(57)【要約】【課題】  或る異常に対して異常の原因が複数存在する場合でも、ユーザが適切な異常原因および対処方法を選択できる工程管理装置を提供する。【解決手段】  工程管理装置は、まず、工程の異常が発生するまでは、工程に関する時系列データを収集して記憶する（Ｓ１０・Ｓ１１）。工程の異常が発生すると（Ｓ１１）、特定区間の時系列データの波形特徴量を抽出し（Ｓ１２）、過去の波形特徴量との類似度を算出する（Ｓ１３）。次に、算出した波形類似度に基づいて、異常原因に優先順位を付与し（Ｓ１４）、付与した優先順位に基づいて異常原因および対処方法をユーザに出力する（Ｓ１５）。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程の異常と、該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記工程の異常を検出する検出手段と、
上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出手段が検出した異常に対応する１または複数の上記異常関連情報を抽出する抽出手段と、
上記抽出手段が抽出した異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項２】
上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項３】
上記異常関連情報は、上記異常の原因、または上記異常に対する対処方法であることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項４】
上記異常関連情報は、上記異常の原因であり、
上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項５】
上記記憶手段が記憶した原因・対処対応関係を用いて、上記抽出手段が検出した異常の原因のそれぞれに対応する対処方法を抽出する対処方法抽出手段と、
上記対処方法抽出手段が抽出した対処方法を含む対処方法リストを、上記対処方法の適合度に基づいて作成する対処方法リスト作成手段とをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の工程管理装置。
【請求項６】
上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する原因・対処対応関係を更新する原因・対処対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の工程管理装置。
【請求項７】
上記工程に関する時系列データを収集する収集手段をさらに備えており、
上記検出手段は、上記収集手段が収集した時系列データを管理図法で処理することにより、上記工程の異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項８】
上記対応関係は、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常関連情報との対応関係であり、
上記抽出手段は、上記対応関係を用いて、上記検出手段が異常を検出した時の時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の異常関連情報を取得しており、
上記異常関連情報の適合度は、上記検出手段が検出した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度を含むことを特徴とする請求項７に記載の工程管理装置。
【請求項９】
上記異常関連情報の適合度は、上記異常の発生頻度を含むことを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項１０】
上記異常が上記工程に与える影響度は、上記異常による損失割合を含むことを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項１１】
多数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて上記対応関係を更新する対応関係更新手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項１２】
上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶しており、
上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記原因・対処対応関係を更新する原因・対処対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の工程管理装置。
【請求項１３】
多数の工程の管理を行う工程管理装置の工程管理方法であって、
該工程管理装置は、上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段を備えており、
上記工程の異常を検出する検出ステップと、
上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出ステップにて検出された異常に対応する１または複数の異常関連情報を抽出する抽出ステップと、
上記抽出ステップにて抽出された異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成ステップとを含むことを特徴とする工程管理装置の工程管理方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１０の何れか１項に記載の工程管理装置を動作させるための工程管理プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための工程管理プログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の工程管理プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の工程を管理する工程管理装置、工程管理方法、工程管理プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の製造工程において、異常を検出し、その原因や対処方法を特定する工程管理方法として多数の方法が実施され、また提案されている。
【０００３】
一般に実施されている方法としては下記のような工程管理方法がある。すなわち、製造工程における設備の稼働データや、製品の品質データを時系列で収集するとともに、収集した時系列データを管理図で表わすことにより、工程の異常を設備の稼働中にかつリアルタイムで自動検出する。そして、異常を検出した場合には、予め人の手により作成されたＦＭＥＡ（故障モード影響解析（Failure Mode and Effects Analysis））に従って、異常の症状を調べて、異常の原因と対処方法とを導出する。
【０００４】
また、特許文献１に記載の半導体装置の製造管理システムでは、下記の工程管理方法が提案されている。まず、半導体装置の製造工程での製造条件と、実際の処理で実行した条件とを工程毎に収集・蓄積し、検査工程の測定値を含む測定項目毎の測定結果を収集・蓄積するとともに、前記検査工程で測定された測定項目毎の測定値を、予め登録されている規格及び判定方法に従って判定する。判定の結果不良が発生した場合には、予め登録された解析データ及び解析手順に基づいて解析を自動実行し、原因設備・原因工程・原因ロットの特定を行う。
【０００５】
設備が原因の場合には、前記原因設備の条件修正による対応が可能であるか否かを判断し、可能なときには前記原因設備で作業する後続ロットの条件を修正する一方、不可能なときには前記原因設備での作業をストップする。一方、ロットが原因の場合には、原因ロットの後工程での条件の修正による対応が可能であるか否かを判断し、可能なときには後工程の条件を修正する一方、不可能なときには原因ロットの後工程の作業をストップする。
【０００６】
また、特許文献２に記載の品質分析方法では、下記の方法が提案されている。まず、設備稼働あるいは製品品質のデータを収録し、そのデータより製品の不良に対応する不良特徴抽出データを抽出加工する。そして、既知の典型的な不良特徴抽出データとそれに対応する不良要因あるいは不良に対する設備のメンテナンス情報との関係を表現した対応表ＤＢ（データベース）と、抽出加工された上記不良特徴抽出データとを照合し、不良要因あるいは設備のメンテナンス情報を出力する。
【０００７】
また、特許文献３に記載の設備のメンテナンス方法では、下記の方法が提案されている。まず、製品を製造する設備において、製品の品質を検査して得られた各種品質・稼働情報を品質・稼働ＤＢとしてＤＢ化して管理する。次に、この設備の各部構成ユニットに起因する製品の品質不良と設備のメンテナンス情報とを関連付けて、知識ＤＢとしてＤＢ化する。次に、前記品質・稼働ＤＢ内の情報を用いて、製品不良および稼働低下の原因を自動分析する。そして、この分析結果と前記知識ＤＢとを用いて、設備メンテナンス部分を絞り込む。
【特許文献１】特開平６−３３３７９１号公報（１９９４年１２月２日公開）
【特許文献２】特開平８−３２２８１号公報（１９９６年２月２日公開）
【特許文献３】特開平９−２８９３９６号公報（１９９７年１１月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の工程管理方法では、下記に示すような問題点がある。
【０００９】
まず、一般に実施されている方法では、工程の異常までは自動的に検出できるが、検出された異常から異常の症状を調べるときに、人がＦＭＥＡに従って異常の症状を全て目視でチェックする必要がある。このため、異常原因と対処方法とを導出するまでに時間がかかる結果となっていた。また、ＦＭＥＡは、製造工程に係わる作業員が異常の因果関係に関して議論することによりリスト化されたものであるため、作業員の主観に左右される、定量化が困難であるといった問題がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載の方法では、不良が発生した場合の原因設備・原因工程・原因ロットの特定を、予め登録された解析データ及び解析手順に基づいて解析を自動実行することにより行っている。このため、不良の因果関係を予め分析して求めておくことが必要であるが、このことは、工程が複雑になればなるほど困難となる。
【００１１】
また、特許文献２に記載の方法では、既知の典型的な不良特徴抽出データとそれに対応する不良要因あるいは不良に対する設備のメンテナンス情報との関係を表現した対応表ＤＢを利用している。しかしながら、工程が複雑になればなるほど、不良の原因が多種多様となり、上記対応表ＤＢの作成が困難となる。また、未知の不良原因により不良が発生した場合に対応することができないといった問題もある。
【００１２】
また、特許文献３に記載の方法では、製品不良および稼働低下の原因を自動分析した後、さらに設備メンテナンス部分の絞り込みを行っている。しかしながら、この絞り込みは、人間との対話形式で行われるため、作業員に手間をかけさせる結果となる。また、工程が複雑になればなるほど、製品不良および稼働低下の原因が多種多様となり、絞り込みに時間がかかる結果となる。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、或る異常に対して異常の原因および／または対処方法が複数存在する場合でも、ユーザが適切な異常の原因および／または対処方法を選択することができる工程管理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明に係る工程管理装置は、多数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程の異常と、該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記工程の異常を検出する検出手段と、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出手段が検出した異常に対応する１または複数の上記異常関連情報を抽出する抽出手段と、上記抽出手段が抽出した異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
ここで、異常関連情報としては、異常の原因や異常に対する対処方法が挙げられる。
【００１６】
上記の構成において、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、適合度および／または影響度に基づいて作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常関連情報を選択することができる。
【００１７】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、異常関連情報が確定すると、確定した異常関連情報に基づいて対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の対応関係が構築されるので、或る異常に対してより適切な異常関連情報を抽出することができる。
【００１９】
また、確定した異常関連情報が以前の対応関係に存在しない場合には、以前の対応関係に新たな対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【００２０】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記異常関連情報は、上記異常の原因であり、上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶しており、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によると、原因・対処対応関係を用いて異常の原因に対応する対処方法を求めることができるので、ユーザに適切な対処方法を指示することができる。
【００２２】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記記憶手段が記憶した原因・対処対応関係を用いて、上記抽出手段が検出した異常の原因のそれぞれに対応する対処方法を抽出する対処方法抽出手段と、上記対処方法抽出手段が抽出した対処方法を含む対処方法リストを、上記対処方法の適合度に基づいて作成する対処方法リスト作成手段とをさらに備えることを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によると、抽出した異常の原因に対応する１または複数の対処方法を、上記原因・対処対応関係を用いて抽出し、抽出した対処方法を含む対処方法リストを、対処方法の適合度に基づいて作成している。これにより、或る異常の原因に対して対処方法が複数存在する場合でも、上記適合度に基づいて対処方法リストを作成するので、作成された対処方法リストをユーザが参照することにより、適切な対処方法を選択することができる。
【００２４】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する原因・対処対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、対処方法が確定すると、確定した対処方法に基づいて原因・対処対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係が構築されるので、或る異常の原因に対してより適切な対処方法を抽出することができる。
【００２６】
また、確定した対処方法が以前の原因・対処対応関係に存在しない場合には、以前の原因・対処対応関係に新たな原因・対処対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め原因・対処対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が原因・対処対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【００２７】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段をさらに備えており、上記検出手段は、上記収集手段が収集した時系列データを管理図法で処理することにより、上記工程の異常を検出することを特徴としている。
【００２８】
ここで、工程に関する時系列データとしては、例えば、工程における設備の稼働に関するデータや、製品の品質に関するデータが挙げられる。
【００２９】
上記の構成によると、時系列データを管理図法で処理して工程の異常を検出しているので、偶発的な異常を排除して、何らかの原因を有する異常を検出することができる。
【００３０】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記対応関係は、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常関連情報との対応関係であり、上記抽出手段は、上記対応関係を用いて、上記検出手段が異常を検出した時の時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の異常関連情報を取得しており、上記異常関連情報の適合度は、上記検出手段が検出した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度を含むことを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によると、異常状態は、時系列データの波形特徴量で表わされ、リストを作成するときに利用される適合度として、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度を利用することができる。これにより、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができる。
【００３２】
なお、異常関連情報の適合度としては、上記波形特徴量の類似度の他に、例えば、異常の発生頻度および異常確率が挙げられる。また、異常が工程に与える影響度としては、例えば異常による損失割合、平均対策時間、直近不良率、および直近不良増加率が挙げられる。
【００３３】
本発明に係る工程管理装置は、多数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて上記対応関係を更新する対応関係更新手段とを備えることを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、異常関連情報が確定すると、確定した異常関連情報に基づいて対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の対応関係が構築されるので、或る異常に対してより適切な異常関連情報を抽出することができる。
【００３５】
また、確定した異常関連情報が以前の対応関係に存在しない場合には、以前の対応関係に新たな対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【００３６】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶しており、上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記原因・対処対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴としている。
【００３７】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、対処方法が確定すると、確定した対処方法に基づいて原因・対処対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係が構築されるので、或る異常の原因に対してより適切な対処方法を抽出することができる。
【００３８】
また、確定した対処方法が以前の原因・対処対応関係に存在しない場合には、以前の原因・対処対応関係に新たな原因・対処対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め原因・対処対応関係を記憶しておかなくても、原因・対処対応関係更新手段が原因・対処対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係を構築することができる。
【００３９】
本発明に係る工程管理装置の工程管理方法は、多数の工程の管理を行う工程管理装置の工程管理方法であって、該工程管理装置は、上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段を備えており、上記工程の異常を検出する検出ステップと、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出ステップにて検出された異常に対応する１または複数の異常関連情報を抽出する抽出ステップと、上記抽出ステップにて抽出された異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成ステップとを含むことを特徴としている。
【００４０】
上記の方法によると、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、適合度および／または影響度に基づいて作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常関連情報を選択することができる。
【００４１】
なお、上記工程管理装置における各手段を、工程管理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、上記工程管理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記工程管理プログラムを実行させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上のように、本発明に係る工程管理装置は、検出した異常に対応する１または複数の異常原因や対処方法を含むリストを、適合度および／または影響度に基づいて作成しているので、ユーザが適切な、かつ／または影響の大きな異常原因や対処方法を選択できるという効果を奏する。
【００４３】
また、本発明に係る工程管理装置は、異常原因や対処方法が確定すると、確定した異常原因や対処方法に基づいて対応関係が更新されるので、更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係が構築されるので、或る異常に対してより適切な異常原因や対処方法をユーザに提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態である工程管理システムの概略構成を示している。図示のように、工程管理システム１は、複数の設備稼働センサ２、複数の製品品質センサ３、工程管理装置４、および端末５を備える構成である。なお、図には示していないが、各装置は、他の装置と信号の送受信を行うための各種Ｉ／Ｆ（インターフェース）を備えている。
【００４５】
設備稼働センサ２は、複数の工程に設けられた複数の設備のそれぞれに設けられ、該設備の稼働状態を設備の稼働中にリアルタイムで計測するものである。設備稼働センサ２は、計測したアナログ信号をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータを設備稼働データとして工程管理装置４に送信する。設備稼働センサ２は、設備稼働データの送信を所定周期ごと、製品ごと、または製品ロットごとに行う。
【００４６】
製品品質センサ３は、複数の工程のそれぞれに設けられ、製品の品質状態を工程の実行中にリアルタイムで計測するものである。製品品質センサ３は、計測したアナログ信号をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータを製品品質データとして工程管理装置４に送信する。製品品質センサ３は、製品品質データの送信を所定周期ごと、製品ごと、または製品ロットごとに行う。
【００４７】
工程管理装置４は、複数の工程を管理するものである。本実施形態では、工程管理装置４は、工程の異常と異常原因との因果関係（対応関係）を示す異常・原因対応テーブル（異常・原因対応関係）１８と、異常原因と対処方法との対応関係を示す原因・対処対応テーブル（原因・対処対応関係）１９とを記憶する記憶部（記憶手段）１１を備える。
【００４８】
また、工程管理装置４は、上記工程の異常を検出すると、異常・原因対応テーブル１８に基づいて、検出した異常に対応する１または複数の異常原因を抽出するとともに、原因・対処対応テーブル１９に基づいて、抽出した異常原因のそれぞれに対応する１または複数の対処方法を抽出する。また、工程管理装置４は、抽出した異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを、上記異常原因の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて、優先順位の高いものから異常原因および対処方法を並べて作成し、作成した原因・対処リストを端末５に送信する。
【００４９】
また、工程管理装置４は、ユーザが確定した異常原因および対処方法の情報を端末５から受け取ると、確定した異常の原因に基づいて、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を更新するものである。
【００５０】
端末５は、工程管理装置４に対し情報の入出力を行うものである。本実施形態では、端末５は、工程管理装置４から受信した原因・対処リストを表示出力するとともに、ユーザが確定した異常原因および対処方法の情報の入力を受け付けて、工程管理装置４に送るものである。
【００５１】
上記構成の工程管理システム１において、工程管理装置４は、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常原因を異常・原因対応テーブル１８から抽出し、抽出した異常原因に対応する１または複数の対処方法を原因・対処対応テーブル１９から抽出し、抽出した異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを、上記適合度および／または上記影響度に基づいて、優先順位の高いものから異常原因および対処方法を並べて作成し、作成した原因・対処リストを端末５の表示部２０に表示している。
【００５２】
これにより、或る異常に対して異常原因が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいて原因・対処リストを作成するので、作成された原因・対処リストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常原因をユーザが選択することができる。また、或る異常原因に対して対処方法が複数存在する場合でも、上記適合度に基づいて原因・対処リストを作成するので、作成された原因・対処リストをユーザが参照することにより、適切な対処方法をユーザが選択することができる。
【００５３】
以下、工程管理装置４および端末５に関して詳細に説明する。図２に示されるように、工程管理装置４は、制御部１０および記憶部１１を備える構成であり、端末５は、表示部２０および入力部２１を備える構成である。
【００５４】
制御部１０は、工程管理装置４内における各種構成の動作を統括的に制御するものである。制御部１０は、例えばＰＣ（Personal Computer）ベースのコンピュータによって構成される。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。このプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディアに記録されているものを読み込んで使用する形態であってもよいし、ハードディスクなどにインストールされたものを読み込んで使用する形態であってもよい。また、図示しない外部Ｉ／Ｆを介して上記プログラムをダウンロードしてハードディスクなどにインストールして実行する形態なども考えられる。なお、制御部１０における各ブロックの詳細については後述する。
【００５５】
記憶部１１は、上記したハードディスクなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。この記憶部１１に記憶される内容としては、上記した制御プログラム、ＯＳ（operating system）プログラム、およびその他各種プログラム、ならびに各種データが挙げられる。
【００５６】
表示部２０は、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示素子）などの表示デバイスによって構成されている。表示部２０は、工程管理装置４から受信した表示データに基づいて、文字や画像などの各種の情報を表示出力する。
【００５７】
入力部２１は、ユーザから各種の入力を受け付けるものであり、入力用ボタン、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、その他の入力デバイスによって構成されている。入力部２１は、利用者から入力された情報を入力データに変換して工程管理装置４に送信する。
【００５８】
次に、制御部１０の各ブロック、および記憶部１１のデータについて詳細に説明する。制御部１０は、工程状態収集部（収集手段）１２、工程異常監視部（検出手段）１３、異常原因抽出部（抽出手段）１４、原因・対処リスト作成部（リスト作成手段、対処方法抽出手段、対処方法リスト作成手段）１５、および原因・対処修正部（対応関係更新手段、原因・対処対応関係更新手段）１６を備える構成である。また、記憶部１１が記憶する各種データには、工程状態ＤＢ１７、異常・原因対応テーブル１８、および原因・対処対応テーブル１９が含まれる。
【００５９】
工程状態収集部１２は、全ての工程の状態情報を収集するものであり、具体的には、全ての設備稼働センサ２から設備稼働データを収集し、かつ全ての製品品質センサ３から製品品質データを収集するものである。工程状態収集部１２は、収集した設備稼働データおよび製品品質データをその受信時刻とともに時系列データとして記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶する。
【００６０】
工程異常監視部１３は、記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶された時系列データを参照して、工程の異常を監視するものである。工程異常監視部１３は、工程が異常であるかの否かの判定を、管理図法に従って行う。なお、この異常か否かの判定は、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）に規定されている判定規則に従っても良いし、ユーザが独自に規定しても良い。また、時系列データの平均およびバラツキを利用する管理図に限らず、時系列データをそのまま使用しても良い。
【００６１】
工程異常監視部１３は、工程の異常を検出した場合、図示しない警報器などを用いて現場の作業員に警告する。同時に、工程異常監視部１３は、設備稼働センサ２および製品品質センサ３のそれぞれに係る時系列データに関して、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ前から、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ後までの時系列データを抽出して、異常原因抽出部１４に送信する。
【００６２】
図４は、管理図の一例を示すものである。管理図は、工程における偶然による変動と異常原因による変動とを区分して工程を管理するために考案されたものである。図示のように、管理図は、横軸が時間軸、縦軸がデータ軸であり、横軸に平行に１本の中心線ＣＬと、該中心線ＣＬの上下に合理的に設定された上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬとが描かれている。この管理図に、時系列データをプロットしたとき、全ての点が、上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬの間に存在し、かつ点の並び方に癖が無い場合には、工程は正常であると判断することができる。
【００６３】
一方、点が、上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬの間からはみ出した場合、或いは点の並び方に癖がある場合には、工程に異常が生じていると判断することができる。この場合、上述のように、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ前から、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ後までの抽出区間に存在する時系列データが抽出される。なお、異常の発生は、発生する前の状態に起因することが多いので、図４に示されるように、上記抽出区間は、異常発生以前の方が異常発生以後よりも長いことが望ましい。
【００６４】
図３は、異常原因抽出部１４および原因・対処リスト作成部１５の詳細を示している。異常原因抽出部１４は、特徴量抽出部２２および類似度算出部２３を備える構成であり、原因・対処リスト作成部１５は、優先順位付与部２４およびリスト作成部２５を備える構成である。
【００６５】
特徴量抽出部２２は、工程異常監視部１３が工程の異常を検出して抽出した時系列データを受信すると、受信した時系列データから現在の波形特徴量を算出するとともに、異常・原因対応テーブル１８から全ての異常原因について過去の波形特徴量を抽出するものである。特徴量抽出部２２は、算出した現在の波形特徴量と、抽出した過去の波形特徴量とを類似度算出部２３に送信する。
【００６６】
図５（ａ）は、異常・原因対応テーブル１８の一例を表形式で示している。図示のように、異常・原因対応テーブル１８は、複数の異常原因と、各異常原因に対応する波形特徴量、発生回数、および損失金額とを含む構成である。なお、異常原因の種類が少ないために異常原因の表示の必要がない場合には、異常・原因対応テーブル１８を、異常原因の代わりに対処方法に直接関係付けてもよい。
【００６７】
ところで、図４に示される抽出区間は、抽出の度に多少のズレが生じる。このため、工程異常監視部１３が抽出した時系列データの波形そのものや平均波形を波形特徴量とすることは望ましくない。そこで、波形特徴量は、単純な平均、分散等の統計量や、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）変換、自己相関係数等の周波数成分のような位置不変量であることが望ましい。
【００６８】
類似度算出部２３は、特徴量抽出部２２から受信した現在の波形特徴量と過去の波形特徴量とを比較して波形類似度を算出するものである。類似度算出部２３は、算出した波形類似度を優先順位付与部２４に送信する。
【００６９】
波形類似度は、優先順位付与部２４にて優先順位を付与することを考慮すると、０〜１の値をとるように規格化されていることが望ましい。本実施形態では、波形類似度として、簡便に算出できる相関関数の絶対値を使用している。相関関数は、複数の波形特徴量を成分とするベクトルから単位ベクトルを算出し、現在の波形特徴量に関する単位ベクトルと過去の波形特徴量に関する単位ベクトルとの内積を計算したものである。単位ベクトルの内積は、−１〜＋１の値をとるが、ベクトルの方向性のみを考慮し、向きを無視すれば、内積の絶対値をとることと等価となる。
【００７０】
相関関数の絶対値を波形類似度とする場合、波形類似度Ｘsiは、次式から求めることができる。
Ｘsi＝｜｛ｋが１からｐまでの（Ｘaik×Ｘck）の総和｝／｛（ｋが１からｐまでのＸaik２の総和）１／２×（ｋが１からｐまでのＸck２の総和）１／２｝｜。
ここで、Ｘaikは過去の平均波形特徴量であり、Ｘaik＝Ｘik／Ｙiで表わされる。また、Ｘikは過去の波形特徴量の総和であり、Ｙiは発生回数である。また、Ｘckは現在の波形特徴量である。また、ｉは、図５（ａ）に示される異常・原因対応テーブル１８における異常原因の順番であり、１，２，…，ｍの値をとる。また、ｋは、異常・原因対応テーブル１８の各異常原因における波形特徴量の順番であり、１，２，…，ｐの値をとる。
【００７１】
優先順位付与部２４は、類似度算出部２３から受信した波形類似度と、過去の発生頻度および損失割合とを用いて確信度を算出し、算出した確信度に基づいて異常原因の優先順位付けを行うものである。優先順位付与部２４は、上記異常原因の優先順位付けをリスト作成部２５に送信する。
【００７２】
確信度Ｐiは、次式から求めることができ、求めた確信度Ｐiの高い順に異常原因を並べ替えたものが優先順位となる。
Ｐi＝Ｘsi×Ｙri×Ｚri。
ここで、Ｘsiは上述のように波形類似度である。また、Ｙriは発生頻度であり、発生回数Ｙiを用いて、Ｙri＝Ｙi／（全ての異常原因の中でのＹiの最大値）で表わされる。また、Ｚriは損失割合であり、損失金額Ｚiを用いて、Ｚri＝Ｚi／（全ての異常原因の中でのＺiの最大値）で表わされる。また、ｉは、上述のように、異常・原因対応テーブル１８における異常原因の順番であり、１，２，…，ｍの値をとる。
【００７３】
なお、発生頻度Ｙriおよび損失割合Ｚriを、発生回数Ｙiおよび損失金額Ｚiの最大値に対する比率としているが、これは、確信度Ｐiの算出を考慮すると、発生頻度Ｙriおよび損失割合Ｚriが、波形類似度Ｘsiの場合同様に０〜１に規格化されることが望ましいためである。
【００７４】
リスト作成部２５は、優先順位付与部２４から受信した優先順位と、原因・対処対応テーブル１９とに基づいて、原因・対処リストを作成するものである。リスト作成部２５は作成した原因・対処リストを端末５に送信することにより、端末５の表示部２０に原因・対処リストが表示される。上記原因・対処リストの作成手順を以下に説明する。
【００７５】
図５（ｂ）は、原因・対処対応テーブル１９の一例を表形式で示している。図示のように、原因・対処対応テーブル１９は、複数の異常原因と、各異常原因に対応する複数の対処方法および発生回数とを含む構成である。
【００７６】
まず、リスト作成部２５は、優先順位付与部２４から受信した優先順位における上位の異常原因に関して、原因・対処対応テーブル１９から複数の対処方法および発生回数を読み出す。次に、読み出した発生回数Ｃijから発生頻度Ｃrijを次式から求める。
Ｃrij＝Ｃij／（或る異常原因Ａiの中でのＣijの最大値）。
ここで、ｉは、原因・対処対応テーブル１９における異常原因の順番であり、ｉ＝１，２，…，ｍの値をとる。また、ｊは、原因・対処対応テーブル１９の或る異常原因における対策方法の順番であり、ｊ＝１，２，…，ｎの値をとる。
【００７７】
次に、発生頻度Ｃrijの高い順に対処方法を選択して、原因・対処リストを作成する。図６は、原因・対処リストの一例を表形式で示している。図示の場合では、原因・対処リストは、優先順位の高い方から、異常原因とその確信度が配列し、異常原因ごとに対処方法および発生回数が、発生頻度Ｃrijの高い方から配列している。
【００７８】
なお、端末５の表示部２０は、原因・対処リストの全てを画面に表示しても良いし、発生頻度の高いもののみを表示してもよいし、異常原因の数で区切ってもよいし、確信度の値で区切ってもよい。
【００７９】
再び図２を参照すると、原因・対処修正部１６は、工程の異常に対する対処作業を実際に実施して、適切な異常原因および対処方法が判明した後に、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を修正するものである。
【００８０】
具体的には、原因・対処修正部１６は、まず、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９の全部または必要な部分を端末５に送信して、端末５の表示部２０にて表示する。次に、適切な異常原因または対処方法が、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に存在しない場合には、ユーザの入力部２１からの指示により、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に新たな異常原因の項目または対処方法の項目を追加する。
【００８１】
そして、ユーザの入力部２１からの指示により、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９における適切な異常原因および対処方法の項目の波形特徴量、発生回数および損失金額を、それぞれ以前のものに加算して更新する。
【００８２】
次に、上記構成の工程管理装置４における処理動作を図１および図７に基づいて説明する。図１は、工程を監視して、異常が発生した場合に異常原因および対処方法を端末５の表示部２０に表示する処理の流れを示している。また、図７は、実際の対処作業の終了後に異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を更新する処理の流れを示している。
【００８３】
図１に示されるように、まず、工程の異常が発生するまでは、工程状態収集部１２が、収集した設備稼働データおよび製品品質データをその受信時刻とともに時系列データとして記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶している（ステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」と記載することがある。他のステップについても同様である。）、Ｓ１１でＮＯ）。
【００８４】
工程の異常が発生すると（Ｓ１１でＹＥＳ）、工程異常監視部１３は、抽出区間（図４）の時系列データを工程状態ＤＢ１７から抽出し、特徴量抽出部２２が、抽出した時系列データから現在の波形特徴量を算出するとともに、異常・原因対応テーブル１８から全ての異常原因について過去の波形特徴量を抽出する（Ｓ１２）。
【００８５】
次に、類似度算出部２３が、現在の波形特徴量と過去の波形特徴量とを比較して波形類似度を算出する（Ｓ１３）。次に、優先順位付与部２４が、類似度算出部２３が算出した波形類似度と、過去の発生頻度および損失割合とを用いて確信度を算出し、算出した確信度に基づいて異常原因の優先順位付けを行う（Ｓ１４）。そして、リスト作成部２５が、上記優先順位と原因・対処対応テーブル１９とに基づいて、異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを作成して端末５に出力する（Ｓ１５）。その後、ステップＳ１０に戻って、以上の動作を繰り返す。
【００８６】
実際の対処作業が終了すると、図７に示されるように、まず、原因・対処修正部１６が、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９の全部または必要な部分を端末５の表示部２０に表示させて、適切な異常原因が存在するか否かをユーザに判断させる（Ｓ２０）。ユーザの入力部２１からの指示により、ユーザが適切な異常原因が存在しないと判断した場合には、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に新たな異常原因の項目を追加するとともに（Ｓ２１）、原因・対処対応テーブル１９に新たな対処方法の項目を追加する（Ｓ２２）。
【００８７】
一方、ユーザが適切な異常原因が存在すると判断した場合には、適切な対処方法が存在するか否かをユーザに判断させ（Ｓ２３）、存在しない場合には、原因・対処対応テーブル１９において該当する異常原因の項目に新たな対処方法の項目を追加する（Ｓ２２）。
【００８８】
次に、ユーザの入力部２１からの指示により、原因・対処修正部１６は、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９における適切な異常原因および対処方法の項目の波形特徴量、発生回数および損失金額を、それぞれ以前のものに加算して更新する（Ｓ２４）。その後、処理を終了する。
【００８９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００９０】
例えば、上記実施形態では、異常・原因対応テーブル１８により工程の異常と異常原因とを対応付け、原因・対処対応テーブル１９により異常原因と対処方法とを対応付けているが、工程の異常と対処方法とを対応付けることもできる。この場合、異常が発生すると、異常原因を介さずに対処方法を直接導き出すことができる。このように、工程の異常と対応付けるものとしては、異常原因、対処方法など、異常に関連する任意の異常関連情報を利用することができる。
【００９１】
また、上記実施形態では、波形類似度として相関関数の絶対値を使用しているが、集合論的な分布を考慮するならば、Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ距離を算出して、その値に対する正規分布の高さを分布の所属確率として考えても良い。この場合、複数の波形特徴量の平均値だけでなく、分散共分散行列を算出できる情報も記憶部１１の異常・原因対応テーブル１８に記憶しておく必要がある。
【００９２】
また、上記実施形態では、優先順位の高い順にリストを並べ替えて表示しているが、優先順位の高いものの文字の大きさや色、背景色を変更することにより、優先順位の高いものを強調して表示するようにしてもよい。また、表示部２０に表示する代わりに、プリンタやスピーカを用いて印刷したり音声出力したりするなど、他の出力形態を利用することもできる。
【００９３】
また、上記実施形態では、波形類似度、発生頻度、および損失割合を用いて優先順位を付与しているが、これらの少なくとも１つを用いて優先順位を付与してもよい。
【００９４】
また、波形類似度および発生頻度の他に、異常の原因の適合度として、異常確率を用いてもよい。異常確率は、工程異常が発生している確率を管理図から算出して使用することができ、例えば、上限管理限界からはみ出た量が大きいほど高い確率とすることができる。
【００９５】
また、異常が工程に与える影響度として、損失割合の他に、平均対策時間、直近不良率、直近不良増加率などを用いてもよい。ここで、平均対策時間とは、工程異常の対策を実施するのに要した時間の平均値をいい、直近不良率とは、工程異常が発生した直前の不良率をいい、直近不良増加率とは、上記直近不良率の増加率をいう。
【００９６】
また、上記実施形態では、工程の異常を検出する方法として、管理図法を利用している
が、工程の異常を検出し、異常時のデータを取得できる任意の方法を利用することができる。例えば、従来からプロセス系に適用されている機能としてオンラインモニター機能がある。オンラインモニター機能とは、工程の時系列データから所定の特徴量を算出し、算出した特徴量が、製造物に対する固有の製造技術に基づいて予め設定された管理範囲を逸脱したときに現場作業者に警告するものが多い。このようなオンラインモニター機能は、工程の異常を自動的に検出でき、異常時の時系列データを取得することができるので、工程の異常を検出する方法として上記実施形態に適用することができる。
【００９７】
また、工程管理装置４における制御部１０の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９８】
すなわち、制御部１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを展開するＲＡＭ、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御部１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御部１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００９９】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【０１００】
また、制御部１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係る工程管理装置は、製造工程以外にも、本発明は、製造工程以外にも、家電製品や自動車など、電子制御される装置やシステム内で行われる各種の処理工程を管理する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態である工程管理システムの工程管理装置において、工程を監視して、異常が発生した場合に異常原因および対処方法を出力する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】上記工程管理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】上記工程管理装置の異常原因抽出部および原因対処リスト作成部の詳細を示すブロック図である。
【図４】上記工程管理装置の工程異常監視部が工程の異常を監視するために利用する管理図の一例を示すグラフである。
【図５】同図（ａ）は、上記工程管理装置の記憶部に記憶される異常・原因対応テーブルの一例を表形式で示す図であり、同図（ｂ）は、上記記憶部に記憶される原因・対処対応テーブルの一例を表形式で示す図である。
【図６】上記工程管理装置の原因・対処リスト作成部が作成する原因・対処リストの一例を表形式で示す図である。
【図７】上記工程管理装置において、実際の対処作業の終了後に上記異常・原因対応テーブルおよび上記原因・対処対応テーブルを更新する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１    工程管理システム
４    工程管理装置
１１    記憶部（記憶手段）
１２    工程状態収集部（収集手段）
１３    工程異常監視部（検出手段）
１４    異常原因抽出部（抽出手段）
１５    原因・対処リスト作成部（リスト作成手段、対処方法抽出手段、対処方法リスト作成手段）
１６    原因・対処修正部（対応関係更新手段、原因・対処対応関係更新手段）
１８    異常・原因対応テーブル（対応関係、異常・原因対応関係）
１９    原因・対処対応テーブル（原因・対処対応関係）
【図１】
2005346655.tif 000003
【図２】
2005346655.tif 000004
【図３】
2005346655.tif 000005
【図４】
2005346655.tif 000006
【図５】
2005346655.tif 000007
【図６】
2005346655.tif 000008
【図７】
2005346655.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月30日(2005.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、
上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記工程の異常を検出する検出手段と、
上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出手段が異常を検出した時に上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を抽出する抽出手段と、
上記抽出手段が抽出した異常関連情報を含むリストを、上記検出手段が異常を検出した時に上記収集手段が収集した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度に基づいて作成するリスト作成手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項２】
上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項３】
上記異常関連情報は、上記異常の原因、または上記異常に対する対処方法であることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項４】
上記異常関連情報は、上記異常の原因であり、
上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項５】
上記記憶手段が記憶した原因・対処対応関係を用いて、上記抽出手段が検出した異常の原因のそれぞれに対応する複数の対処方法を抽出する対処方法抽出手段と、
上記対処方法抽出手段が抽出した複数の対処方法を含む対処方法リストを、上記対処方法の適合の度合を示す適合度に基づいて作成する対処方法リスト作成手段とをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の工程管理装置。
【請求項６】
上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する原因・対処対応関係を更新する原因・対処対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の工程管理装置。
【請求項７】
上記検出手段は、上記収集手段が収集した時系列データを管理図法で処理することにより、上記工程の異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項８】
上記リスト作成手段は、上記異常関連情報の適合の度合を示す適合度であって、上記類似度を含む適合度に基づいて上記リストを作成することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項９】
上記適合度は、上記異常の発生頻度を含むことを特徴とする請求項８に記載の工程管理装置。
【請求項１０】
上記リスト作成手段は、上記類似度と、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて上記リストを作成することを特徴とする請求項１または８に記載の工程管理装置。
【請求項１１】
上記影響度は、上記異常による損失割合を含むことを特徴とする請求項１０に記載の工程管理装置。
【請求項１２】
上記波形特徴量は、時系列データの統計量および周波数成分の何れか一方または両方であることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項１３】
複数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、
上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記工程の異常を検出する検出手段と、
該検出手段が上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
該特徴量抽出手段が抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出する類似度算出手段と、
該類似度算出手段が算出した類似度に基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を含むリストを作成するリスト作成手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項１４】
複数の工程の管理を行う工程管理装置であって、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段とを備える工程管理装置の工程管理方法であって、
上記工程管理装置は、上記工程の異常を検出すると、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、上記収集手段が収集した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度に基づいて作成することを特徴とする工程管理装置の工程管理方法。
【請求項１５】
請求項１ないし１３の何れか１項に記載の工程管理装置を動作させるための工程管理プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための工程管理プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の工程管理プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の工程を管理する工程管理装置、工程管理方法、工程管理プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の製造工程において、異常を検出し、その原因や対処方法を特定する工程管理方法として多数の方法が実施され、また提案されている。
【０００３】
一般に実施されている方法としては下記のような工程管理方法がある。すなわち、製造工程における設備の稼働データや、製品の品質データを時系列で収集するとともに、収集した時系列データを管理図で表わすことにより、工程の異常を設備の稼働中にかつリアルタイムで自動検出する。そして、異常を検出した場合には、予め人の手により作成されたＦＭＥＡ（故障モード影響解析（Failure Mode and Effects Analysis））に従って、異常の症状を調べて、異常の原因と対処方法とを導出する。
【０００４】
また、特許文献１に記載の半導体装置の製造管理システムでは、下記の工程管理方法が提案されている。まず、半導体装置の製造工程での製造条件と、実際の処理で実行した条件とを工程毎に収集・蓄積し、検査工程の測定値を含む測定項目毎の測定結果を収集・蓄積するとともに、前記検査工程で測定された測定項目毎の測定値を、予め登録されている規格及び判定方法に従って判定する。判定の結果不良が発生した場合には、予め登録された解析データ及び解析手順に基づいて解析を自動実行し、原因設備・原因工程・原因ロットの特定を行う。
【０００５】
設備が原因の場合には、前記原因設備の条件修正による対応が可能であるか否かを判断し、可能なときには前記原因設備で作業する後続ロットの条件を修正する一方、不可能なときには前記原因設備での作業をストップする。一方、ロットが原因の場合には、原因ロットの後工程での条件の修正による対応が可能であるか否かを判断し、可能なときには後工程の条件を修正する一方、不可能なときには原因ロットの後工程の作業をストップする。
【０００６】
また、特許文献２に記載の品質分析方法では、下記の方法が提案されている。まず、設備稼働あるいは製品品質のデータを収録し、そのデータより製品の不良に対応する不良特徴抽出データを抽出加工する。そして、既知の典型的な不良特徴抽出データとそれに対応する不良要因あるいは不良に対する設備のメンテナンス情報との関係を表現した対応表ＤＢ（データベース）と、抽出加工された上記不良特徴抽出データとを照合し、不良要因あるいは設備のメンテナンス情報を出力する。
【０００７】
また、特許文献３に記載の設備のメンテナンス方法では、下記の方法が提案されている。まず、製品を製造する設備において、製品の品質を検査して得られた各種品質・稼働情報を品質・稼働ＤＢとしてＤＢ化して管理する。次に、この設備の各部構成ユニットに起因する製品の品質不良と設備のメンテナンス情報とを関連付けて、知識ＤＢとしてＤＢ化する。次に、前記品質・稼働ＤＢ内の情報を用いて、製品不良および稼働低下の原因を自動分析する。そして、この分析結果と前記知識ＤＢとを用いて、設備メンテナンス部分を絞り込む。
【特許文献１】特開平６−３３３７９１号公報（１９９４年１２月２日公開）
【特許文献２】特開平８−３２２８１号公報（１９９６年２月２日公開）
【特許文献３】特開平９−２８９３９６号公報（１９９７年１１月４日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述の工程管理方法では、下記に示すような問題点がある。
【０００９】
まず、一般に実施されている方法では、工程の異常までは自動的に検出できるが、検出された異常から異常の症状を調べるときに、人がＦＭＥＡに従って異常の症状を全て目視でチェックする必要がある。このため、異常原因と対処方法とを導出するまでに時間がかかる結果となっていた。また、ＦＭＥＡは、製造工程に係わる作業員が異常の因果関係に関して議論することによりリスト化されたものであるため、作業員の主観に左右される、定量化が困難であるといった問題がある。
【００１０】
また、特許文献１に記載の方法では、不良が発生した場合の原因設備・原因工程・原因ロットの特定を、予め登録された解析データ及び解析手順に基づいて解析を自動実行することにより行っている。このため、不良の因果関係を予め分析して求めておくことが必要であるが、このことは、工程が複雑になればなるほど困難となる。
【００１１】
また、特許文献２に記載の方法では、既知の典型的な不良特徴抽出データとそれに対応する不良要因あるいは不良に対する設備のメンテナンス情報との関係を表現した対応表ＤＢを利用している。しかしながら、工程が複雑になればなるほど、不良の原因が多種多様となり、上記対応表ＤＢの作成が困難となる。また、未知の不良原因により不良が発生した場合に対応することができないといった問題もある。
【００１２】
また、特許文献３に記載の方法では、製品不良および稼働低下の原因を自動分析した後、さらに設備メンテナンス部分の絞り込みを行っている。しかしながら、この絞り込みは、人間との対話形式で行われるため、作業員に手間をかけさせる結果となる。また、工程が複雑になればなるほど、製品不良および稼働低下の原因が多種多様となり、絞り込みに時間がかかる結果となる。
【００１３】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、或る異常に対して異常の原因および／または対処方法が複数存在する場合でも、ユーザが適切な異常の原因および／または対処方法を選択することができる工程管理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明に係る工程管理装置は、複数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記工程の異常を検出する検出手段と、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出手段が異常を検出した時に上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を抽出する抽出手段と、上記抽出手段が抽出した異常関連情報を含むリストを、上記検出手段が異常を検出した時に上記収集手段が収集した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度に基づいて作成するリスト作成手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
ここで、異常関連情報としては、異常の原因や異常に対する対処方法が挙げられる。また、工程に関する時系列データとしては、例えば、工程における設備の稼働に関するデータや、製品の品質に関するデータが挙げられる。
【００１６】
上記の構成において、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、類似度に基づいて作成している。この類似度は、異常関連情報の適合の度合を示す適合度に含まれるものである。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記類似度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な異常関連情報を選択することができる。また、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度を利用してリストを作成することにより、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができる。
【００１７】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、異常関連情報が確定すると、確定した異常関連情報に基づいて対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の対応関係が構築されるので、或る異常に対してより適切な異常関連情報を抽出することができる。
【００１９】
また、確定した異常関連情報が以前の対応関係に存在しない場合には、以前の対応関係に新たな対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【００２０】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記異常関連情報は、上記異常の原因であり、上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶しており、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によると、原因・対処対応関係を用いて異常の原因に対応する対処方法を求めることができるので、ユーザに適切な対処方法を指示することができる。
【００２２】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記記憶手段が記憶した原因・対処対応関係を用いて、上記抽出手段が検出した異常の原因のそれぞれに対応する複数の対処方法を抽出する対処方法抽出手段と、上記対処方法抽出手段が抽出した複数の対処方法を含む対処方法リストを、上記対処方法の適合の度合を示す適合度に基づいて作成する対処方法リスト作成手段とをさらに備えることを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によると、抽出した異常の原因に対応する複数の対処方法を、上記原因・対処対応関係を用いて抽出し、抽出した対処方法を含む対処方法リストを、対処方法の適合度に基づいて作成している。これにより、或る異常の原因に対して対処方法が複数存在する場合でも、上記適合度に基づいて対処方法リストを作成するので、作成された対処方法リストをユーザが参照することにより、適切な対処方法を選択することができる。
【００２４】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する原因・対処対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、対処方法が確定すると、確定した対処方法に基づいて原因・対処対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係が構築されるので、或る異常の原因に対してより適切な対処方法を抽出することができる。
【００２６】
また、確定した対処方法が以前の原因・対処対応関係に存在しない場合には、以前の原因・対処対応関係に新たな原因・対処対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め原因・対処対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が原因・対処対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【００２７】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記検出手段は、上記収集手段が収集した時系列データを管理図法で処理することにより、上記工程の異常を検出することを特徴としている。
【００２８】
上記の構成によると、時系列データを管理図法で処理して工程の異常を検出しているので、偶発的な異常を排除して、何らかの原因を有する異常を検出することができる。
【００２９】
なお、上記リスト作成手段は、上記異常関連情報の適合の度合を示す適合度であって、上記類似度を含む適合度に基づいて上記リストを作成することもできる。ここで、異常関連情報の適合度としては、上記波形特徴量の類似度の他に、例えば、異常の発生頻度および異常確率が挙げられる。
【００３０】
また、上記リスト作成手段は、上記類似度と、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて上記リストを作成することもできる。ここで、異常が工程に与える影響度としては、例えば異常による損失割合、平均対策時間、直近不良率、および直近不良増加率が挙げられる。
【００３１】
また、時系列データの波形特徴量としては、時系列データの統計量および周波数成分が挙げられる。
【００３２】
本発明に係る工程管理装置は、複数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記工程の異常を検出する検出手段と、該検出手段が上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量抽出手段が抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出する類似度算出手段と、該類似度算出手段が算出した類似度に基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を含むリストを作成するリスト作成手段とを備えることを特徴としている。
【００３３】
上記の構成において、工程の異常を検出すると、収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出し、抽出した波形特徴量と、記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出し、算出した類似度に基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の異常関連情報を含むリストを作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度に基づいてリストを作成するので、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができる。したがって、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な異常関連情報を選択することができる。
【００３４】
本発明に係る工程管理装置の工程管理方法は、複数の工程の管理を行う工程管理装置であって、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段とを備える工程管理装置の工程管理方法であって、上記工程管理装置は、上記工程の異常を検出すると、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常関連情報を抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、上記収集手段が収集した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度に基づいて作成することを特徴としている。
【００３５】
上記の方法によると、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、類似度に基づいて作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記類似度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な異常関連情報を選択することができる。また、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度を利用してリストを作成することにより、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができる。
【００３６】
なお、上記工程管理装置における各手段を、工程管理プログラムによりコンピュータ上で実行させることができる。さらに、上記工程管理プログラムをコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶させることにより、任意のコンピュータ上で上記工程管理プログラムを実行させることができる。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明に係る工程管理装置は、検出した異常に対応する複数の異常原因や対処方法を含むリストを、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度に基づいて作成しているので、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができ、ユーザが適切な異常原因や対処方法を選択できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態である工程管理システムの概略構成を示している。図示のように、工程管理システム１は、複数の設備稼働センサ２、複数の製品品質センサ３、工程管理装置４、および端末５を備える構成である。なお、図には示していないが、各装置は、他の装置と信号の送受信を行うための各種Ｉ／Ｆ（インターフェース）を備えている。
【００３９】
設備稼働センサ２は、複数の工程に設けられた複数の設備のそれぞれに設けられ、該設備の稼働状態を設備の稼働中にリアルタイムで計測するものである。設備稼働センサ２は、計測したアナログ信号をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータを設備稼働データとして工程管理装置４に送信する。設備稼働センサ２は、設備稼働データの送信を所定周期ごと、製品ごと、または製品ロットごとに行う。
【００４０】
製品品質センサ３は、複数の工程のそれぞれに設けられ、製品の品質状態を工程の実行中にリアルタイムで計測するものである。製品品質センサ３は、計測したアナログ信号をデジタルデータに変換し、変換したデジタルデータを製品品質データとして工程管理装置４に送信する。製品品質センサ３は、製品品質データの送信を所定周期ごと、製品ごと、または製品ロットごとに行う。
【００４１】
工程管理装置４は、複数の工程を管理するものである。本実施形態では、工程管理装置４は、工程の異常と異常原因との因果関係（対応関係）を示す異常・原因対応テーブル（異常・原因対応関係）１８と、異常原因と対処方法との対応関係を示す原因・対処対応テーブル（原因・対処対応関係）１９とを記憶する記憶部（記憶手段）１１を備える。
【００４２】
また、工程管理装置４は、上記工程の異常を検出すると、異常・原因対応テーブル１８に基づいて、検出した異常に対応する１または複数の異常原因を抽出するとともに、原因・対処対応テーブル１９に基づいて、抽出した異常原因のそれぞれに対応する１または複数の対処方法を抽出する。また、工程管理装置４は、抽出した異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを、上記異常原因の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて、優先順位の高いものから異常原因および対処方法を並べて作成し、作成した原因・対処リストを端末５に送信する。
【００４３】
また、工程管理装置４は、ユーザが確定した異常原因および対処方法の情報を端末５から受け取ると、確定した異常の原因に基づいて、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を更新するものである。
【００４４】
端末５は、工程管理装置４に対し情報の入出力を行うものである。本実施形態では、端末５は、工程管理装置４から受信した原因・対処リストを表示出力するとともに、ユーザが確定した異常原因および対処方法の情報の入力を受け付けて、工程管理装置４に送るものである。
【００４５】
上記構成の工程管理システム１において、工程管理装置４は、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常原因を異常・原因対応テーブル１８から抽出し、抽出した異常原因に対応する１または複数の対処方法を原因・対処対応テーブル１９から抽出し、抽出した異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを、上記適合度および／または上記影響度に基づいて、優先順位の高いものから異常原因および対処方法を並べて作成し、作成した原因・対処リストを端末５の表示部２０に表示している。
【００４６】
これにより、或る異常に対して異常原因が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいて原因・対処リストを作成するので、作成された原因・対処リストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常原因をユーザが選択することができる。また、或る異常原因に対して対処方法が複数存在する場合でも、上記適合度に基づいて原因・対処リストを作成するので、作成された原因・対処リストをユーザが参照することにより、適切な対処方法をユーザが選択することができる。
【００４７】
以下、工程管理装置４および端末５に関して詳細に説明する。図２に示されるように、工程管理装置４は、制御部１０および記憶部１１を備える構成であり、端末５は、表示部２０および入力部２１を備える構成である。
【００４８】
制御部１０は、工程管理装置４内における各種構成の動作を統括的に制御するものである。制御部１０は、例えばＰＣ（Personal Computer）ベースのコンピュータによって構成される。そして、各種構成の動作制御は、制御プログラムをコンピュータに実行させることによって行われる。このプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭなどのリムーバブルメディアに記録されているものを読み込んで使用する形態であってもよいし、ハードディスクなどにインストールされたものを読み込んで使用する形態であってもよい。また、図示しない外部Ｉ／Ｆを介して上記プログラムをダウンロードしてハードディスクなどにインストールして実行する形態なども考えられる。なお、制御部１０における各ブロックの詳細については後述する。
【００４９】
記憶部１１は、上記したハードディスクなどの不揮発性の記憶装置によって構成される。この記憶部１１に記憶される内容としては、上記した制御プログラム、ＯＳ（operating system）プログラム、およびその他各種プログラム、ならびに各種データが挙げられる。
【００５０】
表示部２０は、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示素子）などの表示デバイスによって構成されている。表示部２０は、工程管理装置４から受信した表示データに基づいて、文字や画像などの各種の情報を表示出力する。
【００５１】
入力部２１は、ユーザから各種の入力を受け付けるものであり、入力用ボタン、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、その他の入力デバイスによって構成されている。入力部２１は、利用者から入力された情報を入力データに変換して工程管理装置４に送信する。
【００５２】
次に、制御部１０の各ブロック、および記憶部１１のデータについて詳細に説明する。制御部１０は、工程状態収集部（収集手段）１２、工程異常監視部（検出手段）１３、異常原因抽出部（抽出手段）１４、原因・対処リスト作成部（リスト作成手段、対処方法抽出手段、対処方法リスト作成手段）１５、および原因・対処修正部（対応関係更新手段、原因・対処対応関係更新手段）１６を備える構成である。また、記憶部１１が記憶する各種データには、工程状態ＤＢ１７、異常・原因対応テーブル１８、および原因・対処対応テーブル１９が含まれる。
【００５３】
工程状態収集部１２は、全ての工程の状態情報を収集するものであり、具体的には、全ての設備稼働センサ２から設備稼働データを収集し、かつ全ての製品品質センサ３から製品品質データを収集するものである。工程状態収集部１２は、収集した設備稼働データおよび製品品質データをその受信時刻とともに時系列データとして記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶する。
【００５４】
工程異常監視部１３は、記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶された時系列データを参照して、工程の異常を監視するものである。工程異常監視部１３は、工程が異常であるかの否かの判定を、管理図法に従って行う。なお、この異常か否かの判定は、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standard）に規定されている判定規則に従っても良いし、ユーザが独自に規定しても良い。また、時系列データの平均およびバラツキを利用する管理図に限らず、時系列データをそのまま使用しても良い。
【００５５】
工程異常監視部１３は、工程の異常を検出した場合、図示しない警報器などを用いて現場の作業員に警告する。同時に、工程異常監視部１３は、設備稼働センサ２および製品品質センサ３のそれぞれに係る時系列データに関して、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ前から、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ後までの時系列データを抽出して、異常原因抽出部１４に送信する。
【００５６】
図４は、管理図の一例を示すものである。管理図は、工程における偶然による変動と異常原因による変動とを区分して工程を管理するために考案されたものである。図示のように、管理図は、横軸が時間軸、縦軸がデータ軸であり、横軸に平行に１本の中心線ＣＬと、該中心線ＣＬの上下に合理的に設定された上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬとが描かれている。この管理図に、時系列データをプロットしたとき、全ての点が、上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬの間に存在し、かつ点の並び方に癖が無い場合には、工程は正常であると判断することができる。
【００５７】
一方、点が、上方管理限界線ＵＣＬおよび下方管理限界線ＬＣＬの間からはみ出した場合、或いは点の並び方に癖がある場合には、工程に異常が生じていると判断することができる。この場合、上述のように、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ前から、異常発生時より所定の時間またはデータ数だけ後までの抽出区間に存在する時系列データが抽出される。なお、異常の発生は、発生する前の状態に起因することが多いので、図４に示されるように、上記抽出区間は、異常発生以前の方が異常発生以後よりも長いことが望ましい。
【００５８】
図３は、異常原因抽出部１４および原因・対処リスト作成部１５の詳細を示している。異常原因抽出部１４は、特徴量抽出部２２および類似度算出部２３を備える構成であり、原因・対処リスト作成部１５は、優先順位付与部２４およびリスト作成部２５を備える構成である。
【００５９】
特徴量抽出部２２は、工程異常監視部１３が工程の異常を検出して抽出した時系列データを受信すると、受信した時系列データから現在の波形特徴量を算出するとともに、異常・原因対応テーブル１８から全ての異常原因について過去の波形特徴量を抽出するものである。特徴量抽出部２２は、算出した現在の波形特徴量と、抽出した過去の波形特徴量とを類似度算出部２３に送信する。
【００６０】
図５（ａ）は、異常・原因対応テーブル１８の一例を表形式で示している。図示のように、異常・原因対応テーブル１８は、複数の異常原因と、各異常原因に対応する波形特徴量、発生回数、および損失金額とを含む構成である。なお、異常原因の種類が少ないために異常原因の表示の必要がない場合には、異常・原因対応テーブル１８を、異常原因の代わりに対処方法に直接関係付けてもよい。
【００６１】
ところで、図４に示される抽出区間は、抽出の度に多少のズレが生じる。このため、工程異常監視部１３が抽出した時系列データの波形そのものや平均波形を波形特徴量とすることは望ましくない。そこで、波形特徴量は、単純な平均、分散等の統計量や、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）変換、自己相関係数等の周波数成分のような位置不変量であることが望ましい。
【００６２】
類似度算出部２３は、特徴量抽出部２２から受信した現在の波形特徴量と過去の波形特徴量とを比較して波形類似度を算出するものである。類似度算出部２３は、算出した波形類似度を優先順位付与部２４に送信する。
【００６３】
波形類似度は、優先順位付与部２４にて優先順位を付与することを考慮すると、０〜１の値をとるように規格化されていることが望ましい。本実施形態では、波形類似度として、簡便に算出できる相関関数の絶対値を使用している。相関関数は、複数の波形特徴量を成分とするベクトルから単位ベクトルを算出し、現在の波形特徴量に関する単位ベクトルと過去の波形特徴量に関する単位ベクトルとの内積を計算したものである。単位ベクトルの内積は、−１〜＋１の値をとるが、ベクトルの方向性のみを考慮し、向きを無視すれば、内積の絶対値をとることと等価となる。
【００６４】
相関関数の絶対値を波形類似度とする場合、波形類似度Ｘsiは、次式から求めることができる。
Ｘsi＝｜｛ｋが１からｐまでの（Ｘaik×Ｘck）の総和｝／｛（ｋが１からｐまでのＸaik２の総和）１／２×（ｋが１からｐまでのＸck２の総和）１／２｝｜。
ここで、Ｘaikは過去の平均波形特徴量であり、Ｘaik＝Ｘik／Ｙiで表わされる。また、Ｘikは過去の波形特徴量の総和であり、Ｙiは発生回数である。また、Ｘckは現在の波形特徴量である。また、ｉは、図５（ａ）に示される異常・原因対応テーブル１８における異常原因の順番であり、１，２，…，ｍの値をとる。また、ｋは、異常・原因対応テーブル１８の各異常原因における波形特徴量の順番であり、１，２，…，ｐの値をとる。
【００６５】
優先順位付与部２４は、類似度算出部２３から受信した波形類似度と、過去の発生頻度および損失割合とを用いて確信度を算出し、算出した確信度に基づいて異常原因の優先順位付けを行うものである。優先順位付与部２４は、上記異常原因の優先順位付けをリスト作成部２５に送信する。
【００６６】
確信度Ｐiは、次式から求めることができ、求めた確信度Ｐiの高い順に異常原因を並べ替えたものが優先順位となる。
Ｐi＝Ｘsi×Ｙri×Ｚri。
ここで、Ｘsiは上述のように波形類似度である。また、Ｙriは発生頻度であり、発生回数Ｙiを用いて、Ｙri＝Ｙi／（全ての異常原因の中でのＹiの最大値）で表わされる。また、Ｚriは損失割合であり、損失金額Ｚiを用いて、Ｚri＝Ｚi／（全ての異常原因の中でのＺiの最大値）で表わされる。また、ｉは、上述のように、異常・原因対応テーブル１８における異常原因の順番であり、１，２，…，ｍの値をとる。
【００６７】
なお、発生頻度Ｙriおよび損失割合Ｚriを、発生回数Ｙiおよび損失金額Ｚiの最大値に対する比率としているが、これは、確信度Ｐiの算出を考慮すると、発生頻度Ｙriおよび損失割合Ｚriが、波形類似度Ｘsiの場合同様に０〜１に規格化されることが望ましいためである。
【００６８】
リスト作成部２５は、優先順位付与部２４から受信した優先順位と、原因・対処対応テーブル１９とに基づいて、原因・対処リストを作成するものである。リスト作成部２５は作成した原因・対処リストを端末５に送信することにより、端末５の表示部２０に原因・対処リストが表示される。上記原因・対処リストの作成手順を以下に説明する。
【００６９】
図５（ｂ）は、原因・対処対応テーブル１９の一例を表形式で示している。図示のように、原因・対処対応テーブル１９は、複数の異常原因と、各異常原因に対応する複数の対処方法および発生回数とを含む構成である。
【００７０】
まず、リスト作成部２５は、優先順位付与部２４から受信した優先順位における上位の異常原因に関して、原因・対処対応テーブル１９から複数の対処方法および発生回数を読み出す。次に、読み出した発生回数Ｃijから発生頻度Ｃrijを次式から求める。
Ｃrij＝Ｃij／（或る異常原因Ａiの中でのＣijの最大値）。
ここで、ｉは、原因・対処対応テーブル１９における異常原因の順番であり、ｉ＝１，２，…，ｍの値をとる。また、ｊは、原因・対処対応テーブル１９の或る異常原因における対策方法の順番であり、ｊ＝１，２，…，ｎの値をとる。
【００７１】
次に、発生頻度Ｃrijの高い順に対処方法を選択して、原因・対処リストを作成する。図６は、原因・対処リストの一例を表形式で示している。図示の場合では、原因・対処リストは、優先順位の高い方から、異常原因とその確信度が配列し、異常原因ごとに対処方法および発生回数が、発生頻度Ｃrijの高い方から配列している。
【００７２】
なお、端末５の表示部２０は、原因・対処リストの全てを画面に表示しても良いし、発生頻度の高いもののみを表示してもよいし、異常原因の数で区切ってもよいし、確信度の値で区切ってもよい。
【００７３】
再び図２を参照すると、原因・対処修正部１６は、工程の異常に対する対処作業を実際に実施して、適切な異常原因および対処方法が判明した後に、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を修正するものである。
【００７４】
具体的には、原因・対処修正部１６は、まず、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９の全部または必要な部分を端末５に送信して、端末５の表示部２０にて表示する。次に、適切な異常原因または対処方法が、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に存在しない場合には、ユーザの入力部２１からの指示により、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に新たな異常原因の項目または対処方法の項目を追加する。
【００７５】
そして、ユーザの入力部２１からの指示により、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９における適切な異常原因および対処方法の項目の波形特徴量、発生回数および損失金額を、それぞれ以前のものに加算して更新する。
【００７６】
次に、上記構成の工程管理装置４における処理動作を図１および図７に基づいて説明する。図１は、工程を監視して、異常が発生した場合に異常原因および対処方法を端末５の表示部２０に表示する処理の流れを示している。また、図７は、実際の対処作業の終了後に異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９を更新する処理の流れを示している。
【００７７】
図１に示されるように、まず、工程の異常が発生するまでは、工程状態収集部１２が、収集した設備稼働データおよび製品品質データをその受信時刻とともに時系列データとして記憶部１１の工程状態ＤＢ１７に記憶している（ステップＳ１０（以下、単に「Ｓ１０」と記載することがある。他のステップについても同様である。）、Ｓ１１でＮＯ）。
【００７８】
工程の異常が発生すると（Ｓ１１でＹＥＳ）、工程異常監視部１３は、抽出区間（図４）の時系列データを工程状態ＤＢ１７から抽出し、特徴量抽出部２２が、抽出した時系列データから現在の波形特徴量を算出するとともに、異常・原因対応テーブル１８から全ての異常原因について過去の波形特徴量を抽出する（Ｓ１２）。
【００７９】
次に、類似度算出部２３が、現在の波形特徴量と過去の波形特徴量とを比較して波形類似度を算出する（Ｓ１３）。次に、優先順位付与部２４が、類似度算出部２３が算出した波形類似度と、過去の発生頻度および損失割合とを用いて確信度を算出し、算出した確信度に基づいて異常原因の優先順位付けを行う（Ｓ１４）。そして、リスト作成部２５が、上記優先順位と原因・対処対応テーブル１９とに基づいて、異常原因および対処方法を含む原因・対処リストを作成して端末５に出力する（Ｓ１５）。その後、ステップＳ１０に戻って、以上の動作を繰り返す。
【００８０】
実際の対処作業が終了すると、図７に示されるように、まず、原因・対処修正部１６が、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９の全部または必要な部分を端末５の表示部２０に表示させて、適切な異常原因が存在するか否かをユーザに判断させる（Ｓ２０）。ユーザの入力部２１からの指示により、ユーザが適切な異常原因が存在しないと判断した場合には、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９に新たな異常原因の項目を追加するとともに（Ｓ２１）、原因・対処対応テーブル１９に新たな対処方法の項目を追加する（Ｓ２２）。
【００８１】
一方、ユーザが適切な異常原因が存在すると判断した場合には、適切な対処方法が存在するか否かをユーザに判断させ（Ｓ２３）、存在しない場合には、原因・対処対応テーブル１９において該当する異常原因の項目に新たな対処方法の項目を追加する（Ｓ２２）。
【００８２】
次に、ユーザの入力部２１からの指示により、原因・対処修正部１６は、異常・原因対応テーブル１８および原因・対処対応テーブル１９における適切な異常原因および対処方法の項目の波形特徴量、発生回数および損失金額を、それぞれ以前のものに加算して更新する（Ｓ２４）。その後、処理を終了する。
【００８３】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、異常・原因対応テーブル１８により工程の異常と異常原因とを対応付け、原因・対処対応テーブル１９により異常原因と対処方法とを対応付けているが、工程の異常と対処方法とを対応付けることもできる。この場合、異常が発生すると、異常原因を介さずに対処方法を直接導き出すことができる。このように、工程の異常と対応付けるものとしては、異常原因、対処方法など、異常に関連する任意の異常関連情報を利用することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、波形類似度として相関関数の絶対値を使用しているが、集合論的な分布を考慮するならば、Ｍａｈａｌａｎｏｂｉｓ距離を算出して、その値に対する正規分布の高さを分布の所属確率として考えても良い。この場合、複数の波形特徴量の平均値だけでなく、分散共分散行列を算出できる情報も記憶部１１の異常・原因対応テーブル１８に記憶しておく必要がある。
【００８６】
また、上記実施形態では、優先順位の高い順にリストを並べ替えて表示しているが、優先順位の高いものの文字の大きさや色、背景色を変更することにより、優先順位の高いものを強調して表示するようにしてもよい。また、表示部２０に表示する代わりに、プリンタやスピーカを用いて印刷したり音声出力したりするなど、他の出力形態を利用することもできる。
【００８７】
また、上記実施形態では、波形類似度、発生頻度、および損失割合を用いて優先順位を付与しているが、これらの少なくとも１つを用いて優先順位を付与してもよい。
【００８８】
また、波形類似度および発生頻度の他に、異常の原因の適合度として、異常確率を用いてもよい。異常確率は、工程異常が発生している確率を管理図から算出して使用することができ、例えば、上限管理限界からはみ出た量が大きいほど高い確率とすることができる。
【００８９】
また、異常が工程に与える影響度として、損失割合の他に、平均対策時間、直近不良率、直近不良増加率などを用いてもよい。ここで、平均対策時間とは、工程異常の対策を実施するのに要した時間の平均値をいい、直近不良率とは、工程異常が発生した直前の不良率をいい、直近不良増加率とは、上記直近不良率の増加率をいう。
【００９０】
また、上記実施形態では、工程の異常を検出する方法として、管理図法を利用している
が、工程の異常を検出し、異常時のデータを取得できる任意の方法を利用することができる。例えば、従来からプロセス系に適用されている機能としてオンラインモニター機能がある。オンラインモニター機能とは、工程の時系列データから所定の特徴量を算出し、算出した特徴量が、製造物に対する固有の製造技術に基づいて予め設定された管理範囲を逸脱したときに現場作業者に警告するものが多い。このようなオンラインモニター機能は、工程の異常を自動的に検出でき、異常時の時系列データを取得することができるので、工程の異常を検出する方法として上記実施形態に適用することができる。
【００９１】
また、工程管理装置４における制御部１０の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００９２】
すなわち、制御部１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ、上記プログラムを展開するＲＡＭ、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである制御部１０の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記制御部１０に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【００９３】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フレキシブルディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。
【００９４】
また、制御部１０を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された搬送波あるいはデータ信号列の形態でも実現され得る。
【００９５】
また、本発明は以下のように構成することもできる。
【００９６】
すなわち、本発明に係る工程管理装置は、多数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程の異常と、該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記工程の異常を検出する検出手段と、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出手段が検出した異常に対応する１または複数の上記異常関連情報を抽出する抽出手段と、上記抽出手段が抽出した異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成手段とを備える構成である。
【００９７】
上記の構成において、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、適合度および／または影響度に基づいて作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常関連情報を選択することができる。
【００９８】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記対応関係は、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常関連情報との対応関係であり、上記抽出手段は、上記対応関係を用いて、上記検出手段が異常を検出した時の時系列データの波形特徴量に近い複数の波形特徴量に対応する複数の異常関連情報を取得しており、上記異常関連情報の適合度は、上記検出手段が検出した上記時系列データの波形特徴量と、上記複数の異常関連情報にそれぞれ対応する波形特徴量との間の類似度を含む構成である。
【００９９】
上記の構成によると、異常状態は、時系列データの波形特徴量で表わされ、リストを作成するときに利用される適合度として、異常検出時の波形特徴量と、対応関係に含まれる波形特徴量との間の類似度を利用することができる。これにより、或る異常状態に合致する異常関連情報を定量的にかつ客観的に求めることができる。
【０１００】
本発明に係る工程管理装置は、多数の工程の管理を行う工程管理装置において、上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段と、上記異常関連情報が確定したときに、確定した異常関連情報に基づいて上記対応関係を更新する対応関係更新手段とを備える構成である。
【０１０１】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、異常関連情報が確定すると、確定した異常関連情報に基づいて対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の対応関係が構築されるので、或る異常に対してより適切な異常関連情報を抽出することができる。
【０１０２】
また、確定した異常関連情報が以前の対応関係に存在しない場合には、以前の対応関係に新たな対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め対応関係を記憶しておかなくても、対応関係更新手段が対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の対応関係を構築することができる。
【０１０３】
また、本発明に係る工程管理装置は、上記の構成において、上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶しており、上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記原因・対処対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備える構成である。
【０１０４】
上記の構成によると、異常が発生して対処が行われ、対処方法が確定すると、確定した対処方法に基づいて原因・対処対応関係が更新される。これにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係が構築されるので、或る異常の原因に対してより適切な対処方法を抽出することができる。
【０１０５】
また、確定した対処方法が以前の原因・対処対応関係に存在しない場合には、以前の原因・対処対応関係に新たな原因・対処対応関係が追加されることになる。したがって、記憶手段に予め原因・対処対応関係を記憶しておかなくても、原因・対処対応関係更新手段が原因・対処対応関係の更新を繰り返すことにより、詳細かつ高精度の原因・対処対応関係を構築することができる。
【０１０６】
本発明に係る工程管理装置の工程管理方法は、多数の工程の管理を行う工程管理装置の工程管理方法であって、該工程管理装置は、上記工程の異常と該異常に関連する異常関連情報との対応関係を記憶する記憶手段を備えており、上記工程の異常を検出する検出ステップと、上記記憶手段が記憶した対応関係を用いて、上記検出ステップにて検出された異常に対応する１または複数の異常関連情報を抽出する抽出ステップと、上記抽出ステップにて抽出された異常関連情報を含むリストを、上記異常関連情報の適合度、および／または上記異常が上記工程に与える影響度に基づいて作成するリスト作成ステップとを含む方法である。
【０１０７】
上記の方法によると、工程の異常を検出すると、検出した異常に対応する１または複数の異常関連情報を、対応関係を用いて抽出し、抽出した異常関連情報を含むリストを、適合度および／または影響度に基づいて作成している。これにより、或る異常に対して異常関連情報が複数存在する場合でも、上記適合度や上記影響度に基づいてリストを作成するので、作成されたリストをユーザが参照することにより、適切な、かつ／または影響の大きな異常関連情報を選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係る工程管理装置は、製造工程以外にも、本発明は、製造工程以外にも、家電製品や自動車など、電子制御される装置やシステム内で行われる各種の処理工程を管理する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態である工程管理システムの工程管理装置において、工程を監視して、異常が発生した場合に異常原因および対処方法を出力する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】上記工程管理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】上記工程管理装置の異常原因抽出部および原因対処リスト作成部の詳細を示すブロック図である。
【図４】上記工程管理装置の工程異常監視部が工程の異常を監視するために利用する管理図の一例を示すグラフである。
【図５】同図（ａ）は、上記工程管理装置の記憶部に記憶される異常・原因対応テーブルの一例を表形式で示す図であり、同図（ｂ）は、上記記憶部に記憶される原因・対処対応テーブルの一例を表形式で示す図である。
【図６】上記工程管理装置の原因・対処リスト作成部が作成する原因・対処リストの一例を表形式で示す図である。
【図７】上記工程管理装置において、実際の対処作業の終了後に上記異常・原因対応テーブルおよび上記原因・対処対応テーブルを更新する処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１    工程管理システム
４    工程管理装置
１１    記憶部（記憶手段）
１２    工程状態収集部（収集手段）
１３    工程異常監視部（検出手段）
１４    異常原因抽出部（抽出手段）
１５    原因・対処リスト作成部（リスト作成手段、対処方法抽出手段、対処方法リスト作成手段）
１６    原因・対処修正部（対応関係更新手段、原因・対処対応関係更新手段）
１８    異常・原因対応テーブル（対応関係、異常・原因対応関係）
１９    原因・対処対応テーブル（原因・対処対応関係）
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、
上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常の原因との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記工程の異常を検出する検出手段と、
該検出手段が上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
該特徴量抽出手段が抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出する類似度算出手段と、
該類似度算出手段が算出した類似度と、上記異常の原因の適合の度合を示す適合度であって上記類似度以外の適合度、および／または、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常の原因を含むリストを作成するリスト作成手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項２】
上記異常の原因が確定したときに、確定した異常の原因に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項３】
上記記憶手段は、上記工程の異常と該異常の原因との対応関係である異常・原因対応関係を上記対応関係として記憶し、さらに、上記異常の原因と上記異常に対する対処方法との対応関係である原因・対処対応関係を記憶することを特徴とする請求項１に記載の工程管理装置。
【請求項４】
上記対処方法が確定したときに、確定した対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する原因・対処対応関係を更新する原因・対処対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の工程管理装置。
【請求項５】
複数の工程の管理を行う工程管理装置において、
上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、
上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に対する対処方法との対応関係を記憶する記憶手段と、
上記工程の異常を検出する検出手段と、
該検出手段が上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出する特徴量抽出手段と、
該特徴量抽出手段が抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出する類似度算出手段と、
該類似度算出手段が算出した類似度と、上記異常に対する対処方法の適合の度合を示す適合度であって上記類似度以外の適合度、および／または、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常に対する対処方法を含むリストを作成するリスト作成手段とを備えることを特徴とする工程管理装置。
【請求項６】
上記異常に対する対処方法が確定したときに、確定した異常に対する対処方法に基づいて、上記記憶手段が記憶する対応関係を更新する対応関係更新手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の工程管理装置。
【請求項７】
上記検出手段は、上記収集手段が収集した時系列データを管理図法で処理することにより、上記工程の異常を検出することを特徴とする請求項１または５に記載の工程管理装置。
【請求項８】
上記適合度は、上記異常の発生頻度を含むことを特徴とする請求項１または５に記載の工程管理装置。
【請求項９】
上記影響度は、上記異常による損失割合を含むことを特徴とする請求項１または５に記載の工程管理装置。
【請求項１０】
上記波形特徴量は、時系列データの統計量および周波数成分の何れか一方または両方であることを特徴とする請求項１または５に記載の工程管理装置。
【請求項１１】
複数の工程の管理を行う工程管理装置であって、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常の原因との対応関係を記憶する記憶手段とを備える工程管理装置の工程管理方法であって、
上記工程管理装置は、
上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出し、
抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出し、
算出した類似度と、上記異常の原因の適合の度合を示す適合度であって上記類似度以外の適合度、および／または、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常の原因を含むリストを作成することを特徴とする工程管理装置の工程管理方法。
【請求項１２】
複数の工程の管理を行う工程管理装置であって、上記工程に関する時系列データを収集する収集手段と、上記工程の異常時における上記時系列データの波形特徴量と、上記異常に対する対処方法との対応関係を記憶する記憶手段とを備える工程管理装置の工程管理方法であって、
上記工程管理装置は、
上記工程の異常を検出すると、上記収集手段が収集した時系列データの波形特徴量を抽出し、
抽出した波形特徴量と、上記記憶手段が記憶する波形特徴量との間の類似度を算出し、
算出した類似度と、上記異常に対する対処方法の適合の度合を示す適合度であって上記類似度以外の適合度、および／または、上記異常が上記工程に与える影響の度合を示す影響度とに基づいて、上記記憶手段が記憶する複数の波形特徴量に対応する複数の上記異常に対する対処方法を含むリストを作成することを特徴とする工程管理装置の工程管理方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１０の何れか１項に記載の工程管理装置を動作させるための工程管理プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための工程管理プログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の工程管理プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能な記録媒体。