JP7137810B2 - 生産管理装置および生産管理システム - Google Patents

Description

本開示は、生産管理装置および生産管理システムに関する。

従来、生産状況を管理する生産管理機構を有する生産ラインが知られている（例えば、特許文献１）。この生産ラインは、生産ライン上のワークを検出するワーク検出センサを有し、ワーク検出センサが出力する検出信号に基づいて生産ラインの稼働率を算出する。

特開２０１７－７１０３１号公報

ここで、従来技術において、ワーク検出センサを生産ラインに後から取り付ける場合には、ワーク検出センサが１つのワークに応じて複数の検出信号を出力する場合がある。具体的には、例えば生産ラインからワークが繰り出される際に開閉する扉に開閉動作を検出するセンサが後から取り付けられた場合には、動作に伴って発生する振動が検出されることによって複数の検出信号が出力される場合がある。この場合には、検出されるワークの数が現実のワークの数よりも多くなるおそれがある。したがって、算出される生産ラインの見かけ上の稼働率が現実の稼働率よりも高くなり、生産状況を適切に管理できないおそれがある。

本開示は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、生産設備を有する製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置が提供される。この生産管理装置は、生産設備を有する製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置であって、前記生産設備に取り付けられ、前記製造ラインから製品が繰り出される際に発生する前記生産設備の動作に応じて検出信号を出力する検出部と、前記検出信号が出力される時間間隔に基づいて、製品が繰り出されるサイクルタイムを取得する処理部と、を備える。前記処理部は、予め定められた長さの時間の間に複数の検出信号である検出信号群が出力されている場合には、前記検出信号群に応じて決定される基準を用いて前記サイクルタイムを取得する。
この形態の生産管理装置によれば、記処理部は、予め定められた長さの時間の間に複数の検出信号である検出信号群が出力されている場合には、検出信号群に応じて決定される基準を用いてサイクルタイムを取得する。このため、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群を出力した場合であっても、取得されるサイクルタイムが不正確になることを抑制できる。したがって、取得されるサイクルタイムが不正確になることによって生産状況の管理が不適切になる可能性が、低減される。

（２）上記形態において、基準は、前記検出信号群に含まれる一の検出信号である基準検出信号であってもよい。この形態によれば、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群を出力した場合であっても、検出信号群に含まれる一の検出信号を基準としたサイクルタイムを取得できる。

（３）上記形態において、前記基準検出信号は、前記検出信号群のうち最初に出力された検出信号であってもよい。この形態によれば、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群を出力した場合であっても、検出信号群のうち最初に出力された検出信号を基準としたサイクルタイムを取得することができる。

（４）上記形態において、前記検出信号群に含まれる検出信号が出力された時刻の、平均値または中央値のいずれか一方であってもよい。この形態によれば、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群を出力した場合であっても、検出信号群に含まれる検出信号が出力された時刻の平均値または中央値のいずれか一方を基準としたサイクルタイムを取得できる。

（５）上記形態において、前記処理部は、検出信号が出力される時間間隔を計時し、前記検出信号群が出力されている場合には、前記検出信号群のうち最初に出力された検出信号である前記基準検出信号が出力されてから前記検出信号群に含まれない最初の検出信号が出力されるまでの時間間隔である積算時間を算出し、前記基準検出信号を基準とした前記サイクルタイムは、前記積算時間であってもよい。この形態によれば、検出信号群のうち最初に出力された検出信号である基準検出信号が出力されてから検出信号群に含まれない最初の検出信号が出力されるまでの時間間隔である積算時間を算出することによって、検出信号群のうち最初に出力された検出信号を基準としたサイクルタイムを取得できる。

（６）上記形態において、前記予め定められた長さの時間は、１秒以下であってもよい。この形態によれば、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて１秒以下の長さの時間の間に検出信号群が出力されている場合に、算出されるサイクルタイムが不正確になることを抑制できる生産管理装置が提供される。

（７）上記形態において、さらに、前記サイクルタイムを表示する表示部、を備えてもよい。この形態によれば、生産管理装置の利用者は、表示部を介してサイクルタイムを確認することができる。

（８）上記形態において、前記検出部は、前記製造ラインに設置された状態の前記生産設備に後付けされていてもよい。この形態によれば、生産設備に後付された検出部を備える生産管理装置が提供される。

（９）上記形態において、前記生産管理措置における情報伝達の経路の少なくとも一部には、インターネットを介した経路が含まれていてもよい。この形態の生産管理装置によれば、インターネットを利用した生産管理が可能である。

（１０）本開示の他の形態によれば、生産設備を有する製造ラインの生産状況を管理するための生産管理システムが提供される。この形態の生産管理システムは、上記形態の生産管理装置と、前記生産管理装置と通信可能に接続され、前記生産状況に関する情報を利用者に提供する表示装置であって、前記判定の結果を表示する情報表示部を備える表示装置と、を備える。
この形態の生産管理システムによれば、予め定められた長さの時間の間に複数の検出信号である検出信号群が出力されている場合には、サイクルタイムを取得する際に、検出信号群に応じて決定される基準を用いる。このため、検出部が１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群を出力した場合であっても、取得されるサイクルタイムが不正確になることを抑制できる。したがって、取得されるサイクルタイムが不正確になることによって生産状況の管理が不適切になる可能性が、低減される。また、表示装置を備えるので、生産管理システムの利用者は、生産管理装置から離れた位置であっても、サイクルタイムを確認することができる。

（１１）上記形態において、前記生産管理装置と前記表示装置は、無線通信を介して接続されていてもよい。この形態の生産管理システムによれば、有線による通信を用いる場合に比べて、生産管理装置と表示装置との位置関係の変更が容易である。

（１２）上記形態において、前記生産管理装置と前記表示装置の間の情報伝達には、インターネットが介在していてもよい。この形態の生産管理システムによれば、インターネットを利用した生産管理が可能である。

本開示は、生産管理装置および生産管理システム以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、生産管理システムを備えた製造ラインや、生産管理プログラム等の形態で実現することができる。

第１実施形態に係る生産管理システムを備えた製造ラインの概略図。 第１実施形態に係る生産管理システムにおける情報伝達を示すブロック図。 第１実施形態に係る生産管理装置の構成を示すブロック図。 第１実施形態に係る生産管理装置の検出部が設置されている様子を示す模式図。 第１実施形態に係る生産管理装置によって取得される検出信号を示す第１の図。 第１実施形態に係る生産管理装置によって取得される検出信号を示す第２の図。 第１実施形態に係る生産管理装置のＣＰＵが実行する処理のフローチャート図。 第２実施形態に係る生産管理システムを備えた製造ラインの概略図。 第２実施形態に係る生産管理装置の構成を示すブロック図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態に係る生産管理システム１００を備えた製造ラインＬ１、Ｌ２の概略図である。図２は、第１実施形態に係る生産管理システム１００における情報伝達を示すブロック図である。生産管理システム１００は、インターネットＩＮＴを利用するＩｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）技術によって生産管理を行なうシステムである。生産管理システム１００は、それぞれ別の場所である、第１エリアＡｒ１と、第２エリアＡｒ２と、第３エリアＡｒ３と、第４エリアＡｒ４と、での情報共有を可能にする。第１エリアＡｒ１は、製造ラインＬ１、Ｌ２を備えた工場である。第２エリアＡｒ２および第３エリアＡｒ３は、第１エリアＡｒ１である工場の敷地外である。第４エリアＡｒ４は、第１エリアＡｒ１とは別の工場である。生産管理システム１００におけるインターネットＩＮＴへの接続は、通信装置７０が利用される。通信装置７０は、例えば、無線ＬＡＮ通信装置や、無線中継機、アクセスポイント、無線基地局、である。

製造ラインＬ１、Ｌ２は、搬送機構３１と、複数の搬送機構３１に沿って配置された複数の製造設備３０ａ～３０ｄと、を有する。製造ラインＬ１、Ｌ２において、製品は、複数の製造工程を経て製造される。なお、製品は、製造ラインＬ１、Ｌ２で製造される物であり、完成した状態だけではなく、加工途中の状態も含む。製品は、加工対象や検査対象とも記載される。搬送機構３１は、製品を搬送するための機構であり、例えば、ベルトコンベアや無人搬送車等の自動搬送装置や、フォークリフト等を用いた有人による搬送手段、である。本実施形態において、搬送機構３１は、ベルトコンベアである。生産設備３０ａ～３０ｄは、例えば、製品の製造工程における加工を行なう加工設備や、加工設備による加工品の品質を検査する検査設備である。生産設備３０ａ～３０ｄとしての加工設備は、例えば、金属加工機や、溶接機、樹脂成形機、である。生産設備３０ａ～３０ｄとしての検査設備は、例えば、画像解析装置や強度検査装置である。各生産設備３０ａ～３０ｄには、生産処理、加工処理、検査処理を実行するためのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）およびＰＬＣに接続されているセンサが備えられている。ＰＬＣに接続されたセンサとは、例えば、生産設備３０ａ～３０ｄあるいは搬送機構３１に予め組み込まれている生産設備３０ａ～３０ｄの状態を検出するためのセンサである。本実施形態において、生産設備３０ａ～３０ｄは、ＰＬＣを備えているが、ＰＬＣとは別の手段によって制御されている場合には、ＰＬＣを備えていなくてもよい。生産設備３０ａ～３０ｄが用いられる製造工程の一部には、作業者による操作や作業が含まれていてもよい。また、本実施形態において生産設備３０ａ～３０ｄは、装置もしくは機器であるが、作業者による作業、例えば、加工や目視による点検、を行なう場所であってもよい。本実施形態において、生産設備３０ａ～３０ｄおよび製造工程は、複数であるが、単数であってもよい。

生産管理システム１００は、生産管理装置２０と、複数の表示装置６０１～６０８と、を備える。生産管理システム１００は、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産状況を管理する。

生産管理装置２０は、複数の検出部１０ａ～１０ｄと、本体部２０２と、管理部４０と、を備える。生産管理装置２０は、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産管理を行なう。検出部１０ａ～１０ｄは、生産設備３０ａ～３０ｄに取り付けられている。ここで、「生産設備３０ａ～３０ｄに取り付けられている」とは、それぞれの検出部１０ａ～１０ｄに対応する生産設備３０ａ～３０ｄの状態を検出できるように配置されていることを意味し、直接取り付けられている場合に限定されない。検出部１０ａ～１０ｄは、生産設備３０ａ～３０ｄが製造ラインＬ１、Ｌ２に設置された後に取り付けられている。検出部１０ａ～１０ｄは、本体部２０２と無線通信を介して接続され、検出結果である検出信号を本体部２０２へと出力する。本体部２０２は、検出部１０ａ～１０ｄが出力した検出信号を用いてサイクルタイムを取得する。本体部２０２は、サイクルタイムを第１エリアＡｒ１に配置された表示装置６０１～６０４へ送信する。また、本体部２０２は、通信装置７０を介して、インターネットＩＮＴに接続されたサーバ上に設けられた管理部４０へとサイクルタイムを送信する。本体部２０２と管理部４０の間の情報伝達には、インターネットＩＮＴが介在している。管理部４０は、サイクルタイムや検出信号を用いて生産管理情報を生成する。生成された生産管理情報は、表示装置６０１～６０８へと送信される。管理部４０から第１エリアＡｒ１に配置された表示装置６０１～６０４への生産管理情報の送信は、通信装置７０および本体部２０２を介して行なわれる。生産管理装置２０の管理部４０と表示装置６０１～６０８との間の情報伝達には、インターネットＩＮＴが介在している。管理部４０から第２から第４エリアＡｒ２～Ａｒ４に備えられた表示装置６０５～６０８への生産管理情報の送信は、通信装置７０を介して実行される。ここで、生産管理情報とは、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産状況を示す情報であり、例えば、製品が繰り出されるサイクルタイムや、生産設備３０ａ～３０ｄの稼働率、生産設備３０ａ～３０ｄの運転および停止時間、生産設備３０ａ～３０ｄの異常の有無、を含む情報である。なお、以下において、検出部１０ａ～１０ｄの共通の機能を説明する場合には、検出部１０ａ～１０ｄは、検出部１０とも記載される。

第１エリアＡｒ１に配置された表示装置６０１～６０４は、製造ラインＬ１、Ｌ２において作業を行なう者に生産管理情報を提供する。表示装置６０１～６０４は、生産管理装置２０の本体部２０２と通信可能に無線接続され、本体部２０２を介して送信される生産管理情報をディスプレイ等の情報表示部６１に表示する。表示装置６０１、６０２は、利用者が携帯することが可能な通信端末であり、例えば、スマートフォンや、タブレット型ＰＣや、スマートウォッチ、である。表示装置６０１、６０２の利用者は、作業を行なっている場所から移動することなく生産管理情報の提供を受けることができる。表示装置６０３、６０４は、設置場所に固定されるモニタ装置、例えば液晶モニタやデスクトップ型ＰＣや電光掲示板、であって、製造ラインＬ１、Ｌ２における複数の作業者に生産管理情報を提供する装置である。表示装置６０３、６０４は、複数の利用者に生産管理情報を提供することができる。表示装置６０１～６０４は、生産管理装置２０と無線接続されているため、有線接続されている場合と比べて、使用位置を変更する際の手間や制限が少ない。本実施形態において、表示装置６０１～６０４は、管理部４０によって生成された生産管理情報を本体部２０２との無線通信を介して取得しているが、これに限定されない。例えば、表示装置６０１～６０４は、本体部２０２を介さずに通信装置７０と接続され、通信装置７０から送信される生産管理情報を直接受信することによって生産管理情報を取得してもよい。また、設置位置に固定して利用される表示装置６０３、６０４は、本体部２０２もしくは通信装置７０と有線接続されていてもよい。

第２エリアＡｒ２に配置された表示装置６０５は、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産状況を管理する者（管理者）に生産管理情報を提供する。第２エリアＡｒ２は、製造ラインＬ１、Ｌ２から離れた場所であり、本体部２０２との無線接続が困難な場所である。表示装置６０５は、利用者が携帯することが可能な通信端末であり、例えば、スマートフォンや、タブレット型ＰＣや、スマートウォッチ、である。表示装置６０５は、通信装置７０と通信可能に無線接続され、通信装置７０を介して管理部４０が生成した生産管理情報を取得し、生産管理情報をディスプレイ等の情報表示部６１に表示する。第２エリアＡｒ２における通信装置７０は、例えば、無線ＬＡＮを用いたアクセスポイントや無線基地局である。表示装置６０５は、業務中に利用者が製造ラインＬ１、Ｌ２から離れた場所に移動する場合であっても生産管理情報を提供することができる。表示装置６０５の利用者は、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産状況を直接得ることができない場合であっても、第１エリアＡｒ１にいる製造ラインＬ１、Ｌ２の作業者に生産管理情報に応じた指示や製造ラインＬ１、Ｌ２で発生した異常への対応ができる。

第３エリアＡｒ３に配置された表示装置６０６は、製造ラインＬ１、Ｌ２を有する企業の責任者等の通常の業務において製造ラインＬ１、Ｌ２が配置された工場に訪れない者に生産管理情報を提供する。第３エリアＡｒ３は、製造ラインＬ１、Ｌ２から離れた場所であり、本体部２０２との無線接続が困難な場所である。表示装置６０６は、通信装置７０と通信可能に無線接続されている。表示装置６０６は、通信装置７０を介して管理部４０が生成した生産管理情報を取得し、取得した生産管理情報をディスプレイ等の情報表示部６１に表示する。第３エリアＡｒ３における通信装置７０は、例えば、無線ＬＡＮを用いたアクセスポイントや無線基地局である。表示装置６０６の利用者は、外出先や出張先であっても、生産管理情報を取得することが可能である。本実施形態において、表示装置６０６は、携帯可能な通信端末であるが、これに限定されない。例えば、利用者の通常業務において使用されるデスクトップ型ＰＣの様に使用位置が固定された装置であってもよい。表示装置６０６が使用位置が固定された装置である場合には、通信装置７０ではなく有線ＬＡＮを介してインターネットＩＮＴに接続されていてもよい。

第４エリアＡｒ４に配置された表示装置６０７、６０８は、製造ラインＬ１、Ｌ２を有する工場とは別の工場において作業または業務を行なう者に製造ラインＬ１、Ｌ２についての生産管理情報を提供する。表示装置６０７、６０８は、通信装置７０と通信可能に無線接続されている。表示装置６０７、６０８は、通信装置７０を介して管理部４０が生成した生産管理情報を取得し、取得した生産管理情報をディスプレイ等の情報表示部６１に表示する。表示装置６０７、６０８は、第１エリアＡｒ１と離れた場所である第４エリアＡｒ４とでの、管理情報の共有を可能にする。このため、例えば、事業所間での連携を容易にできる。本実施形態において、第４エリアＡｒ４に生産管理装置２０の本体部２０２が設置されている場合には、表示装置６０７、６０８は、本体部２０２を介して管理部４０が生成した生産管理情報を取得してもよい。

本実施形態において、生産管理システム１００は、８台の表示装置６０１～６０８を有しているが、これに限定されない。表示装置６０１～６０８は、９台以上であってもよく、また、７台以下であってもよい。例えば、表示装置６０１～６０８の数は、生産管理情報の提供を受ける者の人数や生産管理情報の提供が必要な場所の数に応じて適宜変更が可能である。また、表示装置６０１～６０８が使用される位置や環境に応じて、表示装置６０１～６０８に用いられる装置は、変更可能である。例えば、第１エリアＡｒ１において、作業者が表示装置６０１、６０２を携帯する必要がない場合には、生産管理システム１００は、設置位置に固定されるモニタ装置である表示装置６０３、６０４のみを備えていてもよい。また、表示装置６０１～６０８による生産管理情報の提供が不要である場合には、生産管理システム１００は、表示装置６０１～６０８を備えていなくてもよい。

図３は、第１実施形態に係る生産管理装置２０の構成を示すブロック図である。以下では、生産管理装置２０の詳細を説明する。

検出部１０は、センサ１１と、コントロール部１２と、送信部１３と、を有している。センサ１１は、生産設備３０ａ～３０ｄ（図１）に後付け可能なセンサであり、製造ラインＬ１、Ｌ２の生産状況として製品の繰り出しに応じて信号を出力するセンサである。センサ１１による生産状況の検出は、直接的であってもよく、間接的であってもよい。生産状況を直接的に検出するセンサとは、例えば、生産設備３０ａ～３０ｄから繰り出される製品を検出するセンサである。生産状況を直接的に検出するセンサとして、例えば、製造設備３０ａ～３０ｄが製品を繰り出す際の扉の開閉を検出する加速度センサを用いることができる。生産状況を間接的に検出するセンサとは、例えば、製品の繰り出しに関する生産設備３０ａ～３０ｄの動作や、生産設備３０ａ～３０ｄによる加工対象の取り込みおよび排出に伴う動作、を検出するセンサである。生産状況を直接的に検出するセンサとして、例えば、生産設備３０ａ～３０ｄから繰り出される製品を検出する光センサを用いることができる。センサ１１は、アナログセンサでもよくデジタルセンサであってもよい。

センサ１１には、検出する対象によって適切なセンサが採用される。例えば、生産設備３０ａ～３０ｄの動作を検出する場合には、生産設備３０ａ～３０ｄへの通電を検出する通電チェッカーや、生産設備３０ａ～３０ｄの可動部の動きを検出する加速度センサやジャイロセンサが用いられる。また、搬送機構３１が製品が繰り出される場合にのみ動作する場合には、搬送機構３１の動作を検出してもよい。作業者による作業を検出する場合には、作業者が使用する工具等の動作を検出する通電チェッカーを用いることができる。搬送機構３１の動作の検出には、例えば、加速度センサや動作音を検出する音センサを用いることができる。また、搬送に決められた経路を移動するフォークリフト等の有人による搬送手段を検出する場合には、通過を検出するための光センサや搬送時の音を検出するための音センサを用いることができる。上述のように、検出部１０は、生産設備３０ａ～３０ｄに後付けされている。このため、生産設備３０ａ～３０ｄや搬送機構３１の変更に応じて柔軟に対応が可能である。また、生産状況に影響を与えやすい生産工程や、作業時間に変化が生じやすい自動化されていない工程についての動作を検出するように設計することができる。

コントロール部１２は、図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）と記憶装置とを備えている。コントロール部１２は、例えば、センサ１１から出力された信号に含まれるノイズの除去や、時間情報の生成を行なう。時間情報は、検出部１０が生産状況を検出した時刻を示す情報であり、例えば、センサ１１から出力された信号がコントロール部１２に到達した時刻である。コントロール部１２は、センサ１１がアナログセンサである場合には、センサ１１から出力された信号をアナログ信号からデジタル信号への変換を行なってもよい。アナログ信号からデジタル信号への変換には、例えば、二値化処理が用いられる。本実施形態において、コントロール部１２は、二値化処理により、センサ１１から出力された信号の電力値または電圧値が予め定めた値以上である場合に、検出信号を送信部１３へ出力する。

送信部１３は、検出信号を生産管理装置２０へと無線通信によって送信する。無線通信とは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａの規格に準拠した２．４ＧＨｚ帯域もしくは５ＧＨｚ帯域を用いた無線通信や、１ＧＨｚ未満の周波数帯域（９１６．５－９２７．５ＭＨｚ）であるサブギガ帯域を用いた無線通信や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いた無線通信、である。

本体部２０２は、中央演算処理部（ＣＰＵ）２１と、記憶部２２と、送受信部２３と、生産管理情報を表示するモニタである表示部２４と、入力部２５と、を有する。ＣＰＵ２１と記憶部２２と送受信部２３は、通信バスを介して相互に通信が可能となるように接続されている。

ＣＰＵ２１は、例えば、検出信号が出力される時間間隔や検出信号が出力された時刻である時間情報を取得する取得部２１１や、取得した時間間隔を用いてサイクルタイムを算出する処理部２１２、として機能する。時間間隔は、例えば、計時や時間情報に基づく算出によって取得する。ＣＰＵ２１は、取得した時間間隔とサイクルタイムを管理部４０および記憶部２２へ出力する。また、ＣＰＵ２１は、送受信部２３や表示部２４を制御する。本実施形態において、時間間隔は、検出信号の取得間隔の計時によって取得されているが、これに限定されない。例えば、時間間隔は、検出信号の出力時刻と１つ前の検出信号の出力時刻との時間差に基づいて取得されてもよい。サイクルタイムの算出方法の詳細は、後述する。

記憶部２２は、読み込み及び書き込みが可能な記憶媒体であり、例えば、ＲＡＭや、ハードディスク（ＨＤＤ）を用いることができる。本実施形態では、記憶部２２として、ＨＤＤが採用されている。記憶部２２は、例えば、前述したＣＰＵ２１の各種機能を実現するための各種プログラムや、生産管理情報を生成する際に必要となる基準パルス数や、基準パルス間隔を格納している。また、記憶部２２は、検出信号およびサイクルタイムを一時的に記憶する。

送受信部２３は、検出部１０から検出信号を受信し、管理部４０から生産管理情報を受信する受信部として機能する。また、送受信部２３は、記憶部２２に記憶されている情報を表示装置６０１～６０４および管理部４０に送信する送信部としても機能する。

入力部２５は、外部から生産管理装置２０へ信号を入力するための入力装置、例えば、スウィッチやキーボードである。生産管理装置２０の利用者は、入力部２５を介して生産管理装置２０の設定変更、例えば、生産管理装置２０から情報を送信する表示装置６０１～６０８の変更、が可能である。また、利用者は、入力部２５を介して管理部４０への情報、例えば生産設備３０ａ～３０ｄの故障や保守についての情報、を入力が可能である。

管理部４０は、送受信部４１と、制御部４３と、記憶部４２と、を有する。管理部４０は、本体部２０２とは別の場所に備えられている。本実施形態において、管理部４０は、本体部２０２とインターネットＩＮＴを介して接続されたサーバ上に設けられている。サーバとして、情報共有サービスを利用してもよい。

送受信部４１は、管理部４０をインターネットＩＮＴに通信可能な状態で接続する。送受信部４１は、本体部２０２から送信された検出信号およびサイクルタイムを受信し、記憶部４２へと出力する。また、送受信部４１は、本体部２０２および予め設定された表示装置６０５～６０８へ生産管理情報を送信する。

制御部４３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を有し、検出信号および時間情報を用いて生産管理情報を生成する。例えば、取得した検出信号の計数処理理を行なう計数部４３１や、検出信号や時間情報やサイクルタイムを用いて生産管理情報を生成する情報生成部４３２として機能する。情報生成部４３２によって生成される生産管理情報は、例えば、時間情報と検出信号を用いて算出される単位時間当たりの生産数や、停止時間である。

記憶部４２は、読み込み及び書き込みが可能な記憶媒体であり、例えば、ＲＡＭや、ハードディスク（ＨＤＤ）を用いることができる。記憶部２２は、例えば、前述したＣＰＵ２１の各種機能を実現するための各種プログラムを格納している。また、記憶部４２は、検出信号や、サイクルタイム、時間情報、その他の生産管理情報を記憶する。

図４は、第１実施形態に係る生産管理装置２０の検出部１０ａが設置されている様子を示す模式図である。検出部１０ａは、生産設備３０ａに備えられた開閉ドア３０１に取り付けられている。開閉ドア３０１は、加工が終了した製品が生産設備３０ａから排出される際に開く。センサ１１は、生産設備３０ａの稼働状態を示す情報として製品ＷＰが排出される際に開く開閉ドア３０１の動きを検出する。検出部１０ａは、センサ１１として磁気センサを有している。磁気センサであるセンサ１１による開閉ドア３０１の動きの検出は、センサ１１と開閉時に位置が変動しないように設置された磁石１１２との距離の変化によるセンサによって検出される磁力の変化を用いて行なうことができる。

図５は、第１実施形態に係る生産管理装置２０によって取得される検出信号を示す第１の図である。本実施形態では、信号値１は、検出部１０が製品の繰り出しを検出した状態、つまり検出信号が出力されている状態を示している。信号値０は、検出信号が出力されていない状態を示している。図５では、１つの製品の繰り出しに応じて１つの検出信号が出力された場合の様子が示されている。１つの製品の繰り出しに応じて１つの検出信号が出力されているため、予め定められた長さの時間ｇｔの間に１つの検出信号のみが出力されている。この場合には、検出信号が出力される時間間隔ｔ１は、生産設備３０ａからの製品が繰り出されるサイクルタイムＣＴを示している。

図６は、第１実施形態に係る生産管理装置２０によって取得される検出信号を示す第２の図である。図６では、１つの製品の繰り出しに応じて複数の検出信号が出力されることにより、予め定められた長さの時間ｇｔの間に複数の検出信号である検出信号群ｐｌｓが出力されている。１つの製品の繰り出しに応じた複数の検出信号の出力は、生産設備３０ａ～３０ｄに予め備えられたセンサと比べて、後付けされたセンサ１１（検出部１０）において発生しやすい。これは、検出部１０を検出すべき変動のみを検出するように設計、または生産設備３０ａ～３０ｄに配置することが困難であるためである。１つの製品の繰り出しに応じた複数の検出信号の出力は、例えば、製品の繰り出しに応じた生産設備３０ａ～３０ｄの有する開閉ドアの開閉を検出する場合がある。また、生産設備３０ａ～３０ｄによる切削等の加工が開始される際の音を検出する場合や、製品の繰り出しに応じて搬送される製品の通過を検出する際に搬送される製品が揺れる場合がある。具体的には、図４に示した開閉ドア３０１の開閉を検出する場合には、開閉時の開閉ドア３０１の余分な揺れによって、複数の検出信号が出力されるおそれがある。また、加工時の音を検出する音センサをセンサ１１として用いている場合には、加工対象となる製品のばらつきによって加工音に変化や途切れが生じることによって、複数の検出信号が出力されるおそれがある。また、製品の通過を検出するための光センサをセンサ１１として用いている場合には、搬送機構３１が製品を吊り上げた状態で搬送する装置であると、搬送時の製品の揺れによって、複数の検出信号が出力されるおそれがある。

１つの製品の繰り出しに応じて複数の検出信号が出力された場合には、検出信号が出力される時間間隔をサイクルタイムとして取得すると、時間間隔ｔ２～ｔ４がそれぞれサイクルタイムとして取得される。ここで、現実のサイクルタイムＣＴは、検出信号群ｐｌｓが出力されてから、この検出信号群ｐｌｓに含まれない次の検出信号が検出されるまでの時間間隔である。このため、検出信号が出力される時間間隔ｔ２～ｔ４をそのままサイクルタイムとして取得すると、実際のサイクルタイムＣＴとくらべて取得されるサイクルタイムが短くなるおそれがある。また、検出信号を計数することによって生産数を管理する場合には、見かけ上の生産数が実際の生産数より多くなるおそれがある。

図７は、第１実施形態に係る生産管理装置２０のＣＰＵ２１が実行する処理のフローチャート図である。以下では、生産管理装置２０のＣＰＵ２１がサイクルタイムＣＴを取得する際に実行するサイクルタイム取得処理を説明する。以下の説明では、図７と共に、図５および図６も適宜参照する。本実勢形態において、サイクルタイムＣＴは平均３０秒の長さの時間であり、サイクルタイムＣＴの標準偏差は１秒である。

サイクルタイム取得処理は、本体部２０２が検出信号（図５、図６）を取得することによって開始される。サイクルタイム取得処理が開始されると、ＣＰＵ２１は検出信号が出力される時間間隔ｔ１～ｔ４を計時する（ステップＳ１０１）。処理部２１２としてのＣＰＵ２１は、計時によって時間間隔ｔ１～ｔ４を取得する。時間間隔ｔ１～ｔ４は、時間間隔ｔ１～ｔ４の計時の際に始点となった検出信号と関連付けられて、記憶部２２に記憶される。本実施形態において、検出信号が出力される時間間隔ｔ１～ｔ４は、計時によって得られているが、これに限定されない。例えば、時間間隔ｔ１～ｔ４は、検出部１０による検出信号の出力時刻や、取得部２１１による検出信号の取得時刻を用いて算出されてもよい。

時間間隔ｔ１～ｔ４の計時が完了すると、ＣＰＵ２１は、検出信号群ｐｌｓ（図６）があるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この検出信号群ｐｌｓとは、予め定められた長さの時間ｇｔ（所定時間ｇｔ）の間に取得された複数の検出信号である。本実施形態において、所定時間ｇｔは０．８秒である。所定時間ｇｔは、１つの製品の排出に応じて出力される複数の検出信号と次の製品の排出に応じて出力される検出信号とを判別するために設定される時間である。所定時間ｇｔは、例えば、サイクルタイムＣＴと１つの製品の排出に応じて複数の検出信号が出力されるおそれがある時間とに基づいた統計的手法により算出される時間である。具体的には、所定時間ｇｔは、１つの製品の排出に応じて複数の検出信号が出力されるおそれがある時間より長い時間であり、かつ、製品の繰り出しに応じたサイクルタイムＣＴより十分に短い時間である。１つの製品の排出に応じて検出信号が検出されるおそれがある時間とは、例えば、生産設備３０ａの開閉ドア３０１（図４）が開いた際に発生する振動がセンサ１１によって検出される時間である。所定時間ｇｔは、０．３秒以上１秒以下の時間であることが好ましい。これは、生産設備３０ａ～３０ｄの動作に伴う振動によって検出信号群ｐｌｓが検出される場合には、検出信号群ｐｌｓは０．３秒以上１秒以下の範囲で設定された所定時間ｇｔの間に出力される場合が多いためである。生産設備３０ａ～３０ｄの動作に伴う振動とは、例えば、開閉ドア３０１の開閉時の振動である。また、所定時間ｇｔが０．３秒以上１秒以下の長さの時間である場合には、所定時間ｇｔは、一般的なサイクルタイムＣＴと比べて十分に短い時間である。検出信号群ｐｌｓが含まれていない場合（図５、ステップＳ１０２：Ｎｏ）には、検出信号が取得される時間間隔ｔ１をサイクルタイムＣＴとして記憶部２２および管理部４０に出力する（ステップＳ１０４）。

検出信号群ｐｌｓが含まれていた場合（図６、ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）には、時間間隔ｔ２～ｔ４の積算をする（ステップＳ１０３）。図６において、検出信号群ｐｌｓのうち最初に検出された検出信号は基準検出信号ｐｌｒと記載され、検出信号群ｐｌｓのうちそれ以外の検出信号はノイズ信号ｐｌｎと記載される。また、検出信号群ｐｌｓが出力されなかった場合には、検出信号は基準検出信号ｐｌｒと記載される。時間間隔ｔ２～ｔ４を積算することによって、検出信号群ｐｌｓのうち最初に基準検出信号ｐｌｒが出力されたときを始点とする時間間隔である積算時間が算出される。積算時間の終点は、検出信号群ｐｌｓに含まれない次の検出信号（基準検出信号ｐｌｒ）が出力されたときである。

積算が完了すると、時間間隔ｔ２～ｔ４の積算の結果である積算時間は、サイクルタイムＣＴとして記憶部２２および管理部４０へと出力される（ステップＳ１０４）。基準検出信号ｐｌｒは、サイクルタイムＣＴを算出する基準として用いられる。一方、ノイズ信号ｐｌｎは、基準検出信号ｐｌｒとして検出された製品の繰り出しと同様の製品の繰り出しに応じて出力された検出信号である。つまり、ノイズ信号ｐｌｎは、次の製品の繰り出しに応じた検出信号ではない。このため、本実施形態において、ノイズ信号ｐｌｎは、サイクルタイムＣＴを算出する際の基準としては用いられない。検出信号群ｐｌｓが出力されなかった場合には、図５に示すように、検出信号が基準検出信号ｐｌｒとして用いられる。出力されたサイクルタイムＣＴは、管理部４０の制御部４３による情報管理情報の生成に用いられる。

本実施形態の生産管理システム１００によれば、予め定められた長さの時間ｇｔの間に複数の検出信号である検出信号群ｐｌｓが出力されている場合には、検出信号群ｐｌｓに応じて決定される基準である基準検出信号ｐｌｒを用いてサイクルタイムＣＴが算出される。基準検出信号ｐｌｒは、検出信号群ｐｌｓのうち最初に出力された検出信号である基準検出信号ｐｌｒである。このため、後付された検出部１０によって１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群ｐｌｓが出力される場合であっても、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることが抑制される。したがって、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

また、本実施形態の生産管理システム１００によれば、１つの製品の繰り出しに応じて複数の検出信号が出力されるおそれのある検出対象を利用して生産管理を行なうことが容易になる。このため、１つの製品の繰り出しに応じて１つの検出信号のみが出力されるように検出部１０を配置することが困難なために、サイクルタイムＣＴの取得が困難であった製造工程の管理が可能となる。

また、本実施形態によれば、ＣＰＵ２１によって実行される処理により、検出信号群ｐｌｓが出力されている場合に算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることを抑制することが可能である。このため、生産管理装置２０や製造ラインＬ１、Ｌ２の設計変更や改修が必要ない。また、時間間隔ｔ１～ｔ４の計時および時間間隔ｔ２～ｔ４の積算によるサイクルタイムＣＴの取得は、検出信号の検出時刻等の時間情報を用いてサイクルタイムＣＴを算出する場合と比べて、ＣＰＵ２１の演算処理に対する負荷が少ない。このため、複数の製造工程を同時に管理する場合であっても、生産管理装置２０のＣＰＵ２１に要求される演算処理能力を低くすることができる。したがって、生産管理システム１００の導入に要する費用を低減することが可能である。

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態に係る生産管理システム４００を備えた製造ラインＬ１、Ｌ２の概略図である。図９は、第２実施形態に係る生産管理装置５２０の構成を示すブロック図である。生産管理システム４００は、インターネットを用いた情報共有を行なっていない。また、表示装置６１１～６１４は、生産管理装置５２０が配置された工場ａｒ１内でのみ利用される。第１実施形態の構成については、第１実施形態と同様の符号を付し、説明を省略する。本実施形態において、生産管理システム４００は、インターネットに接続されていないが、これに限定されない。例えば、生産管理装置５２０は、インターネットに接続され、インターネットを介して、工場ａｒ１の外部に生産管理情報を提供してもよい。

第２実施形態によれば、インターネット上のサーバに管理部４０を設けていないため、生産管理システム４００は、インターネットに接続されていないオフライン状態であっても生産管理が可能である。また、第１実施形態と同様に、後付された検出部１０によって１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群ｐｌｓが出力される場合であっても、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることが抑制される。したがって、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

Ｃ．他の実施形態：
Ｃ－１．第１の他の実施形態：
第１実施形態に係る生産管理システム１００は、製造ラインＬ１、Ｌ２が配置された工場の敷地外、例えば第２から第４エリアＡｒ２～Ａｒ４、から接続可能なインターネットＩＮＴを用いて情報を共有している。しかし、生産管理システム１００は、これに限定されない。例えば、生産管理システム１００は、インターネットＩＮＴに代えて、企業内ネットワーク、いわゆるイントラネットを用いて情報の共有を行なってもよい。この場合には、生産管理装置２０の管理部４０は、企業内ネットワークに接続されたサーバに設けられている。通信装置７０は、例えば、企業内ネットワークに接続された無線ＬＡＮ通信装置である。表示装置６０１～６０８は、企業内ネットワークへの接続が可能な場所、例えば、製造ラインＬ１、Ｌ２を有する事業所内で使用される。この場合であっても、後付された検出部１０によって１つの製品の繰り出しに応じて検出信号群ｐｌｓが出力される場合であっても、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることが抑制される。したがって、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

Ｃ－２．第２の他の実施形態：
上記実施形態において、検出信号群ｐｌｓが出力されている場合には、サイクルタイムＣＴを算出する基準となる基準検出信号ｐｌｒとして、検出信号群ｐｌｓのうち最初に出力された検出信号である検出信号が用いられる。また、検出信号群ｐｌｓが出力された際のサイクルタイムＣＴの取得は、処理部２１２による時間間隔ｔ１～ｔ３の積算により実行されている。しかし、サイクルタイムＣＴの取得方法はこれに限定されない。例えば、以下に列挙する方法によってサイクルタイムＣＴが取得されてもよい。
（１）検出部１０のコントロール部１２が、検出信号（基準検出信号ｐｌｒ）が出力されてから予め定められた時間ｇｔの間、新たな検出信号（ノイズ信号ｐｌｎ）を本体部２０２へ出力しないように検出部１０を制御してもよい。この場合には、コントロール部１２が第１実施形態における処理部２１２の機能の一部を有する。
（２）本体部２０２の処理部２１２が、検出信号（基準検出信号ｐｌｒ）が出力されてから予め定められた時間ｇｔの間は、他の検出信号（ノイズ信号ｐｌｎ）が出力された場合であっても、計時を継続することよってサイクルタイムＣＴを取得してもよい。
（３）処理部２１２は時間間隔ｔ１～ｔ３を積算することなく管理部４０へと出力し、管理部４０が時間間隔ｔ１～ｔ３を積算することによってサイクルタイムＣＴを算出してもよい。この場合には、管理部４０が第１実施形態における処理部２１２の機能の一部を有する。
（４）処理部２１２によって検出信号が出力された時刻である時間情報を管理部４０へと出力し、管理部４０が時間情報を用いてサイクルタイムＣＴを算出してもよい。サイクルタイムＣＴの算出は、例えば、検出信号群ｐｌｓに含まれる検出信号の出力された時刻の平均値または中央値のいずれか一方を基準としてサイクルタイムＣＴを算出することができる。
（５）処理部２１２は、基準検出信号ｐｌｒとして検出信号群ｐｌｓのうち最初に出力された検出信号以外の検出信号を用いてサイクルタイムＣＴを取得してもよい。例えば、検出信号群ｐｌｓのうち最後に出力された検出信号から次に出力される検出信号までの時間間隔を計時してもよい。
（６）処理部２１２は、計時された検出信号の時間間隔が予めさだめた長さの時間以下である場合に、次に計時される時間間隔を積算する処理をおこなってもよい。この場合には、積算された時間間隔がサイクルタイムＣＴとして出力される。
上記（１）から（６）の方法であっても、検出信号群ｐｌｓが検出または出力されている場合に、サイクルタイムＣＴが不正確になることが抑制される。したがって、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

Ｃ－３．第３の他の実施形態：
上記実施形態において、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性を低減する手段として、サイクルタイムＣＴの算出方法を記載しているが、これに限定されない。例えば、生産設備３０ａ～３０ｄによる生産数は、基準検出信号ｐｌｒを計数することによって取得されてもよい。この場合であっても、取得される生産数が不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

Ｃ－４．第４の他の実施形態：
上記実施形態において、検出部１０は、製造ラインＬ１、Ｌ２に設置されている生産設備３０ａ～３０ｄに取り付け可能、つまり後付け可能であるが、これに限定されない。例えば、生産設備３０ａ～３０ｄが製造ラインＬ１、Ｌ２に設置される前から有しているセンサを検出部１０のセンサ１１として用いてもよい。製造ラインＬ１、Ｌ２に設置される前から有しているセンサとは、例えば、生産設備３０ａ～３０ｄの製造時や搬入前や設置前に、生産設備３０ａ～３０ｄへと取り付けられたセンサである。この場合であっても、検出信号群ｐｌｓが出力されるおそれはある。このため、予め定められた長さの時間ｇｔの間に複数の検出信号である検出信号群ｐｌｓが出力されている場合に、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることが抑制される。したがって、算出されるサイクルタイムＣＴが不正確になることによって、生産管理システム１００による生産管理が不適切になる可能性が、低減される。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行なうことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…検出部
１１…センサ
１２…コントロール部
１３…送信部
２０、５２０…生産管理装置
２１…中央演算処理部（ＣＰＵ）
２２…記憶部
２３…送受信部
２４…表示部
２５…入力部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ…生産設備
３１…搬送機構
４０…管理部
４１…送受信部
４２…記憶部
４３…制御部
６１…情報表示部
７０…通信装置
１００、４００…生産管理システム
１１２…磁石
２０２…本体部
２１１…取得部
２１２…処理部
３０１…開閉ドア
４３１…計数部
４３２…情報生成部
６０１～６０８、６１１～６１４…表示装置
ＩＮＴ…インターネット
Ｌ１、Ｌ２…製造ライン

Claims (12)

1. 生産設備を有する製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置であって、
   後付けにて 前記生産設備の可動部に取り付けられ、前記製造ラインから製品が繰り出される際に発生する前記生産設備の動作に応じて検出信号を出力する検出部と、
   前記検出信号が出力される時間間隔に基づいて、製品が繰り出されるサイクルタイムを取得する処理部と、を備え、
   前記処理部は、１つの製品の排出に応じて複数の検出信号が出力されるおそれがある時間より長い時間であり、かつ、製品の繰り出しに応じたサイクルタイムより十分に短い時間である予め定められた長さの時間の間に複数の前記検出信号である検出信号群が出力されている場合には、前記検出信号群に応じて決定される基準を用いて前記サイクルタイムを取得する、
   生産管理装置。
2. 請求項１に記載の生産管理装置であって、
   前記基準は、前記検出信号群に含まれる一の検出信号である基準検出信号である、生産管理装置。
3. 請求項２に記載の生産管理装置であって、
   前記基準検出信号は、前記検出信号群のうち最初に出力された検出信号である、生産管理装置。
4. 請求項１に記載の生産管理装置であって、
   前記基準は、前記検出信号群に含まれる検出信号が出力された時刻の、平均値または中央値のいずれか一方である、生産管理装置。
5. 請求項３に記載の生産管理装置であって、
   前記処理部は、検出信号が出力される時間間隔を計時し、前記検出信号群が出力されている場合には、前記検出信号群のうち最初に出力された検出信号である前記基準検出信号が出力されてから前記検出信号群に含まれない最初の検出信号が出力されるまでの時間間隔である積算時間を算出し、
   前記基準検出信号を基準とした前記サイクルタイムは、前記積算時間である、生産管理装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の生産管理装置であって、
   前記予め定められた長さの時間は、１秒以下である、生産管理装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の生産管理装置であって、さらに、
   前記サイクルタイムを表示する表示部、を備える、生産管理装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の生産管理装置であって、
   前記検出部は、前記製造ラインに設置された状態の前記生産設備に後付けされている、
   生産管理装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の生産管理装置であって、
   前記生産管理装置における情報伝達の経路の少なくとも一部には、インターネットを介した経路が含まれる、生産管理装置。
10. 生産設備を有する製造ラインの生産状況を管理するための生産管理システムであって、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の生産管理装置と、
    前記生産管理装置と通信可能に接続され、前記生産状況に関する情報を利用者に提供する表示装置であって、前記サイクルタイムを表示する情報表示部を備える表示装置と、
    を備える、生産管理システム。
11. 請求項１０に記載の生産管理システムであって、
    前記生産管理装置と前記表示装置は、無線通信を介して接続されている、生産管理システム。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の生産管理システムであって、
    前記生産管理装置と前記表示装置の間の情報伝達には、インターネットが介在している、生産管理システム。

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