[發(fā)明專利]作業(yè)機械的學(xué)習(xí)診斷系統(tǒng)、狀態(tài)診斷裝置及狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080008342.8
• 申請日: 2010-02-19
• 公開（公告）號: CN102326066A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鈴木英明;古野義紀(jì);荒木憲司;中村浩三;湯田晉也;高橋廣考
• 申請（專利權(quán)）人: 日立建機株式會社
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;E02F9/26
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對液壓挖掘機等作業(yè)機械的異常進(jìn)行檢測的作業(yè)機械的學(xué)習(xí)診斷系統(tǒng)、狀態(tài)診斷裝置及狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置。

背景技術(shù)

在礦山等運轉(zhuǎn)的大型液壓挖掘機等的工程機械或其他作業(yè)機械中，有時要求一天24小時幾乎不停地連續(xù)運轉(zhuǎn)365天，需要在異常停止前預(yù)先通過維護(hù)作業(yè)將機器保持在萬全的狀態(tài)。一般地，專門的維護(hù)人員定期地通過檢修作業(yè)實施檢修，檢查是否有異常的地方，并在發(fā)現(xiàn)異常的情況下，進(jìn)行必要的維護(hù)作業(yè)，由此維持良好的機器狀態(tài)。

另一方面，為實施檢修維護(hù)作業(yè)，需要使機器停止，因此，對于想要連續(xù)運轉(zhuǎn)的使用者來說，只要機器狀態(tài)良好就不會進(jìn)行檢修維護(hù)作業(yè)，檢修維護(hù)作業(yè)成為運營的障礙。

由此，開發(fā)了一種異常診斷技術(shù)，使用各種傳感器測定機械的狀態(tài)，監(jiān)視是否存在異常。通過異常診斷技術(shù)能夠在故障停止前檢測出異常，盡早實施維護(hù)對策，由此，能夠防患機器故障于未然。

作為以往的異常診斷技術(shù)，例如有專利文獻(xiàn)1及2記載的發(fā)明。專利文獻(xiàn)1記載的異常診斷技術(shù)，在正常情況下，將控制指令值和各種傳感器值的關(guān)系作為靜態(tài)特性函數(shù)及包含函數(shù)(including?function)導(dǎo)出及鑒別，在實際操作中通過這些靜態(tài)特性函數(shù)及包含函數(shù)判定異常。專利文獻(xiàn)2記載的異常診斷技術(shù)是輸入傳感器值及其微分值而形成自組織映射(Self-organized?map)，在實際操作中使用該自組織映射識別工程機械的動作。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平9-292918號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-25351號公報

關(guān)于用于異常診斷的診斷算法的開發(fā)，雖然機械制造商經(jīng)過認(rèn)真的研究，但因算法開發(fā)的難度，存在不能進(jìn)行適當(dāng)判定的案例。難以進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐卸ǖ睦碛稍谟?，進(jìn)行算法開發(fā)時的實驗環(huán)境和使用機械的用戶所處的使用環(huán)境以及使用方式不同。

對此，提出了從實際環(huán)境下的測量結(jié)果進(jìn)行判定的發(fā)明。在專利文獻(xiàn)1中，控制指令值和各種傳感器值的關(guān)系通過靜態(tài)特性函數(shù)及包含函數(shù)判定。但是，作為靜態(tài)特性函數(shù)或包含函數(shù)而示出的實例只有一個，沒有示出如何對于各種執(zhí)行機構(gòu)和傳感器使用怎樣的函數(shù)來構(gòu)成為好，不能明確是否對于各種動作模式都能夠適用。

在專利文獻(xiàn)2中，提出了通過輸入傳感器值及其微分值而形成的自組織映射來對動作狀態(tài)進(jìn)行鑒別的發(fā)明。根據(jù)該發(fā)明，關(guān)于各動作狀態(tài)的鑒別進(jìn)行了說明，但沒有公開各動作狀態(tài)間的過渡時(過渡動作狀態(tài))的診斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明鑒于以上的問題點而研發(fā)，其目的是提供作業(yè)機械的學(xué)習(xí)診斷系統(tǒng)、狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置及狀態(tài)診斷裝置，能夠?qū)τ诟鞣N傳感器信息廣泛地進(jìn)行作業(yè)機械的異常診斷，并且，在動作狀態(tài)間的過渡狀態(tài)即過渡動作狀態(tài)下，也能夠進(jìn)行異常診斷，由此能夠防患作業(yè)機械的故障于未然。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的作業(yè)機械的學(xué)習(xí)診斷系統(tǒng)，將在機身具有作業(yè)機的作業(yè)機械的狀態(tài)量通過傳感器進(jìn)行檢測并作為運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)輸入，使用該運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作業(yè)機械的動作狀態(tài)的異常檢測，其特征在于，具有：狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置，將輸入的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)分類成作業(yè)機械的動作狀態(tài)處于穩(wěn)定動作狀態(tài)時的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和處于過渡動作狀態(tài)時的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，基于該分類的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行所述作業(yè)機械的動作狀態(tài)的學(xué)習(xí)，并生成分別包含容許誤差的穩(wěn)定狀態(tài)信息及過渡狀態(tài)信息；狀態(tài)診斷裝置，使用輸入的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)和所述狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置中生成的包含容許誤差的穩(wěn)定狀態(tài)信息，識別與輸入的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)的作業(yè)機械的動作狀態(tài)是穩(wěn)定動作狀態(tài)還是過渡動作狀態(tài)，并進(jìn)行穩(wěn)定動作狀態(tài)下的異常判定，并且使用所述狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置中生成的包含容許誤差的過渡狀態(tài)信息進(jìn)行所述識別的過渡動作狀態(tài)下的異常判定。

這樣，狀態(tài)診斷裝置使用狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置中生成的分別包含容許誤差的穩(wěn)定狀態(tài)信息及過渡狀態(tài)信息進(jìn)行診斷，從而能夠?qū)τ诟鞣N傳感器信息廣泛地進(jìn)行作業(yè)機械的異常診斷。

另外，狀態(tài)學(xué)習(xí)裝置將運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)分類成作業(yè)機械處于穩(wěn)定動作狀態(tài)時的數(shù)據(jù)和處于過渡動作狀態(tài)時的數(shù)據(jù)，并生成穩(wěn)定狀態(tài)信息和過渡狀態(tài)信息，狀態(tài)診斷裝置識別該穩(wěn)定動作狀態(tài)和過渡動作狀態(tài)并進(jìn)行異常判定，由此，不僅能夠進(jìn)行穩(wěn)定動作狀態(tài)下的異常診斷，在動作狀態(tài)間的過渡狀態(tài)即過渡動作狀態(tài)下，也能夠進(jìn)行異常診斷，能夠防患作業(yè)機械的故障于未然。