异常诊断方法、异常诊断装置以及异常诊断程序制造方法及图纸

对诊断对象的运转状态的异常进行诊断的异常诊断方法具备：根据诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的单位空间，计算取得的数据的马氏距离的步骤；以及根据计算的马氏距离，判定诊断对象的运转状态的异常的步骤。制作单位空间的步骤包括制作数据长度相互不同的多个单位空间的步骤。制作多个单位空间的步骤包括根据从诊断对象取得的数据中的多个评价项目之间的相关系数以及数据的正常变动周期中的至少1个，决定各多个单位空间的数据长度的步骤。计算马氏距离的步骤包括使用制作的多个单位空间计算多个马氏距离的步骤。判定异常的步骤包括根据计算的多个马氏距离判定异常的步骤。个马氏距离判定异常的步骤。个马氏距离判定异常的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异常诊断方法、异常诊断装置以及异常诊断程序


[0001]本公开涉及异常诊断方法、异常诊断装置以及异常诊断程序。

技术介绍

[0002]一般而言，使用与诊断对象有关的多个评价项目的状态量的时序数据，进行设备或者机器的状态监视以及异常诊断。在该多个评价项目的状态量中，包括诊断对象的各种运转数据以及从诊断对象产生的温度、振动等使用各种传感器测量的测量数据。
[0003]例如，在国际公开第2009/107805号(专利文献1)、日本特开2017
‑
120504号公报(专利文献2)以及日本特开2016
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91417号公报(专利文献3)中，公开了根据正常的数据制作作为成为判定基准的正常的数据群的单位空间，并使用该单位空间和时序数据的马氏距离解析时序数据，从而判定诊断对象是否正常运转的方法。
[0004]在上述判定方法中，为了高精度地判定诊断对象是否正在正常地运转，需要适当地设定单位空间。关于该单位空间，在专利文献1中，公开了单位空间数据的制作以及更新方法。专利文献1构成为针对机械设备的起动时或者负荷运转时等每个运转状态制作单位空间，针对每一定的评价周期更新单位空间。
[0005]在专利文献2中，公开了单位空间的更新方法，针对每一定周期求出单位空间数据群以及最新的数据群各自的方差，在两者的方差的比率超过阈值时更新单位空间。
[0006]在专利文献3中，公开了单位空间数据的制作方法，求出成为单位空间数据候补的数据群的平均值以及标准差，将在以平均值为中心从该平均值向正负侧分别扩大标准差的常数倍的范围内存在的数据选定为单位空间数据。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：国际公开2009/107805号
[0010]专利文献2：日本特开2017
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120504号公报
[0011]专利文献3：日本特开2016
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91417号公报

技术实现思路

[0012]在从设备取得的时序数据中，如与设备的运转状态的变化相伴的变动以及与季节的变化(例如外部气温的变化等)相伴的变动那样，有时出现并非异常的变动(即正常的变动)。因此，需要以不将这些正常的变动判定为异常而能够仅探测成为事故或者故障的前兆的异常的变动的方式，适当地制作并且更新单位空间。
[0013]然而，在上述以往的单位空间的制作以及更新方法中，未定义单位空间的数据长度的决定。此外，单位空间的数据长度是指，在单位空间中使用的数据的时间宽度或者数据的数量。在未适当地设定单位空间的数据长度的情况下，担心会将时序数据的正常的变动错误地判定为异常。
[0014]另外，在以往技术中，针对某个诊断对象时刻的数据使用单一的单位空间判定诊
断对象的异常，所以担心无法探测各种异常这样的问题。例如，在将具有正常变动的一个周期量的时间宽度的数据设定为单位空间数据的情况下，如果诊断对象的数据的变动是比设定为单位空间数据的正常变动范围大的变化，则易于判定为异常，相对于此，关于比正常变动范围小的突发的变化，存在错误地判定为正常的可能性。另一方面，在将具有比上述正常变动周期短的时间宽度的数据设定为单位空间数据的情况下，存在如下可能性：即使能够将上述突发的变化判定为异常，但将正常变动也误判定为异常或者关于花费单位空间的更新周期或者其以上的时间而逐渐变化的经年劣化等异常的征兆，错误地判定为正常。
[0015]本专利技术是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于在使用以单位空间为基准的马氏距离对诊断对象的异常进行诊断的异常诊断方法、异常诊断装置以及异常诊断程序中，能够提高异常的判定精度。
[0016]本公开所涉及的异常诊断方法对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：根据诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离的步骤；以及根据计算的马氏距离，判定诊断对象的运转状态的异常的步骤。制作单位空间的步骤包括制作数据长度相互不同的多个单位空间的步骤。制作多个单位空间的步骤包括根据从诊断对象取得的数据中的多个评价项目之间的相关系数以及数据的正常变动周期中的至少1个，决定各多个单位空间的数据长度的步骤。计算马氏距离的步骤包括使用制作的多个单位空间计算多个马氏距离的步骤。判定异常的步骤包括根据计算的多个马氏距离判定异常的步骤。
[0017]本公开所涉及的异常诊断方法对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：根据诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的单位空间，计算取得的数据的马氏距离的步骤；以及根据计算的马氏距离，判定诊断对象的运转状态的异常的步骤。制作单位空间的步骤包括制作数据长度相互不同的多个单位空间的步骤。计算马氏距离的步骤包括使用制作的多个单位空间，针对同一诊断时刻的数据，计算多个马氏距离的步骤。判定异常的步骤包括根据计算的多个马氏距离判定异常的步骤。
[0018]根据本公开，在使用以单位空间为基准的马氏距离对诊断对象的异常进行诊断的异常诊断装置、异常诊断方法以及异常诊断程序中，能够提高异常的判定精度。
附图说明
[0019]图1是示出实施方式1所涉及的异常诊断装置的功能性结构的框图。
[0020]图2是用于说明决定单位空间的数据长度的第1方法的处理过程的流程图。
[0021]图3是用于说明图2的步骤S02的处理的图。
[0022]图4是用于说明图2的步骤S04的处理的图。
[0023]图5是用于说明决定单位空间的数据长度的第2方法的处理过程的流程图。
[0024]图6是用于说明决定单位空间的更新周期的第1方法的处理过程的流程图。
[0025]图7是用于说明图6的步骤S25的处理的图。
[0026]图8是用于说明决定单位空间的更新周期的第2方法的处理过程的流程图。
[0027]图9是示出实施方式1所涉及的异常诊断装置的硬件结构例的框图。
[0028]图10是用于说明实施方式1所涉及的异常诊断装置的作用效果的图。
[0029]图11是用于说明实施方式1所涉及的异常诊断装置的作用效果的图。
[0030]图12是用于说明实施方式1所涉及的异常诊断装置的作用效果的图。
[0031]图13是用于说明实施方式2所涉及的异常诊断方法的图。
[0032]图14是用于说明实施方式2所涉及的异常诊断装置的作用效果的图。
[0033]图15是用于说明实施方式2所涉及的异常诊断装置的作用效果的图。
[0034]图16是用于说明单位空间数据的更新方法的处理过程的图。
[0035]图17是用于说明单位空间数据的第1更新方法的处理过程的图。
[0036]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种异常诊断方法，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离的步骤；以及根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常的步骤，制作所述单位空间的步骤包括制作数据长度相互不同的多个单位空间的步骤，制作所述多个单位空间的步骤包括根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数以及所述数据的正常变动周期中的至少1个，决定各所述多个单位空间的数据长度的步骤，计算所述马氏距离的步骤包括使用制作的所述多个单位空间计算多个马氏距离的步骤，判定所述异常的步骤包括根据计算的所述多个马氏距离判定异常的步骤。2.一种异常诊断方法，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离的步骤；以及根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常的步骤，制作所述单位空间的步骤包括制作数据长度相互不同的多个单位空间的步骤，计算所述马氏距离的步骤包括使用制作的所述多个单位空间，针对同一诊断时刻的所述数据，计算多个马氏距离的步骤，判定所述异常的步骤包括根据计算的所述多个马氏距离判定异常的步骤。3.根据权利要求1或者2所述的异常诊断方法，其中，还具备根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数，决定所述单位空间的更新周期，周期性地更新所述单位空间的步骤。4.根据权利要求1或者2所述的异常诊断方法，其中，还具备使用根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数决定的更新周期以及决定为根据所述数据的变动周期的分析求出的周期的常数倍的更新周期中的至少1个，周期性地更新所述单位空间的步骤。5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的异常诊断方法，其中，制作所述多个单位空间的步骤包括根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数以及所述数据的正常变动周期中的至少1个，决定各所述多个单位空间的数据长度的步骤。6.一种异常诊断方法，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊断对象的运转状态的基准的单位空间的步骤；从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据的步骤；使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离的步骤；以及
根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常的步骤，制作所述单位空间的步骤包括制作正常运转数据的收集时期相互不同的多个单位空间的步骤，计算所述马氏距离的步骤包括使用制作的所述多个单位空间计算多个马氏距离的步骤，判定所述异常的步骤包括根据计算的所述多个马氏距离的变化量判定异常的步骤。7.根据权利要求3或者4所述的异常诊断方法，其中，周期性地更新所述单位空间的步骤包括：在诊断开始后，每当到达基于所述更新周期的更新时期时，将构成在直至所述更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃的步骤；在诊断开始后，在到达第1次的所述更新时期时，将在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为阈值以下的数据从最新向过去追溯而抽出所述单位空间数据数量，并且使用抽出的数据，新制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的所述单位空间的步骤；以及在诊断开始后，在到达第2次以后的各所述更新时期时，将在从上次的所述更新时期至本次的所述更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据从最新向过去追溯而抽出所述单位空间数据数量，并且使用抽出的数据，新制作在所述本次的更新时期以后的诊断中使用的所述单位空间的步骤。8.根据权利要求3或者4所述的异常诊断方法，其中，周期性地更新所述单位空间的步骤包括：在诊断开始后，在到达基于所述更新周期的第1次的更新时期时，从最新向过去追溯而抽出在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为阈值以下的数据，使用抽出的数据，新制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的第1所述单位空间的步骤；以及在诊断开始后，在到达第2次以后的各所述更新时期时，从最新向过去追溯而抽出在从上次的所述更新时期至本次的所述更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据，使用抽出的数据，新制作在所述本次的更新时期以后的诊断中使用的第2所述单位空间的步骤，新制作所述第1单位空间的步骤包括：在所述第1次的更新时期，在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满所述单位空间数据数的情况下，在所述第1次的更新时期以后，也使用与所述第1次的更新时期前相同的所述单位空间继续诊断的步骤；以及将在从诊断开始时间点至最新的诊断取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据数达到所述单位空间数据数的时间点作为新的更新时期，在到达所述新的更新时期时将构成在直至所述新的更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃，并且使用在从诊断开始时间点至所述新的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据，制作在所述新的更新时期以后的诊断中使用的所述第1单位空间的步骤，
新制作所述第2单位空间的步骤包括：在所述本次的更新时期，在从上次的所述更新时期至本次的所述更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满所述单位空间数据数的情况下，在本次的所述更新时期以后，也使用与本次的所述更新时期前相同的所述单位空间继续诊断的步骤；以及将在从上次的所述更新时期至最新的诊断取得的所述数据中的、所述马氏距离为阈值以下的数据数达到所述单位间数据数的时间点作为新的更新时期，在到达所述新的更新时期时将构成在直至所述新的更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃，并且使用在从上次的所述更新时期至所述新的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据，制作在所述新的更新时期以后的诊断中使用的所述第2单位空间的步骤。9.根据权利要求3或者4所述的异常诊断方法，其中，周期性地更新所述单位空间的步骤包括：在诊断开始后，在到达基于所述更新周期的第1次的更新时期时，新制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的第1所述单位空间的步骤；以及在诊断开始后，在到达第2次以后的各所述更新时期时，新制作在所述本次的更新时期以后的诊断中使用的第2所述单位空间的步骤，新制作所述第1单位空间的步骤包括：在所述第1次的更新时期，在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满单位空间数据数、且是在所述马氏距离的计算中使用的评价项目数以上或者其常数倍以上时，将构成在直至所述第1次的更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃，并且使用直至所述第1次的更新时期取得的所述马氏距离为阈值以下的数据，制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的所述第1单位空间的步骤；以及在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满所述单位空间数据数、且小于所述评价项目数或者小于其常数倍时，直至到达第2次的所述更新时期，使用与所述第1次的更新时期前相同的所述单位空间，直至接下来的所述更新时期继续诊断的步骤，新制作所述第2单位空间的步骤包括：在本次的所述更新时期，在从上次的所述更新时期至所述本次的更新时期取得的所述数据中的所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满所述单位空间数据数、且是所述评价项目数以上或者其常数倍以上时，将构成在直至所述本次的更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃，并且使用在从所述上次的更新时期至所述本次的更新时期取得的所述马氏距离为所述阈值以下的数据，制作在所述本次的更新时期以后的诊断中使用的所述第2单位空间的步骤；以及在从所述上次的更新时期至所述本次的更新时期取得的所述数据中的所述马氏距离为所述阈值以下的数据数不满所述单位空间数据数、且小于所述评价项目数或者小于其常数倍时，直至到达下次的所述更新时期，使用与所述本次的更新时期前相同的所述单位空间继续诊断的步骤。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的异常诊断方法，其中，还具备使用针对已知未发生异常的任意的期间求出的马氏距离制作直方图，将所述直方图的累积相对频数成为预先决定的值时的所述马氏距离设定为所述阈值的步骤。11.一种异常诊断装置，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：单位空间数据制作部，根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊断对象的运转状态的基准的单位空间；数据读取部，从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据；诊断部，使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离；异常判定部，根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常；以及单位空间定义部，定义所述单位空间，所述单位空间数据制作部制作数据长度相互不同的多个单位空间，所述单位空间定义部根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数以及所述数据的正常变动周期中的至少1个，决定各所述多个单位空间的数据长度，所述诊断部使用制作的所述多个单位空间，计算多个马氏距离，所述异常判定部根据计算的所述多个马氏距离判定异常。12.一种异常诊断装置，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：单位空间数据制作部，根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊断对象的运转状态的基准的单位空间；数据读取部，从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据；诊断部，使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离；以及异常判定部，根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常，所述单位空间数据制作部制作数据长度相互不同的多个单位空间，所述诊断部使用制作的所述多个单位空间，针对同一诊断时刻的所述数据，计算多个马氏距离，所述异常判定部根据计算的所述多个马氏距离判定异常。13.根据权利要求11或者12所述的异常诊断装置，其中，所述单位空间数据制作部使用根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数决定的更新周期，周期性地更新所述单位空间。14.根据权利要求11或者12所述的异常诊断装置，其中，所述单位空间数据制作部使用根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数决定的更新周期以及决定为根据所述数据的变动周期的分析求出的周期的常数倍的更新周期中的至少1个，周期性地更新所述单位空间。15.根据权利要求12至14中的任意一项所述的异常诊断装置，其中，所述单位空间定义部根据从所述诊断对象取得的所述数据中的所述多个评价项目之间的相关系数以及所述数据的正常变动周期中的至少1个，决定各所述多个单位空间的数据长度。16.一种异常诊断装置，对诊断对象的运转状态的异常进行诊断，其中，具备：单位空间数据制作部，根据所述诊断对象的正常运转数据，制作成为用于判定所述诊
断对象的运转状态的基准的单位空间；数据读取部，从所述诊断对象取得具有多个评价项目的状态量的数据；诊断部，使用制作的所述单位空间，计算取得的所述数据的马氏距离；以及异常判定部，根据计算的所述马氏距离，判定所述诊断对象的运转状态的异常，所述单位空间数据制作部制作所述正常运转数据的收集时期相互不同的多个单位空间，所述诊断部使用制作的所述多个单位空间，计算多个马氏距离，所述异常判定部根据计算的所述多个马氏距离的变化量判定异常。17.根据权利要求13或者14所述的异常诊断装置，其中，所述单位空间数据制作部：在诊断开始后，每当到达基于所述更新周期的更新时期时，将构成在直至所述更新时期的诊断中使用的所述单位空间的数据全部丢弃，在诊断开始后，在到达第1次的所述更新时期时，将在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为阈值以下的数据从最新向过去追溯而抽出所述单位空间数据数量，并且使用抽出的数据，新制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的所述单位空间，在诊断开始后，在到达第2次以后的各所述更新时期时，将在从上次的所述更新时期至本次的所述更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为所述阈值以下的数据从最新向过去追溯而抽出所述单位空间数据数量，并且使用抽出的数据，新制作在所述本次的更新时期以后的诊断中使用的所述单位空间。18.根据权利要求13或者14所述的异常诊断装置，其中，所述单位空间数据制作部构成为：在诊断开始后，在到达基于所述更新周期的第1次的更新时期时，从最新向过去追溯而抽出在从诊断开始时间点至所述第1次的更新时期取得的所述数据中的、所述马氏距离为阈值以下的数据，使用抽出的数据，新制作在所述第1次的更新时期以后的诊断中使用的第1所述单位空间，在诊断开始后，在到达第2次以后的各所述更新时期时，从最新向过去追溯而抽出在从上次的所述更新时期至本次...

【专利技术属性】
技术研发人员：野月味沙，三木伸介，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：