JP2013228922A - 物の生産に関わる設備の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設備全般において調整可能な消費電力に対し、気象変化の情報を加味して該消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように容易に制御できる物の生産に関わる設備の制御装置を提供する。
【解決手段】計画消費電力作成部６４は、関連付けデータ作成部６２で作成した関連付けデータおよび気象予想入力部６３で入力した気象変化の予想情報に基づいて、計画消費電力のパターンを作成する。グループ分け処理部４３は、計画消費電力作成部６３で作成した計画消費電力のパターンを、設備の動作準備完了状態の消費電力として定常電力のパターンと、設備の動作中における消費電力から前記定常電力を除いた消費電力として動的電力のパターンと、にグループ分けする。組替処理部４６は、グループ分け処理部４３でグループ分けした少なくとも動的電力のパターンを組替えて平準化する。
【選択図】図２

Description

本発明は、物の生産に関わる設備の制御装置に関し、特に当該設備の消費電力を制御する制御装置に関するものである。

例えば特開２００４−１５１８３０号公報（特許文献１）には、製品の生産に必要な生産設備および非生産設備の需要エネルギ量の最適化を図ることが可能な制御装置（システム）が記載されている。このシステムは、需要エネルギ量を並べた時系列データを作成し、需要エネルギ量の上限値を含む制約情報を考慮して時系列データに現れるピークが抑制されるように製品の生産計画を修正する。そして、気象情報と非生産設備の温熱環境生成機器の稼働に必要な消費エネルギ量との相関関係を作成し、該相関関係に基づいて製品の生産計画を修正する。これにより、設備の需要エネルギ量の最適化を図ることができる。

特開２００４−１５１８３０号公報

特許文献１に記載の制御装置では、非生産設備に関して気象情報との相関関係を作成しているが、生産設備に関して気象情報との相関関係を作成していないので、製品の生産計画の修正が不十分になるおそれがある。また、設備においては、稼働時において常に一定の電力が必要であるような装置が存在する。このような電力は設備自体を変更等しない限り削減することができないため、既存の設備において当該消費電力を除く消費電力の調整を制御することは特許文献１に記載の制御装置では非常に困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、設備全般において調整可能な消費電力に対し、気象変化の情報を加味して該消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように容易に制御できる物の生産に関わる設備の制御装置を提供することを目的とする。

（請求項１）本発明の物の生産に関わる設備の制御装置は、気象変化の情報を取得する気象情報取得部と、前記気象情報取得部での前記気象変化の情報の取得に対応させて、物の生産に関わる設備における経時変化する消費電力のパターンを取得する電力取得部と、前記気象情報取得部で取得した前記気象変化の情報と前記電力取得部で取得した前記消費電力のパターンとを関連付けて関連付けデータを作成する関連付けデータ作成部と、前記気象変化の予想情報を入力する気象予想入力部と、前記関連付けデータ作成部で作成した関連付けデータおよび前記気象予想入力部で入力した前記気象変化の予想情報に基づいて、計画消費電力のパターンを作成する計画消費電力作成部と、前記計画消費電力作成部で作成した前記計画消費電力のパターンを、前記設備の動作準備完了状態の消費電力として定常電力のパターンと、前記設備の動作中における消費電力から前記定常電力を除いた消費電力として動的電力のパターンと、にグループ分けするグループ分け処理部と、前記グループ分け処理部でグループ分けした少なくとも前記動的電力のパターンを組替える組替処理部と、を備える。

（請求項２）前記気象予想入力部は、当日の前記気象変化の予想情報を入力し、前記組替処理部は、前記気象予想入力部で入力した前記当日の気象変化の予想情報に基づいて、前記組替えた動的電力のパターンを再度組替えるようにしてもよい。

（請求項３）前記グループ分け処理部は、前記定常電力のパターンを、前記設備に電源投入された状態の消費電力として待機電力のパターンと、前記待機電力のパターン以外のパターンと、にグループ分けするようにしてもよい。

（請求項４）前記制御装置は、前記設備のうち前記気象変化に影響を受けない設備を抽出する設備抽出部を備え、前記組替処理部は、前記設備抽出部で抽出した前記設備の雰囲気の空調を調節して該設備の前記動的電力のパターンを組替えるようにしてもよい。

（請求項５）前記組替処理部は、前記動的電力のパターンにおける時間を増加させることにより該動的電力のパターンを組替えるようにしてもよい。

（請求項６）前記組替処理部は、前記動的電力のパターンにおける消費電力を増加させることにより該動的電力のパターンを組替えるようにしてもよい。

（請求項７）また、前記設備は、蓄電可能な蓄電装置を備え、前記制御装置は、前記組替えた動的電力のパターンが目標電力値を超える場合に該目標電力値を超えないように、前記蓄電装置に蓄電した電力を用いる蓄電制御部を備えるようにしてもよい。

（請求項１）これにより、気象変化の予想情報と関連付けられた設備全般の計画消費電力のうち調整可能な消費電力として動的電力を選択することができる。そして、該動的電力を調整することで計画消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように容易に制御することができる。

（請求項２）これにより、気象変化の確率が高まるので、動的電力のパターンの平準化処理の精度を向上させることができる。

（請求項３）これにより、例えば、待機電力を除く定常電力の省エネが可能な設備とすることにより、消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないようにさらに容易に制御することができる。

（請求項４）これにより、気象変化に影響を受ける設備を通常の状態で稼働することができるので、例えば生産物が工作物である場合に工作物の寸法等を高精度に維持することができる。

（請求項５）これにより、目標電力値を超えた計画消費電力のピーク電力値を目標電力値以下に調整することができる。このとき、時間増加により設備のサイクルタイムを超えないように消費電力を調整する。

（請求項６）これにより、時間を増加させずに目標電力値を超えた計画消費電力のピーク電力値を目標電力値以下に調整することができる。この場合、電力増加が伴うため、ネックとなる工程のみの消費電力を調整する。

（請求項７）これにより、設備を通常の状態で稼働することができるので、生産性を落とさずに電力コストを低減することができる。

製造ラインを示す構成図である。 実施形態：消費電力制御装置の機能ブロック図である。 実施形態：電力制御プログラムのフローチャートである。 製造ラインを構成する工作機械およびワーク搬送ロボットの消費電力の経時変化を示す図である。 製造ラインを構成する空調装置の消費電力の経時変化を示す図である。 図４Ａの消費電力をブロック化した状態を示す図である。 図４Ｂの消費電力をブロック化した状態を示す図である。 図５Ａの消費電力を再ブロック化した状態を示す図である。 図５Ｂの消費電力を再ブロック化した状態を示す図である。 図６Ａの消費電力および図６Ｂの消費電力を合体させた状態を示す図である。 図７の消費電力を組替えた状態を示す図である。 図７の消費電力を別手法で組替えた状態を示す図である。 図７の消費電力をさらに別手法で組替えた状態を示す図である。

（１．物の生産に関わる設備の制御装置の概要）
この制御装置は、物の生産に関わる設備、すなわち加工、搬送、組立、検査等の工程に関わる設備の消費電力を制御することが可能な装置であり、特に、気象変化に影響を受ける設備を含む場合、作業者が当該設備の消費電力の動向を把握して対策を講じることが可能な装置である。すなわち、制御装置は、蓄積した気象変化の情報と消費電力のパターンとを関連付け、その関連付けデータと生産を行うときの気象変化の予想情報とに基づいて消費電力のパターンを計画する。そして、その計画消費電力パターンにおいて消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えない計画消費電力パターンを予め作成して記憶しており、当該計画消費電力パターンに倣って設備を制御することにより作業者が意図する消費電力の制御を行うことができる装置である。

この制御装置が制御可能な物の生産に関わる設備としては、空調装置を含む一製造工場内における複数の製造ライン、空調装置を含む一製造ラインにおける複数の製造装置、空調装置を含む一製造装置における複数の構成装置等が挙げられる。また、気象変化によっては消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように制御することができない場合があるため、設備には蓄電装置を含めるように構成してもよい。

（２．物の生産に関わる設備の構成）
物の生産に関わる設備の一例として、複数の製造装置および空調装置で構成される１つの製造ラインを例に挙げ、図１を参照して説明する。この製造ライン１は、同一構成の２台の工作機械１１，１２と、同一構成の２台のワーク搬送ロボット１３，１４と、２台の空調装置５１，５２と、蓄電装置５３と、工作機械１１，１２、ワーク搬送ロボット１３，１４、空調装置５１，５２および蓄電装置５３の動作を制御する制御装置１５とを備えて構成される。ここで、工作機械１１およびワーク搬送ロボット１３は、外気温変化に影響を受ける設備、すなわち高精度な加工等が要求される設備とするが、外気温以外の湿度、気圧等の気象変化に影響を受ける設備も含まれる。

この製造ライン１は、空調装置５１で一定温度、すなわち高精度加工が維持される温度に保たれた恒温室５４内において、第１工作機械１１で工作物の第１加工を行い、第１ワーク搬送ロボット１３で第１加工が完了した工作物を第１工作機械１１から第２工作機械１２へ搬送する。そして、空調装置５２で所定温度、すなわち作業者の作業に支障等をきたさない温度に保たれた建屋内において、第２工作機械１２で工作物の第２加工を行い、第２ワーク搬送ロボット１４で第２加工が完了した工作物を第２工作機械１１からライン外部へ搬送する工程を行う。また、詳細は後述するが、必要に応じて蓄電装置５３から工作機械１１，１２等に電力を供給する。

第１、第２工作機械１１，１２としては、例えば、一般的な横型マシニングセンタであり、詳細な説明は省略するが、ベッド２１と、コラム２２と、サドル２３と、回転主軸２４と、テーブル２５と、ターンテーブル２６等とから構成される。第１、第２工作機械１１，１２は駆動軸として、ベッド２１に対しコラム２２、サドル２３およびテーブル２５を移動させる相互に直交する３つの直進軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）、並びにターンテーブル２６を回転させる鉛直方向の回転軸（Ｂ軸）を有する工作機械である。

第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４としては、例えば、一般的なアーム型ロボットであり、詳細な説明は省略するが、ベース３１と、旋回台３２と、第１旋回アーム３３と、第２旋回アーム３４と、ハンド３５等とから構成される。第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４は、旋回台３２をベース３１に対し鉛直軸線Ｖ回りで回転させ、第１旋回アーム３３の一端を旋回台３２に対し第１水平軸線Ｈ１回りで回転させ、第２旋回アーム３４の一端を第１旋回アーム３３の他端に対し第２水平軸線Ｈ２回りで回転させ、ハンド３５を第２旋回アーム３４の他端に対しアーム軸線Ｋ回りで回転させるロボットである。なお、ハンド３５は、開閉して工作物を保持・解放する一対の爪３６を備えている。

空調装置５１，５２は、例えば、一般的なエアコンディショナである。蓄電装置５３は、例えば、太陽電池、風力発電機、地熱発電機等と、それらで発電した電力を蓄える蓄電池等とから構成される。

制御装置１５は、回転主軸２４に取り付けられている図略のモータを制御して、工具を回転させ、コラム２２、サドル２３、テーブル２５およびターンテーブル２６に取り付けられている図略の各モータを制御して、工作物と工具とをＸ軸方向、Ｚ軸方向、Ｙ軸方向およびＢ軸回りに相対移動することにより、工作物の加工を行う。また、旋回台３２、第１旋回アーム３３、第２旋回アーム３４、ハンド３５および爪３６に取り付けられている図略のモータ等を制御して、工作物を把持して搬送する。また、空調装置５１，５２の図略の圧縮機等を制御して、恒温室５４内や建屋内の雰囲気の温度を制御する。また、制御装置１５は、製造ライン１における消費電力を制御する消費電力制御装置１６と、経時変化する消費電力のパターン等の表示が可能な液晶等でなる表示装置１７とを備えている。ただし、消費電力制御装置１６は、制御装置１５の内部に備えるものに限られず、外部装置として適用することもできる。

（３．製造ラインにおける消費電力の説明）
次に、製造ライン１を構成する第１工作機械１１、第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２、第２ワーク搬送ロボット１４、空調装置５１，５２における消費電力について説明する。ここで、一般的に、消費電力は、設備の運転準備が完了した状態、すなわち正に動作開始可能な状態の消費電力として定常電力と、設備の動作中における消費電力から定常電力を除いた消費電力として動的電力とにグループ分けすることができる。さらに、定常電力は、設備の電源がオン状態、すなわち電源投入された状態で何も処理されていない状態の消費電力として待機電力と、該待機電力以外の消費電力（以下、定常電力という）とにグループ分けすることができる。

第１、第２工作機械１１，１２における定常電力としては、例えば、工具等を冷却等するクーラント液を供給するクーラントポンプの電源オン時の電力、回転主軸２４の精度を維持するための暖機運転中の主軸モータの電力等が挙げられる。第１、第２工作機械１１，１２における動的電力としては、例えば、加工中におけるコラム２２、サドル２３、回転主軸２４、テーブル２５およびターンテーブル２６の各モータの電力等が挙げられる。また、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４における定常電力としては、例えば、工作物を第１、第２工作機械１１，１２の搬入口に待機させるときの姿勢維持のために必要な旋回台３２、第１旋回アーム３３、第２旋回アーム３４、ハンド３５、爪３６のモータ等の電力等が挙げられる。第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４における動的電力としては、例えば、工作物の搬送中における工作物の重量増やイナーシャ増により増加した電力等が挙げられる。

空調装置５１，５２における定常電力としては、例えば、恒温室５４内や建屋内が設定温度に達したときに動作する電力等が挙げられる。空調装置５１，５２における動的電力としては、例えば、設定温度と恒温室内や建屋内の雰囲気の温度とに差があるときに動作する電力等が挙げられる。

（４．消費電力制御装置の構成）
次に、消費電力制御装置１６について、図２の機能ブロック図を参照して説明する。消費電力制御装置１６は、気象情報取得部６１と、電力取得部４１と、関連付けデータ作成部６２と、気象予想入力部６３と、計画消費電力作成部６４と、設備抽出部６５と、記憶部４２と、グループ分け処理部４３と、ブロック化処理部４４と、表示制御部４５と、組替処理部４６と、蓄電制御部６６とを備えて構成される。

気象情報取得部６１は、経時変化する気象情報を取得する。例えば、気象情報取得部６１は、工作物の種類毎に１日の外気温の経時変化を毎日もしくは一定期間毎に予め取得して記憶部４２に記憶しておく。なお、気象情報取得部６１は、外気温以外に湿度、気圧等の気象情報を各種センサで取得可能としている。また、作業者により気象情報を気象情報取得部６１に手入力するようにしてもよい。電力取得部４１は、気象情報取得部６１での気象変化の情報の取得に対応させて、製造ライン１を構成する第１工作機械１１、第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２、第２ワーク搬送ロボット１４、空調装置５１，５２における経時変化する消費電力のパターンを取得する。例えば、電力取得部４１は、気象情報取得部６１で取得した工作物の種類毎の１日の外気温の経時変化に対応させて工作物の種類毎に１日の消費電力の経時変化を予め取得して記憶部４２に記憶しておく。

関連付けデータ作成部６２は、気象情報取得部６１で取得した気象変化の情報と電力取得部４１で取得した消費電力のパターンとを関連付けて関連付けデータを作成する。関連付けデータ作成部６２は、作成した関連付けデータを記憶部４２に記憶しておく。気象予想入力部６３は、現在以前や当日の気象変化の予想情報を入力する。例えば、気象予想入力部６３は、製造ライン１の稼働当日にインターネット等を介して外気温変化の予想情報を取得して記憶部４２に記憶しておく。なお、作業者により気象変化の予想情報を気象予想入力部６３に手入力するようにしてもよい。

計画消費電力作成部６４は、関連付けデータ作成部６２で作成した関連付けデータおよび気象予想入力部６３で入力した気象変化の予想情報に基づいて、計画消費電力のパターンを作成する。計画消費電力作成部６４は、作成した計画消費電力のパターンを記憶部４２に記憶しておく。設備抽出部６５は、製造ライン１を構成する第１工作機械１１、第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２、第２ワーク搬送ロボット１４のうち、気象変化に影響を受けない設備を抽出する。例えば、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３が高精度な加工等を要求される設備であるため、設備抽出部６５は、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３以外の第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４を外気温変化に影響を受けない設備として抽出し、各設備の識別情報等を記憶部４２に記憶しておく。

グループ分け処理部４３は、記憶部４２に記憶されている消費電力パターンおよびグループ分け電力値を読み込み、消費電力パターンを上述の定常電力、動的電力および待機電力にグループ分けする。ブロック化処理部４４は、グループ分けした消費電力パターンおよび記憶部４２に記憶されているレベル分け電力値を読み込み、グループ分けした消費電力パターンをレベル分け電力値でレベル分けした後にブロック化する。なお、ブロック化の詳細は後述する。表示制御部４５は、ブロック化した消費電力パターンを表示装置１７に表示する。組替処理部４６は、表示装置１７に表示されたブロック化した消費電力パターンのうち作業者に指定されたブロックが属するグループの消費電力パターンのブロックを組替えて平準化する。

記憶部４２には、気象情報取得部６１で取得した気象変化の情報、電力取得部４１で取得した消費電力パターン、関連付けデータ作成部６２で作成した関連付けデータ、気象予想入力部６３で入力した気象変化の予想情報、計画消費電力作成部６４で作成した計画消費電力のパターン、設備抽出部６５で抽出した気象変化に影響を受けない設備の識別情報、消費電力パターンをグループ分けする際に用いるグループ分け電力値、消費電力パターンをブロック化のためにレベル分けする際に用いるレベル分け電力値、並びに例えば電力会社と契約した上限となる目標電力値等が予め記憶されている。蓄電制御部６６は、消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように制御することができない場合、蓄電装置５３から電力を供給し、また、消費電力のピーク電力値が目標電力値に対し余裕がある時間帯、例えば工場の昼休み等の稼働時間内の時間帯に蓄電装置５３に蓄電する。

（５．消費電力制御装置による処理）
次に、消費電力制御装置１６による電力制御プログラムの実行について、図３を参照して説明する。ここで、電力制御プログラムは、外気温変化の情報と該外気温変化の情報に対応した経時変化する消費電力のパターンとの関連付けデータおよび外気温変化の予想情報に基づいて、第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２の計画消費電力のパターンを作成し、最終的に製造ライン１全体の計画消費電力パターンを組替えて平準化する。

図３に示すように、日々の外気温変化の情報を読み込むとともに該外気温変化の情報に対応した第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２の各消費電力パターンを読み込んで蓄積する（ステップＳ１，Ｓ２）。そして、蓄積した外気温変化の情報と各消費電力パターンとを関連付けて関連付けデータを作成する（ステップＳ３）。外気温変化の情報および各消費電力パターンは、随時読み込まれて蓄積されており、関連付けデータは、随時更新される。

具体的には、図２の気象情報取得部６１は、建屋外に設置されている図略の温度計から日々の外気温変化の情報を読み込み、図２の電力取得部４１は、気象情報取得部６１での外気温変化の情報の取得に合わせて第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２から各消費電力を読み込む。そして、図２の関連付けデータ作成部６２は、外気温の変化により消費電力がどのように変化するかという関連を付ける。

次に、計画消費電力パターンを作成するか否かを判断し（ステップＳ４）、計画消費電力パターンを作成しない場合はステップＳ１に戻って上述の処理を繰り返す。一方、ステップＳ４において、計画消費電力パターンを作成する場合は、外気温変化の予報情報を入力する（ステップＳ５）。そして、関連付けデータおよび外気温変化の予報情報に基づいて、第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２の各消費電力パターンを作成する（ステップＳ６）。

具体的には、図２の気象予想入力部６３は、例えば、明日の計画消費電力パターンを作成することになったら、今日時点における明日の外気温変化の予報情報を入力する。そして、図２の計画消費電力作成部６４は、関連付けデータおよび明日の外気温変化の予報情報に基づいて、第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２の各消費電力パターンを作成する。

そして、各消費電力パターンのグループ分けを行う（ステップＳ７）。具体的には、図２のグループ分け処理部４３は、記憶部４２に記憶されている図４Ａに示す第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３を合わせた消費電力パターンＰ１および第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３のグループ分け電力値Ｗ１，Ｗ２を読み込む。なお、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３を合わせた消費電力パターンＰ１を示すが、別々に読み込んで処理するようにしてもよい。また、第２工作機械１２および第１ワーク搬送ロボット１４についても同様であるが、説明の便宜上、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３と同一であるとして図示省略する。

グループ分け電力値Ｗ１，Ｗ２は、例えば、消費電力がＷ１未満となったときに待機電力と判断するための電力値であり、消費電力がＷ１以上Ｗ２未満となったときに定常電力と判断するための電力値であり、消費電力がＷ２以上となったときに定常電力を含む動的電力と判断するための電力値である。グループ分け処理部４３は、消費電力パターンＰ１において消費電力がＷ１以上Ｗ２未満となる時点０から時点ｔ１の時間帯の消費電力パターンを定常電力のパターンにグループ分けする。さらに、消費電力パターンＰ１において消費電力がＷ２以上となる時点ｔ１から時点ｔ４の時間帯の消費電力パターンを定常電力を含む動的電力のパターンにグループ分けする。そして、消費電力パターンＰ１において消費電力がＷ１未満となる時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯の消費電力パターンを待機電力のパターンにグループ分けする。

同様に、グループ分け処理部４３は、記憶部４２に記憶されている図４Ｂに示す空調装置５１の消費電力パターンＰ２および空調装置５１のグループ分け電力値Ｗ６，Ｗ７を読み込む。なお、空調装置５２についても同様であるが、説明の便宜上、空調装置５１と同一であるとして図示省略する。グループ分け電力値Ｗ６，Ｗ７は、例えば、消費電力がＷ６未満となったときに待機電力と判断するための電力値であり、消費電力がＷ６以上Ｗ７未満となったときに定常電力と判断するための電力値であり、消費電力がＷ７以上となったときに定常電力を含む動的電力と判断するための電力値である。

グループ分け処理部４３は、消費電力パターンＰ２において消費電力がＷ６以上Ｗ７未満となる時点０から時点ｔ１および時点ｔ４から時点ｔ５の時間帯の消費電力パターンを定常電力のパターンにグループ分けする。さらに、消費電力パターンＰ２において消費電力がＷ７以上となる時点ｔ１から時点ｔ４の時間帯の消費電力パターンを定常電力を含む動的電力のパターンにグループ分けする。そして、消費電力パターンＰ２において消費電力がＷ６未満となる時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯の消費電力パターンを待機電力のパターンにグループ分けする。なお、本例では、説明の便宜上、第１、第２工作機械１１，１２および第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４の消費電力パターンＰ１をグループ分けしたときの時間帯と、空調装置５１，５２の消費電力パターンＰ２をグループ分けしたときの時間帯は同一に設定している。

次に、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３の各消費電力パターンのグループ分け、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４の各消費電力パターンのグループ分け、空調装置５１，５２の各消費電力パターンのグループ分けが完了したら、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４、空調装置５１，５２の各動的電力のパターン、各定常電力のパターンおよび各待機電力のパターンにおいて消費電力のレベル分けを行う（ステップＳ８）。そして、レベル分けした第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４、空調装置５１，５２の各動的電力のパターン、各定常電力のパターンおよび各待機電力のパターンを単純化するためにブロック化する（ステップＳ９）。

具体的には、図２のブロック化処理部４４は、記憶部４２に記憶されている第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３のレベル分け電力値Ｗ３，Ｗ４を読み込む。そして、グループ分け処理部４３でグループ分けした第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３の動的電力のパターンにおいて、消費電力がＷ２以上Ｗ３未満となる時点ｔ１から時点ｔ２の時間帯の消費電力パターン、消費電力がＷ３以上Ｗ４未満となる時点ｔ２から時点ｔ３の時間帯の消費電力パターン、消費電力がＷ４以上（このときのピーク電力値はＷ５）となる時点ｔ３から時点ｔ４の時間帯の消費電力パターンにレベル分けする。

そして、図５Ａに示すように、レベル分けした動的電力のパターン、定常電力のパターンおよび待機電力のパターンを単純化するために、矩形状にブロック化する。すなわち、消費電力がＷ２以上Ｗ３未満となる時点ｔ１から時点ｔ２の時間帯の動的電力のパターンは、高さがＷ３−Ｗ２、幅がｔ２−ｔ１の矩形状のブロックＢ１にブロック化する。消費電力がＷ３以上Ｗ４未満となる時点ｔ２から時点ｔ３の時間帯の動的電力のパターンは、高さがＷ４−Ｗ２、幅がｔ３−ｔ２の矩形状のブロックＢ２にブロック化する。消費電力がＷ４以上となる時点ｔ３から時点ｔ４の時間帯の動的電力のパターンは、高さがＷ５−Ｗ２、幅がｔ４−ｔ３の矩形状のブロックＢ３にブロック化する。また、消費電力がＷ１以上Ｗ２未満となる時点０から時点ｔ５の定常電力のパターンは、高さがＷ２、幅がｔ５の矩形状のブロックＢ４にブロック化する。消費電力がＷ１未満となる時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯の待機電力のパターンは、高さがＷ１、幅がｔ６−ｔ５の矩形状のブロックＢ５にブロック化する。

さらに、図６Ａに示すように、ブロック化した動的電力のパターンをより単純化するために、ブロック高さが近いブロックおよびピーク電力値を持つブロックのうち上述のブロック高さの部分を合体した矩形状に再ブロック化する。具体的には、ブロック高さが近いブロックＢ１，Ｂ２およびピーク電力値Ｗ５を持つブロックＢ３を選択し、高さがＷ４−Ｗ２、幅がｔ４−ｔ１の矩形状のブロックＢ１１および高さがＷ５−Ｗ４、幅がｔ４−ｔ３の矩形状のブロックＢ１２に再ブロック化する。第２工作機械１２および第１ワーク搬送ロボット１４についても同様である。

同様に、ブロック化処理部４４は、記憶部４２に記憶されている空調装置５１のレベル分け電力値Ｗ８を読み込む。そして、グループ分け処理部４３でグループ分けした空調装置５１の動的電力のパターンにおいて、消費電力がＷ８以上（このときのピーク電力値はＷ９）となる時点ｔ１から時点ｔ２の時間帯の消費電力パターン、消費電力がＷ７以上Ｗ８未満となる時点ｔ２から時点ｔ４の時間帯の消費電力パターンにレベル分けする。

そして、図５Ｂに示すように、レベル分けした動的電力のパターン、定常電力のパターン、待機電力のパターンを単純化するために矩形状にブロック化する。すなわち、消費電力がＷ８以上となる時点ｔ１から時点ｔ２の時間帯の動的電力のパターンは、高さがＷ９−Ｗ７、幅がｔ２−ｔ１の矩形状のブロックＢ６にブロック化する。消費電力がＷ７以上Ｗ８未満となる時点ｔ２から時点ｔ４の時間帯の動的電力のパターンは、高さがＷ８−Ｗ７、幅がｔ４−ｔ２の矩形状のブロックＢ７にブロック化する。また、消費電力がＷ６以上Ｗ７未満となる時点０から時点ｔ５の定常電力のパターンは、高さがＷ７、幅がｔ５の矩形状のブロックＢ８にブロック化する。消費電力がＷ６未満となる時点ｔ５から時点ｔ６の時間帯の待機電力のパターンは、高さがＷ６、幅がｔ６−ｔ５の矩形状のブロックＢ９にブロック化する。

そして、図６Ｂに示すように、ブロック化した動的電力のパターンをより単純化するために、ブロック高さが近いブロックおよびピーク電力値を持つブロックのうち上述のブロック高さの部分を合体した矩形状に再ブロック化する。具体的には、ブロック高さが近いブロックＢ６，Ｂ７を選択し、高さがＷ９−Ｗ７、幅がｔ４−ｔ１の矩形状のブロックＢ１３に再ブロック化する。再ブロック化については、特定の加工のみや多くの加工に使用される電力等により、ブロックを合体させてもよい。

次に、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４、空調装置５１、空調装置５２のブロック化した各消費電力パターンを組み合わせる（ステップＳ１０）。具体的には、ブロック化処理部４４は、図７に示すように、第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３のブロックＢ１１、Ｂ１２，Ｂ４，Ｂ５、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４のブロックＢ１１、Ｂ１２，Ｂ４，Ｂ５、空調装置５１のブロックＢ１３、Ｂ８，Ｂ９および空調装置５２のブロックＢ１３、Ｂ８，Ｂ９を１つの座標上で積み重ねる。

そして、積み重ねたブロックを組替える（ステップＳ１１）。具体的には、図２の設備抽出部６５は、製造ライン１を構成する第１工作機械１１、第１ワーク搬送ロボット１３、第２工作機械１２、第２ワーク搬送ロボット１４のうち、外気温変化に影響を受けない設備、すなわち第１工作機械１１および第１ワーク搬送ロボット１３以外の第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４を外気温変化に影響を受けない設備として抽出する。そして、図２の組替処理部４７は、第２工作機械１２および第２ワーク搬送ロボット１４の雰囲気の空調装置５２の設定温度を夏場であれば１から２度上昇させ、冬場であれば１から２度下降させることにより、消費電力パターンのブロックを組替えて平準化する。すなわち、図８に示すように、空調装置５２のブロックＢ１３の消費電力を低減させたブロックＢ１６とすることにより平準化する。なお、外気温変化に影響を受ける設備、すなわち第１工作機械１１であっても、加工精度が基準精度以上に出ているときは、基準精度内に加工精度を保つことを条件に、第１工作機械１１の雰囲気の空調装置５１の設定温度を変更して消費電力パターンのブロックを組替えて平準化するようにしてもよい。

また、別の組替処理方法として、組替処理部４７は、作業者が２段に積み重ねられているブロックＢ１２を指定した場合、図９に示すように、２段に積み重ねられているブロックＢ１１，Ｂ１３の時間を、加工のサイクルタイム（時点ｔ６）を超えない範囲でｔ４からｔ４１に増加させたブロックＢ１４とすることにより組替えて平準化する。この組替方法としては、例えば、第１、第２工作機械１１，１２においては加工順を変更することにより時間を増加させ、第１工作機械１１の電力が大きい加工のときは第２工作機械１２の電力が小さい加工にし、電力が大きい状態（加工）が重ならないように組替えて平準化する。第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４においては工作物を把持して待機するときの位置を変更することにより時間を増加させ、また、第１、第２工作機械１１，１２が加工中で電力が大きいときは、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４を待機させ、ピーク電力値となる時間をずらすように組替えて平準化する。また、目標電力値ｗｐに対して余裕がある場合、加工順序を変更することにより時間を減らし、電力の使用効率を上げ、生産性を向上する。

また、さらに別の組替処理方法として、組替処理部４７は、作業者が２段に積み重ねられているブロックＢ１２を指定した場合、図１０に示すように、ネックとなる工程である２段に積み重ねられているブロックＢ１１，Ｂ１３の消費電力を、目標電力値ｗｐを超えない範囲で２（ｗ４＋ｗ９）から２（ｗａ＋ｗｂ）に増加させたブロックＢ１５とすることにより組替えて平準化する。この組替方法としては、例えば、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４においては第１、第２旋回アーム３３，３４等の回転速度を高速にすることにより消費電力を増加させ、第１、第２工作機械１１，１２における加工速度を高速（増速）にすることにより消費電力を増加させ、ピーク電力値を低下させるように組替えて平準化する。第１、第２工作機械１１，１２および第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４の電力が大きい状態（加工）が重ならないように組替えて平準化する。また、目標電力値ｗｐに対して超えていた場合でも、加工速度等を低速にすることにより消費電力を減らし、第１、第２工作機械１１，１２および第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４の電力の組替えでピーク電力値となる時間をずらして平準化する。

次に、組替えた消費電力パターンのブロックを表示装置１７に表示する（ステップＳ１２）。このとき、組替える前の消費電力パターンおよび消費電力の目標電力値ｗｐを表すライン（図８から１０に示す破線）も表示装置１７に表示することにより、消費電力パターンの良否を正確に視認することができる。そして、組替を再度行うか否かを確認し（ステップＳ１３）、組替を再度行う場合にはステップＳ１１に戻って上述の処理を繰り返す。ここで、当日の外気温変化の予報情報を入力した場合には、昨日に組替えて平準化した消費電力パターンのブロックに対し当日の外気温変化の予報情報に基づいて再度組替えて平準化して微調整することができる。これにより、外気温の変化の確率が高まるので、動的電力のパターンの組替処理の精度を向上させることができる。また、湿度、気圧等の他の気象情報により、第１、第２工作機械１１，１２、第１、第２ワーク搬送ロボット１３，１４および空調装置５１，５２等の電力のパターンの組替処理を行うようにしてもよい。

一方、ステップＳ１３において、組替を行わない場合は、組替処理を繰り返しても消費電力のパターンが目標電力値を超えないように組替処理することができないか否かを判断する（ステップＳ１４）。そして、消費電力のパターンが目標電力値を超えないように組替処理することができない場合、該目標電力値を超えないように蓄電装置５３に蓄電した電力を利用する消費電力のパターンに修正し（ステップＳ１５）、全ての処理を終了する。具体的には、組替処理部４６は、修正した消費電力パターンに基づいた蓄電装置５３の制御を蓄電制御部６６に指令する。一方、ステップ１４において、消費電力のパターンが目標電力値を超えないように組替えて平準化処理することができた場合は、全ての処理を終了する。

（６．変形態様）
上述の実施形態では、外気温変化の情報を取得して消費電力を関連付けする構成としたが、さらに湿度等の情報を取得して消費電力を関連付けする構成としてもよい。また、経時変化する消費電力および目標電力値を表示する構成としたが、経時変化するモータ電流および定格電流を表示する構成としてもよい。また、動的電力パターンを組替える構成としたが、定常電力パターンであっても省エネルギ機器を導入したり定常電力の一部を待機電力に振り分けることにより組替える構成としてもよい。そして、加工順、加工速度の変更等の組替処理方法の選択手段として、表示装置１７に表示されたボタンをタッチペン等で指定する構成としてもよい。

（７．消費電力制御処理の効果）
気象変化の予想情報と関連付けられた設備全般の計画消費電力のうち調整可能な消費電力として動的電力を選択することができる。そして、該動的電力を調整することで計画消費電力のピーク電力値が目標電力値を超えないように容易に制御することができる。

１：製造ライン
１１，１２：工作機械、 １３，１４：ワーク搬送ロボット、 １５：制御装置
１６：消費電力制御装置、 １７：表示装置
４１：電力取得部、 ４２：記憶部、 ４３：グループ分け処理部
４４：ブロック化処理部、 ４５：表示制御部、 ４６：組替処理部
５１，５２：空調装置、 ５３：蓄電装置、 ５４：恒温室
６１：気象情報取得部、 ６２：関連付けデータ作成部、 ６３：気象予想入力部
６４：計画消費電力作成部、 ６５：設備抽出部、 ６６：蓄電制御部

Claims (7)

1. 気象変化の情報を取得する気象情報取得部と、
   前記気象情報取得部での前記気象変化の情報の取得に対応させて、物の生産に関わる設備における経時変化する消費電力のパターンを取得する電力取得部と、
   前記気象情報取得部で取得した前記気象変化の情報と前記電力取得部で取得した前記消費電力のパターンとを関連付けて関連付けデータを作成する関連付けデータ作成部と、
   前記気象変化の予想情報を入力する気象予想入力部と、
   前記関連付けデータ作成部で作成した関連付けデータおよび前記気象予想入力部で入力した前記気象変化の予想情報に基づいて、計画消費電力のパターンを作成する計画消費電力作成部と、
   前記計画消費電力作成部で作成した前記計画消費電力のパターンを、前記設備の動作準備完了状態の消費電力として定常電力のパターンと、前記設備の動作中における消費電力から前記定常電力を除いた消費電力として動的電力のパターンと、にグループ分けするグループ分け処理部と、
   前記グループ分け処理部でグループ分けした少なくとも前記動的電力のパターンを組替える組替処理部と、
   を備える物の生産に関わる設備の制御装置。
2. 前記気象予想入力部は、当日の前記気象変化の予想情報を入力し、
   前記組替処理部は、前記気象予想入力部で入力した前記当日の気象変化の予想情報に基づいて、前記組替えた動的電力のパターンを再度組替える請求項１の物の生産に関わる設備の制御装置。
3. 前記グループ分け処理部は、前記定常電力のパターンを、前記設備に電源投入された状態の消費電力として待機電力のパターンと、前記待機電力のパターン以外のパターンと、にグループ分けする請求項１又は２の物の生産に関わる設備の制御装置。
4. 前記制御装置は、前記設備のうち前記気象変化に影響を受けない設備を抽出する設備抽出部を備え、
   前記組替処理部は、前記設備抽出部で抽出した前記設備の雰囲気の空調を調節して該設備の前記動的電力のパターンを組替える請求項１〜３の何れか一項の物の生産に関わる設備の制御装置。
5. 前記組替処理部は、前記動的電力のパターンにおける時間を増加させることにより該動的電力のパターンを組替える請求項１〜３の何れか一項の物の生産に関わる設備の制御装置。
6. 前記組替処理部は、前記動的電力のパターンにおける消費電力を増加させることにより該動的電力のパターンを組替える請求項１〜３の何れか一項の物の生産に関わる設備の制御装置。
7. 前記設備は、蓄電可能な蓄電装置を備え、
   前記制御装置は、前記組替えた動的電力のパターンが目標電力値を超える場合に該目標電力値を超えないように、前記蓄電装置に蓄電した電力を用いる蓄電制御部を備える請求項１〜６の何れか一項の物の生産に関わる設備の制御装置。

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