JP6504089B2

JP6504089B2 - 工程監視装置、工程監視システム、工程監視方法、工程監視プログラム及び記録媒体

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Publication number: JP6504089B2
Application number: JP2016046867A
Authority: JP
Inventors: 伸仁新名; 英治田谷; 青木　修; 修青木
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2036-03-10
Also published as: JP2017162252A; CN107179752A; US20170262480A1; US10838938B2

Description

本発明は、工程監視装置、工程監視システム、工程監視方法、工程監視プログラム及び記録媒体に関する。

従来から、化学等の工業プラント、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等のプラントや工場等（以下、これらを総称する場合には「プラント」という）においては、フィールド機器と呼ばれる測定器又は操作器等の現場機器と、これらを制御する制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ）が構築されており、高度な自動操業が実現されている。

このような高度な自動操業が実現されているプラントにおいては、フィールド機器の測定結果、プラントの操業状況、機器のメンテナンス情報、又は生産情報等の様々なプラント情報をデータ収集装置に記録して、記録したプラント情報を分析する装置がある（例えば、特許文献１を参照）。

近年、あらゆる産業において、ＩＩｏＴ（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｉｎｇｓ）と呼ばれる、インターネット技術を利用する手法が適用されつつある。ＩＩｏＴにおいては、プラントに用いる機器のみならず、加工、整形、組立等、作業者の作業を伴う製造業、さらに、鉱業、農業、物流、医療、介護等、様々な産業分野の機器（以下、「産業機器」という。）をネットワークに接続して、生産性の向上等を図ることが目標にされている。

特開２００２−１５７２７９号公報

しかし、プラント等のプロセス型の製造業における情報を収集するデータ収集装置においては、収集する情報量が連続して大量となるため、大規模なデータベース（ＤＢ）の構築が必要となる。大規模なＤＢは、例えば、プラントの工程変更、ＤＢ機能の変更等を行う際にはＤＢの改造に専門的な知識が要求されて、メンテナンスコストが高く場合があった。また、セル方式の組立ライン等のディスクリート型の製造業においては、収集される情報量が少なく、また頻繁に工程変更がされるため、ＤＢのメンテナンスコストを理由にデータ収集装置を設置しない場合があった。

また、プロセス型の製造業においては、不良品の発生等の不具合の原因の特定は、データ収集装置において収集された情報を、経験や専門的知識が豊富な人（分析の専門家）が分析することにより行われる。情報の分析を行うためには、分析の専門家がデータベースに保存された連側した大量の情報の中から分析対象の情報を選択して収集し、収集した情報を様々な分析手法において分析し、分析結果を適切なグラフ等を選択して図表化し、さらに図表化したグラフ等に基づき不具合の原因を判断する。このため、不具合が発生してから不具合の原因を特定するまでに相当の時間が掛かり、不具合の対策をリアルタイムに実施できない場合があった。

また、ディスクリート型の製造業等においては、不具合の原因が、装置単体の動作不良、作業者の作業ミス等であることが多く、所定の測定データ等を収集することにより、分析の専門家による分析を行わなくても不具合の兆候を発見できる場合があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リアルタイムに工程を監視する、工程監視装置、工程監視システム、工程監視方法、工程監視プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の工程監視装置は、産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得部と、取得された前記工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成部と、前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得部と、取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果を生成する判定結果生成部と、生成された前記判定結果を通知する判定結果通知部と、生成された前記指標化情報を記録する指標情報記録部と、記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成部とを備える。

また、本発明の工程監視装置において、前記工程情報取得部は、前記工程情報を中継する中継装置を介して取得する。

また、本発明の工程監視装置において、前記工程情報取得部は、前記中継装置を介して、前記工程に設置された操作装置から入力される工程情報を取得する。

また、本発明の工程監視装置において、前記指標情報記録部は、前記指標化情報を表形式のレコードの追加として記録し、前記図表生成部は、前記レコードが追加される度にリアルタイムで前記図表を作成する。

また、本発明の工程監視装置において、前記指標情報記録部は、生成された前記判定結果に基づき、前記指標化情報を区分して記録し、前記図表生成部は、区分された前記指標化情報に基づき図表を作成する。

また、本発明の工程監視装置において、前記図表生成部は、予め指定された前記所定の指標に基づき図表を作成する。

上記の課題を解決するため、本発明の工程監視方法は、産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得ステップと、取得された前記工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成ステップと、前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得ステップと、取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果を生成する判定結果生成ステップと、生成された前記判定結果を通知する判定結果通知ステップと、生成された前記指標化情報を記録する指標情報記録ステップと、記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成ステップとを含む。

上記の課題を解決するため、本発明の工程監視プログラムは、産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得処理と、取得された前記工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成処理と、前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得処理と、取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果を生成する判定結果生成処理と、生成された前記判定結果を通知する判定結果通知処理と、生成された前記指標化情報を記録する指標情報記録処理と、記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成処理とをコンピュータに実行させる。

上記の課題を解決するため、本発明の記録媒体は、産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得処理と、取得された前記工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成処理と、前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得処理と、取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果を生成する判定結果生成処理と、生成された前記判定結果を通知する判定結果通知処理と、生成された前記指標化情報を記録する指標情報記録処理と、記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成処理とをコンピュータに実行させる工程監視プログラムが記録されている。

本発明によれば、リアルタイムに工程を監視する、工程監視装置、工程監視システム、工程監視方法、工程監視プログラム及び記録媒体を提供することができる。

実施形態における工程監視システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。実施形態における工程監視装置の機能構成の一例を示すブロック図である。実施形態における工程監視装置の動作の一例を示すフローチャートである。実施形態における工程監視装置で生成する指標と図表の設定の一例を示す図である。実施形態における工程監視装置で判定する指標化情報の閾値の一例を示す図である。実施形態における工程監視装置で記録する指標の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態における工程監視装置、工程監視システム、工程監視方法、工程監視プログラム及び記録媒体について詳細に説明する。

先ず、図１を用いて、工程監視システムのハードウェア構成を説明する。図１は、実施形態における工程監視システムのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図１において、工程監視システム１は、工程監視装置１０、中継装置３０、操作装置４０、産業装置５０を有する。工程監視装置１０は、中継装置３０を介して、産業装置５０及び操作装置４０と接続されている。

工程監視装置１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１１、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１２、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）１３、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）１４、入力部１５、表示部１６、及び通信部１７を有する。

工程監視装置１０は、例えば、サーバ装置、デスクトップＰＣ、ノート型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、ＰＤＡ、又はスマートフォン等の汎用のコンピュータ、又は工程監視用のコンピュータである。

ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２、ＲＯＭ１３又はＨＤＤ１４に記憶された工程を監視するためのプログラム（工程監視プログラム）を実行することにより、工程監視装置１０の制御を行う。工程監視プログラムは、例えば、工程監視プログラムを記録した記録媒体、又はネットワークを介した工程監視プログラムを提供するサーバ等から取得されて、ＨＤＤ１４等にインストールされ、ＲＡＭ１２にＣＰＵ１１から読出し可能に記憶される。

入力部１５は、工程監視装置１０にデータを入力する機能を有する。入力部１５は、例えば、利用者の入力操作によるデータを入力するキーボード、マウス等のポインティングデバイス、画像データを読み取るスキャナ、又は記録媒体に記録されたデータを読み取るＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等である。表示部１６は、データを表示する機能を有する。表示部１６は、例えば、ディスプレイ、又はランプ等である。なお、入力部１５及び表示部１６は、タッチパネルのように入力操作と表示を行う装置を用いて実施してもよい。

通信部１７は、有線通信又は無線通信を介した、中継装置３０との通信を制御する。通信部１７は、例えば、有線通信又は無線通信のネットワークアダプタである。通信部１７は、中継装置３０を介して産業装置５０と通信する。通信部１７は、中継装置３０と、ＩＳＡ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ：国際計測制御学会）の無線通信規格であるＩＳＡ１００、ＨＡＲＴ（ＨｉｇｈｗａｙＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅＲｅｍｏｔｅＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）（登録商標）、ＢＲＡＩＮ（登録商標）、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮＦｉｅｌｄｂｕｓ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ等の工業計器専用の通信プロトコルを使用した通信を制御してもよい。また、通信部１７は、無線ＬＡＮ通信、有線ＬＡＮ通信、赤外線通信、近距離無線通信等の汎用通信プロトコルを制御してもよい。

中継装置３０は、工程監視装置１０と産業装置５０の通信を中継する。中継装置３０は、例えば、ＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＦＡ（ＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）コンピュータ、ＤＣＳ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍ：分散型制御システム）制御装置、又はサーバ装置である。以下の説明においては、中継装置３０がＰＬＣである場合を説明する。

中継装置３０は、工程監視装置１０と産業装置３０の通信を中継することにより、産業装置５０の動作に影響を与えないようにする。例えば、産業装置５０が工程情報を工程監視装置１０に直接送信する場合、産業装置５０には工程情報を送信する送信負荷が発生し、産業装置５０の情報処理能力又は電力状況等に影響を与える可能性がある。中継装置３０は、産業装置５０の入出力に合せた出入力部を有することにより、産業装置５０の情報処理能力等に影響を与えないように通信を中継することができる。例えば、中継装置３０をＰＬＣで実施した場合、入出力モジュール、通信モジュール、光通信モジュール等、様々なモジュールを選択して組込むことができる。入出力モジュールにおいては、例えば、無電圧接点入力、ＡＣ電圧入力、ＤＣ電圧入力、トライアック接点出力、有接点出力、トランジスタ出力等を用いることができる。通信モジュールや光通信モジュールにおいては、上述のような各種の通信仕様を選択して組込むことができる。ＰＬＣを用いることにより、産業装置５０の入出力に適合した入出力仕様のモジュールを選択して組込むことが可能となるので産業装置５０の情報処理能力等に影響を与えないようにすることが可能となる。また、中継装置３０は、産業装置５０と工程監視装置１０とを電気的に絶縁することにより、ノイズを遮断することができる。

操作装置４０は、操作データを中継装置３０を介して工程監視装置１０に出力する。操作装置４０は、例えばタッチパネル、押しボタンスイッチ、セレクトスイッチ等である。操作装置４０は、例えば産業装置５０の工程で作業する作業者によって操作される。操作装置４０の操作は、例えば、その工程における作業の開始時、作業の終了時、産業装置５０に対する所定の操作時等のタイミングで行われる。操作装置４０は、産業装置５０から取得できないデータを操作者の操作によって取得する。

産業装置５０は、工程毎に設置された装置であり、工程情報を出力する。工程とは、製造業、鉱業、農業、物流、医療、介護等、様々な産業分野において、製造、生産、作業等を管理する任意の単位である。例えば、プラントにおける１プロセス、セル方式の組立ラインにおける１セル、処置や作業の１つの区切り等を１工程とすることができる。本実施形態における工程は、不具合の兆候を発見等をするための、リアルタイムに監視すべき設備や作業の範囲である。産業装置５０は、様々な産業分野の工程で用いられる装置である。産業装置５０は、モータ、ポンプ等の単体装置であっても、複数の装置が組み合わされた複合的な装置であってもよい。産業装置５０が出力する工程情報とは、工程の状態を示す情報である。例えば、産業装置５０から取得される、温度、湿度、圧力、流量、流速、水質、振動、電圧、電流、電力、電力量、生産数量、工程時間等である。工程情報には、センサで測定された測定データ、予め記憶装置等に記憶されていた情報、産業装置５０において算出された算出結果等を含んでいてもよい。

なお、図１に示す工程監視システム１においては、工程監視装置１０、中継装置３０、操作装置４０、産業装置５０がそれぞれ１台の装置で構成されるシステムを例示したが、工程監視システムの構成はこれに限定されるものではない。例えば、工程監視装置１０、中継装置３０、操作装置４０又は産業装置５０のいずれか１つの装置が複数台で構成されるシステムであってもよい。例えば、１台の工程監視装置１０が１台の中継装置３０を介して、複数台の操作装置４０と複数台の産業装置５０から工程情報を取得するものであってもよい。工程監視装置１０が複数の工程から工程情報を取得するときには、それぞれの工程情報は、工程を特定することができるものとする。
以上で、図１を用いた、工程監視システム１のハードウェア構成の説明を終了する。

次に、図２を用いて、図１で示した工程監視装置１０の機能構成を説明する。図２は、実施形態における工程監視装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

工程監視装置１００は、工程情報取得部１１１、指標化情報生成部１１２、閾値取得部１１３、判定結果生成部１１４、判定結果通知部１１５、指標情報記録部１１６及び図表生成部１１７の各機能を有する。工程監視装置１００の上記各機能は、図１で示したＣＰＵ１１においてプログラムを実行することによって実現することができる。すなわち、工程監視装置１００の各機能は、ソフトウェアによって実現される機能モジュールである。

工程情報取得部１１１は、産業装置５０から出力される工程の状態を示す工程情報を、中継装置３０を介して取得する。工程情報取得部１１１は、工程の開始と終了を示す情報を、例えば、産業装置５０の状態を示す情報等によって取得することかできる。また、工程の開始と終了を示す情報は、操作装置４０に対する操作情報を取得することにより行ってもよい。工程情報取得部１１１は、例えば予め定められた時間間隔で工程情報を取得する。工程情報取得部１１１は、取得した工程情報を指標化情報生成部１１２に出力する。

指標化情報生成部１１２は、工程情報取得部１１１において取得された工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する。指標とは、工程情報の処理方法（ロジック）である。指標化情報とは所定の処理方法で処理された処理結果である。指標の種類には、例えば、取得した工程情報の最大値、最小値、平均値、標準偏差、変化率、相関係数、回帰分析によってクラスタリングしたクラスターの変化等を生成する処理等がある。指標化情報生成部１１２は、取得された工程情報の中から指標化処理する対象と、指標の種類を利用者が選択できるようにＵＩを提供して、選択された指標の種類によって指標化をしてもよい。例えば、工程情報取得部１１１が工程情報として測温器で測定された「温度」を１０秒間隔で５分間取得する場合、指標化情報生成部１１２は、指標化情報として選択された、「５分間における温度の最大値」、「５分間における温度の平均値」等を生成する。また、工程情報が「電圧」及び「電流」であった場合、指標化情報生成部１１２は、指標化情報として選択された「電力」を生成してもよい。本実施形態において指標化情報生成部１１２は、取得された工程情報をリアルタイムで指標化して指標化情報を生成する。指標化情報生成部１１２は、生成した指標化情報を指標情報記録部１１６に出力する。

閾値取得部１１３は、指標化情報の閾値を取得する。指標化情報の閾値は、指標化情報がその閾値の範囲内にあるか否かによって指標化情報を判定するための情報である。閾値は１又は複数を設定してもよい。閾値が１つのときは、例えば、正常又は異常の２値の判定結果を生成することができる。また、閾値が２つのときは、例えば、正常、注意、異常の３値の判定結果を生成することができる。また、閾値は、複数の指標化情報の組み合わせであってもよい。また、閾値は定数ではなく、指標化情報を入力値とする関数であってもよい。さらに閾値は複数のパラメータによって分割される領域を示すものであってもよい。指標化情報の閾値は、利用者によって予め設定されてＨＤＤ１４等に保存される。閾値取得部１１３は、ＨＤＤ１４等に保存された指標化情報の閾値を読み出して取得し、判定結果生成部１１４に出力する。

判定結果生成部１１４は、閾値取得部１１３によって取得された指標化情報の閾値に基づき、指標化情報生成部１１２によって生成された指標化情報の判定結果を生成する。判定は、例えば、指標化情報の値が閾値を超えたか否かで判断する。判定結果生成部１１４は、指標化情報の値が閾値を超えたときに異常の判定結果を生成し、指標化情報の値が閾値を超えていないときに性状の判定結果を生成する。判定結果生成部１１４は、閾値が１つのときは、例えば、正常又は異常の２値の判定結果を生成する。また、判定結果生成部１１４は、閾値が２つのときは、例えば、正常、注意、異常の３値の判定結果を生成してもよい。判定結果生成部１１４は、指標化情報生成部１１２においてリアルタイムで指標化情報が生成された場合、判定結果をリアルタイムに生成することができる。判定結果生成部１１４は、生成した判定結果を判定結果通知部１１５に出力する。なお、判定結果生成部１１４は、判定結果が異常であった場合にのみ判定結果を出力するようにしてもよい。

判定結果通知部１１５は、判定結果生成部１１４において生成された判定結果を通知する。判定結果通知部１１５は判定結果の通知を、例えば、表示部１６、中継装置３０を介した産業装置５０に対して行う。判定結果通知部１１５は、判定結果が異常である場合のみ判定結果を通知するようにしてもよい。判定結果通知部１１５から判定結果を通知された産業装置５０は、例えば、産業装置５０の表示部、ランプ、ブザー等に通じて利用者に判定結果を報知するようにしてもよい。

指標情報記録部１１６は、指標化情報生成部１１２において生成された指標化情報を工程毎にＨＤＤ１４等に記録する。例えば、工程Ａ〜Ｄからなる工程の指標化情報を記録する場合、指標情報記録部１１６は、工程Ａ〜Ｄのそれぞれについて指標化情報を記録する。

指標情報記録部１１６は、指標化情報を、例えば、表形式のデータとして記録する。表形式のデータとは、項目とレコードからなるデータ形式であり、例えば、ＣＳＶ（Ｃｏｍｍａ−ＳｅｐａｒａｔｅｄＶａｌｕｅｓ）形式のデータである。ＣＳＶ形式のデータにおいては、カンマで項目を区切り、改行で１レコードを区切る。表形式のデータとしては、表計算アプリケーション用のデータ形式を用いてもよい。指標情報記録部１１６は、指標化情報を追加して記録する場合、指標化情報を表形式のレコードの追加として記録するようにしてもよい。例えば、指標情報記録部１１６は、工程Ａの指標化情報を１レコードのデータとして記録した後に、工程Ｂ、工程Ｃ、さらには工程Ｄの指標化情報を１レコードずつ逐次追加して記録する。指標化情報をレコードによって追加して記録することにより、記録された指標化情報のデータ構造が簡素化されて、例えば記録された指標化情報の読出し、変更、削除等の利用・編集を容易にすることが可能となる。

指標情報記録部１１６は、判定結果生成部１１４において生成された判定結果に基づき、指標化情報を区分して記録する。指標情報記録部１１６は、例えば、記録するレコードの項目として判定結果を記録してもよい。

図表生成部１１７は、指標情報記録部１１６において工程毎に記録された指標化情報に基づき図表を生成する。図表とは、図又は表であり、図には、グラフ、相関図、分布図等を含む。図表生成部１１７において生成される図表は、予め利用者が指定できるようにしてもよい。例えば、利用者は、記録された指標化情報の中から、図表にする指標化情報の範囲と、作成するグラフの種類、表示方法等を指定しておくことができる。指標化情報の範囲は、例えば、指標化情報の種類、工程情報が取得された日時の範囲、指標化情報が生成された日時の範囲、データ数、閾値に対する判定結果等が指定できるようにしてもよい。また、グラフの種類は、棒グラフ、折線グラフ、円グラフ等が指定できるようにしてもよい。また、表示方法は、例えば、図表を表示するタイミング、表示先等が指定できるようにしてもよい。

図表生成部１１７は、指標化情報のレコードが追加される度にリアルタイムで図表を作成する。指標化情報のレコードが追加される度にリアルタイムで図表を作成することにより、工程に異常等が発生した場合の対処を迅速に行うことが可能となる。

また、図表生成部１１７は、判定結果に基づき、区分して記録された指標化情報に基づき図表を生成する。例えば、判定結果に基づき、指標化情報を色分け、又は凡例の形状の変更等して図表を作成してもよい。

なお、図２においては、工程監視装置１００が有する、工程情報取得部１１１、指標化情報生成部１１２、閾値取得部１１３、判定結果生成部１１４、判定結果通知部１１５、指標情報記録部１１６及び図表生成部１１７の各機能がソフトウェアによって実現される場合を説明した。しかし、工程監視装置１００が有する上記１つ以上の機能は、ハードウェア（例えば、ＡＳＩＣやゲートアレイ）によって実現されるものであっても良い。また、工程監視装置１００が有する上記各機能は、１つの機能を複数の機能に分割して実施してもよい。また、工程監視装置１０が有する上記各機能は、２つ以上の機能を１つの機能に集約して実施してもよい。
以上で、図２を用いた、工程監視装置１００の機能構成の説明を終了する。

次に、図３を用いて、工程監視装置１００の動作を説明する。図３は、実施形態における工程監視装置の動作の一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートに示す動作は、ＣＰＵ１１において実行されるソフトウェアによって実施されるものとする。

図３において、先ず、ＣＰＵ１１は、工程が開始されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。工程が開始されたか否かは、例えば、産業装置５０の状態を示す情報、又は操作装置４０に対する操作情報等を取得することにより判断することができる。工程が開始されていないと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１１の処理を繰り返し、工程が開始されるのを待機する。

一方、工程が開始されたと判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、中継装置３０を介して産業装置５０から工程情報を取得する（ステップＳ１２）。工程情報の取得は、例えば、中継装置３０の特定の出力モジュールの値を読み取ることによって行うようにしてもよい。なお、ステップＳ１２の処理においては１つの工程情報を取得するものであっても複数の工程情報を取得するものであってもよい。ステップＳ１２においては、次のステップＳ１３の処理において必要な工程情報を取得するものとする。

ステップＳ１２の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、取得した工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の処理において生成する指標化情報の指標は、予め利用者によって選択されて設定されているものとする。

ステップＳ１３の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、利用者によって予め設定された指標化情報の閾値を取得する（ステップＳ１４）。閾値は上述の通り、常数であっても関数であってもよい。

ステップＳ１４の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１４において取得された閾値に基づき、ステップＳ１３において生成された指標化情報の判定結果を生成する（ステップＳ１５）。判定結果は、例えば、閾値が１つの常数のときは、正常又は異常の２値の判定結果となる。また、閾値が２つの常数のときは、正常、注意、異常の３値の判定結果を生成してもよい。また、閾値が指標化情報をクラスタリングするものである場合、判定結果はその指標化情報が分類されるクラスターとなる。

ステップＳ１５の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１５において生成された判定結果を通知するか否かを判断する（ステップＳ１６）。判定結果を通知するか否かを判断は、設定される閾値とともに利用者が予め設定してもよい。例えば、利用者は、指標化情報が閾値を越えたときに通知するように設定してもよい。生成された判定結果を通知すると判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、判定結果を通知する（ステップＳ１７）。判定結果の通知は、例えば、表示部１６、操作装置４０、又は産業装置５０に対して行うことができる。判定結果の通知は、例えば、文字の表示、ランプの点灯、音声の出力、産業装置５０に対する制御信号等によって行うことができる。生成された判定結果を通知しないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１７の処理はスキップされてステップＳ１８の処理が実行される。

生成された判定結果を通知しないと判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、又はステップＳ１７の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、工程が終了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。工程が終了したか否かの判断は、ステップＳ１１の処理と同様に、産業装置５０の状態を示す情報、又は操作装置４０に対する操作情報等を取得することにより判断することができる。工程が終了していないと判断した場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１２の処理に戻って工程情報の取得を実行する。ステップＳ１８の処理において工程の終了を判断することにより、１つの工程において、指標化情報の生成と判定値の生成を複数回実行することが可能となる。

一方、工程が終了したと判断した場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１３において生成された指標化情報を工程毎に記録する（ステップＳ１９）。ステップＳ１９における工程毎の指標化情報の記録の詳細は図６を用いて後述する。

ステップＳ１９の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、ステップＳ１９において工程毎に記録された指標化情報に基づき図表を生成する（ステップＳ２０）。生成される図表は利用者によって予め指定しておくことができる。

ステップＳ２０の処理を実行した後、ＣＰＵ１１は、生成された図表を表示する。図表の表示は、例えば、表示部１６、操作装置４０、又は産業装置５０に対して行うことができる。

図３において説明したように、ＣＰＵ１１が、工程毎に出力される工程情報を取得するステップと、取得された工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成するステップと、指標化情報の閾値を取得するステップと、取得された閾値に基づき生成された指標化情報の判定結果を生成するステップと、生成された判定結果を通知するステップと、生成された指標化情報を工程毎に記録するステップと、工程毎に記録された指標化情報に基づき図表を生成するステップとを実行することにより、リアルタイムに工程を監視することが可能となる。
以上で、図３を用いた、工程監視装置１００の動作の説明を終了する。

次に、図４を用いて、工程監視装置１００で生成する指標と図表の設定を説明する。図４は、実施形態における工程監視装置で生成する指標と図表の設定の一例を示す図である。

図４において、指標設定表１０００は、指標１００１、指標の種類１００２、閾値の種類１００３、及び選択図表１００４の各設定項目を有する。指標設定表１０００は、利用者によって、例えば入力部１５から設定可能に表示部１６に表示される。図４で示す指標設定表１０００は、図５において後述する産業装置５０の工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃ等の工程において共通的に利用されるものとする。

指標１００１は、指標を特定するためのＩＤである。図４では、指標１〜指標７を例示しているが、指標の数はこれに限定されず任意である。指標１〜指標７は、図５等において同じ指標を示す。

指標の種類１００２は、工程情報に基づき指標化情報を生成するときの指標の種類を示す設定項目である。産業装置５０から取得された工程情報の指標化は、指標の種類１００２の設定に基づき実行される。指標の種類は、例えば、電力量、温度Ａ、温度Ｂ（温度Ａと温度Ｂは異なる工程情報であることを示す）、生産量、工程時間、温度Ａと温度Ｂの相関、クラスタリング等である。指標の種類１００２は、例えば、表示部１６において表示される、プルダウンメニューによる設定項目の選択、ラジオボタンやチェックボックスの押下による設定項目の選択等によって、利用者が指標の種類を選択させるものであってもよい。指標の種類は取得した工程情報の指標化の方法（処理方法）を指定するものであり、指標の種類の設定は、例えば工程情報に対する処理を表す数式を入力するものであってもよい。また、指標の種類の設定には、指標化に用いる工程情報の取得頻度、取得条件等を設定してもよい。

閾値の種類１００３は、指標の種類１００２に対する閾値の種類を設定する設定項目である。閾値の種類１００３は、例えばプルダウンメニュー等で利用者に閾値の種類を選択させるものであってもよい。

例えば、指標１は、電力量の最大値に対して閾値が設定されていることを示している。電力量は例えば工程の負荷の大きさを示すことができる。電力量の最大値を閾値にすることにより、工程での過負荷をリアルタイムで判定することが可能となる。なお、最大値、最小値等の閾値の種類においては、瞬間最大値、所定期間内の平均値における最大値等を設定出来るようにしてもよい。

指標４は、生産量の変化率に対して閾値が設定されていることを示している。変化率は、所定期間における変化率である。変化率を算出する期間は利用者によって設定出来るものとする。生産量の変化率に対して閾値を設定することにより、工程内における不具合の発生をリアルタイムで判定することが可能となる。また、変化率の代わりに変化量を設定するようにしてもよい。

指標５は、工程時間の標準偏差に対して閾値が設定されていることを示している。例えば、工程内で同一の作業を行う場合、作業者のスキル等によって工程時間が異なる。工程時間の標準偏差を閾値とすることにより、作業者等による標準偏差が閾値を越えたときに工程の不具合をリアルタイムで判定することができる。

指標６は、温度Ａと温度Ｂの相関係数を閾値とするものである。例えば、加工工程における製品の入口温度の温度Ａと出口温度の温度Ｂが相関の強い工程情報であった場合、温度Ａと温度Ｂの相関係数を閾値とすることにより、加工工程の異常をリアルタイムで判定することができる。

指標７は、クラスタリングにおけるクラスターの変動を閾値とするものである。例えば、工程が複数の工程情報によって運転状態がクラスタリングされる場合、工程の状態が変化して工程のクラスターが異なるクラスターに変動した場合、運転状態の異常をリアルタイムで判定することができる。なお、指標の種類にクラスタリングを例示したのは、指標化において回帰分析の手法を適用できることを示したものである。本実施形態においては、クラスタリング等の回帰分析の手法以外の分析手法を適用することができる。

選択図表１００４は、工程毎に記録された指標化情報に基づき生成される図表の設定項目である。例えば、指標１〜指標３は折線グラフが選択され、指標４は棒グラフが選択され、指標５及び指標７は表が選択され、さらに指標６は分布図が選択されている。図４において選択される図表は１種類である場合を示したが、例えば複数種類の図表を選択可能にしておき、利用者の操作によって表示を切り替えるようにしてもよい。
以上で、図４を用いた、工程監視装置１００で生成する指標と図表の設定の説明を終了する。

次に、図５を用いて、図４において説明した指標設定表１０００の閾値の種類１００３の指標化情報の閾値を説明する。図５は、実施形態における工程監視装置で判定する指標化情報の閾値の一例を示す図である。

図５において、閾値設定表１０１０は、工程１０１１、指標１（１０１２）、指標２（１０１３）、指標３（１０１４）、指標４（１０１５）、指標５（１０１６）の設定項目を有している。なお、図４においては、指標１〜指標７について説明をしたが、工程Ａ〜工程Ｄにおいては、指標１〜指標５を用いている。

工程１０１１は、産業設備５０の工程を特定する工程ＩＤを設定する。図５においては、工程Ａ〜工程Ｄの４工程が例示されているが、工程の数はこれに限定されない。指標１（１０１２）〜指標５（１０１６）は、図４で説明した指標１００１の指標１〜指標５に相当している。すなわち、指標１（１０１２）は電力量についての最大値（Ｗ）の閾値の設定項目である。指標２（１０１３）は、温度Ａについての最大値（℃）の閾値の設定項目である。指標３（１０１４）は、温度Ｂについての最小値（℃）の閾値の設定項目である。指標４（１０１５）は、生産量についての変化率（％）の閾値の設定項目である。また、指標５（１０１６）は、工程時間についての標準偏差（分）の閾値である。例えば、工程Ａにおいては、電力量についての最大値の閾値が１０Ｗに設定され、温度Ａについての最大値の閾値が５０℃に設定され、温度Ｂについての最小値の閾値が４０℃に設定され、生産量についての変化率の閾値が５％に設定され、さらに、工程時間についての標準偏差の閾値が２分に設定されていることを示している。図３のステップＳ１５の処理において説明した判定結果は、指標１〜５における指標化情報がそれぞれ上記閾値を超えたか否かで判定されて生成される。

閾値設定表１０１０を用いて工程ごとに閾値を設定することにより、同じ指標の種類に対して工程毎に異なる閾値を設定することが可能となる。なお、図５は、工程Ａ〜工程Ｄについてそれぞれ同じ指標の種類を用いる場合を示したが、工程ごとに異なる指標の種類を用いて閾値を設定してもよい。
以上で、図５を用いた、指標化情報の閾値の説明を終了する。

次に、図６を用いて、図３のステップＳ１９の処理において説明した工程別の指標化情報の記録について説明する。図６は、実施形態における工程監視装置で記録する指標化情報の一例を示す図である。図６は、工程情報記録１０２０に記録された工程情報が指標化されて指標化情報記録１０３０に記録されることを示している。

図６において、工程情報記録１０２０は、工程１０２１、時刻１０２２、情報１（１０２３）、情報２（１０２４）、情報３（１０２５）の記録項目を有する。工程情報記録１０２０の１行分の記録はデータベースにおける１レコードに相当する。

工程１０２１は、図５の工程１０１１と同様に、産業設備５０の工程を特定する工程ＩＤであり、工程Ａ〜工程Ｄを例示している。

時刻１０２２は、工程情報の取得時刻を示している。例えば、図６においては、工程Ａ〜工程Ｄにおいて、５分間隔で工程情報を取得する場合を例示している。工程Ａにおいては、１０：００、１０：０５、１０：１０、１０：１５の４回（４レコード）、工程情報が取得される。同様に、工程Ｂにおいては３回（３レコード）、工程Ｃにおいては２回（２レコード）、さらに工程Ｄにおいては２回（２レコード）、工程情報が取得される。

情報１（１０２３）には取得された工程情報１、情報２（１０２４）には取得された工程情報２、及び情報３（１０２５）には取得された工程情報３が記録される。情報１（１０２３）、情報２（１０２４）、及び情報３（１０２５）の記録項目は、時刻１０２２において設定された工程情報の取得時刻において取得されたそれぞれの工程情報が記録される。図６においては、工程情報１、工程情報２及び工程情報３の取得時刻が同じである場合を例示したが、工程情報の取得時刻の設定は任意である。例えば、工程情報によって取得間隔を異なるように設定してもよい。

指標化情報記録１０３０は、工程１０３１、開始日時１０３２、終了日時１０３３、指標１（１０３４）、指標２（１０３５）、指標３（１０３６）、指標４（１０３７）、及び指標５（１０３８）の記録項目を有する。指標化情報記録１０３０は、それぞれ工程毎に１レコードの記録項目が記録される。

工程１０３１は、工程１０２１と同じである。工程１０３１の工程Ａのレコードは、工程１０２１の工程Ａにおいて４回目の工程情報が取得された後に、工程Ａにおける工程情報の指標化が行われて指標化情報が記録される。同様に、工程１０３１の工程Ｂのレコードは、工程１０２１の工程Ｂにおいて３回目の工程情報が取得された後に、工程Ｂにおける工程情報の指標化が行われて指標化情報が記録される。工程１０３１の工程Ｃのレコードは、工程１０２１の工程Ｃにおいて２回目の工程情報が取得された後に、工程Ｃにおける工程情報の指標化が行われて指標化情報が記録される。工程１０３１の工程Ｄのレコードは、工程１０２１の工程Ｄにおいて２回目の工程情報が取得された後に、工程Ｄにおける工程情報の指標化が行われて指標化情報が記録される。すなわち、指標化情報記録１０３０の１レコードは、１つの工程が終了したときに（指標化された後に）リアルタイムで記録されることになる。

開始日時１０３２は、それぞれの工程の開始日時の記録項目であり、また、終了日時１０３３は、それぞれの工程の終了日時の記録項目である。なお、開始日時１０３２又は終了日時１０３３は、工程情報を取得した時刻である時刻１０２２とは一致しない。

指標１（１０３４）、指標２（１０３５）、指標３（１０３６）、指標４（１０３７）、及び指標５（１０３８）は、工程情報に基づき生成される指標化情報の記録項目である。図６においては、５つの指標化情報が生成されて記録されることを例示している。

例えば、図４に示す指標設定表１０００に基づき指標化情報を生成する場合、指標１（１０３４）の工程Ａに対応する箇所には、工程Ａにおいて情報１（１０２３）の４レコードにわたって取得された電力量の最大値が記録される。指標１（１０３４）の工程Ｂに対応する箇所には、工程Ｂにおいて情報１（１０２３）の３レコードにわたって取得された電力量の最大値が記録される。同様に、指標２（１０３５）の工程Ａに対応する箇所には、工程Ａにおいて情報２（１０２４）の４レコードにわたって取得された温度Ａの最大値が記録される。指標２（１０３５）の工程Ｂに対応する箇所には、工程Ｂにおいて情報２（１０２４）の３レコードにわたって取得された温度Ａの最大値が記録される。

なお、工程情報記録１０２０又は指標化情報記録１０３０は、ＨＤＤ１４等に記録することができる。工程情報記録１０２０又は指標化情報記録１０３０は、ＣＳＶ形式のデータ又は表形式のデータとして記録することができる。

また、図６は、工程情報記録１０２０と指標化情報記録１０３０とを別の表（データ）として記録していく場合を説明したが、工程情報記録１０２０と指標化情報記録１０３０とを同じ表として記録してもよい。例えば、工程情報のレコードと指標化情報のレコードにはそれぞれのレコードを区別する符号を付けることにより、両方のレコードを１つの表として記録することが可能となる。
以上で、図６を用いた、工程別の指標化情報の記録についての説明を終了する。

以上説明したように、本実施形態においては、工程監視装置は、産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得部と、取得された工程情報に基づき、所定の指標で指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成部と、指標化情報の閾値を取得する閾値取得部と、取得された閾値に基づき、生成された指標化情報の判定結果を生成する判定結果生成部と、生成された判定結果を通知する判定結果通知部と、生成された指標化情報を記録する指標情報記録部と、記録された指標化情報に基づき図表を生成する図表生成部とを有することにより、リアルタイムに工程を監視することができる。

また、本実施形態で説明した装置を構成する機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、本実施形態の上述した種々の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。

１工程監視システム
１０、１００工程監視装置
１１ＣＰＵ
１２ＲＡＭ
１３ＲＯＭ
１４ＨＤＤ
１５入力部
１６表示部
１７通信部
１１１工程情報取得部
１１２指標化情報生成部
１１３閾値取得部
１１４判定結果生成部
１１５判定結果通知部
１１６指標情報記録部
１１７図表生成部

Claims

産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得部と、
取得された前記工程情報を、所定の指標でリアルタイムで指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成部と、
前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得部と、
取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果をリアルタイムに生成する判定結果生成部と、
生成された前記判定結果を通知する判定結果通知部と、
生成された前記指標化情報を、前記工程が終了する毎にリアルタイムで記録する指標情報記録部と、
記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成部とを備える、工程監視装置。
前記工程情報取得部は、前記工程情報を中継する中継装置を介して取得する、請求項１に記載の工程監視装置。
前記工程情報取得部は、前記中継装置を介して、前記工程に設置された操作装置から入力される工程情報を取得する、請求項２に記載の工程監視装置。
前記指標情報記録部は、前記指標化情報を表形式のレコードの追加として記録し、
前記図表生成部は、前記レコードが追加される度にリアルタイムで前記図表を作成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の工程監視装置。
前記指標情報記録部は、生成された前記判定結果に基づき、前記指標化情報を区分して記録し、
前記図表生成部は、区分された前記指標化情報に基づき図表を作成する、請求項１から４のいずれか一項に記載の工程監視装置。
前記図表生成部は、予め指定された前記所定の指標に基づき図表を作成する、請求項１から５のいずれか一項に記載の工程監視装置。
産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を中継する中継装置と、
前記中継装置を介して前記工程情報を取得する工程情報取得部と、
取得された前記工程情報を、所定の指標でリアルタイムで指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成部と、
前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得部と、
取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果をリアルタイムに生成する判定結果生成部と、
生成された前記判定結果を通知する判定結果通知部と、
生成された前記指標化情報を、前記工程が終了する毎にリアルタイムで記録する指標情報記録部と、
記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成部とを備える、工程監視システム。
産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得ステップと、
取得された前記工程情報を、所定の指標でリアルタイムで指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成ステップと、
前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得ステップと、
取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果をリアルタイムに生成する判定結果生成ステップと、
生成された前記判定結果を通知する判定結果通知ステップと、
生成された前記指標化情報を、前記工程が終了する毎にリアルタイムで記録する指標情報記録ステップと、
記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成ステップとを含む、工程監視方法。
産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得処理と、
取得された前記工程情報を、所定の指標でリアルタイムで指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成処理と、
前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得処理と、
取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果をリアルタイムに生成する判定結果生成処理と、
生成された前記判定結果を通知する判定結果通知処理と、
生成された前記指標化情報を、前記工程が終了する毎にリアルタイムで記録する指標情報記録処理と、
記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成処理とをコンピュータに実行させる、工程監視プログラム。
産業装置から出力される工程の状態を示す工程情報を取得する工程情報取得処理と、
取得された前記工程情報を、所定の指標でリアルタイムで指標化した指標化情報を生成する指標化情報生成処理と、
前記指標化情報の閾値を取得する閾値取得処理と、
取得された前記閾値に基づき、生成された前記指標化情報の判定結果をリアルタイムに生成する判定結果生成処理と、
生成された前記判定結果を通知する判定結果通知処理と、
生成された前記指標化情報を、前記工程が終了する毎にリアルタイムで記録する指標情報記録処理と、
記録された前記指標化情報に基づき図表を生成する図表生成処理とをコンピュータに実行させる工程監視プログラムが記録された記録媒体。