JP3521656B2 - 稼働状況監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産現場などにお
いて、製造ラインや機械などの稼働状況を監視するのに
好適な稼働状況監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、生産現場における生産管理ある
いは設備の保全管理では、機械や工程のサイクルタイム
などを計測し、そのバラツキを把握して工程改善などに
利用している。

【０００３】従来、このようにサイクルタイムなどを計
測してそのバラツキを把握するような場合には、例え
ば、デジタルパネルメータによって、工程に設置された
近接センサなどのセンサの入力に基づいて、サイクルタ
イムを計測し、その計測したデータを、上位機器である
ホストコンピュータに通信で送り、ホストコンピュータ
は、計測データを収集蓄積してデータベースを作成し、
このデータベースに基づいて、分散を算出したり、ヒス
トグラムを作成して表示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構成では、ホストコンピュータは、データベースを作成
するために、デジタルパネルメータで計測された計測デ
ータを、常に収集蓄積しておかなければならず、ホスト
側の負荷が大きいという難点がある。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、ホスト側で、計測データを常時収集蓄積する
必要をなくして負荷を軽減した稼働状況監視装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。

【０００７】すなわち、本発明の稼働状況監視装置は、
上位機器にデータを伝送する通信手段を備える稼動状況
監視装置であって、計測した計測データを演算処理する
演算手段と、演算処理された演算データを記憶する記憶
手段と、前記計測データの計測時刻を計時する計時手段
とを備え、前記演算手段は、前記計測データが、予め区
分された複数のランクのいずれに属するかをランク分け
するとともに、各ランクの度数を演算する一方、予め定
めた期間あるいは回数における前記計測データの平均値
を演算するものであり、前記記憶手段は、異常と判定さ
れる特定のランクに属する計測データおよび該計測デー
タの計測時刻を記憶するものであり、前記通信手段は、
前記記憶手段に記憶されたデータを、前記上位機器に通
信で伝送するものであり、前記計測データがサイクルタ
イムである。

【０００８】また、前記演算手段は、統計処理のための
演算を行うのが好ましく、計測データの総数、総和およ
び二乗総和を演算するのが好ましい。

【０００９】

【００１０】さらに、前記記憶手段に記憶されたデータ
を表示部に表示するようにしてもよい。

【００１１】

【００１２】本発明の稼働状況監視装置によれば、計測
した計測データを演算処理する演算手段と、演算処理さ
れた演算データを記憶する記憶手段とを備えているの
で、計測データを、上位機器で常時収集蓄積しておく必
要がなく、記憶手段に記憶した演算データを、必要に応
じて読み出して用いればよい。

【００１３】また、前記演算手段は、統計処理のための
演算を行うので、例えば、計測データが、予め区分され
た複数のランクのいずれに属するかをランク分けすると
ともに、各ランクの度数を演算することにより、記憶さ
れた演算データに基づいて、ヒストグラムなどの度数分
布表を作成できることになり、また、予め定めた期間あ
るいは回数における前記計測データの平均値を演算する
ことにより、記憶された演算データを読み出して予め定
めた期間あるいは回数における区間平均値を得ることが
でき、さらに、計測データの総数、総和および二乗総和
を演算することにより、記憶された演算データに基づい
て、平均値や分散を算出できることになる。

【００１４】また、計測時刻を計時して特定のランク、
例えば異常と判定されるランクに属する計測データおよ
びその計測時刻を、前記記憶手段に記憶するので、記憶
されたデータに基づいて、異常発生の頻度や発生時刻等
を把握できることになる。

【００１５】さらに、前記記憶手段に記憶されたデータ
を、上位機器へ通信で伝送する通信手段を備えているの
で、記憶されたデータを、上位機器に伝送することによ
り、上位機器では、分散、区間平均あるいはヒストグラ
ムなどを作成表示できることになる。

【００１６】また、前記記憶手段に記憶されたデータを
表示部に表示するので、上位機器を介することなく、表
示されたデータに基づいて、分散、区間平均あるいは度
数などを把握できることになる。

【００１７】さらに、計測データを、サイクルタイムと
することにより、工程や機械のサイクルタイムのバラツ
キなどを把握できることになり、工程改善や機械の保全
管理を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。

【００１９】（実施の形態１）図１は、本発明の一つの
実施の形態に係る稼働状況監視装置１の正面図である。

【００２０】この稼働状況監視装置１は、計測された現
在値やメニューなどを表示するＰＶ表示部２を有すると
ともに、その上方に、計測値と設定された比較値との比
較出力を表示する比較出力表示部３を有し、さらに、Ｐ
Ｖ表示部２の下方には、装置の状態を示すステータス表
示部４および製造ラインを流れる製品の種類に応じて選
択されるバンク（ステップ）を表示するバンク表示部５
を有している。また、ＰＶ表示部２の右方には、モード
キーやシフトキーなどの操作キー６が設けられており、
図示しない背面側には、入出力用の端子部が配置されて
おり、基本的には、従来のデジタルパネルメータと同様
である。

【００２１】図２は、図１の稼働状況監視装置１のブロ
ック図であり、図１に対応する部分には、同一の参照符
号を付す。

【００２２】この実施の形態の稼働状況監視装置は、例
えば製造ラインにおいて機械や工程のサイクルタイムや
リードタイムなどを計測するものであり、製造ラインに
配設された近接センサやマイクロスイッチなどのセンサ
７からの入力パルスを波形整形する波形整形回路８と、
この波形整形回路８の出力および上述の操作キー６の操
作出力が与えられるとともに、各部を制御するＣＰＵ部
９と、各部に電源を供給する電源回路１０と、ホストコ
ンピュータやプログラマブルコントローラ等の上位機器
１１との間で通信を行うための通信回路１２とを備えて
いる。なお、１３は、計測データが、警報レベルを越え
たときに、ＣＰＵ部９からの警報出力によって警報を発
する警報ランプ等の警報器である。

【００２３】ＣＰＵ部９は、プログラムＲＯＭおよび後
述の記憶手段としてのデータ保持用のＲＡＭを有してお
り、このＣＰＵ部９は、従来のデジタルパネルメータと
同様に、センサ７からの入力パルスのパルス間隔やパル
ス数などに基づいて、機械や工程のサイクルタイムや製
造ラインのリードタイムあるいはアクチュエータの動作
時間などを計測し、計測した計測データをＰＶ表示部２
に表示するとともに、設定された比較値と比較してその
比較出力を比較出力表示部３に表示する。

【００２４】従来例のデジタルパネルメータでは、計測
データを、通信回路を介してホストコンピュータ等の上
位機器に伝送し、上位機器で計測データを収集蓄積して
データベースを作成し、このデータベースを用いて統計
処理を行っており、このため、上位機器では、常に、デ
ジタルパネルメータから計測データを収集蓄積する必要
があった。

【００２５】この実施の形態では、上位機器１１で計測
データを常時収集蓄積する必要がないようにするため
に、次のように構成している。

【００２６】すなわち、この実施の形態では、従来上位
機器１１において行われていた演算処理の一部を、演算
手段としてのＣＰＵ部９において行うとともに、演算処
理した演算データを、記憶手段としてのＣＰＵ部９のＲ
ＡＭに記憶するようにしており、この実施の形態では、
計測データが、予め設定された比較値等で区分された複
数のランクのいずれのランクに属するかのランク分けを
行うとともに、各ランクの度数を演算して記憶するもの
であり、計測データが得られる度に、その計測データが
属するランクの度数が更新されて記憶される。

【００２７】さらに、この実施の形態では、ＣＰＵ部９
は、時刻を計測する計時手段としての機能を有してお
り、各計測データが計測された時刻を計時しており、上
述の複数のランクの内の特定のランク、例えば、異常値
と判定されるランクに属する計測データが得られたとき
には、その計測データおよびその計測時刻を、併せて記
憶するものである。

【００２８】このように計測データを、予め区分した複
数のランクにランク分けするとともに、各ランクの度数
を演算して記憶しているので、上位機器１１は、必要に
応じて記憶された演算データを通信回路１２を介して読
み出すことにより、上位機器１１では、ヒストグラムな
どの度数分布表を作成して表示できることになり、従来
例のように、計測データを常時収集して蓄積しておく必
要がない。

【００２９】また、異常と判定される特定のランクの計
測データは、その計測データと共に、その計測時刻が記
憶されているので、上位機器１１は、そのデータに基づ
いて、異常発生の頻度、発生時刻の偏り等の解析を行う
ことができ、これによって、異常発生の原因を究明して
工程改善等を図ることができる。

【００３０】図３は、この実施の形態の稼働状況監視装
置１によって演算処理されて記憶された演算データに基
づいて、上位機器１１で作成表示されたヒストグラムを
示している。

【００３１】この図３は、製造機械のサイクルタイムの
ヒストグラムを示しており、この実施の形態の稼働状況
監視装置１では、計測されたサイクルタイムを、予め設
定された６つのランクにランク分けして各ランクの度数
を演算し、演算されたデータを記憶するものであり、こ
の記憶されたデータに基づいて、上位機器１１では、こ
の図３に示されるヒストグラムを作成表示するのであ
る。

【００３２】図４は、この実施の形態の動作説明に供す
るフローチャートである。

【００３３】先ず、電源が投入されると（ステップｎ
１）、イニシャル処理されて初期状態となり（ステップ
ｎ２）、入力の計測を行うとともに、その計測時刻を計
時し（ステップｎ３）、計測されたデータを、予め設定
されている複数のランクにランク分けするとともに、各
ランクの度数を演算し（ステップｎ４）、計測データを
表示し（ステップｎ５）、計測データが、予め設定され
ている特定のランクに属するか否かを判断し（ステップ
ｎ６）、特定のランクに属しないときには、ステップｎ
４で演算された演算データを記憶し（ステップｎ７）、
特定のランクに属するときには、演算データと共に、計
測データおよび計測時刻を記憶し（ステップｎ９）、ス
テップｎ３に戻り、電源が断たれる（ステップｎ８）ま
で以上の動作を繰り返すものである。

【００３４】図５は、上位機器１１から記憶された演算
データの送信要求があったときの割り込み処理のフロー
チャートである。

【００３５】上位機器１１からの演算データの要求を示
す通信信号を検出すると（ステップｎ１０）、ＣＰＵ部
９のＲＡＭに記憶された演算データを、通信用のフォー
マットに対応した通信データとして作成し（ステップｎ
１１）、上位機器１１へ送信する（ステップｎ１２）。

【００３６】これによって、上位機器１１は、受け取っ
た演算データに基づいて、ヒストグラムの作成表示や異
常発生の頻度、発生時刻の偏り等の解析処理を行うもの
である。

【００３７】（実施の形態２）図６は、本発明の他の実
施の形態の図４に対応するフローチャートである。

【００３８】この実施の形態では、ＣＰＵ部９は、予め
定めた期間あるいは回数における計測データの平均値、
いわゆる区間平均を演算し、演算したデータを記憶する
ものであり、この実施の形態では、最大値および最小値
を併せて演算記憶している。すなわち、先ず、電源が投
入されると（ステップｎ２０）、イニシャル処理されて
初期状態となり（ステップｎ２１）、入力の計測を行い
（ステップｎ２２）、計測データの平均を演算するとと
もに、この実施の形態では、最大値および最小値を併せ
て演算し（ステップｎ２３）、計測データを表示し（ス
テップｎ２４）、演算データを、区間が終了するまで更
新して記憶し（ステップｎ２５）、ステップｎ２２に戻
り、電源が断たれる（ステップｎ２６）まで以上の動作
を繰り返すものである。

【００３９】このように計測データが得られる度に、計
測データの平均値を演算して更新記憶し、予め定めた期
間あるいは回数に達したときに、区間平均として最終的
に記憶保持するものであり、上位機器１１は、従来例の
ように、区間平均を演算するために、計測データを常時
収集蓄積する必要がなく、必要に応じて稼働状況監視装
置１に蓄積された演算データを読み出せばよい。

【００４０】なお、予め定めた期間あるいは回数は、操
作キー６によって予め設定入力してもよいし、あるい
は、外部からデータ収集期間を示す収集入力を与え、こ
の収集入力が与えられている期間を、データ収集の区間
としてもよい。

【００４１】その他の構成は、上述の実施の形態と同様
である。

【００４２】図７は、この実施の形態の稼働状況監視装
置１によって演算処理されて記憶された演算データに基
づいて、上位機器１１で作成表示されたグラフを示して
いる。

【００４３】この図７は、製造ラインのある工程の一日
毎のサイクルタイムの平均値、加重平均値、最大値およ
び最小値の変化を示しており、横軸は日を、縦軸はサイ
クルタイムをそれぞれ示している。

【００４４】稼働状況監視装置１は、計測データが得ら
れる度に、上述のようにして、平均値、加重平均値、最
大値および最小値を演算して更新記憶し、予め定めた期
間、この例では、１日が経過する度に、区間の平均値、
加重平均値、最大値および最小値として記憶保持するも
のであり、図７は、この一日毎の平均値、加重平均値、
最大値および最小値を、上位機器１１で読み出してグラ
フとして表示したものである。

【００４５】このように工程のサイクルタイムの区間平
均などを観測することにより、瞬時異常を排除して穏や
かな変化を把握することができ、これに基づいて、故障
の予知等を行うことができる。

【００４６】また、各工程について、サイクルタイムの
区間平均などを観測することにより、サイクルタイムの
バラツキの大きい工程を把握してその工程を改善するこ
とにより、バラツキの管理の平準化を図ることができ
る。

【００４７】（実施の形態３）図８は、本発明のさらに
他の実施の形態の図４に対応するフローチャートであ
る。

【００４８】この実施の形態では、ＣＰＵ部９は、計測
データが得られる度に、計測データの総数を演算すると
ともに、計測データの総和を演算し、さらに、計測デー
タの二乗総和を演算し、それらの演算結果を更新して記
憶するものである。

【００４９】すなわち、先ず、電源が投入されると（ス
テップｎ３０）、イニシャル処理されて初期状態となり
（ステップｎ３１）、入力の計測を行い（ステップｎ３
２）、計測データの総数、総和および二乗総和を演算し
（ステップｎ３３）、計測データを表示し（ステップｎ
３４）、演算データを更新して記憶し（ステップｎ３
５）、ステップｎ３２に戻り、電源が断たれる（ステッ
プｎ３６）まで以上の動作を繰り返すものである。

【００５０】このように計測データが得られる度に、計
測データの総数、総和および二乗総和を演算して更新記
憶するので、上位機器１１は、従来例のように、分散を
演算するために、計測データを常時収集蓄積する必要が
なく、必要に応じて稼働状況監視装置１に蓄積された演
算データを受け取って分散を算出できることになる。こ
の分散によって工程の能力、状態等を把握して工程改善
や故障予知に役立てることができる。

【００５１】その他の構成は、上述の実施の形態と同様
である。

【００５２】なお、本発明の他の実施の形態として、計
測データの総数、総和および二乗総和の少なくとも一つ
を演算して記憶するようにしてもよい。

【００５３】（その他の実施の形態）本発明の他の実施
の形態として、計測データに対して、上述の実施の形態
１，２，３のすべての演算処理を行って演算データを記
憶するようにしてもよいし、機能選択スイッチなどによ
って実施の形態１，２，３のいずれかの機能を選択でき
るようにしてもよい。

【００５４】また、本発明の他の実施の形態として、ラ
ンク毎の度数、区間平均値、計測データの総数、総和あ
るいは二乗総和などは、ユーザの操作によって、稼働状
況監視装置のＰＶ表示部２に表示するようにしてもよ
く、この場合には、上位機器を介することなく、表示さ
れたデータに基づいて、ヒストグラムを作成したり、分
散を算出したりできることになる。

【００５５】また、本発明のさらに他の実施の形態とし
て、計測データをそのまま記憶しておき、上位機器で
は、必要に応じて、記憶された計測データを通信回路を
介して受け取り、例えば、図９に示されるように、計測
データの変化を、警報レベルや異常レベルと共に表示す
るようにしてもよい。すなわち、この図９は、シリンダ
ー等のアクチュエータの動作時間の変化を示しており、
横軸は回数、縦軸は動作時間をそれぞれ示している。こ
の図９には、計測データである動作時間の実測値と共
に、基準値、警報１，２の警報レベル、異常値が併せて
示されている。このように動作時間の変化を、各レベル
と比較して観測することにより、アクチュエータの故障
の予知を行うことができる。

【００５６】また、本発明は、上述の演算処理に限ら
ず、統計処理に好適な他の演算処理を行うようにしても
よいのは勿論である。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、計測デー
タを演算処理して記憶するので、従来例のように、計測
データをホストコンピュータ等の上位機器に常時送って
上位機器に蓄積してデータベースを作成しておく必要が
なく、上位機器の負荷を軽減できることになる。

【００５８】また、演算手段は、サイクルタイムなどの
計測データに対して、統計処理のための演算処理を施す
ので、上位機器は、記憶された演算データに基づいて、
ヒストグラムなどの度数分布表を作成し、あるいは、予
め定めた期間あるいは回数における区間平均値を得るこ
とができ、さらには、分散を算出できることになり、こ
れら基づいて、工程の改善や機械の保全管理あるいは故
障の予知などを行うことができる。 また、計測時刻を
計時して特定のランク、例えば異常と判定されるランク
に属する計測データおよびその計測時刻を記憶するの
で、記憶されたデータに基づいて、異常発生の頻度や発
生時刻等を把握できることになり、異常の発生原因を究
明して工程改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係る稼働状況監視
装置の正面図である。

【図２】図１の稼働状況監視装置のブロック図である。

【図３】図１の稼働状況監視装置に記憶されたデータに
基づく度数分布を示す図である。

【図４】動作説明に供するフローチャートである。

【図５】動作説明に供するフローチャートである。

【図６】本発明の他の実施の形態の動作説明に供するフ
ローチャートである。

【図７】図６の実施の形態の稼働状況監視装置に記憶さ
れたデータに基づく区間平均等の変化を示す図ある。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態の動作説明に供
するフローチャートである。

【図９】本発明の他の実施の形態の稼働状況監視装置に
記憶されたデータに基づく動作時間の変化を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 稼働状況監視装置 ６ 操作キー ７ センサ ９ ＣＰＵ部 １１ 上位機器 １２ 通信回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G07C 3/00 - 3/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位機器にデータを伝送する通信手段を
   備える稼動状況監視装置であって、 計測した計測データを演算処理する演算手段と、演算処
   理された演算データを記憶する記憶手段と、前記計測デ
   ータの計測時刻を計時する計時手段とを備え、 前記演算手段は、前記計測データが、予め区分された複
   数のランクのいずれに属するかをランク分けするととも
   に、各ランクの度数を演算する一方、予め定めた期間あ
   るいは回数における前記計測データの平均値を演算する
   ものであり、 前記記憶手段は、異常と判定される特定のランクに属す
   る計測データおよび該計測データの計測時刻を記憶する
   ものであり、 前記通信手段は、前記記憶手段に記憶されたデータを、
   前記上位機器に通信で伝送するものであり、 前記計測データがサイクルタイムである ことを特徴とす
   る稼働状況監視装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段は、計測データの総数を演
   算する請求項１記載の稼働状況監視装置。
3. 【請求項３】 前記演算手段は、計測データの総和を演
   算する請求項１または２記載の稼働状況監視装置。
4. 【請求項４】 前記演算手段は、計測データの二乗総和
   を演算する請求項１ないし３のいずれかに記載の稼働状
   況監視装置。
5. 【請求項５】 前記計測データを表示する表示部を備
   え、該表示部に、前記記憶手段に記憶されたデータを表
   示する請求項１ないし４のいずれかに記載の稼働状況監
   視装置。