JP7127477B2 - LEARNING METHOD, APPARATUS AND PROGRAM, AND EQUIPMENT FAILURE DIAGNOSIS METHOD - Google Patents

LEARNING METHOD, APPARATUS AND PROGRAM, AND EQUIPMENT FAILURE DIAGNOSIS METHOD Download PDF

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Description

本発明は、設備の異常診断のための学習を行う学習方法、装置及びプログラム、並びに設備の異常診断方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a learning method, an apparatus, a program, and a method for diagnosing facility abnormality.

製造プロセス等のプロセスで用いられる設備で計測される計測データを用いて、当該設備の異常を検出する異常診断技術がある。例えば計測データから各種の統計量(平均、標準偏差等)を算出して傾向を分析したり、設備を構成する機器の種別や運転条件に応じて計測データを適切な特徴量(変位、速度、加速度等)に変換して評価したり、計測データをFFT(高速フーリエ変換)やエンベローブ処理(包絡線処理)して周波数領域で異常徴候を捉えたりする。 2. Description of the Related Art There is an anomaly diagnosis technology for detecting an anomaly in an equipment used in a process such as a manufacturing process, using measurement data measured by the equipment. For example, various statistics (average, standard deviation, etc.) can be calculated from measurement data to analyze trends. Acceleration, etc.) for evaluation, or FFT (Fast Fourier Transform) or envelope processing (envelope processing) of the measured data to capture abnormal signs in the frequency domain.

このような分析、評価及び処理による設備の異常診断では、得られた結果(統計量、特徴量、FFT等)を操業実態や設備状態と合わせて適切に解釈するのに熟練技術者のノウハウに依存するところが大きい。プロセスの状態に合わせて判定基準を都度設定変更し、得られた結果を適切に判定する必要があるためである。
このような状況を克服するために、近年、機械学習等のパターン認識技術を用いて設備の異常診断を行うことにより、技術者の作業負荷軽減が図られている(特許文献1、2を参照)。
In equipment abnormality diagnosis through such analysis, evaluation, and processing, the know-how of skilled engineers is needed to appropriately interpret the obtained results (statistics, feature values, FFT, etc.) in conjunction with the actual operation and equipment status. It depends a lot. This is because it is necessary to change the determination criteria each time according to the state of the process and appropriately determine the obtained results.
In order to overcome such a situation, in recent years, pattern recognition technology such as machine learning is used to diagnose facility abnormalities, thereby reducing the workload of engineers (see Patent Documents 1 and 2). ).

パターン認識技術を用いて設備の異常診断を行う場合、正常状態のパターン情報及び異常状態のパターン情報を予め登録しておく必要がある。その際、構成する機器の種別に依存して、正常状態のパターン情報及び異常状態のパターン情報が異なるため、診断対象となる多岐の設備に対して各々正常状態のパターン情報及び異常状態のパターン情報を集める必要がある。ところが、異常事象の発生はごく稀であるため、全ての構成する機器の種別に対して異常状態のパターン情報を予め登録しておくことは困難である。
そこで、周期的に動作する設備の動作に応じた振動等を検出し、検出した時系列データを周波数データに変換し、周波数スペクトルを解析することによって、構成する機器の種別に依存することなく当該設備の異常を検出することが知られている(特許文献3、4を参照)。
In the case of diagnosing an abnormality of equipment using pattern recognition technology, it is necessary to register pattern information of normal conditions and pattern information of abnormal conditions in advance. At that time, since the pattern information of the normal state and the pattern information of the abnormal state differ depending on the type of the component equipment, the pattern information of the normal state and the pattern information of the abnormal state for the wide variety of equipment to be diagnosed must be collected. However, since the occurrence of an abnormal event is extremely rare, it is difficult to register in advance the pattern information of abnormal states for all types of constituent devices.
Therefore, by detecting vibration etc. according to the operation of equipment that operates periodically, converting the detected time-series data into frequency data, and analyzing the frequency spectrum, It is known to detect equipment anomalies (see Patent Literatures 3 and 4).

しかしながら、設備の周囲環境(操業状態や温度等)や摩耗等による物理的な変化により、設備の正常動作を示すスペクトル信号において信号強度及び発生周波数が経時的に変動してしまうことがある。そのため、正常動作を示すスペクトル信号は、理想的なスペクトル信号とは異なり雑音成分を有するので、設備の異常動作を示す異常成分と重畳してしまい、雑音成分の影響で正確に異常診断を行うことが困難であった。
そこで、雑音成分を取り除くことにより検出精度を向上させる技術が提案されている(特許文献5を参照)。
However, due to physical changes due to the surrounding environment (operational conditions, temperature, etc.) of the equipment, wear, etc., the signal intensity and the generated frequency of the spectrum signal indicating the normal operation of the equipment may change over time. Therefore, unlike an ideal spectrum signal, a spectrum signal indicating normal operation has a noise component, so that it is superimposed on an abnormal component indicating abnormal operation of the equipment. was difficult.
Therefore, a technique for improving detection accuracy by removing noise components has been proposed (see Patent Document 5).

特開2008-262375号公報JP 2008-262375 A 特開2010-191556号公報JP 2010-191556 A 特開2013-30015号公報JP 2013-30015 A 特開2011-59790号公報JP 2011-59790 A 特開2016-62258号公報JP 2016-62258 A

特許文献5では、計測データから雑音成分を取り除くために、正則化モデルを用いている。正則化モデルでは、正則化パラメータに依存して雑音成分の取り除き度合いが異なる。正則化パラメータが過大であると、正常な偏相関関係までも取り除くことになりかねない一方、正則化パラメータが過小であると、雑音成分を取り除くことができない。
しかしながら、特許文献5では、正則化パラメータとして、経験的な判断基準(正則化パラメータ≦0.01)しか示されておらず、適切に設定することが困難であった。
In Patent Document 5, a regularization model is used to remove noise components from measurement data. In the regularization model, the degree of removal of noise components differs depending on the regularization parameter. An excessively large regularization parameter may remove even normal partial correlations, while an excessively small regularization parameter fails to remove noise components.
However, in Patent Document 5, only an empirical criterion (regularization parameter ≤ 0.01) is shown as a regularization parameter, and it was difficult to set it appropriately.

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、計測データから雑音成分を適切に取り除いて設備の異常診断を行えるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to appropriately remove noise components from measurement data so as to be able to perform abnormality diagnosis of equipment.

本発明の学習方法は、設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行う学習方法であって、前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得ステップと、前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出ステップと、前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理ステップとを有することを特徴とする。
本発明の設備の異常診断方法は、設備で計測される計測データを用いて、前記設備の異常診断を行う設備の異常診断方法であって、前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得ステップと、前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出ステップと、前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理ステップと、前記設備の計測データを検出データとして取得する検出データ取得ステップと、前記検出データと、前記正則化パラメータ算出ステップで算出した正則化パラメータとを用いて、前記検出データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する検出データ処理ステップとを有し、前記学習データ処理ステップで算出した偏相関係数と、前記検出データ処理ステップで算出した偏相関係数とに基づいて、設備の異常診断を行うことを特徴とする。
本発明の学習装置は、設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行う学習装置であって、前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得手段と、前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出手段と、前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のプログラムは、設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行うためのプログラムであって、前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得手段と、前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出手段と、前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理手段としてコンピュータを機能させる。
A learning method of the present invention is a learning method for performing learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment, wherein the learning data acquires measurement data of the normal state of the equipment as learning data. In the acquisition step , sample data of the same size as the learning data is created using normal random numbers, and a regularization parameter is set to 0 in order to calculate the partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. A regularization parameter calculation step that gradually increases from , sequentially calculates the partial correlation coefficient using the regularization parameter, and calculates the minimum regularization parameter at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero and a learning data processing step of calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model using the calculated regularization parameter.
An abnormality diagnosis method for equipment according to the present invention is a method for diagnosing abnormality of equipment using measurement data measured by the equipment, wherein the measurement data of the normal state of the equipment is acquired as learning data. a step of acquiring learning data, creating sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and calculating a partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model, regularizing Regularization that gradually increases the parameter from 0, sequentially calculates the partial correlation coefficient using the regularization parameter, and calculates the minimum regularization parameter that causes the partial correlation coefficient between all variables to converge to zero . a parameter calculation step; a learning data processing step of calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model using the calculated regularization parameter; and the detection data and the regularization parameter calculated in the regularization parameter calculation step, the partial correlation coefficient between the feature quantities in the detection data is calculated using a regularization model and a detection data processing step for diagnosing equipment abnormality based on the partial correlation coefficient calculated in the learning data processing step and the partial correlation coefficient calculated in the detection data processing step. Characterized by
A learning device of the present invention is a learning device that performs learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment, and acquires measurement data of the normal state of the equipment as learning data. and an acquisition means for creating sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and setting a regularization parameter to 0 in order to calculate a partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. A regularization parameter calculation means for gradually increasing from the and learning data processing means for calculating, using the calculated regularization parameter, a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model.
A program of the present invention is a program for performing learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment, and learning data for acquiring measurement data of the normal state of the equipment as learning data. and an acquisition means for creating sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and setting a regularization parameter to 0 in order to calculate a partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. A regularization parameter calculation means for gradually increasing from the Then, using the calculated regularization parameter, the computer functions as learning data processing means for calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model.

本発明によれば、計測データから雑音成分を適切に取り除いて設備の異常診断を行うことが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to remove a noise component appropriately from measurement data, and to perform an abnormality diagnosis of equipment.

実施形態に係る設備の異常診断装置の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of the abnormality-diagnosis apparatus of the installation which concerns on embodiment. 実施形態に係る設備の異常診断装置による学習方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the learning method by the abnormality-diagnosis apparatus of the installation which concerns on embodiment. 実施形態に係る設備の異常診断装置による設備の異常診断方法を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing a method for diagnosing equipment abnormality by the equipment abnormality diagnosis device according to the embodiment. 本発明を適用することによる各油圧シリンダの異常度の時系列変化を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing time series changes in the degree of abnormality of each hydraulic cylinder by applying the present invention. 正則化パラメータが適正でない場合の各油圧シリンダの異常度の時系列変化を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing time-series changes in the degree of abnormality of each hydraulic cylinder when the regularization parameter is not appropriate;

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、実施形態に係る設備の異常診断装置100の構成を示す。
実施形態に係る設備の異常診断装置100は、設備で計測される計測データを用いて、設備の劣化や損傷等による異常動作を検出する異常診断を行うものであり、本発明を適用した学習装置及び設備の異常診断装置として機能する。
設備の異常診断装置100は、学習データ取得部101と、学習データ処理部102と、検出データ取得部103と、検出データ処理部104と、記憶部105と、相違算出部106と、異常判定部107と、出力部108とを備える。
Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the configuration of an equipment abnormality diagnosis device 100 according to an embodiment.
The facility abnormality diagnosis device 100 according to the embodiment uses measurement data measured by the facility to perform abnormality diagnosis for detecting abnormal operation due to deterioration or damage of the facility, and is a learning device to which the present invention is applied. And it functions as an abnormality diagnosis device for equipment.
The facility abnormality diagnosis device 100 includes a learning data acquisition unit 101, a learning data processing unit 102, a detection data acquisition unit 103, a detection data processing unit 104, a storage unit 105, a difference calculation unit 106, and an abnormality determination unit. 107 and an output unit 108 .

学習データ取得部101は、検出装置から、設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する。この場合に、学習データとする計測データに所定の処理を行う、例えば計測データを統計量や特徴量に適宜変換するようにしてもよい。検出装置は、設備の周囲又は近傍に配置されて、設備の動作を検出するセンサ類であり、例えば加速度センサ、振動センサ等である。なお、本実施形態では、学習データ取得部101が本発明でいう学習データ取得手段として機能し、学習データ取得ステップを実行する。 The learning data acquisition unit 101 acquires measurement data of the normal state of the equipment as learning data from the detection device. In this case, the measurement data used as the learning data may be subjected to a predetermined process, for example, the measurement data may be appropriately converted into a statistic amount or a feature amount. The detection devices are sensors, such as acceleration sensors and vibration sensors, that are arranged around or near the equipment and detect the operation of the equipment. Note that, in the present embodiment, the learning data acquisition unit 101 functions as the learning data acquisition means of the present invention, and executes the learning data acquisition step.

学習データ処理部102は、学習データ取得部101で取得した学習データから雑音成分を取り除くための正則化パラメータλを算出する。そして、算出した正則化パラメータλを用いて、学習データにおける特徴量間の偏相関係数(擬似相関関係を排除した相関係数)を正則化モデルを用いて算出する。なお、本実施形態では、学習データ処理部102が本発明でいう正則化パラメータ算出手段及び学習データ処理手段として機能し、正則化パラメータ算出ステップ及び学習データ処理ステップを実行する。
ここで、雑音成分は、計測データのサイズ(データ数n×特徴量数m)に依存して変化する特徴があるので、これを正則化パラメータの算出に活用する。具体的には、学習データ(データ数n×特徴量数m)と同一サイズのサンプルデータ(データ数n×変数m)を正規乱数(平均:0、標準偏差:1に従う正規分布から発生する乱数)を用いて作成し、作成したサンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。その際、正則化パラメータλを0から徐々に(例えば0.00001ずつ)増加させ、逐次、その正則化パラメータλを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータλを算出する。このようにして算出した正則化パラメータλを用いて、学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。
The learning data processing unit 102 calculates a regularization parameter λ for removing noise components from the learning data acquired by the learning data acquisition unit 101 . Then, using the calculated regularization parameter λ, a partial correlation coefficient (correlation coefficient excluding pseudo-correlation) between feature quantities in the learning data is calculated using a regularization model. In this embodiment, the learning data processing unit 102 functions as regularization parameter calculation means and learning data processing means of the present invention, and executes a regularization parameter calculation step and a learning data processing step.
Here, since the noise component has a characteristic that it changes depending on the size of the measurement data (the number of data n×the number of feature amounts m), this is utilized for the calculation of the regularization parameter. Specifically, the sample data (number of data n × variable m) of the same size as the learning data (number of data n × number of features m) is normal random numbers (average: 0, standard deviation: 1 random numbers generated from a normal distribution according to ), and the partial correlation coefficients between the variables of the created sample data are calculated using the regularization model. At that time, the regularization parameter λ is gradually increased from 0 (for example, by 0.00001), and the partial correlation coefficient is calculated sequentially using the regularization parameter λ, and the partial correlation coefficient between all variables is Compute the smallest regularization parameter λ that converges to zero. Using the regularization parameter λ calculated in this way, the partial correlation coefficient between the feature quantities in the learning data is calculated using the regularization model.

検出データ取得部103は、検出装置から、設備の異常診断を行うための計測データを検出データとして取得する。学習データ取得部101で計測データを統計量や特徴量に変換して学習データとする場合、検出データ取得部103でも同様に計測データを変換して検出データとする。また、検出データのサイズは、学習データのサイズと同一とする(データ数n×変数数m)。 The detection data acquisition unit 103 acquires, as detection data, measurement data for diagnosing an abnormality of equipment from the detection device. When the learning data acquisition unit 101 converts the measurement data into statistics and feature values to obtain learning data, the detection data acquisition unit 103 similarly converts the measurement data to obtain detection data. Also, the size of the detection data is assumed to be the same as the size of the learning data (number of data n×number of variables m).

検出データ処理部104は、検出データ取得部103で取得した検出データと、記憶部105で共有されている、学習データ処理部102で算出した正則化パラメータλとを用いて、検出データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。 The detection data processing unit 104 uses the detection data acquired by the detection data acquisition unit 103 and the regularization parameter λ calculated by the learning data processing unit 102, which is shared by the storage unit 105, to obtain the feature amount in the detection data. The partial correlation coefficient between is calculated using a regularized model.

記憶部105は、学習データ処理部102、検出データ処理部104、相違算出部106に接続する。記憶部105は、学習データ処理部102で算出した、正則化パラメータλと、学習データにおける特徴量間の偏相関係数とを記憶する。 Storage unit 105 is connected to learning data processing unit 102 , detection data processing unit 104 , and difference calculation unit 106 . The storage unit 105 stores the regularization parameter λ calculated by the learning data processing unit 102 and the partial correlation coefficient between feature amounts in the learning data.

相違算出部106は、記憶部105で記憶する学習データにおける特徴量間の偏相関係数と、検出データ処理部104で算出した検出データにおける特徴量間の偏相関係数との差異を異常度として算出する。 The difference calculation unit 106 calculates the difference between the partial correlation coefficient between the feature amounts in the learning data stored in the storage unit 105 and the partial correlation coefficient between the feature amounts in the detection data calculated by the detection data processing unit 104 as the degree of abnormality. Calculate as

異常判定部107は、相違算出部106で算出した異常度を、予め設定された異常判定閾値と比較することにより、当該設備が正常状態であるか、異常状態であるかを判定する。 The abnormality determination unit 107 determines whether the facility is in a normal state or an abnormal state by comparing the degree of abnormality calculated by the difference calculation unit 106 with a preset abnormality determination threshold value.

出力部108は、各部での算出結果や、異常判定部107での判定結果を出力する。ここでいう出力とは、例えば不図示のディスプレイに表示したり、本装置100の外部機器に送出したりすることをいう。 The output unit 108 outputs the calculation result of each unit and the determination result of the abnormality determination unit 107 . The output here means, for example, displaying on a display (not shown) or transmitting to an external device of the apparatus 100 .

このようにした設備の異常診断装置100は、例えばCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータ装置により実現される。なお、図1では設備の異常診断装置100を一台の装置のように図示したが、複数台の装置により構成される形態でもかまわない。例えば学習データ取得部101及び学習データ処理部102による学習機能を担う装置と、検出データ取得部103、検出データ処理部104、相違算出部106、及び異常判定部107による異常診断機能を担う装置とを別々に構成してもよい。 The equipment abnormality diagnosis apparatus 100 thus constructed is implemented by a computer device including, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. In FIG. 1, the facility abnormality diagnosis device 100 is illustrated as one device, but it may be configured by a plurality of devices. For example, a device responsible for the learning function by the learning data acquisition unit 101 and the learning data processing unit 102, and a device responsible for the abnormality diagnosis function by the detection data acquisition unit 103, the detection data processing unit 104, the difference calculation unit 106, and the abnormality determination unit 107 may be configured separately.

ここで、偏相関係数を算出するために用いる正則化モデルについて説明する。
式(1)のように一般的な線形モデルを考える。
Here, the regularization model used for calculating the partial correlation coefficient will be described.
Consider a general linear model as in equation (1).

Figure 0007127477000001
Figure 0007127477000001

ここで、φ(x)は基底関数を表し、wは重みを表す。n個の観測データ(y,x)に対して、式(2)のように(y,φ(x))が得られたとする。これを正則化モデルに置き換えると、式(3)のようになる。 where φ(x) represents basis functions and w represents weights. Suppose that (y, φ(x)) is obtained as in Equation (2) for n pieces of observation data (y, x). Replacing this with a regularized model results in Equation (3).

Figure 0007127477000002
Figure 0007127477000002

Figure 0007127477000003
Figure 0007127477000003

q=2のときはL2正則化であり、q=1のときはL1正則化となる。ここで、argminf(x)は、f(x)が最小となる場合のxを示し、式(3)が最小となる場合のベクトルwを算出することを意味する。式(3)の第1項は二乗ロス関数を示す。また、式(3)第2項の|wj|1はL1正則化項を示し、式(4)で表される。 When q=2, it is L2 regularization, and when q=1, it is L1 regularization. Here, argminf(x) indicates x when f(x) is minimized, and means to calculate vector w when equation (3) is minimized. The first term in equation (3) represents the squared loss function. Also, |w j | 1 in the second term of Equation (3) indicates an L1 regularization term, which is expressed by Equation (4).

Figure 0007127477000004
Figure 0007127477000004

第2項のL1正則化項は、第1項の二乗ロス関数の成分のほとんどが零となる疎行列にすべく、加えられた正則化項である。すなわち、モデル学習部である学習データ処理部102は、L1正則化項を導入することで、より少ない変数で学習データをモデル化するベクトルwを算出することになる。
ここで、正則化項の大きさを設定する正則化パラメータλは、推定される二乗ロス関数に含まれる正則化パラメータである。正則化パラメータλを適切に定めることによって、対象とする設備に合致したモデルを学習することができる。
The L1 regularization term of the second term is a regularization term added to make the matrix sparse so that most of the components of the squared loss function of the first term are zero. That is, the learning data processing unit 102, which is a model learning unit, calculates the vector w for modeling the learning data with fewer variables by introducing the L1 regularization term.
Here, the regularization parameter λ, which sets the magnitude of the regularization term, is the regularization parameter included in the estimated squared loss function. By appropriately defining the regularization parameter λ, it is possible to learn a model that matches the target facility.

一般的な線形回帰モデルにおいては、正則化パラメータλを変化させ、f(x)の二乗誤差が最小となる正則化パラメータλを適切なパラメータとして定めることができる。
しかしながら、今回対象とする設備の異常診断においては、目的関数を予測することが目的ではなく、正常状態における学習データの特徴量間の偏相関係数を適切に算出することが重要である。そのため、正則化パラメータλを変化させても、一意に定めることができない。つまり、目的変数の実績値が存在しないため、予測値と実績値との二乗誤差が最小となる正則化パラメータλを定めることができない。
そこで、L1正則化モデルの特徴を活用する。L1正則化モデルにおいては、正則化パラメータλを適切に定めることによって、特徴量間の雑音成分を零に収束させた疎な行列にすることが可能である。この性質を活用し、サンプルデータにおいてサイズ(データ数n×特徴量数m)に依存して変化する雑音成分を適切に取り除く最小の正則化パラメータλが、同一サイズの学習データにおける適切な正則化パラメータλであると言える。
In a general linear regression model, the regularization parameter λ that minimizes the squared error of f(x) can be determined as an appropriate parameter by varying the regularization parameter λ.
However, in the abnormality diagnosis of the facility targeted this time, it is important to appropriately calculate the partial correlation coefficient between the feature values of the learning data in the normal state, not to predict the objective function. Therefore, even if the regularization parameter λ is changed, it cannot be determined uniquely. That is, since there is no actual value of the objective variable, it is not possible to determine the regularization parameter λ that minimizes the squared error between the predicted value and the actual value.
Therefore, the feature of the L1 regularization model is utilized. In the L1 regularization model, by appropriately defining the regularization parameter λ, it is possible to make a sparse matrix in which the noise component between feature quantities converges to zero. Taking advantage of this property, the minimum regularization parameter λ that appropriately removes the noise component that varies depending on the size (number of data n × number of features m) in the sample data is the appropriate regularization for training data of the same size. parameter λ.

以下、実施形態に係る設備の異常診断装置100による学習方法、及び設備の異常診断方法を説明する。図2Aは、実施形態に係る設備の異常診断装置100による学習方法を示すフローチャートである。また、図2Bは、実施形態に係る設備の異常診断装置100による設備の異常診断方法を示すフローチャートである。本実施形態では、油圧系せん断機を対象の設備として、その異常診断を行う例を説明する。設備の異常診断装置100は、複数台の油圧シリンダの上昇及び下降時間、複数台の給油ポンプから取得される計測データを取得し、設備の異常動作を検出する。 A learning method and an equipment abnormality diagnosis method by the equipment abnormality diagnosis device 100 according to the embodiment will be described below. FIG. 2A is a flowchart showing a learning method by the facility abnormality diagnosis device 100 according to the embodiment. FIG. 2B is a flow chart showing a method for diagnosing an abnormality of equipment by the equipment abnormality diagnosis device 100 according to the embodiment. In the present embodiment, an example of diagnosing an abnormality of a hydraulic shearing machine will be described. The facility abnormality diagnosis device 100 acquires measurement data acquired from the rise and fall times of a plurality of hydraulic cylinders and a plurality of lubricating pumps, and detects an abnormal operation of the facility.

図2Aに示すように、ステップS1で、学習データ取得部101は、検出装置から、正常状態の計測データを学習データとして取得する。学習データ取得部101は、予め定められた時間毎に検出装置が検出する計測データを学習データとして取得する。本実施形態では、学習データ取得部101は、設備が起動した度に検出した計測データを1時間平均に変換した特徴量を学習データとし、データ数nを100、特徴量数mを24とする。 As shown in FIG. 2A, in step S1, the learning data acquisition unit 101 acquires normal state measurement data as learning data from the detection device. The learning data acquisition unit 101 acquires measurement data detected by the detection device at predetermined intervals as learning data. In the present embodiment, the learning data acquisition unit 101 uses the feature amount obtained by converting the measured data detected each time the equipment is started up into an hourly average as the learning data, and sets the number of data n to 100 and the number of feature amounts m to 24. .

ステップS2で、学習データ処理部102は、ステップS1において取得した学習データ(データ数100×特徴量数24)と同一サイズのサンプルデータ(データ数100×変数24)を正規乱数を用いて作成する。 In step S2, the learning data processing unit 102 creates sample data (number of data: 100 x variable: 24) of the same size as the learning data (number of data: 100 x number of feature values: 24) acquired in step S1 using normal random numbers. .

ステップS3で、学習データ処理部102は、ステップS2において作成したサンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータλを0から徐々に(例えば、0.00001ずつ)増加させ、逐次、その正則化パラメータλを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータλを算出して、記憶部105に供給する。本実施形態において、正則化パラメータλは0.00705となった。 In step S3, the learning data processing unit 102 gradually sets the regularization parameter λ from 0 (for example, 0.00001), and sequentially calculate the partial correlation coefficient using the regularization parameter λ, and calculate the minimum regularization parameter λ at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero. , to the storage unit 105 . In this embodiment, the regularization parameter λ was 0.00705.

ステップS4で、学習データ処理部102は、ステップS3において算出した正則化パラメータλを用いて、学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出して、記憶部105に供給する。 In step S4, the learning data processing unit 102 uses the regularization parameter λ calculated in step S3 to calculate the partial correlation coefficient between the feature values in the learning data using the regularization model, and stores it in the storage unit 105. supply.

図2Bに示すように、ステップS5で、検出データ取得部103は、検出装置から、設備の異常診断を行うための計測データを検出データとして取得する。検出データ取得部103は、学習データと同様に、設備が起動した度に検出した計測データを1時間平均に変換した特徴量を学習データとし、データ数nを100、特徴量数mを24とする。 As shown in FIG. 2B, in step S5, the detection data acquisition unit 103 acquires measurement data for diagnosing an abnormality of equipment from the detection device as detection data. The detected data acquisition unit 103 sets the feature amount obtained by converting the measurement data detected each time the equipment is started up to an hourly average as the learning data, similarly to the learning data, and sets the data number n to 100 and the feature amount number m to 24. do.

ステップS6で、検出データ処理部104は、ステップS5において取得した検出データと、記憶部105で共有されている、ステップS3において算出した正則化パラメータλとを用いて、検出データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。 In step S6, the detection data processing unit 104 uses the detection data acquired in step S5 and the regularization parameter λ calculated in step S3, which is shared by the storage unit 105. A partial correlation coefficient is calculated using a regularized model.

ステップS7で、相違算出部106は、記憶部105で記憶する、ステップS4において算出した学習データにおける特徴量間の偏相関係数と、ステップS6において算出した検出データにおける特徴量間の偏相関係数との差異を異常度として算出する。
学習データにおける特徴量間の偏相関係数と、検出データにおける特徴量間の偏相関係数との差異として、例えばカルバックライブラー情報量(KL情報量)を用いればよい。KL情報量は、確率分布同士の情報量の差異を算出する尺度であり、式(5)により求められる。P(i),Q(i)は確率分布を指し、DKLは2つの確率分布間の差異を算出する尺度である。
In step S7, the difference calculation unit 106 stores the partial correlation coefficient between the feature amounts in the learning data calculated in step S4 and the partial correlation between the feature amounts in the detection data calculated in step S6, which are stored in the storage unit 105. The difference from the number is calculated as the degree of anomaly.
For example, the Kullback-Leibler information amount (KL information amount) may be used as the difference between the partial correlation coefficient between the feature amounts in the learning data and the partial correlation coefficient between the feature amounts in the detection data. The KL information amount is a measure for calculating the information amount difference between probability distributions, and is obtained by Equation (5). P(i), Q(i) refer to probability distributions, and DKL is a measure for calculating the difference between two probability distributions.

Figure 0007127477000005
Figure 0007127477000005

ステップS8で、異常判定部107は、ステップS7において算出した異常度に基づいて、予め設定された異常判定閾値と比較することにより、当該設備が正常状態であるか、異常状態であるかを判定する。
異常判定閾値は、例えば交差検証(Cross-validation)によって求められる。具体的には、学習データ取得部101で取得した正常データである計測データをk個(本例では5個)のデータ集合に分割し、1つのデータ集合を学習データ(本例ではn:20×m:24)とし、同一サイズのサンプルデータ(n:20×m:24)を正規乱数を用いて作成し、作成したサンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。その際、正則化パラメータλを0から徐々(例えば0.00001ずつ)に増加させ、逐次、その正則化パラメータλを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータλを算出する。算出した正則化パラメータλを用いて、学習データ(n:20×m:24)における特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。
次に、残りのk-1個のデータ集合において、検出データ(n:20×m:24)を時系列順に(n×(k-1)+1)個作成し、各々の検出データに対して学習データで算出した正則化パラメータλを用いて特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する。算出した各々の検出データにおける特徴量間の偏相関係数と学習データにおける特徴量間の偏相関係数との差異を異常度として算出する。
前述の計算手順において、学習データをk個変えて各々異常度を算出する。算出したp個(本例では105個)の異常度のデータ集合からカーネル密度推定(有限の標本データから母集団の分布を推定する手法)によって、確率密度がq%(本例では99%)となる閾値を異常判定閾値とする。
In step S8, the abnormality determination unit 107 determines whether the equipment is in a normal state or an abnormal state by comparing the degree of abnormality calculated in step S7 with a preset abnormality determination threshold value. do.
The abnormality determination threshold is obtained by, for example, cross-validation. Specifically, the measurement data, which is normal data acquired by the learning data acquisition unit 101, is divided into k (five in this example) data sets, and one data set is divided into learning data (n: 20 in this example). × m: 24), create sample data of the same size (n: 20 × m: 24) using normal random numbers, and calculate the partial correlation coefficient between variables of the created sample data using a regularization model do. At that time, the regularization parameter λ is gradually increased from 0 (for example, by 0.00001), and the partial correlation coefficient is sequentially calculated using the regularization parameter λ, and the partial correlation coefficient between all variables is Compute the smallest regularization parameter λ that converges to zero. Using the calculated regularization parameter λ, a partial correlation coefficient between feature amounts in the learning data (n: 20×m: 24) is calculated using a regularization model.
Next, in the remaining k-1 data sets, create (n x (k-1) + 1) pieces of detection data (n: 20 x m: 24) in chronological order, and for each detection data Using the regularization parameter λ calculated from the learning data, the partial correlation coefficient between feature quantities is calculated using a regularization model. A difference between the calculated partial correlation coefficient between feature quantities in each detection data and the partial correlation coefficient between feature quantities in learning data is calculated as the degree of abnormality.
In the above-described calculation procedure, the degree of abnormality is calculated by changing k pieces of learning data. The probability density is q% (99% in this example) by estimating the kernel density (a method of estimating the distribution of the population from finite sample data) from the calculated p (105 in this example) data set of the degree of anomaly A threshold value that becomes an abnormality determination threshold value.

ステップS9で、出力部108は、ステップS8において判定した結果を出力する。 In step S9, the output unit 108 outputs the result determined in step S8.

図3は、本発明を適用することによる設備の異常診断の結果の例を示す。正則化パラメータλは0.00705であった。図3(a)~(c)は、油圧系せん断機の各油圧シリンダ(クランプCYL、主CYL、定寸CYL)の異常度であるKL情報量の時系列変化を示す。図3(a)に示すように、クランプCLYにおいて、9月16日前後に異常度が大きくなっている。実際に油圧系せん断機の診断を行い、損傷や摩耗等を実際に点検、検査したところ、9月16日前後にクランプCYLのホースより油が滲み出ていたことが判明し、その後、ホースを交換することで対応したため、大きな設備異常に至らなかった。このように実際に生じているクランプCYLの異常を検出することができた。 FIG. 3 shows an example of the result of facility abnormality diagnosis by applying the present invention. The regularization parameter λ was 0.00705. FIGS. 3(a) to 3(c) show chronological changes in the KL information amount, which is the degree of abnormality of each hydraulic cylinder (clamp CYL, main CYL, sizing CYL) of the hydraulic shearing machine. As shown in FIG. 3(a), in clamp CLY, the degree of anomaly increases around September 16th. After actually diagnosing the hydraulic shearing machine and actually inspecting and inspecting damage and wear, it was found that oil was seeping from the hose of the clamp CYL around September 16th, and then the hose was replaced. As a result, it did not lead to a major equipment failure. In this way, an abnormality of the clamp CYL actually occurring could be detected.

一方、図4は、正則化パラメータλが適正でない場合の設備の異常診断の結果の例を示す。正則化パラメータλは0.001であった。図4(a)~(c)は、図3(a)~(c)と同様、油圧系せん断機の各油圧シリンダ(クランプCYL、主CYL、定寸CYL)の異常度であるKL情報量の時系列変化を示す。図4(a)に示すように、クランプCLYにおいて、7月17日前後にも異常度が大きくなっているが、実際に点検、検査したところ、異常がなかったことが判明した。7月17日前後で大きくなる異常度は、計測データの雑音成分を取り除くことができず、雑音成分の影響を受けたものであった。 On the other hand, FIG. 4 shows an example of the result of facility abnormality diagnosis when the regularization parameter λ is not appropriate. The regularization parameter λ was 0.001. 4(a) to (c), similarly to FIGS. 3(a) to (c), each hydraulic cylinder (clamp CYL, main CYL, sizing CYL) of the hydraulic shearing machine is abnormal KL information amount shows the time-series change of As shown in FIG. 4(a), clamp CLY had a large degree of anomaly around July 17, but it was found that there was no anomaly when it was actually inspected and inspected. The degree of anomaly that increased around July 17th was affected by the noise component, which could not be removed from the measurement data.

以上述べたように、設備が正常に動作する場合に取得される計測データを学習データとして偏相関係数を正則化モデルを用いて算出し、計測データを検出データとして偏相関係数を正則化モデルを用いて算出し、学習データと検出データで各々算出した偏相関係数の差異を算出することで、当該設備の異常動作を検出する。これにより、設備に合わせて雑音成分を適切に取り除いた偏相関係数を算出でき、その雑音成分を適切に除去する正則化パラメータλを設定することができる。したがって、計測データから雑音成分を適切に取り除いて設備の異常診断を行うことができ、設備の異常診断を正確に行うことができる。 As described above, the measurement data acquired when the equipment operates normally is used as learning data to calculate the partial correlation coefficient using a regularization model, and the measurement data is used as detection data to regularize the partial correlation coefficient. Abnormal operation of the facility is detected by calculating the difference between the partial correlation coefficients calculated using the model and calculated between the learning data and the detection data. Thereby, it is possible to calculate the partial correlation coefficient from which the noise component is appropriately removed in accordance with the equipment, and to set the regularization parameter λ that appropriately removes the noise component. Therefore, it is possible to appropriately remove the noise component from the measurement data and perform the abnormality diagnosis of the equipment, thereby accurately performing the abnormality diagnosis of the equipment.

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明は、本発明の学習機能や設備の異常診断機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。
As described above, the present invention has been described together with the embodiments, but the above-described embodiments merely show specific examples for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention is not construed in a limited manner. It should not be. That is, the present invention can be embodied in various forms without departing from its technical concept or main features.
According to the present invention, the software (program) that realizes the learning function and equipment abnormality diagnosis function of the present invention is supplied to a system or device via a network or various storage media, and the computer of the system or device reads the program. It can also be realized by executing

100:設備の異常診断装置、101:学習データ取得部、102:学習データ処理部、103:検出データ取得部、104:検出データ処理部、105:記憶部、106:相違算出部、107:異常判定部、108:出力部 100: equipment abnormality diagnosis device, 101: learning data acquisition unit, 102: learning data processing unit, 103: detection data acquisition unit, 104: detection data processing unit, 105: storage unit, 106: difference calculation unit, 107: abnormality determination unit 108: output unit

Claims (9)

設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行う学習方法であって、
前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得ステップと、
前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出ステップと、
前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理ステップとを有することを特徴とする学習方法。
A learning method for learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment,
a learning data acquisition step of acquiring measurement data of the normal state of the equipment as learning data;
Create sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and gradually increase the regularization parameter from 0 in order to calculate the partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. a regularization parameter calculation step of sequentially calculating the partial correlation coefficient using the regularization parameter and calculating the minimum regularization parameter at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero ;
and a learning data processing step of calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model using the calculated regularization parameter.
設備で計測される計測データを用いて、前記設備の異常診断を行う設備の異常診断方法であって、
前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得ステップと、
前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出ステップと、
前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理ステップと、
前記設備の計測データを検出データとして取得する検出データ取得ステップと、
前記検出データと、前記正則化パラメータ算出ステップで算出した正則化パラメータとを用いて、前記検出データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する検出データ処理ステップとを有し、
前記学習データ処理ステップで算出した偏相関係数と、前記検出データ処理ステップで算出した偏相関係数とに基づいて、設備の異常診断を行うことを特徴とする設備の異常診断方法。
An abnormality diagnosis method for equipment for diagnosing an abnormality of the equipment using measurement data measured by the equipment,
a learning data acquisition step of acquiring measurement data of the normal state of the equipment as learning data;
Create sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and gradually increase the regularization parameter from 0 in order to calculate the partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. a regularization parameter calculation step of sequentially calculating the partial correlation coefficient using the regularization parameter and calculating the minimum regularization parameter at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero ;
A learning data processing step of calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using a regularization model using the calculated regularization parameter;
a detection data acquisition step of acquiring measurement data of the equipment as detection data;
and a detection data processing step of calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the detection data using a regularization model, using the detection data and the regularization parameter calculated in the regularization parameter calculation step. death,
An abnormality diagnosis method for equipment, wherein an abnormality diagnosis for equipment is performed based on the partial correlation coefficient calculated in the learning data processing step and the partial correlation coefficient calculated in the detected data processing step.
前記学習データ処理ステップで算出した偏相関係数と、前記検出データ処理ステップで算出した偏相関係数との差異を異常度として算出する相違算出ステップをさらに有することを特徴とする請求項に記載の設備の異常診断方法。 3. The method according to claim 2 , further comprising a difference calculation step of calculating a difference between the partial correlation coefficient calculated in the learning data processing step and the partial correlation coefficient calculated in the detection data processing step as a degree of abnormality. Abnormality diagnosis method for the described equipment. 前記異常度に基づいて、前記設備が正常状態であるか、異常状態であるかを判定する異常判定ステップをさらに有することを特徴とする請求項に記載の設備の異常診断方法。 4. The equipment abnormality diagnosis method according to claim 3 , further comprising an abnormality determination step for determining whether the equipment is in a normal state or an abnormal state based on the degree of abnormality. 前記異常判定ステップでは、前記異常度を予め設定された異常判定閾値と比較することにより、前記設備が正常状態であるか、異常状態であるかを判定することを特徴とする請求項に記載の設備の異常診断方法。 5. The apparatus according to claim 4 , wherein in the abnormality determination step, it is determined whether the equipment is in a normal state or an abnormal state by comparing the degree of abnormality with a preset abnormality determination threshold value. equipment abnormality diagnosis method. 前記検出データ取得ステップでは、前記検出データのサイズを前記学習データのサイズと同一にすることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の設備の異常診断方法。 6. The equipment abnormality diagnosis method according to claim 2 , wherein, in said detection data acquisition step, the size of said detection data is made the same as the size of said learning data. 前記検出データ取得ステップでは、前記学習データ取得ステップで前記学習データとする計測データに所定の処理を行っている場合、前記検出データとする計測データにも前記所定の処理を行うことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の設備の異常診断方法。 In the detection data acquisition step, when the measurement data used as the learning data is subjected to a predetermined process in the learning data acquisition step, the measurement data used as the detection data is also subjected to the predetermined process. The equipment abnormality diagnosis method according to any one of claims 2 to 6 . 設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行う学習装置であって、
前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得手段と、
前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出手段と、
前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理手段とを備えることを特徴とする学習装置。
A learning device that performs learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment,
learning data acquisition means for acquiring measurement data of the normal state of the equipment as learning data;
Create sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and gradually increase the regularization parameter from 0 in order to calculate the partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. regularization parameter calculation means for calculating the minimum regularization parameter at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero by sequentially calculating the partial correlation coefficient using the regularization parameter;
and learning data processing means for calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using the regularization parameter calculated using the regularization model.
設備で計測される計測データを用いた前記設備の異常診断のための学習を行うためのプログラムであって、
前記設備の正常状態の計測データを学習データとして取得する学習データ取得手段と、
前記学習データと同一サイズのサンプルデータを正規乱数を用いて作成し、前記サンプルデータの変数間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出するために、正則化パラメータを0から徐々に増加させ、逐次、その正則化パラメータを用いて偏相関係数を算出し、全ての変数間における偏相関係数が零に収束する最小の正則化パラメータを算出する正則化パラメータ算出手段と、
前記算出した正則化パラメータを用いて、前記学習データにおける特徴量間の偏相関係数を正則化モデルを用いて算出する学習データ処理手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
A program for learning for abnormality diagnosis of the equipment using measurement data measured by the equipment,
learning data acquisition means for acquiring measurement data of the normal state of the equipment as learning data;
Create sample data of the same size as the learning data using normal random numbers, and gradually increase the regularization parameter from 0 in order to calculate the partial correlation coefficient between variables of the sample data using a regularization model. regularization parameter calculation means for calculating the minimum regularization parameter at which the partial correlation coefficient between all variables converges to zero by sequentially calculating the partial correlation coefficient using the regularization parameter;
A program for causing a computer to function as learning data processing means for calculating a partial correlation coefficient between feature quantities in the learning data using the regularization model calculated using the regularization parameter.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016062258A (en) 2014-09-17 2016-04-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Detection device, detection method, and program
JP2018022014A (en) 2016-08-03 2018-02-08 日本電信電話株式会社 Feature quantity extraction device, feature quantity extraction function information generator, and method and program thereof
JP2018073316A (en) 2016-11-04 2018-05-10 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Plant diagnostic system and diagnostic method
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016062258A (en) 2014-09-17 2016-04-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Detection device, detection method, and program
JP2018022014A (en) 2016-08-03 2018-02-08 日本電信電話株式会社 Feature quantity extraction device, feature quantity extraction function information generator, and method and program thereof
JP2018073316A (en) 2016-11-04 2018-05-10 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Plant diagnostic system and diagnostic method
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