JPS62282850A - 生産ライン管理制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、生産ラインに作業ベースを与えて稼動状態等
を管理制御する生産ライン管理ｉ！ＴＩＩＷＪ装置に関
する。

〈従来の技術） 生産ラインに対して適切な作業ベースの指示を与えて生
産ラインの稼動状態を管理し制陣するファクトリオート
メーションとしての生産ライン管理制御装置が有るが、
この装置は例えば生産ラインに対する最適な作業ベース
のデータを求め、生産ライン稼働時、この作業ベースデ
ータに従って作業指示を生産ラインに与えている。そし
て、生産ラインに異常が発生すれば、作業具がその異常
に応じた対策を施してその都度対処している。

ここで、作業ベースデータは生産ラインの機能に従って
別途手段により求められており、このデータに基づいて
作業ベースのプログラムを作成してベースメーカに入力
して作動させている。

ところが、生産ラインに対して管理制御を行う場合、少
なくとも生産ライン全体の稼動率や在庫量、精算総数等
が必要であり、さらに生産ラインを構成する加工系や搬
送系の各稼動率等が必要となる。従って、これら稼働状
態をトータルして生産ライン全体を管理制御することは
困難である。

そして、管理制御する場合、生産ラインでの経験者（専
門化）でなければ適切な作業ベースを設定することが難
しくなっている。

（発明が解決しようとする問題点） このように生産ラインに対して適切な作業ベースを与え
ることが難しく専門化でなければ適切な管理制御が困難
であった。

そこで本発明は上記問題点を解決するために、経験の無
い者でも容易にかつ短時間で生産ラインに対する適切な
管理制御ができる生産ライン管理制卸装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、生産ラインの加工系および搬送系の工程流れ
線図のデータを予め記憶した流れ線図変換手段において
生産ラインの工程図から加工系および搬送系の組合せを
判断するとともに各ペトリネット符号に生産ラインの稼
働条件を与えて生産ライン全体の稼動機能を示す工程流
れ線図に変換し、シミュレーション手段はこの工程流れ
線図を各ペトリネット符号に与えられた稼働条件に従っ
て機能させて生産ラインのシミュレーションを実行して
そのシミュレーョン結果をベース設定手段に送って生産
ラインに対する作業ベースを設定し、さらにこのベース
設定手段から作業ベースを受けて生産ラインに対して作
業ベース指示を与え、かつ生産ラインの稼働状態情報を
受けて作業ベースと・比較し、この比較結果から生産ラ
インの異常時に”知゛・識データベース手段を検索して
異常原因を推□論□して異常対策指示を与える作業指示
手段とを備えで・上記目的を達成しようとする生産ライ
ン管理制御装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、生産ラインの稼働
機能を示す流れ線図により生産ラインのシミュレーショ
ンが実行さてこのシミュレーション結果から作業ベース
が設定され、この作業ぺ」スが作業ベース指示として生
産ラインに与えられする凄ともに生産ラインの稼働状態
と作業ベースとの比較結果から生産ラインにおける異常
発生が判断されるとその異常の対策が推論されて・指示
される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について回置を参照して説明す
る。

第１図は生産ライン管理制御装置の構成図であり、１は
生産ラインを示している。さて、２は流れ線図変換手段
であって、これはペトリネット符号を組合せて構成され
る生産ライン１の加工系および搬送系の各機能を表わす
流れ線図のデータを予め記憶し、キーボード３から入力
された生産ライン１の工程図から加□工系および搬送系
の組合せを判断するとともに、各ペトリネット符号に生
産ラインの各稼働条件を与えて生産ライン１全体の稼働
機能を示す流れ線図に変換する機能を有するものである
。具体的には流れ線図記憶部２−１とペトリネット変換
部２−２とから構成されている。

流れ線図記憶部２−１は、例えば加工系および搬送系の
各流れ線図が記憶されている。加工系の流れ線図は、例
えば第２図に示す如く日本工業規格（ＪＩＳ　　Ｚ　　
８２０６＞に従って表わした加工機械システムであれば
第３図に示す如くの構成となっている。すなわち、各ペ
トリネット符号であるソースＴ１、プレースＰ１、トラ
ンジションＴ２、プレースＰ２、トランジションＴ３、
加工総数１ｍにより加工ラインが表わされている。この
加工機械システムでは被加工物が２０″±２“で到着す
れば、ソースＴ１では稼働条件が与えられてトークンを
２０″±２″で発生するものとなっている。また、ソー
スＴ４がプレースＰ３を介してトランジションＴ２に接
続され、このソースＴ４は加工処理２０″毎と同一時間
つまり２０“の正規分布に従った時間毎にトークンを発
生するものとなっている。また、トランジションＴ２と
Ｔ３との間には加工時間を稼動条件としてトークンの入
力を遅延する機能を有するプレースｄ１が接続されてい
る。さらに、トランジションＴ３からＴ２ヘフィードバ
ックするようにプレースＰ４が接続されている。一方、
トランジションＴ２とＴ４とにトークンが移動可能なプ
レースＰ５が設けられ、そのトランジションＴ４に故障
率１０００分の１に相当する時間毎にトークンを発生す
る稼働条件のソースＴ５からのトークンを受けるプレー
スＰ６が接続されている。そして、このトランジション
Ｔ４に故障の停止時間６０″に相当する時間だけトーク
ンの入力を遅延する機能を有するプレースｄ２が接続さ
れている。そして、このプレースｄ２がトランジション
Ｔ６を介してプレースＰ５にフィードバックされている
。なお、プレースＰ５がトランジションＴ３のインプッ
トに接続されるとともにトランジションＴ２およびＴ３
のアウトプットがプレースＰ５に接続されている。

一方、搬送系は第４図に示す如く搬送車１０が各工程例
えば加工機械１１．１２．１３．１４へ移動可能となっ
ており、工程１１〜１４に物品（加工物）が無くなった
ら搬送車１ｏを呼んで物品を搬送させる構成であれば、
その流れ線図は第５図に示す如くとなる。ソースＴＩＯ
、プレースＰ１０１トランジションＴ１１、プレースｐ
Ｈ、トランジションＴＩ２で物品の搬送を表わしている
。また、トランジションＴ１１、ＴＩ２との間にはプレ
ースＣ１１０が接続され、このプレースｄ１０にプレー
スｄｌｌが接続されている。プレースｄ１０は搬送車１
０が特撮位置１５から工程１１〜１４位置までの移動時
間だけトークン「・」の入力を遅延する稼働条件が与え
られ、プレースｄ１１は各工程１１〜１４から特撮位置
１５までの移動時間だけトークン「・」の入力を遅延す
る稼働条件が与えられている。なお、搬送車１ｏを呼ん
だ工程１１〜１４がいずれの工程１１〜１４であっても
、搬送車１０の各移動時間は周一である。そして、プレ
ースｄ１１はトランジションＴ１３からプレースＰ１２
を介してトランジションＴｌｌにフィードバックされた
構成となっている。

また、ペトリネット変換部２−２はキーボード３からキ
ー人力された生産ラインの工程図例えば第２図と第４図
を組合せて成る工程図を第３図および第５図に示す流れ
線図の組合せに変換するとともに各ペトリネット符号に
前記の如く各稼働条件を与えて生産ライン全体の稼働機
能・を示す流れ線図に変換する機能を有するものである
。なお、流れ線図はＣＲＴ表示装置４で表示されるよう
になっている。

シミュレーション部５はペトリネット変換部２−２から
流れ線図を受は取って流れ線図の各ペトリネット符号に
付された各機能に従ってシミュレーションを実行し、こ
のシミュレーション結果つまり時間経過に対する搬送物
品数や各工程１１〜１４での処理状態、さらには各工程
１１〜１４の稼働率、搬送系全体の稼働率、タクトタイ
ム、リードタイム、通過率、在庫量、生産変動率等が求
められてベース烏定部６に送られるようになっている。

このベース設定部６はシミュレーション部５からシミュ
レーション結果を受け、このシミュレーション結果によ
り生産ライン１に対して最適な作業ベースを設定する機
能を有するものである。

７は作業指示装置であって、これはペース設定部６から
作業ベースを受け、この作業ベースに従って生産ライン
１および作業員に対して作業ベースを指示し、かつ生産
ライン１の実際の稼動状態と作業ベースとを比較して稼
働変動時つまり異常発生時に生産ライン１に対してその
異常対策指示を与える機能を有するものである。具体的
には、作業ベースに従って生産ライン１における各加工
系および搬送系に作業ベースの指示信号を送出するとと
もに作業員に対して作業ベース指示をＣＲ７表示装置（
不図示）等により表示して知らせる作業ベース指示部７
−１と、生産ライン１の実際の稼働状態と作業ペースと
を比較して稼働変動時つまり異常発生時に生産ライン１
へ異常対策指示を与える異常対策指示部７−２との機能
から構成されている。異常対策指示部７−２は異常と判
断した場合、異常判断した部分に関する間合せ内容を推
論エンジン８に対して行うようになっている。この推論
エンジン８は、知識データベース９に登録されている知
識データを検索して間合せに対して最適な知識データつ
まり異常対策指示とする知識データを読み出して異常対
策指示部７−２に与える機能を有するものである。なお
、知識データベース９内には、知識データが生産ライン
１の異常発生箇所等により分割され、ざらにこの異常発
生箇所が発生するいくつかの異常原因の対策方法が系統
的に推論できるようになっている。例えば、第６図に示
す如く故障箇所Ａ１からは故障原因８１〜９ｎに対する
対策方法が推論され、さらに故障原因Ｂ２からはこの故
障原因Ｂ２が発生する故障原因０１〜ｃｍの対策方法が
系統的に推論できるようになっている。また、この推論
エンジン８はシミュレーション部５のシミュレーション
結果を受けて不具合の部分を推論して作成した生産ライ
ンの評価を行なえるようになっている。

次に上記の如く構成された装置の動作について第７図に
示す管理制御フローチャートに従って説明する。ステッ
プＳ１においてキーボード３から例えば生産ラインとし
て第８図に示すバッチ生産システムの工程図がキー人力
されたとする。ここで、このバッチ生産システムは第１
および第２加工機械２０．２１から構成され、これら機
械２０．２１は入力のワーク数が所定値となったときに
稼働するものとなっている。従って、バッチ出力符号２
２．２３が設けられている。このようなバッチ生産シス
テムの工程図がキー人力されると、ペトリネット変換部
２−２は次のステップＳ２〜Ｓ４においてシステムを構
成する加工系および搬送系（ここでは加工系のみ）の組
合せを判別し、流れ線図記憶部２−１から加工系の流れ
線図を読み出し、これと同時に、各ペトリネット符号に
各加工系の稼働条件を与える。これにより、ＣＲ７表示
装置４には第９図に示すようなバッチ生産システムの全
体閤能を示す流れ線図が表示される。この流れ線図は第
１および第２加工機械２０．２１がべ・トリネット符号
から構成される機械２４．２５に変換され、またバッチ
出力がキャパシティＣ１、Ｃ２、Ｃ３に変換される。

この流れ線図はシミュレーション部５に送られステップ
Ｓ５においてシミュレーション部５はバッチ生産システ
ムのシミュレーションを実行する。

これにより、被加工物の在庫量、キャパシティＣ・３に
加工物の生産量、キャパシティＣ２に加工機械２４での
加工数、さらに各機械２４．２５およびシステム全体の
稼働率等が得られる。そして、シミュレーション結果が
得られると、このシミュレーション結果はベース設定装
置３に送られ、ベース設定装置３はステップＳ６におい
てシミュレーション結果を受は取る。そうすると、ベー
ス設定部６はシミュレーション結果により生産ライン１
において物品（加工物）を生産する上に最適な作業ベー
スを得る。例えば、物品の種類に応じて時間経過に従っ
た作業員の作業内容指示や生産ライン１を構成する各加
工系、搬送系に対する作業指示である。この作業ペース
が設定されると、ステップＳ８において作業ベース指示
部７−１は作業ペースを受は取ってこの作業ベース内容
を具体的にＣＲ７表示装置で表示したり各加工系、搬送
系へｉｌｌ　ｍ信号として送出して作業ペース指示を与
える。

これにより、生産ライン１は作業ペース指示に従って物
品の生産を行う。

このように生産ライン１が稼働して物品を生産している
とき、異常対策指示部７−２はステップＳ９において生
産ライン１の稼働状態つまり生産される物品数や各加工
系、搬送系の稼働率、生産ライン１全体の稼働率等のデ
ータを収集して次のステップｓ１０においてこれら稼動
状態のデータと作業ペースとを比較する。そして、この
比較の結果、実際の稼働状態が作業ペースに対して所定
範囲内にあれば生産ライン１への作業ベース指示が継続
して実行される。しかし、比較の結果、稼働状態が作業
ペースに対して所定範囲外となれば異常対策指示部７−
２は異常発生と判断してこの異常と判断した部分に対す
る問合せを推論エンジン８に行う。この推論エンジン８
はステップｓ１２において異常とする部分について系統
的に異常発生の原因を推論し、この推論結果を異常対策
指示部７−２へ送る。例えば、推論は加工系が原因であ
れば、この加工系異常となる４つの原因から一番影響の
有る原因に相当する知識データを検索する。

さらに、この選択された原因の発生する原因の知、　識
データを順次下位に向かって検索するという方法である
。なお、知識データはその異常発生に対する対策方法を
示している。従って、推論結果は異常発生の上位となる
原因の対策方法から順次系統的に下位の対策方法へつな
がる知識データとなっている。さて、この推論結果が異
常対策指示部７−２に与えられると、この異常対策指示
部７−２はステップｓ１３において推論結果の最終下位
にあたる知識データを主の異常対策方法としてＣＲ７表
示装置等で作業員に知らせるとともに、加工系および搬
送系に作動制御信号として送出する。

このように上記一実施例においては、生産ライン１の稼
働機能を示す流れ線図により生産ライン１のシミュレー
ションを実行し、このシミュレーション結果から作業ペ
ースを設定して作業ベース指示を生産ライン１に与え、
さらに生産ライン１の稼働状態と作業ペースとの比較結
果から生産ライン１における異常発生が判断されてその
異常の対策を推論して指示する構成としたので、バッチ
生産システムつまり生産ライン全体の癲能を示す流れ線
図が容易に得られてそのシミュレーション結果が短時間
で得られる。従って、このシミュレーション結果から生
産ラインに対する最適な作業ペースの設定ができる。具
体的にシミュレーション結果から生産ラインにおける生
産数、品種数、バッチサイズ、段取り回数等の下での作
業指示のタイミングや安全在庫数の基準値等が得られる
。

そうして、このような作業ペースにより生産ライン１を
無理、無駄、ムラ無く稼働でき、たとえ異常が発生して
もその異常に対して最善の対策指示を与えることができ
る。

ざらに、シミュレーション結果を推論エンジンに与える
ことによりシミュレーション結果から作成した生産ライ
ンに対する評価を行うことができる。従って、生産ライ
ンを設計した段階で生産計画や販売計画を立てることが
できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなく、
その主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。

［発明の効果コ 以上詳記したように本発明によれば、経験の無い者でも
容易にかつ短時間で生産ラインに対する適切な管理制御
ができる生産ライン管理制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる生産ライン管理制御装置の一実
施例を示す構成図、第２図ないし第５図は本発明装置に
記憶した生産ラインの構成図、第６図は本発明装置にお
ける知識データベースの模式図、第７図は本発明装置の
管理制御フローチャート、第８図はバッチ生産システム
の工程図、第９図は第８図に示すシステムの流れ線図で
ある。 １・・・生産ライン、２・・・流れ線図変換手段、２−
１・・・流れ線図記憶部、２−２・・・ペトリネット変
換部、３・・・キーボード、４・・・ＣＲ７表示装置、
５・・・シミュレーョン部、６・・・ペース設定部、７
・・・作業指示手段、７−１、作業ペース指示部、７−
２・・・異常対策指示部、８・・・推論エンジン、９・
・・知識データベース。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 □　　　第２図 ′１．。 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ペトリネット符号を組合せて構成される生産ラインの加
   工系および搬送系の各工程流れ線図のデータを予め記憶
   し、入力された前記生産ラインの工程図から前記加工系
   および搬送系の組合せを判断するとともに前記各ペトリ
   ネット符号に前記生産ラインの稼動条件を与えて前記生
   産ライン全体の稼働機能を示す工程流れ線図に変換する
   流れ線図変換手段と、この流れ線図変換手段からの前記
   工程流れ線図を前記各ペトリネット符号に与えられた稼
   動条件に従って機能させて前記生産ラインのシミュレー
   ションを実行するシミュレーション手段と、このシミュ
   レーョン結果を受けて前記生産ラインに対する作業ペー
   スを設定するペース設定手段と、前記生産ラインに対す
   る各種故障や各工程の編成等に関するライン改善方法を
   知識データとして集積登録するとともに保存する知識デ
   ータベース手段と、前記ペース設定手段からの作業ベー
   スを受けて前記生産ラインに対して作業ペース指示を与
   え、かつ前記生産ラインの稼動状態情報を受けて前記作
   業ペースと比較し、この比較結果から前記生産ラインの
   異常時に前記知識データベース手段を検索して前記異常
   原因を推論して異常対策指示を与える作業指示手段とを
   具備したことを特徴とする生産ライン管理制御装置。