JP7376325B2 - 対象物情報管理装置および対象物情報管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物情報管理装置および対象物情報管理方法に係り、特に、工場の製造ラインにおいて、製造物の製造時に検出されるセンサ情報とその製造情報を紐付けて管理するのに好適な対象物情報管理装置および対象物情報管理方法に関する。

近年、工場の製造物の製造ラインに関するデータを、情報処理装置により管理し、生産性向上や品質向上のための分析データとして用いるシステムが広く知られるようになってきている。

例えば、特許文献１には、製造ラインのログ情報として、所定時間間隔で、装置内の製品の個数と、生産された個数の情報を受付け、表示装置で、製品個体毎の処理が開始された時刻と処理が終了された時刻を算出して、それらの時刻情報を表示する製造状況の管理システムが開示されている。

また、特許文献２には、提供設備が、運搬物の提供を検知し、運搬物に関する管理情報を受取設備に送信し、受取設備でその管理情報を保持するトレーサビリティシステムが開示されている。

特開２０１５－１０８９０５号公報 特開２０１１－３９９９２号公報

昨今では、製造ラインの現場においては、センサの種類の多様化や低価格化により、収集できるセンサデータの量が増加している。このような状況の下、製造ライン稼動時に生成されるセンサデータを製品種別ごとに分析し、生産性向上や品質向上に貢献する仕組みが求められる。

ところで、製造ラインの最初の工程、最終工程では、製品種別／品名／製造番号などの製造情報が生成されるが、途中工程で計測されるセンサデータには、一般的には、時刻や測定値などの情報しかない。したがって、そのようなセンサデータは、製品種別／品名／製造番号などの製造情報と対応付けないと、生産性向上や品質向上のための分析データとしては利用できないことになる。

例えば、特許文献２のトレーサビリティシステムでは、提供設備が運搬物の提供を検知し、運搬物に関する情報（例えば、運搬物の特性、量、出荷日時、運搬手段の識別情報、運搬日時など（段落[００３５]））を受取り設備に送信することにより、製品等の運搬物に直接ＩＣタグ等を付することなく、運搬物の流通履歴を管理することが可能になるとしている。

特許文献２においては、運搬物に関する情報は、必ずしも、センサデータに関するのものではないが、これを製造ラインのセンサデータの対応付けに応用すると、管理情報の送信に関して、全設備に受信装置、発信装置を設置する必要があり、導入・運用コストが高くなるという課題が生じる。

また、運搬物を提供するタイミングで、管理情報を送信するために、運搬物の提供と受取りの間に大きな時間隔がある場合に、複数設備のデータを正確に連結できないという課題が生じる。

さらに、運搬物を提供し、管理情報を送信した後に、運搬物の欠損などが発生すると、それ以降の全ての製品個体と管理情報と正確に紐付けることができない事態が発生する。

また、センサデータと製品情報を対応付けるためには、センサデータ発生時に、そのつど、なんらかの形で製品情報を入力して、センサデータにその製品情報を付加して管理装置に送信する形態が考えられるが、そのために、特別な情報処理システムが必要となり、管理情報としても容量が大きくなり、設置コストや運用コストも増大し、多種多様な汎用のセンサに対応するシステムを構築するのは難しい。

本発明の目的は、対象物がセンサにより計測されるラインにおいて、センサデータをロット毎にグルーピングして、対象物情報に対応付けて、センサデータを分析データとして活用することのできる対象物情報管理装置および対象物情報管理方法を提供することにある。

本発明の製造管理装置は、好ましくは、ラインで計測されるセンサデータと、対象物情報を対応付ける対象物情報管理装置であって、プロセッサは、ラインに設置されるセンサで計測され、時系列に計測された対象物の個数であるレコードを含むセンサデータを取得するセンサデータ取得工程と、センサデータの対象物のレコードをその集合であるブロック化するブロック化工程と、ラインを流れる対象物の情報を格納した対象物情報のロットと、ブロック化した対象物のレコードのブロックとの対応付けを行う対応付工程と、を行い、ブロック化工程では、対象物の計測した時間間隔に基づいて、対象物のレコードをブロック化し、対応付工程では、対象物情報のロットと、センサデータのブロックを、その順序を維持してロットサイズ及びブロックのレコード数が合うように対応付けし、ロット数とブロック数が異なる単数または複数のロットと単数または複数のブロックとを対応付け可能であるようにしたものである。

本発明によれば、対象物がセンサにより計測されるラインにおいて、センサデータをロット毎にグルーピングして、対象物情報に対応付けて、センサデータを分析データとして活用することのできる対象物情報管理装置および対象物情報管理方法を提供することができる。

実施形態１に係る製造システムの構成の全体構成図である。 実施形態１に係る対象物情報管理装置の機能構成図である。 設備１の製造情報テーブルの一例を示す図である。 設備Ｎの製造情報テーブルの一例を示す図である。 センサ１のセンサデータテーブルの一例を示す図である。 センサＭのセンサデータテーブルの一例を示す図である。 センサ１のロット切替テーブルの一例を示す図である。 センサＭのロット切替テーブルの一例を示す図である。 センサ１のセンサデータブロック単位集計テーブルの一例を示す図である。 センサＭのセンサデータブロック単位集計テーブルの一例を示す図である。 センサ１と製造情報のデータ結合テーブルの一例を示す図である。 センサＭと製造情報のデータ結合テーブルの一例を示す図である。 製造情報とセンサデータの結合テーブルの一例を示す図である。 ロット切替学習処理を示すフローチャートである。 センサデータブロック分割処理を示すフローチャートである。 実施形態１に係る製造情報とセンサデータブロックの結合処理を示すフローチャートである。 Ｓ３０２の処理を説明する図である。 Ｓ３０３の処理を説明する図である。 Ｓ３０４の処理を説明する図である。 実施形態１に係るロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックの探索処理を示すフローチャートである。 Ｓ１１０１の処理を説明する図である（その一）。 Ｓ１１０２の処理を説明する図である。 Ｓ１１０３４の処理を説明する図である。 Ｓ１１０４の処理を説明する図である（その二）。 ロット内の追番をシーケンシャルで割当てる処理を示すフローチャートである。 製造情報とセンサデータの再編集処理を示すフローチャートである。 対象物情報管理装置が表示する製造工程のラインチャート画面の一例を示す図である。 実施形態２に係る対象物情報管理装置の機能構成図である。 実施形態２のセンサデータの欠損を考慮に入れた場合の製造情報とセンサデータの対応付けを説明する図である。 実施形態２に係る製造情報とセンサデータブロックの結合処理を示すフローチャートである。 実施形態２に係るロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックの探索処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図２１を用いて説明する。
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１を、図１ないし図１７を用いて説明する。

先ず、図１および図２を用いて実施形態１に係る製造システムの構成について説明する。
実施形態１に係る製造システムは、図１に示されるように、製造実行システム１０、対象物情報管理装置１００、複数の設備３０（図１では、３０－１、…、３０－Ｎ）、複数のセンサ３１（図１では、３１－１、…、３１－Ｍ）が、それぞれイントラネットワーク２０で接続された形態である。ただし、イントラネットワーク２０は、インターネットのようなグローバルネットワークであってもよい。

設備３０は、工場の製造ラインに配置され、製造物の各工程での処理をおこなう装置あるいはシステムを想定している。

センサ３１は、製造ラインの角製造工程処理における製造物に関する情報を計測する測定装置であり、例えば、温度センサ、加速度センサ、距離センサなどである。

製造実行システム１０は、工場の製造ラインに関する製造物、作業者の各工程の作業などを監視し、管理するシステムである。

製造実行システム１０は、例えば、一般的なサーバ装置のような情報処理装置によって実現され、図１に示されるように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３、主記憶装置１２、外部記憶装置Ｉ／Ｆ（InterFace）１４、通信Ｉ／Ｆ１１がバスにより接続された形態である。

ＣＰＵ１３は、プログラムを実行し、製造実行システム１０の各部を制御するプロセッサである。主記憶装置１２は、ワークデータやロードされるプログラムを保持する半導体メモリである。外部記憶装置Ｉ／Ｆ（InterFace）１４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１５やＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部装置を接続するインターフェース部である。通信Ｉ／Ｆ１１は、ネットワークを接続するインターフェース部である。本実施形態では、外部記憶装置Ｉ／Ｆ１４には、ＨＤＤ１５が接続され、通信Ｉ／Ｆ１１には、設備３０、センサ３１、対象物情報管理装置１００と通信するためのイントラネットワーク２０が接続されている。

対象物情報管理装置１００は、製造情報とセンサデータを紐付けるための情報を生成する装置である。

対象物情報管理装置１００は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータのような情報処理装置によって実現され、図１に示されるように、ＣＰＵ１１２、主記憶装置１１１、外部記憶装置Ｉ／Ｆ１１４、通信Ｉ／Ｆ１１３、入出力装置Ｉ／Ｆ１１６がバスにより接続された形態である。

ＣＰＵ１１２、主記憶装置１１１、外部記憶装置Ｉ／Ｆ１１４、通信Ｉ／Ｆ１１３については、製造実行システム１０のＣＰＵ１３、主記憶装置１２、外部記憶装置Ｉ／Ｆ１４、通信Ｉ／Ｆ１１と同様である。入出力装置Ｉ／Ｆ１１６は、入出力装置を接続するインターフェース部である。本実施形態では、ポインティングデバイスとしてマウス１１７、コマンドやデータを入力するためのキーボード１１９、画面を表示するモニター１１８が接続されている。また、外部記憶装置Ｉ／Ｆ１１４には、ＨＤＤ１５が接続されている。

次に、図２を用いて対象物情報管理装置の機能構成について説明する。
対象物情報管理装置１００は、機能構成として、ロット切替モデル学習部１２０、センサデータブロック分割部１３０、製造情報とセンサデータの結合部１４０、データ格納部１５０からなる。

ロット切替モデル学習部１２０は、製造ラインにおける学習データからロット切替の判定モデルを作成する機能部であり、ロット切替算出部１２１、時間情報算出部１２２、ロット切替モデル学習部１２３のサブユニットからなる。

ロット切替算出部１２１は、製造ラインにおけるロット切替を算出する機能部である。時間情報算出部１２２は、学習データから各製品個体におけるサイクルタイム（生産ラインのある工程における作業時間）やマシンタイム（機械加工時間）などの時間情報を算出する機能部である。ロット切替モデル学習部１２３は、ロット切替モデル判定モデルを生成する機能部である。ここで、ロット切替モデル判定モデルは、例えば、「設備ｉの製造ラインの工程Ｐｉで、１００秒以上経過するとロット切替が発生する」のようなルールとして表現される。

センサデータブロック分割部１３０は、センサデータを取り扱う推測期間において、センサデータを、センサデータブロックとしてロット単位に分割して、集計する機能部であり、時間情報算出部１３１、ロット切替判定部１３２、ブロック分割・集計部１３３のサブユニットからなる。

時間情報算出部１３１は、推測期間における各製品個体におけるサイクルタイムやマシンタイムなどの時間情報を算出する機能部である。ロット切替判定部１３２は、ロット切替モデル判定モデルを適用し、推測期間におけるロット切替を算出する機能部である。ここで、「ロット切替を算出」とは、例えば、「設備ｉでは、１００秒でロット切替が発生する」などの情報を出力することである。ブロック分割・集計部１３３は、算出されたロット切替に基づいて、センサデータを、センサデータブロックとしてロット単位に分割して、集計する機能部である。

製造情報とセンサデータの結合部１４０は、センサデータと製造情報を紐付ける機能部であり、製造情報とセンサデータ対応付け部１４１、ロット内追番割当部１４２、包含状態確認部１４３、製造情報とセンサデータ対応再編集部１４４、データ統合部１４５、結合結果表示部１４６のサブユニットからなる。

製造情報とセンサデータ対応付け部１４１は、製造情報とセンサデータを対応付ける機能部である。ロット内追番割当部１４２は、ロット内で追番（後述）を割当てる機能部である。包含状態確認部１４３は、ロット単位で製造情報の時刻とセンサデータの時刻により包含状態を確認する機能部である。製造情報とセンサデータ対応再編集部１４４は、製造情報とセンサデータの対応に対して付加的な情報を付して再編集する機能部である。データ統合部１４５は、製造情報とセンサデータを出力結果として結合する機能部である。結合結果表示部１４６は、製造情報とセンサデータの結合した結果を、図１のモニター１１８などに出力する機能部である。

データ格納部１５０は、対象物情報管理装置１００で取り扱うデータを保持する機能部である。

データ格納部１５０は、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉ、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のセンサデータテーブル１７０－ｊ、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のロット切替テーブル１８０－ｊ、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－ｊ、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル１９０－ｊ、製造情報とセンサデータ結合テーブル２１０を保持する。なお、各テーブルの詳細は、後に説明する。

次に、図３Ａないし図８を用いて対象物情報管理装置で使用されるデータ構造について説明する。
設備１の製造情報テーブル１６０－１、設備Ｎの製造情報テーブル１６０－Ｎは、それぞれ設備１：３０－１、設備Ｎ：３０－Ｎで生成される製造物に関する情報を保持するテーブルである。

設備１の製造情報テーブル１６０－１は、図３Ａに示されるように、ライン番号１６０－１ａ、ロット番号１６０－１ｂ、ロットサイズ１６０－１ｃ、ロット内追番１６０－１ｄ、製造開始時刻１６０－１ｅの各フィールドを有し、一つのレコードが各製造ライン上の製造物に対応する。

ライン番号１６０－１ａには、製造物が流れている製造ラインの番号が格納される。ロット番号１６０－１ｂには、製造物の製造ロットの番号が格納される。ロットサイズ１６０－１ｃには、製造ロットに入る製造物の個数が格納される。ここで、製造ロットとは、製造時に製造物をひとまとまりにして扱う単位である。ロット内追番１６０－１ｄには、製造ロットにおける製造物に順次付与される番号が格納される。製造開始時刻１６０－１ｅには、設備１にかかわる製造ラインでその製造物が製造開始された時刻が格納される。

設備Ｎの製造情報テーブル１６０－Ｎも、設備１の製造情報テーブル１６０－１とほぼ同様であるが、製造開始時刻１６０－１ｅの代わりに、図３Ｂに示されるように、製造終了時刻１６０－Ｎｅとなっていることが異なっている。これは、設備Ｎが製造ラインの最終端に位置しており、製造物の製造終了時刻が格納されることを意味している。

センサ１のセンサデータテーブル１７０－１、センサＭのセンサデータテーブル１７０－Ｍは、それぞれセンサ１：３１－１、センサＭ：３１－Ｍで計測されたセンサデータの情報を格納するテーブルである。

センサ１のセンサデータテーブル１７０－１は、図４Ａに示されるように、計測開始時刻１７０－１ａ、計測終了時刻１７０－１ｂ、切削速度１７０－１ｃの各フィールドを有し、一つのレコードがセンサにおける各測定値に対応する。

計測開始時刻１７０－１ａには、センサ１における計測開始時刻が格納される。計測終了時刻１７０－１ｂには、センサ１における計測終了時刻が格納される。切削速度１７０－１ｃには、センサ１におけるセンサ値として、切削速度が格納される。

センサＭのセンサデータテーブル１７０－Ｍも、センサ１のセンサデータテーブル１７０－１とほぼ同様であるが、切削速度１７０－１ｃの代わりに、図４Ｂに示されるように、回転速度１７０－Ｍｃとなっていることが異なっている。これは、センサ１が製造物の切削速度での測定をするのに対し、センサＭが回転刃物の回転速度を測定することを意味している。

センサ１のロット切替テーブル１８０－１、センサＭのロット切替テーブル１８０－Ｍは、それぞれセンサ１：３１－１、センサＭ：３１－Ｍのセンサデータのロットの切替わりに関する情報を格納するテーブルである。

センサ１のロット切替テーブル１８０－１は、図５Ａに示されるように、計測開始時刻１８０－１ａ、計測終了時刻１８０－１ｂ、ＭＴ１８０－１ｃ、ロット切替１８０－１ｄの各フィールドを有し、一つのレコードがセンサにおける各測定値に対応する。

計測開始時刻１８０－１ａ、計測終了時刻１８０－１ｂは、それぞれ図４Ａに示したセンサ１のセンサデータテーブル１７０－１の計測開始時刻１７０－１ａ、計測終了時刻１７０－１ｂと同様である。ＭＴ１８０－１ｃには、（計測終了時刻１８０－１ｂの値－計測開始時刻１８０－１ａの値）で計算されるマシンタイム（Machine Time）が格納される。ロット切替１８０－１ｄには、そのセンサデータにおいてロットが切替わったことを示すフラグ（ロットが切替わった：１、ロットは切替わらない：０）が格納される。

図５Ｂに示されるセンサＭのロット切替テーブル１８０－Ｍも、センサ１のセンサデータテーブル１８０－１と同様である。

センサ１のセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－１、センサＭのセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－Ｍは、それぞれセンサ１：３１－１、センサＭ：３１－Ｍのセンサデータをブロック化したセンサデータブロックの情報を格納するテーブルである。センサデータブロックは、図４Ａ、図４Ｂに示されるセンサデータを、時系列的、概念的にまとめたものである。

センサ１のセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－１は、図６Ａに示されるように、ロット番号１９０－１ａ、ロットサイズ１９０－１ｂ、開始時刻１９０－１ｃ、終了時刻１９０－１ｄの各フィールドを有し、一つのレコードが各センサデータブロックに対応する。

ロット番号１９０－１ａには、このセンサデータブロックに含まれるセンサデータが対象とする製造物の製造ロットのロット番号が格納される。ロットサイズ１９０－１ｂには、ロット番号１９０－１ａに対応する製造ロットのロットサイズが格納される。開始時刻１９０－１ｃには、このセンサデータブロックに含まれるセンサデータの計測時刻の内で、一番前の計測開始時刻１７０－１ａの値が格納される。終了時刻１９０－１ｄには、このセンサデータブロックに含まれるセンサデータの計測時刻の内で、一番後ろの計測終了時刻１７０－１ｄの値が格納される。

図６Ｂに示されるセンサＭのセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－Ｍも、センサ１のセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－１と同様である。

センサ１と製造情報のデータ結合テーブル２００－１、センサＭと製造情報のデータ結合テーブル２００－Ｍは、それぞれのセンサ１：３１－１、センサＭ：３１－Ｍのセンサデータと製造情報のデータの関係情報を示すテーブルである。

センサ１と製造情報のデータ結合テーブル２００－１は、図７Ａに示されるように、インデックス２００－１ａ、ロット番号２００－１ｂ、追番２００－１ｃ、計測開始時刻２００－１ｄ、計測終了時刻２００－１ｅの各フィールドを有し、一つのレコードが各センサデータブロックに対応する。計測開始時刻２００－１ｃ、計測終了時刻２００－１ｄがセンサデータを表すキーとなっており、図４Ａのセンサ１のセンサデータテーブル１７０－１の計測開始時刻１７０－１ａ、計測終了時刻１７０－１ｂに対応している。

インデックス２００－１ａには、このレコードに付与される識別子が格納される。ロット番号２００－１ｂには、このレコードのセンサデータに対応する製造物の製造ロットのロット番号が格納される。追番２００－１ｃには、ロット番号２００－１ｂで表される製造ロットの中のシーケンシャルな追番が格納される。計測開始時刻２００－１ｃには、センサデータの計測開始時刻が格納される。計測終了時刻２００－１ｄには、センサデータの計測終了時刻が格納される。

図７Ｂに示されるセンサＭと製造情報のデータ結合テーブル２００－Ｍも、センサ１と製造情報のデータ結合テーブル２００－１と同様である。

製造情報とセンサデータの結合テーブル２１０は、センサデータと製造情報の関係情報を保持するテーブルである。

製造情報とセンサデータの結合テーブル２１０は、図８に示されるように、ライン番号２１０ａ、工程番号２１０ｂ、ロット番号２１０ｃ、ロットサイズ２１０ｄ、追番２１０ｅ、計測開始時刻２１０ｆ、計測終了時刻２１０ｇの各フィールドを有し、一つのレコードが各センサデータブロックに対応する。計測開始時刻２１０ｆ、計測終了時刻２１０ｇがセンサデータを表すキーとなっている。

ライン番号２１０ａには、製造物が流される製造ラインの番号が格納される。工程番号２１０ｂには、センサが計測された工程での工程を示す番号が格納される。ロット番号２１０ｃには、製造物に対応する製造ロットのロット番号が格納される。ロットサイズ２１０ｄには、製造物に対応する製造ロットのサイズが格納される。追番２１０ｅには、製造物に対応する製造ロットの追番が格納される。計測開始時刻２１０ｆには、センサデータの計測開始時刻が格納される。計測終了時刻２１０ｇには、センサデータの計測終了時刻が格納される。

次に、図９ないし図１６を用いて実施形態１に係る対象物情報管理装置が行う処理について説明する。

先ず、図９を用いてロット切替学習処理について説明する。
先ず、学習データから各製品個体におけるサイクルタイムやマシンタイムなどの時間情報を算出する（Ｓ１０１）。
次に、製造ラインにおけるロット切替を算出する（Ｓ１０２）。
次に、過去のある期間の時間情報に対して、ロット切替の判定モデルを生成する（Ｓ１０３）。

次に、図１０を用いてセンサデータブロック分割処理について説明する。
先ず、推測期間における各製品個体におけるサイクルタイムやマシンタイムなどの時間情報を算出する（Ｓ２０１）。
次に、推測期間における時間情報に対して、ロット切替モデル判定モデルを適用し、ロット切替を算出する（Ｓ２０２）。
次に、算出されたロット切替に基づいて、センサデータを、センサデータブロックとしてロット単位に分割して、集計する（Ｓ２０３）。

このＳ２０３の処理で、図５Ａのセンサ１のロット切替テーブル１８０－１、図５ＢのセンサＭのロット切替テーブル１８０－Ｍ、図６Ａのセンサ１のセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－１、図６ＢのセンサＭのセンサデータブロック単位集計テーブル１９０－Ｍが設定される。

次に、図１１および図１２Ａ～図１２Ｃを用いて製造情報とセンサデータブロックの結合処理について説明する。

先ず、処理対象としている全てのロットについて処理済か否かを判定し（Ｓ３０１）、全てのロットについて処理したときには（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、Ｓ３０５に行き、処理していないロットがあるときには（Ｓ３０１：Ｎｏ）、Ｓ３０２に行く。

処理していないロットがあるときに、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のセンサデータテーブル１７０－ｊのセンサデータのレコード数の合計が設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示すロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックを探索する（Ｓ３０２、図１２Ａ）。なお、この処理の詳細は、後に、図１３を用いて説明する。

図１２Ａに示される例では、ロット番号Ａ１のロットサイズ１２、ロット番号Ｂ１のロットサイズ１６、ロット番号Ｂ２のロットサイズ１２で、合計が１２＋１６＋１２＝４０あり、これが、サイズ８のセンサデータブロック、サイズ１２のセンサデータブロック、サイズ２０のセンサデータブロックのサイズ計８＋１２＋２０＝４０と一致することを示している。

次に、センサデータブロックのセンサデータに対して、シーケンシャルでロット内の追番を割当て、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル２００－ｊのレコードを生成する（Ｓ３０３、図１２Ｂ）。なお、この処理の詳細は、後に、図１５を用いて説明する。

次に、ロット単位で下記の（式１）の包含状態をチェックし（Ｓ３０４、図１２Ｃ）、成立しているときには（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、Ｓ３０１に行き、成立していないときには（Ｓ３０４：Ｎｏ）、Ｓ３０２に行く。
製造開始時刻＜計測開始時刻≦計測終了時刻＜製造終了時刻 …（式１）
ここで、製造開始時刻、製造終了時刻は、設備１の製造情報テーブル１６０－１、設備Ｎの製造情報テーブル１６０－Ｎが保持する情報であり、計測開始時刻、計測終了時刻は、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のセンサデータテーブル１７０－ｊが保持する情報である。

全てのロットについて処理したときは、製造情報とセンサデータの結合データを再編集し、図８に示す製造情報とセンサデータの結合テーブル２１０にレコードを追加する（Ｓ３０５）。なお、この処理の詳細は、後に、図１６を用いて説明する。

次に、図１３および図１４Ａ～図１４Ｄを用いて実施形態１に係るロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックの探索処理について説明する。
これは、図１１のＳ３０２に該当する処理である。

先ず、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）のセンサデータテーブル１７０－ｊのセンサデータのレコード数の合計が設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示すロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックがあるか否かを判定し（Ｓ１１０１）、そのようなセンサデータブロックがあるときには（Ｓ１１０１：Ｙｅｓ、図１４Ａ）、処理を終了し、そのようなセンサデータブロックがないときには（Ｓ１１０１：Ｎｏ）、Ｓ１１０２に行く。

センサデータのレコード数が、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示すロットサイズにより小さいか否かを判定し（Ｓ１１０２）、センサデータのレコード数が、ロットサイズより小さいときには（Ｓ１１０２：Ｙｅｓ、図１４Ｂ）、Ｓ１１０３に行き、ロットサイズより小さくないときには（Ｓ１１０２：Ｎｏ）、Ｓ１１０４に行く。

センサデータのレコード数が、ロットサイズより小さいときは、次のセンサデータブロックを追加する（Ｓ１１０３、図１４Ｃ）。図１４Ｃでは、レコードサイズ８のセンサブロックに、レコードサイズ１２のセンサブロックを追加した例を示している。

センサデータのレコード数が、ロットサイズより小さくないときは、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示す次のロットを追加する（Ｓ１１０４、図１４Ｄ）。図１４Ｄでは、ロット番号Ａ１のロットサイズ１２のロットに、ロット番号Ｂ１のロットサイズ１６のロットが追加した例を示している。

Ｓ１１０３とＳ１１０４を実行して、比較されるロット数が指定された閾値より大きいか否かを判定し（Ｓ１１０５）、大きいときには（Ｓ１１０５：Ｙｅｓ）、Ｓ１１０６に行き、大きくないときには（Ｓ１１０５：Ｎｏ）、Ｓ１１０１に戻る。

比較されるロット数が指定された閾値より大きくないときは、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示す最初のロットをスキップして、ロットサイズの合計を再計算し（Ｓ１１０６）、Ｓ１１０１に戻る。

これは、図１４Ａでは、ロット数３で、ロットサイズの合計と、センサデータブロックの数が３でレコード数の合計と一致したが、所定のロット数の閾値、例えば７個のロット数のロットサイズの合計と複数のセンサデータブロックが見出せないときに、センサデータの計測などシステム上のエラーが発生したとみなして、一致しないロットの情報を破棄するものである。

次に、図１５を用いてロット内の追番をシーケンシャルで割当てる処理について説明する。
これは、図１１のＳ３０３に該当する処理である。

先ず、Ｓ１１０１で設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示すロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックのレコード数の合計Ｓを計算する（Ｓ１２０１）。
例えば、図１２Ａの場合は、Ｓ＝８＋１２＋２０＝４０なる。

次に、Ｓ１１０１で対象となった複数のセンサデータブロックを構成する各センサデータのレコードに対して、１～Ｓのインデックスをシーケンシャルで割当てる（Ｓ１２０２）。
次に、Ｓ１１０１で対象となった複数ロットの製造情報センサデータブロックの各レコードに対して、１～Ｓのインデックスをシーケンシャルで割当てる（Ｓ１２０３）。

最後に、Ｓ１２０２の１～Ｓのインデックスをシーケンシャルで割当てられた複数のセンサデータブロックを構成する各センサデータのレコードと、Ｓ１２０３の１～Ｓのインデックスをシーケンシャルで割当てられた複数ロットの製造情報センサデータブロックの各レコードに対して、各々割当てられたインデックスでＪＯＩＮ（レコードの結合）し、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル１９０－ｊのレコードを生成する（Ｓ１２０４）。

次に、図１６を用いて製造情報とセンサデータの再編集処理について説明する。
これは、図１１のＳ３０５に該当する処理である。
先ず、製造システムのセンサ（ｊ＝１，…，Ｍ）について、全てのセンサが処理済か否かを判定し（Ｓ１３０１）、全てのセンサが処理済のときには（Ｓ１３０１：Ｙｅｓ）、処理を終了し、処理済でないセンサがあるときには（Ｓ１３０１：Ｎｏ）、Ｓ１３０２に行く。

処理済でないセンサがあるときは、まだ処理されていないセンサから任意のセンサを選択し、当該センサのセンサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル１９０－ｊから、ロット番号、追番、計測開始時刻、計測終了時刻のフィールドの値を取得し、ロット番号に対応するライン番号と、センサに対応する工程番号のフィールドの値を追加し、図８に示した製造情報とセンサデータの結合テーブル２１０のレコードを追加する（Ｓ１３０２）。

なお、図示しなかったが、別途、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）に対して、対応する工程番号を保持するテーブルが定義されているものとする。

次に、図１７を用いて対象物情報管理装置のユーザインタフェースについて説明する。
製造工程のラインチャート画面４００は、各ロットの製造工程と製造時間の対応を表示する画面であり、図１７に示されるように、ラインチャート領域４０１、表示ロット指定領域４０２からなる。

表示ロット指定領域４０２では、対応するラジオボタンを選択することにより、ラインチャート領域４０１に表示するロット番号を指定する。
表示ロット指定領域４０２は、横軸に製造工程、縦軸に時刻がとられ、製造物の製造状況を表示することができる。これにより、製造の遅延や通信データが消失した状況などが明らかになる。

以上述べてきたように、本実施形態の対象物情報管理装置によれば、特別な装置を必要とせず、製造ラインにおける製造情報とセンサデータを紐付けることができ、センサデータを生産性向上や品質向上のための分析データとして利用することができる。

〔実施形態２〕
以下、本発明の実施形態２を、図１８ないし図２１を用いて説明する。

本実施形態では、実施形態１の対象物情報管理装置の機能と処理を前提として、センサデータの欠損があった場合を考慮に入れて、製造情報とセンサデータの対応付けを行う対象物情報管理装置に関するものである。以下、本実施形態では、実施形態１と異なる所を中心に説明する。

先ず、図１８を用いて実施形態２に係る対象物情報管理装置の機能構成図について説明する。
実施形態２に係る対象物情報管理装置１００の機能構成は、実施形態１の対象物情報管理装置１００と比較し、製造情報とセンサデータの結合部１４０のみが異なっており、欠損回数判定部１４７と欠損箇所調整部１４８が追加されている。

欠損回数判定部１４７は、センサデータの欠損の回数を判定する機能部である。欠損箇所調整部１４８は、センサデータの欠損があったときに、製造情報の対応の調整を行う機能部である。

以下、図１９を用いて本実施形態の製造情報とセンサデータの対応付けの考え方について説明する。
本実施形態は、製造情報の示す時間情報と、センサデータの示す時間情報の包含状態をチェックすることにより、欠損箇所を調整するものである。すなわち、製造工程でなんらかの不具合により、センサデータが欠損し、実施形態１の方法による製造情報とセンサデータの対応付けがうまく行えない場合に、欠損箇所でリセットして、再度、製造情報の示す時間情報と、センサデータの示す時間情報の包含状態をチェックするものである。

ここで、図１９（ａ）に示されるように、ロット番号Ａ１の製造物が２０個、ロット番号Ｂ１の製造物が２０個あるとする。図１９では、Ａ１（２０）のように、ロット番号（ロット数）で表記している。

ここで、ロット番号Ａ１の製造物の２０個目に対応するセンサデータに欠損が発生したとする。

このとき、実施形態１のように、ロット内の追番を順番でつけた場合には、図１９（ｂ）に示されるようになる。図１９（ｂ）では、センサデータの表記は、Ａ個のセンサデータのｉ番目からｊ番目のデータに対して、Ａ：[ｉ－ｊ]、Ａ個のセンサデータのｉ番目のみのときは、Ａ：[ｉ]としている。すなわち、１９：[１－１９]と２０：[１]が、ロット番号Ａ１の製造物のセンサデータとみなされ、それ以降の２０：[２－１９]が、ロット番号Ａ１の製造物のセンサデータとみなされる。

また、時間遅延が発生しているので、ロット番号Ａ１の製造物の製造開始時刻をＳ、製造終了時刻をＥとし、センサデータの２０個目の計測終了時刻を、Ｔ_Ｅ２０とすると、Ｔ_Ｅ２０＞Ｅが成立することになるので、センサデータの欠損が生じたことを検知することができる。

したがって、図１９（ｃ）に示されるように、ロット番号Ａ１の製造物のセンサデータは、１９：[１－１９]で、その後に、１個の欠損があり、ロット番号Ｂ１の製造物のセンサデータは、２０：[１－２０]であることが分かる。

次に、図２０および図２１を用いて実施形態２に係る対象物情報管理装置が行う処理について説明する。

実施形態２に係る対象物情報管理装置が行う処理は、製造情報とセンサデータブロックの結合処理と、ロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックの探索処理のみ異なっている。

先ず、図２０を用いて実施形態２に係る製造情報とセンサデータブロックの結合処理について説明する。
先ず、処理対象としている全てのロットについて処理済か否かを判定し（Ｓ４０１）、全てのロットについて処理したときには（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、Ｓ４０７に行き、処理していないロットがあるときには（Ｓ４０１：Ｎｏ）、Ｓ４０２に行く。

処理していないロットがあるときに、センサデータブロックを探索する（Ｓ４０２）。なお、この処理の詳細は、後に、図２１を用いて説明する。

次に、センサデータブロックのセンサデータに対して、シーケンシャルでロット内の追番を割当て、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル２００－ｊのレコードを生成する（Ｓ４０３）。なお、この処理の詳細は、既に、図１５を用いて説明したところである。

次に、ロット単位で実施形態１で述べた（式１）の包含状態をチェックし（Ｓ４０４）、成立しているときには（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、Ｓ４０１に行き、成立していないときには（Ｓ４０４：Ｎｏ）、Ｓ４０５に行く。

（式１）の包含状態が成立していないときは、欠損箇所が最初のセンサデータブロックにあるか否かを判定し（Ｓ４０５）、欠損箇所が最初のセンサデータブロックにあるときには（Ｓ４０５：Ｙｅｓ、図１９（ｃ）の状態）、Ｓ４０１に行き、欠損箇所が最初のセンサデータブロックにないときには（Ｓ４０５：Ｎｏ）、Ｓ４０６に行く。
ここで、欠損箇所とは、（式１）の条件を満たさないセンサデータの発生箇所である。

欠損箇所が最初のセンサデータブロックにないときは、欠損箇所調整部１３５は、欠損箇所を一つ前のセンサデータブロックに変更し、ロット内の追番を付け直して、センサｊ（ｊ＝１，…，Ｍ）と製造情報のデータ結合テーブル２００－ｊのレコードを上書きし（Ｓ４０６）、Ｓ４０１に戻る。

全てのロットについて処理したときは、製造情報とセンサデータの結合データを再編集し、図８に示す製造情報とセンサデータの結合テーブル２１０にデータを追加する（Ｓ４０７）。なお、この処理の詳細は、既に、図１６を用いて説明したところである。

次に、図２１を用いて実施形態２に係るロットサイズの合計と合致するセンサデータブロックの探索処理について説明する。
これは、図２０のＳ４０２に該当する処理である。

先ず、センサデータブロックを構成するセンサデータのレコード数が、下記の（式２）をチェックし（Ｓ２１０１）、成立しているときには（Ｓ２１０１：Ｙｅｓ）、処理を終了し、成立していないときには（Ｓ２１０１：Ｎｏ）、Ｓ２１０２に行く。
ロットサイズ－最大欠損回数≦レコード数≦ロットサイズ …（式２）
ここで、ロットサイズは、センサデータと対応付けている製造情報の示すロットサイズであり、最大欠損回数は、予め設定で入力された製造システムで最大のセンサデータの欠損があると推定される回数である。

次に、センサデータブロックを構成するセンサデータのレコード数が、センサデータと対応付けている製造情報の示すロットサイズより小さいか否かを判定し（Ｓ２１０２）、小さいときには（Ｓ２１０２：Ｙｅｓ）、Ｓ２１０３に行き、小さくないときには（Ｓ２１０２：Ｎｏ）、Ｓ２１０４に行く。

センサデータのレコード数が、ロットサイズより小さいときは、次のセンサデータブロックを追加する（Ｓ２１０３）。
センサデータのレコード数が、ロットサイズより小さくないときは、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示す次のロットを追加する（Ｓ２１０４）。

Ｓ２１０３とＳ２１０４を実行して、比較されるロット数が指定された閾値より大きいか否かを判定し（Ｓ２１０５）、大きいときには（Ｓ２１０５：Ｙｅｓ）、Ｓ２１０６に行き、大きくないときには（Ｓ２１０５：Ｎｏ）、Ｓ２１０１に戻る。

比較されるロット数が指定された閾値より大きくないときは、設備ｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）の製造情報テーブル１６０－ｉの示す最初のロットをスキップして、ロットサイズの合計を再計算し（Ｓ２１０６）、Ｓ２１０１に戻る。
ここで、指定された閾値の意義は、図１３のＳ１１０５で説明したものと同様である。

以上述べてきたように、本実施形態の対象物情報管理装置によれば、センサデータに欠損が生じても、その欠損分を考慮にいれて、製造ラインにおける製造情報とセンサデータを紐付けることができ、センサデータを生産性向上や品質向上のための分析データとして利用することができる。

１０…製造実行システム、２０…イントラネットワーク、３０…設備、３１…センサ、１００…対象物情報管理装置、
１２０…ロット切替モデル学習部、１３０…センサデータブロック分割部、１４０…製造情報とセンサデータの結合部、１５０…データ格納部

Claims (5)

1. ラインで計測するセンサによるセンサデータと、前記センサによる計測の対象となった対象物情報を対応付ける対象物情報管理装置であって、
   前記対象物情報管理装置は、
   設備ごとに、一つのレコードに、ライン番号とロット番号とロットサイズと製造開始時刻または製造終了時刻とを格納する製造情報テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、計測開始時刻と計測終了時刻とセンサの計測値とを格納するセンサデータテーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号とロットサイズとブロックとするセンサデータのレコードの一番前の計測開始時刻とブロックとするセンサデータのレコードの一番後ろの計測終了時刻とを格納するブロック単位集計テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号と対応付けたテーブルの一番前の計測開始時刻と一番後ろの計測終了時刻とを格納するセンサと製造情報のデータ結合テーブルと、
   一つのレコードに、ライン番号と工程番号とロット番号とロットサイズと計測開始時刻と計測終了時刻を格納する製造情報とセンサデータの結合テーブルとを保持し、
   前記対象物情報管理装置は、
   前記ブロック単位集計テーブルを参照し、前記センサデータテーブルのレコードを集計してセンサデータブロックとして分割する分割工程と、
   前記製造情報テーブルと前記ブロック単位集計テーブルとを参照して、順次、前記製造情報テーブルのレコードから一つのレコードを取り、前記センサデータテーブルから前記分割工程によるセンサデータブロックの数のセンサデータテーブルのレコードの数を取り、前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズの合計と前記センサデータテーブルのレコード数の合計とが合致するように、前記製造情報テーブルのレコードと前記センサデータブロックとを対応付ける対応工程と、
   前記対応工程より対応付けられた前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズ分だけ、前記センサデータブロックして取られたセンサデータテーブルのレコードの数を取って、前記製造情報テーブルのレコードの示すロット番号に対応付けられた前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードを格納する格納工程と、
   前記製造情報テーブルのロット番号の示すレコードの製造開始時刻、製造終了時刻と、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルの同じロット番号のレコードの計測開始時刻、計測終了時刻が、（製造開始時刻＜計測開始時刻≦計測終了時刻＜製造終了時刻）の条件を満たすか否かを判定する判定工程と、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードが前記判定工程による条件を満たしたときに、そのレコードに基づいて、前記製造情報とセンサデータの結合テーブルのレコードを格納する格納工程とを実行することを特徴とする対象物情報管理装置。
2. 請求項１において、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルは、さらに、追番を格納し、
   前記製造情報とセンサデータの結合テーブルは、さらに、追番を格納し、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードを格納する格納工程において、追番を付与して格納し、
   前記製造情報とセンサデータの結合テーブルのレコードを格納する格納工程において、前記製造情報とセンサデータの結合テーブルの追番に、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードの追番を格納することを特徴とする対象物情報管理装置。
3. 請求項１において、
   前記ブロック単位集計テーブルは、過去のロット生産における時間情報のロット切替の学習データに基づく学習モデルにより推論されて作成されることを特徴とする対象物情報管理装置。
4. ラインで計測するセンサによるセンサデータと、前記センサによる計測の対象となった対象物情報を対応付ける対象物情報管理装置であって、
   前記対象物情報管理装置は、
   設備ごとに、一つのレコードに、ライン番号とロット番号とロットサイズと製造開始時刻または製造終了時刻とを格納する製造情報テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、計測開始時刻と計測終了時刻とセンサの計測値とを格納するセンサデータテーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号とロットサイズとブロックとするセンサデータのレコードの一番前の計測開始時刻とブロックとするセンサデータのレコードの一番後ろの計測終了時刻とを格納するブロック単位集計テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号と対応付けたテーブルの一番前の計測開始時刻と一番後ろの計測終了時刻とを格納するセンサと製造情報のデータ結合テーブルと、
   一つのレコードに、ライン番号と工程番号とロット番号とロットサイズと計測開始時刻と計測終了時刻を格納する製造情報とセンサデータの結合テーブルとを保持し、
   前記対象物情報管理装置は、
   前記ブロック単位集計テーブルを参照し、前記センサデータテーブルのレコードを集計してセンサデータブロックとして分割する分割工程と、
   順次、前記製造情報テーブルと前記ブロック単位集計テーブルとを探索して、前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズと、前記ブロック単位集計テーブルの示す前記センサデータブロックとして分割された前記センサデータテーブルのレコード数が、所定の最大欠損回数に対して、（ロットサイズ－最大欠損回数≦レコード数≦ロットサイズ）の条件を満たすか否かを判定する第一判定工程と、
   前記ブロック単位集計テーブルの示すレコード数が、前記第一判定工程を満たしたときには、前記対応工程より対応付けられた前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズ分だけ、前記センサデータブロックして取られたセンサデータテーブルのレコードの数を取って、前記製造情報テーブルのレコードの示すロット番号に対応付けられた前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードを格納する格納工程と、
   前記製造情報テーブルのロット番号の示すレコードの製造開始時刻、製造終了時刻と、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルの同じロット番号のレコードの計測開始時刻、計測終了時刻が、（製造開始時刻＜計測開始時刻≦計測終了時刻＜製造終了時刻）の条件を満たすか否かを判定する第二判定工程と、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードが前記第二判定工程による条件を満たさないときに、前記製造情報テーブルのロット番号の示すレコードの製造開始時刻、製造終了時刻と、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードの計測開始時刻、計測終了時刻が、（製造開始時刻＜計測開始時刻≦計測終了時刻＜製造終了時刻）の条件を満たすように、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルを変更する変更工程と、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードが前記第二判定工程による条件を満たしたときに、そのレコードに基づいて、前記製造情報とセンサデータの結合テーブルのレコードを格納する格納工程とを実行することを特徴とする対象物情報管理装置。
5. ラインで計測するセンサによるセンサデータと、前記センサによる計測の対象となった対象物情報を対応付ける対象物情報管理装置による対象物情報管理方法であって、
   前記対象物情報管理装置は、
   設備ごとに、一つのレコードに、ライン番号とロット番号とロットサイズと製造開始時刻または製造終了時刻とを格納する製造情報テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、計測開始時刻と計測終了時刻とセンサの計測値とを格納するセンサデータテーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号とロットサイズとブロックとするセンサデータのレコードの一番前の計測開始時刻とブロックとするセンサデータのレコードの一番後ろの計測終了時刻とを格納するブロック単位集計テーブルと、
   センサごとに、一つのレコードに、ロット番号と対応付けたテーブルの一番前の計測開始時刻と一番後ろの計測終了時刻とを格納するセンサと製造情報のデータ結合テーブルと、
   一つのレコードに、ライン番号と工程番号とロット番号とロットサイズと計測開始時刻と計測終了時刻を格納する製造情報とセンサデータの結合テーブルとを保持し、
   前記対象物情報管理装置が、前記ブロック単位集計テーブルを参照し、前記センサデータテーブルのレコードを集計してセンサデータブロックとして分割する分割工程と、
   前記対象物情報管理装置が、前記製造情報テーブルと前記ブロック単位集計テーブルとを参照して、順次、前記製造情報テーブルのレコードから一つのレコードを取り、前記センサデータテーブルから前記分割工程によるセンサデータブロックの数のセンサデータテーブルのレコードの数を取り、前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズの合計と前記センサデータテーブルのレコード数の合計とが合致するように、前記製造情報テーブルのレコードと前記センサデータブロックとを対応付ける対応工程と、
   前記対象物情報管理装置が、前記対応工程より対応付けられた前記製造情報テーブルのレコードの示すロットサイズ分だけ、前記センサデータブロックして取られたセンサデータテーブルのレコードの数を取って、前記製造情報テーブルのレコードの示すロット番号に対応付けられた前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードを格納する格納工程と、
   前記対象物情報管理装置が、前記製造情報テーブルのロット番号の示すレコードの製造開始時刻、製造終了時刻と、前記センサと製造情報のデータ結合テーブルの同じロット番号のレコードの計測開始時刻、計測終了時刻が、（製造開始時刻＜計測開始時刻≦計測終了時刻＜製造終了時刻）の条件を満たすか否かを判定する判定工程と、
   前記センサと製造情報のデータ結合テーブルのレコードが前記判定工程による条件を満たしたときに、そのレコードに基づいて、前記製造情報とセンサデータの結合テーブルのレコードを格納する格納工程とを有することを特徴とする対象物情報管理方法。

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