JP4543788B2 - 製品の検査システムおよびその検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、製品の検査システムおよび製品の検査方法に関する発明であって、特に最適な欠陥検出条件で、迅速かつ確実に受注した製品の検査を行うことができる製品の検査システムおよび製品の検査方法に関に関する。

従来、鉄鋼の薄板製品などをお客様（以下、顧客と呼ぶ。）へ提供する場合、ＪＩＳなどの標準規格に準拠して発注された製品を受注生産し、顧客に供給することが一般的に行われてきた。受注した製品の生産に際しては、製品の用途に応じて、それに要求される特性と実際の製品の品質設計仕様を合致させた製品設計を行い、その製品設計に基づく薄板製品を製造している。

薄板製品の製品設計にあたっては、自社の生産ラインでの製造実力を正確に認識し、製造コストを認識し、過去に顧客に出荷した際の顧客での加工実績を、クレーム情報等を通して認識し、また納期を認識して設計を行っている。

大部分の薄板製品については、用途に応じた要求特性と実際の製品の品質設計仕様が合致しており、実用上の問題が起きることはほとんどないが、特殊な用途については、顧客から発注されたとおりの仕様で製造しても、製造ばらつき等に起因して顧客側で実用上の様々な問題を引き起こす場合があった。

これに関連する技術としては、例えば以下の特許文献１、２等が開示されている。

例えば特許文献１は、製造者が提供するアプリケーションサーバに顧客側のクライアントパソコンを接続可能として、製造者と顧客が出荷後の製品情報の共有を実現する技術を開示している。この特許文献１に記載の技術によれば、製造者側で検査が行われ、顧客が出荷する前の製品の欠陥情報を知ることができる。

また特許文献２は、生産ラインで蓄積されたデータを活用するものであり、これまで製造した製品の過去の実績データを製造情報記憶手段に蓄積しておき、その蓄積データに基づいて、さらに製造実績の誤差や材質モデルの誤差を加味して、要求仕様を満足する製造条件指示値を得るようにして、材質実績が要求仕様を外れて不良が発生する頻度を削減可能とする技術が開示されている。

このように従来は、製品設計における品質設計仕様に対して、顧客毎の個別の要求仕様の反映を行い、標準規格の範囲内でさらに厳格な品質設計を行ったり、出荷する前に製品の検査を厳しく行うことで対処してきたのが実情である。
特開2003-84822号公報 特開2003-328030号公報

ところで、受注した製品の検査を行う際に、必要以上に検査レベルを厳しくした場合には、顧客側の品質要求と製造者側での検査レベルに相違が生じて顧客にとって本当は有害ではない欠陥まで検査装置により検出され、製品を出荷する直前で不合格となって、納期遅れが生じることもある。

さらに問題なのは、顧客側で製品の使用条件が変わるなどして顧客側から製造者側へ品質要求が出された場合に、顧客側の品質要求を反映した製品の検査を行うまでに時間がかかってしまうことである。その主たる原因は、図３を用いて以下に説明する従来の製品の検査システムおよび検査方法に問題があり、顧客側から製造者側へ品質要求情報が伝達された以降、受注した製品の検査を行うまでに時間を要するからである。

図３に基づき、従来から行われていた製品の検査方法を薄板製品を例として説明する。

製造ラインには、圧延処理、焼鈍処理、めっき処理等の各種の処理を行う製造装置１が具備され、その製造装置１の処理後に検査装置２を用いた製品の検査が行われる。従来の製品の検査システムは、被検査材Ｓの欠陥を検出する検査装置２とコンピューター２０と入出力装置３を具備し、検査装置２で検査を行った製品の検査実績情報がコンピューター２０内の記憶・蓄積部７に記憶・蓄積される。この製品の検査実績情報は、製造者側において製品の管理に用いると共に、当該製品の検査実績情報はその出荷先顧客にも渡される。その際、受注した製品の検査は、欠陥検出条件の設定を入出力装置３から検査者３Ａが入力し、検出したい欠陥を検出するしきい値電圧の設定を検査装置２に対して行っている。検査装置２は、その設定されたしきい値電圧を超える電圧レベルの欠陥信号があったときに欠陥信号を出力する。

一方、担当製品の製造知識および顧客側での使用知識を持った顧客担当者４Ａは、顧客側と受注した製品に関して頻繁に打ち合わせを行っている。このようなときに、当該顧客から出荷した製品の使用実績について説明され、その品質が不十分であると問題提起され、受注した製品であって出荷前の製品に対し品質向上が要求される場合がある。図３中、顧客側ビル５は、製品を製造する工場外にあるとして示した。

すると、従来の製品の検査システムでは、顧客担当者４Ａが帳票等の指示書、電話、オンライン端末などを利用して、製造工場内にいる製造者側の検査者３Ａに連絡することで顧客側品質要求情報３０を伝達し、それを受けた製造工場内にいる検査者３Ａが顧客側の品質要求を反映した欠陥検出条件の変更方法を検討する。その結果を欠陥検出条件の変更を行うという書類とし、その書類の承認を得た後に、欠陥検出条件の変更を入出力装置３から検査者３Ａが入力することで実行していた。

したがって従来の製品の検査システムでは、製造者側が顧客側品質要求情報の提示を受けた以降、顧客側品質要求情報を検査装置に反映するのに数日間を要し、タイムリーに製品を出荷することができない場合があった。

また従来の製品の検査方法では、顧客側品質要求情報に対応した欠陥検出条件の変更方法を、直接、顧客側品質要求情報の提示を受けた顧客担当者４Ａが決定するのではなく、製造者側の検査者３Ａが検討するというところにも、タイムリーに製品を出荷することができない要因がある。

また前記の特許文献１、２に記載の発明には、前記問題を解決することについて言及がない。

そこで本発明は、顧客側の品質要求を反映した最適な欠陥検出条件で、迅速かつ確実に受注した製品の検査を行うことができる製品の検査システムおよび製品の検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下のとおりである。
１．被検査材の欠陥を検出する検査装置に欠陥検出条件の設定を行って出荷先顧客が確定している製品の検査を行う製品の検査システムであって、
前記検査装置をコントロールするコンピューター内に、設定されていた欠陥検出条件を含む出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段と、顧客が該出荷後の製品に対して要求した、製品製造工場外の入力装置からの顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段と、前記検査装置に設定する欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段とを少なくとも具備し、前記コンピューターにより設定装置を介して前記検査装置に設定する複数レベルの欠陥検出条件の変更を各レベル毎に行うように構成したことを特徴とする製品の検査システム。
２．被検査材の欠陥を検出する検査装置に欠陥検出条件の設定を行って出荷先顧客が確定している製品の検査を行う製品の検査方法において、当該顧客向けの製品の検査時に、
前項１に記載されたコンピューターにより、記憶・蓄積手段から当該顧客が出荷後の製品に対して要求した、製品製造工場外の入力装置からの顧客側品質要求情報と、その顧客側品質要求情報に対応する出荷後の製品に対して設定されていた欠陥検出条件を含む検査実績情報とを読み出して対比・照合し、欠陥種類に応じて欠陥検出条件の変更の仕方を決定し、設定装置を介して前記検査装置に設定する複数レベルの欠陥検出条件を各レベル毎に変更することを特徴とする製品の検査方法。

本発明にかかる製品の検査方法および製品の検査システムによれば、顧客側の品質要求を反映した最適な欠陥検出条件で、迅速かつ確実に受注した製品の検査を行うことができる。したがって本発明によれば、顧客の品質要求に合致した製品がタイムリーに提供される。

以下、製品を鉄鋼の薄板製品として説明するが、本発明は、鉄鋼製品に限定されず、受注して製造した後、所定の製品の検査を行って出荷先顧客が確定している製品に適用することができる。

図１に示した本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムは、図３に示した従来の製品の検査システムと対比してわかるように、検査装置２と、検査装置２をコントロールするコンピューター１０と、検査装置２に設定する欠陥検出条件の変更を行う装置である設定装置６と、入力装置４と、入出力装置３を具備している。またコンピューター１０内には記憶・蓄積手段７、８、９が少なくとも具備されている。

前記コンピューター１０には、従来の製品の検査システムにはなかった設定装置６が接続されている。この設定装置６は、コンピューター１０によって決定された欠陥検出条件の変更を検査装置２に設定する。従来の製品の検査方法では、顧客側品質要求情報に対応した欠陥検出条件の変更を、製造者側の検査者３Ａが検討しており、この点にも製造者側が顧客側品質要求情報の提示を受けた以降、顧客側品質要求情報を検査装置に反映するまでに時間がかかり、タイムリーに製品を出荷することができない要因があった。上記のようにコンピュータ１０によって決定された欠陥検出条件の変更を、設定装置６を介して検査装置２に入力することにより、検査者３Ａの検討を不要とし、製品出荷までに要する時間を短くすることができる。

また本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにおいては、顧客側品質要求情報を製品製造工場外の入力装置４からコンピューター１０へ入力可能に構成した。この場合、入力装置４は、携帯用端末とし、製品製造工場外に顧客担当者４Ａがいる場合でも、図示しないコンピューターネットワークを介してコンピューター１０へ直接、迅速にかつ正確に顧客側品質要求情報を、その提示を受けた顧客担当者４Ａ自身により入力することを可能とした。

なお、被検査材Ｓの欠陥を検出する検査装置２には入出力装置３が接続されている。入出力装置３は、従来と同様な、モニター画面とキーボードを有するパーソナルコンピューターとすることができる。

ただし本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにおいて入出力装置３の役目は、検査装置２の監視が主である。

入出力装置３としてのパーソナルコンピューターに対して、記憶・蓄積手段７、８、９を少なくとも具備しているコンピューター１０は、入出力装置３より上位のコンピューターであって、例えば検査装置２を設置した検査ラインを制御するプロセスコンピューターとすることができる。プロセスコンピューターは、普通、図示しない統括管理用コンピューター、すなわち、圧延処理、焼鈍処理、めっき処理等の各種の処理を行う製造装置１を含む、工場全体を管理するセントラルコンピューター（統括管理用Ｃ／Ｃ）にコンピューターネットワークを介して接続され、統括管理用コンピューターとの間で製造する製品情報のやりとりを行っている。

ここで、コンピューター１０内の記憶・蓄積手段７、８、９は、それぞれ、出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段７、顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段８、および欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段９である。

コンピューター１０内の記憶・蓄積手段７には、出荷先顧客が確定している製品の検査を行って得た検査実績情報が出荷後の製品の検査実績情報として記憶・蓄積されている。その場合、顧客が確定している製品の検査を行う際に設定された欠陥検出条件も、出荷後の製品の検査実績情報と合わせて記憶・蓄積されている。

すなわち、出荷後の製品の検査実績情報とは、当該製品に実際に含まれる欠陥の情報であって、被検査材Ｓに対して欠陥を切断して除去するなどの欠陥除去処理を施さない場合には、図１に示すように、被検査材Ｓの欠陥を検出する検査装置２により検出した欠陥情報が検査実績情報と一致する一方、被検査材Ｓに対して欠陥を切断して除去するなどの欠陥除去処理を施した場合には、被検査材Ｓの欠陥を検出する検査装置２により検出した欠陥情報に対して、工場全体を管理するセントラルコンピューター（統括管理用Ｃ／Ｃ）からコンピューターネットワークを介して必要な情報を得、コンピューター処理を施し、出荷後製品の検査実績情報とすることが重要である。

また出荷後の製品の検査実績情報と合わせて記憶・蓄積する欠陥検出条件は、コンピューター１０によって決定され、設定装置６を介して検査装置２に実際に設定された検査条件であって、欠陥種類に応じて決められる。

例えばある種の欠陥に対しては、図２に示すようにＡレベルからＤレベルの検出レベルを指定して設定装置６を介してしきい値電圧を検査装置２に設定するのである。ただし、この検出レベルを何段階に分割するかについては特に限定するものではなく、検査装置２に応じて適宜決定することができる。また検出レベルをＡレベルからＤレベルのように層別する代わりに、単位面積当たりの欠陥の個数としてレベルを規定し、また面積でレベルを規定することもできる。この場合には、設定装置６を介し、上記の欠陥の個数や面積等の各レベルに対応して、しきい値電圧を検査装置２に設定する。

このような出荷後製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段７は、従来の製品の検査システムのコンピューター２０内にも具備されているものである。

したがって本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムを構築する際には、コンピューター２０内からコンピューター１０内の記憶・蓄積手段７へ出荷後の製品の検査実績情報を伝送することで、本発明を適用する以前における、出荷後の製品の検査実績情報を本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムに用いるコンピューター１０内へ移転することができる。

コンピューター１０内の記憶・蓄積手段８には、出荷先顧客が確定している製品の検査を行った出荷後の製品に対して顧客が要求した顧客側品質要求情報が記憶・蓄積されている。例えば、顧客が出荷後製品に対して要求した顧客側品質要求情報は、顧客別にかつ当該顧客に出荷した製品毎にコンピューター１０内の記憶・蓄積手段８によって記憶・蓄積されている。この顧客側品質要求情報は、製品製造工場外の入力装置４からコンピューター１０へ入力された情報である。この入力装置４は、例えば携帯用端末とされ、顧客と出荷後の製品に関してよく打ち合わせを行っている顧客担当者４Ａが携帯しているので、顧客と打ち合わせの際に顧客が出荷後の製品に対して、例えば表面欠陥である筋状欠陥が問題であると問題提起されたり、あるいは介在物欠陥が問題であると問題提起された場合には、その直後に、製品に関する製造知識および製品の使用知識を合わせ持つ顧客担当者４Ａにより、欠陥種類に応じて筋状欠陥の欠陥検出レベルを厳しくする旨、あるいは介在物欠陥の個数を少なくするように欠陥検出レベルを厳しくする旨の顧客側品質要求情報が入力装置４からコンピューター１０へ入力される。

本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにおいては、欠陥種類に応じて、例えば後述する実施例で説明するように筋状欠陥などの表面欠陥や、介在物などの内部欠陥によって、欠陥検出条件の変更をコンピューター１０によって決定し、設定装置６を介して検査装置２に設定する欠陥検出条件を変更する。そのため、コンピューター１０内の記憶・蓄積手段９には、前記の筋状欠陥の欠陥検出レベルを厳しくする旨、あるいは介在物欠陥の欠陥検出レベルを厳しくする旨の顧客側品質要求情報に対応して、欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に予め登録しておく。

以上説明したように、本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムは、顧客側品質要求情報を製品製造工場外の入力装置４からコンピューター１０へ入力可能に構成され、またコンピューター１０内に、出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段７、顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段８、および欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段９を少なくとも具備したシステムとしたから、当該顧客向けの製品の検査時に、前記コンピューター１０により設定装置６を介して検査装置２に設定する欠陥検出条件の変更を行うことができる。

したがって本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムによれば、受注した製品の検査を行うに際して、迅速かつ確実に最適な欠陥検出条件で被検査材の欠陥を検出することができる。

一方従来の製品の検査システムには、図３に示すように、コンピューター２０内には顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段８、および欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段９が具備されておらず、また設定装置６も設けてないから、製造者側が顧客側品質要求情報の提示を受けた以降、顧客側品質要求情報を検査装置に反映するのに数日間を要していたのである。

これに対して本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムでは、当該顧客向けの製品の検査時に、コンピューター１０内の顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段８により、記憶・蓄積された顧客側品質要求情報のうちから当該顧客が出荷後の製品に対して要求した品質要求情報と、その品質要求情報に対応する実績情報を、出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段７から読み出して対比・照合し、欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段９により、欠陥種類に応じて欠陥検出条件の変更の仕方を決定し、設定装置６を介して検査装置２に設定する欠陥検出条件を変更する検査方法とすることができる。

こうすることで、検査装置２に設定するしきい値電圧を、迅速かつ確実に最適な欠陥検出条件に変更することが可能となる。

本発明によれば、迅速かつ確実に最適な欠陥検出レベルでへげ、筋状欠陥などの表面欠陥や、介在物などの内部欠陥を検査することができる。

本発明の実施例として缶用鋼板の検査を図１に示す本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにより検査装置２に欠陥検出条件を設定して、表面欠陥である筋状欠陥と介在物欠陥を検出する場合について具体的に説明する。この場合、入力装置４は、携帯用端末とし、前記顧客側品質要求情報を製品製造工場外の入力装置４からコンピューター１０へ入力した。

筋状欠陥の欠陥検出レベルの設定は、図２に示すように、当初、筋状欠陥の単位面積あたりの個数に応じて、欠陥検出レベルを次の４つの段階にしきい値電圧を設定装置６を介して検査装置２に設定した。

Ａレベル（悪い）：20箇所／ｍ²、
Ｂレベル（中間）：15箇所／ｍ²、
Ｃレベル（軽度）：７箇所／ｍ²、
Ｄレベル（なし）：０箇所／ｍ²。

缶用鋼板の検査では、当初、出荷先顧客との取り決めにより欠陥検出条件をＡレベル以上の欠陥が混入不可で、Ｂ、Ｃ、Ｄレベルは合格とする通常レベルでの検査を実施し、出荷していたが、顧客から表面欠陥である筋状欠陥が問題であるとの提起があった。そこで、通常レベルでの検査では満足していただけないとの判断を行い、コンピューター１０内に記憶・蓄積手段８により通常レベルより欠陥検出レベルを厳しくする旨の顧客側品質要求情報を記憶・蓄積した。その結果、本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにより、次の当該顧客向けの製品の検査時に、コンピューター１０により、欠陥種類に応じて欠陥検出条件の変更の仕方が決定され、設定装置６を介して検査装置２に設定する欠陥検出条件を変更することができた。その際、コンピューター１０により欠陥検出条件が例えばＣレベルに変更するとの結果が得られ、この結果が設定装置６に伝送される。

また図１に示した本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムには、コンピューター１０内に検査装置２に設定する欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段９が具備されているので、コンピューター１０により検査装置２に設定する欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類に応じて決めることができる。

介在物欠陥に対して、介在物欠陥の単位面積あたりの個数を制限するとした場合には、検査装置２に設定する欠陥検出条件の変更は、介在物欠陥の単位面積あたりの個数を変えることで行う。当初、検査装置２に欠陥検出のしきい値電圧を設定する設定装置６において、介在物欠陥の単位面積あたりの個数に応じて、欠陥検出レベルを次の４つの段階とした。欠陥検出レベルを厳しくするには、介在物欠陥の単位面積あたりの個数を少なくする。
（当初の欠陥検出レベル）
Ａレベル（悪い）：20個／ｍ²、
Ｂレベル（中間）：15個／ｍ²、
Ｃレベル（軽度）：７個／ｍ²、
Ｄレベル（微小）：３個／ｍ²。

当初、検査装置２に設定する欠陥検出条件をＡレベル以上の欠陥が混入不可で、Ｂ、Ｃ、Ｄレベルは合格であるとする通常レベルでの検査を実施し、その製品を出荷した結果、出荷した製品が介在物起因で加工時、割れまでは生じていないものの、介在物を起点とする筋状の白色欠陥が生じているとの問題提起があった。そこでコンピューター１０内に記憶・蓄積手段８により介在物欠陥の欠陥検出レベルを厳しくする旨の顧客側品質要求情報を記憶・蓄積した。

その結果、本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムにより、次の当該顧客向けの製品の検査時に、コンピューター１０により、欠陥種類に応じて欠陥検出条件の変更の仕方を決定し、設定装置６を介して検査装置２に設定する欠陥検出条件を変更することができた。その際、コンピューター１０により検査装置２に設定する介在物欠陥の検査レベルをＡレベル欠陥の個数を半減する検査レベルに変更を行うという結果が得られた。
（顧客側の品質要求を反映した後の欠陥検出レベル）
Ａレベル（悪い）：10個／ｍ²、
Ｂレベル（中間）：15個／ｍ²、
Ｃレベル（軽度）：７個／ｍ²、
Ｄレベル（微小）：３個／ｍ²。

以上、本発明にかかる製品の検査システムにより、顧客側の品質要求を反映した最適な欠陥検出条件で、迅速かつ確実に受注した製品の検査を行うことができることがわかる。

本発明の実施の形態にかかる製品の検査システムを説明する模式図である。 本発明に用いた設定装置について説明する模式図である。 従来の製品の検査システムを説明する模式図である。

符号の説明

Ｓ 被検査材（鋼板）
１ 製造装置
２ 検査装置
３ 入出力装置
４ 入力装置
３Ａ 検査者
４Ａ 顧客担当者
５ 顧客側ビル
６ 設定装置
７ 出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段
８ 顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段
９ 欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段
１０、２０ コンピューター
３０ 顧客側品質要求情報

Claims (2)

1. 被検査材の欠陥を検出する検査装置に欠陥検出条件の設定を行って出荷先顧客が確定している製品の検査を行う製品の検査システムであって、
   前記検査装置をコントロールするコンピューター内に、
   設定されていた欠陥検出条件を含む出荷後の製品の検査実績情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段と、顧客が該出荷後の製品に対して要求した、製品製造工場外の入力装置からの顧客側品質要求情報を記憶・蓄積する記憶・蓄積手段と、前記検査装置に設定する欠陥検出条件の変更の仕方を欠陥種類毎に登録する記憶・蓄積手段とを少なくとも具備し、
   前記コンピューターにより設定装置を介して前記検査装置に設定する複数レベルの欠陥検出条件の変更を各レベル毎に行うように構成したことを特徴とする製品の検査システム。
2. 被検査材の欠陥を検出する検査装置に欠陥検出条件の設定を行って出荷先顧客が確定している製品の検査を行う製品の検査方法において、当該顧客向けの製品の検査時に、
   請求項１に記載されたコンピューターにより、記憶・蓄積手段から当該顧客が出荷後の製品に対して要求した、製品製造工場外の入力装置からの顧客側品質要求情報と、その顧客側品質要求情報に対応する出荷後の製品に対して設定されていた欠陥検出条件を含む検査実績情報とを読み出して対比・照合し、欠陥種類に応じて欠陥検出条件の変更の仕方を決定し、
   設定装置を介して前記検査装置に設定する複数レベルの欠陥検出条件を各レベル毎に変更することを特徴とする製品の検査方法。