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IIUの技術開発を行うオフィス

IIUでは、設備診断・解析・製品開発・受託研究を通じて、現場課題の解決に取り組んでいます。
ここでは当社が保有する技術領域や研究開発の取り組み、関連する実績の一部をご紹介します。

IIU解析・開発技術体系

設備診断技術

01

設備機器の振動診断 01

軸受・ギアの異常検出技術高度化

ボールベアリング
  • 軸受傷のサイジング手法
  • 軸受の余寿命評価
  • 軸受の状態評価指標
  • 風車増速機ギアの状態評価指標
受託先

中国電力、東北電力、日本原燃ほか

02

設備機器の振動診断 02

各種設備機器の異常検出技術高度化

設備機器の振動診断
  • ポンプの構造系異常(ミスアライメント・アンバランス等)の検出
  • 小口径配管の状態監視技術
  • 工作機械の状態診断
受託先

日本原燃、日本保全学会ほか

03

設備機器の音響診断

設備機器の音響診断装置
  • 音響診断装置『AMADIS』を開発
  • 回転機器異常の検出
  • キャビテーションの検出
  • 設備状態評価指標
受託先

トヨタ

解析技術

01

数値シミュレーション

電磁場解析、熱伝導解析、応力解析

数値シミュレーションの解析画面
  • 再処理施設ガラス溶融炉異常の要因解析
  • 原子炉タービンの電磁場解析
  • 核融合炉ダイバータ熱弾塑性解析
  • 配管の応力解析による振動疲労評価
受託先

日本原燃、量研機構、中国電力ほか

02

信号処理技術

振動信号、音響信号等の各種信号処理技術

信号処理による波形解析
  • ノイズ除去技術
  • 変化点検出技術
  • 信号予測技術
  • 特徴量抽出
受託先

中国電力、東北電力、U.S. Air Forceほか

03

保全最適化

保全活動を最適化するための技術開発

保全活動の最適化イメージ
  • ベイズ統計手法による検査間隔の最適化
  • 統計的設計手法によるプラント配管設計の最適化
  • 設計から検査までを含めたコスト・信頼性の最適化
受託先

日本原電、中部電力、U.S. Air Force

04

機械学習・AI

データから特徴を学習し、様々な用途に適用する技術

機械学習によるデータ解析
  • 機械学習を設備機器の異常検出へ適用した『WIT-WIN』法を開発
  • 機械学習法の特徴比較研究に基づく最適な手法の選択
受託先

U.S. Air Force

製品開発

01

Webアプリ開発

クラウドアプリケーション開発

  • 受託システム開発
  • パブリッククラウド環境
  • オンプレミス環境
実績

AIMOS(自社)、ユーザ業務システム

02

スマートフォンアプリ開発

スマートフォンアプリ開発

  • iOSアプリ開発
  • Androidアプリ開発
実績

AIMOS(自社)、危険物探知アプリ(訓練用)

03

クライアントアプリ開発

PC環境アプリケーション開発

  • Windowsアプリケーション
  • Linuxアプリケーション
実績

画像解析ソフト(自社)、信号解析ソフト(自社)

受託研究

01

AI受託研究(PoC)

業務課題の解決に向けたAI技術適用検証(プロジェクト形式による推進)

  • 画像AI技術による検証
  • 学習モデル構築と評価
  • ハード、ソフト設計
02

保全受託研究

保全業務の高度化に向けた調査・研究(実験・解析による研究・レポート)

  • 振動、音響、ECTによる検査技術の高度化
  • 予兆検知に向けた解析技術の高度化
  • 機械学習によるデータ解析の高度化
03

調査・レポート

各種保全技術に関する調査研究

  • 先進的状態監視技術
  • 現象の要因分析調査
  • 保全技術高度化
受託先

各電力会社、研究所ほか

音響センサによる設備診断技術

音響センサを活用した設備診断技術は、対象設備の状態を非接触かつ定量的に把握できる点が特長です。従来は経験や勘に頼る場面も多かった診断を、よりわかりやすく扱いやすい形で支援します。

直感的・定量的な診断

「音」を測定するため、聴診棒で診断してきた設備を直感的かつ定量的に評価できます。ベテランの技術を音響センサで受け継ぐことができます。

非接触で測定可能①

非接触で測定できるため、振動計の設置が危険な設備や高温の設備の診断に簡便に使用できます。

非接触で測定可能②

走行中の電車の車輪や稼働音が非常に大きい工場設備など、振動計では異常箇所の特定が難しいものも、音響センサにより特定できます。

音響振動診断

軸受やギアの音を捉え、異常兆候があるか振動計と同等のレベルで診断できます。周波数分析により、異常発生部位の特定も可能です。

音響センサと振動センサによる診断結果の比較

配管の状態診断

異なる配管内水圧におけるプランジャーポンプの診断

音響センサでは配管内の水圧が異なることを正しく捉えられます。

※振動計は共振や他機器からの振動ノイズ等により正しく診断できない場合があります。

配管内包流体の状態把握

配管内のキャビテーションの発生を音圧レベルの変化として検出できます。

配管内水圧を音響で診断した結果配管内キャビテーションの音響診断結果

機械学習による異常検知

ディープラーニングなどの機械学習を分析に取り入れることで、機器の状態をより正確かつ詳細に判別できます。対象機器の各種状態を蓄積するほど、診断精度の向上が期待できます。

機械学習による設備の異常検知

論文・記事などの掲載実績

当社が取り組んできた研究開発の成果は、論文や学会発表、各種記事としても公開されています。技術的な知見を蓄積しながら、実用化につながる研究を進めています。

プラント機器音響診断システムAMADIS-01

利用した技術・目的

非接触音響計測、自動診断アルゴリズム(FFTの利用等)

プラント機器の異常を音響により非接触で診断する可搬型システム「AMADIS-01」の紹介です。従来の振動センサーが抱える設置の専門知識や危険場所への接近といった課題を、伸縮ロッド付きの音響センサーで解決しました。誰でも安全かつ高精度に、稼働中の機器の異常判定と保全コスト削減が可能です。

Optimization of Non-Periodic Inspection of Structural Components by Bayesian Approach

利用した技術・目的

ベイズ更新を取り入れた点検周期の決め方、破壊力学

構造部材の疲労亀裂に対し、非等間隔の点検間隔を決定するベイズ解析手法を提案しています。不確実なパラメータが含まれていても、各点検結果を反映して確率密度関数を更新(ベイズ更新)することで精度を向上させます。初期知識が不正確でも高い信頼性を維持できることを実証しました。

音響診断による設備監視効率化―信号解析ソフトSigmaを用いた音響診断による回転機器の異常検知

利用した技術・目的

音響データに対するエンベロープFFTによる異常検知、音響データに対する機械学習(マハラノビス距離)による異常検知

複数の回転機器が稼働する広域環境で、指向性マイクと解析ソフト「Sigma」を用いた音響診断の有効性を検証しました。正常データのみから異常を判定する機械学習(マハラノビス距離)を導入し、背景ノイズ下でも異常発生源の機器を明確に特定できることを確認しました。

Non-destructive sizing method for ball bearing flaking

利用した技術・目的

EMセンサーによるボールベアリング中の欠陥検出

電磁(EM)センサーを用いて、稼働中のボール軸受に生じた剥離サイズを非破壊で評価する新手法の提案です。剥離長さと転動体間隔の相関による欠陥周波数強度の変化を捉えることで、分解せずにサイズを角度単位で推定可能です。剥離の進展が線形であることを解明し、余寿命予測への活用を示しました。

STUDY OF THE CAPABILITY OF DETECTION OF STRUCTURAL ABNORMALITY IN ROTATING MACHINES WITH SSA

従来の振動RMS法では困難だった、ポンプなどの回転機器のミスアライメント(芯出し不良)を高感度に検知する手法の研究です。信号の「大きさ」ではなく「形状」の変化を捉える特異スペクトル解析(SSA)を適用し、微小な異常を「変化スコア」で定量化しました。標準指標より圧倒的に感度が高く、構造異常の早期発見に有効です。

保全学会 第18回学術講演会

利用した技術・目的

音源分離AIによるノイズ音除去、LSTMによる異常音検知

Wave-U-Netによる音源分離AIで特定ノイズ(監視対象外のポンプ音)を除去し、LSTMを用いた時系列予測による異常検知を検討しました。正常時の波形予測値と実測値の乖離を異常度とする手法で、従来比で高い検出感度となることが検証できました。

保全学会 第19回学術講演会

利用した技術・目的

環境音分類AIによる異常音検知

環境音分類AIを活用し、単独音だけでなく合成音も学習に導入しました。深いネットワーク構造により、未知の音(異常音)を「どのラベルにも該当しない」と識別する異常診断技術を検証しました。

保全学会 第20回学術講演会

利用した技術・目的

環境音分類AIによるノイズ音検知、SVMによるノイズ音検知、機械学習(マハラノビス距離)による異常音検知

異常音検知の実機検証結果

音響による異常検知について実機検証を行っています。SVMや環境音分類AIで構内放送等のノイズを特定して、除外することに成功しました。また、機械学習(マハラノビス距離)による異常度のトレンド監視の有効性を実機で確認しているところです。

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