KR20220120676A - 품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램 - Google Patents

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도모오 야마시타
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Abstract

피도장물의 품질을 관리 가능한 품질 관리 시스템(1)으로서, 이동량에 기초하여, 공정 관리값 및 품질 관리값을, 피도장물의 개체 식별 정보에 관련지을 수 있는 개체 식별부(3)와, 공정 관리값의 경시 변화 이력에 기초하여, 피도장물의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시 가능한 상태값 연산부(4)와, 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 상관 관계를 학습 가능한 학습부(6)와, 이동량, 공정 관리값 및 품질 관리값을 입력 가능한 입력 장치(2)와, 개체 식별 정보, 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 세트를 기억 가능한 기억 장치(5)가 구비되어 있다.

Description

품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램
본 발명은, 품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램에 관한 것이다.
도장의 품질은, 도장 공정에서의 각종 파라미터의 영향을 받을 수 있다. 그러므로, 도장 공정의 실시 상황과, 피도장물의 도장 품질의 관계를 분명하게 하고자 하는 시도가 행해지고 있다. 예를 들면, 일본공개특허 제2019-98303호 공보(특허문헌 1)에는, 클리닝 공정에 관한 파라미터와, 시공면에 대한 도장 재료의 부착 성능의 관계를 학습하는 분사 조건 정보 연산 장치가 개시되어 있다. 또한, 일본공개특허 제2019-192131호 공보(특허문헌 2)에는, 도장 덩어리의 촬영 화상과 해당 도장 덩어리의 추정 원인의 관계를 학습한 학습완료 뉴럴 네트워크를 활용하여 도장 덩어리의 발생 원인을 해석하는 해석 장치가 개시되어 있다.
일본공개특허 제2019-98303호 공보 일본공개특허 제2019-192131호 공보(또는 미국특허출원 공개 제2019/0331483호 명세서)
그러나, 예를 들면, 차체 등의 비교적 큰 피도장물의 도장에 있어서는, 복수의 도장 공정에 걸치는 다수의 공정 관리 항목이 존재하고, 품질 관리 항목도 다방면에 걸치므로, 다수의 공정 관리 항목과 다수의 품질 관리 항목의 상관 관계가 대단히 복잡하고, 특허문헌 1 및 2와 같은 기술에서는, 그 상관 관계를 분명히 할 수없는 경우가 있었다. 또한, 도장 공정에 따라서는, 공정 관리값 자체보다도, 그 경시(經時) 변화 이력이 도장 품질에 큰 영향을 주는 경우가 있지만, 특허문헌 1 및 2와 같은 기술에서는, 공정 관리값의 경시 변화 이력은 충분히 고려되고 있지 않았다.
그래서, 다수의 공정 관리 항목 및 그 경시 변화 이력과, 다수의 품질 관리 항목의 상관 관계를 분명히 할 수 있는 품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램의 실현이 요구된다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 반송(搬送) 경로를 따라 피도장물을 반송 가능한 반송 설비와, 상기 반송 경로를 따라 배치된 복수의 도장 설비로 이루어지는 도장 설비군과, 상기 피도장물을 검사 가능한 검사 설비를 구비하고, 상기 반송 설비에는, 상기 피도장물의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출기가 설치되고, 상기 도장 설비군에는, 각 도장 설비에 있어서 행해지는 도장 작업에 관련된 1개 또는 복수의 공정 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 계측 기기(機器)가 설치되고, 상기 검사 설비에는, 상기 피도장물의 품질에 관련된 1개 또는 복수의 품질 관리 항목에 관한 품질 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 검사 기기, 및 인위적인 검사에 의해 결정된 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 기기 중 적어도 한쪽이 설치된 도장 라인에 있어서, 상기 피도장물의 품질을 관리 가능한 품질 관리 시스템으로서, 상기 이동량에 기초하여, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 상기 피도장물의 개체 식별 정보에 관련지을 수 있는 개체 식별부와, 상기 공정 관리값의 경시 변화 이력에 기초하여, 상기 피도장물의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시 가능한 상태값 연산부와, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 상관 관계를 학습 가능한 학습부와, 상기 이동량, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 장치와, 상기 개체 식별 정보, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 세트를 기억 가능한 기억 장치가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관련된 품질 관리 프로그램은, 반송 경로를 따라 피도장물을 반송 가능한 반송 설비와, 상기 반송 경로를 따라 배치된 복수의 도장 설비로 이루어지는 도장 설비군과, 상기 피도장물을 검사 가능한 검사 설비를 구비하고, 상기 반송 설비에는, 상기 피도장물의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출기가 설치되고, 상기 도장 설비군에는, 각 도장 설비에 있어서 행해지는 도장 작업에 관련된 1개 또는 복수의 공정 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 계측 기기가 설치되고, 상기 검사 설비에는, 상기 피도장물의 품질에 관련된 1개 또는 복수의 품질 관리 항목에 관한 품질 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 검사 기기, 및 인위적인 검사에 의해 결정된 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 기기 중 적어도 한쪽이 설치된 도장 라인에 있어서, 상기 피도장물의 품질을 관리하기 위한, 컴퓨터에 인스톨 가능한 품질 관리 프로그램으로서, 상기 이동량, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값의 입력을 접수하는 입력 접수 기능과, 상기 이동량에 기초하여, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 상기 피도장물의 개체 식별 정보에 관련짓는 개체 식별 기능과, 상기 공정 관리값의 경시 변화 이력에 기초하여, 상기 피도장물의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시하는 상태값 연산 기능과, 상기 개체 식별 정보, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 세트를 기억하는 기억 기능과, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 상관 관계를 학습하는 학습 기능을 상기 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 것을 특징으로 한다.
이들 구성에 의하면, 다수의 공정 관리 항목 및 그 경시 변화 이력과, 다수의 품질 관리 항목의 상관 관계를 분명히 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 태양(態樣)에 대하여 설명한다. 다만, 이하에 기재하는 바람직한 태양예에 의해, 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 일 태양으로서, 사용자 인터페이스 장치가 더 구비되고, 상기 사용자 인터페이스 장치를 통하여 특정의 상기 품질 관리 항목이 지정되었을 때, 지정된 상기 품질 관리 항목에 주는 영향 순위가 높은 상기 공정 관리값 및 상기 상태값을 상기 사용자 인터페이스 장치를 통하여 출력할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 특정한 품질 관리 항목에 주는 영향이 큰 공정 관리 항목을 작업자가 용이하게 이해할 수 있다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 일 태양으로서, 상기 공정 관리값과, 해당 공정 관리값에 기초하여 산출된 상기 상태값과, 상기 상관 관계에 기초하여, 상기 품질 관리값을 예측 가능한 예측부가 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 도장 작업의 착수 전 또는 실시 도중에, 피도장물의 도장 품질을 예측할 수 있다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 일 태양으로서, 상기 예측부는, 예측되는 상기 품질 관리값이 소정의 경고 기준을 만족시키는 경우에 경보를 발보(發報)하는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 도장 품질이 저하될 수 있는 상태에 있는 것을 작업자가 인식하기 쉽다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 일 태양으로서, 상기 예측부는, 예측되는 상기 품질 관리값이 소정의 품질 목표를 만족시키지 않을 경우에, 해당 품질 목표를 만족시키기 위해 필요로 하는 상기 도장 설비군의 운전 조건의 변경을 제안가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 도장 품질을 양호하게 유지하기 쉽다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 일 태양으로서, 상기 피도장물은 자동차의 차체이며, 상기 개체 식별 정보는 차량 식별 번호인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 개개의 차체에 대하여 일의로 정해지는 차량 식별 번호를 사용하여 차체를 특정하므로, 개체 식별 정보가 중복될 우려가 없다. 또한, 차량 식별 번호는 본 발명과 관계없이 차체에 붙여지므로, 품질 관리를 위해 새로운 개체 식별 정보를 설정할 필요가 없다.
본 발명의 새로운 특징과 이점은, 도면을 참조하여 기술하는 이하의 예시적이고 또한 비한정적인 실시형태의 설명에 의해 보다 명확하게 될 것이다.
[도 1] 본 발명의 실시형태에 관련된 도장 라인의 개략도이다.
[도 2] 본 발명의 실시형태에 관련된 도장 라인에서의 차체의 진행을 나타내는 도면이다.
[도 3] 본 발명의 실시형태에 관련된 품질 관리 시스템의 구성도이다.
[도 4] 본 발명의 실시형태에 관련된 품질 관리 시스템에 입력되는 데이터의 개략도이다.
[도 5] 본 발명의 실시형태에 관련된 품질 관리 시스템에서의 출력예다.
[도 6] 전착 공정에 관련된 상태값의 연산예를 나타내는 도면이다.
[도 7] 건조 공정에 관련된 상태값의 연산예를 나타내는 도면이다.
본 발명에 관련된 품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 이하에서는, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템을, 도장 라인(100)에 있어서 피도장물인 차체(B)의 품질을 관리 가능한 품질 관리 시스템(1)에 적용한 예에 대하여 설명한다.
[도장 라인의 구성]
먼저, 본 실시형태에 관련된 도장 라인(100)에 대하여 설명한다. 도장 라인(100)은 차체(B)에 대하여 도장을 실시할 수 있는 일련의 설비이다(도 1). 도장 라인(100)의 각 부(部)는 터널형으로 구성되어 있고, 컨베이어(C)(반송 설비의 예)에 의해 차체(B)를 1축상{도 1의 지면(紙面) 좌우 방향}으로 반송하면서, 차체(B)에 각 도장 공정의 작업을 실시한다. 본 실시형태에서는, 컨베이어(C)의 반송 경로를 따라, 전처리(前處理) 제1 공정(101), 전처리 제2 공정(102), 전처리 제3 공정(103), 전착 공정(104), 건조 공정(105), 및 마무리칠 도장 공정(106)(도장 설비군의 예), 및 검사 공정(107)(검사 설비의 예)이 형성되어 있다. 또한, 품질 관리 시스템(1)이 각 공정(101∼107) 및 컨베이어(C)로부터의 신호를 수신 가능하게 설치되어 있다.
전처리 제1 공정(101)은 입구 공정이며, 도장 라인(100)에 차체(B)를 받아들인다. 전처리 제1 공정(101)에 받아들여진 차체(B)는 전처리 제1 공정(101)에 있어서 대기한다. 전처리 제1 공정(101)에는 온도계 및 습도계(모두 계측 기기의 예)가 설치되고, 그 내부의 온도 및 습도(모두 공정 관리값의 예)를 연속적으로 계측할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 차체(B)가 전처리 제1 공정(101)을 정지하지 않고 통과하는 예를 제시하고 있다. 차체(B)는 전처리 제1 공정(101)로부터 다음 전처리 제2 공정(102)으로 반송된다.
전처리 제2 공정(102)은 차체(B)에 대하여 딥(dip) 세정을 실시하는 설비이며, 차체(B)를 세정액에 침지하여 수세 및 탈지를 행한다. 제2 도장 설비에는 온도계(계측 기기의 예)가 설치되고, 그 내부의 온도(공정 관리값의 예)를 연속적으로 계측할 수 있다. 차체(B)는 전처리 제2 공정(102)에 있어서 정지하고, 소정 기간에 걸쳐 도장 작업이 행해진 후에, 다음의 전처리 제3 공정(103)으로 반송된다.
전처리 제3 공정(103)은 차체(B)에 대하여 스프레이 세정을 실시하는 설비이며, 차체(B)에 대하여 세정액을 분무하여 수세 및 약품 세정을 행한다. 전처리 제3 공정(103)에는, 세정액의 유량(공정 관리값의 예)를 계측 가능한 유량계(계측 기기의 예), 및 세정액을 분무하는 분무 장치에 유통하는 공기의 압력(공정 관리값의 예)를 계측 가능한 압력계(계측 기기의 예)가 형성되어 있고, 상기의 유량 및 압력을 연속적으로 계측할 수 있다. 차체(B)는 전처리 제3 공정(103)을 정지하지 않고 통과하여, 다음의 전착 공정(104)으로 반송된다.
전착 공정(104)은 차체(B)에 대하여 전착 도장을 실시하는 설비이다. 전착 공정(104)에는, 전착 도장 장치에 흐르는 전류값(공정 관리값의 예)를 계측 가능한 전류계(계측 기기의 예)가 설치되어 있고, 전류값을 연속적으로 계측할 수 있다. 차체(B)는 전착 공정(104)에 있어서 정지하고, 소정 기간에 걸쳐 전착 도장이 행해진 후에, 다음의 건조 공정(105)으로 반송된다.
건조 공정(105)은 고온의 실내에 있어서 차체(B)를 건조시키는 설비이다. 건조 공정(105)에는 온도계(계측 기기의 예)가 설치되고, 차체(B)의 온도(공정 관리값의 예)를 연속적으로 계측할 수 있다. 차체(B)는 건조 공정(105)에 있어서 정지하고, 소정 기간에 걸쳐 건조된 후에, 다음의 마무리칠 도장 공정(106)으로 반송된다.
마무리칠 도장 공정(106)은 차체(B)에 대하여 마무리칠 도장 작업을 시행하는 설비이다. 마무리칠 도장 공정(106)에는, 도장기의 회전수(공정 관리값의 예)를 계측 가능한 회전계(계측 기기의 예)가 설치되어 있고, 회전수를 연속적으로 계측할 수 있다. 차체(B)는 마무리칠 도장 공정(106)에 있어서 정지하고, 소정 기간에 걸쳐 도장 작업이 실시된 후에, 다음의 검사 공정(107)으로 반송된다.
검사 공정(107)은 차체(B)에 행해진 도장의 품질을 검사하는 설비이다. 검사 공정(107)에서는, 검사 장치를 이용하여 자동적으로 행해지는 검사에 의해 색상, 광택, 및 평활성(품질 관리값의 예)를 검출하고 또한, 인위적인 검사에 의해 오염(contamination)의 유무, 칠 얼룩(crawling)의 유무, 및 불균일의 유무(품질 관리값의 예)를 결정한다. 인위적인 검사의 결과는 컴퓨터(입력 기기의 예)에 입력되고, 검사 장치에 의한 검사 결과와 함께, 전자 데이터로서 품질 관리 시스템(1)에 송출된다.
컨베이어(C)는 반송 경로에 따라 차체(B)를 반송 가능한 장치이다. 컨베이어(C)에는, 차체(B)에 부여된 차체 식별 번호(개체 식별 정보의 예)를 판독할 수 있는 차체 식별 장치(D)와, 차체(B)의 이동량을 검출할 수 있는 인코더(E)가 설치되어 있다.
그리고, 도장 라인(100)은 복수의 차체(B)에 대하여 동시에 도장 작업을 실시할 수 있다. 예를 들면, 도 1에 나타낸 상태에서는, 차체(B1)에 대한 검사{검사 공정(107)}과, 차체(B2)의 건조{건조 공정(105)}과, 차체(B3)에 대한 딥 세정{전처리 제2 공정(102)}이 병행되어 행해지고 있다.
여기에서, 차체(B)의 각 개체{차체(B1∼B3)}가 각 공정을 진행하는 모양을 도 2에 나타낸다. 도 2에 있어서, 수평의 파선은 각 설비에서의 시간축을 나타내고, 실선은 차체(B)의 진행을 나타낸다. 예를 들면, 차체(B)의 진행을 나타내는 실선은, 전처리 제1 공정(101) 및 전처리 제3 공정(103)을 나타내는 파선과 각각 1점에서 교차하고 있다. 이것은, 전처리 제1 공정(101) 및 전처리 제3 공정(103)에 있어서 차체(B)가 정지하지 않고 통과하는 것을 나타낸다. 한편, 차체(B)의 진행을 나타내는 실선은, 전처리 제2 공정(102) 등의 다른 설비를 나타내는 파선과는 각각 소정의 구간에 걸쳐 중첩되고 있다. 이것은, 이 설비에 있어서 차체(B)가 정지하고, 그 정지하고 있는 기간에 걸쳐 해당 설비에서의 도장 작업이 실시되는 것을 나타낸다. 도 2 중에 연직선 V로 나타낸 시점(時点)은, 도 1에 도시한 상태에 대응한다.
[품질 관리 시스템의 구성]
다음으로, 본 실시형태에 관련된 품질 관리 시스템(1)의 구성에 대하여 설명한다. 품질 관리 시스템(1)에는, 입력 장치(2), 개체 식별부(3), 상태값 연산부(4), 기억 장치(5), 학습부(6), 사용자 인터페이스 장치(7)가 구비되어 있다(도 3).
입력 장치(2)는 인코더(E)에 의해 검출된 이동량, 전처리 제1 공정(101)에서 계측된 온도 및 습도, 전처리 제2 공정(102)에서 계측된 온도, 전처리 제3 공정(103)에서 계측된 수량(水量) 및 압력, 전착 공정(104)에서 계측된 전류값, 건조 공정(105)에서 계측된 온도, 마무리칠 도장 공정(106)에서 계측된 회전수, 및 검사 공정(107)에 의해 검출 또는 특정된 색상, 광택, 평활성, 오염의 유무, 칠 얼룩의 유무, 및 불균일의 유무를 입력 가능하게 구성되어 있다.
여기에서, 입력 장치(2)에 입력되는 이동량, 공정 관리값 및 품질 관리값은, 경시 변화 이력으로서 입력된다(도 4 상부). 또한, 전술한 바와 같이 도장 라인(100)에서는 복수의 차체(B)에 대하여 동시에 도장 작업이 실시되고 있으므로, 입력 장치(2)에 입력되는 정보에는, 복수의 차체(B)에 관한 정보가 포함되어 있다. 따라서, 이대로는 각 차체(B)에 대한 공정 관리값과 품질 관리값을 결부시킬 수 없다.
개체 식별부(3)는 입력 장치(2)에 입력된 이동량에 기초하여, 입력 장치(2)에 입력된 공정 관리값 및 품질 관리값을 차체(B)의 차체 식별 번호에 관련지을 수 있도록 구성되어 있다. 개체 식별부(3)는 먼저, 차체 식별 장치(D)에 의해 식별한 차체 식별 번호에 의해 특정되는 차체(B)가, 어느 시각에 어느 설비에 존재하고 있었는지를 이동량에 기초하여 특정한다. 도 4 하부에는, 도 2와 마찬가지의 태양으로, 차체(B)가 각 공정을 진행하는 모양을 나타냈다. 이 도면과 같이 특정되는 차체(B)의 진행 상황에 기초하여, 차체(B)가 전처리 제1 공정(101)에서 도장된 시각 t1, 전처리 제2 공정(102)에서 도장된 기간 t2 등의, 각 공정(101∼107)에 있어서 작업이 행해진 시각 또는 기간 t1∼t7이 특정된다.
다음으로, 상기한 바와 같이 특정된 시각 또는 기간 t1∼t7에 기초하여, 각 설비에 있어서, 차체 식별 번호에 의해 특정되는 차체(B)에 대한 작업이 행해지고 있던 시각 또는 기간을 특정한다. 그리고, 상기한 바와 같이 특정된 시각 또는 기간에 기초하여, 공정 관리값 및 품질 관리값의 각각과 차체 식별 번호를 대응시킨다. 예를 들면, 차체(B)가 전처리 제1 공정(101)에서 도장된 시각은 t1이므로, 시각 t1에서의 전처리 제1 공정(101)의 온도 T101 및 습도 H101을, 상기 차체(B)의 전처리 제1 공정(101)에서의 도장 시의 온도 및 습도로서 특정한다. 또한, 차체(B)가 전처리 제2 공정(102)에서 도장된 기간 t2에서의 전처리 제2 공정(102)의 평균 온도 T102를, 해당 차체(b)의 전처리 제2 공정(102)에서의 도장 시의 온도로서 특정한다. 그리고 상기의 예와 같이, 차체 식별 번호와 관련짓는 공정 관리값은 계측된 값 자체라도 되고, 평균값을 산출하는 등의 처리를 실시한 값이라도 된다.
상태값 연산부(4)는 입력 장치(2)에 입력된 공정 관리값의 경시 변화 이력에 기초하여, 차체(B)의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시할 수 있도록 구성되어 있다. 산출된 상태값은, 기초가 된 공정 관리값이 관련지어진 차체 식별 번호와 동일한 차체 식별 번호에 관련지어진다.
예를 들면, 전착 공정(104)에서의 전착 도장에 관련된 도장 상태는, 전착 도장 장치에 흐르는 전류값의 적분값에 의해 평가 가능하다. 이에 상태값 연산부(4)는, 어떤 차체(B)에 대한 전착 공정(104)에 관련된 상태값으로서, 입력 장치(2)에 입력된 전류값을, 해당 차체(B)가 전착 도장이 실시되고 있던 기간 t4에 대하여 적분한 적분값을 산출한다. 기간 t4에서의 전류값의 추이의 예를 도 6에 나타냈다. 전착 도장에 관련된 상태값은, 전류값 I를 기간 t4의 시점(始點) t41로부터 종점 t43에 걸쳐 적분한 값 Im, 즉 전류값과 시각축 사이의 영역의 면적에 의해 표시된다. 그리고, 도 6에 나타낸 예에서는, 기간 t4 중, 시점 t41로부터 중간점 t42에 걸친 기간에 대해서는 제1 전류계의 측정값 I1(도 6의 1점쇄선)이 상태값의 산출에 사용되고, 중간점 t42로부터 종점 t43 걸치는 기간에 대해서는 제2 전류계의 측정값 I2(도 6의 2점쇄선)이 상태값의 산출에 이용된다. 이와 같이, 복수의 전류계의 측정값에 기초하여 차체(B)에 흐른 전류의 총적분값을 산출해도 된다.
또한 마찬가지로, 상태값 연산부(4)는, 어떤 차체(B)에 대한 건조 공정(105)에 관련된 상태값으로서, 입력 장치(2)에 입력된 온도를 해당 차체(B)가 건조되고 있던 기간 t5에 대하여 적분한 적분값을 출력한다. 기간 t5에서의 온도의 추이의 예를 도 7에 나타냈다. 건조에 관련된 상태값은, 차체(B)의 온도를 기간 t5의 시점 t51로부터 종점 t52에 걸쳐 적분한 값 Tm, 즉 온도값과 시각축 사이의 영역의 면적에 의해 표시된다. 도 7의 예에서는, 건조 중의 온도 거동이 정상인 예 Ta(도 7의 실선)과, 승온 속도가 평상 시보다 느린 예 Tb(도 7의 파선)을 나타내고 있다. 정상예 Ta와 이상예 Tb를 비교하면, 최고 도달 온도는 동등하지만, 적분값 Tm은 이상예 Tb 쪽이 작다. 이 예와 같이, 온도의 측정값 자체에 따라서는 검출이 어려운 이상이라도, 상태값을 참조함으로써 이것을 검출할 수 있다.
기억 장치(5)는 차체 식별 번호와, 해당 차체 식별 번호에 대응지어진 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 세트를 기억할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 기억 장치(5)에는, 차체 식별 번호를 키로서 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값이 저장된 데이터베이스가 기억된다.
학습부(6)는 기억 장치(5)에 기억된 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값의 상관 관계를 학습할 수 있도록 구성되어 있다. 학습부(6)에서의 학습에 사용되는 알고리즘으로서는, 선형 회귀, 랜덤 포레스트, 베이즈(Bayes), 로지스틱 회귀, 서포트 벡터 머신 등이 예시된다. 품질 관리값에 영향을 줄 수 있는 공정 관리 항목 및 상태값은 다방면에 걸치므로, 그 상관 관계를 인위적으로 분명히 하는 것은 현실적으로 곤란하지만, 상기와 같은 알고리즘을 적용함으로써 가능해진다. 이와 같이, 학습부(6)에 의해 공정 관리값, 상태값 및 품질 관리값에 관련된 학습완료 모델이 구축되고, 해당 학습완료 모델은 기억 장치(5)에 기억된다.
사용자 인터페이스 장치(7)는, 사용자로부터 품질 관리 시스템(1)으로의 입력, 및 품질 관리 시스템(1)으로부터 사용자로의 출력을 담당한다. 사용자는 사용자 인터페이스 장치(7)를 통하여, 기억 장치(5)에 저장된 데이터베이스나, 학습부(6)에 의한 학습의 결과 등을 열람할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 사용자 인터페이스 장치(7)를 통하여 특정의 품질 관리 항목을 지정하면, 해당 품질 관리 항목에 주는 영향 순위가 높은 공정 관리 항목 및 상태값이 사용자 인터페이스 장치(7)를 통하여 출력된다(도 5).
상기에 설명한 품질 관리 시스템(1)의 각 부는, 공지의 컴퓨터 및 주변 기기를 이용하여 실장될 수 있다. 입력 장치(2)는, 각 도장 설비와 유선 접속 또는 무선 접속되어 각 도장 설비로부터의 신호를 수신할 수 있는 입력 인터페이스로서 실장될 수 있다. 개체 식별부(3), 상태값 연산부(4) 및 학습부(6)에서의 연산 처리는 CPU 등의 공지의 연산 처리 장치에 의해 실행될 수 있다. 기억 장치(5)는 하드 디스크나 반도체 메모리 등의 공지의 기억 장치로서 실장될 수 있다. 사용자 인터페이스 장치(7)는 터치패널 등의 입출력의 양쪽이 가능한 장치로서 실장되어도 되고, 키보드나 마우스 등의 입력 장치와 디스플레이 등의 출력 장치의 조합으로서 실장되어도 된다.
[변형예]
상기의 품질 관리 시스템(1)에는, 공정 관리값과, 해당 공정 관리값에 기초하여 산출되는 상태값과, 학습부(6)에 의해 학습된 상관 관계에 기초하여, 차체(B)의 품질에 관한 품질 관리값을 예측 가능하도록 구성된 예측부가 더 구비되어 있어도 된다. 예를 들면, 공정 101∼104까지 실시완료된 차체(B)에 관한 품질 관리값은, 전처리 제1 공정(101)의 온도 및 습도, 전처리 제2 공정(102)의 온도, 전처리 제3 공정(103)의 유량 및 압력, 및 전착 공정(104)의 전류값 및 해당 전류값에 기초한 상태값에 기초하여 예측될 수 있다. 또한, 도장 완료된 복수의 차체(B)에 관련된 공정 관리값의 이력에 기초하여, 이후 도장되는 차체(B)에 관련된 품질 관리값을 예측할 수 있다. 또한, 이와 같은 예측부를 구비하는 경우, 예측되는 품질 관리값이 소정의 경고 기준을 만족시키는 경우에 경보를 발보하도록 해도 된다. 품질 관리 시스템(1)이 경보를 발보할 수 있도록 구성되는 경우, 전용의 경보 장치(알람, 경고등 등)이 구비되어도 되고, 사용자 인터페이스 장치(7)를 통하여 경보를 발보하도록 구성되어도 된다.
또한, 예측되는 품질 관리값이 소정의 품질 목표를 만족시키지 않는 경우에, 해당 품질 목표를 만족시키기 위해 필요로 되는 각 공정(101∼106)의 운전 조건의 변경을 제안 가능하게 구성되어 있어도 된다. 덧붙여, 제안된 운전 조건에 따라서 각 공정(101∼104)의 운전 조건을 실제로 변경하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 공정 101∼104까지 실시완료된 차체(B)에 관련된 품질 관리값이 품질 목표를 만족시키지 않는 것이 예측되는 경우에, 공정(105) 및 공정(106)의 운전 조건을 변경하여 품질 목표를 만족시키는 것을 지향하고 또한, 공정(101∼104)의 운전 조건을 변경하여 후속의 차체(B)(별개체)에서는 품질 목표가 충족되도록 할 수 있다.
예측부에 의해 예측되는 품질 관리값에 기초하여 행할 수 있는 공정 관리 방법으로서, 상기의 예 이외에, 각 공정(101∼106)에 관련된 도장 장치의 수리나 교환 등을 제안하거나, 도장 라인(100) 전체의 일시정지를 제안하는 등의 형태가 예시된다. 예측되는 품질 관리값을 이들에 예시되는 것 같은 형태로 이용하면, 제품 손실 및 이에 수반하는 시간 및 비용의 손실을 삭감할 수 있다.
[기타의 실시형태]
마지막으로, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템 및 품질 관리 프로그램의 기타의 실시형태에 대하여 설명한다. 그리고, 이하의 각각의 실시형태에서 개시되는 구성은 모순이 생기지 않는 한, 다른 실시형태에서 개시되는 구성과 조합하여 적용하는 것도 가능하다.
상기의 실시형태에서는, 본 발명의 실시형태로서, 입력 장치(2), 개체 식별부(3), 상태값 연산부(4), 기억 장치(5), 학습부(6), 사용자 인터페이스 장치(7)가 구비된 품질 관리 시스템(1)에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상기의 품질 관리 시스템(1)과 마찬가지의 기능을 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 품질 관리 프로그램일 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 도장 설비에 관련된 온도, 습도, 수량, 공기의 압력, 및 회전수, 전착 도장 장치의 전류값, 및 건조 설비에 관한 온도가 검출 대상의 공정 관리값인 구성을 예로서 설명했다. 그러나, 그와 같은 구성에 한정되지 않고, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은 상기에 예시된 공정 관리값 이외에, 도장 부스의 기압, 도료의 유량, 공정내 분진량, 도어 개폐 빈도, 도료의 점도, 도료의 불휘발 분량 등을 공정 관리값으로 하여 검출 대상으로 할 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 색상, 광택, 평활성, 오염의 유무, 칠 얼룩의 유무, 및 불균일의 유무가 검출 대상의 품질 관리값인 구성을 예로서 설명했다. 그러나, 그와 같은 구성에 한정되지 않고, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 상기에 예시된 품질 관리값 외에, 핀홀의 유무 등, 모든 도장 품질의 지표를 품질 관리값으로서 검출 대상으로 할 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 상태값 연산부(4)가 전착 공정(104)에 관련된 상태값 및 건조 공정(105)에 관한 상태값을 산출하는 구성을 예로서 설명했다. 그러나, 그와 같은 구성에 한정되지 않고, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은 모든 공정의 도장 설비 상태를 상태값으로서 산출할 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 사용자 인터페이스 장치(7)가 구비되고, 사용자로부터 품질 관리 시스템(1)으로의 입력, 및 품질 관리 시스템(1)으로부터 사용자로의 출력이 가능하게 구성된 품질 관리 시스템의 예에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은 반드시 사용자 인터페이스 장치를 구비하지 않아도 된다. 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템이 사용자 인터페이스 장치를 구비하지 않는 경우, 학습부에 의해 학습된 상관 관계는, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템의 외부의 서버 장치에 축적되는 등의 방법에 의해 활용될 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 피도장물이 차체(B)인 구성을 예로서 설명했다. 그러나, 그와 같은 구성에 한정되지 않고, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은 임의의 피도장물을 도장하는 도장 라인에 적용할 수 있다. 또한, 상기의 실시형태에서는 차체 식별 번호를 이용하여 차체(B)의 개체를 식별하는 구성을 예시하였으나, 본 발명에 관련된 품질 관리 시스템은, 피도장물에 대응한 임의의 개체 식별 정보를 이용할 수 있다.
기타의 구성에 관해서도, 본 명세서에 있어서 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서, 본 발명의 범위는 이들에 의해 한정되는 것은 아니라고 이해되어야 한다. 당업자라면, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 적절히 개변이 가능한 것을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 개변된 별도의 실시형태도, 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은, 예를 들면 자동차의 차체를 도장하는 도장 라인에서의 품질 관리 시스템에 이용할 수 있다.
1: 품질 관리 시스템
2: 입력 장치
3: 개체 식별부
4: 상태값 연산부
5: 기억 장치
6: 학습부
7: 사용자 인터페이스 장치
100: 도장 라인
101: 전처리 제1 공정
102: 전처리 제2 공정
103: 전처리 제3 공정
104: 전착 공정
105: 건조 공정
106: 마무리칠 도장 공정
107: 검사 공정
C : 컨베이어
D : 차체 식별 장치
E : 인코더
B : 차체

Claims (7)

  1. 반송(搬送) 경로를 따라 피도장물을 반송 가능한 반송 설비와, 상기 반송 경로를 따라 배치된 복수의 도장 설비로 이루어지는 도장 설비군과, 상기 피도장물을 검사 가능한 검사 설비를 구비하고,
    상기 반송 설비에는, 상기 피도장물의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출기가 설치되고,
    상기 도장 설비군에는, 각 도장 설비에 있어서 행해지는 도장 작업에 관련된 1개 또는 복수의 공정 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 계측 기기가 설치되고,
    상기 검사 설비에는, 상기 피도장물의 품질에 관련된 1개 또는 복수의 품질 관리 항목에 관한 품질 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 검사 기기, 및 인위적인 검사에 의해 결정된 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 기기 중 적어도 한쪽이 설치된 도장 라인에 있어서, 상기 피도장물의 품질을 관리 가능한 품질 관리 시스템으로서,
    상기 이동량에 기초하여, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 상기 피도장물의 개체 식별 정보에 관련지을 수 있는 개체 식별부;
    상기 공정 관리값의 경시(經時) 변화 이력에 기초하여, 상기 피도장물의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시 가능한 상태값 연산부;
    상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 상관 관계를 학습 가능한 학습부;
    상기 이동량, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 장치; 및
    상기 개체 식별 정보, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 세트를 기억 가능한 기억 장치;
    가 구비되어 있는, 품질 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    사용자 인터페이스 장치가 더 구비되고,
    상기 사용자 인터페이스 장치를 통하여 특정의 상기 품질 관리 항목이 지정되었을 때, 지정된 상기 품질 관리 항목에 주는 영향 순위가 높은 상기 공정 관리값 및 상기 상태값이 상기 사용자 인터페이스 장치를 통하여 출력할 수 있도록 구성되어 있는, 품질 관리 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정 관리값, 상기 공정 관리값에 기초하여 산출된 상기 상태값, 및 상기 상관 관계에 기초하여, 상기 품질 관리값을 예측 가능한 예측부가 더 구비되어 있는, 품질 관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 예측부는, 예측되는 상기 품질 관리값이 소정의 경고 기준을 만족시키는 경우에 경보를 발보(發報)하는, 품질 관리 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 예측부는, 예측되는 상기 품질 관리값이 소정의 품질 목표를 만족시키지 않는 경우에, 상기 품질 목표를 만족시키기 위해 필요로 되는 상기 도장 설비군의 운전 조건의 변경을 제안 가능하게 구성되어 있는, 품질 관리 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피도장물은 자동차의 차체이며, 상기 개체 식별 정보는 차량 식별 번호인, 품질 관리 시스템.
  7. 반송 경로를 따라 피도장물을 반송 가능한 반송 설비와, 상기 반송 경로를 따라 배치된 복수의 도장 설비로 이루어지는 도장 설비군과, 상기 피도장물을 검사 가능한 검사 설비를 구비하고,
    상기 반송 설비에는, 상기 피도장물의 이동량을 검출 가능한 이동량 검출기가 설치되고,
    상기 도장 설비군에는, 각 도장 설비에 있어서 행해지는 도장 작업에 관련된 1개 또는 복수의 공정 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 계측 기기가 설치되고,
    상기 검사 설비에는, 상기 피도장물의 품질에 관련된 1개 또는 복수의 품질 관리 항목에 관한 품질 관리값을 검출 가능한 1개 또는 복수의 검사 기기, 및 인위적인 검사에 의해 결정된 상기 품질 관리값을 입력 가능한 입력 기기 중 적어도 한쪽이 설치된 도장 라인에 있어서, 상기 피도장물의 품질을 관리하기 위한, 컴퓨터에 인스톨 가능한 품질 관리 프로그램으로서,
    상기 이동량, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값의 입력을 접수하는 입력 접수 기능;
    상기 이동량에 기초하여, 상기 공정 관리값 및 상기 품질 관리값을 상기 피도장물의 개체 식별 정보에 관련짓는 개체 식별 기능;
    상기 공정 관리값의 경시 변화 이력에 기초하여, 상기 피도장물의 도장 상태를 나타내는 상태값을 산출하는 연산을 실시하는 상태값 연산 기능;
    상기 개체 식별 정보, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 세트를 기억하는 기억 기능; 및
    상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 복수의 세트를 이용하여, 상기 공정 관리값, 상기 상태값 및 상기 품질 관리값의 상관 관계를 학습하는 학습 기능;을 상기 컴퓨터로 하여금 실행하게 하는 품질 관리 프로그램.
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