JP6880843B2 - 管理装置および管理プログラム - Google Patents
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Description
好ましくは、仕上り取得部は、製造ラインの運用時に特徴量取得部により取得される特徴量を、予め学習された対象物の品質別の特徴量と比較し、比較の結果に基づき、仕上り情報を決定する。
図1は、実施の形態に係るシステム1の全体構成を概略的に示す図である。システム1は、対象物(以下、ワークWともいう)を製造するためのFA(Factory Automation)などの製造ラインに、複数のユニット200、「管理装置」の一実施例であるPLC(Programmable Logic Controller)100等の制御コンピュータ、および管理者が操作するコンピュータ300を備える。これらの各部は、有線または無線で相互に通信する。また、PLC100またはコンピュータ300は、作業者または管理者が携帯する端末11と通信することが可能である。
図3は、PLC100のハードウェア構成を模式的に示す図である。図3を参照して、PLC100は、演算処理部であるCPU(Central Processing Unit)110と、記憶部としてのメモリ112およびハードディスク114と、時間を計時し計時データをCPU110に出力するタイマ113と、入力インタフェイス118と、ディスプレイ122を制御する表示コントローラ120と、通信インタフェイス124と、データリーダ/ライタ126とを含む。これらの各部は、バス128を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
図4は、実施の形態に係るPLC100が有する予知保全機能の構成を概略的に示す図である。実施の形態では、製造ラインの予知保全機能は、PLC100が有する製造ライン全体を制御する制御プログラム上に実装される。なお、実装の形態は、この態様に限定されない。図4の各部は、CPU110が実行するプログラムとして示されるが、各部は回路またはプログラムと回路の組合せにより実現することも可能である。
図5と図6は、実施の形態に係るrawデータ26から特徴量27を取得する処理を説明するための図である。特徴量化する対象となるrawデータ26は、PLC100が製造ラインの各機器から受信する機器情報33から導出される制御周期ごとに更新されるデータである。図5では、rawデータ26は、各種センサにより測定される信号波形を表すとする。
実施の形態では、PLC100の動作モードは、学習データを生成するための学習モードと、製造ラインを運用する運用モードとを含む。運用モードでは、学習データを用いた予知保全のための処理が実施される。
図9は、実施の形態に係る仕上り取得部30の概要をワークWの製造ラインと関連づけて示す図である。製造ラインの加工工程では加工機器74を用いた部品A,Bの加工が実施されて、加工された部品(以下、加工部品ともいう)を組立工程で組合わせてワークW(製品)が完成する。加工部品は、同じ加工工程を経ても、加工機器の特性によりサイズ、色等に差異が生じることから、ワークWにも個体差が生じ得る。仕上り取得部30は、このような加工工程で生じる差異を考慮して、加工部品とワークWの分類を実施する。
図10を参照して「学習モード」において、情報取得部20は、加工機器74の振動センサにより計測された機器情報33を取得し(ステップS3a)、特徴量取得部21は、取得される機器情報33が有する上記に述べた6種類の特徴量CRi(i=1,2,3・・・6)を取得する(ステップS4a)。学習部50は、取得された特徴量(取得特徴量)CRiを部品の種類(AまたはB)を示すラベルを付加してメモリ112に格納する(ステップS5a)。部品の種類は、作業者の入力により指定される。ここでは、部品Aを加工する場合を例示するが、部品Bであっても同様の処理を実施することができる。
学習部50は、ステップS5aで格納された情報の分析処理を実施する(ステップS6a)。分析処理は、有効パターンEPを決定するための処理(ステップS7a、S8aおよびS9a)を含む。
図12を参照して、動作モードを「運用モード」に切替えた場合の処理を説明する。なお、「運用モード」の開始時には、メモリ112には、部品Aと部品Bのそれぞれについて上記の有効パターンEPと取得された閾値TH1を有する学習データ28Bが格納されているとする。
実施の形態では、故障推測部40は、製造ラインの故障(または不具合、不調)の可能性と要因(原因)とを推定する。実施の形態では、要因として(1)製造機器の故障(または不具合、不調)、(2)ワークWの素材(材料)の不良および(3)検査装置71の故障(または不具合、不調)を含む。上記の要因(1)の製造機器は、工程に備えられるセンサ、加工機器74、包装機器70等を含み得る。
図8の重み付け処理(ステップS112)では、仕上り取得部30からの仕上り情報31について、例えば‘OK’に「1」および‘NG’に「0」をそれぞれ割当てて、重みWTを、例えば以下のように算出する。
上記の図13の故障推測処理では、故障(不具合)の要因毎の学習データ281〜283を用いて故障推測処理がなされたが、変形例においては、要因と関連づけされない学習データ28Cを用いて故障推測処理を実施する。
PLC100による故障推測処理の変形例に係る「学習モード」および「運用モード」の処理を説明する。
図14を参照して「学習モード」において、学習部50は、学習データ28Cに基づきクラスタリングを実施する(ステップS37)。このクラスタリングの手順は、図10と図11で説明した手順と同様であるから説明を簡単に行う。
図14を参照して「運用モード」の処理を説明する。なお、「運用モード」の開始時には、メモリ112には、学習データ28D(有効パターンEPならびに閾値Th1、Th2およびTh3)が格納されている。
上記の実施の形態では、異常度評価値29を重みWTで重み付けした値に基づき、製造ラインの状態の正常または異常に関する判断およびフィードバック方法の決定を実施しているが、重み付けしない異常度評価値29による異常または正常に基づき予知保全の判断およびフィードバック方法の決定を実施するとしてもよい。また、重みWTを、ワークWの仕上り情報31および故障性情報41の両方に基づき決定するか、または仕上り情報31のみに基づき決定するか、または、故障性情報41(評価値411,412,413)のみに基づき決定するかは、切替え可能としてもよい。
Claims (7)
- 対象物の製造に用いられる製造ラインを管理する管理装置であって、
前記対象物のタクトタイムに基づく時間幅を有したフレーム毎に、前記製造ラインに備えられる機器の状態を表す機器情報から、当該機器情報が有する特徴量を取得する特徴量取得部と、
前記フレームにおいて取得された特徴量を、前記機器の基準の状態を表す機器情報が有する特徴量と比較し、前記機器の状態を決定する特徴量評価部と、
前記フレームに同期した周期に従い、前記製造ラインにおける前記対象物の仕上り状態を表す仕上り情報を取得する仕上り取得部と、
前記特徴量評価部の前記フレームにおける出力に、当該フレームに同期した周期に従い取得される前記仕上り情報に基づく重み付けがなされた値と、閾値とを比較し、比較結果に基づき、前記製造ラインの状態を評価する評価部と、を備える、管理装置。 - 前記仕上り情報は、前記対象物が予め定められた品質を有するか否かを示す、請求項1に記載の管理装置。
- 前記仕上り取得部は、
前記製造ラインの運用時に前記特徴量取得部により取得される前記特徴量を、予め学習された前記対象物の品質別の特徴量と比較し、比較の結果に基づき、前記仕上り情報を決定する、請求項1または2に記載の管理装置。 - 前記管理装置は、
前記機器の故障または前記対象物の材料の不良の可能性を示す故障性情報を取得する故障性取得部を、さらに備え、
前記重みは、前記仕上り情報および前記故障性情報に基づいている、請求項1から3のいずれか1項に記載の管理装置。 - 前記故障性取得部は、
前記製造ラインの運用時に前記特徴量取得部により取得される前記特徴量を、予め学習された故障の要因別の特徴量と比較し、比較の結果に基づき、前記故障性情報を決定する、請求項4に記載の管理装置。 - 前記管理装置は、
前記故障の要因別に、異なる態様で、前記故障の可能性の通知を報知する、請求項5に記載の管理装置。 - 対象物の製造に用いられる製造ラインを管理する方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記対象物のタクトタイムに基づく時間幅を有したフレーム毎に、前記製造ラインに備えられる機器の状態を表す機器情報から、当該機器情報が有する特徴量を取得するステップと、
前記フレームにおいて取得された特徴量を、前記機器の基準の状態を表す機器情報が有する特徴量と比較し、前記機器の状態を決定するステップと、
前記フレームに同期した周期に従い、前記製造ラインにおける前記対象物の仕上り状態を表す仕上り情報を取得するステップと、
前記フレームにおいて取得された前記特徴量に、当該フレームに同期した周期に従い取得される前記仕上り情報に基づく重み付けがなされた値と、閾値とを比較し、比較結果に基づき、前記製造ラインの状態を評価するステップと、を備える、管理プログラム。
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