TWI725552B - 機台病灶分析系統及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置 - Google Patents

機台病灶分析系統及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置 Download PDF

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Abstract

本發明主要提出一種機台病灶分析系統，其主要包括一機況蒐集單 元、至少一穿戴式裝置與一處理及控制裝置。其中，該機況蒐集單元用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料，該穿戴式裝置用以供使用者穿戴在其身上，且該處理及控制裝置具有一歷史資料庫與一病灶分析單元。於一機台發生異常或故障時，該處理及控制裝置透過該機況蒐集單元接收所述機台狀況資料，且該病灶分析單元即依據該機台狀況資料而自歷史資料庫找出對應的機台異常原因和對應的機台維修紀錄，進而產生至少一機台故障排除方案。如此設計，配戴該穿戴式裝置的現場工程師便能夠所述機台故障排除方案的指示之下，快速且精準地完成該機台之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台之故障原因。

Description

機台病灶分析系統及具有機台病灶分析功能之穿戴式電 子裝置
本發明係關於基於人工智慧之機台維修的技術領域，尤指一種機台病灶分析系統及一種具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置。
傳統上，製程機台或自動化機台通常僅具備幾個簡單的操作按鍵。然而，隨著科技越趨發達，科技化的機台皆會搭載電子控制面板，連帶著使其操作變得複雜。因此，線上操作人員必須在詳閱有關的機台手冊且通過考核(qualify)之後，才能夠成為該機台的操作人員。對於這些搭載電子控制面板的科技化的機台而言，其故障排除及/或機台維修也非常不易。當機台發出故障通知時，操作人員會通知工程師，讓操作人員來進行故障排除。然而，由於所述科技化的機台通常同時具有機械結構與電子控制線路，工程師必須參考對應的機台維修指南才能夠對症下藥地完成故障排除。實務經驗顯示，機台維修指南的頁數非常的多，導致工程師必須花費很多時間在查閱機台維修指南，因而無法在迫切需要之時找到故障排除之解決辦法，造成機台維修的延宕。更嚴重者，工程師在尚未找到正確的解決辦法之時，便逕自地變更機台設定或任意更換機台零件，造成不可逆的嚴重後果。
因此，若年資較淺的工程師在花費許多時間查閱機台維修指南之後仍舊無法最佳的故障排除方案，其通常會利用一即時通訊裝置將現場的狀況回報 給位於總公司的資深工程師。如此，資深工程師便可以依據現場的即時狀況判斷機台故障原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的資淺工程師。另一方面，一些設備商採取製作故障排除SOP手冊的方式，令現場的工程師能夠依據所述故障排除SOP手冊所載內容，對發出故障警示的機台進行故障原因分析及排除。
前述兩種方式都有助於現場的工程師能夠在短時間內完成機台之故障原因分析及排除，然而，此兩種方式仍各自具有實務應用面的缺陷。就前者之方式而言，一旦總公司的資深工程師請假或者離職，即使現場的工程師透過所述即時通訊裝置將現場的狀況回報給總公司，仍無助於現場的工程師在短時間找出最佳的故障排除方案。就後者之方式而言，依循故障排除SOP手冊逐一檢查、確認機台之故障原因，最終的確能夠修復發生故障之機台。然而，必須注意的是，整個檢查及確認的過程仍需耗費不少時間。再者，一些未知的故障原因通常肇因於機台的組裝瑕疵或零件瑕疵，這些未知的故障原因並不會記載在通用的故障排除SOP手冊之中，導致現場工程師因此無法完成機台之故障原因分析與排除。
由上述說明可知，實有必要重新設計、開發出有助於維修工程師在短時間內完成機台之故障原因分析與排除一種裝置或系統。
有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種機台病灶分析系統以及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置。
本發明之主要目的在於提供一種機台病灶分析系統與一種具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置，其中該機台病灶分析系統主要包括一機況蒐集單元、至少一穿戴式裝置與一處理及控制裝置。特別地，該機況蒐集單元用以 蒐集至少一機台之一機台狀況資料，該穿戴式裝置用以供使用者穿戴在其身上，且該處理及控制裝置具有一歷史資料庫與一病灶分析單元。於一機台發生異常或故障時，該處理及控制裝置透過該機況蒐集單元接收所述機台狀況資料，進一步地，該病灶分析單元即可依據該機台狀況資料而自歷史資料庫找出對應的機台異常原因和對應的機台維修紀錄，進而產生至少一機台故障排除方案。如此設計，配戴該穿戴式裝置的現場工程師便能夠所述機台故障排除方案的指示之下，快速且精準地完成該機台之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台之故障原因。
為達成上述目的，本發明提出所述機台病灶分析系統之一實施例，其包括：一機況蒐集單元，用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料；至少一穿戴式裝置，用以供至少一使用者穿戴在其身上，且各所述穿戴式裝置具有一第一通訊單元與用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料的一機況蒐集單元；以及一處理及控制裝置，係透過該機況蒐集單元接收所述機台狀況資料，且包括：一第二通訊單元，用以與該第一通訊單元相互通訊；一處理單元，耦接該第二通訊單元；一病灶分析單元，耦接該處理單元；及一歷史資料庫，耦接該病灶分析單元與該處理單元，且儲存有用以複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；其中，該處理單元透過該第二通訊單元與該第一通訊單元接收傳送自該穿戴式裝置的該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史 資料庫找出對應的所述機台異常原因和對應的所述機台維修紀錄，進而產生至少一機台故障排除方案；其中，該處理單元透過該第二通訊單元與該第一通訊單元將該至少一機台故障排除方案傳回該穿戴式裝置。
並且，本發明同時提供所述具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置之一實施例，其用以供一使用者穿戴在其身上，且包括：一處理器單元；一機況蒐集單元，耦接該處理器單元，用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料；一歷史資料庫，耦接該處理器單元，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；一病灶分析單元，耦接該歷史資料庫與該處理器單元；以及一顯示單元，耦接該處理器單元；其中，該處理器單元透過該機況蒐集單元接收該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案並透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示於該顯示單元之上。
於前述本發明之機台病灶分析系統的實施例以及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置的實施例中，該機台具有複數個感測器，用以透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至該機況蒐集單元。
<本發明>
1:機台病灶分析系統
2:使用者
3:機台
31:感測器
10:穿戴式裝置
101:機況蒐集單元
102:顯示單元
103:第一通訊單元
104:反饋單元
11:處理及控制裝置
111:第二通訊單元
112:處理單元
113:病灶分析單元
114:歷史資料庫
115:自我學習單元
5:具機台病灶分析功能之穿戴式裝置
50:處理器單元
51:機況蒐集單元
52:歷史資料庫
53:病灶分析單元
54:顯示單元
55:反饋單元
56:自我學習單元
57:通訊單元
圖1顯示本發明之一種機台病灶分析系統的架構圖；圖2顯示本發明之機台病灶分析系統的功能方塊圖；圖3A顯示本發明之機台病灶分析系統的一穿戴式裝置之一可行實施例的立體圖；圖3B顯示穿戴式裝置的另一可行實施例的立體圖；圖4顯示本發明之一種具機台病灶分析功能之穿戴式裝置的架構圖；以及圖5顯示本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置的功能方塊圖。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種機台病灶分析系統以及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
機台病灶分析系統
圖1顯示本發明之一種機台病灶分析系統的架構圖，且圖2顯示本發明之機台病灶分析系統的功能方塊圖。如圖1與圖2所示，本發明之機台病灶分析系統1主要包括：一機況蒐集單元101、至少一穿戴式裝置10與一處理及控制裝置11，其中，該機況蒐集單元101用以蒐集至少一機台3之一機台狀況資料。另一方面，該至少一穿戴式裝置10係用以供至少一使用者2穿戴在其身上，且各所述穿戴式裝置10具有一第一通訊單元103。此外，該穿戴式裝置10還具有一顯示單元102。圖1係顯示所述穿戴式裝置10為一混合實境(MR)頭盔，然而並非以此限制該穿戴式裝置10的可行實施例。圖3A顯示穿戴式裝置10的一可行實施例的立體圖，且圖3B顯示穿戴式裝置10的另一可行實施例的立體圖。如圖3A所示，在一可行實施例中，所述穿戴式裝置10也可以是一組智慧型眼鏡。並且，在另 一可行實施例中，所述穿戴式裝置10也可以如圖3B所示之史考特(Scouter)偵測器。
另一方面，圖1是以一筆記型電腦表示該處理及控制裝置11。然而，必須知道的是，通常製程用途或自動化產線之機台3的有關設備資料都會儲存在一中央控制系統之中，且該中央控制系統在必要的時候也可以控制特定機台3之啟用/停機。由此可知，本發明並不限定處理及控制裝置11的實施態樣。在可行的實施例中，所述處理及控制裝置11可為下列任一種者：中央控制系統、工業電腦、伺服器電腦、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、或智慧型手機。更詳細地說明，如圖2所示，該處理及控制裝置11包括：用以與該第一通訊單元103相互通訊的一第二通訊單元111、耦接該第二通訊單元111的一處理單元112、耦接該處理單元112的一病灶分析單元113、以及一歷史資料庫114。其中，該歷史資料庫114耦接該病灶分析單元114與該處理單元112，且儲存有用以複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。
一般而言，製程用途或自動化產線之機台3各自具有複數個感測器31以及警示(alarm)單元。依據本發明之設計，在感測器31偵測到特定機台3發生故障時，會先通知警示單元發出警示燈號或訊息。同時，該機況蒐集單元101會透過有線傳輸或無線傳輸的方式接收傳送自該感測器31的一機台狀況資料。此處所稱之機台狀況資料包括：與該機台3有關的通常異常情況及/或緊急異常情況。接著，該處理單元112透過該機況蒐集單元101接收所述機台狀況資料，使得其病灶分析單元114依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫113找出對應的所述機台異常原因和對應的所述機台維修紀錄，進而產生至少一機台故障排除方案。之後，該處理單元112透過該第二通訊單元111與該第一通訊單元103將該至少一機台故障排除方案傳回該穿戴式裝置10。
易於理解的，該第一通訊單元103與該第二通訊單元111皆可為一有線通訊單元或一無線通訊單元。另一方面，所述機台故障排除方案可透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示在該顯示單元102之上。依據本發明之設計，所述機台故障排除方案包括：依據發生機率而順序排列的複數種機台異常原因以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。如此設計，配戴該穿戴式裝置10的使用者2(亦即，現場工程師)便能夠在顯示單元102所顯示的機台故障排除方案的指示之下，快速且精準地完成該特定機台3之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台3之故障原因。舉例而言，在編號A的機台3發生故障的情況下，現場工程師透過穿戴式裝置10所看到的機台故障排除方案所指示的機台檢修步驟為A→B→C。相對地，當編號B的機台3發生故障之時，現場工程師透過穿戴式裝置10所獲知的機台故障排除方案所指示的機台檢修步驟為B→C→D。簡單地說，依據不同的機台3，該病灶分析單元113依據歷史資料所產生的機台故障排除方案並不會有相同的檢修步驟。如此方式，不但可以大幅縮短機台維修的整個時程，同時還可以避免現場工程師在尚未找到正確的解決辦法之時便逕自地變更機台設定或任意更換機台零件。
補充說明的是，前述說明係描述該機台3具有感測器31，且該感測器31透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至穿戴式裝置10的機況蒐集單元101，意指所述機況蒐集單元101為一感測資料接收模組。當然，在可行的實施例中，機況蒐集單元101也可以是一感測器控制裝置，用以控制各所述感測器31，並對各所述感測器31所傳送之感測訊號加以管理。
然而，在一些情況下，現場工程師(亦即，使用者2)有可能在遵循機台故障排除方案的情況下仍舊無法順利地完成機台3的故障(或異常)排除。此時，使用者2亦能夠利用穿戴式裝置10之影像擷取單元、聲音擷取單元、或攝影裝置直接回報現場狀況給位於總公司的中央控制系統(亦即，處理及控制裝置11)， 讓位於總公司的資深工程師可以依據現場的即時狀況判斷機台故障原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的工程師。
如圖2所示，該穿戴式裝置10更包括一反饋單元104，且該處理及控制裝置11更包括耦接該處理單元112與該歷史資料庫114的一自我學習單元115。當現場工程師依據位於總公司的資深工程師所提供的最佳故障排除方案而完成機台3的故障(或異常)排除之後，該現場工程師(亦即，使用者2)還能夠透過反饋單元104與該第一通訊單元103回傳正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式至該處理及控制裝置11。在該處理單元112接收所述正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式之後，該自我學習單元11即重新整理儲存於該歷史資料庫114之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因、以及該複數筆機台維修紀錄，藉以利於該病灶分析單元113能夠依據歷史資料而快速且精準地產生最佳的機台故障排除方案。
通常，該病灶分析單元113與該自我學習單元115可以透過函式庫、變數或運算元之形式而被編輯為至少一應用程式，進而被建立在該處理及控制裝置11之中。這樣的方式令該處理及控制裝置11可以不限定為位於總司的中央控制系統，其可以是允許使用者2隨身攜帶的筆記型電腦、平板電腦、或智慧型手機。甚至於，若所述穿戴式裝置10係搭載具高速運算能力之處理器，則病灶分析單元113與自我學習單元115同樣也可以透過函式庫、變數或運算元之形式而被編輯為至少一應用程式，進而被建立在該穿戴式裝置10之中。於下文之中，將接著介紹具有機台病灶分析功能之穿戴式裝置。
具機台病灶分析功能之穿戴式裝置
圖4顯示本發明之一種具機台病灶分析功能之穿戴式裝置的架構圖，且圖5顯示本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置的功能方塊圖。如圖4與圖5所示，本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置5用以供一使用者2(亦即，現 場工程師)穿戴在其身上，且包括：一處理器單元50、一機況蒐集單元51、一歷史資料庫52、一病灶分析單元53、一顯示單元54、一反饋單元55、一自我學習單元56、以及一通訊單元57。其中，該機況蒐集單元51耦接該處理器單元50，用以蒐集至少一機台3之一機台狀況資料。於可行的實施例中，該機況蒐集單元51可為下任一者：感測資料接收模組、影像擷取單元、聲音擷取單元、或攝影裝置。
更詳細地說明，該歷史資料庫52耦接該處理器單元50，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。並且，該病灶分析單元53耦接該歷史資料庫52與該處理器單元50，且該顯示單元54耦接該處理器單元50。另一方面，該反饋單元55耦接該處理器單元50，且該自我學習單元56耦接該處理器單元50與該歷史資料庫52。實際使用本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置5之時，感測器31會在特定機台3發生異常或故障之時，透過有線傳輸或無線傳輸的方式將一機台狀況資料傳送至該機況蒐集單元51。該處理單元112透過該機況蒐集單元51接收該機台狀況資料之後，該病灶分析單元114即依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫113找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案並透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示於該顯示單元54之上。此時，配戴本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置5的使用者2(亦即，現場工程師)便能夠在顯示單元54所顯示的機台故障排除方案的指示之下，快速且精準地完成該特定機台3之故障排除處理，不需要花費時間在找尋機台3之故障原因。
補充說明的是，前述說明係描述機台3的感測器31透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至穿戴式裝置5的機況蒐集單元51，意指所述機況蒐集單元51為一感測資料接收模組。值得注意的是，在可行的實施例 中，所述機況蒐集單元51可以為一個獨立的感測器控制裝置，用以控制各所述感測器31，並對各所述感測器31所傳送之感測訊號加以管理。簡單地說，機況蒐集單元51可以不用整合在本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置5之中，而是可以透過橋接的方式，自各所述感測器31接收感測訊號，接著將感測訊號轉送至本發明之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置5。
然而，在一些情況下，現場工程師(亦即，使用者2)有可能在遵循機台故障排除方案的情況下仍舊無法順利地完成機台3的故障(或異常)排除。此時，使用者2亦能夠利用穿戴式裝置5的影像擷取單元、聲音擷取單元、或攝影裝置配合該通訊單元57以直接回報現場狀況給位於總公司的中央控制系統，讓位於總公司的資深工程師可以依據現場的即時狀況判斷機台故障原因，進而提供最佳的故障排除方案給位於現場的工程師。
當現場工程師依據位於總公司的資深工程師所提供的最佳故障排除方案而完成機台3的故障(或異常)排除之後，該現場工程師(亦即，使用者2)還能夠透過反饋單元55回傳正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式至該處理器單元50。在該處理器單元50接收所述正確的機台故障原因及其對應的故障排除方式之後，該自我學習單元56即重新整理儲存於該歷史資料庫52之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因、以及該複數筆機台維修紀錄，藉以利於該病灶分析單元53能夠依據歷史資料而快速且精準地產生最佳的機台故障排除方案。
如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之一種機台病灶分析系統以及具有機台病灶分析功能之穿戴式電子裝置。必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
1:機台病灶分析系統
2:使用者
3:機台
10:穿戴式裝置
101:機況蒐集單元
11:處理及控制裝置

Claims (9)

  1. 一種機台病灶分析系統，包括：一機況蒐集單元，用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料；至少一穿戴式裝置，用以供至少一使用者穿戴在其身上，且各所述穿戴式裝置具有一第一通訊單元及一顯示單元；以及一處理及控制裝置，係透過該機況蒐集單元接收所述機台狀況資料，且包括：一第二通訊單元，用以與該第一通訊單元相互通訊；一處理單元，耦接該第二通訊單元；一病灶分析單元，耦接該處理單元；及一歷史資料庫，耦接該病灶分析單元與該處理單元，且儲存有用以複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；其中，該處理單元透過該第二通訊單元與該第一通訊單元接收傳送自該穿戴式裝置的該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因和對應的所述機台維修紀錄，進而產生至少一機台故障排除方案，所述機台故障排除方案包括：依據故障發生機率而順序排列的複數種機台異常原因，以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；其中，該處理單元透過該第二通訊單元與該第一通訊單元將該至少一機台故障排除方案傳回該穿戴式裝置，並使得所述機台故障排除方案透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示在該顯示單元之上。
  2. 如請求項1所述之機台病灶分析系統，其中，該機台具有複數個感測器，用以透過有線傳輸或無線傳輸的方式將所述機台狀況資料傳送至該機況蒐集單元。
  3. 如請求項1所述之機台病灶分析系統，其中，該穿戴式裝置更包括一反饋單元，使得該使用者完成各所述機台之一故障排除處理之後，能夠透過該反饋單元與該第一通訊單元回傳一正確的機台故障原因至該處理及控制裝置。
  4. 如請求項3所述之機台病灶分析系統，其中，該處理及控制裝置更包括耦接該處理單元與該歷史資料庫的一自我學習單元；其中，在該處理單元接收所述正確的機台故障原因之後，該自我學習單元即重新整理儲存於該歷史資料庫之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因與該複數筆機台維修紀錄。
  5. 如請求項4所述之機台病灶分析系統，其中，該病灶分析單元與該自我學習單元係透過函式庫、變數或運算元之形式而被編輯為至少一應用程式，進而被建立在該處理及控制裝置之中。
  6. 一種具機台病灶分析功能之穿戴式裝置，用以供一使用者穿戴在其身上，且包括：一處理器單元；一機況蒐集單元，耦接該處理器單元，用以蒐集至少一機台之一機台狀況資料；一歷史資料庫，耦接該處理器單元，且儲存有複數種機台異常情況、對應於該複數種機台異常情況的複數種機台異常原因、以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄；一病灶分析單元，耦接該歷史資料庫與該處理器單元；以及 一顯示單元，耦接該處理器單元；其中，該處理器單元透過該機況蒐集單元接收該機台狀況資料，使得該病灶分析單元依據該機台狀況資料而自該歷史資料庫找出對應的所述機台異常原因與對應的所述機台維修紀錄，進以產生至少一機台故障排除方案並透過混合實境(Mixed reality)的方式顯示於該顯示單元之上，所述機台故障排除方案包括：依據故障發生機率而順序排列的複數種機台異常原因，以及對應於該複數種機台異常原因的複數筆機台維修紀錄。
  7. 如請求項6所述之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置，更包括：耦接該處理器單元的一反饋單元，使得該使用者在完成各所述機台之一故障排除處理之後，能夠透過該反饋單元回傳一正確的機台故障原因至該處理器單元。
  8. 如請求項7所述之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置，更包括：耦接該處理器單元與該歷史資料庫的一自我學習單元；其中，在該處理器單元接收所述正確的機台故障原因之後，該自我學習單元即重新整理儲存於該歷史資料庫之中的該複數種機台異常情況、該複數種機台異常原因與該複數筆機台維修紀錄。
  9. 如請求項7所述之具機台病灶分析功能之穿戴式裝置，更包括：耦接該處理器單元的一通訊單元，用以與一中央控制系統進行通訊。
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