(57)【要約】【課題】簡易的に尖度を計算する方法、尖度を用いて効果的に監視対象を監視する方法、尖度計算装置、状態監視装置、状態監視システム、コンピュータプログラム、及び記録媒体を提供する。【解決手段】標準尖度ＫＴＮ　を記憶しておき、絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率ｓ、及び大信号間の信号間隔数ｍを受け付け（Ｓ１０６）、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、ｓ、ｍ及びＫＴＮ　を用いた簡易式により計算し（Ｓ１０８）、計算した尖度の値に応じて監視対象の状態を判定する（Ｓ１０９）。【選択図】　　　　図３
2004021843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する方法において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、前記大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、
第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数１】
2004021843.tif 000026
と演算部にて計算することを特徴とする尖度計算方法。
【請求項２】
外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する方法において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、前記大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、
尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数２】
2004021843.tif 000027
と演算部にて計算することを特徴とする尖度計算方法。
【請求項３】
外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する方法において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、
第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数３】
2004021843.tif 000028
と演算部にて計算し、
計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を演算部にて判定することを特徴とする状態監視方法。
【請求項４】
外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する方法において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、
尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数４】
2004021843.tif 000029
と演算部にて計算し、
計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を演算部にて判定することを特徴とする状態監視方法。
【請求項５】
複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する装置において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、
第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数５】
2004021843.tif 000030
と計算する手段と
を備えることを特徴とする尖度計算装置。
【請求項６】
複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する装置において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、
尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数６】
2004021843.tif 000031
と計算する手段と
を備えることを特徴とする尖度計算装置。
【請求項７】
監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する装置において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、
第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数７】
2004021843.tif 000032
と計算する手段と、
計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする状態監視装置。
【請求項８】
監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する装置において、
標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、
他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、
第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、
尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数８】
2004021843.tif 000033
と計算する手段と、
計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする状態監視装置。
【請求項９】
前記判定手段は、
計算した前記尖度を所定値と比較する手段と、
前記尖度が所定値より大きい場合に、前記監視対象が異常であると判定する手段と
を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の状態監視装置。
【請求項１０】
監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する監視システムにおいて、
請求項７乃至９のいずれかに記載の状態監視装置と、
監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列を取得する手段と、
信号の絶対値が所定の範囲を超える大信号が前記信号列に含まれているか否かを判定する手段と、
大信号が前記信号列に含まれていた場合に、前記信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率を計測する手段と、
計測した倍率を前記状態監視装置へ入力する手段と
を備えることを特徴とする状態監視システム。
【請求項１１】
大信号が前記信号列に含まれていた場合に、前記信号列に含まれる複数の大信号間の信号間隔数を計測する手段と、
計測した信号間隔数を前記状態監視装置へ入力する手段と
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の状態監視システム。
【請求項１２】
コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数９】
2004021843.tif 000034
と計算させる手順を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数１０】
2004021843.tif 000035
と計算させる手順を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数１１】
2004021843.tif 000036
と計算させる手順と、
コンピュータに、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムにおいて、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数１２】
2004021843.tif 000037
と計算させる手順と、
コンピュータに、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順と
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数１３】
2004021843.tif 000038
と計算させる手順を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【請求項１７】
コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数１４】
2004021843.tif 000039
と計算させる手順を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【請求項１８】
コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【数１５】
2004021843.tif 000040
と計算させる手順と、
コンピュータに、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順と
を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【請求項１９】
コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、
コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【数１６】
2004021843.tif 000041
と計算させる手順と、
コンピュータに、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順と
を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号からなる信号列について尖度を計算する方法、その実施に用いる尖度計算装置、コンピュータを該尖度計算装置として実現するためのコンピュータプログラム、及び記録媒体、並びに、計算された尖度を用いて工場内の設備などの監視対象の状態を監視する状態監視方法、状態監視システム、状態監視装置、コンピュータを該状態監視装置として実現するためのコンピュータプログラム、及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場で用いられる生産設備又は社会で用いられる公共設備などの各種の設備を、故障の発生を予防すべく保全する方法として、定期的に設備を点検して保全する方法（ＴＢＭ：Ｔｉｍｅ　Ｂａｓｅｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）が従来用いられてきた。また、ＴＢＭの他に、設備の状態を恒常的に監視し、設備の状態が所定の基準まで劣化した場合に保全を行う方法（ＣＢＭ：Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）が知られている。ＣＢＭは、ＴＢＭに比べて、初期故障の回避が可能、又は保全コストの抑制が容易であるなどの利点があり、近年ではＴＢＭに代わってＣＢＭが普及し始めている。
【０００３】
ＣＢＭを実現するためには、設備の状態を示す動作回数、温度、又は振動などのデータを取得し、取得したデータからいち早く異常の兆候を捉えることができる設備監視方法の確立が望まれる。設備の分野によって異常を示す指標が異なるため、従来より様々な設備監視方法が提案されている。例えば振動体の分野では、振動の振幅を２乗平均した値の平方根であるＲＭＳ（Ｒｏｏｔ　Ｍｅａｎ　Ｓｑｕａｒｅ）値を用いる方法がある。ＲＭＳ値を用いて設備監視を行う場合は、振動の振幅をデータとして取得し、取得した振幅を２乗平均した値の平方根であるＲＭＳ値を計算し、計算したＲＭＳ値が基準より大きくなったときに、振幅が大きくなって設備が異常な状態であると判定することができる。
【０００４】
ＲＭＳ値は、正規化されていない指標であるため、部品の大きさ又は振動数などの条件の違いによって容易に変化し、個々の設備について基準を定める必要がある。このため、汎用的に利用できる正規化された指標が必要となる。正規化された指標についても、従来より様々な指標が提案されており、振動体の異常検知に良好な指標の一つとして、尖度（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）があげられる。
尖度は、確率過程において確率密度関数の平均値まわりの４次モーメントを正規化した値である。連続的なデータｘの確率密度関数ｐ（ｘ）、又は離散的なＮ個のデータ｛ｘｎ　：ｎ＝１，２，…，Ｎ｝について、尖度ＫＴは、
【０００５】
【数１７】
2004021843.tif 000003
【０００６】
と定義される。（１）式に含まれるバーｘ（以下ｘ￣と表す）は、連続的なデータｘ又は離散的なデータ｛ｘｎ　｝の平均値であり、また、（１）式の分母は、連続的なデータｘ又は離散的なデータ｛ｘｎ　｝の分散σ２　となっている。データの分布が正規分布に従っている場合、正規分布の定義および（１）式により、ＫＴ＝３．０となる。尖度の値が３．０よりも大きい場合は、データの分布は正規分布よりも尖っていることになり、尖度の値が３．０よりも小さい場合は、データの分布は正規分布よりもなだらかであることになる。振動の振幅をデータとして取得した場合、振幅が大きくなり始めるときに尖度は３．０よりも大きくなり、取得したデータから尖度を計算することによって振動の状態を監視することができる。このように、尖度は、振動体などの周期運動体の異常を敏感に検出できる良好な指標であるとして、従来より用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
工場内でＣＢＭを行う場合は、各設備にセンサーを備え、センサーが取得したデータを、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ又はプロセスコンピュータ等の演算装置がオンラインで蓄積し、蓄積したデータを処理して設備監視を行う。工場内の設備の挙動は高速であり、演算能力が低い演算装置を用いていた場合は、演算装置が行う処理の速度に比べてデータが蓄積する速度が速いために、設備の異常を検知することに失敗する、又は異常の検知が遅れる可能性がある。また、尖度を計算する式が複雑であるため、データを見た作業員がデータから直接に尖度を計算して設備の状態を把握することが困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、得られたデータから簡易的に尖度を計算する方法、その実施に用いる尖度計算装置、コンピュータを該尖度計算装置として実現するためのコンピュータプログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的とするところは、計算された尖度を用いることにより、確実に設備の状態の変化を検知することができる状態監視方法、状態監視システム、状態監視装置、コンピュータを該状態監視装置として実現するためのコンピュータプログラム、及び記録媒体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る尖度計算方法は、外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する方法において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、前記大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００１１】
【数１８】
2004021843.tif 000004
【００１２】
と演算部にて計算することを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る尖度計算方法は、外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する方法において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、前記大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００１４】
【数１９】
2004021843.tif 000005
【００１５】
と演算部にて計算することを特徴とする。
【００１６】
第３発明に係る状態監視方法は、外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する方法において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００１７】
【数２０】
2004021843.tif 000006
【００１８】
と演算部にて計算し、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を演算部にて判定することを特徴とする。
【００１９】
第４発明に係る状態監視方法は、外部から情報を受け付ける受付部、記憶部及び演算部を備えた計算装置を用いて、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する方法において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶部に記憶し、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを受付部にて受け付け、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶部に記憶し、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００２０】
【数２１】
2004021843.tif 000007
【００２１】
と演算部にて計算し、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を演算部にて判定することを特徴とする。
【００２２】
第５発明に係る尖度計算装置は、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する装置において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００２３】
【数２２】
2004021843.tif 000008
【００２４】
と計算する手段とを備えることを特徴とする。
【００２５】
第６発明に係る尖度計算装置は、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算する装置において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００２６】
【数２３】
2004021843.tif 000009
【００２７】
と計算する手段とを備えることを特徴とする。
【００２８】
第７発明に係る状態監視装置は、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する装置において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００２９】
【数２４】
2004021843.tif 000010
【００３０】
と計算する手段と、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００３１】
第８発明に係る状態監視装置は、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する装置において、標準尖度ＫＴＮ　を記憶する手段と、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列について、大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓを外部から受け付ける手段と、第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを記憶する手段と、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００３２】
【数２５】
2004021843.tif 000011
【００３３】
と計算する手段と、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
第９発明に係る状態監視装置は、前記判定手段は、計算した前記尖度を所定値と比較する手段と、前記尖度が所定値より大きい場合に、前記監視対象が異常であると判定する手段とを備えることを特徴とする。
【００３５】
第１０発明に係る状態監視システムは、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視する監視システムにおいて、第７乃至第９発明のいずれかに係る状態監視装置と、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列を取得する手段と、信号の絶対値が所定の範囲を超える大信号が前記信号列に含まれているか否かを判定する手段と、大信号が前記信号列に含まれていた場合に、前記信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率を計測する手段と、計測した倍率を前記状態監視装置へ入力する手段とを備えることを特徴とする。
【００３６】
第１１発明に係る状態監視システムは、大信号が前記信号列に含まれていた場合に、前記信号列に含まれる複数の大信号間の信号間隔数を計測する手段と、計測した信号間隔数を前記状態監視装置へ入力する手段とを備えることを特徴とする。
【００３７】
第１２発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００３８】
【数２６】
2004021843.tif 000012
【００３９】
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
【００４０】
第１３発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００４１】
【数２７】
2004021843.tif 000013
【００４２】
と計算させる手順を含むことを特徴とする。
【００４３】
第１４発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００４４】
【数２８】
2004021843.tif 000014
【００４５】
と計算させる手順と、コンピュータに、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順とを含むことを特徴とする。
【００４６】
第１５発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムにおいて、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００４７】
【数２９】
2004021843.tif 000015
【００４８】
と計算させる手順と、コンピュータに、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順とを含むことを特徴とする。
【００４９】
第１６発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００５０】
【数３０】
2004021843.tif 000016
【００５１】
と計算させる手順を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００５２】
第１７発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、コンピュータに、複数の信号からなる信号列の平均値まわりの４次モーメントを前記信号列の分散の２乗で割った値である尖度を計算させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００５３】
【数３１】
2004021843.tif 000017
【００５４】
と計算させる手順を含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００５５】
第１８発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を、
【００５６】
【数３２】
2004021843.tif 000018
【００５７】
と計算させる手順と、コンピュータに、計算した第１信号列の尖度ＫＴＬ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順とを含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００５８】
第１９発明に係るコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体は、コンピュータに、監視対象の状態を示す複数の信号からなる信号列に基づいて前記監視対象の状態を監視させるコンピュータプログラムを記録してあるコンピュータでの読み取りが可能な記録媒体において、コンピュータに、標準尖度ＫＴＮ　、他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含むＬ個の信号からなる第１信号列に含まれる大信号以外の信号の絶対値に対する前記大信号の絶対値の倍率ｓ、及び前記第１信号列に含まれる大信号間の信号間隔数ｍを用いて、尖度が標準尖度ＫＴＮ　に略一致するＮ個の信号からなる標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を、
【００５９】
【数３３】
2004021843.tif 000019
【００６０】
と計算させる手順と、コンピュータに、計算した第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　に応じて前記監視対象の状態を判定させる手順とを含むコンピュータプログラムを記録してあることを特徴とする。
【００６１】
本発明者は、周期運動体から得られるデータについて、簡易的に尖度を計算する計算式を導出した。
複数の信号が時系列で並んだ信号列について、Ｎ個の信号からなる標準信号列が得られており、次に、Ｌ個の信号からなる第１信号列が得られた場合を考える。標準信号列を離散的なＮ個の信号｛ｘｎ　：ｎ＝１，２，…，Ｎ｝とし、第１信号列を離散的なＬ個の信号｛ｘｎ　：ｎ＝Ｎ＋１，…，Ｎ＋Ｌ｝として、標準信号列に第１信号列を加えて構成される信号列｛ｘｎ　：ｎ＝１，２，…，Ｎ，…，Ｎ＋Ｌ｝を第２信号列とする。このとき、第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　は、第２信号列の平均をｘ￣として、（１）式より以下の式で表すことができる。
【００６２】
【数３４】
2004021843.tif 000020
【００６３】
信号列として転がり軸受けの振動などの周期運動体から得られた信号を考える。図１は、周期振動体から得られるデータの例を示す模式的特性図であり、横軸は時間を示し、縦軸はデータの値を示す。転がり軸受けの場合、転動体が軸に接触する都度振動が発生し、振動をセンサで測定したときには図１（ａ）に示す如き振動の変位を縦軸としたデータが得られる。振動の変位を信号ｘｎ　の値としたときには、平均値が０の信号列｛ｘｎ　｝が得られる。転がり軸受けの転動体に傷が生じるなどの異常が発生した場合は、周期運動体は大きい振動を発生する。ｍ個の転動体から構成される転がり軸受けにおいて、初期異常として一の転動体に傷が生じた場合は、該転動体が軸に接触する都度大きい振動が発生し、図１（ｂ）に示す如く、ｍ回の振動毎に一回の大きい振動が含まれる振動のデータが得られる。この場合において、発生する振動の周期に略一致した周期で振動の変位ｘｎ　をサンプリングした場合は、平均値が０であって他の信号よりも絶対値が大きい大信号をｍ個毎に含む信号列が得られる。正常な周期運動体から得られたＮ個の信号からなる信号列を標準信号列、異常な周期運動体からｍ個毎に大信号を含むＬ個の信号からなる信号列を第１信号列として、第１信号列の尖度ＫＴＬ　及び第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を求める式を以下に導出する。
【００６４】
標準信号列の平均ｘ￣Ｎ　、第１信号列の平均ｘ￣Ｌ　、及び第２信号列の平均ｘ￣は、前提条件より、
ｘ￣Ｎ　＝ｘ￣Ｌ　＝ｘ￣＝０
であると仮定する。更に、標準信号列の分散σＮ２及び平均値まわりの４次モーメントＭＮ　と、第２信号列の大信号以外の部分の分散及び平均値まわりの４次モーメントとは等しいと仮定する。このとき、第１信号列の大信号以外の部分の分散及び平均値まわりの４次モーメントは、標準信号列の分散σＮ２及び平均値まわりの４次モーメントＭＮ　に等しくなる。第１信号列の分散は、
【００６５】
【数３５】
2004021843.tif 000021
【００６６】
と表すことができる。（３）式中のｘ’ｉは大信号以外の信号を示し、Ｘｉ　は大信号を示している。（３）式の第一項は、大信号以外の部分を示し、大信号以外の部分の分散に（１−１／ｍ）を掛けた値で表現することができる。（３）式の第二項は大信号の部分を示しており、大信号以外の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率をｓとすると、Ｘｉ　＝ｓｘ’ｉとなる。ｘ￣＝０であるため、（３）式は更に、
【００６７】
【数３６】
2004021843.tif 000022
【００６８】
と表すことができる。同様にして、第１信号列の平均値まわりの４次モーメントは、以下の式で表すことができる。
【００６９】
【数３７】
2004021843.tif 000023
【００７０】
標準尖度が標準信号列の尖度に等しいとしたときには、（１）式により、標準尖度ＫＴＮ　は、
ＫＴＮ　＝ＭＮ　／｛σＮ２｝２
となるため、（４）式及び（５）式を（２）式に代入することにより、第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　は、
【００７１】
【数３８】
2004021843.tif 000024
【００７２】
と表すことができる。（６）式においてＮ＝０とすることにより、第１信号列の尖度ＫＴＬ　は、
【００７３】
【数３９】
2004021843.tif 000025
【００７４】
と表すことができる。（７）式または（６）式を用いることにより、複雑な計算を行うことなく第１信号列の尖度ＫＴＬ　又は第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を簡易的に計算することができる。
【００７５】
第１、第５、第１２及び第１６発明においては、（７）式を用いることにより、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を簡易的に計算することができる。
【００７６】
第２、第６、第１３及び第１７発明においては、（６）式を用いることにより、第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を簡易的に計算することができる。
【００７７】
第３、第４、第７、第８、第１０、第１１、第１４、第１５、第１８及び第１９発明においては、簡易的に計算される尖度を用いて監視対象の状態を判定することにより、監視対象の状態を高速で判定することができる。
【００７８】
第９発明においては、尖度は信号の分布の乱れに対して敏感であるため、計算された尖度を所定値と比較して、前記尖度が所定値よりも大きい場合に監視対象が異常であると判定することにより、初期故障を確実に検知することができる。
【００７９】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図２は、本発明の状態監視システムの構成を示すブロック図である。本発明の状態監視システムは、転がり軸受け又は歯車等の周期運動体である工場内の設備の状態を監視し、設備に異常が生じた場合は警報を発するべく運用される。設備には、振動などの設備の状態を計測するセンサ３１が設けられている。センサ３１は、データ取得装置３２に接続されており、計測データをデータ取得装置３２へ入力すべく構成されている。データ取得装置３２は、センサ３１から入力された計測データを所定の周期でサンプリングし、複数の信号からなる信号列を作成し、作成した信号列から各種のデータを取得する機能を有している。データ取得装置３２は、工場内に備えられた通信ネットワークＮＷに接続され、通信ネットワークＮＷは本発明の状態監視装置１に接続されており、データ取得装置３２は、取得したデータを通信ネットワークＮＷを介して状態監視装置１へ送信する。
【００８０】
状態監視装置１は、本発明の尖度計算装置としての機能を兼ね備えており、コンピュータを用いて構成されている。状態監視装置１は、演算を行うＣＰＵ１１と、演算に伴って発生する一時的な情報を記憶するＲＡＭ１２と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の外部記憶装置１３と、ハードディスク等の内部記憶装置１４とを備えており、ＣＤ−ＲＯＭ等の本発明の記録媒体２から本発明のコンピュータプログラム２０を外部記憶装置１３にて読み取り、読み取ったコンピュータプログラム２０を内部記憶装置１４に記憶し、ＲＡＭ１２にコンピュータプログラム２０をロードし、ＣＰＵ１１はコンピュータプログラム２０に基づいて状態監視装置１に必要な処理を実行する。また、状態監視装置１は、工場内の通信ネットワークＮＷに接続された入力部１５（受付部）を備えており、通信ネットワークＮＷを介してデータ取得装置３２からデータを入力部１５にて受信する。更に、状態監視装置１は、情報を外部へ出力する出力部１６を備えており、出力部１６は、警報装置４に接続され、状態監視装置１は、設備の異常を示す情報を出力部１６から警報装置４へ送信する。警報装置４は、ブザー、ランプ、又は警報の内容を表示する表示部などを備え、状態監視装置１から受信した情報に従って設備の異常を報知する。
【００８１】
なお、状態監視装置１は、通信ネットワークＮＷに接続されている図示しない外部のサーバ装置から本発明に係るコンピュータプログラム２０をダウンロードし、ＣＰＵ１１にて処理を実行する形態であってもよい。
【００８２】
内部記憶装置１４は、監視対象の設備が正常であるときにデータ取得装置３２が取得したＮ個の信号からなる標準信号列と、標準信号列から（１）式を用いて計算される標準尖度ＫＴＮ　とを記憶している。
【００８３】
図３は、本発明の状態監視システムが行う動作を示すフローチャートである。センサ３１は、設備の稼働に伴った図１に示す如き振動などのデータを計測し、データ取得装置３２は、設備の振動に略一致した周期などの所定の周期でセンサ３１から入力された計測データをサンプリングし（Ｓ１０１）、平均値が０である複数の信号からなる信号列を取得する。データ取得装置３２は、サンプリングの結果取得した信号がＬ個蓄積されたか否かを判定し（Ｓ１０２）、信号がＬ個蓄積されていない場合は（Ｓ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０１へ処理を戻してサンプリングを継続し、信号がＬ個蓄積されている場合は（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、蓄積されたＬ個の信号からなる第１信号列における信号の絶対値の平均の所定倍などの所定値よりも大きい絶対値を有する大信号が前記第１信号列に含まれているか否かを判定する（Ｓ１０３）。大信号が第１信号列に含まれていた場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、データ取得装置３２は、第１信号列にて、他の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率ｓ、及び大信号間の信号間隔数ｍを計測し（Ｓ１０４）、倍率ｓ、信号間隔数ｍ、及び第１信号列を、通信ネットワークＮＷを介して状態監視装置１へ送信する（Ｓ１０５）。
【００８４】
状態監視装置１は、倍率ｓ、信号間隔数ｍ、第１信号列をデータ取得装置３２から受信し（Ｓ１０６）、内部記憶装置１４に記憶してある標準尖度ＫＴＮ　を読み出し（Ｓ１０７）、ｓ、ｍ及びＫＴＮ　から、標準信号列に第１信号列を加えて構成される第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を（６）式を用いて計算する（Ｓ１０８）。
【００８５】
状態監視装置１は、次に、計算した尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を予め定めてある所定値と比較し、ＫＴＮ＋Ｌ　が所定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０９）。図４は、Ｌ＝Ｎ／１０、ｍ＝１２及びＫＴＮ　＝３．０の条件で第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を計算した結果を示す図表である。設備が正常である場合は、標準信号列はほぼ正規分布に従うと考えられるため、標準尖度ＫＴＮ　の値は正規分布の尖度３．０であるとして計算している。状態を監視している設備が転がり軸受けである場合、初期異常として複数の転動体の中の一の転動体に小さな傷が生じることがあり、初期異常が生じた転がり軸受けを使用し続けた場合は、転動体の傷が拡大し、また他の転動体へも傷が伝搬して異常が拡大していく。異常の拡大を防止するためには、初期異常を検出することが重要となる。状態を監視している設備が、転動体の数が１２個である転がり軸受けである場合、一の転動体に傷が発生したときに、１２個の信号毎に一の大信号が観測され、傷が大規模であるときにはより大きい大信号が観測される。図４に示す如く、大信号の絶対値の倍率ｓが大きくなるにつれて尖度ＫＴＮ＋Ｌ　も大きくなり、尖度ＫＴＮ＋Ｌ　の値により設備の異常の度合いを判定することができる。標準尖度ＫＴＮ　の値、設備の種類、又は動作周波数などによりＫＴＮ＋Ｌ　の値に対する異常の度合いは異なるが、例えば、ＫＴＮ＋Ｌ　が３．５より大きい場合は小規模の傷が発生しており、ＫＴＮ＋Ｌ　が７より大きい場合は大規模の傷が発生しているなどの判定をすることができる。
【００８６】
計算した尖度ＫＴＮ＋Ｌ　が所定値より大きい場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、状態監視装置１は、監視対象の設備が異常であると判定して、ＫＴＮ＋Ｌ　の値に応じた異常の度合いを示す異常情報を、出力部１６から警報装置４へ送信し（Ｓ１１０）、処理を終了する。警報装置４は、状態監視装置１から受信した異常情報に従って、ブザーを鳴らす、ランプを点灯させる、又は表示部に異常情報の内容を表示する等、設備の異常を報知し、異常であると判定された設備が手動で停止されるなどの処置が行われる。
【００８７】
ステップＳ１０９にて尖度ＫＴＮ＋Ｌ　が所定値より大きくない場合には（Ｓ１０９：ＮＯ）、状態監視装置１は、監視対象の設備は正常であると判定し、（Ｎ＋Ｌ）個の信号から構成される第２信号列から、第１信号列のＬ個の信号を含む最新のＮ個の信号を選択して、新たな標準信号列として内部記憶装置１４に記憶する（Ｓ１１１）。状態監視装置１は、次に、記憶した新たな標準信号列から、（１）式を用いて、標準尖度ＫＴＮ　を計算し（Ｓ１１２）、計算した標準尖度ＫＴＮ　を内部記憶装置１４に記憶して（Ｓ１１３）、処理を終了する。
【００８８】
ステップＳ１０３にてデータ取得装置３２が大信号は第１信号列に含まれていないと判定した場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、データ取得装置３２は、通信ネットワークＮＷを介して第１信号列を状態監視装置１へ送信し（Ｓ１１４）、状態監視装置１は第１信号列を受信して（Ｓ１１５）、処理をステップＳ１１１へ進める。
【００８９】
なお、前述の処理では、標準信号列を更新する処理を含んでいるが、設備が正常である場合には、内部記憶装置１４に記憶している標準信号列を更新することなく同一の標準信号列を繰り返し使用することとして、データ取得装置３２から状態監視装置１へ第１信号列を送信する処理、及び状態監視装置１にて標準信号列を更新する処理を省略した処理を用いてもよい。
【００９０】
また、前述の処理では、信号間隔数ｍをデータ取得装置３２にて計測する処理を含んでいるが、初期異常時に発生する大信号の信号間隔数ｍは、転がり軸受けの転動体の数または歯車の数などの既知の値に対応しているため、信号間隔数ｍの値を予め状態監視装置１が記憶しておき、記憶している信号間隔数ｍを用いて尖度を計算する処理を用いてもよい。
【００９１】
以上詳述した如く、本発明においては、取得した第１信号列に大信号が含まれている場合に、大信号の絶対値の倍率ｓ及び大信号の信号間隔数ｍを用いて簡易的に第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を計算し、計算したＫＴＮ＋Ｌ　に応じて設備の状態を判定する。（６）式を用いて簡易的に尖度ＫＴＮ＋Ｌ　を計算することにより、Ｌ個の信号が蓄積される速度に比べて充分高速に尖度を計算することが可能となり、設備の異常の検知または遅れを起こすことなく設備の状態に即時的に対応する状態監視を行うことができる。また、周期運動体の異常検出に敏感な尖度を用いることにより、設備の異常を確実に検出することができ、また尖度の値に応じて異常の程度を判別することができる。更に、本発明の状態監視方法は、転がり軸受けの一の転動体に傷が生じた場合などの、設備の初期異常を敏感に検出することが可能であり、本発明の設備監視方法を用いて初期異常を検出することにより設備の大規模な故障を未然に防止することができる。
【００９２】
本実施の形態においては、一のセンサ３１が計測したデータに基づいて設備の状態を監視する形態を示しているが、これに限るものではなく、一の設備、又は複数の設備の夫々に複数のセンサ３１を備え、複数のセンサ３１の夫々をデータ取得装置３２及び通信ネットワークＮＷを介して状態監視装置１に接続させ、夫々のセンサ３１が計測した夫々のデータに基づいて一又は複数の設備の状態を監視する形態としてもよい。また、本実施の形態においては、データ取得装置３２が取得した信号を蓄積する形態を示しているが、データ取得装置３２は取得した信号を蓄積せずに状態監視装置１へ送信し、状態監視装置１が受信した複数の信号を蓄積して、Ｌ個の信号が蓄積されたときに異常の判定を行う形態としてもよい。また、本実施の形態においては、状態監視装置１の出力部１６に警報装置４が接続されている形態を示しているが、状態監視装置１により設備が異常であると判定された場合に設備を停止させる等の設備の制御を行う制御装置を接続させる形態としてもよい。また、本実施の形態においては、状態監視装置１は、本発明の尖度計算装置の機能を兼ね備えている形態を示しているが、状態監視装置１は、外部の尖度計算装置にて計算された尖度を受け付け、受け付けた尖度の値に応じて監視対象の状態を判定する形態であっても良い。
【００９３】
また、本実施の形態においては、監視対象の設備が転がり軸受けであるとして主に説明を行っているが、歯車またはチェーン等、周期的な運動を行う他の設備に対しても本発明は適用できる。また、データ取得装置３２にて得られる信号列が、平均値０の信号列ではない場合においても、大信号の絶対値の倍率ｓを計測する前に、平均値を０にすべく信号列に対して操作を施す処理を行うことにより、本発明を適用することができる。
【００９４】
（実施の形態２）
実施の形態２においては、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を用いて監視対象の状態監視を行う。図５は、本発明の実施の形態２における状態監視システムの構成を示すブロック図である。内部記憶装置１４は、例えばＫＴＮ　＝３．０である所定の標準尖度ＫＴＮ　を記憶しており、更に、転がり軸受けの転動体の数または歯車の数などの既知の値に対応した、初期異常時に発生する大信号の信号間隔数ｍを記憶してある。状態監視システムのその他の構成は実施の形態１と同様であり、対応する部分に同符号を付してその説明を省略する。
【００９５】
図６は、実施の形態２に係る状態監視システムが行う動作を示すフローチャートである。センサ３１は、設備の稼働に伴ったデータを計測し、データ取得装置３２は、設備の振動に略一致した周期などの所定の周期でセンサ３１から入力された計測データをサンプリングし（Ｓ２０１）、平均値が０である複数の信号からなる信号列を取得する。データ取得装置３２は、信号がＬ個蓄積されたか否かを判定し（Ｓ２０２）、信号がＬ個蓄積されていない場合は（Ｓ２０２：ＮＯ）、ステップＳ２０２へ処理を戻してサンプリングを継続し、信号がＬ個蓄積されている場合は（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、蓄積されたＬ個の信号からなる第１信号列に所定値よりも大きい絶対値を有する大信号が含まれているか否かを判定する（Ｓ２０３）。大信号が第１信号列に含まれていない場合には（Ｓ２０３：ＮＯ）、データ取得装置３２は、設備は正常であるとして処理を終了し、大信号が第１信号列に含まれていた場合には（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、データ取得装置３２は、第１信号列にて、他の信号の絶対値に対する大信号の絶対値の倍率ｓを計測し（Ｓ２０４）、計測した倍率ｓを、通信ネットワークＮＷを介して状態監視装置１へ送信する（Ｓ２０５）。
【００９６】
状態監視装置１は、倍率ｓをデータ取得装置３２から受信し（Ｓ２０６）、内部記憶装置１４に記憶してある信号間隔数ｍ及び標準尖度ＫＴＮ　を読み出し（Ｓ２０７）、ｍ及びＫＴＮ　から、第１信号列の尖度ＫＴＬ　を（７）式を用いて計算する（Ｓ２０８）。状態監視装置１は、次に、計算した尖度ＫＴＬ　を予め定めてある所定値と比較し、ＫＴＬ　が所定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０９）。
【００９７】
第１信号列の尖度ＫＴＬ　が所定値より大きくない場合には（Ｓ２０９：ＮＯ）、状態監視装置１は、監視対象の設備は正常であると判定して処理を終了し、第１信号列の尖度ＫＴＬ　が所定値より大きい場合には（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、状態監視装置１は、監視対象の設備が異常であると判定して、ＫＴＬ　の値に応じた異常の度合いを示す異常情報を、出力部１６から警報装置４へ送信し（Ｓ２１０）、処理を終了する。警報装置４は、状態監視装置１から受信した異常情報に従って設備の異常を報知する。
【００９８】
図７は、ｍ＝１２及びＫＴＮ　＝３．０の条件で第１信号列の尖度ＫＴＬ　を計算した結果を示す図表である。図４に示した実施の形態１における第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ　の場合に比べて、第１信号列の尖度ＫＴＬ　は値が大きく、特に、ｓが比較的小さいときにｓの変化に対する尖度ＫＴＬ　の変化が大きい。従って、本実施の形態では、設備の異常に対してより敏感な第１信号列の尖度ＫＴＬ　を用いることにより、より確実に設備の異常を検出することができる。特に、周期運動体の初期異常を敏感に検出することが可能となる。
【００９９】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における状態監視方法を示す概念図である。本実施の形態においては、電卓などの簡易的な計算装置を用いて設備の状態を把握する。設備に設けられたセンサ３１には、オシロスコープ等のデータ表示装置５１が接続されており、データ表示装置５１は、センサ３１が計測した計測データを表示する。データ表示装置５１には、図１に示す如きデータが表示され、設備に異常が発生した場合には、図１（ｂ）に示す如き大信号が含まれるデータが表示される。設備の作業員などのオペレータは、データ表示装置５１に表示されたデータから大信号の絶対値の倍率ｓを目測し、電卓などの計算装置５２へ倍率ｓを入力し、所定の標準尖度ＫＴＮ　及び大信号の信号間隔数ｍから、（６）式または（７）式を用いて、第２信号列の尖度ＫＴＮ＋Ｌ又は第１信号列の尖度ＫＴＬを計算装置５２にて計算する。（６）式または（７）式の簡易的な式を用いることにより、簡単に尖度を計算することが可能となり、センサ３１が計測した計測データを直接に観測したオペレータが電卓などの簡易的な計算装置を用いて尖度を計算して、設備が稼働している現場において簡単に設備の状態を把握することができる。
【０１００】
【発明の効果】
第１、第５、第１２及び第１６発明においては、複数の信号からなる信号列から、簡易的な式を用いて前記信号列の尖度を簡単に計算することができる。特に、電卓などの簡易的な計算装置を用いて尖度を計算することができる。
【０１０１】
第２、第６、第１３及び第１７発明においては、簡易的な式を用いて、複数の信号からなる信号列に対して大信号を含む信号列が加わった場合の尖度を簡単に計算することができる。
【０１０２】
第３、第４、第７、第８、第１０、第１１、第１４、第１５、第１８及び第１９発明においては、監視対象の状態を示す信号からなる信号列から簡易的に計算される尖度を用いて監視対象の状態を判定することにより、監視対象の状態を高速で判定することができ、設備の異常の検知または遅れを起こすことなく設備の状態に即時的に対応する状態監視を行うことができる。
【０１０３】
第９発明においては、尖度は信号の分布の乱れに対して敏感であるため、計算された尖度を所定値と比較して、前記尖度が所定値よりも大きい場合に監視対象が異常であると判定することにより、初期故障を確実に検知することができる。また尖度の値に応じて異常の程度を判別することができる。更に、初期異常を検出することにより大規模な故障を未然に防止することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】周期振動体から得られるデータの例を示す模式的特性図である。
【図２】本発明の状態監視システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の状態監視システムが行う動作を示すフローチャートである。
【図４】Ｌ＝Ｎ／１０、ｍ＝１２及びＫＴＮ　＝３．０の条件で第２信号列の尖度を計算した結果を示す図表である。
【図５】本発明の実施の形態２における状態監視システムの構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る状態監視システムが行う動作を示すフローチャートである。
【図７】ｍ＝１２及びＫＴＮ　＝３．０の条件で第１信号列の尖度ＫＴＬ　を計算した結果を示す図表である。
【図８】本発明の実施の形態３における状態監視方法を示す概念図である。
【符号の説明】
１　状態監視装置
２　記録媒体
２０　コンピュータプログラム
３１　センサ
３２　データ取得装置
４　警報装置
５１　データ表示装置
５２　計算装置
ＫＴＮ　　　標準尖度
ＫＴＮ＋Ｌ　　　第２信号列の尖度
ＫＴＬ　　　第１信号列の尖度
【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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