JP5311493B2 - Data analysis apparatus, manufacturing apparatus using the same, data analysis method, computer program thereof, and recording medium recording the program - Google Patents

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Description

本発明は、製造中の製品の良否判定を行なう技術に関し、特に、MTS(マハラノビス・タグチシステム)法を用いて製品の良否判定を行なうデータ解析装置、それを用いた製造装置、データ解析方法、そのコンピュータ・プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体に関する。   The present invention relates to a technology for determining the quality of a product being manufactured, and in particular, a data analysis apparatus that performs a quality determination of a product using an MTS (Mahalanobis Taguchi system) method, a manufacturing apparatus using the same, a data analysis method, The present invention relates to the computer program and a recording medium on which the program is recorded.

近年、種々の生産システムにおいて、MTS法を用いて製品の良否を判定する技術が盛んに開発されている。これに関連する技術として、下記の特許文献1〜3に開示された発明がある。   In recent years, in various production systems, techniques for determining the quality of products using the MTS method have been actively developed. As technologies related to this, there are inventions disclosed in the following Patent Documents 1 to 3.

特許文献1は、半導体製造装置の異常動作を正確に判定することのできる管理方法を提供することを目的とする。半導体製造装置の正常動作状態下で少なくとも1つのパラメータについて複数のデータをサンプリングし、サンプリングされたデータ群に基づいてマハラノビス空間Aを作成する。そして、このマハラノビス空間に基づいて、半導体製造装置の動作状態で得られるパラメータについての測定値からマハラノビス距離D2を算出し、当該マハラノビス距離の値が所定の値を超えたとき、半導体製造装置が異常動作を生じたと判定する。   Patent document 1 aims at providing the management method which can determine the abnormal operation | movement of a semiconductor manufacturing apparatus correctly. A plurality of data is sampled for at least one parameter under the normal operation state of the semiconductor manufacturing apparatus, and the Mahalanobis space A is created based on the sampled data group. Then, based on this Mahalanobis space, the Mahalanobis distance D2 is calculated from the measured values of the parameters obtained in the operating state of the semiconductor manufacturing apparatus, and when the Mahalanobis distance exceeds a predetermined value, the semiconductor manufacturing apparatus is abnormal. It is determined that an action has occurred.

特許文献2は、現象の変化に対応するためにMTS法を利用して製造回毎に判別に使用する項目をダイナミックに変化させることにより、製品の良否判別を精度良く行うことができるようにすることを目的とする。射出成形機の場合、直交表の組み合わせに従い、毎ショットの複数項目Mの実績値を使ってn通りのマハラノビスの距離を算出する。そして、マハラノビスの距離からn通り分のSN比を算出する。そして、算出されたSN比を使って各項目の水準平均(直交表における第1水準、第2水準)を算出し、水準平均差(第1水準平均−第2水準平均)の大きいものからm項目見つける。これら最適なm項目を使って、再度マハラノビスの距離をm個計算し、m個の距離のうちいずれか1つでも基準値を越えている場合不良とする。   Patent Document 2 makes it possible to accurately determine whether a product is good or bad by dynamically changing items used for determination every manufacturing time using the MTS method in order to cope with a change in phenomenon. For the purpose. In the case of an injection molding machine, n Mahalanobis distances are calculated using the actual values of a plurality of items M for each shot according to a combination of orthogonal tables. Then, the SN ratio for n ways is calculated from the Mahalanobis distance. Then, using the calculated S / N ratio, the level average of each item (the first level and the second level in the orthogonal table) is calculated, and the level difference (first level average−second level average) is large. Find items. Using these optimal m items, m Mahalanobis distances are calculated again, and if any one of the m distances exceeds the reference value, it is determined as defective.

特許文献3は、時間の経過や環境変化によって樹脂の可塑化状態等に変動が生じた場合であっても適確に製品の良否を判別することのできる射出成形機の製品良否判別方法を提供することを目的とする。製品の品質に影響を与える成形データのうち相互に関連して変動する成形データを2項目以上選択し、これらの成形データを複合して乗算、除算等の関数式により演算を行い、その演算結果に基いて良品成形の許容範囲を上限値と下限値で定め、射出成形機の制御装置に設定する。成形作業に際し、各成形サイクル毎に成形データ項目の値を検出して同様の関数式により演算を行い、その演算結果が許容範囲内にあるか否かによって、各成形サイクル毎の製品の良否を判別する。複数の成形データを複合して評価した結果により製品の良否が判別されるため、時間の経過や環境変化によって成形データの値に変動が生じたような場合であっても、製品の良否が適確に判別できる。   Patent Document 3 provides a product quality determination method for an injection molding machine that can accurately determine the quality of a product even when the plasticization state of the resin changes due to the passage of time or environmental changes. The purpose is to do. Select two or more molding data that change in relation to the molding data that affects the quality of the product. Combine these molding data and perform calculations using functional expressions such as multiplication and division. Based on the above, the acceptable range of good product molding is determined by the upper limit value and the lower limit value, and is set in the control device of the injection molding machine. In the molding operation, the value of the molding data item is detected for each molding cycle, and the calculation is performed using the same function formula, and the quality of the product for each molding cycle is determined depending on whether the calculation result is within the allowable range. Determine. Since the quality of the product is determined based on the result of the evaluation of multiple molding data combined, the quality of the product is suitable even when the value of the molding data fluctuates over time or due to environmental changes. It can be determined accurately.

特開2000−114130号公報JP 2000-114130 A 特開2003−181874号公報JP 2003-181874 A 特開平7−108579号公報JP-A-7-108579

上述の特許文献1〜3に開示された製品の良否判別方法においては、製品の最終段階で良否判定を実施することになるため、製品が不良と判定された場合には、その製品を廃棄したり、手直ししたりする必要があるため、経済性が悪くなるといった問題点があった。   In the product quality determination methods disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above, the quality determination is performed at the final stage of the product. Therefore, when the product is determined to be defective, the product is discarded. In addition, there is a problem that the economic efficiency deteriorates because it is necessary to make adjustments.

また、製品の製造過程が複数にわたっており、製造の中間段階において半製品の状態を経る場合には、半製品の状態での良否判定や、製造パラメータ単体で最終製品の良否判定を行なうことができず、製造プロセス中の修正が困難であるといった問題点もあった。   In addition, when there are multiple product manufacturing processes and a semi-finished product is passed through the intermediate stage of manufacturing, it is possible to judge the quality of the semi-finished product and the quality of the final product with the manufacturing parameters alone. In addition, there is a problem that correction during the manufacturing process is difficult.

さらに、特許文献2および3は、射出成形品の良否判定に関するものであり、射出成形における良品の製造データから基準空間を作成する。そして、作成した基準空間を用いて、現在製造中の製品の良否を判定するものである。しかしながら、最終製品である射出成形品が半製品の状態を経る場合には、半製品の状態での良否判定や、製造パラメータ単体で最終製品の良否判定を行なうことができず、製造プロセス中の修正が困難である。   Further, Patent Documents 2 and 3 relate to quality determination of an injection molded product, and a reference space is created from manufacturing data of good products in injection molding. Then, the quality of the product currently being manufactured is determined using the created reference space. However, if the injection-molded product that is the final product goes through a semi-finished product state, the quality judgment in the semi-finished product state and the quality judgment of the final product cannot be performed by manufacturing parameters alone. It is difficult to correct.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、早期に製品の最終特性を安定化させることができ、不良品の製造を未然に防止することが可能なデータ解析装置、それを用いた製造装置、データ解析方法、そのコンピュータ・プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is data that can stabilize the final characteristics of the product at an early stage and prevent the production of defective products. An analysis apparatus, a manufacturing apparatus using the same, a data analysis method, a computer program thereof, and a recording medium on which the program is recorded are provided.

本発明のある局面に従えば、データ解析装置は、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算する第1の計算手段と、第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定する第1の分析手段と、中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算する第2の計算手段と、第1の分析手段によって特定された評価特性に対して、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定する第2の分析手段と、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する調整手段とを含む。   According to an aspect of the present invention, the data analysis apparatus includes: a first calculation unit that calculates a first Mahalanobis distance from evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristic of the final product; A first analysis means for specifying evaluation characteristic data, which is an increase factor of the first Mahalanobis distance calculated by the means, by factor analysis; and a second Mahalanobis distance is calculated from the manufacturing parameter data measured in the intermediate process. The manufacturing parameter data, which is an increase factor of the second Mahalanobis distance calculated by the second calculation means, is obtained by factor analysis with respect to the evaluation characteristics specified by the second calculation means and the first analysis means. The second analyzing means is arranged such that the distance between the second analyzing means to be identified and the second Mahalanobis calculated by the second calculating means is reduced. Therefore including an adjustment means for adjusting the identified production parameter item.

好ましくは、調整手段は、第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離がしきい値以下となるように、第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する。   Preferably, the adjustment unit adjusts the manufacturing parameter item specified by the second analysis unit so that the first Mahalanobis distance calculated by the first calculation unit is equal to or less than a threshold value.

好ましくは、第1の分析手段は、評価特性の項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第1のマハラノビスの距離に応じて、当該第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを特定する。   Preferably, the first analysis unit assigns the item of the evaluation characteristic to the orthogonal table, and increases the first Mahalanobis distance according to the first Mahalanobis distance calculated for each combination of the items. The evaluation characteristic data is specified.

好ましくは、第2の分析手段は、製造パラメータの項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第2のマハラノビスの距離に応じて、当該第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータ項目を特定する。   Preferably, the second analysis unit assigns the item of the manufacturing parameter to the orthogonal table, and increases the second Mahalanobis distance according to the second Mahalanobis distance calculated for each combination of the items. The manufacturing parameter item is specified.

本発明の別の局面に従えば、押出し成形機における製品の良否を判定する製造装置であって、金属材料に樹脂コーティングを施す押出し成形機と、押出し成形機によって製造された成形製品を冷却する冷却機と、押出し成形機によって製造された成形製品の樹脂厚を測定する第1の測定機と、押出し成形機によって製造された成形製品の断面形状を測定する第2の測定機と、押出し成形機、冷却機、第1の測定機および第2の測定機から収集されたデータを解析するデータ解析装置とを含み、データ解析装置は、少なくとも第1の測定機および第2の測定機によって測定された評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算する第1の計算手段と、第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定する第1の分析手段と、少なくとも押出し成形機および冷却機において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算する第2の計算手段と、第1の分析手段によって特定された評価特性に対して、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定する第2の分析手段と、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する調整手段とを含む。   According to another aspect of the present invention, a manufacturing apparatus for determining the quality of a product in an extrusion molding machine, which cools a molding product manufactured by an extrusion molding machine that applies a resin coating to a metal material and an extrusion molding machine. A cooling machine, a first measuring machine for measuring the resin thickness of a molded product produced by the extrusion molding machine, a second measuring machine for measuring the cross-sectional shape of the molded product produced by the extrusion molding machine, and extrusion molding. And a data analysis device for analyzing data collected from the first measurement device and the second measurement device, the data analysis device being measured by at least the first measurement device and the second measurement device. A first calculation means for calculating the first Mahalanobis distance from the evaluation characteristic data obtained, and an evaluation characteristic which is an increase factor of the first Mahalanobis distance calculated by the first calculation means. First analysis means for identifying data by factor analysis; second calculation means for calculating a second Mahalanobis distance from manufacturing parameter data measured at least in an extruder and a cooler; and first analysis means Second analysis means for specifying, by factor analysis, manufacturing parameter data that is an increase factor of the second Mahalanobis distance calculated by the second calculation means for the evaluation characteristics specified by Adjusting means for adjusting the manufacturing parameter item specified by the second analysis means so that the distance of the second Mahalanobis calculated by the means is reduced.

本発明のさらに別の局面に従えば、製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるデータ解析方法であって、コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、特定された評価特性に対して、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a data analysis method for causing a computer to judge whether a product is good or bad, wherein the computer uses the evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristic of the final product to A step of calculating the Mahalanobis distance, a step of identifying the evaluation characteristic data that causes an increase in the calculated first Mahalanobis distance by factor analysis, and a second Mahalanobis from the manufacturing parameter data measured in the intermediate process A step of calculating a distance; and a step of specifying, by factor analysis, manufacturing parameter data that causes an increase in the distance of the second Mahalanobis calculated by the second calculation means with respect to the specified evaluation characteristic. The specified manufacturing parameter term so that the distance of the second Mahalanobis is reduced. The and a step of adjusting.

本発明のさらに別の局面に従えば、製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ・プログラムであって、コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、特定された評価特性に対して、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a computer program for causing a computer to judge whether a product is good or bad, and the computer is configured to perform evaluation based on evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristic of the final product. A step of calculating a distance of one Mahalanobis, a step of specifying evaluation characteristic data that is an increase factor of the calculated distance of the first Mahalanobis by factor analysis, and a second step based on manufacturing parameter data measured in an intermediate process. A step of calculating a Mahalanobis distance; a step of specifying, by factor analysis, manufacturing parameter data that causes an increase in the second Mahalanobis distance calculated by the second calculation means for the specified evaluation characteristic; Identified so that the calculated second Mahalanobis distance is reduced And a step of adjusting the granulation parameter item.

本発明のさらに別の局面に従えば、製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ・プログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体であって、コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、特定された評価特性に対して、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む。   According to still another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a computer program for causing a computer to judge whether the product is good or bad, and the computer correlates with the characteristics of the final product. A step of calculating the distance of the first Mahalanobis from the evaluation characteristic data in the intermediate process having a large value, a step of specifying the evaluation characteristic data that causes an increase in the calculated distance of the first Mahalanobis by factor analysis, and an intermediate process A step of calculating the second Mahalanobis distance from the measured manufacturing parameter data, and a manufacturing parameter that causes an increase in the second Mahalanobis distance calculated by the second calculating means for the specified evaluation characteristic A step of identifying the data by factor analysis and a calculated second Maha So that the distance Nobis decreases, and a step of adjusting the identified production parameter item.

本発明のある局面によれば、調整手段が、第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整するので、早期に製品の最終特性を安定化させることができ、不良品の製造を未然に防止することが可能となる。   According to an aspect of the present invention, the adjustment unit adjusts the manufacturing parameter item specified by the second analysis unit so that the distance of the second Mahalanobis calculated by the second calculation unit is decreased. Thus, the final characteristics of the product can be stabilized at an early stage, and the production of defective products can be prevented in advance.

また、調整手段が、第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離がしきい値以下となるように、第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整するので、目的に応じた製造パラメータ項目の調整を行なうことが可能となる。   Also, the adjustment means adjusts the manufacturing parameter item specified by the second analysis means so that the first Mahalanobis distance calculated by the first calculation means is equal to or less than the threshold value. It is possible to adjust the corresponding manufacturing parameter item.

また、第1の分析手段が、評価特性の項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第1のマハラノビスの距離に応じて、当該第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを特定するので、的確に評価特性データの特定を行なうことが可能となる。   In addition, the first analysis unit assigns the evaluation characteristic item to the orthogonal table, and causes the first Mahalanobis distance to increase according to the first Mahalanobis distance calculated for each combination of items. Since the evaluation characteristic data is specified, it is possible to accurately specify the evaluation characteristic data.

また、第2の分析手段が、製造パラメータの項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第2のマハラノビスの距離に応じて、当該第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータ項目を特定するので、的確に製造パラメータ項目の特定を行なうことが可能となる。   Further, the second analysis unit assigns the item of the manufacturing parameter to the orthogonal table, and causes the second Mahalanobis distance to increase according to the distance of the second Mahalanobis calculated for each combination of items. Since the manufacturing parameter item is specified, it is possible to accurately specify the manufacturing parameter item.

本発明の実施の形態におけるデータ解析装置の良否判定方法の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of the quality determination method of the data analyzer in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるデータ解析装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions of the data analysis apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるデータ解析装置を機能的構成によって示したブロック図である。It is the block diagram which showed the data analyzer in embodiment of this invention by the functional structure. 本発明の実施の形態におけるデータ解析装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the process sequence of the data analyzer in embodiment of this invention. 要因分析を行なう際に用いられる直交表の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the orthogonal table | surface used when performing a factor analysis. 目標値がある場合の損失関数を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the loss function in case there exists target value. 本発明の実施の形態におけるデータ解析装置を用いた製造装置の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the manufacturing apparatus using the data analysis apparatus in embodiment of this invention. 押出し成形機31によって製造される成形製品の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the molded product manufactured by the extrusion molding machine. 製造過程におけるMD1の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of MD1 in a manufacture process. 図9に示すP1時点で要因分析を実施した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having implemented factor analysis at P1 time shown in FIG. 樹脂厚3に関して、樹脂温度、金型温度、冷却水温度など、12項目の製造パラメータデータを用い、被覆厚3が安定である領域を基準空間とした場合に求めたマハラノビスの距離MD2の経時変化を示す図である。Change over time of Mahalanobis distance MD2 obtained by using 12 items of manufacturing parameter data, such as resin temperature, mold temperature, cooling water temperature, etc., for the resin thickness 3, when the region where the coating thickness 3 is stable is used as a reference space. FIG. 図11に示すパラメータ調整の実施時点で要因分析を行なった結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having performed the factor analysis at the time of implementation of the parameter adjustment shown in FIG.

図1は、本発明の実施の形態におけるデータ解析装置の良否判定方法の概念を説明するための図である。たとえば、最終製品に求められる特性Yとの相関が大きい中間製品(半製品)の評価特性A〜Mが存在するとする。また、中間製品の製造過程において製造パラメータの項目a〜mが存在するとする。   FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of a quality determination method for a data analysis apparatus according to an embodiment of the present invention. For example, it is assumed that there are evaluation characteristics A to M of an intermediate product (semi-finished product) having a large correlation with the characteristic Y required for the final product. In addition, it is assumed that items a to m of manufacturing parameters exist in the manufacturing process of the intermediate product.

まず、図1(a)に示すような、最終製品の特性Yとの相関が大きい中間工程(半製品の製造工程)における評価データA〜Mから、マハラノビスの距離MD1を計算する。このとき、基準空間には、最終製品の特性Yが安定する領域のデータを用いる。   First, the Mahalanobis distance MD1 is calculated from evaluation data A to M in an intermediate process (manufacturing process of semi-finished product) having a large correlation with the characteristic Y of the final product as shown in FIG. At this time, data in a region where the characteristic Y of the final product is stable is used for the reference space.

図1(b)は、マハラノビスの距離MD1と最終製品の特性Yとの関係をグラフにしたものであり、MD1と特性Yとの相関が大きいことを示している。また、図1(c)は、MD1の計算結果をグラフにしたものである。   FIG. 1B is a graph showing the relationship between the Mahalanobis distance MD1 and the characteristic Y of the final product, and shows that the correlation between MD1 and the characteristic Y is large. FIG. 1C is a graph showing the calculation result of MD1.

また、図1(d)に示すような、中間製品の製造パラメータ項目のデータa〜mから、マハラノビスの距離MD2を計算する。このとき、評価特性A〜Mが安定する領域を基準空間とし、それぞれについてMD2を計算する。図1(e)は、MD2の計算結果をグラフにしたものである。   Further, the Mahalanobis distance MD2 is calculated from the data a to m of the manufacturing parameter items of the intermediate product as shown in FIG. At this time, a region where the evaluation characteristics A to M are stable is set as a reference space, and MD2 is calculated for each. FIG. 1E is a graph showing the calculation result of MD2.

次に、中間工程におけるMD1の値を監視し、要因分析によって、MD1の増加に寄与の大きい評価データの項目を特定する。ここで、図1(f)に示すように、たとえば評価データの項目Aが、MD1の増加に寄与の大きい評価データの項目として特定されたとする。   Next, the value of MD1 in the intermediate process is monitored, and an item of evaluation data that greatly contributes to an increase in MD1 is specified by factor analysis. Here, as shown in FIG. 1 (f), for example, it is assumed that item A of the evaluation data is specified as an item of evaluation data that greatly contributes to an increase in MD1.

項目Aの安定領域を基準空間として、製造パラメータ項目のデータa〜mを用いてマハラノビスの距離MD2を計算する。そして、MD2について要因分析を行ない、項目AのMD2の増加に寄与の大きい製造パラメータ項目を特定する。図1(g)は、製造パラメータ項目a〜m毎の要因分析図である。製造パラメータ項目cが、項目AのMD2の増加に寄与の大きい製造パラメータ項目として特定されたことを示している。   The Mahalanobis distance MD2 is calculated using the manufacturing parameter item data a to m using the stable region of the item A as a reference space. Then, a factor analysis is performed on MD2, and a manufacturing parameter item that greatly contributes to an increase in MD2 of item A is specified. FIG.1 (g) is a factor analysis figure for every manufacturing parameter item am. The manufacturing parameter item c is identified as a manufacturing parameter item that greatly contributes to the increase in MD2 of item A.

最後に、MD2が小さくなる方向に製造パラメータ項目cを調整する。MD2が減少することによって、MD1も減少する。その結果、最終製品の特性Yも安定化させることができるようになる。   Finally, the manufacturing parameter item c is adjusted in the direction in which MD2 becomes smaller. As MD2 decreases, MD1 also decreases. As a result, the characteristic Y of the final product can be stabilized.

図2は、本発明の実施の形態におけるデータ解析装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。このデータ解析装置は、一般的なコンピュータによって実現され、コンピュータ本体1と、ディスプレイ装置2と、FD(Flexible Disk)4が装着されるFDドライブ3と、キーボード5と、マウス6と、CD−ROM(Compact Disc-Read Only Memory)8が装着されるCD−ROM装置7と、ネットワーク通信装置9とを含む。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the data analysis apparatus according to the embodiment of the present invention. This data analysis device is realized by a general computer, and includes a computer main body 1, a display device 2, an FD drive 3 in which an FD (Flexible Disk) 4 is mounted, a keyboard 5, a mouse 6, and a CD-ROM. A CD-ROM device 7 on which (Compact Disc-Read Only Memory) 8 is mounted and a network communication device 9 are included.

データ解析プログラムは、FD4またはCD―ROM8等の記録媒体によって供給される。データ解析プログラムはコンピュータ本体1によって実行され、データ解析が行なわれる。また、データ解析プログラムは他のコンピュータより通信回線を経由し、コンピュータ本体1に供給されてもよい。   The data analysis program is supplied by a recording medium such as FD4 or CD-ROM8. The data analysis program is executed by the computer main body 1 to perform data analysis. The data analysis program may be supplied to the computer main body 1 from another computer via a communication line.

なお、記録媒体はFD4、CD−ROM8に限定されるものではなく、磁気テープ、MO(Magnetic Optical disk)、MD(Mini Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、IC(Integrated Circuit)カードなどであってもよい。   The recording medium is not limited to the FD 4 and the CD-ROM 8, but may be a magnetic tape, an MO (Magnetic Optical disk), an MD (Mini Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), an IC (Integrated Circuit) card, or the like. May be.

また、コンピュータ本体1は、CPU10、ROM(Read Only Memory)11、RAM(Random Access Memory)12およびハードディスク13を含む。CPU10は、ディスプレイ装置2、FDドライブ3、キーボード5、マウス6、CD−ROM装置7、ネットワーク通信装置9、ROM11、RAM12またはハードディスク13との間でデータを入出力しながら処理を行なう。FD4またはCD−ROM8に記録されたデータ解析プログラムは、CPU10によりFDドライブ3またはCD−ROM装置7を介してハードディスク13に格納される。CPU10は、ハードディスク13から適宜データ解析プログラムをRAM12にロードして実行することによってデータ解析を行なう。   The computer main body 1 includes a CPU 10, a ROM (Read Only Memory) 11, a RAM (Random Access Memory) 12, and a hard disk 13. The CPU 10 performs processing while inputting / outputting data to / from the display device 2, FD drive 3, keyboard 5, mouse 6, CD-ROM device 7, network communication device 9, ROM 11, RAM 12 or hard disk 13. The data analysis program recorded on the FD 4 or the CD-ROM 8 is stored in the hard disk 13 by the CPU 10 via the FD drive 3 or the CD-ROM device 7. The CPU 10 performs data analysis by appropriately loading a data analysis program from the hard disk 13 into the RAM 12 and executing it.

図3は、本発明の実施の形態におけるデータ解析装置を機能的構成によって示したブロック図である。このデータ解析装置は、第1マハラノビス距離計算部21と、第1要因分析部22と、第2マハラノビス距離計算部23と、第2要因分析部24と、製造パラメータ項目調整部25とを含む。これらの構成は、CPU10がデータ解析プログラムを実行することによって実現される。また、データ解析装置はさらに、データ記憶部27を含む。   FIG. 3 is a block diagram showing the data analysis apparatus according to the embodiment of the present invention by a functional configuration. This data analysis apparatus includes a first Mahalanobis distance calculation unit 21, a first factor analysis unit 22, a second Mahalanobis distance calculation unit 23, a second factor analysis unit 24, and a manufacturing parameter item adjustment unit 25. These configurations are realized by the CPU 10 executing the data analysis program. The data analysis device further includes a data storage unit 27.

データ記憶部27は、製造工程に配置されたセンサによって測定された評価特性や、製造パラメータ項目のデータなどを記憶する。このデータ記憶部27は、図2に示すハードディスク13、RAM12などに対応している。   The data storage unit 27 stores evaluation characteristics measured by sensors arranged in the manufacturing process, data of manufacturing parameter items, and the like. The data storage unit 27 corresponds to the hard disk 13, RAM 12, and the like shown in FIG.

第1マハラノビス距離計算部21は、データ記憶部27に格納される、最終製品の特性との相関が大きい中間工程(半製品の製造工程)における評価データを取得し、評価データからマハラノビスの距離MD1を計算する。   The first Mahalanobis distance calculation unit 21 acquires evaluation data stored in the data storage unit 27 in an intermediate process (manufacturing process of a semi-finished product) having a large correlation with the characteristics of the final product, and the Mahalanobis distance MD1 from the evaluation data. Calculate

第1要因分析部22は、第1マハラノビス距離計算部21によって計算されたMD1の値を監視する。そして、データ記憶部27に格納されるデータを参照しながらMD1について要因分析を行なうことによって、MD1の増加に寄与の大きい評価データの項目を特定する。   The first factor analysis unit 22 monitors the value of MD1 calculated by the first Mahalanobis distance calculation unit 21. Then, by performing factor analysis on MD1 while referring to data stored in the data storage unit 27, an item of evaluation data that greatly contributes to an increase in MD1 is specified.

第2マハラノビス距離計算部23は、データ記憶部27に格納される、中間製品の製造パラメータ項目のデータを取得し、製造パラメータ項目のデータからマハラノビスの距離MD2を計算する。   The second Mahalanobis distance calculation unit 23 acquires the data of the manufacturing parameter item of the intermediate product stored in the data storage unit 27, and calculates the Mahalanobis distance MD2 from the data of the manufacturing parameter item.

第2要因分析部24は、データ記憶部27に格納されるデータを参照しながらMD2について要因分析を行なうことによって、MD2の増加に寄与の大きい製造パラメータ項目を特定する。   The second factor analysis unit 24 identifies a manufacturing parameter item that greatly contributes to an increase in MD2 by performing factor analysis on MD2 while referring to data stored in the data storage unit 27.

製造パラメータ項目調整部25は、第2要因分析部24によってMD2の増加に寄与の大きいと判定された製造パラメータ項目について、MD2が小さくなる方向にその製造パラメータ項目を調整する。   The manufacturing parameter item adjustment unit 25 adjusts the manufacturing parameter item in the direction in which MD2 becomes smaller with respect to the manufacturing parameter item determined to have a large contribution to the increase in MD2 by the second factor analysis unit 24.

図4は、本発明の実施の形態におけるデータ解析装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。ここで、最終製品Zは、複数の工程を経て製造され、要求される製品特性Yを有する。最終製品Zの中間工程における半製品をV,W,Xとする。また、最終製品Zに求められる製品特性Yと相関の高い評価特性をA〜Mとする。   FIG. 4 is a flowchart for explaining the processing procedure of the data analysis apparatus according to the embodiment of the present invention. Here, the final product Z is manufactured through a plurality of processes and has a required product characteristic Y. The semi-finished products in the intermediate process of the final product Z are V, W, and X. Also, evaluation characteristics having a high correlation with the product characteristics Y required for the final product Z are denoted by A to M.

まず、第1マハラノビス距離計算部21は、製品特性Yが安定する場合の評価特性A〜Mのデータを用いて、半製品V,W,Xのそれぞれについてマハラノビスの距離MD1を計算する(S11)。   First, the first Mahalanobis distance calculator 21 calculates the Mahalanobis distance MD1 for each of the semi-finished products V, W, and X using the data of the evaluation characteristics A to M when the product characteristic Y is stable (S11). .

ここで、マハラノビスの距離の計算方法について、簡単に説明する。
製造工程に配置されたセンサによって得られたデータをYip、データ項目数をi=1〜k、データセット数をp=1〜nとし、データ項目ごとにデータYipの平均値mと、標準偏差σとを計算する。
Here, a method for calculating the Mahalanobis distance will be briefly described.
The data obtained by the sensors arranged in the manufacturing process is Y ip , the number of data items is i = 1 to k, the number of data sets is p = 1 to n, and the average value m i of the data Y ip for each data item And the standard deviation σ i is calculated.

次に、平均値mおよび標準偏差σを用いて、次式(1)により基準化値yipを計算する。 Next, the standardized value y ip is calculated by the following equation (1) using the average value mi and the standard deviation σ i .

Figure 0005311493
Figure 0005311493

次に、基準化値yipを用いて、次式(2)および(3)により基準化値の相関行列Rを作成する。 Next, using the normalized value y ip , a correlation matrix R of the normalized values is created by the following equations (2) and (3).

Figure 0005311493
Figure 0005311493

次に、次式(4)により相関行列Rの逆行列Aを作成する。   Next, an inverse matrix A of the correlation matrix R is created by the following equation (4).

Figure 0005311493
Figure 0005311493

最後に、次式(5)によりマハラノビスの距離Dを計算する。 Finally, to calculate the Mahalanobis distance D 2 by the following equation (5).

Figure 0005311493
Figure 0005311493

再び、図4に示す処理手順の説明に戻る。次に、第1要因分析部22は、第1マハラノビス距離計算部21によって計算された半製品V,W,XのそれぞれのMD1を監視し、要因分析によりMD1の増加に寄与の大きい評価特性を特定する(S12)。   Returning to the description of the processing procedure shown in FIG. Next, the first factor analysis unit 22 monitors each MD1 of the semi-finished products V, W, and X calculated by the first Mahalanobis distance calculation unit 21, and evaluates characteristics that greatly contribute to an increase in MD1 by factor analysis. Specify (S12).

ここで、要因分析の方法について簡単に説明する。
図5は、要因分析を行なう際に用いられる直交表の一例を示す図である。マハラノビスの距離MDの演算に使用する項目がk個あるとすると、項目I〜Iのそれぞれを直交表の1〜k列に割り当てる。このとき使用する直交表は、列数が項目数よりも大きい直交表の中で最小のものを使用する。図5に示すように、項目数m=9の場合には、L12の直交表が使用される。
Here, a method of factor analysis will be briefly described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an orthogonal table used when factor analysis is performed. Assuming that there are k items used for the calculation of the Mahalanobis distance MD, the items I 1 to I k are assigned to the 1 to k columns of the orthogonal table. The orthogonal table used at this time is the smallest one among the orthogonal tables in which the number of columns is larger than the number of items. As shown in FIG. 5, when the number of items m = 9, an L12 orthogonal table is used.

ここで、直交表の2つの水準に対して、第1水準=その項目を使用する、第2水準=その項目を使用しない、として直交表のそれぞれの行ごとにMD演算に使用する項目を記載する。   Here, for the two levels of the orthogonal table, the first level = use the item, and the second level = do not use the item, the items used for the MD calculation for each row of the orthogonal table are described. To do.

次に、直交表から選択したMD演算に使用する項目の組み合わせごとに、基準空間データを用いて平均値、標準偏差、相関行列の逆行列を計算する。   Next, for each combination of items used for the MD calculation selected from the orthogonal table, the average value, the standard deviation, and the inverse matrix of the correlation matrix are calculated using the reference space data.

次に、指定したn個分のサンプリングデータ群y=(yi1,yi2,yi3,...,yik)(i=1〜n)に対して、MD値であるD ji(j=1〜L,i=1〜n)を直交表で設定された項目の組み合わせごとに計算する。 Next, for the designated n sampling data groups y i = (y i1 , y i2 , y i3 ,..., Y ik ) (i = 1 to n), D 2 ji which is an MD value (J = 1 to L, i = 1 to n) is calculated for each combination of items set in the orthogonal table.

そして、次式(6)により項目の組み合わせごとのSN比η=(η,η,...,η)を求める。 Then, the SN ratio η = (η 1 , η 2 ,..., Η L ) for each combination of items is obtained by the following equation (6).

Figure 0005311493
Figure 0005311493

次に、項目I〜Iごとに、水準1である行のη平均値、水準2である行のη平均値をそれぞれ計算し、その値をそれぞれのSN比とする。このとき、項目を割り当てていない直交表の列に対してもSN比を計算する。たとえば、図5に示す表の項目Iの場合は、次のようになる。 Then, for each item I 1 ~I k, η j the mean value of the row is level 1, computes the eta j average value of the row is level 2, respectively, to the values and respective SN ratios. At this time, the S / N ratio is also calculated for the orthogonal table column to which no item is assigned. For example, if a table entry I 2 shown in FIG. 5, as follows.

水準1のSN比=(η+η+η+η+η+η)/6 ・・・(7)
水準2のSN比=(η+η+η+η10+η11+η12)/6 ・・・(8)
ここで、(水準1のSN比)−(水準2のSN比)の値が大きいものが、MDの増加に対する原因項目であると推定できる。
Level 1 SN ratio = (η 1 + η 2 + η 3 + η 7 + η 8 + η 9 ) / 6 (7)
Level 2 SN ratio = (η 4 + η 5 + η 6 + η 10 + η 11 + η 12 ) / 6 (8)
Here, it can be estimated that a large value of (level 1 SN ratio) − (level 2 SN ratio) is a cause item for an increase in MD.

再び、図4に示す処理手順の説明に戻る。次に、第2マハラノビス距離計算部23は、データ記憶部27に格納される、半製品V,W,Xの製造過程において測定された製造パラメータ項目のデータa〜mを取得し、製造パラメータデータからマハラノビス距離MD2を計算する(S13)。このとき、評価特性A〜Mの各項目でそれぞれ安定な領域を基準空間とし、上述の式(1)〜(5)を用いてMD2を計算する。   Returning to the description of the processing procedure shown in FIG. Next, the second Mahalanobis distance calculation unit 23 acquires the data a to m of the manufacturing parameter items measured in the manufacturing process of the semi-finished products V, W, and X stored in the data storage unit 27, and manufacturing parameter data To calculate the Mahalanobis distance MD2 (S13). At this time, MD2 is calculated using the above formulas (1) to (5), with each area of the evaluation characteristics A to M being a stable area as a reference space.

次に、第2要因分析部24は、MD1の増加に寄与の高い評価特性に対して、MD2の増加要因となる製造パラメータ項目を要因分析によって特定する(S14)。このとき、図5を用いて説明した原因分析と同様の方法が用いられる。   Next, the second factor analysis unit 24 specifies a manufacturing parameter item that causes an increase in MD2 by factor analysis for an evaluation characteristic highly contributing to an increase in MD1 (S14). At this time, the same method as the cause analysis described with reference to FIG. 5 is used.

次に、製造パラメータ項目調整部25は、第2要因分析部24によって特定された製造パラメータ項目に関し、MD2が減少するように製造パラメータの値を調整する(S15)。   Next, the manufacturing parameter item adjustment unit 25 adjusts the value of the manufacturing parameter with respect to the manufacturing parameter item specified by the second factor analysis unit 24 so that MD2 decreases (S15).

そして、MD1の値を再度計算し、MD1がしきい値以下となっているか否かを判定する(S16)。MD1がしきい値よりも大きければ(S16,No)、ステップS15に戻って製造パラメータ項目の調整を行なう。また、MD1がしきい値以下であれば(S16,Yes)、処理を終了する。   Then, the value of MD1 is calculated again, and it is determined whether MD1 is equal to or less than the threshold value (S16). If MD1 is larger than the threshold value (S16, No), the process returns to step S15 to adjust the manufacturing parameter item. If MD1 is equal to or less than the threshold value (S16, Yes), the process is terminated.

MD1のしきい値として、次式(9)の損失関数を用いて損失Lを計算し、LがA(消費者損失)に達する値を用いる。 As the threshold value of MD1, the loss L is calculated using the loss function of the following equation (9), and the value at which L reaches A 0 (consumer loss) is used.

Figure 0005311493
Figure 0005311493

ここで、Δは製品の目的特性の許容差、Aは目的特性が許容差外になったときの損失(円)、Bは工程における特性の1回あたりの点検コスト(円)、Cは工程における特性の修正コスト(円)、nは工程における特性の現状の測定間隔、uは工程における特性の現状の平均修正間隔を示す。 Where Δ is the tolerance of the target characteristic of the product, A is the loss (yen) when the target characteristic is outside the tolerance, B is the inspection cost (yen) per characteristic of the process, and C is the process The characteristic correction cost (yen) at n, n 0 indicates the current measurement interval of the characteristic in the process, and u 0 indicates the current average correction interval of the characteristic in the process.

また、nは工程における特性の最適測定間隔、uは工程における特性の最適平均修正間隔、Dは工程における特性の修正限界、Dは工程における特性の最適修正限界、lは工程における特性のタイムラグ、σは工程における特性の測定誤差の標準偏差を示す。 In addition, n is the optimum measurement interval of the characteristic in the process, u is the optimum average correction interval of the characteristic in the process, D 0 is the characteristic correction limit in the process, D is the optimum correction limit of the characteristic in the process, and l is the time lag of the characteristic in the process. , Σ m represents a standard deviation of measurement errors of characteristics in the process.

なお、工程における特性の最適測定間隔n、最適平均修正間隔u、最適修正限界Dは、次式(10)〜(12)によって表される。   The optimum measurement interval n, optimum average correction interval u, and optimum correction limit D of the characteristics in the process are expressed by the following equations (10) to (12).

Figure 0005311493
Figure 0005311493

図6は、目標値がある場合の損失関数を説明するための図である。図6において、目標値であるmが0(円)であり、許容差が大きくなるに従って損失L(円)が大きくなることを示している。本実施の形態においては、損失Lが消費者損失A(許容限界上限m+Δ)に達するときのMD1の値をしきい値とする。 FIG. 6 is a diagram for explaining a loss function when there is a target value. In FIG. 6, the target value m is 0 (yen), and the loss L (yen) increases as the tolerance increases. In the present embodiment, the value of MD1 when loss L reaches consumer loss A 0 (allowable limit upper limit m + Δ 0 ) is set as a threshold value.

(具体例)
図7は、本発明の実施の形態におけるデータ解析装置を用いた製造装置の具体例を示す図である。この製造装置は、データ解析装置1と、押出し成形機31と、データ収集装置32と、パラメータ制御部33と、予備加熱機34と、冷却機35と、樹脂厚測定機36と、外側形状測定機37とを含む。
(Concrete example)
FIG. 7 is a diagram showing a specific example of a manufacturing apparatus using the data analysis apparatus in the embodiment of the present invention. This manufacturing apparatus includes a data analysis device 1, an extrusion molding machine 31, a data collection device 32, a parameter control unit 33, a preheating machine 34, a cooling machine 35, a resin thickness measuring machine 36, and an outer shape measurement. Machine 37.

この製造装置は、押出し成形機31によって金属材料に複数回樹脂コーティングを施し、金属材料と樹脂との複合材料を作成して、他部品との接触磨耗や疲労劣化を防止し、成形製品を長寿命化させるものである。   This manufacturing apparatus applies a resin coating to a metal material a plurality of times by an extrusion molding machine 31, creates a composite material of the metal material and resin, prevents contact wear and fatigue deterioration with other parts, and lengthens the molded product. It will make it last longer.

押出し形成機31は、被覆する金属材料表面にポリエチレン樹脂(PE樹脂)38を被覆コーティングする。このとき、硬化のために架橋反応材39が用いられる。製品を連続して生産するため、1つの製品の全長は数100m〜数1000mに達する。   The extrusion forming machine 31 coats and coats a polyethylene resin (PE resin) 38 on the surface of the metal material to be coated. At this time, a crosslinking reaction material 39 is used for curing. In order to continuously produce products, the total length of one product reaches several hundred meters to several thousand meters.

予備加熱機34は、金属材料などを予備加熱して押出し成形機31に搬送する。冷却機35は、押出し成形機31によって成形された中間製品や最終製品を冷却する。樹脂厚測定機36は、中間製品や最終製品の被覆厚を測定する。また、外側形状測定機37は、中間製品や最終製品の外側形状を測定する。   The preheating machine 34 preheats a metal material or the like and conveys it to the extrusion molding machine 31. The cooler 35 cools the intermediate product and the final product molded by the extrusion molding machine 31. The resin thickness measuring device 36 measures the coating thickness of the intermediate product and the final product. Further, the outer shape measuring machine 37 measures the outer shape of the intermediate product or the final product.

データ収集装置32は、予備加熱機34による予備加熱温度、押出し成形機31における成形温度、押出し速度、成形圧力、モータ電流、樹脂温度、架橋材量、冷却機35による冷却温度、膜厚測定機36および外側形状測定機37による測定結果である製品特定データなどを収集して、データ解析装置1に出力する。なお、予備加熱機34、押出し成形機31、冷却機35などにはセンサが設けられており、センサによる測定結果がデータ収集装置32に出力される。   The data collection device 32 includes a preheating temperature by the preheating machine 34, a molding temperature in the extrusion molding machine 31, an extrusion speed, a molding pressure, a motor current, a resin temperature, a crosslinking material amount, a cooling temperature by the cooling machine 35, and a film thickness measuring machine. The product specifying data and the like, which are the measurement results obtained by 36 and the outer shape measuring machine 37, are collected and output to the data analysis apparatus 1. Note that sensors are provided in the preheating machine 34, the extrusion molding machine 31, the cooling machine 35, and the measurement results by the sensors are output to the data collection device 32.

パラメータ制御部33は、データ解析装置1から出力されるフィードバック信号によって押出し成形機31の製造パラメータ項目を制御する。   The parameter control unit 33 controls manufacturing parameter items of the extrusion molding machine 31 by a feedback signal output from the data analysis apparatus 1.

図8は、押出し成形機31によって製造される成形製品の断面形状を示す図である。図8(a)は、PE樹脂38を1回被覆した後の中間製品を示している。図8(b)に示すように、金属材料で表面をコーティングし、PE樹脂38による被覆を3回繰り返すことによって最終製品が製造される。   FIG. 8 is a view showing a cross-sectional shape of a molded product manufactured by the extrusion molding machine 31. FIG. 8A shows an intermediate product after the PE resin 38 is coated once. As shown in FIG. 8B, the final product is manufactured by coating the surface with a metal material and repeating the coating with the PE resin 38 three times.

図7に示すような製造装置において、最終製品の製造後の引張強度、および曲げ疲労試験後の引張強度が最終製品の評価特性となる。しかしながら、最終製品特性である引張強度と、中間製品(半製品)の製造パラメータデータである、樹脂温度、金型温度、冷却温度等との相関は低い。   In the manufacturing apparatus as shown in FIG. 7, the tensile strength after manufacturing the final product and the tensile strength after the bending fatigue test are the evaluation characteristics of the final product. However, the correlation between the tensile strength, which is the final product characteristic, and the resin parameter, mold temperature, cooling temperature, etc., which are manufacturing parameter data of the intermediate product (semi-finished product), is low.

本実施の形態においては、図8に示すように、PE樹脂38による被覆を実施する際に被覆の厚さを4箇所、被覆後の製品断面形状を2箇所測定し、これらを評価特性データとしてデータ収集装置32が収集する。この評価特性データは、実際の製品特性である引張強度、曲げ疲労試験後の引張強度と相関係数0.7以上の高い相関を有している。   In this embodiment, as shown in FIG. 8, when coating with PE resin 38, the thickness of the coating is measured at four locations, and the cross-sectional shape of the product after coating is measured at two locations, and these are used as evaluation characteristic data. Data collection device 32 collects. This evaluation characteristic data has a high correlation with a correlation coefficient of 0.7 or more with the tensile strength and the tensile strength after the bending fatigue test, which are actual product characteristics.

第1マハラノビス距離計算部21は、これら被覆厚さデータおよび被覆後の断面形状データを用いて、マハラノビスの距離MD1を計算する。ここで、MD1の基準空間に用いるデータとして、引張強度および曲げ疲労試験後の引張強度が高い場合の評価特性データを使用することにする。   The first Mahalanobis distance calculation unit 21 calculates the Mahalanobis distance MD1 using the coating thickness data and the cross-sectional shape data after coating. Here, as the data used for the MD1 reference space, the evaluation characteristic data when the tensile strength and the tensile strength after the bending fatigue test are high are used.

図9は、製造過程におけるMD1の経時変化を示す図である。図9に示すように、経過時間の増加とともにMD1が増加する傾向がある。   FIG. 9 is a diagram showing a change with time of MD1 in the manufacturing process. As shown in FIG. 9, MD1 tends to increase as the elapsed time increases.

図10は、図9に示すP1時点で要因分析を実施した結果を示すグラフである。図10に示すように、樹脂厚3を項目として使用した場合(水準1)と、使用しない場合(水準2)とでMD値の差が大きく、原因項目であると推定される。   FIG. 10 is a graph showing the results of the factor analysis performed at time P1 shown in FIG. As shown in FIG. 10, when the resin thickness 3 is used as an item (level 1) and when it is not used (level 2), the difference in MD value is large, and it is estimated that it is a cause item.

図11は、被覆厚3に関して、樹脂温度、金型温度、冷却水温度など、12項目の製造パラメータデータを用い、被覆厚3が安定である領域を基準空間とした場合に求めたマハラノビスの距離MD2の経時変化を示す図である。図11に示すように、MD2に関しても、経過時間とともに増加する傾向が観察される。   FIG. 11 shows the Mahalanobis distance obtained when the region where the coating thickness 3 is stable is defined as the reference space using the manufacturing parameter data of 12 items such as the resin temperature, the mold temperature and the cooling water temperature. It is a figure which shows the time-dependent change of MD2. As shown in FIG. 11, a tendency to increase with elapsed time is also observed for MD2.

図12は、図11に示すパラメータ調整の実施時点で要因分析を行なった結果を示すグラフである。図12に示すように、MD2の増加の原因項目を分析した結果、樹脂圧力、押出し成形機31のスクリュー回転数、冷却温度が原因項目であることが推定される。その結果から、製造パラメータ項目調整部25は、樹脂圧力、押出し成形機31のスクリュー回転数、冷却温度を初期の値に近くなるように製造パラメータ項目の値を調整する。そして、フィードバック信号によってその製造パラメータ項目が調整されるようにパラメータ制御部33を制御する。   FIG. 12 is a graph showing the results of factor analysis performed at the time of parameter adjustment shown in FIG. As shown in FIG. 12, as a result of analyzing the cause items of the increase in MD2, it is estimated that the resin pressure, the screw rotation speed of the extrusion molding machine 31, and the cooling temperature are the cause items. From the result, the manufacturing parameter item adjustment unit 25 adjusts the value of the manufacturing parameter item so that the resin pressure, the screw rotation speed of the extrusion molding machine 31, and the cooling temperature are close to the initial values. Then, the parameter control unit 33 is controlled so that the manufacturing parameter item is adjusted by the feedback signal.

図11に示すように、パラメータ調整の実施後にMD2の値が減少した。また、図9に示すように、MD1の値も減少した。このように、最終製品特性においても、不良品を製造することなく、安定して良品を製造することができるようになる。   As shown in FIG. 11, the value of MD2 decreased after the parameter adjustment. Moreover, as shown in FIG. 9, the value of MD1 also decreased. As described above, even in the final product characteristics, a good product can be stably produced without producing a defective product.

以上説明したように、本実施の形態におけるデータ解析装置によれば、MD1の増加に寄与の高い評価特性に対して、MD2の増加要因となる製造パラメータ項目を要因分析によって特定し、その製造パラメータ項目を調整するようにしたので、早期に製品の最終特性を安定化させることができ、不良品の製造を未然に防止することが可能となった。   As described above, according to the data analysis apparatus of the present embodiment, the manufacturing parameter item that causes the increase in MD2 is identified by factor analysis for the evaluation characteristics that contribute to the increase in MD1, and the manufacturing parameter is determined. Since the items are adjusted, the final characteristics of the product can be stabilized at an early stage, and the production of defective products can be prevented in advance.

また、最終製品が複数の中間工程(半製品)を経て製造され、製品の最終評価までに長い時間を要する場合であっても、製造の中間段階で最終製品の特性を安定化させることが可能となった。   In addition, even when the final product is manufactured through multiple intermediate processes (semi-finished products) and it takes a long time to finalize the product, it is possible to stabilize the characteristics of the final product at an intermediate stage of manufacturing. It became.

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。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 コンピュータ本体、2 ディスプレイ装置、3 FDドライブ、4 FD、5 キーボード、6 マウス、7 CD−ROM装置、8 CD−ROM、9 ネットワーク通信装置、10 CPU、11 ROM、12 RAM、13 ハードディスク、21 第1マハラノビス距離計算部、22 第1要因分析部、23 第2マハラノビス距離計算部、24 第2要因分析部、25 製造パラメータ項目調整部、27 データ記憶部、31 押出し成形機、32 データ収集装置、33 パラメータ制御部、34 予備加熱機、35 冷却機、36 樹脂厚測定機、37 外側形状測定機。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Computer main body, 2 Display apparatus, 3 FD drive, 4 FD, 5 Keyboard, 6 Mouse, 7 CD-ROM apparatus, 8 CD-ROM, 9 Network communication apparatus, 10 CPU, 11 ROM, 12 RAM, 13 Hard disk, 21 1st Mahalanobis distance calculation part, 22 1st factor analysis part, 23 2nd Mahalanobis distance calculation part, 24 2nd factor analysis part, 25 Manufacturing parameter item adjustment part, 27 Data storage part, 31 Extrusion machine, 32 Data collection device , 33 Parameter control unit, 34 Preheating machine, 35 Cooling machine, 36 Resin thickness measuring machine, 37 Outer shape measuring machine.

Claims (8)

最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算する第1の計算手段と、
前記第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定する第1の分析手段と、
前記中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算する第2の計算手段と、
前記第1の分析手段によって特定された評価特性に対して、前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定する第2の分析手段と、
前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、前記第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する調整手段とを含むデータ解析装置。
A first calculating means for calculating a first Mahalanobis distance from evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristics of the final product;
First analysis means for specifying, by factor analysis, evaluation characteristic data that is an increase factor of the first Mahalanobis distance calculated by the first calculation means;
Second calculating means for calculating a second Mahalanobis distance from the manufacturing parameter data measured in the intermediate step;
A second analysis that specifies, by factor analysis, manufacturing parameter data that is an increase factor of the second Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit with respect to the evaluation characteristic specified by the first analysis unit. Means,
A data analysis apparatus comprising: an adjustment unit that adjusts a manufacturing parameter item specified by the second analysis unit such that a distance of the second Mahalanobis calculated by the second calculation unit decreases.
前記調整手段は、前記第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離がしきい値以下となるように、前記第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する、請求項1記載のデータ解析装置。   The said adjustment means adjusts the manufacturing parameter item specified by the said 2nd analysis means so that the distance of the 1st Mahalanobis calculated by the said 1st calculation means may be below a threshold value. The data analysis apparatus according to 1. 前記第1の分析手段は、前記評価特性の項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第1のマハラノビスの距離に応じて、当該第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを特定する、請求項1または2記載のデータ解析装置。   The first analysis means assigns the item of the evaluation characteristic to the orthogonal table, and causes an increase in the distance of the first Mahalanobis according to the distance of the first Mahalanobis calculated for each combination of items. The data analysis device according to claim 1 or 2, wherein evaluation characteristic data is specified. 前記第2の分析手段は、前記製造パラメータの項目を直交表に割り当てて、項目の組み合わせごとに計算された第2のマハラノビスの距離に応じて、当該第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータ項目を特定する、請求項1〜3のいずれかに記載のデータ解析装置。   The second analysis means assigns the item of the manufacturing parameter to the orthogonal table, and causes an increase in the distance of the second Mahalanobis according to the distance of the second Mahalanobis calculated for each combination of items. The data analysis device according to any one of claims 1 to 3, wherein a manufacturing parameter item is specified. 押出し成形機における製品の良否を判定する製造装置であって、
金属材料に樹脂コーティングを施す押出し成形機と、
前記押出し成形機によって製造された成形製品を冷却する冷却機と、
前記押出し成形機によって製造された成形製品の樹脂厚を測定する第1の測定機と、
前記押出し成形機によって製造された成形製品の断面形状を測定する第2の測定機と、
前記押出し成形機、前記冷却機、前記第1の測定機および前記第2の測定機から収集されたデータを解析するデータ解析装置とを含み、
前記データ解析装置は、少なくとも前記第1の測定機および前記第2の測定機によって測定された評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算する第1の計算手段と、
前記第1の計算手段によって計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定する第1の分析手段と、
少なくとも前記押出し成形機および前記冷却機において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算する第2の計算手段と、
前記第1の分析手段によって特定された評価特性に対して、前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定する第2の分析手段と、
前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、前記第2の分析手段によって特定された製造パラメータ項目を調整する調整手段とを含む、製造装置。
A manufacturing apparatus for determining the quality of a product in an extrusion molding machine,
An extrusion molding machine for applying a resin coating to a metal material;
A cooler for cooling the molded product produced by the extrusion molding machine;
A first measuring machine for measuring a resin thickness of a molded product produced by the extrusion molding machine;
A second measuring machine for measuring a cross-sectional shape of a molded product produced by the extrusion molding machine;
A data analysis device for analyzing data collected from the extrusion molding machine, the cooling machine, the first measuring machine and the second measuring machine,
The data analysis device includes: a first calculation unit that calculates a distance of the first Mahalanobis from evaluation characteristic data measured by at least the first measuring instrument and the second measuring instrument;
First analysis means for specifying, by factor analysis, evaluation characteristic data that is an increase factor of the first Mahalanobis distance calculated by the first calculation means;
A second calculating means for calculating a second Mahalanobis distance from manufacturing parameter data measured at least in the extruder and the cooler;
A second analysis that specifies, by factor analysis, manufacturing parameter data that is an increase factor of the second Mahalanobis distance calculated by the second calculation unit with respect to the evaluation characteristic specified by the first analysis unit. Means,
And an adjusting unit that adjusts the manufacturing parameter item specified by the second analyzing unit so that the second Mahalanobis distance calculated by the second calculating unit decreases.
製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるデータ解析方法であって、
前記コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記特定された評価特性に対して、前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、前記特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む、データ解析方法。
A data analysis method for causing a computer to judge the quality of a product,
Causing the computer to calculate a first Mahalanobis distance from evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristics of the final product;
Causing the computer to specify, by factor analysis, evaluation characteristic data that is an increase factor of the calculated first Mahalanobis distance;
Causing the computer to calculate a second Mahalanobis distance from manufacturing parameter data measured in the intermediate process;
Causing the computer to specify, by factor analysis, manufacturing parameter data that causes an increase in the second Mahalanobis distance calculated by the second calculating means for the specified evaluation characteristics;
Causing the computer to adjust the identified manufacturing parameter item such that the calculated second Mahalanobis distance is reduced.
製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ・プログラムであって、
前記コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記特定された評価特性に対して、前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、前記特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む、コンピュータ・プログラム。
A computer program for causing a computer to judge the quality of a product,
Causing the computer to calculate a first Mahalanobis distance from evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristics of the final product;
Causing the computer to specify, by factor analysis, evaluation characteristic data that is an increase factor of the calculated first Mahalanobis distance;
Causing the computer to calculate a second Mahalanobis distance from manufacturing parameter data measured in the intermediate process;
Causing the computer to specify, by factor analysis, manufacturing parameter data that causes an increase in the second Mahalanobis distance calculated by the second calculating means for the specified evaluation characteristics;
Causing the computer to adjust the identified manufacturing parameter item such that the calculated second Mahalanobis distance is reduced.
製品の良否の判定をコンピュータに行なわせるためのコンピュータ・プログラムを記録したコンピュータで読取可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、最終製品の特性との相関が大きい中間工程における評価特性データから第1のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第1のマハラノビスの距離の増加要因となる評価特性データを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記中間工程において測定された製造パラメータデータから第2のマハラノビスの距離を計算させるステップと、
前記コンピュータに、前記特定された評価特性に対して、前記第2の計算手段によって計算された第2のマハラノビスの距離の増加要因となる製造パラメータデータを要因分析によって特定させるステップと、
前記コンピュータに、前記計算された第2のマハラノビスの距離が減少するように、前記特定された製造パラメータ項目を調整させるステップとを含む、記録媒体。
A computer-readable recording medium having recorded thereon a computer program for causing a computer to judge the quality of a product,
Causing the computer to calculate a first Mahalanobis distance from evaluation characteristic data in an intermediate process having a large correlation with the characteristics of the final product;
Causing the computer to specify, by factor analysis, evaluation characteristic data that is an increase factor of the calculated first Mahalanobis distance;
Causing the computer to calculate a second Mahalanobis distance from manufacturing parameter data measured in the intermediate process;
Causing the computer to specify, by factor analysis, manufacturing parameter data that causes an increase in the second Mahalanobis distance calculated by the second calculating means for the specified evaluation characteristics;
And causing the computer to adjust the identified manufacturing parameter item so that the calculated second Mahalanobis distance is reduced.
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