JP2021526675A - 機械データについてプロセスプロトコルを提供する方法およびシステム - Google Patents

Abstract

複数の物理的な装置（たとえば機械）により実行されるプロセスに関するプロセスプロトコルを提供する方法が提供され、−センサが、物理的な装置に割り当てられ、−センサが、装置の測定量を検出し、−検出された測定量にタイムスタンプが割り当てられ、−検出された測定量、センサおよび／または装置への測定量の割当て、および測定量に割り当てられたタイムスタンプからプロセスプロトコルが作成され、プロセスプロトコルは、複数のデータセットを含み、各々のデータセットが、プロセスのプロセスステップを記述し、プロセスプロトコルの各々のデータセットは、少なくとも、−それぞれのプロセスの一意識別子が保存され、該一意識別子によりプロセスステップがプロセスに割り当てられる第１のアトリビュートと、−プロセスステップの識別子が保存される第２のアトリビュートと、−プロセス内部でのプロセスステップの順序が記憶されている第３のアトリビュートと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の物理的な装置により実行されるプロセスに関するプロセスプロトコルを提供する方法に関し、プロセスプロトコルがプロセスマイニングシステムに提供される。

たとえば、生産ライン／加工ラインで製品を位置特定することを可能にするバーコードを、製品に付与することが知られている。そのために、生産ラインないし加工ラインの事前設定された個所に、製品のバーコードを読み取ることができる読取り装置が設けられていてよい。バーコードが読み取られると、それぞれの読取り装置が相応の製品の所在地を信号で知らせることができる。しかし、それによって答えることができるのは、生産ラインないし加工ラインのどの点にどの製品が現在所在しているかという設問にすぎない。このようなデータを保存したとしても、すなわち、どの製品がいつ、生産ラインないし加工ラインのどこに所在していたかを保存したとしても、それによって答えることができるのは、どの製品がいつ、どこに所在していたかという設問にすぎない。しかし、そのような範囲を超える問題設定には、それによって答えることができない。

特に、どの加工ステップないし処理ステップが、どの製品にどのステーションで行われたかを判定することができない。１つの加工ステーションが、同一または同種類の製品をそれぞれ別様に加工することが十分に考えられるからである。

こうした上記の情報のほか、プロセスにおけるボトルネックやエラーをできる限り迅速に認識し、相応の方策を導入できるようにするために、製品のプロセス全体（たとえば加工プロセス）を分析し、視覚化することも望まれる。このことが特に関心の対象となるのは、複数の加工ラインに沿って、最終製品のそれぞれ異なる部品が加工される場合である。このようなケースでは、最終製品の個々の部品がそれぞれの加工ラインに沿って希望どおりに加工されているが、それにもかかわらず、時間的な遅れをもって初めて最終製品を組み立てることができるということがあり得る。そのような最終組立の遅れを検知できるようにするには、個々の部品の加工プロセス全体をプロセス横断的に分析し、視覚化することができなければならず、それは、たとえば１つまたは複数のどの部品が、遅れた最終組立に送られたのかを判定できるようにするためである。そしてこのような情報を用いて、加工プロセス全体をあらためて調節することができ、たとえば、個々の部品の加工プロセスを相互に調整することができる。

たとえばプロセスにおけるボトルネックを確実に判定できるようにするには、多くの場合、当該プロセスの多数のプロセスインスタンスを分析して、たとえばプロセスの新規調節に必ずしもつながるとは限らない異常値を認識できるようにすることが必要である。

これに加えて、従来技術から知られる手段によっては、個々の加工ステーションを、たとえば加工ステーションに割り当てられた個々の機械を、プロセスの加工プロセスのコンテキストで監視することが可能でない。たとえば、機械不良に基づいて製品の加工が遅延するということが起こり得るが、このことは、たとえば上位の生産プロセスの遅延につながりかねない。

すなわち、従来技術から知られている方法および手段によっては、センサデータや機械データを含めたプロセス関係性の全体を生産時に視覚化して分析することが可能でない。

したがって本発明の課題は、生産ラインないし加工ラインに沿っての製品の加工の確実な監視、および製品を加工する装置の確実な監視を可能にする、特に、関与する装置を含めた製品の生産プロセス全体の効率的な分析と評価を可能にする、解決法を提供することにある。

本発明によると、この課題は独立請求項に記載の方法によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

それによると、複数の物理的な装置により実行されるプロセスに関するプロセスプロトコルを提供する方法が提供され、
−少なくとも１つのセンサが少なくとも１つの物理的な装置に割り当てられ、
−少なくとも１つのセンサが装置の物理的特性を検出するように適合化され、少なくとも１つのセンサが装置の物理的特性を測定量として検出し、
−少なくとも１つのセンサにより検出された測定量が少なくとも１つのセンサに、および／または少なくとも１つの装置に割り当てられ、
−少なくとも１つのセンサにより検出された測定量に、それぞれの測定量がセンサによっていつ検出されたかを表す少なくとも１つのタイムスタンプが割り当てられ、
−少なくとも１つのセンサにより検出された測定量、少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの装置への検出された測定量の割当て、および測定量に割り当てられたタイムスタンプからプロセスプロトコルが作成され、プロセスプロトコルは複数のデータセットを含み、各々のデータセットがプロセスのプロセスステップを記述し、プロセスプロトコルの各々のデータセットは少なくとも、
−それぞれのプロセスの一義的な識別表示が保存され、プロセスステップがプロセスに割り当てられる第１のアトリビュートと、
−プロセスステップの識別表示が保存される第２のアトリビュートと、
−プロセス内部でのプロセスステップの順序が保存される第３のアトリビュートとを含み、
−作成されたプロセスプロトコルが記憶装置に保存される。

物理的な装置は、たとえば機械や技術的な監視装置などの技術的な装置である。

−少なくとも１つのセンサにより検出された測定量が通信ネットワークを介して記憶装置へ伝送され、
−記憶装置へ伝送された測定量が生データとして記憶装置に保存され、生データは、
−記憶装置で少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの装置に割り当てられ、
−測定量に追加して各々の測定量について少なくとも１つのタイムスタンプを含み、
−記憶装置に保存された生データから、および、少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの装置への生データのそれぞれの割当てからプロセスプロトコルが作成されると好ましい。

センサが、
−これにより検出された測定量と、
−少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの装置への検出された測定量の割当てと、
−測定量に割り当てられたタイムスタンプと
からプロセスプロトコルの少なくとも１つのデータセットを作成し、少なくとも１つの作成されたデータセットを保存のために記憶装置へ伝送すると好ましい。

少なくとも１つのセンサは、装置の物理的特性を時間的に間隔をおいて、好ましくは周期的に、測定量として検出することができる。

少なくとも１つのセンサは時間的に間隔をおいて複数の測定量を検出し、複数の測定量をタイムスタンプとともに測定量ごとに一緒に記憶装置へ伝送することができる。

検出された測定量を検出後に時間的な間隔をおいて記憶装置へ伝送することができる。

複数の物理的な装置に、それぞれ少なくとも１つのセンサを割り当てることができ、これらの物理的な装置に割り当てられたセンサによってセンサネットワークが形成され、物理的な装置に割り当てられたセンサがセンサネットワークのセンサノードを形成する。

それぞれ異なる物理的な装置に割り当てられたセンサにより検出されて生データとして記憶装置で保存される測定量を、プロセスプロトコルの作成時に事前設定されたプロセスにプロセスステップとして割り当てることができる。

センサネットワークのセンサノードが互いにオペラティブに結合されると好ましく、センサノードの結合によって通信ネットワークが形成され、これを介してセンサノードのセンサにより検出された測定量が記憶装置へ伝送される。

センサネットワークのセンサノードのうちのいくつかは、少なくとも１つの第１のセンサノードの測定量を受信して、受信した測定量を第２のセンサノードへ伝送することができる。

受信された測定量を表すデータを第２のセンサノードへの伝送前に前処理することができ、特に、センサネットワーク全体について統一的なデータフォーマットへと変換することができる。

記憶装置に伝送されるデータは、記憶装置での保存前に前処理することができ、特に統一的なデータフォーマットに変換することができる。

プロセスプロトコルの作成にあたって、生データとして保存されている測定量から、少なくとも１つのセンサおよび／または少なくとも１つの装置へのそれぞれの測定量の割当てに依存して、プロセスステップの識別表示を生起することができる。

プロセスプロトコルの少なくとも１つのデータセットの作成にあたって、センサにより検出された測定量から、および、センサおよび／または装置への検出された測定量の割当てから、プロセスステップの識別表示が生起される。

各々のセンサについて、および／または各々の装置について、事前設定された測定量または測定量インターバルに属するプロセスステップの識別表示が、コンフィグレーションファイルまたはコンフィグレーションテーブルに保存されると好ましく、プロセスステップの識別表示を生起するためにこれがコンフィグレーションファイルまたはコンフィグレーションテーブルを用いて判定される。

プロセス内部でのプロセスステップの順序を、測定量に割り当てられるタイムスタンプによって規定することができ、それぞれのタイムスタンプが第３のアトリビュートに保存される。

プロセスプロトコルの少なくとも１つのデータセットにコンテキスト関連のデータが割り当てられると好ましく、コンテキスト関連のデータは、
−少なくとも１つのセンサにより、または
−少なくとも１つの装置により
提供され、または、
プロセスプロトコルの作成時に作成される。

作成されて記憶装置に保存されたプロセスプロトコルを、プロセスの分析のためにプロセスマイニングシステムへ提供することができる。

このように本発明は、機械および／または対象物に関するデータを１つまたは複数のセンサもしくは読取り装置から伝送して変換して、プロセスプロトコルを作成することを可能にするという利点があり、プロセスプロトコルを用いて、センサデータや機械データを含めた生産におけるプロセスの関連性全体を視覚化し、分析することができる。

それに対してこれまでの従来技術は、ＩＴシステム／情報システムで全面的に遂行されるプロセスの可視化を可能にするにすぎない。外部の、すなわちＩＴシステム／情報システムの外部で進行するプロセスや部分プロセスは、それによっては視覚化することができず、ましてや分析することはできない。

本発明のさらに別の利点は、生産における機械および／または対象物のコンテキスト関連のデータによってプロセスプロトコルを拡充できるという点にあり、このことは著しく改善されたプロセス進行の分析を可能にする。

本発明の詳細と構成要件、ならびに本発明の具体的な実施形態は、図面との関連における以下の説明から明らかとなる。図面は次のものを示す：

図１は、たとえば機械などの物理的な装置が監視され、相応のプロセスプロトコルが作成される、本発明の第１の態様を明確化するためのブロック図を示す。 図２は、製品ないし対象物が生産ラインないし加工ラインに沿って監視され、相応のプロセスプロトコルが作成される、本発明の第２の態様を明確化するためのブロック図を示す。 図３は、物理的な装置と、生産ラインないし加工ラインに沿った製品ないし対象物とがいずれも監視されて、相応のプロセスプロトコルが作成される、本発明の第３の態様を明確化するためのブロック図を示す。

図１は、本発明の第１の態様に基づく方法を明確化するためのブロック図を示している。

たとえば製品を製造するための生産装置では、複数の物理的な装置Ｍが製品の加工と処理のために設けられる。物理的な装置は機械であってよく、たとえば穿孔機械、研削機械やフライス加工機械、組立ロボットなどの機械であってよい。加工機械のほか、たとえば機能テストを実施する、あるいはその他の製品の特性を検査する、試験装置などの非加工機械が設けられていてもよい。このような物理的な装置Ｍを、以下においては機械Ｍと呼ぶ。

複数の機械Ｍに、好ましくはすべての機械Ｍに、それぞれ少なくとも１つのセンサＳが割り当てられており、このセンサによって機械Ｍの物理的な特性を測定量ＭＧとして検出することができる。たとえば穿孔機械や電動式のねじ締め装置については、トルクやトルク変化を検出することができる。以下の例では、たとえば機械のオンとオフを検知するために、機械について消費電力を検出することができる。

本発明によると、そのつど所望の物理的な特性を測定量として検出するために、各々の機械Ｍに相応のセンサを割り当て、ないしは機械に配置することが可能である。

これに加えて本発明では、機械にセンサＳを設け、該センサによって機械の物理的な特性が検出されるのではなく、機械によって加工ないし処理される製品の物理的な特性が検出されることも可能である。たとえば塗装ロボットＭにセンサＳが設けられていてよく、該センサによって、塗装プロセスの後に、塗布された塗料層の塗料厚みが測定される。フライス加工機械や研削機械では温度センサが設けられていてよく、該センサによって、研削プロセスないしフライス加工プロセスの間の工作物の温度変化が検出される。

もっとも単純なケースでは、各々の機械Ｍについてただ１つのセンサＳが割り当てられる。前述したとおり、複数のセンサＳが１つの機械に割り当てられていてもよい。

１つの機械に割り当てられたただ１つのセンサＳが、ないし１つの機械Ｍに割り当てられた複数のセンサＳが、共同でセンサノードＳＮを形成することができる。各々のセンサＳが、ないしは各々のセンサノードＳＮが、たとえばマイクロプロセッサなどの処理装置を有することができ、該処理装置によって、検出された測定量ＭＧを処理ないし前処理することができる。さらに、検出されて場合により前処理される、ないし処理される測定量ＭＧを保存し、ないしは中間保存するために、各々のセンサＳが、ないし各々のセンサノードＳＮが、記憶装置を装備することができる。

センサないしセンサノードの処理装置は、プロセスプロトコルのデータセットＤＳを作成するために適合化されていてよい。プロセスプロトコルのデータセットの作成について、以下に詳しく説明する。センサないしセンサノードにより作成されるデータセットＤＳを記憶装置へ伝送し、そこで直接プロセスプロトコルへ挿入することができる。

図１に示す本発明の第１の態様に基づくプロセスプロトコルの作成について、以下に図１に示す穿孔機械Ｍを参照しながら説明する。

穿孔機械Ｍに、ここでは２つのセンサＳが割り当てられており、たとえば第１のセンサがドリルの回転数を、および第２のセンサがドリルのトルクを、測定量ＭＧとして検出する。そのために両方のセンサは、適当な仕方で穿孔機械Ｍと結合された、ないしは穿孔機械Ｍに組み込まれた、相応の測定値記録器を有する。

センサＳないしセンサノードＳＮにより検出された測定量ＭＧが記憶装置ＤＢへ伝送され、そこで測定量が生データとして保存される。さらに記憶装置ＤＢには、他のすべてのセンサＳないしセンサノードの測定量ＭＧも生データとして保存される。

そして記憶装置ＤＢに保存された生データから、プロセスプロトコルが作成される。いずれのセンサないしセンサノードから測定量ＭＧが記憶装置ＤＢに保存されたかに応じて、複数の異なるプロセスプロトコルを作成することもできる。

本発明の１つの実施形態では、１つないし複数のプロセスプロトコルが後の時点で作成され、すなわち、プロセスプロトコルについて関連するすべての測定量ＭＧが記憶装置ＤＢに保存された後で作成される。

本発明の別の実施形態では、１つないし複数のプロセスプロトコルを継続的に作成することもでき、すなわち、１つの測定量ＭＧが生データとして記憶装置ＤＢに保存された後に、相応のプロセスプロトコルが補完される。プロセスプロトコルの継続的な補完は、たとえばプロセスプロトコルが継続的に監視されていれば、プロセスにおける誤差や不具合をそれぞれのプロセスの遂行中からすでに認識できるという利点がある。

作成されたプロセスプロトコルを、同じく記憶装置ＤＢに保存しておくことができる。別案として、作成されたプロセスプロトコルを別途の記憶装置に保存しておくこともできる。

作成されたプロセスプロトコルがどこで保存されるかに関わりなく、以後の処理または評価のためにプロセスマイニングシステムへ提供される。このようなプロセスマイニングシステムにより、すでに実行されたプロセスの、ないしはまだ実行中のプロセスの、プロセス横断的な評価を実行することができる

周知のプロセスマイニングシステムは、ＩＴベースのプロセス（ＩＴシステムで全面的に実行されるプロセス）の再構成と視覚化を、これらのプロセスによりＩＴシステムに残されたデジタル痕跡をベースとして可能にする。このようなデジタル痕跡からプロセスを再構成するために、記憶装置を基礎とする生データがプロセスプロトコルへと変換される。このときプロセスマイニングシステムは、このような記憶装置との結合を可能にし、またはこのような記憶装置そのものを含んでいる。プロセスマイニングシステムはプロセスプロトコルを読み出して、これをプロセス視覚化という形態で再現する。視覚化は、たとえば弱点や不具合を見出すために、プロセス進行を認識して分析することをユーザーに可能にする。

一方で本発明は、機械や対象物（たとえば製品）が含まれていてＩＴシステムの外部で全面的または部分的に実行されるプロセスも、視覚化して分析することを可能にする。そのために、すでに周知のプロセスマイニングシステムを、そのために必要なプロセスプロトコルが本発明に基づいて作成ないし生成されることによって、利用することができる。

記憶装置ＤＢに伝送された測定量ＭＧが保存されるとき、各々の測定量にタイムスタンプを、または２つのタイムスタンプからなる時間インターバルを割り当てることができる。記憶装置ＤＢで測定量ＭＧが保存されるときのタイムスタンプの割当てが好ましいのは、それぞれのセンサＳないしセンサノードＳＮにより検出される測定量が、その検出の直後に記憶装置ＤＢへ伝送される場合である。センサＳないしセンサノードＳＮから記憶装置ＤＢへの相応のタイムスタンプの伝送を、そのようにして回避することができ、それにより、伝送されるべきデータ量を場合により大幅に低減することができ、このことに特に意義があるのは、たとえば１つの生産工場で非常に多くのセンサないしセンサノードが存在し、これらが場合により非常に短い時間的間隔で測定量ＭＧを記憶装置ＤＢに伝送する場合である。

しかしながら別案の実施形態では、１つのセンサＳないしセンサノードＳＮが時間的に間隔をおいて複数の測定量を検出し、これらの測定量ＭＧを後の時点で記憶装置ＤＢに伝送することが意図されていてもよい。このケースでは、すでにセンサＳによって、ないしセンサノードＳＮによって、それぞれの測定量ＭＧのタイムスタンプが割り当てられると好ましい。

それぞれの測定量ＭＧのタイムスタンプの割当てがどこで行われるかに関わりなく、タイムスタンプは、通常、相応の測定量ＭＧがいつ検出されたかを表す。別案の実施形態では、それから複数の測定量がそれぞれのタイムスタンプとともに記憶装置ＤＢに伝送される。

さらに、プロセスプロトコルを正確に作成できるようにするために、ないし、プロセスプロトコルからプロセスを正確に再構成できるようにするために、記憶装置ＤＢに保存されている生データがセンサないしセンサノードまたは機械に割り当てられる。この割当ては、本発明の１つの実施形態ではセンサないしセンサノードによって直接行うことができ、測定量ＭＧがセンサないしセンサノードの識別表示とともに、またはそれぞれの機械の識別表示とともに、記憶装置ＤＢへと伝送される。

本発明の別案の実施形態では、この割当ては記憶装置によって行うこともでき、当然ながら記憶装置には、どの測定量ＭＧがどこから受け取られたかが既知になっていなければならない。そして記憶装置ＤＢで、測定量を表す生データがそれぞれのセンサないしそれぞれの機械に割り当てられる。

そして記憶装置ＤＢからプロセスプロトコルが作成されて、プロセスマイニングシステムに提供される。

センサにより検出される測定量の伝送、および場合によりタイムスタンプ、およびセンサないし機械への測定量の割当ては、さまざまに異なる仕方で行うことができる。

１つの実施形態では、各々のセンサないし各々のセンサノードが記憶装置へデータを直接伝送することができる。

本発明の別案の実施形態では、それぞれ異なる機械に割り当てられたセンサないしセンサノードがいわゆるセンサネットワークを形成し、１つのセンサないし１つのセンサノードのデータが、複数のセンサないし複数のセンサノードを経由して記憶装置ＤＢに伝送される。たとえば図１に示す例では、穿孔機械に割り当てられたセンサノードにより検出された測定量が、別の３つのセンサノードを介して記憶装置ＤＢに伝送される。

このとき少なくともセンサネットワークの内部のセンサノードは、１つのセンサノードのデータを受け取って、受け取ったデータを他のセンサノードへ転送するように構成される。受け取られたデータの転送前に、当該データをセンサノードによって場合により前処理することができる。たとえば１つのセンサノードは、受け取ったデータをそのデータ構造に関して前処理して、受け取られたデータと、センサノードにより検出された測定量ＭＧとが統一されたデータ構造をもって次のセンサノードに転送されるようにする。それに伴い、たとえばセンサないしセンサノードにより検出された測定量全体が、統一されたデータ構造で記憶装置ＤＢに到着することを実現することができる。

センサネットワーク内の個々のセンサノードの間の通信、ないしセンサノードと記憶装置ＤＢとの間の通信は、有線式または無線式に行うことができる。無線式および有線式の通信からなる組合せも、同じく可能である。

記憶装置ＤＢに保存されている生データ（測定量、センサないし機械への測定量の割当て、およびタイムスタンプ）から、複数のデータセットが作成されて、これらが共同でプロセスプロトコルを形成する。プロセスプロトコルの各々のデータセットは少なくとも３つのアトリビュートを有し、第１のアトリビュートではプロセスの一義的な識別表示が保存され、これによりプロセスステップがプロセスに一義的に割り当てられ、第２のアトリビュートではプロセスステップの識別表示が保存され、第３のアトリビュートではプロセス内部でのプロセスステップの順序が保存される。すなわち各々のデータセットが、１つのプロセスの１つのプロセスステップを、当該プロセス内部での当該プロセスステップの順序を指定したうえで表す。

特定の機械Ｍに属する測定量ＭＧが、１つまたは複数のプロセスを表すことがあり得る。あるいは、複数の機械が１つのプロセスに関与することも可能であり、それにより、これら複数の機械に属する測定量が１つまたは複数のプロセスを表すことになる。

たとえば穿孔機械と研削機械について、次のような生データが記憶装置ＤＢに保存されていてよい：

たとえばそれぞれ異なる製品のために意図される工作物が穿孔機械と研削機械によって加工されるという理由により、穿孔機械と研削機械とがそれぞれ別のプロセスに割り当てられるケースについては、生データからたとえば次のようなプロセスプロトコルを作成することができる。

第１のアトリビュート（プロセスＩＤ）により、プロセスステップがそれぞれ別のプロセスに割り当てられる。

たとえば特定の工作物がまず穿孔され、引き続いて研削されるという理由により、穿孔機械と研削機械が１つのプロセスに割り当てられるケースについては、生データからたとえば次のようなプロセスプロトコルを作成することができる。

穿孔機械と研削機械のプロセスステップが、プロセスＩＤ（＝１）によって同一のプロセスに割り当てられている。

プロセスＩＤは、たとえば製造されるべき製品の識別表示から判定することができ、それにより、たとえば特定の製品に属するすべての工作物（または半製品）が、プロセスの共通の一義的な識別表示を含むことになる。製品の識別表示は、たとえば製品／工作物に配置された、たとえば（それぞれの機械Ｍにある）読取り機械によって読み取ることができる、機械可読のデータを用いて（たとえば図２との関連で示すように）判定することができる。これらのデータを記憶装置にコンテキスト関連のデータＣＤとして伝送することができる。

コンテキスト関連のデータは、機械Ｍから記憶装置へ直接伝送することができる。伝送時点から、および生データのタイムスタンプから、コンテキスト関連のデータを生データと関連づけることができる。別案として、このようなコンテキスト関連のデータＣＤを測定量とともに伝送することもでき、その場合には、相互の関連づけはすでに共通の伝送によって与えられる。

ただし、個々の機械のプロセスだけが着目（たとえば評価）されるべきである場合（たとえば、機械の各々の加工プロセスが独立したプロセスとして着目される場合）、そのプロセスの識別表示をたとえば機械の識別表示から判定することができる。

特別な事象を用いて、１つの機械で実行される複数のプロセスを区別することができる。上に挙げたドリルを例にとると、０．０Ａの電流が０．０Ａよりも高い値へと変化したときに、そのような事象が成立し得る。このような電流の変化は、事象「ドリル オン」として解釈することができ、このことは、ドリルが新たな／別の工作物を加工しており、それに伴って新たなプロセスが開始されたと同義であり得る。

当然ながら、１つの機械に関して検出されたすべての測定量を、ただ１つの（継続的な）プロセスとみなすこともできる。

コンテキスト関連のデータは、たとえばそれぞれの機械を操作する人員に関する情報や、注文、顧客に関する情報など、その他のデータも含むことができる。

本発明の１つの実施形態では、コンテキスト関連のデータＣＤは外部のシステムから、またはサードパーティーシステムＤ３から提供を受けることもでき、必要に応じて記憶装置ＤＢに伝送することができ、または、プロセスプロトコルのそれぞれのデータセットにより参照することができる。

第２のアトリビュート（プロセスステップ）の値は、測定量ＭＧをベースとして判定することができる。上記の例では、ドリルへの電流の０．０Ａから０．０Ａよりも大きい値への測定量の変化は、「ドリル オン」と同義である。そして第２のアトリビュートの値として、プロセスプロトコルの相応のデータセットに「ドリル オン」を保存することができる。

しかしながら、特定の測定量／測定量インターバル・センサ・組合せに関して、プロセスステップの相応の識別表示（＝第２のアトリビュートの値）がコンフィグレーションファイルまたコンフィグレーションテーブルに保存されると好ましい。そしてプロセスプロトコルのデータセットの作成にあたって、コンフィグレーションファイルまたはコンフィグレーションテーブルから識別表示を判定することができる。

そしてプロセスマイニングシステムを用いて、プロセスプロトコルをベースとしたうえで、たとえばドリルについては、「ドリル オン」と「最大トルク」の間の時間帯が時間を通じて増大しているか否か、あるいは、最大トルクが事前設定された値を下回るまで低下しているか否かを判定することができる。

図２は、本発明の第２の態様に基づく方法を明確化するためのブロック図を示す。

図２に示すブロック図では、対象物Ｏ（多くの場合に工作物または製品）が生産ライン／加工ラインに沿って加工ないし処理される。生産ライン／加工ラインは、図２に示す例では、レーザ（それに伴い、たとえば対象物Ｏのサイズと位置を走査することができる）と、組立ロボット（たとえば対象物Ｏへコンポーネントを取り付けるため）と、テスト装置（たとえば機能テストを実施するため）と、出荷ステーション（たとえば完成した対象物Ｏを包装するため）を含んでいる

生産ライン／加工ラインの各々のステーションに、読取り装置Ｒが割り当てられており、これによってそれぞれの対象物Ｏに関する情報をそれぞれのステーションＰ１からＰｎで検出することができる。そのために各々の対象物Ｏに、たとえばバーコード／ＱＲコードの形態で、または電磁波によって読取り可能な記憶装置（たとえばＲＦＩＤタグ）の形態で、機械可読のデータＤが割り当てられる。読取り装置は、これらのデータＤを読み取ることができるように相応に適合化されている（たとえばバーコードリーダーやＲＦＩＤ読取り装置として）。

読取り装置は、プロセスプロトコルのデータセットＤＳを作成するように適合化されていてよい。読取り装置により作成されたデータセットＤＳを記憶装置へ伝送して、そこでプロセスプロトコルに直接挿入することができる。

対象物ＯがステーションＰ１からＰｎに到着すると、および／またはこれから出ていくと、ただちに機械可読のデータＤが読み出される。そして、読み出されたデータが読取り装置Ｒから記憶装置ＤＢへ伝送され、そこで生データとして保存される。

図１に示す例のときと同じく、ここでも伝送されたデータに１つまたは複数のタイムスタンプが付与される。タイムスタンプの割当ては読取り装置Ｒによって、または伝送されるデータが保存されるときに記憶装置ＤＢによって行うことができる。

しかしながら本発明の１つの態様に基づき、機械可読のデータＤが読出しの直後に記憶装置ＤＢへ伝送されるのでない場合には、読取り装置Ｒによってタイムスタンプの割当てが行われると好ましい。たとえば読取り装置Ｒは、ステーションに到着したこと、またはこれから出ていったことを記録するが、対象物Ｏが出ていったときに初めてデータＤを記憶装置に伝送することができる。このケースでは、読取り装置Ｒは対象物Ｏが到着した時点を記録し、データＤとともに記憶装置ＤＢへ伝送しなければならない。

リアルタイムでの（または近似的にリアルタイムでの）生産ライン／加工ラインの監視のために、各々の読取り装置Ｒが、検出されたデータＤを記憶装置ＤＢへ直接伝送すると好ましい。それに伴い、（生産ライン／加工ラインに沿って進行していく）対象物Ｏについてすでにプロセス中に、そのプロセスがまだ特定のパラメータの範囲内（たとえば事前設定された走行時間の範囲内）にあるか否かを判定することができる。

記憶装置ＤＢへ伝送されたデータから、ないし記憶装置に保存されている生データから、プロセスプロトコルが作成される。プロセスプロトコルは、図１を参照してすでに説明した少なくとも３つのアトリビュートを含む。機械可読のデータの構成要素であり、読取り装置Ｒによって読み取られる製品識別表示から、プロセスプロトコルの作成時にプロセス識別表示を作成して、プロセスプロトコルの第１のアトリビュートに保存することができる。コンテキスト関連のデータＣＤを利用して、それぞれのプロセスステップについて識別表示を作成して、プロセスプロトコルの第２のアトリビュートに保存することができる。プロセス内部でのプロセスステップの順序が保存される第３のアトリビュートは、それぞれのタイムスタンプから明らかとなる。

図２に示す例については、たとえば次のような生データを記憶装置ＤＢに保存することができる。

そしてこれらの生データから、次のようなプロセスプロトコルを作成することができる。

第１のアトリビュート（プロセスＩＤ）により、プロセスステップがそれぞれ特定のプロセスに割り当てられる。

プロセスプロトコルの第２のアトリビュートについての値が判定される元となるコンテキスト関連のデータＣＤは、たとえばそれぞれのステーションＰ１からＰｎにより提供することができる。たとえば機能テストを実施するステーションＰ３は、テストのステータス（ＯＫまたはｎＯＫ）を、テストされた製品についてのコンテキストデータとして提供することができる。

このようなコンテキスト関連のデータＣＤを、それぞれのステーションから（好ましくはタイムスタンプとともに）記憶装置へ直接伝送し、タイムスタンプをベースとしてそれぞれの生産ステップに割り当てることができる。別案として、コンテキスト関連のデータＣＤをそれぞれのステーションから、そのステーションに割り当てられた読取り装置Ｒに伝送して、この読取り装置から、読み取られたデータＤとともに記憶装置へ伝送することもできる。

図２に示す例では、対象物Ｏは（障害などが発生しなければ）４つのステーションを通過し、それにより、この対象物についての加工プロセスは、プロセスプロトコルで少なくとも４つのプロセスステップを有することになる。

たとえばステーションへの対象物の到来と、ステーションから出ていくことがプロセスステップとしてプロセスプロトコルで作成される場合には、このプロセスがさらに多くのプロセスステップを有することもあり得る。それに伴い、たとえばステーションでの対象物の滞在時間を判定して、たとえばどのステーションでプロセスが遅れているかを確認できるようにすることが可能である。

図３は、本発明の第３の態様に基づく方法を明確化するためのブロック図を示す。

図３に示す本方法の態様では、図１を参照して説明した態様の利点と、図２を参照して説明した態様の利点とを１つにすることができる。このようにして、プロセス進行の視覚化と分析にあたって、読取り装置Ｒにより提供される対象物関連ないし製品関連のデータ、センサＳないしセンサノードＳＮにより提供される機械関連のデータと、コンテキスト関連のデータとを考慮することができる。それにより、いっそう詳細な分析が可能である。特に、図１および図２に示す両方の態様によって、それぞれ単独では認識することができない関連性と依存性を認識することができる。

図１に示す態様では、たとえば特定の機械がしばしば特定の機械パラメータを超過すること、あるいはこれに達しないことを判定することができる（たとえば穿孔機械が、事前設定された穿孔時間の後にしばしば所要のトルクに達しない）。

図２に示す態様では、たとえばドリル穴が穿設された特定の製品が、特定の基準をドリル穴が満たさないために、テストステーションでの機能テストに合格しないことを判定することができる（たとえばドリル穴の深さが十分でない）。

そこで、図１と図２に示す両方の態様を組み合わせることで、機械パラメータと、不具合のあるドリル穴との間の関連性を成り立たせることができる。たとえば、他ならぬドリル穴の深さが十分でない製品において、穿孔機械が所要のトルクに達していなかったことを認識することができる。そして、加工プロセスないし生産プロセスを相応に調節することができ、たとえば、ドリル穴が当該製品に穿孔されるべきときに、当該製品について求められるドリル穴深さに達するまで、穿孔時間を延長することができる。

すなわち特定の関連性は、図１と図２に示す両方の態様を組み合わせることで初めて認識することができ、それにより、たとえば不具合や原因の探索、およびこれに伴って場合により行われる停止時間や生産ストップを大幅に低減することができる。

図３に示す態様では、生産ライン／加工ラインに沿って加工ないし処理される製品ないし対象物Ｏに、機械可読のデータＤが割り当てられる。この機械可読のデータＤの構成は、図２に関して説明したところである。

生産ライン／加工ラインのステーションＰ１からＰｎに読取り装置が割り当てられていて、対象物Ｏがそれぞれのステーションに到達すると、および／またはこれから出ていくと、ただちにこれらの読取り装置によって機械可読のデータＤを読取ることができる。

機械ＭにはセンサＳないしセンサノードＳＮが割り当てられていて、これらによって、それぞれの機械の特定の物理的特性を測定量ＭＧとして検出することができる（たとえば温度、トルクなど）。センサＳないしセンサノードＳＮの構成、および、センサノードＳＮを利用して形成されるセンサネットワークの形成と機能形態については、図１を参照して説明したところである。

読取り装置Ｒにより検出される機械可読のデータＤ、およびセンサＳないしセンサノードＳＮにより検出される測定量ＭＧが記憶装置ＤＢに伝送され、そこで生データとして保存される。そしてこれらの生データからプロセスプロトコルが作成され、これがプロセスマイニングシステムに提供される。プロセスプロトコルの作成については、図１および図１を参照して説明したところである。

さらに、同じく図１および図２を参照して説明したように、読取り装置、センサＳないしセンサノードＳＮ、および機械そのものも、コンテキスト関連のデータＣＤを記憶装置ＤＢに伝送することができる。このようなコンテキスト関連のデータＣＤを参照して、センサＳないしセンサノードＳＮから伝送されたデータＭＧへの、読取り装置Ｒから伝送されたデータＤの割当てを行うことができる。

その代替または追加として、読取り装置Ｒから伝送されるデータＤおよびセンサＳないしセンサノードＳＮから伝送されるデータＭＧとともに伝送されるタイムスタンプを通して割当てを行うこともできる。

このような割当てに基づき、読取り装置Ｒから伝送されたデータＤからもたらされるプロセスステップだけでなく、センサＳないしセンサノードＳＮから伝送されるデータＭＧからもたらされるプロセスステップも、プロセスプロトコルの中で正しいプロセスに割り当てることができる。プロセスプロトコルの作成は、図１および図２を参照して説明したのと同様に行われる。

以下に、センサノードＳＮから伝送されるデータＭＧについて記憶装置ＤＢに保存される生データの例と、読取り装置Ｒから伝送されるデータＤについて記憶装置ＤＢに保存される生データの例、ならびにこれらからもたらされるプロセスプロトコルを示す。

以上、データＤ，ＭＧ，ＣＤが記憶装置ＤＢに伝送されて、そこで生データとして保存される実施例について説明した。この記憶装置は、固定メモリ（たとえばハードディスク）や揮発性メモリ（たとえば作業メモリ）であってよい。

伝送されたデータのストリームとしての処理のためにこれを作業メモリに入れておくのが好ましく、作業メモリでプロセスプロトコルも作成して、プロセスマイニングシステム提供することができる。それが特に好適なのは、プロセスのリアルタイム分析が望ましく、分析後にプロセスプロトコルが必要とされなくなる場合である。

それに対してプロセスプロトコルの後の分析のためには、伝送されたデータおよびこれから作成されたプロセスプロトコルを固定メモリに保存するのが好ましい場合があり得る。

データの保存のために、および編成のために、データバンクマネジメントシステム、インメモリデータバンク、あるいはファイルシステムなども利用することができる。

Claims (18)

1. 複数の物理的な装置により実行されるプロセスに関するプロセスプロトコルを提供する方法において、
   −少なくとも１つのセンサ（Ｓ）が、少なくとも１つの物理的な装置（Ｍ）に割り当てられ、
   −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）が、前記装置（Ｍ）の物理的特性を検出するように適合化され、前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）が、前記装置（Ｍ）の前記物理的特性を測定量（ＭＧ）として検出し、
   −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）により検出された前記測定量（ＭＧ）が、前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）に、および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）に割り当てられ、
   −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）により検出された前記測定量（ＭＧ）に、それぞれの前記測定量が前記センサ（Ｓ）によっていつ検出されたかを表す少なくとも１つのタイムスタンプが割り当てられ、
   −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）により検出された前記測定量（ＭＧ）と、前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）への前記検出された測定量の割当てと、前記測定量に割り当てられた前記タイムスタンプと、から前記プロセスプロトコルが作成され、前記プロセスプロトコルは、複数のデータセット（ＤＳ）を含み、各々のデータセット（ＤＳ）が、前記プロセスのプロセスステップを記述し、前記プロセスプロトコルの各々のデータセットは、少なくとも、
   −それぞれの前記プロセスの一意識別子が記憶されており、前記一意識別子により前記プロセスステップが前記プロセスに割り当てられる第１のアトリビュートと、
   −前記プロセスステップの識別子が記憶されている第２のアトリビュートと、
   −プロセス内部での前記プロセスステップの順序が記憶されている第３のアトリビュートと、を含み、
   −作成された前記プロセスプロトコルが、記憶装置（ＤＢ）に記憶される、方法。
2. −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）により検出された前記測定量（ＭＧ）が、通信ネットワークを介して前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送され、
   −前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送された前記測定量（ＭＧ）が、生データとして前記記憶装置に記憶され、前記生データは、
   −前記記憶装置（ＤＢ）で前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）に割り当てられ、
   −前記測定量に追加して各々の測定量（ＭＧ）について少なくとも１つのタイムスタンプを含み、
   −前記記憶装置（ＤＢ）に保存された前記生データと、前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）への前記生データのそれぞれの割当てと、から前記プロセスプロトコルが作成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記センサ（Ｓ）が、
   −前記センサにより検出された前記測定量（ＭＧ）と、
   −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）への前記検出された測定量（ＭＧ）の割当てと、
   −前記測定量に割り当てられた前記タイムスタンプと、
   から前記プロセスプロトコルの少なくとも１つのデータセット（ＤＳ）を作成し、前記少なくとも１つの作成されたデータセットを記憶のために前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送する、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）は、前記装置（Ｍ）の前記物理的特性を時間的に間隔をおいて、好ましくは周期的に、測定量として検出する、請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）は、時間的に間隔をおいて複数の測定量を検出し、前記複数の測定量をタイムスタンプとともに測定量ごとに一緒に前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送する、請求項１に記載の方法。
6. 検出された測定量が、検出後に時間的な間隔をおいて前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送される、請求項４または５に記載の方法。
7. 複数の物理的な装置（Ｍ）にそれぞれ少なくとも１つのセンサ（Ｓ）が割り当てられ、前記物理的な装置（Ｍ）に割り当てられた前記センサ（Ｓ）によってセンサネットワークが形成され、前記物理的な装置（Ｍ）に割り当てられた前記センサ（Ｓ）が、前記センサネットワークのセンサノード（ＳＮ）を形成する、請求項１に記載の方法。
8. それぞれ異なる前記物理的な装置（Ｍ）に割り当てられた前記センサ（Ｓ）により検出されて生データとして前記記憶装置で記憶される測定量が、前記プロセスプロトコルの作成時にプロセスステップとして、事前設定されたプロセスに割り当てられる、請求項７に記載の方法。
9. 前記センサネットワークの前記センサノード（ＳＮ）が、互いにオペラティブに結合され、前記センサノード（ＳＮ）の結合によって前記通信ネットワークが形成され、前記通信ネットワークを介して、前記センサノード（ＳＮ）の前記センサにより検出された前記測定量が、前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送される、請求項７または８に記載の方法。
10. 前記センサネットワークの前記センサノード（ＳＮ）のうちのいくつかは、少なくとも１つの第１のセンサノードの測定量を受信して、前記受信された測定量を第２のセンサノードへ伝送する、請求項９に記載の方法。
11. 前記受信された測定量を表す前記データが、前記第２のセンサノードへの伝送前に前処理される、特に、前記センサネットワーク全体について統一的なデータフォーマットへと変換される、請求項１０に記載の方法。
12. 前記記憶装置（ＤＢ）へ伝送された前記データが、前記記憶装置（ＤＢ）での記憶前に前処理される、特に、統一的なデータフォーマットへと変換される、請求項２または３に記載の方法。
13. 前記プロセスプロトコルの作成にあたって、生データとして保存されている前記測定量から、前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）および／または前記少なくとも１つの装置（Ｍ）へのそれぞれの前記測定量の割当てに応じて、前記プロセスステップの前記識別子が生起される、請求項２に記載の方法。
14. 前記プロセスプロトコルの前記少なくとも１つのデータセットの作成にあたって、前記センサ（Ｓ）により検出された前記測定量から、および、前記センサ（Ｓ）および／または前記装置（Ｍ）への前記検出された測定量の割当てから、前記プロセスステップの前記識別子が生起される、請求項３に記載の方法。
15. 各々の前記センサ（Ｓ）について、および／または各々の前記装置（Ｍ）について、事前設定された測定量または測定量インターバルに属する前記プロセスステップの前記識別子が、コンフィグレーションファイルまたはコンフィグレーションテーブルに記憶されており、前記プロセスステップの前記識別子を生起するために、前記識別子が、前記コンフィグレーションファイルまたは前記コンフィグレーションテーブルを用いて判定される、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記プロセス内部での前記プロセスステップの順序が、前記測定量に割り当てられる前記タイムスタンプによって規定され、それぞれの前記タイムスタンプが、前記第３のアトリビュートに記憶される、請求項１に記載の方法。
17. 前記プロセスプロトコルの少なくとも１つのデータセットにコンテキスト関連のデータ（ＣＤ）が割り当てられ、前記コンテキスト関連のデータ（ＣＤ）は、
    −前記少なくとも１つのセンサ（Ｓ）により、もしくは、
    −前記少なくとも１つの装置（Ｍ）により
    提供されるか、または、
    前記プロセスプロトコルの作成時に作成される、請求項１に記載の方法。
18. 作成されて前記記憶装置（ＤＢ）に記憶された前記プロセスプロトコルが、前記プロセスの分析のためにプロセスマイニングシステムへ提供される、請求項１に記載の方法。
    

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