JP2013027954A

JP2013027954A - 生産設備および生産システム

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Publication number: JP2013027954A
Application number: JP2011165579A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Seto; 新一郎瀬戸; Takuma Nomura; 琢磨野村; Kazuichi Higuchi; 数一樋口
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2013-02-07

Abstract

【課題】トレーサビリティのための管理システムを有さずに、生産した物品をトレースすることが可能な生産設備及び生産システムを提供する。
【解決手段】入力物品に対して作業を実行して出力物品を生産する生産設備において、少なくとも入力物品のユニークな情報を取得する物品情報入力手段４と、入力物品に対して作業動作を制御および実行して出力物品を生産するとともに、出力物品にユニークな情報を付与する設備制御手段５と、少なくとも出力物品に付与されたユニークな情報を出力する物品情報出力手段６と、少なくとも物品情報入力手段４によって取得した入力物品のユニークな情報と設備制御手段５によって付与された出力物品のユニークな情報とを記録する物品情報記録部７とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、対象物品に対して所定作業を行う生産設備、および生産設備を複数組み合わせた生産システムに関するものである。

加工や組立などを行う生産設備において、製品や部品に不良品が発生した際に原因を把握、分析するために、生産設備によって生産した製品／部品の製造記録を残し、後からトレースすることを可能にする機能を持たせることが従来から行われている。
例えば、特許文献１の工程管理装置は、農産物の１つまたはパックごとにＩＤを紐つけるとともにこのＩＤに生産地、生産時期（出荷時期）などの情報を付加しており、ＩＤから情報を逆トレースすることで農産物の出所を確認することができるものである。
しかし、特許文献１の工程管理装置は、多量の農産物について全てにＩＤを結びつける必要があり、また、それらの情報を全て記録するには記録設備があまりに巨大になるとともに、情報管理が困難となると考えられる。

また、特許文献２の物品管理システムは、物品に「仮想箱番号＝電子タグ」を紐つけるとともに、生産工程が変わる毎に人手により入力指示を行い、各工程についての情報とその人手による入力を行った時刻を記録するものである。

特許３９６１７８２号公報特開２００７−２５９３８号公報

しかしながら、例えば特許文献２のような従来の物品管理システムは、生産設備の他にトレーサビリティのための管理システムが別途必要となり、作業内容の変更および作業順番の変更がある度に、人手をかけて作業単位指示を編集および加工しなければならず、また、トレーサビリティのための管理システム用のプログラムについても修正が必要となるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、トレーサビリティのための管理システムを有さずに、生産した物品をトレースすることが可能な生産設備及び生産システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明に係る生産設備は、入力物品に対して作業を実行して出力物品を生産する生産設備において、少なくとも前記入力物品のユニークな情報を取得する物品情報入力手段と、前記入力物品に対して作業動作を制御および実行して出力物品を生産するとともに、前記出力物品にユニークな情報を付与する設備制御手段と、少なくとも前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報を出力する物品情報出力手段と、少なくとも前記物品情報入力手段によって取得した入力物品のユニークな情報と前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報と前記設備制御手段により実行された作業に関する付加情報とを記録する物品情報記録手段とを備えることを特徴とする。

また、この発明に係る生産設備は、自生産設備との間で前記入力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する入力接続検出手段を備え、前記物品情報入力手段は、前記入力接続検出手段が検出した他の生産設備との間で前記物品情報入力手段によって取得された入力物品のユニークな情報を授受することを特徴とする。

また、この発明に係る生産設備は、自生産設備との間で前記出力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する出力接続検出手段を備え、前記物品情報出力手段は、前記出力接続検出手段が検出した他の生産設備との間で前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報を授受することを特徴とする。

また、この発明に係る生産システムは、上記生産設備を複数組み合わせてなるものである。

この発明の生産設備によれば、トレーサビリティのための管理システムを有さずに、生産した物品をトレースすることが可能になり、セルやライン機能を構築および再構築する際に管理システムのプログラムの修正等を行う必要がなく、また、トレーサビリティのための処理を要さず、生産のための処理を行うだけでトレーサビリティ機能を持たせることが可能になる。

この発明の実施の形態１に係る生産設備の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る生産システムの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る生産設備の入力接続検出手段の構成例を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る生産設備１ａ，１ｂ，１ｃの構成を示すブロック図である。ここで、生産設備１ｂについて説明すると、入力された部品または部品を加工・組立した製品（以下、これらの物品を「入力物品」と称する）に対して所定作業を実行し、作業後の部品または部品を加工・組立した製品（以下、これらの物品を「出力物品」と称する）を出力する装置であって、入力側の他の生産設備１ａとの間の生産ライン接続を検出する入力接続検出手段２ｂと、出力側の他の生産設備１ｃとの間の生産ライン接続を検出する出力接続検出手段３ｂと、少なくとも入力物品のユニークな情報を入力側の他の生産設備１ａとの間で授受する物品情報入力手段４ｂと、入力物品に対して作業動作を制御および実行して出力物品を生産するとともに、出力物品にユニークな情報を付与する設備制御手段５ｂと、少なくとも出力物品に付与されたユニークな情報を出力する物品情報出力手段６ｂと、少なくとも物品情報入力手段４ｂによって取得された入力物品のユニークな情報と設備制御手段５ｂによって出力物品に付与されたユニークな情報と設備制御手段５により実行された作業に関する付加情報とを記録する物品情報記録手段７ｂとを備える。
また、生産設備１ｂの物品情報入力手段４ｂは入力側の他の生産設備１ａの物品情報出力手段６ａに、物品情報出力手段６ｂは出力側の他の生産設備１ｃの物品情報入力手段４ｃにアクセス可能であり、物品情報出力手段６ａ、物品情報入力手段４ｃが保持する物品情報（入力物品のユニークな情報または出力物品のユニークな情報）を読み書きすることによって生産設備１ａおよび１ｃとの間で物品情報を授受する。

なお、図１では生産設備１ｂに接続する入力側の他の生産設備として生産設備１ａと出力側の他の生産設備として１ｃを図示しているが、入出力側ともに複数の生産設備を接続可能である。また、これら生産設備１ａ，１ｂ，１ｃは同一の構成であるが、説明上呼び分けるために入力側の他の生産設備１ａの各手段の符号に「ａ」を付し、出力側の他の生産設備１ｂの各手段の符号に「ｃ」を付す。

図２は、生産システム（セル）の一例を示す図であり、複数の生産設備が隣接して配置されている。生産設備としては、入力物品を供給して出力物品とする部品供給装置１０、入力物品を搬送および組立などを行って出力物品とするロボット１１、入力物品を加工して出力物品とする半田コテなどの専用作業装置１２などがある。図２に示された生産システムでは、部品供給装置１０とロボット１１、およびロボット１１と専用作業装置１２が接続され、生産ラインになっている。

この生産ラインでは、部品供給装置１０が隣接するロボット１１へ物品を供給する作業を行い、このとき、部品供給装置１０は供給した物品にユニークな情報を付与し、少なくともそのユニークな情報と物品の供給作業に関する付加情報とを記録するとともに、供給した物品に付与したユニークな情報をロボット１１へ出力する。

次に、ロボット１１が隣接する専用作業装置１２へ物品を搬送する作業を行い、このとき、ロボット１１は搬送した物品にユニークな情報を付与し、少なくともそのユニークな情報と物品の搬送作業に関する付加情報と部品供給装置１０により入力された入力物品のユニークな情報を記録するとともに、搬送した物品に付与したユニークな情報を専用作業装置１２に出力する。

さらに、専用作業装置１２が隣接するロボット１１から搬送された物品の半田付け作業を行い、このとき、専用作業装置１２は半田付けした物品にユニークな情報を付与し、少なくともそのユニークな情報と物品の半田付け作業に関する付加情報とロボット１１により入力された入力物品のユニークな情報を記録するとともに、半田付けした物品に付与したユニークな情報を出力する。

次に、生産設備１の詳細を説明する。
図１に示すように、入力接続検出手段２ｂは、生産ラインで入力物品の授受を行う対象となる入力側の生産設備１ａとの間の接続を検出し、個体識別および位置特定を行う。
例えば、生産設備１ａに個体識別ＩＤ（バーコード、マーク、模様など）を持たせるとともに、入力接続検出手段２ｂをセンサおよび画像処理などで構成し、入力側に隣接する生産設備１ａの個体識別ＩＤを検出し、接続を判断する。
また例えば、入力接続検出手段２ｂを近接センサ、レーザ変位計、画像処理カメラ等のセンサで構成し、隣接する生産設備１ａの相対位置を検出し、生産設備１ａの位置および距離などの検出情報に基づいて接続を判定するとともに個体識別を行う。
また例えば、入力接続検出手段２ｂを記憶装置で構成し、生産システムを構築する際に生産設備１ｂに入力側に接続させる他の生産設備１ａの識別情報および位置情報などを予め設定しておいてもよい。

また例えば、入力接続検出手段２ｂを物理的な通信端子で構成し、どの方向に設けた通信端子に入力側の他の生産設備１ａが接続されたかによって生産設備１ａの位置を判定するとともに、通信によって個体識別を行う。入力接続検出手段２ｂを通信端子で構成した場合の接続検出方法を図３に示す。同一構成の生産設備１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、通信端子の接続が容易になるように外観形状、作業台の高さなどを統一しておく。図３（ａ）に示すように、生産設備１ｂには、物品の搬送を行う方向の側面に他の生産設備１ａ，１ｃ，１ｄと組み合うような凸部２０，２１および凹部２２を設ける。そして、これら凸部２０，２１と凹部２２にそれぞれ通信端子を配置する。同様に、生産設備１ａ，１ｃ，１ｄにも凹部２３，２４、凸部２５を設け、それぞれ通信端子を配置する。通信の種類としては、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）、近距離無線通信などを用いる。

生産システム構築時には、図３（ｂ）に示すように生産設備１ｂの凸部２０と生産設備１ａの凹部２３の通信端子同士を接続し、生産設備１ａ，１ｂの入力接続検出手段２ａ，２ｂ（不図示）間で通信することにより、生産設備１ｂはどの通信端子に接続されたかによって相手の生産設備１ａの相対位置を判定し、また通信路を使って互いの設備情報などを交換することでどのような種類の設備が接続されたか個体認識する。生産設備１ｂは同様に、凸部２１と凹部２４の通信端子同士を接続し、凹部２２と凸部２５の通信端子同士を接続して、各生産設備１ｃ，１ｄの相対位置および種類を検出する。
また、出力接続検出手段３は、検出する対象が出力物品の授受を行う出力側の生産設備との間の接続である点以外は入力接続検出手段２と同じである。

物品情報入力手段４ｂは、図１に示すように、入力側の他の生産設備１ａの物品情報出力手段６ａとの間で通信を行う通信インタフェースであり、入力接続検出手段２ｂが検出した入力側の生産設備１ａとの間で少なくとも入力物品のユニークな情報を生産設備１ａとの間で授受する。

また、物品情報出力手段６ｂも物品情報入力手段４と同様に、図１に示すように、出力側の他の生産設備１ｃの物品情報入力手段４ｃとの間で通信を行う通信インタフェースであり、出力接続検出手段３ｂが検出した出力側の生産設備１ｃとの間で少なくとも出力物品のユニークな情報を生産設備１ｃとの間で授受する。

なお、入力物品のユニークな情報および出力物品のユニークな情報の形式を予め規格化しておくことで汎用的な通信プログラムを用意できるので、物品情報入力手段４および物品情報出力手段６の通信インタフェースも予め定義できる。また、通信インタフェースを予め定義しておくので、同種の通信インタフェースを実装した他の生産設備１ａとの間で接続して通信が可能である。さらに、同種の通信インタフェースを実装した他の生産システムの生産設備との間で接続して通信が可能である。

物品情報記録手段７は、少なくとも、物品情報入力手段４により取得された入力物品のユニークな情報と、設備制御手段５により付与された出力物品のユニークな情報と出力物品の生産時に実行された作業に関する付加情報を記録するものであり、ＨＤＤなどの記憶媒体である。各生産設備はそれぞれ物品情報記録手段７を備えており、各々作業を行う毎に備えている物品情報記録手段７に、少なくとも入力物品のユニークな情報と出力物品のユニークな情報と出力物品の生産時に実行された作業に関する付加情報を記録する。
なお、物品情報記録手段７に記録される付加情報としては、例えば、その作業が実行された日時、作業時に設定したパラメータの値・気温や湿度などの条件等の情報が挙げられる。

設備制御手段５は、自生産設備１の作業を制御するＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ロボットコントローラなどである。この設備制御手段５は、入力物品に対して動作開始、停止、動作方法などを判断し、予め与えられた動作プログラムに従って作業を実行して出力物品を生産する。また、生産した出力物品にユニークな情報を与え、入力物品のユニークな情報、出力物品のユニークな情報および生産時の作業に関する付加情報を物品情報記録手段７へ出力する。

以上より、実施の形態１に係る生産設備１は、入力物品に対して作業を実行して出力物品を生産する生産設備において、少なくとも入力物品のユニークな情報を取得する物品情報入力手段４と、入力物品に対して作業動作を制御および実行して出力物品を生産するとともに、出力物品にユニークな情報を付与する設備制御手段５と、少なくとも出力物品に付与されたユニークな情報を出力する物品情報出力手段６と、少なくとも物品情報入力手段４によって取得した入力物品のユニークな情報と設備制御手段５によって付与された出力物品のユニークな情報と設備制御手段５により実行された作業に関する付加情報を記録する物品情報記録手段７とを備えるように構成したので、トレーサビリティのための管理システムを有さずに、生産した物品をトレースすることが可能になり、セルやライン機能を構築および再構築する際に管理システムのプログラムの修正等をする必要がなく、また、トレーサビリティのための処理を要さず、生産のための処理を行うだけでトレーサビリティ機能を持たせることが可能になる。

また、実施の形態１によれば、自生産設備１との間で入力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する入力接続検出手段２を備え、物品情報入力手段４は、入力接続検出手段２が検出した他の生産設備との間で少なくとも入力物品のユニークな情報を授受する構成にしたので、生産ラインの構築、生産設備１の切り離しまたは組み替えを行った場合に新たな入力側の接続を自動的に検出して物品情報の授受を行うことができ、柔軟性を向上できる。

また、実施の形態１によれば、自生産設備１との間で出力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する出力接続検出手段３を備え、物品情報出力手段６は、出力接続検出手段３が検出した他の生産設備との間で出力物品のユニークな情報を授受する構成にしたので、生産ラインの構築、生産設備１の切り離しまたは組み替えを行った場合に新たな出力側の接続を自動的に検出して物品情報の授受を行うことができ、柔軟性を向上できる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ生産設備
２，２ａ，２ｂ，２ｃ入力接続検出手段
３，３ａ，３ｂ，３ｃ出力接続検出手段
４，４ａ，４ｂ，４ｃ物品情報入力手段
５，５ａ，５ｂ，５ｃ設備制御手段
６，６ａ，６ｂ，６ｃ物品情報出力手段
７，７ａ，７ｂ，７ｃ物品情報記録手段
１０部品供給装置
１１ロボット
１２専用作業装置
２０，２１，２５凸部
２２，２３，２４凹部

Claims

入力物品に対して作業を実行して出力物品を生産する生産設備において、
少なくとも前記入力物品のユニークな情報を取得する物品情報入力手段と、
前記入力物品に対して作業動作を制御および実行して出力物品を生産するとともに、前記出力物品にユニークな情報を付与する設備制御手段と、
少なくとも前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報を出力する物品情報出力手段と、
少なくとも前記物品情報入力手段によって取得した入力物品のユニークな情報と前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報と前記設備制御手段により実行された作業に関する付加情報とを記録する物品情報記録部と
を備えることを特徴とする生産設備。
自生産設備との間で前記入力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する入力接続検出手段を備え、
前記物品情報入力手段は、前記入力接続検出手段が検出した他の生産設備との間で前記物品情報入力手段によって取得された入力物品のユニークな情報を授受することを特徴とする請求項１記載の生産設備。
自生産設備との間で前記出力物品の授受を行う他の生産設備との接続を検出する出力接続検出手段を備え、
前記物品情報出力手段は、前記出力接続検出手段が検出した他の生産設備との間で前記設備制御手段によって出力物品に付与されたユニークな情報を授受することを特徴とする請求項１記載の生産設備。
請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の生産設備を複数組み合わせてなる生産システム。