JP6613200B2 - 生産管理装置からの指令に応じて製造セルを制御するセル制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産管理装置からの指令に応じて製造セルを制御するセル制御装置に関する。

従来、上位コンピュータである生産管理装置からの指令に応じて、複数の機械からなる製造セルを制御するセル制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１８６９１０号公報

本技術分野において、第３者がセル制御装置に不正にアクセスする不正通信を防ぐための技術が求められている。

生産管理装置からの指令に応じて、複数の機械を有する製造セルを制御するセル制御装置は、生産管理装置または複数の機械と通信する通信部と、通信部による通信を実行する通信制御部と、通信部の実際の通信量を監視し、該実際の通信量と、通信制御部によって実行されることが予定された通信の予定通信量とを互いに比較して、実際の通信量が予定通信量よりも多いか否かを判定する通信判定部とを備える。

通信判定部は、予め定められた期間毎に、実際の通信量と予定通信量とを比較してもよい。通信判定部は、通信制御部が予定された通信を実行しない期間に実際の通信量が検出されたとき、実時間で実際の通信量が予定通信量よりも多いと判定してもよい。

セル制御装置は、通信判定部によって実際の通信量が予定通信量よりも多いと判定された場合に、通信部による通信を遮断する通信遮断部をさらに備えてもよい。

一実施形態に係るネットワークシステムのブロック図である。 図１に示すネットワークシステムにおける通信量のタイムチャートであって、（ａ）は、生産管理装置とセル制御装置との間の予定通信量のタイムチャートを示し、（ｂ）は、セル制御装置と製造セルとの間の予定通信量のタイムチャートを示し、（ｃ）および（ｄ）は、セル制御装置と製造セルとの間の予定通信に不正通信が重複された場合の通信量のタイムチャートを示す。 他の実施例に係る、セル制御装置と製造セルとの間の通信量のタイムチャートを示し、（ａ）は、予定通信量のタイムチャートを示し、（ｂ）は、予定通信に不正通信が重複された場合の通信量のタイムチャートを示す。 さらに他の実施例に係る、セル制御装置と製造セルとの間の通信量のタイムチャートを示し、（ａ）は、予定通信量のタイムチャートを示し、（ｂ）は、セル制御装置と製造セルとの間の予定通信に不正通信が重複された場合の通信量のタイムチャートを示す。 さらに他の実施例に係る、セル制御装置と製造セルとの間の通信量のタイムチャートを示し、（ａ）は、予定通信量のタイムチャートを示し、（ｂ）は、セル制御装置と製造セルとの間の予定通信に不正通信が重複された場合の通信量のタイムチャートを示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るネットワークシステム１０について説明する。

ネットワークシステム１０は、製品を製造するための産業用システムである。ネットワークシステム１０は、製造セル１２、セル制御装置５０、生産管理装置１４、通信ネットワーク１６および１８を備える。

製造セル１２は、複数の機械２０、２２、および２４を有する。機械２０、２２、および２４の各々は、ＮＣ工作機械、産業用ロボット、またはＰＬＣ等である。機械２０、２２、および２４は、セル制御装置５０からの指令に応じて、製品を製造するための作業を順次行う。一例として、製造セル１２は、製品を製造する工場の敷地内にある第１建屋に設置される。

セル制御装置５０は、生産管理装置１４からの指令に応じて、通信ネットワーク１６を介して機械２０、２２、および２４の各々に種々の指令を送信し、製造セル１２の動作を制御する。一例として、セル制御装置５０は、製品を製造する工場の敷地内にある、第１建屋とは異なる第２建屋に設置される。なお、セル制御装置５０の詳細については、後述する。

通信ネットワーク１６は、製造セル１２の機械２０、２２、２４とセル制御装置５０とを互いに通信可能に接続する。一例として、製造セル１２が第１建屋に設置され、セル制御装置５０が第２建屋に設置される場合、通信ネットワーク１６は、イントラネットまたはＬＡＮから構成される。

生産管理装置１４は、データベース等を有し、製造セル１２で行われる作業の工程、製品の材料の管理等を担う。生産管理装置１４は、通信ネットワーク１８を介して、セル制御装置５０に種々の指令を送信する。一例として、生産管理装置１４は、製品を製造する工場の敷地外の第３建屋内に設置される。

通信ネットワーク１８は、生産管理装置１４とセル制御装置５０とを互いに通信可能に接続する。一例として、セル制御装置５０が第２建屋に設置され、生産管理装置１４が第３建屋に設置される場合、通信ネットワーク１８は、インターネット等から構成される。

セル制御装置５０は、ＣＰＵ５２、システムメモリ５４、ワークメモリ５６、通信部５８、および計時部６０を備える。ＣＰＵ５２は、セル制御装置５０で実行される様々なプロセスを実行するために各種演算を行う。

システムメモリ５４は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ５４は、セル制御装置５０の動作時に必要な定数、変数、設定値、プログラム等を、該セル制御装置５０の非動作時にも失われないように記録している。

ワークメモリ５６は、高速で読み書きのできるＲＡＭであり、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等が用いられる。ワークメモリ５６は、ＣＰＵ５２が各種演算を実行するのに十分なメモリ容量を備える。

通信部５８は、例えばＵＳＢポートまたはイーサネット（登録商標）ポートといったＩ／Ｏインターフェース、および、Ｉ／Ｏインターフェースでの通信を制御する通信制御モジュール（ともに図示せず）等を有し、ＣＰＵ５２からの指令に応じて、製造セル１２および生産管理装置１４と通信する。

計時部６０は、ＣＰＵ５２からの指令に応じて、予め定められた時点からの経過時間を計時する。

次に、図２を参照して、ネットワークシステム１０の動作について説明する。図２（ａ）は、生産管理装置１４とセル制御装置５０との間の通信量Ｃのタイムチャートを示す。図２（ｂ）は、セル制御装置５０と製造セル１２（すなわち、機械２０、２２、および２４）との間の通信量Ｃのタイムチャートを示す。

生産管理装置１４は、図２（ａ）に示すように、時点ｔ_０から時点ｔ_１までの期間で、セル制御装置５０へ生産指令信号７０を送信する。生産指令信号７０は、例えば、製造セル１２で「製品Ａをｎ個製造する」等の指令を含み、生産管理装置１４が保持する生産計画に則って、生産管理装置１４から適宜送信される。

生産管理装置１４から送信された生産指令信号７０は、通信ネットワーク１８を通って、セル制御装置５０の通信部５８に伝送される。

ここで、通信ネットワーク１８の最大通信速度は、通信ネットワーク１８の構成に応じて予め定められている。図２に示す例においては、通信ネットワーク１８の最大通信速度で信号が伝送されている。つまり、通信ネットワーク１８の最大通信速度で生産指令信号７０を伝送した場合、生産指令信号７０を伝送するのに時点ｔ_０から時点ｔ_１までの期間を要したことを意味している。

セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、生産管理装置１４から送信された生産指令信号７０を該通信部５８に受信させる。このように、本実施形態においては、ＣＰＵ５２は、通信部５８に通信を実行させる通信制御部６２（図１）として機能する。ＣＰＵ５２は、通信部５８が受信した生産指令信号７０を、システムメモリ５４に記憶する。

生産指令信号７０を受信すると、セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、作業指令信号７２を機械２０へ送信させる。この作業指令信号７２は、生産指令信号７０（例えば、「製品Ａをｎ個製造する」指令）に基づいて、機械２０に所定の作業を実行させる指令を含む。

図２（ｂ）に示す例においては、通信部５８は、通信ネットワーク１６の最大通信速度で、時点ｔ_１から時点ｔ_２の期間に亘って、作業指令信号７２を機械２０へ送信している。

機械２０は、作業指令信号７２を受信すると、該作業指令信号７２に従って所定の作業（例えば、ワークの加工、溶接、組み立て等）を実行する。所定の作業を完了すると、機械２０は、完了報告信号７４をセル制御装置５０の通信部５８へ送信する。図２（ｂ）に示す例においては、完了報告信号７４は、時点ｔ_３から時点ｔ_４までの期間で送信されている。

セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、機械２０から送信された完了報告信号７４を受信し、受信した完了報告信号７４を、システムメモリ５４に記憶する。

完了報告信号７４を受信すると、セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、作業指令信号７６を機械２２へ送信させる。この作業指令信号７６は、生産指令信号７０に基づいて機械２２に所定の作業を実行させる指令を含む。図２（ｂ）に示す例においては、作業指令信号７６は、時点ｔ_５から時点ｔ_６の期間で送信されている。

機械２２は、作業指令信号７６を受信すると、該作業指令信号７６に従って所定の作業を実行する。所定の作業を完了すると、機械２２は、完了報告信号７８をセル制御装置５０の通信部５８へ送信する。図２（ｂ）に示す例においては、完了報告信号７８は、時点ｔ_７から時点ｔ_８までの期間で送信されている。

セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、機械２２から送信された完了報告信号７８を受信し、受信した完了報告信号７８を、システムメモリ５４に記憶する。

完了報告信号７８を受信すると、セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８へ指令を送り、作業指令信号８０を機械２４へ送信させる。この作業指令信号８０は、生産指令信号７０に基づいて機械２４に所定の作業を実行させる指令を含む。図２（ｂ）に示す例においては、作業指令信号８０は、時点ｔ_９から時点ｔ_１０の期間で送信されている。

機械２４は、作業指令信号８０を受信すると、該作業指令信号８０に従って所定の作業を実行する。所定の作業を完了すると、機械２４は、完了報告信号８２をセル制御装置５０の通信部５８へ送信する。図２（ｂ）に示す例においては、完了報告信号８２は、時点ｔ_１１から時点ｔ_１２までの期間で送信されている。

セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、機械２４から送信された完了報告信号８２を受信し、受信した完了報告信号８２を、システムメモリ５４に記憶する。

完了報告信号８２を受信すると、セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、通信部５８へ指令を送り、時点ｔ_１２から時点ｔ_１３の期間で、生産完了信号８４を生産管理装置１４へ送信させる。

生産完了信号８４は、生産指令信号７０に含まれた指令（例えば「製品Ａをｎ個製造する」）を完了したことを示す信号である。こうして、機械２０、２２、および２４によって、生産指令信号７０に応じた作業が順次実行され、製品が製造される。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示すタイムチャートは、ＣＰＵ５２が実行することを予定された通信（以下、予定通信とする）のタイムチャートである。予定通信のフローは、例えば、使用者によって予め構築されたプログラム内に規定される。

ＣＰＵ５２は、プログラムに従って、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す予定通信を実行する。このプログラムと、上記した作業指令信号７２、７６、８０と、生産完了信号８４とは、システムメモリ５４に予め記憶される。

図２（ａ）および図２（ｂ）に示す予定通信とは別に、第３者がセル制御装置５０に不正にアクセスするリスクが考えられる。

そこで、本実施形態に係るセル制御装置５０は、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａを監視し、該実際の通信量Ｃ_ａと、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す予定通信の予定通信量Ｃ_ｐとを互いに比較し、実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いか否かを判定することによって、第３者による不正通信を検知する。

以下、この機能について、図２（ｃ）を参照して説明する。図２（ｃ）に示す例においては、通信ネットワーク１６経由で通信部５８にアクセスした不正通信８６が、時点ｔ_４から時点ｔ_５の期間に行われている。ＣＰＵ５２は、通信部５８に通信させた実際の通信量Ｃ_ａを、常時監視する。

一実施例として、セル制御装置５０は、ＣＰＵ５２が予定通信を実行しない期間に、通信部５８で通信量が検出されたか否かを実時間で判定する。例えば、図２（ｃ）に示す例においては、予定通信を実行しない期間とは、時点ｔ_２〜ｔ_３、時点ｔ_４〜ｔ_５、時点ｔ_６〜ｔ_７、時点ｔ_８〜ｔ_９、および時点ｔ_１０〜ｔ_１１の期間である。

ＣＰＵ５２は、１つの予定通信Ｐ_ｎ（すなわち、信号７２、７４、７６、７８、８０、または８２の通信）が完了した時点ｔ_ｎ（すなわち、時点ｔ_２、ｔ_４、ｔ_６、ｔ_８、ｔ_１０、またはｔ_１２）で、計時部６０に指令を送り、この時点ｔ_ｎからの経過時間を計時する。

ここで、１つの予定通信Ｐ_ｎが完了した時点ｔ_ｎから、次に実行される予定通信Ｐ_ｎ＋１が開始される時点ｔ_ｎ＋１までの期間Ｔ_Ａ（＝ｔ_ｎ＋１−ｔ_ｎ）は、予測可能である。具体的には、機械２０、２２、および２４が実行する作業のサイクルタイムは、予測可能である。したがって、ＣＰＵ５２が作業指令信号７２、７６、および８０の送信を完了した時点から、完了報告信号７４、７８、および８２が返信されるまでの期間も、予測可能である。

ＣＰＵ５２は、計時部６０が経時している、時点ｔ_ｎからの経過時間が、予め定められた時間τ_１となるまでに、通信部５８での通信量Ｃが実時間で検出されたとき、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いものと実時間で判定する。

予め定められた時間τ_１は、予測される期間Ｔ_Ａに一致する時間（すなわち、τ_１＝Ｔ_Ａ）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。不正通信を検出するプロセスを実行するとき、ＣＰＵ５２は、システムメモリ５４に記憶された時間τ_１を読み出してワークメモリ５６に記憶し、時間τ_１を参照する。

図２（ｃ）に示す例の場合、ＣＰＵ５２は、時点ｔ_２、ｔ_４、ｔ_６、ｔ_８、ｔ_１０、およびｔ_１２の各々から時間τ_１（例えば、時点ｔ_４〜ｔ_５の期間に相当）が経過するまでに通信部５８で通信量Ｃが検出されたか否かを実時間で判定する。

これにより、ＣＰＵ５２は、通信が予定されていない時点ｔ_４〜ｔ_５の期間に通信部５８で通信量が生じていることを検出し、以って、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いと実時間で判定する。その結果、時点ｔ_４〜ｔ_５の期間に生じた不正通信８６を実時間で検出することができる。

このように、本実施形態においては、ＣＰＵ５２は、実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いか否かを判定する通信判定部６４（図１）として機能する。

通信ネットワーク１６経由の不正通信８６を検出した場合、ＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、不正通信８６が行われた通信ネットワーク１６と通信部５８との間の通信を遮断する。これにより、第３者がセル制御装置５０に通信ネットワーク１６経由で不正にアクセスするのを防止できる。

このように、本実施形態においては、ＣＰＵ５２は、通信部５８による通信を遮断する通信遮断部６６（図１）として機能する。

一方、ＣＰＵ５２は、不正通信８６が検出されていない通信ネットワーク１８と通信部５８との間の通信は遮断しない。この構成によれば、不正通信８６が検出されていない通信ネットワーク１８経由の通信を確保できるので、不正通信８６が検出された場合においても、セル制御装置５０の機能の少なくとも一部を継続して実行できる。

他の実施例として、ＣＰＵ５２は、１つの予定通信Ｐ_ｎ（すなわち、信号７２、７４、７６、７８、８０、または８２）の開始時点ｔ_ｎ−１（すなわち、時点ｔ_１、ｔ_３、ｔ_５、ｔ_７、ｔ_９、またはｔ_１１）で、計時部６０に指令を送り、この時点ｔ_ｎ−１からの経過時間を計時してもよい。

この実施例について、図２（ｄ）を参照して説明する。図２（ｄ）に示す例においては、通信ネットワーク１６経由で通信部５８にアクセスした不正通信８８が、作業指令信号７６の予定通信に一部重複するように、行われている。そして、時点ｔ_５で開始された作業指令信号７６の予定通信が、不正通信８８の重複によって、時点ｔ_６’（＞ｔ_６）まで延期されている。

ＣＰＵ５２は、１つの予定通信Ｐ_ｎを開始した時点ｔ_ｎ−１からの経過時間が、予め定められた時間τ_２を過ぎてから時間τ_３に達するまでの期間に、通信部５８で通信量が検出されたか否かを実時間で判定する。

ここで、１つの予定通信Ｐ_ｎを開始した時点ｔ_ｎ−１から、次に実行される予定通信Ｐ_ｎ＋１が開始される時点ｔ_ｎ＋１までの期間Ｔ_Ｂ（＝ｔ_ｎ＋１−ｔ_ｎ−１）は、予測可能である。具体的には、機械２０、２２、および２４が実行する作業のサイクルタイムは、上述したように予測可能である。

また、信号７２、７４、７６、７８、８０、または８２の通信に要する時間も、データフォーマット等から定まるこれら信号の情報量（総通信量）と、通信ネットワーク１６の通信速度とによって、予測可能である。これらの情報から、上記の期間Ｔ_Ｂを予測することができる。

上記した予め定められた時間τ_２は、信号７２、７４、７６、７８、８０、または８２の通信に要することが予測される時間に一致する時間（例えば、τ_２＝ｔ_２−ｔ_１）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。

また、予め定められた時間τ_３は、予測される期間Ｔ_Ｂに一致する時間（すなわち、τ_３＝Ｔ_Ｂ）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。不正通信を検出するプロセスを実行するとき、ＣＰＵ５２は、システムメモリ５４に記憶された時間τ_２およびτ_３を読み出してワークメモリ５６に記憶し、これら時間τ_２およびτ_３を参照する。

図２（ｄ）に示す例の場合、ＣＰＵ５２は、時点ｔ_１、ｔ_３、ｔ_５、ｔ_７、ｔ_９、およびｔ_１１の各々で、計時部６０による経過時間の計時を開始し、該経過時間が時間τ_２〜τ_３の期間（例えば、時点ｔ_６〜ｔ_７の期間に相当）に通信部５８で実際の通信量が検出されたか否かを実時間で判定する。

そして、ＣＰＵ５２は、通信が予定されていない時点ｔ_６〜ｔ_７の期間に通信部５８で通信量が生じていることを検出し、以って、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いと実時間で判定する。その結果、時点ｔ_６〜ｔ_７の期間の不正通信８８を検出することができる。

不正通信８８を検出した場合、ＣＰＵ５２は、通信遮断部６６として機能して、不正通信８８が行われた通信ネットワーク１６と通信部５８との間の通信を遮断する。

なお、図２（ｄ）に示す不正通信８８は、時点ｔ_５以前に開始されて作業指令信号７６と重複される場合も想定される。このような場合においても、ＣＰＵ５２は、本実施例に係る方法を用いて、不正通信８８を検出できる。

図２（ｂ）に示す作業指令信号７２、７６、８０を送信してから完了報告信号７４、７８、８２を受信するまでの期間に、セル制御装置５０と、機械２０、２２、および２４とは、予定通信として、作業の進捗状況を確認するための通信を行ってもよい。

以下、図３を参照して、このような実施例について説明する。なお、図３は、作業指令信号７２と完了報告信号７４との間の期間を例として示している。

図３（ａ）に示すように、作業指令信号７２を送信した後、時点ｔ_２１にて、ＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、第１の進捗確認信号９０を機械２０へ送信させる。図３（ａ）に示す例においては、通信部５８は、時点ｔ_２１から時点ｔ_２２の期間で、第１の進捗確認信号９０を機械２０へ送信している。

機械２０は、第１の進捗確認信号９０を受信すると、現在実行している作業の進捗状況を表す第１の進捗報告信号９２を、セル制御装置５０の通信部５８へ送信する。図３（ａ）に示す例においては、第１の進捗報告信号９２は、時点ｔ_２３から時点ｔ_２４までの期間で送信されている。

ＣＰＵ５２は、機械２０から送信された第１の進捗報告信号９２を、通信部５８に受信させ、受信した第１の進捗報告信号９２を、システムメモリ５４に記憶する。

第１の進捗報告信号９２を受信した後、ＣＰＵ５２は、通信部５８に指令を送り、時点ｔ_２５から時点ｔ_２６の期間で、第２の進捗確認信号９４を機械２０へ送信させる。

機械２０は、第２の進捗確認信号９４を受信すると、現在実行している作業の進捗状況を表す第２の進捗報告信号９６を、時点ｔ_２７から時点ｔ_２８までの期間で、セル制御装置５０の通信部５８へ送信する。

セル制御装置５０のＣＰＵ５２は、機械２０から送信された第２の進捗報告信号９６を、通信部５８に受信させ、受信した第２の進捗報告信号９６を、システムメモリ５４に記憶する。ＣＰＵ５２は、取得した第１の進捗報告信号９２および第２の進捗報告信号９６から、機械２０の作業の進捗状況を把握できる。

上述した第１の進捗確認信号９０、第１の進捗報告信号９２、第２の進捗確認信号９４、および第２の進捗報告信号９６の予定通信は、図２（ｂ）に示す作業指令信号７６と完了報告信号７８との間、および、作業指令信号８０と完了報告信号８２との間の期間においても、同様に実行され得る。

このように、本実施例においては、ＣＰＵ５２は、作業指令信号７２、７６、８０を送信してから完了報告信号７４、７８、８０を受信するまでの期間に、作業の進捗状況を確認するための予定通信（信号９０、９２、９４、および９６の通信）を実行する。この予定通信のフローは、例えば、使用者によって予め構築されたプログラム内に規定される。

次に、図３（ｂ）を参照して、図３（ａ）に示す予定通信を実行しているときに不正通信を検知する機能について説明する。

図３（ｂ）に示す例においては、通信ネットワーク１６経由で通信部５８にアクセスした不正通信９８が、第１の進捗報告信号９２の予定通信に一部重複するように、行われている。そして、時点ｔ_２３で開始された第１の進捗報告信号９２の予定通信が、不正通信９８が重複されることにより、時点ｔ_２４’（＞ｔ_２４）まで延期されている。

ＣＰＵ５２は、上述した図２（ｄ）の不正通信８８を検知する方法を用いて、不正通信９８を同様に検知できる。具体的には、ＣＰＵ５２は、１つの予定通信Ｐ_ｍ（すなわち、信号７２、９０、９２、９４、または９６の予定通信）を開始した時点ｔ_ｍからの経過時間が、予め定められた時間τ_４を過ぎてから時間τ_５に達するまでの期間に、通信部５８で通信量が検出されたか否かを実時間で判定する。

ここで、１つの予定通信Ｐ_ｍを開始した時点ｔ_ｍから、次に実行される予定通信Ｐ_ｍ＋１が開始される時点ｔ_ｍ＋１までの期間Ｔ_Ｃ（＝ｔ_ｍ＋１−ｔ_ｍ）は、予測可能である。また、信号７２、９０、９２、９４、または９６の通信に要する時間も、予測可能である。

予め定められた時間τ_４は、信号７２、９０、９２、９４、または９６の通信に要すると予測される時間に一致する時間（例えば、ｔ_２４−ｔ_２３に相当する）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。また、予め定められた時間τ_５は、予測される期間Ｔ_Ｃに一致する時間（すなわち、τ_５＝Ｔ_Ｃ）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。

ＣＰＵ５２は、信号７２、９０、９２、９４、および９６の予定通信を開始する時点ｔ_１、ｔ_２１、ｔ_２３、ｔ_２５、ｔ_２７の各々で、計時部６０による経過時間の計時を開始する。そして、ＣＰＵ５２は、計時部６０が経時している経過時間が時間τ_４〜τ_５の期間（例えば、時点ｔ_２４〜ｔ_２５の期間に相当）に通信部５８で通信量が検出されたか否かを判定する。

そして、ＣＰＵ５２は、通信が予定されていない時点ｔ_２４〜ｔ_２５の期間に通信部５８で通信量が生じていることを検出し、以って、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いと実時間で判定する。その結果、時点ｔ_２４〜ｔ_２５の期間の不正通信９８を検出することができる。

不正通信９８を検出した場合、ＣＰＵ５２は、通信遮断部６６として機能して、不正通信９８が行われた通信ネットワーク１６と通信部５８との間の通信を遮断する。

上述した作業指令信号、完了報告信号、進捗確認信号、および進捗報告信号とは別に、ＣＰＵ５２は、予定通信として、機械２０、２２、および２４の様々な情報を取得するための予定通信を定期的に実行し得る。

ここで、「様々な情報」としては、例えば、機械２０、２２、および２４の工具情報、機械２０、２２、および２４に内蔵されたサーボモータの負荷トルクや温度、または、機械２０、２２、および２４に内蔵された各種センサの出力信号等の情報が含まれる。

以下、図４を参照して、このような実施例について説明する。図４（ａ）は、一例として、機械２０の情報を得るための予定通信を実行している場合のタイムチャートを示している。

ＣＰＵ５２は、時点ｔ_３１〜ｔ_３２、時点ｔ_３３〜ｔ_３４、および時点ｔ_３５〜ｔ_３６の期間に、機械２０の情報を得るための機械モニタ信号１００、１０２、１０４の予定通信を、機械２０との間で定期的に実行している。

次に、図４（ｂ）を参照して、図４（ａ）に示す予定通信を実行しているときに不正通信を検知する機能について説明する。図４（ｂ）に示す例においては、通信ネットワーク１６経由で通信部５８にアクセスした不正通信１０６が、通信が予定されていない時点ｔ_３４〜ｔ_３５の期間で行われている。

ＣＰＵ５２は、通信部５８での実際の通信量Ｃ_ａを常時監視し、予め定められた期間毎に、通信部５８の実際の通信量Ｃ_ａと、予定通信に係る予定通信量Ｃ_ｐとを、互いに比較する。

一例として、ＣＰＵ５２は、１つの予定通信Ｐ_ｐ（すなわち、信号１００、１０２、または１０４の通信）を開始した時点ｔ_ｐ（すなわち、時点ｔ_３１、ｔ_３３、またはｔ_３５）から、次の予定通信Ｐ_ｐ＋１を開始する時点ｔ_ｐ＋１までの期間Ｔ_Ｄ（＝ｔ_ｐ＋１−ｔ_ｐ）における、通信部５８の実際の通信量Ｃ_ａを算出する。

具体的には、ＣＰＵ５２は、信号１００、１０２、および１０４の予定通信を開始する時点ｔ_３１、ｔ_３３、およびｔ_３５の各々で、計時部６０に指令を送り、経過時間の計時を開始する。そして、ＣＰＵ５２は、時点ｔ_３１、ｔ_３３、ｔ_３５から予め定められた時間τ_６が経過するまでの期間の実際の通信量Ｃ_ａを算出する。

ここで、ＣＰＵ５２は、予め定められたプログラムに従って、図４（ａ）に示す予定通信を実行するので、期間Ｔ_Ｄは、予測可能である。予め定められた時間τ_６は、予測される期間Ｔ_Ｄに一致する時間（すなわち、τ_６＝Ｔ_Ｄ）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。

また、信号１００、１０２、および１０４の予定通信の予定通信量Ｃ_ｐも、該予定通信のデータフォーマットおよびプログラム等から、予測可能である。この予定通信量Ｃ_ｐも、システムメモリ５４に予め記憶される。

ＣＰＵ５２は、時点ｔ_３１、ｔ_３３、またはｔ_３５から時間τ_６が経過するまでの期間の実際の通信量Ｃ_ａと、該期間に実行した予定通信の予定通信量Ｃ_ｐとを互いに比較し、該実際の通信量Ｃ_ａが該予定通信量Ｃ_ｐよりも多いか否かを判定する。

例えば、図４（ｂ）に示す例の場合、ＣＰＵ５２は、時点ｔ_３３から時間τ_６が経過するまでの期間（時点ｔ_３３〜ｔ_３５までの期間に相当）の実際の通信量Ｃ_ａを算出する。この場合、実際の通信量Ｃ_ａは、信号１０２の予定通信量Ｃ_ｐと、不正通信１０６の通信量との和となる。

したがって、この場合、ＣＰＵ５２は、実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いと判定し、以って、時点ｔ_３３〜ｔ_３５までの期間に不正通信１０６があったことを検知することができる。

不正通信１０６を検知した場合、ＣＰＵ５２は、通信遮断部６６として機能して、不正通信１０６が行われた通信ネットワーク１６と通信部５８との間の通信を遮断する。

同様にして、ＣＰＵ５２は、機械２２および２４の情報を得るための機械モニタ信号の予定通信を機械２２および２４との間で実行し、これら予定通信を実行しているときの不正通信を、上述と同様の方法で検知できる。

次に、図５を参照して、不正通信検知のさらに他の実施例について説明する。本実施例においては、ＣＰＵ５２は、図５（ａ）に示すように、機械２０の情報を得るための機械モニタ信号１１０ａの予定通信を、機械２０との間で実行する。

次いで、ＣＰＵ５２は、機械２２の情報を得るための機械モニタ信号１１２ａの予定通信を、機械２２との間で実行する。次いで、ＣＰＵ５２は、機械２４の情報を得るための機械モニタ信号１１４ａの予定通信を、機械２４との間で実行する。

その後、ＣＰＵ５２は、機械２０の情報を得るための機械モニタ信号１１０ｂ、機械２２の情報を得るための機械モニタ信号１１２ｂ、機械２４の情報を得るための機械モニタ信号１１４ｂの順で、予定通信を実行する。

このように、本実施例においては、ＣＰＵ５２は、機械２０、機械２２、機械２４の順で、機械モニタ信号に係る一連の予定通信を実行する。

ここで、通信ネットワーク１６の構成、機械２０、２２、２４が通信に使用する通信方式の相違等に起因して、セル制御装置５０と、機械２０、２２、２４との間の通信速度が互いに異なる場合がある。

このような場合において信号を最大通信速度で送信すると、図５に示すように、機械モニタ信号１１０ａおよび１１０ｂと、機械モニタ信号１１２ａおよび１１２ｂと、機械モニタ信号１１４ａおよび１１４ｂとの間で行われる通信の通信量Ｃが異なることになる。

以下、図５（ｂ）を参照して、図５（ａ）に示す予定通信を実行しているときに不正通信を検知する機能について説明する。図５（ｂ）に示す例においては、通信ネットワーク１６経由で通信部５８にアクセスした不正通信１１６が、機械モニタ信号１１４ａの予定通信に一部重複するように、行われている。

ＣＰＵ５２は、図４（ｂ）で説明した実施例と同様に、予め定められた期間毎に、実際の通信量Ｃ_ａと予定通信量Ｃ_ｐとを互いに比較する。

一例として、ＣＰＵ５２は、機械２０の情報を得るための１つの予定通信Ｐ_ｑ（例えば、信号１１０ａの通信）を開始した時点ｔ_ｑ（例えば、時点ｔ_４１）から、同じ機械２０の情報を得るための次の予定通信Ｐ_ｑ＋１（例えば、信号１１０ｂの通信）を開始する時点ｔ_ｑ＋１（例えば、時点ｔ_４７）までの期間Ｔ_Ｅ毎に、通信部５８の実際の通信量Ｃ_ａを算出する。

具体的には、ＣＰＵ５２は、信号１１０ａ、１１０ｂの予定通信を開始する時点ｔ_４１およびｔ_４７の各々で、計時部６０に指令を送り、経過時間の計時を開始する。そして、ＣＰＵ５２は、時点ｔ_４１およびｔ_４７から予め定められた時間τ_７が経過するまでの期間の実際の通信量Ｃ_ａを算出する。

ここで、ＣＰＵ５２は、予め定められたプログラムに従って、図５（ａ）に示す予定通信を実行する。したがって、上記の期間Ｔ_Ｅは、予測可能である。予め定められた時間τ_７は、予測される期間Ｔ_Ｅに一致する時間（すなわち、τ_７＝Ｔ_Ｅ）として予め定められ、システムメモリ５４に記憶される。

一方、信号１１０ａ、１１２ａ、１１４ａ、１１０ｂ、１１２ｂ、および１１４ｂの予定通信の予定通信量Ｃ_ｐも、予測可能である。この予定通信量Ｃ_ｐも、システムメモリ５４に予め記憶される。

ＣＰＵ５２は、時点ｔ_４１、ｔ_４７から時間τ_７が経過するまでの期間（時点ｔ_４１〜ｔ_４７の期間に相当）の実際の通信量Ｃ_ａと、該期間の予定通信の予定通信量Ｃ_ｐとを互いに比較し、該実際の通信量Ｃ_ａが該予定通信量Ｃ_ｐよりも多いか否かを判定する。

例えば、図５（ｂ）に示す例の場合、時点ｔ_４１から時間τ_７が経過するまでの期間の実際の通信量Ｃ_ａは、信号１１０ａ、１１２ａ、１１４ａの予定通信量Ｃ_ｐと、不正通信１１６の通信量との和となる。

したがって、ＣＰＵ５２は、この期間の実際の通信量Ｃ_ａが予定通信量Ｃ_ｐよりも多いと判定し、以って、時点ｔ_４１〜ｔ_４７の期間に不正通信１１６があったことを検知することができる。

不正通信１１６を検知した場合、ＣＰＵ５２は、通信遮断部６６として機能して、不正通信１１６が行われた通信ネットワーク１６と通信部５８との間の通信を遮断する。

なお、上述した種々の実施例においては、製造セル１２とセル制御装置５０との間の予定通信に重複した不正通信を検知する場合について説明した。これら種々の実施例の概念は、生産管理装置１４とセル制御装置５０との間の予定通信に重複された不正通信を検知する場合にも適用できる。

一例として、セル制御装置５０は、図２（ａ）に示す予定通信（すなわち、信号７０、８４の通信）を実行しない期間に、通信部５８と生産管理装置１４との間で通信量が検出されたか否かを判定する。

図２（ａ）に示す例においては、通信部５８と生産管理装置１４との間で予定通信を実行しない期間とは、時点ｔ_１〜ｔ_１２の期間であり、該期間は、機械２０、２２、および２４が実行する作業のサイクルタイム、データフォーマット等から定まる信号の情報量（総通信量）、および通信ネットワーク１６、１８の通信速度等から、予測可能である。

ＣＰＵ５２は、通信が予定されていない時点ｔ_１〜ｔ_１２の期間に、通信ネットワーク１８経由の通信量が通信部５８で生じていることを検出した場合、通信部５８での実際の通信量が予定通信量よりも多いと実時間で判定する。これにより、通信ネットワーク１８経由の不正通信を検知できる。

ネットワーク１８経由の不正通信を検知した場合、ＣＰＵ５２は、通信部５８による通信ネットワーク１８との通信を遮断する一方、不正通信が検出されていない通信ネットワーク１６との間の通信は遮断しない。

また、上述の実施例において、ＣＰＵ５２は、定期的に認証キーを作成し、通信部５８と生産管理装置１４、および、通信部５８と製造セル１２との間の通信時に使用してもよい。これにより、不正通信をさらに効果的に防ぐことができる。

また、ネットワークシステム１０は、図１に示す製造セル１２に加えて、複数の機械を有する第２の製造セルをさらに備え、該第２の製造セルと通信部５８とは、第３のネットワークを介して互いに通信可能に接続されてもよい。

この場合において、ＣＰＵ５２は、例えば図２（ｃ）に示すようにネットワーク１６経由の不正通信を検知した場合、ＣＰＵ５２は、通信部５８によるネットワーク１６との通信を遮断する一方、第３の通信ネットワークとの間の通信は遮断しない。これにより、第２の製造セルにおいては、作業を継続して行うことができる。

また、図１に示す実施形態においては、製造セル１２が３個の機械２０、２２、２４を有する場合について述べたが、これに限らず、製造セル１２は、１個、２個、または４個以上の機械を有してもよい。

また、図１に示す実施形態において、通信部５８は、生産管理装置１４と通信する第１の通信部と、製造セル１２と通信する第２の通信部を有してもよい。この場合、ＣＰＵ５２は、第２の通信部で不正通信が検知された場合、該第２の通信部での通信を遮断する一方、不正通信が検知されていない第１の通信部での通信は継続する。

また、上述の実施形態においては、通信ネットワーク１６は、イントラネットまたはＬＡＮから構成され、通信ネットワーク１８は、インターネット等から構成される場合について述べた。

しかしながら、これに限らず、通信ネットワーク１６または１８は、通信部５８と製造セル１２、または、通信部５８と生産管理装置１４とを直接接続する単一の通信ケーブルから構成されてもよい。

また、ＣＰＵ５２は、通信部５８で不正通信が検知された場合に、その旨を表す音声または画像の形式の警告信号を生成し、使用者に出力してもよい。この場合、セル制御装置５０は、スピーカまたはディスプレイ装置をさらに有し、スピーカまたはディスプレイ装置を通して、警告信号を出力してもよい。

また、図２（ｃ）、図２（ｄ）、または図３の不正通信８６、８８、または９８を検知するときに、図４（ｂ）または図５（ｂ）を用いて説明した不正通信の検知方法を適用することもできる。

また、図４（ｂ）または図５（ｂ）の不正通信１０６または１１６を検知するときに、図２（ｃ）、図２（ｄ）、または図３（ｂ）を用いて説明した不正通信の検知方法を適用することもできる。

以上、発明の実施形態を通じて本発明を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、本発明の実施形態の中で説明されている特徴を組み合わせた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得るが、これら特徴の組み合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。さらに、上述の実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることも当業者に明らかである。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、工程、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」、「次いで」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ ネットワークシステム
１２ 製造セル
１４ 生産管理装置
５０ セル制御装置
５２ ＣＰＵ
５８ 通信部

Claims (5)

1. 生産管理装置からの指令に応じて、複数の機械を有する製造セルを制御するセル制御装置であって、
   前記生産管理装置または前記複数の機械と通信する通信部と、
   前記生産管理装置または前記複数の機械との間で実行されることが予定された予定通信を前記通信部に実行させる通信制御部と、
   前記通信部の実際の通信量を監視し、第１の前記予定通信の開始時点から、該第１の予定通信の後の第２の前記予定通信の開始時点までの期間内に設定された監視期間に実行された前記実際の通信量と、該監視期間に実行されることが予定された前記予定通信の予定通信量とを互いに比較して、前記実際の通信量が前記予定通信量よりも多いか否かを判定する通信判定部と、を備え、
   前記監視期間は、前記第１の予定通信の前記開始時点から前記第２の予定通信の前記開始時点までの前記期間として設定される、セル制御装置。
2. 前記通信制御部は、前記通信部に、前記第１の予定通信の次に前記第２の予定通信を実行させる、請求項１に記載のセル制御装置。
3. 前記通信制御部は、前記通信部に、
   前記生産管理装置及び前記複数の機械のうちの１つとの間で前記第１の予定通信及び前記第２の予定通信を実行させ、
   前記第１の予定通信と前記第２の予定通信との間において、前記生産管理装置及び前記複数の機械のうちの他の１つとの間で第３の前記予定通信を実行させる、請求項１に記載のセル制御装置。
4. 生産管理装置からの指令に応じて、複数の機械を有する製造セルを制御するセル制御装置であって、
   前記生産管理装置または前記複数の機械と通信する通信部と、
   前記生産管理装置または前記複数の機械との間で実行されることが予定された予定通信を前記通信部に実行させる通信制御部と、
   前記通信部の実際の通信量を監視し、第１の前記予定通信の開始時点から、該第１の予定通信の後の第２の前記予定通信の開始時点までの期間内に設定された監視期間に実行された前記実際の通信量と、該監視期間に実行されることが予定された前記予定通信の予定通信量とを互いに比較して、前記実際の通信量が前記予定通信量よりも多いか否かを判定する通信判定部と、を備え、
   前記通信制御部は、前記通信部に、前記第１の予定通信の次に前記第２の予定通信を実行させ、
   前記監視期間は、前記第１の予定通信の完了時点から前記第２の予定通信の前記開始時点までの期間として設定され、
   前記通信判定部は、前記監視期間に前記実際の通信量が検出されたとき、実時間で前記実際の通信量が前記予定通信量よりも多いと判定する、セル制御装置。
5. 前記通信判定部によって前記実際の通信量が前記予定通信量よりも多いと判定された場合に、前記通信部による通信を遮断する通信遮断部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセル制御装置。

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