Аналитическая система и способ анализа
Аналитическая система для анализа состояния производственной линии и состояния изделия, изготовленного на производственной линии (10), содержащая: блок 11 сбора рабочих данных, собирающий рабочие данные, содержащие рабочее состояние производственной линии 20; блок 13 сбора информации об изделии, получающий состояние изделия, изготовленного на производственной линии, и выводящий состояние изделия в качестве информации об изделии; анализатор 12 состояния, получающий заданную физическую величину изделия на основе рабочих данных, собранных блоком 11 сбора рабочих данных, и выводящий заданную физическую величину в качестве информации о физической величине; и корреляционный анализатор 14, выполняющий корреляционный анализ между информацией о физической величине и информацией об изделии. Технический результат – повышение точности аналитической системы и способа анализа, обеспечивающих корреляцию между рабочими данными и дефектом изделия или причиной дефекта, который возник в процессе производства, в котором реальные измерения с помощью измерительных устройств не всегда могут быть выполнены. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к аналитической системе и к способу анализа, которые выполняют численный анализ на основе рабочих данных, связанных с рабочим состоянием производственной линии, и дополнительно выполняют статистический анализ на основе результатов численного анализа и состояния изделия, изготовленного на производственной линии.
Уровень техники
В производственных линиях для промышленного применения обычной практикой является, например, сбор и регистрация рабочих данных производственной линии в процессе изготовления. Рабочие данные являются данными, связанными с рабочим состоянием производственной линии и содержат, например, информацию о различных физических величинах, указывающих состояние производственной линии, и информацию о различных рабочих состояниях, установленных в производственной линии. Рабочие данные используются для контроля качества путем выявления аномалий в производственных условиях, когда в изготовленном изделии обнаруживается дефект, или для улучшения работы путем выполнения статистического анализа, чтобы исследовать влияние рабочих условий, установленных на производственной линии, на характеристики изделия.
Такие рабочие данные также используются для исследования причин неисправностей во время производства и для обслуживания производственной линии.
В настоящее время существуют различные способы статистического анализа, от простого регрессивного анализа до применения способов, использующих машинное обучение. В последние годы с повышением внимания к анализу больших объемов данных, возрос масштаб обрабатываемых данных и алгоритмы анализа данных стали более сложными.
Однако, не существует обязательной корреляции между рабочими данными и причиной дефекта в изготовленном изделии или неисправностью во время производства и может быть трудным идентифицировать причины таких дефектов путем простого обращения к рабочим данным.
С другой стороны, в качестве инструмента, отличного от статистического анализа, численный анализ также широко используется для улучшения проведения операций. Численный анализ воспроизводит явления и вычисляет физические значения, выполняя операции, использующие физические модели. Численный анализ не требует какого-либо экспериментального оборудования и результаты анализа могут быть получены относительно быстро при малых затратах. Кроме того, численный анализ обеспечивает высокую степень свободы, поскольку, например, рабочие условия производственной линии для численного анализа при выполнении численного анализа могут легко меняться. Кроме того, численный анализ может воспроизводить (предполагать) состояние мест, трудных для измерений или визуализации с помощью реального оборудования, и может получать физические значения в качестве данных, которые трудно измерить с помощью датчиков или других измерительных устройств. Например, в процессе варки стали трудно установить измерительные устройства в конвертор, поскольку он находится в тяжёлых условиях окружающей среды с высокой температурой. Однако, используя численный анализ, можно вычислять и визуализировать отклонения физических величин, которые трудно измерять с помощью измерительных устройств, таких как поток расплавленной стали, скорость потока газа и концентрация углекислого газа.
Поскольку численный анализ основан на физической модели, как описано выше, физическая модель становится более сложной и более сложными становятся вычисления и затраты на вычисления могут возрасти. Однако, последние усовершенствования характеристик компьютеров расширили диапазон применяемости численного анализа.
В качестве примера, известно, что численный анализ может применяться в сталелитейном процессе.
Например, документ JP2001-25805A (PTL 1) описывает технологию визуализации процессов проката стальных материалов, выполняя численный анализ, использующий рабочие данные. В документе PTL 1 с помощью численного анализа вычисляются распределение температур, напряжение и т.п. стального материала во время прокатки.
Кроме того, документ JP5929151B (PTL 2) описывает способ оценки оптимальной нагрузки при прокатке. Согласно способу, описанному в документе PTL 2, база данных с результатами численного анализа создаётся, выполняя численные вычисления заранее, используя способ численного анализа, такой как способ конечных элементов, и оптимальная нагрузка определяется, извлекая соответствующие результаты численного анализа из базы данных для каждого рабочего условия.
Кроме того, документ JP3289822B (PTL 3) описывает использование базы данных для управления работой нагревательной печи. Согласно способу, описанному в документе PTL 3, численный анализ, использующий результаты реальных операций, выполняется заранее и результаты численных вычислений, полученные в условиях, максимально приближенных к рабочим состояниям, извлекаются на базы данных при работе нагревательной печи. При выборе рабочих условий, которые должны быть извлечены, близость используется в качестве индикатора. Согласно способу, описанному в документе PTL 3, взвешивание основывается на близости.
Кроме того, документ JP2008-291362A (PTL 4) описывает операцию вдувания разбавленного газообразного топлива в агломерационную машину, заранее выполняя вычисления и, также заранее, выполняя статистическую обработку результатов вычислений.
Список цитируемых документов
Патентная литература
PTL 1: JP2001-25805A
PTL 2: JP5929151B
PTL 3: JP3289822B
PTL 4: JP2008-291362A
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема
При выполнении статистического анализа запрашиваются данные, которые служат в качестве основы корреляционного анализа (здесь далее упоминаются как "базовые данные"), и чем больше объем и тип базовых данных, тем более точные результаты статистического анализа будут получены. Однако при реальной работе может быть невозможно получить необходимые базовые данные. Например, в зависимости от местоположения производственной линии и местоположения аппаратуры, в которую должны быть установлены измерительные устройства, может быть невозможным установить измерительные устройства. Кроме того, количество измерительных устройств, которые могут быть установлены, может ограничиваться условиями работы производственной линии и аппаратуры. В случае, когда количество измерительных устройств, которое может быть установлено, ограничено, можно не получить достаточное количество базовых данных, и информация о пространственном распределении физической величины, которая должна измеряться, может быть неизвестна.
Кроме того, некоторые физические величины может быть трудно измерить с помощью измерительных устройств. Например, такие физические величины, как плотность, напряжение и концентрация может быть трудно получить с помощью измерений. Дополнительно, например, при прогнозировании, относящемся к рабочим условиям, которые значительно отличаются от реальных рабочих условий, трудно делать предсказания с помощью статистического анализа, если отсутствуют данные, схожие с данными в изменившихся рабочих условиях.
Изобретения, описанные в PTL 1-4, используют результаты, предсказанные на основе численного анализа, выполненного заранее. Однако, с помощью численного анализа не всегда возможно сделать предсказания с высокой точностью, поскольку реальные явления содержат множество факторов, которые могут меняться.
Как упомянуто выше, статистический анализ способен делать предсказания с относительно высокой точностью, когда используются большие объемы данных. Однако при статистическом анализе трудно анализировать физические величины, которые трудно измерять с помощью измерительных устройств, и даже для физических величин, которые могут быть получены с помощью измерений, трудно делать предсказания для диапазона, в котором никакие данные недоступны. С другой стороны, численный анализ может воспроизводить состояние или вычислять данные для диапазона, в котором реальные измерения с помощью измерительных устройств не могут быть выполнены.
Таким образом, было бы полезно обеспечить аналитическую систему и способ анализа, способные выполнять более точный анализ и анализировать корреляцию между рабочими данными и дефектом изделия или причиной дефекта, который возник в процессе производства.
Решение проблемы
В результате нашего тщательного исследования с целью решения перечисленных выше проблем было обнаружено, что данные, необходимые для статистического анализа, могут быть дополнены предсказанием состояния или вычислением состояния в качестве данных посредством численного анализа, использующего физическую модель для диапазона, в котором данные не могут быть фактически измерены с помощью измерительных устройств, или для физической величины, которую трудно измерить с помощью измерительных устройств, и в результате возможно более точно оценить причину дефекта изделия или неисправности в процессе изготовления. Настоящее раскрытие было выполнено, основываясь на этих открытиях.
Аналитическая система, соответствующая варианту осуществления настоящего раскрытия содержит: блок сбора рабочих данных, получающий рабочие данные, содержащие рабочее состояние производственной линии; блок сбора информации об изделии, получающий информацию о состоянии изделия, изготавливаемого на производственной линии, и выводящий информацию о состоянии изделия в качестве информации об изделии; анализатор состояния производства, получающий заданную физическую величину изделия на основе рабочих данных, полученных блоком сбора рабочих данных, и выводящий заданную физическую величину в качестве информации о физической величине; и корреляционный анализатор, выполняющий корреляционный анализ между информацией о физической величине и информацией об изделии.
В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, анализатор состояния производства выполняет численный анализ заданной физической величины, используя физическую модель на основе рабочих данных, полученных блоком сбора рабочих данных, и выводит результат выполненного численного анализа в качестве информации о физической величине.
Аналитическая система, соответствующая варианту осуществления настоящего раскрытия, дополнительно содержит: базу данных результатов анализа, которая хранит результаты численного анализа заданной физической величины, выполненного заранее с использованием физической модели на основе рабочих данных производственной линии, при этом анализатор состояния производства определяет информацию о физической величине, используя результат численного анализа, хранящийся в базе данных результатов анализа, на основе рабочих данных, полученных блоком сбора рабочих данных, и выводит информацию об определенной физической величине.
В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, анализатор производственного состояния выполняет взвешенное вычисление на каждом из множества результатов численного анализа, хранящихся в базе данных результатов анализа. В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, анализатор состояния производства выполняет взвешенное вычисление на каждом из множества результатов численного анализа, хранящихся в базе данных результатов анализа, на основе рабочих данных, полученных блоком сбора рабочих данных, чтобы определить информацию о физическом количестве.
Аналитическая система, соответствующая варианту осуществления настоящего раскрытия, дополнительно содержит запоминающее устройство результатов анализа, в котором хранятся результаты корреляционного анализа, выполненного корреляционным анализатором.
В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, информация об изделии содержит информацию о качестве изделия.
В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, анализатор состояния производства и корреляционный анализатор монтируются на разных независимых устройствах.
В аналитической системе, соответствующей варианту осуществления настоящего раскрытия, анализатор состояния производства и корреляционный анализатор монтируются в едином устройстве.
Например, способ анализа, соответствующий варианту осуществления настоящего раскрытия, является аналитическим способом, выполняемым аналитической системой, содержащим этапы, на которых: получают рабочие данные, содержащие рабочее состояние производственной линии; получают состояние изделия, изготовленного на производственной линии; выводят состояние изделия в качестве информации об изделии; получают заданную физическую величину изделия на основе полученных рабочих данных; выводят заданную физическую величину в качестве информации о физической величине; и выполняют корреляционный анализ между информацией о физической величине и информацией об изделии.
Полезный результат
В соответствии с вариантами осуществления настоящего раскрытия можно обеспечить аналитическую систему и способ анализа, которые позволяют более точный анализ для анализа корреляции между рабочими данными и дефектом, который произошел в изготовленном изделии, или причиной дефекта, который произошел во время изготовления.
Краткое описание чертежей
На сопроводительных чертежах:
фиг. 1 - функциональная блок-схема конфигурации аналитической системы, соответствующей первому варианту осуществления настоящего раскрытия;
фиг. 2 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса, выполняемого аналитической системой, показанной на фиг. 1;
фиг. 3 - функциональная блок-схема конфигурации аналитической системы, соответствующей второму варианту осуществления настоящего раскрытия; и
фиг. 4 - блок-схема последовательности выполнения операций примерного процесса, выполняемого аналитической системой, показанной на фиг. 3.
Осуществление изобретения
Варианты осуществления настоящего раскрытия ниже будут описаны подробно со ссылкой на чертежи.
Первый вариант осуществления
На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема конфигурации аналитической системы 10, соответствующей первому варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 1, аналитическая система 10 содержит блок 11 сбора рабочих данных, анализатор 12 состояния производства, блок 13 сбора информации об изделии, корреляционный анализатор 14, запоминающее устройство 15 результатов анализа и устройство 16 вывода результатов анализа.
Аналитическая система 10 образуется устройством обработки информации, таким как компьютер. Аналитическая система 10 может быть образована единым устройством обработки информации или двумя или более устройствами обработки информации. Когда аналитическая система 10 образована единым устройством обработки информации, блок 11 сбора рабочих данных, анализатор 12 состояния производства, блок 13 сбора информации об изделии, корреляционный анализатор 14, запоминающее устройство 15 результатов анализа и устройство 16 вывода результатов анализа, показанные на фиг. 1 обеспечиваются в едином устройстве обработки информации. Когда аналитическая система 10 образуется двумя или более устройствами обработки информации, блок 11 сбора рабочих данных, анализатор 12 состояния производства, блок 13 сбора информации об изделии, корреляционный анализатор 14, запоминающее устройство 15 результатов анализа и устройство 16 вывода результатов анализа обеспечиваются по меньшей мере в одном из двух или более устройствах обработки информации. Например, когда аналитическая система 10 образована тремя устройствами обработки информации, первое устройство обработки информации может иметь блок 11 сбора рабочих данных и анализатор 12 состояния производства, второе устройство обработки информации может иметь блок 13 сбора информации об изделии и корреляционный анализатор 14 и третье устройство обработки информации может иметь запоминающее устройство 15 результатов анализа и устройство 16 вывода результатов анализа. Однако, такая конфигурация является только одним из примеров. Каждый функциональный компонент аналитической системы 10 может быть обеспечен в соответствующем устройстве обработки информации согласно, например, обработке, выполняемой каждым устройством обработки информации.
Блок 11 сбора рабочих данных собирает рабочие данных производственной линии 20.
В данном случае производственная линия 20 является линией, на которой выполняется заданная операция. Производственная линия 20 может быть, например, производственной линией, установленной на фабрике. В этом случае, производственная линия 20 управляется для изготовления изделий. Производственная линия 20 содержит множество производственных устройств. Здесь далее в этом варианте осуществления производственная линия 20 будет описана как производственная линия для производства изделий.
Как описывается здесь, изделия не ограничиваются готовыми изделиями, но также содержат изделия, находящиеся в процессе изготовления (здесь далее также называемые "полуфабрикатами").
В производственную линию 20 устанавливают измерительное устройство 21. Измерительное устройство 21 является устройством, измеряющим заданную физическую величину. Измерительное устройство 21 может содержать, например, но не ограничиваясь только этим, термометр для измерения температуры, манометр для измерения давления, расходомер для измерения потока, измеритель нагрузки для измерения нагрузки и датчик ускорения для обнаружения ускорения. Измерительное устройство 21 монтируется в соответствующем месте производственной линии 20.
Рабочие данные, полученные блоком 11 сбора рабочих данных содержат данные, связанные с рабочим состоянием производственной линии 20. Рабочие данные содержат, например, данные, измеренные измерительным устройством 21 во время работы производственной линии 20. Блок 11 сбора рабочих данных получает, прямо или косвенно, данные, измеренные измерительным устройством 21 (то есть, рабочие данные). В случае прямого сбора рабочих данных блок 11 сбора рабочих данных соединяется, например, средствами связи с измерительным устройством 21 и получает рабочие данные, измеренные измерительным устройством 21, напрямую принимая рабочие данные от измерительного устройства 21. Альтернативно, в случае косвенного сбора данных измерительное устройство 21 соединяется средствами связи с сервером и т.п., который собирает рабочие данные и передает ему рабочие данные блоку 11 сбора рабочих данных. Блок 11 сбора рабочих данных также соединяется средствами связи с сервером и т.п. и может получать рабочие данные косвенно от сервера и т.п. Соответственно, блок 11 сбора рабочих данных содержит интерфейс связи и т.п., используемый для связи с измерительным устройством 21 или сервером и т.п.
Рабочие данные могут содержать данные, связанные с объектами, которые должны изготавливаться на производственной линии 20 (например, сырье и полуфабрикат). Данные, связанные с объектами, которые должны изготавливаться на производственной линии 20, могут содержать, например, тип и химический состав сырья, которое должно использоваться при производстве, и размер и вес полуфабриката. Рабочие данные могут также содержать набор рабочих условий, устанавливаемых для производственной линии 20.
Блок 11 сбора рабочих данных выводит собранные рабочие данные на анализатор 12 состояния производства.
Анализатор 12 состояния производства получает заданное физическое количество изделия на основе рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, и выводит информацию о полученном физическом количестве на корреляционный анализатор 14. Как она используется здесь, заданная физическая величина относится к числовому значению или к его распределению, полученному посредством численного вычисления, использующего физическую модель на основе рабочих данных. Конкретно, в этом варианте осуществления анализатор 12 состояния производства выполняет численный анализ на основе рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, используя физическую модель, чтобы получить информацию о заданной физической величине. Анализатор 12 состояния производства выводит результаты выполненного численного анализа в качестве информации о заданной физической величине. Другими словами, анализатор 12 состояния производства выводит значения как результаты численного анализа. В этом отношении, значения в качестве результатов численного анализа могут содержать распределение результатов.
Как отмечалось ранее, рабочие данные не всегда показывают прямую взаимосвязь с информацией об изделии. Поэтому, основываясь на рабочих данных, численный анализ, использующий физическую модель, может применяться для вывода заданных физических величин, которые не могут быть измерены напрямую или не могут наблюдаться при измерении. Для численного анализа могут использоваться конечно-разностный способ (finite difference method), способ конечных элементов (finite element method, FEM), способ конечных объемов (finite volume method, FVM), способ частиц (particle method, SPH, MPS), способ решеточных уравнений Больцмана (lattice Boltzmann method, LBM) и другие известные численные способы. Анализатор 12 состояния производства содержит, например, процессор, способный выполнять численный анализ. Анализатор 12 состояния производства состоит из процессора, такого как центральный процессор (central processing unit, CPU)), который исполняет программу, определяющую процедуру выполнения численного анализа. Такая программа хранится, например, в запоминающем устройстве, обеспечиваемом в аналитической системе 10, или на носителе внешнего запоминающего устройства и т.п.
Физическая модель создается заранее в соответствии с заданной физической величиной, которая должна быть получена в результате выполнения численного анализа, и хранится, например, в запоминающем устройстве, обеспечиваемом в аналитической системе 10, или на носителе внешнего запоминающего устройства. В качестве пригодных для физической модели, в зависимости от заданной физической величины, могут использоваться различные модели, такие как упруго пластичные аналитические модели для структурного анализа, уравнения Навье-Стокса для терможидкостного анализа и уравнения Максвелла для анализа электромагнитного поля.
В этом варианте осуществления анализатор 12 состояния производства вычисляет посредством численного анализа физические величины, которые трудно измерить с помощью измерительного устройства 21, в качестве заданных физических величин, которые должны быть выведены при выполнении численного анализа. Физические величины, которые трудно измерить с помощью измерительного устройства 21, могут содержать физические величины, которые не могут быть измерены напрямую с помощью измерительного устройства 21 или которые не могут наблюдаться при измерении. Примеры физических величин, которые не могут быть измерены напрямую измерительным устройством 21, содержат внутреннюю температуру полуфабриката в ходе изготовления изделия. К физическим величинам, которые трудно измерить измерительным устройством 21, может относиться физическая величина в месте, в котором измерительное устройство 21 не может быть установлено ввиду сущности производственной линии 20. Дополнительно, физические величины, которые трудно измерить измерительным устройством 21, могут содержать распределение заданной физической величины. Чтобы получить распределение заданной физической величины, необходимо измерить физические величины во всем диапазоне, подлежащем измерению, но может быть непрактичным устанавливать большое количество измерительных устройств из-за сущности производственной линии 20 или потому что стоимость установки большого количества измерительных устройств может быть огромной. Поэтому распределение физической величины может быть включено в физические величины, которые трудно измерить измерительным устройством 21, как описано выше.
Анализатор 12 состояния производства выводит результаты численного анализа на корреляционный анализатор 14.
Блок 13 сбора информации об изделии получает состояние изделия, изготавливаемого на производственной линии 20, когда рабочие данные измеряются измерительным устройством 21, и выводит полученную информацию о состоянии изделия в качестве информации об изделии на корреляционный анализатор 14. Информация об изделии содержит любую информацию о состоянии изделия. Информация об изделии может содержать, например, информацию о качестве изделия. Информация о качестве изделия может содержать, например, информацию о размере, весе и прочности изделия, информацию о химическом составе изделия, информацию о дефектах, обнаруженных в изделии (например, трещины, излом, и т.д.) и т.п. Информация об изделии может быть, например, результатами контроля определенным контрольным устройством или другим оборудованием, или результатами контроля, содержащего визуальный контроль рабочим, и т.п.
Информация об изделии не ограничивается информацией о состоянии готового изделия, а может также содержать информацию о состоянии полуфабриката в ходе изготовления. Информация об изделии должна содержать информацию о состоянии изделия после некоторой обработки, которая выполняется по меньшей мере одним конкретным устройством производственной линии 20.
Когда контроль выполняется контрольным устройством, блок 13 сбора информации об изделии средствами связи соединяется с контрольным устройством и в качестве результата контроля получает от контрольного устройства информацию об изделии. Например, когда контроль выполняется человеком, таким как рабочий, блок 13 сбора информации об изделии может получить информацию об изделии в качестве результата контроля, принимая ввод информации о результате контроля. В этом случае, информация об изделии как результате контроля вводится рабочим, например, используя устройство ввода, такое как клавиатура или сенсорный экран. Устройство ввода может быть предусмотрено в аналитической системе 10 или во внешнем устройстве, способном осуществлять связь с аналитической системой 10.
Блок 13 сбора информации об изделии выводит полученную информацию об изделии на корреляционный анализатор 14.
Корреляционный анализатор 14 анализирует корреляцию между информацией о заданной физической величине, полученной от анализатора 12 состояния производства, и информацией об изделии, полученной от блока 13 сбора информации об изделии. В этом варианте осуществления корреляционный анализатор 14 анализирует корреляцию между результатами численного анализа, полученными от анализатора 12 состояния производства, и информацией об изделии, полученной от блока 13 сбора информации об изделии. Другими словами, корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ результатов численного анализа и информации об изделии. В этом случае, корреляционный анализатор 14 может, в случае необходимости, дополнительно получить данные, измеренные измерительным устройством 21, от блока 11 сбора рабочих данных или измерительным устройством 21, установленным в производственной линии 20, и выполнить статистический анализ. Корреляционный анализатор образуется, например, процессором, способным к выполнению статистического анализа. Корреляционный анализатор 14 может быть конфигурирован процессором, таким как CPU, который выполняет программу, определяющую процедуру выполнения статистического анализа. Такая программа хранится, например, в запоминающем устройстве, предусмотренном в аналитической системе 10, или на носителе внешнего запоминающего устройства и т.п.
Для статистического анализа могут использоваться известные статистические способы анализа. Например, могут использоваться множественный регрессионный анализ, регрессионный анализ, модель нейронной сети и другой статистический анализ, чтобы проанализировать корреляцию между рабочим состоянием производственной линии 20 во время работы производственной линии 20 и изделиями, изготовленными на производственной линии.
В аналитической системе 10, соответствующей этому варианту осуществления, результаты численного анализа, полученные от анализатора 12 состояния производства, содержит различные результаты вычислений для изделия или полуфабриката. В корреляционном анализаторе 14 статистический анализ выполняется между этими различными результатами вычисления и информацией об изделии, соответственно, чтобы исследовать наличие корреляции, и результат численного анализа, который показывает самую высокую корреляцию с информацией об изделии, может быть известен. Другими словами, по сравнению со случаем, в котором численный анализ не выполняется, легче идентифицировать рабочие факторы и рабочие условия, которые могут влиять на состояние изделия (в дальнейшем все вместе называемые "рабочими характеристиками").
В частности, когда физическая величина, которую трудно измерить измерительным устройством 21, вычисляется посредством численного анализа, становится возможным проведение статистического анализа различных факторов, включая рабочие характеристики, которые не могут быть учтены только измерением, использующим измерительное устройство 21. Поэтому, когда некоторые рабочие характеристики, которые не могут быть учтены только посредством измерения, использующим измерительное устройство 21, влияют на состояние изделия, такие рабочие характеристики могут быть идентифицированы.
Корреляционный анализатор 14 выводит результаты статистического анализа. Корреляционный анализатор 14 может выводить результаты статистического анализа, например, передавая результаты статистического анализа внешнему устройству, способному осуществлять связь с аналитической системой 10. Корреляционный анализатор 14 может выводить результаты статистического анализа в запоминающее устройство 15 результатов анализа.
Запоминающее устройство 15 результатов анализа хранит результаты статистического анализа, полученные с выхода корреляционного анализатора 14. Запоминающее устройство 15 результатов анализа может быть выполнено, например, в виде полупроводниковой памяти или магнитной памяти. Всякий раз, когда корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ, он выводит результаты статистического анализа в запоминающее устройство 15 результатов анализа. Запоминающее устройство 15 результатов анализа накапливает результаты статистического анализа, полученные с выхода корреляционного анализатора 14.
Корреляционный анализатор 14 может использовать прежние результаты анализа, хранящиеся в запоминающем устройстве 15 результатов анализа, при выполнении статистического анализа. При статистическом анализе, чем большее количество данных используется в анализе, тем выше точность. Поэтому, учитывая результаты статистического анализа такого же изделия в прошлом при выполнении статистического анализа, могут быть получены более точные результаты статистического анализа и идентификация рабочих характеристик, которые могут влиять на состояние изделия, становится легче.
Устройство 16 вывода результатов анализа выводит и отображает на экране результаты статистического анализа. Устройство 16 вывода результатов анализа выполняют, например, в виде дисплея, такого как жидкокристаллический дисплей (liquid crystal display, LCD), органический электролюминесцентный дисплей (organic electro-luminescence display, OELD) или неорганический электролюминесцентный дисплей (inorganic electro-luminescence display, IELD), или печатная машина, такая как принтер. Например, выходное устройство 16 результатов анализа может получать информацию о результатах анализа от корреляционного анализатора 14 и отображать на экране информацию о результатах анализа или может получать информацию о результатах анализа, хранящуюся в запоминающем устройстве 15 результатов анализа, и выводить на экран информацию о результатах анализа. Устройство 16 вывода результатов анализа не обязательно должно обеспечиваться в составе аналитической системы 10, оно может обеспечиваться во внешнем устройстве, способном осуществлять связь с аналитической системой 10. В этом случае аналитическая система 10 может выводить и отображать на экране результаты статистического анализа, например, передавая результаты статистического анализа внешнему устройству, способному осуществлять связь с аналитической системой 10.
Само собой разумеется, что нет никакой проблемы, даже если устройство 16 вывода результатов анализа обеспечивается в том же самом устройстве, что и корреляционный анализатор 14 и запоминающее устройство 15 результатов анализа.
Основываясь на результатах анализа, выполняемого аналитической системой 10 таким способом, как описано выше, могут быть установлены или изменены рабочие условия в производственной линии 20. Установка или изменение рабочих условий выполняются, например, контроллером 30 рабочих условий.
Контроллер 30 рабочих условий устанавливает или изменяет рабочие условия производственной линии 20. Контроллер 30 рабочих условий может быть выполнен в виде, например, компьютерного устройства. Например, оператор, такой как пользователь или администратор производственной линии 20, вводит операцию в контроллер 30 эксплуатационного режима, чтобы установить или изменить рабочие условия со ссылкой на информацию о результатах анализа, отображаемую на устройстве 16 вывода результатов анализа. В этом случае контроллер 30 рабочих условий передает сигнал установки или изменения рабочих условий на производственную линию 20, основываясь на рабочем вводе.
Контроллер 30 рабочих условий выполнен, например, в виде процессора, способного к осуществлению управления установкой или изменением рабочих условий. Контроллер 30 рабочих условий выполнен в виде процессора, такого, как CPU, который выполняет программу, определяющую процедуру выполнения управления установкой или изменением рабочих условий. Такая программа хранится, например, в запоминающем устройстве, обеспечиваемом в компьютерном устройстве, образующем контроллер 30 рабочих условий, или на носителе внешнего запоминающего устройства и т.п.
Контроллер 30 рабочих условий определенным образом передает сигнал на производственную линию 20, чтобы установить или изменить рабочие условия, установленные для производственной линии 20. На производственной линии 20 рабочие условия устанавливаются на основе сигналов, и производственная линия 20 работает при установленных рабочих условиях.
Как описано выше, в результате статистического анализа корреляционный анализатор 14 получает результат численного анализа, который показывает наивысшую корреляцию с информацией об изделии. Поскольку результаты численного анализа получают на основе рабочих данных, рабочие условия, которые должны быть изменены, могут быть известны при обращении к результатам численного анализа.
Контроллер 30 рабочих условий передает сигнал установить или изменить рабочие условия для производственной линии 20 с помощью оператора, такого как пользователь или администратор производственной линии 20, так чтобы на основе результатов статистического анализа, полученных корреляционный анализатором 14, качество изделия было улучшено. Например, контроллер 30 рабочих условий может устанавливать рабочие условия автоматически на основе результатов статистического анализа. Когда рабочие условия устанавливаются или изменяются, чтобы повысить качество изделия, качество изделия, изготавливаемого на производственной линии 20, повышается, например, за счет снижения вероятности изготовления дефектного изделия или за счет изготовления более высококачественного изделия. Таким образом, аналитическая система 10 позволяет улучшить работу производственной линии 20, а также повысить качество изделия.
Контроллер 30 рабочих условий может автоматически устанавливать рабочие условия на основе результатов статистического анализа. В этом случае контроллер 30 рабочих условий может быть выполнен как один из компонентов аналитической системы 10. Другими словами, аналитическая система 10 может содержать в качестве одного функционального компонента контроллер 30 рабочих условий, который автоматически устанавливает рабочие условия.
В случае, когда аналитическая система 10, раскрытая здесь, используется для исследования причины нарушения производственного процесса во время изготовления, блок 13 сбора информации об изделии может считаться, например, блоком сбора информации о нарушении производственного процесса, так как блок 13 сбора информации об изделии может использоваться для получения подробностей о нарушении производственного процесса.
Далее, со ссылкой на приведенную на фиг. 2 блок-схему последовательности выполнения операций будет описан пример процесса, выполняемого аналитической системой 10.
Сначала, блок 11 сбора рабочих данных собирает рабочие данные для производственной линии 20 (этап S1).
Анализатор 12 состояния производства выполняет численный анализ, используя физическую модель, основанную на рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных на этапе S1 (этап S2).
Кроме того, блок 13 сбора информации об изделии собирает информацию об изделии (этап S3).
Затем, анализатор 14 корреляции выполняет статистический анализ на основе результатов численного анализа на этапе S2 и информации об изделии, полученной на этапе S3 (этап S4). Конкретно, анализатор 14 корреляции анализирует корреляцию между результатами численного анализа этапа S2 и информацией об изделии, полученной на этапе S3.
Запоминающее устройство 15 результатов анализа хранит результаты статистического анализа, выполненного на этапе S4 (этап S5). Повторяя этапы S1-S5, результаты статистического анализа накапливаются в запоминающем устройстве 15 результатов анализа.
Кроме того, устройство 16 вывода результатов анализа выводит результаты статистического анализа (этап S6).
Например, оператор, такой как пользователь или администратор производственной линии 20, вводит операцию в контроллер 30 рабочих условий, чтобы установить или изменить рабочие условия со ссылкой на информацию о результатах анализа, отображаемую на устройстве 16 вывода результатов анализа. Контроллер 30 рабочих условий определяет рабочие условия для производственной линии 20 на основе результатов статистического анализа, хранящихся в запоминающем устройстве 15 результатов анализа (этап S7). Конкретно, контроллер 30 рабочих условий определяет значения рабочих условий для производственной линии 20.
Контроллер 30 рабочих условий выводит сигнал на производственную линию 20, чтобы установить или изменить рабочие условия, определенные на этапе S6 (этап S8). После приема сигнала производственная линия 20 устанавливает или изменяет рабочие условия, указанные сигналом, и изготавливает изделие в соответствии с рабочими условиями.
Аналитическая система 10, соответствующая этому варианту осуществления, может использоваться во множестве отраслей промышленности. Далее приводится конкретное объяснение с некоторыми примерами.
Например, аналитическая система 10 может быть применена к отжиговой печи для отжига стального материала. В данном случае производственная линия 20 является отжиговой печью.
В случае применения аналитической системы 10, например, для отжиговой печи, блок 11 сбора рабочих данных получает от производственной линии 20 в качестве рабочих данных такую информацию, как размер и состав стального материала, подвергаемого производственному процессу, температура отжиговой печи, время отжига и скорость нагревания и охлаждения. Информация о размере и составе стального материала является, например, информацией, которая была заранее введена рабочим в производственную линию 20 и т.п. перед началом работы производственной линии 20. Температура в отжиговой печи является, например, информацией об установленной в отжиговой печи температуре, полученной термометром, используемым в качестве измерительного устройства. Время отжига и скорость нагревания и охлаждения являются, например, рабочими условиями, установленными для производственной линии 20.
Анализатор 12 состояния производства выполняет численный анализ, используя физическую модель на основе рабочих данных, собранных блоком 11 сбора рабочих данных. Анализатор 12 состояния производства использует численный анализ для вычисления, например, расчетных значений физических величин, таких как распределение температуры в отжиговой печи, распределение температуры в стальном материале и тепловое напряжение на стальном материале.
Блок 13 сбора информации об изделии собирает информацию об изделии для стального материала после отжига. Информацией об изделии для стального материала после отжига являются, например, прочность, состав и форма стального материала после отжига.
Корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ на основе расчетных значений физических величин, вычисленных анализатором 12 состояния производства, и информации об изделии, полученной блоком 13 сбора информации об изделии. Корреляционный анализатор 14 может выполнить статистический анализ, используя рабочие данные, полученные блоком 11 сбора рабочих данных в дополнение к расчетным значениям физических величин, вычисленных анализатором 12 состояния производства. Корреляционный анализатор 14 идентифицирует рабочую характеристику, оказывающую большое влияние на качество стального материала после отжига, анализируя корреляцию между различными параметрами (физическими величинами) и свойствами стального материала после отжига.
Запоминающее устройство 15 результатов анализа сохраняет результаты статистического анализа посредством корреляционного анализатора 14. Каждый раз, когда корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ, запоминающее устройство 15 результатов анализа сохраняет результаты статистического анализа.
Например, когда в стальном материале возникает дефект формы и в качестве причины подозревают процесс отжига, обычно проверяют температуру в отжиговой печи. Однако, когда проверяется корреляция между формой стали и температурой в отжиговой печи, если измеренная температура в отжиговой печи находится в заданных пределах, то принимается решение, что между ними нет никакой корреляции. При этом, основываясь на измеренной температуре в отжиговой печи, посредством численного анализа может быть получена скорость повышения температуры стального материала, например, учитывая толщину и ширину стального материала. Затем может быть выполнен статистический анализ, чтобы определить, существует ли корреляция между формой стального материала и скоростью повышения температуры стального материала. Такое решение не может быть принято без численного анализа. В дополнение к скорости повышения температуры, максимальная температура поступающего стального материала и распределение температуры в стальном материале также могут быть получены посредством численного анализа.
Затем выполняют статистический анализ, чтобы определить, существует ли корреляция между каждым из различных результатов вычислений, полученных численным анализом, и формой стального материала, и ищут результат вычисления, который показывает самую высокую корреляцию.
Численный анализ может использоваться для дополнения данных, необходимых для статистического анализа, и рабочая характеристика, которая оказывает большое влияние на качество изделия, может быть легко идентифицирована. Если определено, что корреляция между скоростью повышения температуры и дефектом формы является наиболее высокой, скорость повышения температуры во время отжига может быть идентифицирована как причина дефекта формы. В этом случае, так как влияния толщины и ширина стального материала также могут быть известны путем численного вычисления, можно установить рабочие условия для каждого стального материала в производственной линии 20, чтобы не допускать появление дефектов формы.
Таким образом, аналитическая система 10 позволяет улучшить качество стального материала при отжиге. В частности, хотя трудно напрямую измерить физические величины внутренности стального материала во время обработки отжигом, используя измерительное устройство 21, аналитическая система 10 позволяет вычислить расчетные значения даже для внутренности стального материала посредством численного анализа, выполняемого анализатором 12 состояния производства, и дополнительно выполнить статистический анализ, используя расчетные значения. Поэтому по сравнению со стандартными системами может быть достигнут более точный результат анализа и управление.
В качестве другого примера, например, аналитическая система 10 может быть применена подобным образом к конвертору для продувки жидкого чугуна. Так как внутренняя часть конвертора является неблагоприятной средой с высокой температурой, трудно напрямую измерять физические величины, используя измерительное устройство 21. Например, физические величины, измеряемые измерительным устройством 21 для расплавленной стали, которая должна выпускаться, и отработанного газа, который должен выпускаться из конвертора, собирают в качестве рабочих данных. Основываясь на рабочих данных, анализатор 12 состояния производства вычисляет, используя физическую модель, расчетные значения скорости струи верхней продувки на поверхности расплавленной стали, зоны реакции (то есть, области на границе расплавленной стали) в конверторе, величины адгезии металла в конверторе, вторичную эффективность сгорания конвертора и т.п. Состояние расплавленной стали после завершения продувки (информация об изделии для расплавленной стали) может быть получено блоком 13 сбора информации об изделии. Корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ, используя эти расчетные значения, которые являются результатами численного анализа, и информацию об изделии для расплавленной стали после продувки, такие как, например, эффективность продувки (скорость декарбонизации). Контроллер 30 рабочих условий управляет рабочими условиями в конверторе в соответствии с оперативным вводом оператора, такого как пользователь или администратор, на основе результатов статистического анализа, проведенного корреляционным анализатором 14. Таким образом, в соответствии с аналитической системой 10, даже в конверторе, где трудно измерить физические величины из-за неблагоприятной среды, посредством численного анализа могут быть вычислены расчетные значения и статистический анализ может быть выполнен, используя расчетные значения. В конверторе, поскольку результаты после процесса продувки также могут варьироваться благодаря вариациям в составе и температуре расплавленной стали, подаваемой в конвертор, управление может выполняться с более высокой точностью путем определения рабочих условий на основе накопленных результатов неоднократно выполняемого статистического анализа.
В качестве другого примера, например, аналитическая система 10 может быть применена аналогичным образом к нагревательной печи для нагревания такого объекта, как металл. В нагревательной печи, например, объект нагревается, используя горелку, радиационную трубку, и т.п., где обычно трудно напрямую измерить температурное распределение нагреваемого объекта (именуемого в дальнейшем "целевой объект"), используя измерительное устройство 21. Однако, выполняя численный анализ в аналитической системе 10, можно оценить распределение температуры целевого объекта. Например, анализатор 12 состояния производства оценивает распределение температуры целевого объекта, когда он нагревается, выполняя численный анализ, использующий в качестве рабочих данных температуру целевого объекта и температуру в печи, когда целевой объект загружается в печь, размер целевого объекта, материал целевого объекта, внешнюю температуру и так далее. Корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ на основе расчетных значений как результатов численного анализа и качества изделия после нагревания. Контроллер 30 рабочих условий управляет рабочими условиями в нагревательной печи в соответствии с оперативным вводом оператора, такого как пользователь или администратор, на основе результатов статистического анализа. В нагревательной печи состояние формирования микроструктуры изделия после нагревания может быть плохим в зависимости от состояния нагревания, но численный анализ и статистический анализ, выполняемые аналитической системой 10, облегчают идентификацию рабочих характеристик, которые оказывают существенное влияние на состояние формирования микроструктуры.
В качестве другого примера, например, аналитическая система 10 может быть применена аналогичным образом к устройству, выполняющему формирование посредством механической обработки. Например, при формировании посредством механической обработки, трудно напрямую измерить напряжение и деформацию, которым подвергается объект, который должен быть обработан (именуемый в дальнейшем "обрабатываемая деталь"), используя измерительное устройство 21, и еще труднее измерить распределение напряжений обрабатываемой детали. Однако, распределение напряжений обрабатываемой детали может быть оценено, выполняя численный анализ в аналитической системе 10. Кроме того, выполняя статистический анализ на основе предполагаемого распределения напряжений и качества обрабатываемой детали после механической обработки, можно коррелировать напряжение, приложенное к обрабатываемой детали в процессе механической обработки, с точностью механической обработки изделия после механической обработки. Такой анализ облегчает идентификацию рабочих характеристик, влияющих на качество процесса механической обработки, например, из числа рабочих характеристик, содержащих рабочую нагрузку, рабочую скорость и размер инструментов, используемых при механической обработке.
Примеры, описанные выше, являются только некоторыми из примеров, к которым может быть применена аналитическая система 10. Аналитическая система 10 может также быть применена к производственным линиям, отличным от примеров, описанных выше.
Второй вариант осуществления
В первом варианте осуществления было объяснено, что анализатор 12 состояния производства выполняет численный анализ, используя физическую модель, а корреляционный анализатор 14 анализирует корреляцию между результатами численного анализа и информацией об изделии. Однако, обработка, выполняемая анализатором 12 состояния производства и корреляционным анализатором 14 этим не ограничивается. Второй вариант осуществления описывает пример, в котором анализатор 12 состояния производства и корреляционный анализатор 14 выполняют обработку, отличающуюся от первого варианта осуществления. Аналитическая система, соответствующая второму варианту осуществления, будет описана ниже, пропуская, в зависимости о ситуации, пункты, подобные пунктам первого варианта осуществления.
На фиг. 3 представлена функциональная блок-схема схематичной конфигурации аналитической системы 40, соответствующей второму варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 3, аналитическая система 40, соответствующая второму варианту осуществления содержит блок 11 сбора рабочих данных, анализатор 12 состояния производства, блок 13 сбора информации об изделии, корреляционный анализатор 14, запоминающее устройство 15 результатов анализа, устройство 16 вывода результатов анализа и базу 17 данных результатов анализа. В этом варианте осуществления конфигурации и функции блока 11 сбора рабочих данных, блока 13 сбора информации об изделии, запоминающего устройства 15 результатов анализа и устройства 16 вывода результатов анализа являются такими же, как в первом варианте осуществления и поэтому их подробное описание здесь не приводится. База 17 данных результатов анализа может быть обеспечена в том же самом устройстве обработки информации, что и другие функциональные компоненты, или в другом устройстве обработки информации, отличном от того, в котором находятся другие функциональные компоненты.
В аналитической системе 40, соответствующей этому варианту осуществления, при выполнении анализа корреляции между информацией о значениях заданной физической величины во время работы и информацией об изделии, полученной от блока 13 сбора информации об изделии, результаты численного анализа заранее хранятся в базе 17 данных результатов анализа. Результаты численного анализа, которые должны храниться в базе 17 данных результатов анализа, являются результатами численного анализа для заданной физической величины, выполняемого, используя физическую модель, основанную на рабочих данных производственной линии 20. Другими словами, производственной линией 20 управляют заранее и, основываясь на рабочих данных на этот момент, процесс численного анализа выполняется для заданной физической величины, используя физическую модель посредством аналитической системы 40 или других компьютерных устройств. Численный анализ может выполняться, используя, например, конечно-разностный способ (finite difference method), способ конечных элементов (finite element method, FEM), способ конечных объемов (finite volume method, FVM), способ частиц (particle method, SPH, MPS), способ решеточных уравнений Больцмана (lattice Boltzmann method, LBM) и другие известные численные способы, что также описано в первом варианте осуществления.
База 17 данных результатов анализа хранит результаты неоднократно выполняемого численного анализа. Результаты численного анализа, выполненного более одного раза, являются результатами численного анализа, выполняемого на основе рабочих данных, полученных при работе производственной линии 20 в различных рабочих условиях. Предпочтительно, чтобы результаты численного анализа основывались на рабочих данных, полученных во время работы при различных рабочих условиях. Следовательно, результаты численного анализа при множестве рабочих условий сохраняются в базе 17 данных результатов анализа. Таким образом, база 17 данных результатов анализа заранее сохраняет результаты численного анализа для заданной физической величины, который выполняется, используя физическую модель, основанную на рабочих данных производственной линии 20.
В этом варианте осуществления анализатор 12 состояния производства определяет информацию о заданной физической величине на основе рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, используя результаты численного анализа, хранящиеся в базе 17 данных результатов анализа. Анализатор 12 состояния производства может использовать результаты численного анализа, хранящиеся в базе 17 данных результатов анализа, чтобы определить информацию о значениях во время работы любым способом, так чтобы информация о заданной физической величине находилась в диапазоне, рассчитанном для указания состояния при работе с выполнением рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных. Диапазон, рассчитанный для указания состояния операции с выполнением рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, содержит не только физическую величину (числовое значение), полученную во время операции с выполнением рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, но также и физические величины (числовые значения), находящиеся в пределах заданного диапазона этой физической величины. Информация о значении во время операции может указываться числовым значением. Информация о значении во время операции может быть представлена как числовой диапазон.
Например, анализатор 12 состояния производства может обратиться к результатам численного анализа, хранящимся в базе 17 данных результатов анализа на основе рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, и определить результат численного анализа при условиях, ближайших к условиям рабочих данных, полученным блоком 11 сбора рабочих данных, из числа результатов численного анализа, хранящихся в базе 17 данных результатов анализа в качестве информации о значениях во время работы. Альтернативно, анализатор 12 состояния производства может, основываясь на рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных, обратиться к результатам численного анализа, хранящимся в базе 17 данных результатов анализа, выполнить операцию взвешивания на каждом из результатов численного анализа, хранящихся в базе 17 данных результатов анализа, и определить значение, полученное в результате операции взвешивания, как информацию о значении во время операции. Взвешивание может быть выполнено, придавая больший вес результатам численного анализа в условиях, близких к условиям рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных для результатов численного анализа, хранящихся в базе 17 данных результатов анализа. Размер веса при взвешивании определяется коэффициентами. Соответственно, взвешивание выполняется, умножая числовые значения, полученные как результаты численного анализа, хранящиеся в базе 17 данных результатов анализа, на соответствующие определенные коэффициенты. Способ определения информации о значениях во время работы не ограничивается тем, что здесь раскрыто.
Анализатор 12 состояния производства выводит определенную информация о заданной физической величине на корреляционный анализатор 14.
Корреляционный анализатор 14 анализирует корреляцию между информацией о значениях во время работы, полученной от анализатора 12 состояния производства, и информацией об изделии, полученной от блока 13 сбора информации об изделии. В этом случае, как и в первом варианте осуществления, корреляционный анализатор 14 может дополнительно получить, если необходимо, данные, измеренные измерительным устройством 21, от блока 11 сбора рабочих данных или данные, измеренные измерительным устройством 21, установленным в производственной линии 20, и выполнить статистический анализ. Поскольку подробности процесса анализа корреляции, выполняемого корреляционным анализатором 14 могут быть такими же, как в первом варианте осуществления, их подробное описание здесь не приводится
На фиг. 4 представлена блок-схема, поясняющая пример процесса, выполняемого аналитической системой 40, показанной на фиг. 3. В начале процесса, показанного на фиг. 4, результаты неоднократно выполняемого численного анализа сохраняются заранее в базе 17 данных результатов анализа.
Последовательность выполнения операций, показанная на фиг. 4, отличается от последовательности выполнения операций, показанной на фиг. 2, описанной в первом варианте осуществления, причем здесь этап S2 заменяется этапом S12 и является общим в других отношениях.
Конкретно, в этом варианте осуществления анализатор 12 состояния производства определяет информацию о значениях во время операции со ссылкой на результаты численного анализа, хранящиеся в базе 17 данных результатов анализа, основываясь на рабочих данных, полученных блоком 11 сбора рабочих данных на этапе S1 (этап S12). Анализатор 12 состояния производства выводит определенную информация о заданной физической величине на корреляционный анализатор 14.
На этапе S4 корреляционный анализатор 14 выполняет статистический анализ. В этом варианте осуществления, конкретно, корреляционный анализатор 14 анализирует корреляцию между информацией о значениях во время операции, полученной от анализатора 12 состояния производства, и информацией об изделии, полученной от блока 13 сбора информации об изделии.
С помощью аналитической системы 40, соответствующей этому варианту осуществления, результаты численного анализа, выполняемого неоднократно, сохраняются заранее в базе 17 данных результатов анализа и когда выполняется процесс корреляционного анализа, численный анализ, описанный в первом варианте осуществления, не выполняется, а вместо него определяется информация о заданной физической величине со ссылкой на результаты численного анализа, хранящиеся в базе 17 данных результатов анализа. В целом, численный анализ требуют времени для вычисления. Однако, согласно этому варианту осуществления, заранее сохраняя результаты численного анализа в базе 17 данных результатов анализа и выполняя корреляционный анализ со ссылкой на базу 17 данных результатов анализа, корреляции могут быть проанализированы раньше.
Аналитическая система 40, соответствующая второму варианту осуществления, также применима к описанной выше отжиговой печи, конвертору, нагревательной печи, и устройствам формирования посредством механической обработки.
Аналитическая система 10, соответствующая упомянутым выше вариантам осуществления, также применима к техническому обслуживанию производственной линии 20. Например, аналитическая система 10 получает информацию о состоянии производственной линии 20 после начала работы (например, скорость вращения вращающихся деталей, нагрузка, принимаемая деталями, ток нагрузки и время работы) и выполняет статистический анализ на основе результатов численного анализа и информации о состоянии производственной линии 20 после начала работы. Статистический анализ может использоваться для идентификации, например, рабочей характеристики, которая влияет на ухудшение производственной линии 20. В зависимости от результатов статистического анализа, производственная линия 20 можно управляться при условиях, которые менее вероятны для ухудшения производственной линии 20.
Хотя существующее раскрытие было описано выше со ссылкой на чертежи и примеры, следует заметить, что специалист в данной области техники легко может внести различные вариации и модификации, основываясь на существующем раскрытии. Соответственно, следует заметить, что эти вариации и модификации также находятся в рамках настоящего раскрытия. Например, функции, содержащиеся в каждом средстве, этапе и т.п. могут быть реорганизованы так, чтобы не противоречить друг другу логически, и многочисленные средства, этапы и т.п. могут быть объединены вместе или разделены.
Перечень ссылочных позиций
| 10 | Аналитическая система |
| 11 | Блок сбора рабочих данных |
| 12 | Анализатор состояния производства |
| 13 | Блок сбора информации об изделии |
| 14 | Корреляционный анализатор |
| 15 | Запоминающее устройство результатов анализа |
| 16 | Устройство вывода результатов анализа |
| 17 | База данных результатов анализа |
| 20 | Производственная линия |
| 21 | Измерительное устройство |
| 30 | Контроллер рабочих условий |
1. Аналитическая система для анализа состояния производственной линии и состояния изделия, изготовленного на производственной линии, содержащая:
блок сбора рабочих данных, выполненный с возможностью сбора рабочих данных, содержащих рабочее состояние производственной линии;
блок сбора информации об изделии, выполненный с возможностью сбора данных о состоянии изделия, изготовленного на производственной линии, и вывода состояния изделия в качестве информации об изделии;
анализатор состояния производства, выполненный с возможностью получения заданной физической величины изделия на основе рабочих данных, собранных блоком сбора рабочих данных, и вывода заданной физической величины в качестве информации о физической величине; и
корреляционный анализатор, выполненный с возможностью выполнения анализа корреляции между информацией о физической величине и информацией об изделии.
2. Аналитическая система по п. 1, в которой анализатор состояния производства выполнен с возможностью выполнения численного анализа заданной физической величины с использованием физической модели, основанной на рабочих данных, собранных блоком сбора рабочих данных, и вывода результат выполненного численного анализа в качестве информации о физической величине.
3. Аналитическая система по п. 1, дополнительно содержащая:
базу данных результатов анализа, выполненную с возможностью хранения результата численного анализа заданной физической величины, выполненного заранее с использованием физической модели, основанной на рабочих данных производственной линии,
при этом анализатор состояния производства выполнен с возможностью определения информации о физической величине с использованием результата численного анализа, хранящегося в базе данных результатов анализа, на основе рабочих данных, собранных блоком сбора рабочих данных, и вывода информации об определенной физической величине.
4. Аналитическая система по п. 3, в которой анализатор состояния производства выполнен с возможностью выполнения взвешенного вычисления на каждом из множества результатов численного анализа, хранящихся в базе данных результатов анализа, на основе рабочих данных, собранных блоком сбора рабочих данных, для определения информации о физической величине.
5. Аналитическая система по любому из пп. 1-4, дополнительно содержащая запоминающее устройство результатов анализа, выполненное с возможностью хранения результата анализа корреляции, выполненного корреляционным анализатором.
6. Аналитическая система по любому из пп. 1-5, в которой информация об изделии содержит информацию о качестве изделия.
7. Аналитическая система по любому из пп. 1-6, в которой анализатор состояния производства и корреляционный анализатор смонтированы на различных независимых устройствах.
8. Аналитическая система по любому из пп. 1-6, в которой анализатор состояния производства и корреляционный анализатор смонтированы в едином устройстве.
9. Способ анализа состояния производственной линии и состояния изделия, изготовленного на производственной линии, выполняемый аналитической системой, причем способ содержит этапы, на которых:
собирают рабочие данные, содержащие рабочее состояние производственной линии;
получают состояние изделия, изготовленного на производственной линии;
выводят состояние изделия в качестве информации об изделии;
получают заданную физическую величину изделия на основе собранных рабочих данных;
выводят заданную физическую величину в качестве информации о физической величине; и
выполняют корреляционный анализ между информацией о физической величине и информацией об изделии.
