本公開的實(shí)施方式涉及產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)以及產(chǎn)品質(zhì)量管理方法。

背景技術(shù)：

在專利文獻(xiàn)1中，公開了如下技術(shù)：在產(chǎn)品中檢測出了瑕疵品的情況下，通過比較處理瑕疵品時(shí)的觀測值和處理優(yōu)良品時(shí)的觀測值，判斷是否發(fā)生了可能成為瑕疵的原因的生產(chǎn)設(shè)備的工作異常。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利文獻(xiàn)第6233061號(hào)公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

然而，在上述的以往的技術(shù)中，僅是判斷優(yōu)良品和瑕疵品的區(qū)別、以及基于此的生產(chǎn)設(shè)備的工作異常的發(fā)生，并沒有進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量管理以使得盡量不生產(chǎn)這樣的瑕疵品的功能。

本發(fā)明是鑒于上述的問題而做出的，其目的在于，提供一種能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量的管理功能的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)以及產(chǎn)品質(zhì)量管理方法。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，應(yīng)用一種產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括：制造設(shè)備，在預(yù)定的被動(dòng)參數(shù)條件下，基于預(yù)定的主動(dòng)參數(shù)而被控制，由此制造處于預(yù)定的結(jié)果參數(shù)的狀態(tài)的產(chǎn)品；估計(jì)部，估計(jì)所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容，所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容是控制所述制造設(shè)備以在所述被動(dòng)參數(shù)處于特定內(nèi)容的條件下制造所述結(jié)果參數(shù)處于作為目標(biāo)的內(nèi)容的狀態(tài)的產(chǎn)品所需的內(nèi)容；以及控制部，基于所述估計(jì)部估計(jì)出的所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容來控制所述制造設(shè)備。

另外，根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，應(yīng)用一種產(chǎn)品質(zhì)量管理方法，所述產(chǎn)品質(zhì)量管理方法是使用制造設(shè)備時(shí)的方法，所述制造設(shè)備在預(yù)定的被動(dòng)參數(shù)條件下，基于預(yù)定的主動(dòng)參數(shù)而被控制，由此制造處于預(yù)定的結(jié)果參數(shù)的狀態(tài)的產(chǎn)品，該方法包括：估計(jì)所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容，所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容是控制所述制造設(shè)備以在所述被動(dòng)參數(shù)處于特定內(nèi)容的條件下制造所述結(jié)果參數(shù)處于作為目標(biāo)的內(nèi)容的狀態(tài)的產(chǎn)品所需的內(nèi)容；以及基于估計(jì)出的所述主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容來控制所述制造設(shè)備。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量的管理功能。

附圖說明

圖1是示出產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的示意性的模塊結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是示出圖像數(shù)據(jù)記錄部的示意性的模塊結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是示意性地示出在通常的制造設(shè)備中與產(chǎn)品制造有關(guān)的參數(shù)的種類以及它們之間關(guān)系的圖。

圖4是示出當(dāng)在控制參數(shù)估計(jì)部中使用深度學(xué)習(xí)時(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖5是示出使控制參數(shù)估計(jì)部學(xué)習(xí)的估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集的一個(gè)例子的圖。

圖6是示出重疊顯示標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和批量圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。

圖7是示出差分圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)例子的圖。

圖8是示出在標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和批量圖像數(shù)據(jù)中提取差分圖像數(shù)據(jù)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和批量圖像數(shù)據(jù)的組合的一個(gè)例子的圖。

圖9是示出輸出控制參數(shù)指令的上限值和下限值兩者時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖10是示出輸出最優(yōu)控制參數(shù)指令時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖11是示出在執(zhí)行單一種類的大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖12是示出進(jìn)行多種類生產(chǎn)時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖13是示出能夠操作環(huán)境參數(shù)且執(zhí)行多種類生產(chǎn)時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖14是示出在提取前后批次的差分圖像數(shù)據(jù)時(shí)的批量圖像數(shù)據(jù)的組合的一個(gè)例子的圖。

圖15是示出在基于數(shù)學(xué)模型執(zhí)行產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)下的反饋回路時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖16是示出在基于深度學(xué)習(xí)執(zhí)行視覺數(shù)據(jù)下的反饋回路時(shí)的控制參數(shù)估計(jì)部的簡要模型結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說明一個(gè)實(shí)施方式。

＜1：產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的整體構(gòu)成＞

參照?qǐng)D1，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的整體構(gòu)成的一個(gè)例子進(jìn)行說明。

圖1示出產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)的簡要的模塊結(jié)構(gòu)。此外，在本實(shí)施方式的例子中，作為適用于將卷繞線纏繞在線軸上制造線圈的制造設(shè)備時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)來進(jìn)行說明。如圖1所示，產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)100包括：制造設(shè)備1、設(shè)備狀態(tài)傳感器2、環(huán)境傳感器3、材料參數(shù)數(shù)據(jù)輸入部4、相機(jī)5、圖像數(shù)據(jù)記錄部6、產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部7、控制裝置8。

制造設(shè)備1是由并沒有特別圖示的預(yù)定的動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)、并通過對(duì)被供應(yīng)的材料11進(jìn)行預(yù)定的加工處理來制造具有預(yù)定的規(guī)格和品質(zhì)的產(chǎn)品12的機(jī)械設(shè)備。在該例子中，通過對(duì)作為材料11而供應(yīng)的線軸11a纏繞同樣作為材料11而供應(yīng)的卷繞線11b來制造作為產(chǎn)品12的線圈12a的線圈卷繞裝置。

設(shè)備狀態(tài)傳感器2(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)設(shè)置于上述制造設(shè)備1，是檢測能夠?qū)υ撝圃煸O(shè)備1所制造的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的該制造設(shè)備1的狀態(tài)的傳感器。例如，是如下光傳感器等，該光傳感器檢測制造設(shè)備1的運(yùn)行過程中與材料11等接觸而容易磨損的位置等的磨損程度(磨損量等)。

環(huán)境傳感器3(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)設(shè)置于上述制造設(shè)備1的內(nèi)部或周圍，是檢測能夠?qū)υ撝圃煸O(shè)備1所制造的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的該制造設(shè)備1的內(nèi)部或周圍的環(huán)境狀態(tài)的傳感器。例如是如下傳感器等，該傳感器檢測制造設(shè)備1的運(yùn)行過程中直接加工材料11的位置的周圍的溫度、濕度或振動(dòng)等。此外，環(huán)境傳感器3(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)也可以設(shè)置于上述控制裝置8的內(nèi)部或周圍并等效地檢測上述制造設(shè)備1的內(nèi)部或周圍的環(huán)境狀態(tài)。

材料參數(shù)數(shù)據(jù)輸入部4(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)是輸入與供應(yīng)給上述制造設(shè)備1的材料11的規(guī)格、質(zhì)量相關(guān)的信息(以下，將該信息稱為材料參數(shù)數(shù)據(jù))的裝置。在該例子中，分別作為工業(yè)產(chǎn)品而獨(dú)立制造的線軸11a以及卷繞線11b為材料11，這些都可以視為是在規(guī)格、質(zhì)量上幾乎沒有個(gè)體差異而一律按照設(shè)計(jì)值制造的。在如上所述的情況下，能夠?qū)υ撝圃煸O(shè)備1所制造的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的材料11(該情況下的線軸11a以及卷繞線11b)的規(guī)格值(設(shè)計(jì)值)本身作為材料參數(shù)數(shù)據(jù)，通過例如手動(dòng)作業(yè)的輸入操作被直接輸入到材料參數(shù)數(shù)據(jù)輸入部4，并被作為共用的材料參數(shù)數(shù)據(jù)而被登記。另外，以下，將信息的項(xiàng)目稱作“參數(shù)”，將實(shí)際輸入的值、獲取的觀測值的集合稱作“參數(shù)數(shù)據(jù)”。

相機(jī)5(結(jié)果數(shù)據(jù)獲取部)是對(duì)拍攝對(duì)象的外觀進(jìn)行光學(xué)地拍攝來獲取二維像素列數(shù)據(jù)形式的圖像數(shù)據(jù)的光學(xué)傳感器。在該例子中，以上述制造設(shè)備1實(shí)際制造的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)為拍攝對(duì)象，針對(duì)每一個(gè)來拍攝外觀，將所獲取的圖像數(shù)據(jù)輸出給后述的圖像數(shù)據(jù)記錄部6。

圖像數(shù)據(jù)記錄部6是記錄上述相機(jī)5拍攝每個(gè)產(chǎn)品12的圖像數(shù)據(jù)的服務(wù)器，在該例子中，對(duì)輸入的各圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，以減少了它們的數(shù)據(jù)容量的狀態(tài)進(jìn)行存儲(chǔ)(參照后述的圖2)。

產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部7(結(jié)果數(shù)據(jù)獲取部)是如下圖像識(shí)別裝置：通過對(duì)從上述圖像數(shù)據(jù)記錄部6獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像識(shí)別，將與拍攝在該圖像數(shù)據(jù)中的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)的外觀所表示的預(yù)定的規(guī)格、質(zhì)量相關(guān)的信息作為產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。另外，該產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部7中的圖像識(shí)別處理可以是基于所謂的深度學(xué)習(xí)(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))等的機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別處理，或者也可以是不依賴于機(jī)器學(xué)習(xí)的基于所謂的光柵掃描、相關(guān)性檢測等的圖像識(shí)別處理。

控制裝置8是控制上述制造設(shè)備1的動(dòng)作的控制裝置，具有控制參數(shù)估計(jì)部9和控制部10。

控制參數(shù)估計(jì)部9具有如下功能：基于從上述的各部輸入的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)、材料參數(shù)數(shù)據(jù)以及產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)，估計(jì)為了控制上述制造設(shè)備1而需要的控制參數(shù)指令的內(nèi)容，以制造作為目標(biāo)的規(guī)格、質(zhì)量的產(chǎn)品12(該情況下的線圈12a)。另外，“控制參數(shù)指令”是指：針對(duì)作為與上述制造設(shè)備1的控制信息相關(guān)的項(xiàng)目的“控制參數(shù)”中的每一個(gè)而該控制參數(shù)估計(jì)部9具體生成的指令值的集合。另外，該控制參數(shù)估計(jì)部9相當(dāng)于各權(quán)利要求所記載的估計(jì)部。

控制部10具有如下功能：基于上述控制參數(shù)估計(jì)部9輸出的控制參數(shù)指令，輸出用于控制上述制造設(shè)備1的動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)電力、驅(qū)動(dòng)指令。

另外，關(guān)于以上的各參數(shù)的具體種類的例子，參照后述的圖5。

＜2：圖像數(shù)據(jù)記錄部的構(gòu)成＞

圖2示出圖像數(shù)據(jù)記錄部6的簡要的模塊結(jié)構(gòu)。在圖2中，圖像數(shù)據(jù)記錄部6包括壓縮部21、記錄部22以及復(fù)原部23。

壓縮部21具有如下功能：通過對(duì)上述相機(jī)5輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的壓縮處理，生成減少了該數(shù)據(jù)容量的壓縮圖像數(shù)據(jù)。另外，對(duì)于該壓縮處理的細(xì)節(jié)，后面敘述(參照后述的圖7～圖9)。

記錄部22具有如下功能：將在上述壓縮部21生成的壓縮圖像數(shù)據(jù)按照對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品12的各個(gè)批次進(jìn)行記錄并管理。

復(fù)原部23具有如下功能：通過對(duì)從上述記錄部22獲取的壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行與上述壓縮部21相反的復(fù)原處理，來生成原來的圖像數(shù)據(jù)。

根據(jù)以上，即使在按照產(chǎn)品12的各個(gè)批次大量獲取到原本數(shù)據(jù)容量大的圖像數(shù)據(jù)的情況下，也能夠大幅度地減少各圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)容量并有效地存儲(chǔ)到記錄部22。另外，也可以使相機(jī)5具有上述壓縮部21、或者控制裝置8具有上述復(fù)原部23，在這些情況下，即使在相機(jī)5、記錄部以及控制裝置8之間的通信網(wǎng)絡(luò)中收發(fā)大量的圖像數(shù)據(jù)的情況下，也由于它們的數(shù)據(jù)容量小，從而能夠大幅度地減輕通信負(fù)擔(dān)。

＜3：實(shí)施方式的特征＞

如上述實(shí)施方式那樣，作為當(dāng)前進(jìn)行的工業(yè)生產(chǎn)方式多采用如下機(jī)械生產(chǎn)的方式：通過由預(yù)定的動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的機(jī)械設(shè)備(即，制造設(shè)備1)對(duì)被供應(yīng)給自身的材料11進(jìn)行預(yù)定的處理來自動(dòng)制造作為目標(biāo)的規(guī)格的產(chǎn)品12。作為具體由制造設(shè)備1進(jìn)行的處理，例如有：基于機(jī)械的處理(刨削、切割、彎曲、延伸、收縮、加熱、冷卻、焊接)的零部件的制造和組裝、基于利用了材料11的物理/電磁/化學(xué)性質(zhì)或反應(yīng)的處理的加工、基于如植物那樣的材料11自身所具有的生長功能的援助處理的生育等，通過這些處理來制造機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、食品、植物、化學(xué)藥品等產(chǎn)品12。這樣的制造設(shè)備1能夠通過持續(xù)供應(yīng)同一材料11來重復(fù)進(jìn)行相同處理，從而進(jìn)行大量地制造同一規(guī)格、質(zhì)量的產(chǎn)品12的大量生產(chǎn)，另外，也能夠進(jìn)行多種類生產(chǎn)，該多種類生產(chǎn)通過適當(dāng)改變與執(zhí)行的處理相關(guān)的多種設(shè)定來分別制作不同規(guī)格的產(chǎn)品12。

然而，被制造的產(chǎn)品12的規(guī)格和質(zhì)量受到供應(yīng)什么樣的材料11、在什么樣的環(huán)境下、進(jìn)行什么樣的處理等的多種要素的影響而發(fā)生較大的變動(dòng)。其中在制造設(shè)備1中能夠操作的要素被限定于與上述處理相關(guān)的設(shè)定，希望以目標(biāo)規(guī)格和質(zhì)量穩(wěn)定地制造產(chǎn)品12，該產(chǎn)品12是對(duì)在制造設(shè)備1側(cè)無法操作的其他要素的不可避免的變動(dòng)也能夠適當(dāng)對(duì)應(yīng)而制造的。

對(duì)此，在本實(shí)施方式的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)100中，包括：控制參數(shù)估計(jì)部9，估計(jì)為了控制制造設(shè)備1所需要的主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容，以使在被動(dòng)參數(shù)為特定的內(nèi)容的條件下制造結(jié)果參數(shù)為作為目標(biāo)的內(nèi)容的狀態(tài)(即作為目標(biāo)的規(guī)格和質(zhì)量)的產(chǎn)品12；以及控制部10，基于控制參數(shù)估計(jì)部9所估計(jì)的主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容來控制制造設(shè)備1。

在這里，將在制造設(shè)備1側(cè)無法操作而被動(dòng)地被提供的要素進(jìn)行數(shù)值化的信息總稱為被動(dòng)參數(shù)，并將在控制裝置8側(cè)能夠任意操作的要素進(jìn)行數(shù)值化的信息總稱為主動(dòng)參數(shù)，將與作為結(jié)果而被制造的產(chǎn)品12的規(guī)格相關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值化的信息總稱為結(jié)果參數(shù)，在該情況下，能夠解釋為：制造設(shè)備1通過在被動(dòng)參數(shù)的條件下基于主動(dòng)參數(shù)而被控制，來制造處于結(jié)果參數(shù)的狀態(tài)的產(chǎn)品12。另外，被動(dòng)參數(shù)以及主動(dòng)參數(shù)優(yōu)選的是僅包括對(duì)結(jié)果參數(shù)帶來影響的要素構(gòu)成。

并且，上述控制參數(shù)估計(jì)部9估計(jì)為了控制上述制造設(shè)備1所需要的主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容，以使得在被動(dòng)參數(shù)的條件下，產(chǎn)品12的結(jié)果參數(shù)成為目標(biāo)內(nèi)容，控制部10以該被估計(jì)的主動(dòng)參數(shù)控制制造設(shè)備1。由此，即使對(duì)在制造設(shè)備1側(cè)無法操作的被動(dòng)參數(shù)的不可避免的變動(dòng)，也能夠恰當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)，使制造設(shè)備1穩(wěn)定地制造作為目標(biāo)的結(jié)果參數(shù)的產(chǎn)品12。以下，對(duì)用于實(shí)現(xiàn)這樣的功能的具體的方法依次進(jìn)行說明。

＜4：關(guān)于各參數(shù)之間的關(guān)系和控制參數(shù)估計(jì)部的設(shè)計(jì)＞

圖3示意性地示出在通常的制造設(shè)備1中與產(chǎn)品12的制造相關(guān)的參數(shù)的種類以及它們之間的關(guān)系。在該圖3中，如上所述，制造設(shè)備1對(duì)被供應(yīng)的材料11進(jìn)行預(yù)定的處理，由此自動(dòng)制造預(yù)定的規(guī)格的產(chǎn)品12。

在這里，與材料11的規(guī)格、質(zhì)量相關(guān)的信息的項(xiàng)目為材料參數(shù)a，它們的實(shí)際值(或者，規(guī)格值)的集合成為材料參數(shù)數(shù)據(jù)(被動(dòng)數(shù)據(jù))。

另外，與制造產(chǎn)品12時(shí)制造設(shè)備1的內(nèi)部或周圍的制造環(huán)境相關(guān)的信息項(xiàng)目為環(huán)境參數(shù)b，它們的實(shí)際觀測值的集合成為環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)(被動(dòng)數(shù)據(jù))。

另外，能夠?qū)χ圃煸O(shè)備1制造的產(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的與該制造設(shè)備1的狀態(tài)相關(guān)的信息的項(xiàng)目成為設(shè)備狀態(tài)參數(shù)c，它們的實(shí)際觀測值的集合成為設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)(被動(dòng)數(shù)據(jù))。

另外，在制造產(chǎn)品12時(shí)在控制制造設(shè)備1上需要的信息的項(xiàng)目為控制參數(shù)(設(shè)備控制參數(shù))，實(shí)際輸入到控制制造設(shè)備1的控制部10(在圖3中省略圖示)的控制參數(shù)的指令值的集合成為控制參數(shù)指令x(主動(dòng)數(shù)據(jù))。

另外，與制造設(shè)備1所制造的產(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量相關(guān)的信息的項(xiàng)目為產(chǎn)品參數(shù)，其實(shí)際值的集合成為產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)y(結(jié)果數(shù)據(jù))。

并且，關(guān)于上述的各參數(shù)之中的材料參數(shù)a、環(huán)境參數(shù)b、以及設(shè)備狀態(tài)參數(shù)c，能夠作為被動(dòng)參數(shù)來解釋并分類，該被動(dòng)參數(shù)在制造設(shè)備1側(cè)無法操作且被動(dòng)地提供。另外，控制參數(shù)x能夠作為主動(dòng)參數(shù)來解釋并分類，該主動(dòng)參數(shù)在控制裝置8側(cè)可任意操作，產(chǎn)品參數(shù)y能夠作為結(jié)果參數(shù)來解釋并分類，該結(jié)果參數(shù)表示在結(jié)果上與制造的產(chǎn)品12的規(guī)格相關(guān)的狀態(tài)。

另外，針對(duì)上述的各參數(shù)中的每一個(gè)設(shè)定的項(xiàng)目數(shù)可以是一個(gè)也可以是多個(gè)，關(guān)于結(jié)果參數(shù)，用戶可以任意設(shè)定，被動(dòng)參數(shù)以及主動(dòng)參數(shù)優(yōu)選的是用能夠?qū)Y(jié)果參數(shù)帶來影響(具有相關(guān)關(guān)系)的十分必要的項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)定。另外，上述的各參數(shù)數(shù)據(jù)、控制參數(shù)指令與同一個(gè)產(chǎn)品個(gè)體(批次、序列號(hào))對(duì)應(yīng)起來獲取并管理。

與如上所述的產(chǎn)品制造相關(guān)的各參數(shù)之間的關(guān)系能夠用y＝f(x、a、b、c)的關(guān)系式表示。在這里，函數(shù)f是由制造設(shè)備1的結(jié)構(gòu)以及處理內(nèi)容規(guī)定的多變量函數(shù)，即能夠解釋為制造設(shè)備(f)通過在被動(dòng)參數(shù)a、b、c的條件下基于主動(dòng)參數(shù)x而被控制來制造處于結(jié)果參數(shù)y的狀態(tài)的產(chǎn)品12。

并且，本實(shí)施方式中的控制參數(shù)估計(jì)部9估計(jì)為了控制上述制造設(shè)備1所需要的主動(dòng)參數(shù)x的內(nèi)容，以使得在被動(dòng)參數(shù)a、b、c的條件下，產(chǎn)品12的結(jié)果參數(shù)y成為目標(biāo)內(nèi)容(＝目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)y’)。因此，控制參數(shù)估計(jì)部9設(shè)計(jì)成為x＝f’(y＝y(tǒng)’、a、b、c)的關(guān)系的多變量函數(shù)f’。即，同樣地保持原來的多變量函數(shù)f中的被動(dòng)參數(shù)a、b、c、主動(dòng)參數(shù)x、結(jié)果參數(shù)y之間的相關(guān)關(guān)系，并將固定為目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)y’的結(jié)果參數(shù)y和被動(dòng)參數(shù)a、b、c作為說明變量，求出將主動(dòng)參數(shù)x作為目標(biāo)變量的逆多變量函數(shù)f’即可。

＜5：關(guān)于控制參數(shù)估計(jì)部的具體實(shí)現(xiàn)＞

作為如上所述的控制參數(shù)估計(jì)部9的具體實(shí)現(xiàn)方式，可以想到基于考慮了各參數(shù)中的每一個(gè)的內(nèi)容與它們之間的相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的運(yùn)算方法等的多種實(shí)現(xiàn)方式，然而，在本實(shí)施方式的例子中，對(duì)應(yīng)用了機(jī)器學(xué)習(xí)方法的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行說明。另外，關(guān)于機(jī)器學(xué)習(xí)也可以應(yīng)用多種方法，但是，以下，對(duì)例如對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用了深度學(xué)習(xí)(deeplearning)時(shí)的例子進(jìn)行說明。

＜5－1：關(guān)于基于深度學(xué)習(xí)的控制參數(shù)估計(jì)部的實(shí)現(xiàn)方法＞

圖4示出在控制參數(shù)估計(jì)部9中利用了深度學(xué)習(xí)時(shí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡要模型構(gòu)成的一個(gè)例子。在該圖4中，控制參數(shù)估計(jì)部9的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計(jì)成：針對(duì)從各傳感器或輸入部4輸入的多個(gè)材料參數(shù)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，輸出在獲取這些參數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)用于使結(jié)果參數(shù)成為預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)內(nèi)容(即，用于使得產(chǎn)品12成為目標(biāo)的規(guī)格、質(zhì)量)的控制參數(shù)指令。

在圖示的例子中，將分別為多值數(shù)據(jù)的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入到輸入節(jié)點(diǎn)，多值輸出能夠使結(jié)果參數(shù)成為目標(biāo)內(nèi)容的控制參數(shù)指令的區(qū)域的中央值(后述)。該估計(jì)處理基于該控制參數(shù)估計(jì)部9的學(xué)習(xí)階段中的機(jī)器學(xué)習(xí)過程的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行，即該控制參數(shù)估計(jì)部9的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)表示被輸入的各參數(shù)數(shù)據(jù)和輸出的中央值控制參數(shù)指令之間的相關(guān)關(guān)系(對(duì)應(yīng)關(guān)系)的特征量。

關(guān)于該控制參數(shù)估計(jì)部9的機(jī)器學(xué)習(xí)過程，在如上所述設(shè)計(jì)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以軟件形式(或硬件形式)在上述控制裝置8上實(shí)現(xiàn)之后，利用存儲(chǔ)在該控制裝置8所具有的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(沒有特別圖示)的多個(gè)估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集，通過所謂的監(jiān)督學(xué)習(xí)來使控制參數(shù)估計(jì)部9學(xué)習(xí)。這里使用的估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集例如如圖5所示的那樣：按照每個(gè)產(chǎn)品12的制造個(gè)體(批次、序列號(hào))將各參數(shù)數(shù)據(jù)的觀測值或輸入值、以及控制參數(shù)指令的內(nèi)容對(duì)應(yīng)起來生成一個(gè)估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集。并且，與以多種材料、環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、指令來制造多種產(chǎn)品12時(shí)所獲取的多種參數(shù)數(shù)據(jù)以及控制參數(shù)指令的組合對(duì)應(yīng)，來生成多個(gè)估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集，并保存到控制裝置8的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(省略圖示)。另外，當(dāng)在控制裝置8中生成估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集時(shí)，獲取控制參數(shù)指令(主動(dòng)數(shù)據(jù))的功能相當(dāng)于各權(quán)利要求所記載的主動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部。

在本實(shí)施方式的例子中的控制參數(shù)估計(jì)部9的學(xué)習(xí)階段，例如僅將多個(gè)估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集之中結(jié)果參數(shù)滿足目標(biāo)內(nèi)容的數(shù)據(jù)集(即，與優(yōu)良品產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集)作為教師數(shù)據(jù)來采用。并且，利用這些教師數(shù)據(jù)，通過所謂的反向傳播處理(誤差反向傳播)等進(jìn)行學(xué)習(xí)，該反向傳播處理調(diào)整連接各節(jié)點(diǎn)的各邊的權(quán)重系數(shù)，以使得控制參數(shù)估計(jì)部9的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層和輸出層之間的相關(guān)性成立。另外，除了這樣的反向傳播處理之外，還可以并用所謂的疊層自動(dòng)編碼器、受限玻爾茲曼機(jī)、丟棄(dropout)、加噪聲、以及稀疏正則化等公知的多種學(xué)習(xí)方法來提高處理精度。

根據(jù)這樣的深度學(xué)習(xí)方法，將結(jié)果參數(shù)y的內(nèi)容固定于目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)y’，并進(jìn)行將被動(dòng)參數(shù)a、b、c作為說明變量、將主動(dòng)參數(shù)x作為目標(biāo)變量的多元回歸分析，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠作為成上述的x＝f’(y＝y(tǒng)’、a、b、c)的關(guān)系的多變量函數(shù)f’來實(shí)現(xiàn)。

另外，記錄在如圖5所示的例子的估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集中的各參數(shù)數(shù)據(jù)的參數(shù)種類以表現(xiàn)在作為產(chǎn)品12的線圈12a的外觀(能夠從相機(jī)5所拍攝的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像識(shí)別)的機(jī)械的特性的觀點(diǎn)上設(shè)定結(jié)果參數(shù)(在圖示的例子中為卷繞寬度、卷繞長度等)，并將其他參數(shù)設(shè)定為能夠?qū)υ摻Y(jié)果參數(shù)帶來影響的參數(shù)，但是不限于此。例如，在產(chǎn)品12為線圈12a的情況下，可以在其電磁特性的觀點(diǎn)上設(shè)定關(guān)聯(lián)的各參數(shù)，在該情況下，作為結(jié)果參數(shù)(雖然未圖示，但是例如電感、磁通密度等)的獲取方式而利用電壓計(jì)、電流計(jì)、或磁通量檢測器等。

另外，關(guān)于記錄于估計(jì)部學(xué)習(xí)用數(shù)據(jù)集的主動(dòng)參數(shù)(控制參數(shù))，如圖5所示的例子那樣，可以是對(duì)被供應(yīng)的材料11的直接處理操作量(圖示的例子中的卷繞速度、卷繞張力、導(dǎo)出角度等)這樣的上位控制量?；蛘?，也可以是為了實(shí)現(xiàn)該處理操作量而上述控制部10應(yīng)當(dāng)操作的物理量(電流、電壓、位置、速度、扭矩等)、應(yīng)當(dāng)設(shè)定的信息(指令方式、增益等)等這樣的下位控制量。

并且，通過以上的機(jī)器學(xué)習(xí)過程來獲得的控制參數(shù)估計(jì)部9在有多個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)的多維矢量空間中，能夠識(shí)別出制造設(shè)備1能夠制造處于目標(biāo)內(nèi)容的結(jié)果參數(shù)的產(chǎn)品12(即，優(yōu)良產(chǎn)品)的參數(shù)數(shù)據(jù)(控制參數(shù)指令)的區(qū)域(未特別圖示)。結(jié)果參數(shù)的容許裕度越大，其目標(biāo)規(guī)格區(qū)域越大，然而，在該情況下，與作為基準(zhǔn)的一個(gè)目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地，主動(dòng)參數(shù)(控制參數(shù)指令)具有上限值和下限值之間的范圍。該例子的控制參數(shù)估計(jì)部9被設(shè)計(jì)成以該上限值和下限值之間的中央值輸出控制參數(shù)指令。

另外，為了清楚識(shí)別上述目標(biāo)規(guī)格區(qū)域，在控制參數(shù)估計(jì)部9的學(xué)習(xí)階段中，不僅與上述的優(yōu)良產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集，還將與瑕疵品對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)集也一并作為教師數(shù)據(jù)而采用，并將這些數(shù)據(jù)集以附加優(yōu)良品和瑕疵品的標(biāo)簽區(qū)別來學(xué)習(xí)也可以。為此，雖然沒有特別圖示，然而，可以在控制參數(shù)估計(jì)部9的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，在輸出層設(shè)置通過二進(jìn)制輸出來判斷優(yōu)良品和瑕疵品的節(jié)點(diǎn)，在學(xué)習(xí)階段中，使該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)以使其對(duì)教師數(shù)據(jù)的標(biāo)簽(優(yōu)良品、瑕疵品)進(jìn)行誤差反向傳播。在如上所述設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)的控制參數(shù)估計(jì)部9中，在運(yùn)用階段被輸入了處于不可能制造優(yōu)良品的組合中的被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)時(shí)，能夠從上述判定節(jié)點(diǎn)輸出產(chǎn)品12只能是瑕疵品的判定。

另外，以上對(duì)通過監(jiān)督學(xué)習(xí)來使控制參數(shù)估計(jì)部9學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行了說明，但是除此之外也可以通過深層強(qiáng)化學(xué)習(xí)來學(xué)習(xí)，在該情況下可以設(shè)定為結(jié)果參數(shù)的內(nèi)容越接近目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)、回報(bào)越高。

另外，如上所述，在控制參數(shù)估計(jì)部9中估計(jì)控制參數(shù)指令的算法除了圖示的基于深度學(xué)習(xí)的以外，也可以應(yīng)用利用了例如支持向量機(jī)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)等的其他的機(jī)器學(xué)習(xí)算法(沒有特別圖示)。在該情況下，在輸出用于與被輸入的參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)地使結(jié)果參數(shù)成為目標(biāo)內(nèi)容的控制參數(shù)指令的基本的構(gòu)成上是相同的。

＜6：關(guān)于圖像數(shù)據(jù)記錄部的壓縮部中的壓縮處理＞

以下，對(duì)壓縮部21中的圖像數(shù)據(jù)的壓縮處理進(jìn)行詳細(xì)說明。在本實(shí)施方式的例子中，進(jìn)行雙重壓縮，該雙重壓縮是提取批次圖像數(shù)據(jù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)的差分圖像數(shù)據(jù)，再對(duì)該差分圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼等，由此減少該批次圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)容量。

圖6示出將標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和批次圖像數(shù)據(jù)重疊顯示的一個(gè)例子。在這里，標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)是指：對(duì)結(jié)果參數(shù)的內(nèi)容成為目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品12、即成為設(shè)計(jì)值的規(guī)格和質(zhì)量的產(chǎn)品12的外觀拍攝而得的圖像數(shù)據(jù)，是用戶預(yù)先準(zhǔn)備并存儲(chǔ)在壓縮部21內(nèi)的存儲(chǔ)區(qū)域中的數(shù)據(jù)。另外，批次圖像數(shù)據(jù)是指：相機(jī)5針對(duì)制造設(shè)備1實(shí)際制造的產(chǎn)品12的每個(gè)批次所拍攝的圖像數(shù)據(jù)。另外，在本實(shí)施方式的例子中的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)相當(dāng)于各權(quán)利要求所記載的第一圖像數(shù)據(jù)以及處于基準(zhǔn)狀態(tài)的拍攝對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)，批次圖像數(shù)據(jù)相當(dāng)于各權(quán)利要求所記載的第二圖像數(shù)據(jù)。

不管是哪個(gè)圖像數(shù)據(jù)都是從相同的拍攝方向(圖示的例子中為側(cè)面)以相同的比例尺拍攝了作為產(chǎn)品12的線圈12a，然而，在圖示的重合的狀態(tài)下，對(duì)于批次產(chǎn)品在有設(shè)計(jì)值外的制造誤差的位置(圖示的例子中為卷繞線11b的卷繞寬度方向的邊緣部)在兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)間產(chǎn)生差異部分(圖示的例子中為卷繞寬度的差；參照?qǐng)D中的陰影部分)。即，該圖像數(shù)據(jù)間的差異部分表示相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的該批次產(chǎn)品的相對(duì)特征，如圖7所示那樣，提取出僅該差異部分的差分圖像數(shù)據(jù)，也能夠從其中獲得該批次產(chǎn)品的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)(主要是與機(jī)械的特性相關(guān)的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù))。另外，壓縮部21中提取該差分圖像數(shù)據(jù)的功能相當(dāng)于各權(quán)利要求所記載的提取部。

并且，在該差分圖像數(shù)據(jù)中，由于能夠期待除了比較小的差異部分以外的幾乎全部區(qū)域成為空白區(qū)域(圖示的白部分)，因此通過對(duì)該差分圖像數(shù)據(jù)還進(jìn)行基于例如rle(run-lengthencoding，行程編碼)、lz78等編碼的可逆的壓縮處理，能夠大幅度地減少數(shù)據(jù)容量。

并且，在如本實(shí)施方式的例子那樣制造設(shè)備1制造多個(gè)批次產(chǎn)品的情況下進(jìn)行上述的雙重壓縮技術(shù)時(shí)，如圖8所示，將成為共同基準(zhǔn)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)以及與各批次圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的差分圖像數(shù)據(jù)編碼壓縮而成為要記錄到記錄部22的對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)提取差分圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過例如加正負(fù)符號(hào)提取等來區(qū)別批次圖像數(shù)據(jù)的差異部分相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)過剩地產(chǎn)生差異(超出)、還是不足而產(chǎn)生差異(凹進(jìn))。

另外，復(fù)原部23中的壓縮圖像數(shù)據(jù)的復(fù)原可以根據(jù)上述的產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部7的圖像識(shí)別功能而到差分圖像數(shù)據(jù)為止，也可以雙重復(fù)原到原來的批次圖像數(shù)據(jù)。

＜7：本實(shí)施方式的效果＞

如以上說明的那樣，在本實(shí)施方式的產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)100中，控制參數(shù)估計(jì)部9估計(jì)為了控制上述制造設(shè)備1所需要的主動(dòng)參數(shù)的內(nèi)容，以使得在被動(dòng)參數(shù)的條件下，產(chǎn)品12的結(jié)果參數(shù)成為目標(biāo)內(nèi)容，控制部10以該估計(jì)的主動(dòng)參數(shù)控制制造設(shè)備1。由此，對(duì)于在制造設(shè)備1側(cè)無法操作的其他要素的不可避免的變動(dòng)也能夠適當(dāng)對(duì)應(yīng)，能夠使制造設(shè)備1穩(wěn)定地制造作為目標(biāo)的結(jié)果參數(shù)的產(chǎn)品12。其結(jié)果是，能夠提高被稱作成品率的產(chǎn)品質(zhì)量的管理功能。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，將結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)作為圖像數(shù)據(jù)來獲取。由此，能夠通過一個(gè)圖像數(shù)據(jù)復(fù)合獲取表現(xiàn)在產(chǎn)品12的外觀上的特定的多種結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)，能夠以非接觸方式進(jìn)行衛(wèi)生且有效的數(shù)據(jù)獲取。另外，作為獲取圖像數(shù)據(jù)的光學(xué)傳感器，不限于上述相機(jī)5，除此以外，也可以利用所謂的激光掃描儀(沒有特別圖示)來對(duì)產(chǎn)品12的表面上的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行掃描，來獲取基于各點(diǎn)的距離觀測的圖像數(shù)據(jù)。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，具有被輸入被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)a、b、c的材料參數(shù)數(shù)據(jù)輸入部4、設(shè)備狀態(tài)傳感器2、環(huán)境傳感器3、獲取與所制造的預(yù)定產(chǎn)品12相關(guān)的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)y的產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部7，控制裝置8發(fā)揮獲取制造預(yù)定產(chǎn)品12時(shí)的主動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)(控制參數(shù)指令x)的功能，控制參數(shù)估計(jì)部9基于學(xué)習(xí)內(nèi)容來估計(jì)主動(dòng)參數(shù)(控制參數(shù)指令x)的內(nèi)容，所述學(xué)習(xí)內(nèi)容是通過機(jī)器學(xué)習(xí)過程將被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)a、b、c以及目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)y’與主動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)(控制參數(shù)指令x)之間的相關(guān)關(guān)系作為特征量來學(xué)習(xí)而得的。由此，能夠使控制參數(shù)估計(jì)部9以高精度學(xué)習(xí)作為數(shù)學(xué)模型而難以人為設(shè)計(jì)的被動(dòng)參數(shù)a、b、c、主動(dòng)參數(shù)x、以及結(jié)果參數(shù)y之間的復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系，并能夠使控制參數(shù)估計(jì)部9基于該學(xué)習(xí)的相關(guān)關(guān)系高精度地估計(jì)與被動(dòng)參數(shù)a、b、c以及結(jié)果參數(shù)y(＝y(tǒng)’)適當(dāng)?shù)貙?duì)應(yīng)的主動(dòng)參數(shù)x。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，被動(dòng)參數(shù)包括與制造設(shè)備1(外部、內(nèi)部、加工位置周圍等)的環(huán)境相關(guān)的環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度、振動(dòng)、入射光量等)。由此，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠估計(jì)反映了能夠?qū)Ξa(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的處理環(huán)境的要素的主動(dòng)參數(shù)。另外，在制造設(shè)備1對(duì)其處理環(huán)境本身也能夠操作時(shí)，該環(huán)境參數(shù)被包含在主動(dòng)參數(shù)(控制參數(shù))中。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，被動(dòng)參數(shù)包括與制造設(shè)備1的被動(dòng)的狀態(tài)(無法主動(dòng)操作的不可避免的狀態(tài))相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)(累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、機(jī)械磨損量等的劣化情況等)。由此，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠估計(jì)反映了能夠?qū)Ξa(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的制造設(shè)備1的被動(dòng)狀態(tài)的要素的主動(dòng)參數(shù)。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，被動(dòng)參數(shù)包括與供應(yīng)給制造設(shè)備1的材料11(產(chǎn)品主體的材料、加工輔助料(電弧焊接的焊料、化學(xué)處理的催化劑、植物工廠的營養(yǎng)液等)的材料)相關(guān)的材料參數(shù)(材料、成分比例、預(yù)加工狀態(tài)、植物種類、機(jī)械/化學(xué)/電磁特性等)。由此，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠估計(jì)反映了能夠?qū)Ξa(chǎn)品12的規(guī)格帶來影響的材料11的要素的主動(dòng)參數(shù)。另外，在該材料參數(shù)的變動(dòng)幅度(偏差)小的情況下，通過調(diào)整(估計(jì))主動(dòng)參數(shù)，能夠制造同一結(jié)果參數(shù)的產(chǎn)品12。另外，在供應(yīng)給制造設(shè)備1的材料11的規(guī)格、質(zhì)量始終完全相同的情況下，可以將該材料參數(shù)從被動(dòng)參數(shù)中去除。相反地，在供應(yīng)的材料11的規(guī)格、質(zhì)量存在偏差的情況下，可以具備專用的傳感器來獲取材料參數(shù)數(shù)據(jù)。例如，可以通過單獨(dú)的相機(jī)5等來拍攝材料11，材料參數(shù)數(shù)據(jù)生成部(未特別圖示)對(duì)該圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像識(shí)別來生成材料參數(shù)數(shù)據(jù)。在該情況下，材料參數(shù)數(shù)據(jù)的檢測以及管理可以按產(chǎn)品12的每個(gè)批次、或按每個(gè)材料11為單位進(jìn)行，也可以以供應(yīng)單位進(jìn)行。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，主動(dòng)參數(shù)包括與在制造設(shè)備1中能夠任意操作的控制量相關(guān)的控制參數(shù)(機(jī)械/電磁/化學(xué)的控制量等)。由此，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠估計(jì)作為能對(duì)產(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量帶來影響的制造設(shè)備1中的處理的控制量的主動(dòng)參數(shù)。另外，該主動(dòng)參數(shù)也可以是針對(duì)供應(yīng)的材料11的直接處理操作量(例如，如果是機(jī)械處理則付加的張力、壓縮力、剪切力、加熱溫度、加熱時(shí)間、照射光量、照射波長等)這樣的上位的控制量，也可以是用于實(shí)現(xiàn)該處理操作量的輸入物理量(電流、電壓、位置、速度、扭矩等)、設(shè)定(指令方式、增益等)這樣的下位的控制量。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，結(jié)果參數(shù)包括與產(chǎn)品12的狀態(tài)(能夠受到被動(dòng)參數(shù)、主動(dòng)參數(shù)的影響的狀態(tài))相關(guān)的產(chǎn)品參數(shù)(機(jī)械/電磁/化學(xué)的特性、規(guī)格、功能、質(zhì)量等)。由此，控制參數(shù)估計(jì)部9能夠估計(jì)用于使產(chǎn)品12的狀態(tài)成為其規(guī)格、質(zhì)量而接近目標(biāo)的主動(dòng)參數(shù)。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，包括：壓縮部21，其提取按照作為拍攝對(duì)象的每個(gè)而拍攝的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)之中的預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)與其他批次圖像數(shù)據(jù)之間的差分圖像數(shù)據(jù)(或者將該差分圖像數(shù)據(jù)進(jìn)一步編碼壓縮)；存儲(chǔ)部，存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和差分圖像數(shù)據(jù)(或它們的編碼壓縮數(shù)據(jù))；復(fù)原部23，基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和差分圖像數(shù)據(jù)(或它們的編碼壓縮數(shù)據(jù))，對(duì)批次圖像數(shù)據(jù)(或者標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)差分圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行復(fù)原。由此，即便獲取了多個(gè)通常來說容量大的圖像數(shù)據(jù)的情況下，也能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)以外的批次圖像數(shù)據(jù)大幅度地減少其容量，能夠提高從壓縮部21到存儲(chǔ)部的通信速度、能夠減少存儲(chǔ)部中的存儲(chǔ)容量。另外，通過復(fù)原部23對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)和批次圖像數(shù)據(jù)(或差分圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行復(fù)原，也能夠良好地進(jìn)行上述的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)的獲取。另外，在各差分圖像數(shù)據(jù)的容量或內(nèi)容上發(fā)生了預(yù)定以上的變動(dòng)的情況下，也有助于檢測材料、環(huán)境、或制造設(shè)備1中的異常。

另外，在本實(shí)施方式中，尤其是，標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)是處于基準(zhǔn)狀態(tài)的拍攝對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。由此，能夠基于差分圖像數(shù)據(jù)的內(nèi)容直接檢測出與基準(zhǔn)狀態(tài)之間的差異。

＜8：變形例＞

另外，以上說明的實(shí)施方式在不脫離其技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。

＜8－1：控制參數(shù)估計(jì)部的構(gòu)成變形例＞

在上述實(shí)施方式中，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的控制參數(shù)估計(jì)部9被設(shè)計(jì)為：如上述圖4所示，輸入三個(gè)被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)(材料參數(shù)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù))，并僅輸出一個(gè)中央值控制參數(shù)指令，但是，不限于此。除此之外，也可以根據(jù)應(yīng)用的制造設(shè)備1、產(chǎn)品12的制造方式以多種輸入輸出構(gòu)成來設(shè)計(jì)并學(xué)習(xí)。

例如，在作為目標(biāo)的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)以范圍被指定的情況下，如圖9所示，設(shè)計(jì)控制參數(shù)估計(jì)部9a并使其學(xué)習(xí)，以使其分別輸出用于制造與該目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)范圍對(duì)應(yīng)的狀態(tài)的產(chǎn)品12而需要的控制參數(shù)指令的上限值(圖中的上限控制參數(shù)指令)和下限值(圖中的下限控制參數(shù)指令)兩者。由此，獲得為了得到目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)范圍而需要的控制參數(shù)指令的允許寬度，能夠設(shè)定有余量的控制參數(shù)指令。

另外，例如，也可以設(shè)為控制參數(shù)估計(jì)部9估計(jì)制造設(shè)備1的特定的運(yùn)用條件成為最優(yōu)的控制參數(shù)指令的最優(yōu)值。具體來說，當(dāng)以預(yù)定的控制參數(shù)指令運(yùn)行制造設(shè)備1時(shí)，此時(shí)的消耗功率、制造節(jié)拍時(shí)間等的運(yùn)用參數(shù)與該控制參數(shù)指令對(duì)應(yīng)地變動(dòng)。對(duì)此，如上所述，當(dāng)在能夠獲得目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)的控制參數(shù)指令上存在上限值和下限值的允許寬度的情況下，可以如圖10所示設(shè)計(jì)控制參數(shù)估計(jì)部9b，使其輸出特定的運(yùn)用條件成為最優(yōu)的控制參數(shù)指令的一個(gè)最優(yōu)值。在該情況下，可以設(shè)置檢測制造設(shè)備1運(yùn)行時(shí)的運(yùn)用參數(shù)數(shù)據(jù)的構(gòu)成，在上述實(shí)施方式的監(jiān)督學(xué)習(xí)之后，還通過基于目的運(yùn)用參數(shù)數(shù)據(jù)的回報(bào)來使控制參數(shù)估計(jì)部9以深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。由此，能夠估計(jì)滿足減少消耗電力、減少制造節(jié)拍時(shí)間這樣的運(yùn)用條件的控制參數(shù)指令。

另外，例如，在進(jìn)行單一種類大量生產(chǎn)的情況下，可以如圖11所示設(shè)計(jì)控制參數(shù)估計(jì)部9c使其省略材料參數(shù)數(shù)據(jù)的輸入，其中，單一種類大量生產(chǎn)是指：對(duì)制造設(shè)備1始終供應(yīng)相同的材料參數(shù)數(shù)據(jù)的材料11、且始終制造相同的目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品12。另外，即使對(duì)于設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，在該變動(dòng)幅度或?qū)Y(jié)果參數(shù)的影響小到能夠無視的程度時(shí)，可以省略該設(shè)備狀態(tài)參數(shù)的輸入(未特別圖示)。

另外，例如，也有如食品工廠、化學(xué)藥品工廠那樣進(jìn)行多種類生產(chǎn)的情況，該多種類生產(chǎn)是指利用相同的制造設(shè)備1供應(yīng)多種材料11來制造多種產(chǎn)品12。在該情況下，可以如圖12所示設(shè)計(jì)控制參數(shù)估計(jì)部9d，使其輸入三個(gè)被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)和一個(gè)目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)，并僅輸出一個(gè)控制參數(shù)指令。

另外，例如，有如植物工廠那樣的情況，在該情況下，制造設(shè)備1也能夠操作環(huán)境參數(shù)(溫度、濕度等)，并通過相同的制造設(shè)備1從特定種類的種子(材料參數(shù))制造多種特性的植物產(chǎn)品。在該情況下，可以如圖13所示設(shè)計(jì)控制參數(shù)估計(jì)部9e，使其輸入材料參數(shù)數(shù)據(jù)和目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)，并僅輸出一個(gè)控制參數(shù)指令。(在圖示的例中，將設(shè)備狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)也省略)。

＜8－2：在批次前后提取差分圖像數(shù)據(jù)的情況＞

在上述實(shí)施方式的圖像壓縮處理中，在共同的標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)與各批次圖像數(shù)據(jù)之間提取差分圖像數(shù)據(jù)，但是不限于此。除此之外，如與上述圖8對(duì)應(yīng)的圖14所示的那樣，可以按照批次順序，相對(duì)于上一批制造的產(chǎn)品12的批次圖像數(shù)據(jù)，提取緊接其后制造的產(chǎn)品12的批次圖像數(shù)據(jù)的差分圖像數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行編碼壓縮。在該情況下，將最初的批次制造的產(chǎn)品12的批次圖像數(shù)據(jù)與其后的批次的產(chǎn)品12對(duì)應(yīng)的差分圖像數(shù)據(jù)被進(jìn)行編碼壓縮而成為記錄到記錄部22的對(duì)象的圖像數(shù)據(jù)。另外，在解碼時(shí)，從第二個(gè)批次依次重復(fù)對(duì)差分圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。

在如上所述的本變形例中，在提取與某一批次圖像對(duì)應(yīng)的差分圖像數(shù)據(jù)的情況下，將該批次圖像數(shù)據(jù)的產(chǎn)品12的緊接之前制造的產(chǎn)品12的批次圖像數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)，提取與該批次圖像數(shù)據(jù)之間的差分圖像數(shù)據(jù)。由此，基于時(shí)間序列順序的各差分圖像數(shù)據(jù)之間的內(nèi)容變動(dòng)，能夠檢測出時(shí)間序列的異常變動(dòng)的情況。

＜8－3：通過結(jié)果參數(shù)的反饋估計(jì)主動(dòng)參數(shù)的情況＞

在上述實(shí)施方式中，基于被動(dòng)參數(shù)以及結(jié)果參數(shù)估計(jì)適當(dāng)?shù)闹鲃?dòng)參數(shù)，然而不限于此。例如，可以將從實(shí)際制造的產(chǎn)品12獲取的結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)作為反饋值，以該反饋值接近目標(biāo)結(jié)果參數(shù)數(shù)據(jù)的方式估計(jì)、調(diào)整主動(dòng)參數(shù)。

在該情況下，相當(dāng)于與伺服等中的機(jī)械的、電磁的反饋環(huán)路控制獨(dú)立地、控制裝置8針對(duì)產(chǎn)品12的規(guī)格、質(zhì)量另行進(jìn)行的上位的反饋環(huán)路控制。即，只要估計(jì)針對(duì)制造設(shè)備1先制造出的產(chǎn)品12的結(jié)果參數(shù)能夠縮小與預(yù)先輸入設(shè)定的目標(biāo)結(jié)果參數(shù)之間的結(jié)果參數(shù)偏差的主動(dòng)參數(shù)(控制參數(shù)指令)即可。

因此，可以例如圖15所示的那樣實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)估計(jì)部9f，使其輸入實(shí)際制造的產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)和目標(biāo)產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)，并基于與反饋環(huán)路對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型(包括前饋、觀察器(observer)等)來輸出控制參數(shù)指令。由此，能夠不依賴于上述實(shí)施方式那樣的機(jī)器學(xué)習(xí)，而基于數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)估計(jì)部9。另外，雖然未特別圖示，但是可以向該控制參數(shù)估計(jì)部9f輸入被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)，并且一并進(jìn)行基于這些的前饋處理。

另外，例如圖16所示的那樣，也可以將拍攝了實(shí)際制造的產(chǎn)品12的圖像數(shù)據(jù)本身作為產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)，并將標(biāo)準(zhǔn)圖像數(shù)據(jù)本身作為目標(biāo)產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)，將該兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)輸入到控制參數(shù)估計(jì)部9g。即，成為反饋產(chǎn)品12的視頻數(shù)據(jù)(visiondata)的質(zhì)量管理控制。在該情況下，控制參數(shù)估計(jì)部9g通過利用了所謂的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的圖像識(shí)別來檢測兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)之間的偏差，并估計(jì)能夠使該偏差小的控制參數(shù)指令。另外，在該情況下，也雖然未特別圖示，也可以將被動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)也一并輸入到控制參數(shù)估計(jì)部9g，輸出反映了它們的控制參數(shù)指令。

另外，在以上的說明中，在有“垂直”、“平行”、“平面”等記載時(shí)，該記載并不是嚴(yán)格的意思。即，這些“垂直”、“平行”、“平面”允許設(shè)計(jì)上、制造上的公差、誤差，表示“實(shí)質(zhì)上垂直”、“實(shí)質(zhì)上平行”、“實(shí)質(zhì)上平面”的意思。

另外，在以上的說明中，在有外觀上的尺寸、大小、形狀、位置等“同樣”、“相同”、“相等”、“不同”等記載時(shí)，該記載并不是嚴(yán)格的意思。即，這些“同樣”、“相同”、“相等”、“不同”允許設(shè)計(jì)上、制造上的公差、誤差，表示“實(shí)質(zhì)上同樣”、“實(shí)質(zhì)上相同”、“實(shí)質(zhì)上相等”、“實(shí)質(zhì)上不同”的意思。

另外，除以上敘述的以外，也可以適當(dāng)組合利用基于上述實(shí)施方式、各變形例的方法。此外，雖然不一一舉例，但是上述實(shí)施方式、各變形例可以在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)施加各種變更來實(shí)施。

符號(hào)說明

1制造設(shè)備

2設(shè)備狀態(tài)傳感器(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)

3環(huán)境傳感器(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)

4材料參數(shù)輸入部(被動(dòng)數(shù)據(jù)獲取部)

5相機(jī)(結(jié)果數(shù)據(jù)獲取部)

6圖像數(shù)據(jù)記錄部

7產(chǎn)品參數(shù)數(shù)據(jù)生成部(結(jié)果數(shù)據(jù)獲取部)

8控制裝置

9、9a～9g控制參數(shù)估計(jì)部(估計(jì)部)

10控制部

11材料

11a線軸

11b卷繞線

12產(chǎn)品

12a線圈

21壓縮部

22記錄部

23復(fù)原部

100產(chǎn)品質(zhì)量管理系統(tǒng)。