JP7465233B2 - 製造システムおよびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は製造システムおよびプログラムに関する。
従来より、処理対象物を撹拌する技術について種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ホイップドクリームの製造に関する技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、電動機から撹拌子に加わる回転トルクを測定したトルク計測信号を用いて、回転トルクの増加特性曲線の変曲点が検出された際に、電動機への回転停止信号を出力する技術が開示されている。
特開２０２０－２０７６０号公報
しかしながら、ホイップドクリームを製造する職人の中には、変曲点に達する前のタイミングが、撹拌を停止する最適なタイミングと考える職人もいるなど、撹拌を停止する最適なタイミングは職人によって異なる。
このように、ホイップドクリームの製造方法は、職人によってそれぞれ異なるため、一律に変曲点を用いる特許文献１に開示された技術では、個々の職人が最適と考える製造方法の自動化には適していないという問題があった。このような問題は、ホイップドクリームに限らず、撹拌対象となる処理対象物を撹拌する場合にも生じる。
上記事情に鑑み、本発明は、個々の職人が最適と考える処理対象物の製造方法を自動化する技術を提供することを目的としている。
本発明は以下の態様を有する。
［１］第１撹拌装置と、第２撹拌装置と、製造支援装置とを含む製造システムであって、前記第１撹拌装置は、処理対象物をモータを用いて撹拌する撹拌部と、前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得するトルク取得部と、前記モータの撹拌速度と、前記トルク取得部により取得された製造時トルク値とを含む製造情報を前記製造支援装置に送信する製造情報送信部と、を備え、前記製造支援装置は、前記製造情報を取得する製造情報取得部と、前記製造情報取得部により取得された前記製造情報に基づき、前記第２撹拌装置を制御するための制御情報を導出する導出部と、前記導出部により導出された前記制御情報を前記第２撹拌装置に提供する提供部と、を備えた製造システム。
［２］前記導出部は、前記第２撹拌装置を制御するための制御用トルク値を導出し、
前記制御情報は、前記制御用トルク値となるまで前記製造情報に含まれる前記撹拌速度で撹拌するように前記第２撹拌装置を制御するための情報である［１］に記載の製造システム。
［３］前記第１撹拌装置は、処理対象物の硬さ値を取得する硬さ取得部を備え、
前記製造情報は、前記硬さ取得部により取得された硬さ値を含み、
前記導出部は、前記硬さ値と、前記製造時トルク値とを用いて、前記硬さ値と前記製造時トルク値との関係を示す関係情報を生成し、生成した関係情報から、所望の硬さ値となるトルク値を前記制御用トルク値として導出する［２］に記載の製造システム。
［４］前記第２撹拌装置は、処理対象物をモータを用いて撹拌する他の撹拌部と、前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得する他のトルク取得部と、前記制御情報を取得する制御情報取得部と、前記制御情報取得部により取得された前記制御情報に応じて、前記他の撹拌部を制御する制御情報実行部と、を備えた［２］または［３］に記載の製造システム。
［５］前記第１撹拌装置は、前記製造情報送信部により自らが送信した前記制御情報を取得する他の制御情報取得部と、前記他の制御情報取得部により取得された前記制御情報および前記トルク取得部により取得されたトルク値に応じて、前記撹拌部を制御する他の制御情報実行部と、を備えた［２］から［４］のいずれか１項に記載の製造システム。
［６］第１撹拌装置と、第２撹拌装置と、製造支援装置とを含む製造システムにおいて前記第１撹拌装置を第１のコンピュータとして機能させ、前記製造支援装置を第２のコンピュータとして機能させるためのプログラムであって、前記第１のコンピュータを、処理対象物をモータを用いて撹拌する撹拌部における前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得するトルク取得部と、前記モータの撹拌速度と、前記トルク取得部により取得された製造時トルク値とを含む製造情報を前記製造支援装置に送信する製造情報送信部として機能させ、前記第２のコンピュータを、前記製造情報を取得する製造情報取得部と、前記製造情報取得部により取得された前記製造情報に基づき、前記第２撹拌装置を制御するための制御情報を導出する導出部と、前記導出部により導出された前記制御情報を前記第２撹拌装置に提供する提供部として機能させるためのプログラム。
本発明によれば、個々の職人が最適と考える処理対象物の製造方法を自動化する技術を提供できる。
ホイップ製造システムのシステム構成を表すシステム構成図である。 撹拌装置の全体構成例を示す図である。 制御装置の機能構成例を示す図である。 製造支援装置の機能構成を表す機能ブロック図である。 製造情報の一例を示す図である。 ＰＳＮの一例を示す図である。 撹拌装置と製造支援装置の処理の流れを示すシーケンス図である。 全体制御情報記憶部に記憶される全体制御情報の一例を示す図である。 制御情報応答のメッセージフォーマットを示す図である。 撹拌装置の処理の流れを示すフローチャートである。 製造支援装置の処理の流れを示すフローチャートである。 撹拌装置の処理の流れを示すフローチャートである。 全体制御情報記憶部に記憶される全体制御情報の一例を示す図である。 制御情報応答のメッセージフォーマットを示す図である。 撹拌装置の処理の流れを示すフローチャートである。
以下、本発明の具体的な構成例について、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、処理対象物の一例としてホイップクリームを用いた形態について説明する。
図１は、製造システム１のシステム構成を表すシステム構成図である。製造システム１は、２つ以上の撹拌装置１００＿１～１００＿ｎ（ｎは２以上の整数）、および製造支援装置２００を備える。以下、撹拌装置１００＿１～１００＿ｎのそれぞれを特に区別しない場合には任意の１台を撹拌装置１００と表現する。ネットワーク３００は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）で構成される。撹拌装置１００＿１～１００＿ｎのうち、任意の１台の撹拌装置が第１撹拌装置に対応し、当該第１撹拌装置とは異なる他の撹拌装置が第２撹拌装置に対応する。
図２は、撹拌装置１００の全体構成例を示す図である。撹拌装置１００は、制御装置１１０、モータ１３１、トルク計測器１３２、撹拌子１４０、および容器１４１を備える。制御装置１１０は、撹拌装置１００全体を制御する。モータ１３１は、制御装置１１０による制御に応じて撹拌子１４０を回転する。トルク計測器１３２は、モータ１３１の回転軸に作用するトルク値を計測する。撹拌子１４０は、容器１４１内のクリーム１４２を撹拌する。
図３は、撹拌装置１００の制御装置１１０の機能構成例を示す図である。制御装置１１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、製造プログラムを実行することによって通信部１１１、入力部１１２、個別制御情報記憶部１５１、および制御部１２０を備える装置として機能する。なお、通信部１１１、個別制御情報記憶部１５１、および制御部１２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、ＰＬＣ（programmable logic controller）を用いて撹拌装置１００を制御してもよい。製造プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。製造プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
通信部１１１は、ネットワークインタフェースである。通信部１１１はネットワーク３００を介して、製造支援装置２００と通信する。入力部１１２は、操作ボタン等の入力装置を用いて構成される。
個別制御情報記憶部１５１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。個別制御情報記憶部１５１については後述する。
制御部１２０は撹拌装置１００の各部の動作を制御する。制御部１２０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、およびＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部１２０は、製造プログラムを実行することによって、モータ制御部１２１、トルク取得部１２２、硬さ取得部１２３、製造情報送信部１２４、制御情報取得部１２５、および制御情報実行部１２６として機能する。
モータ制御部１２１は、モータ１３１の回転開始、回転停止、および回転速度（撹拌速度）を制御する。モータ制御部１２１と、モータ１３１と、撹拌子１４０とで撹拌部が構成される。トルク取得部１２２は、トルク計測器１３２で計測されたトルク値を取得する。硬さ取得部１２３は、入力部１１２に入力された硬さ値を取得する。製造情報送信部１２４は、モータ１３１の撹拌速度と、トルク取得部１２２により取得された製造時トルク値とを含む製造情報を製造支援装置２００に送信する。また、製造情報送信部１２４は、硬さ取得部１２３により取得された硬さ値を送信する。
制御情報取得部１２５は、製造支援装置２００から制御情報を取得する。制御情報取得部１２５は、取得した制御情報を個別制御情報記憶部１５１に記憶する。制御情報実行部１２６は、制御情報およびトルク取得部１２２により取得されたトルク値に応じて、撹拌部を制御する。
図４は、製造支援装置２００の機能構成を表す機能ブロック図である。製造支援装置２００は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、製造支援プログラムを実行することによって通信部２１０、全体制御情報記憶部２４１、および制御部２２０を備える装置として機能する。
通信部２１０は、ネットワークインタフェースである。通信部２１０はネットワーク３００を介して、撹拌装置１００と通信する。なお、通信部２１０、および制御部２２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。製造支援プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。
制御部２２０は製造支援装置２００の各部の動作を制御する。制御部２２０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、およびＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部２２０は、製造支援プログラムを実行することによって、製造情報取得部２２１、導出部２２２、および制御情報提供部２２３として機能する。
製造情報取得部２２１は、製造情報送信部１２４により送信された製造情報を取得する。導出部２２２は、製造情報に基づき、撹拌装置１００を制御するための制御情報を導出する。導出部２２２は、導出した制御情報を全体制御情報記憶部２４１に記憶する。制御情報提供部２２３は、導出された制御情報を撹拌装置１００に提供する。
図５は、製造情報の一例を示す図である。図５には、「経過時間」、「ＰＳＮ」（プログラムステップナンバー）、「トルク値」、および「撹拌速度」が示されている。「経過時間」は、所定タイミング（例えば電源投入）から経過した時間を示す。なお、図５、１３においては、Ｘ分ＹＺ秒をＸ’ＹＺと表記している。「ＰＳＮ」については後述する。「トルク値」は、「経過時間」に示されるタイミングにおいてトルク取得部１２２に取得されたトルク値（Ｎ・ｍ）を示す。「撹拌速度」は、「経過時間」に示されるタイミングにおけるモータ１３１の実際の撹拌速度（ｒｐｍ）を示す。以下の説明において、時間、トルク値、撹拌速度について、単位を省略することがある。
この図５の説明に先立ち、図６を用いて、ＰＳＮについて説明する。図６は、ＰＳＮの一例を示す図である。図６における「ＰＳＮ」は、撹拌状態を示す番号である。本実施形態において、「ＰＳＮ」は１から１０まで設けられている。「ＰＳＮ」が１は、撹拌ＯＮ待ちを示す。具体的に、「１」は、電源が投入され、撹拌開始指示の入力待ちである。そのときの撹拌速度は当然に０である。「２」は、撹拌速度が１８０であることを示す。「３」は、撹拌速度が１４０であることを示す。「４」は撹拌速度が１６０であることを示す。以下、「５」から「９」まで、それぞれ撹拌速度が対応付けられている。「１０」は、撹拌停止指示が入力されたことを示す。そのときの撹拌速度は当然に０である。以下の説明において、ＰＳＮＭとは、ＰＳＮがＭであることを示す。例えばＰＳＮ２は、ＰＳＮが２であることを示す。
なお、図６における撹拌速度は、モータ１３１を当該撹拌速度となるように制御することを示し、実際の撹拌速度を示すものではない。例えば回転開始時などは回転速度０から上昇することから、実際の撹拌速度とは異なることがある。
図５の説明に戻り、図５に示される製造情報では、経過時間が１秒から５秒までは、撹拌ＯＮ待ちであり、経過時間が６秒から２分１４秒まで、撹拌速度が１８０で制御され、経過時間が２分１５秒から２分３７秒まで、撹拌速度が１６０で制御されたことが示されている。また、経過時間が２分３８秒のタイミングで撹拌停止指示が入力されたことが示されている。その後、経過時間が２分４０秒のタイミングで撹拌速度が０となることが示されている。
図５の製造情報により、ＰＳＮ２で約１２８秒間（経過時間６秒から２分１４秒まで）制御され、次いでＰＳＮ４で約２２秒間（経過時間２分１５秒から２分３７秒まで）制御され、撹拌停止指示が入力されたことが導出できる。
また、トルク値について着目すると、ＰＳＮ２でトルク値が０．０９となるまで制御され、次いでＰＳＮ４でトルク値が０．０９となるまで制御され、撹拌停止指示が入力されたことが導出できる。
このように、製造情報から、撹拌速度、トルク値、あるＰＳＮ（すなわち撹拌速度）の経過時間を導出することができる。そこで、製造支援装置２００は、製造情報に基づき、撹拌速度、トルク値、ある撹拌速度で制御した経過時間から制御情報を導出する。
本実施形態では、後述する第１実施形態において、撹拌速度とトルク値を用いて制御する制御情報について説明し、後述する第２実施形態において、撹拌速度とトルク値と経過時間を用いて制御する制御情報について説明する。
最初に、いずれの実施形態においても共通する処理の流れについて説明する。図７は、撹拌装置１００と製造支援装置２００の処理の流れを示すシーケンス図である。図７に示されるシーケンス図は、一例として２つの撹拌装置Ａ、Ｂと、製造支援装置２００との処理の流れを示す。
撹拌装置Ａは、製造情報を取得すると（ステップＳ１０１）、製造情報を製造情報通知として製造支援装置２００に送信する（ステップＳ１０２）。製造情報通知には、撹拌装置Ａであることを一意に示す装置識別子（図７の場合（Ａ））も送信される。
製造支援装置２００は、製造情報通知（Ａ）により撹拌装置Ａの製造情報を取得し（ステップＳ１０３）、撹拌装置Ａにおける製造方法を自動化するために撹拌装置１００を制御するための制御情報を導出し（ステップＳ１０４）、撹拌装置Ａの制御情報を記録する（ステップＳ１０５）。
撹拌装置Ｂは、撹拌装置Ａの制御情報を要求する制御情報要求（Ａ）を製造支援装置２００に送信する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６は、撹拌装置Ｂを操作する操作者により、制御情報を要求する操作が入力部１１２において行われたことを契機に実行される。制御情報要求には、いずれの撹拌装置１００で製造された制御情報を要求したかを特定するための装置識別子（図７の場合（Ａ））も送信される。製造支援装置２００は、記録しておいた撹拌装置Ａの制御情報を制御情報応答として撹拌装置Ｂに提供する（ステップＳ１０７）。これにより、撹拌装置Ｂは、撹拌装置Ａでの製造方法を自動化することができる。
撹拌装置Ａの制御情報は、撹拌装置Ｂのように、他の撹拌装置だけではなく、製造情報を送信した制御装置Ａ自身も要求できる。この場合、撹拌装置Ｂの場合と同様に、撹拌装置Ａは、撹拌装置Ａの制御情報を要求する制御情報要求（Ａ）を製造支援装置２００に送信する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８は、撹拌装置Ａを操作する操作者により、制御情報を要求する操作が入力部１１２において行われたことを契機に実行される。製造支援装置２００は、記録しておいた撹拌装置Ａの制御情報を制御情報応答として撹拌装置Ａに送信する（ステップＳ１０９）。これにより、撹拌装置Ａは、撹拌装置Ａの製造方法を自動化することができる。
上記シーケンス図から分かるように、まず撹拌装置Ａにおいて、例えば職人がホイップドクリームを製造し、そのときの製造情報を製造支援装置２００に送信する。製造支援装置２００は、制御情報を導出し、例えば撹拌装置Ｂに提供する。これにより、撹拌装置Ｂは職人の製造方法でホイップドクリームを製造することが可能となる。また、撹拌装置Ａにおいて、職人が不在であっても、製造支援装置２００から制御情報を取得することで、職人の製造方法でホイップドクリームを製造することが可能となる。
図７におけるステップＳ１０８、１０９に示されるように、製造情報を提供した撹拌装置自身が、制御情報を取得するという運用のみを行う場合には、図１に示した製造システム１における撹拌装置は１つとなることもある。すなわち、製造システム１は、撹拌装置１００＿１と製造支援装置２００のみを備えたシステムとなる。
［第１実施形態］
第１実施形態は、撹拌速度とトルク値を用いて制御する制御情報を用いた実施形態である。製造支援装置２００は、上述したように製造情報からＰＳＮとトルク値を取得して、制御情報を導出する。図８は全体制御情報記憶部２４１に記憶される全体制御情報の一例を示す図である。導出部２２２は、製造情報から、全体制御情報記憶部２４１に示される制御情報を導出する。
図８における制御情報は、「装置識別子」、「ＰＳＮ（１）」、「ＴＲＱ（１）」、「ＰＳＮ（２）」、「ＴＲＱ（２）」、…が示されている。「装置識別子」は、上述したように、撹拌装置１００を一意に識別するための識別情報であり、図８の場合は、一例として撹拌装置１００が設置された地名（千葉、東京、神奈川）を用いている。
「ＴＲＱ（１）」、「ＴＲＱ（２）」、…などのＴＲＱの配列は、制御用トルク値を示す。「ＴＲＱ（ｒ）」（ｒは１以上の整数）は、「ＰＳＮ（ｒ）」での制御を終了するか否かを判定するために用いられる。具体的に、撹拌装置１００は「ＰＳＮ（ｒ）」で制御を開始し、トルク計測器１３２により計測されるトルク値が「ＴＲＱ（ｒ）」以上か否かを判定し、トルク値が「ＴＲＱ（ｒ）」以上と判定された場合に、「ＰＳＮ（ｒ）」での制御を終了する。
なお、上述した図５の製造情報に示されるように、最初はＰＳＮ２で制御し、次いでＰＳＮ４で制御するというように、ＰＳＮを順番に変更して制御することができる。そこで、図８に示されるように、１番目のＰＳＮをＰＳＮ（１）で示し、そのときの最終トルク値をＴＲＱ（１）とする。２番目のＰＳＮをＰＳＮ（２）で示し、そのときの最終トルク値をＴＲＱ（２）とする。以下、３番目のＰＳＮでの制御があれば、「ＰＳＮ（３）」、「ＴＲＱ（３）」というように、ＰＳＮが変更された回数分のＰＳＮとトルク値が次々と記録される。したがって、ＰＳＮが変更された回数が５であれば、ＰＳＮ（５）とＴＲＱ（５）まで存在し、ＰＳＮが変更された回数が１回であれば、ＰＳＮ（１）とＴＲＱ（１）のみ存在する。
なお、最終トルク値とは、ＰＳＮが変更された直前のトルク値を示す。例えば、図５の場合、ＰＳＮ２からＰＳＮ４に変更されたタイミングの経過時間は２分１５秒であるので、その直前の２分１４秒におけるトルク値（０．０９）が、ＰＳＮ２における最終トルク値となる。この最終トルク値は、製造時トルク値の一例である。
図８の例では、例えば千葉の撹拌装置１００は最初にＰＳＮ２で、トルク値が０．０６となるまで制御し、次いでＰＳＮ４でトルク値が０．０９となるまで制御したことが示されている。
図９は、制御情報応答のメッセージフォーマットを示す図である。制御情報応答は、制御情報応答であることを示すメッセージヘッダと、いずれの撹拌装置１００における制御情報かを示す装置識別子と、１番目からｎ番目までのＰＳＮの配列と、１番目からｎ番目までのトルク値の配列で構成される。ｎは、撹拌装置１００でＰＳＮが変更された回数を示す。
この制御情報を取得した撹拌装置１００は、個別制御情報記憶部１５１に装置識別子と、ＰＳＮの配列と、トルク値の配列とを個別制御情報として記憶する。そして、撹拌装置１００は、トルク取得部１２２に取得されるトルク値がＴＲＱ（１）になるまでＰＳＮ（１）で制御し、次いでトルク値がＴＲＱ（２）になるまでＰＳＮ（２）で制御するというように、トルク値がＴＲＱ（ｎ）になるまでＰＳＮ（ｎ）で制御する。これにより、例えば千葉の撹拌装置１００での製造方法を他の撹拌装置１００において自動化することができる。
次に、撹拌装置１００および製造支援装置２００の処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図１０は、製造情報を送信する撹拌装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。撹拌装置１００は、製造情報（図５参照）を取得する（ステップＳ２０１）。撹拌装置１００は、例えば不図示の不揮発性メモリに記憶された自らの装置識別子を取得する（ステップＳ２０２）。撹拌装置１００は、製造支援装置２００に製造情報通知を送信し（ステップＳ２０３）、処理を終了する。
図１１は、製造支援装置２００の処理の流れを示すフローチャートである。製造支援装置２００は、撹拌装置１００から製造情報通知と制御情報要求の２つのメッセージを受信する。そこでまず、製造支援装置２００は、製造情報通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。製造支援装置２００は、製造情報通知を受信した場合には（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、製造情報から制御情報を導出し、全体制御情報記憶部２４１に記憶された全体制御情報を更新し（ステップＳ３０２）、処理を終了する。ここでの更新とは、新規の制御情報を記憶する処理と、既に存在する制御情報を新たな制御情報で上書きする処理のいずれかを示す。
製造支援装置２００は、製造情報通知を受信していない場合には（ステップＳ３０１：ＮＯ）、制御情報要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。製造支援装置２００は、制御情報要求を受信していない場合には（ステップＳ３０３：ＮＯ）、何もせずに処理を終了する。制御情報要求を受信した場合には（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、製造支援装置２００は、制御情報要求に示される装置識別子を全体制御情報記憶部２４１で検索し、検索された制御情報を制御情報応答として送信し（ステップＳ３０４）、処理を終了する。
図１２は、制御情報を受信する撹拌装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。撹拌装置１００は、製造支援装置２００に制御情報要求を送信する（ステップＳ４０１）。撹拌装置１００は、送信した制御情報要求に対する制御情報応答を受信し、制御情報を取得する（ステップＳ４０２）。
撹拌装置１００は、ループカウンタｋを１に初期化し（ステップＳ４０３）、ｎに制御回数を代入する（ステップＳ４０４）。ここで制御回数とは、制御情報におけるＰＳＮの配列の配列番号の最大値である。例えば、制御情報においてＰＳＮ（１）からＰＳＮ（５）まで存在する場合には、ｎに５が代入される。
撹拌装置１００は、ＰＳＮ（ｋ）で制御する（ステップＳ４０５）。具体的に、ＰＳＮ（ｋ）は、撹拌速度を示すものであるので、モータ１３１による撹拌速度がＰＳＮ（ｋ）に示される撹拌速度となるように制御する。撹拌装置１００は、トルク値を取得する（ステップＳ４０６）。撹拌装置１００は、取得したトルク値がＴＲＱ（ｋ）以上になったか否かを判定する（ステップＳ４０７）。トルク値がＴＲＱ（ｋ）以上となっていない場合には（ステップＳ４０７：ＮＯ）、再びトルク値を取得する（ステップＳ４０６）。
撹拌装置１００は、トルク値がＴＲＱ（ｋ）以上となった場合には（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、ｋを１だけ増分する（ステップＳ４０８）。撹拌装置１００は、ｋがｎより大きいか否かを判定する（ステップＳ４０９）。ｋがｎより大きくない場合には（ステップＳ４０９：ＮＯ）、撹拌装置１００は、ステップＳ４０５に戻る。ｋがｎより大きい場合には（ステップＳ４０９：ＹＥＳ）、制御情報の最後の配列まで処理されたことを示すので、撹拌装置１００は、処理を終了する。
なお、ホイップドクリームの硬さ値を取得する場合には、最小二乗法を用いて、所望の硬さ値となるトルク値を導出することができる。以下、具体的に説明する。
本実施形態におけるホイップドクリームの硬さ値は、コーンをホイップドクリームの表面から自由落下させ、落下後の所定時間経過後のコーンの落下距離（ミリメートル）を用いている。この落下距離を取得する方法については、特開２０２０－１５３９０２号公報を参照されたい。このようにして得られた硬さ値は、入力部１１２により入力される。
また硬さ値は、ＰＳＮ（＊）ごとに入力される。例えば、ＰＳＮ（１）とＰＳＮ（２）の２つの場合、ホイップドクリームの製造後に、ＰＳＮ（１）のときの硬さ値と、ＰＳＮ（２）のときの硬さ値が入力される。また、このとき、所望の硬さ値もＰＳＮ（＊）ごとに入力される。例えば、ＰＳＮ（１）とＰＳＮ（２）の２つの場合、ＰＳＮ（１）における所望の硬さ値とＰＳＮ（２）における所望の硬さ値が入力される。なお、所望の硬さ値とは職人が所望する硬さ値を示す。
硬さ値をｘ、トルク値をｙとし、撹拌装置１００から製造情報として複数回にわたり取得することで、硬さ値とトルク値の複数のペア（ｘｉ、ｙｉ）（ｉ＝１、２、…）が取得される。また、上述したように、ＰＳＮ（＊）ごとに所望の硬さ値も入力される。
導出部２２２は、硬さ値とトルク値の複数のペア（ｘｉ、ｙｉ）から、硬さ値と製造時トルク値との関係を示す関係情報を生成し、生成した関係情報から、所望の硬さ値となるトルク値を制御用トルク値として導出する。
上記関係情報を生成方法について説明する。硬さ値をｘとし、トルク値をｙとし、トルク値と硬さ値の関係式を決定するために、以下の式１を用いる。
ｙ＝ａｘｂ…（式１）
この式１の自然対数をとると式２となる。
ｌｎ（ｙ）＝ｂｌｎ（ｘ）＋ｌｎ（ａ）…（式２）
上述したように、撹拌装置１００から複数回にわたり硬さ値ｘと、トルク値ｙを取得することで、硬さ値とトルク値の複数のペア（ｘｉ、ｙｉ）（ｉ＝１、２、…）が取得される。
そこで、Ｙｉ＝ｌｎ（ｙｉ）、Ｘｉ＝ｌｎ（ｘｉ）として、最小二乗法を用いて、ｌｎ（ａ）と、ｂとを決定する。これにより、式１におけるａ、ｂが決定されるため、所望の硬さ値をｘに代入することで、トルク値ｙが定まる。
所望の硬さ値となるトルク値ｙは、ＰＳＮ（＊）ごとに導出される。よって、所望の硬さ値となるトルク値ｙを、図９のＴＲＱ（＊）とすることで、硬さ値を用いた制御情報を提供することができる。
以上説明した第１実施形態により、撹拌速度とトルク値を用いて制御する制御情報を用いて、個々の職人が最適と考えるホイップドクリームの製造方法を自動化することができる。
［第２実施形態］
第２実施形態は、撹拌速度とトルク値と経過時間を用いて制御する制御情報を用いた実施形態である。製造支援装置２００は、上述したように製造情報からＰＳＮと経過時間とトルク値を取得する。図１３は全体制御情報記憶部２４１に記憶される全体制御情報の一例を示す図である。導出部２２２は、製造情報から、全体制御情報記憶部２４１に示される制御情報を導出する。
図１３における制御情報は、「装置識別子」、「ＰＳＮ（１）」、「ＴＭ（１）」、「ＰＳＮ（２）」、「ＴＭ（２）」、…、「停止時ＴＲＱ」が示されている。「装置識別子」は、上述したように、撹拌装置１００を一意に識別するための識別情報である。「ＴＭ（ｒ）」（ｒは１以上の整数）は、「ＰＳＮ（ｒ）」で制御を開始してから終了するまでに経過した経過時間である。この経過時間は、製造情報（図５参照）により導出される。例えば、図５において、ＰＳＮ４で制御を開始したタイミングは２分１５秒で、ＰＳＮ４で制御を終了したタイミングは２分３７秒であることから、経過時間は２２秒として導出される。
「停止時ＴＲＱ」は、制御用トルク値を示し、撹拌停止指示が入力された直前のトルク値を示す。例えば、図５の場合、撹拌停止指示は、経過時間が２分３８秒のタイミングで入力されているため、その直前の２分３７秒におけるトルク値（０．０９）が、停止時ＴＲＱとなる。
なお、図８の制御情報と同様に、図１３に示される制御情報はＰＳＮが変更された回数分のＰＳＮと経過時間が次々と記録される。
図１３の例では、例えば神奈川の撹拌装置１００は、最初にＰＳＮ２で、経過時間が２分１０秒となるまで制御し、次いでＰＳＮ３で経過時間が３５秒となるまで制御し、停止時ＴＲＱは０．０９であることが示されている。
図１４は、制御情報応答のメッセージフォーマットを示す図である。制御情報応答は、制御情報応答であることを示すメッセージヘッダと、いずれの撹拌装置１００における制御情報かを示す装置識別子と、１番目からｎ番目までのＰＳＮの配列と、１番目からｎ－１番目までのＴＭの配列と、停止時ＴＲＱで構成される。ｎは、撹拌装置１００でＰＳＮが変更された回数を示す。
この制御情報を取得した撹拌装置１００は、個別制御情報記憶部１５１に装置識別子と、ＰＳＮの配列と、ＴＭの配列と、停止時トルク値を個別制御情報として記憶する。そして、撹拌装置１００は、ＰＳＮ（１）で制御を開始してからの経過時間がＴＭ（１）になるまでＰＳＮ（１）で制御し、次いでＰＳＮ（２）で制御を開始してからの経過時間がＴＭ（２）になるまでＰＳＮ（２）で制御するというように、ＰＳＮ（ｎ－１）で制御を開始してからの経過時間がＴＭ（ｎ－１）になるまで制御し、トルク値が停止時ＴＲＱ以上になるまでＰＳＮ（ｎ）で制御する。これにより、例えば神奈川の撹拌装置１００での製造方法を他の撹拌装置１００において自動化することができる。
第２実施形態における製造情報を送信する撹拌装置１００の処理の流れを示すフローチャートは、図１０に示されるフローチャートと同じである。また、第２実施形態における製造支援装置２００の処理の流れを示すフローチャートは、図１１に示されるフローチャートと同じである。
図１５は、制御情報を受信する撹拌装置１００の処理の流れを示すフローチャートである。撹拌装置１００は、製造支援装置２００に制御情報要求を送信する（ステップＳ５０１）。撹拌装置１００は、送信した制御情報要求に対する制御情報応答を受信し、制御情報を取得する（ステップＳ５０２）。
撹拌装置１００は、ループカウンタｋを１に初期化し（ステップＳ５０３）、ｎに制御回数を代入する（ステップＳ５０４）。ここで制御回数とは、撹拌装置１００でＰＳＮが変更された回数である。
撹拌装置１００は、ＰＳＮ（ｋ）で制御する（ステップＳ５０５）。撹拌装置１００は、ｋ＝ｎか否かを判定する（ステップＳ５０６）。撹拌装置１００は、ｋ＝ｎではない場合には（ステップＳ５０６：ＮＯ）、ＰＳＮ（ｋ）で制御している経過時間を取得する（ステップＳ５０７）。撹拌装置１００は、取得した経過時間がＴＭ（ｋ）になったか否かを判定する（ステップＳ５０８）。経過時間がＴＭ（ｋ）となっていない場合には（ステップＳ５０８：ＮＯ）、再び経過時間を取得する（ステップＳ５０７）。
撹拌装置１００は、経過時間がＴＭ（ｋ）となった場合には（ステップＳ５０８：ＹＥＳ）、ｋを１だけ増分し（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０５に戻る。
上記ステップＳ５０６において、ｋ＝ｎの場合には（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、撹拌装置１００は、トルク値を取得する（ステップＳ５１０）。撹拌装置１００は、取得したトルク値が停止時ＴＲＱ以上になったか否かを判定する（ステップＳ５１１）。トルク値がＴＲＱ（ｋ）以上になっていない場合には（ステップＳ５１１：ＮＯ）、再びトルク値を取得する（ステップＳ５１０）。撹拌装置１００は、トルク値が停止時ＴＲＱ以上になった場合には（ステップＳ５１１：ＹＥＳ）、処理を終了する。
以上説明した第２実施形態により、撹拌速度とトルク値と経過時間を用いて制御する制御情報を用いて、個々の職人が最適と考えるホイップドクリームの製造方法を自動化することができる。
以上説明した第１実施形態と、第２実施形態を組み合わせた制御を行ってもよい。例えば、第１実施形態ではトルク値が制御用トルク値以上となると、そのＰＳＮでの制御は終了するが、これに代えて、トルク値が制御用トルク値以上となり、かつ第２実施形態で示した経過時間が経過した場合に、そのＰＳＮでの制御は終了する制御を行ってもよい。例えば、図５に示したように、同じＰＳＮにおいても、同じトルク値が継続することも一般的であることから、トルク値が制御用トルク値となっただけでなく、経過時間も用いて制御することで、より職人の製造方法に近い自動化を行うことができる。
本実施形態では、制御情報としてＰＳＮとトルク値、またはＰＳＮと経過時間を例にしたが、これに限るものではない。制御情報は第２ホイップドクリーム撹拌装置を制御するためのものであることから、そのように制御するプログラムそのものを制御情報としてもよい。
本実施形態では、処理対象物の一例としてホイップクリームを用いた形態について説明したが、他の処理対象物として、例えば食品生地、または起泡性食品が挙げられる。このうちの食品生地として、例えばパン生地、シュー生地、またはスポンジ生地が挙げられる。起泡性食品として、例えばホイップクリーム、バタークリーム、またはメレンゲが挙げられる。
これらの処理対象物は、いずれも職人の操作により撹拌装置において撹拌されるものであり、このときの職人の操作は本実施形態で説明したホイップドクリーム製造時の操作と同様の操作である。したがって、ホイップクリーム以外の処理対象物に対しても、本実施形態をそのまま適用することができる。なお。処理対象物は、流動状原料とも表現されることがある。
また、ホイップクリームにも複数の品種がある。例えば、植物脂肪のホイップクリームや純乳脂のホイップクリームがあり、それぞれで気泡の条件が異なることがある。この場合、品種ごとに職人の操作も異なる可能性があることから、同じ撹拌装置であっても制御内容が異なることとなる。そこで、図８、図１３の全体制御情報において、新たに品種を識別するための識別子（例えば、「品種識別子」など）を設けるようにする。このように、装置識別子だけではなく品種を識別するための識別子を設けることにより、品種に適した制御を行うことができるので、製造精度をより高めることができる。
上述した実施形態における撹拌装置１００や製造支援装置２００の機能をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…製造システム、１００、１００＿１、１００＿ｎ…撹拌装置、１１０…制御装置、１１１…通信部、１１２…入力部、１２０…制御部、１２１…モータ制御部、１２２…トルク取得部、１２３…硬さ取得部、１２４…製造情報送信部、１２５…制御情報取得部、１２６…制御情報実行部、１３１…モータ、１３２…トルク計測器、１４０…撹拌子、１４１…容器、１４２…クリーム、１５１…個別制御情報記憶部、２００…製造支援装置、２１０…通信部、２２０…制御部、２２１…製造情報取得部、２２２…導出部、２２３…制御情報提供部、２４１…全体制御情報記憶部、３００…ネットワーク

Claims (5)

  1. 第１撹拌装置と、第２撹拌装置と、製造支援装置とを含む製造システムであって、
    前記第１撹拌装置は、
    処理対象物をモータを用いて撹拌する撹拌部と、
    前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得するトルク取得部と、
    前記モータの撹拌速度と、前記トルク取得部により取得された製造時トルク値とを含む製造情報を前記製造支援装置に送信する製造情報送信部と、
    を備え、
    前記製造支援装置は、
    前記製造情報を取得する製造情報取得部と、
    前記製造情報取得部により取得された前記製造情報に基づき、前記第２撹拌装置を制御するための制御情報を導出する導出部と、
    前記導出部により導出された前記制御情報を前記第２撹拌装置に提供する提供部と、
    を備え、
    前記導出部は、前記第２撹拌装置を制御するための制御用トルク値を導出し、
    前記制御情報は、前記制御用トルク値となるまで前記製造情報に含まれる前記撹拌速度で撹拌するように前記第２撹拌装置を制御するための情報である、
    製造システム。
  2. 前記第１撹拌装置は、処理対象物の硬さ値を取得する硬さ取得部を備え、
    前記製造情報は、前記硬さ取得部により取得された硬さ値を含み、
    前記導出部は、前記硬さ値と、前記製造時トルク値とを用いて、前記硬さ値と前記製造時トルク値との関係を示す関係情報を生成し、生成した関係情報から、所望の硬さ値となるトルク値を前記制御用トルク値として導出する請求項１に記載の製造システム。
  3. 前記第２撹拌装置は、
    処理対象物をモータを用いて撹拌する他の撹拌部と、
    前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得する他のトルク取得部と、
    前記制御情報を取得する制御情報取得部と、
    前記制御情報取得部により取得された前記制御情報に応じて、前記他の撹拌部を制御する制御情報実行部と、
    を備えた請求項１または請求項２に記載の製造システム。
  4. 前記第１撹拌装置は、
    前記製造情報送信部により自らが送信した前記制御情報を取得する他の制御情報取得部と、
    前記他の制御情報取得部により取得された前記制御情報および前記トルク取得部により取得されたトルク値に応じて、前記撹拌部を制御する他の制御情報実行部と、
    を備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の製造システム。
  5. 第１撹拌装置と、第２撹拌装置と、製造支援装置とを含む製造システムにおいて前記第１撹拌装置を第１のコンピュータとして機能させ、前記製造支援装置を第２のコンピュータとして機能させるためのプログラムであって、
    前記第１のコンピュータを、
    処理対象物をモータを用いて撹拌する撹拌部における前記モータの回転軸に作用する製造時トルク値を取得するトルク取得部と、
    前記モータの撹拌速度と、前記トルク取得部により取得された製造時トルク値とを含む製造情報を前記製造支援装置に送信する製造情報送信部として機能させ、
    前記第２のコンピュータを、
    前記製造情報を取得する製造情報取得部と、
    前記製造情報取得部により取得された前記製造情報に基づき、前記第２撹拌装置を制御するための制御情報を導出する導出部と、
    前記導出部により導出された前記制御情報を前記第２撹拌装置に提供する提供部として機能させ、
    前記導出部は、前記第２撹拌装置を制御するための制御用トルク値を導出し、
    前記制御情報は、前記制御用トルク値となるまで前記製造情報に含まれる前記撹拌速度で撹拌するように前記第２撹拌装置を制御するための情報である、
    プログラム。
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