JPH08187648A - 生産ライン構築方法および生産ライン管理システム - Google Patents
生産ライン構築方法および生産ライン管理システムInfo
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- JPH08187648A JPH08187648A JP186895A JP186895A JPH08187648A JP H08187648 A JPH08187648 A JP H08187648A JP 186895 A JP186895 A JP 186895A JP 186895 A JP186895 A JP 186895A JP H08187648 A JPH08187648 A JP H08187648A
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- Japan
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- production
- line
- cell unit
- production line
- virtual
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
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- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Programmable Controllers (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低コストで、無駄無く最適な生産ラインが構築
できるようにすると共に、フレキシブルな生産計画や銘
柄の変更等に迅速、かつ正確に対応できるようにする。 【構成】設定された管理条件に基づき自分が担当する範
囲のプラントを制御する自立分散形の複数のプラントセ
ルユニットコントローラ部と、これらの各プラントセル
ユニットコントローラ部に通信回線を介して結ばれ、管
理条件を指示する管理装置とを備え、管理装置に、各プ
ラントセルユニットコントローラ部が制御する実プラン
トセルを模擬したプログラマブルなセルユニットモデル
を用い、実プラントが生産する製品の製造プロセスをシ
ミュレーションする仮想工場手段と、仮想工場で得られ
た管理条件を通信回線を介して各プラントセルユニット
コントローラ部にダウンロードする管理条件指示手段と
を設けて構成される。
できるようにすると共に、フレキシブルな生産計画や銘
柄の変更等に迅速、かつ正確に対応できるようにする。 【構成】設定された管理条件に基づき自分が担当する範
囲のプラントを制御する自立分散形の複数のプラントセ
ルユニットコントローラ部と、これらの各プラントセル
ユニットコントローラ部に通信回線を介して結ばれ、管
理条件を指示する管理装置とを備え、管理装置に、各プ
ラントセルユニットコントローラ部が制御する実プラン
トセルを模擬したプログラマブルなセルユニットモデル
を用い、実プラントが生産する製品の製造プロセスをシ
ミュレーションする仮想工場手段と、仮想工場で得られ
た管理条件を通信回線を介して各プラントセルユニット
コントローラ部にダウンロードする管理条件指示手段と
を設けて構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原材料取り込みそれを
加工したり、搬送したり、組み立てたりしながら目的と
する製品を効率よく生産するための最適生産ラインの構
築方法およびそれにより構築された生産ラインの管理シ
ステムに関する。更に詳しくは、生産ラインを構成する
搬送ライン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の
機械，設備要素を模擬した生産基本要素を格納する記憶
手段と、この記憶手段から読みだした複数の生産基本要
素を組み合わせて仮想生産ライン（仮想工場）を構築す
る仮想工場構築手段と、構築された仮想工場を用いて製
品生産のシミュレーションを行うシミュレーション手段
とを備え、製品を効率的に生産することのできる最適な
生産ラインを構築することができる生産ライン構築方法
に関する。また、この方法により構築した生産ラインを
効率的に管理することのできる生産ライン管理システム
に関する。
加工したり、搬送したり、組み立てたりしながら目的と
する製品を効率よく生産するための最適生産ラインの構
築方法およびそれにより構築された生産ラインの管理シ
ステムに関する。更に詳しくは、生産ラインを構成する
搬送ライン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の
機械，設備要素を模擬した生産基本要素を格納する記憶
手段と、この記憶手段から読みだした複数の生産基本要
素を組み合わせて仮想生産ライン（仮想工場）を構築す
る仮想工場構築手段と、構築された仮想工場を用いて製
品生産のシミュレーションを行うシミュレーション手段
とを備え、製品を効率的に生産することのできる最適な
生産ラインを構築することができる生産ライン構築方法
に関する。また、この方法により構築した生産ラインを
効率的に管理することのできる生産ライン管理システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より新しく工場を建設する際は、そ
こで生産する製品の生産プロセスに応じて、機械や設備
を配置することになるが、生産する製品の銘柄が頻繁に
変更されたりすると、それに応じて、生産ラインも変更
する必要がある。この際、どの様な機械や設備を用いそ
れらをどのような順序や組み合わせで配置するのか、あ
るいはそれらの機械や設備の管理条件をどのような値に
設定するかは、従来より、専ら生産ラインをよく知った
作業者や管理者の経験や知識あるいはカンに頼られてい
た。
こで生産する製品の生産プロセスに応じて、機械や設備
を配置することになるが、生産する製品の銘柄が頻繁に
変更されたりすると、それに応じて、生産ラインも変更
する必要がある。この際、どの様な機械や設備を用いそ
れらをどのような順序や組み合わせで配置するのか、あ
るいはそれらの機械や設備の管理条件をどのような値に
設定するかは、従来より、専ら生産ラインをよく知った
作業者や管理者の経験や知識あるいはカンに頼られてい
た。
【０００３】また、製品の生産ラインを制御したり管理
したりするための制御システムとしては、分散形制御シ
ステム（ＤＣＳ）が知られている。この様なシステムの
一例としては、例えば、特開昭５９−１６０１３号公報
等に開示されている。ＤＣＳは、分散配置されたプラン
ト制御のための複数の制御ステーションと、各制御ステ
ーションに通信バスを介して接続され、プロセスの操作
や監視を行う監視操作ステーションとで構成されてい
る。各制御ステーションは、それぞれ独立して制御動作
を行い、制御ステーションと監視操作ステーションとの
間では、通信バスを介して定期的な通信が行われていて
制御ステーションが扱う各種データが、監視操作ステー
ション側でリアルタイムで把握できるような構成となっ
ている。
したりするための制御システムとしては、分散形制御シ
ステム（ＤＣＳ）が知られている。この様なシステムの
一例としては、例えば、特開昭５９−１６０１３号公報
等に開示されている。ＤＣＳは、分散配置されたプラン
ト制御のための複数の制御ステーションと、各制御ステ
ーションに通信バスを介して接続され、プロセスの操作
や監視を行う監視操作ステーションとで構成されてい
る。各制御ステーションは、それぞれ独立して制御動作
を行い、制御ステーションと監視操作ステーションとの
間では、通信バスを介して定期的な通信が行われていて
制御ステーションが扱う各種データが、監視操作ステー
ション側でリアルタイムで把握できるような構成となっ
ている。
【０００４】これにより、制御機能の分散と情報の監視
や操作の集中を図って、高い信頼性の生産システムを実
現している。
や操作の集中を図って、高い信頼性の生産システムを実
現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】作業者や管理者の経験
や知識あるいはカンに基づいて生産ラインの構築を行う
従来の手法は、個人の経験や知識に大きく依存する。ま
た、製品銘柄が頻繁に変更されるような場合には、迅速
に対応することができない上に、常に最適な生産ライン
が構築されるという保証はない。
や知識あるいはカンに基づいて生産ラインの構築を行う
従来の手法は、個人の経験や知識に大きく依存する。ま
た、製品銘柄が頻繁に変更されるような場合には、迅速
に対応することができない上に、常に最適な生産ライン
が構築されるという保証はない。
【０００６】一方、構築された生産ラインあるいはプラ
ントを制御，管理するこれまでの分散形システムは、制
御対象となるプラントの規模が大きくなると、各制御ス
テーションと監視操作ステーションとの間を結ぶ通信バ
スには、プロセスデータを含む大量のデータが伝送され
ることとなり、高速で信頼性の高いものが要求され、全
体システムが高価となる。また、生産銘柄の変更やそれ
に応じたラインの組み替え等に対して、容易に対応する
ことが困難となる。
ントを制御，管理するこれまでの分散形システムは、制
御対象となるプラントの規模が大きくなると、各制御ス
テーションと監視操作ステーションとの間を結ぶ通信バ
スには、プロセスデータを含む大量のデータが伝送され
ることとなり、高速で信頼性の高いものが要求され、全
体システムが高価となる。また、生産銘柄の変更やそれ
に応じたラインの組み替え等に対して、容易に対応する
ことが困難となる。
【０００７】ここにおいて、本発明は、製品を効率的に
生産することのできる最適な生産ラインを、迅速にかつ
経済的に構築することのできる生産ライン構築方法を提
供することを目的とする。また、生産計画の変更や生産
銘柄の変更などに対して、フレキシブルに対応すること
のでき、また、製品の生産を効率的に管理することので
きる生産ライン管理システムを提供することを目的とす
る。
生産することのできる最適な生産ラインを、迅速にかつ
経済的に構築することのできる生産ライン構築方法を提
供することを目的とする。また、生産計画の変更や生産
銘柄の変更などに対して、フレキシブルに対応すること
のでき、また、製品の生産を効率的に管理することので
きる生産ライン管理システムを提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
本発明は、生産ラインを構成する搬送ライン，加工ライ
ン，組立ライン，検査ライン等の機械，設備要素を模擬
した生産基本要素を格納する記憶手段と、この記憶手段
から読みだした複数の生産基本要素を組み合わせて仮想
生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工場構築手段
と、構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレー
ションを行うシミュレーション手段とを備え、仮想工場
構築手段により複数の生産基本要素を製品生産の流れに
従って組み合わせて仮想工場を構築する第１のステップ
と、第１のステップにより構築された仮想工場を用いシ
ミュレーション手段により製品生産のプロセスをシミュ
レーションする第２のステップと、各生産基本要素に設
定されるサイクルタイムが最小となるように前記第１の
ステップと第２のステップとを繰り返し、サイクルタイ
ムが最小となる各生産基本要素の組み合わせを決定する
第３のステップと、第３のステップにより決定した各生
産基本要素の組み合わせに基づいて実際の生産ラインを
構築する第４のステップとを含む生産ライン構築方法で
ある。
本発明は、生産ラインを構成する搬送ライン，加工ライ
ン，組立ライン，検査ライン等の機械，設備要素を模擬
した生産基本要素を格納する記憶手段と、この記憶手段
から読みだした複数の生産基本要素を組み合わせて仮想
生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工場構築手段
と、構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレー
ションを行うシミュレーション手段とを備え、仮想工場
構築手段により複数の生産基本要素を製品生産の流れに
従って組み合わせて仮想工場を構築する第１のステップ
と、第１のステップにより構築された仮想工場を用いシ
ミュレーション手段により製品生産のプロセスをシミュ
レーションする第２のステップと、各生産基本要素に設
定されるサイクルタイムが最小となるように前記第１の
ステップと第２のステップとを繰り返し、サイクルタイ
ムが最小となる各生産基本要素の組み合わせを決定する
第３のステップと、第３のステップにより決定した各生
産基本要素の組み合わせに基づいて実際の生産ラインを
構築する第４のステップとを含む生産ライン構築方法で
ある。
【０００９】また、本発明は、自立分散形の複数のプラ
ントセルユニットコントローラ部と、これらの各プラン
トセルユニットコントローラ部に通信回線を介して結ば
れ、管理条件を指示する管理装置とを備えた装置であっ
て、前記管理装置に、生産ラインを構成する搬送ライ
ン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の機械，設
備要素を模擬した生産基本要素を格納する記憶手段と、
この記憶手段から読みだした複数の生産基本要素を組み
合わせて仮想生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工
場構築手段と、構築された仮想工場を用いて製品生産の
シミュレーションを行うシミュレーション手段と、仮想
工場で得られた管理条件を前記通信回線を介して各プラ
ントセルユニットコントローラ部にダウンロードする管
理条件指示手段とを設けたことを特徴とする生産ライン
管理システムである。
ントセルユニットコントローラ部と、これらの各プラン
トセルユニットコントローラ部に通信回線を介して結ば
れ、管理条件を指示する管理装置とを備えた装置であっ
て、前記管理装置に、生産ラインを構成する搬送ライ
ン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の機械，設
備要素を模擬した生産基本要素を格納する記憶手段と、
この記憶手段から読みだした複数の生産基本要素を組み
合わせて仮想生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工
場構築手段と、構築された仮想工場を用いて製品生産の
シミュレーションを行うシミュレーション手段と、仮想
工場で得られた管理条件を前記通信回線を介して各プラ
ントセルユニットコントローラ部にダウンロードする管
理条件指示手段とを設けたことを特徴とする生産ライン
管理システムである。
【００１０】
【作用】管理装置側に設けられている仮想工場は、多数
の生産基本要素（セルユニット）を有しており、これら
の生産基本要素を目的とする製品を生産する生産ライン
を想定して組み合わせ、実プラントを模擬する仮想工場
を構築する。この仮想工場では、例えば、３次元の画像
を表示するようなバーチャルパネルやシミュレーション
手段を備え、各ラインを経て製品が生産される過程をこ
のパネル上で検証することができ、この検証により最適
な生産ラインが出来あがる。
の生産基本要素（セルユニット）を有しており、これら
の生産基本要素を目的とする製品を生産する生産ライン
を想定して組み合わせ、実プラントを模擬する仮想工場
を構築する。この仮想工場では、例えば、３次元の画像
を表示するようなバーチャルパネルやシミュレーション
手段を備え、各ラインを経て製品が生産される過程をこ
のパネル上で検証することができ、この検証により最適
な生産ラインが出来あがる。
【００１１】実際の生産ラインは、仮想工場を構成して
いる各生産基本要素の組み合わせに沿って構築される。
管理条件指示手段は、仮想工場で検証して得られた管理
条件を通信回線を介して実際の生産ラインを制御する各
プラントセルユニットコントローラ部側にダウンロード
する。
いる各生産基本要素の組み合わせに沿って構築される。
管理条件指示手段は、仮想工場で検証して得られた管理
条件を通信回線を介して実際の生産ラインを制御する各
プラントセルユニットコントローラ部側にダウンロード
する。
【００１２】これにより、複数の各プラントセルユニッ
トコントローラ部は、それぞれのコントローラ部が協調
するような形で、生産ラインを個別に制御する。
トコントローラ部は、それぞれのコントローラ部が協調
するような形で、生産ラインを個別に制御する。
【００１３】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の生産ライン構築方法を説明
するための図で、コンピュータの表示画面の一例を示し
ている。この画面は、生産ラインを構成する搬送ライ
ン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の機械，設
備要素を模擬した生産基本要素２１２等をイメージする
シンボルを表示するシンボル表示部Ｗ１と、これらの生
産基本要素を指定し、生産ラインとして構築するライン
レイアウト部Ｗ２とを有している。
説明する。図１は、本発明の生産ライン構築方法を説明
するための図で、コンピュータの表示画面の一例を示し
ている。この画面は、生産ラインを構成する搬送ライ
ン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等の機械，設
備要素を模擬した生産基本要素２１２等をイメージする
シンボルを表示するシンボル表示部Ｗ１と、これらの生
産基本要素を指定し、生産ラインとして構築するライン
レイアウト部Ｗ２とを有している。
【００１４】生産基本要素２１２を示す各シンボルに
は、それぞれサイクルタイム等のデータや、製造工程番
号等を定義（設定）できるようになっている。これらの
各シンボルに関するソフトウェア（プログラム）やデー
タは、図示していないがコンピュータが持つ記憶手段に
格納されていて、キーボードやマウス等を用いて、特定
な生産基本要素を選択することで、当該生産基本要素に
関するデータが読みだされる。また、選択した生産基本
要素のシンボルは、ラインレイアウト部Ｗ２の適宜の位
置に配置することができ、これらを製品生産の流れに従
って組み合わせて、所望の生産ラインをラインレイアウ
ト部Ｗ２上で構築する。
は、それぞれサイクルタイム等のデータや、製造工程番
号等を定義（設定）できるようになっている。これらの
各シンボルに関するソフトウェア（プログラム）やデー
タは、図示していないがコンピュータが持つ記憶手段に
格納されていて、キーボードやマウス等を用いて、特定
な生産基本要素を選択することで、当該生産基本要素に
関するデータが読みだされる。また、選択した生産基本
要素のシンボルは、ラインレイアウト部Ｗ２の適宜の位
置に配置することができ、これらを製品生産の流れに従
って組み合わせて、所望の生産ラインをラインレイアウ
ト部Ｗ２上で構築する。
【００１５】ここで、各生産基本要素の相互間の接続
は、グラフィックエディタ等、当該技術分野で周知の手
法により接続され、各生産基本要素を構成しているプロ
グラムやデータが連結し合って、実際の生産ラインを模
擬するような仮想生産ラインを示すセルユニットモデル
ができあがる。この様にしてラインレイアウト部Ｗ２に
仮想工場が構築されると、シミュレーション手段によ
り、構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレー
ションを行うことになる。このシミュレーションでは、
生産しようとする製品銘柄の情報を仮想工場に与え、そ
の製品が仮想工場から出力されるまでのプロセスを検証
する。そして、各生産基本要素に設定されるサイクルタ
イムが最小となるように、必要に応じて、生産基本要素
の配置を入れ換えたり、別の生産基本要素に変更したり
し、また、シミュレーションを繰り返しながら、最適な
生産ラインを構築してゆく。
は、グラフィックエディタ等、当該技術分野で周知の手
法により接続され、各生産基本要素を構成しているプロ
グラムやデータが連結し合って、実際の生産ラインを模
擬するような仮想生産ラインを示すセルユニットモデル
ができあがる。この様にしてラインレイアウト部Ｗ２に
仮想工場が構築されると、シミュレーション手段によ
り、構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレー
ションを行うことになる。このシミュレーションでは、
生産しようとする製品銘柄の情報を仮想工場に与え、そ
の製品が仮想工場から出力されるまでのプロセスを検証
する。そして、各生産基本要素に設定されるサイクルタ
イムが最小となるように、必要に応じて、生産基本要素
の配置を入れ換えたり、別の生産基本要素に変更したり
し、また、シミュレーションを繰り返しながら、最適な
生産ラインを構築してゆく。
【００１６】そして、最適な生産ラインがラインレイア
ウト部Ｗ２上で決定したら、その決定した各生産基本要
素の組み合わせに沿って実際の生産ラインを構築する。
この様な、生産ラインの構築方法によれば、ラインレイ
アウト部Ｗ２に構築した仮想工場において、製品生産の
ための様々な状況をシミュレーションにより検証するこ
とができる。そして、その結果に基づいて実際の生産ラ
インが構築されるので、無駄がなく低コストで迅速に最
適な生産ラインを構築することができる。
ウト部Ｗ２上で決定したら、その決定した各生産基本要
素の組み合わせに沿って実際の生産ラインを構築する。
この様な、生産ラインの構築方法によれば、ラインレイ
アウト部Ｗ２に構築した仮想工場において、製品生産の
ための様々な状況をシミュレーションにより検証するこ
とができる。そして、その結果に基づいて実際の生産ラ
インが構築されるので、無駄がなく低コストで迅速に最
適な生産ラインを構築することができる。
【００１７】図２は、本発明に係わる生産ライン管理シ
ステムの一例を示す構成ブロック図である。図におい
て、ＯＦは管理装置側、ＰＬＴはプラントあるいは工場
側で、これらの間は、汎用化された通信バス（通信回
線）ＢＳにより結ばれている。なお、この通信バスＢＳ
としては、通信ケーブルを用いて構成されるものの外
に、無線回線により構成されるものを含むものとする。
プラントＰＬＴ内の各生産ラインは、図１を用いて説明
したような手法により、各生産基本要素がレイアウトさ
れ、また、各生産基本要素には、サイクルタイム等の管
理パラメータが設定されているものとする。
ステムの一例を示す構成ブロック図である。図におい
て、ＯＦは管理装置側、ＰＬＴはプラントあるいは工場
側で、これらの間は、汎用化された通信バス（通信回
線）ＢＳにより結ばれている。なお、この通信バスＢＳ
としては、通信ケーブルを用いて構成されるものの外
に、無線回線により構成されるものを含むものとする。
プラントＰＬＴ内の各生産ラインは、図１を用いて説明
したような手法により、各生産基本要素がレイアウトさ
れ、また、各生産基本要素には、サイクルタイム等の管
理パラメータが設定されているものとする。
【００１８】工場側において、１は自立分散システムを
形成している複数のプラントセルユニットコントローラ
部である。これらの各コントローラ部は、そこに設定さ
れた管理条件に基づき、自分が担当する範囲のプラント
に設置してあるセンサＳＮＲから各種の信号を入力する
と共に、各バルブや電磁弁、スイッチ等のアクチュエー
タＡＣＲを制御するように構成されている。なお、各コ
ントローラ部は、通信バスＢＳを介して互いに接続され
ており、通信バスＢＳを介して、生産管理のために必要
となる管理情報等が伝送される。
形成している複数のプラントセルユニットコントローラ
部である。これらの各コントローラ部は、そこに設定さ
れた管理条件に基づき、自分が担当する範囲のプラント
に設置してあるセンサＳＮＲから各種の信号を入力する
と共に、各バルブや電磁弁、スイッチ等のアクチュエー
タＡＣＲを制御するように構成されている。なお、各コ
ントローラ部は、通信バスＢＳを介して互いに接続され
ており、通信バスＢＳを介して、生産管理のために必要
となる管理情報等が伝送される。
【００１９】ここで、自立分散システムとは、集中的な
管理機能を持たず、システムを構成する各要素部分が自
律的に動作あるいは行動することにより、全体が協調的
に調和して動作し、目的の製品を生産するシステムを指
称しており、汎用のコンピュータが使用可能である。な
お、自立分散システムを解説した記事として、例えば、
「ＯＨＭ」１９９４年８月号第５８頁〜６７頁等があ
る。
管理機能を持たず、システムを構成する各要素部分が自
律的に動作あるいは行動することにより、全体が協調的
に調和して動作し、目的の製品を生産するシステムを指
称しており、汎用のコンピュータが使用可能である。な
お、自立分散システムを解説した記事として、例えば、
「ＯＨＭ」１９９４年８月号第５８頁〜６７頁等があ
る。
【００２０】管理装置側において、２は仮想生産工場
（virtual manufacturing Plant）手段で、各プラント
セルユニットコントローラ部が制御する実プラントセル
を模擬したプログラマブルなセルユニットモデル２１を
用いた仮想オペーレーテングシステム２２と、出力手段
であるところのバーチャルパネル２３、各種のデータを
格納したメモリ手段２４を備えている。ここで、プログ
ラマブルなセルユニットモデル２１は、図１を用いて説
明したような手法により構築された各生産基本要素の組
み合わせ（集まり）からなる仮想工場である。
（virtual manufacturing Plant）手段で、各プラント
セルユニットコントローラ部が制御する実プラントセル
を模擬したプログラマブルなセルユニットモデル２１を
用いた仮想オペーレーテングシステム２２と、出力手段
であるところのバーチャルパネル２３、各種のデータを
格納したメモリ手段２４を備えている。ここで、プログ
ラマブルなセルユニットモデル２１は、図１を用いて説
明したような手法により構築された各生産基本要素の組
み合わせ（集まり）からなる仮想工場である。
【００２１】従って、実プラント（生産ライン）を模擬
しているプログラマブルなセルユニットモデル２１は、
生産工場を特定な観点、例えば、搬送要素、加工要素、
組立要素、検証要素、貯蔵要素、人手要素等の観点から
作成された多数の生産基本要素モデルを組み合わせて、
実プラントと等価な構造と振る舞いをするように構築さ
れている。
しているプログラマブルなセルユニットモデル２１は、
生産工場を特定な観点、例えば、搬送要素、加工要素、
組立要素、検証要素、貯蔵要素、人手要素等の観点から
作成された多数の生産基本要素モデルを組み合わせて、
実プラントと等価な構造と振る舞いをするように構築さ
れている。
【００２２】３は管理条件指示手段で、仮想工場手段２
で得られた管理条件を、通信バスＢＳを介して各プラン
トセルユニットコントローラ部１に指示するように構成
してある。図３は、仮想工場手段２において、バーチャ
ルパネル２３に表示される画面の一例を示す図である。
ここに表示される画像は、自動倉庫、オペレータ、自動
搬送車（ＡＧＶ）、ロボット、直線や１／４円弧を組み
合わせたコンベアユニット、モノレール形搬送車（ＯＨ
Ｖ）、直線や１／４円弧を組み合わせたＯＨＶレール、
マシニングセンタ、ターンテーブル、コンテナボック
ス、セルコントローラ、リミツトスイッチ、パレット、
ワークピース、通信ネットワーク等のオブジェクトから
成る。仮想オペレーティングシステム２２は、前述した
ように、実プラントに合わせた各生産基本要素の組み合
わせからなるセルユニットモデル（仮想工場）を有して
いる。
で得られた管理条件を、通信バスＢＳを介して各プラン
トセルユニットコントローラ部１に指示するように構成
してある。図３は、仮想工場手段２において、バーチャ
ルパネル２３に表示される画面の一例を示す図である。
ここに表示される画像は、自動倉庫、オペレータ、自動
搬送車（ＡＧＶ）、ロボット、直線や１／４円弧を組み
合わせたコンベアユニット、モノレール形搬送車（ＯＨ
Ｖ）、直線や１／４円弧を組み合わせたＯＨＶレール、
マシニングセンタ、ターンテーブル、コンテナボック
ス、セルコントローラ、リミツトスイッチ、パレット、
ワークピース、通信ネットワーク等のオブジェクトから
成る。仮想オペレーティングシステム２２は、前述した
ように、実プラントに合わせた各生産基本要素の組み合
わせからなるセルユニットモデル（仮想工場）を有して
いる。
【００２３】構築されているセルユニットモデル（仮想
工場）を構成する各生産基本要素（オブジェクト）の中
で、能動的に動作する機器要素は、時間の経過と共にそ
の内部状態や動作モード、内部変数（内部レジスタの
値）等が変化し、これらに応じた動作を行う。また、Ａ
ＧＶやＯＨＶ等のように動作が移動、回転など空間的な
変化を伴うものは、それに応じて該当する生産基本要素
の３次元形状が更新される。画面に表示されていないが
各生産基本要素を制御する仮想オペレーティングシステ
ム２２内の各制御機器は、時間の経過に従って制御シー
ケンスや制御プログラムを実行し、各生産基本要素の内
部状態や内部変数を変更する。そして、各生産基本要素
の振る舞いは、各生産基本要素の内部状態や内部変数、
画面に表示される各生産基本要素の形状変化等から知る
ことができる。
工場）を構成する各生産基本要素（オブジェクト）の中
で、能動的に動作する機器要素は、時間の経過と共にそ
の内部状態や動作モード、内部変数（内部レジスタの
値）等が変化し、これらに応じた動作を行う。また、Ａ
ＧＶやＯＨＶ等のように動作が移動、回転など空間的な
変化を伴うものは、それに応じて該当する生産基本要素
の３次元形状が更新される。画面に表示されていないが
各生産基本要素を制御する仮想オペレーティングシステ
ム２２内の各制御機器は、時間の経過に従って制御シー
ケンスや制御プログラムを実行し、各生産基本要素の内
部状態や内部変数を変更する。そして、各生産基本要素
の振る舞いは、各生産基本要素の内部状態や内部変数、
画面に表示される各生産基本要素の形状変化等から知る
ことができる。
【００２４】なお、バーチャルパネル２３内には、必要
に応じて、各種のメッセージや各オブジェクト内の内部
状態や内部変数のデータ、ウインドウにて各種のデータ
等が表示できるようにしてある。図４は、セルユニット
モデル２１を構成するための最小単位のモデルの一例を
示す構成概念図である。このモデルは、実プラントが生
産する製品に関する各種情報を入力する入力要素２１１
と、この入力要素に結合し、製品を生産ラインの設備等
を模擬した生産基本要素２１２と、生産基本要素から出
力される各種の情報を出力する出力要素２１３、生産基
本要素２１２に対する制御指令や制御ステータスを扱う
制御管理要素２１４で構成されている。
に応じて、各種のメッセージや各オブジェクト内の内部
状態や内部変数のデータ、ウインドウにて各種のデータ
等が表示できるようにしてある。図４は、セルユニット
モデル２１を構成するための最小単位のモデルの一例を
示す構成概念図である。このモデルは、実プラントが生
産する製品に関する各種情報を入力する入力要素２１１
と、この入力要素に結合し、製品を生産ラインの設備等
を模擬した生産基本要素２１２と、生産基本要素から出
力される各種の情報を出力する出力要素２１３、生産基
本要素２１２に対する制御指令や制御ステータスを扱う
制御管理要素２１４で構成されている。
【００２５】ここで、入力要素２１１が扱う入力信号の
情報としては、生産する製品の仕様情報ＩＮ、素材や部
品等の情報（種類や数量）ＭＰ、原材料や資源情報（電
力や水等の資源情報を含む）ＲＳ、ワーク、数量、品
質、タイミング等がある。これらの各入力情報を式で示
すと以下の通り表すことができる。 ＩＮ…ｆIN（ＩＮ1，ＩＮ2，…… ＩＮn） 製品仕様情報 ＭＰ…ｆMP（ＭＰ1，ＭＰ2，…… ＭＰn） 素材，部品情報 ＲＳ…ｆRS（ＲＳ1，ＲＳ2，…… ＲＳn） 資源情報 なお、ｆは関数、ＩＮ1，ＭＰ1，ＲＳ1等はいずれもパ
ラメータ、ｎは生産ラインの番号である。
情報としては、生産する製品の仕様情報ＩＮ、素材や部
品等の情報（種類や数量）ＭＰ、原材料や資源情報（電
力や水等の資源情報を含む）ＲＳ、ワーク、数量、品
質、タイミング等がある。これらの各入力情報を式で示
すと以下の通り表すことができる。 ＩＮ…ｆIN（ＩＮ1，ＩＮ2，…… ＩＮn） 製品仕様情報 ＭＰ…ｆMP（ＭＰ1，ＭＰ2，…… ＭＰn） 素材，部品情報 ＲＳ…ｆRS（ＲＳ1，ＲＳ2，…… ＲＳn） 資源情報 なお、ｆは関数、ＩＮ1，ＭＰ1，ＲＳ1等はいずれもパ
ラメータ、ｎは生産ラインの番号である。
【００２６】生産基本要素２１２は、製品の生産に必要
な搬送要素２２１，組立，加工要素２２２，検証要素２
２３，貯蔵要素２２４，人手要素２２５等ラインを模擬
する上で必要な各要素を含んでおり、これらの各要素を
実プラントを模擬するように組み合わせて構成されてい
る。これらの各要素は、いずれも管理パラメータとして
サイクルタイムｔを用いており、以下の式で表すことが
できる。
な搬送要素２２１，組立，加工要素２２２，検証要素２
２３，貯蔵要素２２４，人手要素２２５等ラインを模擬
する上で必要な各要素を含んでおり、これらの各要素を
実プラントを模擬するように組み合わせて構成されてい
る。これらの各要素は、いずれも管理パラメータとして
サイクルタイムｔを用いており、以下の式で表すことが
できる。
【００２７】 搬送要素 Ｔｔ1，Ｔｔ2，…… Ｔｔn 加工要素 Ｍｔ1，Ｍｔ2，…… Ｍｔn 組立要素 Ａｔ1，Ａｔ2，…… Ａｔn 検証要素 Ｖｔ1，Ｖｔ2，…… Ｖｔn 貯蔵要素 Ｓｔ1，Ｓｔ2，…… Ｓｔn 人手要素 Ｐｔ1，Ｐｔ2，…… Ｐｔn なお、Ｔ，Ｍ，Ａ，Ｖ，Ｓ，Ｐは、それぞれの定数であ
る。
る。
【００２８】出力要素２１３が扱う情報としては、情報
処理系の出力ＯＰ１、生産数量，良品数といった製造系
の出力ＯＰ２、排ガスや廃液、残り材料等の支援系の出
力ＯＰ３等がある。これらの各出力情報を式で示すと以
下の通り表すことができる。 情報処理系出力 ＯＰ１…ｆOP1（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） 製造系出力 ＯＰ２…ｆOP2（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） 支援系出力 ＯＰ３…ｆOP3（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） また、制御管理要素２１４が扱う情報としては、生産指
令情報ＯＤや生産ステータス情報ＳＴ等がある。これら
の各制御管理は、以下の通り表すことができ、生産基本
要素２１２に対してやり取りされる。
処理系の出力ＯＰ１、生産数量，良品数といった製造系
の出力ＯＰ２、排ガスや廃液、残り材料等の支援系の出
力ＯＰ３等がある。これらの各出力情報を式で示すと以
下の通り表すことができる。 情報処理系出力 ＯＰ１…ｆOP1（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） 製造系出力 ＯＰ２…ｆOP2（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） 支援系出力 ＯＰ３…ｆOP3（ＯＰ1，ＯＰ2，…… ＯＰn） また、制御管理要素２１４が扱う情報としては、生産指
令情報ＯＤや生産ステータス情報ＳＴ等がある。これら
の各制御管理は、以下の通り表すことができ、生産基本
要素２１２に対してやり取りされる。
【００２９】 生産指令 ＯＤ…ｆ（ＯＤ1，ＯＤ2，…… ＯＤn） 生産ステータス ＳＴ…ｆ（ＳＴ1，ＳＴ2，…… ＳＴn） 図５は、ディスクリートプロセスにおける標準的な汎用
生産工場を模擬したユニットモデルの一例を示す概念図
である。ここでは、生産工場内の生産基本要素を、情報
（信号）の流れに注目した情報系統２１２ａと、製品
（物）の流れに注目した製造系統２１２ｂと、エネルギ
ー等の資源に注目した支援系統２１２ｃとに分けて構成
し、各系統内に、搬送要素２２１，組立，加工要素２２
２，検証要素２２３，貯蔵要素２２４，人手要素２２５
等を適宜組み合わせ、実際の生産ラインを模擬するよう
なモデルがそれぞれ構築してある。
生産工場を模擬したユニットモデルの一例を示す概念図
である。ここでは、生産工場内の生産基本要素を、情報
（信号）の流れに注目した情報系統２１２ａと、製品
（物）の流れに注目した製造系統２１２ｂと、エネルギ
ー等の資源に注目した支援系統２１２ｃとに分けて構成
し、各系統内に、搬送要素２２１，組立，加工要素２２
２，検証要素２２３，貯蔵要素２２４，人手要素２２５
等を適宜組み合わせ、実際の生産ラインを模擬するよう
なモデルがそれぞれ構築してある。
【００３０】即ち、この生産工場は、はじめに素材ある
いは部品を搬送要素２２１により搬送してストア等の貯
蔵要素２２４にて貯蔵し、続いて、貯蔵要素から取り出
した素材を加工組立要素２２２において、人手要素２２
５によって加工する。その後検証要素２２３にて検証が
行われ、再び加工組立要素２２２において、人手要素２
２５により組立等を行う。その後、検証要素２２３にて
検証し、貯蔵要素２２４に貯蔵するような生産ラインと
なっている。ここで、各要素には、それぞれの設備条件
（種類，台数，品質等）に応じた定数（Ｔ，Ｓ，Ｍ，
Ｖ，Ａ等）と、サイクルタイム，ストア時間，組立時
間，ハンドリングタイム（ｔ）等が、パラメータとして
設定されている。
いは部品を搬送要素２２１により搬送してストア等の貯
蔵要素２２４にて貯蔵し、続いて、貯蔵要素から取り出
した素材を加工組立要素２２２において、人手要素２２
５によって加工する。その後検証要素２２３にて検証が
行われ、再び加工組立要素２２２において、人手要素２
２５により組立等を行う。その後、検証要素２２３にて
検証し、貯蔵要素２２４に貯蔵するような生産ラインと
なっている。ここで、各要素には、それぞれの設備条件
（種類，台数，品質等）に応じた定数（Ｔ，Ｓ，Ｍ，
Ｖ，Ａ等）と、サイクルタイム，ストア時間，組立時
間，ハンドリングタイム（ｔ）等が、パラメータとして
設定されている。
【００３１】また、制御管理要素２１４には、生産ライ
ンを制御および管理するための条件（例えば、ムダ時
間，制御演算のためのＰＩＤ定数、最適化係数など）が
設定されており、各生産基本要素２１２ａ，２１２ｂ，
２１２ｃは、これらの制御管理条件に基づいて制御管理
要素２１４から出力される生産指令あるいは制御信号Ｏ
Ｄに従って動作する。
ンを制御および管理するための条件（例えば、ムダ時
間，制御演算のためのＰＩＤ定数、最適化係数など）が
設定されており、各生産基本要素２１２ａ，２１２ｂ，
２１２ｃは、これらの制御管理条件に基づいて制御管理
要素２１４から出力される生産指令あるいは制御信号Ｏ
Ｄに従って動作する。
【００３２】情報（信号）の流れに注目した情報系統の
生産基本要素２１２ａは、入力要素２１１から製品仕様
等の情報入力ＩＮが印加され、出力要素２１３に、例え
ばラインのどの要素において不具合いが発生したか等の
情報処理系出力ＯＰ１を出力する。製品（物）の流れに
注目した製造系統の生産基本要素２１２ｂは、入力要素
２１１から素材部品製品仕様等の情報入力ＭＰが印加さ
れ、出力要素２１３に、例えば良品の製品が何個、不良
品が何個といったような製造系出力ＯＰ２を出力する。
生産基本要素２１２ａは、入力要素２１１から製品仕様
等の情報入力ＩＮが印加され、出力要素２１３に、例え
ばラインのどの要素において不具合いが発生したか等の
情報処理系出力ＯＰ１を出力する。製品（物）の流れに
注目した製造系統の生産基本要素２１２ｂは、入力要素
２１１から素材部品製品仕様等の情報入力ＭＰが印加さ
れ、出力要素２１３に、例えば良品の製品が何個、不良
品が何個といったような製造系出力ＯＰ２を出力する。
【００３３】エネルギー等の資源に注目した支援系統の
生産基本要素２１２ｃは、入力要素２１１から資源等の
情報入力ＲＳが印加され、出力要素２１３に、排ガスや
廃液等に関する支援系出力ＯＰ３を出力する。図６は、
仮想工場手段２の一例を示す機能ブロック図である。こ
の仮想工場手段は、各プラントセルユニットコントロー
ラ部が制御する実プラントセルを模擬したプログラマブ
ルなセルユニットモデル２１と、実プラントが生産する
製品の生産プロセスを、セルユニットモデル２１を用い
てシミュレーションするシミュレーション手段２４と、
セルユニットモデル２１の出力情報と実プラントＰＬＴ
から出力される出力情報との比較に基づいて、セルユニ
ットモデル２１の管理パラメータを修正する管理パラメ
ータ修正手段２５とを備えて構成されている。
生産基本要素２１２ｃは、入力要素２１１から資源等の
情報入力ＲＳが印加され、出力要素２１３に、排ガスや
廃液等に関する支援系出力ＯＰ３を出力する。図６は、
仮想工場手段２の一例を示す機能ブロック図である。こ
の仮想工場手段は、各プラントセルユニットコントロー
ラ部が制御する実プラントセルを模擬したプログラマブ
ルなセルユニットモデル２１と、実プラントが生産する
製品の生産プロセスを、セルユニットモデル２１を用い
てシミュレーションするシミュレーション手段２４と、
セルユニットモデル２１の出力情報と実プラントＰＬＴ
から出力される出力情報との比較に基づいて、セルユニ
ットモデル２１の管理パラメータを修正する管理パラメ
ータ修正手段２５とを備えて構成されている。
【００３４】この様な構成のシステムにおいて、セルユ
ニットモデル２１と実プラントＰＬＴとは、１：１に対
応していることが必要である。従って、はじめに、バー
チャルパネル２３に表示される模擬プラントを構成して
いる装置や設備，機械の組み合わせによるシステムのそ
れぞれの能力仕様を決定した後、セルユニットモデル２
１の特性設定を行う。
ニットモデル２１と実プラントＰＬＴとは、１：１に対
応していることが必要である。従って、はじめに、バー
チャルパネル２３に表示される模擬プラントを構成して
いる装置や設備，機械の組み合わせによるシステムのそ
れぞれの能力仕様を決定した後、セルユニットモデル２
１の特性設定を行う。
【００３５】この特性設定は、セルユニットモデル２１
に設定する各パラメータを、入力条件、出力条件，制御
管理条件等を例えば人手により修正動作を加えながら、
初期値を決定する。続いて、初期値が設定されたセルユ
ニットモデル２１に、実プラントＰＬＴに与える入力条
件と同じ情報を入力しながら、また、これらの入力情報
に人為的にゆらぎあるいはステップ変化を与え、それら
の出力応答を観測し、セルユニットモデル２１に設定す
る各管理パラメータの値を試行錯誤を繰り返しながら、
管理パラメータ修正手段２５により修正し、学習しなが
らこれらの管理パラメータを最適化する。
に設定する各パラメータを、入力条件、出力条件，制御
管理条件等を例えば人手により修正動作を加えながら、
初期値を決定する。続いて、初期値が設定されたセルユ
ニットモデル２１に、実プラントＰＬＴに与える入力条
件と同じ情報を入力しながら、また、これらの入力情報
に人為的にゆらぎあるいはステップ変化を与え、それら
の出力応答を観測し、セルユニットモデル２１に設定す
る各管理パラメータの値を試行錯誤を繰り返しながら、
管理パラメータ修正手段２５により修正し、学習しなが
らこれらの管理パラメータを最適化する。
【００３６】即ち、セルユニットモデル２１からの出力
情報と、実プラントＰＬＴからの出力情報との差が、入
力情報として各種のゆらぎやステップ等を与えた状態で
なくなるように、セルユニットモデル２１に設定する各
管理パラメータを修正し、最終的に実プラントと整合す
る最適なセルユニットモデル２１を完成させる。図７
は、完成したセルユニットモデル２１を用いて、実際の
プラントＰＬＴの生産ラインによる生産パターンを決定
するためのアルゴリズムを示す概念図である。
情報と、実プラントＰＬＴからの出力情報との差が、入
力情報として各種のゆらぎやステップ等を与えた状態で
なくなるように、セルユニットモデル２１に設定する各
管理パラメータを修正し、最終的に実プラントと整合す
る最適なセルユニットモデル２１を完成させる。図７
は、完成したセルユニットモデル２１を用いて、実際の
プラントＰＬＴの生産ラインによる生産パターンを決定
するためのアルゴリズムを示す概念図である。
【００３７】まず、生産ラインにおいて生産する製品の
品目Ｐｎを決定する（ステップ１）。ここでは、例えば
Ａ部品をＢ個生産することが指定され、これにより、Ａ
部品をＢ個生産するための各情報である、情報系入力情
報ＩＮ，素材，部品等の製造系情報ＭＰ，資源系の情報
ＲＳ等が入力条件として入力要素２１１から各生産基本
要素２１２に与えられる。
品目Ｐｎを決定する（ステップ１）。ここでは、例えば
Ａ部品をＢ個生産することが指定され、これにより、Ａ
部品をＢ個生産するための各情報である、情報系入力情
報ＩＮ，素材，部品等の製造系情報ＭＰ，資源系の情報
ＲＳ等が入力条件として入力要素２１１から各生産基本
要素２１２に与えられる。
【００３８】各生産基本要素２１２は、これらの各入力
情報を受け、生産基本要素２１２を構成している各搬送
要素や貯蔵要素等の管理パラメータＴ・ｔｎ，Ｓ・ｔｎ
中のサイクルタイムが最小となる（最短時間となる）最
小化演算を行う（ステップ２）。即ち、ｆ（Ｔｔｎ，Ｍ
ｔｎ，Ｖｔｎ，Ａｔｎ，Ｓｔｎ，Ｐｔｎ）が最小化とな
る演算を行う。ここでの最小化演算は、各要素の組み合
わせや順序の入替え、人手要素の配置替え、更に別な要
素への交換を含み、演算手法としては公知のファジイ演
算やニューロを用いた演算などを利用することが可能で
ある。この様な最小化演算により、最短時間で指定品目
を生産するための生産基本要素２１２を構成する各要素
の組み合わせや、それらの各要素に設定される管理パラ
メータが決定される。また、これに基づく各出力情報Ｏ
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３がそれぞれ出力される。
情報を受け、生産基本要素２１２を構成している各搬送
要素や貯蔵要素等の管理パラメータＴ・ｔｎ，Ｓ・ｔｎ
中のサイクルタイムが最小となる（最短時間となる）最
小化演算を行う（ステップ２）。即ち、ｆ（Ｔｔｎ，Ｍ
ｔｎ，Ｖｔｎ，Ａｔｎ，Ｓｔｎ，Ｐｔｎ）が最小化とな
る演算を行う。ここでの最小化演算は、各要素の組み合
わせや順序の入替え、人手要素の配置替え、更に別な要
素への交換を含み、演算手法としては公知のファジイ演
算やニューロを用いた演算などを利用することが可能で
ある。この様な最小化演算により、最短時間で指定品目
を生産するための生産基本要素２１２を構成する各要素
の組み合わせや、それらの各要素に設定される管理パラ
メータが決定される。また、これに基づく各出力情報Ｏ
Ｐ１，ＯＰ２，ＯＰ３がそれぞれ出力される。
【００３９】ここで、最終的に決定した生産基本要素２
１２において、内部の各要素の組み合わせや順序等の入
替えを行った場合は、それに沿って実プラントの生産ラ
インの各要素の組み替えや入替えを合わせて実施するも
のとする。また、実生産ラインでの各要素におけるサイ
クルタイム等を設定し直す。そして、実プラントの生産
ラインの各要素を組み替えた場合は、再度、図５を用い
て説明したようなセルユニットモデル２１を最適化する
ための管理パラメータの修正動作を繰り返すこととな
る。
１２において、内部の各要素の組み合わせや順序等の入
替えを行った場合は、それに沿って実プラントの生産ラ
インの各要素の組み替えや入替えを合わせて実施するも
のとする。また、実生産ラインでの各要素におけるサイ
クルタイム等を設定し直す。そして、実プラントの生産
ラインの各要素を組み替えた場合は、再度、図５を用い
て説明したようなセルユニットモデル２１を最適化する
ための管理パラメータの修正動作を繰り返すこととな
る。
【００４０】最短時間で指定品目を生産するための生産
基本要素２１２を構成する各要素の組み合わせや、それ
らの各要素に設定される管理パラメータが決定される
と、各要素からの生産ステータス情報や出力情報ＯＰ１
〜ＯＰ３等により、構築された生産ラインによる生産パ
ターンが決定される（ステップ３）。図２において、管
理条件指示手段３は、決定された生産パターンやセルユ
ニットモデル２１に設定された各管理パラメータに基づ
き、実プラントＰＬＴ側に設定する各管理条件を決定し
（ステップ４）、それらの管理条件（例えば、搬送装置
の搬送時間，加工組立装置での加工時間，各装置でのサ
イクルタイム、制御演算装置のＰＩＤ演算定数等）を通
信回線ＢＳを介して各プラントセルユニットコントロー
ラ部１にダウンロードする（ステップ５）。
基本要素２１２を構成する各要素の組み合わせや、それ
らの各要素に設定される管理パラメータが決定される
と、各要素からの生産ステータス情報や出力情報ＯＰ１
〜ＯＰ３等により、構築された生産ラインによる生産パ
ターンが決定される（ステップ３）。図２において、管
理条件指示手段３は、決定された生産パターンやセルユ
ニットモデル２１に設定された各管理パラメータに基づ
き、実プラントＰＬＴ側に設定する各管理条件を決定し
（ステップ４）、それらの管理条件（例えば、搬送装置
の搬送時間，加工組立装置での加工時間，各装置でのサ
イクルタイム、制御演算装置のＰＩＤ演算定数等）を通
信回線ＢＳを介して各プラントセルユニットコントロー
ラ部１にダウンロードする（ステップ５）。
【００４１】この様にして管理条件が設定された各プラ
ントセルユニットコントローラ部１は、以後この管理条
件に従って自立分散形に制御動作を行う。実プラントＰ
ＬＴにおいて生産ラインが各プラントセルユニットコン
トローラ部１により制御されている状態では、制御のた
めのデータのやり取りは仮想工場２側との間で行う必要
はない。
ントセルユニットコントローラ部１は、以後この管理条
件に従って自立分散形に制御動作を行う。実プラントＰ
ＬＴにおいて生産ラインが各プラントセルユニットコン
トローラ部１により制御されている状態では、制御のた
めのデータのやり取りは仮想工場２側との間で行う必要
はない。
【００４２】なお、生産ラインが制御されている状態
で、仮想工場側で、例えば実プラント側から定期的に生
産ステータス情報や制御ステータス情報等受けるように
構成すれば、伝送されたこれらの情報に基づき実プラン
ト側の動作を、バーチャルパネル２３上においてモニタ
ーすることができる。
で、仮想工場側で、例えば実プラント側から定期的に生
産ステータス情報や制御ステータス情報等受けるように
構成すれば、伝送されたこれらの情報に基づき実プラン
ト側の動作を、バーチャルパネル２３上においてモニタ
ーすることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、コンピュータ上に構築される仮想工場に基づい
て、目的とする生産銘柄に最適な生産ラインの構築を、
迅速に、しかも無駄無く行うことができる。また、生産
計画の変更時や生産銘柄の変更時など必要に応じて最適
な管理条件が求められ、求めた管理条件を管理装置側か
ら各自立分散形のコントローラ部に伝送するような構成
としたもので、低コストで、フレキシブルな生産計画や
銘柄の変更等に迅速、かつ正確に対応することができ
る。
れば、コンピュータ上に構築される仮想工場に基づい
て、目的とする生産銘柄に最適な生産ラインの構築を、
迅速に、しかも無駄無く行うことができる。また、生産
計画の変更時や生産銘柄の変更時など必要に応じて最適
な管理条件が求められ、求めた管理条件を管理装置側か
ら各自立分散形のコントローラ部に伝送するような構成
としたもので、低コストで、フレキシブルな生産計画や
銘柄の変更等に迅速、かつ正確に対応することができ
る。
【図１】本発明の生産ライン構築方法を説明するための
図である。
図である。
【図２】本発明に係わる生産ライン管理システムの一例
を示す構成ブロック図である。
を示す構成ブロック図である。
【図３】仮想工場手段２において、バーチャルパネル２
３に表示される画面の一例を示す図である。
３に表示される画面の一例を示す図である。
【図４】セルユニットモデル２１を構成するための最小
単位のモデルの一例を示す構成概念図である。
単位のモデルの一例を示す構成概念図である。
【図５】ディスクリートプロセスにおける標準的な汎用
生産工場を模擬したユニットモデルの一例を示す概念図
である。
生産工場を模擬したユニットモデルの一例を示す概念図
である。
【図６】仮想工場手段２の一例を示す機能ブロック図で
ある。
ある。
【図７】完成したセルユニットモデル２１を用いて、実
際のプラントＰＬＴの生産ラインによる生産パターンを
決定するためのアルゴリズムを示す概念図である。
際のプラントＰＬＴの生産ラインによる生産パターンを
決定するためのアルゴリズムを示す概念図である。
ＯＦ 管理装置 ＰＬＴ プラントあるいは工場 ＢＳ 通信バス １ プラントセルユニットコントローラ部 ２ 仮想生産工場（virtual manufacturing Plant）手
段 ２１ セルユニットモデル ２２ 仮想オペーレーテングシステム ２３ バーチャルパネル ３ 管理条件指示手段
段 ２１ セルユニットモデル ２２ 仮想オペーレーテングシステム ２３ バーチャルパネル ３ 管理条件指示手段
Claims (6)
- 【請求項１】生産ラインを構成する搬送ライン，加工ラ
イン，組立ライン，検査ライン等の機械，設備要素を模
擬した生産基本要素を格納する記憶手段と、この記憶手
段から読みだした複数の生産基本要素を組み合わせて仮
想生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工場構築手段
と、構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレー
ションを行うシミュレーション手段とを備え、 仮想工場構築手段により複数の生産基本要素を製品生産
の流れに従って組み合わせて仮想工場を構築する第１の
ステップと、 第１のステップにより構築された仮想工場を用いシミュ
レーション手段により製品生産のプロセスをシミュレー
ションする第２のステップと、 各生産基本要素に設定されるサイクルタイムが最小とな
るように前記第１のステップと第２のステップとを繰り
返し、サイクルタイムが最小となる各生産基本要素の組
み合わせを決定する第３のステップと、 第３のステップにより決定した各生産基本要素の組み合
わせに基づいて実際の生産ラインを構築する第４のステ
ップとを含む生産ライン構築方法。 - 【請求項２】自立分散形の複数のプラントセルユニット
コントローラ部と、これらの各プラントセルユニットコ
ントローラ部に通信回線を介して結ばれ、管理条件を指
示する管理装置とを備えた装置であって、 前記管理装置に、 生産ラインを構成する搬送ライン，加工ライン，組立ラ
イン，検査ライン等の機械，設備要素を模擬した生産基
本要素を格納する記憶手段と、 この記憶手段から読みだした複数の生産基本要素を組み
合わせて仮想生産ライン（仮想工場）を構築する仮想工
場構築手段と、 構築された仮想工場を用いて製品生産のシミュレーショ
ンを行うシミュレーション手段と、 仮想工場で得られた管理条件を前記通信回線を介して各
プラントセルユニットコントローラ部にダウンロードす
る管理条件指示手段とを設けたことを特徴とする生産ラ
イン管理システム。 - 【請求項３】プログラマブルなセルユニットモデルは、
実プラントが生産する少なくとも製品の仕様に関する情
報、素材に関する情報を入力する入力要素と、この入力
要素に結合し、製品の生産に必要な搬送，加工，組立，
検査等のラインを模擬した生産基本要素と、生産基本要
素から出力される各種情報を出力する出力要素と、生産
基本要素に対する制御指令や制御ステータスを扱う制御
管理要素とで構成されることを特徴とする請求項２の生
産ライン管理システム。 - 【請求項４】仮想工場は、各プラントセルユニットコン
トローラ部が制御する実プラントセルを模擬したプログ
ラマブルなセルユニットモデルと、 実プラントが生産する製品の製造プロセスを前記セルユ
ニットモデルを用いてシミュレーションするシミュレー
ション手段と、 セルユニットモデルの出力情報と実プラントから出力さ
れる出力情報との比較に基づいて前記セルユニットモデ
ルの管理パラメータを修正する管理パラメータ修正手段
とを備えることを特徴とする請求項２の生産ライン管理
システム。 - 【請求項５】仮想工場は、指定された生産する製品銘柄
情報を受け、当該製品銘柄を生産する生産基本要素の搬
送ライン，加工ライン，組立ライン，検査ライン等での
それぞれの時間が最小となる生産パターンを決定し、 決定した生産パターンに基づいて実際の生産ラインを構
成すると共に、構成した実際の生産ラインの管理条件を
決定することを特徴とする請求項２の生産ライン管理シ
ステム。 - 【請求項６】仮想工場内の生産基本要素は、搬送要素，
加工・組立要素，貯蔵要素，検証要素，人手要素を含
み、これらの各要素を組み合わせて生産基本要素を構成
することを特徴とする請求項２の生産ライン管理システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP186895A JPH08187648A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 生産ライン構築方法および生産ライン管理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP186895A JPH08187648A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 生産ライン構築方法および生産ライン管理システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08187648A true JPH08187648A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11513535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP186895A Withdrawn JPH08187648A (ja) | 1995-01-10 | 1995-01-10 | 生産ライン構築方法および生産ライン管理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08187648A (ja) |
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