JP2018169827A - Operation monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、生産設備の運転状態及び生産過程の進捗状況などを検出し、生産管理及び運転状態の蓄積などを行うことによって、トラブルの軽減及び生産過程の合理化に資する運転監視システムに関するものである。 The present invention relates to an operation monitoring system that contributes to trouble reduction and rationalization of a production process by detecting the operation state of a production facility and the progress of a production process, and performing production management and accumulation of operation states. .
今日、生産ラインは、合理的な生産管理の下、オートメーション化及びロボット化が図られているが、未だ、人手に頼らざるを得ない部分が残っており、複数の生産設備に直接対処する人員（以下「オペレータ」という）がそれぞれ担当の生産設備の動作を監視し、適宜対処することによって稼働率の向上が図られている。
また、いかに自動化が進んだとしても、機械やシステムに生じるトラブルを完全に回避することは極めて困難であり、オペレータその他の管理者が、トラブルを如何にして事前に察知し、予防し、又は早期に発見し解決するかが課題となっている。
その様な実情の下、コンピュータシステムを利用した生産管理や生産設備の運転状態の監視などを行う様々なシステム（例えば下記特許文献参照）が案出されている。
Today, production lines are automated and robotized under reasonable production control, but there are still some parts that must be relied on manually, and personnel who directly handle multiple production facilities. (Hereinafter referred to as “operator”) monitors the operations of the production facilities in charge and takes appropriate measures to improve the operating rate.
Moreover, no matter how much automation is advanced, it is extremely difficult to completely avoid troubles that occur in machines and systems, and how operators and other managers can detect and prevent troubles in advance, The problem is how to find and solve the problem.
Under such circumstances, various systems (for example, refer to the following patent documents) have been devised for performing production management using a computer system, monitoring the operation state of production facilities, and the like.
上記従来のシステムでは、監視すべきシグナルタワー毎に、当該シグナルタワーに向けた撮像装置を取り付け、採取した画像からシグナルタワーの部分画像の領域を指定して切出しを行うなどの煩雑な作業が伴うと言う問題がある。 In the conventional system described above, for each signal tower to be monitored, an imaging device for the signal tower is attached, and complicated operations such as cutting out by specifying a region of the partial image of the signal tower from the collected image are involved. There is a problem to say.
また、上記従来のシステムは、シグナルタワーを具備する多くの生産設備の運転状態を、遠隔所から集中管理又は集中監視するシステムであって、専ら、当該システムを遠隔所で操作する管理者の利用に便宜な構成となっている。
そのため、その検出内容は、例えば、現時点における運転状態や進捗情報など、オペレータにとって重要な情報を欠いている場合も少なくない。
この様な情況では、当該管理・監視システムが蓄積し又は逐次得られる有益な情報が、実際に生産設備を運転しトラブルなどに対処するオペレータへ機動的に伝達されず、有益な情報を効率的な生産の実現に活かし難いという問題がある。
In addition, the above conventional system is a system for centrally managing or monitoring the operating states of many production facilities equipped with a signal tower from a remote location, and is exclusively used by an administrator who operates the system remotely. Convenient configuration.
Therefore, the detected content often lacks important information for the operator, such as the current driving state and progress information.
In such a situation, the useful information accumulated or sequentially obtained by the management / monitoring system is not transmitted to the operator who actually operates the production facility and deals with troubles, and the useful information is efficiently transmitted. There is a problem that it is difficult to make use of it for the realization of safe production.
一方で、生産設備とその管理・監視システムを通信可能とし、当該通信手段を保守管理することも極めて煩雑な作業であることに鑑み、生産設備の増減を簡単に実現できるシステムであることも要請されているところである。 On the other hand, in view of the fact that it is possible to communicate between the production facility and its management / monitoring system and to maintain and manage the communication means, it is also required to be a system that can easily increase / decrease production facilities. It is being done.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、生産設備の運転状態を蓄え解析することによって、製品の効率的な生産を行うことができるのみならず、生産管理に有用な情報を複数の生産設備の運転・管理するオペレータに対して機動的に提供することができる運転監視システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by storing and analyzing the operating state of production equipment, not only can efficient production of products be performed, but also information useful for production management can be obtained. An object of the present invention is to provide an operation monitoring system that can be flexibly provided to an operator who operates and manages a plurality of production facilities.
上記課題を解決するためになされた本発明による運転監視システムは、生産設備に付設する運転監視システムであって、生産設備の稼働状態を表示する状態表示装置又は操作装置の配色（色、配置）情報を採取する外観採取手段と、前記配色情報の時系列データを保持する外観記録手段と、前記配色情報の時系列データを前記状態表示装置又は操作装置それぞれの状態情報の時系列データに変換する外観解析手段を備えることを特徴とする。 An operation monitoring system according to the present invention made to solve the above problems is an operation monitoring system attached to a production facility, and is a color display (color, arrangement) of a state display device or an operation device that displays an operation state of the production facility. Appearance collecting means for collecting information, appearance recording means for holding time series data of the color arrangement information, and converting the time series data of the color arrangement information into time series data of the state information of the state display device or the operation device. An appearance analysis means is provided.
本発明による運転監視システムは、前記状態表示装置又は操作装置それぞれの配色情報から色データ、テキストデータ又は指示データからなる前記状態情報を検出する前記データ検出手段を備える構成を採ることができる他、前記外観解析手段に、前記配色情報が変化する可変域を導くと共に、当該可変域を含む被判定機器を区分する機器検出手段と、前記可変域それぞれの配色情報から前記被判定機器の色データ、テキストデータ又は指示データからなる前記状態情報を検出する前記データ検出手段を備える構成を採ることができる。 The operation monitoring system according to the present invention can adopt a configuration including the data detection means for detecting the status information including color data, text data, or instruction data from the color arrangement information of the status display device or the operation device, Introducing the variable range in which the color scheme information changes to the appearance analysis unit, and the device detection unit for classifying the device to be determined including the variable range, and the color data of the device to be determined from the color scheme information of each variable range, It is possible to adopt a configuration including the data detection means for detecting the status information composed of text data or instruction data.
また、本発明による運転監視システムは、前記状態表示装置の前記配色情報の時系列データから生産進捗情報を検出する時系列解析手段と、前記生産進捗情報を受けて仕掛かり運転の推定所要時間を出力する計時手段と、前記状態表示装置の前記状態情報及び前記推定所要時間を示す表示手段を備える構成を採ることができる。 In addition, the operation monitoring system according to the present invention includes a time-series analysis unit that detects production progress information from the time-series data of the color arrangement information of the status display device, and an estimated required time for in-process operation in response to the production progress information. It is possible to adopt a configuration comprising a clocking means for outputting and a display means for indicating the status information and the estimated required time of the status display device.
本発明による運転監視システムによれば、生産設備の運転及び生産管理に有用な情報を、運転場面により近い者が逐次享受できるために、限られた時間をより有効に利用しつつ対処することができる他、エラーの発生やロット終了の認識及び予測を正確に行うことができることから、エラーやロット終了の放置などによる運転時間のロスやエラーからの復旧遅延を回避し、製品の効率的な生産を行うことができる。 According to the operation monitoring system of the present invention, information that is useful for the operation and production management of production facilities can be sequentially enjoyed by those who are closer to the operation scene, so that the limited time can be used more effectively. In addition, it is possible to accurately recognize and predict the occurrence of errors and the end of lots, avoiding loss of operating time due to errors and leaving lot ends, and delaying recovery from errors, and efficient production of products. It can be performed.
また、記録した画像データなどを解析することによって、トラブル発生前の運転状態を振り返って検証し、トラブルの発生原因を断定又は推定し、早期の改修・改善及び設備の品質の向上などを図ることによって、トラブル後において当該生産設備の生産性をより高いレベルに引き上げることが可能となる。 Also, by analyzing the recorded image data, etc., review the operating state before the trouble occurred, determine the cause of the trouble, determine the cause of the trouble, improve the quality and quality of the equipment early, etc. Thus, it becomes possible to raise the productivity of the production facility to a higher level after a trouble.
以下、本発明による運転監視システムの実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図１に示す例は、生産設備の運転状態を表示するシグナルタワーなどの状態表示装置や操作盤などの又は操作装置を具備する生産設備に付設する運転監視システムであって、生産設備の稼動状態を表示する状態表示装置であるシグナルタワーやランプ及び計器並びに操作装置であるスイッチを撮影し、その画像の解析処理を適宜行うことによって、生産設備のトラブル分析に資する配色情報を検出し、当該配色情報を時系列に副って保存するものである。
Embodiments of an operation monitoring system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
The example shown in FIG. 1 is an operation monitoring system attached to a production facility equipped with a state display device such as a signal tower that displays the operational state of the production facility, an operation panel, or an operation device. The color display information that contributes to the trouble analysis of the production facility is detected by photographing the signal tower, the lamp, the instrument, and the switch that is the operation device, which are the status display device for displaying the image, and appropriately analyzing the image to detect the color arrangement information. Information is stored in chronological order.
この例は、所謂コンピュータシステムとして構成され、状態表示装置又は操作装置の配色情報（画像データなど）を採取する外観採取手段１と、前記配色情報の時系列データを保持する外観記録手段２と、前記配色情報の時系列データを前記状態表示装置又は操作装置それぞれの状態情報の時系列データに変換する外観解析手段３を備える（図４参照）。
尚、この例における前記配色情報は、取得した画像に含まれる色情報、各色情報の範囲、及びその配置を定義する色情報と位置座標からなる。
This example is configured as a so-called computer system, and an
The color arrangement information in this example includes color information included in the acquired image, a range of each color information, and color information defining the arrangement and position coordinates.
前記外観採取手段１は、シグナルタワーやランプなどの状態表示装置に対しては、Red、Green、Blueにそれぞれ感度をもつ単色センサ、多様な色に対して感度をもつカラーセンサ及びＣＣＤカメラなどの撮像装置を採用し、計器の指針や７セグメントＬＥＤなどの状態表示装置や操作装置の状態検知に対しては、ＣＣＤカメラなどの撮像装置などを採用する。 The appearance collecting means 1 is a single color sensor having sensitivity to red, green, and blue, a color sensor having sensitivity to various colors, a CCD camera, etc. for a status display device such as a signal tower or a lamp. An image pickup device is used, and an image pickup device such as a CCD camera is used for state display devices such as instrument pointers and 7-segment LEDs and state detection of operation devices.
この例の前記外観記録手段２は、前記外観採取手段１で検出したＲＧＢデータ（色データ）を時系列でメモリ又は各種記憶メディアなどの記憶手段４に記録する。
この例の前記外観解析手段３は、前記配色情報が変化する領域を可変域とみなし、当該可変域を含む領域を被判定機器として区分する機器検出手段５と、前記被判定機器それぞれから色データ、テキストデータ又は指示データからなる前記状態情報を検出するデータ検出手段６を備える。
The appearance recording
In this example, the appearance analysis unit 3 regards an area where the color scheme information changes as a variable area, and classifies the area including the variable area as a device to be determined, and color data from each of the devices to be determined. And data detecting means 6 for detecting the state information consisting of text data or instruction data.
前記機器検出手段５は、例えば前記外観採取手段１で検出したＲＧＢデータについて相対的に変化が激しい部分（可変域）を、中央部分に合理的な割合（判定に支障が無く且つ判定に不要な領域が過多とならないように設定された割合）で内包する所定形状（例えば方形状や円形状など）の領域を被判定機器として画像データから切り出すと共に、切り出された各被判定機器に、その機能や役割に応じた属性を付すものである。 For example, the device detection means 5 has a reasonable ratio (variable area) of the RGB data detected by the appearance collecting means 1 to a reasonable ratio in the central portion (no problem in determination and unnecessary for determination). A region of a predetermined shape (for example, a square shape or a circular shape) included at a ratio set so that the region does not become excessive) is cut out from the image data as a device to be judged, and the function to each cut out device to be judged And attributes according to roles.
前記データ検出手段６は、色データ、テキストデータ又は指示データからなる前記状態情報を検出する際に、以下の処理を行う。
前記色データは、例えば、前記外観採取手段１で検出した可変域の輝度を用い、シグナルタワーなどの赤、青又は黄などのそれぞれの位置において、赤、青又は黄などそれぞれの閾値と比較することによって各々の点灯又は消灯などを判定し、各々のフラグ又は赤、青又は黄などの色彩コードを出力する。
また、例えば、前記外観採取手段１で検出した前記可変域のＲＧＢデータを、判別すべき色が予め設定された色テーブルを参照し、検出したＲＧＢデータに対応する点灯若しくは消灯のフラグ又は赤、青又は黄などの色彩コードを出力する（図５又は図６参照）。
The data detection means 6 performs the following processing when detecting the status information consisting of color data, text data, or instruction data.
The color data is, for example, the brightness of the variable range detected by the appearance collecting means 1 and is compared with each threshold value such as red, blue or yellow at each position such as red, blue or yellow, such as a signal tower. Thus, each lighting or extinguishing is determined, and each flag or a color code such as red, blue or yellow is output.
In addition, for example, the variable range RGB data detected by the
前記テキストデータは、前記撮像装置で採取した画像データから切り出された可変域の文字と思われる部分をＯＣＲ（Optical Character Recognition）で解析し、コンピューター上で扱える文字データに変換し出力する。
前記指示データは、例えば、前記計器の針の稼動範囲（可変域）に対する当該時点での針の占有位置から指示値を算出し出力する（図７参照）。
The text data is analyzed by OCR (Optical Character Recognition) by analyzing a portion that appears to be a variable-range character extracted from the image data collected by the imaging device, and converted into character data that can be handled on a computer.
As the instruction data, for example, an instruction value is calculated and output from the occupation position of the needle at that time with respect to the operating range (variable range) of the needle of the instrument (see FIG. 7).
この様に、画像認識技術を用い、配色情報から可変域を包含する被判定機器を自動的に切り出す処理を行うことによって、設備との配線工事を要することなく安価な運転監視システムを構築することができる。
そして、前記シグナルタワーや制御盤が具備する状態表示装置又は操作装置それぞれの状態情報を時系列データで保持することによって、人員を削減し省力化された工場や施設などの状況把握を統計的に且つ合理的に行い、将来の運転効率の向上につなげることができる。
In this way, an inexpensive operation monitoring system is constructed without the need for wiring work with equipment by automatically cutting out the device to be judged including the variable range from the color arrangement information using image recognition technology. Can do.
The status information of each status display device or operation device provided in the signal tower or control panel is held as time-series data, thereby statistically grasping the situation of factories, facilities, etc. that have reduced labor and labor. Moreover, it can be carried out rationally and can lead to improvement of future operation efficiency.
更に、当該運転監視システムは、生産設備のオペレータにとっても便宜な構成を採ることができる。
以下、その実施例を例示する。
Further, the operation monitoring system can take a convenient configuration for the operator of the production facility.
Examples thereof will be described below.
この運転監視システムの例は、生産設備の稼働状態を表示するシグナルタワー（状態表示装置）の点滅情報（前記配色情報）の時系列データを保持する前記外観記録手段２と、前記点滅情報の時系列データからシグナルタワーの状態情報の時系列データを導く前記外観解析手段３と、前記シグナルタワーの状態情報の時系列データから生産進捗情報を検出する運転履歴検出手段７と、前記生産進捗情報を受けて仕掛かり運転の推定所要時間若しくは残り時間又は双方を出力する計時手段８と、生産設備の稼働状態を表示する前記シグナルタワーの状態情報（シグナルタワー情報）及び前記推定所要時間又は残り時間を示す表示手段９を備える運転監視システムである。
The example of the operation monitoring system includes the
この例のシグナルタワーは、上から、赤、黄、青からなる三段のアラームライトが適宜点灯又は点滅する構成を持ち、ここでは、赤がエラー、黄が待機、青が正常運転を意味する。
前記アラームライトの点灯及び点滅は、この運転監視システムにおいて、所定の画像データ（配色情報）その他のデータに変換され、シグナルタワー情報として用いられる。
The signal tower in this example has a configuration in which the three-stage alarm light consisting of red, yellow, and blue is appropriately lit or blinking from above, where red means error, yellow means standby, and blue means normal operation. .
The lighting and blinking of the alarm light is converted into predetermined image data (color arrangement information) and other data in this operation monitoring system and used as signal tower information.
この例の前記外観採取手段１は、当該運転監視システムを付設した生産設備が具備するシグナルタワーの画像をその近傍と共に採取するＣＣＤカメラなどの撮像装置である。
前記外観記録手段２は、前記外観採取手段１から各生産設備が具備するシグナルタワーの画像データを受け、当該画像データを時系列で記録する。
前記外観解析手段３は、その画像データから点灯などしているアラームライトのシグナル色を検出すると共に、当該シグナル色を、採取した時刻及び採取した画像データと共に時系列データ化し、運転履歴情報の一部である前記シグナルタワー情報として前記記憶手段４に保存する（図２又は図３参照）。
前記外観採取手段１は、各生産設備に対して各々一台設置する構成を採ることもできるが、一台の外観採取手段１に複数の生産設備及びその近傍の撮影を担当させる構成を採ることもできる（図１参照）。
The appearance collecting means 1 in this example is an imaging device such as a CCD camera that collects an image of a signal tower included in a production facility provided with the operation monitoring system together with its vicinity.
The appearance recording means 2 receives the image data of the signal tower included in each production facility from the appearance collecting means 1 and records the image data in time series.
The appearance analysis means 3 detects the signal color of the alarm light that is turned on from the image data, and converts the signal color into time series data together with the collected time and the collected image data. It is stored in the storage means 4 as the signal tower information which is a part (see FIG. 2 or FIG. 3).
The appearance collecting means 1 may be configured to be installed for each production facility, but the appearance collecting means 1 is configured to take charge of photographing a plurality of production facilities and the vicinity thereof. (See FIG. 1).
この例の前記記憶手段４は、オーダー情報及び運転履歴情報を含む生産管理の基準となり得る情報並びに各種演算に要する諸情報を保持する。
前記オーダー情報は、当該運転監視システム及び当該システムを付設した生産設備のコントローラに入力され、当該生産設備に対して製品の仕様に応じた加工をアクチュエータに実施させる制御データに変換して利用されるものであって、例えば、製品の属性、製品の仕様、生産数量及び生産期限を決めるデータを含む。
前記運転履歴情報は、例えば、前記シグナルタワー情報及び前記オーダー情報により稼動した際に生じた実際の工数、生産数量及び生産期間並びにアイドリング時間及びインターバル時間（段取り換えに要する時間など）をそれらの検出日時と組み合わせた情報並びにそれらから導かれた単位生産数量当たりの工数などの加工情報などである。
The storage means 4 in this example holds information that can be a reference for production management including order information and operation history information and various information required for various calculations.
The order information is input to the operation monitoring system and a controller of a production facility provided with the system, and converted into control data for causing the actuator to perform processing according to product specifications for the production facility. For example, it includes data for determining product attributes, product specifications, production quantities, and production deadlines.
The operation history information is detected, for example, actual man-hours, production quantity and production period, idling time and interval time (time required for setup change, etc.) generated when the operation is performed based on the signal tower information and the order information. Information combined with date and time, and processing information such as man-hours per unit production quantity derived therefrom.
この例の前記運転履歴検出手段７は、各生産設備の正常運転時、エラー時、待機時、停止時又はそれ以外の時からなる運転状態を、前記データ検出手段６から出力された点灯及び点滅など並びにその組合せからなる前記シグナルタワー情報から導くと共に、前記運転状態が遷移する過渡期における検出時を前記計時手段８から検出する。
前記運転履歴検出手段７は、導いた運転状態を、前記計時手段８から受けたそれらの検出日時と組合せた運転履歴情報として前記記憶手段４に記録する。
また、前記運転履歴検出手７段は、前記正常運転信号を受けて、前記オーダー情報及び前記諸情報から前記推定生産所要時間を導き、当該作業において当該正常運転下で経過した時間を前記記憶手段４に蓄えられた当該作業所定の推定生産所要時間から減じ残り時間を前記表示手段９へ出力する。
The operation history detection means 7 in this example is the lighting and blinking output from the data detection means 6 indicating the operation state of each production facility during normal operation, error, standby, stop or other time. The time counting means 8 detects the time of detection in the transition period in which the operating state transitions.
The operation history detection means 7 records the derived operation state in the storage means 4 as operation history information combined with the detection date and time received from the
In addition, the seventh operation history detector receives the normal operation signal, derives the estimated production time from the order information and the various information, and stores the time elapsed under the normal operation in the work. 4 and the remaining time subtracted from the estimated required production time stored in the
この例の前記表示手段９は、ディスプレイ装置であって、前記シグナルタワー情報を担当装置ごとに、当該アラームライトの色彩又は文字などで表示すると共に、各装置の前記残り時間を組み合わせて表示する。
視覚的に瞬時に把握できる様に、担当する複数の装置が置かれたレイアウトに副って表示することが望ましい。
The display means 9 in this example is a display device, and displays the signal tower information for each device in charge in the color or character of the alarm light, and displays the remaining time of each device in combination.
It is desirable to display the layout along with a layout in which a plurality of devices in charge are placed so that they can be visually grasped instantaneously.
この例は、前記記憶手段４が保持する前記オーダー情報及び前記生産予定時間などの算出に要する情報を読み込むために、キーボードなどの入力手段又はＵＳＢインターフェースなどの記録メディア読取手段を備える。 This example includes input means such as a keyboard or recording media reading means such as a USB interface in order to read the order information held by the storage means 4 and information required for calculation such as the scheduled production time.
１ 外観採取手段，２ 外観記録手段，３ 外観解析手段，
４ 記憶手段，５ 機器検出手段，６ データ検出手段，
７ 運転履歴検出手段，８ 計時手段，９ 表示手段，
1 appearance collecting means, 2 appearance recording means, 3 appearance analysis means,
4 storage means, 5 device detection means, 6 data detection means,
7 operation history detection means, 8 timing means, 9 display means,
Claims (4)
生産設備の稼動状態を表示する状態表示装置又は操作装置の配色情報を採取する外観採取手段と、
前記配色情報の時系列データを保持する外観記録手段と、
前記配色情報の時系列データを前記状態表示装置又は操作装置それぞれの状態情報の時系列データに変換する外観解析手段を備えることを特徴とする運転監視システム。 An operation monitoring system attached to a production facility,
Appearance collecting means for collecting color display information of a state display device or an operation device that displays the operating state of the production facility;
Appearance recording means for holding time series data of the color arrangement information;
An operation monitoring system comprising: an appearance analysis unit that converts time series data of the color arrangement information into time series data of state information of each of the state display device and the operation device.
前記配色情報が変化する可変域を導くと共に、当該可変域を含む被判定機器を区分する機器検出手段と、
前記可変域それぞれの配色情報から前記被判定機器の色データ、テキストデータ又は指示データからなる前記状態情報を検出する前記データ検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の運転監視システム。 In the appearance analysis means,
A device detection means for deriving a variable range in which the color scheme information changes, and classifying a device to be determined including the variable range;
The operation monitoring system according to claim 1, further comprising: the data detection unit configured to detect the state information including color data, text data, or instruction data of the device to be determined from color arrangement information of each of the variable ranges.
前記生産進捗情報を受けて仕掛かり運転の推定所要時間を出力する計時手段と、
前記状態表示装置の前記状態情報及び前記推定所要時間を示す表示手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の運転監視システム。
Time series analysis means for detecting production progress information from time series data of the color arrangement information of the state display device;
A time measuring means for receiving the production progress information and outputting an estimated required time for in-process operation;
The operation monitoring system according to any one of claims 1 to 3, further comprising display means for indicating the state information and the estimated required time of the state display device.
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