(57)【要約】      （修正有）【課題】素材としての生成物について想定外の不良が生じた場合、迅速かつ的確に原因となっている製造工程を発見する装置を提供する。【解決手段】本発明の品質管理装置は、生成物に関連付けて複数の工程が順序付けて記憶され、複数の工程のそれぞれに関連付けて１又は複数の工程属性が記憶される工程情報と、生成物に関連付けて生成物の１又は複数の機能が記憶される機能情報と、機能と工程属性との関連性が記憶される機能・工程関連情報と、を格納している記憶部と、機能・工程関連情報に記憶される関連性に基づいて、機能情報における機能及び工程情報における工程属性を関連付ける生成物管理部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生成物に関連付けて複数の工程が順序付けて記憶され、前記複数の工程のそれぞれに関連付けて１又は複数の工程属性が記憶される工程情報と、
前記生成物に関連付けて前記生成物の１又は複数の機能が記憶される機能情報と、
前記機能と前記工程属性との関連性が記憶される機能・工程関連情報と、を格納している記憶部と、
前記機能・工程関連情報に記憶される関連性に基づいて、前記機能情報における機能及び前記工程情報における工程属性を関連付ける生成物管理部と、
を備えることを特徴とする品質管理装置。
【請求項２】
前記記憶部は、
前記生成物に関連付けて前記生成物の複数の原材料が記憶され、前記複数の原材料のそれぞれに関連付けて１又は複数の材料属性が記憶される原材料情報と、
前記機能と前記材料属性との関連性が記憶される機能・原材料関連情報と、を格納しており、
前記生成物管理部は、
前記機能・原材料関連情報に記憶される関連性に基づいて、前記機能情報における機能及び前記原材料情報における材料属性を関連付けること、
を特徴とする請求項１に記載の品質管理装置。
【請求項３】
前記工程情報は、
前記生成物をルートとし前記工程属性をリーフとするツリー構造を有し、
前記機能情報は、
前記生成物をルートとし前記機能をリーフとするツリー構造を有し、
前記生成物管理部は、
前記リーフである機能と前記リーフである工程属性を関連付けることによって、前記機能情報のルートから前記機能情報のリーフ及び前記工程情報のリーフを経て前記工程情報のルートに至る第１の二重ツリー構造を作成し、
前記品質管理装置は、
前記作成した第１の二重ツリー構造を出力装置に表示する表示処理部を備えること、
を特徴とする請求項２に記載の品質管理装置。
【請求項４】
前記原材料情報は、
前記生成物をルートとし前記材料属性をリーフとするツリー構造を有し、
前記生成物管理部は、
前記リーフである機能と前記リーフである材料属性を関連付けることによって、前記機能情報のルートから前記機能情報のリーフ及び前記原材料情報のリーフを経て前記原材料情報のルートに至る第２の二重ツリー構造を作成し、
前記表示処理部は、
前記作成した第２の二重ツリー構造を出力装置に表示すること、
を特徴とする請求項３に記載の品質管理装置。
【請求項５】
前記機能は、
前記生成物の品質であり、
前記工程属性は、
前記工程のそれぞれにおける製造条件であり、
前記材料属性は、
前記原材料のそれぞれの物理化学的性質であること、
を特徴とする請求項４に記載の品質管理装置。
【請求項６】
前記機能・工程関連情報における関連性は、
前記機能と前記工程属性との関連の程度を示す重みであり、
前記機能・原材料関連情報における関連性は、
前記機能と前記材料属性との関連の程度を示す重みであり、
前記表示処理部は、
前記第１の二重ツリー構造又は前記第２の二重ツリー構造とともに、前記重みの大きさに応じた態様で前記機能と前記工程属性との関連、又は、前記機能と前記材料属性との関連を表示すること、
を特徴とする請求項５に記載の品質管理装置。
【請求項７】
前記原材料は、
複数の前記工程間で一時的に産出される中間生成物を含み、
前記製造条件は、
前記工程に対して投入される原材料又は中間生成物、及び、前記工程が産出する中間生成物又は生成物であり、
前記表示処理部は、
ユーザが生成物を選択するのを受け付け、
前記受け付けた生成物を検索キーとして前記工程情報を検索することによって、複数の前記工程を取得し、
前記取得した工程を検索キーとして前記工程情報を検索することによって、前記取得した工程のそれぞれに対して投入される原材料又は中間生成物、及び、前記取得した工程のそれぞれが産出する中間生成物又は生成物を特定し、
前記取得した工程の間に、前記特定した原材料、中間生成物又は生成物を記載した連鎖図を出力装置に表示すること、
を特徴とする請求項６に記載の品質管理装置。
【請求項８】
前記生成物管理部は、
前記連鎖図を、他のデータから分別管理された領域に記憶すること、
を特徴とする請求項７に記載の品質管理装置。
【請求項９】
前記生成物管理部は、
前記連鎖図を暗号化したうえで記憶すること、
を特徴とする請求項８に記載の品質管理装置。
【請求項１０】
前記機能、前記工程及び前記原材料のそれぞれは、
階層構造を備えること、
を特徴とする請求項９に記載の品質管理装置。
【請求項１１】
品質管理装置の記憶部は、
生成物に関連付けて複数の工程が順序付けて記憶され、前記複数の工程のそれぞれに関連付けて１又は複数の工程属性が記憶される工程情報と、
前記生成物に関連付けて前記生成物の１又は複数の機能が記憶される機能情報と、
前記機能と前記工程属性との関連性が記憶される機能・工程関連情報と、を格納しており、
前記品質管理装置の生成物管理部は、
前記機能・工程関連情報に記憶される関連性に基づいて、前記機能情報における機能及び前記工程情報における工程属性を関連付けること、
を特徴とする品質管理装置の品質管理方法。
【請求項１２】
品質管理装置の記憶部に対し、
生成物に関連付けて複数の工程が順序付けて記憶され、前記複数の工程のそれぞれに関連付けて１又は複数の工程属性が記憶される工程情報と、
前記生成物に関連付けて前記生成物の１又は複数の機能が記憶される機能情報と、
前記機能と前記工程属性との関連性が記憶される機能・工程関連情報と、を格納させ、
前記品質管理装置の生成物管理部に対し、
前記機能・工程関連情報に記憶される関連性に基づいて、前記機能情報における機能及び前記工程情報における工程属性を関連付ける処理を実行させること、
を特徴とする品質管理装置を機能させるための品質管理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、品質管理装置、品質管理方法及び品質管理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、材料の品質管理及び品質保証は、機器分析による成分・特性分析、ビルディングブロック方式による素材・構造材料評価、材料証明書、ミルシート等によって行われている。もとより品質管理は、素材としての材料だけでなく、例えば機械等の製品に対しても行われる。製品の品質管理は、製品を構成する要素ごとに、その役割及び振る舞いを機能と定義し、その機能の繋がりにより発現する品質を、製造工程の条件を含めて管理することによって行われる。これに対して材料は、出発物質から生成物に至るまで、その様態を変化させて行く。したがって、材料を構成する要素の機能という型式を用いた管理は、材料には向かない。各製造工程における条件、最終的に得られる材料特性等を品質保証のための証拠として、データベースに保持することが一般に行われている。
【０００３】
材料の使用において想定外の不良が発生した場合、その原因を迅速に究明し製造工程を見直すには、上流の製造工程まで遡ることが必要な場合もある。しかしながら、前記したデータベースを使用して上流工程における原因を発見することは、通常、多くの手間及びコストを要する。
【０００４】
特許文献１は、処方箋によって薬剤を調合する例を開示している。特許文献１のプロセスシステムは、複数の出発材料を調合することによって製品（個々の患者の病状に応じた薬剤）を製造する複数のプロセスモジュールを有する。プロセスシステムは、製品の名称、化学式等を“製品希望”として中央の計算装置に送信する。すると、中央の計算装置は、プロセスシステムに対して調合データ（処方箋）を返送する。調合データは、必要な出発材料、必要なプロセスモジュールの選択、必要なプロセスモジュールの順序等を含む。プロセスシステムは、製品を製造した後、製品の質及び量を中央の計算装置に送信する。さらに、中央の計算装置は、プロセスシステムが調合データの指示通りにプロセスモジュールを構成しているか否かを監視し、誤りがある場合は、プロセスシステムに警報を発する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５１１８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の中央の計算装置は、主として、製薬に係るライセンス料金を正しく徴収するための発明である。したがって、特許文献１は、製品のどのような不良が、どの製造工程のどのような製造条件に起因するかという、不良と原因との対応関係については言及していない。
そこで、本発明は、素材としての生成物について想定外の不良が生じた場合、迅速かつ的確に原因となっている製造工程を発見することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の品質管理装置は、生成物に関連付けて複数の工程が順序付けて記憶され、複数の工程のそれぞれに関連付けて１又は複数の工程属性が記憶される工程情報と、生成物に関連付けて生成物の１又は複数の機能が記憶される機能情報と、機能と工程属性との関連性が記憶される機能・工程関連情報と、を格納している記憶部と、機能・工程関連情報に記憶される関連性に基づいて、機能情報における機能及び工程情報における工程属性を関連付ける生成物管理部と、を備えることを特徴とする。その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、素材としての生成物について想定外の不良が生じた場合、迅速かつ的確に原因となっている製造工程を発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】品質管理装置の構成を説明する図である。
【図２】工程情報を説明する図である。
【図３】工程情報を説明する図である。
【図４】機能情報を説明する図である。
【図５】機能情報を説明する図である。
【図６】原材料・中間生成物情報を説明する図である。
【図７】原材料・中間生成物情報を説明する図である。
【図８】機能・工程関連情報を説明する図である。
【図９】機能・原材料関連情報を説明する図である。
【図１０】第１の二重ツリー構造を説明する図である。
【図１１】第２の二重ツリー構造を説明する図である。
【図１２】工程属性、材料属性及び機能の関係を説明する図である。
【図１３】要因効果図を説明する図である。
【図１４】連鎖図を説明する図である。
【図１５】処理手順のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以降、本発明を実施するための形態（“本実施形態”という）を、図等を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、１又は複数の原材料から１又は複数の生成物を製造する化学プラントの例である。
【００１１】
（用語等）
工程とは、化学プラントにおける個々の処理プロセスである。工程は、他の工程との間に前後関係を有する。工程の例としては、加熱、冷却、撹拌、蒸留等がある。
原材料とは、化学プラントが受け入れる物質である。原材料の例としては、原油、鉄鉱石、石炭、石灰石等がある。
中間生成物とは、ある工程と他の工程との間で一時的に存在する物質である。中間生成物の例としては、ベンゼン、ナフサ等がある。
【００１２】
生成物とは、化学プラントが製品として産出する物質である。生成物の例としては、燃料、塗料、薬品、化学繊維、樹脂等がある。化学繊維、樹脂等から、他の工業製品（航空機部品、衣料品、容器、衛生用品、人工臓器等）が製造される。
【００１３】
機能とは、生成物の用途に応じた働きである。機能の例としては、乾燥速度、酸化速度（錆び易さ）、消毒能力、洗浄力、断熱能力、防音能力、引張強度、粘度、接着力、着火速度、展性、延性等がある。生成物の用途に応じた機能は、その生成物の市場での評価に直結する。
【００１４】
工程属性とは、工程における製造条件である。工程属性の例としては、反応器の温度、反応器の圧力、反応時間、投入される原材料又は中間生成物の種類及び量（混合比率）、産出される生成物又は中間生成物の種類及び量等がある。
材料属性とは、原材料又は中間生成物の物理化学的性質である。材料属性の例としては、比重、融点、沸点、水素イオン濃度、特定の成分の含有量等がある。本実施形態においては、生成物とは異なり、原材料又は中間生成物については、用途に応じた材料属性は問われないものとする。
【００１５】
（階層構造）
前記した、工程、原材料、中間生成物及び機能のそれぞれは、階層構造を有する。工程については、例えばあるラインの工程は、当該ラインの内での第１工程、第２工程、第３工程、・・・を含む。原材料については、例えば原材料が混合物である場合、原材料Ａは、複数の混合成分Ａ１、Ａ２、・・・を含む。中間生成物についても同様である。機能については、例えば、酸化速度は、区分された各温度帯での酸化速度を含み、防音能力は、区分された各周波数帯に対する防音能力を含み、展性は、特定方向への展性を含む。
【００１６】
（品質管理支援装置）
図１は、品質管理装置１の構成を説明する図である。品質管理装置１は、一般的なコンピュータであり、中央制御装置１１、マウス、キーボード等の入力装置１２、ディスプレイ、スピーカ等の出力装置１３、主記憶装置１４及び補助記憶装置１５（記憶部）を備える。これらは、バスで相互に接続されている。補助記憶装置１５は、工程情報３１、機能情報３２、原材料・中間生成物情報３３、機能・工程関連情報３４及び機能・原材料関連情報３５（いずれも詳細後記）を格納している。請求項の“原材料情報”には、原材料・中間生成物情報３３が相当する。
【００１７】
主記憶装置１４における生成物管理部２１及び表示処理部２２は、プログラムである。中央制御装置１１は、これらのプログラムを補助記憶装置１５から読み出し主記憶装置１４にロードすることによって、それぞれのプログラムの機能（詳細後記）を実現する。補助記憶装置１５は、品質管理装置１から独立した構成となっていてもよい。
【００１８】
（工程情報）
図２及び図３は、工程情報３１を説明する図である。まず図２に注目する。補助記憶装置１５に格納される工程情報３１は、生成物Ｐ１に関連付けて、工程Ａ１、工程Ａ２、・・・、工程Ｃ２を示す長方形を、矢印で連結して記憶している。長方形は、“ノード”と呼ばれ、矢印は、“エッジ”と呼ばれる。エッジの向きで明らかなように、これらのノードは、工程Ａ１、工程Ａ２、工程Ａ３、工程Ｂ１、工程Ｂ２、工程Ｂ３、工程Ｃ１及び工程Ｃ２の順に順序付けられている。工程Ａ１、工程Ａ２及び工程Ａ３は、上位の工程Ａに属している。工程Ｂ１、工程Ｂ２及び工程Ｂ３は、上位の工程Ｂに属している。工程Ｃ１及び工程Ｃ２は、上位の工程Ｃに属している。上位の工程Ａ、工程Ｂ及び工程Ｃは、生成物Ｐ１の工程に属している。
【００１９】
工程情報３１は、工程属性Ａ１ａ、工程属性Ａ１ｂ及び工程属性Ａ１ｃを示す長方形を、工程Ａ１に関連付けて記憶している。これらの長方形もまた、ノードと呼ばれる。図２では記載を省略しているが、同様に工程情報３１は、工程Ａ２、工程Ａ３、・・・、工程Ｃ２に関連付けて、それぞれの工程属性を記憶している。結局、生成物の識別子としての“Ｐ１”を特定することによって、図２のすべてのノード、ノード間の順序、ノード間の対応関係、及び、ノード間の階層構造が特定されることになる。
【００２０】
図３に注目する。図３もまた補助記憶装置１５に格納される工程情報３１である。図３の工程情報３１は、本質的には図２の工程情報３１と同じである。図３の工程情報３１は、ノードの階層関係がより視認しやすい“ツリー構造”を有する。ツリー構造のルート（根、頂点）には、“生成物Ｐ１”を示すノードが存在し、ツリー構造の末端のリーフ（葉）には、工程属性を示すノードが存在する。
【００２１】
ノード間の線分もまた、“エッジ”と呼ばれる。図３のエッジは、図２のエッジとは異なり、向きを有さない。しかしながら工程情報３１は、エッジに関連付けて、工程間の情報（例えば、流れる原材料若しくは中間生成物、又は、引き継がれる製造条件）を記憶してもよい。
【００２２】
工程情報３１は、生成物ごとに１つ存在する。工程情報３１の型式は、特に限定されず、図２の型式でもよいし、図３の型式でもよいし、他の型式（例えば、直前の工程、直後の工程、属する上位の工程及び工程属性を、工程ごとに記憶した表型式）でもよい。
【００２３】
（機能情報）
図４及び図５は、機能情報３２を説明する図である。まず図４に注目する。補助記憶装置１５に格納される機能情報３２は、生成物Ｐ１に関連付けて、機能Ａ１、機能Ａ２、機能Ｂ１、・・・、機能Ｃ１を示す長方形を記憶している。長方形は、“ノード”と呼ばれる。機能Ａ１及び機能Ａ２は、上位の機能Ａに属している。機能Ｂ１、機能Ｂ２及び機能Ｂ３は、上位の機能Ｂに属している。機能Ｃ１は、上位の機能Ｃに属している。上位の機能Ａ、機能Ｂ及び機能Ｃは、生成物Ｐ１の機能に属している。生成物の識別子としての“Ｐ１”を特定することによって、図４のすべてのノード、及び、ノード間の階層構造が特定されることになる。
【００２４】
図５に注目する。図５もまた補助記憶装置１５に格納される機能情報３２である。図５の機能情報３２は、本質的には図４の機能情報３２と同じである。図５の機能情報３２は、ノードの階層関係がより視認しやすい“ツリー構造”を有する。ツリー構造のルートには、“生成物Ｐ１”を示すノードが存在し、ツリー構造の末端のリーフには、機能を示すノードが存在する。ノード間の線分は、“エッジ”と呼ばれる。機能情報３２は、エッジに関連付けて、機能間の寄与の程度、又は、機能が発揮する定量的若しくは定性的な関係を記憶してもよい。
【００２５】
機能情報３２は、生成物ごとに１つ存在する。機能情報３２の型式は、特に限定されず、図４の型式でもよいし、図５の型式でもよいし、他の型式（例えば、属する上位の機能を、機能ごとに記憶した表型式）でもよい。
【００２６】
（原材料・中間生成物情報）
図６及び図７は、原材料・中間生成物情報３３を説明する図である。まず図６に注目する。補助記憶装置１５に格納される原材料・中間生成物情報３３は、生成物Ｐ１に関連付けて、原材料Ａ１、・・・、原材料Ｂ３、中間生成物Ｃ１、中間生成物Ｃ２を示す長方形を記憶している。長方形は、“ノード”と呼ばれる。原材料Ａ１、原材料Ａ２及び原材料Ａ３は、上位の原材料Ａに属している。原材料Ｂ１、原材料Ｂ２及び原材料Ｂ３は、上位の原材料Ｂに属している。中間生成物Ｃ１及び中間生成物Ｃ２は、上位の中間生成物Ｃに属している。上位の原材料Ａ、原材料Ｂ及び中間生成物Ｃは、生成物Ｐ１の原材料・中間生成物に属している。
【００２７】
原材料・中間生成物情報３３は、材料属性Ａ１ａ、材料属性Ａ１ｂ及び材料属性Ａ１ｃを示す長方形を、原材料Ａ１に関連付けて記憶している。これらの長方形もまた、ノードと呼ばれる。図６では記載を省略しているが、同様に原材料・中間生成物情報３３は、原材料Ａ２、原材料Ａ３、・・・、原材料Ｂ３に関連付けて、それぞれの材料属性を記憶している。原材料・中間生成物情報３３は、材料属性Ｃ１ａ及び材料属性Ｃ１ｂを示す長方形を、中間生成物Ｃ１に関連付けて記憶している。図６では記載を省略しているが、同様に原材料・中間生成物情報３３は、中間生成物Ｃ２に関連付けて、その材料属性を記憶している。結局、生成物の識別子としての“Ｐ１”を特定することによって、図６のすべてのノード、ノード間の対応関係、及び、ノード間の階層構造が特定されることになる。
【００２８】
図７に注目する。図７もまた補助記憶装置１５に格納される原材料・中間生成物情報３３である。図７の原材料・中間生成物情報３３は、本質的には図６の原材料・中間生成物情報３３と同じである。図７の原材料・中間生成物情報３３は、ノードの階層関係がより視認しやすい“ツリー構造”を有する。ツリー構造のルートには、“生成物Ｐ１”を示すノードが存在し、ツリー構造の末端のリーフには、材料属性を示すノードが存在する。ノード間の線分は、“エッジ”と呼ばれる。原材料・中間生成物情報３３は、エッジに関連付けて、原材料間の関係（例えば、原材料が含有される際の条件）を記憶してもよい。
【００２９】
原材料・中間生成物情報３３は、生成物ごとに１つ存在する。原材料・中間生成物情報３３の型式は、特に限定されず、図６の型式でもよいし、図７の型式でもよいし、他の型式（例えば、属する上位の原材料（又は中間生成物）及び材料属性を、原材料（又は中間生成物）ごとに記憶した表型式）でもよい。
【００３０】
（機能・工程関連情報）
図８は、機能・工程関連情報３４を説明する図である。機能・工程関連情報３４は、横軸（列）に工程属性を有し、縦軸（行）に機能を有するマトリクスである。機能・工程関連情報３４は、生成物ごとに１つ存在する。図８は、生成物Ｐ１についての機能・工程関連情報３４である。機能・工程関連情報３４は、マトリクスの交点のセルに、工程属性と機能との関連性を記憶している。関連性の具体例として、例えば以下の例１〜４がある。
【００３１】
〈例１〉関連が有ることのみを示す情報（例えば、有り＝○）
〈例２〉関連の程度を示す数値
〈例３〉関連の程度を示す重み（列又は行ごとの合計値が決まっている）
〈例４〉関連の程度を示す数式（機能及び工程属性が数値で示される場合、一方を説明変数とし他方を目的関数とする関数）
いずれの例においても、関連が全くない場合、その欄は、空欄となる。
【００３２】
（機能・原材料関連情報）
図９は、機能・原材料関連情報３５を説明する図である。機能・原材料関連情報３５は、横軸（列）に材料属性を有し、縦軸（行）に機能を有するマトリクスである。機能・原材料関連情報３５は、生成物ごとに１つ存在する。図９は、生成物Ｐ１についての機能・原材料関連情報３５である。機能・原材料関連情報３５は、マトリクスの交点のセルに、材料属性と機能との関連性を記憶している。関連性の具体例として、例えば以下の例５〜８がある。
【００３３】
〈例５〉関連が有ることのみを示す情報（例えば、有り＝○）
〈例６〉関連の程度を示す数値
〈例７〉関連の程度を示す重み（列又は行ごとの合計値が決まっている）
〈例８〉関連の程度を示す数式（機能及び材料属性が数値で示される場合、一方を説明変数とし他方を目的関数とする関数）
いずれの例においても、関連が全くない場合、その欄は、空欄となる。
【００３４】
（二重ツリー構造）
図１０は、第１の二重ツリー構造４１を説明する図である。品質管理装置１は、工程情報３１（図３）、機能情報３２（図５）及び機能・工程関連情報３４（図８）を使用して第１の二重ツリー構造４１（図１０）を作成する。第１の二重ツリー構造４１の左部分４１ａは、生成物Ｐ１についての機能情報３２（図５）である。
【００３５】
第１の二重ツリー構造４１の右部分４１ｃは、生成物Ｐ１についての工程情報３１（図３）を左右逆にしたものである。但し、説明の都合上、右部分４１ｃは、図３に比して、下位の工程の数、及び、下位の工程に関連付けられている工程属性の数を変更している。しかしながら、右部分４１ｃの本質は、工程情報３１（図３）と同じである。第１の二重ツリー構造４１の中央部分４１ｂは、生成物Ｐ１についての機能・工程関連情報３４（図８）における“○”が関連付けている機能及び工程属性を破線で連結したものである。
【００３６】
図１０から明らかなように、第１の二重ツリー構造４１は、機能情報３２のルートから、機能情報３２のリーフ及び工程情報３１のリーフを経て、工程情報３１のルートに至っている。
【００３７】
（第１の二重ツリー構造による不良診断）
いま、生成物Ｐ１の機能Ａ１に不良が発生したとする。ユーザがノード“機能Ａ１”の右側の破線を辿って行くと、ノード“工程属性Ａ１ａ”、“工程属性Ａ１ｂ”及び“工程属性Ｃ１ａ”に達する。ユーザは、例えば“工程Ａ１ａ”に注目し、工程Ａ１（例えば、ラインＡの第１工程）についての工程属性Ａ１ａ（例えば、反応器の温度）を確認することになる。この例では、ユーザは、“工程属性Ａ１ｂ”及び“工程属性Ｃ１ａ”に対しても同程度の注意を払うことになる。なぜならば、図８の１行目は、単に３つの“○”を記憶するに留まる（例１）からである。
【００３８】
しかしながら、図８の１行目が、例えば“（工程属性Ａ１ａ，工程属性Ａ１ｂ，工程属性Ｃ１ａ）＝（０.５，０.３，０.２）”を示している場合（前記した例３）、ユーザは取り敢えず、重みの値が最も大きい工程属性Ａ１ａに注目すればよい。ノード“工程属性Ａ１ａ”の左側の破線を辿って行くと、ノード“機能Ｂ１”にも達する。ユーザは、機能Ｂ１についても、不良発生の潜在的な可能性があることを知る。
【００３９】
いま、機能Ａ１は、生成物Ｐ１の防音能力Ａのうち高周波に対するものであるとする。そして、図８の１行目は、“高周波に対する防音能力＝Ｆ１（あるラインのある工程の反応器の温度）”という関数Ｆ１を含むとする（例４）。すると、ユーザは、防音能力をどの程度改善するためにどの反応器の温度をどの程度見直すべきかを知ることができる。
【００４０】
図１１は、第２の二重ツリー構造４２を説明する図である。品質管理装置１は、原材料・中間生成物情報３３（図７）、機能情報３２（図５）及び機能・原材料関連情報３５（図９）を使用して第２の二重ツリー構造４２（図１１）を作成する。第２の二重ツリー構造４２の左部分４２ａは、生成物Ｐ１についての機能情報３２（図５）である。
【００４１】
第２の二重ツリー構造４２の右部分４２ｃは、生成物Ｐ１についての原材料・中間生成物情報３３（図７）を左右逆にしたものである。但し、説明の都合上、右部分４２ｃは、図７に比して、下位の原材料及び中間生成物の数、並びに、下位の原材料及び中間生成物に関連付けられている材料属性の数を変更している。しかしながら、右部分４２ｃの本質は、原材料・中間生成物情報３３（図７）と同じである。第２の二重ツリー構造４２の中央部分４２ｂは、生成物Ｐ１についての機能・原材料関連情報３５（図９）における“○”が関連付けている機能及び材料属性を破線で連結したものである。
【００４２】
図１１から明らかなように、第２の二重ツリー構造４２は、機能情報３２のルートから、機能情報３２のリーフ及び原材料・中間生成物情報３３のリーフを経て、原材料・中間生成物情報３３のルートに至っている。
【００４３】
（第２の二重ツリー構造による不良診断）
いま、生成物Ｐ１の機能Ａ１に不良が発生したとする。ユーザがノード“機能Ａ１”の右側の破線を辿って行くと、ノード“材料属性Ａ１ａ”、“材料属性Ｂ１ａ”及び“材料属性Ｃ１ａ”に達する。ユーザは、例えば“材料属性Ａ１ａ”に注目し、原材料Ａ１（例えば、原材料Ａが含むある混合成分Ａ１）についての材料属性Ａ１ａ（例えば、水素イオン濃度）を確認することになる。この例では、ユーザは、“材料属性Ｂ１ａ”及び“材料属性Ｃ１ａ”に対しても同程度の注意を払うことになる。なぜならば、図９の１行目は、単に３つの“○”を記憶するに留まる（例５）からである。
【００４４】
しかしながら、図９の１行目が、例えば“（材料属性Ａ１ａ，材料属性Ｂ１ａ，材料属性Ｃ１ａ）＝（０.８，０.１，０.１）”を示している場合（前記した例７）、ユーザは取り敢えず、重みの値が最も大きい材料属性Ａ１ａに注目すればよい。ノード“材料属性Ａ１ａ”の左側の破線を辿って行くと、ノード“機能Ｂ２”にも達する。ユーザは、機能Ｂ２についても、不良発生の潜在的な可能性があることを知る。
【００４５】
引き続き、機能Ａ１は、生成物Ｐ１の防音能力Ａのうち高周波に対するものであるとする。そして、図９の１行目は、“高周波に対する防音能力＝Ｆ２（ある原材料が含むある混合成分の水素イオン濃度）”という関数Ｆ２を含むとする（例８）。すると、ユーザは、防音能力をどの程度改善するためにどの混合成分の水素イオン濃度をどの程度見直すべきかを知ることができる。
【００４６】
図１２は、工程属性、材料属性及び機能の関係を説明する図である。図１０及び図１１で前記したことをまとめたのが図１２である。図１２を見ると、以下のことがわかる。
・ある生成物についての１又は複数の工程属性、及び、１又は複数の材料属性は、当該生成物の機能を介して、相互に関連付けられている。
・ある生成物についての１又は複数の工程属性、及び、１又は複数の材料属性を説明変数とし、当該生成物の機能を目的変数とする関数を想定することができる。
・機能とは、前記したように、生成物の用途に応じた働き（品質）である。一般的に、機能は“物性”であると解釈することができる。
【００４７】
（要因効果図）
図１３は、要因効果図５１を説明する図である。要因効果図５１の横軸は、工程属性及び材料属性である。工程属性及び材料属性は、化学プラントの運営者（ユーザ）によって制御され得る値であることから、“制御要因”とも呼ばれる。ここでの“Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・”及び“１、２、３”は、それぞれ、上位階層に属する工程又は原材料（中間生成物を含む）、及び、下位階層に属する工程又は原材料を示している。なお、“Ａ”及び“１”が上流側であり、“Ｈ”及び“３”が下流側である。
【００４８】
ユーザが図１０の右部分４１ｃ又は図１１の右部分４２ｃにおける任意のノードを選択すると、品質管理装置１は、選択されたノードの下位の階層に属するノードの工程属性又は材料属性の値（その値についての分析値を含む）を、要因効果図５１として表示する。
【００４９】
ここで、説明の単純化のため、横軸の左から“工程属性Ａ１ａ”、“工程属性Ａ２ａ”、“工程属性Ｂ１ａ”、・・・、“工程属性Ｈ３ａ”が並び、各工程属性は、各工程の反応器の“温度”を示し、図１０では温度を意味する“ａ”が省略されているものとする。そして、品質管理装置１は、所定の期間において、ある生成物の全工程の反応器の温度を取得したとする。
【００５０】
要因効果図５１の縦軸は、工程属性又は材料属性の信号雑音比（ＳＮ比）である。信号雑音比は、ある物理量の信号の分散を雑音の分散で除算した値であり、信号雑音比が大きいほど、雑音の影響は小さい。要因効果図５１は、生成物ごとに作成される。図１３を見ると、以下のことがわかる。
・工程属性ＢのＳＮ比は、下位階層ごとにばらつきがある。工程属性Ｂ２のＳＮ比は、工程属性Ｂ１のＳＮ比よりも大きく、工程属性Ｂ３のＳＮ比よりも小さい（上流ほどＳＮ比が小さい）。工程属性Ｄ及び工程属性Ｅについても同様のばらつきがある。なお、例えば、工程属性Ｂとは、工程Ｂに属する工程Ｂ１、工程Ｂ２及び工程Ｂ３における工程属性（温度等のＳＮ比）を意味する。
・工程属性Ｂ、Ｄ及びＥ以外の工程属性のＳＮ比は、ほぼ同じ水準で安定している。
【００５１】
これらのことから、ユーザは、例えば以下の原因を推定する。
・工程Ｂにおいて初めて投入される原材料の材料属性が不良である可能性がある。
・工程Ｃが産出した中間生成物の材料属性が不良である可能性がある。
・工程Ｂ、Ｄ及びＥがある１つの制御装置で制御されている場合、その制御装置に問題が発生している可能性がある。
【００５２】
前記した要因効果図の縦軸及び横軸の例は、あくまでも一例である。縦軸は、例えば、各工程における任意の工程属性の値そのもの（温度等）であってもよい。さらに、横軸は、各工程におけるある工程属性の値の取り得る範囲（例えば、Ｂ１は工程Ｂが低温であるケース、Ｂ２は工程Ｂが中温であるケース、Ｂ３は工程Ｂが高温であるケース）であってもよい。
【００５３】
（連鎖図）
図１４は、連鎖図５２を説明する図である。品質管理装置１は、工程情報３１（図２）を使用して連鎖図５２を作成することができる。具体的には、品質管理装置１は、連鎖図５２における工程間の前後関係を、図２におけるエッジの方向によって認識することができる。品質管理装置１は、連鎖図５２における各工程間において投入される原材料（又は中間生成物）及び産出される中間生成物（又は生成物）を、図２における工程属性によって認識することができる。
【００５４】
連鎖図５２は、ある生成物を製造するための、“処方箋”又は“レシピ”ともいうべきものであり、ユーザにとって、そのデータの信頼性を維持し、外部アクセスから防御する必要性が特に高い。そこで、品質管理装置１の生成物管理部２１は、連鎖図５２を、他のデータとは分別管理された領域に記憶してもよい。さらに、生成物管理部２１は、特定のユーザによってのみ復号化される型式に連鎖図５２を暗号化したうえで記憶してもよい。
【００５５】
（処理手順）
図１５は、処理手順のフローチャートである。
ステップＳ２０１において、品質管理装置１の生成物管理部２１は、工程情報３１等を受け付ける。具体的には、生成物管理部２１は、入力装置１２を介してユーザが以下の情報を入力するのを受け付ける。
・工程情報３１（図２又は図３）
・機能情報３２（図４又は図５）
・原材料・中間生成物情報３３（図６又は図７）
・機能・工程関連情報３４（図８、但し関連性は、例１であるとする）
・機能・原材料関連情報３５（図９、但し関連性は、例５であるとする）
【００５６】
ステップＳ２０２において、生成物管理部２１は、生成物の指定を受け付ける。具体的には、生成物管理部２１は、入力装置１２を介してユーザが生成物を特定する識別子を入力するのを受け付ける。説明の単純化のため、ここでは“Ｐ１”が入力されたとする。
【００５７】
ステップＳ２０３において、生成物管理部２１は、機能及び工程属性を関連付ける。具体的には、生成物管理部２１は、工程情報３１の末端のリーフの工程属性と、機能情報３２の末端のリーフの機能とを、機能・工程関連情報３４に基づいて連結することにより、第１の二重ツリー構造４１（図１０）を作成する。
【００５８】
ステップＳ２０４において、品質管理装置１の表示処理部２２は、第１の二重ツリー構造４１を表示する。具体的には、表示処理部２２は、ステップＳ２０３において作成した第１の二重ツリー構造４１を出力装置１３に表示する。
【００５９】
ステップＳ２０５において、品質管理装置１の生成物管理部２１は、不良のある機能を受け付ける。具体的には、生成物管理部２１は、ユーザが、第１の二重ツリー構造４１の左部分４１ａの任意のノードを入力装置１２（マウス等）で選択するのを受け付ける。ユーザは、階層構造のどの位置にあるノードを選択してもよい。ここで選択されたノードの機能を“被選択機能”と呼ぶ。被選択機能は、実際にユーザが選択した機能の下位のすべての機能を含むものとする。
【００６０】
ステップＳ２０６において、品質管理装置１の表示処理部２２は、原因と思われる工程を表示する。具体的には、第１に、表示処理部２２は、第１の二重ツリー構造４１の工程属性のうち、被選択機能に関連付けられたものを強調表示する。
第２に、表示処理部２２は、第１の二重ツリー構造４１の工程のうち、ステップＳ２０６の“第１”において強調表示した工程属性に関連付けられている工程、及び、当該工程の上位にある工程を強調表示する。
第３に、表示処理部２２は、ステップＳ２０６の“第１”において強調表示した工程属性に関連付けられたすべての機能（左部分４１ａの末端のものに限る）を強調表示する。
【００６１】
ステップＳ２０７において、品質管理装置１の生成物管理部２１は、機能及び材料属性を関連付ける。具体的には、生成物管理部２１は、原材料・中間生成物情報３３の末端のリーフの材料属性と、機能情報３２の末端のリーフの機能とを、機能・原材料関連情報３５に基づいて連結することにより、第２の二重ツリー構造４２（図１１）を作成する。
【００６２】
ステップＳ２０８において、品質管理装置１の表示処理部２２は、第２の二重ツリー構造４２を表示する。具体的には、表示処理部２２は、ステップＳ２０７において作成した第２の二重ツリー構造４２を出力装置１３に表示する。
【００６３】
ステップＳ２０９において、品質管理装置１の生成物管理部２１は、不良のある機能を受け付ける。具体的には、生成物管理部２１は、ユーザが、第２の二重ツリー構造４２の左部分４２ａの任意のノードを入力装置１２で選択するのを受け付ける。ユーザは、階層構造のどの位置にあるノードを選択してもよい。ここで選択されたノードの機能もまた“被選択機能”と呼ぶ。被選択機能は、実際にユーザが選択した機能の下位のすべての機能を含むものとする。
【００６４】
ステップＳ２１０において、品質管理装置１の表示処理部２２は、原因と思われる原材料を表示する。具体的には、第１に、表示処理部２２は、第２の二重ツリー構造４２の材料属性のうち、被選択機能に関連付けられたものを強調表示する。
第２に、表示処理部２２は、第２の二重ツリー構造４２の原材料（又は中間生成物）のうち、ステップＳ２１０の“第１”において強調表示した材料属性に関連付けられている原材料、及び、当該原材料の上位にある原材料を強調表示する。
第３に、表示処理部２２は、ステップＳ２１０の“第１”において強調表示した材料属性に関連付けられたすべての機能（左部分４２ａの末端のものに限る）を強調表示する。
【００６５】
ステップＳ２１１において、表示処理部２２は、要因効果図５１（図１３）を表示する。具体的には、第１に、表示処理部２２は、ステップＳ２０５の被選択機能に関連付けられた工程属性に対応する工程及びその上流の全工程を横軸（制御要因）とする要因効果図５１を出力装置１３に表示する。表示処理部２２は、縦軸の値として、ユーザが指定する製造条件（反応器の温度等）及び／又はそのＳＮ比を表示する。
【００６６】
第２に、表示処理部２２は、ステップＳ２０９の被選択機能に関連付けられた材料属性に対応する原材料（又は中間生成物）が投入される工程及びその上流の全工程において投入される原材料を工程順に横軸とする要因効果図５１を出力装置１３に表示する。表示処理部２２は、縦軸の値として、ユーザが指定する物理化学的性質（原材料の水素イオン濃度等）及び／又はそのＳＮ比を表示する。結局、表示処理部２２は、２種類の要因効果図５１を表示することになる。
【００６７】
ステップＳ２１２において、表示処理部２２は、連鎖図５２を表示する。具体的には、第１に、表示処理部２２は、生成物Ｐ１についての連鎖図５２（図１４）を出力装置１３に表示する。このとき、表示処理部２２は、まず、ユーザが生成物を選択するのを受け付け、受け付けた生成物を検索キーとして工程情報３１を検索することによって、複数の工程を取得する。次に、表示処理部２２は、取得した工程を検索キーとして工程情報を検索することによって、取得した工程のそれぞれに対して投入される原材料又は中間生成物、及び、取得した工程のそれぞれが産出する中間生成物又は生成物を特定する。さらに、表示処理部２２は、取得した工程の間に、特定した原材料、中間生成物又は生成物を記載した連鎖図を出力装置１３に表示する。
【００６８】
第２に、表示処理部２２は、ユーザが入力装置１２（マウス等）を介して、連鎖図５２に含まれる任意の工程、原材料又は中間生成物のノードを選択するのを受け付ける。すると、表示処理部２２は、選択されたノードに関連付けられているすべての工程属性又は材料属性を選択されたノードに関連付けて表示する。
その後、処理手順を終了する。
【００６９】
（変形例）
機能・工程関連情報３４及び機能・原材料関連情報３５の関連性が、それぞれ例２及び例６である場合もある。この場合、ステップＳ２０６の“第１”において、表示処理部２２は、第１の二重ツリー構造４１の工程属性のうち、被選択機能に関連付けられ、かつ、関連の程度を示す数値が所定の閾値以上であるものを強調表示する。同様に、ステップＳ２１０の“第１”において、表示処理部２２は、第２の二重ツリー構造４２の材料属性のうち、被選択機能に関連付けられ、かつ、関連の程度を示す数値が所定の閾値以上であるものを強調表示する。
【００７０】
機能・工程関連情報３４及び機能・原材料関連情報３５の関連性が、それぞれ例３及び例７である場合もある。この場合、ステップＳ２０６の“第１”において、表示処理部２２は、第１の二重ツリー構造４１の工程属性のうち、被選択機能に関連付けられたものを、関連の程度を示す重みの大きさに応じた態様で強調表示する。同様に、ステップＳ２１０の“第１”において、表示処理部２２は、第２の二重ツリー構造４２の材料属性のうち、被選択機能に関連付けられたものを、関連の程度を示す重みの大きさに応じた態様で強調表示する。
【００７１】
機能・工程関連情報３４及び機能・原材料関連情報３５の関連性が、それぞれ例４及び例８である場合もある。この場合、ステップＳ２１２の“第２”において、表示処理部２２は、選択されたノードに関連付けられているすべての工程属性又は材料属性と、不良のある機能との関連の程度を示す数式（又は数式を示すグラフ）を選択されたノードに関連付けて表示する。
【００７２】
（本実施形態の効果）
本実施形態の品質管理装置１の効果は以下の通りである。
（１）品質管理装置１は、生成物の機能と生成物を製造する工程の属性とを関連付け、生成物の機能と生成物の原材料の属性とを関連付けることができる。
（２）品質管理装置１は、（１）の関連を二重ツリー構造で表示することができる。
（３）品質管理装置１は、生成物の品質、製造条件及び原材料の物理化学的性質を関連付けることができる。
（４）品質管理装置１は、（１）の関連を重み付けしたうえで表示することができる。
（５）品質管理装置１は、工程と原材料との連鎖図を表示することができる。
（６）品質管理装置１は、連鎖図をセキュアな環境下で記憶することができる。
（７）品質管理装置１は、品質、工程及び原材料を、プラントの実態に応じて階層構造で表現することができる。
【００７３】
なお、本発明は前記した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、前記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００７４】
また、前記の各構成、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エアで実現してもよい。また、前記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、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、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１      品質管理装置
１１    中央制御装置
１２    入力装置
１３    出力装置
１４    主記憶装置
１５    補助記憶装置
２１    生成物管理部
２２    表示処理部
３１    工程情報
３２    機能情報
３３    原材料・中間生成物情報
３４    機能・工程関連情報
３５    機能・原材料関連情報
【図１】
2020187478.tif 000003
【図２】
2020187478.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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