用于制造设备的质量的定量诊断方法与流程

1.本发明涉及一种量化和诊断制造设施的质量的方法。
2.本技术要求基于2019年8月9日提交的韩国专利申请no.10-2019-0097050的优先权的权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.最近，能够充电和放电的二次电池已被广泛地用作无线移动装置的能量源。另外，二次电池作为电动车辆(ev)、混合动力电动车辆(hev)等的电源已吸引了关注，其被提议作为针对使用化石燃料的现有汽油车辆和柴油车辆的空气污染的解决方案。
4.因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的应用的类型当前非常多样化，并且预期将来二次电池将被应用于许多领域和产品。
5.在小型移动装置中，每装置使用一个或少量电池单体，然而在诸如汽车的中大型装置中，由于要求高功率和大容量，使用电连接到多个电池单体的中大型电池模块。
6.另一方面，如果作为针对所制造的二次电池的质量检查的结果缺陷率增加，则要求对上述制造设施进行诊断和补充。然而，用于制造二次电池的设备包括各种生产因素。因此，为了识别引起产品缺陷的生产因素，要求对整个制造设施进行全面诊断。这导致二次电池的处理效率降低。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的目的是解决上面提及的现有技术的问题和过去要求的技术问题。本发明的目的是提供一种用于量化和诊断具有多个生产因素的制造设施的质量的方法。
9.技术方案
10.为了实现上述目的，根据本发明的用于诊断制造设施的质量的方法包括：
11.针对目标产品获得连续检查值的步骤；
12.通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的步骤；
13.保证针对每个生产因素每生产周期表现的每个生产因素的固有频率的步骤；以及
14.通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤。
15.在一个示例中，在根据本发明的用于诊断制造设施的质量的方法中，针对目标产品获得连续检查值的步骤包括：检查目标产品的特定因素，以及通过基于参考值比较检查结果来连续地获取检查值。
16.具体地，针对目标产品获得连续检查值的步骤包括
17.检查目标产品的特定因素，
18.其中，如果检查结果超过参考值，则将特定因素量化为正数，以及
19.其中，如果检查结果小于参考值，则将特定因素量化为负数，并且
20.连续地获得所量化的数。
21.例如，在针对目标产品获取连续检查值的步骤中，目标产品是电化学装置。在本发明中，电化学装置不仅包括诸如电池或电容器的单元单体，而且还包括电池模块或电池组。具体地，电化学装置是二次电池，例如锂二次电池。
22.在本发明的一个示例中，通过快速傅立叶变换(fast fourier transform，fft)执行通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的步骤。
23.在一个示例中，保证针对每个生产因素每生产周期表现的每个生产因素的固有频率的步骤包括：导出影响目标产品的生产的生产因素，以及基于针对每个导出的生产因素每生产周期的表现数保证固有频率。
24.具体地，针对每个生产因素的每生产周期的表现数是提取目标产品的特定因素的检查值由于每个生产因素的影响而偏离标准值的频率的结果。
25.此外，生产因素是在目标产品的生产中涉及的设备因素。例如，设备因素是电化学装置制造设备因素。
26.在一个示例中，通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤包括：通过针对每个预设生产因素、针对每个固有频率比较每个每频率转换峰值，选择与转换峰值高的频率相对应的固有频率的生产因素作为质量改进的主体。
27.在另一示例中，通过针对每个预设生产因素、针对每个固有频率比较每个每频率转换峰值，与转换峰值高于特定值的频率相对应的固有频率的生产因素被选择作为质量改进的主体，并且与转换峰值低于特定值的频率相对应的固有频率的生产因素从质量改进的主体中被排除。
28.在另一示例中，在通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤之后，该方法还包括补充或替换被选择作为质量改进的主体的生产因素的步骤。
29.【有利效果】
30.根据本发明的量化和诊断制造设施的质量的方法能够量化具有多个生产因素的制造设施的质量并且一次对其进行诊断。
附图说明
31.图1是示意性地示出根据本发明的实施例的量化和诊断制造设施的质量的方法的示意图。
32.图2是示出针对目标产品获得连续检查值的结果的曲线图。
33.图3是示出通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的结果的曲线图。
34.图4是示出比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值的结果的曲线图。
具体实施方式
35.在下文中，将参考附图详细地描述本发明。本说明书和权利要求中使用的术语和单词不应该被解释为限于普通或词典术语，并且本发明人可以适当地定义术语的概念以便最好地描述其发明。术语和单词应该被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。
36.本发明涉及一种诊断制造设施的质量的方法，并且该方法包括：
37.针对目标产品获得连续检查值的步骤；
38.通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的步骤；
39.保证针对每个生产因素每生产周期表现的每个生产因素的固有频率的步骤；以及
40.通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤。
41.在上述步骤中的每一个步骤中，不管在执行其他步骤之前或之后，都能够单独地执行保证针对每个生产因素每生产周期表现的固有频率的步骤。例如，在保证针对每个生产因素每生产周期表现的固有频率的步骤中，可以在执行根据本发明的诊断方法之前预先保证针对每个生产因素每生产周期表现的固有频率。
42.在一个示例中，在根据本发明的用于诊断制造设施的质量的方法中，针对目标产品获得连续检查值的步骤包括：检查目标产品的特定因素；以及通过基于参考值比较检查结果来连续地获取检查值。在本发明中，针对目标产品连续地获取检查值。这意味着在生产线的中间或结束时连续地执行目标产品的质量检查。例如，目标产品的形状、尺寸或物理性质被持续地检查，并且这被构建为数据。在本发明中，对检查值的连续获取包括对目标产品执行完整检查或者以规则间隔执行样本测试，但是意味着以规则间隔执行过程。
43.具体地，在针对目标产品获取连续检查值的步骤中，检查目标产品的特定要素。如果检查结果超过参考值，则将特定要素量化为正( )数，而如果检查结果小于参考值，则将特定要素量化为负(-)数，并且连续地获取和执行量化值。针对目标产品获得检查值的方法未特别受限制，只要结果能够作为量化曲线图被获得即可。作为示例，针对目标产品的特定因素获得检查值，例如特定区域的厚度或性质值。在这种情况下，预先设置能够被识别为正常产品的参考值，并且向目标产品的检查值与参考值的增量值添加( )或(-)符号以进行量化。
44.在针对目标产品获取连续检查值的步骤中，目标产品是电化学装置。在本发明中，电化学装置不仅包括诸如电池或电容器的单元单体，而且还包括电池模块或电池组。具体地，电化学装置是二次电池，例如锂二次电池。在一个示例中，受限于本发明的制造设施是用于制造二次电池单元单体或二次电池模块的设施。此时，针对目标产品的检查值包括例如电池尺寸规格、低或高温稳定性、充电/放电容量或充电/放电循环特性。
45.在一个示例中，通过快速傅立叶变换(fft)来执行通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的步骤。在本发明中，只要能够与表示连续地获取的检查值的曲线图分离，就能够以各种方式应用转换技术。作为示例，快速傅立叶变换(fft)是计算序列的离散傅立叶变换(dft)或逆(idft)的算法。傅里叶分析将信号从其原始域(常常为时间或空间)转换为频域的表示，并且反之亦然。离散傅立叶变换(dft)是通过将一系列值分解成不同频率的分量而获得的。
46.快速傅立叶变换的示意描述如下。然而，以下描述仅用于对快速傅立叶变换的一般理解，并且本发明不限于此。另外，能够通过各种论文来说明快速傅立叶变换，并且本发明包括所有这些论文。
47.快速傅里叶变换是计算函数的近似值的算法，并且被设计为使用基于傅里叶变换的近似公式来减少在计算离散傅里叶变换时的运算次数。
48.快速傅立叶变换在20世纪60年代中期通过j.w.coli和j.w.turkey变得公知，并且在那之前已被若干人独立地发现和使用了约20年。
49.例如，当hm(0≤m≤n-1)为复数集时，序列{hm}的离散傅立叶变换如下。
50.[公式1]
[0051][0052]
(0≤n≤n-1)
[0053]
以与在连续傅立叶变换中相同的方式，能够针对离散变换获得逆变换如下。
[0054]
[公式2]
[0055][0056]
(0≤n≤n-1)
[0057]hn
被称作逆傅立叶变换系数。快速傅立叶变换的算法基于下述事实：能够通过使用直积分解划分步骤来执行公式1的计算。
[0058]
当n＝n1n2并且n1和n2为相对素数时，作为示例取二维傅立叶变换系数如下。
[0059][0060]
如果将一个复数乘法和复数加法用作一个基本运算，则当使用霍纳方法时，要求n2，即(n1n2)2的运算，但是当使用直积分解方法时，能够通过n1n2(n1 n2)的运算来计算h
n1,n2
。由于与上述变换相对应的矩阵是n1хn1和n2хn2矩阵的直积，所以计算是通过将它划分以下两个步骤来执行的。
[0061]
作为第一步骤，对于0≤m1≤n1-1和0≤n2≤n2-1，
[0062]
[公式3]
[0063][0064]
被计算，并且
[0065]
然后，对于0≤n1≤n1-1和0≤n2≤n2-1，
[0066]
[公式4]
[0067][0068]
被计算。
[0069]
在一个示例中，保证针对每个生产因素每生产周期表现的每个生产因素的固有频率的步骤包括导出影响目标产品的生产的生产因素，并且基于针对每个导出的生产因素每生产周期的表现数保证固有频率。具体地，针对每个生产因素每生产周期的表现数是提取目标产品的特定因素的检查值由于每个生产因素的影响而偏离标准值的频率的结果。此外，生产因素是在目标产品的生产中涉及的设备因素。例如，设备因素是电化学装置制造设备因素。在用于制造锂二次电池的单元单体的设施中，例如，原料供应单元、各种辊、输送带等是相应的生产因素，并且这些影响目标产品的生产。在给定重复周期内，这些生产因素中的一些在产品的某些部分中以频繁和短周期引起缺陷。生产的另一因素在产品的某些部分中以相对较少次数和长周期引起缺陷。在根据本发明的保证固有频率的步骤中，保证了包括上述生产因素的各种生产因素中的每一个每生产周期表现的固有频率。
[0070]
在一个示例中，通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤包括：通过针对每个预设生产因素、针对每个固有频率比较每个每频率转换峰值，选择与转换峰值高的频率相对应的固有频率的生产因素作为质量改进的主体。在另一示例中，通过针对每个预设生产因素、针对每个固有频率比较每个每频率转换峰值，与转换峰值高于特定值的频率相对应的固有频率的生产因素被选择作为质量改进的主体，并且与转换峰值低于特定值的频率相对应的固有频率的生产因素从质量改进的主体中被排除。此外，在本发明中，在通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤之后，该方法还包括补充或替换被选择作为质量改进的主体的生产因素的步骤。
[0071]
在下文中，将通过附图等更详细地描述本发明，但是这仅是本发明的特定示例，并且本发明的范围不限于此。
[0072]
图1是示意性地示出根据本发明的制造设施质量量化诊断方法的示意图。图2是示出针对目标产品获得连续检查值的结果的曲线图。图3是示出通过针对每个频带分离连续地获得的检查值来导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的结果的曲线图。另外，图4是示出比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值的结果的曲线图。
[0073]
在图1中，首先执行产品检查。产品检查是针对目标产品获得连续产品检查值的过
程。例如，当制造二次电池的单元单体时，检查目标产品的特定因素，并且通过将检查结果值与参考值进行比较来连续地获得检查值。这里，可以从产品质量评估项目中选择目标产品的特定因素，并且可以相结合地考虑任何一个因素或多个因素。参考图2，目标产品的特定因素被连续地检查并且示出了从其导出的产品检查值。
[0074]
然后，对所获得的产品检查结果执行频率分析。在这种情况下，通过使用快速傅立叶变换等针对每个频带分离连续地获得的检查值，并且从其导出表示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值。参考图1，针对每个频带分离在产品检查过程中导出的测试值(参见波1至3)。然后，从以频带分离的曲线图中导出表示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值。图3是通过快速傅立叶变换，在针对每个频带分离在图2中导出的产品检查值之后，导出指示每生产周期的表现程度的每频率转换峰值的结果。
[0075]
接下来，经历与每个单元的固有频率匹配的过程。这是通过比较每个生产因素的固有频率和每频率转换峰值来诊断每个生产因素的质量的步骤。在这种情况下，与针对每个生产要素的每个固有频率的每频率转换峰值相比，与转换峰值显示为高的频率相对应的固有频率的生产因素被选择作为质量改进目标。
[0076]
参考图4，能够确认比较每生产因素的固有频率和每频率转换峰值的结果。在制造二次电池的单元单体的生产设施中，预先保证针对每个生产因素的每生产周期表现的各个生产因素的固有频率。在本文中，生产因素的示例包括供料器单元、负极空转辊、负极供料c/v带、正极供料c/v带、合并c/v带和对齐c/v带。并且，其与每频率转化峰值进行比较，后者表示每生产周期的表现程度。
[0077]
参考图4的结果，在正极供料c/v带(阴极供料c/v带)的情况下，每生产周期表现的固有频率是约7.91，并且表现程度最高。相反，在供料器单元的情况下，确认了每生产周期表现的固有频率是约2，并且表现程度非常低。因此，在图4的设施中，正极供应c/v带是优先补充的主体，而原料供应单元是后续补充的主体。后续措施被采取来补充或替换为质量改进所选择的生产因素。