JP2017138820A - 生産情報収集システム - Google Patents

Abstract

【課題】新たなデータ収集の機器や新たな加工機を簡単に増設でき、保存するデータを極力減らすこと。
【解決手段】複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１は、それぞれ、スレーブ局として機能し、上流のマスター局からの要求に応じてロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータにそれぞれアドレスデータを付けて上流側に流し、かつ、下流側からのデータを上流側に流す機能を有する。これら複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１は直列に接続されている。コンピュータシステム３は、スレーブ局に対するマスター局として機能し、各スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１からアドレスデータが付いたロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータを入力し、ロギングデータのうち所定のデータを削除し、その後保存する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソフトハード一体型複合制御システムなどに用いられる生産情報収集システムに関する。

自動車の部品などを生産する工場では、成形機、プレス機、切削機、研削機、鋳鍛自動機などの様々な加工機が設置される。これらの加工機における生産情報は工場内に配置されたコンピュータシステムによって集中的に管理されている（特許文献１参照）。

各加工機は、加工機の動作を制御し、またその稼働状況などを知るためのデータを吸い上げるコントロールユニットを有する。その稼働状況などを知るためのデータとしては、項目の一例を示すと、「サイクル時間」、「充填時間」、「計量時間」、「充填前位置」、「ＶＰ切換位置」、「最小クッションン位置」、「保圧完了位置」、「充填ピーク」、「全域保圧ピーク圧」、「型締力：ピーク」、「計量中背圧」、「パック圧」、「保圧中スクリュ移動時間」、「充填１時間」、「Ｚ１：温度実績」、「Ｚ２：温度実績」、「Ｚ３：温度実績」、「Ｚ４：温度実績」、「Ｚ５（Ｚ１５ａ）：温度実績」、「Ｚ１５（Ｚ１５ｂ）：温度実績」など多数に及ぶ。管理するコンピュータシステムでは、各加工機のコントロールユニットからこれらのデータを受信して蓄積し、生産情報として利用している。

特開２００２−００６９３２号公報

ところで、これまで自動車部品などの部品の生産履歴は例えばロット単位で管理されていた。しかし、最近ではこのようなロット保証から製品を一個単位で保証するいわゆる一個保証が要求されるようになってきた。これにより、管理するコンピュータシステムでは、収集して保存するデータの量は更に膨大なものとなる。

また、これまでコントロールユニットで吸い上げていたデータに加えて更に加工機の新たな特定の位置の温度データやスイッチのオン／オフデータなどが必要とされる場合がある。この場合に、加工機に温度測定器や振動や位置センサーなどの各種状態検知センサー等やイッチオン／オフ検出器などの機器を新たに取り付けて、コントロールユニットを介してコンピュータシステムにこれらのデータを送ることが考えられる。しかしながら、コントロールユニットのソフトウエアのバージョンが古い場合には、温度測定器やスイッチオン／オフ検出器などの新たな機器を収容できない場合がある。そこで、新たな機器を収容するために、コントロールユニットのソフトウエアをバージョンアップすると、そのソフトウエアがこれまでに加工機に設置されていた古い機器をサポートできない場合がある。このため、加工機に新たなデータ出力機器を簡単に取り付けることができないという問題がある。

また、工場内に新たに加工機を増設する場合も同様の問題が生じる。すなわち、管理するコンピュータシステムに新たな加工機を収容しようとしたとき、コンピュータシステムのソフトウエアのバージョンが古い場合や加工機がこれまでのメーカと異なる場合には、新たな加工機を収容できない場合がある。そこで、新たな加工機を収容するために、コンピュータシステムのソフトウエアをバージョンアップすると、そのソフトウエアがこれまでの古い加工機をサポートできない場合やバージョンアップしても新たな加工機に対応できない場合がある。このため、工場内に新たな加工機を簡単に導入できないという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、新たなデータ出力機器や新たな加工機を簡単に増設でき、保存するデータを極力減らすことができる生産情報収集システムを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の一形態に係る生産情報収集システムは、ロギングデータを出力するコントロールユニットと、ロギングデータに含まれないデータを出力するデータ出力機器とが設置された複数の加工機からデータを収集するシステムであって、複数のスレーブユニットと、コンピュータシステムとを有する。

上記の複数のスレーブユニットは、それぞれ、スレーブ局として機能し、上流のマスター局からの要求に応じて前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータにそれぞれアドレスデータを付けて上流側に流し、かつ、下流側からのデータを上流側に流す機能を有する。これら複数のスレーブユニットは、直列に接続されている。

上記のコンピュータシステムは、前記スレーブ局に対するマスター局として機能し、各前記スレーブユニットから前記アドレスデータが付いた前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータを入力し、前記ロギングデータのうち予め定められた所定のデータを削除し、削除後の前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータを保存する。

本発明の一形態に係る生産情報収集システムでは、コンピュータシステムではロギングデータのうち予め定められた所定のデータを削除し、削除後のロギングデータを保存しているので、保存するデータを極力減らすことができる。

また、スレーブ局として機能するスレーブユニットを直列に接続し、これらスレーブユニットを介してロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータを加工機より収集しているので、新たなデータ出力機器や新たな加工機を簡単に増設できる。

ここで、前記スレーブユニットは、前記ロギングデータ、前記ロギングデータに含まれないデータのうちディジタルデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータに対してそれぞれ別個に設置され、前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータに対するスレーブユニットは、前記アナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を有するものであってもよい。

また、前記ロギングデータに含まれないデータのうちディジタルデータは、前記加工機に設置された前記データ出力機器としてのスイッチオン／オフ検出器のオン／オフデータであり、前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータは、前記加工機に設置された前記データ出力機器としての測定器の測定データであってもよい。

本発明によれば、新たなデータ収集の機器や新たな加工機を簡単に増設でき、保存するデータを極力減らすことができる。

本発明の一実施形態に係る生産情報収集システムの構成を示すブロック図である。 図１の生産情報収集システムにおけるコンピュータシステムでのデータの処理の流れを概念的に示した図である。 図１の生産情報収集システムにおけるコンピュータシステムに保存されたデータの一例を示す表である。 図１の生産情報収集システムにおけるコンピュータシステムにおける処理動作を示すフローチャートである。 図１の生産情報収集システムにおけるデータベースから参照できる生産情報の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜生産情報収集システムの構成＞
図1は本発明の一実施形態に係る生産情報収集システムの構成を示す図である。

図１に示すように、生産情報収集システム１は、例えば複数の加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・を用いて部品の生産を行っている工場２０における生産情報を収集するシステムである。生産情報収集システム１は、例えば工場外に設置されたデータベース２１も含む。

加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・としては、成形機、プレス機、切削機、研削機、鋳鍛自動機などである。生産情報としては、例えば加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・が成形機である場合には、何回目の成形、成形温度、成形圧力、成形時間などのデータに基づく情報である。

各加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・には、コントロールユニット１１Ａ、１１Ｂ、・・・と、データ出力機器１２Ａ_−１、１２Ａ_−２、１２Ｂ_−１、・・・とが設置されている。コントロールユニット１１Ａ、１１Ｂ、・・・は、加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・の動作を制御し、またその稼働状況などを知るためのデータを吸い上げ、ロギングデータとして出力する。データ出力機器１２Ａ_−１、１２Ａ_−２、１２Ｂ_−１、・・・は、ロギングデータに含まれないデータを出力する。データ出力機器１２Ａ_−１は、例えば温度測定器であり、アナログデータを出力する。データ出力機器１２Ａ_−２は、例えばスイッチオン／オフ検出器であり、ディジタルデータであるオン／オフデータを出力する。

生産情報収集システム１は、複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・と、コンピュータシステム３とを有する。複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・は、配線４を介して直列に接続されている。コンピュータシステム３は配線４を介して直列に接続されたこれらの複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・を収容する。複数のスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・のうちコンピュータシステム３側に近いスレーブユニットを上流側のスレーブユニットとする。図１の例ではスレーブユニット２Ａ_−０が最上流のスレーブユニットとなる。

スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・は、各加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・に対して１又は２以上設置されていている。図１の例でいうと、加工機１０Ａには、コントロールユニット１１Ａと、温度測定器としてのデータ出力機器１２Ａ_−１と、スイッチオン／オフ検出器としてのデータ出力機器１２Ａ_−２が設置されている。
温度測定器としてのデータ出力機器１２Ａ_−１は温度測定器による測定データをアナログデータとして出力する。スイッチオン／オフ検出器としてのデータ出力機器１２Ａ_−２は金型の開閉などに応じたディジタルデータを出力する。

そして、コントロールユニット１１Ａはスレーブユニット２Ａ_−０に接続され、データ出力機器１２Ａ_−１はスレーブユニット２Ａ_−１に接続され、データ出力機器１２Ａ_−２はスレーブユニット２Ｂ_−２に接続されている。

スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・は、スレーブ局として機能し、上流のマスター局であるコンピュータシステム３からの要求に応じてロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータにそれぞれアドレスデータを付けて上流側に流し、かつ、下流側からのデータを上流側に流す機能を有する。

例えば、スレーブユニット２Ａ_−０は、加工機１０Ａのコントロールユニット１１Ａからロギングデータを吸い上げ、コンピュータシステム３からの要求に応じてそのロギングデータに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム３はこれを受信する。

スレーブユニット２Ａ_−１は、アナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を有する。コンピュータシステム３からの要求に応じて加工機１０Ａのデータ出力機器１２Ａ_−１からアナログデータ温度測定器による測定データ（アナログデータ）をＡ／Ｄ変換し、そのディジタルデータに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム３はこれを受信する。

スレーブユニット２Ａ_−２は、コンピュータシステム３からの要求に応じて加工機１０Ａのデータ出力機器１２Ａ_−２からデータに一意のアドレスデータを付けて上流側に流し、コンピュータシステム３はこれを受信する。

コンピュータシステム３は、スレーブ局に対するマスター局として機能し、各スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・からアドレスデータが付いたロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータを入力し、ロギングデータのうち予め定められた所定のデータを削除し、削除後のロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータを保存する。コンピュータシステム３は例えばＰＣであり、Ｗｉｎｄｏｗｅｓ（登録商標）などの汎用のＯＳ上で稼働するアプリケーションにより上記処理を実行する。

＜コンピュータシステムによる処理＞
図２はコンピュータシステム３でのデータの処理の流れを概念的に示した図である。
配線４を介してスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・からコンピュータシステム３に入力されてくるデータは、アドレスデータを含むデータである。

例えば、スレーブユニット２Ａ_−０からコンピュータシステム３に入力されるデータは、ロギングデータにアドレスデータが付けられている。ロギングデータは、例えばＸ_１〜Ｘ_５までの各種のデータ（例えば加工機における圧力データ、所定位置の温度データ、動作時間データなど）が含まれる（符号２０１）。
スレーブユニット２Ａ_−１からコンピュータシステム３に入力されるデータは、温度データＹにアドレスデータが付けられている（符号２０２）。
スレーブユニット２Ａ_−２からコンピュータシステム３に入力されるデータは、オン／オフデータＺにアドレスデータが付けられている（符号２０３）。
以下、順次これらのデータがコンピュータシステム３に入力される。

コンピュータシステム３では、まず入力されるこれらのデータに時刻データを付し（符号２１１〜２１３）、アドレスデータに応じて各加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・ごとのデータとして振り分ける（符号２２０）。

次に、コンピュータシステム３では、ロギングデータから必要ないデータを削除する。例えば、加工機１０Ａでは、Ｘ_１〜Ｘ_５からなるロギングデータのうち、Ｘ_１、Ｘ_２、Ｘ_５は不要とされているので、これらを削除し、Ｘ_３、Ｘ_４のデータを残す（符号２３０）。

最後に、時刻データをキーにしてＸ_３、Ｘ_４からなるロギングデータ、温度データＹ、オン／オフデータＺを関連付ける（符号２４０）。そして、図３に示すように、時刻単位でこれらのデータを蓄積していく。
以上のコンピュータシステム３における処理動作を図４のフローチャートに示す。

コンピュータシステム３では、スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・に対してデータの送信を要求して（ステップ４０１）データを入力すると（ステップ４０２）、入力したデータに時刻データを付す（ステップ４０３）。
次に、時刻データの付されたデータをアドレスデータに応じて加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・ごとのデータとして振り分ける（ステップ４０４）。
次に、ロギングデータから必要ないデータを削除する（ステップ４０５）。
次に、不要データ削除後のロギングデータ（Ｘ_３、Ｘ_４）及びロギングデータ以外のデータ（Ｙ、Ｚ）を蓄積する（ステップ４０６）。
そして、コンピュータシステム３は蓄積した例えば図３に示したデータをデータベース２１（図１参照）に送る。

＜データベースによる処理＞
工場外に設置されたデータベース２１（図１参照）は、例えば日本国内や海外に設置された上記のコンピュータシステム３からのデータを処理する。
このデータベース２１によるデータの処理方法の典型例を説明する。
例えば工場２０には加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・の一つとして成形機が設置されており、その成形機で使われる金型には、一意に定められたＱＲコード（登録商標）が刻設された識別板８０（図１参照）が取り付けられている。この識別板８０は、金型ばかりでなく、工場２０内の加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・にも取り付けられている。

工場２０内の作業者は、成形機に金型を取り付けたときに、例えばタブレットなどのカメラ付き情報処理装置を使って成形機に取り付けられた識別板８０のＱＲコード（登録商標）及び金型に取り付けられた識別板８０のＱＲコード（登録商標）を認識させる。その後、情報処理装置のアプリケーションが認識したＱＲコード（登録商標）に応じた認識データをデータベース２１に送り、データベース２１において当該成形機のデータと当該金型の認識データとを紐付ける。これにより、成形機のデータがどの金型を使ったものであるかを知ることができ、また当該金型の通算のショット数などを算出することができるようなる。

また、データベース２１では、成形機のデータから、例えばｎ回目のショットがどのような温度や圧力などの条件で行われたかが分かる。そして、例えば図５に示すように、データベース２１のデータから、時間と生産数との関係が分かるので、例えば不良が出たショットが何回目のショットであるかを時間との関係から分かり、従って不良を出したときの温度や圧力などの条件を検証できる。なお、生産数については、例えば成形機の取り付けられた正常品をカウントするカウンタのデータから算出することが可能である。
データベース２１は、タブレットなどの情報処理装置からの要求に応じて、このように蓄積したデータを図５に示したように生産情報として出力するものである。

＜まとめ＞
本実施形態に係る生産情報収集システム１では、コンピュータシステム３でロギングデータのうち予め定められた所定のデータを削除し、削除後のロギングデータを保存しているので、保存するデータを極力減らすことができる。

また、スレーブ局として機能するスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・を直列に接続し、これらスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・を介して加工機１０Ａ、１０Ｂ、・・・のコントロールユニット１１Ａ、１１Ｂ、・・・やデータ出力機器１２Ａ_−１、１２Ａ_−２、１２Ｂ_−１、・・・からロギングデータ及びロギングデータに含まれないデータを収集しているので、新たなデータ出力機器や新たな加工機を簡単に増設できる。例えば、新たなデータ出力機器や新たな加工機を増設するときには、直列に接続されているスレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・の間のどこかに、これらの新たなデータ出力機器や新たな加工機のコントロールユニットに接続された新たなスレーブユニットを直列に介挿すれば良い。また、コンピュータシステム３では所定のデータ処理の登録等をすればよい。従って、新たなデータ出力機器や新たな加工機を簡単に増設できる。すなわち、従来のようにコントロールユニットのソフトウエアのバージョンとデータ出力機器のバージョンとの整合を考慮する必要はなくなる。また、スレーブユニット２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０・・・はコンピュータシステム３に対するスレーブ局として機能し、単にマスター局の要求に応じてデータにアドレスデータを付けてそのデータをマスター側に送る形式であるので、従来のようにコンピュータシステム３のソフトウエアのバージョンとコントロールユニットのソフトウエアのバージョンやデータ出力機器のバージョンとの整合を考慮する必要はなくなる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
本発明に係る生産情報収集システムは、ソフトハード一体型複合制御システムなどに適用することが可能である。ソフトハード一体型複合制御システムとは、例えば特開２０１５−１５６１８２号に開示された技術であり、例えば加工機の設備仕様を加工機個体ごとに有し、部品加工条件ファイルを部品ごとに有するＤＢと、加工機の変更時などに、変更前の設備加工条件ファイル及び変更後の設備仕様に基づく変更の適正の合否を判断し、否の場合には新たな加工条件を設定するアプリを記憶する記憶部と、アプリを実行する汎用プログラム制御ＯＳと、新たに設定された設備加工条件に応じたタスクに優先順位を付けてタスクを実行するスケジュール管理下で、タスクに基づき加工機の制御を実行する専用加工制御ＯＳとを有する１台の制御装置とを具備し、専用加工制御ＯＳは、汎用プログラム制御ＯＳをスケジュール管理下に置き、該汎用プログラム制御ＯＳに対するタスクを低優先順位のタスクとして管理するものである。この場合に、特開２０１５−１５６１８２号の図５に示される汎用プログラム制御ＯＳに本発明に係る生産情報収集システムにおけるコンピュータシステムの処理を実行させるように構成すればよい。

また、上記の実施形態では、スレーブユニットにコントロールユニットやデータ出力機器を１対１で対応させていたが、スレーブユニットが２つ以上のコントロールユニットやデータ出力機器を収容するように構成しても構わない。
更に、スレーブユニット間やスレーブユニットとコンピュータシステムとの間は有線でなく無線で接続されるものであっても良い。
また、上記の実施形態ではコンピュータシステムが工場内に設置されていたが、コンピュータシステムが工場外の例えば遠隔地に設置されていても良い。
更にまた、上記の実施形態ではコンピュータシステムが直列接続されたスレーブユニット群の一つを収容するものであったが、コンピュータシステムは複数のスレーブユニット群を収容するものであっても良い。

１ 生産情報収集システム
２Ａ_−０、２Ａ_−１、２Ａ_−２、２Ｂ_−０ スレーブユニット
３ コンピュータシステム
１０Ａ、１０Ｂ 加工機
２１ データベース
１１Ａ、１１Ｂ コントロールユニット
１２Ａ_−１、１２Ａ_−２、１２Ｂ_−１ データ出力機器

Claims (3)

1. ロギングデータを出力するコントロールユニットと、ロギングデータに含まれないデータを出力するデータ出力機器とが設置された複数の加工機からデータを収集するシステムであって、
   スレーブ局として機能し、上流のマスター局からの要求に応じて前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータにアドレスデータを付けて上流側に流し、かつ、下流側からのデータを上流側に流す機能を有し、直列に接続された複数のスレーブユニットと、
   前記スレーブ局に対するマスター局として機能し、各前記スレーブユニットから前記アドレスデータが付いた前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータを入力し、前記ロギングデータのうち予め定められた所定のデータを削除し、削除後の前記ロギングデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータを保存するコンピュータシステムと
   を具備する生産情報収集システム。
2. 請求項１に記載の生産情報収集システムであって、
   前記スレーブユニットは、前記ロギングデータ、前記ロギングデータに含まれないデータのうちディジタルデータ及び前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータに対してそれぞれ別個に設置され、
   前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータに対するスレーブユニットは、前記アナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を有する
   生産情報収集システム。
3. 請求項２に記載の生産情報収集システムであって、
   前記ロギングデータに含まれないデータのうちディジタルデータは、前記加工機に設置された前記データ出力機器としてのスイッチオン／オフ検出器のオン／オフデータであり、
   前記ロギングデータに含まれないデータのうちアナログデータは、前記加工機に設置された前記データ出力機器としての測定器の測定データである
   生産情報収集システム。

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