JP5060888B2 - 装置の遠隔診断システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は装置の母集団内の個々の装置の管理に対する母集団統計の適用に関する。

装置のサービス及び修理を支援するためにローカル診断機能を内部に組み込むことが種々の型の装置には一般的である。一般的には、これらの診断機能には現場でのサポートが必要である。さらに、診断機能は装置内部の個々のモジュールにさらに適合させることができる。例えば、マーキング装置は、特定のジョブの要件を満たすためにオペレータが装置を再構成することを可能にする、いくつかのモジュール又は交換可能なコンポーネントをさらに含むことができるモジュラ装置の例である。多くの同様の装置において、モジュール方式は、１つ又はそれ以上のモジュールを加える及び／又は交換することによってカスタマイズ又はアップグレーディングを可能にする。保守を支援するために、マルチ・モジュラ装置は、現場のそれぞれのモジュールの性能の履歴情報を示す情報を検出して格納することが多い。このようなデータログ又はローカルなデータ診断機能は、装置のエラーのない動作を維持するために、必要があれば、どんな修正又は保守処置を取るべきであるかを技術者が判断するのを助けるために、一般的にはローカルに検査される。

幾つかのシステムは、そのような電子システムから発生するデータを遠隔位置に伝送するために電話回線を使用する。この遠隔位置で、所与の電子システムの故障診断を判断するために電子システムから受信された情報が処理される。例えば、幾つかの既存のシステムは故障予測のためにネットワークを使用するが、それらの診断はネットワーク装置管理情報ベースの形態でのデータに対するクエリーに基づく。他のシステムは、特定のコマンドに応答してネットワークを介して管理される装置から情報を収集することによって遠隔診断を実行する。

代替的に、複数の電子システムを、１つ又はそれ以上の電子システムからのデータを受信する診断サーバに接続することができる。このデータは、機械動作状態のような基本的データから、例えば、特定のコンポーネントの故障を示すことができる又は将来の故障予測分析のために若しくはルーチン保守のスケジューリングのために使用することができる高度に複雑なデータに至るまでとすることができる。また、データは、単一コンポーネントのオン−オフ・データのような基本的なデータから、正常、失敗、診断、もたつきなどの装置の幾つかの異なる動作モード中に収集されるシステム・レベルの測定データに至るまでとすることができる。このデータは、システム故障の判断を可能にし、修正又は修理処置の初期設定を準備する。

本発明のシステムの種々の例示的な実施形態は、１つ又はそれ以上の複数の装置に関する装置データを取得するデータ収集装置と、該装置データを１つ又はそれ以上の複数の装置のための装置管理ステーションに伝送する伝送回路とを含んだ、複数の装置のための装置管理システムを提供するが、その際、装置管理ステーションは複数の装置の内のあらゆる範囲外の装置を判断する。

さらに、本発明の方法の種々の例示的な実施形態は、１つ又はそれ以上の複数の装置に関する装置データを取得するし、該装置データを装置管理ステーションに伝送し、伝送された装置データに基づいて、上限及び下限を決定する管理図を生成し、複数の装置の少なくとも１つが上限及び下限の少なくとも１つの外側にあるかどうかを判断し、該判断に基づいて取るべき適切な処置を準備するステップを含んだ、複数の装置のための装置管理方法を提供する。

最後に、本システムの種々の例示的な実施形態は、複数の装置の各々の１つに関する装置データを取得する手段と、該装置データを装置管理ステーションに伝送する手段と、伝送された装置データに基づいて、上限及び下限を決定する管理図を生成する手段と、複数の装置の少なくとも１つが上限及び下限の少なくとも１つの外側にあるかを判断する手段と、該判断に基づいてとるべき適切な処置の輪郭を示す手段と、を含む装置管理システムを提供する。

本システム及び方法の種々の例示的な実施形態が、以下の図面を参照して、詳細に説明されることになる。

これら及び他の特徴及び利点は、システム及び方法の種々の例示的な実施形態に関する以下の詳細な記述の中で説明されるか、或いは、それから明らかとなる。

図１は、装置管理システムの例示的な実施形態を示す機能のブロック図である。図１に示されるように、装置管理システム１０は、ネットワーク１０１を介して、１つ又はそれ以上の第三者サービス・プロバイダ２００、１つ又はそれ以上の部品又は消耗品サプライヤ３００、遠隔装置マネージャ４００、及び複数の装置１００に機能的に結合させることができる。種々の例示的な実施形態によると、複数の装置１００はファイヤウォール１５０によって保護することができる。動作中に、複数の装置１００の１つ又はそれ以上が、ネットワーク１０１を介して、それらの動作に関する情報を装置管理システム１０に伝送する。その情報はまた、部品又は消耗品サプライヤ３００からの、或いは、第三者サービス・プロバイダ２００からの消費情報を含むことができる。この情報は、次に、装置管理システム１０によって処理して、統計的基準に変換することができる。このように装置管理システム１０内で生成された統計的基準は、次に、１つ又はそれ以上の複数の装置１００にダウンロードすることができる。ダウンロードされた情報は、装置１００の母集団の大部分又は全体に関する情報を含むことができ、例えば、所与の装置１００が母集団統計により設定された基準内で動作しているかどうかを判断するための母集団統計を導くために使用することができる。

図２は、装置管理システムの例示的な実施形態を示す機能のブロック図である。図２に示されるように、図１の例に類似して、装置管理システム１０は、管理される複数の装置１００（簡単のために１つの装置１００のみが示される）、１つ又はそれ以上の第三者サービス・プロバイダ２００、１つ又はそれ以上の部品又は消耗品サプライヤ３００、及び遠隔装置マネージャ４００を含む。装置１００は、電気機械装置、電子装置、機械装置、それらの組み合わせ、或いは、出力を生成し消耗品を消費する可能性のある任意の他の装置、とすることができる。

種々の例示的な実施形態によると、装置１００、サービス・プロバイダ２００、消耗品サプライヤ３００及び装置マネージャ４００は、全てネットワーク１０１を介して接続される。ネットワーク１０１は、直接シリアル接続、イントラネットなどの分散ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、大都市圏ネットワーク、広域ネットワーク、衛星通信ネットワーク、赤外線通信ネットワーク、インターネットなどの任意の１つ、又は、それらの組み合わせとすることができる。さらに、ネットワークのリンクは有線若しくは無線リンク、或いは、接続された要素へ及びそこから電子データを供給することができる任意の他の既知の又は後に開発される要素とすることができる。

種々の例示的な実施形態によると、装置マネージャ４００は、全てが相互接続される、メモリ４１０、コントローラ４２０、加えてＩ／Ｏインターフェース４３０、サービス調整回路４４０、及び修理計画回路４５０を含む。

種々の例示的な実施形態によると、１つ又はそれ以上の装置１００は、全てが相互接続される、メモリ１１０、コントローラ１２０、Ｉ／Ｏインターフェース１３０、及びデータベース１７０を含む。種々の例示的な実施形態によると、１つ又はそれ以上の第三者サービス・プロバイダ２００は、全てが相互接続される、メモリ２１０、コントローラ２２０、及びＩ／Ｏインターフェース２３０を含む。種々の例示的な実施形態によると、１つ又はそれ以上の部品／消耗品サプライヤ３００は、全てが相互接続される、メモリ３１０、コントローラ３２０、Ｉ／Ｏインターフェース３３０、及び部品調整回路３４０を含む。

動作中、１つ又はそれ以上の装置１００は、装置の動作進行中に、例えば、制御データ、プロセス・データ及び診断データなどの装置情報を生成する。特に、装置の動作進行中に、コントローラ１２０及びメモリ１１０に関連して、装置１００は、該装置１００の動作状態に関係する装置動作情報を生成することができる。例えば、この状態情報は、装置のオン／オフ状態のデータから、例えば、装置内部の１つ又はそれ以上のモジュールの明細に関係し得る高度に特化されたデータに至るものとすることができる。さらに、データは単一モジュールのオン−オフ・データ、或いは、システム・レベルの測定データとすることができる。特に、データは、装置コントローラ１２０により発行されるコマンドのような制御データ、スケジューリング及びタイミング・データ、セットポイント及びアクチュエータ・データ、センサ・データ及び同等物、故障カウント、エラー・カウント、イベント・カウントなどの診断データ、較正データ、装置セットアップ・データ、高頻度サービス項目情報、サービス履歴データ、機械履歴データ及び同等物、温度及び湿度データなどの環境データ、機械利用データ、機械構成データ、傾向情報、コンポーネント署名、定性的状態推定、定量的状態推定などの付加価値診断データを含むことができるが、これらに限定はされない。

さらに、データは装置の通常動作の一部として、あるいは、ユーザによって発行される特定の問合せ及び制御コマンドに応答して生成することができる。例えば、マーキング・システムの場合には、データはまた、ジョブ内のページの数、使用される媒体の型、ジョブのサイズ、印刷オプション、仕上げオプション、実際に印刷されるページの数、実際に処理される画像の数などのジョブ段階のデータを含むことができる。さらに、データは、正常、失敗、もたつきなどを含むが、それらに限定されない、装置の種々の動作モードにおいて取得することができる。

種々の例示的な実施形態によると、装置１００の各々の１つに関して、装置データは、Ｉ／Ｏインターフェース１３０を介して、装置マネージャ４００にネットワーク１０１を介して転送することができる。種々の例示的な実施形態によると、装置データは、サービス及び／又は部品サプライヤ３００、第三者サービス・プロバイダ２００、又はネットワーク上の任意の他のエンティティの全て又は一部に転送することができる。

装置マネージャ４００は、Ｉ／Ｏインターフェース４３０を介して１つ又はそれ以上の装置１００から装置データを受信し、コントローラ４２０と協働して、その装置データをメモリ４４０に格納する。

動作中に、１つ又はそれ以上の装置１００は、それらのＩ／Ｏインターフェース１３０及びネットワークを介して、情報を装置マネージャ４００に送信する。種々の例示的な実施形態によると、コントローラ１２０の制御下で、データベース１７０は、例えば、利用情報、保守情報及び消費情報などの、装置１００に関する情報を保持する。利用情報は、例えば、その装置１００が製造又は購入されて以来の動作サイクルの数、集中的な利用又は軽い利用など装置１００が動作させられた仕方、装置１００が動作させられた状態などを含むことができる。保守情報は、装置がどのくらい頻繁に検査を受け保守されたか、及び実施された保守の品質水準などに関する情報を含むことができる。消費情報は、例えば、マーキング装置用のトナー、或いは、車両用のガソリンなど、装置によって消費される消耗品の種類を含むことができる。消費情報はまた、装置１００によって消費される消耗品の量、高品位又は低品位のような消耗品の品質、及び、例えば、マーキング装置内のトナー１ポンド当たり印刷されたページ数、或いは、車両の場合にはガソリン１ガロン当たりの運転マイル数など、消耗品と装置出力の間の関係を含むことができる。

種々の例示的な実施形態によると、この情報は、データベース１７０内で編成して、メモリ１１０に格納し、ネットワーク１０１を介して装置マネージャ４００に送信することができる。装置マネージャ４００が類似情報を、該装置マネージャ４００から離れた異なる場所に配置された、装置１００に類似の複数の装置から受信するとき、母集団統計は、装置マネージャ４００によって、１つ又はそれ以上の装置１００に関する受信されたデータに対して実施することができる。母集団統計は、管理図理論を用いて実施することができるが、この理論は、例えば、装置１００の許容できる動作の上限及び下限の判断の助けとなり、従って、あらゆる異常値、又は取替え若しくは修理の必要がある「不良品」を判断する。

管理図理論は、一般的には、統計的に決定された上部及び下部管理限界、ならびに、ランチャートに基づく中心線を含む型のチャートを使用することによって実行される。ランチャートは、基本的には、所与のプロセス又はイベントの間の種々のパラメータを追跡するチャートである。管理図は、重要な傾向、サイクル、及び範囲外のポイントを検出するのに使用することができる。所与の母集団の上限及び下限は、母集団全体から受信された情報に基づいて計算され、一般に、中心線から標準偏差の約３倍の位置に設定することができる。中心線は母集団全体の中央値として計算することができる。例えば、問題のプロセスは、品質が特定成分の消費された量に依存する所与の製品を製造するプロセスとすることができる。全てのプロセスと同様に、このプロセスはそれに関連したばらつきを有し、多くの異なる要因、とりわけ、機械、サプライヤ、入来の原材料、及び作業者は、製造プロセスに入り込み、最終成品に影響を及ぼし、その変動性をもたらす可能性がある。最終的には、製造者が生産量の損失、低品質、及び結局は顧客の喪失を避けたいと望む場合に管理しなければならないのは、最終成品におけるこのばらつきである。従って、このような製品の所与の母集団を統計的に特徴付けて、母集団全体の残りの製品に関連する特定の製品の挙動及び特徴に基づいて、特定の製品において起こり得る問題を判断することができることは、有用である。

上述したように、管理図は、統計的に生成された上部及び下部管理限界を含むランチャートである。これらの限界は、ユーザに、プロセス出力の一般的な原因又は自然変動性に対する限界を与える。従って、ばらつきの一般的な原因を特定の原因から分離することができ、個々に基づいて特定の原因に対処することができる。一般的に、全ての管理図は同じ基本的な目的を有するが、それはプロセスが統計的管理状態で動作しているかどうかの証拠を与え、そしてばらつきの特別な原因の存在の信号を送って修正措置をとれるようにすることである。従って、管理図を展開し解釈するのを支援するために経験則を使用することができる。大部分の管理図は、中心線から標準偏差σの±３倍の位置に、上部及び下部管理限界を設定する。例えば、車両の燃費効率の場合には、経験則は、車両に対する全ての燃費効率値の約９９．７３％が１ガロン当たりのマイル数で１６．１と２３．９の間に入るべきであると提示することができる。それゆえに、これらの限界は、特定の車両の現在及び将来の性能を評価するために管理図内で使用することができる。例えば、母集団の上限が２３．９であるとき、車両がある特定の時点で２３の燃費効率を示す場合には、通常又は自然の原因以外の特定の現象又は事象がこの燃費効率の原因にはなっていない可能性が高い。しかしながら、車両が、下限が１６．１でありながら１６の燃費効率を示す場合には、該車両は管理限界の外側にある、或いは管理不能であり、従って、自然変動性の範囲外にあり、この値が、通常又は自然の原因とは異なる、車両の動作に影響を及ぼす特定の原因の結果であることの非常に大きな可能性があることを示す。

例えば、上述の下限が１６．１のときの１６の燃費効率のような、管理不能状態が検出される場合には、次のステップはこの管理不能状態の原因を決定することとすることができる。状態の１つの原因又は複数の原因が識別されるとき、次に適切な処置をより容易に達成することができる。例えば、同じ車両の例において、管理不能状態の原因がタイヤの低い圧力である場合には、タイヤの圧力を修正することができる。さらに、管理はまた、将来の動作サイクル中にタイヤの性能を追跡することができる。

所与の装置が管理の上限と下限との間で作動することだけでは、必ずしも該装置が適切に機能していることを意味しないことに注意されたい。このことは、単に、母集団全体が適切に機能せず、例えば、装置の製造プロセスが全体として不適切であることを示している可能性があることを意味する。

図３は、装置管理方法の例示的な実施形態を示す流れ図である。図３に示されるように、管理はステップＳ１００で開始し、ステップＳ２００に進み、そこで装置データが、装置の母集団を構成する１つ又はそれ以上の装置内で取得される。種々の例示的な実施形態によると、特定の装置に対する装置データは、この特定の装置のデータベースに収集され、この特定の装置のメモリに格納される。装置データは利用データ、保守データ及び／又は消費データを含むことができる。種々の例示的な実施形態によると、利用情報は、例えば、その装置が製造又は購入されて以来の動作サイクルの数、集中的な利用又は軽い利用のような装置が動作させられた仕方、装置が動作させられた状態、を含むことができる。保守情報は、装置がどのくらい頻繁に検査を受けて保守されたかに関する情報、及びその装置に実施された保守の品質水準に関する情報を含むことができる。消費情報は、例えば、マーキング装置用のトナー、或いは、車両用のガソリンなどの、装置によって消費される消耗品の種類を含むことができる。消費情報はまた、装置によって消費される消耗品の量、高品位又は低品位のような消耗品の品質、及び、例えばマーキング装置におけるトナー１ポンド当たりの印刷ページ数、或いは、車両の場合にはガソリン１ガロン当たりの運転マイル数など、消耗品と装置出力の間の関係を含むことができる。装置データはまた、その装置内部に含まれる１つ又はそれ以上のモジュールに関するデータを含むことができることに注目されたい。次に、管理はステップＳ３００に進む。

ステップＳ３００において、各装置に対して取得された装置データは装置管理ステーションに伝送することができる。種々の例示的な実施形態によると、装置データはネットワークを介して装置管理ステーションに伝送される。種々の例示的な実施形態によると、装置の各々の１つに関する装置データは装置管理ステーションのメモリに格納される。次に、管理はステップＳ４００に進み、そこで全ての装置から受信したデータが計算されて、管理図が生成される。種々の例示的な実施形態によると、管理図は、上部限界、下部限界及び中心線などのパラメータを強調表示する。種々の例示的な実施形態によると、上部限界は母集団の標準偏差の３倍に等しいように決定することができ、下部限界は母集団の標準偏差の３倍に等しいように決定することができる。次に、管理はステップＳ５００に進む。

ステップＳ５００において、装置の母集団全体から受信したデータ又はパラメータのどの一部分も管理図によって決定される上限及び下限内にあるかどうかの判断がなされる。種々の例示的な実施形態によると、パラメータが管理図によって決定された上部又は下部限界の外にある場合には、管理はステップＳ６００に進み、その他の場合には管理はステップＳ２００に進む。或いは、どの装置パラメータも管理図によって決定された上部及び下部限界の外にない場合には、本方法は終了することができる。しかしながら、１つの装置パラメータが管理図によって決定された上部及び下部限界の外にある場合には、次に、この状態を修正するために適切な処置がステップＳ６００でとられる。例えば、適切な処置は、ユーザが状態を修正するためにこの範囲外の状態のレポートをユーザに提供することである。或いは、適切な処置は、その情報を問題の装置に返送して現場のユーザがその状態を修正できるようにすることである。このような方法の利点は、特定の装置上で解決できる又はその必要があるときを判断するための、ローカルな及び遠隔の意思決定を向上させることである。従って、消費部品の修理又は取替えにおける迅速さ及び正確さを達成することができ、そして徴候的な問題を識別するための能力はまた、例えば、水準以下で機能する装置を迅速に識別することによっても大いに向上する。次に、管理はステップＳ２００に進む。或いは、ステップＳ６００において適切な処置をとった後で、本方法は終了することができる。

装置管理システムの例示的な一実施形態を示す機能のブロック図である。 装置管理システムの例示的な一実施形態を示す機能のブロック図である。 装置管理方法の例示的な一実施形態を示す流れ図である。

符号の説明

１０：装置管理システム
１００：装置
１０１：ネットワーク
１１０、２１０、３１０、４１０：メモリ
１２０、２２０、３２０、４２０：コントローラ
１３０、２３０、３３０、４３０：Ｉ／Ｏインターフェース
１５０：ファイヤウォール
１７０：データベース
２００：第三者サービス・プロバイダ
２１０：メモリ
３００：部品又は消耗品サプライヤ
３４０、４４０：サービス調整回路
４００：遠隔装置マネージャ
４５０：修理計画回路

Claims (3)

1. 装置管理システムであって、
   複数のモニタされる装置から動作データを収集するデータ収集装置と、
   前記収集された動作データに基づいて前記複数のモニタされる装置の母集団に関する動作の統計的基準を生成する統計的生成装置と、
   前記生成された動作の統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置を選択する選択装置と、
   前記生成された動作の統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置の全てに前記統計的基準を返送するＩ／Ｏインターフェースと、を備え、
   前記統計的基準は下部限界、上部限界、及び中心線を含む管理図を備え、前記上部及び下部限界は、前記複数のモニタされる装置のうちの２つ以上から受信された前記動作データの分析に基づいて定義されることを特徴とする装置管理システム。
2. 装置管理方法であって、
   装置管理システムが、
   複数のモニタされる装置から動作データを収集し、
   前記収集された動作データに基づいて前記複数のモニタされる装置に関する統計的基準を生成し、
   前記生成された統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置を選択し、
   前記生成された動作の統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置の全てに前記統計的基準をＩ／Ｏインターフェースを通じて返送する、
   ステップを含み、
   前記統計的基準を生成するステップは、前記複数のモニタされる装置についての下部限界、上部限界、及び中心線を含む管理図を生成することを備え、前記上部及び下部限界は、前記複数のモニタされる装置のうちの２つ以上から受信された前記動作データの分析に基づいて定義されることを特徴とする装置管理方法。
3. 装置管理システムであって、
   複数のモニタされる装置から動作データを収集する手段と、
   前記収集された動作データに基づいて前記複数のモニタされる装置に関する統計的基準を生成する手段と、
   前記生成された統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置を選択する手段と、
   前記生成された動作の統計的基準とは実質的に異なる動作データを有するモニタされる装置の全てに前記統計的基準を返送する手段と、を備え、
   前記統計的基準を生成することは、前記複数のモニタされる装置についての下部限界、上部限界、及び中心線を含む管理図を生成することを備え、前記上部及び下部限界は、前記複数のモニタされる装置のうちの２つ以上から受信された前記動作データの分析に基づいて定義されることを特徴とする装置管理システム。

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