WO2011121766A1 - 記録装置および時系列データの記録方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a recording apparatus and a time-series data recording method.
- control data collection (logging) of the control device has been performed.
- time-series data logged by a sequencer in the FA field or the like is stored in a flash memory or the like of an external device as a continuous logging file.
- the user specifies a file including the necessary data.
- Patent Document 1 proposes a technique for adding representative data of measurement data to an index in a data compression recording apparatus that divides and records continuous data. By referring to the index when extracting data, the burden of read processing is reduced.
- the representative value added to the index is calculated based on all measurement data recorded in the logging file. It takes time for a predetermined calculation process between the time series data acquisition and the representative value being added. For this reason, for example, there may be a problem in a quick analysis for a system down or the like. In addition, as the amount of data becomes enormous, there arises a problem that the time and load required for arithmetic processing increase.
- the present invention has been made in view of the above, and provides a recording apparatus and a method for recording time-series data that can analyze time-series data immediately and quickly, and can reduce the time and burden required for arithmetic processing.
- the purpose is to obtain.
- the present invention provides a numerical data detection unit that detects numerical data for each element related to the state of the control as the control device executes the control, and the numerical data detection
- the numerical data detected by the unit is stored as time-series data, the data storage unit that holds the maximum value and the minimum value of the numerical data that has been converted to the time-series data, and the time-series data is read from the data storage unit
- a logging file creation unit that creates a logging file
- a data comparison unit that compares the maximum and minimum values held in the data storage unit with the numeric data detected by the numeric data detection unit.
- the data storage unit is responsive to a result of comparison by the data comparison unit every time numerical data is detected by the numerical data detection unit.
- the maximum value and the minimum value to be held are updated, and the logging file creation unit adds the maximum value and the minimum value read from the data storage unit when creating the logging file to the logging file as search data. It is characterized by that.
- the recording apparatus and the time-series data recording method according to the present invention have the effect that time-series data can be analyzed immediately and quickly, and the time and burden required for arithmetic processing can be reduced.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system including the recording apparatus according to the embodiment.
- FIG. 2 is a flowchart for explaining the procedure of the time-series data recording method.
- FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of time-series data temporarily stored in the data storage unit.
- FIG. 4 is a diagram for explaining data search for a logging file stored in an external storage device.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system including the recording apparatus according to the embodiment.
- the sequencer 2 is a control device that controls the control target device 5 such as an FA product.
- the PC 1 performs a control instruction to the sequencer 2, monitors and analyzes the state of the sequencer 2 and the control target device 5, and the like.
- the external storage device 4 stores a logging file group made up of logging files created by the recording device 3 of the sequencer 2.
- the recording device 3 provided in the sequencer 2 includes a device value detection unit 11, a data comparison unit 12, a data storage unit 13, and a logging file creation unit 14.
- the device value detection unit 11 detects a device value as an element related to a state of control by the sequencer 2, for example, numerical data for each device.
- the data comparison unit 12 compares the maximum value and the minimum value held in the data storage unit 13 with the device value detected by the device value detection unit 11.
- the data storage unit 13 stores time-series data in which the device value detected by the device value detection unit 11 and a parameter indicating the time when the device value is detected are associated with each other.
- the data storage unit 13 holds the maximum value and the minimum value of the device values stored as time series data.
- the numerical data stored in the data storage unit 13 as time-series data is not limited to data relating to devices, and may be any information that can be expressed as numerical values.
- the logging file creation unit 14 creates a logging file by reading the time-series data stored in the data storage unit 13 at regular intervals.
- the logging file creation unit 14 reads the maximum value and the minimum value held in the data storage unit 13 together with the reading of the time-series data in a constant cycle.
- the logging file creation unit 14 adds the maximum value and the minimum value read from the data storage unit 13 when creating the logging file to the logging file as search data.
- FIG. 2 is a flowchart for explaining the procedure of the time-series data recording method.
- the device value detection unit 11 detects a device value (step S1).
- the data storage unit 13 stores the device value detected in step S1 as an initial value of time series data (step S2).
- the data storage unit 13 holds the device value as the initial value as the maximum value and the minimum value (step S3).
- the device value detection unit 11 detects the device value at the next sampling time (step S4).
- the data storage unit 13 stores the device value detected in step S4 as time series data.
- the data comparison unit 12 compares the maximum value and the minimum value held in the data storage unit 13 with the device value detected in step S4. When the detected device value is smaller than the minimum value held in the data storage unit 13 (step S5, Yes), the data storage unit 13 updates the minimum value to the device value (step S6). If the detected device value is greater than or equal to the minimum value held in the data storage unit 13 (step S5, No), the data storage unit 13 holds the minimum value as it is.
- step S7 When the detected device value is larger than the maximum value held in the data storage unit 13 (step S7, Yes), the data storage unit 13 updates the maximum value to the device value (step S8). . When the detected device value is equal to or less than the maximum value held in the data storage unit 13 (No in step S7), the data storage unit 13 holds the maximum value as it is. Note that the order of the comparison between the minimum value and the device value (step S5) and the comparison between the maximum value and the device value (step S7) by the data comparison unit 12 is arbitrary and can be changed as appropriate.
- the data storage unit 13 determines whether or not device values for the designated number of records (rows) have been acquired (step S9).
- the number of time-series data records recorded in one logging file is designated in advance. If device values for the designated number of records have not been acquired (step S9, No), the sequencer 2 repeats the operations from step S4 to step S8 and continues to detect device values.
- the detected device value is associated with the parameter indicating the time, and is accumulated in the data storage unit 13 as time series data.
- the logging file creation unit 14 sets the time series data stored in the data storage unit 13 and the maximum stored in the data storage unit 13 Read the value and minimum value and create a logging file.
- the external storage device 4 stores the maximum value, minimum value, and time series data as a logging file.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of time-series data temporarily stored in the data storage unit.
- time series data of every second of driver values D0, D1,.
- the device value detected at 13: 5: 1 is the initial value.
- the data storage unit 13 stores the driver values detected at this time in a row of a parameter “13:05:01” representing 13 hours 5 minutes 1 second.
- the driver value D0 detected at 13: 5: 1 is “100”.
- the data storage unit 13 stores the detected driver value “100” in the row “13:05:01”.
- the data storage unit 13 stores the driver value “100”, which is an initial value, as the maximum value and the minimum value of the driver value D0.
- the data storage unit 13 stores the detected driver value “103” in the row “13:05:02”.
- the data comparison unit 12 compares the detected driver value “103” with the maximum value “100” and the minimum value “100” held in the data storage unit 13.
- the data storage unit 13 updates the maximum value to “103” and keeps the minimum value “100” according to the comparison result by the data comparison unit 12.
- the recording apparatus 3 repeats such an operation every second in this example every time a driver value is detected. Similarly, the detected driver value is stored, compared with the maximum value and the minimum value, and updated for the other driver values D1 and the like.
- the recording device 3 creates a logging file when acquiring device values for the designated number of records.
- the data storage unit 13 sets the maximum value “107” and the minimum value “100” for the driver value D0, the maximum value “4” for the driver value D1, and Assume that the minimum value “0” is stored.
- the numerical value range “100” to “107” of the driver value D0 and the numerical value range “0” to “4” of the driver value D1 at this time point are used as search data, respectively.
- the recording device 3 can immediately and quickly analyze time-series data by using the maximum value and the minimum value held by the data storage unit 13 as search data for data before the creation of the logging file.
- FIG. 4 is a diagram for explaining a data search for a logging file stored in an external storage device.
- a numerical range for each element is added as search data to each logging file.
- a logging file and a logging file whose numerical range is “ ⁇ 20 ⁇ D0 ⁇ 10” are stored in the external storage device 4.
- the user designates the necessary data conditions by, for example, input from the PC 1 and executes a search.
- the sequencer 2 receives the search instruction, the sequencer 2 refers to the search data added to the logging file, and specifies the logging file including the data to be extracted.
- the recording device 3 scans the data search data of each logging file, and specifies a logging file of “ ⁇ 20 ⁇ D0 ⁇ 10” including the negative device value D0. The user appropriately retrieves desired data from the logging file specified by the search.
- the recording device 3 also executes data search for time series data stored in the data storage unit 13.
- the recording device 3 refers to the maximum value and the minimum value stored in the data storage unit 13 as search data, and whether or not the time series data stored in the data storage unit 13 includes data to be extracted. Judging.
- the user appropriately extracts desired data from the time series data in the data storage unit 13.
- the maximum value and the minimum value held in the data storage unit 13 are repeatedly compared and updated with the detected data to obtain the numerical range of the time series data. For this reason, compared with the case where the numerical range is obtained after the numerical data of a predetermined number of records is taken in, immediate and quick analysis can be performed. Immediate and quick analysis of time-series data is useful, for example, when it is required to quickly resolve a problem that has occurred in a control device or a control target.
- the recording device 3 can obtain search data within a range that does not affect logging even when high-speed logging is performed.
- the recording device 3 and the time-series data recording method according to the present embodiment are not limited to being applied to the sequencer 2 used for controlling FA products, and can be widely applied to control devices for controlling a control target. It is.
- the recording device and the time-series data recording method according to the present invention are useful for monitoring and analyzing the operation state of the control device and the state of the controlled object.
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Abstract
制御装置による制御の状態に関する要素ごとの数値データを検出する数値データ検出部と、数値データ検出部で検出された数値データを時系列データとして記憶するとともに、時系列データとされた数値データの最大値および最小値を保持するデータ記憶部と、データ記憶部から時系列データを読み出し、ロギングファイルを作成するロギングファイル作成部と、データ記憶部に保持されている最大値および最小値と、数値データ検出部で検出された数値データとを比較するデータ比較部と、を有し、データ記憶部は、数値データ検出部で数値データが検出されるごとにおけるデータ比較部による比較の結果に応じて、保持する最大値および最小値を更新し、ロギングファイル作成部は、ロギングファイルの作成の際にデータ記憶部から読み出した最大値および最小値を、検索用データとしてロギングファイルに付加する。
Description
本発明は、記録装置および時系列データの記録方法に関する。
従来、制御装置の動作状態や制御対象の状態を監視および解析するために、制御装置の制御データの収集(ロギング)が実施されている。例えば、FA分野等におけるシーケンサでロギングされた時系列データは、連続するロギングファイルとして、外部装置のフラッシュメモリ等に保存される。ロギングされた時系列データから必要なデータを取り出す場合に、ユーザは、必要なデータを含むファイルを特定することとなる。この場合に、ロギングファイルの日付などからロギングファイルを特定してファイル内を検索することの繰り返しや、全てのファイルをパーソナルコンピュータ(PC)等へコピーしてからファイル検索用ソフトウェア等による全文検索を実施することは、操作性の悪化を招くこととなる。特に、データ量が膨大であるほど、検索の効率低下が顕著となる。例えば、特許文献1には、連続するデータを分割して記録するデータ圧縮型記録装置において、測定データの代表値のデータをインデックスに付加する技術が提案されている。データを抽出する際にインデックスを参照することにより、読み出し処理の負担軽減を図ることとしている。
インデックスに付加される代表値は、ロギングファイルに記録された全ての測定データに基づいて算出される。時系列データが全て取得されてから代表値が付加されるまでの間には、所定の演算処理のための時間を要することとなる。このため、例えば、システムダウン等に対する迅速な解析に支障を生じる場合がある。また、データ量が膨大になるほど、演算処理に要する時間や負荷が増大するという問題も生じる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時系列データを即時かつ迅速に解析可能とし、演算処理に要する時間および負担の軽減を可能とする記録装置および時系列データの記録方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、制御装置による制御の実行に伴い、該制御の状態に関する要素ごとの数値データを検出する数値データ検出部と、前記数値データ検出部で検出された数値データを時系列データとして記憶するとともに、前記時系列データとされた数値データの最大値および最小値を保持するデータ記憶部と、前記データ記憶部から前記時系列データを読み出し、ロギングファイルを作成するロギングファイル作成部と、前記データ記憶部に保持されている最大値および最小値と、前記数値データ検出部で検出された数値データとを比較するデータ比較部と、を有し、前記データ記憶部は、前記数値データ検出部で数値データが検出されるごとにおける前記データ比較部による比較の結果に応じて、保持する最大値および最小値を更新し、前記ロギングファイル作成部は、前記ロギングファイルの作成の際に前記データ記憶部から読み出した最大値および最小値を、検索用データとして前記ロギングファイルに付加することを特徴とする。
本発明にかかる記録装置および時系列データの記録方法は、時系列データの即時かつ迅速な解析を可能とし、演算処理に要する時間および負担を軽減できるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる記録装置および時系列データの記録方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、実施の形態にかかる記録装置を含む制御システムの概略構成を示すブロック図である。シーケンサ2は、FA製品等の制御対象機器5を制御する制御装置である。PC1は、シーケンサ2への制御の指示や、シーケンサ2および制御対象機器5の状態の監視および解析等を行う。外部記憶装置4は、シーケンサ2の記録装置3で作成されたロギングファイルからなるロギングファイル群を保存する。
図1は、実施の形態にかかる記録装置を含む制御システムの概略構成を示すブロック図である。シーケンサ2は、FA製品等の制御対象機器5を制御する制御装置である。PC1は、シーケンサ2への制御の指示や、シーケンサ2および制御対象機器5の状態の監視および解析等を行う。外部記憶装置4は、シーケンサ2の記録装置3で作成されたロギングファイルからなるロギングファイル群を保存する。
シーケンサ2に設けられた記録装置3は、デバイス値検出部11、データ比較部12、データ記憶部13およびロギングファイル作成部14を有する。数値データ検出部であるデバイス値検出部11は、シーケンサ2による制御対象機器5の制御に伴い、デバイス値を検出する。デバイス値検出部11は、シーケンサ2による制御の状態に関する要素、例えばデバイスごとの数値データとして、デバイス値を検出する。
データ比較部12は、データ記憶部13に保持されている最大値および最小値と、デバイス値検出部11で検出されたデバイス値とを比較する。データ記憶部13は、デバイス値検出部11で検出されたデバイス値と、デバイス値が検出された時刻を示すパラメータと、が関連付けられた時系列データを記憶する。また、データ記憶部13は、時系列データとして記憶されているデバイス値の最大値および最小値を保持する。なお、時系列データとしてデータ記憶部13に記憶される数値データは、デバイスに関するデータに限られず、数値として表現可能ないずれの情報であっても良いものとする。
ロギングファイル作成部14は、データ記憶部13に記憶された時系列データを一定の時間おきに読み出すことで、ロギングファイルを作成する。ロギングファイル作成部14は、一定周期における時系列データの読み出しと併せて、データ記憶部13に保持されている最大値および最小値を読み出す。ロギングファイル作成部14は、ロギングファイルの作成の際にデータ記憶部13から読み出した最大値および最小値を、検索用データとしてロギングファイルに付加する。
図2は、時系列データの記録方法の手順を説明するフローチャートである。デバイス値検出部11は、デバイス値を検出する(ステップS1)。データ記憶部13は、ステップS1で検出されたデバイス値を、時系列データの初期値として記憶する(ステップS2)。
データ記憶部13は、初期値としたデバイス値を最大値および最小値として保持する(ステップS3)。前回のデバイス値の検出から予め設定された所定時間が経過すると、デバイス値検出部11は、次のサンプリング時刻におけるデバイス値を検出する(ステップS4)。データ記憶部13は、ステップS4で検出されたデバイス値を、時系列データとして記憶する。
データ比較部12は、データ記憶部13に保持されている最大値および最小値と、ステップS4において検出されたデバイス値とを比較する。検出されたデバイス値が、データ記憶部13に保持されている最小値より小さい場合(ステップS5、Yes)、データ記憶部13は、最小値をそのデバイス値へと更新する(ステップS6)。検出されたデバイス値がデータ記憶部13に保持されている最小値以上であった場合(ステップS5、No)、データ記憶部13は、最小値をそのまま保持する。
また、検出されたデバイス値が、データ記憶部13に保持されている最大値より大きい場合(ステップS7、Yes)、データ記憶部13は、最大値をそのデバイス値へと更新する(ステップS8)。検出されたデバイス値がデータ記憶部13に保持されている最大値以下であった場合(ステップS7、No)、データ記憶部13は、最大値をそのまま保持する。なお、データ比較部12による最小値とデバイス値との比較(ステップS5)と、最大値とデバイス値との比較(ステップS7)の順序は任意であって、適宜変更可能であるものとする。
次に、データ記憶部13は、指定されたレコード(行)数分のデバイス値を取得したか否かを判断する(ステップS9)。一つのロギングファイルに記録される時系列データのレコード数は、予め指定されている。指定されたレコード数分のデバイス値を取得していない場合(ステップS9、No)、シーケンサ2は、ステップS4からステップS8の動作を繰り返して、デバイス値の検出を続行する。検出されたデバイス値は、時刻を示すパラメータに関連付けられて、時系列データとしてデータ記憶部13に蓄積されていく。
指定されたレコード数分のデバイス値を取得した場合(ステップS9、Yes)、ロギングファイル作成部14は、データ記憶部13が記憶している時系列データ、データ記憶部13が保持している最大値および最小値を読み出し、ロギングファイルを作成する。外部記憶装置4は、最大値、最小値および時系列データをロギングファイルとして保存する。
図3は、データ記憶部に一時記憶されている時系列データの例を示す概念図である。ここでは、各ドライバ値D0、D1・・・の1秒おきの時系列データを記録する場合を例とする。例えば、13時5分1秒に検出されたデバイス値が初期値であるとする。データ記憶部13は、このとき検出された各ドライバ値を、13時5分1秒を表すパラメータ「13:05:01」の行に格納する。
例えば、13時5分1秒に検出されたドライバ値D0が「100」であったとする。データ記憶部13は、検出されたドライバ値「100」を、「13:05:01」の行に格納する。また、データ記憶部13は、初期値であるドライバ値「100」を、ドライバ値D0の最大値および最小値として格納する。
次に、13時5分2秒に検出されたドライバ値D0が「103」であったとする。データ記憶部13は、検出されたドライバ値「103」を、「13:05:02」の行に格納する。データ比較部12は、検出されたドライバ値「103」と、データ記憶部13が保持している最大値「100」、最小値「100」とを比較する。データ記憶部13は、データ比較部12による比較結果に応じて、最大値を「103」に更新し、最小値を「100」のままとする。
記録装置3は、このような動作を、ドライバ値を検出するごと、この例では1秒ごとに繰り返す。他のドライバ値D1等についても同様に、検出されたドライバ値の格納、最大値および最小値との比較、更新がなされる。記録装置3は、指定されたレコード数分のデバイス値を取得した時点で、ロギングファイルを作成する。
例えば、13時5分9秒にデバイス値を検出した時点で、データ記憶部13は、ドライバ値D0についての最大値「107」および最小値「100」、ドライバ値D1について最大値「4」および最小値「0」を記憶しているとする。本実施の形態では、この時点におけるドライバ値D0の数値範囲「100」から「107」、ドライバ値D1の数値範囲「0」から「4」は、それぞれ検索用データとして使用される。記録装置3は、ロギングファイルの作成前のデータについては、データ記憶部13が保持する最大値および最小値を検索用データとすることで、時系列データの即時かつ迅速な解析が可能となる。
図4は、外部記憶装置に保存されたロギングファイルを対象とするデータ検索について説明する図である。各ロギングファイルには、要素ごとの数値範囲が検索用データとして付加されている。例えば、ドライバ値D0の数値範囲が「2」から「5」(適宜、「2<D0<5」と表記するものとする)であるロギングファイル、数値範囲が「10<D0<1500」であるロギングファイル、数値範囲が「-20<D0<10」であるロギングファイルが、外部記憶装置4に保存されているとする。
ユーザは、例えば、PC1からの入力によって、必要とするデータの条件を指定し、検索を実行する。シーケンサ2は、検索の指示を受信すると、ロギングファイルに付加されている検索用データを参照し、抽出対象となるデータを含むロギングファイルを特定する。
例えば、デバイス値D0が負の値であるときのデータの抽出が、ユーザによって指示されたとする。ユーザの指示に対して、記録装置3は、各ロギングファイルのデータ検索用データをスキャンしていき、負のデバイス値D0を含む「-20<D0<10」のロギングファイルを特定する。ユーザは、検索によって特定されたロギングファイルから、所望とするデータを適宜取り出す。
さらに、記録装置3は、データ記憶部13に記憶されている時系列データを対象とするデータ検索も実行する。記録装置3は、データ記憶部13に記憶された最大値および最小値を検索用データとして参照し、データ記憶部13に記憶されている時系列データに抽出対象となるデータが含まれるか否かを判断する。データ記憶部13内の時系列データ中に抽出対象データが含まれる場合、ユーザは、データ記憶部13内の時系列データから所望とするデータを適宜取り出す。
本実施の形態では、数値データの検出と同時に、データ記憶部13に保持された最大値および最小値と、検出されたデータとの比較及び更新を繰り返して、時系列データの数値範囲を得る。このため、所定のレコード数の数値データを取り込んでから数値範囲を求める場合に比べて、即時かつ迅速な解析を行うことができる。時系列データの即時かつ迅速な解析は、例えば、制御装置や制御対象に生じた不具合の早急な解消が求められるような場合に有用である。
また、数値データの検出と同時の比較によって随時最大値および最小値を更新することで、ロギングファイルとされた後の全時系列データから最大値および最小値を計算する場合に比べて、演算処理に要する時間や負荷を軽減できる。このため、高度な演算処理によらず、簡易な処理によって最大値および最小値を得ることができる。本実施の形態は、特に、制御装置の演算機能に制約がある場合に有用である。また、記録装置3は、高速なロギングを実施する場合であっても、ロギングに影響を及ぼさない範囲で、検索用データを得ることが可能となる。
本実施の形態にかかる記録装置3および時系列データの記録方法は、FA製品の制御に使用されるシーケンサ2に適用される場合に限られず、制御対象を制御するための制御装置に広く適用可能である。
以上のように、本発明にかかる記録装置および時系列データの記録方法は、制御装置の動作状態や制御対象の状態の監視および解析に有用である。
1 PC
2 シーケンサ
3 記録装置
4 外部記憶装置
5 制御対象機器
11 デバイス値検出部
12 データ比較部
13 データ記憶部
14 ロギングファイル作成部
2 シーケンサ
3 記録装置
4 外部記憶装置
5 制御対象機器
11 デバイス値検出部
12 データ比較部
13 データ記憶部
14 ロギングファイル作成部
Claims (2)
- 制御装置による制御の実行に伴い、該制御の状態に関する要素ごとの数値データを検出する数値データ検出部と、
前記数値データ検出部で検出された数値データを時系列データとして記憶するとともに、前記時系列データとされた数値データの最大値および最小値を保持するデータ記憶部と、
前記データ記憶部から前記時系列データを読み出し、ロギングファイルを作成するロギングファイル作成部と、
前記データ記憶部に保持されている最大値および最小値と、前記数値データ検出部で検出された数値データとを比較するデータ比較部と、を有し、
前記データ記憶部は、前記数値データ検出部で数値データが検出されるごとにおける前記データ比較部による比較の結果に応じて、保持する最大値および最小値を更新し、
前記ロギングファイル作成部は、前記ロギングファイルの作成の際に前記データ記憶部から読み出した最大値および最小値を、検索用データとして前記ロギングファイルに付加することを特徴とする記録装置。 - 制御装置による制御の実行に伴い、該制御の状態に関する要素ごとの数値データを検出する数値データ検出工程と、
前記数値データ検出工程において検出された数値データを時系列データとして記憶するとともに、前記時系列データとされた数値データの最大値および最小値を保持するデータ記憶工程と、
前記データ記憶工程において記憶された前記時系列データを読み出し、ロギングファイルを作成するロギングファイル作成工程と、
前記データ記憶工程により保持されている最大値および最小値と、前記数値データ検出工程で検出された数値データとを比較するデータ比較工程と、を含み、
前記データ記憶工程では、前記数値データ検出工程により数値データが検出されるごとの前記データ比較工程による比較の結果に応じて、保持される最大値および最小値が更新され、
前記ロギングファイル作成工程では、前記ロギングファイルの作成の際に読み出された最大値および最小値が、検索用データとして前記ロギングファイルに付加されることを特徴とする時系列データの記録方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (5)
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