JP5484230B2

JP5484230B2 - 生産システム

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Publication number: JP5484230B2
Application number: JP2010157763A
Authority: JP
Inventors: 貞雄中村; 一彦山下
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-07-12
Also published as: JP2012022377A

Description

本発明は、物品を計量する計量装置を含む生産システムに関し、特に、物品を計量した後、異物検出等を行う生産ラインを有する生産システムに関する。

物品を計量して包装し、検品する工程は、複数の機器により構成される１つの生産ライン上で行われることが知られている。例えば、計量装置として組合せ秤を含む生産ラインは、組合せ秤以外の機器として、組合せ秤で計量された物品を包装する包装機、包装機で包装された物品の計量値が適正範囲内か否かを検出する重量選別機、物品に金属やその他の異物が含まれていないかどうかを検査する金属検出機及び／又はＸ線異物検出装置、問題のない物品を箱詰めする箱詰め装置等を含んでいる。

これらの各機器は、プロセッサ等により構成される演算部を有しており、各種の演算処理を行う。このような生産ラインにおける演算処理のうち処理負荷の大きい演算処理については高い処理能力を有する演算部が必要となる。処理負荷の大きい演算処理としては、例えば、組合せ秤において、複数の計量ホッパで計量された物品のうち所定の計量範囲内となるような物品の組合せを選出する組合せ演算処理や、重量選別機において、計量される物品の計量波形から振動等の外乱成分を除去するためのデジタルフィルタ処理及びこのために計量波形に対してフーリエ解析等を行って計量波形に適合するフィルタを生成してフィルタリングを行うフィルタリング処理等が挙げられる。

また、組合せ秤および重量選別機を備えた生産システムにおいて、組合せ秤により得られた組合せ計量物品の重量を重量選別機で計量した際に当該重量が所定の許容量内にあるかどうかを診断する異常診断モードを実行する構成も知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のような構成においては、組合せ秤および重量選別機の制御部（演算部）のうちの予め定められた制御部において異常診断モードの演算処理が行われる。

特開２００６−５３０３５号公報

以上のように、組合せ秤等の計量装置を含む生産ラインにおける各種の演算処理には、処理負荷の大きい演算処理が含まれているため、処理負荷の大きい演算処理を行うためには演算部において高い処理能力が必要となる問題がある。高い処理能力を有する演算部（プロセッサ）は、高価であるため、複数の機器のそれぞれにおいて処理負荷の大きい演算処理が必要となる場合、当該複数の機器のすべてについて高い処理能力を有する演算部を設ける必要が生じ、生産ライン全体として高コストとなる。

さらに、処理負荷の大きい演算処理の中には、演算処理の実施頻度の高いものもあれば低いものもある。従って、実施頻度の低い演算処理のために高い処理能力を有する演算部を設けることは非効率であるし、逆に、実施頻度の高い演算処理については高い処理能力を有する演算部において演算処理を行うとしても演算部の処理負荷（作動状況）によっては処理に遅れが生じ得るといった問題がある。また、演算部の使用率（プログラム占有率）が高くなると、当該演算部の消費電力が高くなるため、１つの演算部において複数の演算処理を行うこと等により処理負荷が高くなると生産ライン全体の消費電力が高くなってしまう問題がある。

なお、特許文献１においては、異常診断モードの演算処理が組合せ秤に設けられた制御部とは別の計量チェッカの制御部において実施されることが許容されているが、そのときの演算部の処理負荷の状況に応じて異常診断を実施する制御部が定められるわけではない（予め何れの制御部で実施するかは決められている）ため、特許文献１の構成をもってしても処理負荷の大きい演算処理が要求された際に演算部の処理負荷によっては処理に遅れが生じたり、消費電力が高くなったりするという問題は解決できない。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、処理負荷の大きい演算処理を実行する場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現し、消費電力を低減することができる生産システムを提供することを目的とする。

本発明に係る生産システムは、演算部を有し、通信回線を通じて互いに通信可能に構成され、物品の計量に用いる複数の機器を含み、前記複数の機器のそれぞれは、その機器内の演算部における演算処理の負荷状態を通信回線を通じて他の機器に送信するよう構成されており、前記複数の機器のうちの一の機器の演算部は、予め定められた演算処理の実行に先立って、前記複数の機器の演算部のそれぞれの演算処理の負荷状態を比較し、前記複数の機器のうち、少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出し、その後、前記選出された機器の演算部が、前記予め定められた演算処理を行うよう構成されている。

上記構成の生産システムによれば、複数の機器のそれぞれがその機器内の演算部における演算処理の負荷状態を通信回線を通じて他の機器に送信するため、各機器がその他の機器の演算部における演算処理の負荷状態を把握することができる。そして、予め定められた演算処理の実行に先立って、通信回線を介して相互に接続されている複数の機器のうち、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を含む一又は複数の機器が選出され、当該選出された機器の演算部において予め定められた演算処理が行われるため、処理負荷の大きい演算処理が要求された場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現することができる。また、複数の機器間で処理負荷が平準化されるため、消費電力を低減することができる。

前記選出された機器が前記一の機器以外の場合、前記一の機器は、前記選出された機器に、前記予め定められた演算処理の処理内容及び当該演算処理に用いられる処理データを前記通信回線を通じて前記選出された機器に送信し、前記選出された機器の演算部は、前記処理内容及び前記処理データに基づいて前記予め定められた演算処理を行い、その結果を前記通信回線を通じて前記一の機器に返信するよう構成されてもよい。これにより、選出された機器が一の機器以外の場合に、予め定められた演算処理の処理内容及び処理データが選出された機器に通信回線を通じて送信されるため、選出された一の機器以外の機器においても予め定められた演算処理が容易に実行される。そして、演算結果が再び通信回線を通じて一の機器に返送されるため、一の機器は、予め定められた演算処理の処理結果を迅速且つ確実に得ることができる。

前記各機器の演算部における演算処理の負荷状態は、前記演算処理が行われている演算部の処理能力及び使用率に基づいて算出される処理能力指数によって表されてもよい。これにより、演算部が処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する際に、演算部の処理能力だけでなく当該演算部の使用率に基づいて判断することができるため、より迅速に演算処理可能な機器を選出することができる。

前記複数の機器は、前記物品の自動計量を行う組合せ秤を含み、前記予め定められた演算処理は、前記組合せ秤のための組合せ演算処理を含んでもよい。これにより、処理負荷の大きい組合せ演算処理が処理負荷の最も小さい演算部を有する機器において優先的に演算処理されるため、システム全体で効率的且つ迅速な演算処理を行うことができる。

前記予め定められた演算処理は、計量データに含まれた振動成分を解析するフーリエ解析演算処理を含んでもよい。これにより、処理負荷の大きいフーリエ解析演算処理が処理負荷の最も小さい演算部を有する機器において優先的に演算処理されるため、システム全体で効率的且つ迅速な演算処理を行うことができる。

前記複数の機器は、前記予め定められた演算処理のみが行われる演算部を有するサーバを含んでもよい。これにより、サーバを増減したり、サーバの演算部の処理能力を変更することによりシステム全体の処理能力を変化させることができるため、システム全体の処理負荷に応じてシステム全体の処理能力を容易に変更することができる。

本発明は以上に説明したように構成され、処理負荷の大きい演算処理を実行する場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現し、消費電力を低減することができるという効果を奏する。

図１は本発明の一実施形態に係る生産システムの概略構成を示すブロック図である。図２は図１に示される生産システムにおける組合せ秤の制御の流れを示すフローチャートである。図３は図１に示される生産システムにおける重量選別機の制御の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る生産システムの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の生産システムは、複数の生産ライン１，２を有している。第１の生産ライン１は、物品を自動計量する計量装置として、物品を予め定められた重量に計量するために組合せ演算処理を行う組合せ秤１１と、組合せ秤１１で計量された物品を包装する包装機１２と、包装機１２で包装された物品（包装品）を計量し、当該包装品が所定の計量範囲内か否かを判別する重量選別機１３と、包装品内に金属が混入しているか否かを検出する金属検出機１４と、包装品内に異物が混入しているか否かを包装品にＸ線を照射することで検出するＸ線異物検出装置１５と、重量選別機１３、金属検出機１４およびＸ線異物検出装置１５で不良と判断された場合（包装品の重量が計量範囲外である場合や包装品内に金属またはその他の異物が混入している場合）に、該当物品（不良品）を排除する振分装置１７と、振分装置１７で排除されなかった良品を箱詰めする箱詰め装置１６とを有している。第２の生産ライン２は、第１の生産ライン１における箱詰め装置１６がない以外同様の構成（組合せ秤２１、包装機２２、重量選別機２３、金属検出機２４、Ｘ線異物検出装置２５および振分装置２７）を有している。すなわち、第１の生産ライン１は自動で梱包を行う生産ラインであり、第２の生産ライン２は人手で梱包を行う生産ラインである。以下では、第１の生産ライン１を中心に説明するが、第２の生産ライン２でも同様である。

第１の生産ライン１において、振分装置１７以外の機器１１〜１６は、それぞれ、各機器の本体部１１４〜１６４と、プロセッサ等により構成される演算部１１１〜１６１と、各機器間を通信可能な通信部１１２〜１６２を有し、通信回線Ｌを通じて互いに通信可能に構成されている。演算部１１１〜１６１は、後述する各処理の演算処理を行うとともに、対応する機器１１〜１６の本体部１１４〜１６４の制御を行う。各機器１１〜１６には、操作設定を入力および確認するためのタッチパネル等の操作入力部および表示部を備えた操作設定表示装置１１５〜１６５を有している。また、振分装置１７には、振分装置本体１７４と当該振分装置本体を駆動する駆動回路部１７１が設けられている。なお、通信回線Ｌは、有線でもよいし、無線でもよい。

各機器１１〜１６，２１〜２５の演算部１１１〜１６１，２１１〜２５１は、通信部１１２〜１６２，２１２〜２５２から通信回線Ｌを介して演算部１１１〜１６１における演算処理の負荷状態を示す処理能力および使用率を互いに通信するよう構成されている。演算部の処理能力には、演算部の処理速度を示す指標（例えばクロック周波数等）が用いられる。また、演算部の使用率には、例えば実行プログラムのアイドルプロセス（空の命令）に対する単位時間当たりのプロセッサの占有率等が用いられる。演算部の処理能力および使用率を通信するタイミングは、予め定められた時間ごとに定期的に行うこととしてもよいし、後述するように、予め定められた演算処理の実行の際に行うこととしてもよい。各機器には、この通信により得られた各機器の演算部の処理能力および使用率を記憶する記憶手段（図示せず）が設けられている。

また、組合せ秤１１および包装機１２にはそれぞれ入出力（Ｉ／Ｏ）回路部１１３，１２３が設けられており、組合せ秤１１と包装機１２との間でインターロック信号を授受可能なように構成されている。この組合せ秤１１と包装機１２との間のインターロック信号は、物品の包装待ち受け時に包装機１２から組合せ秤１１へ送られる物品排出命令信号と、物品の排出後に組合せ秤１１から包装機１２へ送られる物品排出完了信号とを含んでいる。

同様に、重量選別機１３、金属検出機１４、Ｘ線異物検出装置１５および振分装置１７にもそれぞれ入出力（Ｉ／Ｏ）回路部１３３，１４３，１５３，１７３が設けられており、重量選別機１３、金属検出機１４およびＸ線異物検出装置１５と振分装置１７との間でインターロック信号を授受可能なように構成されている。重量選別機１３、金属検出機１４およびＸ線異物検出装置１５と振分装置１７との間のインターロック信号は、重量選別機１３、金属検出機１４およびＸ線異物検出装置１５において不良品が検出された際に当該機器１３，１４，１５から振分装置１７へ送られる不良品検出信号（振分命令信号）を含んでいる。

組合せ秤１１においては複数の供給ホッパ（図示せず）から対応する複数の計量ホッパ（図示せず）に物品が投入され、各計量ホッパに保持されている物品の重量が計量される。このため、計量ホッパにはロードセル等の計量センサが接続されている。当該複数の計量ホッパに保持されている物品の重量に基づいて組合せ演算処理を行うことにより、物品を排出する計量ホッパの組合せを選出する。組合せ演算処理は、複数の計量ホッパの全ての組合せについてその組合せた計量ホッパに保持されている物品の総重量を演算し、その全ての組合せのうちから、当該総重量が目標組合せ重量を含む所定範囲内の重量となる計量ホッパの組合せを選択するものである。物品が保持されている計量ホッパ（排出組合せに選ばれ得る計量ホッパ）の総数をｎとすると、組合せ演算処理において演算される組合せの数は２^ｎ−１通りである。ここで、各計量ホッパに供給する物品の重量を目標組合せ重量の１／ｍ前後とすると、排出組合せに選ばれる計量ホッパの数は実質的にｍとなる。従って、このとき組合せ演算処理によって実質的に排出組合せに選ばれ得る計量ホッパの組合せの数は、_ｎＣ_ｍ通りである。例えば、物品が保持されている計量ホッパの総数を１０とすると、目標組合せ重量の１／４前後の重量を計量ホッパに供給した場合、排出組合せに選ばれる計量ホッパの数は実質的に４個であり、実質的に排出組合せに選ばれ得る計量ホッパの組合せの数は_１０Ｃ_４＝２１０通りである。排出組合せに選ばれる計量ホッパの数を増やすと組合せ精度は向上するが、排出組合せに選ばれる計量ホッパの数を１個増やすと排出組合せに選ばれ得る計量ホッパの組合せの数は２倍となる。従って、このような組合せの数から総当りで好ましい排出組合せを選択する組合せ演算処理は第１の生産ライン１において処理負荷の比較的大きい演算処理といえる。

また、重量選別機１３は、包装品を搬送する計量コンベヤ（図示せず）と計量コンベヤ上の包装品の重量を計量する計量手段とを備えており、上流の包装機１２等から搬送される包装品の重量を計量し、当該包装品の重量に応じて下流に配設される振分装置１７において包装品の選別を行い得るものである。このように、重量選別機１３においては、計量コンベヤにおける計量信号には、固有振動ノイズや、計量コンベヤを駆動するモータの回転によって発生する振動ノイズ、計量コンベヤ枠の捻じれ振動によって発生する振動ノイズ等、種々の周波数成分を有する振動成分（定周期ノイズ）が重畳されている。そこで、重量選別機１３では、計量された包装品の重量からこのような振動成分を取り除くべくフィルタリング処理を行っている。具体的には、例えば重量選別機１３の計量コンベヤで検出されたフィルタリング処理前のデータ（後述するサンプリング元計量データ）に印加されている振動成分を打ち消すような多重平均化処理等を行う。このため、重量選別機１３で検出された計量データに含まれた振動成分の周波数を解析するフーリエ解析演算処理が定期的に行われる。このような、フーリエ解析演算処理も第１の生産ライン１において処理負荷の比較的大きい演算処理といえる。なお、組合せ秤１１においても計量ホッパの振動等による振動成分が発生するため、このような振動成分を取り除くために、フィルタリング処理を適用する場合もあるため、組合せ秤１１においても同様にフーリエ解析演算処理を行い得る。

上記のような処理負荷の比較的大きい演算処理以外にも、各機器１１〜１６を制御するための演算処理が断続的に行われる。発明者らの鋭意研究により、各機器１１〜１６を制御するための演算処理を対応する各機器１１〜１６自身の演算部１１１〜１６１で行った場合、当該演算部１１１〜１６１の使用率は、Ｘ線異物検出装置１５や箱詰め装置１６で比較的高くなり、重量選別機１３や金属検出機１４で比較的低くなる傾向にあることが分かった。

そこで、上記知見より、本実施形態の生産システムは、複数の機器のうちの一の機器において予め定められた演算処理の実行に先立って（例えば一の機器において実行される制御プログラムが予め定められた演算処理を実行するよう演算部に要求した場合）、当該一の機器の演算部は、各機器から送信された複数の機器の演算部のそれぞれの演算処理の負荷状態を比較し、複数の機器のうち、少なくとも処理負荷（演算処理の負荷状態）の最も小さい演算部を有する機器を選出し、その後、選出された機器の演算部が、予め定められた演算処理を行うよう構成されている。さらに、選出された機器が一の機器以外の場合、前記一の機器は、選出された機器に、予め定められた演算処理の処理内容及び当該演算処理に用いられる処理データを通信回線Ｌを通じて選出された機器に送信し、選出された機器の演算部は、処理内容及び処理データに基づいて予め定められた演算処理を行い、その結果を通信回線Ｌを通じて一の機器に返信するよう構成されている。

まず、第１の例として、組合せ秤１１において要求される組合せ演算処理を実行する場合について説明する。図２は図１に示される生産システムにおける組合せ秤の制御の流れを示すフローチャートである。組合せ秤１１に供給フィーダ（図示せず）から物品が供給されると、組合せ秤１１は、分散フィーダおよび直進フィーダ等（図示せず）により供給された物品を分散させて複数の供給ホッパに投入するように制御する（ステップＳＡ１）。供給ホッパに物品が投入されると、対応する計量ホッパを閉じつつ当該供給ホッパを開くことにより、供給ホッパから対応する計量ホッパへ物品を投入する（ステップＳＡ２）。計量ホッパに物品が投入されると、計量ホッパが安定する所定の待機時間の後、計量ホッパに接続された計量センサにより計量ホッパの重量が検出され、演算部１１１において、予め既知の計量ホッパの重量が差し引かれることにより計量ホッパ内の物品の重量が算出される（ステップＳＡ３）。

複数の計量ホッパ内の物品の重量が算出された後、組合せ秤１１の演算部１１１は、通信回線Ｌを介して接続された生産システム内の各機器１１〜１６，２１〜２５の中から処理負荷の小さい演算部を有する機器を選出する。具体的には、まず、組合せ秤１１の演算部１１１は、他の機器から通信回線Ｌを介して送られた各機器の演算部の処理能力および使用率を読み込む（ステップＳＡ４）。このとき、演算部１１１は、自身の処理能力及び使用率も読み込む。

そして、演算部１１１は、読み込まれた各機器の演算部の処理能力および使用率に基づいた処理能力指数Ｐを算出する（ステップＳＡ５）。演算部の処理能力指数Ｐは、例えばある機器の演算部の処理能力（例えば演算部を構成するプロセッサのクロック周波数）Ｆと演算部の使用率Ｒとを用いて、Ｐ＝Ｆ×（１−Ｒ）と表わせる。すなわち、演算部の処理能力が高いほど処理能力指数が高くなり、演算部の使用率が低いほど処理能力指数が高くなる。従って、処理能力指数が高い演算部ほど演算処理に余裕があることを示している。なお、本実施形態においては演算部１１１において各機器の演算部の処理能力指数Ｐを算出することとしているが、例えば各機器の演算部において自身の処理能力指数Ｐを算出し、機器の処理能力および使用率を送信する代わりに当該処理能力指数Ｐを通信回線Ｌを通じて他の機器へ送信するよう構成してもよい。また、処理能力指数は、上記式に限られず、演算部を構成するプロセッサの各種の要素を組み合せて規定してもよい。

演算部１１１は、算出された各機器の演算部ごとの処理能力指数Ｐを比較し、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する（ステップＳＡ６）。具体的には、演算部１１１は、算出された処理能力指数Ｐのうち、最も小さい値を有する機器を処理負荷の最も小さい演算部を有する機器として選出する。そして、演算部１１１は、選出された機器に演算処理内容（組合せ演算処理プログラム）および当該演算処理に用いられる処理用データ（複数の計量ホッパで検出された各計量ホッパに投入された物品の重量および目標組合せ重量）を通信回線Ｌを介して送信する（ステップＳＡ７）。選出された機器の演算部は、通信回線Ｌを介して送られた演算処理内容および当該演算処理に用いられる処理用データを受信し、当該演算処理（組合せ演算処理）を実行する。例えば、ステップＳＡ６において、第２の生産ライン２のＸ線異物検出装置２５の演算部２５１が選出された場合、当該Ｘ線異物検出装置２５の演算部２５１において第１の生産ライン１における組合せ秤１１のための組合せ演算処理を行う。なお、自身の機器が処理負荷の最も小さい演算部を有する機器として選出された場合には、演算処理内容および処理用データの送信は行われず、自身の演算部（すなわち組合せ秤１１の演算部１１１）で組合せ演算処理が実行される。

組合せ演算処理が終了すると、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器の演算部２５１は、組合せ演算処理の結果（排出組合せ情報）をもとの機器である組合せ秤１１に送信し、当該組合せ秤１１の演算部１１１は、排出組合せ情報を取得する（ステップＳＡ８）。そして、演算部１１１は、取得した排出組合せ情報に基づいて複数の計量ホッパから物品を排出する計量ホッパを選択する（ステップＳＡ９）。この後、演算部１１１は、入出力回路部１１３に包装機１２からインターロック信号である物品排出命令信号の有無を判定し（ステップＳＡ１０）、包装機１２からの物品排出命令信号を受信すると（ステップＳＡ１０でＹｅｓ）、選択された計量ホッパから物品を排出するように当該計量ホッパを制御する（ステップＳＡ１１）。

上記構成の生産システムによれば、演算処理を実行する度に、通信回線Ｌを介して相互に接続されている複数の機器のうち、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器が選出され、当該選出された機器において要求された演算処理が行われるため、処理負荷の大きい演算処理を実行する場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現することができる。特に、本例に示すように、処理負荷の大きい組合せ演算処理が処理負荷の最も小さい演算部を有する機器において優先的に演算処理されるため、システム全体で効率的且つ迅速な演算処理を行うことができる。また、複数の機器間で処理負荷が平準化されるため、消費電力を低減することができる。さらに、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する際に、演算部の処理能力および使用率に基づいた処理能力指数を用いることにより、演算部の処理能力だけでなく当該演算部の使用率に基づいて判断することができるため、より迅速に演算処理可能な機器を選出することができる。

また、例えば複数の組合せ秤１１，２１，…を有する生産システムにおいて、そのうちの一または複数の組合せ秤を処理能力の高い演算部を有する組合せ秤とし、その他の組合せ秤をそれより低い処理能力の演算部を有する組合せ秤とした場合においても、組合せ演算処理は処理負荷の小さい演算部を有する機器で演算処理が行われるため、複数の組合せ秤のすべてを高い処理能力の演算部とした生産システムと比べても、システム全体としての処理能力が低下することを抑制することができる。従って、高い処理能力を有する複数の生産ラインを低コストに実現することができる。

選出される機器は、処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を含む複数の機器により構成されてもよい。具体的には、例えば、組合せ演算処理は予め定められた数ｍに分散して処理するように設定しておき、ステップＳＡ６において、算出された処理能力指数Ｐが小さい順にｍ個の機器を選出したり、算出された処理能力指数Ｐの最も小さい値を有する演算部の使用率が所定の数値以上の場合には、処理能力指数Ｐが小さい順に所定の数の機器を選出したりしてもよい。これにより、要求された演算処理が複数の機器の演算部を用いて実行可能となるため、処理負荷の小さい演算部を有する機器をより柔軟に選出することができる。しかも、複数の機器へ分散して処理させることができるため、複数の機器間で処理負荷がより平準化されるため、消費電力を低減することができる。

次に、第２の例として、重量選別機１３において要求される、計量データに含まれた振動成分を解析するフーリエ解析演算処理を実行する場合について説明する。図３は図１に示される生産システムにおける重量選別機の制御の流れを示すフローチャートである。まず、重量選別機１３の演算部１３１は、包装品を搬送する計量コンベヤと計量コンベヤの前段に設けられた送り込みコンベヤ（図示せず）の駆動制御を行う（ステップＳＢ１）。重量選別機１３には、計量コンベヤの入口付近に搬送されてくる包装品を検出する物品検出センサ（図示せず）が設けられており、演算部１３１は、包装品が検出されるか否かの判定を行う（ステップＳＢ２）。包装品が検出された場合（ステップＳＢ２でＹｅｓ）、計量コンベヤ上の包装品の重量を計量コンベヤにより検出する（ステップＳＢ３）。具体的には、演算部１３１は、所定のサンプリング間隔で計量コンベヤの値を検出し、検出値の離散的変化を示すサンプリング元計量データを取得し、所定のフィルタリング処理を施す。これにより、サンプリング元計量データに重畳されている振動成分が除去され、包装品の重量が算出される。

次に、演算部１３１は、算出された包装品の重量が所定の重量範囲内にあるか否かを判定することにより不良品判定を行う（ステップＳＢ５）。演算部１３１は、包装品の重量が所定の重量範囲内にない場合（ステップＳＢ５でＹｅｓ）、演算部１３１は、当該包装品が不良品であると判定し、後段の振分装置１７にインターロック信号である不良品検出信号（振分命令信号）を送信する（ステップＳＢ６）。包装品の重量が所定の重量範囲内である場合（ステップＳＢ５でＮｏ）、演算部１３１は、当該包装品が良品であると判定し、振分装置１７にインターロック信号を送らない。重量選別機１３は、包装品が搬送される度に以上のような流れで制御を行う。

ここで、経年変化等により、サンプリング元計量データに重畳される振動成分が変化する場合がある。従って、フィルタリング処理において使用されるフィルタのフィルタ係数を変化した振動成分に合わせて変更する必要が生じ得る。そこで、演算部１３１は、フィルタリング処理に使用されるフィルタのフィルタ係数を変更する処理を行い得るように構成されている。具体的には、予め定められた期間または計量回数等に基づいて定期的にフィルタ係数を変更したり、サンプリング元計量データの所定期間における計量値の最大値と最小値との差が所定の閾値以上となった場合にフィルタ係数を変更したり、オペレータの任意操作によりフィルタ係数を変更したりする。

重量選別機１３の演算部１３１は、包装品の重量を判定した後、フィルタ係数の変更処理が必要か否かを判定する（ステップＳＢ７）。フィルタ係数の変更処理が必要と判定された場合（ステップＳＢ７でＹｅｓ）、演算部１３１は、第１の例と同様に、通信回線Ｌを介して接続された生産システム内の各機器１１〜１６，２１〜２５の中から少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する（ステップＳＢ８〜ＳＢ１０）。

そして、演算部１１１は、選出された機器に演算処理内容（フーリエ解析演算処理）および当該演算処理に用いられる処理用データ（サンプリング元計量データ）を通信回線Ｌを介して送信する（ステップＳＢ１１）。選出された機器の演算部は、通信回線Ｌを介して送られた演算処理内容および当該演算処理に用いられる処理用データを受信し、当該演算処理（組合せ演算処理）を実行する。例えば、ステップＳＢ１０において、第２の生産ライン２のＸ線異物検出装置２５の演算部２５１が選出された場合、当該Ｘ線異物検出装置２５の演算部２５１において第１の生産ライン１における重量選別機１３のためのフーリエ解析演算処理を行う。なお、自身の機器が処理負荷の小さい演算部を有する機器として選出された場合には、演算処理内容および処理用データの送信は行われず、自身の演算部（すなわち重量選別機１３の演算部１３１）でフーリエ解析演算処理が実行される。

フーリエ解析演算処理が終了すると、処理負荷の小さい演算部を有する機器の演算部２５１は、フーリエ解析演算処理の結果（振動成分の周波数情報またはフィルタ係数情報を含むフーリエ解析データ）をもとの機器である重量選別機１３に送信し、当該重量選別機１３の演算部１３１は、フーリエ解析データを取得する（ステップＳＢ１２）。そして、演算部１３１は、取得したフーリエ解析データに基づいてフィルタリング処理のためのフィルタ係数を算出し、修正する（ステップＳＢ１３）。これ以降は、重量選別機１３の演算部１３１は、修正されたフィルタ係数を用いてフィルタリング処理を行う。なお、フィルタリング処理の具体的な内容については例えば特開平８−６２０３２号公報等により参照される。

本例においても、演算処理が実行される度に、通信回線Ｌを介して相互に接続されている複数の機器のうち、少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器が選出され、当該選出された機器において当該演算処理が行われるため、処理負荷の大きい演算処理を実行する場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現することができる。特に、本例に示すように、処理負荷の大きいフーリエ解析演算処理が処理負荷の小さい演算部を有する機器において優先的に演算処理されるため、システム全体で効率的且つ迅速な演算処理を行うことができる。また、複数の機器間で処理負荷が平準化されるため、消費電力を低減することができる。さらに、処理負荷の小さい演算部を有する機器を選出する際に、演算部の処理能力および使用率に基づいた処理能力指数を用いることにより、演算部の処理能力だけでなく当該演算部の使用率に基づいて判断することができるため、より迅速に演算処理可能な機器を選出することができる。

本実施形態において、生産システムは、予め定められた演算処理のみが行われる演算部Ｎ１を有する外部演算装置であるサーバＮをさらに含んでいる。サーバＮは、通信部Ｎ２を有し、通信回線Ｌで通信可能に接続されている。サーバＮは、通信部Ｎ２から通信回線Ｌを介して演算部Ｎ１の処理能力および使用率を他の機器に送信するよう構成されている。従って、サーバＮも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器として選出され得る複数の機器の１つを構成している。これにより、サーバＮの数を増減したり、サーバＮの演算部Ｎ１の処理能力を変更することによりシステム全体の処理能力を変化させることができるため、システム全体の処理負荷に応じてシステム全体の処理能力を容易に変更することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、上記実施形態においては組合せ演算処理およびフーリエ解析演算処理を実行する場合に複数の機器の中から処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する態様について説明したが、生産システムで行われるすべての演算処理のうち一または複数の演算処理を実行する場合に複数の機器の中から少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出する限りこれに限られず、例えば、上記以外の他の演算処理（例えばＸ線異物検出装置１５１におけるＸ線透過画像の解析演算等）を実行する場合に複数の機器の中から少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出するように構成してもよい。

また、上記実施形態においては複数の生産ライン１，２，…が生産システムを構成する態様について説明したが、複数の機器が通信回線Ｌを介して接続されている限り、本発明の生産システムが構成され得る。すなわち、例えば、複数の組合せ秤１１，２１，…のみを通信回線Ｌを介して接続することにより複数の組合せ秤１１，２１，…を有する生産システムを構成してもよい。

本発明の生産システムは、処理負荷の大きい演算処理を実行する場合でも効率的且つ迅速に演算処理することを低コストで実現し、消費電力を低減するために有用である。

１第１の生産ライン
２第２の生産ライン
１１，２１組合せ秤
１２，２２包装機
１３，２３重量選別機
１４，２４金属検出機
１５，２５Ｘ線異物検出装置
１６箱詰め装置
１７，２７振分装置
１１１，１２１，…，１６１，２１１，２２１，…，２５１，Ｎ１演算部
１１２，１２２，…，１６２，２１２，２２２，…，２５２，Ｎ２通信部
１１３，１２３，…，１７３，２１３，２２３，…，２５３入出力回路部
１１４，１２４，…，１６４，２１４，２２４，…，２５４本体部
１７１駆動回路部
１７４振分装置本体
Ｎサーバ
Ｌ通信回線

Claims

演算部を有し、通信回線を通じて互いに通信可能に構成され、物品の計量に用いる複数の機器を含み、
前記複数の機器のそれぞれは、その機器内の演算部における演算処理の負荷状態を通信回線を通じて他の機器に送信するよう構成されており、
前記複数の機器のうちの一の機器の演算部は、予め定められた演算処理の実行に先立って、前記複数の機器の演算部のそれぞれの演算処理の負荷状態を比較し、前記複数の機器のうち、少なくとも処理負荷の最も小さい演算部を有する機器を選出し、その後、前記選出された機器の演算部が、前記予め定められた演算処理を行うよう構成される、生産システム。
前記選出された機器が前記一の機器以外の場合、
前記一の機器は、前記選出された機器に、前記予め定められた演算処理の処理内容及び当該演算処理に用いられる処理データを前記通信回線を通じて前記選出された機器に送信し、前記選出された機器の演算部は、前記処理内容及び前記処理データに基づいて前記予め定められた演算処理を行い、その結果を前記通信回線を通じて前記一の機器に返信するよう構成される、請求項１に記載の生産システム。
前記機器の演算部における演算処理の負荷状態は、前記演算処理が行われている演算部の処理能力及び使用率に基づいて算出される処理能力指数によって表される、請求項１又は２に記載の生産システム。
前記複数の機器は、前記物品の自動計量を行う組合せ秤を含み、前記予め定められた演算処理は、前記組合せ秤の組合せ演算処理を含む、請求項１〜３の何れかに記載の生産システム。
前記予め定められた演算処理は、計量データに含まれた振動成分を解析するフーリエ解析演算処理を含む、請求項１〜４の何れかに記載の生産システム。
前記複数の機器は、前記予め定められた演算処理のみが行われる演算部を有するサーバを含む、請求項１〜５の何れかに記載の生産システム。