本發(fā)明的實(shí)施例涉及設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)及方法，更詳細(xì)地，涉及用于預(yù)先預(yù)防設(shè)備的故障發(fā)生的設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

通常，隨著時(shí)間的流逝，用于產(chǎn)品的生產(chǎn)的設(shè)備(或裝置)變得劣化且其性能會(huì)降低。由此，會(huì)引起設(shè)備的故障發(fā)生，這會(huì)導(dǎo)致不良產(chǎn)品的生產(chǎn)或者導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)的中斷。作為以往的設(shè)備維修方式，包括反應(yīng)性維修(rm，reactivemaintenance)、預(yù)防性維修(pm，preventivemaintenance)、視情維修(cbm，condition-basedmaintenance)等，但是其作為防止設(shè)備的故障發(fā)生的根本性對(duì)策有局限性。

具體地，反應(yīng)性維修為事后對(duì)應(yīng)方式，在設(shè)備發(fā)生故障之后，對(duì)所發(fā)生故障的設(shè)備進(jìn)行修理，會(huì)發(fā)生意外停機(jī)(downtime)，并發(fā)生因生產(chǎn)的差池而導(dǎo)致的損失。并且，預(yù)防性維修作為每隔規(guī)定周期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修的方式，存在對(duì)良好的設(shè)備投入過多人力的問題，存在因在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修之前所發(fā)生的故障所引起的停機(jī)及以此所導(dǎo)致的損失。同時(shí)，視情維修作為以基于根據(jù)特定變量的狀態(tài)來對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修的經(jīng)驗(yàn)的單變量為主的監(jiān)控方法，在適用簡單的經(jīng)驗(yàn)管理水平的方面，存在會(huì)發(fā)生多次假警報(bào)(falsealarm)的問題。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

(專利文獻(xiàn)1)韓國公開專利公報(bào)第10-2014-0038265號(hào)(2014年03月28日)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于，提供使用多變量分析工法來預(yù)測設(shè)備的故障發(fā)生時(shí)間點(diǎn)，并有效把握以往未把握的故障原因并計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)，由此可使銷售額及收益極大化的設(shè)備的故障預(yù)先預(yù)測維修系統(tǒng)及方法。

解決問題的方案

根據(jù)本發(fā)明的例示性實(shí)施例，本發(fā)明提供設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)，上述設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)包括：良好指標(biāo)生成部，生成用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的良好指標(biāo)(healthindicator)；故障設(shè)備判斷部，通過上述良好指標(biāo)判斷上述設(shè)備是否為故障設(shè)備及上述設(shè)備的故障類型；故障設(shè)備預(yù)測部，用于預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命或故障概率；以及第一警報(bào)部，在所預(yù)測的上述剩余壽命為已設(shè)定值以下或者所預(yù)測的上述故障概率為已設(shè)定值以上的情況下，發(fā)生第一警報(bào)。

上述良好指標(biāo)包括：單變量指標(biāo)(univariateindicator)，由用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的一種變量形成；以及多變量指標(biāo)(multivariateindicator)，由多個(gè)上述變量的組合而成。

上述良好指標(biāo)生成部可將在多個(gè)上述變量中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的變量選為上述單變量指標(biāo)。

上述良好指標(biāo)生成部可將在多個(gè)上述變量的組合中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的組合選擇上述多變量指標(biāo)。

上述變量可以為呈現(xiàn)特定設(shè)備的狀態(tài)或工序條件的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的任一種。

上述多個(gè)良好指標(biāo)各自已可以與一個(gè)以上的設(shè)備匹配。

在上述良好指標(biāo)超出已設(shè)定的管理線的情況下，上述故障設(shè)備判斷部可將上述設(shè)備判斷為故障設(shè)備，并確認(rèn)在上述良好指標(biāo)中的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的種類，由此判斷上述設(shè)備的故障類型。

上述故障設(shè)備預(yù)測部可利用多元線性回歸(mlr，multiplelinearregression)、偏最小二乘(pls，partialleastsqaures)、嶺(ridge)、最小絕對(duì)收縮與選擇算子(lasso，leastabsoluteshrinkageandselectionoperator)、平滑絕對(duì)偏差(scad，smoothlyclippedabsolutedeviation)、極大極小凹罰函數(shù)、支持向量機(jī)(svm，supportvectormachine)、套袋、提升及隨機(jī)森林(randomforest)中的至少一種，并導(dǎo)出將上述設(shè)備的剩余壽命作為因變量，將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命。

上述故障設(shè)備預(yù)測部可利用廣義線性模型(glm，generalizedlinearmodel)、線性判別分析(lda，lineardiscriminantanalysis)、二次判別分析(qda，quadraticdiscriminantanalysis)、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，并導(dǎo)出將上述設(shè)備的故障與否作為因變量，將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一個(gè)以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的故障概率。

上述設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)還可包括利用已設(shè)定時(shí)間內(nèi)的上述設(shè)備的故障發(fā)生比例來發(fā)生第二警報(bào)的第二警報(bào)部。

上述第二警報(bào)部可考慮如下比例來生成一個(gè)以上的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)：發(fā)生第二警報(bào)，但尚未發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“假警報(bào)率”)；以及尚未發(fā)生上述第二警報(bào)，但是已發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“遺漏率”)，利用上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)生成警報(bào)規(guī)則，當(dāng)滿足上述警報(bào)規(guī)則時(shí)發(fā)生上述第二警報(bào)。

(數(shù)學(xué)式1)

w1×假警報(bào)率+w2×遺漏率

(其中，w1為關(guān)于假警報(bào)率的重要度的加權(quán)值系數(shù)，w2為關(guān)于遺漏率的重要度的加權(quán)值系數(shù))

(數(shù)學(xué)式2)

遺漏率s.t.假警報(bào)率≤α

(屬于假警報(bào)率滿足已設(shè)定的水平(α)以下的條件下的遺漏率)

(數(shù)學(xué)式3)

假警報(bào)率s.t.遺漏率≤β

(屬于遺漏率滿足已設(shè)定的水平(β)以下的條件下的假警報(bào)率)。

上述警報(bào)規(guī)則意味著k個(gè)上述良好指標(biāo)中脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到k個(gè)以上，上述第二警報(bào)部計(jì)算使上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的值最小化的k值及k值。

本發(fā)明還可包括考慮上述故障設(shè)備的修理費(fèi)用及更換上述故障設(shè)備所引起的機(jī)會(huì)成本來計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部。

上述維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部可通過如下的數(shù)學(xué)式4或數(shù)學(xué)式5計(jì)算上述修理費(fèi)用，通過如下的數(shù)學(xué)式6計(jì)算上述機(jī)會(huì)成本。

(數(shù)學(xué)式4)

修理費(fèi)用＝(et+ti×t)×m×b

(其中，et為特定設(shè)備的預(yù)期修理時(shí)間，ti為單位時(shí)間內(nèi)的修理時(shí)間增加量，m為單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量，b為每生產(chǎn)一個(gè)所獲得的利潤，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)

(數(shù)學(xué)式5)

修理費(fèi)用＝(ec+ci×t)

(其中，ec為特定設(shè)備的預(yù)期修理費(fèi)用，ci為單位時(shí)間內(nèi)的修理費(fèi)用增加量，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)剩余壽命)

(數(shù)學(xué)式6)

機(jī)會(huì)成本＝(t-t)×v/l

(其中，v為特定設(shè)備的價(jià)格，l為平均壽命，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)。

上述維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部可將上述修理費(fèi)用及上述機(jī)會(huì)成本之和達(dá)到最小值的時(shí)間點(diǎn)確定為上述最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明另一例示性實(shí)施例，本發(fā)明提供設(shè)備的預(yù)測維修方法，上述設(shè)備的預(yù)測維修方法包括：在良好指標(biāo)生成部生成用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的良好指標(biāo)的步驟；在故障設(shè)備判斷部通過上述良好指標(biāo)判斷上述設(shè)備是否為故障設(shè)備及上述設(shè)備的故障類型的步驟；在故障設(shè)備預(yù)測部預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命或故障概率的步驟；以及在預(yù)測的上述剩余壽命為已設(shè)定值以下或者所預(yù)測的上述故障概率為已設(shè)定值以上的情況下，在第一警報(bào)部發(fā)生第一警報(bào)的步驟。

上述良好指標(biāo)包括：單變量指標(biāo)，由用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的一種變量形成；以及多變量指標(biāo)，由多個(gè)上述變量的組合而成。

可在生成上述良好指標(biāo)的步驟中，將在多個(gè)上述變量中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的變量選為上述單變量指標(biāo)。

可在生成上述良好指標(biāo)的步驟中，將在多個(gè)上述變量的組合中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的組合選為上述多變量指標(biāo)。

上述變量可以為呈現(xiàn)特定設(shè)備的狀態(tài)或工序條件的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的一種。

上述多個(gè)良好指標(biāo)各自已可以與一個(gè)以上的設(shè)備匹配。

可在判斷上述設(shè)備是否為故障設(shè)備及上述設(shè)備的故障類型的步驟中，在上述良好指標(biāo)超出已設(shè)定的管理線的情況下，將上述設(shè)備判斷為故障設(shè)備，并確認(rèn)在上述良好指標(biāo)中的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的種類，由此判斷上述設(shè)備的故障類型。

可在預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命或故障概率的步驟中，利用多元線性回歸、偏最小二乘、嶺、最小絕對(duì)收縮與選擇算子、平滑絕對(duì)偏差、極大極小凹罰函數(shù)、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，并導(dǎo)出將上述設(shè)備的剩余壽命作為因變量，將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命。

可在預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命或故障概率的步驟中，利用廣義線性模型、線性判別分析、二次判別分析、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，并導(dǎo)出將上述設(shè)備的故障與否作為因變量，將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的故障概率。

上述設(shè)備的預(yù)測維修方法還可包括利用已設(shè)定時(shí)間內(nèi)的上述設(shè)備的故障發(fā)生比例來發(fā)生第二警報(bào)的步驟。

可在發(fā)生上述第二警報(bào)的步驟中，考慮如下比例來生成一個(gè)以上的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，即，雖發(fā)生第二警報(bào)，但尚未發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“假警報(bào)率”)；以及尚未發(fā)生上述第二警報(bào)，但是已發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“遺漏率”)，利用上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)生成警報(bào)規(guī)則，當(dāng)滿足上述警報(bào)規(guī)則時(shí)發(fā)生上述第二警報(bào)。

上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)滿足如下的數(shù)學(xué)式1至數(shù)學(xué)式3中的任一種，

(數(shù)學(xué)式1)

w1×假警報(bào)率+w2×遺漏率

(其中，w1為關(guān)于假警報(bào)率的重要度的加權(quán)值系數(shù)，w2為關(guān)于遺漏率的重要度的加權(quán)值系數(shù))

(數(shù)學(xué)式2)

遺漏率s.t.假警報(bào)率≤α

(屬于假警報(bào)率滿足已設(shè)定的水平(α)以下的條件下的遺漏率)

(數(shù)學(xué)式3)

假警報(bào)率s.t.遺漏率≤β

(屬于遺漏率滿足已設(shè)定的水平(β)以下的條件下的假警報(bào)率)。

上述警報(bào)意味著k個(gè)上述良好指標(biāo)中的脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到k個(gè)以上，上述k值及k值為使上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的值最小化的值。

本發(fā)明還可包括考慮上述故障設(shè)備的修理費(fèi)用及更換上述故障設(shè)備所引起的機(jī)會(huì)成本來在維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的步驟。

在計(jì)算上述最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的步驟中，通過如下的數(shù)學(xué)式4或數(shù)學(xué)式5計(jì)算上述修理費(fèi)用，通過如下的數(shù)學(xué)式6計(jì)算上述機(jī)會(huì)成本。

(數(shù)學(xué)式4)

修理費(fèi)用＝(et+ti×t)×m×b

(其中，et為特定設(shè)備的預(yù)期修理時(shí)間，ti為單位時(shí)間內(nèi)的修理時(shí)間增加量，m為單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量，b為每生產(chǎn)一個(gè)所獲得的利潤，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)

(數(shù)學(xué)式5)

修理費(fèi)用＝(ec+ci×t)

(其中，ec為特定設(shè)備的預(yù)期修理費(fèi)用，ci為單位時(shí)間內(nèi)的修理費(fèi)用增加量，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)剩余壽命)

(數(shù)學(xué)式6)

機(jī)會(huì)成本＝(t-t)×v/l

(其中，v為特定設(shè)備的價(jià)格，l為平均壽命，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)。

可在計(jì)算上述最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的步驟中，將上述修理費(fèi)用及上述機(jī)會(huì)成本之和達(dá)到最小值的時(shí)間點(diǎn)確定為上述最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于過去設(shè)備的故障模式來建立預(yù)測模型，使用建立的模型來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，由此可預(yù)先預(yù)測設(shè)備故障。進(jìn)而，使用多變量分析工法來有效把握以往未把握的故障原因。

并且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在設(shè)備發(fā)生事故之前，通過客觀且統(tǒng)計(jì)性方法來向用戶發(fā)生警報(bào)，使得用戶建立維修計(jì)劃，同時(shí)可預(yù)先防止事故。

附圖說明

圖1為用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)的框圖。

圖2為示出通過本發(fā)明一實(shí)施例的剩余壽命預(yù)測部來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命的結(jié)果的圖表。

圖3為示出通過本發(fā)明一實(shí)施例的故障概率預(yù)測部來預(yù)測設(shè)備的故障概率的結(jié)構(gòu)的圖表。

圖4為通過第二警報(bào)部發(fā)生第二警報(bào)的情況下的例示圖。

圖5為用于說明通過本發(fā)明一實(shí)施例的維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的過程的圖。

圖6為用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備的預(yù)測維修方法的流程圖。

圖7為用于說明圖6的步驟s602中，選擇本發(fā)明一實(shí)施例的單變量指標(biāo)的方法的流程圖。

圖8為用于說明圖6的步驟s602中，選擇本發(fā)明一實(shí)施例的多變量指標(biāo)的方法的流程圖。

圖9為用于說明圖6的步驟s608中，本發(fā)明一實(shí)施例的第二警報(bào)部發(fā)生第二警報(bào)的方法的流程圖。

圖10為用于說明圖9的步驟s910的流程圖。

附圖標(biāo)記的說明

100：設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)

102：良好指標(biāo)生成部

104：故障設(shè)備判斷部

106：故障設(shè)備預(yù)測部

106-1：剩余壽命預(yù)測部

106-2：故障概率預(yù)測部

108：警報(bào)部

108-1：第一警報(bào)部

108-2：第二警報(bào)部

110：維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可具有多種變更并可具有多種實(shí)施例，在圖中例示特定實(shí)施例，并通過詳細(xì)的說明進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，這并非將本發(fā)明限定在特定實(shí)施形態(tài)，而是包括在本發(fā)明的思想及技術(shù)范圍中的所有變更、等同技術(shù)方案至替代技術(shù)方案。

在說明本發(fā)明的過程中，在判斷為對(duì)于與本發(fā)明相關(guān)的公知技術(shù)的具體說明使本發(fā)明的主旨不清楚的情況下，將省略對(duì)其的詳細(xì)說明。而且，后述的術(shù)語為考慮在本發(fā)明中的功能而定義的術(shù)語，上述術(shù)語的含義根據(jù)使用人員、運(yùn)用人員的意圖或慣例而發(fā)生改變。因此，其定義需要通過本說明書整體內(nèi)容為基礎(chǔ)下達(dá)。

本發(fā)明的技術(shù)思想通過發(fā)明要求保護(hù)范圍確定，以下實(shí)施例為用于向本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員說明得到進(jìn)步的本發(fā)明的技術(shù)思想的方案。

以下，參照附圖，說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。但是，這僅是例示性實(shí)施例，本發(fā)明并不局限于此。

圖1為用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)100的框圖。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備的預(yù)測維修系統(tǒng)100包括良好指標(biāo)生成部102、故障設(shè)備判斷部104、故障設(shè)備預(yù)測部106、警報(bào)部108及維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110。在本發(fā)明一實(shí)施例中，設(shè)備為用于制造特定產(chǎn)品(例如，家用電器、移動(dòng)設(shè)備、筆記本電腦、臺(tái)式電腦等)的設(shè)施、裝備、裝置等，例如，可以為化學(xué)氣相沉積(cvd，chemicalvapordeposition)裝備、馬達(dá)等。

良好指標(biāo)生成部102生成良好指標(biāo)(healthindicator)。良好指標(biāo)為呈現(xiàn)出各個(gè)設(shè)備的健康狀態(tài)的指標(biāo)，用于判斷各個(gè)設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)。良好指標(biāo)可包括：單變量指標(biāo)(univariateindicator)，由用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的一種變量形成；以及多變量指標(biāo)(multivariateindicator)，由多個(gè)上述變量的組合(例如，線性結(jié)合)而成。其中，構(gòu)成單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的變量可以為呈現(xiàn)出特定設(shè)備的狀態(tài)或工序條件的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的任一種。例如，單變量指標(biāo)可以為向第一設(shè)備(未圖示)的溫度、第一設(shè)備的壓力、第二設(shè)備(未圖示)輸入的電壓等，多變量指標(biāo)為這些變量的線性結(jié)合，例如，可以為a×溫度+b×壓力+c×電壓(其中，a、b、c為常數(shù))。另一方面，上述記述的變量僅是實(shí)施例，構(gòu)成單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的變量的種類并不局限于此。

具體說明良好指標(biāo)生成部102生成良好指標(biāo)的過程，首先，良好指標(biāo)生成部102可將在多個(gè)上述變量中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的變量選為上述單變量指標(biāo)。例如，在第一設(shè)備發(fā)生故障之前，第一設(shè)備的溫度改變已設(shè)定值，例如，改變1度以上，第一設(shè)備發(fā)生故障前后，改變已設(shè)定值，例如，3度以上的情況下，良好指標(biāo)生成部102可將第一設(shè)備的溫度選為與第一設(shè)備有關(guān)的單變量指標(biāo)。即，可以為用于第一設(shè)備的溫度判斷第一設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的良好指標(biāo)。或者，在第一設(shè)備的頻率在第一設(shè)備發(fā)生故障之前及第一設(shè)備發(fā)生故障前后分別改變已設(shè)定值以上的情況下，良好指標(biāo)生成部102可將第一設(shè)備的頻率選為與第一設(shè)備有關(guān)的單變量指標(biāo)。構(gòu)成單變量指標(biāo)的變量可參照模擬器或?qū)?yīng)設(shè)備的歷史等來決定。并且，良好指標(biāo)生成部102可對(duì)一個(gè)設(shè)備生成一個(gè)以上的單變量指標(biāo)之后，可使對(duì)應(yīng)設(shè)備和對(duì)應(yīng)單變量指標(biāo)相互匹配。

接著，良好指標(biāo)生成部102可將在多個(gè)上述變量的組合中，在設(shè)備發(fā)生故障之前發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，在設(shè)備發(fā)生故障前后發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的組合選擇為上述多變量指標(biāo)。例如，與第二設(shè)備有關(guān)的多個(gè)變量的組合a×溫度+b×壓力+c×電壓(其中，a、b、c為常數(shù))在第二設(shè)備發(fā)生故障之前改變已設(shè)定值，例如，3以上，在第二設(shè)備發(fā)生故障前后改變已設(shè)定值，例如，5以上的情況下，良好指標(biāo)生成部102可將對(duì)應(yīng)組合選為與第二設(shè)備有關(guān)的多變量指標(biāo)。構(gòu)成多變量指標(biāo)的變量的種類及常數(shù)值可參照模擬器或?qū)?yīng)設(shè)備的歷史等來確定。尤其，在存在對(duì)于設(shè)備的故障信息的情況下，良好指標(biāo)生成部102使用利用與設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的變量和故障信息的多變量生成方法(例如，偏最小二乘分析(partialleastanalysis)等)的來生成多變量指標(biāo)。在沒有對(duì)于設(shè)備的故障信息的情況下，良好指標(biāo)生成部102使用僅利用與設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的變量的多變量生成方法(主成分分析(principalcomponentanalysis)等)來生成多變量指標(biāo)。并且，良好指標(biāo)生成部102對(duì)一個(gè)設(shè)備生成一個(gè)以上的多變量指標(biāo)之后，可使對(duì)應(yīng)設(shè)備和對(duì)應(yīng)多變量指標(biāo)相互匹配。

另一方面，用于確定單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的上述“已設(shè)定值”使用經(jīng)驗(yàn)性分布或者在對(duì)應(yīng)設(shè)備中最能夠反映故障的變量的分布，或者利用重復(fù)取樣來進(jìn)行確定。并且，例如，在發(fā)生故障之前，利用tree分類算法、cusum算法等來確認(rèn)是否發(fā)生已設(shè)定值以上的變化，例如，在發(fā)生障礙前后，利用t-test、f-test、wilcoxtest等來確認(rèn)是否發(fā)生已設(shè)定值以上的變化。

故障設(shè)備判斷部104通過在良好指標(biāo)生成部102生成的良好指標(biāo)來判斷發(fā)生故障的設(shè)備及設(shè)備的故障類型。如上所述，良好指標(biāo)包括一個(gè)以上的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)，各個(gè)良好指標(biāo)與一個(gè)以上的設(shè)備已匹配。例如，第一設(shè)備與第一單變量指標(biāo)至第三單變量指標(biāo)及第一多變量指標(biāo)至第四多變量指標(biāo)已匹配。由此，故障設(shè)備判斷部104對(duì)良好指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控中，且在特定良好指標(biāo)(或在良好指標(biāo)中的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo))脫離已設(shè)定的管理線的情況下，可將對(duì)應(yīng)設(shè)備判斷為故障設(shè)備。其中，管理線為用于判斷是否為故障設(shè)備的基準(zhǔn)值，例如，與當(dāng)設(shè)備為正常設(shè)備時(shí)的良好指標(biāo)的平均相比，可存在與已設(shè)定值相應(yīng)的差異(例如，3σ、6σ等)。作為一例，與當(dāng)設(shè)備正常時(shí)的對(duì)應(yīng)良好指標(biāo)的平均相比，在良好指標(biāo)為3σ(其中，σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差)以上的情況下，故障設(shè)備判斷部104可將對(duì)應(yīng)設(shè)備判斷為故障設(shè)備。在此情況下，故障設(shè)備判斷部104確認(rèn)在對(duì)應(yīng)良好指標(biāo)中的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的種類，由此可判斷對(duì)應(yīng)設(shè)備的故障類型。在與溫度有關(guān)的單變量指標(biāo)包含在對(duì)應(yīng)良好指標(biāo)的情況下，故障設(shè)備判斷部104判斷為在良好指標(biāo)中的溫度為對(duì)應(yīng)設(shè)備的故障原因中的一種。另一方面，故障設(shè)備判斷部104均考慮單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)來判斷設(shè)備的故障有無及設(shè)備的故障類型。如上所述，在各個(gè)良好指標(biāo)包含一個(gè)故障的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)，因此，故障設(shè)備判斷部104同時(shí)對(duì)單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控來更加有效地判斷設(shè)備的故障有無及設(shè)備的故障類型。

故障設(shè)備預(yù)測部106預(yù)測設(shè)備的剩余壽命或故障概率。故障設(shè)備預(yù)測部106可包括剩余壽命預(yù)測部106-1及故障概率預(yù)測部106-2。剩余壽命預(yù)測部106-1預(yù)測設(shè)備的剩余壽命，故障概率預(yù)測部106-2可預(yù)測設(shè)備的故障概率。

圖2為示出通過本發(fā)明一實(shí)施例的剩余壽命預(yù)測部106-1來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命的結(jié)果的圖表。其中，橫軸為時(shí)間，縱軸為剩余壽命。

剩余壽命預(yù)測部106-1多元線性回歸、偏最小二乘、嶺、最小絕對(duì)收縮與選擇算子、平滑絕對(duì)偏差、極大極小凹罰函數(shù)、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，可導(dǎo)出將上述設(shè)備的剩余壽命作為因變量，將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的剩余壽命。剩余壽命預(yù)測部106-1可在這些模型中選擇具有最小預(yù)測誤差的模型，可使用所選擇的模型來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。

尤其，剩余壽命預(yù)測部106-1為因變量的連續(xù)，因此，利用如元線性回歸、偏最小二乘、嶺、最小絕對(duì)收縮與選擇算子、平滑絕對(duì)偏差、套袋、提升及隨機(jī)森林的回歸分析(regressionanalysis)方法來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。并且，在獨(dú)立變量為時(shí)間的情況下，剩余壽命預(yù)測部106-1利用如arima等的時(shí)間序列分析(time-seriesanalysis)方法來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命，在因變量為事件發(fā)生時(shí)間(time-to-event)的情況下，利用如指數(shù)分布、威布爾分布、邏輯斯諦分布、伽瑪分布、指數(shù)對(duì)數(shù)分布、生存曲線法及cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型等的生存分析(survivalanalysis)方法來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。剩余壽命預(yù)測部106-1利用上述多種方法，導(dǎo)出將設(shè)備的剩余壽命作為因變量，將在多個(gè)良好指標(biāo)中的一個(gè)以上作為獨(dú)立變量的模型，由此可更加有效且準(zhǔn)確地預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。并且，如下所述，在剩余壽命預(yù)測部106-1中預(yù)測的剩余壽命為已設(shè)定值以下的情況下，警報(bào)部108發(fā)生警報(bào)來使用戶預(yù)先準(zhǔn)備設(shè)備的維修。

圖3為示出通過本發(fā)明一實(shí)施例的故障概率預(yù)測部106-2來預(yù)測設(shè)備的故障概率的結(jié)果的圖表。其中，橫軸為時(shí)間，縱軸為故障概率。

故障概率預(yù)測部106-2利用廣義線性模型、線性判別分析、二次判別分析、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，并導(dǎo)出將上述設(shè)備的故障與否作為因變量，可將多個(gè)上述良好指標(biāo)中的一個(gè)以上作為獨(dú)立變量的模型，由此預(yù)測上述設(shè)備的故障概率。故障概率預(yù)測部106-2可在這些模型中選擇具有最小預(yù)測誤差的模型，使用所選擇的模型來預(yù)測設(shè)備的故障概率。

在獨(dú)立變量為時(shí)間的情況下，故障概率預(yù)測部106-2利用如arima等的時(shí)間序列分析(time-seriesanalysis)方法來預(yù)測設(shè)備的故障概率，因變量為時(shí)間發(fā)生時(shí)間的情況下，利用如指數(shù)分布、威布爾分布、邏輯斯諦分布、伽瑪分布、指數(shù)對(duì)數(shù)分布、生存曲線法及cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型等的生存分析方法來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。故障概率預(yù)測部106-2利用上述多種方法，導(dǎo)出將設(shè)備的故障概率為因變量，將多個(gè)良好指標(biāo)中的一個(gè)上作為獨(dú)立變量的模型，由此更加有效且準(zhǔn)確地預(yù)測設(shè)備的故障概率。并且，如下所述，在故障概率預(yù)測部106-2中預(yù)測的剩余壽命為已設(shè)定值以下的情況下，警報(bào)部108發(fā)生警報(bào)來使用戶預(yù)先準(zhǔn)備設(shè)備的維修。

重新參照?qǐng)D1，警報(bào)部108可考慮設(shè)備的剩余壽命、設(shè)備的故障概率及設(shè)備的故障發(fā)生比例中的一個(gè)以上來向用戶發(fā)生警報(bào)。如圖1所示，警報(bào)部108可包括第一警報(bào)部108-1及第二警報(bào)部108-2。

第一警報(bào)部108-1考慮在故障設(shè)備預(yù)測部106中預(yù)測的設(shè)備的剩余壽命或故障概率來發(fā)生第一警報(bào)。具體地，第一警報(bào)部108-1可在所預(yù)測的上述剩余壽命為已設(shè)定值以下或者所預(yù)測的上述故障概率為已設(shè)定值以上的情況下發(fā)生第一警報(bào)。例如，參照?qǐng)D2及圖3，第一警報(bào)部108-1在設(shè)備的剩余壽命為48小時(shí)以下或者設(shè)備的故障概率為0.7以上的情況下發(fā)生第一警報(bào)。由此，用戶在設(shè)備的壽命結(jié)束之前或發(fā)生故障之前可制訂設(shè)備的維修計(jì)劃，并可預(yù)先防止故障發(fā)生。另一方面，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，警報(bào)不僅包括通過揚(yáng)聲器等來向用戶發(fā)生警報(bào)通知，而且包括通過顯示裝置向用戶發(fā)生警報(bào)顯示。

并且，第二警報(bào)部108-2通過已設(shè)定時(shí)間內(nèi)的設(shè)備的故障發(fā)生比例來預(yù)測事故發(fā)生并發(fā)生的第二警報(bào)。其中，故障為設(shè)備不動(dòng)作或者非正常動(dòng)作而無法生產(chǎn)所需要的產(chǎn)品的狀態(tài)。通常，與故障發(fā)生有關(guān)的警報(bào)規(guī)則通過主觀性、一般性、經(jīng)驗(yàn)性方法來進(jìn)行選擇，或者這種警報(bào)規(guī)則很難作為警報(bào)規(guī)則，很難在變更警報(bào)規(guī)則之后運(yùn)營。由此，本發(fā)明實(shí)施例通過生成客觀、統(tǒng)計(jì)性的警報(bào)規(guī)則的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的生成來有效預(yù)測設(shè)備的故障發(fā)生。

首先，如以下表1所示，第二警報(bào)部108-2考慮在發(fā)生第二警報(bào)但未發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“假報(bào)警率”)和未發(fā)生第二警報(bào)但發(fā)生實(shí)際故障的情況下的比例(以下，稱之為“遺漏率”)來生成一個(gè)故障的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。

表1

上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)滿足以下的數(shù)學(xué)式1至數(shù)學(xué)式3中的任一種。

(數(shù)學(xué)式1)

w1×假警報(bào)率+w2×遺漏率

(其中，w1為關(guān)于假警報(bào)率的重要度的加權(quán)值系數(shù)，w2為關(guān)于遺漏率的重要度的加權(quán)值系數(shù))

(數(shù)學(xué)式2)

遺漏率s.t.假警報(bào)率≤α

(屬于假警報(bào)率滿足已設(shè)定的水平(α)以下的條件下的遺漏率)

(數(shù)學(xué)式3)

假警報(bào)率s.t.遺漏率≤β

(屬于遺漏率滿足已設(shè)定的水平(β)以下的條件下的假警報(bào)率)。

接著，第二警報(bào)部108-2生成使上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)最優(yōu)化的警報(bào)規(guī)則。其中，例如，警報(bào)規(guī)則可以意味著“最近(在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi))，k個(gè)的良好指標(biāo)中，脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)為k個(gè)以上”。只是，這僅是一個(gè)實(shí)施例，第二警報(bào)部108-2可生成多種警報(bào)規(guī)則。例如，第二警報(bào)部108-2可生成如下多種警報(bào)規(guī)則：“最近，l個(gè)的良好指標(biāo)中，增加或減少的數(shù)量為l個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則；“最近，m個(gè)的良好指標(biāo)中，從目標(biāo)值向一側(cè)傾斜的值為m個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則；“最近，n個(gè)的良好指標(biāo)中，因改變方向而而從管理線脫離的量為n個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則等多種警報(bào)規(guī)則。其中，為了說明的便利，舉例說明“最近(在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi))，k個(gè)良好指標(biāo)中，脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)k個(gè)以上”的良好規(guī)則。

此時(shí)，第二警報(bào)部108-2可計(jì)算使評(píng)價(jià)基準(zhǔn)值最小化的k值及k值(或l及1值、m及m值、n及n值)。

例如，在評(píng)價(jià)基準(zhǔn)為“假警報(bào)率s.t.遺漏率≤β”的情況下，最優(yōu)的警報(bào)規(guī)則可如下計(jì)算。

argmin(假警報(bào)率s.t.遺漏率≤β)

其中，在如假報(bào)警率的k和k存在多個(gè)的情況下，第二警報(bào)部108-2可將k+k最小的k值、k值選為警報(bào)規(guī)則的最終k值、k值，在k+k的組合存在多個(gè)的情況下，選擇最小的k。

例如，通過上述過程，當(dāng)以k＝5、k＝4進(jìn)行計(jì)算時(shí)，在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在5個(gè)良好指標(biāo)中，脫離管理線的良好指標(biāo)為4個(gè)以上的情況下，第二警報(bào)部108-2可發(fā)生第二警報(bào)。即，第二警報(bào)部108-2生成一個(gè)以上的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，并生成使評(píng)價(jià)基準(zhǔn)最優(yōu)化的警報(bào)規(guī)則，在設(shè)備的故障發(fā)生比例滿足警報(bào)規(guī)則的情況下，可發(fā)生第二警報(bào)。由此，符合產(chǎn)品或設(shè)備的特性預(yù)測故障發(fā)生來發(fā)生最優(yōu)化的警報(bào)。

圖4為通過第二警報(bào)部108-2發(fā)生第二警報(bào)的情況下的例示圖。如圖4的(a)所示，第二警報(bào)部108-2考慮假警報(bào)率及遺漏率來生成一個(gè)以上的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，并生成使評(píng)價(jià)基準(zhǔn)最優(yōu)化的警報(bào)規(guī)則。通過上述過程，第二警報(bào)部108-2可計(jì)算警報(bào)規(guī)則的k值及k值，其中，假設(shè)k＝5、k＝4。

之后，如圖4的(b)所示，第二警報(bào)部108-2可在滿足警報(bào)規(guī)則的a區(qū)間(5個(gè)良好指標(biāo)中，所發(fā)現(xiàn)的脫離管理線的良好指標(biāo)為4個(gè)以上)發(fā)生第二警報(bào)。其中，即，在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在脫離管理線的良好指標(biāo)的比例為80％以上的情況下，第二警報(bào)部108-2可發(fā)生第二警報(bào)。

重新參照?qǐng)D1，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110考慮故障設(shè)備的修理費(fèi)用及更換故障設(shè)備所引起的機(jī)會(huì)成本來計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。其中，修理費(fèi)用為隨著時(shí)間的流逝，因設(shè)備的修理期間及缺陷變得嚴(yán)重而發(fā)生的損害，機(jī)會(huì)成本為完全使用設(shè)備的壽命而獲得的利潤。

首先，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110通過之后的數(shù)學(xué)式4或數(shù)學(xué)式5計(jì)算故障設(shè)備的修理費(fèi)用。

(數(shù)學(xué)式4)

修理費(fèi)用＝(et+ti×t)×m×b

(其中，et為特定設(shè)備的預(yù)期修理時(shí)間，ti為單位時(shí)間內(nèi)的修理時(shí)間增加量，m為單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量，b為每生產(chǎn)一個(gè)所獲得的利潤，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)

(數(shù)學(xué)式5)

修理費(fèi)用＝(ec+ci×t)

(其中，ec為特定設(shè)備的預(yù)期修理費(fèi)用，ci為單位時(shí)間內(nèi)的修理費(fèi)用增加量，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)剩余壽命)

并且，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110通過之后的數(shù)學(xué)式6來計(jì)算設(shè)備的機(jī)會(huì)成本。

(數(shù)學(xué)式6)

機(jī)會(huì)成本＝(t-t)×v/l

(其中，v為特定設(shè)備的價(jià)格，l為平均壽命，t＝0，……t，t為發(fā)生第一警報(bào)時(shí)的剩余壽命)。

維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110可將故障設(shè)備的修理費(fèi)用及機(jī)會(huì)成本之和達(dá)到最小值的時(shí)間點(diǎn)確定為最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。

圖5為用于說明通過本發(fā)明一實(shí)施例的維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110來計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)的過程的圖。如圖5所示，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110通過上述數(shù)學(xué)式4至數(shù)學(xué)式6來計(jì)算故障設(shè)備的修理費(fèi)用及機(jī)會(huì)成本并計(jì)算修理費(fèi)用及機(jī)會(huì)成本之和達(dá)到最小值的時(shí)間點(diǎn)b。由此，圖5的b可以為最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。

圖6為用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的設(shè)備的預(yù)測維修方法的流程圖。

首先，良好指標(biāo)生成部102生成用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的良好指標(biāo)(步驟s602)。如上所述，良好指標(biāo)包括由用于判斷設(shè)備的正常狀態(tài)或故障狀態(tài)的一個(gè)變量形成的單變量指標(biāo)，及由多個(gè)變量組合而成的多變量指標(biāo)。其中，變量可以為與特定設(shè)備的相應(yīng)的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的任一種。參照?qǐng)D7及圖8，具體說明良好指標(biāo)生成部102生成單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)的方法。

接著，故障設(shè)備判斷部104通過良好指標(biāo)判斷對(duì)應(yīng)設(shè)備是否為故障設(shè)備以及對(duì)應(yīng)設(shè)備的故障類型(步驟s604)。在良好指標(biāo)生成部102中生成的良好指標(biāo)分別與一個(gè)以上的設(shè)備已匹配，因此，故障設(shè)備判斷部104對(duì)良好指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控并簡單判斷發(fā)生故障的設(shè)備。并且，故障設(shè)備判斷部104確認(rèn)被判斷為故障設(shè)備的良好指標(biāo)中的單變量指標(biāo)及多變量指標(biāo)內(nèi)的變量，由此還可簡單判斷故障設(shè)備的故障類型。即，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可使用多變量分析工法來有效把握之前未把握的故障原因。

接著，故障設(shè)備預(yù)測部106預(yù)測故障設(shè)備的剩余壽命或故障概率(步驟s606)。如上所述，故障設(shè)備預(yù)測部106可包括剩余壽命預(yù)測部106-1及故障概率預(yù)測部106-2。

剩余壽命預(yù)測部106-1利用多元線性回歸、偏最小二乘、嶺、最小絕對(duì)收縮與選擇算子、平滑絕對(duì)偏差、極大極小凹罰函數(shù)、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，導(dǎo)出將設(shè)備的剩余壽命作為因變量并將多個(gè)良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此可預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。剩余壽命預(yù)測部106-1在這些模型中可選擇具有最小預(yù)測誤差的模型，使用所選擇的模型來預(yù)測設(shè)備的剩余壽命。并且，故障概率預(yù)測部106-2利用廣義線性模型、線性判別分析、二次判別分析、支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的支持向量機(jī)、套袋、提升及隨機(jī)森林中的至少一種，導(dǎo)出將設(shè)備的故障與否為因變量并將多個(gè)良好指標(biāo)中的一種以上作為獨(dú)立變量的模型，由此可預(yù)測設(shè)備的障礙概率。故障概率預(yù)測部106-2在這些模型中可選擇具有最小誤差的模型，使用所選擇的模型來預(yù)測設(shè)備的故障概率。

接著，警報(bào)部108考慮在設(shè)備的剩余壽命、故障概率及發(fā)生比例中的一種以上來向用戶發(fā)生警報(bào)(步驟s608)。如上所述，警報(bào)部108可包括第一警報(bào)部108-1及第二警報(bào)部108-2。

第一警報(bào)部108-1考慮在故障設(shè)備預(yù)測部106中預(yù)測的設(shè)備的剩余壽命或故障概率來發(fā)生第一警報(bào)。具體地，第一警報(bào)部108-1在故障設(shè)備預(yù)測部106中預(yù)測的設(shè)備的剩余壽命為已設(shè)定值或者所預(yù)測的設(shè)備的故障概率為已設(shè)定值以上的情況下發(fā)生第一警報(bào)。由此，用戶可在設(shè)備的壽命結(jié)束之前或者發(fā)生故障之前制訂設(shè)備的維修計(jì)劃并預(yù)先防止事故的發(fā)生。

并且，第二警報(bào)部108-2通過在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)的設(shè)備的故障發(fā)生比例來預(yù)測事故發(fā)生病發(fā)生第二警報(bào)。參照?qǐng)D9及圖10，具體說明第二警報(bào)部108-2發(fā)生第二警報(bào)的方法。

最后，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110考慮故障設(shè)備的修理費(fèi)用及更換故障設(shè)備所引起的機(jī)會(huì)成本來計(jì)算最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)(步驟s610)。維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110通過上述說明的數(shù)學(xué)式4或數(shù)學(xué)式5來計(jì)算故障設(shè)備的修理費(fèi)用，通過數(shù)學(xué)式6計(jì)算故障設(shè)備的機(jī)會(huì)成本。之后，維修時(shí)間點(diǎn)計(jì)算部110可將故障設(shè)備的修理費(fèi)用及機(jī)會(huì)成本之和最小的時(shí)間點(diǎn)確定為最優(yōu)維修時(shí)間點(diǎn)。另一方面，雖然在此說明在步驟s608之后執(zhí)行步驟s610，但步驟s608及步驟s610為分別獨(dú)立的步驟，即使同時(shí)執(zhí)行或在步驟s610之后執(zhí)行步驟s608也無妨。

圖7為用于說明在圖6的步驟s602中，選擇本發(fā)明一實(shí)施例的單變量指標(biāo)的方法的流程圖。

首先，良好指標(biāo)生成部102可從配置于設(shè)備的內(nèi)部或附近的多個(gè)傳感器(例如，溫度傳感器、壓力傳感器等)接收多個(gè)輸入數(shù)據(jù)xi中的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)x1(步驟s702、步驟s704)。其中，輸入數(shù)據(jù)xi可以為對(duì)于與特定設(shè)備相應(yīng)的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的任一個(gè)的變量。

接著，良好指標(biāo)生成部102對(duì)輸入數(shù)據(jù)x1進(jìn)行監(jiān)控并確認(rèn)在設(shè)備的故障之前是否發(fā)生已設(shè)定值以上的變化(步驟s706)。例如，在輸入數(shù)據(jù)x1為與第一設(shè)備的溫度有關(guān)的變量的情況下，良好指標(biāo)生成部102可在設(shè)備發(fā)生故障之前監(jiān)控輸入數(shù)據(jù)x1是否變?yōu)橐言O(shè)定值以上，例如，變化1度以上。

在輸入數(shù)據(jù)x1變化已設(shè)定值以上的情況下，良好指標(biāo)生成部102對(duì)輸入數(shù)據(jù)x1進(jìn)行監(jiān)控并確認(rèn)在設(shè)備發(fā)生故障之前是否改變已設(shè)定值以上(步驟s708)。例如，良好指標(biāo)生成部102可在設(shè)備發(fā)生故障之后確認(rèn)輸入數(shù)據(jù)x1是否改變已設(shè)定值以上，例如，3度以上。

在上述步驟s706及步驟s708中，在均發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的情況下，良好指標(biāo)生成部102將對(duì)應(yīng)輸入數(shù)據(jù)x1選為單變量指標(biāo)(ui)(步驟s710)。

之后，良好指標(biāo)生成部102逐漸在i增加1(只是，i≤p)并從之前步驟s704反復(fù)進(jìn)行步驟(步驟s712、步驟s716)。并且，在步驟s706及步驟s708步驟中的至少一個(gè)步驟中，在不發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的情況下，逐漸在i增加1(只是，i≤p)并從之前步驟s704反復(fù)進(jìn)行步驟。

在步驟s716，在不滿足i≤p的情況下，將至今選擇的單變量指標(biāo)選為最終單變量指標(biāo)(步驟s714)。另一方面，步驟s706及步驟s708中，已設(shè)定值使用經(jīng)驗(yàn)性分布或者在對(duì)應(yīng)設(shè)備中最能夠反映故障的變量的分布，或者利用重復(fù)取樣來進(jìn)行確定。

圖8為用于說明在圖6的步驟s602中，選擇本發(fā)明一實(shí)施例的多變量指標(biāo)的方法的流程圖。

首先，良好指標(biāo)生成部102可接收在使用pca、偏最小二乘等來以多個(gè)變量的組合形成的多個(gè)輸入數(shù)據(jù)(si)中的一個(gè)輸入數(shù)據(jù)s1(步驟s802、步驟s804)。其中，變量可以為與特定設(shè)備相應(yīng)的溫度、壓力、電壓、電流、速度及張力中的一種，例如，輸入數(shù)據(jù)si可以為a×溫度+b×壓力+c×電壓(其中，a、b、c為常數(shù))。

接著，良好指標(biāo)生成部102對(duì)輸入數(shù)據(jù)s1進(jìn)行監(jiān)控并確認(rèn)在設(shè)備的障礙之前是否發(fā)生已設(shè)定值以上的變化(步驟s806)。

在輸入數(shù)據(jù)s1變?yōu)橐言O(shè)定值以上的情況下，良好指標(biāo)生成部102對(duì)輸入數(shù)據(jù)s1進(jìn)行監(jiān)控并確認(rèn)在設(shè)備發(fā)生故障前后是否發(fā)生設(shè)定值以上的變化(步驟s808)。

在上述步驟s806及步驟s808中，在均發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的情況下，良好指標(biāo)生成部102將對(duì)應(yīng)輸入數(shù)據(jù)s1選為多變量指標(biāo)(mi)(步驟s810)。

之后，良好指標(biāo)生成部102逐漸在i增加1(只是，i≤q)并從之前步驟s804反復(fù)進(jìn)行步驟(步驟s812、步驟s816)。并且，在步驟s806及步驟s808中，在至少一個(gè)步驟中未發(fā)生已設(shè)定值以上的變化的情況下，逐漸在i增加1(只是，i≤q)并從之前步驟s804反復(fù)進(jìn)行步驟。

在步驟s816中，在不滿足i≤q的情況下，將至今選擇的多變量指標(biāo)選為最終多變量指標(biāo)(步驟s814)。另一方面，步驟s806及步驟s808中，已設(shè)定值使用經(jīng)驗(yàn)性分布或者在對(duì)應(yīng)設(shè)備中最能夠反映故障的變量的分布，或者利用重復(fù)取樣來進(jìn)行確定。

圖9為在圖6的步驟s608中，用于說明本發(fā)明一實(shí)施例的第二警報(bào)部108-2發(fā)生第二警報(bào)的方法的流程圖。

首先，第二警報(bào)部108-2選擇警報(bào)對(duì)象指標(biāo)及候補(bǔ)警報(bào)規(guī)則(步驟s902)。其中，警報(bào)對(duì)象指標(biāo)為在多個(gè)良好指標(biāo)中用于發(fā)生第二警報(bào)的良好指標(biāo)，例如，可以為與故障設(shè)備相匹配的良好指標(biāo)。并且，例如，候補(bǔ)警報(bào)規(guī)則可包括“在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在k個(gè)良好指標(biāo)中，脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)為k個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則、“在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在l個(gè)良好指標(biāo)中，增加或減少的良好指標(biāo)為1個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則、“在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在m個(gè)良好指標(biāo)中，從目標(biāo)值傾向一側(cè)的良好指標(biāo)為m個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則、“在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在n個(gè)良好指標(biāo)中，因改變方向而從管理線脫離的良好指標(biāo)為n個(gè)以上”的警報(bào)規(guī)則等。

第二警報(bào)部108-2判斷是否存在與對(duì)應(yīng)設(shè)備有關(guān)的故障歷史(步驟s904)，在存在故障歷史的情況下，選擇判斷基準(zhǔn)(步驟s906)。評(píng)價(jià)基準(zhǔn)可滿足如上所述的數(shù)學(xué)式1至數(shù)學(xué)式3中的任一種。其中，為了說明的便利性，選擇第二警報(bào)部108-2滿足數(shù)學(xué)式2的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)。

接著，第二警報(bào)部108-2選擇管理線(步驟s908)。其中，管理線為用于區(qū)分正常設(shè)備和故障設(shè)備的基準(zhǔn)線，根據(jù)對(duì)應(yīng)良好指標(biāo)的種類發(fā)生改變。例如，第二警報(bào)部108-2使用經(jīng)驗(yàn)性分布或者利用或者重復(fù)取樣來選擇管理線。參照?qǐng)D4的b，示出管理線的例示。在步驟s904中，在沒有故障歷史的情況下，第二警報(bào)部108-2省略步驟s906并直接選擇管理線。在此情況下，沒有評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，因此，在后述的步驟s912中，僅可使用k+k值最小的條件。在k+k的組合為多個(gè)的情況下，僅使用k值為最小的條件。

接著，第二警報(bào)部108-2適用可考慮的候補(bǔ)警報(bào)規(guī)則(步驟s910)。例如，在警報(bào)規(guī)則為“在已設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，在k個(gè)良好指標(biāo)中，脫離已設(shè)定的管理線的良好指標(biāo)為k個(gè)以上”的情況下，第二警報(bào)部108-2對(duì)上述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)依次適用至(k、k)(1、1)、(1、2)、(1、3)、……(k、k)＝(100、100)的值。對(duì)此，參照?qǐng)D10進(jìn)行具體說明。

接著，第二警報(bào)部108-2使評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的值最小化并找出k+k值最小化的k、k值(以下，稱之為k^×、k^×)，并將具有k^×、k^×的警報(bào)規(guī)則選擇為最優(yōu)警報(bào)規(guī)則(s912、s914)。

最后，在滿足在步驟s914中選擇的最優(yōu)警報(bào)規(guī)則的情況下，第二警報(bào)部108-2發(fā)生第二警報(bào)(步驟s916)。

圖10為用于說明圖9的步驟s910的流程圖。

首先，在假定k＝1、k＝1之后，第二警報(bào)部108-2在k≤100的條件下，判斷是否滿足k≤k(步驟s1002、步驟s1004、步驟s1006、步驟s1008)。

在不滿足k≤k的情況下，第二警報(bào)部108-2逐漸在k增加1的情況下從步驟s1004反復(fù)進(jìn)行之前步驟(步驟s1010)。

在滿足k≤k的情況下，第二警報(bào)部108-2對(duì)當(dāng)前k值、k值計(jì)算假報(bào)警率及遺漏率(步驟s1012)。第二警報(bào)部108-2通過將特定數(shù)量的設(shè)備(例如，100個(gè))作為樣品來把握發(fā)生第二警報(bào)的情況和發(fā)生實(shí)際事故的情況，來計(jì)算對(duì)于之前選擇的管理線的假報(bào)警率及遺漏率。并且，利用模擬器來計(jì)算假報(bào)警率及遺漏率。

接著，第二警報(bào)部108-2在每次在k增加1的過程中從步驟s1008反復(fù)之前步驟(步驟s1014)。

在步驟s1006中，不再滿足k≤100的情況下，第二警報(bào)部108-2完成適用候補(bǔ)警報(bào)規(guī)則(步驟s1016)。通過上述過程，均可適用對(duì)于k1～k＝100及k＝1～k＝100的候補(bǔ)警報(bào)規(guī)則。另一方面，在此，為了說明的便利性，將(k、k)＝(100、100)假設(shè)為k、k的最大值，但是，這僅是一個(gè)實(shí)施例，k、k的最大值并不局限于此。

以上，通過代表性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)范圍可在不超出本發(fā)明的范疇的范圍內(nèi)可進(jìn)行多種變形。因此，本發(fā)明的發(fā)明要求保護(hù)范圍并不局限于所說明的實(shí)施例，而是通過后述的發(fā)明要求保護(hù)范圍及與上述發(fā)明要求保護(hù)范圍等同的內(nèi)容。