JP5294146B2 - 生産エネルギー管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、生産エネルギー管理システムに関し、詳しくは、製品別やロット別のエネルギー管理の改善に関するものである。
図１０は、製造ラインの一例を示す構成図である。３つの製造ライン１〜３は、たとえば部品製造・中間工程Ｐ１と組立・最終工程Ｐ２の２工程を経て、２種類の製品１と２がロット単位で製造される。製造ライン１は、工程Ａ→工程Ｂ→工程Ｇを経て製品１をロット単位で製造する。製造ライン２は、工程Ｃ→工程Ｄ→工程Ｇを経て製品１をロット単位で製造するとともに、工程Ｃ→工程Ｄ→工程Ｈを経て製品２をロット単位で製造する。製造ライン３は、工程Ｅ→工程Ｆ→工程Ｈを経て製品２をロット単位で製造する。
図１１は、図１０の製造ラインを管理する従来のシステムの一例を示す構成図であり、エネルギー管理システム１０と生産管理システム２０とが個別に設けられている例を示している。
エネルギー管理システム１０は、各製造ライン１〜３のエネルギー情報を入出力装置１１1〜１１nを介して収集し、ネットワーク１２を介してデータベース１３に格納する。演算部１４は、データベース１３に格納されたエネルギー情報を統計処理やグラフ化するために必要な所定の演算を行う。解析部１５は、データベース１３に格納されたエネルギー情報や演算部１４の演算結果などに基づき、製品別消費エネルギーの推移などの解析処理を行う。表示部１６は、図１２に示すようなエネルギー管理に関連した各種のデータやグラフや演算結果などを表示する。
図１２において、（Ａ）は同一時間（同一期間）に使用したエネルギーを部署別、ライン別、工程別などに分けて一覧表として表したテーブルを示し、（Ｂ）は（Ａ）のテーブルに表された同一時間において使用した部署別、ライン別のエネルギーを工程別に積み重ねて表した積層グラフを示している。
生産管理システム２０は、各製造ライン１〜３の生産情報を入出力装置２１1〜２１nを介して収集し、ネットワーク２２を介してデータベース２３に格納する。演算部２４は、データベース２３に格納された生産情報を統計処理やグラフ化するために必要な所定の演算を行う。解析部２５は、データベース２３に格納された生産情報や演算部２４の演算結果などに基づき、製品別生産量や不良率の推移などの解析処理を行う。表示部２６は、図１３に示すような生産管理に関連した各種のデータや演算結果などを表示する。
これまでは、省エネ法などの遵守のために、製品個別のＣＯ2排出量の管理や、その問題点を抽出して改善するという観点はなかった。ところが、近年における地球温暖化防止に関する京都議定書の発効、世界的なエネルギー需給のひっ迫などを踏まえ、カーボンフットプリントなど、製品個別のＣＯ2排出量も管理して改善することが求められつつある。
特許文献１には、単位時間消費エネルギー量と単位時間生産量とに基づき製品毎のエネルギー原単位を求める構成が記載されている（図１）。
特開２００５−５６２６２号公報
しかし、図１１に示す従来のシステム構成では、エネルギー管理システムＥＭＳと生産管理システムＰＭＳとの間で、時間軸や管理区分の整合が取れていないことから、エネルギー情報に製造情報をリンクさせることはできなかった。
このため、製品の製造に伴うＣＯ2排出量を削減しようとしても、工程別、製品種別、ロット別などの観点から問題点を抽出することは不可能であった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、工程や装置のエネルギー（ＣＯ2排出量情報）と生産情報（個数、稼働状況、品質）をリンクさせ、製品別、ロット別のＣＯ2排出量を算出・管理することにある。
また、製品やロットが経由してきた各工程におけるＣＯ2排出量を管理解析して、製品やロット別の観点からＣＯ2排出量の改善に結びつけることを目的とする。
このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、
製品の生産情報を管理する生産管理システムと製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報および製造設備の稼動情報を管理するエネルギー管理システムとで構築される生産エネルギー管理システムであって、
前記生産管理システムは生産ロットデータを前記エネルギー管理システムに出力する生産ロットデータ出力手段を備え、
前記エネルギー管理システムは、前記生産管理システムから入力される生産ロットデータに基づき生産情報データベースを生成する手段と、前記製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報および製造設備の稼動情報に基づきエネルギーに関連したリアルタイムデータベースを生成する手段と、前記生産情報とエネルギーデータに基づきロットまたは製品個別あたりのＣＯ 2 排出量を演算する演算手段と、これら生産情報データベースの生産情報およびリアルタイムデータベースの製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報に基づき生産に関連した各種のエネルギー解析を行う生産エネルギー解析手段を備え、
前記生産エネルギー解析手段は、製品ロット別ＣＯ 2 管理グラフ、製品ロット工程別ＣＯ 2 管理グラフ、製品ロットの製造に係わるＣＯ 2 排出量を各工程ごとに積層して合計値を表示する製品ロット別積層ＣＯ 2 管理グラフ、ロットまたは製品の製作に係わったＣＯ 2 排出量をロット、工程、装置ごとに時系列に表示解析するための製造工程詳細ＣＯ 2 管理グラフの少なくともいずれかを生成することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の生産エネルギー管理システムにおいて、
前記エネルギー管理システムの表示手段の表示画面には、
前記生産エネルギー解析手段で生成された前記グラフの中から所望の条件に適合する所定のグラフを選択するためのグラフ選択部が設けられた選択表示領域と、
前記製造設備の稼動情報に基づくエネルギーフローと前記製品の生産フローが表示される生産フロー表示領域と、
前記選択表示領域で選択された所定のグラフが表示されるグラフ表示領域、
を含む生産エネルギー管理画面が表示されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の生産エネルギー管理システムにおいて、
前記エネルギー管理システムは、
製品ロット毎のＣＯ 2 排出量を表示するための帳票を生成するカテゴリー別エネルギー帳票生成手段を備えることを特徴とする。
これらにより、効率よく、生産に伴う各種のエネルギー管理を行うことができる。
以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は本発明によるエネルギー管理システムの一実施例を示す構成図であり、図１１と共通する部分には同一の符号を付けている。入出力装置１０１1〜１０１nは、従来のエネルギー情報に加えて、設備の稼動情報を取得する。エネルギー演算処理部１０３は、これら入出力装置１０１1〜１０１nが取得した情報をネットワーク１０２を介して取り込み、生産情報と紐付けが可能なエネルギー情報に変換・演算処理を行って、演算処理結果をリアルタイムデータベース１０４に入力する。ここで、入出力装置１０１1〜１０１nのデータ収集周期は、リアルタイムデータベース１０４を構築するために、たとえば１０分以下とする。
生産情報データベース１０６は、生産管理システム２０から、図１３のような生産ロットデータ帳票生成部１０５で生成された図１３のような生産ロットデータ帳票形式を介して生産ロット情報を取り込む。
生産情報リンク処理部１０７は、生産情報とエネルギー情報を、図２のように製造記録と時間別のエネルギーデータによりリンクする。なお、リンクの定義は、図７のエネルギーフローと、図８の生産フローを表示部１１５の表示画面上で定義することにより紐付けされる。
生産・カーボンフロー演算処理部１０８は、リンクされた生産情報とエネルギーデータに基づき、ロットまたは製品個別あたりのエネルギー、ＣＯ2排出量、エネルギーコスト、ロス、生産効率などを演算する。また、カーボンフットプリント値を算出するため、この演算結果と、図８で定義されたカーボンフローにより、カーボンフットプリント値を算出する。
なお、カーボンフローは、サプライチェーンに同様のシステムを導入することで、生産フローを拡張できる。また、システム化できない数値は、カーボンフローにあらかじめ定義されたＣＯ2の数値に基づき演算を行い算出する。
生産・エネルギーデータベース１０９は、生産情報リンク処理部１０７および生産・カーボンフロー演算処理部１０８により生産情報とエネルギー情報をリンクして演算されたデータを、ロット別または製品別に格納する。
生産エネルギー解析部１１０は、エネルギー、ＣＯ2排出量、エネルギーコストなどの解析を行うとともに、図３に示す製品ロット別ＣＯ2管理グラフ、図４に示すＣＯ2トレーサビリティ管理グラフ（製品ロット工程別ＣＯ2管理グラフ）、図５に示す製品ロット別積層ＣＯ 2 管理グラフ、図６に示す製造工程詳細ＣＯ2管理グラフなども作成して表示部１１５の表示画面上に表示する。
図３に示す製品ロット別ＣＯ2管理グラフは、生産される製品ロット別のＣＯ2排出量を管理・解析するためのものであって、目標値または比較値を表示し、値を超えたものは警報を出力する。
この製品ロット別ＣＯ2管理グラフにより、製品のロット別ＣＯ2排出量をリアルタイムで管理できる。これにより、カーボンフットプリント値の製造部分をリアルタイムで管理でき、目標値をオーバーしないよう管理できる。目標値をオーバーした場合は、警報やグラフの表示色を変えることにより通知する。
図４に示すＣＯ2トレーサビリティ管理グラフ（製品ロット工程別ＣＯ2管理グラフ）は、生産される製品ロット工程別のＣＯ2排出量が目標値を超えた場合、どの工程に問題があったかをトレーサビリティ解析するためのものであって、製品、ロットの製造に係わる工程別のＣＯ2排出量を表示するとともに、工程別に目標値または比較値を表示し、値を超えたものは警報を出力する。
このＣＯ2トレーサビリティ管理グラフ（製品ロット工程別ＣＯ2管理グラフ）により、製品ロットのどこの工程に問題があったかを抽出することができる。
図５に示す製品ロット別積層ＣＯ 2 管理グラフは、製品ロットの製造に係わるＣＯ2排出量を各工程ごとに積層して合計値を表示するとともに、工程別に目標値、または比較値を表示し、値を超えたものは警報を出力する。
図６に示す製造工程詳細ＣＯ2管理グラフは、製品の製作に係わったＣＯ2排出量をロット、工程、装置ごとに時系列に表示解析するためのものであって、前ロットと現ロットの製作開始時間と終了時間に基づき、待機時間を演算表示する。また、待機時間にかかったエネルギー、生産に係わったエネルギーも表示する。
この製造工程詳細ＣＯ2管理グラフにより、工程のどの部分に問題があったかを解析することができる。
生産・カーボンフロービルダー１１１は、図７に示すエネルギーフローと、図８に示す生産フローを表示部１１５の表示画面上で定義することにより、エネルギー情報と、生産情報の紐付けを行う。
また、表示部１１５のその他表示画面もこれらエネルギーフローと生産フローの定義により、自動的に定義される。
なお、生産フローに工場外のＣＯ2排出量を加算するボックスを設けることにより、簡易的なカーボンフットプリント値を算出できる。
締切処理部１１２は、リアルタイムデータベース１０４より取得したデータについて、時間、日など任意の日時設定に基づく締切処理を行う
ヒストリカルデータベース１１３は、所定の周期で収集されるデータを、任意時間で集計して平均、最大、最小などの各種の統計演算処理を行い、通常時間締め、日締め、月締め、年締めなどを行う。
エネルギー解析部１１４は、ヒストリカルデータベース１１３に格納されているデータに基づき、一般的なグラフや散布図などを作成して、エネルギーの解析を行う。
表示部１１５は、通常、図９に示すような生産エネルギー管理画面を表示する。図９の生産エネルギー管理画面には、選択表示領域Ａと、生産フロー表示領域Ｂと、グラフ表示領域Ｃと、データコメント表示領域Ｄが設けられている。
選択表示領域Ａには、表示すべきグラフを選択するための複数のアイコンが設けられたグラフ選択部と、製品を製品分類、日付、ロット番号などを入力することにより選択する製品選択部と、担当者別など様々な条件に適合するグラフを選択するためのフィルター部が設けられている。
生産フロー表示領域Ｂには、生産・カーボンフロービルダー１１１により自動的に生成される図７に示すエネルギーフローと図８に示す生産フローが表示される。
グラフ表示領域Ｃには、選択表示領域Ａで選択されたグラフが表示される。図６に示す製造工程詳細ＣＯ2管理グラフは、生産フロー表示領域Ｂに表示される図８に示す生産フローから所望の装置を選択することにより表示される。
データコメント表示領域Ｄには、データ表示や各装置の特徴などについて、オペレータが適宜必要なコメントを入力することにより表示される。
カテゴリー別エネルギー帳票生成部１１６は、たとえば製品ロット毎に、ＣＯ2の排出量を表示するための帳票を生成する。これにより、製品別、任意締切日時別、時間別、日別、月別、年別などを表示したり、自動・任意印字することが可能となる。
このように構成することにより、これらの一連のドリルダウン解析により、すばやく問題点を抽出でき、改善活動にむすびつけることができる。
また、これら一連の演算・解析を自動化でき、管理工数を大幅に削減できる。
さらに、カーボンフットプリントに対応した製品別のＣＯ2排出量管理が可能となり、それらの管理工数も本発明に基づく自動化により、大幅な管理工数の削減が図れる。
なお、上記実施例では、ＣＯ2排出量に着目して説明したが、ＣＯ2排出量の代わりにエネルギーコストや一次エネルギー換算値などについても同様な解析が可能となる。
また、品質情報と結びつけることにより、品質とＣＯ2排出量の相関などの解析を行うことも可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、製品別、ロット別のＣＯ2排出量を効率よく適切に算出・管理できる生産エネルギー管理システムを実現することができ、生産ラインにおける製品別やロット別のエネルギー管理の改善に好適である。
本発明による生産エネルギー管理システムの一実施例を示すブロック図である。 本発明の生産エネルギー管理システムで用いられる製造記録と時間別のエネルギーデータによるリンク説明図である。 本発明の生産エネルギー管理システムにおける製品ロット別ＣＯ2管理グラフである。 本発明の生産エネルギー管理システムにおけるＣＯ2トレーサビリティ管理グラフ（製品ロット工程別ＣＯ2管理グラフ）である。 本発明の生産エネルギー管理システムにおける製品ロット別積層ＣＯ 2 管理グラフである。 本発明の生産エネルギー管理システムにおける製造工程詳細ＣＯ2管理グラフである。 本発明の生産エネルギー管理システムにおけるエネルギーフロー図である。 本発明の生産エネルギー管理システムにおける生産フロー図である。 本発明の生産エネルギー管理システムにおける生産エネルギー管理画面例図である。 製造ラインの一例を示す構成図である。 図１０の製造ラインを管理する従来のシステムの一例を示す構成図である。 エネルギー管理に関連した各種のデータやグラフや演算結果などの表示例図である。 生産管理に関連した生産ロット情報例図である。
符号の説明
２０ 生産管理システム
１００ エネルギー管理システム
１０１1〜１０１n 入出力装置
１０２ ネットワーク
１０３ エネルギー演算処理部
１０４ リアルタイムデータベース
１０５ 生産ロットデータ帳票生成部
１０６ 生産情報データベース
１０７ 生産情報リンク処理部
１０８ 生産・カーボンフロー演算処理部
１０９ 生産・エネルギーデータベース
１１０ 生産エネルギー解析部
１１１ 生産・カーボンフロービルダー
１１２ 締切処理部
１１３ ヒストリカルデータベース
１１４ エネルギー解析部
１１５ 表示部
１１６ カテゴリー別エネルギー帳票生成部

Claims (3)

  1. 製品の生産情報を管理する生産管理システムと製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報および製造設備の稼動情報を管理するエネルギー管理システムとで構築される生産エネルギー管理システムであって、
    前記生産管理システムは生産ロットデータを前記エネルギー管理システムに出力する生産ロットデータ出力手段を備え、
    前記エネルギー管理システムは、前記生産管理システムから入力される生産ロットデータに基づき生産情報データベースを生成する手段と、前記製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報および製造設備の稼動情報に基づきエネルギーに関連したリアルタイムデータベースを生成する手段と、前記生産情報とエネルギーデータに基づきロットまたは製品個別あたりのＣＯ 2 排出量を演算する演算手段と、これら生産情報データベースの生産情報およびリアルタイムデータベースの製品の製造に関連したＣＯ2排出量を含むエネルギー情報に基づき生産に関連した各種のエネルギー解析を行う生産エネルギー解析手段と表示画面を有する表示手段を備え、
    前記生産エネルギー解析手段は、製品ロット別ＣＯ 2 管理グラフ、製品ロット工程別ＣＯ 2 管理グラフ、製品ロットの製造に係わるＣＯ 2 排出量を各工程ごとに積層して合計値を表示する製品ロット別積層ＣＯ 2 管理グラフ、ロットまたは製品の製作に係わったＣＯ 2 排出量をロット、工程、装置ごとに時系列に表示解析するための製造工程詳細ＣＯ 2 管理グラフの少なくともいずれかを生成して前記表示手段の表示画面に表示することを特徴とする生産エネルギー管理システム。
  2. 前記エネルギー管理システムの表示手段の表示画面には、
    前記生産エネルギー解析手段で生成された前記グラフの中から所望の条件に適合する所定のグラフを選択するためのグラフ選択部が設けられた選択表示領域と、
    前記製造設備の稼動情報に基づくエネルギーフローと前記製品の生産フローが表示される生産フロー表示領域と、
    前記選択表示領域で選択された所定のグラフが表示されるグラフ表示領域、
    を含む生産エネルギー管理画面が表示されることを特徴とする請求項１記載の生産エネルギー管理システム。
  3. 前記エネルギー管理システムは、
    製品ロット毎のＣＯ 2 排出量を表示するための帳票を生成するカテゴリー別エネルギー帳票生成手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の生産エネルギー管理システム。
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