JP5451927B1 - 異常発生原因の特定システム、異常発生原因の特定方法、及び異常発生原因の特定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 プラントでの結果物の不良原因を容易に特定する。
【解決手段】 定期的に取得された結果物測定値、及び製造条件測定値を格納する測定値格納装置１０と、結果物が正常であるかを判定する結果物閾値を設定する物閾値設定手段１１と、結果物測定値が結果物閾値を越えた結果物異常累積度数を取得する異常累積手段１３と、結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して一定の割合となるように結果物閾値を変更する結果物閾値変更手段１４と、製造条件測定値と比較する条件閾値を設定する条件閾値設定手段２１と、製造条件測定値が条件閾値を越えた条件累積度数を取得する条件異常累積手段２３と、条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように条件閾値を変更する条件閾値変更手段２４と、結果物異常累積度数及び条件累積度数の分布状態から異常の原因を特定する原因特定手段３０とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、原材料に処理を施して製造した結果物に発現した異常の原因を特定する異常発生原因の特定システム、異常発生原因の特定方法、及び異常発生原因の特定プログラムに関する。

プラント等、原材料から製品等の結果物を製造する設備、装置等では、結果物に異常が発生したとき、その発生原因を特定する必要がある。この結果物の異常は、原材料の異常や製造工程における条件等製造条件の異常に起因する。プラントでは、原材料の状態や製造条件を常時センサー等で検知し、この検知結果に基づいて不良の原因を特定する。

このような原因の特定には、統計的な手法が用いられる。即ち、各製造条件のセンサーによる検出値の変化と、結果物の状態との相関関係を求めたり、各製造条件と結果物の不良発生の移動平均と結果物の不良状態とを比較したりする。

特許文献１には、所定の局期ごとにプラントの状態データを収集してプラントデータベースに記憶するデータ入力処理手段と、少なくとも異常判定知識及び閾値補正知識が格納されている知識ベースと、前記異常判定知識に基づいて前記所定の周期ごとのプラント状態データと既にプラントデータベースに記憶されている閾値とを比較して異常と判定したとき、前記閾値補正知識に基づいて前記プラントデータベースに記憶されている過去の時系列データから閾値の越え方を判定すると共に前記プラント状態データと前記閾値に余裕を持たせた値とを比較した結果から、上記異常の判定が前記プラント状態データの閾値近傍での変動に起因したものなのか、又は前記プラント状態の本質的な異常に起因したものなのかを推論する推論実行手段とを具備したものが記載されている。

特開平３−５３１２３号公報参照

しかし、上述したプラントにおいて、結果物の製造結果に影響を与える要因としては、前述した製造条件の他、原材料として使用されるリサイクル原料への不純物の混入、使用する河川水等のプラント環境等、さまざまな外乱がある。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、結果物の不良原因を容易に特定することができる異常発生原因の特定システム、異常発生原因の特定方法、及び異常発生原因の特定プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因の特定システムにおいて、前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置と、前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定する手段と、
前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較する手段と、前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得する手段と、前記製造条件測定値と比較される条件閾値を設定する手段と、前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較する手段と、前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得する手段と、前記結果物異常累積度数の分布状態と前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定する手段と、を備えることを特徴とする。

同じく請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の異常発生原因の特定システムにおいて、前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更する手段と、前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更する手段と、を備えることを特徴とする。

同じく請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の異常発生原因の特定システムにおいて、前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成する手段を備え、前記異常の原因を特定する手段は、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする。

同じく、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定システムにおいて、前記結果物測定値を取得する結果物測定手段と、前記製造条件測定値を取得する条件測定手段とを備えることを特徴とする。

同じく、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の異常発生原因の特定システムにおいて、前記条件測定手段は、前記原材料及び前記製造条件に対応して複数個備えることを特徴とする。

同じく、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定システムにおいて、前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする。

同じく請求項７に記載の発明は、原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因を特定するに際して、前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置を備え、この測定値格納装置に格納された前記結果物測定値及び前記製造条件測定値を解析して前記結果物に発現した異常の原因となる製造条件を特定する異常発生原因の特定方法において、前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定するステップと、前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較するステップと、前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得するステップと、前記製造条件測定値が比較される条件閾値を設定するステップと、前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較するステップと、前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得するステップと、前記結果物異常累積度数の分布状態と、前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定するステップと、を備えることを特徴とする。

同じく請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の異常発生原因の特定方法において、前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更するステップと、前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更するステップと、を備えることを特徴とする。

同じく請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の異常発生原因の特定方法において、前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成するステップを備え、前記異常の原因を特定するステップでは、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする。

同じく請求項１０に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定方法において、結果物測定手段で前記結果物測定値を取得するステップと、条件側転手段で前記製造条件測定値を取得するステップとを備えることを特徴とする。

同じく請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の、異常発生原因の特定方法において、１又は複数の原材料、及び１又は複数の製造条件に対応する前記製造条件測定値を取得することを特徴とする。

同じく請求項１２に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定方法において、前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする。

同じく請求項１３に記載の発明は、原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因を特定するに際して、前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置を備え、この測定値格納装置に格納された前記結果物測定値及び前記製造条件測定値を解析して前記結果物に発現した異常の原因となる製造条件を特定する異常発生原因の特定プログラムにおいて、前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定するステップと、前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較するステップと、前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得するステップと、前記製造条件測定値が比較される条件閾値を設定するステップと、前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較するステップと、前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得するステップと、前記結果物異常累積度数の分布状態と、前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定するステップと、をプロセッサに実行させる、ことを特徴とする異常発生原因の特定プログラムである。

同じく請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の異常発生原因の特定プログラムにおいて、前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更するステップと、前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更するステップと、を備えることを特徴とする。

同じく請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は請求項１４に記載の異常発生原因の特定プログラムにおいて、前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成するステップを備え、前記異常の原因を特定するステップでは、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする。

同じく請求項１６に記載の発明は、請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定プログラムにおいて、結果物測定手段で前記結果物測定値を取得するステップと、条件側転手段で前記製造条件測定値を取得するステップとを備えることを特徴とする。

同じく請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の異常発生原因の特定プログラムにおいて、１又は複数の原材料、及び１又は複数の製造条件に対応する前記製造条件測定値を取得することを特徴とする。

同じく請求項１８に記載の発明は、請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定プログラムにおいて、前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする。

本発明によれば、不良原因となりうる多数の条件から、結果物の不良原因となった条件を容易に特定することができる。

本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理の流れを示すフローチャートである。 図２に示した処理における閾値決定の処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる結果物の色と環境温度との変化を示すグラフである。 図４に示したデータを統計処理した結果を示すものであり、（ａ）は相関関係、（ｂ）は移動平均を示すグラフである。 図４に示した色データの異常数の累積値を示すものであり、（ａ）は閾値５、（ｂ）は閾値１０、（ｃ）は閾値１２、（ｄ）は閾値１１の場合を示すグラフである。 図４に示した色データと温度データとの累積値を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の第１精製過程及び第２精製過程における不純物Ａ、Ｂ、Ｃの値、及び第１未反応率と第２未反応率を示す表である。 図８に示した各測定値の相関分布図である。 本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の累積値を示すものであり、（ａ）は第１未反応率と第２未反応率との累積値を示すグラフであり、（ｂ）は第１精製過程及び第２精製過程における不純物Ａ、Ｂ、Ｃの累積値を示すブラフであり、（ｃ）は（ａ）（ｂ）に示したグラフを重ねて示したグラフである。 本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の累積値を示すものであり、（ａ）は、第１未反応率、第２未反応率、第１精製過程における不純物Ａ、第２精製過程における不純物Ａの累積値を重ねて示したグラフ、（ｂ）は第２の例における第１精製過程における不純物Ａの累積値と第２未反応率の累積値とを重ねて示したグラフである。 第２の例における第１精製過程における不純物Ｂ、Ｃ、第２精製過程における不純物Ｂ、Ｃの累積値を重ねて示したグラフである。

本発明を実施するための形態（以下では単に実施形態と記載する）に係る異常発生原因の特定システム、異常発生原因の特定方法、及び異常発生原因の特定プログラムについて説明する。

まず、実施形態に係る異常発生原因の特定システムについて説明する。図１は本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの構成を示すブロック図である。実施形態に係る異常発生原因の特定システム４０（以下特定システム４０という）は、プラント５０が製造した製品に発現した異常が、原材料、処理工程における各種条件のどれが原因であるかを特定する。

プラント５０は、原材料を処理して結果物である製品を製造する。製品である結果物の品質は例えば色により管理される。この製品の色は例えば色センサーで構成される結果物測定手段６０で測定され、数値化される。なお、色以外にも、大きさ、形状、質量、比重、その他の測定値に基づいて品質が管理される場合があり、この場合には測定に必要なセンサーが使用される。また、結果物測定手段は、１台に限らず複数台設置することができる。

製造過程では、各種条件、例えば温度、圧力、処理時間等が、温度センサー、圧力センサー、タイマー等の条件測定手段で測定される。この条件測定手段は、原因となりうる条件を測定するため、複数個備えられる。図１には、製造条件１測定手段７１、製造条件２測定手段７２、…、製造条件ｎ測定手段７ｎを示している。ここで、各測定手段は、予め定めた時刻あるいは期間で定期的に測定を行う。なお、この測定は、必ずしも定期的でなくても良く、時系列に沿って行われればバッチごと、その他の機会ごとに行うものでも良い。

特定システム４０は、結果物測定手段６０、製造条件１測定手段７１〜製造条件ｎ測定手段７ｎに接続され、各測定手段からの測定データを格納する測定値格納装置１０を備える。この測定値格納装置１０は、長期間にわたって各測定データを格納するものであり、ハードディスクドライブ装置、半導体メモリ等で構成され、任意の期間の任意の測定値を出力できる。

また、特定システム４０は、結果物閾値設定手段１１と、結果物比較手段１２と、結果物異常累積手段１３と、結果物閾値変更手段１４と、結果物異常累積グラフ作成手段１５と、条件閾値設定手段２１と、条件比較手段２２と、条件異常累積手段２３と、条件閾値変更手段２４と、条件異常累積グラフ作成手段２５と、原因特定手段３０とを備える。

結果物閾値設定手段１１は、測定値格納装置１０から取得した結果物測定値が正常であるかの判定基準である結果物閾値を設定する。結果物測定値は例えば、結果物の測定値が色であれば、色調を比較するための値である。この測定値が結果物閾値を超える場合は製品が不良と判断される。なお、閾値を複数例えば３つ設定して、正常、要注意、異常と判定するようにしても良い。

結果物比較手段１２は、結果物測定値と結果物閾値とを比較する。結果物異常累積手段１３は、結果物比較手段１２での比較結果に基づいて設定期間にわたる結果物測定値が結果物閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得する。

結果物閾値変更手段１４は、結果物異常累積手段１３が取得した結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更する。この割合は例えば、測定回数の１０％程度とすることができる。物閾値変更手段１４は、この割合が所定の値になるよう結果物閾値の値を増減する。

結果物異常累積グラフ作成手段１５は、結果物閾値変更手段１４が設定した結果物閾値に基づいて取得された結果物累積度数に基づいてグラフを作成する。グラフは横軸を時間とし、縦軸を度数とする。なお、横軸はバッチ番号、その他経過を表す変数とすることができる。

条件閾値設定手段２１は、測定値格納装置１０からの取得した製造条件測定値と比較する条件閾値を設定する。この条件閾値は、各条件測定値に対応して複数が設定される。

条件比較手段２２は、製造条件測定値と条件閾値とを比較する。条件異常累積手段２３は、前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得する。この累積度数は合計の条件測定値に対して作成される。

条件閾値変更手段２４は、条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更する。この割合は例えば、結果物閾値変更手段１４と同様の値、例えば測定回数の１０％程度とすることができる。条件閾値変更手段２４は、この割合が所定の値になるよう結果物閾値の値を増減する。

条件異常累積グラフ作成手段２５は、条件閾値変更手段２４が設定した結果物閾値に基づいて取得された条件異常度数に基づいてグラフを作成する。グラフは横軸を時間とし、縦軸を度数とする。このグラフは合計の測定された条件について作成される。なお、横軸はバッチ番号、その他経過を表す変数とすることができる。

原因特定手段３０は、結果物異常累積グラフ作成手段１５が作成した結果物異常累積度数のグラフと、条件異常累積グラフ作成手段２５が作成した複数の条件累積度数のグラフを比較して、累積頻度の分布状態から結果物が異常となった条件を特定する。この特定は、結果物についてのグラフと、条件についての各グラフとを比較して、結果物のグラフに変曲点、変化点発生した時期と同一の時期に、変曲点、変化点がある条件についてのグラフを特定することにより行う。

特定システム４０は、ＣＰＵ(Central processing Unit：プロセッサ)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＨＤＤ(Hard Disc Drive)等を備えたコンピュータにおいて、実施形態に係る異常発生原因の特定プログラムを実行することにより実現できる。このプログラムはＤＶＤ等の記録媒体にコンピュータで読取り可能に記録しておく。なお、特定システム４０は、プラント５０と異なる場所に配置して、特定システム４０の各物測定手段６０、製造条件１測定手段７１〜製造条件ｎ測定手段７ｎの測定値を、インターネット等の回線で接続して、原因の特定を行うことができる。また、測定値格納装置１０をプラント５０に取り外し可能に配置し、結果物に異常が発生したとき、プラント５０から取り外した測定値格納装置１０から測定値を特定システム４０に入力することにより原因の特定を行うことができる。

次に特定システム４０の処理について説明する。図２は本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理の流れを示すフローチャート、図３は図２に示した処理における閾値決定の処理を示すフローチャートである。また、図４は実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる結果物の色と環境温度との変化を示すグラフ、図５は図４に示したデータを統計処理した結果を示すものであり、（ａ）は相関関係、（ｂ）は移動平均を示すグラフ、図６は図４に示した色データの異常数の累積値を示すものであり、（ａ）は閾値５、（ｂ）は閾値１０、（ｃ）は閾値１２、（ｄ）は閾値１１の場合を示すグラフである。

まず、プラント５０において、物測定手段６０及び製造条件１測定手段７１〜製造条件ｎ測定手段７ｎは、定期的に測定を行っている（ステップＳ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓｎ１）。これらの測定値は、特定システム４０の測定値格納装置１０に格納される（ステップＳ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓｎ２）。

結果物に異常が発生した段階で、過去の一定期間分の結果物の測定値及び条件１〜条件ｎの測定値が特定システム４０に順次取り込まれる（ステップＳ１３、Ｓ２３、Ｓ３３、Ｓｎ３）。

図４には、結果物である製品の色と、製造条件として、ある工程における温度についての過去半年分の測定値が示されている。この測定値について温度と色とは、図５（ａ）に示すように、の相関関係がない。またそれぞれの移動平均を取っても、図５（ｂ）に示すようにそれぞれの関係が表れない。

実施形態に係る特定システム４０では、まず結果物閾値設定手段１１において、結果物閾値Ｓを定める（ステップＳ１４）。そして、取り込まれた結果物測定値と、結果物閾値Ｓとを結果物比較手段１２比較して（ステップＳ１５）、結果物異常累積手段１３で累積し（ステップＳ１６）その分布を求め、この累積数が測定回数の１０％となるように結果物閾値変更手段１４で結果物閾値Ｓの値を設定する（ステップＳ１７）。

これを図６に示した例で説明する。この例では測定回数は半年分、即ち約１８０である。結果物閾値Ｓ＝５とすると、結果物異常回数累度数は、１８０を越え多すぎる（図６（ａ））。さらに、結果物閾値Ｓ＝１０とすると、結果物異常累積度数は約８０でありまだ多い（図６（ｂ））。そこで、結果物閾値Ｓ＝１２とすると、結果物異常累積度数は「０」となり、これでは比較ができない（図６（ｃ））。さらに、結果物閾値Ｓ＝１２として、結果物異常累積度数は約２０となり、これにより適切な分布を得ることができる（図６（ｄ））。

実施形態に係る特定システム４０では、図３に示すように、結果物閾値Ｓの初期値Ｓ０と、２つの定数Ｃ１、Ｃ２を設定する（ステップＳ３１）。ここで、Ｃ１＜０．１（１０（％））＜Ｃ２とする。そして、これに基づいて結果物異常累積度数を求め、測定数に対する割合Ｋを求め（ステップＳ３２）、この割合ＫがＣ１と、Ｃ２の間になるようにＳの値を増減する。即ち、割合ＫがＣ１より小さいとき（ステップＳ３３のｙｅｓ）、結果物閾値Ｓｉから予め定めたΔＳを減じる（Ｓｉ+１＝Ｓｉ−ΔＳ（ｉ＝０、１、…）：ステップＳ３４）。一方割合ＫがＣ２より大きいとき（ステップＳ３５のｙｅｓ）、結果物閾値Ｓｉに予め定めたΔＳを加える（Ｓｉ+１＝Ｓｉ+ΔＳ：ステップＳ３６）。これにより、Ｃ１＜Ｋ＜Ｃ２となるように結果物閾値Ｓの値を定める。そして、結果物異常累積グラフ作成手段１５で累積度数分布に基づくグラフ（図６（ｃ）参照）を作成する。なお、条件閾値の増加方向と異常発生度数の増加方向がこの例とは反対になる場合があり、この場合には、閾値の増減を反対にする。

一方、条件閾値設定手段２１において、取り込まれた条件１〜条件ｎについての条件閾値Ｂ１〜Ｂｎを定める（ステップＳ２４、Ｓ３４、Ｓｎ４）。そして、条件比較手段２２で取り込まれた各条件測定値と、条件閾値Ｔ１〜Ｔｎとを比較する（ステップＳ２５、Ｓ３５、Ｓｎ５）。さらに、条件異常累積手段２３で累積し（ステップＳ２６、Ｓ３６、Ｓｎ６）その分布を求め、この累積数が測定回数の１０％となるように条件閾値変更手段２４で条件閾値Ｂ１〜Ｂｎ値を設定する（ステップＳ２７、Ｓ３７、Ｓｎ７）。この条件閾値Ｂ１〜Ｂｎの決定手順は図３に示したものと同じである。さらに、条件異常累積グラフ作成手段２５で累積度数分布に基づくグラフを作成する（ステップＳ２８、Ｓ３８、Ｓｎ８）。

特定システム４０は、作成した結果物累積グラフと、条件累積グラフとを比較して、グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定する（ステップＳ１９）。図７は図４に示した色データと温度データとの累積値を示すグラフである。この例では、温度の異常の発生時期と、色の異常発生じきが同時期（３月）であり、製品の色異常の原因が温度の異常に起因することが推定できる。なお、色の異常が５月から減少したが温度の異常が続いていることから、色の異常は、温度だけが原因ではなく、他にも原因があることが示唆される。

以上のように本実施形態に係る異常発生原因の特定システムによれば、単純な相関関係や移動平均では特定できない結果物の異常の原因を容易に特定できる。

なお、結果物閾値は、２つ以上設定することができる。例えば結果物閾値を３つ、例えばＳ１、Ｓ２、Ｓ３を設定し、Ｓ１を正常レベル、Ｓ２を要注意レベル、Ｓ３を異常レベルとして、それぞれの結果物閾値に対して原因を特定することができる。このときには、図２中のステップＳ１４での結果物閾値を各閾値にし、ステップＳ１５からステップＳ１９までの各ステップを並列的、あるいは前後して実行する。これにより、異なる結果物閾値の変化に対応する原因を特定できる。

次に第２の原因特定の例について説明する。原料を第１精製過程と、第２精製過程の２段階で反応を行っているプラントについて、ある時点から未反応原料の残存が問題となった。精製工程に問題がないかを検討するためにデータを解析する。なお、精製工程に関係する不純物は３種、不純物Ａ、不純物Ｂ、不純物Ｃであり、未反応率は２種類の原料、即ち、第１未反応率、第２未反応率に対して分析する。

図８は本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の第１精製過程及び第２精製過程における不純物Ａ、Ｂ、Ｃの値、及び第１未反応率と第２未反応率を示す表である。各精製工程では１日に３回、反応工程では１日に１回の測定を行いこの測定値を測定値格納装置１０に自動的に格納している。また、測定期間は、２００６年１月１日から２００９年１月２５日までである。図８の表にはその一部を示している。これらの値について、相関関係図を描いたところ、図９に示すように強い相関関係は見いだせなかった。

そこで、測定値格納装置１０に格納された各測定値について実施形態に係る異常発生原因の特定システムを適用して原因を特定した。図１０は本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の累積値を示すものであり、（ａ）は第１未反応率と第２未反応率との累積値を示すグラフであり、（ｂ）は第１精製過程及び第２精製過程における不純物Ａ、Ｂ、Ｃの累積値を示すブラフであり、（ｃ）（ａ）（ｂ）に示したグラフを重ねて示したグラフである。また図１１は本発明の実施形態に係る異常発生原因の特定システムの処理対象となる第２の例の累積値を示すものであり、（ａ）は、第１未反応率、第２未反応率、第１精製過程における不純物Ａ、第２精製過程における不純物Ａの累積値を重ねて示したグラフ、（ｂ）は第２の例における第１精製過程における不純物Ａの累積値と第２未反応率の累積値とを重ねて示したグラフである。さらに、図１２は第２の例における第１精製過程における不純物Ｂ、Ｃ、第２精製過程における不純物Ｂ、Ｃの累積値を重ねて示したグラフである。

図２及び図３に示した処理に従って累積値を求め、第１未反応率、第２未反応率がデータ数７５６の１０％になるように、それぞれの閾値を設定した。第１未反応率の閾値は０．０３６、第２未反応率の閾値は０．０３９となった。積算値のグラフを図１０（ａ）

また、第１精製過程及び第２精製過程における不純物Ａ、不純物Ｂ、不純物Ｃについても、同様の処理により、データ数３１３６の１０％となるように閾値を設定した。第１精製過程では不純物Ａについての閾値は４、同じく不純物Ｂについての閾値は０．０７５、同じく不純物Ｃについての閾値は０．０１７となった。また第２精製過程では不純物Ａについての閾値は１．３、同じく不純物Ｂについての閾値は０．０６、同じく不純物Ｃについての閾値は０．０１３となった。積算値のグラフを図１０（ｂ）に示した。また、合計のグラフを重ねた状態を図１０（ｃ）に示した。

これらのグラフに基づいて、図１１（ａ）に示すように、完全に一致するわけではないが、不純物Ａと未反応率とに関係があると判断できた。また、第２未反応率についての閾値を０．０３９から０．０４に変更して積算値を取ると、図１１（ｂ）に示すように、グラフがよく一致した。これにより、第１精製過程における不純物Ａが原因となっている可能性が高いことが判明した。

またこのような、解析をすると上述した原因の解析の他、さまざまな情報を得ることができる。例えば、図１２に示すように、不純物Ｂ、不純物Ｃについてのグラフはよく似ていることから、精製機構が同じであろうと推察できる。

なお、この例では測定値格納装置１０に物測定手段６０、製造条件１測定手段７１〜製造条件ｎ測定手段７ｎの検出値を自動的に入力するようにしたが、各測定手段で読み取った測定値を手入力で測定値格納装置１０に入力するようにしても良い。このように手入力で測定値格納装置１０にデータを入力するときには入力誤りの訂正等、データのクリーン化することが必要となる。

１０：測定値格納装置
１１：結果物閾値設定手段
１２：結果物比較手段
１３：結果物異常累積手段
１４：結果物閾値変更手段
１５：結果物異常累積グラフ作成手段
２１：条件閾値設定手段
２２：条件比較手段
２３：条件異常累積手段
２４：条件閾値変更手段
２５：条件異常累積グラフ作成手段
３０：原因特定手段
４０：特定システム
５０：プラント
６０：結果物測定手段
７１：製造条件１測定手段
７２：製造条件２測定手段
７ｎ：製造条件ｎ測定手段

Claims (18)

1. 原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因の特定システムにおいて、
   前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置と、
   前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定する手段と、
   前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較する手段と、
   前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得する手段と、
   前記製造条件測定値と比較される条件閾値を設定する手段と、
   前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較する手段と、
   前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得する手段と、
   前記結果物異常累積度数の分布状態と前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定する手段と、
   を備えることを特徴とする異常発生原因の特定システム。
2. 前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更する手段と、
   前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更する手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の異常発生原因の特定システム。
3. 前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成する手段を備え、
   前記異常の原因を特定する手段は、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の異常発生原因の特定システム。
4. 前記結果物測定値を取得する結果物測定手段と、前記製造条件測定値を取得する条件測定手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定システム。
5. 前記条件測定手段は、前記原材料及び前記製造条件に対応して複数個備えることを特徴とする請求項４に記載の異常発生原因の特定システム。
6. 前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定システム。
7. 原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因を特定するに際して、前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置を備え、この測定値格納装置に格納された前記結果物測定値及び前記製造条件測定値を解析して前記結果物に発現した異常の原因となる製造条件を特定する異常発生原因の特定方法において、
   前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定するステップと、
   前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較するステップと、
   前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得するステップと、
   前記製造条件測定値が比較される条件閾値を設定するステップと、
   前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較するステップと、
   前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得するステップと、
   前記結果物異常累積度数の分布状態と、前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定するステップと、
   を備えることを特徴とする異常発生原因の特定方法。
8. 前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更するステップと、
   前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更するステップと、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の異常発生原因の特定方法。
9. 前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成するステップを備え、
   前記異常の原因を特定するステップでは、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の異常発生原因の特定方法。
10. 結果物測定手段で前記結果物測定値を取得するステップと、条件側転手段で前記製造条件測定値を取得するステップとを備えることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定方法。
11. １又は複数の原材料、及び１又は複数の製造条件に対応する前記製造条件測定値を取得することを特徴とする請求項１０に記載の異常発生原因の特定方法。
12. 前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定方法。
13. 原材料に処理を施して製造した結果物及び製造工程条件の少なくとも一方に発現した異常の原因を特定する異常発生原因を特定するに際して、前記結果物及び製造工程条件の少なくとも一方について予め定めた設定期間にわたって取得された結果物測定値、及び前記原材料及び処理の条件を含む製造条件について前記設定期間にわたって取得された製造条件測定値を格納する測定値格納装置を備え、この測定値格納装置に格納された前記結果物測定値及び前記製造条件測定値を解析して前記結果物に発現した異常の原因となる製造条件を特定する異常発生原因の特定プログラムにおいて、
    前記結果物測定値の判定基準範囲を定める１又は複数の結果物閾値を設定するステップと、
    前記結果物測定値と前記結果物閾値とを比較するステップと、
    前記結果物測定値が前記判定基準範囲に属する回数を前記設定期間にわたり累積して結果物異常累積度数を取得するステップと、
    前記製造条件測定値が比較される条件閾値を設定するステップと、
    前記製造条件測定値と前記条件閾値とを比較するステップと、
    前記製造条件測定値が前記条件閾値を越えた回数を前記設定期間にわたり累積して条件累積度数を取得するステップと、
    前記結果物異常累積度数の分布状態と、前記条件累積度数の分布状態とを比較して前記結果物に発現した異常の原因を特定するステップと、
    をプロセッサに実行させることを特徴とする異常発生原因の特定プログラム。
14. 前記結果物異常累積度数が合計の測定回数に対して予め定めた一定の割合となるように前記結果物閾値を変更するステップと、
    前記条件累積度数が測定回数に対して一定の割合になるように前記条件閾値を変更するステップと、
    を備えることを特徴とする請求項１３に記載の異常発生原因の特定プログラム。
15. 前記結果物異常累積度数に基づいて作成したグラフと、前記条件累積度数に基づいて作成したグラフとを作成するステップを備え、
    前記異常の原因を特定するステップでは、各グラフの変化の発生時期に基づいて原因を特定することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の異常発生原因の特定プログラム。
16. 結果物測定手段で前記結果物測定値を取得するステップと、条件側転手段で前記製造条件測定値を取得するステップとを備えることを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定プログラム。
17. １又は複数の原材料、及び１又は複数の製造条件に対応する前記製造条件測定値を取得することを特徴とする請求項１６に記載の異常発生原因の特定プログラム。
18. 前記測定値格納装置が取得する結果物測定値及び製造条件測定値は、現在の測定値を含む過去の測定値であり、現在の異常の原因を特定することを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれか一項に記載の異常発生原因の特定プログラム。