KR102042368B1 - 제조 설비 진단 지원 장치 및 제조 설비 진단 지원 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 장치는, 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 설치되는 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터를 상시 또는 간헐적으로 수집해 기록하는 데이터 수집 장치에 접속되고, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터를 해석함으로써 제조 설비의 진단을 지원한다. 이 제조 설비 진단 지원 장치는, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터로부터 진단에 사용할 데이터를 추출하는 기능, 추출된 데이터를 유사한 장치의 동종의 데이터마다 그룹을 나누는 기능, 그룹 나눔된 데이터에 대하여 그룹 내에서 진단하기 위한 특징량을 연산하는 기능, 연산된 특징량을 기억 장치에 기억하는 기능, 및 새롭게 연산된 특징량과 기억 장치에 기억된 과거의 특징량을 그룹 단위로 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 이상을 검지하는 기능을 구비한다.

Description

제조 설비 진단 지원 장치 및 제조 설비 진단 지원 방법

본 발명은 금속 재료를 압연하는 압연 라인이나 어닐링을 하는 어닐링 라인 등, 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 설치되는 제조 설비의 진단을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

압연 라인이나 어닐링 라인 등의 제조 설비는 복수의 장치를 포함하고 있다. 제조 설비를 구성하는 장치에 고장이 있으면, 제품의 품질 저하나 라인 정지에 의한 생산 효율의 저하를 초래하는 경우가 있다. 나아가, 하나의 장치의 고장의 틀에 머물지 않고, 이것을 발단으로 하여 중대한 트러블이 야기되어, 다른 장치에도 대미지를 끼쳐버릴 우려도 있다. 그 때문에, 고장이 일어나기 전에 대처할 수 있도록, 제조 설비의 정확한 진단이 요구되고 있다.

이러한 배경에서, 근년, 제조 설비의 진단 지원에 관한 다양한 방법이 제안되어 있다. 그 대표적인 것이, 고장이 일어나기 전에 대처할 수 있도록, 제조 설비를 구성하는 장치의 이상을 파악하는 기술이다. 그 대부분은, 과거에 일어난 이상 현상을 기지의 정보로서 축적해 두고, 그것을 이용하여 현재의 상태가 이상한 것인지 여부를 판단하는 것이다. 그러나, 물론 과거의 지견은 유용하지만, 과거에 이상이 일어난 것이 기지가 아니면 적용할 수 없어, 완전히 새로운 이상이 일어났을 때에는 대처할 수 없다.

한편, 국제 공개 제2015/177870호에는 제조 설비의 진단 지원에 관한 새로운 기술이 개시되어 있다. 동 공보에 개시된 기술은, 제조 설비를 구성하는 장치에 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 포함되는 경우, 대상으로 하는 기간에 있어서 유사한 각 장치로부터 채취한 데이터에 기초하여 특징량을 계산하고, 유사한 장치 간에서의 특징량의 비교에 기초하여 이상을 검지한다는 것이다. 이 기술에 의하면, 과거에 일어난 이상 현상에 관한 지견을 필요로 하지 않는다.

국제 공개 제2015/177870호

국제 공개 제2015/177870호에서 계산되어 있는 특징량은, 장치의 상태 이외의 요인, 구체적으로는, 제조하고 있는 제품의 원재료나 제조 조건 등에 의존하는 경우가 있다. 특징량의 비교에 기초하여 이상을 검지하는 것이라면, 장치의 상태 이외의 요인에 의한 특징량의 차이를 고려하는 것이 바람직하다. 그러나, 국제 공개 제2015/177870호에 개시된 기술에서는, 비교에 사용하는 특징량은, 소정 기간에 유사한 각 장치에서 채취된 데이터에 기초하여 계산된 것에 한정되어 있다. 이 때문에, 이상 검지의 판정에 있어서, 제조하고 있는 제품의 원재료나 제조 조건 등, 장치의 상태 이외의 요인에 의존하는 특징량의 차이를 고려하는 것은 곤란했다.

본 발명은 상술한 바와 같이 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 설치되는 제조 설비의 진단에 있어서, 장치의 상태 이외의 요인이 진단에 미치는 영향을 억제할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 장치는, 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 설치되는 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터를 상시 또는 간헐적으로 수집해 기록하는 데이터 수집 장치에 접속되고, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터를 해석함으로써 제조 설비의 진단을 지원하는 제조 설비 진단 지원 장치이며, 이하와 같이 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 장치는, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터로부터 진단에 사용할 데이터를 추출하는 수단과, 추출된 데이터를 유사한 장치의 동종의 데이터마다 그룹을 나누는 수단과, 그룹 나눔된 데이터의 그룹마다의 특징량을 연산하는 수단과, 연산된 특징량을 기억하는 수단과, 연산된 특징량과 기억된 과거의 특징량을 그룹 단위로 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 이상을 검지하는 수단을 구비한다.

상기 각 수단의 처리는, 제조 설비 진단 지원 장치를 구성하는 컴퓨터에 실행시켜도 된다. 즉, 제조 설비 진단 지원 장치를, 적어도 하나의 프로세서와, 적어도 하나의 프로그램을 포함하는 적어도 하나의 메모리를 구비하는 컴퓨터로 구성하고, 적어도 하나의 메모리와 적어도 하나의 프로그램은, 적어도 하나의 프로세서와 함께, 컴퓨터를 적어도 상기 각 수단으로서 동작시켜도 된다.

데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 제조 설비 내의 각 장치가 가동 중인 것을 나타내는 가동 신호가 포함되어도 된다. 이 경우, 데이터 추출 수단은, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에 포함되는 가동 신호에 기초하여, 각 장치의 가동 중에 수집된 데이터를 추출하도록 구성되어도 된다. 추출할 데이터를 장치의 가동 중의 데이터에 한정함으로써, 특징량의 계산에 사용하는 데이터의 유용성을 높일 수 있다.

이상 검지 수단은, 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 미리 설정된 시간만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여, 또는, 미리 설정한 제품의 수만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하도록 구성되어도 된다.

데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 동 데이터의 수집 시에 제조 설비가 제조하고 있던 제품의 원재료 또는 제조 조건에 관련되는 제품 관련 정보가 포함되고, 데이터 추출 수단에 의해 추출되는 데이터에는, 특징량 연산 수단에 의해 특징량의 연산에 사용되는 데이터와 함께 제품 관련 정보가 포함되어도 된다. 이 경우, 특징량 기억 수단은, 특징량의 연산에 사용한 데이터에 관계하는 제품 관련 정보를 동 특징량과 결부시켜서 기억하도록 구성되어도 된다. 또한, 이 경우, 이상 검지 수단은, 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 특징량 연산 수단에서 연산된 특징량과 동일한, 또는 일부가 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 제품 제조 시의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하도록 구성되어도 된다. 동일한 제품을 제조했을 때의 특징량을 비교에 사용함으로써 이상 검지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 이상 검지 수단은, 특징량 연산 수단에서 연산된 복수개의 특징량의 대표값과, 특징량 기억 수단에 기억된 복수개의 과거의 특징량의 대표값을 사용하여 이상 검지를 행하도록 구성되어도 된다. 단일의 특징량이 아니라 복수개의 특징량의 대표값을 사용하여 이상 검지를 행함으로써, 돌발적인 데이터의 변동 등이 진단에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

특징량 기억 수단은, 이상 검지 수단에 의해 이상이 검지된 경우, 이상이 검지된 특징량을 검지 결과와 결부시켜서 기억하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 이상 검지 수단은, 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 이상이 검지되지 않은 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하도록 구성되어도 된다. 이상이 검지된 특징량을 이후의 판단으로부터 제외함으로써, 특징량에 기초하는 이상 검지의 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 장치는, 입력 장치를 통하여 지정된 조건에 따라서, 특징량 기억 수단에 기억된 특징량을 추출 또는 가공하고, 표시 장치에 출력해야 할 감시용 데이터를 작성하는 감시 데이터 작성 수단을 구비해도 된다. 유저가 원하는 감시용 데이터가 표시 장치에 표시됨으로써, 제조 설비의 진단을 위한 지원 정도가 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 방법은, 적어도 2개 이상의 유사한 장치가 설치되는 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터를, 데이터 수집 장치에 의해 상시 또는 간헐적으로 수집하여 기록하고, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터를 해석함으로써 제조 설비의 진단을 지원하는 제조 설비 진단 지원 방법이며, 이하의 스텝을 갖는다.

즉, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 방법은, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터로부터 진단에 사용할 데이터를 추출하는 스텝과, 추출된 데이터를 유사한 장치의 동종의 데이터마다 그룹을 나누는 스텝과, 그룹 나눔된 데이터의 그룹마다의 특징량을 연산하는 스텝과, 연산된 특징량을 기억 장치에 기억하는 스텝과, 새롭게 연산된 특징량과 기억 장치에 기억된 과거의 특징량을 그룹 단위로 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 이상을 검지하는 스텝을 갖는다.

데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 제조 설비 내의 각 장치가 가동 중인 것을 나타내는 가동 신호가 포함되어도 된다. 이 경우, 데이터 추출 스텝은, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에 포함되는 가동 신호에 기초하여, 각 장치의 가동 중에 수집된 데이터를 추출하는 스텝이어도 된다.

이상 검지 스텝은, 기억 장치에 기억된 특징량 중, 미리 설정된 시간만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여, 또는, 미리 설정한 제품의 수만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝이어도 된다.

데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 동 데이터의 수집 시에 제조 설비가 제조하고 있던 제품의 원재료 또는 제조 조건에 관련되는 제품 관련 정보가 포함되고, 데이터 추출 스텝에서 추출되는 데이터에는, 특징량 연산 스텝에서 특징량의 연산에 사용되는 데이터와 함께 제품 관련 정보가 포함되어도 된다. 이 경우, 특징량 기억 스텝은, 특징량의 연산에 사용한 데이터에 관계하는 제품 관련 정보를 동 특징량과 결부시켜서 기억 장치에 기억하는 스텝이어도 된다. 또한, 이 경우, 이상 검지 스텝은, 기억 장치에 기억된 특징량 중, 새롭게 연산된 특징량과 동일한, 또는 일부가 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 제품 제조 시의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝이어도 된다.

또한, 이상 검지 스텝은, 새롭게 연산된 복수개의 특징량의 대표값과, 기억 장치에 기억된 복수개의 과거의 특징량의 대표값을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝이어도 된다.

특징량 기억 스텝은, 새롭게 연산된 특징량에 이상이 검지된 경우, 이상이 검지된 특징량을 검지 결과와 결부시켜서 기억 장치에 기억하는 스텝이어도 된다. 이 경우, 이상 검지 스텝은, 기억 장치에 기억된 특징량 중, 이상이 검지되지 않은 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝이어도 된다.

또한, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 방법은, 입력 장치를 통하여 지정된 조건에 따라서, 기억 장치에 기억된 특징량을 추출 또는 가공하여, 표시 장치에 출력해야 할 감시용 데이터를 작성하는 감시 데이터 작성 스텝을 가져도 된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 제조 설비 진단 지원 방법에 있어서의 각 스텝의 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램과, 그 프로그램을 저장한 기억 매체도 제공된다.

본 발명에 따르면, 데이터 수집 장치에 기록된 데이터, 즉, 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터로부터 진단에 사용할 데이터가 추출된다. 추출된 데이터는 유사한 장치의 동종의 데이터마다 그룹 나눔되고, 그룹 나눔된 데이터에 대하여 그룹 내에서 진단하기 위한 특징량이 연산된다. 연산된 특징량은 기억 장치에 기억된다. 그리고, 새롭게 연산된 특징량과 기억 장치에 기억된 과거의 특징량이 비교되고, 그 비교 결과에 기초하여 이상 검지가 행해진다. 이 이상 검지의 결과가 유저에게 제공됨으로써, 유저는, 제조 설비를 구성하는 장치에 이상이 일어났는지 여부를 용이하게 판단할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 장치 및 제조 설비 진단 지원 방법에 의하면, 연산한 특징량의 비교의 대상을, 동기 간에 연산되는 다른 장치에 관한 특징량이 아니라, 기억 장치에 기억된 당해 장치에 관한 과거의 특징량으로 하고 있으므로, 비교의 대상을 넓은 범위로부터 선택할 수 있다. 따라서, 제조하고 있는 제품의 원재료나 제조 조건 등에 특징량이 의존한다고 해도, 비교 대상으로 하는 과거의 특징량을 적절하게 선택함으로써, 장치의 상태 이외의 요인이 진단에 미치는 영향을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 제조 설비 진단 지원 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 데이터 추출의 일례를 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 이상 검지의 일례를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 이상 검지의 일례를 설명하는 도면이다.

도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시 형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 특별히 명시하는 경우를 제외하고, 구성 부품의 구조나 배치, 처리의 순서 등을 하기의 것에 한정하려는 의도는 없다. 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태의 시스템의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태의 제조 설비 진단 지원 장치(이하, 간단히 진단 지원 장치라고 한다)(10)에 의한 진단 지원의 대상으로 되는 제조 설비는, 열간 박판 압연 라인(20)이다. 도 1에 도시하는 열간 박판 압연 라인(20)은 가열로(21), 조압연기(22, 23), 바 히터(24), 마무리 압연기(25), 런아웃 테이블(26), 권취기(27) 등의 각종의 장치를 구비하고 있다. 가열로(21)에서 달궈진 압연재(100)는 2식의 조압연기(22, 23)에 의해 압연된다. 조압연기(22, 23)로 압연된 압연재(100)는 바 히터(24)를 거쳐서, 마무리 압연기(25)에 반송된다. 마무리 압연기(25)는 직렬로 배열된 7대의 압연 스탠드(F1 내지 F7)를 갖고, 압연재(100)를 원하는 판 두께까지 압연한다. 마무리 압연기(25)로 압연된 압연재(100)는 런아웃 테이블(26)로 냉각된 후, 권취기(27)에 의해 코일상으로 권취된다. 압연재(100)를 얇게 압연하여 생긴 코일상의 박판이 최종적인 제품이다. 또한, 열간 박판 압연 라인(20)에는, 마무리 압연기(25)의 입구측의 온도를 계측하기 위한 온도계(30), 판 두께 및 판 폭을 계측하기 위한 센서(31), 마무리 압연기(25)의 출구측의 온도를 계측하기 위한 온도계(32), 권취기(27)의 입구측의 온도를 계측하기 위한 온도계(33) 등의 다양한 센서류가 배치되어 있다.

열간 박판 압연 라인(20)에는 데이터 수집 장치(28)가 설치되어 있다. 데이터 수집 장치(28)는 제품의 품질을 담보, 또는 관리하기 위해서, 열간 박판 압연 라인(20)을 구성하는 각 장치에 대한 설정값이나 실적값, 센서에 의한 측정값, 또한 장치를 적정하게 동작시키기 위한 조작량 등의 각종의 운전 데이터를 상시 또는 간헐적으로 수집하고, 하드 디스크 등의 기록 장치에 기록하고 있다. 데이터 수집 장치(28)는 단일의 컴퓨터로 구성해도 되고, 네트워크에 접속된 복수의 컴퓨터로 구성해도 된다.

데이터 수집 장치(28)에 의해 운전 데이터가 수집되는 장치에는, 마무리 압연기(25)의 압연 스탠드(F1 내지 F7)가 포함된다. 7대의 압연 스탠드(F1 내지 F7)는, 상하의 압연롤을 구동하기 위한 대용량 전동기, 롤과 전동기를 연결하는 샤프트, 롤을 상하로 움직이게 하는 압하 장치 등, 세세한 사양은 상이하지만, 그 기본적인 구성은 공통된다. 따라서, 압연 스탠드(F1 내지 F7)는, 유사한 장치, 상세하게는, 공통의 기본적인 구성을 갖고, 또한, 사양 및 사용 조건이 유사한 장치에 해당한다.

진단 지원 장치(10)는 LAN에 의해 데이터 수집 장치(28)에 접속되어 있다. 진단 지원 장치(10)는 열간 박판 압연 라인(20)을 진단한 결과를 제시하는 장치가 아니라, 유저에 의한 열간 박판 압연 라인(20)의 진단을 지원하는 장치이다. 보다 상세하게는, 진단 지원 장치(10)는 열간 박판 압연 라인(20)의 진단에 사용할 데이터를 데이터 수집 장치(28)에 기록된 데이터로부터 추출하고, 해석하고, 그 해석 결과를 유저에 대하여 제공함으로써, 유저가 행하는 진단을 지원하는 장치이다. 진단 지원 장치(10)는 적어도 하나의 메모리와 적어도 하나의 프로세서를 갖는 컴퓨터이다. 메모리에는, 진단 지원에 사용하는 각종 프로그램이나 각종 데이터가 기억된다. 또한, 진단 지원 장치(10)에는, 해석 결과를 표시하기 위한 표시 장치(18)와, 유저의 명령을 입력하기 위한 키보드, 마우스 터치 패널 등의 입력 장치(19)가 접속되어 있다.

도 2는, 진단 지원 장치(10)의 구성을 도시하는 도면이며, 진단 지원 장치(10)가 갖는 기능이 블록으로 표현되어 있다. 진단 지원 장치(10)는 데이터 추출부(11), 데이터 그룹화부(12), 특징량 연산부(13), 특징량 기억부(14), 이상 검지부(15), 및 감시 데이터 작성부(16)를 구비하고 있다. 이들 기능부(11 내지 16)에서 행해지는 처리는, 본 발명에 따른 제조 설비 진단 지원 방법에 있어서의 각 스텝의 처리에 대응하고 있다. 진단 지원 장치(10)의 메모리로부터 판독된 프로그램이 프로세서로 실행됨으로써, 이들 기능부(11 내지 16)의 기능, 즉, 진단 지원 장치(10)로서의 기능이 컴퓨터로 실현된다. 또한, 컴퓨터를 진단 지원 장치(10)로서 기능시키는 상기 프로그램은, 네트워크 또는 컴퓨터에서 판독 가능한 기억 매체(예를 들어 CD-ROM, DVD, USB 메모리 등)를 통하여 제공된다. 이하, 진단 지원 장치(10)를 구성하는 기능부(11 내지 16)의 기능에 대하여 설명한다.

데이터 추출부(11)는 유사한 장치의 운전 데이터를 데이터 수집 장치(28)로부터 추출하는 기능(데이터 추출 수단으로서의 기능)을 갖는다. 유사한 장치의 예인 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 경우, 데이터 추출부(11)가 추출하는 운전 데이터에는, 각 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 압연 하중, 전동기 전류, 속도, 압하 위치 등이 포함된다. 바람직하게는, 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 운전 데이터 중, 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 가동 중에 수집된 데이터, 즉, 압연 중의 데이터가 추출된다. 압연 중인지 여부는, 데이터 자신의 크기나 그 변화 등으로부터 판단할 수 있다. 예를 들어, 추출되는 데이터가 압연 하중이라면, 도 3에 도시한 바와 같이, 압연 중과 비압연 중에서 압연 하중의 크기가 바뀌기 때문에, 어떤 역치를 설정함으로써, 압연 중과 비압연 중의 어느 쪽인지 압연 하중의 크기로부터 판단할 수 있다. 압연 중인 것을 나타내는 가동 중 신호는, 압연 스탠드(F1 내지 F7)를 제어하고 있는 도시하지 않은 제어 장치에서 제작되고, 압연 하중의 데이터와 함께 데이터 수집 장치(28)에 수집되어, 압연 하중의 데이터와 결부되어 기록되어 있다. 또는, 데이터 추출부(11)가 데이터 수집 장치(28)로부터 데이터(압연 하중의 데이터에는 한정되지 않는다)를 추출할 때, 데이터 수집 장치(28)에 기록되어 있는 압연 하중의 데이터를 체크하고, 압연 하중이 역치를 초과하였으면 그 데이터를 데이터 수집 장치(28)로부터 읽어들이게 해도 된다. 또한, 도 3에 도시하는 예에서는, 압연 하중의 데이터 자체의 크기에 기초하여 가동 중 신호를 제작하고 있지만, 압연 중과 비압연 중이 변화하는 특정한 현상에 관련지어서 가동 중 신호를 제작해도 된다. 또한, 추출 대상으로 되는 데이터가 상이하면, 가동 중 신호를 각각의 대상에 맞추어 제작해도 된다.

데이터 그룹화부(12)는 데이터 추출부(11)에 의해 추출된 데이터를 유사한 장치의 동종의 데이터마다 그룹화하는 기능(데이터 그룹화 수단으로서의 기능)을 갖는다. 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 경우, 압연 하중, 전동기 전류, 속도, 압하 위치 등은, 각각 동종의 데이터로서 취급할 수 있다. 단, 반드시 압연 스탠드(F1 내지 F7) 모두에 동종의 데이터가 있는 것만은 아니다. 예를 들어, 압연 스탠드(F1 내지 F4)에는 있지만, 압연 스탠드(F5 내지 F7)에는 없는 데이터도 있다. 이 경우, 압연 스탠드(F5 내지 F7)는 제외하고, 압연 스탠드(F1 내지 F4)의 사이에서 공통되는 데이터에 대하여 그룹화하면 된다.

특징량 연산부(13)는 데이터 그룹화부(12)로 그룹화된 데이터의 특징량을 연산하는 기능(특징량 연산 수단으로서의 기능)을 갖는다. 특징량이란, 데이터가 갖는 특징을 용이하게 현재화시키는 양으로 정의할 수 있다. 특징량의 연산 방법의 일례로서는, 평균값, 표준 편차, 최대값/최소값 등의 통계적인 처리나 주성분 분석 등을 사용할 수 있다. 그 밖에도 푸리에 해석이나 웨이블렛 변환 등의 방법으로 특징량을 구해도 된다. 또한, 그룹 내의 데이터 간의 상관 계수나 유클리드 거리 등의 거리를 특징량으로서 사용하는 것도 가능하다. 또한, 여기에 든 방법은 어디까지나 일례이므로, 여기에 든 이외의 방법으로 특징량을 구하는 것에 문제는 없다. 또한, 특징량을 연산하는 데이터의 내용에 따라서는, 특징량의 연산을 행하기 전에, 추출한 데이터에 필터 처리를 실시하는 것이나, 추출한 데이터와 필터 처리한 데이터의 차분을 구하는 것 등도 유효하다.

특징량 기억부(14)는 특징량 연산부(13)에 의한 연산에서 얻어진 특징량을 그룹마다 기억 장치에 기억하는 기능(특징량 기억 수단으로서의 기능)을 갖는다. 특징량을 기억하는 기억 장치는, 데이터의 갱신이 가능한 것이라면 그 종류에 한정은 없다. 예를 들어, 반도체 메모리여도 되고 하드 디스크여도 되고 DVD여도 된다. 바람직하게는, 특징량을 기억 장치에 기억할 때에 특징량에 관계하는 제품 관련 정보를 특징량과 결부시켜서 기억한다. 제품 관련 정보란, 특징량의 기초가 된 데이터가 데이터 수집 장치(28)에 수집되었을 때에 압연되고 있던 압연재(100)의 원재료(예를 들어 강종)나 압연 조건(예를 들어 소재 두께, 제품 두께, 폭, 온도 등)에 관련되는 정보이다. 제품 관련 정보는, 데이터 수집 장치(28)에 의해 수집되어 기록된 데이터에 포함되어 있다. 특징량은 압연재(100)의 원재료나 제조 조건에 의존하므로, 특징량에 제품 관련 정보를 결부시켜 둠으로써, 특징량에 대한 평가를 정확하게 행할 수 있게 된다.

이상 검지부(15)는 특징량 연산부(13)로 새롭게 연산된 특징량과, 특징량 기억부(14)에 기억된 과거의 특징량을 그룹 단위로 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여 이상을 검지하는 기능(이상 검지 수단으로서의 기능)을 갖는다. 상세하게는, 새롭게 연산된 특징량이 과거의 특징량에 대하여 크게 변화하였음을 알았을 경우, 이상 검지부(15)는 이것을 이상으로서 검지한다. 비교에 사용하는 과거의 특징량으로서는, 직전의 압연에서 얻어진 특징량이어도 된다. 직전의 압연이란, 전회의 압연, 또는, 몇개 전에 행한 압연을 의미한다. 한편, 이상이 발생했음에도 불구하고, 그것에 의한 특징량의 변화가 작은 경우, 가까운 과거의 특징량과 비교해도 그 변화량으로부터 이상을 파악하는 것은 곤란하다. 이러한 경우, 더 먼 과거, 예를 들어, 1개월전의 특징량과 비교하면, 특징량의 변화가 커져서, 특징량의 변화량으로부터 이상을 검지할 수 있게 된다. 비교 대상으로서 선정하는 과거의 특징량은, 거슬러 올라가는 시간, 또는, 거슬러 올라가는 제품의 수의 설정에 따라 임의로 바꿀 수 있다. 설정의 변경은 입력 장치(19)를 사용하여 행할 수 있다. 이상 검지부(15)에는, 이상을 검지한 경우에, 그것을 유저에게 알리는 기능, 예를 들어, 표시 장치(18)에 경보를 출력하거나, 또는, 유저(여기서는 보수원)에게 메일로 연락하는 기능을 갖게 하고 있다.

특징량에 제품 관련 정보가 결부되어 있다면, 제품 관련 정보를 이용하여, 비교 대상으로 할 과거의 특징량을 선별할 수 있다. 바람직하게는, 특징량 기억부(14)에 기억된 과거의 특징량 중, 금회 새롭게 연산된 특징량과 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 제품 제조 시의 특징량을 비교 대상으로서 선택한다. 그렇게 함으로써, 압연재의 원재료의 차이나 압연 조건의 차이와 같은 장치의 상태 이외의 요인의 영향으로, 이상을 검지할 수 없거나 잘못 검지하거나 하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 선택하는 과거의 특징량은, 금회 새롭게 연산된 특징량과 제품 관련 정보 모두가 동일하지 않아도 된다. 예를 들어, 압연 조건의 차이 보다도 원재료의 차이 쪽이 특징량에 대한 영향이 큰 경우, 원재료만이 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 특징량을 선택해도 된다. 이와 같이, 비교 대상으로 하는 과거의 특징량에 대하여 압축을 행함으로써, 이상 검지의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이어서, 구체적인 이상 검지의 방법에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5는, 압연 스탠드(F1 내지 F7) 각각에 대하여 금회의 특징량과 과거의 특징량을 비교한 예를 도시하는 도면이다. 특징량은 압연 스탠드(F1 내지 F7) 사이에서 동일하며, 예를 들어, 압연 하중이다. 이상 검지의 방법 중 하나의 안으로서는, 과거의 특징량과의 비교에 있어서, 금회의 특징량이, 예를 들어, 30％ 이상 변화하였으면, 그것을 이상으로서 검지하는 것이 생각된다.

도 4에 도시하는 예에서는, 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 특징량 중, F5의 금회 특징량만이 과거의 특징량에 비하여 크게 변화하였다. 상기 안에 의하면, F5에만 이상이 있다고 판단되게 되는데, 도 4에 도시하는 예에 대해서는 타당한 판단이라 할 수 있다. 그러나, 도 5에 도시하는 예와 같이, 전체적으로 과거의 특징량이 금회의 특징량에 비교하여 크게 되어 있는 경우도 생각된다. 이 경우, 상기 안에 따라서 이상 검지를 행하면, F5 이외의 모두에 이상이 있다고 판단해버리게 된다. 이것은 명백하게 잘못된 판단이라 할 수 있다. 이러한 잘못된 판단이 이루어지는 것은, 상기 안은, 모든 제품 제조에 있어서, 특징량의 크기가 동일 정도로 되는 것을 전제로 하고 있는 데 반해, 실제로는, 도 5에 도시하는 바와 같이 전체적으로 특징량이 크게 되어 있거나, 반대로 작게 되어 있거나 하는 경우도 생각되기 때문이다.

이러한 오판단을 방지하기 위해서, 이상 검지부(15)에 의한 특징량의 비교는, 압연 스탠드마다가 아니라, 압연 스탠드(F1 내지 F7)를 하나의 그룹으로 하는 그룹 단위로 행해진다. 구체적으로는, 금회의 특징량과 과거의 특징량 각각에 대해서, 압연 스탠드(F1 내지 F7) 사이에서 특징량의 비를 취한다. 구체적으로는, 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 특징량 중의 최소값, 또는 최대값을 기준값으로 설정하고, 그 기준값에 대한 특징량의 비를 압연 스탠드(F1 내지 F7) 각각에 대하여 계산한다. 그리고, 압연 스탠드(F1 내지 F7) 각각에 대해서, 과거의 특징량의 기준값에 대한 비와, 금회의 특징량의 기준값에 대한 비 간의 변화율을 계산하고, 압연 스탠드(F1 내지 F7)의 사이에서 변화율의 비교를 행한다. 이때, 각 변화율을 정규화하고 나서 비교해도 된다. 이상 검지부(15)는 변화율이 다른 것과는 크게 상이한 압연 스탠드가 없는지 조사하고, 변화율이 다른 것과는 크게 상이한 압연 스탠드가 있으면, 그것을 이상으로서 검지한다. 도 5에 도시하는 예에서는, F5만 변화율이 다른 것과는 크게 상이하므로, 이상 검지부(15)는 F5에만 이상이 있다고 판단한다. 도 4에 도시하는 예에서도, 이상 검지부(15)는 변화율이 다른 것과는 크게 상이한 F5에만 이상이 있다고 판단한다. 이와 같이, 본 실시 형태에서 채용되어 있는 이상 검지의 방법에 의하면, 압연 스탠드(F1 내지 F7) 중 어느 것에 이상이 발생한 경우, 그 이상을 적확하게 검지할 수 있다. 단, 여기서 설명한 이상 검지의 방법은 일례이므로, 다른 방법을 채용하는 것은 물론 가능하다.

또한, 예를 들어, 압연재(100)의 품질이 낮은 경우, 데이터 수집 장치(28)에 수집되는 데이터에는 돌발적인 변동이 발생하는 경우가 있다. 수집된 데이터가 변동을 포함하는 것이라면, 그것에 기초하여 산출되는 특징량에도 상정 이상의 변동이 발생하는 경우가 있다. 이러한 돌발적인 변동의 영향이 이상 검지의 정밀도에 미치는 것을 피하기 위해서, 복수개(예를 들어 압연재로서 3개분)의 특징량의 대표값(예를 들어 평균값이나 중앙값 등)을 구하고, 금회의 특징량의 대표값과 과거의 특징량의 대표값의 비교에 기초하여 이상 검지를 행해도 된다. 그렇게 함으로써, 돌발적인 데이터의 변동이 진단에 영향을 미치는 것을 억제할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 이상 검지부(15)는 이상을 검지한 경우에는 그 취지를 특징량 기억부(14)에 통지하고, 특징량 기억부(14)는 이상이 검지된 특징량을 검지 결과와 결부시켜서 기억한다. 그리고, 이상 검지부(15)는 특징량 기억부(14)에 기억된 특징량 중, 이상이 검지되지 않은 특징량을 이상 검지에 있어서의 비교의 대상으로서 사용한다. 즉, 이상이 검지된 특징량은 이후의 판단으로부터는 제외한다. 그렇게 함으로써, 특징량에 기초하는 이상 검지의 정밀도를 높일 수 있다.

마지막으로, 감시 데이터 작성부(16)에 대하여 설명한다. 감시 데이터 작성부(16)는 유저가 특징량의 변화의 경향 등을 용이하게 감시하기 위한 감시용 데이터를 작성하는 기능(감시 데이터 작성 수단으로서의 기능)을 갖는다. 예를 들어, 1개마다의 특징량의 시계열 데이터를 표시 장치(18)에 출력하거나, 1일마다의 특징량의 평균값이나 표준 편차, 최대값/최소값 등을 연산하고, 그 시계열 데이터를 표시 장치(18)에 출력하거나 한다. 이에 의해, 장기의 특징량의 변화의 경향을 감시할 수 있다. 또한, 유저가 입력 장치(19)를 통하여 지정한 강종, 또는 판 두께나 판 폭 등의 조건에서 특징량을 취출하고, 표시 장치(18)에 출력할 수도 있다. 여기서, 강종 등의 지정은 유저가 표시 장치로부터 자유롭게 설정할 수 있다. 이에 의해, 제품마다의 감시도 가능하다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 마무리 압연기(25)의 압연 스탠드(F1 내지 F7)를 유사한 장치의 예로 들고, 동종의 데이터로서 압연 하중을 사용하여 설명했지만, 본 발명은 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 어닐링을 하는 어닐링 라인에도 적용할 수 있고, 연속 냉간 압연기에도 적용할 수 있다.

10: 진단 지원 장치
11: 데이터 추출부
12: 데이터 그룹화부
13: 특징량 연산부
14: 특징량 기억부
15: 이상 검지부
16: 감시 데이터 작성부
18: 표시 장치
19: 입력 장치
20: 열간 박판 압연 라인(제조 설비)
25: 마무리 압연기
28: 데이터 수집 장치
100: 압연재
F1 내지 F7: 압연 스탠드(유사한 장치)

Claims (16)

1. 적어도 2개 이상의 장치가 설치되는 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터를 상시 또는 간헐적으로 수집해 기록하는 데이터 수집 장치에 접속되고, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터를 해석함으로써 상기 제조 설비의 진단을 지원하는 제조 설비 진단 지원 장치이며,
   상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터로부터 진단에 사용할 데이터를 추출하는 데이터 추출 수단과,
   상기 데이터 추출 수단에 의해 추출된 데이터를, 상기 적어도 2개 이상의 장치의 동종의 데이터마다 그룹을 나누는 데이터 그룹화 수단과,
   상기 데이터 그룹화 수단에 의해 그룹 나눔된 데이터의 특징량을 연산하는 특징량 연산 수단과,
   상기 특징량 연산 수단에서 연산된 특징량을 기억하는 특징량 기억 수단과,
   상기 동종의 데이터의 그룹 내에서, 상기 적어도 2개 이상의 장치 각각에 대하여 상기 특징량 연산 수단에서 연산된 특징량과, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 과거의 특징량을 비교하고, 그 비교 결과를, 상기 동종의 데이터의 그룹 내에서, 상기 적어도 2개 이상의 장치 사이에서 비교하여, 그 비교 결과에 기초하여 상기 적어도 2개 이상의 장치의 이상을 검지하는 이상 검지 수단
   을 구비한 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 상기 제조 설비 내의 각 장치가 가동 중인 것을 나타내는 가동 신호가 포함되고,
   상기 데이터 추출 수단은, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에 포함되는 가동 신호에 기초하여, 각 장치의 가동 중에 수집된 데이터를 추출하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이상 검지 수단은, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 미리 설정된 시간만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이상 검지 수단은, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 미리 설정한 제품의 수만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 동 데이터의 수집 시에 상기 제조 설비가 제조하고 있던 제품의 원재료 또는 제조 조건에 관련되는 제품 관련 정보가 포함되고,
   상기 데이터 추출 수단에 의해 추출되는 데이터에는, 상기 특징량 연산 수단에 의해 특징량의 연산에 사용되는 데이터와 함께 제품 관련 정보가 포함되고,
   상기 특징량 기억 수단은, 특징량의 연산에 사용한 데이터에 관계하는 제품 관련 정보를 동 특징량과 결부시켜서 기억하고,
   상기 이상 검지 수단은, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 상기 특징량 연산 수단에서 연산된 특징량과 동일한, 또는 일부가 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 제품 제조 시의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 이상 검지 수단은, 상기 특징량 연산 수단에서 연산된 복수개의 특징량의 대표값과, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 복수개의 과거의 특징량의 대표값을 사용하여 이상 검지를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 특징량 기억 수단은, 상기 이상 검지 수단에 의해 이상이 검지된 경우, 이상이 검지된 특징량을 검지 결과와 결부시켜서 기억하고,
   상기 이상 검지 수단은, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 특징량 중, 이상이 검지되지 않은 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입력 장치를 통하여 지정된 조건에 따라서, 상기 특징량 기억 수단에 기억된 특징량을 추출 또는 가공하고, 표시 장치에 출력해야 할 감시용 데이터를 작성하는 감시 데이터 작성 수단
   을 더 구비한 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 장치.
9. 적어도 2개 이상의 장치가 설치되는 제조 설비 내의 각 장치의 운전 데이터를, 데이터 수집 장치에 의해 상시 또는 간헐적으로 수집하여 기록하고, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터를 해석함으로써 상기 제조 설비의 진단을 지원하는 제조 설비 진단 지원 방법이며,
   상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터로부터 진단에 사용할 데이터를 추출하는 데이터 추출 스텝과,
   상기 추출된 데이터를, 상기 적어도 2개 이상의 장치의 동종의 데이터마다 그룹을 나누는 데이터 그룹화 스텝과,
   상기 그룹 나눔된 데이터의 특징량을 연산하는 특징량 연산 스텝과,
   상기 연산된 특징량을 기억 장치에 기억하는 특징량 기억 스텝과,
   상기 동종의 데이터의 그룹 내에서, 상기 적어도 2개 이상의 장치 각각에 대하여 새롭게 연산된 특징량과, 상기 기억 장치에 기억된 과거의 특징량을 비교하고, 그 비교 결과를, 상기 동종의 데이터의 그룹 내에서, 상기 적어도 2개 이상의 장치 사이에서 비교하여, 그 비교 결과에 기초하여 상기 적어도 2개 이상의 장치의 이상을 검지하는 이상 검지 스텝
   을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 상기 제조 설비 내의 각 장치가 가동 중인 것을 나타내는 가동 신호가 포함되고,
    상기 데이터 추출 스텝은, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에 포함되는 가동 신호에 기초하여, 각 장치의 가동 중에 수집된 데이터를 추출하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이상 검지 스텝은, 상기 기억 장치에 기억된 특징량 중, 미리 설정된 시간만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이상 검지 스텝은, 상기 기억 장치에 기억된 특징량 중, 미리 설정한 제품의 수만큼 거슬러 올라간 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 데이터 수집 장치에 기록된 데이터에는, 동 데이터의 수집 시에 상기 제조 설비가 제조하고 있던 제품의 원재료 또는 제조 조건에 관련되는 제품 관련 정보가 포함되고,
    상기 데이터 추출 스텝에서 추출되는 데이터에는, 상기 특징량 연산 스텝에서 특징량의 연산에 사용되는 데이터와 함께 제품 관련 정보가 포함되고,
    상기 특징량 기억 스텝은, 특징량의 연산에 사용한 데이터에 관계하는 제품 관련 정보를 동 특징량과 결부시켜서 상기 기억 장치에 기억하는 스텝이며,
    상기 이상 검지 스텝은, 상기 기억 장치에 기억된 특징량 중, 새롭게 연산된 특징량과 동일한, 또는 일부가 동일한 제품 관련 정보가 결부된 과거의 제품 제조 시의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
14. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 이상 검지 스텝은, 새롭게 연산된 복수개의 특징량의 대표값과, 상기 기억 장치에 기억된 복수개의 과거의 특징량의 대표값을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 특징량 기억 스텝은, 새롭게 연산된 특징량에 이상이 검지된 경우, 이상이 검지된 특징량을 검지 결과와 결부시켜서 상기 기억 장치에 기억하는 스텝이며,
    상기 이상 검지 스텝은, 상기 기억 장치에 기억된 특징량 중, 이상이 검지되지 않은 과거의 특징량을 사용하여 이상 검지를 행하는 스텝인 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.
16. 제9항 또는 제10항에 있어서, 입력 장치를 통하여 지정된 조건에 따라서, 상기 기억 장치에 기억된 특징량을 추출 또는 가공하고, 표시 장치에 출력해야 할 감시용 데이터를 작성하는 감시 데이터 작성 스텝
    을 더 갖는 것을 특징으로 하는 제조 설비 진단 지원 방법.

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