[發明專利]故障預警系統

無效

• 申請號: 201310084118.2
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN104049037A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 方炫棋;呂健羽;邱奕豪;周承康
• 申請（專利權）人: 東莞富強電子有限公司;正崴精密工業股份有限公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G10L25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種儀器設備的故障預警系統，尤指一種以聲紋辨識判斷儀器設備是否發生異常的故障預警系統。?

背景技術

為了達到大量生產的目的，在生產在線會使用各種的儀器設備來制造生產，然而無論何種儀器設備在長時間的運轉之下都會發生機械老化疲乏的現象。當儀器設備發生老化疲乏的現象之后將會使產品的良率下降，若未能及時察覺維修而讓機臺持續運轉下甚至會使機臺及其中的模具損傷故障，造成整條生產線嚴重的損失。?

因此，若能在生產用的儀器設備發生嚴重故障之前實時察覺，并在故障仍屬輕微的情形下及早停機修復檢查，將可有效的把損失降到最低。?

現今市面上雖有各種故障檢測方式，例如針對模具內部進行的影像檢查、壓力檢測、溫度檢測、合模壓力檢測等，或是針對儀器設備進行的機械震動強度偵測，但以上各種檢測方式均只針對單一種特定的物理量進行監控，當工具機臺的加工方式及種類不同時就必須重新設計監控的物理量。且此類既有的檢測裝置無法對儀器設備與模具之間互相配合作動的情況進行偵測。因此當故障的狀況未對上述檢測監控的物理量造成影響時，便難以發揮早期預警的效果了。?

以塑料射出成形機為例，當射出成形機中的模具發生輕微變形的異狀時，對于射料的壓力、溫度或合模壓力并不會有明顯的改變。因此難以用目前既有的檢測方式判斷這類的異常，而多半是檢測到產品上的缺陷后才會停機對機臺及模具進行檢修，然確已造成產在線嚴重的損失。?

有鑒于上述缺點，實有必要對現有的故障預警系統加以改進，提供一種可以更廣泛的察覺不同異常狀況的故障預警系統。?

發明內容

本發明的目的在提供一種能夠監控各式不同儀器設備，以及各種不同異常狀況的故障預警系統。在機臺發生故障的初期便能夠發出警告通知相關人員，及早將出狀況的機臺停機維修。?

為達上述目的，本發明的故障預警系統系監聽機臺運作聲音的方式，以實時監控機臺的各種異常狀況，其中包括：一訊號總線，在故障預警系統內傳遞數據以及控制邏輯；一收音裝置，與訊號總線連接并持續接收機臺運轉時產生的運作聲音；一聲音處理單元，與訊號總線連接以將收音裝置取得的運作聲音轉換為語音特征向量；一儲存單元，與訊號總線連接并將語音特征向量儲存為歷史數據；一比對單元，與訊號總線連接并將實時的語音特征向量與儲存于儲存單元中的歷史數據比對，以判斷機臺是否產生異狀；以及一預警單元，與訊號總線連接并在判斷出機臺發生異常時向監控人員發出異常警告。?

在一較佳實施例中，所述收音裝置設為一指向性麥克風，而所述預警單元設為一顯示器。?

本發明的故障預警方法詳細步驟如下：?

首先，以麥克風對正常運作中的機臺進行收音，接收正常運轉時的運作聲音，并經聲音處理單元轉換為對照語音特征向量后儲存于儲存單元之中，建立歷史數據庫；持續以收音裝置對運作中的機臺進行收音，以取得機臺工作時的運作聲音；將運作聲音經聲音處理單元轉換為語音特征向量，并與歷史數據庫中的歷史數據比對；以及當語音特征向量與歷史數據比對的結果機臺異常時，將語音特征向量存入歷史數據庫中并透過預警單元向監控人員發出異常警告。

在一較佳實施例中，將運作聲音轉換為語音特征向量的步驟包含：對運作聲音進行端點偵測，取出有聲段數據；將有聲段資料音框化，使有聲段資料分割為許多短時距的音框，各個音框中均包含一小段聲音數據；對音框中的聲音數據進行預強調處理，使聲音數據通過濾波器以強調音框中所需頻率的共振峰值，并消除其他的噪聲；對音框中的聲音數據加上窗；對窗化的音框進行快速傅立葉變換，使聲音數據由時域轉換至頻域；利用梅爾濾波器組及離散余弦轉換求取各個音框中聲音數據的梅爾倒頻譜系數及語音特征向量。?

在一較佳實施例中，比對語音特征向量與歷史數據的方式是以動態時間校正方式計算，判斷待測語音特征向量與歷史數據中機臺正常運作時的語音特征向量的差異程度。?

在另一較佳實施例中，故障預警方法的步驟進一步包含當語音特征向量與歷史數據比對的結果顯示機臺異常時，將工作機臺自動停機，并且將語音特征向量與機臺異常時的歷史數據比對以判斷機臺異常的原因。?

在另一較佳實施例中，故障預警方法的步驟進一步包含當語音特征向量與歷史數據比對的結果顯示機臺正常運作時，將語音特征向量存入歷史數據庫中。?

在一較佳實施例中，將音框加上窗的步驟中采用漢明窗，以加強音框左右兩端資料的連續性。?