(57)【要約】【課題】多様な解析処理を実現できる生産設備解析装置を比較的少ない手間で構築する。【解決手段】時系列処理部１１０には、時系列的に変化する２つの信号からそれらの排他的論理和を示す時系列信号を生成する処理などのように、時系列信号から別の時系列信号を生成する各種の時系列処理モジュール１１２，１１４、・・・が保持されている。レベル処理部１３０には、オン・オフ２値信号のオン回数を集計したり、アナログ信号の信号レベルの度数分布を求めたりなどといった、時系列信号を信号レベルごとに集計する各種のレベル処理モジュール１３２，１３４，・・・が保持されている。解析制御部１５０は、時系列処理モジュールとレベル処理モジュールとを組み合わせることで、各種の解析処理を実現する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産設備から収集した時系列信号に基づき、生産設備の稼働状況を解析する装置であって、
１又は複数の時系列信号に対して演算処理を施すことにより別の時系列信号を作成して出力する時系列処理モジュールであって、前記演算処理の内容が互いに異なる複数の時系列処理モジュールと、
時系列信号をその信号レベルごとに時間軸方向の集計処理を施すことにより集計データを作成するレベル処理モジュールであって、前記集計処理の内容が互いに異なる複数のレベル処理モジュールと、
時系列処理モジュールの出力をレベル処理モジュールに入力する形で時系列処理モジュールとレベル処理モジュールを組み合わせ、その組合せの時系列処理モジュールに対して前記収集した時系列信号を入力し、この結果その組合せのレベル処理モジュールにより作成される集計データを解析結果として出力する制御手段と、を備える生産設備解析装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記収集した時系列信号を直接前記レベル処理モジュールに対して入力し、この結果その組合せのレベル処理モジュールにより作成される集計データを解析結果として出力する機能を更に備える、請求項１記載の生産設備解析装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記時系列処理モジュールの処理結果を解析結果として出力する機能を更に備える請求項１記載の生産設備解析装置。
【請求項４】
前記制御手段は、時系列処理モジュールの出力を再度同じ又は別の時系列処理モジュールに入力する形で時系列処理を複数段組合せ、その組合せの出力を前記レベル処理モジュールに入力して処理させる機能を更に備える請求項１記載の生産設備解析装置。
【請求項５】
前記制御手段は、入力する１以上の時系列信号と、これを処理させる時系列処理モジュールとレベル処理モジュールの組合せと、をユーザに指定させるためのユーザインタフェースを備え、このユーザインタフェースにより受けたユーザからの指定に従って解析処理を実行する、請求項１記載の生産設備解析装置。
【請求項６】
前記時系列処理モジュールごとにそのモジュールに入力可能な時系列信号を判定するための判定基準情報を記憶する手段を更に備え、
前記ユーザインタフェースは、前記判定基準情報により入力可能と判定される時系列信号と時系列処理モジュールとの組合せ以外を、ユーザが指定できないように構成される、請求項５記載の生産設備解析装置。
【請求項７】
前記レベル処理モジュールごとにそのモジュールの前段として組合せ可能な時系列処理モジュールを判定するための判定基準情報を記憶する手段を更に備え、
前記ユーザインタフェースは、前記判定基準情報により組合せ可能と判定される時系列処理モジュールとレベル処理モジュールの組合せ以外を、ユーザが指定できないように構成される、請求項５記載の生産設備解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備の稼働状況を解析する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の組立ラインなどのような生産設備の問題発見や改善のために、従来より生産設備の状況を目視等の人的作業で監視してきたが、近年の生産設備の複雑化によりそのような人手による監視作業はきわめて困難になってきている。そこで、生産設備の稼働状況を自動的に解析する装置が利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複数の稼働状態を有する生産設備のシーケンスコントローラに対しノート型パーソナルコンピュータを接続し、このパーソナルコンピュータにインストールしたソフトウエアにより、シーケンスコントローラが把握する状態遷移情報に対応させて生産設備の稼働状態をサンプリングし、稼働状態の遷移内容や遷移のタイミングなどを記録するシステムが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、シーケンスコントローラがシーケンス制御に用いた各種の制御信号の時系列データを一時的に保存し、保存したデータから装置の稼働状態を解析する管理装置が開示されている。特許文献１に示される管理装置では、一時保存した制御信号のデータ群のうち、稼働状況検出条件ファイルに指定されたデータを抽出してトランジションレコードファイルを作成し、このトランジションレコードファイルに含まれる各データを解析して稼働状態を判定している。
【０００５】
特許文献３には、生産ラインの最終工程を通過する製品を検出するセンサの信号を用いて、時系列的に実際の製品の生産台数を求める装置が開示されている。この装置は、ライン停止時間やその停止の原因を入力する手段を備え、トラブルの発生時間やその原因及びその対策に要した時間を記録し、表示することができる。
【０００６】
特許文献４には、生産ラインの制御系から信号を受けて、生産ライン上の各設備の稼働状態、生産状況、アラームや停止情報を表示する表示装置と、それら各設備の表示装置からそれら稼働状態等の情報を受けて、生産実績情報、品質管理情報及びメンテナンス管理情報を集計する集計装置とを備えたシステムが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０７−１０４８３８号公報
【特許文献２】
特開平０７−１２９２０６号公報
【特許文献３】
特開平１０−２０２４８３号公報
【特許文献４】
特開平０５−１３８５１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これら各文献は、収集したデータから様々な解析処理を実行するシステムを開示している。しかしながら、そのようなシステムの開発やシステム拡張のしやすさの観点からの提案や考察を行っているものは、それら文献の中にはない。
【０００９】
生産ラインの分析と一口に言っても、生産ライン上のシーケンスコントローラ等から得ることができる情報の種類は多く、これらの情報から様々な解析が可能である。上述の各文献は、それぞれそのような可能な様々な解析の中の一部をそれぞれシステム化したものといえる。今後、生産性の更なる向上のために、多様な観点からの分析が必要となり、生産ラインの解析装置に要求される解析機能が更に多様化していくことが予想されるが、多数の解析機能を実装しようとするそれら機能の分だけプログラムを開発しなければならず、非常に手間がかかる。また、既存システムに新たな解析機能を追加しようとした場合でも、追加する機能の分だけプログラムを新規開発しなければならない。
【００１０】
本発明は、開発や機能拡張が容易に行える生産設備解析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る生産設備解析装置は、生産設備から収集した時系列信号に基づき、生産設備の稼働状況を解析する装置であって、１又は複数の時系列信号に対して演算処理を施すことにより別の時系列信号を作成して出力する時系列処理モジュールであって、前記演算処理の内容が互いに異なる複数の時系列処理モジュールと、時系列信号をその信号レベルごとに時間軸方向の集計処理を施すことにより集計データを作成するレベル処理モジュールであって、前記集計処理の内容が互いに異なる複数のレベル処理モジュールと、時系列処理モジュールの出力をレベル処理モジュールに入力する形で時系列処理モジュールとレベル処理モジュールを組み合わせ、その組合せの時系列処理モジュールに対して前記収集した時系列信号を入力し、この結果その組合せのレベル処理モジュールにより作成される集計データを解析結果として出力する制御手段と、を備える。
【００１２】
本発明の好適な態様では、前記制御手段は、前記収集した時系列信号を直接前記レベル処理モジュールに対して入力し、この結果その組合せのレベル処理モジュールにより作成される集計データを解析結果として出力する機能を更に備える。
【００１３】
別の好適な態様では、前記制御手段は、前記時系列処理モジュールの処理結果を解析結果として出力する機能を更に備える。
【００１４】
別の好適な態様では、前記制御手段は、時系列処理モジュールの出力を再度同じ又は別の時系列処理モジュールに入力する形で時系列処理を複数段組合せ、その組合せの出力を前記レベル処理モジュールに入力して処理させる機能を更に備える。
【００１５】
別の好適な態様では、前記制御手段は、入力する１以上の時系列信号と、これを処理させる時系列処理モジュールとレベル処理モジュールの組合せと、をユーザに指定させるためのユーザインタフェースを備え、このユーザインタフェースにより受けたユーザからの指定に従って解析処理を実行する。
【００１６】
更に好適な態様では、前記時系列処理モジュールごとにそのモジュールに入力可能な時系列信号を判定するための判定基準情報を記憶する手段を更に備え、前記ユーザインタフェースは、前記判定基準情報により入力可能と判定される時系列信号と時系列処理モジュールとの組合せ以外を、ユーザが指定できないように構成される。
【００１７】
更に好適な態様では、前記レベル処理モジュールごとにそのモジュールの前段として組合せ可能な時系列処理モジュールを判定するための判定基準情報を記憶する手段を更に備え、前記ユーザインタフェースは、前記判定基準情報により組合せ可能と判定される時系列処理モジュールとレベル処理モジュールの組合せ以外を、ユーザが指定できないように構成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明者が、生産設備に適用される様々な解析処理を整理・検討したところ、その多くが、時間的に変化する時系列信号から別の時系列信号を作成する「時系列処理」か、時系列信号を信号レベルに応じて時間軸方向に集計する「レベル処理」か、それら両者の組合せで構成できることを見いだした。本実施形態の装置は、このような知見に基づき、時系列処理とレベル処理との組合せで、多様な解析処理を提供するものである。
【００２０】
まず図１を参照して、本発明に係る生産設備解析装置の構成を説明する。
【００２１】
生産設備解析装置１００は、生産ラインに設けられたＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）２０２や測定器２０４、プローブ２０６から、生産ラインの状態に関連する各種の時系列信号を収集し、解析する。生産設備解析装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータシステムに対し、それらＰＬＣ２０２等からの信号を取り込むためのインタフェース部１０２ａ等と、取り込んだ信号を解析するための解析プログラムとを組み込むことにより、構築することができる。
【００２２】
ＰＬＣ２０２は、生産ライン上の装置や搬送系などの各種装置をシーケンス制御するシーケンスコントローラの一種であり、マイクロコンピュータを搭載しプログラムを変えることで様々な装置に対応可能になっている。ＰＬＣ２０２は、制御対象の設備に設けられた各種センサやスイッチ、アクチュエータ、モータ等に接続されており、センサやスイッチの検出信号を監視し、シーケンス制御プログラムに従ってそれら検出信号の状態に応じてアクチュエータやモータ等を制御することで、該設備を所定のシーケンスに従って動作させる。解析装置１００は、このＰＬＣ２０２から、それら各種の検出信号やアクチュエータ等への駆動制御信号を時系列的に収集する。
【００２３】
測定器２０４やプローブ２０６は、生産ラインや該ライン上の個々の装置を検査するために、必要に応じて設置される。設置される測定器２０４やプローブ２０６の種類は、目的とする検査の内容による。
【００２４】
なお、図１では煩雑さを避けるためＰＬＣ２０２や測定器２０４，プローブ２０６を１つずつ示したが、実際の生産ラインではこれらがそれぞれ複数ある場合もあれば、どれかがない場合もある。
【００２５】
これらＰＬＣ２０２や測定器２０４，プローブ２０６から時系列的に出力される各種信号は、インタフェース部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにより、解析装置１００内部で処理可能なフォーマットのデジタルデータに変換され、ロギング処理部１０４に入力される。ロギング処理部１０４は、インタフェース部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを介して得られる各種時系列信号を、解析装置１００内のハードディスク等の記憶装置に記憶する。このように記憶された時系列信号の集まりが図の生データ１０６である。
【００２６】
時系列処理部１１０は、時系列信号に対して時系列処理を施す各種時系列処理モジュール１１２，１１４，・・・を有する。典型的には、各時系列処理モジュールは、それぞれ１つの時系列処理を表すプログラムをコンピュータで実行することにより実現される。これら時系列処理モジュールは、処理結果として、入力される時系列信号のデータと互換性のあるフォーマットの時系列信号を出力する。図には、時系列処理モジュールとして、シリンダ動き解析モジュール１１２と排他的論理和モジュール１１４を例示しているが、このほかにも様々なものがある。時系列処理モジュールの他の例や、それら各時系列処理モジュールの処理内容については、後でまとめて説明する。
【００２７】
時系列処理モジュール１１２，１１４，・・・による処理結果の時系列信号は、解析装置１００内の記憶装置に記憶される。このような処理結果の集まりが、図に示す時系列処理結果１２０である。本実施形態では、処理の元になる生データ１０６を記憶装置に残したまま、時系列処理結果１２０を記憶装置に追記する。これは、生データ１０６に対してもレベル処理が実行できるようにするためである。
【００２８】
レベル処理部１３０は、時系列処理結果１２０や生データ１０６に含まれる時系列信号に対してレベル処理を施すレベル処理モジュール１３２，１３４，・・・を有する。レベル処理モジュールも、時系列処理モジュールと同様、典型的には１つのレベル処理を表すプログラムをコンピュータで実行することにより実現される。レベル処理では、入力信号を時間軸の全範囲（この範囲は、解析対象期間として指定される）に渡って集計するので、レベル処理モジュールの処理結果では個々の時刻の情報は無くなり、その時間軸範囲全体に対応する情報となる。図では、レベル処理モジュールとして、オン回数集計モジュール１３２や度数分布算出モジュール１３４を例示しているが、このほかにも様々なものがある。レベル処理モジュールの他の例や、それら各レベル処理モジュールの処理内容については、後でまとめて説明する。
【００２９】
レベル処理モジュール１３２，１３４，・・・による処理結果のデータは、解析装置１００内の記憶装置に記憶される。このような処理結果の集まりが、図に示すレベル処理結果１４０である。本実施形態では、生データ１０６や時系列処理結果１２０を記憶装置に残したまま、レベル処理結果１４０を記憶装置に追記する。
【００３０】
出力装置１４２は、これらレベル処理結果１４０や時系列処理結果１２０、あるいは生データ１０６を可視情報として出力する装置である。出力装置１４２としては、ディスプレイ装置や印刷装置などを挙げることができる。
【００３１】
解析制御部１５０は、時系列処理部１１０及びレベル処理部１３０を用いた解析処理を制御する手段である。解析制御部１５０は、実行すべき解析処理に応じて時系列処理モジュール１１２，１１４，・・・とレベル処理モジュール１３２，１３４，・・・を組み合わせ、一連の解析処理を実現する。
【００３２】
次に、時系列処理モジュール及びレベル処理モジュールの具体例を説明するに当たり、それらの入力信号となりうる生産ライン（ＰＬＣや測定器など）からの各種信号の例を、図２を参照して説明する。
【００３３】
図２（Ａ）には、生産ラインから収集される信号の例をタイムチャートで示している。この例において、リミットスイッチ信号（ａ）、（ｃ）、及びソレノイド制御信号（ｂ）、（ｄ）は、生産ラインに設けられる（Ｂ）に示すようなシリンダ３００に関連する信号である。（ａ）は、リミットスイッチＬＳ１の出力する信号であり、シリンダ３００により往復動作する対象物３０２によりＬＳ１がオンするとオンレベルになり、オフするとオフレベルになる。同様に（ｂ）は、リミットスイッチＬＳ２がオンするとオンレベルになり、オフするとオフレベルになる信号である。（ｂ）は、シリンダ３００へのエア（空気）供給方向を切り替える電磁ソレノイドバルブ３０４への制御信号の１つである。電磁ソレノイドバルブ３０４は、この信号がオンレベルになっている間は、シリンダ３００のピストンの図中左側に対しエアが供給されるようなバルブ状態となる。（ｄ）も、電磁ソレノイドバルブ３０４への制御信号であり、（ｂ）とは逆方向にシリンダを駆動する際にオンレベルとなる信号である。
【００３４】
（ｅ）は、生産設備等の異常状態を示す信号であり、該設備等が異常状態にある間オンレベルとなり、他の期間ではオフレベルとなる。この異常状態は、例えばＰＬＣ２０２により検出され、その検出結果が異常信号として出力される。（ｆ）は、生産設備等が手動操作にあるか否かを示す信号であり、該設備等が手動操作状態にある間オンレベルとなり、他の期間ではオフレベルとなる。設備等が異常状態となった場合、作業員がスイッチ等を操作して該設備を手動操作に切り替え、異常解消のための処置を行うが、手動操作信号は、そのスイッチ等のオン・オフ状態を表す信号である。スタート信号（ｇ）は、設備の動作を開始するタイミングでオンになるパルス信号である。これら異常信号や手動操作信号、スタート信号は、生産ライン上にある各設備や各搬送系ごと、あるいはそれら設備等を構成するより小さい単位ごとに存在し得る。
【００３５】
以上に挙げた（ａ）〜（ｇ）は、ＰＬＣ２０２から収集することができる。
【００３６】
アナログ信号（ｈ）は、測定器２０４やプローブ２０６などから得られるアナログの検出信号である。信号が表す意味は、出力元である測定器２０４等の種類による。アナログ信号は、インタフェース部により該信号に対応するフォーマットのデジタル信号に変換された上で、生データ１０６として蓄積される。なお、測定器２０４やプローブ２０６としては、オン・オフなどのデジタル信号を出力するものを用いることももちろん可能である。
【００３７】
次に、図２に例示した信号を用いて、時系列処理の例を説明する。
【００３８】
図３は、時系列処理の一種であるシリンダ動き解析を説明するための図である。シリンダ動き解析は、２つのリミットスイッチの検出信号（ａ），（ｃ）と、シリンダ３００に対する右進及び左進の指示信号（ｂ），（ｄ）の４信号の組合せから、シリンダ３００の動作状態を示す往復動作信号（ｐ）を作成する処理である。往復動作信号（ｐ）は、シリンダ３００が、各時刻において、動作範囲の左端から右端までのどの位置にあるかを信号レベル（例えば電圧）により概略的に示す信号である。この信号（ｐ）は、左端のリミットスイッチ信号（ａ）がオンになっている間は所定の左端位置レベルにあり、右端のリミットスイッチ信号（ｃ）がオンの間は所定の右端位置レベルにある。そして、それら左端位置レベルの区間と右端位置レベルの区間との間で、右進指示信号（ｂ）（又は左進指示信号（ｄ））がオンになっている期間は、信号（ｐ）は、右端位置レベルから左端位置レベルまで（又はその逆に）に直線的にレベルが変化する。
【００３９】
図４は、時系列処理の一種である動作時間解析を説明するための図である。動作時間解析は、入力される時系列信号がある動作を示している時間の長さの、時間的な推移を求める解析である。図４では、上述の往復動作信号（ｐ）から、シリンダ３００が右方向に移動している期間、すなわち右進時間を求め、右進動作が終了した時刻の信号レベルがその右進時間の長さになる右進時間信号（ｑ）を求める例を示している。この右進時間は、信号が左端位置レベルから下がるタイミングからカウンタに計数を開始させ、信号が右端位置レベルに達するまで計数を行うことにより求めることができる。同様に、往復動作信号（ｐ）からシリンダの左進時間を示す左進時間信号（ｒ）を求めることもできる。
【００４０】
また、動作時間解析の別の例としては、スタート信号（ｇ）のパルス間隔の長さを求め、これを右進時間信号（ｑ）などと同様の時系列信号として出力する処理を挙げることができる。
【００４１】
これら右進時間解析や左進時間解析、パルス間隔解析などを、それぞれ個別の時系列処理モジュールとして実装する。
【００４２】
図５は、時系列処理の一種である信号論理演算の例を説明する図である。信号論理演算は、オン・オフ２値の２個以上の時系列信号に対し、同一時刻ごとにＡＮＤ演算やＯＲ演算などの論理演算を施す処理である。図５の例では、異常信号（ｅ）と手動操作信号（ｆ）に対し、排他的論理和演算を行ってＸＯＲ信号（ｓ）を求める処理と、論理積演算を行ってＡＮＤ信号（ｔ）を求める処理を例示している。この場合、ＸＯＲ信号（ｓ）は、設備等に異常が発生してから、作業員による処置作業が始まるまでの期間の間オンになるため、処置待ち期間を示す信号として用いることができる。また、ＡＮＤ信号（ｔ）は、異常状態のまま、作業員による処置が行われている期間にオンになるため、処置中の期間を示す信号として用いることができる。これらＸＯＲ演算やＡＮＤ演算などの個々の演算をそれぞれ時系列処理モジュールとして実装することができる。
【００４３】
図５に例示したＸＯＲやＡＮＤはあくまで一例であり、このほかにもＯＲ（論理和）等他の種類の論理演算の時系列処理モジュールを用いることももちろん可能である。
【００４４】
以上、時系列処理の例として、シリンダ動作解析、動作時間解析、及び信号論理演算という３種類の処理の例を説明したが、このほかにも様々な時系列処理が存在しており、これらを本実施形態の解析装置１００に組み込むことができる。
【００４５】
次にレベル処理の具体例を説明する。
【００４６】
図６には、レベル処理の例として、オン・オフ２値の時系列信号のオン期間に関する集計処理の例を２つ例示している。（ア）は、所定の解析期間の間に入力信号がオンになった回数を集計するオン回数集計を示す。また（イ）は、その解析期間の間に、入力信号がオンレベルにある時間の累積長さを求めるオン時間集計を示す。（ア）では、入力信号の図示の期間でのオン回数「３」が集計データとして求められ、（イ）では、図示の期間での各オン期間の長さの和「５．５秒」が集計データとして求められる。例えば、解析期間（例えば１日など）の間に設備に異常が起こった回数や、設備が異常状態にあった時間の長さを求めるのに、オン回数集計やオン時間集計を用いることができる。これらオン回数集計やオン時間集計は、それぞれ別々のレベル処理モジュールとして実装することができる。同様に、オフ回数集計やオフ時間集計のモジュールも実現可能である。
【００４７】
図７には、レベル処理の例として、度数分布算出処理の例を示している。度数分布算出処理は、入力信号の各信号レベルごとの度数を時間軸方向、すなわち所定の解析期間にわたって集計し、その分布を求める処理である。図７の（例１）には、右進時間などのパルス的な動作時間信号の度数分布を集計する例が、（例２）にはアナログ信号の度数分布を集計する例が、それぞれ示されている。
【００４８】
図８には、レベル処理の例として、閾値超え回数集計処理の例を示している。
閾値超え回数集計は、所定の解析期間の間に、入力信号がユーザから設定された閾値を超えた回数を集計する処理である。（例１）には、右進時間などのパルス的な動作時間信号が閾値より大きくなった回数を集計する例が、（例２）にはアナログ信号が閾値より大きくなった回数を集計する例が、それぞれ示されている。図では、入力信号が閾値より大きくなる回数を集計する例を示したが、このほかにも、閾値より小さく回数を集計するモジュールや、上限値と下限値の範囲から逸脱する回数を集計するモジュールなど、閾値に関する各種条件に合致する回数を計数する多様なモジュールを作成することができる。
【００４９】
図９には、レベル処理の例として、閾値超え時間集計を示している。閾値超え時間集計は、所定の解析期間において入力信号が閾値を超えた時間の累積長さ、を求める処理である。図９の例では、入力されたアナログ信号が閾値を超えるのは１回だけであり、その時間は１．０秒なので、集計データも１．０秒となる。
【００５０】
以上に例示した処理はあくまで一例であって、このほかにも様々なレベル処理が存在し、これらを本実施形態の解析装置１００に組み込むことができる。
【００５１】
以上、時系列処理モジュールとレベル処理モジュールの具体例をいくつか説明した。本実施形態では、これら２種類のモジュールを様々に組み合わせることで、多様な解析処理を実現することができる。例えば、右進時間解析の結果である時系列信号に対し、度数分布解析というレベル処理を施すことにより、指定した解析期間におけるシリンダの右進時間の長さ分布を得ることができる。
【００５２】
このような２種類の処理の組合せだけでなく、シリンダ動作解析や右進時間解析などの時系列処理単独、あるいは度数分布処理などのレベル処理単独でも、それぞれ有益な解析結果が得られる場合がある。このため、本実施形態の解析装置１００は、時系列モジュールによる時系列処理結果１２０をそのままファイルその他に出力する機能と、生データ１０６を直接レベル処理モジュールに入力して処理させる機能とを備えている。
【００５３】
また、図４に例示したように、ある時系列処理モジュールの処理結果を別の時系列モジュールに入力することで、複合的な時系列処理を実現することもできる。また、図７の（例１）に示したように、このような複合的な時系列処理の結果に対してレベル処理を施すこともできる。
【００５４】
このように、本実施形態の解析装置１００の仕組みでは、大まかにいえば、時系列処理モジュールの種類とレベル処理モジュールの種類とを掛け算した数（複合的な時系列処理を考慮すればそれ以上）の解析処理を実現できる。同じ数の解析処理をそれぞれ個別にプログラミングすると非常に時間や労力を要するが、本実施形態のように時系列処理モジュールとレベル処理モジュールとに分ければ、プログラミング等に要する時間や労力を大幅に低減できる。例えば、図３〜図９に例示した時系列処理モジュールとレベル処理モジュールを組み合わせれば、（１）異常の発生回数、（２）異常による停止時間の累計、（３）シリンダの動きを示すタイムチャート、（４）アクチュエータの正確な動作回数、（５）異常に対する処置待ち時間を示すタイムチャート、（６）処置待ち時間の累計、（７）異常に対する処置時間を示すタイムチャート、（８）処置時間の累計、（９）生産設備のスタート回数、（１０）生産設備のスタート間隔のばらつき、（１１）アナログ信号のレベル分布、（１２）シリンダの動作時間のばらつき、（１３）シリンダの動作時間が所定の上限値を超えた回数、（１４）生産設備のスタート間隔が所定のタクトを超えた回数、などの多様な解析結果を得ることができる。
【００５５】
また、既存の解析装置１００を機能拡張する場合も、時系列処理モジュール（又はレベル処理モジュール）を新たに作成して追加すれば、それと組合せ可能なレベル処理モジュール（又は時系列処理モジュール）の数だけ解析処理の種類数を増やすことができるため、比較的少ない手間で大きな機能拡張が可能になる。
【００５６】
本実施形態の解析装置１００の運用方式としては、まず、該装置１００で実行する各解析処理を解析制御部１５０に登録しておき、該制御部１５０の制御の下、バッチ処理的に、収集した生データ１０６に対してそれら各解析処理を実行するという方式が可能である。個々の解析処理は、０個以上の時系列モジュールの順列と、０個又は１個のレベル集計モジュールとの組合せで表現される解析演算と、その解析演算の入力とする生データ１０６の時系列信号との組で定義できる。このような各解析処理の定義を解析制御部１５０にあらかじめ登録しておき、解析期間などの他の条件を指定すれば、その条件に従って、それら各解析処理が実行され、各々の処理結果１２０，１４０が求められる。
【００５７】
解析装置１００の別の運用方式としては、ユーザが実行したい解析処理をその都度、例えば対話的入力により解析制御部１５０に指定し、この指定に従って解析処理を実行するという対話的方式が可能である。解析処理の指定は、上述のバッチ処理の場合の個々の解析処理の定義と同様の項目を指定するようにすればよい。これにより、蓄積した生データ１０６を元に、必要に応じて各種の解析処理を実行することができる。
【００５８】
なお、以上のバッチ処理及び対話処理のいずれの方式においても、時系列処理モジュール、レベル処理モジュール、及び入力する時系列信号の間のすべての組合せが解析処理として実現できるわけではない。仮に実現できたとしても解析処理として意味をなさない組合せもあり得る。そこで、それら組合せを解析制御部１５０に登録したり、対話的に指定したりする際に、それら不可能又は無意味な組合せが選択されないようにする仕組みを解析装置１００に設けることも好適である。
【００５９】
この仕組みとしては、例えば、各時系列信号を信号タイプ別に分類し、各時系列処理モジュールごとや各レベル処理モジュールごとに、当該モジュールが入力として受け入れる信号タイプの条件を作成し、この条件に従い組合せの適否を判定する方式が可能である。この方式では、例えば、図１０、図１１及び図１２に示すようなテーブルを解析制御部１５０に登録しておく。
【００６０】
図１０に例示したテーブルは、各時系列信号とその信号タイプを示すテーブルである。この例では、例えば「ＬＳ１」や「ＬＳ２」という信号のタイプはＬＳ（リミットスイッチ出力信号。図２参照）、「ＳＯＬ１」という信号のタイプはＳＯＬ（ソレノイド駆動指示信号。図２参照）と分類されている。なお、個々の信号タイプ同士の間に階層関係を定義することもできる。例えば、ＬＳタイプやＳＯＬタイプは、オン・オフタイプの信号の一種と定義するなどである。この場合、オン・オフタイプの信号を受け入れる処理モジュールは、その一種であるＬＳやＳＯＬタイプの信号を受け入れることになる。
【００６１】
図１１に例示したテーブルは、各時系列処理モジュールが受け入れる入力信号の条件と、出力する時系列信号のタイプとを登録したテーブルである。この例では、例えばシリンダ動き解析モジュールは、ＬＳタイプの信号を２つとＳＯＬタイプの信号を２つ受け入れ、往復動作信号（図３の信号（ｐ）参照）のタイプの時系列信号を出力することが示される。また、このテーブルからは、右進時間解析モジュールは往復動作信号を入力として受け入れ、動作時間信号タイプ（図４の信号（ｑ）参照）を出力し、オン間隔解析モジュールはオン・オフタイプの信号を受け入れ、動作時間信号タイプの信号を出力することが分かる。なお、このテーブルによれば、シリンダ動き解析モジュールの出力を右進時間解析モジュールや左進時間解析モジュールに入力することが可能なことも分かる。
【００６２】
図１２に例示したテーブルは、各レベル処理モジュールが受け入れる入力信号の条件を登録したテーブルである。このテーブルからは、例えばオン回数集計モジュールは入力としてオン・オフタイプの信号を受け入れ、度数分布算出モジュールは入力としてすべてのタイプの時系列信号を受け入れることが分かる。
【００６３】
動作制御部１５０は、このようなテーブル群を参照することで、ユーザが指定した入力時系列信号や各種処理モジュールの組合せが適切なものか否かを判定することができ、不可能な組合せが選ばれた場合は、エラーメッセージを表示するなどの処理を行うことができる。また、入力時系列信号、時系列処理モジュール、又はレベル処理モジュールがユーザから選択されるごとに、選択されたものとの間で適切な組合せとなる信号や処理モジュールのみが選択可能となるように、ユーザに提示する選択範囲を絞り込むようなユーザインタフェースを採用することもできる。
【００６４】
このようにして解析制御部１５０に対していったん組合せを入力し、記憶させると、その後はその組合せを１つの解析処理として指定し、実行することが可能になる。
【００６５】
なお、図１０〜図１２に例示したテーブルはあくまで一例である。各時系列処理モジュールや各レベル処理モジュールに対して入力可能な信号の条件は他の形でも記述可能である。レベル処理モジュールについては、前段に接続可能な時系列処理モジュールを登録したテーブルを用意し、これを満足する時系列処理モジュールとのみ組合せを認めるように制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生産設備解析装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】生産ラインから収集される信号の例を説明するための図である。
【図３】時系列処理の一例としてのシリンダ動き解析を説明するための図である。
【図４】時系列処理の一例としての動作時間解析を説明するための図である。
【図５】時系列処理の一例としての信号論理演算を説明するための図である。
【図６】レベル処理の例としてのオン回数集計とオン時間集計を説明するための図である。
【図７】レベル処理の例としての度数分布算出を説明するための図である。
【図８】レベル処理の例としての閾値超え回数集計を説明するための図である。
【図９】レベル処理の例としての閾値超え時間集計を説明するための図である。
【図１０】信号タイプ情報の一例を示す図である。
【図１１】時系列処理モジュールの信号対応情報の一例を示す図である。
【図１２】レベル処理モジュールの信号対応情報の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００  生産設備解析装置、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ  インタフェース部、１０４  ロギング処理部、１０６  生データ、１１０  時系列処理部、１１２  シリンダ動き解析モジュール、１１４  排他的論理和モジュール、１２０  時系列処理結果、１３０  レベル処理部、１３２  オン回数集計モジュール、１３４  度数分布算出モジュール、１４２  解析結果、１４４  出力装置、１５０解析制御部、２０２  ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）、２０４  測定器、２０６  プローブ。
【図１】
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【図２】
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【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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