JP2016164751A - シミュレーションプログラム生成装置、シミュレーションプログラム生成方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シミュレーションプログラムを自動生成する際に、設備機器レイアウト2210及び設備機器リスト2220に基づいて、設備機器モデル部品DB2301から設備機器モデル部品を読み出す。そして、パラメータ・リスト関連定義2230に従って設備機器リスト2220から読み出した設定パラメータを、当該設備機器モデル部品に設定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、製造プラントにおける各機器の動作、被加工物の動き、プロセス現象をシミュレーションするシミュレーションプログラムを作成する際の設計者の負担を軽減することを目的とする。
図1は、製造プロセスラインのシミュレーション装置1000の構成の一例を示す図である。本実施形態では、製造プロセスラインのシミュレーションプログラムを実行させることにより、製造プロセスラインの実機がない段階又は実機の稼動前に、予め作成した、当該製造プロセスラインの制御プログラムのデバッグを行う場合を例に挙げて説明する。また、本実施形態では、製造プロセスラインが、鉄鋼業の表面処理ラインにおける製造プロセスラインである場合を例に挙げて説明する。尚、以下の説明では、製造プロセスラインのシミュレーション装置1000を必要に応じてシミュレーション装置と略称する。
被加工物シミュレーションPLC4000は、製造プロセスラインにおいて、設備機器によって搬送・加工される被加工物の動きを模擬する被加工物用計算機である。被加工物の動きは、表面処理ラインでは、鋼板の動きである。被加工物である材料の変形を無視できる場合には、搬送中の被加工物のトラッキング(位置の追跡)を行うことによって、被加工物の動きが模擬される。
尚、製造プロセスラインに配設されている各種のセンサの働きは、設備機器シミュレーションPLC3000、被加工物シミュレーションPLC4000、及びプロセスシミュレーションPLC5000によって、センサの設置位置や機能により配分されてシミュレーションされる。例えば、設備機器の動きを検知するセンサは、設備機器シミュレーションPLC3000により模擬され、被加工物の動きを検知するセンサは被加工物シミュレーションPLC4000により模擬される。
設備機器シミュレーションPLC3000、被加工物シミュレーションPLC4000、プロセスシミュレーションPLC5000、及びHMI6000は、伝送路7000に接続される。伝送路7000は、例えば、専用回線やLAN等のネットワークを用いることにより実現される。
操作盤9000は、オペレータが製造プロセスラインにおける操業を監視・制御するためのものである。
(入出力部2100)
入出力部2100は、ユーザインターフェースとなる部分である。入出力部2100は、例えば、設計者が各種の情報を入力するためのキーボードやマウス等の操作装置と、設計者が各種の情報を入力する際の案内画面等の各種の画面を表示する表示装置等を有する。尚、設計者とは、シミュレータモデルの仕様を設計する人物や、シミュレーションプログラムを改造する人物を指す。これらの人物は通常同じであるが、異なることもある。
設計書作成部2200は、設計者による入出力部2100の操作に従って、設計書を作成する。
本実施形態では、設計書は、所定のフォーマットで記載された「製造プロセスラインの設計資料」の電子データ(ファイル)であり、設備機器レイアウト2210と、設備機器リスト2220と、パラメータ・リスト関連定義2230と、を有する。
<設備機器レイアウト2210>
図2は、設備機器レイアウト2210の一例を示す図である。尚、図2では、説明を簡単にするため、実際にレイアウトされる設備機器の一部(例えばセンサや電磁弁)を省略する。また、以降、本実施形態では、説明を簡単にするため、設備機器として図2に示す設備機器のみがあるものとして説明を行う。
設計者は、表面処理工程における製造プロセスラインで使用される設備機器を模した部品画像の候補を表示する画面である部品画像候補一覧画面2111の表示指示を行う。設計書作成部2200は、この表示指示により、部品画像候補一覧画面2111を最前面に表示する。
さらに、設計者は、被加工物が搬送される経路に対応する位置への直線の描画指示を行う。図2に示す例では、ペイオフリールと最上流のピンチロールとの間、各ピンチロールの間、最下流のピンチロールとテンションリールとの間に被加工物が搬送されるので、これらの間にそれぞれ直線を描画する必要がある。設計書作成部2200は、この描画指示により、ペイオフリールと最上流のピンチロールとの間、各ピンチロールの間、最下流のピンチロールとテンションリールとの間に直線を描画する。この直線により、シミュレーションを行う際の各設備機器の位置の関係が定義される。例えば、プロセス現象として、被加工物の張力をシミュレーションする際に、どのピンチロールの間で張力が発生するのかを、この直線によって、特定することができる。
尚、図2では、表記の都合上、ペイオフリールとテンションリールのみにパルスジェネレータの部品画像2111eが配置されている場合を例に挙げて示すが(PLG1、PLG2を参照)、ピンチロール(PR1〜PR6)に対してもパルスジェネレータの部品画像2111eが配置される。
図3は、設備機器リスト2220の一例を示す図である。
設備機器リスト2220は、設備機器レイアウト2210に含めた各設備機器の仕様を含む属性情報のリストである。図3に示す例では、設備機器リスト2220は、設備機器レイアウト2210に含めた各設備機器の略称・名称・モデルタイプ・仕様(性能)を相互に関連づけて記憶する。設備機器リスト2220は、例えば、公知の表計算ソフトウェアを用いることにより作成される。
設計者は、設備機器リスト2220に登録する内容の入力指示を行う。設計書作成部2200は、この入力指示に従って、各設備機器の略称・名称・モデルタイプ・仕様を設備機器リスト2220に登録する。
図3において、モデルタイプとは、後述する設備機器モデル部品を抽出する際のキーとなる情報であり、設備機器をその属性に基づいて分類した場合の分類先を示す情報である。図3に示すように、モータが使用される設備機器では、例えば、モータの制御方式(速度制御やトルク制御)によって設備機器が分類できるので、モータの制御方式によってモデルタイプが区別される。ただし、必ずしもこのようにしてモデルタイプを区別する必要はない。例えば、モータの制御方式と製造メーカによってモデルタイプを区別するようにしてもよい。
前述したように、各部品画像2111a〜2111eには、当該部品画像で模している設備機器の略称の情報が関連付けられている。したがって、設備機器レイアウト2210に登録されている設備機器と、設備機器リスト2220に登録されている設備機器は、設備機器の略称によって相互に関連付けられる。
図4は、パラメータ・リスト関連定義2230の一例を示す図である。
パラメータ・リスト関連定義2230は、図3に示した設備機器リスト2220の各項目のうち、後述する設備機器モデル部品の入力変数(設定パラメータ)を配列変数として定義するためのものである。パラメータ・リスト関連定義2230は、例えば、ST(Structured Text)言語によるプログラムを用いて作成される。
設計者は、パラメータ・リスト関連定義2230の内容をST言語によるプログラムにより作成する。設計書作成部2200は、作成したプログラムをパラメータ・リスト関連定義2230として登録する。
このようなパラメータ・リスト関連定義2230は、図3に示した設備機器リスト2220のモデルタイプ毎に個別に作成される。
プラントモデル部品DB2300は、設備機器モデル部品DB2301と、被加工物モデル部品DB2302と、プロセスモデル部品DB2303と、を有する。
図5は、設備機器モデル部品(図5(a)、図5(b))、被加工物モデル部品(図5(c))、及びプロセスモデル部品(図5(d))の一例を示す図である。図5では、図2に示した設備機器レイアウト2210のゾーン1についての設備機器モデル部品、被加工物モデル部品、及びプロセスモデル部品を例に挙げて示す。尚、以下の説明では、設備機器モデル部品、被加工物モデル部品、及びプロセスモデル部品を総称する場合には、プラントモデル部品と称する。
設備機器モデル部品DB2301は、設備機器モデル部品を記憶する。
設備機器モデル部品は、ペイオフリールの回転等の設備機器の動作と、設備機器の入力信号端子及び出力信号端子とを記述するプログラムモジュールである。このプログラムモジュールは、グラフィック言語で構築されたグラフィカルモジュールであり、ラダー言語などの、ステップで構成させたプログラムよりもソフトの流用性/メンテナンス性が良好である。具体的に設備機器モデル部品は、例えば、IEC61131−3のFBD(Function Block Diagram)言語で構築される。
制御プログラム8100の実行時に一連の操業処理の一つとして、制御PLC8000から出力される速度指令501及びブレーキ指令502と、後述するプロセスモデル部品530から出力される張力FBK503と、設定パラメータ504と、を入力として、モータモデル部品500にて、モータの速度FBK505、トルクFBK506、及び回転数507を算出して出力する例を示す。設定パラメータ504には、前述した設備機器リスト2220及びパラメータ・リスト関連定義2230により特定される配列変数が入力される。
被加工物モデル部品DB2302は、被加工物モデル部品を記憶する。
被加工物モデル部品は、被加工部品(鋼板)の動きを記述するプログラムモジュールである。このプログラムモジュールは、グラフィック言語で構築されたグラフィカルモジュールである。具体的には、例えば、FBD言語やST言語で構築される。
プロセスモデル部品DB2303は、プロセスモデル部品を記憶する。
プロセスモデル部品は、設備機器の1つ又は複数と被加工物(鋼板)とが相互作用し合って生じる物理現象を記述するプロセスモデル部品である。このプログラムモジュールは、グラフィック言語で構築されたグラフィカルモジュールである。具体的には、例えば、FBD言語やST言語で構築される。
モデル部品追加・修正部2310は、設計者の入出力部2100の操作に基づいて、前述した設備機器モデル部品、被加工物モデル部品、及びプロセスモデル部品の新規追加や機能の修正を行う。
雛形プログラムDB2400は、雛形プログラムを記憶する。雛形プログラムは、設備機器モデル部品、被加工物モデル部品、及びプロセスモデル部品以外の必要な処理が記述されたプログラムである。ただし、変数を可変にする場合には、当該変数の部分を空欄にし、別途設定した値を当該空欄に挿入できるようにする。
図6は、雛形プログラムをベースとして自動生成されたプログラムの一例(図6(a))と、雛形プログラムを用いずに自動再生されたプログラムの一例(図6(b))を示す図である。図6(a)において、薄く示している数値は、雛形プログラムには含まれておらず、その他の文字の部分が雛形プログラムとなる。
図6(b)の領域610には、コメントがないため、モデルAパラメータ_1、モデルAパラメータ_2がどのような意味を有するのかを容易に把握することができない。したがって、図6(a)に示すプログラムに比べると、図6(b)に示すプログラムの方が、プログラムの改造がやり難い。
また、図6(b)の領域620のように、図6(a)に示すプログラムに比べると、図6(b)に示すプログラムの方が、制御パラメータ_Bの式の内容が分かり難い。
また、図6(b)の領域630では、ゾーンの数分だけ、ゾーンの情報が並べられており、且つ、「:=」の箇所が揃っていない。したがって、図6(a)に示すプログラムに比べると、図6(b)に示すプログラムの方が、ゾーン情報の初期化の情報が読み難い。
シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設計書作成部2200で作成された設計書(設備機器レイアウト2210と、設備機器リスト2220と、パラメータ・リスト関連定義2230)と、プラントモデル部品DB2300に登録されているプラントモデル部品(設備機器モデル部品、被加工物モデル部品、プロセスモデル部品)と、雛形プログラムDB2400に登録されている雛形プログラムとを入力して、製造プロセスラインにおける各設備機器の動作、被加工物の動き、プロセス現象をシミュレーションするシミュレーションプログラムを自動的に生成する。
まず、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、雛形プログラムDB2400から、雛形プログラムを読み出す。
次に、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、雛形プログラムの変数の領域(空欄の領域)に値を挿入する。挿入する値は、オペレータによる入出力部2100の操作に基づいて、パラメータリストとして予め登録されているものとする。
シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設備機器レイアウト2210から、どのゾーンにどの設備機器が配置されているのかを特定する。
次に、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設備機器リスト2220において、特定した設備機器の略称と同じレコードに登録されているモデルタイプの設備機器モデル部品を、設備機器モデル部品DB2301から読み出す。設備機器リスト2220において、同じモデルタイプが複数登録されている場合、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、登録されている数分だけ、当該モデルタイプの設備機器モデル部品を、設備機器モデル部品DB2301から読み出す。また、このようにする代わりに、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、読み出した(1つの)設備機器モデル部品を、設備機器リスト2220に登録されている数分だけコピーするようにしてもよい。
次に、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設定が行われた設備機器モデル部品を、設備機器レイアウト2210に従った位置関係になるように、プログラミングシートに記述する。図7に示すように、設備機器モデル部品は、雛形プログラムが記述されたプログラムシートとは別のプログラムシート(図7に示す例では、プログラムシートA、D等)に記述される。また、設備機器モデル部品は、複数のプログラムシートに記述される。例えば、1つのゾーンごとにプログラムシートが用意される。
設備機器モデル部品を相互に接続する線を描画する方法の一例については後で詳細に説明する。
本実施形態では、表面処理工程における製造プロセスラインのシミュレーションを行う。このため、使用する被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品の種類は、予め定められている。したがって、被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品として必要な数を求めればよい。そこで、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設備機器レイアウト2210において設定されている線の数に基づいて、被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品として必要になる数をそれぞれ決定する。
次に、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、設定が行われた被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品を、設備機器レイアウト2210に従って、プログラミングシートに記述する。被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品は、複数のプログラムシート(図7に示す例では、プログラムシートA、D等)に記述される。例えば、各ゾーンのプログラムシートに、当該ゾーンに対応する被加工物モデル部品及びプロセスモデル部品が記述される。
一般に、PLC用のプログラミングツールは、メーカ独自に開発される。図1に示す例では、設備機器シミュレーションPLC3000、被加工物シミュレーションPLC4000、プロセスシミュレーションPLC5000用にプログラミングツールが開発される。したがって、或るPLC専用のシミュレーションプログラムにすると、別のPLCに対して当該シミュレーションプログラムを使用することができなくなる。
シミュレーションプログラム編集部2700は、設計者による入出力部2100の操作に基づいて、PLC用のプログラミングツールに、中間ファイル内のシミュレーションプログラムを読み込ませ、シミュレーションプログラムの内容を表示する。このとき、シミュレーションプログラム編集部2700は、プログラムシートにグラフィカルに記述されたプラントモデル部品を表示することができる。前述したように、設備機器モデル部品は相互に線で接続されているので、設計者は、設備機器モデル部品の関係を、この線から把握することができる。
PLC通信部2800は、シミュレーションプログラム編集部2700により変更されたシミュレーションプログラムを、設備機器シミュレーションPLC3000、被加工物シミュレーションPLC4000、及びプロセスシミュレーションPLC5000にそれぞれダウンロードする。
プラント画面作成部2900は、設計者による入出力部2100の操作に基づいて、設備機器の動作、被加工物の動き、及びプロセス現象を模擬した内容をグラフィカルに表示する仮想プラント画面を作成する。
HMI通信部2910は、プラント画面作成部2900により作成された仮想プラント画面をHMI6000に送信する。前述したように、設備機器シミュレーションPLC3000、被加工物シミュレーションPLC4000、及びプロセスシミュレーションPLC5000から出力される模擬信号に基づいて仮想プラント画面の表示内容が変更される。したがって、設計者は、この仮想プラント画面において、実機がない事前のデバッグの段階においても、あたかも実機があるかのごとく製造プラントラインの動作、及びプロセスにおいて発生する現象を視覚的に確認することができる。すなわち設計者は自分が意図しないプラントの動作を容易に視認できるため、円滑に制御プログラムの不具合の抽出が行え、デバッグ作業の効率を高めることができる。
図9は、プログラミングシートに配置された設備機器モデル部品を相互に接続する線が交差した状態の一例を示す図である。
プログラミングシートにおいて、1つの設備機器モデル部品に対して複数の設備機器モデル部品を接続する場合があり、この際に、図9に示すように、設備機器モデル部品900、910を相互に接続する線920と、設備機器モデル部品910、930を相互に接続する線940と、が交差した状態で表示を行うと、プログラムモジュールの可読性が低下する。そこで、本実施形態では、このような交差が生じないようにすることを自動で行う。
図10に示すように、本実施形態では、水平方向の直線であるX軸線分(図11(a))と、垂直方向の直線であるY軸線分(図11(b))とを繋ぎ合わせることにより、2つの設備機器モデル部品1100、1200及び1200、1300を相互に接続する線を作成する。X軸線分の端点の一方を開始点と定義し、他方を終了点と定義する。また、Y軸線分の端点の一方を開始点と定義し、他方を終了点と定義する(図10、図11の直線の両端の白丸を参照)。本実施形態では、各線分の端点のうち、既に作成されている線分に接続される点を開始点とし、次に作成される線分に接続される点を終了点とする。
また、相互に接続する2つの設備機器モデル部品の共通する入力と出力の部分のうち、出力の部分を出発点と定義し、入力の部分を到着点と定義する。
ステップS1206に進むと、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、干渉確認領域に凹凸があるか否か(すなわち、干渉確認領域が矩形であるか否か)を判定する。この判定の結果、干渉確認領域に凹凸がない(干渉確認領域が矩形である)場合には、ステップS1207を省略して後述するステップS1208に進む。一方、干渉確認領域に凹凸がある(干渉確認領域が矩形でない)場合には、ステップS1207に進む。
図14(b)に示す例では、不可侵領域1410に凹凸があると判定される。一方、図16(b)に示す例では、不可侵領域161に凹凸がないと判定される。
ステップS1208に進むと、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、不可侵領域(包括不可侵領域)の辺のうち、開始点に最も近い辺の頂点の何れかの位置に終了点の位置を変更する。
図14(c)に示す例では、終了点は、到着点1230から終了点1231に変更される。図16(c)に示す例では、終了点は、到着点1240から終了点1241に変更される。
図16(c)に示す例では、現在の開始点1330を開始点とし、当該開始点から干渉確認領域144の辺に沿って当該辺の長さだけ隔てた点1241を終了点とするY軸線分を作成する。この終了点は、現在の終了点と一致するので、X軸線分の作成は行われない。
図14(c)に示す例でも、図16(c)に示す例でも、最後に作成した線分の終了点1231、1241は到着点1230、1240に一致しないので、ステップS1213に進む。
そして、ステップS1210において、開始点1231と終了点1232を相互に結ぶX軸線分が作成される。そして、ステップS1211において、終了点1232は到着点1230ではないと判定され、ステップS1213において、終了点1232が開始点に設定され、到着点1230が終了点に設定される。そして、ステップS1202に戻る。
図16(c)に示す例でも、図12のフローチャートに従って、前述したのと同様にして、出発点1330と到着点1240とを相互に結ぶ、X軸線分及びY軸線分とからなる折れ線が、不可侵領域及び他の線分と重ならないように作成される。尚、この際、干渉確認領域148、149がこの順で作成され、終了点1242、1243がこの順で作成される。
まず、ステップS1301において、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、間にX軸線分が1つある2つのY軸線分があるか否かを判定する。この判定の結果、間にX軸線分が1つある2つのY軸線分がない場合には、ステップS1302〜S1306を省略して後述するステップS1307に進む。一方、間にX軸線分が1つある2つのY軸線分がある場合には、ステップS1302に進む。
図15(b)に示す例では、間にX軸線分が1つある2つのY軸線分はないと判定される。図16(c)、図17(a)に示す例では、開始点1330、終了点1241のY軸線分と、開始点1242、終了点1243のY軸線分との間に、開始点1241、終了点1242からなるX軸線分があると判定される。尚、図17(a)は、図16(c)から、不可侵領域161と干渉確認領域148を除いて示したものである。
次に、ステップS1303において、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、不可侵領域と交わらないように、ステップS1302で選択した2つのY軸線分を統一できるか否かを判定する。具体的に説明すると、シミュレーションプログラム自動生成部2500は、ステップS1302で選択した2つのY軸線分の一方のY軸線分のX座標を他方のY軸線分のX座標に統一して、当該2つのY軸線分を1つのY軸線分にした場合に、不可侵領域と交わらないY軸線分が少なくとも1つできるか否かを判定する。尚、Y軸線分を統一することにより、X軸線分が変更或いは新たに追加される場合には、当該X軸線分も不可侵領域と交わらない場合に、ステップS1303において、当該Y軸線分は、不可侵領域と交わらない(すなわち、不可侵領域と交わらないY軸線分ができる)と判定するものとする。
この処理の具体例を説明すると、まず、ステップS1302で選択した2つのY軸線分の一方のY軸線分のX座標を他方のY軸線分のX座標に統一して、当該2つのY軸線分を1つのY軸線分にした場合に、不可侵領域と交わらないY軸線分が1つしかできない場合には、当該1つのY軸線分のX座標を採用する。一方、ステップS1302で選択した2つのY軸線分の一方のY軸線分のX座標を他方のY軸線分のX座標に統一して、当該2つのY軸線分を1つのY軸線分にした場合に、不可侵領域と交わらないY軸線分が2つできる場合には、当該2つのY軸線分のうち、不可侵領域及び他の線分との最短距離が長くなる方のY軸線分のX座標を採用する。
図17(a)に示す例では、開始点1330、終了点1241のY軸線分のX座標を、開始点1242、終了点1243のY軸線分のX座標に統一しなければ、不可侵領域と交わらないY軸線分を作成できない。すなわち、開始点1242、終了点1243のY軸線分のX座標が採用される。
したがって、図15(c)に示すように、出発点1130と到着点1230とを相互に結ぶ、X軸線分及びY軸線分とからなる折れ線は、図15(b)に示す状態から変更されずに確定する。
したがって、図17(c)に示すように、出発点1330と到着点1240とを相互に結ぶ、X軸線分及びY軸線分とからなる折れ線は、図17(b)に示す状態から変更されずに確定する。
以上のように本実施形態では、製造プロセスライン上の各設備機器の配置を示す設備機器レイアウト2210に設定された設備機器と、設備機器の属性情報のリストである設備機器リスト2220に登録された設備機器とを、設備機器の略称により相互に関連付ける。また、設備機器の動作がグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールである設備機器モデル部品(モータモデル部品500等)に設定する設定パラメータを特定する情報が登録されたパラメータ・リスト関連定義2230と、設備機器リスト2220とをモデルタイプにより相互に関連付ける。
したがって、設備機器モデル部品に設定パラメータを個別に手動で設定する必要がなくなる。よって、シミュレーションプログラムを自動生成する際の設計者の負担を従来よりも軽減することができる。また、設定パラメータを別途定義するので、設定パラメータを変更した場合には、パラメータ・リスト関連定義2230を書き換えるだけで済むので、シミュレーションプログラムを自動生成するための処理を大幅に変更する必要がなくなる。
また、本実施形態では、パラメータ・リスト関連定義2230に登録されている設定パラメータを配列変数としたので(複数の変数を1つの変数として扱うので)、グラフィカルに表示される設備機器モデル部品が大きくなることを抑制することができる。
したがって、自動生成されたシミュレーションプログラムを変更する際に、設備機器モデル部品同士の関係を設計者に分かりやすく表示することができる。したがって、自動生成されたシミュレーションプログラムを変更する際の設計者の負担を減少させることができる。
尚、雛形プログラムにより可読性の高いプログラムモジュールを手動で作成することはできるが、設計者の負担が増大する。そこで、本実施形態では、設備機器モデル部品同士を相互に接続する線については、ある程度自動で可読性を高めることが可能であることに着目し、設備機器モデル部品同士を相互に接続する線を前記のようにして描画するようにした。一方、自動で可読性を高めることが困難な処理については雛形プログラムにより、シミュレーションプログラムの自動生成を行う前に手動で作成する。
本実施形態では、設備機器シミュレーションPLC3000と、被加工物シミュレーションPLC4000と、プロセスシミュレーションPLC5000とを用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、設備機器シミュレーションPLC3000を用いずに、実際の設備機器を使用してもよい。この場合には、製造プロセスラインの現場にて行う無負荷テスト、すなわち実際の設備機器は使用するが被加工物(例えば鋼板)は使用しないで制御プログラム8100のテスト(デバッグ)を行うことになる。
この他、表面処理工程における製造プロセスライン以外の製造プロセスラインにも、本実施形態の手法を適用することができる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
設備機器モデル部品記憶手段は、例えば、設備機器モデル部品DB2301に設備機器モデル部品を記憶することにより実現される。
被加工物モデル部品記憶手段は、例えは、被加工物モデル部品DB2302に被加工物モデル部品を記憶することにより実現される。
プロセスモデル部品記憶手段は、例えば、プロセスモデル部品DB2303にプロセスモデル部品を記憶することにより実現される。
設計書作成手段は、例えば、設計書作成部2200を用いることにより実現される。
シミュレーションプログラム自動生成手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500を用いることにより実現される。
設備機器を識別する情報は、例えば、設備機器の略称により実現される。
設備機器の属性情報は、図3に示す、機器略称、機器名称、モデルタイプ、モータ容量、Base速度、TOP速度、慣性、PLG有無により実現される。また、これらのうち、モータ容量、Base速度、TOP速度、慣性が設定パラメータの情報の一例になる。
設備機器リストに登録された設備機器の属性情報は、例えば、図4に示す、列Noにより実現される。
作成手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のフローチャートによる処理を実行することにより実現される。
開始点設定手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1201の処理を実行することにより実現される。
終了点設定手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1201の処理を実行することにより実現される。
干渉確認領域作成手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1202の処理を実行することにより実現される。
不可侵領域変更手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1207の処理を実行することにより実現される。
終了点変更手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1208の処理を実行することにより実現される。
干渉確認領域再作成手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1209の処理を実行することにより実現される。
線分作成手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1210の処理を実行することにより実現される。
開始点・終了点変更手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図12のステップS1213の処理を実行することにより実現される。
線分低減手段は、例えば、シミュレーションプログラム自動生成部2500が、図13のフローチャートによる処理を実行することにより実現される。
雛形プログラム記憶手段は、例えば、雛形プログラムDB2400に雛形プログラムを記憶することにより実現される。
Claims (9)
- 被加工物を加工する製造プロセスラインをシミュレーションするためのシミュレーションプログラムを生成するシミュレーションプログラム生成装置であって、
前記製造プロセスラインにおける設備機器の動作がグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールである設備機器モデル部品を記憶する設備機器モデル部品記憶手段と、
前記被加工物の動きがグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールである被加工物モデル部品を記憶する被加工物モデル部品記憶手段と、
前記設備機器の1つ又は複数と前記被加工物とが相互作用し合って生じる物理現象がグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールであるプロセスモデル部品を記憶するプロセスモデル部品記憶手段と、
前記製造プロセスラインにおける設備機器の配置をグラフィカルに示す設備機器レイアウトと、前記設備機器の属性情報のリストである設備機器リストと、前記設備機器モデル部品に設定する設定パラメータを特定する情報が登録されたパラメータ・リスト関連定義と、を含む設計書をオペレータによる操作に基づいて作成する設計書作成手段と、
前記設備機器モデル部品と、前記被加工物モデル部品と、前記プロセスモデル部品と、前記設計書とを入力として、前記シミュレーションプログラムを自動生成するシミュレーションプログラム自動生成手段と、を有し、
前記設備機器レイアウトに登録されている前記設備機器と、前記設備機器リストに登録されている前記設備機器とが、前記設備機器を識別する情報により相互に関連付けられており、
前記設備機器リストに登録される前記設備機器の属性情報には、前記設備機器の属性に基づいた分類先を示すモデルタイプと、前記設備機器モデル部品に設定する設定パラメータの情報とが含まれており、
前記プロセスモデル部品記憶手段は、前記パラメータ・リスト関連定義を前記モデルタイプ毎に記憶し、
前記パラメータ・リスト関連定義は、前記設定パラメータとして前記設備機器リストに登録された設備機器の属性情報を特定する情報を記憶し、
前記シミュレーションプログラム自動生成手段は、前記設備機器レイアウトと、前記設備機器リストとに基づいて、前記設備機器モデル部品記憶手段により記憶された前記設備機器モデル部品を読み出す設備機器モデル部品読み出し手段と、
前記設備機器リストと前記パラメータ・リスト関連定義とに基づいて、前記設備機器モデル部品読み出し手段により読み出された前記設備機器モデル部品に前記設定パラメータを設定する設定パラメータ設定手段と、を更に有することを特徴とするシミュレーションプログラム生成装置。 - 前記設定パラメータ設定手段は、複数の変数からなる前記設定パラメータを、配列変数として、前記設備機器モデル部品に設定することを特徴とする請求項1に記載のシミュレーションプログラム生成装置。
- 前記パラメータ・リスト関連定義には、前記設備機器リストに登録されている前記設備機器の属性情報のうち、前記設備機器モデル部品に設定する設定パラメータとなる情報が登録されている場所を示す情報が、前記設定パラメータとして前記設備機器リストに登録された設備機器の属性情報を特定する情報として、前記モデルタイプ毎に登録されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシミュレーションプログラム生成装置。
- 前記シミュレーションプログラム自動生成手段は、前記読み出した2つの前記被加工物モデル部品の入力と出力とが共通する部分を相互に接続する線を、水平方向の直線であるX軸線分と垂直方向の直線であるY軸線分とを繋ぎ合わせて作成する作成手段と、
前記被加工物モデル部品を含む領域に前記線の描画を禁止する不可侵領域を設定する不可侵領域設定手段と、を更に有し、
前記作成手段は、前記不可侵領域及び他の線分と重ならないように、前記X軸線分と前記Y軸線分とを繋ぎ合わせることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のシミュレーションプログラム生成装置。 - 前記作成手段は、前記入力の部分である出発点を開始点として設定する開始点設定手段と、
前記出力の部分である到着点を終了点として設定する終了点設定手段と、
前記開始点と前記終了点とが対角に位置する矩形を干渉確認領域として作成する干渉確認領域作成手段と、
前記不可侵領域が矩形でない場合に、当該不可侵領域を、当該不可侵領域の外接矩形に変更する不可侵領域変更手段と、
前記干渉確認領域が前記矩形の前記不可侵領域の少なくとも一部と重なる場合に、前記矩形の不可侵領域の辺のうち、前記開始点に最も近い辺の頂点の何れかの位置に前記終了点の位置を変更する終了点変更手段と、
前記開始点と、前記終了点変更手段により位置が変更された終了点とが対角に位置する矩形を前記干渉確認領域として再作成する干渉確認領域再作成手段と、
前記矩形の前記不可侵領域の少なくとも一部と重ならない状態の前記干渉確認領域において対角に位置する前記開始点と前記終了点とを前記干渉確認領域の辺に沿って繋ぐ線分作成手段と、
前記線分作成手段により結ばれた終了点を開始点にすると共に、前記出力の部分を終了点にする開始点・終了点変更手段と、を更に有し、
前記矩形の前記不可侵領域の少なくとも一部と重ならない状態の前記干渉確認領域において対角に位置する前記終了点が前記到着点と一致するまで、少なくとも、前記干渉確認領域作成手段による前記干渉確認領域の作成と、前記終了点変更手段による前記終了点の位置の変更と、前記干渉確認領域再作成手段による前記干渉確認領域の再作成と、前記線分作成手段による前記開始点と前記終了点との接続と、前記開始点・終了点変更手段による前記開始点及び前記終了点の設定とを繰り返し行うことを特徴とする請求項4に記載のシミュレーションプログラム生成装置。 - 前記シミュレーションプログラム自動生成手段は、前記作成手段により作成された2つの前記X軸線分であって、当該X軸線分の間に1つのY軸線分がある2つの前記X軸線分の垂直方向の位置を、前記不可侵領域と交わらないように統一することと、前記作成手段により作成された2つの前記Y軸線分であって、当該Y軸線分の間に1つのX軸線分がある2つの前記Y軸線分の水平方向の位置を、前記不可侵領域と交わらないように統一することと、の少なくとも1つを行う線分低減手段を更に有することを特徴とする請求項5に記載のシミュレーションプログラム生成装置。
- 前記シミュレーションプログラムを構成するプログラムモジュールのうち、前記設備機器モデル部品、前記被加工物モデル部品、及び前記プロセスモデル部品と異なる部分の記述がなされた雛形プログラムを記憶する雛形プログラム記憶手段を更に有し、
前記シミュレーションプログラム自動生成手段は、前記設備機器モデル部品と、前記被加工物モデル部品と、前記プロセスモデル部品と、前記設計書と、前記雛形プログラムと、を入力として、前記シミュレーションプログラムを自動生成することを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のシミュレーションプログラム生成装置。 - 被加工物を加工する製造プロセスラインをシミュレーションするためのシミュレーションプログラムを生成するシミュレーションプログラム生成方法であって、
前記製造プロセスラインにおける設備機器の動作がグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールである設備機器モデル部品を記憶する設備機器モデル部品記憶工程と、
前記被加工物の動きがグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールである被加工物モデル部品を記憶する被加工物モデル部品記憶工程と、
前記設備機器の1つ又は複数と前記被加工物とが相互作用し合って生じる物理現象がグラフィック言語で記述されたプログラムモジュールであるプロセスモデル部品を記憶するプロセスモデル部品記憶工程と、
前記製造プロセスラインにおける設備機器の配置をグラフィカルに示す設備機器レイアウトと、前記設備機器の属性情報のリストである設備機器リストと、前記設備機器モデル部品に設定する設定パラメータを特定する情報が登録されたパラメータ・リスト関連定義と、を含む設計書をオペレータによる操作に基づいて作成する設計書作成工程と、
前記設備機器モデル部品と、前記被加工物モデル部品と、前記プロセスモデル部品と、前記設計書とを入力として、前記シミュレーションプログラムを自動生成するシミュレーションプログラム自動生成工程と、を有し、
前記設備機器レイアウトに登録されている前記設備機器と、前記設備機器リストに登録されている前記設備機器とが、前記設備機器を識別する情報により相互に関連付けられており、
前記設備機器リストに登録される前記設備機器の属性情報には、前記設備機器の属性に基づいた分類先を示すモデルタイプと、前記設備機器モデル部品に設定する設定パラメータの情報とが含まれており、
前記プロセスモデル部品記憶工程は、前記パラメータ・リスト関連定義を前記モデルタイプ毎に記憶し、
前記パラメータ・リスト関連定義は、前記設定パラメータとして前記設備機器リストに登録された設備機器の属性情報を特定する情報を記憶し、
前記シミュレーションプログラム自動生成工程は、前記設備機器レイアウトと、前記設備機器リストとに基づいて、前記設備機器モデル部品記憶工程により記憶された前記設備機器モデル部品を読み出す設備機器モデル部品読み出し工程と、
前記設備機器リストと前記パラメータ・リスト関連定義とに基づいて、前記設備機器モデル部品読み出し工程により読み出された前記設備機器モデル部品に前記設定パラメータを設定する設定パラメータ設定工程と、を更に有することを特徴とするシミュレーションプログラム生成方法。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載のシミュレーションプログラム生成装置の各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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