JPH05264410A - 製品を製造し包装する工場における故障識別装置およびその方法 - Google Patents

製品を製造し包装する工場における故障識別装置およびその方法

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JPH05264410A
JPH05264410A JP4340309A JP34030992A JPH05264410A JP H05264410 A JPH05264410 A JP H05264410A JP 4340309 A JP4340309 A JP 4340309A JP 34030992 A JP34030992 A JP 34030992A JP H05264410 A JPH05264410 A JP H05264410A
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JP
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failure
fault
factory
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alarm
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JP4340309A
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Armando Neri
ネリ アルマンド
Cinzia Mantilli
マンティリ チンツィア
Luca Lipparini
リッパリーニ ルカ
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    • G06F11/2257—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing using expert systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4184—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by fault tolerance, reliability of production system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は製品を製造し包装する工場の故障識
別装置と方法に関し、技術者に対し工場内故障発生箇所
を指摘し故障修理のため指導し援助し、機械の保守また
は修理に要する休止時間を減少する装置と方法の提供を
目的とする。 【構成】 工場内に発生する各故障を記憶する第１記憶
部（２０）と故障有りの決定に使用される手順を特定す
る規則（２１）とを有し、各規則は発生する故障の確率
と関連する検査手順のコストを考慮する記憶部を割り付
け、それに従う優先順位に配列された各グループを形成
し、装置は故障を識別するため警報の類型を決定しその
部分から警報メッセージまたは故障が発生する機械の部
分を識別する警報認識データを取得しそれに基づいて実
行される検査手順の決定に関連する最優先順位の規則を
指定し検査手順の出力がＮＯのとき１つ下位の優先順位
の検査手順を故障が識別されるか他の仮定がなくなるま
で使用するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製品を製造し包装する
工場における故障識別装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】上記
工場内の複雑且つ高度な設計を有する高速機械、例えば
原材料（煙草、巻紙リールおよび他の包装材）から紙巻
きタバコを製造する工場における機械は、故障検出を加
速的に困難にしており、機能の異なる直列接続形の機械
を伴う工場、または同一環境において特徴が僅かに異な
る複数の工場が運転されるときは、その困難はさらに増
大する。
【０００３】詳細な機械の仕様およびハンドブックは、
故障検出の原因を取り除くために十分でない。実際、増
大したこのような機械の性能は、単に故障が発生する周
期を減少するばかりでなく、修理のため機械に専門技術
者等が介入する周期をも減少し、結果としてそれらの機
械の迅速な故障検出および修理または調整を行うために
専門技術者による実践的経験が要求される。
【０００４】機械の性能の増大による故障頻度および休
止時間の点で得られる利点は、機械にまれに発生する故
障を検出し修理する困難が相当なものであるのでその困
難で少なくとも部分的に相殺されてしまう虞がある。
【０００５】本発明の目的は上記問題点に鑑み、専門技
術者に対し工場内における故障発生箇所を指摘して故障
を修理するため指導し援助する装置およびその方法であ
って、かつ機械の保守または修理に要する休止時間を減
少することを可能とする製品を製造し包装する工場にお
ける故障識別装置およびその方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の製品を製造し包装する工場における故障識別装置お
よびその方法は、警報データを取得する警報取得手段、
工場で実施される試験を決定する問題識別手段、実際の
試験結果を取得する結果取得手段、その実際の試験結果
と予測した結果とを比較する故障識別手段および実際の
試験結果がその予測結果と一致したときその識別手段に
より作動される信号発生手段とから構成する。
【０００７】
【作用】工場内に発生する各故障を記憶する第１記憶部
（２０）と故障有りの決定に使用される手順を特定する
規則（２１）とを有し、各規則は発生する故障の確率と
関連する検査手順のコストを考慮する記憶部を割り付
け、それに従う優先順位に配列された各グループを形成
し、装置は故障を識別するため警報の類型を決定しその
部分から警報メッセージまたは故障が発生する機械の部
分を識別する警報認識データを取得しそれに基づいて実
行される検査手順の決定に関連する最優先順位の規則を
指定し検査手順の出力がＮＯのとき１つ下位の優先順位
の検査手順を故障が識別されるか他の仮定がなくなるま
で使用する。
【０００８】
【実施例】以下添付図面を参照しつつ本発明の実施例を
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。図１は本発明による装置が適用される工場全体
の斜視図である。図１の符号１は例として典型的な紙巻
きタバコを製造し包装する工場であって、本発明による
装置が適用される工場を示す。例示する工場１は、カス
ケード配列をなし、煙草と巻紙リールとから紙巻きタバ
コを製造する製造用機械２と、製造用機械２で製造され
た紙巻きタバコにフィルターを付加するフィルター付加
用機械３と、貯蔵装置を備えた第１コンベア４と、紙巻
きタバコを箱毎成形する包装機械５と、貯蔵装置を備え
た第２コンベア６と、複数の紙巻きタバコ入り箱をカー
トンに収納して成形しカートンの上を包装するカートン
製造用機械７と、工場内の全運転を制御する電気制御装
置８と、を有する。
【０００９】図２は本発明による装置の簡易ブロック図
である。図２で参照されるように全体を符号９で示され
る故障識別装置９は、モニタ１１、キーボード１２およ
びポインター要素（マウス）１３へ一方向接続されるＣ
ＰＵ（中央処理装置）１０を有する。例示において、Ｃ
ＰＵ１０は、例えば警報メッセージまたは故障信号を取
得し、他の情報を要求し、または工場で自動的に実行さ
れる試験結果を取得するために、電気制御装置８と接続
されるメッセージおよび命令を交換するインターフェー
ス１４に双方向接続される。
【００１０】ＣＰＵ１０は複数の記憶部に接続され、各
記憶部にはＣＰＵ１０により要求される工場１の故障を
識別し、工場１における異常を取り除くために介入する
方法を出力するためのデータ、情報および命令が記憶さ
れる。
【００１１】さらに特定的にＣＰＵ１０は下記の記憶部
１５、１６、１７、１８、１９、２０へ一方向接続され
る。
【００１２】画面記憶部１５は、モニタ１１の画面の関
連部分と、画面に表示されるメッセージまたは工場の複
数部分、または他の表示画面の参照記事のような他の変
数と、に関する記憶部である。
【００１３】第２記憶部１６は、種々詳細に及ぶ機械部
分と同様、工場１の機械の構成を示すための記憶部であ
る。
【００１４】第３記憶部１７は、工場１の機械に係る電
気図面に関する記憶部である。
【００１５】工場レイアウト記憶部１８は、工場モデル
に関する記憶部、すなわち工場１によって発生した故障
メッセージとそのメッセージの発生源である工場の構成
要素との間の関係に関する記憶部である。
【００１６】第４記憶部１９は、故障発生時に有用な故
障検出用提案とその検出手順に関する複数の記憶部であ
り、各第４記憶部１９は工場の所定部分に関する特定な
問題グループに関連する。
【００１７】複数の第１記憶部２０（知識基準ＫＢ）
は、故障識別のため各場合において検査される規則に関
する。各第１記憶部２０は、一般的に複数の「規則」ま
たは複数の検査される命令および条件の組を有し、これ
らの「規則」と命令および条件の組は、（経験に従っ
た）かつ時間、経費および複雑性に基づくコストに従っ
たメッセージ−故障確率基準の優先順位の順に配列され
る。
【００１８】図３は本発明による装置の第１記憶部の一
例を示す図である。第１記憶部２０には図中の各列の記
憶領域２１に複数の規則が記憶されている。各記憶領域
２１は複数のフィールド（分野）２２に分割され、図３
に例として示されるように、順次連続する命令を表示す
る。これらの命令は、機械の機械的構成、機械の図解、
または種々の基準に従ったメッセージまたは故障に対応
する機械の部分を表示し、故障原因を修正するためのユ
ーザー支援用試験提案を表示し、試験結果に関する質問
を表示し、必要に応じて他の試験を実行するための他の
提案と質問結果を表示し、そしてその規則が（ユーザー
の入力と予測試験結果とが不一致と）立証されないと
き、同一第１記憶部２０または異なる第１記憶部２０に
おける他（下位の優先順位）の規則を参照する命令であ
る。
【００１９】この目的のため、各規則２１は、さらに予
測試験結果と、結果的に各場合において、規則が正しく
実行されたか否か、すなわち異常は識別されたかまたは
検索が続行されているか、を決定するためにＣＰＵ１０
により要求される命令を有する。
【００２０】図４は本発明による装置を使用した故障処
理接近方法を示す図である。図４はまた故障識別を目的
として工場１を「VIEWS 」( 展望) する方法を示す。さ
らに特定的に図中符号２３は、多数の区分２４を含む全
体を示す。区分２４は一般的に２５のグループ（１つの
み点線で示す）から形成される。各区分２４は工場の小
区域（単一の構成要素）に関連し、（図２に示す第２記
憶部１６および第３記憶部１７に記憶する）機械的およ
び電気的設計特性を結合する。この特性は、故障の類型
に対し何れの工場区域が（図２に示す第１記憶部２０に
記憶される）対象となるか、および（ブロック１８に記
憶される）故障工場の構成要素関係に関する。各グルー
プ２５は、他方、起こり得る故障に基づいて相互関係す
る機械部分に結合する。さらに特定的に、各グループ２
５は各第１記憶部２０に割り付けされ、すなわち１つの
第１記憶部２０において結合した故障の類型を（検査手
順と他の情報と共に）結合する。換言すれば、符号２３
全体は、図２に示す記憶部１６〜１８と第１記憶部２０
を相関することにより、故障識別の目的のため構成され
た機械の描写を表し、本発明による装置を使用した接近
方法を理解するために有用である。
【００２１】図５は本発明による装置の動作フローチャ
ートである。図５を参照しつつ本発明による装置の動作
を以下に説明する。最初に、故障識別装置９は取得デー
タと情報を提供する（ブロック２７）。すなわち、キー
ボード１２、そして／またはマウス１３を介してユーザ
ーにより提供される情報、またはインターフェース１４
から受信される信号に基づいて、故障識別装置９は、
（独立して運転される異なる工場を多数有するとき）故
障が発生した工場の類型（タイプ）を決定し、関係する
問題の類型、すなわち故障が発生したか、工場内のアク
チュエータの１つが警報メッセージを出力したか、また
はユーザーが単に機械構成そして／または説明目的のた
めの図の表示を希望したかを決定し、問題の工場内の特
定の機械を選別し、そして（警報メッセージのとき）メ
ッセージを発生した原因となる特定の構成要素を決定す
る。
【００２２】上述の選別に基づいて、ＣＰＵ１０は警報
メッセージを発生する原因となる可能性のある問題のグ
ループに関連するコードを発生する（ブロック２８）。
ブロック２８は、全体２３から故障のグループ２５と、
警報メッセージを発生したと最も思われる工場の構成要
素／部分を分離することに相当する段階である。ＣＰＵ
１０はこの選別に基づいて、工場レイアウト記憶部１８
から所定の変数値を取得する（ブロック２９）。この変
数は何れの第１記憶部２０が最初に相談され得べきか、
第１記憶部２０の何れの規則２１が最優先順位を有する
か、工場内の何れのアクチュエーターが警報メッセージ
を発生したか、（機械と関連する機械部分の機械的およ
び電気的図面を選択するため）第２記憶部１６および第
３記憶部１７の何れの部分が関連するかを示す。
【００２３】前述の変数に基づいて、ＣＰＵ１０は問題
となる第１記憶部２０の最優先順位の規則２１をロード
し（ブロック３０）、それを使用する。すなわち 規則
２１もフィールド（分野）２２において特定された命令
を実行する。従って、最初にＣＰＵ１０は関連する機械
的および電気的部分を予め特定したように第２記憶部１
６および第３記憶部１７と通信することにより表示し、
記憶領域が規則２１（図５のブロック３１）において特
定された第４記憶部１９を用いて試験提案を表示する。
【００２４】この点において、故障識別装置９はユーザ
ーがブロック３２に従って取得される試験結果を入力す
るよう要求する。ユーザーが入力し予測した（与えられ
た故障に関連した）結果に基づいて、ＣＰＵ１０のブロ
ック３３は故障が識別されたか否か（ユーザー入力と予
測結果が一致したかそして／または警報メッセージが消
去されたか）を決定し、検査が肯定されたとき（規則２
１が照合され、ブロック３２に対し肯定の出力に相当す
る）故障識別手順を終結する。
【００２５】逆に、ユーザーが入力した試験結果に基づ
いて、故障識別装置９は同一第１記憶部２０における他
の下位の優先順位を参照するか、（故障が機械の異なる
部分にあることが発見されたとき）他の変数値を識別す
るか、あるいは例えば問題となる故障の類型が用意され
なかったグラウンド（見解）に手順を終結するかでき、
従って本装置により識別できない。
【００２６】この目的のため、故障識別装置９は他の基
準が他の規則または第１記憶部２０に存在するかを決定
し（ブロック３４）、ＮＯと応答されたときはユーザー
メッセージを発生し（ブロック３４）、処理を終結す
る。逆に、ＹＥＳと応答されたときはブロック３４はブ
ロック３６へ移行し、同一第１記憶部２０における他の
規則に関する基準間、または他の第１記憶部２０に関す
る基準間で識別する。
【００２７】同一第１記憶部２０における他の規則を基
準とするときは、ブロック３６はブロック３７へ移行
し、次の規則２１に優先順位を下げるように指示しブロ
ック３１へ戻る。（ブロック３１は、それぞれ規則２１
の継続適用と、１区分２４から同一グループ２５におけ
る他の区分への移動に関する図３と図４における矢視Ａ
で示す基準に対応する。）逆に、他の第１記憶部２０に
対する基準のときは、ブロック３６はブロック２９へ戻
る。（ブロック２９は、それぞれ１つの第１記憶部２０
から他の記憶部への移動と、１区分２４から他のグルー
プ２５における他の区分への移動に関する図３と図４に
おける矢視Ｂで示す基準に対応する。）
【００２８】各規則２１における指示に関する上述の手
順を繰り返すことにより、手順の最後で、故障は、識別
され解決されるか、または例外的には故障識別装置９に
よる識別は失敗となる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製品を製
造し包装する工場における故障識別装置およびその方法
によれば、前述のように最も起こり得るところから、ま
たは最も容易に立証できる原因の比率により開始する
か、故障発見手順を簡素化し、経験ある技術者を必要と
せずに休止時間を大幅に減少し、機械に関する十分な知
識をもった熟練技術者を育成できる装置または方法が提
供される。
【００３０】本発明の装置の構成または方法によれば、
特に工場内の機械の追加または近代化が行われるとき、
故障のない更新された装置または方法を提供し、一方、
ＣＰＵ１０に少なくとも数個の信号と試験に要求される
量を自動的に供給できるインターフェース１４（図２に
示す）を使用して、全体として故障発見処理の高度な自
動化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置が適用される工場全体の斜視
図である。
【図２】本発明による装置の簡易ブロック図である。
【図３】本発明による装置の第１記憶部の一例を示す図
である。
【図４】本発明による装置を使用した故障処理接近方法
を示す図である。
【図５】本発明による装置の動作フローチャートであ
る。
【符号の説明】
１…工場 ２…製造用機械 ３…フィルター付加用機械 ４…第１コンベア ５…包装機械 ６…第２コンベア ７…カートン製造用機械 ８…電気制御装置 ９…故障識別装置 １０…ＣＰＵ １１…モニタ １２…キーボード １３…マウス １４…インターフェース １５〜２０…記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルカ リッパリーニ イタリア国，40013 カステル マッジョ ーレ，ビア グラムシ，221

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 製品を製造し包装する工場（１）におけ
    る故障識別装置（９）において、 警報データを取得する警報取得手段（２７）と、 前記工場（１）内で実行される試験を決定する問題識別
    手段（２８〜３１）と、 実際の試験結果を取得する結果取得手段（３２）と、 前記実際の試験結果と予測結果とを比較する故障識別手
    段（３３）と、 前記実際の試験結果が前記予測結果と一致するとき、前
    記故障識別手段（３３）により作動される信号発生手段
    （１１）と、を備えることを特徴とする製品を製造し包
    装する工場における故障識別装置。
  2. 【請求項２】 前記問題識別手段（２８〜３１）は、 発生した所定の故障の確率に従い、そして前記所定の故
    障の存在を照合するコストに従う優先順位に基づいて相
    互に接続される複数の記憶領域（２１）を備える請求項
    １に記載の故障識別装置。
  3. 【請求項３】 前記問題識別手段（２８〜３１）は、 故障のグループまたは前記警報データと関連する部分の
    少なくとも一方を特定する警報コードを発生する警報発
    生手段（２８）と、 工場における故障全体（２３）の一区分（２４）を特定
    化する複数の変数を発生する変数発生手段（２９）と、 を備える請求項１または２に記載の故障識別装置。
  4. 【請求項４】 前記故障識別装置（９）は、 複数の第１記憶部（２０）の各々が優先順位の基準に相
    互に接続される複数の記憶領域（２１）に分割され、該
    記憶領域の各々が所定の故障に関連する各規則を含む複
    数の前記第１記憶部（２０）を備え、 前記変数発生手段（２９）が前記第１記憶部（２０）の
    １つにおける最優先順位の規則を使用するように接続さ
    れる請求項３に記載の故障識別装置。
  5. 【請求項５】 前記故障識別装置（９）は、 前記工場の機械構成の画像を記憶する第２記憶部（１
    ６）と、 前記工場の電気図を記憶する第３記憶部（１７）と、 提案と検査手順を記憶する第４記憶部（１９）と、を備
    え前記記憶領域（２１）の各々は、 前記第２記憶部（１６）と前記第３記憶部（１７）を使
    用する第１分野、前記第４記憶部（１９）を使用する第
    ２分野、前記同一第１記憶部（２０）または他の第１記
    憶部（２０）における他の記憶領域を参照する第３分野
    （Ａ，Ｂ）、を含む複数の分野（２２）を備える請求項
    ４に記載の故障識別装置。
  6. 【請求項６】 前記故障識別装置（９）は、 所定の警報データと相関し前記変数発生手段（２８）に
    より選択的に使用される複数の前記問題識別手段（２９
    〜３２，２０）と、 前記実際の試験結果が前記予測結果と一致しないとき前
    記問題識別手段（２９〜３２，２０）によって使用され
    かつ他の故障基準の存在を決定するように設計された第
    １検査手段（３４）と、を備える請求項２乃至５の何れ
    か１項に故障識別装置。
  7. 【請求項７】 前記故障識別装置（９）は、 他の故障基準が存在するとき前記第１検査手段（３４）
    によって使用され、前記問題識別手段（２９〜３１）の
    １つを選択的に使用するように設計された第２検査手段
    （３６）を備える請求項６に記載の故障識別装置。
  8. 【請求項８】 製品を製造し包装する工場（１）におけ
    る故障識別方法において、 警報データを取得し、工場で実行される試験を決定し、
    前記実際の試験結果を取得し、該実際の試験結果と予測
    結果とを比較し、前記実際の試験結果が前記予測結果に
    一致したときは故障識別メッセージを発生する一連の各
    段階を備えることを特徴とする故障識別方法。
  9. 【請求項９】 前記故障識別方法（９）は、 発生し得る故障の各々が、該故障の発生確率および該故
    障を立証する経費と所定の検査手順に従って、優先順位
    が割り付けられる段階を備え、 前記試験を決定する段階は、最優先順位検査手順を使用
    してなる段階を備える請求項８に記載の故障識別方法。
  10. 【請求項１０】 前記故障識別方法（９）は、 前記故障が最終的に識別されるまで前記実際の試験結果
    と前記予測結果とが一致しないとき、順に下位の優先順
    位検査手順を繰り返し実行する段階を備える請求項９に
    記載の故障識別方法。
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