JP2010170178A - 生産管理システム - Google Patents

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Abstract

【課題】データを迅速かつ的確に処理し、操作者に対して表示して、生産工程の安定稼動を実現する生産管理システムを提供する。
【解決手段】データ集計部は、後工程に含まれる後工程項目のデータをその後工程より前の工程を構成する各装置別に集計すると共に、各工程から取得できる工程項目のデータを、各工程を構成する装置別に集計する。集計したデータを、特定の装置により処理されたロットと、全ロットとのそれぞれについて、後工程の後工程項目と前工程の前工程項目とを比較できるように表示する。
【選択図】 図8

Description

この発明は、生産工程から得られる各種データを基に、生産工程の管理を行う操作者が実施する生産工程の異常の発見、異常時の要因分析結果の評価を支援する生産管理システムに関する。
従来、製品の生産工程では、生産工程の異常検出や長期的な傾向の監視を目的として、生産工程から収集されるデータを基に処理を行う生産管理システムが設置されており、このシステムにより、生産工程の状況を示すデータが操作者に提供されている。
生産工程の状況を操作者に提供する手法として、特許文献1では、生産工程の指定された1項目についてその項目の経過が分かるグラフと、補足的な項目についての文字情報を1つの画面に表示させて、操作者に情報を提供する手法が説明されている。さらに、特許文献2では、生産管理システムにおけるデータの表示手段として、各評価データを各項目別にグラフとして一覧表示させており、さらに、特定グラフを拡大表示させる手段が紹介されており、その手段により異常時のデータ表示、日常的なデータの確認に利用する手法が説明されている。
一方、各種電子デバイスに代表される、多数のプロセスによって生産される製品の生産工程や、各種電子デバイスを組み込んだ電子機器などに代表される、高度に集積化された製品の生産工程は、多数の工程、多数の生産装置で構成されているため、生産工程からは大量のデータ項目についてデータを取得することになる。これらの大量のデータ項目は複雑に関係しあいながら生産される製品の品質管理項目に影響を与えている。このため、このような生産工程を管理するためには、生産工程の異常発生時、及び、異常発生の兆候が現れた際に、多数のデータ項目の中から適切なデータ項目とそのデータを抽出し、データの推移、傾向、分布等を監視、もしくは管理する必要がある。
ここで、上記のような生産工程では、新製品の早期立上げ、製品の高効率生産の実現などが期待されており、品質のばらつきの圧縮、大量不良の発生防止、製品歩留りの向上などが強く求められている。このような生産工程の生産管理システムにおいては、工程を安定稼動させるための施策を選定、決定する操作者に対して、日常的には工程状況を示すデータを適切に提供することで、操作者に不良発生の兆候を示唆し事前に対策を促し、不良発生時には、早急な対策立案を支援するために、不良原因をデータから的確に絞り込み、操作者に提供することが必要となる。
特開2003−122817号公報 特開平9−50949号公報
しかしながら、上記従来の生産管理システムでは、前述したような大量のデータ項目を扱う工程に対して、大量のデータ項目の中からデータを抽出する手段が不十分であり、さらに大量のデータの中で抽出したデータが占める範囲を明確に示すことが十分考慮されていないため、抽出したデータを基に操作者が速やかに次の行動を決定することはできない。特に、1つの工程が同じ機能を持つ複数の装置で構成されている場合、装置別のデータを比較しながらデータを抽出する手段、抽出された特定の装置のデータの異常確認、1つの工程で複数のデータ項目がある場合に、抽出した項目が周辺のデータ項目と比較して異常であることを確認する手段が考慮されていないため、操作者は提示されたデータだけでなく、他のデータを確認する作業が必要となり作業は大変煩雑となる上、判断の正確性も低下する。
そこで、この発明の課題は、データを迅速かつ的確に処理し、操作者に対して表示して、生産工程の安定稼動を実現する生産管理システムを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の生産管理システムは、
少なくとも1つの前工程と少なくとも1つの後工程とを含む生産工程を、この生産工程で取得されるデータを基に、管理する生産管理システムであって、
上記生産工程を構成する各装置から取得できるデータを収集するデータ収集部と、
このデータ収集部により収集したデータを集計するデータ集計部と、
このデータ集計部により集計したデータを表示するデータ表示部と
を備え、
上記データ集計部は、
後工程に含まれる後工程項目のデータをその後工程より前の工程を構成する各装置別に集計する第1のデータ集計装置と、
各工程から取得できる工程項目のデータを、各工程を構成する装置別に集計する第2のデータ集計装置と
を有し、
上記データ表示部は、
特定の後工程に含まれる特定の後工程項目についての全ロットのデータを表示する第1の表示部と、
上記第1の表示部に表示される後工程項目データのうち、特定の装置で処理されたロットのデータのみを抽出した後工程項目データを表示する第2の表示部と、
特定の前工程に含まれる前工程項目についての全ロットのデータを表示する第3の表示部と、
上記第3の表示部に表示される前工程項目データのうち、上記特定の装置で処理されたロットのデータのみを抽出した前工程項目データを表示する第4の表示部と
を有し、
上記データ表示部は、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部を、1つの表示面に、同時に表示することを特徴としている。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記生産工程は、少なくとも1つの個別製造工程からなる製造工程と、少なくとも1つの個別検査工程からなる検査工程とを含み、
上記後工程は、上記検査工程の1つの個別検査工程であり、
上記前工程は、上記製造工程と上記検査工程からなる上記生産工程のうち、上記後工程となる1つの個別検査工程よりも前に行われる他の生産工程である。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記データ表示部が、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部を、1つの表示面に、同時に表示するための処理システムは、
収集した上記後工程データを製品が処理された前工程別に集計する第1の集計工程と、
上記第1の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる第1の表示工程と、
上記第1の表示工程により表示された一覧表示の中から前工程を選択して入力する第1の入力工程と、
上記第1の入力工程により入力された前工程を構成する装置別に後工程データを集計する第2の集計工程と、
上記第2の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる第2の表示工程と、
上記第2の表示工程により表示された一覧表示の中から装置を選択して入力する第2の入力工程と、
上記第2の入力工程により入力された装置から取得できる前工程項目データと、後工程項目データとの一覧を集計する第3の集計工程と、
上記第3の集計工程により集計された前工程項目データおよび後工程項目データを表示する第3の表示工程と
を備える。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記データ集計部は、データ分析装置を備え、
上記データ分析装置は、上記生産工程で発生した不良に対して、上記前工程で取得した前工程項目データと上記後工程で取得した後工程項目データとを用いて、統計分析により、不良要因として、特定の前工程の装置または前工程項目の少なくとも一方を抽出し、この抽出された不良要因のデータを、上記データ表示部に表示させる。
また、一実施形態の生産管理システムでは、上記データ分析装置は、統計分析により、特定の装置に含まれる項目を不良要因として抽出し、この抽出された不良要因項目の表示を、上記データ表示部に強調表示させる。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記データ分析装置は、1種以上の質的変数およびこの質的変数に対応する1種以上の量的変数を含む説明変数に相当するデータと、上記説明変数によって説明される目的変数に相当するデータとを、これらの変数の変化によって、複数セット含む分析対象データについて、上記説明変数のうち上記目的変数に影響する要因を特定する影響要因特定システムを含み、
この影響要因特定システムは、上記説明変数の中の上記量的変数からなる各データセットを、それぞれ上記説明変数の中の上記質的変数がもつ水準によって複数のセグメントに分離して、上記セグメント毎に、そのセグメントとそのセグメントを補完する空欄とで量的変数として取り扱い得る疑似データセットをそれぞれ得、上記疑似データセットの集合からなる上記説明変数および上記目的変数とに対して多変量解析手法を適用して、上記目的変数に影響する影響要因を特定する。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記分析対象データは、上記生産工程で取得される製品の生産プロセスに関するデータであり、
上記説明変数は、上記各前工程から取得されるデータ項目を記録したデータであり、
上記目的変数は、上記生産工程による製品についての後工程における処理結果を質的変数または量的変数として記録したデータであり、
上記各変数の変化は、上記前工程項目データおよび上記後工程項目データの製造品毎の変化に相当する。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記データ表示部の上記表示面は、縦横2ずつの計4つの部分に区分けされ、
上記第1の表示部は、上記表示面の左上部に配置され、
上記第2の表示部は、上記表示面の右上部に配置され、
上記第3の表示部は、上記表示面の左下部に配置され、
上記第4の表示部は、上記表示面の右下部に配置されている。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部は、各データをグラフとして表示し、
上記第1の表示部により表示されるデータと、上記第2の表示部により表示されるデータとは、重ねて表示され、
上記第3の表示部により表示されるデータと、上記第4の表示部により表示されるデータとは、重ねて表示され、
上記第2の表示部により表示されるデータ、および、上記第4の表示部により表示されるデータは、上記第1の表示部により表示されるデータ、および、上記第3の表示部により表示されるデータと、異なる色により、表示される。
また、一実施形態の生産管理システムでは、上記第2の表示部により表示されるデータ、および、上記第4の表示部により表示されるデータは、さらに、点滅して表示される。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部は、各データをグラフとして表示し、
このグラフに表示されるデータの項目の中で同じ項目について、複数のグラフの各軸の範囲が同一となるように、グラフが描画される。
また、一実施形態の生産管理システムでは、
各項目にあわせたグラフの軸の範囲を設定するための設定システムは、
全ロットのグラフをグラフ描画ソフトウェアで描画し、次に、描画されたグラフの各軸の範囲を一時的に記憶し、次に、特定装置で処理されたロットのグラフを描画するときに、上記記憶しておいたグラフの各軸の範囲を適用して、グラフの描画を行い、上記表示面上のグラフについて各軸のデータ範囲を、全ロットのグラフと上記特定装置で処理されたロットのグラフとで一致させる。
この発明の生産管理システムによれば、上記データ収集部と、上記データ集計部と、上記データ表示部とを備え、上記データ集計部は、上記第1のデータ集計装置と、上記第2のデータ集計装置とを有し、上記データ表示部は、上記第1の表示部と、上記第2の表示部と、上記第3の表示部と、上記第4の表示部とを有し、上記データ表示部は、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部を、1つの表示面に、同時に表示するので、データを迅速かつ的確に処理し、操作者に対して表示して、生産工程の安定稼動を実現する。
本発明の生産管理システムを適用する生産工程の概略図である。 本発明の生産管理システムの第1実施形態を示す概要図である。 第1の演算装置のフロー図である。 第2の演算装置のフロー図である。 第3の演算装置のフロー図である。 第1の表示内容を示す概略図である。 第2の表示内容を示す概略図である。 第3の表示内容を示す概略図である。 本発明の生産管理システムの第2実施形態を示すとともに第3の表示内容を示す概略図である。 本発明の生産管理システムの第3実施形態を示す概要図である。 不良要因分析対象データを示す概略図である。 装置番号毎に分割した分析対象データを示す概略図である。 第3の表示内容を示す概略図である。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の生産管理システムを適用する生産工程の概要図を示す。この生産工程は、製品の組み立ておよび調整を行う製造工程101と、製造工程終了後に製品の検査を行う検査工程104とを有する。
製造工程101は、複数の個別製造工程102で構成されており、各工程102は、同じ作業を行う複数の組み立てや調整用の製造装置103を有する。製品は、ロット番号で管理され、複数の組み立てや調整用の製造装置103のどれかによって処理され次工程へ進む。
検査工程104は、複数の個別検査工程105で構成されており、1つの検査工程105で、複数の検査項目について検査が実施され、検査データが取得される。1つの検査工程105には、同じ検査を行う検査装置106が複数備えられており、製品は、それらの検査装置106のどれか一つで検査を受ける。各検査項目について許容範囲が設定されており、許容範囲内の製品は次工程へ進み、許容範囲から逸脱したものは不良品として処理される。
本実施形態の工程の特性として、任意の個別検査工程105の検査項目と関連性がある項目が、個別製造工程102の項目と、上記任意の個別検査工程105より前に実施される個別検査工程105の項目となっている。このため、不良要因の分析などでは、不良が多発した検査工程105より前に実施される検査工程105も不良要因候補に含まれる。
図2は、この発明の生産管理システムの一実施形態である概略図を示している。生産工程100の各装置103,106には、データを収集するデータ収集部204が取り付けられており、データ収集部204に備えられたデータ収集手段により収集した製品のロット番号とデータを逐次データ記憶装置207に送信している。
データ集計部205には、第1の演算装置208、第2の演算装置209および第3の演算装置210が備えられ、演算装置208〜210は、データ収集部204から後述のデータを抽出する演算処理を実行する。
また、データ表示部206には、表示装置211が備えられており、操作者に対してデータ集計、分析の結果を図表により表示する。具体的な装置として、各種モニタ装置、プリンター装置などが備えられている。また、操作者が生産管理システム203に対して指示、入力を行うためのマウス、キーボードなどの入力装置212が備えられている。
第1の演算装置208は、検査工程105における検査データを、その検査工程105より前の製造工程102および検査工程105を構成する装置103,106別に集計する。
第1の演算装置208の処理工程を説明すると、図3に示すように、1つ目の検査工程を選択し(S301)、選択した検査工程の1つ目の検査項目を選択する(S302)。「検査項目」とは、製品を検査のため計測する項目であり、例えば、電子デバイスならばある信号に対する出力特性や応答特性であり、発光デバイスならば発光強度や発光波長である。
そして、ステップS301で選択した検査工程の前の工程の装置別に、ステップS302で選択した検査項目のデータを分ける(S303)。ここで、前の工程とは、製造工程とステップS301で選択した検査工程の直前の検査工程までとする。
そして、ステップS303で分けたデータについて、装置別に、合格数、不合格数、不良率(=不合格数/(合格数+不合格数))を計算する(S304)。
その後、全ての前の工程について、ステップS303、S304を繰り返し(S305)、全ての検査項目について、ステップS302〜S305を繰り返し(S306)、全ての検査工程について、ステップS301〜S306を繰り返す(S307)。
第2の演算装置209は、任意の製造工程102の製造装置103別に操作者の選択した検査項目のデータと当該データが取得された時刻を収集する。
第2の演算装置209の処理工程を説明すると、図4に示すように、検査項目を選択し(S401)、製造工程を選択する(S402)。
そして、選択した製造工程について、1つ目の製造装置で処理されたロットにおける、選択した検査項目データ、および、その検査項目を実施した時刻のデータを集計する(S403)。
その後、ステップS401で選択した製造工程の全ての製造装置に対して、ステップS403を繰り返す(S404)。
第3の演算装置210は、任意の前の工程の製造装置に関して、その製造装置で取得できるデータ項目について、その製造装置で処理されたロットのデータを、その製造装置における処理時刻と共に収集する。
第3の演算装置210の処理工程を説明すると、図5に示すように、前の工程の製造装置を選択し(S501)、選択した製造装置の1つ目の製造項目を選択し(S502)、選択した製造装置で処理されたロットにおける選択した製造項目のデータを集計する(S503)。「製造項目」とは、製品を製造する具体的な工程に含まれる項目となり、例えば組立工程ならば、部品などの取り付け位置や角度、部品位置の調整量、調整後の位置などである。
その後、選択した製造装置の全ての製造項目について、ステップS502、S503を繰り返す(S504)。ステップS501で選択した製造装置で処理されたロットについて、処理時刻のデータを集計する(S505)。
次に、生産管理システムにおけるデータの処理手順について説明する。ここで、生産工程100からの工程データはデータ収集部204の記憶装置207に逐次保管されているとする。
まず、操作者は、上記第1の演算装置208を実行する。実行した結果は、一覧表としてデータ表示部206で表示される。この表示内容を、第1の表示内容とする。
図6に示すように、第1の表示内容では、不良の発生状況がグラフおよび表として操作者に一覧表示されるため、現在の工程の問題箇所を特定でき、次のステップとして、操作者に工程の問題(不良率の高い、不良数量の高い)箇所の選択を促す。ここで、操作者は、不良率の高い検査項目と、問題のある(たとえば、不良の発生に偏りのある)生産工程を選択できる。この時選択された検査項目を検査項目αとし、選択された生産工程を生産工程Mとする。
検査項目と生産工程を選択すると、上記第2の演算装置209が自動的に実行される。実行された結果は、トレンドグラフの一覧として、データ表示部206に表示される。この表示内容を、第2の表示内容とする。
図7に示すように、第2の表示内容では、選択された生産工程Mに含まれる装置別の、それぞれの装置で処理されたロットの検査項目αの検査データのトレンドグラフ701を一覧で表示し、参考データとして、全ロットの検査項目αのトレンドグラフ702を表示し、装置別の不良率のグラフ703を表示する。
ここで、操作者に対して装置別の検査データについてトレンドグラフの一覧を表示するため、操作者は異常のある製造装置を特定することができ、それを生産管理システムに対して選択入力することを促す。この時、生産管理システムは、同一の生産工程(製造工程)であれば、複数の装置(製造装置)を選択することができる。この時選択された生産工程Mの中の装置を装置Mi(i=1,・・・,n(nは装置数))とおく。
装置(製造装置)を選択すると、上記第3の演算装置210が自動的に実行される。実行された結果は、トレンドグラフと相関図によって、データ表示部206に表示される。この表示内容を、第3の表示内容とする。
図8に示すように、第3の表示内容では、データ表示部206は、縦横2つの計4つに分けられた範囲に分けられており、それぞれ、表示部の左上を第1の表示部801、右上を第2の表示部802、左下を第3の表示部803、右下を第4の表示部804とする。
第1の表示部801では、選択された検査項目αのデータの全データをトレンドグラフで表示する。第2の表示部802では、選択された検査項目αについて、選択された装置Miで処理されたロットのデータをトレンドグラフで表示する。
第3の表示部803では、選択された装置Miを含む生産工程Mのデータ項目mjについて、全ての製品のデータをトレンドグラフで表示し、さらに、検査項目αと生産工程のデータ項目mjそれぞれとの相関関係を確認する散布図を表示する。ここで、mj(j=1,・・・,l(lは項目数))は生産工程Mで取得できるデータ項目とする。
第4の表示部804では、選択された生産工程Mから取得できるデータ項目mjについて、選択された装置Miで処理されたロットのデータをトレンドグラフで示し、さらに、選択された装置Miで処理されたロットのデータについて、検索項目αと生産工程Mのデータ項目mjそれぞれとの相関関係を確認する散布図を表示する。
操作者は、まず、第1の表示部801と第2の表示部802を比較することで注目している検査項目αについて、全体データと抽出された装置Miで処理されたロットのデータを比較し、その傾向、ばらつきなどが異常かどうか判断できる。
次に、第1の表示部801と第3の表示部803を比較することで、検査項目αと生産項目mjのトレンドグラフから、データの傾向、ばらつきを確認することで、検査項目αと生産項目mjの全体的な関係、つまり、検査項目αに影響を与えている生産項目mjと与えていない生産項目mjなどの関係を把握することができる。
次に、第2の表示部802と第4の表示部804のデータを見比べることで、抽出された装置Miで処理されたロットの検査項目αの生産項目mjのグラフを比較することで、異常と思われる生産項目を発見することができる。この時、異常と思われる生産項目のデータについて、第3の表示部803の全体データと比較し、異常と思われる項目のデータが大きく異なる傾向、分布であれば、不良発生の原因と判断し、操作者は、生産工程の調整、修正、設定の見直しなどの工程を改善する対策を立案することができる。このような、検査結果と要因候補のデータと、全装置のデータと特定装置のデータの比較を1つの画面内でできるため、生産工程の管理者である操作者が容易にデータの分析を行うことができる。
ここで、図8に示す第3の表示内容を作成する手法について説明する。第3の表示内容のトレンドグラフにおいては、第1の表示部801と第2の表示部802のトレンドグラフのx軸(時間軸)とy軸(検査データの軸)の表示範囲を一致させており、さらに、第3の表示部803と第4の表示部804のトレンドグラフ、散布図のx、y軸についても、同じ項目の表示範囲を一致させている。
このようなグラフの軸を自動的に設定する手段は、以下の通りである。なお、以下で説明する手順は、第1の表示部801と第3の表示部803についてである。また、本システムは、グラフのデータを与えると、適当な表示範囲を各軸に自動的に与えている。
まず、第1の表示部801のトレンドグラフを作成し、第1の表示部801で作成されたグラフの表示範囲(x1、x2)、(y1、y2)を取得する。次に、第2の表示部802でトレンドグラフを作成し、第2の表示部802で作成したトレンドグラフの各軸を(x1、x2)、(y1、y2)で設定する。
この処理手順では、第1の表示部801のグラフは全装置のグラフであるので、各軸の表示範囲は最大になっており、その範囲で特定の装置で処理されたデータの表示グラフを作成するため、表示部でグラフが表示された場合の比較が容易であり、さらに、第1の表示部801のグラフを作成する際には自動的に軸が与えられるので、処理のたびに変化する各軸の表示範囲の変更に対応するための演算部分を準備する必要がないため、処理が簡便であり、高速である。
なお、以上の説明で参照する図には、各種工程データをグラフで表示しているものがあり、各グラフの数値は説明の都合上正規化されているが、実際の使用においては、各グラフは実際の数値で示しても全く支障はない。状況によっては、実数値で示したほうが操作者へのデータ提示方法としては望ましい。以下の実施形態におけるグラフについても同様である。
以上まとめると、上記生産管理システム203は、少なくとも1つの前工程と少なくとも1つの後工程とを含む生産工程100を、この生産工程100で取得されるデータを基に、管理する。
この生産管理システム203は、上記生産工程100を構成する各装置から取得できるデータを収集するデータ収集部204と、このデータ収集部204により収集したデータを集計するデータ集計部205と、このデータ集計部205により集計したデータを表示するデータ表示部206とを有する。
上記データ集計部205は、後工程に含まれる後工程項目のデータをその後工程より前の工程を構成する各装置別に集計する第1のデータ集計装置と、各工程から取得できる工程項目のデータを、各工程を構成する装置別に(自動的に)集計する第2のデータ集計装置とを有する。第1のデータ集計装置および第2のデータ集計装置は、第1の演算装置208を構成する。
上記データ表示部206は、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部801〜804を有する。
上記第1の表示部801は、特定の後工程(工程C)に含まれる特定の後工程項目(項目c1)についての全ロットのデータを表示する。
上記第2の表示部802は、上記第1の表示部801に表示される後工程項目データのうち、特定の装置(装置B4)で処理されたロットのデータのみを抽出した後工程項目データを表示する。
上記第3の表示部803は、特定の前工程(工程B)に含まれる前工程項目(項目b1,b2)についての全ロットのデータを表示する。
上記第4の表示部804は、上記第3の表示部803に表示される前工程項目データのうち、上記特定の装置(装置B4)で処理されたロットのデータのみを抽出した前工程項目データを表示する。
上記データ表示部206は、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部801〜804を、(操作者が確認する)1つの表示面に、同時に表示する。
上記構成の生産管理システム203によれば、前工程と後工程に区分できる製品の生産工程100を管理する生産管理システム203において、膨大な量のデータから生産管理に必要なデータを抽出し、生産ラインを管理する操作者に、主に品質管理項目として管理される後工程の項目データと、その項目に影響を与える前工程のデータと、さらに、前記2種のデータそれぞれについて特定の条件の下に抽出されたデータをひと目で確認できるように表示させることで、生産工程100で発生した不良の要因を速やかに確認することを可能にしている。
したがって、多数の装置、多数の管理項目を持つ生産工程100から取得したデータから工程の異常発見、不良発生時の要因抽出に必要なデータを抽出することが可能となり、さらに、操作者が工程改善施策を判断するのに必要なデータを表示することが可能となるため、生産工程100の安定稼動を実現する。
また、上記生産管理システム203では、上記生産工程100は、少なくとも1つの個別製造工程102からなる製造工程101と、少なくとも1つの個別検査工程105からなる検査工程104とを含む。上記後工程は、上記検査工程104の1つの個別検査工程105である。上記前工程は、上記製造工程101と上記検査工程104からなる上記生産工程100のうち、上記後工程となる1つの個別検査工程105よりも前に行われる他の生産工程である。
上記構成の生産管理システム203によれば、製造から検査と流れていく生産工程100において、検査工程105の結果を製造工程101の処理内容に要因を求めることを可能にし、さらに、前工程において、後工程よりも前に行われる検査工程105も含むことで、検査工程間の関係性を分析することができるため、生産工程100のデータ分析をより効果的に実施できる。なお、生産工程100の種別によっては、検査工程間の関係性が推定できるものもあり、それが崩れる(例えば相関がなくなる)場合には工程に異常が発生していることになる。
また、上記生産管理システム203では、上記データ表示部206が、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部801〜804を、1つの表示面に、同時に表示するための処理システムを有する。この処理システムは、第1の集計工程と、第1の表示工程と、第1の入力工程と、第2の集計工程と、第2の表示工程と、第2の入力工程と、第3の集計工程と、第3の表示工程とを有する。
上記第1の集計工程は、収集した上記後工程データを製品が処理された前工程別に集計する。上記第1の表示工程は、上記第1の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる。上記第1の表示工程は、図6の第1の表示内容を表示する。上記第1の入力工程は、上記第1の表示工程により表示された一覧表示の中から前工程を選択して入力する。
上記第2の集計工程は、上記第1の入力工程により入力された前工程を構成する装置別に後工程データを集計する。上記第2の表示工程は、上記第2の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる。上記第2の表示工程は、図7の第2の表示内容を表示する。上記第2の入力工程は、上記第2の表示工程により表示された一覧表示の中から装置を選択して入力する。
上記第3の集計工程は、上記第2の入力工程により入力された装置から取得できる前工程項目データと、後工程項目データとの一覧を集計する。上記第3の表示工程は、上記第3の集計工程により集計された(特定の範囲に絞り込んだ)前工程項目データおよび後工程項目データを表示する。上記第3の表示工程は、図8の第3の表示内容を表示する。
上記構成の生産管理システム203によれば、表示させるデータを効果的に処理することができる。つまり、多くの生産工程100から得られる多量の生産データから特定の生産工程100を選択するのは容易ではないため、それを操作者に対し、段階を追って工程、装置と順に選択を自動的なデータ表示と入力を促すことにより、操作者が求めている部分(例えば、不良発生している装置のデータ)をスムーズに表示することができる。より具体的には、まず、生産工程100で重要な検査結果を工程別に表示し、前工程における概要を確認し、その次に特定した前工程から装置を選択する手順である。このため、膨大なデータ範囲を操作者が分かりやすい順にデータ範囲を絞っていくために、操作者は即座に工程の異常部分とその要因のデータを確認することができる。
また、上記生産管理システム203では、上記データ表示部206の上記表示面は、縦横2ずつの計4つの部分に区分けされ、上記第1の表示部801は、上記表示面の左上部に配置され、上記第2の表示部802は、上記表示面の右上部に配置され、上記第3の表示部803は、上記表示面の左下部に配置され、上記第4の表示部804は、上記表示面の右下部に配置されている。
上記構成の実施形態の生産管理システム203によれば、よりデータの確認が容易になる。つまり、1つの表示面上に4つのデータ内容を表示することにより、画面の左側に全装置のデータ、右側に特定装置のデータとなり、さらに上側に分析したい検査結果データ、下側にその要因データを表示することになる。このように、結果と要因、装置全体と特定装置という関係性に基づいてデータが比較できるため、データの確認がより容易にでき、それに伴う判断も的確にできる。
また、上記生産管理システム203では、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部801〜804は、各データをグラフとして表示し、このグラフに表示されるデータの項目の中で同じ項目について、複数のグラフの各軸の範囲が同一となるように、グラフが描画される。
上記構成の生産管理システム203によれば、多数のデータを表示するが、それをグラフ化することで、数値の羅列よりもデータの内容の理解(特にデータの分布の偏り、異常値の乖離度合い)が容易になり、さらに、各項目の数値軸の範囲をそろえることで、複数のグラフで同じ項目を確認する時に、操作者にグラフ上のデータの分布を正確に診断させることができる。
なお、本発明の生産管理システム203では、各項目にあわせたグラフの軸の範囲を設定するための設定システムは、全ロットのグラフをグラフ描画ソフトウェアで描画し、次に、描画されたグラフの各軸の範囲を一時的に記憶し、次に、特定装置で処理されたロットのグラフを描画するときに、上記記憶しておいたグラフの各軸の範囲を適用して、グラフの描画を行い、上記表示面上のグラフについて各軸のデータ範囲を、全ロットのグラフと上記特定装置で処理されたロットのグラフとで一致させるようにしてもよい。
上記構成の生産管理システム203によれば、グラフ表示を画面上に描画するにあたり、各項目の基準となるデータ範囲を保持することで、他のグラフを描画する際の処理において既に数値軸が決まっており、処理手順が簡単となる。このように、画面上に多数のグラフを描画する必要があり、画面表示のための処理時間を短縮することができる。
(第2の実施形態)
図9は、この発明の生産管理システムの第2の実施形態を示している。この第2の実施形態では、上記第1の実施形態における生産工程、生産管理システム、データ処理手順、図6の第1の表示内容、および、図7の第2の表示内容について同一である。
第2の実施形態の第3の表示内容の表示方法について説明する。ここで、上記第1の実施形態と同様に、分析、検討の対象となる検査項目を検査項目α、操作者が指定した生産工程を生産工程M、生産工程の装置をMi、生産工程Mで取得できるデータ項目をmjとする。
図9に示すように、第3の表示内容では、データ表示部206を上下2つのエリアに分けてあり、それぞれ上の表示部をエリアA,下の表示部をエリアBとする。
エリアAでは、検査項目αについて、全製品のデータと、操作者が指定した装置Miで処理されたロットのデータが1つのトレンドグラフに重ねて表示され、特に、装置Miで処理されたロットのデータの表示は全体のデータとは異なる色で強調表示される。
エリアBでは、生産工程Mのデータ項目mjのトレンドグラフと、検査項目αと生産工程Mのデータ項目mjの分布図が作成され、そこに、全製品のデータ902と操作者が指定した装置Miで処理されたロットのデータ901が重ねて表示される。特に、装置Miで処理されたロットのデータの表示は全体のデータとは異なる色で強調表示される。
この表示手段においては、全体のデータと抽出したデータが1つのグラフ内に表示されるため、全体のデータと抽出したデータの比較がさらに分かりやすく、操作者による異常発見、不良の原因項目の判断がより正確に行うことが可能となる。
なお、ここでは、重ねて表示されたグラフを色違いとしているが、さらに強調させるために、装置Miで処理されたロットのデータの色を変え、さらにグラフ上で点滅させるなどの方法を用いても良い。
以上まとまると、上記生産管理システムでは、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部801〜804(上記第1の実施形態参照)は、各データをグラフとして表示する。
上記第1の表示部801により表示されるデータと、上記第2の表示部802により表示されるデータとは、重ねて表示される。上記第3の表示部803により表示されるデータと、上記第4の表示部804により表示されるデータとは、重ねて表示される。
上記第2の表示部802により表示されるデータ、および、上記第4の表示部804により表示されるデータは、上記第1の表示部801により表示されるデータ、および、上記第3の表示部803により表示されるデータと、異なる色により、表示される。
上記構成の生産管理システムによれば、ひとつの画面に4つのデータ内容を表示しているが、その中で全体データと特定装置のデータを同じ表示部内に表示することで、検査結果と、前工程項目データの2つの区切りとなる。1つの表示部で、装置全体と特定装置のデータを一度に確認できるため、特定装置のデータの他の装置とのデータの違いが明確になる。
なお、上記第2の表示部802により表示されるデータ、および、上記第4の表示部804により表示されるデータは、さらに、点滅して表示されるようにしてもよい。
上記構成の生産管理システムによれば、特定装置のデータを点滅させることにより、よりデータの視認性が高まる。例えば、生産工程での実際の運用など、短時間でデータを確認する必要がある場合、さらには、操作者に対して警告を示す場合に、操作者に対して強調度合いが高まるために、データの見落としを防ぐことができる。
(第3の実施形態)
図10は、この発明の生産管理システムの第3の実施形態を示している。上記第1の実施形態と相違する点を説明すると、この第3の実施形態では、データ分析装置を有している。なお、この第3の実施形態において、上記第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
図10に示すように、この生産管理システム203Aは、データ集計部205A内にデータ分析装置1001を有する。このデータ分析装置1001は、データ収集部204が保存しているデータに対して、生産工程で発生した不良の要因を、後述する統計分析を用いて、抽出する。なお、データ分析装置1001は、上記第1の実施形態のデータ集計部205と同じ演算装置を用いて機能を実現しても良い。
ここで、データ分析装置1001による生産工程で発生した不良に対する要因分析の分析手順について説明する。
データ分析を行うにあたり、質的変数には装置番号、装置操作担当者、製造レシピなどのカテゴリ、量的変数として調整値、温度、圧力、ガス流量その他の運転状態が含まれるが、本実施形態においては質的変数を装置番号、量的変数を組立工程では組立パラメータ、調整工程では調整値、検査工程では検査測定数値が含まれている。
次に、分析対象となるデータを具体的に、図11に示して説明する。各製品には、製品番号が付けられており、処理を受けた装置番号と組立、調整、検査の各数値が関係付けられている。このデータについて要因分析を行う際に、目的変数は、検査測定項目であり、説明変数は、目的変数を含む検査工程より前の工程の量的変数である。
図11では、目的変数つまり、不良発生中の検査項目のような分析対象となる項目のデータと、その説明変数となる項目のデータで表を構成している。
ここで、分析対象となるデータを詳細に見ていくと、製品「Lot01」〜「Lot10」は、工程Aにおいて1号機で処理されており、製品「Lot11」〜「Lot20」は2号機で処理されている。また、工程Bにおいては同様に1号機で「Lot01」〜「Lot05」及び、「Lot11」〜「Lot15」が処理されており、2号機で「Lot06」〜「Lot10」及び「Lot16」〜「Lot20」が処理されている。
本実施形態においては、次のような手順(ステップ1〜ステップ3)によって、目的変数である検査項目に対して、影響度の高い説明変数を要因として抽出する。
まず、ステップ1として、説明変数の中の量的変数からなる各データセットを、それぞれ説明変数の中の質的変数がもつ水準によって複数のセグメントに分離する。
例えば、図11中の調整値「工程A_a1」のデータセットを、図12中に示すように、工程Aの装置番号「1号機」と「2号機」との水準によって2つのセグメント(「工程A_a1(1号機)」欄の10個のデータと「工程A_a1(2号機)」欄の10個のデータに分離する。同様に、図11中の調整値「工程A_a2」のデータセットを、図12中に示すように、工程Aの装置番号「1号機」と「2号機」との水準によって2つのセグメント(「工程A_a2(1号機)」欄の10個のデータと「工程A_a2(2号機)」欄の10個のデータに分離する。
次に、ステップ2として、図12に示すように、量的変数であるデータのセグメントとそのセグメントを補完する空欄とで構成されるデータセットを作成する。
次に、ステップ3として、ステップ2で作成したデータセットに対して多変量解析手法を適用して、前記目的変数に影響する影響要因を特定する。ここで、使用する多変量解析は、例えば、主成分分析、回帰分析、PLSなどを用いても良い。
以上の分析により、要因となる説明変数が抽出されるが、抽出されたものは、特定の生産装置の特定の項目となる。この抽出された項目の情報は、演算装置に送付され、第1、第2、第3の演算装置208,209,210の処理が自動的に実行される。
処理の結果は、第1の実施形態もしくは第2の実施形態における第3の表示内容の方式で操作者に対して表示される。表示結果の例を図13に示す。目的変数となった分析対象の検査項目を検査項目α、抽出された項目を工程X、装置Xa、項目xとすると、表示面の左上部(第1の表示部1301)では、検査項目αの全製品のトレンドグラフが表示され、表示面の右上部(第2の表示部1302)では、生産装置Xaで処理されたロットの検査項目αのトレンドグラフが表示され、表示面の左下部(第3の表示部1303)では、工程Xに含まれる項目の全製品のトレンドグラフと検査項目αとの分布図が表示され、表示面の右下部(第4の表示部1304)では、工程Xに含まれる項目について、生産装置Xaで処理されたロットのトレンドグラフと、検査項目αとの分布図が表示される。さらに、この際、本実施形態の分析では、特定の生産項目xが抽出されているので、その項目のグラフ1305,1306は、強調表示される。
このような表示手法により、操作者は、要因分析で抽出された不良発生の要因が、実際の生産データにおいてどのような傾向、分布、ばらつきを示しているかを第4の表示部1304で確認し、その検査項目への影響度を第2の表示部1302で確認し、全体データとの比較を第1、第3の表示部1301,1303と比較して確認することができる。そして、そのデータを基に抽出された異常となっているかどうかを判断することができるため、分析の結果を速やかに生産工程にフィードバックできる。さらに、本実施形態で使用する分析手法の結果の評価には、ある程度の習熟が必要であるが、本実施形態のように分析結果を生産工程で取得できるデータで示すため、分析結果の評価がより容易であり、分析結果を基にした生産工程の安定化への対策の精度が向上する。
以上まとめると、上記生産管理システム203Aでは、上記データ集計部205Aは、データ分析装置1001を有する。上記データ分析装置1001は、上記生産工程で発生した不良に対して、上記前工程で取得した前工程項目データと上記後工程で取得した後工程項目データとを用いて、統計分析により、不良要因として、特定の前工程の装置または前工程項目の少なくとも一方を抽出し、この抽出された不良要因のデータを、上記データ表示部206に表示させる。
上記構成の生産管理システム203Aによれば、分析結果の表示を、データ表示部206に表示することで、理解することにスキルが必要な分析結果を、通常の工程状態を表示する画面上に表示でき、分析結果を明確に示すことが可能となる。
また、上記生産管理システム203Aでは、上記データ分析装置1001は、統計分析により、特定の装置に含まれる項目を不良要因として抽出し、この抽出された不良要因項目の表示を、上記データ表示部206に(自動的に)強調表示させる。
上記構成の生産管理システム203Aによれば、表示内容を明確に示すことを自動的に行うことができる。これは、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部1301〜1304には、複数の前工程の項目が表示されるため、分析で抽出した項目を強調表示することで、より明確に操作者に明示することができ、データの違いなどの判断がより的確にできる。
また、上記生産管理システム203Aでは、上記データ分析装置1001は、1種以上の質的変数およびこの質的変数に対応する1種以上の量的変数を含む説明変数に相当するデータと、上記説明変数によって説明される目的変数に相当するデータとを、これらの変数の変化によって、複数セット含む分析対象データについて、上記説明変数のうち上記目的変数に影響する要因を特定する影響要因特定システムを含む。この影響要因特定システムは、上記説明変数の中の上記量的変数からなる各データセットを、それぞれ上記説明変数の中の上記質的変数がもつ水準によって複数のセグメントに分離して、上記セグメント毎に、そのセグメントとそのセグメントを補完する空欄とで量的変数として取り扱い得る疑似データセットをそれぞれ得、上記疑似データセットの集合からなる上記説明変数および上記目的変数とに対して多変量解析手法を適用して、上記目的変数に影響する影響要因を特定する。
上記構成の生産管理システム203Aによれば、質的変数を量的変数に変換することにより質的変数も分析することが可能になる。つまり、生産工程から得られるデータには数値データ(量的変数)と例えば装置番号のような質的なデータが存在する。そうしたデータに対して多変量解析をするにあたり、質的なデータの影響も分析対象にすることが可能となる。
また、上記生産管理システム203Aでは、上記分析対象データは、上記生産工程で取得される製品の生産プロセスに関するデータである。上記説明変数は、上記各前工程から取得されるデータ項目を記録したデータである。上記目的変数は、上記生産工程による製品についての後工程における処理結果を質的変数または量的変数として記録したデータである。上記各変数の変化は、上記前工程項目データおよび上記後工程項目データの製造品毎の変化に相当する。
上記構成の生産管理システム203Aによれば、説明変数と、目的変数を生産工程のどの部分に当てはめるかを明示することにより、該手法を的確にシステム化することが可能となる。特に、分析において、説明変数を前工程、目的変数を後工程とすることで、目的変数に影響のある項目として、必ず前工程が抽出される。説明変数に後工程を含まないため、見かけ上影響があるような後工程の項目が抽出されることは無く、分析への外乱を減らすことができる。
100 生産工程
101 製造工程
102 個別製造工程
103 製造装置
104 検査工程
105 個別検査工程
106 検査装置
203,203A 生産管理システム
204 データ収集部
205,205A データ集計部
206 データ表示部
207 データ記憶装置
208 第1の演算装置
209 第2の演算装置
210 第3の演算装置
211 表示装置
212 入力装置
701 各装置で処理されたロットの検査項目αの検査データのトレンドグラフ
702 全ロットの検査項目αのトレンドグラフ
703 装置毎の不良率のグラフ
801,1301 第1の表示部
802,1302 第2の表示部
803,1303 第3の表示部
804,1304 第4の表示部
901 抽出されたロットのデータ
902 全製品データ
1001 分析装置
1305,1306 強調表示されたグラフ

Claims (12)

  1. 少なくとも1つの前工程と少なくとも1つの後工程とを含む生産工程を、この生産工程で取得されるデータを基に、管理する生産管理システムであって、
    上記生産工程を構成する各装置から取得できるデータを収集するデータ収集部と、
    このデータ収集部により収集したデータを集計するデータ集計部と、
    このデータ集計部により集計したデータを表示するデータ表示部と
    を備え、
    上記データ集計部は、
    後工程に含まれる後工程項目のデータをその後工程より前の工程を構成する各装置別に集計する第1のデータ集計装置と、
    各工程から取得できる工程項目のデータを、各工程を構成する装置別に集計する第2のデータ集計装置と
    を有し、
    上記データ表示部は、
    特定の後工程に含まれる特定の後工程項目についての全ロットのデータを表示する第1の表示部と、
    上記第1の表示部に表示される後工程項目データのうち、特定の装置で処理されたロットのデータのみを抽出した後工程項目データを表示する第2の表示部と、
    特定の前工程に含まれる前工程項目についての全ロットのデータを表示する第3の表示部と、
    上記第3の表示部に表示される前工程項目データのうち、上記特定の装置で処理されたロットのデータのみを抽出した前工程項目データを表示する第4の表示部と
    を有し、
    上記データ表示部は、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部を、1つの表示面に、同時に表示することを特徴とする生産管理システム。
  2. 請求項1に記載の生産管理システムにおいて、
    上記生産工程は、少なくとも1つの個別製造工程からなる製造工程と、少なくとも1つの個別検査工程からなる検査工程とを含み、
    上記後工程は、上記検査工程の1つの個別検査工程であり、
    上記前工程は、上記製造工程と上記検査工程からなる上記生産工程のうち、上記後工程となる1つの個別検査工程よりも前に行われる他の生産工程であることを特徴とする生産管理システム。
  3. 請求項1または2に記載の生産管理システムにおいて、
    上記データ表示部が、上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部を、1つの表示面に、同時に表示するための処理システムは、
    収集した上記後工程データを製品が処理された前工程別に集計する第1の集計工程と、
    上記第1の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる第1の表示工程と、
    上記第1の表示工程により表示された一覧表示の中から前工程を選択して入力する第1の入力工程と、
    上記第1の入力工程により入力された前工程を構成する装置別に後工程データを集計する第2の集計工程と、
    上記第2の集計工程により集計された集計結果を一覧表示させる第2の表示工程と、
    上記第2の表示工程により表示された一覧表示の中から装置を選択して入力する第2の入力工程と、
    上記第2の入力工程により入力された装置から取得できる前工程項目データと、後工程項目データとの一覧を集計する第3の集計工程と、
    上記第3の集計工程により集計された前工程項目データおよび後工程項目データを表示する第3の表示工程と
    を備えることを特徴とする生産管理システム。
  4. 請求項1から3の何れか一つに記載の生産管理システムにおいて、
    上記データ集計部は、データ分析装置を備え、
    上記データ分析装置は、上記生産工程で発生した不良に対して、上記前工程で取得した前工程項目データと上記後工程で取得した後工程項目データとを用いて、統計分析により、不良要因として、特定の前工程の装置または前工程項目の少なくとも一方を抽出し、この抽出された不良要因のデータを、上記データ表示部に表示させることを特徴とする生産管理システム。
  5. 請求項4に記載の生産管理システムにおいて、
    上記データ分析装置は、統計分析により、特定の装置に含まれる項目を不良要因として抽出し、この抽出された不良要因項目の表示を、上記データ表示部に強調表示させることを特徴とする生産管理システム。
  6. 請求項4または5に記載の生産管理システムにおいて、
    上記データ分析装置は、1種以上の質的変数およびこの質的変数に対応する1種以上の量的変数を含む説明変数に相当するデータと、上記説明変数によって説明される目的変数に相当するデータとを、これらの変数の変化によって、複数セット含む分析対象データについて、上記説明変数のうち上記目的変数に影響する要因を特定する影響要因特定システムを含み、
    この影響要因特定システムは、上記説明変数の中の上記量的変数からなる各データセットを、それぞれ上記説明変数の中の上記質的変数がもつ水準によって複数のセグメントに分離して、上記セグメント毎に、そのセグメントとそのセグメントを補完する空欄とで量的変数として取り扱い得る疑似データセットをそれぞれ得、上記疑似データセットの集合からなる上記説明変数および上記目的変数とに対して多変量解析手法を適用して、上記目的変数に影響する影響要因を特定することを特徴とする生産管理システム。
  7. 請求項6に記載の生産管理システムにおいて、
    上記分析対象データは、上記生産工程で取得される製品の生産プロセスに関するデータであり、
    上記説明変数は、上記各前工程から取得されるデータ項目を記録したデータであり、
    上記目的変数は、上記生産工程による製品についての後工程における処理結果を質的変数または量的変数として記録したデータであり、
    上記各変数の変化は、上記前工程項目データおよび上記後工程項目データの製造品毎の変化に相当することを特徴とする生産管理システム。
  8. 請求項1に記載の生産管理システムにおいて、
    上記データ表示部の上記表示面は、縦横2ずつの計4つの部分に区分けされ、
    上記第1の表示部は、上記表示面の左上部に配置され、
    上記第2の表示部は、上記表示面の右上部に配置され、
    上記第3の表示部は、上記表示面の左下部に配置され、
    上記第4の表示部は、上記表示面の右下部に配置されていることを特徴とする生産管理システム。
  9. 請求項1に記載の生産管理システムにおいて、
    上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部は、各データをグラフとして表示し、
    上記第1の表示部により表示されるデータと、上記第2の表示部により表示されるデータとは、重ねて表示され、
    上記第3の表示部により表示されるデータと、上記第4の表示部により表示されるデータとは、重ねて表示され、
    上記第2の表示部により表示されるデータ、および、上記第4の表示部により表示されるデータは、上記第1の表示部により表示されるデータ、および、上記第3の表示部により表示されるデータと、異なる色により、表示されることを特徴とする生産管理システム。
  10. 請求項9に記載の生産管理システムにおいて、
    上記第2の表示部により表示されるデータ、および、上記第4の表示部により表示されるデータは、さらに、点滅して表示されることを特徴とする生産管理システム。
  11. 請求項1から7の何れか一つに記載の生産管理システムにおいて、
    上記第1、上記第2、上記第3および上記第4の表示部は、各データをグラフとして表示し、
    このグラフに表示されるデータの項目の中で同じ項目について、複数のグラフの各軸の範囲が同一となるように、グラフが描画されることを特徴とする生産管理システム。
  12. 請求項11に記載の生産管理システムにおいて、
    各項目にあわせたグラフの軸の範囲を設定するための設定システムは、
    全ロットのグラフをグラフ描画ソフトウェアで描画し、次に、描画されたグラフの各軸の範囲を一時的に記憶し、次に、特定装置で処理されたロットのグラフを描画するときに、上記記憶しておいたグラフの各軸の範囲を適用して、グラフの描画を行い、上記表示面上のグラフについて各軸のデータ範囲を、全ロットのグラフと上記特定装置で処理されたロットのグラフとで一致させることを特徴とする生産管理システム。
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