JP5843595B2 - 生産装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の生産設備をそれぞれ制御する複数のコントローラと、複数のコントローラを管理するコントローラ管理装置とを備えた生産装置に関し、特に、生産設備のコントローラのソフトウェアのバージョンアップに関する。
生産設備のコントローラに組み込まれるソフトウェアは、バグの発覚、機能や性能の向上などのために、バージョンアップを行う必要がある。このような生産設備のコントローラのソフトウェアは、生産設備のコントローラのメーカーが出荷時にインストールしているので、バージョンアップは、通常、メーカー若しくは取扱会社などで行う必要がある。
これに対して、バージョンアップの度に作業人員や作業コストが発生するため、複数のコントローラを有する生産ラインのコントローラのバージョンアップを、ネットワークを介して行うことが知られている(例えば、特許文献1参照)。但し、この特許文献1に記載された構造の場合、バージョンアップを行うか否かの判断は、ユーザが行う。
一方、ネットワークに接続されている機器のソフトウェアのバージョンアップを、バージョン情報を用いて自動的に判断することも提案されている(特許文献2参照)。この特許文献2に記載された構造の場合、バージョンアップを行うか否かの判断基準は、配布されたソフトウェアが最新版か最新版ではないかというものである。
特開平8−263125号公報 特開平8−249163号公報
生産設備のコントローラのソフトウェアのバージョンアップは、生産設備の稼働中に行うことはできない。このため、生産ラインの稼働時に生産設備のコントローラのソフトウェアをバージョンアップする場合、生産設備の稼働を停止する必要がある。したがって、上述の特許文献2に記載された構成では、全ての生産設備のコントローラのソフトウェアのバージョンが配布されたバージョンよりも旧い場合、全ての生産設備を停止してバージョンアップを行うことになる。
一方、配布される新しいソフトウェアのバージョンが、生産ラインのある特定の生産設備、或いは、複数ある生産ラインのうちのある特定のラインには使用していない機能のソフトウェアのバージョンアップである場合もある。このような場合でも、上述の特許文献2に記載された構造では、新しいバージョンのソフトウェアが配布された時点で、全ての生産設備のコントローラのソフトウェアが一律にバージョンアップされてしまう。この結果、バージョンアップの必要がない生産設備或いは生産ラインの稼働も停止されて、稼働率が大きく低下してしまう可能性がある。
生産ラインでは、稼働率が重視されるため、できるだけ、稼働率が低下することを防ぐことが望まれる。このために、例えば、ユーザが生産設備のコントローラを選択してバージョンアップを行うことも考えられるが、バージョンアップが必要な生産設備のコントローラを選択する作業は容易ではないため、このような作業を自動で行うことが望まれる。
本発明は、このような事情に鑑み、バージョンアップが必要な生産設備のコントローラを自動で選択することができ、稼働率の低下を抑制できる構造を実現すべく発明したものである。
本発明は、複数の生産設備をそれぞれ制御する複数のコントローラと、前記複数のコントローラを管理するコントローラ管理装置と、を備えた生産装置において、前記コントローラ管理装置は、外部から送られた所定の動作記述に対する新しいバージョンのソフトウェアを取得する取得手段と、前記複数のコントローラからバージョンアップが必要なコントローラを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたコントローラに前記新しいバージョンのソフトウェアを送信する送信部と、を有し、前記複数のコントローラは、前記生産設備を動作させるための動作記述に基づいて前記生産設備を制御するソフトウェアが記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたソフトウェアを変更する変更手段と、前記送信部から送信された前記新しいバージョンのソフトウェアを受信する受信部と、をそれぞれ有し、前記選択手段は、前記複数のコントローラのうち、動作記述が前記所定の動作記述を含むコントローラを、前記バージョンアップが必要なコントローラとして選択する、ことを特徴とする生産装置にある。
本発明によれば、コントローラ管理装置の選択手段が、生産設備の動作記述を基にバージョンアップが必要な生産設備のコントローラを選択するため、バージョンアップが必要な生産設備のコントローラを自動で選択することができる。また、バージョンアップの必要がない生産設備を停止させないようにできるため、稼働率の低下を抑制できる。
本発明の実施形態に係る生産装置の概略構成を示すブロック図。 コントローラ管理装置及びコントローラの内部構成を示すブロック図。 本実施形態の制御の流れを示すフローチャート。 (a)新しいバージョンのソフトウェアの情報と、(b)そのバージョン情報の動作記述を含むコントローラの動作記述と、をそれぞれ示す図。 (a)新しいバージョンのソフトウェアの情報と、(b)そのバージョン情報の動作記述を含まないコントローラの動作記述と、をそれぞれ示す図。 (a)全機能または安全に関する新しいバージョンのソフトウェアの情報と、(b)コントローラの動作記述と、をそれぞれ示す図。
本発明の実施形態について、図1ないし図6を用いて説明する。まず、図1により本実施形態の生産装置の概略構成について説明する。図1では、複数の生産設備をそれぞれ備えた生産ライン4a〜4nに対して、ソフトウェアのバージョンを管理する構成を示している。なお、以下の説明で符号の数字部分に付するa〜n(1a、1bは除く)は、その数字の符号を有する構成が複数あると言うことを示しており、a〜nの後に付されているA〜Nは、a〜nが付された構成がそれぞれ複数あることを示している。
生産ライン4a〜4nは、それぞれネットワーク2に接続されている。生産ライン4a〜4nにはそれぞれに1個のコントローラ管理装置5a〜5nと、1個以上のコントローラ6aA〜6nN、1個以上の生産設備7aA〜7nNで構成されている。
コントローラ管理装置5a〜5nとコントローラ6aA〜6nNとは、それぞれネットワーク3a〜3nに接続されている。即ち、各生産ラインに1個のコントローラ管理装置にそれぞれ複数のコントローラが接続されている。また、生産設備7aA〜7nNは、コントローラ6aA〜6nNに対で接続されている。
生産ライン4a〜4nでは、異なる製品、或いは、同一製品の異なる部品などを、組み立て、加工、検査などの工程により製造する。例えば、生産ライン4aではA製品を製造し、生産ライン4bではB製品を製造する。或いは、生産ライン4a〜4nは、同一製品或いは部品の異なる工程をそれぞれ担当するようにしても良い。何れにしても、生産ライン4a〜4nは、各工程を行うための複数の生産設備7aA〜7nNをそれぞれ備えている。
生産設備7aA〜7nNは、例えば、ロボットアームやロボットハンド、NC、エアシリンダ、油圧シリンダ、視覚センサなどの生産工程で組み立て、検査などを行う際に必要な設備である。なお、生産設備7aA〜7nNは、全て同じものであっても良いし、生産ライン毎に同じとしても良いし、同じ生産ラインであっても一部異なっていても良い。また、生産設備7aA〜7nNは、それぞれコントローラ6aA〜6nNにより制御される。
コントローラ6aA〜6nNは、それぞれの対応する生産設備7aA〜7nNを動作させるための動作記述を解釈し、生産設備7aA〜7nNを制御するソフトウェアを備える。このソフトウェアは、コントローラ6aA〜6nNの全てで同じ種類のものを使用しており、同じバージョンのコントローラ同士では当然同一となる。但し、同じソフトウェアであっても、動作記述が異なれば各生産設備7aA〜7nNのそれぞれで異なる制御を行えるものである。
ここで、動作記述とは、ロボット言語やシーケンサプログラムのような生産設備の動作を明示したものであり、言い換えれば、各生産設備の作業指示書となるものである。なお、動作記述は、基本的にコントローラ6aA〜6nN毎に違うものだが、コントローラ6aA〜6nNの内、2つ以上が同じ動作記述を使用していても良い。
このような本実施形態の生産装置では、例えば、工場全体のラインを管理する装置や、複数の生産ラインを管理する装置などの中央管理装置1から、コントローラ6aA〜6nNのバージョンアップ用のソフトウェア1aを配布する。バージョンアップ用のソフトウェア1aは、そのバージョンの番号、どの動作記述に対するものかなどのバージョン情報1bと共に、ネットワーク2を介して各生産ライン4a〜4nのコントローラ管理装置5a〜5nに配布される。
ここで、コントローラ管理装置5a〜5nに対し、コントローラ6aA〜6nNのソフトウェアの新しいバージョンが配布された場合、生産設備7aA〜7nNがそれぞれの動作記述によってはバージョンアップが不要なものがある。例えば、生産設備にそれぞれロボットアームが含まれており、今回のバージョンアップがロボットアームの直進性に関するバージョンアップであったとする。この場合に、コントローラ6aA〜6nNが解釈しているそれぞれの動作記述のうち、ロボットアームの直進動作が記述されていない(含まれていない)コントローラについては、そのバージョンアップは不要となる。
そこで、本実施形態では、コントローラのソフトウェアの新しいバージョンを配布する際、どの動作記述(所定の動作記述)に対するバージョンアップなのかなどのバージョン情報1bを同時に受け渡す。より具体的には、バージョン情報1bとして、ソフトウェア名称、バージョン番号などのソフトウェアの新しいバージョンの基本情報が記載されている。本実施形態では、この基本情報に加え、今回配布された新しいバージョンが生産設備に使用するロボット言語などのコマンド(動作記述)のうち、どのコマンドに関するものであるかの情報が記載してある。また、バージョン情報1bには、コマンドに関係なく、全機能、または安全にかかわるものであるかの情報も記載してある。
このような本実施形態のソフトウェアのバージョンアップについて、図2を用いて説明する。なお、図2では、主として、生産ライン4aのコントローラ6aBとコントローラ管理装置5aとのやり取りを示しているが、他のコントローラとの関係、更には他の生産ラインでの関係についても同様である。
コントローラ管理装置5aは、取得手段である取得機構18と、選択手段であるバージョン変更判断機構9と、送信部であるソフトウェアアップロード機構10と、各コントローラ6aA〜6aNの動作記述を記憶する動作記述記憶機構8とを有する。取得機構18は、外部から(即ち、中央管理装置1から)送られた所定の動作記述に対する新しいバージョンのソフトウェアを取得する。本実施形態では、取得機構18は、バージョンアップ用のソフトウェア1a及びバージョン情報1bを取得する。
バージョン変更判断機構9は、複数のコントローラ6aA〜6aNからバージョンアップが必要なコントローラを選択する。即ち、バージョン変更判断機構9は、取得装置16が取得した情報のうち、バージョン情報1bを参照して、どのコントローラでバージョン変更が必要であるかを判断する。
このために、本実施形態では、コントローラ管理装置5aが、各コントローラ6aA〜6aNの動作記述を記憶する動作記述記憶機構8を有する。また、動作記述記憶機構8は、その時点での各コントローラ6aA〜6aNのバージョン番号などの基本情報も記憶している。判断の具体的方法については後述する。
ソフトウェアアップロード機構10は、バージョン変更判断機構9により選択されたコントローラに新しいバージョンのソフトウェアを送信する。なお、この送信は、自動で行っても良いし、ユーザが手動で行っても良い。本実施形態では、自動で送信される。
複数のコントローラ6aA〜6aNは、それぞれ、記憶手段であるソフトウェア記憶機構13と、変更手段であるソフトウェア変更機構12と、受信部であるソフトウェアダウンロード機構11とを有する。また、各コントローラ6aA〜6aNは、それぞれ、動作記述を記憶した動作記述記憶機構15と、そのコントローラにより制御する生産設備の稼働と停止との指令を行う稼働・停止機構14とを有する。
ソフトウェア記憶機構13は、そのコントローラの制御対象となる生産設備を動作させるための動作記述に基づいて、その生産設備を制御するソフトウェアが記憶されている。言い換えれば、ソフトウェア記憶機構13に記憶されたソフトウェアは、動作記述記憶機構15に記憶された動作記述に基づいて、対象となる生産設備を制御する。
ソフトウェア変更機構12は、動作記述記憶機構15に記憶されたソフトウェアを変更する。即ち、動作記述記憶機構15に記憶されたソフトウェアをバージョンアップしたソフトウェアに書き換える。この変更(書き換え)は、自動で行っても良いし、ユーザが手動で行っても良い。本実施形態では、自動で書き換えられる。この書き換えを行う際、生産設備を稼働させることはできないので、この書き換えを行っている間は、稼働・停止機構14によりそのコントローラの制御対象となる生産設備の稼働を停止する。
ソフトウェアダウンロード機構11は、ソフトウェアアップロード機構10から送信された(アップロードされた)新しいバージョンのソフトウェアを受信する。即ち、ソフトウェアダウンロード機構11は、バージョン変更判断機構9によりバージョンアップするコントローラであると判断された場合に、新しいバージョンのソフトウェアをネットワーク3aを介してダウンロードする。
コントローラのバージョンアップを行う制御は、図3に示す様に行う。まず、コントローラ管理装置5aにコントローラのソフトウェアの新しいバージョン(バージョンアップ用のソフトウェア1a)とバージョン情報1bを受け渡す(S1)。即ち、取得機構18が、中央管理装置1から新しいバージョンのソフトウェアを取得する。
コントローラ管理装置5aは、ソフトウェアアップロード機構10にコントローラのバージョンアップ用のソフトウェア1aを渡し、バージョン変更判断機構9にバージョン情報1bを渡す(S2)。
バージョン変更判断機構9は、バージョン情報1bに記載されてあるバージョンアップ情報と動作記述記憶機構15に予め保存されたコントローラ6aA〜6aNの動作記述からバージョンアップを判断する。即ち、バージョン変更判断機構9は、複数のコントローラのうち、動作記述が所定の動作記述を含むコントローラを、バージョンアップが必要なコントローラとして選択する(S3)。ここで、新しいバージョンのソフトウェアが複数の所定の動作記述を対象とする場合、そのコントローラの動作記述に何れかの所定の動作記述が含まれていれば、そのコントローラがバージョンアップの対象となる。
この点について、図4ないし図6を用いて具体的に説明する。なお、図4ないし図6のバージョン情報16a〜16cは、バージョン情報1bの記述例を示している。また、図4ないし図6の動作記述17a〜17cは、動作記述記憶機構15に予め保存されたコントローラ6aA〜6aNが使用している動作記述のうちの1つの記述例を示している。
また、これら2つの記述例は、生産設備にロボットアームが含まれており、ロボットアームの直進性に関するバージョンアップであった場合の記述例である。ロボットアームを直進動作させるために使用する動作記述のコマンドが「PMOV」であれば、バージョン情報16a〜16cのようにバージョンアップ情報に「PMOV」と記載してある。
図4では、バージョン情報16aのバージョンアップ情報のうち、全機能または安全の項目がバツ印であり、コマンドの項目に記述されたコマンド群のコマンドのうち、「PMOV」のコマンドが所定の動作記述として記述されている。即ち、バージョン情報16aのバージョンアップ情報として、全機能または安全に関するものでなく、所定の動作記述として「PMOV」などが記述されている。一方、動作記述記憶機構15に予め保存されたコントローラの動作記述17aに、「PMOV」が含まれている。したがって、図4の場合には、バージョン変更判断機構9により、バージョンアップが必要なコントローラとして選択される。
図5では、バージョン情報16bのバージョンアップ情報のうち、全機能または安全の項目がバツ印であり、コマンドの項目に記述されたコマンド群のコマンドが、動作記述17bに全く記載されていない。即ち、バージョン情報16aのバージョンアップ情報として、全機能または安全に関するものでなく、所定の動作記述として「PMOV」などが記述されている。一方、動作記述記憶機構15に予め保存されたコントローラの動作記述17bには、「MOV」が含まれているが、バージョン情報16aに記載された所定の動作記述「PMOV」などは記載されていない。したがって、図5の場合には、バージョン変更判断機構9により、バージョンアップが不要なコントローラと判断される。
図6では、バージョン情報16cのバージョンアップ情報のうち、全機能または安全の項目が丸印である。即ち、バージョン情報16aのバージョンアップ情報が、全機能または安全に関するものである。したがって、図6の場合には、バージョン変更判断機構9により、動作記述記憶機構15に予め保存されたコントローラの動作記述17cに拘らず、全てのコントローラのバージョンアップが必要と判断される。
なお、バージョン変更判断機構9は、複数のコントローラのうち、取得機構18により取得したバージョンよりも旧いバージョンのソフトウェアを有するものを、バージョンアップが必要なコントローラとして選択する。即ち、そのコントローラのソフトウェアのバージョンが新しいバージョンよりも旧く、且つ、動作記述が新しいバージョンの所定の動作記述を含むコントローラを、バージョンアップが必要なコントローラとして選択する。
上述のようにバージョン変更判断機構9の判断でバージョンアップの対象になったコントローラに対し、ソフトウェアアップロード機構10がソフトウェアのアップロードを行う。ソフトウェアアップロード機構10が行ったアップロードにより、アップロードされたソフトウェアをソフトウェアダウンロード機構11がダウンロードする(S4)。
ソフトウェアダウンロード機構11がソフトウェアをダウンロードすると、まず、ソフトウェア変更機構12が生産設備の稼働・停止機構14に停止要求を出し、稼働・停止機構14が生産設備の稼働を停止する。生産設備が停止後、ソフトウェア変更機構12がソフトウェア記憶機構13に記憶されたソフトウェアの変更を行う(S5)。即ち、新しいバージョンのソフトウェアに書き換える。変更後、ソフトウェア変更機構12は、稼働・停止機構14に稼働要求を出し、稼働・停止機構14が生産設備を稼働させる。
一方、S3でバージョンアップの必要がないと判断されたコントローラについては、新しいバージョンのソフトウェアがダウンロードされない(S6)。したがって、このコントローラでは、そのままのソフトウェアを使用する。この場合、生産設備の稼働停止も行われない。
本実施形態の場合、コントローラ管理装置5a〜5nのバージョン変更判断機構9が、生産設備の動作記述を基にバージョンアップが必要な生産設備のコントローラを選択する。このため、バージョンアップが必要な生産設備のコントローラを自動で選択することができる。また、バージョンアップの必要がない生産設備を停止させないようにできるため、稼働率の低下を抑制できる。
例えば、配布される新しいソフトウェアのバージョンが、生産ラインのある特定の生産設備、或いは、複数ある生産ラインのうちのある特定のラインには使用していない機能のソフトウェアのバージョンアップである場合がある。この場合に、特定の生産設備或いは生産ラインの稼働を停止させないようにでき、稼働率の低下を抑制できる。
特定の生産設備の稼働を停止させないことによる稼働率の低下の抑制の1例としては、生産ラインの作業の流れの中で待機状態が特定の生産設備のところに存在する場合などである。この場合、バージョンアップが必要な特定の生産設備は、待機状態の間にバージョンアップを行い、その他のバージョンアップの必要がない生産設備は、そのまま稼働させることにより、稼働率の低下を抑制できる。
特に、ロボットなどの生産設備の動作記述は非常に長いものが多く、工場のユーザが自身で判断すると多大な時間がかかり、作業コストが増大する。また、人手で判断すると人為的ミスが発生する可能性がある。これに対して本実施形態では、ユーザはバージョンアップを行う際、今回のバージョンアップでバージョンアップが必要なコントローラを判断しなくても良いため、作業コスト及び人為的ミスが削減される。
<他の実施形態>
上述の実施形態では、生産設備の稼働中にバージョンアップを行った場合にバージョン変更判断機構9の判断でバージョンアップの対象になったコントローラに対し、自動的にバージョンアップを行っている。しかし、バージョン変更判断機構9でバージョンアップが必要か不要かだけを判断し、最終的にバージョンアップを行うか、行わないかの判断はユーザが行うようにしても良い。例えば、バージョンアップが必要な生産設備が待機状態となっている場合に、ユーザが手動でバージョンアップを行う。この際、バージョンアップが必要な生産設備のコントローラまで、新しいバージョンのソフトウェアを自動でダウンロードしておき、ソフトウェアの変更を手動で行うようにしても良い。
また、生産設備の稼働中にバージョンアップを行わなかったコントローラ(バージョンアップが不要と判断したすべてのコントローラ)に関しては、稼働終了後などにバージョンアップを行うようにしても良い。即ち、稼働中に配布されたバージョンアップ用のソフトウェアの動作記述を含まず、バージョンアップされなかった旧いバージョンのままのソフトウェアに関しても、念のため、稼働終了後など、稼働していない場合にバージョンアップしておく。稼働していない状態であれば、稼働率が低下することはない。なお、この場合、バージョン変更判断機構9がバージョンアップ不要と判断したコントローラをコントローラ管理装置5a〜5nは記憶しておく必要がある。
また、生産設備の稼働中に動作記述を切り替える際に、切り替える前の動作記述に対しては、バージョン変更判断機構9がバージョンアップ不要と判断したが、切り替えた動作記述に対してはバージョンアップが必要となる場合が存在する。例えば、生産ラインの稼働中に、途中でA製品からB製品に製造する製品を切り替える場合がある。このとき、生産設備のコントローラの動作記述を変更する(切り替える)場合があり、この切り替えにより動作記述が、バージョンアップ用のソフトウェアの所定の動作記述を含むようになることがある。そこで、このような場合には、切り替えた動作記述に対し、再度、バージョン変更判断機構9がバージョンアップが必要か不要か判断するようにしても良い。
1・・・中央管理装置、4a〜4n・・・生産ライン、5a〜5n・・・コントローラ管理装置、6aA〜6nN・・・コントローラ、7aA〜7nN・・・生産設備、8・・・動作記述記憶機構、9・・・バージョン変更判断機構(選択手段)、10・・・ソフトウェアアップロード機構(送信部)、11・・・ソフトウェアダウンロード機構(受信部)、12・・・ソフトウェア変更機構(変更手段)、13・・・ソフトウェア記憶機構(記憶手段)、14・・・稼働・停止機構、15・・・動作記述記憶機構、16a〜16c・・・バージョン情報、17a〜17c・・・動作記述、18・・・取得機構(取得手段)

Claims (4)

  1. 複数の生産設備をそれぞれ制御する複数のコントローラと、前記複数のコントローラを管理するコントローラ管理装置と、を備えた生産装置において、
    前記コントローラ管理装置は、外部から送られた所定の動作記述に対する新しいバージョンのソフトウェアを取得する取得手段と、前記複数のコントローラからバージョンアップが必要なコントローラを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたコントローラに前記新しいバージョンのソフトウェアを送信する送信部と、を有し、
    前記複数のコントローラは、前記生産設備を動作させるための動作記述に基づいて前記生産設備を制御するソフトウェアが記憶された記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたソフトウェアを変更する変更手段と、前記送信部から送信された前記新しいバージョンのソフトウェアを受信する受信部と、をそれぞれ有し、
    前記選択手段は、前記複数のコントローラのうち、動作記述が前記所定の動作記述を含むコントローラを、前記バージョンアップが必要なコントローラとして選択する、
    ことを特徴とする生産装置。
  2. 前記コントローラ管理装置は、前記選択手段で選択されたコントローラに前記新しいバージョンのソフトウェアを自動で送信する、
    ことを特徴とする、請求項1に記載の生産装置。
  3. 前記選択手段で選択されたコントローラの前記変更手段が、前記記憶手段に記憶されたソフトウェアを前記新しいバージョンのソフトウェアに自動で変更する、
    ことを特徴とする、請求項2に記載の生産装置。
  4. 前記選択手段は、前記複数のコントローラのうち、前記取得手段により取得したバージョンよりも旧いバージョンのソフトウェアを有し、且つ、動作記述が前記所定の動作記述を含むコントローラを、前記バージョンアップが必要なコントローラとして選択する、
    ことを特徴とする、請求項1ないし3のうちの何れか1項に記載の生産装置。
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