(57)【要約】【課題】圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場に対して、不測の圧力低下を未然に防止し、省エネルギで安定稼働することができる工場の稼働システムを提供する。【解決手段】工場の稼働システム１００は、（ａ）各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを記憶しているデータベース１１３と、（ｂ）各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する設備稼働スケジュール決定部１１４と、（ｃ）生産設備１０５〜１０７のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う設備稼働制御部１１５とを備える。【選択図】図２
2010128625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場の稼働システムであって、
各生産設備で消費された圧縮空気の流量の時系列データと、各生産設備において圧縮空気を消費する工程のタクトタイムとを記憶している記憶手段と、
各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートし、シミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、前記最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する計算手段と、
前記複数の生産設備のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う制御手段とを備える
ことを特徴とする工場の稼働システム。
【請求項２】
前記制御手段が、
前記複数の生産設備における第１の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させた後、最後のタクト開始時間で稼働停止させずに継続稼働させながら、
前記複数の生産設備における第２の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う
ことを特徴とする請求項１に記載の工場の稼働システム。
【請求項３】
前記計算手段が、前記複数の生産設備の中で、総消費流量が閾値以上になるときの消費流量が一番多い生産設備を前記第２の生産設備として選択する
ことを特徴とする請求項２に記載の工場の稼働システム。
【請求項４】
圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場の稼働方法であって、
各生産設備で消費された圧縮空気の流量の時系列データと、各生産設備において圧縮空気を消費する工程のタクトタイムとを記憶している記憶装置を参照し、各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートし、シミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、前記最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する計算工程と、
前記複数の生産設備のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う制御工程とを含む
ことを特徴とする工場の稼働方法。
【請求項５】
前記制御工程において、
前記複数の生産設備における第１の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させた後、最後のタクト開始時間で稼働停止させずに継続稼働させながら、
前記複数の生産設備における第２の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う
ことを特徴とする請求項４に記載の工場の稼働方法。
【請求項６】
前記計算工程において、前記複数の生産設備の中で、総消費流量が閾値以上になるときの消費流量が一番多い生産設備を前記第２の生産設備として選択する
ことを特徴とする請求項５に記載の工場の稼働方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場を省エネルギで安定稼働可能な工場の稼働システムおよび稼働方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場で使用される生産設備には、例えば、エアシリンダ等の駆動源として圧縮空気を用いるものやエアブローに圧縮空気を用いるものなどのように、圧縮空気を消費するものがある。ここで、圧縮空気は、空気圧縮機で生成されて空気タンクに所定量蓄積された後、配管を介して、圧縮空気を用いる生産設備に供給される。
【０００３】
一般的に、空気圧縮機としては、吐出圧力の変動から消費空気量の増減を検出して吐出流量を制御する方式のものが用いられている。例えば、この方式の空気圧縮機は、生産設備に必要な圧力と流量との圧縮空気を確保するために、吐出圧力を検出し、吐出圧力が所定の範囲になるように、起動と停止を繰り返しつつ、圧縮空気を供給する。このとき、生産設備に供給された圧縮空気を生産設備が消費し、吐出圧力が低下して下限設定値に達すると、空気圧縮機は、起動し、吐出圧力が上限設定値に達するまで、吐出流量を増加しつつ、生産設備に圧縮空気を供給する。
【０００４】
また、空気圧縮機としては、この方式の空気圧縮機以外にも、インバータによる駆動機の回転数制御によって容量を制御する方式のものもある。例えば、この方式の空気圧縮機は、スクリュー圧縮機から吐出される圧縮ガスの圧力を検出し、設定圧力値との圧力差が最小になるように、インバータへの出力回転数を求めるＰＩＤ制御によって吐出ガスの流量を自動調整する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
ここでは、一例として、図１８に示すように、工場の稼働システム１０は、空気圧縮機１１、圧力計１２、ドライヤ１３、空気タンク１４、第１の生産設備１５、第２の生産設備１６、第３の生産設備１７を有する。
【０００６】
空気圧縮機１１は、所定の吐出圧力で圧縮空気を吐出する。圧力計１２は、空気圧縮機１１から吐出された圧縮空気の圧力を検出する。ドライヤ１３は、圧縮空気の除湿を行う。空気タンク１４は、所定量の圧縮空気を蓄積する。第１の生産設備１５、第２の生産設備１６、第３の生産設備１７の各々は、例えば、エアシリンダ等の駆動源として圧縮空気を用いるものやエアブローに圧縮空気を用いるものなどのように、圧縮空気を消費するものを有する。
【０００７】
これらは、配管、バルブ、継手、配管に介在する機器などによって接続されている。空気圧縮機１１から吐出された圧縮空気は、ドライヤ１３で除湿されて空気タンク１４に蓄積され、空気タンク１４に所定量蓄積された後、配管などを介して、各生産設備に供給される。
【０００８】
ただし、第１の生産設備１５、第２の生産設備１６、第３の生産設備１７の各々において、圧縮空気を消費する一連の工程を繰り返し行う際には、圧縮空気の消費流量が時間とともに変化する。また、第１の生産設備１５、第２の生産設備１６、第３の生産設備１７が消費する圧縮空気の合計流量の変化に応じて、空気圧縮機１１の吐出圧力が変動する。さらに、複数の生産設備が稼働する場合には、生産設備の種類毎に消費する圧縮空気の流量パターンが異なる。
【特許文献１】特開平６−８１７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、第１の生産設備１５、第２の生産設備１６、第３の生産設備１７は、独立して稼働している。このため、それぞれのサイクルタイムが異なり、生産設備毎の圧縮空気を消費する流量のピークが重なると、瞬間的に多量の圧縮空気が消費されることになる。多量の圧縮空気が消費されると、配管の圧力損失が大きくなり、生産設備が必要とする圧縮空気の最低圧力を確保することができなくなり、生産設備の稼働にトラブルが生じるという問題がある。
【００１０】
また、このトラブルを回避するために、空気圧縮機１１の吐出圧力を高く設定し、生産設備が必要とする圧縮空気の最低圧力を確保する必要があり、この場合において、空気圧縮機の消費電力が増大するという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、圧縮空気を消費する生産設備を有する工場に対して、不測の圧力低下を未然に防止し、省エネルギで安定稼働することができる工場の稼働システムおよび稼働方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係わる工場の稼働システムは、下記に示す特徴を備える。
（ＣＬ１）本発明に係わる工場の稼働システムは、（ａ）圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場の稼働システムであって、（ｂ）各生産設備で消費された圧縮空気の流量の時系列データと、各生産設備において圧縮空気を消費する工程のタクトタイムとを記憶している記憶手段と、（ｃ）各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートし、シミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、前記最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する計算手段と、（ｄ）前記複数の生産設備のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う制御手段とを備える。
【００１３】
（ＣＬ２）上記（ＣＬ１）に記載の工場の稼働システムは、（ａ）前記制御手段が、（ａ１）前記複数の生産設備における第１の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させた後、最後のタクト開始時間で稼働停止させずに継続稼働させながら、（ａ２）前記複数の生産設備における第２の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行うとしてもよい。
【００１４】
（ＣＬ３）上記（ＣＬ２）に記載の工場の稼働システムは、前記計算手段が、前記複数の生産設備の中で、総消費流量が閾値以上になるときの消費流量が一番多い生産設備を前記第２の生産設備として選択するとしてもよい。
【００１５】
なお、本発明は、工場の稼働システムとして実現されるだけではなく、下記に示す工場の稼働方法として実現されるとしてもよい。
（ＣＬ４）本発明に係わる工場の稼働方法は、（ａ）圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場の稼働方法であって、（ｂ）各生産設備で消費された圧縮空気の流量の時系列データと、各生産設備において圧縮空気を消費する工程のタクトタイムとを記憶している記憶装置を参照し、各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートし、シミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、前記最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する計算工程と、（ｃ）前記複数の生産設備のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う制御工程とを含む。
【００１６】
（ＣＬ５）上記（ＣＬ４）に記載の工場の稼働方法は、（ａ）前記制御工程において、（ａ１）前記複数の生産設備における第１の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させた後、最後のタクト開始時間で稼働停止させずに継続稼働させながら、（ａ２）前記複数の生産設備における第２の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを前記最大稼働有効区間の周期で繰り返し行うとしてもよい。
【００１７】
（ＣＬ６）上記（ＣＬ５）に記載の工場の稼働方法は、前記計算工程において、前記複数の生産設備の中で、総消費流量が閾値以上になるときの消費流量が一番多い生産設備を前記第２の生産設備として選択するとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各生産設備の流量の変動による空気圧縮機の吐出圧力の変動を予測し、予測した結果に基づいて各生産設備の稼働などを調整することによって、不測の圧力低下を未然に防止し、生産設備を安定稼働することができる。これに伴い、空気圧縮機に供給する電力を下げることができ、空気圧縮機を省エネルギで安定稼働することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態）
以下、本発明に係わる実施の形態について説明する。
＜概要＞
本実施の形態における工場の稼働システムは、下記（１）〜（３）に示す特徴を備える。
【００２０】
（１）工場の稼働システムは、（ａ）圧縮空気を消費する複数の生産設備を有する工場の稼働システムであって、（ｂ）各生産設備で消費された圧縮空気の流量の時系列データと、各生産設備において圧縮空気を消費する工程のタクトタイムとを記憶している記憶手段と、（ｃ）各生産設備の消費流量の時系列データと各生産設備のタクトタイムとを使用して総消費流量の時系列変化をシミュレートし、シミュレートした結果から、総消費流量が閾値以下になる区間の中で最大となる最大稼働有効区間と、最大稼働有効区間において各生産設備の最初と最後のタクト開始時間とを特定する計算手段と、（ｄ）複数の生産設備のいずれかを、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う制御手段とを備える。
【００２１】
（２）工場の稼働システムは、（ａ）制御手段が、（ａ１）複数の生産設備における第１の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させた後、最後のタクト開始時間で稼働停止させずに継続稼働させながら、（ａ２）複数の生産設備における第２の生産設備を、最初のタクト開始時間で稼働開始させ、最後のタクト開始時間で稼働停止させることを最大稼働有効区間の周期で繰り返し行う。
【００２２】
（３）工場の稼働システムは、計算手段が、複数の生産設備の中で、総消費流量が閾値以上になるときの消費流量が一番多い生産設備を第２の生産設備として選択する。
以上の点を踏まえて、本実施の形態における工場の稼働システムについて説明する。
【００２３】
＜構成＞
ここでは、一例として、図１に示すように、工場の稼働システム１００は、空気圧縮機１０１、圧力計１０２、ドライヤ１０３、空気タンク１０４、第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７、第１の流量計１０８、第２の流量計１０９、第３の流量計１１０などを有する。
【００２４】
空気圧縮機１０１は、一定の吐出圧力で圧縮空気を吐出する。圧力計１０２は、空気圧縮機１０１から吐出された圧縮空気の圧力を検出する。ドライヤ１０３は、圧縮空気の除湿を行う。空気タンク１０４は、所定量の圧縮空気を蓄積する。
【００２５】
第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７の各生産設備は、例えば、エアシリンダ等の駆動源として圧縮空気を用いるものやエアブローに圧縮空気を用いるものなどのように、圧縮空気を消費するものを有する。各生産設備の稼働が開始すると、これらの圧縮空気を消費するものの稼働が開始し、圧縮空気の消費が開始する。各生産設備の稼働が停止すると、これらの圧縮空気を消費するものの稼働が停止し、圧縮空気の消費が停止する。
【００２６】
第１の流量計１０８は、第１の生産設備１０５に供給される圧縮空気の流量を測定する。第２の流量計１０９は、第２の生産設備１０６に供給される圧縮空気の流量を測定する。第３の流量計１１０は、第３の生産設備１０７に供給される圧縮空気の流量を測定する。
【００２７】
これらは、配管、バルブ、継手、配管に介在する機器などによって接続されている。空気圧縮機１０１から吐出された圧縮空気は、ドライヤ１０３で除湿されて空気タンク１０４に蓄積され、空気タンク１０４に所定量蓄積された後、配管などを介して、各生産設備に供給される。
【００２８】
ただし、第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７の各生産設備が稼働している間は、圧縮空気の消費流量が時間とともに変化する。また、第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７が消費する圧縮空気の流量の変化に応じて、総消費流量が変動する。また、複数の生産設備が稼働する場合には、生産設備の種類毎に消費する圧縮空気の流量パターンが異なる。
【００２９】
さらに、図２に示すように、工場の稼働システム１００は、空気圧縮機制御部１１１、設備稼働モニタ１１２、データベース１１３、設備稼働スケジュール決定部１１４、設備稼働制御部１１５などを備える。ここで、図２において、白抜きの矢印は、配管などを介した圧縮空気の流れを示し、実線の矢印は、データ・信号の流れを示している。
【００３０】
なお、データベース１１３が上記の記憶手段に該当する。設備稼働スケジュール決定部１１４が上記の計算手段に該当する。設備稼働制御部１１５が上記の制御手段に該当する。
【００３１】
空気圧縮機制御部１１１は、空気圧縮機１０１を制御し、下限圧力設定値以上で圧縮空気が供給されるように、圧力計１０２で検出された圧力値に基づいて空気圧縮機１０１の稼働を調整する。具体的には、圧力計１０２で検出された圧力値が所定の下限圧力設定値になると、空気圧縮機１０１を起動し、上限圧力設定値に達するまで、空気圧縮機１０１から圧縮空気を供給させる。圧力計１０２で検出された圧力値が上限圧力設定値になると、空気圧縮機１０１を停止する。
【００３２】
すなわち、総消費流量が大きくなれば、空気圧縮機１０１の吐出圧力を高くするために、空気圧縮機１０１を起動している時間が長くなり、多くの電力を消費することになる。一方、総消費流量が小さくなれば、空気圧縮機１０１の吐出圧力を低くすることができるので、空気圧縮機１０１を起動している時間が短くなり、消費電力を下げることができる。
【００３３】
設備稼働モニタ１１２は、各生産設備を監視し、各生産設備において圧縮空気を消費する工程を繰り返し行うにあたっての時間（以下、タクトタイムと呼称する。）と開始タイミング（以下、タクト開始時間と呼称する。）を生産設備毎に検出する。検出したタクトタイムと開始タイミングとを、データベース１１３に登録したり、設備稼働制御部１１５に通知したりする。また、生産設備の追加・削除を検出すると、生産設備が追加・削除されたことを設備稼働制御部１１５に通知する。
【００３４】
データベース１１３は、設備稼働モニタ１１２で生産設備毎に検出されたタクトタイムとタクト開始時間などに関するタクトデータと、第１の流量計１０８、第２の流量計１０９、第３の流量計１１０の各々で測定された各生産設備の流量に関する消費流量の時系列データを蓄積する。
【００３５】
設備稼働スケジュール決定部１１４は、データベース１１３に蓄積されている各データを使用して、各生産設備の稼働スケジュールを決定する。
設備稼働制御部１１５は、設備稼働スケジュール決定部１１４で決定されたスケジュールに基づいて、下記の設備稼働制御処理を実行し、各生産設備の稼働を調整する。
【００３６】
＜設備稼働スケジュール決定処理＞
次に、設備稼働スケジュール決定部１１４の動作について説明する。
図３に示すように、まず、設備稼働スケジュール決定部１１４は、データベース１１３に蓄積されている各生産設備のタクトタイムから、総消費流量の周期である各生産設備のタクトタイムの最小公倍数を算出する（Ｓ１０１）。データベース１１３に蓄積されている各生産設備における消費流量の時系列データを使用して、各生産設備を同時に稼働させた場合における時系列の総消費流量のシミュレーションを２周期まで実行する（Ｓ１０２）。
【００３７】
次に、設備稼働スケジュール決定部１１４は、シミュレーションを実行して得られた結果から、予め設定されている閾値以上の流量になる時間を全て特定する（Ｓ１０３）。特定した全ての時間から、閾値以上の流量になる間隔が一番長い区間（以下、最大稼働有効区間と呼称する。）を特定する（Ｓ１０４）。
【００３８】
次に、設備稼働スケジュール決定部１１４は、各生産設備に対して、最大稼働有効区間の最初と最後のタクト開始時間とを特定する（Ｓ１０５）。各生産設備の稼働開始時間と稼働停止時間とを算出する（Ｓ１０６）。ここで、稼働開始時間は、最初のタクト開始時間から基準時間を差し引いた時間である。稼働停止時間は、最後のタクト開始時間から基準時間を差し引いた時間である。基準時間は、最大稼働有効区間において最初に稼働する生産設備の最初のタクト開始時間である。
【００３９】
次に、設備稼働スケジュール決定部１１４は、稼働対象の全生産設備の中で停止させる生産設備（以下、停止対象の生産設備と呼称する。）を選択する。選択した生産設備に対応付けられている停止判定フラグの値を、停止させることを示す値にする。それ以外の生産設備に対応付けられている停止判定フラグの値を、停止させないことを示す値にする（Ｓ１０７）。
【００４０】
なお、最大稼働有効区間の時間（以下、最大稼働有効時間と呼称する。）が総消費流量の周期よりも小さい場合には、各生産設備のタクト開始時間のパターンが最大稼働有効時間の間隔で同じパターンになるとは限らない。このため、この場合においては、設備稼働スケジュール決定部１１４は、稼働対象の全生産設備を停止対象の生産設備として選択する。
【００４１】
なお、最大稼働有効時間が総消費流量の周期と同じ場合には、各生産設備のタクト開始時間のパターンが最大稼働有効時間の間隔で同じパターンになる。このため、この場合においては、停止させる生産設備の数を可能な限り少なくしつつ、停止対象の生産設備を除いた生産設備の総消費流量が閾値を超えない条件（以下、選択条件と呼称する。）を満たす範囲で、設備稼働スケジュール決定部１１４は、稼働対象の全生産設備の中から停止対象の生産設備を１以上選択する。例えば、最大稼働有効区間の最後（ピーク時）における消費流量が多い順から停止対象の生産設備を選択するとしてもよいし、タクトタイムの短い順から停止対象の生産設備を選択するとしてもよい。また、ラウンドロビン方式で停止対象の生産設備を選択するとしてもよいし、事前に設備稼働スケジュール決定部１１４に停止対象の生産設備として設定されたものを選択するとしてもよい。
【００４２】
そして、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効区間の時間（以下、最大稼働有効時間と呼称する。）と、各生産設備の稼働開始時間と稼働停止時間と停止判定フラグとのデータを設備制御部１１５に設定する（Ｓ１０８）。
【００４３】
＜設備稼働制御処理＞
次に、設備稼働制御部１１５の動作について説明する。
なお、設備稼働制御部１１５は、各生産設備に設定された停止判定フラグに基づいて、停止対象の生産設備であるか否かを判定することができる。
【００４４】
なお、ユーザ（不図示）は、生産設備を追加・削除すると、追加・削除された生産設備に関するデータを、入力デバイスや端末などを介して、設備稼働モニタ１１２、設備稼働制御部１１５に設定する。また、生産設備が削除された場合は、削除された生産設備に関するデータを、データベース１１３から削除するか、または設備稼働スケジュール決定部１１４に参照されない状態にしているとする。
【００４５】
図４〜図７に示すように、まず、設備稼働制御部１１５は、時間を０に設定し（Ｓ１１１）、各生産設備に設定された稼働開始時間で各生産設備の稼働を開始させる（Ｓ１１３：Ｙｅｓ，Ｓ１１４）。さらに、停止対象の生産設備に設定された稼働停止時間で停止対象の生産設備の稼働を停止させる（Ｓ１１５：Ｙｅｓ，Ｓ１１６：Ｙｅｓ，Ｓ１１７）。
【００４６】
次に、設備稼働制御部１１５は、最大稼働有効時間が経過すると（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）、停止対象の生産設備以外を稼働させたまま、時間を０に再設定し（Ｓ１１９）、停止対象の生産設備に設定された稼働開始時間で停止対象の生産設備の稼働を再開させる（Ｓ１２１：Ｙｅｓ，Ｓ１２２：Ｙｅｓ，Ｓ１２３）。さらに、停止対象の生産設備に設定された稼働停止時間で停止対象の生産設備の稼働を停止させる（Ｓ１２４：Ｙｅｓ，Ｓ１２５：Ｙｅｓ，Ｓ１２６）。最大稼働有効時間が経過すると（Ｓ１２７：Ｙｅｓ）、停止対象の生産設備の稼働の開始と停止とを繰り返す。
【００４７】
なお、例えば、生産設備が追加・削除されるなどして、途中で生産設備の構成が変更されると（Ｓ１１２：ＹｅｓまたはＳ１２０：Ｙｅｓ）、設備稼働制御部１１５は、追加・削除された生産設備以外を、その生産設備に設定された稼動停止時間で停止させる（Ｓ１２８：Ｙｅｓ，Ｓ１２９：Ｙｅｓ，Ｓ１３０）。最大連続有効時間が経過した後に（Ｓ１３１：Ｙｅｓ）、最大稼働有効時間と、各生産設備の稼働開始時間と稼働停止時間とのデータを更新させる。
【００４８】
このとき、生産設備が追加された場合は（Ｓ１３２：追加）、時間を０に再設定し（Ｓ１３３）、追加された生産設備を単独で試験稼働する（Ｓ１３４）。試験稼働時間が経過した後に（Ｓ１３５：Ｙｅｓ）、追加された生産設備のタクト開始時間で、追加された生産設備の稼働を停止させる（Ｓ１３６：Ｙｅｓ，Ｓ１３７）。設備稼働スケジュール決定部１１４に設備稼働スケジュール決定処理を実行させる（Ｓ１３８）。ステップ（Ｓ１１１）から再度実行する。
【００４９】
また、生産設備が削除された場合は（Ｓ１３２：削除）、設備稼働スケジュール決定部１１４に設備稼働スケジュール決定処理を実行させる（Ｓ１３８）。ステップ（Ｓ１１１）から再度実行する。
【００５０】
なお、生産設備が更新された場合は、一度、生産設備が削除された場合の処理を経てから、生産設備が追加された場合の処理を実行することによって実現されるので、ここでは、省略している。
【００５１】
＜動作例＞
ここでは、一例として、図８に示すように、第１の流量計１０８で測定した結果、第１の生産設備１０５が消費する圧縮空気の最大流量が１２８２０ｄｍ３／ｍｉｎである。設備稼働モニタ１１２で検出した結果、第１の生産設備１０５のタクトタイムが３０ｓｅｃであるとする。
【００５２】
また、図９に示すように、第２の流量計１０９で測定した結果、第２の生産設備１０６が消費する圧縮空気の最大流量が１３３４０ｄｍ３／ｍｉｎである。設備稼働モニタ１１２で検出した結果、第２の生産設備１０６のタクトタイムが２８ｓｅｃであるとする。
【００５３】
また、図１０に示すように、第３の流量計１１０で測定した結果、第３の生産設備１０７が消費する圧縮空気の最大流量が４１７０ｄｍ３／ｍｉｎである。設備稼働モニタ１１２で検出した結果、第３の生産設備１０７のタクトタイムが２４ｓｅｃであるとする。
【００５４】
また、２２６ｓｅｃと１０６６ｓｅｃとにおける各生産設備の消費流量が、１２８２０ｄｍ３／ｍｉｎ（第１の生産設備１０５）、１３３４０ｄｍ３／ｍｉｎ（第２の生産設備１０６）、３７５０ｄｍ３／ｍｉｎ（第３の生産設備１０７）であるとする。
【００５５】
また、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効時間が総消費流量の周期と同じ場合には、選択条件を満たす範囲で、最大稼働有効区間の最後（ピーク時）における消費流量が多い順から停止対象の生産設備を選択するとする。
【００５６】
この場合において、設備稼働スケジュール決定部１１４でシミュレーションした結果、図１１〜図１３に示すように、３００００ｄｍ３／ｍｉｎまで急激に増加するピークが２２６ｓｅｃと１０６６ｓｅｃとに現れたとする。ここで、閾値として２８０００ｄｍ３／ｍｉｎの値を設備稼働スケジュール決定部１１４に設定しておくと、設備稼働スケジュール決定部１１４は、２２６ｓｅｃから１０６６ｓｅｃまでの区間を最大稼働有効区間として特定する。
【００５７】
また、この場合において、図１４、図１５に示すように、第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７を同時に実行させている。
ここで、図１４、図１５において、実線の矢印で示す区間は、生産設備が稼働状態であることを示している。矢筈がタクト開始時間を示している。矢の長さがタクトタイムを示している。
【００５８】
このとき、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効区間（２２６ｓｅｃから１０６６ｓｅｃまでの区間）において、第１の生産設備１０５に対する最初のタクト開始時間（２４０ｓｅｃ）、第２の生産設備１０６に対する最初のタクト開始時間（２５２ｓｅｃ）、第３の生産設備１０７に対する最初のタクト開始時間（２４０ｓｅｃ）を特定する。同様に、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効区間（２２６ｓｅｃから１０６６ｓｅｃまでの区間）において、第１の生産設備１０５に対する最後のタクト開始時間（１０５０ｓｅｃ）、第２の生産設備１０６に対する最後のタクト開始時間（１０６４ｓｅｃ）、第３の生産設備１０７に対する最後のタクト開始時間（１０５６ｓｅｃ）を特定する。
【００５９】
図１６、図１７に示すように、設備稼働スケジュール決定部１１４は、第１の生産設備１０５の稼働開始時間（０ｓｅｃ）と稼働停止時間（８１０ｓｅｃ）、第２の生産設備１０６の稼働開始時間（１２ｓｅｃ）と稼働停止時間（８２４ｓｅｃ）、第３の生産設備１０７の稼働開始時間（０ｓｅｃ）と稼働停止時間（８１６ｓｅｃ）を算出する。
【００６０】
ここで、図１６、図１７において、実線の矢印で示す区間は、生産設備が稼働状態であることを示している。破線の矢印で示す区間は、生産設備が稼働状態および停止状態のいずれかであり、停止判定フラグに応じて、稼働状態および停止状態のいずれかが選択されることを示している。矢筈がタクト開始時間を示している。矢の長さがタクトタイムを示している。
【００６１】
また、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効時間（８４０ｓｅｃ）が総消費流量の周期（８４０ｓｅｃ）と同じであると判定し、最大稼働有効区間の最後（ピーク時）における消費流量が一番多い生産設備として第２の生産設備１０６を特定する。第２の生産設備１０６を除いた、第１の生産設備１０５と第３の生産設備１０７との総消費流量（１６５７０ｄｍ３／ｍｉｎ）が閾値（２８０００ｄｍ３／ｍｉｎ）を超えないことから、第２の生産設備１０６だけを停止させれば、選択条件を満たすと判定し、第２の生産設備１０６だけを停止対象の生産設備として選択する。
【００６２】
そして、設備稼働スケジュール決定部１１４は、最大稼働有効時間（８４０ｓｅｃ）、第１の生産設備１０５の稼働開始時間（０ｓｅｃ）と稼働停止時間（８１０ｓｅｃ）と停止判定フラグ（停止させないことを示す値）、第２の生産設備１０６の稼働開始時間（１２ｓｅｃ）と稼働停止時間（８２４ｓｅｃ）と停止判定フラグ（停止させることを示す値）、第３の生産設備１０７の稼働開始時間（０ｓｅｃ）と稼働停止時間（８１６ｓｅｃ）と停止判定フラグ（停止させないことを示す値）の各データを設備制御部１１５に設定する。
【００６３】
これに伴い、設備稼働制御部１１５は、時間を０に設定し、０ｓｅｃで第１の生産設備１０５と第３の生産設備１０７との稼働を開始させる。１２ｓｅｃで第２の生産設備１０６の稼働を開始させる。さらに、８２４ｓｅｃで第２の生産設備１０６（停止対象の生産設備）の稼働を停止させる。
【００６４】
次に、設備稼働制御部１１５は、最大稼働有効時間（８４０ｓｅｃ）が経過すると、
第１の生産設備１０５、第３の生産設備１０７の稼働開始時間を稼働させたまま、時間を０に再設定し、１２ｓｅｃ（通算で８５２ｓｅｃ）で第２の生産設備１０６の稼働を再開させる。さらに、８２４ｓｅｃ（通算で１６６４ｓｅｃ）で第２の生産設備１０６（停止対象の生産設備）の稼働を停止させる。最大稼働有効時間（８４０ｓｅｃ）が経過すると、第２の生産設備１０６の稼働の再開と停止とを繰り返す。
【００６５】
これによって、第１の生産設備１０５、第２の生産設備１０６、第３の生産設備１０７の総消費流量が閾値（２８０００ｄｍ３／ｍｉｎ）以上になることを抑制することができる。すなわち、総消費流量を下げることができるので、空気圧縮機１０１に供給する電力を下げても、各生産設備を安定稼働することができる。
【００６６】
＜まとめ＞
以上、本実施の形態によれば、設備稼働モニタ１１２、データベース１１３、設備稼働スケジュール決定部１１４などによって、各生産設備の流量の変動を予測した上で、各生産設備の稼働スケジュールを決定することができる。そして、設備稼働制御部１１５などによって、予測した結果に基づいて各生産設備の稼働などを調整して、不測の総消費流量の増加を未然に防止し、生産設備を安定稼働することができる。これに伴い、空気圧縮機１０１に供給する電力を下げることができ、空気圧縮機１０１を省エネルギで安定稼働することができる。
【００６７】
なお、設備稼働スケジュール決定部１１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ネットワークアダプタなどを備えるとしてもよい。さらに、ＨＤＤなどに、設備稼働スケジュール決定部１１４を制御するプログラム（以下、設備稼働スケジュール決定プログラムと呼称する。）がインストールされており、設備稼働スケジュール決定プログラムが実行されることによって、設備稼働スケジュール決定部１１４の各機能が実現されるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、圧縮空気を消費する生産設備を有する工場を省エネルギで安定稼働可能な工場の稼働方法などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態における工場の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態における工場の全体構成における信号の授受を示す図である。
【図３】実施の形態における設備稼働スケジュール決定処理を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態における設備稼働制御処理を示す第１のフローチャートである。
【図５】実施の形態における設備稼働制御処理を示す第２のフローチャートである。
【図６】実施の形態における設備稼働制御処理を示す第３のフローチャートである。
【図７】実施の形態における設備稼働制御処理を示す第４のフローチャートである。
【図８】実施の形態における第１の生産設備が消費する圧縮空気の流量を示すグラフである。
【図９】実施の形態における第２の生産設備が消費する圧縮空気の流量を示すグラフである。
【図１０】実施の形態における第３の生産設備が消費する圧縮空気の流量を示すグラフである。
【図１１】実施の形態における各生産設備の総消費流量を示す第１のグラフである。
【図１２】実施の形態における各生産設備の総消費流量を示す第２のグラフである。
【図１３】実施の形態における各生産設備の総消費流量を示す第３のグラフである。
【図１４】実施の形態における設備稼働スケジュール決定部でシミュレートしたときの各生産設備のタクト開始時間を示す第１のタイミングチャートである。
【図１５】実施の形態における設備稼働スケジュール決定部でシミュレートしたときの各生産設備のタクト開始時間を示す第２のタイミングチャートである。
【図１６】実施の形態における設備稼働制御部で制御されながら稼働しているときの各生産設備のタクト開始時間を示す第１のタイミングチャートである。
【図１７】実施の形態における設備稼働制御部で制御されながら稼働しているときの各生産設備のタクト開始時間を示す第２のタイミングチャートである。
【図１８】従来の工場の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０  工場の稼働システム
１１  空気圧縮機
１２  圧力計
１３  ドライヤ
１４  空気タンク
１５  第１の生産設備
１６  第２の生産設備
１７  第３の生産設備
１００  工場の稼働システム
１０１  空気圧縮機
１０２  圧力計
１０３  ドライヤ
１０４  空気タンク
１０５  第１の生産設備
１０６  第２の生産設備
１０７  第３の生産設備
１０８  第１の流量計
１０９  第２の流量計
１１０  第３の流量計
１１１  空気圧縮機制御部
１１２  設備稼働モニタ
１１３  データベース
１１４  設備稼働スケジュール決定部
１１５  設備稼働制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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