JP7400104B2 - シミュレーション装置、制御システム、シミュレーション方法及びプログラム - Google Patents

Description

本開示は、シミュレーション装置、制御システム、シミュレーション方法及びプログラムに関する。

特許文献１には、ロボット及び障害物に関するモデル情報を記憶したモデル記憶部と、ロボットと障害物との衝突を回避しつつ、ロボットの先端部を開始位置から終了位置まで移動させ得るパスをモデル情報に基づいて生成する情報処理部と、を備えるロボットシミュレータが開示されている。

特開２０１８－１３４７０３号公報

本開示は、複数の装置による協調動作の適切なシミュレーションに有効な装置を提供する。

本開示の一側面に係るシミュレーション装置は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、を備える。

本開示の他の側面に係る制御システムは、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させる通信シミュレータを有する上記シミュレーション装置と、第１コントローラと、第２コントローラとを含む実制御システムと、仮想遅延時間を、第１コントローラと第２コントローラとの間の通信遅延時間に対応させる仮想遅延設定部と、を備える。

本開示の更に他の側面に係る制御システムは、上記シミュレーション装置と、第１コントローラと、第２コントローラとを含む実制御システムと、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行と、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成する比較画像生成部と、を備える。

本開示の更に他の側面に係るシミュレーション方法は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御を第１シミュレータによりシミュレーションすることと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御を第２シミュレータによりシミュレーションすることと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、を含む。

本開示の更に他の側面に係るプログラムは、第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、を装置に構成させる。

本開示によれば、複数の装置による協調動作の適切なシミュレーションに有効な装置を提供することができる。

マシンシステムの構成を例示する模式図である。 ロボットの構成を例示する模式図である。 シミュレーション装置の構成を例示するブロック図である。 シミュレーションマネジャの構成を例示するブロック図である。 通信シミュレータの構成を例示するブロック図である。 送信側のシミュレータが生成する通信データと、通信バッファの内容と、受信側のシミュレータが取得する通信データとの推移を例示する模式図である。 通信定義を例示するテーブルである。 データ収集装置の構成を例示するブロック図である。 シミュレーション装置及びデータ収集装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。 シミュレーション手順を例示するフローチャートである。 再生速度調節手順を例示するフローチャートである。 シミュレーション手順の変形例を示すフローチャートである。 個別シミュレーション手順を例示するフローチャートである。 仮想遅延時間の調節手順を例示するフローチャートである。 異常監視手順を例示するフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔マシンシステム〕
図１に示すマシンシステム１は、複数のマシン３を協調して動作させるシステムである。マシンシステム１の具体例としては、ワークを生産するように、複数のマシン３を協調して動作させる生産システムが挙げられるが、複数のマシン３の動作目的は必ずしもワークの生産に限られない。

複数のマシン３を協調して動作させるとは、例えば、同一の目的を達成するための複数の動作を複数のマシンに分担して遂行させることを意味し、いずれか一つのマシンの動作結果に応じて、他のマシンを動作させることを含んでいてもよい。「同一の目的」がワークの生産である場合に、マシンシステム１は、一つのワークを得るための複数の作業を複数のマシン３に分担して遂行させてもよく、複数のワークごとの複数の作業を複数のマシン３に分担して遂行させてもよい。

マシンシステム１は、複数のマシン３と、複数のマシン３を制御する実制御システム５と、シミュレーション装置１００と、データ収集装置２００とを備える。マシン３の数に特に制限はない。複数のマシン３は、ロボットを含んでいてもよい。複数のマシン３の一例として、図１には、コンベヤ３Ａと、ロボット３Ｂ，３Ｃとが示されている。

コンベヤ３Ａは、例えば電動モータ等の動力によりワークを搬送する。コンベヤ３Ａの具体例としては、ベルトコンベヤ、ローラコンベヤ等が挙げられる。ロボット３Ｂ，３Ｃは、コンベヤ３Ａが搬送するワークに対する作業を行う。ワークに対する作業の具体例としては、コンベヤ３Ａが搬送するワーク（例えばベースパーツ）に対する他のワーク（例えばサブパーツ）の組付け、コンベヤ３Ａが搬送するワークにおけるパーツ同士の締結（例えばボルト締結）・接合（例えば溶接）等が挙げられる。

コンベヤ３Ａと、ロボット３Ｂ，３Ｃの動作は、コンベヤ３Ａとロボット３Ｂ，３Ｃとの協調動作を含んでいてもよい。例えばロボット３Ｂ，３Ｃは、コンベヤ３Ａによって、ワークが所定の作業位置に配置されたタイミングで、ワークに対する作業を実行してもよい。コンベヤ３Ａは、ロボット３Ｂ，３Ｃによる作業の実行中にはワークの搬送を中断し、ロボット３Ｂ，３Ｃによる作業の完了後にワークの搬送を再開してもよい。

コンベヤ３Ａと、ロボット３Ｂ，３Ｃの動作は、ロボット３Ｂ，３Ｃの協調動作を含んでいてもよい。例えばロボット３Ｂは、コンベヤ３Ａが搬送するベースパーツにおける所定の組付け位置にサブパーツを配置し、ロボット３Ｃは、ロボット３Ｂにより配置されたサブパーツをベースパーツに締結又は接合してもよい。サブパーツが、複数箇所においてベースパーツに締結又は接合される場合に、複数箇所における締結又は結合をロボット３Ｂ，３Ｃが分担してもよい。

図２は、ロボット３Ｂ，３Ｃの概略構成を例示する模式図である。例えばロボット３Ｂ，３Ｃは、６軸の垂直多関節ロボットであり、基部１１と、旋回部１２と、第１アーム１３と、第２アーム１４と、第３アーム１７と、先端部１８と、アクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６とを有する。基部１１は、コンベヤ３Ａの周囲に設置されている。旋回部１２は、鉛直な軸線２１まわりに旋回するように基部１１上に設けられている。第１アーム１３は、軸線２１に交差（例えば直交）する軸線２２まわりに揺動するように旋回部１２に接続されている。交差は、所謂立体交差のようにねじれの関係にある場合も含む。第２アーム１４は、軸線２２に実質的に平行な軸線２３まわりに揺動するように第１アーム１３の先端部に接続されている。第２アーム１４は、アーム基部１５とアーム端部１６とを含む。アーム基部１５は、第１アーム１３の先端部に接続され、軸線２３に交差（例えば直交）する軸線２４に沿って延びている。アーム端部１６は、軸線２４まわりに旋回するようにアーム基部１５の先端部に接続されている。第３アーム１７は、軸線２４に交差（例えば直交）する軸線２５まわりに揺動するようにアーム端部１６の先端部に接続されている。先端部１８は、軸線２５に交差（例えば直交）する軸線２６まわりに旋回するように第３アーム１７の先端部に接続されている。

このように、ロボット３Ｂ，３Ｃは、基部１１と旋回部１２とを接続する関節３１と、旋回部１２と第１アーム１３とを接続する関節３２と、第１アーム１３と第２アーム１４とを接続する関節３３と、第２アーム１４においてアーム基部１５とアーム端部１６とを接続する関節３４と、アーム端部１６と第３アーム１７とを接続する関節３５と、第３アーム１７と先端部１８とを接続する関節３６とを有する。

アクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６は、例えば電動モータ及び減速機を含み、関節３１，３２，３３，３４，３５，３６をそれぞれ駆動する。例えばアクチュエータ４１は軸線２１まわりに旋回部１２を旋回させ、アクチュエータ４２は軸線２２まわりに第１アーム１３を揺動させ、アクチュエータ４３は軸線２３まわりに第２アーム１４を揺動させ、アクチュエータ４４は軸線２４まわりにアーム端部１６を旋回させ、アクチュエータ４５は軸線２５まわりに第３アーム１７を揺動させ、アクチュエータ４６は軸線２６まわりに先端部１８を旋回させる。

なお、ロボット３Ｂ，３Ｃの具体的な構成は適宜変更可能である。例えばロボット３Ｂ，３Ｃは、上記６軸の垂直多関節ロボットに更に１軸の関節を追加した７軸の冗長型ロボットであってもよく、所謂スカラー型の多関節ロボットであってもよい。

制御システム４は、複数のマシン３を制御する。制御システム４については以下に詳述する。

（制御システム）
制御システム４は、実制御システム５と、シミュレーション装置１００とを備える。実制御システム５は、複数のマシン３を制御する。実制御システム５は、複数のマシン３をそれぞれ制御する複数のコントローラ７と、複数のコントローラ７と通信可能なコントローラ６とを有してもよい。一例として、図１には、コンベヤ３Ａを制御するコントローラ７Ａと、ロボット３Ｂを制御するコントローラ７Ｂと、ロボット３Ｃを制御するコントローラ７Ｃと、コントローラ７Ａ，７Ｂ，７Ｃと通信可能なコントローラ６とが示されている。

コントローラ７Ａは、モータコントローラであり、制御指令に応じてコンベヤ３Ａを動作させるセグメント処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。本実施形態において「セグメント処理」とは、１サイクルあたりに割り当てられて定められている処理を意味し、サイクル毎に処理される処理であれば、その内容は特に限定されるものではない。以下、コントローラ７Ａに対する制御指令を「搬送制御指令」といい、コントローラ７Ａが実行するセグメント処理を、「搬送セグメント処理」といい、搬送セグメント処理を実行する制御周期を「搬送制御周期」という。

搬送制御指令は、例えば、搬送目標位置と、搬送目標位置までのワークの移動速度とを含む。例えば、搬送セグメント処理は、搬送制御指令に基づいて、搬送制御周期ごとのコンベヤ３Ａの動作目標値を算出することと、動作目標値に応じてコンベヤ３Ａを動作させることとを含む。

コントローラ７Ｂは、ロボットコントローラであり、制御指令においてロボット３Ｂを動作させるセグメント処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。以下、コントローラ７Ｂに対する制御指令を「第１ロボット制御指令」といい、コントローラ７Ｂが実行するセグメント処理を「第１ロボットセグメント処理」といい、第１ロボットセグメント処理を実行する制御周期を「第１ロボット制御周期」という。

第１ロボット制御指令は、例えば、ジョブプログラムの実行指令を含む。ジョブプログラムは、時系列に並ぶ１以上の動作命令を含む動作プログラムである。ジョブプログラムは予め準備され、コントローラ７Ｂ内に記憶されている。１以上の動作命令のそれぞれは、先端部１８の目標位置・姿勢と、目標位置・姿勢までの先端部１８の目標移動速度とを含む。

第１ロボットセグメント処理は、第１ロボット制御指令に基づいて、第１ロボット制御周期ごとの先端部１８の目標位置・姿勢を算出することと、算出した目標位置・姿勢に先端部１８を移動させるためのアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作目標値を逆運動学演算により算出することと、算出した動作目標値に応じてアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６を動作させることとを含む。

コントローラ７Ｃは、ロボットコントローラであり、制御指令においてロボット３Ｃを動作させるセグメント処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。以下、コントローラ７Ｃに対する制御指令を「第２ロボット制御指令」といい、コントローラ７Ｃが実行するセグメント処理を「第２ロボットセグメント処理」といい、第２ロボットセグメント処理を実行する制御周期を「第２ロボット制御周期」という。

第２ロボット制御指令は、例えば、ジョブプログラムの実行指令を含む。ジョブプログラムは、時系列に並ぶ１以上の動作命令を含む動作プログラムである。ジョブプログラムは予め準備され、コントローラ７Ｃ内に記憶されている。１以上の動作命令のそれぞれは、先端部１８の目標位置・姿勢と、目標位置・姿勢までの先端部１８の目標移動速度とを含む。

第２ロボットセグメント処理は、第２ロボット制御指令に基づいて、第２ロボット制御周期ごとの先端部１８の目標位置・姿勢を算出することと、算出した目標位置・姿勢に先端部１８を移動させるためのアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作目標値を逆運動学演算により算出することと、算出した動作目標値に応じてアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６を動作させることとを含む。

コントローラ６は、例えばプログラマブルロジックコントローラであり、複数のマシン３の動作を協調させるセグメント処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。以下、コントローラ６が実行するセグメント処理を、「システムセグメント処理」といい、システムセグメント処理を実行する制御周期を「システム制御周期」という。

システムセグメント処理は、複数のマシン３及びワークのステータス情報を複数のコントローラ７等から受信することと、予め定められたシステムプログラムと、ステータス情報とに基づいて、新たな動作を開始させるべきマシン３（以下、「制御対象マシン」という。）を特定することと、新たな動作を開始させるための制御指令を制御対象マシン３のコントローラ７に送信することとを含む。例えばコンベヤ３Ａが制御対象マシンである場合、コントローラ６は、システムプログラムに基づいて、コンベヤ３Ａに新たな動作を実行させるための搬送制御指令をコントローラ７Ａに送信する。ロボット３Ｂが制御対象マシンである場合、コントローラ６は、システムプログラムに基づいて、ロボット３Ｂに新たな動作を実行させるための第１ロボット制御指令をコントローラ７Ｂに送信する。ロボット３Ｃが制御対象マシンである場合、コントローラ６は、システムプログラムに基づいて、ロボット３Ｃに新たな動作を実行させるための第２ロボット制御指令をコントローラ７Ｃに送信する。

一例として、コントローラ６は、ステータス情報に基づいて、ワークがロボット３Ｂ，３Ｃ用の作業位置に配置されたか否かを確認し、ワークが当該作業位置に配置されたと判断した場合に、コンベヤ３Ａによるワークの搬送を停止させる搬送制御指令をコントローラ７Ａに送信し、ワークに対する作業のジョブプログラムの実行指令を含む第１ロボット制御指令及び第２ロボット制御指令をコントローラ７Ｂ，７Ｃにそれぞれ送信してもよい。また、コントローラ６は、ステータス情報に基づいて、ワークに対するロボット３Ｂ，３Ｃの作業が完了したか否かを確認し、ワークに対するロボット３Ｂ，３Ｃの作業が完了したと判断した場合に、コンベヤ３Ａによるワークの搬送を再開させる搬送制御指令をコントローラ７Ａに送信してもよい。

このようにコントローラ６が搬送制御指令及び第１ロボット制御指令を送信することによって、コントローラ７Ｂ，７Ｃ（第２コントローラ）は、コントローラ７Ａ（第１コントローラ）の制御によるコンベヤ３Ａの動作に協調するようにロボット３Ｂ，３Ｃを動作させることとなる。また、コントローラ７Ａ（第２コントローラ）は、コントローラ７Ｂ，７Ｃ（第１コントローラ）の制御によるロボット３Ｂ，３Ｃの動作に協調するようにコンベヤ３Ａを動作させることとなる。

コントローラ６は、ステータス情報に基づいて、ロボット３Ｂにより、ベースパーツにおける所定の第１組付け位置に第１サブパーツが配置されたか否かを確認し、第１サブパーツが第１組付け位置に配置されたと判断した場合に、第１サブパーツをベースパーツに締結又は接合する作業のジョブプログラムの実行指令を含む第２ロボット制御指令をロボット３Ｃに送信してもよい。

コントローラ６は、ステータス情報に基づいて、ロボット３Ｃにより、第１サブパーツがベースパーツに締結又は接合されたか否かを確認し、第１サブパーツがベースパーツに締結又は接合されたと判断した場合に、ベースパーツにおける所定の第２組付け位置に第２サブパーツを配置するジョブプログラムの実行指令を含む第１ロボット制御指令をロボット３Ｂに送信してもよい。

コントローラ６は、ステータス情報に基づいて、ロボット３Ｂにより、第２組付け位置に第２サブパーツが配置されたか否かを確認し、第２サブパーツが第２組付け位置に配置されたと判断した場合に、第２サブパーツをベースパーツに締結又は接合する作業のジョブプログラムの実行指令を含む第２ロボット制御指令をロボット３Ｃに送信してもよい。

このようにコントローラ６が第１ロボット制御指令及び第２ロボット制御指令を送信することによって、コントローラ７Ｃ（第２コントローラ）は、コントローラ７Ｂ（第１コントローラ）の制御によるロボット３Ｂの動作に協調するようにロボット３Ｃを動作させることとなる。また、コントローラ７Ｂ（第２コントローラ）は、コントローラ７Ｃ（第１コントローラ）の制御によるロボット３Ｃの動作に協調するようにロボット３Ｂを動作させることとなる。

以上のように、コントローラ６が複数のコントローラ７と通信可能であるため、コントローラ７同士も、コントローラ６を介して間接的に通信可能となっている。コントローラ７同士が直接的に通信可能となっていてもよい。

コントローラ６がコントローラ７に制御指令を送信することは、コントローラ７とマシン３とを含むマシン２をコントローラ６が制御することに相当する。例えば、コントローラ６がコントローラ７Ａに制御指令を送信することは、コントローラ７Ａとコンベヤ３Ａとを含むマシン２Ａをコントローラ６が制御することに相当する。コントローラ６がコントローラ７Ｂに制御指令を送信することは、コントローラ７Ｂとロボット３Ｂとを含むマシン２Ｂをコントローラ６が制御することに相当する。コントローラ６がコントローラ７Ｃに制御指令を送信することは、コントローラ７Ｃとロボット３Ｃとを含むマシン２Ｃをコントローラ６が制御することに相当する。

このため、コントローラ６は、複数のマシン２Ａ，２Ｂ，２Ｃを制御するコントローラに相当する。コントローラ７Ｂ，７Ｃが、コントローラ７Ａの制御によるコンベヤ３Ａの動作に協調するようにロボット３Ｂ，３Ｃを動作させることは、コントローラ７Ｂ，７Ｃ（第２コントローラ）が、コントローラ６（第１コントローラ）の制御によるマシン２Ａの動作に協調するようにロボット３Ｂ，３Ｃを動作させることに相当する。

コントローラ７Ａが、コントローラ７Ｂ，７Ｃの制御によるロボット３Ｂ，３Ｃの動作に協調するようにコンベヤ３Ａを動作させることは、コントローラ７Ａ（第２コントローラ）が、コントローラ６（第１コントローラ）の制御によるマシン２Ｂ，２Ｃの動作に協調するようにコンベヤ３Ａを動作させることに相当する。

コントローラ７Ｃが、コントローラ７Ｂの制御によるロボット３Ｂの動作に協調するようにロボット３Ｃを動作させることは、コントローラ７Ｃ（第２コントローラ）が、コントローラ６（第１コントローラ）の制御によるマシン２Ｂの動作に協調するようにロボット３Ｃを動作させることに相当する。

コントローラ７Ｂが、コントローラ７Ｃの制御によるロボット３Ｃの動作に協調するようにロボット３Ｂを動作させることは、コントローラ７Ｂ（第２コントローラ）が、コントローラ６（第１コントローラ）の制御によるマシン２Ｃの動作に協調するようにロボット３Ｂを動作させることに相当する。

シミュレーション装置１００は、複数のマシン３に対する実制御システム５による制御をシミュレーションする。このような、システム全体のシミュレーションにおいては、複数のマシン３同士の協調関係も適切にシミュレーションする必要がある。しかしながら、複数のマシン３のそれぞれのシミュレーションは、必ずしもリアルタイムで行われるわけではない。例えば、コントローラ７Ａによる搬送セグメント処理のシミュレーションは、搬送制御指令に基づいて、搬送制御周期ごとのコンベヤ３Ａの動作目標値を算出し、動作目標値に応じたコンベヤ３Ａの動作量を算出することを含むが、このシミュレーションの演算時間が搬送制御周期と一致するとは限らない。このため、コントローラ６及び複数のコントローラ７による制御を個別にシミュレーションすると、コントローラ６による制御の進行とコントローラ７による制御の進行との関係、及びコントローラ７による制御の進行とコントローラ７による制御の進行との関係を、適切にシミュレーションすることができず、複数のマシン３の協調関係をシミュレーション空間において再現することができない。

これに対し、シミュレーション装置１００は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御を第１シミュレータによりシミュレーションすることと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御を第２シミュレータによりシミュレーションすることと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に基づいて、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、を実行するように構成されている。

これにより、実時間とは異なる経過時間で実行されるノンリアルタイムシミュレーションにおいても、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行との関係を、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行との関係に容易に対応させることができる。このため、複数のマシン３の協調関係をシミュレーション空間において容易に再現することができる。

例えばシミュレーション装置１００は、図３に示すように、機能上の構成として、複数のシミュレータ１０１，１０２と、シミュレーションマネジャ１１０とを有する。

複数のシミュレータ１０２の一例として、図３には、コントローラ７Ａ，７Ｂ，７Ｃにそれぞれ対応するシミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃが示されている。シミュレータ１０２Ａは、コンベヤ３Ａに対するコントローラ７Ａによる制御をシミュレーションする。例えばシミュレータ１０２Ａは、上述したコントローラ７Ａによる搬送セグメント処理をシミュレーションする。搬送セグメント処理のシミュレーションは、搬送制御指令に基づいて、搬送制御周期ごとのコンベヤ３Ａの動作目標値を算出し、動作目標値に対応するコンベヤ３Ａの動作量を算出することを含む。

シミュレータ１０２Ｂは、ロボット３Ｂに対するコントローラ７Ｂによる制御をシミュレーションする。例えばシミュレータ１０２Ｂは、上述したコントローラ７Ｂによる第１ロボットセグメント処理をシミュレーションする。第１ロボットセグメント処理のシミュレーションは、第１ロボット制御指令に基づいて、第１ロボット制御周期ごとの先端部１８の目標位置・姿勢を算出し、算出した目標位置・姿勢に先端部１８を移動させるためのアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作目標値を逆運動学演算により算出し、算出した動作目標値に応じたアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作量を算出することを含む。

シミュレータ１０２Ｃは、ロボット３Ｃに対するコントローラ７Ｃによる制御をシミュレーションする。例えばシミュレータ１０２Ｃは、上述したコントローラ７Ｃによる第２ロボットセグメント処理をシミュレーションする。第２ロボットセグメント処理のシミュレーションは、第２ロボット制御指令に基づいて、第２ロボット制御周期ごとの先端部１８の目標位置・姿勢を算出し、算出した目標位置・姿勢に先端部１８を移動させるためのアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作目標値を逆運動学演算により算出し、算出した動作目標値に応じたアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作量を算出することを含む。

シミュレータ１０１は、マシン２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対するコントローラ６による制御をシミュレーションする。例えばシミュレータ１０１は、上述したコントローラ６によるシステムセグメント処理をシミュレーションする。システムセグメント処理のシミュレーションは、複数のシミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃのシミュレーション結果に基づく複数のマシン３及びワークの仮想ステータス情報を取得することと、予め定められたシステムプログラムと、仮想ステータス情報とに基づいて、新たな動作を開始させるべきマシン３（以下、「制御対象マシン」という。）を特定することと、新たな動作を開始させるための制御指令を制御対象マシン３のシミュレータ１０２に送信することとを含む。

シミュレータ１０２Ｂ，１０２Ｃ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０２Ａ（第１シミュレータ）によるコンベヤ３Ａ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｂ，３Ｃ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｂ，３Ｃ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｂ，７Ｃ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ｂ，１０２Ｃ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０１（第１シミュレータ）によるマシン２Ａ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｂ，３Ｃ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｂ，３Ｃ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｂ，７Ｃ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ａ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０２Ｂ，１０２Ｃ（第１シミュレータ）によるロボット３Ｂ，３Ｃ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、コンベヤ３Ａ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、コンベヤ３Ａ（第２マシン）に対するコントローラ７Ａ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ａ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０１（第１シミュレータ）によるマシン２Ｂ，２Ｃ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、コンベヤ３Ａ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、コンベヤ３Ａ（第２マシン）に対するコントローラ７Ａ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ｃ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０２Ｂ（第１シミュレータ）によるロボット３Ｂ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｃ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｃ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｃ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ｃ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０１（第１シミュレータ）によるマシン２Ｂ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｃ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｃ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｃ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ｂ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０２Ｃ（第１シミュレータ）によるロボット３Ｃ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｂ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｂ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｂ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレータ１０２Ｂ（第２シミュレータ）は、シミュレータ１０１（第１シミュレータ）によるマシン２Ｃ（第１マシン）の動作のシミュレーション結果に対して、ロボット３Ｂ（第２マシン）の動作のシミュレーション結果を協調させるように、ロボット３Ｂ（第２マシン）に対するコントローラ７Ｂ（第２コントローラ）による制御をシミュレーションしてもよい。

シミュレーションマネジャ１１０は、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールする。例えば、シミュレーションマネジャ１１０は、コントローラ６（第１コントローラ）による制御の進行と、コントローラ７Ａ，７Ｂ，７Ｃ（第２コントローラ）による制御の進行との関係に、シミュレータ１０１（第１シミュレータ）によるシミュレーションの進行と、シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ（第２シミュレータ）によるシミュレーションの進行との関係を対応させるように、シミュレータ１０１によるシミュレーションの進行と、シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによるシミュレーションの進行とをコントロールしてもよい。これにより、コントローラ６による制御の進行と、コントローラ７Ａによる制御の進行と、コントローラ７Ｂによる制御の進行と、コントローラ７Ｃによる制御の進行との関係に、シミュレータ１０１によるシミュレーションの進行と、シミュレータ１０２Ａによるシミュレーションの進行と、シミュレータ１０２Ｂによるシミュレーションの進行と、シミュレータ１０２Ｃによるシミュレーションの進行との関係が対応することとなる。

シミュレーションマネジャ１１０は、第１コントローラによる制御で繰り返し実行される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２コントローラによる制御で繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、第１シミュレータによって繰り返される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２シミュレータによって繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。

例えば、シミュレーションマネジャ１１０は、コントローラ６（第１コントローラ）による制御で繰り返されるシステムセグメント処理の実行タイミングと、コントローラ７Ａ，７Ｂ，７Ｃによる制御で繰り返される搬送セグメント処理、第１ロボットセグメント処理、及び第２ロボットセグメント処理の実行タイミングとの関係に、シミュレータ１０１によって繰り返されるシステムセグメント処理の実行タイミングと、シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによって繰り返される搬送セグメント処理、第１ロボットセグメント処理、及び第２ロボットセグメント処理の実行タイミングとの関係を対応させるように、シミュレータ１０１によって繰り返されるシステムセグメント処理の実行タイミングと、シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによって繰り返される搬送セグメント処理、第１ロボットセグメント処理、及び第２ロボットセグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。

シミュレーションマネジャ１１０は、第１コントローラによる第１セグメント処理の繰り返し周期を表す第１制御周期と、第２コントローラによる第２セグメント処理の繰り返し周期を表す第２制御周期とに基づいて、第１シミュレータによって繰り返される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２シミュレータによって繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。例えば、シミュレーションマネジャ１１０は、システム制御周期と、搬送制御周期と、第１ロボット制御周期と、第２ロボット制御周期とに基づいて、シミュレータ１０１によって繰り返されるシステムセグメント処理の実行タイミングと、シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによって繰り返される搬送セグメント処理、第１ロボットセグメント処理、及び第２ロボットセグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。

一例として、シミュレーションマネジャ１１０は、図４に示すように、カウンタ１１１と、周期情報記憶部１１２と、選択部１１３と、実行部１１４とを有する。カウンタ１１１は、シミュレーションサイクル数をカウントする。周期情報記憶部１１２は、システム制御周期と、搬送制御周期と、第１ロボット制御周期と、第２ロボット制御周期とを記憶する。

選択部１１３は、システム制御周期、搬送制御周期、第１ロボット制御周期、及び第２ロボット制御周期と、シミュレーションサイクル数とに基づいて、シミュレータ１０１，シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃの少なくとも一つを選択する。例えば選択部１１３は、システムセグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、システム制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、シミュレータ１０１を選択する。ここで、システム制御周期等の比較対象時間に対応するシミュレーションサイクル数とは、例えば、シミュレーションサイクル数に所定のシミュレーション基準時間を乗算した時間が比較対象時間以上となるシミュレーションサイクル数を意味する。

選択部１１３は、搬送セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、搬送制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、シミュレータ１０２Ａを選択する。選択部１１３は、第１ロボットセグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、第１ロボット制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、シミュレータ１０２Ｂを選択する。選択部１１３は、第２ロボットセグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、第２ロボット制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、シミュレータ１０２Ｃを選択する。

システム制御周期に対応するシミュレーションサイクル数、搬送制御周期に対応するシミュレーションサイクル数、第１ロボット制御周期に対応するシミュレーションサイクル数、及び第２ロボット制御周期に対応するシミュレーションサイクル数は、いずれも１以上であってもよい。例えば、上述のシミュレーション基準時間の長さは、システム制御周期、搬送制御周期、第１ロボット制御周期、及び第２ロボット制御周期のうち最短の制御周期の長さと同等以下であってもよい。

実行部１１４は、選択部１１３が選択した少なくとも一つのシミュレータのそれぞれに、セグメント処理を実行させる。例えば実行部１１４は、選択部１１３によりシミュレータ１０１が選択された場合にはシミュレータ１０１にシステムセグメント処理を実行させ、選択部１１３によりシミュレータ１０２Ａが選択された場合にはシミュレータ１０２Ａに搬送セグメント処理を実行させ、選択部１１３によりシミュレータ１０２Ｂが選択された場合にはシミュレータ１０２Ｂに第１ロボットセグメント処理を実行させ、選択部１１３によりシミュレータ１０２Ｃが選択された場合にはシミュレータ１０２Ｃに第２ロボットセグメント処理を実行させる。

シミュレーションマネジャ１１０は、個別シミュレーションの指示を受けた場合に、シミュレータ１０１，１０２から一つの個別実行シミュレータを選択し、他のシミュレータによるシミュレーションの進行に無関係に、個別実行シミュレータによるシミュレーションを実行させてもよい。

図３に戻り、シミュレーション装置１００は、第１シミュレータによるシミュレーション結果と、第２シミュレータによるシミュレーション結果とに基づいて、第１マシンの動作及び第２マシンの動作をシミュレーションするように構成されていてもよい。

例えばシミュレーション装置１００は、モデル記憶部１２１と、動作シミュレーション部１２２とを更に有する。モデル記憶部１２１は、複数のマシン３のモデル情報を記憶する。マシン３のモデル情報は、マシン３の構造及び各部の寸法に関する情報を含む。

動作シミュレーション部１２２は、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーション結果に基づいて、複数のマシン３の動作をシミュレーションする。例えば動作シミュレーション部１２２は、シミュレータ１０２Ａにより算出されたコンベヤ３Ａの動作量と、モデル記憶部１２１が記憶するコンベヤ３Ａのモデル情報とに基づいて、コンベヤ３Ａの動作をシミュレーションする。また、動作シミュレーション部１２２は、シミュレータ１０２Ｂにより算出されたアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作量と、モデル記憶部１２１が記憶するロボット３Ｂのモデル情報とに基づく順運動学演算によって、ロボット３Ｂの動作をシミュレーションする。同様に、動作シミュレーション部１２２は、シミュレータ１０２Ｃにより算出されたアクチュエータ４１，４２，４３，４４，４５，４６の動作量と、モデル記憶部１２１が記憶するロボット３Ｃのモデル情報とに基づく順運動学演算によって、ロボット３Ｃの動作をシミュレーションする。

動作シミュレーション部１２２は、第１シミュレータによるシミュレーション結果と、第２シミュレータによるシミュレーション結果との両方が更新された後に、第１マシンの動作及び第２マシンの動作をシミュレーションしてもよい。例えば動作シミュレーション部１２２は、複数のマシン３の動作をシミュレーションした後、シミュレータ１０１，１０２の全てが１サイクル以上のセグメント処理を実行したタイミングで、複数のマシン３の動作を再度シミュレーションしてもよい。動作シミュレーション部１２２は、複数のマシン３の動作のシミュレーション結果に基づいて、複数のマシン３の動作のシミュレーション画像を生成し、後述の表示デバイス１９６等に表示させてもよい。

シミュレーション装置１００は、第１コントローラと第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、第１シミュレータと第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行うように構成されていてもよい。例えばシミュレーション装置１００は、通信シミュレータ１３０と、通信データ記憶部１４１とを更に有する。

通信データ記憶部１４１は、少なくとも一つの通信バッファ１５０を含む。通信バッファ１５０は、第１シミュレータと第２シミュレータとの間における受け渡し用の通信データの一時格納に用いられる。通信バッファ１５０は、データ転送方向の上流から下流に並ぶ複数の記憶領域を含んでいてもよい。通信バッファ１５０内に一時的に格納された通信データは、データ転送方向の上流から下流に向かって順次転送される。

通信シミュレータ１３０は、第１コントローラと第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、第１シミュレータと第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う。例えば通信シミュレータ１３０は、コントローラ６，７Ａ，７Ｂ，７Ｃにおける送信側のコントローラと受信側のコントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、シミュレータ１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃにおける送信側のシミュレータと受信側のシミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う。通信シミュレータ１３０は、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させてもよい。

例えば通信シミュレータ１３０は、図５に示すように、通信カウンタ１３１と、通信データ格納部１３３と、通信データ転送部１３２と、通信データ読出部１３４とを有する。

通信カウンタ１３１は、通信サイクル数をカウントする。通信データ格納部１３３は、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファ１５０に格納する。例えば通信データ格納部１３３は、送信側のシミュレータが生成した通信データを、通信バッファ１５０の最上流の記憶領域に格納する。通信データ転送部１３２は、通信サイクル数がカウントされる度に、通信データを通信バッファ１５０において一つ下流の記憶領域に転送する。通信データ読出部１３４は、通信データ転送部１３２により最下流の記憶領域まで転送された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる。

通信データ読出部１３４は、通信バッファ１５０に通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、通信バッファ１５０に格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる。仮想遅延時間に対応する通信サイクル数とは、例えば、通信サイクル数に所定の通信基準時間を乗算した時間が仮想遅延時間以上となる通信サイクル数を意味する。

一例として、通信バッファ１５０が、上記仮想遅延時間に対応する数の記憶領域を含んでいてもよい。記憶領域の数が仮想遅延時間に対応するとは、例えば、最上流の記憶領域に格納された通信データが、最下流の記憶領域に転送されるまでの通信サイクル数に、上記通信基準時間を乗算した時間が、仮想遅延時間に対応することを意味する。例えば、次式を満たすことは、記憶領域の数が仮想遅延時間に対応することの一例である。
記憶領域の数＝仮想遅延時間／通信基準時間＋１・・・（１）

通信バッファ１５０の記憶領域の数が、仮想遅延時間に対応していれば、通信バッファ１５０に格納された通信データを通信バッファ１５０が読み出すまでの通信サイクル数が、仮想遅延時間に対応することとなる。

通信カウンタ１３１は、カウンタ１１１によるシミュレーションサイクルのカウントに同期して通信サイクル数をカウントしてもよい。通信カウンタ１３１は、カウンタ１１１によるシミュレーションサイクルのカウントよりも高い頻度で通信サイクル数をカウントしてもよい。例えば通信カウンタ１３１は、カウンタ１１１によるシミュレーションサイクルのカウントの整数倍の頻度で通信サイクル数をカウントしてもよい。

例えば、上記通信基準時間は、上記シミュレーション基準時間と同じであってもよく、シミュレーション基準時間より短くてもよい。通信基準時間は、シミュレーション基準時間の整数分の１であってもよい。

図６は、送信側のシミュレータが生成する通信データと、通信バッファ１５０の内容と、受信側のシミュレータが取得する通信データとの推移を例示する模式図である。図６において、通信バッファ１５０は、データ転送方向の上流から下流に並ぶ四つの記憶領域１５１，１５２，１５３，１５４を有しているが、通信バッファ１５０が有する通信データの数は四つに限定されない。

信号波形ＴＳは、送信側のシミュレータが生成する通信データが含む一つの信号（以下、「通信信号」という。）を例示するグラフであり、信号波形ＲＳは、受信側のシミュレータが取得する通信信号を例示するグラフである。いずれのグラフにおいても、横軸が通信サイクル数を表し、縦軸が通信信号の値を示している。
信号波形ＴＳ，ＲＳは、「ＯＦＦ」又は「ＯＮ」の２値で情報を表す通信信号を例示している。信号波形ＴＳ，ＲＳが低い値となっていることは、通信信号が「ＯＦＦ」であることを表し、信号波形ＴＳ，ＲＳが高い値となっていることは、通信信号が「ＯＮ」であることを表す。

通信サイクルＣＳ１において、通信データ転送部１３２は、通信バッファ１５０に既に格納されている通信データのそれぞれを一つ下流の記憶領域に転送する。例えば通信データ転送部１３２は、記憶領域１５３に格納された通信データを記憶領域１５４に転送し、記憶領域１５２に格納された通信データを記憶領域１５３に転送し、記憶領域１５１に格納された通信データを記憶領域１５２に転送する。最下流の記憶領域１５４に格納されていた通信データは、記憶領域１５３から転送された通信データによって上書きされる。

次に、通信データ格納部１３３が、信号波形ＴＳの現在値である「ＯＦＦ」を、最上流の記憶領域１５１に格納する。これにより、通信サイクルＣＳ１においては、記憶領域１５１，１５２，１５３，１５４の全てに「ＯＦＦ」が格納された状態となっている。通信データ読出部１３４は、最下流の記憶領域１５４に格納された「ＯＦＦ」を読み出して受信用のシミュレータに取得させる。これにより、信号波形ＲＳの現在値が「ＯＦＦ」となる。

通信データ転送部１３２、通信データ格納部１３３、及び通信データ読出部１３４は、通信カウンタ１３１により通信サイクル数がカウントされる度に、同様の処理を繰り返す。通信サイクルＣＳ１の後、通信カウンタ１３１により、通信サイクル数が二つカウントアップされた通信サイクルＣＳ３においては、信号波形ＴＳの現在値が「ＯＮ」となっているため、最上流の記憶領域１５１には「ＯＮ」が格納され、他の記憶領域１５２，１５３，１５４には「ＯＦＦ」が格納された状態となる。通信データ読出部１３４は、最下流の記憶領域１５４に格納された「ＯＦＦ」を読み出して受信用のシミュレータに取得させるので、信号波形ＲＳの現在値は「ＯＦＦ」のままに維持される。

通信サイクルＣＳ３の後、通信カウンタ１３１により通信サイクル数が二つカウントアップされた通信サイクルＣＳ５においては、信号波形ＴＳの現在値が「ＯＦＦ」となっているため、記憶領域１５１には「ＯＦＦ」が格納され、記憶領域１５２，１５３には「ＯＮ」が格納され、記憶領域１５４には「ＯＦＦ」が格納された状態となる。通信データ読出部１３４は、最下流の記憶領域１５４に格納された「ＯＦＦ」を読み出して受信用のシミュレータに取得させるので、信号波形ＲＳの現在値は依然として「ＯＦＦ」のままに維持される。

通信サイクルＣＳ５の次の通信サイクルＣＳ６においては、通信サイクルＣＳ３において記憶領域１５１に格納された「ＯＮ」が記憶領域１５４に達する。これを通信データ読出部１３４が読み出し、受信用のシミュレータに取得させるので、信号波形ＲＳの現在値は「ＯＮ」に変化する。

通信サイクルＣＳ６の後、通信カウンタ１３１により、通信サイクル数が二つカウントアップされた通信サイクルＣＳ８においては、通信サイクルＣＳ５において記憶領域１５１に格納された「ＯＦＦ」が記憶領域１５４に達する。これを通信データ読出部１３４が読み出し、受信用のシミュレータに取得させるので、信号波形ＲＳの現在値は「ＯＦＦ」に変化する。

このように、信号波形ＲＳの変化には、最上流の記憶領域１５１に格納された通信データが最下流の記憶領域１５４に達するまでの通信サイクル数で遅れが生じる。つまり、信号波形ＲＳの変化には、通信バッファ１５０の記憶領域の数から１を減算した通信サイクル数で遅れが生じる。遅れの通信サイクル数は、その数に上記通信基準時間を乗算した時間の通信遅延時間をシミュレーションしている。

図３に戻り、通信シミュレータ１３０は、複数の送信側のシミュレータと、複数の受信側のシミュレータとをそれぞれ対応付ける複数の通信定義に基づいて、送信側のシミュレータから通信データを取得することと、受信側のシミュレータに通信データを取得させることと、を複数の通信定義ごとに実行してもよい。

例えばシミュレーション装置１００は、通信マップ１４２を更に有する。通信マップ１４２は、複数の通信定義を記憶する。複数の通信定義のそれぞれが、仮想遅延時間を含んでいてもよい。この場合、通信シミュレータ１３０は、複数の通信定義ごとに、送信側のシミュレータが生成した通信データを、仮想遅延時間に基づいたタイミングで受信側のシミュレータに取得させてもよい。

シミュレーション装置１００は、通信バッファ割当部１４３を更に有してもよい。通信バッファ割当部１４３は、仮想遅延時間に対応するサイズの通信バッファを複数の通信定義ごとに割り当てる。例えば通信バッファ割当部１４３は、仮想遅延時間に対応する数の記憶領域を含む通信バッファを、複数の通信定義ごとに割り当てる。一例として、通信バッファ割当部１４３は、上記式（１）を満たす数の記憶領域を含む通信バッファを、複数の通信定義ごとに割り当てる。

通信シミュレータ１３０は、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファ１５０に格納することを複数の通信定義ごとに実行してもよい。通信シミュレータ１３０は、通信バッファ１５０に通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、通信バッファ１５０に格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させることを、複数の通信定義ごとに実行してもよい。

例えば、図５に示すように、通信データ格納部１３３は、通信マップ１４２を参照し、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファ１５０の最上流の記憶領域に格納することを、複数の通信定義ごとに実行してもよい。通信データ転送部１３２は、通信サイクル数がカウントされる度に、通信データを通信バッファ１５０において一つ下流の記憶領域に転送することを、複数の通信定義ごとに実行してもよい。通信データ読出部１３４は、通信マップ１４２を参照し、通信データ転送部１３２により最下流の記憶領域まで転送された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させることを、複数の通信定義ごとに実行してもよい。

図７は、通信マップ１４２に格納される複数の通信定義を例示するテーブルである。図７においては、テーブルの１行が、一つの通信定義１６０を表している。通信定義１６０は、送信側定義１６１と、受信側定義１６２と、仮想遅延時間１６３とを含む。

送信側定義１６１は、送信側のシミュレータの識別情報と、アドレスとを含む。アドレスは、送信側のシミュレータが生成した通信データを書き込む記憶領域（以下、「送信用記憶領域」という。）のアドレスである。受信側定義１６２は、受信側のシミュレータの識別情報と、アドレスとを含む。アドレスは、受信側のシミュレータがシミュレーションに際して通信データを読み出す記憶領域（以下、「受信用記憶領域」という。）のアドレスである。

通信データ格納部１３３は、通信定義１６０に基づいて、送信用記憶領域に格納された通信データを読み出し、通信バッファ１５０の最上流の記憶領域に格納する。通信データ読出部１３４は、通信バッファ１５０の最下流の記憶領域に格納された通信データを読み出し、通信定義１６０に基づいて受信用記憶領域に格納する。

シミュレーション装置１００は、指定された再生速度に応じてシミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションの進行速度を変更するように構成されていてもよい。また、シミュレーション装置１００は、停止指令に応じて、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションを中断するように構成されていてもよい。例えばシミュレーション装置１００は、進行速度調節部１７１と、中断部１７２とを更に有する。

進行速度調節部１７１は、例えば後述の入力デバイス１９５から再生速度の指定を取得し、再生速度の指定に応じてシミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションの進行速度を変更する。例えば進行速度調節部１７１は、カウンタ１１１によるシミュレーションサイクル数のカウントを、所定のシミュレーション周期で実行させ、再生速度の指定に応じてシミュレーション周期を変更する。例えば進行速度調節部１７１は、シミュレーション周期を短くすることで再生速度を高くし、シミュレーション周期を長くすることで再生速度を遅くする。

中断部１７２は、例えば後述の入力デバイス１９５から停止指令を取得し、停止指令に応じて、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションを中断する。例えば中断部１７２は、カウンタ１１１によるシミュレーションサイクル数のカウントを中断させる。

制御システム４は、シミュレーション装置１００によるシミュレーション結果と、実制御システム５による実際の制御結果とを比較して、上述の仮想遅延時間を設定するように構成されていてもよい。また、制御システム４は、シミュレーション装置１００によるシミュレーション結果と、実制御システム５による実際の制御結果とを比較して、実制御システム５における異常を検知するように構成されていてもよい。

例えば制御システム４は、データ収集装置２００を更に備えてもよい。データ収集装置２００は、シミュレーション装置１００によるシミュレーション結果を表すバーチャルデータと、実制御システム５による制御結果を表すリアルデータとを収集する。

図８に示すように、データ収集装置２００は、リアルデータ記憶部２０１と、バーチャルデータ記憶部２０２と、乖離評価部２０３とを有する。リアルデータ記憶部２０１は、リアルデータをコントローラ６から取得して蓄積する。バーチャルデータ記憶部２０２は、バーチャルデータをシミュレーション装置１００から取得して蓄積する。

乖離評価部２０３は、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する。例えば乖離評価部２０３は、シミュレーションサイクル数に上記シミュレーション基準時間を乗算することで、シミュレーションサイクル数を経過時間に換算した上で、バーチャルデータにおける各種イベントの発生時刻と、リアルデータにおける各種イベントの発生時刻との乖離を評価する。

制御システム４がデータ収集装置２００を更に備える場合に、シミュレーション装置１００は、データ蓄積部１８１と、仮想遅延設定部１４４とを更に有してもよい。データ蓄積部１８１は、シミュレータ１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによるシミュレーション結果をシミュレーションマネジャ１１０から取得し、複数のマシン３の動作のシミュレーション結果を動作シミュレーション部１２２から取得し、バーチャルデータ記憶部２０２に蓄積させる。

仮想遅延設定部１４４は、仮想遅延時間を、実際の制御における通信遅延時間に対応させる。仮想遅延設定部１４４は、仮想遅延時間を実際の制御における通信遅延時間に対応させることを、上記複数の通信定義ごとに実行してもよい。例えば仮想遅延設定部１４４は、乖離評価部２０３による乖離の評価結果を取得することと、乖離の評価結果を縮小するように複数の通信定義ごとの仮想遅延時間を変更することとを、乖離の評価結果が所定のキャリブレーションレベル以下となるまで繰り返す。

データ収集装置２００は、異常検知部２０４を更に有してもよい。異常検知部２０４は、コントローラ６，７Ａ，７Ｂ，７Ｃによる制御の進行と、シミュレータ１０１，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃによるシミュレーションの進行との比較に基づいて、実制御システム５の異常を検知する。

例えば異常検知部２０４は、乖離評価部２０３による乖離の評価結果に基づいて、実制御システム５の異常を検知する。例えば異常検知部２０４は、乖離評価部２０３による乖離の評価結果が所定の異常検知レベルを超えた場合に、実制御システム５の異常を検知する。

データ収集装置２００は、比較画像生成部２０５を更に有してもよい。比較画像生成部２０５は、コントローラ６，７による制御の進行と、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成し、後述の表示デバイス１９６，２９６等に表示させる。例えば比較画像生成部２０５は、バーチャルデータにおける各種イベントの発生時刻と、リアルデータにおける各種イベントの発生時刻とを示すタイミングチャートを含む比較画像を生成する。

図９は、シミュレーション装置１００及びデータ収集装置２００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図９に示すように、シミュレーション装置１００は、回路１９０を有する。回路１９０は、一つ又は複数のプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、通信ポート１９４と、入力デバイス１９５と、表示デバイス１９６とを含む。ストレージ１９３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ１９３は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応させるように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャ１１０と、をシミュレーション装置１００に構成させるプログラムを記憶している。

メモリ１９２は、ストレージ１９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働して上記プログラムを実行することで、シミュレーション装置１００の各機能ブロックを構成する。通信ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に従って、ネットワーク回線ＮＷを介して、データ収集装置２００及びコントローラ６との間で通信を行う。入力デバイス１９５及び表示デバイス１９６は、シミュレーション装置１００のユーザインタフェースとして機能する。入力デバイス１９５は、例えばキーパッド等であり、ユーザによる入力情報を取得する。表示デバイス１９６は、例えば液晶モニタ等を含み、ユーザに対する情報表示に用いられる。入力デバイス１９５及び表示デバイス１９６は、所謂タッチパネルのように一体化されていてもよい。入力デバイス１９５及び表示デバイス１９６は、シミュレーション装置１００に組み込まれていてもよいし、シミュレーション装置１００に接続される外部機器に設けられていてもよい。

データ収集装置２００は、回路２９０を有する。回路２９０は、一つ又は複数のプロセッサ２９１と、メモリ２９２と、ストレージ２９３と、通信ポート２９４と、入力デバイス２９５と、表示デバイス２９６とを含む。ストレージ２９３は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ２９３は、リアルデータをコントローラ６から取得して蓄積するリアルデータ記憶部２０１と、バーチャルデータをシミュレーション装置１００から取得して蓄積するバーチャルデータ記憶部２０２と、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する乖離評価部２０３とをデータ収集装置２００に構成させるプログラムを記憶している。

メモリ２９２は、ストレージ２９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ２９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ２９１は、メモリ２９２と協働して上記プログラムを実行することで、データ収集装置２００の各機能ブロックを構成する。通信ポート２９４は、プロセッサ２９１からの指令に従って、ネットワーク回線ＮＷを介して、シミュレーション装置１００及びコントローラ６との間で通信を行う。入力デバイス２９５及び表示デバイス２９６は、データ収集装置２００のユーザインタフェースとして機能する。入力デバイス２９５は、例えばキーパッド等であり、ユーザによる入力情報を取得する。表示デバイス２９６は、例えば液晶モニタ等を含み、ユーザに対する情報表示に用いられる。入力デバイス２９５及び表示デバイス２９６は、所謂タッチパネルのように一体化されていてもよい。入力デバイス２９５及び表示デバイス２９６は、データ収集装置２００に組み込まれていてもよいし、データ収集装置２００に接続される外部機器に設けられていてもよい。

なお、回路１９０及び回路２９０は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば回路１９０及び回路２９０は、専用の論理回路又はこれを集積したＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）により少なくとも一部の機能を構成してもよい。ハードウェア上において、シミュレーション装置１００とデータ収集装置２００とは必ずしも分かれていなくてもよく、シミュレーション装置１００及びデータ収集装置２００が一つのコンピュータによって構成されていてもよい。

〔シミュレーション手順〕
続いて、シミュレーション方法の一例として、シミュレーション装置１００が実行するシミュレーション手順を例示する。この手順は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御を第１シミュレータによりシミュレーションすることと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御を第２シミュレータによりシミュレーションすることと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に基づいて、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、を含む。

図１０に示すように、シミュレーション装置１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４を実行する。ステップＳ０１では、カウンタ１１１が、シミュレーションサイクル数のカウントを開始する。ステップＳ０２では、選択部１１３が、システム制御周期、搬送制御周期、第１ロボット制御周期、及び第２ロボット制御周期と、シミュレーションサイクル数とに基づいて、シミュレータ１０１，シミュレータ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃの少なくとも一つを選択する。

ステップＳ０３では、実行部１１４が、選択部１１３が選択した少なくとも一つのシミュレータのそれぞれに、セグメント処理を実行させる。ステップＳ０４では、動作シミュレーション部１２２が、シミュレータ１０１，１０２の全てが１サイクル以上のセグメント処理を実行したか否かを確認する。

ステップＳ０４において、シミュレータ１０１，１０２の全てが１サイクル以上のセグメント処理を実行したと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ０５，Ｓ０６を実行する。ステップＳ０５では、動作シミュレーション部１２２が、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーション結果に基づいて、複数のマシン３の動作をシミュレーションする。ステップＳ０６では、動作シミュレーション部１２２が、複数のマシン３の動作のシミュレーション結果に基づいて、複数のマシン３の動作のシミュレーション画像を生成し、表示デバイス１９６等に表示させる。

次に、シミュレーション装置１００は、ステップＳ０７を実行する。ステップＳ０４において、１サイクル以上のセグメント処理を実行していないシミュレータ１０１，１０２が残っていると判定した場合、シミュレーション装置１００は、ステップＳ０５，Ｓ０６を実行することなくステップＳ０７を実行する。ステップＳ０７では、シミュレーションマネジャ１１０が、実制御システム５における一連の制御のシミュレーションが完了したか否かを確認する。

ステップＳ０７において、実制御システム５における一連の制御のシミュレーションが完了していないと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ０８，Ｓ０９，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４を実行する。ステップＳ０８では、通信データ転送部１３２が、通信データを通信バッファ１５０において一つ下流の記憶領域に転送する。ステップＳ０９では、通信データ格納部１３３が、送信側のシミュレータが生成した通信データを、通信バッファ１５０の最上流の記憶領域に格納することを、複数の通信定義ごとに実行する。ステップＳ１１では、通信データ読出部１３４が、通信データ転送部１３２により最下流の記憶領域まで転送された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させることを、複数の通信定義ごとに実行する。

ステップＳ１２では、データ蓄積部１８１が、シミュレータ１０１，１０２Ａ、１０２Ｂ，１０２Ｃによるシミュレーション結果をシミュレーションマネジャ１１０から取得し、複数のマシン３の動作のシミュレーション結果を動作シミュレーション部１２２から取得し、バーチャルデータ記憶部２０２に蓄積させる。ステップＳ１３では、進行速度調節部１７１、中断部１７２が、再生速度の調節処理を行う。ステップＳ１３の具体的内容については後述する。ステップＳ１４では、カウンタ１１１が、シミュレーションサイクル数をカウントアップする。その後、シミュレーション装置１００は処理をステップＳ０２に戻す。シミュレーション装置１００は、実制御システム５における一連の制御のシミュレーションが完了するまで、以上のシミュレーションサイクルを繰り返す。

ステップＳ０７において、実制御システム５における一連の制御のシミュレーションが完了したと判定した場合、シミュレーション装置１００によるシミュレーション手順が完了する。

図１１は、ステップＳ１３における再生速度の調節処理の手順を例示するフローチャートである。図１１に示すように、シミュレーション装置１００は、まずステップＳ２１を実行する。ステップＳ２１では、進行速度調節部１７１が、シミュレーションサイクル数が現在の値になった後、上記シミュレーション周期が経過したか否かを確認する。

ステップＳ２１においてシミュレーション周期が経過していないと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ２２を実行する。ステップＳ２２では、中断部１７２が、停止指令が入力されているか否かを確認する。ステップＳ２２において停止指令が入力されたと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ２３を実行する。ステップＳ２３では、中断部１７２が再開指令の入力を待機する。これにより、再開指令が入力されるまでは、カウンタ１１１によるサイクル数のカウントが中断し、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションが中断することとなる。

次に、シミュレーション装置１００は、ステップＳ２４を実行する。ステップＳ２２において停止指令が入力されていないと判定した場合、シミュレーション装置１００は、ステップＳ２３を実行することなくステップＳ２４を実行する。ステップＳ２４では、進行速度調節部１７１が、再生速度の指定が入力されているか否かを確認する。

ステップＳ２４において再生速度の指定が入力されていると判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ２５を実行する。ステップＳ２５では、進行速度調節部１７１が、再生速度の指定に応じてシミュレーション周期を変更する。その後、シミュレーション装置１００は処理をステップＳ２１に戻す。ステップＳ２４において再生速度の指定が入力されていないと判定した場合、シミュレーション装置１００は、ステップＳ２５を実行することなく、処理をステップＳ２１に戻す。以後、シミュレーション周期が経過するまでは、以上の処理が繰り返される。ステップＳ２１においてシミュレーション周期が経過したと判定した場合、再生速度の調節処理が完了する。

図１２は、シミュレーション手順の変形例を示すフローチャートである。この変形例は、シミュレーション装置１００が、協調シミュレーションと、個別シミュレーションとを選択的に実行する手順を例示している。図１２に示すように、シミュレーション装置１００は、まずステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、シミュレーションマネジャ１１０が、協調シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されているか否かを確認する。

ステップＳ３１において協調シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されていないと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、シミュレーションマネジャ１１０が、個別シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されているか否かを確認する。ステップＳ３２において、個別シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されていないと判定した場合、シミュレーション装置１００は処理をステップＳ３１に戻す。

ステップＳ３１において協調シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されていると判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、シミュレーションマネジャ１１０が、シミュレータ１０１，１０２のシミュレーションを協調して実行させる。ステップＳ３３の具体的手順は、図１０のステップＳ０１～Ｓ１４に例示したとおりである。

ステップＳ３２において個別シミュレーションの指示が入力デバイス１９５等に入力されていると判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、シミュレーションマネジャ１１０が、個別シミュレーションを実行する。

図１３は、ステップＳ３４における個別シミュレーション手順を例示するフローチャートである。図１３に示すように、シミュレーション装置１００は、まずステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４，Ｓ４５を実行する。ステップＳ４１では、シミュレーションマネジャ１１０が、個別シミュレーションの指示に基づいて、シミュレータ１０１，１０２から一つの個別実行シミュレータを選択する。

ステップＳ４２では、シミュレーションマネジャ１１０が、個別実行シミュレータによるセグメント処理を実行させる。ステップＳ４３では、動作シミュレーション部１２２が、個別実行シミュレータによるシミュレーション結果に基づいて、個別実行シミュレータに対応するマシン３の動作をシミュレーションする。

ステップＳ４４では、動作シミュレーション部１２２が、個別実行シミュレータに対応するマシン３の動作のシミュレーション結果に基づいて、当該マシン３の動作のシミュレーション画像を生成し、表示デバイス１９６等に表示させる。ステップＳ４５では、シミュレーションマネジャ１１０が、個別実行シミュレータに対応するコントローラによる一連の制御のシミュレーションが完了したか否かを確認する。

ステップＳ４５において、個別実行シミュレータに対応するコントローラによる一連の制御のシミュレーションが完了していないと判定した場合、シミュレーション装置１００は処理をステップＳ４２に戻す。ステップＳ４５において、個別実行シミュレータに対応するコントローラによる一連の制御のシミュレーションが完了したと判定した場合、個別シミュレーションが完了する。

〔仮想遅延時間の調節手順〕
続いて、シミュレーション結果に基づき行われる仮想遅延時間の調節手順を例示する。図１４に示すように、データ収集装置２００はまずステップＳ５１，Ｓ５２を実行する。ステップＳ５１では、乖離評価部２０３が、実制御システム５による制御が完了し、リアルデータ記憶部２０１にリアルデータが蓄積されるのを待機する。ステップＳ５２では、乖離評価部２０３が、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する。

次に、シミュレーション装置１００は、ステップＳ５３を実行する。ステップＳ５３では、乖離評価部２０３による乖離度の評価結果が、上記キャリブレーションレベル以下になっているか否かを、仮想遅延設定部１４４が確認する。

ステップＳ５３において、乖離度の評価結果がキャリブレーションレベル以下になっていないと判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ５４，Ｓ５５を実行する。ステップＳ５４では、仮想遅延設定部１４４が、乖離度を縮小するように、複数の通信定義ごとの仮想遅延時間を変更する。ステップＳ５５では、仮想遅延設定部１４４が、実制御システム５による一連の制御のシミュレーションをシミュレーション装置１００に再度実行させる。その後、シミュレーション装置１００は処理をステップＳ５２に戻す。

ステップＳ５３において、乖離度の評価結果がキャリブレーションレベル以下になっていると判定した場合、シミュレーション装置１００はステップＳ５６を実行する。ステップＳ５６では、通信バッファ割当部１４３が、仮想遅延設定部１４４により設定された仮想遅延時間に対応するサイズの通信バッファを複数の通信定義ごとに割り当てる。以上で仮想遅延時間の調節手順が完了する。

〔異常検知手順〕
続いて、データ収集装置２００による異常検知手順を例示する。図１５に示すように、データ収集装置２００は、まずステップＳ６１，Ｓ６２，Ｓ６３を実行する。ステップＳ６１では、乖離評価部２０３が、実制御システム５による制御が完了し、リアルデータ記憶部２０１にリアルデータが蓄積されるのを待機する。ステップＳ６２では、乖離評価部２０３が、バーチャルデータとリアルデータとの乖離を評価する。ステップＳ６３では、乖離評価部２０３による乖離度の評価結果が、上記異常検知レベルを超えているか否かを、異常検知部２０４が確認する。

ステップＳ６３において、乖離度の評価結果が異常検知レベルを超えていないと判定した場合、データ収集装置２００は処理をステップＳ６１に戻す。以後、乖離度の評価結果が異常検知レベルを超えるまでは、バーチャルデータとリアルデータとの乖離の評価が繰り返される。

ステップＳ６３において、乖離度の評価結果が異常検知レベルを超えていると判定した場合、データ収集装置２００はステップＳ６４，Ｓ６５を実行する。ステップＳ６４では、異常検知部２０４が実制御システム５の異常を検知する。ステップＳ６５では、異常検知部２０４が、表示デバイス１９６，２９６への表示などによって、実制御システム５の異常を報知する。この際に、比較画像生成部２０５が、コントローラ６，７による制御の進行と、シミュレータ１０１，１０２によるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成し、後述の表示デバイス１９６，２９６等に表示させてもよい。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、シミュレーション装置１００は、第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、第１コントローラによる制御の進行と、第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャ１１０と、を備える。

このシミュレーション装置１００によれば、実時間とは異なる経過時間で実行されるノンリアルタイムシミュレーションにおいても、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行との関係を、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行との関係に容易に対応させることができる。このため、第１マシンの動作と第２マシンの動作との関係をシミュレーション空間において容易に再現することができる。従って、複数の装置による協調動作の適切なシミュレーションに有効である。

シミュレーションマネジャ１１０は、第１コントローラによる制御で繰り返される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２コントローラによる制御で繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、第１シミュレータによって繰り返される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２シミュレータによって繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。この場合、シミュレーションの進行調節を更に容易に行うことができる。

シミュレーションマネジャ１１０は、第１コントローラによる第１セグメント処理の繰り返し周期を表す第１制御周期と、第２コントローラによる第２セグメント処理の繰り返し周期を表す第２制御周期とに基づいて、第１シミュレータによって繰り返される第１セグメント処理の実行タイミングと、第２シミュレータによって繰り返される第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールしてもよい。この場合、第１制御周期と第２制御周期とが異なる場合においても、シミュレーションの進行調節を容易に行うことができる。

シミュレーションマネジャは、シミュレーションサイクル数をカウントするカウンタ１１１と、第１制御周期及び第２制御周期と、シミュレーションサイクル数とに基づいて、第１シミュレータ及び第２シミュレータの少なくとも一つを選択する選択部１１３と、選択部１１３が選択した少なくとも一つのシミュレータのそれぞれに、セグメント処理を実行させる実行部１１４とを有していてもよい。この場合、第１制御周期と第２制御周期との違いに応じたシミュレーションの進行調節を更に容易に行うことができる。

選択部１１３は、第１セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、第１制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、第１シミュレータを選択し、第２セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、第２制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、第２シミュレータを選択してもよい。この場合、第１制御周期と第２制御周期との違いに応じたシミュレーションの進行調節を更に容易に行うことができる。

第１制御周期に対応するシミュレーションサイクル数及び第２制御周期に対応するシミュレーションサイクル数がいずれも１以上であってもよい。この場合、シミュレーションの進行調節をより高精度に行うことができる。

シミュレーション装置１００は、第１シミュレータによるシミュレーション結果と、第２シミュレータによるシミュレーション結果とに基づいて、第１マシンの動作及び第２マシンの動作をシミュレーションする動作シミュレーション部１２２を更に備えていてもよい。この場合、シミュレーション結果を、第１マシン及び第２マシンの仮想的な動作確認に有効活用することができる。

動作シミュレーション部１２２は、第１シミュレータによるシミュレーション結果と、第２シミュレータによるシミュレーション結果との両方が更新された後に、第１マシンの動作及び第２マシンの動作をシミュレーションしてもよい。この場合、シミュレーション画像を効率よく生成することができる。

第２シミュレータは、第１シミュレータによる第１マシンの動作のシミュレーション結果に対して、第２マシンの動作のシミュレーション結果を協調させるように、第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションしてもよい。この場合、シミュレーションの進行調節が更に有効である。

シミュレーション装置１００は、第１コントローラと第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、第１シミュレータと第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータ１３０を更に備えていてもよい。この場合、第１コントローラによる第１マシンの制御と、第２コントローラによる第２マシンの制御との関係を、より適切にシミュレーションすることができる。

通信シミュレータ１３０は、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させてもよい。この場合、第１コントローラによる第１マシンの制御と、第２コントローラによる第２マシンの制御との関係を、より適切にシミュレーションすることができる。

通信シミュレータ１３０は、通信サイクル数をカウントする通信カウンタ１３１と、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファ１５０に格納する通信データ格納部１３３と、通信バッファ１５０に通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部１３４と、を有していてもよい。この場合、ノンリアルタイムシミュレーションにおいても、通信遅延を容易に模擬することができる。

通信バッファ１５０は、データ転送方向の上流から下流に並ぶ複数の記憶領域を含み、通信データ格納部１３３は、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファの最上流の記憶領域に格納し、通信シミュレータ１３０は、通信サイクル数がカウントされる度に、通信データを通信バッファにおいて一つ下流の記憶領域に転送する通信データ転送部１３２を更に有し、通信データ読出部１３４は、通信データ転送部１３２により最下流の記憶領域まで転送された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させてもよい。この場合、通信遅延を更に容易に模擬することができる。

通信バッファ１５０は、仮想遅延時間に対応する数の複数の記憶領域１５１，１５２，１５３，１５４を含んでいてもよい。この場合、通信遅延をより適切に模擬することができる。

通信シミュレータ１３０は、複数の送信側のシミュレータと、複数の受信側のシミュレータとをそれぞれ対応付ける複数の通信定義１６０に基づいて、送信側のシミュレータから通信データを取得することと、受信側のシミュレータに通信データを取得させることと、を複数の通信定義１６０ごとに実行してもよい。この場合、複数の通信をまとめてシミュレーションできるため、複数の通信を含む制御を容易に模擬することができる。

複数の通信定義１６０のそれぞれは、送信側のシミュレータから受信側のシミュレータへの仮想遅延時間１６３を含み、通信シミュレータ１３０は、複数の通信定義ごとに、送信側のシミュレータが生成した通信データを、仮想遅延時間１６３に基づいたタイミングで受信側のシミュレータに取得させてもよい。この場合、複数の通信を含む制御をより適切に模擬することができる。

シミュレーション装置１００は、仮想遅延時間１６３に対応するサイズの通信バッファを複数の通信定義１６０ごとに割り当てる通信バッファ割当部１４３を更に備え、通信シミュレータ１３０は、通信サイクル数をカウントする通信カウンタ１３１と、複数の通信定義１６０ごとに、送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファ１５０に格納する通信データ格納部１３３と、複数の通信定義１６０ごとに、通信バッファ１５０に通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、仮想遅延時間１６３に対応する通信サイクル数となった場合に、通信バッファ１５０に格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部１３４と、を有していてもよい。この場合、複数の通信ごとの通信遅延を容易に模擬することができる。

シミュレーション装置１００は、指定された再生速度に応じて第１シミュレータによるシミュレーションの進行速度及び第２シミュレータによるシミュレーションの進行速度を変更する進行速度調節部１７１を更に備えていてもよい。この場合、シミュレーション速度を自在に調節することで、シミュレーション結果をより有効に活用することができる。

シミュレーション装置１００は、停止指令に応じて、第１シミュレータによるシミュレーション及び第２シミュレータによるシミュレーションを中断する中断部１７２を更に備えていてもよい。この場合、シミュレーションを自在に中断可能にすることで、シミュレーション結果をより有効に活用することができる。

シミュレーションマネジャ１１０は、個別シミュレーションの指示を受けた場合に、第１シミュレータ及び第２シミュレータから一つの個別実行シミュレータを選択し、他のシミュレータによるシミュレーションの進行に無関係に、個別実行シミュレータによるシミュレーションを実行させてもよい。この場合、個別の動作と、協調動作との段階的なシミュレーションに有効である。

制御システム４は、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させる通信シミュレータ１３０を有するシミュレーション装置１００と、第１コントローラと、第２コントローラとを含む実制御システム５と、仮想遅延時間１６３を、第１コントローラと第２コントローラとの間の通信遅延時間に対応させる仮想遅延設定部１４４と、を備えていてもよい。この場合、第１マシンの動作と第２マシンの動作との関係をシミュレーション空間においてより適切に再現することを、更に容易に行うことができる。

制御システム４は、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行と、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行との比較に基づいて、実制御システム５の異常を検知する異常検知部２０４を更に備えていてもよい。この場合、実制御システム５に合わせてチューニングされたシミュレーションとの対比によって、実制御システム５の異常を迅速に検知することができる。

制御システム４は、シミュレーション装置１００と、第１コントローラと、第２コントローラとを含む実制御システム５と、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行と、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成する比較画像生成部２０５と、を備えていてもよい。この場合、第１コントローラによる第１マシンの制御の進行と、第２コントローラによる第２マシンの制御の進行と、第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、第２シミュレータによるシミュレーションの進行と、の関係を目視確認し易いインタフェースを提供することで、シミュレーション条件の適切なマニュアルチューニングと、目視による迅速な異常検知とを促すことができる。

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

３Ａ…コンベヤ（第１マシン、第２マシン）、３Ｂ，３Ｃ…ロボット（第１マシン、第２マシン）、４…制御システム、５…実制御システム、６…コントローラ（第１コントローラ）、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…コントローラ（第１コントローラ、第２コントローラ）、１００…シミュレーション装置、１０１…シミュレータ（第１シミュレータ）、１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ…シミュレータ（第１シミュレータ、第２シミュレータ）、１１０…シミュレーションマネジャ、１１１…カウンタ、１１３…選択部、１１４…実行部、１２２…動作シミュレーション部、１３０…通信シミュレータ、１３１…通信カウンタ、１３２…通信データ転送部、１３３…通信データ格納部、１３４…通信データ読出部、１４３…通信バッファ割当部、１４４…仮想遅延設定部、１５０…通信バッファ、１５１，１５２，１５３，１５４…記憶領域、１６０…通信定義、１６３…仮想遅延時間、１７１…進行速度調節部、１７２…中断部、２０４…異常検知部、２０５…比較画像生成部。

Claims (26)

1. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御であって、第１制御周期で第１セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第１シミュレータと、
   第２マシンに対する第２コントローラによる制御であって、前記第１制御周期とは異なる第２制御周期で第２セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第２シミュレータと、
   前記第１制御周期と前記第２制御周期とに基づいて、前記第１コントローラによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２コントローラによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第１シミュレータによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２シミュレータによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールするシミュレーションマネジャと、
   を備える、シミュレーション装置。
2. 前記シミュレーションマネジャは、
   シミュレーションサイクル数をカウントするカウンタと、
   前記第１制御周期及び前記第２制御周期と、前記シミュレーションサイクル数とに基づいて、前記第１シミュレータ及び前記第２シミュレータの少なくとも一つを選択する選択部と、
   前記選択部が選択した少なくとも一つのシミュレータのそれぞれに、セグメント処理を実行させる実行部とを有する、請求項１記載のシミュレーション装置。
3. 前記選択部は、
   前記第１セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、前記第１制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、前記第１シミュレータを選択し、
   前記第２セグメント処理が前回実行されてからカウントされたシミュレーションサイクル数が、前記第２制御周期に対応するシミュレーションサイクル数となった場合に、前記第２シミュレータを選択する、請求項２記載のシミュレーション装置。
4. 前記第１制御周期に対応するシミュレーションサイクル数及び前記第２制御周期に対応するシミュレーションサイクル数がいずれも１以上である、請求項３記載のシミュレーション装置。
5. 前記第１シミュレータによるシミュレーション結果と、前記第２シミュレータによるシミュレーション結果とに基づいて、前記第１マシンの動作及び前記第２マシンの動作をシミュレーションする動作シミュレーション部を更に備える、請求項１～４のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
6. 前記動作シミュレーション部は、前記第１シミュレータによるシミュレーション結果と、前記第２シミュレータによるシミュレーション結果との両方が更新された後に、前記第１マシンの動作及び前記第２マシンの動作をシミュレーションする、請求項５記載のシミュレーション装置。
7. 前記第２シミュレータは、前記第１シミュレータによる前記第１マシンの動作のシミュレーション結果に対して、前記第２マシンの動作のシミュレーション結果を協調させるように、前記第２マシンに対する前記第２コントローラによる制御をシミュレーションする、請求項１～６のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
8. 前記シミュレーション装置は、
   前記第１コントローラと前記第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第１シミュレータと前記第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータを更に備える、請求項１～７のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
9. 前記通信シミュレータは、送信側のシミュレータが生成した通信データを、予め定められた仮想遅延時間に基づいたタイミングで、受信側のシミュレータに取得させる、請求項８記載のシミュレーション装置。
10. 前記通信シミュレータは、
    通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
    前記送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
    前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、前記仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有する請求項９記載のシミュレーション装置。
11. 前記通信バッファは、データ転送方向の上流から下流に並ぶ複数の記憶領域を含み、
    前記通信データ格納部は、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを前記通信バッファの最上流の記憶領域に格納し、
    前記通信シミュレータは、前記通信サイクル数がカウントされる度に、前記通信データを前記通信バッファにおいて一つ下流の記憶領域に転送する通信データ転送部を更に有し、
    前記通信データ読出部は、前記通信データ転送部により最下流の記憶領域まで転送された前記通信データを読み出して前記受信側のシミュレータに取得させる、請求項１０記載のシミュレーション装置。
12. 前記通信バッファは、前記仮想遅延時間に対応する数の前記複数の記憶領域を含む、請求項１１記載のシミュレーション装置。
13. 前記通信シミュレータは、複数の送信側のシミュレータと、複数の受信側のシミュレータとをそれぞれ対応付ける複数の通信定義に基づいて、送信側のシミュレータから通信データを取得することと、受信側のシミュレータに通信データを取得させることと、を前記複数の通信定義ごとに実行する、請求項８記載のシミュレーション装置。
14. 前記複数の通信定義のそれぞれは、送信側のシミュレータから受信側のシミュレータへの仮想遅延時間を含み、
    前記通信シミュレータは、前記複数の通信定義ごとに、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを、前記仮想遅延時間に基づいたタイミングで前記受信側のシミュレータに取得させる、請求項１３記載のシミュレーション装置。
15. 前記仮想遅延時間に対応するサイズの通信バッファを前記複数の通信定義ごとに割り当てる通信バッファ割当部を更に備え、
    前記通信シミュレータは、
    通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
    前記複数の通信定義ごとに、前記送信側のシミュレータが生成した通信データを前記通信バッファに格納する通信データ格納部と、
    前記複数の通信定義ごとに、前記通信バッファに前記通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、前記仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された前記通信データを読み出して前記受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有する、請求項１４記載のシミュレーション装置。
16. 指定された再生速度に応じて前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行速度及び前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行速度を変更する進行速度調節部を更に備える、請求項１～１５のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
17. 停止指令に応じて、前記第１シミュレータによるシミュレーション及び前記第２シミュレータによるシミュレーションを中断する中断部を更に備える、請求項１～１６のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
18. 前記シミュレーションマネジャは、個別シミュレーションの指示を受けた場合に、前記第１シミュレータ及び前記第２シミュレータから一つの個別実行シミュレータを選択し、他のシミュレータによるシミュレーションの進行に無関係に、前記個別実行シミュレータによるシミュレーションを実行させる、請求項１～１７のいずれか一項記載のシミュレーション装置。
19. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、
    第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、
    前記第１コントローラによる制御の進行と、前記第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、
    前記第１コントローラと前記第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第１シミュレータと前記第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータと、
    を備え、
    前記通信シミュレータは、
    通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
    送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
    前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、を有するシミュレーション装置。
20. 請求項９～１２のいずれか一項記載のシミュレーション装置と、
    前記第１コントローラと、前記第２コントローラとを含む実制御システムと、
    前記仮想遅延時間を、前記第１コントローラと前記第２コントローラとの間の通信遅延時間に対応させる仮想遅延設定部と、を備える、制御システム。
21. 前記第１コントローラによる前記第１マシンの制御の進行と、前記第２コントローラによる前記第２マシンの制御の進行と、前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行との比較に基づいて、前記実制御システムの異常を検知する異常検知部を更に備える、請求項２０記載の制御システム。
22. 請求項１～１９のいずれか一項記載のシミュレーション装置と、
    前記第１コントローラと、前記第２コントローラとを含む実制御システムと、
    前記第１コントローラによる前記第１マシンの制御の進行と、前記第２コントローラによる前記第２マシンの制御の進行と、前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行とを対比する比較画像を生成する比較画像生成部と、を備える、制御システム。
23. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御であって、第１制御周期で第１セグメント処理を繰り返すことを含む制御を第１シミュレータによりシミュレーションすることと、
    第２マシンに対する第２コントローラによる制御であって、前記第１制御周期とは異なる第２制御周期で第２セグメント処理を繰り返すことを含む制御を第２シミュレータによりシミュレーションすることと、
    前記第１制御周期と前記第２制御周期とに基づいて、前記第１コントローラによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２コントローラによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第１シミュレータによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２シミュレータによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールすることと、を含む、シミュレーション方法。
24. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御を第１シミュレータによりシミュレーションすることと、
    第２マシンに対する第２コントローラによる制御を第２シミュレータによりシミュレーションすることと、
    前記第１コントローラによる制御の進行と、前記第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールすることと、
    前記第１コントローラと前記第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第１シミュレータと前記第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行うことと、
    を含み、
    通信データの受け渡しを行うことは、
    通信サイクル数をカウントすることと、
    送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納することと、
    前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させることと、を含む、シミュレーション方法。
25. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御であって、第１制御周期で第１セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第１シミュレータと、
    第２マシンに対する第２コントローラによる制御であって、前記第１制御周期とは異なる第２制御周期で第２セグメント処理を繰り返すことを含む制御をシミュレーションする第２シミュレータと、
    前記第１制御周期と前記第２制御周期とに基づいて、前記第１コントローラによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２コントローラによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとの関係に対応するように、前記第１シミュレータによる前記第１セグメント処理の実行タイミングと、前記第２シミュレータによる前記第２セグメント処理の実行タイミングとをコントロールするシミュレーションマネジャと、を装置に構成させるプログラム。
26. 第１マシンに対する第１コントローラによる制御をシミュレーションする第１シミュレータと、
    第２マシンに対する第２コントローラによる制御をシミュレーションする第２シミュレータと、
    前記第１コントローラによる制御の進行と、前記第２コントローラによる制御の進行との関係に対応するように、前記第１シミュレータによるシミュレーションの進行と、前記第２シミュレータによるシミュレーションの進行とをコントロールするシミュレーションマネジャと、
    前記第１コントローラと前記第２コントローラとの間で直接的又は間接的に行われる通信を再現するように、前記第１シミュレータと前記第２シミュレータとの間における通信データの受け渡しを行う通信シミュレータと、
    を装置に構成させ、
    通信サイクル数をカウントする通信カウンタと、
    送信側のシミュレータが生成した通信データを通信バッファに格納する通信データ格納部と、
    前記通信バッファに通信データが格納されてからカウントされた通信サイクル数が、予め定められた仮想遅延時間に対応する通信サイクル数となった場合に、前記通信バッファに格納された通信データを読み出して受信側のシミュレータに取得させる通信データ読出部と、
    を前記通信シミュレータに構成させるプログラム。
    

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