JP5842654B2 - システム制御装置およびシステム制御方法 - Google Patents
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Description
<システムの構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態であるシステム制御装置を含む、製造システムの構成の概要を模式的に示す図である。
(連続的に取得される状態データに基づいた予測範囲の導出)
本実施の形態では、パーティクルセンサ200によって、たとえば図2に示されるように、クリーンブース500内の清浄度が連続的に検出される。なお、図2では、パーティクルセンサ200によって検出される清浄度(状態データ)の時間変化が示されている。コントローラ100は、パーティクルセンサ200の検出出力を連続的に取得し、また、或る時点に対して予め定められた設定期間分の過去の状態データを利用して、当該或る時点について、清浄度が変化することが予測される範囲(予測範囲)を導出する。
図3では、状態データの実測値(実測値RV)が実線で示され、予測範囲の上限値(上限予測値PH)と下限値(下限予測値PL)が破線で示され、また、予測範囲の平均値(平均値AV)が一点鎖線で示されている。
PL=μ−3σ …(2)
(上限予測値および下限予測値の説明)
図4は、図3の時刻T1,T2,T3のそれぞれにおける、移動平均、上限予測値、および、下限予測値を模式的に示す図である。
コントローラ100は、状態データの実測値が予測範囲の上限値または下限値を超えた場合、当該上限値を上方にまたは当該下限値を下方に、修正する。図5には、状態データの実測値が、「異常感知」と示された時点において、予測範囲の上限値を超えたところが示されている。そして、図5では、これに応じて、これ以降の上限予測値が、上方に修正されている。修正前の上限予測値PHが破線で、修正後の上限予測値PHXが点線で、それぞれ示されている。この場合の修正は、たとえば、各時刻に対する設定期間分の過去の実測値の状態データに基づいて、たとえば式(1)または式(2)に従って算出される上限値(または下限値)に、予め定められた値だけ加算(または減算)されることによって実現される。
図7は、コントローラ100のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図8は、コントローラ100の機能構成を模式的に示す図である。
図9は、コントローラ100において実行される、FFU300の制御処理のフローチャートである。
図10は、本実施の形態のコントローラ100によってFFU300の動作を制御される製造システムにおける、パーティクルセンサ200の検出出力の実測値と、当該実測値に基づいて算出される上限予測値の一例を示す図である。
<制御の概要>
本実施の形態では、コントローラ100によって実現される機器(FFU300)の制御において、段階的な複数の予測値が導出される。図13は、本実施の形態の制御の概要を説明するための図である。
図20は、状態データの実測値および第1〜第4上限予測値、ならびに、FFU300の風量レベルの、時間変化の具体例を示す図である。図20では、上段に風量レベルの時間変化が、下段に状態データの実測値および予測値が、示されている。
本実施の形態では、システム制御装置が、温度を制御される製造システムの制御に利用される。
図21は、本実施の形態の製造システムの構成を概略的を示す図である。
図22を参照して、コントローラ100は、第1の実施の形態と同様に、データ蓄積部101と、安定性指標導出部102と、機器制御部104と、表示制御部105とを含む。なお、本実施の形態では、コントローラ100は、上限予測値算出部103と上限予測値修正部106の代わりに、予測値算出部103Aと予測値修正部106Aとを含む。予測値算出部103Aは、状態データについて、図3等を参照して説明したように、上限予測値と下限予測値を算出する。予測値修正部106Aは、図25を参照して後述するように、上限予測値および下限予測値を修正する。
本実施の形態では、リフロー炉700内の温度についての、上限側の基準値と、下限側の基準値が設定されている。そして、本実施の形態では、ヒータ702の動作は、リフロー炉700内の温度がこれらの範囲を超えないように、制御される。
図26を参照して、コントローラ100のCPU10は、まずステップSA10において、その時点から設定期間分の過去の状態データを用いて、当該期間の状態データの移動平均μを算出して、ステップSA20へ処理を進める。なお、ステップSA10では、移動平均μの算出には、たとえば設定期間に含まれる20点での状態データが利用される。
図26を参照した本実施の形態によるフローによれば、リフロー炉700では、状態データである温度センサ701の検出温度に基づいて、当該検出温度についての、上限側と下限の予測値が導出される。そして、上限側と下限側のそれぞれの、予測値と基準値の関係に基づいて、ヒータ702の動作が制御される。
図27では、上段に、状態データの実測値(Temperature)、上限側の予測値、および、下限側の予測値の時間変化が示されている。また、図27の上段では、上限側の基準値として230℃が設定され、また、下限側の基準値として210℃が設定されている。そして、図27の下段には、ヒータ702のON/OFFの切替の状態が示されている。リフロー炉700では、上限側の予測値が上限側の基準値を上回ると、ヒータ702の出力がOFFされる。一方、上限側の予測値が上限側の基準値以下であって、下限側の予測値が下限側の基準値を下回ると、ヒータ702の出力はONされる。なお、上限側の予測値が上限側の基準値以下であって、下限側の予測値が下限側の基準値以上である場合には、ヒータ702の出力はOFFされる。
本実施の形態では、PC400は、コントローラ100から、状態データの実測値と、上限側および下限側の基準値を取得することができる。これらの値は、たとえば図28に示すように、グラフ状で、表示部414に表示される場合がある。
Claims (9)
- 製造システムで製造される製品の製造品質に影響する状態を示す状態データに基づいて、当該システムの前記状態を調整するためにエネルギーを消費する機器の動作を制御するシステム制御装置であって、
前記状態データを連続的に取得するための取得手段と、
前記状態データの安定性の指標を時系列の複数の前記状態データに基づいて連続的に導出するための導出手段と、
前記状態データと前記指標とに基づいて前記状態データが変化することが予測される範囲である予測範囲を導出するための予測手段と、
前記予測手段によって導出された前記予測範囲に基づいて、前記機器の動作を、前記状態データが前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御手段と、を備え、
前記制御手段は、複数の前記予測範囲のうち各前記予測範囲が前記基準範囲外となるごとに、前記機器の動作を切り替え、
前記導出手段は、前記指標として、前記時系列の複数の状態データに基づいて当該状態データの移動標準偏差を求め、
前記予測手段は、前記状態データが到達する確率がそれぞれ異なる複数の前記予測範囲を導出する、システム制御装置。 - 前記制御手段は、前記予測範囲の少なくとも一部が前記基準範囲外となった場合には、前記機器の動作を、前記状態データが前記基準範囲外となったときに前記基準範囲内に戻すための方向へと、切り替える、請求項1に記載のシステム制御装置。
- 表示装置に前記予測範囲の時間変化を表示させるための、表示制御手段をさらに備える、請求項1または請求項2に記載のシステム制御装置。
- 前記予測範囲に基づいて、上記予測範囲の上限予測値および/または下限予測値が前記
基準範囲を超える割合を導出し、前記状態データが基準範囲を超えるリスクを予測する手段をさらに備える、請求項3に記載のシステム制御装置。 - 前記予測手段は、前記状態データが前記予測範囲を超える場合は、予め定められた時間の間だけ予測幅を大きくし、前記予測範囲を修正することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のシステム制御装置。
- 製造システムで製造される製品の製造品質に影響する状態を表す状態データを計測するセンサから出力される状態データに基づいて、当該システムの前記状態を調整するためにエネルギーを消費する機器の動作を制御するシステム制御装置であって、
前記状態データを連続的に受け付ける受付手段と、
前記状態データの安定性の指標を時系列の複数の前記状態データに基づいて連続的に導出するための導出手段と、
前記状態データと前記指標とに基づいて前記状態データが変化することが予測される範囲である予測範囲を導出するための予測手段と、
前記予測手段によって導出された前記予測範囲に基づいて、前記機器の動作を、前記状態データが前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御手段と、を備え、
前記制御手段は、複数の前記予測範囲のうち各前記予測範囲が前記基準範囲外となるごとに、前記機器の動作を切り替え、
前記導出手段は、前記指標として、前記時系列の複数の状態データに基づいて当該状態データの移動標準偏差を求め、
前記予測手段は、前記状態データが到達する確率がそれぞれ異なる複数の前記予測範囲を導出する、システム制御装置。 - 製造システムで製造される製品の製造品質に影響する状態を表す状態データを計測するセンサから出力される状態データに基づいて、当該システムの前記状態を調整するためにエネルギーを消費する機器の動作を制御するシステム制御方法であって、
前記状態データを連続的に受け付ける受付ステップと、
前記状態データの安定性の指標を時系列の複数の前記状態データに基づいて連続的に導出するための導出ステップと、
前記状態データと前記指標とに基づいて前記状態データが変化することが予測される範囲である予測範囲を導出するための予測ステップと、
前記予測ステップによって導出された前記予測範囲に基づいて、前記機器の動作を、前記状態データが前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御ステップと、
を備え、
前記機器の動作を、前記状態データが前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御ステップは、複数の前記予測範囲のうち各前記予測範囲が前記基準範囲外となるごとに、前記機器の動作を切り替えることを含み、
前記導出ステップは、前記指標として、前記時系列の複数の状態データに基づいて当該状態データの移動標準偏差を求めることを含み、
前記予測ステップは、前記状態データが到達する確率がそれぞれ異なる複数の前記予測範囲を導出することを含む、システム制御方法。 - クリーンルーム内で製造される製品の製造品質に影響する状態を示すクリーン度に基づいて、当該クリーンルームのクリーン度を調整するためにエネルギーを消費するフィルターファンの動作を制御するシステム制御装置であって、
前記クリーン度を取得するためのパーティクルセンサと、
前記クリーン度の移動標準偏差を時系列の複数の前記クリーン度に基づいて連続的に導出する導出手段と、
前記クリーン度の移動平均値と前記移動標準偏差とに基づいて前記クリーン度が変化することが予測される範囲である予測範囲を導出するための予測手段と、
前記予測手段によって導出された前記予測範囲に基づいて、前記フィルターファンの動作を、前記クリーン度が前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、複数の前記予測範囲のうち各前記予測範囲が前記基準範囲外となるご
とに、前記機器の動作を切り替え、
前記予測手段は、前記クリーン度が到達する確率がそれぞれ異なる複数の前記予測範囲を導出する、システム制御装置。 - 炉内で製造される製品の製造品質に影響する状態を示す温度に基づいて、当該炉の前記状態を調整するためにエネルギ−を消費するヒータの動作を制御するシステム制御装置であって、
前記温度を取得するための温度センサと、
前記温度の移動標準偏差を時系列の複数の前記温度に基づいて連続的に導出する導出手段と、
前記温度の移動平均値と前記移動標準偏差とに基づいて前記温度が変化することが予測される範囲である予測範囲を導出するための予測手段と、
前記予測手段によって導出された前記予測範囲に基づいて、前記ヒータの動作を、前記温度が前記製造品質を担保する基準範囲に属するように制御するための制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、複数の前記予測範囲のうち各前記予測範囲が前記基準範囲外となるごとに、前記機器の動作を切り替え、
前記予測手段は、前記温度が到達する確率がそれぞれ異なる複数の前記予測範囲を導出する、システム制御装置。
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