(57)【要約】【課題】既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することのできる新規なツールを提供する。【解決手段】アクチュエータ制御信号のデータとセンサ信号のデータとの間の相関係数（＞０）が計算される（ステップＳ１０）。相関係数が閾値よりも大きくなるセンサ信号があるか否かが判定される（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の判定結果が肯定的である場合、相関係数の大きい順にセンサ信号が並べ替えられる（ステップＳ１４）。並べ替えたセンサ信号の順に、アクチュエータ制御信号とセンサ信号の間の因果関係が調査される（ステップＳ１６）。因果関係が成立するセンサ信号があるか否かが判定される（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の判定結果が肯定的である場合、そのセンサ信号が調査対象センサの信号として選出される（ステップＳ２０）。【選択図】図３
2019012300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えるプラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能な操業実績データ調査ツールであって、
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含み、
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい候補について、前記相関係数が大きい順に、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されていることを特徴とする操業実績データ調査ツール。
【請求項２】
制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えるプラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能な操業実績データ調査ツールであって、
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含み、
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい全ての候補について、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補のうち、前記制御信号が変化してから前記センサ信号の候補が変化するまでの時間差が最も短い候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されていることを特徴とする操業実績データ調査ツール。
【請求項３】
制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えるプラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能な操業実績データ調査ツールであって、
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含み、
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい候補について、前記相関係数が大きい順に、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記センサ信号の候補のうち前記因果関係の成否が判定されていない他の候補であって、前記因果関係が成立すると判定された前記センサ信号の候補と前記相関係数において等しい他の候補があるか否かを判定し、
前記他の候補がある場合は、前記他の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記他の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立すると判定された前記センサ信号の全ての候補のうち、前記制御信号が変化してから前記センサ信号の候補が変化するまでの時間差が最も短い候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されていることを特徴とする操業実績データ調査ツール。
【請求項４】
前記所定期間は、事前に設定した少なくとも３つの期間であり、
前記操業実績データ調査ツールは、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補が前記少なくとも３つの期間において選出されている場合、選出数が最も多かった候補を用いて前記対応表を作成するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項に記載の操業実績データ調査ツール。
【請求項５】
前記操業実績データ調査ツールは、前記少なくとも３つの期間のそれぞれに対して事前に設定した重み付けを行って前記選出数の評価を行うように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の操業実績データ調査ツール。
【請求項６】
前記操業実績データ調査ツールは、
前記少なくとも３つの期間のそれぞれにおいて、前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい全ての候補について、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立する前記センサ信号の数を計算し、
前記因果関係が成立する前記センサ信号の数に応じた重み付けを前記少なくとも３つの期間のそれぞれに対して行って、前記選出数の評価を行うように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の操業実績データ調査ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操業実績データ調査ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントの製造ラインには、設備を駆動するためのモータ、バルブといったアクチュエータが設けられている。このようなアクチュエータは、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）により自動運転されている。ＰＬＣには、アクチュエータと共に、多数のセンサが接続されている。ＰＬＣは、これらのセンサを使用して、アクチュエータの自動運転を実施する。
【０００３】
ＰＬＣによる自動運転においては、ＰＬＣの出力によりアクチュエータが駆動される。製造ラインの設備は、アクチュエータの駆動力により動作する。センサは、アクチュエータの駆動状態、または、アクチュエータの駆動力により動作する設備の動作状態を検出する。センサは、検出した駆動状態または動作状態を信号に変換し、ＰＬＣに出力する。ＰＬＣは、センサからＰＬＣに入力される信号に基づいて、アクチュエータを駆動する信号を生成して出力する。このようなフィードバック方式の閉ループ制御は、ＰＬＣによる自動運転において広く行われている。
【０００４】
操業しているプラントでは、製造ラインの操業実績データを収集するのが一般的である。例えば、特開平１０−０６９４９８号公報には、製造ラインの操業実績データを一定周期で収集し、時系列データとして保存するデータ収集収録装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０６９４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
製造ラインにおいてＰＬＣによる自動運転を実施するためには、ＰＬＣからアクチュエータに出力される信号と、このアクチュエータに対応するセンサからＰＬＣに入力される信号と、を関連付ける必要がある。両信号を関連付けるためには、アクチュエータの動作方向と、センサの検出状態との対応表を作成する必要がある。
【０００７】
この対応表は、機械設計段階で決定するのが通常である。製造ラインの新設工事においては、機械設計どおりに設備を構築する。そのため、機械設計の情報を入手することができれば、新設工事において容易に対応表を作成できる。
【０００８】
しかし、既設の製造ラインの更新工事においては、対応表の元となる機械設計の情報自体が存在しないことが多い。また、機械設計の情報が存在する場合であっても、新設当初の設備に対して何らかの変更が行われていることがある。そのような場合には、機械設計の情報が現状の設備の情報と合致しない。そのため、操業実績データの調査のために、ＰＬＣの入出力モジュールに入線されているケーブルを辿って現状の設備とアクチュエータの接続状況を確認したり、ＰＬＣのソースコードを確認したりする必要があり、多大な労力と時間を要してしまう。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することのできる新規なツールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、上記の目的を達成するための操業実績データ調査ツールであり、次の特徴を有する。
前記操業実績データ調査ツールは、プラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能に構成されている。
前記プラントは、制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えている。
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含んでいる。
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい候補について、前記相関係数が大きい順に、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されている。
【００１１】
第２の発明は、上記の目的を達成するための操業実績データ調査ツールであり、次の特徴を有する。
前記操業実績データ調査ツールは、プラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能に構成されている。
前記プラントは、制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えている。
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含んでいる。
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい全ての候補について、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補のうち、前記制御信号が変化してから前記センサ信号の候補が変化するまでの時間差が最も短い候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されている。
【００１２】
第３の発明は、上記の目的を達成するための操業実績データ調査ツールであり、次の特徴を有する。
前記操業実績データ調査ツールは、プラントの操業実績データが格納された記憶装置にアクセス可能に構成されている。
前記プラントは、制御信号により駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動状態または前記アクチュエータの駆動力によって動作する設備の動作状態を検出するセンサと、を備えている。
前記操業実績データは、前記制御信号の時系列データと、前記センサから出力されるセンサ信号の候補となる時系列データと、を含んでいる。
前記操業実績データ調査ツールは、
前記操業実績データの所定期間における時系列データを用いて、前記センサ信号の候補と、前記制御信号との間の相関係数を計算し、
前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい候補について、前記相関係数が大きい順に、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記因果関係が成立すると判定された場合、前記センサ信号の候補のうち前記因果関係の成否が判定されていない他の候補であって、前記因果関係が成立すると判定された前記センサ信号の候補と前記相関係数において等しい他の候補があるか否かを判定し、
前記他の候補がある場合は、前記他の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立するか否かを判定し、
前記他の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立すると判定された場合、前記因果関係が成立すると判定された前記センサ信号の全ての候補のうち、前記制御信号が変化してから前記センサ信号の候補が変化するまでの時間差が最も短い候補を用いて、前記制御信号と前記センサ信号の対応表を作成するように構成されている。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、次の特徴を有する。
前記所定期間は、事前に設定した少なくとも３つの期間である。
前記操業実績データ調査ツールは、前記因果関係が成立する前記センサ信号の候補が前記少なくとも３つの期間において選出されている場合、選出数が最も多かった候補を用いて前記対応表を作成するように構成されている。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明において、次の特徴を有する。
前記操業実績データ調査ツールは、前記少なくとも３つの期間のそれぞれに対して事前に設定した重み付けを行って前記選出数の評価を行うように構成されていることを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第４の発明において、次の特徴を有する。
前記操業実績データ調査ツールは、
前記少なくとも３つの期間のそれぞれにおいて、前記センサ信号の候補のうち前記相関係数が閾値よりも大きい全ての候補について、前記センサ信号の候補と前記制御信号の間に因果関係が成立する前記センサ信号の数を計算し、
前記因果関係が成立する前記センサ信号の数に応じた重み付けを前記少なくとも３つの期間のそれぞれに対して行って、前記選出数の評価を行うように構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
第１の発明に係る操業実績データ調査ツールによれば、相関係数が閾値よりも大きいセンサ信号の候補について、相関係数が大きい順に制御信号との間に因果関係が成立するか否かを判定し、適切なセンサ信号を選出することができる。従って、既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することができる。
【００１７】
第２の発明に係る操業実績データ調査ツールによれば、相関係数が閾値よりも大きい全ての候補のうち時間差が最も短い候補を、適切なセンサ信号として選出することができる。従って、既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することができる。
【００１８】
第３の発明に係る操業実績データ調査ツールによれば、相関係数が閾値よりも大きいセンサ信号の候補について、相関係数が大きい順に制御信号との間に因果関係が成立するか否かを判定し、更に、制御信号との間に因果関係が成立するセンサ信号の候補がある場合は、因果関係の成否が判定されていない他の候補と制御信号との間に因果関係が成立するか否かを判定できる。そして、制御信号との間に因果関係が成立するセンサ信号の他の候補がある場合は、因果関係が成立すると判定されたセンサ信号の全ての候補のうち時間差が最も短い候補を、適切なセンサ信号として選出することができる。従って、既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することができる。
【００１９】
第４の発明に係る操業実績データツールによれば、適切なセンサ信号の選出結果の信頼性を高めることができる。
【００２０】
第５の発明に係る操業実績データツールによれば、所定期間に特異な事情があったような場合であっても、適切なセンサ信号を選出することができる。
【００２１】
第６の発明に係る操業実績データツールによれば、所定期間内の時系列データに特異データが含まれるような場合であっても、適切なセンサ信号を選出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る調査ツールの構成例と、当該調査ツールが適用されるプラントの製造ラインの構成例と、を説明する図である。
【図２】アクチュエータ制御信号とセンサ信号の時系列データの一例を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図４】図３のステップＳ１４以降の処理を具体的に説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図６】図５のステップＳ２２以降の処理を具体的に説明する図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図８】図７のステップＳ３０以降の処理を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態４において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図１０】ステップＳ４４の処理を説明する図である。
【図１１】ステップＳ４４の処理を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態５において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図１３】本発明の実施の形態７において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【図１４】本発明の実施の形態８において、演算装置が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。但し、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２４】
実施の形態１．
先ず、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態１に係る調査ツールの説明をする。図１は、本発明の実施の形態１に係る調査ツールの構成例と、当該調査ツールが適用されるプラントの製造ラインの構成例と、を説明する図である。
【００２５】
図１に示す調査ツール１０は、既設の製造ラインの操業実績データを調査するためのサポートツールである。調査ツール１０の構成について説明する前に、更新工事の対象である製造ライン２０の構成について説明する。製造ライン２０は、既設の製造ラインである。製造ライン２０は、アクチュエータ２２と、複数のセンサ２４と、ＰＬＣ２６と、その他機器２８と、データ収集装置３０と、を備えている。
【００２６】
アクチュエータ２２は、ＰＬＣ２６の出力モジュールに接続されている。但し、アクチュエータ２２がネットワークを介してＰＬＣ２６に接続されていてもよい。アクチュエータ２２は、ＰＬＣ２６からの制御信号により駆動される。製造ライン２０の各種設備（不図示）は、アクチュエータ２２の駆動力により動作する。
【００２７】
センサ２４は、ＰＬＣ２６の入力モジュールにそれぞれ接続されている。センサ２４がネットワークを介してＰＬＣ２６にそれぞれ接続されていてもよい。センサ２４には、アクチュエータ２２の駆動状態、または、アクチュエータ２２の駆動力により動作する設備の動作状態を検出するセンサ（以下、「調査対象センサ」ともいう。）が含まれる。センサ２４は、アクチュエータ２２やその他機器２８の駆動状態、または、設備の動作状態を信号に変換し、ＰＬＣ２６に出力する。
【００２８】
ＰＬＣ２６は、センサ２４からの信号に基づいて、アクチュエータ２２やその他機器２８の駆動状態、または、設備の動作状態を把握し、各種制御を行う。特に、ＰＬＣ２６は、調査対象センサからの入力信号に基づいて、アクチュエータ２２を駆動する信号を生成して出力する。つまり、ＰＬＣ２６は、調査対象センサからの入力信号に基づいたフィードバック方式の閉ループ制御によって、アクチュエータ２２の駆動を制御する。
【００２９】
データ収集装置３０は、ＰＬＣ２６にネットワークを介して接続されている。データ収集装置３０は、例えばＰＣであり、記憶装置３２を備えている。図１において、記憶装置３２は、データ収集装置３０に内蔵されている。但し、記憶装置３２がデータ収集装置３０の外部に設けられていてもよい。データ収集装置３０は、製造ライン２０の操業実績データを時系列に沿って収集し、記憶装置３２に格納する。
【００３０】
操業実績データには、センサ２４からＰＬＣ２６に入力される信号（以下、「センサ信号」ともいう。）の時系列データ、ＰＬＣ２６からアクチュエータ２２に出力される信号（以下、「アクチュエータ制御信号」ともいう。）の時系列データ、および、ＰＬＣ２６とその他機器２８の間でやり取りされる信号（以下、「その他の信号」ともいう。）の時系列データが少なくとも含まれている。
【００３１】
次に、調査ツール１０の構成について説明する。調査ツール１０は、記憶装置３２に格納されている操業実績データにアクセス可能に構成されている。調査ツール１０は、例えばＰＣであり、演算装置１２と、キャッシュメモリ１４と、メインメモリ１６と、を備えている。
【００３２】
演算装置１２は、記憶装置３２内の操業実績データの一部を読み出し、キャッシュメモリ１４に転送して所定の処理を行う。但し、演算装置１２が記憶装置３２内の操業実績データの全部または一部をメインメモリ１６に転送し、その一部を更にキャッシュメモリ１４に転送して所定の処理を行ってもよい。
【００３３】
メインメモリ１６は、演算装置１２による所定の処理の結果として作成される対応表を少なくとも格納する。対応表は、アクチュエータ制御信号とセンサ信号の対応関係を示したものである。製造ライン２０の更新工事では、この対応表に基づいて、アクチュエータ２２や製造ライン２０の各種設備の補修、メンテナンス等を行う。
【００３４】
本実施の形態１において、演算装置１２による所定の処理は、次のように行われる。先ず、演算装置１２は、時系列に格納された操業実績データを、センサ信号のデータと、アクチュエータ制御信号のデータと、その他の信号のデータと、に分類する。
【００３５】
図２は、アクチュエータ制御信号とセンサ信号の時系列データの一例を示した図である。図２に示すように、アクチュエータ制御信号のデータＶは、時刻ｔｈから時刻ｔｉまではＶ１に保たれており、時刻ｔｉにおいてＶ１からＶ２に変わる。また、データＶは、時刻ｔｉから時刻ｔｊまではＶ２に保たれ、時刻ｔｊにおいてＶ２からＶ３に変わる。同様に、データＶは、時刻ｔｊから時刻ｔｋまではＶ３に保たれ、時刻ｔｋにおいてＶ３からＶ１に変わる。センサ信号(i)のデータＰ、センサ信号(ii)のデータＱ、センサ信号(iii)のデータＲ、およびセンサ信号(iv)のデータＳは、データＶの変化に追従して変わり、または、データＶの変化に追従することなく変わる。
【００３６】
図２に示すように、時系列データを操業実績データから分離しただけでは、センサ信号(i)〜(iv)のうちの何れが調査対象センサの信号に該当するのか分からない。そこで、演算装置１２は、これらの候補のうちから調査対象センサの信号を選び出し、上述した対応表を作成するための処理を行う。この信号選出・対応表作成処理の具体例について、図３乃至図４を参照して説明する。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態１において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図３に示す例において、演算装置１２は、先ず、アクチュエータ制御信号のデータとセンサ信号のデータとの間の相関係数を計算する（ステップＳ１０）。相関係数の計算に際し、演算装置１２は、アクチュエータ制御信号のデータを基準とし、例えば１ヶ月といった期間、または、アクチュエータ制御信号のデータの変化が累計１００回に到達するまでの期間を一区切りとしてデータを切り出す。続いて、演算装置１２は、切り出し期間内のデータを用いて、センサ信号毎に相関係数を計算する。
【００３８】
ステップＳ１０に続き、演算装置１２は、ステップＳ１０で計算した相関係数が閾値（但し、閾値＞０）よりも大きくなるセンサ信号があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。閾値は例えば０．８に設定する。相関係数が閾値以下となるセンサ信号は、アクチュエータ制御信号と関係性が低いと判断する。ステップＳ１２の判定結果が否定的である場合、つまり、全てのセンサ信号の相関係数が閾値以下と判定された場合、演算装置１２は、調査対象センサが存在しないと判断し、処理を終了する。
【００３９】
ステップＳ１２の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、相関係数を大きい順に、センサ信号を並べ替える（ステップＳ１４）。並べ替えの対象となるセンサ信号は、相関係数が閾値よりも大きいものだけに限定する。図４は、図３のステップＳ１４以降の処理を具体的に説明する図である。図４に示す例では、センサ信号(i)の相関係数ｒ１およびセンサ信号(iii)の相関係数ｒ３が閾値よりも大きく、センサ信号(ii)の相関係数ｒ２およびセンサ信号(iv)の相関係数ｒ４が閾値よりも小さい。従って、ステップＳ１４の処理が行われると、センサ信号(i)のデータＰの隣にセンサ信号(iii)のデータＲが配置される。センサ信号(ii)のデータＱとセンサ信号(iv)のデータＳは、並べ替えの対象外とされる。
【００４０】
ステップＳ１４に続き、演算装置１２は、ステップＳ１４で並べ替えたセンサ信号の順に、アクチュエータ制御信号とセンサ信号の間の因果関係を調査する（ステップＳ１６）。つまり、演算装置１２は、図４に示したセンサ信号(i)のデータＰ、センサ信号(iii)のデータＲの順に、因果関係を調査する。演算装置１２は、例えば、センサ信号のデータが変化した時刻の所定時間前に、アクチュエータ制御信号のデータＶが変化している否かを判定することで因果関係を調査する。調査対象センサの信号は、アクチュエータ制御信号の変化に対して遅れをもって変化すると考えられる。そのため、センサ信号のデータが変化した時刻の所定時間前にアクチュエータ制御信号のデータＶが変化していれば、両信号の間に因果関係があると推定できる。
【００４１】
ステップＳ１６に続き、演算装置１２は、ステップＳ１６で調査した因果関係が成立するセンサ信号があるか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１６の処理は、相関係数の大きいセンサ信号から順に行われている。そのため、ステップＳ１６の処理において因果関係が成立するセンサ信号が発見されなかった場合、演算装置１２は、そのようなセンサ信号が無いと判定し、処理を終了する。
【００４２】
ステップＳ１８の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、そのセンサ信号を調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する（ステップＳ２０）。つまり、ステップＳ１６の調査において因果関係が成立するセンサ信号が発見された場合、そのセンサ信号のデータにより対応表が作成される。作成された対応表は、メインメモリ１６に格納される。図４に示す例では、センサ信号(i)が調査対象センサの信号として選出されている。従って、センサ信号(i)のデータＰが対応表に書き込まれる。
【００４３】
以上、図３に示した信号選出・対応表作成処理によれば、アクチュエータ制御信号との間の相関係数の大きい順に因果関係を調査して、調査対象センサの信号を選出することができる。従って、既設の製造ラインの更新工事において、操業実績データの調査の負担を軽減することが可能となる。
【００４４】
実施の形態２．
次に、図５乃至図６を参照して、本発明の実施の形態２に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００４５】
本実施の形態２に係る調査ツールは、演算装置１２が行う信号選出処理において上記実施の形態１に係る調査ツールと異なる。図５は、本発明の実施の形態２において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図５に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ１０，Ｓ１２の処理を行う。これらのステップの処理については、図３で説明した通りである。
【００４６】
ステップＳ１２の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、アクチュエータ制御信号とセンサ信号の間の因果関係を調査する（ステップＳ２２）。上記実施の形態１では、図３のステップＳ１６において相関係数が大きいセンサ信号から順に因果関係を調査した。これに対し本実施の形態２では、ステップＳ２２において相関係数が閾値よりも大きい全てのセンサ信号について因果関係を調査する。図６は、図５のステップＳ２２以降の処理を具体的に説明する図である。図６に示す例では、センサ信号(i)とセンサ信号(iii)の相関係数（即ち、相関係数ｒ１，ｒ３）が閾値よりも大きい。そのため、演算装置１２は、図６に示したセンサ信号(i)のデータＰとセンサ信号(iii)のデータＲについて、因果関係を調査する。因果関係の調査の手法については、図３のステップＳ１６で説明した通りである。センサ信号(ii)のデータＱとセンサ信号(iv)のデータＳは、調査の対象外とされる。
【００４７】
ステップＳ２２に続き、演算装置１２は、ステップＳ２２で調査した因果関係が成立するセンサ信号があるか否かを判定する（ステップＳ２４）。ステップＳ２２の処理において因果関係が成立するセンサ信号が発見されなかった場合、演算装置１２は、そのようなセンサ信号が無いと判定し、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ２４の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、因果関係が成立したセンサ信号について、アクチュエータ制御信号のデータが変化した時刻からセンサ信号のデータが変化する時刻までの長さ（以下、単に「時間差」ともいう。）を計算する（ステップＳ２６）。図６に示す例では、センサ信号(i)のデータＰとセンサ信号(iii)のデータＲが共に、アクチュエータ制御信号のデータＶと因果関係があると判定されている。そのため、ステップＳ２６では、これらのセンサ信号のデータについて時間差を計算する。この時間差は、切り出し期間内に確認された時間差の回数を用いた平均値として計算されている。
【００４９】
ステップＳ２６に続き、演算装置１２は、ステップＳ２６で計算した時間差が最も短いセンサ信号を調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する（ステップＳ２８）。作成された対応表は、メインメモリ１６に格納される。図６に示す例では、センサ信号(iii)が調査対象センサの信号として選出されている。従って、センサ信号(iii)のデータＲが対応表に書き込まれる。
【００５０】
上記実施の形態１の信号選出処理（図３参照）は、相関係数が大きいセンサ信号から順に因果関係を調査するものである。そのため、因果関係が成立するセンサ信号が一旦発見されてしまうと、残りのセンサ信号の調査は行われないことになる。故に、相関係数が同じ値となるセンサ信号が複数存在する場合に、調査対象センサの信号として相応しくないセンサ信号が選出される可能性がある。この点、図５に示した信号選出処理によれば、ステップＳ２４で計算した時間差に基づいて調査対象センサの信号を選出する。従って、本実施の形態２の信号選出処理によれば、相関係数が同じ値となるセンサ信号が複数存在する場合においても、調査対象センサの信号として適切なものを選出することが可能となる。
【００５１】
実施の形態３．
次に、図７乃至図８を参照して、本発明の実施の形態３に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１，２の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００５２】
本実施の形態３に係る調査ツールは、上記実施の形態１と２の信号選出処理を組み合わせた信号選出処理を演算装置１２が行うことを特徴としている。図７は、本発明の実施の形態３において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図７に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ１０〜Ｓ１８の処理を行う。これらのステップの処理については、図３で説明した通りである。つまり、ここまでの処理は、上記実施の形態１の信号選出処理と同じである。
【００５３】
ステップＳ１８の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、ステップＳ１６の処理において因果関係が成立するセンサ信号と等しい相関係数を有する他のセンサ信号があるか否かを判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の判定結果が否定的である場合、演算装置１２は、ステップＳ１８で発見されたセンサ信号を調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する（ステップＳ３２）。
【００５４】
ステップＳ３０の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、ステップＳ３０で発見された他のセンサ信号と、アクチュエータ制御信号との間に因果関係が成立するか否かを判定する（ステップＳ３４）。演算装置１２は、例えば、他のセンサ信号のデータが変化した時刻の所定時間前に、アクチュエータ制御信号のデータが変化しているか否かを判定することで因果関係を調査する。ステップＳ３４の判定結果が否定的である場合、ステップＳ３０で発見された他のセンサ信号が調査対象センサの信号ではないと推定できる。そのため、この場合、演算装置１２はステップＳ３２の処理を行う。
【００５５】
図８は、図７のステップＳ３０以降の処理を説明する図である。図８に示す例では、センサ信号(v)の相関係数が、センサ信号(i)の相関係数（即ち、相関係数ｒ１）と等しい。そのため、演算装置１２は、上述した他のセンサ信号としてのセンサ信号(v)のデータＴについて、因果関係を調査する。因果関係の調査の手法については、図３のステップＳ１６で説明した通りである。図８に示す例では、センサ信号(v)のデータＴがアクチュエータ制御信号のデータＶと因果関係があると判定されている。
【００５６】
ステップＳ３４の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、因果関係が成立したセンサ信号について、時間差を計算する（ステップＳ３６）。既述したように、図８に示す例では、センサ信号(i)のデータＰとセンサ信号(v)のデータＴが共に、アクチュエータ制御信号のデータＶと因果関係があると判定されている。そのため、ステップＳ３６では、これらのセンサ信号のデータについて時間差を計算する。時間差の計算手法については、図５のステップＳ２６で説明した通りである。
【００５７】
ステップＳ３６に続き、演算装置１２は、ステップＳ３６で計算した時間差が最も短いセンサ信号を調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する（ステップＳ３８）。作成された対応表は、メインメモリ１６に格納される。つまり、ステップＳ３６，Ｓ３８の処理は、上記実施の形態２の信号選出処理と同じである。図８に示す例では、センサ信号(v)が調査対象センサの信号として選出されている。従って、センサ信号(v)のデータＴが対応表に書き込まれる。
【００５８】
上記実施の形態２で述べたように、上記実施の形態１の信号選出処理（図３参照）では、相関係数が同じ値となるセンサ信号が複数存在する場合に、調査対象センサの信号として相応しくないセンサ信号が選出される可能性がある。一方、上記実施の形態２の信号選出処理（図５参照）では、相関係数の小さいセンサ信号が調査対象センサの信号として選出される可能性がある。この点、図７に示した信号選出処理によれば、相関係数が同じ値で、尚且つ、因果関係が成立するセンサ信号が複数存在する場合に限り、時間差を計算できる。従って、本実施の形態３の信号選出処理によれば、調査対象センサの信号としてより適切なものを選出することが可能となる。
【００５９】
実施の形態４．
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の実施の形態４に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１乃至３の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００６０】
本実施の形態４に係る調査ツールは、演算装置１２が行う信号選出処理において、切り出し期間を３区間設けること、および、それぞれの切り出し期間での仮選出結果を踏まえた多数決によって調査対象センサの信号を選出することを特徴としている。図９は、本発明の実施の形態４において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図９に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ１０〜Ｓ１８の処理を行う。これらのステップの処理については、図３で説明した通りである。つまり、ここまでの処理は、上記実施の形態１の信号選出処理と同じである。
【００６１】
ステップＳ１８の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、設定期間の全てにおいて調査が終了したか否かを判定する（ステップＳ４０）。例えば、一区間が１ヶ月である場合、設定期間の全ては三区間（合計３ヶ月）となる。また、アクチュエータ制御信号のデータの変化の回数が累計１００回に到達するまでの期間を一区間とする場合、設定期間の全ては三区間（累計３００回）となる。ステップＳ４０の判定結果が否定的である場合、演算装置１２は、信号選出のための調査期間を次の切り出し期間に変更し（ステップＳ４２）、ステップＳ１０以降の処理を再度行う。
【００６２】
ステップＳ４０の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、多数決で選んだセンサ信号のデータを用いて対応表を作成する（ステップＳ４４）。演算装置１２は、それぞれの調査期間において因果関係が成立したセンサ信号を比較する。そして、演算装置１２は、センサ信号の選出数が最も多かったセンサ信号を調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する。作成された対応表は、メインメモリ１６に格納される。
【００６３】
図１０乃至図１１は、ステップＳ４４の処理を説明する図である。図１０乃至図１１は、図２または図４に示した区間とはそれぞれ異なる区間における時系列データの例を示した図である。なお、図１０乃至図１１に示すセンサ信号は、図４に示したセンサ信号と同様、相関係数が大きい順に並べ替えられている。
【００６４】
図１０に示す例では、センサ信号(iii)の相関係数ｒ５およびセンサ信号(i)の相関係数ｒ６が閾値よりも大きい。また、相関係数ｒ５（＞ｒ６）を有するセンサ信号(iii)のデータＲが、アクチュエータ制御信号のデータＶと因果関係があると判定されている。そのため、図１０に示す例では、センサ信号(iii)が調査対象センサの信号の候補として仮選出される。一方、図１１に示す例では、センサ信号(i)の相関係数ｒ９およびセンサ信号(iii)の相関係数ｒ１０が閾値よりも大きい。また、相関係数ｒ９（＞ｒ１０）を有するセンサ信号(i)のデータＲが、アクチュエータ制御信号のデータＶと因果関係があると判定されている。そのため、図１１に示す例では、センサ信号(i)が調査対象センサの信号の候補として仮選出される。
【００６５】
図４、図１０および図１１に示した合計３区間が上述した設定期間であるとすると、図４と図１１に示した区間で選ばれたセンサ信号(i)が、多数決によって調査対象センサの信号として選出されることになる。従って、ステップＳ４４の処理によれば、センサ信号(i)のデータＰが対応表に書き込まれる。
【００６６】
以上、図９に示した信号選出・対応表作成処理によれば、切り出し期間を３区間以上設けて多数決により調査対象センサの信号を選出することができる。従って、調査対象センサの信号の選出結果の信頼性を高めることが可能となる。
【００６７】
ところで、上記実施の形態３においては、設定期間を３区間に設定した。しかし、切り出し期間が多くなるほど選出結果の信頼性が一層高まるので、設定期間は３区間より多くてもよい。そして、このような設定期間を増やす変形が、以下に説明する実施の形態４乃至８の設定期間にも同様に適用されることは言うまでもない。
【００６８】
実施の形態５．
次に、図１２を参照して、本発明の実施の形態５に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１乃至４の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００６９】
上記実施の形態４に係る調査ツールは、上記実施の形態１の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出した。これに対し、本実施の形態５に係る調査ツールは、上記実施の形態２の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出することを特徴としている。図１２は、本発明の実施の形態５において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図１２に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ２２〜Ｓ２６の処理を行う。これらのステップの処理については、図５で説明した通りである。つまり、ここまでの処理は、上記実施の形態２の信号選出処理と同じである。
【００７０】
ステップＳ２６に続き、演算装置１２は、設定期間の全てにおいて調査が終了したか否かを判定する（ステップＳ４６）。ステップＳ４６の処理は、図９で説明したステップＳ４０の処理と同じである。ステップＳ４６の判定結果が否定的である場合、演算装置１２は、信号選出のための調査期間を次の切り出し期間に変更する（ステップＳ４８）。ステップＳ４８の処理は、図９で説明したステップＳ４２の処理と同じである。
【００７１】
ステップＳ４６の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、多数決で選んだセンサ信号のデータを用いて対応表を作成する（ステップＳ５０）。演算装置１２は、調査期間のそれぞれにおいて因果関係が成立したセンサ信号の数を比較する。そして、演算装置１２は、センサ信号の数が最も多かったセンサ信号のデータを、調査対象センサの信号として選出し、対応表を作成する。作成された対応表は、メインメモリ１６に格納される。
【００７２】
以上、図１２に示した信号選出・対応表作成処理によれば、上記実施の形態４の信号選出処理による効果と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
実施の形態６．
次に、図７および図１２を援用して、本発明の実施の形態６に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１乃至５の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００７４】
上記実施の形態４に係る調査ツールは、上記実施の形態１の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出した。上記実施の形態５に係る調査ツールは、上記実施の形態２の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出した。これに対し、本実施の形態６に係る調査ツールは、上記実施の形態３の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出することを特徴としている。
【００７５】
図７に示したステップＳ３８の処理を、図１２で説明したステップＳ４６〜Ｓ５０の処理で置換する。そうすると、上記実施の形態３の信号選出処理を基本とした多数決により調査対象センサの信号を選出することができる。
【００７６】
実施の形態７．
次に、図１３を参照して、本発明の実施の形態７に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１乃至６の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００７７】
上記実施の形態４乃至６に係る調査ツールは、信号選出処理に際し、切り出し期間のセンサ信号のデータを同列に扱った。これに対し、本実施の形態７に係る調査ツールは、切り出し期間に優劣を付けて調査対象センサの信号の選出結果に重み付けをすることを特徴としている。図１３は、本発明の実施の形態７において、演算装置１２が行う信号選出・対応表作成処理の一例を説明する図である。図１３に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ１０〜Ｓ４２の処理を行う。これらのステップの処理については、図９で説明した通りである。つまり、ここまでの処理は、上記実施の形態４の信号選出処理と同じである。
【００７８】
ステップＳ４０の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、切り出し期間の優劣に応じて切り出し期間の選出結果に重みを付ける（ステップＳ５２）。例えば、１ヶ月を一区間として時系列データを切り出した場合、時間的により新しい切り出し期間の選出結果に対して大きな重みを付ける。つまり、時間的により新しい切り出し期間のデータの方がデータの信頼性が高いとして重みを付ける。また、アクチュエータ制御信号のデータの変化の累計回数で時系列データを切り出した場合、含まれるデータ数がより多い切り出し期間の選出結果に対して大きな重みを付ける。つまり、含まれるデータ数がより多い切り出し期間の方がデータの信頼性が高いとして重みを付ける。
【００７９】
ステップＳ５２に続き、演算装置１２は、多数決で選んだセンサ信号のデータを用いて対応表を作成する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４の処理は、図９で説明したステップＳ４４の処理と同じである。
【００８０】
以上、図１３に示した信号選出・対応表作成処理によれば、切り出し期間に優劣を付けることができる。従って、切り出し期間に特異な事情があったような場合であっても、それを加味して調査対象センサの信号としてより適切なものを選出することが可能となる。
【００８１】
ところで、図１３では、上記実施の形態４の信号選出処理を基本とした重み付けを例として説明した。しかし、上記実施の形態７の重み付けは、上記実施の形態５や６の信号選出処理を基本とした切り出し期間の選出結果に対しても同様に適用できることは言うまでもない。
【００８２】
実施の形態８．
次に、図１４を参照して、本発明の実施の形態８に係る調査ツールの説明をする。なお、上記実施の形態１乃至７の内容と重複する説明については適宜省略する。
【００８３】
上記実施の形態７では、予め設定した手法で切り出し期間に優劣を付けることで切り出し期間の全てに対する普遍性を確保した。本実施の形態８では、切り出し期間のそれぞれにおいて選出されるセンサ信号の数に応じてこの優劣を付けることを特徴としている。図１４は、本発明の実施の形態８において、演算装置１２が行う重み付け設定処理の一例を説明する図である。なお、図１４に示す重み付け設定処理は、図１３に示した信号選出・対応表作成処理に先駆けて、または、この信号選出・対応表作成処理と同時に実行されるものとする。図１４に示す例において、演算装置１２は、先ず、ステップＳ５６〜Ｓ６６の処理を行う。ステップＳ５６〜Ｓ６２の処理は、図５で説明したステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ２２，Ｓ２４の処理と同じである。ステップＳ６４，Ｓ６６の処理は、図９で説明したステップＳ４０，Ｓ４２の処理と同じである。
【００８４】
ステップＳ６４の判定結果が肯定的である場合、演算装置１２は、ステップＳ６２の判定において因果関係が成立したセンサ信号の数が、切り出し期間の間において異なるか否かを判定する（ステップＳ６８）。ステップＳ６８の判定結果が否定的である場合、切り出し期間に優劣なしと判断できる。そのため、演算装置１２は、切り出し期間に重み付けを設定しない（ステップＳ７０）。一方、ステップＳ６８の判定結果が肯定的である場合、因果関係が成立したセンサ信号の数が多いほど大きな重み付けが行われるように、切り出し期間に重み付けを設定する（ステップＳ７２）。
【００８５】
以上、図１４に示した重み付け設定処理によれば、切り出し期間内の実際のデータを考慮して重み付けを設定できる。従って、切り出し期間内のデータに特異データが含まれるような場合であっても、それを加味して調査対象センサの信号としてより適切なものを選出することが可能となる。
【符号の説明】
【００８６】
１０・・・調査ツール
１２・・・演算装置
１４・・・キャッシュメモリ
１６・・・メインメモリ
２０・・・製造ライン
２２・・・アクチュエータ
２４・・・センサ
２６・・・ＰＬＣ
３２・・・記憶装置
【図１】
2019012300.tif 000003
【図２】
2019012300.tif 000004
【図３】
2019012300.tif 000005
【図４】
2019012300.tif 000006
【図５】
2019012300.tif 000007
【図６】
2019012300.tif 000008
【図７】
2019012300.tif 000009
【図８】
2019012300.tif 000010
【図９】
2019012300.tif 000011
【図１０】
2019012300.tif 000012
【図１１】
2019012300.tif 000013
【図１２】
2019012300.tif 000014
【図１３】
2019012300.tif 000015
【図１４】
2019012300.tif 000016