(57)【要約】【課題】データの時間的な変化をとらえた機械学習により異常予知を行う数値制御装置及び機械学習装置を提供すること。【解決手段】本発明の数値制御装置１は、データロガー装置８０が取得した機械の動作に係る時系列データと、機械に発生した異常に係る異常情報とに基づいて、機械に異常が発生した時の機械の動作の傾向を機械学習する学習部１３０と、学習部１３０による機械学習の結果に基づいて、データロガー装置８０が取得した機械の現在の動作にかかる時系列データに基づいて、機械に発生する異常の予知を行う予知部１４０と、を具備した機械学習装置１００を備える。【選択図】図２
2018097616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を制御する数値制御装置において、
前記機械の動作に係る情報を時系列データとして取得するデータロガー装置と、
前記データロガー装置が取得した時系列データに基づいて前記機械に異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する機械学習装置と、
を備え、
前記機械学習装置は、
前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、
前記機械に発生した異常に係る異常情報を取得する異常観測部と、
前記状態観測部が取得した入力データと、前記異常観測部が取得した異常情報とに基づいて、前記異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する学習部と、
前記学習部が機械学習した結果を記憶するデータベースと、
を備え、
前記学習部は、
前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルと、前記異常情報とを関連付けて前記データベースに記憶する分析部と、
前記分析部が作成した特徴ベクトルをクラスタリングし、クラスタリングの結果を前記データベースに記憶するクラスタリング部と、
を備える、
数値制御装置。
【請求項２】
制御対象の機械に発生する異常を予知する数値制御装置であって、
前記機械の動作に係る情報を時系列データとして取得するデータロガー装置と、
前記データロガー装置が取得した時系列データに基づいて前記機械の異常発生を予知する機械学習装置と、
前記機械学習装置による前記機械の異常発生の予知の結果を通知する異常予知通知部と、
を備え、
前記機械学習装置は、
前記異常が発生したときの前記機械の動作の傾向を機械学習の結果を記憶するデータベースと、
前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、
前記状態観測部が取得した入力データと、前記データベースに記憶されている機械学習の結果とに基づいて、前記機械の異常発生を予知する予知部と、
を備え、
前記データベースには、前記機械に異常が発生した際の前記機械の動作の傾向を示す特徴ベクトルと、前記異常に係る異常情報が関連付けられて記憶されると共に、前記特徴ベクトルをクラスタリングした結果が記憶されており、
前記予知部は、
前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルが前記データベースに記憶されているいずれのクラスタに近いのかを判定する類似クラスタ判定部と、
前記類似クラスタ判定部が前記特徴ベクトルに近いと判定したクラスタに属する特徴ベクトルに関連付けられた異常についてランキング情報を作成し、作成したランキング情報を前記機械の異常発生の予知の結果として出力する異常ランキング決定部と、
を備える、
数値制御装置。
【請求項３】
機械を制御する数値制御装置が備えるデータロガー装置が取得した前記機械の動作に係る情報を示す時系列データ基づいて前記機械に異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する機械学習装置であって、
前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、
前記機械に発生した異常に係る異常情報を取得する異常観測部と、
前記状態観測部が取得した入力データと、前記異常観測部が取得した異常情報とに基づいて、前記異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する学習部と、
前記学習部が機械学習した結果を記憶するデータベースと、
を備え、
前記学習部は、
前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルと、前記異常情報とを関連付けて前記データベースに記憶する分析部と、
前記分析部が作成した特徴ベクトルをクラスタリングし、クラスタリングの結果を前記データベースに記憶するクラスタリング部と、
を備える、
機械学習装置。
【請求項４】
データロガー装置を備えた数値制御装置により制御される機械に発生する異常を、前記データロガー装置が取得した前記機械の動作に係る情報を示す時系列データに基づいて予知する機械学習装置であって、
前記異常が発生したときの前記機械の動作の傾向を機械学習の結果を記憶するデータベースと、
前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、
前記状態観測部が取得した入力データと、前記データベースに記憶されている機械学習の結果とに基づいて、前記機械の異常発生を予知する予知部と、
を備え、
前記データベースには、前記機械に異常が発生した際の前記機械の動作の傾向を示す特徴ベクトルと、前記異常に係る異常情報が関連付けられて記憶されると共に、前記特徴ベクトルをクラスタリングした結果が記憶されており、
前記予知部は、
前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルが前記データベースに記憶されているいずれのクラスタに近いのかを判定する類似クラスタ判定部と、
前記類似クラスタ判定部が前記特徴ベクトルに近いと判定したクラスタに属する特徴ベクトルに関連付けられた異常についてランキング情報を作成し、作成したランキング情報を前記機械の異常発生の予知の結果として出力する異常ランキング決定部と、
を備える、
機械学習装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御装置及び機械学習装置に関し、特に機械学習による異常予知を行う数値制御装置及び機械学習装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、データロガー装置について説明する図である。データロガー装置は、数値制御装置内の各種データ（モード、モータ負荷、冷却ファン回転数など）を周期的に収集して、記憶装置へと格納する装置である。データロガー装置は、収集する対象とするデータの種類や周期などが設定可能であり、また、収集したデータは表やグラフ形式で表示することができる。データロガー装置を用いることで、ユーザは数値制御装置でアラームなどの異常が発生した時にデータロガー装置が収集したデータを分析し、そこから異常の原因を特定することが可能となる。このように、データロガー装置は、数値制御装置などで発生した異常原因の解消に用いることができるので、工作機械の稼働率向上に寄与する。
【０００３】
データロガー装置を用いて記録したデータを解析して異常を検知する方法には、主として最大値、最小値、平均値などの統計値を計算し、計算した統計値を過去のデータと比較する方法や、外れ値などを目視で検査（経験と勘）する方法などがある。しかしながら、単純なケースであれば熟練者が人手でデータを調べることも可能ではあるが、データが大量で要因が複雑な異常は人手で調べることは困難である。例えば、射出成形機においてモータ速度のアラームが発生した場合、一般的にはモータ速度に直接的に関連する異常が真っ先に疑われるが、図７に示す異常発生時の原因推定に用いられる決定木に示されるように、状況によっては樹脂を流し込むための流路の詰まりが原因となることもあり、このような要因を解明することは熟練者であっても難しい。
【０００４】
そこで従来技術として、コンピュータなどを用いて自動的に異常を検知する技術が開発されてきた。例えば特許文献１には、センサなどから取得したデータに基づいて線形予測（回帰分析）により求めた近似式の係数の時系列的ふるまいを用いて異常を検出する技術が開示されている。また、特許文献２には、回帰分析により予測された正常時と現在のデータの乖離度を求め、乖離度が閾値を超えた原因となったデータ項目を順位づけることで異常を検出する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、異常時と現在のデータの時間変化に基づくパターンを分析し、各パターンにおけるデータ類似性により異常を予測する技術が開示されている。更に、特許文献４には、前回のワーク加工の際の制御結果（座標値）と今回のコマンドから判断した予測値（予測座標値）を比較し、同一でない場合に異常を報知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４５８４６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／０８２３２２号
【特許文献３】特開２０１６−０６２５９８号公報
【特許文献４】特開２００７−２７２５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
現状では、機械学習を用いて異常を予知する方法では、学習データはスナップショットとして扱われており、データの時間的な変化をとらえる手法は確立していない。また、従来技術においてはセンサからのデータ入力が主であり、数値制御装置におけるモード切替やオーバライドなどの手動操作や指令のデータを扱った異常検知の手法についても確立されていない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、データの時間的な変化をとらえた機械学習により異常予知を行う数値制御装置及び機械学習装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明により数値制御装置に導入される機械学習装置は、異常発生時に発生直前の一定期間の収集データを回帰分析して第１の近似多項式を求め、求めた第１の近似多項式の係数に基づいて作成した特徴ベクトルをクラスタリングにより分類する一方で、現在の収集データについても回帰分析して第２の近似多項式を求め、求めた第２の近似多項式に基づいて作成した特徴ベクトルがいずれのクラスタに属するのかを判定し、更に属するクラスタ内で発生していた異常に対してスコアリングしてランキングを作成し、ランキング順で通知することで上記課題を解決する。
【００１０】
そして、本発明の請求項１に係る発明は、機械を制御する数値制御装置において、前記機械の動作に係る情報を時系列データとして取得するデータロガー装置と、前記データロガー装置が取得した時系列データに基づいて前記機械に異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する機械学習装置と、を備え、前記機械学習装置は、前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、前記機械に発生した異常に係る異常情報を取得する異常観測部と、前記状態観測部が取得した入力データと、前記異常観測部が取得した異常情報とに基づいて、前記異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する学習部と、前記学習部が機械学習した結果を記憶するデータベースと、を備え、前記学習部は、前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルと、前記異常情報とを関連付けて前記データベースに記憶する分析部と、前記分析部が作成した特徴ベクトルをクラスタリングし、クラスタリングの結果を前記データベースに記憶するクラスタリング部と、を備える、数値制御装置である。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、制御対象の機械に発生する異常を予知する数値制御装置であって、前記機械の動作に係る情報を時系列データとして取得するデータロガー装置と、前記データロガー装置が取得した時系列データに基づいて前記機械の異常発生を予知する機械学習装置と、前記機械学習装置による前記機械の異常発生の予知の結果を通知する異常予知通知部と、を備え、前記機械学習装置は、前記異常が発生したときの前記機械の動作の傾向を機械学習の結果を記憶するデータベースと、前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、前記状態観測部が取得した入力データと、前記データベースに記憶されている機械学習の結果とに基づいて、前記機械の異常発生を予知する予知部と、を備え、前記データベースには、前記機械に異常が発生した際の前記機械の動作の傾向を示す特徴ベクトルと、前記異常に係る異常情報が関連付けられて記憶されると共に、前記特徴ベクトルをクラスタリングした結果が記憶されており、前記予知部は、前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルが前記データベースに記憶されているいずれのクラスタに近いのかを判定する類似クラスタ判定部と、前記類似クラスタ判定部が前記特徴ベクトルに近いと判定したクラスタに属する特徴ベクトルに関連付けられた異常についてランキング情報を作成し、作成したランキング情報を前記機械の異常発生の予知の結果として出力する異常ランキング決定部と、を備える、数値制御装置である。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、機械を制御する数値制御装置が備えるデータロガー装置が取得した前記機械の動作に係る情報を示す時系列データ基づいて前記機械に異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する機械学習装置であって、前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、前記機械に発生した異常に係る異常情報を取得する異常観測部と、前記状態観測部が取得した入力データと、前記異常観測部が取得した異常情報とに基づいて、前記異常が発生した時の前記機械の動作の傾向を機械学習する学習部と、前記学習部が機械学習した結果を記憶するデータベースと、を備え、前記学習部は、前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルと、前記異常情報とを関連付けて前記データベースに記憶する分析部と、前記分析部が作成した特徴ベクトルをクラスタリングし、クラスタリングの結果を前記データベースに記憶するクラスタリング部と、を備える、機械学習装置である。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、データロガー装置を備えた数値制御装置により制御される機械に発生する異常を、前記データロガー装置が取得した前記機械の動作に係る情報を示す時系列データに基づいて予知する機械学習装置であって、前記異常が発生したときの前記機械の動作の傾向を機械学習の結果を記憶するデータベースと、前記データロガー装置が取得した時系列データを入力データとして取得する状態観測部と、前記状態観測部が取得した入力データと、前記データベースに記憶されている機械学習の結果とに基づいて、前記機械の異常発生を予知する予知部と、を備え、前記データベースには、前記機械に異常が発生した際の前記機械の動作の傾向を示す特徴ベクトルと、前記異常に係る異常情報が関連付けられて記憶されると共に、前記特徴ベクトルをクラスタリングした結果が記憶されており、前記予知部は、前記入力データに含まれる時系列データの近似式を求め、求めた近似式に基づいて特徴ベクトルを作成し、作成した特徴ベクトルが前記データベースに記憶されているいずれのクラスタに近いのかを判定する類似クラスタ判定部と、前記類似クラスタ判定部が前記特徴ベクトルに近いと判定したクラスタに属する特徴ベクトルに関連付けられた異常についてランキング情報を作成し、作成したランキング情報を前記機械の異常発生の予知の結果として出力する異常ランキング決定部と、を備える、機械学習装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、データロガーの収集データを統計的な解析にかけることで、要因が複雑な異常も自動的かつ容易に予知することが可能となり、工作機械のダウンタイムを削減することができる。また、学習のタイミングを異常発生時のみに限定することで、計算コストを低く抑えることができる。更に、発生する可能性がある異常をランキングして通知することで、重要な異常の兆候を素早く確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一般的な数値制御装置の要部を示すハードウェア構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による数値制御装置の概略的な機能ブロック図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による分析部１３２が行う処理について説明する図（１）である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による分析部１３２が行う処理について説明する図（２）である。
【図４】本発明の一実施形態によるクラスタリング部１３４が行う処理について説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態による類似クラスタ判定部１４２が行う処理について説明する図である。
【図６】データロガー装置の動作について説明する図である。
【図７】従来技術による異常解析の問題について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、一般的な数値制御装置と該数値制御装置によって駆動制御される工作機械の要部を示すハードウェア構成図である。数値制御装置１が備えるＣＰＵ１１は、数値制御装置１を全体的に制御するプロセッサである。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されたシステム・プログラムをバス２０を介して読み出し、該システム・プログラムに従って数値制御装置１全体を制御する。ＲＡＭ１３には一時的な計算データや表示データ及び後述する表示器／ＭＤＩユニット７０を介してオペレータが入力した各種データ等が格納される。
【００１７】
不揮発性メモリ１４は、例えば図示しないバッテリでバックアップされるなどして、数値制御装置１の電源がオフされても記憶状態が保持されるメモリとして構成される。不揮発性メモリ１４には、インタフェース１５を介して読み込まれた加工プログラムや後述する表示器／ＭＤＩユニット７０を介して入力された加工プログラムが記憶されている。不揮発性メモリ１４には更に、加工プログラムを運転するために用いられる加工プログラム運転処理用プログラム等が記憶されるが、これらプログラムは実行時にはＲＡＭ１３に展開される。また、ＲＯＭ１２には、加工プログラムの作成及び編集のために必要とされる編集モードの処理などを実行するための各種のシステム・プログラムがあらかじめ書き込まれている。
【００１８】
インタフェース１５は、数値制御装置１とアダプタ等の外部機器７２と接続するためのインタフェースである。外部機器７２側からは加工プログラムや各種パラメータ等が読み込まれる。また、数値制御装置１内で編集した加工プログラムは、外部機器７２を介して外部記憶手段に記憶させることができる。ＰＭＣ（プログラマブル・マシン・コントローラ）１６は、数値制御装置１に内蔵されたシーケンス・プログラムで工作機械の周辺装置（例えば、工具交換用のロボットハンドといったアクチュエータ）にＩ／Ｏユニット１７を介して信号を出力し制御する。また、工作機械の本体に配備された操作盤の各種スイッチ等の信号を受け、必要な信号処理をした後、ＣＰＵ１１に渡す。
【００１９】
表示器／ＭＤＩユニット７０はディスプレイやキーボード等を備えた手動データ入力装置であり、インタフェース１８は表示器／ＭＤＩユニット７０のキーボードからの指令，データを受けてＣＰＵ１１に渡す。インタフェース１９は手動パルス発生器等を備えた操作盤７１に接続されている。
【００２０】
工作機械が備える軸を制御するための軸制御回路３０はＣＰＵ１１からの軸の移動指令量を受けて、軸の指令をサーボアンプ４０に出力する。サーボアンプ４０はこの指令を受けて、工作機械が備える軸を移動させるサーボモータ５０を駆動する。軸のサーボモータ５０は位置・速度検出器を内蔵し、この位置・速度検出器からの位置・速度フィードバック信号を軸制御回路３０にフィードバックし、位置・速度のフィードバック制御を行う。なお、図１のハードウェア構成図では軸制御回路３０、サーボアンプ４０、サーボモータ５０は１つずつしか示されていないが、実際には工作機械に備えられた軸の数だけ用意される。
【００２１】
スピンドル制御回路６０は、工作機械への主軸回転指令を受け、スピンドルアンプ６１にスピンドル速度信号を出力する。スピンドルアンプ６１はこのスピンドル速度信号を受けて、工作機械のスピンドルモータ６２を指令された回転速度で回転させ、工具を駆動する。
スピンドルモータ６２にはポジションコーダ６３が結合され、ポジションコーダ６３が主軸の回転に同期して帰還パルスを出力し、その帰還パルスはＣＰＵ１１によって読み取られる。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態による数値制御装置の概略的な機能構成図を示している。本実施形態の数値制御装置１は、図２に示すようにデータロガー装置８０、機械学習装置１００、異常予知通知部２００を備える。
データロガー装置８０は、数値制御装置１が備えるＰＭＣ１６を介して数値制御装置１や工作機械の各部に備え付けられた機器から取得されたデータ（モータの負荷など）やセンサからの信号を受け取って時系列データとして記録することができる。データロガー装置８０は一般的な公知のデータロガー装置を用いても良い。
【００２３】
本実施形態の数値制御装置１が備える機械学習装置１００は、状態観測部１１０、異常観測部１２０、学習部１３０、予知部１４０、及びデータベース１６０を備える。
状態観測部１１０は、データロガー装置８０が記録する時系列データを、入力データとして定期的に収集する。データロガー装置８０が記録する時系列データには、数値制御装置１の動作モードや実行中の指令なども含まれる。
【００２４】
異常観測部１２０は、数値制御装置１が検出した異常（通常はアラートなどと共に報知される）を観測し、該異常の種類や該異常の開始時刻、異常が解決した終了時刻などを含む異常情報を取得する。
【００２５】
学習部１３０は、状態観測部１１０が取得した入力データと、異常観測部１２０が取得した異常情報とに基づいて機械学習を行い、その学習結果をデータベース１６０へと記憶する。学習部１３０は、機械学習を行うための機能手段として分析部１３２とクラスタリング部１３４を備えている。
【００２６】
図３Ａ，３Ｂ，４は、学習部１３０が行う機械学習の手順について説明する図である。学習部１３０は、状態観測部１１０が取得した所定周期分の入力データを機械学習装置１００が備える図示しない第１のメモリバッファ上に一時的に記憶している。入力データは、モータ圧力やモータ位置、モータ速度などの複数の時系列データを含む。そして、異常観測部１２０が異常発生を示す異常情報を取得すると、学習部１３０は分析部１３２に指令して第１のメモリバッファ上に記憶されている所定周期分の入力データに含まれる複数の時系列データの各々について、最小二乗法やニューラルネットワークなどを用いて時間（ｔ）と該データの値との関係を近似的に示す非線形多項式を求める（図３Ａ（ｉ）（ｉｉ））。なお、対象とするデータがビット信号などのように０／１値を示している場合には、非線形多項式による近似ができないので、これに代えてベルヌーイ分布（ｐ（ｘ＝１）＝μx(1-μ)1-x）などを用いるようにしても良い。次に、学習部１３０は、分析部１３２が求めた複数の時系列データの近似多項式の係数を連結させた特徴ベクトルを生成し（図３Ｂ（ｉｉｉ））、生成した特徴ベクトルを異常情報（異常の種類と異常の開始時刻、終了時刻）と関連付けてデータベース１６０へと記憶する（図３Ｂ（ｉｖ））。
【００２７】
データベース１６０に対して一定量の特徴ベクトルと異常情報の組が記憶されると、学習部１３０はクラスタリング部１３４に指令して、データベース１６０に記憶されているすべての特徴ベクトルを、Ｋ平均法や混合ガウス分布などによりクラスタリングして分類し、分類結果をデータベース１６０に記憶する。図４は、クラスタリング部１３４による異常発生時の特徴ベクトルをクラスタリングした例を示している（なお、図４では、見やすくするために特徴ベクトルが２次元であるものとして表記しているが、実際には特徴ベクトルは、より高次元のベクトルとして示される）。図４に示される各クラスタには１種類の異常が発生した際の特徴ベクトルのみが含まれているわけではなく、複数種類の異常が発生した際の特徴ベクトルが含まれ得るが、それぞれのクラスタにはデータロガー装置８０により観測された時系列データから見たときの似たような状況の特徴ベクトルが含まれるため、異常の発生傾向が類似した特徴ベクトルが含まれる得ることになる。
【００２８】
予知部１４０は、状態観測部１１０が取得した入力データと、学習部１３０がデータベース１６０に記憶した学習結果（特徴ベクトルのクラスタリングした結果）とに基づいて、異常の発生を予知する機能手段である。予知部１４０は、異常の予知を行うための機能手段として類似クラスタ判定部１４２と異常ランキング決定部１４４とを備えている。
【００２９】
予知部１４０は、状態観測部１１０が取得した所定周期分の入力データを機械学習装置１００が備える図示しない第２のメモリバッファ上に一時的に記憶している。予知部１４０は、所定の周期ごとに類似クラスタ判定部１４２に対して第２のメモリバッファ上に記憶されている所定周期分の入力データに基づいて、分析部１３２が行うのと同様に特徴ベクトルを作成する。そして、類似クラスタ判定部１４２は、作成した現在の特徴ベクトルが、データベース１６０に記憶されているクラスタリングの結果と比較して、図５に示すように、現在の特徴ベクトルにもっとも近いクラスタを判定する。現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタの判定には、例えばそれぞれのクラスタの中心値と現在の特徴ベクトルの距離とを比較して、中心値が現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタを選択するようにしても良く、また、別の統計的手法を用いるようにしても良い。類似クラスタ判定部１４２は、すべてのクラスタとの距離があらかじめ定めた所定の閾値以上である場合には、現在の特徴ベクトルに近いクラスタが存在しない、という判定をしても良い。このような判定がされた場合、現在は異常が発生するような状況にないことを意味している。
【００３０】
現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタが判定されると、予知部１４０は、現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタ内の異常ランキングを作成するように異常ランキング決定部１４４に指令する。異常ランキング決定部１４４は、データベース１６０を参照し、現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタ内の特徴ベクトルに関連付けられている異常の種類と異常の開始時間、終了時間に基づいて、以下の数１式などを用いて各異常の種類をスコアリングする。数１式において、重要度は各異常の種類に対して、該異常が発生した場合の緊急性などに応じて０〜１の値を設定すれば良く、例えば機械アラームやサーボアラームなどの重要な異常は１、それ以外は１未満の値を設定するなどすれば良い。なお、数１式はスコアリングの一例であり、異常発生の回数と発生時間との重要なほうに対して重みをつけて算出するなど、異常のスコアとして適切であると考えられる範囲で設計的に変更しても良い。
【００３１】
【数１】
2018097616.tif 000003
【００３２】
そして、現在の特徴ベクトルと最も近いクラスタ内の異常の種類に対してスコアリングが完了すると、異常ランキング決定部１４４は、各異常の種類についてスコアが高い順番でランキングを作成して出力する。
【００３３】
異常予知通知部２００は、数値制御装置１の表示器／ＭＤＩユニット７０などを制御して、異常ランキング決定部１４４から出力された異常の種類のランキングをユーザに対して通知する。異常予知通知部２００は、異常の種類のランキングで１位とされた異常を通知するようにしても良いが、ランキングの上位に位置する所定数の異常の種類を通知するようにしても良い。このような通知をすることで、ユーザはランキングの高い方に位置する異常の種類から発生する可能性が高いと把握することができるため、その後のユーザによる機械の運転作業や点検作業などにおける判断の助けとなる。なお、異常予知通知部２００は、異常の発生のスコアがあらかじめ定めた閾値に達していない異常を通知の対象からはずしても良い。
【００３４】
以上、ここまで本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態の例にのみ限定されるものでなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
【００３５】
例えば、上記した実施形態では機械学習装置１００が学習部１３０と予知部１４０を両方備えた構成を示したが、学習部１３０を備えた機械学習装置１００により十分な学習が行われ、データベース１６０に対して所定量以上の特徴ベクトルとそのクラスタリングの結果が蓄積されている場合には、機械学習装置１００における学習部１３０による学習を停止（学習部１３０に相当する部分を削除）し、データロガー装置８０からの入力に応じて予知部１４０が異常発生の予知のみを行うようにしても良い。
また、逆に機械学習装置１００で予知を行わないように構成（予知部１４０に相当する部分を削除）し、学習のみを行うように機械学習装置１００を構成しても良い。このように構成した数値制御装置１を用いて実験を積み重ねて学習結果を蓄積し、蓄積したデータを製品として出荷する数値制御装置１に組み込まれた機械学習装置のデータベース１６０に複写するようにしても良い。
【００３６】
また、機械学習装置１００やデータロガー装置８０は、数値制御装置１に必ずしも内蔵されている必要はなく、数値制御装置１の外部に接続した状態で構成しても良い。また、機械学習装置１００は必要に応じて数値制御装置１から切り離して、他の数値制御装置と接続するなど、単独で運用しても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１  数値制御装置
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  不揮発性メモリ
１５  インタフェース
１６  ＰＭＣ
１７  Ｉ／Ｏユニット
１８，１９  インタフェース
２０  バス
３０  軸制御回路
４０  サーボアンプ
５０  サーボモータ
６０  スピンドル制御回路
６１  スピンドルアンプ
６２  スピンドルモータ
６３  ポジションコーダ
７０  表示器／ＭＤＩユニット
７１  操作盤
７２  外部機器
８０  データロガー装置
１００  機械学習装置
１１０  状態観測部
１２０  異常観測部
１３０  学習部
１３２  分析部
１３４  クラスタリング部
１４０  予知部
１４２  類似クラスタ判定部
１４４  異常ランキング決定部
１６０  データベース
２００  異常予知通知部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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