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WO2024089750A1 - データ管理装置、データ管理システム、データ管理方法及びプログラム - Google Patents

データ管理装置、データ管理システム、データ管理方法及びプログラム Download PDF

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Publication number
WO2024089750A1
WO2024089750A1 PCT/JP2022/039613 JP2022039613W WO2024089750A1 WO 2024089750 A1 WO2024089750 A1 WO 2024089750A1 JP 2022039613 W JP2022039613 W JP 2022039613W WO 2024089750 A1 WO2024089750 A1 WO 2024089750A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
data management
processing devices
status
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/039613
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英松 林
鎮男 粂川
光輝 富士原
佳祐 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to PCT/JP2022/039613 priority Critical patent/WO2024089750A1/ja
Priority to CN202280097596.4A priority patent/CN119452604A/zh
Priority to JP2023517255A priority patent/JP7317263B1/ja
Publication of WO2024089750A1 publication Critical patent/WO2024089750A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks

Definitions

  • This disclosure relates to a data management device, a data management system, a data management method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a technology in which a master device and a slave device communicate at regular intervals, and the data exchanged during the communication is collected and managed by a data collection and management device.
  • the data collection and management device described in Patent Document 1 manages the collected data using station numbers assigned to the master device and the slave device, and a cycle number indicating the cycle during which the communication took place.
  • the data collection management device described in Patent Document 1 manages the data collected as described above in order to determine whether data collection has failed, but data managed in this way can also provide a certain level of convenience to users. For example, users can check what data was collected by which device at what interval.
  • the present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a data management device etc. that can easily manage data collected from multiple processing devices.
  • a data management device includes: a control data transmission means for transmitting control data for controlling the plurality of processing devices to each of the plurality of processing devices by time division multiplex communication; A data collection means for collecting operation data of each of the processing devices and status data of objects handled by each of the processing devices; a time zone dividing means for dividing each period in the time division multiplexing communication into a first time zone during which the control data transmitting means transmits the control data, and a second time zone during which the data collecting means collects the operation data and the status data; a data management means for managing, for each of the processing devices, each of the cycles and a set of the operation data and the status data collected in each of the cycles in association with each other; Equipped with.
  • data collected from multiple processing devices can be managed with good visibility.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a data management system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a semiconductor manufacturing process to which a data management system according to an embodiment of the present disclosure is applied;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining time division multiplexing communication in a data management system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a management screen displayed on a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a processing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a frame transmitted by a processing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a frame transmitted by a processing device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a communication band for time division multiplexing communication by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a database managed by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of system configuration information managed by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an output unit and an input unit according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing an example of a data management operation performed by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing an example of a database update operation performed by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a flowchart showing an example of a database update operation performed by a data management device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the data management system 1 is a data management system that is installed at a production site of a factory, and that collects and manages operation data and status data output by each processing device 20 using a data management device 10.
  • a terminal 40 on which an engineering tool program is installed is connected to the data management device 10.
  • a user manages the data management device 10 by operating the terminal 40, and for example, controls the processing device 20, controls sensors and the like installed in the processing device 20, collects data from the processing device 20, and adjusts parameters.
  • the operation data and status data will be described later.
  • the factory is, for example, a semiconductor manufacturing factory, and each processing device 20 is, for example, a semiconductor processing device installed for each semiconductor manufacturing process.
  • the data management system 1 is an example of a data management system according to the present disclosure.
  • the data management system 1 is applied to a semiconductor manufacturing process as shown in FIG. 2, for example.
  • the processing device 20 is a device for cleaning semiconductors.
  • a processing device 20 is provided for each processing tank, and the processing device 20 drives a ball screw 30 to move the wafer to be processed to a predetermined processing layer.
  • moving to a predetermined processing layer refers to moving to a processing layer within the processing device 20 itself, or moving to a processing layer within another processing device 20.
  • the data management device 10 collects operation data and status data of the processing device 20 in each processing tank.
  • the data management device 10 is communicatively connected to each processing device 20.
  • the data management device 10 transmits control data for controlling each processing device 20 to each processing device 20.
  • the data management device 10 collects operation data related to the operation of each processing device 20 and status data related to the status of the object handled by each processing device 20 from each processing device 20.
  • the operation data is, for example, data related to a sensor value detected by a sensor provided in the processing device 20 when the processing device 20 operates based on the control data.
  • the object handled by the processing device 20 is, for example, a chemical substance used in semiconductor manufacturing.
  • the status data is, for example, data related to the chemical state of the object handled by the processing device 20.
  • the data related to the chemical state is, for example, the temperature, viscosity, pH (hydrogen ion concentration index) of the object.
  • the data management device 10 manages the collected operation data and status data. How the data is managed will be described later. The functional configuration of the data management device 10 will be described later.
  • the data management device 10 is an example of a data management device according to the present disclosure.
  • the data management device 10 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) unit of a programmable logic controller (PLC) and a master unit that performs master-slave communication with the processing device 20.
  • the data management device 10 communicates with each processing device 20 by time division multiplexing communication using TSN (Time-Sensitive Networking).
  • TSN Time-Sensitive Networking
  • the data management device 10 communicates with each processing device 20 at predetermined intervals by time division multiplexing communication.
  • the data management device 10 further divides one period into a first time period and a second time period.
  • the data management device 10 transmits control data to each processing device 20 in the first time period and collects operation data and status data from each processing device 20 in the second time period.
  • the data management device 10 transmits control data in the first time period by real-time communication and collects operation data and status data in the second time period by non-real-time communication. This is because while control of the processing device 20 is required to be performed within a certain time period, collection of operation data and status data does not necessarily have to be performed within a certain time period.
  • one piece of operation data and one piece of status data are collected in one second time period, but the number of pieces of operation data and the number of pieces of status data collected may be multiple. For example, one piece of operation data and two pieces of status data may be collected in one second time period.
  • the data management device 10 is also connected to the terminal 40 so as to be able to communicate with it.
  • the terminal 40 is a terminal for managing the data management device 10.
  • the terminal 40 is, for example, a factory PC (Personal Computer) on which an engineering tool program is installed.
  • the user sets the configuration of the data management system 1, for example, through the screen shown in FIG. 4 displayed by the terminal 40.
  • the user can select devices in the data management system 1 and set the network configuration through the screen shown in FIG. 4.
  • the user can set names recognizable by the user, such as "treatment tanks 1 to 3," for the devices in the data management system 1 through the screen shown in FIG. 4.
  • the data management device 10 uses these names to manage the database.
  • the configuration of the processing device 20 will be described with reference to FIG. 5.
  • the processing device 20 includes an output unit 21, a servo 22, a sensor 23, and an input unit 24.
  • the output unit 21 receives control data from the data management device 10 and controls the servo 22 based on the control data.
  • the output unit 21 includes, for example, a servo amplifier.
  • the servo 22 operates based on control from the output unit 21.
  • the servo 22 is, for example, a servo motor.
  • the servo 22 also injects, stirs, cleans, etc., a chemical substance that is, for example, an object.
  • the output unit 21 becomes a slave unit corresponding to the master unit.
  • the output unit 21 is an example of a control data receiving means according to the present disclosure.
  • the sensor 23 senses the operating servo 22 and outputs the sensor value to the input unit 24.
  • the sensor 23 also senses the object being handled by the servo 22 and outputs the sensor value to the input unit 24.
  • the sensor value relating to the servo 22 becomes operation data, and the sensor value relating to the object becomes status data.
  • the input unit 24 transmits the sensor values output by the sensor 23 that relate to the servo 22 as operation data to the data management device 10, and transmits the sensor values output by the sensor 23 that relate to the object as status data to the data management device 10.
  • the input unit 24 becomes a slave unit that corresponds to the master unit.
  • the input unit 24 is an example of an operation data transmission means according to the present disclosure.
  • the input unit 24 may transmit the operation data and status data together in one frame as shown in FIG. 6, or may transmit the operation data and status data in separate frames as shown in FIG. 7. In the case shown in FIG. 6, the input unit 24 can be said to add status data to the operation data before transmitting it. Note that in the case shown in FIG. 7, there is a risk that all frames cannot be transmitted in one cycle, but as described above, transmission of the operation data and status data is performed in non-real-time communication in the second time period, so that the frames that could not be transmitted can be transmitted in the next cycle.
  • the data management device 10 includes a control unit 100 and an analysis unit 103.
  • the control unit 100 also includes a master unit 101 and a CPU unit 102.
  • the master unit 101 controls communication with the output unit 21 and input unit 24 of the processing device 20.
  • the CPU unit 102 controls the servo 22 and sensor 23 of the processing device 20 via communication between the master unit 101, the output unit 21, and the input unit 24.
  • the master unit 101 collects operation data and status data, and stores the data in a memory (not shown) included in the CPU unit 102.
  • the analysis unit 103 analyzes the operation data and status data stored in the memory of the CPU unit 102.
  • the analysis unit 103 may store the operation data and status data acquired from the CPU unit 102, and analyze the stored data.
  • the data management device 10 includes a communication unit 11, a control data transmission unit 12, a data collection unit 13, a time zone division unit 14, a data management unit 15, a configuration management unit 16, a name management unit 17, and a storage unit 18.
  • the communication unit 11 communicates with the processing device 20 and the terminal 40.
  • the communication unit 11 is realized by the master unit 101.
  • the functional units other than the communication unit 11, that is, the control data transmission unit 12, the data collection unit 13, the time zone division unit 14, the data management unit 15, the configuration management unit 16, the name management unit 17, and the memory unit 18, are realized by the CPU unit 102.
  • the configuration management unit 16 acquires system configuration information regarding the configuration of the data management system 1 that is set by the user via the terminal 40, and stores the information in the storage unit 18. Specific examples of system configuration information will be described later.
  • the name management unit 17 manages the names of each device in the data management system 1 based on the system configuration information stored in the memory unit 18. These names are used when constructing the database described below.
  • the control data transmission unit 12 generates control data for controlling each processing device 20 and transmits it to each processing device 20 via the communication unit 11. As described above, the control data is transmitted in the first time period, and therefore the control data transmission unit 12 transmits the control data in the first time period.
  • the control data transmission unit 12 is an example of a control data transmission means according to the present disclosure.
  • the data collection unit 13 collects operation data and status data from each processing device 20 via the communication unit 11. As described above, the operation data and status data are collected in the second time period, and therefore the data collection unit 13 collects the operation data and status data in the second time period.
  • the data collection unit 13 identifies the processing device 20 from which the data was collected for each collected data.
  • the data collection unit 13 identifies the processing device 20 from which the data was collected, for example, based on the contents of the header included in the frame obtained during communication.
  • the data collection unit 13 is an example of a data collection means according to the present disclosure.
  • the time zone division unit 14 divides one cycle in time division multiplexing communication into a first time zone and a second time zone.
  • the control data transmission unit 12 transmits control data in the first time zone divided by the time zone division unit 14.
  • the data collection unit 13 collects operation data and status data in the second time zone divided by the time zone division unit 14.
  • the time zone division unit 14 is an example of a time zone division means according to the present disclosure.
  • the minimum guaranteed communication bandwidth in a first time period can be used as a control communication bandwidth for sending and receiving control data, which is real-time data
  • the communication bandwidth in a second time period can be used as an information communication bandwidth for sending and receiving operational data and status data, which are non-real-time data.
  • the data management unit 15 manages the operation data and status data collected by the data collection unit 13 by associating each period with a set of operation data and status data collected in each period for each name of the processing device 20. More specifically, as shown in FIG. 10, for example, the data management unit 15 manages the set of operation data and status data collected from a certain processing device 20 in a certain period in a database in which the names of each processing device 20 are columns and each period is a row. In other words, the data management unit 15 manages the set of operation data and status data by a database having a first axis corresponding to the processing device 20 and a second axis corresponding to the period. The database includes cells that store the set of operation data and status data collected in each period.
  • the first axis corresponding to the processing device 20 corresponds to a column in the database.
  • the names of the processing devices 20 such as "treatment tank 1" and “treatment tank 2" shown in FIG. 10 are those managed by the name management unit 17.
  • the data management unit 15 stores the above-mentioned database in the memory unit 18.
  • the data management unit 15 is an example of a data management means according to the present disclosure.
  • one piece of operation data and one piece of status data are written to each cell, but as described above, multiple pieces of operation data or multiple pieces of status data can be collected during one second time period, so two or more pieces of operation data or status data can be written to a cell.
  • the data management unit 15 can update the above-mentioned database every time operation data and status data are collected, so the latest data can be managed without requiring special settings, operations, etc.
  • the memory unit 18 stores the database managed by the data management unit 15, as described above. The procedure by which the data management unit 15 updates the database with operation data and status data for each name of the processing device 20 every time it collects the data will be described later.
  • the system configuration information includes information about each device of the data management system 1, that is, information about the data management device 10 and the processing device 20.
  • the system configuration information includes information about the name, device ID (Identifier), and network address of each device.
  • the system configuration information also includes information about the network configuration of the data management system 1.
  • the order of each processing device 20 is determined in order of proximity to the data management device 10, which is the master on the network, as indicated by the numbers 1 to 5 in FIG. 11. This order is also the order in which the data management device 10 is expected to receive operation data and status data earliest.
  • the data management unit 15 determines the placement of each column in the database according to this order.
  • the data management device 10 shown in FIG. 12 is realized by, for example, the CPU unit 102, the master unit 101, and the analysis unit 103 as described above.
  • the data management device 10 may be realized by a general computer such as a personal computer or a microcontroller.
  • the data management device 10 includes a processor 1001 , a memory 1002 , an interface 1003 , and a secondary storage device 1004 , which are connected to each other via a bus 1000 .
  • the processor 1001 is, for example, a CPU provided in the CPU unit 102.
  • the processor 1001 reads an operation program stored in the secondary storage device 1004 into the memory 1002 and executes it, thereby realizing each function of the data management device 10.
  • the memory 1002 is, for example, a main storage device configured by a RAM (Random Access Memory) provided in the CPU unit 102.
  • the memory 1002 stores the operation program read by the processor 1001 from the secondary storage device 1004.
  • the memory 1002 also functions as a work memory when the processor 1001 executes the operation program.
  • the interface 1003 is, for example, an I/O (Input/Output) interface such as a serial port, a USB (Universal Serial Bus) port, or a network interface provided in the master unit 101.
  • the interface 1003 realizes the function of the communication unit 11.
  • the secondary storage device 1004 is, for example, a flash memory, a HDD (Hard Disk Drive), or an SSD (Solid State Drive) provided in the CPU unit 102.
  • the secondary storage device 1004 stores the operation programs executed by the processor 1001.
  • the secondary storage device 1004 realizes the function of the storage unit 18.
  • the output unit 21, etc. includes a transmission/reception interface 200, a timer 201, a transmission/reception management unit 202, and an input/output interface 203.
  • the transmission/reception interface 200 communicates with the data management device 10 and other processing devices 20 via a network.
  • the timer 201 performs the timing required for time division multiplexing communication using the above-mentioned TSN.
  • the transmission/reception management unit 202 performs time division multiplexing communication in synchronization with other devices based on the timing by the timer 201.
  • the input/output interface 203 communicates with the equipment 210.
  • the equipment 210 is a servo 22, and the input/output interface 203 transmits the control data received by the transmission/reception management unit 202 to the equipment 210.
  • the equipment 210 is a sensor 23, and the input/output interface 203 outputs the data transmitted by the sensor 23 to the transmission/reception management unit 202.
  • the data management device 10 waits until the start of the next period in the time division multiplexing communication (step S101).
  • the time period division unit 14 of the data management device 10 divides the current period into a first period and a second period (step S102).
  • the control data transmission unit 12 of the data management device 10 transmits control data to each processing device 20 during the first period (step S103). By transmitting this control data, each processing device 20 operates based on the control data.
  • the data collection unit 13 of the data management device 10 waits until the start of the second period (step S104). When the second period starts, the data collection unit 13 collects operation data and status data from each processing device 20 during the second period (step S105).
  • the data management unit 15 of the data management device 10 manages the set of operation data and status data collected in step S105 in a database with periods as rows and processing devices 20 as columns as shown in FIG. 10 (step S106). Then, the data management device 10 repeats the operations from step S101.
  • the operation data and status data are managed with the same header, and the data management unit 15 simultaneously collects this operation data and status data from all processing devices 20 managed on the same network within the same period.
  • the data collection method in this case will be explained using FIG. 15. Note that the same network mentioned above here refers to a network within a range set up to send and receive data within the same period.
  • the data management unit 15 acquires operation data and status data (step S201), and sets the planned write destination of the operation data and status data in the database based on the system configuration information and the number of writes to the database (step S202). That is, the data management unit 15 predicts the order in which data (operation data and status data; the same applies below) from which processing device 20 will arrive based on the system configuration information, and prepares to write the acquired data in the predicted order to a column in the database. In principle, the data management unit 15 acquires data in order from the processing device 20 that is physically closest to the data management device 10. In this way, the data management unit 15 knows up to which column of the database data has been written based on the number of times data has been written to the database. In other words, the data management unit 15 knows up to which name of the processing device 20 registered in the database data has been written.
  • the data management unit 15 checks the device ID included in the header of the acquired data and determines whether the confirmed device ID matches the column of the database to which the acquired data is planned to be written, i.e., the device ID with the name corresponding to the column (step S203).
  • step S203 If the device ID corresponding to the acquired data matches the device ID to which the data is to be written (step S203: Yes), the data management unit 15 writes the operational data from the acquired data to the front of the column to which the data is to be written (step S204), then writes the status data from the acquired data to the back of the column to which the data is to be written (step S205), and again checks the number of times the data has been written to the database (step S202).
  • the number of cells in the column is prepared in advance according to the type of data to be acquired.
  • two cells are prepared for one cycle: an operation data cell in the front row and a status data cell in the back row.
  • This allows the data management unit 15 to classify and write operation data into operation data cells and status data into status data cells simply by dividing the acquired data into front and back cells and writing them. Note that if it is decided in advance that multiple pieces of data will be written to one cell, the number of cells will be prepared according to the preset setting information.
  • the data management unit 15 searches for a column with the same device ID as the device ID corresponding to the acquired data, and after the search, writes the operational data from the acquired data to the front of the searched column (step S206), and then writes the status data from the acquired data to the back of the searched column (step S207), and again checks the number of writes to the database (step S202).
  • the data management unit 15 in the data management device 10 can create a database that appropriately manages operation data and status data simply by creating system configuration information using the terminal 40 on which an engineering tool program is installed.
  • the data management unit 15 can create a database column that represents the name of the device from which the operation data and status data are collected, and can easily create the desired database by writing the acquired data sequentially into that column.
  • the operation data and status data are managed with different headers, and the data management unit 15 simultaneously collects this operation data and status data from all processing devices 20 managed on the same network within the same period.
  • the data collection method in this case will be explained using FIG. 16. Note that the same network mentioned above here refers to a network within a range set up to send and receive data within the same period.
  • the data management unit 15 acquires operation data and status data (step S301), and sets the planned write destination of the operation data and status data in the database based on the system configuration information and the number of writes to the database (step S302). That is, the data management unit 15 predicts the order in which data from which processing devices 20 will arrive based on the system configuration information, and prepares to write the acquired data in the predicted order to a column in the database. In principle, the data management unit 15 acquires data in order starting from the processing device 20 that is physically closest to the data management device 10. In this way, the data management unit 15 knows up to which column of the database data has been written based on the number of times data has been written to the database. In other words, the data management unit 15 knows up to which name of the processing device 20 registered in the database data has been written.
  • step S303 it is determined whether the acquired data is operational data or status data. If the data management unit 15 determines that the acquired data is operational data (step S303: operational data), it checks the device ID included in the header of the acquired data and determines whether the confirmed device ID matches the column of the database to which the acquired data is planned to be written, i.e., the device ID with the name corresponding to the column (step S304).
  • step S304 If the device ID corresponding to the acquired data matches the device ID to which the data is to be written (step S304: Yes), the data management unit 15 writes the operational data from the acquired data to the front of the column to which the data is to be written (step S305). Next, the data management unit 15 checks whether status data has been written in the same column (step S306), and if no status data has been written, it again determines whether the acquired data is operational data or status data (step S303), and if status data has been written, it again checks the number of times the data has been written to the database (step S302).
  • the number of cells in the column is prepared in advance according to the type of data to be acquired. Since two types of data, operation data and status data, are written, two cells are prepared for one cycle: a front-stage operation data cell and a rear-stage status data cell. This allows the data management unit 15 to write the acquired data simply by dividing it into the front-stage cells and the rear-stage cells, classifying and writing operation data into operation data cells and status data into status data cells. Note that if it is decided in advance that multiple pieces of data will be written to one cell, a number of cells according to the preset setting information are prepared. In addition, by preparing cells for operation data and status data as a set, it is possible to check whether the other data has been written depending on the writing state of the other data in the set cells, eliminating data write omissions and suppressing data inconsistencies.
  • step S304 if the device ID corresponding to the acquired data does not match the device ID to which the data is to be written (step S304: No), the data management unit 15 searches for a column with the same device ID as the device ID corresponding to the acquired data, and after the search, writes the operational data from the acquired data to the front of the searched column (step S307). Next, the data management unit 15 checks whether status data has been written in the same column (step S306), and if no status data has been written, it again determines whether the acquired data is operational data or status data (step S303), and if status data has been written, it again checks the number of writes to the database (step S302).
  • the data management unit 15 determines that the acquired data is status data (step S303: status data)
  • it checks the device ID included in the header of the acquired data and determines whether the confirmed device ID matches the column of the database to which the acquired data is planned to be written, i.e., the device ID with the name corresponding to the column (step S308).
  • step S308 If the device ID corresponding to the acquired data matches the device ID to which the data is to be written (step S308: Yes), the data management unit 15 writes the status data from the acquired data to the end of the column to which the data is to be written (step S309).
  • the data management unit 15 checks whether operational data has been written in the same column (step S310), and if no operational data has been written, it again determines whether the acquired data is operational data or status data (step S303), and if status data has been written, it again checks the number of times the data has been written to the database (step S302).
  • step S308 the data management unit 15 searches for a column with the same device ID as the device ID corresponding to the acquired data, and after the search, writes the status data from the acquired data to the end of the searched column (step S311).
  • step S310 the data management unit 15 checks whether operational data has been written in the same column (step S310), and if no operational data has been written, it again determines whether the acquired data is operational data or status data (step S303), and if operational data has been written, it again checks the number of writes to the database (step S302).
  • the data management unit 15 in the data management device 10 can create a database that appropriately manages operation data and status data simply by creating system configuration information using the terminal 40 on which an engineering tool program is installed.
  • the data management unit 15 can create columns in the database (the names of the devices that are the sources of the operation data and status data), and can easily create the desired database by writing the acquired data sequentially into those columns.
  • the data management system 1 has been described above. According to the data management system 1, as shown in FIG. 10, it is possible to manage pairs of operation data and status data with good visibility. For example, if a user wants to check the operation data and status data of each processing device 20 for a specific cycle, the user only needs to check the data in the row corresponding to that cycle. Similarly, for example, if a user wants to check the operation data and status data of each cycle for a specific processing device 20, the user only needs to check the data in the column corresponding to that processing device 20. In addition, since the above-mentioned data management is performed every time operation data and status data are collected, the latest data can be managed without requiring special settings, operations, etc. Therefore, the user can manage the latest data with good visibility without requiring special settings, operations, etc.
  • the data management device 10 collected operation data from the processing device 20.
  • the data management device 10 may generate operation data based on control data to be transmitted to the processing device 20. For example, if the behavior of the servo 22 of the processing device 20 can be sufficiently predicted from the control data, it is expected that sufficiently accurate operation data can be obtained even if the operation data is generated based on the control data.
  • the data collection unit 13 can be considered to "collect" the operation data based on the control data without communication.
  • the data management device 10 is equipped with a secondary storage device 1004.
  • the secondary storage device 1004 may be provided outside the data management device 10, and the data management device 10 and the secondary storage device 1004 may be connected via an interface 1003.
  • removable media such as a USB flash drive or a memory card can also be used as the secondary storage device 1004.
  • the data management device 10 may be configured with a dedicated circuit using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • part of the functions of the data management device 10 may be realized by a dedicated circuit connected to the interface 1003, for example.
  • the programs used in the data management device 10 can be stored and distributed on computer-readable recording media such as CD-ROMs (Compact Disc Read Only Memory), DVDs (Digital Versatile Discs), USB flash drives, memory cards, and HDDs. By installing such programs on a specific or general-purpose computer, the computer can function as the data management device 10.
  • the above-mentioned program may also be stored in a storage device owned by another server on the Internet, and the program may be downloaded from that server.
  • 1 Data management system 10 Data management device, 11 Communication unit, 12 Control data transmission unit, 13 Data collection unit, 14 Time zone division unit, 15 Data management unit, 16 Configuration management unit, 17 Name management unit, 18 Memory unit, 20 Processing device, 21 Output unit, 22 Servo, 23 Sensor, 24 Input unit, 30 Ball screw, 40 Terminal, 100 Control unit, 101 Master unit, 102 CPU unit, 103 Analysis unit, 200 Transmission/reception interface, 201 Timer, 202 Transmission/reception management unit, 203 Input/output interface, 210 Equipment, 1000 Bus, 1001 Processor, 1002 Memory, 1003 Interface, 1004 Secondary storage device.

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Abstract

データ管理装置（１０）は、複数の加工装置（２０）を制御するための制御データを、時分割多重通信により各加工装置（２０）に送信する制御データ送信部（１２）と、各加工装置（２０）の稼働データと、各加工装置（２０）にて取り扱われる対象物の状態データを収集するデータ収集部（１３）と、時分割多重通信における各周期を、制御データの送信を行う第１の時間帯と、稼働データと状態データとの収集を行う第２の時間帯とに分割する時間帯分割部（１４）と、加工装置（２０）ごとに、各周期と、各周期にて収集された稼働データと状態データとの組とを対応付けて管理するデータ管理部（１５）と、を備える。

Description

データ管理装置、データ管理システム、データ管理方法及びプログラム
　本開示は、データ管理装置、データ管理システム、データ管理方法及びプログラムに関する。
　生産現場において、品質管理の観点から、複数の加工装置から収集したデータを利用することの重要性が近年高まっている。そのため、複数の加工装置から収集したデータを管理することが求められている。特に、複数の加工装置から収集したデータをユーザにとって利便性のよい形にて管理することが求められている。
　上記の事情に関連するものとして、特許文献１には、一定期間ごとにマスタ装置とスレーブ装置とが通信をし、通信にてやりとりされたデータをデータ収集管理装置にて収集及び管理をする技術が開示されている。特許文献１に記載のデータ収集管理装置は、マスタ装置及びスレーブ装置に割り当てられた局番号と、通信が行われた周期を示す周期番号とを利用して収集したデータを管理する。
　特許文献１に記載のデータ収集管理装置は、データ収集に失敗しているかを判定するために上記のように収集したデータを管理するものであるが、このように管理されたデータは、ユーザにとっても一定の利便性を得ることができる。例えばユーザは、どの周期にどの装置でどのようなデータが得られたかを確認することができる。
国際公開第２０２１／１３０９１２号
　しかし、特許文献１に記載のデータ収集管理装置によるデータ管理は、あくまでデータ収集に失敗しているかを判定するためのものであるため、このように管理されたデータはユーザにとっては一覧性に乏しいという問題がある。例えばデータが特許文献１の図８のようなテーブルにてユーザに示される場合、ユーザは局番号単位でデータを確認するのが困難である。
　本開示は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の加工装置から収集したデータを一覧性よく管理できるデータ管理装置等を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本開示に係るデータ管理装置は、
　複数の加工装置を制御するための制御データを、時分割多重通信により前記複数の加工装置の各加工装置に送信する制御データ送信手段と、
　前記各加工装置の稼働データと、前記各加工装置にて取り扱われる対象物の状態データを収集するデータ収集手段と、
　前記時分割多重通信における各周期を、前記制御データ送信手段による前記制御データの送信を行う第１の時間帯と、前記データ収集手段による前記稼働データと前記状態データとの収集を行う第２の時間帯とに分割する時間帯分割手段と、
　前記各加工装置ごとに、前記各周期と、前記各周期にて収集された前記稼働データと前記状態データとの組とを対応付けて管理するデータ管理手段と、
　を備える。
　本開示によれば、複数の加工装置から収集したデータを一覧性よく管理できる。
本開示の実施の形態に係るデータ管理システムの全体構成を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理システムが適用される半導体製造工程の一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理システムにおける時分割多重通信を説明する図 本開示の実施の形態に係る端末が表示する管理画面の一例を示す図 本開示の実施の形態に係る加工装置の構成を示す図 本開示の実施の形態に係る加工装置が送信するフレームの一例を示す図 本開示の実施の形態に係る加工装置が送信するフレームの一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置の機能的構成を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置による時分割多重通信の通信帯域の一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置により管理されるデータベースの一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置により管理されるシステム構成情報の一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置のハードウェア構成の一例を示す図 本開示の実施の形態に係る出力ユニット及び入力ユニットのハードウェア構成の一例を示す図 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置によるデータ管理の動作の一例を示すフローチャート 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置によるデータベース更新の動作の一例を示すフローチャート 本開示の実施の形態に係るデータ管理装置によるデータベース更新の動作の一例を示すフローチャート
　以下、図面を参照しながら、本開示の実施の形態に係るデータ管理システムを説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。
（実施の形態）
　図１を参照しながら、実施の形態に係るデータ管理システム１を説明する。データ管理システム１は、工場の生産現場に設けられ、各加工装置２０が出力する稼働データ及び状態データをデータ管理装置１０が収集して管理するデータ管理システムである。データ管理装置１０には、エンジニアリングツールのプログラムがインストールされた端末４０が接続されている。ユーザは、端末４０を操作することによりデータ管理装置１０を管理し、例えば、加工装置２０の制御、加工装置２０に設置されたセンサ等の制御、加工装置２０からデータを収集パラメータの調整をする。稼働データ及び状態データについては後述する。工場は例えば半導体製造工場であり、各加工装置２０は例えば半導体の製造工程ごとに設けられた半導体用の加工装置である。データ管理システム１は、本開示に係るデータ管理システムの一例である。
　データ管理システム１は、例えば図２に示すような半導体製造工程に適用される。図２に示す半導体製造工程では、加工装置２０は、半導体を洗浄する装置である。処理槽単位で加工装置２０が設けられており、加工装置２０にてボールねじ３０を駆動し、加工対象であるウェハを所定の処理層に移動する。なお、所定の処理層への移動とは、自己の加工装置２０内の処理層への移動、他の加工装置２０内の処理層への移動のことを言う。データ管理装置１０は、各処理槽での加工装置２０の稼働データ及び状態データを収集する。
　再び図１を参照する。データ管理装置１０は、各加工装置２０に通信可能に接続されている。データ管理装置１０は、各加工装置２０を制御するための制御データを各加工装置２０に送信する。データ管理装置１０は、各加工装置２０の稼働に関する稼働データと、各加工装置２０にて扱われる対象物の状態に関する状態データとを、各加工装置２０から収集する。稼働データは、例えば加工装置２０が制御データに基づいて稼働したときに加工装置２０に設けられたセンサが検出したセンサ値に関するデータである。加工装置２０にて扱われる対象物とは、例えば半導体製造にて使用される化学物質である。状態データとは、例えば加工装置２０にて扱われる対象物の化学的状態に関するデータである。化学的状態に関するデータとは、例えば対象物の温度、粘度、ｐＨ（水素イオン濃度指数）などである。データ管理装置１０は、収集した稼働データと状態データとを管理する。どのように管理するかについては後述する。データ管理装置１０の機能的構成については後述する。データ管理装置１０は、本開示に係るデータ管理装置の一例である。
　データ管理装置１０は、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）のＣＰＵ（Central Processing Unit）ユニットと、加工装置２０とマスタ・スレーブ通信を行うマスタユニットとを含む。データ管理装置１０は、ＴＳＮ（Time-Sensitive Networking）による時分割多重通信にて、各加工装置２０と通信する。図３に示すように、データ管理装置１０は、時分割多重通信により、予め定められた周期ごとに各加工装置２０と通信する。図３に示すように、データ管理装置１０は、１周期をさらに第１の時間帯と第２の時間帯とに分割する。図３に示すように、データ管理装置１０は、第１の時間帯に制御データを各加工装置２０に送信し、第２の時間帯に稼働データ及び状態データを各加工装置２０から収集する。データ管理装置１０は、第１の時間帯における制御データの送信はリアルタイム通信にて行い、第２の時間帯における稼働データ及び状態データの収集は非リアルタイム通信にて行うことが好ましい。これは、加工装置２０の制御は一定時間以内に行うことが要求される一方で、稼働データ及び状態データの収集は必ずしも一定時間に行う必要はないからである。
　なお、図３では、１つの第２の時間帯において１つの稼働データと１つの状態データとが収集されているが、収集される稼働データの数及び状態データの数は複数であってもよい。例えば、１つの第２の時間帯において１つの稼働データと２つの状態データとが収集されるものであってもよい。
　再び図１を参照する。データ管理装置１０は、端末４０とも通信可能に接続されている。端末４０は、データ管理装置１０を管理するための端末である。端末４０は、例えばエンジニアリングツールのプログラムがインストールされた工場用ＰＣ（Personal Computer）である。ユーザは、例えば端末４０が表示する図４に示す画面を通じて、データ管理システム１の構成を設定する。例えば、ユーザは、図４に示す画面を通じて、データ管理システム１の装置の選択、ネットワーク構成の設定などをすることができる。また、例えば、ユーザは、図４に示す画面を通じて、データ管理システム１の装置に、「処理槽１～３」などの、ユーザが認識可能な名称を設定することができる。後述するように、データ管理装置１０は、この名称を用いてデータベースを管理する。
　図５を参照しながら、加工装置２０の構成を説明する。加工装置２０は、出力ユニット２１とサーボ２２とセンサ２３と入力ユニット２４とを備える。
　出力ユニット２１は、データ管理装置１０から制御データを受信し、制御データに基づいてサーボ２２を制御する。出力ユニット２１は、例えばサーボアンプを含む。サーボ２２は、出力ユニット２１からの制御に基づいて稼働する。サーボ２２は、例えばサーボモータである。また、サーボ２２により、例えば対象物である化学物質が注入、攪拌、洗浄等される。上述のようにデータ管理装置１０がマスタユニットを含むとき、出力ユニット２１は当該マスタユニットに対応するスレーブユニットとなる。出力ユニット２１は、本開示に係る制御データ受信手段の一例である。
　センサ２３は、稼働するサーボ２２をセンシングし、センサ値を入力ユニット２４に出力する。また、センサ２３は、サーボ２２により扱われる対象物をセンシングし、センサ値を入力ユニット２４に出力する。サーボ２２に関するセンサ値が稼働データとなり、対象物に関するセンサ値が状態データとなる。
　入力ユニット２４は、センサ２３が出力したセンサ値のうちサーボ２２に関するセンサ値を稼働データとしてデータ管理装置１０に送信し、センサ２３が出力したセンサ値のうち対象物に関するセンサ値を状態データとしてデータ管理装置１０に送信する。上述のようにデータ管理装置１０がマスタユニットを含むとき、入力ユニット２４は当該マスタユニットに対応するスレーブユニットとなる。入力ユニット２４は、本開示に係る稼働データ送信手段の一例である。
　入力ユニット２４は、図６に示すように、稼働データと状態データとを１つのフレームにまとめて送信してもよいし、図７に示すように、稼働データと状態データとを別個のフレームにて送信してもよい。図６に示すものの場合、入力ユニット２４は、稼働データに状態データを付加した上で稼働データを送信する、ともいえる。なお、図７に示すものの場合、１周期で全てのフレームを送信できないおそれがあるが、上述のように稼働データ及び状態データの送信は第２の時間帯にて非リアルタイム通信で行われるので、送信できなかったフレームを次の周期にて送信すればよい。
　再び図５を参照する。データ管理装置１０は、制御ユニット１００と分析ユニット１０３とを備える。また、制御ユニット１００は、マスタユニット１０１とＣＰＵユニット１０２とを備える。マスタユニット１０１は、加工装置２０の出力ユニット２１及び入力ユニット２４との通信を制御する。ＣＰＵユニット１０２は、マスタユニット１０１、出力ユニット２１及び入力ユニット２４による通信を介して加工装置２０のサーボ２２及びセンサ２３を制御する。マスタユニット１０１は、稼働データ及び状態データを収集し、ＣＰＵユニット１０２が備える図示しないメモリに保存する。分析ユニット１０３は、ＣＰＵユニット１０２のメモリに保存された稼働データ及び状態データを分析する。なお、分析ユニット１０３は、ＣＰＵユニット１０２から取得した稼働データ及び状態データを記憶し、この記憶したデータを分析するようにしても良い。
　図８を参照しながら、データ管理装置１０の機能的構成を説明する。データ管理装置１０は、通信部１１と制御データ送信部１２とデータ収集部１３と時間帯分割部１４とデータ管理部１５と構成管理部１６と名称管理部１７と記憶部１８とを備える。
　通信部１１は、加工装置２０及び端末４０と通信する。通信部１１は、マスタユニット１０１により実現される。この場合、通信部１１以外の機能部、つまり制御データ送信部１２とデータ収集部１３と時間帯分割部１４とデータ管理部１５と構成管理部１６と名称管理部１７と記憶部１８とは、ＣＰＵユニット１０２により実現される。
　構成管理部１６は、ユーザが端末４０を介して設定したデータ管理システム１の構成に関するシステム構成情報を取得して、記憶部１８に保存する。システム構成情報の具体例については後述する。
　名称管理部１７は、記憶部１８に保存されたシステム構成情報に基づいて、データ管理システム１の各装置の名称を管理する。この名称は、後述のデータベースの構築の際に利用される。
　制御データ送信部１２は、各加工装置２０を制御するための制御データを生成し、通信部１１を介して各加工装置２０に送信する。上述したように、制御データは第１の時間帯に送信されるので、制御データ送信部１２は、第１の時間帯に制御データを送信する。制御データ送信部１２は、本開示に係る制御データ送信手段の一例である。
　データ収集部１３は、通信部１１を介して各加工装置２０から稼働データ及び状態データを収集する。上述したように、稼働データ及び状態データは第２の時間帯に収集されるので、データ収集部１３は、第２の時間帯に稼働データ及び状態データを収集する。なお、データ収集部１３は、収集したデータごとに、収集元となる加工装置２０を特定する。データ収集部１３は、例えば通信の際に得られたフレームに含まれるヘッダの内容に基づいて、収集元となる加工装置２０を特定する。データ収集部１３は、本開示に係るデータ収集手段の一例である。
　時間帯分割部１４は、上述のように、時分割多重通信における１周期を第１の時間帯と第２の時間帯とに分割する。制御データ送信部１２は、時間帯分割部１４により分割された第１の時間帯に制御データを送信する。データ収集部１３は、時間帯分割部１４により分割された第２の時間帯に稼働データ及び状態データを収集する。時間帯分割部１４は、本開示に係る時間帯分割手段の一例である。
　時分割多重通信により、例えば図９に示すように、第１の時間帯にて最低限保証される通信帯域を制御通信帯域として使用してリアルタイムデータである制御データの送受信に使用し、第２の時間帯での通信帯域を情報通信帯域として使用して非リアルタイムデータである稼働データ及び状態データの送受信に使用することができる。
　再び図８を参照する。データ管理部１５は、データ収集部１３が収集した稼働データ及び状態データを、加工装置２０の名称ごとに、各周期と、各周期にて収集された稼働データと状態データとの組とを、対応付けて管理する。より詳細には、例えば図１０に示すように、データ管理部１５は、ある加工装置２０からある周期に収集した稼働データと状態データとの組を、各加工装置２０の名称を列とし各周期を行としたデータベースにて管理する。言い換えると、データ管理部１５は、加工装置２０に対応する第１軸と周期に対応する第２軸とを有するデータベースにより、稼働データと状態データとの組を管理する。データベースは、各周期にて収集された稼働データと状態データとの組を保存するセルを含む。加工装置２０に対応する第１軸が、データベースにおけるカラムに対応する。ここで、図１０に示す「処理槽１」「処理槽２」などの加工装置２０の名称は、名称管理部１７により管理されているものが使用される。データ管理部１５は、上述のデータベースを、記憶部１８に保存する。データ管理部１５は、本開示に係るデータ管理手段の一例である。
　なお、図１０では、各セルに１つの稼働データと１つの状態データとが書き込まれているが、上述のとおり１つの第２の時間帯で複数の稼働データあるいは複数の状態データが収集されうるので、セルに２以上の稼働データあるいは状態データが書き込まれることもありうる。
　データ管理部１５は、稼働データと状態データとが収集されるたびに上述のデータベースを更新することができるので、最新のデータを特殊な設定、操作等を要することなく管理することができる。記憶部１８は、上述のとおり、データ管理部１５により管理されるデータベースを保存する。データ管理部１５が、稼働データと状態データを収集する都度、加工装置２０の名称毎に稼働データと状態データをデータベースに更新する手順は後述する。
　上述したシステム構成情報の具体例を、図１１を参照しながら説明する。システム構成情報は、データ管理システム１の各装置に関する情報、つまりデータ管理装置１０及び加工装置２０に関する情報を含む。システム構成情報は、各装置についての名称と装置ＩＤ（Identifier：識別子）とネットワークアドレスに関する情報とを含む。また、システム構成情報は、データ管理システム１のネットワーク構成に関する情報を含む。また、各加工装置２０の順序は、図１１に示す１から５の数字にて示すように、ネットワーク上でマスタとなるデータ管理装置１０から近い順に定められる。この順序は、データ管理装置１０による稼働データ及び状態データの受信が早いと想定される順でもある。データ管理部１５は、この順序に従ってデータベースの各カラムの配置を決定する。
　データ管理装置１０のハードウェア構成の一例について、図１２を参照しながら説明する。図１２に示すデータ管理装置１０は、例えば上述のようにＣＰＵユニット１０２とマスタユニット１０１と分析ユニット１０３とにより実現される。あるいは、データ管理装置１０は、パーソナルコンピュータ、マイクロコントローラなどの一般的なコンピュータにより実現されるものであってもよい。
　データ管理装置１０は、バス１０００を介して互いに接続された、プロセッサ１００１と、メモリ１００２と、インタフェース１００３と、二次記憶装置１００４と、を備える。
プロセッサ１００１は、例えばＣＰＵユニット１０２が備えるＣＰＵである。プロセッサ１００１が、二次記憶装置１００４に記憶された動作プログラムをメモリ１００２に読み込んで実行することにより、データ管理装置１０の各機能が実現される。メモリ１００２は、例えば、ＣＰＵユニット１０２が備えるＲＡＭ（Random Access Memory）により構成される主記憶装置である。メモリ１００２は、プロセッサ１００１が二次記憶装置１００４から読み込んだ動作プログラムを記憶する。また、メモリ１００２は、プロセッサ１００１が動作プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。インタフェース１００３は、例えばマスタユニット１０１が備えるシリアルポート、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ネットワークインタフェースなどのＩ／Ｏ（Input/Output）インタフェースである。インタフェース１００３により通信部１１の機能が実現される。二次記憶装置１００４は、例えば、ＣＰＵユニット１０２が備えるフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。二次記憶装置１００４は、プロセッサ１００１が実行する動作プログラムを記憶する。二次記憶装置１００４により記憶部１８の機能が実現される。
　次に、出力ユニット２１及び入力ユニット２４（以下、出力ユニット２１等という）のハードウェア構成の一例について、図１３を参照しながら説明する。出力ユニット２１等は、送受信インタフェース２００とタイマ２０１と送受信管理部２０２と入出力インタフェース２０３とを備える。送受信インタフェース２００は、ネットワークを介してデータ管理装置１０及び他の加工装置２０と通信する。タイマ２０１は、上述のＴＳＮによる時分割多重通信に必要な計時を行う。送受信管理部２０２は、タイマ２０１による計時に基づき、他の装置と同期して時分割多重通信を行う。入出力インタフェース２０３は、設備２１０と通信する。より詳細には、出力ユニット２１等が出力ユニット２１であるときには、設備２１０はサーボ２２であり、入出力インタフェース２０３は、送受信管理部２０２が受信した制御データを設備２１０に送信する。出力ユニット２１等が入力ユニット２４であるときには、設備２１０はセンサ２３であり、入出力インタフェース２０３は、センサ２３が送信したデータを送受信管理部２０２に出力する。
　図１４を参照しながら、データ管理装置１０によるデータ管理の動作の一例を説明する。
データ管理装置１０は、時分割多重通信における次の周期の開始まで待機する（ステップＳ１０１）。次の周期が開始したら、データ管理装置１０の時間帯分割部１４は、現在の周期を第１の時間帯と第２の時間帯とに分割する（ステップＳ１０２）。データ管理装置１０の制御データ送信部１２は、第１の時間帯に制御データを各加工装置２０に送信する（ステップＳ１０３）。この制御データの送信により、各加工装置２０は制御データに基づいて稼働する。データ管理装置１０のデータ収集部１３は、第２の時間帯の開始まで待機する（ステップＳ１０４）。データ収集部１３は、第２の時間帯が開始すると、第２の時間帯に稼働データ及び状態データを各加工装置２０から収集する（ステップＳ１０５）。データ管理装置１０のデータ管理部１５は、ステップＳ１０５にて収集した稼働データと状態データとの組を、図１０に示すような周期を行とし加工装置２０を列としたデータベースにて管理する（ステップＳ１０６）。そしてデータ管理装置１０は、ステップＳ１０１からの動作を繰り返す。
　ここで、データ管理部１５が、稼働データと状態データを収集する都度、加工装置２０の名称毎に稼働データと状態データをデータベースに更新する手順について説明する。なお、稼働データと状態データを収集する態様は、図６に示す態様と図７に示す態様がある為、各態様に応じて説明する。
　図６に示す稼働データと状態データを収集する態様では、稼働データと状態データが同一ヘッダで管理され、データ管理部１５は、同一周期内に同一ネットワークで管理される全ての加工装置２０から、この稼働データと状態データを一斉に収集している。この場合のデータ収集方法について、図１５を用いて説明する。なお、ここで上述する同一ネットワークとは、同一周期内でデータの送受信をするよう設定された範囲のネットワークを言う。
　図１５において、データ管理部１５は、稼働データと状態データを取得する（ステップＳ２０１）と、システム構成情報とデータベースへの書き込み回数により、稼働データ及び状態データのデータベースへの書き込み予定先を設定する（ステップＳ２０２）。すなわち、データ管理部１５は、システム構成情報により、どの加工装置２０のデータ（稼働データ及び状態データを言う。以下同じ）がどの順番で到着するかを予想し、予想した順番で取得したデータをデータベースのカラムに書き込む準備をする。原則、データ管理部１５は、データ管理装置１０に物理的に近い加工装置２０から順番にデータを取得する。これにより、データ管理部１５は、データベースにデータを書き込んだ回数により、データベースのどのカラムまでデータを書き込んだかを把握する。換言すれば、データ管理部１５は、データベースに登録された加工装置２０のうちのどの名称の加工装置２０のデータまでを書き込んだかを把握する。
　続いて、データ管理部１５は、取得したデータのヘッダに含まれる装置ＩＤを確認し、確認した装置ＩＤが、取得したデータの書き込みを予定するデータベースのカラム、すなわちカラムに対応する名称の装置ＩＤと一致するか否か判断する（ステップＳ２０３）。
　データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが一致する場合（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、取得したデータのうち稼働データを書き込み予定のカラムの前段に書き込み（ステップＳ２０４）、続いて、取得したデータのうち状態データを書き込み予定のカラムの後段に書き込み（ステップＳ２０５）、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ２０２）。
　ここで、カラムのセルは取得するデータ種別に応じた数のセルが予め準備されている。本実施の形態では、稼働データ及び状態データの２種類のデータが書き込まれることから、１周期分に対して前段の稼働データ用セルと後段の状態データ用セルの２つのセルが準備されている。これにより、データ管理部１５は、取得したデータを前段のセルと後段のセルに分けて書き込むだけで、稼働データは稼働データ用セル、状態データは状態データ用セルに分類して書き込むことができる。なお１つのセルに複数のデータを書き込むことが事前に決まっている場合は、事前の設定情報に応じた数のセルが準備される。
　一方、データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが不一致の場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、取得したデータに対応する装置ＩＤと同一の装置ＩＤが付されたカラムを検索し、検索後、取得したデータのうち稼働データを検索したカラムの前段に書き込み（ステップＳ２０６）、続いて、取得したデータのうち状態データを検索したカラムの後段に書き込み（ステップＳ２０７）、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ２０２）。
　上述の動作により、データ管理装置１０におけるデータ管理部１５は、エンジニアリングツールのプログラムがインストールされた端末４０によってシステム構成情報を作成するだけで、稼働データと状態データを適切に管理するデータベースを作成することができる。すなわち、データ管理部１５は、システム構成情報が作成されることで、稼働データ及び状態データの収集元である装置の名称を表すデータベースのカラムを作成でき、取得したデータを順次そのカラムに書き込むことで、所望のデータベースを容易に作成することできる。
　また、図７に示す稼働データと状態データを収集する態様では、稼働データと状態データが異なるヘッダで管理され、データ管理部１５は、同一周期内に同一ネットワークで管理される全ての加工装置２０から、この稼働データと状態データを一斉に収集している。この場合のデータ収集方法について、図１６を用いて説明する。なお、ここで上述する同一ネットワークとは、同一周期内でデータの送受信をするよう設定された範囲のネットワークを言う。
　図１６において、データ管理部１５は、稼働データと状態データを取得する（ステップＳ３０１）と、システム構成情報とデータベースへの書き込み回数により、稼働データ及び状態データのデータベースへの書き込み予定先を設定する（ステップＳ３０２）。すなわち、データ管理部１５は、システム構成情報により、どの加工装置２０のデータがどの順番で到着するかを予想し、予想した順番で取得したデータをデータベースのカラムに書き込むこむ準備をする。原則、データ管理部１５は、データ管理装置１０に物理的に近い加工装置２０から順番にデータを取得する。これにより、データ管理部１５は、データベースにデータを書き込んだ回数により、データベースのどのカラムまでデータを書き込んだかを把握する。換言すれば、データ管理部１５は、データベースに登録された加工装置２０のうちのどの名称の加工装置２０のデータまでを書き込んだかを把握する。
　続いて、取得したデータが稼働データか状態データかを判断する（ステップＳ３０３）。データ管理部１５は、取得したデータが稼働データと判断した場合（ステップＳ３０３：稼働データ）、取得したデータのヘッダに含まれる装置ＩＤを確認し、確認した装置ＩＤが、取得したデータの書き込みを予定するデータベースのカラム、すなわちカラムに対応する名称の装置ＩＤと一致するか否か判断する（ステップＳ３０４）。
　データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが一致する場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、取得したデータのうち稼働データを書き込み予定のカラムの前段に書き込む（ステップＳ３０５）。続いて、データ管理部１５は、同一カラムでの状態データの書き込みの有無を確認し（ステップＳ３０６）、状態データの書き込みが無い場合、再び、取得したデータが稼働データか状態データかを判断し（ステップＳ３０３）、状態データの書き込みが有る場合、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ３０２）。
　ここで、上述した図６に示す態様の場合と同様に、カラムのセルは取得するデータ種別に応じた数のセルが予め準備されている。稼働データ及び状態データの２種類のデータが書き込まれることから、１周期分に対して前段の稼働データ用セルと後段の状態データ用セルの２つのセルが準備されている。これにより、データ管理部１５は、取得したデータを前段のセルと後段のセルに分けて書き込むだけで、稼働データは稼働データ用セル、状態データは状態データ用セルに分類して書き込むことができる。なお１つのセルに複数のデータを書き込むことが事前に決まっている場合は、事前の設定情報に応じた数のセルが準備される。また、稼働データ及び状態データのセルがセットになって準備されていることにより、セットのセルの他方のデータの書き込みの状態によって、他方のデータの書き込みの有無が確認でき、データの書き込み漏れがなくなり、データの不整合を抑制することができる。
　一方、データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが不一致の場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、取得したデータに対応する装置ＩＤと同一の装置ＩＤが付されたカラムを検索し、検索後、取得したデータのうち稼働データを検索したカラムの前段に書き込む（ステップＳ３０７）。続いて、データ管理部１５は、同一カラムでの状態データの書き込みの有無を確認し（ステップＳ３０６）、状態データの書き込みが無い場合、再び、取得したデータが稼働データか状態データかを判断し（ステップＳ３０３）、状態データの書き込みが有る場合、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ３０２）。
　また、一方、データ管理部１５は、取得したデータが状態データと判断した場合（ステップＳ３０３：状態データ）、取得したデータのヘッダに含まれる装置ＩＤを確認し、確認した装置ＩＤが、取得したデータの書き込みを予定するデータベースのカラム、すなわちカラムに対応する名称の装置ＩＤと一致するか否か判断する（ステップＳ３０８）。
　データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが一致する場合（ステップＳ３０８：Ｙｅｓ）、取得したデータのうち状態データを書き込み予定のカラムの後段に書き込む（ステップＳ３０９）。続いて、データ管理部１５は、同一カラムでの稼働データの書き込みの有無を確認し（ステップＳ３１０）、稼働データの書き込みが無い場合、再び、取得したデータが稼働データか状態データかを判断し（ステップＳ３０３）、状態データの書き込みが有る場合、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ３０２）。
　一方、データ管理部１５は、取得したデータに対応する装置ＩＤと、書き込みを予定する装置ＩＤが不一致の場合（ステップＳ３０８：Ｎｏ）、取得したデータに対応する装置ＩＤと同一の装置ＩＤが付されたカラムを検索し、検索後、取得したデータのうち状態データを検索したカラムの後段に書き込む（ステップＳ３１１）。続いて、データ管理部１５は、同一カラムでの稼働データの書き込みの有無を確認し（ステップＳ３１０）、稼働データの書き込みが無い場合、再び、取得したデータが稼働データか状態データかを判断し（ステップＳ３０３）、稼働データの書き込みが有る場合、再びデータベースへの書き込み回数を確認する（ステップＳ３０２）。
　上述の動作により、データ管理装置１０におけるデータ管理部１５は、エンジニアリングツールのプログラムがインストールされた端末４０によってシステム構成情報を作成するだけで、稼働データと状態データを適切に管理するデータベースを作成することができる。すなわち、データ管理部１５は、システム構成情報が作成されることで、データベースのカラム（稼働データ及び状態データのデータ元である装置の名称）を作成でき、取得したデータを順次そのカラムに書き込むことで、所望のデータベースを容易に作成することできる。
　以上、実施の形態に係るデータ管理システム１を説明した。データ管理システム１によれば、図１０に示すように、稼働データと状態データとの組を一覧性よく管理することができる。例えば、ユーザが特定の周期についての各加工装置２０の稼働データと状態データとを確認したい場合、ユーザは当該周期に対応する行のデータを確認すればよい。同様に、例えば、ユーザが特定の加工装置２０についての各周期の稼働データと状態データとを確認したい場合、ユーザは当該加工装置２０に対応する列のデータを確認すればよい。また、上述のデータ管理は、稼働データと状態データとが収集される度に行われるので、最新のデータを特殊な設定、操作等を要することなく管理することができる。したがって、ユーザは、最新のデータを特殊な設定、操作等を要することなく、かつ一覧性よく管理することができる。
（変形例）
　実施の形態において、データ管理装置１０は稼働データを加工装置２０から収集した。これに代えて、データ管理装置１０は、加工装置２０に送信する制御データに基づいて稼働データを生成してもよい。例えば加工装置２０のサーボ２２の挙動が制御データから十分に予測可能である場合、制御データに基づいて稼働データを生成しても十分に精度のよい稼働データが得られることが期待できる。この場合、データ収集部１３は、通信によることなく制御データに基づいて稼働データを「収集する」、とみなすことができる。
　図１２に示すハードウェア構成においては、データ管理装置１０が二次記憶装置１００４を備えている。しかし、これに限らず、二次記憶装置１００４をデータ管理装置１０の外部に設け、インタフェース１００３を介してデータ管理装置１０と二次記憶装置１００４とが接続される形態としてもよい。この形態においては、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリカードなどのリムーバブルメディアも二次記憶装置１００４として使用可能である。
　また、図１２に示すハードウェア構成に代えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などを用いた専用回路によりデータ管理装置１０を構成してもよい。また、図１２に示すハードウェア構成において、データ管理装置１０の機能の一部を、例えばインタフェース１００３に接続された専用回路により実現してもよい。
　データ管理装置１０で用いられるプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することが可能である。そして、かかるプログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータをデータ管理装置１０として機能させることが可能である。
　また、上述のプログラムをインターネット上の他のサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから上述のプログラムがダウンロードされるようにしてもよい。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
　１　データ管理システム、１０　データ管理装置、１１　通信部、１２　制御データ送信部、１３　データ収集部、１４　時間帯分割部、１５　データ管理部、１６　構成管理部、１７　名称管理部、１８　記憶部、２０　加工装置、２１　出力ユニット、２２　サーボ、２３　センサ、２４　入力ユニット、３０　ボールねじ、４０　端末、１００　制御ユニット、１０１　マスタユニット、１０２　ＣＰＵユニット、１０３　分析ユニット、２００　送受信インタフェース、２０１　タイマ、２０２　送受信管理部、２０３　入出力インタフェース、２１０　設備、１０００　バス、１００１　プロセッサ、１００２　メモリ、１００３　インタフェース、１００４　二次記憶装置。

Claims (9)

  1. 　複数の加工装置を制御するための制御データを、時分割多重通信により前記複数の加工装置の各加工装置に送信する制御データ送信手段と、
    　前記各加工装置の稼働データと、前記各加工装置にて取り扱われる対象物の状態データを収集するデータ収集手段と、
    　前記時分割多重通信における各周期を、前記制御データ送信手段による前記制御データの送信を行う第１の時間帯と、前記データ収集手段による前記稼働データと前記状態データとの収集を行う第２の時間帯とに分割する時間帯分割手段と、
    　前記各加工装置ごとに、前記各周期と、前記各周期にて収集された前記稼働データと前記状態データとの組とを対応付けて管理するデータ管理手段と、
    　を備えるデータ管理装置。
  2. 　前記第１の時間帯はリアルタイム通信のための時間帯であり、
    　前記第２の時間帯は非リアルタイム通信のための時間帯である、
    　請求項１に記載のデータ管理装置。
  3. 　前記データ管理手段は、前記各加工装置に対応する第１軸と前記各周期に対応する第２軸とを有するデータベースにより、前記稼働データと前記状態データとの組を管理する、
    　請求項１又は２に記載のデータ管理装置。
  4. 　前記データベースは、各周期で収集された前記稼働データと前記状態データとを保存するセルを含む、
    　請求項３に記載のデータ管理装置。
  5. 　前記データ管理手段は、前記複数の加工装置を含むシステムのシステム構成情報に基づいて前記データベースの前記第１軸に対応するカラムの名称を設定し、前記カラムの名称に対応して前記セルに前記稼働データと前記状態データを保存する
    　請求項４に記載のデータ管理装置。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ管理装置と、
    　前記複数の加工装置と、
    　を備え、
    　前記各加工装置は、
    　前記データ管理装置から前記制御データを受信する制御データ受信手段と、
    　前記データ管理装置に前記稼働データを送信する稼働データ送信手段と、
    　を備え、
    　前記稼働データ送信手段は、前記稼働データに前記状態データを付加して送信する、
    　データ管理システム。
  7. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のデータ管理装置と、
    　前記複数の加工装置と、
    　を備え、
    　前記各加工装置は、
    　前記データ管理装置から前記制御データを受信する制御データ受信手段と、
    　前記データ管理装置に前記稼働データを送信する稼働データ送信手段と、
    　を備え、
    　前記稼働データ送信手段は、前記稼働データと前記状態データとを別個のフレームにて送信する、
    　データ管理システム。
  8. 　複数の加工装置を制御するための制御データを、時分割多重通信により前記複数の加工装置の各加工装置に送信し、
    　前記各加工装置の稼働データと、前記各加工装置にて取り扱われる対象物の状態データを収集し、
    　前記時分割多重通信における各周期を、前記制御データの送信を行う第１の時間帯と、前記稼働データと前記状態データとの収集を行う第２の時間帯とに分割し、
    　前記各加工装置ごとに、前記各周期と、前記各周期にて収集された前記稼働データと前記状態データとの組とを対応付けて管理する、
    　データ管理方法。
  9. 　コンピュータを、
    　複数の加工装置を制御するための制御データを、時分割多重通信により前記複数の加工装置の各加工装置に送信する制御データ送信手段、
    　前記各加工装置の稼働データと、前記各加工装置にて取り扱われる対象物の状態データを収集するデータ収集手段、
    　前記時分割多重通信における各周期を、前記制御データ送信手段による前記制御データの送信を行う第１の時間帯と、前記データ収集手段による前記稼働データと前記状態データとの収集を行う第２の時間帯とに分割する時間帯分割手段、
    　前記各加工装置ごとに、前記各周期と、前記各周期にて収集された前記稼働データと前記状態データとの組とを対応付けて管理するデータ管理手段、
    　として機能させるプログラム。
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