JP2011258113A - Manufacturing condition determination system for metal band material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、圧延、焼鈍、洗浄、脱脂などで製造する金属帯材料に対して、生産性や品質改善の観点からライン速度や温度設定などといった製造条件を決定する金属帯材料の製造条件決定システムに関する。 The present invention provides, for example, metal strip material production conditions that determine production conditions such as line speed and temperature setting from the viewpoint of productivity and quality improvement for metal strip materials produced by rolling, annealing, cleaning, degreasing, etc. Regarding the decision system.
従来より、金属帯材料は、圧延、焼鈍、洗浄、脱脂など複数の処理工程を経て製造されている。これらの各処理工程では作業手順については作業標準として指定があるものの、通板速度(ライン速度)、温度、圧力などといった数値に関する製造条件については標準的なものは存在しないことが多いのが実情である。
このようなことから、通板速度や温度設定などの製造条件の設定は、オペレータ(熟練工)による過去の経験やノウハウを用いて人手により行われていた。即ち、設備ごとのオペレータは担当する設備の生産性を考慮し、設備性能を引き出すよう出来るだけ速く通板することを心がけるようにしている。一方で、オペレータ自身が設定した製造条件が品質面で下工程に対してどのような影響を与えているかまでを考慮することは、事実上、難しく、通板速度を速くすることにより品質面での悪影響も発生している可能性も否めない。また、同一の設備を複数のオペレータで担当している場合、オペレータによって製造条件にばらつきが生じてしまうというのも実情である。
Conventionally, a metal strip material is manufactured through a plurality of processing steps such as rolling, annealing, cleaning, and degreasing. In each of these processing steps, the work procedure is specified as a work standard, but there are often no standard production conditions related to numerical values such as plate feed speed (line speed), temperature, pressure, etc. It is.
For this reason, the setting of the manufacturing conditions such as the plate passing speed and the temperature setting has been manually performed using the past experience and know-how by the operator (skilled worker). That is, the operator for each equipment takes into consideration the productivity of the equipment in charge, and tries to pass through as quickly as possible so as to bring out the equipment performance. On the other hand, it is practically difficult to consider how the manufacturing conditions set by the operator himself have an influence on the lower process in terms of quality, and in terms of quality by increasing the plate passing speed. There is no denying that there is a possibility that negative effects have also occurred. In addition, when a plurality of operators are in charge of the same equipment, it is a fact that the manufacturing conditions vary depending on the operators.
出来る限り、オペレータなどの人員的な製造条件のばらつき等を抑えて、品質を向上させようとする技術としては、例えば、特許文献1に示すものがある。
特許文献1では、複数の作業工程を経て製造される製品について、製造履歴情報を製造ロット番号や識別番号と紐付けして保存し、指定した不良現象、指定した製造条件の項目についてその不良現象が有った製品と不良現象が無かった製品との度数分布をグラフ表示することで製造不良要因を分析できるようにしている。
For example, Patent Document 1 discloses a technique for improving quality by suppressing variations in manufacturing conditions of personnel such as operators as much as possible.
In Patent Document 1, manufacturing history information is stored in association with a manufacturing lot number and an identification number for a product manufactured through a plurality of work processes, and the specified defective phenomenon and the specified manufacturing condition item are defective. The cause of manufacturing defects can be analyzed by displaying the frequency distribution of products with defects and products without defects.
この特許文献1の技術では、指定した不良現象、指定した製造条件について不良現象の有った場合と無かった場合との度数分布をグラフ表示し、不良の有った場合の度数分布と、不良の無かった場合の度数分布とで分布の形が異なるならば、その製造条件は製品の不良に何らかの影響を与えていると判断している。同様に不良の有った場合の度数分布と、不良の無かった場合の度数分布とで分布の形が同じような形ならば、その製造条件は不良要因に影響を与えていないと判断している。 In the technique of this Patent Document 1, the specified defect phenomenon, the frequency distribution with and without the defect phenomenon for the specified manufacturing condition are displayed in a graph, the frequency distribution with the defect, and the defect If the shape of the distribution is different from the frequency distribution in the case of no occurrence, it is determined that the manufacturing conditions have some influence on the defect of the product. Similarly, if the frequency distribution when there is a defect and the frequency distribution when there is no defect are similar in shape, it is determined that the manufacturing conditions do not affect the cause of the defect. Yes.
特許文献1の技術では、指定した製造条件について不良現象の有った場合と無かった場合との度数分布をグラフ表示して、製造条件が適正であるか否かを判定することができるものの、このようなグラフから製品の不良を低減するために、どのような製造条件を選定するかどうかについては具体的に開示されていない。即ち、特許文献1に示された技術を用いたとしても、表示されたグラフから適正な製造条件を設定することは、困難であるのが実情である。 In the technique of Patent Document 1, although it is possible to graphically display the frequency distribution of the case where there is a defective phenomenon and the case where there is no defect with respect to the designated manufacturing condition, it can be determined whether or not the manufacturing condition is appropriate. It is not specifically disclosed what kind of manufacturing conditions should be selected in order to reduce product defects from such graphs. That is, even if the technique disclosed in Patent Document 1 is used, it is actually difficult to set appropriate manufacturing conditions from the displayed graph.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、金属帯材料を通材して処理しながら当該金属帯材料を製造するための製造条件について、適正な製造条件を容易に決定することができる金属帯材料の製造条件決定システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, the present invention provides a metal strip that can easily determine an appropriate manufacturing condition for manufacturing conditions for manufacturing the metal strip material while passing through and processing the metal strip material. An object of the present invention is to provide a material manufacturing condition determination system.
上述の目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
本発明に係る金属帯材料の製造条件決定システムは、金属帯材料を製造する製造条件を決定する金属帯材料の製造条件決定システムであって、金属帯材料の製造条件を含む製造実績情報を保存する製造実績保存部と、前記製造実績保存部の製造実績情報を基に生成された金属帯材料ごとの製造履歴を保存する製造履歴保存部と、前記金属帯材料の品質不良情報を含む品質情報を保存する品質情報保存部と、前記金属帯材料の製造過程における工程と、該工程が属する工程分類とを互いに対応づけて保存した工程分類データベース部と、前記工程分類に関連する品質不良情報を保存した品質不良データベース部と、前記製造履歴保存部に製造履歴が保存された金属帯材料に関する品質不良情報を前記品質情報保存部で検索し、該検索された品質不良情報を前記製造履歴保存部の製造履歴に追記する品質情報検索手段と、前記製造履歴保存部の製造履歴と前記品質情報保存部の品質情報とを基にして、前記品質不良データベース部を用いて該品質不良情報に関連する工程分類を判別すると共に、前記工程分類データベース部を用いて該判別された工程分類に関連する工程を判別し、金属帯材料の製造条件と品質との関連性を算出する品質状況算出部と、前記品質状況算出部にて求めた製造条件と品質との関連性を基に、新たな製造条件を算出する製造条件算出部とを備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the present invention takes the following technical means.
The metal strip material manufacturing condition determination system according to the present invention is a metal strip material manufacturing condition determination system for determining a manufacturing condition for manufacturing a metal strip material, and stores manufacturing performance information including the manufacturing conditions of the metal strip material. Manufacturing history storage unit, manufacturing history storage unit for storing a manufacturing history for each metal band material generated based on manufacturing result information of the manufacturing result storage unit, and quality information including quality defect information of the metal band material A quality information storage unit that stores the process, a process classification database unit that stores a process in the manufacturing process of the metal strip material and a process classification to which the process belongs, and quality defect information related to the process classification. The quality information storage unit searches the quality information storage unit for quality defect information related to the metal strip material whose manufacturing history is stored in the manufacturing history storage unit. Based on the quality information search means for adding good information to the manufacturing history of the manufacturing history storage unit, the manufacturing history of the manufacturing history storage unit and the quality information of the quality information storage unit, the quality defect database unit is used. The process classification related to the quality defect information is determined, the process classification database unit is used to determine the process related to the determined process classification, and the relationship between the manufacturing condition and the quality of the metal strip material is determined. A quality condition calculation unit to calculate, and a manufacturing condition calculation unit to calculate a new manufacturing condition based on the relationship between the manufacturing condition obtained by the quality condition calculation unit and the quality are provided. .
ここで、前記品質状況算出部は、前記製造履歴内の製造実績情報及び品質不良情報を、品質不良情報の種類ごとに、該品質不良情報が示す品質不良の発生の有無によりグループ分けするグループ化部と、前記グループ化部によってグループ化された製造実績情報及び品質不良情報を用いて、所定の製造条件における品質不良発生状況を集計する度数分布集計部とを備え、前記製造条件算出部は、前記度数分布集計部により集計された所定の製造条件における品質不良発生状況を用いて、新たな製造条件を決定するように構成されていると好ましい。 Here, the quality status calculation unit groups the manufacturing performance information and the quality defect information in the manufacturing history according to the presence or absence of the occurrence of the quality defect indicated by the quality defect information for each type of the quality defect information. And a frequency distribution counting unit that counts the quality defect occurrence status in a predetermined manufacturing condition using the manufacturing performance information and the quality defect information grouped by the grouping unit, the manufacturing condition calculation unit, It is preferable that a new manufacturing condition is determined by using the quality defect occurrence state in the predetermined manufacturing condition that has been counted by the frequency distribution counting unit.
ここで、前記品質状況算出部は、製造実績情報及び品質不良情報を用いて、所定の製造条件における品質不良発生率を求める品質不良発生率算出部を備え、前記製造条件算出部は、製造条件と品質不良発生率とによる回帰分析から得られた品質不良発生率の推定値を算出し、算出した推定値を用いて新たな製造条件を決定するように構成されていると好ましい。 Here, the quality status calculation unit includes a quality defect occurrence rate calculation unit that obtains a quality defect occurrence rate under a predetermined manufacturing condition using the manufacturing performance information and the quality defect information, and the manufacturing condition calculation unit includes the manufacturing condition It is preferable that the estimated value of the quality defect occurrence rate obtained from the regression analysis based on the quality defect occurrence rate is calculated, and new manufacturing conditions are determined using the calculated estimated value.
ここで、前記製造条件算出部は、製造条件と品質不良発生率との分布から品質不良の発生率の閾値を求め、求めた閾値を用いて新たな製造条件を決定するように構成されていると好ましい。
このような金属帯材料の製造条件決定システムによれば、工程分類データベースと品質不良データベースを用いることにより、金属帯材料に発生した品質不良に関連のある工程を、オペレータごとに異なる経験に頼ることなく知ることができる。
Here, the manufacturing condition calculation unit is configured to obtain a threshold value of the occurrence rate of quality failure from the distribution of the production conditions and the quality failure occurrence rate, and to determine a new production condition using the obtained threshold value. And preferred.
According to such a metal band material manufacturing condition determination system, by using the process classification database and the quality defect database, the process related to the quality defect occurring in the metal band material can be relied on for each operator depending on different experiences. You can know without.
例えば、ある工程の製造条件を決定する場合、工程分類データベースを参照して、当該工程が属する工程分類を取得し、品質不良データベースを参照して、該工程分類に関連のある品質不良情報を取得する。
製造履歴保存部に記録された製造履歴を、このように取得した品質不良情報に基づいて、該品質不良情報が書き込まれた(該品質不良が発生した)グループと、該品質不良情報が書き込まれていないグループとに分けて、各グループの製造条件を分析することができる。
For example, when determining manufacturing conditions for a certain process, the process classification database is referred to, the process classification to which the process belongs is acquired, and the quality defect database related to the process classification is acquired. To do.
Based on the quality defect information acquired in this way, the manufacturing history recorded in the manufacturing history storage unit is written with the group in which the quality defect information is written (where the quality defect has occurred) and the quality defect information. It is possible to analyze the manufacturing conditions of each group by dividing them into groups that are not.
本発明によれば、金属帯材料を通材して処理しながら金属帯材料を製造するための製造条件について、適正な製造条件を容易に決定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an appropriate manufacturing condition can be easily determined about the manufacturing conditions for manufacturing a metal strip material, processing and passing a metal strip material.
以下、本発明の実施形態を、図を基に説明する。
なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、金属帯板の製造工程(製造ライン)の一例を示したものである。本実施形態では、金属帯材料の一例として金属帯板を用いて説明を行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
FIG. 1 shows an example of a manufacturing process (manufacturing line) of a metal strip. In the present embodiment, description will be made using a metal strip as an example of the metal strip material.
図1に示すように、例えば、自動車や家電等の製造に用いられる金属帯板は、熱延工程1において熱延され、冷延工程2にて所定厚みの薄板に冷間状態で圧延される。また、金属帯板は、焼鈍工程3にて連続焼鈍を施され、その後、酸洗工程4にて酸洗いされてスケール等が除去され、表面処理工程5にて表面処理され、最終検査工程6にて製品としての品質を有しているか否かが検査された後に、出荷される。このように、金属帯板は、熱延工程1、冷延工程2、焼鈍工程3、酸洗工程4、表面処理工程5、最終検査工程6などの複数の工程に、所定の速度で通板されることによって製造される。
As shown in FIG. 1, for example, a metal strip used for manufacturing automobiles, home appliances and the like is hot-rolled in a hot rolling process 1 and rolled in a cold state to a thin plate having a predetermined thickness in a cold-rolling
各工程を実施するための様々なデータ、及び実際に各工程が実施された結果としてのデータ(製造実績データ)は、金属帯板の製造ラインの管理等を行う支援装置10(例えば、コンピュータ)に入力され、当該支援装置10によって様々なデータを処理することにより、各工程の実施条件(金属帯板の製造条件)が決定される。
以下、支援装置10によって金属帯板の製造条件を決定する決定システムについて、詳しく説明する。
Various data for performing each process, and data (manufacturing performance data) as a result of actually performing each process are support devices 10 (for example, computers) that manage the production line of the metal strip. The processing conditions (manufacturing conditions for the metal strip) of each process are determined by processing various data by the
Hereinafter, the determination system that determines the manufacturing conditions of the metal strip by the
支援装置10は、製造実績データベース(製造実績保存部)210を備えている。この製造実績データベース210は、工程に用いた設備の設備情報、工程を特定するための工程情報、金属帯板の識別番号(製造番号)、工程毎の金属帯板の通板速度等の製造実績データを記録するものである。この製造実績データベース210は、設備、工程、及び製造番号を紐づけて、時々刻々変化する製造実績データを記録している。
The
図2に示すように、製造実績データベース210は、製造実績データとして、製造実績データを記録した時刻、通板速度、ロール電流、及び荷重を記録しており、例えば、熱延工程1にて金属帯板を圧延した場合、圧延設備などの設備番号(S001)を設備情報として記録し、熱延工程1であることを示す工程番号(K001)を工程情報として記録する。また、製造実績データベース210は、金属帯板を個別に識別するために、金属帯板の製造番号(X0001)を記録すると共に、製造実績データを記録した時刻、当該時刻での金属帯板の通板速度、当該時刻における金属帯板を圧延する圧延ロールを回転させるためのロール電流、及び当該時刻における圧延ロールの荷重等を記録している。図2に示すように、製造実績データベース210には、製造実績データが1秒ごとに記録されている。
As shown in FIG. 2, the
このように、各工程における時々刻々の製造実績データは、製造実績データベース210に保存されるが、支援装置10は、金属帯板の属性毎(例えば、製造番号ごと)の製造実績データを製造履歴として保存する製造履歴データベース(製造履歴保存部)400も備えている。この製造履歴データベース400は、ある製造番号(X0001)の金属帯板が熱延工程1から最終検査工程6に到達するまでの製造実績データを時系列に沿って集約して製造履歴データとして記録している。
As described above, the production result data every moment in each process is stored in the
図3に示すように、製造履歴データベース400は、例えば、製造番号が「X0001」である金属帯板の製造履歴データとして、各工程の開始時間(作業開始)及び終了時間(作業終了)、各工程における通板速度の最高値及び中央値、金属帯板の温度を記録している。なお、この製造履歴データベース400は、後述する品質情報保存部にリンクして品質情報(例えば、不良であることを示す品質不良情報「不良1」)も記録している。即ち、製造履歴データベース400は、金属帯板の属性毎に分類及び集約された製造実績データを記録するだけでなく、製造実績データに紐付けされた品質不良情報も合わせて記録している。
As shown in FIG. 3, the
図4を参照し、支援装置10について詳しく説明する。図4は、図1の金属帯板の製造工程に、各データの流れが理解できるような破線を付加したものである。
支援装置10は、上述のように製造実績データベース210を備えているが、製造実績データベース210が記録する製造実績データは、破線Aで示すように、熱延工程1〜表面処理工程5の各工程から製造実績データベース210に送られる。
The
Although the
また、支援装置10は、品質情報データベース(品質情報保存部)310を備えている。この品質情報データベース310は、各工程における金属帯板の表面疵や汚れ等の品質不良を示すデータ、言い換えれば、金属帯板の不良項目(不良種別)を示す品質不良情報を含む品質情報を記録するものである。
具体的には、金属帯板の表面を検査する表面検査装置7が、冷延工程2及び表面処理工程5に設けられ、この表面検査装置7により取得されたデータ(例えば、金属帯板の表面を撮像したデータ)は、支援装置10に出力される。支援装置10は、表面検査装置7が出力したデータを受け取って解析することにより、金属帯板の表面疵や汚れ等の不良(以降、単に不良と呼ぶことがある)の有無などの検出する。
Further, the
Specifically, a
表面検査装置7又は最終検査工程6で不良が検出された場合、支援装置10は、図4の破線Bで示すように、検出された不良項目(品質不良データ)を、表面検査装置7及び最終検査工程6から受け取り、該品質不良データを、不良を検出した工程と金属帯板の製造番号(X0001)とに関連させて、品質情報データベース310に品質情報として記録する。
When a defect is detected in the
これにより、どの工程で金属帯板の不良を検出したかが分かるようになっている。本実施形態では、表面検査装置7は、冷延工程2及び表面処理工程5に設けられるとともに、図示しないが最終検査工程6にも設けられている。よって、金属帯板の不良(品質不良データ)は、表面検査装置7が設けられた冷延工程2、表面処理工程5、又は最終検査工程6の何れかの工程で検出されたものとして、品質情報データベース310に記録される。
Thereby, it can be understood in which process the defect of the metal strip is detected. In the present embodiment, the
上述の表面検査装置7は、熱延工程1〜最終検査工程6の全ての工程に設けられてもよいが、設備に制約がある場合、最終検査工程6だけに表面検査装置7を設けてもよい。
支援装置10は、さらに品質情報検索部100を備えている。品質情報検索部100は、品質情報データベース310を検索し、検出した不良(品質不良データ)と前述の製造履歴データとを紐付けして製造履歴データベース400へ追記する。
The
The
その結果、図3に示すように、製造番号(X0001)の金属帯板の製造履歴データにおいて、工程K020の製造履歴に、品質不良項目(種別)を示す品質情報である「不良1」が記録される。
支援装置10は、工程マスターである工程分類データベース500を備えている。図5に示すように、工程分類データベース500は、各工程がどの工程分類に属しているかを示すデータベースである。例えば、工程「K001」は、工程分類において「圧延」に属するものであることがわかる。
As a result, as shown in FIG. 3, in the manufacturing history data of the metal strip with the manufacturing number (X0001), “defect 1”, which is quality information indicating a quality defect item (type), is recorded in the manufacturing history of the process K020. Is done.
The
また、支援装置10は、品質不良マスター、言い換えるならば品質不良データベース600を備えている。
図6に示すように、品質不良データベース600は、図5の工程分類データベース500における工程分類ごとに、発生しやすい不良項目との関連を示すデータベースである。
例えば、工程分類「圧延」では、不良1,不良2,及び不良5が発生しやすいことがわかる。逆に言うと、不良1,不良2は、焼鈍工程及び洗浄工程で発生しやすく、不良5は、全ての工程で発生しやすいことがわかる。この品質不良データベース600は、製造ラインのオペレータの経験や理論的な予測などを基に整備される。
Further, the
As shown in FIG. 6, the
For example, it is understood that defect 1,
さらに、支援装置10は、品質状況算出部50を備えている。
この品質状況算出部50は、製造履歴データベース400に保存されていて品質情報が付加された図3に示す製造履歴データと、工程分類データベース500と、品質不良データベース600とを基にして、所定の製造条件と品質との関連性を算出するものである。
この品質状況算出部50は、例えば通板速度等の所定の製造条件と品質情報とをキー(主なる情報)として、この通板速度が所定値であるときの品質状況(金属帯板の良品数や不良数、或いは、不良発生率等)を算出するものである。
Further, the
The quality
The quality
具体的には、品質状況算出部50は、グループ化部60と、度数分布集計部70と、品質不良発生率算出部80とを備えている。
グループ化部60は、オペレータなどから指定された工程の工程分類を、図5に示す工程分類データベース500から取得し、図6に示す品質不良データベース600を基にして、取得した工程分類に関連する品質不良情報(不良項目)を取得して、製造履歴データベース400の中から、取得した不良項目をキーとして、同一の不良項目が記録された製造履歴データを取得してグループ化するとともに、該不良項目が記録されていない製造履歴データをグループ化するものである。
Specifically, the quality
The
例えば、オペレータが工程K002を指定すると、支援装置10は、図5に示す工程分類データベース500を参照して、工程K002に対応する工程分類「圧延」を取得する。次に支援装置10は、図6に示す品質不良データベース600を参照して、取得した工程分類「圧延」に対応する不良項目である不良1,不良2,不良5を取得する。その後支援装置10は、品質情報に不良1,不良2,又は不良5が記録された製造履歴データを1つのグループとしてグループ化し、品質情報に不良1,不良2,又は不良5が記録されていない製造履歴データを別の1つのグループとしてグループ化する。
For example, when the operator designates the process K002, the
なお、グループ化部60は、製造履歴データベース400にアクセスして品質情報を参照しているが、これに代えて、品質情報データベース310にアクセスして品質情報を参照して、不良1,不良2,又は不良5が記録された金属帯板の製造番号を検出し、検出された製造番号に対応する製造実績データを、不良有りグループとしてグループ化し、それ以外を不良なしグループとしてグループ化しても良い。
The
度数分布集計部70は、グループ化部60によってグループ化された製造実績データ(不良有りグループ、不良なしグループ)を用いて、所定の製造条件における品質状況を集計する。
例えば、度数分布集計部70は、製造条件のうち通板速度をキーとして集計する場合、不良有りグループから所定の通板速度ごとの不良品数を求めて集計すると共に、不良無しグループから所定の通板速度ごとの良品数を求めて集計し、これらを集計データとして保存する。
The frequency
For example, the frequency
このように、製造条件のうち通板速度をキーとして、度数分布集計部70により品質状況(良品数又は不良品数)を集計すると、図7や図8に示すようなグラフを得ることができる。これらのグラフは通板速度(中央値)を50[mpm]ごとに区分けし、それぞれの区分ごとに、どの程度の個数の金属帯板が通板されたかをカウントして集計した結果である。
As described above, when the quality distribution (the number of non-defective products or the number of defective products) is totaled by the frequency
図7及び図8に示すように、良品・不良品にかかわらず通板条件が500[mpm]程度の通板速度(中央値)がである金属帯板の度数が最も高く、通板速度が低速あるいは高速になるに従い度数は減少する。ただし良品の度数分布の方が不良品の度数分布よりも分布のピーク幅が狭くなっている。
品質不良発生率算出部80は、度数分布集計部70から所定の製造条件における良品数と不良品数とを取得して、所定の製造条件に対しての品質不良発生率を求めるものである。例えば、品質不良発生率算出部80は、図7に示すような所定の通板速度ごとの良品数の度数分布(度数分布集計部70により良品として集計された数値)と、図8に示すような所定の通板速度ごとの不良品の度数分布(度数分布集計部70により不良品として集計された数値)とを用いて、通板速度ごとに不良品発生率を求める。
As shown in FIG. 7 and FIG. 8, regardless of whether the product is non-defective or defective, the frequency of the metal strip with a plate passing speed (median) of about 500 [mpm] is the highest, and the plate passing speed is the highest. The frequency decreases as the speed becomes lower or higher. However, the frequency distribution of non-defective products has a narrower distribution peak width than the frequency distribution of defective products.
The quality defect occurrence
このように、製造条件のうち通板速度をキーとして、品質不良発生率算出部80により、品質不良発生率を求めると図6に示すグラフが得られる。
支援装置10は、さらに、製造条件算出部90を備えている。この製造条件算出部90は、前述のグループ化部60、度数分布集計部70、及び品質不良発生率算出部80を備える品質状況算出部50にて求めた製造条件と品質との関連性を基に、品質が良くなる新たな製造条件(不良品数を削減する条件又は品質が向上する条件)を算出するものである。
As described above, when the quality defect occurrence rate is obtained by the quality defect occurrence
The
製造条件算出部90は、例えば、製造実績データ及び品質不良データ、又は製造履歴データにより求められた図7に示した良品数の度数分布、図8に示した不良品数の度数分布、図9に示した品質不良発生率等を用いて、新たな製造条件を求める。
具体的には、製造条件算出部90は、通板速度に対する品質不良発生率を用いて、通板速度を説明変数、品質不良発生率を目的変数として多項式回帰分析を行い、図10に示すような通板速度と品質不良発生率との多項式回帰による推定値(推定値曲線ともいう)を求める。図10は、不良発生率の推定値の変化を実線(推定値曲線)で示し、参考のため元の品質不良発生率データを破線で示している。図10に示すように、通板速度が低速域、高速域にて品質不良発生率が高くなり、通板速度500[mpm]近傍で品質不良発生率が低くなる傾向が確認できる。
The manufacturing
Specifically, the manufacturing
そして、製造条件算出部90は、所定の通板速度に対する品質不良発生率の推定値曲線を用いて、金属帯板を製造する際には、実際の通板速度が推定値曲線から得られる推定値よりも下回る通板速度(新たな製造条件)を求め、これをオペレータが指定した工程の通板速度に適用する。即ち、製造条件算出部90で、通板速度と品質不良発生率とによる回帰分析から得られた品質不良発生率の推定値を算出し、算出した推定値を用いて品質が良くなる製造条件(不良品数を削減する製造条件)を決定している。
Then, when manufacturing the metal strip using the estimated value curve of the quality defect occurrence rate with respect to a predetermined sheet passing speed, the manufacturing
図11及び図12は、金属帯板の製造条件決定システムの動作フローを示している。図11に示すフロー、すなわちステップS101,S102は、製造履歴データベース400の整備手順を示すものであり、金属帯板の製造ラインの稼働中継続して実行される。図12に示すフロー、すなわちステップS201〜S207は、金属帯板の製造条件を決定する手順を示すものであり、ステップS101,S102の動作が実行されて製造履歴データベース400が整備された後で、金属帯板の製造条件を検討するときに実行される。
11 and 12 show an operation flow of the metal strip manufacturing condition determination system. The flow shown in FIG. 11, that is, steps S101 and S102, shows a maintenance procedure of the
まず、図2〜図4、及び図11を参照して、製造履歴データベース400の整備手順について説明する。
ステップS101では、図4の破線Aで示されるように、支援装置10は、金属帯板が製造ラインを通板している間に製造ラインの各工程から1秒ごとに送られてくる製造実績データを、製造実績データベース210に記録する。これによって、図2に示す製造実績データベース210が整備される。
First, the maintenance procedure of the
In step S101, as indicated by a broken line A in FIG. 4, the
同時に、図4の破線Bで示されるように、支援装置10は、表面検査装置7及び最終検査工程6を通して検出された金属帯板の品質不良データを、不良を検出した工程と金属帯板の製造番号とに紐付けて品質情報データベース310に記録する。これによって、品質情報データベース310が整備される。
この後、支援装置10は、製造実績データベース210に蓄積された製造実績データを用いて、個々の金属帯板(金属帯板毎)の製造番号をキーとして製造履歴データを作成し、この製造履歴データを製造履歴データベース400へ保存する。このときの製造履歴データベース400は、図3に示す製造履歴データベース400において、品質情報が記録されていない状態である。
At the same time, as shown by a broken line B in FIG. 4, the
Thereafter, the
ステップS102では、ステップS101の動作が進んで製造履歴データベース400への製造履歴データが保存されると、支援装置10の品質情報検索部100が、品質情報データベース310を参照して記録された品質不良情報を検索する。
品質情報データベース310から品質不良情報が検出されると、品質情報検索部100は、検出された品質不良情報を、製造履歴データベース400の該当する製造履歴データへ追記する。これによって、製造履歴データベース400は、図3に示すように品質情報を備えたデータベースとして整備される。
In step S102, when the operation in step S101 proceeds and manufacturing history data is stored in the
When quality defect information is detected from the quality information database 310, the quality
上述のように製造履歴データベース400を整備した後で、金属帯板の製造条件を検討するときに、図12のフロー、すなわちステップS201〜S207に示す手順で、製造履歴データベース400に記録された製造履歴データを用いた新たな製造条件の算出が行われる。この製造条件の算出を、図12を参照しながら説明する。
ステップS201では、まず、オペレータ等が、工程とその工程で検討したい製造条件の種類とを支援装置10の品質状況算出部50に指定する。その後、品質状況算出部50のグループ化部60は、指定された工程の工程分類を、図4に示す工程分類データベース500から取得する。
After preparing the
In step S <b> 201, first, an operator or the like designates the process and the type of manufacturing condition to be examined in the process to the quality
ステップS202では、グループ化部60は、図6に示す品質不良データベース600を基にして、ステップS201で取得した工程分類に関連する不良項目である品質不良情報を取得する。
続いて、ステップS203では、グループ化部60は、取得した不良項目をキーとして、品質情報欄に同一の不良項目が記録された製造履歴データを製造履歴データベース400から取得してグループ化するとともに、該不良項目が記録されていない製造履歴データをグループ化する。その上で、各グループに属する製造履歴データから、ステップS201でオペレータ等が指定した製造条件の数値を取得する。
In step S202, the
Subsequently, in step S203, the
ステップS204では、ステップS203でのグループ化の後、例えば、指定された製造条件としての通板速度最大値をキーとして各グループにおける製造条件を取得し集計する場合、度数分布集計部70は、ステップS201で指定された工程の設備における通板速度最大値に対する不良品数の度数分布を、不良項目が記録された製造履歴データのグループから求め、良品数の度数分布を、不良項目が記録されていない製造履歴データのグループから求める。それら度数分布は、図7及び図8に示すようなグラフとなる。
In step S204, after grouping in step S203, for example, when the production conditions in each group are acquired and aggregated using the maximum sheet feeding speed value as the designated production condition as a key, the frequency
ステップS205では、ステップS204で度数分布を得た後、品質不良発生率算出部80は、度数分布の区分けされた区分毎に良品数及び不良品数を取得し、品質不良発生率を算出する。その品質不良発生率は、図9に示すようなグラフとなる。
ステップS206では、品質不良発生率を算出した後、製造条件算出部90は、通板速度を説明変数、品質不良発生率を目的変数として多項式回帰分析を行い、図10のグラフに示すような結果を得る。
In step S205, after obtaining the frequency distribution in step S204, the quality defect occurrence
In step S206, after calculating the quality defect occurrence rate, the manufacturing
最後にステップS207では、製造条件算出部90は、品質不良発生率の推定値が閾値を下回る通板速度最大値を取得し、その数値を推奨される製造条件として提示する。オペレータは、ステップS207で提示された数値を、指定した工程における新たな製造条件として金属帯板の製造ラインに設定する。
以上、ステップS201からステップS207までの動作を、製造履歴データベース400の整備が終了した後に実行されるものとして説明した。しかし、製造履歴データベース400の整備途中であっても、ある程度整備された段階で、整備された製造履歴データだけを用いてステップS201からステップS207までの動作を実行しても、推奨される製造条件を提示することができる。
Finally, in step S207, the manufacturing
The operation from step S201 to step S207 has been described above as being performed after the maintenance of the
上述のとおり、支援装置10が工程分類データベース500と品質不良データベース600を有することにより、金属帯板に発生した品質不良に関連のある工程を、オペレータごとに異なる経験に頼ることなく知ることができる。
例えば、ある工程の製造条件を決定する場合、工程分類データベース500を参照して、当該工程が属する工程分類を取得し、品質不良データベース600を参照して、該工程分類に関連のある品質不良の種類を取得する。
As described above, since the
For example, when determining the manufacturing conditions of a certain process, the
製造履歴データベース400に記録された製造履歴データを、このように取得した品質不良の種類に基づいて、取得した品質不良が発生したグループと、当該品質不良が発生していないグループとに分けて、各グループの製造条件を分析することができる。
なお、上記の実施形態では、品質不良発生率から、新たに製造条件を決定するときに回帰分析を使用したが、例えば、製造条件と品質不良発生率との関係がなだらかな曲線となるならば、品質不良発生率の推定値ではない閾値を単純に設定して閾値以下の製造条件を算出してもよい。製造条件算出部90により、製造条件と品質不良発生率との分布を用いて品質不良の発生率の閾値を算出し、算出した閾値を用いて新たな製造条件を決定するようにしてもよい。
The production history data recorded in the
In the above embodiment, the regression analysis is used when newly determining the production conditions from the quality defect occurrence rate. For example, if the relationship between the production conditions and the quality defect occurrence rate is a gentle curve, Alternatively, a threshold value that is not an estimated value of the quality defect occurrence rate may be simply set to calculate a manufacturing condition equal to or less than the threshold value. The manufacturing
以上に説明したように、本発明では製造実績データと、金属帯板に検査された結果となる品質情報データをもとに、良品・不良品とをグループ分けし、製造条件の相違による度数分布を作成、さらに、製造条件ごとの品質不良発生率を用いて製造条件を算出している。
したがって、これまで熟練者による経験から決定していたり、作業者によってばらついていた製造条件について、属人性を排除したデータ解析による製造条件の決定方法が確立され、製造条件のバラツキが低減されて、標準化することができる。また、製造条件の決定にあたっては、不良品を出来るだけ発生させないような条件の設定が可能となり、金属帯板の品質向上が行えると共に、歩留を向上させることができる。
As described above, in the present invention, based on the manufacturing performance data and the quality information data resulting from the inspection of the metal strip, the non-defective product and the defective product are grouped, and the frequency distribution due to the difference in manufacturing conditions In addition, the manufacturing conditions are calculated using the quality defect occurrence rate for each manufacturing condition.
Therefore, a method for determining manufacturing conditions based on data analysis that excludes personality has been established for manufacturing conditions that have been determined from experience by skilled workers or have been varied by workers, and variations in manufacturing conditions have been reduced. Can be standardized. Further, in determining the manufacturing conditions, it is possible to set conditions so that defective products are not generated as much as possible, so that the quality of the metal strip can be improved and the yield can be improved.
上記の実施形態では、金属帯板の属性を、製造番号に基づいて区別していたが、これに限らず、金属帯板の大きさ(長さ、幅)や金属帯板の鋼種(種類)等によって区別してもよい。
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。
In said embodiment, although the attribute of the metal strip was distinguished based on a manufacturing number, it is not restricted to this, The magnitude | size (length, width) of a metal strip, and the steel type (kind) of a metal strip You may distinguish by etc.
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.
1 熱延工程
2 冷延工程
3 焼鈍工程
4 酸洗工程
5 表面処理工程
6 最終検査工程
7 表面検査装置
10 支援装置
50 品質状況算出部
60 グループ化部
70 度数分布集計部
80 品質不良発生率算出部
90 製造条件算出部
100 品質情報検索部
210 製造実績保存部
310 品質情報保存部
400 製造履歴保存部
500 工程分類データベース
600 品質不良データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
金属帯材料の製造条件を含む製造実績情報を保存する製造実績保存部と、
前記製造実績保存部の製造実績情報を基に生成された金属帯材料ごとの製造履歴を保存する製造履歴保存部と、
金属帯材料の品質不良情報を含む品質情報を保存する品質情報保存部と、
前記金属帯材料の製造過程における工程と、該工程が属する工程分類とを互いに対応づけて保存した工程分類データベース部と、
前記工程分類に関連する品質不良情報を保存した品質不良データベース部と、
前記製造履歴保存部に製造履歴が保存された金属帯材料に関する品質不良情報を前記品質情報保存部で検索し、該検索された品質不良情報を前記製造履歴保存部の製造履歴に追記する品質情報検索手段と、
前記製造履歴保存部の製造履歴と前記品質情報保存部の品質情報とを基にして、前記品質不良データベース部を用いて該品質不良情報に関連する工程分類を判別すると共に、前記工程分類データベース部を用いて該判別された工程分類に関連する工程を判別し、金属帯材料の製造条件と品質との関連性を算出する品質状況算出部と、
前記品質状況算出部にて求めた製造条件と品質との関連性を基に、新たな製造条件を算出する製造条件算出部とを備えていることを特徴とする金属帯材料の製造条件決定システム。 A metal strip material manufacturing condition determination system for determining manufacturing conditions for manufacturing a metal strip material,
A production record storage unit that stores production record information including the production conditions of the metal strip material;
A manufacturing history storage unit for storing a manufacturing history for each metal strip material generated based on the manufacturing result information of the manufacturing result storage unit;
A quality information storage unit for storing quality information including quality defect information of the metal strip material;
A process classification database unit that stores the process in the manufacturing process of the metal strip material and the process classification to which the process belongs, in association with each other;
A quality defect database part storing quality defect information related to the process classification;
Quality information that searches the quality information storage unit for quality defect information related to the metal strip material whose manufacturing history is stored in the manufacturing history storage unit, and adds the searched quality defect information to the manufacturing history of the manufacturing history storage unit Search means;
Based on the manufacturing history of the manufacturing history storage unit and the quality information of the quality information storage unit, the process classification database unit uses the quality defect database unit to determine a process classification related to the quality defect information. A process for determining the process related to the determined process classification using the quality status calculation unit for calculating the relationship between the production conditions and the quality of the metal strip material,
A manufacturing condition determination system for a metal strip material, comprising: a manufacturing condition calculation unit that calculates a new manufacturing condition based on the relationship between the manufacturing condition obtained by the quality status calculation unit and the quality .
前記製造履歴内の製造実績情報及び品質不良情報を、品質不良情報の種類ごとに、該品質不良情報が示す品質不良の発生の有無によりグループ分けするグループ化部と、
前記グループ化部によってグループ化された製造実績情報及び品質不良情報を用いて、所定の製造条件における品質不良発生状況を集計する度数分布集計部とを備え、
前記製造条件算出部は、前記度数分布集計部により集計された所定の製造条件における品質不良発生状況を用いて、新たな製造条件を決定するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の金属帯材料の製造条件決定システム。 The quality status calculation unit
A grouping unit for grouping the manufacturing performance information and the quality defect information in the manufacturing history for each type of the quality defect information according to the presence or absence of the occurrence of the quality defect indicated by the quality defect information;
A frequency distribution totaling unit that totalizes the quality defect occurrence status in a predetermined manufacturing condition using the manufacturing performance information and the quality defect information grouped by the grouping unit,
The said manufacturing condition calculation part is comprised so that a new manufacturing condition may be determined using the quality defect occurrence condition in the predetermined manufacturing condition totaled by the said frequency distribution total part. The manufacturing condition determination system of the metal strip material described in 1.
前記製造条件算出部は、製造条件と品質不良発生率とによる回帰分析から得られた品質不良発生率の推定値を算出し、算出した推定値を用いて新たな製造条件を決定するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の金属帯材料の製造条件決定システム。 The quality status calculation unit includes a quality defect occurrence rate calculation unit for obtaining a quality defect occurrence rate in a predetermined manufacturing condition using the manufacturing performance information and the quality defect information.
The manufacturing condition calculation unit is configured to calculate an estimated value of the quality defect occurrence rate obtained from the regression analysis based on the manufacturing condition and the quality defect occurrence rate, and to determine a new manufacturing condition using the calculated estimated value. The manufacturing condition determination system for a metal strip material according to claim 2, wherein the manufacturing condition is determined.
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