JP6533105B2 - 製造設備の配置図を簡単に作成できる稼働管理システム - Google Patents

Description

本発明は、稼働管理システムに関する。

複数台の製造設備（工作機械やロボットや産業機械）が稼働する工場では、各製造設備を制御する制御装置（数値制御装置やロボット制御装置やプログラマブルロジックコントローラ）と各製造設備の稼働状況に関するデータの収集、監視を行う管理装置とをネットワーク回線（ＬＡＮやインターネットなどを含む）を介して接続し、各製造設備の稼働状況を集中管理する稼働管理システムが知られている（例えば、特許文献１）。

稼働管理システムの管理装置では、管理対象となる製造設備の配置図を作成し、配置図上の各製造設備の状態を表示させる場合がある。これを行うために管理装置は、各製造設備の実際の配置図面に基づいた各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定とを手動で結び付ける必要がある。

特開２００４−２７２４１４号公報

しかしながら、稼働管理システムの管理装置上の製造設備の配置図作成において、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定とをユーザが手動で結び付ける場合、ユーザは配置図を持って工場内を巡回して各製造設備の制御装置の情報や通信設定などを目視で確認して紙や携帯端末などに記録し、更に手動で管理装置に入力する必要があるため、製造設備数が多くなるとユーザの負担が大きくなると共に、入力ミスが増加するという課題があった。

そこで本発明の目的は、製造設備とその識別情報を配置した製造設備の配置図を簡単にかつ正確に作成することができる稼働管理システムを提供することである。

本発明では、稼働管理システムの管理装置上の製造設備の配置図作成において、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定とを自動で結び付けるようにする。

そして、本願の請求項１に係る発明は、制御装置を備えた少なくとも１つの製造設備に係る稼働情報を、前記製造設備が設置された施設の概形を示す配置図の上に配置して表示する管理装置と、端末装置とを備えた稼働管理システムにおいて、前記制御装置は、前記製造設備を一意に特定可能な識別情報を前記制御装置の近傍に出力する識別情報出力部を備え、前記端末装置は、前記製造設備を一意に特定可能な識別情報と前記製造設備の位置を特定できる位置情報とを関連付けた製造設備情報を格納する製造設備情報格納部と、前記識別情報出力部から出力された前記識別情報を取得する識別情報取得部と、前記識別情報を取得した時点における前記端末装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、前記端末装置は、前記識別情報と前記位置情報とを関連付けて前記製造設備情報格納部へ格納し、前記管理装置は、前記製造設備情報格納部から前記製造設備情報を取得する製造設備情報取得部と、前記製造設備情報に含まれる前記位置情報に基づいて前記配置図上の前記製造設備の座標情報を設定すると共に、前記製造設備情報に含まれる前記識別情報に基づいて前記制御装置との間の通信に必要となる通信設定情報を設定する配置図作成部と、前記配置図作成部により設定された通信設定情報を用いて前記制御装置と通信して前記製造設備の稼働情報を取得する稼働情報取得部と、前記座標情報に基づいて、前記稼働情報取得部が取得した前記製造設備の稼働情報を前記配置図上に表示する稼働情報表示部と、を備える稼働管理システムである。

本発明により、稼働管理システムの管理装置上の製造設備の配置図作成において、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定を簡単にかつ正確に行うことができる。

本発明の第１の実施形態における稼働管理システムの構成図である。 本発明の第１の実施形態における稼働管理システムの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態における制御装置上で実行される処理のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における端末装置上で実行される処理のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における管理装置上で実行される製造設備を配置図上に配置する処理のフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における管理装置上で実行される製造設備の稼働情報を表示する処理のフローチャートである。 本発明の配置図の例を示す図である。 本発明の製造設備の識別情報と位置情報の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における稼働管理システムの構成図である。 本発明の第２の実施形態における稼働管理システムの機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態における制御装置上で実行される処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における管理装置上で実行される製造設備を配置図上に配置する処理のフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における管理装置上で実行される製造設備の稼働情報を表示する処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の第１の実施形態（図１）では、各製造設備を制御する制御装置に予め識別情報を設定しておき、該識別情報を取得する技術構成と屋内における位置を特定する技術構成とを備えた端末装置を用いることにより、制御装置の識別番号を端末装置で取得して、これを該制御装置の識別情報とすると共に、同時に取得場所の位置情報を取得して、これを制御装置の位置情報とする。なお、製造設備としては、工作機械やロボットや産業機械など、工場などの施設に設置される管理対象となり得るあらゆる機器が含まれる。

制御装置の識別情報を取得する方法としては、例えば制御装置に対して表示手段を設けて外部から観測可能な位置に識別情報を表示するようにし、表示された識別情報を端末装置に設けた画像認識手段による取得するようにしてもよい。この場合において、制御装置に設ける表示手段には、セグメントディスプレイや液晶ディスプレイ、電子ペーパーなどを用いてもよいし、シンプルに印刷物を貼付するようにしてもよい。また、識別情報をそのままの文字で表示してもよいし、バーコードや二次元コードなどを用いて表示するようにしてもよい。

制御装置の識別情報を取得する別の方法としては、例えば制御装置に簡易接続用の有線接続アダプタ（ＵＳＢケーブル、クレイドルなど）や、赤外線通信、ＮＦＳ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信手段、無線ＩＣタグなどを設け、有線乃至無線により端末装置で識別情報を取得できるように構成してもよく、作業者が製造設備の近傍において、端末装置を用いて制御装置の識別情報を簡単に取得できるのであればどのような構成を用いてもよい。

その後、端末装置に取得した制御装置の位置情報と識別情報との組となるデータを、管理装置に取り込み、該取り込んだデータにおける制御装置の位置情報に基づいて製造設備の配置図を作成し、配置図上の各製造設備の制御装置との通信設定を制御装置の識別情報に基づいて行うことにより、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定とを結び付けた製造設備の配置図を作成する。

また、本発明の第２の実施形態（図９）では、製造設備を制御する制御装置に屋内における位置を特定する技術構成を搭載しておき、該技術構成を用いて各制御装置は自装置の位置情報を取得して、通信手段を介して管理装置へ位置情報と識別情報との組となるデータを送信、または管理装置からの要求に応じて応答する。

管理装置では、各制御装置から取得したデータにおける、制御装置の位置情報に基づいて製造設備の配置図を作成し、配置図上の各製造設備の制御装置との通信設定を識別情報に基づいて行うことにより、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定とを結び付けた製造設備の配置図を作成する。

＜第１の実施形態＞
以下の本実施形態の説明では、制御装置に表示手段を設けて識別情報を表示する構成例に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の稼働管理システムの構成図である。本実施形態は、ネットワーク回線４（ＬＡＮやインターネットなどを含む）に接続された制御装置１０と管理装置２０と端末装置３０で構成される稼働管理システムである。端末装置３０は必ずしもネットワーク回線４に接続されている必要はない。製造設備３は、制御装置１０によって制御される。

図２は、本実施形態の稼働管理システムの機能ブロック図である。制御装置１０は、製造設備３の識別情報を格納する識別情報格納部１１と、識別情報を表示する識別情報出力部１２と、製造設備３の稼働情報を格納する稼働情報格納部１３とを備えている。

管理装置２０は、端末装置３０から製造設備３の識別情報と位置情報とを取得する製造設備情報取得部２１と、製造設備３の識別情報と位置情報から製造設備３の配置図を作成する配置図作成部２２と、製造設備３の制御装置から製造設備の稼働情報を取得する稼働情報取得部２３と、製造設備の配置図に各製造設備の稼働情報を表示する稼働情報表示部２４とを備えている。

端末装置３０は、画像認識の技術により製造設備の識別情報を取得する識別情報取得部３１と、屋内測位の技術により識別情報を取得した場所の位置情報を取得する位置情報取得部３２と、製造設備の位置情報と識別情報とを格納する製造設備情報格納部３３とを備えている。

以下に、製造設備の配置図を作成する手順を図３〜６のフローチャートを用いて説明する。
図３は、本実施形態の制御装置１０上で実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］制御装置１０は、製造設備３の識別情報を格納する識別情報格納部１１から製造設備３の識別情報を取得する。製造設備３の識別情報は、管理装置２０が製造設備３を一意に識別できる情報であればどのような情報を用いることができ、例えば製造設備３を制御する制御装置１０が通信に用いるＭＡＣアドレスなどを用いることができる（図８（ａ））。

●［ステップＳＡ０２］ステップＳＡ０１で取得した製造設備の識別情報を識別情報出力部１２より出力表示する。表示内容については、上述したように識別番号をそのまま表示するようにしてもよいし、バーコードなどの形式で表示するようにしてもよい。また、表示装置の近傍に操作部を設け、該操作部を操作することで異なる表示形式に切り替えることができるようにしてもよい。

図４は、本実施形態の端末装置３０上で実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＢ０１］端末装置３０の識別情報取得部３１は、制御装置１０の識別情報出力部１２に出力表示された製造設備の識別情報の画像を取得し、その画像からＯＣＲ（光学文字認識）を使用して識別情報部を抽出することによって識別情報を取得する。

●［ステップＳＢ０２］端末装置３０の位置情報取得部３２は、識別情報を取得した場所の位置情報を取得する（図８（ｂ））。屋内における位置を取得する手段としては、屋内においてある程度の精度で位置を特定できる技術的手段であればどのようなものを用いてもよく、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）測位の技術を使用してもよいし、各所に配置されたビーコンを用いる技術や、地磁気測位の技術等を用いるようにしてもよい。
●［ステップＳＢ０３］取得した製造設備の識別情報と位置情報を、製造設備情報格納部３３に格納する。

図５は、本実施形態の管理装置２０の製造設備情報取得部２１と配置図作成部２２において実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＣ０１］全ての製造設備３について、識別情報・位置情報の取得が完了したか否かを判定する。全ての製造設備３に係る情報の取得が完了した場合には本処理を終了し、完了していない場合にはステップＳＣ０２へ進む。

●［ステップＳＣ０２］管理装置２０の製造設備情報取得部２１は、端末装置３０の製造設備情報格納部３３に格納された製造設備３の識別情報と位置情報を順次取得する。管理装置２０と端末装置３０とは、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線通信やＵＳＢケーブルなどによる有線通信などによって接続し、通信回線を介して製造設備３の識別情報と位置情報を取得するようにしてもよいし、メモリカードなどを介して取得するなどの他の手段を用いて取得するようにしてもよい。

●［ステップＳＣ０３］管理装置２０の配置図作成部２２は、取得した製造設備３の位置情報を元に該製造設備３の情報を表示する配置図上の座標位置を決定し、図７に例示される配置図上の決定された座標位置に製造設備を表す図を配置する。配置図には、配置図上の座標値と、施設の位置との対応関係が把握できるデータと共に管理されており、当該データを用いて配置図作成部２２は、製造設備３の位置情報から配置図上の座標位置を算出する。

●［ステップＳＣ０４］管理装置２０の配置図作成部２２は、取得した製造設備３の識別情報を元に配置図上に配置した製造設備との間でネットワーク回線４を介して通信する際に必要となる通信設定を行う。識別情報としてＭＡＣアドレスを使用する場合、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用することによってＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとを結びつけることができ、配置図上で各製造設備との通信を行うためのＩＰアドレスを設定することができる。識別情報から通信設定を行う方法は、これに限定されるものではない。

以下に、作成した製造設備の配置図に基づき各製造設備３の稼働情報を表示する処理について説明する。
図６は、本実施形態の管理装置２０の稼働情報取得部２３と稼働情報表示部２４において実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＤ０１］全ての製造設備３について、稼働情報の表示が完了したか否かを判定する。全ての製造設備３の稼働情報の表示が完了した場合には本処理を終了し、完了していない場合にはステップＳＤ０２へ進む。

●［ステップＳＤ０２］管理装置２０の稼働情報取得部２３は、制御装置１０の稼働情報格納部１３からネットワーク回線４を介して製造設備３の稼働情報を取得する。管理装置２０と制御装置１０との通信は、ステップＳＣ０４で設定した通信設定情報に基づいて行われる。稼働情報としては、製造設備３の起動状態やアイドル中、加工中などの動作状況や警告情報等が含まれる。

●［ステップＳＤ０３］管理装置２０の稼働情報表示部２４は、取得した製造設備３の稼働情報を配置図上の製造設備を表す図（図７）上に表示する。

このように、本発明の稼働管理システムでは、作業者が端末装置を持って各製造設備の巡回することで、それぞれの製造設備の識別情報と位置情報を簡単な操作で半自動的に取得することができるため、各製造設備の配置と、管理装置と各製造設備の制御装置との通信設定を簡単にかつ正確に行うことができる。

＜第２の実施形態＞
図９は、第２の実施形態の稼働管理システムの構成図である。本実施形態は、ネットワーク回線４（ＬＡＮやインターネットなどを含む）に接続された制御装置１０と管理装置２０で構成される稼働管理システムである。

図１０は、本実施形態の稼働管理システムの機能ブロック図である。本実施形態の制御装置１０は、製造設備３の識別情報を格納する識別情報格納部１１と、製造設備３の稼働情報を格納する稼働情報格納部１３と、屋内測位の技術により位置情報を取得する位置情報取得部１４と、製造設備３の位置情報と識別情報とを格納する製造設備情報格納部１５と、製造設備情報格納部１５に格納されている製造設備情報をネットワーク回線４とは異なる方法（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）による一時的な通信など）により出力する製造設備情報出力部１６とを備えている。

また、本実施形態の管理装置２０は、制御装置１０から製造設備３の識別情報と位置情報とを取得する製造設備情報取得部２１と、製造設備３の識別情報と位置情報から製造設備３の配置図を作成する配置図作成部２２と、製造設備３の制御装置から製造設備３の稼働情報を取得する稼働情報取得部２３と、製造設備の配置図に各製造設備３の稼働情報を表示する稼働情報表示部２４とを備えている。

以下に、本実施形態の稼働管理システムにおける製造設備３の配置図を作成する手順を、図１１〜１３のフローチャートを用いて説明する。
図１１は、本実施形態の制御装置１０上で実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＥ０１］制御装置１０は、製造設備３の識別情報を格納する識別情報格納部１１から製造設備３の識別情報を取得する。

●［ステップＳＥ０２］位置情報取得部１４は、製造設備３の位置情報を取得する。屋内における位置を取得する手段としては、屋内においてある程度の精度で位置を特定できる技術的手段であればどのようなものを用いてもよく、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）測位の技術を使用してもよいし、各所に配置されたビーコンを用いる技術や、地磁気測位の技術等を用いるようにしてもよい。
●［ステップＳＥ０３］取得した製造設備３の識別情報と位置情報は製造設備情報格納部１５に格納される。

図１２は、本実施形態の管理装置２０の製造設備情報取得部２１と配置図作成部２２において実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＦ０１］全ての製造設備３について、識別情報・位置情報の取得が完了したか否かを判定する。全ての製造設備３に係る情報の取得が完了した場合には本処理を終了し、完了していない場合にはステップＳＦ０２へ進む。
●［ステップＳＦ０２］管理装置２０の製造設備情報取得部２１は、制御装置１０の製造設備情報格納部１５に格納された製造設備３の識別情報と位置情報を順次取得する。識別情報と位置情報は、製造設備情報出力部１６により出力されたものを取得する。出力する方法としては、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）による一時的な通信を用いて、制御装置１０から一斉同報によって管理装置２０に通知するようにしても良いし、管理装置２０から取得要求し、制御装置１０がそれに応答する形式で製造設備情報出力部１６から出力されるようにしても良い。取得方法はこれらに限定されるものではない。

●［ステップＳＦ０３］管理装置２０の配置図作成部２２は、取得した製造設備３の位置情報を元に該製造設備３の情報を表示する配置図上の座標位置を決定し、図７に例示される配置図上の決定された座標位置に製造設備を表す図を配置する。配置図には、配置図上の座標値と、施設の位置との対応関係が把握できるデータと共に管理されており、当該データを用いて配置図作成部２２は、製造設備３の位置情報から配置図上の座標位置を算出する。

●［ステップＳＦ０４］管理装置２０の配置図作成部２２は、取得した製造設備３の識別情報を元に配置図上に配置した製造設備との間でネットワーク回線４を介して通信する際に必要となる通信設定を行う。識別情報から通信設定を行う方法は、第１の実施形態と同様であるが、これに限定されるものではない。

以下に、作成した製造設備の配置図に基づき各製造設備の稼働情報を表示する処理について説明する。
図１３は、本実施形態の管理装置２０の稼働情報取得部２３と稼働情報表示部２４において実行される処理のフローチャートである。
●［ステップＳＧ０１］全ての製造設備３について、稼働情報の表示が完了したか否かを判定する。全ての製造設備３の稼働情報の表示が完了した場合には本処理を終了し、完了していない場合にはステップＳＧ０２へ進む。
●［ステップＳＧ０２］管理装置２０の稼働情報取得部２３は、制御装置１０の稼働情報格納部１３からネットワーク回線４を介して製造設備３の稼働情報を取得する。管理装置２０と制御装置１０との通信は、ステップＳＦ０３で設定した通信設定情報に基づいて行われる。稼働情報としては、製造設備３の起動状態やアイドル中、加工中などの動作状況や警告情報等が含まれる。
●［ステップＳＧ０３］管理装置２０の稼働情報表示部２４は、取得した製造設備３の稼働情報を配置図上の製造設備を表す図（図７）上に表示する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

上記した第１の実施形態では、制御装置１０は、識別情報格納部１１に格納された識別情報を表示手段としての識別情報出力部１２により表示出力するものとして説明しているが、例えば印刷物で表示する場合には印刷物としての識別情報出力部１２が設けられていればよく、識別情報出力部１２の表示出力のために識別情報格納部１１を設けることは不要となる。

３ 製造設備
４ ネットワーク回線
１０ 制御装置
１１ 識別情報格納部
１２ 識別情報出力部
１３ 稼働情報格納部
１４ 位置情報取得部
１５ 製造設備情報格納部
１６ 製造設備情報出力部
２０ 管理装置
２１ 製造設備情報取得部
２２ 配置図作成部
２３ 稼働情報取得部
２４ 稼働情報表示部
３０ 端末装置
３１ 識別情報取得部
３２ 位置情報取得部
３３ 製造設備情報格納部

Claims (1)

1. 制御装置を備えた少なくとも１つの製造設備に係る稼働情報を、前記製造設備が設置された施設の概形を示す配置図の上に配置して表示する管理装置と、端末装置とを備えた稼働管理システムにおいて、
   前記制御装置は、
   前記製造設備を一意に特定可能な識別情報を前記制御装置の近傍に出力する識別情報出力部を備え、
   前記端末装置は、
   前記製造設備を一意に特定可能な識別情報と前記製造設備の位置を特定できる位置情報とを関連付けた製造設備情報を格納する製造設備情報格納部と、
   前記識別情報出力部から出力された前記識別情報を取得する識別情報取得部と、
   前記識別情報を取得した時点における前記端末装置の位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、
   前記端末装置は、前記識別情報と前記位置情報とを関連付けて前記製造設備情報格納部へ格納し、
   前記管理装置は、
   前記製造設備情報格納部から前記製造設備情報を取得する製造設備情報取得部と、
   前記製造設備情報に含まれる前記位置情報に基づいて前記配置図上の前記製造設備の座標情報を設定すると共に、前記製造設備情報に含まれる前記識別情報に基づいて前記制御装置との間の通信に必要となる通信設定情報を設定する配置図作成部と、
   前記配置図作成部により設定された通信設定情報を用いて前記制御装置と通信して前記製造設備の稼働情報を取得する稼働情報取得部と、
   前記座標情報に基づいて、前記稼働情報取得部が取得した前記製造設備の稼働情報を前記配置図上に表示する稼働情報表示部と、
   を備える稼働管理システム。