專利名稱：機(jī)械設(shè)備的診斷裝置、診斷方法及診斷程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)備的診斷裝置、診斷方法及診斷程序。
背景技術(shù)：
機(jī)械設(shè)備的診斷裝置在機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生了異常的過(guò)渡事件、事故等之際，基于來(lái)自機(jī)械設(shè)備的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)探測(cè)該異常、事故的產(chǎn)生。在專利文獻(xiàn)I中公開了采用自適應(yīng)諧振理論(Adaptive Resonance Theory ART)的診斷裝置。采用ART的診斷裝置具有將多維數(shù)據(jù)根據(jù)其類似度分類成類別的功能。在專利文獻(xiàn)I的技術(shù)中，首先使用ART將正常時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)分類成多個(gè)類別(正常類別)。其次，使用ART將當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)分類成類別。在該測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法分類成正常類別之時(shí)，生成新的類別(新類別)。新類別的產(chǎn)生意味著機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生了變化。因此，利用新類別的產(chǎn)生來(lái)判斷異常的產(chǎn)生，在新類別的產(chǎn)生率超過(guò)了閾值的情況下診斷為異常。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2005-165375號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所要解決的課題)在專利文獻(xiàn)I中，立足于“當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法分類成正常類別之時(shí)、即機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生了變化之時(shí)生成新類別”這一前提，而判斷為異常。然而，機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)不僅在產(chǎn)生了異常之時(shí)才變化，在時(shí)效劣化(agingdegradation)、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化之時(shí)也會(huì)變化。并且,此時(shí)也會(huì)產(chǎn)生新類別。因而，此時(shí)不能認(rèn)為產(chǎn)生了新類別、即產(chǎn)生了機(jī)械設(shè)備的異常。在這里，運(yùn)轉(zhuǎn)條件是指機(jī)械設(shè)備所設(shè)置的場(chǎng)所的環(huán)境條件(大氣溫度、濕度等)、通過(guò)操作人員的操作所決定的量(機(jī)械設(shè)備所生成的發(fā)電量)等與器械特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素。并且，與發(fā)生異常的有無(wú)無(wú)關(guān)，若運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化則各種測(cè)量數(shù)據(jù)的值也發(fā)生變化。雖然時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化不是異常，但是在專利文獻(xiàn)I的方法中會(huì)將其診斷為異常。也就是說(shuō)，會(huì)將正常狀態(tài)診斷為異常，結(jié)果成為產(chǎn)生誤報(bào)的原因。本發(fā)明的目的在于通過(guò)區(qū)別作為狀態(tài)變化的要因的時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常來(lái)降低誤報(bào)的產(chǎn)生率。(用于解決課題的手段)本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷裝置包括狀態(tài)變化檢測(cè)部，其將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化；異常判定部，其將來(lái)自狀態(tài)變化檢測(cè)部的信號(hào)作為輸入的一部分而判定為在診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備中產(chǎn)生了異常；警報(bào)產(chǎn)生單元，其將該異常判定部的輸出報(bào)告到外部；和誤報(bào)阻止部，其探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常以外的事件，阻止異常判定部的輸出。另外，優(yōu)選誤報(bào)阻止部包括時(shí)效劣化檢測(cè)部，該時(shí)效劣化檢測(cè)部使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍，時(shí)效劣化檢測(cè)部在沒(méi)有脫離時(shí)效劣化的范圍時(shí)阻止異常判定部的輸出。此外，優(yōu)選誤報(bào)阻止部包括運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部，該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化，運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部在運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化時(shí)阻止異常判定部的輸出。另外，優(yōu)選作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部的輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)由與構(gòu)成診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的器械的特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成。本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷裝置包括狀態(tài)變化檢測(cè)部，其將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化；時(shí)效劣化檢測(cè)部，其使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍；運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部，其將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化；異常判定部，其在由狀態(tài)變化檢測(cè)部判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由時(shí)效劣化檢測(cè)部判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，判定為診斷對(duì)象產(chǎn)生了異常；和警報(bào)產(chǎn)生單元，其將異常判定部的輸出報(bào)告到外部。本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，具備測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)；處理數(shù)據(jù)提取單元，其從測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取為了診斷診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)而使用的診斷信號(hào)；基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存診斷信號(hào)；分類單元，其將基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)分類成類別；分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其將類別作為正常類別進(jìn)行保存； 診斷單元，其使用由處理數(shù)據(jù)提取單元提取出的最新的診斷信號(hào)、和在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的正常類別的信息，診斷診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)屬于正常、異常、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、時(shí)效劣化的哪種情形；診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存診斷單元的診斷結(jié)果；和向圖像顯示裝置輸出在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的信息的單元，其中，診斷單元具備異常判定部、狀態(tài)變化檢測(cè)部、時(shí)效劣化檢測(cè)部以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部，狀態(tài)變化檢測(cè)部具備下述功能在由處理數(shù)據(jù)提取部提取出的最新的診斷信號(hào)不屬于分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的正常類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化，時(shí)效劣化檢測(cè)部具備下述功能導(dǎo)出正常狀態(tài)時(shí)的時(shí)間變化幅度與權(quán)重系數(shù)變化量之間的關(guān)系，當(dāng)在診斷過(guò)程中超過(guò)了正常狀態(tài)時(shí)的權(quán)重系數(shù)的變化量的最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍，運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部具備下述功能在將由與器械特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別之時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化，在異常判定部中，在由狀態(tài)變化檢測(cè)部判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由時(shí)效劣化檢測(cè)部判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部沒(méi)有判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，判定為異常。本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷方法，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，其中將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化，使用診斷對(duì)象的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍，在將診斷對(duì)象的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化，此時(shí)，判定為在診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備中產(chǎn)生了異常，并報(bào)告到外部。本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷程序，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷程序包括狀態(tài)變化檢測(cè)步驟，將診斷對(duì)象的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化；異常判定步驟，將來(lái)自狀態(tài)變化檢測(cè)步驟的信號(hào)作為輸入的一部分而判定為診斷對(duì)象中產(chǎn)生了異常；警報(bào)產(chǎn)生步驟，將異常判定步驟的輸出報(bào)告到外部；和誤報(bào)阻止 步驟，探測(cè)診斷對(duì)象的異常以外的事件，阻止異常判定部的輸出。另外，優(yōu)選誤報(bào)阻止步驟包括時(shí)效劣化檢測(cè)步驟，在該時(shí)效劣化檢測(cè)步驟中使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍，在該時(shí)效劣化檢測(cè)步驟中，在沒(méi)有脫離時(shí)效劣化的范圍時(shí)阻止異常判定步驟的輸出。此外，優(yōu)選誤報(bào)阻止步驟中包括運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟，在該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟中將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟中，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化時(shí)阻止異常判定步驟的輸出。另外，優(yōu)選作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟的輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)由與構(gòu)成診斷對(duì)象的器械的特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成。本發(fā)明的一種機(jī)械設(shè)備的診斷程序，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷程序包括狀態(tài)變化檢測(cè)步驟，將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化；時(shí)效劣化檢測(cè)步驟，使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍；運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟，將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化；異常判定步驟，在由狀態(tài)變化檢測(cè)步驟判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由時(shí)效劣化檢測(cè)步驟判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)判定為診斷對(duì)象產(chǎn)生了異常；和警報(bào)產(chǎn)生步驟，將異常判定步驟的輸出報(bào)告到外部。(發(fā)明效果)通過(guò)對(duì)時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常進(jìn)行區(qū)分，從而夠減降低誤報(bào)的產(chǎn)生率。另外，通過(guò)向操作人員提供數(shù)據(jù)趨勢(shì)變化的原因?qū)儆跁r(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常的哪種情形，從而有助于機(jī)械設(shè)備的維護(hù)計(jì)劃制定方案。


圖I是表示本發(fā)明的診斷裝置的框圖。圖2(a)是表示正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式下的流程圖的圖。圖2(b)是表示診斷模式下的流程圖的圖。圖3(a)是表示在每個(gè)采樣周期中使2模式動(dòng)作的診斷的圖。圖3(b)是表示在規(guī)定期間內(nèi)進(jìn)行正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式、在每個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行診斷模式的診斷的圖。圖3(c)是表示在操作人員所設(shè)定的時(shí)刻進(jìn)行的例子的圖。
圖4(a)是表示數(shù)據(jù)前處理裝置以及ART模塊的框圖。圖4 (b)是表示ART模塊的H)層的框圖。圖4(c)是表示ART模塊的Fl層的框圖。圖5(a)是表示圖4的實(shí)施例的進(jìn)行了類別分類的結(jié)果的曲線圖。圖5(b)是示出發(fā)生異常時(shí)的測(cè)量信號(hào)隨時(shí)間變化的一例的曲線圖。圖6 (a)是設(shè)定用于診斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的畫面。圖6 (b)是說(shuō)明圖I的分類單元400的框圖。圖7(a)是表示在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)的畫面的圖。圖7(b)是表示在基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)的畫面的圖。圖7(c)是表示在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)的畫面的圖。圖8(a)是表示異常判定部510的構(gòu)成的圖。圖8(b)是在畫面上顯示出診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的形態(tài)的圖。圖8(c)是在時(shí)間序列上顯示出診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)的診斷結(jié)果的畫面顯示例。圖9 (a)是說(shuō)明時(shí)效劣化檢測(cè)部的動(dòng)作的圖。圖9(b)是說(shuō)明時(shí)效劣化范圍確認(rèn)的判定基準(zhǔn)的圖。圖10(a)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部的第I實(shí)施例的動(dòng)作的圖。圖10(b)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部的第2實(shí)施例的動(dòng)作的圖。圖10(c)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部的第3實(shí)施例的動(dòng)作的圖。圖11是表示燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)械設(shè)備的框圖。圖12是表示向燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)械設(shè)備應(yīng)用本發(fā)明的診斷裝置時(shí)的動(dòng)作結(jié)果例的圖。圖13是概括了診斷單元各部的動(dòng)作條件的圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例圖I是表示本發(fā)明的診斷裝置的框圖。在本圖中，由診斷裝置200來(lái)診斷機(jī)械設(shè)備100的狀態(tài)。在診斷裝置200中，作為運(yùn)算裝置而具備處理數(shù)據(jù)提取單元300、分類單元400、診斷單元500、警報(bào)產(chǎn)生單元600。另外，在診斷裝置200中，作為數(shù)據(jù)庫(kù)而具備測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240、分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250、診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260。此外，在本圖中，將數(shù)據(jù)庫(kù)略記為DB。在此提及的數(shù)據(jù)庫(kù)是診斷裝置200的構(gòu)成要素，在各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的信息被電子化，通常被稱為電子文件(電子數(shù)據(jù))。另外，在診斷裝置200中，作為與外部的接口而具備外部輸入接口 210以及外部輸出接口 220。并且，經(jīng)由外部輸入接口 210，將包括測(cè)量了機(jī)械設(shè)備100的各種狀態(tài)量的值在內(nèi)的測(cè)量信號(hào)I、以及通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)管理室900所具備的包括鍵盤920以及鼠標(biāo)930在內(nèi)的外部輸入裝置910的操作所生成的外部輸入信號(hào)2輸入至診斷裝置200。另外，經(jīng)由外部輸出接口 220，將圖像顯示信息14從診斷裝置200輸出至運(yùn)轉(zhuǎn)管理室900內(nèi)的圖像顯示裝置940 (圖像顯示部)ο此外，在本實(shí)施例中，處理數(shù)據(jù)提取單元300、分類單元400、診斷單元500、警報(bào)產(chǎn)生單元600、測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240、分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250、診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260都處于診斷裝置200的內(nèi)部，但是也可將這些部件的一部分配 置于診斷裝置200的外部，僅對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。另外，在本實(shí)施例中設(shè)作為診斷對(duì)象的機(jī)械設(shè)備為I臺(tái)，但是也能由I臺(tái)診斷裝置200診斷多臺(tái)機(jī)械設(shè)備。以下，說(shuō)明診斷裝置200的動(dòng)作。首先，經(jīng)由外部輸入接口 210被輸入的測(cè)量信號(hào)3保存到測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中。在處理數(shù)據(jù)提取單元300中，從在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中保存的測(cè)量信號(hào)5之中提取用于診斷的診斷信號(hào)6，將其保存到基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中。在基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中，保存操作人員判定為正常的期間的測(cè)量信號(hào)。另外，在處理數(shù)據(jù)提取單元300中，基于操作人員的設(shè)定來(lái)提取數(shù)據(jù)項(xiàng)目。使用圖6在后面敘述該詳細(xì)內(nèi)容。分類單元400將基準(zhǔn)信號(hào)7分類成類別。分類結(jié)果8保存在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中。此外，使用圖4在后面敘述分類單元400的處理內(nèi)容。在診斷單元500中，處理最新的診斷信號(hào)6和在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中保存的分類結(jié)果9，來(lái)診斷機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)。診斷單元500由異常判定部510、狀態(tài)變化檢測(cè)部520、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540構(gòu)成。狀態(tài)變化檢測(cè)部520判定機(jī)械設(shè)備100的狀態(tài)是否發(fā)生了變化。從狀態(tài)變化檢測(cè)部520輸出的狀態(tài)變化判定結(jié)果15，在判定為狀態(tài)發(fā)生了變化的情況下為“ I ”，在判定為狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化的情況下為“O”。在狀態(tài)變化檢測(cè)部520中，比較由處理數(shù)據(jù)提取單元300提取出的最新的診斷信號(hào)6和在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中保存的分類結(jié)果9，在屬于分類結(jié)果9所包含的類別的情況下，將診斷信號(hào)6分類成該類別。另一方面，比較由處理數(shù)據(jù)提取單元300提取出的最新的診斷信號(hào)6和分類結(jié)果9，在不屬于分類結(jié)果9所包含的類別的情況下，產(chǎn)生新的類別(以下標(biāo)記為新類別。)。使用圖4在后面敘述狀態(tài)變化檢測(cè)部520的詳細(xì)處理內(nèi)容。在時(shí)效劣化檢測(cè)部530中，判定機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化是否在時(shí)效劣化的范圍內(nèi)。從時(shí)效劣化檢測(cè)部530輸出的時(shí)效劣化判定結(jié)果16，在機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化脫離了時(shí)效劣化的范圍之時(shí)為“1”，在時(shí)效劣化的范圍內(nèi)之時(shí)為“O”。使用圖9在后面敘述時(shí)效劣化檢測(cè)部530的詳細(xì)處理內(nèi)容。在運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540中，判定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否發(fā)生了變化。從運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540輸出的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)為“1”，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化之時(shí)為“O”。使用圖10在后面敘述運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540的詳細(xì)處理內(nèi)容。在異常判定部510中，使用狀態(tài)變化判定結(jié)果15、時(shí)效劣化判定結(jié)果16以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17來(lái)判定機(jī)械設(shè)備是否產(chǎn)生了異常。使用圖8在后面敘述異常判定部510的詳細(xì)處理內(nèi)容。在從診斷單元500輸出的診斷結(jié)果10中包含異常診斷部510的判定結(jié)果、狀態(tài)變化判定結(jié)果15、時(shí)效劣化判定結(jié)果16、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17。診斷結(jié)果10保存在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中。在警報(bào)產(chǎn)生單元600中，使用在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中保存的診斷結(jié)果11以及在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中保存的最新的時(shí)刻的測(cè)量信號(hào)4來(lái)判定是否產(chǎn)生警報(bào)。警報(bào)產(chǎn)生單元600具有以下2種產(chǎn)生警報(bào)的判定基準(zhǔn)(條件I和條件2)，并將這 些判定基準(zhǔn)任意組合來(lái)決定是否產(chǎn)生警報(bào)。在這里，警報(bào)產(chǎn)生的任意組合是指在下述條件I以及下述條件2這兩個(gè)條件均成立的情況下產(chǎn)生警報(bào)、在下述條件I以及下述條件2之中的其中一個(gè)條件成立的情況下產(chǎn)生警報(bào)等。條件I :最新的時(shí)刻的測(cè)量信號(hào)4脫離了規(guī)定的范圍(閾值)。條件2 :在規(guī)定期間內(nèi)，由異常判定部510判定為異常的比例超過(guò)一定值(閾值)。此外，條件I以及條件2中的閾值是由操作人員設(shè)定的值。在警報(bào)產(chǎn)生單元600中進(jìn)行了產(chǎn)生警報(bào)的判定的情況下，警報(bào)產(chǎn)生單元600將警報(bào)信號(hào)13發(fā)送至外部輸出接口 220。警報(bào)信號(hào)13經(jīng)由外部輸出接口 220變換成圖像顯示信息14,顯示于圖像顯示裝置940。在本實(shí)施例中，使用圖像顯示裝置940與操作員聯(lián)系警報(bào)，但是并不限定于此，也可首先產(chǎn)生警報(bào)聲來(lái)引起操作員注意警報(bào)的產(chǎn)生。另外，也可在產(chǎn)生警報(bào)聲之后或者在產(chǎn)生警報(bào)聲同時(shí)使圖像顯示裝置940顯示圖像顯示信息14。另外，也可將在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中保存的診斷結(jié)果12 (異常診斷部510中的判定結(jié)果、狀態(tài)變化判定結(jié)果15、時(shí)效劣化判定結(jié)果16、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17)經(jīng)由外部輸出接口 220而顯示于圖像顯示裝置940。另外，在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240、分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250以及診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中保存的診斷裝置信息50能顯示于圖像顯示裝置940。此外，也能夠根據(jù)需要而使用基于外部輸入裝置910的操作的外部輸入信號(hào)2來(lái)修正這些信息。本發(fā)明的特征在于，在診斷單元500中具備異常判定部510、時(shí)效劣化檢測(cè)部530以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540，從而不會(huì)將時(shí)效劣化檢測(cè)、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)判定為異常。也就是說(shuō)，雖然狀態(tài)變化檢測(cè)部520積極地探測(cè)機(jī)械設(shè)備的異常，但是由于在該探測(cè)的內(nèi)容中包含本來(lái)不應(yīng)該判定為異常的時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化，因而通過(guò)探測(cè)時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化并將它們經(jīng)由異常判定部510進(jìn)行綜合性判定，從而阻止了誤報(bào)。這就意味著，時(shí)效劣化檢測(cè)部530和運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540能夠構(gòu)成針對(duì)狀態(tài)變化檢測(cè)部520的誤報(bào)阻止部。在狀態(tài)變化檢測(cè)部520中，新類別是在當(dāng)前的測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)法分類成正常類別之時(shí)、即機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生了變化之時(shí)生成的。然而，由于機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)不僅是發(fā)生異常之時(shí)變化，在時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化之時(shí)也會(huì)變化，因而若狀態(tài)變化檢測(cè)部520動(dòng)作則產(chǎn)生新類別。在這里，運(yùn)轉(zhuǎn)條件是指機(jī)械設(shè)備所設(shè)置的場(chǎng)所的環(huán)境條件(大氣溫度、濕度等)、從機(jī)械設(shè)備輸出的發(fā)電量等，與發(fā)生異常的有無(wú)無(wú)關(guān)，若運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化，則各種測(cè)量數(shù)據(jù)的值也發(fā)生變化。雖然時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化不是異常，但是在僅用新類別的產(chǎn)生來(lái)判定異常的方法中會(huì)將它們?cè)\斷為異常。這成為了產(chǎn)生誤報(bào)的原因。在本發(fā)明中，通過(guò)在診斷單元500中具備異常判定部510、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540，從而由于區(qū)別了作為狀態(tài)變化的要因的時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常，故能夠降低誤報(bào)的產(chǎn)生率。另外，使用不具備本發(fā)明的異常判定部510、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化 檢測(cè)部540的診斷裝置，為了區(qū)別時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常則需要長(zhǎng)期間的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。即，在使正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式動(dòng)作之際，需要能評(píng)價(jià)所有的運(yùn)轉(zhuǎn)條件以及時(shí)效劣化的數(shù)據(jù)。因此，從機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)開始到開始診斷為止的期間變長(zhǎng)。然而，通過(guò)使用本發(fā)明的診斷裝置，即便在能用于診斷的運(yùn)轉(zhuǎn)少的階段也能夠區(qū)別異常、時(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化，因而能夠縮短導(dǎo)入診斷裝置所需的期間。圖2是表示圖I的診斷裝置200的基本動(dòng)作的流程圖。圖2(a)是表示正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式的圖，圖2(b)是表示診斷模式的圖。以下，使用圖I所記載的構(gòu)成要素來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。診斷裝置200具有基于基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中保存的信息將正常時(shí)的數(shù)據(jù)分類成類別的正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式、以及診斷機(jī)械設(shè)備100的狀態(tài)的診斷模式這2個(gè)基本動(dòng)作。在圖2(a)中，通過(guò)依次進(jìn)行步驟1000以及1010來(lái)執(zhí)行正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式。首先，在步驟S1000中，使處理數(shù)據(jù)提取單元300動(dòng)作，從測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230的測(cè)量信號(hào)5之中提取診斷信號(hào)6。診斷信號(hào)6保存在基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中。基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中保存的數(shù)據(jù)是操作人員(操作員)將機(jī)械設(shè)備100的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)判定為正常的期間的數(shù)據(jù)。另外，使用圖6在后面敘述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中保存的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。接著，在步驟S1010中，使分類單元400動(dòng)作，將在基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中保存的基準(zhǔn)信號(hào)7進(jìn)行分類，將分類結(jié)果8保存到分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中。這樣，在圖2(a)的正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式下，執(zhí)行使用了圖I的診斷裝置200內(nèi)的左側(cè)的列的處理數(shù)據(jù)提取單元300、測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240、分類單元400、分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250的處理。在圖2(b)所示的診斷模式下，通過(guò)依次進(jìn)行步驟S1100、SlllO以及S1120來(lái)執(zhí)行。首先，在步驟SllOO中，經(jīng)由外部輸入接口 210將來(lái)自機(jī)械設(shè)備100的測(cè)量信號(hào)I取入到診斷裝置200中，并將測(cè)量信號(hào)3保存到測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中。接著，使處理數(shù)據(jù)提取單元300動(dòng)作，從測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230之中提取測(cè)量信號(hào)5，并將時(shí)刻最新的診斷信號(hào)6發(fā)送至診斷單元500。在步驟SlllO中，使診斷單元500動(dòng)作。在診斷單元500中，按照狀態(tài)變化檢測(cè)部520、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540、異常判定部510的順序使運(yùn)算部動(dòng)作。將從診斷單元500輸出的診斷結(jié)果10發(fā)送并保存到診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中。從診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260輸出的診斷結(jié)果12經(jīng)由外部輸出接口 220變換成圖像顯示信息14，并輸出至圖像顯示裝置940。在步驟S1120中，使警報(bào)產(chǎn)生單元600動(dòng)作，判定可否產(chǎn)生警報(bào)。在產(chǎn)生警報(bào)的情況下，將警報(bào)產(chǎn)生單元600所輸出的警報(bào)信號(hào)13經(jīng)由外部輸出接口 220變換成圖像顯示信息14，并輸出至圖像顯示裝置940。由此，向機(jī)械設(shè)備100的操作人員(操作員)通知警報(bào)。這樣，在圖2(b)的診斷模式下，執(zhí)行使用了圖I的診斷裝置200內(nèi)的右側(cè)的列的診斷單元500 (狀態(tài)變化檢測(cè)部520、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540、異常判定部510)、外部輸出接口 220、圖像顯示裝置940、警報(bào)產(chǎn)生單元600的處理。此外，其前提當(dāng)然是使用了外部輸入接口 210、測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、處理數(shù)據(jù)提取單元300。圖3是說(shuō)明執(zhí)行診斷裝置200的正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式的流程圖(圖2(a))以及診斷模式的流程圖(圖2(b))的時(shí)序的圖。 診斷裝置200在每個(gè)采樣周期中從機(jī)械設(shè)備100獲取測(cè)量信號(hào)I。在圖3(a)中，在每個(gè)采樣周期中使正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式以及診斷模式這兩個(gè)模式動(dòng)作來(lái)進(jìn)行診斷。另外，在圖3(b)中，在每個(gè)規(guī)定的設(shè)定期間中使正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式動(dòng)作、在每個(gè)采樣周期內(nèi)僅使診斷模式動(dòng)作來(lái)進(jìn)行診斷。而且，在圖3(c)中，操作人員實(shí)施設(shè)定學(xué)習(xí)期間、診斷期間的操作，并在該時(shí)刻使正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式以及診斷模式動(dòng)作。無(wú)論采用什么方法，都能在每個(gè)采樣周期內(nèi)執(zhí)行診斷模式，聯(lián)機(jī)地診斷機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)。以下，具體地對(duì)正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式的處理內(nèi)容和診斷模式下的處理內(nèi)容按該順序依次進(jìn)行說(shuō)明，其前提是無(wú)論在哪個(gè)模式下都執(zhí)行將所輸入的過(guò)程量分類成類別的處理。在正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式下分類單元400相當(dāng)于執(zhí)行該處理的單元，在診斷模式下狀態(tài)變化檢測(cè)部520相當(dāng)于執(zhí)行該處理的單元。因而，在進(jìn)入各模式下的動(dòng)作說(shuō)明之前，作為公共認(rèn)識(shí)而以圖4的框圖來(lái)說(shuō)明類別分類方法的觀點(diǎn)。以下，敘述向分類單元400以及狀態(tài)變化檢測(cè)部520應(yīng)用自適應(yīng)諧振理論(Adaptive Resonance Theory ART)的情況,但是也可以采用向量量化等其它聚類方法。如圖4(a)所示，分類單元400以及狀態(tài)變化檢測(cè)部520由數(shù)據(jù)前處理裝置710以及ART模塊720構(gòu)成。而且，ART模塊720具備H)層721、Fl層722、F2層723、存儲(chǔ)器724以及選擇子系統(tǒng)725，它們相互結(jié)合。此外，H)層721、F1層722例如如圖4(b)、圖4(c)所示那樣構(gòu)成。在該圖4(a)中，首先，數(shù)據(jù)前處理裝置710將運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)變換成ART模塊720的輸入數(shù)據(jù)。具體而言，執(zhí)行下述的(I) (2)式。以下，說(shuō)明該程序(步驟)。首先，按每個(gè)測(cè)量項(xiàng)目，計(jì)算最大值以及最小值。使用計(jì)算出的最大值以及最小值來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。在這里，以機(jī)械設(shè)備的過(guò)程量Xi為例來(lái)說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)化的方法。Xi的數(shù)據(jù)數(shù)為N個(gè)，將第η個(gè)測(cè)量值設(shè)為xi (η)。另外，將N個(gè)數(shù)據(jù)中的最大值以及最小值分別設(shè)為Max_i、Min_i，則標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)Nxi (η)用下述(I)式進(jìn)行表示。[數(shù)學(xué)式I]Nxi (η) = a + (I-α ) X (xi (n) _Min_i) / (Max_i_Min_i)…(I)在此，α (0彡α <0.5)為常數(shù),根據(jù)上述⑴式而數(shù)據(jù)被標(biāo)準(zhǔn)化為[α，1_α]的范圍。接著，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)的補(bǔ)數(shù)，加入到輸入數(shù)據(jù)中。標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Nxi(n)的補(bǔ)數(shù)CNxi (η)用下述(2)式進(jìn)行計(jì)算。[數(shù)學(xué)式2]CNxi (n) = I-Nxi (η) …⑵在數(shù)據(jù)前處理裝置710中，對(duì)多個(gè)輸入數(shù)據(jù)執(zhí)行上述(I) (2)式，將包括作為其結(jié)果而得到的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Nxi (η)以及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的補(bǔ)數(shù)CNxi (η)在內(nèi)的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)Ii (η)，輸入至ART模塊720。以上的步驟包括在數(shù)據(jù)前處理裝置710中進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)向ART模塊720的輸入數(shù)據(jù)變換處理中。在ART模塊720中，將輸入數(shù)據(jù)Ii (η)分類成多個(gè)類別。為此，ART模塊720具備H)層721、Fl層722、F2層723、存儲(chǔ)器724以及選擇子系統(tǒng)725，它們相互結(jié)合。Fl層722以及F2層723經(jīng)由權(quán)重系數(shù)進(jìn)行結(jié)合。權(quán)重系數(shù)表示輸入數(shù)據(jù)被分類的類別的原型(prototype)。在這里,原型表示類別的代表值。接著，說(shuō)明ART模塊720的算法。向ART模塊720輸入了輸入數(shù)據(jù)時(shí)的算法概要如下述的處理I 處理5所示。處理I :在圖4(b)中，通過(guò)表示處理內(nèi)容的H)層721，將輸入向量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，去
除噪聲。處理2 :通過(guò)輸入至Fl層722的輸入數(shù)據(jù)和權(quán)重系數(shù)的比較，根據(jù)圖4(c)的處理內(nèi)容來(lái)選擇合適的類別的候補(bǔ)。處理3 :根據(jù)與參數(shù)P之比來(lái)評(píng)價(jià)由選擇子系統(tǒng)725選擇出的類別的適當(dāng)性。如果判斷為適當(dāng)，則輸入數(shù)據(jù)被分類到該類別中，進(jìn)入處理4。另一方面，如果沒(méi)有被判斷為適當(dāng)，則該類別被復(fù)位，從其他類別之中選擇合適的類別的候補(bǔ)(重復(fù)處理2)。若增大參數(shù)P的值則類別的分類變細(xì)，若減小P的值則分類變粗。將該參數(shù)P稱為警戒(vigilance)參數(shù)。處理4 :若在處理2中全部的已知的類別被復(fù)位，則判斷出輸入數(shù)據(jù)屬于新類別，生成表示新類別的原型的新的權(quán)重系數(shù)。處理5 :若輸入數(shù)據(jù)被分類成類別J，則與類別J對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)WJ (new)，使用過(guò)去的權(quán)重系數(shù)WJ(Old)以及輸入數(shù)據(jù)P (或由輸入數(shù)據(jù)派生出的數(shù)據(jù))根據(jù)下述(3)式而被更新。[數(shù)學(xué)式3]WJ (new) = Kw · p+(I-Kw) · WJ (old) ... (3)在這里，Kw為學(xué)習(xí)率參數(shù)(O < Kw < I)，是決定將輸入向量反映到新的權(quán)重系數(shù)的程度的值。ART模塊720的數(shù)據(jù)分類算法的特征在于上述的處理4。在處理4中，在輸入了與圖I的分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250所記錄(保存)的式樣不同的輸入數(shù)據(jù)的情況下，能夠不變更所記錄的式樣而記錄新的式樣。因而，可以一邊記錄過(guò)去學(xué)習(xí)過(guò)的式樣一邊記錄新式樣。這樣，若給予了作為輸入數(shù)據(jù)預(yù)先給予的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，則ART模塊720學(xué)習(xí)所給予的式樣。因此，在學(xué)習(xí)完畢的ART模塊720中輸入了新的輸入數(shù)據(jù)，則能夠根據(jù)上述算法來(lái)判定與過(guò)去的哪個(gè)式樣相接近。另外，如果為過(guò)去未曾經(jīng)歷過(guò)的式樣，則被分類成新類別。具體而言，用以下的步驟來(lái)執(zhí)行以上的全部處理I 處理5。首先，圖4(b)是表示H)層721的構(gòu)成的框圖。H)層721由處理功能塊71、72、73、74構(gòu)成，在各處理功能塊71、72、73、74中分別執(zhí)行以下的(4) (5) (6) (7)式，求出標(biāo)準(zhǔn)化輸
入向量。圖4(b)的H)層721中的一連串處理是在各時(shí)刻將賦予處理功能塊71的輸入數(shù)據(jù)Ii再次標(biāo)準(zhǔn)化，生成最終從處理功能塊74輸出至Fl層721以及選擇子系統(tǒng)725的標(biāo)準(zhǔn)化輸入向量Ui。此外，在以下的(4)(5)(6)(7)式中，“i”表示項(xiàng)目數(shù)據(jù)數(shù)，“O”表示Fl層。首先，按照(4)式，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)Ii來(lái)計(jì)算WiO。在這里，a為常數(shù)。 [數(shù)學(xué)式4]WiO = Ii+aUiO ... (4)接著，使用(5)式來(lái)計(jì)算使⑷式的WiO標(biāo)準(zhǔn)化后的XiO。在這里，WO是將WiO范數(shù)化后的值。[數(shù)學(xué)式5]XiO = WiO/WO ... (5)然后，使用(6)式來(lái)計(jì)算從XiO中去除了噪聲后的ViO。其中，Θ是用于去除噪聲的常數(shù)。根據(jù)(6)式的計(jì)算，由于微小的值變?yōu)?，所以輸入數(shù)據(jù)的噪聲被去除。[數(shù)學(xué)式6]ViO = f (XiO) = XiO (當(dāng) XiO 彡 Θ 時(shí))= O (在上述以外的情況下)…(6)最后，使用(7)式求出標(biāo)準(zhǔn)化輸入向量UiO。其中，VO是將ViO范數(shù)化后的值。最終求出的UiO為Fl層的輸入。[數(shù)學(xué)式7]UiO = Vi0/V0...(7)圖4(c)是表示Fl層722的構(gòu)成的框圖。在Fl層722中，將由(7)式求出的UiO以短期存儲(chǔ)的方式進(jìn)行保持，計(jì)算最終輸入至F2層723的Pi。F2層由處理功能塊75、76、77、78、79、80構(gòu)成，在各處理功能塊75、76、77、78、79、80中分別執(zhí)行以下的(8) (9) (10) (11) (12) (13)式。將該計(jì)算式歸納表示為(8) (13)式。其中，a、b為常數(shù)，f()為由(6)式示出的函數(shù)，Tj為由F2層722計(jì)算的適合度。此夕卜，(9) (11) (12)式的分母是范數(shù)化后的值。[數(shù)學(xué)式8]Wi = UiO+aUi ... (8)[數(shù)學(xué)式9]Xi = ffi/ff... (9)[數(shù)學(xué)式10]Vi = f (Xi) +bf (Qi) ··· (10)[數(shù)學(xué)式11]Ui = Vi/V... (11)[數(shù)學(xué)式12]
Qi = Pi/P…(12)[數(shù)學(xué)式13]Pi = Ui+ Σ g (yi) Zij其中，g(yi)= d(Tj = max(Tj))=0(上述以外的情況) …(13)利用圖4的ART模塊720的算法將輸入機(jī)械設(shè)備的過(guò)程量進(jìn)行類別分類的結(jié)果示出在圖5中。圖5(a)是表示分類結(jié)果的一例的曲線圖。本圖中作為例子而顯示出測(cè)量數(shù)據(jù)中的2個(gè)項(xiàng)目，用2維曲線圖進(jìn)行標(biāo)記?？v軸以及橫軸對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)格化來(lái)表示。測(cè)量數(shù)據(jù)由圖4(a)的ART模塊720分割成多個(gè)類別750(圖5(a)所示的圓)。 在本圖中，針對(duì)2個(gè)項(xiàng)目的測(cè)量數(shù)據(jù)以2維的曲線圖進(jìn)行了表示，但是并不限定于此，也可針對(duì)3個(gè)項(xiàng)目以上的測(cè)量數(shù)據(jù)而使用多維的坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行類別的制成。圖5(a)的分類結(jié)果是在之前說(shuō)明的圖2(a)的正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式下在分類單元400中求出的，該結(jié)果蓄積在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中。另外，在圖2(b)的診斷模式下在狀態(tài)變化檢測(cè)部520中求出。圖5(b)示出從機(jī)械設(shè)備100獲取到的測(cè)量信號(hào)I根據(jù)異常的產(chǎn)生而發(fā)生變化時(shí)的隨時(shí)間變化的一例。橫軸取時(shí)間，縱軸取測(cè)量信號(hào)、類別編號(hào)、以及新類別的產(chǎn)生比例(生成頻度)。數(shù)據(jù)Dl以及D2分別對(duì)應(yīng)于項(xiàng)目A以及B。在本圖中，最初項(xiàng)目A以及B大致穩(wěn)定在一定值，在時(shí)刻tl緊前面數(shù)據(jù)Dl (項(xiàng)目A)減少，接著在時(shí)刻tl緊后面數(shù)據(jù)D2(項(xiàng)目B)增加。然后，數(shù)據(jù)D2(項(xiàng)目B)減少，最終數(shù)據(jù)Dl (項(xiàng)目A)以及數(shù)據(jù)D2 (項(xiàng)目B)都增加。另外，在到達(dá)時(shí)刻tl之前，被分類的類別編號(hào)為I 4，這是基準(zhǔn)時(shí)類別、即正常類另O。相對(duì)于此，在經(jīng)過(guò)了時(shí)刻tl之后，項(xiàng)目A以及B的類別編號(hào)為5 7，成為表示機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生了變化的新類別。伴隨于此，從剛經(jīng)過(guò)時(shí)刻tl之后開始新類別的產(chǎn)生比例(產(chǎn)生頻度)增加，直至超過(guò)閾值而診斷為狀態(tài)發(fā)生了變化。在這里，新類別的產(chǎn)生比例使用在規(guī)定期間內(nèi)產(chǎn)生的新類別的個(gè)數(shù)的移動(dòng)平均來(lái)計(jì)算。這樣的狀態(tài)變化在圖2 (b)的診斷模式下由狀態(tài)變化檢測(cè)部520檢測(cè)出。在狀態(tài)變化檢測(cè)部520中，可選擇在規(guī)定期間內(nèi)產(chǎn)生的新類別的個(gè)數(shù)的移動(dòng)平均超過(guò)了閾值時(shí)診斷為狀態(tài)發(fā)生了變化的方法、或者按照在所產(chǎn)生的類別為新類別的情況下診斷為狀態(tài)發(fā)生了變化而在為正常類別的情況下診斷為狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化的方式對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行診斷的方法之中的其中一個(gè)方法。圖6 (a)是用于設(shè)定由處理數(shù)據(jù)提取單元300提取的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的、圖I的圖像顯示裝置940的畫面。按診斷的目的(想要檢測(cè)的異常的內(nèi)容)來(lái)決定用于診斷的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。該畫面940能在縱橫方向上滾動(dòng)、且附上了標(biāo)簽(在圖例中顯示組I和組2的標(biāo)簽)。在畫面上，機(jī)械設(shè)備的過(guò)程量(數(shù)據(jù)項(xiàng)目)A、B、C、D等與其過(guò)程編號(hào)PID—起顯示。另外，顯示了各過(guò)程量(數(shù)據(jù)項(xiàng)目)的最大、最小值等，操作人員一邊判斷各過(guò)程量間的相關(guān)或診斷的目的(想要檢測(cè)的異常的內(nèi)容)等一邊選擇想要分組來(lái)理的過(guò)程量的組合。在圖的組I的標(biāo)簽中表示過(guò)程量(數(shù)據(jù)項(xiàng)目)A、C、D彼此具有關(guān)系且定位到應(yīng)該監(jiān)視的組而進(jìn)行了選擇。圖6(b)是表示分類單元400的構(gòu)成的框圖，針對(duì)由圖6(a)設(shè)定的組內(nèi)的過(guò)程量而配置了圖4(a)說(shuō)明過(guò)的數(shù)據(jù)前處理裝置和ART模塊。也就是說(shuō)，在分類單元400中，與組的數(shù)量相應(yīng)地，執(zhí)行數(shù)據(jù)前處理裝置和ART模塊中的一連串處理。圖7 (a)、圖7 (b)、圖7 (c)分別示出在圖I的測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230、基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240以及分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)。也可將這些圖認(rèn)為是圖I的圖像顯示裝置940的顯示畫面。此外，在畫面940中，縱橫方向的滾動(dòng)條和根據(jù)需要被進(jìn)行標(biāo)簽顯示的點(diǎn)，在圖6(a)或其他畫面中是相同的。如圖7(a)所示，在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中，按每個(gè)采樣周期(縱軸的時(shí)刻)來(lái)保存由機(jī)械設(shè)備100測(cè)量到的多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目(項(xiàng)目A、B、C等)的值。在顯示畫面940中，在縱軸上按時(shí)間序列顯示這些的數(shù)據(jù)項(xiàng)目(項(xiàng)目A、B、C等)的值，通過(guò)使用可縱橫移動(dòng)的滾動(dòng)塊56a以及56b從而能夠滾動(dòng)顯示寬范圍的數(shù)據(jù)。
另外，在圖7(b)的基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240的情況下，通過(guò)選擇表示基準(zhǔn)I 2的數(shù)據(jù)單的標(biāo)記57a、57b，從而能夠僅匯總顯示按基準(zhǔn)分類的項(xiàng)目。在圖I的處理數(shù)據(jù)提取單元300中，從測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230之中提取在機(jī)械設(shè)備100的診斷中所使用的數(shù)據(jù)組。例如，在圖7(b)中顯示基準(zhǔn)信號(hào)的數(shù)據(jù)組為2個(gè)(“基準(zhǔn)1”、“基準(zhǔn)2”)、且選擇了“基準(zhǔn)I”時(shí)的數(shù)據(jù)組由項(xiàng)目A、項(xiàng)目C以及項(xiàng)目D構(gòu)成的狀態(tài)。與由圖6(a)設(shè)定的組I的數(shù)據(jù)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)1，與組2的數(shù)據(jù)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)2。這樣，在測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)230中如圖7(a)所示那樣全部數(shù)據(jù)項(xiàng)目的測(cè)量值作為I個(gè)數(shù)據(jù)組以時(shí)間序列的方式進(jìn)行保存，而在基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240中如圖7(b)所示那樣由處理數(shù)據(jù)提取單元300提取出的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的測(cè)量值作為多個(gè)數(shù)據(jù)組以時(shí)間序列的方式進(jìn)行保存。進(jìn)而，圖7(c)是表示在圖I的分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)的顯示畫面。在圖7(c)左側(cè)顯示時(shí)刻和此時(shí)刻下的數(shù)據(jù)與分類的類別編號(hào)之間的關(guān)系，在圖7(c)右側(cè)顯示類別編號(hào)與權(quán)重系數(shù)之間的關(guān)系。這樣，在分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)250中保存了基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240所保存的每個(gè)數(shù)據(jù)組的分類結(jié)果。圖8(a)是構(gòu)成異常判定部510的框圖。在異常判定部510中，使用狀態(tài)變化檢測(cè)部520中的狀態(tài)變化判定結(jié)果15、時(shí)效劣化檢測(cè)部530中的時(shí)效劣化判定結(jié)果16、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540中的運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17來(lái)判定機(jī)械設(shè)備是否產(chǎn)生了異常。如圖13所歸納的那樣，狀態(tài)變化判定結(jié)果15在判定為狀態(tài)發(fā)生了變化的情況下為“1”，在判定為狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化的情況下為“O”。時(shí)效劣化判定結(jié)果16在機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化脫離了時(shí)效劣化的范圍之時(shí)為“1”，在時(shí)效劣化的范圍內(nèi)之時(shí)為“O”。運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果17在運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)為“ 1”，則運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化之時(shí)為“O”。將這些數(shù)字信號(hào)輸入至圖8(a)的與門514而得到的結(jié)果成為異常判定結(jié)果10。即，在機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生變化、且機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)變化脫離了時(shí)效劣化的范圍、且運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，將異常判定結(jié)果10設(shè)為“ 1”，判定為產(chǎn)生了異常。在除此之外的條件下，異常判定結(jié)果10成為“O”。圖8(b)是在畫面940上顯示出在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中保存的數(shù)據(jù)的形態(tài)的圖。狀態(tài)變化判定結(jié)果、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果、時(shí)效劣化判定結(jié)果、異常判定結(jié)果分別被以時(shí)間序列的方式進(jìn)行保存，并顯示于畫面上。另外，在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中，也保存了作為使?fàn)顟B(tài)變化檢測(cè)部520動(dòng)作的結(jié)果而得到的圖7(c)所示的時(shí)刻和在該時(shí)刻下的數(shù)據(jù)與分類的類別編號(hào)之間的關(guān)系、以及類別編號(hào)與權(quán)重系數(shù)之間的關(guān)系。圖8(c)是由圖像顯示裝置940以時(shí)間序列的方式顯示了在診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260中保存的診斷結(jié)果12之際的畫面顯示例。能夠如圖8(b)所示那樣以數(shù)值方式顯示時(shí)間序列的結(jié)果，并且能夠如圖8(c)所示那樣以曲線圖的方式顯示時(shí)間序列的結(jié)果。另外，不僅顯示“0”、“1”，也能顯示某規(guī)定期間的移動(dòng)平均值。在圖8(c)中，曲線551表示狀態(tài)變化判定結(jié)果的移動(dòng)平均值，曲線552表示運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果的移動(dòng)平均值，曲線553表示時(shí)效劣化判定結(jié)果的移動(dòng)平均值，曲線554表示異常判定結(jié)果的移動(dòng)平均值。圖9(a)是說(shuō)明時(shí)效劣化檢測(cè)部530的動(dòng)作的附圖。如圖9(a)左上的曲線圖所示，在時(shí)效劣化的情況下測(cè)量值逐漸發(fā)生變化。也就是說(shuō)，若橫軸表示時(shí)間，縱軸表示過(guò)程量的 大小，則在時(shí)效變化的情況下項(xiàng)目A、B表現(xiàn)出緩慢變化的趨勢(shì)。另一方面，如右上的曲線圖所示，測(cè)量值有時(shí)會(huì)脫離時(shí)效劣化的范圍地發(fā)生變化，此時(shí)大多是表示發(fā)生異常或運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化的情況。此外，關(guān)于右上的曲線圖而言，也是橫軸表示時(shí)間，縱軸表示過(guò)程量的大小。另外，也能用測(cè)量值的變化量、類別的權(quán)重系數(shù)的變化量Λ z來(lái)判定伴隨上述的時(shí)間變化的識(shí)別。由于在這些指標(biāo)之間存在相關(guān)，所以能夠用Az來(lái)判定時(shí)效劣化。圖9 (a)的下部的曲線圖都是橫軸取項(xiàng)目A，縱軸取項(xiàng)目B，并記載了在不同的時(shí)刻之間的類別的權(quán)重系數(shù)的變化量ΛΖ。在左側(cè)的時(shí)效變化中，類別的權(quán)重系數(shù)的變化量Λ ζ被表現(xiàn)得小，在測(cè)量值脫離時(shí)效劣化的范圍地發(fā)生變化的情況下，類別的權(quán)重系數(shù)的變化量Az被表現(xiàn)得大。此外，即便在正常狀態(tài)時(shí)，伴隨著機(jī)械設(shè)備的時(shí)效劣化，數(shù)據(jù)的趨勢(shì)也會(huì)發(fā)生變化。預(yù)先記錄正常狀態(tài)時(shí)的數(shù)據(jù)趨勢(shì)的變化程度，如果為該范圍內(nèi)則判定為在時(shí)效劣化的范圍內(nèi)。圖9(b)是說(shuō)明為時(shí)效劣化的范圍或脫離時(shí)效劣化的范圍的判定基準(zhǔn)的圖。在該圖中，橫軸取時(shí)間變化幅度，縱軸取權(quán)重系數(shù)變化量，將在正常狀態(tài)學(xué)習(xí)模式下獲得的最大值作為基準(zhǔn)的判定線來(lái)準(zhǔn)備，根據(jù)實(shí)際測(cè)量到的時(shí)間變化幅度與權(quán)重系數(shù)變化量之間關(guān)系是否脫離了邊界來(lái)決定是否在時(shí)效變化的范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，基于總結(jié)了正常狀態(tài)時(shí)的時(shí)間變化幅度與權(quán)重系數(shù)變化量之間關(guān)系的結(jié)果來(lái)進(jìn)行判定。在這里，使用下述(14)式來(lái)計(jì)算相對(duì)于時(shí)間變化幅度的權(quán)重系數(shù)變化量。[數(shù)學(xué)式14]Max ( Σ (ffi (t+ Δ t) -ffi (t)2) …(14)在(14)式中，At為時(shí)間變化幅度，i為用于識(shí)別數(shù)據(jù)項(xiàng)目的符號(hào)，其中I彡i彡n(n為數(shù)據(jù)項(xiàng)目總數(shù))，Wi (t)為時(shí)刻t下的數(shù)據(jù)項(xiàng)目i的權(quán)重系數(shù)。此外，在診斷模式下，在超過(guò)了正常狀態(tài)時(shí)的權(quán)重系數(shù)的變化量的最大值的情況下，判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍。另外，在本實(shí)施例中，將正常狀態(tài)時(shí)的權(quán)重系數(shù)的變化量的最大值判定為閾值，但是也可將正常狀態(tài)時(shí)的權(quán)重系數(shù)的變化量的平均值設(shè)定為閾值。圖10(a)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540的第I實(shí)施例的附圖。在本實(shí)施例中，執(zhí)行與在分類單元400、狀態(tài)變化檢測(cè)部520中實(shí)施過(guò)的處理相同的圖4的ART處理(數(shù)據(jù)前處理裝置710c和ART模塊720d的處理)。其中，此時(shí)向ART的輸入并非機(jī)械設(shè)備的過(guò)程量而是運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)，在這點(diǎn)上不同。也就是說(shuō)，利用對(duì)僅由運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)構(gòu)成的組的數(shù)據(jù)進(jìn)行ART分類后的結(jié)果來(lái)判斷運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否發(fā)生了變化。作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)的候補(bǔ)而舉出“發(fā)電電力”、“氣溫”等與器械特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素。在用ART分類運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)之時(shí)產(chǎn)生了新類別的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生變化的可能性高。相反地，在用ART分類運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)之時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生新類別、在分類測(cè)量數(shù)據(jù)之時(shí)產(chǎn)生了新類別的情況下，狀態(tài)變化的原因不是運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化。這樣可判定運(yùn)轉(zhuǎn)條件是否發(fā)生了變化。圖10 (b)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540的第2實(shí)施例的圖。在這里，也使用ART。在ART中，如圖10 (b)所示，縱軸和橫軸分別表示項(xiàng)目A和項(xiàng)目B，將基準(zhǔn)時(shí)的數(shù)據(jù)分類成幾個(gè)正常類別。在本動(dòng)作中，在產(chǎn)生了新類別的情況下，計(jì)算成為對(duì)象的數(shù)據(jù)與正常類別之間的類似度，提取最類似的(類似度為最大的)正常類別。類似度S例如使用下述(15)式來(lái)計(jì)算，提取S最小的(類似度為最小的)正常類別。[數(shù)學(xué)式15]Sj =E (Di-Wij)2...(15)在這里，i為用于識(shí)別數(shù)據(jù)項(xiàng)目的符號(hào)，其中I彡i彡n(n為數(shù)據(jù)項(xiàng)目總數(shù))。另外，j為用于識(shí)別類別的符號(hào)，其中I ( j彡m(m為正常類別的總數(shù))。而且，Sj為類似度，Di為成為對(duì)象的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目i的值，Wij為類別j中的數(shù)據(jù)項(xiàng)目i的權(quán)重系數(shù)。接著，例如使用下述(16)式來(lái)計(jì)算各個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)度Ci。[數(shù)學(xué)式16]Ci = |Di-ffij…(16)由于貢獻(xiàn)度越高的數(shù)據(jù)項(xiàng)目越與正常類別分離，因而可以說(shuō)是成為產(chǎn)生新類別的原因的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。在該數(shù)據(jù)項(xiàng)目為運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)的情況下，狀態(tài)發(fā)生變化的原因被判定為是運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化。在圖10(b)所示的事例中，觀察相對(duì)于正常類別的二維坐標(biāo)上的位置而言，新類別坐標(biāo)在縱軸、橫軸上發(fā)生了什么程度的變化。在該圖中橫軸的變化(貢獻(xiàn)度)比縱軸的變化大，由此可知項(xiàng)目A的貢獻(xiàn)度大。圖10(c)是說(shuō)明運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540的第3實(shí)施例的圖。在本實(shí)施例中，組合了圖10 (a)、圖10(b)中說(shuō)明過(guò)的功能。使用圖10(a)判定后的結(jié)果542和使用圖10(b)判定后的貢獻(xiàn)度處理結(jié)果543被輸入至運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定部544。在運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定部544中，實(shí)施AND或OR的數(shù)字處理，輸出運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化判定結(jié)果545。以下，說(shuō)明將本發(fā)明的診斷裝置200應(yīng)用于火力發(fā)電機(jī)械設(shè)備時(shí)的動(dòng)作。圖11是表示火力發(fā)電機(jī)械設(shè)備的框圖。在本圖中，火力發(fā)電機(jī)械設(shè)備100包括燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)110、控制裝置120以及數(shù)據(jù)發(fā)送裝置130。燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)110包括發(fā)電機(jī)111、壓縮機(jī)112、燃燒器113以及渦輪114。在發(fā)電時(shí)，將吸入至壓縮機(jī)112的空氣進(jìn)行壓縮來(lái)作為壓縮空氣，將該壓縮空氣送至燃燒器113，與燃料進(jìn)行混合后燃燒。使用通過(guò)燃燒產(chǎn)生的高壓氣體來(lái)使渦輪114旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)發(fā)電機(jī)111來(lái)進(jìn)行發(fā)電。在控制裝置120中，根據(jù)電力需求來(lái)控制燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)110的輸出。另外，控制裝置120將設(shè)置于燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)110的傳感器(未圖示)測(cè)量到的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)102作為輸入數(shù)據(jù)。運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)102是吸氣溫度、燃料投入量、渦輪排氣溫度、渦輪旋轉(zhuǎn)數(shù)、發(fā)電機(jī)發(fā)電量、渦輪軸振動(dòng)等狀態(tài)量，在每個(gè)采樣周期內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。另外，也測(cè)量大氣溫度等氣象信息。在控制裝置120中，使用這些運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)102來(lái)算出用于控制燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)110的控制信號(hào)101。
信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送裝置130將包括由控制裝置120測(cè)量到的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)102、以及由控制裝置120算出的控制信號(hào)101在內(nèi)的測(cè)量信號(hào)I發(fā)送至診斷裝置200。圖12是說(shuō)明以在圖11中敘述的火力發(fā)電機(jī)械設(shè)備為對(duì)象而使用診斷裝置200進(jìn)行診斷后的結(jié)果的附圖。圖12是作為組I的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)項(xiàng)目而選擇發(fā)電機(jī)輸出a、大氣溫度b、且作為組2的數(shù)據(jù)項(xiàng)目而選擇了發(fā)電機(jī)輸出a、大氣溫度b、燃料流量c時(shí)的結(jié)果。在時(shí)刻TcrT1之間，作為正常數(shù)據(jù)，用于在學(xué)習(xí)模式下學(xué)習(xí)正常狀態(tài)。即便在正常狀態(tài)下，由于時(shí)效變化而效率降低，所以得到相同的數(shù)據(jù)a所需的燃料流量c增加了。從時(shí)刻T1起開始使用了診斷裝置200的診斷。在時(shí)刻T1-T2之間雖然為正常狀態(tài)，但是由于時(shí)效變化的影響而導(dǎo)致燃料流量c增加。其結(jié)果，由于燃料流量c的值發(fā)生變化，導(dǎo)致在使?fàn)顟B(tài)變化檢測(cè)部520動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生新類別。因此，在經(jīng)過(guò)時(shí)刻T1之后，狀態(tài)變化判定結(jié)果d逐漸接近I。另外，在時(shí)效劣化檢測(cè)部530中，因?yàn)槿剂狭髁縞的增加比例處于學(xué)習(xí)時(shí)的范圍內(nèi)，所以判定為在時(shí)效劣化的范圍內(nèi)。以上，在異常判定部510中判定為沒(méi)有發(fā)生異常。在時(shí)刻T2-T3之間，大氣溫度b暫時(shí)性上升。由于若大氣溫度b上升則效率降低，則為了獲得相同的輸出a所需的燃料流量c增加。其結(jié)果，在使?fàn)顟B(tài)變化檢測(cè)部520動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生新類別。另外，在時(shí)效劣化檢測(cè)部530中，判定為燃料流量c的增加比例脫離了學(xué)習(xí)時(shí)的范圍。在運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540中，由于大氣溫度b發(fā)生了變化，因而判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件f發(fā)生變化?；谝陨?，在異常判定部510中判定為沒(méi)有發(fā)生異常。在大氣溫度降低之后，在時(shí)刻T4發(fā)生異常，與之相伴地燃料流量c增加。由于燃料流量c的增加比例脫離時(shí)效劣化e的范圍、且運(yùn)轉(zhuǎn)條件f也沒(méi)有發(fā)生變化，因而在異常判定部510中判定為產(chǎn)生了異常。在僅使用狀態(tài)變化檢測(cè)部520的結(jié)果實(shí)施異常判定的情況下，在時(shí)刻T1以后會(huì)診斷出產(chǎn)生了異常。這是誤報(bào)。通過(guò)使用本發(fā)明中敘述的時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540，從而能夠判定為時(shí)刻T1-T4的范圍為正常，能夠削減誤報(bào)率。這樣，通過(guò)使用本發(fā)明的診斷裝置200，獲得了能減低誤報(bào)率的效果。另外，通過(guò)向操作人員提供數(shù)據(jù)趨勢(shì)變化的原因?qū)儆跁r(shí)效劣化、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、異常的哪種情形，從而有助于機(jī)械設(shè)備的維護(hù)計(jì)劃制定方案。
另外，雖然在本發(fā)明的診斷單元500中具備了異常判定部510、狀態(tài)變化檢測(cè)部520、時(shí)效劣化檢測(cè)部530、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540，但是也可僅具備時(shí)效劣化檢測(cè)部530或運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部540的其中一方，用于檢測(cè)時(shí)效劣化或運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化的其中一種情形。此外，能夠?qū)⒁陨线M(jìn)行了圖示并在說(shuō)明書中說(shuō)明過(guò)的事項(xiàng)作為診斷裝置來(lái)構(gòu)成，使用計(jì)算機(jī)將其作為診斷方法來(lái)實(shí)施，或者將一連串的程序具體表現(xiàn)為程序。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明作為機(jī)械設(shè)備等的診斷裝置、診斷方法、診斷程序可廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備等。 符號(hào)說(shuō)明100 :機(jī)械設(shè)備200 :診斷裝置210:外部輸入接口220:外部輸出接口230 :測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)240 :基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)250 :分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)260 :診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)300:處理數(shù)據(jù)提取單元400 :分類單元500 :診斷單元510 :異常判定部520 :狀態(tài)變化檢測(cè)部530:時(shí)效劣化檢測(cè)部540 :運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部600 :警報(bào)產(chǎn)生單元900 :運(yùn)轉(zhuǎn)管理室910 :外部輸入裝置920:鍵盤930 鼠標(biāo)940:圖像顯示裝置
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，該機(jī)械設(shè)備的診斷裝置的特征在于，包括 狀態(tài)變化檢測(cè)部，其將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化； 異常判定部，其將來(lái)自該狀態(tài)變化檢測(cè)部的信號(hào)作為輸入的一部分而判定為在所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備中產(chǎn)生了異常； 警報(bào)產(chǎn)生單元，其將該異常判定部的輸出報(bào)告到外部；和 誤報(bào)阻止部，其探測(cè)所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常以外的事件，阻止所述異常判定部的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，其特征在于， 所述誤報(bào)阻止部包括時(shí)效劣化檢測(cè)部，該時(shí)效劣化檢測(cè)部使用所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍， 該時(shí)效劣化檢測(cè)部在沒(méi)有脫離時(shí)效劣化的范圍時(shí)阻止所述異常判定部的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，其特征在于， 所述誤報(bào)阻止部包括運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部，該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化， 該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部在運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化時(shí)阻止所述異常判定部的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，其特征在于， 作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部的輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)，由與構(gòu)成所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的器械的特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成。
5.一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷裝置的特征在于，包括 狀態(tài)變化檢測(cè)部，其將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化； 時(shí)效劣化檢測(cè)部，其使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍； 運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部，其將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化； 異常判定部，其在由所述狀態(tài)變化檢測(cè)部判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由所述時(shí)效劣化檢測(cè)部判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，判定為所述診斷對(duì)象產(chǎn)生了異常；和 警報(bào)產(chǎn)生單元，其將該異常判定部的輸出報(bào)告到外部。
6.一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置，具備 測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)； 處理數(shù)據(jù)提取單元，其從所述測(cè)量信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)之中提取為了診斷所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)而使用的診斷信號(hào)； 基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存所述診斷信號(hào)；分類單元，其將在所述基準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的數(shù)據(jù)分類成類別； 分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其將所述類別作為正常類別進(jìn)行保存； 診斷單元，其使用由所述處理數(shù)據(jù)提取單元提取出的最新的所述診斷信號(hào)、和在所述分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的所述正常類別的信息，診斷所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)屬于正常、異常、運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化、時(shí)效劣化的哪種情形； 診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其保存所述診斷單元的診斷結(jié)果；和 向圖像顯示裝置輸出在所述診斷結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的信息的單元， 所述機(jī)械設(shè)備的診斷裝置的特征在于， 所述診斷單元中具備異常判定部、狀態(tài)變化檢測(cè)部、時(shí)效劣化檢測(cè)部以及運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部， 所述狀態(tài)變化檢測(cè)部具備下述功能在由所述處理數(shù)據(jù)提取部提取出的最新的所述診斷信號(hào)不屬于在所述分類結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的所述正常類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化， 所述時(shí)效劣化檢測(cè)部具備下述功能導(dǎo)出正常狀態(tài)時(shí)的時(shí)間變化幅度和權(quán)重系數(shù)變化量之間的關(guān)系，當(dāng)在診斷過(guò)程中超過(guò)了正常狀態(tài)時(shí)的權(quán)重系數(shù)的變化量的最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍， 所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部具備下述功能在將由與器械特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別之時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下，判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化， 在所述異常判定部中，在由所述狀態(tài)變化檢測(cè)部判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由所述時(shí)效劣化檢測(cè)部判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)部未判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，判定為異常。
7.一種機(jī)械設(shè)備的診斷方法，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷方法的特征在于， 將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化，使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍，將診斷對(duì)象的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化，此時(shí)，判定為所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備中產(chǎn)生了異常，并報(bào)告到外部。
8.一種機(jī)械設(shè)備的診斷程序，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷程序的特征在于，包括 狀態(tài)變化檢測(cè)步驟，將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化； 異常判定步驟，將來(lái)自該狀態(tài)變化檢測(cè)步驟的信號(hào)作為輸入的一部分而判定為在所述診斷對(duì)象中產(chǎn)生了異常； 警報(bào)產(chǎn)生步驟，將該異常判定步驟的輸出報(bào)告到外部；和 誤報(bào)阻止步驟，探測(cè)所述診斷對(duì)象的異常以外的事件，阻止所述異常判定步驟的輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械設(shè)備的診斷程序，其特征在于， 所述誤報(bào)阻止步驟包括時(shí)效劣化檢測(cè)步驟，在該時(shí)效劣化檢測(cè)步驟中使用所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍， 在該時(shí)效劣化檢測(cè)步驟中，在沒(méi)有脫離時(shí)效劣化的范圍時(shí)阻止所述異常判定步驟的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械設(shè)備的診斷程序，其特征在于， 所述誤報(bào)阻止步驟包括運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟，在該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟中將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化， 在該運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟中，在運(yùn)轉(zhuǎn)條件發(fā)生了變化時(shí)阻止所述異常判定步驟的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的機(jī)械設(shè)備的診斷程序，其特征在于， 作為運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟的輸入的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)，由與構(gòu)成所述診斷對(duì)象的器械的特性沒(méi)有直接關(guān)系的外界環(huán)境因素構(gòu)成。
12.—種機(jī)械設(shè)備的診斷程序，根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，所述機(jī)械設(shè)備的診斷程序的特征在于，包括 狀態(tài)變化檢測(cè)步驟，將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化； 時(shí)效劣化檢測(cè)步驟，使用診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)求出權(quán)重系數(shù)，在權(quán)重系數(shù)的變化量超過(guò)了最大值的情況下判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍； 運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟，將診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)條件數(shù)據(jù)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在沒(méi)有產(chǎn)生新類別的情況下判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化； 異常判定步驟，在由所述狀態(tài)變化檢測(cè)步驟判定為狀態(tài)發(fā)生了變化、且由所述時(shí)效劣化檢測(cè)步驟判定為脫離了時(shí)效劣化的范圍、且由所述運(yùn)轉(zhuǎn)條件變化檢測(cè)步驟判定為運(yùn)轉(zhuǎn)條件沒(méi)有發(fā)生變化之時(shí)，判定為所述診斷對(duì)象產(chǎn)生了異常；和警報(bào)產(chǎn)生步驟，將該異常判定步驟的輸出報(bào)告到外部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機(jī)械設(shè)備的診斷裝置、診斷方法及診斷程序。該機(jī)械設(shè)備的診斷裝置根據(jù)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)來(lái)探測(cè)診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常并報(bào)告異常，包括狀態(tài)變化檢測(cè)部，其將所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的測(cè)量信號(hào)分類成類別來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)，在不屬于所分類的類別的情況下判定為狀態(tài)發(fā)生了變化；異常判定部，其將來(lái)自該狀態(tài)變化檢測(cè)部的信號(hào)作為輸入的一部分而判定為在所述診斷對(duì)象中產(chǎn)生了異常；警報(bào)產(chǎn)生單元，其將該異常判定部的輸出報(bào)告到外部；和誤報(bào)阻止部，其探測(cè)所述診斷對(duì)象機(jī)械設(shè)備的異常以外的事件，阻止所述異常判定部的輸出。
文檔編號(hào)G05B23/02GK102870057SQ20108006591
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者關(guān)合孝朗, 江口徹, 楠見(jiàn)尚弘, 深井雅之, 清水悟 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所