TWI437396B - 資料檢索系統 - Google Patents

Description

資料檢索系統

本發明係有關在鋼鐵、非鐵金屬、金屬等產業工場中所使用之資料檢索系統。

在鋼鐵、非鐵金屬、金屬等產業工場中，為了品質管理與故障分析之特定目的，乃進行各種資料的收集。亦即，預先訂定有用以進行品質管理與故障分析之項目，而在該項目中僅收集為了進行正常/異常之判斷所需的資料。

例如，在下列專利文獻1，提出有一方案，即為了於鋼板之冷軋中管理板厚精確度及板形狀的品質，定期(例如，毎日、每週等)地算出規格不符比率與板形狀偏離比率等之隨著時間產生的變化，檢測到異常時發出警報。

(先前技術文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開平11-129030號公報

在專利文獻1所記載的技術中，雖然可抑制為了進行資料的收集與儲存所需的資源，但無泛用性，而且無法將所收集之資料利用在事先訂定的目的之外的用途。例如，輥軋生產線之管理者等無法於之後檢索且閱覽有關不良產品之資料，或為了新的目的而利用所收集之資料。

本發明係為了解決上述的課題而研創者，其目的係在提供一種資料檢索系統，可使用在產業工場中所收集的各種資料，使使用者進行符合自己的目的之任意檢索，並且可按各個產品以所欲的顯示形式來顯示該檢索結果。

本發明之資料檢索系統係具備：第1資料收集裝置，係在產業工場的輥軋生產線中將所製造之每個產品之產品資料予以收集，且將之儲存在預定的資料儲存裝置；第2資料收集裝置，係將在產業工場中連續性地產生的控制資料予以收集，且將之儲存在資料儲存裝置；記憶裝置，具有一輥軋區域定義資訊，該定義資訊係將輥軋生產線分割為僅存在1個以下的產品之複數個區域，且藉由將透過第2資料收集裝置所收集之各控制資料，與所分割的區域之任一區域建立相關關係而獲得；使用者終端機，係使用者用以輸入所欲的檢索條件及檢索結果的輸出方法；以及資料檢索裝置，係根據從使用者終端機所輸入的檢索條件及輸出方法，參照記憶裝置內的輥軋區域定義資訊，利用有儲存在資料儲存裝置之產品資料及控制資料的雙方進行檢索，並按各個產品輸出該檢索結果。

若依本發明之資料檢索系統，使用者可使用在產業工場中所收集之各種資料，進行符合自己的目的之任意檢索，並且可按各個產品以所欲的顯示形式來顯示該檢索結果。

為了更詳細說明本發明，茲依照附圖加以說明。此外，在各圖中，於相同或相當之部分附加相同的符號，並將該重複說明予以適當地簡化或省略。

第1實施形態

第1圖係表示本發明第1實施形態之整個資料檢索系統之構成圖，第2圖係表示該主要部分的構成圖，第3圖係表示其他主要部分的構成圖。

本資料檢索系統係在鋼鐵、非鐵金屬、金屬等產業工場中所利用者，且具有如第1圖所示之硬體構成。具體而言，本資料檢索系統係由：計算機1、控制器2、資料收集裝置(DCS：Data Collector Server)3、資料儲存裝置(DS：Data Storage)4、使用者終端機5、資料檢索裝置(SE：Search Engine)6構成其主要部分。

控制器2及資料收集裝置3分別透過界面(I/F)7而連接至控制用LAN(Local Area Network，區域網路)8。此外，於各界面7具備有共用記憶體9，而各共用記憶體9的資料係以在控制用LAN8之更新週期進行更新之方式所構成。亦即，連接在控制用LAN8之所有的裝置之共用記憶體9係其資料在控制用LAN8的更新週期予以等效化。

此外，計算機1、資料收集裝置3、資料儲存裝置4、使用者終端機5、資料檢索裝置6係連接至系統用LAN10。

以下亦參照第2圖及第3圖，就本資料檢索系統之各構成加以具體說明。

計算機1具有一種在產業工場中將用以製造產品之指令輸出給控制器2之功能。具體而言，計算機1係將製造產品所需之各種資料輸出到控制器2，且令控制器2進行該製造所需之控制。再者，為了進行產品的管理，計算機1會於產品製造中及製造後，取得並記錄與該產品有關之預定的實績資料。然後，計算機1於該產品的製造工序全部結束時，根據對控制器2之指令與取得之實績資料等，製作與該產品有關之預定的產品資料，且將所製作之產品資料輸出到資料收集裝置3。

下列第1表係表示在計算機1中所製作之產品資料的一例。

產品資料係將有關該產品之各種資料予以彙整者，並在產業工場的輥軋生產線中每於製造產品時將之予以輸出。在此產品資料中係包含有例如產品固有序號之產品號碼資訊；開始輥軋日期/時間與結束輥軋日期/時間之時刻資訊；產品所含之化學成分與其比率、產品的尺寸與形狀之品質資訊；以及輥軋中的產品之溫度與形狀、尺寸等之輥軋資訊。此外，在輥軋資訊，亦包含例如將產業工場的輥軋生產線分割成複數個區域時之各個區域的通過時刻。(有關此區域之具體的說明，容後述。)此外，在產品資料中，除了上述各資訊外，亦包含產品之目標板厚與目標板寬之初始輸入資訊、輥軋荷重設定值與輥軋速度設定值等對各設備的設定資訊，產品的實績板厚與實績板寬之實績資訊等。

控制器2具有對產業工場的各設備之控制功能。亦即，控制器2於從計算機1接收用以製造產品之指令時，根據該接收資料進行用以進行製造之排程(scheduling)，且具體地決定各設備的動作。此外，控制器2於產品製造時，將於控制各設備時所需之各種資料(控制資料)，輸出給資料收集裝置3。於此控制資料，包含例如馬達等驅動裝置的設定資訊與實績資訊，以及來自設置在輥軋生產線上之計測機器的實績資訊(計測值)等。

資料收集裝置3具有收集產品資料及控制資料，且將之儲存在資料儲存裝置4之功能。此資料收集裝置3，係由例如資料接收部11、資料轉換處理部12、計數器附加部13、時刻附加部14、資料傳送部15構成其主要部分。

資料收集裝置3具備有作為第1資料收集裝置的功能，且將在輥軋生產線製造的各產品之產品資料予以收集。具體而言，資料收集裝置3於從計算機1接收產品資料時，係利用資料接收部11來接收該產品資料。資料收集裝置3於接收產品資料時，則藉由資料轉換處理部12將該接收之產品資料轉換為可儲存於資料儲存裝置4之資料形式。此外，資料收集裝置3藉由計數器附加部13將控制用LAN8上之計數器資料附加在所接收之產品資料。接著，資料收集裝置3於進行上述各處理時，會從資料傳送部15傳送產品資料，且將產品資料儲存在資料儲存裝置4。

再者，資料收集裝置3亦具有作為第2資料收集裝置之功能，且將在產業工場中連續地產生之各控制資料予以收集。具體而言，當從控制器2接收控制資料時，資料收集裝置3透過資料接收部11接收該控制資料。資料收集裝置3於接收控制資料時，係藉由資料轉換處理部12，將該接收之控制資料轉換為可儲存在資料儲存裝置4之資料形式。又，資料收集裝置3係藉由計數器附加部13，將控制用LAN8上之計數器資料附加在所接收之控制資料，並且，利用時刻附加部14來附加現在時刻。然後，資料收集裝置3進行上述各處理時，會從資料傳送部15傳送控制資料，且將控制資料儲存在資料儲存裝置4。

下列第2表係顯示記錄在資料儲存裝置4之控制資料的一例。

控制資料係由利用在各設備的控制之資料等所構成，故與間歇地輸出之上述產品資料不同，其係在非常短的週期(例如，2msec或50msec左右之週期)內連續地產生，且將大量之控制資料輸入到資料收集裝置3。因此，資料收集裝置3係配合收集之資料的規模，而由1台或複數台所構成。

資料儲存裝置4係用以儲存各種資料的裝置。如上所述，於資料儲存裝置4，係將由資料收集裝置3傳送來之產品資料與控制資料予以隨時記錄。此外，資料儲存裝置4亦具有作為記憶裝置之功能，且除了上述產品資料及控制資料之外，亦具備有預定的輥軋區域定義資訊。

以下，就此輥軋區域定義資訊加以說明。

在產業工場之輥軋生產線上只存在1個產品時，從控制器2輸出之控制資料當然係製造該產品時產生之資料，且可直接使之與輥軋生產線上之產品建立相關關係(以1對1將控制資料與產品建立對應關係)。但是，於輥軋生產線通常係存在複數個產品。因此，即使從控制器2輸出控制資料，亦無法直接使該控制資料與輥軋生產線上之產品建立相關關係。亦即，由控制器2所輸出之控制資料本身，並無法知道該控制資料是製造輥軋生產線上之哪個產品時產生之資料。

因此，在本資料檢索系統中，如第4圖所示，將產業工場之輥軋生產線，分割成必定僅存在1個以下產品之複數個區域，且將該分割之各區域與監視該區域之控制資料事先建立相關關係而加以定義。亦即，將透過資料收集裝置3收集之各控制資料，與上述所分割的區域之任何一個區域建立相關關係。然後，將由此得到之各區域與控制資料的對應資訊，作為輥軋區域定義資訊而事先記憶在資料儲存裝置4。

此外，第4圖係表示將輥軋生產線分割成複數個區域的狀態之圖，而下列第3表係表示那時的輥軋區域定義資訊之一例。

第4圖所示者為將產業工場的輥軋生產線分割為粗輥軋區域、均熱爐區域、最後輥軋區域、ROT(Run Out Table，出軋軌道)區域、DC(Down Coiler，盤捲機)區域之5個區域，而作為監視各區域的資料之項目設定有粗輥軋實績、均熱爐進入側溫度、最後輥軋實績、噴灑水量、捲取溫度。例如，在粗輥軋實績，定義有控制粗輥軋區域的各設備上所需之各種資料(控制資料)。關於其他資料項目亦相同。

此外，於上述計算機1，亦具備有作為通過時刻記錄手段之功能。亦即，計算機1於產品通過定義在上述輥軋區域定義資訊之各區域時，將該通過時刻，記錄在對應之產品的產品資料。

例如，在最後輥軋實績中包含來自板厚計之計測值(控制資料)時，於產品進入最後輥軋區域時，板厚計之計測值從0快速增加為預定的值。又於產品通過最後輥軋區域後，板厚計之計測值從上述預定之值快速減少為0。計算機1(通過時刻記錄手段)乃根據此種控制資料之快速的變化等，自動地檢測產品通過各區域之時刻(往該區域之進入時刻與從該區域之退出時刻)，且將之記錄為產品資料的一部分。

使用者終端機5係供想進行資料檢索之使用者用以操作之終端裝置。本資料檢索系統係以使用者可進行符合本身目的之任意檢索之方式所構成。亦即，使用者從使用者終端機5將所欲之檢索條件與檢索結果之輸出方法予以輸入。

資料檢索裝置6具有將儲存在資料儲存裝置4之各種資料進行檢索之功能以及按各個產品以預定的方法輸出該檢索結果之功能。資料檢索裝置6會根據從使用者終端機5輸入之檢索條件與輸出方法，進行檢索與輸出所需之處理。為了實現此種功能，在資料檢索裝置6，具備有例如資料處理裝置16、資料編輯裝置17、畫面傳送裝置18。

畫面傳送裝置18係具有在使用者終端機5之顯示器顯示必要的資訊之功能。例如，畫面傳送裝置18於資料檢索裝置6未從使用者終端機5接收要求時，乃透過遠端存取處理部19，將預定之Web畫面(初始畫面)顯示在使用者終端機5之顯示器。

當使用者操作使用者終端機5，而從Web畫面將用以開始進行檢索之要求(開始要求)予以傳送時，該開始要求乃藉由資料處理裝置16之開始要求接收部20進行接收。資料處理裝置16透過開始要求接收部20接收開始要求時，藉由檢索畫面產生部21，製作用以讓使用者輸入檢索條件與檢索結果的輸出方法之畫面(檢索畫面)，且將該畫面資訊傳送到畫面傳送裝置18。畫面傳送裝置18從檢索畫面產生部21接收上述畫面資訊時，藉由遠端存取處理19，顯示檢索畫面於使用者終端機5。

再者，使用者操作使用者終端機5，而從檢索畫面指定檢索條件與檢索結果之輸出方法並傳送檢索要求時，該檢索要求即藉由資料處理裝置16之檢索要求接收部22進行接收。資料處理裝置16透過檢索要求接收部22接收檢索要求時，連接(access)到資料儲存裝置4而利用資料檢索處理部23執行檢索，且從資料儲存裝置4抽出符合所指定的檢索條件之資料。

藉由資料檢索處理部23進行檢索之結果，係藉由資料編輯裝置17之檢索結果接收部24進行接收。資料編輯裝置17於利用檢索結果接收部24接收檢索結果時，即根據使用者從檢索畫面要求之內容，藉由檢索結果編輯部25進行檢索結果的編輯。

例如，在資料編輯裝置17儲存有如第5圖所示之事先登錄有資料的轉換公式與顯示方式之資料轉換定義。於資料之轉換公式係定義著在產業工場之問題解析中所使用之各種公式(例如，用以進行統計解析之公式、根據問題分析之調査員獨自持有的獨門知識(know how)之計算式等)。此外，於顯示方式定義有一些內容，該內容係關於使用透過上述轉換公式所轉換之資料或未轉換之資料來進行何種顯示。檢索結果編輯部25係根據使用者的指示適當地選擇此資料轉換定義內的轉換公式與顯示方式，進行必要的處理。

資料編輯裝置17在將依使用者指定之顯示方式(例如，表形式、曲線圖形式)顯示檢索結果編輯部25之編輯結果所需的畫面予以製作時，會傳送該畫面資訊給畫面傳送裝置18。畫面傳送裝置18於從檢索結果編輯部25接收上述畫面資訊時，即藉由遠端存取處理部19顯示檢索結果於使用者終端機5之顯示器。

此外，在本資料檢索系統中，如上述，於資料儲存裝置4係事先具備有輥軋區域定義資訊，且在資料檢索裝置6執行之檢索中，可利用控制資料與產品資料之雙方。以下，亦參照第6圖至第11圖具體說明關於利用控制資料與產品資料之雙方進行檢索時之程序。

第6圖係用以說明使用本資料檢索系統的檢索程序之圖，第7圖係該流程圖，第8圖至第11圖係用以說明資料檢索裝置的功能圖。此外，在以下之說明中，係設為第4圖及上述第3表示之輥軋區域定義資訊係事先設在資料儲存裝置4。

例如，使用者為了從到現在為止所製造之產品中抽出成為不良品者(或者，接近不良品之狀態者)，且針對該不良產品，確認在預定之設備中進行了哪種控制，亦即，有關該設備之控制資料(使用控制資料得到的值)具有何種趨勢等事宜，而利用本資料檢索系統。

如第6圖及第7圖所示，使用者為了進行不良產品的抽出，首先，從使用者終端機5設定產品資料之檢索條件，且將該設定之條件傳送給資料檢索裝置6(S101)。此外，在此所謂設定之條件，係指用以從已製造之產品中，針對最終尺寸與製造過程之計測值，已超過目標值或使用者指定之值，或相反地為低於目標值或指定值而進行檢索之條件。例如，以作為收集對像之產品資料而言，使用者指定板厚超過3mm者，且在資料檢索裝置6執行檢索。

資料檢索裝置6從儲存在資料儲存裝置4的DB(database，資料庫)之產品資料中，檢索符合使用者指定之條件者(S102)。符合上述檢索條件之產品資料不存在於資料儲存裝置4時，資料檢索裝置6將錯誤訊息顯示在使用者終端機5，同時以使用者可再度設定產品資料的檢索條件之方式進行畫面之切換(S103)。

此外，符合上述檢索條件之產品資料存在於資料儲存裝置4時，資料檢索裝置6將滿足該條件之產品的一覽表顯示在使用者終端機5之顯示器(S104)。第6圖係顯示在資料儲存裝置4之DB內，存在4個符合上述檢索條件(板厚超過3mm)之產品的情況。

符合在S101指定之條件的產品之一覽表顯示在使用者終端機5時，使用者操作使用者終端機5，而從該顯示之中，選擇想進一步進行檢索之產品、以及想輸出的控制資料(S105)。第6圖係顯示使用者從顯示在顯示器之4個產品中選擇具有A0003的產品號碼之產品，且指定粗輥軋實績、最後輥軋實績、捲取溫度作為要輸出的控制資料的情況。

在S105中進行作為檢索對像之產品及控制資料的選擇時，使用者從使用者終端機5，進一步進行統計解析之方法與處理結果之顯示方法的選擇(S106)。例如，使用者選擇板長作為統計解析，且選擇縱軸為板厚及橫軸為板長之曲線圖作為顯示方式。然後，於結束所有必要的輸入時，使用者將所選擇之內容傳送給資料檢索裝置6。

在資料檢索裝置6中，根據接收之內容，按順序實施資料檢索、檢索結果之統計解析、資料顯示等之各項處理(S107至S110)。

例如，資料檢索裝置6係藉由參照使用者選擇之產品的產品資料，而確定該產品通過輥軋生產線的各區域之期間。如上所述，於輥軋區域定義資訊中，事先登錄有各控制資料監視哪個區域之資訊。因此，資料檢索裝置6藉由參照輥軋區域定義資訊與產品資料之雙方，即可針對使用者選擇之產品，判別與使用者指定的控制資料對應之各區域的通過時刻(參照第8圖)。亦即，使用者指定粗輥軋實績、最後輥軋實績、捲取溫度作為輸出之控制資料時，資料檢索裝置6會參照該產品資料與輥軋區域定義資訊，來界定該產品通過粗輥軋區域、最後輥軋區域、DC區域之各時刻。

針對檢索對像之產品確定上述各對應區域的通過時刻時，資料檢索裝置6會從於該通過時刻取得的控制資料中取得使用者指定之統計解析與顯示方式所需之資料。例如，如上述，選擇板長作為統計解析，且選擇縱軸為板厚及橫軸為板長之曲線圖作為顯示方式時，資料檢索裝置6會將如下列第4表所示之資料，配合上述確定之各區域的通過時刻而抽出於時間系列。

進行必要的控制資料之抽出時，資料檢索裝置6係根據使用者指定之轉換公式，進行資料的轉換。例如，資料檢索裝置6使用如第9圖所示之轉換公式，從輥軋速度及前進率算出板長，且將取得之時間系列資料轉換為以產品的長度為基準之資料且將之予以輸出。此外，進行必要的資料轉換時，資料檢索裝置6根據使用者指定之顯示方式，進行畫面資訊的產生。例如，資料檢索裝置6根據如第10圖所示之顯示格式，製作曲線圖。此時，利用透過轉換公式轉換之資料與未轉換的資料之雙方進行顯示時，藉由利用在資料收集時所附加之計數器資料，使得於圖表顯示時各資料的同步不產生偏差。

接著，資料檢索裝置6藉由將製作之畫面資訊傳送給使用者終端機5，將如第11圖所示之線圖顯示於使用者終端機5之顯示器。此外，顯示檢索結果(例如，如第11圖所示之線圖)於顯示器時，使用者操作使用者終端機5，選擇想輸出之資料(S111)，並輸出到預定的記憶媒體作為檔案(S112)。

若依具有上述構成之資料檢索系統，使用者可利用在產業工場中收集之各種資料，進行符合本身目的之任意檢索。此外，於本資料檢索系統中，由於不將在產業工場中產生之產品資料與控制資料限定於特定的目的來進行收集，故使用者可按照發生之事實，進行任意的檢索。例如，使用者可一邊變更檢索方法與檢索結果之輸出方法且一邊重複進行必要的檢索，或一邊進行從一次解析到二次解析之發展性解析。

再者，在本資料檢索系統中，可透過利用輥軋區域定義資訊，使得產生頻率與產生週期完全不同的產品資料與控制資料建立相關關係。因此，使用者例如能以針對特定之產品，僅收集通過預定設備時之控制資料，來掌握其傾向之方式，進行利用控制資料與產品資料的雙方之檢索。

此外，在本資料檢索系統中，亦可藉由在資料轉換定義追加新的轉換公式與顯示方式，而在後來將檢索方法與檢索結果的輸出方法之選擇項予以變更。

再者，亦能以收集突發性地產生之資料(例如，異常時產生之警報資料)，而將該等資料在檢索中亦加以利用之方式來構成本系統。此時，例如，亦可針對可能突發地產生之各資料，將之與分割之區域的任一區域建立相關關係而加以定義在輥軋區域定義資訊，並且，在利用資料收集裝置3進行收集時，附加計數器資料與現在時刻，而將之儲存在資料儲存裝置4。

(產業上之可利用性)

本發明可運用於鋼鐵、非鐵金屬、金屬等產業工場中所使用之資料檢索系統。

1．．．計算機

2．．．控制器

3．．．資料收集裝置(DCS)

4．．．資料儲存裝置(DS)

5．．．使用者終端機

6．．．資料檢索裝置(SE)

7．．．界面(I/F)

8．．．控制用LAN

9．．．共用記憶體

10．．．系統用LAN

11．．．資料接收部

12．．．資料轉換處理部

13．．．計數器附加部

14．．．時刻附加部

15．．．資料傳送部

16．．．資料處理裝置

17．．．資料編輯裝置

18．．．畫面傳送裝置

19．．．遠端存取處理部

20．．．開始要求接收部

21．．．檢索畫面產生部

22．．．檢索要求接收部

23．．．資料檢索處理部

24．．．檢索結果接收部

25．．．檢索結果編輯部

第1圖係表示本發明第1實施形態之整個資料檢索系統之構成圖。

第2圖係表示本發明第1實施形態之資料檢索系統的主要部分之構成圖。

第3圖係表示本發明第1實施形態的資料檢索系統之其他主要部分之構成圖。

第4圖係表示將輥軋生產線分割成複數個區域之狀態圖。

第5圖係表示資料轉換定義的概要之圖。

第6圖係用以說明使用有本資料檢索系統之檢索程序的圖。

第7圖係用以說明使用有本資料檢索系統之檢索程序的流程圖。

第8圖係用以說明資料檢索裝置的功能之圖。

第9圖係用以說明資料檢索裝置的功能之圖。

第10圖係用以說明資料檢索裝置的功能之圖。

第11圖係用以說明資料檢索裝置的功能之圖。

1．．．計算機

2．．．控制器

3．．．資料收集裝置(DCS)

4．．．資料儲存裝置(DS)

5．．．使用者終端機

6．．．資料檢索裝置(SE)

7．．．界面(I/F)

8．．．控制用LAN

9．．．共用記憶體

10．．．系統用LAN

Claims (3)

1. 一種資料檢索系統，係具備：第1資料收集裝置，係在產業工場的輥軋生產線中將所製造之每個產品之產品資料予以收集，且將之儲存在預定的資料儲存裝置；第2資料收集裝置，係將在前述產業工場中連續地產生的控制資料予以收集且將之儲存在前述資料儲存裝置；記憶裝置，具有輥軋區域定義資訊，該定義資訊係將前述輥軋生產線分割為僅存在1個以下的產品之複數個區域，且藉由將透過前述第2資料收集裝置所收集之各控制資料，與前述所分割的區域之任一區域建立相關關係而得到；使用者終端機，係用以供使用者輸入所欲的檢索條件及檢索結果的輸出方法；以及資料檢索裝置，係根據從前述使用者終端機所輸入的檢索條件及輸出方法，參照前述記憶裝置內的前述輥軋區域定義資訊，利用儲存在前述資料儲存裝置之產品資料及控制資料的雙方進行檢索，並按各個產品輸出該檢索結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之資料檢索系統，其中，復具備：通過時刻記錄手段，係將產品通過定義在前述輥軋區域定義資訊之各區域的時刻記錄在該產品的產品資料；以及時刻附加部，係設置在前述第2資料收集裝置，且在所接收之控制資料中附加現在時刻。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之資料檢索系統，其中，復具備控制器，係控制前述產業工場之各設備，且產生控制資料，而在連接有前述控制器之控制用LAN，連接複數個前述第2資料收集裝置，前述各第2資料收集裝置具有在前述控制用LAN之更新週期更新的共用記憶體，且在從前述控制器接收控制資料時，將該共用記憶體之計數器資料附加在控制資料。