JP5011334B2 - 生産ライン機械コントローラとデータを交換する能力を備えたプロセス制御システム - Google Patents

Description

本発明は、製造生産ラインシステムおよび方法に関する。詳しくは、本発明は、生産ラインプロセスに関するデータを記録し追跡するために生産プロセス制御システム（ＰＣＳ）を生産ライン機械コントローラと統合するためのシステムおよび方法に関する。

自動車製造者は今日、品質プロセス改善に相当量の資源を注いでいる。従来の品質努力は、生産プロセスの種々の局面を改善することに向けられた生産ラインシステムおよび方法の開発および実現をもたらした。例えば、参照によってここに採り入れられる特許文献１は、どのワークステーションが欠陥部品の生産に責任があるかを決定するうえで生産同僚を援助する、生産ライン上で部品に作業を実行したワークステーションを識別する方法に向けられている。各部品がワークステーションを進んで行く際に、その部品に作業を実行した各ワークステーションを識別するインジケータがマークされる。参照によってここに採り入れられる特許文献２に記載された別の例は、欠陥部品を生産し得る生産ライン上のワークステーションを回避するシステムおよび方法である。最後に、参照によってここに採り入れられる特許文献３は、部品がオートローダによってワークステーションに供給される生産作業時間の間に部品を検査するシステムおよび方法に向けられている。

従来技術のシステムおよび方法は、生産ライン機械のための特定のワークステーションおよびオートローダで起きている作業に関する情報を提供するが、それらは全体的な生産プロセスに関する情報を提供せず、ワークステーションによって処理された部品に関する情報を追跡または提供しない。現在のシステムでは、機械加工プロセスにおける全部の所要ステップを完了しなかった部品が生産ラインを進み続けることが起こり得る。ワークステーションが部品に作業している間にワークステーションで起きた故障のためにプロセスが抜かされるかもしれない。プロセスを監視している同僚には、それが実際には完了しなかった場合も部品がプロセスを完了したと思えるかもしれない。部品は重要なプロセスを完了せずに生産を進行するかもしれない。他の例では、生産ラインの全部の区域が保守のために運転停止されたために、１つ以上のプロセスが抜かされるかもしれない。非稼働装置を回避する努力は、部品が特定のプロセスを完了せずに生産を進行する結果をもたらす。いずれにせよ、完全に処理されなかった部品が生産を進行するかもしれず、結果として得られる製品において品質問題を生じ得る。

多くの場合、部品が生産プロセスを抜かしたという事実は、人間の検査員には、またはコンピュータ化検査システムにさえ明白ではない。抜かされた生産プロセスに起因する欠陥が検出された場合、部品は、それが生産において使用されてはならないことを指示する保留タグが部品に取り付けられるように「タグ付け」され得る。部品はさらに生産プロセスから物理的に分離または隔離され得る。しかし、抜かされたプロセスの欠陥を検出しさらに部品を隔離するそのような物理的手段への信頼は、欠陥部品を生産から取り除き、欠陥部品が生産プロセスに再投入されないことを保証するうえで必ずしも効果的ではない。生産ラインの同僚は、部品が欠陥であること、またはそれが隔離されたことを認識できず（例えばタグが不正確または外れたために、または部品が隔離区域にないために）、その部品を生産プロセスに再投入するかもしれない。結果として生じる問題は、生産プロセスにおける後になって、または生産プロセスが完了した後でさえも、問題の原因を決定することがより難しくなる時まで検出されないかもしれない。

抜かされたプロセスに起因する欠陥部品を低減するために、部品トレーサビリティ情報および生産プロセス情報を使用するシステムおよび方法の必要性が存在する。生産ラインの全部のプロセスが各部品について完了した見込みを高めるために、生産プロセス制御システムを生産ライン機械コントローラと統合するシステムおよび方法の必要性が存在する。自動化生産ラインにおける疑わしい部品を突き止めるために必要な時間を低減するために、部品品質およびトレーサビリティ情報を使用するシステムおよび方法の必要性もまた存在する。隔離された部品が自動化生産ラインから永久的に取り除かれることを保証するために、部品品質およびトレーサビリティを改善するシステムおよび方法の必要性が存在する。製品品質を改善するために特定のワークステーションおよびオートローダで起きている作業に関する情報を全体の生産プロセスと統合するシステムおよび方法の必要性が存在する。

米国特許第６８７６８９８号明細書 米国特許第７０８６５１８号明細書 米国特許第７２６０４４１号明細書

本発明は、生産ラインでのプロセスが完了したことを保証するために生産ラインプロセス制御システム（ＰＣＳ）を生産ライン機械コントローラと統合するためのシステムおよび方法に関する。ＰＣＳデータは、部品が機械加工のために受け入れられるべきか、または別様に取り扱われるべきかを決定する際にＰＣＳデータを使用する生産ライン機械コントローラに伝達される。機械加工プロセスの完了に関する情報は引き続きＰＣＳに伝達される。ＰＣＳと生産ライン機械コントローラ（ＰＬＣ）との間の双方向通信は、部品および生産プロセストレーサビリティをサポートし、生産ラインにおける全部のプロセスが特定の部品について完了したという見込みを高め、抜かされたプロセスに起因する部品欠陥を低減する。

ＰＣＳは、生産ラインを進んで行く際にすべての部品についてのプロセス履歴記録を作成し更新するリアルタイムデータベースを組み込むことができる。ＰＣＳは、データを収集し、部品の流れを制御し、各々の部品が指定の順序で生産ラインプロセスを通過することを保証する。特定の部品が生産ライン機械または他の生産装置によって受け入れられる前に品質検査および修理が完了し記録されることを保証するために、部品履歴に「電子フラグ」を適用することが使用され得る。ＰＣＳが品質ステーションを組み込む場合、部品が以降のプロセスに向けられるか、特定の場所で隔離または収容されるか、または生産ラインから取り除かれることができるように、部品履歴は修正され得る。さらに、収集された履歴部品データは、部品探索、ロット管理およびトレーサビリティのために使用することができる。

生産ライン機械および装置は、割り当てられたサイクル時間内にＰＣＳとの間でデータを受け渡すために十分な速度でネットワークを用いてＰＣＳとリンクされている。ＰＣＳは、部品に関する測定、検査および／またはプロセスデータを含む履歴データを記録するプラント品質・追跡システムと生産ライン機械のＰＬＣをインタフェースする効率的な方法を提供する。

各々の部品は、それが生産ラインを進んで行く際に追跡することができるように一意の部品識別子または通し番号を割り当てられる。例示実施形態において、部品識別子は部品に２次元バーコードで符号化される。生産ライン機械に入る前に部品識別子を読み取るために、２次元バーコードカメラが配置される。ＰＬＣは、部品識別子を受け取り、その部品識別子を使用してＰＣＳに対し、データを取り出しＰＬＣに返すか、新しい部品または部品履歴記録を作成するか、またはそれぞれの部品のプロセスデータを更新する機能または手順を実行するように命令する。このトランザクションの結果に基づき、ＰＬＣは部品を管理する方法を決定する。部品は、処理のために望ましい機械に振り向けられるか、またはシステムから取り除かれ欠陥部品シュートへ移送され得る。他のアクションをＰＬＣにおいてプログラムすることができる。

本発明の例示実施形態に従った生産ライン機械コントローラおよびプラント品質・追跡システムとのプロセス制御システム（ＰＣＳ）の統合を例示する第１のブロック図である。 本発明の例示実施形態に従って生産ライン機械コントローラと統合されたプロセス制御システム（ＰＣＳ）の詳細を例示する第２のブロック図である。 本発明の例示実施形態に従って部品処理、状態および品質管理データを生産ライン機械コントローラと送受するためにＯＰＣサーバと対話するサービスとして実行するＰＣＳ ＯＰＣクライアントの動作を例示する流れ図である。 本発明の例示実施形態に従ったシステムのためのＰＬＣプログラミングの詳細を例示する図である。 本発明の例示実施形態に従ったシステムのためのＰＬＣプログラミングの詳細を例示する図である。 本発明の例示実施形態に従ったシステムのためのＰＬＣプログラミングの詳細を例示する図である。 本発明の例示実施形態に従ったシステムのためのＰＬＣプログラミングの詳細を例示する図である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。 本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面である。

図１に言及すれば、本発明の例示実施形態のための生産ライン機械コントローラおよびプラント品質・追跡システムとのプロセス制御システム（ＰＣＳ）の統合を例示する第１のブロック図が示されている。図１に示す通り、ＰＣＳ１０２は、生産ライン上で進行する部品に対し完了したプロセスを追跡するために、プラント品質・追跡システム１００と生産ライン機械コントローラ１０４との間の双方向通信を助成する。プロセスは部品の製作または処置において実行される一連の作業である。ＰＣＳは、それが機械加工プロセスを進んで行く際に部品を部品識別子または通し番号によって追跡し各部品の完全な履歴記録を維持するために生産ライン機械コントローラ（ＰＬＣ）と連係して動作する。ＰＣＳは、データを収集し、部品の流れを制御し、各々の部品が指定の順序で機械加工プロセスを通過することを保証する。それはまた、特定の部品が生産ライン機械によって受け入れられる前に品質検査および修理が完了し記録されることを保証するために、疑わしい部品の履歴にフラグを使用する。生産ラインに配置された品質ステーションに接続されている場合、部品履歴は、部品がプロセスに振り向けられるか、生産ラインの特定の場所で隔離されるか、または生産ラインから取り除かれるように同僚によって修正され得る。さらに、収集された履歴データは、部品探索、ロット管理およびトレーサビリティのために使用することができる。

生産プロセスにおいて使用される部品は、部品識別子または通し番号を割り当てられる。部品識別子は、例えば、バーコード、ＲＦＩＤタグまたは、生産ライン上のカメラ、センサまたは他の入力装置を用いて検出できる他のいずれかの形式のマーキングまたはタグを用いて部品に符号化される。２次元バーコードカメラまたは他の入力装置は、それが生産ライン機械に入る前に部品識別子を読み取るために生産ラインに配置され得る。部品識別子はその後、ＰＣＳから部品に関する情報を探し出し、生産ライン機械コントローラによって実行される以後のアクションを指示するために使用される。ＰＣＳによってフラグを付けられたが物理的に隔離されていない疑わしい部品の部品識別子または通し番号を、入力装置およびＰＬＣが読み取った場合、ＰＣＳは、その部品が使用されてはならない（例えば、保留状態にされるか、または廃棄される）ことをＰＬＣに知らせる「不良」状態インジケータで答える。「不良」状態が検出された場合、ＰＬＣはその部品を生産から取り除き、それを「不良」シュートに送るように機械に指令する。

図２に言及すれば、本発明の例示実施形態に従って生産ライン機械コントローラと統合されたプロセス制御システム（ＰＣＳ）の詳細を例示する第２のブロック図が示されている。ＰＣＳ１２２は、ＯＰＣまたはコントローラサーバ１２０に接続しており、随意で生産ラインサイド品質ステーション１２４に接続することができる。本発明に従ったシステムの例示実施形態において、ＯＰＣまたはコントローラサーバ１２０は、プロセス制御用のマイクロソフト（登録商標）ＣＯＭまたはＤＣＯＭオブジェクトＯＬＥ（Object, Linking, and Embedding；オブジェクト・リンキング・アンド・エンベッディング）に基づく業界公開接続性標準に従って動作する。ＯＰＣまたはコントローラサーバ１２０は、生産ライン上の機械または他の装置に接続された複数のＰＬＣステーション１１０、１１２、１１３、１１６、１１８と通信する。本発明に従ったシステムの例示実施形態において、ネットワークにおける各々のステーションは、ステーションによって必要とされる各々のＰＣＳアクセスエリアのためのトリガおよびレジスタとして使用されるＩ／Ｏ点を割り当てられている。レジスタブロック内で、Ｉ／Ｏは、機械識別子（ＭＡＣＨ＿ＩＤ）、プロセス点タイプ（ＰＰＴ）、部品識別子または通し番号、および部品番号とともに保存されるべきいずれかのデータを指定される。

本発明に従ったシステムの例示実施形態において、ウェブベース管理アプリケーションが、ＰＣＳによって追跡されるＰＣＳ ＯＰＣクライアントおよびＯＰＣクライアントプロセスを構成するための特徴および機能性を提供する。ウェブベース管理アプリケーションは、プロセス構成に関連するデータおよび情報を入力するようにユーザに促すための各種画面を備える。ウェブベース管理アプリケーションはまた、部品履歴およびプロセス完了データの報告および分析もサポートしている。

（ＰＣＳ ＯＰＣクライアント詳細）
図３に言及すれば、本発明の例示実施形態に従ってＯＰＣサーバおよび生産ライン機械コントローラと会話するＰＣＳ ＯＰＣクライアントの動作を例示する流れ図が示されている。本発明のシステムの例示実施形態において、ＰＣＳクライアント１７０は、ＯＰＣ接続を用いてＴａｋｅｂｉｓｈｉ（登録商標）ＯＰＣサーバ１６２と接続するマイクロソフト（登録商標）．ＮＥＴフレームワーク（ＶＢ．ＮＥＴ）用にＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃで書かれたＯＰＣクライアントである。それはまた、マイクロソフト（登録商標）ＳＱＬまたはＩＢＭ（登録商標）ＤＢ２データベース１４６との間でデータを記録し取り出す。

ＰＣＳ ＯＰＣクライアント１７０は、ＰＣＳサービスが開始された時にメモリにロードするＸＭＬ生成ファイルによって構成される。テーブル内のデータテーブルはウェブ管理アプリケーション画面によって入力される。ＰＣＳ ＯＰＣクライアント１７０はＰＬＣによって開始されたトリガイベントを管理する。ＰＣＳ ＯＰＣクライアント１７０は、ＯＰＣサーバ１６２の「アドバイズドモード」でＰＬＣに特定のビットを登録する。アドバイズドモードは、そのビットがＰＬＣにおいて変化すると必ずＯＰＣサーバ１６２は変化が起きたことをＰＣＳ ＯＰＣクライアントに通知することを意味する１６４。ＰＣＳ ＯＰＣクライアントはその後、トリガビット値を検査する１３０。値が構成された値に等しければ１３２、生データグループ１３４がＯＰＣサーバ１５４からデータコンテナ１３６に読み出され、それは所要の処理を決定するために解析される１３８。生データはプロセス点タイプ（ＰＰＴ）を有し、これはＰＬＣから受け取ったデータに関連して実行される１４０コンピュータ命令またはビジネスロジックを表す整数である。生データはまた部品識別子または通し番号を有する。プロセス点タイプ（ＰＰＴ）に基づき、ＰＣＳ ＯＰＣクライアントは、関係するコンピュータ命令またはビジネスロジック１４２を実行する。ＰＬＣは完了したビジネスロジック処理に関連するリターンデータを供給する１４８。リターンデータ書き込み処理１５０がＯＰＣリターンデータ値１５２をＯＰＣサーバ１６２に供給する。ビジネスロジックが完了すると、データベース１４６は部品に関する情報だけでなく適用可能な測定、履歴、リターンフラグなどで更新される１４４。トリガグループプロセス１５６はトリガ値をリセットさせる１５８。トリガグループデータ値１６０は引き続きＯＰＣサーバ１６２に伝達される。

ＰＣＳ ＯＰＣクライアントは、生産ライン区域の始まり（ＡＲＥＡ＿ＯＮ）から区域の終わり（ＡＲＥＡ＿ＯＦＦ）まで種々のプロセス点タイプ（ＰＰＴ）を通る部品を追跡する。プロセス点は、データがＰＣＳとＰＬＣとの間で交換される論理点であると定義される。システムは、生産ライン上の各プロセス点を通る各々の部品について日付および時刻スタンプを記録する。適用可能な測定データ（例えばトルク、角度、コンテナ番号など）もまた各プロセス点で記録される。ＰＣＳによってデータベースに記録されたデータは引き続きプラント品質・追跡システムに伝達され得る。

ＰＣＳにおける所要の機能および手順についての例示プロセス点タイプ（ＰＰＴ）は次の通りである。

プロセス構成を助成するために、本発明に従ったシステムの例示実施形態において、生産ラインの各々の機械は、プロセスおよび機械の組合せである一意の識別子を割り当てられる。機械識別子は、部品が規定の順序に従って処理されたかどうかをＰＣＳが決定するのを可能にする。「１」から始まり、各プロセスは生産ラインの終わりまで順番に番号が付けられる。プロセス番号１は０１と指定され、プロセス２は０２といったように、各プロセスは番号が割り当てられる。機械構成要素は特定のプロセスを実行する機械の番号によって決定される。複数の機械が同じプロセスを実行する場合、それらもまた「１」から始まり順番に番号が付けられる。各機械は特定のプロセスを実行する最大９台の機械について１つの桁が割り当てられる。

例えば、以下の５つのステップまたはプロセスが部品を生産するために使用することができる。

プロセス０１−切断

プロセス０２−穴あけ

プロセス０３−熱処理

プロセス０４−測定

プロセス０５−包装

プロセス０１は２台の機械（機械１、機械２）を必要とし、プロセス０２は３台の機械（機械１、機械２、機械３）を必要とし、プロセス０３〜０５は各々１台の機械（機械１）を必要とする。これらの番号はその後、各機械に一意のプロセス／機械識別子（ＭＡＣＨ＿ＩＤ）を与えるために組合せることができる。

クランクシャフトおよびコネクティングロッド製造に適用される本発明に従ったシステムの例示実施形態において、以下のプロセス／機械識別子を使用することができる。

例示実施形態に従ったウェブベース管理アプリケーションにおいて、新しい区域または新しい部品ラインを定義することは、その部門に権利を有する領域グループとともに部門を定義することを含む。各々の新しい区域は部門およびグループを有し得る。このデータは、管理者が付加的なタスクを完了するためにＰＣＳ管理画面にアクセスする前に、データベースに入力される。以下の表は、管理者が会話する画面および、本発明の例示実施形態に従ってＰＣＳのためのプロセスおよび品質追跡を構成するために実行されるタスクをまとめている。

（ＯＰＣクライアント構成）
ＯＰＣクライアントは１つ以上の生産ライン機械ＰＬＣにサービスするＯＰＣサーバと通信する。ウェブベース管理アプリケーションは部品データを追跡するためにＯＰＣクライアントを構成するための特徴および機能性を提供する。

（ＰＣＳ−ＰＬＣ通信）
以下のフラグおよびパラメータは、部品および部品処理の詳細に関するデータを伝達するためにＰＣＳおよびＰＬＣによって使用される。

各々の部品履歴において部品に適用され得るフラグは、部品の状態および部品が取り扱われ得る方法を指示する電子「タグ」として機能する。フラグは電子的に設定および非設定にされるので、さらにフラグを設定または非設定にしたユーザの識別を追跡することが可能である。特定の状況下で、例えば、どのユーザが部品に対する保留を解除してそれが生産を進行するのを許したかを知ることは望ましいかもしれない。

（ＰＬＣ−ＰＣＳ信号タイミング）
図４に言及すれば、本発明の例示実施形態のためのシステムに従った例示ＰＬＣ−ＰＣＳタイミング図が示されている。ＰＬＣは、機械識別子（ＭＡＣＨ＿ＩＤ）、プロセス点タイプ（ＰＰＴ）、部品識別子または通し番号および、部品番号を背景に保存されるべきあらゆるデータを指定のリンクレジスタに移す。データの準備ができると、ＰＬＣはトリガビットを“ＯＮ”にする。ＰＣＳはトリガビットの状態変化を感知しＰＬＣからデータを読み込む。ＰＣＳはＰＰＴ設定によって指定された要求された機能または手順を呼出す。ＰＣＳは、もしあればリターンデータを状態フラグ、ＮＥＸＴ＿ＰＲＯＣＥＳＳおよびＫＩＣＫ＿ＯＵＴ ＩＤ（つまり部品除去）リンクレジスタに書き込む。ＰＣＳが終了すると、それはＰＣＳ＿ＤＯＮＥビットを設定する。ＰＬＣはＰＣＳ＿ＤＯＮＥビット変化を感知しリンクレジスタからリターンデータを読み込む。ＰＬＣがリターンデータを取得すると、それはトリガビットを“ＯＦＦ”にする。

ＰＣＳはトリガビット変化を感知し、全部の状態フラグ、ＮＥＸＴ＿ＰＲＯＣＥＳＳおよびＫＩＣＫ＿ＯＵＴ ＩＤ（つまり部品除去）リンクレジスタをクリアする。新しい部品履歴が作成されると、ＮＥＸＴ＿ＰＲＯＣＥＳＳ番号は「１」にデフォルト設定される。ＭＡＣＨ＿ＯＦＦ ＰＰＴが部品に対し実行されると、完了したばかりのプロセスを反映するためにＮＥＸＴ＿ＰＲＯＣＥＳＳ番号は更新される。インタフェースはその後完了する。

図５に言及すれば、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ ＱシリーズプロセッサのためのＰＬＣプログラミング例の一部が示されている。この例におけるロボットは一度に２つの部品をロードする。部品識別子または通し番号は機械入力の２次元バーコードカメラで読み取られる。部品識別子または通し番号はデータ収集のために機械の終わりまで追跡される。

ＰＣＳ対プラント品質・追跡システム対話において、ＰＣＳデータはデータベーストリガによってプラント品質・追跡システムに挿入されるか、または更新される。以下はＰＣＳデータベースにおいて構成されるトリガおよびテーブルである。

プラント品質・追跡システム対ＰＣＳ対話において、プラント品質・追跡システムからのＰＣＳへのデータ挿入および更新は、ＰＣＳデータベースに保存された手順を呼び出すことによって生起する。手順は、部品除去、ラインサイド保留、保留解除、修理、スクラップおよび非スクラップを含む。

（部品履歴データおよび報告の分析）
図６〜１２に言及すれば、本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションの画面が示されている。図６に言及すれば、本発明の例示実施形態に従ったウェブベース管理・報告アプリケーションのユーザオプションを例示するスクリーンショットが図示されている。画面の左側は、報告１７０（プロセスによる検索、部品による検索）、プロセス構成１７２（区域、プロセス、プロセス点タイプ、プロセス点および所要の測定）、品質構成１７４（理由、プロセス−理由）、およびＯＰＣクライアント構成１７６（区域部品データベース、ＯＰＣサーバ、スレッド、スレッドＡＰＰ、データ項目）の各カテゴリに関連したユーザ選択よりなる。

図６はさらに、部品についての指定された部門、区域、および部品識別子または通し番号についての詳細なＰＣＳトレーサビリティデータを提示する「部品識別子」報告の詳細を例示している。トレーサビリティ情報は、報告セクション１７０の下の「部品による検索」オプションを用いて探し出すことができる。報告は、品質管理フラグ、保留フラグ、スクラップフラグ、部品除去場所識別子（ＫＩＣＫ＿ＯＵＴ ＩＤ）、コンテナ識別子、および品質管理点識別子、最終プロセス番号、最終機械、現在機械、次プロセス番号および部品オフ通し番号を含む１８２、部品の状態情報（ロット管理情報）を表示する。画面は、部品の完全なプロセス履歴１８４を表示するための領域を含む。部門、区域、および部品識別子または通し番号を指定した後、関連データがＰＣＳデータベースから探し出される。特定のロット管理データ１８２が表示され、部品の完全なプロセス履歴１８４が各プロセス点の日付／時刻スタンプに従って逆の時系列で編成され得る。履歴は部品の各プロセスが完了した時を指示する。

図７に言及すれば、本発明の例示実施形態に従った「プロセス点」報告のためのデータの表示を例示するスクリーンショットが図示されている。プロセス点データは、報告セクション１７０の下の「プロセスによる検索」オプションを用いて探し出すことができる。画面は、部門、区域、プロセス、そして随意で機械を選択するための領域１９０を含む。画面はまた、開始日付および時刻ならびに終了日付および時刻を選択するための領域１９２を含む。これらのパラメータを指定した後、ＰＣＳデータベースは、指定された時限の間に完了したプロセス点とともに関連する部品識別子または通し番号を探し出すために検索され得る１９４。関連する測定データもまた表示され得る１９６。列の列セレクタの左側のマイナス符号１９８は、ユーザがその列についての所要の測定を含むグリッドを閉じることを可能にする。

図８〜１２は、生産ライン上の疑わしい部品を識別および分離し、疑わしい部品を生産しているかもしれない機械を識別するための本発明のシステムの使用を例示している。部品は、生産ライン同僚による目視検査の後か、または生産ラインでの機械検査によるか、または欠陥部品を検出するための他のいずれかの手段を使用することによって、疑わしいとして識別され得る。いったん疑わしい部品が検出されると、本発明のデータ分析および報告機能が、疑わしい部品を生産している機械を識別するために使用され得る。

図８に言及すれば、疑わしい部品（例えばＲＤＪＯＴＦ７４０３３８７４９４０Ｙ）の部門、区域、および部品識別子または通し番号２００を指定した後、完全なプロセス履歴が表示される。完全な部品履歴は、疑わしい部品の問題に起因するプロセスが実行された時を指示する。例えば、疑わしい部品の検査が油穴穴あけプロセス（ＯＨ１）に関する問題を示唆した場合２０２、例示部品履歴データの精査は、ＯＨ１プロセスが２００７年４月１８日午前６時４１分３８秒から６時４７分０８秒の間に部品に対し完了したことを指示する。

図９に言及すれば、プラント品質・追跡システムにおける問い合わせの結果は、４月１８日にＯＨ１プロセスを完了している全部の部品を示している。疑わしい部品は結果２１０内部で突き止められるかもしれない。図１０に言及すれば、問い合わせ結果から、疑わしい部品の初期範囲２２０（例えば疑わしい部品２１０からプラスマイナス２０の部品）を識別することができる。疑わしい部品のその範囲の部品に対する保留アクションの開始（ＨＯＬＤ＿ＯＮ）は、それらが処理のために到着した時にＰＬＣが部品を拒絶するので生産ラインからの部品の自動除去をもたらす。選択された部品への保留アクションは、プラント品質・追跡システムからＰＣＳに、そしてＰＣＳからＰＬＣに伝達される。いったん保留情報がＰＬＣに伝達されると、部品は、それらが以降の生産ライン処理の間にＰＬＣによって拒絶されるので生産から取り除かれ得る。ＰＣＳ−ＰＬＣ通信は、部品での以後の処理が完了してはならないことをＰＬＣがＰＣＳから受け取ったデータから断定するので、生産ライン装置に、部品を拒絶しそれらを「不良」シュートに振り向けるようにさせることによって生産ラインからの疑わしい部品の迅速かつ効率的な除去を助成する。

完全な部品履歴は、引き続き部品の範囲２２０から選択された１つ以上の部品について完了され得る。例えば、４０の部品に対する保留アクションが以後の処理について３９部品の拒絶および１部品の欠落としての識別２２２をもたらした場合、欠落部品の完全な部品履歴を精査することができる。図１１に言及すれば、完全な部品履歴は、欠落部品に関する情報を提供し２３０、欠落部品の現在の場所を決定するために使用することができる。疑わしい部品の実行時の間の記録された機械履歴の調査は、問題の原因を識別するうえで生産ライン同僚を援助することができる。油穴処理の例では、問題は、同僚が後に修正することができる機械または装置の故障（例えば、疑わしい部品の実行時の間の工具交換の間に起きた欠けたドリル）に起因するかもしれない。

生産ライン機械の問題はまた、測定機械または同僚が品質不適合のためにそれらを拒絶した場合に部品が生産から取り除かれる（跳ね出される）時に識別され得る。取り除かれた部品の分析は、問題に責任があり得るプロセスの識別をもたらす。拒絶された部品の部品履歴の精査は、問題を生じる機械プロセスを識別するために完了され得る。図１２に言及すれば、各々の指定された部品２４０の完全な部品履歴内の疑わしいプロセス２４２の精査は、各々の拒絶された部品が同じ機械に由来することを指示するかもしれない。いったん機械が識別されると、同僚は問題（例えば緩いクランプ）を識別し修正するために機械を検査または試験することができる。各部品の完全なプロセス履歴を追跡し分析できる能力は、問題に責任がある生産ライン上の機械の識別を助成する。

本発明のシステムおよび方法は、製造者に多くの利益を提供する。それは異常部品があるプロセスから次のプロセスに移行するのを防ぐ。正しいプロセス履歴を持たない部品は、ＰＬＣによって受け入れられず、部品の「不良」シュートに振り向けられ得る。疑わしい部品がＰＬＣによって拒絶され、場合によっては生産ラインから取り除かれるので、疑わしい部品が生産において使用される可能性は低減する。ＰＬＣによる部品の拒絶はさらに、生産ライン上の同僚に対し、問題を調査し、恐らく付加的またはより大きな問題が起きるのを防ぐ機会を提供する。完全な部品履歴からのデータは、品質問題を潜在的に引き起こすプロセスおよび機械を識別するために分析することができる。本発明のシステムおよび方法は、それらが生じた時に品質問題を機械上で分離することがより容易であるので、検査に頼る必要性を低減する。

本発明の特定の実施形態を例証の目的で上に詳述したが、本発明の範囲はそうした開示によって限定されるとみなしてはならず、以下のクレームによって明白に示される本発明の精神を逸脱することなく修正が可能である。

ＭＡＣＨ＿ＩＤ 機械識別子
ＰＰＴ プロセス点タイプ

Claims (24)

1. 生産ライン上の複数の機械によって完了したプロセスのデータを収集してリアルタイムデータベースに保存するコンピュータ化された方法であって、
   （ａ）複数の機械プロセスを定義することと、
   （ｂ）プロセス識別子を前記複数の機械プロセスの各々と関係づけることと、
   （ｃ）一意の機械識別子を前記生産ライン上の前記複数の機械の各々に割り当てることと、
   （ｄ）複数のプロセス点タイプを定義することと、
   （ｅ）前記生産ライン上の前記機械によって実行される機械作業に関する複数のコンピュータ命令を前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけることと、
   （ｆ）前記一意の機械識別子と、前記複数のプロセス点タイプと、前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令とを、コンピュータのデータベースに保存することと、
   （ｇ）前記機械によって処理された部品についての部品識別子とプロセス点タイプと機械識別子とを、前記生産ライン上の機械のコントローラから前記コンピュータにて受け取ることと、
   （ｈ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令を前記データベースから取り出すことと、
   （ｉ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令を前記コンピュータにて実行することと、
   （ｊ）前記部品識別子を前記データベースに記録することと、
   （ｋ）前記プロセス点タイプに従って前記コンピュータにて実行された前記複数のコンピュータ命令の結果に関連するデータを、前記部品識別子と関係づけて前記データベースに記録することと、
   を含み、
   前記複数の機械プロセスの各々は、前記生産ライン上の機械によって実行される１つ又はそれ以上の機械作業から成り、
   前記一意の機械識別子は前記プロセス識別子を含み、
   前記複数のプロセス点タイプの各々は、前記生産ライン上の前記複数の機械の各々によって実行される前記機械作業に関係しており、
   前記複数のコンピュータ命令は、
   （ｉ）前記機械によって処理された前記部品についての部品履歴データを前記部品識別子を用いて検索することと、
   （ｉｉ）前記部品履歴データに関連するデータを前記コントローラに返すことと、
   を含んでおり、
   前記部品履歴データは、前記部品が前記コントローラによって受け入れられるべきかまたは拒絶されるべきかを指示していることを特徴とする方法。
2. 前記方法は、更に、
   （ｌ）前記機械によって実行される作業に関連するデータを前記コントローラから前記コンピュータにて受け取ることと、
   （ｍ）前記機械によって実行される作業に関連する前記データを、前記部品識別子と関係づけて前記データベースに記録することと、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記機械によって実行される作業に関連するデータを前記コントローラから前記コンピュータにて受け取ることは、前記機械によって処理された前記部品の状態に関するデータを前記コンピュータにて受け取ることを含む請求項２に記載の方法。
4. 前記部品の状態は、品質管理フラグと保留フラグとスクラップフラグとからなる群から選択される請求項３に記載の方法。
5. 前記プロセス識別子を前記複数の機械プロセスの各々と関係づけることは、各プロセスに番号を１から始まる数値の順に割り当てることを含む請求項１に記載の方法。
6. 前記複数のプロセス点タイプは、エリア・オンと、ピック・アップと、マシン・オフと、クォリティ・コントロール・オンと、セット・プロセスと、ロードと、エリア・オフと、マシン・オンと、からなる群から選択される請求項１に記載の方法。
7. 前記方法は、更に、
   （ｌ）前記プロセス点タイプがピック・アップであるかどうかを前記コンピュータにて決定することと、
   （ｍ）前記ピックアップであるプロセス点タイプについての複数のコンピュータ命令を実行することと、
   を含み、前記複数のコンピュータ命令は、
   （ｉ）前記部品履歴データの検索を行うことと、
   （ｉｉ）前記部品履歴データに関連する前記データを前記コントローラに返すことと、
   を含んでおり、
   前記部品履歴データは、前記部品が前記コントローラによって受け入れられるべきかまたは拒絶されるべきかを指示している請求項６に記載の方法。
8. 前記コントローラは、前記部品履歴に関連する前記データに従って前記部品を受け入れるかまたは拒絶する請求項７に記載の方法。
9. 前記方法は、更に、
   前記コントローラが前記部品履歴データに関連する前記データに従って前記部品を拒絶した場合、前記部品を前記生産ラインから取り除くことを含む請求項８に記載の方法。
10. 前記方法は、更に、
    前記コンピュータにて記録された前記データをプラント品質・追跡システムに転送することを含む請求項１に記載の方法。
11. 生産ライン上の複数の機械によって完了したプロセスのデータを収集してリアルタイムデータベースに保存するためのコンピュータ化されたシステムであって、
    複数のラインコントローラと、
    前記複数のラインコントローラと通信しているプロセス制御システムコンピュータと、
    を備えており、
    前記複数のラインコントローラの各々は、前記生産ライン上の前記複数の機械によって実行される作業を制御するようになっているとともに、前記複数の機械において処理された部品に関連するデータを送受するようになっており、
    前記プロセス制御システムコンピュータは、
    （ｉ）複数のプロセス識別子と、
    （ｉｉ）前記生産ライン上の前記複数の機械の各々を識別する複数の一意の機械識別子と、
    （ｉｉｉ）複数のプロセス点タイプと、
    （ｉｖ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた複数のコンピュータ命令と、
    を保存するために前記リアルタイムデータベースを備えており、
    前記複数のプロセス識別子の各々は、前記生産ライン上の機械によって実行される１つ又はそれ以上の機械作業を含む複数の機械プロセスと関係づけられており、
    前記複数の機械識別子の各々はプロセス識別子を含み、
    前記複数のプロセス点タイプの各々は、前記生産ライン上の前記複数の機械の各々によって実行される機械作業に関係しており、
    前記複数のコンピュータ命令は、前記生産ライン上の前記複数の機械によって実行される前記機械作業に関連しており、
    前記プロセス制御システムコンピュータは、
    （ａ）前記機械によって処理された部品についての部品識別子とプロセス点タイプと機械識別子とを、前記生産ライン上の機械のコントローラから前記コンピュータにて受け取り、
    （ｂ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令を前記リアルタイムデータベースから取り出し、
    （ｃ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令を前記コンピュータにて実行し、
    （ｄ）前記部品識別子を前記データベースに記録し、
    （ｅ）前記プロセス点タイプに従って前記コンピュータにて実行された前記複数のコンピュータ命令の結果に関連するデータを、前記部品識別子と関係づけて前記データベースに記録し、
    前記複数のコンピュータ命令は、
    （ｉ）前記機械によって処理された前記部品についての部品履歴データを前記部品識別子を用いて検索することと、
    （ｉｉ）前記部品履歴データに関連するデータを前記コントローラに返すことと、
    を含み、前記部品履歴データは、前記部品が前記コントローラによって受け入れられるべきかまたは拒絶されるべきかを指示していることを特徴とするシステム。
12. 前記プロセス制御システムコンピュータは、更に、
    （ｌ）前記機械によって実行される作業に関連するデータを前記コントローラから受け取り、
    （ｍ）前記機械によって実行される作業に関連する前記データを、前記部品識別子と関係づけて前記リアルタイムデータベースに記録する請求項１１のシステム。
13. 前記機械によって実行される作業に関連する前記データは、前記機械によって処理された前記部品の状態に関するデータを含む請求項１２に記載のシステム。
14. 前記部品の状態は、品質管理フラグと、保留フラグと、スクラップフラグとからなる群から選択される請求項１３に記載のシステム。
15. 前記複数のプロセス識別子を含む前記複数の一意の機械識別子は、１から始まる数値の順で割り当てられたプロセス番号よりなる請求項１１に記載のシステム。
16. 前記複数のプロセス点タイプは、エリア・オンと、ピック・アップと、マシン・オフと、クォリティ・コントロール・オンと、セット・プロセスと、ロードと、エリア・オフと、マシン・オンと、からなる群から選択される請求項１１に記載のシステム。
17. 前記プロセス制御システムコンピュータは、更に、
    （ｎ）前記プロセス点タイプがピック・アップであるかどうかを決定し、
    （ｏ）前記ピック・アップである前記プロセス点タイプについての複数のコンピュータ命令を実行し、前記複数のコンピュータ命令は、
    （ｉ）前記部品履歴データの検索を行うことと、
    （ｉｉ）前記部品履歴データに関連する前記データを前記コントローラに返すことと、
    を含み、
    前記部品履歴データは、前記部品が前記コントローラによって受け入れられるべきかまたは拒絶されるべきかを指示している請求項１６に記載のシステム。
18. 前記コントローラは、前記部品履歴データに関連する前記データに従って前記部品を受け入れるかまたは拒絶する請求項１７に記載のシステム。
19. 前記コントローラが前記部品履歴データに関連する前記データに従って前記部品を拒絶した場合、前記コントローラは前記部品を前記生産ラインから取り除く請求項１８に記載のシステム。
20. 前記プロセス制御システムコンピュータにて記録された前記データは、さらに、プラント品質・追跡システムに転送される請求項１１に記載のシステム。
21. 生産ライン上の複数の機械によって完了したプロセスを制御するためのコンピュータ化された方法であって、
    （ａ）一意の機械識別子を前記生産ライン上の前記複数の機械の各々に割り当てることと、
    （ｂ）複数のプロセス点タイプを定義することと、
    （ｃ）前記生産ライン上の機械によって実行される機械作業に関する複数のコンピュータ命令を前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけることと、
    （ｄ）前記一意の機械識別子と、前記複数のプロセス点タイプと、前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令とを、プロセス制御システムコンピュータのデータベースに保存することと、
    （ｅ）前記生産ライン上で処理された部品についての部品識別子および部品状態情報を前記データベースに保存することと、
    （ｆ）前記機械によって処理された部品についての部品識別子とプロセス点タイプと機械識別子とを、前記生産ライン上の機械のコントローラから前記プロセス制御システムコンピュータにて受け取ることと、
    （ｇ）前記複数のプロセス点タイプの各々と関係づけられた前記複数のコンピュータ命令を前記プロセス制御システムコンピュータにて実行することと、
    （ｈ）前記部品識別子と関係づけられた部品状態情報を前記データベースから取り出すことと、
    （ｉ）前記部品状態情報に従って前記コントローラによる前記部品の処理のために前記部品状態情報を前記コントローラに送ることと、
    を含み、
    前記各機械識別子は、前記生産ライン上の前記機械によって実行される１つ又はそれ以上の機械作業に関連するプロセス識別子を含み、
    前記複数のプロセス点タイプの各々は、前記生産ライン上の前記複数の機械の各々によって実行される機械作業に関係しており、
    前記部品状態情報がスクラップ状態インジケータのとき、前記コントローラは、前記部品を移動させて前記生産ラインから取り除き、
    前記部品状態情報が品質管理状態インジケータのとき、前記コントローラは、前記部品を品質管理ステーションに向けることを特徴とする方法。
22. 前記部品状態情報が部品除去場所識別子であるとともに前記部品が部品除去場所に到達したとき、前記部品は前記コントローラによって前記生産ラインから取り除かれる請求項２１に記載の方法。
23. 前記部品状態情報が次のプロセス識別子であるとき、前記部品は、前記次のプロセス識別子に従って前記生産ライン上で別のコントローラへ移される請求項２１に記載の方法。
24. 前記方法は、更に、
    （ｈ）前記機械での前記部品の処理に関する付加的情報を、前記コントローラから前記プロセス制御システムコンピュータにて受け取ることと、
    （ｉ）前記機械での前記部品の処理に関する前記付加的情報を、前記部品識別子と関係づけて前記データベースに保存することと、
    を含む請求項２１に記載の方法。

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