JP6849543B2 - Defective factor analysis system and defective factor analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、製品の不良要因を分析するための不良要因分析システム及び不良要因分析方法に関する。 The present invention relates to a defective factor analysis system and a defective factor analysis method for analyzing defective factors of a product.
製品の製造工程を評価するために、製品の不良要因を分析することが行われている。特許文献1には、複数の製品毎の複数のプロセス項目(温度、圧力、ヒータへの投入電力、材料ガスの流量など)についてのプロセスデータからなるデータセットを良品データと不良品データとに分割し、良品データ及び不良品データに対して主成分分析を施し、不良品の主成分空間における中心点との距離が最小となる不良品のデータを選択する方法が開示されている。この方法では、ユーザによる不良要因の分析に供するために、選択された不良品のデータを良品のデータと共に表示する。 In order to evaluate the manufacturing process of a product, the cause of defective products is analyzed. Patent Document 1 divides a data set consisting of process data for a plurality of process items (temperature, pressure, power input to a heater, flow rate of material gas, etc.) for each of a plurality of products into non-defective product data and defective product data. However, a method of performing principal component analysis on non-defective product data and defective product data and selecting defective product data having the minimum distance from the center point in the principal component space of the defective product is disclosed. In this method, the selected defective product data is displayed together with the non-defective product data in order to be used for the analysis of the defective factor by the user.
上記のような従来の方法では、良品のデータと不良品のデータの主成分空間における分布が重なっており、不良品データの主成分空間における中心点が良品データの分布範囲に含まれているような場合には、選択された不良品のデータが十分に不良要因を反映しておらず、不良要因を捉えることが難しくなるという問題がある。 In the conventional method as described above, the distribution of the non-defective product data and the defective product data in the main component space overlaps, and the central point of the defective product data in the main component space is included in the distribution range of the non-defective product data. In such a case, there is a problem that the data of the selected defective product does not sufficiently reflect the defective factor, and it becomes difficult to grasp the defective factor.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、上記課題を解決することができる不良要因分析システム及び不良要因分析方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object thereof is to provide a defect factor analysis system and a defect factor analysis method capable of solving the above problems.
上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の不良要因分析システムは、良品か不良品かの決定に使用される目的変数についての複数の製品毎の目的変数データと、前記製品についての特徴を各別に示す複数の説明変数のそれぞれについての前記複数の製品毎の説明変数データとを含むデータ集合について、前記目的変数データの度数分布を作成する度数分布作成手段と、前記度数分布作成手段によって作成された前記度数分布における互いに離れた2つの抽出領域を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された前記2つの抽出領域のうちの一方に前記目的変数データが含まれる製品と、他方に前記目的変数データが含まれる製品との間における前記説明変数データの差を表す特徴量の違いを、前記説明変数毎に算出する算出手段と、前記算出手段によって算出された前記特徴量の違いに基づいて、説明変数の不良要因に対する関連度合いを重要度として評価する重要度評価手段と、前記重要度評価手段による評価結果を出力する出力部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the defect factor analysis system according to one aspect of the present invention includes a plurality of product-specific objective variable data for objective variables used for determining whether a product is good or defective, and the product. For a data set including the explanatory variable data for each of the plurality of products for each of the plurality of explanatory variables showing the characteristics of the objective variable data, the frequency distribution creating means for creating the frequency distribution of the objective variable data and the frequency distribution creating. A setting means for setting two extraction regions separated from each other in the frequency distribution created by the means, a product in which the objective variable data is included in one of the two extraction regions set by the setting means, and a product. On the other hand, the calculation means for calculating the difference in the feature amount representing the difference in the explanatory variable data with the product containing the objective variable data for each explanatory variable, and the feature amount calculated by the calculation means. Based on the difference, the importance evaluation means for evaluating the degree of relevance of the explanatory variable to the defective factor as the importance and the output unit for outputting the evaluation result by the importance evaluation means are provided.
この態様において、前記設定手段は、前記抽出領域の所定の属性値に基づいて、前記2つの抽出領域を設定するように構成されていてもよい。 In this aspect, the setting means may be configured to set the two extraction regions based on a predetermined attribute value of the extraction region.
また、上記態様において、前記設定手段は、前記2つの抽出領域それぞれの前記属性値を同一とするよう前記2つの抽出領域を設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting means may be configured to set the two extraction regions so that the attribute values of the two extraction regions are the same.
また、上記態様において、前記設定手段は、前記算出手段によって前記特徴量の違いが算出された後、前記2つの抽出領域を互いに近づけるよう再設定するように構成されており、前記算出手段は、前記2つの抽出領域が再設定されると、再設定された前記2つの抽出領域についての前記特徴量の違いを前記説明変数毎に算出するように構成されており、前記重要度評価手段は、前記算出手段によって算出された複数の前記特徴量の違いに基づいて、前記重要度を評価するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting means is configured to reset the two extraction regions so as to be close to each other after the difference in the feature amount is calculated by the calculation means. When the two extraction regions are reset, the difference in the feature amount of the two reset regions is calculated for each explanatory variable, and the importance evaluation means is configured. The importance may be evaluated based on the difference between the plurality of feature quantities calculated by the calculation means.
また、上記態様において、前記設定手段は、前記度数分布における互いに離れた前記目的変数データである上側値と、前記上側値よりも小さい下側値とを定め、前記上側値と前記度数分布における前記目的変数データの最大値との間を一方の前記抽出領域とし、前記下側値と前記度数分布における前記目的変数データの最小値との間を他方の前記抽出領域として設定し、前記算出手段によって前記特徴量の違いが算出された後、前記上側値と前記下側値とを互いに近づけるように変更することで、前記2つの抽出領域を再設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting means determines an upper value which is the objective variable data separated from each other in the frequency distribution and a lower value smaller than the upper value, and the upper value and the frequency distribution are described. One of the extraction regions is set between the maximum value of the objective variable data, and the other extraction region is set between the lower value and the minimum value of the objective variable data in the frequency distribution. After the difference in the feature amount is calculated, the two extraction regions may be reset by changing the upper value and the lower value so as to be close to each other.
また、上記態様において、前記設定手段は、前記算出手段によって前記特徴量の違いが算出された後、前記2つの抽出領域の所定の属性値を変えずに前記2つの抽出領域を再設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting means resets the two extraction regions without changing the predetermined attribute values of the two extraction regions after the difference in the feature amount is calculated by the calculation means. It may be configured in.
また、上記態様において、前記属性値は、前記抽出領域の領域幅であってもよい。 Further, in the above aspect, the attribute value may be the area width of the extraction region.
また、上記態様において、前記属性値は、前記抽出領域の面積であってもよい。 Further, in the above aspect, the attribute value may be the area of the extraction region.
また、上記態様において、前記属性値は、前記抽出領域に前記目的変数が含まれる製品数であってもよい。 Further, in the above aspect, the attribute value may be the number of products in which the objective variable is included in the extraction region.
また、上記態様において、前記重要度評価手段は、前記特徴量の違いと前記抽出領域の前記度数分布上の位置との関係の近似式を算出し、算出された前記近似式に基づいて、前記説明変数毎に前記重要度を算出するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the importance evaluation means calculates an approximate expression of the relationship between the difference in the feature amount and the position of the extraction region on the frequency distribution, and based on the calculated approximate expression, said. It may be configured to calculate the importance for each explanatory variable.
また、上記態様において、前記重要度評価手段は、前記関係の一次近似式及びn次近似式(nは2以上の整数)を算出し、算出された前記一次近似式及びn次近似式に基づいて、前記説明変数毎に前記重要度を算出するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the importance evaluation means calculates the first-order approximation formula and the n-th order approximation formula (n is an integer of 2 or more) of the relationship, and is based on the calculated first-order approximation formula and nth-order approximation formula. Therefore, the importance may be calculated for each of the explanatory variables.
また、上記態様において、前記不良要因分析システムは、前記度数分布作成手段によって作成された前記度数分布での目的変数データの代表値を分割点に決定する決定手段をさらに備え、前記設定手段は、前記決定手段によって決定された前記分割点を挟むよう前記2つの抽出領域を設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the defect factor analysis system further includes a determination means for determining a representative value of the objective variable data in the frequency distribution created by the frequency distribution creation means as a division point, and the setting means includes the setting means. The two extraction regions may be set so as to sandwich the division point determined by the determination means.
また、上記態様において、前記設定手段は、前記算出手段によって前記特徴量の違いが算出された後、前記2つの抽出領域の両方が前記分割点と重なっていない場合に、前記2つの抽出領域のそれぞれを前記分割点に近づけるよう再設定するように構成されており、前記重要度評価手段は、前記2つの抽出領域の何れかが前記分割点と重なっている場合に、前記重要度を評価するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting means determines the two extraction regions when both of the two extraction regions do not overlap with the division point after the difference in the feature amount is calculated by the calculation means. Each is configured to be reset to approach the division point, and the importance evaluation means evaluates the importance when either of the two extraction regions overlaps with the division point. It may be configured as follows.
また、本発明の他の態様の不良要因分析方法は、良品か不良品かの決定に使用される目的変数についての複数の製品毎の目的変数データと、前記製品についての特徴を各別に示す複数の説明変数のそれぞれについての前記複数の製品毎の説明変数データとを含むデータ集合について、前記目的変数データの度数分布を作成するステップと、作成された前記度数分布における互いに離れた2つの抽出領域を設定するステップと、設定された前記2つの抽出領域のうちの一方に前記目的変数データが含まれる製品と、他方に前記目的変数データが含まれる製品との間における前記説明変数データの差を表す特徴量の違いを、前記説明変数毎に算出するステップと、算出された前記特徴量の違いに基づいて、説明変数の不良要因に対する関連度合いを重要度として評価するステップと、評価結果を出力するステップとを有する。 Further, in the defect factor analysis method of another aspect of the present invention, the objective variable data for each of a plurality of products for the objective variable used for determining whether the product is a good product or a defective product, and a plurality of data showing the characteristics of the product separately. For a data set containing the explanatory variable data for each of the plurality of products for each of the explanatory variables of the above, a step of creating a frequency distribution of the objective variable data and two extraction regions separated from each other in the created frequency distribution. And the difference between the explanatory variable data between the product in which the objective variable data is contained in one of the two set extraction regions and the product in which the objective variable data is contained in the other. A step of calculating the difference in the represented feature amount for each explanatory variable, a step of evaluating the degree of relevance of the explanatory variable to the defective factor as the importance based on the calculated difference in the feature amount, and an evaluation result are output. Has steps to do.
本発明に係る不良要因分析システム及び不良要因分析方法によれば、良品のデータと不良品のデータの分布が重なり合っている場合でも、不良要因の特徴をよく表した情報を提示することができる。 According to the defective factor analysis system and the defective factor analysis method according to the present invention, it is possible to present information that well represents the characteristics of defective factors even when the distributions of the non-defective product data and the defective product data overlap.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments shown below exemplifies a method and an apparatus for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the following. Absent. The technical idea of the present invention can be modified in various ways within the technical scope described in the claims.
(実施の形態1)
本実施の形態では、不良要因分析システムが、目的変数についての各製品のデータ(目的変数データ)と説明変数についての各製品のデータ(説明変数データ)とを含むデータ集合について、目的変数データの度数分布を作成し、度数分布における互いに離れた2つの抽出領域を設定し、これらの抽出領域のうちの一方に目的変数データが含まれる製品と、他方に目的変数データが含まれる製品との間における説明変数データの差を特徴量の違いとして算出する。不良要因分析システムは、抽出領域を互いに近づけるように再設定し、その都度特徴量の違いを算出し、各特徴量の違いに基づいて不良要因の特徴を表す説明変数を重要変数として選択し、これを表示する。
(Embodiment 1)
In the present embodiment, the defect factor analysis system uses the objective variable data for a data set including each product data (objective variable data) for the objective variable and each product data (explanatory variable data) for the explanatory variables. Create a frequency distribution, set two separate extraction regions in the frequency distribution, and between a product that contains objective variable data in one of these extraction regions and a product that contains objective variable data in the other. The difference in the explanatory variable data in is calculated as the difference in the feature amount. The defect factor analysis system resets the extraction areas so that they are close to each other, calculates the difference in the feature amount each time, and selects the explanatory variable representing the characteristic of the defect factor as the important variable based on the difference in each feature amount. Display this.
<不良要因分析システムの構成>
図1は、本実施の形態に係る不良要因分析システムの構成を示す模式図である。不良要因分析システム10は、製品の不良要因を分析するためのものである。不良要因分析システム10には、目標変数についての製品毎のデータである目標変数データと、説明変数についての製品毎のデータである説明変数データとを含むデータ集合が入力として与えられる。目標変数は、製品20が良品か不良品かを決定するために使用される変数であり、説明変数は、製品についての特徴を示す変数である。例えば、圧延鋼板を分析対象の製品20とする場合、硬さ等の試験値を目標変数とし、製造設備(圧延設備)21における温度、圧力、材料の成分等を説明変数とすることができる。図1の例では、製造設備21には温度センサ、圧力センサ等の複数のセンサ22が設置され、これらの複数のセンサによって各製品20の説明変数データが収集される。また、製造設備21で製造された製品20に対して試験装置23によって硬さ試験などの試験が実施され、その試験値が目的変数データとして収集される。
<Configuration of defect factor analysis system>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a defect factor analysis system according to the present embodiment. The defective
図2は、本実施の形態に係る不良要因分析システム10の構成を示すブロック図である。不良要因分析システム10は、コンピュータ11によって実現される。コンピュータ11は、本体110と、入力部120と、表示部130とを備えている。本体110は、CPU111と、ROM112と、RAM113と、ハードディスク114と、入出力インタフェース115と、映像出力インタフェース116とを備えている。CPU111、ROM112、RAM113、ハードディスク114、入出力インタフェース115、及び映像出力インタフェース116は、バスによって相互に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the defect
不良要因分析用のコンピュータプログラムである不良要因分析プログラム150をCPU111が実行することにより、コンピュータ11が不良要因分析システム10として機能する。
When the
ROM112には、CPU111に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。RAM113は、ハードディスク114に記録されている不良要因分析プログラム150の読み出しに用いられる。また、RAM113は、CPU111がコンピュータプログラムを実行するときに、CPU111の作業領域として利用される。
The
ハードディスク114は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU111に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。不良要因分析プログラム150も、このハードディスク114にインストールされている。
The
入出力インタフェース115には、キーボード及びマウスからなる入力部120が接続されている。また、入出力インタフェース115には、センサ22及び試験装置23が接続されている。センサ22及び試験装置23から出力されたデータが入出力インタフェース115を介してCPU111に与えられる。
An
映像出力インタフェース116は、LCDまたはCRT等で構成された表示部130に接続されており、CPU111から与えられた映像データに応じた映像信号を表示部130に出力するようになっている。表示部130は、入力された映像信号にしたがって、画像を表示する。
The
<不良要因分析システムの動作>
次に、不良要因分析システム10の動作について説明する。図3は、本実施の形態に係る不良要因分析システム10による不良要因分析処理の手順を示すフローチャートである。製造設備21が稼働している間、センサ22が説明変数データを収集し、試験装置23が目的変数データを収集する。これらの説明変数データ及び目的変数データを含むデータ集合が、不良要因分析システム10に入力される。又は、オペレータがセンサ22によって計測された説明変数データ、及び試験装置23によって計測された目的変数データを収集し、これらのデータ集合を、入力部120から不良要因分析システム10に手入力することもできる。不良要因分析システム10のCPU111は、このようにして入力されたデータ集合を受け付ける(ステップS11)。
<Operation of defect factor analysis system>
Next, the operation of the defect
図4は、データ集合の一例を示す図である。図4に示す例では、製品毎に製品IDが割り振られ、製品ID毎に、当該製品の目的変数データと説明変数データとが対応付けられる。この例のように、データ集合では、同一製品についての目的変数データと各説明変数データとが対応付けられる。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a data set. In the example shown in FIG. 4, a product ID is assigned to each product, and the objective variable data and the explanatory variable data of the product are associated with each product ID. As in this example, in the data set, the objective variable data for the same product and each explanatory variable data are associated with each other.
CPU111は、入力されたデータ集合について、目的変数データの度数分布(ヒストグラム)を作成する(ステップS12)。図5は、作成された度数分布の一例を示すグラフである。図5において、縦軸は頻度を示し、横軸は目的変数を示している。目的変数は、良品か不良品かを決定する項目の1つとして用いられる。このため、度数分布において、目的変数の値(目的変数データ)の大きさによって、良品と不良品とが偏って分布する。図5に示す例では、目的変数データが大きい領域には不良品が多く含まれ、目的変数データが小さい領域には良品が多く含まれている。また、良品か不良品かの決定には目的変数以外の項目(例えば、製品の成分値等)も使用されることがある。この場合、目的変数だけでは良品か不良品かが決まらないため、度数分布において良品と不良品とが重なって分布する場合がある。図5に示す例では、目的変数データが大きい領域に不良品が偏在しており、目的変数データが小さい領域に良品が偏在しており、また良品と不良品との分布が一部において重なっている。かかる図5に示す度数分布では、目的変数データが最大の領域に含まれる製品は極端な不良品であり、最小の領域に含まれる製品は極端な良品であるといえる。
The
再度図3を参照する。CPU111は、度数分布での目的変数データの代表値を分割点に決定し(ステップS13)、この分割点を挟むように、互いに離れた2つの抽出領域を設定する(ステップS14)。図6は、抽出領域の設定を説明するための度数分布図のグラフである。図6に示すように、度数分布では多くの場合において正規分布またはこれに近い分布を示す。つまり、目的変数データの中間部分において多くの製品が分布し、両端に近づくにしたがって製品が少なくなる。かかる度数分布における目的変数データの代表値、例えば、最頻値、平均値、中央値が分割点μとして設定される。このような代表値は、多くの製品が存在する目的変数データであり、良品の領域と不良品の領域とをよく分ける点であるといえる。また、ステップS14では、CPU111は、分割点μより大きい目的変数データである上側値VUを定め、分割点μより小さい目的変数データである下側値VLを定める。さらにCPU111は、上側値VUと度数分布における目的変数データの最大値Vmaxとの間の領域を、分割点μより目的変数データが大きい抽出領域(以下、「第1抽出領域」という)31に設定し、下側値VLと度数分布における目的変数データの最小値Vminとの間の領域を、分割点μより目的変数データが小さい抽出領域(以下、「第2抽出領域」という)32に設定する。さらに具体的には、CPU111はある正の数aを定め、μ+aをVUとしてVU以上の領域を第1抽出領域31に設定し、μ−aをVLとしてVL以下の領域を第2抽出領域32に設定する。こうして設定された第1抽出領域は、極端な不良品が属する領域であり、第2抽出領域は、極端な良品が属する領域である。
See FIG. 3 again. The
再度図3を参照する。CPU111は、第1抽出領域31に目的変数データが含まれる製品と、第2抽出領域32に目的変数データが含まれる製品とをデータ集合から抽出し、抽出された第1及び第2抽出領域31,32の製品の説明変数データの平均値の差を、特徴量の違いとして説明変数毎に算出する(ステップS15)。例えば、第1抽出領域31に目的変数データが含まれる製品の温度の平均値と、第2抽出領域32に目的変数データが含まれる製品の温度の平均値との差が、特徴量の違いとして算出される。同様にして、圧力、材料成分等の他の説明変数についても特徴量の違いが算出される。
See FIG. 3 again. The
CPU111は、第1又は第2抽出領域31,32の何れかが分割点μに重なっているか否かを判定する(ステップS16)。第1又は第2抽出領域31,32の両方が分割点μに重なっていない場合(ステップS16においてNO)、CPU111は、ステップS14に処理を戻し、第1及び第2抽出領域31,32のそれぞれを互いに近づけるよう、つまり、分割点μに近づけるように再設定する(ステップS14)。さらに具体的に説明すると、CPU111は、aを所定値小さくするように更新し、μ+aを新たな上側値VUとしてVU以上の領域を第1抽出領域31に再設定し、μ−aを新たな下側値VLとしてVL以下の領域を第2抽出領域32に再設定する。CPU111は、再設定された第1及び第2抽出領域31,32について特徴量の違いを算出し(ステップS15)、第1又は第2抽出領域31,32の何れかが分割点μに重なっているか否かを判定する(ステップS16)。こうして、CPU111は、ステップS14乃至S16の処理を繰り返し実行し、説明変数毎に特徴量の違いを複数算出する。
The
次にCPU111は、不良要因についての重要度を説明変数毎に評価する重要度評価処理を実行する(ステップS17)。以下、重要度評価処理について詳細に説明する。図7は、重要度評価処理の手順を示すフローチャートである。重要度は、抽出領域の変化に応じて特徴量の違いがどのように変化したのかを示す指標であり、説明変数の不良要因に対する関連度合いを表している。
Next, the
重要度評価処理において、まずCPU111は、説明変数毎に、特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を作成する(ステップS171)。図8は、特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を例示したグラフである。図8において、縦軸は特徴量の違いを示し、横軸は抽出領域の位置を示している。抽出領域の位置とは、第1及び第2抽出領域31,32の位置のことであり、図8における横軸では、縦軸との交点が、第1及び第2抽出領域31,32が度数分布の両側端に位置することを示し(つまり、aの初期値に対応し)、右方に向かうにしたがって第1及び第2抽出領域31,32が分割点μに近づくこと(つまり、aが減少すること)を示している。ステップS171の処理では、具体的にはCPU111が、説明変数毎に、抽出領域の位置とこれに対応する特徴量の違いとのデータセットを作成したり、抽出領域の位置の順に特徴量の違いを並べたデータセットを作成したりすることにより、特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を作成する。
In the importance evaluation process, the
図8において、実線のグラフが、ある説明変数についての特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を示しており、破線のグラフが、これとは別の説明変数についての特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を示している。実線のグラフでは、第1及び第2抽出領域31,32が度数分布の両側端に位置するときには特徴量の違いが大きく、第1及び第2抽出領域31,32が分割点μに近づくにしたがって特徴量の違いが減少している。つまり、このグラフは、極端な良品が含まれる度数分布の一端側と、極端な不良品が含まれる度数分布の他端側とではこの説明変数についての特徴量の違いが大きく、概ね良品しか含まれない又は良品に近い不良品が含まれる分割点μの近傍では特徴量の違いが小さいことを示している。このため、この説明変数は不良要因に強い関連があるといえる。他方、破線のグラフでは、抽出領域の変化とは無関係に特徴量の違いが変化している。これは、この説明変数についての不良要因との関連性が低いことを示している。
In FIG. 8, the solid line graph shows the relationship between the difference in the feature amount for one explanatory variable and the position of the extraction region, and the broken line graph shows the difference in the feature amount for another explanatory variable. The relationship with the position of the extraction area is shown. In the solid line graph, when the first and
再度図7を参照する。次にCPU111は、作成された特徴量の違いと抽出領域の位置との関係の一次近似式とn次近似式(nは2以上の整数)を算出し(ステップS172)、次式にしたがって重要度を算出する(ステップS173)。
(重要度)=λ×(一次近似式の傾きの絶対値)−(n次近似式とデータとの誤差の合計)
但し、上式におけるλは定数である。抽出領域の位置に対して特徴量の違いの変化が大きい程、一次近似式の傾きの絶対値は大きくなる。このため、一次近似式の傾きの絶対値は、その説明変数の不良要因との関連の強さを表している。また、図8の実線で示すグラフのように、抽出領域の位置に応じて特徴量の違いが滑らかに変化する説明変数では、n次近似式によって特徴量の違いと抽出領域の位置との関係をよく近似できるため、n次近似式とデータとの誤差が小さくなる。これに対して、図8の破線で示すグラフのように、抽出領域の位置と無関係に特徴量の違いが変化する説明変数では、n次近似式による近似が困難であり、n次近似式とデータとの誤差が大きくなる。このため、n次近似式とデータとの誤差は、抽出領域の位置と無関係に変化するような説明変数では大きくなる。以上より、上記の重要度は、不良要因との関連が強い説明変数ほど大きくなり、抽出領域の位置と無関係に変化するような説明変数ほど小さくなる。
See FIG. 7 again. Next, the
(Importance) = λ × (absolute value of slope of first-order approximation formula)-(total error between nth-order approximation formula and data)
However, λ in the above equation is a constant. The larger the change in the feature amount with respect to the position of the extraction region, the larger the absolute value of the slope of the first-order approximation formula. Therefore, the absolute value of the slope of the first-order approximation formula represents the strength of the relationship with the defect factor of the explanatory variable. Further, as shown in the graph shown by the solid line in FIG. 8, in the explanatory variable in which the difference in the feature amount changes smoothly according to the position of the extraction region, the relationship between the difference in the feature amount and the position of the extraction region is determined by the nth-order approximation formula. Can be approximated well, so that the error between the nth-order approximation formula and the data becomes small. On the other hand, as shown in the graph shown by the broken line in FIG. 8, it is difficult to approximate by the n-th order approximation formula with the explanatory variable in which the difference in the feature amount changes regardless of the position of the extraction region. The error with the data becomes large. Therefore, the error between the n-th order approximation formula and the data becomes large for the explanatory variables that change regardless of the position of the extraction region. From the above, the above-mentioned importance becomes larger as the explanatory variable is more strongly related to the defect factor, and becomes smaller as the explanatory variable changes regardless of the position of the extraction region.
次にCPU111は、上記のようにして算出された重要度を比較し、重要度が予め定めた基準値以上の説明変数を重要変数として選択し、ハードディスク114に記憶する(ステップS174)。以上で、重要度評価処理を終了する。
Next, the
再度図3を参照する。CPU111は、重要度評価処理による評価結果を表示部130に表示させる(ステップS18)。この表示画面では、ステップS174において選択された重要変数が表示される。また、重要変数が複数の場合、重要度の順で並べられたり、重要度の順位を付されたりして重要変数が表示される。これにより、オペレータは表示部130の表示画面を参照することで、どの説明変数が重要変数であるのか、また、重要変数の中でも重要度の高いものはどれなのかを特定することができる。重要度の評価結果を出力すると、CPU111は、不良要因分析処理を終了する。
See FIG. 3 again. The
(実施の形態2)
本実施の形態では、不良要因分析システム10が、第1及び第2抽出領域の幅を一定としつつ、これらを互いに近づけるように繰り返し設定する。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, the defect
<不良要因分析システムの構成>
本実施の形態に係る不良要因分析システムの構成は、実施の形態1に係る不良要因分析システム10の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
<Configuration of defect factor analysis system>
Since the configuration of the defect factor analysis system according to the present embodiment is the same as the configuration of the defect
<不良要因分析システムの動作>
本実施の形態に係る不良要因分析システム10の動作について説明する。図9は、本実施の形態に係る不良要因分析システム10による不良要因分析処理の手順を示すフローチャートである。ステップS11〜S13の処理については、実施の形態1において説明したものと同様であるので、その説明を省略する。
<Operation of defect factor analysis system>
The operation of the defect
分割点を決定すると、CPU111は、この分割点を挟むように、予め設定された領域幅の2つの抽出領域を設定する(ステップS24)。図10は、抽出領域の設定を説明するための度数分布図のグラフである。ステップS24では、CPU111は、分割点μより大きい目的変数データである上側値VUを定め、分割点μより小さい目的変数データである下側値VLを定める。さらにCPU111は、上側値VUから所定の領域幅dだけ目的変数データが大きい領域を、分割点μより目的変数データが大きい第1抽出領域231に設定し、下側値VLから領域幅dだけ目的変数データが小さい領域を、分割点μより目的変数データが小さい第2抽出領域232に設定する。さらに具体的には、CPU111はある正の数aを定め、μ+a以上μ+a+d以下の領域を第1抽出領域231に設定し、μ−a以下μ−a−d以上の領域を第2抽出領域232に設定する。
When the division point is determined, the
再度図9を参照する。CPU111は、第1抽出領域31に目的変数データが含まれる製品と、第2抽出領域32に目的変数データが含まれる製品とをデータ集合から抽出し、抽出された第1及び第2抽出領域31,32の製品の説明変数データの平均値の差を、特徴量の違いとして説明変数毎に算出する(ステップS15)。次に、CPU111は、第1又は第2抽出領域231,232の何れかが分割点μに重なっているか否かを判定する(ステップS16)。第1又は第2抽出領域231,232の両方が分割点μに重なっていない場合(ステップS16においてNO)、CPU111は、ステップS24に処理を戻し、第1及び第2抽出領域31,32のそれぞれを互いに近づけるよう、つまり、分割点μに近づけるように再設定する(ステップS24)。さらに具体的に説明すると、CPU111は、aを所定値小さくするように更新し、μ+aを新たな上側値VUとして、前回と同一の領域幅dだけ上側値VUから目的変数データが大きい領域を第1抽出領域231に再設定し、μ−aを新たな下側値VLとしてVLから領域幅dだけ目的変数データが小さい領域を第2抽出領域232に再設定する。CPU111は、再設定された第1及び第2抽出領域31,32について特徴量の違いを算出し(ステップS15)、第1又は第2抽出領域31,32の何れかが分割点μに重なっているか否かを判定する(ステップS16)。こうして、CPU111は、ステップS24、S15、S16の処理を繰り返し実行し、説明変数毎に特徴量の違いを複数算出する。
See FIG. 9 again. The
ステップS17〜S18の処理については、実施の形態1において説明したものと同様であるので、その説明を省略する。 Since the processes of steps S17 to S18 are the same as those described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
以上のように構成したことにより、2つの抽出領域の領域幅が固定された状態でこれらの抽出領域が互いに近づくように再設定される。したがって、抽出領域が再設定の度に拡大されるのではなく、極端な不良品及び極端な良品が含まれる度数分布の両側から概ね良品しか含まれない又は良品に近い不良品が含まれる分割点μの近傍へと、同じ領域幅で抽出領域が順次移動することになる。このため、特徴量の違いは、実施の形態1に比べて不良要因をより一層強く反映したものとなり、かかる特徴量の違いを用いて算出される重要度は、説明変数の不良要因に対する関連度合いをより顕著に表したものとなる。 With the above configuration, the region widths of the two extraction regions are fixed and the extraction regions are reset so as to approach each other. Therefore, the extraction area is not expanded every time the setting is made, but a division point in which only good products are included or close to good products are included from both sides of the frequency distribution in which extremely defective products and extremely non-defective products are included. The extraction area is sequentially moved to the vicinity of μ with the same area width. Therefore, the difference in the feature amount more strongly reflects the defect factor as compared with the first embodiment, and the importance calculated by using the difference in the feature amount is the degree of relevance of the explanatory variable to the defect factor. Is more prominently represented.
<実施例>
ある試験値を目的変数とし、計測値等の5つの要素を説明変数(変数1〜5)として、ある製品に実施の形態1に係る不良要因分析方法を適用した。図11は、本実施例において算出された特徴量の違いと抽出領域の位置との関係を示すグラフである。図11において、縦軸は特徴量の違いを示し、横軸は抽出領域の位置(具体的には、aの値)を示している。この実施例では、分割点μが1055.202となった。図11に示すように、特徴量の違いが最も大きい説明変数は変数4である。変数4は、抽出領域が互いに離れているほど特徴量の違いが大きく、互いに近づくほど(分割点μに近づくほど)特徴量の違いが小さくなっている。また、変数4では、特徴量の違いの変化は概ね滑らかである。変数3は、変数4に次いで特徴量の違いが大きく、抽出領域の位置が分割点μに近づくにしたがって、少々ばらつきながら特徴量の違いが減少している。変数1は、特徴量の違いの変化は滑らかであるが、その変化量は小さい。変数2は、抽出領域の位置の全域にわたって、特徴量の違いが殆ど変化していない。変数5は、抽出領域の位置の変化に応じて特徴量の違いが少し増加しており、またばらつきが大きい。
<Example>
The defect factor analysis method according to the first embodiment was applied to a certain product by using a certain test value as an objective variable and five elements such as a measured value as explanatory variables (variables 1 to 5). FIG. 11 is a graph showing the relationship between the difference in the feature amount calculated in this embodiment and the position of the extraction region. In FIG. 11, the vertical axis shows the difference in the feature amount, and the horizontal axis shows the position of the extraction region (specifically, the value of a). In this example, the division point μ was 1055.202. As shown in FIG. 11, the explanatory variable having the largest difference in features is variable 4. In the variable 4, the difference in the feature amount is larger as the extraction regions are farther from each other, and the difference in the feature amount is smaller as the extraction regions are closer to each other (closer to the division point μ). Further, in the variable 4, the change in the difference in the feature amount is generally smooth. The difference in the feature amount of the variable 3 is the second largest after the variable 4, and the difference in the feature amount decreases as the position of the extraction region approaches the division point μ, although the difference is a little. In variable 1, the change in the feature amount is smooth, but the change amount is small. In the variable 2, the difference in the feature amount hardly changes over the entire position of the extraction region. In the variable 5, the difference in the feature amount slightly increases according to the change in the position of the extraction region, and the variation is large.
上記のような変数1〜5のそれぞれについて、λ=1.5、n=2として重要度を算出した結果を次表に示す。この表では、重要度について降順に説明変数を並べている。
抽出領域が互いに離れているほど特徴量の違いが大きく、互いに近づくほど特徴量の違いが小さい、即ち、一次近似式の傾きの絶対値が大きい変数4についての重要度が最も高い。また、特徴量の違いのばらつきが大きい変数5は、二次近似式とデータとの誤差が大きいため重要度が低くなっている。最も重要度が小さい説明変数は変数2であり、これは、一次近似式の傾きの絶対値が小さいためであると考えられる。 The farther the extraction regions are from each other, the larger the difference in the features, and the closer they are to each other, the smaller the difference in the features. That is, the variable 4 having a large absolute value of the slope of the linear approximation formula has the highest importance. Further, the variable 5 having a large variation in the difference in the feature amount has a low importance because the error between the quadratic approximation formula and the data is large. The explanatory variable with the least importance is variable 2, which is considered to be because the absolute value of the slope of the linear approximation formula is small.
(その他の実施の形態)
上述した実施の形態1においては、度数分布において分割点μよりa大きい上側値VUと分割点μよりa小さい下側値VLとを定め、上側値VUと目的変数データの最大値Vmaxとの間を第1抽出領域31とし、下側値VLと目的変数データの最小値Vminとの間を第2抽出領域32として設定する構成について述べ、実施の形態2においては、上側値VUから領域幅dだけ目的変数データが大きい領域を第1抽出領域231とし、下側値VLから領域幅dだけ目的変数データが小さい領域を第2抽出領域232として設定する構成について述べた。しかし、度数分布において互いに離れた2つの抽出領域を設定する構成であれば、上記に限定されるものではない。例えば、度数分布において分割点μよりa大きい上側値Vuと、分割点μよりaとは異なるbだけ小さい下側値Vlとを定め、上側値Vuと目的変数データの最大値Vmaxとの間を第1抽出領域とし、下側値Vlと目的変数データの最小値Vminとの間を第2抽出領域として設定することもできるし、上側値Vlから領域幅d1だけ目的変数データが大きい領域を第1抽出領域とし、下側値Vlからd1とは異なる領域幅d2だけ目的変数データが小さい領域を第2抽出領域として設定することもできる。また、第1及び第2抽出領域の属性値(抽出領域の領域幅、抽出領域の面積、抽出領域に目的変数が含まれる製品数等)に基づいて、度数分布において互いに離れた位置に第1及び第2抽出領域を設定する構成としてもよい。例えば、第1及び第2抽出領域の面積が同じとなるように第1及び第2抽出領域を設定してもよいし、第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数が同じとなるように第1及び第2抽出領域を設定してもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment described above, the upper value V U larger than the dividing point μ and the lower value VL smaller than the dividing point μ are determined in the frequency distribution, and the upper value V U and the maximum value V of the objective variable data are defined. A configuration is described in which the
また、上述した実施の形態1においては、上側値VUと下側値VLとを互いに近づけるように更新し、新たな上側値VUと目的変数データの最大値Vmaxとの間を第1抽出領域31として再設定し、新たな下側値VLと目的変数データの最小値Vminとの間を第2抽出領域32として再設定する構成について述べ、実施の形態2においては、領域幅dを変えずに第1及び第2抽出領域231,232を互いに近づけるように再設定する構成について述べた。しかし、互いに近づくように2つの抽出領域を再設定する構成であれば、上記に限定されるものではない。第1及び第2抽出領域の領域幅とは異なる属性値(抽出領域の面積、抽出領域に目的変数が含まれる製品数等)に基づいて、第1及び第2抽出領域を再設定する構成としてもよい。例えば、第1及び第2抽出領域それぞれの面積を変化させずにこれらを互いに近づけるように再設定することもできるし、第1及び第2抽出領域それぞれに含まれる製品数を変化させずにこれらを互いに近づけるように再設定することもできる。また、同一の時点における第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数が同じであれば、再設定の前後における第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数は異なっていてもよい。つまり、第1回目に設定された第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数をP1、第2回目に設定された第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数をP2、第3回目に設定された第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数をP3、…、第n回目に設定された第1及び第2抽出領域のそれぞれに目的変数が含まれる製品数をPnとしてもよい。ここで、P1,P2,P3,…,Pnは任意の自然数であり、これらは互いに異なっていてもよい。
Further, in the first embodiment described above, the upper value V U and the lower value V L are updated so as to be close to each other, and the new upper value V U and the maximum value V max of the objective variable data are set between the new upper value V U and the maximum value V max of the objective variable data. 1 The configuration of resetting as the
また、上述した実施の形態1及び2においては、第1及び第2抽出領域に含まれる製品の説明変数データの平均値の差を、特徴量の違いとして算出する構成について述べたが、これに限定されるものではない。第1及び第2抽出領域に含まれる製品の説明変数データの代表値(例えば、中央値)の差を、特徴量の違いとすることもできる。 Further, in the above-described first and second embodiments, the configuration in which the difference in the average value of the explanatory variable data of the products included in the first and second extraction regions is calculated as the difference in the feature amount has been described. Not limited. The difference between the representative values (for example, the median value) of the explanatory variable data of the products included in the first and second extraction regions can be used as the difference in the feature amount.
また、上述した実施の形態1及び2では、単一のコンピュータ11によって不良要因分析プログラム150のすべての処理が実行される構成について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、不良要因分析プログラム150と同様の処理を、複数の装置(コンピュータ)により分散して実行する分散システムとすることも可能である。
Further, in the above-described first and second embodiments, the configuration in which all the processes of the defect
本発明の不良要因分析システム及び不良要因分析方法は、製品の不良要因を分析するための不良要因分析システム及び不良要因分析方法等として有用である。 The defective factor analysis system and the defective factor analysis method of the present invention are useful as a defective factor analysis system and a defective factor analysis method for analyzing defective factors of a product.
10 不良要因分析システム
11 コンピュータ
110 本体
120 入力部
130 表示部
111 CPU
112 ROM
113 RAM
114 ハードディスク
115 入出力インタフェース
116 映像出力インタフェース
150 不良要因分析プログラム
20 製品
21 製造設備
22 センサ
23 試験装置
31,231 第1抽出領域
32,232 第2抽出領域
10 Defective
112 ROM
113 RAM
114
Claims (13)
前記度数分布作成手段によって作成された前記度数分布における互いに離れた2つの抽出領域を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された前記2つの抽出領域のうちの一方に前記目的変数データが含まれる製品と、他方に前記目的変数データが含まれる製品との間における前記説明変数データの差を表す特徴量の違いを、前記説明変数毎に算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記特徴量の違いに基づいて、説明変数の不良要因に対する関連度合いを重要度として評価する重要度評価手段と、
前記重要度評価手段による評価結果を出力する出力部と
を備え、
前記設定手段は、前記算出手段によって前記特徴量の違いが算出された後、前記2つの抽出領域を互いに近づけるよう再設定するように構成されており、
前記算出手段は、前記2つの抽出領域が再設定されると、再設定された前記2つの抽出領域についての前記特徴量の違いを前記説明変数毎に算出するように構成されており、
前記重要度評価手段は、前記算出手段によって算出された複数の前記特徴量の違いに基づいて、前記重要度を評価するように構成されている、
不良要因分析システム。 A plurality of product-specific objective variable data for the objective variable used to determine whether the product is good or defective, and the plurality of product-specific explanatory variables for each of the plurality of explanatory variables that separately indicate the characteristics of the product. For a data set including data, a frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the objective variable data, and
A setting means for setting two extraction regions separated from each other in the frequency distribution created by the frequency distribution creating means, and a setting means.
A feature representing the difference between the explanatory variable data between a product containing the objective variable data in one of the two extraction regions set by the setting means and a product containing the objective variable data in the other. A calculation means for calculating the difference in quantity for each of the explanatory variables, and
Based on the difference in the feature amount calculated by the calculation means, the importance evaluation means for evaluating the degree of relevance of the explanatory variable to the defective factor as the importance, and the importance evaluation means.
It is equipped with an output unit that outputs the evaluation result by the importance evaluation means .
The setting means is configured to reset the two extraction regions so that they are close to each other after the difference in the feature amount is calculated by the calculation means.
The calculation means is configured to calculate, for each of the explanatory variables, the difference in the feature amount of the two reset extraction regions when the two extraction regions are reset.
The importance evaluation means is configured to evaluate the importance based on the difference between the plurality of feature quantities calculated by the calculation means.
Defective factor analysis system.
請求項1に記載の不良要因分析システム。 The setting means is configured to set the two extraction regions based on a predetermined attribute value of the extraction region.
The defect factor analysis system according to claim 1.
請求項2に記載の不良要因分析システム。 The setting means is configured to set the two extraction regions so that the attribute values of the two extraction regions are the same.
The defective factor analysis system according to claim 2.
請求項1乃至3の何れかに記載の不良要因分析システム。 The setting means determines an upper value which is the objective variable data separated from each other in the frequency distribution and a lower value smaller than the upper value, and the maximum value of the objective variable data in the upper value and the frequency distribution. The area between the two is set as one of the extraction areas, and the area between the lower value and the minimum value of the objective variable data in the frequency distribution is set as the other extraction area. After the calculation, the two extraction regions are configured to be reset by changing the upper value and the lower value so as to be close to each other.
The defect factor analysis system according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4の何れかに記載の不良要因分析システム。 The setting means is configured to reset the two extraction regions without changing predetermined attribute values of the two extraction regions after the difference in the feature amount is calculated by the calculation means.
The defect factor analysis system according to any one of claims 1 to 4.
請求項2、3又は5に記載の不良要因分析システム。 The attribute value is the area width of the extraction area.
The defect factor analysis system according to claim 2, 3 or 5.
請求項2、3又は5に記載の不良要因分析システム。 The attribute value is the area of the extraction area.
The defect factor analysis system according to claim 2, 3 or 5.
請求項2、3又は5に記載の不良要因分析システム。 The attribute value is the number of products in which the objective variable is included in the extraction region.
The defect factor analysis system according to claim 2, 3 or 5.
請求項1乃至8の何れかに記載の不良要因分析システム。 The importance evaluation means calculates an approximate expression of the relationship between the difference in the feature amount and the position of the extraction region on the frequency distribution, and based on the calculated approximate expression, the importantness is described for each of the explanatory variables. It is configured to calculate the degree,
The defect factor analysis system according to any one of claims 1 to 8.
請求項9に記載の不良要因分析システム。 The importance evaluation means calculates the first-order approximation formula and the n-th order approximation formula (n is an integer of 2 or more) of the relationship, and based on the calculated first-order approximation formula and the nth-order approximation formula, for each of the explanatory variables. Is configured to calculate the importance of
The defective factor analysis system according to claim 9.
前記設定手段は、前記決定手段によって決定された前記分割点を挟むよう前記2つの抽出領域を設定するように構成されている、
請求項1乃至10の何れかに記載の不良要因分析システム。 Further provided with a determination means for determining the representative value of the objective variable data in the frequency distribution created by the frequency distribution creation means as a division point.
The setting means is configured to set the two extraction regions so as to sandwich the division point determined by the determination means.
The defect factor analysis system according to any one of claims 1 to 10.
前記重要度評価手段は、前記2つの抽出領域の何れかが前記分割点と重なっている場合に、前記重要度を評価するように構成されている、
請求項11に記載の不良要因分析システム。 After the difference in the feature amount is calculated by the calculation means, the setting means sets each of the two extraction regions as the division point when both of the two extraction regions do not overlap with the division point. It is configured to be reconfigured to be closer
The importance evaluation means is configured to evaluate the importance when any of the two extraction regions overlaps with the division point.
The defect factor analysis system according to claim 11.
作成された前記度数分布における互いに離れた2つの抽出領域を設定するステップと、
設定された前記2つの抽出領域のうちの一方に前記目的変数データが含まれる製品と、他方に前記目的変数データが含まれる製品との間における前記説明変数データの差を表す特徴量の違いを、前記説明変数毎に算出するステップと、
算出された前記特徴量の違いに基づいて、説明変数の不良要因に対する関連度合いを重要度として評価するステップと、
評価結果を出力するステップと
を有し、
前記設定するステップにおいて、前記算出するステップにて前記特徴量の違いが算出された後、前記2つの抽出領域を互いに近づけるよう再設定し、
前記算出するステップにおいて、前記2つの抽出領域が再設定されると、再設定された前記2つの抽出領域についての前記特徴量の違いを前記説明変数毎に算出し、
前記評価するステップにおいて、前記算出するステップにて算出された複数の前記特徴量の違いに基づいて、前記重要度を評価する、
不良要因分析方法。 A plurality of product-specific objective variable data for the objective variable used to determine whether the product is good or defective, and the plurality of product-specific explanatory variables for each of the plurality of explanatory variables that separately indicate the characteristics of the product. For the data set including the data, the step of creating the frequency distribution of the objective variable data and
A step of setting two extraction regions separated from each other in the created frequency distribution, and
The difference in the feature amount representing the difference in the explanatory variable data between the product in which the objective variable data is contained in one of the two set extraction regions and the product in which the objective variable data is contained in the other. , Steps to calculate for each explanatory variable,
Based on the calculated difference in the feature amount, the step of evaluating the degree of relevance of the explanatory variable to the defective factor as the importance, and
Possess and outputting the evaluation result,
In the step of setting, after the difference in the feature amount is calculated in the step of calculating, the two extraction regions are reset so as to be close to each other.
When the two extraction regions are reset in the calculation step, the difference in the feature amounts of the reset two extraction regions is calculated for each of the explanatory variables.
In the evaluation step, the importance is evaluated based on the difference between the plurality of feature quantities calculated in the calculation step.
Defective factor analysis method.
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