JPH09248738A - シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 稼働状況の表示のために各設備毎の設備形状
や配置等のデータの入力を効率よく正確に行い、シミュ
レーション精度を向上させる。 【解決手段】 読み取り部２は、工場設備情報データベ
ース６が接続され、設備性能が記述された設備情報を読
み取る。形状作成部３は、設備形状データベース７が接
続され、設備の形状が記述された設備形状情報から設備
の輪郭を抽出して画面への表示のための設備形状を作成
する。動作定義部４は、形状作成部３で作成された設備
形状の動作を定義し、設備情報の設備性能を反映する。
そして、生産ライン構成部５では、設備配置が記述され
た配置情報から各設備の設備性能が反映された設備形状
を組み合わせ、生産ライン全体のシミュレーションを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シミュレーション
システムに関し、さらに詳しくは、設定された条件に基
づいて生産ラインの生産能力の予測を行うと共に稼働状
況を画面に表示するシミュレーションシステムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】生産ラインのシミュレーションシステム
は、生産ラインを構成している各設備の仕様等から生産
能力を予測し、この予測された生産能力に則して生産ラ
インの稼働状況を、各設備の実際の動きを模して画面の
出力（以下、表示という）を行っている。

【０００３】例えば図１に示すように、設備Ａおよび設
備Ｂと、これらの設備Ａ、Ｂとの間で被加工物を搬送す
るための設備Ｃとから構成された生産ラインのシミュレ
ーションを行う場合には、設備Ａ、Ｂの形状、動作、性
能および設備Ｃによる搬送の方法や、各設備Ａ、Ｂ、Ｃ
の形状・配置データ等が入力され、各設備の動作や性能
および設備間搬送方法をもとにシミュレーション解析し
て生産能力を予測し、一方、設備形状・配置データを利
用して生産ラインの稼働状況を表示する。

【０００４】このように、生産ラインのシミュレーショ
ンシステムでは一般に、生産能力を予測するために、各
設備の動作や性能、および各設備の間で物を搬送するた
めの搬送設備等のデータを入力する必要があり、また、
ライン稼働状況を表示するため各設備の形状や生産ライ
ン全体の設備の配置等のデータを入力する必要がある
（これらの入力データをまとめてシミュレーションモデ
ルと称する）。

【０００５】そして、生産ラインのシミュレーションを
実行するために、これらのシミュレーションモデルの作
成は、以下の手順で行われる。すなわち、各設備毎に設
備の形状を作成し、設備の動作を定義し、設備の性能デ
ータを入力し、その後、形状が作成された各設備を配置
し、各設備間の搬送設備の入力を行う。

【０００６】一方、生産ラインシミュレーションシステ
ムにおいては、特開平６−２５９４３７号公報に開示さ
れているように、上位に位置する工場ホストコンピュー
タと、下位に位置するシミュレーション用コンピュータ
（シミュレータ）とを備え、上位コンピュータから必要
な情報類をシミュレータに直接取り込むものが知られて
いる。

【０００７】工場ホストコンピュータには、生産計画情
報が格納されたデータファイルと、設備情報が格納され
たデータファイルとが接続されており、工場ホストコン
ピュータはこれらのデータファイルを管理し、これらと
自由にアクセスして必要な情報を取り込むことができる
ようになっている。生産計画情報としては、月総枠生産
計画と月生産計画と旬生産計画と、シフト生産計画があ
り、また、設備情報にはライン制御に関するライン制御
条件と、設備稼働率とがある。

【０００８】シミュレータは、シミュレーション用のパ
ラメータ情報を格納するデータファイルと、生産工場モ
デルの基本諸元を格納するデータファイルとを備えてい
る。パラメータ情報としては、ライン間のストレージ
数、ラインスピード、自動機のサイクルタイム、移載機
のサイクルタイム、搬送時間、ライン長、稼働時間など
があり、これらは外部から任意に変更できるようになっ
ている。生産工場モデル基本諸元としては、レイアウ
ト、自動化ラインの配置、有人ラインの配置、自動化ラ
インのサイクルタイム、有人ラインのサイクルタイム、
ライン制御のポイント、搬送スピード、その他の運用ル
ールがあり、これらはラインに固有の情報である。既存
の生産工場モデルのシミュレーションを行う場合には既
存のラインの基本諸元データが使用され、改善・拡張・
新規の生産工場モデルのシミュレーションを行う場合に
は改善・拡張・新規のラインの基本諸元データが使用さ
れる。

【０００９】また、シミュレータは、工場ホストコンピ
ュータの生産計画情報および設備情報を一定のルールに
したがって変更または疑似的に加工する変更・疑似的加
工処理部を備えている。処理ルールの内容は、生産計画
情報については、区分の優先順位付けを行って生産比率
にて平準化された製造序列を作成する処理や、この処理
で作成された序列に対し区分の生産比を正規分布で変動
させて生産変動製造序列を作成する処理、この処理で作
成された序列に対し製造序列の乱れを作成する処理等が
順番に実行され、また、設備情報については、ライン制
御条件を作成する処理や、各々の設備稼働率を変えて設
備稼働率を作成する処理等が実行されるようになってい
る。

【００１０】シミュレータには、シミュレーション結果
を画面に表示するディスプレイと、シミュレーション結
果を書類の形式で出力するプリンタが接続されており、
シミュレーション結果がＯＫと判断された場合に、この
時の生産計画情報と設備情報とを工程指示としてディス
プレイやプリンタに出力する。これに対し、シミュレー
ション結果がＮＧと判断された場合に、この結果を変更
・疑似的加工処理部にフィードバックしてデータの再設
定を行わせ、シミュレーションを再実行する。こうし
て、最適な条件が作成される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術にあっては、シミュレータのデータファイルに
格納される生産工場モデル基本諸元がラインに固有のも
のであるため、表示のために各設備毎の設備形状や配置
等のデータを入力しなければならない。そして、シミュ
レーション精度を向上させるためには、これらの入力を
正確に入力して表示する必要がある。

【００１２】上記データの入力をオペレータの手作業に
よって行う場合には入力工数がかかり、特に、設備数の
多い生産ラインのシミュレーションを行う場合に入力工
数も多くなるという問題があった。また、入力工数を省
こうとすると、表示が実際の生産ラインと掛け離れ、画
面に表示される各設備の可動状況が実際の生産ラインと
異なるため、シミュレーション上で生産ラインの各設備
の動きが正しいか否かを確認することが困難となり、表
示を実際の生産ラインに近づけるためには、形状工数が
さらに多くなるという問題があった。

【００１３】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、表示のために各設備毎の設備形状や配置等
のデータの入力を効率よく正確に行うことができ、シミ
ュレーション精度を向上させることができるシミュレー
ションシステムを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明に係るシミュレーションシステムの特徴
は、設定された条件に基づいて生産ラインの生産能力を
予測すると共に稼働状況を表示するシミュレーションシ
ステムにおいて、設備性能が記述された設備情報を読み
取る読み取り部と、設備の形状が記述された設備形状情
報から設備の輪郭を抽出して表示のための設備形状を作
成する形状作成部と、作成された設備形状の動作を定義
し、設備情報の設備性能を反映する動作定義部と、を有
することにある。

【００１５】また、上記目的を達成するために第２の発
明に係るラインシミュレーションシステムの特徴は、上
記第１の発明において、設備配置が記述された配置情報
から各設備の設備性能が反映された設備形状を組み合わ
せる生産ライン構成部を有することにある。

【００１６】第１の発明では、読み取り部が設備情報の
設備情報を読み取り、形状作成部により設備形状情報か
ら設備の輪郭を抽出し、動作定義部が作成された設備形
状の動作を定義すると共に、設備情報の設備性能を反映
する。

【００１７】第２の発明では、第１の発明において各設
備の設備性能が反映された設備形状を、設備配置を記述
した配置情報に基づいて生産ライン構成部により組み合
わせる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るシミュレーションシ
ステムの一実施の形態を、図２に基づいて説明する。図
において同一符号は同一部分または相当部分とする。

【００１９】図２に示すように、本発明に係るシミュレ
ーションシステム１は、概略、設備性能が記述された設
備情報を読み取る読み取り部２と、設備の形状が記述さ
れた設備形状情報から設備の輪郭を抽出して表示のため
の設備形状を作成する形状作成部３と、作成された設備
形状の動作を定義し、設備情報の設備性能を反映する動
作定義部４と、設備配置が記述された配置情報から各設
備の設備性能が反映された設備形状を組み合わせる生産
ライン構成部５と、から構成されている。読み取り部２
には、工場設備情報データベース６が接続され、形状作
成部３には、設備形状データベース７が接続されてい
る。

【００２０】読み取り部２に接続された工場設備情報デ
ータベース６には、設備情報ファイル８が格納されてい
る。設備情報ファイル８は、図４に示すように、各設備
毎の生産ライン内での設備順序、設備番号、設備性能デ
ータ等の設備情報が各設備毎に記述されている。読み取
り部２は、工場設備情報データベース６に格納された設
備情報ファイル８にアクセスし、必要な設備番号の設備
情報を読み取ることができるようになっている。

【００２１】形状作成部３に接続された設備形状データ
ベース７には、ＣＡＤ情報のように設備の形状を記述し
た設備形状情報としての設備形状ファイル９が格納され
ている。設備形状ファイル９は、各設備の形状データが
設備番号でグルーピングされた状態で記述されている。
形状作成部３は、設備形状データベース７の設備形状フ
ァイル９にアクセスし、読み取り部２で読み取った設備
番号の設備の形状データを読み取って設備の輪郭線の抽
出探索を行い、表示のための設備の形状を作成する。

【００２２】動作定義部４では、読み取り部２で読み取
った設備番号の設備情報に基づいて、形状作成部３で作
成された設備形状に対して動作を定義し、加工時間等の
設備性能データを反映させる。

【００２３】生産ライン構成部５では、設備情報ファイ
ル８に記述された設備順序に従い、設備情報読み取り部
２、形状作成部３、動作定義部４により作成された各設
備のシミュレーションモデルを組み合わせ、生産ライン
全体のシミュレーションモデルを構成する。シミュレー
ションモデルは、実際の設備に模して被加工物が各設備
に搬送されるように、動きを与えられた状態でＣＲＴ等
のディスプレイ（図示を省略した）に表示される。

【００２４】なお、本発明に係るシミュレーションシス
テム１では、各設備のそれぞれを個別にシミュレーショ
ンすることができ、あるいはまた、設備全体を一連の生
産ラインとしてシミュレーションすることができる。

【００２５】次に、以上のように構成された本発明に係
るシミュレーションシステム１のデータの流れと処理順
序を図３に基づいて説明する。

【００２６】生産ラインのシミュレーションを行うにあ
たっては、まず、設備情報読み取り部２により、工場設
備情報データベース６に格納された設備情報ファイル８
にアクセスし、必要な設備番号の設備１台分の設備情報
のデータを読み取る（Ｓ１）。次いで、設備形状データ
ベース７に格納された設備形状ファイル９にアクセス
し、読み取り部２で読み取った設備番号と同じ設備番号
の設備の形状データを読み取って設備の輪郭線の抽出探
索を行い、設備の形状を作成する（Ｓ２）。次いで、動
作定義部４において、形状作成部３で作成された設備形
状に対して動作を定義し、読み取り部２で読み取った設
備番号の設備情報に基づいて、加工時間等の設備性能デ
ータを反映させる（Ｓ３）。

【００２７】すべての設備のデータ・形状・動作の定義
が終了したかを判断し（Ｓ４）、終了していなければ生
産ラインのシミュレーションを行う設備の数と同じ回数
だけ上記Ｓ１〜３を繰り返し、終了していれば、設備情
報ファイル８に記述された設備順序に従い、設備情報読
み取り部２、形状作成部３、動作定義部４により作成さ
れた各設備のシミュレーションモデルを組み合わせ、生
産ライン全体のシミュレーションモデルを構成する（Ｓ
５）。

【００２８】次に、形状作成部３により設備の輪郭線の
抽出探索を行い設備の形状を作成するための処理内容と
その順序について、図５乃至７に基づいて説明する。図
５は、設備形状データベース７に格納された設備形状フ
ァイル９に記述されている設備の例を示したものであ
る。そして、図６は形状作成部３が行う処理のフローチ
ャートを示し、図７の（ａ）〜（ｇ）は図５に示した設
備の形状データから図６のフローチャートに付した
（ａ）〜（ｇ）の処理内容に対応させて輪郭線探索の状
態を示したものである。

【００２９】設備の輪郭線の抽出探索を行なうにあたっ
ては、読み取り部２が読み取った設備番号と同じ設備番
号の設備の形状データを設備形状データベース７の設備
形状ファイル９から読み取り、ＣＲＴ等の画面（図示を
省略した）に、他の設備番号の設備形状データと区別す
るために色を変えて表示する（Ｓ１０）。なお、このと
きの設備形状データには、輪郭線の抽出探索の対象とな
る設備Ｄに加えて、図５の右下方に示すように、例えば
被加工物に取付けられる部品を搬送するための搬送設備
Ｅや、図５の左方に示すように、例えば加工が完了した
被加工物を搬出するための搬送設備Ｆが含まれている。

【００３０】次いで、図７（ａ）に示すように、手操作
入力によりキーボード等の入力手段（図示を省略した）
を介して設備輪郭線の抽出開始点と内部点とを指定し
（Ｓ１１）、設備形状データの線分の交差する不要な部
分（図７（ａ）の鎖線部分）が設備の輪郭線から分割し
て切り離される（Ｓ１２）。

【００３１】設備輪郭線の抽出開始点と内部点とが指定
され、不要な線分を交点で分割すると、図７（ｂ）に示
すように、抽出開始点を中心に線分の探索を開始する
（Ｓ１３）。このとき、図５に示した設備ＥおよびＦ
は、今回の設備の輪郭線の抽出探索の対象から除外され
る。輪郭線の抽出は、図７（ｃ）に示すように、抽出開
始点とは別の端点まで線分の探索が行われ、その後、端
点を中心に線分の探索が連続して行われる（Ｓ１４）。

【００３２】次いで、線分探索が失敗していないかを判
断し（Ｓ１５）、線分探索が成功の場合には、別の端点
が抽出開始点であるかを判断し（Ｓ１６）、抽出開始点
でない場合には別の端点を中心に線分の探索を続ける
（Ｓ１７）。

【００３３】一方、図７（ｄ）に示すように、線分探索
が失敗の場合には、手操作入力により原因となった分岐
点を指定し（Ｓ１８）、図７（ｅ）に示すように、指定
分岐点から先の線分を抽出候補から外し（Ｓ１９）、指
定点を中心に探索を続ける（Ｓ２０）。そして、図７
（ｆ）に示すように、Ｓ１６において別の端点が抽出開
始点である場合には、輪郭線抽出を完了する（Ｓ２
１）。

【００３４】以上のようにして、本発明における形状作
成部３では、ＣＡＤデータのような設備形状データから
設備の輪郭線の抽出探索が自動的に行なうことができ
る。また、設備形状データから作成された表示上の設備
の形状を生産ライン構成部５により組み合わせるため、
表示を正確に出力することができる。そのため、本発明
に係るシミュレーションシステムでは、設備数の多い生
産ラインであっても入力工数を大幅に削減することがで
きると共に、設備間の搬送設備等の位置や距離の正確性
が要求されるシミュレーションモデルを容易に作成する
ことができ、シミュレーションの精度を向上させること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、読み取り部が設備情報
の設備情報を読み取り、形状作成部により設備形状情報
から設備の輪郭を抽出し、動作定義部により作成された
設備形状の動作を定義すると共に、設備情報の設備性能
を反映するため、表示のために各設備毎の設備形状や配
置等のデータの入力を効率よく正確に行うことができ、
シミュレーション精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シミュレーションモデルの構成を示す説明図で
ある。

【図２】本発明に係るシミュレーションシステムの一実
施の形態の構成を示す概念図である。

【図３】本発明に係るシミュレーションシステムのデー
タの流れと処理の順序の一実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【図４】設備情報ファイルに記述されている内容の一実
施の形態を示す図である。

【図５】設備形状データベースに格納されたＣＡＤ形状
ファイルに記述されている設備の例を示した図である。

【図６】形状作成部が設備の輪郭線を抽出して表示のた
めの形状を作成する処理内容を示すフローチャートであ
る。

【図７】形状作成部により図５に示した設備のＣＡＤデ
ータから輪郭線探索を行う状態を示す説明図である。

【符合の説明】

１ シミュレーションシステム ２ 読み取り部 ３ 形状作成部 ４ 動作定義部 ５ 生産ライン構成部 ８ 設備情報ファイル ９ 設備形状ファイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定された条件に基づいて生産ラインの
   生産能力を予測すると共に稼働状況を表示するシミュレ
   ーションシステムにおいて、 設備性能が記述された設備情報を読み取る読み取り部
   と、設備の形状が記述された設備形状情報から設備の輪
   郭を抽出して表示のための設備形状を作成する形状作成
   部と、作成された設備形状の動作を定義し、設備情報の
   設備性能を反映する動作定義部と、を有することを特徴
   とするシミュレーションシステム。
2. 【請求項２】 設備配置が記述された配置情報から各設
   備の設備性能が反映された設備形状を組み合わせる生産
   ライン構成部を有することを特徴とする請求項１に記載
   のシミュレーションシステム。