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測定データレポーティングシステム

機械設計の現場では、試作機を作り、計測器を使ってデータを収集します。これらのデータは時系列であることが多いでしょう。また、測定データ(例えば、振動、温度など)を収集する計測器は複数のメーカーのものが混在することもあります。

収集したデータはリアルタイムのこともありますが、弊社では、継続が終了後、計測器からUSB接続やメモリーカードなどを通して、パソコンに取り込んで解析、レポート作成作業を半自動化するシステムを中心に提案させていただきます。

データファイルの取り込みの自動化、複数のデータの整合(時間軸など)、解析処理を行った後の結果レポートの作成などを、効率的に行えるカスタム機能を開発させていただきます。

特に、FlexPro をベースとしたシステムは、多くの計測器のデータをそのまま取り込むことができるため、データ変換の手間を省くことができます。

FlexPro/ビデオと同期した解析例
FlexPro/ドキュメント・テンプレート

 

ベースとする製品


ソリューションの基盤 Weisang HistoryBase

品質の保証はあらゆる産業分野で重要性が増してきています。一般に、大量のデータが収集され、分析され、蓄積されます。これは IT 部門にとって途方もないタスクです。Weisang 社が開発したハイパフォーマンス・リング・バッファ・データベースである HistoryBase が、この最もチャレンジングな要求を満たします。

HistoryBase が可能にすること...

  • すべての関連するプロセス・パラメーターをシームレスに監視
  • 素早く、簡単に可視化、分析、蓄積するために、強力で一元化されたデータベース内にデータを収集
  • バッチや原材料の流れのようなメタデータと一緒に収集された数値的なプロセス値を継続的に組み合わせ、取得したデータを、直接、製品や生産設備に適用
  • 数値とテキストベースのデータを非常に効率良く記録し、蓄積し、配布する柔軟なデータベースを使うことで、品質保証手法の効率を向上(SPSやフィールドバス等の手法とは異なります)
  • 時系列データを同期する特別な処理とデータプールのサイズを制限する統合されたユーティリティ

HistoryBase はパッケージ製品ではなく、収集データ、処理方法などに応じたカスタムのシステム構築ベースです。システム構築費用は構成によって変わりますので、弊社までお問い合わせください。

 

どのように動作するか

すべての関連するパラメーターの継続的な監視と統計的な分析は、工業生産における品質保証に対する需要の継続的な高まりに合致します。これを達成するためには、収集したすべてのデータを一か所に集め、可視化、分析、蓄積のためのコンポーネントへのアクセスを提供します。

継続的に収集した数値的なプロセス変数は、多くの場合、バッチ情報や原材料のフロー追跡のようなメタ情報と組み合わせなければなりません。これらの情報は、次の分析のために、生産された製品と生産設備に関連付けることができます。(SPS やフィールドバスのようなシステムは、数値データを収集することで、この要求の一部のみを満たすことができます。)

このシステムの基盤は、数値データとテキストデータを収集、蓄積、配布することができる柔軟で、ハイパフォーマンスなデータベース・プログラムです。主にビジネス・プロセスをモデリングするために開発されたリレーショナル・データベースは、このようなタスクには適していません。適していない理由は数多くありますが、主なものを次に挙げました:

  • 大量の数値データを保存、配布する時のパフォーマンスが不十分なことが多い
  • 時系列データの同期のための特別なプロセスが実装されていない
  • データの履歴のサイズを制限することができるメカニズムが実装されていない

リング・バッファ・データベース・システムは、上に説明したようなタスクのために設計され、従来のシステムに内在している問題を解決します。

 

システム構成要素

次の図はシステムの個々の要素がどのように関連するかを示したものです:

リング・バッファ・データベース

リング・バッファ・データベースはシステムの中心となるサーバー要素で、次のタスクを行います:

  • 数値データ、テキスト、ユーザー定義のデータ構造(UDT)を収集。非同期で動作しているソースからサーバーに転送される
  • 保存前に数値データをスケーリング
  • 独立した、非同期のソースから入ってくる数値データを同期し、すべてのデータに適用する共通の時間参照を使って保存する
  • すべてのデータをリング・バッファ・構造に保存する。この場合、データベースのサイズは、自由に設定した履歴のサイズに制限される
  • 異なるサンプリングレートを持つデータを効率的に保存
  • 時間参照を持つ、散発的に発生する UDT を効率的に保存
  • データの分析や保存などの目的で、任意の台数のオフラインのクライアントにすべての保存されているデータへのアクセスを提供
  • 可視化や制御の目的で、任意の台数のオフラインのクライアントに現在の関連したデータを送信
  • 個別のデータとラックに割り当てることができるように、すべてのクライアントのパラメーター化データを使用可能にする。例えば、これは、リング・バッファ・データベース経由で1か所でデータを収集するために、異なるシステムのパラメーターを設定するために使うことができます。

 

Ring Buffer Import Module for FlexPro
(FlexPro 用リング・バッファ・インポート・モジュール)

FlexPro はオフラインデータ分析とドキュメント作成のためのアプリケーションです。このインポート・モジュールは、リング・バッファから FlexPro プロジェクト・データベースへ任意の時間区切りでコピーするために使うことができます。すると、そのデータをインタラクティブに、数学的手法を使って分析することができ、結果をグラフ、表、テキストの形式で文書化できます。インポート・モジュールは、リング・バッファ内のデータへのリンクを作成することも可能にします。これにより、例えば、直近24時間に追加されたデータの日次のレポートの作成を自動化することができます。

 

Ring Buffer Copy Module(リング・バッファ・コピー・モジュール)

このモジュールは、データのバックアップと負荷の分散のために使われます。3つのモードを選ぶことができます:

  • 前日のデータを使って、自動的にリング・バッファ・データベースを作成。これは日次でリング・ストレージのデータをバックアップすることを可能にします
  • リング・バッファから任意の時間区切りをコピー
  • オンラインですべてのリング・バッファを複製

3番目のモードは、様々な目的で使うことができます:

  • ロード・バランス(負荷分散)
    正確に同じ構造を持つリング・バッファ・データベースを、目標のコンピューターに配置します。このデータベースは、別のクライアント群に保存されたデータを提供することができます
  • データのバックアップ
    コピーされたデータベースが別のコンピューターにある場合、すべてを失う損害が発生する確率は小さくなり、通常、追加のデータのバックアップが不要になります
  • バックアップ・システム
    データベース・サーバーのコンピューターに障害が発生した場合、コピーされたデータベースが動作しているコンピューターがそれに置き換わります

すべてのモードによるコピーされたデータは、リング・バッファ・データベースの形に戻すことができます。このメリットは、データは同じ可視化、分析ツールで使うためにアクセスできるようになることです。

 

カスタムのモジュール

リング・バッファ・サーバーは、Microsoft の DCOM 技術をベースとしており、Windows の任意のプログラミング言語でカスタマイズすることができます。少ない労力と費用で、データ収集・可視化・分析・保存の自動化モジュールを開発することができます。

FlexPro Professional に統合されている Visual Basic を使って、重要なウィザード、分析ウィザードのような機能を開発することができます。これらのウィザードにより、試験で計測されたデータを提供するリング・バッファに保存されているデータ構造を分析し、重要度に応じて優先順位を付け、ボタンクリックで完全な分析を生成することができます。