JP6096874B1 - セルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】製造セル内で発生したイベント情報を製造セル単位のイベント情報として集約・管理する際に効率的に行うことを可能とするセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムを提供すること。【解決手段】本発明の状態変化管理システム15は、製造セル20および生産計画装置との間で製造情報を送受信して製造管理を行うセルコントロールシステム10における製造セルの状態変化管理システム15であって、複数の製造機械21で発生する異なる形式のイベント情報を製造セル20から受信することにより複数の製造機械21の状態変化を監視するイベント情報監視部16と、イベント情報監視部16が受信した異なる形式のイベント情報を統一された形式に変換する統一情報生成部17と、統一情報生成部17により生成された統一形式のイベント情報を、生産計画装置30に対して出力する統一情報出力部18と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、製造セルの状態変化管理システムに関し、特に複数の製造機械で構成される製造セルを管理するセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムに関する。
大規模な工場内で稼働している製造セル内には、工作機械やロボットやPLCなど異なる種類の製造機械を複数設置することで構成されるため、それら複数の製造機械から装置単位あるいは製品単位の各種製造情報を取得するセルコントロールシステムが設けられ、工程管理や品質管理、安全管理といった製造上必要になる様々な管理に利用されている。
図9は、従来技術によるセルコントロールシステムの概略構成図を示している。セルコントロールシステム10は、製造セル20を管理する少なくとも1つのセルコントロール装置11を備える。セルコントロール装置11は、製造セル20内に設置された複数の製造機械21から装置単位や製品単位で製造情報を通信装置14を介して受信する。セルコントロール装置11が備える製造管理部12は、受信した製造情報を、記憶装置13にあらかじめ記憶された工程に係る情報に基づいて工程ごとに整理したり、記憶装置13にあらかじめ記憶された安全基準に係る情報に基づいて判定結果を付与したりした上で、セル単位の製造情報としてまとめ、まとめたセル単位の製造情報を記憶装置13へと記憶すると共に通信装置14を介して生産計画装置30へと送信する。
セルコントロールシステムに係る従来技術として、例えば特許文献1には、連絡事項の迅速な伝達と連絡漏れの防止を目的として、セルコントロール装置から電源投入時の初期画面に連絡事項等のメッセージを入力し、電源投入する毎または休憩時間毎に、数値制御装置の初期画面に連絡事項のメッセージを表示する技術が開示されている。
また、特許文献2には、セルコントロールシステムの開発や変更を容易にし、作業内容変更や追加に柔軟に対応することを目的として、作業手順の記述および解釈を行う実行制御モジュールと、作業に必要となる情報処理や機器操作を実行する機能モジュールを備え、実行制御モジュールから送信されるメッセージにしたがって作業を実施する技術が開示されている。
更に、特許文献3には、機器毎に独立してプログラムを作成する手間を省き、統一されたプログラムインターフェースを提供することを目的として、生産セルのオペレーションソフトウェアを1種類のプログラミング言語によって手続的に記述する技術が開示されている。
また、特許文献2には、セルコントロールシステムの開発や変更を容易にし、作業内容変更や追加に柔軟に対応することを目的として、作業手順の記述および解釈を行う実行制御モジュールと、作業に必要となる情報処理や機器操作を実行する機能モジュールを備え、実行制御モジュールから送信されるメッセージにしたがって作業を実施する技術が開示されている。
更に、特許文献3には、機器毎に独立してプログラムを作成する手間を省き、統一されたプログラムインターフェースを提供することを目的として、生産セルのオペレーションソフトウェアを1種類のプログラミング言語によって手続的に記述する技術が開示されている。
工場に設置される複数の製造機械は、一般に、異なるメーカ製のコントローラで制御されている。また、製造セル内の同じ種類の製造機械(例えば工作機械どうし)であっても、異なるメーカ製のコントローラで制御されている場合があり、さらには同じメーカ製であっても異なる機種の可能性もある。
その為、製造セル内では、製造機械を制御するコントローラ内で発生したアラームや警告、加工条件変更(例えば工具交換やメインプログラム選択変更)などの各種イベント情報は、異なる書式でそれぞれのコントローラ内に設けられた表示器に表示されるとともに、セルコントローラに対して通知されることが多い。さらにはコントローラの製造国が異なる場合、各種イベント情報は異なる言語で表示および通知される場合もある。
上記したように、セルコントロールシステムが収集するアラームや警告、および加工条件変更などの各種イベント情報は、書式や言語が製造機械毎に異なる形式のため統一されておらず、製造機械からイベント情報を収集した後でセル単位のイベント情報として集約・管理する上で、非効率的であった。また、収集した情報の扱いが複雑になるため、セルコントロールシステムの保守や変更が必要になった場合、その対応には時間を要し、容易に実現することが困難であった。
このような課題に対して、特許文献1記載の技術は、セルコントロール装置に接続されるすべての数値制御装置に対して共通のメッセージを転送して表示させるもので、異なる数値制御装置どうしで発生するメッセージを統一した上でセルコントロール装置側で収集するものではない。
また、特許文献2記載の技術は、作業内容変更や追加に対してセルコントロール装置が柔軟に対応できるが、異なるコントローラで発生するメッセージを統一した上でセルコントロール装置側で収集するものではない。
更に、特許文献3記載の技術は、ロボット言語、ラダーチャート、C言語など、異なるコントローラで制御される製造機械に応じてプログラムを独立して作成する手間が省けるようになるが、異なるコントローラで発生するメッセージを統一した上でセルコントロール装置側で収集するものではない。
また、特許文献2記載の技術は、作業内容変更や追加に対してセルコントロール装置が柔軟に対応できるが、異なるコントローラで発生するメッセージを統一した上でセルコントロール装置側で収集するものではない。
更に、特許文献3記載の技術は、ロボット言語、ラダーチャート、C言語など、異なるコントローラで制御される製造機械に応じてプログラムを独立して作成する手間が省けるようになるが、異なるコントローラで発生するメッセージを統一した上でセルコントロール装置側で収集するものではない。
そこで本発明の目的は、製造セル内の複数の製造機械で発生したイベント情報を、製造セル単位のイベント情報として集約・管理する際に効率的に行うことを可能とするセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムを提供することである。
本願の請求項1に係る発明は、製品を製造するための工作機械、ロボット、PLCの内少なくとも1つを含む複数の製造機械で構成される製造セルと、前記製造セルで製造する製品の製造計画を行う生産計画装置との間を通信装置を介して接続され、前記製造セルおよび前記生産計画装置との間で製造情報を送受信して製造管理を行うセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムであって、前記状態変化管理システムは、前記複数の製造機械で発生し、アラーム、警告、加工条件変更の少なくとも1つを含む異なる形式のイベント情報を前記製造セルから受信することにより前記複数の製造機械の状態変化を監視するイベント情報監視部と、前記イベント情報監視部が受信した異なる形式のイベント情報を、書式を統一する処理および言語を統一する処理を含む統一された形式に変換する処理を実行する統一情報生成部と、前記統一情報生成部により生成された統一形式のイベント情報を、前記生産計画装置に対して出力する統一情報出力部と、を備えることを特徴とするセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムである。
本発明により、製造セル内の複数の製造機械で発生したアラームや警告、および加工条件変更(例えば工具交換やメインプログラム選択変更)などの各種イベント情報を、セルコントローラが収集する際に、書式や言語が統一された情報となるので、製造セル単位のイベント情報として集約・管理する際に、効率的に行うことが可能となる。また、データの扱いが簡易化されるため、セルコントローラの保守や変更が容易になる。更に、生産計画装置に送信される製造セル単位の情報が統一化されるので、生産計画装置における製造セル間の情報共有や連携が容易になる。
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術の説明と同一または類似の構成については同一の符号を用いる。
図1は、本発明の一実施形態によるセルコントロールシステムの概略構成図である。本実施形態のセルコントロールシステム10は、製造セル20を管理する少なくとも1つのセルコントロール装置11を備える。セルコントロール装置11はそれぞれ、製造セル20や生産計画装置30との間での各種情報の送受信を制御する通信装置14と、管理対象となる製造セル20の状態変化を管理する状態変化管理システム15とを備える。なお、セルコントロールシステム10は、複数のセルコントロール装置11で構成されるようにしてもよい。また、セルコントロールシステム10に通信装置14を介して接続される製造セル20は、複数存在するように構成されるようにしてもよい。
図1は、本発明の一実施形態によるセルコントロールシステムの概略構成図である。本実施形態のセルコントロールシステム10は、製造セル20を管理する少なくとも1つのセルコントロール装置11を備える。セルコントロール装置11はそれぞれ、製造セル20や生産計画装置30との間での各種情報の送受信を制御する通信装置14と、管理対象となる製造セル20の状態変化を管理する状態変化管理システム15とを備える。なお、セルコントロールシステム10は、複数のセルコントロール装置11で構成されるようにしてもよい。また、セルコントロールシステム10に通信装置14を介して接続される製造セル20は、複数存在するように構成されるようにしてもよい。
状態変化管理システム15は、製造セル20の管理に用いられる各種情報を記憶する記憶装置13と、イベント情報監視部16、統一情報生成部17、統一情報出力部18を備える。
記憶装置13には、以下で説明する各種テーブルに加えて、状態変化管理システム15が管理している製造セル20に係る情報として、各製造機械21のメーカや種類、型式に係る情報、各製造機械21の通信回線上の位置(IPアドレスなど)に係る情報、製造セル20における製造工程の工程情報などが記憶されており、これら情報は状態変化管理システム15が備える各機能手段が必要とするときに適宜取得できるようになっている。
記憶装置13には、以下で説明する各種テーブルに加えて、状態変化管理システム15が管理している製造セル20に係る情報として、各製造機械21のメーカや種類、型式に係る情報、各製造機械21の通信回線上の位置(IPアドレスなど)に係る情報、製造セル20における製造工程の工程情報などが記憶されており、これら情報は状態変化管理システム15が備える各機能手段が必要とするときに適宜取得できるようになっている。
イベント情報監視部16は、通信装置14を介して一定周期で定期的に製造セル20内の各製造機械21で発生したイベント情報を受信し、記憶装置13内に設けられた製造機械毎のイベント情報テーブル130(後述)を更新する。なお、イベント情報監視部16は、リアルタイムに製造セル20内の各製造機械21で発生したイベント情報を取得し、製造機械21毎のイベント情報テーブル130を更新するようにしてもよい。また、イベント情報監視部16は、製造セル20内の各製造機械21で発生したイベント情報を受信する周期を、製造機械毎に異なる周期としてもよい。
図2は、記憶装置13内に設けられたイベント情報テーブル130の例を示している。図2のイベント情報テーブル130は、製造セルAが製造機械21として「マシニングセンタ1」、「旋盤1」、「ロボット1」を含む場合における、それぞれのイベント情報テーブル130である。イベント情報テーブル130は、例えば、各製造機械21で発生したイベントの発生日時、イベントの内容を示すメッセージ、イベントの発生対象の番号や属性、などの情報を含む。図2に示すように、イベント情報テーブル130に記憶される各イベント情報に含まれるそれぞれのデータは、製造機械21のメーカや製造機械21の種類、製造機械21の型式などに応じて書式や言語が異なる。
統一情報生成部17は、製造機械21毎に作成・更新された、書式や言語の異なるイベント情報テーブル130の内容を、記憶装置13内に設けられたイベント分類テーブル131(後述)と言語変換テーブル132(後述)とに基づいて書式や言語を統一化した情報に変換し、該変換された情報を記憶装置13内に設けられた製造セル単位の統一化イベント情報テーブル133(後述)に集約する。なお、製造セル単位の統一化イベント情報テーブル133は、システム管理者の要求や設定に応じて発生日時順にソートするようにしてもよい。
図3は、記憶装置13内に設けられたイベント分類テーブル131の例を示している。イベント分類テーブル131は、製造機械21で発生した各イベント情報に含まれる番号・属性データと、当該イベントの種類とを対応付けたテーブルとして定義できる。統一情報生成部17は、イベント分類テーブル131を参照して、各イベント情報に含まれる番号・属性データから当該イベントの種類を特定し、統一化イベント情報テーブル133に登録する。なお、メーカや製造機械21の種類、型式などが異なる製造機械21の間で、同じ番号・属性の値が異なるイベント種類に用いられている場合もあるが、そのような場合には、製造機械21の型式毎に、番号・属性データとイベントの種類とを対応付けたイベント分類テーブル131をそれぞれ定義して、イベント情報を取得した製造機械21の形式に対応するイベント分類テーブル131を参照してイベントの種類の判定を行うようにすればよい。
図4は、記憶装置13内に設けられた言語変換テーブル132の例を示している。言語変換テーブル132は、製造機械21で発生した各イベント情報に含まれる各メッセージデータと、統一言語によるメッセージとを対応付けたテーブルとして定義できる。統一情報生成部17は、言語変換テーブル132を参照して、各イベント情報に含まれるメッセージデータから当該メッセージデータに対応する統一言語のメッセージを特定し、統一化イベント情報テーブル133に登録する。なお、メーカや製造機械21の種類、型式などが異なる製造機械21の間で、同じメッセージデータが異なる意味合いとして用いられている場合もあるが、そのような場合には、製造機械21の型式毎に、メッセージデータと統一言語のメッセージとを対応付けた言語変換テーブル132をそれぞれ定義して、イベント情報を取得した製造機械21の形式に対応する言語変換テーブル132を参照してメッセージの変換を行うようにすればよい。
図5は、記憶装置13内に設けられた統一化イベント情報テーブル133の例を示している。統一化イベント情報テーブル133は、統一情報生成部17がイベント情報から変換した統一化イベント情報を集約するテーブルである。統一化イベント情報テーブル133は、製造セル名、製造機械名、イベント種類、メッセージ、発生日時などのデータ項目を有し、製造セル名、製造機械名にはそれぞれのイベント情報が取得された製造セルと製造機械の名称が登録される。また、イベント種類にはそれぞれのイベント情報に含まれる番号・属性データから統一情報生成部17が変換したイベント種類が、メッセージにはそれぞれのイベント情報に含まれるメッセージデータから統一情報生成部17が変換した統一言語のメッセージが登録される。更に、発生日時には、それぞれのイベント情報に含まれる発生日時のデータを西暦、24時間制などの統一形式へと変換した日時が登録される。なお、統一化イベント情報テーブル133は、予備情報としてイベント情報に含まれる番号・属性データをそのまま登録するためのデータ項目を設けてもよい。
統一情報出力部18は、記憶装置13内に記憶されている書式や言語が統一化された製造セル単位の統一化イベント情報テーブルを参照し、全情報を通信装置14を介して一定周期で定期的に生産計画装置30へと送信する。なお、統一情報出力部18は、生産計画装置30からの統一化イベント情報要求に応じて記憶装置13内に記憶されている製造セル単位の統一化イベント情報テーブルに記憶された情報を送信するようにしてもよい。
図6は、イベント情報監視部16が実行するイベント情報監視処理のフローチャートである。
●[ステップSA01]イベント情報監視部16は、前回イベント情報を受信した時から受信周期の時間が経過したか否かを判定する。受信周期の時間が経過した場合にはステップSA02へと処理を移行し、受信周期の時間が経過していない場合にはステップSA01の処理を繰り返す。
●[ステップSA02]イベント情報監視部16は、監視対象となる製造セル20が備える各製造機械21について、ステップSA03〜ステップSA05の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSA01]イベント情報監視部16は、前回イベント情報を受信した時から受信周期の時間が経過したか否かを判定する。受信周期の時間が経過した場合にはステップSA02へと処理を移行し、受信周期の時間が経過していない場合にはステップSA01の処理を繰り返す。
●[ステップSA02]イベント情報監視部16は、監視対象となる製造セル20が備える各製造機械21について、ステップSA03〜ステップSA05の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSA03]イベント情報監視部16は、対象となる製造機械21からイベント情報を受信する。
●[ステップSA04]イベント情報監視部16は、ステップSA03で受信したイベント情報に基づいて製造機械21の状態に変化があったか否かを判定する。製造機械21の状態に変化があった場合にはステップSA05へと処理を移行し、変化がなかった場合には次の製造機械21の処理へと移行する。
●[ステップSA05]イベント情報監視部16は、ステップSA04で判定した製造機械21の状態の変化を示すイベント情報を記憶装置13上のイベント情報テーブル130に記憶して更新する。
●[ステップSA06]イベント情報監視部16は、統一情報生成部17に対してイベント情報テーブル130に記憶されたイベント情報から統一化イベント情報を生成する統一情報生成処理を実行するように指令する。
●[ステップSA04]イベント情報監視部16は、ステップSA03で受信したイベント情報に基づいて製造機械21の状態に変化があったか否かを判定する。製造機械21の状態に変化があった場合にはステップSA05へと処理を移行し、変化がなかった場合には次の製造機械21の処理へと移行する。
●[ステップSA05]イベント情報監視部16は、ステップSA04で判定した製造機械21の状態の変化を示すイベント情報を記憶装置13上のイベント情報テーブル130に記憶して更新する。
●[ステップSA06]イベント情報監視部16は、統一情報生成部17に対してイベント情報テーブル130に記憶されたイベント情報から統一化イベント情報を生成する統一情報生成処理を実行するように指令する。
図7は、統一情報出力部18が実行する統一情報出力処理のフローチャートである。
●[ステップSB01]統一情報出力部18は、前回統一化イベント情報を送信した時から送信周期の時間が経過したか否かを判定する。送信周期の時間が経過した場合にはステップSB02へと処理を移行し、送信周期の時間が経過していない場合にはステップSB01の処理を繰り返す。
●[ステップSB02]統一情報出力部18は、統一化イベント情報テーブル133に登録されている各統一化イベント情報について、ステップSB03の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSB03]統一情報出力部18は、対象となる統一化イベント情報を生産計画装置30へと送信する。
●[ステップSB01]統一情報出力部18は、前回統一化イベント情報を送信した時から送信周期の時間が経過したか否かを判定する。送信周期の時間が経過した場合にはステップSB02へと処理を移行し、送信周期の時間が経過していない場合にはステップSB01の処理を繰り返す。
●[ステップSB02]統一情報出力部18は、統一化イベント情報テーブル133に登録されている各統一化イベント情報について、ステップSB03の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSB03]統一情報出力部18は、対象となる統一化イベント情報を生産計画装置30へと送信する。
図8は、統一情報生成部17が実行する統一情報生成処理のフローチャートである。
●[ステップSC01]統一情報生成部17は、記憶装置13内に記憶されている製造機械21毎のイベント情報テーブルについて、ステップSC02〜ステップSC07の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSC02]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報テーブル130に登録されている各イベント情報について、ステップSC03〜ステップSC07の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSC01]統一情報生成部17は、記憶装置13内に記憶されている製造機械21毎のイベント情報テーブルについて、ステップSC02〜ステップSC07の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSC02]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報テーブル130に登録されている各イベント情報について、ステップSC03〜ステップSC07の処理を繰り返し実行する。
●[ステップSC03]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる製造セル名、製造機械名を、統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC04]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる番号・属性データを、イベント分類テーブル131に基づいてイベント種類へと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC05]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる番号・属性データを、統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC06]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれるメッセージデータを、言語変換テーブル132に基づいて統一言語のメッセージへと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC07]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる発生日時を、統一された形式(例えば西暦、24時間制)へと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC04]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる番号・属性データを、イベント分類テーブル131に基づいてイベント種類へと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC05]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる番号・属性データを、統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC06]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれるメッセージデータを、言語変換テーブル132に基づいて統一言語のメッセージへと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC07]統一情報生成部17は、対象となるイベント情報に含まれる発生日時を、統一された形式(例えば西暦、24時間制)へと変換して統一化イベント情報テーブル133へと登録する。
●[ステップSC08]統一情報生成部17は、統一化イベント情報テーブル133に登録された統一化イベント情報を発生日時に基づいてソートする設定がされているか否かを判定する。ソートする設定がされている場合にはステップSC09へ進み、ソートする設定がされていない場合には本処理を終了する。
●[ステップSC09]統一情報生成部17は、統一化イベント情報テーブル133に登録された統一化イベント情報を発生日時に基づいてソートする。
●[ステップSC09]統一情報生成部17は、統一化イベント情報テーブル133に登録された統一化イベント情報を発生日時に基づいてソートする。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例にのみ限定されるものでなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
10 セルコントロールシステム
11 セルコントロール装置
12 製造管理部
13 記憶装置
14 通信装置
15 状態変化管理システム
16 イベント情報監視部
17 統一情報生成部
18 統一情報出力部
20 製造セル
21 製造機械
30 生産計画装置
130 イベント情報テーブル
131 イベント分類テーブル
132 言語変換テーブル
133 統一化イベント情報テーブル
11 セルコントロール装置
12 製造管理部
13 記憶装置
14 通信装置
15 状態変化管理システム
16 イベント情報監視部
17 統一情報生成部
18 統一情報出力部
20 製造セル
21 製造機械
30 生産計画装置
130 イベント情報テーブル
131 イベント分類テーブル
132 言語変換テーブル
133 統一化イベント情報テーブル
Claims (1)
- 製品を製造するための工作機械、ロボット、PLCの内少なくとも1つを含む複数の製造機械で構成される製造セルと、前記製造セルで製造する製品の製造計画を行う生産計画装置との間を通信装置を介して接続され、前記製造セルおよび前記生産計画装置との間で製造情報を送受信して製造管理を行うセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システムであって、
前記状態変化管理システムは、
前記複数の製造機械で発生し、アラーム、警告、加工条件変更の少なくとも1つを含む異なる形式のイベント情報を前記製造セルから受信することにより前記複数の製造機械の状態変化を監視するイベント情報監視部と、
前記イベント情報監視部が受信した異なる形式のイベント情報を、書式を統一する処理および言語を統一する処理を含む統一された形式に変換する処理を実行する統一情報生成部と、
前記統一情報生成部により生成された統一形式のイベント情報を、前記生産計画装置に対して出力する統一情報出力部と、
を備えることを特徴とするセルコントロールシステムにおける製造セルの状態変化管理システム。
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