JP4794014B2 - 生産システム - Google Patents

Description

本発明は、生産システムに関し、例えば、自動車等の製造工場において、無人でワークを生産する生産システムに関する。

従来から、工業製品等の生産ラインでは、ワークを自動加工する加工装置（ＮＣ加工装置）が利用されている。
ここで、従来から知られているＮＣ加工装置（加工装置）を備えた生産システムについて、図８に基づいて説明する。

図８に示すように、従来技術の生産システムは、加工データ端末１５０と、スケジューリング端末２５０と、機械監視端末３０と、生産ラインＬに配置された複数の加工装置４０ａ１、４０ａ２（ここでは、説明の便宜上、２台だけ示す）と、それぞれの加工装置４０ａ１、４０ａ２を制御する制御装置４０ｂ１、４０ｂ２と、ワークＷを搬送するクレーン装置Ｂとを備えている。
また、加工データ端末１５０および制御装置４０ｂ１、４０ｂ２は、ネットワークａに接続され、相互に通信できるようになされている。
また、スケジューリング端末２５０、機械監視端末３０、および加工装置４０ａ１、４０ａ２は、ネットワークｂ（図中では破線で示している）に接続され、相互に通信できるようになされている。

また、加工データ端末１５０は、ワークＷの設計情報（ＣＡＤデータ）等を用いて各加工装置４０ａ１、４０ａ２を駆動制御する加工データ（指示情報）１６０を生成し、ネットワークａを介して、各制御装置４０ｂ１、４０ｂ２に、加工データ１６０を送信する。そして、制御装置４０ｂ１（又は制御装置４０ｂ２）は、加工データ端末１０からの加工データ１６０を受信し、その加工データ１６０を用いて、加工装置４０ａ１（又は加工装置４０ａ２）の駆動制御を行う。
なお、加工データ端末１５０は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータにより構成され、当該メモリにはＣＡＭプログラムが格納されている。そして、前記ＣＰＵが前記ＣＡＭプログラムを実行することにより、加工データ１００が作成される。

また、スケジューリング端末２５０は、生産ラインＬのスケジュール管理を行う。
そして、作業者は、スケジューリング端末２５０に、加工データ端末１５０で求めた加工データ１６０を入力する（例えば、作業者がキーボードで入力する）。スケジューリング端末２５０は、入力された加工データ１６０を用いて、生産ラインＬの生産計画を作成する。また、スケジューリング端末２５０は、作成した生産計画にしたがい、機械監視端末３０を介して、各加工装置４０ａ１、４０ａ２の駆動開始の指示を行う。

また、各加工装置４０ａ１、４０ａ２は、ワークＷの加工が終了すると、その旨を示す信号（終了信号）を機械監視端末３０に送信するようになされている（ネットワークｂを介して送信する）。
そして、機械監視端末３０は、各加工装置４０ａ１、４０ａ２からの加工終了信号を受信すると、スケジューリング端末２５０に、受信した加工終了信号を送信する。また、スケジューリング端末２５０は、加工終了信号を受信すると、作業者にその旨を通知する（ブザー等を鳴らす）。
作業者は、前記の通知を受けると（ブザー音を聞くと）、クレーン装置Ｂを操作して、次工程の加工装置４０ａ１、４０ａ２に、ワークＷを搬送して設置し、その搬送終了を示すデータをスケジューリング端末２５０に入力する。

その後、スケジューリング端末２５０は、搬送終了の入力を受けると、前記生産計画にしたがい、機械監視端末３０を介して各加工装置４０ａ１、４０ａ２に、次工程の加工開始に指示を与える。これにより、各加工装置４０ａ１、４０ａ２によりワークＷが自動的に加工される。
なお、上記のように、ワークＷを自動加工する加工装置の構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
また、従来から、生産ラインＬでは、ワークＷの搬送手段として、クレーン装置Ｂではなく、無人搬送システムを利用することも行われている（例えば、特許文献２）。
特開２００２−２００５４０号公報 特開２００５−２０９１６１号公報

しかしながら、上述した従来技術の生産システムは、以下に示す技術的課題を有している。
具体的には、図８に示す従来技術の生産システムは、加工装置が作業を完了した場合、作業者に対して作業完了を通知しているが、各加工装置におけるワークの加工の進捗状況が把握できないという技術的課題を有している。
そのため、従来技術の生産システムは、搬送の段取り待ちを発生させたり、ワークの搬送遅れによって次工程の加工装置にアイドルタイムを発生させたりしていた。その結果、従来技術の生産システムは、生産ラインの生産性を低下させていた。
また、従来技術の生産システムは、ＣＡＭの手法により算出した加工時間をそのまま利用して生産計画を作成しているが、各加工装置の特性（反応時間、加減速）が考慮されていないため、実際の工程と、生産計画との間にズレが発生していた。すなわち、従来技術の生産システムは、精度の高い生産計画を作成することができないため、生産ラインの生産性を向上させることができなかった。

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ワークを自動加工する加工装置を備える生産システムにおいて、生産ラインの生産性を向上させることにある。

上記課題を解決するためになされた本発明は、ワークを載置する作業台を備え、該作業台に載置された該ワークを自動加工する生産ラインに配置された加工装置と、作業手順を含む加工データを用いて該加工装置に該ワークの加工を実行させる制御装置と、該加工装置の作業台に該ワークを搬送する無人搬送装置と、生産計画にしたがい前記加工装置および前記無人搬送装置に駆動開始を指示するスケジューリング端末とを有する生産システムに適用される。
そして、前記加工データに含まれる作業手順には、該作業手順の中の所定作業にマーキングデータが付けられており、前記加工装置は、前記作業台の上に載置されたワークの加工を開始すると前記スケジューリング端末に向けて作業開始を示す開始信号を送信し、前記マーキングデータが付けられた所定作業を実施すると前記スケジューリング端末に向けてその旨を示す中間信号を送信し、該ワークの加工が完了すると前記スケジューリング端末に向けて作業完了を示す終了信号を送信し、前記スケジューリング端末は、前記加工装置が送信する前記開始信号、前記中間信号、および前記終了信号を用いて、該加工装置におけるワークの加工の進捗状況を示す進捗情報を生成し、前記生産計画および該進捗情報に基づいて前記加工装置への加工開始の指示および前記無人搬送装置へのワークの搬送指示を行うことを特徴としている。

このように、本発明の生産システムは、加工データに含まれる作業手順に、その作業手順の中の所定作業にマーキングデータが付けられている。
また、加工装置は、ワークの加工を開始するとスケジューリング端末に向けて作業開始を示す開始信号を送信し、マーキングデータが付けられた所定作業を実施するとスケジューリング端末に向けてその旨を示す中間信号を送信し、ワークの加工が完了するとスケジューリング端末に向けて作業完了を示す終了信号を送信している。
そのため、本発明によれば、スケジューリング端末が、加工装置からの「開始信号、中間信号、および終了信号」により、加工装置の作業の進捗状況を把握することができる。
また、本発明の生産システムによれば、加工装置の作業の進捗状況に応じて、加工装置および無人搬送装置の駆動を制御できるため、生産ライン全体のアイドルタイムを減少させることができる。

また、本発明の生産システムは、ワークの加工を自動的に行う加工装置と、ワークを無人で搬送する無人搬送システムとを備えているため、生産ラインの無人化を図ることができる。

また、前記生産システムは、前記加工データと、前記加工装置の特性を示す情報とを用いて、該加工装置が行う作業時間を算出する加工時間算出端末を備え、前記スケジューリング端末は、前記加工時間算出端末が算出した作業時間を用いて前記生産計画を作成することが望ましい。
このように本発明では、生産計画の基となる作業時間の算出において、加工装置の特性を示す情報を加味しているため、実際の作業時間と誤差の少ない作業時間を算出することができ、これにより精度の高い生産計画を作成することができる。
その結果、本発明によれば、精度の高い生産計画にしたがい、生産ラインを稼働させることができるので、生産ラインの生産性を向上させることができる。

このように、本発明によれば、ワークを自動加工する加工装置を備える生産システムにおいて、生産ラインの生産性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態の生産システムを図面に基づいて説明する。
先ず、本発明の実施形態の生産システムのシステム構成について、図１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の生産システムのシステム構成図である。
なお、本実施形態の説明において、上述した実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、その説明を簡略化する。

図示するように、本実施形態の生産システムＸは、加工データ端末１０と、加工時間算出端末１５と、スケジューリング端末２０と、機械監視端末３０と、生産ラインＬに配置された複数の加工装置（ＮＣ工作機械）４０ａ１〜４０ａｎ（ｎは２以上の整数）と、それぞれの加工装置４０ａ１〜４０ａｎを制御する制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎ（ｎは２以上の整数）と、複数の無人搬送機６０と、複数の無人搬送機６０の駆動を制御する搬送機制御端末７０とを備えている。
ここで、加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、加工対象のワークＷが載置される作業台（図示せず）を備え、制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎからの指示にしたがい、作業台に載置されたワークＷを自動加工する。

また、加工データ端末１０、スケジューリング端末２０、制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎ、および搬送機制御端末７０は、ネットワークａ（例えば、工場内ＬＡＮ）に接続され、ネットワークａを介して相互間でデータの授受ができるようになされている。
また、スケジューリング端末２０、機械監視端末３０、および加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、ネットワークｂ（例えば、工場内ＬＡＮ）に接続され、ネットワークｂを介して相互間でデータの授受ができるようになされている。
また、加工時間算出端末１５は、加工データ端末１０およびスケジューリング端末２０にネットワーク接続されている。
なお、図示するネットワーク構成は、あくまでも一例である。また、ネットワークａおよびネットワークｂは、有線であっても無線（例えば、無線ＬＡＮ）であってもかまわない。

上記のように構成された生産システムＸは、スケジューリング端末２０が、機械監視端末３０を介して各加工装置４０ａ１〜４０ａｎが行っている作業の進捗状況を把握する。
また、スケジューリング端末２０は、前記の進捗状況に基づいて無人搬送機６０への搬送指示を行い（搬送機制御端末７０を介して無人搬送機６０を駆動させ）、ワークＷの搬送を行う。また、スケジューリング端末２０は、前記の進捗状況に基づいて加工装置４０ａ１〜４０ａｎに加工開始を指示する。
このように、本実施形態によれば、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎの作業の進捗状況にしたがい、生産ラインＬの各装置の駆動制御を行うため、生産ラインＬ全体のアイドルタイムを減少させることができる。
また、生産システムＸは、ワークＷの加工を自動的に行う加工装置４０ａ１〜４０ａｎと、ワークＷを無人で搬送する無人搬送システム（無人搬送機６０および搬送機制御端末７０）とを備えているため、生産ラインＬの無人化を図ることができる。
以下、本実施形態の生産システムＸを構成する各装置を順次説明していく。

先ず、加工データ端末１０について説明する。
加工データ端末１０は、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎの駆動を制御する加工データを生成すると共に、各制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎに、その生成した加工データを送信する。
具体的には、加工データ端末１０は、加工データを生成する加工データ生成部１１と、加工時間算出端末１５との間で行われるデータの授受を制御するＩ／О処理部１２と、ネットワークａに接続されている各装置との間で行われるデータの授受を制御する通信部１３とを有する。

加工データ生成部１１は、ワークＷの設計情報（ＣＡＤデータ）等を用いて、各加工装置４０ａを駆動制御するための加工データ１００を生成する。
ここで、加工データ生成部１１が生成する加工データ１００について、図２を用いて説明する。
図２は、本発明の実施形態の加工データのデータ構造を模擬的に示した模式図である。

図示するように、加工データ１００は、各加工装置４０ａが担当する工程を示すデータ名毎に、その工程を担当する加工装置４０ａを制御する指示情報が対応付けられている。
具体的には、加工データ１００は、工程名を登録するフィールド１０１ａと、フィールド１０１ａに登録された工程名の工程を担当する加工装置４０ａを制御する指示情報を登録するフィールド１０１ｂとを備え、１つのレコードが形成されている。また、加工データ１００は、工程毎にレコードが作られている（複数のレコードにより構成されている）。
なお、以下では、説明の便宜上、荒取り加工を担当する荒機を加工装置４０ａ１とし、中仕上加工を担当する中仕上機を加工装置４０ａ２とし、仕上加工を担当する仕上機を加工装置４０ａ３（図示せず）として説明する。

例えば、フィールド１０１ａに「荒取り加工データ」が登録されたレコード１００ａでは、フィールド１０１ａに対応するフィールド１０１ｂに、荒取り加工を担当する加工装置（荒機）４０ａ１の駆動を制御するための指示情報（例えば、移動方法、移動量、担当装置等）が登録されている。
また、フィールド１０１ａに「中仕上加工データ」が登録されたレコード１００ｂでは、対応するフィールド１０１ｂに、中仕上加工を担当する加工装置（中仕上機）４０ａ２の駆動を制御するための指示情報（図示せず）が対応付けられている。

また、各工程を示す加工データ１００には、その工程の作業手順を示すデータ（図示せず）が含まれ、且つその作業手順を示すデータの中の所定作業を示すデータにフラグデータ（中間マーキング）が対応付けられている。
例えば、ある工程（例えば、荒取り加工工程）の手順を示すデータが「第１作業、第２作業・・・・第Ｘ作業」により構成されていれば、中間の第ｎ作業（１＜ｎ＜Ｘ）に中間マーキングが付けられている。

また、上記の中間マーキングの位置は、システム管理者からの指定により特定されるようになされていてもよい。また、例えば、工程（荒取り加工工程等）の手順を示すデータが「第１作業、第２作業・・・・第Ｘ作業」により構成されている場合、最後の手順の１つ前の手順（（Ｘ−１）手順）や、最後の手順の２つ前の手順（（Ｘ−２）手順）に中間マーキングが付けられていてもよい。
そして、この中間マーキングは、後述するように、各加工装置４０ａにおける作業の進捗状況の把握に用いられる。

図１に戻り、加工データ端末１０の説明を続ける。
加工データ生成部１１により生成された加工データ１００は、Ｉ／О処理部１２により、加工時間算出端末１５に送信され、加工時間の算出に用いられる。また、加工データ１００は、通信部１３により、ネットワークａを介して、対応する各制御装置４０ｂに送られる（例えば、荒取り加工データの指示情報（図２のレコード１００ａ）は、荒取り加工を行う加工装置４０ａ１の駆動を制御する制御装置４０ｂ１に送られる）。

また、本実施形態では、加工データ端末１０のハードウェア構成について、特に限定されるものではないが、例えば、加工データ端末１０は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータにより構成される。
そして、前記メモリには、加工データ生成部１１、Ｉ／О処理部１２、および通信部１３の機能を実現するためのプログラム（加工データ端末ＰＧ）が格納されている。そして、加工データ生成部１１、Ｉ／О処理部１２、および通信部１３の機能は、前記ＣＰＵが、前記メモリに格納されたプログラム（加工データ端末ＰＧ）を実行することにより実現される。
なお、前記プログラム（加工データ端末ＰＧ）には、ＣＡＭプログラムが含まれており、上述した中間マーキングを付与する以外の処理は、従来技術のものと同じである。

次に、加工時間算出端末１５の構成を説明する。
加工時間算出端末１５は、工程毎にその工程の加工時間を算出する加工時間算出部１６と、Ｉ／О処理部１７と、加工機特性データベース１８とを備えている。
なお、Ｉ／О処理部１７は、加工データ端末１０との間で行われるデータの授受を制御する。また、Ｉ／О処理部１７は、スケジューリング端末２０との間で行われるデータの授受を制御する。
具体的には、Ｉ／О処理部１７は、加工データ端末１０から送信される加工データ１００を受信し、加工時間算出部１６に出力する。また、Ｉ／О処理部１７は、スケジューリング端末２０に加工時間算出部１６が算出した加工時間を送信する。

また、加工機特性データベース１８には、各工程を担当する加工装置４０ａ毎の特性情報（加工装置４０ａの特性を示す情報）が登録されている。
ここで、図３を用いて、加工機特性データベース１８について説明する。
図３は、本発明の実施形態の加工機特性データベースのデータ構造を模擬的に示した模式図である。
加工機特性データベース１８は、加工装置名毎に、その加工装置の特性を示す情報が対応付けられている。

具体的には、加工機特性データベース１８は、加工装置名を登録するフィールド１８０と、フィールド１８０に登録された加工装置の特性を示す情報を登録するフィールド１８１とを備え、１つのレコードが形成されている。また、加工機特性データベース１８は、加工装置毎にレコードが作られている（複数のレコードにより構成されている）。
例えば、図示するように、フィールド１８０に「荒機（加工装置４０ａ１）」が登録されたレコード１８ａでは、フィールド１８０に対応するフィールド１８１に「荒機（加工装置４０ａ１）の特性を示す情報（モータ出力、加速能力、減速能力、モータ反応速度等）が登録されている。
また、フィールド１８０に「仕上機（加工装置４０ａ３（図示せず））」が登録されたレコード１８ｃでは、フィールド１８０に対応するフィールド１８１に「仕上機（加工装置４０ａ３）の特性を示す情報（図示せず）が登録されている。

図１に戻り、加工時間算出端末１５の説明を続ける。
加工時間算出部１６は、加工データ端末１０からの加工データ１００に加え、加工機特性データベース１８に登録されている各加工装置４０ａが持つ特性を利用して工程毎の加工時間を算出する（例えば、加工装置４０のモータ出力値、加速能力等により補正係数を求めて、従来技術により求められる加工時間に補正係数を乗算した値を加工時間とする）。
例えば、荒取り加工の加工時間を算出する場合、加工時間算出部１６は、前記加工データ１００の中から、データ名に「荒取り加工データ」が登録されているレコード１００ａを抽出する。また、加工時間算出部１６は、加工機特性データベース１８の中から、装置名に「荒機」が登録されているレコード１８ａを抽出する。
そして、加工時間算出部１６は、データ名に「荒取り加工データ」が登録されているレコード１００ａと、装置名に「荒機」が登録されているレコード１８ａとを用いて、荒取り加工の作業時間（加工時間）を算出する。

このように、本実施形態では、各工程の作業時間の算出に、加工装置４０ａの特性を加味するようにしている。
そのため、本実施形態によれば、上述した従来技術のものと比べて、算出する作業時間の精度を高めることができる。

ここで、加工時間算出部１６が算出した工程毎の加工時間を示した加工時間情報を図４に示す。
図示するように、加工時間情報２００は、各工程に、加工時間算出部１６が算出した加工時間が対応付けられている。なお、図示する例では、３工程（荒取り加工、中仕上、仕上）だけを示しているが、あくまでもこれは例示である。

また、本実施形態では、加工時間算出端末１５のハードウェア構成について、特に限定されるものではないが、例えば、加工時間算出端末１５は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータにより構成される。
そして、前記メモリには、加工時間算出端末１５およびＩ／О処理部１７の機能を実現するためのプログラム（加工時間算出端末ＰＧ）が格納されている。また、前記メモリの所定領域には、加工機特性データベース１８が格納されている。
そして、加工時間算出部１６およびＩ／О処理部１７の機能は、前記ＣＰＵが、前記メモリに格納されたプログラム（加工時間算出端末ＰＧ）を実行することにより実現される。

次に、スケジューリング端末２０について説明する。
スケジューリング端末２０は、生産計画生成部２１、生産計画管理部２２、Ｉ／О処理部２３、および通信部２４を有する。
なお、Ｉ／О処理部２３および通信部２４の機能は、加工データ端末１０が有するＩ／О処理部１２および通信部１３と同じであるため、ここでの説明は省略する。

生産計画生成部２１は、加工時間算出端末１５から送信された加工時間２００を用いて、生産ラインＬの生産計画を作成する。
例えば、生産計画生成部２１は、図５に示すように、前記加工時間２００を用いて、ガントチャート形式の生産計画を作成する。
図示するように、生産計画情報３００は、縦軸（Ｙ方向）に各加工装置４０ａ（すなわち、各加工装置が担当する工程）を示し、横軸（Ｘ方向）に時間をとって、横棒３１０で工程行うタイミングおよび作業時間を示している。
なお、図示する例では、最初に荒機４０ａ１で荒取り加工を行い、次に、中仕上機４０ａ２で中仕上加工を行い、最後に仕上機４０ａ３で仕上加工を行う場合を例に示している。
また、生産計画情報３００には、計画を示した横棒３１０（実線で示している）の下に、実績（その工程での実際の作業時間）を登録するためのスペース（エントリ）３１１が設けられている。そして、生産計画管理部２２より、このスペース３１１に実際の作業時間が登録されていく。

図１に戻り、スケジューリング端末２０の説明を続ける。
また、生産計画管理部２２は、生産計画生成部２１が作成した生産計画情報３００に基づいて、機械監視端末３０および搬送機制御端末７０を制御し、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎの加工作業を制御すると共に、無人搬送機６０を制御して各加工装置４０ａ１〜４０ａｎへのワークＷの配送を行う。

具体的には、生産ラインＬに配置された各加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、ワークＷの加工作業を開始すると、機械監視端末３０を介して、スケジューリング端末２０に「作業開始」を示す信号（開始信号）を送信するようになされている。また、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、加工作業の中の指定作業（中間マーキングが付けられた作業）を実施（開始或いは終了）すると、機械監視端末３０に、その旨を示す信号（中間信号）を送信するようになされている。また、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、ワークＷに対する加工作業を終了すると、機械監視端末３０に「作業終了」を示す信号（終了信号）を送信するようになされている。

そして、生産計画管理部２２は、機械監視端末３０から「開始信号」、「中間信号」および「終了信号」を受け付け、当該受け付けた信号により、生産ラインＬの進捗状況を把握する。
例えば、生産計画管理部２２に、図６に示すような進捗管理テーブル４００を保持させ、生産ラインＬの進捗状況を把握する（進捗管理テーブル４００を利用して進捗状況を示す情報を作成する）。

図６では、各工程（荒加工工程、中仕上工程、仕上工程）を担当する加工装置４０ａ毎（荒機４０ａ１、中仕上機４０ａ２、仕上機４０ａ３）に、ワークＷに対する加工作業の進捗状況を登録するエントリが対応付けられている（なお、図６では、ｎ個のワークＷを加工する場合を例にしている）。
そして、生産計画管理部２２は、機械監視端末３０を介して、加工装置４０ａからの信号（「開始信号」、「中間信号」および「終了信号」）を受け付けて、進捗管理テーブル４００を更新する。

例えば、生産計画管理部２２は、荒機（加工装置４０ａ１）から１つ目のワークＷに対する「終了信号」を受信した場合、進捗管理テーブル４００の荒機（加工装置４０ａ１）のワーク１の進捗状況を登録するエントリに「終了」を登録する（信号に応じて進捗状況を更新する）。
なお、進捗管理テーブル４００では、加工前のワークＷのエントリには、予め「ヌル（ＮＵＬＬ）」が登録されている。

また、本実施形態では、スケジューリング端末２０のハードウェア構成について、特に限定されるものではないが、例えば、スケジューリング端末２０は、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータにより構成される。
また、前記メモリには、生産計画生成部２１、生産計画管理部２２、Ｉ／О処理部２３、および通信部２４の機能を実現するためのプログラム（スケジューリング端末ＰＧ）が格納されている。また、前記メモリの所定領域には生産計画情報３００が格納される。また、前記メモリの所定領域には、進捗管理テーブル４００が格納される。
そして、生産計画生成部２１、生産計画管理部２２、Ｉ／О処理部２３、および通信部２４の機能は、前記ＣＰＵが、前記メモリに格納されたプログラム（スケジューリング端末ＰＧ）を実行することにより実現される。

次に、機械監視端末３０について説明する。
図１に示すように、機械監視端末３０は、各加工装置４０ａ１〜４０ａ２を監視する装置監視部３１および通信部３２を備えている。
装置監視部３１は、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎが送信する「開始信号」、「中間信号」および「終了信号」を受け付け、スケジューリング端末２０に、その受け付けた信号を送信（転送）する。また、装置監視部３１は、スケジューリング端末２０からの信号を受け付け、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎに、その受け付けた信号を送信する。また、通信部３２は、ネットワークｂに接続されている各種装置（例えば、加工装置４０ａ１〜４０ａｎ）との間で行われるデータの授受を制御する。
なお、機械監視端末３０は、上述した各端末（例えば、加工データ端末１０）と同様、ＣＰＵおよびメモリを備えるコンピュータにより構成される。この場合、前記メモリには、装置監視部３１および通信部３２の機能を実現するプログラムが格納されている。そして、装置管理部３１および通信部３２の機能は、前記ＣＰＵが前記プログラムを実行することにより実現される。

つぎに、無人搬送機６０および搬送機制御端末７０について説明する。
無人搬送機６０および搬送機制御端末７０は、相互間で無線通信できるように構成されている。
また、無人搬送機６０は、ワークＷを搭載する荷台６０ａと、荷台６０ａと外部装置（加工装置４０ａ）等との間でワークＷを移載させるロボットアーム（図示せず）とを備えている。

そして、無人搬送機６０は、搬送機制御端末７０からの指示に従い、前記ロボットアームにより、ワーク置場（図示せず）に載置されているワークＷを掴み、自身の荷台６０ａの上に積み込んで、ワークＷの加工を行う加工装置４０ａまで搬送する。そして、無人搬送機６０は、前記ロボットアームにより、加工装置４０ａの作業台に荷台６０ａの上のワークＷを載置する。
また、例えば、無人搬送機６０は、搬送機制御端末７０からの指示にしたがい、前記ロボットアームにより、加工装置４０ａの作業台に載置されたワークＷを掴み、自身の荷台６０ａに搭載し、次の工程を受け持つ加工装置４０ａの作業台まで搬送する。

また、搬送機制御端末７０は、スケジューリング端末２０からの搬送指示信号を受け付け、その搬送指示信号にしたがい、無人搬送機６０に動作命令を送信し、無人搬送機６０の動作を制御する。
なお、本実施形態の無人搬送機６０および搬送機制御端末７０は、既存の技術により実現されるものである。

つぎに、加工装置４０ａ１〜４０ａｎおよび制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎについて説明する。
各加工装置４０ａ１〜４０ａｎは、対応する制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎに設定された加工データ１００にしたがい動作して、作業台に載置されたワークＷの加工を自動的に行う（すなわち、制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎは、加工データ１００を用いて各加工装置４０ａ１〜ａｎにワークＷの加工を実行させる）。
なお、本実施形態の加工装置４０ａ１〜４０ａｎおよび制御装置４０ｂ１〜４０ｂｎは、上述した「開始信号」、「中間信号」および「終了信号」を送信する以外は、周知の構成のものと同じである。

つぎに、本実施形態の生産システムＸにより行われる加工処理の流れについて、図７を用いて説明する。
図７は、本発明の実施形態の生産システムが行うワークＷの加工処理の流れを示したシーケンス図である。
なお、以下では、説明の便宜上、複数の加工装置４０ａ１〜４０ａｎの中から加工装置（荒機）４０ａ１の加工動作だけをピックアップして説明するが、加工装置４０ａ１以外についても、同様の手順により駆動制御される。

まず、最初に、スケジューリング端末２０の生産計画管理部２２が、生産計画情報３００にしたがい、搬送機制御端末７０に向けて搬送指示を送信する（Ｓ２０）。なお、ここでは、最初に、生産計画管理部２２が、荒取り加工を行う荒機４０ａ１の作業台にワークＷを設置させる搬送指示を送信するものとする。
また、生産計画管理部２２は、機械監視端末３０に向けて、荒機４０ａ１に対する作業の開始指示信号を送信する（Ｓ２１）。
また、機械監視端末３０は、前記開始指示信号を受信すると、荒機４０ａ１に前記開始指示信号を転送する（Ｓ１０）。
そして、前記開始指示信号を転送された荒機４０ａ１は、前記開始信号を受信すると（Ｓ１）、無人搬送機６０により、作業台にワークＷが設置されるまで待機する。

つぎに、搬送機制御端末７０は、Ｓ２０による搬送指示を受信すると、無人搬送機６０に対して、荒機４０ａ１の作業台にワークＷを設置させる搬送指示を送信する（Ｓ３０）。
無人搬送機６０は、搬送機制御端末７０からの指示に従い、図示しないワーク置場に載置されたワークＷを自身の荷台６０ａに搭載し、荒機４０ａ１が配置された位置まで移動する。そして、無人搬送機６０は、自身のロボットアーム（図示せず）により、荷台６０ａに搭載されたワークＷを取り出し、荒機４０ａ１の作業台の上に、取り出したワークＷを載置する（作業台にワークＷを設置する）。

つぎに、荒機４０ａ１の動作を説明する。
荒機４０ａ１の作業台の上に、ワークＷが載置されると（Ｓ２）、荒機４０ａ１は、機械監視端末３０に「開始信号」を送信し（Ｓ３）、荒取加工を開始する（Ｓ４）。
なお、荒機４０ａ１には、センサ（赤外線センサや重量センサ等）が搭載されており、前記センサにより作業台にワークＷが設置されたことを検知できるようになされている。
そして、荒機４０ａ１は、作業台にワークＷが設置されたことを検知すると、機械監視端末３０に、「開始信号」を送信する。また、荒機４０ａ１は、制御端末４０ｂ１に入力された加工データ１００にしたがい（制御端末４０ｂ１からの指示にしがたい）、ワークＷに対する荒取り加工を開始する。

また、機械監視端末３０は、荒機４０ａ１からの「開始信号」を受信すると、その「開始信号」をスケジューリング端末２０に転送する（Ｓ１１）。
また、スケジューリング端末２０の生産計画管理部２２は、機械監視端末３０からの「開始信号」を受信すると、進捗管理テーブル４００を更新する（Ｓ２２）。
なお、本ステップ（Ｓ２２）では、進捗管理テーブル４００の荒機（加工装置４０ａ１）の対応するワークＷ（例えばワーク１）の進捗状況を登録するエントリに「開始」を登録する。
また、生産計画管理部２２は、荒機４０ａ１からの「開始信号」を受信すると、荒機４０ａ１の作業時間の計測を開始する。

また、上述したＳ４によりワークＷの自動加工を開始した荒機４０ａ１は、荒取り加工工程の中の指定作業（前記中間マーキングにより指定された作業）を実施（開始或いは終了）した場合、機械監視端末３０に「中間信号」を送信する（Ｓ５）。
また、機械監視端末３０は、荒機４０ａ１からの「中間信号」を受信すると、その「中間信号」をスケジューリング端末２０に転送する（Ｓ１１）。

また、スケジューリング端末２０の生産計画管理部２２は、機械監視端末３０からの「中間信号」を受信すると、搬送機制御端末７０に搬送指示を送信する（Ｓ２３）。
この場合、生産計画管理部２２は、荒機４０ａ１の作業台にある荒取り加工が終了したワークＷの取り出しと、前記作業台に、新たなワーク（荒取り加工前のワーク）Ｗを設置させる搬送指示信号を送信する。
また、生産計画管理部２２は、機械監視端末３０からの「中間信号」を受信すると進捗管理テーブル４００を更新する（Ｓ２４）。
なお、Ｓ２４では、進捗管理テーブル４００の荒機（加工装置４０ａ１）の対応するワークＷ（例えばワーク１）の進捗状況を登録するエントリに「中間」が登録される。

つぎに、搬送機制御端末７０は、スケジューリング管理端末２０からの搬送指示を受信すると、無人搬送機６０に対して、荒機４０ａ１の作業台にある荒取り加工済みのワークＷの取り出しと、新たなワークＷを設置させる搬送指示を送信する（Ｓ３１）。
例えば、搬送機制御端末７０は、第１の無人搬送機６０に対して、荒取り加工済みのワークＷを取り出し（ワークＷを搬出し）、次の工程を行う加工装置（中仕上機）４０ａ２への搬送を指示する。また、搬送機制御端末７０は、第２の無人搬送機６０に対して、Ｓ３０と同様、荒取り加工を行う荒機４０ａ１の作業台にワークＷを設置させる搬入指示を送信する。

そして、上述した第１の無人搬送機６０は、荒機４０ａ１が配置された位置まで移動して、荒機４０ａ１の前で荒取加工が終了するまで待機する。また、上述した第２の無人搬送機６０は、Ｓ３０と同様、荷台にワークＷを積んでから、荒機４０ａ１が配置された位置まで移動して、荒機４０の前で第１の無人搬送機６０が荷物を取り出すまで待機する。

つぎに、Ｓ５で中間信号を送信した後の荒機４０ａ１について説明する。
前記荒機４０ａ１は、荒取り加工が完了すると（Ｓ６）、機械監視端末３０に、「終了信号」を送信する（Ｓ７）。
また、荒機４０ａ１から「終了信号」送信された機械監視端末３０は、スケジューリング端末２０に、荒機４０ａ１からの「終了信号」を転送する（Ｓ１３）。
また、スケジューリング端末２０の生産計画管理部２２は、機械監視端末３０からの「終了信号」を受信すると、進捗管理テーブル４００を更新し（Ｓ２５）、上述したＳ２１と同様、機械監視端末３０を介して、荒機４０ａ１に「開始指示信号」を送信する（Ｓ２６）。
なお、Ｓ２５では、進捗管理テーブル４００の荒機（加工装置４０ａ１）の対応するワークＷ（例えばワーク１）の進捗状況を登録するエントリに「終了」を登録する。

また、Ｓ２５において、生産計画管理部２２は、機械監視端末３０からの「終了信号」を受信すると、Ｓ２１で開始した荒機４０ａ１の作業時間の計測を終了し、生産計画情報３００の中の計画を示す横棒（実線で示している）３１０の下に、計測された作業時間（実績）を登録する（図５参照）。
このように構成することにより、本実施形態によれば、自動的に生産計画の検証を行うことができる。

また、Ｓ２５において、生産計画管理部２２は、搬送機制御端末７０経由で、荒機４０ａ１の前で待機している第１無人搬送機６０に、前記の「終了信号」を送信する（図示せず）。
第１の無人搬送機６０は、前記の「終了信号」を受け付けると、荒機４０ａ１の作業台にある荒取り加工済みのワークＷを取り出し、自身の荷台６０ａに搭載して、次の工程を行う加工装置（中仕上機）４０ａ２に搬送する。

また、第２の無人搬送機６０は、第１の無人搬送機６０が荒取り加工済みのワークＷの取り出した後に、作業台へのワークＷの設置作業を行うように制御されている。
例えば、第１の無人搬送機６０および第２の無人搬送機６０は、相互に無線通信できるようになされている。
そして、第１の無人搬送機６０は、荒機４０ａ１の作業台にある荒取り加工済みのワークＷを取り出した際、第２の無人搬送機６０に「取出完了信号」を送信するようになされている。
また、第２の無人搬送機６０は、第１の無人搬送機６０からの「取出完了信号」を受信した場合、ロボットアームで自身の荷台６０ａ１の上にあるワークＷを取り出し、荒機４０ａ１の作業台に当該ワークＷを設置する。

一方、Ｓ２６により作業開始指示が送られた機械監視端末３０は、荒機４０ａ１に当該作業開始指示を転送し（Ｓ１０ｂ）、その転送された作業開始指示が荒機４０ａ１により受信される（Ｓ１ｂ）。その後、荒機４０ａ１は、上述したＳ２〜Ｓ４と同様の処理を行う（Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、Ｓ４ｂ）。
なお、以降は、各装置（荒機４０ａ１、機械監視端末３０、スケジューリング端末２０、搬送システム（無人搬送機６０および搬送機制御装置７０））が、上記同様の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態では、生産計画の基となる作業時間の算出に、各工程を行う加工装置４０ａの特性情報を加味しているため、実際の作業時間と誤差の少ない作業時間計画を算出することができる。また、本実施形態では、前記の作業時間計画を利用して生産計画を作成するため、精度の高い生産計画を作成することができる。
その結果、本実施形態によれば、精度の高い生産計画にしたがい、製造ラインを稼働させることができるので、製造ラインの生産性を向上させることができる。

また、本実施形態では、各工程を行う加工装置４０ａを駆動させる加工データ１００に、工程の作業手順を示すデータが含まれている。また、前記作業手順を示すデータには、作業手順の中の所定作業に中間マーキングが付けられている。
また、各加工装置４０ａ〜４０ｎは、中間マーキングに対応付けられた所定作業を実施（開始或いは終了）すると、その旨をスケジューリング端末２０に送信するようになされている。
そして、これにより、スケジューリング端末２０が、各加工装置４０ａ〜４０ｎの作業の進捗状況を把握することができる。そのため、例えば、ある工程の作業手順のなかで、後半に行われる作業手順に中間マーキングを対応付けることで、スケジューリング端末２０は、実施している工程が終了する加工装置４０ａを推定することができる。

また、スケジューリング端末２０は、各加工装置４０ａ〜４０ｎの作業の進捗状況を考慮して、無人搬送機６０を制御してワークＷの配送を行っている。
そのため、例えば、ある工程の作業手順を示すデータのなかで、後半に行われる作業手順に中間マーキングを対応付けるようにすれば、スケジューリング端末２０は、ある工程の後半の作業を行っている加工装置４０ａ１の前に、加工されたワークを運び出す無人搬送機６０と、新たなワークを設置する無人搬送機６０とを待機させておくことができる。
また、上記のように無人搬送機６０を手配することができるので、加工装置４０ａ１の作業が終了するとすぐにワークＷを取り出して、次の工程を行う加工装置４０ａ２に搬送させ、且つ加工装置４０ａ１の作業台の上に新たなワークＷを設置させることができる。

また、本実施形態の生産システムＸによれば、スケジューリング端末２０および機械監視端末３０により、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎの駆動を自動制御しているため、上述した従来技術の生産システムのように、加工装置を操作する作業者を配置する必要がない。さらに、本実施形態の生産システムＸによれば、ワークＷを無人で搬送する無人搬送システム（無人搬送機６０および搬送機制御端末７０）を備えているため、生産ラインＬの無人化を図ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施形態では、スケジューリング端末２０および機械監視端末３０により、各加工装置４０ａ１〜４０ａｎを管理しているがあくまでもこれは例示に過ぎない。スケジューリング端末２０および機械監視端末３０が１つの装置として構成されていてもよい。
また、例えば、加工データ端末１０、加工時間算出端末１５、スケジューリング端末２０、および機械監視端末３０が、１つの装置として構成されていてもよい。

本発明の実施形態の生産システムのシステム構成図である。 本発明の実施形態の加工データのデータ構造を模擬的に示した模式図である。 本発明の実施形態の加工機特性データベースのデータ構造を模擬的に示した模式図である。 本発明の実施形態の加工時間情報のデータ構造を模擬的に示した模式図である。 本発明の実施形態の生産システムにより作成された生産計画を示した、模式図である。 本発明の実施形態の生産システムの進捗管理テーブルのデータ構造を模擬的に示した模式図である。 本発明の実施形態の生産システムが行うワークの加工処理の流れを示したシーケンス図である。 従来から知られているＮＣ加工装置を備えた生産システムの構成図である。

符号の説明

Ｌ 生産ライン
Ｗ ワーク
Ｘ 生産システム
１０ 加工データ端末
１１ 加工データ生成部
１２ Ｉ／О処理部
１３ 通信部
１５ 加工時間算出端末
１６ 加工時間算出部
１７ Ｉ／О処理部
１８ 加工機特性データベース
２０ スケジューリング端末
２１ 生産計画生成部
２２ 生産計画管理部
２３ Ｉ／О処理部
２４ 通信部
３０ 機械監視端末
３１ 機械監視部
３２ 通信部
４０ａ 加工装置
４０ａ１〜４０ａｎ 加工装置
４０ｂ 制御装置
４０ｂ１〜４０ｂｎ 制御装置
６０ 無人搬送機
６０ａ 荷台（無人搬送機）
７０ 搬送機制御端末

Claims (2)

1. ワークを載置する作業台を備え、該作業台に載置された該ワークを自動加工する生産ラインに配置された加工装置と、作業手順を含む加工データを用いて該加工装置に該ワークの加工を実行させる制御装置と、該加工装置の作業台に該ワークを搬送する無人搬送装置と、生産計画にしたがい前記加工装置および前記無人搬送装置に駆動開始を指示するスケジューリング端末とを有する生産システムであって、
   前記加工データに含まれる作業手順には、該作業手順の中の所定作業にマーキングデータが付けられており、
   前記加工装置は、前記作業台の上に載置されたワークの加工を開始すると前記スケジューリング端末に向けて作業開始を示す開始信号を送信し、前記マーキングデータが付けられた所定作業を実施すると前記スケジューリング端末に向けてその旨を示す中間信号を送信し、該ワークの加工が完了すると前記スケジューリング端末に向けて作業完了を示す終了信号を送信し、
   前記スケジューリング端末は、前記加工装置が送信する前記開始信号、前記中間信号、および前記終了信号を用いて、該加工装置におけるワークの加工の進捗状況を示す進捗情報を生成し、前記生産計画および該進捗情報に基づいて前記加工装置への加工開始の指示および前記無人搬送装置へのワークの搬送指示を行うことを特徴とする生産システム。
2. 前記加工データと、前記加工装置の特性を示す情報とを用いて、該加工装置が行う作業時間を算出する加工時間算出端末を備え、
   前記スケジューリング端末は、前記加工時間算出端末が算出した作業時間を用いて前記生産計画を作成することを特徴とする請求項１に記載の生産システム。

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