JPH03142152A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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。具体的には関数ｆ（ｓ、ｃ
）を ｆ（ｓ、ｃ）＝Ａ　ｘ　Ｃ十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、出力状態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、設備運転者は生産状態量解析システムに蓄
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、異常の原因となっ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。

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、本願出願人は、指定した出力要素に対して影響
度の高い入力要素または工程要素を自動的に抽出するこ
とにより異常原因の分析時間を短縮させる生産状態量解
析システムを平成１年１０月２日に提案している。

けれども上記提案は入力要素および工程要素のデータ数
が多い程、出力状態式の作成に時間がかかり、なお、改
良の余地があった。

そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑みて出力状態式
の作成時間を短縮させ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。

［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、
前記生産設備の生産工程におる生産状態を示す１以上の
工程要素および前記生産工程の中の複数工程の各出力状
態を示す出力要素を選択指定する指定手段と、前記入力
要素、前記工程要素および前記出力要素の全てについて
の前記生産設備ての実測値を記憶する記憶手段と、前記
指定手段により指定された要素の実測値を前記記憶手段
から読出す読出し手段と、該読出し手段により読出され
た実測値に対する統計処理を行って前記出力要素の状態
量を前記入力要素および前記工程要素の状態量により算
出するための演算式を作成する演算処理手段とを具えた
ことを特徴とする。

また、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、前記生産設備の生産工程におる生産状態
を示す１以上の工程要素および前記生産工程の中の複数
工程の各出力状態を示す出力要素を予め定め、当該入力
要素、工程要素および出力要素の全てについての前記生
産設備での実測値を記憶する記憶手段と、前記生産工程
の中の工程を選択指定する指定手段と、該指定手段によ
り指定された工程の中に含まれる要素の実測値を前記記
憶手段から読出す読出し手段と、該読出し手段により読
出された実測値に対する統計処理を行って前記出力要素
の状態量を前記入力要素および前記工程要素の状態量に
より算出するための演算式を作成する演算処理手段とを
具えたことな特徴とする。

［作　用］ 本発明では、生産設備の中の全工程の中の任意の工程ま
たは入力、工程、出力要素のいずれかの要素を選択的に
用いて出力要素の出力状態を表わす演算式（出力状態式
）を作成する。このため、従来に比べて取り扱いデータ
の減少および、屓算式の作成処理ステップの減少に伴っ
て上記演算式の作成時間を短縮することができる。

［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、１００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、前記生産設備の生産
工程におる生産状態を示す１以上の工程要素および前記
生産工程の中の複数工程の各出力状態を示す出力要素を
選択指定する指定手段である。

２００は前記入力要素、前記工程要素および前記出力要
素の全てについての前記生産設備での実測値を記憶する
記憶手段である。

３００は前記指定手段により指定された要素の実測値を
前記記憶手段から読出す読出し手段と、該読出し手段に
より読出された実測値に対する統計処理を行って前記出
力要素の状態量を前記入力要素および前記工程要素の状
態量により算出するための演算式を作成する演算処理手
段である。

なお、指定手段１００は工程についての指定をも行い、
読出し手段は指定された工程の中に含まれる要素の実測
値をも読出す。

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５１人出
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は生産状態量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が読出し手
段、演算処理手段として動作する。

ディスク記憶装置２は記憶手段としてキーボード入力装
置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から入力される実測の入力状態量、工程状
態量、出力状態量を示すブタをその要素項目毎にディス
クに記憶する。またキーボード入力装置３が指示手段と
して動作する。

表示装Ｒ４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ｆ１２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か製品として出力
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か定められている。

次に、本発明の出力状態量Ｙ　（ｔ）を工程状態量Ｘ　
（ｔｌおよび入力状態量Ｕ　（ｔ）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：！１Ｙ（ｔ）は次式により求めら
れる。

ｙ（ｔ）＝へＸ（ｔ）　　＋ＢＩＩ（ｔ）　　　　　　
　　　　　　　　　　・・・　（２）」１式において、
ｙ＋（ｔ）〜ｙ、　（ｔ）は出力状態量Ｙ　（ｔ）を構
成する１〜ｎ（正の整数）個の要素（出力要素）のレヘ
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１２ 〜ｍ（正の整数）個の要素（工程要素）の状態を示すレ
ヘル値で、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。

［１（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〜Ｌ（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
で定める各計数ａｌｌ〜ａｎｌ１１の行列で表わされる
。定数Ｂはｎ個の出力要素と４個の入力要素との組み合
せで定まる各計数ｂｌｌ〜ｂｎ見の行列で表わされる。

また、本実施例においては、第５図に示すように入力要
素、工程要素および出力要素を工程の位置毎に分類し、
対応する工程番号を予め割当てている。

これらの情報はテーブル化され、ディスク記憶装置２内
のディスクに格納され、後述のフラグ情報と共に上記出
力状態式の作成に用いられる。

上述の演算式は生産設備に関わる全ての要素を用いる式
であるか、これら全ての要素を用いると作成に時間がか
かるので、本実施例では、予め、出力状態式に用いる要
素および／または工程を選択的に指定することにより、
これら指定された要素および／または工程についての出
力状態式を作成する。

以下、第７図〜第９図のフローチャートを参照しながら
本発明における出力状態式の作成手順を説明する。

（ｉ）要素の指定による出力状態式の作成電源の起動に
応して、第７図の制御手順かコンピュータ１にＪ：り実
行される。本制御手順は要素および／または工程を指定
する入力処理（ステップ５１００）　、出力状態式の作
成処理（ステップ５２００）　、作成した出力状態式を
用いる出力状態量の解析（予測）処理（ステップ５３０
０）から構成されている。

第８図は第７図のステップ５１００の入力処理の詳細な
制御手順を示す。

第８図において、フラグ情報の初期値化が行なわれる。

このフラグ情報は第５図に示すように、要素毎に設けら
れており、フラグ情報オン（ピッド１°′）のとき指定
有りを示し、フラグ情報がオフ（ピッド’ｏ”）のとき
指定無しを示す。初期値としてはフラグ情報オフと与え
られる。

続いて、第６図に示す生産状態量分析図が表示装置４に
表示される（ステップ５１０１→５１０２）。生産状態
量分析図は生産工程の名称。

番号、各工程における入力、工程、出力要素の名称１番
号および各工程のつながりを示ずものである。

ユーザがキーボード入力装置３のカーソルキーにより表
示画面中の要素番号をカーソルにより指定入力すると、
コンピュータ１はカーソルの位置に基き、ユーザの指示
した要素を識別する。続いて、指定された要素と対応す
るフラグ情報をオンする（ステップ５１０３→５１０４
→５１０４−１）。

　５ 以下、同様の手順を繰返し、指定された要素のフラグ情
報をオンし、ユーザの入力終了の指示て本制御手順を終
了する。

次に第７図のステップ５２００における出力状態式の作
成処理について第９図により説明する。

第９図において、フラグ情報テーブル（第５図参照）か
ら先頭のフラグ情報を読出し、指定の有無の確認を行う
（ステップ５２０１→５２０２→５２０３）。この確認
により要素毎に指定された要素の個数を計数する。この
計数により入力要素が９個、工程要素が９個、出力要素
がｒ個と得られるものとする。

次に、この個数情報に基き出力状態式（５）に４３ける
各状態量を設定する。具体的には入力状態量、工程状態
量、出力状態量を表わすマトリクス変数を設定する。続
いて出力状態式における係数Ａを表わすマトリクス変数
ａ　（１、Ｉ）〜ａ（ｒｑ）および係数Ｂを表わずマ］
・リクス変数ｂ（１，１）〜ｂ（ｒ、ｐ）を設定する。

６ 以下、回帰分析手法により、指定された要素の実測値を
用いて上記係数Ａ、Ｂの値を求める（ステップ５２０７
，５２０８）。

時刻Ｔにおいて生産状態量の予測を行う場合には、上記
（５）式に算出された”ｌｌ＋ｂｌ＋の値および時刻Ｔ
に対応して得られる入力要素および工程要素の実測値を
代入することにより出力要素の予測値を計算する。また
、工程要素の値が得られていない時点では設定しようと
する値を代入することにより出力要素の予測値を算出す
る。

（ｉｉ）工程の指定による出力状態式の作成第６図の生
産状態量分析図の表示状態において、工程の選択指定が
行なわれると、コンピュータ１は指定された工程の要素
のフラグ情報を全てオンにする（第８図のステップ５１
０２→５１０３→５１０３−１）。

以下、このフラグ情報に基き、要素指定と同様の手順に
より出力状態式が作成される。

このようにして作成された出力状態式を用いることによ
り任意の工程の出力状態や最終工程の出力状態の予測や
解析を第７図のステップ５３００において実行する。

以上、説明したように、本実施例は入力要素、工程要素
、出力要素を選択的に指定し、指定された要素だけの出
力状態式を作成する。

回帰分析手法では、係数Ａ、Ｂを算出するために、行列
の展開処理があることから、出力状態式の作成時間は要
素個数の約２乗に比例する。このため、全ての要素を用
いなければならない従来例に比べると、本実施例では工
程、要素を選択するので、大幅に出力状態式の作成時間
を短縮することができる。

また、全ての要素を用いる生産状態量の解析を行った後
、出力状態量に影響を与えない要素、および工程につい
ては、解析処理から省くことができ、解析処理時間の短
縮化に寄与することができる。

本実施例の他に次の例が考えられる。

（１）本実施例では、先頭の工程およびその工程の入力
要素は指定されるという前提条件での生産状態量の作成
について説明したが、途中工程からの工程または要素指
定を行う場合は、指定された工程または要素の先頭直前
の出力要素の値を入力要素の値としてコンピュータ１に
より自動設定するとよい。また、必要に応してキーボー
ド入力装置３から指定の先頭工程の入力要素の値を入力
するようにしてもよい。

（２）本実施例については出力状態式の自動作成処理に
ついてのみ説明したが、生産状態量解析システムの有す
る解析処理機能を利用し、本実施例で作成した出力状態
式により異常原因の分析処理を行ってもよいことは言う
までもない。

（３）本実施例では工程の選択指定および要素の選択指
定を別個に行う例を示したが、工程の選択指定および要
素の選択指定を組み合わせて用いてもよい。また、工程
の選択指定において、先頭と最後尾の工程を範囲指定す
ることにより工程を選択してもよい。

さらに、要素が多数有る場合は不要の要素ま　９ たは工程を指定することにより出力状態式に用いる要素
を指定してもよい。

この場合はフラグ情報にオンの値を与え、ユーザにより
指定された要素をオフにする。

［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、生産設備の中
の全工程の中の任意の工程または人カニ程、出力要素の
いずれかの要素を選択的に用いて出力要素の出力状態を
表わす演算式（出力状態式）を作成する。このため、従
来に比べて取り扱いデータの減少および、演算式の作成
処理ステップの減少に伴って上記演算式の作成時間を短
縮することができる。また、生産工程の途中で検出され
た異常製品に対して後工程の入力、工程条件を変えるこ
とにより品質の修整が可能か否か等の予測処理をも容易
に実行可能になるという効果が得られる。

　０

【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〜第５図は本発明実施例のディスク記憶装置のデ
ィスク格納内容を示すメモリマツプ、第６図は本発明実
施例の表示例を示す説明図、第７図〜第９図は本発明実
施例のコンピュータ１が実行する制御手順を示すフロー
チャートである。 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・・・人出力インタフェース、 ＩＯ・・・生産状態量解析システム、 ２０・・・生産設備。

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、前記生産設備の生産工程における生産状態
   を示す１以上の工程要素および前記生産工程の中の複数
   工程の各出力状態を示す出力要素を選択指定する指定手
   段と、 前記入力要素、前記工程要素および前記出力要素の全て
   についての前記生産設備での実測値を記憶する記憶手段
   と、 前記指定手段により指定された要素の実測値を前記記憶
   手段から読出す読出し手段と、 該読出し手段により読出された実測値に対する統計処理
   を行って前記出力要素の状態量を前記入力要素および前
   記工程要素の状態量により算出するための演算式を作成
   する演算処理手段と を具えたことを特徴とする生産状態量解析システム。 ２）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、前記生産設備の生産工程における生産状態
   を示す１以上の工程要素および前記生産工程の中の複数
   工程の各出力状態を示す出力要素を予め定め、当該入力
   要素、工程要素および出力要素の全てについての前記生
   産設備での実測値を記憶する記憶手段と、 前記生産工程の中の工程を選択指定する指定手段と、 該指定手段により指定された工程の中に含まれる要素の
   実測値を前記記憶手段から読出す読出し手段と、 該読出し手段により読出された実測値に対する統計処理
   を行って前記出力要素の状態量を前記入力要素および前
   記工程要素の状態量により算出するための演算式を作成
   する演算処理手段と を具えたことを特徴とする生産状態量解析システム。