JP2022085467A - 管理システム、造形管理システム、管理方法およびプログラム - Google Patents

管理システム、造形管理システム、管理方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】造形システムを構成する機器に依存せずに、造形プロセスを実行する機器の状態を管理することを目的とする。【解決手段】立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器（例えば、造形システム７を構成する機器）を管理する管理システムであって、管理システムは、機器の動作を制御する制御装置３０と、制御装置３０と通信ネットワーク５を介して通信可能な管理装置１０,１０ａを備え、機器の動作に関する機器データを取得し、取得された機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、機器の状態を決定する。【選択図】図１８

Description

本開示内容は、管理システム、造形管理システム、管理方法およびプログラムに関する。
近年、金型を用いずに立体造形物を生成するシステムとして、立体造形装置等の機器を用いた造形システムが知られている（例えば、特許文献１）。
立体造形物の造形プロセスにおいて、完成品としての立体造形物を得るためには、造形もしくは焼結、または塗装等の後加工等の処理を行うための異なる用途の機器を使用する必要がある。そこで、造形システムの管理者にとって、造形プロセスを円滑に実行させるために、造形プロセスを構成する機器の状態を集中管理するニーズが存在する。
しかしながら、従来の方法では、造形システムを構成する機器によって機器の仕様または機能等が異なるため、造形プロセスを構成する機器に依存せずに、造形プロセスを実行する機器の状態を管理することが困難であるという課題があった。
上述した課題を解決すべく、請求項１に係る発明は、立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器を管理する管理システムであって、前記機器の動作に関する機器データを取得する機器データ取得手段と、取得された前記機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、前記機器の状態を決定する状態決定手段と、を備える管理システムである。
本発明によれば、造形システムを構成する機器に依存せずに、造形プロセスを実行する機器の状態を管理することができるという効果を奏する。
造形管理システムの全体構成の一例を示す図である。 造形システムの構成の一例を示す図である。 造形システムの構成の別の例を示す図である。 管理装置および通信端末のハードウエア構成の一例を示す図である。 制御装置のハードウエア構成の一例を示す図である。 管理装置の機能構成の一例を示す図である。 システム管理テーブルの一例を示す概略図である。 機器管理テーブルの一例を示す概念図である。 プロセス管理テーブルの一例を示す概略図である。 プロセス状態管理テーブルの一例を示す概念図である。 機器データ管理テーブルの一例を示す概念図である。 造形管理システムの機能構成の一例を示す図である。 条件情報管理テーブルの一例を示す概念図である。 管理装置における造形プロセスの決定処理の一例を示すシーケンス図である。 造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の一例を示すシーケンス図である。 機器状態の監視処理の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）～（Ｅ）機器データの一例を説明するための図である。 （Ａ）（Ｂ）機器状態の決定処理の一例を概略的に説明するための図である。 造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の一例を示すシーケンス図である。 管理装置の機能構成の変形例を示す図である。 造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の変形例を示すシーケンス図である。 造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の変形例を示すシーケンス図である。
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
●実施形態●
●造形管理システムの概略
まず、図１を用いて、実施形態に係る造形管理システムの構成の概略について説明する。図１は、造形管理システムの全体構成の一例を示す図である。図１に示されている造形管理システム１は、立体造形物を生成する処理を行う造形システム７の状態を集中管理することができるシステムである。
図１に示されているように、造形管理システム１は、管理装置１０並びに複数の拠点（拠点Ａ、拠点Ｂ）のそれぞれに位置する造形システム７（７Ａ,７Ｂ）、制御装置３０（３０Ａ,３０Ｂ）および通信端末９０（９０Ａ,９０Ｂ）を含む。造形管理システム１を構成する管理装置１０、制御装置３０および通信端末９０は、通信ネットワーク５を介して通信することができる。通信ネットワーク５は、インターネット、移動体通信網、ＬＡＮ(Local Area Network)等によって構築されている。なお、通信ネットワーク５には、有線通信だけでなく、３Ｇ(3rd Generation)、４Ｇ(4th Generation)、５Ｇ（5th Generation）、Ｗｉ－Ｆｉ(Wireless Fidelity)（登録商標）、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)またはＬＴＥ(Long Term Evolution)等の無線通信によるネットワークが含まれてもよい。
管理装置１０は、各拠点に位置する造形システム７の情報を管理するためのサーバコンピュータである。図１に示されているように、管理装置１０の管理下には、複数の造形システム７が存在し、管理装置１０は、複数の造形システム７のそれぞれの稼働状態等を集中管理する。なお、管理装置１０は、一台のサーバコンピュータによって構成されてもよく、複数のサーバコンピュータによって構成されてもよい。
造形システム７は、立体造形物を生成するための複数の機器によって構成されるシステムである。また、造形システム７は、機器ごとにそれぞれ制御装置３０が接続されている。制御装置３０は、造形システム７を構成する機器を制御するエッジデバイスである。制御装置３０は、例えば、接続された機器の動作や機器の変化を読み取る。ここで、機器の動作とは、機器が稼働している状態だけでなく、機器が稼働していない状態も含む。
なお、図１は、二つの拠点（拠点Ａ、拠点Ｂ）に位置する造形システム７が管理装置１０によって管理されている例を示すが、造形管理システム１は、一拠点または三拠点以上の造形システム７が管理装置１０で管理されている構成であってもよい。さらに、造形管理システム１は、一つの拠点に複数の造形システム７が存在する構成であってもよい。ここで、管理装置１０と制御装置３０は、立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する造形システム７および造形プロセスを構成する機器を管理する管理システムを構成する。
通信端末９０は、各拠点において造形処理を行う作業者によって使用されるノートＰＣ等のコンピュータである。通信端末９０は、アプリケーションプログラムを用いて、３Ｄデータを解析し変換することによって、立体対象物を生成するための造形データを生成する。なお、通信端末９０は、ノートＰＣに限られず、例えば、スマートフォン、タブレット端末またはウェアラブル端末等であってもよい。
ここで、図２および図３を用いて、造形システム７の構成について説明する。図２および図３は、造形システムの構成の一例を示す図である。造形システム７は、用途の異なる複数の機器によって構成され、造形プロセスに含まれる各工程をそれぞれの機器を用いて実行することで、立体造形物を生成する。ここで、立体造形物は、造形システム７における造形プロセスにおける完成品となる造形物である。
図２に示されている造形システム７は、立体造形装置、乾燥装置、粉体除去装置、検査装置、焼結装置、後工程装置、検査装置、搬送装置およびリサイクル装置を含む。造形システム７を構成するこれらの装置は、立体造形物を生成するための機器の一例である。図２は、バインダージェッティング方式（粉体積層造形法）により立体造形物を生成する造形システムの例を示す。
図２の例において、立体造形装置は、例えば、粉体（粉末）造形装置であり、粉体（粉末）を用いた積層体の造形処理を行う。立体造形装置は、造形処理として、粉体供給・平坦化による粉体層を形成する工程および粉体層に造形液を吐出する工程を必要な回数繰り返すことにより、粉体層上に新たな粉体層が積層されて形成された積層体を形成する。この積層体は、立体造形装置によって処理された対象物となる。
また、図２に示されている造形システム７は、立体造形装置によって処理された対象物（積層体）に対する乾燥装置を用いた溶媒乾燥処理を行う。そして、造形システム７は、粉体除去装置により積層体の余剰粉体の除去を行い、再度乾燥装置による溶媒乾燥処理を行う。
次に、造形システム７は、検査装置を用いた品質保証検査を経た後、焼結装置を用いた脱脂・焼結処理を行う。脱脂・焼結処理は、例えば、純アルミニウムまたはアルミ合金材料から成るグリーン体を脱脂・焼結炉にて、樹脂の熱分解温度以上で加熱することで、グリーン体中の樹脂成分を脱脂する。脱脂工程に引き続き、より高温にて、加熱保持する焼結工程を経ることで、グリーン体（グリーン成形体とも称する）が一体化された純アルミニウムまたはアルミ合金材料の成形物（焼結体）を得ることができる。この焼結体は、焼結装置によって処理された対象物となる。なお、脱脂処理と焼結処理は，同一の機器を用いて連続して実行されてもよいし，別々の機器を用いて実行されてもよい。
さらに、造形システム７は、焼結装置を用いて処理された対象物（焼結体）に対して、後加工装置を用いた後加工処理を行う。後加工処理は、例えば、対象物に対する塗装または研磨等の処理である。そして、造形システム７は、後加工された処理に対する検査装置を用いた品質保証検査を行うことで、完成品となる立体造形物を生成することができる。なお、造形システム７を構成する搬送装置は、各機器の間を、処理対象物を各機器の間で搬送させるための機器である。さらに、造形システム７は、造形プロセスにおいて発生した余剰粉等を再利用（リサイクル）するためのリサイクル装置を備える。
また、造形システム７を構成する機器は、複数の処理を一台の機器で実行するような構成も考えられる。図３の例は、図２に示されている造形、溶媒乾燥、余剰粉除去および脱脂・焼結等の処理を実行可能な立体造形装置を用いた例である。図３に示されている造形システムでは、例えば、造形、溶媒乾燥、余剰粉除去および脱脂・焼結等の処理を含めて造形処理として実行される。ここで、造形システム７は、少なくとも所定の造形方式に基づく対象物の造形処理を行う工程と、造形処理によって処理された対象物に対する後加工を行う後加工処理の工程を含む。さらに、造形システム７は、造形方式によって用途の異なる機器によって構成され、造形方式によって実行される造形プロセスも異なる。図２および図３では、バインダージェッティング方式（粉体積層造形法）を用いる例を示したが、造形システム７における造形方式はこれに限られない。
立体造形を行うための造形方式は、例えば、熱溶解積層方式であるＦＦＦ（Fused Filament Fabrication、熱溶解フィラメント製造法）、粉末焼結積層造形方式であるＳＬＳ（Selective Laser Sintering、レーザ焼結法）もしくはＳＬＭ（Selective Laser Melting）、ＭＪ（Material Jetting、マテリアルジェッティング）、ＥＢＭ（Electron Beam Melting、電子ビーム溶解法）、または光造形方式であるＳＬＡ（Stereolithography Apparatus）もしくはＤＬＰ（Digital Light Processing）等が挙げられる。
このように、造形システム７は、用途の異なる複数の機器を用いて、対応する造形方式の造形プロセスを実行することで、立体造形物を生成することができる。
ここで、造形システムを構成する機器は、機器ごとに用途、仕様または機能等が異なる。造形システムを構成する機器は、例えば、処理可能なサイズ、ＤＲＹ/ＷＥＴ等の処理方法、造形精度等の品質または処理速度等の機能が機器ごとに異なる。また、造形システム７を構成する機器は、機器ごとに製造会社が異なることがあるため、管理装置と連携するための必要な情報を取得できないことがある。すなわち、従来の造形システムでは、造形システムを構成する機器によって機器の仕様または機能等が異なるため、市場に存在する様々な専門的な処理を行う機器に依存せずに、機器を集中管理することが困難であるという課題があった。
そこで、造形管理システム１は、造形システム７を構成する機器のそれぞれに対して、管理装置１０と通信可能な制御装置３０（３０a～３０ｉ）が接続されている。制御装置３０は、管理装置１０からの指示による機器の制御もしくは通信、または機器の操作画面もしくは機器の動作を撮影することによる機器の監視を行い、機器の動作に関する機器データを取得する。制御装置３０は、取得された機器データを用いて、機器の状態変化を検知し、管理装置１０による管理対象の機器のそれぞれに対して統一した判断基準を用いて、機器の状態を決定する。そして、造形管理システム１は、制御装置３０から管理装置１０に対して、決定した機器の状態を送信することで、管理装置１０でそれぞれの機器の状態を管理する。
これにより、造形管理システム１は、制御装置３０を用いて機器を監視することで、造形システム７を構成する機器が備える機能に依存せずに、造形システム７を構成する各機器の状態を管理することができる。例えば、造形管理システム１は、機器が外部との通信手段を有していない場合であっても、制御装置３０を用いて管理装置１０と各種データの通信を行うことで、機器と管理装置１０をリアルタイムに連携させることができる。
●ハードウエア構成
続いて、図４および図５を用いて、実施形態に係る造形管理システムを構成する装置または端末のハードウエア構成を説明する。なお、図４および図５に示されているハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。
○管理装置のハードウエア構成○
まず、図４を用いて、管理装置１０のハードウエア構成を説明する。図４は、管理装置のハードウエア構成の一例を示す図である。管理装置１０の各ハードウエア構成は、１００番台の符号で示されている。管理装置１０は、コンピュータによって構築されており、図４に示されているように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＨＤ(Hard Disk)１０４、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)コントローラ１０５、ディスプレイ１０６、外部機器接続Ｉ／Ｆ(Interface)１０８、ネットワークＩ／Ｆ１０９、バスライン１１０、キーボード１１１、ポインティングデバイス１１２、ＤＶＤ－ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ１１４、およびメディアＩ／Ｆ１１６を備えている。
ＣＰＵ１０１は、管理装置１０全体の動作を制御する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２またはＨＤ１０４等に格納された、プログラムもしくはデータをＲＡＭ１０３上に読み出し、処理を実行することで、管理装置１０の各機能を実現する演算装置である。ＲＯＭ１０２は、ＩＰＬ（Initial Program Loader）等のＣＰＵ１０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１のワークエリアとして使用される揮発性のメモリである。ＨＤ１０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ１０５は、ＣＰＵ１０１の制御にしたがってＨＤ１０４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ディスプレイ１０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、または画像等の各種情報を表示する。なお、ディスプレイ１０６は、入力手段を備えたタッチパネルディスプレイであってもよい。外部機器接続Ｉ／Ｆ１０８は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢメモリまたはプリンタ等である。ネットワークＩ／Ｆ１０９は、通信ネットワーク５を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。バスライン１１０は、図４に示されているＣＰＵ１０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスまたはデータバス等である。
また、キーボード１１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス１１２は、各種指示の選択もしくは実行、処理対象の選択、またはカーソルの移動等を行う入力手段の一種である。なお、入力手段は、キーボード１１１およびポインティングデバイス１１２のみならず、タッチパネルまたは音声入力装置等であってもよい。ＤＶＤ－ＲＷドライブ１１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ－ＲＷ１１３に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。なお、着脱可能な記録媒体は、ＤＶＤ－ＲＷに限らず、ＤＶＤ－ＲまたはＢｌｕ-ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ（ブルーレイディスク）等であってもよい。メディアＩ／Ｆ１１６は、フラッシュメモリ等の記録メディア１１５に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。
○通信端末のハードウエア構成○
図４は、通信端末のハードウエア構成の一例を示す図である。通信端末９０の各ハードウエア構成は、括弧内の９００番台の符号で示されている。通信端末９０は、コンピュータによって構築されており、図４に示されているように、管理装置１０と同様の構成を備えているため、各ハードウエア構成の説明を省略する。
○制御装置のハードウエア構成○
図５は、制御装置のハードウエア構成の一例を示す図である。制御装置３０は、制御装置３０の処理または動作を制御するコンピュータ３００を備える。
コンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、ＨＤ３０４、ＨＤＤコントローラ３０５、ディスプレイ３０６、外部機器接続Ｉ／Ｆ３０７、ネットワークＩ／Ｆ３０８、バスライン３１０、キーボード３１１、ポインティングデバイス３１２、およびメディアＩ／Ｆ３１４を備えている。
ＣＰＵ３０１は、制御装置３０全体の動作を制御する。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２またはＨＤ３０４等に格納された、プログラムもしくはデータをＲＡＭ３０３上に読み出し、処理を実行することで、制御装置３０の各機能を実現する演算装置である。ＲＯＭ３０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラムまたはデータを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される揮発性のメモリである。ＨＤ３０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ３０５は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがってＨＤ３０４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ディスプレイ３０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、または画像等の各種情報を表示する。なお、ディスプレイ１０６は、入力手段を備えたタッチパネルディスプレイであってもよい。外部機器接続Ｉ／Ｆ３０７は、造形システム７を構成する各種機器を接続するためのインターフェースである。ネットワークＩ／Ｆ３０８は、通信ネットワーク５を利用してデータ通信をするためのインターフェースである。バスライン３１０は、図５に示されているＣＰＵ３０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスまたはデータバス等である。
また、キーボード３１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス３１２は、各種指示の選択もしくは実行、処理対象の選択、またはカーソルの移動等を行う入力手段の一種である。なお、入力手段は、キーボード３１１およびポインティングデバイス３１２のみならず、タッチパネルまたは音声入力装置等であってもよい。メディアＩ／Ｆ３１４は、フラッシュメモリ等の記録メディア３１３に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。
さらに、制御装置３０は、カメラユニット３２０、センサユニット３３０、アクチュエータ３４０、および可動アーム３５０が備えている。カメラユニット３２０は、所定のカメラを備えた撮影手段である。センサユニット３３０は、機器の動作を検知するための各種センサ装置を備える。アクチュエータ３４０は、ＣＰＵ３０１からの命令に基づき、可動アーム３５０を変形させる。可動アーム３５０は、制御装置３０に接続されている機器に対する付加的動作を可能とする動作手段を有している。可動アーム３５０は、例えば、先端に部品等の物体を掴むためのハンドが動作手段として備えられている。
なお、上記各プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルで、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して流通させるようにしてもよい。記録媒体の例として、ＣＤ－Ｒ(Compact Disc Recordable)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ等が挙げられる。また、記録媒体は、プログラム製品(Program Product)として、国内または国外へ提供されることができる。例えば、管理システムは、本発明に係るプログラムが実行されることで本発明に係る管理方法を実現する。
●機能構成
続いて、図６乃至図１３を用いて、実施形態に係る造形管理システムの機能構成について説明する。図６は、管理装置の機能構成の一例を示す図である。図１２は、造形管理システムの機能構成の一例を示す図である。なお、図６および図１２は、図１に示されている装置または端末のうち、後述の処理または動作に関連しているものを示す。
○管理装置の機能構成○
まず、図６を用いて、管理装置１０の機能構成について説明する。管理装置１０は、送受信部１１、判断部１２、システム管理部１３、機器管理部１４、プロセス情報生成部１５、機器特定部１６、機器データ管理部１７、状態管理部１８、プロセス状態決定部２１および記憶・読出部１９を有している。これら各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ１０４からＲＡＭ１０３上に展開された管理装置用プログラムに従ったＣＰＵ１０１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、管理装置１０は、図４に示されているＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびＨＤ１０４によって構築される記憶部１０００を有している。
送受信部１１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ１０９に対するＣＰＵ１０１の処理によって実現され、通信ネットワーク５を介して、他の装置または端末との間で各種データまたは情報の送受信を行う。
判断部１２は、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、各種判断を行う。システム管理部１３は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、各拠点に位置する造形システム７を管理する。
機器管理部１４は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、造形システム７を構成する機器を管理する。
プロセス情報生成部１５は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、造形システム７によって実行される造形プロセスを示すプロセス情報を生成する。
機器特定部１６は、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、プロセス情報生成部１５によって生成されたプロセス情報に示されている造形プロセスを実行する機器を特定する。
機器データ管理部１７は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、造形システム７を構成する機器の動作に関する機器データを管理する。機器データは、例えば、機器または機器によって処理された対象物が撮影された画像データである。機器が撮影された画像データには、例えば、機器の操作パネル等の操作画面、または機器の操作ボタン等の操作手段等が示されている。
状態管理部１８は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、造形システム７を構成する機器の状態を造形プロセスごとに管理する。
プロセス状態決定部２１は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、造形プロセスの少なくとも一工程を実行する機器の状態に応じて、造形プロセスの状態を示すプロセス状態を決定する。
記憶・読出部１９は、主に、ＣＰＵ１０１の処理によって実現され、記憶部１０００に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部１０００から各種データ（または情報）を読み出したりする。
○システム管理テーブル
図７は、システム管理テーブルの一例を示す概念図である。システム管理テーブルは、造形システム７に関する情報を示すシステム情報を管理する。記憶部１０００には、図７に示されているシステム管理テーブルによって構成されているシステム管理ＤＢ１００１が構築されている。このシステム管理テーブルは、造形システム７を識別するシステムＩＤおよびシステム名、造形システム７の造形方式を示す方式情報、造形システム７の設置位置を示す位置情報並びに造形システム７が利用可能か否かを示す利用情報が関連づけられたシステム情報を管理している。
このうち、方式情報は、造形システム７を構成する機器の用途に応じた造形方式を示す。また、位置情報は、造形システム７が設置された拠点を識別する情報を示す。なお、位置情報は、造形システム７の位置を示す緯度および経度の情報であってもよい。さらに、利用情報は、利用可能な造形システム７には「有効」のフラグが関連づけられており、利用できない造形システム７には「無効」のフラグが関連づけれている。造形システム７が利用できない場合は、例えば、造形システム７が使用中もしくはメンテナンス中、または造形システム７を構成する機器のいずれかが異常発生中である場合等である。
管理装置１０は、用途または設置位置等で機器を造形システム７としてグループ分けした場合であっても、図７に示されているようなシステム管理テーブルを用いて、造形システム単位で複数の造形システム７を管理することができる。そのため、管理装置１０は、例えば、保守担当者の担当エリアまたはメンテナンス対応等に応じたグループ管理を柔軟に行うことができる。また、管理装置１０は、造形システム７ごとに利用可否をそれぞれ管理することで、例えば、保守担当者の担当エリア、メンテナンス向けのグループ管理、部品交換等の対応時に、造形システム７の利用可否をリアルタイムで反映することができる。
○機器管理テーブル
図８は、機器管理テーブルの一例を示す概念図である。機器管理テーブルは、造形システム７を構成する機器に関する情報を示す機器情報を管理する。記憶部１０００には、図８に示されている機器管理テーブルによって構成されている機器管理ＤＢ１００２が構築されている。この機器管理テーブルは、造形システム７を識別するシステムＩＤごとに、造形システム７を構成する機器を識別する機器ＩＤおよび機器名、機器の用途を示す用途情報、機器の稼働状態を示す稼働状態情報並びに機器に接続された制御装置３０を識別する制御装置ＩＤが関連づけられた機器情報を管理している。
このうち、用途情報は、造形プロセスのうち、機器が実行する処理の用途を示す。処理の用途は、例えば、図２に示されているような造形、溶媒乾燥（乾燥）、余剰粉除去（粉体除去）、品質保証、脱脂、焼結または後加工等である。また、機器ＩＤ「Ｄ００４」に関連づけられた用途情報にように、複数の用途の処理を実行可能な機器には、複数の用途が関連づけられる。また、稼働状態情報は、処理中、待機中、メンテナンス中、または故障もしくは停止等の異常検知等の機器の稼働状態を示す。
○プロセス管理テーブル
図９は、プロセス管理テーブルの一例を示す概念図である。プロセス管理テーブルは、立体造形物を生成するための造形プロセスを示すプロセス情報を管理する。記憶部１０００には、図９に示されているプロセス管理テーブルによって構成されているプロセス管理ＤＢ１００３が構築されている。このプロセス管理テーブルは、造形プロセスを識別するプロセスＩＤごとに、造形プロセスを実行する処理の順序（Ｎｏ.）、処理の用途を示す処理用途情報、処理を実行する機器を識別する機器ＩＤ、機器の状態を示す機器状態情報、機器によって処理の進捗状況を示す進捗情報が関連づけられたプロセス情報を管理している。
このうち、機器状態情報は、制御装置３０によって決定されたそれぞれの機器の状態を示す。また、進捗情報は、処理が完了した機器には「完了」のフラグが関連づけられており、処理を実行中の機器には「処理中」のフラグが関連づけれている。図９に示されているプロセス情報は、プロセスＩＤ「Ｐ００１」の造形プロセスにおいて、処理順序がNo．.1とNo.2の処理を実行する機器が特定されており、No.2の機器（機器ID「D011」）による処理が実行中である状態を示す。
○プロセス状態管理テーブル
図１０は、プロセス状態管理テーブルの一例を示す概念図である。記憶部１０００には、図１０に示されているプロセス状態管理テーブルによって構成されているプロセス状態管理ＤＢ１００４が構築されている。このプロセス状態管理テーブルは、造形プロセスを識別するプロセスＩＤ、造形プロセスを実行する造形システム７を識別するシステムＩＤおよび造形プロセスの状態を示すプロセス状態情報を関連づけて管理している。このうち、プロセス状態情報は、実行中の造形プロセスには「造形中」のフラグが関連づけられており、完了した造形プロセスには「完了」のフラグが関連づけれている。
○機器データ管理テーブル
図１１は、機器データ管理テーブルの一例を示す概念図である。記憶部１０００には、図１１に示されている機器データ管理テーブルによって構成されている機器データ管理ＤＢ１００５が構築されている。この機器データ管理テーブルは、造形プロセスを識別するプロセスＩＤごとに、造形プロセスを実行する処理の順序（Ｎｏ.）、処理の用途を示す処理用途情報、処理を実行する機器に接続された制御装置３０を識別する制御装置ＩＤ、および制御装置３０に接続された機器の動作に関する機器データを関連づけて管理している。
○制御装置の機能構成○
次に、図１２を用いて、制御装置３０の機能構成について説明する。制御装置３０は、送受信部３１、受付部３２、表示制御部３３、判断部３４、監視制御部３５、機器データ取得部３６、状態変化検知部３７、状態決定部３８、通信部４１および記憶・読出部３９を有している。これら各部は、図５に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ３０４からＲＡＭ３０３上に展開された制御装置用プログラムに従ったＣＰＵ３０１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。また、制御装置３０は、図５に示されているＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３およびＨＤ３０４によって構築される記憶部３０００を有している。
送受信部３１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ３０８に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、通信ネットワーク５を介して、他の装置または端末との間で各種データまたは情報の送受信を行う。
受付部３２は、主に、キーボード３１１またはポインティングデバイス３１２に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、利用者から各種の選択または入力を受け付ける。表示制御部３３は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、ディスプレイ３０６等の表示部に各種画面を表示させる。判断部３４は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、各種判断を行う。
監視制御部３５は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、造形システム７を構成する機器に対する監視制御を行う。監視制御部３５は、例えば、カメラユニット３２０を用いて、機器または機器によって生成される対象物の撮影処理を行う。また、監視制御部３５は、例えば、センサユニット３３０を構成する所定のセンサ装置による検知結果であるセンシングデータを取得する。さらに、監視制御部３５は、アクチュエータ３４０を介して可動アーム３５０を変形させたり可動アーム３５０の向きを変更させたりすることで、可動アーム３５０の操作による機器の制御を行う。
機器データ取得部３６は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、機器の動作に関する機器データを取得する。機器データ取得部３６は、例えば、カメラユニット３２０によって機器が撮影された画像データを、機器データとして取得する。また、機器データ取得部３６は、例えば、機器から送信された各種データを、通信部４１で受信することで、機器データを受信する。
状態変化検知部３７は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、機器データ取得部３６によって取得された機器データに応じて、機器の状態変化を検知する。
状態決定部３８は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、機器データ取得部３６によって取得された機器データおよび管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、制御装置３０に接続された機器の状態を決定する。基準状態は、管理装置１０における管理対象の機器の状態として割り当てられる状態情報である。また、基準データは、機器が基準状態のいずれの状態かと判断するための判断基準となるデータである。状態決定部３８は、管理装置１０における管理対象の機器に対して、統一した基準である基準状態に基づく状態決定を行う。
通信部４１は、外部機器接続Ｉ／Ｆ３０７に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、制御装置３０に接続されている機器から各種データまたは情報の入力を受け付ける。
記憶・読出部３９は、主に、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、記憶部３０００に、各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部３０００から各種データ（または情報）を読み出したりする。
○条件情報管理テーブル
図１３は、条件情報管理テーブルの一例を示す概念図である。条件情報管理テーブルは、機器の状態を決定するための条件を示す条件情報を管理する。記憶部３０００には、図１３に示されている条件情報管理テーブルによって構成されている条件情報管理ＤＢ３００１が構築されている。この条件情報管理テーブルは、管理対象の機器の基準状態を示す基準状態情報および基準状態に対応する教師データを示す基準データが関連づけられた条件情報を管理している。
このうち、基準状態情報は、管理装置１０において統一して管理される機器の基準状態を示す。基準状態は、例えば、待機、造形中、削除、搬入、搬出および余熱である。また、基準データは、それぞれの基準状態の判断基準となる画像データまたはバイナリデータ（文字列）である。状態決定部３８は、条件情報管理ＤＢ３００１に示されている基準状態のうちの少なくとも一つの状態を、機器の状態として決定する。なお、基準データは、条件情報管理ＤＢ３００１に予め設定されているデータであってもよいし、管理装置１０による機器管理を継続しながら学習して更新されてもよい。また、基準データは、制御装置３０が取得した機器データに基づく学習によって更新されてもよい。
ここで、「待機」とは、機器の処理が実行されていない状態である。また、「造形中」とは、機器による立体造形物を生成するための処理が行われている状態である。さらに、「削除」とは、機器の一例である粉末除去装置等の余剰粉除去処理において、生成する立体造形物における不要な材料である余剰粉等を除去（削除）している状態である。なお、「削除」には、造形方式によっては、立体造形物における不要な箇所（材料）の切削等をしている状態も含まれる。また、「搬入」は、機器による処理対象となる処理対象物の搬入が行われている状態である。この処理対象物は、立体造形物を生成するための原料、または前工程によって処理された対象物である。さらに、「搬出」は、機器によって処理された対象物の搬入が行われている状態である。また、「余熱」とは、機器の一例である焼結装置等の脱脂・焼結処理において、所定の温度までの加熱が行われている状態である。なお、基準状態は、これらに限られず、管理装置１０における管理対象の造形システム７の種類等に応じて適宜修正・変更されてもよい。
○通信端末の機能構成○
次に、図１２を用いて、通信端末９０の機能構成について説明する。通信端末９０は、送受信部９１、受付部９２および表示制御部９３を有している。これら各部は、図４に示されている各構成要素のいずれかが、ＨＤ９０４からＲＡＭ９０３上に展開された通信端末用プログラムに従ったＣＰＵ９０１からの命令によって動作することで実現される機能または手段である。
送受信部９１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ９０９に対するＣＰＵ９０１の処理によって実現され、通信ネットワーク５を介して、他の装置または端末との間で各種データまたは情報の送受信を行う。
受付部９２は、主に、キーボード９１１またはポインティングデバイス９１２に対するＣＰＵ９０１の処理によって実現され、利用者から各種の選択または入力を受け付ける。
表示制御部９３は、主に、ＣＰＵ９０１の処理によって実現され、ディスプレイ９０６に、各種画像または文字等を表示させる。表示制御部９３は、例えば、Ｗｅｂブラウザまたは専用のアプリケーションを用いて、各種表示画面をディスプレイ３０６に表示させる。
●実施形態の処理または動作
○造形プロセスの決定○
続いて、図１４乃至図１９を用いて、実施形態に係る造形管理システムの処理または動作について説明する。まず、図１４を用いて、管理装置１０における造形システム７を用いた造形プロセスの決定処理について説明する。図１４は、管理装置における造形プロセスの決定処理の一例を示すシーケンス図である。
まず、通信端末９０の送受信部９１は、管理装置１０に対して、作業者による所定の入力操作等によって受け付けられた造形情報を送信する（ステップＳ１１）。この造形情報は、生成する立体造形物の形状を示す造形データ、生成する立体造形物の造形方式を示す方式情報および造形プロセスを実行させる造形システム７の設置位置を示す位置情報を含む。このうち、造形データは、例えば、３Ｄ-ＣＡＤまたは３ＤＣＧ等を用いた立体形状のモデルデータ（例えば、ＳＴＬ(Stereolithography)データ）である。なお、造形情報は、造形プロセスにおける造形条件を含んでもよい。造形条件は、例えば、ノズル温度、下面温度(ビルドプレート)、環境温度(空気、チャンバー内)、ノズル移動速度、材料吐出速度、ツールパス(ノズルの軌跡の描き方)、積層厚(１層の高さ)、材料物性値(ヤング率、ポアソン比、剛性(横弾性係数)、線膨張係数、密度、比熱、熱伝導率など)等である。これにより、管理装置１０の送受信部１１は、通信端末９０から送信された造形情報を受信する。
次に、管理装置１０のシステム管理部１３は、ステップＳ１１で受信された造形情報に基づく立体造形物を生成するための造形プロセスを実行させる造形システム７を特定する（ステップＳ１２）。具体的には、システム管理部１３は、受信された方式情報および位置情報を検索キーとしてシステム管理ＤＢ１００１（図７参照）を検索することで、受信された方式情報および位置情報と同じ方式情報および位置情報の組に関連づけられたシステム情報を読み出し、造形システム７を一意に特定する。
次に、プロセス情報生成部１５は、ステップＳ１２によって特定された造形システム７によって実行させる造形プロセスを示すプロセス情報を生成する（ステップＳ１３）。具体的には、プロセス情報生成部１５は、プロセス情報として、特定された造形システム７の造形方式に応じた処理を実行させるように、処理（用途）を順番に設定する。なお、ステップＳ１３において、プロセス情報生成部１５は、用途（処理）の順番の設定のみを行い、この段階でのプロセス情報には、処理を実行する機器の情報は含まれない。プロセス情報生成部１５は、生成したプロセス情報を、記憶・読出部１９を介してプロセス管理ＤＢ１００３（図９参照）に記憶させる。
次に、状態管理部１８は、ステップＳ１３で生成されたプロセス情報に対応する造形プロセスの状態を示すプロセス状態を、記憶・読出部１９を介してプロセス状態管理ＤＢ１００４（図１０参照）に記憶させる（ステップＳ１４）。具体的には、状態管理部１８は、ステップＳ１３で生成されたプロセス情報に対応するプロセスＩＤおよびシステムＩＤに関連づけて、「処理中」のプロセス状態を記憶させる。
このように、管理装置１０は、通信端末９０から送信された造形情報に応じて、対象となる立体造形物を生成するための造形プロセスを決定して管理することができる。
○機器の状態管理○
ここで、図１５乃至図１９を用いて、造形システム７を構成する機器の状態管理について説明する。図１５は、造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の一例を示すシーケンス図である。
まず、管理装置１０の機器特定部１６は、ステップＳ１３で生成されたプロセス情報に示されている処理を実行させる機器を特定する（ステップＳ２１）。具体的には、機器特定部１６は、プロセス情報に示されている処理のうち、最初の処理（No.1）を実行する機器を特定する。図９の例の場合、機器特定部１６は、最初の処理である「造形」用途の機器として、機器ＩＤ「Ｄ００３」の機器を特定する。
次に、機器管理部１４は、ステップＳ２１で特定された機器の稼働状態を更新する（ステップＳ２２）。具体的には、機器管理部１４は、機器管理ＤＢ１００２（図８参照）に記憶されている機器情報のうち、機器特定部１６で特定された機器に関連づけられた稼働状態情報を、「待機中」から「処理中」に更新する。
次に、送受信部１１は、ステップＳ２１で特定された機器に接続された制御装置３０に対して、造形プロセスの処理開始要求を送信する（ステップＳ２３）。この処理開始要求は、ステップＳ１１で受信された造形データを含む。また、送信先の制御装置３０は、機器管理ＤＢ１００２に記憶されている機器情報において、ステップＳ２１で特定された機器の機器ＩＤに関連づけられた制御装置ＩＤに対応する制御装置である。これにより、制御装置３０の送受信部３１は、管理装置１０から送信された処理開始要求を受信する。
次に、制御装置３０の通信部４１は、接続された機器に対して、管理装置１０から送信された処理開始要求を送信（転送）する（ステップＳ２４）。なお、機器に対する処理開始要求は、管理装置１０から制御装置３０を経由して送信される構成に限られず、機器が備える所定の操作手段を介して機器に直接入力される構成であってもよい。
造形システム７を構成する機器は、要求された処理を実行する（ステップＳ２５）。この場合、機器の一例である立体造形装置は、例えば、受信した処理開始要求に含まれる造形データを用いて、立体造形物を生成するための造形プロセスの一工程である対象物の造形処理を実行する。そして、制御装置３０は、ステップＳ２５で処理を実行する機器に対する状態監視処理を実行する（ステップＳ２６）。
○機器状態監視
ここで、図１６乃至図１８を用いて、制御装置３０における機器状態の監視処理の一例を詳細に説明する。図１６は、機器状態の監視処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御装置３０の受付部３２は、作業者によるキーボード３１１等に対する入力に応じて、所定の制御要求の入力を受け付ける（ステップＳ４１）。この制御要求は、例えば、カメラユニット３２０に対する撮影指示または可動アーム３５０に対する動作制御等である。そして、監視制御部３５は、ステップＳ４１で受け付けられた制御要求に応じて、所定の制御を実行する（ステップＳ４２）。なお、監視制御部３５による制御の実行のトリガーは、ステップＳ４１における入力の受付に限られず、監視制御部３５は、予め定められた所定のタイミングで、所定の制御を自動的に実行してもよい。
次に、機器データ取得部３６は、監視制御部３５による制御結果として、機器の動作に関する機器データを取得する（ステップＳ４３）。そして、状態変化検知部３７は、ステップＳ４３で取得された機器データに基づいて、機器の状態変化を検知する（ステップＳ４４）。具体的には、状態変化検知部３７は、随時取得された機器データを比較することで、機器の状態変化を検知する。状態変化検知部３７は、例えば、機器の操作画面が撮影された画像データを比較することにより、操作画面の変化を状態変化として検知する。また、状態変化検知部３７は、例えば、機器の操作ボタン等の操作手段が撮影された画像データを用いて、操作手段の変化を状態変化として検知する。さらに、状態変化検知部３７は、例えば、機器から送信されたデータ（例えば、バイナリデータ）を通信部４１によって受信し、受信されたデータに基づいて機器の状態変化を検知する。
状態変化検知部３７は、機器の状態変化が検知された場合（ステップＳ４４のＹＥＳ）、処理をステップＳ４５へ移行させる。一方で、状態変化検知部３７は、機器の状態変化が検知されない場合（ステップＳ４４のＮＯ）、ステップＳ４２からの処理を繰り返す。
次に、状態決定部３８は、ステップＳ４４で機器の状態変化が検知された場合、状態変化が検知された機器の状態を決定する（ステップＳ４５）。具体的には、状態決定部３８は、条件情報管理ＤＢ３００１（図１３参照）に記憶された条件情報を参照し、ステップＳ４３で取得された機器データおよび条件情報に含まれる基準データを用いて、機器の状態を決定する。
ここで、図１７および図１８を用いて、機器状態の決定処理を詳細に説明する。図１７は、機器データの一例を説明するための図である。図１７は、機器データの一例である、それぞれの各機器に備えられた操作パネル等の操作画面の画像データの例を説明する。制御装置３０は、機器の操作画面を、カメラユニット３２０を用いて撮影することで、操作画面の画像データを機器データとして取得する。
図１７（Ａ）は、機器が待機中と判断した場合の表示例であり、図１７（Ｂ）は、機器が造形中と判断した場合の表示例であり、図１７（Ｃ）は、機器が削除と判断した場合の表示例である。また、図１７（Ｄ）は、機器が待機中と判断した場合の表示例であり、図１７（Ｅ）は、機器が補充中と判断した場合の表示例である。
図１７（Ａ）～（Ｃ）に示されている機器データは、例えば、条件情報管理ＤＢ３００１に記憶された基準状態と同様の判断基準で、機器側で状態判断された場合のデータである。この場合、状態決定部３８は、取得された画像データに示されている操作画面が示す状態を、機器の状態として決定する。具体的には、制御装置３０は、図１７（Ａ）～（Ｃ）に示す画像データと同様の画像データを基準データとして記憶しており、状態決定部３８は、取得された画像データと同様の画像データ（基準データ）に関連づけられた基準状態を、機器の状態として決定する。
一方で、図１７（Ｄ）、（Ｅ）に示されている機器データは、例えば、条件情報管理ＤＢ３００１に記憶された基準状態と同様の判断基準で、機器側で状態判断された場合のデータである。造形システム７を構成する機器は、それぞれ状態の判断基準または操作画面の表示形態等が異なる。例えば、図１７（Ｄ）に示されている操作画面では、基準状態と比較して表示されている状態の項目が少なくなっており、図１７（Ｅ）に示されている操作画面では、基準状態には存在しない補充中の項目が含まれている。この場合、状態決定部３８は、ステップＳ４３で取得された画像データに示されている機器側で判断された状態とは異なる状態を、機器の状態を決定する。
図１８は、機器状態の決定処理の一例を概略的に説明するための図である。図１８（Ａ）は、図１７（Ｄ）に示されている操作画面を表示している機器の動作状態を示す。図１８（Ａ）に示されている機器は、例えば、機器が待機状態となり、処理された対象物の搬出が行われている状態である。この場合、状態決定部３８は、操作画面が撮影された画像データ、並びに処理された対象物を含む機器全体の周囲が撮影された画像データを用いて、機器の状態を決定する。この例では、状態決定部３８は、「搬出」を機器の状態として決定する。
このように、制御装置３０は、機器データ取得部３６によって取得された複数の機器データを用いて、機器の状態を決定する。制御装置３０は、図１８（Ａ）に示されている処理を行う場合、機器状態の決定の判断基準として用いる複数の画像データの組を、基準データとして条件情報管理ＤＢ３００１に記憶している。
また、図１８（Ｂ）は、図１７（Ｄ）に示されている操作画面を表示している機器の動作状態を示す。図１８（Ｂ）に示されている機器は、例えば、機器が造形中に、立体造形物を生成するための原料等の補充が行われている状態である。この場合、状態決定部３８は、操作画面が撮影された画像データおよび画像データに示されている状態に対する基準状態への変換条件を用いて、機器の状態を決定する。この例では、状態決定部３８は、「造形中」を機器の状態として決定する。
このように、制御装置３０は、機器データ取得部３６によって取得された機器データと基準状態への変換条件を用いて、機器の状態を決定する。制御装置３０は、図１８（Ｂ）に示されている処理を行う場合、機器状態の決定の判断基準として用いる画像データと変換条件の組を、基準データとして条件情報管理ＤＢ３００１に記憶している。
なお、状態決定部３８による機器状態の決定方法は、図１７および図１８に示されている例に限られず、例えば、機器の操作ボタン等の操作手段が撮影された画像データ、または機器から送信されたバイナリデータ等を用いて、機器の状態を決定する構成であってもよい。制御装置３０は、このような画像データ、バイナリデータまたは変換条件を基準データとして基準状態に関連づけて条件情報管理ＤＢ３００１に記憶しておくことで、機器の動作に関する各種の機器データを用いて機器の状態を決定することができる。なお、基準データとして情報量が多いという観点で画像データを用いることがより好ましい。バイナリデータは、予め決まった内容のデータしかやりとりすることができず、データ量にも制限があるため、常に画像データと同じ情報量での判断を行うことが困難である。一方で、画像データは、情報量の制約がなく、撮影された被写体の情報を画像データとして取り扱うことができ、機器の状態を決定するための工程の簡素化、および精度を向上させることができる。
そして、送受信部３１は、管理装置１０に対して、決定された機器の状態を示す機器状態通知を送信する（ステップＳ４６）。そして、制御装置３０は、機器が実行する処理が完了した場合（ステップＳ４７のＹＥＳ）、処理を終了する。一方で、制御装置３０は、機器の処理が完了していない場合（ステップＳ４７のＮＯ）、ステップＳ４２からの処理を繰り返す。
このように、制御装置３０は、機器から取得された機器データと記憶された基準データを用いて、接続される機器ごとの差異を解消した機器状態の決定を行うことができる。
図１５に戻り、制御装置３０の送受信部３１は、管理装置１０に対して、機器の状態を示す機器状態通知を送信する（ステップＳ２７）。この機器状態通知は、ステップＳ４３で取得された機器データおよび機器の状態を示す機器状態情報を含む。これにより、管理装置１０の送受信部１１は、制御装置３０から送信された機器状態通知を受信する。なお、機器状態通知に含まれる機器データには、機器データ取得部３６によって機器データが取得された時刻または状態決定部３８により機器データを用いて状態決定処理が行われた時刻を示す時間情報が付与されている。
次に、管理装置１０の状態管理部１８は、ステップＳ２７で受信された機器状態情報に基づいて、プロセス管理ＤＢ１００３（図９参照）に記憶された機器状態を更新する（ステップＳ２８）。具体的には、状態管理部１８は、プロセス管理ＤＢ１００３に記憶されているプロセス情報のうち、受信された機器状態情報に対応する機器の機器ＩＤが関連づけられたプロセス情報が示す機器状態を更新する。この場合、状態管理部１８は、機器ＩＤ「Ｄ００３」に関連づけられた機器状態を「処理中」から「完了」に更新する。
また、機器データ管理部１７は、ステップＳ２７で受信された機器データを、機器データを送信した制御装置３０の制御装置ＩＤに関連づけて機器データ管理ＤＢ１００５（図１１参照）に記憶させる（ステップＳ２９）。機器データ管理部１７は、制御装置３０から送信された機器データを、機器データに付与された時間情報に基づいて時系列に記憶して管理する。
次に、判断部１２は、ステップＳ２３で送信した処理開始要求に係る処理の完了可否を判断する（ステップＳ３０）。機器管理部１４は、ステップＳ３０で処理が完了したと判断された場合、機器管理ＤＢ１００２に記憶された機器の稼働状態を更新する（ステップＳ３１）。具体的には、機器管理部１４は、機器管理ＤＢ１００２に記憶されている機器情報のうち、処理開始要求の送信先の機器に関連づけられた稼働状態情報を、「処理中」から「待機中」に更新する。
管理装置１０は、ステップＳ３０で実行中の処理（処理順序「No.1」の機器（例えば、第１の機器））が完了したと判断した場合、プロセス情報に示されている次の処理（処理順序「No．.2」の機器（例えば、第２の機器））を実行するため、ステップＳ２１からの処理を繰り返す。このように、管理装置１０は、機器（例えば、第１の機器）による処理が完了したタイミングで、次の処理を要求する機器（例えば、第２の機器）を特定することで、リアルタイムの稼働状態に応じた機器の有効利用を行うことができる。
そして、管理装置１０は、ステップＳ１３で生成されたプロセス情報に示されている全ての処理が完了した場合、プロセス状態管理ＤＢ１００４に記憶されている造形プロセスの状態を更新する（ステップＳ３２）。具体的には、プロセス状態決定部２１は、ステップＳ２７で受信された機器状態情報に応じて、造形プロセスの状態を決定する。この場合、プロセス状態決定部２１は、例えば、プロセス管理ＤＢ１００３に記憶されているプロセス情報のうち、全ての進捗状況が「完了」になった場合、造形プロセスの状態を「完了」として決定する。そして、状態管理部１８は、プロセス状態管理ＤＢ１００４（図１０参照）に記憶されている処理が完了した造形プロセスのプロセスＩＤに関連づけられたプロセス状態を、「造形中」から「完了」に更新する。
このように、管理装置１０は、基準状態に基づいて制御装置３０によって決定された機器の状態を制御装置３０から取得することで、造形プロセスを実行する機器の状態および造形システム７の状態を適切に管理することができる。また、管理装置１０は、機器の状態が適切に管理することによって、造形プロセスを実行させる機器を特定する場合に、それぞれの機器の空き時間を効率良く活用することができる。
さらに、造形管理システム１は、所定の処理を実行している機器の故障または停止等による異常発生の管理も行うことできる。図１９は、造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の一例を示すシーケンス図である。図１９に示されている処理は、図１６のステップＳ４２において、状態変化検知部３７が状態変化として機器の異常発生を検知した場合の処理の一例である。
制御装置３０の状態変化検知部３７は、機器データ取得部３６によって取得された操作画面もしくは操作手段が撮影された画像データ、または機器から送信されたバイナリデータ等を用いて、機器の異常発生を検知する（ステップＳ５１）。この場合、制御装置３０は、機器に対して、処理を停止される制御をおこなってもよい。そして、制御装置３０の送受信部３１は、管理装置１０に対して、機器の異常状態を示す稼働状態情報を送信する（ステップＳ５２）。これにより、管理装置１０の送受信部１１は、制御装置３０から送信された稼働状態情報を受信する。
そして、管理装置１０の機器管理部１４は、ステップＳ５２で受信された稼働状態情報に基づいて、機器管理ＤＢ１００２（図８参照）に記憶された機器の稼働状態を更新する（ステップＳ５３）。具体的には、機器管理部１４は、機器管理ＤＢ１００２に記憶されている機器情報のうち、処理開始要求の送信先の機器に関連づけられた稼働状態情報を、「処理中」から「異常検知」に更新する。
このように、造形管理システム１は、造形プロセスの実行中の機器に異常が発生した場合であっても、制御装置３０から管理装置１０への通知を行うことで、機器の異常発生を管理装置１０で把握することができる。
●造形管理システムの変形例
続いて、図２０乃至図２２を用いて、造形管理システム１の変形例について説明する。なお、上記の実施形態と同一の構成および同一の機能は、同一の符号を付して、その説明を省略する。変形例に係る造形管理システムは、上述の機器状態の監視処理の一部の処理を、管理装置１０ａで実行する。管理装置１０ａは、制御装置３０から送信されて機器データ管理ＤＢ１００５（図１１参照）に管理された機器データを用いて、造形プロセスを実行する機器の状態を決定する。
図２０は、管理装置の機能構成の変形例を示す図である。図２０に示されている管理装置１０ａは、図６に示されている管理装置１０の構成に加えて、状態変化検知部２２および状態決定部２３を含む。状態変化検知部２２および状態決定部２３は、状態変化検知部３７および状態決定部３８と同様の構成を有する。また、送受信部１１は、制御装置３０から送信された機器データを取得する機器データ取得部としての機能を担う。
さらに、管理装置１０ａは、記憶部１０００に構築されている条件情報管理ＤＢ１００６を備える。条件情報管理ＤＢは、図１３に示されている条件情報管理テーブルによって構成されている。
次に、図２１および図２２を用いて、造形管理システム１における機器状態の管理処理の変形例について説明する。図２１および図２２は、造形管理システムにおける機器の状態の管理処理の変形例を示すシーケンス図である。なお、ステップＳ１０１～ステップＳ１０５の処理は、図１５のステップＳ２１～ステップＳ２５の処理と同様であるため説明を省略する。また、ステップＳ１０６～Ｓ１０８の処理は、図１６のステップＳ４１～ステップＳ４３の処理と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ１０９において、制御装置３０の送受信部３１は、管理装置１０ａに対して、ステップＳ１０８で取得された機器データを送信する（ステップＳ１０９）。これにより、管理装置１０ａの送受信部１１は、制御装置３０から送信された機器データを受信することで、機器データを取得する。
次に、管理装置１０ａの機器データ管理部１７は、ステップＳ１０９で受信された機器データを、器データを送信した制御装置３０の制御装置ＩＤに関連づけて機器データ管理ＤＢ１００５（図１１参照）に記憶させる（ステップＳ１１０。この場合、機器データ管理部１７は、ステップＳ２９と同様に、制御装置３０から送信された機器データを、機器データに付与された時間情報に基づいて時系列に記憶して管理する。
次に、状態変化検知部２２は、ステップＳ１０９で取得された機器データに基づいて、機器の状態変化を検知する（ステップＳ１１１）。具体的には、状態変化検知部２２は、制御装置３０から随時送信された機器データを比較することで、機器の状態変化を検知する。状態変化検知部２２による状態変化の検知方法は、ステップＳ４４の処理と同様である。状態決定部３８は、ステップＳ１１１で機器の状態変化が検知された場合、状態変化が検知された機器の状態を決定する（ステップＳ１１２）。状態決定部３８による機器状態の決定方法は、ステップＳ４５の処理と同様である。
次に、状態管理部１８は、ステップＳ１１２で決定された機器状態に基づいて、プロセス管理ＤＢ１００３（図９参照）に記憶された機器状態を更新する（ステップＳ１１３）。具体的には、状態管理部１８は、プロセス管理ＤＢ１００３に記憶されているプロセス情報のうち、決定された機器状態に対応する機器の機器ＩＤが関連づけられたプロセス情報が示す機器状態を更新する。この場合、状態管理部１８は、例えば、機器ＩＤ「Ｄ００３」に関連づけられた機器状態を「処理中」から「完了」に更新する。
次に、判断部１２は、ステップＳ１０３で送信した処理開始要求に係る処理の完了可否を判断する（ステップＳ１１４）。機器管理部１４は、ステップＳ１１４で処理が完了したと判断された場合、機器管理ＤＢ１００２（図８参照）に記憶された機器の稼働状態を更新する（ステップＳ１１５）。具体的には、機器管理部１４は、機器管理ＤＢ１００２に記憶されている機器情報のうち、処理開始要求の送信先の機器に関連づけられた稼働状態情報を、「処理中」から「待機中」に更新する。
管理装置１０ａは、ステップＳ１１４で実行中の処理（処理順序「No.1」の処理）が完了したと判断した場合、プロセス情報に示されている次の処理（処理順序「No．.2」の処理）を実行するため、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。
そして、管理装置１０ａは、ステップＳ１３で生成されたプロセス情報に示されている全ての処理が完了した場合、プロセス状態管理ＤＢ１００４（図１０参照）に記憶されている造形プロセスの状態を更新する（ステップＳ１１６）。具体的には、プロセス状態決定部２１は、ステップＳ１１２で決定された機器状態に応じて、造形プロセスの状態を決定する。この場合、プロセス状態決定部２１は、例えば、プロセス管理ＤＢ１００３に記憶されているプロセス情報のうち、全ての進捗状況が「完了」になった場合、造形プロセスの状態を「完了」として決定する。そして、状態管理部１８は、プロセス状態管理ＤＢ１００４に記憶されている処理が完了した造形プロセスのプロセスＩＤに関連づけられたプロセス状態を、「造形中」から「完了」に更新する。
このように、変形例に係る造形管理システムは、管理装置１０ａにより、制御装置３０から取得された機器データと基準データを用いてそれぞれの機器の状態を決定することで、上述の実施形態と同様に、造形プロセスを実行する機器の状態を適切に管理することができる。
●実施形態の効果
以上説明したように、造形管理システム１は、機器の動作に関する機器データと管理対象の機器で統一した判断基準となる基準データとを用いて機器の状態を決定し、決定した機器の状態を管理装置１０で管理することで、機器に依存せずに機器の状態管理を行うことができる。
また、造形管理システム１は、機器に接続された制御装置３０を介して、機器データを管理装置１０へ送信することで、機器が外部との通信手段を有していない場合であっても、機器と管理装置１０をリアルタイムに連携させることができる。
●まとめ●
以上説明したように、本発明の一実施形態に係る管理システムは、立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器（例えば、造形システム７を構成する機器）を管理する管理システムであって、機器の動作に関する機器データを取得し、取得された機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、機器の状態を決定する。これにより、管理システムは、造形システム７を構成する機器に依存せずに、造形プロセスを実行する機器の状態を管理することができる。
また、本発明の一実施形態に係る管理システムは、機器の動作を制御する制御装置３０と、制御装置３０と通信ネットワーク５を介して通信可能な管理装置１０と、を備える。制御装置３０は、機器の動作に関する機器データを取得する機器データ取得部３６（機器データ取得手段の一例）と、取得された機器データおよび管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、機器の状態を決定する状態決定部３８（状態決定手段の一例）と、状態決定部３８によって決定された機器の状態を示す機器状態情報を、管理装置１０へ送信する送受信部３１（送信手段の一例）と、を備える。また、管理装置１０は、制御装置３０から送信された機器状態情報に示されている機器の状態を、造形プロセスごとに管理する状態管理部１８（状態管理手段の一例）を備える。これにより、管理システムは、機器が外部との通信手段を有していない場合であっても、制御装置３０を用いて管理装置１０と各種データの通信を行うことで、機器と管理装置１０をリアルタイムに連携させることができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る管理システムは、機器の動作を制御する制御装置３０と、制御装置３０と通信ネットワーク５を介して通信可能な管理装置１０ａと、を備える。制御装置３０は、機器の動作に関する機器データを管理装置１０ａへ送信する送受信部３１（送信手段の一例）を備える。また、管理装置１０ａは、制御装置３０から送信された機器データを取得する送受信部１１（機器データ取得手段の一例）と、取得された機器データおよび管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、機器の状態を決定する状態決定部２３（状態決定手段の一例）と、状態決定部２３によって決定された機器の状態を、造形プロセスごとに管理する状態管理部１８（状態管理手段の一例）と、を備える。これにより、管理システムは、管理装置１０ａにより、制御装置３０から取得された機器データと基準データを用いてそれぞれの機器の状態を決定することで、、造形プロセスを実行する機器の状態を適切に管理することができる。
また、本発明の一実施形態に係る管理システムにおいて、管理装置１０,１０ａは、通信端末９０からの要求に応じて、造形プロセスを示すプロセス情報を生成するプロセス情報生成部１５（プロセス情報生成手段の一例）と、生成されたプロセス情報に示されている造形プロセスに応じて、当該造形プロセスを実行する機器を特定する機器特定部１６（機器特定手段の一例）と、を備える。また、造形プロセスは、第１の機器および第２の機器によって実行されるプロセスであり、機器特定部１６は、第１の機器による処理が完了した場合に、第２の機器を特定する。これにより、管理システムは、、第１の機器による処理が完了したタイミングで、次の処理を要求する第２の機器を特定することで、リアルタイムの稼働状態に応じて、機器の空き時間を効率良く活用することができる。
●補足●
上記で説明した実施形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本実施形態における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウエアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサ、並びに上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）、SOC(System on a chip)、GPU(Graphics Processing Unit)および従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。
また、上記で説明した実施形態の各種テーブルは、機械学習の学習効果によって生成されたものでもよく、関連づけられている各項目のデータを機械学習にて分類付けすることで、テーブルを使用しなくてもよい。ここで、機械学習とは、コンピュータに人のような学習能力を獲得させるための技術であり，コンピュータが，データ識別等の判断に必要なアルゴリズムを、事前に取り込まれる学習データから自律的に生成し，新たなデータについてこれを適用して予測を行う技術のことをいう。機械学習のための学習方法は、教師あり学習、教師なし学習、半教師学習、強化学習および深層学習のいずれかの方法でもよく、さらに、これらの学習方法を組み合わせた学習方法でもよく、機械学習のための学習方法は問わない。
これまで本発明の一実施形態に係る管理システム、造形管理システム、管理方法およびプログラムについて説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態の追加、変更または削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
１ 造形管理システム
５ 通信ネットワーク
７ 造形システム
１０ 管理装置
１１ 送受信部（機器データ取得手段の一例）
１５ プロセス情報生成部（プロセス情報生成手段の一例）
１６ 機器特定部（機器特定手段の一例）
１７ 機器データ管理部（機器データ管理手段の一例）
１８ 状態管理部（状態管理手段の一例）
２１ プロセス状態決定部（プロセス状態決定手段の一例）
２２ 状態変化検知部（状態変化検知手段の一例）
２３ 状態決定部（状態決定手段の一例）
３０ 制御装置
３１ 送受信部（送信手段の一例）
３６ 機器データ取得部（機器データ取得手段の一例）
３７ 状態変化検知部（状態変化検知手段の一例）
３８ 状態管理部（状態管理手段の一例）
９０ 通信端末
特表２０１９－５１４７４４号公報

Claims (16)

  1. 立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器を管理する管理システムであって、
    前記機器の動作に関する機器データを取得する機器データ取得手段と、
    取得された前記機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、前記機器の状態を決定する状態決定手段と、
    を備える管理システム。
  2. 請求項１に記載の管理システムであって、更に、
    取得された前記機器データに基づいて、前記機器の状態変化を検知する状態変化検知手段と、
    前記状態決定手段は、前記状態変化検知手段による前記状態変化の検知に応じて、前記機器の状態を決定する管理システム。
  3. 前記基準状態は、待機、造形中、削除、搬入、搬出および余熱であり、
    前記状態決定手段は、前記基準状態のうちの少なくとも一つの状態を、前記機器の状態として決定する請求項２に記載の管理システム。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管理システムであって、
    前記機器の動作を制御する制御装置と、前記制御装置と通信ネットワークを介して通信可能な管理装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記機器データ取得手段と、前記状態決定手段と、
    前記状態決定手段によって決定された前記機器の状態を示す機器状態情報を、前記管理装置へ送信する送信手段と、を備え、
    前記管理装置は、
    前記制御装置から送信された前記機器状態情報に示されている前記機器の状態を、前記造形プロセスごとに管理する状態管理手段を備える管理システム。
  5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管理システムであって、
    前記機器の動作を制御する制御装置と、前記制御装置と通信ネットワークを介して通信可能な管理装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記機器データを、前記管理装置へ送信する送信手段を備え、
    前記管理装置は、
    前記制御装置から送信された前記機器データを取得する前記機器データ取得手段と、
    前記状態決定手段と、
    前記状態決定手段によって決定された前記機器の状態を、前記造形プロセスごとに管理する状態管理手段と、
    を備える管理システム。
  6. 請求項４または５に記載の管理システムであって、
    前記管理装置は、更に、
    通信端末からの要求に応じて、前記造形プロセスを示すプロセス情報を生成するプロセス情報生成手段と、
    生成された前記プロセス情報に示されている前記造形プロセスに応じて、当該造形プロセスを実行する前記機器を特定する機器特定手段と、
    を備える管理システム。
  7. 前記造形プロセスは、第１の機器および第２の機器によって実行されるプロセスであり、
    前記機器特定手段は、前記第１の機器による処理が完了した場合に、前記第２の機器を特定する請求項６に記載の管理システム。
  8. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載の管理システムであって、
    前記管理装置は、更に、
    前記状態決定手段によって決定された前記機器の状態に応じて、前記造形プロセスの状態を決定するプロセス状態決定手段を備え、
    前記状態管理手段は、前記機器の状態および前記造形プロセスの状態を管理する管理システム。
  9. 前記造形プロセスの状態は、造形中または待機中である請求項８に記載の管理システム。
  10. 前記状態管理手段は、複数の造形システムを構成する前記機器の状態、および当該複数の造形システムにおいて実行される前記造形プロセスの状態を管理する請求項８または９に記載の管理システム。
  11. 請求項４乃至１０のいずれか一項に記載の管理システムであって、
    前記管理システムは、更に、
    前記機器データ取得手段によって取得された機器データを時系列で管理する機器データ管理手段を備える管理システム。
  12. 前記機器データは、前記機器または前記機器によって処理された対象物が撮影された画像データである請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の管理システム。
  13. 前記造形プロセスは、少なくとも対象物を造形する造形処理と、前記造形処理によって造形された前記対象物に対する後加工を行う後加工処理と、を含む請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の管理システム。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の管理システムと、
    前記造形プロセスを実行する前記機器によって構成される造形システムと、
    を備える造形管理システム。
  15. 立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器を管理する管理システムが実行する管理方法であって、
    前記機器の動作に関する機器データを取得する機器データ取得ステップと、
    取得された前記機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、前記機器の状態を決定する状態決定ステップと、
    を実行する管理方法。
  16. 立体造形物を生成するための造形プロセスを実行する機器を管理する管理システムに、
    前記機器の動作に関する機器データを取得する機器データ取得ステップと、
    取得された前記機器データ、および管理対象となる機器の基準状態に対応する基準データを用いて、前記機器の状態を決定する状態決定ステップと、
    を実行させるプログラム。
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