JP3620431B2 - 自動診断装置および自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は自動診断装置および自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、機械加工に用いられる工作機械の消費電力を診断する自動診断装置および自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
生産設備の中で機械加工を行なう工作機械は、一般に実際の加工を行なう主機と補機とより構成される。主機は、マシニングセンタ、NC旋盤、研削盤等の工作機械や、プレス、ベンダー、リフター、ゴム成形機、巻線加工機等の一般産業機械を含む。補機は、油圧ポンプ、クーラント、オイルコン(油冷却装置)等のさまざまな機器で構成される。この種の工作機械は、製品の加工品質を向上させるために種々の改良が加えられ、精度および生産性の高い機械加工が可能となっている。
【0003】
一方では、環境保全に対する社会的なニーズの高まりや、法律による規制等により、生産工場におけるエネルギーの省力化の要請が高まっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既存の設備の消費エネルギーを削減すると、製品の品質や設備の生産性に悪い影響を及ぼすこともある。このため、生産工場における省エネルギー化は、工場内の空調設備や照明設備等に対しては進められているが、工作機械に対しては積極的に進められていないのが現状である。
【0005】
既存の工作機械の消費エネルギーを分析しようとした場合、電力計や流量計などの多くの計測機器を準備する必要がある。そして、計測機器を設置して電力や流量を計測するために工作機械を一時停止させなければならず、多大な労力と時間が必要となる。さらに、計測したデータを分析する作業が必要となる。
【0006】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の1つは、設備を停止させることなく低コストで装置の消費電力を知ることができる自動診断装置および自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【0007】
この発明の他の目的は、装置の消費電力を他の装置の消費電力と比較することが可能な自動診断装置および自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、自走診断装置は、装置を診断する自動診断装置であって、装置を特定する装置特定情報ごとに、稼動条件と消費電力との関係を予め記憶する第1記憶手段と、装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて予め記憶する第2記憶手段と、装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付ける受付手段と、受付けられた装置特定情報について、受付けられた稼動条件に基づいて消費電力を第1記憶手段より読出す第1読出手段と、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にある別の装置特定情報を、第2記憶手段から選択する選択手段と、選択された別の装置特定情報について、受付けられた稼動条件に基づいて消費電力を第1記憶手段より読出す第2読出手段と、第1読出手段および第2読出手段により読出されたそれぞれの消費電力を出力する出力手段とを備える。
【0013】
この発明に従えば、装置特定情報と、装置の稼動条件との入力が受付けられ、受付けられた装置特定情報について、受付けられた稼動条件に基づいて消費電力が読出され、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にある別の装置特定情報が選択され、選択された別の装置特定情報について、受付けられた稼動条件に基づいて消費電力が読出され、読出されたそれぞれの消費電力が出力される。このため、装置の消費電力を他の装置の消費電力と比較することが可能な自動診断装置を提供することができる。
好ましくは、装置特定情報はメーカ名を含み、選択手段は、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、第2記憶手段から選択する。
【0014】
好ましくは、装置特定情報は、複数の弁をそれぞれ特定する複数の弁特定情報とポンプを特定するポンプ特定情報とを少なくとも含み、第1記憶手段は、弁特定情報ごとに稼動条件と稼動損失との関係を予め記憶する第1記憶領域と、ポンプ特定情報ごとに稼動条件、稼動損失および消費電力との関係を予め記憶する第2記憶領域とを含み、第1読出手段は、受付けられた装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失を第1記憶領域から読出し、受付けられた装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、読出された複数の稼動損失と受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力を第2記憶領域から読出し、第2読出手段は、選択された別の装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失を第1記憶領域から読出し、選択された別の装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、読出された複数の稼動損失と受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力を第2記憶領域から読出すことを特徴とする。
【0015】
この発明に従えば、受付けられた装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失が読出され、受付けられた装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、読出された複数の稼動損失と受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力が読出される。また、選択された別の装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失が読出され、選択された別の装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、読出された複数の稼動損失と受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力が読出される。このため、設備を停止させることなく低コストで装置の消費電力を出力することが可能な自動診断装置を提供することができる。
【0016】
この発明のさらに他の局面によれば、自動診断装置は、装置を診断する自動診断装置であって、装置を特定する装置特定情報ごとに消費電力を予め記憶する第1記憶手段と、装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて予め記憶する第2記憶手段と、装置特定情報の入力を受付ける受付手段と、受付けられた装置特定情報に対応する消費電力を、第1記憶手段より読出す第1読出手段と、装置特定情報はメーカ名を含み、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、第2記憶手段から選択する選択手段と、選択された装置特定情報に対応する消費電力を、第1記憶手段より読出す第2読出手段と、第1読出手段および第2読出手段により読出された消費電力をそれぞれ出力する出力手段とを備える。
【0017】
この発明に従えば、装置特定情報の入力が受付けられ、受付けられた装置特定情報に対応する消費電力が読出され、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報が選択され、選択された装置特定情報に対応する消費電力が読出され、読出された消費電力がそれぞれ出力される。このため、装置の消費電力を他の装置の消費電力と比較することが可能な自動診断装置を提供することができる。
【0018】
好ましくは、受付手段は、ネットワークを介してアクセスが検出されたことに応じて入力画面を送信する送信手段と、入力画面に従って入力された装置特定情報と、装置の稼動条件とを受信する受信手段とを含む。
好ましくは、出力手段は、入力画面に従って入力されたアドレスに電子メールで送信する送信手段を含む。
【0019】
この発明のさらに他の局面によれば、装置を特定する装置特定情報ごとに稼動条件と消費電力との関係を記憶し、装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて記憶するデータベースを用いて、装置をコンピュータに診断させる診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付けるステップと、受付けられた装置特定情報について、受付けられた稼動条件に対応する消費電力を、データベースより読出すステップと、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にある別の装置特定情報を、データベースから選択するステップと、選択された別の装置特定情報と受付けられた稼動条件とに対応する消費電力を、データベースより読出すステップと、読出されたそれぞれの消費電力を出力するステップとをコンピュータに実行させる。
【0020】
この発明のさらに他の局面によれば、自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体は、装置を特定する装置特定情報ごとに稼動条件と消費電力との関係を記憶し、装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて記憶するデータベースを用いて、装置をコンピュータに診断させる診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付けるステップと、受付けられた装置特定情報について、受付けられた稼動条件に対応する消費電力を、データベースより読出すステップと、装置特定情報はメーカ名を含み、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、データベースから選択するステップと、選択された装置特定情報と受付けられた稼動条件とに対応する消費電力を、データベースより読出すステップと、読出されたそれぞれの消費電力を出力するステップとをコンピュータに実行させる自動診断プログラムを記録する。
【0021】
この発明に従えば、装置特定情報と、装置の稼動条件との入力が受付けられ、受付けられた装置特定情報について、受付けられた稼動条件に対応する消費電力が読出され、対応する性能が受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報が選択され、選択された装置特定情報と受付けられた稼動条件とに対応する消費電力が読出され、読出されたそれぞれの消費電力が出力される。このため、装置の消費電力を他の装置の消費電力と比較することが可能な自動診断処理をコンピュータに実行させることが可能な自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示し、説明は繰返さない。
【0023】
図1は、本発明の実施の形態の1つにおける自動診断装置が適用される自動診断システムの概略構成を示す図である。図1を参照して、自動診断システム1は、ネットワーク160に接続された自動診断装置100およびパーソナルコンピュータ(以下「パソコン」という)150,151とで構成される。
【0024】
自動診断装置100は、パソコン等の汎用コンピュータであり、自動診断プログラムを実行することにより、以下に説明する自動診断処理を行なう。自動診断装置100は、自動診断サービスを提供する企業内に設置される。
【0025】
パソコン150,151は、生産設備が備えられた工場に設置される。パソコン150,151と自動診断装置100は、ネットワーク160にそれぞれ接続される。ネットワーク160は、インターネットやイントラネット等のネットワーク通信網である。また、ネットワーク160には、ローカルエリアネットワークなどの専用のネットワークを用いるようにしてもよい。これにより、パソコン150,151と自動診断装置100との間で、ネットワーク160を介してデータの授受を行なうための通信を行なうことができる。
【0026】
図2は、本実施の形態における自動診断装置100の機能を示すブロック図である。図2を参照して、自動診断装置100は、自動診断装置100の全体を制御するための制御部101と、キーボード111と、ディスプレイ113と、キーボード111からのデータの入力およびディスプレイ113へのデータの出力を制御するための入出力部105と、必要な情報を記憶するためのデータベース103と、自動診断装置100をネットワーク160に接続するためのインターフェース部107と、外部記憶装置109とを含む。
【0027】
制御部101は、制御部101で実行するためのプログラムを記録するための読出専用メモリ(ROM)と、ROMに記録されたプログラムを実行する際に必要なデータを記憶するためのランダムアクセスメモリ(RAM)とを備える。
【0028】
また、制御部101は、外部記憶装置109と接続される。外部記憶装置109は、光磁気ディスク、デジタルビデオディスク(DVD)、コンパクトディスク等の記録媒体119に記録されたプログラムやデータを読込むためのドライバである。制御部101では、記録媒体119に記録された自動診断プログラムを外部記憶装置109で読込むことにより、実行することができる。
【0029】
データベース103は、ポンプ型式データベース(以下「ポンプ型式D/B」という)115と、ポンプ消費電力データベース(以下「ポンプ消費電力D/B」という)116と、弁型式データベース(以下「弁型式D/B」という)117と、弁漏れ量データベース(以下「弁漏れ量D/B」という)118とを含む。これらのデータベースは、自動診断装置100で後述する自動診断処理を行なうために用いられる。
【0030】
入出力部105は、自動診断装置100を操作する使用者がキーボード111から入力する情報を受付け、制御部101に送信する。また、入出力部105は、制御部101からの指示によりディスプレイ113を制御して必要な情報を表示する。入出力部105は、例えば、i−mode(登録商標)機能を有した携帯電話やパーソナル・デジタル・アシスタント(PDA)などの携帯情報端末を用いることができる。
【0031】
インターフェース部107は、自動診断装置100をネットワーク160に接続し、制御部101とネットワーク160に接続されたパソコン150,151との間で行なわれる通信を可能とする。
【0032】
図3は、本実施の形態における自動診断装置100による診断の対象となる生産設備の一例を示す概略図である。図3を参照して、生産設備200は、大きくは、油圧ポンプ205と、アクチュエータを含む主機212,214,216とで構成される。
【0033】
主機212,214,216は、油圧アクチュエータを有する工作機械である。この生産設備において、主機212,214,216を除く部分を補機という。
【0034】
油圧ポンプ205は、交流電源201に接続されたモータ203により駆動され、油圧回路に所定の油圧で作動油を供給する。ここでの油圧ポンプ205は、油圧回路に油圧P1(MPa)で吐出量Q1(cm3/s)で作動油を供給する。
【0035】
油圧回路には、リリーフ弁207と、減圧弁209と、方向切換弁211,213,215と、オイルクーラー210とが連結されている。リリーフ弁207は、油圧回路の最高油圧をP1(MPa)に定めるための制御弁である。これにより、油圧ポンプ205が発生する油圧が最高油圧に制限される。
【0036】
減圧弁209は、油圧回路の中で一部の低い油圧P2(MPa)を発生させるための制御弁である。主機216には、減圧弁209で減圧された油圧P2(MPa)で吐出量Q2(cm3/s)が供給される。
【0037】
方向切換弁211,213,215は、主機212,214,216にそれぞれ供給される油圧の方向を切換えるための制御弁である。これにより、主機212,214,216の油圧アクチュエータの運動方向が切換えられる。
【0038】
オイルクーラー210は、油圧回路に流れる作動油の温度を制御する。
本実施の形態において、方向切換弁211,213,215は、電磁弁を用いている。なお、主機212には油圧回路から吐出量Q1で油圧P1の作動油が供給され、力F1(N)で速度V1(cm/s)の動作が可能な油圧アクチュエータが備えられる。主機214には油圧回路から吐出量Q1で油圧P1の作動油が供給され、力F2(N)で速度V2(cm/s)の動作が可能な油圧アクチュエータが備えられる。主機216には油圧回路から吐出量Q2で油圧P2の作動油が供給され、力F3(N)で速度V3(cm/s)の動作が可能な油圧アクチュエータが備えられる。
【0039】
図4は、生産設備200の一部を構成する減圧弁209の機能を模式的に示した断面図である。
【0040】
図4を参照して、減圧弁209は、作動油が注入される入力ポート231と、作動油を出力する出力ポート233とを備え、入力ポート231に入力される作動油の油圧をP(MPa)に減圧して出力ポート233より出力する。
【0041】
減圧弁209は、図中で左右方向に移動可能なスプール235を有し、スプール235は、ばね237により左方向に付勢される。スプール235の左側にはピストン室236が設けられている。ピストン室236と出力ポート233とは供給通路239で接続されている。したがって、出力ポート233とピストン室236との油圧が同じとなる。
【0042】
また、スプール235には、出力ポート233の油圧が上昇した場合に、油圧を逃がすためのバイパス穴232が設けられている。バイパス穴232は、その一端が、圧力のかからないドレーンポート234に接続されている。
【0043】
この結果、出力ポート233の圧力が上昇すると、スプール235は、ピストン室236の油圧により右方向に付勢される力Fp(N)とばね237により左方向に付勢される力Fs(N)とが釣合い、出力ポート233と入力ポート231とをブロックし、入力ポート231側から出力ポート233側へ作動油を送らなくなる。
【0044】
次に、出力ポート233の圧力は、スプール235が出力ポート233と入力ポート231とをブロックするまでの時間遅れの間に、入力ポート231側の圧力近くまで上昇する。この上昇した圧力によりスプール235がさらに右方向に移動し、バイパス穴232を介してドレーンポート234から作動油を排出することにより、出力ポート233の圧力がP(MPa)に下げられる。
【0045】
このように、減圧弁209は、減圧作用をしているときは、スプール235が入力ポート231と出力ポート233とを開いて作動油を供給したり、入力ポート231と出力ポート233とをブロックしてバイパス穴232を介してドレーンポート234から作動油を排出したりして、出力ポート233が一定の圧力P(MPa)となるようにする。
【0046】
一方、スプール235が入力ポート231と出力ポート233とをブロックした状態においても、作動油の圧力により入力ポート231側から出力ポート233側へスプールの隙間を介して作動油が漏れる。たとえば、油圧アクチュエータが作動していない状態においては、出力ポート233の圧力が次第に上昇するのでスプール235は入力ポート231と出力ポート233との間をブロックする位置となる。この場合においても、作動油が隙間から漏れるとともに、ドレーンポート234より排出されるため、入力ポート231に供給される作動油の油圧を一定に保つために、油圧ポンプ205が作動する。
【0047】
このスプール235の隙間から漏れる作動油の量と、ドレーンポート234から排出される作動油の量とを合わせたものを漏れ量という。
【0048】
以上制御弁のうち減圧弁について説明したが、油圧回路に用いられるリリーフ弁207や方向切換弁211,213,215においても、主機212,214,216の油圧アクチュエータが作動していない状態における作動油の漏れが減圧弁の場合と同様に発生する。このため、主機212,214,216の油圧アクチュエータが作動していない状態においても、油圧ポンプ205から出力される作動油の油圧を一定の値に保つために油圧ポンプ205を作動しておく必要がある。
【0049】
図5は、生産設備の一部を構成する油圧ポンプの消費電力の経時的な変化の一例を示す図である。図5では、主機が1サイクルの動作を行なう場合における油圧ポンプの消費電力の経時的な変化を示している。1サイクルとは、主機が所定の定められた作業を開始してから終了するまでの期間をいう。1サイクルの間に、油圧アクチュエータが3回駆動している。この油圧アクチュエータが駆動している期間を、「作業」期間として示している。1サイクルの中で、油圧アクチュエータが駆動する「作業」期間を除く期間は、「待機」期間となる。
【0050】
図5から明らかなように、1サイクル中で油圧アクチュエータが駆動していない「待機」期間の方が、「作業」期間よりも長い。また、「待機」期間における油圧ポンプ205の消費電力は、一定のレベルとなっている。また、油圧アクチュエータが駆動する「作業」期間における消費電力は急激に変化し、「待機」状態における消費電力に比べて大きいけれども、「作業」期間は「待機」期間に比べて短い期間である。したがって、油圧ポンプ205の消費電力を、油圧アクチュエータを駆動しない「待機」状態における消費電力で近似することができる。
【0051】
上述したとおり、油圧アクチュエータが駆動していない「待機」状態では、油圧ポンプ205は、減圧弁209、リリーフ弁207、電磁弁である方向切換弁211,213,215で作動油が漏れることによる減圧を補うために作動する。したがって、油圧回路に含まれる制御弁の漏れ量がわかれば、油圧アクチュエータが駆動していない「待機」状態における油圧ポンプ205の消費電力を求めることができる。これにより、油圧ポンプの1サイクル期間における消費電力を求めることができる。
【0052】
図6は、生産設備の消費電力の算出原理を説明するための図である。生産設備の消費電力は、油圧回路における漏れ量が算出され、算出された漏れ量に基づき油圧ポンプの消費電力が算出されることにより求められる。油圧回路における漏れ量は、まず、油圧回路に含まれる制御弁の漏れ量が求められ、求められた漏れ量が加算されて、油圧回路全体の回路漏れ量QTが求められる。
【0053】
制御弁それぞれの漏れ量Qは、設定圧力Pに基づき、弁漏れ量D/B118から読出される。制御弁ごとに設定圧力Pに対する漏れ量Qが異なり、また、設定圧力Pが異なれば同じ制御弁でも漏れ量が異なるので、弁漏れ量D/B118では、制御弁ごとに設定圧力Pに対する漏れ量Qの関係を示すテーブルが記憶されている。弁漏れ量D/B118は、制御弁と設定圧力Pとがわかれば漏れ量Qを導き出すことができるデータベースである。
【0054】
油圧ポンプ205の消費電力は、回路漏れ量QTと設定圧力Pとから求められる。油圧ポンプ205の消費電力は、油圧ポンプ205が、回路漏れ量QTの油圧回路に用いられた場合に、設定圧力Pの油圧を維持するために油圧ポンプ205を駆動するのに必要な消費電力に該当する。
【0055】
ポンプ消費電力D/B116には、設定圧力Pと回路漏れ量QTとを種々変化させ、それぞれの値に対して測定された消費電力PWが予め記憶されている。このポンプ消費電力D/B116を用いて、回路漏れ量QTの油圧回路に油圧ポンプ205が用いられた場合に、設定圧力Pを維持するために必要な消費電力PWが求められる。
【0056】
図7は、本実施の形態における自動診断装置100の制御部101の機能を示すブロック図である。図7を参照して、制御部101には、インターフェース部107から、油圧ポンプを特定するためのポンプ特定情報、制御弁を特定するための弁特定情報、油圧ポンプが出力する油圧を示す設定圧力P、および、稼動時間が入力される。
【0057】
制御部101は、代替品読出部121と、消費電力演算部123と、レポート作成部129とを含む。代替品読出部121は、インターフェース部107より入力される弁特定情報に基づきポンプ型式D/B115より代替弁特定情報を読出し、インターフェース部107より入力されるポンプ特定情報に基づきポンプ型式D/B115から代替ポンプ特定情報を読出す。
【0058】
代替品読出部121は、弁特定情報で特定される制御弁と性能が近似し、かつ、所定のメーカの制御弁を弁型式D/B117より選択する。そして、選択した制御弁を特定する弁特定情報を代替弁特定情報として読出す。
【0059】
代替品読出部121は、ポンプ特定情報で特定される油圧ポンプと性能が近似し、かつ、所定のメーカの油圧ポンプをポンプ型式D/B115から選択する。そして、選択した油圧ポンプを特定するポンプ特定情報を代替ポンプ特定情報として読出す。
【0060】
代替品読出部121で読出された代替弁特定情報および代替ポンプ特定情報は、消費電力演算部123に出力される。
【0061】
消費電力演算部123は、インターフェース部107より入力される弁特定情報および設定圧力Pに基づき、弁漏れ量D/B118から、弁特定情報で特定される弁に設定圧力Pの油圧が入力された場合の漏れ量を弁漏れ量D/B118より稼動損失として読出す。入力される弁特定情報が複数ある場合には、複数の弁特定情報それぞれについて漏れ量が稼動損失として読出される。読出された稼動損失は、消費電力読出部127に出力される。
【0062】
消費電力読出部127では、稼動損失読出部125から受信した稼動損失の総合計を求める。総合計は、稼動損失読出部125が、複数の稼動損失を出力した場合に求められ、1つの稼動損失が出力される場合には総合計を求める必要はない。
【0063】
消費電力読出部127では、求めた稼動損失の総合計(QT)と、ポンプ特定情報とを用いて、ポンプ特定情報で特定される油圧ポンプが、設定圧力Pで稼動損失がQTの油圧回路に用いられた場合の消費電力を、ポンプ消費電力D/B116より読出す。読出された消費電力は、レポート作成部129に送信される。
【0064】
一方、代替品読出部121で読出された代替弁特定情報と代替ポンプ特定情報とが、消費電力演算部123に入力され、上述したと同様に代替ポンプ特定情報で特定される油圧ポンプが、設定圧力Pで稼動損失の総合計(QT)の油圧回路に用いられた場合の消費電力が、ポンプ消費電力D/B116より読出され、レポート作成部129に出力される。
【0065】
レポート作成部129では、消費電力演算部123で読出された制御弁と油圧ポンプとを含む生産設備の消費電力と、代替弁と代替ポンプとを含む生産設備の消費電力とを比較したレポートが作成される。この場合、インターフェース部107より入力される稼動時間が考慮され、所定の期間内の消費電力が比較される。
【0066】
図8は、本実施の形態における自動診断装置100のデータベース103に記憶されるポンプ型式D/B115のデータ構造の一例を示す図である。図8を参照して、ポンプ型式D/B115は、「型式名」、「メーカ名」、「1回転当たりの最大押しのけ量」、「モータ定格」、「容量(可変−固定)」、「方式(ピストン、ギア、ベーン)」の項目で構成される。「型式名」は、油圧ポンプを特定するための情報である。
【0067】
メーカ名は、その油圧ポンプを製造する会社の名称である。「1回転当たりの最大押しのけ量」、「モータ定格」、「容量」および「方式」は、ポンプの性能を示す項目である。「容量」は、ポンプが可変容量型の油圧ポンプであるのか固定容量型の油圧ポンプであるのかを区別するための項目であり、「方式」は、ポンプが歯車ポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプであるのかの別を表わす項目である。ポンプ型式データベース115には、複数のポンプのデータが「型式名」をキー項目として記憶されている。
【0068】
図9は、本実施の形態における自動診断装置100のデータベース103に記憶されるポンプ消費電力D/B116のデータ構造の一例を示す図である。図9を参照して、ポンプ消費電力D/B116は、油圧ポンプの「型式名」ごとに「圧力Pとポンプの流量(吐出量)Qとに対する消費電力」のテーブルを記憶したデータベースである。ポンプ消費電力D/B116には、ポンプごとに圧力とポンプの流量(吐出量)とを変化させて計測した消費電力が予め記憶されている。したがって、ポンプ消費電力D/Bでは、油圧ポンプの型式名と、設定圧力Pと、油圧回路の総漏れ量QTとに基づき、その油圧ポンプの消費電力を求めることができる。この場合、油圧回路の総漏れ量QTがポンプの流量とされる。
【0069】
図10は、本実施の形態における自動診断装置100のデータベース103に記憶される弁型式D/B117のデータ構造の一例を示す図である。図10を参照して、弁型式D/B117は、「型式名」、「メーカ名」、「性能A」、「性能B」の項目から構成される。「型式名」は、制御弁を特定するための情報である。したがって、型式名がわかれば制御弁を特定することができる。「メーカ名」は、制御弁を製造したメーカの名称である。「性能A」および「性能B」は、制御弁の性能を特定するための情報であり、たとえば減圧弁であれば入力される圧力と減圧可能な圧力等で示される。
【0070】
このように、弁型式D/B117は、「弁型式」をキー項目にしたデータとして、複数の弁のデータが記憶される。
【0071】
図11は、本実施の形態における自動診断装置100のデータベース103に記憶される弁漏れ量D/B118のデータ構造の一例を示す図である。図11を参照して、弁漏れ量D/B118は、「型式名」と、「圧力に対する漏れ量」との項目とを含む。「型式名」は、制御弁を特定するための情報である。
【0072】
「圧力に対する漏れ量」は、制御弁ごとに圧力を変化させて漏れ量を予め測定して得られる圧力Pと漏れ量Qとの関係を示すテーブルである。
【0073】
弁漏れ量D/B118は、「型式名」で特定される制御弁の「圧力に対する漏れ量」のテーブルを記憶したデータベースである。したがって、弁漏れ量D/B118では、制御弁の型式名と、設定圧力Pとに基づき、その制御弁の漏れ量を求めることができる。
【0074】
図12は、本実施の形態における自動診断装置100で行なわれる自動診断処理の流れを示すフローチャートである。図12を参照して、自動診断処理では、まず、クライアントよりアクセスがあったか否かが判断される(ステップS1)。本実施の形態においては、クライアントは、パソコン150,151が該当する。パソコン150,151のいずれかよりアクセスがあった場合にはステップS2に進み、そうでない場合には待機状態となる。また、アクセスが検知された時点で割込を発生することにより、以下の処理を実行するようにしてもよい。
【0075】
本実施の形態においては、自動診断装置100は、インターネット上に公開されたホームページを有している。パソコン150,151のいずれかから、インターネットを介して自動診断装置100のホームページへのアクセスがあった時点で、クライアントからのアクセスが検知される。
【0076】
ステップS2では、アクセスしたクライアントに対して入力画面を送信する。入力画面は、インターフェース部107より送信され、ネットワーク160を介してアクセスしたクライアントに送信される。
【0077】
図13は、データ入力画面の一例を示す図である。図13を参照して、入力画面は、主機に関する情報を入力する主機情報領域300と、油圧ユニットに関する情報を入力するための油圧ユニット情報領域310と、油圧回路に関する情報を入力するための油圧回路情報領域320と、稼動条件に関する情報を入力するための稼動情報領域330と、客の情報入力するための客情報領域340とを含む。
【0078】
主機情報領域300には、主機のメーカの名称を入力するための領域301と、型式を入力するための領域302と、種類を入力するための領域303とを備える。領域301では、ポップアップウィンドウに複数のメーカの名称が表示され、表示された名称の中からメーカの名称が選択可能である。また、領域302では、領域301で選択されたメーカが製造する主機の型式がポップアップウィンドウに表示され、表示された型式の中から該当する型式が選択可能である。
【0079】
種類を入力するための領域303には、「旋盤」、「マシニングセンター」、「研削板」、「プレス」、「その他」の項目の中からいずれかを選択することにより、種類が入力できるようになっている。
【0080】
このように、主機情報領域300では、主機の「メーカ名」、「型式」、「種類」とが選択されて入力される。
【0081】
油圧ユニット情報領域310には、油圧ポンプのメーカの名称を入力する領域311と、型式を入力する領域312と、油圧ポンプの性能を入力するための領域313とを含む。領域311では、油圧ポンプのメーカの名称がポップアップウィンドウに表示され、表示された名称の中から選択可能になっている。同様に、領域312では、領域311で選択されたメーカが製造する油圧ポンプの型式がポップアップウィンドウに表示され、表示された型式の中から該当する型式を選択可能になっている。
【0082】
領域313には、油圧ポンプの方式を入力する領域314と、最大押しのけ量を入力する領域315と、モータ定格を入力する領域316が含まれる。
【0083】
領域314では、「可変ピストンポンプ」、「可変弁ポンプ」、「固定ポンプ」の選択肢の中からいずれかを選択可能となっている。領域315と領域316には、直接数字が入力される。
【0084】
なお、油圧ポンプの性能を入力するための領域313への入力は、油圧ポンプのメーカの名称と型式とが入力されない場合にのみ入力される。従って、領域311にメーカの名称が入力され、領域312に油圧ポンプの型式が入力された場合には、領域313へデータを入力する必要はない。
【0085】
油圧回路情報領域320には、電磁弁の型式を入力する領域321と、電磁弁の個数を入力する領域322と、減圧弁の型式を入力する項目323と、減圧弁の個数を入力する領域324とを含む。
【0086】
領域321と領域323は、それぞれ3つの入力項目とを含み、ポップアップウィンドウに表示される型式の一覧の中から該当する電磁弁の型式または、減圧弁の型式が選択可能である。領域322は、領域321で入力された電磁弁が油圧回路に用いられる個数が入力される。領域324には、領域323に入力された減圧弁が油圧回路に用いられる個数が入力される。本実施の形態においては、電磁弁には方向切換弁211,213,215が該当する。
【0087】
これにより、油圧回路情報領域320では、油圧回路に用いられる電磁弁の型式とその個数、および、減圧弁の型式とその個数が入力される。
【0088】
稼動情報領域330には、一日の稼動時間と年間の稼動時間を選択するチェック欄331,332を含み、ユーザがいずれかのチェック欄を指示することにより選択される。
【0089】
チェック欄331が指示されて1日稼動時間をユーザが選択した場合には、1日の稼動時間が領域333に入力され、年間の稼動日数が領域334に入力される。チェック欄331が指示されて年間稼動時間をユーザが選択した場合には、年間の稼動時間が領域335に入力される。
【0090】
また、稼動情報領域330は、設定圧力を入力する領域336と、電力単価を入力するための領域336を含む。設定圧力の入力領域336には、生産設備の油圧ポンプが出力する作動油の油圧が入力される。電力単価の入力領域336には、生産設備に使用される電力の単価が入力される。
【0091】
お客様情報領域340には、パソコン150,151により自動診断装置100にアクセスした者の「住所」、「会社名」、「所属」、「電子メール(E−mail)アドレス」を入力する項目が含まれる。ここで、自動診断装置100にアクセスした者とは、生産設備を管理する立場にある者などである。
【0092】
そして、入力画面は、送信ボタン350を含み、アクセスした者が送信ボタン350をマウスでクリック等することにより、入力画面に入力された情報がパソコン150,151から送信され、自動診断装置100で受信される。
【0093】
図12に戻って、ステップS2で送信した入力画面に従ってクライアントがデータを入力した後、送信すると、自動診断装置100では、入力画面に従って入力されたデータが受信される。
【0094】
そして、受信されたデータが正しいか否かがチェックされる(ステップS4)。チェックは、入力されるべきデータの有無、または、誤入力等が判断される。必要な情報が正しく入力されていない場合には、ステップS2に進み、再度入力画面の送信が行なわれる。一方、受信されたデータが正しければ、ステップS5に進む。
【0095】
ステップS5では、既存品の消費電力の演算がなされる。既存品とは、ステップS3で受信した油圧ポンプと減圧弁および電磁弁を含む油圧回路をいう。この既存の油圧回路での消費電力を算出した後、ステップS6に進む。
【0096】
ステップS6では、ステップS3で受信されたデータから、油圧ポンプの代替品と、減圧弁の代替品と、電磁弁の代替品とが選択される。
【0097】
そして、選択された油圧ポンプ、電磁弁および減圧弁の代替品を含む油圧回路の消費電力が演算される(ステップS7)。
【0098】
次にステップS8では、ステップS5で演算された既存品の消費電力とステップS7で演算された代替品の消費電力とを比較したレポートが作成される。このレポートは、ステップS3で受信されたデータのうち、稼動情報を用いた費用の比較も含まれる。
【0099】
そしてステップS9では、ステップS8で作成されたレポートを、ステップS3で受信されたデータのうちお客様情報に含まれるE−mailアドレスに電子メールで送信する。
【0100】
これにより、パソコン150,151を用いて自動診断装置100にアクセスした者は、自動診断装置100から送信される入力画面に従って、必要な情報を入力しさえすれば、既存の設備の消費電力と、改善された代替品を用いた生産設備での消費電力とが比較されたレポートを受信することができる。その結果、設備を代替品に更新することにより、どれだけのエネルギーの省力の効果が得られるのかを容易に知ることができる。
【0101】
図14は、本実施の形態における自動診断装置100で行なわれる消費電力演算処理の流れを示すフローチャートである。なお、消費電力演算処理は、図12のステップS5およびステップS7で行なわれる処理である。ステップS5とステップS7との違いは、消費電力を、既存の生産ラインの油圧回路に用いられる油圧ポンプと制御弁に基づき演算する場合と、既存の油圧ポンプと制御弁の代替品に基づき演算する場合とで異なる。その他の点は同じである。ここでは既存の生産ラインの油圧回路に用いられる油圧ポンプと制御弁に基づき演算する場合について説明する。
【0102】
図14を参照して、ステップS11では、図13に示した入力画面の油圧回路情報領域320で入力された電磁弁の型式と、稼動情報領域330で入力された設定圧力Pとに基づき、弁漏れ量D/B118をアクセスし、電磁弁の漏れ量Q1が読出される。油圧回路情報領域320で複数の電磁弁型式が領域321に入力された場合には、入力されたすべての電磁弁についてステップS11の処理が行なわれる。
【0103】
次のステップS12では、油圧回路情報領域320の領域323に入力された減圧弁の型式と、稼動情報領域330で入力された設定圧力Pとに基づき、弁漏れ量D/B118にアクセスし、弁漏れ量Q2が読出される。油圧回路情報領域320の領域323に入力された減圧弁の型式が複数ある場合には、入力されたすべての減圧弁についてステップS2が繰返し行なわれる。
【0104】
ステップS13では、ステップS11で読出された漏れ量Q1とステップS12で読出された漏れ量Q2とを加算した回路漏れ量QTが算出される。
【0105】
次のステップS14では、ステップS13で算出された回路漏れ量QTと、稼動情報領域330で入力された設定圧力Pとに基づき、ポンプ消費電力D/B116にアクセスし、消費電力PWが読出される。
【0106】
これにより、入力画面より入力された油圧ポンプの型式、電磁弁の型式、減圧弁の型式、および、設定圧力Pから、油圧ポンプの消費電力が算出される。
【0107】
図15は、本実施の形態における自動診断装置100で行なわれる代替品選択処理の流れを示すフローチャートである。代替品選択処理は、図12のステップS6で行なわれる処理である。
【0108】
図15を参照して、入力画面の油圧回路情報領域320の領域321に入力された電磁弁の型式に基づき、弁型式D/B117にアクセスし、入力された電磁弁の型式に対応する電磁弁が選択される。選択される電磁弁は、入力された電磁弁の性能をすべて上回るもので、最も性能が近似する電磁弁であって、所定のメーカの電磁弁である。油圧回路情報領域320の領域321に複数の電磁弁の型式が入力された場合には、入力された電磁弁の型式のすべてについてステップS21の処理が繰返して行なわれる。
【0109】
ステップS22では、油圧回路情報領域320の領域323に入力された減圧弁の型式に基づき、弁型式D/B117にアクセスする。そして、弁型式D/B117に記憶されているデータのうち、入力された減圧弁の型式に対応する減圧弁が選択される。選択される減圧弁は、入力された減圧弁の性能をすべて上回るもので、最も性能が近似する減圧弁であって、所定のメーカの減圧弁である。油圧回路情報領域320の領域323に複数の減圧弁型式が入力された場合には、入力された減圧弁型式のすべてについてステップS22の処理が繰返して行なわれる。
【0110】
次のステップS23では、入力画面の油圧ポンプ情報領域310の領域312に入力された油圧ポンプの型式に基づき、ポンプ型式D/B115にアクセスする。そして、入力された油圧ポンプの型式に対応する油圧ポンプが選択される。選択される油圧ポンプは、入力された減圧弁の性能をすべて上回るもので、最も性能が近似する油圧ポンプであって、所定のメーカの油圧ポンプである。
【0111】
図16は、本実施の形態における自動診断装置100で行なわれる自動診断処理の出力画面の一例を示す図である。図16を参照して、出力画面400はお客様情報を出力する領域410と、診断入力情報を出力する領域420と、診断結果を表示する領域430とを含む。
【0112】
お客様情報を表示する領域410には、入力画面のお客様情報領域340で入力された情報がそのまま出力される。診断入力情報を表示する領域420には、入力画面の主機情報領域300で入力された主機のメーカの名称および種類と、油圧ポンプ情報領域310で入力された油圧ポンプのメーカの名称および型式と、稼動情報領域330で入力された設定圧力P、年間稼動時間および電力単価とが表示される。
【0113】
診断結果を表示する領域430には、入力画面で入力された油圧ポンプの型式、減圧弁の型式および電磁弁の型式に基づき算出された油圧ポンプの消費電力と年間電力量とが表示される。また、代替品の油圧ポンプの型式、減圧弁の型式および電磁弁の型式に基づき算出された油圧ポンプの消費電力と年間電力量とが表示される。併せて、省エネ効果の欄が表示され、消費電力の削減量、省エネ率、年間電力削減量、および、年間電気代削減量が表示される。
【0114】
省エネ率は、次式(1)に従って求められる。
省エネ率=(代替品の消費電力)/(既存品の消費電力)×100…(1)
年間電力削減量は、現行ユニットの年間電力量から代替品の年間電力量をマイナスすることにより求められる。年間電気代削減量は、年間電力削減量に入力画面の稼動情報領域330で入力された電力単価を除算して求めた金額が表示される。
【0115】
以上説明したように本実施の形態における自動診断装置では、既存の生産設備の構成と稼動条件とを入力することにより、その生産設備の消費電力を容易に把握することができる。このため、消費電力を測定するための測定機器を設置する必要がないので、生産設備を停止させる必要がなく、容易に消費電力を求めることができる。
【0116】
また、生産設備の性能を維持したまま、他の生産設備に置き換えることにより、消費電力をどれだけ削減できるかを容易に知ることができる。さらに、置き換える生産設備を容易に選択することが可能となる。
【0117】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の1つにおける自動診断装置が適用される自動診断システムの概略構成を示す図である。
【図2】本実施の形態における自動診断装置の機能を示すブロック図である。
【図3】本実施の形態における自動診断装置の診断対象となる生産設備の一例を示す概略図である。
【図4】生産設備の一部を構成する減圧弁の機能を模式的に示した断面図である。
【図5】生産設備の一部を構成する油圧ポンプの消費電力の経時的な変化の一例を示す図である。
【図6】生産設備の消費電力の算出原理を説明するための図である。
【図7】本実施の形態における自動診断装置の制御部の機能を示すブロック図である。
【図8】本実施の形態における自動診断装置のデータベースに記憶されるポンプ型式データベースのデータ構造の一例を示す図である。
【図9】本実施の形態における自動診断装置のデータベースに記憶されるポンプ消費電力データベースのデータ構造の一例を示す図である。
【図10】本実施の形態における自動診断装置のデータベースに記憶される弁型式データベースのデータ構造の一例を示す図である。
【図11】本実施の形態における自動診断装置のデータベースに記憶される弁漏れ量データベースのデータ構造の一例を示す図である。
【図12】本実施の形態における自動診断装置で行なわれる自動診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図13】データ入力画面の一例を示す図である。
【図14】本実施の形態における自動診断装置で行なわれる消費電力演算処理の流れを示すフローチャートである。
【図15】本実施の形態における自動診断装置で行なわれる代替品選択処理の流れを示すフローチャートである。
【図16】本実施の形態における自動診断装置で行なわれる自動診断処理の出力画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
1 自動診断システム、100 自動診断装置、101 制御部、103 データベース、105 入出力部、107 インターフェース部、109 外部記憶装置、111 キーボード、113 ディスプレイ、115 ポンプ型式D/B、116 ポンプ消費電力D/B、117 弁型式D/B、118 弁漏れ量D/B、119 記録媒体、121 代替品読出部、123 消費電力演算部、125 稼動損失読出部、127 消費電力読出部、129 レポート作成部、150,151 パソコン、160 ネットワーク、200 生産設備、201交流電源、203 モータ、205 油圧ポンプ、207 リリーフ弁、209 減圧弁、210 オイルクーラー、211,213,215 方向切換弁、212,214,216 主機、231 入力ポート、233 出力ポート、235 スプール、236 ピストン室、239 供給通路、300 主機情報領域。
Claims (8)
- 装置を診断する自動診断装置であって、
装置を特定する装置特定情報ごとに、稼動条件と消費電力との関係を予め記憶する第1記憶手段(116、118)と、
前記装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて予め記憶する第2記憶手段(115、117)と、
前記装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付ける受付手段(S3)と、
前記受付けられた装置特定情報について、前記受付けられた稼動条件に基づいて消費電力を前記第1記憶手段より読出す第1読出手段(S5)と、
対応する性能が前記受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にある別の装置特定情報を、前記第2記憶手段から選択する選択手段(S6)と、
前記選択された別の装置特定情報について、前記受付けられた稼動条件に基づいて消費電力を前記第1記憶手段より読出す第2読出手段(S7)と、
前記第1読出手段および前記第2読出手段により読出されたそれぞれの消費電力を出力する出力手段(S9)とを備えた、自動診断装置。 - 前記装置特定情報はメーカ名を含み、
前記選択手段は、対応する性能が前記受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、前記第2記憶手段から選択する、請求項1に記載の自動診断装置。 - 前記装置特定情報は、複数の弁をそれぞれ特定する複数の弁特定情報とポンプを特定するポンプ特定情報とを少なくとも含み、
前記第1記憶手段(116、118)は、弁特定情報ごとに稼動条件と稼動損失との関係を予め記憶する第1記憶領域(118)と、ポンプ特定情報ごとに稼動条件、稼動損失および消費電力との関係を予め記憶する第2記憶領域(116)とを含み、
前記第1読出手段(S5)は、前記受付けられた装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、前記受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失を第1記憶領域から読出し(S11、S12)、前記受付けられた装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、前記読出された複数の稼動損失と前記受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力を前記第2記憶領域から読出し(S14)、
前記第2読出手段(S7)は、前記選択された別の装置特定情報に含まれる複数の弁特定情報のそれぞれについて、前記受付けられた稼動条件に基づいて稼動損失を第1記憶領域から読出し(S11、S12)、前記選択された別の装置特定情報に含まれるポンプ特定情報について、前記読出された複数の稼動損失と前記受付けられた稼動条件とに基づいて消費電力を前記第2記憶領域から読出す(S14)ことを特徴とする、請求項1または2に記載の自動診断装置。 - 装置を診断する自動診断装置であって、
装置を特定する装置特定情報ごとに消費電力を予め記憶する第1記憶手段(116、118)と、
前記装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて予め記憶する第2記憶手段(115、117)と、
前記装置特定情報の入力を受付ける受付手段(S3)と、
前記受付けられた装置特定情報に対応する消費電力を、前記第1記憶手段より読出す第1読出手段(S5)と、
前記装置特定情報はメーカ名を含み、
対応する性能が前記受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、前記第2記憶手段から選択する選択手段(S6)と、
前記選択された装置特定情報に対応する消費電力を、前記第1記憶手段より読出す第2読出手段(S7)と、
前記第1読出手段および前記第2読出手段により読出された消費電力をそれぞれ出力する出力手段(S9)とを備えた、自動診断装置。 - 前記受付手段は、ネットワークを介してアクセスが検出されたことに応じて入力画面を送信する送信手段(S2)と、
前記入力画面に従って入力された前記装置特定情報と、装置の稼動条件とを受信する受信手段(S3)とを含む、請求項1〜4のいずれかに記載の自動診断装置。 - 前記出力手段は、前記入力画面に従って入力されたアドレスに電子メールで送信する送信手段(S9)を含む、請求項5に記載の自動診断装置。
- 装置を特定する装置特定情報ごとに稼動条件と消費電力との関係を記憶し、前記装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて記憶するデータベース(103)を用いて、装置をコンピュータに診断させる診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付けるステップ(S3)と、
前記受付けられた装置特定情報について、前記受付けられた稼動条件に対応する消費電力を、前記データベースより読出すステップ(S5)と、
対応する性能が前記受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にある別の装置特定情報を、前記データベースから選択するステップ(S6)と、
前記選択された別の装置特定情報と前記受付けられた稼動条件とに対応する消費電力を、前記データベースより読出すステップ(S7)と、
読出されたそれぞれの消費電力を出力するステップ(S9)とをコンピュータに実行させる、自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。 - 装置を特定する装置特定情報ごとに稼動条件と消費電力との関係を記憶し、前記装置特定情報と、装置の性能とを対応付けて記憶するデータベース(103)を用いて、装置をコンピュータに診断させる診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記装置特定情報と、装置の稼動条件との入力を受付けるステップ(S3)と、
前記受付けられた装置特定情報について、前記受付けられた稼動条件に対応する消費電力を、前記データベースより読出すステップ(S5)と、
前記装置特定情報はメーカ名を含み、
対応する性能が前記受付けられた装置特定情報に対応する性能から所定の範囲内にあり、かつ、所定のメーカ名の装置特定情報を、前記データベースから選択するステップ(S6)と、
前記選択された装置特定情報と前記受付けられた稼動条件とに対応する消費電力を、前記データベースより読出すステップ(S7)と、
読出されたそれぞれの消費電力を出力するステップ(S9)とをコンピュータに実行させる、自動診断プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
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