JP4883422B2 - 管の製造履歴情報管理方法及び装置並びに該管理方法を用いた管の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、管の１本毎の製造履歴情報を適正に且つ効率良く管理することを可能とする管の製造履歴情報管理方法及び装置並びに該管理方法を用いた管の製造方法に関する。

鋼管の製造工程においては、同仕様（寸法や材質等）の鋼管が同タイミングで多数製造される場合が多い。このため、各製造工程における製造履歴情報（検査結果等を含む）を管理する方法としては、同仕様の所定本数の鋼管の纏まり（ロット）を一単位とし、各ロット毎の製造履歴情報を紙面に記載したシートを用いて管理するのが一般的である。この管理方法においては、鋼管１本毎の製造履歴情報は管理しないか、あるいは、ロット内の各鋼管を識別するために鋼管に直接手書きで番号を記入し、各鋼管に付された番号に紐付けた製造履歴情報をシートに記載することによって管理している。

ところで、鋼管の用途の一つである油井用鋼管は、近年では、厳しい条件下での油井に使用されるため、耐食性等の要求仕様が厳格化している。これに伴い、要求仕様が厳格な鋼管については、その製造履歴情報を１本毎に適正に管理することが特に強く望まれている。

しかしながら、上記のように鋼管に手書きで番号を記入する方法によれば、作業者が手書きで番号を記入するために、必然的に誤記が生じる虞がある上、作業者が目視で番号を読み取るために、間違って読み取る虞もある。さらには、各製造工程において鋼管が搬送される際に、鋼管に記入した番号が消えてしまい読み取れなくなる虞もある。このため、取得した製造履歴情報が対応する本来の鋼管ではない他の鋼管に紐付けられる場合が想定され、製造履歴情報を適正に管理できなくなる虞が想定される。この結果、受注先に要求仕様を満足していない鋼管が混入して納入され、事故等が生じて受注先に多大な損害をもたらすことも想定される。前述のような不適正な製造履歴情報の管理でなくとも、作業者が手書きで番号を記入してこれを目視で読み取るため、製造履歴情報の管理のために過大な工数を要するという問題もある。

上記のような問題を解決するには、鋼管の製造ラインに配設された各製造設備を制御するプロセスコンピュータや、各製造設備に搬送される鋼管の検知手段等を用いて、各鋼管の搬送順に従って自動的に番号（電気的な番号）を付し、この番号と製造履歴情報とを紐付けてプロセスコンピュータで管理する方法が考えられる。

しかしながら、鋼管の製造工程には、鋼管を製造ライン（オンライン）から取り出してオフラインで行われる工程も含まれるのが一般的である。例えば、製造ラインにおける鋼管の検査工程の結果が不良であったときに、該不良な鋼管をオンラインから取り出して、管端の切断、管内外面の手入れ、曲がりの矯正等を行う場合が例示される。鋼管をオンラインから取り出すと、プロセスコンピュータは、搬送順に鋼管に付された番号に基づいて、前記取り出した鋼管の製造履歴情報を管理できなくなる。

本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、特に油井用鋼管などの端部にねじ切削が施される管について、その１本毎の製造履歴情報を適正に且つ効率良く管理することを可能とする管の製造履歴情報管理方法及び装置並びに該管理方法を用いた管の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するべく、本発明は、端部にねじ切削が施される管の製造工程における製造履歴情報を管理する方法であって、以下の（１）〜（４）の各ステップを含むことを特徴とする管の製造履歴情報管理方法を提供するものである。
（１）前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、管を識別するための識別子を加工形成手段によって管のねじ切削が施される予定の部位に加工形成するステップ
（２）前記各製造工程を施す前に又は前記各製造工程を施しながら、管に加工形成された識別子を読取手段によって読み取るステップ
（３）前記各製造工程において取得した管の製造履歴情報と、当該管について読み取った識別子とを紐付けて記憶するステップ
（４）前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、管の端部にねじ切削を施す工程において当該管に加工形成された識別子を除去するステップ

本発明によれば、管を識別するための識別子（例えば、２次元コードや、１次元バーコード等）を加工形成手段（例えば、機械的なドット刻印装置や、レーザ加工装置）によって管に直接加工形成するため、作業者が手書きで番号を記入する場合のように、誤記が生じたり、管の搬送中に識別子が消失したりする虞がない。また、作業者が番号を記入する手間を削減することが可能である。

また、本発明によれば、管に加工形成された識別子を読取手段（例えば、識別子が２次元コードである場合には光源、カメラ、画像処理装置、１次元バーコードである場合にはレーザスキャナ、光電センサ、信号処理装置等）によって読み取るため、作業者が手書きの番号を目視で読み取る場合のように、読み取りミスの生じる虞や読み取り作業に要する手間が軽減する。また、本発明によれば、各製造工程を施す前に（又は各製造工程を施しながら）識別子を読み取るため、管をオンラインから取り出して実施する製造工程においても、取得した管の製造履歴情報と、当該管について読み取った識別子とを紐付けて記憶することが可能である。

さらに、本発明によれば、製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、管のねじ切削が施される予定の部位に識別子を加工形成し、管の端部にねじ切削を施す工程において当該管に加工形成された識別子を除去することになる。従って、製造履歴情報の管理対象となる各製造工程においては、読取手段によって読み取る際には管に識別子が加工形成されており、取得した管の製造履歴情報と、当該管について読み取った識別子とを紐付けて記憶することができる。一方、管の端部にねじ切削を施す工程において識別子が除去され、製品としての管に識別子が残存しないため、本発明が適用される管が耐食性等についての要求仕様が厳格化している油井用鋼管等であったとしても何ら問題は生じない。

以上のように、本発明によれば、端部にねじ切削が施される管について、その１本毎の製造履歴情報を適正に且つ効率良く管理することが可能である。なお、本発明における「最初の製造工程」とは、管に加工形成された識別子を読み取ることによって製造履歴情報を管理する対象となる製造工程の内の最初の製造工程を意味する。「製造履歴情報を管理する対象となる製造工程」とは、管の搬送順序が入れ替わる可能性のある製造工程の全てをいう。管の一連の製造工程の内、管の搬送順序が入れ替わる可能性の無い製造工程では、管に識別子を加工形成することなく搬送順に応じた識別子をプロセスコンピュータ等によって電気的に付与し、この電気的な識別子と製造履歴情報とを紐付けて管理することも可能である。そして、管の搬送順序が入れ替わる可能性の無い製造工程の直後（つまり、管の搬送順序が入れ替わる可能性のある製造工程の直前）で、前記電気的に付与した識別子に対応する識別子を管に加工形成し、該加工形成された識別子を読み取って製造履歴情報と紐付けて管理すればよい。これにより、管に識別子が加工形成されている製造工程のみならず、管に識別子が加工形成されていない（電気的な識別子のみが付与されている）製造工程についても、識別子に紐付けられた管１本毎の製造履歴情報を適正に管理することが可能である。

また、前記課題を解決するべく、本発明は、端部にねじ切削が施される管の製造工程における製造履歴情報を管理する装置であって、前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、管を識別するための識別子を管のねじ切削が施される予定の部位に加工形成する加工形成手段と、前記各製造工程を施す前に又は前記各製造工程を施しながら、管に加工形成された識別子を読み取る読取手段と、前記各製造工程において取得した管の製造履歴情報と、前記読取手段によって読み取られた当該管の識別子とが入力され、前記製造履歴情報と前記識別子とを紐付けて記憶する管理手段と、前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、管の端部にねじ切削を施す工程において当該管に加工形成された識別子を除去するねじ切削手段と、を備えることを特徴とする管の製造履歴情報管理装置としても提供される。

さらに、前記課題を解決するべく、本発明は、前記方法によって管の製造履歴情報が管理される製造工程を含むことを特徴とする管の製造方法としても提供される。

本発明によれば、管、特に油井用鋼管について、その１本毎の製造履歴情報を適正に且つ効率良く管理することが可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造履歴情報管理装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、管の各種の状態を模式的に示す図であり、図２（ａ）は熱処理工程を施された直後の管の状態を、図２（ｂ）は加工形成手段によって識別子が加工形成されている管の状態を、図２（ｃ）は加工形成された識別子を読み取られている管の状態を、図２（ｄ）はねじ切削手段によってねじ切削が施され識別子が除去された管の状態を示す。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明を油井用鋼管の製造工程に適用した場合の一実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る製造履歴情報管理装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る製造履歴情報管理装置（以下、適宜「管理装置」と略称する）１００は、端部にねじ切削が施される油井用鋼管の製造工程における製造履歴情報を管理する装置である。まず最初に、図１を参照して、製造履歴情報管理装置１００の適用対象である油井用鋼管の製造工程について概要を説明する。

図１に示すように、油井用鋼管は、例えばマンネスマン・マンドレルミル方式による造管工程、熱処理炉における熱処理工程、寸法・形状・外観等の検査や非破壊検査（ＮＤＩ）を施す工程（以下、単に「検査工程」という）、水圧検査工程を順次経て、検査結果が正常な鋼管については、続いて端部にねじ切削を施すねじ切削工程を経た後、ステンシル表示が施されて梱包されるという一連の製造工程によって製造される。これらの製造工程は、鋼管を順次搬送する製造ライン（オンライン）において実施される。

一方、検査工程や水圧検査工程における検査結果が不良であった鋼管については、オンラインから取り出され、管端の切断、管内外面の手入れ、曲がりの矯正、再検査（曲がりが矯正されたか否か等）などのオフラインでの製造工程（以下、単に「オフライン製造工程」という）が実施された後、再びオンラインに戻されて、前述したのと同様に、ねじ切削工程が施される。

本実施形態に係る製造履歴情報管理装置１００は、以上に説明した油井用鋼管の各製造工程の内、検査工程、水圧検査工程、オフライン製造工程、ねじ切削工程における製造履歴情報を管理対象としている。以下、管理装置１００の構成について説明する。

管理装置１００は、加工形成手段１と、読取手段２と、管理手段３と、ねじ切削手段４とを備えている。

加工形成手段１は、製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程（本実施形態では検査工程）を施す前に、鋼管を識別するための識別子を鋼管のねじ切削が施される予定の部位に加工形成する。具体的には、鋼管の仕様情報（客先や納期等の情報も含む）に応じて、識別情報（以下、ワーク番号という）が上位コンピュータから管理手段３に送信される一方、管理手段３は、同一のワーク番号が付与された鋼管であって熱処理工程の熱処理炉から順次排出された鋼管に、その排出順に応じて識別情報（以下、ピース番号という）を付与する。そして、これらワーク番号及びピース番号が管理手段３から加工形成手段１に送信される。加工形成手段１は、送信されたワーク番号及びピース番号に相当する情報を識別子として鋼管に加工形成する。

なお、好適には、加工形成手段１において、ワーク番号及びピース番号はコード化され、このコード化された識別子（ＱＲコードやデータマトリックス等の２次元コードや１次元バーコード）が鋼管に加工形成される。特に、ＱＲコードやデータマトリックス等の２次元コードは、大容量の情報を小さなサイズのコードで表現できる点や、読み取り誤差が少ないという点で、バーコードよりも好適である。なお、２次元コードのコード化アルゴリズムはＪＩＳやＩＳＯ等で規格化されており、本実施形態に係る加工形成手段１でも、規格化された公知のアルゴリズムに従って、２次元コードを作成すればよい。

加工形成手段１としては、例えば、機械的なドット刻印装置や、レーザ加工装置が好適に用いられる。具体的に説明すれば、加工形成手段１がドット刻印装置である場合には、熱処理炉から順次排出された鋼管（図２（ａ）に示す状態の鋼管Ｐ）の表面に、硬質材料からなるピンを高速振動させながら押し付ける。また、加工形成手段１がレーザ加工装置である場合には、熱処理炉から順次排出された鋼管の表面に対して、適宜の収束光学系によって微小な径に収束させたレーザスポットを照射する。これにより、鋼管の表面には、ピンの先端形状やレーザスポットの径に応じた大きさを有し、且つ、ピンの押し付け力やレーザスポットのエネルギー密度や照射時間に応じた深さを有する微細なドット状の凹部が形成されることになる。ここで、加工形成手段１としてレーザ加工装置を用いる場合、鋼管表面は曲面であるため、後述するレーザスポット照射位置の変更の際に、各照射位置でのレーザスポットの大きさが略一定となるように、できる限り焦点深度の深い収束光学系を用いることが好ましい。そして、形成すべき識別子に応じて、ドット刻印装置の場合にはピンを押し付ける位置を変更することにより、レーザ加工装置の場合にはレーザスポット照射のオン／オフを制御すると共に、レーザスポットの照射位置を適宜の走査光学系を用いて順次変更することにより、微細なドットパターンからなる識別子が形成される。例えば、識別子として２次元コードを採用する場合には、ドット刻印装置やレーザ刻印装置１によって加工形成された微細なドットパターン全体によって２次元コードが表現されることになる（図２（ｂ）参照）。なお、ドット刻印装置やレーザ刻印装置１によって形成された識別子は、後述するようにねじ切削手段４によってねじ切削を施すことにより除去する必要がある。このため、ピンを押し付けたりレーザスポットを照射することによって形成される凹部の深さが、ねじ切削によって形成されるねじの深さ以下となるように、ピンの先端形状や押し付け力、あるいはレーザスポットのエネルギー密度や照射時間を適宜調整すれば良い。なお、鋼管表面のピンの押し付け位置やレーザスポットの照射位置に形成される凹部において、応力集中や硬度上昇の他、レーザ加工の際の発熱による組織変化が発生する。従って、特に耐食性を要求される油井用鋼管では、その部分の耐食性の劣化が懸念されるため、最終工程までにその部分を除去することが重要な要素となる。

読取手段２は、管理対象となる各製造工程を施す前に又は前記各製造工程を施しながら、鋼管に加工形成された識別子を読み取る（図２（ｃ）参照）。本実施形態では、読取手段２として、検査工程の直前に識別子を読み取る読取手段２ａ、水圧検査工程の直前に識別子を読み取る読取手段２ｂ、オフライン製造工程の直前に識別子を読み取る読取手段２ｃ、ねじ切削工程の直前に識別子を読み取る読取手段２ｄが配置されている。各読取手段２は、例えば識別子が２次元コードである場合、２次元コードを照明する光源や２次元コードを撮像するカメラ（ＣＣＤカメラ等）の他、撮像した２次元コード画像を画像処理してワーク番号及びピース番号にデコードするための画像処理装置等から構成される。また、識別子が１次元バーコードである場合、各読取手段２は、１次元バーコードをレーザ光で走査するレーザスキャナや１次元バーコードからの反射光を受光して光電変換する光電センサの他、光電センサからの出力信号を信号処理してワーク番号及びピース番号にデコードするための信号処理装置等から構成される。

２次元コード画像を画像処理する際や、１次元バーコードからの反射光を受光した光電センサからの出力信号を信号処理する際には、２値化処理が施される場合が多いため、これら識別子の読み取り精度を高めるには、読み取りの際の識別子のコントラストをできる限り高めることが重要である。このため、必要に応じて、識別子表面の光拡散性を高めるためにペイント処理やグラインダ処理を施せば良いし、さらには暗幕による外乱光の遮断や光源の距離・照射角度等について適宜調整すれば良い。

各読取手段２で読み取った識別子は、管理手段３に送信される。一方、各読取手段２で識別子が読み取られた鋼管には各製造工程が施され、該各製造工程において取得した管の製造履歴情報が手動又は自動で管理手段３に入力される。具体的には、読取手段２ａで識別子が読み取られた鋼管には検査工程が施され、その検査結果（寸法・形状・外観等の検査や非破壊検査の結果）が製造履歴情報として管理手段３に入力される。読取手段２ｂで識別子が読み取られた鋼管には水圧検査工程が施され、その水圧検査結果が製造履歴情報として管理手段３に入力される。読取手段２ｃで識別子が読み取られた鋼管にはオフライン製造工程が施され、その結果（管端の切断、管内外面の手入れ、曲がりの矯正、再検査等に関する情報）が製造履歴情報として管理手段３に入力される。読取手段２ｄで識別子が読み取られた鋼管にはねじ切削工程が施され、そのねじ切削の結果が製造履歴情報として管理手段３に入力される。

管理手段３は、各製造工程において取得され入力された鋼管の製造履歴情報と、各読取手段２によって読み取られ送信された当該鋼管の識別子とを紐付けて記憶する。換言すれば、管理手段３に鋼管の識別子を入力すれば、当該識別子に紐付けられて記憶された鋼管の各製造工程における製造履歴情報を抽出することができ、これにより鋼管の１本毎の製造履歴情報を適正に管理することが可能である。なお、本実施形態においては、鋼管の製造ラインに配設された各製造設備を制御するためのプロセスコンピュータが、管理手段３として機能する構成とされている。

ねじ切削手段４は、本実施形態における製造履歴情報の管理対象となる製造工程の最後において、鋼管の端部にねじ切削を施して当該鋼管に加工形成された識別子を除去する（図２（ｄ）参照）。ねじ切削手段４としては、例えば、ねじ山形状の複数の刃部が直線状に配列されたチェザーを用いることができ、当該チェザーの刃部の配列方向を鋼管の軸方向に平行に位置決めした後、鋼管を回転させながら軸方向に送ることにより各刃部で順次鋼管の端部が切削される。

なお、ねじ切削工程と後続するステンシル・梱包工程とは、連続したオンラインでの工程であり、両工程において鋼管の搬送順序が入れ替わる可能性が無く、且つ両工程はプロセスコンピュータ３で管理されている。従って、上記のようにねじ切削工程を施すことにより鋼管に加工形成された識別子を除去したとしても、当該識別子をねじ切削工程における鋼管の搬送順序に紐付けてプロセスコンピュータ３に記憶することにより、ステンシル・梱包工程においても、鋼管の搬送順序に応じて、前記記憶された識別子を各鋼管に紐付けることが可能である。換言すれば、ねじ切削工程で識別子を除去しても、ステンシル・梱包工程を経て出荷される製品としての各鋼管と、当該各鋼管の識別子・製造履歴情報との紐付けを維持することが可能である。

以上に説明した本実施形態に係る製造履歴情報管理装置１００及びこれを用いた製造履歴情報管理方法によれば、製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、鋼管のねじ切削が施される予定の部位に識別子を加工形成し、鋼管の端部にねじ切削を施す工程において当該鋼管に加工形成された識別子を除去することになる。従って、製造履歴情報の管理対象となる各製造工程においては、読取手段２によって読み取る際には鋼管に識別子が加工形成されており、取得した鋼管の製造履歴情報と、当該鋼管について読み取った識別子とを紐付けて記憶することができる。換言すれば、オンラインでの製造工程のみならず、オフライン製造工程を経た鋼管についても、鋼管の１本毎の製造履歴情報を識別子によって管理することができる。一方、鋼管の端部にねじ切削を施す工程において識別子が除去され、製品としての鋼管に識別子が残存しないため、本発明が適用される鋼管が耐食性等についての要求仕様が厳格化している油井管用鋼管等であったとしても何ら問題は生じない。なお、加工形成した識別子をねじ切削で除去した後に、対応する識別子を、オンライン工程であり且つプロセスコンピュータ３で一括管理されているステンシル・梱包工程でステンシル表示しておけば、各鋼管の製造履歴情報を後で参照する場合に好都合である。つまり、ステンシル表示された識別子を管理手段３に入力することにより、当該識別子に紐付けられて記憶された鋼管の各製造工程における製造履歴情報を容易に抽出することが可能である。

Claims (3)

1. 端部にねじ切削が施される管の製造工程における製造履歴情報を管理する方法であって、
   前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、管を識別するための識別子を加工形成手段によって管のねじ切削が施される予定の部位に加工形成するステップと、
   前記各製造工程を施す前に又は前記各製造工程を施しながら、管に加工形成された識別子を読取手段によって読み取るステップと、
   前記各製造工程において取得した管の製造履歴情報と、当該管について読み取った識別子とを紐付けて記憶するステップと、
   前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、管の端部にねじ切削を施す工程において当該管に加工形成された識別子を除去するステップと、
   を含むことを特徴とする管の製造履歴情報管理方法。
2. 端部にねじ切削が施される管の製造工程における製造履歴情報を管理する装置であって、
   前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、最初の製造工程を施す前に、管を識別するための識別子を管のねじ切削が施される予定の部位に加工形成する加工形成手段と、
   前記各製造工程を施す前に又は前記各製造工程を施しながら、管に加工形成された識別子を読み取る読取手段と、
   前記各製造工程において取得した管の製造履歴情報と、前記読取手段によって読み取られた当該管の識別子とが入力され、前記製造履歴情報と前記識別子とを紐付けて記憶する管理手段と、
   前記製造履歴情報の管理対象となる各製造工程の内、管の端部にねじ切削を施す工程において当該管に加工形成された識別子を除去するねじ切削手段と、
   を備えることを特徴とする管の製造履歴情報管理装置。
3. 請求項１に記載の方法によって管の製造履歴情報が管理される製造工程を含むことを特徴とする管の製造方法。

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