(57)【要約】【課題】不良品が次工程に流れることを確実に防止でき、しかも不良品の不良原因を究明でき、かつ、不良発生を予知・予防できる生産監視システム及び生産監視方法を提供すること。【解決手段】生産監視システム１０は、加工機１１から複数種類の監視データを加工機１１が加工した一製品ごとに取得する第１のデータ取得部１５ａと、監視データのそれぞれのしきい値に基づき、取得されたそれぞれの監視データを一製品ごとに評価する第１の評価部１５ｂと、第１の評価部１５ｂによる一製品ごとの評価結果に基づき加工機１１により加工された製品を分別する取り出し機１４と、取り出し機１４がしきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別したとき、所定の報知を行い、かつ、しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示するコンピュータシステム１２とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機から複数種類の監視データを前記加工機が加工した一製品ごとに取得するデータ取得部と、
前記監視データのそれぞれのしきい値に基づき、前記取得されたそれぞれの監視データを前記一製品ごとに評価する評価部と、
前記評価部による一製品ごとの評価結果に基づき前記加工機により加工された製品を分別する製品分別部と、
前記製品分別部が前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別したとき、所定の報知を行い、かつ、前記しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示するコンピュータシステムと
を具備する生産監視システム。
【請求項２】
請求項１に記載の生産監視システムであって、
前記製品分別部は、前記複数種類の監視データのうち少なくとも１つの監視データが当該監視データのしきい値の範囲外であるときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別する
生産監視システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の生産監視システムであって、更に、
前記監視データのしきい値を記憶する記憶部と、
前記監視データがしきい値の範囲外となったときに、前記記憶部に記憶された当該しきい値を変更するための手段と
を具備する生産監視システム。
【請求項４】
加工機から複数種類の監視データを前記加工機が加工した一製品ごとに取得し、
前記取得したそれぞれの監視データが前記監視データのそれぞれのしきい値の範囲内にあるかを前記一製品ごとに判定し、
前記一製品ごとの判定結果に基づき前記加工機により加工された製品を分別するための分別データを生成し、
前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別する分別データが生成されたとき、所定の報知を行い、かつ、前記しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示する
生産監視方法。
【請求項５】
請求項４に記載の生産監視方法であって、
前記分別データは、前記複数種類の監視データのうち少なくとも１つが当該監視データのしきい値の範囲外であるときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別するためのデータであり、
前記分別データに基づき前記加工機により加工された製品を分別する
生産監視方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の生産監視方法であって、
前記監視データがしきい値の範囲外となったときに分別された製品を評価し、
前記評価結果に基づき前記範囲外としたしきい値を見直す
生産監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形機や切削加工機、プレス機などの加工機による生産を監視する生産監視システム及び生産監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造ラインにおいては、製造プロセス中で品質特性に関する温度、圧力などの実測データなどを収集し、これを集中的に管理することが行われている。
【０００３】
特許文献１には、製造過程における品質特性に関するデータを収集し、データから検知対象となるデータを抽出し、これらのデータから異常傾向の発生を監視し、更にその深刻度の判断をする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０３９７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された技術では、異常傾向の発生とその深刻度を知ることができるが、品質特性に関するデータを時間単位で収集していることから（段落００１８など）、不良品が次工程に流れる可能性がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、不良品が次工程に流れることを確実に防止でき、しかも不良品の不良原因を究明でき、かつ、不良発生を予知・予防できる生産監視システム及び生産監視方法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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る生産監視システムは、加工機から複数種類の監視データを前記加工機が加工した一製品ごとに取得するデータ取得部と、前記監視データのそれぞれのしきい値に基づき、前記取得されたそれぞれの監視データを前記一製品ごとに評価する評価部と、前記評価部による一製品ごとの評価結果に基づき前記加工機により加工された製品を分別する製品分別部と、前記製品分別部が前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別したとき、所定の報知を行い、かつ、前記しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示するコンピュータシステムとを具備する。
【０００８】
本発明では、加工機が加工した一製品ごとに、複数種類の監視データのそれぞれのしきい値に基づき加工機のそれぞれの監視データを評価し、一製品ごとの評価結果に基づき加工機により加工された製品を分別しているので、不良品が次工程に流れることを確実に防止できる。  
また、製品分別部が前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別したとき、コンピュータシステムにおいて、所定の報知を行い、かつ、しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示するので、作業者は不良品とみなされた製品を確認でき、またしきい値の範囲外となった監視データを確実に把握できる。よって、分別された不良品及びしきい値の範囲外となった監視データから、不良品の不良原因を究明できる。  
更に、評価部による評価結果から、不良発生を予知・予防できる。
【０００９】
本発明の一形態に係る生産監視システムは、前記製品分別部は、前記複数種類の監視データのうち少なくとも１つの監視データが当該監視データのしきい値の範囲外であるときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別する。  
これにより、不良品が次工程に流れることをより確実に防止できる。
【００１０】
本発明の一形態に係る生産監視システムは、更に、前記監視データのしきい値を記憶する記憶部と、前記監視データがしきい値の範囲外となったときに、前記記憶部に記憶された当該しきい値を変更するための手段とを具備する。  
これにより、しきい値をより適切な値にすることができ、不良品が次工程に流れることをより確実に防止できる。
【００１１】
本発明の一形態に係る生産監視方法は、加工機から複数種類の監視データを前記加工機が加工した一製品ごとに取得し、前記取得したそれぞれの監視データが前記監視データのそれぞれのしきい値の範囲内にあるかを前記一製品ごとに判定し、前記一製品ごとの判定結果に基づき前記加工機により加工された製品を分別するための分別データを生成し、前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別する分別データが生成されたとき、典型的には前記加工機から生産情報を収集するコンピュータシステムにおいて、所定の報知を行い、かつ、前記しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示する。  
これにより、不良品が次工程に流れることを確実に防止でき、また不良品の不良原因を究明でき、更に不良発生を予知・予防できる。
【００１２】
本発明の一形態に係る生産監視方法は、前記分別データが、前記複数種類の監視データのうち少なくとも１つが当該監視データのしきい値の範囲外であるときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別するためのデータである。当該方法は、更に、前記分別データに基づき前記加工機により加工された製品を分別する。  
これにより、不良品が次工程に流れることをより確実に防止できる。
【００１３】
本発明の一形態に係る生産監視方法は、前記監視データがしきい値の範囲外となったときに分別された製品の外観などを評価し、前記評価結果に基づき前記範囲外としたしきい値を見直す。  
これにより、しきい値をより適切な値にすることができ、不良品が次工程に流れることをより確実に防止できる。
【００１４】
本発明の一形態に係る生産監視用プログラムは、加工機から複数種類の監視データを前記加工機が加工した一製品ごとに取得するステップと、前記取得したそれぞれの監視データが前記監視データのそれぞれのしきい値の範囲内にあるかを前記一製品ごとに判定するステップと、前記判定結果に基づき前記加工機により加工された製品を分別するための分別データを生成するステップと、前記しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別する分別データが生成されたとき、前記加工機から生産情報を収集するコンピュータシステムにおいて、所定の報知を行わせ、かつ、前記しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示さえるステップとをコンピュータに実行させる。
【００１５】
本発明の一形態に係る生産監視システムは、前記加工機から生産情報を収集するコンピュータシステムと前記加工機との間に介在されたプログラマブルコントローラユニットを具備し、前記プログラマブルコントローラユニットは、前記加工機により順次取得する監視データを少なくとも所定期間分保持し、前記加工機により順次取得する監視データから前記所定期間に１度、当該監視データが前記しきい値の範囲内にあるかを評価する前記評価部として機能し、前記監視データが前記しきい値の範囲外であるときに、少なくとも前記保持した前記所定期間分の監視データを前記コンピュータシステムに送るように構成してもよい。  
これにより、プログラマブルコントローラユニットからコンピュータシステムに送るデータの量を減らし、コンピュータシステム側での処理負担を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、不良品が次工程に流れることを確実に防止でき、しかも不良品の不良原因を究明でき、かつ、不良発生を予知・予防できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る生産監視システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した制御部の動作の一例を示すフローチャートである。
【図３】図１に示したプログラマブルコントローラユニットの動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図１に示したコンピュータシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】コンピュータシステムの表示部に表示される監視データの表示形態を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る生産監視システムにおける第２の表示モードを説明するための監視データの概念図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る生産監視システム第２の表示モードの表示形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。  
図１は、本発明の一実施形態に係る生産監視システムの構成を示す図である。  
生産監視システム１０は、複数の加工機１１と、これらの加工機１１から生産情報を収集するコンピュータシステム１２と、コンピュータシステム１２と各加工機１１との間に介在されたプログラマブルコントローラユニット（ＰＬＣ）１３と、加工機１１ごとに設けられた製品分別部としての取り出し機１４とを有する。
【００１９】
加工機１１としては、典型的には成形機や切削加工機、プレス機などである。加工機１１は、それぞれ、制御部１５を有する。
【００２０】
コンピュータシステム１２が収集する生産情報とは、監視データとしての情報も含むものであり、例えば加工機１１における成形サイクル時間、生産数／生産ロット、成形条件／冷却水温度／成形温度（金型温度／水管温度）、成形機環境／工場温度などである。
【００２１】
プログラマブルコントローラユニット１３は、コンピュータシステム１２の要求に応じて、加工機１１を制御すると共に、加工機１１に当初から備えられていない、いわゆる後付けの測定器などからのデータ（監視データ）をコンピュータシステム１２に送る。
【００２２】
制御部１５及びプログラマブルコントローラユニット１３は、コンピュータシステム１２に対して通信路１９を介して生産情報を送る。通信路１９は、有線の通信路ばかりでなく、無線の通信路が含まれる。
【００２３】
コンピュータシステム１２は、工場内の加工機１１の制御部１５や加工機１１に設置されたプログラマブルコントローラユニット１３などから生産情報を収集する。コンピュータシステム１２は、収集した生産情報をリアルタイムに表示する表示部１２ａを有する。
【００２４】
制御部１５は、当該加工機１１から複数種類の監視データをリアルタイムに、より具体的には加工機１１により加工される一製品ごとに取得する第１のデータ取得部１５ａと、複数種類の監視データのそれぞれのしきい値に基づき、取得されたそれぞれの監視データをリアルタイムに、より具体的には加工機１１により加工される一製品ごとに評価する第１の評価部１５ｂと、上記のしきい値を予め記憶する第１の記憶部１５ｃとを有する。
【００２５】
プログラマブルコントローラユニット１３は、加工機１１から監視データ（上記の測定器の測定データなど）をリアルタイムに、より具体的には加工機１１により加工される一製品ごとに取得する第２のデータ取得部１３ａと、監視データのしきい値に基づき、取得された監視データをリアルタイムに、より具体的には加工機１１により加工される一製品ごとに評価する第２の評価部１３ｂと、上記のしきい値を予め記憶し、また取得した監視データを順次記憶する第２の記憶部１３ｃとを有する。プログラマブルコントローラユニット１３は、制御部１５で予め設定されている監視データ以外の監視データが必要になった場合に、その監視データを収集し、評価する。これにより、いわば外付けのような形態で監視データを収集、評価が可能となる。
【００２６】
第１の評価部１５ｂ及び第２の評価部１３ｂは、一製品ごとに、複数種類の監視データのうち少なくとも１つの監視データが当該監視データのしきい値の範囲外であるかを判断し、範囲外であるときには、しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別させる分別データを取り出し機１４に送る。
【００２７】
取り出し機１４は、第１の評価部１５ｂ及び第２の評価部１３ｂによる一製品ごとの評価結果に基づき加工機１１により加工された製品を分別する。具体的には、取り出し機１４は、取り出し機１４は、第１の評価部１５ｂ及び第２の評価部１３ｂより分別データが送られたときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品（不良品）から分別する。取り出し機１４は、典型的には、加工機１１により加工された製品を加工機１１から取り出すロボットを有し、このロボットが良品の場合には良品のラインにその製品を運び、不良品の場合には不良品を入れる箱にその製品を運ぶ。
【００２８】
加工機１１が成形機である場合の複数種類の監視データとしては、金型温度、金型内圧力、乾燥機温度、乾燥時間などの付帯設備情報と、成形用の樹脂温度（ホッパー内樹脂温度）、射出速度、クッション量（クッション位置）、一次圧（ピーク圧）、二次圧（ピーク圧）、保圧時間、チャージ時間、成形品（製品）重量、加熱筒各位置温度、ノズル先端温度、ホッパー下（可塑化前）温度などの成形機本体情報とがある。
【００２９】
表１に複数種類の監視データ及びこれら監視データのそれぞれのしきい値の一例を示す。ここでは、加工機１１が成形機である場合を例示している。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
成形品を安定生産するために射出工程で保圧をかけ、その圧力を伝達させるためにプランジャ先端部に溶融樹脂を残す。クッション量とは、その樹脂量をいう。
【００３２】
プラスチックを射出成型するためには、スクリューから押し出すには圧力が必要であり、
一次圧とは樹脂を押し出すのに必要な圧力であり、一次圧で押された樹脂がキャビティに充填されると、二次圧（保圧）に切り替える。二次圧（保圧）とは、充填されてからその樹脂が固化するまでの間保持する圧力をいう。一次圧と二次圧の設定条件で、成形品の形がほぼ決まる。
【００３３】
保圧時間とは、二次圧をかける時間である。
【００３４】
これらの監視データのうち、金型温度、金型内圧力、成形用の樹脂温度（ホッパー内樹脂温度）、射出温度、射出速度、クッション量（クッション位置）、一次圧（ピーク圧）、二次圧（ピーク圧）、保圧時間、チャージ時間、成形品（製品）重量、加熱筒各位置温度及びノズル先端温度は、加工機１１の制御部１５の第１のデータ取得部１５ａにより取得される監視データである。  
監視データのうち、ホッパー下温度は、プログラマブルコントローラユニット１３などの第２のデータ取得部１３ａにより取得される監視データである。
【００３５】
図２は制御部１５の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
制御部１５は、第１のデータ取得部１５ａが上記の複数種類の監視データを、加工機１１が加工した一製品ごとに取得し（ステップ２０１）、コンピュータシステム１２に送信する（ステップ２０２）。
【００３７】
制御部１５の第１の評価部１５ｂは、取得したそれぞれの監視データが監視データのそれぞれのしきい値の範囲内にあるかを一製品ごとに判定する（ステップ２０３）。この判定は、典型的には、複数種類の監視データのうち少なくとも１つが当該監視データのしきい値の範囲外であるかを判定する。
【００３８】
制御部１５は、第１の評価部１５ｂが一製品ごとの判定結果に基づき、加工機に１１より加工された製品を分別するための分別データを生成し（ステップ２０４）、それを取り出し機１４に送信し（ステップ２０５）、コンピュータシステム１２にしきい値の範囲外になったことを通知する（ステップ２０６）。この分別データは、典型的には、数種類の監視データのうち少なくとも１つが当該監視データのしきい値の範囲外のときに、当該しきい値の範囲外となった監視データに対応する製品を他の製品から分別するためのデータである。
【００３９】
図３はプログラマブルコントローラユニット１３の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４０】
プログラマブルコントローラユニット１３は、第２のデータ取得部１３ａが、一製品ごとに、加工機１１より所定の監視データを取得し（ステップ３０１）、その監視データを第２の記憶部１３ｃに所定期間分保持する（ステップ３０２）。
【００４１】
プログラマブルコントローラユニット１３の第２の評価部１３ｂは、所定期間に１度、つまり複数個の監視データにつき１個の監視データ（すなわち複数の製品のうち１個の製品の監視データ）が所定のしきい値の範囲内にあるかを判定する（ステップ３０３、３０４）。
【００４２】
プログラマブルコントローラユニット１３は、第２の評価部１３ｂがステップ３０４でしきい値の範囲外と判定すると、加工機により加工された製品を分別するための分別データを生成し（ステップ３０５）、それを取り出し機１４に送信し（ステップ３０６）、コンピュータシステム１２にはしきい値の範囲外になったことを通知する（ステップ３０７）と共に、それまでに第２の記憶部１３ｃに保持した監視データを典型的には一括で送信する（ステップ３０８）。このように一括で監視データを送信するように構成することで、プログラマブルコントローラユニット１３の負荷を低減することができる。
【００４３】
図４はコンピュータシステム１２の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４４】
コンピュータシステム１２は、制御部１５及びプログラマブルコントローラユニット１３より監視データを受信し（ステップ４０１）、蓄積し（ステップ４０２）、表示部１２ａに監視データを表示する（ステップ４０３）。
【００４５】
コンピュータシステム１２は、制御部１５又はプログラマブルコントローラユニット１３より上記のしきい値範囲外の通知を受信すると（ステップ４０４）、所定の報知を行い、かつ、しきい値の範囲外となった監視データを表示部１２ａに特徴付けて表示する（ステップ４０５）。所定の報知は、例えばパトライトにより行ってもよいし、スピーカなどから所定の報知音を出力してもよい。
【００４６】
作業者は、上記の報知や表示に応じて、取り出し機１４まで移動して、分別された製品、すなわち不良品とみなされた製品を目視などにより確認でき、不良品の不良原因を究明できる。
【００４７】
作業者は、典型的には、分別された製品を目視などにより確認し、良品であると判断する場合には、コンピュータシステム１２においてしきい値の見直しができる（ステップ４０６）。例えば、作業者は、コンピュータシステム１２の入力部（図示せず）において、不良の基となったしきい値を、良品と判定される新たなしきい値に設定する。そのようなしきい値の設定は作業者が行っても良いが、コンピュータシステム１２が所定のルールに従って設定してもよい。
【００４８】
ステップ４０６でしきい値が見直されたときに、新たに設定されたしきい値がコンピュータシステム１２より制御部１５又はプログラマブルコントローラユニット１３に送信される（ステップ４０７）。制御部１５及びプログラマブルコントローラユニット１３では、それまでのしきい値から送信されたしきい値に書き換えられる（図示せず）。
【００４９】
図５にコンピュータシステム１２の表示部１２ａに表示される監視データの表示形態を示す。なお、表示形態には、図５に示す第１の表示モードの他に第２の表示モードがある。第１の表示モードと第２の表示モードとは典型的には作業者による所定の操作によって切り替えることができる。  
【００５０】
・第１の表示モード
図５に示すように、表示部１２ａには、複数種類の監視データの各値（監視値）が中心点Ｃより放射線状に所定の間隔で表示されたそれぞれの軸Ａ上に点データＤとして表示され、隣接する点データＤを結ぶように連結直線Ｌｌｉｎｋｉｎｇが表示され、中心点Ｃと同心円状に各監視データのしきい値の上限及び下限を示す線Ｌｕｐｐｅｒ及びＬｌｏｗが表示される。
【００５１】
監視データがしきい値の上限又は下限を超えた場合或いは上記のしきい値範囲外の通知を受信した場合に、図５に示す線Ｌｕｐｐｅｒと線Ｌｌｏｗとの間の領域から外れた領域に点データＤが表示される（図５では点線で表示）が、この点データＤについては他のデータとは異なる色で表示することで、しきい値の範囲外となった監視データを特徴付けて表示することができる。
【００５２】
これにより、作業者は不良品とみなされた製品を確認でき、また図５に示した表示によって、作業者はしきい値の範囲外となった監視データを確実に把握できる。
【００５３】
本実施形態では、特に、複数種類の監視データの各値（監視値）を中心点Ｃより放射線状に所定の間隔で表示するように構成したことで、監視データの数が大きく変化しても、限られた画面上に監視データを把握し易く表示することが可能である。また、中心点Ｃと同心円状に各監視データのしきい値の上限及び下限を示す線Ｌｕｐｐｅｒ及びＬｌｏｗを表示するように構成することで、しきい値内にある各監視データの相対的な状態を把握することが可能である。
【００５４】
・第２の表示モード
図６は図５に示したような表示形態を概念的に示した図である。
例えば領域６１には加工機１１に使われる金型に関する監視データが表示され、領域６２には加工機１１に使われる材料に関する監視データが表示され、領域６３には加工機１１に使われるホッパーに関する監視データが表示される。
【００５５】
第２の表示モードは、図７に示すように、初期値乃至所定のタイミングにおけるしきい値の上限及び下限が同心円状に表示された第１の表示モード上に、不良品と判定された監視データを含む監視データ７２（点データ）をマッピングして表示するモードである。
【００５６】
このような第２の表示モードによって、加工機１１において不良品が発生する要因、例えば金型がその要因なのか、或いは材料がその要因なのかなどを視覚的に把握することができる。これにより、より迅速にかつ的確に不良品の不良原因を究明でき、かつ、不良発生を予知・予防できる。
【００５７】
なお、本発明は上記の実施形態には限定されない。
例えば、上記の実施形態では、加工機として成形機を例示して説明したが、切削加工機、プレス機などの加工機についても本発明を適用することができる。
【００５８】
上記の実施形態では、システム上にプログラマブルコントローラユニットを介在させた例を説明したが、プログラマブルコントローラユニットをこのような監視に用いないシステムにも本発明を適用することができる。
【００５９】
上記の実施形態では、制御部が加工機内に組み込まれた構成であったが、本発明では、制御部を独立させても良いし、制御部の機能をコンピュータシステム内に組み込んでも構わない。
【００６０】
コンピュータシステムの表示部に表示される監視データの表示形態も上記の実施形態には限定されず、様々な表示が可能である。
また、本発明では、作業者は人に限定されず、ロボットであっても勿論構わない。
【符号の説明】
【００６１】
１０      ：生産監視システム
１１      ：加工機
１２      ：コンピュータシステム
１２ａ    ：表示部
１３      ：プログラマブルコントローラユニット
１３ａ    ：第２のデータ取得部
１３ｂ    ：第２の評価部
１３ｃ    ：第２の記憶部
１４      ：取り出し機
１５      ：制御部
１５ａ    ：第１のデータ取得部
１５ｂ    ：第１の評価部
１５ｃ    ：第１の記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019046293.tif 000006
【図４】
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【図５】
2019046293.tif 000008
【図６】
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【図７】
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