JP2007172286A - 工程管理装置、製造ライン管理システム及び工程処理方法 - Google Patents

工程管理装置、製造ライン管理システム及び工程処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】各工程での処理を規格化(プロファイリング)して、各工程では、この規格化された単位により処理を行い、従ってその工程の処理内容が変更されても、または工程が変わっても、処理を容易に置き換え可能とする。
【解決手段】本発明の工程管理装置は、構成単位としての工程を複数段備えて縦続接続して全体として処理を行うラインの、上記工程内に設けた工程管理装置において、前段工程からの処理情報を示す入力情報13bと、所定の工程内処理を行うための機能と該工程内処理の内容を記述した機器構成情報15bと、後段工程への処理後情報を示す出力情報14bとを持ち、該入力情報と機器構成情報と出力情報とに基づいて自工程内の制御装置群に処理指示を行い、かつ上記前段工程の工程管理装置へ上記入力情報を伝達し、上記後段工程の工程管理装置へ上記出力情報を伝達する制御部111、を備えた。
【選択図】図2

Description

本発明は,生産ラインや加工ライン等、縦続処理を行うラインにおける構成単位の設計及び再構成を容易化するシステムに関し、更に詳細には、全工程を管理する管理装置、及び関連する装置に影響を与えずに、システムを構成する各工程(構成単位)における変更を容易に行う装置、方法に関するものである。
近年の生産管理システムにおいては、消費者ニーズなどの多様化に伴い、所定の製造ラインで製造される製品の品種が機種、オプションなどを組み合わせることで多品種となっている。それに伴って、製品を加工・製造するために対応するラインで使用される自動機械やアクチュエータの構成を頻繁に変更する必要が生じている。
例えば自動車の組立ラインでは、製造ラインを通して共通な情報として、製造組立設備の構成情報やアクチュエータの情報及び異常コード情報などの共通データが存在する。そのため、製造設備を制御管理するコンピュータ群と、それらのコンピュータ群に必要となる共通データを一元的に管理する別のコンピュータを備える構成が採られる。そして製造設備の変更に伴ってこれらの共通データを改廃する時には、上記別のコンピュータに格納された共通データを改廃すると共に、改廃された共通データを上記別のコンピュータから上記製造設備を制御管理するコンピュータ群に転送することによって、上記コンピュータ群に格納される共通データを改廃するよう構成する。
例えば、特許文献1の生産管理システムによると、設備の接続関係の情報を得て、変更があれば、関連する装置にデータの変更を行うシステムが開示されている。
上記のような従来の生産管理システムでは、各組立ラインの構成や、自動機などの製造設備の構成や、製造ラインで共通に使用する異常コード情報など、製造ラインのすべての工程に関係する共通データを一元的に管理することで、共通データの改廃作業が極めて簡単に実施できる。
しかし、自動車の製造ラインのように大規模な製造ラインでは、プレス、車体組立、塗装、艤装、ユニットマウントなどの幾つかの工程で構成されている。そして、二つ以上の工程で共有するデータの中には、上記の場合のような製造ラインのすべての工程に関係するデータ以外に、単に隣接する工程間でのみ関係するデータも存在する。例えば連続する二つの工程において、前工程で加工・組立した部品の情報を次工程に渡すケースが考えられるが、従来の技術では、全体の把握を優先するために管理装置に管理の全てをゆだねて、そのために工程間の情報に対しても管理装置が介在して、情報集中が発生する。
特開平2−28806号公報
上記のように従来の生産管理システムでは、こうした隣接する工程間でのみ関係する情報を特別に管理することは考慮されておらず、共通データの一つとしてそれぞれの製造設備を制御管理するコンピュータに対して設定しなければならない、という課題がある。
更に従来の生産管理システムで、こうした隣接する工程間でのみ関係する情報を共通データとして扱うと、その情報を必要としないコンピュータに対しても、その情報を共通データとして転送して、無駄な通信や処理が発生する、という課題がある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、各工程での処理を規格化(プロファイリング)して、各工程では、この規格化された単位により処理を行い、従ってその工程の処理内容が変更されても、または工程が変わっても、処理を容易に置き換え可能とすることである。
更にまた、製造ラインの任意の工程において、工程内の機器構成の変更、工程内の処理ソフトウェアの変更、工程の入出力情報の変更などがあった場合に、上位の生産管理コンピュータの介在なしに、各工程を管理する工程管理装置が、前後の工程を管理する工程管理装置とネゴシエーションを行い、工程間で受け渡す部品や中間品に関する情報の整合性をとることで、製造ラインを再構築することである。
この発明に係る工程管理装置は、構成単位としての工程を複数段備えて縦続接続して全体として処理を行うラインの、上記工程内に設けた工程管理装置において、
前段工程からの処理情報を示す入力情報と、所定の工程内における製造設備の構成と所定の工程内処理を行うための機能と該工程内処理の内容を記述した機器構成情報と、後段工程への処理後情報を示す出力情報とを持ち、この入力情報と機器構成情報と出力情報とに基づいて自工程内の制御装置群に処理指示を行い、かつ上記前段工程の工程管理装置へ上記入力情報を伝達し、上記後段工程の工程管理装置へ上記出力情報を伝達する制御部、を備えた。
この発明によれば、規格化して入力情報、出力情報及び処理内容を記述し、工程管理装置が独立して管理・処理するので、その工程で必要な内容が判り、ライン管理装置の介在無しに、工程を単位(ユニット)として内容を変更したり、置換えられる効果がある。
実施の形態1.
本実施の形態1では、生産ラインにおいて、工程を単位として、工程毎に、その工程が取り扱う部品に関する情報及びその工程の機器構成情報を規格化(プロファイリング)して、この規格化内容に基づいて工程内の処理を行うようにした例を説明する。こうすることで、各工程は独立に処理が行え、処理内容に変更があっても、その変更があった工程の処理のみを置換えればよい、管理容易な生産ラインの管理ができる。
図1は、本実施の形態における製造ライン管理システムの構成を示す図である。図において、製造ライン1は、複数の工程2から構成され、図1の例では5つの工程(工程A2a、工程B2b、工程C2c、工程D2d、工程2e)から構成される。
製造ライン管理装置3は、製造ライン全体を管理し、各工程での処理の進行を監視する装置であり、工程A2a、工程B2b、工程C2c、工程D2d、工程E2eとネットワーク4で接続される。製造ライン管理装置3は、すべての工程2に関する設定情報6、自動機などの製造設備の構成と処理仕様を示す機器構成情報8を、工程管理装置11から受取り、記憶管理している。
実質的な製造仕様の管理と、それに基づく製造責任は各工程が独自に持っていて、その工程間の整合を、前工程とは入力情報で、後工程とは出力情報により行っている。
工程管理装置11b,11c,11dは、その工程2b,2c,2dが、前工程からどのような入力情報13b,13c,13dを得て、後工程にどのような出力情報14b,14c,14dを出力するかを記載したプロファイル12b,12c,12dを記憶している。また、工程管理装置11b,11c,11dでは、その工程2b,2c,2dが内部でどのような被制御装置またはプログラマブル・コントローラ(PLC)で構成されていて、どのような処理が要求されているかの仕様を記載した機器構成情報15b,15c,15dを記憶している。図1の例では、工程B2bは、2台のプログラマブル・コントローラPLC丸1 21とPLC丸2 22と、サーボアンプやロボットや数値制御装置などの被制御装置31,32から構成される。それぞれのPLC21〜22は、それに接続される被制御装置31,32を制御する。厳密には、PLC丸1 21は被制御装置丸1 31を制御し、PLC丸2 22は被制御装置丸2 32を制御する。
工程管理装置11bは、PLC丸1 21、PLC丸2 22とネットワーク16bで接続され、プロファイル12bの内容に基づいてPLC丸1 21、PLC丸2 22、被制御装置丸1 31、被制御装置丸2 32を制御する。
図2は、図1における工程管理装置の内部構成を示す図である。図2において、例えば工程管理装置11bは、入力部、出力部の制御と、制御インタフェース部経由でPLCを制御する、プロセッサを含む制御部111、必要な前工程Aからの情報を前段の工程管理装置から読み込む入力部112、出力部114、前段工程からの処理情報を示す入力情報13bと、処理仕様を含む規格化された機能を記述した機器構成情報15bと、この機能に従って処理された結果情報としての出力情報14bとを記憶する機器構成情報メモリ115、データ・メモリ116、及び制御インタフェース部117から構成される。
また図3は、工程管理装置11bが行う制御動作を示す動作フロー図である。
これらの図を用いて工程管理装置11bの動作を説明する。工程管理装置11bの制御部111は、工程2bが製造ライン1に組み込まれると、まず、プロファイルを記憶する(ステップS100、以下、ステップを省略)。次に、プロファイル12bを製造ライン管理装置3に対して送信する(S101)。そして、制御部111はPLC群に対し、機器構成情報メモリ115に記憶したソフトウェアを制御インタフェース部117経由でダウンロードする(S102)。またPLC群と被制御装置群の初期設定をする(S102からS104を繰返す)。即ち各PLCは、それぞれ規格に規定された機能を持つソフトウェア等を記憶する。なお、これらの具体例については後述する。
設定が終ると、工程管理装置11bは各PLCに加工指示を送信して(S105)、被制御装置31〜39を制御して必要な加工をさせる。加工処理は、それぞれ対応したソフトウェアにより被制御装置毎に行われる。やがて加工が終って結果が同じく制御インタフェース部117経由で得られ(S106でYes)、制御部111が結果をデータ・メモリ116に記憶し、製造ライン管理装置3に伝えて(S107)、制御が終了する。即ち結果的に、工程管理装置11bは、内部の制御部111が指令上位装置から指示された内容を読みとってPLCに指示して、機器構成情報に記述の処理制御を行う。
この工程管理装置11の構成は、他の工程管理装置11c,11dでも同様であり,また製造ライン管理装置3も、類似の構成を持つ。
さて、工程C2cは、3台のプログラマブル・コントローラPLC丸3 23とPLC丸4 24とPLC丸5 25と、サーボアンプやロボットや数値制御装置などの被制御装置33,34,35から構成される。それぞれのPLC23〜25は、その下に接続される被制御装置33〜35を制御する。厳密に言えば、PLC丸3 23は被制御装置丸3 33を制御し、PLC丸4 24は被制御装置丸4 34を制御し、PLC丸5 25は被制御装置丸5 35を制御する。
工程管理装置11cは、PLC丸3 23、PLC丸4 24、PLC丸5 25とネットワーク16cで接続され、プロファイルで規格化された加工処理プログラム115の内容に基づいてPLC丸3 23、PLC丸4 24、PLC丸5 25、被制御装置丸3 33、被制御装置丸4 34、被制御装置丸5 35を制御する。
同様に工程D2dは、4台のプログラマブル・コントローラPLC丸6 26とPLC丸7 27とPLC丸8 28とPLC丸9 29、サーボアンプやロボットや数値制御装置などの被制御装置36,37,38,39から構成される。それぞれのPLC26〜29は、その下に接続される被制御装置36〜39を制御するが、その対応関係の記述は省略する。また、工程管理装置11dは、これらのPLCとネットワーク16dで接続され、プロファイルで規格化された加工処理プログラムの内容に基づいて、PLC群を用いて被制御装置群を制御する。個別の制御関係は、先に説明した工程Bと類似であるので、詳細記述を省略する。
図4は、工程C2cのプロファイル12の内容を示した図である。プロファイル12は、入力情報13、出力情報14、機器構成情報15から構成される。
入力情報13は、部品名41、部品属性42、From(前工程)43から構成される。
部品名41は、工程C2cが前工程である工程B2bから提供される部品の名称を示す。この部品の名称は、製造ライン1においてユニークなものとする。
部品属性42は、機器構成情報メモリ115に記憶されて、PLCにダウンロードされる加工処理プログラムで利用するパラメータとして、形状、サイズ、材質、ネジ止めの位置など部品の仕様を示す。ここで記載された仕様を基にして、工程管理装置11cは、その下に接続されるPLC丸3 23とPLC丸4 24とPLC丸5 25、及び被制御装置丸3 33と被制御装置丸4 34と被制御装置丸5 35の各種値を設定して動作を制御する。
From(前工程)43は、この部品または製品が前工程から提供される場合は、提供する前工程の名称を示す。この部品がその工程から用意される場合は前工程が無いので「−」と記述する。図4の例では,部品#1は工程B2bから提供される部品であり、部品#2と部品#3は工程C2cから使用され始める部品である。
出力情報14は、部品名44、部品属性45、To(後工程)46から構成される。
部品名44及び部品属性45は、入力情報13における部品名41及び部品属性42と同様である。
To(後工程)46は、この部品を配給する後工程の名称を示す。図4の例では、部品#4と部品#5は工程D2dへ送られる部品または製品である。
機器構成情報15は、制御機器47、被制御機器48、機能49、ソフトウェア50、作業対象51から構成される。
制御機器47は、工程C2cを構成するPLC丸3 23〜PLC丸5 25を示す。また被制御機器48は、工程C2cを構成する被制御装置丸3 33〜被制御装置丸5 35を示す。この制御機器47と被制御機器48により、「制御する・制御される」の関係を表す。
機能49は、各PLCと被制御装置の組み合わせで実現する機能を示す。図4の例で説明すると、PLC丸3 23と被制御装置丸3 33から構成される部分で、機能aと機能bを実現することを示す。同様に、PLC丸4 24と被制御装置丸4 34から構成される部分で、機能cと機能dと機能eを実現することを示し、PLC丸5 25と被制御装置丸5 35から構成される部分で、機能fと機能gを実現することを示す。
ソフトウェア50は処理内容を具体的にプログラム記述形式で示し、各PLCに実装されるソフトウェアを示す。図4の例では、PLC丸3が処理内容を記述したソフトウェアaとソフトウェアbを実装することを示す。つまり、部品#1の形状をどの順序で、どのように、どの程度、加工するか、等を記述している。同様に、PLC丸4がソフトウェアcとソフトウェアdとソフトウェアeを実装することを示し、PLC丸5がソフトウェアfとソフトウェアgを実装することを示す。
作業対象51は、被制御装置48やソフトウェア50が加工・組立などの作業をする対象の部品を示す。図4の例では、ソフトウェアaは被制御装置丸3 23を使用して、特定の場所から部品#1を搬送する。ソフトウェアbは被制御装置丸3 23を使用して、搬送された部品#1を加工して,部品#2を製造する。ソフトウェアcは被制御装置丸4
24を使用して、特定の場所から部品#2を搬送する。ソフトウェアdは被制御装置丸4 24を使用して、特定の場所から部品#3を搬送する。ソフトウェアeは、搬送された部品#2と部品#3を組み立てて部品#4を製造する。
ソフトウェアfは、工程間で受け渡しを行う部品を取り扱わない。ソフトウェアgは被制御装置丸5 25を使用して、特定の場所へ部品#4を搬送する。
これらの機器構成情報は、機器構成情報メモリ115に記憶され、工程管理装置11は、プロセッサ111が制御プログラムを読み出して、その制御プログラムによりソフトウェア50としてPLCに送られて、加工処理が行われる。
PLCと被制御装置間の加工制御動作については、本発明の範囲外であり、通常のPLCが行う動作は周知であるので、ここではPLCの動作の詳細記述は省略する。
本製造ライン管理システムでは、製造ライン1を工程単位に分割し、分割した各工程2a〜2eに関して、入力情報13、出力情報14、機器構成情報15を記述するプロファイル12を用意し、製造ライン1で取り扱われる部品や製品を入出力情報の対象として取り扱う。ここで言う部品や製品は、鉄板などの原材料、ネジやボトルなどの接合部品、加工や組立などの作業途中に出来る中間製品、及び完成品を指す。
入力情報13には、製造ライン1の各工程2a〜2eにおいて、加工や組立などの作業が行われる対象の部品を記述する。この入力情報13には、製造ライン1の最初に与えられる部品、及び前工程から渡される部品を含む。
出力情報14には、製造ライン1の各工程2a〜2eにおいて、加工や組立などの作業が行われた結果、出来上がった部品や中間製品を記述する。この出力情報14で記述した部品は、後工程に渡される。
各工程2b〜2dを制御する工程管理装置11b〜11dは、自身の工程に入力される部品を記述する入力情報13と、自身の工程から出力される部品を記述する出力情報14を管理し、それらの情報に記載された部品属性に基づいて、自身の工程内に配置されたPLCや被制御装置を制御設定し、動作を制御する。
こうして、製造ライン1の各工程2a〜2eで取り扱う部品に関して規格化して部品属性42、45を記述することで、各工程2a〜2eを管理する工程管理装置11が、製造ライン管理装置3の介在を受けることなく、その部品属性42、45の内容に基づいてPLCや被制御装置を制御すればよく、各工程2a〜2eを独立させて制御することができる。また、各工程2a〜2eを独立させることで、工程の変更や置換えが容易になる。
実施の形態2.
実施の形態1の構成によれば、各工程を単位として独立に加工制御するので、工程の変更や置換えが容易になることが判るが、本実施の形態以降では、具体的に変更例を挙げて、製造ライン管理装置3が集中管理する必要が無いことを説明する。
本実施の形態では、工程内におけるPLCまたは被制御装置が変更される場合を説明する。この場合に本発明によれば、工程管理装置11が前後の工程とネゴシエーションを行って、製造ラインを再構築する。
図5は、本実施の形態における製造ライン管理システムの構成を示す図である。図において、複数の工程2a〜2eで構成される製造ライン1で、工程C2c内で制御機器が置き換えられた場合を示している。勿論、変更は任意の工程であってよい。
旧工程C101は、PLC丸3 23により被制御装置丸3 33を制御する部分、PLC丸4 24により被制御装置丸4 34を制御する部分、及びPLC丸5 25により被制御装置丸5を制御する部分から構成される。
図5の例では、新工程C102は、旧工程C101の中で被制御装置丸5 35を制御するPLC丸5 25が、PLC丸10 103に置き換えられている。新工程C102を管理する工程管理装置11cは、PLC丸5 25をPLC丸10 103に置き換えたプロファイル104を用意する。図6は、そのプロファイル104を示す。
図7は、何らかの要因で変更があった工程を管理する工程管理装置11の処理フローを示す。
図5の構成変更の場合を説明する。工程管理装置11cは、プロファイル104に基づいて、PLC丸10 103にソフトウェアfとソフトウェアgをダウンロードする(S111)。
また、部品#4の部品属性45に基づき、部品#4を取り扱うPLC丸10 103と被制御装置丸5 35の設定を行う(S112)。更に工程管理装置11cは、新工程C102内のすべての設定が完了したか否かをチェックし(S113)、新工程C102内の全設定の完了を待つ。完了した時点で、製造ライン1に組み込まれると、自身が持つプロファイル12c内の入出力情報を隣接する工程に対して配布する。具体的には、工程管理装置11cは、自身の入力情報13cを前工程である工程B2bに対して配布し(S114)、自身の出力情報14cを後工程である工程D2dに対して配布する(S115)。
図8は、隣接する工程管理装置11cから入力情報13cもしくは出力情報14cを受信した工程管理装置11b,11dの処理フローを示す。
入力情報13cを配布された前工程の工程B2bでは、工程B2bを管理する工程管理装置11bが入力情報13cを受信する(S121)と、その入力情報13cを参照してFrom(前工程)43に自身の工程(工程B2b)と記述された部品があるかを工程管理装置11bがチェックする(S122)。
ここで、From(前工程)43が工程B2bである部品が存在しなければ、工程管理装置11bは特に何も行わない。一方、From(前工程)43が工程B2bである部品が存在する場合は、その部品に関して工程C2cから配布された入力情報13cに書かれた部品属性42と、自身のプロファイル12b内の出力情報14bに書かれた部品属性45を工程管理装置11bがチェックし(S123)、変更の有無を確認する(S124)。
この時、部品属性42と部品属性45が一致する場合は、特に何も行わない。一方、部品属性42と部品属性45に異なる場合は、工程C2cから配布された入力情報13cに書かれた部品属性42を最新の部品情報として、工程管理装置11bが自身の出力情報14bの部品属性45に反映する(S125)。
工程管理装置11bは、最新となった部品属性45の内容に従って、その部品を作業対象とするPLCや被制御装置の設定を変更する(S126)。工程管理装置11bは、入力情報13cのすべての部品についてS122〜S125の処理を行ったか否かを確認する(S127)。
出力情報14cを配布された後工程の工程D2dでは、工程D2dを管理する工程管理装置11dが出力情報14cを受信する(S128)と、工程管理装置11dは、その出力情報14cを参照してTo(後工程)46に自身の工程(工程D2d)と記述された部品があるかをチェックする(S129)。
ここで、To(後工程)46が工程D2dである部品が存在しなければ、工程管理装置11dは特に何も行わない。一方、To(後工程)46が工程D2dである部品が存在する場合は、その部品に関して工程C2cから配布された出力情報14cに書かれた部品属性45と、自身のプロファイル12d内の入力情報13dに書かれた部品属性42をチェックし(S130)、変更の有無を確認する(S131)。
この時、部品属性42と部品属性45が一致する場合は、特に何も行わない。一方、部品属性42と部品属性45に異なる場合は、工程C2cから配布された出力情報14cに書かれた部品属性45を最新の部品情報として、自身の入力情報13dの部品属性42に反映する(S132)。
工程管理装置11dは、最新となった部品属性42の内容に従って、その部品を作業対象とするPLCや被制御装置の設定を変更する(S133)。工程管理装置11dは、出力情報14cのすべての部品についてS129〜S133の処理を行ったか否かを確認する(S134)。
図5の例は、PLC単体の機器故障による交換などのケースが考えられる。このようなPLCの単純な交換では、旧工程C101から新工程C102への交換時に工程C2cのプロファイル12cの内容に変更が発生しない。
あるいは加工対象の部品の加工内容が変わっても、後工程に影響が無い軽微な変更の場合も考えられる。つまり、ある工程内でのみ変更があり、入力情報13及び出力情報14に変更がない場合は、単にその工程内の機器構成情報のみを変更すればよい。そして上記で説明したように、前工程及び後工程の工程管理装置は、変更を行った工程管理装置から上記情報を得て、何の影響も受けないことを判断するので、PLCや被制御装置の変更が容易であることが判る。
また、入力情報13または出力情報14の任意の部品に関して部品属性の変更がある場合でも、置き換えられた工程、上記の場合は工程Cの工程管理装置11cが、変更した構成機器情報として入力情報13及び出力情報14を前後の工程に配布して、最新の製造ライン1で取り扱う部品に関する部品属性を展開する。こうすることで、製造ライン管理装置3が介在しなくても、各工程を管理する工程管理装置11が、変更された部品属性に基づいて工程内のPLC及び被制御装置を再設定できる。
実施の形態3.
図9は、本発明における別の実施の形態を示す図である。即ち、複数の工程2a〜2eで構成される製造ライン1で、任意の工程C2c内の、制御機器の構成が変更された場合を示す図である。
旧工程C201では、PLC丸3 23により被制御装置丸3 33を制御する部分と、PLC丸4 24により被制御装置丸4 34を制御する部分、及びPLC丸5 25により被制御装置丸5を制御する部分から構成されている。それが新工程C202では、旧工程C201の中でPLC丸5 25が被制御装置丸5 35で制御していた部分を、PLC丸11 203で制御される被制御装置丸11 205と、PLC丸12 204で制御される被制御装置丸12 206に分離した構成に変更されている。
新工程C202を管理する工程管理装置11cは、PLC丸5 25が被制御装置丸5
35で制御していた部分に代わる情報として、PLC丸11 203で制御される被制御装置丸11 205と、PLC丸12 204で制御される被制御装置丸12 206に分離したプロファイル207を用意する。図10に新しいプロファイル207を示す。
工程管理装置11cはこの新しいプロファイル207に基づいて、PLC丸11 203にソフトウェアfをダウンロードし、PLC丸12 204にソフトウェアgをダウンロードする。また、部品#4の部品属性45に基づいて、部品#4を取り扱うPLC丸12 204及び被制御装置丸12 206の設定を行う。
工程管理装置11cは、新工程C202内のすべての設定が完了した時点で、製造ライン1に組み込まれると、自身の入力情報13cを前工程である工程B2bに対して配布し、自身の出力情報14cを後工程である工程C2cに対して配布する。
工程管理装置11cが入出力情報を隣接する工程に配布しても、その入出力情報は変更前と変わらないので、前後の工程2b,2dの動作に関しては、実施の形態2と同一であるため、記述を省略する。
以上説明したように、工程内の機器構成が変更される場合でも、工程のプロファイルを新工程に合わせて記述し直すことで、製造ライン管理装置3が介在しなくても、各工程管理装置11がプロファイルの内容を基にして、工程内のPLC及び被制御装置を再設定する。
また、置き換えられた工程の工程管理装置が、工程に関する入力情報及び出力情報を、前後の工程の工程管理装置に配布して最新の製造ラインで取り扱う部品に関する部品属性を展開するので、製造ライン管理装置3が介在しなくても、各工程を管理する工程管理装置が、その部品属性に基づいて工程内のPLC及び被制御装置を独自に調整することができる。
実施の形態4.
図11は、本発明における別の実施の形態を示す図である。図において、複数の工程2a〜2eで構成される製造ライン1において、任意の工程C2c内における制御機器の担う役割が変更されている。
旧工程C301では、PLC丸3 23には、機能a303と機能b304の2つの機能があり、機能a303と機能b304によって、それぞれ被制御装置丸3 33を制御する。また、PLC丸4 24には、機能c305と機能d306と機能e307の3つの機能があり、機能c305と機能d306と機能e307によって、被制御装置丸4 34を制御する。また、PLC丸5 25には、機能f308と機能g309の2つの機能があって、機能f308と機能g309により、被制御装置丸5 35を制御する。
一方、変更後の新工程C302は、PLC丸5 25の担う機能308〜309は旧工程C301でのそれと同一であるが、PLC丸3 23とPLC丸4 24の担う役割が変更になる。PLC丸3 23dが機能a303と機能c305と機能d306の3つの機能を行い、PLC丸4 24dが機能b304と機能e307の2つの機能を行うように変更されている。
新工程C302を管理する工程管理装置11cでは、PLC丸3 23dが機能a303と機能c305と機能d306の3つの機能を行い、PLC丸4 24dが機能b304と機能e307の2つの機能を行うように記述されたプロファイル310を用意する。図12は、新しいプロファイル310を示している。
工程管理装置11cは、この新しいプロファイル310に基づいて、PLC丸3 23にソフトウェアaとソフトウェアcとソフトウェアdをダウンロードし、PLC丸4 24にソフトウェアbとソフトウェアeをダウンロードする。また、部品#1〜#4の部品属性42、45に基づいて、機能a303〜機能e307を実現するPLC丸3 23d、PLC丸4 24d、被制御装置丸3 33、被制御装置丸4 34の設定を行う。
工程管理装置11cは、新工程C302内のすべての設定が完了した時点で、製造ライン1に組み込まれると、自身の入力情報13cを前工程である工程B2bに対して配布し、自身の出力情報14cを後工程である工程C2cに対して配布する。
工程管理装置11cによる入出力情報の配布に対する前後の工程の動作に関しては、実施の形態2と同一であるため、記述を省略する。
以上に述べたように、工程内の制御機器の担う役割が変更される場合でも、工程のプロファイルを新工程に合わせて記述し直すことで,製造ライン管理装置3が介在しなくても、工程管理装置がプロファイルの内容を基にして、工程内のPLC及び被制御装置を再設定する。
また、置き換えられた工程の工程管理装置が、工程に関する入力情報及び出力情報を、前後の工程の工程管理装置に配布して、最新の製造ラインで取り扱う部品に関する部品属性を展開するので、製造ライン管理装置3が介在しなくても、各工程管理装置11が、所定の部品属性に基づいて、工程内のPLC及び被制御装置を独自に調整することができる。
実施の形態5.
図13は、本発明における別の実施の形態を示す図である。即ち、複数の工程2a〜2eで構成される製造ライン1において、任意の工程C2c内のソフトウェアがバージョンアップ等により入れ替えられた場合を示している。
旧工程C401では、PLC丸3 23は、ソフトa403とソフトb404の2種類のソフトウェアから構成され、ソフトa403とソフトb404によって被制御装置丸3 33を制御する。また、PLC丸4 24は、ソフトc405とソフトd406とソフトe407の3種類のソフトウェアから構成され、ソフトc405とソフトd406とソフトe407によって被制御装置丸4 34を制御する。また、PLC丸5 25は、ソフトf408とソフトg409の2種類のソフトウェアから構成され、ソフトf408とソフトg409によって被制御装置丸5 35を制御する。
図において、新工程C402は、PLC丸4 24e内のソフトウェアd406がソフトウェアde410に変更され、PLC丸5 25e内のソフトウェアf408がソフトウェアfe411に変更されている。
新工程C402を管理する工程管理装置11cでは、PLC丸4 24e内のソフトウェアd406がソフトウェアde410に変更され、PLC丸5 25e内のソフトウェアf408がソフトウェアfe411に変更したプロファイル412を用意する。図14は、新しいプロファイル412を示す。
工程管理装置11cは、プロファイル412に基づいて、PLC丸4 24にソフトウェアdeをダウンロードし、PLC丸5 25にソフトウェアfeをダウンロードする。また、ソフトウェアdeの取り扱う部品#3の部品属性45に基づいて、ソフトウェアdeを実装するPLC丸4 24、及びソフトウェアdeに制御される被制御装置丸4 34の設定を行う。
工程管理装置11cは、新工程C402内のすべての設定が完了した時点で、製造ライン1に組み込まれると、自身の入力情報13cを前工程である工程B2bに対して配布し、自身の出力情報14cを後工程である工程D2dに対して配布する。
工程管理装置11cによる入出力情報の配布に対する、前後の工程における工程管理装置の動作に関しては、実施の形態2と同一であるため、記述を省略する。
以上で述べたように、工程内の任意のソフトウェアが入れ替えられる場合でも、工程のプロファイルを新工程に合わせて記述し直すだけで、製造ライン管理装置3が介在しなくても、各工程管理装置がプロファイルの内容を基にして、工程内のPLC及び被制御装置を再設定する。
また、置き換えられた工程の工程管理装置が、工程に関する入力情報及び出力情報を前後の工程管理装置に配布して最新の製造ラインで取り扱う部品に関する部品属性を展開するので、独自に、その部品属性に基づいて工程内のPLC及び被制御装置を調整できる。
実施の形態6.
図15及び図16は、本発明における別の実施の形態を説明する図である。即ち、複数の工程2a〜2eで構成される製造ライン1において、任意の工程C2cがサブモジュール化により分割された場合に、工程C2cと工程D2d内の入力情報13及び出力情報14の内容が変化することを示す。
図15は、製造ライン1の変更前を示した図である。旧工程C501では、入力情報13cには、部品#1、部品#2、部品#3に関する情報が含まれる。部品#1は、前工程にあたる工程B2bから渡される。部品#2と部品#3は、工程C2cから使用され始める部品である。また、出力情報14cには、工程C2cの作業結果により出来上がった部品#4と部品#5に関する情報が含まれる。部品#4と部品#5は、後工程にあたる工程D2dに渡される。
旧工程D502では、入力情報13dには、部品#4、部品#5に関する情報が含まれる。部品#4と部品#5は、前工程にあたる工程C2cから渡される。また、出力情報14dには、工程D2dの作業結果により出来上がった部品#6に関する情報が含まれる。部品#6は、後工程にあたる工程E2eに渡される。
図16は、変更後の製造ライン1を示した図である。
図において、旧工程C2cは、新しく工程F2fと工程G2gの二つの工程に分割されている。工程F2fは、部品#1と部品#2を入力部品として、部品#4を製造するメインラインであり、工程B2bと工程D2dと接続される。また、工程G2gは、部品#3を入力部品として、部品#5を製造する部分をモジュール化したサブラインであり、工程D2dと接続される。
一つの工程から分割した工程F2f,工程G2gを管理する工程管理装置11f,11gでは、新しいプロファイルを用意する。具体的には、工程F2fでは、部品#1と部品#2を入力情報13fとし、部品#4を出力情報14fとしたプロファイルを用意する。また、工程G2gでは、部品#3を入力情報13gとし、部品#5を出力情報14fとしたプロファイルを用意する。
工程管理装置11f,11gは、プロファイル12f,12gに基づいて、ソフトウェアのダウンロードや、PLC及び被制御装置丸4 34の設定を行う。
工程管理装置11fは、工程F503内のすべての設定が完了した時点で、製造ライン1に組み込まれて、自身の入力情報13fを前工程である工程B2bに対して配布し、自身の出力情報14fを後工程である工程D2dに対して配布する。
工程管理装置11gは、工程G504内のすべての設定が完了した時点で、製造ライン1に組み込まれて、自身の出力情報14gを後工程である工程D2dに対して配布する。工程G504には前工程が存在しないため、入力情報13gはどこにも配布しない。
工程管理装置11fによる入力情報の配布に対する前工程B2bの動作に関しては、実施の形態2と同一である。
工程管理装置11f及び工程管理装置11gによる出力情報の配布に対する、後工程D2dの動作について、図17の処理フローを使用して説明する。
後工程D2dの工程管理装置11dは、今まで一つの工程から渡される部品に対して処理していたが、変更後は、二つの異なる工程から渡される部品に対して処理することになる。
出力情報14f,14gを配布された工程D2dでは、工程D2dを管理する工程管理装置11dが、今まで存在していなかった工程F2fもしくは工程G2gから出力情報14を受信する(S511)と、その出力情報14fもしくは出力情報14gを参照して、自身の入力情報13dに登録されている部品に関する情報があるかをチェックする(S512)。
ここで、登録されている部品が存在しなければ、特に何も行わない。一方、登録されている部品が存在する場合は、その部品のFrom(前工程)43dに、その部品を渡した工程名(工程F2fもしくは工程G2g)を設定する(S513)。
また、その部品に関して、工程F2fもしくは工程G2gから配布された出力情報14に書かれた部品属性45と、自身のプロファイル12d内の入力情報13dに書かれた部品属性42をチェックし(S514)、変更の有無を確認する(S515)。この時、部品属性42と部品属性45が一致する場合は、特に何も行わない。一方、部品属性42と部品属性45が異なる場合は、工程F2fもしくは工程G2gから配布された出力情報14に書かれた部品属性45を、最新の部品情報として自身の入力情報13dの部品属性42に反映する(S516)。
工程管理装置11dは、最新となった部品属性42の内容を基にして、その部品を作業対象とするPLCや被制御装置の設定を変更する(S517)。
工程管理装置11dは、出力情報14dのすべての部品について、ステップ512〜ステップ517の処理を行ったか否かを確認する(S518)。
図15及び図16の例は自動車製造ラインであり、サプライヤがエンジンやハンドル部分など特定のモジュールを別のサブラインで製造して、メインラインに供給するケースが考えられる。本製造ライン管理方式では、このような製造ラインのサブモジュール化にも適用できる。
また、製造ラインをサブモジュール化することで、製品の製造期間を短縮することができる。
上記では、工程管理装置は、専用のプロセッサを含む制御部111により、図3,図7,図8,図17に記載の制御動作を行うと説明したが、これらの工程管理装置を汎用の計算機で構成して、この制御部相当の要素として、上記各図の制御動作を行わせるプログラムを準備して、汎用計算機のプロセッサで上記プログラムを読みとって、同等の動作を行わせるようにしてもよい。
この発明の実施の形態1における製造ライン管理システムの構成を示す図である。 実施の形態1における工程管理装置の内部構成を示す図である。 実施の形態1における工程管理装置が行う制御動作を示すフロー図である。 実施の形態1における工程管理装置が持つプロファイルの例を示す図である。 この発明の実施の形態2における製造ライン管理システムの構成を示す図である。 実施の形態2における工程管理装置が持つプロファイルの例を示す図である。 実施の形態2における工程管理装置が行う制御動作を示すフロー図である。 実施の形態2における工程管理装置が行う他の制御動作を示すフロー図である。 この発明の実施の形態3における製造ライン管理システムの構成を示す図である。 実施の形態3における工程管理装置が持つプロファイルの例を示す図である。 この発明の実施の形態4における製造ライン管理システムの構成を示す図である。 実施の形態4における工程管理装置が持つプロファイルの例を示す図である。 この発明の実施の形態5における製造ライン管理システムの構成を示す図である。 実施の形態5における工程管理装置が持つプロファイルの例を示す図である。 実施の形態6における変更前の製造ライン管理システムの構成とプロファイルを示す図である。 実施の形態6における変更後の製造ライン管理システムの構成とプロファイルを示す図である。 実施の形態6における工程管理装置が行う制御動作を示すフロー図である。
符号の説明
1 製造ライン、2 工程、2a 工程A、2b 工程B、2c 工程C、2d 工程D、2e 工程E、2f 工程F、2g 工程G、3 製造ライン管理装置、4 ネットワーク、5 管理テーブル、6 設定情報、7 プログラム、8 機器構成情報、1111,11b,11c,11d,11f,11g 工程管理装置、12,12b,12c,12d,12f,12g プロファイル、13,13b,13c,13d,13f,13g 入力情報、14,14b,14c,14d,14f,14g 出力情報、15,15b,15c,15d,15f,15g 機器構成情報、16,16b,16c,16d ネットワーク、21,22,23,23d,24,24d,24e,25,25e,26,27,28,29,103,203,204 プログラマブル・コントローラ(PLC)、31,32,33,34,35,36,37,38,39,205,206 被制御装置、111 プロセッサ、112 入力部、114 出力部、115 機器構成情報メモリ、116 データ・メモリ、117 制御インタフェース部、S100 プロファイルを記憶する記憶ステップ、S102 プロファイルに基づきPLCにソフトウェアをダウンロードするステップ、S103 プロファイルに基づきPLC及び被制御装置を設定するステップ、S105 PLCに対して加工を指示するステップ、S114 入力情報を前段の工程管理装置に配布するステップ、S115 出力情報を後段の工程管理装置に配布するステップ、S125 自身の出力情報の部品属性を更新するステップ、S130 自身の入力情報の部品属性を更新するステップ、S133 最新の部品属性に基づき制御機器と被制御機器の設定を変更するステップ。

Claims (9)

  1. 構成単位としての工程を複数段備えて縦続接続して全体として処理を行うラインの、上記工程内に設けた工程管理装置において、
    前段工程からの処理情報を示す入力情報と、所定の工程内における製造設備の構成と所定の工程内処理を行うための機能と該工程内処理の内容を記述した機器構成情報と、後段工程への処理後情報を示す出力情報とを持ち、該入力情報と機器構成情報と出力情報とに基づいて自工程内の制御装置群に処理指示を行い、かつ上記前段工程の工程管理装置へ上記入力情報を伝達し、上記後段工程の工程管理装置へ上記出力情報を伝達する制御部、を備えたことを特徴とする工程管理装置。
  2. 制御部は、後段工程の工程管理装置からの入力情報を受けると、自身が持つ出力情報と比較して、不一致であれば上記後段工程からの入力情報に基づいて上記自身の出力情報と、対応する自身の機器構成情報とを更新して、工程内処理を行うことを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  3. 制御部は、前段工程の工程管理装置からの出力情報を受けると、自身が持つ入力情報と比較して、不一致であれば上記前段工程からの出力情報に基づいて上記自身の入力情報と、対応する自身の機器構成情報とを更新して、工程内処理を行うことを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  4. 制御部は、機器構成情報として、制御機能と処理内容と作業対象を記述して、各制御装置に処理指示を行うことを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  5. 制御部は、管理する工程内において制御装置群中の任意の制御装置、または任意の制御装置に対する制御機能の変更があると、該変更に伴う変更後の機器構成情報を受取り、該変更後の機器構成情報に基づいて、変更後の制御装置、または制御機能を指示することを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  6. 制御部は、自身の工程の中で初めて処理を行う部品に対しては、前段の出力情報を含まない機器構成情報に基づいて制御装置に処理指示をすることを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  7. 縦続接続して全体として処理を行うラインは生産ラインとし、工程管理装置は、上記生産ラインにおける中間製品または部品の加工か組立か搬送かを管理することを特徴とする請求項1記載の工程管理装置。
  8. 構成単位としての工程を複数段備えて縦続接続して全体として処理を行うラインの製造ライン管理システムにおいて、
    上記工程内に設けた処理対象物を処理する制御装置群と、
    上記制御装置群がある工程と同じ工程内に設けて、前段工程の処理情報を示す入力情報と、所定の工程内における製造設備の構成と所定の工程内処理を行うための機能と該工程内処理の内容を記述した機器構成情報と、後段工程への処理後情報を示す出力情報とを持ち、該入力情報と機器構成情報と出力情報とに基づいて自工程内の上記制御装置群に処理指示を行い、かつ上記前段工程の工程管理装置へ上記入力情報を伝達し、上記後段工程の工程管理装置へ上記出力情報を伝達する工程管理装置と、
    上記ラインでの各工程での処理を管理し、上記工程管理装置から上記入力情報と上記機器構成情報と上記出力情報とを受けて工程を監視する製造ライン管理装置と、
    で構成されることを特徴とする製造ライン管理システム。
  9. 構成単位としての工程を複数段備えて縦続接続して全体として処理を行うラインでの工程処理方法として、
    上記工程を処理単位として、該工程処理単位には、
    制御部が、前段工程からの処理情報示す入力情報と、所定の工程内における製造設備の構成と所定の工程内処理を行うための機能と該工程内処理の内容を記述した機器構成情報と、後段工程への処理後情報を示す出力情報と、を記憶する記憶ステップと、
    上記制御部が、該受取った入力情報と機器構成情報と出力情報とに基づいて自工程内の制御装置群に処理指示を行うステップと、
    上記制御部が、上記前段工程の工程管理装置へ上記入力情報を伝達するステップと、
    上記制御部が、上記後段工程の工程管理装置へ上記出力情報を伝達するステップと、を備えたことを特徴とする工程処理方法。
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