JP2002373191A

JP2002373191A - 広域工場生産管理システム

Info

Publication number: JP2002373191A
Application number: JP2001179761A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Minami; 章行皆見; Hideaki Kamei; 秀明亀井; Takeshi Maruyama; 武丸山; Katsumi Morishita; 克巳森下; Yoshihisa Kudo; 義久工藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】営業、物流、生産情報の共有化・透明化によ
り、全世界に存在する各工場を効率的に稼働させること
ができて、コスト低下、納期の短縮を図ることのできる
生産管理システムを提供する。また、需要や生産コスト
に合わせ、生産場所や生産形態を自由に変更できるよう
にする。【解決手段】各地の実在工場４に対応する複数の仮想
工場システム１１を統合した統合仮想工場システム１２
を設ける。実在工場４の生産実績を遠隔監視する統合遠
隔監視システム１３と、受注統括管理システム１４と、
物流統括監視システム１５と、生産計画手段１６とを備
える。仮想工場システム１１は、実在工場４をデータモ
デル化した仮想工場２１に模擬生産を行わせてその生産
状況を検証するシミュレーション手段２３により構成さ
れる。生産計画手段１６は、統合仮想工場システム１２
や他の各システム１３〜１６の得られる情報に応じて、
各実在工場４に分担させる生産計画を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、広域に設置され
た複数の工場、例えば全世界に設置された工場による生
産を一元管理する広域工場生産管理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、世界各国に生産拠点となる工場を
持つ企業において、各工場毎に個別に生産管理を行って
いる。個々の工場で生産が追いつかないような場合に、
別の工場に生産依頼を行うこともあるが、一部の工場間
での変更に過ぎず、また生産計画は生産依頼された場合
にその工場で再計画することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、世界各国の
工場が有効に稼働されず、生産設備の無駄が生じ、コス
ト高、納期の長期化を招いている。また、生産依頼され
た場合に、依頼された工場では生産ラインの工程変更を
しなくては依頼製品が生産できず、工程変更に時間がか
かるために、結局は生産依頼を受けられない場合も多
い。

【０００４】この発明の目的は、営業、物流、生産情報
の共有化・透明化により、広域に存在する各工場を効率
的に稼働させることができて、コスト低下、納期の短縮
を図ることのできる広域工場生産管理システムを提供す
ることである。この発明の他の目的は、需要や生産コス
トに合わせ、生産場所や生産形態を自由に変更できるよ
うにすることである。この発明のさらに他の目的は、遠
隔監視・遠隔保守による生産技術力の強化を図ることで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の広域工場生産
管理システムを、実施形態に対応する図１３と共に説明
する。この広域工場生産管理システム（１）は、各地の
実在工場（４）にそれぞれ対応する複数の仮想工場シス
テム（１１）を統合した統合仮想工場システム（１２）
と、各地の実在工場（４）の生産実績を遠隔監視する統
合遠隔監視システム（１３）と、各営業所（５）の受注
情報を統括して管理する受注統括管理システム（１４）
と、各地の物流状況を統括して監視する物流統括監視シ
ステム（１５）と、生産計画手段（１６）とを備える。
上記各仮想工場システム（１１）は、実在工場（４）を
データモデル化した仮想工場（２１）に模擬生産を行わ
せてその生産状況を検証するシミュレーション手段（２
３）により構成される。上記生産計画手段（１６）は、
上記統合仮想工場システム（１２）、統合遠隔監視シス
テム（１３）、受注統括管理システム（１４）、および
物流統括監視システム（１５）から得られる情報に応じ
て、各実在工場（４）に分担させる生産計画を生成し、
生成した生産計画に基づく各実在工場（４）への生産指
示（Ｓ）を与えるものとする。この構成によると、統合
遠隔監視システム（１３）、受注統括管理システム（１
４）、および物流統括監視システム（１５）を備えるた
め、広域の営業、物流、生産実績を纏めて認識すること
ができる。また、各地の実在工場（４）に対応する複数
の仮想工場システム（１１）を統合した統合仮想工場シ
ステム（１２）を有するため、各仮想工場システム（１
１）に疑似生産を行わせ、各工場で可能な生産の予測が
簡単にかつ正確に行える。そのため、生産計画手段（１
６）により、広域に存在する各工場を効率的に稼働させ
ることできる動的な生産計画を立てることができて、コ
スト低下、納期の短縮を図ることができる。上記生産計
画手段（１６）は、上記統合遠隔監視システム（１
３）、受注統括管理システム（１４）、および物流統括
監視システム（１５）から得られる情報に応じて、上記
統合仮想工場システム（１２）による検証を行わせると
共に、検証結果に応じて各実在工場（４）に分担させる
生産計画を自動的に生成するものとすることが好まし
い。自動生成した生産計画のオペレータによる変更は、
可能なものとすることが好ましい。

【０００６】各地の実在工場（４）のうちのいずれか
は、工程変更が可能なものであって、上記統合仮想工場
システム（１２）は、上記工程変更をした場合の生産状
況の検証が自在なものとすることが好ましい。例えば、
治具・工具の段取り替え、条件、プログラムの変更、生
産設備のユニットの交換等に対する検証が自在なものと
する。

【０００７】各地の実在工場（４）のうちのいずれか
は、生産設備として、共通仕様の本体機械に対してモジ
ュラーユニットを交換自在に組み合わせたユニット構成
専用機を備え、モジュラーユニットの交換により工程変
更が可能なものであり、上記統合仮想工場システム（１
２）は、上記実在工場のモジュラーユニットの交換によ
り工程変更をした場合の生産状況の検証が自在なものと
することが好ましい。このように生産設備にユニット構
成専用機を用いると、工程変更の自由度が高いため、こ
の発明の広域工場生産管理システムを効果的に利用し、
需要や生産コストに合わせ、生産場所や形態を変更する
ことがより一層容易になる。このようにユニット構成専
用機を備える場合に、上記仮想工場システム（１１）
は、設備統括データベースに登録された生産設備の本体
機械の情報およびモジュラーユニットの情報により、モ
ジュラーユニットを組み換えた各種のユニット構成専用
機のモデルを作成可能な仮想工場作成手段（２２）を有
するものとすることが好ましい。

【０００８】上記生産計画手段（１６）は、生産コス
ト、物流、材料、税金等の定められた項目に対して、定
められた基準で生産計画を生成するものとすることが好
ましい。これにより、納入先に合わせて最適な、例えば
リードタイムが短く、低コストな、物流，生産手段が採
れる。

【０００９】上記統合遠隔監視システム（１３）は、実
在工場（４）における少なくとも生産実績、仕掛り品状
況、部品入荷状況、および稼働状況の情報を得るものと
することが好ましい。

【００１０】上記生産計画手段（１６）は、生産指示と
共に、加工条件の情報、または加工条件を登録したデー
タベースの記憶領域のアドレス情報等の加工技術支援情
報を送信するものとしても良い。このように、生産指示
と共に加工技術支援情報を与えることにより、各工場の
生産技術力が高まり、各工場で新規製品やその工場では
生産していなかった製品の生産を容易に行うことができ
る。

【００１１】上記統合遠隔監視システム（１３）は、遠
隔保守の機能を有するものとすることが好ましい。この
ように遠隔保守を行うようにした場合も、各工場の生産
技術力が強化される。この発明において、生産計画の対
象となる各地の実在工場（４）における設備や工程、そ
の段取り情報、動作手続き、個別の設備の固有情報を登
録した設備統括データベースを設けることが好ましい。

【００１２】上記生産計画手段（１６）は、不具合の設
備が発生した場合に、その不具合設備による生産遅れを
他の設備で補うように、統合遠隔監視システム（１３）
を介して、生産ラインの工程の変更および生産設備の加
工プログラムの変更を行う自動修復機能を有するものと
しても良い。上記生産計画手段（１６）は、統合遠隔監
視システム（１３）を介して生産の進捗状況を監視し、
生産ラインのラインタクトを自動調整する機能を有する
ものとしても良い。

【００１３】上記各工場は、例えば、生産対象製品が転
動体を有する機械部品とする。このような機械部品とし
て、転がり軸受や等速ジョイントがある。

【００１４】この発明の一元生産管理広域工場施設は、
各地の実在工場（４）と、これら複数の実在工場（４）
の生産管理を行う広域工場生産管理システム（１）と、
上記実在工場（４）と広域工場生産管理システム（１）
との間で通信する通信ネットワーク（３）等の通信回線
手段とで構成される一元生産管理広域工場施設であっ
て、上記広域工場生産管理システム（１）が、上記のい
ずかの構成の広域工場生産管理システム（１）であり、
上記各地の実在工場（４）が、上記広域工場生産管理シ
ステム（１）における統合遠隔監視システム（１３）に
少なくとも生産実績の情報を送信する手段を有するもの
である。上記実在工場（４）は、その工場（４）内の設
備の少なくとも稼働状況の監視情報を得る監視センサ類
と、この監視センサ類から得た監視情報を上記通信回線
手段を介して上記広域工場生産管理システム（１）に送
信する手段を有するものであることが好ましい。この発
明の一元生産管理広域工場施設は、上記各地の実在工場
（４）のうちのいずれかの実在工場（４）が、生産設備
として、共通仕様の本体機械に対してモジュラーユニッ
トを交換自在に組み合わせたユニット構成専用機を備
え、モジュラーユニットの交換により工程変更が可能な
ものであり、上記広域工場生産管理システム（１）の上
記統合仮想工場システム（１２）が、上記実在工場
（４）のモジュラーユニットの交換により工程変更をし
た場合の生産状況の検証が可能なものであっても良い。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図面と共
に説明する。まず、図１と共に仮想工場システム１１を
説明する。仮想工場システム１１は、生産ラインの新規
立ち上げ，変更、既設ラインの再構築等に際して、シミ
ュレーションによる生産性等の検証を行うシステムであ
る。仮想工場システム１１と遠隔監視システム５１と
で、工場設備の設計・稼働支援システム５０が構成され
る。仮想工場システム１１は、工場４をデータモデル化
した仮想工場２１を作成する仮想工場作成手段２２と、
その作成された仮想工場２１に疑似生産を行わせて少な
くとも生産状況および物流状況を検証するシミュレーシ
ョン手段２３とを備える。仮想工場システム１１は、こ
の他に評価手段２４、工場展開支援手段２５、および通
信手段２６を有する。

【００１６】データモデルとする仮想工場２１は、一つ
の生産ライン７１だけで構成される工場４を対象とした
ものであっても、多数の生産ライン７１を含む工場４を
対象としたものであっても良い。例えば図１６に示すよ
うな多数の生産ライン７１を含む工場４を対象とする場
合、工場４を複数のエリアＥに分け、各エリアＥ毎に仮
想工場２１を設けても良い。

【００１７】仮想工場２１は、工場４の各生産設備７２
および物流設備７３の機能、およびこれらの設備７２，
７３のレイアウト情報を有するモデルとされる。生産設
備７２は、物を生産する設備一般を言い、工作機械や、
板金加工機、組立機、検査機、熱処理等の処理を行う設
備を含む。物流設備７３は、工場内で物を運搬する装置
および保管する設備一般を言う。物流設備７３には、生
産設備７２と共に生産ライン７１を構成するものと、ラ
イン外のものとがある。物流設備７３には、生産設備７
２の間で物を搬送するコンベヤ等の搬送装置や、生産ラ
イン間で物を搬送する無人搬送台車、有人で運転するフ
ォークリフトリフト、自動倉庫も含まれる。工場４にお
けるいずれか複数台の生産設備７２は、共通仕様の本体
機械７５に対してモジュラーユニット７６を交換自在に
組み合わせたユニット構成専用機とされていて、生産ラ
イン７１の工程変更が可能とされている。ユニット構成
専用機の詳細、および工程変更については、後に説明す
る。

【００１８】仮想工場２１は、工場内における各生産設
備および物流設備にそれぞれ対応するデータモデルであ
る仮想設備３１，３２、および各設備のレイアウト情報
３３により構成される。仮想設備３１，３２は、その実
機設備の機能のデータと、その設備に設定可能な段取り
条件、および運転条件のデータを有する。運転条件は、
実機設備においてパラメータで設定される場合は、その
設定可能なパラメータの種類，設定範囲のデータを有す
るものが望ましい。仮想設備３１は、実機設備の制御盤
の機能のデータを有するものとされ、実機設備が運転プ
ログラムにより数値制御されるものである場合は、その
運転プログラムを含むものとされる。仮想設備３１，３
２のうち、生産設備に対応する仮想設備３１は、運転条
件として加工条件の情報を有するものとされる。仮想設
備３１，３２は、実機設備の形状のデータを有するもの
とされる。この形状のデータは、画面表示手段に表示す
るためのデータであっても良い。

【００１９】図２は仮想設備３１の具体例を示す。仮想
設備３１は、その設備自体の情報群である設備情報部３
１ａと、設備に対して設定される情報群である設定情報
部３１ｂとを有する。設備情報部３１ａには、設備の構
造に関する設備構造情報、設備の機能に関する設備機能
情報、設備の制御装置に関する情報である制御装置情
報、および設備の形状に関する形状情報が設けられ、ま
た必要に応じて設備の互換品に対する情報である互換情
報が設けられる。設定情報部３１ｂには、設備の据付け
調整やその他の各部の調整を行う情報である調整情報
と、設備の本体または設備の制御装置に設定する条件の
情報である条件設定情報等が設けられる。

【００２０】図１において、シミュレーション手段２３
は、仮想工場２１に疑似生産を行わせてレイアウト上に
おける生産状況と、この生産の結果により生じる物流状
況をシミュレーションする機能を有するものである。シ
ミュレーション手段２３は、個々の仮想設備３１，３２
のシミュレーションを行う設備シミュレーション部３
４，３５と、個々の設備シミュレーション部３４，３５
による検証結果を統合してレイアウト上に示す全体シミ
ュレーション部３６とを有する。シミュレーション手段
２３は、表示装置の画面上に、疑似生産の結果を、レイ
アウト図と、このレイアウト図上に各部における物の流
れ状況を示す表示部とを表示する機能を備える。レイア
ウト図は、３次元モデルで表示されるものとすることが
好ましい。物の流れ状況を示す表示部は、例えばレイア
ウト図における各位置にワークを積み重ねた図を示し、
その積み重ね数によってワーク量を示すものとしても良
く、また各位置に棒グラフ等のグラフで示すものであっ
ても良い。シミュレーション手段２３は、仮想工場２１
の全体から、各設備または設備の構成部分にわたって、
階層的に順次小さい部分を拡大して表示可能なものとす
ることが好ましい。各設備の図も３次元モデルで表示可
能とすることが好ましい。シミュレーション手段２３に
よる仮想工場２１の全体のレイアウトの画面表示例、お
よび複数の隣接した生産ラインからなる生産システムの
画面表示例を図９，図１０にそれぞれ示す。これらの図
において、表示される画像には、実在の設備に付した符
号と同じ符号を付した。

【００２１】図１において、仮想工場作成手段２２は、
設備データベースに登録された設備に関するデータか
ら、シミュレーション手段２３によりシミュレーション
が可能なデータモデルの仮想工場２１を作成する手段で
ある。評価手段２４は、シミュレーションの結果に対し
て所定の評価、例えばコストや、生産性、作業者の作業
性等の評価を行う手段である。工場展開支援手段２５
は、工場展開に際して、仮想工場システム１１で得られ
た情報を利用し易くするための支援を行う手段である。

【００２２】図３は、仮想工場システム１１を含む工場
設備の設計・稼働支援システム５０のハードウェア構成
例の一つを示す。事業所２内のローカルエリアネットワ
ーク６０に、仮想工場システム１１および遠隔監視シス
テム５１をそれぞれ構成するコンピュータと、設備デー
タベース１７および製品データベース１８を構成するコ
ンピュータが接続されている。仮想工場システム１１お
よび遠隔監視システム５１は、同図では一つで代表して
示しているが、これらのシステム１１，５１は複数台の
コンピュータ上に分散して構成されたものであっても良
い。また各データベース１７，１８は、論理的に一つに
認識されるデータベースであれば良く、物理的に複数の
データベースで構成されるものであっても良い。ローカ
ルエリアネットワーク６０は、ファイアウォール６８，
ルータ６９等により事業所２の外部との通信回線手段の
一つである通信ネットワーク３と接続され、ウェブサー
バ６７により通信管理がなされている。設備データベー
ス１７は、各種の生産設備および物流設備についての情
報を登録した手段であり、設備自体の情報の他に、治
具，工具等の付属部品の情報も合わせて登録されてい
る。設備データベース１７は、生産設備の加工プログラ
ムを含めて登録するものとしても良い。製品データベー
ス１８は、各種の製品の型番，形状，加工順位，材料，
機能，精度等を登録した手段である。

【００２３】遠隔監視システム５１は、実在する工場４
（図１）の設備７２，７３のレイアウト上における少な
くとも生産状況および物流状況を遠隔監視する手段であ
る。これら生産状況および物流状況には、仕掛り品や完
成品等の在庫の状況が含まれる。上記生産状況として、
生産性、および生産実績が監視できるものとする。この
生産実績は、例えば、製品の生産実績の他に、仕掛り品
の生産実績、部品の入荷状況や各設備の稼働状況、生産
計画に対する進捗状況が含まれる。遠隔監視システム５
１は、実在の工場４が仮想工場２１に合致して構築され
たものである場合に、その遠隔監視の監視結果とシミュ
レーションによる検証の結果とを比較する機能を有する
ものとしてある。この比較の機能は、遠隔監視システム
５１に設ける代わりに、仮想工場システム１１に設けて
もよく、また両システム５１，１１に設け、あるいはこ
れらのシステム５１，１１とは別のシステムに設けても
良い。

【００２４】図４に示すように、遠隔監視システム５１
は、遠隔監視手段５２と、監視結果分析手段５３と、遠
隔保守手段５４とを有している。遠隔監視システム５１
には、さらに遠隔運転手段５５を設けても良い。監視結
果分析手段５３は、例えば監視により得た情報を分析
し、条件変更データ等の対処法を出力するものとされ
る。この監視結果分析手段５３の分析結果出力は、例え
ば遠隔保守手段５４に入力し、遠隔保守手段５４を介し
て自動遠隔保守を行うものとしても良く、また上記分析
結果出力を技術者に遠隔保守の支援情報として示すよう
にしても良い。

【００２５】図５は、遠隔監視システム５１による監視
の概念を示す。この遠隔監視システム５１は、画像，音
声、機械発生信号等による監視と遠隔保守が可能なもの
とされている。監視対象となる工場４内の各生産設備７
２および物流設備７３に対して、監視センサ類６３が設
けられている。監視センサ類６３として、例えばモニタ
カメラ６３ａ，マイク６３ｂ、および設備内センサ６３
ｃがある。モニタカメラ６３ａは、生産設備７２の稼働
状況を撮像するものと、物流設備７３における素材，製
品等の流れを撮像するものとがある。マイク６３ｂとし
て、生産設備７２の周辺音や設備が発生する音を録音す
るものと、物流設備７３を録音するものとがある。設備
内センサ６３ｃは、各設備７２，７３に設けられて設備
内の状況を検出するものであり、その設備の制御のため
に用いられるセンサ類であっても良い。設備内センサ６
３ｃは、例えばモータ類の回転速度検出手段や、電流
計、リミットスイッチ類、温度センサ、振動センサ、マ
イク等がある。設備内センサ６３ｃは、同図では各設備
７２に代表して１個だけを示したが、一般には複数設け
られる。これらの監視センサ類６３は、工場４内のロー
カルエリアネットワーク６１を介して、工場外の通信ネ
ットワーク３に接続され、遠隔監視システム５１を設置
した事業所２内のローカルエリアネットワーク６０に接
続される。

【００２６】遠隔監視システム５１は、それぞれオペレ
ータが操作する工場４側の対話式端末機５２と、監視側
の対話式端末機５３とで、対話式に遠隔監視および遠隔
保守が可能なものとされている。これら対話式端末機５
２，５３は、独立したコンピュータであっても、制御盤
に付設されたものであっても良く、オペレータを撮像す
るカメラ５２ａ，５３ａおよびオペレータの声を伝える
マイク５２ｂ，５３ｂを有している。

【００２７】図６は、監視側の対話式端末機５３におけ
る表示装置の画面例であり、監視対象の設備の画像５４
ａと、工場側のオペレータの画像５４ｂと、文字情報５
４ｃとが並べて表示可能とされている。文字情報５４ｃ
は、監視または遠隔保守に必要な設備のデータである。
これらの画像５４ａ，５４ｂおよび文字情報５４ｃの表
示部分は、ウィンドウによって分けられていても、また
同じウィンドウ内にフレームによって分けられていても
良い。工場側の対話式端末機５２も、監視側の対話式端
末機５３と同様に、監視対象の設備の画像と、監視側の
オペレータの画像と、文字情報とが並べて表示可能とさ
れている。

【００２８】図７に示すように、仮想工場システム１１
と遠隔監視システム５１とは、互いに連携手段６６によ
って連携しており、これら仮想工場システム１１と遠隔
監視システム５１とで仮想工場・遠隔監視連携システム
５６が構成される。連携手段６６は、仮想工場システム
１１によるシミュレーションに基づく検証結果と、遠隔
監視システム５１による遠隔監視結果との比較を行うも
のとされる。連携手段６６は、遠隔監視システム５１を
構成するものとしても良く、また仮想工場システム１１
を構成するものとしても良い。上記検証結果と遠隔監視
結果との比較は、直接の比較でなくても良く、検証結果
を評価した評価結果と、遠隔監視結果を分析した分析結
果との比較であっても良い。また、連携手段６６は、上
記比較による差を求め、また比較結果により判別した差
に応じた所定の処理を行う機能を有するものとしてあ
る。連携手段６６は、仮想工場システム１１におけるシ
ミュレーション時の表示装置の画面内容と、遠隔監視シ
ステム５１における遠隔監視時の表示装置の画面内容と
の統一を図るものであっても良い。その統一した画面例
を、仮想工場システム１１および遠隔監視システム５１
のより詳細な例と共に説明する。

【００２９】図８に示すように、仮想工場システム１１
は、表示装置１１ａの画面上に、シミュレーション時の
設備のモデル画像５７ａと、その設備の制御装置におけ
る操作盤のモデル画像５７ｂとが表示可能とされてい
る。仮想工場システム１１は、この操作盤のモデル画像
５７ｂをマウス等のポインティングディバイス等で指定
して、実際の操作盤に対応した条件設定、およびシミュ
レーション時の仮想設備の操作等が行えるものとしてあ
る。遠隔監視システム５１は、実在の設備またはそのモ
デル化した設備画像５８ａと、その設備の実在の操作盤
またはモデル化した操作盤の画像５８ｂとが表示可能と
されている。また、遠隔監視システム５１は、操作盤の
画像５８ｂをポインティングディバイス等で指定して、
実際の操作盤に対応した条件設定や設備運転の操作が可
能とされている。このような仮想工場システム１１と遠
隔監視システム５１の画面の統一化が、連携手段６６
（図７）によって行われる。遠隔監視システム５１が設
備や操作盤を、撮像画像そのままではなく、モデル画像
で示す場合は、連携手段６６は、その画像を仮想工場シ
ステム１１における画像と統一させたものとする。ま
た、連携手段６６は、仮想工場システム１１におけるシ
ミュレーション画面と、遠隔監視システム５１における
監視画面とを、同じ表示装置または隣接した表示装置に
表示させるものとしても良い。

【００３０】つぎに、図１１と共に、工場設備の設計・
稼働方法を説明する。この方法は、同図（Ａ）のように
設備，設備群があって、新規商品の開発や生産計画の都
合などに対応して（同図（Ｃ））、実在工場（同図
（Ｂ））の生産ラインの新規立ち上げ，ライン変更等を
行い、その実在工場を稼働させる方法である。同図
（Ａ）の設備，設備群は、既に実在工場に設置され、あ
るいは保管されたものであっても、設計過程のものであ
っても良い。これらの設備のうち、生産設備の一部また
は全体は、図１と共に前述したユニット構成専用機とさ
れている。この工場設備の設計・稼働方法は、仮想工場
検証過程（Ｓ１）と、工場展開過程（Ｓ２）と、遠隔監
視過程（Ｓ３）とを含む。この工場設備の設計・稼働方
法は、後に説明する広域工場生産管理システムに応用さ
れる。

【００３１】仮想工場検証過程（Ｓ１）では、一部また
は全体が新しく設計された工場４（図１）の各生産設備
７２および物流設備７３の機能およびこれらの設備のレ
イアウト情報３３により構成されるモデルである仮想工
場２１を作成する。この仮想工場２１に、シミュレーシ
ョン手段２３により疑似生産を行わせて上記レイアウト
上における各種状況を検証する。上記疑似生産のシミュ
レーションは、可能な限り、実在の工場４に近い検証が
行えるものとすることが好ましいが、少なくとも各設備
７２，７３のレイアウト上における生産状況および物流
状況をシミュレーションできるようにする。シミュレー
ションの結果は、図９や図１０に例示する工場４の全体
のレイアウトや、工場４の一部の生産ライン７１の３次
元モデル上において、素材や生産物であるワークの生産
量，流れ状況が、図，記号，文字，数値等で観察できる
ように表示する。このようにしてレイアウト上における
生産状況および物流状況をシミュレーションすることに
より、生産ライン７１中の効率の悪い箇所を探し出すこ
とができ、その箇所の改善を図ることで、生産ライン７
１の全体を効率を向上させることができる。また、疑似
生産のシミュレーションは、各設備７２，７３の調整条
件や運転条件の設定を行い、その設定された条件に従っ
た疑似生産を行わせるようにする。例えば、段取り、制
御パラメータ、運転タクト等の設定を行って疑似生産さ
せる。生産設備がＮＣ装置の制御装置によりプログラム
制御されるものである場合は、実際の加工プログラム等
の運転プログラムによる疑似生産を行わせることが好ま
しい。運転プログラムの実行速度は、シミュレーション
のために実際よりは速めるようにしても良い。シミュレ
ーション手段２３（図１）における全体シミュレーショ
ン部３６は、生産ライン７１における一部で遅れが生
じ、その遅れが後工程に影響する場合は、その影響をシ
ミュレーション結果に反映させるようにする。

【００３２】シミュレーションによる事前検証では、レ
イアウト上でのワークの生産状況，物流状況として、生
産ライン７１上だけでなく、生産ライン間や工場内での
仕掛り品の輸送、人の稼働状況も検証することが好まし
い。また、シミュレーションによる事前検証では、生産
される製品の品質と設定条件との関係、生産性と設定条
件との関係、およびこれら品質，生産性，設計条件の相
互関係を検証することが好ましい。このようにして、シ
ミュレーションによる事前検証により、レイアウト上の
生産状況、物流状況の検証、ネック工程の洗い出し、加
工方法、加工工程、加工条件の最適化の検証、物流、在
庫量評価、人作業効率の検証、生産性評価、製造原価の
算出等を行う。

【００３３】仮想工場検証過程（Ｓ１）では、工場設計
された内容が満足できないものである場合は、各種設定
条件を変更したり、必要な場合には生産ライン７１の工
程変更を行って検証を行う。生産ライン７１の工程変更
の検証は、生産ライン７１が生産設備７２の形態の変更
による工程の変更が可能な場合は、その形態変更に応じ
た検証を行う。例えば、生産設備７２がユニット構成専
用機の場合は、そのモジュラーユニット７６の交換によ
り工程変更した場合の検証を行う。

【００３４】仮想工場検証過程（Ｓ１）では、稼働カレ
ンダー条件に従った検証や、設備の異常に応じた検証も
行うことが好ましい。稼働カレンダー条件は、１年にお
ける休日の条件、１日における始業時刻、終業時刻、昼
休み等の途中休憩時間等の条件である。

【００３５】工場展開過程（Ｓ２）では、上記のように
検証された仮想工場２１に合致した各設備７２，７３お
よびレイアウトの実在の工場４を構築する。各設備７
２，７３の設定内容もシミュレーション時の設定内容と
する。工場展開過程（Ｓ２）において、仮想工場検証過
程（Ｓ１）で設定された運転条件の情報は、生産設備７
２の制御装置にデータ通信手段を介して転送により設定
しても良い。各設備７２，７３の仮想工場検証過程（Ｓ
１）で得られた据え付け条件は、実在の工場４の設備７
２，７３の付近にある情報処理装置や携帯型の情報処理
装置に図や文字の表示による指示するようにすると、据
え付けが簡単に正しく行える。

【００３６】遠隔監視過程（Ｓ３）では、上記の仮想工
場検証過程（Ｓ１）および工場展開過程（Ｓ２）を経て
構築された実在の工場４の各種の遠隔監視を行う。例え
ば、各設備７２，７３のレイアウト上における生産状況
および物流状況を遠隔監視し、監視結果と上記シミュレ
ーションによる検証の結果とを比較する。また、各設備
７２，７３の稼働状況、生産されたワークの品質等の遠
隔監視も行う。この遠隔監視過程（Ｓ３）では、監視結
果を用いて上記設備７２，７３の遠隔保守を行うことが
好ましく、さらに上記設備７２，７３の遠隔運転を行う
ようにしても良い。遠隔保守は、運転条件、加工条件、
パラメータの遠隔変更や、これらの変更条件を工場４に
ある情報処理機器上に指示する処理等である。遠隔監視
過程（Ｓ３）では、監視結果とシミュレーション時の検
証結果とに差がある場合に、上記シミュレーション手段
２３により、再度、仮想工場２１に疑似生産を行わせて
検証を行い、検証結果に応じて遠隔保守を行うようにし
ても良い。上記の再度の疑似生産時には、工場展開時と
は設定条件等を適宜変えて行うようにしても良い。

【００３７】この仮想工場システム１１および遠隔監視
システム５１を用いる工場４で生産する対象製品が転動
体を有する機械部品、例えば転がり軸受または等速ジョ
イントであって、生産設備７２の一つが研削盤である場
合の設定条件、監視内容の例を説明する。このような研
削盤の場合、運転条件または加工条件として、工具回転
数や工具送り速度、工具送り量、ドレス条件、主軸回転
数等が設定される。また、被加工物の条件として、製品
名称、重量、溝研削幅、比熱、膨張係数、各部の寸法精
度等が設定される。さらに加工状態を把握する情報とし
て、加工動力、加工中の製品寸法、加工温度、加工時間
等が設定される。遠隔監視は、このような条件について
の監視が行われる。これらの条件を遠隔監視し、遠隔操
作で設定変更可能とすることにより、種々の不具合等に
対して遠隔保守が行える。

【００３８】このように、仮想工場システム１１を用い
ることにより、工場全体の検証が簡単に行える。そのた
め、効率の良い生産ラインの新規立ち上げや、既設ライ
ンの工程変更等の工場展開が、簡単に短時間で行え、工
場展開後のやり直しを不要とすることができる。特に、
生産設備７２として、ユニット構成専用機等の変更の自
由度が高いものを準備し、生産ライン７１の工程変更を
行った場合の検証を仮想工場システム１１で行えるよう
にした場合は、工場展開を行うための開発期間が大幅に
短期化される。また、シミュレーションにより検証され
た仮想工場システム１１に合致した実在の工場４を構築
し、その実在工場を遠隔監視して監視結果とシミュレー
ション時の検証結果とを比較するため、シミュレーショ
ンの結果を効果的に遠隔監視に利用できて、構築された
工場４の遠隔監視を適切に行える。例えば、遠隔監視の
結果とシミュレーションの結果とに差がある場合に、仮
想工場２１の設定条件等を変えた再度のシミュレーショ
ンを行い、適切な保守を行うことができる。遠隔監視シ
ステム５１による遠隔監視においては、遠隔保守機能を
備えるものとすることにより、遠隔地の専門技術者や、
高度な分析機器を用い、監視結果から適切な保守を迅速
に行うことができる。これにより、各工場４の生産技術
力を高めることができる。

【００３９】図１２〜図１５と共に、仮想工場システム
を用いた広域工場生産管理システム１について説明す
る。この広域工場生産管理システム１は、世界各国の生
産拠点となる工場４の生産管理，生産技術支援を統括的
に行うものである。この広域工場生産管理システム１
は、仮想工場システムを用いた生産管理システムであ
り、生産管理，技術管理を統括的に行う生産技術部門，
生産統括部門等を含む事業所２に設置されている。広域
工場生産管理システム１は通信ネットワーク３を介して
各地の工場４および営業所５等の事業所に接続され、こ
の他に各地の物流事業所６、個人の扱う情報端末である
携帯端末７、および部品メーカ等の資材業者事業所８に
も接続されている。各地の工場４は世界各国に設置され
た工場である。

【００４０】通信ネットワーク３は、インターネットで
あっても、専用回線網であっても、仮想閉域網（ＶＰＮ
（virtual private network)）であってもよい。通信ネ
ットワーク３は、例えばセキュリティーを確保した上で
インターネットを経由して各事業所のローカルエリアネ
ットワークに接続する形態であるインターネットＶＰＮ
等が用いられる。

【００４１】図１３に示すように、広域工場生産管理シ
ステム１は、各地の実在の工場４にそれぞれ対応する複
数の仮想工場システム１１を統合した統合仮想工場シス
テム１２を備える。統合仮想工場システム１２は、実在
の工場４に対応する仮想工場システム１１の他に、新規
に構築する工場に対応する仮想工場システム１１を備え
る。広域工場生産管理システム１は、この他に各地の実
在の工場４を遠隔監視する統合遠隔監視システム１３
と、各営業所５の受注情報を統括して管理する受注統括
管理システム１４と、各地の物流状況を統括して監視す
る物流統括監視システム１５と、生産計画手段１６と、
各種のデータベース（同図には図示せず）とを備える。
統合遠隔監視システム１３は、各実在の工場４とそれぞ
れ対応する遠隔監視システム５１の集合体として構成さ
れる。上記仮想工場システム１１および遠隔監視システ
ム５１は、図１ないし図１１と共に前述の構成のもので
ある。なお、統合仮想工場システム１２および統合遠隔
監視システム１３は、それぞれの統合に伴い、仮想工場
システム１１の構成部分を共用し、また遠隔監視システ
ム５１の構成部分を共用したものであっても良い。

【００４２】図１４は広域工場生産管理システム１のハ
ードウェア構成例を示す。広域工場生産管理システム１
は、図１の工場設備の設計・稼働支援システムを統合
し、発展させたものである。ローカルエリアネットワー
ク６０上の各コンピュータに、統合仮想工場システム１
２、統合遠隔監視システム１３、受注統括管理システム
１４、物流統括管理システム１５、および生産計画手段
１６が設けられている。また、このローカルエリアネッ
トワーク６０上に、各種のデータベース、例えば設備統
括データベース１７Ａ、製品統括データベース１８、受
注統括データベース１９、物流統括データベース２０、
および仮想工場データベース６４が接続されている。

【００４３】受注統括管理システム１４は、受注に関す
る事業所である各営業所５の受注情報を統括的に一元管
理する手段である。営業所５は世界各国に散在する全て
の営業所であり、規模を問わない。営業所５は、個人の
端末であっても、また複数の営業所の受注情報を纏めた
大規模な営業所であっても良い。受注統括管理システム
１４により管理する受注情報は、製品の種類、数量、納
入価格、納期、納入場所、互換品可能情報、特別事情等
の各情報が含まれる。これらの受注情報が、受注統括管
理システム１４によって受注統括データベース１９に登
録され、管理される。

【００４４】物流統括管理システム１５は、物流情報と
して、各工場４の製品の納入先、部品，資材の入手元と
の間の運搬，保管に関する情報を統括的に管理するシス
テムである。物流統括管理システム１５は、物流情報と
して、各工場４の製品の在庫、仕掛り品の在庫、部品，
資材の在庫の情報も統括的に関する。これらの物流情報
が、物流統括データベース２０に物流統括管理システム
１５によって登録され、管理される。各製品について
は、全て識別符号を付しておくと、何処に、何が、どれ
だけあるかが瞬時に把握できる。

【００４５】製品統括データベース１８は、各工場４で
生産可能な製品についての各種の情報、例えば製品種
類、製品番号、サイズ、性能、精度、その製品を製造す
るために必要な素材，加工方法，加工部分等の情報を登
録したデータベースである。

【００４６】設備統括データベース１７Ａは、生産計画
の対象となる各地の実在の工場４における設備、その設
備の段取り情報、設備の運転プログラム、個別の設備の
固有情報（いわゆる「くせ」）等が登録されている。例
えば、設備統括データベース１７Ａは、各工場４に既に
設置されている各設備および保管されている設備につい
ての種類，性能，寸法、段取り変更等の情報や、その設
置された設備の工場毎または生産ライン毎のレイアウト
情報が登録されている。設備統括データベース１７Ａ
は、設備がモジュラーユニット７６の交換等によって形
態変更可能なものである場合は、その変更できる形態に
ついての情報も登録される。設備統括データベース１７
Ａは、いずれの工場４にも実際に設置されていなくて
も、設置の検討対象となる設備についての情報も登録さ
れる。

【００４７】仮想工場データベース６４は、統合仮想工
場システム１２によって作成されたデータモデルである
各仮想工場２１の情報を、その設定情報を含めて登録し
たデータベースである。

【００４８】統合遠隔監視システム１３は、実在の工場
４における少なくとも生産実績、仕掛り品状況、部品入
荷状況、在庫状況、および稼働状況の情報を得るものと
してある。また、統合遠隔監視システム１３により集め
られた工場データは、稼働状況データベース６５にその
まま、またはデータ処理して蓄積される。統合遠隔監視
システム１３の各遠隔監視システム５１は、上述の各遠
隔監視機能および遠隔保守機能を備えたものであること
が好ましい。統合遠隔監視システム１３の各遠隔監視シ
ステム５１がこのような機能を備えるものとすることに
より、各工場の監視および保守の一元管理が行える。

【００４９】生産計画手段１６は、統合遠隔監視システ
ム１３、受注統括管理システム１４、および物流統括監
視システム１５から得られる情報に応じて、統合仮想工
場システム１２による検証を行わせ、検証結果に応じて
各実在の工場４に分担させる生産計画を自動的に生成す
る手段である。

【００５０】生産計画手段１６は、図１５に示すよう
に、生産計画立案部１６ａ、計画修正部１６ｂ、生産指
示部１６ｃ、および生産管理部１６ｄを有する。生産計
画立案部１６ａは、統合遠隔監視システム１３、受注統
括管理システム１４、および物流統括監視システム１５
から得られる情報に応じて、統合仮想工場システム１２
による検証を行わせ、設定された生産計画規則１６ａａ
に従って生産計画を自動立案する手段である。生産計画
は、各工場４に振り分けて行う生産計画である。生産計
画規則１６ａａは、生産コスト、各工場４の生産能力、
物流、材料、税金等の定められた項目に対して、重要度
を加味し、選択手順を設定したものである。生産計画立
案部１６ａは、各地の実在の工場４が、所定の基準にし
たがって工程変更可能であるか否かを判断し、工程変更
可能である場合に、種々の工程変更をした場合の生産状
況の検証を、統合仮想工場システム１２に行わせ、その
うえで上記の生産計画規則１６ａａに従った生産計画の
立案を行うものとしてある。また生産計画立案部１６ａ
は、定められた範囲で、各設備の治具，工具の段取り替
え、設定条件の変更、運転プログラムの変更等を含めた
検証を統合仮想工場システム１２に行わせ、生産計画規
則１６ａａに従った生産計画の立案を行うものとしてあ
る。特に、各地の実在の工場４のうちのいずれかが、生
産設備７２として、共通仕様の本体機械７５に対してモ
ジュラーユニット７６を交換自在に組み合わせたユニッ
ト構成専用機を備え、モジュラーユニット７６の交換に
より工程変更が可能なものである場合は、その工程変更
した場合の生産状況の検証に応じた生産計画の立案を行
うものとしてある。生産計画立案部１６ａは、製品が複
数の部品からなる場合に、部品毎に生産する工場４を分
ける生産計画も立案可能なものとする。

【００５１】計画修正部１６ｂは、生産計画立案部１６
ａで立案された生産計画を、オペレータの入力により変
更し、またはオペレータの入力により条件変更等の指令
を与えて生産計画立案部１６ａに再度の立案を行わせる
手段である。

【００５２】生産指示部１６ｃは、立案，決定された生
産計画の各工場４ごとの生産指示Ｓを、対応する工場４
に送信する手段である。生産指示Ｓには、同図（Ｂ）の
ように、加工技術支援情報Ｓａが付加されるようにして
も良い。特に、生産指示Ｓの与えられる工場４が始めて
生産する製品の場合は、加工技術支援情報Ｓａを付加す
る。加工技術支援情報Ｓａは、例えば、加工条件の情
報、または加工条件を登録したデータベースの記憶領域
のアドレス情報等である。

【００５３】生産管理部１６ｄは、生産計画に対比して
個々の工場４およびこれらの工場４の集合の全体とし
て、生産状況を管理する手段である。生産管理部１６ｄ
は、統合遠隔監視システム１３の監視の結果、不具合の
設備が発生した場合に、その不具合設備による生産遅れ
を他の設備で補うように、生産指示Ｓの修正指示をいず
れかの工場４へ送り、生産ラインの工程の変更および生
産設備の加工プログラム等の動作手続きの変更を行わせ
る自動修復機能を有するものとしても良い。なお、不具
合設備が発生した場合の自動修復が同じ工場４内で行え
る場合に対しては、統合遠隔監視手段１３が、不具合設
備による生産遅れを他の設備で補うように、生産ライン
の工程の変更および生産設備の加工プログラム等の動作
手続きの変更を行う自動修復機能を有するものとしても
良い。

【００５４】また、生産管理部１６ｄは、統合遠隔監視
システム１３を介して生産の進捗状況を監視し、生産ラ
イン７１のラインタクトを自動調整する機能を有するも
のとしても良い。この自動調整機能は統合遠隔監視シス
テム１３に持たせても良い。例えば、個々の遠隔監視シ
ステム５１に上記ラインタクトの自動調整機能を持た
せ、各工場４が自立したラインタクト調整機能を有する
ものとしても良い。

【００５５】上記のように構成された広域工場生産管理
システム１によると、全世界を一元管理して自由度の高
い生産体制が得られる。すなわち、各地の工場４に生産
を最適に振り分け、コスト低下と、納品期間の短縮を図
ることができる。また、いずれの工場４で生産しても、
安定した品質が得られる。

【００５６】以上のシステムの構成，効果の整理，補足
をする。基本は次の４項目である。１．需要や生産コストに合わせ、生産場所や形態自由に
変更できる生産設備。２．仮想工場システム１１による最適な生産体制の設
計。３．遠隔監視、遠隔保守による生産技術力の強化。４．営業，物流，生産情報の共有化，透明化による、世
界的で動的な生産計画。

【００５７】上記各項目の具体的内容を説明する。（１）フレシキブルな生産体制（ユニット構成専用機の
採用、その上でのコンパクト化、インテリジェント
化）。・各生産拠点である工場４には、品種切換、工程変更、
生産拠点の変更に柔軟に対応できる設備が配置されてい
る。・生産設備７２は、コンパクトで低コスト化が図られて
いることが望ましい。・全世界の設備情報や品質情報を、ネットワークを通し
て遠隔地から収集，分析，比較をし、全ての設備に対し
最適化条件（状態）に自動調整する。・設備，設備群は自立化しており、設備情報や品質情報
をもとに、表面品位，加工能率の推定を行い、設備の加
工条件、ねらいに対し，フィードバック，フィードフォ
ワードをかける。・設備故障が発生した場合、周辺の設備がその工程を補
完するように自動的に組み換える。（２）仮想工場システム１１，統合仮想工場システム１
２による評価，設計・工場４の全体での３次元モデルを用いたレイアウト検
証ができる。・加工シミュレーションによる評価をもとに、加工方法
・工程や条件の最適化が行える。・疑似生産によるネック工程の洗い出しや、在庫の評価
を行い、物流の最適化を行うことができる。・人作業の動作解析を行い、作業効率の最大化が図れ
る。・総合的な検証を行い、正確な生産性や製造原価の算出
ができる。

【００５８】（３）遠隔監視システム５１，統合遠隔監
視システム１３による遠隔監視、遠隔保守。・設備，設備群，工程の稼働状況，設備情報，品質情報
のネットワークを通した遠隔監視や、現地映像と音が相
互で確認できる画像・音声伝達装置を用いて、遠隔地に
居る技術者からの技術サポートを受けたり、設備状態の
分析、評価、修正、作業指示、プログラム変更を行うこ
とができる。・遠隔監視システム５１を全世界に１箇所または数箇所
に配置すれば、２４時間の保守を受けることができる。・設備から遠隔監視システム５１で収集した保守情報を
元に、工場全体の保守計画を自動的に立案、作業指示を
行うことも可能になる。・生産拠点である工場４からは、技術部門や会社が保有
する分析ツールやデータベースを、ネットワーク経由で
遠隔地から使用し、設備の分析，評価を行うこともでき
る。（４）世界的生産体制。・営業情報や生産進捗（実績、物流）をリアルタイム情
報として公開し、これをもとに広域工場生産管理システ
ム１の生産計画手段１６により、客先要求と生産，物流
コストを考慮した生産計画を自動的に再構築し、瞬時
に、国境を超えても計画の振り分けや指示を行う。・工場４では、指示された生産計画の変更に対し、現在
の計画を自動的に最も効率の良い計画に再構築し、現場
へ指示する。・設備，設備群の段取り情報・プログラム・生産設備別
情報は、データベースのサーバで全世界一元管理または
共有化されており、生産計画に基づき、このデータサー
バから必要な情報をやり取りし、工程変更、品種切替え
を行う。

【００５９】次に工場４および設備７２，７３の具体例
を図１６〜図２４と共に説明する。図１６は多数の生産
ライン７１が設置された工場４の全体を示すレイアウト
図である。この工場４は、例えば転がり軸受を生産する
工場であり、生産ライン７１として、軸受の内輪生産ラ
イン、外輪生産ライン、転動体生産ライン、保持器生産
ライン、軸受組立ライン等があり、各ラインはいずれも
複数備えられている。物流設備７３の一つとして、自動
倉庫７３₆が備えられている。

【００６０】図１７は、図１６の工場４における一部の
生産ライン群を示す。同図は、２本の生産ライン７１
（７１₁，７１₂）を並設した生産ライン群を示す。各
生産ライン７１は、それぞれ複数の生産設備７２と物流
設備７３とで構成される。上記物流設備７３として保管
設備７３₁と搬送装置７３₂とが設けられている。この
明細書で言う保管設備７３₁は、投入装置など、投入等
のための一時的な保管を行う機能と他の機能を兼ねる設
備も含むものとする。保管設備７３₁は、少量の保管を
行うものであっても、大量の保管を行う自動倉庫等であ
っても良い。この例では、保管設備７３₁は、素材，仕
掛り品，または製品等のワークを保管する設備とされ、
生産設備７２と並べて配置されている。搬送装置７３₂
は、各生産設備７２の間、または生産設備７２と保管設
備７３₁との間でワークを搬送する装置である。各搬送
装置７３₂は、例えばコンベアまたはシュート等からな
り、直線状のコンベアを配置した例を示してある。

【００６１】各生産設備７２は、機械加工，塑性加工，
または熱処理等によって物を生産する設備であり、例え
ば工作機械である。図示の例は各生産ライン７１₁，７
１₂が、それぞれ転がり軸受における内輪生産ラインお
よび外輪生産ラインである。第１の生産ライン７１₁に
おける生産設備７２₁，７２₂，７２₄は、それぞれ内
輪溝研削盤、内輪内径研削盤、内輪溝超仕上げ機であ
り、第２の生産ライン７１₂における生産設備７２₃，
７２₅は、それぞれ外輪溝研削盤、および外輪溝超仕上
げ機である。

【００６２】各生産ライン７１₁，７１₂のライン構成
要素となる生産設備７２は、いずれも共通仕様の本体機
械に対してモジュラーユニットを交換自在に組み合わせ
たユニット構成の専用機とし、これら生産設備７２のモ
ジュラーユニットを交換することにより工程の変更が可
能なものとしてある。各生産設備７２は、必ずしも生産
ライン７１における全ての生産設備７２との間で共通仕
様の本体機械を持つものでなくても良く、複数台の生産
設備７２の間で共通仕様の本体機械を持つものであれば
良い。また、ライン構成要素として、共通仕様の本体機
械を持たない生産設備を含んでいても良い。この例で
は、研削盤となる３つの生産設備７２₁〜７２₃が互い
に共通の本体機械を持ち、超仕上げ機となる２つの生産
設備７２₄，７２₅が互いに共通の本体機械を持つもの
としてある。

【００６３】図１８〜図２０は、互いに共通仕様の本体
機械を持つユニット構成専用機からなる生産設備７２の
具体例を示す。これら各図の生産設備７２₁〜７２
₃は、それぞれ図１７に示した内輪溝研削盤、内輪内径
研削盤、および外輪溝研削盤に構成されたものである。
図２１はその本体機械７５を示す。これらの生産設備７
２は、共通仕様の本体機械７５に対してモジュラーユニ
ット７６を交換自在に組み合わせたユニット構成の専用
機である。共通の本体機械７５は、共通のベッド７７と
共通のユニット７８とで構成される。モジュラーユニッ
ト７６および共通ユニット７８にはそれぞれ各種の機能
のものがある。共通ユニット７８において、明細書，図
面の参照符号は、各ユニットの個別種類の区別の必要な
場合に、その個別種類を示す符号を用いている。

【００６４】図２１に示すように、共通のユニット７８
として、主軸台７９、主軸スピンドル８０、および直交
２軸方向に進退駆動可能なスライドテーブル８１を備え
る。スライドテーブル８１は、ベッド７７上に所定の軸
方向（Ｚ軸方向）に進退自在に設けたられた第１テーブ
ル８１ａと、第１テーブル８１ａ上に上記軸方向（Ｚ軸
方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に進退自在に搭載さ
れた第２テーブル８１ｂとの２段積み構成のものとさ
れ、各軸方向のサーボボータ等の駆動源を備えている。
ローディングユニット８２は、共通のユニット７８の一
つとして本体機械７５を構成するものであっても、交換
自在なモジュラーユニットとして構成されたものであっ
ても良い。ローディングユニット８２を共通のユニット
７８とする場合は、そのローディングユニット本体を共
通ユニットとし、ローダチャック８２ａ〜８２ｃ（図１
８〜図２０）等の治具類は交換自在なものとする。

【００６５】図１８に示すようにユニット構成専用機の
生産設備７２を内輪溝研削盤７２₁とする場合は、共通
仕様の本体機械７５に対して、専用のモジュラーユニッ
ト７６として、砥石スピンドル８３Ａと、旋回式のロー
タリドレッサ８４Ａと、ローディングユニット８２に対
する専用交換部品８２ａを組み付ける。図１９に示すよ
うにユニット構成専用機の生産設備７２を内輪内径研削
盤７２ ₂とする場合は、共通仕様の本体機械７５に対し
て、専用の砥石スピンドル８３Ｂと、固定式のドレッサ
８４Ｂと、ローディングユニット８２に対する専用交換
部品８２ｂと、アフターゲージ８５Ｂとを組み付ける。
図２０に示すようにユニット構成専用機の生産設備７２
を外輪溝研削盤７２₃とする場合は、共通仕様の本体機
械７５に対して、専用の砥石スピンドル８３Ｃと、旋回
式のロータリドレッサ８４Ｃと、ローディングユニット
８２に対する専用交換部品８２ｃと、アフターゲージ８
５Ｃとを組み付ける。

【００６６】なお、各専用のモジュラーユニット７６と
なる砥石スピンドル８３Ａ〜８３Ｃは、同じ構成のもの
であっても良いが、加工によって必要とされる能力が異
なるため、別の機能のものを用いることが好ましい。各
砥石スピンドル８３Ａ〜８３Ｃはビルトインモータ型の
ものとすることが望ましい。主軸スピンドル８０につい
ては、ビルトインタイプであっても、モータ別タイプの
ものであっても良い。また、これらのモータはインバー
タ駆動によるものが望ましい。ローディングユニット８
２は、その全体をモジュラーユニット７６の一つとして
も良い。本体機械７５におけるスライドテーブル８１
は、主軸位置が同じであると、必要なストローク位置
が、内輪溝研削盤７２₁とする場合と内輪内径研削盤７
２₂とする場合とで大きく異なるため、両者のいずれの
場合でも対応可能なストローク範囲を持つものとする。

【００６７】このように、この生産ライン７１における
ユニット構成専用機の生産設備７２は、共通仕様の本体
機械７５に対して、専用のモジュラーユニット７６を組
み付けることにより製作され、専用のモジュラーユニッ
ト７６を交換することによって、機能の異なる専用機と
なる。そのため、工程変更が容易に行える。上記の例で
は、内輪溝研削盤７２₁と、内輪内径研削盤７２₂と、
外輪溝研削盤７２₃との相互の組み替えが自在に行え
る。このため、例えば図１７，図２２に示すように第１
の生産ライン７１₁において、内輪溝研削盤７２₁の後
工程側に並べて内輪内径研削盤７２₂を配置していた構
成を、図２３に示すように内輪内径研削盤７２₂を２台
並べたライン構成とすることもできる。この場合、内径
研削前のワークは、２台の内輪内径研削盤７２₂に降り
分けて供給し、生産ライン７１₁の生産タクトを上げる
ことができる。内輪内径研削は別の生産ラインで行う。

【００６８】ローディングユニット８２を共通仕様の本
体機械７５に設けた場合は、ローディングユニット８２
の搬入位置Ｉおよび搬出位置Ｏ（図１８，図１９）が定
まっているため、生産設備７２を別の専用機に形態変更
した場合も、搬送装置７３₂（図１７）を同じ構成のも
のとすることができ、工程変更がより一層容易に行え
る。

【００６９】図２４は、この実施形態にかかる各研削盤
となる生産設備７２と、従来の一般的な研削盤とを比較
した説明図である。同図（Ａ）〜（Ｃ）は、この実施形
態における外輪溝研削盤７２₃、内輪内径研削盤７
２₂、および内輪溝研削盤７２₁をそれぞれ示し、同図
（Ｄ）〜（Ｆ）は従来の外輪溝研削盤、内輪内径研削
盤、および内輪溝研削盤をそれぞれ示す。従来の各専用
機はそれぞれ別個の設計であったが、この実施形態のも
のは、本体機械７５の共通化による基本スタイルが統一
されており、互いの形態変更が容易である。また、従来
の各専用機は主軸台１０１を設置した切込台１０２と砥
石台１０３とが別に設けられているが、この実施形態の
ものは２段のスライドテーブル８１を用いることによ
り、切込台と砥石台を一体化し、コンパクト化が図られ
ている。また、この実施形態のものは、各スピンドル７
９，８３Ａ〜８３Ｃがビルトインモータ型とされ、２段
型スライドテーブル８１の採用と相まって、設備の小型
化が図られている。

【００７０】なお、ユニット構成専用機の生産設備７２
の共通仕様の本体機械７５における主軸チャック等の治
具類や工具類は、交換自在なものとする。また、モジュ
ラーユニット７６における治具類や工具類も交換自在な
ものとする。生産する製品の軽微な変更は、これら治具
や工具類等の付属品の変更によって対処する。

【００７１】図２５は、上記工場４で生産される製品で
ある転がり軸受の一例を示す。この転がり軸受１００
は、内輪１０１と外輪１０２の間に、複数の転動体１０
３を介在させたものである。転動体１０３は保持器１０
４に保持される。軸受両側にはシール１０５が設けられ
ている。図１７〜図２３に示す生産ライン７１で上記転
がり軸受１００を生産する場合、図１８の内輪溝研削盤
７２₁は、内輪１０１の内輪溝１０１ａの研削を行い、
図２０の外輪溝研削盤７２₃は、外輪１０２の外輪溝１
０２ａの研削を行う。

【００７２】図２６は、上記工場４で生産される製品の
他の例となる等速ジョイントの一例を示す。この等速ジ
ョント２００は、内輪２０１と外輪２０２の軸方向に沿
うトラック溝２０１ａ，２０２ａの間に、トルク伝達ボ
ールである転動体２０３を介在させたものである。転動
体２０３は保持器２０４に保持されている。外輪２０２
の一端は開口しており、内輪２０１に連結された軸２０
５との間でブーツ２０６を被せて密封している。外輪２
０２の他端は軸部２０２ｂを有している。

【００７３】これら転がり軸受１００や等速ジョイント
２００等のような転動体１０３，２０３を有する機械部
品の場合、量産性や、コスト、精度等の面から、製品
毎、または製品種類群毎の専用の生産ラインが組まれ
る。また、同じ工場４において、段取り変更で対処でき
ない製品を生産することが要求されることがあり、その
場合はライン変更を行うことになる。そのため、仮想工
場システム１１や、上記の工場設備の設計・稼働方法、
広域工場生産管理システムを採用することによるライン
立ち上げの開発時間の短縮や、生産の最適化、および各
地の工場４への生産振り分けを行う生産計画によるコス
ト低下，納期短縮等の効果が大きい。なお、工場４で生
産される製品は、軸受の場合、上記の他に、ホイール用
軸受（アンギュラユニット、いわゆる第２世代，第３世
代，または第４世代のホイール用軸受）や、円筒ころ軸
受、円錐ころ軸受などであっても良い。また、等速ジョ
イントでは、固定型ジョイント、摺動型ジョイント（ト
リポール型を含む）であっても良い。

【００７４】

【発明の効果】この発明の広域工場生産管理システム
は、各地の実在工場にそれぞれ対応する複数の仮想工場
システムを統合した統合仮想工場システムと、各地の実
在工場の生産実績を遠隔監視する統合遠隔監視システム
と、各営業所の受注情報を統括して管理する受注統括管
理システムと、各地の物流状況を統括して監視する物流
統括監視システムと、生産計画手段とを備え、上記各仮
想工場システムは、実在工場をデータモデル化した仮想
工場に模擬生産を行わせてその生産状況を検証するシミ
ュレーション手段により構成され、上記生産計画手段
は、上記統合仮想工場システム、統合遠隔監視システ
ム、受注統括管理システム、および物流統括監視システ
ムから得られる情報に応じて、各実在工場に分担させる
生産計画を生成し、生成した生産計画に基づく各実在工
場への生産指示を与えるものとしたため、営業、物流、
生産情報の共有化・透明化により、広域に存在する各工
場を効率的に稼働させることができて、コスト低下、納
期の短縮を図ることができる。各地の実在工場のうちの
いずれかが、生産設備として、共通仕様の本体機械に対
してモジュラーユニットを交換自在に組み合わせたユニ
ット構成専用機を備え、モジュラーユニットの交換によ
り工程変更が可能なものであり、上記統合仮想工場シス
テムを、上記実在工場のモジュラーユニットの交換によ
り工程変更をした場合の生産状況の検証が自在なものと
した場合は、需要や生産コストに合わせ、生産場所や生
産形態を自由に変更することがより一層容易になる。上
記生産計画手段を生産指示と共に加工技術支援情報を送
信するものとした場合や、上記統合遠隔監視システムが
遠隔保守の機能を有するものとした場合は、各工場の生
産技術力が強化され、広域にわたり、より一層活動的な
生産計画を立て、その生産を実現することができる。こ
の発明の一元生産管理広域工場施設は、各地の実在工場
と、これら複数の実在工場の生産管理を行う広域工場生
産管理システムと、上記実在工場と広域工場生産管理シ
ステムとの間で通信を行う通信ネットワークとで構成さ
れるものであって、上記広域工場生産管理システムが、
上記のいずかの構成の広域工場生産管理システムであ
り、上記各地の実在工場が、上記広域工場生産管理シス
テムにおける統合遠隔監視システムに少なくとも生産実
績の情報を送信する手段を有するものであるため、営
業、物流、生産情報の共有化・透明化により、広域に存
在する各工場を効率的に稼働させることができて、コス
ト低下、納期の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態で用いる仮想工場システム
の概念構成の説明図である。

【図２】その仮想工場の概念構成の説明図である。

【図３】設計稼働・支援システムの概念構成を示す説明
図である。

【図４】遠隔監視システムの概念構成を示す説明図であ
る。

【図５】遠隔監視システムの構成説明図である。

【図６】遠隔監視システムにおける対話画面例の説明図
である。

【図７】仮想システム・遠隔監視連携手段の概念構成の
説明図である。

【図８】仮想工場システムと遠隔監視システムの画面例
を対比する説明図である。

【図９】仮想工場システムのレイアウト表示画面例の説
明図である。

【図１０】仮想工場システムの生産ライン表示画面例の
説明図である。

【図１１】同仮想工場システムを用いた工場設備の設計
・稼働方法の概念を示す工程説明図である。

【図１２】この発明の一実施形態にかかる広域工場生産
管理システムとその関係要素との通信関係の概念を示す
説明図である。

【図１３】同広域工場生産管理システムの概念構成の説
明図である。

【図１４】同広域工場生産管理システムのハードウェア
構成例の説明図である。

【図１５】生産計画手段の概念構成を示すブロック図、
およびその生産指示の説明図である。

【図１６】実在工場のレイアウト例の説明図である。

【図１７】実在工場における生産ラインを並設したレイ
アウト部分の説明図である。

【図１８】同生産ラインにおける生産設備を内輪溝研削
盤としたユニット構成専用機の斜視図である。

【図１９】同生産設備を内輪内径研削盤としたユニット
構成専用機の斜視図である。

【図２０】同生産設備を外輪溝研削盤としたユニット構
成専用機の斜視図である。

【図２１】同生産設備における共通仕様の本体機械の説
明図である。

【図２２】同生産ラインの一部を示す斜視図である。

【図２３】同生産ラインの工程変更例を示す斜視図であ
る。

【図２４】同生産ラインの各生産設備を従来設備と比較
して示す平面図である。

【図２５】同工場で生産される製品例である転がり軸受
の断面図である。

【図２６】同工場で生産される製品例である等速ジョイ
ントの断面図である。

【符号の説明】

１…広域工場生産管理システム２…事業所３…通信ネットワーク４…実在の工場５…営業所６…物流事業所７…携帯端末８…資材業者事業所１１…仮想工場システム１２…統合仮想工場システム１３…統合遠隔監視システム１４…受注統括管理システム１５…物流統括管理システム１６…生産計画手段１７…設備データベース１７Ａ…設備統括データベース１８…製品データベース１９…受注統括データベース２０…物流統括データベース２１…仮想工場２２…仮想工場作成手段２３…シミュレーション手段２４…評価手段２５…工場展開支援手段２６…通信手段３１，３２…仮想設備３３…レイアウト情報３４，３５…設備シミュレーション部３６…全体シミュレーション部５０…工場設備の設計・稼働支援システム５１…遠隔監視システム５２…遠隔監視手段５３…監視結果分析手段５４…遠隔保守手段５５…遠隔運転手段５６…仮想工場・遠隔監視連携システム６０，６１…ローカルエリアネットワーク６４…仮想工場データベース６５…稼働状況データベース６６…連携手段６７…ウェブサーバ６８…ファイアウォール６９…ルータ７１…生産ライン７２…生産設備７３…物流設備７５…本体機械７６…モジュラーユニット１００…転がり軸受２００…等速ジョイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山武静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者森下克巳静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者工藤義久静岡県磐田市東貝塚1578番地エヌティエヌ株式会社内Ｆターム(参考） 3C100 AA01 AA16 AA18 AA47 AA51 AA54 AA59 BB21 BB33 BB39 CC02 CC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各地の実在工場にそれぞれ対応する複数
の仮想工場システムを統合した統合仮想工場システム
と、各地の実在工場の生産実績を遠隔監視する統合遠隔
監視システムと、各営業所の受注情報を統括して管理す
る受注統括管理システムと、各地の物流状況を統括して
監視する物流統括監視システムと、生産計画手段とを備
え、上記各仮想工場システムは、実在工場をデータモデル化
した仮想工場に模擬生産を行わせてその生産状況を検証
するシミュレーション手段により構成され、上記生産計画手段は、上記統合仮想工場システム、統合
遠隔監視システム、受注統括管理システム、および物流
統括監視システムから得られる情報に応じて、各実在工
場に分担させる生産計画を生成し、生成した生産計画に
基づく各実在工場への生産指示を与えるものとした広域
工場生産管理システム。
【請求項２】上記生産計画手段は、上記統合遠隔監視
システム、受注統括管理システム、および物流統括監視
システムから得られる情報に応じて、上記統合仮想工場
システムによる検証を行わせると共に、検証結果に応じ
て各実在工場に分担させる生産計画を自動的に生成する
ものとした請求項１記載の広域工場生産管理システム。
【請求項３】各地の実在工場のうちのいずれかは、工
程変更が可能なものであり、上記統合仮想工場システム
は、上記工程変更をした場合の生産状況の検証が自在な
ものとした請求項１または請求項２に記載の広域工場生
産管理システム。
【請求項４】各地の実在工場のうちのいずれかは、生
産設備として、共通仕様の本体機械に対してモジュラー
ユニットを交換自在に組み合わせたユニット構成専用機
を備え、モジュラーユニットの交換により工程変更が可
能なものであり、上記統合仮想工場システムは、上記実
在工場のモジュラーユニットの交換により工程変更をし
た場合の生産状況の検証が可能なものとした請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載の広域工場生産管理シス
テム。
【請求項５】上記仮想工場システムは、設備統括デー
タベースに登録された生産設備の本体機械の情報および
モジュラーユニットの情報により、モジュラーユニット
を組み換えた各種のユニット構成専用機のモデルを作成
可能な仮想工場作成手段を有するものとした請求項４に
記載の仮想工場システム。
【請求項６】上記生産計画手段は、生産コスト、物
流、材料、税金等の定められた項目に対して、定められ
た基準で生産計画を生成するものとした請求項１ないし
請求項５のいずれかに記載の広域工場生産管理システ
ム。
【請求項７】上記統合遠隔監視システムは、実在工場
における少なくとも生産実績、仕掛り品状況、部品入荷
状況、および稼働状況の情報を得るものとした請求項１
ないし請求項６のいずれかに記載の広域工場生産管理シ
ステム。
【請求項８】上記生産計画手段は、生産指示と共に、
加工条件の情報、または加工条件を登録したデータベー
スの記憶領域のアドレス情報等の加工技術支援情報を送
信するものとした請求項１ないし請求項７のいずれかに
記載の広域工場生産管理システム。
【請求項９】上記統合遠隔監視システムは、遠隔保守
の機能を有するものとした請求項１ないし請求項８のい
ずれかに記載の広域工場生産管理システム。
【請求項１０】生産計画の対象となる各地の実在工場
における設備や工程、その段取り情報、動作手続き、個
別の設備の固有情報を登録した設備統括データベースを
設けた請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の広域
工場生産管理システム。
【請求項１１】上記生産計画手段は、不具合の設備が
発生した場合に、その不具合設備による生産遅れを他の
設備で補うように、統合遠隔監視システムを介して、生
産ラインの工程の変更および生産設備の動作手続きの変
更を行う自動修復機能を有するものとした請求項１ない
し請求項１０のいずれかに記載の広域工場生産管理シス
テム。
【請求項１２】上記生産計画手段は、統合遠隔監視シ
ステムを介して生産の進捗状況を監視し、生産ラインの
ラインタクトを自動調整する機能を有するものとした請
求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の広域工場生
産管理システム。
【請求項１３】上記各工場は、生産対象製品が転動体
を有する機械部品である請求項１ないし請求項１２のい
ずれかに記載の広域工場生産管理システム。
【請求項１４】各地の実在工場と、これら複数の実在
工場の生産管理を行う広域工場生産管理システムと、上
記実在工場と広域工場生産管理システムとの間で通信す
る通信回線手段とで構成される一元生産管理広域工場施
設であって、上記広域工場生産管理システムは、請求項１ないし請求
項１３のいずかに記載の広域工場生産管理システムであ
り、上記各地の実在工場は、上記広域工場生産管理シス
テムにおける統合遠隔監視システムに少なくとも生産実
績の情報を送信する手段を有する一元生産管理広域工場
施設。
【請求項１５】上記実在工場は、工場内の設備の少な
くとも稼働状況の監視情報を得る監視センサ類と、この
監視センサ類から得た監視情報を上記通信回線手段を介
して上記広域工場生産管理システムに送信する手段を有
するものとした請求項１４に記載の一元生産管理広域工
場施設。
【請求項１６】上記広域工場生産管理システムは、請
求項４に記載の広域工場生産管理システムであり、上記
各地の実在工場のうちのいずれかの実在工場は、生産設
備として、共通仕様の本体機械に対してモジュラーユニ
ットを交換自在に組み合わせたユニット構成専用機を備
え、モジュラーユニットの交換により工程変更が可能な
ものである請求項１４または請求項１５に記載の一元生
産管理広域工場施設。