JP2006219258A6 - 設備装置の作業支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】設備装置において過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用することにより、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができるようにした設備装置の作業支援システムを提供すること。
【解決手段】設備装置の異常発生時に、発生した異常事象をデータベースに蓄積するとともに、当該異常事象の復旧手順を併せてデータベースに蓄積し、それ以降の当該装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供する。
【選択図】図５

Description

本発明は、設備装置の作業支援システムに関し、特に、過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用できるようにした装置の作業支援システムに関するものである。

例えば、液晶、有機ＥＬ、半導体等の電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置は、通常、無人の自動運転で２４時間の連続稼動を行っている。
ところで、この搬送装置に異常が発生し、搬送装置が停止した場合には、製造ラインへのワークの供給が停止されるため、製造も停止することとなり、この状態が長時間に及ぶと、甚大な損害が発生することとなる。
ところで、この種のクリーンルームの特徴として、発塵の原因となる紙類の持ち込みが禁止されていることが多く、このような場合には、紙による作業手順書や図面類をクリーンルーム内に持ち込むことができない。
また、発生した異常事象の確認や記録のためにカメラによる写真撮影も機密保全のため禁止されていることが多い。

一方、各種トラブルが発生した後の復旧を支援し、速やかにシステムを復旧する手段として、例えば、特許文献１に開示されているような障害対処方法が提案されている。
この障害対処方法は、障害が発生した場合に、本部に設置したリモートメンテナンスサーバの障害情報データベースを検索し、発生した障害の情報があれば表示端末にその内容を表示する。情報がデータベースに存在しない場合にはサービス拠点の障害情報蓄積サーバに問い合わせ、その回答で本部のデータベースにその内容を追加するとともに回答のあった内容を表示端末に表示するようにしている。

しかしながら、電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置の場合、製造工場毎に搬送装置の仕様や運用方法が異なるだけでなく、設備の稼動後は、搬送装置のメーカが正確な運用状態を把握することは困難で、場合によっては、搬送装置のメーカが想定していない運用がなされていることもある。
また、この種の搬送装置は、個別の仕様を盛り込んだ受注生産のため、想定される搬送装置の異常事象のすべてのケースを網羅した復旧のための作業手順書を用意することことは困難で、データベースの作成には限界がある。
さらに、データベースの内容を一方的に表示するシステムでは、データベースの検索結果と異常事象の内容とが合致しているかの判断ができないため、表示はしているが役に立たないデータで、実際の復旧には使っていない可能性があり、この情報をデータベースに反映することができない。
以上のことから、上記の従来の障害対処方法は、電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置には、適用することが困難であった。

特開２００２−７４５２０号公報

本発明は、上記従来の障害対処方法の有する問題点に鑑み、設備装置において過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用することにより、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができるようにした設備装置の作業支援システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の設備装置の作業支援システムは、設備装置の異常発生時に、発生した異常事象をデータベースに蓄積するとともに、当該異常事象の復旧手順を併せてデータベースに蓄積し、それ以降の当該装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することを特徴とする。

この場合において、設備装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象を検索することにより発生した異常事象に適合する事例を抽出し、異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することができる。

本発明の設備装置の作業支援システムは、新設の設備装置に組み込むようにするほか、既存の設備装置に組み込むことができる。

本発明の設備装置の作業支援システムによれば、設備装置の異常発生時に、発生した異常事象をデータベースに蓄積するとともに、当該異常事象の復旧手順を併せてデータベースに蓄積し、それ以降の当該装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供するようにしているので、例えば、電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置のように、製造工場毎に搬送装置の仕様や運用方法が異なるだけでなく、設備の稼動後は、搬送装置のメーカが想定していない運用がなされているような場合でも、過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用することにより、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。

また、設備装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象を検索することにより発生した異常事象に適合する事例を抽出し、異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することにより、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順のデータが膨大になった場合でも、より短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。

また、本発明の設備装置の作業支援システムは、新設の設備装置に組み込むようにするほか、既存の設備装置に組み込むことができ、これにより、既存の設備装置においても、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。

以下、本発明の設備装置の作業支援システムの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図７に、本発明の設備装置の作業支援システムの一実施例を示す。
この設備装置の作業支援システムは、液晶の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置に適用したものである。

液晶の製造工場においては、クリーンストッカと称される自動倉庫を備え、液晶基板を収容したカセットの保管と、クリーンストッカに併設された製造装置にカセットの供給を行うようにする。そして、クリーンストッカ間のカセットの搬送を、図１に示すように、床上あるいは天井に敷設したレール上を有軌道搬送車５（以下、単に「搬送車」という。）で行うようにする。搬送車５は、マップデータを元に無人の自動運転で２４時間の連続稼動を行い、搬送車５に対して、搬送車統括制御装置２から、カセットの積位置、卸し位置の指示が与えられる。クリーンストッカは、クリーンルーム内に複数基設置し、工程毎に区切られたベイを構成する。

クリーンストッカには、１台〜複数台（通常、３台程度）のスタッカクレーン６が走行レールを共有して配置され、クリーンストッカ制御装置３ａ、３ｂ、３ｃによって制御される。

搬送系の全体の制御を行う搬送制御装置１は、生産管理システム（図示省略）からの指示で搬送元のクリーンストッカに対し、保管棚から搬送車５への出庫指示、搬送車５による工程間の搬送指示、搬送先クリーンストッカに対し、搬送車から保管棚への入庫指示を与える。

この搬送装置の制御系システムに対して、搬送装置の異常発生時に、発生した異常事象の情報を記録し、復旧手順の検索を行うメンテナンスサーバ４を並設し、搬送車５の運転状況を記録する。
メンテナンスサーバ４は、搬送系システムのネットワークＬＡＮに接続するが、クリーンルームで作業する作業員や保守要員が直接操作することはないため、通常はクリーンルームの外に設置する。このメンテナンスサーバ４は、工場内以外の場所、例えば、公衆回線やインターネットを経由し、搬送装置のメーカのサービスセンタ等に設定することも可能で、論理的に接続されていればその設置場所は限定されない。

［異常発生時の状況の記録］
搬送装置に異常が発生した時、搬送車５が異常を検出すると無線でその内容を搬送車統括制御装置２に送信する。
搬送車５がそのまま運転を継続できる軽微な異常であれば、その内容を搬送車統括制御装置２の画面に表示し、搬送制御装置１に報告する。
搬送車５が運転が継続できない異常であれば、搬送車５は停止する。搬送車５はそれぞれが制御装置を有し、異常の発生した搬送車だけが停止し、他の搬送車は運転を継続するが、環状レールのレイアウトを採用する場合においては、搬送車が走行レール上で停止した場合、後続車はすべてその手前で停止し、搬送は停止する。往復運転を行う線形レイアウトの場合でも異常を起した搬送車が障害となり、搬送可能な範囲が減少する。

一方、クリーンストッカ制御装置３ａ、３ｂ、３ｃは、スタッカクレーン６の異常を検出するとその内容を当該制御装置の画面に表示し、搬送制御装置１に報告する。
スタッカクレーン６が停止した場合には、搬送車５へ搬送するカセットの供給、搬送車５から運んできたカセットの棚への受け入れ、生産設備への供給、生産設備から保管棚への入庫が停止する。

通常の搬送装置では無人運転しているため、保守要員が到着し復旧作業を行うまでに若干の時間を要する。
異常が発生した時、搬送車統括制御装置２及びクリーンストッカ制御装置３ａ、３ｂ、３ｃは、発生した異常事象の情報を図２のフローに従いメンテナンスサーバ４に送信し、異常事象記録データベース（図示省略）に記録、蓄積する。
異常事象には、それを特定するコードを付与し、そのコードと共に、異常が発生した時の各軸のモータが停止していたか、回転していたか、その時の各軸の座標データ、制御装置の入力信号、出力信号を記録する。また、搬送制御装置１からどのような作業の指示を受信し、実行していたかも記録する。

搬送装置の異常が発生した場合、１つだけの異常が検出される場合と複数の異常が検出される場合がある。
最初に発生した異常により関連する現象が連鎖的に発生する場合には、これらを１つの関連する事象としてデータベースに記録する。具体的には、データベースに記録する際に、個々の事象を１つのレコードとして記録するのではなく、最初に発生した事象の発生時刻に関連付けて複数の事象を記録する。
異常が発生して装置が停止するまでの時間は通常数秒程度である。余裕を見込んで最初の事象が発生してから１０秒以内に発生した事象を関連する事象として記録する。なお、装置の種類によって停止する時間が長いものについてはこの時間は適宜長くすることができる。

データベースは、異常事象のほか、この事象に対する注釈、復旧手順等を記録できる構造にする。
より具体的には、データベースは、図３に示すように、異常事象のほか、復旧手順、図面類、異常履歴、復旧手順参照履歴、操作トレース、図面類参照記録、詳細手順文書等で構成するようにする。
これらのうち、注釈、復旧手順等のデータベースは、異常事象を自動記録した時点では、空欄であるが、データベースを整備し復旧手順の事例として使用する場合に必要となる。
ここで、表１に、各装置からメンテナンスサーバ４に送信する内容を、表２に、復旧手順データベースに記録する内容を、表３に、異常履歴データベースに記録する内容を、表４に、復旧手順参照履歴データベースに記録する内容を、表５に、図面類参照履歴データベースに記録する内容を、それぞれ示す。

データベースに登録する際の異常コードは、最初に記録した異常コードとし、当該装置の装置コード、それを分類する分類コードを記録する。自動記録の時点では分類コードは空欄になる。
関連する一連のデータを登録したテーブルのレコードポインタを複数件記録する。注釈も空欄にする。
記録種別は記録した事象が自動記録したものか、あるいは自動記録した内容をデータベース管理者が内容を確認し、内容を修正したものであるかを識別する。

データベースの内容確認は復旧作業が終わった後で、異常内容を見直し適切に分類する。この時点で異常の原因が単独要因であるか、複合要因の直列的な発生によるものか、並列的な発生によるものかを判定する。直列発生でその要因が分離可能なものの場合には、記録内容を２件に分割し、分割した側の異常コードも修正する。要因の並列発生の場合には、分類コードに複合要因の並列発生であることを記録する。注釈はその異常事象に対して２０〜３０語程度の文章で説明し、以降の検索の際に使用するキーワードを追加する。キーワードは異常コードそのものを特定するのでなく、関連する状態、装置の挙動等を列挙する。

［復旧の方法］
搬送装置に異常が発生した後、自動運転に復旧するまでの間の処理フローを図１及び図２に示す。
復旧処理は搬送装置の制御とは独立したプログラムで、制御とは並行して行う。
復旧処理は、２つのプロセスを並行して実行する。
１つはガイダンス処理で、復旧手順のデータベースを参照し、その内容を表示する処理で、もう１つは操作のトレース処理である。

［ガイダンス処理］
ガイダンス処理は、マンマシンを伴うもので、異常発生後に保守要員等のオペレータ処理で起動する。
ガイダンス処理は、異常が発生した装置側とメンテナンスサーバ４側の処理に分かれる。
装置側で発生した異常事象に対して発生したエラーコードはガイダンス処理が始まる時点で決定している。
復旧処理が行われていない複数の異常状態が発生している場合、装置状況、異常の重要度、保守要員の経験から保守要員が対処すべき要因を選択し、その要因に対し処理を行う。
装置側は、ガイダンス表示のため、ブラウザを起動する。
ブラウザには、例えば、インターネットエクスプローラ等の汎用のソフトウェアを用いることができ、特に、ソフトウェアや仕様が限定されるものではない。
装置側のブラウザの表示内容は、サーバ側の処理によって決定され、保守要員は画面に表示される復旧手順、関連する図面類を表示することで復旧を行う。
メンテナンスサーバ４は、装置からの接続要求の起動パラメータである異常コード及び注釈キーワードから復旧手順をデータベースから検索し、その検索結果をＨＴＭＬに編集し、ブラウザに表示する。
保守要員は画面に表示された検索結果の中から異常事象に対し適切と思われるものを選択する。
復旧手順のデータベースが十分なデータを具備していない場合、あるいは過去に異常事象と関連付けられた復旧手順があった場合、複数の検索結果が得られることもあれば、適切な復旧手順がないこともある。手順がなければデータベースの復旧手順は参照しないで復旧を行う。
メンテナンスサーバ４は、選択された復旧手順をＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）に編集し、ブラウザに表示する。このとき手順書だけでなく、異常発生部位に関連する仕様書や設計図面類をＰＤＦ（Portable Document Format）、ＴＩＦＦ（Tagged Image File Format）等の形式でサーバに準備しておき、その図面類へのリンクをブラウザ画面上に表示する。異常発生部位に直接関連していない図面の参照手段として図面番号、図面名称等を検索キーにして図面を検索する方法のブラウザ上で提供する。
メンテナンスサーバ４では、データベースに蓄積した復旧手順を、ＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）プロトコルにして、異常の復旧をする装置の画面に表示するとともに、サーバに蓄積した図面類を参照した場合、その図面番号を図面類参照記録に記録する。
図面類の参照記録を残すことで、復旧手順書の内容に不足する点があり、それを補うため図面参照を行ったのであれば、手順書のデータ図にはその時参照した図面類をデータベースに追加し、データベースの内容の充実を図ることができる。
なお、適切な手順書がなく、手順書を参照しなかった場合、あるいは検索した結果、手順書が存在しない場合でも、参照した図面類が分かればそれを手順書としてデータベースに追加することができる。
復旧処理が終わった時点で手順書の有効性を確認し、その情報を手順書のデータベース参照履歴として追加する。設計時点で作成した手順書は必ずしも現場作業で有効であるとは限らない。役に立たなかった手順書は見分けができるように参照履歴を残し、手順書の修正の際に参考にし、実務者の評価をフィードバックする。
復旧手順書のデータベースを検索した時、検索結果には既に登録されている手順書が存在しなかった場合、復旧手順データベースに、当該異常コードに対して空のレコードを新規作成し、作成区分を自動生成にする。
そして、操作トレースの記録レコードヘのポインタ、図面類を参照した参照記録レコードヘのポインタを書き込み、発生した異常に対して保守要員がどのような図面類を参照し、どのような操作をしたかを記録する。
自動記録した内容は、異常コードに対してデータベースを検索した際、通常はガイダンスの表示対象にしないが、有効な更新済みのデータが存在しない場合、オプションで自動作成のガイダンスの表示対象にすることができる。
自動記録の内容は、保守要員の有効な動作の記録だけでなく、試行錯誤している部分、無駄な動作をしている部分も含まれている。図面類の参照記録にしても意味のない図面を参照していることも当然考えられる。しかしながら、全く作業の指針がない状態よりは復旧のヒント、あるいは保守要員だけで解決できず設計者等に問い合わせる際の参考となる情報は含まれている。

［操作のトレース処理］
復旧作業をしている間、すなわち異常の発生から異常の要因を排除し自動運転に復旧するまでの搬送装置の動作内容を、図６に示すフローで装置からメンテナンスサーバ４に報告し、メンテナンスサーバ４で操作内容を記録する。
記録する内容は、図７に示すフローに従い、制御画面操作の内容、手動操作の内容、制御装置の入力、制御装置の出力信号のＩ／Ｏ状態が状態変化した場合、その内容を記録する。
故障状態についても、制御装置で認識している異常要因が排除され、故障状態が変化した場合にその内容を記録する。
操作トレースは、トレースする事象が発生した時刻と発生事象を記録する。
復旧処理は短時間で終了することもあれば、部品交換や点検のため制御装置の電源を切って作業をする場合がある。このため操作内容のトレースデータは不完全になることがあるが、電源を切ってデータを集めていない期間が存在している場合でも、制御装置がデータ採集できる状態にある期間は操作トレースを行う。

［データベースの保守］
復旧作業が終了後に当該異常に対してのデータベースの保守を行う。
データベースの保守作業は保守要員が行うこともできるが、専ら設計者等で仕様、設計思想、設計詳細に通じているものが行う。
復旧手順の参照履歴を参照し、有効に機能しなかった手順書の内容を改廃する。
また、操作トレースあるいは図面類の参照記録を参照し、異常に対し保守要員が何を参照し、どのような操作を行ったかを整理し、復旧手順書のデータベースを更新し、作成区分を自動生成から更新済みに変更する。
データベースの保守は設計者あるいは上級の保守要員が行う。その実施時期は当該異常の解決直後が望ましいが、これに限定されることはない。
自動生成の状態でも整理されていない情報として参照し、作業の参考資料とすることができる。
データベースの保守は自動記録した内容の見直しだけでなく、同様の装置を納入している他の納入先のデータを統合し、内容の拡充を図ることも容易に行える。

［表示位置の変更］
異常が発生した時点でその内容をメンテナンスサーバ４に送信することは異常の発生した当該装置でしかできないが、復旧のガイダンスはネットワーク上に接続した他の装置でも行うことができる。
制御と復旧処理は別のプロセスとして並行処理するため、同一の装置である必要性はない。
汎用のブラウザを使用することで、ガイダンス部分だけをノートパソコン等に表示し、当該装置の電源を遮断した状態で復旧作業を行っている場合でも適切なガイダンス表示や図面参照を行うことができる。
このデータベースは異常が発生した時の作業手順だけでなく、保守作業や改造作業を行う際に使用することができる。
装置の改造は全くの新規作業であるが、改造作業に対する異常コードを定義し、関連図面を図面類サーバに登録し、詳細手順書に参照する図面を列挙することでクリーンルーム内で図面参照を行うことができる。
異常に対しての復旧手順はメーカのサービス員、顧客の保守要員の両方がアクセスする。
しかしながら顧客には非公開にすべき図面類も存在する。この図面類は参照する際にパスワードを要求するように設定することで、図面の流出を防止できる。
本実施例では設計者の知見に基づいた復旧手順書、保守要員の実際の行動記録に基づいたフィールドデータ、保守要員の評価をフィードバックし、メンテナンス用データベースを装置の異常が発生するたびにデータを蓄積し、拡充する方法を提供する。
本実施例ではクリーンルームの紙類の持ち込めない環境を想定しているが、これに限定することなく他の環境で稼動する設備装置にも応用できる。例えば、クレーンの保守業務等の高所で図面類を広げる場所のない作業にも適用できる。

このように、この設備装置の作業支援システムによれば、設備装置の異常発生時に、発生した異常事象をデータベースに蓄積するとともに、当該異常事象の復旧手順を併せてデータベースに蓄積し、それ以降の当該装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供するようにしているので、電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置のように、製造工場毎に搬送装置の仕様や運用方法が異なるだけでなく、設備の稼動後は、搬送装置のメーカが想定していない運用がなされているような場合でも、過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用することにより、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。

また、設備装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象を検索することにより発生した異常事象に適合する事例を抽出し、異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することにより、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順のデータが膨大になった場合でも、より短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。

また、上記の設備装置の作業支援システムは、新設の設備装置に組み込むようにするほか、既存の設備装置に組み込むことができ、これにより、既存の設備装置においても、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができる。
以下、上記の設備装置の作業支援システムを、既存の設備装置に組み込む場合について、説明する。

［表示位置の変更］
（１）処理内容
設備装置の異常発生時に、図２に示すように、発生した異常事象をメンテナンスサーバに報告する処理を追加する。
（２）メンテナンスサーバ
既存の設備装置は、メンテナンスサーバを保有していないため、既存の設備装置にメンテナンスサーバを追加する。
（３）サービスＰＣ
ガイダンス部分を表示し、装置の電源を遮断した状態で復旧作業を行っている場合でも適切なガイダンス表示や図面参照を行うことができるようにするため等にノートパソコン等のサービスＰＣを追加する。
このような構成にすることにより、既存の設備装置のソフトウェアの変更の作業が少なくなり、システムの改造を容易に行うことができる。また、ノートパソコン等の持ち運びできる可搬型のサービスＰＣを利用することにより、復旧作業を行う装置の近くでガイダンス部分の表示を行うことができる。なお、ハードウェアとしては、可搬型のサービスＰＣを接続できるＬＡＮポートを増設する。ＬＡＮには、有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを適宜選択することができる。

以上、本発明の設備装置の作業支援システムについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の設備装置の作業支援システムは、過去に発生した異常事象及びその復旧手順を、その後の当該装置の異常発生時に活用することにより、装置の異常発生時に、短時間で確実に装置の復旧を行うことができるという特性を有していることから、製造工場毎に装置の仕様や運用方法が異なるだけでなく、設備の稼動後は、装置のメーカが想定していない運用がなされることの多い電子部品の製造工場のクリーンルームで稼動する搬送装置の用途に好適に用いることができるほか、例えば、高所で図面類を広げる場所のないクレーンのの作業支援システムの用途にも用いることができる。

本発明の設備装置の作業支援システムの一実施例を示すシステム構成図である。 異常が発生した時の記録のフローの説明図である。 データベースの構成図である。 復旧処理のフローの説明図である。 ガイダンス処理のフローの説明図である。 操作トレース処理のフローの説明図である。 操作内容報告処理のフローの説明図である。

符号の説明

１ 搬送制御装置
２ 搬送車統括制御装置
３ａ、３ｂ、３ｃ クリーンストッカ制御装置
４ メンテナンスサーバ
５ 搬送車
６ スタッカクレーン

Claims (3)

1. 設備装置の異常発生時に、発生した異常事象をデータベースに蓄積するとともに、当該異常事象の復旧手順を併せてデータベースに蓄積し、それ以降の当該装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することを特徴とする設備装置の作業支援システム。
2. 設備装置の異常発生時に、データベースに蓄積されている異常事象を検索することにより発生した異常事象に適合する事例を抽出し、異常事象及びその復旧手順を作業手順書として提供することを特徴とする請求項１記載の設備装置の作業支援システム。
3. 既存の設備装置に組み込むことを特徴とする請求項１又は２記載の設備装置の作業支援システム。

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