JP2577600B2 - フレキシブル生産システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータの高いデータ処理能力に基
づいていわゆる多品種中小量生産といわれる類の製品生
産を高能率に実現するフレキシブル生産システムに関
し、特に、同生産システムのより柔軟な運用を図る上で
好適な制御装置構成の具現に関する。

〔従来の技術〕

こうしたフレキシブル生産システム（FMS）が、一般
に、生産設備として実際にワークの加工、洗浄、運搬等
に携わる各種工作機械（数値制御工作機械）や段取装
置、洗浄装置、作業指示装置、搬送装置、等々の制御対
象設備と、該制御対象設備の運用のための加工日程計画
や加工順序情報、使用予定治具情報、等々からなる基本
情報を所要に処理、加工して同制御対象設備の運転スケ
ジュールを作成しつつこれら設備を統括的に運転制御す
る制御装置（FMS制御装置）とを具えて構成されて、上
記作成される運転スケジュールに応じた柔軟性ある製品
加工を実現する生産システムであることは周知の通りで
ある。

そして通常、上記のFMS制御装置は、上述したスケジ
ューリングやデータ管理、設備制御等の主要な制御機能
のほとんど全てが、１台のコンピュータによって実現さ
れ、上記各制御対象設備は、このFMS制御装置として機
能する１台のコンピュータを中心に、いわゆるスター型
あるいはループ型と称される態様で適宜の通信回線を介
して結線される。また、こうして構成される当該生産シ
ステムと他の生産システムとの間で必要データの受渡し
を行なおうとする場合には、更に通信回線が増設され
て、これらのシステムの制御装置として機能する各コン
ピュータ間が接続される。

〔発明が解決しようとする課題〕

生産ラインの合理化の流れは、各々のラインの性格に
よって目的とする自動化レベル、機能が多様化する傾向
にあり、これに対応するFMS制御装置としては、必要に
応じて機能を選択したり、一部機能を拡充するなど、機
能設定において高い柔軟性を持つことが必要となってき
ている。

また一方では、生産管理システム、工程設計システム
などの周辺の生産システムと当のフレキシブル生産シス
テムとを有機的に結合することが重要となってきてお
り、上記FMS制御装置にも通信ネットワーク機能、デー
タ管理機能などの拡充が必要となってきている。

ここに、上記従来の制御装置構成でこれらの必要に対
応していく場合、次のような問題点がある。

１台のコンピュータに主要な機能が集中しているた
め、機能の拡充を行なおうとしても、コンピュータのCP
U処理能力、メモリ容量等のハードウエア上の制限から
限界が生じる。またソフトウエア開発にかかる負担も大
きくなる。また逆に、一部機能だけをとりだして制御装
置を構成することも難しい。

他の生産システムとの結合を行なおうとする場合、単
にネットワーク化を行なって情報の授受が行なわれるよ
うにしただけでは、授受情報の管理および制御手順との
同期が複雑化する。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであ
り、種々のライン形態、各種所望とされる機能を自由に
取り入れることができ、しかも適用する生産システムに
合わせての機能の組み代えや取捨選択、更には制御装置
内、外における各種情報の交換等も容易かつ効率的に行
なうことのできるフレキシブル生産システムを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、前記制御装置（FMS制御装置）を、前
記制御対象設備の運転制御に直接携わる設備運転制御機
能要素をはじめとする当該生産システムの運転並びに運
用管理に必要とされる各種機能要素毎に独立したCPU若
しくはコンピュータに分割して構成するとともに、前記
制御対象設備の運転制御に用いられる制御情報伝送用の
通信回線と、当該生産システムの運用管理に用いられる
運用情報伝送用の通信回線とで、各別の通信回線を用い
て、前記制御対象設備および前記機能要素毎に分割した
CPU若しくはコンピュータを接続するようにする。

〔作用〕

上記の如く、制御装置として必要とされる各種機能毎
に、その機能要素を各独立したCPU若しくはコンピュー
タによって分割構成することにより、少なくとも適用ラ
インの要求機能に合わせての必要機能要素の取捨選択等
は容易にとなる。またこれにより、制御装置に対する負
荷も、上記分割した各機能要素に分散されるため、同制
御装置としての機能の拡充等も容易に行なうことができ
るようになる。

また更には、上記の如く制御情報伝送用の通信回線と
運用情報伝送用の通信回線とで各別の通信回線を用い
て、制御対象設備および上記分割した各機能要素を接続
することにより、全体として情報の流れが円滑かつ高能
率に達成されるようになるとともに、各機能要素間や他
の生産システムとの間で授受される情報の管理、および
制御手順との同期も容易に行なうことができるようにな
る。

〔実施例〕

第１図に、この発明にかかるフレキシブル生産システ
ムの一実施例を示す。

この実施例において、当該生産システムを統括的に管
理、制御するFMS制御装置１は、同第１図に示されるよ
うに、シミュレーション部10、物流制御部20、設備運転
制御部30、およびデータ管理部40の大きくは４つの機能
要素を有して構成されている。これら４つの機能要素
は、いずれも各独立したCPU若しくはコンピュータとそ
の周辺装置（機能要素によってはこれらの複数組）から
なっており、このうち、シミュレーション部10と物流制
御部部20とデータ管理部40とは、当該生産システムの運
用管理に用られる運用情報が伝送される運用情報用LAN
（ローカルエリアネットワーク）100によって接続さ
れ、また設備運転制御部30同士、および物流制御部20と
設備運転制御部30とは、当該生産システムの直接的な設
備制御に用いられる制御情報が伝送される制御情報用LA
N200によって接続されている。

また、当該生産システムの生産設備として実際にワー
クの加工、洗浄、運搬等に携わる制御対象設備（数値制
御工作機械や段取装置、洗浄装置、作業指示装置、搬送
装置、等々）２は、同図に示されるように、一方では、
上記制御情報用LAN200を通じて、上記FMS制御装置１に
おける設備運転制御部30の各対応するものに接続される
とともに、他方では、上記運用情報用LAN100を通じて、
同FMS制御装置１のシミュレーション部10、物流制御部2
0およびデータ管理部40に接続され、更に当該生産シス
テムの上位システムあるいは他の生産システムとして例
した生産管理システム３および工程設計システム４は、
これも同図に示されるように、上記運用情報用LAN100を
通じて、同様にFMS制御装置１のシミュレーション部1
0、物流制御部20およびデータ管理部40に接続される。

なお、FMS制御装置１における上記の設備運転制御部3
0は、制御対象設備２の各々に対応して各別に配される
ものとする。

第２図は、この第１図に示した実施例生産システムの
特にFMS制御装置１についいて、上記分割されている機
能要素毎に、その各割り当てられる機能内容の詳細を示
したものであり、また第３図は、これら機能要素間にお
ける各種情報の授受態様を示したものであり、以下に、
これら第２図および第３図を併せ参照して、同実施例に
おける制御装置機能の分割態様並びに情報授受態様につ
いて詳述する。

上記各機能要素10〜40は、情報の流れおよび制御の流
れが共に効率良く行なわれるように、更にはまた、適用
生産システムの目的とする制御レベルに応じたこれら機
能要素の取捨選択が容易となるように、分割され、その
機能の割り当てがなされている。

これら機能要素10〜40に各々割り当てられた主な機能
を以下に示す。

シミュレーション部10には、「シミュレーション機
能」が割当てられたシミュレーション機能部11が配され
ている。この「シミュレーション機能」とは次のような
機能である。

●シミュレーション機能 データ管理部40のもつ後述する加工日程計画や工程設
計情報といった、制御対象設備２の運転制御のための基
礎情報をもとにシミュレーションを行なって、各ワーク
毎の（ワーク１個を単位とする）短期加工日程計画や設
備別加工順序などの運転スケジュール、および人、物の
手配情報を決定する機能。

シミュレーション部10では、シミュレーション機能部
11のもつこうした機能をもとに、上記決定される情報の
うち、上記運転スケジュールについてはこれを制御基本
情報C3として物流制御部20へ（第３図）、また上記人、
物の手配情報についてはこれを制御基本情報C2として制
御対象設備２へ（第３図）、それぞれ前記運用情報用LA
N100を介して出力する。

物流制御部20には、「物流制御機能」が割り当てられ
た物流制御機能部21が配されている。この「物流制御機
能」とは次のような機能である。

●物流制御機能 シミュレーション部10にて決定された制御基本情報C3
（運転スケジュール）、およびデータ管理部40のもつ制
御対象設備２の運転制御のための基礎情報B4をもとに、
当該生産システムにおける制御対象設備２の各々に関す
る制御手順の統括的な管理を行なう機能。

物流制御部20では、物流制御機能部21のもつこうした
機能をもとに、設備運転制御部30に対してワークの搬
送、加工といった制御内容に関する論理的な制御指令D1
を与えたり（第３図）、同設備運転制御部30から後述す
る事象Ｅ（状態変化）を受け取りながら（第３図）、制
御対象設備２各々の所要とされる制御を論理的に進め
る。なお、こうした物流制御部20と設備運転制御部30と
の間における情報の授受は、前記制御情報用LAN200を介
して行なわれる。

設備運転制御部30には、「設備運転制御機能」、「NC
管理機能」および「工具管理機能」がそれぞれ割り当て
られた設備運転制御機能部31、「個別運転機能」が割り
当てられた個別運転機能部32、「異常処理機能」が割り
当てられた異常処理機能部33、「通信機能」が割り当て
られた通信機能部34、および「通信診断機能」が割り当
てられた通信診断機能部35がそれぞれ配されている。こ
れらの機能とは、それぞれ次のようなものである。

●設備運転制御機能 物流制御部20から送られる論理的な制御指令（上位制
御指令）D1を読解して、制御対象設備２の対応するもの
に対する実際の細かな運転制御を実行する機能。因みに
この例では、事象駆動方式を前提としており、設備運転
制御機能部31では、制御対象設備２に制御信号（制御指
令D2）を送り、制御対象設備２から直接送られる信号
（状態信号Ｓ）を受けながら上記運転制御に係わる所定
の処理を進め、まとまった処理が終了した時点で、物流
制御部20にその旨事象Ｅとして返信する。また制御対象
設備２に異常が生じた場合の、その旨示す表示器（図示
せず）への表示や処理後のシステム運転への自動復帰
等、設備異常発生時の諸処理も、この機能部31が行なう
ものとする。

●NC管理機能 制御対象設備２のうちの数値制御（NC）装置について
その起動や停止、更にはNC情報（後述）読み込みなどの
制御を行なう機能。

●工具管理機能 現状の工具マガジン（図示せず）内の工具と実際に加
工するワークに必要な工具との適合性のチェックや、同
マガジン内の工具寿命の管理を行ない、必要に応じて自
動的に工具交換を行なったり、作業者に対し適宜の指示
装置（表示器）を通じて工具交換指示を出したりする機
能。

●個別運転機能 制御対象設備２の対応するものに対する個別の制御を
手動にて行なうための機能。個別運転機能部32では、物
流制御部20から送られる上記の論理的な上位制御指令D1
と同様の形態の命令をその内部で疑似的に発生し、これ
を上記の設備運転制御機能部31へバスライン等を介して
送出する。

●異常処理機能 上記の設備運転制御機能部31の診断を行なうととも
に、同機能部31が何らかの原因で動作継続不能になった
場合にこれを復帰せしめる機能。例えば、通信回線の不
良などの原因で、制御対象設備２から発せられた信号
（状態信号Ｓ）が当の設備運転制御部30へ送られて来な
いような場合、その欠落した信号は、同通信回線の復旧
後もこの制御部30へは送られて来ないことが多い。この
ような場合、上記の設備運転制御機能部31はいつまでも
その欠落した信号を待ち続けることとなる。異常処理機
能部33では、このような場合に、適宜の手動操作に基づ
き、この欠落した信号を内部で疑似的に発生してこれを
設備運転制御機能部31へ送るか、またあるいは、該当す
る制御対象設備への制御指令の再発行を行なったりす
る。

●通信機能 当の設備運転制御部30とこれに対応する制御対象設備
との間の情報の受け渡しを行なう機能。

●通信診断機能 通信機能部34の診断を行なうとともに、何らかの通信
異常が生じた場合にこれを復帰せしめる機能。すなわち
通信診断機能35では、通信機能部34を常時監視して、何
らかの通信異常が生じた場合、その原因の究明のために
送受信状態の表示を行なったり、適宜の手動操作に基づ
いて復旧のための通信指令の取り消しを行なったりす
る。

設備運転制御部30では、上記各機能部31〜35のもつこ
れらの機能をもとに、上記物流制御部20から送られる論
理的な制御指令D1を、制御対象設備２を実際に運転する
上でより直接的な制御手順に展開して、比較上いわば物
理的な制御指令D2を形成し、この形成した制御指令D2を
制御対象設備２の各対応するものへ発行したり（第３
図）、同対応する制御対象設備から発せられる状態信号
Ｓに基づきその状態変化を監視し（第３図）、こうした
状態変化の所定の区切りを事象Ｅとして上記物流制御部
20に報告したりしながら（第３図）、制御対象設備２の
実際の運転制御を主として実行する。こうした設備運転
制御部30と制御対象設備２との間における情報の授受
も、前記制御情報用LAN200を介して行なわれる。

以上のシミュレーション部10、物流制御部20、および
設備運転制御部30は、当該FMS制御装置１においていわ
ば制御対象設備２の運転制御に直接関係する機能要素を
構成するものであるが、次に説明するデータ管理部40
は、同FMS制御装置１において、こうした運動制御に直
接には関係しない前記基礎情報や運転制御の結果情報で
ある実績情報等の管理を専ら行なう機能要素を構成して
いる。

データ管理部40には、「制御装置管理機能」が割り当
てられた制御装置管理機能部41、「基礎情報入出力機
能」が割り当てられた基礎情報入出力機能部42、「実績
出力機能」が割り当てられた実績出力機能部43、「実績
収集機能」が割り当てられた実績収集機能部44、「設備
別稼動状況表示機能」が割り当てられた設備別稼動状況
表示機能部45、および「現状表示機能」が割り当てられ
た現状表示機能部46がそれぞれ配されている。これら機
能とは、それぞれ次のようなものである。

●制御装置管理機能 オペレータが図示しない手操作入力手段を通じて当該
FMS制御装置１を操作するのを支援しつつ、その都度必
要とされる情報の各種入出力を可能ならしめる機能。

●基礎情報入出力機能 上記情報のうち、特に制御のための基礎情報（まとま
った数量単位（ロット）のワークの長期的な加工日程計
画を示す情報である加工工程計画、各々固有の加工手順
を有するワーク毎の加工手順情報である工程設計情報、
数値制御機械の制御情報である数値制御（NC）情報、工
具のセット内容や寿命等を示す工具情報、等々）につい
てその各種入出力を管理、実行する機能。

●実績出力機能 次に説明する「実績収集機能」にて収集される実績情
報（制御対象設備２各々の稼動状況を示す設備稼動状況
情報、各１つのワーク毎にその加工履歴を示すワーク加
工履歴情報、制御対象設備２が故障した場合にその故障
した設備および故障内容等を示す設備故障状況情報、作
業者の就業状況を示すべく制御対象設備２に含まれる作
業指示装置の指示内容に対する作業応答等に基づき作成
される作業者就業状況情報、等々）を適宜に整理して図
示しない印刷装置や画面表示装置へ出力したり、前記生
産管理システム３や工程設計システム４等の上位システ
ムあるいは他の生産システムに対し転送出力する機能。

●実績収集機能 制御対象設備２各々の運転結果に基づいて上記の実績
情報を収集し、これを図示しない所定の情報記録部へ書
き込む機能。

●設備別稼動状況表示機能 制御対象設備２の各々を単位として、そのワークの加
工計画および該加工計画に対する実績をガントチャート
と称される形式で図示しない描画画面表示装置に表示す
る機能。なお、上記加工計画は先の物流制御部20から受
け取り、上記実績は制御対象設備２から受け取る。

●現状表示機能 当該生産システムにおける設備配置に応じて、ワーク
やパレット（加工盤）、治具の現在格納されている場
所、搬送台車の動き、各設備の稼動状態、その他制御の
進渉状態を現状追跡しながら、これらを図示しない描画
画面表示装置に逐次表示する機能。

データ管理部40では、上記各機能部41〜46のもつこれ
らの機能をもとに、主として、上記各種情報の管理を行
なうとともに、第４図に示すように、シミュレーション
部10に対しては、基礎情報B3として上記の加工日程計画
や工程設計情報等の転送出力、物流制御部20に対して
は、基礎情報B4として同じく設備運転制御のための情報
の転送出力、また制御対象設備２に対しては、基礎情報
B5として上記の数値制御（NC）情報や工具情報等の転送
出力をそれぞれ行ない、更に制御対象設備２からは、そ
の各々の運転結果に基づいて実績情報J1を収集し、この
収集した実績情報J1についてはこれを、その集計実績情
報J2として前記の生産管理システム３や工程設計システ
ム４等へ転送出力する。なお、データ管理部40を通じた
こうした各情報の伝送は、全て前記運用情報用LAN100を
介して行なわれる。

また、この実施例のように、前記運用情報用LAN100を
通じて他の生産システム（生産管理システム３、工程設
計システム４）に接続する場合には、FMS制御装置１に
おけるシミュレーション部10は、前記シミュレーション
に必要とされる制御対象設備運転制御のための基礎情報
を、第４図に示す基礎情報B1として直接これら他の生産
システムから受入すること、および自らのシミュレーシ
ョン情報（運転スケジュールおよび人、物の手配情報）
を、同第４図に示す制御基本情報C1としてこれら他の生
産システムへも供給することが可能であり、また同制御
装置１における物流制御部20も、運転スケジュールにあ
るいは制御対象設備運転制御のための他の制御基本情報
を、第４図に示す制御基本情報C4として直接これら他の
生産システムとの間で授受することが可能であり、そし
て上記データ管理部40も、上述したこれら他の生産シス
テムへの実績情報J2の転送以外に、前記加工日程計画、
工程設計情報、NC情報、工具情報、等々の基礎情報を、
同じく第４図に示す基礎情報B2としてこれら他の生産シ
ステムから受入することも可能である。これら各情報の
他の生産システムとの間における授受も、全て前記運用
情報用LAN100を介して行なわれる。

このように、該実施例生産システムでは、FMS制御装
置１を、その機能要素として、上記の態様をもってシミ
ュレーション部10、物流制御部20、設備運転制御部30、
およびデータ管理部40にそれぞれ分割して構成するよう
にしたことから、これら機能要素を適用ラインの要求機
能に合わせて選択して当のFMS制御装置を構成すること
も容易となる。例えば、運転スケジュールは作成せず、
単に作入れ先立しによってワークの加工を行なうような
場合には、上記のシミュレーション部10を除いた構成と
すればよく、また、ワークの自動搬送も行なわず、単に
その加工だけの制御を行なうような場合には、上記のシ
ミュレーション部10に併せて上記の物流制御部20をも除
いた構成とすればよい。またこうした構成によれば、FM
S制御装置としての機能の拡張や他の生産システムとの
接続も容易であり、所望される機能要素、あるいはシス
テムだけを前記運用情報用LANの100あるいは制御情報用
LAN200を通じて接続するだけで、簡単に同FMS制御装置
のレベルアップ、並びにシステムとしての充実を図るこ
とが可能となる。

また、こうしたLANの構成に関して、同実施例生産シ
ステムでは、制御対象設備２を含めこれらの間で授受さ
れる情報を、制御指令D1,D2、状態信号Ｓ、事象Ｅとい
った制御対象設備２の直接的な運転制御のための情報
と、制御基本情報C1〜C4や基礎情報B1〜B5、あるいは実
績情報J1,J2といった論理的な制御手順を決定するため
の情報をはじめとするFMS運転には直接には関係しない
いわば運用のための情報との、大きく２種類の情報に分
類し、これに合わせて前者に対しては、上記制御のため
の情報の頻繁なやりとりが行なえるよう、専用の制御情
報用LAN200を用い、また後者に対しては、上記運用のた
めの大量の情報が効率良く共用されるよう、別途に、運
用情報用LAN100を用いるようにしたことから、これら運
用情報用LAN100と制御情報用LAN200とで、互いのLAN形
態にとらわれることなく、高効率に各種データの転送が
行なわれるようにもなる。因みに、従来のように複数の
装置間で各種情報のやりとりを行ないながら制御対象設
備の運転制御を行なう場合、一連の制御手順の中に、通
信によるデータ取り込み、データ送信などの手順を盛り
込み、制御手順とデータ交換とのタイミングをとる必要
があったことから、制御手順が著しく複雑なものとなっ
ていたが、この実施例のように、制御情報用LAN200とは
別途の運用情報用LAN100を用いて、上記データ交換を専
ら行なうようにすれば、他装置（他機能要素若しくは制
御対象設備）の情報へのアクセスを、自装置（自機能要
素）内の情報へのアクセスと略同様の形態をもって行な
うことができるようになり（すなわち情報の共用化が可
能となり）、制御手順とデータ交換とのタイミング等は
何ら考慮する必要もなくなる。

なお、上記の運用情報用LAN100としては、MAP（Manuf
acturing Antomation Protocol）と称されるマルチベン
ダ環境を提供するFA用LANやイーサネットなどの標準化
されたネットワークを採用することができる。したがっ
て、上記実施例に示したような生産管理システム３や工
程設計システム４等の他のシステムとの接続も容易に行
なうことができる。

また、上記運転制御のための情報の専用のLANである
制御情報用LAN200としては、例えば以下に示すようなLA
Nが採用される。

第４図に、こうした制御情報用LAN200を構成する機能
要素（物流制御部20および設備運転制御部30がこれにあ
たる）の装置構成（ハードウエア）例を示す。

すなわちこの例によれば、同LAN200を構成する各機能
要素（装置）は、第４図に示されるように、該LAN200制
御用の専用のマイクロコンピュータ（以下コミュニケー
ションボードという）210と、機能要素本体の前記各種
割り当てられた機能を実現する１乃至複数のマイクロコ
ンピュータ（以下機能ボードという）220とをそれぞれ
具えて構成される。

このうち、コミュニケーションボード210は、同LAN20
0の通信回線（RS−422規格を想定）を介して他の機能要
素（装置）と直接に情報の授受（パケット通信）を実行
する２チャンネルの通信ドライバ211（第１チャンネルC
H1）および212（第２チャンネルCH2）と、こうした情報
の授受を専ら制御するCPU213と、このCPU213に専有され
るメモリ214とを具えて構成され、他方の機能ボード220
は、バスライン（VMEバス）を介して上記コミュニケー
ションボード210（正確にはそのCPU213）に接続される
デュアルポートRAM221と、該RAM221に内部バスを介して
接続されて、前述した機能部の１つ（当該機能要素が前
記物流制御部20であればその物流制御機能部21、また当
該機能要素が前記設備運転制御部30であればその設備運
転制御機能部31、あるいは個別運転機能部32、あるいは
異常処理機能部33、あるいは通信機能部34、あるいは通
信診断機能部35）としてその割り当てられた（プログラ
ムされた）機能を実現するCPU222と、このCPU222に専有
されるメモリ223とを具えて構成される。

当のLAN200を構成する各機能要素（装置）のこうした
構成によれば、これらの機能要素（装置）間での情報の
授受、すなわちパケットの通信は、第５図に示す態様を
もって実施される。

次に、この第４図および第５図に例示したLAN200にお
いて採用されるプロトコル仕様について説明する。

a.パケット送受信の基本プロトコル 上記パケットの送受信にかかる基本のプロトコルを第
６図に示す。すなわち、コマンドパケット発行側はパケ
ット発行後所定時間（例えば６秒）以内に受信側からの
受信完了パケットを受け取ることでコマンドパケットが
正しく受信されたものと判断する。また、コマンドパケ
ットが発行されてから例えば６秒が経過しても受信完了
パケットが受信されない場合、該コマンドパケット発行
側は、再度コマンドパケットを発行する。この動作は受
信完了パケットが受信されるまで何度も繰り返される。
なお、上記コマンドパケットおよび受信完了パケットの
構造については、後に具体例を挙げて説明する。

b.接続 第７図に、同LAN200を構成する第１〜第ｎの複数の機
能要素にそれぞれ配され第１〜第ｎコミュニケーション
ボード2101〜210nにおけるパケットの入出力区分を示
す。また、次表第１表には、上記各コミュニケーション
ボード（2101〜210n）のチャンネル別の入出力内容の詳
細を示す。

これら第７図および第１表から明らかなように、コマ
ンドパケットの発行側が、コマンドパケットをCH1−出
力から通信回線に乗せると、この通信回線に乗せられた
コマンドパケットは、隣接の機能要素（装置）のコミュ
ニケーションボードのCH2−入力からボード内に取り込
まれる。該コミュニケーションボードでは、この取り込
んだパケットが自分宛のパケットであるかどうか解析
し、自分宛であればCH2−出力から受信完了パケットを
通信回線に乗せる（コマンドパケットは宛先で消滅する
ことになる）。一方、この解析の結果、別の機能要素
（装置）宛のコマンドパケットであった場合は、受信し
たコマンドパケットをそのままCH1−出力から通信回線
に送り出す（通信回線で接続されている機能要素（装
置）のどれもがコマンドパケットを受け取らなかった場
合は、再び発行側に戻ってくることになり、この場合、
コマンドパケットはここで消滅させられる）。同様にし
て、コマンドパケットの受信を知らせる受信完了パケッ
トについても、それを受信したコミュニケーションボー
ドは、これが自分宛のパケットであるかどうか解析し、
自分宛であればそこで受信完了パケットを消滅せしめ
る。もし、別の機能要素（装置）宛であれば、受信した
受信完了パケットをそのままCH2−出力から通信回線に
送り出す。

c.パケットの識別手法 コマンドパケットおよび受信完了パケットには、宛先
並びに発行元を表す識別子が含まれている。コミュニケ
ーションボードは、コマンドパケットを送信する際、コ
ミュニケーションボード毎に定められている機能要素
（装置）識別子（CMC−ID）と機能要素（装置）内の機
能ボード識別子（BOARD−ID）とを発行元識別子とし
て、また同時に、宛先を示す機能要素（装置）識別子並
びにその機能ボード識別子も宛先識別子として、パケッ
ト内にデータとしてセットするようにする。すなわち、
CMC−IDには、宛先と発行元を示すCM（Ｄ）−IDとCM
（Ｓ）−IDがあり、同様にBOARD−IDにも、宛先と発行
元を示すBD（Ｄ）−IDとBD（Ｓ）−IDがそれぞれある。

第８図に、機能要素（装置）でのこうした発行元デー
タの設定態様を示す。

ここで、CMC−IDは、コミュニケーションボード210内
である程度半固定的に設定できるように、例えば、DIP
−SWのようなものよって設定されることが望ましい（ソ
フトウエアによる固定式ではコミュニケーションボード
の使い勝手が悪くなるため）。BOARD−IDは、機能毎に
ボード220の種類が異なっているので、コミュニケーシ
ョンボード210のように汎用性はうすく、またボード220
内のソフトウエア機能もそれぞれ異なっている。そのた
め、ハードウエア的にボード220の識別子が変更される
と混乱を招く恐れがある。したがって、該BOARD−IDの
設定には、ソフトウエアによる固定式が適している。こ
の第８図に示す例では、コミュニケーションボード210
が各機能ボードのBOARD−IDを知る方法として、各機能
ボードのソフトウエアによりデュアルポートRAMの特定
番地に自身のBOARD−IDを書き込ませ、それをコミュニ
ケーションボード210が読み取る、といった方法を採用
している。

d.コミュニケーションボードと機能ボードのインターフ
ェイス コミュニケーションボード210はVMEバスを介して各機
能ボード上のデュアルポートRAMとインタフェイスされ
る。

次表第２表および第３表に、基本的なインターフェイ
ス信号（デュアルポートRAM内のソフトウエアラグを意
味する）例を示す。

最後に、前記コマンドパケットおよび受信完了パケッ
トの構造について説明する。

まず、コマンドパケットの構造を、次表第４表に示
す。ただし同第４表において、各上段の数値は、コマン
ドパケットの先頭から数えたキャラクタ（ヘキサデー
タ）の数を示す。

同表の各下段に示す記号の意味は次の通りである。

HEAD:パケットの先頭を意味する。ヘキサコードで42H。

LEN−LOW,LEN−HIGH:送信データのキャラクター数で２
進16ビット（65535）まで指定可能であるが1000バイト
を上限とする。

［１］−［LEN］までが送信データに相当する。

LEN−LOWは下位４ビット、LEN−HIGHは上位４ビットを
表す。

INDEX:送信データが1000バイト以上の場合、分割パケッ
トとなるので、パケットのインデックス（送信番号）を
表す。

HF:機能要素が使用するプログラムフィールド番号（機
能要素内のどのプログラムが発行したものか区別す
る）。

CM（Ｄ）−ID:パケットの宛先となる機能要素の識別番
号。

１〜255。

DEV−CODE｛DC｝：デバイスコードの意味。制御対象区
分もしくは事象発生区分の設備分類番号。

BD（Ｄ）−ID:パケットの宛先となる機能要素内機能ボ
ードの識別番号。

PN:パケットの発行元である機能要素内機能ボードの出
力ポート番号。

DEV−NUM｛DN｝：デバイスナンバの意味。同一デバイス
が同一セル内に存在する場合の同一設備識別番号。

CC｛EC｝：コマンドパケットの場合はCCコマンドコード
の意味で動作（制御）の指示内容を表す。

各デバイス別に動作指示内容が定められている。イベ
ントパケットの場合はECイベントコードの意味で事象発
生の内容を表す。

CM（Ｓ）−ID:パケットの発行元である機能要素の識別
番号。

１〜255。

BD（Ｓ）−ID:パケットの発行元である機能要素内機能
ボードの識別番号。

DAT（０）〜：付加情報。

SUM−LOW,SUM−HIGH:パケットヘッドから［LEN］までの
サムチェック（バイト単純加算）。

次に、受信完了パケットの構造を、次表第５表に示
す。

この第５表においても、パケット内容についての説明
は第４表に示したコマンドパケットと同様である。ただ
し、CM（Ｄ）−IDは、受信完了パケットの宛先となる機
能要素の識別番号で、（Ｄ）の意味はDESTINATIONの頭
文字を表している。また、CM（Ｓ）−IDは、受信完了パ
ケットの発行元である機能要素の識別番号で、（Ｓ）は
SOURCEの頭文字を表している。BD（Ｄ）−ID,BD（Ｓ）
−IDについても同様である。

以上が、第１図〜第３図に示した実施例生産システム
に採用される制御情報用LAN200の一例であるが、その詳
細な仕様については、これに限定されるものでは勿論な
い。他にも、前記制御対象設備２を運転制御するための
情報の専用のLANとして有効なLANであれば、その採用は
任意である。要は、こうした制御対象設備２の運転制御
のためのLAN（制御情報用LAN200）と、当該生産システ
ムの運用のためのLAN（運用情報用LAN100）とが、各々
独立に存在し得るシステム環境が達成されさえすればよ
い。

また、こうした２種のLANを構成するにあたっての前
記FMS制御装置１内における各機能要素の分割態様も、
上述した実施例に限られることなく任意であり、運用す
る生産システムの実情に添った様々の変形が可能であ
る。例えば、機能要素を第２図に示した各機能要素毎に
更に細分化し、これらの間でその必要機能を取捨選択す
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、適用する生
産システムの要求に合わせて、FMS制御装置としての機
能の選択、拡充が容易に行なえるとともに、各機能要素
間で必要とされる種々の情報は、これら各情報の性質に
応じた各別の通信回線を介して授受されることから、そ
の転送効率が大幅に向上されることとなり、これら情報
の管理も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるフレキシブル生産システムの
一実施例についてその全体のシステム構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１図に示した実施例システムのFMS制
御装置についてその各機能要素の機能分割内容を示す略
図、第３図は同実施例システムにおいて扱われる各種情
報の各種要素間での授受態様を示す機能ブロック図、第
４図は同実施例システムに採用される制御情報用LANに
ついてこれを構成する各機能要素のハードウエア例を示
すブロック図、第５図は第４図に示したLANにおける情
報（パケット）授受態様を示す略図、第６図は第５図に
示したパケット送受信の基本プロトコルを説明するため
の略図、第７図は第４図および第５図に示したコミュニ
ケーションボードのパケット入出力区分を示すブロック
図、第８図は第４図に示した機能要素での発行元データ
の設定態様を示す略図である。 １……FMS制御装置、２……制御対象設備、３……生産
管理システム、４……工程設計システム、10……シミュ
レーション部、20……物流制御部、30……設備運転制御
部、40……データ管理部、 100……運用情報用LAN、 200……制御情報用LAN、 210……コミュニケーションボード、 220……機能ボード。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生産設備として実際にワークの加工等に携
   わる１乃至複数の制御対象設備と、該制御対象設備の運
   用のための基本情報を所要に処理、加工して同制御対象
   設備を統括的に運転制御する制御装置とを少なくとも具
   えたフレキシブル生産システムにおいて、 前記制御装置を、前記制御対象設備の運転制御に直接携
   わる設備運転制御機能要素をはじめとする当該生産シス
   テムの運転並びに運用管理に必要とされる各種機能要素
   毎に独立したCPU若しくはコンピュータに分割して構成
   するとともに、 前記制御対象設備の運転制御に用いられる制御情報伝送
   用の通信回線と、当該生産システムの運用管理に用いら
   れる運用情報伝送用の通信回線とで、各別の通信回線を
   用いて、前記制御対象設備および前記機能要素毎に分割
   したCPU若しくはコンピュータを接続する ことを特徴とするフレキシブル生産システム。
2. 【請求項２】前記分割される機能は、 前記設備運転制御機能要素をはじめ、 前記制御対象設備の運転制御のための基礎情報やその運
   転結果である実績情報等の管理を行なうデータ管理機能
   要素、 データ管理機能要素のもつ前記基礎情報をもとにシミュ
   レーションを行なって、前記制御対象設備の運転スケジ
   ュールを少なくとも決定するシミュレーション機能要
   素、および 前記決定された運転スケジュールおよびデータ管理機能
   要素のもつ前記基礎情報をもとに、前記制御対象設備に
   関する制御手順の管理を行ない、前記設備運転制御機能
   要素に対してワークの搬送、加工といった制御内容に関
   する論理的な制御指令を与えたり、同設備運転機能要素
   から各対応する制御対象設備の事象を受け取りながら、
   これら制御対象整備各々の所要の制御を論理的に進める
   物流制御機能要素 であり、これらの機能要素が前記制御装置としての要求
   機能に応じて選択的に前記各通信回線に接続される 請求項（１）記載のフレキシブル生産システム。
3. 【請求項３】前記フレキシブル生産システムは更に、前
   記運用情報伝送用の通信回線を介して他の生産システム
   に接続される 請求項（１）記載のフレキシブル生産システム。