KR20200097205A

KR20200097205A - 관리 장치 및 관리 시스템

Info

Publication number: KR20200097205A
Application number: KR1020200012508A
Authority: KR
Inventors: 히카루 고시이시; 야스유키 야마모토
Original assignee: 화낙 코퍼레이션
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2040-02-03
Also published as: JP6904990B2; US20200257261A1; KR102626984B1; CN111538296B; US11698616B2; JP2020129220A; DE102020102406A1; CN111538296A

Abstract

관리 장치가, 적어도 제 1 공작 기계에 의한 가공 후의 워크의 품질 정보와 다른 기계의 가동 정보를 수집하는 데이터 수집부, 제 1 공작 기계에 의한 가공 후의 워크의 품질 정보와, 다른 기계의 가동 정보의 상관 관계를 해석하는 해석부와, 해석부가 해석한 상관 관계에 기초하여, 제 1 공작 기계가 고품위 가공을 행할 때에 제 1 공작 기계에 전달되는 진동을 저감하도록, 다른 기계의 동작을 제한하는 동작 계획을 책정하는 동작 계획 책정부와, 동작 계획 책정부가 책정한 동작 계획에 기초하여, 다른 기계에 대해서 동작 지시를 내리는 동작 지시부를 구비한다.

Description

관리 장치 및 관리 시스템{MANAGING APPARATUS AND MANAGING SYSTEM}

본 개시는 관리 장치 및 관리 시스템에 관한 것으로서, 특히 공장 등의 제조 현장에 설치된 복수의 산업 기계의 동작을 관리하는 관리 장치 및 관리 시스템에 관한 것이다.

최근, 공장 등의 제조 현장에 많은 공작 기계나 로봇 등의 산업 기계를 설치하고, 이들 산업 기계를 관리 장치 내지 관리 시스템의 관리 하에서 동작시켜 대량으로 제품을 제조하는 것이 행해지고 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-373191호). 그러한 상황 하에서, 머시닝 센터 등의 공작 기계에서는, IT 부품이나 장식품 등의 외관 부품의 고품위 가공이 행해지는 경우가 많아지고 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2013-058035호).

제품의 제조나 반송을 위해서 산업 기계를 동작시키면 진동이 발생된다. 산업 기계에서 발생된 진동은, 플로어 등으로 전해져, 다른 산업 기계의 동작에 영향을 주는 경우가 있다. 이 영향은, 산업 기계가 설치되어 있는 플로어의 강도가 부족한 경우 등에 현저하다. 예를 들어, 머시닝 센터에서 러프 가공을 행하고 있을 때에 발생된 진동이나, 미스트 컬렉터나 반송기 등의 주변 기계의 가동으로 발생된 진동이 플로어 등을 통하여 다른 머시닝 센터에 전해지는 경우가 있다. 그러한 타이밍에서 다른 머시닝 센터에서 고품위의 마무리 가공을 행하고 있으면, 가공면 품위가 크게 저하되는 경우가 있다.

이와 같은 제조 현장에 있어서의 과제에 대해서, 예를 들어 플로어에 설치되어 있는 모든 장치에 있어서, 래피드 트래버스 (rapid traverse), 커트 피드 (cut feed)), 공구 교환 동작시의 가감속의 설정치 등을 모두 낮추도록 하는 것이 생각된다. 이 경우, 진동의 발생이 극한까지 억제되어, 마무리 가공에 대한 진동의 영향이 나타나지 않도록 할 수 있다. 그러나, 이 방법에서는 제조 현장 전체의 작업 효율이 저하된다는 다른 과제가 발생된다. 따라서, 이 방법은 현실적인 해결 방법은 아니다.

또, 제조 현장에 있어서의 산업 기계의 레이아웃을 변경할 수 있다. 예를 들어, 마무리 가공에 사용하는 머시닝 센터와 다른 머시닝 센터를 상이한 층에 설치할 수 있다. 그러나, 중량이 있는 산업 기계를 대량으로 이동시키는 작업은 큰 부담이 된다. 또, 기계의 전업화 (기계를 전업화했을 경우, 마무리 가공에 사용하는 머시닝 센터에서는 마무리 가공밖에 할 수 없게 된다) 는 제조 현장 전체의 가공 효율을 저하시키는 원인도 된다. 그 때문에, 보다 유연하게 대응하는 방법이 요망된다.

본 개시의 일 양태는, 고품위 가공을 행하는 제 1 공작 기계 및 적어도 1 개의 다른 기계가 가동되는 제조 현장에 있어서, 다른 기계의 동작을 관리하는 관리 장치로서, 제 1 공작 기계에 의한 가공 후의 워크의 품질 정보와, 다른 기계의 가동 정보의 상관 관계를 해석하는 해석부와, 해석부가 해석한 상관 관계에 기초하여, 제 1 공작 기계가 고품위 가공을 행할 때에 제 1 공작 기계에 전달되는 진동을 저감하도록, 다른 기계의 동작을 제한하는 동작 계획을 책정하는 동작 계획 책정부와, 동작 계획 책정부가 책정한 동작 계획에 기초하여, 다른 기계에 대해서 동작 지시를 내리는 동작 지시부를 구비한 공장 설비의 관리 장치이다.

본 개시의 다른 양태는, 복수의 공장 설비의 관리 장치가, 네트워크를 통하여 서로 접속된 관리 시스템으로서, 복수의 공장 설비의 관리 장치 사이에서, 해석부에 의한 해석 결과를 공유 가능한 관리 시스템이다.

본 개시의 일 양태에 의해서, 제조 현장에 있어서의 가공 효율을 크게 저하시키지 않고, 용이하게 고품위 가공이 가능한 기계 환경을 확립하는 것이 가능해진다.

본 개시의 목적 및 특징은, 첨부 도면을 참조하여 아래의 실시형태의 설명으로부터 밝혀질 것이다. 그 도면들 중 :
도 1 은, 일 실시형태에 의한 관리 장치의 동작 환경을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 일 실시형태에 의한 관리 장치의 개략적인 하드웨어 구성도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태에 의한 관리 장치의 개략적인 기능 블록도이다.
도 4 는, 관리 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 상관 관계 정보의 예를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 동작 계획 책정부가 책정하는 동작 계획의 예를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 표시부에 의해서 표시 장치에 표시되는 화면예를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 의한 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.

이하, 본 개시의 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1 은, 본 개시의 일 실시형태에 의한 관리 장치의 동작 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 개시의 일 실시형태에 의한 관리 장치는, 도 1 에 예시되는 바와 같이, 클라우드 서버 (6) 나 포그 컴퓨터 (7), 에지 컴퓨터 (8) 를 포함하는 복수의 장치의 각각이 유선/무선의 네트워크에 접속된 환경에서 동작한다. 도 1 에 예시되는 시스템은, 클라우드 서버 (6) 등을 포함하는 층, 포그 컴퓨터 (7) 등을 포함하는 층, 에지 컴퓨터 (8) (셀 (9) 에 포함되는 로봇을 제어하는 로봇 컨트롤러, 공작 기계를 제어하는 제어 장치, 제조 현장에 설치되어 있는 공조 장치 등) 등을 포함하는 층의, 3 개의 계층으로 논리적으로 나누어 구성되어 있다. 이와 같은 시스템에 있어서, 본 개시의 일 양태에 의한 관리 장치는, 클라우드 서버 (6), 포그 컴퓨터 (7), 에지 컴퓨터 (8) 중 어느 것 위에도 실장하는 것이 가능하다. 관리 장치는, 각각의 복수의 장치와의 사이에서 네트워크를 통하여 서로 데이터를 공유하거나, 에지 컴퓨터 (8) 에서 취득된 여러 가지 데이터를 포그 컴퓨터 (7) 나 클라우드 서버 (6) 에 수집하여 대규모 해석을 행하는 것이 가능하다. 또한, 관리 장치는, 그 해석 결과에 기초하여 각각의 에지 컴퓨터 (8) 의 동작을 제어하거나 할 수 있다. 도 1 에 예시되는 시스템에 있어서, 셀 (9) 은 각지의 공장에 각각 복수 형성된다 (예를 들어, 공장의 1 플로어마다 1 개의 셀 (9) 을 형성하는 등). 또, 이 시스템에서는, 각각의 셀 (9) 을 소정의 단위 (공장 단위, 동일 제조업자의 복수의 공장 단위 등) 로 상위층의 포그 컴퓨터 (7) 가 관리한다. 그리고, 이들 포그 컴퓨터 (7) 가 수집, 해석한 데이터를, 더욱 상위층의 클라우드 서버 (6) 가 수집, 해석 등을 행할 수 있다. 클라우드 서버 (6) 에서의 데이터의 수집, 해석 등의 결과로서 얻어진 정보가 각각의 에지 컴퓨터 (8) 에 있어서의 제어 등에 활용되도록 해도 된다.

도 2 는 본 개시의 일 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 를 나타내는 개략적인 하드웨어 구성도이다. 본 실시형태의 관리 장치 (1) 는, 도 1 에서 예시한 에지 컴퓨터 (8) 나 포그 컴퓨터 (7), 클라우드 서버 (6) 로서 실장할 수 있다. 본 실시형태에서는, 관리 장치 (1) 를, 복수의 에지 컴퓨터 (8) 의 동작을 관리하는 포그 컴퓨터 (7) 로서 실장한 경우의 예를 나타낸다.

본 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 가 구비하는 CPU (Central Processing Unit) (11) 는, 관리 장치 (1) 를 전체적으로 제어하는 프로세서이다. CPU (11) 는, 버스 (22) 를 통하여 접속되어 있는 ROM (Read Only Memory) (12) 에 격납된 시스템·프로그램을 판독 출력하고, 그 시스템·프로그램에 따라서 관리 장치 (1) 전체를 제어한다. RAM (Random Access Memory) (13) 에는 일시적인 계산 데이터나 표시 장치 (70) 에 표시하기 위한 표시 데이터, 입력 장치 (71) 를 통하여 오퍼레이터가 입력한 각종 데이터 등이 격납된다.

불휘발성 메모리 (14) 는, 예를 들어 도시하지 않은 배터리로 백업된 메모리나 SSD (Solid State Drive) 등으로 구성된다. 불휘발성 메모리 (14) 는, 관리 장치 (1) 의 전원이 오프되어도 기억 상태가 유지되는 메모리로서 구성된다. 불휘발성 메모리 (14) 는, 관리 장치 (1) 의 동작에 관련된 설정 정보가 격납되는 설정 영역을 갖는다. 불휘발성 메모리 (14) 에는, 입력 장치 (71) 로부터 입력된 데이터, 관리 장치 (1) 의 관리 하에 있는 공작 기계 (2) 나 공조 장치 (3) 등의 에지 컴퓨터로부터 취득되는 각종 데이터 (공작 기계 (2) 의 가동 정보, 공작 기계 (2) 에 의해서 가공된 워크의 가공 품질에 관련된 정보, 공조 장치 (3) 의 가동 정보 등) 가 기억된다. 또, 불휘발성 메모리 (14) 에는, 도시하지 않은 외부 기억 장치나 네트워크를 통하여 판독 입력된 데이터 등이 기억된다. 불휘발성 메모리 (14) 에 기억된 프로그램이나 각종 데이터는, 실행시/이용시에는 RAM (13) 에 전개 (展開) 되어도 된다. 또, ROM (12) 에는, 각종 데이터를 해석하기 위한 공지된 해석 프로그램 등을 포함하는 시스템·프로그램이 미리 기재되어 있다.

관리 장치 (1) 는, 인터페이스 (20) 를 통하여 유선/무선의 네트워크 (5) 와 접속되어 있다. 네트워크 (5) 에는, 적어도 1 개의 공작 기계 (2) 나, 제조 현장에 설치되어 있는 공조 장치 (3) 내지 그 공조 장치 (3) 를 관리하는 공조 관리 장치 등이 접속되어 있다. 네트워크 (5) 에 접속된 이들 장치는, 관리 장치 (1) 와의 사이에서 서로 데이터의 교환을 행하고 있다.

표시 장치 (70) 에는, 메모리 상에 판독 입력된 각 데이터, 프로그램 등이 실행된 결과로서 얻어진 데이터 등이 인터페이스 (18) 를 통하여 출력되어 표시된다. 또, 키보드나 포인팅 디바이스 등으로 구성되는 입력 장치 (71) 는, 작업자에 의한 조작에 기초하는 지령, 데이터 등을 인터페이스 (19) 를 통하여 CPU (11) 에 건네준다.

도 3 은, 제 1 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 의 개략적인 기능 블록도이다. 도 3 에 나타낸 각 기능 블록의 각 기능은, 도 2 에 나타낸 관리 장치 (1) 가 구비하는 CPU (11) 가 시스템·프로그램을 실행하여, 관리 장치 (1) 의 각 부의 동작을 제어함으로써 실현된다.

본 실시형태의 관리 장치 (1) 는, 데이터 수집부 (100), 해석부 (110), 동작 계획 책정부 (120), 동작 지시부 (130) 및 표시부 (140) 를 구비한다. 데이터 수집부 (100) 는, 관리 장치 (1) 의 관리 하에 있는 에지 컴퓨터 (공작 기계 (2), 공작 기계 (2) 의 주변 장치, 공조 장치 (3) 등) 로부터 해석의 대상이 되는 데이터를 수집한다. 해석부 (110) 는, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터를 해석한다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 해석부 (110) 에 의한 해석 결과에 기초하여 각각의 에지 컴퓨터의 동작 계획을 책정한다. 동작 지시부 (130) 는, 동작 계획 책정부 (120) 가 책정한 각 에지 컴퓨터의 동작 계획에 기초하여, 각 에지 컴퓨터에 대해서 동작을 지시한다. 표시부 (140) 는, 해석부 (110) 에 의한 해석 결과나 동작 계획 책정부 (120) 가 작성한 동작 계획을 표시 장치 (70) 에 표시시킨다. 또, 관리 장치 (1) 의 불휘발성 메모리 (14) 상에는, 관리 정보 기억부 (200), 취득 데이터 기억부 (210), 해석 결과 기억부 (220) 및 동작 계획 기억부 (230) 가 형성되어 있다. 관리 정보 기억부 (200) 에는, 관리 장치 (1) 의 관리 하에 있는 에지 컴퓨터에 관련된 관리 정보가 기억되어 있다. 취득 데이터 기억부 (210) 는, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터를 기억한다. 해석 결과 기억부 (220) 는, 해석부 (110) 가 해석한 결과를 기억한다. 동작 계획 기억부 (230) 는, 동작 계획 책정부 (120) 가 책정한 동작 계획을 기억한다.

데이터 수집부 (100) 는, 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 관리 정보에 기초하여, 관리 장치 (1) 가 관리하고 있는 공작 기계 (2), 공조 장치 (3) 등의 에지 컴퓨터로부터 정보를 수집하여 취득 데이터 기억부 (210) 에 기억시키는 기능 수단이다. 데이터 수집부 (100) 가 에지 컴퓨터로부터 수집하는 정보에는, 에지 컴퓨터의 가동 정보, 에지 컴퓨터에 의해서 검출된 환경에 관련된 정보가 포함된다. 데이터 수집부 (100) 는, 예를 들어 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 로부터, 각 공작 기계 (2) 의 가동 정보 (공작 기계 (2) 가 구비하는 각 축의 속도, 가속도, 동작 빈도 등), 각 공작 기계 (2) 에서 행해지는 가공 내용 (러프 가공, 마무리 가공 등) 등의 정보를 취득한다. 또, 데이터 수집부 (100) 는, 각 공작 기계 (2) 에서 가공된 워크의 품질 정보 (가공 후 워크의 치수 정밀도, 가공 후 워크의 면 품위 등), 각 공작 기계 (2) 의 주변에서 가공에 관련된 지원을 하는 주변 장치의 가동 정보 등을 각 공작 기계 (2) 로부터 취득한다. 데이터 수집부 (100) 는, 예를 들어 공작 기계 (2) 에서 실행되는 가공 프로그램, 공작 기계 (2) 의 각 부에서 검출된 값, 생산 계획 장치 등에서 관리되고 있는 공작 기계 (2) 의 동작에 관한 정보, 및 공작 기계 (2) 에 장착된 센서 등으로 계측 내지 검출된 데이터를 취득해도 된다. 또, 데이터 수집부 (100) 는, 공작 기계 (2) 로부터 작업자가 입력한 정보 등에 기초하여 그 공작 기계 (2) 의 가동 정보나 가공 내용, 품질 정보 등의 정보를 취득해도 된다. 또, 데이터 수집부 (100) 는, 현재의 각 에지 컴퓨터의 가동 정보나 환경에 관련된 정보뿐만 아니라, 과거에 기록된 각 에지 컴퓨터의 가동 정보나 환경에 관련된 정보를 취득해도 된다. 또, 데이터 수집부 (100) 는, 앞으로 예정되어 있는 각 에지 컴퓨터의 가동 정보 등을 취득해도 된다. 데이터 수집부 (100) 는, 예를 들어 에지 컴퓨터로서의 공조 장치 (3) 내지 공조 장치 (3) 를 관리하는 공조 관리 장치 (도시 생략) 로부터, 그 공조 장치 (3) 의 가동 정보나 설정 온도에 관련된 정보, 그 공조 장치 (3) 의 환경 정보 (환경 온도 등) 를 취득해도 된다.

도 4 는, 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 에지 컴퓨터에 관련된 관리 정보의 예를 나타내고 있다. 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 관리 정보에는, 관리 장치 (1) 가 관리하고 있는 에지 컴퓨터를 유니크하게 식별하는 식별 정보와, 그 에지 컴퓨터에 관한 정보가 포함되어 있다. 관리 정보에 포함되는 에지 컴퓨터에 관한 정보는, 예를 들어, 에지 컴퓨터의 장치명, 에지 컴퓨터의 종별, 에지 컴퓨터의 설치 위치 및 에지 컴퓨터의 접속 정보이다. 관리 정보에 포함되는 에지 컴퓨터의 설치 위치는, 예를 들어 에지 컴퓨터가 설치되는 공장명, 플로어명, 룸명, 룸 내에서의 좌표 위치 등으로 나타내도록 해도 된다. 또, 에지 컴퓨터의 설치 위치는, 위도나 경도, 고도 등으로 나타내도록 해도 된다. 관리 정보에 포함되는 에지 컴퓨터의 접속 정보는, 에지 컴퓨터가 네트워크 (5) 를 통하여 관리 장치 (1) 에 접속될 때에 사용되는 네트워크상의 어드레스로 나타내도록 해도 된다. 에지 컴퓨터의 접속 정보는, 그 에지 컴퓨터가 장착되어 있는 다른 에지 컴퓨터의 식별 정보 (도 4 의 예에서는, 식별 정보 = 5 의 미스트 컬렉터는, 호스트 장치인 식별 번호 1 의 공작 기계 (2) 에 장착되어 있고, 식별 정보 = 5 의 미스트 컬렉터에 관련된 정보는, 호스트 장치인 식별 번호 1 의 공작 기계 (2) 를 통하여 취득할 수 있는 것을 나타내고 있다) 로 나타내도록 해도 된다. 또, 도 4 에는 나타내어져 있지 않지만, 예를 들어 에지 컴퓨터마다, 그 에지 컴퓨터에 관한 정보를 제공하는 다른 장치에 관련된 정보가 관리되도록 해도 된다. 예를 들어 에지 컴퓨터가 공작 기계인 경우에, 그 공작 기계를 관리하고 있는 생산 계획 장치나 그 공작 기계에 가공 정보를 제공하는 CAD/CAM 장치 등의 정보를 그 공작 기계에 관련지어 관리하도록 해도 된다. 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 관리 정보는, 적어도 각 에지 컴퓨터에 관한 데이터를 수집할 때에 필요한 정보와, 각 에지 컴퓨터의 위치 관계를 파악하기 위한 정보를 포함하고 있으면 된다.

해석부 (110) 는, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터 (취득 데이터 기억부 (210) 에 기억된 데이터) 에 기초하여, 각 공작 기계 (2) 에 있어서의 가공 결과와 다른 에지 컴퓨터 (다른 공작 기계 (2), 공조 장치 (3) 등) 의 가동 정보의 상관 관계를 해석하는 기능 수단이다. 해석부 (110) 는, 그 해석 결과를 해석 결과 기억부 (220) 에 기억시킨다. 해석부 (110) 는, 예를 들어 취득 데이터 기억부 (210) 에 기억되어 있는 각 에지 컴퓨터의 가동 정보와, 각 공작 기계 (2) 에서 가공된 가공 후 워크의 품질 정보에 기초하여, 양자의 상관 관계를 해석한다.

해석부 (110) 는, 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 에지 컴퓨터의 설치 위치를 참조하여, 해석 대상이 되는 에지 컴퓨터와 다른 에지 컴퓨터의 쌍을 추출한다. 해석 대상으로서 추출되는 쌍은, 에지 컴퓨터와 다른 에지 컴퓨터가 서로 소정의 위치 관계에 있는 것이다. 여기서, 소정의 위치 관계란, 다른 에지 컴퓨터와, 다른 에지 컴퓨터의 가동에 의해서 진동 등의 영향을 받을 가능성이 있는 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 의 위치 관계를 의미하고 있다. 예를 들어, 동일한 실내에 설치되어 있는 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터의 쌍이나, 동일한 층에 설치되어 있는 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터의 쌍, 위의 층에 설치되어 있는 공작 기계 (2) 와 아래의 층에 설치되어 있는 에지 컴퓨터로서의 공조 장치 (3) 의 쌍 등이, 해석 대상이 되는 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터의 쌍으로서 추출된다.

해석부 (110) 는, 이와 같이 하여 추출된 쌍에 대해서, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 해석한다. 해석부 (110) 는, 회귀 분석이나 상관 분석 등과 같은 공지된 해석 수법에 의해서, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 해석한다. 해석부 (110) 는, 예를 들어 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질에 기초하여 산출된 품질치를 목적 변수, 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보에 기초하여 소정의 기준에서 산출된 가동 규모치를 설명 변수로 하여 회귀 분석이나 상관 분석을 행해도 된다. 여기서, 가동 규모치란, 예를 들어, 다른 에지 컴퓨터에 있어서의 진동의 크기를 나타내는 값, 또는 진동 에너지를 나타내는 값이다. 이로써, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 해석할 수 있다. 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질을 나타내는 품질치는, 취득 데이터 기억부 (210) 에 기억되어 있는, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질 정보에 기초하여 소정의 기준으로 산출된다. 이 품질치는, 예를 들어, 미리 가공 후 워크를 측정하여 얻어진 그 가공 후 워크의 정밀도나 면 품위를 나타내는 값을 인수 (引數) 로 하는 함수 (정밀도나 면 품위가 좋아질 때에 보다 큰 값을 산출하는 함수) 를 미리 정해 두고, 그 함수로부터 산출되는 값을 품질치로서 사용하도록 해도 된다. 또, 다른 에지 컴퓨터의 진동의 원인이 되는 동작에 관한 파라미터 (공작 기계 (2) 나 로봇에 있어서는, 각 축의 속도나 가속도, 동작 빈도, 공조 장치 (3) 에 있어서는 풍량 등) 의 값을 인수로 하는 함수 (예를 들어, 가속도 등의, 다른 에지 컴퓨터의 진동에 크게 영향을 주는 파라미터치가 큰 경우에, 보다 큰 값을 산출하는 함수) 를 미리 정해 두고, 그 함수로부터 산출되는 값을 가동 규모치로서 사용하도록 해도 된다.

해석부 (110) 는, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터 중, 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터가 동작하고, 그 이외의 에지 컴퓨터가 동작하고 있지 않는 상황에서 취득된 데이터를 이용하여, 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터의 상관 관계를 해석하는 것이 바람직하다. 이와 같은 데이터를 작성하기 위해서, 작업자는 제조 현장에 에지 컴퓨터를 배치한 후에, 각 공작 기계 (2) 와, 그 공작 기계와는 상이한 다른 에지 컴퓨터만을 동작시켜 데이터를 수집하는 공정을 형성해도 된다. 또, 해석부 (110) 는, 공작 기계 (2) 와, 2 이상의 다른 에지 컴퓨터가 동작하고 있는 환경 하에서 취득된 데이터에 기초하여, 공작 기계 (2) 와 2 이상의 다른 에지 컴퓨터의 상관 관계를 해석해도 된다. 2 이상의 다른 에지 컴퓨터의 동작에서 기인하는 진동은, 합성되어, 공작 기계 (2) 의 마무리 가공에 영향을 준다. 해석부 (110) 는, 합성된 진동으로부터 각각의 에지 컴퓨터의 진동 성분을 추출하고, 각 진동 성분 사이의 차분에 기초하여 공작 기계 (2) 와 2 이상의 다른 에지 컴퓨터의 상관 관계를 해석한다.

도 5 는, 해석부 (110) 에 의한 해석의 결과에 기초하여 작성되고, 해석 결과 기억부 (220) 에 기억되는 상관 관계 정보의 예를 나타내고 있다. 상관 관계 정보는, 공작 기계 (2) 의 식별 정보와, 다른 에지 컴퓨터의 식별 정보와, 이것들의 상관성이 관련지어진 정보이다. 여기서, 상관성이란, 예를 들어, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 나타내는 정보이다. 도 5 의 예에서는, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관성을 고·중·저로 표현하고 있다. 상관성은, 예를 들어 상관 계수의 값, 또 다른 값이어도 된다. 또, 해석부 (110) 는, 그 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과, 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관성의 특징을 나타내는 상관 함수나 상관성 모델 등을 작성하는 경우, 작성된 상관 함수나 상관성 모델을 해석 결과 기억부 (220) 에 기억시켜도 된다.

동작 계획 책정부 (120) 는, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터 (취득 데이터 기억부 (210) 에 기억된 데이터) 와, 해석부 (110) 에 의해서 작성된 상관 관계 정보 (해석 결과 기억부 (220) 에 기억된 상관 관계 정보) 에 기초하여, 관리 장치 (1) 의 관리 하에 있는 에지 컴퓨터의 동작에 대해서 소정의 제한을 가하거나 또는 제한을 해제하는 동작 계획을 책정하는 기능 수단이다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 책정한 동작 계획을 동작 계획 기억부 (230) 에 기억시킨다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 예를 들어, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터를 참조하여 마무리 가공을 행하는 공작 기계 (2) 가 있다고 판단했을 경우, 해석부 (110) 의 해석 결과에 기초하여 그 공작 기계 (2) 와 상관성이 높은 에지 컴퓨터를 특정한다. 그리고, 동작 계획 책정부 (120) 는, 마무리 가공을 행하는 공작 기계 (2) 와 상관성이 있는 에지 컴퓨터의 가동 상태를 확인한다. 그 에지 컴퓨터가 공작 기계 (2) 의 마무리 가공에 영향을 주는 가동 상태였을 경우, 동작 계획 책정부 (120) 는, 그 에지 컴퓨터의 동작에 대해서, 예를 들어 축의 이동 속도나 가속도를 작게 하는 등의 제한을 부여하는 동작 계획을 동작 계획 기억부 (230) 에 기억시킨다. 또, 동작 계획 책정부 (120) 는, 공작 기계 (2) 의 마무리 가공이 완료되었을 경우에, 에지 컴퓨터의 동작에 대해서 부여한 제한을 해제하는 동작 계획을 동작 계획 기억부 (230) 에 기억시킨다.

동작 계획 책정부 (120) 는, 미리 정한 동작 제한 룰에 따라서, 에지 컴퓨터의 동작에 대해서 제한을 부여하는 동작 계획을 책정해도 된다. 동작 계획 책정부 (120) 가 사용하는 동작 제한 룰은, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 의 가동 정보 사이의 상관성의 정도와, 다른 에지 컴퓨터의 제어 가능한 동작에 대한 소정의 제한의 관계로 정의할 수 있다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 예를 들어, 다음에 나타내는 동작 제한 룰을 사용할 수 있다. 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 의 가동 정보 사이에 높은 상관성이 있을 경우, 그 다른 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 의 축의 이동에 제한을 가한다. 구체적으로, 예를 들어, 축의 이동 속도를 미리 정한 최대 속도 Flim1 이하, 및 축의 가속도를 미리 정한 최대 가속도 Falim1 이하가 되도록, 축의 동작에 제한을 가한다. 혹은, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터로서의 공조 장치 (3) 의 가동 정보 사이에 중간 정도 이상의 상관성이 있을 경우에, 공조 장치 (3) 의 풍량이 약 (弱) 이하가 되도록 제한을 가해도 된다. 또, 동작 제한 룰은, 다른 에지 컴퓨터의 특정한 동작에 대해서만 제한을 두는 룰로 해도 된다. 예를 들어, 다른 에지 컴퓨터가 공작 기계일 경우, 수평 방향의 축 이동에 대해서는 다른 공작 기계에 대한 영향은 적고, 상하 방향의 축 이동은 다른 공작 기계에 대한 영향이 크다 (플로어에 대해서 진동을 부여한다). 그 때문에, 상하 방향의 축 (Z 축 등) 의 동작에 대해서만 제한을 가하는 등의 동작 제한 룰을 작성해도 된다.

동작 계획 책정부 (120) 는, 미리 정한 동작 제한 함수에 따라서, 에지 컴퓨터의 동작에 대해서 제한을 부여하는 동작 계획을 책정해도 된다. 동작 계획 책정부 (120) 가 사용하는 동작 제한 함수는, 공작 기계 (2) 에 있어서 가공된 가공 후 워크의 품질과 그 가공 후 워크의 마무리 가공시에 있어서의 다른 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 의 가동 정보 사이의 상관성을 인수로 하여, 다른 에지 컴퓨터의 제어 가능한 동작의 파라미터를 출력하는 함수로서 정의할 수 있다. 또한, 해석부 (110) 가, 해석 결과로서 상관 함수나 상관성 모델을 작성하고 있는 경우에는, 그 상관 함수나 그 상관성 모델을 사용하여 동작 제한 룰이나 동작 제한 함수를 정의하도록 해도 된다.

동작 계획 책정부 (120) 가 작성하는 동작 계획은, 추가로 다른 에지 컴퓨터의 동작에 대해서 제한을 가하는 시간대를 정의하도록 해도 된다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 도 6 에 예시하는 바와 같이, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터를 참조하여 공작 기계 (2) 가 n1 분 후부터 n2 분 후 사이에 마무리 가공을 행하는 것을 파악한다. 이 경우, 동작 계획 책정부 (120) 는, 다른 에지 컴퓨터 a 가 n1 분 후부터 n2 분 후 사이에 그 공작 기계 (2) 의 마무리 가공에 대해서 영향을 주는 진동을 일으키지 않도록, 그 동작에 제한을 가하는 동작 계획을 책정한다. 동작 계획 책정부 (120) 는, 책정한 동작 계획을 동작 계획 기억부 (230) 에 기억시킨다. 이 때, 다른 에지 컴퓨터 b 와 같이, 동작의 제한을 개시하고 나서 그 공작 기계 (2) 의 마무리 가공에 대해서 영향을 주는 진동이 일어나지 않게 되기까지 타임래그 Tl 이 발생될 경우에는, 동작 계획 책정부 (120) 는, 그 타임래그 Tl 을 고려한 동작 계획을 책정하도록 해도 된다.

동작 지시부 (130) 는, 동작 계획 책정부 (120) 가 책정한 동작 계획 (동작 계획 기억부 (230) 에 기억된 동작 계획) 에 기초하여, 각 에지 컴퓨터에 대해서 동작 지시를 내리는 기능 수단이다. 동작 지시부 (130) 는, 동작 계획에 에지 컴퓨터의 동작을 제한하는 것이 정해져 있는 경우에는, 동작 제한의 대상으로 되어 있는 에지 컴퓨터에 대해서 동작을 제한하도록 지시한다. 또, 동작 지시부 (130) 는, 동작 계획에 에지 컴퓨터의 동작의 제한을 해제하는 것이 정해져 있는 경우에는, 동작 제한의 해제 대상으로 되어 있는 에지 컴퓨터에 대해서 제한을 해제할 것을 지시한다.

표시부 (140) 는, 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 관리 정보, 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터 (취득 데이터 기억부 (210) 에 기억된 데이터) 및 동작 계획 책정부 (120) 가 책정한 동작 계획 등을 표시 장치 (70) 에 표시시키는 기능 수단이다. 표시부 (140) 는, 예를 들어, 관리 정보 기억부 (200) 에 기억되어 있는 관리 정보 및 데이터 수집부 (100) 가 수집한 데이터에 기초하여, 도 7 에 예시하는 바와 같이, 관리 장치 (1) 의 관리 하에 있는 에지 컴퓨터를 표시 장치 상에 표시한다. 표시부 (140) 는, 입력 장치 (71) 를 통하여 지정된 에지 컴퓨터의 동작 상황을 표시 장치 (70) 에 표시시키도록 해도 된다. 또, 표시부 (140) 는, 예를 들어 소정의 에지 컴퓨터가 지정되면, 그 에지 컴퓨터와의 상관성에 따라서 다른 에지 컴퓨터의 색을 바꾸거나 (예를 들어, 상관성이 높은 것일수록 진한 빨강으로 표시하는 등) 마크를 부여하거나 하여 표시시키도록 해도 된다. 또, 표시부 (140) 는, 도 6 에 예시되는 각 에지 컴퓨터의 동작 계획을 시간축을 따라서 표시시키도록 해도 된다. 또한, 이 표시를 본 작업자가, 입력 장치 (71) 를 조작하여 동작 계획 기억부 (230) 에 기억되는 동작 계획을 편집할 수 있도록 구성해도 된다.

상기한 구성을 구비한 본 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 는, 관리 하에 있는 각 에지 컴퓨터에 대해서, 공작 기계 (2) 와 다른 에지 컴퓨터 사이의 상관성을 해석한다. 관리 장치 (1) 는, 그 해석 결과에 기초하여, 공작 기계 (2) 가 마무리 가공을 행할 때에 다른 에지 컴퓨터의 동작을 제한함으로써, 마무리 가공에 영향을 주는 에지 컴퓨터만의 동작을 제한하는 것이 가능해진다. 이로써, 제조 현장 전체의 가공 효율을 크게 저하시키지 않고, 용이하게 고품위 가공 레벨을 유지한 가공 환경을 확립하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 의 일 변형예로서, 동작 계획 책정부 (120) 는, 생산 계획 장치가 작성한 각 공작 기계의 생산 계획에 기초하여, 에지 컴퓨터로서의 복수의 공작 기계가 동일한 타이밍으로 러프 가공을 행하고, 동일한 타이밍으로 마무리 가공을 행하도록 그 생산 계획을 변경한 동작 계획을 책정해도 된다. 공작 기계는, 러프 가공을 행하고 있을 때에는 진동이 크고, 마무리 가공을 행하고 있을 때에는 그 진동은 작아진다. 그래서, 미리 생산 계획상에서 복수의 공작 기계에 있어서의 러프 가공과 마무리 가공의 타이밍을 맞춤으로써, 제조 현장 전체의 가공 효율을 크게 저하시키지 않고, 용이하게 고품위 가공 레벨을 유지한 가공 환경을 확립하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에 의한 관리 장치 (1) 의 다른 변형예로서, 해석부 (110) 에 의한 해석 처리를 공지된 기계 학습의 수법에 의해서 행하도록 해도 된다. 이 경우, 해석부 (110) 는, 예를 들어 다른 에지 컴퓨터의 복수의 동작 파라미터와, 공작 기계 (2) 에서 가공된 가공 후 워크의 품질의 상관성을 나타내는 학습 모델을 구축한다. 해석부 (110) 는, 이 학습 모델을 사용함으로써, 동작 계획 책정부 (120) 에 의한 다른 에지 컴퓨터에 대한 동작의 제한 내용을 결정 (가공에 영향이 나타나지 않도록 적절히 제한 대상이 되는 파라미터를 선택) 할 수 있다.

본 실시형태의 다른 변형예를 다음과 같이 구성해도 된다. 각 에지 컴퓨터 또는 그 에지 컴퓨터가 설치되는 플로어면 등에 접촉식 내지 비접촉식의 진동 센서를 설치한다. 데이터 수집부 (100) 는 그 진동 센서로 검출된 진동 정보를 수집한다. 해석부 (110) 는, 수집된 진동 정보를 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보와의 상관성의 해석에 사용한다. 진동 센서를 사용함으로써, 해석부 (110) 는, 다른 에지 컴퓨터의 가동 상태와, 공작 기계 (2) 에 실제로 발생되고 있는 진동의 상관성을 해석하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 상관 관계의 해석의 정밀도를 높이는 것이 가능해진다. 또, 해석부 (110) 는, 공작 기계 (2) 에 의해서 가공된 가공 후 워크의 품질이 진동에서 기인되는 것인지 다른 요인의 것인지를 분별할 수 있다. 그 때문에, 해석부 (110) 는, 공작 기계 (2) 에 의해서 가공된 가공 후 워크의 품질과 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 보다 정밀도 높게 (관계없는 데이터를 배제하여) 해석할 수 있다. 또한, 진동 센서를 에지 컴퓨터와는 상이한 다른 컴퓨터 등을 통하여 네트워크 (5) 에 접속하여 데이터를 수집하도록 구성할 수 있다. 이로써, 에지 컴퓨터로서의 공작 기계 (2) 를 가동시키지 않아도, 다른 에지 컴퓨터의 가동 상태와 공작 기계 (2) 에 실제로 발생되고 있는 진동의 상관성을 해석할 수 있게 된다. 예를 들어, 공작 기계 (2) 의 동작에 의해서 발생되는 진동과 분리하여 해석할 수 있게 된다.

또, 다른 예로서, 1 개의 공작 기계 (2) 와 이 공작 기계 (2) 로부터 서로 거의 등거리에 배치되어 있는 복수의 에지 컴퓨터가 있으며, 또한, 복수의 에지 컴퓨터가 서로 동일 기종, 동일 사양인 경우를 상정한다. 이 경우, 편의상, 1 개의 공작 기계 (2) 와 에지 컴퓨터를 1 개의 쌍으로 하면, 1 개의 공작 기계 (2) 와 1 개의 에지 컴퓨터로 이루어지는 복수의 쌍이 존재하고, 이들 각각의 쌍은 서로 동일한 관계에 있다고 말할 수 있다. 이 경우, 해석부 (110) 는, 이와 같은 관계에 있는 각 쌍으로부터 취득된 데이터를 서로 비교한다. 해석부 (110) 는, 어느 쌍으로부터 취득되는 데이터가 복수의 다른 쌍으로부터 취득되는 데이터와는 상이한 경향을 나타낸 경우에, 이 상이한 경향을 나타내는 데이터를 이탈치로서 해석 대상으로부터 제외하도록 해도 된다. 이와 같이 함으로써, 해석부 (110) 는, 공작 기계 (2) 에 의해서 가공된 가공 후 워크의 품질과 다른 에지 컴퓨터의 가동 정보의 상관 관계를 보다 정밀도 높게 (이탈치 데이터를 배제하여) 해석할 수 있다.

도 8 은, 복수의 관리 장치 (1) 를 구비한 제 2 실시형태에 의한 관리 시스템 (300) 의 개략적인 구성도이다. 도 8 에 예시되는 관리 시스템 (300) 은, 포그 컴퓨터로서 실장된 복수의 관리 장치 (1) 를 구비하고 있다. 각 관리 장치 (1) 는, 복수의 에지 컴퓨터 (8) 를 관리하고 있다. 관리 장치 (1) 는, 제 1 실시형태에서 설명한 각 기능을 구비하고 있다. 또, 관리 장치 (1) 는, 관리 하에 있는 에지 컴퓨터 (8) 로부터 수집한 데이터 및 그 데이터를 해석하여 얻어진 해석 결과로서의 상관 관계 정보를, 다른 관리 장치 (1) 와의 사이에서 직접 또는 클라우드 서버 (6) 를 통하여 서로 교환할 수 있도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 구비한 관리 시스템 (300) 에서는, 예를 들어 관리 하에 있는 에지 컴퓨터 (8) 의 배치와 유사한 배치의 에지 컴퓨터 (8) 사이의 상관 관계 정보를, 다른 관리 장치 (1) 로부터 취득하여 이용하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 새로운 공장을 설치했을 경우 등에, 유사한 배치 관계로 되어 있는 에지 컴퓨터 (8) 의 상관 관계 정보를 다른 관리 장치 (1) 로부터 유용함으로써, 공장 가동시의 시험적인 데이터 수집 작업의 수고를 대폭 생략하는 것이 가능해진다.

이상, 본 개시의 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 개시는 상기 서술한 실시형태의 예에만 한정되지 않고, 적절한 변경을 추가함으로써 여러 가지 양태로 실시할 수 있다.

Claims

고품위 가공을 행하는 제 1 공작 기계 및 적어도 1 개의 다른 기계가 가동되는 제조 현장에 있어서, 상기 다른 기계의 동작을 관리하는 관리 장치로서,
적어도, 상기 제 1 공작 기계에 의한 가공 후의 워크의 품질 정보와, 상기 다른 기계의 가동 정보를 수집하는 데이터 수집부와,
상기 제 1 공작 기계에 의한 가공 후의 워크의 품질 정보와, 상기 다른 기계의 가동 정보의 상관 관계를 해석하는 해석부와,
상기 해석부가 해석한 상관 관계에 기초하여, 상기 제 1 공작 기계가 고품위 가공을 행할 때에 상기 제 1 공작 기계에 전달되는 진동을 저감하도록, 상기 다른 기계의 동작을 제한하는 동작 계획을 책정하는 동작 계획 책정부와,
상기 동작 계획 책정부가 책정한 동작 계획에 기초하여, 상기 다른 기계에 대해서 동작 지시를 내리는 동작 지시부를 구비한, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다른 기계는 상기 제 1 공작 기계와 상이한 제 2 공작 기계로서,
상기 제한은, 상기 제 2 공작 기계의 축의 속도, 가속도, 동작 빈도 중 적어도 어느 것을 제한하는 것인, 공장 설비의 관리 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제한을, 상기 제 2 공작 기계의 특정한 축에 한정하여 실시하는, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다른 기계는 상기 제 1 공작 기계와 상이한 공조 장치로서,
상기 제한은, 상기 공조 장치의 풍량을 제한하는 것인, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 공작 기계의 가공 프로그램을 선행하여 판독하고, 상기 제 1 공작 기계에서 예정되어 있는 고품위 가공을 개시하는 시각보다 이전에, 상기 다른 기계에 대해서 상기 제한을 실시하는, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제한은, 상기 다른 기계의 소정의 동작의 개시 타이밍 및 종료 타이밍 중 적어도 어느 것의 조정인, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상관 관계의 산출을 기계 학습에 의해서 행하는, 공장 설비의 관리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 데이터 수집부는, 추가로 진동 센서로 검출된 상기 제 1 공작 기계에 발생된 진동 정보를 수집하고,
상기 해석부는, 상기 제 1 공작 기계에 발생된 진동 정보와, 상기 다른 기계의 가동 정보의 상관 관계를 해석하고,
상기 동작 계획 책정부는, 상기 해석부가 해석한 상기 진동 정보와 상기 가동 정보의 상관 관계에 기초하여, 상기 제 1 공작 기계가 고품위 가공을 행할 때에 상기 제 1 공작 기계에 전달되는 진동을 저감하도록, 상기 다른 기계의 동작을 제한하는 동작 계획을 책정하는, 공장 설비의 관리 장치.
복수의 제 1 항에 기재된 공장 설비의 관리 장치가, 네트워크를 통하여 서로 접속된 관리 시스템으로서,
복수의 상기 공장 설비의 관리 장치 사이에서, 상기 해석부에 의한 해석 결과를 공유 가능한, 관리 시스템.