JP2015064627A - 不具合検知システムおよび不具合検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置コントロールレベルでのオペレータ状態を対象とするＦＤ／ＦＰ機能を強化する。【解決手段】不具合検知システムは、設定値をオペレータの操作に応じて設定変更するための設定値操作部１０と、設定値と制御量に基づき操作量を算出して出力する操作量算出部１３と、設定値操作部１０による設定値の変更の頻度を示す操作頻度情報を集計して保持する頻度情報処理部２０と、外部からリセット信号を受け取ったときに、頻度情報処理部２０に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセット部２１と、操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力部２２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、オペレータが温調計などのコントローラを正常に操作できていない不具合を検知したり予知したりすることができる不具合検知システムおよび不具合検知方法に関するものである。

半導体製造装置では、ＥＥＳ（Equipment Engineering System）が実用段階へと移行してきている。ＥＥＳは、半導体製造装置が正常に機能しているかどうかをデータでチェックし、装置の信頼性や生産性を向上させるシステムである。ＥＥＳの主な目的は、装置自体を対象とする不具合検知（ＦＤ：Fault Detection）、不具合予知（ＦＰ：Fault Prediction）である（非特許文献１参照）。

ＦＤ／ＦＰには、装置コントロールレベル、モジュールレベル、サブシステムレベル、Ｉ／Ｏデバイスレベルという階層化の捉え方がある。装置コントロールレベルのＦＤ／ＦＰは、ホストまたはオペレータから指示された処理条件の基で装置機能が装置スペックの許容範囲内で動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。モジュールレベルのＦＤ／ＦＰは、デバイスもしくはサブシステムから構成されるモジュールが、指示値どおりに処理を行なうことができるかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。サブシステムレベルのＦＤ／ＦＰは、フィードバック制御を行なうような複数のデバイスからなる複合システムが、いくつかのパラメータ設定の基で安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。Ｉ／ＯデバイスレベルのＦＤ／ＦＰは、装置を構成するセンサやアクチュエータが設計値どおりに安定して動作しているかを監視／検知するＦＤ／ＦＰである。このように、Ｉ／Ｏデバイスレベルの主体は、センサやアクチュエータである。

アクチュエータのＦＤ／ＦＰに関しては、（０，１）のビット列のデータ（アクチュエータデータ）で済むシーケンス制御的な動作については、特に実用段階にあると言える。
一方で、センサのＦＤ／ＦＰに関しては、温度、圧力、流量などのプロセス量が対象データになる。これらのデータについては、ｍｓｅｃ．レベルで全てのデータを保存するのが合理的とは言えない。そこで、センサのデータを装置が管理する処理単位毎に、あるいは一定の期間毎に代表値化して、代表値化した値をチェックするＥＥＳ対応の基板処理装置（特許文献１参照）などが提案されている。代表値とは、最大値、最小値、平均値などである。これらの代表値によりＦＤ／ＦＰが実現できれば、全てのデータを監視する場合と比較して通信量、必要メモリ量などを大幅に削減できるので効率的である。

代表値を利用したＦＤ／ＦＰとしては、劣化によるヒータ断線のＦＰや、過電流によるヒータ断線のＦＤなどが知られている。ヒータが劣化する場合、ヒータの抵抗値（非プロセス量）の平均値が徐々に上昇していくので、ヒータの抵抗値の平均値を代表値としてチェックすれば、劣化によるヒータの断線を予知することができる。また、過電流によってヒータが断線した場合、ヒータの抵抗値の最大値が突発的に上昇するので、ヒータの抵抗値の最大値を代表値としてチェックすれば、過電流によるヒータの断線を検知することができる。

特開２０１０−２１９４６０号公報

「装置レベルでの装置機能の性能確認に関する解説書」，社団法人電子情報技術産業協会，２００５年３月２３日

以上のように非プロセス量であれば、ＦＤ／ＦＰの実用化は可能である。しかしながら、プロセス量の代表値化では物理的な状態のみが扱う対象になり、オペレータの状態までは扱えないので、情報としては必ずしも十分ではない。ＥＥＳの装置内分散配置は、ＥＥＳの全体効率を高めるために有効な実装方法であるので、オペレータによる操作を伴う装置コントロールレベルでＦＤ／ＦＰ機能をさらに強化することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、装置コントロールレベルでのオペレータ状態を対象とするＦＤ／ＦＰ機能を強化することができる不具合検知システムおよび不具合検知方法を提供することを目的とする。換言するならば、本発明は、装置コントロールレベルで内蔵も外付けも可能な簡易型のＦＤ／ＦＰ関連機能を提供する。

本発明の不具合検知システムは、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、前記設定値ＳＰをオペレータの操作に応じて設定変更するための設定値操作手段と、この設定値操作手段による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を集計して保持する頻度情報処理手段と、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセット手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知システムの１構成例において、前記操作頻度情報は、前記設定値ＳＰの変更の頻度を示す変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を示す再変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を示す逆方向変更頻度情報のうち少なくとも１つである。

また、本発明の不具合検知システムの１構成例において、前記操作頻度情報は、前記設定値ＳＰの変更の頻度を示す変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を示す再変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を示す逆方向変更頻度情報のうち少なくとも１つである。
また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、前記操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知システムは、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、前記設定値ＳＰをオペレータの操作に応じて設定変更するための設定値操作手段と、この設定値操作手段による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を集計して保持する累計情報処理手段と、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報をゼロにリセットするリセット手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知システムの１構成例において、前記操作累計情報は、前記設定値ＳＰの変更幅の累計を示す変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を示す再変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を示す逆方向変更累計情報のうち少なくとも１つである。

また、本発明の不具合検知システムの１構成例において、前記操作累計情報は、前記設定値ＳＰの変更幅の累計を示す変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を示す再変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を示す逆方向変更累計情報のうち少なくとも１つである。
また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、前記操作累計情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報を予め規定された間隔で取得する頻度情報取得手段と、前記操作頻度情報の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、前記頻度情報取得手段が取得した操作頻度情報を記憶する頻度情報履歴記憶手段と、この頻度情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作頻度情報の値に対する最新の操作頻度情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知システムの１構成例は、さらに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報を予め規定された間隔で取得する累計情報取得手段と、前記操作累計情報の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、前記累計情報取得手段が取得した操作累計情報を記憶する累計情報履歴記憶手段と、この累計情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作累計情報の値に対する最新の操作累計情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知方法は、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、オペレータの操作による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を頻度情報処理手段で集計して保持する頻度情報処理ステップと、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセットステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知方法の１構成例は、さらに、前記操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力ステップを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知方法は、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、オペレータの操作による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を累計情報処理手段で集計して保持する累計情報処理ステップと、外部からリセット信号を受け取ったときに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報をゼロにリセットするリセットステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知方法の１構成例は、さらに、前記操作累計情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力ステップを備えることを特徴とするものである。

また、本発明の不具合検知方法の１構成例は、さらに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報を予め規定された間隔で取得する頻度情報取得ステップと、前記操作頻度情報の取得後に前記リセット信号を送信するリセット信号送信ステップと、前記頻度情報取得ステップで取得した操作頻度情報を頻度情報履歴記憶手段に記憶させる頻度情報履歴記憶ステップと、前記頻度情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作頻度情報の値に対する最新の操作頻度情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定ステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の不具合検知方法の１構成例は、さらに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報を予め規定された間隔で取得する累計情報取得ステップと、前記操作累計情報の取得後に前記リセット信号を送信するリセット信号送信ステップと、前記累計情報取得ステップで取得した操作累計情報を累計情報履歴記憶手段に記憶させる累計情報履歴記憶ステップと、前記累計情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作累計情報の値に対する最新の操作累計情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、頻度情報処理手段を設けることにより、装置コントロールレベルでのオペレータ状態を対象とするＦＤ／ＦＰ機能を強化することができ、オペレータが温調計などのコントローラを正常に操作できていない不具合を検知したり予知したりすることができる。

また、本発明では、設定値ＳＰの変更が行なわれた後に制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を再変更頻度情報として集計し、設定値ＳＰの変更が行なわれた後に制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を逆方向変更頻度情報として集計することにより、フィードバック制御系に特有の非正常的な操作を検出することができる。

また、本発明では、累計情報処理手段を設けることにより、装置コントロールレベルでのオペレータ状態を対象とするＦＤ／ＦＰ機能を強化することができ、オペレータが温調計などのコントローラを正常に操作できていない不具合を検知したり予知したりすることができる。

また、本発明では、設定値ＳＰの変更が行なわれた後に制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を再変更累計情報として集計し、設定値ＳＰの変更が行なわれた後に制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を逆方向変更累計情報として集計することにより、フィードバック制御系に特有の非正常的な操作を検出することができる。

また、本発明では、頻度情報取得手段と頻度情報履歴記憶手段と判定手段とを設けることにより、さらに高度なオペレータ状態検知を実現することができる。

また、本発明では、累計情報取得手段と累計情報履歴記憶手段と判定手段とを設けることにより、さらに高度なオペレータ状態検知を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの動作例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係る加熱装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態に係る不具合検知システムの動作を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態における操作頻度情報の記録例を示す図である。

［発明の原理１］
発明者は、下記のような性質に着眼した。
（Ａ）オペレータによるコントローラの代表的な操作として、設定値ＳＰの変更がある。
（Ｂ）設定値ＳＰの変更を１回行なった直後に、さらに変更を行なうことは少ない。
（Ｃ）設定値ＳＰの変更を１回行なった直後に、その変更とは逆方向の変更（キャンセル操作）を行なうのは非効率な操作であり、正常な操作手順とは考え難い。

上記の（Ａ）〜（Ｃ）のことから、発明者は、設定値ＳＰ変更頻度、設定値ＳＰ変更後の短時間内での再変更頻度、設定値ＳＰ変更後の短時間内での逆方向変更頻度などを記録しておくことにより、オペレータがコントローラを正常に操作できていない状態を検出できることに想到した。記録する情報量としては膨大にならないため、簡易型のコントローラレベルにも実装可能になる。コントローラは、情報検出機能としてＦＤ／ＦＰ機能の一部を形成することになる。そして、これら頻度情報を上位レベルのＰＣなどで加工して、アラーム発報や情報分析結果の提示を行なう構成が現実的である。ただし、簡易的なアラーム機能ならば、コントローラにも実装可能である。

［発明の原理２］
設定値ＳＰの変更の場合、完全な誤操作以外に、一旦変更した後に微調整レベルの変更を行なうケースもある。例えば、コントローラの操作性の不便さにより、一旦大雑把な設定値ＳＰへ仮変更して制御動作を開始させ、その後で詳細な設定値ＳＰに変更するというような、意図的な再変更がある。このようなケースでは、設定値ＳＰ変更後の短時間内での再変更幅は比較的小さくなる。

したがって、設定値ＳＰの変更頻度だけではなく、変更幅も加味した再変更累計、逆方向変更累計を記録しておくことにより、この情報を取得する上位レベルのＰＣなどで、より詳細な分析が行なえるようになる。ただしこの場合でも、これら累計情報を利用した簡易的なアラーム機能ならば、コントローラにも実装可能である。

［発明の原理３］
設定値ＳＰの変更後に設定値ＳＰが再度変更されたときに、この２回目の変更が１回目の変更から短時間内に行なわれたか否かという判断は、ケースバイケースで扱いが異なりやすい。フィードバック制御系であるならば、設定値ＳＰの変更は、その変更後の設定値ＳＰへと制御量ＰＶを追従させることが目的であるはずなので、設定値ＳＰ変更後にその設定値ＳＰ（あるいは設定値ＳＰの近傍）に制御量ＰＶが到達する以前に、設定値ＳＰの再変更、逆方向変更が行なわれた頻度や累計を扱うのが、より現実的であることもある。すなわち、このようにすることにより、フィードバック制御系に特有の非正常的な操作を検出できることになる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理１に対応する例である。ここでは、不具合検知システムを簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合検知システムは、従来から温調計に設けられている一般的構成である温調計制御機能部１と、本実施の形態の特徴的構成であるＦＤ／ＦＰ機能部２とから構成される。

温調計制御機能部１は、設定値ＳＰをオペレータが手操作により設定変更するための設定値操作部１０と、設定値ＳＰを設定値操作部１０から入力する設定値入力部１１と、制御量ＰＶを計測器から入力する制御量入力部１２と、設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出する操作量算出部１３と、操作量ＭＶを温調計外部に出力する操作量出力部１４とを備えている。

ＦＤ／ＦＰ機能部２は、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を集計して保持する頻度情報処理部２０と、外部からリセット信号を受け取ったときに、頻度情報処理部２０に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセット部２１と、操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを温調計外部に出力するアラーム出力部２２とを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図２、図３を参照して説明する。図２は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図３は不具合検知システムの動作例を示す図である。図３の横軸は時間、縦軸は制御量ＰＶ（温度）である。ここでは、設定値ＳＰを温度設定値、制御量ＰＶを温度計測値とし、例えば加熱装置の昇温制御中のデータを収集する場合について説明する。

まず、初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２のリセット部２１は、頻度情報処理部２０に保持されている操作頻度情報（変更頻度情報Ａ、再変更頻度情報Ｂ、逆方向変更頻度情報Ｃ）を全て０にリセットする（図２ステップＳ１００）。

変更頻度情報Ａは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更の頻度を示す。再変更頻度情報Ｂは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を示す。逆方向変更頻度情報Ｃは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を示す。

温調計の制御動作が起動すると、温調計制御機能部１の操作量算出部１３は、周知の制御演算アルゴリズムに従って、設定値入力部１１から入力された設定値ＳＰと制御量入力部１２から入力された制御量ＰＶとが一致するように操作量ＭＶを算出する。制御演算アルゴリズムとしては、例えばＰＩＤがある。操作量出力部１４は、操作量算出部１３によって算出された操作量ＭＶを制御対象に出力する。制御対象が例えば加熱処理炉の場合、加熱処理炉のヒータに電力を供給する電力調整器が、操作量ＭＶの実際の出力先となる。温調計制御機能部１は、このような操作量ＭＶの算出と出力とを制御周期毎に繰り返し実行する。

温調計のオペレータは、設定値ＳＰを変更したい場合、設定値操作部１０を操作して設定値ＳＰの変更を行なう。
ＦＤ／ＦＰ機能部２の頻度情報処理部２０は、温調計制御機能部１による制御動作が起動しているときに、設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図２ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更に応じて変更頻度情報Ａの値を次式のように更新する（図２ステップＳ１０２）。
Ａ←Ａ＋１ ・・・（１）

図３の例では、時刻ｔ１において設定値ＳＰが２０℃から５２℃に変更され、変更頻度情報Ａが１増えて、Ａ＝０からＡ＝１に更新される。また、時刻ｔ３において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝２からＡ＝３に更新される。また、時刻ｔ４において設定値ＳＰが２０℃から８８℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝３からＡ＝４に更新される。さらに、時刻ｔ６において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝５からＡ＝６に更新される。

頻度情報処理部２０は、設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間を０にリセットして経過時間の計測を開始し（図２ステップＳ１０３）、この経過時間が予め規定された時間以下であるときに（図２ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図２ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更に応じて変更頻度情報Ａの値を式（１）のように更新すると同時に（図２ステップＳ１０６）、再変更頻度情報Ｂの値を次式のように更新する（図２ステップＳ１０７）。
Ｂ←Ｂ＋１ ・・・（２）

図３の例では、時刻ｔ２において設定値ＳＰが５２℃から８０℃に変更されたとき、時刻ｔ１からの経過時間が規定時間以下なので、変更頻度情報Ａが１増えて、Ａ＝１からＡ＝２に更新されると同時に、再変更頻度情報Ｂが１増えて、Ｂ＝０からＢ＝１に更新される。

また、頻度情報処理部２０は、設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が予め規定された時間以下であるときに（ステップＳ１０４においてＹＥＳ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれ（ステップＳ１０５においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更（キャンセル操作）の場合（図２ステップＳ１０８においてＹＥＳ）、逆方向変更頻度情報Ｃの値を次式のように更新する（図２ステップＳ１０９）。
Ｃ←Ｃ＋１ ・・・（３）

図３の例では、時刻ｔ５において設定値ＳＰが８８℃から８０℃に変更されたとき、時刻ｔ４からの経過時間が規定時間以下なので、変更頻度情報ＡがＡ＝４からＡ＝５に更新されると同時に、再変更頻度情報ＢがＢ＝１からＢ＝２に更新され、さらに時刻ｔ４における設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更なので、逆方向変更頻度情報ＣもＣ＝０からＣ＝１に更新される。

ＦＤ／ＦＰ機能部２のアラーム出力部２２は、変更頻度情報Ａの値が予め規定された閾値Ｔａを超えた場合（図２ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、これに対応するアラームＡａを温調計外部に出力する（図２ステップＳ１１１）。
アラーム出力部２２は、再変更頻度情報Ｂの値が予め規定された閾値Ｔｂを超えた場合（図２ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、これに対応するアラームＡｂを温調計外部に出力する（図２ステップＳ１１３）。

また、アラーム出力部２２は、逆方向変更頻度情報Ｃの値が予め規定された閾値Ｔｃを超えた場合（図２ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、これに対応するアラームＡｃを温調計外部に出力する（図２ステップＳ１１５）。なお、再変更頻度情報Ｂおよび逆方向変更頻度情報Ｃの値はゼロが理想的である。アラームＡａ，Ａｂ，Ａｃの出力形態としては、例えば上位レベルのＰＣなどへのアラーム信号の出力等がある。

以上のようなステップＳ１０１〜Ｓ１１５の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２の動作が終了するまで（図２ステップＳ１１６においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。このＦＤ／ＦＰ機能部２の動作周期は温調計制御機能部１の制御周期と同じでもよいし、異なっていてもよい。

以上により、本実施の形態では、設定値ＳＰの設定変更に関する操作頻度情報を、オペレータの状態を表す情報として扱うＦＤ／ＦＰ機能を、簡易型の装置コントロールレベル（温調計など）に分散配置することができる。すなわち、温度制御系であればオペレータがコントローラを正常に操作できていない不具合を検出することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理２に対応する例である。本実施の形態においても、不具合検知システムを簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２ａとから構成される。

温調計制御機能部１の構成および動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。ＦＤ／ＦＰ機能部２ａは、外部からリセット信号を受け取ったときに、後述する累計情報処理部に保持されている操作累計情報を０にリセットするリセット部２１ａと、操作累計情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを温調計外部に出力するアラーム出力部２２ａと、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を集計して保持する累計情報処理部２３とを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図５、図６を参照して説明する。図５は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図６は不具合検知システムの動作例を示す図である。図６の横軸は時間、縦軸は制御量ＰＶ（温度）である。

まず、初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２ａのリセット部２１ａは、累計情報処理部２３に保持されている操作累計情報（変更累計情報Ｄ、再変更累計情報Ｅ、逆方向変更累計情報Ｆ）を全て０にリセットする（図５ステップＳ２００）。

変更累計情報Ｄは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す。再変更累計情報Ｅは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を示す。逆方向変更累計情報Ｆは、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を示す。

ＦＤ／ＦＰ機能部２ａの累計情報処理部２３は、温調計制御機能部１による制御動作が起動しているときに、設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図５ステップＳ２０１においてＹＥＳ）、変更前の設定値ＳＰの値に対する設定値ＳＰの変更幅ΔＳＰを検出して変更累計情報Ｄの値を次式のように更新する（図５ステップＳ２０２）。
Ｄ←Ｄ＋｜ΔＳＰ｜ ・・・（４）

図６の例では、時刻ｔ１０において設定値ＳＰが２０℃から５０℃に変更され、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝３２だけ増えて、Ｄ＝０からＤ＝３２に更新される。また、時刻ｔ１２において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝６０だけ増えて、Ｄ＝６０からＤ＝１２０に更新される。また、時刻ｔ１３において設定値ＳＰが２０℃から８８℃に変更され、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝６８だけ増えて、Ｄ＝１２０からＤ＝１８８に更新される。さらに、時刻ｔ１５において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝６０だけ増えて、Ｄ＝１９６からＤ＝２５６に更新される。

累計情報処理部２３は、設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間を０にリセットして経過時間の計測を開始し（図５ステップＳ２０３）、この経過時間が規定時間以下であるときに（図５ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図５ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、変更前の設定値ＳＰの値に対する設定値ＳＰの変更幅ΔＳＰを検出して変更累計情報Ｄの値を式（４）のように更新すると同時に（図５ステップＳ２０６）、再変更累計情報Ｅを次式のように更新する（図５ステップＳ２０７）。
Ｅ←Ｅ＋｜ΔＳＰ｜ ・・・（５）

図６の例では、時刻ｔ１１において設定値ＳＰが５２℃から８０℃に変更されたとき、時刻ｔ１０からの経過時間が規定時間以下なので、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝２８だけ増えて、Ｄ＝３２からＤ＝６０に更新されると同時に、再変更累計情報ＥがＥ＝０からＥ＝２８に更新される。

また、累計情報処理部２３は、設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに（ステップＳ２０４においてＹＥＳ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれ（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更（キャンセル操作）の場合（図５ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、逆方向変更累計情報Ｆの値を次式のように更新する（図５ステップＳ２０９）。
Ｆ←Ｆ＋｜ΔＳＰ｜ ・・・（６）

図６の例では、時刻ｔ１４において設定値ＳＰが８８℃から８０℃に変更されたとき、時刻ｔ１３からの経過時間が規定時間以下なので、変更累計情報Ｄが変更幅ΔＳＰの絶対値｜ΔＳＰ｜＝８だけ増えて、Ｄ＝１８８からＤ＝１９６に更新されると同時に、再変更累計情報ＥがＥ＝２８からＥ＝３６に更新され、さらに時刻ｔ１３における設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更なので、逆方向変更累計情報ＦもＦ＝０からＦ＝８に更新される。

ＦＤ／ＦＰ機能部２ａのアラーム出力部２２ａは、変更累計情報Ｄが予め規定された閾値Ｔｄを超えた場合（図５ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、これに対応するアラームＡｄを温調計外部に出力する（図５ステップＳ２１１）。
アラーム出力部２２ａは、再変更累計情報Ｅが予め規定された閾値Ｔｅを超えた場合（図５ステップＳ２１２においてＹＥＳ）、これに対応するアラームＡｅを温調計外部に出力する（図５ステップＳ２１３）。

また、アラーム出力部２２ａは、逆方向変更累計情報Ｆが予め規定された閾値Ｔｆを超えた場合（図５ステップＳ２１４）、これに対応するアラームＡｆを温調計外部に出力する（図５ステップＳ２１５）。なお、再変更累計情報Ｅおよび逆方向変更累計情報Ｆの値はゼロが理想的である。アラームＡｄ，Ａｅ，Ａｆの出力形態としては、例えば上位レベルのＰＣなどへのアラーム信号の出力等がある。

以上のようなステップＳ２０１〜Ｓ２１５の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２ａの動作が終了するまで（図５ステップＳ２１６においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。

本実施の形態では、設定値ＳＰの設定変更に関する操作累計情報を、オペレータの状態を表す情報として扱うＦＤ／ＦＰ機能を、簡易型の装置コントロールレベル（温調計など）に分散配置することができる。すなわち、温度制御系であればオペレータがコントローラを正常に操作できていない不具合を検出することができる。本実施の形態と第１の実施の形態を併用すれば、上位レベルのＰＣなどで、より詳細な分析が行なえるようになる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明の第３の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理１、発明の原理３に対応する例である。本実施の形態においても、不具合検知システムを簡易型のコントローラ（温調計）で実現する例として説明する。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２ｂとから構成される。

温調計制御機能部１の構成および動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。ＦＤ／ＦＰ機能部２ｂは、設定値ＳＰと制御量ＰＶを参照し、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を集計して保持する頻度情報処理部２０ｂと、リセット部２１と、アラーム出力部２２とを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図８、図９を参照して説明する。図８は不具合検知システムの動作を示すフローチャート、図９は不具合検知システムの動作例を示す図である。図９の横軸は時間、縦軸は制御量ＰＶ（温度）である。

まず、初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２ｂのリセット部２１は、頻度情報処理部２０ｂに保持されている操作頻度情報（変更頻度情報Ａ、再変更頻度情報Ｂ、逆方向変更頻度情報Ｃ）を全て０にリセットする（図８ステップＳ３００）。

ＦＤ／ＦＰ機能部２ｂの頻度情報処理部２０ｂは、温調計制御機能部１による制御動作が起動しているときに、設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図８ステップＳ３０１においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更に応じて変更頻度情報Ａの値を式（１）のように更新する（図８ステップＳ３０２）。

図９の例では、時刻ｔ２０において設定値ＳＰが２０℃から５２℃に変更され、変更頻度情報Ａが１増えて、Ａ＝０からＡ＝１に更新される。また、時刻ｔ２２において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝２からＡ＝３に更新される。また、時刻ｔ２３において設定値ＳＰが２０℃から８８℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝３からＡ＝４に更新される。さらに、時刻ｔ２５において設定値ＳＰが８０℃から２０℃に変更され、変更頻度情報ＡがＡ＝５からＡ＝６に更新される。

頻度情報処理部２０ｂは、設定値ＳＰと制御量ＰＶを参照し、制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に（図８ステップＳ３０３においてＮＯ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図８ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、この設定値ＳＰの変更に応じて変更頻度情報Ａの値を式（１）のように更新すると同時に（図８ステップＳ３０５）、再変更頻度情報Ｂの値を式（２）のように更新する（図８ステップＳ３０６）。

図９の例では、時刻ｔ２１において設定値ＳＰが５２℃から８０℃に変更されたとき、制御量ＰＶが直前に変更された設定値ＳＰ＝５２℃に到達していないので、変更頻度情報Ａが１増えて、Ａ＝１からＡ＝２に更新されると同時に、再変更頻度情報Ｂが１増えて、Ｂ＝０からＢ＝１に更新される。

また、頻度情報処理部２０ｂは、上記のように制御量ＰＶが設定値ＳＰに到達する前に（図８ステップＳ３０３においてＮＯ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれ（図８ステップＳ３０４においてＹＥＳ）、このステップＳ３０４で行なわれた最新の設定値ＳＰの変更が、ステップＳ３０１で行なわれた直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更（キャンセル操作）の場合（図８ステップＳ３０７においてＹＥＳ）、逆方向変更頻度情報Ｃの値を式（３）のように更新する（図８ステップＳ３０８）。

図９の例では、時刻ｔ２４において設定値ＳＰが８８℃から８０℃に変更されたとき、制御量ＰＶが直前に変更された設定値ＳＰ＝８８℃に到達していないので、変更頻度情報ＡがＡ＝４からＡ＝５に更新されると同時に、再変更頻度情報ＢがＢ＝１からＢ＝２に更新され、さらに時刻ｔ２３における設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更なので、逆方向変更頻度情報ＣもＣ＝０からＣ＝１に更新される。

図８のステップＳ３０９，Ｓ３１０，Ｓ３１１，Ｓ３１２，Ｓ３１３，Ｓ３１４の処理はそれぞれ図２のステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１３，Ｓ１１４，Ｓ１１５と同じなので、説明は省略する。
以上のようなステップＳ３０１〜Ｓ３１４の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２ｂの動作が終了するまで（図８ステップＳ３１５においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。こうして、本実施の形態では、フィードバック制御系に特有の非正常的な操作を検出することができる。

［第４の実施の形態］
第３の実施の形態では、上記発明の原理３を第１の実施の形態（発明の原理１）と組み合わせたが、発明の原理３を第２の実施の形態（発明の原理２）と組み合わせることも可能である。図１０は本発明の第４の実施の形態に係る不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図４と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２ｃとから構成される。

温調計制御機能部１の構成および動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。ＦＤ／ＦＰ機能部２ｃは、リセット部２１ａと、アラーム出力部２２ａと、設定値ＳＰと制御量ＰＶを参照し、設定値操作部１０による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を集計して保持する累計情報処理部２３ｃとを備えている。

以下、本実施の形態の不具合検知システムの動作を図１１を参照して説明する。まず、初期状態において外部からリセット信号を受け取ったことにより、ＦＤ／ＦＰ機能部２ｃのリセット部２１ａは、累計情報処理部２３ｃに保持されている操作累計情報（変更累計情報Ｄ、再変更累計情報Ｅ、逆方向変更累計情報Ｆ）を全て０にリセットする（図１１ステップＳ４００）。

ＦＤ／ＦＰ機能部２ｃの累計情報処理部２３ｃは、温調計制御機能部１による制御動作が起動しているときに、設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図１１ステップＳ４０１においてＹＥＳ）、変更前の設定値ＳＰの値に対する設定値ＳＰの変更幅ΔＳＰを検出して変更累計情報Ｄの値を式（４）のように更新する（図１１ステップＳ４０２）。

累計情報処理部２３ｃは、設定値ＳＰと制御量ＰＶを参照し、制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に（図１１ステップＳ４０３においてＮＯ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれた場合（図１１ステップＳ４０４においてＹＥＳ）、変更前の設定値ＳＰの値（ステップＳ４０１による変更後の設定値ＳＰの値）に対する設定値ＳＰの変更幅ΔＳＰを検出して変更累計情報Ｄの値を式（４）のように更新すると同時に（図１１ステップＳ４０５）、再変更累計情報Ｅを式（５）のように更新する（図１１ステップＳ４０６）。

また、累計情報処理部２３ｃは、上記のように制御量ＰＶが設定値ＳＰに到達する前に（図１１ステップＳ４０３においてＮＯ）、さらに設定値操作部１０を介して設定値ＳＰの変更が行なわれ（図１１ステップＳ４０４においてＹＥＳ）、このステップＳ４０４で行なわれた最新の設定値ＳＰの変更が、ステップＳ４０１で行なわれた直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更（キャンセル操作）の場合（図１１ステップＳ４０７においてＹＥＳ）、逆方向変更累計情報Ｆの値を式（６）のように更新する（図１１ステップＳ４０８）。

図１１のステップＳ４０９，Ｓ４１０，Ｓ４１１，Ｓ４１２，Ｓ４１３，Ｓ４１４の処理はそれぞれ図５のステップＳ２１０，Ｓ２１１，Ｓ２１２，Ｓ２１３，Ｓ２１４，Ｓ２１５と同じなので、説明は省略する。
以上のようなステップＳ４０１〜Ｓ４１４の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部２ｃの動作が終了するまで（図１１ステップＳ４１５においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。こうして、本実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、フィードバック制御系に特有の非正常的な操作を検出することができる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、加熱装置の温度制御系に第１の実施の形態の不具合検知システムを適用した場合の例を示すものである。図１２は本実施の形態の不具合検知システムの構成を示すブロック図であり、図１と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の不具合検知システムは、温調計制御機能部１と、ＦＤ／ＦＰ機能部２と、ＦＤ／ＦＰ機能部３とから構成される。

温調計制御機能部１とＦＤ／ＦＰ機能部２の構成および動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。ＦＤ／ＦＰ機能部３は、頻度情報処理部２０に保持されている操作頻度情報（変更頻度情報Ａ、再変更頻度情報Ｂ、逆方向変更頻度情報Ｃ）を予め規定された間隔で取得する頻度情報取得部３０と、操作頻度情報の取得後にリセット部２１にリセット信号を送信するリセット信号送信部３１と、頻度情報取得部３０が取得した操作頻度情報を記憶する頻度情報履歴記憶部３２と、頻度情報履歴記憶部３２に記憶された過去の任意の操作頻度情報の値に対する最新の操作頻度情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、オペレータが温調計を正常に操作できていない状態に推移している危険性を示すアラームを出力する判定部３３と備えている。

図１３は本実施の形態の適用対象となる加熱装置の構成を示すブロック図である。加熱装置は、処理対象の被加熱物を加熱する加熱チャンバー１００と、電気ヒータ１０１と、加熱チャンバー１００内の温度を計測する温度センサ１０２と、加熱チャンバー１００内の温度を制御する温調計１０３と、電力調整器１０４と、電力供給回路１０５と、加熱装置全体を制御するＰＬＣ（Programmable Logic Controller）１０６とから構成される。

温調計１０３は、温度センサ１０２が計測した温度ＰＶが温度設定値ＳＰと一致するように操作量ＭＶを算出する。電力調整器１０４は、操作量ＭＶに応じた電力を決定し、この決定した電力を電力供給回路１０５を通じて電気ヒータ１０１に供給する。こうして、温調計１０３は、加熱チャンバー１００内の被加熱物の温度を制御する。

図１２の温調計制御機能部１とＦＤ／ＦＰ機能部２とは温調計１０３に実装され、ＦＤ／ＦＰ機能部３は温調計１０３よりも上位レベルのＰＣなどからなるＰＬＣ１０６に実装される。

次に、本実施の形態の不具合検知システムのＦＤ／ＦＰ機能部３の動作を図１４を参照して説明する。
頻度情報取得部３０は、ＦＤ／ＦＰ機能部２の頻度情報処理部２０ｂに保持されている操作頻度情報（変更頻度情報Ａ、再変更頻度情報Ｂ、逆方向変更頻度情報Ｃ）を取得する（図１４ステップＳ５００）。

操作頻度情報の取得後、頻度情報取得部３０は、リセット信号送信部３１に対してリセット信号を送信するよう指示を出す。この指示に応じて、リセット信号送信部３１は、ＦＤ／ＦＰ機能部２のリセット部２１にリセット信号を送信する（図１４ステップＳ５０１）。リセット部２１の動作は第１の実施の形態で説明したとおりである。
頻度情報履歴記憶部３２は、頻度情報取得部３０が取得した操作頻度情報を記憶する（図１４ステップＳ５０２）。

判定部３３は、頻度情報取得部３０が取得した最新の変更頻度情報Ａと頻度情報履歴記憶部３２に記憶されている過去の任意の変更頻度情報Ａとを比較し、過去の変更頻度情報Ａの値に対する最新の変更頻度情報Ａの値の増加量が予め規定された閾値Ｔａｘを超えた場合（図１４ステップＳ５０３）、オペレータが温調計１０３を正常に操作できていない状態に推移している危険性を示すアラームＸａを出力する（図１４ステップＳ５０４）。

判定部３３は、頻度情報取得部３０が取得した最新の再変更頻度情報Ｂと頻度情報履歴記憶部３２に記憶されている過去の任意の再変更頻度情報Ｂとを比較し、過去の再変更頻度情報Ｂの値に対する最新の再変更頻度情報Ｂの値の増加量が予め規定された閾値Ｔｂｘを超えた場合（図１４ステップＳ５０５）、オペレータが温調計１０３を正常に操作できていない状態に推移している危険性を示すアラームＸｂを出力する（図１４ステップＳ５０６）。

また、判定部３３は、頻度情報取得部３０が取得した最新の逆方向変更頻度情報Ｃと頻度情報履歴記憶部３２に記憶されている過去の任意の逆方向変更頻度情報Ｃとを比較し、過去の逆方向変更頻度情報Ｃの値に対する最新の逆方向変更頻度情報Ｃの値の増加量が予め規定された閾値Ｔｃｘを超えた場合（図１４ステップＳ５０７）、オペレータが温調計１０３を正常に操作できていない状態に推移している危険性を示すアラームＸｃを出力する（図１４ステップＳ５０８）。アラームＸａ，Ｘｂ，Ｘｃの出力形態としては、例えばＬＥＤの点灯、メッセージの表示、音声出力等がある。

以上のようなステップＳ５００〜Ｓ５０８の処理が、例えばオペレータからの指令によってＦＤ／ＦＰ機能部３の動作が終了するまで（図１４ステップＳ５０９においてＹＥＳ）、一定周期毎に繰り返し実行される。このＦＤ／ＦＰ機能部３の動作周期は、ＦＤ／ＦＰ機能部２の動作周期および温調計制御機能部１の制御周期よりも長い値に設定される。

［オペレータ状態検知例］
ここでは、本実施の形態の不具合検知システムを図１３に示した加熱装置の温度制御系に適用した場合について説明する。加熱装置を利用した生産プロセスでは、対象製品により様々な温度変更があり、昇温工程も様々であるが、昇温パターンは有限であり、１週間中には概ね標準的な昇温パターンが平均的な頻度で実行されるものとする。したがって、ＦＤ／ＦＰ機能部３の動作周期を１週間とする。閾値は、Ｔａｘ＝５０回、Ｔｂｘ＝１０回、Ｔｃｘ＝５回とする。操作頻度情報（変更頻度情報Ａ、再変更頻度情報Ｂ、逆方向変更頻度情報Ｃ）が頻度情報履歴記憶部３２に１週間毎に図１５のように記録されるものとする。

図１５から明らかなように、第２７週と第２８週に、それぞれの再変更頻度情報Ｂの値が、少なくとも第２週の再変更頻度情報Ｂの値よりも閾値Ｔｂｘ＝１０回を超える増加分（１８回−７回＝１１回、２２回−７回＝１５回）を示したことになるので、アラームＸｂが出力される。
また、第２８週に、逆方向変更頻度情報Ｃの値が少なくとも第１週と第２週の逆方向変更頻度情報Ｃの値よりも閾値Ｔｃｘ＝５回を超える増加分（８回−２回＝６回）を示したことになるので、アラームＸｃが出力される。

以上のように、本実施の形態では、第１の実施の形態と比較してさらに高度なオペレータ状態検知が可能になる。本実施の形態によれば、生産プロセス管理者は、オペレータの交替などにより、オペレータが温調計１０３を正常に操作できていない状態に推移した危険性を認識し、何らかの対処ができる。

なお、本実施の形態では、ＦＤ／ＦＰ機能部３を第１の実施の形態に適用したが、第２〜第４の実施の形態についても同様にＦＤ／ＦＰ機能部３を適用できることは言うまでもない。ＦＤ／ＦＰ機能部３を第２、第４の実施の形態に適用する場合、頻度情報取得部３０と頻度情報履歴記憶部３２の代わりに、累計情報処理部２３，２３ｃに保持されている操作累計情報を予め規定された間隔で取得する累計情報取得部と、累計情報取得部が取得した操作累計情報を記憶する累計情報履歴記憶部とを設け、判定部３３は累計情報履歴記憶部に記憶された過去の任意の操作累計情報の値に対する最新の操作累計情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力すればよい。

なお、背景技術ではＥＥＳの装置内分散配置を課題として取り上げているが、第１〜第５の実施の形態は、ＥＥＳに限らず、建物の空調制御や化学プラントなどで利用される装置コントロールレベルも対象範囲に入る。

第１〜第５の実施の形態で説明した不具合検知システムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第１〜第５の実施の形態で説明した処理を実行する。なお、上記で説明したとおり、不具合検知システムが複数の装置に分散して配置される場合には、各装置のＣＰＵが自装置の記憶装置に格納されたプログラムに従って処理を実行すればよい。

本発明は、オペレータが温調計などのコントローラを正常に操作できていない不具合を検知したり予知したりする技術に適用することができる。

１…温調計制御機能部、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，３…ＦＤ／ＦＰ機能部、１０…設定値操作部、１１…設定値入力部、１２…制御量入力部、１３…操作量算出部、１４…操作量出力部、２０，２０ｂ…頻度情報処理部、２１，２１ａ…リセット部、２２，２２ａ…アラーム出力部、２３，２３ｃ…累計情報処理部、３０…頻度情報取得部、３１…リセット信号送信部、３２…頻度情報履歴記憶部、３３…判定部。

Claims (16)

1. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、
   前記設定値ＳＰをオペレータの操作に応じて設定変更するための設定値操作手段と、
   この設定値操作手段による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を集計して保持する頻度情報処理手段と、
   外部からリセット信号を受け取ったときに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセット手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
2. 請求項１記載の不具合検知システムにおいて、
   前記操作頻度情報は、前記設定値ＳＰの変更の頻度を示す変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を示す再変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を示す逆方向変更頻度情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする不具合検知システム。
3. 請求項１記載の不具合検知システムにおいて、
   前記操作頻度情報は、前記設定値ＳＰの変更の頻度を示す変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた頻度を示す再変更頻度情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である頻度を示す逆方向変更頻度情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする不具合検知システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の不具合検知システムにおいて、
   さらに、前記操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とする不具合検知システム。
5. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出手段と、
   前記設定値ＳＰをオペレータの操作に応じて設定変更するための設定値操作手段と、
   この設定値操作手段による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を集計して保持する累計情報処理手段と、
   外部からリセット信号を受け取ったときに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報をゼロにリセットするリセット手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
6. 請求項５記載の不具合検知システムにおいて、
   前記操作累計情報は、前記設定値ＳＰの変更幅の累計を示す変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を示す再変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後の経過時間が規定時間以下であるときに前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を示す逆方向変更累計情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする不具合検知システム。
7. 請求項５記載の不具合検知システムにおいて、
   前記操作累計情報は、前記設定値ＳＰの変更幅の累計を示す変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれた場合の変更幅の累計を示す再変更累計情報と、前記設定値ＳＰの変更が行なわれた後に前記制御量ＰＶが変更後の設定値ＳＰに到達する前に前記設定値操作手段による設定値ＳＰの変更がさらに行なわれ、この設定値ＳＰの変更が直前の設定値ＳＰの変更に対して逆方向の変更である場合の変更幅の累計を示す逆方向変更累計情報のうち少なくとも１つであることを特徴とする不具合検知システム。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項に記載の不具合検知システムにおいて、
   さらに、前記操作累計情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力手段を備えることを特徴とする不具合検知システム。
9. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の不具合検知システムにおいて、
   さらに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報を予め規定された間隔で取得する頻度情報取得手段と、
   前記操作頻度情報の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、
   前記頻度情報取得手段が取得した操作頻度情報を記憶する頻度情報履歴記憶手段と、
   この頻度情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作頻度情報の値に対する最新の操作頻度情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
10. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載の不具合検知システムにおいて、
    さらに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報を予め規定された間隔で取得する累計情報取得手段と、
    前記操作累計情報の取得後に前記リセット手段に前記リセット信号を送信するリセット信号送信手段と、
    前記累計情報取得手段が取得した操作累計情報を記憶する累計情報履歴記憶手段と、
    この累計情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作累計情報の値に対する最新の操作累計情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定手段とを備えることを特徴とする不具合検知システム。
11. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、
    オペレータの操作による設定値ＳＰの変更の頻度を示す操作頻度情報を頻度情報処理手段で集計して保持する頻度情報処理ステップと、
    外部からリセット信号を受け取ったときに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報をゼロにリセットするリセットステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。
12. 請求項１１記載の不具合検知方法において、
    さらに、前記操作頻度情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力ステップを含むことを特徴とする不具合検知方法。
13. 設定値ＳＰと制御量ＰＶに基づき操作量ＭＶを算出して出力する操作量算出ステップと、
    オペレータの操作による設定値ＳＰの変更幅の累計を示す操作累計情報を累計情報処理手段で集計して保持する累計情報処理ステップと、
    外部からリセット信号を受け取ったときに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報をゼロにリセットするリセットステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。
14. 請求項１３記載の不具合検知方法において、
    さらに、前記操作累計情報の値が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力するアラーム出力ステップを備えることを特徴とする不具合検知方法。
15. 請求項１１または１２記載の不具合検知方法において、
    さらに、前記頻度情報処理手段に保持されている操作頻度情報を予め規定された間隔で取得する頻度情報取得ステップと、
    前記操作頻度情報の取得後に前記リセット信号を送信するリセット信号送信ステップと、
    前記頻度情報取得ステップで取得した操作頻度情報を頻度情報履歴記憶手段に記憶させる頻度情報履歴記憶ステップと、
    前記頻度情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作頻度情報の値に対する最新の操作頻度情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定ステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。
16. 請求項１３または１４記載の不具合検知方法において、
    さらに、前記累計情報処理手段に保持されている操作累計情報を予め規定された間隔で取得する累計情報取得ステップと、
    前記操作累計情報の取得後に前記リセット信号を送信するリセット信号送信ステップと、
    前記累計情報取得ステップで取得した操作累計情報を累計情報履歴記憶手段に記憶させる累計情報履歴記憶ステップと、
    前記累計情報履歴記憶手段に記憶された過去の任意の操作累計情報の値に対する最新の操作累計情報の値の増加量が予め規定された閾値を超えたときに、アラームを出力する判定ステップとを含むことを特徴とする不具合検知方法。

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