JP7180800B1 - 製造管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工場の装置ごとに対応して設けられ、対応の装置と通信可能に接続され、対応の装置に関する装置対応情報を取得する制御端末と、制御端末のそれぞれと通信可能に接続されることで、制御端末から装置対応情報を取得する管理装置と、管理装置と通信可能に接続されることで、装置対応情報のうちで装置ごとの作業対象物の作業結果を示す情報を管理装置から取得し、取得した作業結果を示す情報に基づいて工場における製品の製造履歴を示す製造履歴情報を記憶し、装置対応情報のうちで装置ごとの稼働結果の情報を取得し、取得した装置ごとの稼働結果の情報に基づいて装置ごとの装置稼働履歴情報を記憶する製造管理サーバとを備えて製造管理システムを構成する。
【選択図】図16
Description
[生産管理システムの構成例]
図1は、本実施形態の(通信システムの一例)の構成例を示している。本実施形態の生産(製造)管理システムは、所定の製品を生産(製造)する工場FCにおいて備えられる。本実施形態の生産管理システムが製造する製品については特に限定されないが、例えば、紙容器やパウチなどの包材に内容物を充填し、包装したもの等であってよい。
装置100を工場FCの提供(納入)するメーカ(装置供給元)は、特に統一されるべきものではなく、それぞれが異なっていてもよい。
制御端末200は、対応の装置100とともに当該装置100のメーカから提供される。つまり、1の装置100と当該装置100に接続される制御端末200は、同じメーカがセットとして提供するようにされる。1の装置100と当該装置100が対応する制御端末200とは対応のメーカに独自のプロトコルで通信が行われるように構成されてよい。
制御端末200は、例えばPLC(Programmable Logic Controller)などのコンピュータ装置とされて、対応の装置100の制御を行う。
管理装置300は、制御端末200のそれぞれと所定のPLC間ネットワークNWPにより通信可能に接続される。管理装置300は、制御端末200との通信により、装置100に関する所定の情報(装置対応情報の一例)を制御端末200から取得する。また、管理装置300は、制御端末200との通信により、制御端末200に装置100の稼働に関する指示や通知を行う。
また、工場サーバ400は、工場FCに導入された装置100の稼働結果を示す装置稼働履歴情報を記憶する。工場サーバ400が記憶する装置稼働履歴情報は、現在から比較的短期の一定時間(第1時間の一例)を遡った期間において取得したものとなる。また、工場サーバ400が記憶する装置稼働履歴情報は、比較的短期の周期(第1周期の一例)により更新される。
工場サーバ400は、例えばEthernet(登録商標)等の所定の工場FC内の工場内ネットワークNWIを介して管理装置300と通信可能に接続されてよい。
また、製造管理端末500は、ゲートウェイ600を介して工場FC外部の外部ネットワークNWO上のメーカ対応サーバ700と通信可能に接続されてもよい。
製造管理端末500は、工場サーバ400が記憶する製造履歴情報にアクセスして、製造履歴情報が提示された製造履歴情報画面を表示することができる。また、例えば装置100が異常発生に対応する通知を出力した場合には、管理装置300は、製造管理端末500に対して、装置100にて異常が発生したことの通知(装置異常発生通知)を送信してよい。管理装置300は、工場サーバ400経由で製造管理端末500に装置異常発生通知を送信してもよいし、直接的に製造管理端末500に送信してもよい。製造管理端末500は、異常発生通知の受信に応じて、装置100にて異常が発生したことの報知を担当者に向けて行ってよい。
メーカ対応サーバ700は、工場FCに装置100を提供(納入)したメーカごとに対応して、装置100の稼働結果を示す装置稼働履歴情報を記憶する。
メーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報は、現在から比較的長期の一定時間(第2時間の一例)を遡った期間において取得したものとなる。また、メーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報は、比較的長期の周期(第2周期の一例)により更新される。
つまり、工場サーバ400が記憶する装置稼働履歴情報とメーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報とを比較した場合、工場サーバ400が記憶する装置稼働履歴情報よりもメーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報のほうが過去の長期の期間に対応するものとなる。また、装置稼働履歴情報の更新周期についても、工場サーバ400が記憶する装置稼働履歴情報よりもメーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報のほうが長い。
メーカ端末800は、メーカにおいて工場FCにて稼働されている自社の装置100の管理を行う担当者が使用する。
メーカ端末800は、メーカ対応サーバ700にアクセスすることで、メーカ対応サーバ700が記憶する装置稼働履歴情報のうち、自社の装置100に対応する装置稼働履歴情報を取得し、取得した装置稼働履歴情報を提示する装置稼働履歴情報画面を表示することができる。
図2は、制御端末200の構成例を示している。制御端末200は、装置対応通信部201、管理装置対応通信部202、制御部203、及び記憶部204を備える。同図に示される制御端末200としての機能は、ハードウェアとしての制御端末200が備えるCPU(Central Processing Unit)がプログラムを実行することにより実現される。
装置対応通信部201は、制御端末200に対して下位の装置100と所定のPLC間ネットワークNWP経由で通信を行う。
管理装置対応通信部202は、制御端末200に対して上位の管理装置300とPLC間ネットワークNWP経由で通信を行う。
制御部203は、制御端末200における制御を実行する。制御部203は、通信制御部231(第1通信制御部の一例)を備える。通信制御部231は、管理装置対応通信部202を介して行われる管理装置300との通信に対応する制御を実行する。
記憶部204は、制御端末200に対応する各種の情報を記憶する。
図3は、管理装置300の構成例を示している。管理装置300は、制御端末対応通信部301、ネットワーク対応通信部302、制御部303、及び記憶部304を備える。同図に示される管理装置300としての機能は、ハードウェアとしての管理装置300が備えるCPU(Central Processing Unit)がプログラムを実行することにより実現される。
制御端末対応通信部301は、制御端末200のそれぞれPLC間ネットワークNWP経由で通信を行う。
ネットワーク対応通信部302は、工場サーバ400とネットワーク(工場内ネットワークNWI、外部ネットワークNWO)経由で通信を行う。
制御部303は、管理装置300における制御を実行する。制御部303は、通信制御部331(第2通信制御部の一例)を備える。通信制御部331は、制御端末対応通信部301を介して行われる制御端末200との通信に対応する制御を実行する。
記憶部304は、管理装置300に対応する各種の情報を記憶する。
メーカが異なる制御端末200のそれぞれは、管理装置300と通信を行うにあたり、共通の通信仕様(通信規則、通信プロトコル)によるPLC間通信仕様のもとで通信を行うようにされる。
PLC間通信仕様における共通要素としては、通信に使用するネットワークがPLC間ネットワークNWPで共通であることが含まれる。また、PLC間通信仕様における共通要素としては、管理装置300と制御端末200との間の通信を用いて実現される機能(通信機能)が共通化されていることが含まれる。また、PLC間通信仕様における共通要素としては、通信機能のそれぞれに対応して管理装置300と制御端末200との間で行われる通信手順のパターン(通信手順パターン)が共通化されていることが含まれる。
同図は、本実施形態のPLC間通信仕様のもとで19個の通信機能に対応する通信が定められた例を示している。同図においては、便宜上、19個の通信機能ごとに0~18の番号を付した。
0番の通信機能は、「装置状態チェック」である。「装置状態チェック」は、管理装置300が、装置100の状態(ステータス)を確認する通信機能である。「装置状態チェック」の通信の発生元は管理装置300となる。
図5は、5つの通信手順パターンごとに対応する通信機能の類型(機能類型)と、5つの通信手順パターンごとにおける具体的な信号発生パターンを示している。1の通信手順パターンに対応する信号発生パターンは、当該1の通信手順パターンの機能類型に該当する通信機能の通信で共通となる。
図5においては、通信手順パターン1~5ごとの通信機能の機能類型と信号発生パターンとが示されている。
通信機能として、0番の「装置状態チェック」は、「同期通信」の機能類型に該当することから、通信手順パターン1が適用される。
1番の「時刻合わせ」は、「データ送信」の機能類型に該当することから、通信手順パターン2が適用される。
2番の「管理装置状態報告」は、「データ収集」の機能類型に該当することから、通信手順パターン3が適用される。
3番~6番の「ワーク受入」、「ワーク装置間受渡」、「ワークコード読取報告」、「ワーク払出報告」は、それぞれ「データ送信」の機能類型に該当することから、通信手順パターン2が適用される。
7番の「搬送停止要求」は、「同期通信の」機能類型に該当することから、通信手順パターン1が適用される。
8番、9番の「在荷情報追跡」、「定期データ報告」は、「データ収集」の機能類型に該当することから、通信手順パターン3が適用される。
10番の「装置内ワーク払出」は、「データ送信」の機能類型に該当することから、通信手順パターン2が適用される。
11番の「装置内ワーク投入」は、「データ問合せ/指示」の機能類型に該当することから、通信手順パターン4が適用される。
12番の「共通データ報告」は、「データ収集」の機能類型が該当することから、通信手順パターン3が適用される。
13番の「カウンタリセット要求」は、「カウンタリセット」の機能類型が該当することから、通信手順パターン5が適用される。
14番の「装置アラーム報告」は、「データ収集」の機能類型が該当することから、通信手順パターン3が適用される。
15番の「製品制御」は、「データ問合せ/指示」の機能類型が該当することから、通信手順パターン4が適用される。
16番の「ポート状態報告」は、「データ送信」の機能類型が該当することから、通信手順パターン2が適用される。
17番、18番の「レシピ変更指示」、「装置パラメータ変更指示」は、「データ問合せ/指示」の機能類型が該当することから、通信手順パターン4が適用される。
図6は、「同期通信」の機能類型に対応する通信手順パターン1の信号発生タイミングを示すタイミングチャートである。同図において、デバイスAは、制御端末200と管理装置300のデバイスのうち発生元(送信側、要求側)となるデバイスであり、デバイスBは、受信応答側となるデバイスである。通信手順パターン1が適用される0番の通信機能の「装置状態チェック」の場合には、デバイスAが管理装置300でデバイスBが制御端末200となる。
デバイスAは、時間T1(一例として、5秒)の一定の時間間隔ごとに、所定のアドレス(RXYxxxx)によりHレベルの確認要求信号を送信する。デバイスBは、Hレベルの確認要求信号の発生に応じて、所定のアドレス(RXYxxxx)によりHレベルの確認応答信号を送信する。なお、アドレスにおける「xxxx」には対応の機能類型に応じて定められた所定の値が割り当てられる。
デバイスAは、所定のアドレスRXYxxxxにHレベルの読取要求ビット(読取可能トリガ)をセットするとともに、アドレスRWxxxxにデータをセットすることで、読取要求ビットとデータの送信を行う。
デバイスBは、読取要求ビットの受信に応じて、読取要求ビットとともにアドレスRWxxxxで送信されたデータの読み取りを実行する。デバイスBは、データの読み取りの完了に応じて、所定のアドレスRXYxxxxにてHレベルの読取完了ビットを送信することで、読取完了ビットの送信を行う。
デバイスBは、所定のアドレスRWxxxxにてデータをセットすることで、データを定常的に送信している。データは、適宜あるタイミングで更新される。
デバイスAは、所定の時間T2(例えば、1秒)ごとの読み取りタイミングにより、デバイスBから送信されるデータを読み込む。
デバイスAは、データ問合せまたは指示を行うにあたり、所定のアドレスLBxxxxによりHレベルの読取要求信号(読取可能トリガ)を送信する。また、デバイスAは、Hレベルの読取要求信号の送信に対応したタイミングで、所定のアドレスLWxxxxにてデータ問合せまたは指示の内容を示すデータをセットすることで、データの送信を行う。
デバイスBは、デバイスAから送信されたHレベルの読取要求信号の受信に応じて、デバイスAがセットしたデータの読み込みを実行し、データの読み込みを完了したことに応じて、所定のアドレスLBxxxxによりHレベルの読取完了信号を送信する。ここまでの段階によりデバイスBは、デバイスAからの問合せ/指示を受け付けたことになる。
デバイスBは、デバイスAからの問合せ/指示に対する応答の読み取りをデバイスAに要求するためのHレベルの読取要求信号(読取可能トリガ)を所定のアドレスLBxxxxにより送信する。また、デバイスBは、Hレベルの読取要求信号を送信したタイミングに対応させて、所定のアドレスLWxxxxにて問合せ/指示に対する応答としてのデータをセットする。
デバイスAは、デバイスBから送信されたHレベルの読取要求信号の受信に応じて、デバイスBがセットしたデータの読み込みを実行し、データの読み込みを完了したことに応じて、所定のアドレスLBxxxxによりHレベルの読取完了信号を送信する。
デバイスAは、アドレスRWxxxxによりHレベルのカウンタリセット要求信号を送信する。
デバイスBは、カウンタリセット要求信号の受信に応じて所定のアドレスRWxxxxにてカウンタをリセットする。デバイスBは、カウンタのリセットに応じた処理結果を所定のアドレスRWxxxxにてセットする。デバイスBは、処理結果のセットに応じて、所定のアドレスRXYxxxxによりHレベルのカウンタリセット応答信号を送信する。
そこで、本実施形態では、制御端末200のそれぞれが管理装置300と通信するPLC間通信を共通化するようにされている。これにより、管理装置300は、1のPLC間通信により複数の制御端末200と通信を行うことが可能となる。この場合、PLC間通信仕様に変更を与えるにあたってはメーカごとに対応して変更する必要がないことから、生産管理システムの開発等も容易となる。
なお、本実施形態の構成は、図1に例示した生産管理システム以外のシステムであって、1の第2通信装置が複数の第1通信装置と通信するようにされた通信システムに適用されてよい。
図11は、工場サーバ400の構成例を示している。同図に示される工場サーバ400としての機能は、ハードウェアとしての工場サーバ400において備えられるCPUがプログラムを実行することにより実現される。工場サーバ400は、通信部401、制御部402(第1機能部の一例)、及び記憶部403を備える。
通信部401は、工場内ネットワークNWI経由で通信を行う。
また、制御部402は、製造管理端末500からのアクセスに応じて、製造履歴情報記憶部431に記憶される製造履歴情報を提示する画面(製造履歴情報画面)を製造管理端末500に送信する。これにより、製造管理端末500の表示部にて製造履歴情報画面が表示される。
製品識別子は、対応の製品を一意に示すようにして製品に付される識別子である。製品識別子は、工場FCにて、例えば製品に対応するワークが先頭の工程に投入されたことに応じて管理装置300等が生成するようにされてよい。
ワーク履歴情報は、対応の製品を製造した工程ごとにおける作業結果の履歴を示す情報である。
ワーク履歴情報は、図4に示した通信機能との対応では、3番のワーク受入、4番のワーク装置間受渡、5番のワークコード読取報告、6番のワーク払出、8番の在荷情報追跡、10番の装置内ワーク払出、11番の装置内ワーク投入等に応じて制御端末200から送信された情報に基づいて制御部402が生成するものであってよい。
図13は、メーカ対応サーバ700の構成例を示している。同図に示されるメーカ対応サーバ700としての機能は、ハードウェアとしてのメーカ対応サーバ700において備えられるCPUがプログラムを実行することにより実現される。
メーカ対応サーバ700は、通信部701、制御部702(第2機能部の一例)、及び記憶部703を備える。
通信部701は外部ネットワークNWO経由で通信を行う。
そのうえで、アクセス対応制御部721は、1のメーカ端末800のアクセスに応じて、当該メーカ端末800が対応するメーカの装置100についての装置稼働履歴情報のみにアクセスを許可し、当該メーカ端末800が対応しない他メーカの装置100についての装置稼働履歴情報へのアクセスが制限されるようにする。つまり、1のメーカ端末800にて表示される装置稼働履歴情報画面は、自メーカの装置100についての装置稼働履歴情報のみを提示し、他メーカの装置100についての装置稼働履歴情報は提示しないようにされる。
装置識別子は対応の装置100を一意に示す識別子である。
稼働履歴情報は、図4に示した通信機能との対応では、0番の装置状態チェック、9番の定期データ報告、12番の共通データ報告、15の製品制御に対応する通信に応じて管理装置300が取得し、メーカ対応サーバ700に送信した情報に基づいて制御部402が生成してよい。また、稼働履歴情報は、例えば番号3~6、10、11等のワークに関連する情報に基づく情報も含まれてよい。このようなワークに関連する情報に基づく稼働履歴情報によっては、ワークに対応する作業回数、ワークに対応する作業の状態等を示すことができる。
図15のシーケンス図を参照して、本実施形態のメーカ対応サーバ700とメーカ端末800とが装置稼働履歴情報画面の表示に関連して実行する処理手順例について説明する。
ステップS100:メーカの装置管理の担当者は、メーカ端末800により装置稼働履歴情報画面を表示させるにあたり、メーカ端末800をメーカ対応サーバ700の装置稼働履歴情報提供用のウェブサイトにアクセスさせる操作を行う。メーカ端末800は、操作に応じてメーカ対応サーバ700にアクセスし、装置稼働履歴情報提供用のウェブサイトにログインするためのログイン要求を送信する。ログイン要求には、メーカが事前に登録したメーカアカウント(メーカ識別子、パスワード等)が含まれる。
ステップS108:アクセス対応制御部721は、ステップS106により生成された装置稼働履歴情報画面を、ステップS100によりログイン情報を送信してきたメーカ端末800に送信する。
複数の装置100ごとに共通のメーカアカウントが登録される場合、ステップS104によっては、共通のメーカアカウントに対応付けられた複数の稼働履歴情報を検索してよい。この場合には、装置稼働履歴情報画面にて、同じメーカの複数の装置100の稼働履歴情報を提示することができる。
また、同じメーカのもとで、複数の装置100ごとに異なるメーカアカウントをログインに用いるようにされている場合には、装置稼働履歴情報画面にて、ログインに用いたのと同じメーカアカウントに対応付けられた装置100のみの稼働履歴情報が提示されてよい。
続いて、第2実施形態について説明する。本実施形態の生産管理システムにおいては、第1実施形態における工場サーバ400とメーカ対応サーバ700とが1つのサーバ(製造管理サーバ)に統合された構成を有する。
図16は本実施形態の生産管理システムの全体的な構成例を示している。同図において、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
同図の工場FCにおいては、複数の単位管理システムUN(UN-1~UN-n)が設けられた例が示されている。1つの単位管理システムUNは、1つの管理装置300と、当該管理装置300とLC間ネットワークNWPを介して接続される複数の制御端末200(200-1~200-N)と、制御端末200のそれぞれに接続される複数の装置100(100-1~100-N)を備える。例えば工場FCにおいては複数の製造ラインが設けられてよく、複数の単位管理システムUNのそれぞれは、複数の製造ラインにおける1の製造ラインごとに対応して設けられてよい。
1つの単位管理システムUNにおいて、管理装置300は、工場FC外の製造管理サーバ700Aと通信可能に接続される。管理装置300と製造管理サーバ700Aとはネットワークを介して接続されてよい。
製造管理サーバ700Aは、図1における工場サーバ400の機能とメーカ対応サーバ700の機能とを統合したサーバである。即ち、製造管理サーバ700Aは、図11の工場サーバ400の構成と図13のメーカ対応サーバ700の構成とを含む。
第1実施形態の工場サーバ400とメーカ対応サーバ700は、製造管理サーバ700Aとしての機能を、工場FCにおける製造履歴及び装置の稼働履歴を管理する機能と、メーカごとに対応して装置の稼働履歴を管理する機能とに分散させるように構成したサーバとして捉えることができる。
1つの情報管理端末800Aは、第1実施形態における製造管理端末500としての機能とメーカ端末800-Nとしての機能とのいずれかを有するものであってよい。あるいは、情報管理端末800Aは、製造管理端末500としての機能とメーカ端末800-Nとしての機能とのそれぞれを有するように構成されてもよい。
Claims (3)
- 工場に備えられる装置ごとに対応して設けられ、対応の装置と通信可能に接続されることで、対応の装置に関する装置対応情報を取得する制御端末と、
前記制御端末のそれぞれと通信可能に接続されることで、前記制御端末から前記装置対応情報を取得する管理装置と、
前記管理装置と通信可能に接続されることで、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとの作業対象物の作業結果を示す情報を前記管理装置から取得し、取得した作業結果を示す情報に基づいて前記工場における製品の製造履歴を示す製造履歴情報を記憶するとともに、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとに稼働結果の情報を取得し、取得した前記装置ごとの稼働結果の情報に基づいて、現在から第1時間まで遡った期間における前記装置ごとの稼働履歴情報を第1周期で更新するように記憶する第1機能部と、
前記管理装置と通信可能に接続されることで、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとに稼働結果の情報を取得し、取得した前記装置ごとの稼働結果の情報に基づいて、現在から前記第1時間より長い第2時間まで遡った期間における前記装置ごとの装置稼働履歴情報を前記第1周期より長い第2周期で更新するように記憶する第2機能部とを有する製造管理サーバとを備え、
前記製造管理サーバは、前記第1機能部に対応する第1サーバと前記第2機能部に対応する第2サーバとに分散され、
前記第1サーバは、前記工場の内部のネットワーク経由で前記管理装置と接続され、前記第2サーバは、前記工場の外部のネットワーク経由で前記管理装置と接続される
製造管理システム。 - 工場に備えられる装置ごとに対応して設けられ、対応の装置と通信可能に接続されることで、対応の装置に関する装置対応情報を取得する制御端末と、
前記制御端末のそれぞれと通信可能に接続されることで、前記制御端末から前記装置対応情報を取得する管理装置と、
前記管理装置と通信可能に接続されることで、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとの作業対象物の作業結果を示す情報を前記管理装置から取得し、取得した作業結果を示す情報に基づいて前記工場における製品の製造履歴を示す製造履歴情報を記憶するとともに、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとに稼働結果の情報を取得し、取得した前記装置ごとの稼働結果の情報に基づいて、現在から第1時間まで遡った期間における前記装置ごとの稼働履歴情報を第1周期で更新するように記憶する第1機能部と、
前記管理装置と通信可能に接続されることで、前記装置対応情報のうちで前記装置ごとに稼働結果の情報を取得し、取得した前記装置ごとの稼働結果の情報に基づいて、現在から前記第1時間より長い第2時間まで遡った期間における前記装置ごとの装置稼働履歴情報を前記第1周期より長い第2周期で更新するように記憶する第2機能部とを有する製造管理サーバとを備え、
前記制御端末は、前記管理装置との通信に対応する制御を行う第1通信制御部を備え、
前記管理装置は、前記制御端末との通信に対応する制御を行う第2通信制御部を備え、
複数の前記制御端末における第1通信制御部のそれぞれは、第2通信制御部との通信にあたり共通の通信仕様に従って通信を行い、
共通の通信仕様として、前記制御端末のそれぞれと前記管理装置は、予め定められたN(Nは2以上の自然数)個の通信機能に応じた通信を行うようにされ、前記N個の通信機能は、当該N個の通信機能の類型に応じて、M(Mは自然数、N≧M)個の通信手順パターンのうちのいずれかが適用されており、
前記第1通信制御部と前記第2通信制御部は、或る1の通信機能に応じた通信が前記制御端末と前記管理装置との間で行われるにあたり、前記1の通信機能に適用されている通信手順パターンにより通信が行われるように制御する
製造管理システム。 - 前記第2機能部は、装置供給元に対応する装置供給元端末と通信可能に接続され、
装置供給元端末が対応する装置供給元の装置の装置稼働履歴情報へのアクセスを許可し、前記装置供給元端末が対応しない装置供給元の装置の装置稼働履歴情報へのアクセスが制限されるようにするアクセス対応制御部を備える
請求項1または2に記載の製造管理システム。
Priority Applications (2)
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