鉄道車両の定期検査で作業員が聴覚で判断していたモーター固有の異音を解析/見える化する事例をご紹介します。
ニーズと課題
電車とは、鉄道車両のうち電気を動力として自走する客車のことであり、主電動機(モーター)によって駆動します。車両１両あたり年間で１０万キロ以上走行しますが、これは地球３周分にも相当します。このように長距離を運転する電車を利用するお客様の安全・安心のため、国土交通省告示「施設及び車両の定期検査に関する告示」で検査基準が定められており、点検時には整備工場で数週間かけてモーターを取り外し、分解・整備・検査が行われます。
電車のモーターは台車から取り外し、清掃、グリスアップ、ベアリング交換などの整備を行います。整備後は、規定回転数で回転させる試験を行い、試験担当技術者が耳で音を聞いて正常・異常を最終判断しています。熟練した技術者は微妙な音の相違から異常をみつけることが出来ますが、電車には様々な製造メーカーの複数の型式の主電動機(モーター)が使われており、個体差もあるため人が正確に異常音を判別することは容易ではありません。また、技術者間で検査判定が一致しないこともあります。
Mononeは熟練者のもつ判断技術を見える化し、定量的な基準に基づく検査を可能にします。
NTTデータCCSのソリューション
人の感覚にあった解析手法の採用
人が異音を判別する場合と、計算機で異音を判別する場合では結果が異なることがあります。単純に音の大きさで比較する場合は差が見られなくても、音質で比較すると違いが顕著にあらわれることがあります。人間の耳は、聞こえ易い周波数領域と聞こえ難い周波数領域があり、また、小さい音であっても特定周波数の音圧変動や、周波数の変動など、動的な変化を対して異常を判別し易い特性があります。Mononeは、このような人の特性をアルゴリズム化し、人の感覚に近い判断を高速に実現出来るように工夫しています。
接触式マイクの採用
モーターのメンテナンスを行う現場では、騒音環境下でデータを録音する必要があります。通常の空間伝播式マイクを使用すると周囲の音も測定対象の音と合わせて拾ってしまうため、モーター音のみを解析したい場合にはノイズ除去が必要です。
Mononeは、開発した接触式マイクによりモーター音のみを収音出来るため、解析精度の向上が期待出来ます。
仕様が同じモーターや過去の検査データとの比較
車両には同じ仕様のモーターが多数使われているため、それぞれの検査データを比較することで、そのモーター固有の癖や異常を判別することが出来ます。また、メンテナンス前後の状態比較や、データを保存・蓄積しておけば前回メンテナンス時との比較も可能となり、経時的な状態把握にも利用できます。
実績
出荷検査
出荷検査業務への適用
（モーター）
異音検知をモーター又はモーターを組み込んだ商品の出荷検査業務に適用する事例をご紹介します。
保守点検
巡視点検業務への適用
（プラント）
製油所や化学プラントなど、広大な敷地に設置された設備の巡視点検業務に異音検知を活用する取り組みをご紹介します。
稼働確認
遠隔監視業務への適用
（風力発電）
風力発電機の遠隔監視に関するニーズや課題に対する取り組みをご紹介します。
