WO2022091421A1

WO2022091421A1 - 産業システム、異常検知システム及び異常検知方法

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Publication number: WO2022091421A1
Application number: PCT/JP2020/041118
Authority: WO
Inventors: 修弘掛布; 義輝勝村; 大毅梶田; 隆宏中野; 美帆新井
Original assignee: 株式会社日立製作所
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2022-05-05
Also published as: JPWO2022091421A1; DE112020007421T5; US20230367296A1; CN116018237A

Abstract

産業システムは、産業ラインの構築の際に用いた設計データを記憶する記憶部と、前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知部とを備えたことを特徴とする。かかる構成や動作により、ラインの運用支援や高分解能な異常検知時に活用することができる。

Description

産業システム、異常検知システム及び異常検知方法

　本発明は、産業システム、異常検知システム及び異常検知方法に関する。

　特許文献１には、仮想的に設計したシミュレータ上に構成した製造ラインの各要素のシミュレーション結果データを収集し、評価支援装置側に伝達するシミュレーション結果データ入力工程と、前記収集されたシミュレーション結果データを取り込み、稼働率、生産数、評価指標に沿った形式に整理するデータ整理工程と、予め記憶されている、製造ライン種別毎の結果データに対する評価項目と評価基準値及び評価フローから成る評価ルールを用いて、シミュレーション結果データの評価を行い、製造ライン構成要素に関する問題点を抽出する問題点解析工程と、を含むことを特徴する製造ライン評価支援方法について記載がある。

　特許文献２には、過去に実施されたシミュレーションの結果または生産実績から、各工程のリードタイムを近似的に予測する予測式を構築するステップと、前記予測式と過去に実施したシミュレーションとの誤差、または、前記予測式と生産実績との誤差を、各工程別に算出するステップと、算出された工程別の誤差の情報に基づき、いずれの工程において、前記予測式を使用した簡略化シミュレーションを適用するかを決定するステップと、前記簡略化シミュレーションを適用することを決定した工程においては、前記予測式を使用した工程リードタイムを適用した製造ラインシミュレーションを実行するステップと、を備えることを特徴とする製造ラインシミュレーションモデル構築方法について記載がある。

特開2003-280730号公報特許5775803号公報

　従来のラインシミュレーションモデルは、生産性評価やライン構成評価等よりも詳細な情報が必要な用途への適用やそのためのモデル構築が困難だった。

　そこで、本発明は、設計検証用のラインシミュレータを用いることで、ラインの運用支援や高分解能な異常検知に活用することのできるシステム及び方法を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、代表的な本発明の産業システムの一つは、産業ラインの構築時に用いた設計データを記憶する記憶部と、前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知部とを備えたことを特徴とする。

　また、代表的な本発明の産業システムの一つは、産業機器の情報を取得するセンサと、前記センサにより取得した情報に基づく計算を行う計算手段とを有する産業システムにおいて、前記センサは、前記産業機器の運用の際に、前記産業機器が有する可動部の位置情報、速度情報または加速度情報のいずれか一つ以上を含む前記可動部の情報を取得し、前記計算手段は、前記センサにより取得された前記可動部の情報と、前記産業機器についてのシミュレーションにより求められた仮想的な可動部の情報とを比較する処理を行い、該比較処理の結果を出力することを特徴とする。

　また、代表的な本発明の産業システムの一つは、複数の工程を含む産業ラインの構築時に用いた設計データを記憶する記憶部と、前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、前記シミュレーションの結果における仮想的な複数の工程間の関係と前記産業ラインの運用の際における前記複数の工程間の関係とを比較して前記産業ラインの異常を検知する検知部とを備えたことを特徴とする。

　また、代表的な本発明の産業システムの一つは、産業ラインの構築時に用いた設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、前記産業ラインの運用の際の動作を示す情報を取得する情報取得ステップと、前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知ステップとを含むことを特徴とする。

　本発明によれば、ラインの運用支援や高分解能な異常検知時に活用することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る産業システムと異常検知についての説明図。産業システムの構成図。シミュレーションの実行時の処理手順を示すフローチャート。運用の際の処理手順を示すフローチャート。故障要因の推定の処理手順を示すフローチャート。センサデータの具体例についての説明図。シミュレーションについての説明図。産業システムの構成の変形例。制御システムにシミュレーションと異常検知を行わせる構成の説明図。産業システムの動作全体の説明図。異常検出の説明図である。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

　以下の説明において、種々の対象の識別情報として、識別番号が使用されるが、識別番号以外の種類の識別情報（例えば、英字や符号を含んだ識別子）が採用されてもよい。

　また、以下の説明において、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号（又は、参照符号のうちの共通符号）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、要素の識別番号（又は参照符号）を使用することがある。

　図１は、本発明に係る産業システムと異常検知についての説明図である。図１に示すラインは、物品の製造、マテリアルハンドリングを代表とする物品の搬送等を行う産業ラインである。ここで、産業ラインとは、規定の工程を順次実行して、対象物の製造、マテリアルハンドリング（加工、組付け、塗装、検査、搬送、ソート、ピッキング、パレタイズ、格納などを含む）を行う設備をいう。つまり、製造ライン、生産ラインだけでなく搬送等を行うラインを含めたラインを産業ラインと呼ぶ。また、本実施例では、産業ラインの構成要素として、産業機器を含む。産業機器は、例えばアームなどの可動部を有し、可動部の動作を制御することで製造、マテリアルハンドリング等を実行する。その他、産業機器には、複数のアクチュエータを有するリンク機構、チャックやクランプを有する自走手段と把持手段を有する機構、ホイスト、コンベアやクレーン等の搬送手段、リニアレールやボールねじによる位置制御を行うや可動体、角度や加速度制御を行う回転体、その他、モータ、インバータ、圧縮機等を含む。

　産業ラインを構築する場合には、ラインの構築を担うラインビルダーは、ラインの構築を依頼した顧客からの要件に基づき、設計などのエンジニアリングを行う。顧客要件１０には、例えば、対象の物品に関するワーク情報、加工仕様、生産能力、運転方案などが含まれる。エンジニアリング１１には、プロセス情報、機能設計、制御設計、構造設計、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ：Computer Aided Design）、コンピュータ支援エンジニアリング（ＣＡＥ：Computer Aided Engineering）、部品表（ＢＯＭ：Bills Of Materials）などが含まれる。

　エンジニアリング１１の後、産業ラインでは実機製作１２が行われ、その後、産業ラインの運用１３が行われる。実機製作１２には、ハード製作、センサ配置、シーケンス制御等が含まれる。運用１３は、対象の物品の生産と、ラインの保守等が含まれる。

　これらのうち、エンジニアリング１１と実機製作１２をラインビルドフェーズといい、運用１３を運用フェーズという。

　ラインビルドフェーズのエンジニアリング１１では、設計情報からシミュレーションモデルが構築され、シミュレーションによる検証が行われる。このラインシミュレーション２１は、ライン全体のフロー、ロボットや装置等を含む産業機器の動作を仮想的に求め、所望の動作を実現できるかを検証することができる。

　従来この設計検証用のシミュレーションモデルは、作成したラインSIerにより、主にシミュレーションはラインビルドフェーズで動作検証に利用されていた。本発明は、このシミュレーションを発展させ、運用段階で活用する運用支援システム２３を実現するものである。

　具体的には、運用支援システム２３は、ラインの構築時（ラインビルドフェーズ）に用いた各種設計情報を設計データとし、設計データと生産や保守において得られた運用の際の情報に基づいて運用フェーズのシミュレーションを実行し、シミュレーションの結果と運用の際のラインの実際の動作と比較して、ラインの構成要素の異常を検知する。ここで、異常とは、産業機器や産業ラインに実際に何らかが生じている場合だけでなく、異常が生じる兆候を含む。後述の異常を特定または判定する値や実機とシミュレーションの所定動作の差分の閾値等を変化させることで異常が生じる兆候を検出または特定することができる。

　シミュレーションでは、運用支援システム２３は、設計データにより特定される産業機器の形状等を用い、産業機器が有する可動部の位置情報、速度情報、加速度情報を算出することで仮想的な可動部の情報を求める。シミュレーションには、特定される産業機器の形状等だけでなく、産業機器のメーカから提供されるデータシート等を参考にすることができる。

　一方、運用支援システム２３は、ラインに設けたセンサや、産業機器が出力する情報を用い、運用の際の産業機器の可動部の位置情報、速度情報、加速度情報を算出することで現実の可動部の情報を求める。

　現実の可動部の情報と仮想的な可動部の情報とを比較した結果、所定の範囲を超える乖離が発生している場合、運用支援システム２３は、異常が発生していると検知し、警告の出力を行う。例えば、現実の可動部が所定の動作に要した時間がシミュレーション上の所定の動作に要する時間よりも長く、その差が閾値を超えているならば、異常が発生していると検知する。

　現実の可動部の情報を取得するためのセンサや出力としては、他の用途のために設けられたセンサや出力を用いることができる。上述した異常の検知のためにセンサを追加してもよい。例えば、カメラを新規に配置し、可動部を撮像して可動部の位置、速度や加速度を特定することが好適である。このとき、可動部のうち、先端近傍を識別することで可動部の状態を精度よく検知可能である。先端近傍とは、先端から先端から所定位置までの領域や先端を含まず先端から第一の所定位置から第二の所定位置までの領域である。先端そのものはカメラで検出できない場合に有効である。また、可動部にマーカーを添付しておき、マーカーを識別する構成とすれば、可動部の状態を簡易に識別できる。マーカーを添付することでマーカーから実際の先端位置までの距離を記憶手段に記憶させることで、カメラで検出が困難な先端位置を計算によって特定することができ、より精確な可動部の情報を得ることができる。カメラによる先端近傍の直接の検出とマーカーの検出を組み合わせることもできる。この場合は、回転体でマーカーが隠れるような可動体を検出する際に有効である。

　システム開発２２では、ラインビルド用のラインシミュレーション２１をベースとして、検知用のカメラの配置や、人を検知するアルゴリズム、生産を実行するシステムとの連携を行うことで、運用支援システム２３の動作に用いる情報を取得できるよう、システム全体を構築する。

　図２は、産業システムの構成図である。図２に示すように、産業システム３０は、制御システム５０、異常検知システム６０及びシミュレーションシステム７０を有する。制御システム５０は、産業ラインから各種情報を取得し、産業ラインの動作制御を行う。

　シミュレーションシステム７０は、例えばコンピュータであり、入力部７１、表示部７２、通信部７３、制御部７４及び記憶部７５を有する。
　入力部７１は、キーボードやマウスなどである。
　表示部７２は、液晶ディスプレイなどである。
　通信部７３は、異常検知システム６０などとの通信を行う通信インタフェースである。

　制御部７４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置が、所定のプログラムを実行することで、各種の機能を実現する。特に、本実施例では、制御部７４は、シミュレーション実行部としての機能を実現する。
　記憶部７５は、磁気記憶装置やフラッシュメモリなどであり、ライン設計データ、工程計画データ、シミュレーション結果データなどを記憶する。
　制御部７４は、記憶部７５に格納されたライン設計データ及び工程計画データを用いてシミュレーションを実行することで、産業ライン４０の仮想的な動作を求め、シミュレーション結果データを生成する。
　制御部７４は、シミュレーション結果データを記憶部７５に格納するとともに、異常検知システム６０に送信する。

　なお、産業ライン４０上の産業機器について設計変更が行われた場合には、記憶部７５のライン設計データを更新し、制御部７４で再度シミュレーションを実行し、記憶部７５および異常検知システム６０のシミュレーション結果データを更新することで、記憶部７５のシミュレーション結果データが更新され、異常検知システム６０に再度送信される。このため、シミュレーション結果データは、産業ライン４０の最新の状態を反映することになる。

　異常検知システム６０は、例えばコンピュータであり、入力部６１、表示部６２、通信部６３、制御部６４及び記憶部６５を有する。
　入力部６１は、キーボードやマウスなどである。
　表示部６２は、液晶ディスプレイなどである。表示部６２と入力部６１と通信部６２が一体となったタブレット端末で実施でき、タッチパネルによる入出力や通信を行うことができる。この場合、制御部６４と記憶部６５は計算処理の都合、別体となっていると好適である。
　通信部６３は、シミュレーションシステム７０や制御システム５０などとの通信を行う通信インタフェースである。

　制御部６４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置が、所定のプログラムを実行することで、各種の機能を実現する。特に、本実施例では、制御部６４は、異常検知部及び故障推定部としての機能を実現する。すなわち、制御部６４は、請求の範囲における計算手段に対応する。
　記憶部６５は、磁気記憶装置やフラッシュメモリなどであり、シミュレーション結果データ、対比条件データ、計測データ、工程計画データなどを記憶する。記憶部６５のシミュレーション結果データは、シミュレーションシステム７０から受信したデータである。記憶部６５の計測データは、制御システム５０から受信したデータであり、産業ライン４０の各種センサの出力などを示す。

　制御部６４は、シミュレーション結果データにより示される仮想的な可動部の情報と、計測データにより示される現実の可動部の情報とを比較し、その乖離が所定の範囲を逸脱する場合に警告を行うことで、異常検知部として動作する。シミュレーション結果データと計測データとを比較する際の条件は、対比条件データに示されている。
　また、制御部６４は、異常検知部により異常が検知された際に、その要因となった産業ラインの構成要素の動作を検出することで、故障の要因を推定する故障要因推定部として動作する。

　図３は、シミュレーションの実行時の処理手順を示すフローチャートである。シミュレーションシステム７０は、まずライン設計データ及び工程計画データを取得し（ステップＳ１０１）、シミュレーションモデルを作成する（ステップＳ１０２）。その後、シミュレーションシステム７０は、産業ラインのシミュレーションを実行し、産業ライン全体または産業機器のコンピュータ上の所定の動作や作業等について、位置、時間、速度を算出する（ステップＳ１０３）。つまり仮想の可動部の情報を演算し、演算結果を記憶部に記憶する。制御部７４は、シミュレーション結果データを記憶部７５に格納し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。なお、記憶したシミュレーション結果データは、任意のタイミングで異常検知システム６０に送信される。なお、記憶部にシミュレーションモデルはあらかじめ作成されており、ステップＳ１０２では記憶装置から読み込む形でもよい。

　図４は、運用の際の処理手順を示すフローチャートである。運用の際には、まず、制御システム５０が、生産指図データの入力を行い（ステップＳ２０１）、産業ライン４０を稼働させ、異常検知システム６０による異常検知を開始させる。

　産業ライン４０は、ラインを稼働させつつセンサデータを入力し（ステップＳ２０２）、所定の動作や作業等について、位置、時間、速度を算出する（ステップＳ２０３）。産業ライン４０の算出結果は、現実の可動部の情報を示す計測データとして異常検知システム６０に送信される。

　異常検知システム６０は、シミュレーション結果データを読み込み（ステップＳ２０４）、産業ライン４０から受信した計測データとシミュレーション結果データとを比較する（ステップＳ２０５）。比較の結果、乖離が閾値以上であれば、異常検知システム６０は、異常が発生した旨の出力を行い（ステップＳ２０６）、処理を終了する。すなわち、理想的な動作である仮想の可動部の動作と実機の可動部の動作に差が生じている場合は、実機に何らかの異常や異常の兆候が生じていると考えられるため、産業ラインの大きなトラブルが生じる前にユーザや管理者に通知することが可能となる。

　図５は、故障要因の推定の処理手順を示すフローチャートである。この故障要因の推定は、異常検知システム６０の異常検知部によって異常が検知されたとき、異常検知システム６０の故障推定部が実行する。例えば産業ライン４０のスループットが低下するなど、産業ライン４０全体に異常が生じた場合に、その要因を推定する場合に用いられる。

　具体的には、異常検知システム６０は、産業ライン４０から取得した計測データの入力を受け（ステップＳ３０１）、複数の工程における所定の動作や作業等について位置、時間、速度を集計する（ステップＳ３０２）。異常検知システム６０は、算出した現実の可動部の情報とシミュレーション結果との比較を、工程ごとに行う。そして、乖離が大きい工程に関する情報を出力する（ステップＳ３０３）。

　この故障要因の推定によれば、シミュレーション結果との乖離が閾値を超えていない場合でも、複数の工程の情報を相対的に比較することで異常の要因となった工程を推定することができる。例えば動作Ａ、Ｂ、Ｃを伴う一連の工程において異常が検知された際に、動作Ａ、動作Ｂ、動作Ｃのそれぞれにおけるシミュレーション結果とセンサーでの検出値に基づき算出されたそれぞれの動作に対応する動作時間を比較し、最も剥離が大きい動作、および剥離が大きいモード（ロボットの動作軸やアクチュエータの回転軸に対応する軸）を特定し、推定することができる。

　図６は、センサデータの具体例についての説明図である。図６に示すように、センサデータとしては、カメラにより識別したロボットやワークの位置データ、ロボットアームのエンコーダ出力、トルクセンサ、ＰＬＣ（PLC：Programmable Logic Controller）やＩＰＣ（Industrial PC）やIoTコントローラの制御シーケンスデータなどを用いることができる。シーケンスデータはラダー図、ＳＴ(Structured Text)、ＩＬ（Instruction List）、ＳＦＣ（Sequential Function Chart )等を読み込むことができる。

　図７は、シミュレーションについての説明図である。シミュレーションの構成部品には、顧客要件のデータ、エンジニアリングのデータ、動作条件のデータなどを用いる。顧客要件のデータには、ワーク情報、加工仕様、生産能力、運転方案等が含まれる。エンジニアリングのデータには、プロセス情報、機能設計、制御設計、構造設計、ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＢＯＭ等が含まれる。動作条件のデータには、センサ設定値、シーケンス、制御パラメータ、生産指図データなどが含まれる。

　これらのデータを構成部品として行われるシミュレーションは、所定の動作Ａの期間、動作Ａの所定タイミングでのアーム先端の座標（マーカや他部位、加工品の位置でもよい）、動作Ａの所定の座標におけるアーム等（加工品、他部位を含む）の移動速度などを得ることができる。また、例えば動作Ａを包含する工程Ｂの所要時間もシミュレーションの結果として得られる。

　図８は、産業システムの構成の変形例である。図８に示した産業システムは、制御システム５０と異常検知システム６０との間にネットワークが介在する点において、図２と相違する。この構成では、異常検知システム６０とシミュレーションシステム７０は、産業ライン４０から離隔してもよく、クラウドサービスで実現してもよい。

　図８では、制御システム５０と異常検知システム６０との間にネットワークが介在する変形例を示したが、異常検知システム６０とシミュレーションシステム７０との間にネットワークが介在する変形例とすることもできる。

　図９は、制御システムにシミュレーションと異常検知を行わせる構成の説明図である。図９では、産業システム３０ａは、制御システム５０ａを有する。制御システム５０ａは、産業ライン４０から各種情報を取得し、産業ラインの動作制御を行う。

　制御システム５０ａは、例えばコンピュータであり、入力部５１、表示部５２、通信部５３、制御部５４及び記憶部５５を有する。
　入力部５１は、キーボードやマウスなどである。
　表示部５２は、液晶ディスプレイなどである。
　通信部５３は、他の装置との通信を行う通信インタフェースである。

　制御部５４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置が、所定のプログラムを実行することで、各種の機能を実現する。特に、本実施例では、制御部５４は、シミュレーション実行部、生産実行部、異常検知部としての機能を実現する。
　記憶部５５は、磁気記憶装置やフラッシュメモリなどであり、ライン設計データ、工程計画データ、シミュレーション結果データ、計測データなどを記憶する。

　制御部５４は、記憶部５５に格納されたライン設計データ及び工程計画データを用いてシミュレーションを実行することで、産業ライン４０の仮想的な動作を求め、シミュレーション結果データを生成することで、シミュレーション実行部として動作する。

　また、制御部５４は、産業ライン４０からセンサ出力を取得して計測データを生成し、産業ライン４０の動作を制御することで生産実行部として動作する。

　さらに、制御部５４は、シミュレーション結果データにより示される仮想的な可動部の情報と、計測データにより示される現実の可動部の情報とを比較し、その乖離が所定の範囲を逸脱する場合に警告を行うことで、異常検知部として動作する。

　図１０は、産業システムの動作全体の説明図である。図１０に示すように、産業システム３０（図１等に示した産業システム３０と図９に示した産業システム３０ａを含む）は、Ｃ１～Ｃ５を循環させて実行する。Ｃ１では、産業システム３０は、各構成の稼働情報を取得する。Ｃ２では、産業システム３０は、稼働実績を蓄積し、傾向を監視する。Ｃ３では、産業システム３０は、動作時間を比較し、乖離度が閾値を超えたら警告する。Ｃ４では、産業システム３０は、警告箇所を重点調査し、異常の原因を特定する。Ｃ５では、産業システム３０は、実機を調整し、正常稼働に復帰させる。

　図１１は、異常検出の説明図である。図１１では、シミュレーションにより得られたアーム先端の座標の時間変化をグラフ上で破線として表示している。また、カメラで撮像して識別したアーム先端の座標の時間変化をグラフ上で実線として表示している。なお、説明の便宜上、アームの座標は１次元分のみ示している。さらに、図１１では、シミュレーションの結果とカメラによる識別の結果と乖離を網掛け領域として示している。

　このように、シミュレーションの結果と識別の結果を同一のグラフ上に重畳表示することで、その乖離を簡明に示すことが可能である。
　対比条件データとして記録される異常検出の基準としては、アームの所定の部位がシミュレーション結果と実機で所定動作をした際に到達した座標の距離で比較することもできる。また、所定の動作途中における移動速度で比較することもできる。また、例えばロボットアームＡが物品に対して所定の動作を開始してから完了し、その後物品が搬送され、さらにロボットアームＢが所定の動作を完了するまでの一連の工程について、加工や搬送対象である物品の位置や到達時間で比較することもできる。

　上述してきたように、本実施例において産業システム３０は、産業ラインの構築時に用いた設計データを記憶する記憶部６５と、前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部として機能する制御部７４と、前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知部として機能する制御部６４とを備える。
　かかる構成及び動作により、産業システム３０は、ラインの運用支援や高分解能な異常検知時に活用することができる。

　また、産業機器の情報を取得するセンサと、前記センサにより取得した情報に基づく計算を行う計算手段とを有する産業システム３０において、前記センサは、前記産業機器の運用の際に、前記産業機器が有する可動部の位置情報、速度情報または加速度情報のいずれか一つ以上を含む前記可動部の情報を取得し、前記計算手段は、前記センサにより取得された前記可動部の情報と、前記産業機器についてのシミュレーションにより求められた仮想的な可動部の情報とを比較する処理を行い、該比較処理の結果を出力する。
　また、産業システム３０において、前記シミュレーションは、前記産業機器の設計に用いた設計データに基づいて行われる。
　かかる構成や動作により、産業システム３０は、ライン構築時のシミュレーションを運用の際に活用し、運用支援や異常検知を行うことができる。

　また、産業システム３０において、前記計算手段は、前記センサにより取得された前記可動部の情報と、前記仮想的な可動部の情報とを比較した結果、前記可動部の動作の時間について、所定の範囲を超える乖離が発生している場合に、警告の出力を行う。
　また、前記センサは、前記可動部の先端近傍を識別して前記情報の取得を行うことを特徴とする。
　前記センサは撮像手段であってもよく、前記可動部に貼付されたマーカーを識別して前記情報の取得を行ってもよい。
　これらの構成や動作により、簡易的に可動部の情報を取得することができ、また、従来利用されていなかったシミュレーションとの比較により実際の装置の異常や異常の兆候を取得することができる。

　また、前記産業機器は製造ラインの少なくとも一部を構成し、前記シミュレーションは、前記製造ラインの設計時のコンピュータ支援設計データを用いたシミュレーションである。このため、製造ラインの設計に使用したデータを直接的に活用可能である。

　また、産業機器について設計変更が行われた場合には、前記シミュレーション結果データが更新されるので、最新の状態に適応して精度よく異常検知が可能である。

　さらに、複数の工程を含む産業ラインの構築時に用いた設計データを用いて産業ラインの動作のシミュレーションを実行し、前記シミュレーションの結果における仮想的な複数の工程間の関係と前記産業ラインの運用の際における前記複数の工程間の関係とを比較して前記産業ラインの異常を検知することで、相対的に異常の要因である可能性が高い箇所とを推定することができる。

　なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、かかる構成の削除に限らず、構成の置き換えや追加も可能である。

　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、本発明は、実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードによっても実現できる。この場合、プログラムコードを記録した記憶媒体をコンピュータに提供し、そのコンピュータが備えるプロセッサが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそれを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

　また、本実施例に記載の機能を実現するプログラムコードは、例えば、アセンブラ、Ｃ／Ｃ＋＋、ｐｅｒｌ、Ｓｈｅｌｌ、ＰＨＰ、Ｊａｖａ（登録商標）等の広範囲のプログラム又はスクリプト言語で実装できる。

　上述の実施例において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。全ての構成が相互に接続されていてもよい。

　３０：産業システム、４０：産業ライン、５０：制御システム、６０：異常検知システム、６１，７１：入力部、６２，７２：表示部、６３，７３：通信部、６４，７４：制御部、６５，７５：記憶部、７０：シミュレーションシステム

Claims

　産業ラインの構築に用いた設計データを記憶する記憶部と、
　前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
　前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知部と
　を備えたことを特徴とする産業システム。
　請求項１に記載の産業システムであって、　前記産業ラインは複数の産業機器を備え、
　前記シミュレーション実行部は、前記複数の産業機器による一連の工程のシミュレーションを実行し、
　前記検知部は、前記産業ラインに設置されたセンサの計測結果に基づくデータと、前記一連の工程のシミュレーションの結果に基づくデータとを比較して、比較結果を出力することを特徴とする産業システム。
　請求項１に記載の産業システムであって、
　前記産業ラインのシミュレーションの結果を示すデータと、前記産業ラインに設置されたセンサの計測結果に基づくデータとを比較し、異常と判定された際に、その要因となった前記産業ラインの構成要素の動作を検出する故障要因推定部を備えることを特徴とする産業システム。
　産業機器の情報を取得するセンサと、前記センサにより取得した情報に基づく計算を行う計算手段とを有する産業システムにおいて、
　前記センサは、前記産業機器の運用の際に、前記産業機器が有する可動部の位置情報、速度情報または加速度情報のいずれか一つ以上を含む前記可動部の情報を取得し、
　前記計算手段は、
　前記センサにより取得された前記可動部の情報と、前記産業機器についてのシミュレーションにより求められた仮想的な可動部の情報とを比較する処理を行い、該比較処理の結果を出力する
　ことを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記シミュレーションは、前記産業機器の設計に用いた設計データに基づいて行われることを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記計算手段は、前記センサにより取得された前記可動部の情報と、前記仮想的な可動部の情報とを比較した結果、前記可動部の動作の時間について、所定の範囲を超える乖離が発生している場合に、警告の出力を行うことを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記センサは、前記可動部の先端近傍を識別して前記情報の取得を行うことを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記センサは撮像手段であり、前記可動部に貼付されたマーカーを識別して前記情報の取得を行うことを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記産業機器は製造ラインの少なくとも一部を構成し、
　前記シミュレーションは、前記製造ラインの設計時のコンピュータ支援設計データを用いたシミュレーションであることを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　前記計算手段は、前記仮想的な可動部の情報を示すシミュレーション結果データを所定の記憶部から読み出して前記比較を行い、
　前記産業機器または前記産業機器の動作について設計変更が行われた場合には、前記記憶部の前記シミュレーション結果データが更新される
　ことを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　複数の前記産業機器が産業ラインに設けられ、
　前記計算手段は、
　前記複数の産業機器による一連の工程のシミュレーションを実行し、前記産業ラインに設置されたセンサの計測結果に基づくデータと、前記一連の工程のシミュレーションの結果に基づくデータとを比較して、比較結果を出力することを特徴とする産業システム。
　請求項４に記載の産業システムであって、
　複数の前記産業機器が産業ラインに設けられ、
　前記計算手段は、前記産業ラインのシミュレーションの結果を示すデータと、前記産業ラインに設置されたセンサの計測結果に基づくデータとを比較し、異常と判定された際に、その要因となった前記産業ラインの構成要素の動作を検出することを特徴とする産業システム。
　複数の工程を含む産業ラインの構築時に用いた設計データを記憶する記憶部と、
　前記設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行部と、
　前記シミュレーションの結果における仮想的な複数の工程間の関係と前記産業ラインの運用の際における前記複数の工程間の関係とを比較して前記産業ラインの異常を検知する検知部と
　を備えたことを特徴とする異常検知システム。
　産業ラインの構築時に用いた設計データに基づいて前記産業ラインの動作のシミュレーションを実行するシミュレーション実行ステップと、
　前記産業ラインの運用の際の動作を示す情報を取得する情報取得ステップと、
　前記シミュレーションの結果と前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知ステップと
　を含むことを特徴とする異常検知方法。
　産業ラインについて要求された要件を示す設計データに基づいてシミュレーションモデルを作成するステップと、
　前記シミュレーションモデルによりシミュレーションを実行するステップと、
　前記シミュレーションの結果を示す結果データを記憶するステップと、
　前記シミュレーションの結果に基づいて構築された産業ラインにおける運用の際の動作を取得する情報取得ステップと、
　前記結果データと前記産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知する検知ステップと
　を含むことを特徴とする異常検知方法。
　請求項１５に記載の異常検知方法であって、
　前記産業ラインの構成の変更に伴い、前記シミュレーションを再実行して前記結果データの更新を行うステップと、
　前記更新が行われた結果データと前記構成の変更が行われた産業ラインの運用の際の動作とを比較して前記産業ラインの構成要素の異常を検知するステップと
　をさらに含むことを特徴とする異常検知方法。