DE102016008910A1

DE102016008910A1 - Zellsteuersystem, Fertigungssystem und Steuerverfahren, wobei die Steuerfertigungszelle eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst.

Info

Publication number: DE102016008910A1
Application number: DE102016008910.5A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Sakakibara; Hiroji Nishi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-02-02
Also published as: US20170031335A1; US9971329B2

Abstract

Ein Zellsteuersystem (20), das eine Kommunikationsvorrichtung (201) zum Kommunizieren mit einer Fertigungszelle (30), umfassend eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302), die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen, ein Erhaltungsmodul (204) zum Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, ein erstes Erzeugungsmodul (205) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, ein Übertragungsmodul (207) zum Übertragen der Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen an die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils über die Kommunikationsvorrichtung, ein Empfangsmodul (208) zum Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechende, von jeder der Mehrzahl der Fertigungsmaschinen, über die Kommunikationsvorrichtung, ein zweites Erzeugungsmodul (210) zum Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen und ein Ausgabemodul (211) zum Ausgeben der vierten Fertigungsinformationen umfasst.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zellsteuersystem, ein Fertigungssystem und ein Steuerverfahren, die eine Fertigungszelle steuern, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst.
2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Bei einem herkömmlichen Fertigungs- oder Produktionssystem führt ein Hostcomputer, der die Produktions- oder Fertigungsplanung durchführt, eine Unternehmensressourcenplanung und ein Lieferkettenmanagement durch, und ein Fertigungsausführungssystem plant z. B. die zu fertigenden Produkte, die Anzahl von Produkten, die vereinbarten Lieferdaten, die verwendeten Fertigungsmaschinen und Fertigungswerke. Anders ausgedrückt betreibt ein Benutzer in der Fertigungsstätte Fertigungseinrichtungen, um Produkte auf Basis eines Produktionsplans zu fertigen, der vom Hostcomputer erstellt wird. Des Weiteren sendet der Benutzer in der Fertigungsstätte z. B. die Betriebsinformationen der Fertigungseinrichtungen und die Fertigungsleistung von Produkten, um z. B. ein Qualitätsmanagement und Prozessmanagement durchzuführen.
Wie z. B. in der internationalen PCT-Veröffentlichung Nr. WO 2007/105298 beschrieben, erzeugt ein Verfahren Prozessinformationen unter Verwendung eines Produktobjekts und eines Betriebsobjekts und erzeugt wiederum Informationen anhand der Prozessinformationen und ein Ressourcenobjekt.
Wie z. B. in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2004-62276 beschrieben, sammelt ein weiteres Verfahren die Vorrichtungsinformationen einer Werkzeugmaschine oder einer Messvorrichtung periodisch zu voreingestellten Zeiträumen, akkumuliert oder speichert die gesammelten Vorrichtungsinformationen in einer Datenbank in Assoziation mit dem Sammelzeitpunkten des Tages und sendet die akkumulierten Informationen an eine externe Vorrichtung.
Kurzdarstellung der Erfindung
Um mit den breit gefächerten Marktanforderungen, verkürzten Produktlebenszyklen und dem intensiven Wettbewerb auf globalen Märkten Schritt zu halten, sind seit Kurzem die Anzahl von Produktmodellen und die Schwankung von Umsatzvolumen steigend. Aus diesem Grund wird bevorzugt, eine modellvariable, volumenvariable Produktion zu meistern, um Produkte in Reaktion auf Marktanforderungen dynamisch zu fertigen.
Ein flexibles Zellfertigungs- oder Zellproduktionssystem ist verfügbar, wobei eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen in eine einzelne Fertigungszelle zur Fertigung kombiniert ist, wobei eine Fertigungszelleneinheit für jeden Prozess verwendet wird. Das flexible Zellfertigungssystem ist in der Lage, eine Mehrzahl von Produktmodellen lediglich unter Verwendung einer Fertigungszelle zu fertigen, und kann sogar mit Fertigungszellen ausgestattet sein, die zahlenmäßig je nach Produktions- oder Fertigungsvolumen geändert werden und deren interne Konfiguration in Reaktion auf eine Änderung des zu fertigenden Produktmodells geändert wird.
Da das flexible Zellfertigungssystem ein häufiges Austauschen oder Ersetzen von Fertigungsmaschinen in jeder Fertigungszelle und ein häufiges Hinzufügen und Entfernen von Fertigungszellen umfasst, wird jedoch bevorzugt, das Fertigungsausführungssystem des Hostcomputers entsprechend zu ändern und einen Produktions- oder Fertigungsplan erneut zu erstellen. Da eine Mehrzahl von Produktmodellen nur von einer Fertigungszelle gefertigt wird und die zu fertigenden Produktmodelle häufig geändert werden, führt der Benutzer in der Fertigungsstätte beim flexiblen Zellfertigungssystem des Weiteren vorzugsweise häufige Wechsel- oder Umrüstungsvorgänge durch. Aus diesem Grund umfasst das flexible Zellfertigungssystem vorzugsweise eine effiziente, fehlerfreie Steuerung der Fertigungszellen. Dies erhöht die Belastung des Benutzers oder Programmierers, um die Fertigungszelle fehlerfrei effizient zu steuern. Beispielsweise sind die Informationen, die in einer Fertigungszelleneinheit zum Steuern definiert sind und die die Fertigungsstätte repräsentieren, in der eine Mehrzahl von Fertigungsmaschine eine Mehrzahl von Produkten fertigt, im Allgemeinen sehr großvolumig. Aus diesem Grund ist es schwierig, den Typ von Informationen zu ermitteln, die sich zum Repräsentieren eines Merkmals des Fertigungsstatus und des Typs des Prozesses, der wünschenswerterweise durchgeführt wird, zu ermitteln, so dass Informationen komprimiert werden.
Beim flexiblen Zellfertigungssystem ist, da der gleiche Produkttyp in einer Mehrzahl von Fertigungszellen gefertigt wird oder die verwendeten Fertigungsmaschinen häufig ausgetauscht oder ersetzt werden, eine separate Analyse der Betriebsinformationen und Fertigungsleistung jeder einzelnen Fertigungsmaschine für ein angemessenes Qualitätsmanagement und Prozessmanagement nicht ausreichend. Sogar wenn z. B. ein Verfahren zum effizienten Steuern der Fertigungszelle ermittelt wird, wird das ermittelte Steuerverfahren ineffizient, wenn der Produkttyp, die Spezifikationen, die Anzahl der zu fertigenden Produkte, das vereinbarte Lieferdatum oder dergleichen häufiger als erwartet variiert werden müssen. Das Ändern des Steuerverfahrens in Reaktion auf jede solche Variation erhöht lediglich die Belastung des Benutzers oder Programmierers.
Angesichts dessen liegt ein beispielhaftes Ziel darin, ein Zellsteuersystem, ein Fertigungssystem, ein Steuerverfahren und ein Steuerprogramm bereitzustellen, die eine effiziente, fehlerfreie Steuerung einer Fertigungszelle, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, ermöglichen.
Angesichts dessen liegt ein weiteres beispielhaftes Ziel darin, ein Zellsteuersystem, ein Fertigungssystem, ein Steuerverfahren und ein Steuerprogramm bereitzustellen, die ein angemessenes Qualitätsmanagement und Prozessmanagement ermöglichen, wenn Fertigungszelle verwendet wird, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst.
Unter einem Aspekt wird ein Zellsteuersystem bereitgestellt, das eine Kommunikationsvorrichtung, ein Erhaltungsmodul, ein erstes Erzeugungsmodul, ein Übertragungsmodul, ein Empfangsmodul, ein zweites Erzeugungsmodul und ein Ausgabemodul umfasst. Die Kommunikationsvorrichtung kommuniziert mit einer Fertigungszelle, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Erhaltungsmodul erhält erste Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind. Das erste Erzeugungsmodul erzeugt eine Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Das Übertragungsmodul überträgt die Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen an die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils über die Kommunikationsvorrichtung. Das Empfangsmodul empfängt fertigungsmaschinenspezifische dritte Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen, über die Kommunikationsvorrichtung. Das zweite Erzeugungsmodul erzeugt vierte Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen. Das Ausgabemodul gibt die vierten Fertigungsinformationen aus.
Jede Fertigungsmaschine kann eine Verarbeitungsmaschine, einen Roboter, eine PLC, einen Förderer, eine Messvorrichtung, einen Tester, eine Pressmaschine, eine Presspassungsmaschine, eine Druckpresse, eine Druckgussmaschine, eine Spritzgussmaschine, eine Lebensmittelmaschine, eine Verpackungsmaschine, eine Schweißmaschine, eine Reinigungsmaschine, eine Beschichtungsmaschine, eine Zusammenbauvorrichtung, eine Befestigungsvorrichtung, eine Holzbearbeitungsmaschine, eine Dichtungsmaschine oder einen Schneider umfassen.
Die ersten Fertigungsinformationen können Produktionsplanungsinformationen sein, die einen Produktionsplan des Produkts darstellen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, und die zweiten Fertigungsinformationen können Fertigungsanweisungsinformationen sein, die eine Fertigungsanweisung des Produkts darstellen, die in einer Fertigungsmaschineneinheit definiert sind.
Die dritten Fertigungsinformationen können Fertigungsleistungsinformationen sein, die eine Fertigungsleistung des Produkts darstellen, die in einer Fertigungsmaschineneinheit definiert sind, und die vierten Fertigungsinformationen können Fertigungsleistungsinformationen sein, die eine Fertigungsleistung des Produkts darstellen, die in einer Fertigungszelleinheit definiert sind.
Das Zellsteuersystem kann zumindest eine Zellsteuereinrichtung umfassen.
Die Kommunikationsvorrichtung kann des Weiteren mit einer Produktionsplanungseinrichtung kommunizieren, die die Fertigung des Produkts plant, das Erhaltungsmodul kann die ersten Fertigungsinformationen durch Empfangen der ersten Fertigungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung über die Kommunikationsvorrichtung erhalten und das Ausgabemodul kann die vierten Fertigungsinformationen durch Übertragen der vierten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die Produktionsplanungseinrichtung ausgeben.
Die Kommunikationsvorrichtung kann des Weiteren mit einem zweiten Zellsteuersystem kommunizieren, das sich vom Zellsteuersystem unterscheidet, das Erhaltungsmodul kann des Weiteren von der Produktionsplanungseinrichtung fünfte Fertigungsinformationen empfangen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist und einer zweiten Fertigungszelle entspricht, die mit dem zweiten Zellsteuersystem kommuniziert, das Übertragungsmodul kann des Weiteren die fünften Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an das zweite Zellsteuersystem übertragen, das Empfangsmodul kann des Weiteren sechste Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit durch die zweite Fertigungszelle definiert sind und auf Basis der fünften Fertigungsinformationen erzeugt werden, vom zweiten Zellsteuersystem über die Kommunikationseinrichtung empfangen, und das Ausgabemodul kann des Weiteren die sechsten Fertigungsinformationen an die Produktionsplanungseinrichtung übertragen.
Unter einem weiteren Aspekt wird ein Fertigungssystem bereitgestellt, das das oben erwähnte Zellsteuersystem und die Fertigungszelle umfasst.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Fertigungssystem bereitgestellt, das das oben erwähnte Zellsteuersystem, die Fertigungszelle, das zweite Zellsteuersystem und die zweite Fertigungszelle umfasst. Das zweite Zellsteuersystem umfasst eine zweite Kommunikationsvorrichtung, ein zweites Erhaltungsmodul, ein drittes Erzeugungsmodul, ein zweites Übertragungsmodul, ein zweiten Empfangsmodul, ein viertes Erzeugungsmodul und ein zweites Ausgabemodul. Die zweite Kommunikationsvorrichtung kommuniziert mit der zweiten Fertigungszelle und dem Zellsteuersystem. Das zweite Erhaltungsmodul empfängt die fünften Fertigungsinformationen vom Zellsteuersystem über die zweite Kommunikationsvorrichtung. Das dritte Erzeugungsmodul erzeugt eine Mehrzahl von Stücken von siebten Fertigungsinformationen für eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils der zweiten Fertigungszelle auf Basis der fünften Fertigungsinformationen. Das zweite Übertragungsmodul überträgt die Mehrzahl von Stücken von siebten Fertigungsinformationen an die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils der zweiten Fertigungszelle über die zweite Kommunikationsvorrichtung. Das zweite Empfangsmodul empfängt fertigungsmaschinenspezifische achten Fertigungsinformationen, die den siebten Fertigungsinformationen entsprechen, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen der zweiten Fertigungszelle, über die zweite Kommunikationsvorrichtung. Das vierte Erzeugungsmodul erzeugt die sechsten Fertigungsinformationen auf Basis der achten Fertigungszelleneinheit von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen der zweiten Fertigungszelle. Das zweite Ausgabemodul überträgt die fünfte Fertigungszelleneinheit an das Zellsteuersystem.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Zellsteuersystem bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, ein Erhaltungsmodul, ein erstes Erzeugungsmodul, ein Übertragungsmodul, ein Maschinensteuermodul, ein Empfangsmodul, ein zweites Erzeugungsmodul und ein Ausgabemodul. Die Kommunikationsvorrichtung kommuniziert mit einer zweiten Fertigungsmaschine, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle. Das Erhaltungsmodul erhält erste Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind. Das erste Erzeugungsmodul erzeugt fertigungsmaschinenspezifische zweite Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, und fertigungsmaschinenspezifische dritte Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Das Übertragungsmodul überträgt die dritten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die zweite Fertigungsmaschine. Das Maschinensteuermodul steuert die erste Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und erzeugt fertigungsmaschinenspezifische vierte Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen. Das Empfangsmodul empfängt fertigungsmaschinenspezifische fünfte Fertigungsinformationen, die den dritten Fertigungsinformationen entsprechen, von der zweiten Fertigungsmaschine, über die Kommunikationsvorrichtung. Das zweite Erzeugungsmodul erzeugt sechste Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der vierten Fertigungsinformationen und der fünften Fertigungsinformationen. Das Ausgabemodul gibt die sechsten Fertigungsinformationen aus.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Zellsteuersystem bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, ein Erhaltungsmodul, ein Übertragungsmodul, ein erstes Erzeugungsmodul, ein Maschinensteuermodul, ein Empfangsmodul, ein zweites Erzeugungsmodul und ein Ausgabemodul. Die Kommunikationsvorrichtung kommuniziert mit einem zweiten Zellsteuersystem, bei dem es sich nicht um das Zellsteuersystem handelt, das in einer zweiten Fertigungsmaschine angebracht ist, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle. Das Erhaltungsmodul erhält erste Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind. Das Übertragungsmodul überträgt die ersten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an das zweite Zellsteuersystem. Das erste Erzeugungsmodul erzeugt fertigungsmaschinenspezifische zweite Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Das Maschinensteuermodul steuert die erste Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und erzeugt fertigungsmaschinenspezifische dritte Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen. Das Empfangsmodul empfängt vierte Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und auf Basis der ersten Fertigungsinformationen erzeugt wurden, vom zweiten Zellsteuersystem über die Kommunikationsvorrichtung. Das zweite Erzeugungsmodul erzeugt fünfte Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen und der vierten Fertigungsinformationen. Das Ausgabemodul gibt die fünften Fertigungsinformationen aus.
Die Kommunikationsvorrichtung kann des Weiteren mit einer Produktionsplanungseinrichtung kommunizieren, die die Fertigung des Produkts plant, das Erhaltungsmodul kann die ersten Fertigungsinformationen durch Empfangen der ersten Fertigungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung über die Kommunikationsvorrichtung erhalten und das Ausgabemodul kann die fünften Fertigungsinformationen durch Übertragen der fünften Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die Produktionsplanungseinrichtung ausgeben.
Das Zellsteuersystem kann zumindest eine Zellsteuereinrichtung umfassen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Fertigungssystem bereitgestellt, das eine Fertigungszelle umfasst, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschine umfasst, die die erste Fertigungsmaschine umfassen, ausgestattet mit dem oben erwähnten Zellsteuersystem.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Fertigungssystem bereitgestellt, das eine Fertigungszelle umfasst, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschine umfasst, die die erste Fertigungsmaschine umfassen, ausgestattet mit dem oben erwähnten Zellsteuersystem. Das zweite Zellsteuersystem umfasst eine zweite Kommunikationsvorrichtung, ein zweites Erhaltungsmodul, ein drittes Erzeugungsmodul, ein zweites Maschinensteuermodul, ein viertes Erzeugungsmodul und ein zweites Ausgabemodul.
Die zweite Kommunikationsvorrichtung kommuniziert mit dem Zellsteuersystem. Das zweite Erhaltungsmodul empfängt die ersten Fertigungsinformationen vom Zellsteuersystem über die zweite Kommunikationsvorrichtung. Das dritte Erzeugungsmodul erzeugt fertigungsmaschinenspezifische sechste Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Das zweite Maschinensteuermodul steuert die zweite Fertigungsmaschine auf Basis der sechsten Fertigungsinformationen und erzeugt fertigungsmaschinenspezifische siebte Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen. Das vierte Erzeugungsmodul erzeugte vierte Fertigungsinformationen auf Basis der siebten Fertigungsinformationen. Das zweite Ausgabemodul überträgt die vierten Fertigungsinformationen über die zweite Kommunikationsvorrichtung an das Zellsteuersystem.
Das Fertigungssystem kann des Weiteren eine zweite Fertigungszelle umfassen, die sich von der Fertigungszelle unterscheidet und eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, umfassend eine dritte Fertigungsmaschine, die mit einem dritten Zellsteuersystem ausgestattet ist, das sich vom Zellsteuersystem und vom zweiten Zellsteuersystem unterscheidet. Das Fertigungssystem kann eine dritte Kommunikationsvorrichtung, ein drittes Erhaltungsmodul, ein fünftes Erzeugungsmodul, ein drittes Maschinensteuermodul, ein sechstes Erzeugungsmodul und ein drittes Ausgabemodul umfassen. Die dritte Kommunikationsvorrichtung kann mit der zweiten Fertigungszelle und dem Zellsteuersystem oder dem zweiten Zellsteuersystem kommunizieren. Das dritte Erhaltungsmodul kann achte Fertigungsinformationen empfangen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist und der zweiten Fertigungszelle entspricht, von dem Zellsteuersystem oder dem zweiten Zellsteuersystem über die dritte Kommunikationsvorrichtung. Das fünfte Erzeugungsmodul kann fertigungsmaschinenspezifische neunte Fertigungsinformationen erzeugen, die der dritten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der achten Fertigungsinformationen. Das dritte Maschinensteuermodul kann die dritte Fertigungsmaschine auf Basis der neunten Fertigungsinformationen steuern und erzeugt fertigungsmaschinenspezifische zehnte Fertigungsinformationen, die der dritten Fertigungsmaschine entsprechen. Das sechste Erzeugungsmodul kann elfte Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, die durch die zweite Fertigungszelle definiert ist, auf Basis der zehnten Fertigungsinformationen erzeugen. Das dritte Ausgabemodul kann die elften Fertigungsinformationen über die dritte Kommunikationsvorrichtung an das Zellsteuersystem oder das zweite Zellsteuersystem übertragen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das eine Kommunikationsvorrichtung umfasst, die mit einer Fertigungszelle kommuniziert, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Verfahren umfasst das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Erzeugen einer Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Übertragen der Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen an die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils über die Kommunikationsvorrichtung, das Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechende, von jeder der Mehrzahl der Fertigungsmaschinen, über die Kommunikationsvorrichtung, das Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen und das Ausgeben der vierten Fertigungsinformationen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Programm zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das eine Kommunikationsvorrichtung umfasst, die mit einer Fertigungszelle kommuniziert, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Programm veranlasst das Zellsteuersystem, das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Erzeugen einer Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Übertragen der Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen an die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils über die Kommunikationsvorrichtung, das Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechende, von jeder der Mehrzahl der Fertigungsmaschinen, über die Kommunikationsvorrichtung, das Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen und das Ausgeben der vierten Fertigungsinformationen auszuführen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einer zweiten Fertigungsmaschine, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle kommuniziert. Das Verfahren umfasst das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, und von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Übertragen der dritten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die zweite Fertigungsmaschine, das Steuern der ersten Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen vierten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, das Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen fünften Fertigungsinformationen die den dritte Fertigungsinformationen entsprechen, von der zweiten Fertigungsmaschine, über die Kommunikationsvorrichtung, das Erzeugen von sechsten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der vierten Fertigungsinformationen und der fünften Fertigungsinformationen und das Ausgeben der sechsten Fertigungsinformationen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Programm zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einer zweiten Fertigungsmaschine, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle kommuniziert. Das Programm veranlasst das Zellsteuersystem, das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, und von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Übertragen der dritten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an die zweite Fertigungsmaschine, das Steuern der ersten Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen vierten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, das Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen fünften Fertigungsinformationen die den dritte Fertigungsinformationen entsprechen, von der zweiten Fertigungsmaschine, über die Kommunikationsvorrichtung, das Erzeugen von sechsten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der vierten Fertigungsinformationen und der fünften Fertigungsinformationen und das Ausgeben der sechsten Fertigungsinformationen auszuführen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einem zweiten Zellsteuersystem, bei dem es sich nicht um das Zellsteuersystem handelt, das in einer zweiten Fertigungsmaschine angebracht ist, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle kommuniziert. Das Verfahren umfasst das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Übertragen der ersten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an das zweite Zellsteuersystem, das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Steuern der ersten Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, das Empfangen von vierten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und auf Basis der ersten Fertigungsinformationen erzeugt werden, über die Kommunikationsvorrichtung von dem zweiten Zellsteuersystem, das Erzeugen von fünften Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen und das Ausgeben der fünften Fertigungsinformationen.
Unter einem noch weiteren Aspekt wird ein Programm zum Steuern eines Zellsteuersystems bereitgestellt, das in einer ersten Fertigungsmaschine einer Fertigungszelle angebracht ist, die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen umfasst, die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen. Das Zellsteuersystem umfasst eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einem zweiten Zellsteuersystem, bei dem es sich nicht um das Zellsteuersystem handelt, das in einer zweiten Fertigungsmaschine angebracht ist, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine handelt, in der Fertigungszelle kommuniziert. Das Programm veranlasst das Zellsteuersystem, das Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist, das Übertragen der ersten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung an das zweite Zellsteuersystem, das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen, das Steuern der ersten Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und das Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, das Empfangen von vierten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und auf Basis der ersten Fertigungsinformationen erzeugt werden, über die Kommunikationsvorrichtung von dem zweiten Zellsteuersystem, das Erzeugen von fünften Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen und das Ausgeben der fünften Fertigungsinformationen auszuführen.
Das erste Erzeugungsmodul und das zweite Erzeugungsmodul des oben erwähnten Zellsteuersystems kann Lernvorrichtungen umfassen. Die Lernvorrichtungen erzeugen zweite Fertigungsinformationen für jede einer Mehrzahl von Fertigungsmaschinen der Fertigungszelle auf Basis von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und mit der Fertigung von Produkten aus der Produktionsplanungseinrichtung assoziiert sind, und/oder erzeugen vierte Fertigungsinformationen in einer Fertigungszelleneinheit auf Basis von dritten Fertigungsinformationen für jede Fertigungsmaschine, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen. Alle oder manche der Stücke von ersten bis vierten Fertigungsinformationen können verwendet werden und die als Eingabe verwendeten Informationen können weiter erweitert werden. Eine erste Lernvorrichtung, die im ersten Erzeugungsmodul angebracht ist, kann z. B. zweite Fertigungsinformationen unter Verwendung der ersten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugen und einen Teil der dritten Fertigungszelleneinheit als Eingabe verwenden. Außerdem kann eine zweite Lernvorrichtung, die im zweiten Erzeugungsmodul angebracht ist, vierte Fertigungsinformationen unter Verwendung der dritten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugen und einen Teil der ersten Fertigungsinformationen als Eingabe verwenden. Eine oder beide der ersten Lernvorrichtung und der zweiten Lernvorrichtung kann bzw. können verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beliegenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:
1 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Zellsteuersystems 20 veranschaulicht;
3A eine Tabelle ist, die eine beispielhafte Datenstruktur einer Fertigungszellentabelle darstellt;
3B eine Tabelle ist, die eine beispielhafte Datenstruktur einer Statustabelle darstellt;
3C eine Tabelle ist, die eine beispielhafte Datenstruktur einer Fertigungsmaschinentabelle darstellt;
4 eine Tabelle ist, die eine beispielhafte Datenstruktur einer Fertigungsmanagementinformationstabelle darstellt;
5 ein Ablaufplan ist, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung veranschaulicht;
6A eine Ansicht, die ein beispielhaftes Datenformat von Produktionsplanungsinformationen veranschaulicht;
6B eine Ansicht, die ein beispielhaftes Datenformat von Fertigungsanweisungsinformationen veranschaulicht;
6C eine Ansicht, die ein beispielhaftes Datenformat von Fertigungsleistungsinformationen veranschaulicht;
7 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
8 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Zellsteuersystems 22 veranschaulicht;
9 ein Ablaufplan ist, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung veranschaulicht;
10 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 3 gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht;
11 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Zellsteuersystems 24 veranschaulicht;
12 ein Ablaufplan ist, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung veranschaulicht; und
13 ein schematisches Blockschaubild ist, das weiteres beispielhaftes Zellsteuersystem veranschaulicht.
14 ein Blockschaubild ist, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Produktionssystems gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht;
15 ein Blockschaubild ist, das eine weitere beispielhafte schematische Konfiguration des Zellsteuersystems veranschaulicht;
16 ein Grundsatzblockschaubild einer Lernvorrichtung ist;
17 ein Ablaufplan ist, der den Betriebsablauf eines Maschinenlernverfahrens für eine erste Lernvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht;
18 ein Grundsatzblockschaubild der ersten Lernvorrichtung ist, auf die ein Verstärkungslernen angewandt wird, gemäß der vierten Ausführungsform;
19 ein Ablaufplan ist, der den Betriebsablauf eines Maschinenlernverfahrens veranschaulicht, auf das ein Verstärkungslernen angewandt wird, in der ersten Lernvorrichtung;
20 ein Grundsatzblockschaubild ist, das die erste Lernvorrichtung veranschaulicht;
21 ein Ablaufplan ist, der eine Betriebsabfolge veranschaulicht, gemäß der die erste Lernvorrichtung unter Verwendung von Verstärkungslernen lernt;
22 ein schematisches Schaubild ist, das ein Neuronenmodell darstellt;
23 ein schematisches Schaubild ist, das ein neuronales Netzwerk mit dem Gewicht von drei Schichten D1 bis D3 zeigt;
24A ein Schaubild ist, das die Konfiguration einer zweiten Lernvorrichtung veranschaulicht; und
24B ein Schaubild ist, das eine Konfiguration während der Schulung in Bezug auf das Äußere der zweiten Lernvorrichtung veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden wird eine Motorsteuervorrichtung mit einer Schutzeinheit eines Ladewiderstands unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird jedoch verstanden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehend veranschaulichten Zeichnungen oder Ausführungsformen beschränkt ist.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Das Fertigungssystem 1 umfasst eine Produktions- oder Fertigungsplanungseinrichtung 10, eine Mehrzahl von Zellsteuersystemen 20 und 21 und eine Mehrzahl von Fertigungszellen 30 und 31. Die Produktionsplanungseinrichtung 10 befindet sich z. B. an einer Basis für ein Unternehmen und die Zellsteuersysteme 20 und 21 und die Fertigungszellen 30 und 31 befinden sich in Werken oder anderen Anlagen für Fertigungsprodukte.
Im Fertigungssystem 1 sind die Produktionsplanungseinrichtung 10 und das Zellsteuersystem 20 über ein Netzwerk wie z. B. das Internet miteinander verbunden. Verbindungen zwischen den Zellsteuersystemen 20 und 21, zwischen dem Zellsteuersystem 20 und der Fertigungszelle 30 und zwischen dem Zellsteuersystem 21 und der Fertigungszelle 31 sind über Netzwerke wie z. B. Intranets gebildet.
Die Produktionsplanungseinrichtung 10 plant die Fertigung von Produkten und ist z. B. in einem Server oder einem Personal Computer umgesetzt. Die Produktionsplanungseinrichtung 10 weist Unternehmensressourcenmanagement- und Lieferkettenmanagementfunktionen auf und speichert sowohl die gesamten Managementressourcen eines Unternehmens als auch Informationen, die mit jedem Prozess von der Fertigung von Produktion bis zum Verkauf assoziiert sind. Die Produktionsplanungseinrichtung 10 speichert außerdem z. B. die Namen (Fertigungszellennamen) von Fertigungszellen, die sich in jeder Fertigungsstätte (Werk) befinden, die Namen (Produktnamen) von Produkten, die mit durch jede Zelle gefertigt werden können, und die Anzahl von Produkten, die von jeder Zelle pro Zeiteinheit (z. B. pro Tag) gefertigt werden können. Die Produktionsplanungseinrichtung 10 erzeugt einen Produktionsplan auf Basis der gespeicherten Managementressourceninformationen, die mit jedem Prozess assoziiert sind, und von Informationen, die mit jeder Fertigungszelle assoziiert sind. Der Produktionsplan umfasst Stücke von Informationen wie z. B. den Fertigungszellennamen einer verwendeten Fertigungszelle, den Produktnamen, die Anzahl von Produkten, das vereinbarte Lieferdatum und die Fertigungsstätte (Werk), für jedes zu fertigende Produkt.
Jede der Fertigungszellen 30 und 31 ist ein Satz flexibel kombinierter Fertigungsmaschinen für Fertigungsprodukte und umfasst eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302 oder 310 bis 312. Beispiele für die Fertigungsmaschinen umfassen eine Verarbeitungsmaschine, einen Roboter, eine PLC (speicherprogrammierbare Steuerung), einen Förderer, eine Messvorrichtung, einen Tester, eine Pressmaschine, eine Presspassungsmaschine, eine Druckpresse, eine Druckgussmaschine, eine Spritzgussmaschine, eine Lebensmittelmaschine, eine Verpackungsmaschine, eine Schweißmaschine, eine Reinigungsmaschine, eine Beschichtungsmaschine, eine Zusammenbauvorrichtung, eine Befestigungsvorrichtung, eine Holzbearbeitungsmaschine, eine Dichtungsmaschine und einen Schneider. Jede Fertigungszelle kann ggf. nur eine Fertigungsmaschine umfassen.
2 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration des Zellsteuersystems 20 veranschaulicht. Da die Zellsteuersysteme 20 und 21 die gleiche Konfiguration aufweisen, wird das Zellsteuersystem 20 nachstehend repräsentativ beschrieben und werden die Unterschiede zwischen den Zellsteuersystemen 20 und 21 später beschrieben. Das Zellsteuersystem 20 umfasst eine Zellsteuereinrichtung 200, die die Fertigungszellen steuert. Die Zellsteuereinrichtung 200 ist z. B. in einem Server oder einem Personal Computer umgesetzt. Die Zellsteuereinrichtung 200 umfasst z. B. eine Kommunikationsvorrichtung 201, eine Speichervorrichtung 202 und eine Steuervorrichtung 203.
Die Kommunikationsvorrichtung 201 umfasst eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen 201A und 201B.
Die Kommunikationsvorrichtung 201A umfasst eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstellenschaltung wie z. B. das Ethernet (eingetragene Handelsmarke) und kommuniziert z. B. mit der Produktionsplanungseinrichtung 10 über ein Kommunikationsnetzwerk wie z. B. das Internet. Die Kommunikationsvorrichtung 201A überträgt Daten, die z. B. von der Produktionsplanungseinrichtung 10 empfangen werden, an die Steuervorrichtung 203 und überträgt Daten, die von der Steuervorrichtung 203 empfangen werden, z. B. an die Produktionsplanungseinrichtung 10.
Die Kommunikationsvorrichtung 201B umfasst eine drahtgebundene Kommunikationsschnittstellenschaltung wie z. B. das Ethernet (eingetragene Handelsmarke) und kommuniziert z. B. mit der Fertigungszelle 30 (Fertigungsmaschinen 300 bis 302) und dem Zellsteuersystem 21 über ein Kommunikationsnetzwerk wie z. B. das Intranet. Die Kommunikationsvorrichtung 201B überträgt Daten, die z. B. von der Fertigungszelle 30 und dem Zellsteuersystem 21 empfangen werden, an die Steuervorrichtung 203 und überträgt Daten, die von der Steuervorrichtung 203 empfangen werden, z. B. an die Fertigungszelle 30 und das Zellsteuersystem 21. Da die Daten, die von der Kommunikationsvorrichtung 201B verarbeitet werden, ein größeres Volumen als die Daten aufweisen, die von der Kommunikationsvorrichtung 201A verarbeitet werden, ist das mit der Kommunikationsvorrichtung 201B verbundene Kommunikationsnetzwerk vorzugsweise schneller als das mit der Kommunikationsvorrichtung 201A verbundene Kommunikationsnetzwerk.
Jede der Kommunikationsvorrichtungen 201A und 201B kann eine Schnittstellenschaltung umfassen, die einem seriellen Bus wie z. B. USB (Universal Serial Bus) entspricht, und durch elektrische Verbindung mit jeder Vorrichtung kommunizieren. Alternativ kann jede der Kommunikationsvorrichtungen 201A und 201B eine Kommunikationsschnittstellenschaltung umfassen, die eine Antenne umfasst, die z. B. vorwiegend ein Band von 2,4 oder 5 GHz als Frequenzempfindlichkeitsbereich aufweist, und kann über Funk auf Basis eines Funkkommunikationsschemas wie z. B. dem Standard IEEE 802.11 oder IEEE 802.11u mit jeder Vorrichtung kommunizieren.
Jede der Kommunikationsvorrichtungen 201A und 201B kann auch in einer einzelnen Kommunikationsvorrichtung umgesetzt sein. Die Kommunikationsvorrichtung 201 kann eine weitere zusätzliche Kommunikationsvorrichtung umfassen, so dass die Zellsteuereinrichtung 200 über die anderen Kommunikationsvorrichtung und nicht die Kommunikationsvorrichtung 201B mit dem Zellsteuersystem 21 kommuniziert. Alternativ kann die Zellsteuereinrichtung 200 über die Kommunikationsvorrichtung 201A und nicht über die Kommunikationsvorrichtung 201B mit dem Zellsteuersystem 21 kommunizieren.
Die Speichervorrichtung 202 umfasst zumindest eines aus z. B. einem Magnetbandlaufwerk, einem Magnetplattenlaufwerk oder einem optischen Plattenlaufwerk. Die Speichervorrichtung 202 umfasst eine Speichervorrichtung wie z. B. einen RAM (Direktzugriffsspeicher) oder einen RAM (Nur-Lese-Speicher), ein festes Plattenlaufwerk wie z. B. eine Festplatte oder eine tragbare Speichervorrichtung wie z. B. eine Floppy Disk oder eine optische Platte. Die Speichervorrichtung 202 speichert außerdem z. B. Computerprogramme, Datenbanken und Tabellen, die für diverse Verarbeitungstypen in der Zellsteuereinrichtung 200 verwendet werden. Das Computerprogramm kann aus einem computerlesbaren nicht-flüchtigen Medium wie z. B. einem Compact-Disk-Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), einem Digital-Versatile-Disk-Nur-Lese-Speicher (DVD-ROM) oder dergleichen unter Verwendung eines hinlänglich bekannten Einrichtungsprogramms oder dergleichen auf der Speichervorrichtung 202 installiert werden.
Die Speichervorrichtung 202 speichert z. B. eine Fertigungszellentabelle, die als 3A dargestellt ist, eine Statustabelle, die als 3B dargestellt ist, eine Fertigungsmaschinentabelle, die als 3C dargestellt ist, und eine Fertigungsmanagementtabelle, die als 4 dargestellt ist, in Datenform. Das Zellsteuersystem 20 kann auch temporäre Daten, die mit einer vordefinierten Verarbeitung assoziiert sind, temporär speichern.
3A veranschaulicht eine Fertigungszellentabelle zum Verwalten der Fertigungszellen. Die Fertigungszellentabelle speichert jeden Typ von Fertigungszelle in Assoziation mit Stücken von Informationen wie z. B. Kennnummer (Zellkennung) und Name (Zellname) jeder Fertigungszelle und die Kenninformationen (Fertigungsmaschinenkennung) oder den Namen (Fertigungsmaschinennamen) jeder konstitutiven Fertigungsmaschine. Der Zellname und der Fertigungsmaschinenname werden vorab ermittelt, können aber zu beliebigen Zeitpunkten geändert werden.
3B veranschaulicht eine Statustabelle zum Verwalten des Status jeder Fertigungsmaschine. Die Statustabelle speichert jeden Typ von Fertigungsmaschine in Assoziation mit Stücken von Informationen wie z. B. der Fertigungsmaschinenkennung, dem Fertigungsmaschinennamen und dem aktuellen Status jeder Fertigungsmaschine. Beispiele für den aktuellen Status jeder Fertigungsmaschine umfassen „In Aktion”, „Betrieb abgeschlossen”, „Ausgesetzt”, „Im Standby”, „Alarm”, „In Wartung” und „AUS”. Im Status „In Aktion” befindet sich die Fertigungsmaschine in Aktion. Im Status „Betrieb abgeschlossen” ist der Betrieb der Fertigungsmaschine abgeschlossen. Im Status „Ausgesetzt” ist der Betrieb der Fertigungsmaschine ausgesetzt. Im Status „Im Standby” ist die Fertigungsmaschine inaktiv. Im Status „Alarm” zeigt die Fertigungsmaschine eine Anomalie. Im Status „In Wartung” wird die Fertigungsmaschine derzeit gewartet. Im „AUS”-Status ist die Fertigungsmaschine AUS.
3C veranschaulicht eine Fertigungsmaschinentabelle zum Verwalten der Fertigungsmaschinen. Die Fertigungsmaschinentabelle speichert jede Kombination aus einer Fertigungsmaschine und einem Produkt in Assoziation mit Stücken von Informationen wie z. B. der Fertigungsmaschinenkennung, dem Fertigungsmaschinennamen, dem Produktnamen, Programmdaten und Parameterdaten.
Die Fertigungsmaschinenkennung und der Fertigungsmaschinenname sind die Kennung und der Name einer bestimmtem Fertigungsmaschine und der Produktname ist der Name eines bestimmten zu fertigenden Produkts. Die Programmdaten umfassen ein Programm, das auf der bestimmten Fertigungsmaschine installiert ist und vorzugsweise verwendet wird, um das bestimmte Produkt mit dieser Fertigungsmaschine zu fertigen. Die Parameterdaten umfassen Parameter, die in der bestimmten Fertigungsmaschine eingestellt sind und vorzugsweise verwendet werden, um das bestimmte Produkt mit dieser Fertigungsmaschine zu fertigen.
4 veranschaulicht eine Fertigungsmanagementinformationstabelle zum Verwalten von Fertigungsmanagementinformationen. Die Fertigungsmanagementinformationen werden verwendet, um einen Status zu verwalten, der mit der Fertigung jeder Zelle assoziiert ist. Die Fertigungsmanagementinformationstabelle speichert jeden Typ von Fertigungsmanagementinformationen in Assoziation mit Stücken von Informationen wie z. B. der Managementzahl, der Zellkennung oder dem Zellnamen, dem Produktnamen, der Fertigungsmaschinenkennung oder dem Fertigungsmaschinennamen, den Programmdaten, den Parameterdaten, dem Status, dem durchschnittlichen Stromwert, der Gesamtverarbeitungszeit, der durchschnittlichen Umgebungstemperatur und der Produktgröße.
Die Zellkennung oder der Zellname ist die Kennung oder der Name einer bestimmten Zelle. Der Produktname ist der Name eines durch die bestimmte Zelle zu fertigenden Produkts. Die Fertigungsmaschinenkennung oder der Fertigungsmaschinenname ist die Kennung oder der Name jeder Fertigungsmaschine, die in der bestimmten Zelle bereitgestellt ist. Die Programmdaten umfassen ein Programm, das auf jeder Fertigungsmaschine installiert ist. Die Parameterdaten umfassen Parameter, die in jeder Fertigungsmaschine eingestellt sind. Der Status ist mit der Fertigung der bestimmten Zelle assoziiert und umfasst z. B. „Gestartet”, „Abgeschlossen” und „Im Standby”. Der durchschnittliche Stromwert ist der Durchschnitt von Strömen, die während der Fertigung durch jede der Fertigungsmaschinen fließen. Die Gesamtverarbeitungszeit ist die Gesamtzeit, die die Fertigung dauert. Die durchschnittliche Umgebungstemperatur ist der Durchschnitt von Umgebungstemperaturen während der Fertigung. Die Produktgröße ist die Größe des gefertigten Produkts. Der durchschnittliche Stromwert, die Gesamtverarbeitungszeit, die durchschnittliche Umgebungstemperatur und die Produktgröße werden notiert, wenn die Fertigung abgeschlossen ist. Außerdem werden der durchschnittliche Stromwert, die Gesamtverarbeitungszeit und die durchschnittliche Umgebungstemperatur in Assoziation mit Ergebnisinformationen gespeichert, die gut oder schlecht anzeigen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 2 umfasst die Steuervorrichtung 203 einen oder mehrere Prozessoren und deren peripheren Schaltungen. Die Steuervorrichtung 203 ist z. B. in einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einer unabhängigen integrierten Schaltung, einem Mikroprozessor oder Firmware umgesetzt. Die Steuervorrichtung 203 ist mit der Kommunikationsvorrichtung 201 und der Speichervorrichtung 202 verbunden und steuert die Vorrichtungen. Die Steuervorrichtung 203 führt z. B. eine Kommunikationssteuerung der Kommunikationsvorrichtung 201 und eine Steuerung der Speichervorrichtung 202 durch.
Die Steuervorrichtung 203 umfasst z. B. ein Erhaltungsmodul 204, ein erstes Erzeugungsmodul 205 ein Überwachungsmodul 206, ein Übertragungsmodul 207, ein Empfangsmodul 208, ein Analysemodul 209, ein zweites Erzeugungsmodul 210 und ein Ausgabemodul 211. Diese Module sind in funktionellen Modulen durch Software umgesetzt, die auf den Prozessoren läuft. Diese Module können z. B. in unabhängigen integrierten Schaltungen, Mikroprozessoren oder Firmware umgesetzt sein. 5 ist ein Ablaufplan, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung durch das Zellsteuersystem 20 veranschaulicht. Die Betriebe für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung werden nachstehend unter Bezugnahme auf den in 5 veranschaulichten Ablaufplan beschrieben. Der folgende Ablauf von Betrieben wird in Zusammenwirkung mit jedem Element des Zellsteuersystems 20 ausgeführt, vorwiegend durch die Steuervorrichtung 203 auf Basis des in der Speichervorrichtung 202 vorab gespeicherten Programms.
Zunächst befindet sich das Erhaltungsmodul 204 im Standby, um Produktions- oder Fertigungsplanungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung 10 zu empfangen (Schritt S101). Die Produktionsplanungsinformationen stellen einen Produktions- oder Fertigungsplan dar, der von der Produktionsplanungseinrichtung 10 für Produkte erstellt wird, und stellen veranschaulichend erste Fertigungsinformationen dar. Die ersten Fertigungsinformationen sind mit der Fertigung von Produkten assoziiert und die Produktionsplanungsinformationen und die ersten Fertigungsinformationen sind in einer Fertigungszelleneinheit definiert. Das Erhaltungsmodul 204 erhält Produktionsplanungsinformationen durch Empfangen der Produktionsplanungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung 10 über die Kommunikationsvorrichtung 201A.
6A veranschaulicht ein beispielhaftes Datenformat der Produktionsplanungsinformationen. Beispiele für die Produktionsplanungsinformationen umfassen den Zellnamen, den Produktnamen, die Prozesszahl, den Zellnamen im nächsten Prozess, die Anzahl von Produkten, das vereinbarte Lieferdatum und die Prioritätshöhe, wie in 6A gezeigt. Der Zellname ist der Name einer bestimmten Zelle, die zu steuern ist. Der Produktname ist der Name eines bestimmten Produkts, das zu fertigen ist. Die Prozesszahl ist die Zahl eines Prozesses zum Fertigen des bestimmten Produkts und auf 1 eingestellt, wenn ein Fertigungsprozess durch die bestimmte Zelle als Erstes durchgeführt wird, und auf 2 eingestellt, wenn ein Fertigungsprozess durch die bestimmte Zelle als Zweites durchgeführt wird (nach dem Prozess mit der Prozesszahl 1). Der Zellname im nächsten Prozess ist der Name einer Zelle, die einen Fertigungsprozess nach dem Fertigungsprozess durch die bestimmte Zelle ausführt.
Die Anzahl von Produkten ist die Anzahl bestimmter Produkte, die zu fertigen sind. Das vereinbarte Lieferdatum ist für die bestimmten Produkte definiert. Die Prioritätshöhe ist für die Fertigung der bestimmten Produkte definiert und z. B. als „normal” oder „dringend” eingestellt.
Bei Empfang von Produktionsplanungsinformationen ermittelt das Erhaltungsmodul 204, ob die empfangenen Produktionsplanungsinformationen für eine Fertigungszelle definiert sind, die mit dem Zellsteuersystem 20 kommuniziert (Schritt S102). Das Erhaltungsmodul 204 ermittelt, ob der in den Produktionsplanungsinformationen umfasste Zellname der Zellname einer Fertigungszelle ist, die mit dem Zellsteuersystem 20 kommuniziert, um wiederum zu ermitteln, ob die Produktionsplanungsinformationen für eine Fertigungszelle definiert sind, die mit dem Zellsteuersystem 20 kommuniziert.
Wenn die Produktionsplanungsinformationen für eine Fertigungszelle definiert sind, die mit dem Zellsteuersystem 20 kommuniziert, erzeugt das erste Erzeugungsmodul 205 eine Mehrzahl von Stücken von Fertigungsanweisungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302 jeweils der Fertigungszelle 30 auf Basis der Produktionsplanungsinformationen (Schritt S103). Die Fertigungsanweisungsinformationen stellen Produktfertigungsanweisungen für jede Fertigungsmaschine dar, die in der Fertigungszelle umfasst ist, und stellen veranschaulichen zweite Fertigungsinformationen dar. Beispiele für Fertigungsanweisungsinformationen umfassen Anweisungen zum Herstellen von Betriebsprogrammen für z. B. NC (numerische Steuerung), eine Robotersteuerung und eine PLC, Anweisungen zum Herstellen z. B. eines Hilfsmittels und einer Roboterhand und Parameter, die für zu fertigende Produkte einzigartig sind. Die zweiten Fertigungsinformationen sind mit der Fertigung von Produkten assoziiert und die Fertigungsanweisungsinformationen und die zweiten Fertigungsinformationen sind in einer Fertigungsmaschineneinheit definiert.
6B veranschaulicht ein beispielhaftes Datenformat der Fertigungsanweisungsinformationen. Beispiele für die Fertigungsanweisungsinformationen umfassen den Fertigungsmaschinennamen, den Produktnamen, Programmdaten und Parameterdaten, wie in 6B gezeigt. Der Fertigungsmaschinenname ist der Name einer bestimmten Fertigungsmaschine, die zu steuern ist. Der Produktname ist der Name eines Produkts, das zu fertigen ist. Die Programmdaten umfassen ein Programm, das auf der bestimmte Fertigungsmaschine installiert ist. Die Parameterdaten umfassen Parameter, die in der bestimmten Fertigungsmaschine eingestellt sind.
Das erste Erzeugungsmodul 205 liest die Fertigungszellentabelle, die als 3A veranschaulicht ist, um jeweilige Fertigungsmaschine jeder Zelle zu extrahieren, deren Zellname in den Produktionsplanungsinformationen umfasst ist. Das erste Erzeugungsmodul 205 liest auch die Statustabelle, die als 3B veranschaulicht ist, um den aktuellen Status jeder extrahierten Fertigungsmaschine zu spezifizieren. Das Überwachungsmodul 206 empfängt periodisch den Status jeder Fertigungsmaschine von dieser Fertigungsmaschine über die Kommunikationsvorrichtung 201B und aktualisiert den aktuellen Status dieser Fertigungsmaschine in der Statustabelle auf den „Empfangen”-Status. Das erste Erzeugungsmodul 205 kann das Überwachungsmodul 206 veranlassen, den Status jeder Fertigungsmaschine in Echtzeit zu erhalten, anstatt den aktuellen Status dieser Fertigungsmaschine aus der Statustabelle zu spezifizieren. In diesem Fall kann das erste Erzeugungsmodul 205 den Status jeder Fertigungsmaschine genauer spezifizieren.
Das erste Erzeugungsmodul 205 ermittelt eine Fertigungsmaschine, die verwendet wird, um jedes der Produkte zu fertigen, deren Zahl der Anzahl von Produkten gleicht, die in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind. Das erste Erzeugungsmodul 205 ermittelt außerdem eine Fertigungsmaschine, die verwendet wird, um ein Produkt zu fertigen, gemäß dem aktuellen Status jeder Fertigungsmaschine. Wenn eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen verfügbar ist, kann das erste Erzeugungsmodul 205 vorzugsweise eine Fertigungsmaschine mit der höchsten Fertigungsgeschwindigkeit oder eine Fertigungsmaschine mit der geringsten Zurückweisungsrate von zuvor gefertigten Produkten auswählen. In diesem Fall speichert die Zellsteuereinrichtung 200 die Fertigungsgeschwindigkeit und die Zurückweisungsrate von zuvor gefertigten Produkten vorab für jede Fertigungsmaschine in der Speichervorrichtung 202.
Das erste Erzeugungsmodul 205 liest die Fertigungsmaschinentabelle, die als 3C veranschaulicht ist, und ermittelt Programme, die zu installieren sind, und Parameter, die einzustellen sind, um Produkte zu fertigen, deren Produktnamen in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind, für jede ermittelte Fertigungsmaschine. Das erste Erzeugungsmodul 205 erzeugt Fertigungsanweisungsinformationen, die mit jeder Fertigungsmaschine assoziiert sind, auf Basis jedes Stücks ermittelter Informationen.
Das erste Erzeugungsmodul 205 fügt neue Elemente, deren Zahl zu fertigenden Produkten gleicht, zur Fertigungsmanagementinformationstabelle hinzu, die als 4 veranschaulicht ist. Das erste Erzeugungsmodul 205 erzeugt Managementzahlen, deren Zahl zu fertigenden Produkten gleicht, assoziiert jede Managementzahl, den Zellnamen und den Produktnamen, die in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind, und den Fertigungsmaschinennamen der ermittelten Fertigungsmaschine, die Programmdaten und die Parameterdaten miteinander und speichert diese in der Fertigungsmanagementinformationstabelle.
Das Übertragungsmodul 207 überträgt die Stücke erzeugter Fertigungsanweisungsinformationen zu den Fertigungsmaschinen 300 bis 302, die jeweils in der Fertigungszelle 30 umfasst sind, über die Kommunikationsvorrichtung 201B (Schritt S104). Prozesse in den Schritten S104 bis S108 werden für jedes der Produkte ausgeführt, deren Zahl der angegeben Anzahl zu fertigender Produkte gleicht. Man bemerke jedoch, dass, wenn eine Mehrzahl von Fertigungszellen (Fertigungsmaschinen) verwendet wird, Prozesse in den Schritten S104 bis S108 parallel für jede Fertigungszelle ausgeführt werden können. Die zweiten und darauf folgenden Prozesse werden nach Abschluss des unmittelbar vorangegangenen Prozesses ausgeführt. Die Fertigungsmaschinen 300 bis 302 nehmen diverse Einstellungen auf Basis der empfangenen Fertigungsanweisungsinformationen und Fertigungsprodukte vor.
Das Empfangsmodul 208 befindet sich im Standby, um Fertigungsleistungsinformationen von jeder der Fertigungsmaschinen 300 bis 302 zu empfangen, die in der Fertigungszelle 30 umfasst sind, über die Kommunikationsvorrichtung 201B (Schritt S105). Die Fertigungsleistungsinformationen entsprechen den Fertigungsanweisungsinformationen, die an jede Fertigungsmaschine übertragen werden, werden z. B. für das Qualitätsmanagement und den Prozessmanagement verwendet, stellen die Fertigungsleistung von Produkten für jede Fertigungsmaschine dar und stellen veranschaulichend dritte Fertigungsinformationen dar. Die dritten Fertigungsinformationen sind mit der Fertigung von Produkten assoziiert und die Fertigungsleistungsinformationen und die dritten Fertigungsinformationen sind in einer Fertigungsmaschineneinheit definiert.
6C veranschaulicht ein beispielhaftes Datenformat der Fertigungsleistungsinformationen. Beispiele für die Fertigungsleistungsinformationen umfassen den Fertigungsmaschinennamen, den Produktnamen, den Stromwert, die Verarbeitungszeit, die Umgebungstemperatur und die Produktgröße, wie in 6C veranschaulicht. Der Stromwert ist der Wert eines Stroms, der durch eine bestimmte Fertigungsmaschine fließt. Die Verarbeitungszeit ist die Fertigungszeit der bestimmten Fertigungsmaschine. Die Umgebungstemperatur ist für die bestimmte Fertigungsmaschine definiert. Die Produktgröße ist die Größe eines gefertigten Produkts. Die Fertigungsleistungsinformationen können des Weiteren beispielsweise die Förderzeit und Informationen umfassen, die mit Verarbeitungswerkzeugen assoziiert sind. Der Stromwert und die Umgebungstemperatur sind Zeitreihedaten des Durchschnitts/Maximums oder Minimums von Stromwerten oder Umgebungstemperaturen, die zu einem vordefinierten Zeitintervall vom Start der Verarbeitung zum Abschluss der Verarbeitung erhalten werden. Die Produktgröße sind Daten von Produktfehlern in einer Mehrzahl von Abschnitten des Produkts nach Abschluss der Verarbeitung. Die Verarbeitungszeit ist eine Aufzeichnung der Zeit, die jeder Schritt der Verarbeitung oder jede Strecke eines Verarbeitungsprogramms in Anspruch nimmt.
Wenn das Empfangsmodul 208 Fertigungsleistungsinformationen empfängt, analysiert das Analysemodul 209 den Fertigungsstatus auf Basis der empfangenen Fertigungsleistungsinformationen (Schritt S106). Das Analysemodul 209 prüft z. B. eine Änderung des Stromwerts, einen Übergang der Verarbeitungszeit, eine Änderung der Umgebungstemperatur und die Produktgröße, um zu ermitteln, ob bei der Fertigung ein Problem aufgetreten ist. Das Analysemodul 209 analysiert den Fertigungsstatus durch Erkenntnisse auf Basis einzelner Informationen wie z. B. des Typs jeder Fertigungsmaschine. Das Analysemodul 209 analysiert den Fertigungsstatus auf Basis einer enormen Datenanzahl, die während der Fertigung auftritt, für jede Fertigungsmaschine, wodurch eine genaue Analyse möglich ist.
Das Analysemodul 209 ermittelt, ob die Fertigung von Produkten durch die Fertigungszelle abgeschlossen ist (Schritt S107). Das Analysemodul 209 liest die Statustabelle, die als 3B veranschaulicht ist, und ermittelt, ob die Fertigung von Produkten durch die Fertigungszelle abgeschlossen ist, und zwar gemäß dem, ob die aktuellen Status jeweiliger Fertigungsmaschinen der Fertigungszelle „abgeschlossen” sind. Das Analysemodul 209 kann das Überwachungsmodul 206 veranlassen, den Status jeder Fertigungsmaschine in Echtzeit zu erhalten, anstatt den aktuellen Status dieser Fertigungsmaschine aus der Statustabelle zu spezifizieren. In diesem Fall kann das Analysemodul 209 den Abschluss der Fertigung von Produkten schneller erkennen. Wenn die Fertigung von Produkten nicht abgeschlossen ist, bringt das Analysemodul 209 den Prozess zurück zu Schritt S105, und die Prozesse in den Schritten S105 bis S107 werden wiederholt.
Wenn die Fertigung von Produkten abgeschlossen ist, berechnet das zweite Erzeugungsmodul 210 z. B. den durchschnittliches Stromwert, die Gesamtverarbeitungszeit, die durchschnittliche Umgebungstemperatur und die Produktgröße, die in jedem Stück von Fertigungsleistungsinformationen umfasst sind, die vom Empfangsmodul 208 empfangen werden, assoziiert diese mit entsprechenden Managementzahlen und speichert diese in der Fertigungsmanagementinformationstabelle.
Das zweite Erzeugungsmodul 210 ermittelt, ob die Fertigung von Produkten, deren Zahl der Anzahl von Produkten gleicht, die in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind, abgeschlossen ist (Schritt S108). Wenn die Fertigung von Produkten, deren Zahl der Anzahl von Produkten gleicht, die in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind, nicht abgeschlossen ist, bringt das zweite Erzeugungsmodul 210 den Prozess zurück zu Schritt S104, und die Prozesse der Schritte S104 bis S108 werden wiederholt.
Wenn die Fertigung von Produkten, deren Zahl der Anzahl von Produkten gleicht, die in den Produktionsplanungsinformationen umfasst sind, abgeschlossen ist, erzeugt das zweite Erzeugungsmodul 210 allgemeine Fertigungsleistungsinformationen auf Basis der Mehrzahl von Stücken von Fertigungsleistungsinformationen von der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302 (Schritt S109). Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen stellen die Fertigungsleistung von Produkten für die gesamte Fertigungszelle dar und stellen veranschaulichend vierte Fertigungsinformationen dar. Beispiele für die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen umfassen den Zellnamen, den Produktnamen, den durchschnittlichen Stromwert, die Gesamtverarbeitungszeit, die durchschnittliche Umgebungstemperatur und die Produktgröße jedes der Produkte, deren Zahl den gefertigten Produkten gleicht die in der Fertigungsmanagementinformationstabelle enthalten sind. Die vierten Fertigungsinformationen sind mit der Fertigung von Produkten assoziiert und die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen und die vierten Fertigungsinformationen sind in einer Fertigungsmaschineneinheit definiert.
Das Ausgabemodul 211 überträgt die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen an die Produktionsplanungseinrichtung 10 (Schritt S110) und eine Reihe von Schritten endet. Das Ausgabemodul 211 gibt die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen durch Übertragen dieser an die Produktionsplanungseinrichtung 10 über die Kommunikationsvorrichtung 201A aus.
Wenn in Schritt S102 ermittelt wird, dass die Produktionsplanungsinformationen für eine Fertigungszelle, die mit dem Zellsteuersystem 20 kommuniziert, nicht definiert sind, überträgt das Übertragungsmodul 207 diese Produktionsplanungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 201B an das Zellsteuersystem 21 (Schritt S111). In diesem Fall hat das Erhaltungsmodul 204 von der Produktionsplanungseinrichtung 10 Produktionsplanungsinformationen, die der Fertigungszelle 31 entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 21 kommuniziert, empfangen. Die Produktionsplanungsinformationen stellen veranschaulichend fünfte Fertigungsinformationen dar.
Das Empfangsmodul 208 befindet sich im Standby, um allgemeine Fertigungsleistungsinformationen vom Zellsteuersystem 21 über die Kommunikationsvorrichtung 201B zu empfangen (Schritt S112). Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen werden auf Basis der Produktionsplanungsinformationen erzeugt, die an das Zellsteuersystem 21 übertragen werden, und stellen veranschaulichend sechste Fertigungsinformationen dar.
Wenn das Empfangsmodul 208 die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen empfängt, überträgt das Ausgabemodul 211 die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen an die Produktionsplanungseinrichtung 10 (Schritt S113) und eine Reihe von Schritten endet. Das Ausgabemodul 211 gibt die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen durch Übertragen dieser an die Produktionsplanungseinrichtung 10 über die Kommunikationsvorrichtung 201A aus.
Das Zellsteuersystem 21 arbeitet gemäß dem als 5 veranschaulichten Ablaufplans wie das Zellsteuersystem 20. Eine Kommunikationsvorrichtung des Zellsteuersystems 21 kommuniziert jedoch mit der Fertigungszelle 31 und dem Zellsteuersystem 20.
In Schritt S101 empfängt ein Erhaltungsmodul des Zellsteuersystems 21 Produktionsplanungsinformationen vom Zellsteuersystem 20 über die Kommunikationsvorrichtung. In Schritt S103 erzeugt ein erstes Erzeugungsmodul des Zellsteuersystems 21 eine Mehrzahl von Stücken von Fertigungsanweisungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 310 bis 312 jeweils der Fertigungszelle 31. Die Fertigungsanweisungsinformationen stellen veranschaulichend siebte Fertigungsinformationen dar. In Schritt S104 überträgt ein Übertragungsmodul des Zellsteuersystems 21 die Fertigungsanweisungsinformationen an jede der Fertigungsmaschinen 310 bis 312 der Fertigungszelle 31. In Schritt S105 empfängt ein Empfangsmodul des Zellsteuersystems 21 Fertigungsleistungsinformationen von jeder der Fertigungsmaschinen 310 bis 312 der Fertigungszelle 31. Die Fertigungsleistungsinformationen stellen veranschaulichend achte Fertigungsinformationen dar. In Schritt S109 erzeugt ein zweites Erzeugungsmodul des Zellsteuersystems 21 allgemeine Fertigungsleistungsinformationen auf Basis der Fertigungsleistungsinformationen von jeder der Fertigungsmaschinen 310 bis 312. In Schritt S110 überträgt ein Ausgabemodul des Zellsteuersystems 21 die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen an das Zellsteuersystem 20 als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen.
Eine beispielhafte Fertigungszellensteuerverarbeitung durch das Zellsteuersystem 20 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Tabellen beschrieben, die als 3A bis 3C und 4 veranschaulicht sind.
Beispielsweise kann eine Zelle A eine Kombination einer Verarbeitungsmaschine C1 und eines Roboters R1, einer Kombination einer Verarbeitungsmaschine C3 und eines Roboters R2 oder eine Kombination einer Verarbeitungsmaschine C3 und eines Roboters R3 umfassen, wie als 3A dargestellt. Des Weiteren kann eine Zelle B eine Kombination einer Verarbeitungsmaschine C2 und eines Roboters R2 umfassen und kann eine Zelle C eine Kombination einer Verarbeitungsmaschine C1 und eines Roboters R2 umfassen. In diesem Fall kann beispielsweise eine Verarbeitungsmaschine C1 in einer Zelle A oder C umfasst sein und kann ein Roboter R2 in einer Zelle A, B oder C umfasst sein.
In diesem Fall werden Produktionsplanungsinformationen zum Anweisen einer Zelle zur Fertigung von fünf Produkten a und Produktionsplanungsinformationen zum Anweisen von Zelle B zur Fertigung von fünf Produkten B übertragen. Des Weiteren ist der aktuelle Status von Verarbeitungsmaschinen C1 und C3 und Robotern R1 und R2 „Im Standby”, ist der aktuelle Status von Verarbeitungsmaschine C2 „In Aktion” und ist der aktuelle Status von Roboter R3 „In Wartung”, wie in 3B veranschaulicht. Die Verarbeitungsmaschine C1 oder C3 und der Roboter R1, R2 und R3 werden vorzugsweise verwendet, um Produkte a durch eine Zelle A zu fertigen, und die Verarbeitungsmaschine C2 und der Roboter R2 werden vorzugsweise verwendet, um Produkte b durch Zelle B zu fertigen. Da die Verarbeitungsmaschine C2 jedoch in Aktion ist, können Produkte b nicht durch Zelle B gefertigt werden. Des Weiteren kann Roboter R3 nicht in Zelle A aufgenommen werden, da der Roboter R3 derzeit gewartet wird.
Anders ausgedrückt sind derzeit nur Zelle A, die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C1 und Roboter R1 umfasst, und Zelle A, die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C3 und Roboter R2 umfasst, verfügbar. Aus diesem Grund wird eine Fertigungsmanagementinformationstabelle erzeugt, um zwei Produkte a (Managementzahlen 1 und 2) durch Zelle A zu fertigen, die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C1 und Roboter R1 umfasst, und um drei Produkte a (Managementzahlen 3 bis 5) durch Zelle A zu fertigen, die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C3 und Roboter R2 umfasst, wie in 4 veranschaulicht. Die Anzahl von Produkten a, die von jeder Zelle A gefertigt werden, kann z. B. auf Basis der Fertigungsgeschwindigkeit jeder Zelle A und der Zurückweisungsrate zuvor gefertigter Produkte ermittelt werden.
Jedes Stück Fertigungsanweisungsinformationen wird erzeugt, um ein Programm P1 und einen Parameter D1 für Verarbeitungsmaschine C1, das Produkte a fertigt, auszuweisen, und um ein Programm P5 und einen Parameter D5 für Roboter R1 auszuweisen, und zwar gemäß der Fertigungsmaschinentabelle, die als 3C dargestellt ist. Gleichermaßen wird jedes Stück Fertigungsanweisungsinformationen wird erzeugt, um ein Programm P4 und einen Parameter D4 für Verarbeitungsmaschine C3, das Produkte a fertigt, auszuweisen, und um ein Programm P6 und einen Parameter D6 für Roboter R2 auszuweisen.
Zelle A (Managementzahl 1), die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C1 und Roboter R1 umfasst, und Zelle A (Managementzahl 3), die eine Kombination von Verarbeitungsmaschine C3 und Roboter R2 umfasst, fertigen Produkte a parallel. Das Überwachungsmodul 206 ändert den Status, der der Managementzahl 1 entspricht, in der Fertigungsmanagementinformationstabelle nach erkannter Aktivierung von Verarbeitungsmaschine C1 und Roboter R1 auf „Gestartet” und ändert den Status, der der Managementzahl 3 entspricht, bei erkannter Aktivierung von Verarbeitungsmaschine C3 und Roboter R2 auf „Gestartet”. Andererseits ändert das Überwachungsmodul 206 den Status, der der Managementzahl 1 entspricht, bei erkanntem Abschluss des Betriebs der Verarbeitungsmaschine C1 und Roboters R1 auf „Abgeschlossen” und ändert den Status, der der Managementzahl 3 entspricht, bei erkanntem Abschluss des Betriebs von Verarbeitungsmaschine C3 und Roboter R2 auf „Abgeschlossen”. Wenn die Fertigung von Produkten a durch Zelle A mit der Managementzahl 1 abgeschlossen wurde, werden Produkte a danach durch Zelle B mit der Managementzahl 2 gefertigt. Wenn die Fertigung von Produkten a durch Zelle A mit der Managementzahl 3 abgeschlossen wurde, werden gleichermaßen Produkte a danach durch Zelle B mit der Managementzahl 4 gefertigt.
Wie oben ausführlich beschrieben, kann die Produktionsplanungseinrichtung 10 bei Betrieben auf Basis des Ablaufplans, wie er in 5 veranschaulicht ist, ein fertigungsbezogenes Management durchführen, indem nur in einer Fertigungszelleneinheit definierte Informationen verarbeitet werden, ohne dass einzelne Fertigungsmaschinen erkannt werden. Somit ist das Fertigungssystem 1 sowohl zu einer effizienten, fehlerfreien Steuerung der Fertigungszellen als auch zu einer einfachen, angemessenen Ausführung von Produktionsplanung, Qualitätsmanagement und Prozessmanagement in der Lage.
Sogar wenn ein beliebiges Produktmodell, das von einer belieben Fertigungszelle gefertigt wurde, sich verändert hat oder sich die Anzahl von Fertigungszellen verändert hat, kann die Produktionsplanungseinrichtung 10 diese Änderungen auf einfache Weise behandeln, indem sie nur Informationen aktualisiert, die mit der Beziehung zwischen den Fertigungszellen und zu fertigenden Produkten assoziiert sind. Sogar wenn eine beliebige Fertigungsmaschine in einer beliebigen Fertigungszelle sich z. B. aufgrund des Ausfalls anderer Fertigungsmaschinen geändert hat, kann die Produktionsplanungseinrichtung 10 diese Änderungen gleichermaßen auf einfache Weise behandeln. Außerdem setzt das Fertigungssystem 1 eine flexible Konfiguration z. B. durch Fertigen nur eines Produkttyps unter Verwendung einer Mehrzahl von Fertigungszellen oder Fertigen einer Mehrzahl von Produkten unter Verwendung nur einer Fertigungszelle um.
(Zweite Ausführungsform)
7 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Das Fertigungssystem 2 hat eine Konfiguration ähnlich jener des Fertigungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Beim Fertigungssystem 2 jedoch ist ein Zellsteuersystem 22 in einer Fertigungsmaschine 320 einer Fertigungszelle 32 angebracht und ist ein Zellsteuersystem 23 in einer Fertigungsmaschine 330 einer Fertigungszelle 33 angebracht.
8 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration des Zellsteuersystems 22 veranschaulicht. Da die Zellsteuersysteme 22 und 23 die gleiche Konfiguration aufweisen, wird das Zellsteuersystem 22 nachstehend repräsentativ beschrieben und werden die Unterschiede zwischen den Zellsteuersystemen 22 und 23 später beschrieben.
Das Zellsteuersystem 22 hat eine Konfiguration ähnlich jener des Zellsteuersystems 20 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Zellsteuersystem 22 ist jedoch in der Fertigungsmaschine 320 angebracht und mit einem Maschineriemodul 323 in der Fertigungsmaschine 320 verbunden. Außerdem kommuniziert eine Kommunikationsvorrichtung 221B mit Fertigungsmaschinen 321 und 322, bei denen es sich nicht um die Fertigungsmaschine 320 handelt, in der Fertigungszelle 32. Des Weiteren umfasst eine Steuervorrichtung 223 ein Maschinensteuermodul 232 zusätzlich zu jedem Modul der Steuervorrichtung 203 gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Überwachungsmodul 226 erhält den aktuellen Status der Fertigungsmaschine 320 vom Maschineriemodul 323.
9 ist ein Ablaufplan, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung durch das Zellsteuersystem 22 veranschaulicht. Die Betriebe für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung werden nachstehend unter Bezugnahme auf den in 9 veranschaulichten Ablaufplan beschrieben. Der folgende Ablauf von Betrieben wird in Zusammenwirkung mit jedem Element des Zellsteuersystems 22 ausgeführt, vorwiegend durch die Steuervorrichtung 223 auf Basis des in einer Speichervorrichtung 222 vorab gespeicherten Programms. Da die Schritte S201, S209 bis S211 und S213 bis S216 in der folgenden Betriebsabfolge gleich wie die Schritte S101, S106 bis S108 und S110 bis S113 sind, wie jeweils als 5 veranschaulicht, wird auf deren Beschreibung verzichtet. Nur die Schritte S202 bis S208 und S212 werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S202 ermittelt das Erhaltungsmodul 224, ob die empfangenen Produktionsplanungsinformationen einer Fertigungszelle entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 22 ausgestattet ist. Die Produktionsplanungsinformationen stellen veranschaulichend erste Fertigungsinformationen dar.
Wenn die Produktionsplanungsinformationen einer Fertigungszelle entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 22 ausgestattet ist, erzeugt ein erstes Erzeugungsmodul 225 Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 320 entsprechen, und Fertigungsanweisungsinformationen, die jeder der Fertigungsmaschinen 321 und 322 entsprechen, auf Basis der Produktionsplanungsinformationen (Schritt S203). Die Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 320 entsprechen, stellen veranschaulichend zweite Fertigungsinformationen dar, und die Fertigungsanweisungsinformationen, die jeder der Fertigungsmaschinen 321 und 322 entsprechen, stellen veranschaulichend dritte Fertigungsinformationen dar.
Ein Übertragungsmodul 227 überträgt die Stücke von Fertigungsanweisungsinformationen, die den Fertigungsmaschinen 321 und 322 entsprechen, über die Kommunikationsvorrichtung 221B an die Fertigungsmaschinen 321 und 322 (Schritt S204).
Das Maschinensteuermodul 232 steuert die Fertigungsmaschine 320 auf Basis der Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 320 entsprechen (Schritt S205).
Das Maschinensteuermodul 232 erzeugt Fertigungsleistungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 320 entsprechen (Schritt S206). Die Fertigungsleistungsinformationen entsprechen den Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 320 entsprechen, und stellen veranschaulichend vierte Fertigungsinformationen dar.
Ein Analysemodul 229 analysiert den Fertigungsstatus auf Basis der erzeugten Fertigungsleistungsinformationen (Schritt S207).
Ein Empfangsmodul 228 befindet sich im Standby, um Fertigungsleistungsinformationen von jeder der Fertigungsmaschinen 321 bis 322 über die Kommunikationsvorrichtung 221B zu empfangen (Schritt S108). Die Fertigungsleistungsinformationen entsprechen den Fertigungsanweisungsinformationen, die jeder der Fertigungsmaschinen 321 und 322 entsprechen, und stellen veranschaulichend fünfte Fertigungsinformationen dar.
In Schritt S212 erzeugt ein zweites Erzeugungsmodul 230 allgemeine Fertigungsleistungsinformationen auf Basis der Fertigungsleistungsinformationen von der Fertigungsmaschine 320 und der Fertigungsleistungsinformationen jeder der Fertigungsmaschinen 321 und 322. Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen stellen veranschaulichend sechste Fertigungsinformationen dar.
Das Zellsteuersystem 23 arbeitet gemäß dem als 9 veranschaulichten Ablaufplans wie das Zellsteuersystem 22. Eine Kommunikationsvorrichtung des Zellsteuersystems 23 kommuniziert jedoch mit dem Zellsteuersystem 22 und den Fertigungsmaschinen 331 und 332 der Fertigungszelle 33. In Schritt S201 empfängt außerdem ein Erhaltungsmodul des Zellsteuersystems 23 Produktionsplanungsinformationen vom Zellsteuersystem 22 über die Kommunikationsvorrichtung. In Schritt S213 überträgt außerdem ein Ausgabemodul des Zellsteuersystems 23 die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen an das Zellsteuersystem 22 als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen.
Wie oben ausführlich beschrieben, ist das Fertigungssystem 2 auch mit den Betrieben auf Basis des Ablaufplans, der als 9 veranschaulicht ist, sowohl zu einer effizienten, fehlerfreien Steuerung der Fertigungszellen als auch zu einer einfachen, angemessenen Ausführung von Produktionsplanung, Qualitätsmanagement und Prozessmanagement in der Lage.
(Dritte Ausführungsform)
10 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Fertigungssystems 3 gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Das Fertigungssystem 3 hat eine Konfiguration ähnlich jener des Fertigungssystems 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Beim Fertigungssystem 3 sind jedoch Zellsteuersysteme 24 bis 26 in Fertigungsmaschinen 340 bis 342 jeweils einer Fertigungszelle 34 angebracht und sind Zellsteuersysteme 27 bis 29 in Fertigungsmaschinen 350 bis 352 jeweils einer Fertigungszelle 35 angebracht. Die Zellsteuersysteme 24 bis 29 sind in Gänseblümchenkettenkonfiguration miteinander verbunden und kommunizieren mit jeweiligen benachbarten Zellsteuersystemen. Man bemerke, dass die Zellsteuersysteme 24 bis 29 in einer Ringkonfiguration oder in einer Sternkonfiguration miteinander verbunden sein können, wobei das Zellsteuersystem 24, das mit einer Produktionsplanungseinrichtung 10 kommuniziert, das Zentrum dieser bildet.
11 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration des Zellsteuersystems 24 veranschaulicht. Da die Zellsteuersysteme 24 bis 29 die gleiche Konfiguration aufweisen, wird das Zellsteuersystem 24 nachstehend repräsentativ beschrieben und werden die Unterschiede zwischen dem Zellsteuersystemen 24 und anderen Zellsteuersystemen später beschrieben.
Das Zellsteuersystem 24 hat eine Konfiguration ähnlich jener des Zellsteuersystems 20 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Zellsteuersystem 24 ist jedoch in der Fertigungsmaschine 340 angebracht und mit einem Maschineriemodul 343 in der Fertigungsmaschine 340 verbunden. Außerdem kommuniziert eine Kommunikationsvorrichtung 241B nur mit dem Zellsteuersystem 25, das in der Fertigungsmaschine 341 der Fertigungszelle 34 angebracht ist und sich von der Fertigungsmaschine 340 unterscheidet, ohne mit jeder Fertigungsmaschine zu kommunizieren. Des Weiteren umfasst eine Steuervorrichtung 243 ein Maschinensteuermodul 252 zusätzlich zu jedem Modul der Steuervorrichtung 203 gemäß der ersten Ausführungsform. Ein Überwachungsmodul 246 erhält den aktuellen Status der Fertigungsmaschine 340 vom Maschineriemodul 343.
12 ist ein Ablaufplan, der Vorgänge für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung durch das Zellsteuersystem 24 veranschaulicht. Die Betriebe für eine Fertigungszellensteuerverarbeitung werden nachstehend unter Bezugnahme auf den in 12 veranschaulichten Ablaufplan beschrieben. Der folgende Ablauf von Betrieben wird in Zusammenwirkung mit jedem Element des Zellsteuersystems 24 ausgeführt, vorwiegend durch die Steuervorrichtung 243 auf Basis des in einer Speichervorrichtung 242 vorab gespeicherten Programms. Da die Schritte S301 und S310 bis S313 in der folgenden Betriebsabfolge gleich wie die Schritte S101 und S110 bis S113 sind, wie jeweils als 5 veranschaulicht, wird auf deren Beschreibung verzichtet. Nur die Schritte S302 bis S309 werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S302 ermittelt das Erhaltungsmodul 244, ob die empfangenen Produktionsplanungsinformationen einer Fertigungszelle entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 24 ausgestattet ist.
Wenn die Produktionsplanungsinformationen einer Fertigungszelle entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 24 ausgestattet ist, überträgt ein Übertragungsmodul 247 die Produktionsplanungsinformationen zur Zellsteuersystem 25, das über die Kommunikationsvorrichtung 241B mit dem Zellsteuersystem 24 kommuniziert. Das Zellsteuersystem 25 als Übertragungsziel der Produktionsplanungsinformationen unterscheidet sich von der Produktionsplanungseinrichtung 10 als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen. Da die Produktionsplanungsinformationen einer Fertigungszelle entsprechen, die mit dem Zellsteuersystem 24 ausgestattet ist, überträgt das Übertragungsmodul 247 die Produktionsplanungsinformationen nicht, wenn das Zellsteuersystem, das mit dem Zellsteuersystem 24 kommuniziert, in einer Fertigungszelle angebracht ist, die sich von der mit dem Zellsteuersystem 24 ausgestatteten unterscheidet. Die Produktionsplanungsinformationen stellen veranschaulichend erste Fertigungsinformationen dar.
Ein erstes Erzeugungsmodul 245 erzeugt Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 340 entsprechen, auf Basis der Produktionsplanungsinformationen (Schritt S304). Die Fertigungsanweisungsinformationen stellen veranschaulichend zweite Fertigungsinformationen dar.
Das Maschinensteuermodul 252 steuert die Fertigungsmaschine 340 auf Basis der Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 340 entsprechen (Schritt S305).
Das Maschinensteuermodul 252 erzeugt Fertigungsleistungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 340 entsprechen (Schritt S306). Die Fertigungsleistungsinformationen entsprechen den Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 340 entsprechen, und stellen veranschaulichend dritte Fertigungsinformationen dar.
Ein Analysemodul 249 analysiert den Fertigungsstatus auf Basis der erzeugten Fertigungsleistungsinformationen (Schritt S307).
Ein Empfangsmodul 248 befindet sich im Standby, um allgemeine Fertigungsleistungsinformationen vom Zellsteuersystem 25 als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen zu empfangen (Schritt S308). Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen werden auf Basis der Produktionsplanungsinformationen erzeugt, die an das Zellsteuersystem 25 übertragen werden, und stellen veranschaulichend vierte Fertigungsinformationen dar. Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen werden auf Basis der Fertigungsanweisungsinformationen erzeugt, die jeder der Fertigungsmaschinen 341 und 342, bei denen es sich nicht um die Fertigungsmaschine 340 handelt, der Fertigungszelle 34 entsprechen.
Ein zweites Erzeugungsmodul 250 erzeugt allgemeine Fertigungsleistungsinformationen für die gesamte Fertigungszelle 34 auf Basis der Fertigungsleistungsinformationen von der Fertigungsmaschine 340 und der allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen vom Zellsteuersystem 25 (Schritt S309). Die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen stellen veranschaulichend fünfte Fertigungsinformationen dar.
Die Zellsteuersysteme 25 bis 29 arbeiten gemäß dem als 12 veranschaulichten Ablaufplans wie das Zellsteuersystem 24. Eine Kommunikationsvorrichtung jedes der Zellsteuersysteme 25 bis 29 kommuniziert jedoch mit zwei benachbarten Zellsteuersystemen. Die Kommunikationsvorrichtung jedes der Zellsteuersysteme 25 bis 29 kommuniziert mit einem benachbarten Zellsteuersystem, und zwar unabhängig davon, ob letzteres Zellsteuersystem in einer Fertigungszelle angebracht ist, die mit dem ersteren Zellsteuersystem ausgestattet ist. Eine Vorrichtung oder Einrichtung (oder ihre eigene Kommunikationsvorrichtung) in einem beliebigen der Zellsteuersysteme 27 bis 29, die in der Fertigungszelle 35 angebracht sind, kann direkt kommunikationsfähig mit dem Zellsteuersystem 24 verbunden sein, das mit der Produktionsplanungseinrichtung 10 kommuniziert.
In Schritt S301 empfängt ein Erhaltungsmodul jedes der Zellsteuersysteme 25 bis 29 Produktionsplanungsinformationen, die einer Fertigungszelle entsprechen, die mit diesem Zellsteuersystem ausgestattet ist, von einem benachbarten Zellsteuersystem über die Kommunikationsvorrichtung. In Schritt S303 überträgt ein Übertragungsmodul jedes der Zellsteuersysteme 25 bis 29 die Produktionsplanungsinformationen an ein Zellsteuersystem, das mit diesem Zellsteuersystem kommuniziert und sich von dem Zellsteuersystem als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen unterscheidet. In Schritt S310 überträgt ein Ausgabemodul jede der Zellsteuersysteme 25 bis 29 die allgemeinen Fertigungsleistungsinformationen an das Zellsteuersystem als Übertragungsquelle der Produktionsplanungsinformationen.
Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 341 entsprechen und von einem ersten Erzeugungsmodul des Zellsteuersystems 25 in Schritt S304 erzeugt werden, stellen veranschaulichend sechste Fertigungsinformationen dar. Fertigungsleistungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 341 entsprechen und von einem Maschinensteuermodul des Zellsteuersystems 25 in Schritt S306 erzeugt werden, stellen veranschaulichend siebte Fertigungsinformationen dar.
Produktionsplanungsinformationen, die von dem Erhaltungsmodul des Zellsteuersystems 27 in Schritt S301 empfangen werden, stellen veranschaulichend achte Fertigungsinformationen dar. Fertigungsanweisungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 350 entsprechen und von einem ersten Erzeugungsmodul des Zellsteuersystems 27 in Schritt S304 erzeugt werden, stellen veranschaulichend neunte Fertigungsinformationen dar. Fertigungsleistungsinformationen, die der Fertigungsmaschine 350 entsprechen und von einem Maschinensteuermodul des Zellsteuersystems 27 in Schritt S306 erzeugt werden, stellen veranschaulichend zehnte Fertigungsinformationen dar. Allgemeine Fertigungsleistungsinformationen, die von einem zweiten Erzeugungsmodul des Zellsteuersystems 27 in Schritt S309 erzeugt werden, stellen veranschaulichend elfte Fertigungsinformationen dar.
Wie oben ausführlich beschrieben, ist das Fertigungssystem 3 auch mit den Betrieben auf Basis des Ablaufplans, der als 12 veranschaulicht ist, sowohl zu einer effizienten, fehlerfreien Steuerung der Fertigungszellen als auch zu einer einfachen, angemessenen Ausführung von Produktionsplanung, Qualitätsmanagement und Prozessmanagement in der Lage.
Auch wenn oben bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, liegt keine Einschränkung auf die Ausführungsformen vor.
13 ist ein schematisches Blockschaubild, das weiteres beispielhaftes Zellsteuersystem veranschaulicht.
Ein Zellsteuersystem 40, das als 13 veranschaulicht ist, kann anstatt der Zellsteuersysteme 20 bis 29 in den Fertigungssystemen 1 bis 3, wie als 1, 7 bzw. 10 veranschaulicht, verwendet werden. Das Zellsteuersystem 40, das als 13 gezeigt ist, umfasst eine Mehrzahl von Zellsteuereinrichtungen 400, 401 ... Die Zellsteuereinrichtungen 400 und 401 des Zellsteuersystems 40 sind zur Kommunikation untereinander in der Lage. Jede der Zellsteuereinrichtungen 400 und 401 hat die gleiche Funktion wie jene einer Zellsteuereinrichtung eines beliebigen der Zellsteuersysteme 20 bis 29.
Die Zellsteuereinrichtungen 400 und 401 können die gleichen Funktionen wie die Zellsteuersysteme 20 bis 29 aufweisen, um all diese Funktionen umzusetzen. In diesem Fall können die Zellsteuereinrichtungen 400 und 401 diese gleichen Funktionen auf eine beliebige Weise aufweisen und jeweilige Module der Zellsteuersysteme, einschließlich jeweiliger Module in den Steuervorrichtungen, sind entsprechend austauschbar in jeder der Zellsteuereinrichtung 400 oder 401 angeordnet.
Anstatt einer Mehrzahl von Fertigungszellen, kann zumindest eine Fertigungszelle ausreichend sein, um jedes der Fertigungssysteme 1 bis 3 umzusetzen. Gleichermaßen kann anstatt einer Mehrzahl von Zellsteuersystemen zumindest ein Zellsteuersystem, das mit der Produktionsplanungseinrichtung 10 kommuniziert, ausreichend sein, um jedes der Fertigungssysteme 1 bis 3 umzusetzen. Außerdem kann jedes der Fertigungssysteme 1 bis 3 einen willkürlichen Computer anstatt der Produktionsplanungseinrichtung 10 verwenden.
Bei den Fertigungssystemen 1 bis 3 können die Zellsteuereinrichtungen 200, 220 und 240 Eingabevorrichtungen wie z. B. Tastaturen und Anzeigevorrichtungen wie z. B. Anzeigebildschirme umfassen. In diesem Fall kann jede der Zellsteuereinrichtungen 200, 220 und 240 Fertigungsleistungsinformationen von der Eingabevorrichtung gemäß einem Betrieb des Benutzers erhalten, anstatt sie von der Produktionsplanungseinrichtung 10 zu erhalten. Gleichermaßen kann jede der Zellsteuereinrichtungen 200, 220 und 240 allgemeine Fertigungsleistungsinformationen an die Anzeigevorrichtung ausgeben, anstatt diese an die Produktionsplanungseinrichtung 10 zu übertragen.
Auch wenn die ersten bis dritten Ausführungsformen und ein weiteres Beispiel des Zellsteuersystems oben beschrieben wurden, ist jedes der ersten Erzeugungsmoduls und des zweiten Erzeugungsmoduls z. B. in einem Funktionsmodul, das in eine Software integriert ist, die auf dem Prozessor ausgeführt wird, oder eine integrierte Schaltung, einen Mikroprozessor oder Firmware umgesetzt. Anders ausgedrückt können bevorzugte Fertigungsinformationen gemäß diversen Zuständen erzeugt werden, der Erzeugungsprozess selbst ist jedoch nicht variabel. Wenn ein Verfahren zum effizienten Steuern der Fertigungszelle vorab ermittelt wird, werden der Produkttyp, die Spezifikationen, die Anzahl zu fertigender Produkten, das vereinbarte Lieferdatum und dergleichen vorab angenommen, in der Praxis ist allerdings schwierig, all ihre Variationen zufriedenstellend zu behandeln. Wenn der Produkttyp, die Spezifikationen, die Anzahl zu fertigender Produkte, das vereinbare Lieferdatum oder dergleichen stärker als erwartet variiert bzw. variieren, ist es ggf. nicht mehr möglich, bevorzugte Fertigungsinformationen zu erzeugen. Das Ändern des Softwaretyps in Reaktion auf jede solche Variation, wie festgestellt, erhöht lediglich die Belastung des Benutzers oder Programmierers.
Informationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und die die Fertigungsstätte repräsentieren, in der eine Mehrzahl von Fertigungsmaschine eine Mehrzahl von Produkten fertigt, sind im Allgemeinen sehr großvolumig. Aus diesem Grund ist es schwierig, den Typ von Informationen zu ermitteln, die sich zum Repräsentieren eines Merkmals des Fertigungsstatus und des Typs des Prozesses, der wünschenswerterweise durchgeführt wird, zu ermitteln, so dass Informationen komprimiert werden.
Bei der folgenden vierten Ausführungsform ist das Zellsteuersystem gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Lernvorrichtung ausgestattet, die lernt, Fertigungsanweisungsinformationen auszugeben, um eine höchste Fertigungseffizienz zu erzielen, in den Fertigungsleistungsinformationen für bestimmte Produktionsplanungsinformationen, indem sie das Lernen während der Fertigung immer wieder wiederholt. Relevante Informationen werden aus den gesammelten Informationen ausgewählt und ein genauer Evaluierungswert wird erhalten, um allgemeine Fertigungsleistungsinformationen zu komprimieren.
(Vierte Ausführungsform)
14 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration eines Produktionssystems 4 gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
Beim Produktionssystem 4 gemäß der vierten Ausführungsform, sind, anders als die Zellsteuersysteme 20 und 21 gemäß der dritten Ausführungsform, Zellsteuersysteme 22 und 23 mit Lernvorrichtungen 60 bzw. 61 bereitgestellt, und andere Teile der vierten Ausführungsform sind wie bei der fünften Ausführungsform. 15 ist ein Blockschaubild, das eine beispielhafte schematische Konfiguration des Zellsteuersystems 22 veranschaulicht. Da die Lernvorrichtungen 60 und 61, die in den Zellsteuersystemen 22 bzw. 23 angebracht sind, die gleiche Konfiguration aufweisen, wird nachstehend die Lernvorrichtung 60 des Zellsteuersystems 22 repräsentativ beschrieben.
Die Lernvorrichtung 60 umfasst eine erste Lernvorrichtung 280, die in einem ersten Erzeugungsmodul 265 angebracht ist, und eine zweite Lernvorrichtung 281, die in einem zweiten Erzeugungsmodul 270 angebracht ist. Die erste Lernvorrichtung 280 erzeugt zwei Fertigungsinformationen für jede der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302 einer Fertigungszelle 30 auf Basis von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert und mit der Fertigung von Produktion aus einer Produktionsplanungseinrichtung 10 definiert sind. Die zweite Lernvorrichtung 281 erzeugt vierte Fertigungsinformationen in einer Fertigungszelleneinheit auf Basis von dritten Fertigungsinformationen für jede Fertigungsmaschine, die den zweiten Fertigungsinformationen entspricht, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302. Man bemerke, dass die erste Lernvorrichtung 280 einen Teil der dritten Fertigungsinformationen als Eingebe verwendet und die zweite Lernvorrichtung 281 einen Teil der ersten Fertigungsinformationen als Eingabe verwendet.
16 ist ein Grundsatzblockschaubild einer Lernvorrichtung.
Die erste Lernvorrichtung 280 und die zweite Lernvorrichtung 281 weisen die Konfiguration einer Lernvorrichtung 50 auf, wie als 16 gezeigt. Die erste Lernvorrichtung 280 wird zuerst beschrieben.
Die erste Lernvorrichtung 280 umfasst ein Statusbeobachtungsmodul 501 und ein Lernmodul 502. Das Statusbeobachtungsmodul 501 beobachtet eine Statusvariable, die erste Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert und mit der Fertigung von Produktion aus der Produktionsplanungseinrichtung 10 assoziiert sind, und einen Teil von dritten Fertigungsinformationen für jede Fertigungsmaschine, die den zweiten Fertigungsinformationen entspricht, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen 300 bis 302, umfassen.
Das Lernmodul 502 lernt einen Prozess zum Erzeugen von zweiten Fertigungsinformationen auf Basis der ersten Fertigungsinformationen gemäß einem Datensatz, der auf Basis der vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachteten Statusvariable erzeugt wird.
17 ist ein Ablaufplan, der den Betriebsablauf eines Maschinenlernverfahrens für die erste Lernvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
Das Maschinenlernverfahren für die erste Lernvorrichtung 280 umfasst einen Statusbeobachtungsschritt S401 und einen Lernschritt S402.
Der Statusbeobachtungsschritt S401 wird vom Statusbeobachtungsmodul 501 durchgeführt, d. h. erste Fertigungsinformationen werden von einem Erhaltungsmodul 264 erhalten und dritte Fertigungsinformationen von einem Empfangsmodul 268 werden beobachtet.
Ein Lernschritt S403 wird vom Lernmodul 502 durchgeführt, d. h. ein Prozess zum Erzeugen von zweiten Fertigungsinformationen wird gemäß einem Datensatz gelernt, der auf Basis der von dem Statusbeobachtungsmodul 501 beobachteten Statusvariable erzeugt wird.
Das Lernmodul 502 kann einen beliebigen Typ von Lernalgorithmus verwenden. Die Lernvorrichtung agiert so, dass sie z. B. einen nützliche Regel, eine Wissensdarstellung und ein Ermittlungskriterium durch Analyse aus einem Datensatz extrahiert, der in die Vorrichtung eingegeben wurde, die Ermittlungsergebnisse ausgibt und Wissen lernt. Eine Vielzahl von Techniken ist verfügbar und grob in „überwachtes Lernen”, „unüberwachtes Lernen” und „Verstärkungslernen” zu klassifizieren. Um diese Techniken umzusetzen, ist eine weitere Technik verfügbar, die „tiefes Lernen” genannt wird, bei dem die Extraktion von Merkmalsmengen selbst gelernt wird. Diese Maschinenlerntypen (Maschinenlernvorrichtung 1) werden unter Verwendung von z. B. GPGPU (General Purpose Computing on Graphics Processing Units) oder großskaligen PC-Gruppierungen umgesetzt.
Die Verwendung des Verstärkungslernen wird nachstehend als Beispiel unter Bezugnahme auf die 18 und 19 beschrieben. „Überwachtes Lernen”, „unüberwachtes Lernen” und dergleichen werden später beschrieben.
18 ist ein Grundsatzblockschaubild der ersten Lernvorrichtung, auf die ein Verstärkungslernen angewandt wird, gemäß der vierten Ausführungsform.
Das Lernmodul 502 umfasst ein Vergütungsberechnungsmodul 511 und ein Modul 512 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel. Da Komponenten, bei denen es sich nicht um das Vergütungsberechnungsmodul 511 und das Modul 512 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel handelt, gleich wie die in 16 veranschaulichten sind, bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Komponenten und auf deren ausführliche Beschreibung wird verzichtet.
Das Vergütungsberechnungsmodul 511 berechnet eine Vergütung auf Basis der dritten Fertigungsinformationen, die vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachtet werden. Die dritten Fertigungsinformationen sind Fertigungsleistungsinformationen, wie als 6C dargestellt, und können des Weiteren z. B. die bei der Fertigung verbrauchte Energie und die Ausfallsrate umfassen.
Das Modul 512 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel lernt eine Funktion (Aktionswerttabelle) zum Erzeugen von zweiten Fertigungsinformationen auf Basis der vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachteten Statusvariable und der vom Vergütungsberechnungsmodul 511 berechneten Vergütung. Ein Verfahren zum Lernen der Funktion (Aktionswerttabelle) wird später beschrieben.
Das Lernmodul 502 kann die vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachtete Statusvariable in einer Mehrschichtstruktur berechnen und die Funktion (Aktionswerttabelle) in Echtzeit aktualisieren oder Informationen während der Fertigung einer gewissen Anzahl von Produkten akkumulieren, eine neue Funktion (Aktionswerttabelle) anhand der akkumulierten Informationen berechnen und schließlich die Funktion unter Berücksichtigung von z. B. erwarten Wirkungen ändern oder ermitteln. Das Lernmodul 502 kann z. B. die Funktion (Aktionswerttabelle) zum Ermitteln von zweiten Fertigungsinformationen gemäß einem Modell eines neuronalen Netzwerks auf Basis der vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachteten Statusvariable und der vom Vergütungsberechnungsmodul 511 berechneten Vergütung aktualisieren. Als Verfahren zum Berechnen der Statusvariable in einer Mehrschichtstruktur ist z. B. ein neuronales Mehrschichtnetzwerk verfügbar, wie als 23 (wird später beschrieben) veranschaulicht.
19 ist ein Ablaufplan, der den Betriebsablauf eines Maschinenlernverfahrens veranschaulicht, auf das ein Verstärkungslernen angewandt wird, in der ersten Lernqvorrichtung 280.
Zunächst beobachtet das Statusbeobachtungsmodul 501 im Statusbeobachtungsschritt S401 eine Statusvariable, die erste Fertigungsinformationen und einen Teil von dritten Fertigungsinformationen umfasst.
Das Vergütungsberechnungsmodul 511 berechnet im Vergütungsberechnungsschritt S402-1 eine Vergütung auf Basis des Teils der dritten Fertigungsinformationen, die vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachtet werden.
Das Modul 512 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel ändert im Steuerwechselschritt S402-2 die Funktion (Aktionswerttabelle) zum Erzeugen von zweiten Fertigungsinformationen auf Basis der vom Statusbeobachtungsmodul 501 beobachteten Statusvariable und der vom Vergütungsberechnungsmodul 511 berechneten Vergütung.
Die erste Lernvorrichtung 280 wird nun ausführlicher beschrieben.
20 ist ein Grundsatzblockschaubild, das die erste Lernvorrichtung veranschaulicht.
Die erste Lernvorrichtung 280 umfasst ein Statusbeobachtungsmodul 290, ein zweites Fertigungsinformationserzeugungsmodul 291, ein Vergütungsberechnungsmodul 292 und ein Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel. Das Statusbeobachtungsmodul 290 beobachtet als Statusvariable erste Fertigungsinformationen und einen Teil von dritten Fertigungsinformationen, die verwendet werden, um eine Vergütung zu berechnen. Das zweite Fertigungsinformationserzeugungsmodul 291 erzeugte zweite Fertigungsinformationen auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Das Vergütungsberechnungsmodul 292 berechnet eine Vergütung auf Basis des Teils der dritten Fertigungsinformationen. Das Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel ändert die Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291 in die Richtung, in der Erhalt einer größeren Vergütung zu erwarten ist, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen und der Vergütung. Zu diesem Zeitpunkt können, da bei einer Änderung einer Funktion (Aktionswerttabelle) ein ernstes Problem auftreten kann, die ersten Fertigungsinformationen und die Vergütung in Assoziation miteinander gespeichert werden, bis Informationen zu einer gewissen Anzahl von Produkten erhalten werden, und eine neue Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291 kann auf Basis einer vordefinierten Menge oder mehr von gespeicherten Informationen berechnet werden. Das Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel verifiziert wünschenswerterweise, dass die berechnete neue Funktion (Aktionswerttabelle) korrekt arbeitet und aktualisiert danach die neue Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291.
21 ist ein Ablaufplan, der eine Betriebsabfolge veranschaulicht, gemäß der die erste Lernvorrichtung 280 unter Verwendung von Verstärkungslernen lernt, gemäß der vierten Ausführungsform.
In Schritt S501 werden zweite Fertigungsinformationen auf Basis der ersten Fertigungsinformationen erzeugt und diese werden an die Fertigungszelle 30 ausgegeben.
In Schritt S502 fertigt die Fertigungszelle 30 gemäß den zweiten Fertigungsinformationen.
In Schritt S502 erfasst das Empfangsmodul 268 dritte Fertigungsinformationen und beobachtet das Statusbeobachtungsmodul 290 der ersten Lernvorrichtung 280 als Statusvariable die ersten Fertigungsinformationen und einen Teil der dritten Fertigungsinformationen und gibt den Teil der dritten Fertigungsinformationen an das Vergütungsberechnungsmodul 292 aus.
Das Vergütungsberechnungsmodul 292 berechnet in Schritt S504 eine Vergütung auf Basis des Teils der dritten Fertigungsinformationen.
In Schritt S505 speichert das Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel die ersten Fertigungsinformationen und die Vergütung in Assoziation miteinander.
In Schritt S506 wird ermittelt, ob die Menge an akkumulierten Daten ausreichend ist, um die Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291 zu ändern. Wenn in Schritt S506 „NEIN” ermittelt wird, kehrt der Prozess zu Schritt S501 zurück; andernfalls setzt der Prozess mit Schritt S507 fort. Die Schritte S505 und S506 sind nicht erforderlich, wenn die Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291 auf Basis der Vergütung für jeden Fertigungsbetrieb geändert wird. Eine weitere Modifikation ist möglich, bei der die Schritte S505 und S506 ausgeführt werden, bis eine gewisse Informationsmenge seit Beginn des Betriebs des Produktionssystems akkumuliert wurde, und danach überspringt der Prozess die Schritte S505 und S506 und geht zu Schritt S507 über.
Das Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel führt in Schritt S507 einen Aktualisierungsprozess zum Ändern der Funktion (Aktionswerttabelle) des zweiten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 291 in die Richtung durch, in der Erhalt einer größeren Vergütung zu erwarten ist, und der Prozess kehrt zu Schritt S501 zurück. Danach werden die Prozesse in den Schritten S501 bis S507 während des Betriebs des Produktionssystems wiederholt.
Die erste Lernvorrichtung 280 wird nun ausführlicher beschrieben. Die erste Lernvorrichtung 280 agiert so, dass sie z. B. einen nützliche Regel, eine Wissensdarstellung und ein Ermittlungskriterium durch Analyse aus einem eingegeben Datensatz extrahiert, die Ermittlungsergebnisse ausgibt und Wissen lernt. Lernalgorithmen für die erste Lernvorrichtung 280 werden grob in „überwachtes Lernen”, „unüberwachtes Lernen” und „Verstärkungslernen” klassifiziert, wie oben beschrieben. Um diese Techniken umzusetzen, ist eine weitere Technik verfügbar, die „tiefes Lernen” genannt wird, bei dem die Extraktion von Merkmalsmengen selbst gelernt wird. Diese Maschinenlerntypen (Maschinenlernvorrichtung 1) werden unter Verwendung von z. B. GPGPU (General Purpose Computing on Graphics Processing Units) oder großskaligen PC-Gruppierungen umgesetzt.
Beim „überwachten Lernen” wird eine große Anzahl von Datensätzen gewisser Eingaben und Ergebnisse (Markierungen) in eine Maschinenlernvorrichtung gespeist, um Merkmale zu lernen, die in diesen Datensätzen zu beobachten sind, und um ein Modell zum Schätzen des Ergebnisses anhand der Eingabe, d. h. deren Beziehung, induktiv zu erfassen. Dieses überwachte Lernen kann auf die vierte Ausführungsform angewandt werden, um zweite Fertigungsinformationen auf Basis der ersten Fertigungsinformationen zu ermitteln. „Überwachtes Lernen” kann unter Verwendung eines Algorithmus wie z. B. eines neuronalen Netzwerks (wird später beschrieben) umgesetzt werden.
„Unüberwachtes Lernen” ist eine Technik zum Speisen von nur Eingabedaten in die erste Lernvorrichtung 280 in großen Mengen, um die Verteilung der Eingabedaten zu lernen und wiederum eine Vorrichtung zu lernen, die z. B. eine Komprimierung, Klassifizierung und Formung durchführt, für die Eingabedaten, ohne entsprechende Lehrerausgabedaten. Dies ermöglicht z. B. das Gruppieren von Merkmalen, die in diesen Datensätzen beobachtet werden, in ähnliche Merkmale. Das erhaltene Ergebnis kann verwendet werden, um eine beliebige Norm zu definieren und Ausgaben zuzuweisen, um eine Optimierung davon zu erzielen, wodurch eine Ausgabe prognostiziert wird.
Eine Zwischenproblemstufe zwischen „unüberwachtem Lernen” und „überwachtem Lernen” ist ebenfalls verfügbar und wird „halbüberwachtes Lernen” genannt. Das „halbüberwachte Lernen” kommt zur Anwendung, wenn nur manche Daten als Datensätze von Eingaben und Ausgaben dienen und die restlichen Daten nur Eingaben umfassen (z. B. Simulationsdaten).
Das Verwenden des Verstärkungslernens als Lernalgorithmus für die erste Lernvorrichtung 280 wird zunächst als Beispiel beschrieben.
Eine Verstärkungslernproblemstufe wird wie folgt angesehen:
Die erste Lernvorrichtung 280 beobachtet erste Fertigungsinformationen und einen Teil von dritten Fertigungsinformationen, um zweite Fertigungsinformationen (Aktion) zu ermitteln;
Die Umgebung kann sich je nach einer beliebigen Regel ändern und eine einzelne Person kann die Umgebung durch eine eigene Aktion ändern;
Ein Vergütungssignal wird jedes Mal zurückgegeben, wenn eine Aktion durchgeführt wird;
Ein Ziel besteht darin, die Vergütung zu maximieren;
Das Lernen beginnt in dem Status, bei dem ein durch die Aktion geliefertes Ergebnis zur Gänze unbekannt oder nur unvollständig bekannt ist. Anders ausgedrückt kann das Ergebnis (Produkt) des Betriebs des Produktionssystems nur dann als Daten erhalten werden, nachdem das Produktionssystem tatsächlich arbeitet. Dies bedeutet, dass eine optimale Aktion vorzugsweise durch die Versuchs-und-Irrtum-Methode gesucht wird; und
Das Lernen kann an einem guten Startpunkt gestartet werden, unter der Annahme, dass der Status, in dem das Lernen vorab durchgeführt wurde, um menschliches Verhalten nachzuahmen (eine Technik, wie z. B. das oben erwähnte überwachte Lernen oder umgekehrtes Verstärkungslernen), anfänglich ist.
Beim „Verstärkungslernen” wird neben dem Ermitteln und Klassifizieren eine Aktion gelernt, um eine geeignete Aktion unter Berücksichtigung von Interaktionen zu lernen, denen die Umgebung durch Aktion ausgesetzt ist, d. h. zu lernen, die in der Zukunft zu erhaltende Vergütung zu maximieren. Dies bedeutet, dass die vierte Ausführungsform eine Aktion erfassen kann, die die Zukunft beeinflusst, z. B. in der Lage ist, zweite Fertigungsinformationen zu ermitteln, die verfügbar sind, um Produkte zufriedenstellend zu fertigen, und zwar auf Basis der ersten Fertigungsinformationen. Auch wenn auf diese Beschreibung ein Beispiel zum Q-Learning folgt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Das Q-Learning ist ein Verfahren zum Lernen eines Werts Q(s, a) zum Auswählen einer Aktion a in einem bestimmten Umgebungszustand s. Anders ausgedrückt kann eine Aktion a mit dem höchsten Wert Q(s, a) im bestimmten Zustand s als optimale Aktion ausgewählt werden. Zunächst ist ein korrekter Wert Q(s, a) für ein Paar eines Status s und einer Aktion a jedoch zur Gänze unbekannt. Der Akteur (das Subjekt einer Aktion) wählt diverse Aktionen a im bestimmten Zustand s aus und Vergütungen werden für die Aktionen a angeboten. Bei diesem Betrieb lernt der Akteur die Auswahl einer besseren Aktion, d. h. eines korrekten Werts Q(s, a).
Um die Summe von Vergütungen, die in der Zukunft infolge der Aktionen zu erhalten sind, ist Q(s, a) = E[Σγ^tr_t] schließlich zu erfüllen. Der erwartete Wert wird in Reaktion auf eine Änderung eines Status angenommen, der auf eine optimale Aktion folgt, und ist ein unbekannter Wert, der durch Suche gelernt wird. Ein Aktualisierungsausdruck eines solchen Werts Q(s, a) ist z. B. gegeben durch:
wobei s_t der Umgebungsstatus zu einem Zeitpunkt t ist und a_t die Aktion zu einem Zeitpunkt t ist. Nach der Aktion a_t ändert sich der Status zu s_t+1. r_t+1 ist die Vergütung die nach einer Statusänderung erhalten wird. Der Term, der max angebunden ist, ist das Produkt des Q-Werts, multipliziert mit γ, wenn eine Aktion a, die den höchsten Q-Wert aufweist, der im Status s_t+1 bekannt ist, ausgewählt wird. γ ist ein Parameter, der Diskontierungsfaktor genannt wird, und erfüllt 0 < γ ≤ 1. α ist ein Lernfaktor und erfüllt 0 < α ≤ 1.
Der Ausdruck (1) stellt ein Verfahren zum Aktualisieren des Evaluierungswerts Q(s_t, a_t) der Aktion a_t im Status s_t auf Basis der Vergütung r_t+1, die als Ergebnis des Versuchs a_t zurückgegeben wird, dar. Wenn der Evaluierungswert Q(s_t+1, max a_t+1) der besten Aktion max a im darauffolgenden Status auf Basis der Summe der Vergütung r_t+1 und der Aktion a größer als der Evaluierungswert Q(s_t, a_t) der Aktion a im Status s ist, wird Q(s_t, a_t) erhöht; andernfalls wird Q(s_t, a_t) verringert. Anders ausgedrückt wird der Wert einer bestimmten Aktion in einem bestimmten Status dem Wert der besten Aktion im darauffolgenden Status auf Basis der Vergütung, die als Ergebnis unmittelbar zurückgegeben wird, und der bestimmten Aktion nähergebracht.
Verfahren zum Repräsentieren von Q(s, a) am Computer umfassen ein Verfahren zum Halten der numerischen Werte von Paaren aus ausschließlich Status und Aktion (s, a) in Form einer Tabelle (Aktionswerttabelle) und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Funktion, die Q(s, a) approximiert. Beim letzteren Verfahren kann der oben erwähnte Aktualisierungsausdruck durch Anpassen des Parameters einer Approximationsfunktion unter Verwendung einer Technik wie z. B. der Methode des stochastischen Gradientenabstiegs umgesetzt werden. Ein neuronales Netzwerk (das später beschrieben wird) kann als Approximationsfunktion verwendet werden.
Neuronale Netzwerke können ebenfalls als Approximationsalgorithmen für Wertfunktionen beim überwachten Lernen, unüberwachten Lernen und Verstärkungslernen verwendet werden. Das neuronale Netzwerk wird z. B. als arithmetische Vorrichtung und ein Speicher umgesetzt, die ein neuronales Netzwerk umsetzen, das ein Modell von Neuronen imitiert, wie z. B. in 8 veranschaulicht. 22 ist ein schematisches Schaubild, das ein Neuronenmodell darstellt.
Die Neuronen dienen zur Ausgabe einer Ausgabe y für eine Mehrzahl von Eingaben x y = f_k(Σ n / i=1x_iw_i – θ) (2) (22 veranschaulicht Eingaben x1 bis x3 als Beispiel), wie als 22 veranschaulicht. Jede der Eingaben x1 bis x3 wird mit einem Gewicht w (w1 bis w3) multipliziert, das der Eingabe x entspricht. Mit diesem Betrieb geben die Neuronen die Ausgabe y aus durch:
wobei θ das Bias ist und f_k die Aktivierungsfunktion ist.
Man bemerke, dass die Eingabe x, die Ausgabe y und das Gewicht w allesamt Vektoren sind.
Ein neuronales Netzwerk mit dem Gewicht von drei Schichten, die die oben erwähnten Neuronen miteinander kombinieren, werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 23 beschrieben. 23 ist ein schematisches Schaubild, das ein neuronales Netzwerk mit dem Gewicht von drei Schichten D1 bis D3 zeigt.
Eine Mehrzahl von Eingaben x (in diesem Beispiel Eingaben x1 bis x3) wird links im neuronalen Netzwerk eingegeben und Ergebnisse y (in diesem Beispiel Ergebnisse y1 bis y3) werden rechts in diesem Netzwerk ausgegeben, wie als 23 veranschaulicht.
Mehr im Detail werden die Eingaben x1 bis x3 mit einem Gewicht multipliziert, das jedem der drei Neuronen N11 bis N13 entspricht, und eingegeben. Die Gewichte, die diese Eingaben multiplizieren, werden hier gesammelt als w1 bezeichnet.
Die Neuronen N11 bis N13 geben z11 bis z13 aus. Unter Bezugnahme auf 23 werden z11 bis z13 gesammelt als Merkmalsvektoren z1 bezeichnet und kann als Vektoren angesehen werden, die durch Extrahieren der Merkmalsmengen von Eingabevektoren erhalten werden. Die Merkmalsvektoren z1 sind zwischen den Gewichten w1 und w2 definiert. z11 bis z13 werden mit einem Gewicht multipliziert, das jedem der zwei Neuronen N21 und N22 entspricht, und eingegeben. Die Gewichte, die diese Eingaben multiplizieren, werden hier gesammelt als w2 bezeichnet.
Die Neuronen N21 und N22 geben z21 bzw. z22 aus. Unter Bezugnahme auf 23 werden z21 und z22 gesammelt als Merkmalsvektoren z2 bezeichnet. Die Merkmalsvektoren z2 sind zwischen den Gewichten w2 und w3 definiert. Die Merkmalsvektoren z21 und z22 werden mit einem Gewicht multipliziert, das jedem der drei Neuronen N31 bis N33 entspricht, und eingegeben. Die Gewichte, die diese Merkmalsvektoren multiplizieren, werden hier gesammelt als w3 bezeichnet.
Schließlich geben die Neuronen N31 bis N33 Ergebnisse y1 bzw. y3 aus. Der Betrieb des neuronalen Netzwerks umfasst einen Lernmodus und einen Wertprognosemodus. Beispielsweise wird das Gewicht w unter Verwendung eines Lerndatensatzes im Lernmodus gelernt und wird eine Aktionsermittlung einer Zusammenbauvorrichtung im Prognosemodus durchgeführt. Auch wenn der Ausdruck „Prognose” der Einfachheit halber verwendet wird, ist selbstverständlich eine Vielzahl von Aufgaben wie z. B. Erkennen, Klassifizieren und Schlussfolgern möglich.
Daten, die durch tatsächliches Betreiben der Zusammenbauvorrichtung im Prognosemodus erhalten werden, können unmittelbar gelernt und in der darauffolgenden Aktion widergespiegelt werden (Online-Learning), oder eine Gruppe von Daten, die vorab gesammelt wurden, kann verwendet werden, um ein kollektives Lernen durchzuführen, und ab da wird der Erkennungsmodus unter Verwendung der gleichen Parameter ausgeführt (Batch-Learning). Als weiterer Zwischenansatz kann der Lernmodus jedes Mal dann zwischengeschalten werden, wenn eine gewisse Datenmenge akkumuliert wurde.
Die Gewichte w1 bis w3 können durch die Fehlerfortpflanzungsmethode gelernt werden. Die Fehlerinformationen treten von rechts ein und fließen nach links. Die Fehlerfortpflanzungsmethode wird verwendet, um jedes Gewicht einzustellen (zu lernen), so dass der Unterschied zwischen der Ausgabe y und der echten Ausgabe y (Lehrer) verringert wird, wenn die Eingabe x eingegeben wird.
Ein solches neuronales Netzwerk kann Schichten aufweisen, deren Anzahl drei übersteigt („Tiefes Lernen”) genannt. Es ist möglich, Merkmale der Eingabe schrittweise zu extrahieren, um eine arithmetische Vorrichtung automatisch zu erfassen, die ein Ergebnis von ausschließlich Lehrerdaten zurückgibt.
Die erste Lernvorrichtung 280 umfasst gemäß der vierten Ausführungsform ein Statusbeobachtungsmodul 290, ein zweites Fertigungsinformationserzeugungsmodul 291, ein Vergütungsberechnungsmodul 292 und ein Modul 293 zum Entscheiden über einen Steuerwechsel, wie z. B. als 20 veranschaulicht, um das oben beschriebene Q-Learning durchzuführen. Das Maschinenlernverfahren, das auf die vorliegende Erfindung angewandt wird, ist jedoch wie zuvor erwähnt nicht auf das Q-Learning beschränkt. Anders ausgedrückt sind diverse Techniken wie z. B. „überwachtes Lernen”, „unüberwachtes Lernen”, „halbüberwachtes Lernen” und „Verstärkungslernen” anwendbar, die von der ersten Lernvorrichtung 280 verwendet werden können. Diese Maschinenlerntypen (erste Lernvorrichtung 280) können unter Verwendung von z. B. GPGPU oder großskaligen PC-Gruppierungen umgesetzt werden. Wenn z. B. überwachtes Lernen verwendet wird, entspricht die Wertfunktion einem Lernmodell und entspricht die Vergütung einem Fehler. Eine Funktion, die unter Verwendung des oben erwähnten neuronalen Netzwerks approximiert wurde, kann auch als Aktionswerttabelle verwendet werden und dies ist insbesondere dann effektiv, wenn die Informationsmengen s und a beträchtlich sind.
Die zweite Lernvorrichtung 281 wird als Nächstes beschrieben. Die zweite Lernvorrichtung 281 weist die Blockkonfiguration auf, wie als 16 veranschaulicht, und führt ein Maschinenlernverfahren gemäß dem Ablaufplan durch, der als 17 veranschaulicht ist, wie die erste Lernvorrichtung 280.
Die zweite Lernvorrichtung 281 wird unter Verwendung eines neuronalen Netzwerks umgesetzt. Die zweite Lernvorrichtung 281 lernt (schult sich) durch „überwachtes Lernen” außerhalb vor Aktivierung des Produktionssystems und ist im zweiten Erzeugungsmoduls 270 am Ende des Lernens angebracht. Aus diesem Grund kann, da das neuronale Netzwerk nach Anbringung nicht verändert werden kann, eine arithmetische Schaltung verwendet werden, die zumindest eine Ausgabe durch Verarbeitung wie z. B. Addition nach Gewichtung der Eingabe erhalten kann.
24A ist ein Schaubild, das die Konfiguration einer zweiten Lernvorrichtung veranschaulicht, und 24B ist ein Schaubild, das eine Konfiguration während der Schulung außerhalb veranschaulicht.
Die zweite Lernvorrichtung 281 umfasst ein Statusbeobachtungsmodul 294, das erste Fertigungsinformationen und dritte Fertigungsinformationen als Statusvariable beobachtet, und ein viertes Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295, das vierte Fertigungsinformationen auf Basis der ersten Fertigungsinformationen und der dritten Fertigungsinformationen erzeugt, wie als 24A veranschaulicht. Das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 ist z. B. in einem neuronalen Netzwerk umgesetzt.
Während des Lernens (Schulens) außerhalb ist ein Steuermodul 297 zum Aktualisieren des neuronalen Netzwerks mit dem vierten Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 verbunden, wie als 24B veranschaulicht. Das Steuermodul 297 zum Aktualisieren des neuronalen Netzwerks ist in Software umgesetzt, z. B. einem Computer, der mit einer Software zum Umsetzen des vierten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 295 ausgestattet ist.
Wenn die Anzahl von Fertigungsmaschinen und die Anzahl von Produkttypen steigt, nimmt das Volumen von Informationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und den Fertigungsstatus darstellen, d. h. dritte Fertigungsinformationen, im Allgemeinen beträchtlich zu. In einem Produktionssystem, das eine Mehrzahl von Zellsteuersystemen umfasst, ist die Gesamtmenge von vierten Fertigungsinformationen, die von der Produktionsplanungseinrichtung 10 gesammelt werden, ebenfalls groß. Aus diesem Grund werden die vierten Fertigungsinformationen wünschenswerterweise durch Einschränken auf Informationen, die den Fertigungsstatus des Fertigungszelle entsprechend darstellen, komprimiert. Des Weiteren wird ein Evaluierungswert, das den Fertigungsstatus der Fertigungszelle entsprechend darstellt, wünschenswerterweise aus den dritten Fertigungsinformationen erzeugt und als allgemeine Fertigungsleistungsinformationen definiert, um Informationen stärker zu komprimieren.
Während der Schulung werden diverse Datentypen in das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 als dritte Fertigungsinformationen eingegeben. Erste Fertigungsinformationen werden ebenfalls in das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 eingegeben, da der Fertigungsstatus je nach den ersten Fertigungsinformationen variiert. Zweite Fertigungsinformationen können anstatt der ersten Fertigungsinformationen eingegeben werden. Bei diesem Status wird die Eingabe in das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 geändert, so dass das Steuermodul 297 zum Aktualisieren des neuronalen Netzwerks einen Evaluierungswert für die geänderte Eingabe erzeugt. Beispielsweise speist der Benutzer ein Evaluierungsergebnis in das Steuermodul 297 zum Aktualisieren des neuronalen Netzwerks ein, da er den Fertigungsstatus auf Basis der Eingabe (Stücke der ersten und dritten Fertigungsinformationen) in das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 als gut oder schlecht bestimmen kann. Das Steuermodul 297 zum Aktualisieren des neuronalen Netzwerks aktualisiert das neuronale Netzwerk des vierten Fertigungsinformationserzeugungsmoduls 295, so dass das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 einen Evaluierungswert ausgibt, der dem Evaluierungsergebnis entspricht. Durch Wiederholen dieses Betriebs wird ein Lernen (Schulen) eines neuronalen Netzwerks im vierten Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 durchgeführt.
Die zweite Lernvorrichtung 281, die das Statusbeobachtungsmodul 294 umfasst, und das vierte Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295, das das neuronale Netzwerk umfasst, werden nach Abschluss der Schulung im zweiten Erzeugungsmoduls 270 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt ist es nicht wünschenswert, dritte Fertigungsinformationen in die zweite Lernvorrichtung 281 einzugeben, die wenig zum Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen beitragen (wenig Einfluss darauf haben). Erste Fertigungsinformationen (oder zweite Fertigungsinformationen), die wenig zum Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen beitragen (wenig Einfluss darauf haben), werden auch nicht eingegeben. Die Anzahl von Evaluierungswerten, die vom vierten Fertigungsinformationserzeugungsmodul 295 ausgegeben werden, ist nicht auf eins beschränkt und kann höher als eins sein.
Wie oben beschrieben wird bei der vierten Ausführungsform ein erste Lernvorrichtung mit der Verstärkungslernfunktion verwendet, um das Lernen während der Fertigung stets zu wiederholen, nach Definieren von Produktionsplanungsinformationen und Fertigungsleistungsinformationen als Eingabe der ersten Lernvorrichtung und Fertigungsanweisungsinformationen als Ausgabe der ersten Lernvorrichtung, wodurch möglich wird, dass die erste Lernvorrichtung lernt, die Fertigungsanweisungsinformationen auszugeben, um eine höchste Fertigungseffizienz in den Fertigungsleistungsinformationen für bestimmte Produktionsplanungsinformationen zu erzielen. Unter Verwendung einer solchen ersten Lernvorrichtung wird, sogar wenn eine beliebige Fertigungsmaschine der Fertigungszelle eine Fehlfunktion hat, eine Benachrichtigung über diese Wirkung in die erste Lernvorrichtung auf Basis der Fertigungsleistungsinformationen eingegeben, und Fertigungsanweisungsinformationen, die indizieren, dass die nicht korrekt funktionierende Fertigungsmaschine nicht auszuwählen ist, werden ausgegeben, wodurch die Effizienz der Fertigungszelle auf einem hohen Wert gehalten wird. Außerdem kann die Informationsgröße durch Extrahieren von Merkmalsmengen aus Informationen in einer Fertigungszelleneinheit unter Verwendung der zweiten Lernvorrichtung verringert werden. Die Verwendung eines neuronalen Netzwerks als zweite Lernvorrichtung ermöglicht die Ausgabe des aktuellen Evaluierungswerts für eine Verarbeitung in der Fertigungszelle, anhand der Eingabewerte des Stromwerts, der Verarbeitungszeit, der Umgebungstemperatur und der Produktgröße. Das Definieren der Ausgabeinformationen als allgemeine Fertigungsleistungsinformationen ermöglicht eine beträchtliche Komprimierung von Informationen. Die Fertigungsqualität kann durch Erzeugen von Informationen in einer Fertigungszelleneinheit unter Verwendung der zweiten Lernvorrichtung genau evaluiert werden.
Eine Vorrichtung außerhalb des Zellsteuersystems kann ein fertigungsbezogenes Management durchführen, indem nur Informationen verarbeitet werden, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, ohne dass einzelne Fertigungsmaschinen erkannt werden. Somit ist Zellsteuersystem sowohl zu einer effizienten, fehlerfreien Steuerung der Fertigungszellen als auch zu einer angemessenen Ausführung von Qualitätsmanagement und Prozessmanagement in der Lage.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/105298 [0003]
JP 2004-62276 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standard IEEE 802.11 [0075]
IEEE 802.11u [0075]

Claims

Zellsteuersystem (20 bis 29, 40), das umfasst: eine Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241) zum Kommunizieren mit einer Fertigungszelle (30 bis 35), umfassend eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352), die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen; ein Erhaltungsmodul (204, 224, 244) zum Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind; ein erstes Erzeugungsmodul (205, 225, 245) zum Erzeugen einer Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen; ein Übertragungsmodul (207, 227, 247) zum Übertragen der Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen zur Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352) jeweils über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241); ein Empfangsmodul (208, 228, 248) zum Empfangen fertigungsmaschinenspezifischer dritter Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352), über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241); ein zweites Erzeugungsmodul (210, 230, 250) zum Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352); und ein Ausgabemodul (211, 231, 251) zum Ausgeben der vierten Fertigungsinformationen.
Zellsteuersystem (20 bis 29, 40) nach Anspruch 1, wobei jede der Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352) eines aus einer Verarbeitungsmaschine, einem Roboter, einer PLC, eines Förderers, eine Messvorrichtung, eines Testers, einer Pressmaschine, einer Presspassungsmaschine, einer Druckpresse, einer Druckgussmaschine, einer Spritzgussmaschine, einer Lebensmittelmaschine, einer Verpackungsmaschine, einer Schweißmaschine, einer Reinigungsmaschine, einer Beschichtungsmaschine, einer Zusammenbauvorrichtung, einer Befestigungsvorrichtung, einer Holzbearbeitungsmaschine, einer Dichtungsmaschine und eines Schneiders umfasst.
Zellsteuersystem (20 bis 29, 40) nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die ersten Fertigungsinformationen Produktionsplanungsinformationen umfassen, die einen Produktionsplan des Produkts darstellen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, und die zweiten Fertigungsinformationen Fertigungsanweisungsinformationen umfassen, die eine Fertigungsanweisung des Produkts darstellen, die in den Fertigungsmaschineneinheit definiert sind.
Zellsteuersystem (20 bis 29, 40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die dritten Fertigungsinformationen Fertigungsleistungsinformationen umfassen, die eine Fertigungsleistung des Produkts darstellen, die in den Fertigungsmaschineneinheit definiert sind; und die vierten Fertigungsinformationen Fertigungsleistungsinformationen umfassen, die eine Fertigungsleistung des Produkts darstellen, die in den Fertigungsmaschineneinheit definiert sind.
Zellsteuersystem (20, 22, 24) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241) des Weiteren mit einer Produktionsplanungseinrichtung (10) kommuniziert, die die Fertigung des Produkts plant, das Erhaltungsmodul (204, 224, 244) die ersten Fertigungsinformationen durch Empfangen der ersten Fertigungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung (10) über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241) empfängt, und das Ausgabemodul (211, 231, 251) die vierten Fertigungsinformationen durch Übertragen der vierten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241) an die Produktionsplanungseinrichtung (10) ausgibt.
Zellsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste Erzeugungsmodul (265) eine erste Lernvorrichtung (280) umfasst, die die zweiten Fertigungsinformationen unter Verwendung der ersten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugt.
Zellsteuersystem nach Anspruch 6, wobei die erste Lernvorrichtung (280) des Weiteren die zweiten Fertigungsinformationen unter Verwendung eines Teils der dritten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugt.
Zellsteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das zweite Erzeugungsmodul (270) eine zweite Lernvorrichtung (281) umfasst, die die vierten Fertigungsinformationen unter Verwendung der dritten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugt.
Zellsteuersystem nach Anspruch 8, wobei die zweite Lernvorrichtung (281) die vierten Fertigungsinformationen unter Verwendung eines Teils der ersten Fertigungsinformationen als Eingabe erzeugt.
Zellsteuersystem (22), das in einer ersten Fertigungsmaschine (320) einer Fertigungszelle (32) angebracht ist, umfassend eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (320 bis 322), die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen, wobei das Zellsteuersystem (22) umfasst: eine Kommunikationsvorrichtung (221) zum Kommunizieren mit einer zweiten Fertigungsmaschine (321, 322), bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine (320) handelt, in der Fertigungszelle (32); ein Erhaltungsmodul (224) zum Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind; ein erstes Erzeugungsmodul (225) zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine entsprechen, und von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen; ein Übertragungsmodul (227) zum Übertragen der dritten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (221) an die zweite Fertigungsmaschine (321, 322); ein Maschinensteuermodul (232) zum Steuern der ersten Fertigungsmaschine auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen vierten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen; ein Empfangsmodul (228) zum Empfangen von fertigungsmaschinenspezifischen fünften Fertigungsinformationen, die den dritten Fertigungsinformationen entsprechen, von der zweiten Fertigungsmaschine (321, 322) über die Kommunikationsvorrichtung (221); ein zweites Erzeugungsmodul (230) zum Erzeugen von sechsten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der vierten Fertigungsinformationen und der fünften Fertigungsinformationen; und ein Ausgabemodul (231) zum Ausgeben der sechsten Fertigungsinformationen.
Zellsteuersystem (24), das in einer ersten Fertigungsmaschine (340) einer Fertigungszelle (34) angebracht ist, umfassend eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (340 bis 342), die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen, wobei das Zellsteuersystem (24) umfasst: eine Kommunikationsvorrichtung (241) zum Kommunizieren mit einem zweiten Zellsteuersystem (25), bei dem es sich nicht um das Zellsteuersystem (24) handelt, das in einer zweiten Fertigungsmaschine (341) angebracht ist, bei der es sich nicht um die erste Fertigungsmaschine (340) handelt, in der Fertigungszelle (34); ein Erhaltungsmodul (244) zum Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind; ein Übertragungsmodul (247) zum Übertragen der ersten Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (241) an das zweite Zellsteuersystem (25); ein erstes Erzeugungsmodul (245) zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zweiten Fertigungsinformationen, die der ersten Fertigungsmaschine (340) entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen; ein Maschinensteuermodul (252) zum Steuern der ersten Fertigungsmaschine (340) auf Basis der zweiten Fertigungsinformationen und zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen dritten Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen; ein Empfangsmodul (248) zum Empfangen von vierten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind und auf Basis der ersten Fertigungsinformationen erzeugt wurden, vom zweiten Zellsteuersystem (25) über die Kommunikationsvorrichtung (241); ein zweites Erzeugungsmodul (250) zum Erzeugen von fünften Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen und der vierten Fertigungsinformationen; und ein Ausgabemodul (251) zum Ausgeben der fünften Fertigungsinformationen.
Zellsteuersystem (24) nach Anspruch 11, wobei: die Kommunikationsvorrichtung (241) des Weiteren mit einer Produktionsplanungseinrichtung (10) kommuniziert, die die Fertigung des Produkts plant, das Erhaltungsmodul (244) die ersten Fertigungsinformationen durch Empfangen der ersten Fertigungsinformationen von der Produktionsplanungseinrichtung (10) über die Kommunikationsvorrichtung (241) empfängt, und das Ausgabemodul (251) die fünften Fertigungsinformationen durch Übertragen der fünften Fertigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung (241) an die Produktionsplanungseinrichtung (10) ausgibt.
Fertigungssystem (3), das umfasst: eine Fertigungszelle (34), die eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (340 bis 342) umfasst, umfassend die erste Fertigungsmaschine (340), die mit dem Zellsteuersystem (24) nach Anspruch 11 ausgestattet ist, wobei: das zweite Zellsteuersystem (25) umfasst: eine zweite Kommunikationsvorrichtung zum Kommunizieren mit dem Zellsteuersystem (24); ein zweites Erhaltungsmodul zum Empfangen der ersten Fertigungsinformationen vom Zellsteuersystem (24) über die zweite Kommunikationsvorrichtung; ein drittes Erzeugungsmodul zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen sechsten Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen, auf Basis der ersten Fertigungsinformationen; ein zweites Maschinensteuermodul zum Steuern der zweiten Fertigungsmaschine auf Basis der sechsten Fertigungsinformationen und zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen siebten Fertigungsinformationen, die der zweiten Fertigungsmaschine entsprechen; ein viertes Erzeugungsmodul zum Erzeugen der vierten Fertigungsinformationen auf Basis der siebten Fertigungsinformationen; und ein zweites Ausgabemodul zum Übertragen der vierten Fertigungsinformationen über die zweite Kommunikationsvorrichtung an das Zellsteuersystem (24).
Fertigungssystem (3) nach Anspruch 13, das des Weiteren umfasst: eine zweite Fertigungszelle (35), die sich von der Fertigungszelle (34) unterscheidet und eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (350 bis 352) umfasst, umfassend eine dritte Fertigungsmaschine (350), die mit einem dritten Zellsteuersystem (27) ausgestattet ist, das sich vom Zellsteuersystem (24) und vom zweiten Zellsteuersystem (25) unterscheidet, das dritte Zellsteuersystem (27) umfasst: eine dritte Kommunikationsvorrichtung zum Kommunizieren mit der zweiten Fertigungszelle (35) und einem des Zellsteuersystems (24) und des zweiten Zellsteuersystems (25); ein drittes Erhaltungsmodul zum Empfangen von achten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert ist und der zweiten Fertigungszelle (35) entspricht, von einem des Zellsteuersystems (24) und des zweiten Zellsteuersystems (25) über die dritte Kommunikationsvorrichtung; ein fünftes Erzeugungsmodul zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen neunten Fertigungsinformationen, die der dritten Fertigungsmaschine (350) entsprechen, auf Basis der achten Fertigungsinformationen; ein drittes Maschinensteuermodul zum Steuern der dritten Fertigungsmaschine (350) auf Basis der neunten Fertigungsinformationen und zum Erzeugen von fertigungsmaschinenspezifischen zehnten Fertigungsinformationen, die der dritten Fertigungsmaschine (350) entsprechen; ein sechstes Erzeugungsmodul zum Erzeugen von elften Fertigungsinformationen in der Fertigungszelleneinheit, die von der zweiten Fertigungszelle (35) definiert sind, auf Basis der zehnten Fertigungsinformationen; und ein drittes Ausgabemodul zum Übertragen der elften Fertigungsinformationen über die dritte Kommunikationsvorrichtung an eines der Zellsteuersystems (24) und des zweiten Zellsteuersystems (25).
Verfahren zum Steuern eines Zellsteuersystems (20 bis 29, 40), umfassend eine Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241), die mit einer Fertigungszelle (30 bis 35) kommuniziert, umfassend eine Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352), die so konfiguriert sind, dass sie ein Produkt fertigen, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten von ersten Fertigungsinformationen, die in einer Fertigungszelleneinheit definiert sind, die mit der Fertigung des Produkts assoziiert sind; Erzeugen einer Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen für die Mehrzahl von Fertigungsmaschinen jeweils auf Basis der ersten Fertigungsinformationen; Übertragen der Mehrzahl von Stücken von zweiten Fertigungsinformationen zur Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352) jeweils über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241); Empfangen fertigungsmaschinenspezifischer dritter Fertigungsinformationen, die den zweiten Fertigungsinformationen entsprechen, von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352), über die Kommunikationsvorrichtung (201, 221, 241); Erzeugen von vierten Fertigungsinformationen, die in der Fertigungszelleneinheit definiert sind, auf Basis der dritten Fertigungsinformationen von jeder der Mehrzahl von Fertigungsmaschinen (300 bis 302, 310 bis 312, 320 bis 322, 330 bis 332, 340 bis 342, 350 bis 352); und Ausgeben der vierten Fertigungsinformationen.