JP6096874B1

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

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Publication number: JP6096874B1
Application number: JP2015248543A
Authority: JP
Inventors: 荻野　秀雄; 秀雄荻野
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2035-12-21
Also published as: US20170176968A1; JP2017116993A; CN106896791A; US10317866B2; DE102016124285A1; CN106896791B

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。

特開平０５−２５３８１３号公報特開平１０−３２００１１号公報特開２００４−０６２２７６号公報

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。

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。

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。イベント情報テーブル１３０の例を示す図である。イベント分類テーブル１３１の例を示す図である。言語変換テーブル１３２の例を示す図である。統一化イベント情報テーブル１３３の例を示す図である。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。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。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。従来技術におけるセルコントロールシステムの概略構成図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。