JP2013222259A - Data analysis support device, data analysis support method, computer program, and computer readable storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、製造プロセスにおけるチャートデータを分析するデータ分析支援装置、データ分析支援方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関し、より詳細には、製造プロセスにて発生したトラブルの要因を分析するために、複数の解析対象のチャートデータから当該製造プロセスの操業状態を視覚化した操業分析マップを生成するデータ分析支援装置、データ分析支援方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。 The present invention relates to a data analysis support apparatus, a data analysis support method, a computer program, and a computer-readable storage medium that analyze chart data in a manufacturing process, and more particularly, to analyze a cause of a trouble that has occurred in the manufacturing process. Therefore, the present invention relates to a data analysis support device, a data analysis support method, a computer program, and a computer-readable storage medium that generate an operation analysis map that visualizes the operation state of the manufacturing process from a plurality of chart data to be analyzed.
従来、製造プロセスの操業において、操業に異常が発生すると、過去の事例に対する知見を活用して操業改善対応が行われていた。この際、蓄積された過去の事例データは人間の記憶や人手による探索により活用されていたため、作業者の経験や主観によって過去の事例データに基づきとられる対応が相違することもあった。 Conventionally, when an abnormality occurs in an operation of a manufacturing process, an operation improvement response has been performed using knowledge of past cases. At this time, since the accumulated past case data has been utilized by human memory or manual search, the correspondence taken based on the past case data may differ depending on the experience and subjectivity of the worker.
このような問題に対して、過去の事例データを分析する手法が提案されている。操業の安定・品質の向上のためには、日々の操業データや品質データである操業品質のデータを解析して、操業品質トラブル(操業品質トラブルとは、操業トラブルおよび品質トラブルのうち少なくともいずれか一方をいう。)の原因を解明し、対策を立案することが重要である。このため、データ解析技術が必要不可欠である。従来、データ解析は、問題毎あるいは担当者毎に、個別のアプローチで行われている。例えば、製品長手方向のチャートデータからは板厚や板幅、温度履歴を解析し、設備チャートデータからはモータ電流値を解析し、疵などの品質データからはスリ疵やロール疵等を解析することができる。これらのデータが時系列となればデータ量は膨大となり、複雑多岐な鉄鋼プロセスにおいては時系列データの解析手法が必要となる。 For such problems, a method for analyzing past case data has been proposed. In order to improve operational stability and quality, we analyze daily operational data and operational quality data, which are quality data, and operate quality troubles (operating quality troubles are at least one of operational troubles and quality troubles. It is important to elucidate the cause of the problem and to formulate countermeasures. For this reason, data analysis technology is indispensable. Conventionally, data analysis is performed by a separate approach for each problem or each person in charge. For example, the sheet thickness, width, and temperature history are analyzed from the chart data in the longitudinal direction of the product, the motor current value is analyzed from the equipment chart data, and the thread and roll wrinkles are analyzed from the quality data such as wrinkles. be able to. If these data are time-series, the amount of data will be enormous, and time-series data analysis techniques will be required in complex and diverse steel processes.
時系列データ解析の基本的な考えとしては、まず、時系列データをデータ解析して有効な操業品質データを選定し、選定した操業品質データから特徴量を抽出する。そして、抽出した特徴量を分類して操業品質トラブルの要因を判別する判別モデルを作成する。この判別モデルから、操業品質トラブルを予測することが可能となる。 As a basic idea of time-series data analysis, first, time-series data is analyzed to select effective operation quality data, and feature quantities are extracted from the selected operation quality data. Then, a discrimination model for classifying the extracted feature quantity and discriminating the factor of the operation quality trouble is created. From this discrimination model, it becomes possible to predict operational quality troubles.
時系列データを解析する技術として、例えば、特許文献1には、独立成分分析(Independent Component Analysis;ICA)を用いて時系列データの波形構成成分に対応する強さと操業結果との相関関係を解析してモデルを構築し、操業の予測に利用する操業分析装置が開示されている。また、特許文献2には、独立成分分析の類似手法として、ウェーブレット解析を利用した操業プロセスの操業結果解析装置が開示されている。さらに、特許文献3には、高速ICAを用いて算出されたプロセス変数値の独立変数値を用いて、プロセスの時系列データベースから過去のプロセスの状態類似事例を探索する方法が開示されている。 As a technique for analyzing time series data, for example, Patent Document 1 discloses an independent component analysis (ICA) to analyze the correlation between the strength corresponding to the waveform component of the time series data and the operation result. Thus, an operation analysis device that constructs a model and uses it for operation prediction is disclosed. Patent Document 2 discloses an operation result analysis apparatus for an operation process using wavelet analysis as a similar method of independent component analysis. Further, Patent Document 3 discloses a method of searching for past process state similar cases from a process time-series database using independent variable values of process variable values calculated using high-speed ICA.
また、特許文献4には、主成分分析(Principal Component Analysis;PCA)、独立成分分析、またはPLS(Partial Least Square)の特徴量をモデル変数として、Just In Time(JIT)モデルへ組み込み、品質の予測を行う品質予測装置が開示されている。そして、特許文献5には、設計関連情報となるキーワードを含む資料を検索し、その検索結果を設計者へ知見情報として提供する設計支援装置が開示されている。かかる設計支援装置では、キーワードと資料との関連性の分析に対応分析を用いている。 Further, Patent Document 4 incorporates feature quantities of principal component analysis (PCA), independent component analysis, or PLS (Partial Last Square) into a Just In Time (JIT) model as a model variable. A quality prediction apparatus that performs prediction is disclosed. Patent Document 5 discloses a design support apparatus that searches for materials including keywords as design-related information and provides the search results to the designer as knowledge information. In such a design support apparatus, correspondence analysis is used for analyzing the relationship between keywords and materials.
しかしながら、上述のように、独立成分分析を用いた手法は多く提案されているが、着目する基底波形および独立成分(独立信号とも呼ばれる。)を特定する手法については確立されていない。また、複数の対応チャートに対する独立成分分析の利用方法とその最良な独立成分を選定する方法は存在していない。このため、多数の独立成分から操業トラブルや品質トラブルの予兆をみるのに有効な独立成分を選定するのは容易ではない。また、設備毎にチャートデータの形状的特徴や時系列変化は異なっており、各設備について注目すべき独立成分を選定するのは容易ではなく、その一方で、複数の設備にわたって共通する操業トラブルや品質トラブルの要因を見つけるのも容易ではない。 However, as described above, many methods using independent component analysis have been proposed, but a method for specifying a focused base waveform and an independent component (also referred to as an independent signal) has not been established. In addition, there is no method for using independent component analysis for a plurality of correspondence charts and a method for selecting the best independent component. For this reason, it is not easy to select an independent component that is effective for seeing signs of operation trouble and quality trouble from a large number of independent components. In addition, the shape characteristics and time-series changes of the chart data are different for each facility, and it is not easy to select independent components to be noted for each facility. Finding the cause of quality problems is not easy.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、複数のチャートデータから算出された形状特徴量をマッピングした操業分析マップを生成し、トラブルの要因が、設備あるいは操業条件のいずれによるものかを分析するためのデータを提供することの可能な、新規かつ改良されたデータ分析支援装置、データ分析支援方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to generate an operation analysis map in which shape feature amounts calculated from a plurality of chart data are mapped, and cause of trouble A new and improved data analysis support apparatus, data analysis support method, computer program, and computer-readable storage medium capable of providing data for analyzing whether the data is due to equipment or operating conditions It is to provide.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、複数の設備から抽出された処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出部と、形状特徴量を、各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、を備えることを特徴とする、データ分析支援装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to one aspect of the present invention, a material with the same specification is distributed to a plurality of equipment with the same specification, and in a manufacturing process in which the same processing is performed, the processing extracted from the plurality of equipment A shape feature quantity extraction unit that extracts a shape feature quantity of the chart data from a plurality of chart data in which operation data is arranged in time series, and a shape feature quantity, a first axis relating to the time lapse of processing in each equipment, and each equipment A map creation unit for creating an operation analysis map related to the shape feature amount, which is visually represented and arranged in a two-dimensional coordinate composed of a second axis indicating the order set in between, A data analysis support apparatus is provided.
マップ作成部は、チャートデータと関連付けられた操業プロセスの操業条件を表す複数の操業条件変数の値を、各設備における工程の時間経過に関する第1の軸と各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、操業条件変数に関する操業分析マップをさらに作成してもよい。 The map creation unit indicates the order in which the values of the plurality of operation condition variables representing the operation conditions of the operation process associated with the chart data are set between the first axis and each facility regarding the time passage of the process in each facility. You may further create the operation analysis map regarding the operation condition variable visually arranged in the two-dimensional coordinates composed of the second axis.
ここで、各設備間に設定された順序は、設備の利用順であってもよく、設備の物理的配置順であってもよい。 Here, the order set between the facilities may be the use order of the facilities or the physical arrangement order of the facilities.
また、形状特徴量抽出部は、独立成分分析を用いて形状特徴量を抽出してもよい。 The shape feature quantity extraction unit may extract the shape feature quantity using independent component analysis.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、複数の設備から抽出された処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出ステップと、形状特徴量を、各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成ステップと、を含むことを特徴とする、データ分析支援方法が提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, according to another aspect of the present invention, materials having the same specification are distributed to a plurality of facilities having the same specification and extracted from the plurality of facilities in a manufacturing process in which the same processing is performed. A shape feature amount extraction step for extracting shape feature amounts of the chart data from a plurality of chart data in which operation data related to the processed processing is arranged in time series; And a map creation step for creating an operation analysis map related to the shape feature amount, which is visually represented and arranged in a two-dimensional coordinate consisting of a second axis indicating the order set between each facility. A data analysis support method is provided.
さらに、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、複数の設備から抽出された処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出部と、形状特徴量を、各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、を備えることを特徴とするデータ分析支援装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラムが提供される。 Furthermore, in order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, in a manufacturing process in which a computer is assigned to a plurality of facilities having the same specification and the same processing is performed, a plurality of facilities are provided. A shape feature amount extraction unit for extracting shape feature amounts of the chart data from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the time series are arranged in time series; A map creation unit that creates an operation analysis map related to the shape feature amount, which is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of one axis and a second axis indicating the order set between the facilities. There is provided a computer program characterized by functioning as a data analysis support apparatus characterized by the above.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、複数の設備から抽出された処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出部と、形状特徴量を、各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、備えることを特徴とするデータ分析支援装置として機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, in a manufacturing process in which a material having the same specification is distributed to a plurality of facilities having the same specification to a computer, A shape feature amount extraction unit for extracting shape feature amounts of the chart data from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the time series are arranged in time series; A map creation unit for creating an operation analysis map related to the shape feature amount, which is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of one axis and a second axis indicating the order set between the facilities; A computer-readable storage medium storing a program for functioning as a data analysis support device is provided.
以上説明したように本発明によれば、複数のチャートデータから算出された形状特徴量をマッピングした操業分析マップを生成し、トラブルの要因が、設備あるいは操業条件のいずれによるものかを分析するためのデータを提供することの可能なデータ分析支援装置、データ分析支援方法、コンピュータプログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することができる。 As described above, according to the present invention, in order to generate an operation analysis map in which shape feature amounts calculated from a plurality of chart data are mapped, it is possible to analyze whether the cause of the trouble is due to the equipment or the operation conditions. It is possible to provide a data analysis support apparatus, a data analysis support method, a computer program, and a computer-readable storage medium that can provide the data.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.コークス炉押出力チャートデータの解析>
まず、図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係るデータ分析支援装置を用いて操業品質トラブルのうちの操業トラブルの発生箇所を見出すとともに、その要因を特定する対象であるコークス炉の操業と、コークス炉において発生する操業トラブルの一例について説明する。なお、図1は、操業正常時におけるコークス炉の炭化室から製造したコークスを押出機により押出す際の押出力を示すチャートデータである。図2は、操業トラブル発生時におけるコークス炉の炭化室から製造したコークスを押出機により押出す際の押出力を示すチャートデータである。
<1. Analysis of coke oven pushing force chart data>
First, referring to FIG. 1 and FIG. 2, coke which is a target for identifying the cause of the operation trouble among the operation quality troubles using the data analysis support apparatus according to the embodiment of the present invention and identifying the cause thereof An example of the operation of the furnace and the operation trouble that occurs in the coke oven will be described. In addition, FIG. 1 is chart data which shows the pushing force at the time of extruding the coke manufactured from the carbonization chamber of the coke oven at the time of normal operation with an extruder. FIG. 2 is chart data showing the pushing force when coke produced from a coking chamber of a coke oven is pushed out by an extruder when an operation trouble occurs.
コークス炉は、石炭を乾留してコークスを製造する高温炉であり、炉を加熱するための燃焼室とコークスを生成する炭化室(以下では「窯」ともいう。)とが交互に水平に配置されて炉団を構成している。炭化室に入れられた石炭が乾留されコークスとなると、押出機により炭化室の一側から排出先の他側に向かって押し出される。このとき、正常状態であれば、図1に示すように、押出機の押出力によってコークスが圧縮された後、コークスは排出先へ移動する。押出機がコークスの押出方向に移動するにつれて炭化室内のコークスは減少するので、押出機の押出力は徐々に減少する。 The coke oven is a high-temperature furnace that produces coke by dry distillation of coal, and a combustion chamber for heating the furnace and a carbonization chamber for generating coke (hereinafter also referred to as “kiln”) are alternately arranged horizontally. It constitutes a furnace group. When the coal put in the carbonization chamber is dry-distilled into coke, it is extruded from one side of the carbonization chamber toward the other side of the discharge destination by an extruder. At this time, if it is in a normal state, as shown in FIG. 1, after the coke is compressed by the pushing force of the extruder, the coke moves to the discharge destination. As the extruder moves in the direction of coke extrusion, the coke in the carbonization chamber decreases, so the pushing force of the extruder gradually decreases.
一方、コークス炉に操業トラブルが発生した場合、炭化室内のコークスが詰まってしまい、コークスを正常に押し出せなくなる押詰まり状態がある。このような押詰まり状態が生じると、コークス炉の操業を中断して人力により対応する必要があり、時間のロスや作業負荷の増大によって生産性が低下してしまう。 On the other hand, when an operation trouble occurs in the coke oven, the coke in the carbonization chamber is clogged, and there is a clogged state where the coke cannot be pushed out normally. When such a clogged state occurs, it is necessary to stop the operation of the coke oven and deal with it manually, and productivity is reduced due to time loss and increased work load.
押詰まり状態におけるコークスを押し出す際の押出機の押出力は、図2に示すように、炭化室のコークスが移動しないため、押出機によってコークスを押し出すにつれて押出力は徐々に増加する。その後、押出機はコークスを押し出せず停止してしまう。押詰まり状態は、正常時に平滑であった炭化室内のレンガ炉壁が減肉陥没したりレンガ炉壁にカーボンが付着したりして平滑ではない部分が拡大し、押出負荷が増加することで発生する。 As shown in FIG. 2, the pushing force of the extruder when pushing out coke in the clogged state does not move as the coke in the carbonization chamber moves, so the pushing force gradually increases as the coke is pushed out by the extruder. Thereafter, the extruder stops without pushing out the coke. The clogged state occurs when the brick furnace wall in the carbonization chamber, which was smooth during normal operation, is reduced in thickness, or when carbon is attached to the brick furnace wall, the non-smooth part expands and the extrusion load increases. To do.
そこで、本実施形態では、データ分析支援装置を用いて、コークス炉における操業トラブルの発生箇所を見出すとともに、その要因を特定するために用いる操業分析マップを生成する。ユーザは、操業分析マップを用いて、コークス炉の窯の押出負荷の増加傾向のある箇所を捉え、さらに、その要因が設備にあるのか、あるいは操業条件にあるのかを特定する。以下では、操業分析マップを生成するデータ分析支援装置の構成と、これによる操業分析マップを作成するデータ分析処理について説明する。 Therefore, in the present embodiment, using the data analysis support device, an operation trouble map in the coke oven is found and an operation analysis map used for specifying the cause is generated. The user uses the operation analysis map to identify a portion where the extrusion load of the coke oven kiln tends to increase, and further specifies whether the factor is in the facility or the operation condition. Below, the structure of the data analysis support apparatus which produces | generates an operation analysis map and the data analysis process which produces the operation analysis map by this are demonstrated.
<2.データ分析支援装置によるデータ分析処理>
[2−1.解析フロー概要]
まず、図3に基づいて、本実施形態に係るデータ分析支援装置による操業分析マップを作成するデータ分析処理の概要を説明する。図3は、本実施形態に係るデータ分析支援装置によるデータ分析処理の概要を示す説明図である。
<2. Data analysis processing by data analysis support device>
[2-1. Analysis flow overview]
First, based on FIG. 3, the outline | summary of the data analysis process which produces the operation analysis map by the data analysis assistance apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an overview of data analysis processing by the data analysis support apparatus according to the present embodiment.
本実施形態に係るデータ分析支援装置は、操業データから形状特徴量を抽出し、操業トラブルの発生の要因を特定するための操業分析マップを作成する装置である。具体的には、データ分析支援装置によるデータ分析処理は、図3に示すように、以下のSTEP1〜STEP4の処理から構成される。STEP1〜STEP4の処理の概要は以下のとおりである。なお、各処理の詳細については後述する。 The data analysis support apparatus according to the present embodiment is an apparatus that extracts a shape feature amount from operation data and creates an operation analysis map for specifying a cause of an operation trouble. Specifically, as shown in FIG. 3, the data analysis processing by the data analysis support apparatus includes the following STEP1 to STEP4. The outline of the processing of STEP1 to STEP4 is as follows. Details of each process will be described later.
STEP1:操業データの選定
押出しチャートデータの中からチャートデータの形状特徴量を抽出するための教師データが選定される。
STEP2:特徴量抽出
教師データに独立成分分析を適用し、チャート形状の特徴を示す形状特徴量である、基底波形およびその基底波形の強さを表す独立成分を算出する。
STEP3:特徴量・操業条件変数のマッピング
各チャートデータに関する形状特徴量および操業条件変数それぞれについて、時間軸(第1の軸)および製造プロセスの各設備間に設定された順序に関する軸(第2の軸)からなる二次元座標にデータを配置した操業分析マップを生成する。
STEP4:操業分析マップの分析
特徴量に関する操業分析マップを分析して、操業トラブルや品質トラブルの発生箇所を見出し、その要因が全設備に共通する操業条件の変化によるものか、あるいは各設備の状態によるものかを分析する。また、特徴量に関する操業分析マップと操業条件変数に関する操業分析マップとを比較してトラブルに関連する操業条件を見出す。
STEP 1: Selection of Operation Data Teacher data for extracting the shape feature amount of the chart data is selected from the extruded chart data.
STEP 2: Feature amount extraction Independent component analysis is applied to the teacher data to calculate a base waveform and an independent component representing the strength of the base waveform, which are shape feature amounts indicating the characteristics of the chart shape.
STEP 3: Mapping of feature quantity / operating condition variables For each of the shape feature quantity and operating condition variables relating to each chart data, the time axis (first axis) and the axis relating to the order set between each facility of the manufacturing process (second An operation analysis map in which data is arranged in two-dimensional coordinates consisting of axes) is generated.
STEP4: Analysis of the operation analysis map Analyzing the operation analysis map related to the feature quantity, finding the location where the operation trouble and quality trouble occurred, and whether the cause is due to changes in the operation conditions common to all facilities, or the state of each equipment Analyze whether it is due to. In addition, an operation analysis map related to the feature value and an operation analysis map related to the operation condition variable are compared to find an operation condition related to the trouble.
本実施形態に係るデータ分析支援装置により、複数の解析対象のチャートデータから形状特徴量を抽出し、形状特徴量に関する操業分析マップを作成することで、トラブルの要因が全設備に共通する操業条件の変化によるものか、あるいは各設備の状態によるものかを分析することが可能となる。また、特徴量に関する操業分析マップと操業条件変数に関する操業分析マップとを比較することで、トラブルに関連する操業条件を見出すことができる。さらに、チャートデータを分析して視覚的に分かり易い操業分析マップを作成することで、ユーザは直感的に分析することができるようになり、全設備の状況と長期にわたる操業の全体感を捉えやすくなる。以下、データ分析支援装置の機能構成と、これによるデータ分析処理について、詳細に説明していく。 By using the data analysis support apparatus according to the present embodiment, shape feature quantities are extracted from a plurality of chart data to be analyzed, and an operation analysis map relating to the shape feature quantities is created. It is possible to analyze whether it is due to the change of the equipment or the state of each facility. Further, by comparing the operation analysis map related to the feature quantity and the operation analysis map related to the operation condition variable, it is possible to find the operation condition related to the trouble. In addition, by analyzing the chart data and creating an easy-to-understand operation analysis map, users can analyze it intuitively, making it easier to capture the status of all facilities and the overall feeling of operation over the long term. Become. Hereinafter, the functional configuration of the data analysis support apparatus and the data analysis processing performed thereby will be described in detail.
[2−2.データ分析支援装置の機能構成]
図4に、本実施形態に係るデータ分析支援装置100の機能構成を示す。データ分析支援装置100は、図4に示すように、データ取得部110と、形状特徴量抽出部120と、マップ作成部130と、出力部140とからなる。
[2-2. Functional configuration of data analysis support device]
FIG. 4 shows a functional configuration of the data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the data analysis support apparatus 100 includes a data acquisition unit 110, a shape feature amount extraction unit 120, a map creation unit 130, and an output unit 140.
データ取得部110は、操業データの履歴を記憶するデータ蓄積部200から教師データとして利用する操業データを取得する。データ蓄積部200は、所定期間(例えば、直近3カ月や直近1年等)分の操業チャートデータを記憶する記憶部である。データ蓄積部200は、図4に示すようにデータ分析支援装置100とは別のサーバに設けてもよく、データ分析支援装置100に設けてもよい。データ取得部110は、ユーザから入力された、教師データとして利用する操業データを特定するデータ選定情報に基づいて、データ蓄積部200より該当する操業データを取得する。データ蓄積部200から取得された操業データは、形状特徴量抽出部120へ出力される。 The data acquisition unit 110 acquires operation data used as teacher data from the data storage unit 200 that stores the history of operation data. The data storage unit 200 is a storage unit that stores operation chart data for a predetermined period (for example, the latest three months or the latest one year). As shown in FIG. 4, the data storage unit 200 may be provided in a server different from the data analysis support apparatus 100 or may be provided in the data analysis support apparatus 100. The data acquisition unit 110 acquires corresponding operation data from the data storage unit 200 based on data selection information that is specified by the user and specifies operation data to be used as teacher data. The operation data acquired from the data storage unit 200 is output to the shape feature amount extraction unit 120.
形状特徴量抽出部120は、教師データからデータの特徴を表す形状特徴量を抽出する機能部であって、教師データに対して独立成分分析(ICA)を適用し、チャート形状の特徴を示す形状特徴量である、基底波形およびチャートにおける基底波形の寄与を表す独立成分を算出する。操業チャートデータの形状特徴量の抽出技術に独立成分分析を利用することで、操業チャートデータを複数の基底波形とその基底波形に対する重み(独立成分)の積との線形和として表現することができる。 The shape feature amount extraction unit 120 is a functional unit that extracts shape feature amounts representing data features from the teacher data, and applies independent component analysis (ICA) to the teacher data to indicate the shape of the chart shape. An independent component representing the contribution of the base waveform and the base waveform in the chart, which is a feature amount, is calculated. By using independent component analysis for the extraction technique of the shape feature value of the operation chart data, the operation chart data can be expressed as a linear sum of a plurality of base waveforms and a product of weights (independent components) for the base waveforms. .
マップ作成部130は、各基底波形に関する特徴量や操業条件変数について、データ値の大小を色の濃淡により視覚的に現した操業分析マップを作成する。操業分析マップは、各基底波形に関する特徴量や操業条件変数等のデータを、時間軸と製造プロセスの各設備間に設定された順序に関する軸とからなる二次元座標に配置したものである。このような二次元座標にデータを配置することにより、各設備単体における操業状態を分析することができるとともに、全設備に共通する操業状態の変化の分析をすることが可能となる。なお、操業分析マップの作成方法および分析についての詳細な説明は後述する。マップ作成部130は、作成した操業分析マップを出力部140へ出力する。 The map creation unit 130 creates an operation analysis map that visually represents the magnitude of the data value by the shade of color for the feature amount and the operation condition variable regarding each base waveform. The operation analysis map is a map in which data such as feature quantities and operation condition variables related to each base waveform are arranged in two-dimensional coordinates including a time axis and an axis related to the order set between each facility in the manufacturing process. By arranging data in such two-dimensional coordinates, it is possible to analyze the operation state of each facility alone and to analyze the change in operation state common to all facilities. A detailed description of the method for creating and analyzing the operation analysis map will be given later. The map creation unit 130 outputs the created operation analysis map to the output unit 140.
出力部140は、マップ作成部130により作成された操業分析マップを出力する。出力部140としては、例えば操業分析マップを表示可能な表示装置を用いることができる。ユーザは、出力部140から出力された操業分析マップを分析し、設備全体あるいは設備単体における操業状態の変化を見出し、その変化の要因を特定する。 The output unit 140 outputs the operation analysis map created by the map creation unit 130. As the output unit 140, for example, a display device capable of displaying an operation analysis map can be used. The user analyzes the operation analysis map output from the output unit 140, finds the change in the operation state of the entire equipment or the equipment alone, and identifies the cause of the change.
[2−3.データ分析処理]
次に、コークス炉の押詰まり状態の診断を例として、本実施形態に係るデータ分析支援装置100によるデータ分析処理について、図3および図5に沿って、図6〜図12を参照しながら説明する。
[2-3. Data analysis processing]
Next, taking the diagnosis of the clogged state of the coke oven as an example, the data analysis processing by the data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment will be described along FIGS. 3 and 5 with reference to FIGS. To do.
(STEP1:操業データの選定)
データ分析支援装置100によるデータ分析処理は、図5に示すように、まず、データ取得部110によりデータ蓄積部200から教師データとなる操業チャートデータを取得することから開始する(S100)。教師データは、操業トラブルの予兆が含まれているデータであり、ユーザによりデータ蓄積部200に蓄積された押出履歴(操業チャートデータ)から選定される。
(STEP1: Selection of operation data)
As shown in FIG. 5, the data analysis processing by the data analysis support apparatus 100 starts by first obtaining operation chart data serving as teacher data from the data storage unit 200 by the data acquisition unit 110 (S100). The teacher data is data including a sign of an operation trouble, and is selected from the extrusion history (operation chart data) stored in the data storage unit 200 by the user.
操業チャートデータは、1日に1〜2回各窯からそれぞれ得られるデータである。以下、1日に1回各窯から操業チャートデータが得られる場合を例として記載する。データ蓄積部200には、例えば図6に示すように、各窯について押出機の押出位置と押出力の関係を示す操業チャートデータが所定期間(例えば、直近3カ月や直近1年等)分蓄積されている。ある窯で押詰まりが発生したところに注目して、ユーザは、ある窯の押詰まりの直前の予兆が含まれている可能性のあるチャートデータを教師データとして選択する。例えば、1日に1チャートデータが得られる場合については、押詰まり発生の1週間前からの6チャートデータを選択して教師データに利用することができる。 The operation chart data is data obtained from each kiln once or twice a day. Hereinafter, a case where operation chart data is obtained from each kiln once a day will be described as an example. For example, as shown in FIG. 6, the data storage unit 200 stores operation chart data indicating the relationship between the extrusion position of the extruder and the pushing force for each kiln for a predetermined period (for example, the latest three months or the last year). Has been. Focusing on the occurrence of clogging in a certain kiln, the user selects chart data that may contain a sign immediately before clogging in a certain kiln as teacher data. For example, when one chart data is obtained per day, six chart data from one week before the occurrence of clogging can be selected and used as teacher data.
コークス炉の押詰まりの直前においては、操業チャートデータのチャート形状に、例えば図7に示すような変化が現れる。図7は、操業トラブル予兆を含むチャートデータの変化パターン例を示す説明図である。例えば、パターンAとして、押出機によるコークスの押出毎にピーク点(コークスケーキにて静止摩擦から動摩擦へ変化するときの点)が上昇する場合に押詰まり状態となる場合がある。パターンAでは、図7に示すように、押詰まり状態となるn回前の操業チャートデータから押詰まり状態となるまでの操業チャートデータを見ると、ピーク点が徐々に上昇する。 Immediately before clogging of the coke oven, a change as shown in FIG. 7 appears in the chart shape of the operation chart data. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a change pattern of chart data including an operation trouble sign. For example, as pattern A, a clogged state may occur when the peak point (the point when changing from static friction to dynamic friction in the coke cake) increases every time the coke is extruded by the extruder. In the pattern A, as shown in FIG. 7, when the operation chart data from the operation chart data n times before the clogging state is reached until the clogging state is reached, the peak point gradually increases.
また、例えば、パターンBとして、押出機によるコークスの押出毎に押出位置の後半で押出力が上昇する場合に押詰まり状態となる場合がある。パターンBでは、図7に示すように、押詰まり状態となるn回前の操業チャートデータから押詰まり状態となるまでの操業チャートデータを見ると、押出位置が大きくなるにつれて低下していた押出力が徐々に低下しなくなり、押詰まり状態となったときには押出力は上昇するようになっている。 Further, for example, as pattern B, a clogged state may occur when the pushing force increases in the second half of the extrusion position every time the coke is extruded by the extruder. In the pattern B, as shown in FIG. 7, when the operation chart data from the operation chart data n times before the clogged state to the clogged state is viewed, the pushing force that has decreased as the pushing position increases. However, the pressure output does not decrease gradually, and the pressing force increases when it becomes clogged.
さらに、パターンCとして、押詰まり状態となる直前に、チャート波形中盤に振動が現われる場合に押詰まり状態となる場合がある。パターンCでは、図7に示すように、押詰まり状態となるn回前の操業チャートデータから押詰まり状態となるまでの操業チャートデータを見ると、操業チャートデータの中盤のチャート波形の振動が、徐々に大きくなっている。 Further, the pattern C may be in a clogged state when vibration appears in the middle of the chart waveform just before the clogged state is reached. In pattern C, as shown in FIG. 7, when the operation chart data from the operation chart data n times before the clogged state to the clogged state is viewed, the vibration of the chart waveform in the middle of the operation chart data is It is getting bigger gradually.
このように、操業トラブルが発生する直前には操業チャートデータのチャート形状に変化が生じる場合が多い。このような操業チャートデータを教師データとして選定し解析することで、操業トラブルの予兆に有効な独立成分を抽出できる。 As described above, the chart shape of the operation chart data often changes immediately before the operation trouble occurs. By selecting and analyzing such operation chart data as teacher data, it is possible to extract independent components effective for predicting operation troubles.
ユーザは、データ蓄積部200に蓄積された操業チャートデータから、コークス炉の窯毎に複数件(例えば50件)を教師データとして選定する。1つの教師データは、押詰まり状態等の操業トラブルが発生する直前n回の操業チャートデータからなる。操業チャートデータ数nは、複数であり、例えば1週間の操業チャートデータを分析する場合には6とすることができる。教師データには、図7に示したような3つのパターンを含め、図7のそれぞれのパターンにて、押詰まりに至るまでのチャートデータ(図7の点線枠で示すデータ群a〜c)を利用するとよい。 From the operation chart data stored in the data storage unit 200, the user selects a plurality of cases (for example, 50 cases) for each kiln of the coke oven as teacher data. One teacher data consists of n operation chart data immediately before an operation trouble such as a clogged state occurs. The operation chart data number n is plural, and can be set to 6 when analyzing the operation chart data for one week, for example. The teacher data includes the three patterns as shown in FIG. 7 and chart data (data groups a to c shown by dotted line frames in FIG. 7) until each block in FIG. 7 reaches clogging. Use it.
また、図7では押詰まりが発生したときの教師データについて述べているが、押詰まり状態には至っていないチャートデータも教師データとして含めてもよい。例えば、通常のチャート形状からはかけ離れて押出力の高い、後半上昇パターン(パターンB)が現れた場合、押詰まり予防のため、操業者の判断によって炉壁のメンテナンスが行われたりする。そこで、炉壁の修復が必要となるこのようなパターンを異常波形パターン(図7でいえば押詰まりトラブルが発生する1回前のチャートデータのような波形)として定義し、異常波形パターンに至るまでのチャートデータを教師データに含めてもよい。 Although FIG. 7 describes the teacher data when clogging occurs, chart data that has not reached the clogged state may be included as teacher data. For example, when a rising pattern (pattern B) with a high pushing force far from the normal chart shape appears, maintenance of the furnace wall may be performed at the operator's judgment to prevent clogging. Therefore, such a pattern that requires repair of the furnace wall is defined as an abnormal waveform pattern (a waveform like the chart data one time before the occurrence of clogging trouble in FIG. 7), and the abnormal waveform pattern is reached. The chart data up to may be included in the teacher data.
ユーザは、データ分析支援装置100を操作する操作入力装置(図示せず。)により、教師データとして使用する操業チャートデータを特定するデータ選定情報を入力する。データ選定情報を受けたデータ分析支援装置100のデータ取得部110は、データ選定情報に基づき、該当する操業チャートデータを取得し、形状特徴量抽出部120へ出力する。 The user inputs data selection information for specifying operation chart data to be used as teacher data by an operation input device (not shown) for operating the data analysis support device 100. The data acquisition unit 110 of the data analysis support apparatus 100 that has received the data selection information acquires the corresponding operation chart data based on the data selection information, and outputs the operation chart data to the shape feature amount extraction unit 120.
(STEP2:特徴量抽出)
STEP1(S100)にて教師データが選定され、データ蓄積部200から取得すると、形状特徴量抽出部120により教師データである操業チャートデータから形状特徴量の抽出が行われる(S110)。
(STEP2: feature extraction)
When the teacher data is selected in STEP 1 (S100) and acquired from the data storage unit 200, the shape feature amount is extracted from the operation chart data which is the teacher data by the shape feature amount extraction unit 120 (S110).
本実施形態では、操業チャートデータの形状特徴量の抽出技術に独立成分分析(ICA)を用いる。独立成分分析を用いることで、押出力に関する操業チャートデータを図8に示すように複数の基底波形(A)とその基底波形に対する重み(独立成分s(t)、押出回数t)の積との線形和として表現することができる。図8は、独立成分分析による形状特徴量である基底波形およびその基底波形に対する重みの抽出を説明するための説明図である。なお、図8では、説明を簡単にするため3つの独立成分に分ける場合について示しているが、任意の成分数を設定し、その成分数に合わせた基底波形に分けることができる。 In the present embodiment, independent component analysis (ICA) is used as a technique for extracting shape feature values of operation chart data. By using the independent component analysis, the operation chart data relating to the pushing force is obtained by multiplying the product of a plurality of base waveforms (A) and weights (independent components s (t) and extrusion times t) with respect to the base waveforms as shown in FIG. It can be expressed as a linear sum. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a base waveform that is a shape feature amount by independent component analysis and extraction of weights for the base waveform. Note that FIG. 8 shows a case where it is divided into three independent components for the sake of simplicity of explanation, but an arbitrary number of components can be set and divided into base waveforms according to the number of components.
具体的に説明すると、下記式1のようにn個の操業チャートデータからなる教師データx(t)=[x1(t) x2(t) ・・・ xn(t)]Tを基底波形(n×pの混合行列)Aと、基底波形に対応する重みに相当する統計的に独立なp個の独立成分s(t)=[s1(t) s2(t) ・・・ sp(t)]Tの線形結合(すなわち、x(t)=As(t))と仮定する。なお、tは押出回数、pはユーザが設定する成分数である。 Specifically, the teacher data x of n operational chart data as the following equation 1 (t) = [x1 ( t) x2 (t) ··· xn (t)] T the base waveform (n × p mixing matrix) A and p independent components s (t) = [s1 (t) s2 (t)... Sp (t)] that are statistically independent corresponding to the weights corresponding to the base waveform. Assume a linear combination of T (ie, x (t) = As (t)). Note that t is the number of extrusions, and p is the number of components set by the user.
行列Aの列要素が操業チャートデータの基底波形に相当し、上記のように各基底波形と独立成分との積の線形和によって、教師データである一つ一つの操業チャートデータが近似的に表現される(各押出回数tのx(t)に対して、s(t)の値がそれぞれ特定される)。形状特徴量抽出部120は、この線形結合の結果より、各教師データについて、基底波形Aに対する重み、すなわち独立成分s(t)を形状特徴量としてそれぞれ取得する。 The column elements of the matrix A correspond to the base waveform of the operation chart data, and each operation chart data as the teacher data is approximately expressed by the linear sum of the products of the respective base waveforms and independent components as described above. (The value of s (t) is specified for x (t) of each extrusion count t). From the result of this linear combination, the shape feature quantity extraction unit 120 acquires the weight for the base waveform A, that is, the independent component s (t) as the shape feature quantity for each teacher data.
なお、ステップS110では、所定期間の操業チャートデータを用いて、この期間の独立成分s(t)を取得するが、この際、形状特徴量抽出部120は、基底波形(A)に基づいて、独立成分分析の教師データ以外の操業チャートデータについても独立成分を算出する。例えば、図9上図に示すように、教師データである操業チャートデータからは、教師データとして用いた期間の独立成分s1しか取得されない。そこで、形状特徴量抽出部120は、教師データとして用いた期間以外のチャートデータ(すなわち、教師データ以外のチャートデータ)に対して基底波形(A)の逆行列を掛けて、図9下図のように操業状況を確認したい期間の独立成分s1を推定する。独立成分s1以外の独立成分s2〜spも同様な方法で推定する。 In step S110, using the operation chart data for a predetermined period, the independent component s (t) for this period is acquired. At this time, the shape feature amount extraction unit 120 is based on the base waveform (A). Independent components are also calculated for operation chart data other than teacher data for independent component analysis. For example, as shown in the upper diagram of FIG. 9, only the independent component s1 of the period used as the teacher data is acquired from the operation chart data that is the teacher data. Therefore, the shape feature quantity extraction unit 120 multiplies the chart data other than the period used as the teacher data (that is, the chart data other than the teacher data) by the inverse matrix of the base waveform (A) as shown in the lower diagram of FIG. The independent component s1 for the period for which the operation status is to be confirmed is estimated. Independent components s2 to sp other than the independent component s1 are estimated in the same manner.
(STEP3:特徴量・操業条件変数のマッピング)
STEP2(S110)にて各操業チャートデータについて形状特徴量が抽出されると、マップ作成部120により操業分析マップの作成が行われる(S120)。操業分析マップは、各基底波形に関する特徴量あるいは操業条件変数について、データ値の大小を色の濃淡により表現したものである。これらのデータ値の大小を色の濃淡で視覚化した情報を視覚データとする。マップ作成部120は、視覚データを時間軸と製造プロセスの各設備間に設定された順序に関する軸とからなる二次元座標に配置する。操業分析マップの時間軸は、各設備に対する時間経過を示しており、各設備について時間経過に伴う操業状態の変化をみることができる。一方、操業分析マップの、各設備間に設定された順序に関する軸は、同一操業を行う各設備間に設定された所定の順序を示しており、設備全体に共通する操業状態の変化をみることができる。
(STEP3: Mapping of features and operating condition variables)
When the shape feature amount is extracted for each operation chart data in STEP 2 (S110), the map creation unit 120 creates an operation analysis map (S120). The operation analysis map expresses the magnitude of the data value with the shading of the color for the feature value or the operation condition variable regarding each base waveform. Information obtained by visualizing the magnitudes of these data values with color shading is defined as visual data. The map creation unit 120 arranges visual data on two-dimensional coordinates including a time axis and an axis related to the order set between each facility in the manufacturing process. The time axis of the operation analysis map indicates the time passage for each facility, and the change of the operation state with the passage of time can be seen for each facility. On the other hand, the axis related to the order set between the facilities in the operation analysis map indicates the predetermined order set between the facilities performing the same operation, and the change in the operation state common to the entire facility is observed. Can do.
例えば、コークス炉の押出しチャートデータの場合、例えば図10に示すような操業分析マップを作成することができる。図10では、操業分析マップの縦軸を時間軸、横軸を各設備間に設定された順序に関する軸としている。時間軸(縦軸、第1の軸)には、コークス炉の各窯の時間軸として、例えば各窯におけるコークスの押出しサイクルをとることができる。窯番330の窯についてみると、1回目のコークスの押出し(1サイクル)のときデータ(1,2)、2回目のコークスの押出し(2サイクル)のときデータ(2,2)、3回目のコークスの押出し(3サイクル)のときデータ(3,2)、のようにデータ値が変化する。このように、窯の押出し回数毎のデータ値の変化を見ることで、窯内の状態変化によるコークスの押出力への影響(例えば、窯内のカーボン付着量の影響)を見ることができ、窯毎の特徴を把握することができる。 For example, in the case of coke oven extrusion chart data, for example, an operation analysis map as shown in FIG. 10 can be created. In FIG. 10, the vertical axis of the operation analysis map is a time axis, and the horizontal axis is an axis related to the order set between the facilities. For the time axis (vertical axis, first axis), for example, a coke extrusion cycle in each kiln can be used as the time axis of each kiln in the coke oven. Looking at the kiln having the kiln number 330, data (1, 2) for the first coke extrusion (1 cycle), data (2, 2) for the second coke extrusion (2 cycles), the third time When the coke is extruded (3 cycles), the data value changes as shown by data (3, 2). In this way, by looking at the change in the data value for each number of extrusions of the kiln, it is possible to see the effect on the coke pushing force due to the state change in the kiln (for example, the influence of the carbon adhesion amount in the kiln) The characteristics of each kiln can be grasped.
一方、各設備間に設定された順序に関する軸(横軸、第2の軸)には、コークス炉の各窯間に設定された所定の順序として、例えば図10に示すようにコークス炉全体についてコークスの押出しを行う各窯間の押出し順番をとることができる。図10の例では、各サイクルにおけるコークスの押出しは、窯番325、窯番330、窯番335の順に行われ、例えば2サイクル目についてみると、窯番325はデータ(2,1)、窯番330はデータ(2,2)、窯番335はデータ(2,3)、のようにデータ値が変化する。このデータ値の変化より、コークスの装入量や置き時間等の操業条件変数が変化されたときの全窯に共通する影響を見ることができる。 On the other hand, for the axes (horizontal axis, second axis) related to the order set between the facilities, as a predetermined order set between the kilns of the coke oven, for example, the entire coke oven as shown in FIG. The order of extrusion between the kilns that extrude the coke can be taken. In the example of FIG. 10, the coke extrusion in each cycle is performed in the order of the kiln number 325, the kiln number 330, and the kiln number 335. For example, in the second cycle, the kiln number 325 includes data (2, 1), kiln The data value changes like data (2, 2) for the number 330 and data (2, 3) for the kiln number 335. From this change in the data value, it is possible to see the effect common to all kilns when the operating condition variables such as the amount of coke charged and the placing time are changed.
各設備間に設定された順序に関する軸は、コークスの押出しを行う押出し順番以外にも、例えば、コークス炉を構成する各窯の物理的配置順序であってもよい。この場合には、物理的に隣接する窯間の影響を操業分析マップより見出すことが可能となる。 The axis related to the order set between the facilities may be, for example, the physical arrangement order of the kilns constituting the coke oven, in addition to the order of extruding the coke. In this case, it is possible to find out the influence between physically adjacent kilns from the operation analysis map.
操業分析マップに配置されるデータ値は、形状特徴量である独立成分s(t)または操業条件変数である。まず、形状特徴量に関する操業分析マップは、形状特徴量、すなわち基底波形の強度の大小を視覚データとして表し、時間軸と各設備間に設定された順序に関する軸とからなる二次元座標に配置したものである。例えば、ある基底波形の強度を表すデータ値(独立成分s(t))を、値が高いほど黒色、値が低いほど白色となる視覚データとして表すと、図11に示すような、格子状に配置された複数の視覚データからなる操業分析マップが生成される。視覚データは、データ値を連続的に表しており、例えば256種類の濃淡によってデータ値の大小を表している。このように形状特徴量に関する操業分析マップを作成することで、視覚データの濃淡で、操業チャートデータの形状変化の全体傾向が可視化され、それにより、操業トラブルや品質トラブル、あるいはその予兆が発生している設備、操業時期を容易に特定することができるようになる。 The data value arranged in the operation analysis map is an independent component s (t) that is a shape feature amount or an operation condition variable. First, the operation analysis map related to the shape feature amount represents the shape feature amount, that is, the intensity of the base waveform as visual data, and is arranged in two-dimensional coordinates composed of a time axis and an axis related to the order set between the facilities. Is. For example, if the data value (independent component s (t)) representing the intensity of a certain base waveform is represented as visual data that is black as the value is high and white as the value is low, it is in a grid pattern as shown in FIG. An operation analysis map composed of a plurality of arranged visual data is generated. The visual data represents data values continuously, and the magnitude of the data values is represented by, for example, 256 types of shading. By creating an operation analysis map related to shape features in this way, the overall trend of changes in the shape of the operation chart data can be visualized with the density of visual data, which can lead to operational troubles, quality troubles, or predictors thereof. It will be possible to easily identify the equipment and operation period.
一方、操業条件変数に関する操業分析マップは、例えば、コークスの装入量や乾留時間といったデータ値の大小を視覚データとして表し、時間軸と各設備間に設定された順序に関する軸とからなる二次元座標に配置したものである。操業条件変数に関する操業分析マップは、形状特徴量に関する操業分析マップと比較して、操業トラブルや品質トラブルに連動する操業条件変数を特定するために用いることができる。操業条件変数に関する操業分析マップも、形状特徴量に関する操業分析マップと同様に視覚化されたものであり、例えば図12右図に示すようなものとなる。このとき、形状特徴量に関する操業分析マップと操業条件変数に関する操業分析マップとを同一形式で作成することで、2つの操業分析マップの比較が可能となり、形状特徴量と操業変数との関係を容易に見出すことが可能となる。 On the other hand, the operation analysis map related to the operation condition variable represents, for example, the magnitude of data values such as the amount of coke charged and the carbonization time as visual data, and is a two-dimensional model composed of a time axis and an axis related to the order set between the facilities. It is arranged at the coordinates. The operation analysis map related to the operation condition variable can be used to identify the operation condition variable linked to the operation trouble or the quality trouble as compared with the operation analysis map related to the shape feature amount. The operation analysis map related to the operation condition variable is visualized in the same manner as the operation analysis map related to the shape feature quantity, and is as shown in the right figure of FIG. 12, for example. At this time, it is possible to compare the two operation analysis maps by creating the operation analysis map for the shape feature quantity and the operation analysis map for the operation condition variable in the same format, and the relationship between the shape feature quantity and the operation variable is easy. It is possible to find out.
(STEP4:ユーザによる操業分析マップの分析)
図5の説明に戻り、ステップS120で形状特徴量に関する操業分析マップ、さらに操業条件変数に関する操業分析マップが作成されると、出力部140より作成された操業分析マップが出力される。出力された操業分析マップを用いて、ユーザは、操業トラブルや品質トラブル、あるいはその予兆が発生している設備、操業時期を特定し、その要因の絞り込みを行う(S130)。本実施形態に係るデータ分析支援装置100は、操業分析マップを提供し、ユーザが製造プロセスにおいて操業トラブルや品質トラブル、あるいはその予兆が発生している設備、操業時期を容易に特定することを支援する装置である。
(STEP4: Analysis of operation analysis map by user)
Returning to the description of FIG. 5, when the operation analysis map related to the shape feature amount and the operation analysis map related to the operation condition variable are created in step S <b> 120, the operation analysis map created from the output unit 140 is output. Using the output operation analysis map, the user specifies the operation trouble and quality trouble, or the facility and operation time in which the sign is generated, and narrows down the cause (S130). The data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment provides an operation analysis map, and assists the user in easily specifying operation troubles, quality troubles, facilities in which a sign of the trouble occurs, and the operation time. It is a device to do.
まず、ユーザは、データ分析支援装置100により作成された形状特徴量に関する操業分析マップから、形状特徴量の高い値が集中している部分を見つけ、操業トラブルや品質トラブルが発生している箇所を特定する。そして、ユーザは、形状特徴量の高い値が時間軸(縦軸)方向に連なっているか、あるいは各設備間に設定された順序に関する軸(横軸)方向に連なっているかにより、トラブルの要因が個別の設備にあるか、あるいは個別の設備によらない操業条件の設定にあるかを特定する。 First, the user finds a portion where a high value of the shape feature amount is concentrated from the operation analysis map related to the shape feature amount created by the data analysis support apparatus 100, and identifies the location where the operation trouble or the quality trouble occurs. Identify. The user can determine whether the cause of the trouble depends on whether the high value of the shape feature amount is continuous in the time axis (vertical axis) direction or in the axis (horizontal axis) direction related to the order set between the facilities. Specify whether it is in an individual facility or is in the setting of operating conditions that do not depend on an individual facility.
コークス炉の押出しチャートデータの解析の例では、図10に基づき説明したように、時間軸方向には、各窯について押出しサイクル毎の変化を見ることができる。例えば、図11に示すように、押出しサイクルの順序を表す時間軸(縦軸)方向に形状特徴量の高い値が集中している場合には、形状特徴量の高い値が集中している窯自体に、炉壁の悪化等何らかのトラブルを発生させる要因があると推測することができる。 In the example of the analysis of the extrusion chart data of the coke oven, as described based on FIG. 10, the change for each extrusion cycle can be seen for each kiln in the time axis direction. For example, as shown in FIG. 11, when high values of shape feature values are concentrated in the time axis (vertical axis) direction representing the order of extrusion cycles, kilns having high values of shape feature values are concentrated. It can be assumed that there is a factor that causes some trouble such as deterioration of the furnace wall.
また、各設備間に設定された順序に関する軸(横軸)方向には、全窯に共通する操業条件変化による影響を見ることができる。例えば、図12左図に示す、ある基底波形の強度、すなわち、ある形状特徴量に関する操業分析マップのように、各設備間に設定された順序に関する軸(横軸)方向に形状特徴量の高い値が集中している場合には、形状特徴量の高い値が集中している押出しサイクルにおいて複数の窯にコークスの押出悪化が生じていると考えられる。この場合、各窯に共通して変更された操業条件にトラブルを発生させる要因があると推測することができる。 In addition, in the direction of the axis (horizontal axis) related to the order set between the facilities, it is possible to see the influence due to the change in operating conditions common to all the kilns. For example, as shown in the left diagram of FIG. 12, the intensity of a certain base waveform, that is, an operation analysis map related to a certain shape feature amount, has a high shape feature amount in the axis (horizontal axis) direction related to the order set between the facilities. When the values are concentrated, it is considered that the deterioration of coke extrusion has occurred in a plurality of kilns in an extrusion cycle in which high values of the shape feature amount are concentrated. In this case, it can be inferred that there is a factor that causes trouble in the operating conditions changed in common to each kiln.
このように、ユーザは、データ分析支援装置100により作成された形状特徴量に関する操業分析マップにおいて、形状特徴量の高い値がいずれの方向に集中して表れているかを見ることで、窯自体にトラブルの要因があるのか、あるいは全窯に共通する操業条件にトラブルの要因があるのかを容易に特定することができる。 In this way, the user can see in which direction the high value of the shape feature amount is concentrated in the operation analysis map related to the shape feature amount created by the data analysis support device 100, so that the kiln itself It is possible to easily identify whether there is a cause of trouble or whether there is a cause of trouble in the operating conditions common to all kilns.
形状特徴量に関する操業分析マップによりトラブルの所在を特定すると、ユーザはさらに、形状特徴量に関する操業分析マップと操業条件変数に関する操業分析マップとを比較して、このトラブルに関連する操業条件変数を特定することができる。例えば、図12右図は、操業条件変数の1つである変数aに関する操業分析マップであり、形状特徴量に関する操業分析マップと同様、縦軸はコークスの押出しサイクルを示し、横軸はコークスの押出し順番を示している。 When the location of the trouble is specified by the operation analysis map related to the shape feature value, the user further compares the operation analysis map related to the shape feature value and the operation analysis map related to the operation condition variable to specify the operation condition variable related to this trouble. can do. For example, the right diagram in FIG. 12 is an operation analysis map related to the variable a, which is one of the operation condition variables. Like the operation analysis map related to the shape feature amount, the vertical axis represents the coke extrusion cycle, and the horizontal axis represents the coke. The extrusion order is shown.
例えば、図12左図に示す形状特徴量に関する操業分析マップの破線枠A内に、押出し順番方向(横軸)に形状特徴量の高い値が集中しているとき、ユーザは、各操業条件変数に関する操業分析マップを確認し、この破線枠A内の押出しサイクル近傍でデータ値がその前後と比較して大きく異なる(上昇している、あるいは低下している)操業条件変数を抽出する。例えば、図12右図の操業条件変数aに関する操業分析マップにおいて、破線枠Aで示す押出しサイクルの近傍(破線枠B内)で高いデータ値が集中している。これより、操業条件変数aのデータ値上昇によってある形状特徴量の値が上昇するという、操業条件変数と形状特徴量との関連性の存在が推定される。このように、形状特徴量に関する操業分析マップと操業条件変数に関する操業分析マップとを比較することで、トラブルに関連する操業条件を推定することが可能となる。 For example, when high values of shape feature values are concentrated in the extrusion order direction (horizontal axis) in the broken line frame A of the operation analysis map related to the shape feature values shown in the left diagram of FIG. In the vicinity of the extrusion cycle in the broken line frame A, an operation condition variable that is significantly different (increased or decreased) is extracted. For example, in the operation analysis map regarding the operation condition variable a in the right diagram of FIG. 12, high data values are concentrated in the vicinity of the extrusion cycle indicated by the broken line frame A (in the broken line frame B). From this, it is estimated that there is a relationship between the operation condition variable and the shape feature quantity that the value of a certain shape feature quantity increases as the data value of the operation condition variable a rises. In this way, by comparing the operation analysis map related to the shape feature quantity and the operation analysis map related to the operation condition variable, it becomes possible to estimate the operation condition related to the trouble.
以上、本実施形態に係るデータ分析支援装置100による操業分析マップの作成と操業分析マップを用いた製造プロセスで発生したトラブルの要因分析方法について説明した。このような操業分析マップによって、製造プロセスで発生したトラブルについて、設備の不具合によるものか、あるいは操業条件の変更によるものかを容易に分析することが可能となる。そして、各設備の状態に関係する影響や操業条件の変更に関係する影響を解析することが可能となり、操業改善につながる情報を見出し易くなる。また、チャートデータの形状特徴量や操業条件変数から、図11や図12に示すように視覚的に理解できるマップを作成することで、ユーザは直感的に製造プロセスの操業状況を把握することが可能となる。 As described above, the operation analysis map creation by the data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment and the cause analysis method of the trouble occurring in the manufacturing process using the operation analysis map have been described. With such an operation analysis map, it is possible to easily analyze whether a trouble that has occurred in the manufacturing process is caused by a malfunction of equipment or a change in operating conditions. And it becomes possible to analyze the influence related to the state of each equipment and the influence related to the change of the operation condition, and it becomes easy to find information leading to the operation improvement. In addition, by creating a visually understandable map as shown in FIGS. 11 and 12 from the shape feature amount of the chart data and the operation condition variable, the user can intuitively grasp the operation status of the manufacturing process. It becomes possible.
[2−4.適用例]
上記説明では、本実施形態に係るデータ分析支援装置100によってコークス炉の押出しチャートデータを解析する場合を例として説明したが、同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて同一処理が行われる製造プロセスの解析にも当該データ分析支援装置100を用いることができる。
[2-4. Application example]
In the above description, the case where the coke oven extrusion chart data is analyzed by the data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment has been described as an example. However, the same processing is performed by distributing the material having the same specification to a plurality of equipment having the same specification. The data analysis support apparatus 100 can also be used for analysis of manufacturing processes.
例えば、半導体の多結晶インゴットの製造プロセスへの適用が考えられる。かかる製造プロセスでは、複数の炉に原料となるシリコンをそれぞれ装入して高温で溶かし、各炉でウェハの元となるインゴットを生成する。生成されるインゴットは、各炉の温度や原料となるシリコンの種類等、操業条件に応じて変化すると考えられる。そこで、本実施形態に係るデータ分析支援装置100により、インゴットの製造プロセスのチャートデータに基づき、トラブルの発生の予兆のあったデータを教師データとして独立成分分析を用いて形状特徴量を抽出し、当該形状特徴量の大小を表す視覚データを、時間軸と各設備間に設定された順序に関する軸とからなる操業分析マップを作成する。 For example, application to a manufacturing process of a semiconductor polycrystalline ingot is conceivable. In such a manufacturing process, silicon as a raw material is charged into a plurality of furnaces and melted at a high temperature, and an ingot that is a source of a wafer is generated in each furnace. The generated ingot is considered to change according to operating conditions such as the temperature of each furnace and the type of silicon used as a raw material. Therefore, based on the chart data of the ingot manufacturing process, the data analysis support apparatus 100 according to the present embodiment extracts the shape feature amount using independent component analysis with the data having a sign of the occurrence of trouble as teacher data, An operation analysis map is created that includes visual data representing the magnitude of the shape feature amount, including a time axis and an axis related to the order set between the facilities.
ユーザは、操業分析マップから形状特徴量で高い値が集中している設備や期間を見つける。そして、操業条件変数に関する操業分析マップを参照し、形状特徴量で高い値が集中している部分の近傍で操業条件変数の値が大きく変化している場合には、形状特徴量の値が高くなる要因である可能性が高いと考えられる。このようにして、形状特徴量の値が高くなる要因と考えられる操業条件を、操業条件変数に関する操業分析マップを用いて見出すことができる。 The user finds facilities and periods in which high values of the shape feature amount are concentrated from the operation analysis map. Then, referring to the operation analysis map related to the operation condition variable, if the value of the operation condition variable changes greatly in the vicinity of the part where the high value of the shape feature value is concentrated, the value of the shape feature value is high. It is likely that this is a factor. In this way, the operation condition that is considered to be a factor that increases the value of the shape feature value can be found using the operation analysis map related to the operation condition variable.
この際、操業分析マップにおいて、各設備(ここでは各炉)の時間的変化を表す時間軸方向に形状特徴量の高い値が集中しているとき、特定の設備に操業トラブルや品質トラブルが発生していると考えられる。一方、各設備間に設定された順序に関する軸(ここでは炉の物理的配置順序)方向に形状特徴量の高い値が集中しているとき、設備間に共通して操業トラブルや品質トラブルが発生していると考えられる。このように、操業分析マップにおいていずれの軸方向に形状特徴量の高い値が集中して現われるかによって、設備の不具合による要因あるいは操業条件による要因のいずれによってトラブルが発生しているか否かを分析することが可能となる。 At this time, if high values of shape feature values are concentrated in the time axis direction representing the time change of each facility (here, each furnace) in the operation analysis map, operation trouble and quality trouble occur in the specific equipment. it seems to do. On the other hand, when high values of shape features are concentrated in the direction (in this case, the physical arrangement order of the furnace) related to the order set between the facilities, operational troubles and quality troubles occur between the facilities. it seems to do. In this way, depending on whether the high value of the shape feature amount appears in any axial direction in the operation analysis map, it is analyzed whether the trouble is caused by the factor of equipment failure or the factor of operation conditions It becomes possible to do.
半導体の多結晶インゴットの製造プロセス以外にも、例えば、食品製造プロセスの工程への適用も可能である。具体的には、ビールの製造プロセスのうち、複数の貯蔵タンクでビールを熟成させる熟成工程や、パンの製造プロセスのうち、複数のオーブンで発酵されたパン生地を焼く焼成工程等に適用することができる。 In addition to the manufacturing process of a semiconductor polycrystalline ingot, for example, the present invention can be applied to a process of a food manufacturing process. Specifically, it can be applied to a ripening step of aging beer in a plurality of storage tanks in a beer manufacturing process, a baking step of baking bread dough fermented in a plurality of ovens in a bread manufacturing process, and the like. it can.
<3.データ分析支援装置のハードウェア構成例>
次に、図13を参照しながら、本発明の実施形態に係るデータ分析支援装置100のハードウェア構成について、詳細に説明する。図13は、本発明の実施形態に係るデータ分析支援装置100のハードウェア構成例を示すブロック図である。
<3. Hardware configuration example of data analysis support device>
Next, the hardware configuration of the data analysis support apparatus 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 13 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the data analysis support apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.
データ分析支援装置100は、主に、CPU901と、ROM903と、RAM905と、を備える。また、データ分析支援装置100は、更に、バス907と、入力装置909と、出力装置911と、ストレージ装置913と、ドライブ915と、接続ポート917と、通信装置919とを備える。 The data analysis support apparatus 100 mainly includes a CPU 901, a ROM 903, and a RAM 905. The data analysis support apparatus 100 further includes a bus 907, an input device 909, an output device 911, a storage device 913, a drive 915, a connection port 917, and a communication device 919.
CPU901は、演算処理装置および制御装置として機能し、ROM903、RAM905、ストレージ装置913、またはリムーバブル記録媒体921に記録された各種プログラムに従って、データ分析支援装置100内の動作全般またはその一部を制御する。ROM903は、CPU901が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。RAM905は、CPU901が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはCPUバス等の内部バスにより構成されるバス907により相互に接続されている。 The CPU 901 functions as an arithmetic processing device and a control device, and controls all or a part of the operation in the data analysis support device 100 according to various programs recorded in the ROM 903, the RAM 905, the storage device 913, or the removable recording medium 921. . The ROM 903 stores programs used by the CPU 901, calculation parameters, and the like. The RAM 905 primarily stores programs used by the CPU 901, parameters that change as appropriate during execution of the programs, and the like. These are connected to each other by a bus 907 constituted by an internal bus such as a CPU bus.
バス907は、ブリッジを介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バスなどの外部バスに接続されている。 The bus 907 is connected to an external bus such as a PCI (Peripheral Component Interconnect / Interface) bus via a bridge.
入力装置909は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置909は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段(いわゆる、リモコン)であってもよいし、データ分析支援装置100の操作に対応したPDA等の外部接続機器923であってもよい。さらに、入力装置909は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路などから構成されている。データ分析支援装置100のユーザは、この入力装置909を操作することにより、データ分析支援装置100に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。 The input device 909 is an operation unit operated by the user, such as a mouse, a keyboard, a touch panel, a button, a switch, and a lever. Further, the input device 909 may be, for example, remote control means (so-called remote control) using infrared rays or other radio waves, or may be an external connection device 923 such as a PDA corresponding to the operation of the data analysis support device 100. There may be. Furthermore, the input device 909 includes, for example, an input control circuit that generates an input signal based on information input by a user using the operation unit and outputs the input signal to the CPU 901. The user of the data analysis support apparatus 100 can input various data and instruct processing operations to the data analysis support apparatus 100 by operating the input device 909.
出力装置911は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、CRTディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置911は、例えば、データ分析支援装置100が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、データ分析支援装置100が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。なお、本発明の実施形態では、出力装置911は、データ分析支援装置100とは別体の表示装置40として設けられている。 The output device 911 is configured by a device that can notify the user of the acquired information visually or audibly. Examples of such devices include CRT display devices, liquid crystal display devices, plasma display devices, EL display devices and display devices such as lamps, audio output devices such as speakers and headphones, printer devices, mobile phones, and facsimiles. For example, the output device 911 outputs results obtained by various processes performed by the data analysis support device 100. Specifically, the display device displays the results obtained by the various processes performed by the data analysis support device 100 as text or images. On the other hand, the audio output device converts an audio signal composed of reproduced audio data, acoustic data, and the like into an analog signal and outputs the analog signal. In the embodiment of the present invention, the output device 911 is provided as a display device 40 separate from the data analysis support device 100.
ストレージ装置913は、データ分析支援装置100の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置913は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置913は、CPU901が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。 The storage device 913 is a data storage device configured as an example of a storage unit of the data analysis support device 100. The storage device 913 includes, for example, a magnetic storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), a semiconductor storage device, an optical storage device, or a magneto-optical storage device. The storage device 913 stores programs executed by the CPU 901, various data, various data acquired from the outside, and the like.
ドライブ915は、記録媒体用リーダライタであり、データ分析支援装置100に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録されている情報を読み出して、RAM905に出力する。また、ドライブ915は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体921に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体921は、例えば、CDメディア、DVDメディア、Blu−rayメディア等である。また、リムーバブル記録媒体921は、コンパクトフラッシュ(登録商標)(CompactFlash:CF)、フラッシュメモリ、または、SDメモリカード(Secure Digital memory card)等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体921は、例えば、非接触型ICチップを搭載したICカード(Integrated Circuit card)または電子機器等であってもよい。 The drive 915 is a recording medium reader / writer, and is built in or externally attached to the data analysis support apparatus 100. The drive 915 reads information recorded on a removable recording medium 921 such as a mounted magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory, and outputs the information to the RAM 905. The drive 915 can also write a record on a removable recording medium 921 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory. The removable recording medium 921 is, for example, a CD medium, a DVD medium, a Blu-ray medium, or the like. The removable recording medium 921 may be a CompactFlash (registered trademark) (CompactFlash: CF), a flash memory, an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like. Further, the removable recording medium 921 may be, for example, an IC card (Integrated Circuit card) on which a non-contact IC chip is mounted, an electronic device, or the like.
接続ポート917は、機器をデータ分析支援装置100に直接接続するためのポートである。接続ポート917の一例として、USB(Universal Serial Bus)ポート、IEEE1394ポート、SCSI(Small Computer System Interface)ポート、RS−232Cポート等がある。この接続ポート917に外部接続機器923を接続することで、データ分析支援装置100は、外部接続機器923から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器923に各種のデータを提供したりする。 The connection port 917 is a port for directly connecting a device to the data analysis support apparatus 100. Examples of the connection port 917 include a USB (Universal Serial Bus) port, an IEEE 1394 port, a SCSI (Small Computer System Interface) port, and an RS-232C port. By connecting the external connection device 923 to the connection port 917, the data analysis support apparatus 100 acquires various data directly from the external connection device 923 or provides various data to the external connection device 923.
通信装置919は、例えば、通信網925に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置919は、例えば、有線または無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)、またはWUSB(Wireless USB)用の通信カード等である。また、通信装置919は、光通信用のルータ、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置919は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばTCP/IP等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置919に接続される通信網925は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内LAN、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。 The communication device 919 is a communication interface including a communication device for connecting to the communication network 925, for example. The communication device 919 is, for example, a communication card for wired or wireless LAN (Local Area Network), Bluetooth (registered trademark), or WUSB (Wireless USB). The communication device 919 may be a router for optical communication, a router for ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), or a modem for various communication. The communication device 919 can transmit and receive signals and the like according to a predetermined protocol such as TCP / IP, for example, with the Internet and other communication devices. The communication network 925 connected to the communication device 919 is configured by a wired or wireless network, and may be, for example, the Internet, a home LAN, infrared communication, radio wave communication, satellite communication, or the like. .
以上、本発明の実施形態に係るデータ分析支援装置100の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。 Heretofore, an example of the hardware configuration capable of realizing the function of the data analysis support apparatus 100 according to the embodiment of the present invention has been shown. Each component described above may be configured using a general-purpose member, or may be configured by hardware specialized for the function of each component. Therefore, it is possible to change the hardware configuration to be used as appropriate according to the technical level at the time of carrying out this embodiment.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記実施形態では、形状特徴量抽出部120による形状特徴量の抽出には独立成分分析を用いたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、主成分分析やウェーブレット、PLS等を用いて形状特徴量を抽出してもよい。 For example, in the above embodiment, the independent feature analysis is used for the extraction of the shape feature amount by the shape feature amount extraction unit 120, but the present invention is not limited to such an example. For example, the shape feature amount may be extracted using principal component analysis, wavelet, PLS, or the like.
また、上記実施形態では、マップ作成部130は、データ値の大小を256種類の濃淡で表した視覚データにより操業分析マップを作成したが、本発明はかかる例に限定されず、例えばデータ値の大小をカラーデータにより表して操業分析マップを作成してもよい。 In the above embodiment, the map creation unit 130 creates an operation analysis map based on visual data representing the magnitude of data values in 256 different shades. However, the present invention is not limited to this example. The operation analysis map may be created by representing the size by color data.
100 データ分析支援装置
110 データ取得部
120 形状特徴量抽出部
130 マップ作成部
140 出力部
200 データ蓄積部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Data analysis support apparatus 110 Data acquisition part 120 Shape feature-value extraction part 130 Map preparation part 140 Output part 200 Data storage part
Claims (8)
前記形状特徴量を、前記各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と前記各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、
を備えることを特徴とする、データ分析支援装置。 In a manufacturing process in which materials of the same specification are distributed to a plurality of equipment of the same specification and the same processing is performed, the chart is obtained from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the plurality of equipment is arranged in time series A shape feature amount extraction unit for extracting shape feature amounts of data;
The shape feature amount is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of a first axis relating to the time elapse of processing in each facility and a second axis indicating the order set between the facilities, A map creation unit for creating an operation analysis map for the shape feature amount;
A data analysis support apparatus comprising:
前記形状特徴量を、前記各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と前記各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成ステップと、
を含むことを特徴とする、データ分析支援方法。 In a manufacturing process in which materials of the same specification are distributed to a plurality of equipment of the same specification and the same processing is performed, the chart is obtained from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the plurality of equipment is arranged in time series A shape feature extraction step for extracting the shape feature of the data;
The shape feature amount is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of a first axis relating to the time elapse of processing in each facility and a second axis indicating the order set between the facilities, A map creation step for creating an operation analysis map for the shape feature,
A data analysis support method characterized by comprising:
同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、前記複数の設備から抽出された前記処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出部と、
前記形状特徴量を、前記各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と前記各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、
を備えることを特徴とするデータ分析支援装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。 Computer
In a manufacturing process in which materials of the same specification are distributed to a plurality of equipment of the same specification and the same processing is performed, the chart is obtained from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the plurality of equipment is arranged in time series A shape feature amount extraction unit for extracting shape feature amounts of data;
The shape feature amount is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of a first axis relating to the time elapse of processing in each facility and a second axis indicating the order set between the facilities, A map creation unit for creating an operation analysis map for the shape feature amount;
A computer program for causing a data analysis support apparatus to function.
同一仕様の材料を同一仕様の複数の設備に振り分けて、同一処理が行われる製造プロセスにおいて、前記複数の設備から抽出された前記処理に関する操業データを時系列に並べた複数のチャートデータから当該チャートデータの形状特徴量を抽出する形状特徴量抽出部と、
前記形状特徴量を、前記各設備における処理の時間経過に関する第1の軸と前記各設備間に設定された順序を示す第2の軸とからなる二次元座標に視覚的に表して配置した、形状特徴量に関する操業分析マップを作成するマップ作成部と、
を備えることを特徴とするデータ分析支援装置として機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。 On the computer,
In a manufacturing process in which materials of the same specification are distributed to a plurality of equipment of the same specification and the same processing is performed, the chart is obtained from a plurality of chart data in which operation data related to the processing extracted from the plurality of equipment is arranged in time series A shape feature amount extraction unit for extracting shape feature amounts of data;
The shape feature amount is visually represented and arranged in two-dimensional coordinates composed of a first axis relating to the time elapse of processing in each facility and a second axis indicating the order set between the facilities, A map creation unit for creating an operation analysis map for the shape feature amount;
A computer-readable storage medium storing a program for functioning as a data analysis support device.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019182949A (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 日本製鉄株式会社 | Coke oven extrusion load analyzer, coke oven management support system, coke oven extrusion load analysis method, computer program and computer-readable record medium recording program |
WO2022039101A1 (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-24 | ファナック株式会社 | Information processing device, computer executable method, and computer readable storage medium |
JP2022535069A (en) * | 2019-08-09 | 2022-08-04 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Quantitative diagnostic method for manufacturing equipment quality |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7238476B2 (en) * | 2018-07-25 | 2023-03-14 | 日本製鉄株式会社 | Facility management support device, facility management support method, program, and computer-readable recording medium |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08126942A (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-21 | Mazda Motor Corp | Production line operation management method and device thereof |
JP2002318617A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Management method for manufacture process |
JP2008251714A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Juki Corp | Mounting-line monitor system |
JP2009070227A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | Quality prediction device, quality prediction method, and method for manufacturing product |
JP2009087027A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Toshiba Corp | Process management method, process management program, and process management system |
-
2012
- 2012-04-13 JP JP2012092179A patent/JP5838896B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08126942A (en) * | 1994-10-27 | 1996-05-21 | Mazda Motor Corp | Production line operation management method and device thereof |
JP2002318617A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Oki Electric Ind Co Ltd | Management method for manufacture process |
JP2008251714A (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Juki Corp | Mounting-line monitor system |
JP2009070227A (en) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Jfe Steel Kk | Quality prediction device, quality prediction method, and method for manufacturing product |
JP2009087027A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Toshiba Corp | Process management method, process management program, and process management system |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019182949A (en) * | 2018-04-05 | 2019-10-24 | 日本製鉄株式会社 | Coke oven extrusion load analyzer, coke oven management support system, coke oven extrusion load analysis method, computer program and computer-readable record medium recording program |
JP7069987B2 (en) | 2018-04-05 | 2022-05-18 | 日本製鉄株式会社 | Coke oven extrusion load analyzer, coke oven management support system, coke oven extrusion load analysis method, computer program and computer-readable recording medium on which the program is recorded. |
JP2022535069A (en) * | 2019-08-09 | 2022-08-04 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Quantitative diagnostic method for manufacturing equipment quality |
JP7334275B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-08-28 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Quantitative diagnostic method for manufacturing equipment quality |
WO2022039101A1 (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-24 | ファナック株式会社 | Information processing device, computer executable method, and computer readable storage medium |
JPWO2022039101A1 (en) * | 2020-08-17 | 2022-02-24 |
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Publication number | Publication date |
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