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Anomaly Detection Algorithm
異常検知アルゴリズム
異常検知アルゴリズムとは、正常な状態のデータを基準にして、通常とは異なる挙動や異常なパターンを自動で検出するAI・統計処理手法です。
センサデータ、画像、音、振動、電流値、温度などを解析し、故障・不良・異常動作の兆候を検出します。
予兆保全、外観検査、品質管理、ロボット監視、IoT監視などで使用され、スマートファクトリーやAI保全システムで重要な技術です。
■イメージ
正常データ → 学習 → 基準作成 新データ → 比較 → 異常判定
※違いを検出する。
■異常検知の考え方
◆状態 | ◆判定 |
通常範囲 | OK |
範囲外 | 異常 |
急変 | 異常 |
パターン違い | 異常 |
※正常との差を見る。
■主な異常検知方式
◆方法 | ◆内容 |
統計的手法 | 平均・分散 |
閾値判定 | 上限 |
機械学習 | 分類 |
深層学習 | 高精度 |
自己教師学習 | 正常学習 |
AutoEncoder | 再構成 |
One-class SVM | 正常のみ |
Isolation Forest | 外れ値 |
※用途で使い分け。
■よく使われるAI手法
◆手法 | ◆特徴 |
AutoEncoder | 正常のみ学習 |
GAN | 高度 |
LSTM | 時系列 |
CNN | 画像 |
Transformer | 最新 |
※予兆保全で多い。
■処理の流れ
データ取得 ↓ 前処理 ↓ 正常学習 ↓ モデル作成 ↓ 監視 ↓ 異常検出
※常時監視。
■製造業での用途
◆用途 | ◆内容 |
予兆保全 | 振動 |
外観検査 | 傷 |
モータ監視 | 電流 |
ロボット監視 | トルク |
IoT監視 | 温度 |
品質管理 | 寸法 |
※DXで重要。
■予兆保全との関係
◆用語 | ◆関係 |
異常検知 | 検出 |
予兆保全 | 活用 |
IoT | データ |
AI | 判定 |
※予兆保全の中核。
■メリット
◆メリット | ◆内容 |
故障防止 | ◎ |
自動監視 | ◎ |
人手削減 | ◎ |
高精度 | ◎ |
早期発見 | ◎ |
■デメリット
◆デメリット | ◆内容 |
データ必要 | △ |
誤検知 | △ |
調整必要 | △ |
学習必要 | △ |
※設計重要。
■スマートファクトリー構成
センサ ↓ IoT ↓ AI ↓ 異常検知 ↓ 保全
※基本構成。
■関連用語
◆用語 | ◆内容 |
予兆保全 | 保守 |
エッジAI | 即時 |
クラウドAI | 分析 |
学習済みモデル | AI |
自己学習 | 自律 |
■まとめ
異常検知アルゴリズムとは、正常データとの差を検出して異常を判断するAI技術です。予兆保全や外観検査で重要な解析手法です。
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