JP6346544B2 - 不具合予知装置および不具合予知方法 - Google Patents

Description

本発明は、流体の供給経路に圧力損失要素が配置され、この圧力損失要素を通過した流体を加熱アクチュエータで加熱または冷却アクチュエータで冷却して送り先に供給するシステムにおいて、供給経路の詰まりという不具合事象を予知する不具合予知装置および不具合予知方法に関するものである。

半導体製造装置では、ＥＥＳ（Equipment Engineering System）が実用段階へと移行してきている。ＥＥＳは、半導体製造装置が正常に機能しているかどうかをデータでチェックし、装置の信頼性や生産性を向上させるシステムである。ＥＥＳの主な目的は、装置自体を対象とする不具合検知（ＦＤ：Fault Detection）、不具合予知（ＦＰ：Fault Prediction）である（非特許文献１参照）。

ＦＤ／ＦＰには、装置コントロールレベル、モジュールレベル、サブシステムレベル、Ｉ／Ｏデバイスレベルという階層化の捉え方がある。装置コントロールレベルのＦＤ／ＦＰは、ホストまたはオペレータから指示された処理条件の基で装置機能が装置スペックの許容範囲内で動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。モジュールレベルのＦＤ／ＦＰは、デバイスもしくはサブシステムから構成されるモジュールが、指示値どおりに処理を行うことができるかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。サブシステムレベルのＦＤ／ＦＰは、フィードバック制御を行うような複数のデバイスからなる複合システムが、いくつかのパラメータ設定の基で安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。Ｉ／ＯデバイスレベルのＦＤ／ＦＰは、装置を構成するセンサやアクチュエータが設計値どおりに安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。このように、Ｉ／Ｏデバイスレベルの主体は、センサやアクチュエータである。

以上のようなＥＥＳに関連する技術として、加熱装置の保温性または冷却装置の保冷性の状態を評価する状態評価装置および状態評価方法が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示された技術は、温度制御装置が管理する状態量である操作量と温度設定値を利用して、加熱装置の保温性または冷却装置の保冷性の状態を評価するものであり、ＦＤ機能を実現するものである。

特開２０１１−１５９０９９号公報

「装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書」，社団法人電子情報技術産業協会，２００５年３月２３日

上記のように、加熱システムや冷却システムを対象とするＦＤ機能については既に実現されているが、異常の程度が変化する傾向などに基づいて、さらに重要な異常に関して予測できることが求められている。すなわち、ＦＰ機能を実現することが求められている。また、同様のＦＰ機能の実現が空調システムにおいても求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、加熱システムや冷却システム、あるいは空調システムに関する不具合事象を予知することができる不具合予知装置および不具合予知方法を提供することを目的とする。

本発明は、流体の供給経路に圧力損失要素が配置され、この圧力損失要素を通過した流体を加熱アクチュエータで加熱または冷却アクチュエータで冷却して送り先に供給するシステムにおいて、前記供給経路の不具合事象を予知する不具合予知装置であって、設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、前記操作量ＭＶを前記加熱アクチュエータまたは前記冷却アクチュエータに出力する操作量出力手段と、前記操作量ＭＶから前記供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出する操作量指標算出手段と、前記操作量指標が、前記供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定する特性変化推定手段と、前記供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力するメンテナンス実施信号入力手段と、前記不具合事象が解消された時点の操作量を新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新する初期操作量取得手段と、前記初期操作量に基づき、必要に応じて前記不具合閾値を補正する閾値補正手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合予知装置の１構成例は、さらに、前記特性変化推定手段によって推定された期間を提示する推定期間提示手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の不具合予知装置の１構成例において、前記特性変化推定手段は、推定した期間が所定のメンテナンス閾値未満になったときに、前記供給経路のメンテナンスの必要性を示すアラームを出力することを特徴とするものである。
また、本発明の不具合予知装置の１構成例において、前記閾値補正手段は、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下幅と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下幅とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とするものである。
また、本発明の不具合予知装置の１構成例において、前記閾値補正手段は、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下率と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下率とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とするものである。
また、本発明の不具合予知装置の１構成例において、前記流体は空気であり、前記圧力損失要素は偏流低減用の整流器、空気湿度調整の加湿器／除湿器、あるいは空気清浄用のフィルタであり、前記不具合事象は前記圧力損失要素で発生する詰まりである。

また、本発明は、流体の供給経路に圧力損失要素が配置され、この圧力損失要素を通過した流体を加熱アクチュエータで加熱または冷却アクチュエータで冷却して送り先に供給するシステムにおいて、前記供給経路の不具合事象を予知する不具合予知方法であって、設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、前記操作量ＭＶを前記加熱アクチュエータまたは前記冷却アクチュエータに出力する操作量出力ステップと、前記操作量ＭＶから前記供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出する操作量指標算出ステップと、前記操作量指標が、前記供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定する特性変化推定ステップと、前記供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力するメンテナンス実施信号入力ステップと、前記不具合事象が解消された時点の操作量を新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新する初期操作量取得ステップと、前記初期操作量に基づき、必要に応じて前記不具合閾値を補正する閾値補正ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、操作量ＭＶから供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出し、操作量指標が、供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定することにより、加熱システムや冷却システム、あるいは空調システムに関する不具合事象、特に流体を送り先に供給する供給経路の詰まりという特別な不具合事象を予知することができる。

また、本発明では、推定した期間が所定のメンテナンス閾値未満になったときに、供給経路のメンテナンスの必要性を示すアラームを出力することにより、メンテナンスの必要性が高まっていることをオペレータに通知することができる。

また、本発明では、供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消された時点の操作量を新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新し、初期操作量に基づき、不具合閾値を補正することにより、アクチュエータの劣化が不具合予知に与える影響を低減することができる。

本発明の対象となる加熱システムの１例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る不具合予知装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る不具合予知装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る不具合予知装置の動作例を示す図である。

［発明の原理１］
特許文献１では、対象とする装置として、保温領域である加熱処理チャンバー内を直接的に加熱する装置を例に挙げている。一方、加熱流体を保温領域に供給するケースもあり、このケースでは、流体中の不純物によって発生する経路での詰まり現象が、不具合の原因になることが考えられる。

例えば図１の加熱システムでは、流体（図１の例では空気）をファン１０１によって供給経路１０２に送り出し、供給経路１０２を通る流体をヒータ１０３によって加熱して、送り先である保温領域１００に供給する。温度センサ１０４は、ヒータ１０３によって加熱された流体の温度ＰＶ（制御量）を計測する。温調計１０５は、温度ＰＶが温度設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。電力調整器１０６は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力をヒータ１０３に供給する。こうして、温調計１０５は、保温領域１００に供給する流体の温度を制御する。

図１のようなシステムでは、流体の温度を維持できていても、流体の流量が低下することで、保温領域１００の保温状態が悪化するという不具合事象が考えられる。発明者は、供給経路１０２の詰まりは通常徐々に進行するものなので、図１のようなケースにおいては、特に不具合事象の予知が可能であることに着眼した。

供給経路１０２の詰まりの発生個所としては、偏流低減用の整流器、空気湿度調整の加湿器／除湿器、空気清浄用のフィルタなどの圧力損失要素１０７が考えられる。図１のように圧力損失要素１０７を通過した後に流体をヒータ１０３で加熱する構造においては、供給経路１０２の詰まりによる流量低下が発生すれば、加熱に必要なヒータ出力（制御系における操作量ＭＶ）は低くて済むことになる。したがって、発明者は、安定的な操作量ＭＶの低下傾向を監視することで、特別なセンサ等を追加することなく、圧力損失要素１０７のメンテナンス（例えば整流器清掃、加湿器／除湿器清掃、フィルタ交換）が必要なレベルにまで至る不具合事象を予知できることに想到した。すなわち、加熱流体経路の加熱前段の詰まり現象について、加熱操作量に基づいて不具合を予知する装置および方法に想到した。

なお、図１の例では、流体を加熱する場合について説明しているが、流体を冷却する場合についても本発明を適用可能である。また、物体を加熱するチャンバーのような保温領域１００を対象として説明しているが、冷暖房の給気を空調領域に供給する空調システムに対しても本発明を適用可能である。

［発明の原理２］
加熱系の場合、ヒータの劣化による操作量ＭＶの変化も考慮することが好ましい。ヒータの劣化は、被加熱流体を所定の温度に加熱するための操作量ＭＶが上昇する方向に影響を与えるので、流量低下の影響を相殺することになり、不具合を見逃すような危険側の特性変化ということになる。

一般に圧力損失要素の詰まりなどに比べれば、ヒータ劣化の進行は遅い。したがって、整流器清掃、加湿器／除湿器清掃、フィルタ交換を行なった直後の操作量ＭＶ（メンテナンス実施時後の初期操作量ＭＶ）を基準に、操作量低下幅あるいは操作量低下率により不具合予知するように、必要な補正を行なうことで、ヒータ劣化の悪影響を低減できる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図２は本発明の第１の実施の形態に係る不具合予知装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理２に対応する例であり、操作量低下幅に着眼した例である。ここでは、不具合予知装置を簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合予知装置は、従来から温調計に設けられている一般的構成である温調計制御機能部１と、本実施の形態の特徴的構成である不具合予知機能部２とから構成される。

温調計制御機能部１は、設定値ＳＰを温調計外部から入力する設定値入力部１０と、制御量ＰＶを計測器から入力する制御量入力部１１と、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出部１２と、操作量ＭＶを温調計外部に出力する操作量出力部１３とを備えている。

不具合予知機能部２は、操作量ＭＶを取得する操作量取得部２０と、操作量ＭＶから供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出する操作量指標算出部２１と、操作量指標が、供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象（流量低下による不具合事象）と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定する特性変化推定部２２と、供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力するメンテナンス実施信号入力部２３と、不具合事象が解消された時点の操作量ＭＶを新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新する初期操作量取得部２４と、初期操作量に基づき、必要に応じて不具合閾値を補正する閾値補正部２５と、特性変化推定部２２によって推定された期間を提示する推定期間提示部２６とを備えている。

温調計制御機能部１と操作量取得部２０と操作量指標算出部２１と特性変化推定部２２とは上記発明の原理１に対応し、メンテナンス実施信号入力部２３と初期操作量取得部２４と閾値補正部２５とは上記発明の原理２に対応している。

以下、本実施の形態の不具合予知装置の動作を図３を参照して説明する。ここでは、設定値ＳＰを温度設定値、制御量ＰＶを温度計測値とし、図１に示した加熱システムを適用対象とする場合について説明する。この場合、図２の温調計制御機能部１と不具合予知機能部２とは温調計１０５に実装される。

設定値ＳＰは、オペレータなどによって設定され、設定値入力部１０を介して操作量算出部１２と初期操作量取得部２４とに入力される（図３ステップＳ１）。
制御量ＰＶは、計測器（図１の例では温度センサ１０４）によって計測され、制御量入力部１１を介して操作量算出部１２と初期操作量取得部２４とに入力される（図３ステップＳ２）。

操作量算出部１２は、周知のＰＩＤ制御演算により設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する（図３ステップＳ３）。
操作量出力部１３は、操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する（図３ステップＳ４）。図１の例では、電力調整器１０６が操作量ＭＶの実際の出力先となる。

次に、操作量取得部２０は、操作量算出部１２によって算出された操作量ＭＶを取得する。操作量指標算出部２１は、操作量取得部２０が取得した操作量ＭＶから不具合事象の判断指標となる操作量指標ＭＶＸを算出する（図３ステップＳ５）。操作量指標算出部２１は、例えば予め規定された数の操作量ＭＶの平均値ＭＶ＿Ａを操作量指標ＭＶＸとして算出する。
ＭＶＸ＝ＭＶ＿Ａ＝（ΣＭＶ）／Ｎ ・・・（１）
このとき、予め規定された積算回数Ｎは、Ｎ個の操作量ＭＶの積算に要する積算時間が保温領域１００の保温特性の時定数よりも長くなるように設定されている。

また、操作量指標算出部２１は、操作量ダンピング値ＭＶ＿Ｄを操作量指標ＭＶＸとして算出してもよい。
ＭＶＸ＝ＭＶ＿Ｄ＝ＭＶ／（１＋Ｔｓ） ・・・（２）
ここで、Ｔはダンピング時定数、ｓはラプラス演算子である。ダンピング時定数Ｔは、保温領域１００の保温特性の時定数よりも長くなるように設定されている。なお、本実施の形態では、操作量指標ＭＶＸとして特許文献１に開示されたものを採用しているが、別の値を採用してもよい。

特性変化推定部２２は、操作量指標ＭＶＸが、供給経路１０２のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値ＭＶＴに至るまでの期間ＴＳを推定する（図３ステップＳ６）。特性変化推定部２２は、操作量指標算出部２１が算出した現時点（供給経路１０２の不具合を予知しようとしている時点）での操作量指標ＭＶＸと、初期操作量取得部２４が過去に取得して記憶している初期操作量ＭＶ０と、この初期操作量ＭＶ０が得られた時点から現時点までの期間（初期操作量ＭＶ０から操作量指標ＭＶＸに変化（低下）するまでに要した期間）ＴＸとから、次式により期間ＴＳを算出する。
ＴＳ＝ＴＸ（ＭＶＸ−ＭＶＴ）／（ＭＶ０−ＭＶＸ） ・・・（３）

式（３）は、操作量ＭＶの低下幅と操作量ＭＶの低下に要する時間とが比例関係にあるものと仮定したときの式、すなわち以下のような関係に基づく式である。
ＴＸ：（ＭＶ０−ＭＶＸ）＝ＴＳ：（ＭＶＸ−ＭＶ０） ・・・（４）

推定期間提示部２６は、特性変化推定部２２によって算出された期間ＴＳをオペレータに対して提示（表示）する（図３ステップＳ７）。オペレータは、提示された期間ＴＳを確認することで、供給経路１０２のメンテナンスを行なうべきか否かを判断できる。

そして、オペレータは、供給経路１０２（圧力損失要素１０７）のメンテナンスが実施された時点で、このメンテナンスにより供給経路１０２の詰まりが解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力する。このメンテナンス実施信号は、メンテナンス実施信号入力部２３を介して初期操作量取得部２４と閾値補正部２５とに入力される（図３ステップＳ８）。

初期操作量取得部２４は、メンテナンス実施信号の入力時以降の時点であって（図３ステップＳ８においてＹＥＳ）、かつ設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づいて、流体の温度制御の整定が検出された時点において（図３ステップＳ９においてＹＥＳ）、操作量算出部１２から出力されている操作量ＭＶを新たな初期操作量ＭＶ０’として、記憶している初期操作量ＭＶ０を更新する（図３ステップＳ１０）。
ＭＶ０←ＭＶ０’ ・・・（５）

なお、整定判定方法については、例えば特開平９−１６０６０４号公報などに開示されている。また、計測ノイズなどに対する信頼性を考慮すれば、操作量指標ＭＶＸの算出と同様に、操作量ＭＶの平均値あるいはダンピング値を新たな初期操作量ＭＶ０’として採用するのが好ましい。

また、以下の不具合閾値補正から明らかなように、本実施の形態では、初期操作量取得部２４に初期操作量ＭＶ０を予め登録しておく必要がある。例えば加熱システムが起動して温度制御が開始され最初に制御が整定したときに操作量算出部１２から出力されている操作量ＭＶを初期操作量ＭＶ０として初期操作量取得部２４が自動的に取得してもよいし、オペレータが初期操作量ＭＶ０を初期操作量取得部２４に予め登録するようにしてもよい。

閾値補正部２５は、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０に基づき、必要に応じて不具合閾値ＭＶＴを次式のように補正する（図３ステップＳ１１）。
ＭＶＴ←ＭＶＴ＋（ＭＶ０’−ＭＶ０） ・・・（６）

式（６）によれば、更新前の初期操作量ＭＶ０と更新前の不具合閾値ＭＶＴ間の操作量低下幅と、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新後の不具合閾値ＭＶＴ間の操作量低下幅とが同一に維持されるように、不具合閾値ＭＶＴが補正される。なお、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との差が所定の更新判断閾値未満で、無視できるほどの微小な差である場合には、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理を実行しなくてもよく、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との差が更新判断閾値以上のときに、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理を実行するようにしてもよい。

特性変化推定部２２は、算出した期間ＴＳが所定のメンテナンス閾値未満になったときに（図３ステップＳ１２においてＹＥＳ）、供給経路１０２のメンテナンスの必要性を示すアラームを出力する（図３ステップＳ１３）。アラームの出力形態としては、例えばＬＥＤの点灯、メッセージの表示、音声出力等がある。

以上のようなステップＳ１〜Ｓ１３の処理が、例えばオペレータからの指令によって不具合予知装置の動作が終了するまで（図３ステップＳ１４においてＹＥＳ）、制御周期毎に繰り返し実行される。
なお、図３では、ステップＳ５〜Ｓ７の処理を制御周期毎に実行しているが、制御周期毎でなくてもよく、例えばオペレータの要求に応じてステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行し、期間ＴＳを推定するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、操作量指標ＭＶＸが不具合閾値ＭＶＴに至るまでの期間ＴＳを推定することにより、供給経路１０２の詰まりという特別な不具合事象を予知することができる。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は本実施の形態の不具合予知装置の動作例を示す図であり、図４（Ａ）は設定値ＳＰ、制御量ＰＶの変化を示す図、図４（Ｂ）は操作量ＭＶ、初期操作量ＭＶ０、不具合閾値ＭＶＴの変化を示す図である。図４（Ａ）、図４（Ｂ）の例では、時刻ｔ１においてステップＳ５〜Ｓ７の処理を実行し、期間ＴＳを推定している。

その後、時刻ｔ２において加熱システムの動作が止められ、供給経路１０２のメンテナンスが行われ、メンテナンス終了後の時刻ｔ３において加熱システムが再起動している。そして、オペレータからメンテナンス実施信号が入力され、時刻ｔ４において温度制御の整定が検出されたときに、操作量算出部１２から出力されている操作量ＭＶが新たな初期操作量ＭＶ０’として登録される。そして、この初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との差が不具合閾値ＭＶＴに加算されることで、不具合閾値ＭＶＴが図４（Ｂ）のように補正される。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理２に対応する例であり、操作量低下率に着眼した例である。本実施の形態においても、不具合予知装置の構成および処理の流れは第１の実施の形態と同様であるので、図２、図３の符号を用いて説明する。

第１の実施の形態との違いは、閾値補正部２５の動作である。本実施の形態の閾値補正部２５は、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との差ではなく、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との比に基づき、必要に応じて不具合閾値ＭＶＴを次式のように補正する（図３ステップＳ１１）。
ＭＶＴ←ＭＶＴ（ＭＶ０’／ＭＶ０） ・・・（７）

式（７）によれば、更新前の初期操作量ＭＶ０と更新前の不具合閾値ＭＶＴ間の操作量低下率と、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新後の不具合閾値ＭＶＴ間の操作量低下率とが同一に維持されるように、不具合閾値ＭＶＴが補正される。第１の実施の形態で説明したとおり、更新後の初期操作量ＭＶ０’と更新前の初期操作量ＭＶ０との差が所定の更新判断閾値未満で、無視できるほどの微小な差である場合には、ステップＳ１０，Ｓ１１の処理を実行しなくてもかまわない。
こうして、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

第１、第２の実施の形態では、不具合予知装置の適用対象として加熱システムを例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、冷却した流体（空気）を送り先である保冷領域に供給する冷却システムに本発明を適用してもよい。冷却システムに本発明を適用する場合、図１のヒータ１０３（加熱アクチュエータ）の代わりに、冷却アクチュエータを用いることになる。また、加熱または冷却した給気を送り先である空調領域に供給する空調システムに本発明を適用してもよい。空調システムに本発明を適用する場合、空調機の熱交換器が加熱アクチュエータまたは冷却アクチュエータとなる。

第１、第２の実施の形態で説明した不具合予知装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１、第２の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、流体の供給経路の詰まりという不具合事象を予知する技術に適用することができる。

１…温調計制御機能部、２…不具合予知機能部、１０…設定値入力部、１１…制御量入力部、１２…操作量算出部、１３…操作量出力部、２０…操作量取得部、２１…操作量指標算出部、２２…特性変化推定部、２３…メンテナンス実施信号入力部、２４…初期操作量取得部、２５…閾値補正部、２６…推定期間提示部、１００…保温領域、１０１…ファン、１０２…供給経路、１０３…ヒータ、１０４…温度センサ、１０５…温調計、１０６…電力調整器、１０７…圧力損失要素。

Claims (12)

1. 流体の供給経路に圧力損失要素が配置され、この圧力損失要素を通過した流体を加熱アクチュエータで加熱または冷却アクチュエータで冷却して送り先に供給するシステムにおいて、前記供給経路の不具合事象を予知する不具合予知装置であって、
   設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出手段と、
   前記操作量ＭＶを前記加熱アクチュエータまたは前記冷却アクチュエータに出力する操作量出力手段と、
   前記操作量ＭＶから前記供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出する操作量指標算出手段と、
   前記操作量指標が、前記供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定する特性変化推定手段と、
   前記供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力するメンテナンス実施信号入力手段と、
   前記不具合事象が解消された時点の操作量を新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新する初期操作量取得手段と、
   前記初期操作量に基づき、必要に応じて前記不具合閾値を補正する閾値補正手段とを備えることを特徴とする不具合予知装置。
2. 請求項１記載の不具合予知装置において、
   さらに、前記特性変化推定手段によって推定された期間を提示する推定期間提示手段を備えることを特徴とする不具合予知装置。
3. 請求項１または２記載の不具合予知装置において、
   前記特性変化推定手段は、推定した期間が所定のメンテナンス閾値未満になったときに、前記供給経路のメンテナンスの必要性を示すアラームを出力することを特徴とする不具合予知装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の不具合予知装置において、
   前記閾値補正手段は、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下幅と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下幅とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とする不具合予知装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の不具合予知装置において、
   前記閾値補正手段は、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下率と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下率とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とする不具合予知装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の不具合予知装置において、
   前記流体は空気であり、前記圧力損失要素は偏流低減用の整流器、空気湿度調整の加湿器／除湿器、あるいは空気清浄用のフィルタであり、前記不具合事象は前記圧力損失要素で発生する詰まりであることを特徴とする不具合予知装置。
7. 流体の供給経路に圧力損失要素が配置され、この圧力損失要素を通過した流体を加熱アクチュエータで加熱または冷却アクチュエータで冷却して送り先に供給するシステムにおいて、前記供給経路の不具合事象を予知する不具合予知方法であって、
   設定値ＳＰと制御量ＰＶとに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出ステップと、
   前記操作量ＭＶを前記加熱アクチュエータまたは前記冷却アクチュエータに出力する操作量出力ステップと、
   前記操作量ＭＶから前記供給経路の不具合事象の判断指標となる操作量指標を算出する操作量指標算出ステップと、
   前記操作量指標が、前記供給経路のメンテナンスが必要なレベルの不具合事象と判断する不具合閾値に至るまでの期間を推定する特性変化推定ステップと、
   前記供給経路のメンテナンスにより不具合事象が解消されたと見なせることを示すメンテナンス実施信号を入力するメンテナンス実施信号入力ステップと、
   前記不具合事象が解消された時点の操作量を新たな初期操作量として、予め記憶している初期操作量を更新する初期操作量取得ステップと、
   前記初期操作量に基づき、必要に応じて前記不具合閾値を補正する閾値補正ステップとを含むことを特徴とする不具合予知方法。
8. 請求項７記載の不具合予知方法において、
   さらに、前記特性変化推定ステップで推定した期間を提示する推定期間提示ステップを含むことを特徴とする不具合予知方法。
9. 請求項７または８記載の不具合予知方法において、
   さらに、前記推定した期間が所定のメンテナンス閾値未満になったときに、前記供給経路のメンテナンスの必要性を示すアラームを出力するアラーム出力ステップを含むことを特徴とする不具合予知方法。
10. 請求項７乃至９のいずれか１項に記載の不具合予知方法において、
    前記閾値補正ステップは、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下幅と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下幅とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とする不具合予知方法。
11. 請求項７乃至９のいずれか１項に記載の不具合予知方法において、
    前記閾値補正ステップは、前記供給経路の詰まりによって前記操作量指標が低下する場合に、更新前の初期操作量と更新前の不具合閾値間の操作量低下率と、更新後の初期操作量と更新後の不具合閾値間の操作量低下率とが同一に維持されるように、前記不具合閾値を補正することを特徴とする不具合予知方法。
12. 請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の不具合予知方法において、
    前記流体は空気であり、前記圧力損失要素は偏流低減用の整流器、空気湿度調整の加湿器／除湿器、あるいは空気清浄用のフィルタであり、前記不具合事象は前記圧力損失要素で発生する詰まりであることを特徴とする不具合予知方法。

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