JP7184997B2 - State determination device and state determination method - Google Patents

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本発明は、状態判定装置及び状態判定方法に関し、特に射出成形機の保守を補助する状態判定装置及び状態判定方法に関する。 The present invention relates to a state determination device and state determination method, and more particularly to a state determination device and state determination method for assisting maintenance of an injection molding machine.

射出成形機等の産業機械の保守は定期的あるいは異常発生時に行っている。産業機械を保守する際には、産業機械の動作時に記録しておいた該産業機械の動作状態を示す物理量を用いることにより、保守担当者が該産業機械の動作状態の異常有無を判定し、異常が生じた部品の交換などの保守作業を行なう。 Maintenance of industrial machines such as injection molding machines is performed regularly or when an abnormality occurs. When maintaining an industrial machine, a maintenance person determines whether there is an abnormality in the operating state of the industrial machine by using the physical quantity that indicates the operating state of the industrial machine, which is recorded during the operation of the industrial machine. Carry out maintenance work such as replacement of defective parts.

例えば、産業機械の一種である射出成形機が備える射出シリンダの逆流防止弁の保守作業としては、定期的に射出シリンダからスクリュを抜き出して、逆流防止弁の寸法を直接測定する方法が知られている。しかしながら、この方法では生産を一旦停止して、測定作業を行わなくてはならず、生産性が低下するという問題が有った。 For example, as a maintenance work for the check valve of the injection cylinder of an injection molding machine, which is a type of industrial machinery, there is a known method of periodically removing the screw from the injection cylinder and directly measuring the dimensions of the check valve. there is However, this method has the problem that the production must be temporarily stopped and the measurement work must be performed, resulting in a decrease in productivity.

この様な問題を解決するための従来技術として、射出シリンダからスクリュを抜き出す等の作業で生産を一旦停止させることなく間接的に射出シリンダの逆流防止弁の摩耗量を検出して異常を診断する方法として、スクリュに加わる回転トルクを検出したり、樹脂がスクリュ後方へ逆流する現象を検出したりすることで、異常を診断する方法が知られている。 As a conventional technique for solving such a problem, abnormality is diagnosed by indirectly detecting the amount of wear of the check valve of the injection cylinder without temporarily stopping production by work such as extracting the screw from the injection cylinder. As a method, there is known a method of diagnosing an abnormality by detecting the rotational torque applied to the screw or by detecting a phenomenon in which the resin flows backward to the rear of the screw.

例えば特許文献1には、スクリュの回転方法に作用する回転トルクを測定して許容範囲を超えたら異常と判定することが示されている。また、特許文献2,3には、駆動部の負荷や樹脂圧力などを教師あり学習によって異常を診断することが示されている。更に、特許文献4,5には、時系列データを用いて機械学習をする手法が示されている。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200002 discloses that the rotational torque acting on the method of rotating the screw is measured, and if it exceeds the allowable range, it is judged to be abnormal. Further, Patent Documents 2 and 3 disclose that an abnormality is diagnosed by supervised learning of the load of the drive unit, the resin pressure, and the like. Furthermore, Patent Documents 4 and 5 disclose techniques for machine learning using time-series data.

特開平01-168421号公報JP-A-01-168421 特開2017-030221号公報JP 2017-030221 A 特開2017-202632号公報JP 2017-202632 A 特開2018-097616号公報JP 2018-097616 A 特開2017-188030号公報JP 2017-188030 A

しかしながら、射出成形機の駆動部を構成する要素の諸元が異なる機械では、該機械より得られる測定値と機械学習時に入力した学習データの数値との乖離が大きく、正しく機械学習による診断ができないという課題がある。また、射出成形機が製造する成形品の原材料である樹脂の種類や、射出成形機の付帯設備である金型、金型温調機、樹脂乾燥機などが機械学習時とは異なる種類であると、正しく機械学習による診断ができないという課題が生じる。 However, in machines with different specifications of the elements that make up the driving part of the injection molding machine, the difference between the measured values obtained from the machine and the numerical values of the learning data input during machine learning is large, and correct diagnosis by machine learning cannot be performed. There is a problem. In addition, the type of resin, which is the raw material of the molded product manufactured by the injection molding machine, the type of mold, mold temperature controller, resin dryer, etc. Then, there arises a problem that a correct diagnosis cannot be made by machine learning.

このような課題を解決して機械学習の診断精度をあげるには、機械学習の学習モデルを作成する際に、多種多様な学習条件を準備して機械学習させる必要がある。しかしながら、多種多様な射出成形機、樹脂、付帯設備、を揃えて機械学習することは、多くのコストを要する。そのうえ、機械を運転する際には、樹脂やワーク等の原材料も用意する必要があり、学習データを取得するために要する原材料のコストも大きい。また、学習データを取得する作業に、多くの時間を要する。そのため、効率的に学習データを収集できないという課題があった。 In order to solve such problems and increase the diagnostic accuracy of machine learning, it is necessary to prepare a wide variety of learning conditions and carry out machine learning when creating a learning model for machine learning. However, machine learning with a wide variety of injection molding machines, resins, and incidental equipment requires a lot of costs. In addition, raw materials such as resins and workpieces must be prepared when operating the machine, and the cost of the raw materials required to acquire the learning data is high. Moreover, it takes a lot of time to acquire the learning data. Therefore, there was a problem that learning data could not be efficiently collected.

ここで、射出成形機が製造する成形品の原材料である樹脂を交換したり、射出成形機の付帯設備である金型を交換したり、金型温調機や樹脂乾燥機などの周辺機器や射出成形機の運転を開始したり直後であったり、射出成形機の運転に係る射出条件や保圧条件などの運転条件を変更したり、射出成形機が正常に動作しないアラーム状態においては、射出成形機より取得される時系列データが機械学習に不適切な場合がある。しかしながら、従来技術では、不適切な学習データをも機械学習して学習モデルを導いたり、不適切な学習データを診断するなど、機械の動作状態を正しく診断できない課題があった。 Here, we replace the resin that is the raw material of the molded product manufactured by the injection molding machine, replace the mold that is ancillary equipment of the injection molding machine, and perform peripheral equipment such as mold temperature controllers and resin dryers. When the operation of the injection molding machine is started or immediately after it is started, when the operating conditions such as the injection condition or holding pressure condition related to the operation of the injection molding machine are changed, or when the injection molding machine does not operate normally in an alarm state, the injection Time-series data obtained from molding machines may be inappropriate for machine learning. However, in the prior art, there is a problem in that the operating state of the machine cannot be correctly diagnosed, such as by performing machine learning on inappropriate learning data to derive a learning model, or by diagnosing inappropriate learning data.

そのため、容易に不適切な学習データを排除して精度良く機械学習を行い、その学習結果を用いて様々な産業機械の保守を補助することを可能とする状態判定装置及び状態判定方法が望まれている。 Therefore, there is a demand for a state determination device and a state determination method that can easily eliminate inappropriate learning data, perform machine learning with high accuracy, and use the learning results to assist maintenance of various industrial machines. ing.

本発明の一態様による状態判定装置では、機械学習に入力する学習データに関して、例えばアラーム中の時系列データであったり、機械の運転を開始した直後や金型を交換した直後の時系列データ、または機械の運転に係る射出条件や保圧条件などの成形条件の設定値を変更した直後の時系列データ等、射出成形機の運転状態や操作状態に変化が生じたり、成形が不安定な状態の時系列データを学習データから除外して機械学習することによって高精度の学習モデルを導き、前記の課題を解決する。 In the state determination device according to one aspect of the present invention, learning data to be input to machine learning is, for example, time-series data during an alarm, time-series data immediately after starting operation of the machine or immediately after replacing the mold, Or, time-series data immediately after changing the set values of molding conditions such as injection conditions and holding pressure conditions related to machine operation, changes in the operation state or operation state of the injection molding machine, or a state in which molding is unstable By excluding the time-series data from the learning data and performing machine learning, a highly accurate learning model is derived to solve the above problems.

そして、本発明の一態様は、複数の射出成形機を管理する管理装置であって、前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを抽出するための抽出条件を前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて記憶する抽出条件記憶部と、前記抽出条件記憶部に記憶される抽出条件に従って、前記データ取得部が取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出部と、を備えた管理装置である。
本発明の他の態様は、射出成形機を制御する制御装置であって、前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得部と、前記データ取得部が取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを抽出するための抽出条件を前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて記憶する抽出条件記憶部と、前記抽出条件記憶部に記憶される抽出条件に従って、前記データ取得部が取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出部と、を備えた制御装置である。
Further, one aspect of the present invention is a management device that manages a plurality of injection molding machines, and is a data acquisition unit that acquires time-series data acquired in one cycle process related to the injection molding machine as one piece of data. and an extraction condition for extracting data to be used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit by associating a change in the operating state of the injection molding machine or a change in the operating state with a predetermined number of cycles. an extraction condition storage unit for storing; a learning data extraction unit for extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit according to the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit; is a management device with
Another aspect of the present invention is a control device for controlling an injection molding machine, comprising: a data acquisition unit that acquires time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine as one piece of data; Extraction that stores an extraction condition for extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit in association with a change in the operating state or the change in the operating state of the injection molding machine and a predetermined number of cycles. a condition storage unit; and a learning data extraction unit for extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit according to the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit. It is a control device.

本発明の他の態様は、複数の射出成形機を管理する管理装置における機械学習に係るデータ抽出方法であって、前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得ステップと、前記射出成形機から取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて抽出する抽出条件に従って、前記データ取得ステップが取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出ステップと、を実行するデータ抽出方法である。
本発明の他の態様は、射出成形機を制御する制御装置における機械学習に係るデータ抽出方法であって、前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得ステップと、前記射出成形機から取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて抽出する抽出条件に従って、前記データ取得ステップが取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出ステップと、を実行するデータ抽出方法である。
Another aspect of the present invention is a data extraction method related to machine learning in a management device that manages a plurality of injection molding machines, wherein time-series data acquired in one cycle of processes related to the injection molding machine is a data acquisition step of acquiring data, and data acquired from the injection molding machine to be used for processing related to machine learning is associated with changes in the operating state of the injection molding machine or changes in the operating state and a predetermined number of cycles. and a learning data extraction step of extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition step according to an extraction condition to be extracted.
Another aspect of the present invention is a data extraction method related to machine learning in a control device that controls an injection molding machine, wherein time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine is used as one data. a data acquisition step for acquiring data to be used for processing related to machine learning from the data acquired from the injection molding machine, and extracting data by associating a change in the operating state of the injection molding machine or a change in the operating state with a predetermined number of cycles; and a learning data extraction step of extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition step according to an extraction condition.

本発明の一態様により、射出成形機の運転状態や操作状態に変化が生じた際に取得されたデータや、成形が不安定な状態で取得されたデータを学習データから除外して機械学習することが可能となり、機械学習の判定精度の向上が期待できる。 According to one aspect of the present invention, machine learning is performed by excluding data acquired when a change occurs in the operating state or operation state of an injection molding machine or data acquired when molding is unstable from learning data. This makes it possible to expect improvements in the accuracy of machine learning decisions.

一実施形態による状態判定装置の概略的なハードウェア構成図である。1 is a schematic hardware configuration diagram of a state determination device according to an embodiment; FIG. 第1実施形態による状態判定装置の概略的な機能ブロック図である。1 is a schematic functional block diagram of a state determination device according to a first embodiment; FIG. 抽出条件の例を示す図である。It is a figure which shows the example of extraction conditions. 学習データ抽出部による学習用のデータの抽出例を示す図である。It is a figure which shows the example of extraction of the data for learning by a learning data extraction part. 学習データ抽出部による学習用のデータの他の抽出例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of extraction of learning data by a learning data extraction unit; 学習データ抽出部による学習用のデータの他の抽出例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of extraction of learning data by a learning data extraction unit; 第2実施形態による状態判定装置の概略的な機能ブロック図である。It is a schematic functional block diagram of the state determination apparatus by 2nd Embodiment. 異常状態の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of an abnormal state.

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1は一実施形態による機械学習装置を備えた状態判定装置の要部を示す概略的なハードウェア構成図である。本実施形態の状態判定装置1は、例えば産業機械を制御する制御装置上に実装することができる。また、本実施形態の状態判定装置1は、産業機械を制御する制御装置と併設されたパソコンや、該制御装置と有線/無線のネットワークを介して接続された管理装置3、エッジコンピュータ、フォグコンピュータ、クラウドサーバ等のコンピュータとして実装することができる。本実施形態では、状態判定装置1を、産業機械としての射出成形機を制御する制御装置とネットワークを介して接続されたコンピュータとして実装した場合の例を示す。なお、以下の各実施形態では、産業機械として射出成形機を例に取り説明するが、本発明の状態判定装置1が状態を判定する対象とする産業機械としては、射出成形機、工作機械、ロボット、鉱山機械、木工機械、農業機械、建設機械等を対象とすることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic hardware configuration diagram showing essential parts of a state determination device equipped with a machine learning device according to one embodiment. The state determination device 1 of this embodiment can be mounted, for example, on a control device that controls an industrial machine. In addition, the state determination device 1 of the present embodiment includes a personal computer installed together with a control device that controls industrial machinery, a management device 3 connected to the control device via a wired/wireless network, an edge computer, a fog computer, and so on. , a computer such as a cloud server. This embodiment shows an example in which the state determination device 1 is implemented as a computer connected via a network to a control device that controls an injection molding machine as an industrial machine. In each of the following embodiments, an injection molding machine will be described as an industrial machine. Examples of industrial machines whose states are to be judged by the state judging device 1 of the present invention include injection molding machines, machine tools, Robots, mining machines, woodworking machines, agricultural machines, construction machines, etc. can be targeted.

本実施形態による状態判定装置1が備えるCPU11は、状態判定装置1を全体的に制御するプロセッサである。CPU11は、ROM12に格納されたシステム・プログラムをバス20を介して読み出し、該システム・プログラムに従って状態判定装置1全体を制御する。RAM13には一時的な計算データ、入力装置71を介して作業者が入力した各種データ等が一時的に格納される。 The CPU 11 included in the state determination device 1 according to this embodiment is a processor that controls the state determination device 1 as a whole. The CPU 11 reads the system program stored in the ROM 12 via the bus 20, and controls the entire state determination device 1 according to the system program. Temporary calculation data, various data input by the operator via the input device 71, and the like are temporarily stored in the RAM 13 .

不揮発性メモリ14は、例えば図示しないバッテリでバックアップされたメモリやSSD(Solid State Drive)等で構成され、状態判定装置1の電源がオフされても記憶状態が保持される。不揮発性メモリ14には、状態判定装置1の動作に係る設定情報が格納される設定領域や、入力装置71から入力されたデータ、ネットワーク7を介して射出成形機2から取得された静的データ(機種、金型の質量や材質、樹脂の種類等)、射出成形機2の成形動作において検出された物理量(ノズルの温度、ノズルを駆動する原動機の位置、速度、加速度、電流、電圧、トルク、金型の温度、樹脂の流量、流速、圧力等)の時系列データ、射出成形機2の動作状態や操作状態等を示す情報(成形工程である型閉工程、型締工程、射出工程、保圧工程、計量工程、型開工程、突出工程、サイクル開始、サイクル終了を識別する情報、アラームの発生状態を示す情報等)の時系列データ、図示しない外部記憶装置やネットワーク7を介して他のコンピュータ等から読み込まれたデータ等が記憶される。不揮発性メモリ14に記憶されたプログラムや各種データは、実行時/利用時にはRAM13に展開されても良い。また、ROM12には、各種データを解析するための公知の解析プログラムや後述する機械学習装置100とのやりとりを制御するためのプログラム等を含むシステム・プログラムが予め書き込まれている。 The non-volatile memory 14 is composed of, for example, a memory backed up by a battery (not shown) or an SSD (Solid State Drive), and retains the stored state even when the power of the state determination device 1 is turned off. The nonvolatile memory 14 includes a setting area for storing setting information related to the operation of the state determination device 1, data input from the input device 71, and static data obtained from the injection molding machine 2 via the network 7. (model, mold mass and material, type of resin, etc.), physical quantities detected in the molding operation of the injection molding machine 2 (nozzle temperature, position, speed, acceleration, current, voltage, torque of the prime mover that drives the nozzle) , mold temperature, resin flow rate, flow velocity, pressure, etc.), information indicating the operation state and operation state of the injection molding machine 2 pressure holding process, weighing process, mold opening process, ejection process, information identifying cycle start and cycle end, information indicating alarm occurrence status, etc.), other data read from a computer or the like is stored. The programs and various data stored in the nonvolatile memory 14 may be developed in the RAM 13 at the time of execution/use. In addition, the ROM 12 is pre-written with a system program including a known analysis program for analyzing various data and a program for controlling communication with the machine learning device 100, which will be described later.

状態判定装置1は、インタフェース16を介して有線/無線のネットワーク7と接続されている。ネットワーク7には、少なくとも1つの射出成形機2や、該射出成形機2による製造作業を管理する管理装置3等が接続され、状態判定装置1との間で相互にデータのやり取りを行っている。 The state determination device 1 is connected to a wired/wireless network 7 via an interface 16 . Connected to the network 7 are at least one injection molding machine 2, a management device 3 that manages the manufacturing work by the injection molding machine 2, and the like, and exchange data with the state determination device 1. .

射出成形機2は、プラスチック等の樹脂で成形された製品を製造する機械であり、材料である樹脂を溶かして金型内に充填(射出)して成形する機械である。射出成形機2は、ノズル、原動機(モータ等)、伝達機構、減速機、可動部等の様々な機材で構成されており、各部の状態がセンサ等で検出され、各部の動作が制御装置により制御される。射出成形機2に用いられる原動機としては、例えば、電動機、油圧シリンダ、油圧モータ、空気モータ等が用いられる。また、射出成形機2に用いられる伝達機構としては、ボールネジ、歯車、プーリ、ベルト等が用いられる。 The injection molding machine 2 is a machine that manufactures products molded from resin such as plastic, and is a machine that melts resin as a material and fills (injects) it into a mold for molding. The injection molding machine 2 is composed of various equipment such as a nozzle, a prime mover (motor, etc.), a transmission mechanism, a speed reducer, and movable parts. controlled. As the prime mover used in the injection molding machine 2, for example, an electric motor, a hydraulic cylinder, a hydraulic motor, an air motor, etc. are used. Also, as a transmission mechanism used in the injection molding machine 2, a ball screw, a gear, a pulley, a belt, and the like are used.

表示装置70には、メモリ上に読み込まれた各データ、プログラム等が実行された結果として得られたデータ、後述する機械学習装置100から出力されたデータ等がインタフェース17を介して出力されて表示される。また、キーボードやポインティングデバイス等から構成される入力装置71は、作業者による操作に基づく指令,データ等をインタフェース18を介してCPU11に渡す。 On the display device 70, various data read into the memory, data obtained as a result of executing a program, etc., data output from the machine learning device 100, which will be described later, etc., are output and displayed via the interface 17. be done. An input device 71 composed of a keyboard, a pointing device, and the like passes commands, data, and the like based on operations by the operator to the CPU 11 via the interface 18 .

インタフェース21は、状態判定装置1と機械学習装置100とを接続するためのインタフェースである。機械学習装置100は、機械学習装置100全体を統御するプロセッサ101と、システム・プログラム等を記憶したROM102、機械学習に係る各処理における一時的な記憶を行うためのRAM103、及び学習モデル等の記憶に用いられる不揮発性メモリ104を備える。機械学習装置100は、インタフェース21を介して状態判定装置1で取得可能な各種情報(例えば、射出成形機2の機種、金型の質量や材質、樹脂の種類等の各種データ、ノズルの温度、ノズルを駆動する原動機の位置、速度、加速度、電流、電圧、トルク、金型の温度、樹脂の流量、流速、圧力等の各種物理量の時系列データ、射出成形機2の動作状態や操作状態等を示す情報の時系列データ等)を観測することができる。また、状態判定装置1は、機械学習装置100から出力される処理結果をインタフェース21を介して取得し、取得した結果を記憶したり、表示したり、他の装置に対してネットワーク7等を介して送信する。 The interface 21 is an interface for connecting the state determination device 1 and the machine learning device 100 . The machine learning device 100 includes a processor 101 that controls the entire machine learning device 100, a ROM 102 that stores system programs and the like, a RAM 103 that temporarily stores data in each process related to machine learning, and a storage of learning models and the like. and a non-volatile memory 104 used for The machine learning device 100 acquires various types of information that can be acquired by the state determination device 1 via the interface 21 (for example, the model of the injection molding machine 2, the mass and material of the mold, various data such as the type of resin, the temperature of the nozzle, Time-series data of various physical quantities such as the position, speed, acceleration, current, voltage, torque, temperature of the mold, flow rate of the resin, flow velocity, and pressure of the prime mover that drives the nozzle, operating state and operation state of the injection molding machine 2, etc. time-series data, etc.) can be observed. Further, the state determination device 1 acquires the processing result output from the machine learning device 100 via the interface 21, stores the acquired result, displays it, and communicates with other devices via the network 7 or the like. to send.

図2は、第1実施形態による状態判定装置1と機械学習装置100の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の状態判定装置1は、機械学習を行う段階において、機械学習装置100が学習を行う場合に必要とされる構成を備える(学習モード)。図2に示した各機能ブロックは、図1に示した状態判定装置1が備えるCPU11、及び機械学習装置100のプロセッサ101が、それぞれのシステム・プログラムを実行し、状態判定装置1及び機械学習装置100の各部の動作を制御することにより実現される。 FIG. 2 is a schematic functional block diagram of the state determination device 1 and the machine learning device 100 according to the first embodiment. The state determination device 1 of the present embodiment has a configuration required when the machine learning device 100 performs learning at the stage of performing machine learning (learning mode). Each functional block shown in FIG. 2 is implemented by the CPU 11 provided in the state determination device 1 and the processor 101 of the machine learning device 100 shown in FIG. It is realized by controlling the operation of each part of 100 .

本実施形態の状態判定装置1は、データ取得部30、学習データ抽出部32、前処理部34を備え、状態判定装置1が備える機械学習装置100は、学習部110を備えている。また、不揮発性メモリ14上には、外部の機械等から取得されたデータが記憶される取得データ記憶部50、取得データから学習用のデータを抽出する条件が記憶される抽出条件記憶部52が設けられており、機械学習装置100の不揮発性メモリ104上には、学習部110による機械学習により構築された学習モデルを記憶する学習モデル記憶部130が設けられている。 The state determination device 1 of this embodiment includes a data acquisition unit 30 , a learning data extraction unit 32 and a preprocessing unit 34 , and the machine learning device 100 included in the state determination device 1 includes a learning unit 110 . In addition, on the nonvolatile memory 14, an acquired data storage unit 50 for storing data acquired from an external machine or the like, and an extraction condition storage unit 52 for storing conditions for extracting learning data from the acquired data are stored. A learning model storage unit 130 that stores a learning model constructed by machine learning by the learning unit 110 is provided on the nonvolatile memory 104 of the machine learning device 100 .

データ取得部30は、射出成形機2、及び入力装置71等から入力された各種データを取得する機能手段である。データ取得部30は、例えば、射出成形機2の機種、金型の質量や材質、樹脂の種類等の静的データ、ノズルの温度、ノズルを駆動する原動機の位置、速度、加速度、電流、電圧、トルク、射出成形機2の成形動作に係る金型の温度、樹脂の流量、流速、圧力等の各種物理量の時系列データ、運転中、停止中、昇温中、昇温完了、金型交換中、金型交換完了、アラーム中、生産完了状態等の射出成形機2の機械状態を示す情報、射出成形機2の操作状態を表す射出条件、保圧条件、計量条件、型開閉条件、突出し条件、温度条件の変更有無等を識別する情報、射出成形機2の成形工程である型閉工程、型締工程、射出工程、保圧工程、計量工程、型開工程、突出工程、待機工程、サイクル開始、サイクル終了を識別する情報やアラームの発生状態を示す情報、作業者により入力された射出成形機の保守作業に係る情報等の各種データを取得し、取得データ記憶部50に記憶する。データ取得部30は、時系列データを取得する際に、射出成形機2から取得される信号データや他の時系列データの変化等に基づいて、所定の時間範囲(例えば、1サイクルの成形工程の範囲)で取得された時系列データを1つの時系列データとした上で取得データ記憶部50に記憶する。データ取得部30は、図示しない外部記憶装置や有線/無線のネットワーク7を介して管理装置3や他のコンピュータからデータを取得するようにしても良い。 The data acquisition unit 30 is functional means for acquiring various data input from the injection molding machine 2, the input device 71, and the like. The data acquisition unit 30 acquires, for example, the model of the injection molding machine 2, the mass and material of the mold, static data such as the type of resin, the temperature of the nozzle, the position, speed, acceleration, current, and voltage of the prime mover that drives the nozzle. , torque, temperature of the mold related to the molding operation of the injection molding machine 2, flow rate of resin, flow velocity, time series data of various physical quantities such as pressure, during operation, during stop, during temperature increase, completion of temperature increase, mold change Information indicating the mechanical status of the injection molding machine 2, such as middle, mold exchange completion, alarm, production completion status, injection conditions indicating the operation status of the injection molding machine 2, holding pressure conditions, weighing conditions, mold opening/closing conditions, protrusion conditions, information for identifying whether or not temperature conditions have been changed, mold closing process, mold clamping process, injection process, holding pressure process, weighing process, mold opening process, ejection process, standby process, which are molding processes of the injection molding machine 2; Various types of data such as information identifying cycle start and cycle end, information indicating an alarm occurrence state, and information related to maintenance work of the injection molding machine input by the operator are acquired and stored in the acquired data storage unit 50 . When acquiring the time-series data, the data acquisition unit 30 acquires a predetermined time range (for example, one cycle of molding process range) are stored in the acquired data storage unit 50 as one piece of time-series data. The data acquisition unit 30 may acquire data from the management device 3 or another computer via an external storage device (not shown) or the wired/wireless network 7 .

学習データ抽出部32は、学習部110による機械学習の段階において、抽出条件記憶部52に記憶された抽出条件に基づいて、データ取得部30が取得した(そして、取得データ記憶部50に記憶された)取得データの中から機械学習に用いる取得データを抽出する機能手段である。言い換えると、学習データ抽出部32は、抽出条件記憶部52に記憶された抽出条件に基づいて、データ取得部30が取得した取得データの中から機械学習に用いるのに適切ではない取得データを除外する。 The learning data extraction unit 32 acquires the data acquired by the data acquisition unit 30 (and stored in the acquired data storage unit 50) based on the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 52 in the stage of machine learning by the learning unit 110. 2) It is a functional means for extracting the acquired data to be used for machine learning from the acquired data. In other words, based on the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 52, the learning data extraction unit 32 excludes acquired data that is not suitable for use in machine learning from the acquired data acquired by the data acquisition unit 30. do.

図3は、抽出条件記憶部52に記憶される抽出条件を例示する図である。抽出条件記憶部52は、例えば条件種別等で整理して管理される少なくとも1つの抽出条件を記憶している。抽出条件記憶部52が記憶する抽出条件は、機械学習に利用する取得データを指定する条件であって良く、また、機械学習に利用しない(除外する)取得データを指定する条件であっても良い。抽出条件記憶部52が記憶する抽出条件は、少なくとも取得データを該取得データに含まれる所定のデータ値に基づいて分類する条件と、該条件により分類された取得データを学習用のデータとして用いるのか用いないのかの指定を含む。 FIG. 3 is a diagram illustrating extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 52. As shown in FIG. The extraction condition storage unit 52 stores at least one extraction condition organized and managed by condition type, for example. The extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 52 may be conditions for specifying acquired data to be used for machine learning, or may be conditions for specifying acquired data not to be used for machine learning (excluded). . The extraction conditions stored in the extraction condition storage unit 52 include at least a condition for classifying acquired data based on a predetermined data value included in the acquired data, and whether the acquired data classified according to the condition is used as data for learning. Including whether to use or not.

図4は、抽出条件記憶部52に記憶される機械状態に係る抽出条件に基づいて、学習データ抽出部32が取得データを抽出する例を説明するための図である。図4に例示される取得データが取得データ記憶部50に記憶されている場合に、学習データ抽出部32がサイクル毎の電流値の波形データを学習用のデータとして抽出する場合を考える。この場合において、抽出条件記憶部52に「アラーム中の取得データは学習用のデータから除く」という抽出条件が設定されていると、学習データ抽出部32は、成形工程のサイクル中にアラームが発生している場合、該サイクルにおいて取得された電流値のデータを学習用のデータとして抽出しないように動作する。具体的には、図4の例の場合には、学習データ抽出部32は、アラームの発生が検出されている(i+2)-cycle,(i+3)-cycleにおいて取得された電流値のデータについては学習用のデータとして抽出せず、(i+1)-cycle以前、及び(i+4)-cycle以降に取得された電流値のデータを学習用のデータとして抽出する。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example in which the learning data extraction unit 32 extracts acquired data based on the extraction conditions related to the machine state stored in the extraction condition storage unit 52. As shown in FIG. Consider a case where the acquired data illustrated in FIG. 4 is stored in the acquired data storage unit 50 and the learning data extraction unit 32 extracts the waveform data of the current value for each cycle as data for learning. In this case, if an extraction condition is set in the extraction condition storage unit 52 that "obtained data during an alarm is excluded from learning data", the learning data extraction unit 32 generates an alarm during the cycle of the molding process. If so, the current value data acquired in the cycle is not extracted as learning data. Specifically, in the case of the example of FIG. 4, the learning data extraction unit 32 extracts current value data acquired in (i+2)-cycle and (i+3)-cycle in which the occurrence of an alarm is detected as The current value data acquired before (i+1)-cycle and after (i+4)-cycle are extracted as learning data without being extracted as learning data.

図5は、抽出条件記憶部52に記憶される操作状態に係る抽出条件に基づいて、学習データ抽出部32が取得データを抽出する例を説明するための図である。図5に例示される取得データが取得データ記憶部50に記憶されている場合に、学習データ抽出部32がサイクル毎の電圧値の波形データを学習用のデータとして抽出する場合を考える。この場合において、抽出条件記憶部52に「射出条件変更時から10サイクル分の取得データは学習用のデータから除く」という抽出条件が設定されていると、学習データ抽出部32は、成形工程のサイクル中に射出条件の変更が為されている(射出条件の変更信号がONになっている)場合、該サイクルから10サイクル分の間に取得された電圧値のデータを学習用のデータとして抽出しないように動作する。具体的には、図5の例の場合には、学習データ抽出部32は、射出条件の変更が為されている(i+1)-cycleから10サイクル分((i+10)-cycleまで)において取得された電圧値のデータについては学習用のデータとして抽出せず、(i)-cycle以前、及び(i+11)-cycle以降に取得された電圧値のデータを学習用のデータとして抽出する。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example in which the learning data extraction unit 32 extracts acquired data based on the extraction conditions related to the operation state stored in the extraction condition storage unit 52. As shown in FIG. Consider a case where the acquired data illustrated in FIG. 5 is stored in the acquired data storage unit 50 and the learning data extraction unit 32 extracts waveform data of voltage values for each cycle as data for learning. In this case, if an extraction condition is set in the extraction condition storage unit 52 that "acquisition data for 10 cycles after the injection condition change is excluded from learning data", the learning data extraction unit 32 If the injection condition is changed during the cycle (injection condition change signal is ON), voltage value data acquired during 10 cycles from the cycle is extracted as learning data. Do not behave. Specifically, in the case of the example of FIG. 5, the learning data extracting unit 32 acquires data for 10 cycles (up to (i+10)-cycle) from (i+1)-cycle where the injection condition is changed. Voltage value data obtained before (i)-cycle and after (i+11)-cycle are extracted as learning data.

図6は、抽出条件記憶部52に記憶される成形工程に係る抽出条件に基づいて、学習データ抽出部32が取得データを抽出する例を説明するための図である。図6に例示される取得データが取得データ記憶部50に記憶されている場合に、学習データ抽出部32がサイクル毎の電流値の波形データを学習用のデータとして抽出する場合を考える。この場合において、抽出条件記憶部52に「射出、保圧工程の取得データのみを学習用のデータとして抽出する」という抽出条件が設定されていると、学習データ抽出部32は、それぞれの成形工程の内の射出工程、保圧工程の間に取得された電流値のデータを学習用のデータとして抽出するように動作する。具体的には、図6の例の場合には、学習データ抽出部32は、各工程の開始信号及び終了信号に基づいて、各成形工程の内の射出工程、保圧工程の期間を特定し、該期間において取得された電流値のデータを学習用のデータとして抽出する。 FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which the learning data extraction unit 32 extracts acquired data based on the extraction conditions related to the molding process stored in the extraction condition storage unit 52. As shown in FIG. Consider a case where the acquired data illustrated in FIG. 6 is stored in the acquired data storage unit 50 and the learning data extraction unit 32 extracts the waveform data of the current value for each cycle as data for learning. In this case, if the extraction condition storage unit 52 is set with an extraction condition that "extracts only the acquired data of the injection and holding pressure processes as data for learning", the learning data extraction unit 32 stores data for each molding process. The current value data obtained during the injection process and the holding pressure process are extracted as data for learning. Specifically, in the case of the example of FIG. 6, the learning data extractor 32 identifies the periods of the injection process and the holding pressure process in each molding process based on the start signal and end signal of each process. , the current value data acquired during the period is extracted as data for learning.

抽出条件記憶部52には、複数の抽出条件を設定することができる。この場合において、2つ以上の抽出条件の間で学習用のデータとして用いるのか用いないのかの指定が衝突することがあり得る。その時は、学習データ抽出部32は、学習用のデータとして用いない指定を優先するようにしても良いし、抽出条件記憶部52に抽出条件間の優先順位を抽出条件と併せて記憶しておき、学習データ抽出部32は、該優先順位に基づいて、学習用のデータとして用いるのか用いないのかの指定が衝突を解決するようにしても良い。 A plurality of extraction conditions can be set in the extraction condition storage unit 52 . In this case, it is possible that two or more extraction conditions conflict with each other in specifying whether or not to use data for learning. In that case, the learning data extraction unit 32 may give priority to designations that are not used as data for learning, or the priority among the extraction conditions is stored in the extraction condition storage unit 52 together with the extraction conditions. The learning data extracting unit 32 may specify whether or not to use data for learning based on the order of priority to resolve conflicts.

前処理部34は、機械学習装置100による機械学習の段階において、学習データ抽出部32が抽出した学習用のデータに基づいて、機械学習装置100による学習に用いられる学習データを作成する。前処理部34は、学習データ抽出部32から入力されたデータを機械学習装置100において扱われる統一的な形式へと変換(数値化、サンプリング等)した学習データを作成する。例えば、前処理部34は、機械学習装置100が教師なし学習をする場合においては、該学習における所定の形式の状態データSを学習データとして作成し、機械学習装置100が教師あり学習をする場合においては、該学習における所定の形式の状態データS及びラベルデータLの組を学習データとして作成し、機械学習装置100が強化学習をする場合においては、該学習における所定の形式の状態データS及び判定データDの組を学習データとして作成する。 At the stage of machine learning by the machine learning device 100 , the preprocessing unit 34 creates learning data used for learning by the machine learning device 100 based on the learning data extracted by the learning data extraction unit 32 . The preprocessing unit 34 converts the data input from the learning data extraction unit 32 into a uniform format handled by the machine learning device 100 (digitization, sampling, etc.) to create learning data. For example, when the machine learning device 100 performs unsupervised learning, the preprocessing unit 34 creates state data S in a predetermined format as learning data, and when the machine learning device 100 performs supervised learning, , a set of state data S in a predetermined format and label data L in the learning is created as learning data, and when the machine learning device 100 performs reinforcement learning, state data S in a predetermined format in the learning and A set of judgment data D is created as learning data.

学習部110は、学習データ抽出部32が抽出した学習用のデータに基づいて前処理部34が作成した学習データを用いた機械学習を行う。学習部110は、教師なし学習、教師あり学習、強化学習等の公知の機械学習の手法により、射出成形機2から取得されたデータを用いた機械学習を行うことで学習モデルを生成し、生成した学習モデルを学習モデル記憶部130に記憶する。学習部110が行う教師なし学習の手法としては、例えばautoencoder法、k-means法等が、教師あり学習の手法としては、例えばmultilayer perceptron法、recurrent neural network法、Long Short-Term Memory法、convolutional neural network法等が、強化学習の手法としては、例えばQ学習等が挙げられる。 The learning unit 110 performs machine learning using the learning data created by the preprocessing unit 34 based on the learning data extracted by the learning data extraction unit 32 . The learning unit 110 generates a learning model by performing machine learning using data acquired from the injection molding machine 2 by a known machine learning method such as unsupervised learning, supervised learning, or reinforcement learning. The learned model is stored in the learning model storage unit 130 . Unsupervised learning methods performed by the learning unit 110 include, for example, the autoencoder method and k-means method, and supervised learning methods include, for example, the multilayer perceptron method, the recurrent neural network method, the Long Short-Term Memory method, the convolutional The neural network method and the like, and the reinforcement learning method includes, for example, Q-learning and the like.

学習部110は、例えば、正常に動作している状態の射出成形機2から取得された取得データを学習データ抽出部32、前処理部34が処理して得られた学習データに基づいた教師なし学習を行い、正常状態で取得されたデータの分布を学習モデルとして生成することができる。このようにして生成された学習モデルを用いて、後述する推定部120は、射出成形機2から取得された取得データを前処理部34が処理して得られた状態データSが、正常状態の動作時に取得された状態データからどれだけ外れているのかを推定し、推定結果としての異常度を算出することができる。
また、学習部110は、例えば、正常に動作している状態の射出成形機から取得された取得データに正常ラベルを、異常が発生した前後に射出成形機2から取得された取得データに異常ラベルを付与し、取得データを学習データ抽出部32、前処理部34が処理して得られた学習データを用いた教師あり学習を行い、正常データと異常データとの判別境界を学習モデルとして生成することができる。このようにして生成された学習モデルを用いて、後述する推定部120は、射出成形機2から取得された取得データを前処理部34が処理して得られた状態データSを学習モデルに入力して、状態データSが正常データに属するのか、異常データに属するのかを推定し、推定結果としてのラベル値(正常/異常)とその信頼度を算出することができる。
The learning unit 110 performs unsupervised learning based on learning data obtained by processing acquisition data acquired from the injection molding machine 2 in a normal operating state by the learning data extraction unit 32 and the preprocessing unit 34, for example. It is possible to perform learning and generate a distribution of data acquired in a normal state as a learning model. Using the learning model generated in this manner, the estimating unit 120 described later determines that the state data S obtained by processing the acquired data acquired from the injection molding machine 2 by the preprocessing unit 34 is the normal state. It is possible to estimate how much the state data deviates from the state data acquired during operation, and calculate the degree of abnormality as the estimation result.
For example, the learning unit 110 assigns a normal label to acquired data acquired from an injection molding machine that is operating normally, and an abnormal label to acquired data acquired from the injection molding machine 2 before and after an abnormality occurs. is given, and supervised learning is performed using the learning data obtained by processing the acquired data by the learning data extraction unit 32 and the preprocessing unit 34, and the discrimination boundary between normal data and abnormal data is generated as a learning model. be able to. Using the learning model generated in this manner, the estimating unit 120, which will be described later, inputs the state data S obtained by processing the acquired data acquired from the injection molding machine 2 by the preprocessing unit 34 into the learning model. Then, whether the state data S belongs to normal data or abnormal data can be estimated, and the label value (normal/abnormal) as the estimation result and its reliability can be calculated.

上記構成を備えた状態判定装置1では、射出成形機2から取得された取得データについて、学習データ抽出部32が取得データに含まれる取得データの中から抽出条件記憶部52に記憶されている抽出条件に従って学習用のデータを抽出する。この抽出条件記憶部52には、作業者がその時の機械学習の目的に合わせて学習用のデータとして適切なデータが抽出されるように抽出条件を設定することができる。このようにして学習データ抽出部32による抽出された学習用のデータは、例えばアラーム中の時系列データであったり、機械の運転を開始した直後や金型を交換した直後の時系列データ、または機械の運転に係る射出条件や保圧条件などの成形条件の設定値を変更した直後の時系列データ等、射出成形機の運転状態や操作状態に変化が生じたり、成形が不安定な状態の時系列データを学習データから除外して、運転状態の判定に必要な所定の工程に属する時系列データのみを機械学習することができるようになる。このようにして生成された学習モデルを用いた射出成形機2の状態判定は、従来の手法により生成された学習モデルを用いた場合と比較して、射出成形機2の動作状態の判定精度が向上することが見込まれる。 In the state determination device 1 having the above configuration, the learning data extraction unit 32 extracts the acquired data stored in the extraction condition storage unit 52 from the acquired data included in the acquired data, for the acquired data acquired from the injection molding machine 2. Extract training data according to conditions. In the extraction condition storage unit 52, the operator can set extraction conditions so that appropriate data can be extracted as data for learning according to the purpose of machine learning at that time. The learning data extracted by the learning data extraction unit 32 in this way is, for example, time-series data during an alarm, time-series data immediately after starting operation of the machine or immediately after exchanging the mold, or Time-series data immediately after changing the setting values of molding conditions such as injection conditions and holding pressure conditions related to machine operation. By excluding the time-series data from the learning data, it is possible to machine-learn only the time-series data belonging to a predetermined process necessary for determining the operating state. Judgment of the state of the injection molding machine 2 using the learning model generated in this manner has a higher accuracy in judging the operation state of the injection molding machine 2 than the case of using the learning model generated by the conventional method. expected to improve.

図7は、第2実施形態による状態判定装置1と機械学習装置100の概略的な機能ブロック図である。本実施形態の状態判定装置1は、機械学習装置100が推定を行う場合に必要とされる構成を備えている(推定モード)。図7に示した各機能ブロックは、図1に示した状態判定装置1が備えるCPU11、及び機械学習装置100のプロセッサ101が、それぞれのシステム・プログラムを実行し、状態判定装置1及び機械学習装置100の各部の動作を制御することにより実現される。 FIG. 7 is a schematic functional block diagram of the state determination device 1 and the machine learning device 100 according to the second embodiment. The state determination device 1 of this embodiment has a configuration required when the machine learning device 100 performs estimation (estimation mode). Each functional block shown in FIG. 7 is executed by the CPU 11 provided in the state determination device 1 and the processor 101 of the machine learning device 100 shown in FIG. It is realized by controlling the operation of each part of 100 .

本実施形態の状態判定装置1は、第1実施形態と同様に、データ取得部30、学習データ抽出部32、前処理部34を備え、一方で、状態判定装置1が備える機械学習装置100は、推定部120を備えている。また、不揮発性メモリ14上には、外部の機械等から取得されたデータが記憶される取得データ記憶部50、取得データから学習用のデータを抽出する条件が記憶される抽出条件記憶部52が設けられており、機械学習装置100の不揮発性メモリ104上には、学習部110による機械学習により構築された学習モデルが記憶されている学習モデル記憶部130が設けられている。 The state determination device 1 of the present embodiment includes a data acquisition unit 30, a learning data extraction unit 32, and a preprocessing unit 34, similarly to the first embodiment. , an estimator 120 . In addition, on the nonvolatile memory 14, an acquired data storage unit 50 for storing data acquired from an external machine or the like, and an extraction condition storage unit 52 for storing conditions for extracting learning data from the acquired data are stored. A learning model storage unit 130 is provided on the nonvolatile memory 104 of the machine learning device 100 and stores a learning model constructed by machine learning by the learning unit 110 .

本実施形態によるデータ取得部30は、第1実施形態におけるデータ取得部30と同様の機能を備える。
本実施形態による学習データ抽出部32は、基本的な動作は第1実施形態における学習データ抽出部32と同じであるが、学習データ抽出部32が抽出したデータは、機械学習装置100による射出成形機2の状態を推定するために用いられる推定用のデータである点で、第1実施形態と異なる。
The data acquisition unit 30 according to this embodiment has the same functions as the data acquisition unit 30 according to the first embodiment.
The basic operation of the learning data extraction unit 32 according to the present embodiment is the same as that of the learning data extraction unit 32 in the first embodiment. This differs from the first embodiment in that it is estimation data used to estimate the state of the aircraft 2 .

本実施形態による前処理部34は、機械学習装置100による学習モデルを用いた射出成形機2の状態の推定の段階において、学習データ抽出部32が抽出した推定用のデータを、機械学習装置100において扱われる統一的な形式へと変換(数値化、サンプリング等)して、機械学習装置100による推定に用いられる所定の形式の状態データSを作成する。 In the stage of estimating the state of the injection molding machine 2 using the learning model by the machine learning device 100, the preprocessing unit 34 according to the present embodiment stores the data for estimation extracted by the learning data extraction unit 32 in the machine learning device 100. is converted (digitized, sampled, etc.) into a uniform format handled in , and state data S in a predetermined format used for estimation by the machine learning device 100 is created.

推定部120は、前処理部34が作成した状態データSに基づいて、学習モデル記憶部130に記憶された学習モデルを用いた射出成形機の状態の推定を行う。本実施形態の推定部120では、学習部110により生成された(パラメータが決定された)学習モデルに対して、前処理部34より得られた状態データSを入力することで、射出成形機の状態に係る異常度を推定して算出したり、射出成形機の動作状態の属するクラス(正常/異常等)を推定して算出したりする。推定部120が推定した結果(射出成形機の状態に係る異常度や射出成形機の動作状態の属するクラス等)は、表示装置70に表示出力したり、図示しない有線/無線ネットワークを介してホストコンピュータやクラウドコンピュータ等に送信出力して利用するようにしても良い。また、状態判定装置1は、推定部120により推定された結果が所定の状態になった場合(例えば、推定部120が推定した異常度が予め定めた所定の閾値を超えた場合、推定部120が推定した射出成形機の動作状態の属するクラスが「異常」になった場合等)、例えば図8に例示されるように、表示装置70への警告メッセージやアイコンでの表示出力をするようにしても良いし、射出成形機に対して運転の停止、減速、又は射出成形機を駆動する原動機のトルクを制限する指令等を出力するようにしても良い。 The estimation unit 120 estimates the state of the injection molding machine using the learning model stored in the learning model storage unit 130 based on the state data S created by the preprocessing unit 34 . In the estimating unit 120 of the present embodiment, the state data S obtained from the preprocessing unit 34 is input to the learning model generated (the parameters are determined) by the learning unit 110, so that the injection molding machine It is calculated by estimating the degree of abnormality related to the state, or by estimating and calculating the class (normal/abnormal, etc.) to which the operation state of the injection molding machine belongs. The results estimated by the estimation unit 120 (such as the degree of abnormality related to the state of the injection molding machine and the class to which the operating state of the injection molding machine belongs) are displayed on the display device 70 or sent to the host via a wired/wireless network (not shown). The data may be transmitted and output to a computer, a cloud computer, or the like for use. Further, when the result estimated by the estimating unit 120 is in a predetermined state (for example, when the degree of abnormality estimated by the estimating unit 120 exceeds a predetermined threshold value, the estimating unit 120 (e.g., when the class to which the operating state of the injection molding machine estimated by ) belongs to is "abnormal", for example, as shown in FIG. Alternatively, a command to stop operation, decelerate, or limit the torque of the prime mover that drives the injection molding machine may be output to the injection molding machine.

上記構成を備えた状態判定装置1は、射出成形機2から取得された取得データについて、学習データ抽出部32が取得データ記憶部50に含まれる取得データの中から抽出条件記憶部52に記憶されている抽出条件に従って推定用のデータを抽出する。この抽出条件記憶部52には、作業者がその時の射出成形機2の状態判定の目的に合わせて推定用のデータとして適切なデータが抽出されるように抽出条件を設定することができる。このようにして学習データ抽出部32による抽出された推定用のデータは、例えばアラーム中の時系列データであったり、機械の運転を開始した直後や金型を交換した直後の時系列データ、または機械の運転に係る射出条件や保圧条件などの成形条件の設定値を変更した直後の時系列データ等、射出成形機の運転状態や操作状態に変化が生じたり、成形が不安定な状態の時系列データを除外したものであり、射出成形機2の動作状態の判定に適切な時系列データのみを状態判定に用いることができ、機械学習による射出成形機2の動作状態の判定精度の向上が見込まれる。 In the state determination device 1 having the above configuration, the learning data extraction unit 32 stores the acquired data acquired from the injection molding machine 2 in the extraction condition storage unit 52 from among the acquired data included in the acquired data storage unit 50. Extract the data for estimation according to the specified extraction conditions. In this extraction condition storage unit 52, the operator can set extraction conditions so that appropriate data is extracted as data for estimation according to the purpose of judging the state of the injection molding machine 2 at that time. The data for estimation extracted by the learning data extraction unit 32 in this way is, for example, time-series data during an alarm, time-series data immediately after starting operation of the machine or immediately after exchanging the mold, or Time-series data immediately after changing the setting values of molding conditions such as injection conditions and holding pressure conditions related to machine operation. Time-series data is excluded, and only time-series data suitable for determining the operating state of the injection molding machine 2 can be used for state determination, improving the determination accuracy of the operating state of the injection molding machine 2 by machine learning. is expected.

上記した第1,2実施形態による状態判定装置1は、ロボットや工作機械等の産業機械に係る状態判定を行う場合に適用することができるが、例えば製造開始時あるいは製造再開時における運転動作の立ち上がり時などにおいて想定の範囲内で不安定な挙動をする産業機械において好適に用いることができる。特に射出成形機は、同じ射出条件で製造を行う場合でも、機械の動作開始時や射出条件を変更した直後等に想定の範囲内で不安定な動作をする場合が多いが、そのまま運転を継続することで安定した正常動作に収束するため、その様な動作状態は異常状態とはみなさずに保守・点検の対象とはしていない。従って、この様な特性を持つ射出成形機に、本発明の状態判定装置1は特に有用である。 The state determination apparatus 1 according to the first and second embodiments described above can be applied when determining the state of industrial machines such as robots and machine tools. It can be suitably used in industrial machines that exhibit unstable behavior within the expected range when starting up. Injection molding machines, in particular, often operate erratically within the expected range at the start of machine operation or immediately after changing injection conditions, even when manufacturing is performed under the same injection conditions. Such an operation state is not regarded as an abnormal state and is not subject to maintenance and inspection. Therefore, the state determination device 1 of the present invention is particularly useful for injection molding machines having such characteristics.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
例えば、上記した実施形態では状態判定装置1と機械学習装置100が異なるCPU(プロセッサ)を有する装置として説明しているが、機械学習装置100は状態判定装置1が備えるCPU11と、ROM12に記憶されるシステム・プログラムにより実現するようにしても良い。また、複数の射出成形機2がネットワークを介して相互に接続されている場合、複数の射出成形機の動作状態を1つの状態判定装置1で判定しても良いし、射出成形機が備える制御装置上に状態判定装置1を実装しても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described examples of the embodiments, and can be implemented in various modes by adding appropriate modifications.
For example, in the above-described embodiment, the state determination device 1 and the machine learning device 100 are described as devices having different CPUs (processors). It may also be realized by a system program. Further, when a plurality of injection molding machines 2 are connected to each other via a network, the operation states of the plurality of injection molding machines may be determined by one state determination device 1, or the control provided in the injection molding machines may be determined. The state determination device 1 may be mounted on the device.

1 状態判定装置
2 射出成形機
3 管理装置
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 不揮発性メモリ
16,17,18 インタフェース
20 バス
21 インタフェース
30 データ取得部
32 学習データ抽出部
34 前処理部
50 取得データ記憶部
52 抽出条件記憶部
70 表示装置
71 入力装置
100 機械学習装置
101 プロセッサ
102 ROM
103 RAM
104 不揮発性メモリ
110 学習部
120 推定部
130 学習モデル記憶部
1 state determination device 2 injection molding machine 3 management device 11 CPU
12 ROMs
13 RAM
14 nonvolatile memory 16, 17, 18 interface 20 bus 21 interface 30 data acquisition unit 32 learning data extraction unit 34 preprocessing unit 50 acquisition data storage unit 52 extraction condition storage unit 70 display device 71 input device 100 machine learning device 101 processor 102 ROMs
103 RAM
104 non-volatile memory 110 learning unit 120 estimating unit 130 learning model storage unit

Claims (14)

複数の射出成形機を管理する管理装置であって、
前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを抽出するための抽出条件を前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて記憶する抽出条件記憶部と、
前記抽出条件記憶部に記憶される抽出条件に従って、前記データ取得部が取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出部と、
を備えた管理装置。
A management device for managing a plurality of injection molding machines,
a data acquisition unit that acquires time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine as one piece of data;
An extraction condition for extracting data to be used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit is stored in association with a change in the operating state or operation state of the injection molding machine and a predetermined number of cycles. an extraction condition storage unit;
a learning data extraction unit for extracting data used for processing related to machine learning from among the data acquired by the data acquisition unit according to the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit;
management device with
前記学習データ抽出部が抽出したデータを用いた機械学習に係る処理を実行する機械学習装置をさらに備える、
請求項1に記載の管理装置。
Further comprising a machine learning device that executes processing related to machine learning using the data extracted by the learning data extraction unit,
The management device according to claim 1.
前記機械学習装置は、前記学習データ抽出部が抽出したデータを用いた機械学習を行い、学習モデルを生成する学習部を備える、
請求項2に記載の管理装置。
The machine learning device includes a learning unit that performs machine learning using the data extracted by the learning data extraction unit and generates a learning model.
The management device according to claim 2.
前記学習部は、教師あり学習、教師なし学習、及び強化学習のうち少なくとも1つの機械学習を行う、
請求項3に記載の管理装置。
the learning unit performs at least one machine learning of supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning;
The management device according to claim 3.
前記機械学習装置は、
前記学習データ抽出部が抽出したデータを用いた機械学習により生成された学習モデルを記憶する学習データ記憶部と、
前記学習データ抽出部が抽出したデータに基づいて、前記学習モデルを用いた前記射出成形機の状態の推定を行う推定部と、
を備える、
請求項2に記載の管理装置。
The machine learning device
a learning data storage unit that stores a learning model generated by machine learning using the data extracted by the learning data extraction unit;
an estimation unit that estimates the state of the injection molding machine using the learning model based on the data extracted by the learning data extraction unit;
comprising
The management device according to claim 2.
前記推定部は、前記射出成形機の動作状態に係る異常度を推定し、
前記管理装置は、前記推定部が推定した異常度が予め定めた所定の閾値を超えた場合に表示装置に警告メッセージを表示する、
請求項5に記載の管理装置。
The estimating unit estimates the degree of abnormality related to the operation state of the injection molding machine,
The management device displays a warning message on a display device when the degree of anomaly estimated by the estimation unit exceeds a predetermined threshold.
The management device according to claim 5.
前記推定部は、前記射出成形機の動作状態に係る異常度を推定し、
前記管理装置は、前記推定部が推定した異常度が予め定めた所定の閾値を超えた場合に表示装置に警告アイコンを表示する、
請求項5に記載の管理装置。
The estimating unit estimates the degree of abnormality related to the operation state of the injection molding machine,
The management device displays a warning icon on a display device when the degree of anomaly estimated by the estimation unit exceeds a predetermined threshold.
The management device according to claim 5.
前記推定部は、前記射出成形機の動作状態に係る異常度を推定し、
前記管理装置は、前記推定部が推定した異常度が予め定めた所定の閾値を超えた場合に射出成形機に運転の停止、減速、又は原動機のトルクを制限する指令の少なくとも1つを出力する、
請求項5に記載の管理装置。
The estimating unit estimates the degree of abnormality related to the operation state of the injection molding machine,
The management device outputs at least one command to the injection molding machine to stop operation, decelerate, or limit the torque of the prime mover when the degree of abnormality estimated by the estimation unit exceeds a predetermined threshold. ,
The management device according to claim 5.
前記データ取得部が取得するデータは、射出成形機の機械状態を表す運転中、停止中、昇温中、昇温完了、金型交換中、金型交換完了、アラーム中、生産完了状態のいずれかを識別する情報、射出成形機の操作状態を表す射出条件、保圧条件、計量条件、型開閉条件、突出し条件、温度条件の変更有無のいずれかを識別する情報、射出成形機の成形工程である型閉工程、型締工程、射出工程、保圧工程、計量工程、型開工程、突出工程、待機工程のいずれかを識別する情報のうち少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の管理装置。
The data acquired by the data acquisition unit represents the mechanical state of the injection molding machine, which is any of the following states: operating, stopping, temperature rising, temperature rising completed, mold changing, mold changing complete, alarm in progress, and production completed. information identifying whether the injection condition indicating the operating state of the injection molding machine, pressure holding condition, weighing condition, mold opening/closing condition, ejection condition, temperature condition is changed, information identifying whether the injection molding machine's molding process At least one of the information identifying any of the mold closing process, mold clamping process, injection process, holding pressure process, weighing process, mold opening process, projecting process, and standby process,
The management device according to claim 1.
前記データ取得部が取得するデータは、有線または無線のネットワークによって接続され複数の射出成形機から取得されるデータのうち少なくとも1つである、
請求項1に記載の管理装置。
The data acquired by the data acquisition unit is at least one of data acquired from a plurality of injection molding machines connected by a wired or wireless network.
The management device according to claim 1.
射出成形機を制御する制御装置であって、
前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを抽出するための抽出条件を前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて記憶する抽出条件記憶部と、
前記抽出条件記憶部に記憶される抽出条件に従って、前記データ取得部が取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出部と、
を備えた制御装置。
A control device for controlling an injection molding machine,
a data acquisition unit that acquires time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine as one piece of data;
An extraction condition for extracting data to be used for processing related to machine learning from the data acquired by the data acquisition unit is stored in association with a change in the operating state or operation state of the injection molding machine and a predetermined number of cycles. an extraction condition storage unit;
a learning data extraction unit for extracting data used for processing related to machine learning from among the data acquired by the data acquisition unit according to the extraction conditions stored in the extraction condition storage unit;
control device with
前記学習データ抽出部が抽出したデータを用いた機械学習に係る処理を実行する機械学習装置をさらに備える、
請求項11に記載の制御装置。
Further comprising a machine learning device that executes processing related to machine learning using the data extracted by the learning data extraction unit,
Control device according to claim 11 .
複数の射出成形機を管理する管理装置における機械学習に係るデータ抽出方法であって、
前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得ステップと、
前記射出成形機から取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて抽出する抽出条件に従って、前記データ取得ステップが取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出ステップと、
を実行するデータ抽出方法。
A data extraction method related to machine learning in a management device that manages a plurality of injection molding machines,
a data acquisition step of acquiring time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine as one piece of data;
Acquisition of data according to an extraction condition for extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired from the injection molding machine by associating a change in the operating state or operation state of the injection molding machine with a predetermined number of cycles. A learning data extraction step of extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the step;
data extraction method to perform.
射出成形機を制御する制御装置における機械学習に係るデータ抽出方法であって、
前記射出成形機に係る1サイクルの工程で取得された時系列データを1つのデータとして取得するデータ取得ステップと、
前記射出成形機から取得したデータから機械学習に係る処理に用いるデータを前記射出成形機の運転状態の変化または操作状態の変化と所定のサイクル数とを関連付けて抽出する抽出条件に従って、前記データ取得ステップが取得したデータの内で、機械学習に係る処理に用いるデータを抽出する学習データ抽出ステップと、
を実行するデータ抽出方法。
A data extraction method related to machine learning in a control device that controls an injection molding machine,
a data acquisition step of acquiring time-series data acquired in one cycle process of the injection molding machine as one piece of data;
Acquisition of data according to an extraction condition for extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired from the injection molding machine by associating a change in the operating state or operation state of the injection molding machine with a predetermined number of cycles. A learning data extraction step of extracting data used for processing related to machine learning from the data acquired by the step;
data extraction method to perform.
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