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JP7239377B2 - Machine learning device, failure prediction device, control device, and printed circuit board - Google Patents
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Machine learning device, failure prediction device, control device, and printed circuit board Download PDF

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Description

本発明は、機械学習装置、故障予測装置、制御装置、及びプリント板に関する。 The present invention relates to a machine learning device, a failure prediction device, a control device, and a printed circuit board.

プリント板上のIC(Integrated Circuit)やコンデンサ等の部品は、半田付けによってPWB(Printed Wiring Board)と接合されている。
接合された箇所(以下、「半田接合部」という)は、プリント板に加わる応力や振動等によるひずみの影響により、ひびが入ったり、プリント板側のパッドが剥がれたりする。この半田接合部の不良が、例えば、工作機械を制御する制御装置のプリント板の重要な部分、例えば、CPU(Central Processing Unit)等で発生すると、CNC(Computerized Numerical Control)が動作不良を起こしてしまう。そして、工作機械による加工が停止し、ダウンタイムが発生してしまう。なお、ひずみの要因には、工作機械の加工中の振動、工作機械のドアの開閉時の衝撃、プリント板の熱変形等がある。
そこで、プリント板上の部品における半田接合部の不良の発生を検出する技術が知られている。例えば、特許文献1、2参照。
Components such as ICs (Integrated Circuits) and capacitors on printed boards are joined to PWBs (Printed Wiring Boards) by soldering.
A jointed portion (hereinafter referred to as a "solder joint") may crack or peel off a pad on the printed board side due to stress applied to the printed board or distortion due to vibration or the like. If this solder joint defect occurs in, for example, an important part of a printed circuit board of a control device that controls a machine tool, such as a CPU (Central Processing Unit), a CNC (Computerized Numerical Control) malfunctions. put away. Then, machining by the machine tool stops and downtime occurs. Factors of distortion include vibration during machining of the machine tool, impact when opening and closing the door of the machine tool, thermal deformation of the printed board, and the like.
Therefore, a technique is known for detecting the occurrence of defective solder joints in components on printed boards. See Patent Documents 1 and 2, for example.

特開2008-140800号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-140800 特開2005-265579号公報JP-A-2005-265579

しかしながら、プリント板において測定されたひずみ量から、半田接合部の不良の発生を検出することができても、その予兆を検知することは困難な場合がある。 However, even if it is possible to detect the occurrence of defects in the solder joints from the amount of strain measured on the printed board, it is sometimes difficult to detect the signs of such defects.

そこで、半田接合部の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部の不良の予兆を検知することが望まれている。 Therefore, it is desired to detect a sign of a defective solder joint before the CNC malfunctions during processing due to the defective solder joint.

(1)本開示の機械学習装置の一態様は、産業機械を制御する制御装置に実装される任意のプリント板において、故障した日までの所定期間より長い第1期間に亘って測定された前記プリント板が実装された環境の状態を示す状態データを用いて、前記故障した日を上限とし前記故障した日から所定期間前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして前記第1期間より短い第2期間を過去に遡った範囲の状態データの集合を、各基点日の状態データとして抽出し、抽出した複数の前記基点日の状態データを入力データとして生成する入力データ生成部と、複数の前記基点日の状態データのうち、前記故障した日から前記第2期間の長さ以下の第3期間に含まれる状態データを少なくとも1つ含む場合、前記基点日から第3期間内に故障が発生するとし、前記故障した日から前記第3期間に含まれる状態データを含まない場合、前記基点日から第3期間内に故障が発生しないとするラベルデータを生成するラベル生成部と、前記入力データ生成部により生成された入力データと、前記ラベル生成部により生成されたラベルデータと、を用いて、教師あり学習を実行し、学習済みモデルを生成する学習部と、を備える。 (1) One aspect of the machine learning device of the present disclosure is the above-described Using state data indicating the state of the environment in which the printed circuit board is mounted, each day included in a range having the date of failure as the upper limit and the day before the date of failure as the lower limit is set as a base date. Input data for extracting, as status data for each base date, a set of status data in a range that traces back a second period shorter than the first period, and generating status data for a plurality of the extracted base dates as input data. a generation unit, if at least one of the plurality of state data of the reference date includes at least one piece of state data included in a third period that is equal to or less than the length of the second period from the date of failure; If it is assumed that a failure will occur within the period, and the state data included in the third period from the date of the failure is not included, label generation that generates label data indicating that no failure will occur within the third period from the base date. a learning unit that performs supervised learning using a unit, input data generated by the input data generation unit, and label data generated by the label generation unit, and generates a trained model; Prepare.

(2)本開示の故障予測装置の一態様は、(1)の機械学習装置により学習して取得された学習済みモデルと、前記状態データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記状態データのうち、現在を基点にして前記第2期間前までの過去に遡った範囲の状態データを前記学習済みモデルに入力して、前記プリント板において前記第3期間内に故障が発生するか否かを判定する判定部と、を備える。 (2) One aspect of the failure prediction device of the present disclosure includes a learned model acquired by learning by the machine learning device of (1), a storage unit that stores the state data, and Among the state data, the state data in the past range up to the second period before the present is input to the learned model, and a failure occurs in the printed circuit board within the third period. and a determination unit that determines whether or not.

(3)(2)の故障予測装置の一態様は、(1)の機械学習装置を備える。 (3) One aspect of the failure prediction device of (2) includes the machine learning device of (1).

(4)本開示の制御装置の一態様は、(2)又は(3)の故障予測装置を備える。 (4) One aspect of the control device of the present disclosure includes the failure prediction device of (2) or (3).

(5)本開示のプリント板の一態様は、(2)又は(3)の故障予測装置を備える。 (5) One aspect of the printed circuit board of the present disclosure includes the failure prediction device of (2) or (3).

一態様によれば、半田接合部の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部の不良の予兆を検知することができる。 According to one aspect, a sign of a defective solder joint can be detected before the defective solder joint causes the CNC to malfunction during processing.

第1の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to a first embodiment; FIG. 制御装置に実装されるプリント板の外観の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the external appearance of the printed board mounted in a control apparatus. 図2Aの部品を真横から見た状態の一例を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of a state in which the part of FIG. 2A is viewed from the side; 任意のプリント板におけるひずみデータを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data of an arbitrary printed board; 図1の機械学習装置が構築する学習済みモデルの一例を示す図である。2 is a diagram showing an example of a learned model constructed by the machine learning device of FIG. 1; FIG. 運用フェーズにおける故障予測装置の故障予測処理について説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining failure prediction processing of a failure prediction device in an operation phase; 第2の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to a second embodiment. 図6のプリント板におけるひずみゲージと温度センサの配置例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of strain gauges and temperature sensors on the printed board of FIG. 6; 任意のプリント板におけるひずみデータ及び温度データを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data and temperature data of an arbitrary printed board; 図6の機械学習装置が構築する学習済みモデルの一例を示す図である。7 is a diagram showing an example of a learned model constructed by the machine learning device of FIG. 6; FIG. 運用フェーズにおける故障予測装置の故障予測処理について説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining failure prediction processing of a failure prediction device in an operation phase; 第3の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to a third embodiment; FIG. 任意のプリント板におけるひずみデータ、温度データ及び積算データを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data, temperature data, and integrated data of an arbitrary printed board; 図11の機械学習装置が構築する学習済みモデルの一例を示す図である。12 is a diagram showing an example of a learned model constructed by the machine learning device of FIG. 11; FIG. 運用フェーズにおける故障予測装置の故障予測処理について説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining failure prediction processing of a failure prediction device in an operation phase; 第4の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to a fourth embodiment; FIG. 図15の機械学習装置が構築する学習済みモデルの一例を示す図である。16 is a diagram showing an example of a learned model constructed by the machine learning device of FIG. 15; FIG. 運用フェーズにおける故障予測装置の故障予測処理について説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining failure prediction processing of a failure prediction device in an operation phase;

以下、第1の実施形態について図面を用いて説明する。
第1の実施形態では、状態データとして、プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータを例示する。また、故障として、半田接合部の不良を原因とする故障を例示する。
特に断らない限り、「所定期間」を「1年」とし、「第1期間」を「13か月」とし、「第2期間」を「1か月」とし、及び「第3期間」を「1週間」とする。なお、「所定期間」、「第1期間」、「第2期間」、及び「第3期間」は、これに限定されず適宜決定することができる。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。図1に示すように、数値制御システムは、工作機械100、サーバ200及び機械学習装置300を有する。そして、工作機械100は、プリント板120が実装された制御装置110を組み込む。これにより、制御装置110及びプリント板120は、工作機械100の動作に伴う応力や振動等を受ける。
また、工作機械100とサーバ200、及びサーバ200と機械学習装置300は、LAN(Local Area Network)やインターネット等の図示しないネットワークを介して相互に接続されていてもよい。また、工作機械100と機械学習装置300とは、図示しない接続インタフェースを介して互いに直接接続されてもよく、図示しないネットワークを介して接続されていてもよい。
A first embodiment will be described below with reference to the drawings.
In the first embodiment, strain data measured by a sensor unit on a printed board is exemplified as state data. Further, as a failure, a failure caused by a defective solder joint is exemplified.
Unless otherwise specified, the "predetermined period" shall be "1 year", the "first period" shall be "13 months", the "second period" shall be "1 month", and the "third period" shall be " 1 week." Note that the "predetermined period", "first period", "second period", and "third period" are not limited to these and can be determined as appropriate.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the numerical control system has a machine tool 100, a server 200 and a machine learning device 300. Machine tool 100 incorporates control device 110 on which printed circuit board 120 is mounted. As a result, the control device 110 and the printed board 120 are subjected to stress, vibration, and the like that accompany the operation of the machine tool 100 .
Machine tool 100 and server 200, and server 200 and machine learning device 300 may be connected to each other via a network (not shown) such as a LAN (Local Area Network) or the Internet. Machine tool 100 and machine learning device 300 may be directly connected to each other via a connection interface (not shown), or may be connected via a network (not shown).

工作機械100は、制御装置110の数値制御により動作する加工用の機械である。
なお、本実施形態は、工作機械100に限定されず、産業機械全般に広く適用することができる。産業機械とは、例えば、工作機械、産業用ロボット、サービス用ロボット、鍛圧機械及び射出成形機といった様々な機械を含む。
制御装置110は、当業者にとって公知の数値制御装置であり、工作機械100の動作を制御する。なお、工作機械100がロボット等の場合、制御装置110は、ロボット制御装置等でもよい。
The machine tool 100 is a machining machine that operates under numerical control of a control device 110 .
Note that the present embodiment is not limited to the machine tool 100, and can be widely applied to industrial machines in general. Industrial machinery includes various machines such as, for example, machine tools, industrial robots, service robots, forging machines and injection molding machines.
Controller 110 is a numerical controller known to those skilled in the art and controls the operation of machine tool 100 . If the machine tool 100 is a robot or the like, the control device 110 may be a robot control device or the like.

制御装置110は、後述するように、運用フェーズにおいて故障予測装置150に含まれる。具体的には、故障予測装置150は、プリント板120に配置されたn個のひずみゲージ130(1)-130(n)により測定された状態データのうち、現在を基点にして第2期間前までの過去に遡った範囲の状態データを、機械学習装置300から提供された学習済みモデルに入力して、プリント板120において第3期間内に、半田接合部の不良を原因とする故障が発生するか否かを判定することができる(nは1以上の整数)。
なお、以下、ひずみゲージ130(1)-130(n)のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「ひずみゲージ130」ともいう。
Control device 110 is included in failure prediction device 150 in the operation phase, as will be described later. Specifically, the failure prediction device 150 selects the state data measured by the n strain gauges 130(1) to 130(n) arranged on the printed circuit board 120, and uses the present as the base point to determine the state data before the second period. state data that goes back to the past is input to the learned model provided by the machine learning device 300, and a failure occurs in the printed circuit board 120 within the third period due to a defective solder joint. (n is an integer equal to or greater than 1).
In addition, hereinafter, the strain gauges 130(1) to 130(n) may be collectively referred to as "strain gauges 130" when there is no need to distinguish them individually.

故障予測装置150を説明する前に、学習済みモデルを生成するための機械学習について説明する。 Before describing the failure prediction device 150, machine learning for generating a trained model will be described.

<プリント板120>
図1に示すように、プリント板120には、ひずみゲージ130が配置され、配置された各位置におけるプリント板120のひずみ量を測定するように構成される。ひずみゲージ130のそれぞれは、測定したひずみ量を含む信号を、状態データとして制御装置110に出力する。
なお、ひずみゲージ130がひずみ量を測定するサンプリング時間は、工作機械100の動作により発生する振動が数kHzの周波数であることから、1ミリ秒から数ミリ秒程度としてもよい。しかしながら、サンプリング時間は、これに限定されず、工作機械100の稼働状態に応じて適宜設定してもよい。
図2Aは、制御装置110に実装されるプリント板120の外観の一例を示す図である。
図2Aに示すように、プリント板120には、例えば、複数の部品121-129が半田付けによりPWBに接合されて配置される場合を例示する。
<Print board 120>
As shown in FIG. 1, a strain gauge 130 is arranged on the printed board 120 and is configured to measure the amount of strain of the printed board 120 at each arranged position. Each of the strain gauges 130 outputs a signal containing the measured strain amount to the control device 110 as state data.
The sampling time during which the strain gauge 130 measures the amount of strain may be about 1 millisecond to several milliseconds, since the vibration generated by the operation of the machine tool 100 has a frequency of several kHz. However, the sampling time is not limited to this, and may be set as appropriate according to the operating state of machine tool 100 .
FIG. 2A is a diagram showing an example of the appearance of printed circuit board 120 mounted on control device 110 .
As shown in FIG. 2A, for example, a plurality of components 121 to 129 are arranged on the printed board 120 by soldering to a PWB.

また、ひずみゲージ130は、後述の図2Bに示すように、プリント板120の裏面に配置される。
なお、プリント板120に接合される部品として、例えば、CPU等を含むIC、コンデンサ、ROM(Read Only Memory)、又はRAM(Random Access Memory)等のメモリ、LED(Light Emitting Diode)、外部出力端子、制御装置110に含まれるキーボードやタッチパネル等の図示しない入力装置や、液晶ディスプレイ等の図示しない出力装置と接続するためのコネクタ等が例示される。
Moreover, the strain gauge 130 is arranged on the back surface of the printed board 120 as shown in FIG. 2B described later.
Note that the components bonded to the printed board 120 include, for example, an IC including a CPU, a capacitor, a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), an LED (Light Emitting Diode), and an external output terminal. , an input device (not shown) such as a keyboard and a touch panel included in the control device 110, and a connector for connecting to an output device (not shown) such as a liquid crystal display.

図2Bは、図2Aの部品121を真横から見た状態の一例を示す図である。図2Bに示すように、例えば、部品121は、プリント板120上に複数の半田接合部40で接合される。また、部品121が配置されたプリント板120の裏面には、ひずみゲージ130(2)が配置される。なお、図2Bに示すように、複数の半田接合部40のうち、1つの半田接合部40にひび42が発生し、当該半田接合部40が不良となった場合の例を示す。 FIG. 2B is a diagram showing an example of a state in which the component 121 of FIG. 2A is viewed from the side. As shown in FIG. 2B, for example, component 121 is bonded onto printed circuit board 120 with a plurality of solder joints 40 . A strain gauge 130(2) is arranged on the back surface of the printed board 120 on which the component 121 is arranged. Note that FIG. 2B shows an example in which a crack 42 occurs in one solder joint 40 among a plurality of solder joints 40 and the solder joint 40 becomes defective.

<学習フェーズにおける制御装置110>
制御装置110は、学習フェーズにおいて、機械学習を行うために必要となる教師データを収集する。このため、制御装置110は、前述したように、実装されるプリント板120に配置されたn個のひずみゲージ130により測定された、プリント板120が実装された環境の状態を示す状態データを、プリント板120から取得する。制御装置110は、取得した状態データを、工作機械100の図示しない通信部を介してサーバ200に出力する。
<Control device 110 in the learning phase>
In the learning phase, the control device 110 collects teacher data necessary for performing machine learning. Therefore, as described above, the control device 110 stores the state data indicating the state of the environment in which the printed board 120 is mounted, which is measured by the n strain gauges 130 arranged on the printed board 120 to be mounted, as follows: Obtained from the printed board 120 . Control device 110 outputs the acquired state data to server 200 via a communication unit (not shown) of machine tool 100 .

学習フェーズにおける制御装置110は、入力部151と、記憶部153と、を備える。学習フェーズにおける制御装置110は、判定部152及び学習済みモデル1531を備えなくてもよい。 The control device 110 in the learning phase includes an input section 151 and a storage section 153 . The control device 110 in the learning phase does not have to include the determination unit 152 and the trained model 1531 .

入力部151は、例えば、制御装置110の図示しない入出力インタフェースを介して、後述するプリント板120に配置された各ひずみゲージ130により測定されたひずみデータを入力する。入力部151は、入力されたひずみデータを状態データとして記憶部153に出力する。 The input unit 151 inputs strain data measured by strain gauges 130 arranged on a printed board 120, which will be described later, via an input/output interface (not shown) of the control device 110, for example. The input unit 151 outputs the input strain data to the storage unit 153 as state data.

記憶部153は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリである。
記憶部153は、入力部151から取得した、各ひずみゲージ130により測定されたプリント板120のひずみデータを記憶するデータ領域1532を有する。
The storage unit 153 is, for example, a nonvolatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory).
The storage unit 153 has a data area 1532 for storing strain data of the printed board 120 measured by each strain gauge 130 and acquired from the input unit 151 .

なお、制御装置110は、例えば、データ領域1532に記憶されるひずみデータのデータ量が所定量となった場合、データ領域1532に記憶されているひずみデータをサーバ200に送信してもよい。サーバ200は、受信したひずみゲージ130により測定されたひずみデータを記憶してもよい。これにより、制御装置110は、新たに取得するひずみゲージ130により測定されたひずみデータを上書きしてデータ領域1532に記憶することができる。 Note that the control device 110 may transmit the strain data stored in the data area 1532 to the server 200 when the amount of strain data stored in the data area 1532 reaches a predetermined amount, for example. Server 200 may store the received strain data measured by strain gauge 130 . As a result, control device 110 can overwrite strain data measured by strain gauge 130 to be newly acquired and store it in data area 1532 .

その後、学習フェーズにおいて、プリント板120に、例えば半田接合部40の不良を原因とする故障が発生し、プリント板120が異常状態となった場合、制御装置110は、制御装置110の液晶ディスプレイ等の出力装置(図示しない)に故障が発生した旨を表示する。
制御装置110のユーザ(サービス員)は、図示しない出力装置において故障の表示を確認した後、記憶部153のデータ領域1532に、サーバ200に送信されていないひずみデータがあるか否かを確認する。ユーザは、サーバ200に送信されていないひずみデータがあり、プリント板120の解析により、プリント板120の故障の原因がプリント板120における半田接合部40の不良によるものであると判明した場合、未送信のひずみデータをサーバ200に送信する。これにより、サーバ200は、プリント板120が稼働開始してから故障するまでの期間に、ひずみゲージ130のそれぞれにより測定された全てのひずみデータを取得することができる。
After that, in the learning phase, when a failure occurs in the printed board 120 due to, for example, a defect in the solder joint 40 and the printed board 120 becomes abnormal, the control device 110 controls the liquid crystal display of the control device 110. The failure is displayed on the output device (not shown).
After confirming the failure display on the output device (not shown), the user (service personnel) of the control device 110 confirms whether or not there is strain data that has not been transmitted to the server 200 in the data area 1532 of the storage unit 153. . If there is strain data that has not been sent to the server 200 and the analysis of the printed board 120 reveals that the failure of the printed board 120 is due to the defective solder joints 40 on the printed board 120, the user The transmitted strain data is transmitted to the server 200 . As a result, the server 200 can acquire all the strain data measured by the strain gauges 130 during the period from when the printed circuit board 120 starts working until it fails.

<機械学習装置300>
機械学習装置300は、例えば、任意のプリント板において故障した日までの1年より長い13か月に亘って測定された状態データをサーバ200から取得する。機械学習装置300は、取得した状態データを用いて、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして1か月前までの過去に遡った範囲の状態データの集合を、各基点日の状態データとして抽出し、抽出した複数の基点日の状態データを入力データとして生成する。
また、機械学習装置300は、生成した入力データの複数の基点日の状態データのそれぞれが、1週間内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベル(正解)として生成する。
機械学習装置300は、生成した入力データとラベルとの組の訓練データにより教師あり学習を行い、後述する学習済みモデルを構築する。
そうすることで、機械学習装置300は、構築した学習済みモデル1531を制御装置110に含まれる故障予測装置150に提供することができる。
機械学習装置300について、具体的に説明する。
<Machine learning device 300>
The machine learning device 300 acquires from the server 200, for example, state data measured over 13 months, which is longer than one year, up to the date when an arbitrary printed circuit board fails. Using the acquired state data, the machine learning device 300 uses each date included in a range with the date of failure as the upper limit and the date one year before the date of the failure as the lower limit. A set of status data in the range going back to the past is extracted as status data for each base date, and the extracted status data for a plurality of base dates are generated as input data.
In addition, the machine learning device 300 generates, as a label (correct answer), data indicating whether or not a failure will occur within one week for each of the plurality of base date status data of the generated input data.
The machine learning device 300 performs supervised learning using the generated training data of input data and label pairs, and constructs a trained model described later.
By doing so, the machine learning device 300 can provide the built learned model 1531 to the failure prediction device 150 included in the control device 110 .
The machine learning device 300 will be specifically described.

機械学習装置300は、図1に示すように、入力データ生成部301、ラベル生成部302、学習部303、及び記憶部304を有する。 The machine learning device 300 has an input data generation unit 301, a label generation unit 302, a learning unit 303, and a storage unit 304, as shown in FIG.

入力データ生成部301は、学習フェーズにおいて、任意のプリント板で故障した日までの1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ(状態データ)から、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして1か月前まで過去に遡った範囲のひずみデータの集合を、各基点日のひずみデータとして抽出する。入力データ生成部301は、抽出した複数の基点日のひずみデータを入力データとして生成する。入力データ生成部301は、生成した入力データを記憶部304に対して出力する。
より具体的には、例えば、入力データ生成部301は、任意のプリント板において故障時から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータをサーバ200から取得してもよい。入力データ生成部301は、取得したひずみデータから、図3に示すように、故障した日を基点日にして太線の矩形で示す1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日が基点日のひずみデータとして抽出する。次に、入力データ生成部301は、故障した日から1日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日から1日前が基点日のひずみデータとして抽出する。そして、入力データ生成部301は、故障した日から1年前の日、すなわち故障した日から364日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日から364日前が基点日のひずみデータとして抽出するまで繰り返す。これにより、入力データ生成部301は、365パターンの基点日のひずみデータを入力データとして生成することができる。
In the learning phase, the input data generation unit 301 selects strain data (state data) measured over a period of 13 months longer than one year up to the date of failure on an arbitrary printed circuit board, with the date of failure as the upper limit. A set of strain data in the range going back to the past one month with each day included in the range with the day one year before the failure date as the lower limit as the base date, as the strain data for each base date Extract. The input data generation unit 301 generates the extracted strain data of the plurality of base dates as input data. The input data generation unit 301 outputs the generated input data to the storage unit 304 .
More specifically, for example, the input data generator 301 may acquire from the server 200 strain data measured over a period of thirteen months longer than one year from the time of failure in any printed circuit board. The input data generation unit 301, from the acquired strain data, as shown in FIG. The date of failure is extracted as the strain data of the base date. Next, the input data generation unit 301 extracts the strain data included in the past range 55 up to one month before the day before the failure date as the base date, with the date one day before the failure date as the base date. Extract as strain data. Then, the input data generation unit 301 uses the day one year before the failure date, that is, the day 364 days before the failure date as the base date, and the strain data included in the past range 55 up to one month ago, This is repeated until 364 days before the failure date is extracted as the strain data of the base date. As a result, the input data generation unit 301 can generate distortion data of the base date of 365 patterns as input data.

図3は、任意のプリント板におけるひずみデータを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。
図3の左側に記載したグラフは、任意のプリント板において故障した日d1から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみ量の時間変化を示す。実線は、ひずみ量を示す。また、破線は、1か月の間隔を示す。
図3の右側に記載したグラフは、図3の左側に記載したグラフのデータに対して、基点にした日、及び当該基点にした日から1か月前までの過去に遡った範囲55が、故障した日から1日ずつ遡ることを示す。
なお、例えば、k個の任意のプリント板のひずみデータがある場合、入力データ生成部301は、k×365パターンの基点日のひずみデータを入力データとして生成することができる(kは2以上の整数)。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data for an arbitrary printed board.
The graph shown on the left side of FIG. 3 shows the time variation of the amount of strain measured over a period of 13 months longer than one year from the date d1 when an arbitrary printed board failed. A solid line indicates the amount of strain. Also, dashed lines indicate intervals of one month.
In the graph shown on the right side of FIG. 3, the data of the graph shown on the left side of FIG. It indicates that the date is traced one day at a time from the date of failure.
Note that, for example, when there are k arbitrary strain data of printed boards, the input data generation unit 301 can generate strain data of the base date of k×365 patterns as input data (k is 2 or more). integer).

ラベル生成部302は、入力データの365パターンの基点日のひずみデータのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータ(正解データ)として生成する。ラベル生成部302は、生成したラベルデータを記憶部304に対して出力する。
より具体的には、ラベル生成部302は、例えば、入力データ生成部301により生成された365パターンの基点日のひずみデータのうち、故障した日から1週間に含まれるひずみデータを少なくとも1つ含む場合、「1週間以内に故障が発生する」とし、故障した日から1週間に含まれるひずみデータを含まない場合、「1週間以内に故障が発生しない」とするラベルデータを生成する。この場合、7個の基点日のひずみデータが、「1週間以内に故障が発生する」というラベルとなり、358個の基点日のひずみデータが、「1週間以内に故障が発生しない」というラベルとなる。
なお、ラベルには、「1週間以内に故障が発生する」か、否かに限定されず、「1」及び「0」等の2値で表されてもよい。
The label generation unit 302 generates data indicating whether or not a failure will occur within one week for each of the distortion data of the 365 patterns of the input data, as label data (correct data). The label generation section 302 outputs the generated label data to the storage section 304 .
More specifically, the label generator 302 includes, for example, at least one strain data included in one week from the date of failure among the 365 patterns of the strain data of the base date generated by the input data generator 301. If the strain data included in one week from the date of the failure is not included, the label data is generated as "failure will not occur within one week". In this case, the strain data for 7 base-point days is labeled "failure will occur within 1 week", and the strain data for 358 base-point days is labeled "no failure will occur within 1 week". Become.
Note that the label is not limited to "failure will occur within one week" or not, and may be represented by binary values such as "1" and "0".

学習部303は、上述の入力データとラベルとの組を訓練データとして記憶部304から受け付け、受け付けた訓練データを用いて、教師あり学習を行うことにより、監視対象のプリント板120のひずみゲージ130により測定された現在を基点にして1か月前までの過去に遡った範囲のひずみデータに基づいて、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する学習済みモデル1531を構築する。なお、以下の説明では、現在を基点にして1か月前までの過去に遡った範囲のひずみデータを、「現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ」ともいう。
ここで、教師あり学習を行うための訓練データは、多数用意されることが望ましい。例えば、任意のプリント板のひずみデータ(状態データ)は、実験室における振動試験で取得されてもよい。あるいは、顧客の工場等で実際に稼働している様々な場所の制御装置110のそれぞれから訓練データを取得するようにしてもよい。これにより、様々な状況下での訓練データを取得することができる。
The learning unit 303 receives pairs of the above-mentioned input data and labels as training data from the storage unit 304, and uses the received training data to perform supervised learning so that the strain gauges 130 of the printed board 120 to be monitored Build a trained model 1531 that determines whether or not "a failure will occur within a week" based on the strain data in the past up to one month ago, starting from the present measured by do. In the following description, the strain data in the past one month from the present is also referred to as "past one-month strain data from the present".
Here, it is desirable to prepare a large number of training data for supervised learning. For example, strain data (state data) for any printed circuit board may be obtained in a laboratory vibration test. Alternatively, the training data may be acquired from each of the control devices 110 in various places that are actually in operation at the customer's factory or the like. This makes it possible to acquire training data under various circumstances.

そして、学習部303は、構築した学習済みモデル1531を制御装置110に対して提供する。
図4は、図1の機械学習装置300が構築する学習済みモデル1531の一例を示す図である。ここでは、学習済みモデル1531は、図4に示すように、現在を基点とする過去1か月分のひずみデータを入力層として、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを示すデータを出力層とする多層ニューラルネットワークを例示する。
この場合、故障予測装置150は、運用フェーズにおいて、学習済みモデル1531に対して、各ひずみゲージ130により測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定することができる。そして、故障予測装置150は、例えば、少なくとも1つのひずみゲージ130により測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータに対して、「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、1週間以内にプリント板120において半田接合部40の不良が発生する予兆を予測することができる。
The learning unit 303 then provides the constructed trained model 1531 to the control device 110 .
FIG. 4 is a diagram showing an example of a trained model 1531 constructed by the machine learning device 300 of FIG. Here, as shown in FIG. 4, the trained model 1531 indicates whether or not "failure will occur within one week" with strain data for the past one month starting from the present as an input layer. A multilayer neural network with data as an output layer is exemplified.
In this case, in the operation phase, the failure prediction device 150 sequentially inputs strain data for the past one month from the present measured by each strain gauge 130 to the trained model 1531. It is possible to determine whether or not "failure will occur within one week". Then, for example, the failure prediction device 150 determines that "a failure will occur within one week" with respect to the strain data for the past one month from the present measured by at least one strain gauge 130. In this case, it is possible to predict a sign that a defect will occur in the solder joint 40 on the printed circuit board 120 within one week.

なお、学習部303は、学習済みモデル1531を構築した後に、新たな教師データを取得した場合には、学習済みモデル1531に対してさらに教師あり学習を行うことにより、一度構築した学習済みモデル1531を更新するようにしてもよい。
また、学習済みモデル1531は、同じ種類のプリント板120同士で共有するようにしてもよい。換言すれば、機械学習装置300は、異なる種類のプリント板120毎に、学習済みモデル1531を構築し、プリント板120の種類に応じた学習済みモデル1531を、故障予測装置150に提供するようにしてもよい。
上述した教師あり学習は、オンライン学習で行ってもよく、バッチ学習で行ってもよく、ミニバッチ学習で行ってもよい。
オンライン学習とは、教師データが作成される都度、即座に教師あり学習を行うという学習方法である。また、バッチ学習とは、教師データが作成されることが繰り返される間に、繰り返しに応じた複数の教師データを収集し、収集した全ての教師データを用いて、教師あり学習を行うという学習方法である。さらに、ミニバッチ学習とは、オンライン学習と、バッチ学習の中間的な、ある程度教師データが溜まるたびに教師あり学習を行うという学習方法である。
記憶部304は、RAM等であり、入力データ生成部301により生成された入力データ、ラベル生成部302により生成されたラベルデータ、及び学習部303により構築された学習済みモデル1531等を記憶する。
以上、故障予測装置150が備える学習済みモデル1531を生成するための機械学習について説明した。
次に、故障予測装置150について説明する。
Note that, when learning unit 303 acquires new teacher data after constructing trained model 1531, learning unit 303 further performs supervised learning on trained model 1531 to obtain trained model 1531 constructed once. may be updated.
Also, the trained model 1531 may be shared between the printed boards 120 of the same type. In other words, machine learning device 300 constructs trained model 1531 for each different type of printed circuit board 120 and provides failure prediction device 150 with trained model 1531 corresponding to the type of printed circuit board 120 . may
The supervised learning described above may be performed by online learning, batch learning, or mini-batch learning.
Online learning is a learning method in which supervised learning is performed immediately each time teacher data is created. In addition, batch learning is a learning method in which, while the creation of teacher data is repeated, multiple teacher data are collected according to the repetition, and supervised learning is performed using all the collected teacher data. is. Furthermore, mini-batch learning is an intermediate learning method between online learning and batch learning, in which supervised learning is performed each time a certain amount of teacher data is accumulated.
The storage unit 304 is a RAM or the like, and stores the input data generated by the input data generation unit 301, the label data generated by the label generation unit 302, the trained model 1531 constructed by the learning unit 303, and the like.
Machine learning for generating the trained model 1531 included in the failure prediction device 150 has been described above.
Next, the failure prediction device 150 will be described.

<故障予測装置150>
図1に示すように、故障予測装置150は、入力部151、判定部152、及び記憶部153を含んで構成される。ここで、入力部151は、学習フェーズで説明したとおりであり、また、記憶部153についても、学習済みモデル1531を除いて、学習フェーズで説明したとおりである。
入力部151は、学習フェーズで説明したとおり、例えば、制御装置110の図示しない入出力インタフェースを介して、プリント板120の各ひずみゲージ130により測定されたひずみデータを入力する。入力部151は、入力されたひずみデータを記憶部153に出力する。
<Failure prediction device 150>
As shown in FIG. 1 , the failure prediction device 150 includes an input section 151 , a determination section 152 and a storage section 153 . Here, the input unit 151 is as described in the learning phase, and the storage unit 153 is also as described in the learning phase, except for the trained model 1531 .
As described in the learning phase, the input unit 151 inputs strain data measured by the strain gauges 130 of the printed board 120 via, for example, an input/output interface (not shown) of the control device 110 . The input unit 151 outputs the input strain data to the storage unit 153 .

判定部152は、記憶部153に記憶されたひずみデータのうち、現在を基点にして1か月前までの過去に遡った範囲のひずみゲージ130のそれぞれのひずみデータを学習済みモデル1531に入力して、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。そして、判定部152は、1週間以内に故障が発生すると判定されたひずみデータがあった場合、プリント板120における半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110の図示しない出力装置に出力する。
記憶部153は、機械学習装置300により構築された学習済みモデル1531等を記憶する。
Of the strain data stored in the storage unit 153, the determination unit 152 inputs each strain data of the strain gauge 130 in a past range up to one month ago with the present as the base point to the learned model 1531. to determine whether or not a failure will occur within one week. Then, when there is strain data determined that a failure will occur within one week, the determination unit 152 outputs a sign of failure of the solder joints 40 on the printed board 120 to an output device (not shown) of the control device 110. .
The storage unit 153 stores the learned model 1531 constructed by the machine learning device 300 and the like.

<運用フェーズにおける故障予測装置150の故障予測処理>
次に、故障予測装置150の故障予測処理に係る動作について説明する。
図5は、運用フェーズにおける故障予測装置150の故障予測処理について説明するフローチャートである。
図5を参照すると、ステップS11において、入力部151は、ひずみゲージ130のそれぞれにより測定されたプリント板120におけるひずみデータを入力し、入力されたひずみデータを記憶部153に出力する。
<Failure Prediction Processing of Failure Prediction Device 150 in Operation Phase>
Next, the operation related to the failure prediction process of the failure prediction device 150 will be described.
FIG. 5 is a flowchart for explaining failure prediction processing of the failure prediction device 150 in the operation phase.
Referring to FIG. 5 , in step S 11 , the input unit 151 inputs strain data on the printed board 120 measured by each of the strain gauges 130 and outputs the input strain data to the storage unit 153 .

ステップS12において、判定部152は、記憶部153に記憶されたひずみデータのうち、ひずみゲージ130のそれぞれの現在を基点とする過去1か月分のひずみデータを学習済みモデル1531に入力し、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。 In step S12, the determining unit 152 inputs strain data for the past one month from the current point of each strain gauge 130 out of the strain data stored in the storage unit 153 into the learned model 1531, A failure will occur within a week" or not.

ステップS13において、判定部152は、ステップS12の判定において、「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみデータがあったか否かを判定する。「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみデータがあった場合、ステップS14に進み、「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみデータがなかった場合、ステップS11に移る。 In step S13, the determination unit 152 determines whether or not there is strain data for which it is determined that "failure will occur within one week" in the determination of step S12. If there is strain data determined that "a failure will occur within one week", the process proceeds to step S14, and if there is no strain data determined that "a failure will occur within one week", the process proceeds to step S11. move.

ステップS14において、判定部152は、プリント板120における半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110の図示しない出力装置に出力する。 In step S<b>14 , determination unit 152 outputs a sign of failure of solder joints 40 on printed circuit board 120 to an output device (not shown) of control device 110 .

以上により、第1の実施形態に係る故障予測装置150は、予め、任意のプリント板において故障した日から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ(状態データ)を用いて、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点にして1か月前までのひずみデータを、各基点日のひずみデータとして抽出し、抽出した複数の基点日のひずみデータを入力データとし、当該複数の基点日のひずみデータのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータとする訓練データにより教師あり学習を行って取得された学習済みモデル1531に、監視対象のプリント板120において測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータを入力することで、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
これにより、故障予測装置150は、半田接合部40の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部40の不良の予兆を検知することができる。そして、故障予測装置150は、監視対象のプリント板120の半田接合部40の不良により加工中に制御装置110が動作不良を起こす前に、工作機械100が稼働していない時間にプリント板120を交換することができ、工作機械100のダウンタイムを削減することができる。
以上、第1の実施形態について説明した。
As described above, the failure prediction apparatus 150 according to the first embodiment uses the strain data (state data) previously measured over a period of 13 months longer than one year from the date when an arbitrary printed board failed. Then, the strain data up to one month prior to each date included in the range with the date of failure as the upper limit and the day one year before the date of failure as the lower limit as the strain data for each base date Training using strain data of a plurality of extracted base dates as input data, and data indicating whether or not a failure will occur within one week for each of the strain data of the plurality of base dates as label data. By inputting strain data for the past one month measured on the printed board 120 to be monitored from the present to the trained model 1531 acquired by performing supervised learning with data, within one week Determine whether a failure will occur.
As a result, the failure prediction device 150 can detect a sign of failure of the solder joints 40 before the failure of the solder joints 40 causes malfunction of the CNC during processing. Then, the failure prediction device 150 prevents the printed board 120 from being operated while the machine tool 100 is not in operation, before the control device 110 malfunctions during processing due to a defect in the solder joints 40 of the monitored printed board 120 . It can be replaced, and the downtime of the machine tool 100 can be reduced.
The first embodiment has been described above.

<第2の実施形態>
第2の実施形態では、状態データとして、プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータと、プリント板において温度センサにより測定された温度データを例示する。そして、この点が、第1の実施形態と異なる。
<Second embodiment>
In the second embodiment, as state data, strain data measured on a printed board by a sensor unit and temperature data measured on a printed board by a temperature sensor are exemplified. And this point is different from the first embodiment.

図6は、第2の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図1と同様の機能を有する機能ブロックについては、同じ符号を付し、その説明は省略する。
図6に示すように、工作機械100には、プリント板120Aが実装された制御装置110Aが組み込まれる。
制御装置110Aは、後述するように、運用フェーズにおいて故障予測装置150Aに含まれる。
故障予測装置150Aを説明する前に、学習済みモデルを生成するための機械学習について説明する。
FIG. 6 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to the second embodiment. Note that functional blocks having functions similar to those in FIG.
As shown in FIG. 6, the machine tool 100 incorporates a control device 110A on which a printed board 120A is mounted.
Control device 110A is included in failure prediction device 150A in the operation phase, as will be described later.
Before describing failure prediction device 150A, machine learning for generating a trained model will be described.

<プリント板120A>
図6に示すように、プリント板120Aには、n個のひずみゲージ130が配置されるとともに、m個の温度センサ135(1)-135(m)が配置される(mは、1以上の整数)。
なお、以下、温度センサ135(1)-135(m)のそれぞれを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「温度センサ135」ともいう。
ひずみゲージ130は、配置された各位置におけるプリント板120Aのひずみ量を測定し、温度センサ135は、配置された各位置におけるプリント板120Aの温度を測定する。そして、ひずみゲージ130は、測定したひずみ量を含む信号を、ひずみデータとして制御装置110に出力する。また、温度センサ135は、測定した温度を含む信号を、温度データとして制御装置110に出力する。
図7は、図6のプリント板120Aにおけるひずみゲージ130と温度センサ135の配置例を示す図である。
なお、ひずみゲージ130と温度センサ135とは、互いに隣り合うように配置されてもよく、離れた位置に配置されてもよい。
また、温度センサ135が温度を測定するサンプリング時間は、ひずみゲージ130と同様に、1ミリ秒から数ミリ秒程度としてもよい。しかしながら、プリント板120Aの温度がミリ秒単位で大きく変化しない場合、温度データは、温度センサ135により測定された温度から、1時間や1日毎に平均した値や、1時間や1日毎における最大値等としてもよい。
<Printed board 120A>
As shown in FIG. 6, the printed circuit board 120A has n strain gauges 130 and m temperature sensors 135(1) to 135(m) (m is 1 or more). integer).
In the following description, the temperature sensors 135(1) to 135(m) are also collectively referred to as "temperature sensors 135" when there is no need to distinguish them individually.
The strain gauge 130 measures the strain amount of the printed board 120A at each arranged position, and the temperature sensor 135 measures the temperature of the printed board 120A at each arranged position. Then, strain gauge 130 outputs a signal including the measured strain amount to control device 110 as strain data. Temperature sensor 135 also outputs a signal including the measured temperature to control device 110 as temperature data.
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement example of the strain gauges 130 and the temperature sensors 135 on the printed board 120A of FIG.
The strain gauge 130 and the temperature sensor 135 may be arranged adjacent to each other or may be arranged at separate positions.
Also, the sampling time during which the temperature sensor 135 measures the temperature may be about 1 millisecond to several milliseconds, similar to the strain gauge 130 . However, if the temperature of the printed circuit board 120A does not change significantly in milliseconds, the temperature data obtained from the temperature measured by the temperature sensor 135 is the average value for each hour or day, or the maximum value for each hour or day. etc.

<学習フェーズにおける制御装置110A>
制御装置110Aは、学習フェーズにおいて、図1の制御装置110と同様に、機械学習を行うために必要となる教師データを収集する。このため、制御装置110は、前述したように、実装されるプリント板120Aに配置されたn個のひずみゲージ130及びm個の温度センサ135により測定された、プリント板120Aが実装された環境の状態を示す状態データを、プリント板120Aから取得する。制御装置110Aは、取得した状態データを、工作機械100の図示しない通信部を介してサーバ200に出力する。
<Control Device 110A in Learning Phase>
In the learning phase, the control device 110A collects teacher data necessary for machine learning in the same way as the control device 110 in FIG. Therefore, as described above, the control device 110 controls the temperature of the environment in which the printed board 120A is mounted, which is measured by the n strain gauges 130 and the m temperature sensors 135 arranged on the mounted printed board 120A. State data indicating the state is obtained from the printed board 120A. Control device 110A outputs the acquired state data to server 200 via a communication unit (not shown) of machine tool 100 .

学習フェーズにおける制御装置110Aは、入力部151Aと、記憶部153と、を備える。学習フェーズにおける制御装置110Aは、判定部152A及び学習済みモデル1531Aを備えなくてもよい。 110 A of control apparatuses in a learning phase are provided with 151 A of input parts, and the memory|storage part 153. FIG. 110 A of control apparatuses in a learning phase do not need to be equipped with the determination part 152A and the learned model 1531A.

入力部151Aは、例えば、制御装置110の図示しない入出力インタフェースを介して、後述するプリント板120Aに配置された各ひずみゲージ130により測定されたひずみデータ、及び各温度センサ135により測定された温度データを状態データとして入力する。入力部151Aは、入力されたひずみデータ及び温度データを記憶部153に出力する。 The input unit 151A receives, for example, strain data measured by each strain gauge 130 arranged on a printed board 120A described below and temperature measured by each temperature sensor 135 via an input/output interface (not shown) of the control device 110. Enter data as state data. The input unit 151A outputs the input strain data and temperature data to the storage unit 153 .

なお、制御装置110Aは、例えば、図1の制御装置110と同様に、データ領域1532に記憶されるひずみデータ及び温度データのデータ量が所定量となった場合、データ領域1532に記憶されているひずみデータ及び温度データをサーバ200に送信してもよい。そして、制御装置110は、新たに取得するひずみゲージ130及び温度センサ135により測定されたひずみデータ及び温度データを上書きしてデータ領域1532に記憶するようにしてもよい。
また、学習フェーズにおける制御装置110Aは、プリント板120Aが異常状態となった場合で、記憶部153のデータ領域1532にサーバ200に送信されていないひずみデータ及び温度データがあり、プリント板120Aの故障の原因が半田接合部40の不良によるものであると判明した場合、ユーザによる操作に基づいて、未送信のひずみデータ及び温度データをサーバ200に送信してもよい。
Note that, in the control device 110A, for example, similarly to the control device 110 in FIG. Strain data and temperature data may be transmitted to server 200 . Then, the controller 110 may overwrite the newly obtained strain data and temperature data measured by the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 and store them in the data area 1532 .
Also, in the learning phase, when the printed board 120A is in an abnormal state, the control device 110A has strain data and temperature data that have not been transmitted to the server 200 in the data area 1532 of the storage unit 153, and the failure of the printed board 120A is detected. is found to be due to a defect in the solder joint 40, the unsent strain data and temperature data may be sent to the server 200 based on the user's operation.

<機械学習装置300A>
機械学習装置300Aは、図6に示すように、入力データ生成部311、ラベル生成部312、学習部313、及び記憶部304を有する。
入力データ生成部311は、ひずみデータ抽出部340、及び温度データ抽出部341を有する。
より具体的には、入力データ生成部311は、学習フェーズにおいて、任意のプリント板において故障時から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ及び温度データ(状態データ)をサーバ200から取得してもよい。
ひずみデータ抽出部340は、取得されたひずみデータから、図8に示すように、故障した日を基点日にして太線の矩形で示す1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日が基点日のひずみデータとして抽出する。次に、ひずみデータ抽出部340は、故障した日から1日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日から1日前が基点日のひずみデータとして抽出する。そして、ひずみデータ抽出部340は、故障した日から1年前の日、すなわち故障した日から364日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれるひずみデータを、故障した日から364日前が基点日のひずみデータとして抽出するまで繰り返す。
また、温度データ抽出部341は、取得された温度データから、故障した日を基点日にして太線の矩形で示す1か月前までの過去の範囲55に含まれる温度データを、故障した日が基点日の温度データとして抽出する。次に、温度データ抽出部341は、故障した日から1日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれる温度データを、故障した日から1日前が基点日の温度データとして抽出する。そして、温度データ抽出部341は、故障した日から1年前の日、すなわち故障した日から364日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれる温度データを、故障した日から364日前が基点日の温度データとして抽出するまで繰り返す。
入力データ生成部311は、抽出された各基点日のひずみデータ及び温度データのうち、同じ基点日のひずみデータ及び温度データを1組とし、365パターンの基点日のひずみデータ及び温度データを入力データとして生成する。入力データ生成部311は、生成した入力データを記憶部304に対して出力する。
図8は、任意のプリント板におけるひずみデータ及び温度データを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。
図8の左側に記載したグラフは、任意のプリント板において故障した日d1から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみ量及び温度の時間変化を示す。なお、実線は、ひずみ量を示し、破線は、温度を示す。
図8の右側に記載したグラフは、図8の左側に記載したグラフのデータに対して、基点にした日、及び当該基点にした日から1か月前までの過去に遡った範囲55が、故障した日から1日ずつ遡ることを示す。
<Machine learning device 300A>
The machine learning device 300A has an input data generation unit 311, a label generation unit 312, a learning unit 313, and a storage unit 304, as shown in FIG.
The input data generator 311 has a strain data extractor 340 and a temperature data extractor 341 .
More specifically, in the learning phase, the input data generator 311 collects strain data and temperature data (state data) measured over a period of 13 months longer than one year from the failure of an arbitrary printed board. It may be acquired from the server 200 .
The strain data extracting unit 340 extracts the strain data included in the past range 55 from the obtained strain data, as shown in FIG. , the date of failure is extracted as the strain data of the reference date. Next, the strain data extracting unit 340 extracts the strain data included in the past range 55 up to one month before, with the date one day before the failure date as the base date, and extracts the strain data from the date one day before the failure date. Extract as strain data. Then, the strain data extraction unit 340 extracts the strain data included in the past range 55 up to one month ago with the day one year before the failure date, that is, the day 364 days before the failure date as the base date, This is repeated until 364 days before the failure date is extracted as the strain data of the base date.
Further, the temperature data extraction unit 341 extracts the temperature data included in the past range 55 from the acquired temperature data up to one month before, which is indicated by the thick-line rectangle, with the date of failure as the base date. Extract as the temperature data of the base date. Next, the temperature data extracting unit 341 extracts the temperature data included in the past range 55 up to one month before, with the date one day before the failure as the base date, and Extract as temperature data. Then, the temperature data extracting unit 341 extracts the temperature data included in the past range 55 up to one month before, with the day one year before the failure date, that is, the day 364 days before the failure date as the base date. This is repeated until 364 days before the failure date is extracted as the temperature data of the base date.
The input data generation unit 311 sets the strain data and temperature data of the same base date among the extracted strain data and temperature data of each base date, and sets the strain data and temperature data of the base date of 365 patterns as input data. Generate as The input data generation unit 311 outputs the generated input data to the storage unit 304 .
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data and temperature data for an arbitrary printed board.
The graph on the left side of FIG. 8 shows temporal changes in strain amount and temperature measured over a period of 13 months longer than one year from the date d1 when an arbitrary printed board failed. The solid line indicates the amount of strain, and the dashed line indicates the temperature.
In the graph shown on the right side of FIG. 8, the data of the graph shown on the left side of FIG. It indicates that the date is traced one day at a time from the date of failure.

ラベル生成部312は、入力データの365パターンの基点日のひずみデータ及び温度データのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータ(正解データ)として生成する。ラベル生成部312は、生成したラベルデータを記憶部304に対して出力する。
より具体的には、ラベル生成部312は、例えば、365パターンの基点日のひずみデータ及び温度データのうち、故障した日から1週間に含まれるひずみデータ及び温度データを少なくとも1つ含む場合、「1週間以内に故障が発生する」とし、故障した日から1週間に含まれるひずみデータ及び温度データを含まない場合、「1週間以内に故障が発生しない」とするラベルデータを生成する。この場合、7個の基点日のひずみデータ及び温度データが、「1週間以内に故障が発生する」というラベルとなり、358個の基点日のひずみデータ及び温度データが、「1週間以内に故障が発生しない」というラベルとなる。
The label generator 312 generates label data (correct data) indicating whether or not each of the strain data and temperature data of the 365 patterns of the input data will fail within one week. The label generation unit 312 outputs the generated label data to the storage unit 304 .
More specifically, for example, when the label generation unit 312 includes at least one strain data and temperature data included in one week from the date of failure among the strain data and temperature data of the base date of the 365 patterns, " If the strain data and temperature data included in one week from the date of the failure are not included, the label data that says "the failure will not occur within one week" is generated. In this case, the strain data and temperature data for 7 base-point days are labeled as "failure within 1 week", and the strain and temperature data for 358 base-point days are labeled as "failure within 1 week". It will be labeled as "does not occur".

学習部313は、上述の入力データとラベルとの組を訓練データとして記憶部304から受け付け、受け付けた訓練データを用いて、教師あり学習を行うことにより、監視対象のプリント板120Aのひずみゲージ130及び温度センサ135により測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データに基づいて、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する学習済みモデル1531Aを構築する。
そして、学習部313は、構築した学習済みモデル1531Aを制御装置110Aに含まれる故障予測装置150Aに対して提供する。
Learning unit 313 accepts the pairs of input data and labels described above from storage unit 304 as training data, and performs supervised learning using the received training data to obtain strain gauge 130 of printed board 120A to be monitored. And a trained model 1531A that determines whether or not "failure will occur within one week" based on the strain data and temperature data for the past one month starting from the present measured by the temperature sensor 135 To construct.
Then, the learning unit 313 provides the built trained model 1531A to the failure prediction device 150A included in the control device 110A.

図9は、図6の機械学習装置300Aが構築する学習済みモデル1531Aの一例を示す図である。ここでは、学習済みモデル1531Aは、図9に示すように、現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを入力層として、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを示すデータを出力層とする多層ニューラルネットワークを例示する。
この場合、故障予測装置150Aは、運用フェーズにおいて、学習済みモデル1531Aに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定することができる。そして、故障予測装置150Aは、例えば、少なくとも1つの組合せのひずみゲージ130及び温度センサ135により測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データに対して、「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、1週間以内にプリント板120Aにおいて半田接合部40の不良が発生する予兆を予測することができる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a trained model 1531A constructed by machine learning device 300A of FIG. Here, as shown in FIG. 9, the trained model 1531A uses strain data and temperature data for the past one month with the present as the input layer, and determines whether "failure will occur within one week" or not. A multi-layer neural network whose output layer is data indicating whether or not is exemplified.
In this case, in the operation phase, the failure prediction device 150A applies strain data and temperature data for the past one month based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 to the trained model 1531A. by sequentially inputting, it is possible to determine whether or not "failure will occur within one week". Then, the failure prediction device 150A, for example, for strain data and temperature data for the past one month from the present measured by at least one combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, "within one week If it is determined that a failure will occur in the printed circuit board 120A within one week, it is possible to predict a sign that a defect will occur in the solder joints 40 of the printed circuit board 120A.

なお、学習部313は、学習済みモデル1531Aを構築した後に、新たな教師データを取得した場合には、学習済みモデル1531Aに対してさらに教師あり学習を行うことにより、一度構築した学習済みモデル1531Aを更新するようにしてもよい。
また、学習済みモデル1531Aは、同じ種類のプリント板120A同士で共有するようにしてもよい。換言すれば、機械学習装置300Aは、異なる種類のプリント板120A毎に、学習済みモデル1531Aを構築し、プリント板120Aの種類に応じた学習済みモデル1531Aを、故障予測装置150Aに提供するようにしてもよい。
以上、故障予測装置150Aが備える学習済みモデル1531Aを生成するための機械学習について説明した。
次に、故障予測装置150Aについて説明する。
<故障予測装置150A>
図6に示すように、故障予測装置150Aは、入力部151A、判定部152A、記憶部153を含んで構成される。ここで、入力部151Aは、学習フェーズで説明したとおりである。また、記憶部153についても、学習済みモデル1531Aを除いて、学習フェーズで説明したとおりである。
Note that, when learning unit 313 acquires new teacher data after constructing trained model 1531A, learning unit 313 further performs supervised learning on trained model 1531A, thereby obtaining trained model 1531A constructed once. may be updated.
Also, the learned model 1531A may be shared among the same type of printed boards 120A. In other words, machine learning device 300A constructs learned model 1531A for each different type of printed board 120A, and provides failure prediction device 150A with learned model 1531A corresponding to the type of printed board 120A. may
The machine learning for generating the trained model 1531A included in the failure prediction device 150A has been described above.
Next, the failure prediction device 150A will be described.
<Failure prediction device 150A>
As shown in FIG. 6, the failure prediction device 150A includes an input section 151A, a determination section 152A, and a storage section 153. FIG. Here, the input unit 151A is as described in the learning phase. Also, the storage unit 153 is as described in the learning phase, except for the trained model 1531A.

判定部152Aは、記憶部153に記憶されたひずみデータ及び温度データのうち、現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを学習済みモデル1531Aに入力して、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
より具体的には、判定部152Aは、学習済みモデル1531Aに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135の組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。そして、判定部152Aは、少なくとも1つのひずみゲージ130及び温度センサ135の組合せにおいて「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Aの図示しない出力装置に出力する。
なお、判定部152Aは、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せとして、例えば、ひずみゲージ130と、当該ひずみゲージ130に最も近い温度センサ135としてもよい。
Judgment unit 152A inputs strain data and temperature data for the past one month from the current time out of strain data and temperature data stored in storage unit 153 into learned model 1531A, and within one week Determine whether a failure will occur.
More specifically, the determination unit 152A sequentially obtains strain data and temperature data for the past one month based on the present based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 for the learned model 1531A. By inputting it, it is determined whether or not "failure will occur within one week". Then, when determining that the combination of at least one strain gauge 130 and temperature sensor 135 "failure will occur within one week", the determining unit 152A controls the predictor of failure of the solder joints 40 on the printed board 120A. Output to an output device (not shown) of the device 110A.
The determination unit 152A may be a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, for example, the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 closest to the strain gauge 130.

<運用フェーズにおける故障予測装置150Aの故障予測処理>
次に、故障予測装置150Aの故障予測処理に係る動作について説明する。
図10は、運用フェーズにおける故障予測装置150Aの故障予測処理について説明するフローチャートである。
ステップS31において、入力部151Aは、ひずみゲージ130及び温度センサ135のそれぞれにより測定されたプリント板120Aにおけるひずみデータ及び温度データを入力し、入力されたひずみデータ及び温度データを記憶部153に出力する。
<Failure Prediction Processing of Failure Prediction Device 150A in Operation Phase>
Next, the operation related to the failure prediction process of the failure prediction device 150A will be described.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the failure prediction processing of the failure prediction device 150A in the operation phase.
In step S31, the input unit 151A inputs strain data and temperature data in the printed board 120A measured by the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, respectively, and outputs the input strain data and temperature data to the storage unit 153. .

ステップS32において、判定部152Aは、記憶部153に記憶されたひずみデータ及び温度データのうち、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを、学習済みモデル1531Aに入力し、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。 In step S32, the determination unit 152A selects the strain data and temperature data stored in the storage unit 153, based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, based on the current strain data for the past one month. and temperature data are input to the learned model 1531A, and it is determined whether or not "failure will occur within one week".

ステップS33において、判定部152Aは、ステップS32の判定において、「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみゲージ130と温度センサ135との組合せがあったか否かを判定する。「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがあった場合、ステップS34に進み、「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがなかった場合、ステップS31に移る。 In step S33, the determination unit 152A determines whether or not there is a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 determined to "fail within one week" in the determination of step S32. If there is a combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S34, and if there is no combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S31.

ステップS34において、判定部152Aは、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Aの図示しない出力装置に出力する。 In step S34, the determination unit 152A outputs a sign of failure of the solder joints 40 on the printed board 120A to an output device (not shown) of the control device 110A.

以上により、第2の実施形態に係る故障予測装置150Aは、予め、任意のプリント板において故障した日から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ及び温度データ(状態データ)を用いて、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして1か月前までのひずみデータ及び温度データを、各基点日のひずみデータ及び温度データとして抽出し、抽出した複数の基点日のひずみデータ及び温度データを入力データとし、当該複数の基点日のひずみデータ及び温度データの組合せのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータとする訓練データにより教師あり学習を行って取得された学習済みモデル1531Aに、監視対象のプリント板120Aにおいて測定された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ及び温度データを入力することで、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
これにより、故障予測装置150Aは、半田接合部40の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部40の不良の予兆を検知することができる。そして、故障予測装置150Aは、監視対象のプリント板120Aの半田接合部40の不良により加工中に制御装置110Aが動作不良を起こす前に、工作機械100が稼働していない時間にプリント板120Aを交換することができ、工作機械100のダウンタイムを削減することができる。
以上、第2の実施形態について説明した。
As described above, the failure predicting apparatus 150A according to the second embodiment provides strain data and temperature data (state data) measured in advance for a period of 13 months longer than one year from the date of failure in an arbitrary printed board. ), the strain data and temperature data up to one month before each date included in the range with the date of failure as the upper limit and the day one year before the date of failure as the lower limit, Extract strain data and temperature data for each base date, use the extracted strain data and temperature data for a plurality of base dates as input data, and each combination of strain data and temperature data for the plurality of base dates must be within one week. A trained model 1531A obtained by performing supervised learning using training data whose label data is data indicating whether or not a failure will occur in the monitored printed circuit board 120A. By inputting strain data and temperature data for the past one month, it is determined whether or not a failure will occur within one week.
As a result, the failure prediction device 150A can detect a sign of failure of the solder joints 40 before the failure of the solder joints 40 causes the CNC to malfunction during processing. Then, the failure prediction device 150A prevents the printed board 120A from being operated while the machine tool 100 is not in operation, before the control device 110A malfunctions during processing due to a defect in the solder joints 40 of the monitored printed board 120A. It can be replaced, and the downtime of the machine tool 100 can be reduced.
The second embodiment has been described above.

<第3の実施形態>
第3の実施形態では、状態データとして、プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータ、プリント板において温度センサにより測定された温度データ、及びプリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データを例示する。そして、この点が、第1の実施形態と異なる。
以下に、第3の実施形態について説明する。
<Third Embodiment>
In the third embodiment, the state data includes strain data measured on the printed board by the sensor unit, temperature data measured on the printed board by the temperature sensor, and integration of the amount of strain after the printed board starts operating. Illustrate the data. And this point is different from the first embodiment.
A third embodiment will be described below.

図11は、第3の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図6と同様の機能を有する機能ブロックについては、同じ符号を付し、その説明は省略する。
図11に示すように、工作機械100には、プリント板120Aが実装された制御装置110Bが組み込まれる。
制御装置110Bは、後述するように、運用フェーズにおいて故障予測装置150Bに含まれる。
故障予測装置150Bを説明する前に、学習済みモデルを生成するための機械学習について説明する。
FIG. 11 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to the third embodiment. Note that functional blocks having functions similar to those in FIG. 6 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
As shown in FIG. 11, the machine tool 100 incorporates a control device 110B on which a printed board 120A is mounted.
The control device 110B is included in the failure prediction device 150B in the operation phase, as will be described later.
Before describing failure prediction device 150B, machine learning for generating a trained model will be described.

<学習フェーズにおける制御装置110B>
制御装置110Bは、学習フェーズにおいて、図1の制御装置110と同様に、機械学習を行うために必要となる教師データを収集する。このため、制御装置110Bは、前述したように、実装されるプリント板120Aに配置されたn個のひずみゲージ130及びm個の温度センサ135により測定された、プリント板120Aが実装された環境の状態を示す状態データを、プリント板120Aから取得する。また、制御装置110は、プリント板120Aが稼働を開始してからのひずみ量の積算データを、状態データとして取得する。制御装置110Bは、取得した状態データを、工作機械100の図示しない通信部を介してサーバ200に出力する。
<Control Device 110B in Learning Phase>
In the learning phase, the control device 110B collects teacher data necessary for performing machine learning in the same way as the control device 110 in FIG. Therefore, as described above, the control device 110B controls the temperature of the environment in which the printed circuit board 120A is mounted, which is measured by the n strain gauges 130 and the m temperature sensors 135 arranged on the mounted printed circuit board 120A. State data indicating the state is obtained from the printed board 120A. In addition, control device 110 acquires, as state data, integrated data of the amount of strain after printed board 120A starts operating. Control device 110B outputs the acquired state data to server 200 via a communication unit (not shown) of machine tool 100 .

学習フェーズにおける制御装置110Bは、入力部151Aと、記憶部153と、積算部154と、を備える。学習フェーズにおける制御装置110Bは、判定部152B及び学習済みモデル1531Bを備えなくてもよい。
積算部154は、例えば、記憶部153のデータ領域1532に記憶された各ひずみゲージ130のひずみデータを用いて、監視対象のプリント板120Aが稼働を開始してからのひずみ量の積算値を、ひずみゲージ130毎に算出する。積算部154は、算出した積算値を、積算データ(状態データ)として記憶部153に出力する。
The control device 110B in the learning phase includes an input section 151A, a storage section 153, and an integration section 154. The control device 110B in the learning phase does not have to include the determination section 152B and the trained model 1531B.
The integration unit 154 uses the strain data of each strain gauge 130 stored in the data area 1532 of the storage unit 153, for example, to calculate the integrated value of the amount of strain after the printed board 120A to be monitored starts operating. It is calculated for each strain gauge 130 . The integration unit 154 outputs the calculated integration value to the storage unit 153 as integration data (state data).

<機械学習装置300B>
機械学習装置300Bは、図11に示すように、入力データ生成部321、ラベル生成部322、学習部323、及び記憶部304を有する。
入力データ生成部321は、ひずみデータ抽出部340、温度データ抽出部341、及び積算データ抽出部342を有する。
より具体的には、入力データ生成部321は、学習フェーズにおいて、任意のプリント板において故障時から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ、温度データ及び積算データ(状態データ)をサーバ200から取得してもよい。
積算データ抽出部342は、取得された積算データから、図12に示すように、故障した日を基点日にして太線の矩形で示す1か月前までの過去の範囲55に含まれる積算データを、故障した日が基点日の積算データとして抽出する。次に、積算データ抽出部342は、故障した日から1日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれる積算データを、故障した日から1日前が基点日の積算データとして抽出する。そして、積算データ抽出部342は、故障した日から1年前の日、すなわち故障した日から364日前の日を基点日にして1か月前までの過去の範囲55に含まれる積算データを、故障した日から364日前が基点日の積算データとして抽出するまで繰り返す。
入力データ生成部321は、抽出された各基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データのうち、同じ基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データを1組とし、365パターンの基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データを入力データとして生成する。入力データ生成部321は、生成した入力データを記憶部304に対して出力する。
図12は、任意のプリント板におけるひずみデータ、温度データ及び積算データを用いて入力データの生成の一例を説明する図である。
図12の左側に記載したグラフは、任意のプリント板において故障した日d1から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみ量、温度、及び積算値の時間変化を示す。なお、実線は、ひずみ量を示し、破線は、温度を示し、太線は、積算値を示す。
図12の右側に記載したグラフは、図12の左側に記載したグラフのデータに対して、基点にした日、及び当該基点にした日から1か月前までの過去に遡った範囲55が、故障した日から1日ずつ遡ることを示す。
<Machine learning device 300B>
The machine learning device 300B has an input data generation unit 321, a label generation unit 322, a learning unit 323, and a storage unit 304, as shown in FIG.
The input data generator 321 has a strain data extractor 340 , a temperature data extractor 341 , and an integrated data extractor 342 .
More specifically, in the learning phase, the input data generator 321 collects strain data, temperature data, and integrated data (state data) may be obtained from the server 200 .
The integrated data extracting unit 342 extracts integrated data included in the past range 55 from the acquired integrated data up to one month ago, which is indicated by a thick-line rectangle, with the date of failure as the base date, as shown in FIG. 12 . , the date of failure is extracted as integrated data of the base date. Next, the integrated data extracting unit 342 extracts the integrated data included in the past range 55 up to one month before, with the day one day before the failure date as the base date. Extract as integrated data. Then, the integrated data extracting unit 342 extracts the integrated data included in the past range 55 up to one month ago with the day one year before the failure date, that is, the day 364 days before the failure date as the base date. This is repeated until 364 days before the failure date is extracted as the integrated data of the base date.
The input data generation unit 321 sets strain data, temperature data, and integrated data for the same base date among the extracted strain data, temperature data, and integrated data for each base date, and generates 365 patterns of strain data for the base date. , temperature data and integrated data are generated as input data. The input data generation unit 321 outputs the generated input data to the storage unit 304 .
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of generation of input data using strain data, temperature data, and integrated data for an arbitrary printed board.
The graph on the left side of FIG. 12 shows temporal changes in the amount of strain, temperature, and integrated value measured over a period of 13 months longer than one year from the date d1 when an arbitrary printed board failed. The solid line indicates the amount of strain, the dashed line indicates the temperature, and the thick line indicates the integrated value.
The graph shown on the right side of FIG. 12 is based on the data of the graph shown on the left side of FIG. It indicates that the date is traced one day at a time from the date of failure.

ラベル生成部322は、入力データの365パターンの基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータ(正解データ)として生成する。ラベル生成部322は、生成したラベルデータを記憶部304に出力する。
より具体的には、ラベル生成部322は、例えば、365パターンの基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データのうち、故障した日から1週間に含まれるひずみデータ、温度データ及び積算データを少なくとも1つ含む場合、「1週間以内に故障が発生する」とし、故障した日から1週間に含まれるひずみデータ、温度データ及び積算データを含まない場合、「1週間以内に故障が発生しない」とするラベルデータを生成する。
The label generation unit 322 uses data indicating whether or not a failure will occur within one week for each of the strain data, temperature data, and integrated data of the 365 patterns of the input data as label data (correct data). Generate. The label generation section 322 outputs the generated label data to the storage section 304 .
More specifically, the label generation unit 322, for example, among the strain data, temperature data, and integrated data of the 365 patterns of the base date, at least the strain data, temperature data, and integrated data included in one week from the date of failure. If one is included, it is assumed that "failure will occur within one week." If strain data, temperature data, and integrated data included in one week from the date of failure are not included, it is assumed that "failure will not occur within one week." Generate label data for

学習部323は、上述の入力データとラベルとの組を訓練データとして記憶部304から受け付け、受け付けた訓練データを用いて、教師あり学習を行うことにより、監視対象のプリント板120Aにおける現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データに基づいて、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する学習済みモデル1531Bを構築する。
そして、学習部323は、構築した学習済みモデル1531Bを制御装置110Bに含まれる故障予測装置150Bに対して提供する。
The learning unit 323 accepts the pairs of the input data and the label from the storage unit 304 as training data, and performs supervised learning using the received training data to obtain the current point on the monitored printed board 120A. A trained model 1531B for judging whether or not "failure will occur within one week" is constructed based on strain data, temperature data, and integrated data for the past one month.
Then, the learning unit 323 provides the built trained model 1531B to the failure prediction device 150B included in the control device 110B.

図13は、図11の機械学習装置300Bが構築する学習済みモデル1531Bの一例を示す図である。ここでは、学習済みモデル1531Bは、図13に示すように、現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを入力層として、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを示すデータを出力層とする多層ニューラルネットワークを例示する。
この場合、故障予測装置150Bは、運用フェーズにおいて、学習済みモデル1531Bに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定することができる。そして、故障予測装置150Bは、例えば、少なくとも1つの組合せのひずみゲージ130及び温度センサ135の現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データに対して、「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、1週間以内にプリント板120Aにおいて半田接合部40の不良が発生する予兆を予測することができる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a learned model 1531B constructed by machine learning device 300B in FIG. Here, as shown in FIG. 13, the trained model 1531B uses strain data, temperature data, and integrated data for the past one month from the present as an input layer, and "failure will occur within one week." A multi-layer neural network whose output layer is data indicating whether or not is exemplified.
In this case, in the operation phase, the failure prediction device 150B applies strain data and temperature data for the past one month based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 to the trained model 1531B. And by sequentially inputting the integrated data, it is possible to determine whether or not "a failure will occur within one week." Then, the failure prediction device 150B, for example, for strain data, temperature data, and integrated data for the past one month from the present of at least one combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, "within one week If it is determined that a failure will occur in the printed circuit board 120A within one week, it is possible to predict a sign that a defect will occur in the solder joints 40 of the printed circuit board 120A.

なお、学習部323は、学習済みモデル1531Bを構築した後に、新たな教師データを取得した場合には、学習済みモデル1531Bに対してさらに教師あり学習を行うことにより、一度構築した学習済みモデル1531Bを更新するようにしてもよい。
また、学習済みモデル1531Bは、同じ種類のプリント板120A同士で共有するようにしてもよい。換言すれば、機械学習装置300Bは、異なる種類のプリント板120A毎に、学習済みモデル1531Bを構築し、プリント板120Aの種類に応じた学習済みモデル1531Bを、故障予測装置150Bに提供するようにしてもよい。
以上、故障予測装置150Bが備える学習済みモデル1531Bを生成するための機械学習について説明した。
次に、故障予測装置150Bについて説明する。
Note that, when learning unit 323 acquires new teacher data after constructing trained model 1531B, learning unit 323 further performs supervised learning on trained model 1531B to obtain trained model 1531B constructed once. may be updated.
Also, the learned model 1531B may be shared among the same type of printed boards 120A. In other words, machine learning device 300B constructs learned model 1531B for each different type of printed circuit board 120A, and provides failure prediction device 150B with learned model 1531B corresponding to the type of printed circuit board 120A. may
The machine learning for generating the learned model 1531B included in the failure prediction device 150B has been described above.
Next, the failure prediction device 150B will be described.

<故障予測装置150B>
図11に示すように、故障予測装置150Bは、入力部151A、判定部152B、記憶部153、及び積算部154を含んで構成される。ここで、積算部154は、学習フェーズで説明したとおりである。
判定部152Bは、記憶部153に記憶されたひずみデータ、温度データ及び積算データのうち、現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを学習済みモデル1531Bに入力して、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
より具体的には、判定部152Bは、学習済みモデル1531Bに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135の組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。そして、判定部152Bは、少なくとも1つのひずみゲージ130及び温度センサ135の組合せにおいて「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Bの図示しない出力装置に出力する。
なお、判定部152Bは、図6の判定部152Aと同様に、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せとして、例えば、ひずみゲージ130と、当該ひずみゲージ130に最も近い温度センサ135としてもよい。
<Failure prediction device 150B>
As shown in FIG. 11, the failure prediction device 150B includes an input section 151A, a determination section 152B, a storage section 153, and an integration section 154. FIG. Here, the integrating section 154 is as described in the learning phase.
The determining unit 152B inputs strain data, temperature data, and integrated data for the past one month from the present among the strain data, temperature data, and integrated data stored in the storage unit 153 to the learned model 1531B. to determine whether or not a failure will occur within one week.
More specifically, the determining unit 152B obtains strain data, temperature data, and integrated data for the past one month based on the current time according to the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 for the trained model 1531B. are entered in order, it is determined whether or not "failure will occur within one week." Then, when determining that "a failure will occur within one week" in at least one combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, the determination unit 152B controls the sign of failure of the solder joint 40 on the printed board 120A. Output to an output device (not shown) of the device 110B.
6, the determination unit 152B may be a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, for example, the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 closest to the strain gauge 130.

<運用フェーズにおける故障予測装置150Bの故障予測処理>
次に、故障予測装置150Bの故障予測処理に係る動作について説明する。
図14は、運用フェーズにおける故障予測装置150Bの故障予測処理について説明するフローチャートである。なお、図14のフローチャートのうち、図10に示したステップと同様の処理については、同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。
ステップS31において、入力部151Aは、ひずみゲージ130及び温度センサ135のそれぞれにより測定されたプリント板120Aにおけるひずみデータ及び温度データを入力し、入力されたひずみデータ及び温度データを記憶部153に出力する。
<Failure Prediction Processing of Failure Prediction Device 150B in Operation Phase>
Next, the operation related to the failure prediction process of the failure prediction device 150B will be described.
FIG. 14 is a flowchart for explaining failure prediction processing of the failure prediction device 150B in the operation phase. In the flowchart of FIG. 14, the same step numbers are assigned to the same steps as those shown in FIG. 10, and detailed description thereof will be omitted.
In step S31, the input unit 151A inputs strain data and temperature data in the printed board 120A measured by the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, respectively, and outputs the input strain data and temperature data to the storage unit 153. .

ステップS311において、積算部154は、記憶部153に記憶された各ひずみゲージ130のひずみデータを用いて、監視対象のプリント板120Aが稼働を開始してからのひずみ量の積算データをひずみゲージ130毎に算出し、算出された積算データを記憶部153に出力する。 In step S311, using the strain data of each strain gauge 130 stored in the storage unit 153, the integration unit 154 calculates the integrated data of the strain amount after the printed board 120A to be monitored starts operating. is calculated every time, and the calculated integration data is output to the storage unit 153 .

ステップS321において、判定部152Bは、記憶部153に記憶されたひずみデータ、温度データ及び積算データのうち、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを、学習済みモデル1531Bに入力し、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。 In step S321, the determination unit 152B selects the strain data, temperature data, and integrated data stored in the storage unit 153 for the past one month based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135. are input to the learned model 1531B, and it is determined whether or not "failure will occur within one week".

ステップS33において、判定部152Bは、ステップS321の判定において、「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみゲージ130と温度センサ135との組合せがあったか否かを判定する。「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがあった場合、ステップS34に進み、「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがなかった場合、ステップS31に移る。 In step S33, the determination unit 152B determines whether or not there is a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 for which it was determined in the determination of step S321 that "failure will occur within one week." If there is a combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S34, and if there is no combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S31.

ステップS34において、判定部152Bは、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Bの図示しない出力装置に出力する。 In step S34, the determination unit 152B outputs a sign of failure of the solder joints 40 on the printed board 120A to an output device (not shown) of the control device 110B.

以上により、第3の実施形態に係る故障予測装置150Bは、予め、任意のプリント板において故障した日から1年より長い13か月の期間に亘って測定されたひずみデータ、温度データ及び積算データ(状態データ)を用いて、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして1か月前までのひずみデータ、温度データ及び積算データを、各基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データとして抽出し、抽出した複数の基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データを入力データとし、当該複数の基点日のひずみデータ、温度データ及び積算データの組合せのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータとする訓練データにより教師あり学習を行って取得された学習済みモデル1531Bに、監視対象のプリント板120Aにおいて取得された現在を基点とする過去1か月分のひずみデータ、温度データ及び積算データを入力することで、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
これにより、故障予測装置150Bは、半田接合部40の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部40の不良の予兆を検知することができる。そして、故障予測装置150Bは、監視対象のプリント板120Aの半田接合部40の不良により加工中に制御装置110Bが動作不良を起こす前に、工作機械100が稼働していない時間にプリント板120Aを交換することができ、工作機械100のダウンタイムを削減することができる。
以上、第3の実施形態について説明した。
As described above, the failure prediction device 150B according to the third embodiment can obtain strain data, temperature data, and integrated data measured in advance for a period of 13 months longer than one year from the date of failure in an arbitrary printed board. Using (state data), strain data, temperature Data and integrated data are extracted as strain data, temperature data, and integrated data for each base date, and the extracted strain data, temperature data, and integrated data for a plurality of base dates are used as input data, and strain data for the plurality of base dates. , each combination of the temperature data and the integrated data, the trained model 1531B obtained by performing supervised learning with training data labeled with data indicating whether or not a failure will occur within one week, By inputting strain data, temperature data, and integrated data for the past one month from the current time acquired in the printed circuit board 120A to be monitored, it is determined whether or not a failure will occur within one week.
As a result, the failure prediction device 150B can detect a sign of failure of the solder joints 40 before the failure of the solder joints 40 causes the CNC to malfunction during processing. Then, the failure prediction device 150B prevents the printed board 120A from being operated while the machine tool 100 is not in operation, before the control device 110B malfunctions during processing due to a defect in the solder joints 40 of the monitored printed board 120A. It can be replaced, and the downtime of the machine tool 100 can be reduced.
The third embodiment has been described above.

<第4の実施形態>
第4の実施形態では、状態データとして、プリント板おいてセンサ部により測定されたひずみデータを用いてプリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データ、及びプリント板における温度を示す温度データを例示する。そして、この点が、第1の実施形態と異なる。
以下に、第4の実施形態について説明する。
<Fourth Embodiment>
In the fourth embodiment, as the state data, the strain data measured by the sensor unit on the printed board is used, and the integrated data of the amount of strain after the printed board starts operating, and the temperature indicating the temperature of the printed board Illustrate the data. And this point is different from the first embodiment.
A fourth embodiment will be described below.

図15は、第4の実施形態に係る数値制御システムの機能的構成例を示す機能ブロック図である。なお、図11と同様の機能を有する機能ブロックについては、同じ符号を付し、その説明は省略する。
図15に示すように、工作機械100には、プリント板120Aが実装された制御装置110Cが組み込まれる。
制御装置110Cは、後述するように、運用フェーズにおいて故障予測装置150Cに含まれる。
故障予測装置150Cを説明する前に、学習済みモデルを生成するための機械学習について説明する。
FIG. 15 is a functional block diagram showing a functional configuration example of a numerical control system according to the fourth embodiment. Note that functional blocks having functions similar to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
As shown in FIG. 15, machine tool 100 incorporates control device 110C on which printed board 120A is mounted.
The control device 110C is included in the failure prediction device 150C in the operation phase, as will be described later.
Before describing the failure prediction device 150C, machine learning for generating a learned model will be described.

<学習フェーズにおける制御装置110C>
制御装置110Cは、学習フェーズにおいて、図1の制御装置110と同様に、機械学習を行うために必要となる教師データを収集する。このため、制御装置110Cは、前述したように、実装されるプリント板120Aに配置されたn個のひずみゲージ130及びm個の温度センサ135により測定された、プリント板120Aが実装された環境の状態を示す状態データを、プリント板120Aから取得する。また、制御装置110Cは、プリント板120Aが稼働を開始してからのひずみ量の積算データを、状態データとして取得する。制御装置110Cは、取得した状態データを、工作機械100Cの図示しない通信部を介してサーバ200に出力する。
学習フェーズにおける制御装置110Cは、入力部151Aと、記憶部153と、積算部154と、を備える。学習フェーズにおける制御装置110Cは、判定部152B及び学習済みモデル1531Cを備えなくてもよい。
<Control Device 110C in Learning Phase>
In the learning phase, the control device 110C collects teacher data necessary for machine learning in the same way as the control device 110 in FIG. Therefore, as described above, the control device 110C controls the temperature of the environment in which the printed board 120A is mounted, which is measured by the n strain gauges 130 and the m temperature sensors 135 arranged on the mounted printed board 120A. State data indicating the state is obtained from the printed board 120A. In addition, the control device 110C acquires, as state data, integrated data of the amount of strain after the printed board 120A starts operating. The control device 110C outputs the acquired state data to the server 200 via a communication unit (not shown) of the machine tool 100C.
110 C of control apparatuses in a learning phase are provided with 151 A of input parts, the memory|storage part 153, and the integrating|accumulating part 154. FIG. The control device 110C in the learning phase does not have to include the determination unit 152B and the trained model 1531C.

<機械学習装置300C>
機械学習装置300Cは、図15に示すように、入力データ生成部331、ラベル生成部332、及び学習部333を有する。
入力データ生成部331は、温度データ抽出部341、及び積算データ抽出部342を有する。
より具体的には、入力データ生成部331は、学習フェーズにおいて、任意のプリント板において故障時から1年より長い13か月の期間に亘って測定された積算データ及び温度データをサーバ200から取得してもよい。
入力データ生成部331は、温度データ抽出部341により抽出された各基点日の温度データ、及び積算データ抽出部342により抽出された各基点日の積算データのうち、同じ基点日の積算データ及び温度データを1組とし、365パターンの基点日の積算データ及び温度データを入力データとして生成する。入力データ生成部331は、生成した入力データを記憶部304に対して出力する。
<Machine learning device 300C>
300 C of machine learning apparatuses have the input data production|generation part 331, the label production|generation part 332, and the learning part 333, as shown in FIG.
The input data generator 331 has a temperature data extractor 341 and an integrated data extractor 342 .
More specifically, in the learning phase, the input data generation unit 331 acquires from the server 200 integrated data and temperature data measured over a period of 13 months longer than one year from the failure of an arbitrary printed board. You may
The input data generation unit 331 extracts the temperature data for each base date extracted by the temperature data extraction unit 341 and the integrated data for each base date extracted by the integration data extraction unit 342. Data is set as one set, and integrated data and temperature data of 365 patterns of base dates are generated as input data. The input data generation unit 331 outputs the generated input data to the storage unit 304 .

ラベル生成部332は、入力データの365パターンの基点日の積算データ及び温度データのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータ(正解データ)として生成する。ラベル生成部332は、生成したラベルデータを記憶部304に出力する。
より具体的には、ラベル生成部332は、例えば、365パターンの基点日の積算データ及び温度データのうち、故障した日から1週間に含まれる積算データ及び温度データを少なくとも1つ含む場合、「1週間以内に故障が発生する」とし、故障した日から1週間に含まれる積算データ及び温度データを含まない場合、「1週間以内に故障が発生しない」とするラベルデータを生成する。
The label generator 332 generates label data (correct data) indicating whether or not a failure will occur within one week for each of the integrated data and temperature data of the 365 patterns of the input data. The label generation unit 332 outputs the generated label data to the storage unit 304 .
More specifically, for example, when the label generation unit 332 includes at least one integrated data and temperature data included in one week from the date of failure among the integrated data and temperature data of the 365 patterns of the base date, Label data indicating "Failure will not occur within one week" is generated if integrated data and temperature data included in one week from the date of failure are not included.

学習部333は、上述の入力データとラベルとの組を訓練データとして記憶部304から受け付け、受け付けた訓練データを用いて、教師あり学習を行うことにより、監視対象のプリント板120Aにおける現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データに基づいて、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する学習済みモデル1531Cを構築する。
そして、学習部333は、構築した学習済みモデル1531Cを制御装置110Cに含まれる故障予測装置150Cに対して提供する。
Learning unit 333 accepts the pairs of the above-mentioned input data and labels from storage unit 304 as training data, and performs supervised learning using the received training data to obtain the current point on printed board 120A to be monitored. A trained model 1531C for determining whether "a failure will occur within a week" is constructed based on the integrated data and temperature data for the past one month.
Then, the learning unit 333 provides the built trained model 1531C to the failure prediction device 150C included in the control device 110C.

図16は、図15の機械学習装置300Cが構築する学習済みモデル1531Cの一例を示す図である。ここでは、学習済みモデル1531Cは、図16に示すように、現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを入力層として、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを示すデータを出力層とする多層ニューラルネットワークを例示する。
この場合、故障予測装置150Cは、運用フェーズにおいて、学習済みモデル1531Cに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定することができる。そして、故障予測装置150Cは、例えば、少なくとも1つの組合せのひずみゲージ130及び温度センサ135の現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データに対して、「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、1週間以内にプリント板120Aにおいて半田接合部40の不良が発生する予兆を予測することができる。
FIG. 16 is a diagram showing an example of a learned model 1531C constructed by the machine learning device 300C of FIG. Here, as shown in FIG. 16, the trained model 1531C uses integrated data and temperature data for the past one month with the present as the input layer, and determines whether "failure will occur within one week" or not. A multi-layer neural network whose output layer is data indicating whether or not is exemplified.
In this case, in the operation phase, the failure prediction device 150C applies integrated data and temperature data for the past one month based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 to the trained model 1531C. by sequentially inputting, it is possible to determine whether or not "failure will occur within one week". Then, for example, the failure prediction device 150C, for example, for the integrated data and the temperature data for the past one month from the present of at least one combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, "Failure will occur within one week. will occur", it is possible to predict a sign that a defect will occur in the solder joint 40 on the printed circuit board 120A within one week.

なお、学習部333は、学習済みモデル1531Cを構築した後に、新たな教師データを取得した場合には、学習済みモデル1531Cに対してさらに教師あり学習を行うことにより、一度構築した学習済みモデル1531Cを更新するようにしてもよい。
また、学習済みモデル1531Cは、同じ種類のプリント板120A同士で共有するようにしてもよい。換言すれば、機械学習装置300Cは、異なる種類のプリント板120A毎に、学習済みモデル1531Cを構築し、プリント板120Aの種類に応じた学習済みモデル1531Cを、故障予測装置150Cに提供するようにしてもよい。
以上、故障予測装置150Cが備える学習済みモデル1531Cを生成するための機械学習について説明した。
次に、故障予測装置150Cについて説明する。
Note that, when learning unit 333 acquires new teacher data after constructing trained model 1531C, learning unit 333 further performs supervised learning on trained model 1531C to may be updated.
Also, the learned model 1531C may be shared among the same type of printed boards 120A. In other words, machine learning device 300C builds learned model 1531C for each different type of printed board 120A, and provides failure prediction device 150C with learned model 1531C corresponding to the type of printed board 120A. may
Machine learning for generating the learned model 1531C provided in the failure prediction device 150C has been described above.
Next, the failure prediction device 150C will be described.

<故障予測装置150C>
図15に示すように、故障予測装置150Cは、入力部151A、判定部152C、記憶部153、及び積算部154を含んで構成される。
判定部152Cは、記憶部153に記憶された積算データ及び温度データのうち、現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを学習済みモデル1531Cに入力して、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
より具体的には、判定部152Cは、学習済みモデル1531Cに対して、ひずみゲージ130と温度センサ135の組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを順次に入力することで、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。そして、判定部152Cは、少なくとも1つのひずみゲージ130及び温度センサ135の組合せにおいて「1週間以内に故障が発生する」と判定した場合、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Cの図示しない出力装置に出力する。
なお、判定部152Cは、図6の判定部152Aと同様に、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せとして、例えば、ひずみゲージ130と、当該ひずみゲージ130に最も近い温度センサ135としてもよい。
<Failure prediction device 150C>
As shown in FIG. 15, the failure prediction device 150C includes an input section 151A, a determination section 152C, a storage section 153, and an integration section 154. FIG.
The determination unit 152C inputs the accumulated data and the temperature data for the past one month from the current point out of the accumulated data and the temperature data stored in the storage unit 153 into the learned model 1531C, and within one week Determine whether a failure will occur.
More specifically, the determination unit 152C sequentially obtains integrated data and temperature data for the past one month based on the current time according to the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 for the trained model 1531C. By inputting it, it is determined whether or not "failure will occur within one week". Then, when determining that the combination of at least one strain gauge 130 and temperature sensor 135 will fail within one week, the determining unit 152C controls the predictor of failure of the solder joints 40 on the printed circuit board 120A. Output to an output device (not shown) of the device 110C.
6, the determination unit 152C may be a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, for example, the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 closest to the strain gauge 130.

<運用フェーズにおける故障予測装置150Cの故障予測処理>
次に、故障予測装置150Cの故障予測処理に係る動作について説明する。
図17は、運用フェーズにおける故障予測装置150Cの故障予測処理について説明するフローチャートである。なお、図17のフローチャートのうち、図14に示したステップと同様の処理については、同じステップ番号を付し、詳細な説明は省略する。
ステップS31において、入力部151Aは、ひずみゲージ130及び温度センサ135のそれぞれにより測定されたプリント板120Aにおけるひずみデータ及び温度データを入力し、入力されたひずみデータ及び温度データを記憶部153に出力する。
<Failure prediction processing of the failure prediction device 150C in the operation phase>
Next, the operation related to the failure prediction process of the failure prediction device 150C will be described.
FIG. 17 is a flowchart for explaining failure prediction processing of the failure prediction device 150C in the operation phase. In the flowchart of FIG. 17, the same step numbers are assigned to the same steps as those shown in FIG. 14, and detailed description thereof will be omitted.
In step S31, the input unit 151A inputs strain data and temperature data in the printed board 120A measured by the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, respectively, and outputs the input strain data and temperature data to the storage unit 153. .

ステップS311において、積算部154は、記憶部153に記憶された各ひずみゲージ130のひずみデータを用いて、監視対象のプリント板120Aが稼働を開始してからのひずみ量の積算データをひずみゲージ130毎に算出し、算出された積算データを記憶部153に出力する。 In step S311, using the strain data of each strain gauge 130 stored in the storage unit 153, the integration unit 154 calculates the integrated data of the strain amount after the printed board 120A to be monitored starts operating. is calculated every time, and the calculated integration data is output to the storage unit 153 .

ステップS322において、判定部152Cは、記憶部153に記憶された積算データ及び温度データのうち、ひずみゲージ130と温度センサ135との組合せに応じた現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを、学習済みモデル1531Cに入力し、「1週間以内に故障が発生する」か、否かを判定する。 In step S322, the determination unit 152C selects integrated data for the past one month based on the combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135, among the integrated data and temperature data stored in the storage unit 153. and temperature data are input to the trained model 1531C to determine whether or not "failure will occur within one week".

ステップS33において、判定部152Cは、ステップS322の判定において、「1週間以内に故障が発生する」と判定されたひずみゲージ130と温度センサ135との組合せがあったか否かを判定する。「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがあった場合、ステップS34に進み、「1週間以内に故障が発生する」と判定された組合せがなかった場合、ステップS31に移る。 In step S33, the determination unit 152C determines whether or not there is a combination of the strain gauge 130 and the temperature sensor 135 determined to "fail within one week" in the determination of step S322. If there is a combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S34, and if there is no combination determined that "a failure will occur within a week", the process proceeds to step S31.

ステップS34において、判定部152Cは、プリント板120Aにおける半田接合部40の不良の予兆を、制御装置110Cの図示しない出力装置に出力する。 In step S34, the determination unit 152C outputs a sign of failure of the solder joints 40 on the printed board 120A to an output device (not shown) of the control device 110C.

以上により、第4の実施形態に係る故障予測装置150Cは、予め、任意のプリント板において故障した日から1年より長い13か月の期間に亘って測定された積算データ及び温度データ(状態データ)を用いて、故障した日を上限とし当該故障した日から1年前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして1か月前までの積算データ及び温度データを、各基点日の積算データ及び温度データとして抽出し、抽出した複数の基点日の積算データ及び温度データを入力データとし、当該複数の1か月分の積算データ及び温度データの組合せのそれぞれが、1週間以内に故障が発生するか否か、を示すデータをラベルデータとする訓練データにより教師あり学習を行って取得された学習済みモデル1531Cに、監視対象のプリント板120Aにおいて取得された現在を基点とする過去1か月分の積算データ及び温度データを入力することで、1週間以内に故障が発生するか否かを判定する。
これにより、故障予測装置150Cは、半田接合部40の不良により加工中にCNCが動作不良を起こす前に、半田接合部40の不良の予兆を検知することができる。そして、故障予測装置150Cは、監視対象のプリント板120Aの半田接合部40の不良により加工中に制御装置110Cが動作不良を起こす前に、工作機械100が稼働していない時間にプリント板120Aを交換することができ、工作機械100のダウンタイムを削減することができる。
以上、第4の実施形態について説明した。
As described above, the failure predicting device 150C according to the fourth embodiment has integrated data and temperature data (state data) measured in advance over a period of 13 months longer than one year from the date when an arbitrary printed board failed. ), the integrated data and temperature data up to one month before the day of failure is the base date, and the date included in the range is the day one year before the failure date. Extract as integrated data and temperature data for each base date, use the extracted integrated data and temperature data for a plurality of base dates as input data, and each combination of the plurality of integrated data and temperature data for one month is 1 A trained model 1531C obtained by performing supervised learning using training data labeled with data indicating whether or not a failure will occur within a week, and the current obtained in the monitored printed circuit board 120A is used as a base point. By inputting integrated data and temperature data for the past one month, it is determined whether or not a failure will occur within one week.
As a result, the failure prediction device 150C can detect a sign of failure of the solder joints 40 before the CNC malfunctions during processing due to the failure of the solder joints 40 . Then, the failure prediction device 150C prevents the printed board 120A from being operated while the machine tool 100 is not in operation, before the control device 110C malfunctions during processing due to a defect in the solder joints 40 of the monitored printed board 120A. It can be replaced, and the downtime of the machine tool 100 can be reduced.
The fourth embodiment has been described above.

以上、第1の実施形態から第4の実施形態について説明したが、故障予測装置150(150A、150B、150C)、及び機械学習装置300(300A、300B、300C)は、上述の実施形態に限定されるものではなく、目的を達成できる範囲での変形、改良等が含まれる。 Although the first to fourth embodiments have been described above, the failure prediction device 150 (150A, 150B, 150C) and the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C) are limited to the above-described embodiments. It is not intended to be modified, but includes modifications and improvements within the scope that can achieve the purpose.

<変形例1>
上述の第1の実施形態から第4の実施形態では、機械学習装置300(300A、300B、300C)は、工作機械100と異なる装置として例示したが、これに限られない。機械学習装置300(300A、300B、300C)の一部又は全部の機能を、工作機械100や制御装置110(110A、110B、110C)が備えるようにしてもよい。
<Modification 1>
In the first to fourth embodiments described above, the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C) was exemplified as a device different from the machine tool 100, but it is not limited to this. A part or all of the functions of the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C) may be provided in the machine tool 100 or the control device 110 (110A, 110B, 110C).

<変形例2>
上述の第1の実施形態から第4の実施形態では、故障予測装置150(150A、150B、150C)は、制御装置110(110A、110B、110C)に含まれたが、これに限定されない。故障予測装置150の入力部151(151A)、判定部152(152A、152B、152C)、記憶部153(153A、153B、153C)、及び積算部154の一部又は全部を、工作機械100や、プリント板120(120A)が備えるようにしてもよい。
あるいは、入力部151(151A)、判定部152(152A、152B、152C)、記憶部153(153A、153B、153C)、及び積算部154の一部又は全部を、例えば、サーバ200が備えるようにしてもよい。また、クラウド上で仮想サーバ機能等を利用して、故障予測装置の各機能を実現してもよい。
さらに、故障予測装置は、故障予測装置の各機能を適宜複数のサーバに分散される、分散処理システムとしてもよい。
<Modification 2>
In the first to fourth embodiments described above, failure prediction devices 150 (150A, 150B, 150C) were included in control devices 110 (110A, 110B, 110C), but are not limited to this. A part or all of the input unit 151 (151A), the determination unit 152 (152A, 152B, 152C), the storage unit 153 (153A, 153B, 153C), and the integration unit 154 of the failure prediction device 150, the machine tool 100, The printed board 120 (120A) may be provided.
Alternatively, the server 200 may include part or all of the input unit 151 (151A), the determination unit 152 (152A, 152B, 152C), the storage unit 153 (153A, 153B, 153C), and the integration unit 154, for example. may Also, each function of the failure prediction device may be implemented using a virtual server function or the like on the cloud.
Furthermore, the failure prediction device may be a distributed processing system in which each function of the failure prediction device is appropriately distributed to a plurality of servers.

<変形例3>
また例えば、上述の第1の実施形態から第4の実施形態では、ひずみデータ、温度データ及び積算データは、サーバ200に送信されたが、これに限定されない。サーバ200は、ネットワーク等を介して接続された複数の工作機械100における制御装置110(110A、110B、110C)に実装されたプリント板120(120A)のひずみデータ、温度データ及び積算データを集中管理してもよい。
<Modification 3>
Also, for example, in the above-described first to fourth embodiments, strain data, temperature data, and integrated data are transmitted to the server 200, but the present invention is not limited to this. The server 200 centrally manages the strain data, temperature data, and integrated data of the printed boards 120 (120A) mounted on the controllers 110 (110A, 110B, 110C) of the machine tools 100 connected via a network or the like. You may

<変形例4>
また例えば、第1の実施形態から第4の実施形態では、「所定期間」を1年とし、「第1期間」を「1年」とし、「第2期間」を「1か月」とし、及び「第3期間」を「1週間」としたがこれに限定されない。「所定期間」、「第1期間」、「第2期間」、及び「第3期間」は、工作機械100が設置される工場の環境等に応じて適宜設定してもよい。
<Modification 4>
Further, for example, in the first to fourth embodiments, the "predetermined period" is set to one year, the "first period" is set to "one year", the "second period" is set to "one month", And the "third period" is set to "one week", but it is not limited to this. The "predetermined period", the "first period", the "second period", and the "third period" may be appropriately set according to the environment of the factory where the machine tool 100 is installed.

なお、第1の実施形態から第4の実施形態における、故障予測装置150(150A、150B、150C)、及び機械学習装置300(300A、300B、300C)に含まれる各機能は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせによりそれぞれ実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。 Note that each function included in the failure prediction device 150 (150A, 150B, 150C) and the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C) in the first to fourth embodiments is hardware, software Or each can be realized by a combination of these. Here, "implemented by software" means implemented by a computer reading and executing a program.

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(Non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAMを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は、無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 The program can be stored and delivered to the computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer-readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (eg, flexible discs, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (eg, magneto-optical discs), CD-ROMs (Read Only Memory), CD- R, CD-R/W, semiconductor memory (e.g., mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM). (transitory computer readable medium) Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves Transitory computer readable media include electrical wires and optical fibers, etc. The program can be delivered to the computer via a wired or wireless communication path.

なお、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 It should be noted that the steps of writing a program recorded on a recording medium include not only processes that are executed chronologically in order, but also processes that are executed in parallel or individually, even if they are not necessarily processed chronologically. It also includes

以上を換言すると、本開示の機械学習装置、故障予測装置、制御装置、及びプリント板は、次のような構成を有する各種各様の実施形態を取ることができる。 In other words, the machine learning device, failure prediction device, control device, and printed circuit board of the present disclosure can take various embodiments having the following configurations.

(1)本開示の機械学習装置300は、産業機械(工作機械100)を制御する制御装置110に実装される任意のプリント板において、故障した日までの所定期間より長い第1期間に亘って測定されたプリント板120が実装された環境の状態を示す状態データを用いて、故障した日を上限とし故障した日から所定期間前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして第1期間より短い第2期間を過去に遡った範囲の状態データの集合を、各基点日の状態データとして抽出し、抽出した複数の基点日の状態データを入力データとして生成する入力データ生成部301と、複数の基点日の状態データのうち、故障した日から第2期間の長さ以下の第3期間に含まれる状態データを少なくとも1つ含む場合、基点日から第3期間内に故障が発生するとし、故障した日から第3期間に含まれる状態データを含まない場合、基点日から第3期間内に故障が発生しないとするラベルデータを生成するラベル生成部302と、入力データ生成部301により生成された入力データと、ラベル生成部302により生成されたラベルデータと、を用いて、教師あり学習を実行し、学習済みモデル1531を生成する学習部303と、を備える。
この機械学習装置300によれば、プリント板120の半田接合部40の不良により加工中に制御装置110が動作不良を起こす前に、プリント板120における半田接合部40の不良の発生を予測する、学習済みモデル1531を構築することができる。
(1) The machine learning device 300 of the present disclosure, in any printed circuit board mounted in the control device 110 that controls the industrial machine (machine tool 100), over a first period longer than a predetermined period until the date of failure Using the measured state data indicating the state of the environment in which the printed circuit board 120 is mounted, each of the days included in the range with the date of failure as the upper limit and the date before the predetermined period as the lower limit as the base date. input data for extracting, as status data for each base date, a set of status data in a range retroactively past a second period shorter than the first period, and generating status data for a plurality of extracted base dates as input data generating unit 301, when at least one of the plurality of base date status data includes at least one status data included in a third period equal to or less than the length of the second period from the date of failure, within the third period from the base date a label generation unit 302 for generating label data indicating that no failure will occur within the third period from the base date when the failure occurs and the status data included in the third period from the date of the failure is not included; A learning unit 303 that executes supervised learning using the input data generated by the generation unit 301 and the label data generated by the label generation unit 302 to generate a trained model 1531 .
According to this machine learning device 300, the occurrence of defects in the solder joints 40 of the printed board 120 is predicted before the controller 110 malfunctions during processing due to defects in the solder joints 40 of the printed board 120. A trained model 1531 can be built.

(2)状態データは、プリント板においてセンサ部(ひずみゲージ130)により測定されたひずみデータを含んでもよい。
そうすることで、機械学習装置300は、学習済みモデル1531を構築することができる。
(2) The state data may include strain data measured by the sensor section (strain gauge 130) on the printed board.
By doing so, the machine learning device 300 can construct the trained model 1531 .

(3)状態データは、プリント板においてセンサ部(ひずみゲージ130)により測定されたひずみデータ、及びプリント板において温度センサ135により測定された温度データを含んでもよい。
そうすることで、機械学習装置300Aは、学習済みモデル1531Aを構築することができる。
(3) The state data may include strain data measured by the sensor unit (strain gauge 130) on the printed board and temperature data measured by the temperature sensor 135 on the printed board.
By doing so, machine learning device 300A can construct learned model 1531A.

(4)状態データは、プリント板においてセンサ部(ひずみゲージ130)により測定されたひずみデータ、プリント板において温度センサ135により測定された温度データ、及びプリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データを含んでもよい。
そうすることで、機械学習装置300Bは、学習済みモデル1531Bを構築することができる。
(4) State data includes strain data measured by the sensor unit (strain gauge 130) on the printed board, temperature data measured by the temperature sensor 135 on the printed board, and the amount of strain after the printed board started operating. may include integrated data of
By doing so, machine learning device 300B can construct learned model 1531B.

(5)状態データは、プリント板においてセンサ部(ひずみゲージ130)により測定されたひずみデータを用いてプリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データ、及びプリント板において温度センサ135により測定された温度データを含でもよい。
そうすることで、機械学習装置300Cは、学習済みモデル1531Cを構築することができる。
(5) The state data is the strain data measured by the sensor unit (strain gauge 130) on the printed board, and the integrated data of the amount of strain after the printed board starts operating, and the temperature sensor 135 on the printed board. It may also include measured temperature data.
By doing so, the machine learning device 300C can construct the learned model 1531C.

(6)故障した日までの所定期間より長い第1期間に亘って測定されたプリント板120が実装された環境の状態を示す状態データは、サーバ200に記憶されてもよい。
そうすることで、プリント板120が稼働開始してから故障するまでの期間に、測定された全ての状態データを取得することができる。
(6) State data indicating the state of the environment in which the printed circuit board 120 is mounted, measured over a first period longer than a predetermined period up to the date of failure, may be stored in the server 200 .
By doing so, it is possible to acquire all measured state data during the period from when the printed board 120 starts operating until it fails.

(7)本開示の故障予測装置150(150A、150B、150C)は、機械学習装置300(300A、300B、300C)により学習して取得された学習済みモデル1531(1531A、1531B、1531C)と、状態データを記憶する記憶部153と、記憶部153に記憶された状態データのうち、現在を基点にして第2期間前までの過去に遡った範囲の状態データを学習済みモデル1531(1531A、1531B、1531C)に入力して、プリント板120において第3期間内に故障が発生するか否かを判定する判定部152と、を備える。
この故障予測装置によれば、プリント板120の半田接合部40の不良により加工中に制御装置110が動作不良を起こす前に、プリント板120における半田接合部40の不良の発生を予測することができる。
(7) The failure prediction device 150 (150A, 150B, 150C) of the present disclosure includes a trained model 1531 (1531A, 1531B, 1531C) acquired by learning by the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C), A storage unit 153 for storing state data, and among the state data stored in the storage unit 153, state data in a past range from the present to the second period before the learned model 1531 (1531A, 1531B). , 1531C) and determines whether or not a failure will occur in the printed circuit board 120 within the third period.
According to this failure prediction apparatus, it is possible to predict the occurrence of defects in the solder joints 40 of the printed board 120 before the controller 110 malfunctions during processing due to defects in the solder joints 40 of the printed board 120 . can.

(8)故障予測装置150(150A、150B、150C)は、機械学習装置300(300A、300B、300C)を備えてもよい。
そうすることで、上述の(1)から(6)のいずれかと同様の効果を奏することができる。
(8) The failure prediction device 150 (150A, 150B, 150C) may include the machine learning device 300 (300A, 300B, 300C).
By doing so, the same effects as those of (1) to (6) described above can be obtained.

(9)本開示の制御装置110(110A、110B、110C)は、故障予測装置150(150A、150B、150C)を備えてもよい。
この制御装置110(110A、110B、110C)によれば、上述の(7)又は(8)と同様の効果を奏することができる。
(9) The control devices 110 (110A, 110B, 110C) of the present disclosure may include failure prediction devices 150 (150A, 150B, 150C).
According to this control device 110 (110A, 110B, 110C), the same effect as the above (7) or (8) can be obtained.

(10)本開示のプリント板120、120Aは、故障予測装置150(150A、150B、150C)を備えてもよい。
このプリント板120、120Aによれば、上述の(7)又は(8)と同様の効果を奏することができる。
(10) The printed boards 120, 120A of the present disclosure may include failure prediction devices 150 (150A, 150B, 150C).
According to the printed boards 120 and 120A, the same effect as the above (7) or (8) can be obtained.

100 工作機械
110 制御装置
150 故障予測装置
200 サーバ
300 機械学習装置
120 プリント板
151 入力部
152 判定部
130 ひずみゲージ
1531 学習済みモデル
100 machine tool 110 control device 150 failure prediction device 200 server 300 machine learning device 120 printed board 151 input unit 152 determination unit 130 strain gauge 1531 learned model

Claims (10)

産業機械を制御する制御装置に実装される任意のプリント板において、
故障した日までの所定期間より長い第1期間に亘って測定された前記プリント板が実装された環境の状態を示す状態データを用いて、
前記故障した日を上限とし前記故障した日から所定期間前の日を下限とする範囲に含まれる日の各々を基点日にして前記第1期間より短い第2期間を過去に遡った範囲の状態データの集合を、各基点日の状態データとして抽出し、抽出した複数の前記基点日の状態データを入力データとして生成する入力データ生成部と、
複数の前記基点日の状態データのうち、前記故障した日から前記第2期間の長さ以下の第3期間に含まれる状態データを少なくとも1つ含む場合、前記基点日から第3期間内に故障が発生するとし、前記故障した日から前記第3期間に含まれる状態データを含まない場合、前記基点日から第3期間内に故障が発生しないとするラベルデータを生成するラベル生成部と、
前記入力データ生成部により生成された入力データと、前記ラベル生成部により生成されたラベルデータと、を用いて、教師あり学習を実行し、学習済みモデルを生成する学習部と、
を備える機械学習装置。
In any printed circuit board mounted on a control device that controls an industrial machine,
Using state data indicating the state of the environment in which the printed circuit board is mounted, which is measured over a first period longer than a predetermined period until the date of failure,
A state in which a second period, which is shorter than the first period, is traced back to the past, with each day included in the range having the date of failure as the upper limit and the day before the predetermined period from the date of failure as the lower limit as the base date. an input data generation unit that extracts a set of data as state data for each base date and generates the extracted plurality of base date state data as input data;
If at least one piece of status data included in a third period of time from the date of failure to the length of the second period or less is included among the plurality of status data of the base date, the failure occurs within the third period from the base date. a label generation unit for generating label data indicating that no failure will occur within a third period from the base date if the status data included in the third period from the date of the failure is not included;
a learning unit that performs supervised learning using the input data generated by the input data generation unit and the label data generated by the label generation unit to generate a trained model;
A machine learning device with
前記状態データは、前記プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータを含む、
請求項1に記載の機械学習装置。
The state data includes strain data measured by a sensor unit on the printed board,
The machine learning device according to claim 1.
前記状態データは、前記プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータ、及び前記プリント板において温度センサにより測定された温度データを含む、請求項1に記載の機械学習装置。 2. The machine learning device according to claim 1, wherein said state data includes strain data measured on said printed board by a sensor unit and temperature data measured on said printed board by a temperature sensor. 前記状態データは、前記プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータ、前記プリント板において温度センサにより測定された温度データ、及び前記プリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データを含む、請求項1に記載の機械学習装置。 The state data includes strain data measured on the printed board by a sensor unit, temperature data measured on the printed board by a temperature sensor, and integrated data of the amount of strain after the printed board starts operating. , The machine learning device according to claim 1. 前記状態データは、前記プリント板においてセンサ部により測定されたひずみデータを用いて前記プリント板が稼働を開始してからのひずみ量の積算データ、及び前記プリント板において温度センサにより測定された温度データを含む、請求項1に記載の機械学習装置。 The state data is integrated data of the amount of strain after the printed board starts operating using the strain data measured by the sensor unit on the printed board, and temperature data measured by the temperature sensor on the printed board. 2. The machine learning device of claim 1, comprising: 前記故障した日までの所定期間より長い第1期間に亘って測定された前記プリント板が実装された環境の状態を示す状態データは、サーバに記憶される、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の機械学習装置。
state data indicating the state of the environment in which the printed circuit board is mounted, which is measured over a first period longer than a predetermined period up to the date of failure, is stored in a server;
The machine learning device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の機械学習装置により学習して取得された学習済みモデルと、
前記状態データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記状態データのうち、現在を基点にして前記第2期間前までの過去に遡った範囲の状態データを前記学習済みモデルに入力して、前記プリント板において前記第3期間内に故障が発生するか否かを判定する判定部と、
を備える故障予測装置。
A trained model acquired by learning by the machine learning device according to any one of claims 1 to 6;
a storage unit that stores the state data;
Among the state data stored in the storage unit, the state data in the past range up to the second period before the present is input to the learned model, and the third period is performed on the printed board. a determination unit that determines whether a failure will occur within the period;
A failure prediction device.
前記機械学習装置を備える、請求項7に記載の故障予測装置。 The failure prediction device according to claim 7, comprising said machine learning device. 請求項7又は請求項8に記載の故障予測装置を備える、制御装置。 A control device comprising the failure prediction device according to claim 7 or 8. 請求項7又は請求項8に記載の故障予測装置を備える、プリント板。 A printed board comprising the failure prediction device according to claim 7 or 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7795732B2 (en) * 2021-09-06 2026-01-08 オムロン株式会社 Label generation method, label generation device, and label generation program
JP2023053909A (en) * 2021-10-01 2023-04-13 株式会社豊田中央研究所 Device, method, and program for estimating bonding defect distribution
KR102739658B1 (en) * 2023-07-06 2024-12-09 로이랩스 주식회사 A device and server for cnc machining equipment monitoring service and a integrated monitoring platform comprising the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002101668A (en) 2000-09-26 2002-04-05 Meidensha Corp Life time estimation method of semiconductor power converter and semiconductor power converter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6010204B1 (en) * 2015-10-26 2016-10-19 ファナック株式会社 Machine learning apparatus and method for learning predicted life of power element, life prediction apparatus and motor driving apparatus equipped with machine learning apparatus
JP2019008675A (en) * 2017-06-27 2019-01-17 ファナック株式会社 Failure prediction apparatus and machine learning apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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