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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023038464
(43)【公開日】2023-03-17
(54)【発明の名称】製造現場の無線性能を推定するシステム及びその方法
(51)【国際特許分類】
H04W 16/18 20090101AFI20230310BHJP
G05B 19/418 20060101ALI20230310BHJP
G06Q 10/04 20230101ALI20230310BHJP
G06Q 50/04 20120101ALI20230310BHJP
H04B 17/391 20150101ALI20230310BHJP
【ＦＩ】
H04W16/18
G05B19/418 Z
G06Q10/04
G06Q50/04
H04B17/391
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021145205
(22)【出願日】2021-09-07
(71)【出願人】
【識別番号】000005108
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001678
【氏名又は名称】藤央弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】小野 豪
(72)【発明者】
【氏名】神崎 元
(72)【発明者】
【氏名】武田 栄里子
【テーマコード（参考）】
3C100
5K067
5L049
【Ｆターム（参考）】
3C100AA29
3C100AA42
3C100AA57
3C100BB12
3C100BB29
3C100BB33
3C100CC02
3C100CC14
5K067AA21
5K067BB21
5K067DD17
5K067EE10
5K067EE12
5K067EE16
5K067EE53
5K067FF02
5K067HH22
5L049AA04
5L049CC03
(57)【要約】
【課題】現場の管理者が各生産工程における無線性能推定をするのを支援する。
【解決手段】システムは、製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む工程情報と、複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納する。工程情報は、１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含む。システムは、工程情報及び管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、工程情報及び管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式から選択する。
【選択図】図７
【解決手段】システムは、製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む工程情報と、複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納する。工程情報は、１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含む。システムは、工程情報及び管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、工程情報及び管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式から選択する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
製造現場の無線性能を推定するシステムであって、
１以上の記憶装置と、
１以上の演算装置と、を含み、
前記１以上の記憶装置は、
前記製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む、工程情報と、
複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、前記１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納し、
前記工程情報は、前記１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含み、
前記１以上の演算装置は、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な前記１以上の無線性能推定方式から選択する、システム。
１以上の記憶装置と、
１以上の演算装置と、を含み、
前記１以上の記憶装置は、
前記製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む、工程情報と、
複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、前記１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納し、
前記工程情報は、前記１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含み、
前記１以上の演算装置は、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な前記１以上の無線性能推定方式から選択する、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、
前記工程情報は、各工程における無線通信装置を含む設置物の位置情報を含み、
前記１以上の工程で使用される無線性能推定方式は、無線電波の第１伝搬シミュレーション、前記第１伝搬シミュレーションより低い精度及び多い計算処理の第２伝搬シミュレーションを含み、
前記第１伝搬シミュレーション及び前記第２伝搬シミュレーションは、前記設置物の位置情報に基づきシミュレーションを実行する、システム。
前記工程情報は、各工程における無線通信装置を含む設置物の位置情報を含み、
前記１以上の工程で使用される無線性能推定方式は、無線電波の第１伝搬シミュレーション、前記第１伝搬シミュレーションより低い精度及び多い計算処理の第２伝搬シミュレーションを含み、
前記第１伝搬シミュレーション及び前記第２伝搬シミュレーションは、前記設置物の位置情報に基づきシミュレーションを実行する、システム。
【請求項3】
請求項２に記載のシステムであって、
前記１以上の工程で使用される無線性能推定方式は、過去の無線性能推定結果からの無線性能推定値の引用を含む、システム。
前記１以上の工程で使用される無線性能推定方式は、過去の無線性能推定結果からの無線性能推定値の引用を含む、システム。
【請求項4】
請求項３に記載のシステムであって、
前記１以上の演算装置は、前記無線性能推定値の引用は、対象工程と同一製品の工程の無線性能推定値を引用する、システム。
前記１以上の演算装置は、前記無線性能推定値の引用は、対象工程と同一製品の工程の無線性能推定値を引用する、システム。
【請求項5】
請求項２に記載のシステムであって、
前記処理時間を決定するための情報は、前記第１伝搬シミュレーション及び前記第２伝搬シミュレーションの処理時間と設置物数との関係を示す、システム。
前記処理時間を決定するための情報は、前記第１伝搬シミュレーション及び前記第２伝搬シミュレーションの処理時間と設置物数との関係を示す、システム。
【請求項6】
請求項５に記載のシステムであって、
前記１以上の演算装置は、
選択された工程の設置物から一部の設置物を抽出し、
前記一部の設置物の数及び前記処理時間を決定するための情報に基づいて、前記選択された工程に対する前記第２伝搬シミュレーションの所要時間を決定する、システム。
前記１以上の演算装置は、
選択された工程の設置物から一部の設置物を抽出し、
前記一部の設置物の数及び前記処理時間を決定するための情報に基づいて、前記選択された工程に対する前記第２伝搬シミュレーションの所要時間を決定する、システム。
【請求項7】
請求項６に記載のシステムであって、
前記１以上の演算装置は、前記選択された工程の無線通信装置と他の設置物との間の位置関係に基づき、前記一部の設置物を抽出する、システム。
前記１以上の演算装置は、前記選択された工程の無線通信装置と他の設置物との間の位置関係に基づき、前記一部の設置物を抽出する、システム。
【請求項8】
請求項６に記載のシステムであって、
前記１以上の演算装置は、前記選択された工程の全ての設置物が存在する条件で、前記処理時間を決定するための情報に基づいて、前記選択された工程に対する前記第１伝搬シミュレーションの所要時間を決定する、システム。
前記１以上の演算装置は、前記選択された工程の全ての設置物が存在する条件で、前記処理時間を決定するための情報に基づいて、前記選択された工程に対する前記第１伝搬シミュレーションの所要時間を決定する、システム。
【請求項9】
請求項６に記載のシステムであって、
前記１以上の演算装置は、アプリケーション毎又は無線通信方式毎に設定された抽出条件に基づいて、一部の設置物を抽出する、システム。
前記１以上の演算装置は、アプリケーション毎又は無線通信方式毎に設定された抽出条件に基づいて、一部の設置物を抽出する、システム。
【請求項10】
請求項１に記載のシステムであって、
前記工程情報は、前記製造現場で実行予定の複数の工程の情報を含み、
前記１以上の演算装置は、前記複数の工程の各工程の無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する条件において、前記複数の工程の無線性能推定に要する総計算時間が一番長い、前記複数の工程の無線性能推定方式の組み合わせを選択する、システム。
前記工程情報は、前記製造現場で実行予定の複数の工程の情報を含み、
前記１以上の演算装置は、前記複数の工程の各工程の無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する条件において、前記複数の工程の無線性能推定に要する総計算時間が一番長い、前記複数の工程の無線性能推定方式の組み合わせを選択する、システム。
【請求項11】
システムが、製造現場の無線性能を推定する方法であって、
前記システムは、
前記製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む、工程情報と、
複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、前記１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納し、
前記工程情報は、前記１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含み、
前記方法は、前記システムが、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な前記１以上の無線性能推定方式から選択する、ことを含む方法。
前記システムは、
前記製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む、工程情報と、
複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、前記１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納し、
前記工程情報は、前記１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含み、
前記方法は、前記システムが、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、
前記工程情報及び前記管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な前記１以上の無線性能推定方式から選択する、ことを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、製造現場における無線性能の推定システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、通信技術や解析技術の発達により、工場などの製造現場において、工程の進行に無線通信が必要な現場や、或は無線通信による補助を用いる現場が増えてきている。無線通信を利用した様々な種類のアプリケーションプログラム（以下単にアプリケーションとも呼ぶ）が検討されている。一例は、工場などの製造現場において、各所に設置されたセンサなどから工程の進捗情報やトラブル有無などのログ情報を無線で収集する。他の例は、カメラで製造現場の動画をリアルタイム配信する事で、遠隔地から生産管理者や熟練労働者が工程の進捗を目視確認する、又は、現場担当者への指示をすることを可能とする。他の例は、ロボットアームなどの機械を遠隔制御する。
【0003】
これらのアプリケーションは、有線による通信で処理を行うことも可能ではある。しかし、今後センサなどのデバイス数が増加していく見込みであり、多品種少量生産の製造現場では、工程の変更に伴う機器の追加設置や設置場所の移動が頻繁に起こり得る。その場合、有線では工程変更ごとに配線の引き直し作業が発生し対処が困難である。従って、今後は、製造現場において無線通信が主流となる見込みである。
【0004】
無線通信により工程変更（例えば、何らかの製品の生産が完了し、次の製品の生産が始まる）に伴う配線の引き直し作業は回避できる。しかし、工程変更に伴い設置される機器が追加される又は機器の位置が変更されると、無線の通信性能にも変化が生じる。
【0005】
具体的には、無線通信で用いる電波は、送信器と受信器の間に機器がおかれると、遮蔽により電波が減衰する、または、送信器又は受信器の近辺に設置された機器により、電波が反射、散乱する。従って、機器の追加、撤去、位置変更で製造現場内の電波状況が変わり、無線性能にも変化が生じる。
【0006】
製造現場に限らず、無線通信を使う事業所（工場、オフィスなど）における無線性能を推定する様々な伝搬シミュレーション技術が既に開発されており、既に製品化されている。また、特許文献１では鉱山における採掘計画とネットワーク計画を融合させた方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特表２０１９－５０９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
製造現場において工程の変更が生じた場合、機器の設置、撤去、位置変更に伴う製造現場内の電波状況が変化し無線性能に変化が生じる。この時、現在の工程では各種アプリケーションが問題なく無線通信によって動作していても、次の工程では、無線性能の変化により、無線通信によってアプリケーションが期待通りに動作しなくなることもありうる。その結果、次の工程を開始したものの、その工程で必要なアプリケーションが動作せず工程がストップしてしまい、生産現場の稼働率が低下してしまうかもしれない。
【0009】
これを回避するために、何らかの手段で今後の計画に合わせて無線性能を推定することが有用である。無線性能を推定する様々な伝搬シミュレータは既に知られている。無線電波の伝搬シミュレーションは、無線性能を推定する技術であるが、製造現場では依然として以下の問題が残っている。例えば、小規模な製造現場がたくさんあり、必ずしも伝搬シミュレーションを使いこなせるような熟練した無線技術者が各現場に割り当てられているとは限らない。無線の見識を持たない現場の担当者では、伝搬シミュレーションが使いこなせるわけではなく、正しい無線性能推定ができない、又は、伝搬シミュレーションの設定に長時間を要するかもしれない。
【0010】
本発明は上述の課題を考慮してなされたものであり、製造現場において無線見識が十分でない現場の管理者や担当者が、各生産工程における無線性能推定をするのを支援するものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様は、製造現場の無線性能を推定するシステムであって、１以上の記憶装置と、１以上の演算装置と、を含み、前記１以上の記憶装置は、前記製造現場で開始前の１以上の工程の情報を含む、工程情報と、複数アプリケーションそれぞれに使用可能な１以上の無線性能推定方式、及び、前記１以上の無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報、を管理する、管理情報と、を格納し、前記工程情報は、前記１以上の工程の各工程で使用される１以上のアプリケーションの情報と、各工程に関連付けられている時刻の情報と、を含み、前記１以上の演算装置は、前記工程情報及び前記管理情報を参照して、各工程で使用可能な１以上の無線性能推定方式を決定し、前記工程情報及び前記管理情報を参照して、無線性能推定処理が各工程に関連付けられている時間までに完了する無線通信方式を、各工程で使用可能な前記１以上の無線性能推定方式から選択する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一態様によると、現場の管理者や担当者が、各生産工程における無線性能推定をするのを支援することができる。
【0013】
なお、前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本第１実施形態で想定する製造現場の概念図である。
【図2A】工程Ａにおける、製造現場の配置図である。
【図2B】工程Ｂにおける、製造現場の配置図である。
【図2C】工程Ｃにおける、製造現場の配置図である。
【図3】無線性能推定システムの機能ブロック図である。
【図4】工程計画を示す図である。
【図5A】無線性能計算用情報を示す図である。
【図5B】性能推定方式テーブルの図である。
【図5C】伝搬シミュレーション時間テーブルの図である。
【図5D】抽出条件テーブルの図である。
【図5E】材質テーブルの図である。
【図6】本明細書の一実施形態の全体動作のライフサイクルを示したフローチャートである。
【図7】無線性能計算を行うステップのフローチャートを示した図である。
【図9A】無線性能推定システムが出力する工程及び無線性能推定のスケジュールの図である。
【図9B】無線性能推定システムが出力する無線性能推定結果の図である。
【図9C】無線性能推定システムが出力するヒートマップの図である。
【図10】第２の実施形態における抽出条件テーブルの図である。
【図11】第３の実施形態における抽出条件テーブルの図である。
【図12A】第４の実施形態における無線性能計算用情報の図である。
【図12B】第４の実施形態におけるアプリケーション可否判定テーブルの図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を用いて、本発明のいくつかの実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクション又は実施形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互い無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。各実施形態は、個別に実施しても良いが、組合せて実施しても良い。
【0016】
また、以下の実施形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。
【0017】
さらに、以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【0018】
同様に、以下の実施形態において、構成要素などの形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合や原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似又は類似するものなどを含むものとする。このことは数値及び範囲についても同様である。
【0019】
また、以下の説明では、「ｘｘｘテーブル」といった表現で説明することがあるが、当該情報は、どのような構造のデータでも良い。また、以下の説明において、各表の構成は一例であり、１つの表は、２以上の表に分割されても良いし、２以上のテーブルの全部又は一部が１つのテーブルであっても良い。また、以下の説明では、「ｘｘｘ部」の表現にて機能を説明することがあるが、当該機能は、１以上のコンピュータプログラムが実行されることで実現されても良い。
【0020】
以下において、製造現場における無線性能推定システムが説明される。無線性能推定システムは、製品、部品などの生産工程にて無線通信を用いたアプリケーションプログラムを用いる製造現場において、事前の無線性能推定を容易にする。
【0021】
多くの小規模な製造現場が存在し、必ずしも伝搬シミュレーションを使いこなせるような熟練した無線技術者が各現場に割り当てられているとは限らない。無線の見識を持たない現場の担当者では、伝搬シミュレーションが使いこなせるわけではなく、正しい無線性能推定ができない、又は、伝搬シミュレーションの設定に長時間を要するかもしれない。また、伝搬シミュレーションには長時間を要することがあり、その結果必要な時までに結果が得られないことがある。
【0022】
本明細書の一実施形態の無線性能推定システムは、無線性能推定の推定精度を工程計画やアプリケーション情報に応じて調整する。これにより、工程間で無線性能推定時間を融通しあえるようになる。この結果、工程に応じた無線推定方式を選択することができる。また、本明細書の一実施形態において、無線性能推定システムは、工程開始前に無線性能推定が完了していない事態の発生頻度を低く抑える事が可能となる。
【0023】
本明細書の一実施形態に係る本無線性能推定システムにおいて、利用者が入力する情報は、設置機器の情報や工程計画に関する情報のみあり、無線の見識は不要である。そのため、全生産現場への無線技術者の配備が不要になる。結果として、工程開始前の事前検証や必要に応じた無線設定修正が可能となり、現場の稼働率を向上させることができる。
【0024】
＜第１の実施形態＞
本実施形態では、１つの製造現場において開始前の３つの生産工程のための無線性能を推定する例を説明する。この製造現場は、多品種少量生産の製造現場であり、生産品（製品、部品）ごとに、それぞれ別の工程として生産作業を行う。
本実施形態では、１つの製造現場において開始前の３つの生産工程のための無線性能を推定する例を説明する。この製造現場は、多品種少量生産の製造現場であり、生産品（製品、部品）ごとに、それぞれ別の工程として生産作業を行う。
【0025】
異なる工程においては、生産ライン周りに、それぞれ異なる装置、機器類などの設置物が必要であるとする。本明細書ではこれらを設置物と呼ぶ。設置物は、ラインの傍らの決められた位置で作業をする作業員であってもよい。また、各工程においては製品生産を遂行、あるいはサポートするため、無線通信を使用するアプリケーションプログラムを用いる事とする。以下において、アプリケーションプログラムを単にアプリケーションとも呼ぶ。
【0026】
異なる工程に対しては、異なるアプリケーションが使用され得る。ある工程に対しては１つのアプリケーションだけを利用することもあれば、一方、他の工程に対しては複数のアプリケーションを利用することもある。利用されるアプリケーションの例は、製造現場に応じて多様であると考えられるが、本実施形態では、以下３通りのアプリケーションを想定する。
【0027】
１つ目は、ログ収集アプリケーションである。ログ収集アプリケーションは、各装置の稼働状況や生産進捗状況などのログファイルを、センサなどから収集する。ログファイルの例は、テキストファイルである。
【0028】
２つ目は、動画ストリーミングで製造現場の状況をカメラで写しそれを遠隔地のモニタにリアルタイムにストリーミング表示するアプリケーションである。３つ目は、遠隔制御で製造現場に設置されたロボットアームなどの製造機器を、遠隔地から操作するアプリケーションである。
【0029】
図１は上記構成を前提とする製造現場の概念図である。製造現場１内に、生産作業がなされる生産ライン１０が存在し、その周りに前述のアプリケーションを実現する機器が配置されてる。具体的には、ログ収集の端末であるセンサ１２、リアルタイム動画ストリーミング用のカメラ１３、遠隔制御されるロボットアーム１４が設置されている。
【0030】
これらの機器１２、１３、１４は、無線通信端末としての機能も備え、無線通信用の基地局１１と無線通信を行い、ネットワーク２を介して、管理室３内に設置された遠隔サーバ１５とデータ交換を行う。これら無線通信を行う装置は、無線通信装置である。管理室３には、管理システムが設置され、管理システムは、サーバ１５及び無線性能推定システム１００を含む。
【0031】
例えば、センサ１２が集めたログは、遠隔サーバ１５内のストレージに蓄積される。カメラ１３が撮った映像は、遠隔サーバ１５のモニタにリアルタイムで映される。ロボットアーム１４は、遠隔サーバ１５からの指示に従い、生産ライン１０上で作業を行う。尚、これらの生産ライン１０、機器１２、１３、１４や基地局１１は複数あってもよいものとする。また管理室３は、製造現場と同じ敷地内（例えば同一の工場）又は異なる敷地内にあってよく、クラウド上に必要な機能が実装されていてもよい。
【0032】
図２Ａ、２Ｂ及び２Ｃは、製造現場１において、開始前の３つの工程における機器の配置図をそれぞれ示す。３つの工程、工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃが、この製造現場１で、この順に実行されるものとする。
【0033】
図２Ａは、工程Ａにおける、製造現場１の機器の配置図を示している。工程Ａでは、ログ収集と遠隔制御のアプリケーションは利用しない。センサとロボットアームは配置されておらず、カメラ１３のみが基地局１１と無線通信を行う。また、工程Ａに必要な、無線通信を行わない装置や部品などである設置物１９Ａ１～１９Ａ５も、製造現場１Ａ内に設置されている。
【0034】
図２Ｂは、工程Ｂにおける、製造現場１の機器の配置図を示している。工程Ｂでは、動画のリアルタイムストリーミングと遠隔制御のアプリケーションは利用しない。カメラとロボットアームは配置されておらず、センサ１２のみが基地局１１と無線通信を行う。また、工程Ｂに必要な、無線通信を行わない装置や部品などである設置物１９Ｂ１～１９Ｂ３も製造現場１Ｂ内に設置されている。
【0035】
図２Ｃは、工程Ｃにおける、製造現場１の機器の配置図を示している。工程Ｃでは、ログ収集、動画のリアルタイムストリーミングと遠隔制御のアプリケーションの３種全てを利用する。センサ１２、カメラ１３、ロボットアーム１４が全て基地局１１と無線通信を行う。また、工程Ｃに必要な、無線通信を行わない装置や部品などである設置物１９Ｃ１～１９Ｃ５も、製造現場１Ｃ内に設置されている。
【0036】
製造現場１のため、無線性能推定システム１００は、各工程の開始前に事前に無線性能の推定を行う。無線性能を事前に推定することで、工程開始前に、無線設定変更、設置物の配置変更又は工程の日程変更などの対策がとれる。これにより、工程を開始後の無線性能が想定より悪く、前述のアプリケーションが希望通りに動かないことを回避する事ができる。この結果、製造現場全体の稼働率を向上する事ができる。
【0037】
図３は、無線性能推定システム１００の構成例を模式的に示したブロック図である。無線性能推定システム１００は、演算性能を有する演算装置１０１と、演算装置１０１が実行するプログラム及び処理対象データを格納する記憶領域を与える主記憶装置１０２と、を含む。演算装置１０１は、例えば、１又は複数のコアを含むＣＰＵであり、主記憶装置１０２は、例えば、揮発性記憶領域を含むＲＡＭである。
【0038】
無線性能推定システム１００は、さらに、遠隔サーバ１５を含む他の計算機装置や外部記憶装置とデータ通信をおこなう通信インターフェース１０６と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどを利用した不揮発記憶領域を与える補助記憶装置１０３と、を含む。また、無線性能推定システム１００は、ユーザからの操作を受け付ける入力装置１０４と、各プロセスでの出力結果をユーザに提示する出力装置１０５と、を含む。入力装置１０４は、例えば、キーボードやマウスを含み、出力装置１０５は、例えばモニタやプリンタを含む。無線性能推定システム１００のこれら構成要素は、内部バス１０７を介して通信可能である。
【0039】
図３において、主記憶装置１０２は、無線性能計算部１２１及び伝搬シミュレータ１２２等のプログラムを格納する。演算装置１０１が実行するプログラム及び処理対象のデータは、例えば、補助記憶装置１０３から主記憶装置１０２にロードされる。補助記憶装置１０３は、工程情報データベース（ＤＢ）１３１及び無線性能計算用情報データベース１３２を格納している。
【0040】
無線性能推定システム１００は、物理的な計算機システム（一つ以上の物理的な計算機）でもよいし、クラウド基盤のような計算リソース群（複数の計算リソース）上に構築されたシステムでもよい。無線性能推定システム１００は、スマートフォンやタブレットなどの携帯機器でもよい。計算機システムあるいは計算リソース群は、１以上のインターフェース装置、１以上の記憶装置（例えば、主記憶装置及び補助記憶装置を含む）、及び、１以上の演算装置を含む。
【0041】
プログラムが演算装置によって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び／またはインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能は演算装置の少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、演算装置あるいはそのプロセッサを有するシステムが行う処理としてもよい。
【0042】
プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機または計算機が読み取り可能な記憶媒体（例えば計算機読み取り可能な非一過性記憶媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
【0043】
図３に示すソフトウェア構成要素の概要を以下に説明する。工程情報データベース１３１は、通信インターフェース１０６又は入力装置１０４経由で受け取った工程計画の情報を保持する。工程情報の詳細は後述する。無線性能計算部１２１は、各工程における無線性能を、工程情報データベース１３１が保持する工程情報に基づき、伝搬シミュレータ１２２と、無線性能計算用情報データベース１３２内にある無線性能計算情報と、を使って計算する。
【0044】
伝搬シミュレータ１２２は、レイトレース法などの既存の任意の技術を使用することができる。伝搬シミュレータ１２２は、無線性能計算部１２１の指示に従い各工程における製造現場１内の無線電波の伝搬シミュレーションを行い、無線性能を計算する。無線性能計算用情報データベース１３２は、伝搬シミュレータ１２２が用いる無線に関するパラメタなどの無線性能計算用情報を保持する管理情報である。無線性能計算用情報の詳細は後述する。
【0045】
図４は工程情報データベース１３１で保持される工程計画２００の例を示す図である。工程計画２００は、図４に示すように、将来実行される開始前の各工程に関する情報をテーブルの形態で保持することができる。生産工程欄２０１は、全ての工程に共通な情報と、特定の工程それぞれに固有の情報とを示す。図４では例として、前述の工程Ａに関する情報２１１Ａ、工程Ｂに関する情報２１１Ｂ、工程Ｃに関する情報２１１Ｃが示されている。また、全ての工程に共通の情報２１０が示されている。
【0046】
各工程に関する情報は、その工程の生産計画情報と、その工程に必要なアプリケーション情報から構成されている。生産計画情報は、製品欄２０２、設置物欄２０３、位置欄２０４、サイズ欄２０５、材質欄２０６、開始時刻欄２０７及び終了時刻欄２０８を含む。アプリケーション情報は、必要アプリ欄２０９を含む。
【0047】
製品欄２０２は、工程による製造物を示す。設置物欄２０３は、工程で必要な機器及び部品などの設置物（個体）それぞれの名称（種類）を示す。設置物欄２０３は、さらに、無線通信を行う端末を示す。例えば、工程Ａにおいて、カメラが無線端末であり、工程Ｂにおいてセンサが無線端末であり、工程Ｃにおいてカメラ、センタ及びロボットアームが無線端末である。無線端末及び基地局は無線装置である。
【0048】
位置欄２０４は、設置物の位置を示す。サイズ欄２０５は設置物のサイズを示す。材質欄２０６は、設置物の材質を示す。開始時刻欄２０７は、工程の開始予定時刻を示す。終了時刻欄２０８は、工程の終了予定時刻を示す。
【0049】
各工程に関する情報は、前述のアプリケーションに必要なセンサ１２、カメラ１３、ロボットアーム１４などの位置、サイズ、材質の情報も含む。例えば、工程Ａにおいて、基地局の他、カメラ、部品Ａ１、部品Ａ２、部品Ａ３、装置Ａ４、装置Ａ５の、７つの設置物が存在する。
【0050】
共通情報２１０は、設置物の情報、つまり、設置物欄２０３、位置欄２０４、サイズ欄２０５及び材質欄２０６のみを示す。共通情報２１０が示す設置物は、全ての工程で使用される。図４の例において、基地局１１の位置、サイズ、材質が共通情報２１０に含まれる。
【0051】
必要アプリ欄２０９は、各工程で必要な無線通信を行うアプリケーションのリストが保持されている。図４の例において、工程Ａに対して動画アプリケーションが示されている。工程Ｂに対して、ログ収集アプリケーションが示されている。工程Ｃに対して、ログ収集、動画及び遠隔制御の３つのアプリケーションが示されている。
【0052】
なお、本明細書を通して工程情報で示した例は、実施形態をするための例であって、必ずしも現実の製造現場の工程と一致するものではない。工程計画２００に示される情報の一部のみが含まれていてもよく、他の情報が含まれていてもよい。例えば、設置物のサイズや材料の情報や終了時刻の情報が省略されていてもよい。
【0053】
図５Ａは、無線性能計算用情報データベース１３２で保持される無線性能計算用情報５００の例を示す。無線性能計算用情報５００は、複数種類のデータを含む。具体的には、無線性能計算用情報５００は、性能推定方式テーブル５１０、伝搬シミュレーション時間テーブル５２０、抽出条件テーブル５３０、材質テーブル５４０、及び過去性能評価データベース５５０を含む。
【0054】
図５Ｂは、性能推定方式テーブル５１０の構成例を示す。性能推定方式テーブル５１０は、アプリケーションごとに、どの性能推定方式が適用可能かを示す。性能推定方式テーブル５１０は、アプリケーション欄５１１及び性能推定方式欄５１２を含む。本例では、無線性能計算部１２１が無線性能を計算する方法として、伝搬シミュレータ１２２を用いたシミュレーションと、過去の同一工程での評価結果を引用するデータベース引用が登録されている。
【0055】
本例において、データベース引用は、過去に同一工程が実行されている場合に使用可能である。同一工程は、同一物を製造する工程である。工程計画２００における製品欄２０２が示す製品が同一である工程の間で、データベース引用を使用することができる。なお、類似製品分類情報が用意され、同一製品の過去の解析結果が存在しない場合に、類似製品の解析結果を使用可能であってもよい。
【0056】
本例において、複数種類のシミュレーションが登録されてる。一つは高精度シミュレーションであり、もう一つは簡易シミュレーションである。高精度シミュレーションは、簡易シミュレーションよりも高精度な伝搬シミュレーションが可能であり、より多くの計算処理を必要とする。つまり、高精度シミュレーションの計算機システムによる必要処理時間は、同一の計算機システムによる簡易シミュレーションの必要処理時間より長い。
【0057】
本明細書の一実施形態において、高精度シミュレーションは、工程計画２００に記載された全ての設置物を取り込んで、伝搬シミュレーションを実行する、簡易シミュレーションは、工程計画２００に記載された全ての設置物から抽出された一部の設置物を取り込んで、伝搬シミュレーションを実行する。簡易シミュレーションの精度は低いものの、計算時間短縮が図れる。設置物の数に基づき異なる精度のシミュレーション方法を用意することで、工程の条件に応じて、処理時間とシミュレーション性能の両立をより適切に図ることができる。
【0058】
なお、３種類以上のシミュレーション方法が設定登録されていてもよい。また、シミュレーションで参照する設置物の数ではなく、異なるアルゴリズムによる異なる精度のシミュレーション方法を用意してもよい。
【0059】
図５Ｂの例において、ログ収集アプリケーションに対して、データベース引用、簡易シミュレーション、高精度シミュレーションの全てが設定登録されている。ログ収集のデータ量が少なく、ネットワークに厳しい遅延などの要求も存在しない。そのため、精度の高い無線性能推定は不要だと考えられ、いずれの方法を用いてもよいと設定されている。
【0060】
動画に対しては、簡易シミュレーション及び高精度シミュレーションが設定登録されている。データベース引用では精度に問題があると考えられ、簡易シミュレーション、高精度シミュレーションのいずれかが必要であるとされている。遠隔制御に対しては、高精度シミュレーションのみが割り当てられている。遠隔制御のために遅延要求が極めて厳しく正確な無線性能推定が必要だと考えられ、高精度シミュレーションが必須であるとされている。これらの無線性能推定方法については後述する。
【0061】
図５Ｃは、伝搬シミュレーション時間テーブル５２０の構成例を示す。伝搬シミュレーション時間テーブル５２０は、無線性能推定方式それぞれの処理時間を決定するための情報である。伝搬シミュレーション時間テーブル５２０は、前述の伝搬シミュレーションを行う際に、取り込む設置物の数とその計算時間の対応を示す。
【0062】
伝搬シミュレーション時間テーブル５２０は、設置物数欄５２１及び伝搬シミュレーション時間欄５２２を含む。伝搬シミュレーション時間テーブル５２０内の値は、無線技術者が経験則から決定してよい。過去の実績を基に、システムが伝搬シミュレーション時間テーブル５２０を作成してもよい。ここでは、無線技術者が作ったものとする。設置物数との関係で推定所要時間を定義することで、より正確な処理時間の推定が可能となる。
【0063】
なお、データベース引用方式の所要時間は、予め設定された定数でよい。一例において、データベース引用方式の所要時間は、いずれの伝搬シミュレーションより短い。処理制度及び処理時間が異なるアルゴリズムの伝搬シミュレータが用意されている構成においては、それぞれの、処理時間についての情報が用意され、その情報は設置物の数と無関係でもよい。
【0064】
図５Ｄは、抽出条件テーブル５３０の構成例を示す。抽出条件テーブル５３０は、前述の簡易シミュレーションにてシミュレーションに取り込む設置物を抽出する際に、どの設置物を抽出するかの判定に用いる条件を示す。無線性能に与える影響が大きいものを抽出するのが望ましい。抽出条件テーブル５３０は、遮蔽欄５３１、パラメタ欄５３２、及び計算除外可否条件欄５３３を含む。
【0065】
遮蔽欄５３１は、対象設置物が基地局１１と無線端末（センサ１２、カメラ１３、ロボットアーム１４などの無線通信を行う機器）との間の電波を遮蔽する位置にあるか否かの条件を示す。例えば、工程計画２００が示す無線端末と基地局１１の位置を結ぶ仮想線が、設置物を通過する場合、その設置物は基地局１１と無線端末との間の電波を遮蔽すると判定される。
【0066】
パラメタ欄５３２は、計算除外判定の条件の含まれるパラメタを示す。図５Ｄの例において、設置物のサイズ及び設置物と基地局又は無線端末との間の距離が、条件パラメタとして設定されている。計算除外可否条件欄５３３は、シミュレーションからの除外が否定される条件、つまり、シミュレーションのために抽出される条件を示す。
【0067】
図５Ｄが示す抽出ルールの例において、遮蔽、サイズ及び距離について、次の条件が満たされる場合、対象設置物はシミュレーションのために抽出される。対象設置物は、基地局と無線端末との間の電波を遮蔽する位置にない（遮蔽欄５３１における「無し」）。
【0068】
さらに、対象設置物のサイズは、閾値ＴｈｒＳｉｚｅ以上である。サイズは、例えば、縦横高さの合計値、又はそれらの内の最大値でよい。加えて、対象設置物と、基地局又は無線端末からの距離が閾値ＴｈｒＤｉｓｔ以下である。距離は、例えば、基地局及び無線端末から対象設置物までの距離の最小値でもよい。距離の条件は、基地局と無線端末の座標を焦点とした楕円内に対象接地物が存在するか否かであってもよい。
【0069】
対象設置物が、基地局と無線端末の間の電波を遮蔽する位置にある場合は、他の条件に関わりなく、対象設置物はシミュレーションのために抽出される。
【0070】
抽出条件テーブルは、上記全ての条件を含んでいなくてもよい。例えば、サイズ条件は省略され、設置物の位置に基づく条件のみが規定されていてもよく、距離の条件が省略されていてもよい。距離やサイズの条件と異なる条件、例えば、材料の条件が加えられていてもよい。工程計画が設置物のサイズの情報を含まない場合、位置の情報のみから遮蔽や距離の条件が判定されてよい。
【0071】
図５Ｅは、材質テーブル５４０の構成例を示す。材質テーブル５４０は、伝搬シミュレーションで用いる設置物の反射率や誘電率の情報を示す。この情報は既知の情報であり、事前に設定登録されているものとする。
【0072】
過去性能評価データベース５５０は、既に何らかの手法で無線性能推定が実行された工程に対して、その推定結果を蓄積している。別システムで計算した結果を無線技術者が過去性能評価データベース５５０に登録してもよいし、無線性能計算部１２１が出力した結果をそのまま登録してもよい。過去性能評価データベース５５０の形式は、無線性能計算部１２１の出力と同じでよい。
【0073】
図６は、本明細書の一実施形態の全体動作のサイクルを示したフローチャートである。管理システムが導入されると、以降定期的に無線技術者によるメンテナンスのサイクル（６０２から６０９）が開始される。メンテナンスにおいて、前述の無線性能計算用情報５００の各種テーブルの追加や修正等が実行される（６０３）。無線技術者によるメンテナンスは、現場の運用サイクル（６０４から６０８）よりは長く、例えば、数か月のオーダである。
【0074】
その後、現場の運用サイクル（６０４から６０８）が始まる。現場管理者が生産計画や作業手順書などに従い、工程計画２００の追加・修正を行う（６０５）。無線性能計算部１２１は、無線性能計算用情報５００及び工程計画２００に基づき、無線性能推定を行う（６０６）。遠隔サーバ１５によって、推定結果を用いて工程が運用される（６０７）。現場の運用サイクル（６０４から６０８）は比較的短く、例えば１日のオーダが考えられる。
【0075】
図７は、図６に示した、工程計画２００の追加・修正のステップ６０５に続き、無線性能計算部１２１が無線性能推定を行うステップ６０６の、内部フローチャートを示す。以降、図４で示した工程計画２００の例を参照しながら、本フローチャートを説明していく。
【0076】
工程計画２００の追加・修正のステップ６０５の後、無線性能計算部１２１は、工程計画２００に登録された全て又は直近の開始予定の一部の工程に対して、以下の処理を実行する。
【0077】
まず、無線性能計算部１２１は、ステップ７０１から７０８が示すサイクルを、各工程について実行する。具体的には、無線性能計算部１２１は、性能推定方式テーブル５１０に基づき、その工程に適用可能な無線性能推定方式の候補を選択する（７０２）。工程において複数のアプリケーションが実行される場合、全てアプリケーションに共通の無線性能推定方式を候補として選択することができる。
【0078】
この候補の中に高精度シミュレーションが含まれる場合（７０３：ＹＥＳ）、無線性能計算部１２１は、工程計画２００に記載された全ての設置物数と伝搬シミュレーション時間テーブル５２０から、高精度シミュレーションのシミュレーション時間を決定する（７０４）。
【0079】
適用可能な無線性能推定方式の候補に簡易シミュレーションが含まれる場合（７０５：ＹＥＳ）、無線性能計算部１２１は、抽出条件テーブル５３０に基づき、簡易シミュレーションで必要な設置物を抽出する（７０６）。無線性能計算部１２１は、抽出された設置物の数と伝搬シミュレーション時間テーブル５２０から、簡易シミュレーションのシミュレーション時間を決定する（７０７）。
【0080】
図８Ａの第１中間結果テーブル３５０は、ここまでのステップを工程計画２００に記載された各工程に適用した中間結果を示す。具体的には、第１中間結果テーブル３５０は、工程欄３５１及び無線性能推定方式欄３５２を含む。工程欄３５１は、推定対象の工程それぞれを示す。無線性能推定方式欄３５２は、各工程の無線性能推定方式候補を示す。無線性能推定方式欄３５２において、括弧内の数字は、各シミュレーションに要する時間を表す。本例では、１時間単位で切り上げた値で所要時間が表されている。シミュレーション所要時間は、ステップ７０３～ステップ７０７の結果、伝搬シミュレーション時間テーブル５２０から取得されている。
【0081】
例えば、工程Ａでは動画アプリケーションを用いるので、性能推定方式テーブル５１０に基づき、簡易シミュレーションと高精度シミュレーションが性能推定方式の候補に選出されており、データベース引用は適用不可である。工程Ａの簡易シミュレーションには４時間、高精度シミュレーションには７時間要する。
【0082】
一方、工程Ｂはログ収集のアプリケーションだけを用いるのでデータベース引用も適用可能である。データベース引用にかかる時間は１時間である。工程計画２００に示した通り、工程Ｂでは設置物が工程Ａより少ない。そのため、同じ高精度シミュレーションでも工程Ｂの方が要する時間が短い。工程Ｃは遠隔制御アプリケーションが必要なため、データベース引用と簡易シミュレーションは適用不可である。必ず高精度シミュレーションが適用される。
【0083】
次に、無線性能計算部１２１は、工程それぞれで利用可能な性能推定方式の全ての組み合わせに対して、組み合わせ内の全ての性能推定方式が対応する工程の開始時刻までに完了するかを検証し、各工程に適用する性能推定方式を決定する（７０９）。上述の通り、工程Ａ、Ｂ、Ｃに対してそれぞれ、２つ、３つ、１つの無線性能推定方式の候補が存在する。全組合せ数は６通りとなる。無線性能計算部１２１は、各組合せに対して、工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃ用の無線性能推定が、いつまでに完了するかを計算する。
【0084】
本明細書の一実施形態において、無線性能計算部１２１による工程それぞれの推定処理は、順次実行される。例えば、無線性能計算部１２１は、開始時刻が早い工程から順次推定処理を実行するものとして、工程それぞれの、推定処理完了時刻を決定する。本明細書の他の実施形態において、複数の工程の無線性能推定処理が、異なる計算機や演算コアによって、同時に実行可能であってもよい。無線性能計算部１２１は、同時実行可能な推定処理の数や、各推定処理の所要時間の情報を参照して、各工程の推定処理完了時刻を決定することができる。
【0085】
複数同時に実行する動作の一例として、後述の「第１中間結果テーブル３５０に対して、ステップ７０９の処理を施して第２中間結果テーブル３６０を得る」処理において、工程Ａと工程Ｂを同一の計算機で順次処理し、工程Ｃのみ別の計算機で同時に処理した場合の第２中間結果テーブル３６０も追加で得る。さらに、工程Ａのみを１つの計算機で、工程Ｂと工程Ｃを他の計算機で順次処理した場合など他の組合せに関しても第２中間結果テーブルを得て、最終的な無線性能推定方式を決定する際の選択肢を増やす動作が考えられる。以下においては、工程が順次選択されて、無線性能推定処理が順次実行されるものとする。
【0086】
図８Ｂの第２中間結果テーブル３６０は、第１中間結果テーブル３５０に対して、ステップ７０９の処理を施して得られた結果を示す。ここでは、無線性能推定処理を６時に開始するものとし、第１中間結果テーブル３５０のそれぞれの工程のそれぞれの無線性能推定方式に要する時間を基に、無線性能推定方式の組合せ毎に、各工程の無線性能計算がいつ終わるかを示している。
【0087】
具体的には、第２中間結果テーブル３６０は、無線性能推定方式欄３６１及び無線性能推定完了時刻欄３６２を含む。無線性能推定方式欄３６１は、工程それぞれの無線性能推定方式の組み合わせを示す。無線性能推定完了時刻欄３６２は、無線性能推定方式の各組み合わせにおいて、各工程の無線性能推定処理が完了する予想時刻を示す。
【0088】
この中で、工程計画２００で示した工程Ａ、Ｂ、Ｃの開始時刻までに無線性能推定が完了するのは、レコード３６５のみである。レコード３６５は、工程Ａに簡易シミュレーション（図では「簡易」と表記）、工程Ｂにデータベース引用（「ＤＢ」）、工程Ｃに高精度シミュレーション（「高精度」）を適用する。無線性能計算部１２１は、レコード３６５が示す組み合わせを、実際に適用する無線性能推定方式の組み合わせと決定する。
【0089】
開始時刻までに完了するレコード（推定方式の組み合わせ）が２つ以上ある時は、予め設定された判定基準に基づき、いずれか一つの組み合わせが選択される。例えば、以下の３つの判定基準がある。
（１）無線性能推定に要する総計算時間が一番短い組み合わせを選択
（２）無線性能推定に要する総計算時間が一番長い組み合わせを選択（結果として、許容時間内で最も精度が高い推定方式の組み合わせを選択することとなる）
（３）ランダムに選択
（１）無線性能推定に要する総計算時間が一番短い組み合わせを選択
（２）無線性能推定に要する総計算時間が一番長い組み合わせを選択（結果として、許容時間内で最も精度が高い推定方式の組み合わせを選択することとなる）
（３）ランダムに選択
【0090】
本明細書の一実施形態において、無線性能計算部１２１は、判定基準（２）に従って、無線性能推定方式の一つの組み合わせを選択する。つまり、無線性能推定に要する総計算時間が一番長い組み合わせが選択される。これにより、許容時間内で最も精度が高い推定方式の組み合わせを選択することができる。
【0091】
なお、開始時刻までに完了する組み合わせが存在しない場合、無線性能計算部１２１は、簡易シミュレーションで抽出された設置物から一部の設置物を省略することで、簡易シミュレーション時間を短縮してもよい。例えば、特定条件により抽出された設置物を削除する、又は、抽出条件をより厳しいものに変更する等が可能である。
【0092】
図７のステップ７０９より後の処理に進む前に、無線性能計算部１２１は、この決定された無線推定方式を、出力装置１０５の画面に出力してもよい。前述の例では、図８のレコード３６５が選択されている。無線性能計算部１２１は、例えばモニタに、図９に示すタイムライン（スケジュール）３７０を出力してもよい。
【0093】
図９Ａは、無線性能推定処理の対象である工程Ａ、工程Ｂ及び工程Ｃ、並びに、それらのための無線性能推定処理のスケジュール３７０を示す。工程Ａのための無線性能推定処理は、６：００に開始し、１０：００に終了の予定である。推定方式は、簡易シミュレーションである。工程Ａは、１０：００に開始される予定である。
【0094】
工程Ｂのための無線性能推定処理は、１０：００に開始し、１１：００に終了の予定である。推定方式は、データベース引用方式である。工程Ｂは、１４：００に開始される予定である。工程Ｃのための無線性能推定処理は、１１：００に開始し、１８：００に終了の予定である。推定方式は、高精度シミュレーションである。工程Ｃは、１９：００に開始される予定である。ユーザは、表示されたスケジュール３７０を参照して、全工程それぞれに必要な無線性能推定処理が、対応する工程開始時刻までに完了できる見込みでることを確認することができる。
【0095】
図７に戻って、次に、無線性能計算部１２１は、各工程に対して、ステップ７１０から７１３のサイクルを逐次実行する。具体的には、無線性能計算部１２１は、ステップ７０９で決定した性能推定方式により、該当工程の性能推定を行う（７１１）。無線性能推定方式として簡易シミュレーション又は高精度シミュレーションを適用する場合、無線性能計算部１２１は、伝搬シミュレータ１２２を使用する。伝搬シミュレーションは、必要に応じて無線性能計算用情報５００内の材質テーブル５０４に記載された誘電率や反射率を利用してもよい。
【0096】
一方、データベース引用を無線性能推定方式として用いる場合、無線性能計算部１２１は、無線性能計算用情報５００内の過去性能評価データベース５５０から同一工程の推定結果を引用する。無線性能計算部１２１は、一つの工程の無線性能推定が終わり次第、その結果を出力する（７１２）。
【0097】
図９Ｂは、ユーザに提示される、対象工程の無線性能推定結果の例を示す。無線性能推定結果３８０は、表形式であり、工程欄３８１、無性性能方式欄３８２、及び無線性能推定結果欄３８３を含む。工程欄３８１は、推定対象の工程を示す。無性性能方式欄３８２は、無線性能の推定に使用された方式を示す。無線性能推定結果欄３８３は、無線性能の推定結果を示す。図９Ｂの例において、無線性能推定結果欄３８３は、推定結果を示す添付ファイル又は推定結果を示すファイルへのリンクを示す。
【0098】
無線性能推定結果欄３８３は、従来の伝搬シミュレーションの出力結果と同様である。例えば無線性能推定結果は、製造現場１における受信電力の強度を示したヒートマップで表される。ヒートマップは、ＣＳＶファイルや画像ファイルとして添付される、又は、このファイルへのリンクが掲載される。
【0099】
図９Ｃは、製造現場１における工程Ａでの無線性能計算結果のヒートマップの例を示す。ヒートマップ３９０は、製造現場１の設置物と共に、電波強度を示すパターンを表示する。パターンの色が濃い（黒に近い）程、受信電波強度が強く、パターンの色が薄い（白に近い）程、受信電波強度が弱いことを示す。なお、ヒートマップの表示態様は任意であって、図９Ｃの例に限定されない。
【0100】
さらに、無線性能計算部１２１は、この推定結果を、無線性能計算用情報５００内の過去性能評価データベース５５０に追加し、将来の計算時間削減に活用する。無線性能推定方式として簡易シミュレーションが使用されている場合、無線性能計算部１２１は、どの設置物を抽出して伝搬シミュレーションをしたかなどの情報を、オプションで出力装置１０５に出力する、又は、無線性能計算用情報５００に格納してもよい。
【0101】
本実施形態では、製造現場で行われる今後の工程計画に応じて、事前の無線性能推定が可能となり、もし無線性能不足が生じる場合には、無線設定変更や日程の見直しなどの事前対策が可能となる。また、本システムにあたり現場管理者が入力する項目は、生産計画や作業手順書に記載されている内容で無線の専門知識が必ずしも必要ではない。
【0102】
また、無線性能計算に伝搬シミュレーションに時間がかかり工程開始までの無線性能推定が完了できない場合は、工程のアプリケーションの特性などに応じて、設置物の一部を抽出した簡易シミュレーションや過去性能データベースを引用することで無線性能推定に要する時間を軽減する。これにより、工程開始時刻までに性能推定を完了できる。なお、上記例は、複数の工程の無線通信性能の推定を行うが、一つの工程のみの無線通信性能を推定することも同様に可能である。この点は他の実施形態において同様である。
【0103】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態で述べた設置物の一部を抽出した簡易シミュレーションを行う際に、設置物を抽出するか否かの判定基準を、アプリケーションごとに設定する。本実施形態の動作は第１の実施形態に準ずるものであり主に差分を以下に述べる。
第２の実施形態では、第１の実施形態で述べた設置物の一部を抽出した簡易シミュレーションを行う際に、設置物を抽出するか否かの判定基準を、アプリケーションごとに設定する。本実施形態の動作は第１の実施形態に準ずるものであり主に差分を以下に述べる。
【0104】
第１の実施形態では、全てのアプリケーションに共通の条件を示す抽出条件テーブル５３０を用いる。一方、本実施形態の抽出条件テーブルは、アプリケーション毎に設定登録された条件を示す。図１０は、第２の実施形態の抽出条件テーブル８１０の構成例を示す。
【0105】
抽出条件テーブル８１０は、アプリケーション欄８１１、遮蔽欄８１２、パラメタ欄８１３、及び計算除外可否条件欄８１４を含む。アプリケーション欄８１１は、抽出条件を適用するアプリケーションの種類の識別子を示す。遮蔽欄８１２、パラメタ欄８１３、及び計算除外可否条件欄８１４は、図５Ｄに示す抽出条件テーブルの遮蔽欄５３１、パラメタ欄５３２、及び計算除外可否条件欄５３３と同様である。
【0106】
無線性能計算部１２１は、抽出条件テーブル８１０からアプリケーションに応じた抽出条件を用いて、簡易シミュレーションにおける抽出対象となる設置物を決定する。例えば、高い無線性能推定精度を要求するアプリケーションに対しては、より多くの設置物が抽出される条件が設定される。例えば、設置物のサイズの閾値を小さくする、及び／又は、距離の閾値を大きくすることで、抽出物の数を増やすことができる。抽出物の増加により伝搬シミュレーション時間が増える代わりに、推定精度が向上する。
【0107】
第２の実施形態によると、アプリケーションの種類に応じて簡易シミュレーション精度を可変にする事が可能になり、無線伝搬性能推定精度と計算時間を調整することができる。
【0108】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、第１の実施形態で述べた設置物の一部を抽出した簡易シミュレーションを行う際に、設置物を抽出するか否かの判定基準を無線通信方式（無線システム）（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ５、Ｗｉ－Ｆｉ６、Ｐｒｉｖａｔｅ－ＬＴＥ、ミリ波のＬｏｃａｌ５Ｇ）ごとに設定する。本実施形態の動作は第１の実施形態に準ずるものであり主に差分を以下に述べる。
第３の実施形態では、第１の実施形態で述べた設置物の一部を抽出した簡易シミュレーションを行う際に、設置物を抽出するか否かの判定基準を無線通信方式（無線システム）（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ５、Ｗｉ－Ｆｉ６、Ｐｒｉｖａｔｅ－ＬＴＥ、ミリ波のＬｏｃａｌ５Ｇ）ごとに設定する。本実施形態の動作は第１の実施形態に準ずるものであり主に差分を以下に述べる。
【0109】
第１の実施形態では、全てのアプリケーションに共通の条件を示す抽出条件テーブル５３０を用いる。一方、本実施形態の抽出条件テーブルは、例えば無線システム毎に設定登録された条件を示す。図１１は、第３の実施形態の抽出条件テーブル８２０の構成例を示す。
【0110】
抽出条件テーブル８２０は、無線システム欄８２１、遮蔽欄８２２、パラメタ欄８２３、及び計算除外可否条件欄８２４を含む。無線システム欄８２１は、抽出条件を適用する無線システムの種類の識別子を示す。遮蔽欄８２２、パラメタ欄８２３、及び計算除外可否条件欄８２４は、図５Ｄに示す抽出条件テーブルの遮蔽欄５３１、パラメタ欄５３２、及び計算除外可否条件欄５３３と同様である。
【0111】
例えば、波長が比較的長いＷｉｆｉなどではサイズの閾値を大きめに設定することで抽出される設置物数を減らすことができる。または、ミリ波を使う５Ｇでは直進性が高いことを考慮し、距離の閾値を小さめに設定することで抽出される設置物数を減らすことができる。
【0112】
第３の実施形態によると、無線システムの種別に応じて簡易シミュレーション精度を可変にすることが可能になり、無線伝搬性能推定精度と計算時間を調整することができる。
【0113】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、無線性能推定システムが出力する出力結果に、図９Ｃで示したヒートマップ３９０に加えて又は代えて、推定される受信電力条件下で各アプリケーションが動作可能かを出力する。本実施形態では、無線性能計算用情報に、アプリケーション可否判定の情報を含める。
第４の実施形態では、無線性能推定システムが出力する出力結果に、図９Ｃで示したヒートマップ３９０に加えて又は代えて、推定される受信電力条件下で各アプリケーションが動作可能かを出力する。本実施形態では、無線性能計算用情報に、アプリケーション可否判定の情報を含める。
【0114】
図１２Ａは、第４の実施形態に係る無線性能計算用情報５９０の構成例を示す。無線性能計算用情報５９０は、性能推定方式テーブル５１０、伝搬シミュレーション時間テーブル５２０、抽出条件テーブル５３０、材質テーブル５４０、及び過去性能評価データベース５５０、アプリケーション可否判定テーブル５６０を含む。アプリケーション可否判定テーブル５６０以外の構成要素は、第１の実施形態において説明した通りである。
【0115】
【0116】
アプリケーション可否判定テーブル５６０は、アプリケーション欄５６１、必要電力（基地局）５６２欄５６２、及び必要電力（端末）欄５６３を含む。アプリケーション欄５６１は、アプリケーションの種類の識別子を示す。
【0117】
必要電力（基地局）欄５６２は、アプリケーションが使用する無線通信の基地局に要求される電波受信電力（閾値）を示す。必要電力（端末）欄５６３は、アプリケーションが使用する無線通信の端末に要求される電波受信電力（閾値）を示す。欄５６２及び５６２における必要電力はｄＢｍで表されている。基地局及び無線端末の双方の必要電力が設定されている場合、双方の条件が満たされてることが要求される。
【0118】
無線性能計算部１２１は、図７に示すステップ７１１において、無線性能の推定が終わった後、推定された無線性能が、各アプリケーションが要求する条件を満たしているか判定する。
【0119】
具体的には、無線性能計算部１２１は、図４に示す工程計画を参照し、各工程で使用される無線基地局及び無線端末の位置並びに使用されるアプリケーションの情報を取得する。無線性能計算部１２１は、電波受信電力の分布を示すヒートマップ３９０を参照し、無線基地局及び各無線端末の電波受信電力強度を取得する。
【0120】
無線性能計算部１２１は、基地局及び各無線端末の電波受信電力が、アプリケーション可否判定テーブル５６０が示す閾値を超えているか判定する。無線性能計算部１２１は、ユーザに対して提示される無線性能推定結果に、推定された無線性能が、各アプリケーションが要求する条件を満たしているかの判定結果を含める。
【0121】
ヒートマップ３９０が示す電波受信電力が、アプリケーション可否判定テーブル５６０が示す当該アプリケーションの各閾値以上である場合、当該アプリケーションが動作可能の判定結果が示される。ヒートマップ３９０が示す電波受信電力が、アプリケーション可否判定テーブル５６０が示す当該アプリケーションのいずれかの閾値未満である場合、当該アプリケーションが動作不可の判定結果が示される。
【0122】
第４の実施形態によると、無線性能推定システムの出力結果を得た現場管理者は、より直接的に工程稼働の可否を知ることが可能となる。
【0123】
＜他の実施形態＞
本明細書の一実施形態において、伝搬シミュレータ１２２と他のシミュレータを合わせて活用する。例えば、伝搬シミュレータ１２２に加えて、ネットワークシミュレータを用いることができる。公知のネットワークシミュレータを利用することができる。ネットワークシミュレータは、伝搬シミュレータ１２２による無線性能推定結果を使用して、シミュレーションンを実行する。ネットワークシミュレータにより、受信電力情報に加え、無線通信のスループットやパケットロス、遅延などを推定することも可能となる。
本明細書の一実施形態において、伝搬シミュレータ１２２と他のシミュレータを合わせて活用する。例えば、伝搬シミュレータ１２２に加えて、ネットワークシミュレータを用いることができる。公知のネットワークシミュレータを利用することができる。ネットワークシミュレータは、伝搬シミュレータ１２２による無線性能推定結果を使用して、シミュレーションンを実行する。ネットワークシミュレータにより、受信電力情報に加え、無線通信のスループットやパケットロス、遅延などを推定することも可能となる。
【0124】
本明細書の一実施形態において、工程計画２００において現場管理者が入力する項目を追加し、現場の状況に合わせたカスタマイズを可能としてもよい。例えば、以下の運用を行ってもよい。
【0125】
第１の運用例において、現場管理者は、無線性能推定計算を工程開始時刻から所定時間前までに終わらせる必要があるかを設定することができる。無線性能計算部１２１は、各工程に対して設定された時刻までに無線性能推定処理が完了するようにスケジュールを決定する。この結果、無線性能推定結果取得後に工程開始までの時間に何かしらの対策を講じることを可能となる。
【0126】
第２の運用例において、現場管理者は、工程に優先度を割り当ててもよい。無線性能計算部１２１は、優先度が高い工程から順次選択して、無線性能推定方式を決定する。同一の優先度の工程が存在する場合、指定時刻が早い工程が選択されてよい。優先度により、例えば納期が迫っていて確実な遂行が必要となる工程には、高精度な推定方式が適用され得る。
【0127】
上記実施形態において、各工程の無線性能推定方式は、対応する工程の開始前であって対応する工程に対して設定されている時刻までに終了するように決定される。例えば、工程に対して時刻が設定されていない場合、無線通信推定方式は、要求完了時刻がない条件で、決定されてよい。
【0128】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0129】
また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。
【0130】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【0131】
１ 製造現場
２ ネットワーク
１１ 基地局
１２ センサ
１３ カメラ
１４ ロボットアーム
１５ 遠隔サーバ
１００ 無線性能推定システム
１０１ 演算装置
１０２ 主記憶装置
１０３ 補助記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１０６ 通信インターフェース
１０７ 内部バス
１２１ 無線性能計算部
１２２ 伝搬シミュレータ
１３１ 工程情報データベース
１３２ 無線性能計算用情報データベース
２００ 工程計画
５００ 無線性能計算用情報
２ ネットワーク
１１ 基地局
１２ センサ
１３ カメラ
１４ ロボットアーム
１５ 遠隔サーバ
１００ 無線性能推定システム
１０１ 演算装置
１０２ 主記憶装置
１０３ 補助記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１０６ 通信インターフェース
１０７ 内部バス
１２１ 無線性能計算部
１２２ 伝搬シミュレータ
１３１ 工程情報データベース
１３２ 無線性能計算用情報データベース
２００ 工程計画
５００ 無線性能計算用情報
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】