Ｎｏ）、現波形測定ログテーブル３０９の更新を行う（ｓ１３１２）。一方、波形分析部２１０が対象波形を異常と判定した場合は（ｓ１３１１：Ｙｅｓ）、波形分析部２１０はアラートを発し（ｓ１３２１）、その後、ｓ１３１２の処理を行う。なお、ｓ１３１２における現波形測定ログ更新処理は、ｓ１３０９における現波形測定ログテーブルの更新処理と同様であり、波形分析部２１０は、対応特異点日時Ｘｔｊ以降に取得した対象波形の測定値に基づき、現波形測定ログテーブル３０９に新たなレコードを記録する。
【０１２３】
ｓ１３１３において、波形分析部２１０は、ｓ１３１０と同様の処理により、ｓ１３０８で補正した基準波形（すなわち、補正波形）に基づき、対応特異点日時Ｘｔｊ以降に取得した対象波形の測定値を分析し、当該対象波形の異常を判定する。なお、算出された異常度は、現波形特徴量テーブル３１０の異常度８０５に記録される。
【０１２４】
図１６の例では、例えば波形分析部２１０は、対応特異点日時Ｘｔｊ（すなわち、Ｘｔ０＋Ｒｘ×Ｔi）以降の各日時における異常度を、（３）式により算出する。具体的には
、（３）式におけるiをｉ＋１からｍまでの各値に置き換えて、異常度（Ｔｉ＋１）から
異常度（Ｔｍ）までを随時算出する。
【０１２５】
波形分析部２１０は、ｓ１３１３の処理により対象波形に異常が存在しないと判定した場合は（ｓ１３１４：Ｎｏ）、対象波形判定処理を終了するか否かを確認する（ｓ１３１５）。一方、ｓ１３１３の処理により対象波形に異常が存在すると判定した場合は（ｓ１３１４：Ｙｅｓ）、特異点算出部２０９はアラートを発し（ｓ１３１７）、その後、ｓ１３１５の処理を行う。
【０１２６】
ｓ１３１５において、波形分析部２１０は、対象波形判定処理を終了すると判断した場合は（ｓ１３１５：Ｙｅｓ）、対象波形判定処理を終了し（ｓ１３１９）、対象波形判定処理を終了すると判断しなかった場合は（ｓ１３１５：Ｎｏ）、ｓ１３１２の処理を再び行う。
【０１２７】
なお、ｓ１３１５における対象波形判定処理の終了の判定は、対象波形を一周期分取得したか否かを判定する処理であり、例えば、始点日時Ｘｔ０、伸縮比Ｒｘ、及び本基準波形の周期Ｔｍに基づき、（４）式により行われる。
【数４】
2018147390.tif 000006
【０１２８】
ここで、「日時」は現在の日時である。
【０１２９】
なお、以上のｓ１３１２〜ｓ１３１７の処理は、波形分析装置１０１が監視センサ１０４Ａから対象波形の測定値を受信するごとに、随時繰り返して実行される。
【０１３０】
なお、以上の対象波形分析処理において、特異点算出部２０９が対象波形を異常と判定してアラートを発した場合、その異常度の大きさに応じて、特異点算出部２０９は、分析処理を中断してもよい。また、対象波形分析処理の実行中に、イベント検出部２０７が新たにイベントを検知した場合、波形分析部２１０は、同処理を中断して当該新たなイベントに基づく対象波形分析処理を実行してもよいし、同処理を終了してから当該新たなイベントに基づく対象波形分析処理を実行してもよい。また、波形分析部２１０は、対象波形分析処理を複数並列して実行してもよい。
【０１３１】
また、前記では、異常度の算出方法として、（３）式に示したユークリッド距離により異常度を算出する方法を示したが、この異常度（Ｔｉ）は、（３）式のように始点日時からの累積和を用いずに、以下の（５）式のように特異点日時の直前の数点のユークリッド距離の和を用いてもよいし、これらを組み合わせて用いてもよい。
【数５】
2018147390.tif 000007
【０１３２】
この（５）式は、本基準波形の日時Ｔｉ（すなわち、特異点日時）における測定値と、その直前のｎ個の本基準波形の測定値、及び前記各日時に対応する対象波形の測定値を用いて異常度を算出することを示している。
なお、（５）式においても、（３）式と同様にｉをｉ＋１からｍまでの任意の値に置き換えることにより、特異点日時以降（すなわち、対応特異点日時以降）においても、任意の日時における異常度の算出が可能である。
【０１３３】
＜＜対象波形分析処理の表示例＞＞
ここで、対象波形分析処理において出力される画面の一例について説明する。
【０１３４】
図１７は、対象波形分析処理において、時系列的に変化する各波形を表示する画面の一例を示す図である。なお、この画面は、例えば、波形分析装置１０１又は入出力装置１０３に出力される。
【０１３５】
同図に示すように、まず画面表示部２１１は、測定値受信部２０８が受信した測定値１４０８（すなわち、対象波形）を順次表示する（ｆ１４０１）。
【０１３６】
画面表示部２１１は、イベント検出部２０７が対応イベント点１４０９を検出すると、これに対応する対応イベント点１４０９の情報を追加表示する（ｆ１４０２）。
【０１３７】
次に、画面表示部２１１は、特異点算出部２０９が対象波形の対応特異点１４１０を算出すると、その対応特異点１４１０の日時１４１１を画面に追加表示する（ｆ１４０３）。
【０１３８】
次に、画面表示部２１１は、波形分析部２１０が生成した補正波形１４１２を追加表示すると共に（ｆ１４０４）、新たに受信した対象波形の測定値１４０８ａも随時表示する（ｆ１４０５）。なお、同図では、補正波形１４１２は点線で示したが、対象波形と線の色や太さを変えて表示してもよい。
【０１３９】
対象波形の異常度が大きくなり波形分析部２１０がアラートを発する際、画面表示部２１１は、警告１４１４を表示してもよいし、異常度が大きくなった対象波形の部分１４１３を強調表示してもよい（ｆ１４０６）。
【０１４０】
なお、画面表示部２１１は、対象波形の現在の異常度、対象波形の過去の最大の異常度、又は警告回数（すなわち、アラートを発した回数）などの情報１４０７を表示してもよい。また、画面表示部２１１は以上の画面を入出力装置１０３の画面全体に表示してもよいし、その一部に表示してもよい。また、画面表示部２１１は以上の画面を常時表示してもよいし、アラートの発生、又は管理者からの要求に応じて表示してもよい。また、画面表示部２１１は、必ずしも年月日を表示する必要はなく、時分の表示であってもよいし、秒までを含む表示であってもよい。また、画面表示部２１１は、対象波形を一周期取得した場合、一定時間が経過した場合、又は新たな対象波形を受信した場合に、現在表示している画面をクリアし、ｆ１４０１に示した画面を再表示してもよい。
【０１４１】
なお、画面表示部２１１は、前記の図で示したように、本基準波形を補正した補正波形と対象波形とを共に出力するのではなく、対象波形を伸縮比Ｒｘの逆数で乗じた波形（すなわち、対象波形を補正した波形）と、本基準波形とを共に出力するようにしてもよい。
【０１４２】
以上のように、本実施例の異常波形検知システム１は、本基準波形の同一周期内のイベント点及び特異点に基づき、対象波形の対応イベント点と、対応イベント点が属する対象波形の周期内に存在する対応特異点とを検出し、これら４つの点に基づき本基準波形の補正波形と対象波形との間の相違度（すなわち、異常度）を算出することによって、新たに取得した対象波形に異常があるか否かを判定しその情報を出力する。このため、対象波形の対応イベント点及び対応特異点の特定後は、対象波形の測定値の受信に応じて、随時、対象波形の異常を判定することができる。
このように、本実施例の異常波形検知システム１によれば、波形の異常を迅速に検知することができ、例えば、リアルタイムでの対象波形の分析や異常の検知が可能になる。
【０１４３】
また、本実施例の異常波形検知システム１は、イベント点と特異点の差異、及び、対応イベント点と対応特異点の差異に基づき、本基準波形を補正した波形である補正波形を生成し、生成した補正波形に基づき前記相違度を算出するので、波形の異常を客観的かつ正確に判定することができる。
【０１４４】
具体的には、例えば、本実施例の異常波形検知システム１は、時間軸方向伸縮比に基づき相違度を算出するので、波形の周期の違いに基づく波形の異常の判定を正確に行うことができる。
【０１４５】
なお、本実施例では、伸縮比の例として、時間軸方向伸縮比による対象波形の異常判定の処理を説明したが、測定値軸方向伸縮比も考慮して、対象波形の異常を判定するようにしてもよい。この場合、異常波形検知システム１は、対象波形の対応特異点の検出時に、対象波形の対応特異点における測定値と本基準波形の特異点における測定値との比に基づき測定値軸方向伸縮比を算出し、基準波形データテーブル３０６に記録された本基準波形の測定値に伸縮比を乗じることにより、本基準波形の補正を行う。この詳細は、後述する実施例でも説明する。
【０１４６】
また、本実施例の異常波形検知システム１は、イベント点及び特異点に基づき対象波形の許容範囲を算出し（例えば、時間軸方向最大伸縮比や時間軸方向最小伸縮比を用い）、新たに取得した対象波形がその許容範囲内にない場合に、その対象波形に異常があると判定するので、波形の測定時に誤差等が生じた場合であっても、誤りなく対象波形の異常を検出することができる。
【０１４７】
また、本実施例の異常波形検知システム１では、基準波形のイベント点は、所定の装置（すなわち、対象監視装置１０５）が所定の動作を行った際の基準波形の部分であり、異常波形検知システム１は、所定の装置が周期的に行った動作に関する測定値を対象波形の値として取得するので、例えば、装置の動作内容に基づくイベントを設定することにより、装置の動作に応じた波形の異常の検出が可能となる。これにより、例えば、監視対象装置１０５が故障によって決定的なダメージを受ける前に、ユーザは対象波形の異常（すなわち、故障の予兆）を認知し、当該監視対象装置１０５を停止させ、異常個所の点検や修理を行うことが可能となる。これにより、監視対象装置１０５の稼働率が向上する。
【０１４８】
なお、本実施例では、イベントセンサ１０４Ｂは、各物理量の測定及びイベントの検出を行ったが、イベントセンサ１０４Ｂはイベントの検出を行わずに、波形分析装置１０１がイベントの検出を行ってもよい。この場合、イベントセンサ１０４Ｂは、各物理量の測定値を、センサＩＤ、及び測定日時と共に波形分析装置１０１へ順次送信する。イベント検出部２０７は、これらの測定値を含む情報を受信し、受信した測定値が予め設定した条件と一致した場合に、イベントが発生したことを検出する。
【０１４９】
また、本実施例では、センサが測定値を取得する対象物として、工場における製造装置の例を示したが、この対象物は、工場の製造装置に限られない。同じ波形が時系列データに繰り返し出現する動作を行う様々な対象物に対して、本実施例は適用可能である。例えば、プロセスオートメーションにより自動制御されたプラント内に設置されたセンサ、又は橋梁やビルなどの構造物に設置されたセンサなどを対象物としてもよい。
【０１５０】
−−実施例２−−
実施例１は、監視対象装置１０５及び監視センサ１０４Ａがそれぞれ１台の組み合わせの場合を想定したが、監視センサ１０４Ａ及び監視対象装置１０５の組み合わせが複数であってもよい。そこで本実施例では、このような場合について説明する。なお、本実施例
においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０１５１】
まず、本実施例においては、波形分析装置１０１が以下のような機能を備える。
【０１５２】
まず、前記相違度算出部は、複数の前記基準波形のそれぞれの前記イベント点及び前記特異点と、前記対象波形の対応イベント点及び前記対象波形の対応特異点とに基づき、複数の前記基準波形のそれぞれと、新たに取得した前記対象波形との間の相違度を算出する。
【０１５３】
そして、前記異常判定部は、前記対象波形に異常があるか否かを前記算出した相違度のそれぞれに基づき判定することにより、異常と判定された前記相違度に対応する前記基準波形を前記対象波形の正当な基準波形ではないと判定すると共に、前記算出した全ての相違度に基づき前記対象波形に異常があると判定した場合には前記対象波形に異常があることを示す情報を出力する。
【０１５４】
次に、本実施例においては、基準波形データテーブル３０６及び基準波形特徴量登録テーブル３０７の内容が実施例１と異なる。
【０１５５】
図１８は、実施例２に係る基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形データテーブル３０６には、複数の監視センサ１０４Ａのそれぞれが取得した測定値により表される基準波形が登録されている（すなわち、「基準波形Ａ」、又は「基準波形Ｂ」、など）。
【０１５６】
図１９は、実施例２に係る基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例である。前記の基準波形データテーブル３０６と同様に、複数の基準波形の情報が登録されている（すなわち、「基準波形Ａ」、又は「基準波形Ｂ」、など）。
【０１５７】
次に、本実施例では、ユーザによる、複数存在する監視センサ１０４Ａと各基準波形との関連付けが行われる。
【０１５８】
図２０は、監視センサ１０４Ａと基準波形の関連付けを行うための入力画面（以下、センサ登録画面という）の一例を示す図である。このセンサ登録画面１７０１は、例えば、入出力装置１０３に対してユーザが所定の入力を行うことにより表示される。
【０１５９】
センサ登録画面１７０１は、監視センサ１０４Ａの登録及び基準波形の関連付けを行うセンサ登録部１７０２、監視センサ１０４Ａの登録の抹消を行う削除ボタン１７０３、前記の関連づけの追加を行う追加ボタン１７０４、前記の関連づけの登録を行う登録ボタン１７０５、及び、前記の関連づけのキャンセルを行うキャンセルボタン１７０６などから構成される。なお、このセンサ登録画面１７０１は、基準波形登録画面１００１の一部として表示されてもよい。
【０１６０】
次に、本実施例では、センサ登録画面１７０１による登録の内容を記憶したテーブルが用いられる。
【０１６１】
図２１は、監視センサ１０４Ａ及び基準波形を対応づけて記憶したセンサ基準波形対応テーブル１８０１の一例を示す図である。センサ基準波形対応テーブル１８０１は、センサＩＤが格納されるセンサ識別情報１８０２、及び、基準波形を識別する情報（以下、基準波形ＩＤという）が格納される基準波形識別情報１８０３の各項目を有する、少なくとも１以上のレコード（すなわち、エントリ）を含む。
【０１６２】
例えば、センサ登録画面１７０１における登録ボタン１７０５に入力がなされた場合に、そのセンサ登録画面１７０１に入力された監視センサ１０４Ａ及び基準波形の内容が、センサ識別情報１８０２、及び基準波形識別情報１８０３に格納される。なお、このセンサ基準波形対応テーブル１８０１は、例えば、データ格納装置１０２が記憶する。
【０１６３】
このようにして記憶されたセンサ基準波形対応テーブル１８０１の内容に基づき、波形分析部２１０は、対象波形の異常の判定を行う。例えば、波形分析部２１０は、センサ基準波形対応テーブル１８０１の各レコードから、監視センサ１０４Ａ及び基準波形の組み合わせを取得し、取得した組み合わせについて、実施例１で説明した対象波形分析処理を行う。
【０１６４】
−−実施例３−−
実施例１では、基準波形のイベント点が基準波形の始点と一致することを想定した。しかし、イベント点は必ずしも始点と一致するとは限らない。そこで本実施例では、イベント点が始点と一致しない場合の実施例を説明する。なお、本実施例における異常波形検知システム１のシステム構成及び機能は実施例１と同様であるので説明を省略する。本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０１６５】
まず、本実施例において、イベント点と対象波形の始点が異なる場合の一例を説明する。
図２２は、イベント点が対象波形の始点と異なる場合における、基準波形１９０１と対象波形１９０２の関係の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形１９０１のイベント点１９０５は基準波形１９０１の周期の途中にあり、このようなイベント点１９０５と、特異点１９０４とを用いて波形の分析が行われる。
【０１６６】
同図の例では、イベント点１９０５のイベント点日時はＴｅｖであり、基準波形特徴量登録テーブル３０７のイベント位置５０６には「Ｔｅｖ」が記録される。なお、イベント位置５０６は必ずしも０以上である必要はなく、負の値であってもよい。
【０１６７】
＜＜対象波形分析処理＞＞
次に、本実施例の対象波形分析処理について説明する。なお、本処理では、基準波形は「基準波形Ａ」であるものとする。
【０１６８】
図２３は、実施例３に係る対象波形分析処理の一例を説明する図である。同図に示すように、まずイベント検出部２０７は、対応イベント点１９０７（なお、図２２の例では、対応イベント点日時はＸｔｅｖである）を検出すると（ｓ２００１）、基準波形特徴量登録テーブル３０７から基準波形Ａのエントリを読み出し、基準波形Ａにおいて、イベント点と始点が一致しているか否か（即ち、イベント点日時が０か否か）を判定する（ｓ２００２）。
【０１６９】
イベント検出部２０７が、基準波形Ａにおいてイベント点と始点が一致していると判定した場合（ｓ２００２：Ｙｅｓ）、実施例１のｓ１３０２以降の処理が行われる（ｓ２００８）。一方、イベント検出部２０７が、基準波形Ａにおいてイベント点と始点が一致していないと判定した場合（ｓ２００２：Ｎｏ）、イベント検出部２０７は、基準波形特徴量登録テーブル３０７から、基準波形Ａの特異点日時（Ｔｉ）及びイベント点日時（Ｔｅｖ）を取得し、これらを比較してどちらが先であるかを判定する（ｓ２００３）。特異点日時が先である場合は（ｓ２００３：Ｙｅｓ）、特異点算出部２０９は測定ログテーブル３０８に記録されている対象波形のデータを読み出し、以下の（６）式を満たす対応特異点が存在するか否かを確認する（ｓ２００４）。
【数６】
2018147390.tif 000008
【０１７０】
ここで、Ｘｔｊは対応特異点の発生日時である。なお、図２２の例では、特異点算出部２０９は、対応特異点１９０６の存在を確認する。
【０１７１】
（６）式を満たす対応特異点が存在する場合（ｓ２００４：Ｙｅｓ）、特異点算出部２０９は現在の伸縮比Ｒｘを、（７）式により算出する（ｓ２００５）。
【数７】
2018147390.tif 000009
【０１７２】
そして、波形分析部２１０は、伸縮比Ｒｘに基づき対象波形の始点の日時Ｘｔ０を以下の（８）式により算出する（ｓ２００６）。
【数８】
2018147390.tif 000010
【０１７３】
その後は、実施例１のｓ１３０８以降の処理が行われる（ｓ２００７）。
【０１７４】
なお、ｓ２００４において（６）式を満たす特異点が存在しなかった場合（ｓ２００４：Ｎｏ）、特異点算出部２０９はアラートを発し（ｓ２００９）、本処理は終了する（ｓ２０１０）。
【０１７５】
一方、ｓ２００３において、イベント点日時が特異点日時より先又は同時である場合（ｓ２００３：Ｎｏ）、特異点算出部２０９は、時間軸方向最大伸縮比に基づくタイマーを設定する。具体的には、イベント検出部２０７は、ａ２×（Ｔｅｖ−Ｔｉ）＋α後にインターラプトを行うタイマーを設定する（ｓ２０１１）。
【０１７６】
そして、特異点算出部２０９は、タイマーによるインターラプトが発生するまで、対象波形の対応特異点の検出を続ける（ｓ２０１２、ｓ２０１３）。
【０１７７】
特異点算出部２０９は、インターラプトが発生する前に対応特異点を検出すると（ｓ２０１３：Ｙｅｓ）、ｓ２０１１で設定したタイマーを解除する（ｓ２０１４）。そして、特異点算出部２０９は、ｓ２０１２で検出した対応特異点の日時が時間軸最小伸縮比による条件を満たしているか否かを確認する（ｓ２０１５）。具体的には、特異点算出部２０９は、以下の（９）式により判定を行う。
【数９】
2018147390.tif 000011
【０１７８】
対応特異点の日時が前記条件を満たしている場合（ｓ２０１５：Ｙｅｓ）、ｓ２００５以降の処理が行われる。一方、対応特異点の日時が前記条件を満たしていない場合（ｓ２０１５：Ｎｏ）、特異点算出部２０９は、アラートを発し（ｓ２０１６）、対象波形分析処理は終了する（ｓ２０１７）。
【０１７９】
なお、特異点算出部２０９は、対応特異点を検出する前にインターラプトが発生すると（ｓ２０１３：Ｙｅｓ）、アラートを発し（ｓ２０１６）、対象波形分析処理は終了する（ｓ２０１７）。
【０１８０】
このように、本実施例の異常波形検知システム１は、基準波形のイベント点と始点が一致しない場合においても対象波形の異常を判定することができるので、当該イベントを、対象波形の始点のタイミングと合致しない事象にも設定することができる。これにより、様々な種類の事象の中から検出が容易な事象をイベントとして選択し、本イベントに基づき、対象波形の異常を検出することができる。
【０１８１】
なお、前記ではイベント点の日時が特異点の日時よりも先である例を説明したが、両者の日時の先後関係は問わない。また、特異点が複数存在する場合、イベント点に近い日時にある各特異点を採用してもよいし、値の変化が大きい（すなわち、分かりやすい）各特異点を採用してもよい。
【０１８２】
−−実施例４−−
実施例１は、１台の監視センサ１０４Ａが１つの基準波形を取得する場合を想定した。これに対して、本実施例では、１台の監視センサ１０４Ａが複数の基準波形を取得する場合について説明する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０１８３】
まず、本実施例では複数の基準波形を用いるため、ユーザは、実施例２と同様に、基準波形データテーブル３０６、及び基準波形特徴量登録テーブル３０７に、複数の基準波形を登録する。また、ユーザは、一つの監視センサ１０４Ａに対して複数の基準波形をセンサ基準波形対応テーブル１８０１に登録する。なお、本実施例では、波形ログテーブル３１１は、各基準波形の識別情報を追加してもよい。
【０１８４】
次に、本実施例では、対象波形分析処理において、対象波形が、複数ある基準波形のうちどの基準波形に最も対応しているかを判断する必要がある。
【０１８５】
ここで、対象波形に対応する基準波形の波形ＩＤが既に登録されている場合は、その登録された波形ＩＤに基づき決定することができる。
【０１８６】
しかし、基準波形と対象波形の間の対応関係の登録がない場合には、以下に説明するように、対象波形と基準波形との対応関係を判断し、適切な基準波形を特定する。
【０１８７】
なお、以下の説明では、実施例１と同様に、基準波形のイベント点がその始点と一致していることを前提とする。
【０１８８】
＜＜対象波形分析処理＞＞
図２４、２５は、実施例４に係る対象波形分析処理の一例を示すフローチャートである（紙面の都合上、２図に分けている）。なお、実施例１に係る対象波形分析処理と同様の処理については詳細を省略する。
【０１８９】
まず、イベント検出部２０７は、イベント通知を受信してイベントを検知すると（ｓ２１０１）、基準波形特徴量登録テーブル３０７に登録されている全ての基準波形のレコードにおける時間軸方向伸縮比の最大値５０３と特異点発生時刻５０８との積のうち、最大の積の値（以下、Ｔｍａｘという）を算出し、現在の日時からＴｍａｘ＋α後にインターラプトを行うタイマーを設定する（ｓ２１０２）。
【０１９０】
すなわち、イベント検出部２０７は、複数ある基準波形のうち最も遅く特異点が出現する可能性がある基準波形に基づくタイマーを設定する。なお、Ｔｍａｘは予め算出しておいてもよい。
【０１９１】
そして、特異点算出部２０９は、ｓ１２０２で設定したタイマーによるインターラプトが発生するまで、対象波形の対応特異点の検出を続ける（ｓ２１０３、ｓ２１０４）。
【０１９２】
特異点算出部２０９は、インターラプトが発生する前に対応特異点を検出すると（ｓ２１０４：Ｙｅｓ）、タイマーの解除を行い（ｓ２１０５）、その後はｓ２１０６の処理が実行される。一方、特異点検出部２０９が、インターラプトが発生する前に対応特異点を検出しなかった場合（ｓ２１０３：Ｎｏ）、波形分析部２１０はアラートを発した後（ｓ２１２４）、本処理を終了する（ｓ２１２５）。
【０１９３】
ｓ２１０６において、特異点算出部２０９は、基準波形特徴量登録テーブル３０７に記録されている全ての基準波形から一つの基準波形Ｐを選択し、ｓ２１０４で検出した対応特異点の日時Ｘｔｊがその基準波形Ｐの時間軸最小伸縮比、及び時間軸最大伸縮比による条件を満たしているか否かを確認する（ｓ２１０７）。例えば、特異点算出部２０９は、対応イベント点日時Ｘｔ０、基準波形Ｐの時間軸最小伸縮比ｐ１、時間軸最大伸縮比ｐ２、及び基準波形Ｐの特異点発生日時Ｔｐに基づき、（１０）式が満たされているか否かを確認する。
【数１０】
2018147390.tif 000012
【０１９４】
対応特異点日時Ｘｔｊが前記条件を満たしている場合（ｓ２１０７：Ｙｅｓ）、特異点算出部２０９は、基準波形Ｐを、対象波形に対する基準波形候補として選択する（ｓ２１０８）。一方、対応特異点日時が前記条件を満たしていない場合（ｓ２１０７：Ｎｏ）、後述するｓ２１１０の処理が行われる。
【０１９５】
ｓ２１０８の処理後、特異点算出部２０９は、基準波形Ｐに係る現在の伸縮比Ｒｐを、基準波形Ｐの特異点日時Ｔｐに基づき算出する（ｓ２１０９）。具体的には、例えば、特異点算出部２０９は、以下の（１１）式により伸縮比Ｒｐを算出する。
【数１１】
2018147390.tif 000013
【０１９６】
特異点算出部２０９は、全ての基準波形についてｓ２１０７の処理を行ったか否かを確認し（ｓ２１１０）、未処理の基準波形があれば（ｓ２１１０：Ｎｏ）、その基準波形を基準波形Ｐとしてｓ２１０６以降の処理を繰り返す。一方、全ての基準波形に対して処理が終了している場合（ｓ２１１０：Ｙｅｓ）、特異点算出部２０９は、ｓ２１０８で基準波形候補として選択された基準波形があったか否かを確認する（ｓ２１１１）。
【０１９７】
基準波形候補があった場合（ｓ２１１１：Ｙｅｓ）、波形分析部２１０は、全ての基準波形候補のそれぞれを伸縮比Ｒｐにより補正し、それぞれの補正波形を生成する（ｓ２１１２）。具体的には、例えば、波形分析部２１０は、基準波形データテーブル３０６から基準波形候補Ｐのレコードを全て読み出し、読み出した各レコードの時刻４０２の値に、ｓ２１０９で算出した各伸縮比Ｒｐを乗じる。なお、この際、波形分析部２１０は、実施例１と同様に、現波形測定ログテーブル３０９、及び現波形特徴量テーブル３１０を更新する（ｓ２１１３）。なお、この場合、現波形測定ログテーブル３０９には、全ての基準波形候補Ｐとの比較に必要な日時の測定値等が登録される。その後はｓ２１１４の処理が行われる。
【０１９８】
一方、基準波形候補がなかった場合（ｓ２１１１：Ｎｏ）、波形分析部２１０は、アラートを発し（ｓ２１２４）、対象波形分析処理は終了する（ｓ２１２５）。
【０１９９】
図２５のｓ２１１４に示すように、波形分析部２１０は、実施例１と同様に、ｓ２１１２で生成した補正波形のそれぞれに基づき、対象波形の始点以降のデータ（具体的には、日時Ｘｔ０から日時Ｘｔｊまでに取得した測定データ）を分析することにより、当該対象波形の異常を判定する。
【０２００】
波形分析部２１０が対象波形の異常を検出しなかった場合（ｓ２１１５：Ｎｏ）、後述するｓ２１１８の処理が実行される。一方、波形分析部２１０が対象波形の異常を検出した場合（ｓ２１１５：Ｙｅｓ）、波形分析部２１０は、対象波形の異常を検出した全ての基準波形候補を削除する（すなわち、正当な基準波形でないとして、基準波形候補から除外する）（ｓ２１１６）。
【０２０１】
そして、波形分析部２１０は基準波形候補が残っているか否かを確認し（ｓ２１１７）、基準波形候補が残っていれば、実施例１と同様に、現波形測定ログテーブル３０９を更新する（ｓ２１１８）。具体的には、波形分析部２１０は、ｓ１３１２における現波形測定ログテーブルの更新処理と同様に、対応特異点日時以降に取得した対象波形の測定値に基づき、新たなレコードを記録する。前記レコードは、残っている各補正波形候補に対してそれぞれ記録される。また、この時、波形分析部２１０は、ｓ２１１６において削除された基準波形候補に対応するレコードを、現波形測定ログテーブル３０９から削除してもよい。
【０２０２】
そして、波形分析部２１０は、残っている各補正波形候補（すなわち、各基準波形候補）のそれぞれに基づき、対応特異点日時以降の対象波形を実施例１と同様に順次分析することにより、当該対象波形の異常をそれぞれ判定（又は検出）する（ｓ２１１９）。
【０２０３】
波形分析部２１０が対象波形の異常を検出した場合には（ｓ２１２０：Ｙｅｓ）、波形分析部２１０は対象波形の異常を検出した全ての基準波形候補を基準波形候補から削除する（すなわち、正当な基準波形でないとして、基準波形候補から除外する）（ｓ２１２１）。そして、波形分析部２１０は基準波形候補が残っているか否かを判定し（ｓ２１２２）、基準波形候補が残っていれば（ｓ２１２２：Ｙｅｓ）、現在までに対象波形を一周期分取得したか否かを判断し（ｓ２１２３）、対象波形を一周期分取得したと判断した場合には（ｓ２１２３：Ｙｅｓ）、対象波形分析処理は終了する。一方、波形分析部２１０が対象波形を未だ一周期分取得してないと判断した場合には（ｓ２１２３：Ｎｏ）、ｓ２１１８以降の処理が繰り返される。
【０２０４】
なお、２１２０において、波形分析部２１０が対象波形の異常を検出しなかった場合には（ｓ２１２０：Ｎｏ）、ｓ２１２３以降の処理が行われる。
【０２０５】
また、ｓ２１２２において、基準波形候補が残っていない場合は（ｓ２１２２：Ｎｏ）、波形分析部２１０は、アラートを発し（ｓ２１２７）、対象波形分析処理は終了する（ｓ２１２８）。
【０２０６】
＜＜対象波形分析処理において出力される画面＞＞
ここで、本実施例の対象波形分析処理において出力される画面について説明する。
【０２０７】
図２６は、対象波形分析処理において出力される画面の一例を示す図である。この画面は、例えば、入出力装置１０３に出力される。同図に示すように、画面表示部２１１はま
ず、対象波形のデータ２２０４を順次表示し、対応イベント点が検出されると、その対応イベント点２２０５に関する情報を追加表示する（ｆ２２０１）。
【０２０８】
そして、画面表示部２１１は、全ての基準波形候補について補正波形が生成されると、その全ての補正波形２２０６（図２６の例では、補正波形２２０６Ａ、補正波形２２０６Ｂ、及び補正波形２２０６Ｃ）を追加表示する（ｆ２２０２）。さらに、画面表示部２１１は、基準波形候補が削除される（すなわち、除外される）と、その削除された基準波形候補の波形を削除する（ｆ２２０３）。なお、補正波形２２０６は、対象波形や他の補正波形２２０６とは色や太さを変えて表示してもよい。
【０２０９】
以上のように、本実施例の異常波形検知システム１は、基準波形が複数存在する場合においても、新たに取得した対象波形に対して適切な基準波形を選択し、選択した基準波形に基づき、対象波形の異常の判定（又は検出）を行うことができる。
【０２１０】
＜＜測定値軸方向伸縮比について＞＞
これまでの各実施例では、主に、時間軸方向伸縮比を用いた波形の分析について説明したが、基準波形や対象波形に、測定値軸方向にも伸縮が発生する場合（すなわち、基準波形や対象波形の値の増減が大きい場合）は、測定値軸方向伸縮比を用いて波形の分析を行ってもよい。
【０２１１】
例えば、本実施例においては、基準波形Ｐに対する、時間軸最小伸縮比に関する判定（ｓ２１０７）のために用いた式（１０）に加え、以下の（１２）式及び（１３）式による判定を行う。基準波形Ｐに関してこれらの式の全てが満たされた場合に、特異点算出部２０９は、その基準波形Ｐを基準波形候補として選択する。
【数１２】
2018147390.tif 000014
【数１３】
2018147390.tif 000015
【０２１２】
ここで、Ｘ１は対応特異点における対象波形の測定値、ｐ３及びｐ４はそれぞれ、予め設定された基準波形Ｐの測定値軸方向伸縮比のうち許容される最小値（以下、測定値軸方向最小伸縮比という）及び最大値（以下、測定値軸方向最大伸縮比という）、Ｐｈは基準波形Ｐの特異点における測定値である。
【０２１３】
さらに、特異点算出部２０９は、時間値軸方向における伸縮比Ｒｐに加え（ｓ２１０９）、測定値軸方向の伸縮比Ｑｐを以下の（１４）式により算出する。
【数１４】
2018147390.tif 000016
このように、特異点算出部２０９は、基準波形に対する時間軸方向の補正に加え、測定値軸方向の補正も行う。
【０２１４】
このように、本実施例の異常波形検知システム１は、測定値軸方向伸縮比に基づき相違度を算出するので、波形の振幅や変位の違いに基づく波形の異常の判定を正確に行うことができる。
【０２１５】
−−実施例５−−
以上に説明した各実施例では、異常波形検知システム１は、イベントの発生を外部から
の通知（すなわち、イベント通知）により検出しているが、本実施例では、異常波形検知システム１は、特異点の一つをイベントとしてみなすことによりイベントの発生を検出する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０２１６】
図２７は、実施例５が前提とする、イベント点と特異点との関係を説明する図である。同図に示すように、本実施例では、基準波形２３０１と、基準波形２３０１に基づき補正された補正波形２３０３と、異常が判定される対象波形２３０２とが存在する。本実施例の異常波形検知システム１は、基準波形２３０１に存在する、始点に近い２つの極大値である特異点２３０４（以下、特異点Ｓ１という）及び特異点２３０５（以下、特異点Ｓ２という）のうち、より基準波形の始点に近い特異点２３０４（特異点Ｓ１）をイベント点として検出する処理を行う。なお、特異点Ｓ１の日時をＴｉ、特異点Ｓ１２の日時をＴｊとする。
【０２１７】
なお、対象波形２３０２には、特異点Ｓ１に対応する対応特異点（以下、対応特異点Ｓ’１という）、及び、特異点Ｓ２に対応する対応特異点（以下、対応特異点Ｓ’２という）が存在するものとする。また、対応特異点Ｓ’１の日時をＸｔｖ、対応特異点Ｓ’２の日時をＸｔｗとする。
【０２１８】
以上を前提とした場合、本実施例における基準波形特徴量登録テーブル３０７は以下のようになる。
【０２１９】
図２８は、本実施例における基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形特徴量登録テーブル３０７は、実施例１と異なり、基準波形の特異点に関する項目を複数（同図では、特異点Ｓ１に関する項目（符号５０７−５０９）、及び特異点Ｓ２に関する項目（符号２４０１−２４０３））有する。
【０２２０】
次に、本実施例の対象波形分析処理について説明する。
＜＜対象波形分析処理＞＞
図２９は、本実施例の対象波形分析処理のうち、実施例１のｓ１３０１〜ｓ１３０７に代わって行われる処理を説明するフローチャートである。なお、この処理は、例えば、波形分析装置１０１から受信した測定値（すなわち、対象波形のデータ）が、予め定められた閾値（Ｔｈ１）を超えた場合を契機に開始される（ｓ２５０１）。
【０２２１】
同図に示すように、まずイベント検出部２０７は、対象波形の測定値が閾値（Ｔｈ１）を超えた日時を記憶し（本実施例ではＸｔｕとする）、現在日時から「ａ２×Ｔｉ＋α」後にインターラプトを行うタイマー（以下、タイマー１という）を設定する（ｓ２５０２）。
【０２２２】
特異点算出部２０９は、インターラプトが発生するまで、対応特異点Ｓ’１の検出を行う（ｓ２５０３、ｓ２５０４：Ｎｏ）。
【０２２３】
インターラプトが発生した場合は（ｓ２５０３：Ｙｅｓ）、後述するｓ２５１５の処理が行われる。また、特異点算出部２０９は、対応特異点Ｓ’１を検出した場合（ｓ２５０４：Ｙｅｓ）、現在日時を対応特異点Ｓ’１の日時Ｘｔｖとして記憶し、タイマー１を解除する（ｓ２５０５）。
【０２２４】
そして、特異点算出部２０９は以下の（１５）式により、対応特異点Ｓ’１の検出日時Ｘｔｖが時間軸最小伸縮比による条件を満たしているか否かを判定する（ｓ２５０６）。
【数１５】
2018147390.tif 000017
【０２２５】
特異点算出部２０９は、対応特異点Ｓ’１の日時Ｘｔｖが上記条件を満たしていると判断した場合には（ｓ２５０６：Ｙｅｓ）、「ａ２×（Ｔｊ−Ｔｉ）＋α」後にインターラプトを行うタイマー（以下、タイマー２という）を設定する（ｓ２５０７）。
【０２２６】
特異点算出部２０９は、インターラプトが発生するまで、対応特異点Ｓ’２の検出を行う（ｓ２５０８、ｓ２５０９：Ｎｏ）。
【０２２７】
インターラプトが発生した場合は（ｓ２５０８：Ｙｅｓ）、後述するｓ２５１５の処理が行われる。また、特異点算出部２０９は、対応特異点Ｓ’２を検出した場合（ｓ２５０９：Ｙｅｓ）、現在日時を対応特異点Ｓ’２の日時Ｘｔｗとして記憶し、タイマー２を解除する（ｓ２５１０）。
【０２２８】
そして、特異点算出部２０９は、以下の（１６）式により、対応特異点Ｓ’２の日時Ｘｔｗが時間軸最小伸縮比ａ１による条件を満たしているか否かを判定する（ｓ２５１１）。
【数１６】
2018147390.tif 000018
【０２２９】
特異点算出部２０９は、対応特異点Ｓ’２の日時Ｘｔｗが前記条件を満たしていると判定した場合は（ｓ２５１１：Ｙｅｓ）、現在の伸縮比Ｒｘを、対応特異点Ｓ’１の日時Ｘｔｖ及び対応特異点Ｓ’２の日時Ｘｔｗに基づき、以下の式（１７）により算出する（ｓ２５１２）。
【数１７】
2018147390.tif 000019
【０２３０】
次に、波形分析部２１０は対象波形２３０２の始点Ｘｔ０を、伸縮比Ｒｘに基づき、以下の（１８）式により算出し（ｓ２５１３）、その後は実施例１のｓ１３０８以降の処理が行われる（ｓ２５１４）。
【数１８】
2018147390.tif 000020
【０２３１】
なお、ｓ２５１５では、特異点算出部２０９はアラートを発し、本処理は終了する（ｓ２５１６）。
【０２３２】
このように、本実施例の異常波形検知システム１によれば実施例１に示したイベント検出用のセンサを設置することなく、監視センサ１０４Ａから得られる測定データに基づき、対象波形の異常を判定することができる。
【０２３３】
−−実施例６−−
本実施例では、監視対象装置１０５が高周波の振動を発生する回転機械などの場合のよ
うに、基準波形や対象波形が高周波成分を有する場合に、ローパスフィルタをかけることによりその高周波成分を除去する方法の一例を説明する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０２３４】
まず、本実施例における波形分析装置１０１は、実施例１で説明した機能に加えて、高周波成分除去部２２１を備える。
【０２３５】
高周波成分除去部２２１は、前記基準波形又は前記対象波形のうち、所定の値以上の周期で変化している前記基準波形又は前記対象波形の部分を除去することにより、新たな前記基準波形又は新たな前記対象波形を生成する。
【０２３６】
図３０は、実施例６に係る高周波成分除去部２２１の原理を説明する図である。例えば、同図に示す波形２６０１のように、基準波形及び対象波形が、高周波成分及び低周波成分の影響が共に大きい波形である場合、この波形２６０１を用いて対象波形の異常を判定すると、波形２６０１の特異点（例えば、極大値、極小値）を正確に検出することができない可能性がある。
【０２３７】
そこで、高周波成分除去部２２１は、各センサから送信されてきた測定値による時系列データ（すなわち波形）にローパスフィルタをかけることにより、高周波成分の影響を排除した新たな波形２６０２を生成する。
【０２３８】
このローパスフィルタの例としては、移動平均が挙げられる。例えば、高周波成分除去部２２１は、最新の測定値も含めた直近の過去ｎ回分の測定値を用いて移動平均を求める。この場合、新たな波形２６０２における日時ｔの値Ｙｔは、以下の（１９）式により得られる。
【数１９】
2018147390.tif 000021
【０２３９】
ここでＸｔは日時ｔにおける測定値である。
【０２４０】
高周波成分除去部２２１は、このＹｔを用いることにより、高周波成分の影響を排除した新たな波形２６０２を生成することができる。なお、生成した新たな波形２６０２のデータの格納先は、実施例１のように測定ログテーブル３０８であってもよいし、新たに生成したテーブルであってもよい。また、基準波形及び対象波形に対して同一のローパスフィルタをかけてもよいし、異なるローパスフィルタをかけてもよい。
【０２４１】
このように、本実施例の異常波形検知システム１は、基準波形及び対象波形に対してローパスフィルタをかけることにより、各波形の測定データが高周波成分の影響を強く受けている場合であっても、対象波形の異常の判定を行うことができる。
【０２４２】
なお、高周波成分除去部２２１は、監視センサ１０４Ａから受信した測定値に対して常にローパスフィルタの処理を行ってもよいし、対応イベント点を抽出した後にローパスフィルタの処理を行ってもよい。
【０２４３】
−−実施例７−−
実施例６では、高周波成分及び低周波成分の影響が共に大きい波形に対してローパスフ
ィルタをかけることにより高周波成分の影響を除去する方法を説明した。本実施例では、高周波成分は大きいが低周波成分の影響が小さい場合の波形の処理方法について説明する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０２４４】
本実施例における波形分析装置１０１は、図２に示したように、補助波形生成部２２３を備える。
【０２４５】
補助波形生成部２２３は、前記基準波形又は前記対象波形における値のうち、所定の区間における最大値、最小値、平均値、中間値、又は最頻値を抽出することにより、新たな前記基準波形又は新たな前記対象波形を生成する。
【０２４６】
図３１は、実施例７に係る波形の処理方法の原理を説明する図である。例えば、同図に示す波形２７０１のように、基準波形及び対象波形が、高周波成分の影響が大きく、低周波成分の影響が小さい波形である場合、この波形２７０１に対してローパスフィルタをかけても、適切な波形を得ることはできない。
【０２４７】
そこで、補助波形生成部２２３は、波形２７０１の各測定点のうち、値が大きい測定点を結ぶことにより第２の波形（以下、上波形という）を生成し、また、値が小さい測定点を結ぶことにより第３の波形（以下、下波形という）を生成する。
【０２４８】
例えば、図３１に示すように、補助波形生成部２２３は、波形２７０１を所定の時間以上の区間ごとに等間隔で区切り、各時間帯における最大値２７０２、及び最小値２７０３を取得する。そして、補助波形生成部２２３は、取得した各最大値２７０２による時系列データを上波形とし、取得した各最小値２７０３の時系列データを下波形とする。
【０２４９】
ここで、図３２は、本実施例における基準波形データテーブル３０６の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形データテーブル３０６は、それぞれの日時のレコードに対して、上波形の測定値が格納される上波形２８０１、及び下波形の測定値が格納される下波形２８０２の各項目を有する。
【０２５０】
なお、現波形測定ログテーブル３０９も、基準波形データテーブル３０６と同様に、それぞれの日時のレコードに、上波形の測定値及び下波形の測定値が記録される。
【０２５１】
また、図３３は、本実施例における基準波形特徴量登録テーブル３０７の一例を示す図である。同図に示すように、基準波形特徴量登録テーブル３０７は、実施例１の基準波形特徴量登録テーブル３０７に加えて、特異点選択波形２９０１の項目を有する。特異点選択波形２９０１には、特異点が、上波形及び下波形のうちいずれの波形に基づく特異点であるかを示す情報が格納される。
【０２５２】
なお、本実施例では、データ格納装置１０２は、上波形及び下波形の情報を、例えば以下のようにして記憶する。
【０２５３】
図３４は、上波形及び下波形の情報を記憶する上下値登録テーブル３００１の一例を示す図である。同図に示すように、上下値登録テーブル３００１は、センサＩＤが格納されるセンサ識別情報３００２、日時を特定する情報が格納される日時３００３、センサ識別情報３００２に格納されたセンサＩＤに対応する波形のうち上波形の値が格納される最大値３００４、及び、同下波形の値が格納される最小値３００５の各項目を有する、少なくとも１つ以上のレコード（すなわち、エントリ）を含む。
【０２５４】
ここで、日時３００３は、例えば各時間帯の開始日時、中間日時、終了日時などから選
択された日時が格納される。
【０２５５】
また、最大値３００４、及び最小値３００５については、例えば、波形分析部２１０が、監視センサ１０４Ａから送信されたデータに基づき順次算出する。これらの値は、対象波形分析処理に用いられる。
【０２５６】
すなわち、波形分析部２１０は、最大値３００４による上波形、及び最小値３００５による下波形２８０２のそれぞれを基準波形として、対象波形分析処理を行う。なお、波形分析部２１０は、対象波形分析処理のうち伸縮比Ｒｘの算出までの処理は、上波形又は下波形のいずれか一方に対して行い、その後の処理については上波形及び下波形の双方に対して処理を行ってもよい。
【０２５７】
本実施例の異常波形検知システム１によれば、基準波形及び対象波形が、高周波成分の影響が大きく、低周波成分の影響が小さい波形であっても、対象波形の異常の判定を正確に行うことが可能になる。
【０２５８】
−−実施例８−−
本実施例では、各波形の測定値の測定間隔が極めて短い場合における波形の処理方法の一例について説明する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０２５９】
図３５は、実施例８に係る波形の処理方法の原理を説明する図である。同図に示すように、基準波形又は対象波形に、極めて細かい時間間隔で測定された多くの測定値３１０２からなる時系列データ３１０１が存在する場合、この測定値３１０２の全てを波形の測定値とすると、計算量が多くなると同時に、測定値に微小な変化があるため特異点を見つけることが難しくなる。
【０２６０】
そこで、本実施例の波形分析部２１０は、予め適切な区間（すなわち、単位時間）を定め、この区間により各測定値を区切ることにより、その区間ごとに当該単位時間の代表値３１０４を算出する。そして波形分析部２１０は、算出した各代表値を結ぶことにより、新たな波形３１０３を生成する。例えば、ミリ秒間隔で測定された測定値の場合は、単位時間を１秒とし、１秒間の測定データの平均値を代表値とする。なお、平均値の代わりに中央値や最頻値などを用いてもよい。
【０２６１】
なお、本実施例では、データ格納装置１０２は、このような代表値に関する情報を格納するための代表値登録テーブル（不図示）を備えていてもよい。代表値登録テーブルのデータ構成は、例えば、実施例１の測定ログテーブル３０８と同様であり、測定値６０３に代表値が格納される。例えば、波形分析部２１０は、受信した測定値から算出された代表値を代表値登録テーブルに登録する。そして、波形分析部２１０は、代表値登録テーブルに記録されたデータに基づき、対象波形分析処理を行う。
【０２６２】
このように、本実施例の異常波形検知システム１によれば、測定データの測定時間間隔が極めて小さい場合であっても、対象波形の異常を正確に判定することができる。
【０２６３】
−−実施例９−−
本実施例では、異常波形検知システム１が対象波形の異常を検出した場合に、その対象波形の測定対象である監視対象装置１０５にフィードバックを行う例を説明する。なお、本実施例においては主に、実施例１と異なる点を説明する。
【０２６４】
まず、本実施例の異常波形検知システム１においては、監視対象装置１０５がネットワ
ーク１０６を介して波形分析装置１０１と通信可能に接続されている（不図示）。
【０２６５】
また、波形分析装置１０１は、対象波形の異常を検出した場合に、監視対象装置１０５に対してその旨を通知する機能を備える。すなわち、波形分析装置１０１は、図２に示したように、フィードバック部２１０３を備える。
【０２６６】
フィードバック部２１０３は、前記新たに取得した前記対象波形に異常があると判定された場合に、前記装置に、前記装置の動作を制御する信号を送信する。
【０２６７】
この場合、前記装置は、受信した前記信号に基づき動作する。例えば、監視対象装置１０５は、波形分析装置１０１からの通知を受信した場合に、当該監視対象装置１０５の運転を停止し、又は運転速度を調節する。
【０２６８】
＜＜フィードバック処理＞＞
ここで、本実施例に係るフィードバックの処理について説明する。
【０２６９】
図３６は、波形分析装置１０１が監視対象装置１０５にフィードバックを行う処理の一例を示すシーケンス図である。なお、本処理は、例えば、対象波形分析処理が開始された際に行われる。
【０２７０】
同図に示すように、フィードバック部２１０３は、対象波形の異常が検出されると（例えばアラートが発せられると）（ｓ３２０１）、異常通知の要否を判定し、異常通知が必要であれば（ｓ３２０２：Ｙｅｓ）、対象波形の異常を知らせる通知をネットワーク１０６を介して監視対象装置１０５に送信する（ｓ３２０３、ｓ３２０４）。異常通知が不要であれば（ｓ３２０２：Ｎｏ）、フィードバック部２１０３は次のアラートの受信を待つ。
【０２７１】
異常通知の要否の判定（ｓ３２０２）において、波形分析装置１０１は、例えば、算出した異常度や直近の所定期間におけるアラート発生頻度などを予め設定した閾値と比較し、これらの値が前記閾値を超える場合に前記通知を送信するようにしてもよい。また、この比較の条件は、複数の監視センサ１０４Ａが存在する場合は、監視センサ１０４Ａごとに異なるようにしてもよい。
【０２７２】
監視対象装置１０５は、波形分析装置１０１から前記通知を受信すると、当該監視対象装置１０５の動作を停止する（ｓ３２０５）。
【０２７３】
このように、本実施例の異常波形検知システム１は、対象波形の異常を検出した場合に、速やかに監視対象装置１０５を制御する（例えば停止する）ことができる。これにより、監視対象装置１０５の適切な運用が可能となる。
【０２７４】
以上の実施例の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。
【０２７５】
例えば、各実施例において、異常波形検知システム１が使用する情報のデータ構造は任意に選択することができ、例えば、テーブル、リスト、データベース、又はキューなどから適切に選択したデータ構造を使用してもよい。従って、各実施例において説明したテーブルは、そのテーブル以外のデータ構造で表現されてもよい。また、複数のテーブルを組み合わせて１つのテーブルを構成してもよい。また、各実施例においてテーブルに格納したデータが数式などで表すことが可能な場合、テーブルの変わりに数式を用いてもよい。
【０２７６】
例えば、各実施例の本実施例の異常波形検知システム１は、基準波形を伸縮比により補正した補正波形と、新たに取得した対象波形とに基づき、対象波形の異常度を算出しているが、逆に対象波形を伸縮比の逆数により補正した波形を生成し、この波形と基準波形とに基づき所定の指標（すなわち、異常度に対応する指標）を算出し、算出したこの指標に基づき対象波形の異常を判定してもよい。
【符号の説明】
【０２７７】
１  異常波形検知システム、２１５  基準部分取得部、２１９  対象波形解析部、２１０１  相違度算出部、２１０２  異常判定部、２１１１  アラート出力部
【図１】
2018147390.tif 000022
【図２】
2018147390.tif 000023
【図３】
2018147390.tif 000024
【図４】
2018147390.tif 000025
【図５】
2018147390.tif 000026
【図６】
2018147390.tif 000027
【図７】
2018147390.tif 000028
【図８】
2018147390.tif 000029
【図９】
2018147390.tif 000030
【図１０】
2018147390.tif 000031
【図１１】
2018147390.tif 000032
【図１２】
2018147390.tif 000033
【図１３】
2018147390.tif 000034
【図１４】
2018147390.tif 000035
【図１５】
2018147390.tif 000036
【図１６】
2018147390.tif 000037
【図１７】
2018147390.tif 000038
【図１８】
2018147390.tif 000039
【図１９】
2018147390.tif 000040
【図２０】
2018147390.tif 000041
【図２１】
2018147390.tif 000042
【図２２】
2018147390.tif 000043
【図２３】
2018147390.tif 000044
【図２４】
2018147390.tif 000045
【図２５】
2018147390.tif 000046
【図２６】
2018147390.tif 000047
【図２７】
2018147390.tif 000048
【図２８】
2018147390.tif 000049
【図２９】
2018147390.tif 000050
【図３０】
2018147390.tif 000051
【図３１】
2018147390.tif 000052
【図３２】
2018147390.tif 000053
【図３３】
2018147390.tif 000054
【図３４】
2018147390.tif 000055
【図３５】
2018147390.tif 000056
【図３６】
2018147390.tif 000057