JP5638464B2 - 作業工程管理システム及び作業工程管理方法 - Google Patents
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Description
例えば、ボイラの組立工程では、ボイラチューブの溶接加工や機械加工、ヘッダの機械加工、ヘッダへのボイラチューブの溶接加工、及び次工程への部材の搬送等の複数の作業工程を要する。そして、組立工程を管理するために、例えば、組立工程を行う現場において、現場のスタッフが各作業工程の進行状況を調査、記録し、それを集計することで、組立工程を管理する作業を行っていた。
また、作業工程の把握に時間を要するため、人員の設置や作業工程の優先順位付けも適正なものとすることが難しかった。さらに、複数の注文の組立工程が同一の工場内で進行する場合には、作業工程の管理や品質管理にさらに人的な注意を要していた。
センサから送信された検出結果は、受信装置によって受信される。受信装置は、各々異なる位置に複数設置されているので、部材と共にセンサが移動しても、センサからの信号を受信した受信装置の位置が、部材の位置に対応することとなる。
さらに、部材毎の作業工程を精度高く把握することができるので、部材に対する作業工程の進捗状況を判断でき、効果的な人員の設置やより高い品質管理が可能となる。また、空きが生じている作業工程を把握できるため、作業スケジュールの変更も容易となり、リードタイムの短縮につながる。
そこで、本発明によれば、部材に対する作業工程に応じた部材の温度変化及び部材の振動状態を示し、予め記憶手段に記憶された部材状態情報と、部材に付されたセンサの検出結果とを照合することによって、部材に対する作業工程が判定されるので、より精度高く、かつ簡易に部材に対する作業工程を判定することができる。
そこで、本発明によれば、加工装置に流れる電流を検出する電流検出装置による検出結果に基づいて、動作中の加工装置を判定するので、より精度高く、かつ簡易に部材に対する作業工程を判定することができる。
図1は、本第1実施形態に係る作業工程管理システム10の概略構成図である。
本第1実施形態に係る作業工程管理システム10は、部材12に対して機械加工や溶接加工等の作業工程を管理する。
部材12とは、例えばボイラを構成するヘッダであり、機械加工とは、ヘッダに対して行う穴開け加工や溶接を行うための開先加工等である。機械加工では、部材12に振動が生じる。溶接加工では、部材12に機械加工よりも大きな温度上昇と小さな振動が生じる。また、部材12をクレーン等で移動させる場合は、部材12により大きな振動が生じる。
なお、本第1実施形態に係るICタグ20は、一例として、マグネット25によって部材12に取り付けられる。なお、ICタグ20とマグネット25との間には、部材12からの熱を遮熱する遮熱部30が設けられている。遮熱部30は、ICタグ20に取り付けられる保温材30A、及び保温材30Aの下面4隅に設けられ、マグネット25に取り付けられるスペーサ30Bで構成される。すなわち、保温材30Aとマグネット25との間にはスペーサ30Bによって空気層が形成されることとなる。これにより、部材12に対して過剰な入熱が有った場合でも、ICタグ20の故障が防止される。
ヘッダに対して機械加工である穴開け加工又は開先加工が行われている場合には、ICタグ20は、主にヘッダに生じる振動の変化を検出することとなる。
一方、ヘッダ同士を溶接する場合には、ICタグ20は、主にヘッダに生じる熱(温度上昇)を検出することとなる。
さらに、ヘッダへプレート及び分岐管を取り付けるための機械加工や溶接加工が行われる場合や、ヘッダへの管寄せ及び管台(ボイラチューブ)の溶接を行う場合は、ICタグ20は、ヘッダに生じる振動や温度上昇を検出することとなる。
工場40は、基幹電力網42から変圧器44を介して工場内電力網46へ電力が供給される。工場40には、部材12に対して加工を行う各種加工装置48(穴開け機械、開先加工機械、溶接機械等)や部材12を移動させる例えばクレーン等の移動装置(不図示)が設置されている。
各種加工装置48は、工場内電力網46に電気的に接続され、工場内電力網46から電力の供給を受け、動作する。なお、加工装置48毎に、該加工装置48に流れる電流を検出する電流センサが備えられており、電流センサ50による検出結果(以下、「電流検出情報」という。)は、中継器22へ送信される。
すなわち、部材12は、部材置き場54、機械加工エリア60、溶接加工エリア62、人手加工エリア64の順に移動しながら加工され、完成品置き場58で保管された後に搬出口56から搬出される。なお、部材12は、各領域間をクレーン等によって搬送されることによって、移動する。
また、中継器22で受信されたICタグ検出情報は、受信された中継器22が設置されている位置を示した位置情報が付加されて、統合機26へ送信される。
なお、電流センサ50から送信された電流検出情報も、ICタグ検出情報と同様に中継器22を介して情報処理装置24へ送信される。
情報処理装置74は、受信した画像情報に基づいた画像を画像表示部(モニタ)に表示する。これにより、工場40内の人員は、部材12に対する作業工程の進行状況を容易に確認することができる。
本第1実施形態に係る情報処理装置24は、情報処理装置24全体の動作を司るCPU(Central Processing Unit)80、各種プログラム及び各種データ等が予め記憶されたROM(Read Only Memory)82、CPU80による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるRAM(Random Access Memory)84、各種プログラム及び各種データを記憶する例えばHDD(Hard Disk Drive)等の記憶装置86を備えている。
そのため、本第1実施形態に係る記憶装置86には、部材12に対する作業工程に応じた部材12の温度変化及び部材12の振動状態を示す部材状態情報が予め記憶されている。
工程判定処理には、部材12に対して行っている作業を判定する作業判定処理、部材12の位置を判定する位置判定処理、部材12に対して加工を行っている加工装置48を判定する加工装置判定処理が含まれている。
そして、振動データは、例えばFFT(高速フーリエ変換)解析により解析され、振幅、周波数が解析され、部材状態情報に基づいて部材12の振動源を特定する。
一方、温度データは、例えば微分処理又は積分処理によって、温度が上昇しているか否かが判定され、判定結果に基づいて溶接加工の期間が分別される。
部材12の振動は、上述したように、加速度として検出されるが、部材12(ヘッダ)が入荷し、部材置き場54に保管されている場合は、加速度は検出されない。
そこで、本第1実施形態では、解析により求められた振幅及び周波数を部材状態情報で照会することによって、部材12の振動源、すなわち、部材12に対する作業工程を特定する。
しかし、部材12が溶接加工エリア62で溶接加工される場合は、大きな温度上昇が検出されることとなる。そのため、部材状態情報として、部材12の温度上昇が溶接に起因することを示す温度の閾値が定められ、作業判定処理は、温度データが該閾値を超えている場合、部材12に対して溶接が行われていると判定する。
さらに、作業工程管理システム10は、部材12毎の作業工程を精度高く把握することができるので、部材12に対する作業工程の進捗状況を判断でき、効果的な人員の設置やより高い品質管理が可能となる。また、空きが生じている作業工程を把握できるため、作業スケジュールの変更も容易となり、リードタイムの短縮につながる。
従って、作業工程管理システム10は、より精度高く、かつ簡易に部材12に対する作業工程を判定することができる。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。本第2実施形態では、部材12に対する作業工程の進捗状況を判定する方法について説明する。
本第2実施形態に係る重量検出センサ110は、架台と一体化されており、部材12を支えるように部材12の下側に複数(図7の例では2つ、重量検出センサ110A,110B)設けられている。
重量検出センサ110A,110Bによる検出結果である重量情報は、ICタグ検出情報と同様に中継器22を介して情報処理装置24へ送信される。
図7に示される例では、ヘッダ12Aへ溶接される部材12Bの数が少ないうちは、重量検出センサ110Aよりも重量検出センサ110Bの方が軽い検出値を示し、部材12Bの溶接数が増えるに連れて、重量検出センサ110Bの検出値が重量検出センサ110Aに近づく。そして、情報処理装置24は、重量検出センサ110A,110Bによる検出値が溶接の終了時における重量(該重量は、図面等から予め把握され、情報処理装置24に記憶されている。)に達した場合に、溶接作業が終了したと判定する。
従って、本第2実施形態に係る作業工程管理システム10は、より正確に作業の進捗状況を判定することができる。
図8(A)に示されるように、溶接ワイヤドラム120に巻きつけられた溶接ワイヤ122は、溶接ホルダ124によって送出される。溶接ワイヤ122は、溶接のために溶融され、消費される。このため、溶接ワイヤドラム120は、溶接ワイヤ122を溶接部分へ補充するために回転し、溶接ホルダ124へ溶接ワイヤ122を送出する。
そこで、溶接ワイヤドラム120に重量検出センサ110Cが備えられ、重量検出センサ110Cによる検出結果である重量情報は、ICタグ検出情報と同様に中継器22を介して情報処理装置24へ送信される。
重量検出センサ110Cからの重量情報の時間変化、すなわち、重量の減少量は、溶接ワイヤ122の消費量を示している。そこで、情報処理装置24は、減少している重量と、既知とされている、ヘッダ12Aと部材12Bとの溶接で消費される溶接ワイヤ122の重量とに基づいて、溶接ワイヤ122を用いた溶接量を算出し、溶接作業の進捗状況を判定する。
これにより、本第2実施形態に係る作業工程管理システム10は、より正確に作業の進捗状況を判定することができる。
回転数検出センサ126による検出結果である回転数情報は、ICタグ検出情報と同様に中継器22を介して情報処理装置24へ送信される。
溶接ワイヤドラム120の回転数は、溶接ワイヤ122の送出量、すなわち溶接ワイヤ122の消費量を示している。そこで、情報処理装置24は、検出された回転数から算出される溶接ワイヤ122の長さと、既知とされている、ヘッダ12Aと部材12Bとの溶接で消費される溶接ワイヤ122の長さとに基づいて、溶接ワイヤ122を用いた溶接量を算出し、溶接作業の進捗状況を判定する。
これにより、本第2実施形態に係る作業工程管理システム10は、より正確に作業の進捗状況を判定することができる。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。
本第3実施形態では、建設途中のボイラ100の近辺に、中継器22を設置する。そして、ボイラ100を構成するための各種部材12にICタグ20を付した状態で、ボイラ100が組み立てられる。
なお、ボイラ100の建設が終了すると、各部材12に付されたICタグ20は取り外され、初期化された後に、再利用されることとなる。
この形態では、部材12の周りの環境音を検出することとなるので、より精度高く部材12に対する作業工程を判定することができる。
12 部材
14 温度検出部
16 振動検出部
20 ICタグ
22 中継器
24 情報処理装置
30 遮熱部
50 電流センサ
80 CPU
86 記憶装置
110A 重量検出センサ
110B 重量検出センサ
110C 重量検出センサ
126 回転数検出センサ
Claims (8)
- 部材毎に付され、温度を検出する温度検出手段、振動を検出する振動検出手段、並びに該温度検出手段及び該振動検出手段による検出結果を該部材に応じた識別番号に関連付けて送信する送信手段を具備するセンサと、
前記センサから送信された前記検出結果を受信すると共に、各々異なる位置に設置された複数の受信装置と、
前記受信装置によって受信された、前記部材毎の前記識別番号及び前記検出結果、並びに該受信装置の位置に基づいて、各前記部材に対する作業工程を判定する情報処理装置と、
を備えた作業工程管理システム。 - 前記情報処理装置は、
前記部材に対する作業工程に応じた前記部材の温度変化及び前記部材の振動状態を示す部材状態情報を予め記憶した記憶手段と、
前記部材状態情報と前記検出結果とを照合することによって、前記部材に対する作業工程を判定する判定手段と、
を備える請求項1記載の作業工程管理システム。 - 前記部材に対して加工を行う加工装置毎に、該加工装置に流れる電流を検出する電流検出装置を備え、
前記情報処理装置は、前記電流検出装置による検出結果に基づいて、動作中の前記加工装置を判定する請求項1又は請求項2記載の作業工程管理システム。 - 前記受信装置は、前記部材に対して作業を行う異なる領域毎に設置されている請求項1から請求項3の何れか1項記載の作業工程管理システム。
- 前記センサは、前記部材からの熱を遮熱する遮熱手段を介して前記部材に付される請求項1から請求項4の何れか1項記載の作業工程管理システム。
- 前記部材の重量を検出する重量検出手段を備え、
前記情報処理装置は、前記重量検出手段による検出結果に基づいて、前記部材に対する作業の進捗状況を判定する請求項1から請求項5の何れか1項記載の作業工程管理システム。 - 前記部材に対する溶接量を検出する溶接量検出手段を備え、
前記情報処理装置は、前記溶接量検出手段による検出結果に基づいて、前記部材に対する作業の進捗状況を判定する請求項1から請求項6の何れか1項記載の作業工程管理システム。 - 部材毎に付され、温度を検出する温度検出手段、振動を検出する振動検出手段、並びに該温度検出手段及び該振動検出手段による検出結果を該部材に応じた識別番号に関連付けて送信する送信手段を具備するセンサと、前記センサから送信された前記検出結果を受信すると共に、各々異なる位置に設置された複数の受信装置と、情報処理装置と、を備えたシステムによる作業工程管理方法であって、
前記情報処理装置は、複数の前記受信装置によって受信された、前記部材毎の前記識別番号及び前記検出結果、並びに複数の前記受信装置の位置に基づいて、各前記部材に対する作業工程を判定する作業工程管理方法。
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