JPWO2016051464A1 - 製造ライン監視装置、製造ライン監視プログラム、製造ライン監視方法 - Google Patents
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Abstract
実施形態によれば、製造ライン監視装置は、製造ラインを構成する製造装置近傍に設けられたセンサによる測定値を示すセンサデータを受信する受信部と、センサデータにより示される測定値が予め設定された所定の範囲を示す第１センサ閾値を超えるか否かを判定するセンサ判定部と、センサ判定部により測定値が第１センサ閾値を超えると判定された場合、クライアント端末に対して、製造装置が正常に動作していない旨をクライアント端末のユーザに提示するセンサ異常通知を送信する通知部とを有する。
Description
本発明の実施形態は、製造ラインを監視する技術に関する。
従来、製造ラインのメンテナンスとして、予防保全による定期的なオーバーホールによって運転中に故障させない対策が採られてきた。このようなメンテナンスによれば、例えば、製造ラインにおける駆動モーターに温度計や電流計を装備し、これらを現場のオペレータが目視確認することによって製造ラインに異常がないかが確認される。また、故障が発生してしまった場合は、製造ラインを止めて、故障が発生した部品の修理または交換が行われていた。
また、関連する技術として、特許文献１が開示されている。
しかしながら、製造コストを低減させるために、メンテナンスのための人員数は削減される傾向にあり、したがって、製造ラインの異常を事前に発見する予防保全が困難となり、製造ラインのメンテナンスは、実質、故障が発生してからの事後対応となってしまい、この場合、製造ラインは停止されることとなる。つまり、製造ラインのメンテナンスとしては予防保全が望ましいが、それには大きなコストを要する、という問題があった。
本発明の実施形態は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、より低コストで予防保全を行う技術を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明の実施形態は、製造ラインを構成する製造装置近傍に設けられたセンサによる測定値を示すセンサデータを受信する受信部と、センサデータにより示される測定値が予め設定された所定の範囲を示す第１センサ閾値を超えるか否かを判定するセンサ判定部と、センサ判定部により測定値が第１センサ閾値を超えると判定された場合、クライアント端末に対して、製造装置が正常に動作していない旨をクライアント端末のユーザに提示するセンサ異常通知を送信する通知部とを備える。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。まず、本実施の形態に係る製造ライン監視システムの全体構成について、図１を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係る製造ライン監視システムの概略図である。
図１に示すように、本実施の形態に係る製造ライン監視システムは、製造現場に設置される構成として、製造ライン９、検査装置５０、製造ラインＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６０、データ収集ＰＬＣ７０、ゲートウェイ端末８０を備え、また、遠隔地に設置される構成として、サーバ装置１０、クライアント端末２０を備える。なお、サーバ装置１０とクライアント装置２０は互いに異なる場所に設置されるものとする。
製造ライン９は、本実施の形態においては、複数の製造装置を有して、これらの装置によりフィルムを製造するものとし、その製造工程には、少なくとも、製造工程においてフィルム原料を溶解させるヒータ９０を有し、また、その検査工程には、製造工程により連続的に製造されたフィルムをワークとして搬送する複数の搬送用ロール９１、ワークの裏面を撮像するカメラ９２、カメラ９２による撮像範囲を照らす照明９３、ワークの表面を撮像するカメラ９４、カメラ９４による撮像範囲を照らす照明９５を有する。カメラ９２及び９４により撮像された撮像画像は、検査装置５０によるワークの検査に用いられ、評価工程において検査装置５０による検査結果に基づく欠陥評価がなされる。この欠陥評価によれば、ワークの搬送方向における所定の位置間隔毎に良品または不良品と判定される。また、ヒータ９０近傍にはその温度を測定する温度センサ９０ａが設けられ、搬送用ロール９１の駆動部近傍にはその振動を測定する振動センサ９１ａが設けられ、照明９３の近傍にはその照度を測定する照度センサ９３ａが設けられる。温度センサ９０ａはヒータ９０の温度を出力し、振動センサ９１ａは搬送用ロール９１の振動として、加速度、速度、変位を出力し、照度センサ９３ａは照明９３の照度を出力する。
検査装置５０は、カメラ９２及び９４により撮像された撮像画像に基づいて、ワークを検査して欠陥を検出する。検出される欠陥としては、ピンホール、黒点、ＦＥ（Ｆｉｓｈ ＥＹＥ）、傷、などが挙げられ、検査装置５０は、１つのワーク毎に欠陥種別とその数またはその大きさとを、検査データとしてデータ収集ＰＬＣ７０へ出力する。なお、この検査装置５０は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に検査を行うためのプログラムがインストールされたものであり、その筐体における熱排出箇所の近傍に、温度を測定する温度センサ５０ａが設けられる。温度センサ５０ａは検査装置５０の温度を出力する。
製造ラインＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６０は、製造ライン９の各設備に接続され、稼働状況を示す各種信号を受信し、信号値を製造ラインデータとしてデータ収集ＰＬＣ７０へ出力する。稼働状況を示す信号として、製造ライン９が故障したことを示す故障信号、駆動部のインバータ制御出力、ワークの搬送速度を示す搬送ライン速度、製造ライン９の運転周波数、などが挙げられる。
データ収集ＰＬＣ７０は、検査装置５０より出力される検査データ、製造ラインＰＬＣ６０より出力される製造ラインデータ、各種センサ９０ａ〜９３ａ，５０ａより出力される値をセンサデータとして取得し、取得した検査データ、製造ラインデータ、センサデータをゲートウェイ端末８０へ出力する。
ゲートウェイ端末８０は、データ収集ＰＬＣ７０により出力された検査データ、製造ラインデータ、センサデータを受信し、受信したこれらのデータを遠隔地に設置されたサーバ装置１０へネットワークを介して送信する。
サーバ装置１０は、ゲートウェイ端末８０により送信された検査データ、製造ラインデータ、センサデータを蓄積して、これらの各種データをクライアント端末２０から閲覧可能にする。また、サーバ装置１０は、クライアント端末２０による指示に基づいて各種データに対して判定を行い、必要に応じて判定結果をクライアント端末２０へ通知する。
クライアント端末２０は、製造ライン９の設置場所、サーバ装置１０の設置場所とも異なる場所に設置された、製造ライン９のメンテナンス担当者が利用するＰＣである。このクライアント端末２０は、ブラウザによってサーバ装置１０に蓄積された各種データを閲覧することができ、また、サーバ装置１０による各種データに対する判定に関する指示を行い、この判定に基づく通知を受信する。
次に、ゲートウェイ端末、サーバ装置、クライアント端末のハードウェア構成について説明する。図２は、ゲートウェイ端末、サーバ装置、クライアント端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
図２に示すように、ゲートウェイ端末８０、サーバ装置１０、クライアント端末２０は、いずれも、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、主記憶装置であるメモリ１２、不揮発性の記憶装置１３、及び他の装置との通信を行う外部Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１４を備える。ゲートウェイ端末８０、サーバ装置１０、クライアント端末２０それぞれの外部Ｉ／Ｆ１４は、いずれもネットワークに接続し、ゲートウェイ端末８０及びクライアント端末２０はサーバ装置１０とデータを送受信可能に接続される。
次に、ゲートウェイ端末、サーバ装置の機能構成について説明する。図３は、ゲートウェイ端末、サーバ装置の機能構成を示すブロック図である。
図４に示すように、ゲートウェイ端末８０は、取得部８０１、管理部８０２、送信部８０３を機能として備える。これらの各機能は、ゲートウェイ端末８０において、記憶装置１３に保存されているプログラムがメモリ１２にロードされ、ＣＰＵ１１がロードされたプログラムを演算実行することで実現される。
取得部８０１は、検査データ、製造ラインデータ、センサデータを取得する。管理部８０２は、取得部８０１により取得された各種データと、取得タイミングにおける日時とを対応付ける。送信部８０３は、管理部８０２により日時と対応付けられた各種データを、ネットワークを介して、サーバ装置１０へ送信する。なお、この各種データの送信は、取得部８０１が各種データを取得する周期以上の長さを有する周期で行われ、送信部８０３はこの周期間に取得された各種データをまとめてサーバ装置１０へ送信する。
また、サーバ装置１０は、受信部１０１、蓄積部１０２、設定部１０３、欠陥判定部１０４、センサ判定部１０５、通知部１０６、変換部１０７を機能として備える。これらの各機能は、ゲートウェイ端末８０と同様に、サーバ装置１０において、記憶装置１３に保存されている製造ライン監視プログラムがメモリ１２にロードされ、ＣＰＵ１１がロードされた製造ライン監視プログラムを演算実行することで実現される。
受信部１０１は、ゲートウェイ端末８０の送信部８０３により送信された各種データを受信する。蓄積部１０２は、受信部１０１により受信された各種データを互いに対応付けて、サーバ装置１０の記憶装置１３に時系列順に蓄積する。設定部１０３は、クライアント端末２０からの指示に基づいて、ワークの欠陥種別と、この欠陥種別と関連する特定のセンサとを対応付け、また、後述する第１欠陥閾値を欠陥判定部１０４に設定し、後述する第１センサ閾値をセンサ判定部１０５に設定する。ここで、第１欠陥閾値は、所定の値として設定され、第１センサ閾値は、上限及び下限、上限のみ、または下限のみのいずれかを示す値として設定されるものとし、以降、これらを総称して設定範囲と称する。欠陥判定部１０４は、設定部１０３により設定された第１欠陥閾値、及びこの第１欠陥閾値に対して所定量だけ低い値である第２欠陥閾値により、検査データに対する判定を行う。センサ判定部１０５は、設定部１０３により設定された第１センサ閾値、及びこの第１センサ閾値に対して、その設定範囲内に上限または下限に対して所定量だけ異なる第２センサ閾値により、センサデータに対する判定を行う。通知部１０６は、センサ判定部１０５、または欠陥判定部１０４及びセンサ判定部１０５による判定に基づいて、クライアント端末２０に対して、ワークまたはセンサの測定対象の異常または警告を通知する。変換部１０７は、蓄積部１０２により蓄積された各種データを、メンテナンス担当者が製造ライン９の状況を容易に把握できるように、クライアント端末２０により閲覧可能な形式に変換する。
蓄積部１０２による各種データの対応付けは、その出力周期が最長であるデータに、この周期内に時間的に収まる他のデータを関連付けることによってなされるものとする。例えば、検査装置５０による出力が１秒毎であり、製造ラインＰＬＣ６０による出力が０．２秒毎、各種センサによる出力が０．１秒毎であれば、１つの検査データに対して、５つの製造ラインデータ、１０の各種センサデータがそれぞれ対応付けられることとなる。
通知部１０６による通知に関して、ワークに関する異常通知は、ワーク上に存在する欠陥の数、大きさなどがすでに許容範囲を超えていることを示し、ワークに関する警告通知は、ワーク上に存在する欠陥の数、大きさなどが今後許容範囲を超える可能性を示す。また、測定対象に関する異常通知は、センサの測定対象がすでに正常に動作していないことを示し、測定対象に関する警告通知は、センサの測定対象が今後正常に動作しなくなる可能性を示す。これらの通知は、具体的には、通知部１０６がクライアント端末２０へ電子メールを送信することによりなされるものとし、この電子メールのタイトルまたは本文に記載されたテキストによって、通知の種別やその具体的な状況がメンテナンス担当者に把握されるものとする。
変換部１０７によるデータの変換には、各種データのグラフ化と、ＨＴＭＬ化とが含まれる。グラフ化によれば、検査データ、製造ラインデータ、センサデータについて、縦軸をデータ値、横軸を時間として表現したグラフが生成される。このグラフについては、検査データ、製造ラインデータ、センサデータ間の関連性をメンテナンス担当者が容易に把握できるようにするため、各種データそれぞれは互いに同一の時間スケールを用いるものとし、同一のタイミングにおける各種データのデータ値が揃う状態となっていることが望ましい。また、ＨＴＭＬ化によれば、各種データのグラフを閲覧するための特定のアプリケーションを導入することなく、クライアント端末２０のブラウザから各種データのグラフを閲覧可能となる。
また、変換部１０７は、ＨＴＭＬ化によって、クライアント端末２０からの指示を受け付けるインターフェイスを提供する。このインターフェイスによれば、設定項目として、第１欠陥閾値としての値を入力可能なテキストボックス、第１センサ閾値の設定方法として下限及び上限、下限のみ、上限のみ、のいずれかひとつを選択可能なラジオボックス、このラジオボックスの選択に応じて表示される、第１センサ閾値としての値を入力可能な１つまたは２つのテキストボックス、検査データにおける欠陥種別それぞれについて用意され、１つの欠陥種別に対して少なくとも１つ以上対応付けられるセンサ種別を示すチェックボックス、が提供される。なお、このセンサ種別を示すチェックボックスと同様に、１つの欠陥種別に対して少なくとも１つ以上対応付けられる稼働状況の種別を示すチェックボックスが更に提供されても良い。
次に、ワークの欠陥及びセンサによる測定値に基づいてクライアント端末への通知を行う通知処理の動作について説明する。図４は、通知処理の動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおいては、予め、設定部によって、欠陥種別の１つであるＦＥに対してセンサ種別の１つであるヒータ近傍の温度センサが対応付けられ、また、ＦＥ個数に対して第１欠陥閾値が設定され、ヒータ近傍の温度センサに対して下限のみを有する第１センサ閾値が設定されているものとする。また、この通知処理は、受信部による各種データの受信毎に実行されるものとする。
図４に示すように、まず、欠陥判定部１０４は、検査データを参照し、ワークにＦＥが存在するか否かを判定する（Ｓ１０１）。
ＦＥが存在する場合（Ｓ１０１，ＹＥＳ）、欠陥判定部１０４は、ＦＥ個数が、第１欠陥閾値に対して所定量だけ低い値を有する第２欠陥閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０２）。
ＦＥ個数が第２欠陥閾値よりも大きい場合（Ｓ１０２，ＹＥＳ）、センサ判定部１０５は、温度センサ９０ａにより測定されたヒータ温度が第２センサ閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１０３）。ここで、第２センサ閾値は、第１センサ閾値に対して範囲内に所定量だけ異なる値を有するものであり、下限のみが設定される本実施形態においては第１センサ閾値より所定量だけ大きい値を有する。
ヒータ温度が第２センサ閾値よりも小さい場合（Ｓ１０３，ＹＥＳ）通知部１０６は、ワークに関する異常通知としてのＦＥ個数異常、及び測定対象に関する異常通知としてのヒータ異常をクライアント端末２０へ通知する（Ｓ１０４）。
一方、ヒータ温度が第２センサ閾値以上である場合（Ｓ１０３，ＮＯ）、欠陥判定部１０４は、ＦＥ個数が第１欠陥閾値より大きいか否かを判定する（Ｓ１０５）。
ＦＥ個数が第１欠陥閾値より大きい場合（Ｓ１０５，ＹＥＳ）、通知部１０６は、ＦＥ個数異常をクライアント端末２０へ通知する（Ｓ１０６）。
一方、ＦＥ個数が第１欠陥閾値以下である場合（Ｓ１０５，ＮＯ）、通知部１０６は、ワークに関する警告通知としてのＦＥ個数警告をクライアント端末２０へ通知する（Ｓ１０７）。
また、ステップＳ１０２において、ＦＥ個数が第２欠陥閾値以下である場合（Ｓ１０２，ＮＯ）、センサ判定部１０５は、ヒータ温度が第１センサ閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１０８）。
ヒータ温度が第１センサ閾値よりも小さい場合（Ｓ１０８，ＹＥＳ）、通知部１０６はヒータ異常をクライアント端末２０へ通知する（Ｓ１０９）。
一方、ヒータ温度が第１センサ閾値以上である場合（Ｓ１０８，ＮＯ）、センサ判定部１０５は、ヒータ温度が第２センサ閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１１０）。
ヒータ温度が第２センサ閾値よりも小さい場合（Ｓ１１０，ＹＥＳ）、通知部１０６は、測定対象に関する警告通知としてのヒータ警告をクライアント端末２０へ通知する（Ｓ１１１）。
一方、ヒータ温度が第２センサ閾値以上である場合（Ｓ１１０，ＮＯ）、センサ判定部１０５は、通知処理を終了する。
また、ステップＳ１０１において、ワークにＦＥが存在しない場合（Ｓ１０１，ＮＯ）、センサ判定部１０５は、ヒータ温度が第１センサ閾値より小さいか否かを判定する（Ｓ１０８）。
上述したように、通知処理によれば、第１欠陥閾値に基づく判定によるワークに関する異常、及び第２欠陥閾値に基づく判定によるワークに関する警告が通知され、第１センサ閾値に基づく判定による測定対象に関する異常、及び第２センサ閾値に基づく判定による測定対象に関する警告が通知される。ワークに関する通知、測定対象に関する通知のいずれについても、設定された閾値と異なる閾値による判定を行うことにより、異常が発生する前に、その可能性をメンテナンス担当者が把握することができる。また、互いに相関性が高いと推定される欠陥種別とセンサ種別とを対応付け、これらについて、第２欠陥閾値による判定基準を満たし、且つ第２センサ閾値による判定基準を満たした場合に、ワーク及び測定対象に異常が生じたものと見做し、その旨を通知することによって、欠陥数または大きさが第１欠陥閾値に達する前に、または、センサによる測定値が第１センサ閾値により定められる範囲を超える前に、両者に異常が生じたことをメンテナンス担当者が把握することができる。
本実施の形態において、製造ライン監視プログラムは上述した製造ライン監視装置としてのサーバ装置の内部に予めインストールされているものとして記載したが、本発明における製造ライン監視プログラムは記憶媒体に記憶されたものも含まれる。ここで記憶媒体とは、磁気テープ、磁気ディスク（ハードディスクドライブ等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、フラッシュメモリ等、サーバ装置に対し脱着可能な媒体や、さらにネットワークを介することで伝送可能な媒体等、上述したサーバ装置におけるコンピュータで読み取りや実行が可能な全ての媒体をいう。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
９ 製造ライン、１０ サーバ装置、２０ クライアント装置、５０ 検査装置、８０ ゲートウェイ装置、１０１ 受信部、１０２ 蓄積部、１０３ 設定部、１０４ 欠陥判定部、１０５ センサ判定部、１０６ 通知部、１０７ 変換部。
Claims (7)
- クライアント端末とネットワークを介して接続された製造ライン監視装置であって、
製造ラインを構成する製造装置近傍に設けられたセンサによる測定値を示すセンサデータを受信する受信部と、
前記センサデータにより示される測定値が予め設定された所定の範囲を示す第１センサ閾値を超えるか否かを判定するセンサ判定部と、
前記センサ判定部により前記測定値が前記第１センサ閾値を超えると判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記製造装置が正常に動作していない旨を前記クライアント端末のユーザに提示するセンサ異常通知を送信する通知部と
を備える製造ライン監視装置。 - 前記センサ判定部は、前記測定値が前記第１センサ閾値に対して範囲内に所定量だけ異なる第２センサ閾値を超えるか否かを更に判定し、
前記通知部は、前記センサ判定部により前記測定値が前記第２センサ閾値を超えると判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記製造装置が正常に動作しなくなる可能性がある旨を前記ユーザに提示するセンサ警告通知を送信することを特徴とする請求項１に記載の製造ライン監視装置。 - 前記受信部は、前記製造ラインにより製造されるワーク上の欠陥を検査する検査装置より出力され、欠陥種別及び該欠陥種別により示される欠陥の数を示す欠陥データを受信し、
前記欠陥データにより示される欠陥の数が予め設定された第１欠陥閾値より大きいか否かを判定する欠陥判定部を更に備え、
前記通知部は、前記欠陥判定部により前記欠陥の数が前記第１欠陥閾値より大きいと判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記ワークが不良品である旨を前記ユーザに提示する欠陥異常通知を送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製造ライン監視装置。 - 前記欠陥判定部は、前記欠陥の数が前記第１欠陥閾値に対して所定量だけ小さい第２欠陥閾値より大きいか否かを更に判定し、
前記通知部は、前記欠陥判定部により前記欠陥の数が前記第２欠陥閾値より大きいと判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記ワークが不良品となる可能性がある旨を前記ユーザに提示する欠陥警告通知を送信することを特徴とする請求項３に記載の製造ライン監視装置。 - 前記クライアント端末による指示に基づいて、前記欠陥データにより示される所定の欠陥種別と、前記センサデータにより示される所定のセンサとを対応付ける設定部を更に備え、
前記通知部は、前記欠陥判定部によって、前記所定の欠陥種別により示される欠陥の数が前記第２欠陥閾値より大きいと判断され、且つ、前記センサ判定部によって、前記設定部により前記所定の欠陥種別に対応付けられたセンサによる測定値が前記第２センサ閾値を超えると判断された場合、前記クライアント端末に対して、前記欠陥異常通知及び前記センサ異常通知を送信することを特徴とする請求項４に記載の製造ライン監視装置。 - クライアント端末とネットワークを介して接続されたコンピュータにより実行される製造ライン監視プログラムであって、
製造ラインを構成する製造装置近傍に設けられたセンサによる測定値を示すセンサデータを受信し、
前記センサデータにより示される測定値が予め設定された所定の範囲を示す第１センサ閾値を超えるか否かを判定し、
前記測定値が前記第１センサ閾値を超えると判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記製造装置が正常に動作していない旨を前記クライアント端末のユーザに提示するセンサ異常通知を送信する
処理を前記コンピュータに実行させる製造ライン監視プログラム。 - クライアント端末とネットワークを介して接続されたコンピュータにより実行される製造ライン監視方法であって、
前記コンピュータが、
製造ラインを構成する製造装置近傍に設けられたセンサによる測定値を示すセンサデータを受信し、
前記センサデータにより示される測定値が予め設定された所定の範囲を示す第１センサ閾値を超えるか否かを判定し、
前記測定値が前記第１センサ閾値を超えると判定された場合、前記クライアント端末に対して、前記製造装置が正常に動作していない旨を前記クライアント端末のユーザに提示するセンサ異常通知を送信する製造ライン監視方法。
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