JP4484450B2 - 統合的監視解析装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場における各種設備の統合的監視解析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場における各設備の稼働状況の監視や解析は、工場内において、例えば生産工程毎に個別に行う方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法のように、生産工程毎に、個別に、例えば各設備の稼働状況の監視や解析を行うのでは、当該各稼働状況の監視や解析を行う装置を、生産工程毎に個別に準備しなければならず、また、問題解決までに多くの準備時間や作業時間を必要とするという不具合が生ずる。
【０００４】
そこで、本発明は、このようなことに対処するため、工場等における生産設備等各種設備の工程上の稼働状況の監視から当該各工程毎の正常稼働を妨げる要因の把握までの問題を統合的に監視して解析するようにした統合的監視解析装置及びその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するため、工場内に設置した複数の生産設備及び（又は）ライン搬送設備の作動を制御して各設備の作動状態を表すデータを設備データとして出力する設備用ＰＬＣと、この設備用ＰＬＣから入力した前記設備データに基づき前記各設備の稼働状況（異常の有無）を監視して同稼働状況を表すデータを稼働データとして出力する監視用ＰＬＣと、前記設備用ＰＬＣから取り込んだ前記設備データを収集する第１収集手段（設備データ収集手段）と、前記監視用ＰＬＣから取り込んだ前記稼働データを収集する第２収集手段（稼働データ収集手段）と、前記第１収集手段（設備データ収集手段）が収集した前記設備データと前記第２収集手段（稼働データ収集手段）が収集した前記稼働データを格納する記憶媒体を備えた管理サーバと、この管理サーバの前記記憶媒体から前記稼働データと前記設備データを読み出して解析し、前記稼働データの解析結果により不具合のある設備を把握し、当該設備の不具合要因を前記設備データの解析結果から把握する解析把握手段とを備えた統合的監視解析装置を提供するものである。
【０００７】
上記のように構成した本発明による統合的監視解析装置においては、
収集した稼働データや設備データが、これら各データの解析の段階に適した態様で把握されるので、上記複数設備の稼働状況の監視から上記複数設備のうち不具合のある設備の不具合の要因の把握まで、解析把握手段において、統合的に行える。このため、上記複数設備での各工程毎に、監視用ＰＬＣ、第２収集手段、サーバ及び解析把握手段を、別途、設ける必要がないのは勿論のこと、不具合要因のある設備のメインテナンス等の不具合要因の解決がタイミングよくかつ円滑に行える。
【０００８】
本発明の実施にあたっては、前記解析把握手段として、前記不具合のある設備を把握したとき、前記稼働データの解析結果に基づき、当該不具合のある設備の稼働状態が正常か否かを判定する判定手段と、この判定手段が前記不具合のある設備の稼働状態が正常でないと判定したとき、前記不具合のある設備の不具合の要因を前記設備データの解析結果に基づき把握する把握手段を採用するのが望ましい。 この場合には、不具合のある設備であっても正常な稼働状態にある限り、不具合の要因をわざわざ余分に把握するという処理はしないで、所期の目的を達成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が工場内の生産設備やライン搬送設備等の各種設備に適用される例を示している。本実施形態では、便宜上、生産設備及びライン搬送設備を一つずつ例示して説明するが、当該生産設備やライン搬送設備以外にも各種の設備が上記工場内には配設されている。
【００１５】
上記生産設備はアクチュエータ系統Ａを備えている。このアクチュエータ系統Ａは、例えば、複数のアクチュエータ及びこれら各アクチュエータの作動を検出する各センサを有し、設備用プログラマブルロジックコントローラ１０による制御のもと、当該各センサの検出出力に基づき各対応アクチュエータを駆動するように作動する。これに伴い、上記生産設備は、アクチュエータ系統Ａの作動に伴い、所定の生産工程上の対象物生産（例えば、自動車部品生産）をするように稼働する。なお、プログラマブルロジックコントローラを、以下、ＰＬＣという。
【００１６】
また、上記ライン搬送設備はライン搬送系統Ｌを備えている。このライン搬送系統Ｌは、例えば、複数のアクチュエータ及びこれら各アクチュエータの作動を検出する各センサを有し、設備用ＰＬＣ２０による制御のもと、当該各センサの検出出力に基づき各対応アクチュエータを駆動するように作動する。これに伴い、上記ライン搬送設備は所定の搬送工程上の対象物搬送（例えば、自動車部品搬送）をするように稼働する。
【００１７】
設備用ＰＬＣ１０は、生産設備用ＰＬＣプログラムを実行し、その実行中において、上記生産設備を稼働させるようにアクチュエータ系統Ａの作動を制御する。また、当該ＰＬＣ１０は、上記ＰＬＣプログラムの実行中において、アクチュエータ系統Ａのアクチュエータやセンサの動作に基づく上記生産設備の稼働状態をデータとして取り込む。
【００１８】
設備用ＰＬＣ２０は、ライン搬送設備用ＰＬＣプログラムを実行し、その実行中において、上記ライン搬送設備を稼働させるようにライン搬送系統Ｌの作動を制御する。また、当該ＰＬＣ２０は、上記ライン搬送設備用ＰＬＣプログラムの実行中において、ライン搬送系統Ｌのアクチュエータやセンサの動作に基づく上記ライン搬送設備の稼働状態をデータとして取り込む。
【００１９】
設備データ収集用パーソナルコンピュータ３０は、操作部３１、コンピュータ部３２及び表示部３３を備えている。コンピュータ部３２は、生産設備用収集プログラムを図２にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、操作部３１の操作のもとに、設備用ＰＬＣ１０からのデータ収集処理（当該ＰＬＣ１０の動作状態のデータとしての収集処理をも含む）や表示部３３の表示処理等の各種処理をする。なお、上記生産設備用収集プログラムは、コンピュータ部３２に内蔵のハードディスクに格納されている。なお、パーソナルコンピュータは、以下、パソコンという。
【００２０】
設備データ収集用パソコン４０は、操作部４１、コンピュータ部４２及び表示部４３を備えている。コンピュータ部４２は、ライン搬送設備用収集プログラムを図３にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、操作部４１の操作のもとに、設備用ＰＬＣ２０からのデータ収集処理（当該ＰＬＣ２０の動作状態のデータとしての収集処理をも含む）や表示部４３の表示処理等の各種処理をする。なお、上記ライン搬送設備用収集プログラムは、コンピュータ部４２に内蔵のハードディスクに格納されている。
【００２１】
監視用ＰＬＣ５０は、上記生産設備やライン搬送設備の稼働状況（例えば、工程時間のばらつきや異常）を監視するもので、監視用プログラムを実行し、この実行中において、設備用ＰＬＣ１０や設備用ＰＬＣ２０からのデータを、当該ＰＬＣ１０や２０の動作状態をも含め、稼働データとして取り込む。
【００２２】
稼働データ収集用パソコン６０は、操作部６１、コンピュータ部６２及び表示部６３を備えている。コンピュータ部６２は、稼働データ収集プログラムを図４にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、操作部６１の操作のもとに、監視用ＰＬＣ５０からの稼働データの収集や表示部４３の表示処理等の各種処理をする。なお、上記稼働データ収集プログラムは、コンピュータ部６２に内蔵のハードディスクに格納されている。
【００２３】
管理サーバ７０は、管理プログラムを図５にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、各パソコン３０、４０及びパソコン６０からのデータ収集処理及びハードディスク７０ａ（以下、ＨＤＤ７０ａという）へのデータ格納読み出し処理等の各種処理を行う。上記管理プログラムは、ＨＤＤ７０ａに予め格納されている。
【００２４】
解析用パソコン８０は、操作部８１、コンピュータ部８２及び表示部８３を備えている。コンピュータ部８２は、解析プログラムを図６〜図８にて示すフローチャートに従い実行し、この実行中において、管理サーバ７０からのデータの解析処理やこの解析処理結果の表示部８３での表示処理等の各種処理を行う。なお、上記解析プログラムはコンピュータ部８２に内蔵のハードディスクに格納されている。また、本実施形態では、各ＰＬＣ１０、２０及び５０、各パソコン３０、４０及び６０、管理サーバ７０並びに解析用パソコン８０は、当該工場内の集中管理室内に配設されて、アクチュエータ系統Ａやライン搬送系統Ｌ等の各系統と共に、工場内のローカルエリアネットワークシステムを構成している。
【００２５】
以上のように構成した本実施形態において、ＰＬＣ１０は、生産設備用ＰＬＣプログラムの実行により、アクチュエータ系統Ａの各アクチュエータを各対応センサの検出に基づき制御して当該アクチュエータ系統Ａを作動させる。これに伴い、上記生産設備は、当該アクチュエータ系統Ａの作動に基づき、上記所定の生産工程上の対象物を生産するように稼働する。また、ＰＬＣ２０は、ライン搬送設備用ＰＬＣプログラムの実行により、ライン搬送系統Ｌの各アクチュエータをセンサの検出に基づき制御して、当該ライン搬送系統Ｌを作動させる。これに伴い、上記ライン搬送設備は、当該ライン搬送系統Ｌの作動に基づき、上記所定の搬送工程上の対象物を搬送するように稼働する。
【００２６】
上述のような生産設備の稼働状態において、当該生産設備の稼働状態がデータとしてＰＬＣ１０に取り込まれる。すると、ＰＬＣ１０は、自己の動作状態をも含めて、当該取り込みデータを、設備データとしてパソコン３０に出力する。
【００２７】
また、上述のようなライン搬送設備の稼働状態において、当該ライン搬送設備の稼働状態がデータとしてＰＬＣ２０に取り込まれる。すると、ＰＬＣ２０は、自己の動作状態をも含めて、当該取り込みデータを、設備データとしてパソコン４０に出力する。
【００２８】
また、ＰＬＣ５０は、監視用プログラムの実行により、各ＰＬＣ１０、２０からのデータを、当該各ＰＬＣ１０、２０の動作状態を含め、稼働データとして取り込む。すると、当該ＰＬＣ５０は当該稼働データをパソコン６０に出力する。
【００２９】
以上のような状態においては、パソコン３０では、コンピュータ部３２は、生産設備用収集プログラムを図２のフローチャートに従い実行している。この実行中では、図２のステップ１００において、操作部３１による収集条件の設定指令操作がなされるまで、ＮＯとの判定が繰り返されている。
【００３０】
また、パソコン４０では、コンピュータ部４２は、ライン搬送設備用収集プログラムを図３のフローチャートに従い実行している。この実行中でも、図３のステップ２００において、操作部４１による収集条件の設定指令操作がなされるまで、ＮＯとの判定が繰り返されている。
【００３１】
また、パソコン６０では、コンピュータ部６３は、稼働データ収集プログラムを図４のフローチャートに従い実行している。ここでも、図４のステップ３００において、操作部６１による収集条件の設定指令操作がなされるまで、ＮＯとの判定が繰り返されている。
【００３２】
また、管理サーバ７０は、図５のフローチャートに従い管理プログラムを実行している。ここで、パソコン６０からの稼働データや両パソコン３０、４０のいずれかからの設備データが受信されていなければ、ステップ４００及び４２０での判定がＮＯと繰り返されている。
【００３３】
しかして、パソコン３０において、操作部３１の操作により収集条件の設定指令がなされると、ステップ１００での判定がＹＥＳとなり、ステップ１１０において、収集条件の設定処理が操作部３１の操作による設定入力に基づきなされる。これに伴い、収集開始となれば、ステップ１２０にてＹＥＳと判定され、ステップ１３０において、ＰＬＣ１０からの設備データの収集処理がなされる。このため、当該設備データが、コンピュータ部３２により収集されてそのハードディスクに格納される。上述のようにステップ１３０での処理が終了すると、ステップ１３０での収集データがステップ１４０において管理サーバ７０にコンピュータ部３２により転送される。
【００３４】
また、パソコン４０において、操作部４１の操作により収集条件の設定指令がなされると、ステップ２００での判定がＹＥＳとなり、ステップ２１０において、収集条件の設定処理が操作部４１の操作による設定入力に基づきなされる。これに伴い、収集開始となれば、ステップ２２０にてＹＥＳと判定され、ステップ２３０において、ＰＬＣ２０からの設備データの収集処理がなされる。このため、当該設備データが、コンピュータ部４２により収集されてそのハードディスクに格納される。上述のようにステップ２３０での処理が終了すると、ステップ２３０での収集データがステップ２４０において管理サーバ７０にコンピュータ部３２により転送される。
【００３５】
また、パソコン６０においては、操作部６１の操作により収集条件の設定指令がなされると、ステップ３００での判定がＹＥＳとなり、ステップ３１０において、収集条件の設定処理が操作部６１の操作による設定入力に基づきなされる。これに伴い、収集開始となれば、ステップ３２０にてＹＥＳと判定され、ステップ３３０において、ＰＬＣ５０からの稼働データの収集処理がなされる。このため、当該稼働データが、コンピュータ部６２により収集されてそのハードディスクに格納される。上述のようにステップ３３０での処理が終了すると、ステップ３３０での収集データがステップ３４０において管理サーバ７０にコンピュータ部４２により転送される。
【００３６】
また、パソコン６０のコンピュータ部６２から管理サーバ７０に稼働データが入力されると、図５のステップ４００にて当該稼働データの受信であるとしてＹＥＳと判定されて、ステップ４１０において、当該稼働データのＨＤＤ７０ａへの格納処理がなされる。これに伴い、当該稼働データが稼働データデータベース（以下、稼働データＤＢという）としてＨＤＤ７０ａに格納される。
【００３７】
また、各パソコン３０、４０のいずれかから設備データが管理サーバ７０に入力されると、ステップ４２０にて当該設備データの受信であるとしてＹＥＳと判定されて、ステップ４３０において、当該設備データのＨＤＤ７０ａへの格納処理がなされる。これに伴い、当該設備データが、設備データデータベース（以下、設備データＤＢという）としてＨＤＤ７０ａに格納される。
【００３８】
ステップ４２０でのＮＯとの判定或いはステップ４３０での処理後、解析用パソコン８０からのデータの読み出し要求がなければ、ステップ４４０において、ＮＯとの判定がなされる。
【００３９】
このような段階で、解析用パソコン８０において、コンピュータ部８２が操作部８１の操作により解析プログラムの実行を図６のフローチャートに従い開始すれば、稼働状況把握ルーチン５００（図７参照）の処理が次のようになされる。この稼働状況把握ルーチン５００においては、図７のステップ５１０にて、稼働データＤＢの読み出し処理がなされる。
【００４０】
これに伴い、コンピュータ部８２が、管理サーバ７０に対し稼働データＤＢの読み出しを要求する。このため、管理サーバ７０は、上記ステップ４４０（図５参照）にてＹＥＳと判定し、ステップ４５０にて、ＨＤＤ７０ａ内の稼働データＤＢの読み出し処理及び出力処理を行う。これに伴い、管理サーバ７０は、ＨＤＤ７０ａから稼働データＤＢを読み出してコンピュータ部８２に出力する。
【００４１】
ステップ５１０での処理に伴い、ステップ５２０において、稼働データ解析グラフ表示処理がなされる。この処理では、稼働データＤＢのデータ内容が時系列の棒グラフ等の解析グラフからなる表示データとして作成される。すると、表示部８３は、コンピュータ部８２から当該表示データを入力されて稼働データを解析グラフとして時系列に表示する。
【００４２】
ついで、ステップ５３０において、表示部８３の表示内容に基づき設備のうち不具合のある設備の確認処理がなされる。この確認処理では、表示部８３の表示内容に基づき、アクチュエータ系統Ａ及びライン搬送系統Ｌの各アクチュエータや各センサの動作不良やタイミング不良の有無及び上記各ＰＬＣプログラムでのバグの発生の有無が視認により不具合の有無として確認される。そして、解析用パソコン８０において、不具合のある設備（生産設備やライン搬送設備）が、不具合のあるＰＬＣ１０や２０をも含めて、操作部８１の操作でもって、不具合設備データとしてセットされる。
【００４３】
このようにして、稼働状況把握ルーチン５００の処理が終了すると、次のステップ６００（図６参照）において、上記不具合のある設備の稼働率は、不具合のあるＰＬＣ１０や２０の稼働率をも含めて、１００％か否かが判定される。ここで、上記稼働データの解析グラフにおいて、上記不具合のある設備の稼働率が、不具合のあるＰＬＣ１０や２０の稼働率をも含めて、１００％であることを表されていれば、ステップ６００での判定はＹＥＳとなる。これは、上述のような不具合があっても、その稼働率が１００％であることから、特に設備やＰＬＣ１０或いは２０の不具合の要因を把握する必要がないためである。
【００４４】
一方、ステップ６００においてＮＯと判定される場合には、設備不具合要因把握ルーチン７００（図８参照）の処理が次のようになされる。この設備不具合要因把握ルーチン７００では、図８のステップ７１０において、設備データＤＢの読み出し処理がなされる。これに伴い、コンピュータ部８２が、管理サーバ７０に対し設備データＤＢの読み出しを要求する。
【００４５】
このため、管理サーバ７０は、上記ステップ４４０（図５参照）にてＹＥＳと判定し、ステップ４５０にて、ＨＤＤ７０ａ内の設備データＤＢの読み出し処理及び出力処理を行う。これに伴い、管理サーバ７０は、ＨＤＤ７０ａから設備データＤＢを読み出してコンピュータ部８２に出力する。
【００４６】
ステップ７１０での処理に伴い、ステップ７２０において、設備データ解析グラフ表示処理がなされる。この処理では、設備データＤＢのデータ内容が棒グラフ等の解析グラフからなる表示データとして作成される。すると、表示部８３は、コンピュータ部８２から当該表示データを入力されて設備データを解析グラフとして表示する。
【００４７】
ついで、ステップ７３０において、表示部８３の表示内容に基づき不具合設備の不具合の要因の把握処理が、ＰＬＣ１０や２０の不具合の要因の把握処理を含めて、視認によりなされる。これに伴い、解析用パソコン８０において、不具合設備の不具合の要因が、ＰＬＣ１０や２０の不具合の要因をも含めて、操作部８１の操作でもって、不具合要因データとしてセットされる。このようにセットされた不具合要因データは、当該ステップ７３０において、コンピュータ部８３による出力のもと、表示部８３に表示される。
【００４８】
以上のように、収集した稼働データや設備データを、これらデータの解析の段階に適した態様で把握して表示するので、上記生産設備及びライン搬送設備の稼働状況の監視から上記生産設備及びライン搬送設備のうち不具合のある設備の不具合の要因の把握まで、ＰＬＣ１０や２０をも含め、解析用パソコン８０の処理のもと、統合的に行える。
【００４９】
従って、上記生産設備やライン搬送設備での各工程毎に、監視用ＰＬＣ５０、パソコン６０、管理サーバ７０及びパソコン８０を、別途、設ける必要がないのは勿論のこと、不具合要因のある設備のメインテナンス等の不具合要因の解決がタイミングよくかつ円滑に行える。
【００５０】
また、以上のような作用効果は、当該工場内にて配設されている上記生産設備やライン搬送設備以外の各設備をも含め、工場内の全設備の全工程において同様に確保され得る。
【００５１】
なお、本発明の実施にあたり、図６のステップ６００における判断基準「稼働率１００％は、これに限ることなく、設備が正常に稼働できる率であればよい。
【００５２】
また、本発明の実施にあたり、ＨＤＤ７０ａに限ることなく、フロッピイ（登録商標）ディスク等の磁気ディスクその他の記憶媒体をＨＤＤ７０ａに代えて採用してもよい。
【００５３】
また、本発明の実施にあたり、ＰＬＣ１０や２０をも上記生産設備やライン搬送設備以外の各設備の一つに含めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１のアクチュエータ系統を制御する設備用ＰＬＣに対応するパソコンのコンピュータ部の作用を示すフローチャートである。
【図３】図１のライン搬送系統を制御する設備用ＰＬＣに対応するパソコンのコンピュータ部の作用を示すフローチャートである。
【図４】図１の監視用ＰＬＣに対応するパソコンのコンピュータ部の作用を示すフローチャートである。
【図５】図１の管理サーバの作用を示すフローチャートである。
【図６】図１の解析用パソコンのコンピュータ部の作用を示すフローチャートである。
【図７】図６の稼働状況把握ルーチンの詳細フローチャートである。
【図８】図６の設備不具合要因把握ルーチンの詳細フローチャートである。
【符号の説明】
１０、２０…設備用ＰＬＣ、３０、４０、６０…パソコン、
５０…監視用ＰＬＣ、７０…管理サーバ、８０…解析用パソコン。

Claims (2)

1. 工場内に設置した複数の生産設備及び（又は）ライン搬送設備の作動を制御して各設備の作動状態を表すデータを設備データとして出力する設備用ＰＬＣと、
   この設備用ＰＬＣから入力した前記設備データに基づき前記各設備の稼働状況（異常の有無）を監視して同稼働状況を表すデータを稼働データとして出力する監視用ＰＬＣと、
   前記設備用ＰＬＣから取り込んだ前記設備データを収集する第１収集手段（設備データ収集手段）と、
   前記監視用ＰＬＣから取り込んだ前記稼働データを収集する第２収集手段（稼働データ収集手段）と、
   前記第１収集手段（設備データ収集手段）が収集した前記設備データと前記第２収集手段（稼働データ収集手段）が収集した前記稼働データを格納する記憶媒体を備えた管理サーバと、
   この管理サーバの前記記憶媒体から前記稼働データと前記設備データを読み出して解析し、前記稼働データの解析結果により不具合のある設備を把握し、当該設備の不具合要因を前記設備データの解析結果から把握する解析把握手段とを備えた統合的監視解析装置。
2. 前記解析把握手段は、
   前記不具合のある設備を把握したとき、前記稼働データの解析結果に基づき、当該不具合のある設備の稼働状態が正常か否かを判定する判定手段と、
   この判定手段が前記不具合のある設備の稼働状態が正常でないと判定したとき、前記不具合のある設備の不具合の要因を前記設備データの解析結果に基づき把握する把握手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の統合的監視解析装置。

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