JP4496153B2 - データ収集システム、分岐装置、データ収集装置、分岐方法、データ収集方法およびプログラム - Google Patents
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Description
また、従来の第五のデータ収集システムは、故障停止時間を短縮するための対策を要因に応じて適切に検討することができる生産装置のシステムである(例えば、特許文献5参照)。
かかる構成により、設備を改造したり、設備に装着されているプログラマブルコントローラなどのシーケンスプログラムを大幅に変更したりせずに、容易に生産装置の稼動に関する情報を取得できる。
かかる構成により、さらに、収集した稼動情報ログを分析できる。かかる分析により、例えば、作業員の増員の必要性や、復旧作業の手順化の必要性などの解決策を講じることができる。
かかる構成により、同時に発生する稼動状態を切り分けることができ、その結果、生産管理を行う部門において、より直感的な生産装置の状態把握が可能となる。
かかる構成により、さらに、ネットワークトラフィックを少なくできる。
かかる構成により、生産装置の正確な状態変化(故障発生、復旧等)の時刻を取得でき、その結果、故障発生の原因などの解明が容易になる。
(実施の形態1)
生産装置11は、電気機器や機械やその他の製品や部品等を生産する装置であり、その生産する物品は問わない。
ネットワーク装置132は、分岐装置131から送信された接点関連情報を受信し、データ収集装置133に送信する。受信した接点関連情報と送信する接点関連情報は、同一のデータ構造でなくても良い。
データ収集装置133は、ネットワーク装置132から送信された接点関連情報を受信し、蓄積する。
解析装置134は、データ収集装置133に格納されている接点関連情報を取得し、解析処理する。
状態コード化部1313は、コードマップ記憶手段13131、接点関連情報取得手段13132を具備する。
ネットワーク装置132は、第一接点関連情報受信部1321、第一接点関連情報送信部1322を具備する。
第一接点関連情報受信部1321は、分岐装置131から接点関連情報を受信する。第一接点関連情報受信部1321は、無線の通信手段が好適であるが、放送を受信する手段や有線の通信手段でも実現可能である。
図3は、データ収集装置133の構成を示すブロック図である。データ収集装置133は、稼動情報ログ記憶部1331、第二接点関連情報受信部1332、稼動情報ログ蓄積部1333を具備する。
稼動情報ログ記憶部1331は、接点関連情報が格納され得る。稼動情報ログ記憶部1331は、ハードディスク等の不揮発性の記録媒体が好適であるが、RAM等の揮発性の記録媒体でも実現可能である。
解析部1344は、コードマップ記憶手段13131、状態デコード手段13441、作業員移動時間情報取得手段13442、復旧作業時間情報取得手段13443を具備する。
解析結果出力部1345は、移動時間ヒストグラム出力手段13451、復旧作業時間ヒストグラム出力手段13452を具備する。
ヒストグラムの出力処理は、公知技術による処理である。ヒストグラムの出力例は、後述する。
次に、データ収集システムの動作について説明する。まず、分岐装置131の動作について、図5のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS501)接点情報取得部1311は、カウンタiに1を代入する。
(ステップS504)接点情報取得部1311は、ステップS503で取得した接点情報を出力部1314に送付する。
(ステップS505)接点情報取得部1311は、ステップS503で取得した接点情報を状態認識部1312に送付する。
(ステップS508)接点関連情報取得手段13132は、カウンタiを1、インクリメントする。
(ステップS510)出力部1314は、ステップS509で取得した状態コードを、ネットワーク装置132に送信する。なお、状態コードは、(n−1)bit以下のデータサイズであることが好適である。
なお、図5のフローチャートにおいて、接点情報取得部1311は、n種類の接点の情報を並列処理により取得しても良い。
なお、図5のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
次に、分岐装置131の状態認識処理について、図6のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS601)状態認識部1312は、接点情報が示す状態がONの状態か否かを判断する。ON状態であればステップS602に行き、ON状態でなければステップS606に行く。
(ステップS603)状態認識部1312は、状態を点灯またはブザーONであると認識し、かかる状態に対応する状態情報を構成する。
(ステップS604)状態認識部1312は、構成した状態情報を出力する。上位関数にリターンする。
(ステップS605)状態認識部1312は、状態を点滅であると認識し、かかる状態に対応する状態情報を構成する。ステップS604に行く。
(ステップS607)状態認識部1312は、状態を消灯またはブザーOFFであると認識し、かかる状態に対応する状態情報を構成する。ステップS604に行く。
(ステップS608)状態認識部1312は、状態を点滅であると認識し、かかる状態に対応する状態情報を構成する。ステップS604に行く。
次に、解析装置134の動作について、図7のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS702)接点関連情報取得部1342は、ステップS701で指示された対象の稼動情報ログを、データ収集装置133の稼動情報ログ記憶部1331から取得する。
(ステップS703)補正部1343は、予め格納されている状態認識部1312が状態情報を取得する時間(t)を取得する。
(ステップS707)移動時間ヒストグラム出力手段13451は、ステップS706で構成したヒストグラムを出力する。
(ステップS709)復旧作業時間ヒストグラム出力手段13452は、ステップS708で構成したヒストグラムを出力する。処理を終了する。
なお、図7のフローチャートにおいて、解析結果出力部1345は、ヒストグラム以外の出力を行っても良い。
次に、ステップS705の解析処理について、図8のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS801)解析部1344は、カウンタiに1を代入する。
(ステップS803)状態デコード手段13441は、i番目の接点関連情報に対応する状態情報を、コードマップ記憶手段13131から取得する。
(ステップS805)作業員移動時間情報取得手段13442は、移動時間を測定するための変数である移動時間変数mに1を代入する。
(ステップS806)作業員移動時間情報取得手段13442は、カウンタjに「i+1」を代入する。
(ステップS808)状態デコード手段13441は、j番目の接点関連情報に対応する状態情報を、コードマップ記憶手段13131から取得する。
(ステップS810)作業員移動時間情報取得手段13442は、カウンタmを1、インクリメントする。
(ステップS811)作業員移動時間情報取得手段13442は、カウンタjを1、インクリメントする。ステップS807に戻る。
(ステップS812)解析部1344は、カウンタiを1、インクリメントする。ステップS802に戻る。
(ステップS815)復旧作業時間情報取得手段13443は、復旧作業時間を測定するための変数である復旧作業時間変数rに1を代入する。ステップS817に行く。
(ステップS816)解析部1344は、カウンタiを「j+1」とする。ステップS802に戻る。
(ステップS817)復旧作業時間情報取得手段13443は、カウンタjを1、インクリメントする。
(ステップS819)状態デコード手段13441は、j番目の接点関連情報に対応する状態情報を、コードマップ記憶手段13131から取得する。
(ステップS821)復旧作業時間情報取得手段13443は、復旧作業時間変数rを1、インクリメントする。
(ステップS822)復旧作業時間情報取得手段13443は、カウンタjを1、インクリメントする。ステップS818に戻る。
(ステップS826)解析部1344は、変数m,rに0を代入する。
(ステップS827)解析部1344は、カウンタiに「j+1」を代入する。ステップS802に戻る。
以下、本実施の形態における生産システム、および生産システムを構成するデータ収集システムの具体的な動作について説明する。データ収集システムを含む生産システムの基本構成図は図1である。
ここで、生産装置11に設置されているプログラマブルコンピュータ(シーケンサ12)から、接点のON/OFFによって以下のパターンが出力される、とする。
まず、警告灯は、「赤」「黄」「緑」の3種類、存在する。また、「赤」「黄」「緑」の3種類の警告灯は、それぞれ点灯・点滅・消灯の3つのいずれかの状態を示す。
また、ブザーは、ON/OFFのいずれかの状態を示す。
また、3種類の警告灯、ブザー、および生産数情報の5つの状態についての情報は、各パターンが並立することがある。並立するパターンとは、具体的には、「赤消灯+黄点滅+緑点灯+ブザーON」等である。
以下、データ収集システム13の具体的動作について説明する。
つまり、接点情報取得部1311が取得した接点情報から、状態認識部1312は、状態を認識し、状態情報を取得する。具体的には、状態認識部1312は、警告灯、ブザー、生産数のパターンを認識する。
また、状態認識部1312は、ブザーの接点がONすればON状態、OFFすればOFF状態と判断する。
かかる状態認識の具体的なアルゴリズムは、図6を用いて説明した通りである。
さらに、本例において、ワークが1つ生産ラインを通過するごとにパルス信号がシーケンサ12に入力される。そして、カウンタがパルスを100回カウントしたことを、状態認識部1312は認識する。
また、カウントアップパルスのように非同期にごくまれに発生するものに対して、独立したコードを割り当てて、割り込みでログ記述を行うことができるので、無駄にチャンネル数を増大させることがない。
次に、出力部1314は、取得した状態コードを、ネットワーク装置132に送信する。
次に、ネットワーク装置132は、分岐装置131からコード化された接点関連情報を受信し、データ収集装置133に送信する。
以上の処理により、データ収集装置133には、図10に示すような接点関連情報が、通常、大量に蓄積される。
次に、解析装置134の具体的な動作について説明する。
解析装置134の指示受付部1341は、ユーザから、解析の開始指示を受け付けた、とする。
次に、接点関連情報取得部1342は、図10のデータ構造を有する稼動情報ログを、データ収集装置133の稼動情報ログ記憶部1331から取得する。
次に、補正部1343は、予め格納されている状態認識部1312が状態情報を取得する時間(ここでは「t=1秒」)を取得する。
次に、補正部1343は、取得した稼動情報ログが有する全接点関連情報に含まれる時刻情報を、取得したt(1秒)により補正する。
次に、解析部1344は、以下のように解析処理を行い、1以上の接点関連情報に基づいて、作業員移動時間情報と復旧作業時間情報を取得する。
解析部1344の状態デコード手段13441は、接点関連情報から状態情報にデコードする。そして、解析部1344は、図13に示すタイミングチャートを構成し得る情報を得ることができる。
また、復旧作業時間情報取得手段13443は、「復旧時間=再稼働時刻−ブザーの停止時刻=12(m)4(s)」と算出する。なお、図14において、再稼働時刻が「13:05:05」であることを示す。
移動時間ヒストグラム出力手段13451、および復旧作業時間ヒストグラム出力手段13452は、具体的に、以下の処理を行って、図16のヒストグラムを出力する。
このように、停止時間を移動時間と復旧時間に分けてヒストグラム表示することで生産装置の稼働率向上のための対策方法を決定する支援を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、解析装置134により、稼動情報ログを解析することにより、作業員の増員の必要性や、復旧作業の手順化の必要性などの解決策を講じることができる。
また、本実施の形態によれば、ネットワーク装置に送信するデータがコード化され、ネットワークトラフィックを少なくすることができる。また、蓄積される稼動情報ログも小さなデータ量で済む。
解析装置は、時刻を補正する補正部を具備することにより、生産装置の正確な状態変化(故障発生、復旧等)の時刻を取得でき、その結果、故障発生の原因などの解明が容易になる。
前記接点情報取得ステップで取得した接点情報を前記出力装置に転送し、かつ、前記接点情報に関する情報である接点関連情報を前記ネットワーク装置に送信する出力ステップを実行させるためのプログラム、である。
また、上記プログラムは、コンピュータに、前記接点情報取得ステップで取得した接点情報から前記生産装置の状態に関する情報である状態情報を取得する状態認識ステップと、
前記状態認識ステップで取得した状態情報をコードである接点関連情報に変換する状態コード化ステップをさらに実行させ、前記出力ステップにおいて、前記接点情報取得ステップで取得した接点情報を前記出力装置に転送し、かつ、前記状態コード化部が変換して得た接点関連情報を前記ネットワーク装置に送信するプログラムであることは好適である。
(実施の形態2)
図18は、本実施の形態における生産システムの基本構成図である。本生産システムは、1以上の生産装置11、1以上のシーケンサ12、1以上のデータ収集システム183、1以上の出力装置14を具備する。
また、データ収集システム183は、1以上の分岐装置131、1以上のネットワーク装置132、データ収集装置1833、解析装置134を具備する。
データ収集装置1833は、稼動情報ログ記憶部1331、第二接点関連情報受信部1332、稼動情報ログ蓄積部1333、第二接点関連情報送信部18331を具備する。
第二接点関連情報送信部18331は、稼動情報ログ記憶部1331の接点関連情報を、解析装置134に送信する。第二接点関連情報送信部18331は、無線または有線の通信手段等で実現され得る。
以上、本実施の形態によれば、生産装置の稼動状態を取得することにより、ネットワークの負荷が増大するが、当該負荷の増大が、データ解析の処理を阻害することを防止できる。
また、上記プログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
また、上記各実施の形態において、一の装置に存在する2以上の通信手段(情報送信部など)は、物理的に一の媒体で実現されても良いことは言うまでもない。
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
12 シーケンサ
13、183 データ収集システム
14 出力装置
131 分岐装置
132 ネットワーク装置
133、1833 データ収集装置
134 解析装置
1311 接点情報取得部
1312 状態認識部
1313 状態コード化部
1314 出力部
1315 コードマップ設定部
1321 第一接点関連情報受信部
1321 接点関連情報受信部
1322 第一接点関連情報送信部
1331 稼動情報ログ記憶部
1332 第二接点関連情報受信部
1333 稼動情報ログ蓄積部
1341 指示受付部
1342 接点関連情報取得部
1343 補正部
1344 解析部
1345 解析結果出力部
13131 コードマップ記憶手段
13132 接点関連情報取得手段
13441 状態デコード手段
13442 作業員移動時間情報取得手段
13443 復旧作業時間情報取得手段
13451 移動時間ヒストグラム出力手段
13452 復旧作業時間ヒストグラム出力手段
18331 第二接点関連情報送信部
Claims (2)
- 生産装置と当該生産装置の稼動に関する情報である接点情報を出力する出力装置との間に設置される分岐装置と、ネットワーク装置と、データ収集装置とを具備するデータ収集システムであって、
前記分岐装置は、
前記生産装置から、複数種類の媒体の接点情報を取得する接点情報取得部と、
前記複数種類の媒体の接点情報から前記生産装置の状態に関する情報である複数の状態情報を取得する状態認識部と、
前記状態認識部が取得した複数の状態情報を、コードである一の接点関連情報に変換する状態コード化部と、
前記接点情報取得部が取得した接点情報を前記出力装置に転送し、かつ、前記状態コード化部が変換して得た接点関連情報を前記ネットワーク装置に送信する出力部を具備し、
前記ネットワーク装置は、
前記分岐装置から前記接点関連情報を受信する第一接点関連情報受信部と、
前記第一接点関連情報受信部が受信した接点関連情報を前記データ収集装置に送信する第一接点関連情報送信部を具備し、
前記データ収集装置は、
前記接点関連情報が格納され得る稼動情報ログ記憶部と、
前記ネットワーク装置から接点関連情報を受信する第二接点関連情報受信部と、
前記第二接点関連情報受信部が受信した接点関連情報を前記稼動情報ログ記憶部に蓄積する稼動情報ログ蓄積部を具備するデータ収集システムであって、
前記媒体は、オンまたはオフの2つの状態のうちのいずれかを採り得るブザー、および、点灯または点滅または消灯の3つの状態のうちのいずれかを採り得る警告灯を含み、
前記状態情報は、
前記ブザーの状態の変化および前記警告灯の状態の変化とは非同期に発生する情報である非同期情報を含み、
前記状態コード化部は、
前記状態認識部が取得した状態情報が非同期情報を含む場合に、前記状態認識部が取得した非同期情報以外の他の状態情報に関わらず、前記状態認識部が取得した複数の状態情報を、所定の値のコードである接点関連情報に変換するデータ収集システム。 - 前記状態コード化部は、
前記状態認識部が取得した状態情報が非同期情報を含む場合に、前記状態認識部が取得した非同期情報以外の他の状態情報を欠落させて、前記非同期情報のみからコードである接点関連情報を構成する請求項1記載のデータ収集システム。
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