JP2014056344A

JP2014056344A - 設備の製造支援装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP2014056344A
Application number: JP2012199819A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Fukai; 久由深井; Hidemitsu Noriki; 英光法木; Sachi Minami; 紗知南; Masashi Nishiyama; 正志西山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: US9811895B2; JP5944283B2; WO2014042078A1; US20150248752A1

Abstract

【課題】互いに連携を取り合う複数の部門が、設備を構成する部品を統合管理することができる設備の製造支援技術を提供する。
【解決手段】設備の製造支援装置１０において、設備を構成する部品の識別情報及び画像情報を入力する部品情報入力部１１と、識別情報に対応する電子コードを付与する電子コード付与部１２と、相互に接続する部品をリンク付けして登録する部品情報登録部１３と、設備に実装されている複数の部品の撮像データを入力する画像入力部１４と、複数の部品に表記されている各々の電子コードを撮像データから認識する電子コード認識部１５と、撮像データから認識される電子コードに基づいて設備に実装されている複数の部品の接続関係の正否を判定する接続判定部１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、設計、部品調達、据え付け、メンテナンスといった作業工程に光学的検出技術を取り入れた設備の製造支援技術に関する。

一般に、設備の製造は、この設備に設けられる機器の仕様書、手配図面、接続図、組み立て図及びその他の図面を設計部門において製作し、これら図面に基づいて、調達部門及び施工部門においてそれぞれ部品の発注及び据え付けを行う工程を経る。さらに検査部門において、それらの図面を使用して、設備及び機器の品質保証に係るメンテナンスを実施する。
一方において、物品にバーコードを付し、カメラで撮像したバーコード情報に基づいて、これら物品の置場における在庫状態を管理する入出庫管理システムが公知となっている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１５０４６０号公報

これまでにおける設備の製造において、設計部門、調達部門、施工部門及び検査部門等は、それぞれの部門に固有の管理フォーマットを作成し運用していた。そして、各部門の連携は、人間系を主体にとられていたために、合理性を欠いていた。
また、上述したバーコードをカメラ撮像して物品を管理する公知技術では、設計部門、調達部門、施工部門及び検査部門等の複数部門が、横断的に部品を統合管理するのは困難であった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、互いに連携を取り合う複数の部門が、設備を構成する部品を統合管理することができる設備の製造支援技術を提供することを目的とする。

設備の製造支援装置において、設備を構成する部品の識別情報及び画像情報を入力する部品情報入力部と、前記識別情報に対応する電子コードを付与する電子コード付与部と、相互に接続する前記部品をリンク付けして登録する部品情報登録部と、前記設備に実装されている複数の前記部品の撮像データを入力する画像入力部と、前記複数の部品に表記されている各々の前記電子コードを前記撮像データから認識する電子コード認識部と、前記撮像データから認識される前記電子コードに基づいて前記設備に実装されている複数の前記部品の接続関係の正否を判定する接続判定部と、を備えることを特徴とする。

本発明により、互いに連携を取り合う複数の部門が、設備を構成する部品を統合管理することができる設備の製造支援技術が提供される。

本発明に係る設備の製造支援装置における実施形態を示すブロック図。設備を構成する部品の接続状態の第１実施形態を示す設計図。第１実施形態において相互に接続する部品をリンク付けしたリスト表。第１実施形態において相互に接続する部品をリンク付けしたリスト表。（Ａ）は第１実施形態において相互に接続する部品の組立図、（Ｂ）は実装部品の撮像の説明図。第１実施形態における設備の製造支援方法を説明するフローチャート。設備を構成する部品の接続状態の第２実施形態を示す設計図。第２実施形態において相互に接続する部品をリンク付けしたリスト表。第２実施形態において相互に接続する部品をリンク付けしたリスト表。（Ａ）（Ｂ）は第２実施形態において設備を構成する部品を調達する手配表。第２実施形態における設備の製造支援方法を説明するフローチャート。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、第１実施形態に係る設備の製造支援装置１０（以下、単に「製造支援装置１０」という）は、設備を構成する部品の識別情報及び画像情報（図４参照）を入力する部品情報入力部１１と、この識別情報に対応する電子コード（図４参照）を付与する電子コード付与部１２と、相互に接続する部品をリンク付けして登録する部品情報登録部１３と、設備に実装されている複数の部品の撮像データ（図５（Ｂ）参照）を入力する画像入力部１４と、複数の部品に表記されている各々の電子コードを撮像データから認識する電子コード認識部１５と、撮像データから認識される電子コードに基づいて設備に実装されている複数の部品の接続関係の正否を判定する接続判定部１７と、を備えている。

ここで設備とは、人が内部に入って利用する建物、各種プラント及び大型乗物などに取り付けられている機器類を指す。このような設備を構成する部品は、通常使用において取り外されることはないが、ねじ止めなどで固定されていることにより故障や定期点検時などの際には交換したり修理したりできるようになっている。

図２は、設備を構成する複数の部品４１，４２，４３，４４，４５，６１〜６８の接続状態を示す設計図である。ここで部品４１は、端子台であり、接続されるケーブル部品６１〜６８を介して、部品４２，４３，４４，４５を相互に接続している。

図３は、ケーブル部品６１〜６８（図２）を基準とした、接続先の部品４１〜４５のリストを示している。図４は、部品４１〜４５（図２）を基準とした、接続先のケーブル部品６１〜６８のリストを示している。
この図３及び図４において、人間が識別するための識別情報CAB-n (n=1〜8)がそれぞれケーブル部品６１〜６８に付与されており、識別情報GGG,AAA,BBB,CCC,DDDがそれぞれ部品４１〜４５に付与されている。

さらに、リスト（図３及び図４）において、部品４１〜４５の識別情報には、その画像情報がリンク付けされており、ケーブル部品６１〜６８が接続する端子の位置情報とこの画像情報とのリンク付けもなされている。

図１に示す部品情報入力部１１は、設計部門端末３２で作成された部品情報をネットワーク３１を経由して入力するものである。
ここで、設計部門は、部品の接続状態を示す設計図（図２）を作成するとともに、それぞれの部品の接続関係も含めた部品情報を作成する。

この部品情報には、図３及び図４に示すように、人間が各種部品４１，４２，４３，４４，４５，６１〜６８を識別するための識別情報と、この識別情報に対応して機械が各種部品４１，４２，４３，４４，４５，６１〜６８を識別するための電子コードと、接続先の他の部品の識別情報と、他の部品が接続する部分の位置情報と、各種部品の実装領域XXの撮像データから構成要素である各種部品４１，４２，４３，４４，４５を識別するための画像情報と、が含まれる。
なお、部品同士が接続する部分の位置情報とこの位置情報に対応する画像情報の部分とはリンク付けされているが、接続する部品が一つである場合等は、そのようなリンク付けが不要である場合もある。

このうち電子コードは、電子コード付与部１２において、識別情報に対応して付与される。そして、電子コードは、図５（Ａ）に示すように、部品４１，６１〜６８に、それぞれ対応するコード記号５１，７１〜７８として表記される。
なお、この電子コードの部品上の表記方法は、図示されるコード記号に限定されるものではなく、その他、マーカ、色又は文字列として表記することもできる。

部品情報登録部１３は、ネットワーク３１上の設計部門端末３２から入力された部品情報を、付与された電子コードに対応付けて登録する。そして、ネットワーク３１上の端末３２，３５，３６の閲覧要求により、閲覧対象の部品の部品情報（識別情報、電子コード又は位置情報）と、これに接続する他の部品の部品情報（識別情報、電子コード又は位置情報）とをリンク付けして、データ供給する。

画像入力部１４は、設備現場３３においてカメラ３４で撮像した実装部品の撮像データを、ネットワーク３１を経由して入力するものである。
図５（Ｂ）は、実装されている部品４１（端子台）の端子に、対応するケーブル部品６１〜６８が留めネジ４６で接続されている状態をカメラ３４で撮像する様子が示されている。
なお、カメラ３４による撮像は、図５（Ｂ）に示すように、特定の部品４１（端子台）をズームして撮像する場合の他に、各種部品の実装領域XX（図２参照）の全体を撮像する場合もある。

電子コード認識部１５（図１）は、撮像データ（図５（Ｂ））に含まれる複数の部品４１，６１〜６８に表記されている各々のコード記号５１，７１〜７８の電子コードを認識する
画像識別部１６は、撮像データ（図５（Ｂ）又は図２）に含まれる部品を形状データとして識別する。

接続判定部１７は、画像識別部１６で識別された形状データと、電子コード認識部１５で認識された電子コードとを、部品情報登録部１３に登録されている部品情報に照合し、設備に実装されている複数の部品の接続関係の正否を判定する。
そして、部品の接続関係の正否に関する判定結果は、ネットワーク３１を経由して設備現場３３の現場端末３５に表示される。
また接続判定部１７は、画像識別部１６で使用した撮像データから留めネジ４６（図５（Ｂ））の有無を判定することもできる。

図６のフローチャートを参照して、制御盤の製作から現地据付までをモデル化した第１実施形態における設備の製造支援方法を説明する。
設計部門では、制御盤の製作に際して、客先の仕様書（図示略）を基にデータベースに蓄積された基本データから、設備を構成する部品の接続関係を示す設計図（図２）を、ＣＡＤ等の専用ツールを使用して製作する。
さらに設計部門では、この設計図に記載されている構成部品の識別情報及び画像情報といった部品情報を端末３２から入力する（Ｓ１１）。

端末３２から入力された部品情報のデータは、ネットワーク３１を経由して製造支援装置１０に入力され、対応する電子コードが付与される（Ｓ１２）。そして、電子コードが付与された部品情報は、設計図（図２）に示される構成部品の接続関係に従って、相互に接続する部品が互いにリンク付けして部品情報登録部１３に登録される（Ｓ１３）。
なお、入力した部品情報に電子コードが付与された後は、この電子コードに対応するコード記号を設計図（図２）の部品に表記して反映させることができる。

施工部門では、部品情報登録部１３に登録されているデータに基づいて、構成部品毎にコード記号の付された組立図面（図示略）が自動的に作成される。一方において、図５（Ａ）に示すように、実装される部品４１，６１〜６８も部品毎にコード記号５１，７１〜７８が付与されている。このために、設備の現場据付の際に製造員は、組立図面のコード記号と実装部品のコード記号とをスキャナ等（図示略）で読み取ることで対比確認できるので、取り付け間違いを防止できる。
なお、相互に接続される実装部品は、互いに電子的に読取可能なコード記号で１：１に関係付けられている必要はなく、人間が読取可能なコード記号で関係付けられている場合もある。

そして、設備を現場据付した後の接続の点検作業は、図５（Ｂ）に示すように、設備に実装されている複数の部品をカメラ３４で撮像し、その撮像データをネットワーク３１を経由して製造支援装置１０に入力する（Ｓ２１）。
そして、この撮像データからそれぞれの部品の電子コード及び形状を認識し（Ｓ２２，Ｓ２３）、この認識結果を部品情報登録部１３に登録されている部品情報に照会し（Ｓ２４）、実装部品の接続関係の正否が判定される（Ｓ２５）。

そして、接続が正常であれば点検作業を終了し（Ｓ２６；Ｙｅｓ,Ｓ２７）、接続が異常であれば接続を変更して再点検を行う（Ｓ２６；Ｎｏ,Ｓ２８，Ｓ２９）。
このような点検作業は、定期的に実施される部品交換においても有効であり、点検履歴の管理も容易になる。

（第２実施形態）
次に図１及び図７〜１１を参照して本発明における第２実施形態について説明する。
図７は、プラント等を制御する計装系の一例として、温度計側に関連する部品の実装領域YYを示している。
この実装領域YYには、温度センサである熱電対９５と、補償導線９３，９４と、これらのコネクタ８４と、基板８１に固定されている熱起電力検出器８２及び温度信号変換器８３と、いった部品が示されている。

図８は、構成部品としてケーブル部品９１，９２、補償導線９３，９４、熱電対９５及び基板８１を基準とした、接続先の部品８２，８３，８４のリストを示している。図９は、構成部品として接続端子を有する部品８２，８３，８４を基準とした、接続先のケーブル部品９１，９２等のリストを示している。
この図８及び図９において、識別情報ABC-n (n=1,2)がそれぞれケーブル部品９１，９２に付与されており、識別情報DEF-n (n=1,2)がそれぞれ部品９３，９４に付与されており、識別情報GHI,MMM,HHH,JJJ,KKKがそれぞれ部品９５，８１，８２，８３，８４に付与されている。

そして、リスト（図８及び図９）において、部品８２，８３，８４の識別情報には、その画像情報がリンク付けされている。さらに、ケーブル部品９１，９２、補償導線９３，９４、熱電対９５が接続する部品の部分の位置情報と画像情報とのリンク付けもなされている。

第２実施形態における部品情報登録部１３（図１）は、図１０（Ａ）に示すように、部品情報にリンク付けて、供給元、型番、納期情報等といった供給情報を登録している。
さらに、第２実施形態における製造支援装置１０は、この部品情報登録部１３に登録されている情報を検索する検索部１８と、この部品情報登録部１３で検索された情報に対応する部品の供給情報又は識別情報を結びつけたリストを生成するリスト生成部１９と、を備えている。

検索部１８は、例えば図１０（Ｂ）に示すように、供給元をキーとして部品情報登録部１３に登録されている情報を検索すると、リンク付けされている部品情報及びその他の供給情報を並べ替えることができる。
そして、リスト生成部１９は、所定のフォーマットで、検索情報（供給元）に対応付けて部品情報及び／又は供給情報を表示したリストを生成する。

図１１のフローチャートを参照して、設計部門において作成された部品情報に基づいて実施される調達部門の工程をモデル化した第２実施形態における設備の製造支援方法を説明する。ここで、図１１の設計部門のフロー（Ｓ１１〜Ｓ１３）は、図６の対応フローと同じであるので重複する説明を省略する。

調達部門では、部品を発注するにあたり、「供給元」を検索キーとして端末３６に入力する（Ｓ３１）。この検索キーのデータは、ネットワーク３１を経由して製造支援装置１０に入力し、部品情報登録部１３に照会される（Ｓ３２）。すると、予め定められたフォーマットで部品情報リストが生成され、これに必要な情報（注文数）を追加して供給元に発送すれば発注作業は終了する（Ｓ３３）。
そして、供給元から部品が納品されると、この部品毎にコード記号５１，７１〜７８（図５（Ａ））が付与されているので、検品作業も効率的に実施できる（Ｓ３４）。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の設備の製造支援装置によれば、設備の構成部品にコード記号を付すことで、部品の撮像データから認識される部品の識別情報及び形状データに基づき部品の接続関係の正否判定を簡便正確に実施することが可能となる。さらに、設備の設計、部品調達、部品納品、部品据付、メンテナンスまでの広範囲にわたる製造工程を一元管理することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
また、設備の製造支援装置の構成要素は、コンピュータのプロセッサで実現することも可能であり、設備の製造支援プログラムにより動作させることが可能である。

１０…設備の製造支援装置、１１…部品情報入力部、１２…電子コード付与部、１３…部品情報登録部、１４…画像入力部、１５…電子コード認識部、１６…画像識別部、１７…接続判定部、１８…検索部、１９…リスト生成部、３１…ネットワーク、３２…設計部門端末、３３…設備現場、３４…カメラ、３５…現場端末、３６…調達部門端末、４１〜４５…部品、４６…ネジ、５１…コード記号、６１〜６８…ケーブル部品（部品）、８１…基板（部品）、８２…熱起電力検出器（部品）、８３…温度信号変換器（部品）、８４…コネクタ（部品）、９１…ケーブル部品（部品）、９３…補償導線（部品）、９５…熱電対（部品）。

Claims

設備を構成する部品の識別情報及び画像情報を入力する部品情報入力部と、
前記識別情報に対応する電子コードを付与する電子コード付与部と、
相互に接続する前記部品をリンク付けして登録する部品情報登録部と、
前記設備に実装されている複数の部品の撮像データを入力する画像入力部と、
前記複数の部品に表記されている各々の前記電子コードを前記撮像データから認識する電子コード認識部と、
前記撮像データから認識される前記電子コードに基づいて前記設備に実装されている複数の前記部品の接続関係の正否を判定する接続判定部と、を備えることを特徴とする設備の製造支援装置。
請求項１に記載の設備の製造支援装置において、
前記部品情報入力部は、前記画像情報の部分にリンク付けされた位置情報も入力し、
前記部品情報登録部は、前記位置情報にリンク付けして相互に接続する部品を登録することを特徴とする設備の製造支援装置。
請求項１又は請求項２に記載の設備の製造支援装置において、
前記部品情報登録部は、前記部品の識別情報にリンク付けてその供給情報を登録し、
この部品情報登録部に登録されている情報を検索する検索部と、
この部品情報登録部で検索された情報に対応する部品の供給情報又は識別情報を結びつけたリストを生成するリスト生成部と、を備えることを特徴とする設備の製造支援装置。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の設備の製造支援装置において、
前記電子コードは、コード記号、マーカ、色又は文字列として前記部品に表記されていることを特徴とする設備の製造支援装置。
設備を構成する部品の識別情報及び画像情報を入力するステップと、
前記識別情報に対応する電子コードを付与するステップと、
相互に接続する前記部品をリンク付けして登録するステップと、
前記設備に実装されている複数の部品の撮像データを入力するステップと、
前記複数の部品に表記されている各々の前記電子コードを前記撮像データから認識するステップと、
前記撮像データから認識される前記電子コードに基づいて前記設備に実装されている複数の前記部品の接続関係の正否を判定するステップと、を含むことを特徴とする設備の製造支援方法。
コンピュータに、
設備を構成する部品の識別情報及び画像情報を入力する機能、
前記識別情報に対応する電子コードを付与する機能、
相互に接続する前記部品をリンク付けして登録する機能、
前記設備に実装されている複数の部品の撮像データを入力する機能、
前記複数の部品に表記されている各々の前記電子コードを前記撮像データから認識する機能、
前記撮像データから認識される前記電子コードに基づいて前記設備に実装されている複数の前記部品の接続関係の正否を判定する機能、を実行させることを特徴とする設備の製造支援プログラム。