信号解析処理装置

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【発明の名称】	信号解析処理装置
【発明者】	【氏名】林一雄
【要約】	【課題】オフラインにて信号解析や解析処理を行った結果と製造工程から得られる各種データ入出力タイミング組み合わせることが容易となり、オンラインあるいは、インラインの制御への適用やオペレータへのガイダンス適用を容易に行うことが可能とする。【解決手段】入力モジュール、処理モジュールおよび出力モジュールの３種類の機能モジュールの組合せによって信号解析処理を実行する手段と、機能モジュールの組合せの各モジュールの実行順序を決定する実行順序決定手段を備え、別途指示した実行順序に従って信号解析処理を実行する信号解析処理装置において、前記実行順序とは独立に、信号解析処理装置の入力処理および出力処理を実行するタイミングを制御する入出力タイミング制御手段を備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】入力モジュール、処理モジュールおよび出力モジュールの３種類の機能モジュールの組合せによって信号解析処理を実行する手段と、前記機能モジュールの組合せの各モジュールの実行順序を決定する実行順序決定手段を備え、別途指示した実行順序に従って信号解析処理を実行する信号解析処理装置において、前記実行順序とは独立に、前記信号解析処理装置の入力処理および出力処理を実行するタイミングを制御する入出力タイミング制御手段を備えたことを特徴とする信号解析処理装置。
【請求項２】前記入出力タイミング制御手段は、データの入出力の実行タイミングを定義する入出力タイミング定義部と、定義されたデータの入出力の実行タイミングを解析しデータの入出力の実行タイミングを決定する入出力タイミング解析部と、決定されたタイミングで入出力の実行を制御する入出力タイミング実行制御部と、入出力データを一時蓄積するデータバッファ部からなることを特徴とする請求項１に記載の信号解析処理装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号解析処理装置に関し、特に、製造工程に備えられた各種計測機器により検出された時系列信号や画像信号あるいは制御信号から得られたデジタルデータを処理し、それらデータの意味を解析し、それら情報を製造工程の制御や製造条件管理としてフィードバックする信号解析処理ソフトウェアツールに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、製造工程に備えられた各種計測機器から得られた信号（時系列信号、画像信号、などを意味する）は、製品品質の評価、製造工程の制御、製造条件の管理などの指標として用いられている。これらの信号の評価手段としては、工程から得られた信号と標準信号との単純閾値比較で十分な場合から、各種信号処理による信号の加工や信号から計算される各種特徴量の比較までを必要とする場合など、幅広く考えられる。特徴量の比較を要するような複雑な評価が必要な場合には、コンピュータや特殊な解析装置を必要とする。さらに、それらの装置においてどのようなアルゴリズムで信号の加工、解析を実行するかをオフラインで開発する必要がある。
【０００３】対象となる製造工程に対して適切な評価手段を実現することが、製品品質の評価、製造工程の制御、製造条件の管理などの指標として用いている場合に重要である。そのために、最適な解析処理（各種信号処理による信号の加工や信号から計算される各種特徴量での比較などの処理）を開発することが欠かせない。
【０００４】これら解析処理を開発する手段として、グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を利用してノンプログラミングで解析処理開発を行うソフトウエアツールが広く用いられている。それらツールとして例えば、Advanced VisualSystem Inc. の“ＡＶＳ”や、INTELLIGENT INSTRUMENTATION ，INC の“ＶＩＳＵＡＬＤＥＳＩＧＮＥＲ”などが上げられる。これらのツールは、各種信号解析処理を機能単位でモジュール化し、ＧＵＩ上でそれら機能モジュールをシンボルマークで表示する。そして、利用者は、ＣＲＴ上でそのシンボルマークをマウスポインタをはじめとするポインティングデバイスで操作して任意に組み合わせることにより、目的とする処理を構築可能とするものである。
【０００５】通常、上記機能モジュールの種類は、３つに分けられる。処理対象となるデータを入力する機能を持つ入力モジュール、入力されたデータに各種信号処理を施す機能を持つ処理モジュール、処理された結果を出力する機能を持つ出力モジュールである。
【０００６】これらのツールでは、解析手順が視覚的に理解しやすいという特長がある。そのため、比較的容易に解析手順の変更が可能であり、各種解析の試行錯誤を効率良く実行することができる。また、処理結果を表示するモジュールを解析途中に接続することによって、解析過程の中間的な処理結果の表示を容易に実現可能となり、試行錯誤を効率良く実行することができる。
【０００７】これらのモジュールの実行順序は、モジュールの接続状態によって定まる。一番最初に入力モジュールが実行され、一番最後に出力モジュールの処理が実行されることになる。したがって、モジュールの結線が完了すると実行順序は、決定される。また、これらの順序は、解析手順と同一である。
【０００８】図３に接続の一例を示す。モジュール１、２、３は、ファイルからあるいは、外部機器からのデータ入力または、データ生成の機能を持つ。モジュール４、５、６、７は、何らかのデータ加工の機能を持つ。モジュール８、９は、ファイルあるいは外部機器へのデータ出力または、ＣＲＴへの出力の機能を持つ。各モジュール間の矢印は、データが流れる方向を示している。例えば、モジュール６では、モジュール３からデータを渡され、そのデータに対してモジュール６固有の何らかのデータ加工処理を行った後に、モジュール７に加工済みのデータを渡す。このような接続の場合、いくつかのモジュール実行順序が考えられる。
【０００９】単純に実行対象モジュールにデータを渡すモジュールの実行が先に成されれば良いわけである。いくつかのモジュール実行順序が同一のモジュール接続に対して考えられるが、得られる結果は同一である。例えば、（１）モジュール１、２、３、４、５、６、７、８，９、（２）モジュール１、２、３、６、７、４、５、８、９、（３）モジュール３、６、７、１、２、４、５、８、９の３つでは、モジュールの実行順序が異なるが、得られる結果は、同一となる。
【００１０】解析実行時には、複数のモジュール実行順序の１つが選択され、入力モジュールの１、２、３にデータがなくなるまで、あるいは、実行停止が指示されるまでツールは、モジュール実行サイクルを繰り返し実行する。例えば、（１）をツールが選択した場合、１、２、３、…９で１サイクル終了し、２回目の実行サイクル１、２、３、４、…９を実行する。以下、データがなくなるまで、あるいは、実行停止の指示が利用者からツールに対してなされるまで、実行サイクルを繰り返す。
【００１１】オフライン解析では、モジュール１、２、３からのデータ入力やモジュール８、９へのデータ出力のタイミングを考慮する必要が無い。結果として、モジュール８、９に目的とする結果が得られれば、この解析手順が適切ということになる。しかしながら、オンラインでこの解析手順を適用する時には、製造工程でのデータ入力タイミングや解析手順によって得られた結果を製造工程が必要とするタイミングで出力することなどが必要となる。オフライン解析の結果を利用するには、別途プログラミングという煩雑な作業が必要となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、上記の信号解析処理ツールを用いることによって、オフライン解析で最適な評価手段が得られてもデータの入出力のタイミング制御が出来ない為にオンラインあるいは、インラインに適用できないという問題がある。最終的には、上記での解析処理を製造工程の制御情報として利用したり、オペレータへのガイダンス情報として表示したりするために、オンラインあるいは、インライン用のプログラムを作成するという煩雑な作業を行う必要がある。また、対象とする製造工程のデータ採取タイミングの変更やより適した評価手段が得られた場合には、オンラインあるいは、インライン用のプログラムを修正するという煩雑な作業を行う必要がある。
【００１３】本発明は、この様な実情に鑑みて成されたものであり、信号・画像解析において最適な解析手法や最適な処理内容を見出した結果をオンラインあるいは、インラインへ適用することを容易に可能とする信号解析処理装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するための本発明請求項１に係る信号解析処理装置は、入力モジュール、処理モジュールおよび出力モジュールの３種類の機能モジュールの組合せによって信号解析処理を実行する手段と、前記機能モジュールの組合せの各モジュールの実行順序を決定する実行順序決定手段を備え、別途指示した実行順序に従って信号解析処理を実行する信号解析処理装置において、前記実行順序とは独立に、前記信号解析処理装置の入力処理および出力処理を実行するタイミングを制御する入出力タイミング制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】本発明の他の態様では、前記入出力タイミング制御手段は、データの入出力の実行タイミングを定義する入出力タイミング定義部と、定義されたデータの入出力の実行タイミングを解析しデータの入出力の実行タイミングを決定する入出力タイミング解析部と、決定されたタイミングで入出力の実行を制御する入出力タイミング実行制御部と、入出力データを一時蓄積するデータバッファ部からなることを特徴とする。
【００１６】上記のように構成した発明によれば、オフラインにて信号解析や解析処理を行った結果をオンラインあるいは、インラインの制御への適用やオペレータへのガイダンス適用を容易に行うことが可能となり、煩雑な作業を行うこと無く最適な信号処理結果や解析処理を製造工程で利用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明による信号解析処理装置を実施した信号解析処理ソフトウエアツールの主要構成を示すブロック図である。図２は、本発明を用いた場合の入出力タイミング制御の構成を示すブロック図である。図１に示したように、本実施形態の信号解析処理ソフトウェアツールは、ＧＵＩ部、実行順序決定部、モジュール実行部、モジュール記憶部、データ入出力タイミング制御部、からなる。図中の各部を繋ぐ線は、データや制御の流れを示している。
【００１８】ＧＵＩ部は、本ツールの利用者が、信号解析処理手順とデータ入出力タイミングの入力・編集、信号解析処理の実行開始・停止などの操作、などを受け付けるヒューマンインターフェース機能を持っている。実行順序決定部は、ＧＵＩ部によって入力された信号解析処理手順をもとにモジュール記憶部に蓄積されている各種モジュールの実行順序を決定する。モジュール実行部は、実行順序決定部によって決定された順にモジュール記憶部の該当モジュールを読み出し、モジュールの実行開始・終了、ならびに処理対象となるデータの管理などを行う。データ入出力タイミング制御部は、本ツールと外部装置あるいは、外部プロセスとのデータ入出力のタイミングを制御する。
【００１９】図２に示したように、本実施形態の信号解析処理装置のデータ入出力タイミング制御部は、入出力実行タイミング定義部、入出力実行タイミング解析部、入出力実行制御部、入出力データバッファ部からなる。図中の各部を繋ぐ線は、データの流れや制御の流れを示している。
【００２０】入出力タイミング定義部は、データの入出力の実行タイミングを定義するもので、本装置の利用者が、その定義作業を行うものである。入出力タイミング解析部は、定義されたタイミングを解析し、データの入出力の実行タイミングを決定するものである。入出力タイミング実行制御部は、決定されたタイミングで入出力の実行を制御するものである。入出力機能を持つモジュールは、上記データ入出力タイミングとは無関係に処理を行っている。一方、本装置へのデータの入出力は、上記入出力タイミングの定義内容にしたがって繰り返し実行される。データバッファ部は、データの入出力タイミング実行制御によるデータ入出力タイミングと入出力機能を持つモジュールの実行タイミングの相違を調整するものである。
【００２１】入力モジュールの実行時には、データバッファ部からデータを取り出す。そのため、本装置が設定されたタイミングで読み取ったデータは、データを引き渡すべき入力モジュールの実行が開始されるまでこのバッファ部で保持される。つまり、入力モジュールの実行時には、データバッファ部からデータを読み取り、次の実行モジュールへデータを引き渡すことを行い、データバッファへの入力は、入出力実行タイミング定義部で設定されたタイミングで行われる。
【００２２】データの出力時は、出力モジュールの実行時にデータバッファからの出力許可がない限り、データを出力しない。例えば、出力モジュールの実行の直前のモジュールの実行後にデータバッファへデータが渡され、データバッファからの出力は、定められたタイミングの時に出力モジュールへデータが渡され、データの出力処理を行うことも考えられる。また、出力モジュールでデータを保存し、実行順番が出力モジュールになったときにデータバッファへ出力許可があるかどうかを確認後、出力することも考えられる。
【００２３】また、上記の様な仕組みとすることで、１つのプロセスとして実施するだけでなく、既存のプロセスである入出力モジュール実行部とは別に、本実施形態の信号解析処理装置のデータ入出力タイミング制御を別プロセスとして実施することも可能である。
【００２４】表１に入出力タイミング定義ファイルの構成の一例を示す。この表の第１行は、項目名を示している。第２行目以降では、タイミングを定義する行となっている。この例では、モジュール名、モジュールの種類、相対時間の３つの項目を設定可能としている。第２行の開始は、データ入出力タイミングの基準時間を意味している。このとき相対時間に０が設定されているので、モジュールの実行開始と同時に入出力タイミングの時間もスタートすることになる。第３行のモジュール１に関する設定では、モジュール１に読み取られるデータが実行開始から３０ｍｓ後にデータバッファ部に入力されることを意味している。第４行のモジュール２に関する設定では、本装置のタイミング設定ではなく、外部機器のトリガー信号によってモジュール２に読み取られるデータが、データバッファ部に入力されることを意味している。第５行では、モジュール３に読み取られるデータが、モジュールの実行サイクル開始後、５０ｍｓ後にデータバッファ部に入力されることを意味している。第６行のモジュール９では、実行開始から５００ｍｓ後にデータ出力を実行することを意味している。最後の第７行の終了は、実行開始から９００ｍｓ後にデータ入出力の１サイクルが終了し、次のサイクルが開始する事を意味している。したがって、第２行から第７行までが次のサイクルとして同様に実行され、９００ｍｓ毎に一連のデータ入出力の動作が繰り返し実行されることを意味している。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【発明の効果】上述したように本発明は、オフラインにて信号解析や解析処理を行った結果と製造工程から得られる各種データ入出力タイミング組み合わせることが容易となり、オンラインあるいは、インラインの制御への適用やオペレータへのガイダンス適用を容易に行うことが可能となり、煩雑な作業を行うこと無く最適な信号処理結果や解析処理を製造工程で利用することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６６５５【氏名又は名称】新日本製鐵株式会社
【出願日】	平成１２年３月２１日（２０００．３．２１）
【代理人】	【識別番号】１０００６８４２３【弁理士】【氏名又は名称】矢葺知之（外１名）
【公開番号】	特開２００１－２６５４０９（Ｐ２００１－２６５４０９Ａ）
【公開日】	平成１３年９月２８日（２００１．９．２８）
【出願番号】	特願２０００－７８０４９（Ｐ２０００－７８０４９）