(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の設備を測定し、測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置と、
分析装置と、
を備え、
前記分析装置は、
前記測定装置から前記間欠的なデータを受信する通信部と、
受信した前記間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分に基づき、基準となる標準データパタンを推測し、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する分析部を備えた、ことを特徴とする設備状態監視システム。
【請求項２】
前記分析装置において、
前記測定装置から受信した前記間欠的なデータに基づき、前記測定装置で測定された前記測定データの１周期分の繰り返しパタンを推測し、前記標準データパタンとして記憶する推測部と、
前記測定装置から受信した前記判定対象の間欠的なデータに対して、推測された前記１周期分の繰り返しパタンである前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する判定部と、
を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の設備状態監視システム。
【請求項３】
前記判定部は、前記測定装置から受信した前記判定対象の間欠的なデータに対して、前記１周期分の繰り返しパタンに含まれないものがある場合、異常と判定する、ことを特徴とする請求項２に記載の設備状態監視システム。
【請求項４】
測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信する通信部と、
分析部と、
を備え、
前記分析部は、
前記測定装置から受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分に基づき、基準となる標準データパタンを推測する推測部と、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する判定部と、
を備えた、ことを特徴とする分析装置。
【請求項５】
前記推測部では、前記測定装置から受信した前記間欠的なデータに基づき、前記測定装置で測定された前記測定データの１周期分の繰り返しパタンを推測し、前記標準データパタンとして記憶する、ことを特徴とする請求項４に記載の分析装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記測定装置から受信した前記判定対象の間欠的なデータに対して、前記１周期分の繰り返しパタンに含まれないものがある場合、異常と判定する、ことを特徴とする請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
測定対象の設備の測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信し、
前記受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分を参照して、基準となる標準データパタンを推測し、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する、ことを特徴とする設備状態監視方法。
【請求項８】
前記測定装置から受信した間欠的なデータに基づき、前記測定装置で測定された前記測定データの１周期分の繰り返しパタンを推測し、
推測された前記１周期分の繰り返しパタンを前記標準データパタンとして記憶する、ことを特徴とする請求項７に記載の設備状態監視方法。
【請求項９】
前記測定装置から受信した間欠的なデータに対して、前記１周期分の繰り返しパタンに含まれないものがある場合、異常と判定する、ことを特徴とする請求項８に記載の設備状態監視方法。
【請求項１０】
測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信する処理と、
前記受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分を参照して、基準となる標準データパタンを推測する処理と、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を検出する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設備状態監視システム、分析装置、方法、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造業等では、設備の動作状態を監視し、稼働率の変動や異常の発生をいち早くとらえて必要な対策を講ずることで生産効率や品質の維持・向上を図ることが求められている。例えば各製造設備（単に「設備」という）の信号波形（電流、電圧、電力波形、機械振動波形、温度、音響等のいずれか又は複数）をセンサ等でセンシングし、センシングしたデータを監視することで、設備の稼働率や異常、異常の予兆の検出等が行われる。【０００３】
この場合、予め設備が正常に動作した場合の電源電流、電力等の時系列データをセンサデバイスを介して取得し設備の動作状態に関するモデル（例えばＨＨＭ（Ｈｉｄｄｅｎ  Ｍａｒｋｏｖ  Ｍｏｄｅｌ）等の確率遷移モデルや分類器等の機械学習モデル、時系列データのばらつき具合等の統計的モデル）を学習又は記憶しておき、設備の監視時に、新たにセンサから得られた電源電流、電力等の時系列データに対して該モデルに基づき異常等の有無を判定する。【０００４】
例えば、特許文献１には、電気機器の種類及び動作状態とそれに対応する電流波形パタンを記憶しておき、記憶された電流波形パタンと実際の電流波形を比較することで、電気機器の種類及び動作状態を推定する構成が開示されている。【０００５】
また、例えば特許文献２には、高調波電流の波形データと、該波形データが発生するときの電気機器の稼働状況を示す稼働状況情報と、前記電気機器に印加される交流電圧の１交流電圧周期中の予め設定された波形データ比較対象区間を特定する区間特定情報と、を関連付けた学習データを取得し、取得した学習データに関連づけられた高調波電流の波形データと高調波電流計測部で計測した高調波電流の波形データとを波形データ比較対象区間において照合した結果を基に、電気機器の稼働状況を判別する構成が開示されている。【０００６】
モノのインターネット（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ：ＩｏＴ）では、例えばモノに搭載されたセンサからのデータを収集し、該データの分析等がクラウドサーバ等で行われる。センサ等のＩｏＴデバイスのデータをすべてクラウドサーバで処理することは、処理性能、通信帯域等の点で不可能となってきている。このため、エッジ装置（エッジノード、エッジ端末）側で、ある程度、データを処理してクラウド側に転送するという形態が用いられている。【０００７】
図１Ａに模式的に示す例では、測定装置１１は、例えば、設備（不図示）の状態を検出するセンシング機能とセンシングしたデータを有線又は無線で送信する通信機能を備えたＩｏＴ機器であってもよい。測定装置１１は、その一例を図１Ｂに模式的に示すように、センサとして、設備３０の電源パス（例えば交流電源）に接続され電源電流を検出する電流センサ１１１−１を備え、電流センサ１１１−１でセンシングされたアナログ電流波形をアナログデジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：ＡＤＣ）１１１−２でデジタル信号に変換し、通信部１１２から通信ネットワークを介して宛先であるエッジ装置１２に送信する。通信ネットワークは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の無線ＬＡＮ、キャリア通信網（モバイル通信網）、インターネット等のＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等であってもよい。通信部１１２は接続する通信ネットワークに対応する通信インタフェース及び通信コントローラ等を有し、測定データをパケット（フレーム）等、所定のプロトコルデータ単位で送信する。【０００８】
電流センサ１１１−１は、例えば設備３０の電源ラインに挿入されたシャント抵抗（不図示）の端子間電圧を計測する構成としてもよいし、あるいは、電流測定対象の電源ケーブル等を挟み込み磁気コア中に流れる磁束の検知値から換算することにより電流を検知するＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）センサ等で構成してもよい。測定装置１１は、例えば電源コンセント（タップ）に差し込むプラグに電源電流測定機能、通信機能を持たせ、コンセントと接続した設備３０の電流、電力等の測定を行い、例えば無線ＬＡＮを介してインターネット等へ通信接続する機能を備えたＩｏＴ機器として構成してもよいし、あるいは、設備３０内に組み込む構成としてもよい。なお、図１Ｂでは、測定装置１１の一例として電流センサ１１１−１を備えた構成が例示されているが、センサは電流センサに制限されるものでないことは勿論である。【０００９】
測定装置１１からクラウドサーバ１３に向けて送信されるデータは、エッジ装置１２側である程度データ処理した上で、エッジ装置１２で処理したデータをクラウドサーバ１３に転送する。エッジ装置１２は、エッジ端末、エッジルータ、エッジスイッチ、エッジサーバ、エッジゲートウェイ、ＭＥＣ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｅｄｇｅ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）サーバ等であってもよい。また、製造設備の測定データを収集、分析する場合、ＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）等のゲートウェイ等であってもよい。【００１０】
設備の動作は、任意のタイミングで開始される繰り返しパタンとなる場合が多くある。図２Ａには、測定装置１１で測定した設備の測定データ（設備の電流波形（時系列データ））２１と、その概念表現２２が例示されている。図２Ａにおいて、インデクス１０のあとに続くインデクス０の区間（図２Ａでは、０が３個連続）の時間幅は変動する。インデクス０の区間は繰り返しパタンには含まなくてもよい。【００１１】
図２Ｂには、図２Ａの測定データ２１から抽出された繰り返しパタン（電流波形データ）と、その概念表現２２（図２Ａのインデクス１から１０に対応）が例示されている。【００１２】
特に制限されないが、エッジ装置１２又はクラウドサーバ１３では、パタンマッチング等により、測定データ２１から標準的な繰り返しパタンを推測（学習）するようにしてもよい。【００１３】
そして、エッジ装置１２又はクラウドサーバ１３では、測定装置１１からの測定データを取得し、推測済みの標準的な繰り返しパタンから当該測定データが外れた場合、製造設備の異常動作と判定する。【００１４】
データ測定に高サンプリングレートが必要な場合や、複数の測定装置１１からのデータをマルチチャネル化して並列伝送する場合など、複数の測定装置１１からのデータ送信量に対して、エッジ装置１２のプロセッサ（不図示）等の処理性能では対応できない場合がある。この結果、エッジ装置１２において、受信バッファのオーバフロー等が発生し、この結果、通信回線の遅延が発生する。また、複数の測定装置１１からのデータ送信量に対してネットワークの帯域等が対応できない場合もある。【００１５】
ところで、測定データにおいて、繰り返しパタンは、任意のタイミングで発生するため、エッジ装置１２やクラウドサーバ１３では、時間連続のデータを分析する必要がある。【００１６】
送信データ量削減のため、測定装置１１側で測定データの時間間引きを行って送信する場合、エッジ装置１２やクラウドサーバ１３では、時間連続のデータの分析を行うことはできない。【００１７】
なお、計測波形の伝送に関して、例えば特許文献３には、電力計は機器識別装置からの指示により、１回の計測指示に対し１回の計測結果を伝送するか、あるいは、停止指示があるまで一定間隔で計測と計測結果の伝送を行い、パタン識別部では特徴抽出部が抽出した波形パタンと、予め計測・登録を行った波形パタンリストの波形パタンとの一致判定を行い、機器の動作モードを推定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０９７８４５号
【特許文献２】特開２０１３−４４７３６号公報
【特許文献３】国際公開第２０１３／１５７０３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記したように、測定装置で取得した繰り返しパタンデータをそのまま送信する場合、送信データ量が多くなってしまうという課題がある。特に、複数（多数）の測定装置からのデータを一箇所（エッジデバイス等）に集約して処理するシステムの場合、測定装置からの送信データの集中やデータ量の増大等による課題が顕在化する。【００２０】
したがって、任意のタイミングで開始される繰り返しパタンをもつ製造設備等の動作パタンの把握において、上記課題の解決が望まれる。【００２１】
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであって、その目的は、測定装置からのデータの集中やデータ量の増大を抑止しながら測定データの学習や分析を可能とするシステム、装置、方法、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の一つの形態によれば、測定対象の設備を測定し、測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置と、分析装置と、を備えた設備状態監視システムが提供される。前記分析装置は、前記測定装置から前記間欠的なデータを受信する通信部と、受信した前記間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分に基づき、基準となる標準データパタンを推測し、前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する分析部を備える。【００２３】
本発明の一つの形態によれば、測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信する通信部と、分析部と、を備えた分析装置が提供される。前記分析部は、前記測定装置から受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分に基づき、基準となる標準データパタンを推測する推測部と、前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する判定部とを備える。【００２４】
本発明の一つの形態によれば、
測定対象の設備の測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信し、
前記受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分を参照して、基準となる標準データパタンを推測し、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を判定する、設備状態監視方法が提供される。【００２５】
本発明の一つの形態によれば、
測定データを間欠的なデータとして送信可能な測定装置から前記間欠的なデータを受信する処理と、
前記受信した間欠的なデータの組におけるデータ間の共通部分を参照して、基準となる標準データパタンを推測する処理と、
前記測定装置から受信した判定対象の間欠的なデータに対して、前記標準データパタンを参照して、異常の有無を検出する処理と、
をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。【００２６】
本発明によれば、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能な記録媒体（例えば、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク、半導体ストレージデバイス等）の非一時的コンピュータ読み出し可能な記録媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｍｅｄｉｕｍ）が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、測定装置からの送信データ量を低減しながら、測定データの学習や分析を可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１Ａ】本発明が適用されるシステムを説明する図である。
【図１Ｂ】測定装置を説明する図である。
【図２Ａ】測定データを例示する図である。
【図２Ｂ】測定データの繰り返しパタンを例示する図である。
【図３】本発明の実施形態の構成例を説明する図である。
【図４Ａ】実施形態を説明する図である。
【図４Ｂ】実施形態を説明する図である。
【図４Ｃ】実施形態を説明する図である。
【図４Ｄ】実施形態を説明する図である。
【図４Ｅ】実施形態を説明する図である。
【図５Ａ】実施形態の測定装置の一例を説明する図である。
【図５Ｂ】実施形態の測定装置の一例を説明する図である。
【図６】実施形態の分析装置の構成例を説明する図である。
【図７Ａ】実施形態の動作例を説明する図である。
【図７Ｂ】実施形態の動作例を説明する図である。
【図８】実施形態の分析装置の構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を説明する。本発明は、例えば図１Ａのシステムに適用可能である。図３は、本発明の一実施形態を説明する図である。図３の測定装置１１は、図１Ａの測定装置１１として用いることができる。測定装置１１は、測定部１１１と通信部１１２と処理部１１３とを備えている。分析装置１０は、測定データの分析を行う装置であり、図１Ａのエッジ装置１２に実装してもよいし、クラウドサーバ１３に実装するようにしてもよい。あるいは、クラウドサーバ１３に接続するネットワーク内に配置されるコアスイッチ（コアルータ等）に分析装置１０を備えた構成としてもよい。分析装置１０は、測定装置１１と通信する通信部１０１と、測定データの分析を行う分析部１０２とを備えている。表示装置１４は、分析結果を表示する表示部１０３を備えている。なお、図３に示す例では、表示装置１４は、分析装置１０とは別のユニットとして構成とされているが、分析装置１０が表示部１０３を含む構成としてもよいことは勿論である。
【００３０】
以下の説明では、測定装置１１で測定されたデータを、図４Ａに例示したものとする。図４Ａの４２は、図２Ａの測定データ（測定対象の設備の電流波形（時系列データ））の概念表現２２に対応している。図４Ａでは、説明の都合のため、図２Ａの測定データ（設備の電流波形（時系列データ））２１は省略し、測定データ（設備の電流波形（時系列データ））２１に対応する概念表現２２のインデクスのみが示されている。
【００３１】
測定装置１１から測定データを分析装置１０に送信する場合、測定装置１１の処理部１１３は、測定データ（図４Ａの４２）を、該データを間引きした間欠的なデータとして送信することができる。
【００３２】
図４Ｂは、測定装置１１から分析装置１０に送信される間欠的なデータ（測定データの部分データ：間欠データという）の例を示す図である。図４Ｂの例では、図４Ａの測定データの概念表現４２から、測定装置１１は、４２ａ〜４２ｈの間欠データをこの順に送信する。４２ａ〜４２ｈの隣接する間欠データの間のデータ（間引きデータ）は、測定装置１１からは送信されない。
【００３３】
すなわち、図４Ｂにおいて、
間欠データ４２ａ、４２ｂの間では、図４Ａのインデクス３の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｂ、４２ｃの間では、図４Ａのインデクス６の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｃ、４２ｄの間では、図４Ａのインデクス９の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｄ、４２ｅの間では、図４Ａのインデクス０の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｅ、４２ｆの間では、図４Ａのインデクス２の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｆ、４２ｇの間では、図４Ａのインデクス５の区間のデータが間引かれ、
間欠データ４２ｇ、４２ｈの間では、図４Ａのインデクス８の区間のデータが間引かれている。測定装置１１が例えば間欠データ単位にパケット（フレーム）で送信する場合、間欠送信となる。ただし、複数の間欠データを１つのパケット（フレーム）に含めて送信してもよい。
【００３４】
図４Ｂに示す例では、４２ａ〜４２ｈの間欠データは、各々２つの連続する区間（概念表現の連続する２つのインデクス）のデータからなり、同一の長さとされている。また、隣接する間欠データ間は、１つの区間（概念表現のインデクス１個分）のデータが間引かれている。各間欠データの長さを同一（Ｎ）とし、且つ、隣接する間欠データ間のデータ（間引きデータ）の長さを同一（Ｍ）とした場合、繰り返しパタンの長さをＰに対して、Ｐと（Ｎ＋Ｍ）とが互いに素となるように設定してもよい（図４Ｂの例では、Ｎ＝２、Ｍ＝１、Ｐ＝１０）。図４Ｂには、説明のための一例として、間欠データの長さを同一とし、隣接する間欠データ間の間引きデータの長さを同一とした場合が例示されているが、本実施形態において、各間欠データの長さは異なるものであってもよい。隣接する間欠データ間の間引きデータの長さも異なるものであってもよい。また、間欠データ、間引きデータの長さ（インデクスの数）等はランダムに設定するようにしてもよい。さらに、測定装置１１から送信するデータには、連続データと間欠データとが混在していても良い。この場合、測定装置１１から、例えば、ある時間区間（帯）では、測定データは連続データとして送信され（間欠データが含まれない）、別の時間区間（帯）では間欠データとして送信される構成としてもよい。
【００３５】
分析装置１０では、標準パタンの推測（学習）時、測定装置１１から受信した間欠データの共通部分（データ区間）を手掛かりに標準的な繰り返しパタンを推測する。
【００３６】
分析装置１０では、図４Ｂの間欠データ４２ａ、４２ｅ（時系列データ）について、その共通区間であるインデクス１を、図４Ｃに模式的に示すように、時間軸上で重ね合わせる。
同様に、分析装置１０では、図４Ｂの間欠データ４２ｂ、４２ｆ（時系列データ）について、その共通区間であるインデクス４、
図４Ｂの間欠データ４２ｃ、４２ｇ（時系列データ）について、その共通区間であるインデクス７、
図４Ｂの間欠データ４２ｄ、４２ｈ（時系列データ）について、その共通区間であるインデクス１０をそれぞれ、図４Ｃに模式的に示すように、時間軸上で重ね合わせる。
【００３７】
分析装置１０では、間欠データ４２ａ、４２ｅの共通区間のインデクス１を時間軸上で重ね合わせることで、インデクス０、１、２、
間欠データ４２ｂ、４２ｆの共通区間であるインデクス４を時間軸上で重ね合わせることで、インデクス３、４、５、
間欠データ４２ｃ、４２ｇの共通区間であるインデクス７を時間軸上で重ね合わせることで、インデクス６、７、８、
間欠データ４２ｄ、４２ｈの共通区間であるインデクス１０を時間軸上で重ね合わせることで、インデクス９、１０、０の各波形（時系列データ）が得られる。
【００３８】
そして、これらの波形を時間軸上で重ねあわせることで、図４Ｄのパタン４３が得られる。
【００３９】
このパタン４３は、測定データの連続したパタン（図２Ａの測定データ（電流波形）２１）のうち概念表現２２のインデクス１から１０に対応する時間区間の測定データ）に対応する。
【００４０】
なお、分析装置１０において、図４Ｃの間欠データ４２ａ、４２ｅの共通データであるインデクス１を検出する場合、間欠データ４２ａ、４２ｅの各時間区間の波形パタンの特徴量（時間領域での波形の波高値等の特徴量や周波数領域でのパワースペクトラム等の特徴量）を比較することで、間欠データ４２ａ、４２ｅの共通データの区間を判定するようにしてもよい。
【００４１】
分析装置１０において、１周期分の繰り返しパタンが抽出されたか否か（推測が完了したか否か）の判定には、各種手法を用いることができる。例えば、分析装置１０において、間欠データの共通データについて、新たな共通データの出現頻度の閾値を設定し、出現頻度がこの閾値以下となった場合に、１周期分の繰り返しパタンの推測が行われたと判定するようにしてもよい。
【００４２】
あるいは、分析装置１０において、共通データを手掛かりに間欠データを用いて繰り返しパタンを更新した場合、繰り返しパタンの変化量に、閾値を設定し、変化量がこの閾値以下となった場合に、１周期分の繰り返しパタンの推測が行われたと判定するようにしてもよい。分析装置１０は、１周期分の繰り返しパタンが抽出されるまで、測定装置１１から間欠データを受信し、共通の区間を手掛かりに、繰り返しパタンの推測処理を繰り返すようにしてもよい。
【００４３】
なお、測定装置１１での測定部１１１、処理部１１３、通信部１１２のいずれかの動作不良、故障等により、データ欠損が生じる場合も、分析装置１０において、測定装置１１から受信した、データ欠損に起因する間欠データ（部分データ）の共通部分（区間）を手掛かりに、標準的な繰り返しパタンの推測を行うようにしてもよい。
【００４４】
分析装置１０は、推測したパタン（１周期分の繰り返しパタン）４３を、測定装置１１において基準となる標準的な繰り返しパタン（標準パタン）として、記憶部（図４Ｄでは、不図示、図６の標準パタン記憶部１０２Ｃ参照）に記憶する。
【００４５】
分析装置１０では、測定装置１１からの測定データの判定時に、学習済みの標準的な繰り返しパタン（標準パタン）を参照し、例えば、測定装置１１から間欠的に送信される測定データが標準パタンから外れている場合、異常動作と判定する。
【００４６】
図４Ｅは、測定装置１１から間欠的に送信される測定データの一例を示す図である。図４Ｅの例では、概念表現の連続するインデクス２及びインデクス３から構成される間欠データ４４ａが、標準的な繰り返しパタン（標準パタン）の概念表現のいずれの連続する２つのインデクスのデータにも現れない場合、異常と判定する。あるいは、概念表現の連続するインデクス５及びインデクス６から構成される間欠データ４４ｂが、標準的な繰り返しパタン（標準パタン）の概念表現のいずれの連続する２つのインデクスのデータにも現れない場合、異常と判定する。
【００４７】
なお、測定装置１１での測定部１１１、処理部１１３、通信部１１２のいずれかの動作不良、故障等によりデータの変化や欠損が生じる場合も、異常として検出される。
【００４８】
図５Ａは、本実施形態における測定装置１１の構成例を示す図である。図１Ｂの測定部１１１、通信部１１２に加えて、処理部１１３をさらに備えている。測定部１１１は、測定対象の設備３０に流れる電流（電源電流）を測定する。処理部１１３は、測定部１１１のアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１１−２からのデジタルデータ（測定データ）を間引いた間欠データを通信部１１２に送信する。なお、測定部１１１は、アナログデジタル変換器１１１−２の出力から電流のＲＭＳ値（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  ｖａｌｕｅ）を算出するＲＭＳ回路（不図示）を備え、ＲＭＳ値を出力するようにしてもよい。
【００４９】
処理部１１３は、測定部１１１からのデジタルデータ（例えばパラレルデータ）をバッファメモリ１１３−１（例えばＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ））に一旦蓄積し、予め定められた時間区間ごとに区分し、選択された時間区間の測定データを、通信部１１２を介して送信するようにしてもよい。例えば図４Ｂの例では、処理部１１３は、概念表現の３つの連続するインデクスに対応する測定データ（波形データ）をバッファメモリに格納し、このうち、最初の２つのインデクスに対応する測定データ（波形データ）を通信部１１２から送信するようにしてもよい。
【００５０】
特に制限されないが、バッファメモリ１１３−１を、例えばダブルバッファ構成とし、一方のバッファメモリの蓄積データを読み出して通信部１１２に送信している間に、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１１−２からのデジタルデータを他方のバッファメモリに書き込む構成としてもよい。なお、通信部１１２は、処理部１１３で選択された時間区間の測定データ（間欠的に送信される部分データ）を格納する不図示の送信バッファを備え、間引きする時間区間のデータは送信されない（送信バッファに格納されない）。
【００５１】
図５Ｂは、本実施形態における測定装置１１の別の構成例を模式的に示す図である。なお、図５Ｂでは、被測定対象の設備は省略されている。図５Ｂの例では、処理部１１３を間引き制御回路１１３Ｄ等で構成している。なお、図５Ｂのクロック生成回路１１４は、測定部１１１、処理部１１３、通信部１１２に動作クロック信号ＣＬＫを供給する。なお、図５Ａにおいても、クロック生成回路は実装されるが、図示されていない。図５Ｂでは、簡単のため、アナログデジタル変換器１１１−２、処理部１１３、通信部１１２に共通のクロック信号ＣＬＫが供給されているが、互いに同期した周波数の異なる複数のクロック信号を提供するようにしてもよい。測定部１１１は、図５Ａと同様、アナログデジタル変換器１１１−２の出力から電流のＲＭＳ値を算出するＲＭＳ回路（不図示）を備え、ＲＭＳ値を測定データとして出力するようにしてもよい。
【００５２】
処理部１１３において、間引き制御回路１１３Ｄは、設定された間引き開始時点（例えば間欠データの時間区間終了時点）から、間引き時間区間計測のために、クロック信号ＣＬＫのカウントを開始するとともに間引き信号を活性化する。そして、間引き制御回路１１３Ｄは、間引き時間区間に相当するカウント値分クロック信号をカウントした時点で、該カウント値をリセットし、間引き信号を非活性化する。つづいて、間引き制御回路１１３Ｄは、間欠データの時間区間分をクロック信号のカウントを行い、間欠データの時間区間分のクロック信号をカウントした時点から再び間引き時間区間に入る。間引き制御回路１１３Ｄからの間引き信号の活性化時、スイッチ（例えばトランスファゲート等）１１３Ｂはオフ（非導通）となり、入力回路（ＩＮ）１１３−１からの信号（アナログデジタル変換器１１１−２の出力をラッチしたデータ）は出力回路（ＯＵＴ）１１３Ｃには供給されない。該間引き信号の非活性化時、スイッチ１１３Ｂはオン（導通）し、入力回路（ＩＮ）１１３−１からの信号を出力回路（ＯＵＴ）１１３Ｃに出力する。なお、間引き制御回路１１３Ｄでは、クロック信号ＣＬＫを分周した信号をカウントするようにしてもよい。図５Ｂにおいて、間引き信号が非活性化状態から活性化状態に遷移する場合、該遷移直前に出力回路（ＯＵＴ）１１３Ｃが出力していたデータを、該遷移後の間引き信号の活性化期間中に、出力回路（ＯＵＴ）１１３Ｃから出力する構成としてもよい。
【００５３】
測定装置１１において間引き時間区間は、図４Ａ、図４Ｂの場合、測定データの概念表現４２における１インデクス分の時間区間に設定される。なお、間引き制御回路１１３Ｄは、間引き信号を、通信部１１２に供給する構成としてもよい。この場合、通信部１１２では、間引き信号が活性化時の時間区間のデータは送信されない。測定装置１１での間欠データの時間区間、間引き時間区間等は、例えば分析装置１０からネットワーク等を介して測定装置１１に可変に設定する構成としてもよい。また、間引き制御回路１１３Ｄでのクロック信号のカウントは、アナログデジタル変換器１１１−２でのアナログデジタル変換動作開始から予め定められた所定のタイミングに設定するようにしてもよい。アナログデジタル変換動作の開始時点等は、測定対象の設備から測定装置１１に供給されるトリガー信号に基づき決定してもよい。また、図５Ｂにおいて、説明の容易化のために、スイッチ１１３Ｂが配設されているが、スイッチ１１３Ｂの代わりに、間引き制御回路１１３Ｄからの間引き信号でクロック信号ＣＬＫをゲーティングした信号（ゲーテッドクロック）を例えば出力回路１１３Ｃに供給する構成としてもよい。図５Ｂでは、入力回路１１３Ａ、出力回路１１３Ｃは、エッジトリガ型の回路（例えばＤレジスタ）とされているが、かかる構成に制限されるものでないことは勿論である。
【００５４】
図６は、分析装置１０の構成の一例を説明する図である。分析装置１０の分析部１０２は、制御部１０２Ａ、推測部１０２Ｂ、標準パタン記憶部１０２Ｃ、判定部１０２Ｄを備えている。
【００５５】
制御部１０２Ａは、学習モードと判定モードの動作モードの切り替え制御を行う。制御部１０２Ａは、学習モードのときは、推測部１０２Ｂを活性化する（判定部１０２Ｄは非活性化される）。制御部１０２Ａは、判定モードのときは、判定部１０２Ｄを活性化する（推測部１０２Ｂは非活性化してもよい）。
【００５６】
推測部１０２Ｂは、学習モードにおいて、通信部１０１が測定装置１１から受信した測定データの間欠データ列から繰り返しパタンを推測し、標準パタン記憶部１０２Ｃに記憶する。
【００５７】
すなわち、推測部１０２Ｂは、前述したように、例えば図４Ｃの間欠データ４２ａ、４２ｅの共通データであるインデクス１を抽出（検出）する場合、間欠データ４２ａ、４２ｅの各時間区間の波形パタンの特徴量（時間領域での波形の波高値等の特徴量や周波数領域でのパワースペクトラム等の特徴量）を比較することで、間欠データ４２ａ、４２ｅの共通データの区間を判定するようにしてもよい。
【００５８】
また、図４Ａに例示したように、１つの繰り返しパタンが概念表現のインデクス１から１０で構成される場合、分析装置１０において、ある区間（例えばインデクスｉ：ｉ＝１〜１０）の波形パタンが、該区間のインデクスｉから１０個の前の区間に対応する区間の波形パタンと同一であるか、又は、類似度が所定の閾値より高い場合に、１つの連続する区間の繰り返しパタンの推測が行われたと判断するようにしてもよい。推測部１０２Ｂは、１つの繰り返しパタンの推測が完了するまで、測定装置１１から間欠データを受信し，共通の区間を手掛かりに繰り返しパタンが推測できたか否かを判定する処理を繰り返すようにしてもよい。推測部１０２Ｂは、推測した１つの連続する繰り返しパタンを、基準（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）となる標準的な繰り返しパタン（標準パタン）として標準パタン記憶部１０２Ｃに記憶する。
【００５９】
判定部１０２Ｄは、判定モードにおいて、通信部１０１が測定装置１１から受信した測定データの間欠データ（判定対象の間欠データ）と、標準パタン記憶部１０２Ｃに記憶された繰り返しの標準パタンを照合し、異常（変化）の有無の判定を行う。判定部１０２Ｄは、測定装置１１から間欠的に送信された部分データが、標準パタンとして記憶された１周期分の繰り返しパタンに含まれない場合、異常と判定する。判定部１０２Ｄは、判定結果を表示装置１４に出力するようにしてもよい。
【００６０】
図７Ａ、図７Ｂは、実施形態における分析装置１０での学習時と判定時の動作を説明する流れ図である。
【００６１】
図７Ａを参照すると、測定装置１１は、設備の電流等、測定データを間引いて間欠データを送信する（Ｓ１１）。
【００６２】
分析装置１０は、測定装置１１から送信された間欠データを受信し、間欠データ間の共通部分を抽出することで、１周期分の繰り返しパタンを推測し、判定の際に基準とされる標準的なパタンとして記憶する（Ｓ１２）。なお、分析装置１０は、受信した間欠データ列において、１周期分の繰り返しパタンが推測されるまで、間欠データの長さ（又は隣接する間欠データの間の間引きデータの長さ）を順次可変させるようにしてもよい。
【００６３】
図７Ｂを参照すると、測定装置１１から間欠データを送信し、分析装置１０は、測定装置１１から送信された間欠データ（判定対象の間欠データ）を受信する（Ｓ２１）。
【００６４】
分析装置１０は、間欠的なデータを標準的なデータパタンと照合し標準パタンから外れたデータを異常と判定する（Ｓ２２）。
【００６５】
分析装置１０は、図８に模式的に示すように、コンピュータ装置２００に実装してもよい。図８を参照すると、コンピュータ装置２００は、プロセッサ２０１、半導体メモリ（例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、又は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等の少なくともいずれかを含む記憶装置２０２と、表示装置２０３、通信インタフェース２０４を備えている。表示装置２０３は、例えば図３の表示装置１４に対応させることもできる。通信インタフェース２０４は、図３の通信部１０１に対応させることもできる。記憶装置２０２に、例えば、図３、図６の分析部１０２の処理を実現するプログラムを記憶しておき、プロセッサ２０１が、該プログラムを読み出して実行することによって、前記実施形態の分析装置１０の機能を実現するようにしてもよい。記憶装置２０２は、図６の標準パタン記憶部１０２Ｃを含むようにしてもよい。
【００６６】
本実施形態によれば、測定装置１１が測定データを間欠的なデータとして送信することで、ネットワークの輻輳等、エッジ装置等の分析装置１０でのバッファオーバフロー等の発生を回避可能としている。さらに、分析装置１０では、間欠的に受信した部分データの組から連続する１周期分の繰り返しデータを再構成し、判定時には、再構成したパタンを基準となるパタン（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）として、測定装置１１から間欠送信されるデータ（部分データ）と照合することで、測定対象の設備の異常の有無を判定することができる。また、測定装置（測定部、処理部、通信部）における動作不良、故障等の推定も可能としている。
【００６７】
上記実施形態では、測定装置１１において電流信号を測定する例を説明したが、本実施形態において、測定データ（時系列データ）は電流信号データに制限されるものでないことは勿論である。例えば、設備の動作に関連する信号波形であって、繰り返しパタンが観測される測定データであれば、電圧、電力、機械振動、音響（動作音）、温度、湿度、圧力、光、色、画像、映像、臭い等にも適用可能である。また本実施形態において、測定対象の設備３０は、製造設備等以外の電気設備（機器）にも適用可能であることは勿論である。
【００６８】
なお、引用した上記の特許文献１−３等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各付記の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６９】
１０  分析装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  測定装置
１２  エッジ装置
１３  クラウドサーバ
１４  表示装置
２１  測定データ
２２、４２  概念表現
４２ａ−４２ｈ、４４ａ、４４ｂ  間欠データ
４３  パタン
３０  設備
１０１  通信部
１０２  分析部
１０２Ａ  制御部
１０２Ｂ  推測部
１０２Ｃ  標準パタン記憶部
１０２Ｄ  判定部
１０３  表示部
１１１  測定部
１１１−１  電流センサ
１１１−２  アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）
１１２  通信部
１１３  処理部
１１３−１  バッファ
１１３Ａ  入力回路
１１３Ｂ  スイッチ（トランスファゲート）
１１３Ｃ  出力回路
１１３Ｄ  間引き制御回路
１１４  クロック生成回路
２００  コンピュータ装置
２０１  プロセッサ
２０２  記憶装置
２０３  表示装置
２０４  通信インタフェース
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0006939908.tif 000003
【図２Ａ】
0006939908.tif 000004
【図２Ｂ】
0006939908.tif 000005
【図３】
0006939908.tif 000006
【図４Ａ】
0006939908.tif 000007
【図４Ｂ】
0006939908.tif 000008
【図４Ｃ】
0006939908.tif 000009
【図４Ｄ】
0006939908.tif 000010
【図４Ｅ】
0006939908.tif 000011
【図５Ａ】
0006939908.tif 000012
【図５Ｂ】
0006939908.tif 000013
【図６】
0006939908.tif 000014
【図７Ａ】
0006939908.tif 000015
【図７Ｂ】
0006939908.tif 000016
【図８】
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