TWI551967B - 事件導向的歷程監測與回溯方法與電腦程式產品 - Google Patents

Description

事件導向的歷程監測與回溯方法與電腦程式產品

本發明是有關於一種事件導向的歷程監測與回溯方法與電腦程式產品，且特別是有關於一種可降低記憶儲存容量的事件監測與回溯方法與電腦程式產品。

隨著科技的進步，各種歷程監測系統已廣泛地應用至工業生產和日常生活中，例如：工具機加工監測系統、噪音監測系統、嬰兒意外監測系統、居家監測系統等。其中，工具機加工監測裝置和噪音監測系統係藉由比較各種感測器的感測值與其門檻值，來決定並記錄事件發生當下時間；嬰兒意外監測系統和居家監測系統係藉由攝影機和影像辨識系統，來決定並記錄事件發生時間。這些事件監測系統均需長時間的記錄並累積感測器的感測值或影像，故需要龐大記憶儲存容量。由於記憶需求龐大而記憶體容量有限，故僅能儲存短期且連續性資料。當欲回溯至某事件發生時間點時，使用者必須從龐大的感測值或影像資料中搜尋某事件發生時間點前後的歷程，以對事件進行根本原因分析(Root Cause Analysis)，在分析效率與儲存效益 上，目前歷程監測系統受到相當的限制。

因此，必須要提供一種歷程事件為導向的監測與回溯方法與電腦程式產品，藉以克服上述之習知技術的缺點。

因此，本發明之一目的是在提供一種事件導向的歷程監測與回溯方法與電腦程式產品，可有效地記錄事件發生時間點前後歷程，降低記錄歷程所需的記憶儲存容量。

本發明之又一目的是在提供一種事件導向的歷程監測與回溯方法與電腦程式產品，藉以有效且快速地回溯事件發生前後的歷程資料。

根據本發明之上述目的，提出一種事件導向的歷程監測與回溯方法。首先，記錄於一段最大時間長度中之一標的物(例如：工具機)的歷程資料，其中當記錄標的物的歷程資料的時間超過最大時間長度時，每隔一時間間隔，將最舊的標的物的歷程資料從具有最大時間長度的紀錄集的最前端移出，在所有歷程資料均前移此時間間隔後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於此紀錄集的最後端。接著，指定一段第一時間長度和一段第二時間長度，其中第一時間長度和第二時間長度均小於或等於最大時間長度。當標的物發生一事件時，持續記錄標的物的歷程資料經一段第二時間長度。然後，儲存事件發生時、事件發生前之第一時間長度中和事件發生後之第二時間長度中之標的物的歷程資料為一事件檔案。在一實施例中，第一時間長度等於第二時間長度。

在一實施例中，前述之記錄於第一時間長度中之標的物的歷程資料的步驟包含，記錄於一移動視窗內之標的物的歷程資料，其中移動視窗具有最大時間長度，當記錄標的物的歷程資料的時間超過最大時間長度時，每隔一時間間隔，將最舊的標的物的歷程資料從移動視窗的最前端移出，在所有歷程資料均前移一時間間隔後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於此移動視窗的最後端。

在一實施例中，前述之事件導向的歷程監測與回溯方法更包含：將事件發生的時間點記錄至一異常事件清單中，並儲存事件檔案至一資料庫中。

在一實施例中，前述之事件監測與回溯方法更包含：自異常事件清單點選事件發生的時間點，以開啟事件檔案，而顯示事件之歷程資料的內容。

根據本發明之上述目的，另提出一種內儲用於事件監測與回溯之電腦程式產品，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可完成上述之事件監測與回溯方法。

因此，應用本發明實施例，可在有效地記錄事件發生時間點前後歷程，並降低所需的記憶儲存容量；及有效且快速地回溯至事件發生前後的歷程資料。

110‧‧‧記錄於最大時間長度中之標的物的歷程資料

120‧‧‧指定第一時間長度和第二時間長度

130‧‧‧檢視標的物是否有發生事件

140‧‧‧持續記錄標的物的歷程資料經第二時間長度

150‧‧‧儲存事件發生時和前後之標的物的歷程資料為事件檔案

160‧‧‧將事件發生的時間點記錄至異常事件清單中並儲存事件檔案至資料庫中

170‧‧‧顯示事件之歷程資料的內容

300‧‧‧螢幕畫面

301‧‧‧感測值歷程

302‧‧‧感測值歷程

304‧‧‧主軸軸承振動值歷程

305‧‧‧Z軸的振動值歷程

306‧‧‧X軸的振動值歷程

307‧‧‧Y軸的振動值歷程

308‧‧‧主軸馬達耗用電流的感測值歷程

309‧‧‧倒退一格鈕

310‧‧‧暫停鈕

311‧‧‧播放鈕

312‧‧‧往前一格鈕

314‧‧‧工具機控制器條件環境

318‧‧‧加工G碼組

319‧‧‧工具機控制器條件環境

320‧‧‧各軸位移差值

321‧‧‧紀錄集

322‧‧‧資料格

323‧‧‧呼叫

324‧‧‧移動指令

325、326、327‧‧‧資料格

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖為繪示根據本發明實施例之事件導向的歷程監測與回溯方法的流程示意圖。

第2A至2C圖為繪示用以說明本發明實施例的資料時序示意圖。

第3A圖為繪示根據本發明實施例之使用者選取顯示某次工具機事件之操作歷程的螢幕示意圖。

第3B圖為繪示顯示某次工具機異常操作歷程資料的示意圖。

第4圖為繪示用以說明本發明實施例之某一頻道取樣的方式的示意圖。

本發明實施例係利用一資訊化裝置來多頻道監測與記錄一標的物的歷程資料，例如：工具機的操作過程的感測與製程資料、被監控場所的影音狀況等。本發明實施例利用資訊化裝置自動監測此標的物是否有事件發生(例如：工具機是否有異常操作事件、被監控場所是否有異物入侵等)，並自動記錄此事件發生之時間點前後各一段時間中之標的物的歷程資料。本發明實施例之資訊化裝置並具有可重新呈現標的物的事件前後歷程資料的介面，以讓使用者(例如：維修工程師、安全人員)得以分析標的物異常原因與責任歸屬。

請參照第1圖和第2A至2C圖，第1圖為繪示根據本發明實施例之事件導向的歷程監測與回溯方法的流程示意圖；第2A至2C為繪示用以說明本發明實施例的資料時序示意圖。為方便說明起見，以下說明之時間長度n、a1、a2分別代表(n×△T)、(a1×△T)、(a2×△T)，其中△T為記 錄標的物之歷程資料的時間間隔。

在此事件導向的歷程監測與回溯方法中，首先，如第2A圖所示，進行步驟110，以記錄於一段最大時間長度n中之一標的物(例如：工具機、被監控的場所)的歷程資料，其中當記錄標的物的歷程資料的時間點(n+1)超過最大時間長度n時，最舊時間點1的標的物的歷程資料將從具有最大時間長度n之紀錄集的最前端移出，在其餘所有時間點的歷程資料均前移一時間間隔△T後，將時間點(n+1)上新記錄到之標的物的歷程資料紀錄於此錄集的最後端。在一些實施列中，步驟110係記錄於一移動視窗(Moving Window)內之標的物的歷程資料(例如：工具機的加工參數、感測資料或加工位置等)，其中移動視窗具有最大時間長度n，當記錄標的物的歷程資料的時間超過最大時間長度時，將最舊的標的物的歷程資料從移動視窗的最前端移出，所有歷程資料均前移一時間間隔△T後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於移動視窗的最後端。第2B圖為第2A圖的一般化表示法，其繪示由時間點(i-n+1)至時間點i之標的物歷程資料。

接著，如第2C圖所示，指定一段第一時間長度a1和一段第二時間長度a2(步驟120)，其中第一時間長度a1和第二時間長度a2均小於或等於最大時間長度n。在一些實施列中，亦可指定第一時間長度與第二時間長度的比例為a1：a2。然後，進行步驟130，以檢視標的物是否有發生一事件，例如：異常操作、異物入侵等。舉例而言，當 步驟110係使用一攝影機來監控並記錄一場所的歷程資料時，步驟130係使用一影像辨識系統來判斷此場所是否有事件發生。另，當標的物為工具機時，步驟110係記錄於最大時間長度中之安裝於工具機之至少一個感測器的至少一個擷取值，而步驟130係檢視安裝於工具機的每一個感測器之最新擷取值是否大於一設定值或一平均感測值的數倍(n大於1，例如：3倍)標準差值。當步驟130的檢查結果為是時，則工具機有事件發生。其中，安裝於工具機之感測器包含有：安裝於主軸總成內的空隙之一振動感測器，並以電連接至一A/D轉換器；安裝於工作檯內部結構的空隙之又一振動感測器，並以電連接至又一A/D轉換器；及安裝於工具機的電控箱的主軸馬達線路之一電流計，並以電連接至再一A/D轉換器。

如第2C圖所示，當標的物於時間點j發生一事件時，持續記錄標的物的歷程資料經第二時間長度a2(步驟140)。然後，進行步驟150，以儲存事件發生時間點j、事件發生時間點j前之第一時間長度a1中和事件發生後之第二時間長度a2中之標的物的歷程資料為一事件檔案。換言之，事件檔案包含由時間點(j-x1)至時間點(j+x2)之標的物的歷程資料，其中x1=a1/(a1+a2)×(n-1)；x2=a2/(a1+a2)×(n-1)。在一些實施例中，第一時間長度a1等於第二時間長度a2。舉例而言，當標的物為工具機時，標的物的歷程依時間間隔所記錄的資料可包含：工具機之刀具路徑檔名、工具機正執行的刀具指令、工具機之各軸機械座標、工具 機之工件原點參考座標、刀長補正與刀半徑補正值、或工具機之加工振動感測值與各軸馬達電流感測值等。

接著，進行步驟160，以將事件發生的時間點記錄至一異常事件清單中，並儲存事件檔案至一資料庫中。若標的物發生多個事件後，本發明實施例會將依各事件發生的時間點分別記錄至異常事件清單，並將各事件對應的事件檔案儲存至資料庫中。由於本發明實施例係將各事件發生的前後歷程一段段儲存至資料庫中，並非將標的物整個操作過程或監控時間全部儲存至資料庫中，故可大幅地降低所需的記憶儲存容量。更由於本發明實施例係以事件為導向來儲存標的物的歷程資料，故當欲檢視某事件，使用者僅須自異常事件清單點選事件發生的時間點，並可開啟對應之事件檔案，而顯示事件之歷程資料的內容於例如一螢幕(步驟170)。因此，使用者毋需在龐大的資料庫中搜尋事件之歷程資料，便可有效且快速地回溯至事件發生的時間點。

請參照第3A圖，其繪示根據本發明實施例之使用者選取顯示某次工具機事件之操作歷程的螢幕示意圖。螢幕畫面300左上為顯示工具機異常操作事件的歷程展示控制鈕，其包含：播放鈕311、暫停鈕310、倒退一時間間隔格鈕309與往前一時間間隔格鈕312等四項功能，而在歷程展示控制鈕的右側則是感測資料的快照(Shot)時間。螢幕畫面300右上為顯示安裝於工具機Z軸之振動感測器的感測值歷程301，包含主軸軸承振動值歷程304與Z軸的振 動值歷程305。螢幕畫面300右中為顯示安裝於工具機工作檯之振動感測器的感測值歷程302，其包含X軸的振動值歷程306與Y軸的振動值歷程307。螢幕畫面300右下為顯示主軸馬達耗用電流的感測值歷程308。在螢幕畫面300左中為工具機控制器的加工參數歷程，其包含工具機控制器加工條件314和319以及加工G碼組318。在螢幕畫面300左下顯示從工具機控制器的擷取的機械座標參數歷程，並根據前後時間間隔的機械座標以圖形方式表示各軸的位移差值320。

請參照第3A圖與第3B圖，第3B圖為繪示本發明實施例顯示某次工具機異常操作歷程資料的示意圖，其中紀錄集321係如第2C圖所記錄之標的物的歷程資料。當使用者點選播放鈕311時，本發明實施例將把紀錄集321內的資料展現於工具機異常操作歷程的人機介面媒體(螢幕畫面300)上，並依時間間隔開始逐次顯示其餘資料。例如：目前顯示存於資料格322的資料，經一時間間隔後，呼叫323，本發明實施例將下一資料格327的資料取出並顯示於螢幕畫面300(人機介面媒體)，再以此類推顯示資料直到陣列末端的資料格325。此時，執行移動指令324，以取出並顯示紀錄集321前端的資料格326於螢幕畫面300。除非使用者點選暫停鈕310或將視窗關閉，否則此次工具機異常操作歷程將重複顯示於螢幕畫面300。

此外，記錄該最大時間長度中之標的物的歷程資料的步驟110(如第1圖所示)可透過至少一個頻道取樣的方 式來記錄標的物的歷程資料。換言之，不同頻道可取得不同的連續或離散數值(例如振動或電流訊號)、影像或複數資料(例如監視影像或加工參數集)。然而，由於步驟110的記錄時間間隔△T中，任一頻道僅記錄一筆資料，不同頻道具有不同的取樣時間間隔，而取樣時間間隔又常會與時間間隔△T不同，故必須進行資料處理。請參照第4圖，其繪示用以說明本發明實施例之某一頻道取樣的方式的示意圖，其中此頻道取樣的方式係以一取樣時間間隔△t來取得標的物的複數個參數值。

若某一頻道每一取樣為紀錄一影像或複數個參數值(例如監視影像或加工參數集)，則此頻道於時間間隔(△T)的記錄等於此頻道於△T時間內所獲得的第一個影像或參數值。

若某一頻道為紀錄一連續或離散數值(例如振動或電流訊號)，則進行以下的資料處理。當時間間隔△T對取樣時間間隔△t的比值(△T/△t)大於或等於第一預設值(例如：30)時，先將參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各m%(例如：2.5%)的參數值，則在時間間隔△T中所記錄之標的物的歷程資料為其餘該些參數值的平均數，其中m大於0。當△T/△t小於第一預設值且大於或等於第二預設值(例如：3)時，先將參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各p個(例如：1個)參數值，則在時間間隔△T中所記錄之標的物的歷程資料為其餘參數值的平均數，其中p大於0。當△T/△小於第二預設值時，在時間間隔△T中所記錄之標的物 的歷程資料為在時間間隔△T中所獲得之第一個參數值。

可理解的是，本發明之量測抽樣方法為以上所述之實施步驟，本發明之內儲用於量測抽樣之電腦程式產品，係用以完成如上述之量測抽樣的方法。上述實施例可利用電腦程式產品來實現，其可包含儲存有多個指令之機器可讀取媒體，這些指令可程式化(programming)電腦來進行上述實施例中的步驟。機器可讀取媒體可為但不限定於軟碟、光碟、唯讀光碟、磁光碟、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、可抹除可程式唯讀記憶體(EPROM)、電子可抹除可程式唯讀記憶體(EEPROM)、光卡(optical card)或磁卡、快閃記憶體、或任何適於儲存電子指令的機器可讀取媒體。再者，本發明之實施例也可做為電腦程式產品來下載，其可藉由使用通訊連接(例如網路連線之類的連接)之資料訊號來從遠端電腦轉移本發明之電腦程式產品至請求電腦。

由上述本發明實施方式可知，本發明可有效地記錄事件發生時間點前後歷程，大幅地降低所需的記憶儲存容量；並可有效且快速地回溯事件發生前後歷程。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧記錄於最大時間長度中之標的物的歷程資料

120‧‧‧指定第一時間長度和第二時間長度

130‧‧‧檢視標的物是否有發生事件

140‧‧‧持續記錄標的物的歷程資料經第二時間長度

150‧‧‧儲存事件發生時和前後之標的物的歷程資料為事件檔案

160‧‧‧將事件發生的時間點記錄至異常事件清單中並儲存事件檔案至資料庫中

170‧‧‧顯示事件之歷程資料的內容

Claims (10)

1. 一種事件導向的歷程監測與回溯方法，包含：記錄於一最大時間長度中之一標的物的歷程資料，其中當記錄該標的物的歷程資料的時間超過該最大時間長度時，每隔一時間間隔，將最舊的標的物的歷程資料從具有最大時間長度的一紀錄集的最前端移出，在所有歷程資料均前移該時間間隔後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於該紀錄集的最後端，該標的物為一工具機，該記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料的步驟為記錄於該最大時間長度中之安裝於一工具機之至少一感測器的至少一擷取值；指定一第一時間長度和一第二時間長度，其中該第一時間長度和該第二時間長度均小於或等於該最大時間長度；當該標的物發生一事件時，持續記錄該標的物的歷程資料經一第二時間長度；以及儲存該事件發生時、該事件發生前之該第一時間長度中和該事件發生後之該第二時間長度中之該標的物的歷程資料為一事件檔案。
2. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，其中該記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料的步驟包含：記錄於一移動視窗內之該標的物的歷程資料，其中該移動視窗具有該最大時間長度，當記錄該標的物的歷程資料的時間超過該最大時間長度時，每隔一時間間隔，將最舊的標的物的歷程資料從該移動視窗的最前端移出，在所有歷程資料均前移一時間間隔後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於 該移動視窗的最後端。
3. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，其中該第一時間長度等於該第二時間長度。
4. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，更包含：將該事件發生的時間點記錄至一異常事件清單中；以及儲存該事件檔案至一資料庫中。
5. 如請求項4所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，更包含：自該異常事件清單點選該事件發生的時間點，以開啟該事件檔案，而顯示該事件之歷程資料的內容。
6. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，其該記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料的步驟係使用一攝影機來監控並記錄該標的物的歷程資料，該事件監測與回溯方法更包含：使用一影像辨識系統來判斷該標的物是否發生該事件。
7. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，更包含：檢視安裝於該工具機的每一該至少一感測器之一最新擷取值是否大於一設定值或一平均感測值的n倍標準差值，而獲得一檢查結果，其中n大於1；以及 當該檢查結果為是時，則該標的物發生該事件。
8. 如請求項1所述之事件導向的歷程監測與回溯方法，其中該記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料的步驟包含：透過至少一頻道取樣的方式記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料，其中該頻道取樣的方式係以一取樣時間間隔來取得該標的物的複數個參數值；當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值大於或等於一第一預設值時，先將該些參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各m%的該些參數值，則在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為其餘該些參數值的平均數，其中m大於0；當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值小於該第一預設值且大於或等於一第二預設值時，先將該些參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各p個參數值，則在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為其餘該些參數值的平均數，其中p大於0；以及當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值小於該第二預設值時，在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為在該時間間隔中所獲得之第一個參數值。
9. 一種事件導向的歷程監測與回溯方法，包含：記錄於一最大時間長度中之一標的物的歷程資料，其中當記錄該標的物的歷程資料的時間超過該最大時間長度時，每隔一時間間隔，將最舊的標的物的歷程資料從具有最 大時間長度的一紀錄集的最前端移出，在所有歷程資料均前移該時間間隔後，將最新的標的物的歷程資料紀錄於該紀錄集的最後端，該記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料的步驟包含：透過至少一頻道取樣的方式記錄於該最大時間長度中之該標的物的歷程資料，其中該頻道取樣的方式係以一取樣時間間隔來取得該標的物的複數個參數值；當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值大於或等於一第一預設值時，先將該些參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各m%的該些參數值，則在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為其餘該些參數值的平均數，其中m大於0；當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值小於該第一預設值且大於或等於一第二預設值時，先將該些參數值依大小排序，再去除排序後之兩端各p個參數值，則在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為其餘該些參數值的平均數，其中p大於0；以及當該時間間隔對該取樣時間間隔的比值小於該第二預設值時，在該時間間隔中所記錄之該標的物的歷程資料為在該時間間隔中所獲得之第一個參數值；指定一第一時間長度和一第二時間長度，其中該第一時間長度和該第二時間長度均小於或等於該最大時間長度；當該標的物發生一事件時，持續記錄該標的物的歷程資料經一第二時間長度；以及儲存該事件發生時、該事件發生前之該第一時間長度中和該事件發生後之該第二時間長度中之該標的物的歷程資 料為一事件檔案。
10. 一種內儲用於事件導向的歷程監測與回溯之電腦程式產品，當電腦載入此電腦程式產品並執行後，可完成如請求項1至9任一項所述之的方法。