JP2023093049A - 保全計画立案システム、保全計画立案方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】保全作業を行うことよる後工程のラインの停止を最小限に抑える保全計画立案システム、保全計画立案方法及びプログラムを提供すること。【解決手段】本開示の保全計画立案システム１００は、故障予測部２３、生産停止期間予測部１２及び保全時期設定部３３を備える。故障予測部２３は、生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、設備が故障するまでの猶予期間を予測する。生産停止期間予測部１２は、対象工程より前工程の状況に基づいて、対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測する。保全時期設定部３３は、猶予期間内、かつ、生産停止期間内において、設備の保全作業を行う保全時期を設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、保全計画立案システム、保全計画立案方法及びプログラムに関する。

特許文献１では、設備（機械）の予防保全データを所定の周期で監視することで、部品の劣化を検出し、該部品が寿命に達するまでの猶予期間に基づいて、部品の交換作業を含む保全作業（設備の修理、メンテナンス等）の計画を作成する技術が開示されている。

特開２０１７－１２０６１８号公報

特許文献１では、保全作業は通常、ラインが停止する非稼働時間に行うことになる。例えば常時稼働しているラインでは、非稼働時間に保全作業を実施できず、一部の工程での保全作業のために、後工程のラインを停止する必要が生じるという課題があった。

本発明は、そのような課題を鑑みることによって、保全作業を行うことよる後工程のラインの停止を最小限に抑える保全計画立案システム、保全計画立案方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本開示の保全計画立案システムは、
生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測する故障予測部と、
前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測する生産停止期間予測部と、
前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定する保全時期設定部と、を備える。

本開示の保全計画立案方法は、
生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測し、
前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測し、
前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定することをコンピュータが実行する。

本開示のプログラムは、
生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測する処理と、
前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測する処理と、
前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定する処理と、をコンピュータに実行させる。

本発明では、そのような課題を鑑みることによって、保全作業を行うことよる後工程のラインの停止を最小限に抑える保全計画立案システム、保全計画立案方法及びプログラムを提供できる。

第１の実施形態に係る保全計画立案システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る保全計画立案システムの動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係るコンピュータの構成を示すブロック図である。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

（第１の実施形態）
まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る保全計画立案システム１００の構成を説明する。保全計画立案システム１００は、製品を生産する生産ラインＬに含まれる複数の工程（例えば、工程Ａ～工程Ｃ）で用いられる各設備１の保全計画を立案するシステムである。保全計画とは、当該設備が万全な状態で稼働できる状態を維持するために、設備の調整や部品交換を行う作業の計画である。

本実施形態では、生産ラインＬの工程Ａ～工程Ｃで用いられる設備を設備１と総称している。工程Ａでは、設備１Ａ（設備１Ａ１～設備１Ａｎ）が用いられる。工程Ｂでは、設備１Ｂ（設備１Ｂ１～設備１Ｂｎ）が用いられる。工程Ｃでは、設備１Ｃ（設備１Ｃ１～設備１Ｃｎ）が用いられる。

保全計画立案システム１００は、物流・生産状況モニタ部１０、兆候検知部２０及び保全計画部３０を備える。なお、保全計画立案システム１００は、互いに通信する複数の装置で実現されてもよいし、単一の装置で実現されてもよい。

物流・生産状況モニタ部１０は、各工程（工程Ａ～工程Ｃ）における物流状況及び生産状況をモニタリングする。物流・生産状況モニタ部１０は、物流・生産状況ＤＢ（Data base）１１、生産停止期間予測部１２及び生産停止期間予測ＤＢ１３を備える。
物流・生産状況ＤＢ１１は、各工程における、仕入れ先や他工場から部品運搬車両２を用いて搬送される部品の物流状況を記憶する。また、物流・生産状況ＤＢ１１は、各工程において加工される部品の生産状況を記憶する。

生産停止期間予測部１２は、設備１を用いる対象工程より前工程の状況に基づいて、対象工程における生産が停止する生産停止期間を予測する。前工程の状況とは、前工程における部品の生産状況である。また、前工程の状況とは、前工程における部品の物流状況である。
生産停止期間予測ＤＢ１３は、予測された生産停止期間情報を記憶する。

兆候検知部２０は、設備１の故障の兆候を検知する。兆候検知部２０は、故障履歴ＤＢ２１、設備監視部２２、故障予測部２３及び故障予測ＤＢ２４を備える。
故障履歴ＤＢ２１は、各設備１の故障の履歴を記憶する。故障の履歴は、例えば設備１の故障時期や設備１の故障内容である。

設備監視部２２は、設備１を監視する。設備監視部２２は、設備１の設備情報を設備１から取得する。設備情報は、例えば電流値、振動や音などの情報を含む。
故障予測部２３は、取得された設備１の設備情報から、設備１が寿命に達するまでの期間（以下、猶予期間）を予測する。そうすることによって、故障予測部２３は、設備１の故障が発生する時期・規模を予測する。

故障予測ＤＢ２４は、設備１の故障が発生する時期・規模を予測した情報を記憶する。例えば、故障予測ＤＢ２4は、設備１の猶予期間情報を記憶する。

保全計画部３０は、設備１の保全計画を立案する。保全計画部３０は、保全履歴ＤＢ３１、作業期間算出部３２、保全時期設定部３３、保全計画ＤＢ３４を備える。

保全履歴ＤＢ３１は、設備１の保全履歴情報を記憶する。保全履歴情報は、過去に行った設備１Ｂ１の保全作業の履歴情報である。

作業期間算出部３２は、設備１の設備情報に基づいて設備１の保全作業に必要な期間（以下、保全作業期間）を算出する。また、作業期間算出部３２は、保全履歴情報に基づいて設備１の保全作業期間を算出する。

保全時期設定部３３は、猶予期間内、かつ、生産停止期間内において、設備１の保全作業を行う時期（以下、保全時期）を設定する。具体的には、保全時期設定部３３は、猶予期間内、かつ、生産停止期間内において、保全作業期間を要する保全作業を終えるように、保全時期を設定する。
保全計画ＤＢ３４は、各設備１の保全計画情報を記憶する。

続いて、図２を用いて、第１の実施形態に係る保全計画立案システム１００の動作の一例を説明する。以下では、保全計画立案システム１００が工程Ｂで用いられる設備１Ｂ１の保全計画を立案する動作を一例として挙げて説明する。

まず、兆候検知部２０の設備監視部２２は、工程Ｂで用いられる設備１Ｂ１の設備情報を取得する。設備情報は、設備１Ｂ１の例えば電流値、振動、音などである。次に、故障予測部２３は、設備１Ｂ１の設備情報から設備１Ｂ１において故障が発生するまでの猶予期間を予測する（ステップＳ１０１）。また、故障予測部２３は、故障履歴ＤＢ２１から取得した故障履歴情報から設備１Ｂ１の猶予期間を予測してもよい。故障予測ＤＢ２４は、工程Ｂにおいて予測された設備１Ｂ１の猶予期間情報を記憶する。

なお、故障予測部２３は、過去の実績データから機械学習を用いて設備１Ｂ１の猶予期間を予測してもよい。過去の実績データとは、例えば過去の設備情報と猶予期間情報とを紐づけたデータである。

次に、物流・生産状況モニタ部１０の生産停止期間予測部１２は、物流・生産状況ＤＢ１１から前工程の状況に関する情報を取得する。前工程の状況に関する情報とは、例えば仕入れ先や他工場から部品運搬車両２を用いて工程Ｂに搬送される部品の物流状況に関する情報である。また、前工程の状況の情報とは、工程Ｂの前工程である工程Ａにおける部品の生産状況に関する情報である。

次に、生産停止期間予測部１２は、前工程の状況に関する情報に基づいて、工程Ｂにおける部品の生産が停止する生産停止期間を予測する（ステップＳ１０２）。つまり、生産停止期間予測部１２は、前工程から工程Ｂに供給される部品の欠陥の規模から、工程Ｂにおける生産停止期間を予測する。例えば、生産停止期間予測部１２は、工程Ｂに部品を供給する部品運搬車両２の位置情報から遅延を予測する。その場合、生産停止期間予測部１２は、遅延の規模から工程Ｂにおける生産停止期間を予測する。また、生産停止期間予測部１２は、工程Ａにおける部品の生産状況から工程Ａにおいて加工されて部品の工程Ｂに供給される部品の在庫量（工程Ａにおける部品の在庫量）の不足を予測する。その場合、生産停止期間予測部１２は、工程Ａにおける部品の在庫量不足の規模から工程Ｂにおける生産停止期間を予測する。ここで、生産停止期間予測ＤＢ１３は、工程Ｂにおいて予測された生産停止期間情報を記憶する。

次に、保全計画部３０の作業期間算出部３２は、保全履歴ＤＢ３１から設備１Ｂ１の保全履歴情報を取得する。保全履歴情報は、過去に行った設備１Ｂ１の保全作業の履歴情報である。次に、作業期間算出部３２は、設備１Ｂ１の保全履歴情報から保全作業に必要な設備１Ｂ１の保全作業期間を算出する（ステップＳ１０３）。

なお、作業期間算出部３２は過去の実績データから機械学習を用いて設備１Ｂ１の保全作業期間を算出してもよい。過去の実績データとは、例えば過去の保全履歴情報と猶予期間情報とを紐づけたデータである。

次に、保全時期設定部３３は、兆候検知部２０の故障予測ＤＢ２４から、設備１Ｂ１の猶予期間情報を取得する。また、保全時期設定部３３は、物流・生産状況モニタ部１０の生産停止期間予測ＤＢ１３から設備１Ｂ１の生産停止期間情報を取得する。そして、保全時期設定部３３は、猶予期間内、かつ、生産停止期間内において、保全作業期間を要する保全作業を終えるように、設備１Ｂ１の保全時期を設定する（ステップＳ１０４）。そうすることによって、保全時期設定部３３は、工程Ｂにおける設備１Ｂ１の保全計画を立案する。

上述したように、第１の実施形態に係る保全計画立案システム１００は、例えば設備１Ｂ１の保全計画を立案する場合、設備１Ｂ１の猶予期間内、かつ、工程Ｂにおける生産停止期間内に設備１Ｂ１の保全時期を設定する。したがって、保全計画立案システム１００は、保全作業よる工程Ｂにおけるラインの停止を最小限に抑え、工程Ｂの後工程である工程Ｃのラインの停止を最小限に抑えることができる。

＜ハードウェア構成＞
続いて、図３を用いて、保全計画立案システム１００における各構成（物流・生産状況モニタ部１０、兆候検知部２０、保全計画部３０）を実現するコンピュータ１０００のハードウェア構成例を説明する。図３においてコンピュータ１０００は、プロセッサ１００１と、メモリ１００２とを有している。プロセッサ１００１は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１００１は、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリ１００２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１００２は、プロセッサ１００１から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１００１は、図示されていないI/Oインターフェースを介してメモリ１００２にアクセスしてもよい。

また、上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。上述の実施形態における各構成の機能（処理）を、コンピュータにより実現してもよい。例えば、メモリ１００２に実施形態における方法を行うためのプログラムを格納し、各機能を、メモリ１００２に格納されたプログラムをプロセッサ１００１で実行することにより実現してもよい。

これらのプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 設備
２ 部品運搬車両
１０ 物流・生産状況モニタ部
１１ 物流・生産状況ＤＢ
１２ 生産停止期間予測部
１３ 生産停止期間予測ＤＢ
２０ 兆候検知部
２１ 故障履歴ＤＢ
２２ 設備監視部
２３ 故障予測部
２４ 故障予測ＤＢ
３０ 保全計画部
３１ 保全履歴ＤＢ
３２ 作業期間算出部
３３ 保全時期設定部
１００ 保全計画立案システム
１０００ コンピュータ
１００１ プロセッサ
１００２ メモリ

Claims (6)

1. 生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測する故障予測部と、
   前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測する生産停止期間予測部と、
   前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定する保全時期設定部と、を備える、
   保全計画立案システム。
2. 前記前工程の状況は、前記前工程における部品の生産状況を含む、
   請求項１に記載の保全計画立案システム。
3. 前記前工程の状況は、前記前工程における部品の物流状況を含む、
   請求項１又は２に記載の保全計画立案システム。
4. 前記設備の保全作業に必要な保全作業期間を算出する作業期間算出部をさらに備え、
   前記保全時期設定部は、
   前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記保全作業期間を要する保全作業を終えるように、前記保全時期を設定する、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の保全計画立案システム。
5. 生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測し、
   前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測し、
   前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定することをコンピュータが実行する、
   保全計画立案方法。
6. 生産ラインに含まれる複数の工程のうち、対象工程で用いられる設備の設備情報に基づいて、前記設備が故障するまでの猶予期間を予測する処理と、
   前記対象工程より前工程の状況に基づいて、前記対象工程における部品の生産が停止する生産停止期間を予測する処理と、
   前記猶予期間内、かつ、前記生産停止期間内において、前記設備の保全作業を行う保全時期を設定する処理と、をコンピュータに実行させる、
   プログラム。

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