(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のような工場内には、様々なメーカ・種類の加工機が設置されるのが一般的である。コンピュータシステムは、各加工機のコントロールユニットなどからこれらの設備データを受信して蓄積するためには、様々な加工機のコントロールユニットに対応できるようにプログラムを設定する必要があり、また加工機の追加や変更などがあるたびにプログラムを変更する必要がある。
【0006】
また、これまでコントロールユニットで吸い上げていた設備データに加えて更に加工機の新たな特定の位置の温度データなどが必要とされる場合がある。この場合に、加工機に温度測定器や振動や位置センサーなどの各種状態検知センサーなどを新たに取り付けて、加工機に備えられたコントロールユニットを介してコンピュータシステムにこれらのデータを送ることが考えられる。しかしながら、コントロールユニットのプログラムのバージョンが古い場合には、温度測定器などの新たな機器を収容できない場合がある。そこで、新たな機器を収容するために、コントロールユニットのプログラムをバージョンアップすると、そのプログラムがこれまでに加工機に設置されていた古い機器をサポートできない場合がある。そこで、本発明者らは、各種状態検知センサーなどに対応できる専用のコントロールユニットを別に設置することを提案している。この場合にも、コンピュータシステムは、新たなコントロールユニットに対応するためにプログラムを変更する必要がある。
【0007】
このように、複数の加工機から生産情報を収集するためのコンピュータシステムでは、プログラムの変更の機会が多く、手間を要していた。
【0008】
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、複数の加工機から生産情報を収集するためのプログラムの設定や変更を簡単にできる生産情報収集システム、コンピュータシステム、生産情報収集方法及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するため、本発明の一形態に係る生産情報収集システムは、複数の加工機から生産情報を収集する生産情報取集システムであって、前記加工機のオン/オフ動作に関するオン/オフデータ及び前記加工機のログデータを通信路に送信する通信ユニットと、前記通信路を介して、前記通信ユニットから受信したオン/オフデータ及び前記ログデータを受信することが可能であり、
前記オン/オフデータを受信したタイミングで、前記受信した前記ログデータに前記受信したオン/オフデータを合成して出力するコンピュータシステムとを具備する。
【0010】
本発明の一形態に係る生産情報収集システムでは、オン/オフデータとログデータとをそれぞれ別個に扱い、
前記オン/オフデータを受信したタイミングで、オン/オフデータとログデータとを合成
して出力するように構成しているので、複数の加工機から生産情報を収集するためのプログラムの設定や変更を簡単にできる。
【0011】
本発明の一形態に係る生産情報収集システムでは、前記コンピュータシステムは、合成したデータに変動があったかどうかを判断し、変動があった場合に合成したデータを登録する。これにより、登録するデータの量を減らすことができる。
【0012】
本発明の一形態に係る生産情報収集システムでは、前記オン/オフデータは、前記加工機の電源のオン/オフデータ、前記加工機の自動操作設定のオン/オフデータ、前記加工機の所定動作のオン/オフデータ、前記加工機のアラームのオン/オフデータのいずれかを含むものである。
【0013】
本発明の一形態に係る生産情報収集システムでは、前記通信ユニットは、前記ログデータのうちアナログデータについては前記アナログデータをサンプリングしたディジタルデータを前記通信路に送信する。これにより、アナログデータについてもディジタルデータとして取り扱うことができる
。
本発明の一形態に係るコンピュータシステムは、複数の加工機から生産情報を収集するためのコンピュータシステムであって、通信路を介して、前記加工機のオン/オフ動作に関するオン/オフデータ及び前記加工機のログデータを受信することが可能な受信部と、
前記オン/オフデータを受信したタイミングで、オン/オフデータに応じて前記受信したログデータに前記受信したオン/オフデータを合成して出力する合成データ出力部とを具備する。
【0014】
本発明の一形態に係る方法は、複数の加工機から生産情報を収集する生産情報取集方法であって、前記加工機のオン/オフ動作に関するオン/オフデータ及び前記加工機のログデータを通信路に送信し、前記通信路を介して前記オン/オフデータを受信し、
前記オン/オフデータを受信したタイミングで、前記通信路を介して受信したログデータに前記受信したオン/オフデータを合成して出力する。
【0015】
本発明の一形態に係るプログラムは、複数の加工機から生産情報を収集するためのプログラムであって、通信路を介して、前記加工機のオン/オフ動作に関するオン/オフデータを受信するステップと、前記通信路を介して、前記加工機のログデータを受信するステップと、
前記オン/オフデータを受信したタイミングで、前記受信したログデータに前記受信したオン/オフデータを合成して出力するステップとをコンピュータシステムに実行させるものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、複数の加工機から生産情報を収集するためのプログラムの設定や変更を簡単にできる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る生産情報収集システムの構成を示す図である。
【0019】
図1に示すように、生産情報収集システム1は、例えば複数の加工機10A、10B、・・・を用いて部品の生産を行っている工場20における生産情報を収集するシステムである。生産情報収集システム1は、例えば工場外に設置されたデータベース21も含む。
【0020】
加工機10A、10B、・・・としては、成形機、プレス機、切削機、研削機、鋳鍛自動機などである。生産情報としては、例えば加工機10A、10B、・・・が成形機である場合には、各種のオン/オフデータや何回目の成形、成形温度、成形圧力、成形時間などのログデータに基づく情報である。
【0021】
各加工機10A、10B、・・・には、コントロールユニット11A、11B、・・・と、データ出力機器12A
−1、12A
−2、12B
−1、・・・とが設置されている。コントロールユニット11A、11B、・・・は、加工機10A、10B、・・・の動作を制御し、また設備データを吸い上げ、オン/オフデータ及びログデータとして出力する。データ出力機器12A
−1、12A
−2、12B
−1、・・・は、上記のログデータに含まれないデータを出力する。このデータも実質的には設備データである。データ出力機器12A
−1は、例えば温度測定器であり、アナログデータを出力する。データ出力機器12A
−2は、例えばスイッチオン/オフ検出器であり、ディジタルデータであるオン/オフデータを出力する。
【0022】
生産情報収集システム1は、複数の通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・と、コンピュータシステム3とを有する。複数の通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・は、通信路としての配線4を介して直列に接続されている。コンピュータシステム3は配線4を介して直列に接続されたこれらの複数の通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・を収容する。複数の通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・のうちコンピュータシステム3側に近い通信ユニットを上流側の通信ユニットとする。
図1の例では通信ユニット2A
−0が最上流の通信ユニットとなる。
【0023】
通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・は、各加工機10A、10B、・・・に対して1又は2以上設置されている。
図1の例でいうと、加工機10Aには、コントロールユニット11Aと、温度測定器としてのデータ出力機器12A
−1と、スイッチオン/オフ検出器としてのデータ出力機器12A
−2が設置されている。
【0024】
温度測定器としてのデータ出力機器12A
−1は温度測定器による測定データをアナログデータとして出力する。スイッチオン/オフ検出器としてのデータ出力機器12A
−2は金型の開閉などに応じたオン/オフデータを出力する。
【0025】
そして、コントロールユニット11Aは通信ユニット2A
−0に接続され、データ出力機器12A
−1は通信ユニット2A
−1に接続され、データ出力機器12A
−2は通信ユニット2B
−2に接続されている。
【0026】
通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・は、スレーブ局として機能し、上流のマスター局であるコンピュータシステム3からの要求に応じて設備データにそれぞれアドレスデータを付けて上流側に流し、かつ、下流側からのデータを上流側に流す機能を有する。
【0027】
例えば、通信ユニット2A
−0は、加工機10Aのコントロールユニット11Aから設備データを吸い上げ、コンピュータシステム3からの要求に応じてその設備データに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム3はこれを受信する。
【0028】
通信ユニット2A
−1は、アナログデータをディジタルデータに変換するA/D変換機能を有する。コンピュータシステム3からの要求に応じて加工機10Aのデータ出力機器12A
−1からアナログデータ温度測定器による測定データ(アナログデータ)をA/D変換し、そのディジタルデータに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム3はこれを受信する。すなわち、通信ユニット2A
−1は、ログデータのうちアナログデータについてはアナログデータをサンプリングしたディジタルデータを通信路に送信する。
【0029】
通信ユニット2A
−2は、コンピュータシステム3からの要求に応じて加工機10Aのデータ出力機器12A
−2からデータに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム3はこれを受信する。
【0030】
コンピュータシステム3は、スレーブ局に対するマスター局として機能し、各通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・からアドレスデータが付いた設備データ(ログデータ及びログデータに含まれないデータ(加工機のオン/オフ動作に関するオン/オフデータ))を入力して保存する。コンピュータシステム3は例えばPCであり、Windowes(登録商標)などの汎用のOS上で稼働するプログラムにより上記処理を実行する。
【0031】
図2はコンピュータシステム3の全体動作を示すフローチャートである。
【0032】
コンピュータシステム3は、初期化(ステップ201)の後に設備データ収集処理(ステップ202)及びタイマー割り込み処理(ステップ203)を実行する。
【0033】
初期化(ステップ201)は初期設定ファイルを読み込み(ステップ204)、メインウィンドウに初期画面を表示する(ステップ205)。
【0034】
タイマー割り込み処理(ステップ203)は典型的には所定の時間間隔で実行される(ステップ206)。
【0035】
設備データ収集処理(ステップ202)により収集された設備データは記憶され(ステップ207)、タイマー割り込み処理(ステップ203)によって非同期で処理(表示、ファイル作成など)される。
【0036】
コンピュータシステム3は、設備データ収集処理(ステップ202)及びタイマー割り込み処理(ステップ203)を終了の操作がされるまで実行する(ステップ208)。
【0037】
この実施形態に係るコンピュータシステム3では、時間のかかる処理は、タイマー割り込みによって一定周期で処理し、データ収集については専用処理(スレッド)にすることで、プレス機のようなショット間隔が非常に短い場合にもデータを収集することが可能になる。
【0038】
次に、上記のステップ202の設備データ収集処理を説明する。
図3はその動作を示すフローチャートである。
設備データ収集処理では、コンピュータシステム3が受信した設備データに時刻データを付し、アドレスデータに応じて各加工機10A、10B、・・・ごとの設備データとして振り分けている。
【0039】
コンピュータシステム3は、受信した設備データのうちログデータについては加工機(設備)10A、10B、・・・ごとにそれぞれ専用のスレッドでログデータの送受信処理を行っている(ステップ301)。
【0040】
コンピュータシステム3は、通信エラーが発生していなければ(ステップ302)、所定の加工機10A、10B、・・・のコントロールユニット11A、11B、・・・からオン/オフデータを受信すると(ステップ303)、加工機10A、10B、・・・に設置されたパトライト(登録商標)などで発生するフリッカーをキャンセルする処理を行った後(ステップ304)、受信したログデータと所定の加工機10A、10B、・・・に対応するログデータとを合成して設備データとする(ステップ305)。なお、ステップ302において通信エラーが発生した場合には、通信エラーのデータを設備データに合成する(ステップ305)。通信エラーのデータは、例えば通信異常オフ/通信異常オンというように2値データで表現できる。
【0041】
コンピュータシステム3は、合成した設備データを、それ以前の直近で登録した設備データと比較し(ステップ306)、オン/オフデータ、通信エラーデータ、ログデータのうちいずれかに変化があればその設備データを登録する(ステップ307、308)。
【0042】
コンピュータシステム3は、全ての加工機(設備)10A、10B、・・・ついて上記のステップ303〜308の処理を行う(ステップ309)。
【0043】
次に、上記のタイマー割り込み処理の動作を説明する。
図4はその動作を示すフローチャートである。
コンピュータシステム3は、システムが起動された初回のみコントロールユニット11A、11B、・・・との通信を開始するための処理を行い、通信を確立する(ステップ401、402)
次に、コンピュータシステム3は、フリッカーをキャンセルするための処理を行う(ステップ403)。例えば、フリッカーをキャンセルするための時間をカウントとして、その時間を設定する。
【0044】
次に、コンピュータシステム3は、「電子カルテ」との連帯処理を行い、加工機(設備)10A、10B、・・・ごとのカルテ連帯ファイルを生成する(ステップ404、405)。「電子カルテ」については後述する。
【0045】
次に、コンピュータシステム3は、上記のステップ302において通信エラーが発生している場合その復帰を自動的に行うために通信エラーリカバリー処理を行う(ステップ406)。
【0046】
次に、コンピュータシステム3は、主に設備データを記憶するメモリのメモリ量を監視し、設備データを整理する(ステップ407〜409)。通常、加工機10A、10B、・・・は1日中すなわち24時間稼働することから上記のメモリ量は膨大な量となるので、それを監視して必要に応じて減らす必要がある。例えば、コンピュータシステム3は、メモリに記憶されたメモリ量が所定以上になったときに古いデータは廃棄し、或いは例えば1日1回メモリに記憶された古いデータは廃棄する。
【0047】
次に、コンピュータシステム3は、加工機(設備)10A、10B、・・・ごとに設備データのバックアップデータを作成し、そのデータをファイルする(ステップ410、411)。
【0048】
次に、コンピュータシステム3は、設備データを画面に表示するための処理を行う(ステップ412)。
【0049】
図5は画面に表示された設備データなどの一例である。
【0050】
図5に示すように、画面には、「日時データ」、「オン/オフデータ」、「通信異常オン/オフデータ」、「ログデータ」が表示される。なお、画面では、オンやオフは最初のデータ及び切り替わったときにその表示がされるようになっている。
【0051】
ここでは、「オン/オフデータ」は、加工機10A、10B、・・・の電源のオン/オフデータ、加工機10A、10B、・・・の自動操作設定のオン/オフデータ、加工機10A、10B、・・・における所定動作のオン/オフデータ、加工機10A、10B、・・・のアラームのオン/オフデータなどがある。「ログデータ」は、加工機10A、10B、・・・のカウンタ値、加工機10A、10B、・・・のサイクル時間、加工機10A、10B、・・・の計量時間などである。
【0052】
ここで、「オン/オフデータ」は単なる2値データであるから、加工機10A、10B、・・・やコントロールユニット11A、11B、・・・のメーカや種類が異なっても共通のプログラムで処理することができるのに対して、「ログデータ」は加工機10A、10B、・・・やコントロールユニット11A、11B、・・・のメーカや種類ごとに個別的にプログラムの変更が必要とされる。
【0053】
この実施形態に係るコンピュータシステム3では、加工機10A、10B、・・・ごとに、設備データのうち「オン/オフデータ」と「ログデータ」とをそれぞれ別個に処理を行った後に「オン/オフデータ」と「ログデータ」とを合成しているので、システム1全体の設定のとき、或いは加工機10A、10B、・・・やコントロールユニット11A、11B、・・・の追加や変更があったときには「ログデータ」に対応するプログラムを変更するだけでよく、「オン/オフデータ」に対応するプログラムについては変更することなく、或いは僅かに変更すればよい。従って、この実施形態に係る生産情報収集システム1では、複数の加工機10A、10B、・・・から生産情報を収集するためのプログラムの設定や変更を簡単にできる。
<電子カルテについて>
工場外に設置されたデータベース21(
図1参照)は、例えば日本国内や海外に設置された上記のコンピュータシステム3からのデータを処理する。
【0054】
このデータベース21によるデータの処理方法の典型例を説明する。
【0055】
例えば工場20には加工機10A、10B、・・・の一つとして成形機が設置されており、その成形機で使われる金型には、一意に定められたQRコード(登録商標)が刻設された識別板80(
図1参照)が取り付けられている。この識別板80は、金型ばかりでなく、工場20内の加工機10A、10B、・・・にも取り付けられている。
【0056】
工場20内の作業者は、成形機に金型を取り付けたときに、例えばタブレットなどのカメラ付き情報処理装置を使って成形機に取り付けられた識別板80のQRコード(登録商標)及び金型に取り付けられた識別板80のQRコード(登録商標)を認識させる。その後、情報処理装置のアプリケーションが認識したQRコード(登録商標)に応じた認識データをデータベース21に送り、データベース21において当該成形機のデータと当該金型の認識データとの紐付けを行う。これにより、成形機のデータがどの金型を使ったものであるかを知ることができ、また当該金型の通算のショット数などを算出することができるようなる。
【0057】
また、データベース21では、成形機のデータから、例えばn回目のショットがどのような温度や圧力などの条件で行われたかが分かる。そして、例えば
図6に示すように、データベース21のデータから、時間と生産数との関係が分かるので、例えば不良が出たショットが何回目のショットであるかを時間との関係から分かり、従って不良を出したときの温度や圧力などの条件を検証できる。なお、生産数については、例えば成形機の取り付けられた正常品をカウントするカウンタのデータから算出することが可能である。
【0058】
データベース21は、タブレットなどの情報処理装置からの要求に応じて、このように蓄積したデータを電子カルテの情報として
図6に示したように生産情報として出力するものである。
<変形例>
上記実施形態の生産情報収集システム1では、コンピュータシステム3と複数の通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・とは、通信路としての配線4を介して直列に接続されていたが、配線4を2重化してもよい。
図7はその一例に係る概略図である。
【0059】
図7に示すように、この生産情報収集システム1'では、第1の配線4aにおいては通信ユニット2A
−0が最上流の通信ユニットとなり、第2の配線4bにおいては通信ユニット2C
−1が最上流の通信ユニットとなるように、コンピュータシステム3と各通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・とが第1及び第2の配線4a、4bを介してそれぞれ直列に接続されている。また、コンピュータシステム3は、第1及び第2の配線4a、4bのうち一方を介して送受信を行うように切り替え可能な機能を有する。
【0060】
例えば、コンピュータシステム3が、第1の配線4aを介して各通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・とのデータの送受信をしていた場合に、通信エラーが発生した場合(上記のステップ302参照)、ステップ302において通信エラーの発生した通信ユニットを特定する。例えば、
図8に示すように、コンピュータシステム3は、通信ユニット2B
−0で通信エラーが発生したと特定すると(図中×)、通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2については第1の配線4aを介してデータの送受信を続行するが、通信ユニット2B
−0、2B
−1、2C
−1については第2の配線4bを介してデータの送受信を行うように、通信路を適宜切り替えて通信ユニット2A
−0、2A
−1、2A
−2、2B
−0・・・とのデータの送受信を行う。これにより、通信ユニット2B
−0が上下ともに通信機能を完全に喪失した場合であっても、第1の配線4aからみて通信ユニット2B
−0より下流の通信ユニット2B
−1、2C
−1についてデータの送受信を行うことが可能となる。なお、以上の処理は例えば上記のステップ406の処理で行うことができる。
<その他>
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0061】
例えば、通信路としては、スター配線型などの他の形態であってもよい。
【0062】
また、通信路としては、有線ではなく、無線であってもよい。特に、本システムは、典型的には、上記のように電子カルテのように、収集したデータをビッグデータとして扱うものであるから、無線のように有線に比べて通信の信頼性の低い通信路であってもよい。しかも最近では、比較的通信の信頼性が高い低周波の帯域をこのようなシステムにおける無線通信に使うことができるので、通信の信頼性についても有線と遜色のないものとなっている。そして、無線の通信路とすることでこれまで大きな課題であった工場内の煩雑な配線を不要とすることができる。
【0063】
本発明に係る生産情報収集システムは、ソフトハード一体型複合制御システムなどに適用することが可能である。ソフトハード一体型複合制御システムとは、例えば特開2015−156182号に開示された技術であり、例えば加工機の設備仕様を加工機個体ごとに有し、部品加工条件ファイルを部品ごとに有するDBと、加工機の変更時などに、変更前の設備加工条件ファイル及び変更後の設備仕様に基づく変更の適正の合否を判断し、否の場合には新たな加工条件を設定するアプリを記憶する記憶部と、アプリを実行する汎用プログラム制御OSと、新たに設定された設備加工条件に応じたタスクに優先順位を付けてタスクを実行するスケジュール管理下で、タスクに基づき加工機の制御を実行する専用加工制御OSとを有する1台の制御装置とを具備し、専用加工制御OSは、汎用プログラム制御OSをスケジュール管理下に置き、該汎用プログラム制御OSに対するタスクを低優先順位のタスクとして管理するものである。この場合に、特開2015−156182号の
図5に示される汎用プログラム制御OSに本発明に係る生産情報収集システムにおけるコンピュータシステムの処理を実行させるように構成すればよい。
【0064】
また、上記の実施形態では、通信ユニットにコントロールユニットやデータ出力機器を1対1で対応させていたが、通信ユニットが2つ以上のコントロールユニットやデータ出力機器を収容するように構成しても構わない。
【0065】
更に、上記の実施形態ではコンピュータシステムが工場内に設置されていたが、コンピュータシステムが工場外の例えば遠隔地に設置されていてもよい。