JP2003058246A

JP2003058246A - 状態記録装置

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Publication number: JP2003058246A
Application number: JP2001244638A
Authority: JP
Inventors: Takashi Anmen; 隆史安面; Takashi Suganuma; 隆司菅沼; Takashi Murozaki; 隆室崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP4396067B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶データ容量を大幅に小さくし、更に即座
に異常解析すべき箇所を見つけることができる状態記憶
装置を提供する。【解決手段】自動機１００の状態は、多くはある周期
動作を繰り返すことに着目した。状態記録装置１は、圧
縮信号記憶部９に、規定の周期動作と類似許容範囲内で
は、規定周期動作があったことのみを記憶し、類似許容
範囲外では、詳細状態を記憶する。これにより、記憶容
量を大幅に小さくし、更に異常解析すべき箇所を即座に
見つけることができるので、設備停止の異常解析及び予
知保全を効率良くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産設備等の自動
機において、自動機の状態を常時監視し、監視した状態
をデータとして記録する状態記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】状態記録装置は、自動機の状態を常時監
視し、監視した状態をデータとして記録する。この記録
したデータを検討することにより、自動機の異常動作を
検出し、設備停止があった場合の異常解析を効率良くす
ることができる。また、自動機の異常動作の兆候を事前
に検出し、予知保全を効率良くすることができる。

【０００３】状態記録装置の１例として、設備状態を複
数のデジタル信号として監視し記録するロジック・アナ
ライザがある。これは、被測定機器からの信号を入力
し、デジタルデータとしてサンプリングし、記憶装置に
記憶する。この場合、サンプリング周期ごとに状態を記
憶装置に記憶するので、記憶装置の容量が小さいと常時
監視ができず、常時監視するためには大容量の記憶装置
が必要となるといった問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この問題点を解決する
技術として、各信号の変化のみを記録することで、記憶
容量を小さくする方法、あるいはサンプリングした各信
号を文字列としてハフマン符号などのデータ圧縮技術を
用いて圧縮し、記憶データ容量を小さくする方法があ
る。しかし、これらの記憶データ容量を小さくする汎用
的手法は、圧縮効率が悪いため、記憶したデータは膨大
なままである。したがって、即座に信号波形から異常解
析すべき箇所を見つけるのは、非常に困難であった。

【０００５】本発明は、記憶データ容量を大幅に小さく
し、更に即座に異常解析すべき箇所を見つけることがで
きる状態記憶装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来の状態記
録データを圧縮する際の問題点に鑑みてなされたもので
ある。本発明においては、自動機は、多くはある周期動
作を繰り返すことに着目した。本発明の状態記録装置
は、規定の周期動作と類似許容範囲内では、規定周期動
作があったことのみを記憶し、類似許容範囲外の周期動
作のみ詳細状態を記憶する。これにより、記憶容量を大
幅に小さくし、更に異常解析すべき箇所を即座に見つけ
ることができるので、設備停止の異常解析及び予知保全
を効率良くする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図を用
いて説明する。図１を用いて、状態記録装置の構成を説
明する。設備状態をモニタしたい生産設備の自動機１０
０に、状態記録装置１が接続される。自動機１００から
の状態信号は、ネットワーク等を経由して状態記録装置
１の信号入力部２に入力される。状態信号は、デジタル
信号又はアナログ信号のいずれでも良い。

【０００８】入力された状態信号は、サンプリング部３
により単位時間ごとにサンプリングされ、時刻データ４
と共に一時信号記憶部５に記憶される。なお、状態信号
がアナログ信号である場合は、サンプリング部３におい
てデジタル信号に変換する。一時信号記憶部５に記憶さ
れた内容は、周期動作検出部６により、規定周期動作テ
ーブル７の内容と比較される。周期動作検出部６は、比
較の結果に応じてスイッチ８を操作し、スイッチ８のオ
ンにより、圧縮信号記憶部９に状態記憶がされる。

【０００９】信号圧縮のための処理について具体的に説
明する。自動機の簡単なモデルを図２から図４に示す。
図２は、自動機の構成を示し、図３は、その動作を示す
シーケンシャル・ファンクション・チャートで、図４
は、自動機の状態を示すタイムチャートである。

【００１０】図２に、自動機の１例としてワーク供給部
が示されている。ワーク供給部は、ワーク搬送路１１の
上を、ワーク１２が、ノック１３により移動されられる
構成となっている。ノック１３の位置を検出するセンサ
ーＩ１〜Ｉ４が配置される。なお、ノック１３は、シリ
ンダにより駆動されるが、図示は省略している。

【００１１】図２（Ａ）は、ノック１３が原位置にあ
り、ワーク搬送路１１上の図示位置にワーク１２が置か
れた状態を示す。この状態は、図４における時点Ｔ０
０，Ｔ０６〜Ｔ０８，Ｔ１４〜Ｔ１６……に相当し、セ
ンサーＩ０がノック原位置を検出し、センサーＩ２がワ
ーク搬送原位置を検出している。（Ｂ）は、動作Ｑ１に
よりノック１３が動作端（入り端）に駆動された状態を
示す。この状態は、図４における時点Ｔ０１〜Ｔ０２，
Ｔ０９〜Ｔ１０，Ｔ１７〜Ｔ１８……に相当し、センサ
ーＩ１がノック動作端を検出し、センサーＩ２がワーク
搬送原位置を検出している。

【００１２】（Ｃ）は、動作Ｑ３によりノック１３がワ
ーク１２を前進端まで搬送した状態を示す。この状態
は、図４における時点Ｔ０３〜Ｔ０４，Ｔ１１〜Ｔ１
２，Ｔ２０〜Ｔ２１……に相当し、センサーＩ３がワー
ク搬送動作端を検出し、センサーＩ１がノック動作端を
検出している。（Ｄ）は、動作Ｑ０によりノック１３が
搬送路１１から外れた位置（原位置）に戻された状態を
示す。この状態は、図４における時点Ｔ０５，Ｔ１３，
Ｔ２２……に相当し、センサーＩ０がノック原位置を検
出し、センサーＩ３はワーク搬送動作端を検出してい
る。次に、（Ａ）に示すように、動作Ｑ２によりノック
１３が搬送路１１の外側を通って後退し、ワーク搬送原
位置に戻る。以後、図３に示すように、同様の動作が繰
り返される。

【００１３】後で説明する本実施形態の状態記録と比較
するために、図５に、従来技術による状態記録の例を示
す。図５は、図４に示した動作タイミングの状態信号を
従来のデータ圧縮方法で記録した例を示し、自動機の状
態変化があったときの時刻と状態を、記録している。

【００１４】記憶内容を説明すると、開始時点Ｔ００で
は、センサーＩ０及びＩ１（以下「Ｉ０１」とする。）
が状態−１（原位置）を、センサーＩ２及び３（以下
「Ｉ２３」とする。）が状態−１を検出している。次の
時点Ｔ０１で、センサーＩ０１が状態＋１に変化したこ
とを検出し、更に、次の時点Ｔ０３で、センサーＩ２３
が状態＋１に変化したことを検出する。以後も同様であ
るので重複する説明は省略する。

【００１５】図４において、Ｔ００〜Ｔ０６の周期動作
３００が、正常な周期動作（規定周期動作）として定義
される。これと同様の出力動作をするＴ０８〜Ｔ１４、
Ｔ２５〜Ｔ３１の周期動作３０１，３０３も同様に規定
周期動作となる。Ｔ１６〜Ｔ２３の動作３０２は、Ｔ１
８〜Ｔ２０の時間が異常に増えているため、規定周期動
作の許容外となる。以上説明したように、従来の方法に
おいては、状態変換があったときの時刻と状態がすべて
記録されている。

【００１６】本実施形態においては、自動機１００の正
常な周期動作３００，３０１，３０３を、規定周期動作
テーブル７にあらかじめ規定しておく。図６は、規定周
期動作テーブル７の内容を示す。図６の時刻Ｃ００〜Ｃ
０６は、図５の時刻Ｔ００〜Ｔ０６に対応する。

【００１７】自動機１００が動作を開始し、状態信号が
信号入力部２に入力されてくると、サンプリング部３は
データのサンプリングを行い、状態信号を現在の時刻デ
ータ４と共に一時信号記憶部５に一時記憶する。

【００１８】周期動作検出部６は、一時信号記憶部５に
記憶された内容を規定周期動作テーブル７の内容と比較
する。周期動作検出部６は、比較を終了すると、スイッ
チ８をオンとして、圧縮信号記憶部９に、比較の結果に
応じた状態信号を記憶する。

【００１９】図７は、図４に示した例における圧縮信号
記憶部９の記憶内容を示す。図４の例では、規定周期動
作全体の時間を基準に比較すると、周期動作３００は、
規定周期動作テーブル７に記憶された内容とほぼ同様で
ある。この場合は、周期動作検出部６は、圧縮信号記憶
部９に、規定周期動作の開始時刻Ｔ００と、モードとし
て正常な動作を表す“１”を記憶する。動作３０１も同
様であり、時刻Ｔ０８とモード１のみが記憶される。

【００２０】次に、周期動作３０２は、規定周期動作の
許容範囲外なので、周期動作検出部６は、規定周期動作
外と判断し、図７に示すように、モード列に、許容範囲
外を表す“０”をセットし、開始時点Ｔ１６〜終了時点
Ｔ２３まで、状態変化が生じる度に詳細のデータを記憶
する。続く動作３０３は、規定周期動作とほぼ同様であ
るので、時刻Ｔ２５とモード１が記録される。

【００２１】図５と図７を比較すると明らかなように、
本実施形態による図７のデータ量は、従来の図５のデー
タ量よりも少なくなる。なお、実際の自動機１００で
は、信号数が本例よりはるかに多く、また規定周期動作
の許容範囲外になることは少ない。このため、データ量
は、図５、図７の比較よりも大幅に圧縮することができ
る。

【００２２】自動機１００では、規定周期動作以外の動
作として、不良排出、異常停止、更には自動段取り等の
動作等もある。このような状況に備えて、規定周期動作
テーブル７に複数の圧縮モードを用意することが有効で
ある。図８は、規定周期動作テーブル７の別の例を示
す。図示の例では、モード１として正常な周期動作、モ
ード２として不良排出の周期動作、モード３として段取
りの周期動作を記憶している。

【００２３】図９は、図８の規定周期動作テーブル７を
使用した場合の圧縮信号記憶部９の記憶内容を示す。図
９の内容は、Ｔ００〜Ｔ２３までは前述の図７の例と同
様である。続いて、時点Ｔ２５から不良排出の周期動作
が実行されると、開始時点Ｔ２５と共にモード２が記憶
される。その後、正常な周期動作として開始時点Ｔ３３
とモード１が記憶され、段取りの周期動作として時点Ｔ
４０とモード３が記憶される。

【００２４】さらに、圧縮率を向上させる方法として、
同様のモードが連続する場合、同じ周期動作の周期回数
のみを記憶させることができる。図１０に示す例では、
同じモードが連続した場合、「センサー」の列に連続し
た回数が記録される。

【００２５】以上説明した例によれば、規定周期動作の
場合は開始時刻、更には動作の回数が記憶されるだけで
あるので、圧縮信号記憶部９に記憶されるデータ量を小
さくすることができる。これと共に、規定周期動作の許
容範囲から外れた場合は、詳細な状態信号が記憶される
ので、異常解析すべき箇所をすばやく見つけることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した状態記録装置の構成を示す図
である。

【図２】自動機のモデルを示す図である。

【図３】図２の自動機の操作を示すシーケンシャル・フ
ァンクション・チャートである。

【図４】図２の自動機の状態を示すタイムチャートであ
る。

【図５】図４の動作を従来の方法でデータ圧縮して作成
した状態信号を示す図である。

【図６】図１の規定周期動作テーブルの内容を示す図で
ある。

【図７】図６の規定周期動作テーブルを使用した場合の
圧縮信号記憶部に記憶された内容を示す図である。

【図８】図６の規定周期動作テーブルの別の例を示す図
である。

【図９】図８の規定周期動作テーブルを使用した場合の
圧縮信号記憶部の記憶内容を示す図である。

【図１０】図６の規定周期動作テーブルの更に別の例を
示す図である。

【符号の説明】

１００…自動機１…状態記録装置２…信号入力部３…サンプリング部４…時刻データ５…一時信号記憶部６…周期動作検出部７…規定周期動作テーブル８…スイッチ９…圧縮信号記憶部１１…ワーク搬送路１２…ワーク１３…ノック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者室崎隆愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 5H223 AA06 AA20 BB05 CC03 EE02 EE06 EE30 FF08 FF09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動機からの状態信号が入力される入力
部と、前記自動機が正常な周期動作をするタイミングを規定し
た規定周期動作テーブルと、圧縮信号記憶部と、前記状態信号の内容と前記規定周期動作テーブルの内容
とを比較し、両者が一致したときは前記圧縮信号記憶部
に、規定動作が行われたことを記憶させ、不一致のとき
は前記圧縮記憶部に、前記状態信号の詳細を記憶させる
周期動作検出部と、を具備することを特徴とする状態記録装置。
【請求項２】前記状態信号をサンプリングするサンプ
リング部と、サンプリングした信号を現在時刻と共に記憶する一時信
号記憶部とを更に具備し、前記周期動作検出部は、前記一時信号記憶部に記憶した
内容と前記規定周期動作テーブルの内容とを比較する請
求項１に記載された状態記録装置。
【請求項３】前記規定周期動作テーブルは、複数の周
期動作を記憶する請求項１又は２に記載された状態記録
装置。