JPH03121755A - 生産状態量解析システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は生産設備の生産量の予測および品質予測を行う
生産状態量解析システムに関する。

［従来の技術］ 従来、生産設備の能力を予め数式化して生産結果を予測
（シミュレーションとも呼ばれる）する生産状態量解析
システムが提案されている。生産状態量解析システムで
用いられる生産結果を予測する数式は次式で表わされる
。

Ｐ　＝　ｆ　（ｓ、ｃ）　　　　　　　　　　　（１）
ここで、Ｐは出力状態量であり、生産量および生産され
た製品の品質を表わす各出力要素、たとえば、重量２色
、不良品の発生個数等の行列で表わされる。

Ｓは入力状態量であり、生産設備に供給する原材料の入
力状態、たとえば重量、成分、温度等の各入力要素の行
列で表わされる。

Ｃは工程状態量であり、生産工程での生産処理状態を示
す、たとえば、添加物、運転条件等の各工程要素の行列
で表わされる。

ｆは関数を意味する。

生産が開始されると、生産状態量解析システムは上述の
入力状態量を示すデータおよびこのデータが入力された
時点と対応する工程状態量および実測の出力状態量を示
すデータを用いて、統計解析を行って、上記関数ｆ（ｓ
、ｃ）を自動的に算出する。具体的には間数ｆ（ｓ、ｃ
）を ｆ（ｓ、ｃ）ＭＡ　ｘ　ｃ　＋　Ｂ　Ｘ　Ｓ　　　　　
　　（２）で表わし、定数Ａ、Ｂの値を決定する。

このように決定された演算式に入力状態量および工程状
態量を代入して、出力状Ｒ量を算出することにより、出
力状態量を予測する。また、出力状態量の予測機能を用
いて異常原因の診断処理も行われている。

すなわち、生産結果として得られる製品に品質不良が生
じた場合、設備運転者は生産量状態解析システムに蓄積
、記憶された入力状態量、工程状態量および実測の出力
状態量の各要素データを印刷出力し、その印刷結果を参
照して、異常の原因となりたと思われる入力状態または
工程状態の要素を過去の経験に基づき検索抽出する０次
に検索抽出した要素についてのデータを変更し、この変
更データを用いて生産状態量解析システムにより異常を
生じた要素についての出力状態量の計算を行う、その計
算結果が正常となったときには、検索抽出した要素が異
常原因であると確定する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の生産状態量解析システムでは、上
記入力状態量および工程状態量のデータが多い程、異常
診断を行うときに設備運転者は参照するデータも多くな
る。また、異常原因の要素の検索のために、試行錯誤的
に出力状態量の計算を実行しなければならず、その結果
、従来システムは異常原因の分析に時間がかかるという
不具合があった。

そこで、本発明の第１の目的は上述の点に鑑みて、異常
が生じた出力状態量の要素を与えたたけで自動的に異常
原因を検索することができる生産状態量解析システムを
提供することにある。

本発明の第２の目的は、出力要素の異常の発生を未然に
阻止することが可能な生産状態量解析システムを提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明の第１形態は
、生産設備に入力する原材料の入力状態を示す１以上の
入力要素からなる入力状態量、前記生産設備の生産工程
における生産状態を示す１以上の工程要素からなる工程
状態量および前記生産設備において生産出力された製品
の状態を示す１以上の出力要素からなる出力状態量の各
要素毎の実測値について統計分析を行って、前記出力状
態量を前記入力状態量と前記工程状態量とにより算出す
る演算式を自動的に作成し、当該作成された演算式によ
り前記出力状態量の予測を行う生産状態全解析システム
であって、前記出力状態量の中の出力要素を指示入力す
る入力手段と、該入力手段から指示入力された出力要素
に対する前記入力要素および工程要素の各々の影響度を
予め定められた演算式により算出する影響度演算手段と
、該影響度演算手段により算出された影響度の中で予め
定めた規定レベル以上の影響度を有する要素を抽出する
抽出手段と、該抽出手段により抽出された要素の識別名
を可視出力する出力手段とを具えたことを特徴とする。

本発明の第２形態は、前記出力手段は、さらに、前記抽
出手段により抽出された要素の影響度を出力することを
特徴とする。

本発明の第３形態は、生産設備への原材料の入力状態を
示す１以上の入力要素からなる入力状態量、前記生産設
備の生産工程における生産状態を示す１以上の工程要素
からなる工程状態量および前記生産設備において生産出
力された製品の状態を示す１以上の出力要素からなる出
力状態量の各要素毎の実測値について統計分析を行って
、前記出力状態量を前記入力状態量と前記工程状態量と
により算出する演算式を自動的に作成し、当該作成され
た演算式により前記出力状態量の予測を行う生産状態量
解析システムであって、出力状態量の予測に用いる入力
状態量および工程状態量のレベル値を入力するデータ入
力手段と、該データ入力手段から入力されたレベル値お
よび前記作成された演算式を用いて出力状態量の予測値
を算出する予測値演算手段と、該予測値演算手段により
算出された予測値が予め定められた目標管理値の範囲内
に収まるか否かを判定する判定手段・と、該判定手段の
判定結果が否定判定のときは、前記目標管理値の範囲内
に収まるような入力状態量および工程状態量のレベル値
を変数変動法により算出する適正値演算手段とを具えた
ことを特徴とする。

本発明の第４形態は、生産設備への原材料の入力状態を
示す１以上の入力要素からなる入力状態量、前記生産設
備の生産工程における生産状態を示す１以上の工程要素
からなる工程状態量および前記生産設備において生産出
力された製品の状態を示す１以上の出力要素からなる出
力状態量の各要素毎の実測値について統計分析を行って
、前記出力状態量を前記入力状態量と前記工程状態量と
により算出する演算式を自動釣に作成し、当該作成され
た演算式により前記出力状態量の予測を行う生産状態量
解析システムであって、前記出力状態の予測演算におけ
る入力および工程状態量の実測データの時間軸補正を指
示入力し、補正すべき時間を指示入力する補正指示手段
と、該補正指示手段により前記時間軸補正が指示された
ときに、前記各入力および工程要素の実測時刻を、前記
補正指示手段から入力された時間だけずらした時刻に補
正して前記出力状態量を算出する演算式を作成する演算
式作成手段とを具えたことを特徴とする。

本発明の第５形態は、第４形態の前記補正指示手段は、
前記出力要素の実測値および当該出力要素の実測時刻と
対応する前記入力要素および工程要素についての時間軸
の補正前の実測値を時系列的に図形表示し、次に、前記
補正すべき時間だけ前記入力および工程要素の実測時刻
をずらして図形表示する表示部を有することを特徴とす
る。

［作　用］ 本発明の第１形態では、影響度演算手段により出力要素
に対する入力要素および工程要素の影響度を算出する。

抽出手段により抽出された影響度の高い要素が出力手段
から可視出力されるので、設備運転者は異常診断に先立
って、異常の原因の候補となる入力要素および／または
工程要素を知ることができる。

本発明の第２形態では、抽出された要素の影響度も可視
出力するので、設備運転者は影響度の高い順から異常原
因を調べることにより、異常診断の処理時間を短縮する
ことができる。

本発明の第３形態では、前記予測値演算手段において作
成した出力状態量を算出する演算式により出力状態量の
予測値が算出され、算出の予測値が目標管理値の範囲を
超えたときζは、適正値演算手段により入力状態堂およ
び工程状態量の適正値が算出される。このため、この算
出結果を可視出力することにより設備の運転に先立って
出力状態量の予測を行うときに、異常の有無の確認がで
きるのみならず、異常を起こさない入力状態量および工
程状態量を知ることができる。

本発明の１４４形態では出力状態量を算出する演算式を
作成する際に入力および工程要素の実測時刻について時
間軸補正が可能となるので生産工程における遅延、滞留
が発生してもその影響が排除され、上記演算式の近似精
度が高まる。

本発明の′ｓｓ形態では表示部に時間軸補正前の出力要
素、入力要素および工程要素の実測値の図形表示および
補正後の入力部よび工程要素の実測値の図形表示がなさ
れるので、設備運転者は時間軸補正の要否および補正す
べき時間を確認することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明実施例の基本構成を示す。

第゛１図において、−点鎖線ブロック１０００は生産設
備への原材料の入力状態を示す１以上の入力要素からな
る入力状態量、前記生産設備の生産工程における生産状
態を示す１以上の工程要素からなる工程状態量および前
記生産設備において生産出力された製品の状態を示す１
以上の出力要素からなる出力状態量の各要素毎の実測値
について統計分析を行って、前記出力状態量を前記入力
状態量と前記工程状態量とにより算出する演算式を自動
的に作成し、当該作成された演算式により前記出力状態
量の予測を行う生産状態量解析システムを示す。

１１００は前記出力状態量の中の出力要素を指示入力す
る入力手段である。

１２００は該入力手段から指示入力された出力要素に対
する前記入力要素および前記工程要素の各々の影響度を
予め定められた演算式により算出する影響度演算手段で
ある。

１３００は該影響度演算手段により算出された影響度の
中で予め定めた規定レベル以上の影響度を有する要素を
抽出する抽出手段である。

１４００は該抽出手段により抽出された要素の識別名を
可視出力する出力手段である。

前記出力手段は、さらに、前記抽出手段により抽出され
た要素の彫り度を出力する。

２１００は出力状態量の予測に用いる入力状態量および
工程状態量のレベル値を入力するデータ入力手段である
。

２２００は該データ入力手段から入力されたレベル値お
よび前記作成された演算式を用いて出力状態量の予測値
を算出する予測値演算手段である。

２３００は該予測値演算手段により算出された予測値が
予め定められた目標管理値の範囲内に収まるか否かを判
定する判定手段である。

２４００は該判定手段の判定結果が否定判定のときは、
前記目標管理値の範囲内に収まるような入力状態量およ
び工程状態量のレベル値を変数変動性工程状態量の実測
データの時間軸補正を指示入力し、補正すべき時間を指
示入力する補正指示手段である。

３２００は該補正指示手段により前記時間軸補正が指示
されたときに、前記各入力および工程要素の実測時刻を
、前記補正指示手段から入力された時間だけずらした時
刻に補正して前記出力状態量を算出する演算式を作成す
る演算式作成手段である。

前記補正指示手段は、前記出力要素の実測値および当該
出力要素の実測時刻と対応する前記入力要素および工程
要素についての時間軸の補正前の実測値を時系列的に図
形表示し、次に、前記補正すべき時間だけ前記入力およ
び工程要素の実測時刻をずらして図形表示する表示部を
有する。

第２図は本発明実施例の具体的な回路構成を示す。

第２図において、コンピュータ１．ディスク記憶装置２
．キーボード入力装置３１表示装置４゜印刷装置５．入
出力インターフェース６が共通バス７に接続されている
。

コンピュータ１は生産状態解析システム全体の動作制御
を司ると共に、本発明に関わる出力状態量の予測処理お
よび異常診断処理を行う。コンピュータ１が影響度演算
手段、抽出手段、予測値演算手段０判定手段、適正値演
算手段、および演算式作成手段として動作する。

ディスク記憶装置２はキーボード３および／または人出
力インターフェース６を介して生産設備２０から入力さ
れる入力状態量、工程状態量、実測の出力状態量を示す
データをその要素項目毎にディスクに記憶する。

表示装置４はコンピュータ１により計算された出力状態
量の予測結果や異常診断結果を表示するときに用いられ
る。印刷装置５はディスク記憶装置２に記憶された入力
状態量、工程状態量、実測の出力状態量のデータ等を印
刷出力するときに用いられる。

第３図はディスク記憶装置２のディスクの各状態量のデ
ータ記憶領域のアドレス構成を示す。

メモリアドレスはデータ入力時刻毎に入力データを記憶
するように構成され、要素毎にデータの格納領域が定め
られている。

第４図はディスク記憶装置２のディスクの出力状態量の
予測データの記憶領域のアドレス構成を示す。

メモリアドレスは入力状態量のデータが入力された時刻
情報と、その時刻に入力された原材料が製品として出力
されるときの出力状態量の予測データとを対応させて記
憶するように格納領域が定められている。

第５図は′第２図に示す生産設備の工程内容を示す０本
例では紡糸設備を例として説明する。第５図において、
生産設備２０に原液が入力されると、紡糸工程１００．
水洗工程１０１．延伸工程１０２．乾燥工程１０３を経
て製糸された製品が出力される。この工程において、入
力状態量を示す各要素として、原液の容量、原液の温度
、原液の各成分比率等が予め定められている。

工程状態量の各要素として、たとえば水洗工程１０１に
おいては、水洗温度、水洗ベームー（Ｐａｌ）。

ポンプ圧力等が予め定められている。また、出力状態の
各要素としては生産量２色、染色性、物性、欠陥率等が
予め定められている。

次に、本発明の出力状態量ｙ　（ｔ）を工程状態量Ｘ　
（ｔ）および入力状態量ｏ　（ｇに゛より算出する演算
式について説明する。

すなわち、出力状態量Ｙ　（ｔ）は次式により求められ
る。

ｙ（ｔ）ＴｇＡｘ（ｔ）　　＋５ｕ（ｔ）　　　　　　
　　　　−（２）上式において、ｙ＋（ｔ）〜ｙｎ　（
ｔ）は出力状態量Ｖ　（ｔ）を構成する１〜ｎ（正の整
数）個の要素（出力要素）のレベル値であり、時刻ｔに
入力された原材料に対する出力要素の実測値を表わす。

ＸＩ（ｔ）〜ｘ、　（ｔ）は工程状態量Ｘ　（ｔ）を構
成する１〜ｍ（正の整数）個の要素（工程要素）の状態
を示すレベル値で、時刻ｔに入力された原材料に対して
加えられた工程要素の状態を表わす。

１１（ｔ）〜Ｕ見（１）は工程状態量Ｕ（ｔ）を構成す
る時刻ｔに入力された原材料の１〜ＩＬ（正の整数）個
の要素（入力要素）の状態を示すレベル値である。

Ａ、Ｂは実測の出力状態量から定められる定数である。

定数Ａはｎ個の出力要素とｍ個の工程要素との組み合せ
で定める各係数８口〜ａｎｌｌｌの行列で表わされる。

定数Ｂはｎ個の出力要素と又個の入力要素との組み合せ
で定まる各係数ｂｌｌ〜ｂ、見の行列で表わされる。

上式のうち、１つの出力状態量ｙｉ（ｔ）に注目すると
、出力状態量ｙ＋（ｔ）は（８）式のように表わされる
。

３１’＋（ｔ）−［ａ＋ｔ　ａ＋ｚ・・・ａ＋＋５ｌＸ
ａ（ｔ）＋　［ｂ＋＋　　ｂｔｚ−ｂｔｚ　Ｉｕｋ（ｔ
）　　”・（８）ここで、ｙ＋（ｔ）：出力状態量　（
ｉ−１，２，・−、ｎ）ｘｊ（ｔ）：工程状態量　（ｊ
−１，２，−、鳳）ｕｈ（ｔ）：入力状態量　（ｈ−ｔ
、ｚ、−、１本実施例ではさらに、後述のＥＦ値が規定
値より大ぎい要素を選択し、選択した要素による出力状
態の算出式を定める。また、これらの状態量の一出力状
思量に与える影響の度合いを示す値（ＥＦ値）を次のよ
うに算出する。すなわち、工程状態量に関するＥＦ値ｅ
ａｌＪや入力状態量に関するＥＦ（ｆｌｅｂｒｈは各状
態量の値を平均Ｏ１分散１になるように（８）式を基準
化して求めた標準偏回帰係数を’ａ目＋’ａ１２＋’　
ａ　Ｉ３　＊　””　＊　ｄ　ａム論、’ｂｌｌ＋ｄｂ
１２．ｄｂ１３＋　””　ｌ’ｂｌＪＬとして次式で求
める。

・−（９） 本例では出力状態式の評価として、出力状態式による予
測値と実測値の一致度を単相関係数の５表示し、この−
数置と予測値と実測値関係を時系列グラフや重相関関係
を示すグラフにより表示する。

次に、出力状態式として（８）式を展開して（１０）式
が得られたと仮定すると ’７１　（ｔ）−Ｃ＋ｏ”ａｌｓＸａ　（ｔ）＋ａ、２
ｘ２（ｔ）＋−”ａｔ＋＋ｉＸ、（ｊ）”Ｉ）Ｌｌｕｔ
　（ｔ）＋ｂｔｚｕ２（ｔ）”　　十ｂ＋ｔ　Ｌｌ　　
ｚ　　（ｔ）・−（１０） （Ｃ１０は定数項） ここで、新たに測定したデータをＸＩ’（ｔ）ＩＸ２’
　（ｔ）　ｌ　　−・・、Ｘ＠’　（ｔ）　＋ｕｌ’　
（ｔ）　、ｕ２’　（ｔ）　、＋＋・　Ｕ見’　（ｔ）
　。

ｙ＋’　（ｔ）とする、これらの新しいデータを（１Ｇ
）式に、代入して予測値ｙ′を求める。

へ ！＋’　（ｊ）−Ｃ＋ｏ”ａｔ＋Ｘ＋’　（ｔ）”ａ＋
２Ｘ２’　（ｊ）”　・・・◆ａｌ＋＋＋Ｘｍ’　　（
Ｌ）÷ｂｔ＋ｔｌ＋’　　（ｔ）＋Ｊ２ｕ２’　　（ｔ
）＋　　　・・・＋Ｊ　ｔ　ｕ　ｈ　（ｔ）　　　　　
　　　−（１１）次に、実測値ｙム′（ｔ）と予測値と
の一致度を評価するために、実測値ｙＩ’　（ｔ）と予
測値ｙＩ’　（ｔ）の単相関係数ｒを求め、式の精度を
ｒｘ　１００零にて評価する。つまりｙｌ’　（ｔ）と
ｙ＋’　（ｔ）が全く一致すれば、式の精度は１００零
となる０次に、この式を用いて出力状態量を目標管理値
内に抑えるように各入力および工程状態量の最適範囲を
計算について説明する。

例えば第６図に示すように、出力状態量のある要素のレ
ベルが変動するとき、この時（ｌＯ）式に取り込まれた
入力、工程状態量の変動範囲は（ａｌｌＸｌ（ｊ））ｓ
ａｌｎ　　≦ａ１．ｘ、（ｔ）　≦　（ａｌｌＸｌ（ｊ
））ｓａ＋＋（ａ＋２Ｘｚ（ｔ））−ｔ。≦ａ＋ｚｘ２
（ｔ）≦（ａ１２Ｘ２（ｊ）Ｌａｗ（ａ＋５ｘｊｔ）Ｌ
ｉｎ　　≦ａ＋ａＸａ（ｊ）≦（ａｌｓＸａ（ｊ））ｓ
ａｗ（ｂｚｕ＋（Ｅ）Ｌ＋ｎ≦ｂｚｔｌ＋（ｔ）≦（ｂ
＋＋Ｊ＋（ｔ））−ａｘ（ｂ＋ｚｕｚ（ｔ）Ｌｉｎ　　
≦ｂ＋ｚｕ２（ｔ）≦（ｂ＋２ｕｚ（ｔ）Ｌａｗ（ｂｌ
ＪＬ　　ｕｚ　　（ｔ））ａｔｎ　　≦ｔｌ＋ＪＬ　ｕ
　　ｔ　（ｔ）≦　（ｂｔｔ　ｕＬ　（ｔ）Ｌａｗ の関係がある。各状態量の組み合せにより発生す＾ る可能性のある出力状態量のｙＩの範囲は（１２）式で
表わされる。

−（１り （１２）式の左辺を最小予測値ｆｆｌ　ｍム７．右辺を
最大予測値ｙ鼠、□とすると、（１２）式の範囲は各入
力および工程状態量の範囲から求まるｙＩの変動し得る
最大幅であるから、当然、実測値の最小値△　　　　　
　　　　　　　△ ＹｌｗＩｎは予測値Ｙ＋　ｓｉｎと等しいかもしくはよ
り大△ きく、実測最大値ｙＩ□８は予測最大値ｙ１．□と等し
いかもしくはより小さい。このため、この出力状態量の
予測値変動を目標管理値の上限ρ、目標管理僅の下限ｑ
の管理範囲に抑制することにより、各入力および工程の
状態量の最適な運転範囲△へ が求まるｅ　Ｙ＋　ｓｉｎ≦Ｑ、Ｙ＋　＠ａｌｌ≧ｐ　
（第６図参照）であるから、次に、上限、下限ともに変
動範囲を抑制する作業を行う。

まず、上限の抑制分３１ｉ　ｍａｎ−Ｔ）を各状態量の
変動を抑制することで行う、この分担はＥＦ値の大きさ
により行う、つまりＸ１＊　Ｘ２＋　Ｘ３＋・・・Ｘ、
のそれぞれのＥＦ値をｅＸｇｏ　　ｅＫ！＊　ｅｘｓ　
１　”’　６Ｍ−５ｕｌ＋　ｕｆｆｉｓｕ　ｍ　ｍ　”
　’　＠のそれぞれのＥＦ値を１ｓＩＩｌ＋　　＠ｕ２
＋　　６ｍｌ＋””　＠ｕＬとすると各状態量は次表に
示すレベルだけ上限を下げる必要がある。

状態貴名　ＥＦ値　　抑制レベル ｕ＋（ｔ） ６．１ （ｑ−ｙｔ　　ｗａｘ）ｅｕｌ ｂ目 次に、下限の抑制分Ｑ−３’１１１１１１について各状
態量の抑制分を同様に算出する０次表のように示すレベ
ルだけ下限を上げる必要がある。

状態貴名　ＥＦ値　抑制レベル 、Ｌ　（ｔ）　　　ｅ、１　　　（ｑ−ｙｔ　　ｗａｘ
）ｅｕｌＩｌｌ見 従って、各状態量の最適な範囲は次のように求められる
。

（ａｓ＋Ｘ＋　（ｊ））ｍａｎ”（Ｑ−Ｙｍ＋ｎ）ｅｘ
ｔ　≦ａｉ＋Ｘ＋（ｔ）≦（ａ＋＋Ｘ＋（ｔ）Ｌａ＋ｇ
−（Ｙｍａｘ−ｐ）ｅｘｔ（ａ＋　２Ｘ２　（ｔ）　）
ｍａｎ”　（ｑ−ｙｍ＋ｎ）　ｅｘｔ≦Ｕ２ｘ２　（ｊ
）≦（ａ轟２Ｘ２　（ｉ））ｍａｘ−（Ｙｍａｘ−９）
ｅＸ２（ａ＋ｍＸｓｍ（ｉ）Ｌ＋ｎ◆（Ｑ−Ｙｓ＊ｔｎ
）１！ｘｍ　　≦ａ＋ｍｘｍ（ｔ）≦（ａ＋ｍＸｍ（ｔ
）Ｌａｘ−（ｙｍｍｘ−ｐ）ｅｘｍ（ｂ＋ｔｕ＋（ｔ）
）ａｔｅ◆（Ｑ−Ｌ＋ｕＪｅａｔ≦ｂｓｔｕｔ（ｔ）≦
（ｂｓｘｌＪ＋α）Ｌａｗ−（Ｙｍａｘ−Ｅｌ）ｅａｔ
（ｌ１１２ｕ＊（ｔ））ａｔｌＩ”（Ｑ−ｆｆｍｔｎ）
ａ＋ａｚ　≦ｂｓｆｆｉｕｚ（ｊ）≦（ｌｌｔ　ｔｕｔ
　（ｊ）　）ｗａａｘ−（’ｓａｗ−Ｐ）　ｅａｔ（ｂ
＋ｉ　’　　ｔ　　（ｊ））＋ａ＋ｎ＋（Ｑ−ｙ＋＊＋
ｎ）ｅｕＪＬ≦ｂ１１　ｕ見（１） ≦　（１）＋見ｕｉｔ　（ｔ）　Ｌａｘ−（Ｖｍａｘ−
９）　ｅｕｔここで各状態量の範囲は各係数の正負によ
って決まる。例えば工程状態量Ｘ、　（ｔ）について注
目すると以下のようになる。

（１）　ａｌ＋ｍ〉０のとき、ａ＋ｓａＸｍ（ｔ）を最
大とするｘ、　（ｔ）の値は最大値のｘｗａ　（ｔ）　
ｓ□であり、ａ＋ｍＸ＋ａ（ｊ）を最小とする値は最小
値Ｘ５（ｊＬｔｎの時であるから、（２）　ａ＋、＜０
のとき、ａ＋ｍＸ＋＋＋（ｔ）を最大とするｘ、　（ｔ
）の値は最小値のｘ＋＋１（ｔ）１ｎであり、最小とす
る時は最大値のＸ５（ｊＬａｘであるので、 また、もとのｘ、　（ｔ）の範囲幅に対して算出した抑
制レベルの値が大きくなり、ｘ、　（ｔ）の範囲が求ま
らない場合がある。

例えば、もとのｘ、（ｔ）の範囲が２≦ｘ、　（ｔ）≦
４で、下限と上限の算出した抑制レベルがそれぞれ１．
０と１．３であった場合、２４１≦ｘ、　（ｔ）≦４−
１．３となり、３≦ｘｓ（ｔ）≦２．７となってしまう
ため、ｘｓ（ｔ）の範囲が求まらない。

あるいは、求めた範囲が技術的に管理不可能な場合もあ
りうる。

このような時は、その状態量を可能な範囲で固定して他
の状態量の範囲をさらに狭くすることでまかなうように
する。

以上の計算は、各入力および工程の状態量が独立変数で
あることを前提としており、もし、各状態量間の影響で
うまくいかない場合、入力、工程、出力状態量のデータ
に対して解析目的にあわせてファイル化した解析ファイ
ルの編集において、式に取り込んだ各々の状態量を出力
状態量として、その状態量より前工程の状態量を入力・
工程状態量として指定し、解析ファイルを作成し、上記
の方法で状態式を作成していくことで状態量間の主従関
係を明確にしていくこともできる。

以上の入力および工程の状態量の適正化の計算の一例を
以下に示す。出力状態式として第７図（＾）〜（Ｄ）　
に示す関係の式を得たとする。出力の染色性は、延伸Ｎ
ａ、第２乾燥温度、硝酸濃度、第１乾燥温度の４つの工
程状態量の要素で表わされる。ここで、それぞれの状態
量の変動範囲は、６２≦延　伸　Ｎａ≦６６ ８６．６≦第２乾燥温度≦８７．６ ３６．２９≦硝酸濃度≦３６−３２ ８３．４≦第１乾燥温度≦８４．７ であり、これより −１，０１５≦ｙＩ≦０．．２７１ 実測値ｙｌは−０，７５≦ｙＩ≦−０，２５で変動して
いたものとする。これを目標管理範囲一０．５≦ｙｉ≦
−０，１とするには下限を０．５１５．上限を０．３７
１狭くする必要がある。まず上限は、 状態量名　　　　ＥＦ値　　　抑制レベル震７．０３７
　　ｘ　１０−’ 状態量名 ＥＦ値 抑制レベル −９，７６９Ｘｌ０−’ 従って、各状態量の最適な範囲は、延伸Ｎａと第１乾燥
温度の係数は負であるから、 ６２＋１．１２６≦延　伸　Ｈａ≦６６−１．５６３８
６．６◆０．４６８≦第２乾燥温度≦８７．６−０．３
３６３Ｂ、２９◆９．７Ｂ９ｘ　１０−’≦硝酸濃度≦
３６．３２−７．０３７　　ｘ　１０−’８３．４十０
．３５８≦第１乾燥温度≦８４．７−０．４９７従って
、６３．２≦延　伸　Ｎａ≦６４．４８７．０７≦第２
乾燥温度≦８７．２６３６．３００≦硝酸濃度≦３１１
．３１３８３．７６≦第１乾燥温度≦８４．２０と求め
られる。

以上説明した手順をプログラム化した制御手順によりコ
ンピュータ１は、 （１）入力状態量、工程状態量および出力状態量の各要
素の実測値に基づき、出力状態量と入力および工程状態
量との関係式を作成する （２）上記関係式にこれから設定しようとする入力状態
量および工程状態量を代入することにより、これら設定
量に対応する出力状態量を予測する（３）　目標管理値
の範囲に出力状態量の予測値が収まるように、上記入力
状態量および工程状態量を修正する ことができる０本例では上述の（１）〜（３）の機能を
用いて、生産状態の予測および異常原因の診断処理を行
う。

次に、第２図に示す生産状態解析システムｌＯの回路動
作を第８図〜第１２図を参照して説明する。

第８図〜第１２図は第２図示のコンピュータ１が実行す
る制御手順を示す。

第２図において、生産設備２０が稼働を開始すると、コ
ンピュータ１は一定時間毎に第９図に示す制御手順を割
込み実行し、生産設備２０から送信されてくる入力状態
量、工程状態量および出力状態量の各要素毎のデータを
ディスク記憶装置２内のディスク格納＠域（第３図参照
）に記憶する（第９図のステップ５ｓｏｏ〜５６１０）
　。

一方、表示装置４にはコンピュータ１が実行する処理メ
ニューが表示されている（第８図のステップ５１００）
　、一定時間が経過して、所定数個の出力状態量のデー
タがディスクに格納されると、生産予測が可能となる。

設備運転者がキーボード３から生産予測処理を選択入力
すると、その指示命令がコンピュータ１により識別され
、生産状態予測処理が実行される（第８図のステップ５
３００→５１００Ｇ）。

また、設備に異常が生じたときに、設備運転者がキーボ
ード３から異常診断処理を選択指示すると、その指示命
令がコンピュータ１により識別され、異常診断処理が実
行される（第８図のステップ５４００→５２０００）　
。

第１０図は第８図のステップ５１０００に示す生産状態
の予測処理の詳細な制御手順を示す。

第１０図において、キーボード３を介して操作者からの
予測要素の項目を受付ける（第１０図のステップ５１０
０１）、たとえば、操作者が要素“染色性“を入力する
と、コンピュータ１は、上述した処理手順でこれまでに
実測された現時点より前の所定個数の出力状態量のデー
タ、すなわち染色性を含む出力状態量のデータに基づい
て、出力状態の算出式を作成する。この算出式は染色性
に対して影響の高い入力および工程状態量の要素の関数
で表わされ、表示装置４に第７図（＾）に示す形態で表
示される。すなわち、コンビエータ１は算出式の作成に
必要な入力、工程、実測出力状態量のデータをディスク
記憶装置２のディスクから読み出す、なお、これらデー
タに基づき出力状態量の算出式が作成される（第１０図
のステップ５１００２　）　。

本実施例では次の予測処理が用意されており、これら処
理を示すメツセージが表示装置４に表示される（第１０
図のステップ５ＩＱＯ４）。

（１）入力、工程状態量および出力状態量の実測データ
を時系列的に表示する処理（第１２図参照）。

（２）上記（１）項に対する時間軸補正およびそれに伴
なうデータ修正機能（第１５図参照）。

（コ）入力、工程、出力状態量の要素別の実測データの
図形表示処理。

（４）上記（３）に関連する表示のスケール変換、座標
軸の変換処理およびそれに伴なうデータ修正機能（第１
５図参照）。

（５）上記（３）に関連する表示画面に表示されたデー
タの読み取り機＃ｌ（第１４図参照）。

（６）算出された算出式において影響を与える入力、工
程状態量の要素の影響度の図形表示処理（第７図（Ｂ）
参照）。

（７）出力状態量の実測データと出力算出式に実測の入
力、工程状態量を代入して得られる出力状態量の予測デ
ータとを時系列的に表示する処理（第７図（Ｃ）　（Ｄ
）参照）。

（８）算出された算出式を用いて、キーボード３から入
力した入力、工程状態量のデータに対応する出力状態量
を予測するシミュレーション処理、この処理により異常
予測および入力状態量および工程状態量の適正値を予測
する。

以上の処理の中で、本発明に関わる時間軸シフト処理に
ついて詳しく説明する。たとえば、測定された染色性（
出力状態量）の時系列変化と、対応する延伸Ｎａ（工程
状態量）とを時系列変形を図形表示（第１５図参照）し
た後（第１０図のステップ５１００４→５１００５　）
　、時間軸シフト処理およびそのシフト量をキーボード
３から指示入力すると、指定された時間だけ実測の入力
および工程状態量のデータをシフトした図形を表示（第
５図参照）する（ステップ５１００４→５１００５−５
１００１１−５１００８）。

このシフト命令に応じて、以後の予測処理における入力
および工程状態量の実測データの取得（入力）時刻は指
示入力された時間でシフトした時刻に取得されたものと
見なされる。

指示入力されたシフト時間はディスク記憶装置２めディ
スクに記憶され、以後、上述の生産状態予測処理すなわ
ち出力状態量のシミュレーション処理、実測値と予測値
等の処理において、入力および工程状態量の実測データ
の入力時間の補正に用いられる。

次に第８図のステップ５２０００における異常診断処理
について、第１１図のフローチャートを用いて説明する
。なお、上述した生産状態予測処理と同様の処理につい
ては詳細な説明を省略する。

異常診断処理が指示されると、コンピュータ１は表示装
置４に処理メニューを表示する０本実施例では処理メニ
′ニーとしては次の処理が用意されている。

（１）出力状態式の自動作成処理ならびに影響を与える
入力および工程状態量の要素の検索処理および検索した
要素の影響度の図形表示処理。

（２）入力、工程および実測の出力状態量の要素別のデ
ータを時系列的辷図形表示する処理。

（３）入力および工程状態量の実測値データの時間軸補
正処理。

（４）検出された異常値を正常値に戻すための入力、工
程状態量のデータの補正処理。

（５）　その他処理。

次に異常処理診断手順の一例を第１１図のフローチャー
トを参照して説明する。なお、上述の（１）項〜（３）
項の処理は生産状態量の予測と同じ処理であるので、処
理内容についての説明を省略し、その使用手順について
説明する。

生産設備２０において生産された製品の中に染色性に異
常のある製品が検出され、入力および工程状態量の管理
基準値を補正する場合、設備運転者は上述の（２）項の
処理を選択し異常の生じた要素（染色性）についての実
測値データを時系列表示させ、異常値のレベル確認を行
う（ステップ５２００１−５２００６）、操作者の時間
軸補正の指示があれば、その補正処理を行う０次に染色
性についての出力状態式をコンピュータ１に作成させる
。この処理の結果として第７図（＾）に示すように染色
性の品質を表わす影響度を与える要素をパラメータとす
る出力状態式が表示装置４に表示される（ステップ５２
０１２〜５２００１４）　１次に設備運転者は、この表
示から影響度を与える要素の影響度を表示装置４に第７
図（Ｂ）に示すように表示させる。この表示に基づき、
影響度の高い要素もしくは設備運転者の経験に基づき、
選択した要素から順に、（２）項の処理を用いて時系列
データを第１５図に示すように表示装置４に表示させる
。この場合出力状態量を基準にあらかじめ工程よりわか
っている各工程から出力状態量までの時間ずれ量だけ、
それぞれの入力、工程状態量のデータをスライドさせる
。この表示結果により時間軸補正の有無、およびその補
正値を指示入力し、ステップ５２００７〜５２００９の
手順を繰り返し実行する。

続いて、このようにして得られた出力状態式に、これま
での入力および工程状態量のデータを代入して時系列な
予測値（染色性について）をコンピュータ１に計算させ
ると共に、これら時系列的な予測値と、実測値を第７図
（Ｃ）に示すように表示させ、予測精度を確認する（ス
テップ５２０１５）０次に、上記（４）項の入力状態量
および工程状態量のデータ修正処理がコンビエータ１に
より実行される。すなわち、コンピュータ１は上述した
計算手順を用いて、予測値の最大値および最小値を求め
、これら最大値、最小値が予め定められた目標管理値に
なるように異常値と対応する入力状態量および工程状態
量のデータを修正する。

この修正のためには、上述の入力および工程状態量のデ
ータを一定値ずつ増減修正し、この修正値を出力状態式
に代入し、予測値を計算する。このたまには、この予測
値が目標管理値の範囲におさまるまで、入力状態量およ
び工程状態量のデータをフィードバック修正することに
より、所望の値を見つける変数変動手法を用いるとよい
。

このようにして、修正された入力状態量および工程状態
量の要素別のデータが表示装置４に表示される。この表
示データが生産設備側の運転制御管理データとして用い
られ、また、これまでの生産設備側の運転制御管理デー
タも修正される（ステップ５２０１６→５２０１７）。

以上、説明したように、本実施例の生産状態量解析シス
テムでは、 （１）出力状態の算出式を構成する入力および工程要素
の各々について出力要素に対する影響度を算出し、影響
度の高い入力および工程の要素を検索抽出する。このた
め、生産状態予測を行う場合には、品質管理の上で注意
すべき工程が製品の生産前に把握できるので、設備運転
者や管理者を重点的に配置させることができ、設備管理
要員の省略化を図ることができる。

また、製品に異常が生じたときには、影響度の高い入力
および工程要素をコンピュータ１が自動的に検索する。

このため、異常原因を検知する際に、操作者は従来装置
のように異常要素についての多数のシミエレーシ日ン操
作を行う必要はなく、操作者の操作労力を軽減するだけ
でなく、異常診断の処理時間を大幅に短縮することがで
きる。

（２）出力状態の算出式を自動作成するときに、入力お
よび工程要素の実測値の入力時刻に対して時間軸補正を
行うようにしたので、従来装置ではできなかった工程の
遅延、滞留に対する補正が可能となり、出力状態量の算
出式の近似精度および生産状態量の予測精度が高まる。

また、本実施例で説明した倒置外にも次の例が挙げられ
る。

（ａ）本実施例では出力状態としては製品の完成状態を
想定しているが、生産工程の任意の工程をキーボード４
から指定し、その工程の最終出力状態を出力状態と想定
することにより、その工程の品質、生産量の予測が可能
となる。この場合は指定した工程と入カニ程との間の各
要素のデータをコンピュータｌにより選択して用いる。

（ｂ）本実施例では出力状態の算出式を入力および工程
の要素の一次多項式で表わす例を示したが、多次多項式
で表わしてもよいことは勿論であり、出力状態量の近似
精度に応じて次数を定めればよい。

（Ｃ）本実施例では異常診断により新たに計算された適
正な入力状態量および工程状態量を表示または印刷する
ようにしているが、生産状態量解析システムと生産設備
との間を通信ケーブルで接続し、電気信号の形態で生産
設備に入力状態量および工程状態量を示すデータを送信
するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明の第１形態では、異常が
生じた出力要素に対して影響度の高い入力要素および工
程要素が自動的に検索抽出されるので、設備運転者の異
常原因の調査範囲が狭くなる。この結果、設備運転者の
負担を軽減するだけでなく、異常診断の処理時間を短縮
することが可能となる。

本発明の第２形態では、影響度も出力されるので、設備
運転者は影響度の高い、すなわち異常の発生確率の高い
要素から異常診断を行えばよく、異常原因を短時間で見
つけることができる。

本発明の第３形態では、生産に先立って異常の発生の有
無を確認し、また異常の生じない入力状態量葛よび工程
状態量の設定値を知ることができるのみならず、生産時
に異常が発生したときには修正すべき値も知ることがで
きる。

本発明の第４形態では、入力および工程状態量の実測値
データの時間軸補正ができるので、生産工程において、
遅延、滞留が発生してもその影響を除去し、精度の高い
生産状態量の予測および異常診断が可能となる。

また、本発明の第５形態では、出力要素と入力要素およ
び工程要素の時系列のレベル変化が図形表示されるので
、異常診断の際にはレベル変化の特徴を目視確認するこ
とで、出力要素と入力要素および工程要素の対応関係を
容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の基本構成を示すブロック図、 第２図は本発明実施例の具体的な回路構成を示すブロッ
ク図、 第３図および第４図は本発明実施例のディスク記憶装置
のディスク格納領域のアドレス構成を示すメモリマツプ
、 第５図は本発明実施例の生産設備の生産工程の一例を示
す説明図、 第６図は本発明実施例の出力状態量の予測値の変動状態
を示す説明図、 第７図（＾）〜（Ｄ）はそれぞれ本発明実施例の表示例
を示す説明図、 Ｊ８図〜第１１図は第２図示のコンピュータが実行する
制御手順を示すフローチャート、 第１２図（＾）〜（Ｅ）、第１３図〜第１５図は本発明
実施例の表示例を示す説明図である。 １・・・コンピュータ、 ２・・・ディスク記憶装置、 ３・・・キーボード入力装置、 ４・・・表示装置、 ５・・・印刷装置、 ６・・・入出力インターフェース、 １０−・・生産状態量解析システム、 ２０・・・生産設備。 １０生り伏！！！解耕システム ＃発明来比例の回路揖へを尽１プロ１７区第２図 Ａ吋シ・Ｊデータ ｌ 第 図 、ｔ□樋さＨ８文、ｔヒ、イタ１のフローｊイード第８
図 本梵叩孕）也イ列のフロー干ヤード 第９図 （Ｋ訃−？″Ｌ；） （べかｗ’Ｊ−づ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）生産設備に入力する原材料の入力状態を示す１以上
   の入力要素からなる入力状態量、前記生産設備の生産工
   程における生産状態を示す１以上の工程要素からなる工
   程状態量および前記生産設備において生産出力された製
   品の状態を示す１以上の出力要素からなる出力状態量の
   各要素毎の実測値について統計分析を行って、前記出力
   状態量を前記入力状態量と前記工程状態量とにより算出
   する演算式を自動的に作成し、当該作成された演算式に
   より前記出力状態量の予測を行う生産状態量解析システ
   ムであって、 前記出力状態量の中の出力要素を指示入力する入力手段
   と、 該入力手段から指示入力された出力要素に対する前記入
   力要素および前記工程要素の各々の影響度を予め定めら
   れた演算式により算出する影響度演算手段と、 該影響度演算手段により算出された影響度の中で予め定
   めた規定レベル以上の影響度を有する要素を抽出する抽
   出手段と、 該抽出手段により抽出された要素の識別名を可視出力す
   る出力手段と を具えたことを特徴とする生産状態量解析システム。 ２）前記出力手段は、さらに、前記抽出手段により抽出
   された要素の影響度を出力することを特徴とする請求項
   １に記載の生産状態量解析システム。 ３）生産設備への原材料の入力状態を示す１以上の入力
   要素からなる入力状態量、前記生産設備の生産工程にお
   ける生産状態を示す１以上の工程要素からなる工程状態
   量および前記生産設備において生産出力された製品の状
   態を示す１以上の出力要素からなる出力状態量の各要素
   毎の実測値について統計分析を行って、前記出力状態量
   を前記入力状態量と前記工程状態量とにより算出する演
   算式を自動的に作成し、当該作成された演算式により前
   記出力状態量の予測を行う生産状態量解析システムであ
   って、 出力状態量の予測に用いる入力状態量および工程状態量
   のレベル値を入力するデータ入力手段と、 該データ入力手段から入力されたレベル値および前記作
   成された演算式を用いて出力状態量の予測値を算出する
   予測値演算手段と、 該予測値演算手段により算出された予測値が予め定めら
   れた目標管理値の範囲内に収まるか否かを判定する判定
   手段と、 該判定手段の判定結果が否定判定のときは、前記目標管
   理値の範囲内に収まるような入力状態量および工程状態
   量のレベル値を算出する適正値演算手段と を具えたことを特徴とする生産状態量解析システム。 ４）生産設備への原材料の入力状態を示す１以上の入力
   要素からなる入力状態量、前記生産設備の生産工程にお
   ける生産状態を示す１以上の工程要素からなる工程状態
   量および前記生産設備において生産出力された製品の状
   態を示す１以上の出力要素からなる出力状態量の各要素
   毎の実測値について統計分析を行って、前記出力状態量
   を前記入力状態量と前記工程状態量とにより算出する演
   算式を自動的に作成し、当該作成された演算式により前
   記出力状態量の予測を行う生産状態量解析システムであ
   って、 前記出力状態の予測演算における入力および工程状態量
   の実測データの時間軸補正を指示入力し、補正すべき時
   間を指示入力する補正指示手段と、 該補正指示手段により前記時間軸補正が指示されたとき
   に、前記各入力および工程要素の実測時刻を、前記補正
   指示手段から入力された時間だけずらした時刻に補正し
   て前記出力状態量を算出する演算式を作成する演算式作
   成手段と を具えたことを特徴とする生産状態量解析システム。 ５）前記補正指示手段は、前記出力要素の実測値および
   当該出力要素の実測時刻と対応する前記入力要素および
   工程要素についての時間軸の補正前の実測値を時系列的
   に図形表示し、次に、前記補正すべき時間だけ前記入力
   および工程要素の実測時刻をずらして図形表示する表示
   部を有することを特徴とする請求項４に記載の生産状態
   量解析システム。