JP7223947B2 - Manufacturing condition calculation device, manufacturing condition calculation method, and manufacturing condition calculation program - Google Patents

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Description

本発明は、化学プラント、製鉄プラント、半導体製造設備、一般工業製品製造設備等の異常検知技術に関し、特に、過去の複数の稼動時の稼動結果に基づいて、プラント及び製造装置の異常検知精度を高めるための製造条件計算装置、製造条件計算方法及び製造条件計算プログラムに関するものである。 The present invention relates to anomaly detection technology for chemical plants, steel plants, semiconductor manufacturing facilities, general industrial product manufacturing facilities, etc. In particular, the anomaly detection accuracy of plants and manufacturing equipment is improved based on the operation results of a plurality of past operations. The present invention relates to a production condition calculation device, a production condition calculation method, and a production condition calculation program for improving production conditions.

化学プラントでは、複数の装置(反応炉等)を使用して同一の製品を生産することが多い。この場合、生産される製品が均一となるように、各装置の稼動状態を適切に管理することが必要である。
しかしながら、複数の装置を並列に同一条件で運転している場合に、それぞれの装置のカタログスペックが同一でも実際には稼働結果に個体差があること、装置内の加工ヘッド毎に稼働結果が異なること、装置の経時変化差によって同一条件で生産していても稼働結果が異なること、前工程の影響により稼働結果が大きく変わることがある。このような装置差、加工ヘッド差、経時変化差、前工程の影響によって、生産される製品が均一となるような状態を装置ごとに精度よく管理することは難しい。
Chemical plants often use multiple devices (such as reactors) to produce the same product. In this case, it is necessary to appropriately manage the operating state of each device so that the products produced are uniform.
However, when multiple devices are operated in parallel under the same conditions, even if the catalog specifications of each device are the same, there are individual differences in the actual operation results, and the operation results differ for each processing head in the device. In addition, even if production is performed under the same conditions, the results of operation may differ due to the difference in aging of equipment, and the results of operation may vary greatly due to the influence of previous processes. It is difficult to accurately manage the state in which the manufactured products are uniform for each apparatus due to the effects of such apparatus differences, processing head differences, temporal change differences, and previous processes.

同様の問題は、化学プラントに限らず、半導体製造設備、金属精錬プラント、水処理施設、及びガスプラント等でも生じる。また、何らかのものを製造する施設だけではなく、発電・変電施設のように非有体物の特性を変化させるための施設でもこうした問題は生じ得る。以下、本明細書では、何らかのものを製造する施設だけでなく、非有体物の特性を変化させる施設をも含めて「プラント」と呼ぶ。
また、複合的な施設だけでなく、単独の設備であって、稼動条件によって異なる挙動を示すものもここでいう「プラント」に含めるものとする。
Similar problems occur not only in chemical plants, but also in semiconductor manufacturing facilities, metal refining plants, water treatment facilities, gas plants, and the like. Moreover, such problems can arise not only in facilities that manufacture something, but also in facilities that change the characteristics of intangible objects, such as power generation and substation facilities. Hereinafter, the term "plant" includes not only a facility that manufactures something, but also a facility that changes the properties of intangible objects.
In addition to complex facilities, the term "plant" also includes single facilities that behave differently depending on operating conditions.

従来のプラント制御情報生成装置では、過去のサンプル間の関係を用いて、プラントの異常原因推定を行うことが行われている。
より具体的には、特許文献1には、デバイス製造工程や材料プロセス工程等の生産工程における異常原因を推定するための従来の方法の一つとして、例えば、マハラノビス距離を利用したパターン認識により異常原因を診断する方法が開示されている。
図10に特許文献1の異常原因診断方法のフロー図を示す。
In a conventional plant control information generation device, the relationship between past samples is used to estimate the cause of an abnormality in a plant.
More specifically, in Patent Document 1, as one of the conventional methods for estimating the cause of an abnormality in a production process such as a device manufacturing process or a material process, for example, pattern recognition using the Mahalanobis distance is used to detect an abnormality. A method for diagnosing the cause is disclosed.
FIG. 10 shows a flow diagram of the method for diagnosing the cause of abnormality disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.

図10に示すように、最初に、診断しようとする機械の定常状態における適当な数量の所定のデータ(例えば、温度、圧力など)を計測して基準データとし、これらの基準データの特徴量を求める。そして、特徴量を規準化し、規準化した特徴量間の全ての組合せの相関に基づいて相関行列を求め、次いで該相関行列の逆行列(即ち、マハラノビス空間)を求める(ステップ1)。次いで、診断しようとする機械のマハラノビス距離(MD)を求める(ステップ2)。次いで、予め設定した閾値(一般的には、0~3)とMDとを比較し(ステップ3)、MDが閾値よりも大きい場合、距離要素値の最大値を特定する(ステップ4)。そして、距離要素値の最大値に対応する特徴量を基準データの特徴量の平均値で置換する(ステップ5)。次いで、置換した特徴量を用いて、再度MDを求める(ステップ2)。次いで、新たに求められたMDと閾値とを比較し(ステップ3)、MDが閾値よりも大きい場合には、距離要素値の最大値を特定する(ステップ4)。次いで、上述と同様に、置換処理を施し(ステップ5)、MDが閾値よりも小さくなるまで、繰り返す。そして、MDが閾値よりも小さくなった時点で、距離要素値の集計として、距離要素値が最大になったときの値を、その特徴量の異常原因を示す値「最終効果」とする。 As shown in FIG. 10, first, an appropriate amount of predetermined data (for example, temperature, pressure, etc.) in the steady state of the machine to be diagnosed is measured and used as reference data, and the feature amount of these reference data is demand. Then, the feature values are normalized, a correlation matrix is obtained based on the correlations of all combinations between the normalized feature values, and then an inverse matrix (that is, Mahalanobis space) of the correlation matrix is obtained (step 1). Next, the Mahalanobis distance (MD) of the machine to be diagnosed is obtained (step 2). Next, MD is compared with a preset threshold (generally 0 to 3) (step 3), and if MD is greater than the threshold, the maximum distance element value is identified (step 4). Then, the feature amount corresponding to the maximum value of the distance element values is replaced with the average value of the feature amounts of the reference data (step 5). Next, MD is obtained again using the replaced feature amount (step 2). Next, the newly determined MD is compared with a threshold (step 3), and if the MD is greater than the threshold, the maximum distance element value is identified (step 4). Then, in the same manner as described above, replacement processing is performed (step 5) and repeated until MD becomes smaller than the threshold. Then, when the MD becomes smaller than the threshold, the distance element values are totaled, and the value when the distance element value reaches the maximum is set as the value "final effect" indicating the cause of abnormality of the feature amount.

特開2004-227279号公報JP 2004-227279 A

しかしながら、従来の特許文献1の構成においては、処理フローとして個別サンプルのデータに対して処理を行う必要があるため、サンプル数が膨大になると計算に長時間を要するという課題があった。また、異常原因として推定された工程管理データと正常状態の工程管理データとの大小関係(異常の方向性)、乖離度(異常の程度)が不明であり、そのため異常の方向性及び程度の情報が不足してしまい、診断に基づいて的確な異常対策案を立案するのが困難であるという課題があった。
特に、製造プロセスを決定するパラメータが網羅的に計測されていないような、例えば一般工業製品製造設備において、前工程の非計測項目がプロセスへ支配的な影響を及ぼす場合もあり、その場合は異常と判断したものが、従来よりも装置稼動状態が良い方向に変化したことを検知することもあり、異常検知の活用が不十分となるといった問題があった。
However, in the configuration of the conventional patent document 1, since it is necessary to process the data of individual samples as a processing flow, there is a problem that the calculation takes a long time when the number of samples becomes enormous. In addition, the size relationship between the process control data estimated as the cause of the abnormality and the process control data in the normal state (direction of abnormality) and the degree of deviation (degree of abnormality) are unknown, so information on the direction and degree of abnormality There is a problem that it is difficult to formulate an appropriate countermeasure against abnormality based on the diagnosis.
In particular, in general industrial product manufacturing equipment where the parameters that determine the manufacturing process are not comprehensively measured, there are cases where non-measurement items in the previous process have a dominant effect on the process. However, it may detect that the operating state of the apparatus has changed in a better direction than before, and there is a problem that the use of abnormality detection is insufficient.

本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、製造プロセスを決定するパラメータが網羅的に計測されていないような、例えば一般加工設備においても、装置異常に対する取り組み判断を定量的に実施できる製造条件計算装置、製造条件計算方法及び異常検知プログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to quantitatively determine how to deal with equipment failures, even in general processing equipment where the parameters that determine the manufacturing process are not comprehensively measured. It is an object of the present invention to provide a production condition calculation device, a production condition calculation method, and an anomaly detection program.

上記目的を達成するために、本発明の製造条件計算装置は、製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出部と、前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出部と、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出部と、前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示部と、を有する。 In order to achieve the above object, the manufacturing condition calculation device of the present invention divides actual measurement data related to product manufacturing into unit analysis periods, and for each combination of measurement items and devices included in the measurement data and the unit analysis periods a histogram feature quantity calculation unit that calculates a histogram feature quantity of the measurement result included in the actual measurement data; and a Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature quantity a Mahalanobis distance calculation unit that calculates a total Mahalanobis distance calculation unit that calculates the total Mahalanobis distance based on the total value of the Mahalanobis distance for each combination of the measurement item and the device in the most recent analysis target period, the measurement item, a process capability index calculation unit that calculates a process capability index for each combination of the device and the unit analysis period; An aggregated process capability index calculator for calculating a process capability index, and an anomaly detection display unit for displaying the aggregated Mahalanobis distance and the aggregated process capability index by dividing them.

本発明の製造条件計算方法は、製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出工程と、前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出工程と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出工程と、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出工程と、前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示工程と、を有する。 The manufacturing condition calculation method of the present invention divides the actual measurement data related to the manufacturing of the product into each unit analysis period, and includes in the actual measurement data for each combination of measurement items and devices included in the actual measurement data and the unit analysis period. A histogram feature amount calculation step of calculating a histogram feature amount of a measurement result; and a Mahalanobis distance calculation step of calculating a Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature amount. , a total Mahalanobis distance calculation step of calculating the total Mahalanobis distance based on the total value of the Mahalanobis distance for each combination of the measurement item and the device in the most recent analysis target period; A process capability index calculation step of calculating a process capability index for each combination, and an aggregation step of calculating an aggregated process capability index based on the aggregate value of the process capability index for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period. A capability index calculation step and an anomaly detection display step of dividing and displaying the aggregated Mahalanobis distance and the aggregated process capability index.

本発明の製造条件計算プログラムは、コンピュータに、製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出工程と、前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出工程と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出工程と、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出工程と、前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示工程と、を実行させる。 The production condition calculation program of the present invention causes a computer to divide actual measurement data related to product manufacturing into unit analysis periods, and for each combination of measurement items and devices included in the measurement data and the unit analysis period, the measurement data and a Mahalanobis distance for calculating the Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature amount. a calculating step, an aggregated Mahalanobis distance calculating step of calculating an aggregated Mahalanobis distance based on an aggregated value of the Mahalanobis distance for each combination of the measurement item and the device in the most recent analysis target period, the measurement item, the device, and the unit A process capability index calculation step of calculating a process capability index for each combination of analysis periods, and calculating an aggregated process capability index based on the aggregate value of the process capability index for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period. and an abnormality detection display step of dividing and displaying the aggregated Mahalanobis distance and the aggregated process capability index.

以上のように、本発明の製造条件計算装置、製造条件計算方法及び製造条件計算プログラムによれば、装置異常に対する取り組み判断を定量的に実施できる。 As described above, according to the manufacturing condition calculation device, the manufacturing condition calculation method, and the manufacturing condition calculation program of the present invention, it is possible to quantitatively determine how to deal with equipment failures.

本発明の実施の形態1,2に係る製造条件計算装置のブロック図1 is a block diagram of a manufacturing condition calculation device according to Embodiments 1 and 2 of the present invention; 実施の形態1,2に係る製造条件計算装置の処理部のブロック図Block diagram of the processing unit of the manufacturing condition calculation device according to the first and second embodiments 実施の形態1に係る製造条件計算装置の処理を示すフローチャート4 is a flow chart showing processing of the manufacturing condition calculation device according to Embodiment 1. 実施の形態1に係るデータベースに登録されたデータの例を示す図FIG. 4 shows an example of data registered in the database according to Embodiment 1; 実施の形態1に係る変化度と健全度を同時に表す例を示す図A diagram showing an example of simultaneously representing the degree of change and the degree of soundness according to the first embodiment 実施の形態2に係る製造条件計算装置の処理を示すフローチャートFlowchart showing processing of the manufacturing condition calculation device according to the second embodiment 実施の形態2に係る製造条件計算装置の処理の一部の詳細を示すフローチャートFlowchart showing details of part of the processing of the manufacturing condition calculation device according to the second embodiment 実施の形態2に係るデータベースに登録されたデータの例を示す図FIG. 11 shows an example of data registered in a database according to Embodiment 2; 実施の形態2に係る変化度と健全度を同時に表す例を示す図A diagram showing an example of simultaneously expressing the degree of change and the degree of soundness according to the second embodiment 従来の異常原因診断方法を示すフローチャートFlowchart showing a conventional abnormality cause diagnosis method

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る製造条件計算装置1のブロック図である。図2
は、製造条件計算装置1の処理部166のブロック図である。実施の形態1に係る製造条件計算装置1は、コンピュータシステムハードウェア及びコンピュータシステム上で実行されるプログラムによって実現され得る。なお、ここで示す製造条件計算装置1は単なる例であって、他の構成も利用可能である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a manufacturing condition calculation device 1 according to Embodiment 1 of the present invention. Figure 2
2 is a block diagram of a processing unit 166 of the manufacturing condition calculation device 1. FIG. The manufacturing condition calculation apparatus 1 according to Embodiment 1 can be realized by computer system hardware and a program executed on the computer system. It should be noted that the manufacturing condition calculation device 1 shown here is merely an example, and other configurations are also available.

<装置>
図1に示すように、製造条件計算装置1は、コンピュータ120と、全てコンピュータ120に接続された、モニタ122と、プリンタ124と、キーボード126と、マウス128と、を含む。
<Equipment>
As shown in FIG. 1, the manufacturing condition calculation apparatus 1 includes a computer 120 , a monitor 122 , a printer 124 , a keyboard 126 and a mouse 128 all connected to the computer 120 .

コンピュータ120は、DVD-ROM(Digital Versatile Disk Read-Only-Memory:ディジタル多用途ディスク読出専用メモリ)のドライブ150と、半導体メモリポート152とを含む。さらに、コンピュータ120は、DVD-ROMドライブ150と半導体メモリポート152とに接続されたバス142と、全てバス142に接続された、CPU140と、コンピュータ120のブートアッププログラムを記憶するROM144とを含む。また、コンピュータ120は、RAM146と、ハードディスクドライブ148と、ネットワークインターフェイス154とを含む。RAM146は、CPU140によって使用される作業領域を提供するとともにCPU140によって実行されるプログラムの記憶領域である。ハードディスクドライブ148は、音声データ、音響モデル、言語モデル、レキシコン、及びマッピングテーブルを記憶する。ネットワークインターフェイス154は、ネットワーク164への接続を提供する。 Computer 120 includes a DVD-ROM (Digital Versatile Disk Read-Only-Memory) drive 150 and a semiconductor memory port 152 . Computer 120 further includes a bus 142 connected to DVD-ROM drive 150 and semiconductor memory port 152 , a CPU 140 and a ROM 144 that store a boot-up program for computer 120 , all connected to bus 142 . Computer 120 also includes RAM 146 , hard disk drive 148 , and network interface 154 . RAM 146 provides a work area used by CPU 140 and is a storage area for programs executed by CPU 140 . Hard disk drive 148 stores audio data, acoustic models, language models, lexicons, and mapping tables. Network interface 154 provides connection to network 164 .

図2を参照して、製造条件計算装置1は、CPU140がプログラムを実行することにより構成される処理部166を含む。処理部166は、実測データ記録部168と、解析期間設定部170と、ヒストグラム特徴量算出部172と、マハラノビス距離算出部174と、集計マハラノビス距離算出部176と、工程能力指数算出部178と、集計工程能力指数算出部180と、異常検知表示部182と、を含む。 Referring to FIG. 2, manufacturing condition calculation apparatus 1 includes processing unit 166 configured by CPU 140 executing a program. The processing unit 166 includes an actual measurement data recording unit 168, an analysis period setting unit 170, a histogram feature amount calculation unit 172, a Mahalanobis distance calculation unit 174, an aggregated Mahalanobis distance calculation unit 176, a process capability index calculation unit 178, It includes an aggregate process capability index calculator 180 and an anomaly detection display 182 .

本実施の形態1に係る製造条件計算装置1の処理部166を実現するソフトウェアは、DVD-ROM162又は半導体メモリ160等の媒体に記録されたオブジェクトコード又はスクリプトの形で流通し、DVD-ROMドライブ150又は半導体メモリポート152等の読出装置を介してコンピュータ120に提供され、ハードディスクドライブ148に記憶される。CPU140がプログラムを実行する際には、プログラムはハードディスクドライブ148から読出されてRAM146にロードされる。そして、図示しないプログラムカウンタによって指定されたアドレスから命令がフェッチされ、その命令が実行される。また、CPU140は、ハードディスクドライブ148から処理すべきデータを読出し、処理の結果をこれもまたハードディスクドライブ148に記憶する。推定された製品分子量のハードコピーが、プリンタ124により出力される。
コンピュータ120の一般的動作は周知であるので、詳細な説明は省略する。
Software for realizing the processing unit 166 of the manufacturing condition calculation apparatus 1 according to the first embodiment is distributed in the form of object code or script recorded on a medium such as the DVD-ROM 162 or the semiconductor memory 160, and is distributed in the form of a DVD-ROM drive. 150 or via a readout device such as semiconductor memory port 152 to computer 120 and stored on hard disk drive 148 . When CPU 140 executes a program, the program is read from hard disk drive 148 and loaded into RAM 146 . An instruction is fetched from an address specified by a program counter (not shown) and executed. CPU 140 also reads data to be processed from hard disk drive 148 and stores the results of the processing also on hard disk drive 148 . A hard copy of the estimated product molecular weight is output by printer 124 .
Since the general operation of computer 120 is well known, detailed description is omitted.

ソフトウェアの流通方法に関して、ソフトウェアは必ずしも記憶媒体に記録されたものでなくてもよい。例えば、ソフトウェアはネットワークに接続された別のコンピュータから分配されてもよい。また、ソフトウェアの一部がハードディスクドライブ148に記憶され、ソフトウェアの残りの部分についてはネットワークを介してハードディスクドライブ148に取込み、実行の際に統合する様にしてもよい。
また、ソフトウェアの流通形態はオブジェクトコードには限らない。前述したようにスクリプト形式でもよいし、ソースプログラムの形で供給され、コンピュータ120にインストールされた適切なコンパイラでオブジェクトコードに変換されるという流通形態もあり得る。
Regarding the software distribution method, the software does not necessarily have to be recorded on a storage medium. For example, software may be distributed from another computer connected to a network. Alternatively, a portion of the software may be stored on hard disk drive 148 and the remaining portion of the software may be retrieved to hard disk drive 148 via a network and integrated during execution.
Also, the distribution form of software is not limited to object code. It may be in the form of a script as described above, or it may be distributed in the form of a source program that is converted into object code by an appropriate compiler installed in the computer 120 .

典型的には、現代のコンピュータは、オペレーティングシステム(OS)によって提供される一般的な機能を利用し、所望の目的にしたがって制御された態様で機能を達成する。したがって、OS又はサードパーティから提供されうる一般的な機能を含まず、一般的な機能の実行順序の組合せのみを指定したプログラムであっても、そのプログラムが全体として所望の目的を達成する制御構造を有する限り、そのプログラムがこの発明の範囲に包含されることは明らかである。 Typically, modern computers utilize common functions provided by an operating system (OS) to accomplish functions in a controlled manner according to desired objectives. Therefore, even if the program does not include general functions that can be provided by the OS or a third party and only specifies the combination of the execution order of general functions, the program as a whole can achieve the desired purpose. It is obvious that the program is included in the scope of the present invention as long as it has

<フロー>
次に、製造条件計算装置1におけるデータ解析処理のフローチャートについて、図3に基づいて説明する。
<Flow>
Next, a flowchart of data analysis processing in the manufacturing condition calculation device 1 will be described with reference to FIG.

<S1>
まず、ステップS1において、処理部166の実測データ記録部168は、実測データをコンピュータ120内に構築されたデータベース(以下単に「DB」と呼ぶ。)に追加する。被製造個体単位で登録する場合の実測データは、被製造個体の品種やシリアル番号及び各製造工程における製造時間・製造装置・製造ヘッド・製造結果を含む。
なお、製造結果とは、各製造工程における製造結果、例えば被製造物幅や被製造物長などである。
<S1>
First, in step S<b>1 , the measured data recording unit 168 of the processing unit 166 adds measured data to a database (hereinafter simply referred to as “DB”) built in the computer 120 . The actual measurement data when registered for each product to be manufactured includes the product type and serial number of the product to be manufactured, and the manufacturing time, manufacturing equipment, manufacturing head, and manufacturing results in each manufacturing process.
The manufacturing result is the manufacturing result in each manufacturing process, such as the width of the product to be manufactured and the length of the product to be manufactured.

<S2>
次いで、ステップS2において、解析期間設定部170は、解析の対象・データ・評価候補をもとに、単位解析期間を例えば6時間に設定する。ここで、単位解析期間に準じるものとして、製造ロットがある。このロットは、ある数量、例えば1,000個とか10,000個の固まりで被製造個体を流すことで、個々のロットでの前工程から後工程への搬送を行ったり、生産データを集計したりするのに使用される。この製造ロットは、各モノづくり現場の実態を反映しやすいように数量が設定されているため、今後の説明の図では、製造ロットを管理するロットNoを、単位解析期間の指標として説明する。
<S2>
Next, in step S2, the analysis period setting unit 170 sets the unit analysis period to, for example, 6 hours based on the analysis target/data/evaluation candidate. Here, there is a production lot as one that conforms to the unit analysis period. This lot is a certain quantity, for example, 1,000 pieces or 10,000 pieces. used to Since the quantity of this production lot is set so as to easily reflect the actual situation of each manufacturing site, the lot number that manages the production lot will be explained as an index of the unit analysis period in the drawings in the future explanation.

<S3>
次いで、ステップS3において、ヒストグラム特徴量算出部172は、単位解析期間毎に実測データを分割し、装置・加工ヘッド・ロットNo・計測項目の組み合わせ毎に計測結果のヒストグラム特徴量を算出し、DBに登録する。
具体的には、ヒストグラム特徴量は、計測結果の平均値・中央値・標準偏差・最頻値・尖度・歪度等である。中央値・標準偏差・尖度・歪度の組合せで特徴量を算出することで、概ね良好な結果が得られることが多い。
<S3>
Next, in step S3, the histogram feature amount calculation unit 172 divides the actual measurement data for each unit analysis period, calculates the histogram feature amount of the measurement result for each combination of the device/processing head/lot number/measurement item, and stores the data in the DB. to register.
Specifically, the histogram feature amount is the mean value, median value, standard deviation, mode value, kurtosis, skewness, etc. of the measurement results. Generally good results are often obtained by calculating the feature amount by combining the median, standard deviation, kurtosis, and skewness.

図4に、工程から平均までで、実測データから単位解析期間毎にヒストグラム特徴量を算出した結果の一例を示す。
実施の形態1では、対象の工程・装置・加工ヘッド・ロットNo・計測項目の組み合わせ毎に計測結果のヒストグラム特徴量を算出している。
FIG. 4 shows an example of the result of calculating the histogram feature amount for each unit analysis period from the measured data from the process to the average.
In Embodiment 1, the histogram feature amount of the measurement result is calculated for each combination of target process, apparatus, processing head, lot number, and measurement item.

まず、工程とは、被製造個体を材料から完成形へ加工していく過程のことである。例えば電池の製造工程では、混錬・塗布・巻取・缶挿入・溶接・注液・封口・初期検査・エージング・出荷検査といった過程を示す。実施の形態1では、工程1から工程10で構成される製造工程を想定している中で、部分的に工程1のみ、例えば巻取工程のみを表示している。 First, a process is a process in which an individual to be manufactured is processed from materials to a finished form. For example, in the manufacturing process of a battery, it includes processes such as kneading, coating, winding, can insertion, welding, liquid injection, sealing, initial inspection, aging, and shipping inspection. In Embodiment 1, only the process 1, for example, only the winding process is partially shown while the manufacturing process including the processes 1 to 10 is assumed.

次に、図4に示す装置とは、被製造個体を加工する機械に対する名前である。工程によって、装置が1台しかない工程もあれば、複数台ある工程もある。実施の形態1では、工程1において装置が4台あることを想定している中で、装置1から装置4の部分的な結果を表示している。 Next, the equipment shown in FIG. 4 is the name for the machine that processes the product to be manufactured. Depending on the process, some processes have only one device, while others have multiple devices. In the first embodiment, it is assumed that there are four apparatuses in process 1, and partial results of apparatus 1 to apparatus 4 are displayed.

そして、図4に示す加工ヘッドとは、加工ヘッドの名前である。装置の中で生産性を上げるために、同一の加工を行う部品を複数設けることがある。実施の形態1では、工程1の各装置に加工ヘッドが2個あることを想定している中で、加工ヘッド1から加工ヘッド2の部分的な結果を表示している。 The processing head shown in FIG. 4 is the name of the processing head. In order to increase productivity in an apparatus, a plurality of parts that perform the same processing may be provided. In Embodiment 1, it is assumed that each apparatus in process 1 has two processing heads, and partial results of processing heads 1 to 2 are displayed.

また、図4に示すロットNoは、ロットを一意に特定する名前である。このロットとは、ある数量、例えば1,000個とか10,000個の固まりで被製造個体を流すことで、個々のロットでの前工程から後工程への搬送を行ったり、生産データを集計したりするのに使用される単位である。この製造ロットは、各モノづくり現場の実態を反映しやすいように数量が設定されている。実施の形態1では、製造ロットを管理するロットNoを、単位解析期間に準じる指標として、説明に用いている。 Lot No. shown in FIG. 4 is a name that uniquely identifies a lot. This lot is a certain quantity, for example, 1,000 pieces or 10,000 pieces. A unit used to measure The number of production lots is set so as to easily reflect the actual situation of each manufacturing site. In Embodiment 1, the lot number that manages the manufacturing lot is used in the description as an index according to the unit analysis period.

そして、図4に示す計測項目とは、装置において加工された結果を保証することを目的に計測されている項目や、加工条件の変動を記録しておくことを目的に計測されている項目である。例えば巻取工程を想定すると、計測項目は、巻取体高・巻取体径・巻取ずれ量・巻取張力・巻取補正量などである。実施の形態1では、計測項目がAからGまであることを想定している中で、AとDの部分的な結果を表示している。 The measurement items shown in FIG. 4 are items measured for the purpose of guaranteeing the results of processing in the apparatus and items measured for the purpose of recording variations in processing conditions. be. For example, assuming a winding process, measurement items include the height of the wound body, the diameter of the wound body, the amount of deviation in the winding, the winding tension, and the winding correction amount. In Embodiment 1, it is assumed that there are measurement items from A to G, and partial results of A and D are displayed.

そして、これら工程・装置・加工ヘッド・単位解析期間に準じるロットNo・計測項目の組み合わせ毎に実測データを層別した上で、ヒストグラム特徴量として構成個数N・計測結果の中央値・標準偏差・尖度・歪度・平均を算出している。なお、ヒストグラム特徴量は、中央値・標準偏差・尖度・歪度・平均のうち少なくとも1つを含まなくてもよいし、これら以外の計算値をヒストグラム特徴量として算出してもよい。 Then, after stratifying the actual measurement data for each combination of the process, equipment, processing head, lot number according to the unit analysis period, and measurement items, the histogram feature values are the number of constituents N, the median value of the measurement results, the standard deviation, Kurtosis, skewness, and average are calculated. At least one of the median, standard deviation, kurtosis, skewness, and average may not be included in the histogram feature amount, or calculated values other than these may be calculated as the histogram feature amount.

ここで歪度は、以下の式(1)を用いて算出される。 Here, the skewness is calculated using the following formula (1).

Figure 0007223947000001
Figure 0007223947000001

また、尖度は、以下の式(2)を用いて算出される。 Moreover, the kurtosis is calculated using the following formula (2).

Figure 0007223947000002
Figure 0007223947000002

<S4>
次いで、ステップS4において、マハラノビス距離算出部174は、ヒストグラム特徴量算出部172で過去に登録されたヒストグラム特徴量も含めて、装置・加工ヘッド・ロットNo・計測項目の組み合わせ毎にマハラノビス距離MDを算出し、DBに登録する。
具体的には、ヒストグラム特徴量のうち、中央値・標準偏差・尖度・歪度の組合せで、過去1か月のデータをもとにマハラノビス距離を算出することで概ね良好な結果が得られることが多い。
<S4>
Next, in step S4, the Mahalanobis distance calculation unit 174 calculates the Mahalanobis distance MD for each combination of apparatus, processing head, lot number, and measurement item, including the histogram feature values registered in the past by the histogram feature value calculation unit 172. Calculate and register in DB.
Specifically, among the histogram feature quantities, a combination of median, standard deviation, kurtosis, and skewness can be used to calculate the Mahalanobis distance based on the data for the past month, and generally good results can be obtained. There are many things.

図4に、マハラノビス距離MDを算出した結果の一例を示す。
ここで、マハラノビス距離MDは、異なる変数間に相関がないp次元を想定して、以下の式(3)を用いて算出される。実施の形態1では、i=1が中央値、i=2が標準偏差、i=3が尖度、i=4が歪度として、マハラノビス距離MDを算出している。
FIG. 4 shows an example of the result of calculating the Mahalanobis distance MD.
Here, the Mahalanobis distance MD is calculated using the following equation (3), assuming p dimensions in which there is no correlation between different variables. In Embodiment 1, the Mahalanobis distance MD is calculated with i=1 as the median, i=2 as the standard deviation, i=3 as the kurtosis, and i=4 as the skewness.

Figure 0007223947000003
Figure 0007223947000003

<S5>
次いで、ステップS5において、集計マハラノビス距離算出部176は、マハラノビス距離算出部174で算出されたマハラノビス距離MDに対して、直近の解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎の集計マハラノビス距離A_MDを算出し、DBに登録する。
具体的には、直近の解析対象期間を3日とし、この解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎のマハラノビス距離MDの平均値を集計マハラノビス距離A_MDとして算出することで、概ね良好な結果が得られることが多い。
図4に、マハラノビス距離MDのデータを用いて、集計マハラノビス距離A_MDを算出した結果の一例を示す。例えば、解析対象期間のロットNoがAAAA001,AAAA004~AAAA008等における装置1と加工ヘッド1と計測項目Aの組み合わせのマハラノビス距離MDは、それぞれ0.91,2.43,1.71,3.72,2.32,2.14,…である。集計マハラノビス距離算出部176は、これらの平均値の2.21を集計マハラノビス距離A_MDとして算出する。
<S5>
Next, in step S5, the total Mahalanobis distance calculation unit 176 calculates the Mahalanobis distance MD calculated by the Mahalanobis distance calculation unit 174 by calculating A_MD is calculated and registered in the DB.
Specifically, the most recent analysis target period is set to 3 days, and the average value of the Mahalanobis distance MD for each combination of the device, processing head, and measurement item in this analysis target period is calculated as the total Mahalanobis distance A_MD. results are often obtained.
FIG. 4 shows an example of a result of calculating aggregated Mahalanobis distance A_MD using data of Mahalanobis distance MD. For example, the Mahalanobis distances MD of combinations of the device 1, the machining head 1, and the measurement item A in the lot numbers AAAA001, AAAA004 to AAAA008, etc. during the analysis target period are 0.91, 2.43, 1.71, and 3.72, respectively. , 2.32, 2.14, . The total Mahalanobis distance calculation unit 176 calculates 2.21 of these average values as the total Mahalanobis distance A_MD.

<S6>
次いで、ステップS6において、工程能力指数算出部178は、単位解析期間毎に実測データを分割し、装置・加工ヘッド・ロットNo・計測項目の組み合わせ毎に工程能力指数を算出してDBに登録する。
具体的には、工程能力指数は、平均の偏りを考慮した工程能力指数Cpkを用いることで概ね良好な結果が得られることが多い。
図4に、計測項目の上側規格値UCL及び下側規格値LCLを用いて、工程能力指数Cpkを算出した結果の一例を示す。
ここで、工程能力指数Cpkは、各計測項目の上側規格値をUCL、下側規格値をLCLとして、以下の式(4)を用いて算出される。
<S6>
Next, in step S6, the process capability index calculation unit 178 divides the measured data for each unit analysis period, calculates the process capability index for each combination of the device/processing head/lot number/measurement item, and registers it in the DB. .
Specifically, generally good results are often obtained by using the process capability index Cpk that takes into account the bias in the average.
FIG. 4 shows an example of the result of calculating the process capability index Cpk using the upper standard value UCL and the lower standard value LCL of the measurement items.
Here, the process capability index Cpk is calculated using the following equation (4), with UCL as the upper standard value and LCL as the lower standard value for each measurement item.

Figure 0007223947000004
Figure 0007223947000004

<S7>
次いで、ステップS7において、集計工程能力指数算出部180は、工程能力指数算出部178で算出された工程能力指数Cpkに対して、直近の解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎の集計工程能力指数A_Cpkを集計し、DBに登録する。
具体的には、直近の解析対象期間を3日とし、この解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎の工程能力指数Cpkの平均値を集計工程能力指数A_Cpkとして算出することで、概ね良好な結果が得られることが多い。
図4に、工程能力指数Cpkのデータを用いて、集計工程能力指数A_Cpkを算出した結果の一例を示す。例えば、解析対象期間のロットNoがAAAA001,AAAA004~AAAA008等における装置1と加工ヘッド1と計測項目Aの組み合わせの工程能力指数Cpkは、それぞれ3.41,3.72,3.57,2.9,3,3.42,…である。集計工程能力指数算出部180は、これらの平均値の3.34を集計工程能力指数A_Cpkとして算出する。
<S7>
Next, in step S7, the aggregated process capability index calculation unit 180 calculates the process capability index Cpk calculated by the process capability index calculation unit 178 for each combination of the device/processing head/measurement item in the latest analysis target period. The total process capability index A_Cpk is totaled and registered in the DB.
Specifically, the most recent analysis target period is set to 3 days, and the average value of the process capability index Cpk for each combination of the device/processing head/measurement item in this analysis target period is calculated as the total process capability index A_Cpk. Good results are generally obtained.
FIG. 4 shows an example of the result of calculating the total process capability index A_Cpk using the data of the process capability index Cpk. For example, the process capability index Cpk of the combination of the device 1, the machining head 1, and the measurement item A in the lot numbers AAAA001, AAAA004 to AAAA008, etc. during the analysis target period is 3.41, 3.72, 3.57, 2.41, 3.72, 3.57, 2.57, and 2.57, respectively. 9, 3, 3.42, . . . The aggregated process capability index calculator 180 calculates 3.34 of these average values as the aggregated process capability index A_Cpk.

<S8>
次いで、ステップS8において、異常検知表示部182は、集計マハラノビス距離A_MDと集計工程能力指数A_Cpkとを組み合わせてモニタ122等に出力し、製造現場のオペレータが確認する。
図5に、変化度を表す集計マハラノビス距離A_MDを横軸とし、健全度を表す集計工程能力指数A_Cpkを縦軸としてグラフ表示した結果の一例を示す。
例えば図5の右下領域は、健全度が低く直近変化度が大きいことから、突発異常を示しているおそれがあることを示す。このため、オペレータは、現状を早急に調査し、対策を実施するかを検討する。
一方で、左下領域は、健全度が低く直近変化度が小さいことから、慢性異常を示しているおそれがあることを示す。このため、オペレータは、取り組みの優先順位は低いが、継続的に改善案を検討していく必要がある。
さらに、右上領域は、健全度が高いが直近変化度が大きいことを示す。このため、オペレータは、突発異常化しないかを継続監視しておく必要がある。
そして、左上領域は、健全度が高く直近変化度も小さいことから、取り組みの優先順位は極めて低い。
<S8>
Next, in step S8, the abnormality detection display unit 182 combines the summed Mahalanobis distance A_MD and the summed process capability index A_Cpk and outputs them to the monitor 122 or the like for confirmation by the operator at the manufacturing site.
FIG. 5 shows an example of the result of graph display with the aggregated Mahalanobis distance A_MD representing the degree of change on the horizontal axis and the aggregated process capability index A_Cpk representing the soundness on the vertical axis.
For example, the lower right area of FIG. 5 indicates that there is a possibility that a sudden abnormality is indicated because the soundness level is low and the recent degree of change is large. Therefore, the operator immediately investigates the current situation and considers whether to implement countermeasures.
On the other hand, since the lower left area has a low degree of health and a small degree of recent change, it indicates that there is a possibility of indicating a chronic abnormality. For this reason, although the operator has a low priority for efforts, it is necessary to continuously consider improvement plans.
Furthermore, the upper right area indicates that the degree of soundness is high, but the degree of recent change is large. For this reason, the operator needs to continuously monitor for sudden abnormalities.
The upper left region has a high degree of soundness and a small degree of recent change, so the priority of efforts is extremely low.

このようなフローを経る過程で、製造プロセスを決定するパラメータが網羅的に計測されていないような、例えば一般加工設備においても、被計測項目の変化を統計モデルとして評価しつつ、装置稼働状態の悪化に直結する関連データを表示することができる。そして、オペレータは、上記のような視点で表示結果を確認することで、測定・記録されにくい材料特性変化や前工程の影響をうけにくい異常を検知することができるようになり、装置異常に対する取り組み判断を定量的に実施することが可能となる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
In the process of going through this flow, even in general processing equipment where the parameters that determine the manufacturing process are not comprehensively measured, while evaluating changes in the measurement items as a statistical model, Relevant data directly linked to deterioration can be displayed. By checking the display results from the above perspective, the operator will be able to detect changes in material properties that are difficult to measure and record, as well as abnormalities that are unlikely to be affected by previous processes. Decisions can be made quantitatively.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various other modes.

本発明の実施の形態2に関して説明する。実施の形態1と実施の形態2との相違点は、集計マハラノビス距離算出部176及び異常検知表示部182の処理内容である。 A second embodiment of the present invention will be described. The differences between the first embodiment and the second embodiment are the processing contents of the total Mahalanobis distance calculation unit 176 and the abnormality detection display unit 182 .

<フロー>
製造条件計算装置1におけるデータ解析処理のフローチャートについて、図6及び図7に基づいて説明する。なお、実施の形態2のフローは、ステップS7までは実施の形態1と同様である。ここで、実施の形態2では、ステップS5の処理を行わなくてもよい。
<Flow>
A flowchart of data analysis processing in the manufacturing condition calculation device 1 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. Note that the flow of the second embodiment is the same as that of the first embodiment up to step S7. Here, in the second embodiment, the process of step S5 may not be performed.

<S11>
ステップS7の処理が行われた後、図6に示すように、ステップS11において、集計マハラノビス距離算出部176は、工程能力指数Cpkと集計工程能力指数A_Cpkとに基づいて、装置・加工ヘッド・ロットNo・計測項目の組み合わせ毎に修正マハラノビス距離MD’を算出する。ステップS11の処理は、図7に示すように、ステップS21~S23の処理を含む。
<S21>
ステップS21において、集計マハラノビス距離算出部176は、工程能力指数Cpkが集計工程能力指数A_Cpkを超えるか否かを判断する。
<S22>
集計マハラノビス距離算出部176は、工程能力指数Cpkが集計工程能力指数A_Cpkを超えると判断した場合、ステップS22において、マハラノビス距離MDに「-1」を乗じた値を修正マハラノビス距離MD’として算出する。
<S23>
集計マハラノビス距離算出部176は、工程能力指数Cpkが集計工程能力指数A_Cpkを超えないと判断した場合、ステップS23において、マハラノビス距離MDに「1」を乗じた値を修正マハラノビス距離MD’として算出する。
<S11>
After the process of step S7 is performed, as shown in FIG. 6, in step S11, the aggregated Mahalanobis distance calculator 176 calculates the device/processing head/lot based on the process capability index Cpk and the aggregated process capability index A_Cpk. No. The corrected Mahalanobis distance MD' is calculated for each combination of measurement items. The process of step S11 includes the processes of steps S21 to S23, as shown in FIG.
<S21>
In step S21, the aggregated Mahalanobis distance calculator 176 determines whether the process capability index Cpk exceeds the aggregated process capability index A_Cpk.
<S22>
When the aggregated Mahalanobis distance calculation unit 176 determines that the process capability index Cpk exceeds the aggregated process capability index A_Cpk, in step S22, the value obtained by multiplying the Mahalanobis distance MD by "-1" is calculated as the corrected Mahalanobis distance MD'. .
<S23>
When the aggregated Mahalanobis distance calculation unit 176 determines that the process capability index Cpk does not exceed the aggregated process capability index A_Cpk, in step S23, the value obtained by multiplying the Mahalanobis distance MD by "1" is calculated as the corrected Mahalanobis distance MD'. .

<S12>
次いで、ステップS11の処理が行われた後、ステップS12において、集計マハラノビス距離算出部176は、修正マハラノビス距離MD’をDBに登録する。
図8に、マハラノビス距離MDのデータを用いて、修正マハラノビス距離MD’を算出した結果の一例を示す。
<S12>
Next, after the process of step S11 is performed, in step S12, the total Mahalanobis distance calculation unit 176 registers the corrected Mahalanobis distance MD' in the DB.
FIG. 8 shows an example of the result of calculating the corrected Mahalanobis distance MD' using the data of the Mahalanobis distance MD.

<S13>
次いで、ステップS13において、集計マハラノビス距離算出部176は、修正マハラノビス距離MD’に対して、直近の解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎の集計修正マハラノビス距離A_MD’を算出し、DBに登録する。
具体的には、直近の解析対象期間を3日とし、この解析対象期間における装置・加工ヘッド・計測項目の組み合わせ毎の修正マハラノビス距離MD’の平均値を集計修正マハラノビス距離A_MD’として算出することで、概ね良好な結果が得られることが多い。
<S13>
Next, in step S13, the aggregated Mahalanobis distance calculation unit 176 calculates the aggregated corrected Mahalanobis distance A_MD' for each combination of the device/processing head/measurement item in the latest analysis target period with respect to the corrected Mahalanobis distance MD', Register in DB.
Specifically, the most recent analysis target period is set to 3 days, and the average value of the corrected Mahalanobis distance MD' for each combination of the device/processing head/measurement item in this analysis target period is calculated as the total corrected Mahalanobis distance A_MD'. and generally good results are obtained.

図8に、修正マハラノビス距離MD’のデータを用いて、集計修正マハラノビス距離A_MD’を算出した結果の一例を示す。例えば、解析対象期間のロットNoがAAAA001,AAAA004~AAAA008等における装置1と加工ヘッド1と計測項目Aの組み合わせの修正マハラノビス距離MD’は、それぞれ-0.9,-2.4,-1.7,3.72,2.32.-2.1,…である。集計マハラノビス距離算出部176は、これらの平均値の-0.2を集計修正マハラノビス距離A_MD’として算出する。 FIG. 8 shows an example of the result of calculating the aggregate modified Mahalanobis distance A_MD' using the data of the modified Mahalanobis distance MD'. For example, the corrected Mahalanobis distances MD′ of combinations of the device 1, the machining head 1, and the measurement item A in the lot numbers AAAA001, AAAA004 to AAAA008, etc. during the analysis target period are -0.9, -2.4, -1. 7, 3.72, 2.32. −2.1, . . . The total Mahalanobis distance calculation unit 176 calculates −0.2 of these average values as the total modified Mahalanobis distance A_MD′.

<S14>
次いで、ステップS14において、異常検知表示部182は、集計修正マハラノビス距離A_MD’と集計工程能力指数A_Cpkとを組み合わせてモニタ122等に出力し、製造現場のオペレータが確認する。
図9に、変化度を表す集計修正マハラノビス距離A_MD’を横軸とし、健全度を表す集計工程能力指数A_Cpkを縦軸としてグラフ表示した結果の一例を示す。
例えば図9の右下領域は、健全度が低く直近変化度が正の方向に大きいことから、突発悪化異常を示しているおそれがあることを示す。このため、オペレータは、現状を早急に調査し、対策を実施する必要がある。
一方で、中央下領域は、健全度が低く直近変化度が小さいことから、慢性異常を示しているおそれがあることを示す。このため、オペレータは、取り組みの優先順位は低いが、継続的に改善案を検討していく必要がある。
さらに、左下領域は、健全度が低く直近変化度が負の方向に大きいことから、突発良化異常を示している可能性がある。このため、オペレータは、取り組みの優先順位は低いが、どのような変化点があったかを確認し、今後の改善案としてストックしていく必要がある。
また、上側領域は、総じて健全度が高いため、オペレータは、健全度が悪化しないかを継続的に監視しておく。
<S14>
Next, in step S14, the abnormality detection display unit 182 combines the total modified Mahalanobis distance A_MD' and the total process capability index A_Cpk and outputs them to the monitor 122 or the like for confirmation by the operator at the manufacturing site.
FIG. 9 shows an example of the results of graph display with the horizontal axis representing the aggregate modified Mahalanobis distance A_MD′ representing the degree of change and the vertical axis representing the aggregate process capability index A_Cpk representing the degree of soundness.
For example, the lower right area of FIG. 9 indicates that the degree of soundness is low and the latest degree of change is large in the positive direction, indicating that there is a possibility of indicating a sudden worsening abnormality. Therefore, the operator needs to investigate the current situation as soon as possible and take countermeasures.
On the other hand, since the lower center area has a low degree of health and a small degree of recent change, it indicates that there is a possibility of indicating a chronic abnormality. For this reason, although the operator has a low priority for efforts, it is necessary to continuously consider improvement plans.
Furthermore, since the lower left area has a low degree of soundness and the degree of recent change is large in the negative direction, there is a possibility that it indicates a sudden improvement abnormality. For this reason, although the operator has a low priority to work on, it is necessary to confirm what kind of changes have been made and stock them as future improvement plans.
Moreover, since the upper region generally has a high degree of soundness, the operator continuously monitors whether the degree of soundness deteriorates.

このような視点で表示結果を確認することで、オペレータは、装置異常に対する取り組み判断を定量的に実施することが可能となる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
By confirming the display result from such a viewpoint, the operator can quantitatively determine how to deal with the apparatus abnormality.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various other modes.

本発明に係る製造条件計算装置、製造条件計算方法及び製造条件計算プログラムは、製造プロセスを決定するパラメータが網羅的に計測されていないような例えば一般加工設備・ラインにおいても、測定・記録されにくい材料特性変化や装置変動の影響による変化度を定量的に評価できるようになり、製造条件の変更判断を定量的に実施することを可能とし、一般工場などでの従来取得パラメータ活用の加速を図ることなどに有用である。 The manufacturing condition calculation apparatus, manufacturing condition calculation method, and manufacturing condition calculation program according to the present invention are difficult to measure and record even in general processing equipment and lines where parameters that determine the manufacturing process are not exhaustively measured. It will be possible to quantitatively evaluate the degree of change due to changes in material properties and equipment fluctuations, making it possible to quantitatively determine changes in manufacturing conditions, and to accelerate the use of conventionally acquired parameters in general factories. It is useful for things like

1 製造条件計算装置
120 コンピュータ
122 モニタ
124 プリンタ
126 キーボード
128 マウス
140 CPU
142 バス
144 ROM
146 RAM
148 ハードディスクドライブ
150 DVD-ROMドライブ
152 半導体メモリポート
154 ネットワークインターフェイス
160 半導体メモリ
162 DVD-ROM
164 ネットワーク
166 処理部
168 実測データ記録部
170 解析期間設定部
172 ヒストグラム特徴量算出部
174 マハラノビス距離算出部
176 集計マハラノビス距離算出部
178 工程能力指数算出部
180 集計工程能力指数算出部
182 異常検知表示部
1 manufacturing condition calculation device 120 computer 122 monitor 124 printer 126 keyboard 128 mouse 140 CPU
142 bus 144 ROM
146 RAMs
148 hard disk drive 150 DVD-ROM drive 152 semiconductor memory port 154 network interface 160 semiconductor memory 162 DVD-ROM
164 network 166 processing unit 168 measured data recording unit 170 analysis period setting unit 172 histogram feature amount calculation unit 174 Mahalanobis distance calculation unit 176 total Mahalanobis distance calculation unit 178 process capability index calculation unit 180 aggregate process capability index calculation unit 182 abnormality detection display unit

Claims (7)

製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出部と、
前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出部と、
前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出部と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出部と、
前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示部と、を有する、製造条件計算装置。
Actual measurement data related to product manufacturing is divided into unit analysis periods, and a histogram feature amount of measurement results included in the actual measurement data is calculated for each combination of measurement items and devices included in the actual measurement data and the unit analysis period. a histogram feature quantity calculator;
a Mahalanobis distance calculation unit that calculates a Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature amount;
an aggregated Mahalanobis distance calculation unit that calculates an aggregated Mahalanobis distance based on an aggregated value of the Mahalanobis distances for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period;
a process capability index calculator that calculates a process capability index for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period;
an aggregated process capability index calculation unit that calculates an aggregated process capability index based on aggregated values of the process capability index for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period;
A manufacturing condition calculation device, comprising: an anomaly detection display section for displaying the summed Mahalanobis distance and the summed process capability index in a divided manner.
前記ヒストグラム特徴量算出部は、前記計測結果の中央値、標準偏差、尖度及び歪度のうち少なくともいずれか1つを、前記ヒストグラム特徴量として算出する、請求項1に記載の製造条件計算装置。 2. The manufacturing condition calculation device according to claim 1, wherein said histogram feature amount calculator calculates at least one of median, standard deviation, kurtosis and skewness of said measurement result as said histogram feature amount. . 前記集計マハラノビス距離算出部は、前記組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の平均値を、前記集計マハラノビス距離として算出する、請求項1又は2に記載の製造条件計算装置。 3. The manufacturing condition calculation device according to claim 1, wherein said aggregated Mahalanobis distance calculation unit calculates an average value of said Mahalanobis distances for each of said combinations as said aggregated Mahalanobis distance. 前記集計工程能力指数算出部は、前記組み合わせ毎の前記工程能力指数の平均値を、前記集計工程能力指数として算出する、請求項1から3のいずれか1項に記載の製造条件計算装置。 4. The manufacturing condition calculation apparatus according to claim 1, wherein said aggregated process capability index calculator calculates an average value of said process capability indexes for each said combination as said aggregated process capability index. 前記集計マハラノビス距離算出部は、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に前記工程能力指数と前記集計工程能力指数を比較し、前記工程能力指数が前記集計工程能力指数を超える場合、前記工程能力指数に対応する前記マハラノビス距離に負の符号を付与し、前記工程能力指数が前記集計工程能力指数を超えない場合、前記工程能力指数に対応する前記マハラノビス距離に正の符号を付与し、正負の符号が付与された前記マハラノビス距離に基づき、前記集計マハラノビス距離を算出する、請求項1から4のいずれか1項に記載の製造条件計算装置。 The aggregated Mahalanobis distance calculation unit compares the process capability index and the aggregated process capability index for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period, and if the process capability index exceeds the aggregated process capability index , assigning a negative sign to the Mahalanobis distance corresponding to the process capability index, and assigning a positive sign to the Mahalanobis distance corresponding to the process capability index when the process capability index does not exceed the aggregated process capability index 5. The manufacturing condition calculation device according to claim 1, wherein the total Mahalanobis distance is calculated based on the Mahalanobis distances to which positive and negative signs are assigned. 製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出工程と、
前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出工程と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出工程と、
前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出工程と、
前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示工程と、を有する、製造条件計算方法。
Actual measurement data related to product manufacturing is divided into unit analysis periods, and a histogram feature amount of measurement results included in the actual measurement data is calculated for each combination of measurement items and devices included in the actual measurement data and the unit analysis period. A histogram feature quantity calculation step;
A Mahalanobis distance calculation step of calculating a Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature amount;
an aggregated Mahalanobis distance calculation step of calculating an aggregated Mahalanobis distance based on an aggregated value of the Mahalanobis distances for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period;
a process capability index calculation step of calculating a process capability index for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period;
an aggregated process capability index calculation step of calculating an aggregated process capability index based on aggregated values of the process capability index for each combination of the measurement item and the apparatus in the most recent analysis target period;
and an abnormality detection display step of dividing and displaying the aggregated Mahalanobis distance and the aggregated process capability index.
コンピュータに、
製品の製造に関する実測データを単位解析期間毎に分割し、前記実測データに含まれる計測項目及び装置並びに前記単位解析期間の組み合わせ毎に、前記実測データに含まれる計測結果のヒストグラム特徴量を算出するヒストグラム特徴量算出工程と、
前記ヒストグラム特徴量をもとに、前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎にマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出工程と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記マハラノビス距離の集計値に基づき集計マハラノビス距離を算出する集計マハラノビス距離算出工程と、
前記計測項目、前記装置及び前記単位解析期間の組み合わせ毎に工程能力指数を算出する工程能力指数算出工程と、
直近の解析対象期間における前記計測項目及び前記装置の組み合わせ毎の前記工程能力指数の集計値に基づき集計工程能力指数を算出する集計工程能力指数算出工程と、
前記集計マハラノビス距離と前記集計工程能力指数を分割区分して表示する異常検知表示工程と、を実行させる、製造条件計算プログラム。
to the computer,
Actual measurement data related to product manufacturing is divided into unit analysis periods, and a histogram feature amount of measurement results included in the actual measurement data is calculated for each combination of measurement items and devices included in the actual measurement data and the unit analysis period. A histogram feature quantity calculation step;
A Mahalanobis distance calculation step of calculating a Mahalanobis distance for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period based on the histogram feature amount;
an aggregated Mahalanobis distance calculation step of calculating an aggregated Mahalanobis distance based on an aggregated value of the Mahalanobis distances for each combination of the measurement items and the devices in the most recent analysis target period;
a process capability index calculation step of calculating a process capability index for each combination of the measurement item, the device, and the unit analysis period;
an aggregated process capability index calculation step of calculating an aggregated process capability index based on aggregated values of the process capability index for each combination of the measurement item and the apparatus in the most recent analysis target period;
and an abnormality detection display step of dividing and displaying the aggregated Mahalanobis distance and the aggregated process capability index.
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