(57)【要約】  複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンを特定する装置は、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を表現する製造経路と経由パターンとの対応関係および製造経路品質に基づいて、経由パターンにマッチする製造経路によって製造された製品群の品質を示す経由パターン品質を推定し、推定された経由パターン品質に基づいて、異常の疑われる経由パターンを特定する。
2019202700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンを特定する装置であって、
前記製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を示す製造経路を抽出する製造経路抽出部と、
前記製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成する製造経路品質生成部と、
前記製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられる経由パターンを、該経由パターン内に必ず含まれなければならない設備の数である必須経由設備数に従って生成する経由パターン生成部と、
前記製造経路と前記経由パターンとの対応関係を生成する対応関係生成部と、
前記対応関係および前記製造経路品質に基づいて、前記経由パターンに含まれる製造経路によって製造された製品群の品質を示す経由パターン品質を推定する経由パターン品質推定部と、
前記経由パターン品質の値が予め規定される閾値以上となる異常経由パターンを特定する異常経由パターン特定部と
を備える、異常設備を特定する装置。
【請求項２】
前記経由パターン生成部は、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前記異常経由パターンの数が規定数以上になるまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項１に記載の異常設備を特定する装置。
【請求項３】
前記経由パターン生成部は、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向と、今回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向とを比較して、該比較結果が予め規定される範囲内に収束するまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項１に記載の異常設備を特定する装置。
【請求項４】
前記経由パターン生成部は、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前記異常経由パターンの数が最も少なくなる前記必須経由設備数が特定されるまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項１に記載の異常設備を特定する装置。
【請求項５】
前記異常経由パターン特定部は、前記経由パターン品質の値の時間推移が予め規定されている範囲を逸脱する経由パターンを異常経由パターンとしてさらに特定する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の異常設備を特定する装置。
【請求項６】
前記異常経由パターン特定部はさらに、前記異常経由パターンに共通して含まれる設備を、異常の疑われる設備として特定し、異常の疑われる度合いの高い順に特定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の異常設備を特定する装置。
【請求項７】
複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンを特定する方法であって、
前記製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を示す製造経路を抽出するステップと、
前記製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成するステップと、
前記製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられる経由パターンを、該経由パターン内に必ず含まれなければならない設備の数である必須経由設備数に従って生成するステップと、
前記製造経路と前記経由パターンとの対応関係を生成するステップと、
前記対応関係および前記製造経路品質に基づいて、前記経由パターンに含まれる製造経路によって製造された製品群の品質を示す経由パターン品質を推定するステップと、
前記経由パターン品質の値が予め規定される閾値以上となる異常経由パターンを特定するステップと
を含む、異常設備を特定する方法。
【請求項８】
前記経由パターンを生成するステップは、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前記異常経由パターンの数が規定数以上になるまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項７に記載の異常設備を特定する方法。
【請求項９】
前記経由パターンの生成ステップは、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向と、今回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向とを比較して、該比較結果が予め規定される範囲内に収束するまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項７に記載の異常設備を特定する方法。
【請求項１０】
前記経由パターンの生成ステップは、前記必須経由設備数の初期値を１として、前記経由パターンを生成し、
前記異常経由パターンの数が最も少なくなる前記必須経由設備数が特定されるまで、前記必須経由設備数を１ずつ増加させて、前記経由パターンの生成を繰り返す、請求項６に記載の異常設備を特定する方法。
【請求項１１】
前記異常経由パターンを特定するステップは、前記経由パターン品質の値の時間推移が予め規定されている範囲を逸脱する経由パターンを異常経由パターンとしてさらに特定する、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の異常設備を特定する方法。
【請求項１２】
前記異常経由パターンを特定するステップはさらに、前記異常経由パターンに共通して含まれる設備を特定し、異常の疑われる度合いの高い順に特定する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の異常設備を特定する方法。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の方法を実行する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンを特定する装置、方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、外部からのサイバー攻撃、故障等の異常が疑われる設備を特定する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１には、工場、プラント等の生産ラインにおいて、製造される製品の品質と、その製品がどの設備を経由して製造されたかを示す製造経路とに基づいて、設備ごとの製造品質を可視化することによって、異常の疑われる設備を特定する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７０１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、例えば、設備１、設備２が穴開けの工程、設備３、設備４がネジ打ちの工程である場合を考える。この場合、それぞれの設備の稼働状況等に応じて、穴開けの工程とネジ打ちの工程との組合せをフレキシブルに変更することが考えられる。【０００６】
しかしながら、設備の組合せによっては、不良品が発生しやすくなる経路パターンが存在することが考えられる。一例として、設備１の後に設備３を経由する製品の品質、設備１の後に設備４を経由する製品の品質、設備２の後に設備３を経由する製品の品質はいずれも正常であるが、設備２の後に設備４を経由する製品の品質のみが異常となるような事象が発生することがある。【０００７】
上記のような事象は、例えば、設備１で空けられる穴は許容誤差の範囲内であるが若干左にずれており、設備２で空けられる穴は許容誤差の範囲内であるが若干右にずれており、設備３で打たれるネジは正確に中心に打たれ、設備４で打たれるネジは許容誤差の範囲内であるが若干左にずれているような場合に起こり得る。これは言ってみれば、設備２と設備４との相性の悪さによって発生する製品品質の異常である。【０００８】
特許文献１に記載の方法では、製品品質の異常を発生させる単独の設備を特定することはできる。しかしながら、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターン、上記の例では、設備２の後に設備４を経由するパターンが存在する場合に、製品品質の異常を発生させる経由パターンを特定することはできない。【０００９】
ここで、設備２と設備４とは、連続している場合だけでなく、設備２と設備４との間に１以上の他の設備が含まれる経由パターンとなる場合も考えられる。そして、このように、設備２と設備４との間に１以上の他の設備が含まれる経由パターンにおいても、設備２と設備４との相性の悪さに起因して、設備２から設備４の順列が含まれる経由パターンによって製造された製品品質に、異常が発生してしまうことが考えられる。また、相性の悪い設備としては、２つに限定されず、３つ以上の設備を経由することで、製品品質の異常が発生しやすくなる状況も考えられる。【００１０】
より一般的には、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンにおいて、相性の悪い２以上の設備の順列が存在する場合に、そのような複数の設備の順列を特定することが重要である。しかしながら、特許文献１に係る従来技術では、相性の悪い２以上の設備の順列を特定することまではできない。【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる原因となる２以上の設備の順列を特定することができる、装置、方法、および、コンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る装置は、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンを特定する装置であって、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を示す製造経路を抽出する製造経路抽出部と、製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成する製造経路品質生成部と、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられる経由パターンを、当該経由パターン内に必ず含まれなければならない設備の数である必須経由設備数に従って生成する経由パターン生成部と、製造経路と経由パターンとの対応関係を生成する対応関係生成部と、対応関係および製造経路品質に基づいて、経由パターンに含まれる製造経路によって製造された製品群の品質を示す経由パターン品質を推定する経由パターン品質推定部と、経由パターン品質の値が予め規定される閾値以上となる異常経由パターンを特定する異常経由パターン特定部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る装置、方法、およびコンピュータプログラムは、既知である製造経路および製造経路品質に関するデータに基づいて、製品品質の異常を発生させる原因となる２以上の設備の順列を特定することができる構成を備えている。この結果、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる原因となる２以上の設備の順列を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１に係る製品情報のデータ構造の一例である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１に係る製造経路情報のデータ構造の一例である。
【図２Ｃ】本発明の実施の形態１に係る経由パターン情報のデータ構造の一例である。
【図２Ｄ】本発明の実施の形態１に係る対応関係情報のデータ構造の一例である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る異常特定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１の実施例１に係る製造経路情報である。
【図５】本発明の実施の形態１の実施例１に係る経由パターン情報である。
【図６】本発明の実施の形態１の実施例１に係る対応関係情報である。
【図７】本発明の実施の形態１の実施例１に係る経由パターン品質である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る構成図である。
【図９Ａ】本発明の実施の形態２に係る製品情報のデータ構造の一例である。
【図９Ｂ】本発明の実施の形態２に係る製造経路情報のデータ構造の一例である。
【図９Ｃ】本発明の実施の形態２に係る経由パターン情報のデータ構造の一例である。
【図９Ｄ】本発明の実施の形態２に係る対応関係情報のデータ構造の一例である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る異常特定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る異常特定装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態２の実施例２に係る経由パターン品質の値の時間推移である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。ただし、以下に示す実施の形態は一例であり、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る構成図である。工場３０１には、製品を加工するための各種の設備１０〜１５が備えられている。また、工場３０１には、製造される製品の製造経路および品質を監視する品質監視装置３０２が備えられている。品質監視装置３０２は、工場３０１内で製造される製品の製造経路および品質を含む情報を異常特定装置１０１に送信する。
【００１７】
（品質監視装置３０２の構成）
まず、品質監視装置３０２の構成について説明する。品質監視装置３０２は、周知のコンピュータによって構成されており、品質監視部３０３と、品質送信部３０４とを備えている。品質監視装置３０２の各構成要素３０３〜３０４は、ハードウェアによって構成されてもよいし、品質監視装置３０２のＣＰＵ（図示せず）によって実行されるプログラムによって、ソフトウェア的に実現されてもよい。
【００１８】
品質監視部３０３は、工場３０１内で製造される製品の製造経路および品質を監視して、各製品の製造経路および品質を含む情報を作成する。品質送信部３０４は、品質監視装置３０２によって作成された各製品の製造経路および品質を含む情報を異常特定装置１０１に送信する。
【００１９】
なお、図１において、異常特定装置１０１は、複数の工場３０１の複数の品質監視装置３０２と接続されていてもよい。また、異常特定装置１０１と複数の品質監視装置３０２との間の接続は、複数の品質監視装置３０２が階層構造を構成するネットワーク構成であってもよい。
【００２０】
（異常特定装置１０１の構成）
次に、異常特定装置１０１の構成について説明する。異常特定装置１０１は、周知のコンピュータによって構成されており、製品情報受信部１１１と、製造経路抽出部１１２と、製造経路品質生成部１１３と、経由パターン生成部１１４と、対応関係生成部１１５と、経由パターン品質推定部１１６と、異常経由パターン特定部１１７と、記憶領域１２０とを備えている。
【００２１】
異常特定装置１０１の各構成要素１１１〜１１７は、ハードウェアによって構成されてもよいし、異常特定装置１０１のＣＰＵ（図示せず）によって実行されるプログラムによって、ソフトウェア的に実現されてもよい。
【００２２】
（製品情報受信部１１１）
製品情報受信部１１１は、品質監視装置３０２から送信される製品の製造経路および品質を含む情報を受信して、記憶領域１２０の製品情報１２１に格納する。
【００２３】
図２Ａには、製品情報１２１のデータ構造の一例が示されている。製品情報１２１には、製品ＩＤ２１１と、製造経路２１２と、製品品質２１３とが含まれている。
【００２４】
製品ＩＤ２１１は、製品を識別する一意の識別子である。製造経路２１２は、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を表現する文字列であり、例えば「｛設備１，設備２，設備３｝」のような文字列である。製品品質２１３は、製品の品質を示す情報である。製品品質２１３は、０以上１以下の実数値をとり、値が大きいほど品質が良好であることを示している。
【００２５】
なお、製品の製造経路と品質とは、同時に受信できなくてもよい。すなわち、別途製品ＩＤによって対応付けることができれば、どのような順序で受信されてもよい。
【００２６】
（製造経路抽出部１１２）
製造経路抽出部１１２は、図２Ａの製品情報１２１に基づいて、各製品について、その製品が製造される際に経由する製造経路を抽出した後、重複する製造経路を併合し、記憶領域１２０の製造経路情報１２２に格納する。
【００２７】
（製造経路品質生成部１１３）
製造経路品質生成部１１３は、製造経路抽出部１１２によって抽出および併合された各製造経路について、その製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成し、記憶領域１２０の製造経路情報１２２に格納する。
【００２８】
図２Ｂには、製造経路情報１２２のデータ構造の一例が示されている。製造経路情報１２２には、製造経路ＩＤ２２１と、製造経路２２２と、製造経路品質２２３とが含まれている。
【００２９】
製造経路ＩＤ２２１は、製品が製造される際に経由する製造経路を識別する一意の識別子である。製造経路２２２は、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序を表現する文字列である。製造経路品質２２３は、その製造経路によって製造された製品群の品質を示す情報である。
【００３０】
例えば、製造経路品質２２３は、以下の式によって定義される。
【００３１】
【数１】
2019202700.tif 000003
【００３２】
上式において、製造経路品質２２３は、正常であれば０の値をとり、異常であれば０以外の値をとる。製造経路品質２２３が０以外の値をとる場合には、その大きさはその製造経路によって製造された製品群の不良の度合いを示している。
【００３３】
（経由パターン生成部１１４）
経由パターン生成部１１４は、図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路２２２に基づいて、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられる「経由パターン」を生成し、記憶領域１２０の経由パターン情報１２３に格納する。
【００３４】
ここで、本願発明の特徴である「経由パターン」という概念について説明する。経由パターンとは、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられるパターンを表現するものである。経由パターンは、図２Ｂの製造経路情報に含まれる各設備と、パターン内に必ず含まれなければならない設備の数である「必須経由設備数」とが指定されると、生成することができる。
【００３５】
また、ある経由パターンＡが、ある製造経路Ｂに含まれている場合には、「経由パターンＡは、製造経路Ｂにマッチする」と言う。また、ある経由パターンＡが、ある製造経路Ｂに含まれていない場合には、「経由パターンＡは、製造経路Ｂにマッチしない」と言う。
【００３６】
例えば、図２Ｂにおいて、設備１〜設備５までの５つの設備が存在し、「必須経由設備数」に１が指定された場合、考えられる経由パターンは、（設備１）、（設備２）（設備３）、（設備４）、（設備５）の５通りである。
【００３７】
このとき、（設備１）からなる経由パターンについて考えると、この経由パターンは、図２Ｂの製造経路の中で、経路１である｛設備１，設備２，設備３，設備５｝、経路２である｛設備１，設備４｝、経路３である｛設備１，設備３，設備２｝の３つの製造経路にマッチする。
【００３８】
また、（設備２）からなる経由パターンについて考えると、この経由パターンは、図２Ｂの製造経路の中で、経路１である｛設備１，設備２，設備３，設備５｝、経路３である｛設備１，設備３，設備２｝の２つの製造経路にマッチする。
【００３９】
同様に、（設備３）からなる経由パターンは、経路１である｛設備１，設備２，設備３，設備５｝、経路３である｛設備１，設備３，設備２｝の２つの製造経路にマッチする。（設備４）からなる経路パターンは、経路２である｛設備１、設備４｝の製造経路にマッチする。（設備５）からなる経路パターンは、経路１である｛設備１，設備２，設備３，設備５｝の製造経路にマッチする。
【００４０】
また、図２Ｂにおいて、「必須経由設備数」に２が指定された場合、考えられる経由パターンは、（設備１，＊，設備２）、（設備１，＊，設備３）、（設備１，＊，設備４）、（設備１，＊，設備５）、および（設備２，＊，設備１）、（設備２，＊，設備３）、（設備２，＊，設備４）、（設備２，＊，設備５）、および（設備３，＊，設備１）、（設備３，＊，設備２）、（設備３，＊，設備４）、（設備３，＊，設備５）、および（設備４，＊，設備１）、（設備４，＊，設備２）、（設備４，＊，設備３）、（設備４，＊，設備５）、および（設備５，＊，設備１）、（設備５，＊，設備２）、（設備５，＊，設備３）、（設備５，＊，設備４）の２０通りである。
【００４１】
なお、上記の経由パターンにおける「＊」は、そこに０個以上の任意の設備が含まれてもよいことを示すワイルドカードである。例えば、（設備１，＊，設備２）の経由パターンについて考えると、この経由パターンは、図２Ｂの製造経路の中で、｛設備１，設備２，設備３，設備５｝、｛設備１，設備３，設備２｝の２つの製造経路にマッチする。換言すると、（設備１，＊，設備２）の経由パターンは、設備１、設備２の順列が含まれている製造経路にマッチすることとなる。
【００４２】
同様に、図２Ｂにおいて、「必須経由設備数」に３が指定された場合、考えられる経由パターンは、（設備１，＊，設備２，＊，設備３）、．．．（設備５，＊，設備４，＊，設備３）の６０通りである。例えば、（設備１，＊，設備２，＊，設備５）の経由パターンについて考えると、この経由パターンは、図２Ｂの製造経路の中で、｛設備１，設備２，設備３，設備５｝の製造経路にマッチする。換言すると、（設備１，＊，設備２，＊，設備５）の経由パターンは、設備１、設備２、設備５の順列が含まれている製造経路にマッチすることとなる。
【００４３】
図２Ｃには、経由パターン情報１２３のデータ構造の一例が示されている。経由パターン情報１２３には、経由パターンＩＤ２３１と、経由パターン２３２と、経由パターン品質２３３とが含まれている。
【００４４】
経由パターンＩＤ２３１は、経由パターンを識別する一意の識別子である。経由パターン２３２は、上述のとおり、製品が製造される際に経由する設備および経由する順序として考えられるパターンを表現する文字列である。ただし、可能性としては考えられるが、図２Ｂのいずれの製造経路にもマッチしない経由パターンは、計算量の削減のために除外される。
【００４５】
経由パターン品質２３３は、その経由パターンにマッチする製造経路によって製造された製品群の品質を示す情報である。
【００４６】
経由パターン品質２３３は、正常であれば予め規定された閾値以下の値をとり、異常であれば閾値より大きい値をとる。経由パターン品質２３３が閾値より大きい値をとる場合には、その大きさはその経由パターンにマッチする製造経路によって製造された製品群の不良の度合いを示している。
【００４７】
経由パターン生成部１１４による経由パターンの生成時には、経由パターン品質２３３は未知であり、「Ｎ／Ａ」のような無効との区別ができる表現によって初期化される。
【００４８】
（対応関係生成部１１５）
対応関係生成部１１５は、図２Ｂの製造経路情報１２２および図２Ｃの経由パターン情報１２３に基づいて、製造経路２２２と経由パターン２３２との対応関係を抽出し、抽出された対応関係を、記憶領域１２０の対応関係情報１２４に格納する。
【００４９】
図２Ｄには、対応関係情報１２４のデータ構造の一例が示されている。対応関係情報１２４には、製造経路ＩＤ２４１と、経由パターンＩＤ２４２とが含まれている。
【００５０】
製造経路ＩＤ２４１は、図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路ＩＤ２２１に格納されている各製造経路ＩＤを行方向に並べたものである。経由パターンＩＤ２４２は、図２Ｃの経由パターン情報１２３の経由パターンＩＤ２３１に格納されている各経由パターンＩＤを列方向に並べたものである。
【００５１】
図２Ｄの対応関係情報１２４において、製造経路ＩＤ２４１と経由パターンＩＤ２４２とが交わる箇所、例えば、製造経路１と経由パターン１とが交わる箇所２４３には、製造経路１が経由パターン１にマッチする場合には１が格納され、製造経路１が経由パターン１にマッチしない場合には０が格納される。
【００５２】
代替的には、製造経路１が経由パターン１にマッチする場合には、０より大きい値であって製造経路１が経由パターン１にマッチする度合いに応じた値を格納するようにしてもよい。
【００５３】
（経由パターン品質推定部１１６）
経由パターン品質推定部１１６は、図２Ｄの対応関係情報１２４および図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路品質２２３に基づいて、各経由パターンの品質、すなわち各経由パターンにマッチする製造経路によって製造された製品群の品質を推定し、図２Ｃの経由パターン情報１２３の経由パターン品質２３３に格納する。
【００５４】
経由パターン品質２３３の推定方法の一例としては、製品経路品質が、製造経路と経由パターンとの対応関係および経由パターン品質の線形観測として得られると仮定して、経由パターン品質を推定する方法がある。
【００５５】
詳細には、図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路品質２２３を定数ベクトルｙ、図２Ｃの経由パターン情報１２３の経由パターン品質２３３を変数ベクトルｘ、図２Ｄの対応関係情報１２４を行列Ａとして、線形観測の定義式に当てはめる。これにより、以下の関係式が得られる。
【００５６】
【数２】
2019202700.tif 000004
【００５７】
上式から、制約条件：ｘ≧０として、以下の目的関数を最小化するｘを求める最適化問題として、変数ベクトルｘを推定する。
【００５８】
【数３】
2019202700.tif 000005
【００５９】
（異常経由パターン特定部１１７）
異常経由パターン特定部１１７は、推定された経由パターン品質を含む図２Ｃの経由パターン情報１２３から、経由パターン品質の値が予め規定されている閾値以上の経由パターンを「異常経由パターン」として特定する。
【００６０】
また、異常経由パターン特定部１１７は、異常経由パターンに共通して含まれる設備を、異常の疑われる設備として抽出し、異常の疑われる度合いの高い順に特定する。なお、異常の疑われる度合いの順序付けの方法としては、例えば、経由パターン品質の値の大きい異常経由パターンに共通して含まれる設備から優先して順序付けを行うことが考えられる。異常経由パターン特定部１１７は、特定された設備を、外部からのサイバー攻撃、故障等の異常が疑われる設備としてモニタ（図示せず）に出力する。
【００６１】
（異常特定装置１０１の動作）
次に、本発明の実施の形態１に係る異常特定装置１０１の動作について、図３に示されるフローチャートを参照して説明する。なお、図３のフローチャートの開始時において、品質監視装置３０２から送信される製品の製造経路および品質を含む情報が製品情報受信部１１１によって事前に受信されており、記憶領域１２０に製品情報１２１（図２Ａ）として格納されているものとする。
【００６２】
ステップＳ１０１において、製造経路抽出部１１２は、図２Ａの製品情報１２１に基づいて、各製品について、その製品が製造される際に経由する製造経路を抽出した後、重複する製造経路を併合する。製造経路抽出部１１２は、抽出および併合された製造経路を、図２Ｂの製造経路情報１２２に、製造経路ＩＤ２２１および製造経路２２２として格納する。
【００６３】
ステップＳ１０２において、製造経路品質生成部１１３は、各製造経路について、その製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成する。製造経路品質生成部１１３は、生成された製造経路品質を、図２Ｂの製造経路情報１２２に、製造経路品質２２３として格納する。
【００６４】
ステップＳ１０３において、経由パターン生成部１１４は、図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路２２２に基づいて、前述した「必須経由設備数」に１を指定して、考えられる経由パターンを生成する。ただし、可能性としては考えられるが図２Ｂのいずれの製造経路にもマッチしない経由パターンは、計算量の削減のために除外される。経由パターン生成部１１４は、生成された経由パターンを、図２Ｃの経由パターン情報１２３に、経由パターンＩＤ２３１および経由パターン２３２として格納する。この際、経由パターン品質２３３は、「Ｎ／Ａ」のような無効との区別ができる表現によって初期化される。
【００６５】
ステップＳ１０４において、対応関係生成部１１５は、図２Ｂの製造経路情報１２２および図２Ｃの経由パターン情報１２３に基づいて、製造経路２２２と経由パターン２３２との対応関係を抽出し、抽出された対応関係を、図２Ｄの対応関係情報１２４に格納する。
【００６６】
ステップＳ１０５において、経由パターン品質推定部１１６は、図２Ｄの対応関係情報１２４および図２Ｂの製造経路情報１２２の製造経路品質２２３に基づいて、各経由パターン品質を推定する。経由パターン品質推定部１１６は、推定された経由パターン品質を、図２Ｃの経由パターン情報１２３に、経由パターン品質２３３として格納する。
【００６７】
ステップＳ１０６において、経由パターン生成部１１４は、予め規定されている終了条件が成立するか否かを判定する。詳細には、経由パターン生成部１１４は、図２Ｃの経由パターン情報１２３から、経由パターン品質の値が予め規定される閾値以上の経由パターンをすべて抽出する。
【００６８】
経由パターン生成部１１４は、ステップＳ１０６で抽出された経由パターンの数が規定数以上であるか、または、ステップＳ１０５の実行回数、すなわち経由パターン品質の推定回数が予め規定されている回数以上である場合には、終了条件成立と判断してステップＳ１０７に進み、そうでない場合には、終了条件未成立と判断してステップＳ１０８に進む。
【００６９】
代替的な方法としては、経由パターン生成部１１４は、前回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向と、今回の繰り返しの際に推定された経由パターン品質の傾向とを比較して、比較結果が予め規定される範囲内に収束するか否かを判定してもよい。
【００７０】
別の代替的な方法としては、経由パターン生成部１１４は、「必須経由設備数」を１ずつ増加させながら、ステップＳ１０６で抽出される経由パターンの数を記録していき、抽出される経由パターンの数が最も少なくなる「必須経由設備数」が特定されたときに、終了条件成立と判断してもよい。
【００７１】
一般的に、必須経由設備数を横軸、抽出される経由パターンの数を縦軸にとったグラフを考えると、このグラフは下に凸の傾向を示すようになる。そして、抽出される経由パターンの数が最も少なくなる必須経由設備数を特定することは、グラフの最小値を与える必須経由設備数を特定することを意味している。
【００７２】
ステップＳ１０７において、経由パターン生成部１１４は、「必須経由設備数」を１増加させて、考えられる経由パターンを生成する。経由パターン生成部１１４は、生成された経由パターンを、図２Ｃの経由パターン情報１２３に格納する。この際、経由パターン品質２３３は、「Ｎ／Ａ」のような無効との区別ができる表現によって初期化される。その後、ステップＳ１０４に戻る。
【００７３】
ステップＳ１０８において、異常経由パターン特定部１１７は、図２Ｃの経由パターン情報１２３から、経由パターン品質の値が予め規定されている閾値以上の経由パターンを、製品品質の異常を発生させる疑いのある「異常経由パターン」として特定する。
【００７４】
ステップＳ１０９において、異常経由パターン特定部１１７は、ステップＳ１０８で特定された異常経由パターンに共通して含まれる設備を特定する。異常経由パターン特定部１１７は、特定された設備を、外部からのサイバー攻撃、故障等の異常が疑われる設備としてモニタ（図示せず）に出力する。
【００７５】
（実施例１）
次に、本発明の実施の形態１に係る異常特定装置１０１によって、製品品質の異常を発生させる疑いのある「異常経由パターン」を特定する具体的な実施例について、図４〜図７を参照して説明する。
【００７６】
図４に示される製造経路情報１２２の例では、経路１〜２０までの２０通りの製造経路が存在しており、これらの製造経路の途中には、設備１〜５までの５台の加工装置が配置されている。
【００７７】
図４の製造経路情報１２２からは、例えば「必須経由設備数」に２が指定された場合には、図５に示されるような経由パターン情報１２３が得られる。なお、図５では、可能性としては考えられるが図４のいずれの製造経路にもマッチしない経由パターンは除外されている。
【００７８】
また、図４の製造経路情報１２２および図５の経由パターン情報１２３からは、図６に示される対応関係情報１２４が得られる。なお、図６で「ＰＴ」と記載されているのは「パターン」の意味である。
【００７９】
図４〜図６からは、図７に示される経由パターン品質２３３が推定される。図７からは、（設備２，＊，設備３）の経由パターン、すなわち設備２の後に０個以上の設備を経由して設備３が存在する経由パターンにマッチする製造経路によって製造される製品の品質が低く、それ以外の製造経路によって製造される製品の性質は全て高いことが見て取れる。
【００８０】
異常特定装置１０１の異常経由パターン特定部１１７は、製品品質の異常を発生させる疑いのある「異常経由パターン」として、（設備２，＊，設備３）を特定する。
【００８１】
以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る異常特定装置は、製造経路と経由パターンとの対応関係および製造経路品質に基づいて、経由パターンにマッチする製造経路によって製造された製品群の品質を示す経由パターン品質を推定し、推定された経由パターン品質に基づいて、異常の疑われる経由パターンを特定する。
【００８２】
上記の特徴により、複数の設備を経由して製品が製造される生産ラインにおいて、製品品質の異常を発生させる設備の経由パターンが存在する場合に、そのようなパターンを特定することができる。
【００８３】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る構成図である。実施の形態２では、経由パターン品質が時間の経過とともに徐々に悪化していくような異常を取り扱うことができる。
【００８４】
（品質監視装置２３０２の構成）
品質監視装置２３０２は、品質監視部２３０３と、品質送信部２３０４とを備えている。品質監視部２３０３は、工場３０１内で製造される製品の製造経路および品質、並びに、品質の測定時刻を監視して、各製品の製造経路および品質、並びに、品質の測定時刻を含む情報を作成する。品質送信部２３０４は、品質監視部２３０３によって作成された各製品の製造経路および品質、並びに、品質の測定時刻を含む情報を、異常特定装置２１０１に送信する。
【００８５】
（異常特定装置２１０１の構成）
異常特定装置２１０１は、製品情報受信部２１１１と、製造経路抽出部２１１２と、製造経路品質生成部２１１３と、経由パターン生成部２１１４と、対応関係生成部２１１５と、経由パターン品質推定部２１１６と、異常経由パターン特定部２１１７とを備えている。これらは、実施の形態１に係る異常特定装置１０１に対して、製品品質の測定時刻の概念を追加したものである。
【００８６】
（データ構造）
次に、実施の形態２に係るデータ構造について、図９Ａ〜９Ｄを用いて説明する。実施の形態２に係るデータ構造は、実施の形態１に係るデータ構造に対して、製品品質の測定時刻の概念を追加したものである。
【００８７】
図９Ａには、実施の形態２に係る製品情報１０１０のデータ構造の一例が示されている。製品情報１０１０には、製品ＩＤ１０１１と、製造経路１０１２と、品質測定時刻１０１３と、製品品質１０１４とが含まれている。
【００８８】
製品ＩＤ１０１１と、製造経路１０１２と、製品品質１０１４とは、実施の形態１に係る製品情報１２１に含まれているものと同一である。品質測定時刻１０１３は、製品品質が測定された時刻である。
【００８９】
図９Ｂには、実施の形態２に係る製造経路情報１０２０のデータ構造の一例が示されている。製造経路情報１０２０には、製造経路ＩＤ１０２１と、製造経路１０２２と、測定開始時刻１０２３と、測定終了時刻１０２４と、製造経路品質１０２５とが含まれている。
【００９０】
製造経路ＩＤ１０２１と、製造経路１０２２と、製造経路品質１０２５とは、実施の形態１に係る製造経路情報１２２に含まれているものと同一である。
【００９１】
測定開始時刻１０２３および測定終了時刻１０２４は、後に詳述する異常経由パターン特定部２１１７によって指定されるものであり、製造経路品質１０２５に集約される製品品質の測定時間の範囲を指定するものである。例えば、測定開始時刻がｔ１、測定終了時刻がｔ２と指定された場合には、時刻ｔ１〜ｔ２の間に測定された製品品質のみが製造経路品質に集約される。
【００９２】
図９Ｃには、実施の形態２に係る経由パターン情報１０３０のデータ構造の一例が示されている。経由パターン情報１０３０は、経由パターンＩＤ１０３１と、経由パターン１０３２と、測定開始時刻１０３３と、測定終了時刻１０３４と、経由パターン品質１０３５とを含んでいる。
【００９３】
経由パターンＩＤ１０３１と、経由パターン１０３２と、経由パターン品質１０３５とは、実施の形態１に係る経由パターン情報１２３に含まれているものと同一である。
【００９４】
測定開始時刻１０３３は、その経由パターンにマッチする製造経路品質の測定開始時刻である。測定終了時刻１０３４は、その経由パターンにマッチする製造経路品質の測定終了時刻である。
【００９５】
図９Ｄには、実施の形態２に係る対応関係情報１０４０のデータ構造の一例が示されている。対応関係情報１０４０は、製造経路ＩＤ１０４１と、経由パターンＩＤ１０４２とを含んでいる。
【００９６】
製造経路ＩＤ１０４１と、経由パターンＩＤ１０４２とは、実施の形態１に係る対応関係情報１２４に含まれているものと同一である。
【００９７】
（異常特定装置２１０１の動作）
次に、本発明の実施の形態２に係る異常特定装置２１０１の動作について、図１０，１１に示されるフローチャートを参照して説明する。なお、図１０，１１のフローチャートの開始時において、品質監視装置２３０２から送信される製品の製造経路および品質、並びに、品質の測定時刻を含む情報が、製品情報受信部２１１１によって事前に受信されており、記憶領域２１２０に製品情報２１２１（図９Ａ）として格納されているものとする。
【００９８】
まず、図１０に示されるフローチャートの処理について説明する。図１０のフローチャートは、実施の形態１の図３のフローチャートにおいて、製品品質の測定時刻の概念を追加したものである。図１０のフローチャートの処理は、次に説明する図１１のフローチャートのステップＳ２２０１から繰り返し呼び出される。
【００９９】
ステップＳ２１０１において、製造経路抽出部２１１２は、図９Ａの製品情報１０１０に基づいて、異常経由パターン特定部２１１７によって指定された測定開始時刻から測定終了時刻までの間に品質測定された各製品について、その製品が製造される際に経由する製造経路を抽出した後、重複する製造経路を併合する。製造経路抽出部２１１２は、抽出および併合された製造経路を、図９Ｂの製造経路情報２０２０に、製造経路ＩＤ１０２１および製造経路１０２２、並びに、測定開始時刻１０２３および測定終了時刻１０２４として格納する。
【０１００】
ステップＳ２１０２において、製造経路品質生成部２１１３は、ステップＳ２１０１で抽出および併合された各製造経路について、その製造経路によって製造された製品群の品質を示す製造経路品質を生成する。製造経路品質生成部２１１３は、生成された製造経路品質を、図９Ｂの製造経路情報１０２０に、製造経路品質１０２５として格納する。
【０１０１】
ステップＳ２１０３において、経由パターン生成部２１１４は、図９Ｂの製造経路情報１０２０の製造経路１０２２に基づいて、「必須経由設備数」を１にして、考えられる経由パターンを生成する。経由パターン生成部２１１４は、生成された経由パターンを、図９Ｃの経由パターン情報１０３０に、経由パターンＩＤ１０３１および経由パターン１０３２、並びに、測定開始時刻１０３３および測定終了時刻１０３４として格納する。この際、経由パターン品質１０３５は、「Ｎ／Ａ」のような無効との区別ができる表現によって初期化される。
【０１０２】
ステップＳ２１０４において、対応関係生成部２１１５は、図９Ｂの製造経路情報１０２０および図９Ｃの経由パターン情報１０３０に基づいて、製造経路１０２２と経由パターン１０３２との対応関係を抽出し、抽出された対応関係を、図９Ｄの対応関係情報１０４０に格納する。
【０１０３】
ステップＳ２１０５において、経由パターン品質推定部２１１６は、図９Ｄの対応関係情報１０４０および図９Ｂの製造経路情報１０２０の製造経路品質１０２５に基づいて、各経由パターン品質を推定する。経由パターン品質推定部２１１６は、推定された経由パターン品質を、図９Ｃの経由パターン情報１０３０に、経由パターン品質１０３５として格納する。
【０１０４】
ステップＳ２１０６において、経由パターン生成部２１１４は、予め規定されている終了条件が成立するか否かを判定する。詳細には、経由パターン生成部２１１４は、図９Ｃの経由パターン情報１０３０から、経由パターン品質の値が予め規定されている閾値以上の経由パターンをすべて抽出し、抽出された経由パターンの数が規定数以上であるか、または、ステップＳ２１０５の実行回数、すなわち経由パターン品質の推定回数が予め規定されている回数以上である場合には、終了条件成立と判断してステップＳ２１０８に進み、そうでない場合には、終了条件未成立と判断してステップＳ２１０７に進む。
【０１０５】
ステップＳ２１０７において、経由パターン生成部２１１４は、「必須経由設備数」を１増加させて、考えられる経由パターンを生成する。経由パターン生成部２１１４は、生成された経由パターンを、図９Ｃの経由パターン情報１０３０に格納する。この際、経由パターン品質１０３５は、「Ｎ／Ａ」のような無効との区別ができる表現によって初期化される。その後、ステップＳ２１０４に戻る。
【０１０６】
ステップＳ２１０８において、異常経由パターン特定部２１１７は、図９Ｃの経由パターン情報１０３０から、経由パターン品質の値が予め規定されている閾値以上の経由パターンを、製品品質の異常を発生させる疑いのある「異常経由パターン」として特定する。
【０１０７】
ステップＳ２１０９において、異常経由パターン特定部２１１７は、ステップＳ２１０８で特定された異常経由パターンに共通して含まれる設備を特定する。異常経由パターン特定部２１１７は、特定された設備を、外部からのサイバー攻撃、故障等の異常が疑われる設備としてモニタ（図示せず）に出力する。
）に出力する。
【０１０８】
次に、図１１に示されるフローチャートの処理について説明する。先述したように、図１１のフローチャートのステップＳ２２０１からは、図１０のフローチャートの処理が繰り返し呼び出される。
【０１０９】
ステップＳ２２０１において、異常経由パターン特定部２１１７は、複数の時間範囲を指定して、図１０のフローチャートの処理を複数回呼び出す。異常経由パターン特定部２１１７は、各呼び出しにおいて、図１０のステップＳ２１０６の終了条件が成立したときに図９Ｃに含まれる経由パターンをすべて取得する。
【０１１０】
例えば、第１〜第３の時間範囲を指定して、図１０のフローチャートの処理を３回呼び出す場合には、以下のようになる。
【０１１１】
まず、１回目には、異常経由パターン特定部２１１７は、第１の時間範囲として測定開始時刻ｔ０〜測定終了時刻ｔ１を指定して、図１０の処理を呼び出す。そして、異常経由パターン特定部２１１７は、図１０のステップＳ２１０６の終了条件が成立したときに図９Ｃに含まれる経由パターンをすべて取得する。
【０１１２】
次に、２回目には、異常経由パターン特定部２１１７は、第２の時間範囲として測定開始時刻ｔ１〜測定終了時刻ｔ２を指定して、図１０の処理を呼び出す。そして、異常経由パターン特定部２１１７は、図１０のステップＳ２１０６の終了条件が成立したときに図９Ｃに含まれる経由パターンをすべて取得する。
【０１１３】
最後に、３回目には、異常経由パターン特定部２１１７は、第３の時間範囲として測定開始時刻ｔ２〜測定開始時刻ｔ３を指定して、図１０の処理を呼び出す。そして、異常経由パターン特定部２１１７は、図１０のステップＳ２１０６の終了条件が成立したときに図９Ｃに含まれる経由パターンをすべて取得する。
【０１１４】
ステップＳ２２０２において、異常経由パターン特定部２１１７は、過去３回分の経由パターン品質の時間推移が予め規定されている範囲を逸脱する経由パターンが存在する場合にはステップＳ２２０３に進み、そうでない場合には処理を終了する。
【０１１５】
ステップＳ２２０３において、異常経由パターン特定部２１１７は、過去３回分の経由パターン品質の時間推移が予め規定されている範囲を逸脱する経由パターンを「異常経由パターン」として特定する。
【０１１６】
ステップＳ２２０４において、異常経由パターン特定部２１１７は、ステップＳ２２０３で特定された異常経由パターンに共通して含まれる設備を特定する。異常経由パターン特定部２１１７は、特定された設備を、外部からのサイバー攻撃、故障等の異常が疑われる設備としてモニタ（図示せず）に出力する。
【０１１７】
（実施例２）
図１２には、本発明の実施の形態２に係る異常特定装置２１０１によって求められた経由パターン品質の時間推移の一例が示されている。
【０１１８】
丸印で示されているのは、Ｔ１〜Ｔ３の各時間範囲における経由パターン品質の値および経由パターン品質の値の時間推移がともに正常な場合である。なお、図１２のＴｈは、図１０のステップＳ２１０６における予め規定されている閾値である。
【０１１９】
三角印で示されているのは、時間範囲Ｔ２における経由パターン品質の値が異常な場合である。
【０１２０】
四角印で示されているのは、Ｔ１〜Ｔ３の各時間範囲における経由パターン品質の値の時間推移が異常な場合である。なお、図１２のＲより下の領域は、図１１のステップＳ２２０２における予め規定されている範囲である。
【０１２１】
以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る異常特定装置２１０１では、経由パターン品質の値の時間推移が予め規定されている範囲を逸脱する経由パターンを異常経由パターンとしてさらに特定する。これにより、実施の形態１で得られる効果に加えて、経由パターン品質が時間の経過とともに徐々に悪化していくような異常を取り扱うことができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０１，２１０１  異常特定装置、１１２，２１１２  製造経路抽出部、１１３，２１１３  製造経路品質生成部、１１４，２１１４  経由パターン生成部、１１５，２１１５  対応関係生成部、１１６，２１１６  経由パターン品質推定部、１１７，２１１７  異常経由パターン特定部。
【図１】
2019202700.tif 000006
【図２Ａ】
2019202700.tif 000007
【図２Ｂ】
2019202700.tif 000008
【図２Ｃ】
2019202700.tif 000009
【図２Ｄ】
2019202700.tif 000010
【図３】
2019202700.tif 000011
【図４】
2019202700.tif 000012
【図５】
2019202700.tif 000013
【図６】
2019202700.tif 000014
【図７】
2019202700.tif 000015
【図８】
2019202700.tif 000016
【図９Ａ】
2019202700.tif 000017
【図９Ｂ】
2019202700.tif 000018
【図９Ｃ】
2019202700.tif 000019
【図９Ｄ】
2019202700.tif 000020
【図１０】
2019202700.tif 000021
【図１１】
2019202700.tif 000022
【図１２】
2019202700.tif 000023
【国際調査報告】
2019202700.tif 000024
2019202700.tif 000025
2019202700.tif 000026
2019202700.tif 000027