JP7078575B2 - 制御システム、製造システム、制御方法および管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御システム、製造システム、制御方法および管理プログラムに関する。

化学製品および医薬等の製品は、製造ラインにおいて複数のプロセス処理を経て製造される。このような製造ラインは、プロセス処理を各々行う複数の製造ユニットと、対応する製造ユニットの制御を各々行う複数のユニット制御装置と、複数のユニット制御装置を制御および管理して製品の生産を統括する管理装置とを備える。

従来、製造ユニットは、製造ライン中の特定の位置に固定して設置され、ユニット制御装置は、制御を担当する製造ユニットの設置場所に応じた特定の位置に固定して設置されていた。このため、従来の製造ラインにおいては、製造プロセスの変更が容易ではなく、限られたコストおよびスペースの中で多品種少量生産に対応することが難しかった。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、制御システムを提供する。制御システムは、製造プロセスに応じて組み合わされて、製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた製造ユニットの制御を各々担当する複数のユニット制御装置を備えてよい。制御システムは、複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理する管理装置を備えてよい。

複数のユニット制御装置の各々は、複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットの位置に応じた位置情報を取得してよい。

複数のユニット制御装置の各々は、複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットが設置された場所に応じたコードを読み取ることにより位置情報を取得してよい。

複数のユニット制御装置の各々は、複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットが設置された場所に応じた無線タグを読み取ることにより位置情報を取得してよい。

複数のユニット制御装置のそれぞれは、取得した位置情報に基づいて、各ユニット制御装置のネットワークアドレス情報を生成してよい。配置情報は、複数の製造ユニットの各々の位置に応じた位置情報に対応付けて、複数のユニット制御装置のうち当該製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別するユニット識別情報を含んでよい。管理装置は、複数のユニット制御装置のそれぞれについて、配置情報における当該ユニット制御装置の位置情報に基づくネットワークアドレス情報を用いて、当該ユニット制御装置と通信してよい。

管理装置は、複数のユニット制御装置の各々から、各ユニット制御装置を識別するユニット識別情報を取得してよい。管理装置は、複数のユニット制御装置の各々から取得したユニット識別情報を配置情報に含まれるユニット識別情報と照合することにより、複数の製造ユニットの各々が配置情報どおりに配置されているか否かを判定してよい。

複数のユニット制御装置のうちの少なくとも１つは、複数の製造ユニットのうち対応付けられた製造ユニットに設定されたユニット識別情報を取得してよい。

複数の製造ユニットの各々には、製造ユニットに電力を供給する電源ユニットが接続されてよい。制御システムは、複数の電源ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた電源ユニットの制御を各々担当する複数の電源制御装置を更に備えてよい。

複数の電源制御装置の各々は、担当する電源ユニットに接続される製造ユニットに対応付けられたユニット制御装置と共通の位置情報を取得してよい。複数の電源制御装置の各々は、取得した位置情報に基づいて、各電源制御装置のネットワークアドレス情報を生成してよい。

複数の電源制御装置の各々は、当該電源制御装置のネットワークアドレス情報として、担当する電源ユニットに接続される製造ユニットに対応付けられたユニット制御装置のネットワークアドレス情報との間に予め定められた差を有するネットワークアドレス情報を生成してよい。

複数のユニット制御装置の各々は、制御を担当する製造ユニットに電力を供給する電源装置を識別する電源識別情報を取得してよい。複数のユニット制御装置の各々は、各ユニット制御装置のユニット識別情報および取得した電源識別情報に基づいて、制御を担当する製造ユニットに適合する電源ユニットが当該製造ユニットに接続されているか否かを判定してよい。

配置情報は、複数の製造ユニットの各々の位置に応じた位置情報に対応付けて、複数のユニット制御装置のうち当該製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別するユニット識別情報を含んでよい。配置情報は、複数の製造ユニットのうち製造プロセスにおいて当該製造ユニットの上流および下流の少なくとも一方に結合された少なくとも１つの製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別する接続先ユニット識別情報を含んでよい。

管理装置は、配置情報に基づいて、複数のユニット制御装置の各々が複数の製造ユニットのうち対応する製造ユニットの制御に用いる制御パラメータを、複数のユニット制御装置のうちいずれのユニット制御装置が担当する製造ユニットから取得した取得値を用いて算出するかを選択してよい。

本発明の第２の態様においては、製造システムを提供する。製造システムは、上記制御システムを備える。製造システムは、上記複数の製造ユニットを備える。

複数のユニット制御装置の各々は、複数の製造ユニットのうち担当する製造ユニットと同一の筐体内に設けられてよい。

本発明の第３の態様においては、制御方法を提供する。制御方法は、製造プロセスに応じて組み合わされて、製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられる複数のユニット制御装置が、対応付けられた製造ユニットを各々制御することを備えてよい。制御方法は、複数のユニット制御装置に接続される管理装置が、複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理することを備えてよい。

本発明の第４の態様においては、管理プログラムを提供する。管理プログラムは、製造プロセスに応じて組み合わされて、製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた製造ユニットの制御を各々担当する複数のユニット制御装置に接続されるコンピュータにより実行されてよい。管理プログラムは、コンピュータを、複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理する管理装置として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るシステム１の一例を示す。 本実施形態に係る製造モジュール１００の結合の一例を示す。 本実施形態に係る製造システム３における、製造モジュール１００、電源装置１１０および管理装置１２０の具体的構成例を示す。 本実施形態に係る管理記憶部３２４に格納される配置情報３２８のデータ構造の一例を示す。 本実施形態に係る記憶部３０６に格納される電源対応表のデータ構造の一例を示す。 本実施形態に係るシステム１における製造ユニット１６０に対する電源ユニット３１２の適合性の検証および製造ユニット１６０の配置の検証に関する処理フローの一例を示す。 本実施形態に係る新しい製造ユニット１６０への入れ替えフローの一例を示す。 本実施形態に係る新しい製造ユニット１６０への入れ替えの一例を示す。 本実施形態に係る既存の製造ユニット１６０同士の入れ替えの一例を示す。 本実施形態に係る制御処理部３２２の一例を各製造モジュール１００のセンサ３００またはアクチュエータ３０２の一例とともに示す。 本実施形態に係る制御処理部３２２における製造ユニット１６０の各種物理量の制御フローの一例を示す。 本実施形態の変形例に係る製造システム１２における、製造モジュール１００、電源装置１２１０および管理装置１２０の具体的構成例を示す。 本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている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。

図１は、本実施形態に係るシステム１の一例を示す。システム１は、各製品の製造プロセス情報に従って各装置を動作させることにより、１または複数の種類の製品を生産することができる。本実施形態において、システム１は、一例として化学製品または医薬等の流体または粉体の製品を製造する。システム１は、複数の製造モジュール１００と、複数の電源装置１１０と、管理装置１２０と、端末１３０とを備え、管理装置１２０および端末１３０がネットワーク１４０によって接続された構成をとる。システム１によれば、多様な製品を製造するために、ユーザは製造モジュール１００の配置を変更して製造モジュール１００を組み換えることにより、製造モジュール１００によるプロセス処理の実行順番を変更することができる。

各製造モジュール１００は、製造プロセスの一部ずつに応じたプロセスを担当する。各製造モジュール１００は、出発原料または前工程の生成物から担当するプロセスに応じた生成物を製造し、これを後工程へ提供する。各製造モジュール１００は、製造プロセスが変更される場合に容易に組み換えることができるように可動式であってよい。複数の製造モジュール１００のうち少なくとも１つまたは全部は、防爆設備内に設置されていてよい。各製造モジュール１００は複数個積み重ねられて設置されてよく、上下二段ずつで設置されてもよい。各製造モジュール１００は、筐体１５０と、製造ユニット１６０と、ユニット制御装置１７０とを有する。

筐体１５０は、製造ユニット１６０を収容するケースである。筐体１５０は、出発原料または前工程の生成物が流入する入口と本工程の生成物が流出する出口とを有し、入口および出口は、筐体１５０内の製造ユニット１６０と前工程および後工程の製造ユニット１６０とをそれぞれ結合させるための配管が嵌合するように形成される。複数の筐体１５０はそれぞれ、製造モジュール１００の組み立ておよび組み換えを容易にするべく、同一の形状であってよく、立方体形状等の直方体形状であってよい。ここで各筐体１５０は、防爆構造を有してよく、金属またはセラミック等から構成されてよい。

製造ユニット１６０は、製造プロセスに応じて複数組み合わされて、各々が製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う。各製造ユニット１６０は、反応槽、貯留槽、晶析槽、濾過槽、分離槽、混合槽、充填機、または乾燥機等の製造装置（プロセス処理装置）であってよい。

ユニット制御装置１７０は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）またはマシンコントローラ等のコントローラとその周辺回路を含む制御用コンピュータであってよい。また、ユニット制御装置１７０は、パーソナルコンピュータまたはノート型コンピュータ等のコンピュータを利用して実現されてもよい。各ユニット制御装置１７０は、複数の製造ユニット１６０の各々に対応して設けられ、対応する製造ユニット１６０と接続されて、制御プログラムを実行することにより、対応付けられた製造ユニット１６０の制御を担当する。本実施形態において、各ユニット制御装置１７０は、制御を担当する製造ユニット１６０の移動に対応して移動される。各ユニット制御装置１７０は、複数の製造ユニット１６０のうち担当する製造ユニット１６０と同一の筐体１５０内に設けられる。これに代えて、各ユニット制御装置１７０は、担当する製造ユニット１６０が収容される筐体１５０の外に別個に設けられてもよい。

電源装置１１０は、１または複数の電気機器を有する電気制御盤であってよい。複数の電源装置１１０の各々は複数の製造ユニット１６０の各々に対応して設けられ、対応する製造ユニット１６０に接続されて、電力を供給する。各電源装置１１０は、対応する製造ユニット１６０の設置場所に応じた位置に設置される。電源装置１１０はまた、接続された製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０に接続され、ユニット制御装置１７０に電力を供給する。本実施形態において、電源装置１１０は、防爆設備外に設けられてよい。

管理装置１２０は、マイクロコントローラ、ＰＬＣ若しくはマシンコントローラ等のコントローラまたは産業用コンピュータであってよい。これに代えて、管理装置１２０は、１または複数のコンピュータであってよく、複数のコンピュータで実現された装置であってもよく、パーソナルコンピュータなどで構成されてもよい。管理装置１２０は、各製造モジュール１００のユニット制御装置１７０に接続される。管理装置１２０は、管理プログラムを実行することにより、複数の製造ユニット１６０の各々の配置に応じた配置情報に基づいて、複数の製造ユニット１６０の各々の連携処理を管理する。

端末１３０は、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータ、携帯電話、スマートフォン、タブレット、またはデータ入出力可能なその他の端末装置であってよい。端末１３０は、ネットワーク１４０を介して管理装置１２０に接続される。端末１３０は、例えば医薬における処方等の製造対象の製品を製造するための製造プロセスを設計するプロセスエンジニア等のユーザによって操作され、製造プロセスを実施するための複数の製造モジュール１００の配置に関する配置情報および製造プロセスを実行するための複数の製造モジュール１００の制御を指定する製造プロセス情報を、ＣＡＤソフトウェア等を用いて生成する。端末１３０は、製造プロセス情報および配置情報を管理装置１２０に提供してよい。

ネットワーク１４０は、管理装置１２０および端末１３０の間を無線または有線により接続する。ネットワーク１４０は、インターネット、ワイドエリアネットワーク、またはローカルエリアネットワーク等であってよく、携帯回線網を含んでもよい。

以上のシステム１によれば、製造ユニット１６０が可動式であり、複数のユニット制御装置１７０の各々が製造ユニット１６０の各々に対応して設けられる。このため、製造プロセスを変更する場合、ユーザは製造ユニット１６０の移動に伴って対応するユニット制御装置１７０を移動させることができ、製造ユニット１６０の組み換え作業が容易となる。また製造ユニット１６０を移動させて組み換えた場合にも、各製造ユニット１６０が組み換え前と同じユニット制御装置１７０によって制御されるので、各ユニット制御装置１７０をプログラムし直す必要がなく、組み換えを容易に行えるようになる。

図２は、本実施形態に係る製造モジュール１００の結合の一例を示す。

製造モジュール１００の各製造ユニット１６０は、配管により結合される。一例として、製造ユニット１は製造ユニット２に結合され、製造ユニット２は製造ユニット３に結合される。これにより、製造ユニット１によって処理された中間生成物が配管を通じて製造ユニット２に供給され、製造ユニット２によって処理された中間生成物が配管を通じて製造ユニット３へ供給される。これに代えて、製造ユニット１と製造ユニット３とを結合させて、製造ユニット１によって処理された中間生成物を、配管を通じて製造ユニット３に直接供給してもよい。ユーザは、製造プロセスの変更により製造ユニット１６０のプロセス処理の実行順番を変更する場合、製造ユニット１６０の配置を変更し、配置変更後の製造ユニット１６０を配管により結合することにより、製造ユニット１６０の接続を変更する。

図３は、本実施形態に係る製造システム３における、製造モジュール１００、電源装置１１０および管理装置１２０の具体的構成例を示す。

製造ユニット１６０は、供給される原料または中間生成物を加工する不図示のプロセス処理装置に加え、１または複数のセンサ３００および１または複数のアクチュエータ３０２を含む。センサ３００およびアクチュエータ３０２は、ユニット制御装置１７０の入出力部３０４に接続される。センサ３００は、プロセス処理装置の特定位置に設けられ、計測したプロセス処理装置の状態を示す情報をユニット制御装置１７０の入出力部３０４に提供する。センサ３００は、一例として、温度センサ、湿度センサ、流量センサ、水位センサ、ガス検知センサ、圧力センサ、振動センサ、電圧センサまたは電流センサ等の物理量を測定するセンサであってよい。アクチュエータ３０２は、プロセス処理装置の特定位置に設けられ、ユニット制御装置１７０の入出力部３０４から提供される制御信号に基づいてプロセス処理装置の状態を制御するよう動作する。アクチュエータ３０２は電気式のサーボモータ、ステッピングモータ、若しくはリニアモータ、油圧式のシリンダ若しくはモータ、または空気圧式のシリンダ若しくはモータであってよく、バルブまたはポンプを制御してよい。

ユニット制御装置１７０は、入出力部３０４、記憶部３０６、制御部３０８、および通信部３１０を含む。

入出力部３０４は、１または複数の入出力ポートを有するＩ／Ｏモジュールであってよい。たとえば入出力部３０４は、アナログ入力ポート、アナログ出力ポート、アナログ入出力ポート、デジタル入力ポート、デジタル出力ポートおよびデジタル入出力ポートのうちの少なくとも１つを有し、各ポートを介して１または複数のセンサ３００および１または複数のアクチュエータ３０２のそれぞれに接続されてよい。入出力部３０４は、制御部３０８の要求に応じてセンサ３００から信号を取得して制御部３０８へと供給してよい。また入出力部３０４は、制御部３０８の要求に応じてアクチュエータ３０２へ制御信号を提供してよい。入出力部３０４とセンサ３００またはアクチュエータ３０２との通信は、一例として、ＨＡＲＴ（登録商標）、ＢＲＡＩＮ、ファウンデーションフィールドバス（登録商標）またはＩＳＡ１００．１１ａ等で規定される通信プロトコルを用いてよい。入出力部３０４は各ポートに、Ａ／Ｄ変換器および／またはＤ／Ａ変換器を有してよく、増幅器、フィルター、アナログスイッチまたはコンパレータを有してよい。

記憶部３０６は、複数の製造ユニット１６０のうち自己のユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０のユニット識別情報および電源対応表等の各種情報を記憶する。記憶部３０６は、不揮発性メモリであってよい。ここで、ユニット識別情報とは、ユニット制御装置１７０または当該ユニット制御装置１７０が制御を担当する製造ユニット１６０を識別する情報である。ユニット識別情報は、ユニット制御装置１７０内の記憶部３０６に代えて、ユニット制御装置または当該ユニット制御装置１７０が制御を担当する製造ユニット１６０に、ジャンパスイッチまたはデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）スイッチ等を用いて設定されてもよい。電源対応表は、当該ユニット制御装置１７０が制御を担当する製造ユニット１６０に電力を供給することができる電源装置１１０の種別を示す。

制御部３０８は、入出力部３０４、記憶部３０６および通信部３１０と接続される。制御部３０８は、複数の製造ユニット１６０のうち自己のユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０の位置に応じた位置情報を取得する。位置情報とは、各製造ユニット１６０の実設置位置を示す情報である。位置情報は、接続先の電源装置１１０の設置位置に応じた場所に設けられたコードまたは無線タグ等によって示される。本例において、接続先の電源装置１１０の設置位置に応じた場所とは、製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の設置場所近傍であるが、これに代えて当該場所は、製造ユニット１６０自身の設置場所等であってよい。制御部３０８は、取得した位置情報および記憶部３０６に格納されるユニット識別情報を用いて、管理装置１２０に製造ユニット１６０の配置の検証を行わせる。そして制御部３０８は、自己のユニット制御装置１７０に対応する製造ユニット１６０の制御を行う。より具体的には、制御部３０８は、入出力部３０４を介して担当する製造ユニット１６０から各取得値を取得し、通信部３１０を介して管理装置１２０に各取得値を送信する。取得値は、製造プロセスの稼働中における製造ユニット１６０内のセンサ３００の計測値、またはセンサ３００の計測値若しくはその他製造ユニット１６０から取得した情報に基づいて適宜変換された値等であってよい。制御部３０８はまた、通信部３１０を介して管理装置１２０から各制御パラメータを取得する。制御パラメータは、所望のプロセス処理を実行するために制御されるべき製造ユニット１６０の状態を表すパラメータであってよい。たとえば制御パラメータは、製造ユニット１６０において調整すべき温度または圧力等の値であってよい。制御部３０８は、各種制御パラメータおよびプロセス処理装置の状態に基づいてアクチュエータ３０２を操作するための操作値を生成し、入出力部３０４を介して、操作値に基づいた制御信号をアクチュエータ３０２に提供する。操作値とは、製造ユニット１６０内の状態を制御パラメータが示す状態に近づけるために、各アクチュエータ３０２に与える操作量を示す。制御部３０８は、プロセッサを含んでよい。

通信部３１０は、管理装置１２０の管理通信部３２６および電源装置１１０の通信部３１５と通信可能に接続され、管理装置１２０および電源装置１１０とユニット制御装置１７０との間の通信処理を行う。各通信は、一例として、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）、ＣＡＮ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＣＣ－ＬＩＮＫ（登録商標）等の汎用通信プロトコルを用いてよい。

電源装置１１０は、電源ユニット３１２と、電源制御装置３１４とを備える。電源ユニット３１２は、製造モジュール１００に接続され、製造モジュール１００に電力を供給する。電源ユニット３１２は、例えば無停電電源装置等のバッテリを含んでよい。

電源制御装置３１４は、マイクロコントローラ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）またはマシンコントローラ等のコントローラとその周辺回路を含む制御用コンピュータであってよい。また、ユニット制御装置１７０は、パーソナルコンピュータまたはノート型コンピュータ等のコンピュータを利用して実現されてもよい。電源制御装置３１４は、電源ユニット３１２に対応して設けられ、対応付けられた電源ユニット３１２の制御を担当する。また電源制御装置３１４は、ユニット制御装置１７０と通信を行い、通信先のユニット制御装置１７０に、対応する電源ユニット３１２の適合性の検証を行わせる。電源制御装置３１４は、通信部３１５と、記憶部３１６と、制御部３１７とを有する。

通信部３１５は、管理装置１２０の管理通信部３２６と通信可能に接続される。通信部３１５は、ユニット制御装置１７０および管理装置１２０と電源装置１１０との間の通信処理を行う。

記憶部３１６は、自己の電源装置１１０の電源識別情報等の各種情報を記憶する。ここで電源識別情報は、電源装置１１０または電源装置１１０が有する電源ユニット３１２を識別する情報である。記憶部３１６は、不揮発性メモリであってよい。これに代えて、電源識別情報は、電源装置１１０にジャンパスイッチまたはＤＩＰスイッチ等を用いて設定されてもよい。

制御部３１７は、通信部３１５および記憶部３１６に接続される。制御部３１７は、ユニット制御装置１７０の要求に応じて、電源ユニット３１２を制御する。また、制御部３１７は、電源装置１１０の設置位置に応じた場所に設けられた無線タグまたはコード等を読み取ることにより位置情報を取得する。本例において、電源装置１１０の設置位置に応じた場所とは、製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の設置場所近傍であるが、これに代えて当該場所は、製造ユニット１６０自身の設置場所等であってよい。制御部３１７は、取得した位置情報および記憶部３１６が記憶する電源識別情報を用いて、接続先の製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０に、対応する電源ユニット３１２が接続先の製造ユニット１６０に適合しているか否かを検証させる。制御部３１７は、プロセッサを含んでよい。

管理装置１２０は、配置管理部３２０と、制御処理部３２２と、管理記憶部３２４と、管理通信部３２６とを有する。

配置管理部３２０は、管理記憶部３２４および管理通信部３２６に接続される。配置管理部３２０は、管理通信部３２６が端末１３０から配置情報３２８を取得したことに応じて、配置情報３２８を管理記憶部３２４に格納する。配置管理部３２０は、管理通信部３２６を介して各ユニット制御装置１７０から提供されるユニット識別情報および管理記憶部３２４に格納される配置情報３２８を用いて、複数の製造ユニット１６０の各々について配置の検証を行う。

制御処理部３２２は、管理記憶部３２４および管理通信部３２６に接続される。制御処理部３２２は、管理記憶部３２４から配置情報３２８を取得してよく、管理通信部３２６を介してユニット制御装置１７０から各製造ユニット１６０の取得値を受信してよい。制御処理部３２２は、配置情報３２８、製造プロセス情報３３０および取得値に基づき、各制御パラメータを算出し、各ユニット制御装置１７０へ制御パラメータを送信してよい。

管理記憶部３２４は、管理通信部３２６が端末１３０から受信した配置情報３２８および製造プロセス情報３３０を記憶する。

管理通信部３２６は、ユニット制御装置１７０の通信部３１０および端末１３０と通信を行う。管理通信部３２６は、配置管理部３２０または制御処理部３２２の要求に応じて、各ユニット制御装置１７０と通信してよい。

以上の製造システム３によれば、製造ユニット１６０を移動させて組み換えた場合でも、製造モジュール１００内の装置は変更されないため、ユーザによる製造モジュール１００内の各装置ごとの据付時適格性評価（ＩＱ）等の検証作業が省略若しくは簡略化される。また、製造ユニット１６０の組み換えにより製造ユニット１６０の接続先が変更されても、管理装置１２０が製造ユニット１６０の配置情報３２８の検証を行い、検証済みの配置情報３２８に基づいて製造ユニット１６０間の連携処理を行うため、接続先変更後の製造ユニット１６０間の装置の連携に関する現場での検証作業を省略することができる。したがって、ユーザが製造ユニット１６０を組み換えて製造プロセスを変更することが容易となり、限られたコストおよびスペースの中で多種類の製品を製造することが可能となる。

図４は、本実施形態に係る管理記憶部３２４に格納される配置情報３２８のデータ構造の一例を示す。配置情報３２８は、複数の製造ユニット１６０のそれぞれに対応した位置情報と、ユニット識別情報と、接続先ユニット識別情報とを含む。端末１３０は、製造プロセスの構築を支援するＣＡＤソフトウェア等を用いて、ユーザの入力に応じて各製造ユニット１６０の位置および製造ユニット１６０間の結合および各製造ユニット１６０の制御手順を示す製造フロー図を生成するとともに、製造フロー図に対応する各製造ユニット１６０の配置に関する配置情報３２８と、各製造ユニット１６０の制御手順に関する製造プロセス情報３３０とを生成してよい。

配置情報３２８における位置情報は、製造ユニット１６０が設置される場所の位置に応じたアドレス情報であり、そこに設置されるべき製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０内の制御部３０８が実際に取得すべき位置情報を示す。位置情報は、数字若しくは文字列であってよく、または数字と文字列の組み合わせであってもよい。一例として位置情報は、２進数、１０進数または１６進数で表記されてよい。

配置情報３２８におけるユニット識別情報は、複数の製造ユニット１６０の各々の位置情報に対応付けてテーブル上に設定される。配置情報３２８におけるユニット識別情報は、複数のユニット制御装置１７０のうち配置情報３２８における位置情報が示す位置に設置されるべき製造ユニット１６０の制御を担当するユニット制御装置１７０または当該製造ユニット１６０を識別する。配置情報３２８におけるユニット識別情報は、そこに設置されるべき製造ユニット１６０を担当するユニット制御装置１７０内の記憶部３０６が記憶すべきユニット識別情報を示す。配置情報３２８におけるユニット識別情報は、ユニット制御装置１７０若しくは制御を担当する製造ユニット１６０の製品または製品種別等の識別情報であってよく、これらの識別情報とシリアル番号との組み合わせであってよい。配置情報３２８におけるユニット識別情報は、数字若しくは文字列であってよく、または数字と文字列の組み合わせであってもよい。一例として自ユニット識別情報は、２進数、１０進数または１６進数で表記されてよい。

接続先ユニット識別情報とは、複数の製造ユニット１６０のうち製造プロセスにおいて当該製造ユニット１６０の上流および下流の少なくとも一方に結合された少なくとも１つの製造ユニット１６０の制御を担当するユニット制御装置１７０または当該製造ユニット１６０を識別する。接続先ユニット識別情報は、製造プロセスの順序に応じて上流側の情報および下流側の情報に分類される。接続先ユニット識別情報の上流側および下流側に示したフィールドには、それぞれ上流または下流に直接接続される１または複数の接続先ユニット識別情報が格納されてよい。上流または下流に接続先がない製造ユニット１６０については、当該製造ユニット１６０に対応する接続先ユニット識別情報の上流側または下流側のフィールドが空であってもよく、便宜上当該フィールドに当該製造ユニット１６０のユニット識別情報が格納されてもよい。なお、配置情報３２８における接続先ユニット識別情報の各エントリは、配置情報３２８におけるユニット識別情報に対応する製造ユニット１６０が有する特定の接続口等に対応付けられてよい。接続先ユニット識別情報は、配置情報３２８において各位置情報に対応するレコードに格納されるユニット識別情報によって識別される製造ユニット１６０に接続される製造ユニット１６０のユニット識別情報を示す。接続先ユニット識別情報は、数字若しくは文字列であってよく、または数字と文字列の組み合わせであってもよい。一例として接続先ユニット識別情報は、２進数、１０進数または１６進数で表記されてよい。

このように、管理装置１２０の管理記憶部３２４が配置情報３２８を格納することにより、管理装置１２０は、全ての製造ユニット１６０に対して、製造ユニット１６０の設置位置に対する当該製造ユニット１６０の種類および当該製造ユニット１６０の接続先を製造プロセスごとに設定し、各製造ユニット１６０の処理の実行順番を管理することができる。

図５は、本実施形態に係る記憶部３０６に格納される電源対応表のデータ構造の一例を示す。電源対応表は、自己のユニット識別情報に対して電力を供給することができる電源装置１１０を示す１または複数の電源識別情報と、その対応関係とを有する。

電源対応表における各電源識別情報は、各電源装置１１０または各電源装置１１０の電源ユニット３１２の製品または製品種別を識別する情報である。電源対応表における各電源識別情報は、数字若しくは文字列であってよく、または数字と文字列の組み合わせであってもよい。一例として位置情報は、２進数、１０進数または１６進数で表記されてよい。

対応関係は、自己のユニット識別情報に対して、電源対応表における各電源識別情報が対応しているか否かを示す。対応関係は、その電源識別情報を有する電源ユニット３１２が、担当する製造ユニット１６０がプロセス処理を行うために必要な電力を供給できるか否かによって、ユーザによって決定されてよい。一例として、その電源識別情報を有する電源装置１１０の電源ユニット３１２が必要な電力を供給できる場合には、その電源識別情報の対応関係に「ＯＫ」が格納され、できない場合には、その電源識別情報の対応関係に「ＮＧ」が格納されてよい。

このように、ユニット制御装置１７０の記憶部３０６が電源対応表を格納することにより、ユニット制御装置１７０は、自己が担当する製造ユニット１６０に対して電力を供給することができる電源装置１１０を把握することができる。なお、電源対応表は、製造ユニット１６０に適合可能な電源装置１１０等のリストであってよく、適合しない電源装置１１０等の情報を含まなくてもよい。

図６は、本実施形態に係るシステム１における製造ユニット１６０に対する電源ユニット３１２の適合性の検証および製造ユニット１６０の配置の検証に関する処理フローの一例を示す。

Ｓ６００において、管理装置１２０の配置管理部３２０は、端末１３０を用いて生成された全ての製造ユニット１６０について配置情報３２８を取得し、管理記憶部３２４に格納する。システム１は、配置情報３２８に登録された各製造モジュール１００について、Ｓ６１０～Ｓ６８０に示す処理を行う。

Ｓ６１０において、各ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、複数の製造ユニット１６０のうち自己のユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０の位置情報を取得する。また電源装置１１０内の電源制御装置３１４の制御部３１７は、担当する電源ユニット３１２に接続される製造ユニット１６０に対応付けられたユニット制御装置１７０と共通の位置情報を取得する。たとえば、各制御部３０８および制御部３１７は、複数の製造ユニット１６０のうち自己のユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０が設置された場所に応じたコードまたは無線タグを読み取ることにより位置情報を取得してよい。コードまたは無線タグは、対応する製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の設置位置に応じた場所に設けられる。本実施形態において、コードまたは無線タグは、対応する製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の設置位置近傍に設けられる。そして、各制御部３０８および制御部３１７は、当該コードまたは無線タグから位置情報を取得する。他の実施形態において、コードまたは無線タグは、対応する製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の設置位置近傍に加え、当該製造ユニット１６０の設置位置近傍にも設けられる。それぞれのコードまたは無線タグは、共通の位置情報を有する。そして各制御部３０８および制御部３１７は、対応する製造ユニット１６０および電源装置１１０の設置位置近傍にそれぞれ設けられるコードまたは無線タグ等から位置情報をそれぞれ取得する。なお、ユニット制御装置１７０および電源装置１１０は、Ｓ６１０において起動され、制御部３０８および制御部３１７はブート処理の実行中に自動で位置情報を取得してよい。

Ｓ６２０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、自己が取得した位置情報に基づいて、当該ユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報を生成する。また電源制御装置３１４の制御部３１７は、自己が取得した位置情報に基づいて、各電源制御装置３１４のネットワークアドレス情報を生成する。本実施形態において、制御部３１７は、自己の電源制御装置３１４のネットワークアドレス情報として、担当する電源ユニット３１２に接続される製造ユニット１６０に対応付けられたユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報との間に予め定められた差を有するネットワークアドレス情報を生成してよい。たとえば、制御部３０８は、自己が取得した位置情報に基づく数値をホスト部に含むＩＰアドレスを生成してよく、制御部３１７は、自己が取得した位置情報に基づく数値に定数（たとえば、０×２０等）を加算した数値をホスト部に含むＩＰアドレスを生成してよい。本実施形態において、制御部３０８および制御部３１７のそれぞれは、位置情報を取得した後、自己のユニット制御装置１７０および電源制御装置３１４を再起動させ、再起動時に自動で各ネットワークアドレス情報を生成してよい。

Ｓ６３０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、自己が取得した位置情報に基づいて、担当する製造ユニット１６０に接続される電源装置１１０の電源制御装置３１４のネットワークアドレス情報を取得する。たとえば、制御部３０８は、自己のユニット制御装置１７０のＩＰアドレスのホスト部に定数を加算した数値をホスト部に含むＩＰアドレスを、当該電源制御装置３１４のネットワークアドレス情報として取得する。そして、制御部３０８は、取得した電源制御装置３１４のネットワークアドレス情報を用いて、当該電源制御装置３１４に対して、電源識別情報の読出要求をする。この読出要求は、電源制御装置３１４内における電源識別情報が格納されているアドレスまたはレジスタ番号等の指定を含んでよい。

Ｓ６４０において、電源制御装置３１４の制御部３１７は、ユニット制御装置１７０の制御部３０８からの読出要求を受信したことに応じて、記憶部３１６に格納される電源識別情報を、通信部３１５を介して制御部３０８に返信する。

Ｓ６５０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、制御を担当する製造ユニット１６０に電力を供給する電源装置１１０を識別する電源識別情報を取得し、ユニット制御装置１７０のユニット識別情報および取得した電源識別情報に基づいて、制御を担当する製造ユニット１６０に適合する電源ユニット３１２が当該製造ユニット１６０に接続されているか否かを判定する。本実施形態において、制御部３０８は、記憶部３０６に格納される電源対応表において、自己のユニット制御装置１７０のユニット識別情報と電源制御装置３１４から取得した電源識別情報との対応関係から、当該電源制御装置３１４に対応する電源ユニット３１２が接続先の製造ユニット１６０に適合しているか否かを判定する。制御部３０８は、適合する電源ユニット３１２が接続されていると判定すれば、処理をＳ６６０に進め、接続されていないと判定すれば、処理をＳ６９２に進める。

Ｓ６６０において、管理装置１２０の配置管理部３２０は、管理記憶部３２４に格納される配置情報３２８における位置情報に基づいて、当該位置情報が示す位置に設置された製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報を取得する。各製造モジュール１００が配置情報３２８通りの正しい位置に設置されていれば、配置管理部３２０が取得するネットワークアドレス情報は、Ｓ６２０において各ユニット制御装置１７０の制御部３０８が生成するネットワークアドレス情報と一致する。配置管理部３２０は、取得したユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報を用いて、当該ユニット制御装置１７０の制御部３０８と通信し、制御部３０８に対してユニット識別情報の読出要求を送信する。この読出要求は、ユニット制御装置１７０内におけるユニット識別情報が格納されているアドレスまたはレジスタ番号等の指定を含んでよい。

Ｓ６７０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、配置管理部３２０からの読出要求を受信したことに応じて、記憶部３０６に格納されるユニット識別情報を通信部３１０を介して管理装置１２０の管理通信部３２６に返信する。他の実施形態において、少なくとも１つのユニット制御装置１７０の制御部３０８は、自己のユニット制御装置１７０に対応付けられた製造ユニット１６０にＤＩＰスイッチ等を用いて設定されたユニット識別情報を取得し、取得したユニット識別情報を通信部３１０を介して管理通信部３２６に返信してよい。

Ｓ６８０において、管理装置１２０の配置管理部３２０は、管理通信部３２６を介してユニット制御装置１７０から、各ユニット制御装置１７０を識別するユニット識別情報を取得し、各ユニット制御装置１７０から取得したユニット識別情報を配置情報３２８に含まれるそのユニット制御装置１７０に対応するユニット識別情報と照合することにより、製造ユニット１６０が配置情報３２８どおりに配置されているか否かを判定する。なお、配置管理部３２０は、ユニット識別情報にシリアル番号が含まれる場合には、製造ユニット１６０または製造ユニット１６０の種別を示す範囲を照合対象としてよい。配置管理部３２０は、両ユニット識別情報が一致すると判定した場合、処理をＳ６９０に進める。配置管理部３２０は、両ユニット識別情報が一致しないと判定した場合、処理をＳ６９２に進める。

Ｓ６９０において、管理装置１２０の配置管理部３２０は、全ての製造ユニット１６０に対してユニット識別情報の照合を行ったか否かを判定する。配置管理部３２０は、全ての製造ユニット１６０に対して当該照合を行っていれば、処理を終了させ、全ての製造ユニット１６０に対して当該照合を行っていなければ、処理をＳ６１０に戻して、次の製造ユニット１６０の照合を進める。

Ｓ６９２において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、Ｓ６５０において担当する製造ユニット１６０に適合する電源ユニット３１２が接続されていないと判定したことに応じて、管理装置１２０の配置管理部３２０に対して、その旨を示すエラー信号を出力する。このとき配置管理部３２０は、管理通信部３２６を介して、端末１３０に当該エラー信号を送信してよい。また管理装置１２０の配置管理部３２０は、Ｓ６８０において両ユニット識別情報が一致しないと判定したことに応じて、複数の製造モジュール１００の配置が配置情報３２８に設定された設計通りの配置と一致しない旨のエラー信号を出力する。このとき配置管理部３２０は、管理通信部３２６を介して、端末１３０に当該エラー信号を送信してよい。

なお、システム１は、Ｓ６３０～Ｓ６５０に示す処理とＳ６６０～Ｓ６８０に示す処理とを並行して行ってもよく、Ｓ６６０～Ｓ６８０に示す処理の後にＳ６３０～Ｓ６５０に示す処理を行ってもよい。

他の実施形態において、ユニット制御装置１７０に代えて管理装置１２０が電源対応表を保有し、各製造ユニット１６０および各電源装置１１０の間の照合を行ってもよい。この場合Ｓ６３０～Ｓ６５０に代えて、管理装置１２０がユニット制御装置１７０および電源制御装置３１４に対してユニット識別情報および電源識別情報の読出要求を送信する。そして、ユニット制御装置１７０の制御部３０８および電源制御装置３１４の制御部３１７はそれぞれ、読出要求を受信したことに応じて、取得したユニット識別情報および電源識別情報を管理装置１２０に返信する。管理装置１２０は、電源対応表を用いてユニット識別情報に対する電源識別情報の対応関係を確認し、電源ユニット３１２がユニット制御装置１７０に対応する製造ユニット１６０に適合したものであるか否かを判定する。管理装置１２０は、適合していると判定すれば、処理をＳ６６０に進め、適合していないと判定すれば、処理をＳ６９２に進める。

更に他の実施形態において、管理装置１２０に代えてユニット制御装置１７０が配置情報３２８の照合を行ってよい。この場合Ｓ６６０に代えて、管理装置１２０の配置管理部３２０が配置情報３２８における位置情報に基づいてネットワークアドレス情報を取得し、そのネットワークアドレス情報を用いて対応するユニット制御装置１７０の制御部３０８に対して配置情報３２８におけるユニット識別情報を送信する。そしてＳ６７０～Ｓ６８０に代えて、ユニット制御装置１７０の制御部３０８が、管理装置１２０から受信したユニット識別情報と記憶部３０６に格納されるユニット識別情報とを照合する。このとき制御部３０８は、両ユニット識別情報が一致すると判定した場合、管理装置１２０の管理通信部３２６に一致することを示す信号を送信し、両ユニット識別情報が一致しないと判定した場合、管理装置１２０の管理通信部３２６にエラー信号を送信してよい。

以上により、システム１は、適合する電源ユニット３１２が製造ユニット１６０に接続されているか否かの検証を行うことができる。またシステム１は、複数のユニット制御装置１７０が保有するユニット識別情報と管理装置１２０が保有する配置情報３２８におけるユニット識別情報とを照合することで、複数の製造モジュール１００の配置が配置情報３２８に設定された設計通りの配置と一致するか否かの検証を行うことができる。したがって、製造プロセスの変更により製造ユニット１６０の配置を変更した場合であっても、現場における製造ユニット１６０と電源装置１１０との間の照合作業および製造ユニット１６０の配置の検証作業を省略することができる。

図７は、本実施形態に係る新しい製造ユニット１６０への入れ替えフローの一例を示す。Ｓ７００において、製造プロセスの変更により、端末１３０は各製造ユニット１６０の配置情報を変更して管理装置１２０に送信する。管理装置１２０の配置管理部３２０は、受信した変更後の配置情報を管理記憶部３２４に格納する。

Ｓ７１０において、ユーザは、変更後の配置情報３２８に基づいて、移動させる製造ユニット１６０の電源をＯＦＦにし、その製造ユニット１６０と電源装置１１０との間の接続を解除する。またユーザは、ユニット制御装置１７０の入出力部３０４と電源装置１１０との間の接続を解除してよい。各ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、電源装置１１０との接続が解除されてもメモリの内容を維持すべく、不揮発性メモリまたはバックアップ機能を有するメモリを用いてよい。

Ｓ７２０において、ユーザは、移動させる製造ユニット１６０に接続された、その上流および下流の製造ユニット１６０のそれぞれと結合するための配管を外す。本実施形態において、ユーザは、移動させる製造ユニット１６０を収容する筐体１５０の入口および出口に嵌合された配管を外してよい。

Ｓ７３０において、ユーザは、変更後の配置情報３２８に基づいて製造ユニット１６０を移動させ、新たに組み込む製造ユニット１６０を設置して製造ユニット１６０の組み換えを行う。このとき対応するユニット制御装置１７０は、製造ユニット１６０の移動に伴い移動される。また製造ユニット１６０の移動と同様に、対応する電源装置１１０も移動されてよい。そして、新たに組み込む製造ユニット１６０の設置位置に応じた位置に、新たに組み込む製造ユニット１６０に対応する電源装置１１０を設置してよい。そしてユーザは、新たに組み込んだ製造ユニット１６０と上流および下流の製造ユニット１６０とをそれぞれ配管で接続させる。本実施形態において、ユーザは、新たに組み込んだ製造ユニット１６０を収容する筐体１５０の入口および出口に、上流および下流の製造ユニット１６０に接続される配管をそれぞれ嵌合させることにより、製造ユニット１６０同士を接続させてよい。ここで、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０は、製造ラインに組み込まれる前にあらかじめ制御用のソフトウェアをダウンロードしてよい。制御用のソフトウェアは、複数種類のプロセス処理に応じた制御プログラムを含んでよい。また制御用のソフトウェアは、配置情報３２８が検証されるまで実行されないようにあらかじめ保護されていてよい。

Ｓ７４０において、ユーザは、新たに組み込んだ製造ユニット１６０と当該製造ユニット１６０に対応する電源装置１１０とを接続させ、電源装置１１０を起動させることで、新たに組み込んだ製造ユニット１６０および対応するユニット制御装置１７０を起動させる。

Ｓ７５０において、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０の制御部３０８は、位置情報を取得する。新たに組み込んだ製造ユニット１６０に接続される電源ユニット３１２に対応する電源制御装置３１４の制御部３１７もまた、位置情報を取得する。制御部３０８および制御部３１７による位置情報の取得は、図６におけるＳ６１０に示す方法と同様の方法により行われてよい。ユニット制御装置１７０および電源制御装置３１４はそれぞれ、Ｓ７４０において起動され、ブート処理の実行中に自動で位置情報を取得してよい。

Ｓ７６０において、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０の制御部３０８および接続先の電源ユニット３１２に対応する電源制御装置３１４の制御部３１７は、各々が取得した位置情報に基づいて各ネットワークアドレス情報を生成する。制御部３０８および制御部３１７によるネットワークアドレス情報の生成は、図６におけるＳ６２０に示す方法と同様の方法により行われてよい。ユニット制御装置１７０および電源制御装置３１４は、位置情報を取得後、リブート処理を実行して再起動され、再起動時に自動で各ネットワークアドレス情報を生成してよい。

Ｓ７７０において、管理装置１２０の配置管理部３２０は、配置情報３２８における位置情報に基づいて、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報を取得する。そして配置管理部３２０は、管理通信部３２６を介して、当該ネットワークアドレス情報を用いて、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０に制御用のソフトウェアを実行するための各種情報を送信する。制御用のソフトウェアを実行するための各種情報は、ソフトウェアの保護を解除するための情報または担当する製造ユニット１６０のプロセス処理の種類を示すパラメータ等を含んでよい。

Ｓ７８０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、通信部３１０を介して取得した制御用のソフトウェアを実行するための各種情報を用いて、制御用のソフトウェアを実行する。本実施形態において、制御部３０８は、制御用のソフトウェアの保護を解除し、制御用のソフトウェアに含まれる、担当する製造ユニット１６０のプロセス処理の種類に応じた制御プログラムを実行してよい。

Ｓ７９０において、ユニット制御装置１７０は、制御を担当する製造ユニット１６０に対する接続先の電源ユニット３１２の適合性についての検証を行う。また管理装置１２０は、製造ユニット１６０の配置変更後の配置情報３２８について検証を行う。システム１は、図６におけるＳ６３０～Ｓ６９２に示す処理と同様の処理を用いて、これらの検証を行ってよい。

以上のように、ユーザは、既存の製造ユニット１６０を新しい製造ユニット１６０に入れ替えて新しい製造ユニット１６０を起動させると、システム１は、対応するユニット制御装置１７０と管理装置１２０との通信を確立させて配置情報３２８を検証し、各製造ユニット１６０のプロセス処理に対する制御を自動で開始する。このため、ユーザによる、ネットワークアドレス情報の生成作業若しくはユニット制御装置１７０と管理装置１２０との間の通信設定作業または現場での配置情報３２８の検証作業等が省略される。また、システム１は、新しく組み込んだ製造ユニット１６０に適合する電源ユニット３１２が接続されているかを自動で検証するため、ユーザによる現場での電源装置１１０の照合作業等が省略される。そしてユニット制御装置１７０は、あらかじめ制御用のソフトウェアを有し、組み込まれた後に自動で制御用ソフトウェアを実行可能とする。このため、ユーザによる、個々のユニット制御装置１７０に対する実行可能な制御用のソフトウェアのダウンロード作業およびユニット制御装置１７０の検証作業が更に省略される。したがって、ユーザは容易に製造ユニット１６０を入れ替えることができるため、機動的に多品種生産に対応することができる。

図８は、本実施形態に係る新しい製造ユニット１６０への入れ替えの一例を示す。本実施形態において、入れ替え前の製造ユニット１６０のプロセス処理の実行順番が、製造ユニット１→製造ユニット２→製造ユニット３である場合、各製造ユニット１６０はプロセス処理の実行順番に従って配置される。そして製造ユニット１は製造ユニット２に結合され、製造ユニット２は製造ユニット３に結合される。製造プロセスの変更により、ユーザが製造ユニット２に代えて製造ユニット４を製造ラインに新たに導入する場合、ユーザが図７のＳ７００～Ｓ７４０と同様の動作を行うことで、システム１は、図７のＳ７５０～Ｓ７９０に示す処理を自動で行うことができる。これにより、システム１は既存の製造ユニット１６０から新しい製造ユニット１６０への組み換えを容易に実現できる。

システム１は、既存の製造ユニット１６０同士の配置および接続を入れ替えることによって、製造プロセスを変更可能とすることも可能である。図９は、本実施形態に係る既存の製造ユニット１６０同士の入れ替えの一例を示す。図９において、ユーザは、製造ユニット１６０のプロセス処理の実行順番を製造ユニット１→製造ユニット２→製造ユニット３から製造ユニット１→製造ユニット３→製造ユニット２に変更するために、製造ユニット２および３を入れ替える。この場合、ユーザが図７のＳ７００～Ｓ７４０に示す動作と同様の動作を行うことで、システム１は図７のＳ７５０～Ｓ７９０に示す処理を行ってよい。なお、図７のＳ７７０およびＳ７８０に示す処理のうち、制御用のソフトウェアの実行可能化に関する処理は省略されてよい。

図１０は、本実施形態に係る制御処理部３２２の一例を各製造モジュール１００のセンサ３００またはアクチュエータ３０２の一例とともに示す。制御処理部３２２は、制御選択部９００と複数の制御演算器９１０とを備える。

制御選択部９００は、複数の制御演算器９１０および各製造モジュール１００内のユニット制御装置１７０の制御部３０８を介して、各製造モジュール１００の製造ユニット１６０に含まれるセンサ３００またはアクチュエータ３０２に接続される。制御選択部９００は、各製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０を介して、当該製造ユニット１６０から取得したセンサ３００の計測値等の取得値を取得する。また制御選択部９００は、製造ユニット１６０の状態を制御するための制御パラメータを対応するユニット制御装置１７０に供給する。ここで制御選択部９００は、複数の製造ユニット１６０から取得した各取得値の中から、各製造ユニット１６０のプロセス処理に応じて各製造ユニット１６０の物理状態を制御するためにいずれの製造ユニット１６０から取得した取得値をいずれの制御演算器９１０に供給するかを選択する。そして、制御選択部９００は、選択された制御演算器９１０を用いて算出された制御パラメータを取得し、その制御パラメータを対象の製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０に送信する。

制御演算器９１０は、温度または圧力等の制御対象すなわち制御パラメータの種類ごとに設けられてよく、２以上の制御対象について時分割等で共用されてもよい。また制御演算器９１０は、各製造ユニット１６０の組み合わせごとに設けられてよい。制御演算器９１０は、制御選択部９００から取得値を入力し、対応する制御対象の制御パラメータを演算する。制御演算器９１０は、一例として、流量制御演算器、圧力制御演算器、レベル制御演算器またはシーケンス制御演算器であってよい。制御演算器９１０は、ＰＩＤ制御等のフィードバック制御を用いて各物理対象の制御パラメータを算出してよい。

図１１は、本実施形態に係る制御処理部３２２における製造ユニット１６０の各種物理量の制御フローの一例を示す。Ｓ１１００において、管理装置１２０の制御処理部３２２は、管理記憶部３２４から製造プロセス情報３３０および配置情報３２８を取得する。

Ｓ１１１０において、制御選択部９００は、各ユニット制御装置１７０から各々が担当する製造ユニット１６０の各取得値を取得する。取得値は、一例として、流量、圧力、レベルまたは温度の値であってよい。

Ｓ１１２０において、管理装置１２０の制御選択部９００は、配置情報３２８に基づいて、複数の製造ユニット１６０のうち、複数のユニット制御装置１７０の各々に対応する製造ユニット１６０の制御に用いる制御パラメータを、複数のユニット制御装置１７０のうちいずれのユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０から取得した取得値を用いて算出するかを選択する。制御選択部９００は、流量または圧力等の制御対象ごとに当該選択を行ってよい。そして、制御選択部９００は、制御対象ごとに、その制御対象の制御パラメータを算出するために、複数の制御演算器９１０のうちのいずれの制御演算器９１０を用いるかを選択する。制御選択部９００はまた、ユーザが設計した製造プロセス情報３３０に基づいて、取得値および制御演算器９１０を選択してよい。

Ｓ１１３０において、制御対象ごとに選択された制御演算器９１０が、製造プロセス情報３３０および選択されたユニット制御装置１７０が担当する製造ユニット１６０から取得した取得値に基づいて、各製造ユニット１６０の制御パラメータを演算する。

Ｓ１１４０において、制御選択部９００は、各製造ユニット１６０の各制御対象を制御する各制御パラメータを制御演算器９１０から取得する。制御選択部９００は、各製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０に各制御パラメータを送信する。

Ｓ１１５０において、制御部３０８は、各制御パラメータを受信したことに応じて、当該制御パラメータおよび制御を担当する製造ユニット１６０のプロセス処理装置の状態に基づいて、各アクチュエータ３０２の操作値を算出する。制御部３０８は、制御を担当する製造ユニット１６０のプロセス処理装置の現物理状態を示すセンサ３００の測定値、当該製造ユニット１６０固有の情報およびアクチュエータ３０２固有の情報のうちの少なくとも１つを用いて、制御パラメータから操作値を算出してよい。

Ｓ１１６０において、制御部３０８は、操作値を対応するアクチュエータ３０２に提供することによって、担当する製造ユニット１６０のプロセス処理装置の各物理量の制御を実行する。制御部３０８は、操作値をアクチュエータが受信可能な信号に変換するために、入出力部３０４を介してＤＡ変換等の変換をしてよい。

以上のように、管理装置１２０は自己が保有する配置情報３２８および製造プロセス情報３３０並びに各製造ユニット１６０の取得値に基づいて、製造ユニット１６０ごとに制御パラメータを算出し、制御パラメータに基づいた操作値に従って、各製造ユニット１６０のプロセス処理を適切に制御することができる。したがって、管理装置１２０は複数の製造ユニット１６０の各々の連携処理を自動で実行し管理することができるため、ユーザによる現場でのパラメータ調整作業等を省略することができる。

図１２は、本実施形態の変形例に係る製造システム１２における、製造モジュール１００、電源装置１２１０および管理装置１２０の具体的構成例を示す。本図における、図３と同じ符号を付した構成要素は、基本的には図３～図１１に示した説明と同様であるから、以下相違点を中心に説明する。図１２に示す製造システム１２は、図３に示す製造システム３とほぼ同様の構成および機能を有するが、電源装置１２１０が、マイクロコントローラ等を含む独立した制御装置である電源制御装置３１４を有さず、制御部３０８の入出力装置として機能する点で相違する。電源装置１２１０は、電源ユニット３１２と、記憶部１２１６と、入出力部１２２０とを有する。

記憶部１２１６は、自己の電源装置１２１０の電源識別情報を記憶する。記憶部１２１６は、不揮発性メモリであってよい。これに代えて、電源識別情報は、自己の電源装置１２１０にジャンパスイッチまたはＤＩＰスイッチ等を用いて設定されてもよい。記憶部１２１６は、入出力部１２２０に接続され、ユニット制御装置１７０の要求に応じて、電源識別情報を入出力部１２２０に提供する。

入出力部１２２０は、ユニット制御装置１７０の入出力部３０４に接続される。入出力部１２２０は、入出力部３０４を介して受け取るユニット制御装置１７０の要求に応じて、電源ユニット３１２の制御を行う。また入出力部１２２０は、入出力部３０４を介して受け取るユニット制御装置１７０の要求に応じて、ユニット制御装置１７０に各種情報を提供する。

本実施形態の変形例における製造システム１２の動作は、以下の点において図３の製造システム３の動作と相違する。図６のＳ６１０において、入出力部１２２０は、入出力部３０４を介して受け取るユニット制御装置１７０の要求に応じて、電源装置１２１０の設置位置に応じた場所に設けられるコードまたは無線タグを読み取ることにより、接続先の製造ユニット１６０の位置情報を取得する。本例において電源装置１２１０の設置位置に応じた場所は、電源装置１２１０の設置位置近傍であってよい。そして、入出力部１２２０は、入出力部３０４を介して受け取るユニット制御装置１７０の要求に応じて、取得した位置情報を入出力部３０４に出力する。

図６のＳ６２０において、ユニット制御装置１７０の制御部３０８は、入出力部３０４を介して電源装置１２１０から取得した位置情報に基づいて、当該ユニット制御装置１７０のネットワークアドレス情報を生成する。本例において、制御部３０８は、位置情報を取得した後、自己のユニット制御装置１７０を再起動させ、再起動時に自動でネットワークアドレス情報を生成してよい。

図６のＳ６３０およびＳ６４０において、制御部３０８は、入出力部３０４および入出力部１２２０を介して、記憶部１２１６に格納される電源識別情報を取得する。

図７のＳ７５０において、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に接続される電源装置１２１０の入出力部１２２０が、当該製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０の入出力部３０４を介して受け取った制御部３０８からの要求に応じて、当該製造ユニット１６０の位置情報を取得する。ユニット制御装置１７０は、入出力部３０４を介して、入出力部１２２０が取得した位置情報を取得する。ユニット制御装置１７０は、図７のＳ７４０において起動され、ブート処理の実行中に自動で位置情報を取得してよい。

図７のＳ７６０において、新たに組み込んだ製造ユニット１６０に対応するユニット制御装置１７０の制御部３０８は、取得した位置情報に基づいてネットワークアドレス情報を生成する。制御部３０８によるネットワークアドレス情報の生成は、図６におけるＳ６２０に示す方法と同様の方法により行われてよい。ユニット制御装置１７０は、位置情報を取得後、リブート処理を実行して再起動され、再起動時に自動でネットワークアドレス情報を生成してよい。

図１３は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、これに加えて、またはこれに代えて、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ２２４０を介して入出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、これに加えて、またはこれに代えてプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、およびコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムの少なくとも１つを格納する。入出力チップ２２４０はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索，置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

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、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、」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。

１ システム、１００ 製造モジュール、１１０ 電源装置、１２０ 管理装置、１３０ 端末、１４０ ネットワーク、１５０ 筐体、１６０ 製造ユニット、１７０ ユニット制御装置、３ 製造システム、３００ センサ、３０２ アクチュエータ、３０４ 入出力部、３０６ 記憶部、３０８ 制御部、３１０ 通信部、３１２ 電源ユニット、３１４ 電源制御装置、３１５ 通信部、３１６ 記憶部、３１７ 制御部、３２０ 配置管理部、３２２ 制御処理部、３２４ 管理記憶部、３２６ 管理通信部、３２８ 配置情報、３３０ 製造プロセス情報、９００ 制御選択部、９１０ 制御演算器、１２ 製造システム、１２１０ 電源装置、１２１６ 記憶部、１２２０ 入出力部、２２００ コンピュータ、２２０１ ＤＶＤ－ＲＯＭ、２２１０ ホストコントローラ、２２１２ ＣＰＵ、２２１４ ＲＡＭ、２２１６ グラフィックコントローラ、２２１８ ディスプレイデバイス、２２２０ 入出力コントローラ、２２２２ 通信インターフェイス、２２２４ ハードディスクドライブ、２２２６ ＤＶＤ－ＲＯＭドライブ、２２３０ ＲＯＭ、２２４０ 入出力チップ、２２４２ キーボード

Claims (16)

1. 製造プロセスに応じて組み合わされて、前記製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた製造ユニットの制御を各々担当する複数のユニット制御装置と、
   前記複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、前記複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理する管理装置と
   を備え、
   前記複数のユニット制御装置の各々は、前記複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットの位置に応じた位置情報を取得する
   制御システム。
2. 前記複数のユニット制御装置の各々は、前記複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットが設置された場所に応じたコードを読み取ることにより前記位置情報を取得する請求項１に記載の制御システム。
3. 前記複数のユニット制御装置の各々は、前記複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットが設置された場所に応じた無線タグを読み取ることにより前記位置情報を取得する請求項１に記載の制御システム。
4. 前記複数のユニット制御装置のそれぞれは、取得した前記位置情報に基づいて、各ユニット制御装置のネットワークアドレス情報を生成し、
   前記配置情報は、前記複数の製造ユニットの各々の位置に応じた位置情報に対応付けて、前記複数のユニット制御装置のうち当該製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別するユニット識別情報を含み、
   前記管理装置は、前記複数のユニット制御装置のそれぞれについて、前記配置情報における当該ユニット制御装置の位置情報に基づくネットワークアドレス情報を用いて、当該ユニット制御装置と通信する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の制御システム。
5. 前記管理装置は、
   前記複数のユニット制御装置の各々から、各ユニット制御装置を識別するユニット識別情報を取得し、
   前記複数のユニット制御装置の各々から取得した前記ユニット識別情報を前記配置情報に含まれる前記ユニット識別情報と照合することにより、前記複数の製造ユニットの各々が前記配置情報どおりに配置されているか否かを判定する
   請求項４に記載の制御システム。
6. 前記複数のユニット制御装置のうちの少なくとも１つは、前記複数の製造ユニットのうち対応付けられた製造ユニットに設定されたユニット識別情報を取得する請求項５に記載の制御システム。
7. 前記複数の製造ユニットの各々には、製造ユニットに電力を供給する電源ユニットが接続され、
   当該制御システムは、複数の前記電源ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた電源ユニットの制御を各々担当する複数の電源制御装置を更に備える
   請求項４から６のいずれか一項に記載の制御システム。
8. 前記複数の電源制御装置の各々は、
   担当する電源ユニットに接続される製造ユニットに対応付けられたユニット制御装置と共通の位置情報を取得し、
   取得した前記位置情報に基づいて、各電源制御装置のネットワークアドレス情報を生成する
   請求項７に記載の制御システム。
9. 前記複数の電源制御装置の各々は、当該電源制御装置のネットワークアドレス情報として、担当する電源ユニットに接続される製造ユニットに対応付けられたユニット制御装置のネットワークアドレス情報との間に予め定められた差を有するネットワークアドレス情報を生成する請求項８に記載の制御システム。
10. 前記複数のユニット制御装置の各々は、
    制御を担当する製造ユニットに電力を供給する電源装置を識別する電源識別情報を取得し、
    各ユニット制御装置のユニット識別情報および取得した電源識別情報に基づいて、制御を担当する製造ユニットに適合する電源ユニットが当該製造ユニットに接続されているか否かを判定する
    請求項４から９のいずれか一項に記載の制御システム。
11. 前記配置情報は、前記複数の製造ユニットの各々の位置に応じた位置情報に対応付けて、前記複数のユニット制御装置のうち当該製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別するユニット識別情報と、前記複数の製造ユニットのうち前記製造プロセスにおいて当該製造ユニットの上流および下流の少なくとも一方に結合された少なくとも１つの製造ユニットの制御を担当するユニット制御装置を識別する接続先ユニット識別情報とを含む
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の制御システム。
12. 前記管理装置は、前記配置情報に基づいて、前記複数のユニット制御装置の各々が前記複数の製造ユニットのうち対応する製造ユニットの制御に用いる制御パラメータを、前記複数のユニット制御装置のうちいずれのユニット制御装置が担当する製造ユニットから取得した取得値を用いて算出するかを選択する
    請求項１０に記載の制御システム。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の制御システムと、
    前記複数の製造ユニットと
    を備える製造システム。
14. 前記複数のユニット制御装置の各々は、前記複数の製造ユニットのうち担当する製造ユニットと同一の筐体内に設けられる請求項１３に記載の製造システム。
15. 製造プロセスに応じて組み合わされて、前記製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられる複数のユニット制御装置が、対応付けられた製造ユニットを各々制御することと、
    前記複数のユニット制御装置に接続される管理装置が、前記複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、前記複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理することと
    を備え、
    前記複数のユニット制御装置の各々は、前記複数の製造ユニットのうち自己のユニット制御装置が担当する製造ユニットの位置に応じた位置情報を取得する
    制御方法。
16. 製造プロセスに応じて組み合わされて、前記製造プロセスの一部ずつに応じたプロセス処理を行う複数の製造ユニットの各々に対応して各々設けられ、対応付けられた製造ユニットの制御を各々担当し、担当する製造ユニットの位置に応じた位置情報を取得する複数のユニット制御装置に接続されるコンピュータにより実行される管理プログラムであって、
    前記コンピュータを、前記複数の製造ユニットの各々の配置に応じた配置情報に基づいて、前記複数の製造ユニットの各々の連携処理を管理する管理装置として機能させる
    管理プログラム。

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