本發(fā)明涉及對機械的預防維護數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，生成該機械的維護計劃的預防維護管理系統(tǒng)、該系統(tǒng)中包含的單元控制裝置以及預防維護管理方法。

背景技術：

在生產系統(tǒng)等包含多個機械的系統(tǒng)中，具有分別控制該多個機械的多個數(shù)值控制裝置基于來自上位計算機的指令使各機械進行動作的類型的系統(tǒng)。作為與此相關的公知技術，例如在日本特開2004-202624號公報中公開了從與網絡連接的多個機器人定期收集信息，并將各機器人的狀態(tài)積蓄在數(shù)據(jù)庫的方法及裝置。另外，在日本特開2004-202624號公報中記載了當某個機器人發(fā)生故障時，能夠基于預先登錄的機器人的信息以及實時取得的機器人的信息，來預測今后有可能發(fā)生故障的機器人。

另外，在日本特開2004-062276號公報中記載了一種設備信息傳送裝置，其具備按照預先設定的周期定期地收集機床或者測定裝置的設備信息，將收集到的設備信息與收集時刻相關聯(lián)地積蓄在數(shù)據(jù)庫中，并將積蓄的設備信息發(fā)送至外部裝置的單元。

另一方面，還已知如下裝置，其具有向操作者通知對在機床等中使用的各個部件進行檢查的時期的功能。例如在日本特開2014-174680號公報中記載了一種數(shù)值控制裝置，其具有向用戶通知對機床中使用的各個部件進行檢查的時期的部件檢查時期通知功能。

另外，在日本特開2003-036320號公報中記載了一種部件信息處理系統(tǒng)，其具備：將裝置的可更換部件的運轉狀態(tài)作為積蓄運轉信息來進行積蓄的積蓄單元、對表示可更換部件的工作限度的壽命信息進行存儲的壽命信息存儲單元、對表示可更換部件的預定期間的運轉狀態(tài)的期間運轉信息進行存儲的期間運轉信息存儲單元、基于期間運轉信息、積蓄運轉信息以及壽命信息來計算需要更換可更換部件的更換時期的更換時期計算單元、以及將計算出的更換時期輸出的輸出單元。

并且，在日本特開2002-123314號公報中記載了一種工廠設備維護的最優(yōu)化系統(tǒng)，并且記載了該系統(tǒng)具備：(1)針對工廠設備材料的老化以高水平技術分析材料惡化、腐蝕傾向等來定量地進行評價，并且通過功能故障模式影響分析來對操作設備進行定量的評價的單元；(2)基于所述定量的評價來定量地確定維護部位的單元；(3)使用影響度評價手法來設定故障的發(fā)生頻率和由該故障的發(fā)生所造成的影響度，將(頻率×影響度)作為風險來進行評價的單元。

以往，很多時候如果對象部件的使用時間超過了預先決定的一定期間則視為該部件已惡化，隨著各機械部件的惡化等作業(yè)者進行部件更換。但是，在這樣的每隔一定期間來更換部件的做法中，實際上還存在將未繼續(xù)惡化的部件也進行更換的情況，從而產生浪費。

另外，雖然還存在基于與惡化有關的閾值等條件，數(shù)值控制裝置向外部(作業(yè)者等)輸出用于促使更換部件的警告等做法，但是實際上存在直至部件達到壽命為止(直至不能使用為止)的時間(裕度時間)很短的情況。在這種情況下，即使在輸出警告后操作者開始進行更換操作也有可能來不及(在更換操作完成前部件變得無法使用)，從而生產效率等可能大幅降低。日本特開2004-202624號公報以及日本特開2004-062276號公報所記載的技術并不進行這樣的裕度期間的計算。

另外，日本特開2014-174680號公報所記載的技術是數(shù)值控制裝置根據(jù)測定值來計算部件的檢查周期并對外部進行通知的技術，但并不是進行上述裕度時間的計算、通知的技術。此外，日本特開2003-036320號公報所記載的技術是基于運轉信息來進行壽命計算，而并非根據(jù)實際的部件狀態(tài)來計算壽命，因此在實際的部件壽命大幅背離過去的壽命信息的情況下，難以在合適的時期進行部件更換。并且，日本特開2002-123314號公報所記載的技術是對工廠機器材料的惡化、腐蝕傾向等進行定量評價，由此確定維護部位并評價風險，但是也不是基于實際的部件狀態(tài)來準確求出裕度時間。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種通過監(jiān)視預防維護數(shù)據(jù)，能夠準確求出直至部件達到壽命為止的裕度時間，并能夠基于該裕度時間生成合適的維護計劃的預防維護管理系統(tǒng)、單元控制裝置以及預防維護管理方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請發(fā)明的一個方式提供一種預防維護管理系統(tǒng)，其具備：至少1個機械、控制所述機械的至少1個機械控制裝置、與所述機械控制裝置可通信地連接的單元控制裝置、以及與所述單元控制裝置可通信地連接的上位計算機，所述單元控制裝置具備：解析部，其以預定的周期對從所述機械控制裝置接收到的所述機械的預防維護數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來檢測與所述預防維護數(shù)據(jù)相關聯(lián)的所述機械的部件的惡化，如果檢測出所述惡化則基于所述預防維護數(shù)據(jù)來計算直至所述部件達到壽命為止的裕度時間；以及通知部，其將所述解析部計算出的裕度時間與表示檢測出所述惡化的主旨的警告一起通知給所述上位計算機，所述上位計算機具備維護計劃部，如果從所述單元控制裝置接收到所述警告，則所述維護計劃部基于所述裕度時間生成或更新包含所述部件的更換作業(yè)的維護計劃。

在優(yōu)選的實施方式中，構成為所述解析部在檢測出所述惡化后也繼續(xù)進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)進行所述裕度時間的再計算，所述通知部將所述解析部再計算出的裕度時間通知給所述上位計算機，所述維護計劃部基于再計算出的裕度時間來更新所述維護計劃。另外，在該情況下，所述解析部能夠使檢測出所述惡化后進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視時的周期隨著所述預防維護數(shù)據(jù)的時間變化比例增大而減小。

本申請發(fā)明的另一形式提供一種單元控制裝置，其能夠與控制機械的機械控制裝置進行通信，其具備解析部，該解析部以預定的周期對從所述機械控制裝置接收到的所述機械的預防維護數(shù)據(jù)進行監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來檢測與所述預防維護數(shù)據(jù)相關聯(lián)的所述機械的部件的惡化，如果檢測出所述惡化則基于所述預防維護數(shù)據(jù)來計算直至所述部件達到壽命為止的裕度時間。

在優(yōu)選的實施方式中，所述單元控制裝置還具有通知部，該通知部將所述解析部計算出的裕度時間與表示檢測出所述惡化的主旨的警告一起通知給上位計算機，該上位計算機具備基于所述裕度時間生成或更新包含所述部件的更換作業(yè)的維護計劃的維護計劃部。

在優(yōu)選的實施方式中，所述解析部在檢測出所述惡化后也繼續(xù)進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來進行所述裕度時間的再計算。另外，在該情況下，所述解析部能夠使檢測出所述惡化后進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視時的周期，隨著所述預防維護數(shù)據(jù)的時間變化比例增大而減小。

本申請發(fā)明的另一形式提供一種預防維護管理方法，其包含如下步驟：以預定的周期監(jiān)視機械的預防維護數(shù)據(jù)；基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)，檢測與所述預防維護數(shù)據(jù)相關聯(lián)的機械的部件的惡化；如果檢測出所述惡化，則基于所述預防維護數(shù)據(jù)來計算直至所述部件達到壽命為止的裕度時間；以及基于計算出的裕度時間，生成或更新包含所述部件的更換作業(yè)的維護計劃。

在優(yōu)選的實施方式中，上述預防維護管理方法包含如下步驟，在檢測出所述惡化后也繼續(xù)進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來進行所述裕度時間的再計算。另外，在該情況下，可以使檢測出所述惡化后繼續(xù)進行所述預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視時的周期隨著所述預防維護數(shù)據(jù)的時間變化比例增大而減小。

附圖說明

通過一邊參照附圖一邊說明下面的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的上述或者其他的目的、特征以及優(yōu)點會更加明確。

圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的預防維護管理系統(tǒng)的概要結構的框圖。

圖2是表示圖1的預防維護管理系統(tǒng)中的處理的一例的流程圖。

圖3是基于作為預防維護數(shù)據(jù)的一個例子的電池電壓的測定數(shù)據(jù)來計算裕度時間的處理的一例的曲線圖。

圖4是用于說明基于作為預防維護數(shù)據(jù)的一個例子的電動機的絕緣電阻值的測定數(shù)據(jù)來計算裕度時間的處理的一例的曲線圖。

具體實施方式

下面，參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的預防維護管理系統(tǒng)10的概要結構的框圖。預防維護管理系統(tǒng)10具備：單元16，其包含至少1個優(yōu)選包含多個(在圖示例子中為3個)機械12a、12b及12c以及用于控制機械12a、12b及12c的至少1個(通常與機械為相同數(shù)量)機械控制裝置(數(shù)值控制裝置)14a、14b及14c；單元控制裝置(單元控制器)18，其構成為可與機械控制裝置14a、14b及14c中的各個機械控制裝置進行通信；以及上位計算機20，其構成為可與單元控制裝置18通信。

單元14是用于執(zhí)行預先決定的操作的多個機械的集合。另外，機械12a、12b及12c例如為機床、(多關節(jié))機器人、制造機械等，各機械可以相同也可以彼此不同。

機械控制裝置14a、14b及14c分別進行機械12a、12b及12c的動作控制，同時將在各個機械中測定出的預防維護數(shù)據(jù)發(fā)送至單元控制裝置18。在此，預防維護數(shù)據(jù)中包含表示在各機械中需要以適當?shù)念l率進行更換或維護的部件的物理特性、性能的值，作為具體例子，舉出了對各機械的軸或可動部進行驅動的電動機的絕緣電阻值、電池電壓、冷卻用風扇電動機的轉速等隨著部件的惡化而使值逐漸變化(多數(shù)情況下為降低)的數(shù)值。

此外，在本實施方式中，單元16可設置在制造產品的工廠等中，與此相對，單元控制裝置18及上位計算機20可設置在與工廠不同的建筑物等中。在該情況下，單元控制裝置18與機械控制裝置14a、14b及14c能夠經由內聯(lián)網等網絡(第1通信裝置22)連接。另外，上位計算機20可設置在遠離工廠的事務所等中。此時，上位計算機20能夠經由互聯(lián)網等網絡(第2通信裝置24)，與單元控制裝置18可通信地連接。但這是一個例子，只要第1通信裝置22能夠將單元控制裝置18與機械控制裝置14a、14b及14c可通信地連接，哪種形式都可以，另外，只要第2通信裝置24可將單元控制裝置18與上位計算機20可通信地連接，則哪種形式也都可以。

單元控制裝置18構成為控制單元16，具體而言，可以向機械控制裝置14a、14b及14c發(fā)送指令，或者從機械控制裝置14a、14b及14c分別取得機械12a、12b及12c的運轉狀態(tài)(還包含上述預防維護數(shù)據(jù))。更詳細地說，如圖1所示，單元控制裝置18具備：解析部26，其以預定的周期監(jiān)視從各機械控制裝置接收到的各機械的預防維護數(shù)據(jù)，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來檢測與該預防維護數(shù)據(jù)相關的機械的部件(電池或電動機等)的惡化，若檢測到該部件的惡化則基于預防維護數(shù)據(jù)來計算直至該部件達到壽命的裕度時間；以及通知部28，其將解析部26計算出的裕度時間與表示檢測到惡化的警告一起通知給上位計算機20。

另外，單元控制裝置18可以具有用于存儲解析部26監(jiān)視或分析的數(shù)據(jù)的存儲器等存儲部30。并且，單元控制裝置18可以具有接受來自操作者或其他裝置的輸入的輸入部32和對輸入部32接受的信息或解析部26處理后的內容進行顯示的顯示器等顯示部34。

上位計算機20例如為個人計算機，其基于從單元控制裝置18接收到的警告和裕度時間，制定或生成部件更換等維護作業(yè)在裕度時間內完成的維護計劃。更詳細地說，如圖1所示，上位計算機20具備維護計劃部36，如果從單元控制裝置18接收到檢測出惡化的警告，則維護計劃部36基于從單元控制裝置18接收到的裕度時間，生成或者更新包含部件的更換作業(yè)的維護計劃。另外，上位計算機20可以具有對維護計劃部36生成或更新的維護計劃等進行存儲的存儲器等存儲部38。并且，上位計算機20可以具有：接受來自操作者或其他裝置的輸入的輸入部40、以及對輸入部40接受的信息或維護計劃部36處理后的內容進行顯示的顯示器等顯示部42。

圖2主要是表示單元控制裝置18中的處理流程的一例的流程圖，圖3是對基于預防維護數(shù)據(jù)(這里為電池電壓)來計算裕度時間的處理的一例進行說明的圖。首先，將單元控制裝置18的存儲部30等中保存的預防維護數(shù)據(jù)初始化(步驟s1)，將預防維護數(shù)據(jù)的測定周期設定為預先確定的初始測定周期(步驟s2)。在圖3的例子中，初始測定周期相當于對電池為正常時(惡化開始前)的電池電壓進行自動測定的周期t1，例如為24小時。

接著，按照在步驟s2中設定的每個初始測定周期或者后述的變更后的每個測定周期，測定預防維護數(shù)據(jù)(這里是各機械的電池電壓)(步驟s3)。但是在此，在更換了預防維護數(shù)據(jù)的對象部件(這里為電池)(也就是說電池電壓的測定值恢復為初始值)的情況下，處理返回到步驟s1(步驟s4)。

然后，在保存了測定數(shù)據(jù)后(步驟s5)，自動判別是否檢測出電池惡化(步驟s6)。在圖3的例子中，如該實線曲線圖50所示，在電池電壓的測定值v以超過了預先確定的容許值的程度小于初始值或者正常值v0時(例如，在低于相當于v0的90％的閾值v1時)，可判斷為電池開始惡化。在電池電壓的測定值為容許值以上時，返回步驟s3。

當在步驟s6中檢測到電池惡化時(例如圖3的時刻t1)，如圖3的虛線曲線圖52所例示，根據(jù)到目前為止的測定數(shù)據(jù)，自動求出表示電池電壓今后變化的壽命預測函數(shù)(近似曲線)(步驟s7)，并自動計算從檢測出惡化時到測定值下降至需要進行電池更換的需要更換電壓v2為止(圖3中為時刻t2)的裕度時間t2(步驟s8)。將這樣求出的裕度時間與檢測到惡化的警告一起從單元控制裝置18自動發(fā)送至上位計算機20(步驟s9)。上位計算機20基于從單元控制裝置18接收到的裕度時間，生成或制定決定了應何時進行單元14的各機械中的部件更換等的預防維護計劃。

如圖3所示，電池電壓的測定值在惡化開始后具有急劇變化的傾向，因此優(yōu)選在檢測出惡化后使測定周期變化(變小)來繼續(xù)進行電池電壓的測定或監(jiān)視(步驟s10→s3)，并自動進行裕度時間的重新計算(壽命預測函數(shù)的更新)。由此，上位計算機20在惡化開始后能夠逐次從單元控制裝置18接收更高精度的壽命預測函數(shù)，因此能夠基于更準確的裕度時間生成或更新預防維護計劃。

測定周期的變更可以通過操作者對單元控制裝置18進行輸入來進行，但是從進一步節(jié)省人力的觀點出發(fā)，優(yōu)選例如在上述步驟s7中，計算裕度時間，并且由單元控制裝置18自動進行新的測定周期的計算。在預防維護數(shù)據(jù)的時間變化的程度越大時，希望使該測定周期越短，因此，例如可以考慮使用圖3中的電池電壓的測定值的時間變化比例(曲線圖的斜度)越大則測定周期越短的函數(shù)，來進行測定周期的計算。例如在圖3中在檢測出惡化前每天進行1次電池電壓的測定或監(jiān)視，但是在檢測出惡化后如12小時、8小時、4小時這樣，根據(jù)虛線曲線圖52的斜度逐漸縮短測定周期。

此外，壽命預測函數(shù)可以根據(jù)過去的測定數(shù)據(jù)等經驗性地求出。但是，在本實施方式中，由于能夠在檢測出惡化后仍取得測定數(shù)據(jù)，并逐次更新壽命預測函數(shù)，因此即使在剛檢測出惡化后所生成的壽命預測函數(shù)精度較低，但上位計算機20仍能夠基于逐次更新的壽命預測函數(shù)(裕度時間)來更新維護計劃，因此操作者基于不適當?shù)木S護計劃來進行更換操作的可能性變得極小。

圖4與圖3類似，但是作為預防維護數(shù)據(jù)的另一個例子，是對自動測定表示機械的電動機絕緣惡化程度的絕緣電阻值r，并基于絕緣電阻值r計算裕度時間的處理的一例進行說明的曲線圖?；旧希瑘D4的例子除了將測定對象從電池電壓變更為電動機絕緣電阻值，且與此相伴將上述的初始電壓v0、用于檢測惡化的閾值v1以及需要更換電壓v2分別變更為初始電阻值r0、用于檢測惡化的閾值r1以及需要更換電阻值r2這一點外，與圖3相同。另外，更換對象部件在圖3的例子中為電池，但是在圖4的例子中為電動機。

作為本實施方式的變形例，也可以在圖2的流程圖中，將檢測惡化的步驟s6，移動至將計算出的裕度時間等發(fā)送至上位計算機之后(步驟s9之后)。由此，即使在檢測惡化前也能夠進行裕度時間的計算，從而能夠從更早期的階段預先生成維護計劃。

如上所述，單元控制裝置18按照預定的時間周期從機械控制裝置14a、14b及14c分別取得機械12a、12b及12c的預防維護數(shù)據(jù)，并對其進行監(jiān)視，在根據(jù)監(jiān)視的數(shù)據(jù)判斷為與該數(shù)據(jù)相關聯(lián)的部件存在惡化的征兆時，計算表示應到何時進行更換或維護操作的裕度時間，并將計算出的裕度時間與警告一起發(fā)送至上位計算機20。并且上位計算機20能夠在已生成的維護計劃中，進行已通知的裕度時間內的部件更換操作的追加或者更新。這樣求出的裕度時間表示還包含部件的個體差異等的壽命，因此與目前那樣一致地決定部件的更換周期的情況等相比，能夠減少浪費。并且，能夠完全自動地進行壽命的預測或基于此生成維護計劃，因此操作者的負擔也不會增加。因此根據(jù)本實施方式，通過維護計劃生成的合理化與部件更換時期的優(yōu)化，能夠切實地進行沒有浪費的預防維護。

此外，在本實施方式中，能夠通過程序使計算機(在此為單元控制裝置18或者上位計算機20)執(zhí)行如下一連串的處理：按照預定的周期監(jiān)視從機械控制裝置14a、14b及14c接收到的機械12a、12b及12c的預防維護數(shù)據(jù)，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來檢測與預防維護數(shù)據(jù)相關聯(lián)的機械的部件的惡化，若檢測出惡化則基于預防維護數(shù)據(jù)計算直至部件達到壽命為止的裕度時間，通知計算出的裕度時間和表示檢測出惡化的警告。另外，能夠將該程序記錄在非臨時性的記錄介質中。

并且，能夠通過程序使計算機執(zhí)行上述那樣一連串的處理，即，在檢測出惡化后仍繼續(xù)進行預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視，基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)來進行裕度時間的重新計算、或使檢測出惡化后進行預防維護數(shù)據(jù)的監(jiān)視時的周期隨著預防維護數(shù)據(jù)的時間變化比例增大而減小，能夠將這樣的程序記錄在非臨時性的記錄介質中。

根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)基于監(jiān)視的預防維護數(shù)據(jù)自動計算出的裕度時間，在合適的時期進行過去基于經過一定的使用時間來進行的部件更換，因此能夠更切實且沒有浪費地進行預防維護。