特許 7496609 センサシステム、子タグ及び情報処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-30

(45)【発行日】2024-06-07

(54)【発明の名称】センサシステム、子タグ及び情報処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20240531BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020147728

(22)【出願日】2020-09-02

(65)【公開番号】P2022042332

(43)【公開日】2022-03-14

【審査請求日】2023-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】512319232

【氏名又は名称】株式会社ＫＭＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】簾内 長仁

(72)【発明者】

【氏名】高瀬 篤彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 声喜

【審査官】石田 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０６１６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０４３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１８５２０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２６８７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３３３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６１７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１０１８８６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／３３４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－７０６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／４１２６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第６９５３６９０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０１７－９１３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７１００９６６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第７４０９３６１（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第６９５０８５６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２０２０－１０４２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０３２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６９４８０２５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特許第６２２７６０３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実公昭６１－１３２４２（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、前記特徴点は前記対象機が運転中に特定の動きをした時点の振動又は加速度に相当し、
３個の連続する特徴点を検出すると、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、前記隣り合う特徴点同士のインターバル時間は、連続する２個の特徴点同士の時間間隔の長さであり、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、ここで、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、閾値以上であるとき、非自動運転モードであると判断し、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、前記閾値未満であるとき、自動運転モードであると判断し、前記差分が前記閾値未満となる隣り合う２個の前記インターバル時間のうち１個目のインターバル時間を基準インターバル時間とし、
直前に検出した特徴点から前記基準インターバル時間が経過した時点に、特徴点を検出せず、前記非自動運転モードのインターバル時間より長い時間である所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない場合は、停止モードに変化したと判断し、
直前に検出した３個目の特徴点を新たな１個目の特徴点として３個の連続する特徴点を検出し続け、３個の連続する特徴点を検出する度に、隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し続け、
前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、ここで、
最初に検出した特徴点が、前記停止モードから前記非自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記基準インターバル時間の始点である特徴点が、前記非自動運転モードから前記自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記直前に検出した特徴点に前記基準インターバル時間を加算した時点が、前記自動運転モードから前記停止モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記変化点を判断したタイミングで、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記対象機の稼働率を算出する算出部を有する情報処理装置と、
を具備するセンサシステム。

【請求項2】

請求項１に記載のセンサシステムであって、
前記非自動運転モードは、段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む
センサシステム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のセンサシステムであって、
前記算出部は、前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記動作モードの継続時間を算出し、前記継続時間に基づき前記対象機の稼働率を算出する
センサシステム。

【請求項4】

請求項３に記載のセンサシステムであって、
前記算出部は、
前記非自動運転モード及び前記非自動運転モードに変化した変化点の時刻と、前記自動運転モード及び前記自動運転モードに変化した変化点の時刻とに基づき、非自動運転モードの継続時間を算出し、
前記自動運転モード及び前記自動運転モードに変化した変化点の時刻と、前記停止モード及び前記停止モードに変化した変化点の時刻とに基づき、前記自動運転モードの継続時間を算出し、
前記非自動運転モードの継続時間を分子とし、単位時間を分母として、前記非自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記自動運転モードの継続時間を分子とし、前記単位時間を分母として、前記自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記停止モードの継続時間を分子とし、前記単位時間を分母として、前記停止モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記自動運転モードの継続時間の前記単位時間に対する割合、又は、前記自動運転モードの継続時間及び前記非自動運転モードの継続時間の前記単位時間に対する割合を、前記稼働率として算出する
センサシステム。

【請求項5】

請求項１乃至４の何れか一項に記載のセンサシステムであって、
前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点を受信し、前記情報処理装置に転送する親タグ
をさらに具備するセンサシステム。

【請求項6】

請求項５に記載のセンサシステムであって、
前記親タグに、複数の前記子タグが接続可能であり、
前記算出部は、前記複数の子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき、複数の前記対象機の前記稼働率をそれぞれ算出する
センサシステム。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載のセンサシステムであって、
前記対象機は成形機、プレス機又はダイカスト機である
センサシステム。

【請求項8】

対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、前記特徴点は前記対象機が運転中に特定の動きをした時点の振動又は加速度に相当し、
３個の連続する特徴点を検出すると、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、前記隣り合う特徴点同士のインターバル時間は、連続する２個の特徴点同士の時間間隔の長さであり、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、ここで、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、閾値以上であるとき、非自動運転モードであると判断し、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、前記閾値未満であるとき、自動運転モードであると判断し、前記差分が前記閾値未満となる隣り合う２個の前記インターバル時間のうち１個目のインターバル時間を基準インターバル時間とし、
直前に検出した特徴点から前記基準インターバル時間が経過した時点に、特徴点を検出せず、前記非自動運転モードのインターバル時間より長い時間である所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない場合は、停止モードに変化したと判断し、
直前に検出した３個目の特徴点を新たな１個目の特徴点として３個の連続する特徴点を検出し続け、３個の連続する特徴点を検出する度に、隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し続け、
前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、ここで、
最初に検出した特徴点が、前記停止モードから前記非自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記基準インターバル時間の始点である特徴点が、前記非自動運転モードから前記自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記直前に検出した特徴点に前記基準インターバル時間を加算した時点が、前記自動運転モードから前記停止モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記変化点を判断したタイミングで、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を具備する子タグ。

【請求項9】

情報処理装置の制御回路を、
対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、前記特徴点は前記対象機が運転中に特定の動きをした時点の振動又は加速度に相当し、
３個の連続する特徴点を検出すると、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、前記隣り合う特徴点同士のインターバル時間は、連続する２個の特徴点同士の時間間隔の長さであり、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、ここで、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、閾値以上であるとき、非自動運転モードであると判断し、
隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分が、前記閾値未満であるとき、自動運転モードであると判断し、前記差分が前記閾値未満となる隣り合う２個の前記インターバル時間のうち１個目のインターバル時間を基準インターバル時間とし、
直前に検出した特徴点から前記基準インターバル時間が経過した時点に、特徴点を検出せず、前記非自動運転モードのインターバル時間より長い時間である所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない場合は、停止モードに変化したと判断し、
直前に検出した３個目の特徴点を新たな１個目の特徴点として３個の連続する特徴点を検出し続け、３個の連続する特徴点を検出する度に、隣り合う２個の前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し続け、
前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、ここで、
最初に検出した特徴点が、前記停止モードから前記非自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記基準インターバル時間の始点である特徴点が、前記非自動運転モードから前記自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記直前に検出した特徴点に前記基準インターバル時間を加算した時点が、前記自動運転モードから前記停止モードに変化した時点を示す変化点であると判断し、
前記変化点を判断したタイミングで、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を有する子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記対象機の稼働率を算出し、ここで、
前記非自動運転モード及び前記非自動運転モードに変化した変化点の時刻と、前記自動運転モード及び前記自動運転モードに変化した変化点の時刻とに基づき、非自動運転モードの継続時間を算出し、
前記自動運転モード及び前記自動運転モードに変化した変化点の時刻と、前記停止モード及び前記停止モードに変化した変化点の時刻とに基づき、前記自動運転モードの継続時間を算出し、
前記非自動運転モードの継続時間を分子とし、単位時間を分母として、前記非自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記自動運転モードの継続時間を分子とし、前記単位時間を分母として、前記自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記停止モードの継続時間を分子とし、前記単位時間を分母として、前記停止モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出し、
前記自動運転モードの継続時間の前記単位時間に対する割合、又は、前記自動運転モードの継続時間及び前記非自動運転モードの継続時間の前記単位時間に対する割合を、前記稼働率として算出する
算出部
として動作させる情報処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形機、プレス機又はダイカスト機等の対象機の稼働状況を算出することが可能なセンサシステムと、センサシステムに含まれる子タグ及び情報処理プログラムと、に関する。

【背景技術】

【0002】

製造工場の生産性向上のため、工場内の機械の稼働時間を把握することは重要である。工場内の機械の稼働率は、生産性向上の指標となり、また、注文を受注する際の判断基準になる。このため、多くの企業は、工場内の機械の稼働率を管理している。

【0003】

稼働率の算出方法は、作業日報等に書かれた製造時間から表計算ソフト等で集計し、稼働率を算出するのが一般的である。この方法は、多大な工数を必要とし、紙資料からの転記ミスや集計ミス等が生じる可能性があり、自動集計の要望が高い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－４６２９３号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】東海ソフト株式会社、"稼働監視WebシステムFlex Signal 5"、［online］、［例話２年８月２７日検索］、インターネット〈URL： https://www.tokai-soft.co.jp/business/bu_13/fs/index.html〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

自動集計を実現するため、動作カウンターの設置、機械の制御盤からのデータ取得、信号灯からの稼働／非稼働データの取得等、様々な機械の稼働状況を自動的に把握する取り組みがなされている（非特許文献１）。一方、製造工場には様々な機械がある。このため、全ての機械の稼働率を把握するには、稼働率を把握する装置も多種多様になり、設置工事等も含めると非常に高価である。また、古い機械の稼働率を取得するには、古い機械自体を改造する等の費用も掛かる。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡単な設備で、費用を抑えて、工場内の様々な機械の稼働率を算出するためのセンサシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一形態に係るセンサシステムは、
対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、隣り合う前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を有する子タグと、
前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記対象機の稼働率を算出する算出部を有する情報処理装置と、
を具備する。

【0009】

本実施形態によれば、子タグは、センサが検出した対象機の振動又は加速度により動作モードを判断する。このため、簡単な設備（センサ）で、費用を抑えて、対象機の動作モードを判断し、対象機の稼働率を算出することができる。このため、子タグを、対象機に取り付け可能な小型サイズ及び軽さとすることができる。

【0010】

前記判断部は、前記動作モードとして、
隣り合うインターバル時間同士の差分が、閾値以上であるとき、非自動運転モードであると判断し、
隣り合うインターバル時間同士の差分が、前記閾値未満であるとき、自動運転モードであると判断し、
インターバル時間の長さが、所定長さ以上であるとき、停止モードであると判断する。

【0011】

このように、振動又は加速度の特徴点のインターバル時間に基づき動作モードを判断することで、周期的に自動運転することが想定される対象機の動作モードを正確に判断することを図れる。

【0012】

前記非自動運転モードは、段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む。

【0013】

このように、段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む非自動運転モードを、自動運転モードとは区別して判断することにより、対象機の稼働率を正確に算出することを図れる。

【0014】

前記判断部は、前記変化点を判断したタイミングで、前記動作モード及び前記変化点を出力する。

【0015】

このように、子タグは、常に動作モードを出力するのではなく、変化点を判断したタイミングのみ、動作モード及び変化点を出力する。これにより、子タグが動作モード及び変化点を出力する回数が最小で済む。

【0016】

前記算出部は、前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記動作モードの継続時間を算出し、前記継続時間に基づき前記対象機の稼働率を算出する。

【0017】

このように、変化点から変化点までの時間を算出することで、動作モードの継続時間を算出する。これにより、対象機の動作を常にモニタする必要が無いため、低負荷かつ正確に、対象機の動作モードの継続時間を算出することができる。

【0018】

前記算出部は、前記自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を、前記稼働率として算出する。

【0019】

これにより、自動運転モードの継続時間の割合を稼働率として算出することで、対象機の稼働率を正確に算出することを図れる。

【0020】

前記子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点を受信し、前記情報処理装置に転送する親タグ。

【0021】

親タグが子タグと情報処理装置との間にあることで、親タグは、子タグから受信した動作モード及び変化点を、必要に応じて記憶し、情報処理装置に転送することができる。

【0022】

前記親タグに、複数の前記子タグが接続可能であり、
前記算出部は、前記複数の子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき、複数の前記対象機の前記稼働率をそれぞれ算出する。

【0023】

複数の対象機に子タグを取り付ければ、１個の親タグが複数の子タグからの通信を情報処理装置へ送るため、多数の対象機のそれぞれに高価な装置を導入する等が不要となり、簡便かつ安価にセンサシステムを導入できる。

【0024】

前記対象機は成形機、プレス機又はダイカスト機である。

【0025】

このため、周期的に自動運転することが想定される対象機（成形機、プレス機又はダイカスト機）の動作モードを正確に判断することを図れる。

【0026】

本発明の一形態に係る子タグは、
対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、隣り合う前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を具備する。

【0027】

本発明の一形態に係る情報処理プログラムは、
情報処理装置の制御回路を、
対象機の振動又は加速度を検出可能なセンサと、
無線通信インターフェースと、
前記振動又は加速度の特徴点を検出し、隣り合う前記特徴点同士のインターバル時間を算出し、隣り合う前記インターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、前記動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、前記動作モード及び前記変化点を前記無線通信インターフェースを介して出力する判断部と、
を有する子タグが出力した前記動作モード及び前記変化点に基づき前記対象機の稼働率を算出する算出部
として動作させる。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、簡単な設備で、費用を抑えて、工場内の様々な機械の稼働率を算出することを図れる。

【0029】

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本発明中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態に係るセンサシステムの概要を示す。

【図2】センサシステムの機能的構成を示す。

【図3】子タグの動作フローを示す。

【図4】振動又は加速度の波形を模式的に示す。

【図5】情報処理装置の動作フローを示す。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0032】

１．センサシステムの概要

【0033】

図１は、本発明の一実施形態に係るセンサシステムの概要を示す。

【0034】

センサシステム１は、複数の子タグ１０と、１個の親タグ２０と、情報処理装置３０とを有する。

【0035】

複数（例えば、数十個）の子タグ１０は、典型的には、同じサイト（製造工場等）に設置された複数（例えば、数十個）の対象機４０にそれぞれ設置される。対象機４０は、運転時に振動する機械であり、例えば、成形機、プレス機又はダイカスト機である。子タグ１０は、センサ１１（図２）を内蔵し、対象機４０の運転時の振動又は加速度を検出可能である。センサ１１は、対象機４０の可動側金型に取り付けられる。センサ１１は、振動センサ及び／又は加速度センサである。子タグ１０は、対象機４０の可動側金型に取り付け（例えば、対象機４０に接着した取り付け治具に嵌める）可能な小型サイズ及び軽さでよい。子タグ１０は、バッテリ（図示せず）を内蔵する。複数の子タグ１０は、それぞれ、親タグ２０と無線通信可能に接続される。無線通信は、例えば、無線ＬＡＮを介したネットワーク通信でよい。

【0036】

親タグ２０は、複数の子タグ１０と例えばネットワークＮを介して無線通信可能に接続され、さらに、情報処理装置３０と例えばＵＳＢを介して通信可能に接続される。親タグ２０は、複数の子タグ１０から受信したデータを情報処理装置３０に転送する。親タグ２０は、ＵＳＢフラッシュドライブの形状及びサイズでよい。

【0037】

情報処理装置３０は、複数の子タグ１０が出力したデータを、親タグ２０から受信する。情報処理装置３０は、複数の子タグ１０が出力したデータに基づき、複数の子タグ１０がそれぞれ設置された複数の対象機４０の稼働率を算出する。情報処理装置３０は、汎用のパーソナルコンピュータ又は専用のコンピュータである。情報処理装置３０が汎用のパーソナルコンピュータである場合、本実施形態のセンサシステムを実現する情報処理プログラムを、可搬型の非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録した上で、又は、インターネット等を介してダウンロードした上で、汎用のパーソナルコンピュータにインストールすればよい。情報処理装置３０が専用のコンピュータである場合、本実施形態のセンサシステムを実現する情報処理プログラムをインストールした専用のコンピュータ（据え置き型、モバイル型等）を出荷すればよい。

【0038】

２．センサシステムの機能的構成

【0039】

図２は、センサシステムの機能的構成を示す。

【0040】

以下、特記しない限り、単数の子タグ１０を説明する。子タグ１０は、センサ１１と、制御回路１２と、無線通信インターフェース１３とを有する。制御回路１２において、ＣＰＵは、ＲＯＭに記録された情報処理プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、判断部１００として動作する。

【0041】

親タグ２０は、子タグ１０から無線通信により受信したデータを、必要に応じて（情報処理装置３０の電源がオフの場合等）不揮発的に記憶し、ＵＳＢ通信により情報処理装置３０に転送するためのハードウェア及びソフトウェア（不図示）を有する。

【0042】

情報処理装置３０は、ＵＳＢインターフェース３１と、制御回路３２と、出力装置３３（ディスプレイ、スピーカ等）と、ＨＤＤやＳＳＤ等の大容量の不揮発性の記憶装置３４とを有する。制御回路３２において、ＣＰＵは、ＲＯＭに記録された情報処理プログラムをＲＡＭにロードして実行することにより、算出部３００として動作する。記憶装置３４は、子タグテーブル３１０を記憶する。

【0043】

子タグテーブル３１０は、子タグＩＤ３１１と、対象機ＩＤ３１２とを互いに関連付けて記憶する。子タグＩＤ３１１は、情報処理装置３０に接続された親タグ２０と通信可能に接続された複数の子タグ１０のそれぞれを識別する。対象機ＩＤ３１２は、この子タグ１０が取り付けられた対象機４０を識別する。

【0044】

３．子タグの動作フロー

【0045】

図３は、子タグの動作フローを示す。

【0046】

前提として、子タグ１０が常時実行している処理を説明する。センサ１１は、子タグ１０が取り付けられた対象機４０の振動又は加速度を常時検出し、検出信号を出力する。センサ１１からの検出信号は、増幅器及びＡ／Ｄ変換器（図示せず）等を介して制御回路１２に入力される。前提として、対象機４０は停止モード（無振動又は加速度）である（ステップＳ１０１）。

【0047】

図４は、振動又は加速度の波形を模式的に示す。

【0048】

制御回路１２の判断部１００は、振動又は加速度（波形）の特徴点を検出する（ステップＳ１０１）。特徴点は、典型的には、振動又は加速度の値が所定値より大きい立ち上がり点である。具体的には、特徴点は、対象機４０が運転中に特定の動きをした時点の振動又は加速度に相当する。例えば、特徴点は、対象機４０が成型機の場合には型開限の時点又は型開の開始時点に相当し、対象機４０がプレス機の場合には下死点到達時点又は上死点到達時点に相当する。判断部１００が所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない場合は、対象機４０の動作モードが停止モードであることを意味する。

【0049】

一方、判断部１００が振動又は加速度の特徴点ｔ０を検出した場合は、停止モードであった対象機４０が運転を開始したことを意味する。この場合、判断部１００は、対象機４０の動作モードが、自動運転モードであるか、非自動運転モード（段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む）であるか、を判断する。

【0050】

対象機４０が運転している場合、判断部１００は、運転中は何度も振動又は加速度の特徴点を検出する。本例では、判断部１００は、特徴点ｔ０、ｔ１、ｔ２…を順に検出する。判断部１００は、３個の連続する特徴点ｔ０_１、ｔ１_１、ｔ２_１を検出すると（ステップＳ１０２）、隣り合う特徴点同士のインターバル時間を算出する。「隣り合う特徴点同士のインターバル時間」は、連続する２個の特徴点同士の時間間隔の長さを意味する。本例では、判断部１００は、隣り合う特徴点ｔ０_１、ｔ１_１同士のインターバル時間（ｔ１_１－ｔ０_１）、隣り合う特徴点ｔ１_１、ｔ２_１同士のインターバル時間（ｔ２_１－ｔ１_１）を算出する。

【0051】

判断部１００は、隣り合うインターバル時間同士が略等しいか否かを判断する（ステップＳ１０３）。言い換えれば、判断部１００は、隣り合うインターバル時間同士が略等しいか（即ち、差分が閾値未満）、異なるか（即ち、差分が閾値以上）を判断する。この閾値は、対象機４０が正常に運転する上で許容されるバラツキ程度の小さな値である。隣り合うインターバル時間同士が略等しい（即ち、差分が閾値未満）とは（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、対象機４０の動作モードが自動運転モードである（対象機４０の運転が周期的である）ことを意味する。一方、隣り合うインターバル時間同士が異なる（即ち、差分が閾値以上）とは（ステップＳ１０３、ＮＯ）、対象機４０の動作モードが非自動運転モードである（対象機４０の運転が周期的でなく不規則）ことを意味する。本例では、（１）に示すように、隣り合うインターバル時間（ｔ１_１－ｔ０_１）、（ｔ２_１－ｔ１_１）同士の差分が閾値以上である（ステップＳ１０３、ＮＯ）。

【0052】

判断部１００は、最初に検出した特徴点ｔ０_１が、停止モードから非自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断する。判断部１００は、変化点を判断したタイミングで、判断した動作モード及び変化点と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、無線通信インターフェース１３を介して親タグ２０に送信する。具体的には、判断部１００は、動作モードを識別する識別子と、変化点の時点を示す時刻とを送信する。本例では、判断部１００は、「非自動運転モード」を示す識別子及び変化点ｔ０_１と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、無線通信インターフェース１３を介して親タグ２０に送信する（ステップＳ１０４）。親タグ２０は、「非自動運転モード」を示す識別子及び変化点ｔ０_１と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、子タグ１０から受信し、情報処理装置３０に転送する。

【0053】

その後も、判断部１００は、直前に検出した特徴点ｔ２_１を新たな特徴点ｔ０_２として、３個の連続する特徴点ｔ０、ｔ１、ｔ２を検出し続ける（ステップＳ１０２）。判断部１００は、隣り合うインターバル時間同士が略等しいか否かを判断し続ける（ステップＳ１０３）。隣り合うインターバル時間同士が異なる（即ち、差分が閾値以上）状態（ステップＳ１０３、ＮＯ）が継続すれば、対象機４０が非自動運転モードを継続していることを意味する（ステップＳ１０４）。

【0054】

一方、隣り合うインターバル時間同士が略等しい（即ち、差分が閾値未満）とは（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、対象機４０の動作モードが自動運転モードに変化したことを意味する。本例では、（２）に示すように、隣り合うインターバル時間（ｔ１_２－ｔ０_２）、（ｔ２_２－ｔ１_２）同士の差分が閾値未満である（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）。

【0055】

隣り合うインターバル時間同士が略等しい（即ち、差分が閾値未満）場合（自動運転モード）（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、判断部１００は、このインターバル時間（ｔ１_２－ｔ０_２）を、基準インターバル時間Δｔとする（ステップＳ１０５）。

【0056】

判断部１００は、特徴点ｔ０_２（インターバル時間（ｔ１_２－ｔ０_２）の始点）が、非自動モードから自動運転モードに変化した時点を示す変化点であると判断する（ステップＳ１０６）。判断部１００は、変化点を判断したタイミングで、「自動運転モード」を示す識別子及び変化点ｔ０_２と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、無線通信インターフェース１３を介して親タグ２０に送信する。親タグ２０は、「自動運転モード」を示す識別子及び変化点ｔ０_２と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、子タグ１０から受信し、情報処理装置３０に転送する。

【0057】

自動運転モード中、判断部１００は、（３）に示すように、直前に検出した特徴点ｔ３から基準インターバル時間Δｔが経過した時点に、特徴点を検出し続ける（ステップＳ１０７、ＹＥＳ）。言い換えれば、自動運転モード中、判断部１００は特徴点ｔ３を検出し続け、隣り合うインターバル時間同士が略等しい（基準インターバル時間Δｔと略等しい）状態が継続する（ステップＳ１０７、ＮＯ）。本例では、判断部１００は、（３）に示すように、特徴点ｔ３_１、ｔ３_２、ｔ３_３…を、基準インターバル時間Δｔ毎に検出する（ステップＳ１０７、ＹＥＳ）。言い換えれば、判断部１００は、隣り合うインターバル時間Δｔ３_１、Δｔ３_２同士の差分（Δｔ３_２－Δｔ３_１）が閾値未満、Δｔ３_２、Δｔ３_３同士の差分（Δｔ３_３－Δｔ３_２）が閾値未満であると判断する（ステップＳ１０７、ＹＥＳ）。このため、判断部１００は、特徴点ｔ３_１、ｔ３_２、ｔ３_３の時点では対象機４０が自動運転モードを継続していると判断する。

【0058】

一方、判断部１００が、直前に検出した特徴点ｔ３から基準インターバル時間Δｔが経過した時点に、特徴点を検出せず（ステップＳ１０７、ＮＯ）、所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない場合は、対象機４０の動作モードが停止モードに変化したことを意味する（ステップＳ１０１）。「所定の時間長さ」は、非自動運転モードのインターバル時間より十分長い時間である。本例では、判断部１００は、「特徴点ｔ３_３＋基準インターバル時間Δｔ」の時点ｔ３_４で、特徴点を検出しない上（図４の破線）、所定の時間長さ以上に亘って振動又は加速度の特徴点を検出しない。この場合は、対象機４０の動作モードが停止モードに変化したことを意味する（ステップＳ１０１）。判断部は、「特徴点ｔ３_３＋基準インターバル時間Δｔ」の時点ｔ３_４が、自動運転モードから停止モードに変化した時点を示す変化点であると判断する。判断部１００は、変化点を判断したタイミングで、「停止モード」を示す識別子及び変化点ｔ３_４と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、無線通信インターフェース１３を介して親タグ２０に送信する。親タグ２０は、「停止モード」を示す識別子及び変化点ｔ３_４と、子タグ１０を識別する子タグＩＤとを、子タグ１０から受信し、情報処理装置３０に転送する。

【0059】

４．情報処理装置の動作フロー

【0060】

図５は、情報処理装置の動作フローを示す。

【0061】

情報処理装置３０の算出部３００は、子タグ１０が出力した、動作モード（停止モード、非自動運転モード、自動運転モード）、変化点及び子タグＩＤを、ＵＳＢインターフェース３１を介して親タグ２０から受信する（ステップＳ３０１）。本例では、算出部３００は、非自動運転モード及び変化点ｔ０の時刻（非自動運転モードに変化した時刻）と、自動運転モード及び変化点ｔ２の時刻（自動運転モードに変化した時刻）と、停止モード及び変化点ｔ７の時刻（停止モードに変化した時刻）とを受信する。

【0062】

算出部３００は、受信した子タグＩＤ３１１に関連付けて子タグテーブル３１０に登録された対象機ＩＤ３１２により識別される対象機４０の稼働率を算出する。具体的には、算出部３００は、受信した動作モード及び変化点に基づき動作モードの継続時間を算出する（ステップＳ３０２）。本例では、算出部３００は、非自動運転モード及び変化点ｔ０_１の時刻と、自動運転モード及び変化点ｔ０_２の時刻とに基づき、非自動運転モードの継続時間（ｔ０_２－ｔ０_１）を算出する。算出部３００は、自動運転モード及び変化点ｔ０_２の時刻と、停止モード及び変化点ｔ７の時刻とに基づき、自動運転モードの継続時間（ｔ３_４－ｔ０_２）を算出する。

【0063】

算出部３００は、動作モード毎に算出した継続時間に基づき、動作モード毎の継続時間の単位時間に対する割合を算出する（ステップＳ３０３）。「単位時間」は、２４時間又は８時間等であり、対象機４０毎又はサイト（製造工場等）毎に予め設定されている。本例では、算出部３００は、非自動運転モードの継続時間（ｔ０_２－ｔ０_１）を分子とし、単位時間を分母として、非自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出することができる。また、算出部３００は、自動運転モードの継続時間（ｔ３_４－ｔ０_２）を分子とし、単位時間を分母として、自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出する。さらに、算出部３００は、停止モードの継続時間（ｔｘ－ｔ３_４）（ｔｘは次に非自動運転モード又は自動運転モードになった時の変化点。不図示）を分子とし、単位時間を分母として、停止モードの継続時間の単位時間に対する割合を算出する。「自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合」が、対象機４０の稼働率である。これに代えて、算出部３００は、「自動運転モードの継続時間及び非自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合」が、対象機４０の稼働率として算出してもよい（ニーズに応じて設定を可変でよい）。

【0064】

算出部は、自動運転モードの単位時間に対する割合（稼働率）と、非自動運転モードの単位時間に対する割合と、停止モードの単位時間に対する割合とを、記憶装置３４にログ３２０として記憶し、出力装置３３に出力（ディスプレイに表示）する（ステップＳ３０４）。

【0065】

５．結語

【0066】

本実施形態によれば、子タグ１０は、対象機４０の振動又は加速度を検出可能なセンサ１１と、無線通信インターフェース１３と、振動又は加速度の特徴点を検出し、隣り合う特徴点同士のインターバル時間を算出し、隣り合うインターバル時間同士の差分に基づき動作モードを判断し、動作モードが変化した時点を示す変化点を判断し、動作モード及び変化点を無線通信インターフェース１３を介して出力する判断部１００と、を有する。情報処理装置３０は、子タグ１０が出力した動作モード及び変化点に基づき対象機４０の稼働率を算出する算出部３００を有する。

【0067】

本実施形態によれば、子タグ１０は、センサ１１が検出した対象機４０の振動又は加速度により動作モードを判断する。このため、典型的な技術（動作カウンターの設置、機械の制御盤からのデータ取得、信号灯からの稼働／非稼働データの取得等）よりもはるかに簡単な設備（センサ１１）で、費用を抑えて、対象機４０の動作モードを判断し、対象機４０の稼働率を算出することができる。また、対象機４０に設置する子タグ１０は、センサ１１、無線通信インターフェース１３及び判断部１００を有すれば足りる。このため、子タグ１０を、対象機４０に取り付け可能な小型サイズ及び軽さとすることができる。例えば、古い対象機４０の稼働率を取得したい場合には、古い対象機４０に子タグ１０を取り付ければよいため、古い機械自体を改造する等が不要となり、簡便かつ安価にセンサシステム１を導入できる。

【0068】

判断部１００は、動作モードとして、隣り合うインターバル時間同士の差分が、閾値以上であるとき、非自動運転モードであると判断し、隣り合うインターバル時間同士の差分が、閾値未満であるとき、自動運転モードであると判断し、インターバル時間の長さが、所定長さ以上であるとき、停止モードであると判断する。

【0069】

このように、振動又は加速度の特徴点のインターバル時間に基づき動作モードを判断することで、周期的に自動運転することが想定される対象機４０の動作モードを正確に判断することを図れる。

【0070】

非自動運転モードは、段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む。

【0071】

このように、段取りモード、試作モード及びアイドリングモードを含む非自動運転モードを、自動運転モードとは区別して判断することにより、対象機４０の稼働率を正確に算出することを図れる。

【0072】

判断部１００は、変化点を判断したタイミングで、動作モード及び変化点を出力する。

【0073】

このように、子タグ１０は、常に動作モードを出力するのではなく、変化点を判断したタイミングのみ、動作モード及び変化点を出力する。これにより、無線通信されるデータ量が減るため、多数の対象機４０及び子タグ１０が設置された工場内で、データ通信のためのパケットが大量に飛び交って混信が多発し、通信の信頼性が損なわれる可能性を減らすことができる。また、子タグ１０が動作モード及び変化点を出力する回数が最小で済むため、子タグ１０の内蔵バッテリの消耗を抑えられる。

【0074】

算出部３００は、子タグ１０が出力した動作モード及び変化点に基づき動作モードの継続時間を算出し、継続時間に基づき対象機４０の稼働率を算出する。

【0075】

このように、変化点から変化点までの時間を算出することで、動作モードの継続時間を算出する。これにより、対象機４０の動作を常にモニタする必要が無いため、低負荷かつ正確に、対象機４０の動作モードの継続時間を算出することができる。

【0076】

算出部３００は、自動運転モードの継続時間の単位時間に対する割合を、稼働率として算出する。

【0077】

これにより、自動運転モードの継続時間の割合を稼働率として算出することで、対象機４０の稼働率を正確に算出することを図れる。

【0078】

親タグ２０は、子タグ１０が出力した動作モード及び変化点を受信し、情報処理装置３０に転送する。

【0079】

親タグ２０が子タグ１０と情報処理装置３０との間にあることで、親タグ２０は、子タグ１０から受信した動作モード及び変化点を、必要に応じて（情報処理装置３０の電源がオフの場合等）記憶し、情報処理装置３０に転送することができる。

【0080】

親タグ２０に、複数の子タグ１０が接続可能であり、
算出部３００は、複数の子タグ１０が出力した動作モード及び変化点に基づき、複数の対象機４０の稼働率をそれぞれ算出する。

【0081】

複数の子タグ１０は、典型的には、同じサイト（製造工場等）に設置された複数の対象機４０にそれぞれ設置される。１個の親タグ２０が複数の子タグ１０から情報処理装置３０への通信を転送する。このため、多数の対象機４０の稼働率を取得したい場合には、多数の対象機４０に子タグ１０を取り付ければ、１個の親タグ２０が複数の子タグ１０からの通信を情報処理装置３０へ送るため、多数の対象機４０のそれぞれに高価な装置を導入する等が不要となり、簡便かつ安価にセンサシステム１を導入できる。

【0082】

対象機４０は成形機、プレス機又はダイカスト機である。

【0083】

成形機、プレス機又はダイカスト機は、周期的に自動運転することが想定される。このため、周期的に自動運転することが想定される対象機４０（成形機、プレス機又はダイカスト機）の動作モードを正確に判断することを図れる。

【0084】

本技術の各実施形態及び各変形例について上に説明したが、本技術は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

【符号の説明】

【0085】

１ センサシステム
１０ 子タグ
１１ センサ
１２ 制御回路
１３ 無線通信インターフェース
２０ 親タグ
３０ 情報処理装置
３１ ＵＳＢインターフェース
３２ 制御回路
３３ 出力装置
３４ 記憶装置
４０ 対象機
１００ 判断部
３００ 算出部
３１０ 子タグテーブル
３２０ ログ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】