JPH01234143A - フレキシブル生産システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータの高いデータ処理能力に基づ
いていわゆる多品種中小量生産といわれる類の製品生産
を高能率に実現するフレキシブル生産システムに関し、
特に、同生産システムのより柔軟な運用を図る上で好適
な制御装置構成の具現に関する。

〔従来の技術〕

こうしたフレキシブル生産システム（ＦＭＳ）が、一般
に、生産設備として実際にワークの加工、洗浄、運搬等
に携わる各種工作機械（数値制御工作機械）や段取装置
、洗浄装置、作業指示装置、搬送装置、等々の制御対象
設備と、該制御対象設備の運用のための加工日程計画や
加工順序情報、使用予定治具情報、等々からなる基本情
報を所要に処理、加工して同制御対象設備の運転スケジ
ュールを作成しつつこれら設備を統括的に運転制御する
制御装置（ＦＭＳ制御装置）とを具えて構成されて、上
記作成される運転スケジュールに応じた柔軟性ある製品
加工を実現する生産システムであることは周知の通りで
ある。

そして通常、上記のＦＭＳ制御装置は、上述したスケジ
ユーリングやデータ管理、設備制御等の主要な制御機能
のほとんど全てが、１台のコンピュータによって実現さ
れ、上記各制御対象設備は、このＦＭＳ制御装置として
機能する１台のコンピュータを中心に、いわゆるスター
型あるいはループ型と称される態様で適宜の通信回線を
介して結線される。また、こうして構成される当該生産
システムと他の生産システムとの間で必要データの受渡
しを行なおうとする場合には、更に通信回線が増設され
て、これらのシステムの制御装置として機能する各コン
ピュータ間が接続される。

〔発明が解決しようとする課題〕　、 □　生産ラインの合理化の流れは、各々のラインの性格
によって目的とする自動化レベル、機能が多様化する傾
向にあり、これに対応するＦＭＳ制御装置としては、必
要に応じて機能を選択したり、一部機能を拡充するなど
、機能設定において高い柔軟性を持つことが必要となっ
てきている。

また一方では、生産管理システム、工程設計システムな
どの周辺の生産システムと当のフレキシブル生産システ
ムとを有機的に結合することが重要となってきており、
上記ＦＭＳ制御装置にも通信ネットワーク機能、データ
管理機能などの拡充が必要となってきている。

ここに、上記従来の制御装置構成でこれらの必要に対応
していく場合、次のような問題点がある。

０１台のコンピュータに主要な機能が集中しているため
、機能の拡充を行なおうとしても、コンピュータのＣＰ
Ｕ処理能力、メモリ容量等のハードウェア上の制限から
限界が生じる。またソフトウェア開発にかかる負担も大
きくなる。

また逆に、一部機能だけをとりだして制御装置を構成す
ることも難しい。

■他の生産システムとの結合を行なおうとする場合、単
にネットワーク化を行なって情報の授受が行なわれるよ
うにしただけでは、授受情報の管理および制御手順との
同期が複雑化する。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり
、種々のライン形態、各種所望とされる機能を自由に取
り入れることができ、しかも適用する生産システムに合
わせての機能の組み代えや取捨選択、更には制御装置内
、外における各種情報の交換等も容易かつ効率的に行な
うことのできるフレキシブル生産システムを提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、前記制御装置（ＦＭＳ制御装置）を、前
記制御対象設備の運転制御に直接携わる設備運転制御機
能要素をはじめとする当該生産システムの運転並びに運
用管理に必要とされる各種機能要素毎に独立したＣＰＵ
若しくはコンピュータに分割して構成するとともに、前
記制御対象設備の運転制御に用いられる制御情報伝送用
の通信回線と、当該生産システムの運用管理に用いられ
る運用情報伝送用の通信回線とで、各別の通信回線を用
いて、前記制御対象設備および前記機能要素毎に分割し
たＣＰＵ若しくはコンピュータを接続するようにする。

〔作用〕

上記の如く、制御装置として必要とされる各種機能毎に
、その機能要素を各独立したＣＰＵ若しくはコンビ二一
夕によって分割構成することにより、少なくとも適用ラ
インの要求機能に合わせての必要機能要素の取捨選択等
は容易にとなる。

またこれにより、制御装置に対する負荷も、上記分割し
た各機能要素に分散されるため、同制御装置としての機
能の拡充等も容易に行なうことができるようになる。

また更には、上記の如く制御情報伝送用の通信回線と運
用情報伝送用の通信回線とで各別の通信回線を用いて、
制御対象設備および上記分割した各機能要素を接続する
ことにより、全体として情報の流れが円滑かつ高能率に
達成されるようになるとともに、各機能要素間や他の生
産システムとの間で授受される情報の管理、および制御
手順との同期も容易に行なうことができるようになる。

〔実施例〕

第１図に、この発明にかかるフレキシブル生産システム
の一実施例を示す。

この実施例において、当該生産システムを統括的に管理
、制御するＦＭＳ制御装置１は、同第１図に示されるよ
うに、シミュレーション部１０゜物流制御部２０、設備
運転制御部３０．およびデータ管理部４０の大きくは４
つの機能要素を有して構成されている。これら４つの機
能要素は、いずれも各独立したＣＰＵ若しくはコンピュ
ータとその周辺装置（機能要素によってはこれらの複数
組）からなっており、このうち、シミュレーション部１
０と物流制御部部２０とデータ管理部４゜とは、当該生
産システムの運用管理に用いられる運用情報が伝送され
る運用情報用ＬＡＮ　（ローカルエリアネットワーク）
１００によって接続され、また設備運転制御部３０同士
、および物流制御部２０と設備運転制御部３０とは、当
該生産システムの直接的な設備制御に用いられる制御情
報が伝送される制御情報用ＬＡＮ２００によって接続さ
れている。

また、当該生産システムの生産設備としそ実際にワーク
の加工、洗浄、運搬等に携わる制御対象設備（数値制御
工作機械や段取装置、洗浄装置、作業指示装置、搬送装
置、等々）２は、同図に示されるように、一方では、上
記制御情報用ＬＡＮ２００を通じて、上記ＦＭＳ制御装
置１における設備運転制御部３０の各対応するものに接
続されるとともに、他方では、上記運用情報用ＬＡＮ１
００を通じて、同ＦＭＳ制御装置１のシミュレーション
部１０、物流制御部２０およびデータ管理部４０に接続
され、更に当該生産システムの上位システムあるいは他
の生産システムとして例示した生産管理システム３およ
び工程設計システム４は、これも同図に示されるように
、上記運用情報用ＬＡＮ　１００を通じて、同様にＦＭ
Ｓ制御装置１のシミュレーション部１０．物流制御部２
゜およびデータ管理部４０に接続される。

なお、ＦＭＳ制御装置１における上記の設備運転制御部
３０は、制御対象設備２の各々に対応して各別に配され
るものとする。

第２図は、この第１図に示した実施例生産システムの特
にＦＭＳ制御装置１についいて、上記分割されている機
能要素毎に、その各割り当てられる機能内容め詳細を示
したものであり、また第３図は、これら機能要素間にお
ける各種情報の授受態様を示したものであり、以下に、
これら第２図および第３図を併せ参照して、同実施例に
おける制御装置機能の分割態様並びに情報授受態様につ
いて詳述する。

上記各機能要素１０〜４０は、情報の流れおよび制御の
流れが共に効率良く行なわれるよ、うに、更にはまた、
適用生産システムの目的とする制御レベルに応じたこれ
ら機能要素の取捨選択が容易となるように、分割され、
その機能の割り当てがなされている。

これら機能要素１０〜４０に各々割り当てられた主な機
能を以下に示す。

シミュレーション部１０には、「シミュレーション機能
」が割当てられたシミュレーション機能部１１が配され
ている。この「シミニレ−ジョン機能」とは次のような
機能である。

・シミュレーション機能 データ管理部４０のもつ後述する加工日程計画や工程設
計情報といった、制御対象設備２の運転制御のための基
礎情報をもとにシミュレーションを行なって、各ワーク
毎の（ワーク１個を単位とする）短期加工日程計画や設
備別加工順序などの運転スケジユール、および人、物の
手配情報を決定する機能。

シミュレーション部１０では、シミニレ−ジョン機能部
１１のもつこうした機能をもとに、上記決定される情報
のうち、上記運転スケジニーヒレについてはこれを制御
基本情報Ｃ３として物流制御部２０へ（第３図）、また
上記人、物の手配情報についてはこれを制御基本情報Ｃ
２として制御対象設備２へ（第３図）、それぞれ前記運
用情報用ＬＡＮ１００を介して出力する。

物流制御部２０には、「物流制御機能」が割り当てられ
た物流制御機能部２１が配されている。

この「物流制御機能」とは次のような機能である。

・物流制御機能 シミニレ−ジョン部１０にて決定された制御基本情報Ｃ
３（運転スケジユール）、およびデータ管理部４０のも
つ制御対象段６２の運転制御のための基礎情報Ｂ４をも
とに、当該生産システムにおける制御対象設備２の各々
に関する制御手順の統括的な管理を行なう機能。

物流制御部２０では、物流制御機能部２１のもつこうし
た機能をもとに、設備運転制御部３０に対してワークの
搬送、加工といった制御内容に関する論理的な制御指令
Ｄ１を与えたり（第３図）、同設備運転制御部３０から
後述する事象Ｅ（（状態変化）を受け取りながら（第３
図）、制御対象段［２各々の所要とされる制御を論理的
に進める。

なお、こうした物流制御部２０と設備運転制御部３０と
の間における情報の授受け、前記制御情報用ＬＡＮ２０
０を介して行なわれる。

設備運転制御部３０には、「設備運転制御機能」、ｒＮ
Ｃ管理機能」および「工具管理機能」がそれぞれ割り当
てられた設備運転制御機能部３１、「個別運転機能」が
割り当てられた個別運転機能部３２、「異常処理機能」
が割り当てられた異常処理機能部３３、「通信機能」が
割り当てられた通信機能部３４、および「通信診断機能
」が割り当てられた通信診断機能部３５がそれぞれ配さ
れている。これらの機能とは、それぞれ次のようなもの
である。

・設備運転制御機能 物流制御部２０から送られる論理的な制御指令（上位制
御指令）Ｄｌを解読して、制御対象設備２の対応するも
のに対する実際の細かな運転制御を実行する機能。因み
にこの−では、事象駆動方式を前提としており、設備運
転制御機能部３１では、制御対象設備２から直接送られ
る信号（状態信号Ｓ）を受けて上記運転制御に係わる所
定の処理を進め、まとまった処理が終了した時点で、物
流制御部２０にその旨事象Ｅとして返信する。また制御
対象設備２に異常が生じた場合の、その旨示す表示器（
図示せず）への表示や修理後のシステム運転への自動復
帰等、設備異常発生時の諸処理も、この機能部３１が行
なうものとする。

・ＮＣ管理機能 制御対象設備２のうちの数値制御（ＮＣ）装置について
その起動や停止、更にはＮＣ情報（後述）読み込みなど
の制御を行なう機能。

・工具管理機能 現状の工具マガジン（図示せず）内の工具と実際に加工
するワークに必要な工具との適合性のチエツクや、同マ
ガジン内の工具寿命の管理を行ない、必要に応じて自動
的に工具交換を行なったり、作業者に対し適宜の指示装
置（表示器）を通じて工具交換指示を出したりする機能
。

・個別運転機能 制御対象段ｆｉ２の対応するものに対する個別の制御を
手動にて行なうための機能。個別運転機能部３２では、
物流制御部２０から送られる上記の論理的な上位制御指
令Ｄ１と同様の形態の命令をその内部で疑似的に発生し
、これを上記の設備運転制御機能部３１ヘバスライン等
を介して送出する。

・異常処理機能 上記の設備運転制御機能部３１の診断を行なうとともに
、同機能部３１が何らかの原因で動作継続不能になった
場合にこれを復帰せしめる機能。

例えば、通信回線の不良などの原因で、制御対象段（ｉ
ｉ２から発せられた信号（状態信号Ｓ）が当の設備運転
制御部３０へ送られて来ないような場合、その欠落した
信号は、同通信回線の復旧後もこの制御部３０へは送ら
れて来ないことが多い。このような場合、上記の設備運
転制御機能部３１はいつまでもその欠落した信号を待ち
続けることとなる。異常処理機能部３３では、このよう
な場合に、適宜の手動操作に基づき、この欠落した信号
を内部で疑似的に発生してこれを設備運転制御機能部３
１へ送るか、またあるいは、該当する制御対象設備への
制御指令の再発行を行なったりする。

・通信機能 当の設備運転制御部３０とこれに対応する制御対象設備
との間の情報の受け渡しを行なう機能。

・通信診断機能 通信機能部３４の診断を行なうとともに、何らかの通信
異常が生じた場合にこれを復帰せしめる機能。すなわち
通信診断機能３５では、通信機能部３４を常時監視して
、何らかの通信異常が生じた場合、その原因の究明のた
めに送受信状態の表示を行なったり、適宜の手動操作に
基づいて復旧のための通信指令の取り消しを行なったり
する。

設備運転制御部３０では、上記各機能部３１〜３５のも
つこれらの機能をもとに、上記物流制御部２０から送ら
れる論理的な制御指令Ｄ１を、制御対象設備２を実際に
運転する上でより直接的な制御手順に展開して、比較上
いわば物理的な制御指令Ｄ２を形成し、この形成した制
御指令Ｄ２を制御対象段Ｇ２の各対応するものへ発行し
たり（第３図）、同対応する制御対象設備から発せられ
る状態信号Ｓに基づきその状態変化を監視しく第３図）
、こうした状態変化の所定の区切りを事象Ｅとして上記
物流制御部２０に報告したりしながら（第３図）、制御
対象設備２の実際の運転制御を主として実行する。こう
した設備運転制御部３０と制御対象段＠２との間におけ
る情報の授受も、前記制御情報用ＬＡＮ２００を介して
行なわれる。

以上のシミュレーション部１０、物流制御部２０、およ
び設備運転制御部３０は、当該ＦＭＳ制御装置１におい
ていわば制御対象段ｆ！２の運転制御に直接関係する機
能要素を構成するものであるが、次に説明するデータ管
理部４０は、同ＦＭＳ制御装置１において、こうした運
動制御に直接には関係しない前記基礎情報や運転制御の
結果情報である実績情報等の管理を専ら行なう機能要素
を構成している。

データ管理部４０には、「制御装置管理機能」が割り当
てられた制御装置管理機能部４１、「基礎情報入出力機
能」が割り当てられた基礎情・報入出力機能部４２、「
実績出力機能」が割゛り当てられた実績出力機能部４３
、「実績収集機能」が割り当てられた実績収集機能部４
４、「設備別稼動状況表示機能」が割り当てられた設備
別稼動状況表示機能部４５、および「現状表示機能」が
割り当てられた現状表示機能部４６がそれぞれ配されて
いる。これら機能とは、それぞれ次のようなものである
。

・制御装置管理機能 オペレータが図示しない手操作入力手段を通じて当該Ｆ
ＭＳ制御装置１を操作するのを支援しつつ、その都度必
要とされる情報の各種入出力を可能ならしめる機能。

上記情報のうち、特に制御のための基礎情報（まとまっ
た数量単位（ロフト）のワークの長期的な加工日程計画
を示す情報である加工工程計画、各々固有の加工手順を
有するワーク毎の加工手順□情報である工程設計情報、
数値制御機械の制御情報である数値制御（ＮＣ）情報、
工具のセット内容や寿命等を示す工具情報、等々）につ
いてその各種入出力を管理、実行する機能。

・実績出力機能 次に説明する「実績収集機能」にて収集される実績情報
（制御対象段＃ｉ２各々の稼動状況を示す設備稼、動状
況情報、各１つのワーク毎にその加工履歴を示すワーク
加工履歴情報、制御対象段ｆｉ２が故障した場合にその
故□障した設備および故障内容等を示す設備故゛陣状況
情報、作業者の就業状況゛を示すべく制御対象段！′２
に含まれる作業指示装置の指示内容に対す″る作業応答
等に基づき作成される作業者就業状況情□報、等々）を
適宜に整理して図示しない印刷装置°や画面表示装置へ
出力したり、前記生産管理システム３や工程設計システ
ム４等の上位システムあるいは他の生産システムに対し
転送出力する機能。

・実績収集機能 制御対象設備２各々の運転結果に基づいて上記の実績情
報を収集し、これを図示しない所定の情報記憶部へ書き
込む機能。

・設備別稼動状況表示機能 制御対象設備２の各々を単位として、そのワークの加工
計画および該加工計画に対する実績をガントチャートと
称される形式で図示しない描画画面表示装置に表示する
機能。なお、上記加工計画は先の物流制御部２０から受
け取り、上記実績は制御対象段ｆＲ２から受け取る。

・現状表示機能 当該生産システムにおける設備配置に応じて、ワークや
パレット（加工盤）、治具の現在格納されている場所、
搬送台車の動き、各設備の稼動状態、その他側部の進捗
状態を現状追跡しながら、これらを図示しない描画画面
表示装置に逐次表示する機能。

データ管理部４０では、上記各機能部４１〜４６のもつ
これらの機能をもとに、主として、上記各種情報の管理
を行なうとともに、第４図に示すように、シミュレーシ
ョン部１０に対しては、基礎情報Ｂ３として上記の加工
日程計画や工程設計情報′等の転送出力、物流制御部２
０に対しては、基礎情報Ｂ４として同じく設備運転制御
のた″めの情報の転□送出力、また制御対象段ｆＢ２に
゛対゛□して１よ、基礎情報Ｂ５として上記の・数−′
制御（ＮＣ）情報や工具情報等め転送出力をそ□れぞれ
行ない、更に制御対象膜□備２からは、壱の各々の運転
結□果に基づいて実績情報Ｊ１を収集上、この収集した
実績情報Ｊ１についてはこれを、その集計実績情報Ｊ２
として前記の生産管理システム３や工程設計システム４
等へ転送出力する。なお、データ管理部４０を通じたこ
うした各情報の伝送は、全て前記運用情報用ＬＡＮ１０
０を介して行なわれる。

また、この実施例のように、前記運用情報用ＬＡＮ１０
０を通じて他の生産システム（生産管理システム３、工
程設計システム４）に接続する場合には、１ＭＳ制御装
置１におけるシミニレ−ジョン部１０は、前記シミュレ
ーションに必要とされる側御対象設備運転制御のための
基礎情報を、第４図に示す基礎情報Ｂ１として直接これ
ら他の生産システムから受入すること、および自らのシ
ミュレーション情報（運転スケジュールおよび人、物の
単記情報）を、同第４図に示す制御基本情報Ｃ１として
これら□他の生産システムへも供給すること゛が可′能
であり、また同制御装置１における物流制御部２０も、
運転スケジュールにあるいは制御対象゛設備運転制御の
ための他の制御基本情報を、第４’Ｅに示す制御基本情
報Ｃ４として直接これら他の生産システムとの間で授受
することが可能であり、そして上記データ管理部４０も
、上述したこれら他の生産システムへの実績情報Ｊ２の
転送以外に、前記加工日程計画・、工程設計情報、ＮＣ
情報、工具情□報、等々の基礎情報を、同じく第４図に
示す基礎情報Ｂ２としてこれら他の生産システムぶら受
入することも可能である。これら各情報の他の生産シス
テムとの間における授受も、全て前記運用情報用ＬＡＮ
　１００を介して行なわれる。

このように、該実施例生産システムでは、ＦＭＳ制御装
置１を、その機能要素として、上記の態様をもってシミ
ュレーション部１０、物流制御部２０、設備運転制御部
３０、およびデータ管理部４０にそれぞれ分割して構成
するようにしたことから、これら機能要素を適用ライン
の要求機能に合わせて選択して当のＦＭＳ制御装置を構
成することも容易となる。例えば、運転スケジュールは
作成せず、単に先入れ先出しによってワークの加工を行
なうような場合には、上記のシミュレーション部１０を
除いた構成とすればよく、また、ワークの自動搬送も行
なわず、単にその加工だけの制御を行なうような場合に
は、上記のシミュレーション部１０に併せて上記の物流
制御部２０をも除いた構成とすればよい。またこうした
構成によれば、ＦＭＳ制御装置としての機能の拡張や他
の生産システムとの接続も容易であり、所望される機能
要素、あるいはシステムだけを前記運用情報用ＬＡＮの
１００あるいは制御情報用ＬＡＮ２００を通じて接続す
るだけで、簡単に同ＦＭＳ制御装置のレベルアップ、並
びにシステムとしての充実を図ることが可能となる。

また、こうしたＬＡＮの構成に関して、同実施例生産シ
ステムでは、制御対象設備２を含めこれらの間で授受さ
れる情報を、制御指令ＤＩ、Ｄ２、状態信号Ｓ、事象Ｅ
といった制御対象設備２の直接的な運転制御のための情
報と、制御基本情報０１〜Ｃ４や基礎情報８１〜Ｂ５、
あるいは実績情報Ｊ１．Ｊ２といった論理的な制御手順
を決定するための情報をはじめとするＦＭＳ運転には直
接には関係しないいわば運用のための情報との、大きく
２種類の情報に分類し、これに合わせて前者に対しては
、上記制御のための情報の頻繁なやりとりが行なえるよ
う、専用の制御情報用ＬＡＮ２００を用い、また後者に
対しては、上記運用のための大量の情報が効率良く共用
されるよう、別途に、運用情報用ＬＡＮ１００を用いる
ようにしたことから、これら運用情報用ＬＡＮ１００と
制御情報用ＬＡＮ２００とで、互いのＬＡＮ形態にとら
れれることなく、高効率に各種データの転送が行なわれ
るようにもなる。因みに、従来のように複数の装置間で
各種情報のやりとりを行ないながら制御対象設備の運転
制御を行なう場合、一連の制御手順の中に、通信による
データ取り込み、データ送信などの手順を盛り込み、制
御手順とデータ交換とのタイミングをとる必要があった
ことから、制御手順が著しく複雑なものとなっていたが
、この実施例のように、制御情報用ＬＡＮ２００とは別
途の運用情報用ＬＡＮ１００を用いて、上記データ交換
を専ら行なうようにすれば、他装置（他機能要素若しく
は制御対象設備）の情報へのアクセスを、自装置（自機
能要素）内の情報へのアクセスと略同様の形態をもって
行なうことができるようになり（すなわち情報の共用化
が可能となり）、制御手順とデータ交換とのタイミング
等は何ら考慮する必要もなくなる。

なお、上記の運用情報用ＬＡＮ　１００としては、ＭＡ
　Ｐ　（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ａｎｔｏｍａｔ
ｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　）と称されるマルチベンダ
環境を提供するＦＡ用ＬＡＮやイーサネットなどの標準
化されたネットワークを採用することができる。したが
って、上記実施例に示したような生産管理システム３や
工程設計システム４等の他のシステムとの接続も容易に
行なうことができる。

また、上記運転制御のための情報の専用のＬＡＮである
制御情報用ＬＡＮ２００としては、例えば以下に示すよ
うなＬＡＮが採用される。

第４図に、こうした制御情報用ＬＡＮ２００を構成する
機能要素（物流制御部２０および設備運転制御部３０が
これにあたる）の装置構成（ハードウェア）例を示す。

すなわちこの例によれば、同ＬＡＮ２００を構成する各
機能要素（装置）は、第４図に示されるように、該ＬＡ
Ｎ２００制御用の専用のマイクロコンピュータ（以下コ
ミュニケーションボードという）２１０と、機能要素本
体の前記各棟割り当てられた機能を実現する１乃至複数
のマイクロコンピュータ（以下機能ボードという）２２
０とをそれぞれ具えて構成される。

二のうち、コミュニケーションボード２１０は、同ＬＡ
Ｎ２００の通信回線（ＲＳ−４２２規格を想定）を介し
て他の機能要素（装Ｗｉ）と直接に情報の授受（バケツ
、ト通信）を実行する２チヤンネルの通信ドライバ２１
１（第１チヤンネルＣＨＩ）および２１２（第２チヤン
ネルＣＨ２）と、こうした情報の授受を専ら制御するＣ
ＰＵ２１３と、このＣＰＵ２１３に専有されるメモリ２
，１４とを具えて構成され、他方の機能ボード２２０は
、パスライン（ＶＭＥバス）を介して上記コミュニケー
ションボード２１０（正確にはそのＣＰＵ２１３）に接
続されるデニアルポートＲＡＭ２２１と、該ＲＡＭ２２
１に内部バスを介して接続されて、前述した機能部の１
つ（当該機能要素が前記物流制御部２０であればその物
流制御機能部２１、また当該機能要素が前記設備運転制
御部３０であればその設備運転制御機能部３１、あるい
は個別運転機能部３２、あるいは異常処理機能部３３、
あるいは通信機能部３４、あるいは通信診断機能部３５
）としてその割り当てられた（プログラムされた）機能
を実現するＣＰＵ２２２と、このＣＰＵ２２２に専有さ
れるメモリ２２３とを具えて構成される。

当のＬＡＮ２００を構成する各機能要素（装置）のこう
した構成によれば、これらの機能要素（装置）間での情
報の授受、すなわちパケットの通信は、第５図に示す態
様をもって実施される。

次に、この第４図および第５図に例示したＬＡＮ２００
において採用されるプロトコル仕様について説明する。

ａ、パケット送受信の基本プロトコル 上記パケットの送受信にかかる基本のプロトコルを第６
図に示す。すなわち、コマンドパケット発行側はパケッ
ト発行後所定時間（例えば６秒）以内に受信側からの受
信完了パケットを受け取ることでコマンドパケットが正
しく受信されたものと判断する。また、コマンドパケッ
トが発行されてから例えば６秒が経過しても受信完了パ
ケットが受信されない場合、該コマンドパケット発行側
は、再度コマンドパケットを発行する。この動作は受信
完了パケットが受信されるまで何度も繰り返すレる。な
お、上記コマンドパケットおよび受信完了パケットの構
造については、後に具体例を挙げて説明する。

ｂ、接続 第７図に、同ＬＡＮ２００を構成する第１〜第ｎの複数
の機能要素にそれぞれ配された第１〜第ｎコミユニケー
シヨンボード２１０１〜２１０ｎにおけるパケットの入
出力区分を示す。また、次表第１表には、上記各コミュ
ニケーションボード（２１０１〜２１０’ｎ　）のチャ
ンネル別の入出力′内容の詳細を示す。

第１表 これら第７図および第１表から明らかなように、コマン
ドパケットの発行側が、コマンドパケットをＣＨＩ−出
力から通信回線に乗せると、この通信回線に乗せられた
コマンドパケットは、隣接の機能要素（装置）のコミュ
ニケーションボードのＣＨ２−人力からボード内に取り
込まれる。該コミュニケーションボードでは、この取り
込んだパケットが自分宛のパケットであるかどうか解析
し、自分宛であればＣＨ２−出力から受信完了パケット
を通信回線に乗せる（コマンドパケットは宛先で消滅す
ることになる）。一方、この解析の結果、別の機能要素
（装置）宛のコマンドパケットであった場合は、受信、
したコマンドパケットをそのままＣ）１１−出力から通
信回線に送り出す（通信回線で接続されている機能要素
（装置）のどれもがコマンドパケットを受け取らなかっ
た場合は、再び発行側に戻ってくることになり、この場
合、コマンドパケットはここで消滅させられる）。同様
にして、コマンドパケットの受信を知らせる受信完了パ
ケットについても、それを受信したコミュニケーション
ボードは、これが自分宛のパケットであるかどうか解析
し、自分宛であればそこで受信完了パケットを消滅せし
める。もし、別の機能要素（装置）宛であれば、受信し
た受信完了パケットをそのままＣＨ２−出力から通信回
線に送り出す。

ｃ６パケツトの識別手法 コマンドパケットおよび受信完了パケットには、宛先並
びに発行元を表す識別子が含まれている。

コミュニケーションボードは、コマンドパケットを送信
する際、コミ”ユニケーションボード毎に定めら゛れて
いる機能要素（装置）識別子（ＣＭＣ−ＩＤ）と機能要
素（装置）内の機能ボード識別子（ＢＯＡＲＤ−Ｉ　Ｄ
）とを発行元識別子として、また同時に、宛先を示す機
能要素（装置）識別子並びにその機能ボード識別子も宛
先識別子として、パケット内にデータとしてセットする
ようにする。

すなわち、ＣＭＣ−ＩＤには、宛先と発行元を示すＣＭ
（Ｄ）−１ＤとＣＭ　（Ｓ）−１Ｄがあり、同様にＢＯ
ＡＲＤ−ＩＤにも、宛先と発行元を示すＢＤ（Ｄ）−１
ＤとＢＤ　（Ｓ）−ＩＤがそれぞれある。

第８図に、機能要素（装置）でのこうした発行元データ
の設定態様を示す。

ここで、ＣＭＣ−ＩＤは、コミュニケーションボード２
１０内である程度半固定的に設定できるように、例えば
、ＤＩＰ−ＳＷのようなものよって設定されることが望
ましい（ソフトウェアによる固定式ではコミュニケーシ
ョンボードの使い勝手が悪くなるため）。ＢＯＡＲＤ−
Ｉ　Ｄは、機能毎にボード２２０の種類が異なっている
ので、コミュニケーションボード２１０のように汎用性
はうすく、またボード２２０内のソフトウェア機能もそ
れぞれ異なっている。そのため、ハードウェア的にボー
ド２２０の識別子が変更されると混乱を招く恐れがある
。したがって、該ＢＯＡＲＤ−ＩＤの設定には、ソフト
ウェアによる固定式が適している。この第８図に示す例
では、コミュニケーションボード２１０が各機能ボード
のＢＯＡＲＤ−ＩＤを知る方法として、各機能ボードの
ソフトウェアによりデュアルポートＲＡＭの特定番地に
自身のＢＯＡＲＤ−ＩＤを書き込ませ、それをコミュニ
ケーションボード２１０が読み取る、といった方法を採
用している。

ｄ、コミュニケーションボードと機能ボードのインター
フェイス コミュニケーションボード２１０はＶＭＥバスを介して
各機能ボード上のデュアルポートＲＡＭとインタフェイ
スされる。

次表第２表および第３表に、基本的なインターフェイス
信号（デュアルポートＲＡＭ内のソフトウェアラグを意
味する）例を示す。

第２表 第３表 注−１）○ＴＲ８−ＤＡＴ、ＮＥＣ−ＤＡＴをのぞくデ
ータでセットとはＢＹＴＥでＡＡＨに相当する。

霧ｄｅｆｌｎｅ　　ＳＥＴ　　０ＡＡＨ○ＴＲ８−ＤＡ
Ｔ、ＲＥＣ−ＤＡＴをのぞくフラグのセットを受付けた
時、その受付けを 相手に知らせる方法として同フラグ をリセットしておくこととする。

○リセットとはＢＹＴＥで５５１１に相当する。

＄ｄｅｆ’ｌｎｅ　　ＲＥＳＥＴ　　０５５ＨＯ上記の
番地は機能ボードからみた デュアルポートＲＡＭの番地を示す。

注−２）Ｏコミュニケーションボード側は、できる限り
送受信を高速度で実施する ために、複数のコマンドパケットの 制御ができるようにする。すなわち、 複数局に対する送受信プロトコル管 理が可能なこととする。その目安と して、１つのコミュニケーションボ ードで、対機能要素（装置）と対向− パイ上の機能ボードを合わせて１０ のコマンドパケット管理が同時に処 理できれば十分である。

０コミニニケーシジンボードと同一バ ス上の機能ボード間には受信完了パ ケットという概念はない（受信完了 に変るものに前記のソフトウェアフ ラグのリセットがこれに相当する）。

この概念は機能要素（装置）間にの み関するものである。

最後に、前記コマンドパケットおよび受信完了パケット
の構造について説明する。

まず、コマンドパケットの構造を、次表第４表に示す。

ただし同第４．表において、各上段の数値は、コマンド
パケットの先頭から数えたキャラクタ（ヘキサデータ）
の数を示す。

第４表 同表の各下段に示す記号の意味は次の通りである。

ＩＩ　Ｅ　Ａ　Ｄ　　　　　　　　、パケットの先頭を
意味する。ヘキサコードで４２ ＬＥＮ−ＬＯＷ、ＬＥＮ−１１１ＣＩＩ　　：送信デー
タノキャラクター数で２進１６ビツト （６５５３５）まで指定 可能であるが１０００バ イトを上限とする。

［１］−［：ＬＥＮ］までが転送デ ータに相当する。

ＬＥＮ−ＬＯＷは上位バイトを 表す。

ＩＮＤＥＸ　　　　　　　’送信データが１０００バイ
ト以上の場合、分割パ ケラトとなるので、パケ ットのインデックス（送 信番号）を表す。

ＨＦ：機能要素が使用するプロ グラムフィールド番号 （機能要素内のどのプロ グラムが発行したものか 区別する）。

ＣＭ（Ｄ）−１Ｄ：パケットの宛先となる機能要素の識
別番号。

１〜２５５゜ ＤＥＶ−ＣＯＤＥｔＤＣｌ　　　　：デバイス＝＋−ド
の意味。

制御対象区分もしくは事 数発生区分の設備分類番 号。

ＢＤ（Ｄ）−１Ｄ　　　　　　、パケットの宛先となる
機能要素内機能ボードの識 別番号。

ＰＮ：パケットの発行元である 機能要素内機能ボードの 出力ボート番号。

ＤＥＶ−ＮＵＮ　（ＤＮＩ　　　　　：デバイスナンバ
の意味。

同一デバイスが同一セル 内に存在する場合の同− 設備識別番号。

ＣＣＩＥｃＩ　　　　　　　’コマンドパケットの場合
はＣＣコマンドコードの意 味で動作（制御）の指示 内容を表す。

各デバイス別に動作指示 内容が定められている。

イベントパケットの場合 はＥＣイベントコードの意 味で事象発生の内容を表 す。

ＣＭ（Ｓ）−１Ｄ　　　　　　：パケットの発行元であ
る機能要素の識別番号。

１〜２５５゜ ＢＤ（Ｓ）−１Ｄ　　　　　　：パケットの発行元であ
る機能要素内機能ボードの 識別番号。

ＤＡＴ（０）〜　　　　　付加情報。

ＳＵＭ−ＬＯＷ、ＳＵＭ−１１１ＧＨ：パケットヘッド
から［：ＬＥＮ］までのサムチエツク （バイト単純加算）。

次に、受信完了パケットの構造を、次表第５表に示す。

第５表 この第５表においても、パケット内容についての説明は
第４表に示したコマンドパケットと同様である。ただし
、ＣＭ（Ｄ）−１Ｄは、受信完了パケットの宛先となる
機能要素の識別番号で、（Ｄ）の意味はＤＥＳＴＩＮＡ
ＴＩＯＮの頭文字を表している。また、ＣＭ（Ｓ）−１
０は、受信完了パケットの発行元である機能要素の識別
番号で、（Ｓ）は５ＯＵＲＣＥの頭文字を表してい６゜
ＢＤ（Ｄ）−１Ｄ、ＢＤ（Ｓ）−１Ｄについても同様で
ある。

以上が、第１図〜第３図に示した実施例生産システムに
採用される制御情報用ＬＡＮ２００の一例であるが、そ
の詳細な仕様については、これに限定されるものでは勿
論ない。他にも、前記制御対象設備２を運転制御するた
めの情報の専用のＬＡＮとして有効なＬＡＮであれば、
その採用は任意である。要は、こうした制御対象設備２
の運転制御のためのＬＡＮ　（制御情報用ＬＡＮ２００
）と、当該生産システムの運用のためのＬＡＮ　（運用
情報用ＬＡＮ１００）とが、各々独立に存在し得るシス
テム環境が達成されさえすればよい。

また、こうした２ＦＪのＬＡＮを構成するにあたっての
前記ＦＭＳ制御装置１内における各機能要素の分割態様
も、上述した実施例に限られることなく任意であり、適
用する生産システムの実情に添った様々の変形が可能で
ある。例えば、機能要素を第２図に示した各機能要素毎
に更に細分化し、これらの間でその必要機能を取捨選択
するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、適用する生産
システムの要求に合わせて、ＦＭＳ制御装置としての機
能の選択、拡充が容易に行なえるとともに、各機能要素
間で必要とされる種々の情報は、これら各情報の性質に
応じた各別の通信回線を介して授受されることから、そ
の転送効率が大幅に向上されることとなり、これら情報
の管理も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるフレキシブル生産システムの
一実施例についてその全体のシステム構成を示すブロッ
ク図、第２図は第１図に示した実施例システムのＦＭＳ
制御装置についてその各機能要素の機能分割内容を示す
略図、第３図は同実施例システムにおいて扱われる各種
情報の各種要、　素間での授受態様を示す機能ブロック
図、第４図は同実施例システムに採用される制御情報用
ＬＡＮにつλ１てこれを構成する各機能要素のハードウ
ェア例を示すブロック図、第５図は第４図に示したＬＡ
Ｎにおける情報（パケット）授受態様を示す略図、第６
図は第５図に示したパケット送受信の基本プロトコルを
説明するための略図、第７図は第４図および第５図に示
したコミュニケーションボードのパケット入出力区分を
示すブロック図、第８図は第４図に示した機能要素での
発行元データの設定態様を示す略図である。 １・・・ＦＭＳ制御装置、２・・・制御対象設備、３・
・・生産管理システム、４・・・工程設計システム、１
０・・・シミュレーション部′、２０・・・物流制御部
、３０・・・設備運転制御部、４６・・・データ管理部
、１００・・・運用情報用ＬＡＮ。 ２００・・・制御情報用ＬＡＮ、 ２１０・・・コミュニケーションボード、２２０・・・
機能ボード。 第１図 手続ネ甫１Ｅ戸４ 昭和６３年１０月２７日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）生産設備として実際にワークの加工等に携わる１
   乃至複数の制御対象設備と、該制御対象設備の運用のた
   めの基本情報を所要に処理、加工して同制御対象設備を
   統括的に運転制御する制御装置とを少なくとも具えたフ
   レキシブル生産システムにおいて、 前記制御装置を、前記制御対象設備の運転制御に直接携
   わる設備運転制御機能要素をはじめとする当該生産シス
   テムの運転並びに運用管理に必要とされる各種機能要素
   毎に独立したＣＰＵ若しくはコンピュータに分割して構
   成するとともに、前記制御対象設備の運転制御に用いら
   れる制御情報伝送用の通信回線と、当該生産システムの
   運用管理に用いられる運用情報伝送用の通信回線とで、
   各別の通信回線を用いて、前記制御対象設備および前記
   機能要素毎に分割したＣＰＵ若しくはコンピュータを接
   続する ことを特徴とするフレキシブル生産システム。
2. （２）前記分割される機能は、 前記設備運転制御機能要素をはじめ、 前記制御対象設備の運転制御のための基礎情報やその運
   転結果である実績情報等の管理を行なうデータ管理機能
   要素、 テータ管理機能要素のもつ前記基礎情報をもとにシミュ
   レーションを行なって、前記制御対象設備の運転スケジ
   ュールを少なくとも決定するシミュレーション機能要素
   、および 前記決定された運転スケジュールおよびデータ管理機能
   要素のもつ前記基礎情報をもとに、前記制御対象設備に
   関する制御手順の管理を行ない、前記設備運転制御機能
   要素に対してワークの搬送、加工といった制御内容に関
   する論理的な制御指令を与えたり、同設備運転機能要素
   から各対応する制御対象設備の事象を受け取りながら、
   これら制御対象設備各々の所要の制御を論理的に進める
   物流制御機能要素 であり、これらの機能要素が前記制御装置としての要求
   機能に応じて選択的に前記各通信回線に接続される 請求項（１）記載のフレキシブル生産システム。
3. （３）前記フレキシブル生産システムは更に、前記運用
   情報伝送用の通信回線を介して他の生産システムに接続
   される 請求項（１）記載のフレキシブル生産システム。