(57)【要約】【課題】状況に合わせて自由にかつ簡便に生産ラインを構築／再構築する。【解決手段】モジュール１、および、モジュール１間で入出力するワークに関する情報を伝達する仮想トレイ４の接続関係が定義された定義情報を取得するテーブル変換部７３１と、定義情報に基づいて、モジュール１間における情報の伝達を行う仮想トレイ分配制御部７３２とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物品に対して所定作業を行う複数の生産設備と、当該生産設備を制御するラインコントローラとを備えた生産システムにおいて、
前記ラインコントローラは、
前記生産設備、および、前記生産設備間で入出力する前記対象物品に関する情報を伝達する仮想トレイの接続関係が定義された定義情報を取得する定義情報取得部と、
前記定義情報取得部により取得された定義情報に基づいて、前記生産設備間における情報の伝達を行う仮想トレイ分配部とを備えた
ことを特徴とする生産システム。
【請求項２】
前記生産設備は、
前記仮想トレイ分配部から伝達された情報が、どの仮想トレイからの情報に相当するのかを通知する協調動作部と、
前記協調動作部から通知された情報に応じた作業を前記対象物品に対して行う機構部とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の生産システム。
【請求項３】
前記定義情報は表にまとめられている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生産システム。
【請求項４】
前記定義情報は有向グラフで表されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生産システム。
【請求項５】
対象物品に対して所定作業を行う複数の生産設備を制御するラインコントローラにおいて、
前記生産設備、および、前記生産設備間で入出力する前記対象物品に関する情報を伝達する仮想トレイの接続関係が定義された定義情報を取得する定義情報取得部と、
前記定義情報取得部により取得された定義情報に基づいて、前記生産設備間における情報の伝達を行う仮想トレイ分配部と
を備えたことを特徴とするラインコントローラ。
【請求項６】
対象物品に対して所定作業を行う生産設備において、
前記生産設備、および、前記生産設備間で入出力する前記対象物品に関する情報を伝達する仮想トレイの接続関係が定義された定義情報を取得し、当該定義情報に基づいて、前記生産設備間における情報の伝達を行うラインコントローラから伝達された情報が、どの仮想トレイからの情報に相当するのかを通知する協調動作部と、
前記協調動作部から通知された情報に応じた作業を前記対象物品に対して行う機構部と
を備えたことを特徴とする生産設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、対象物品に対して所定作業を行う複数の生産設備と、生産設備を制御するラインコントローラとを備えた生産システム、ラインコントローラおよび生産設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生産ライン（特に組立加工ライン）では、一般的に、投入された複数の物品（ワーク）が多段階の加工／組立工程を経ることで完成品となる。このような生産ラインでは、種々の状況における最適な加工／組立工程は同一ではない。
【０００３】
例えば、多品種少量の生産設備の場合には、製造する製品により最適な加工／組立工程が異なる。
また、同一品種の生産設備の場合であっても、生産量に応じて工程を変化させる必要がある。すなわち、生産量を増やす場合には、ボトルネックとなる工程に絞って生産能力を増強することによって、コストパフォーマンスのよい生産ラインを構築する。逆に、生産量を減らす場合には、遊休工程を縮約することによって、無駄のない生産ラインを構築する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２４１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、生産ラインでは、多品種少量の生産設備の場合には、その特性により加工／組立工程を変化させる必要があり、また、同一品種の生産設備であっても、生産量の増減に応じて、加工／組立工程を変化させる必要がある。また、特定工程（特定設備）を保守する場合や、一時的に工程変更する場合、障害発生時の一時的ライン分断などの対応が求められる場合もある。
そのため、生産システムでは、状況に合わせて自由に生産ラインを構築／再構築（生産設備を足し引き）させることができ、かつ、その際の構築／再構築が簡便であることが求められる。
【０００６】
しかしながら、従来の生産システムでは、上記のような状況に対し、自由にかつ簡便に対応することができないという課題があった。すなわち、従来では、生産ラインの構築／再構築を行う際、生産設備毎に手動で設定する必要があった。そのため、作業に時間を要し、また、システム規模が大きくなるほど接続の正しさの検証が難しいという課題があった。
【０００７】
なお、特許文献１には、有向グラフを用いてプラント設備の診断を行うものについて開時されている。しかしながら、生産システムの構成とは全く異なり、この手法をそのまま生産ラインの構築／再構築には適用することはできない。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、状況に合わせて自由にかつ簡便に生産ラインを構築／再構築することが可能な生産システム、ラインコントローラおよび生産設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る生産システムは、対象物品に対して所定作業を行う複数の生産設備と、当該生産設備を制御するラインコントローラとを備え、ラインコントローラは、生産設備、および、生産設備間で入出力する対象物品に関する情報を伝達する仮想トレイの接続関係が定義された定義情報を取得する定義情報取得部と、定義情報取得部により取得された定義情報に基づいて、生産設備間における情報の伝達を行う仮想トレイ分配部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、上記のように構成したので、状況に合わせて自由にかつ簡便に生産ラインを構築／再構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモジュールによるライン構成を説明する図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る生産システムの構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るラインコントローラの構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るモジュールの構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る生産システムによる生産ラインの構成／再構成動作を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係るモジュールおよび仮想トレイの構成例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるテーブルの構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るラインコントローラの通信制御部による仮想トレイ交換動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態２に係るモジュールおよび仮想トレイの構成例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係るラインコントローラの構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るモジュールおよび仮想トレイの構成例の有向グラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
まず、生産システムの全体構成の説明の前に、生産設備（モジュール１）によるライン構成について、図１を参照しながら説明する。なお、図１に示す生産ラインでは加工モジュール１ｃが１台の場合を示しているが、通常ラインでは複数の加工モジュール群により構成されている。
【００１３】
図１に示す生産ラインでは、情報入力モジュール１ａ、第１のロボット１ｂ、加工モジュール１ｃ、第２のロボット１ｄおよび情報出力モジュール１ｅの５つのモジュール１を備えている。ここで、生産ラインの入口側を上流と称し、出口側を下流と称する。
そして、上記生産ラインにおける対象物品（ワーク）の流れでは、まず、第１のロボット１ｂは、部品トレイ２ａにあるワークを把持し、加工モジュール１ｃに渡す。次いで、加工モジュール１ｃは、渡されたワークに対して所定の加工を行い、完成品を作製する。次いで、第２のロボット１ｄは、作製された完成品を把持し、完成品トレイ２ｂに置く。
【００１４】
一方、上記生産ラインでは、ワークの流れとは別に、当該ワークの流れをコントロールする情報の流れが存在する。そして、上記生産ラインにおける情報の流れでは、まず、情報入力モジュール１ａは、生産指示情報源３から生産指示情報を入手し、仮想トレイ４を介して、第１のロボット１ｂに当該情報を渡す。仮想トレイ４は、モジュール１間で入出力するワークに関する情報を伝達する手段である。その後、この情報は仮想トレイ４を介して加工モジュール１ｃおよび第２のロボット１ｄにも伝達される。そして、第１のロボット１ｂ、加工モジュール１ｃおよび第２のロボット１ｄは、受け取った情報を基に、ワークハンドリング／加工を行う。そして、第２のロボット１ｄは、完成品を完成品トレイ２ｂに置いた後、その結果を示す情報を仮想トレイ４を介して情報出力モジュール１ｅに渡す。次いで、情報出力モジュール１ｅは生産実績格納先５に当該情報を渡す。
なお、生産指示情報源３としては、データベースやＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などが考えられる。また、生産実績格納先５についても同様に、データベースやＨＭＩなどが考えられる。
【００１５】
そして、上記のような生産ラインの構築を行う場合、または構成されている生産ラインに対してモジュール１を足し引きして生産ラインを再構成する場合に、簡便に実施することが可能な手法について以下に示す。
【００１６】
まず、上記生産ラインを構成するモジュール１を備えた生産システムの全体構成について、図２を参照しながら説明する。
生産システムは、図２に示すように、工程管理装置６、ラインコントローラ７およびモジュール１から構成されている。なお図２に示す生産システムでは、モジュール１として、治具モジュール、半田付けモジュールおよび組み立て作業モジュールを備えた場合を示している。
【００１７】
工程管理装置６は、ラインコントローラ７を制御するものである。この工程管理装置６は、生産ラインを構成するモジュール１および仮想トレイ４の接続関係を定義して、Ｅｘｃｅｌ等の表にまとめる機能を有している。この工程管理装置６によりまとめられた生産ラインの構成情報（モジュール１および仮想トレイ４の定義情報）はデータベース８を介してラインコントローラ７に出力される。
【００１８】
ラインコントローラ７は、生産ラインを構成する複数のモジュール１を統括するものである。このラインコントローラ７は、工程管理装置６からの生産ラインの構成情報に基づいて、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとり（情報交換）を行い、協調動作させる機能を有している。
【００１９】
モジュール１は、上述したように生産ラインを構成するものであり、各モジュール１はそれ自身独立して機能する分散型装置である。このモジュール１は、入口側にワークとそれに付随する情報を設定し、その情報に基づいて特定の加工を当該ワークに施し、出口側に加工したワークとそれに付随する情報を出力する。
また、各モジュール１は、ラインコントローラ７による制御に応じて協調して動作する。そして、モジュール１間にはモジュール１同士を接続する仮想トレイ４が存在し、モジュール１同士を接続した複合モジュール群は複合機能を発揮する。
【００２０】
ここで、接続関係を変更することは、その複合機能を変更することであり、すなわち生産ラインの機能を変更することを意味する（生産ラインの再構築）。そして、本実施の形態では、ワークの装置間での受け渡しにおいて、ラインコントローラ７によりモジュール１間での情報の交換（＝情報の接続）をさせ、モジュール１がその情報に基づいて装置の受け渡し機構を協調させて駆動することにより、ワークの受け渡しを実現する。
【００２１】
次に、ラインコントローラ７の内部構成について、図３を参照しながら説明する。
ラインコントローラ７は、図３に示すように、電源７１、ラインコントローラ制御部７２、仮想トレイ分配器７３および通信部７４から構成されている。
【００２２】
電源７１は、ラインコントローラ７の各部に電力を供給するためのものである。
ラインコントローラ制御部７２は、統括する各モジュール１の動作を制御するものである。
【００２３】
仮想トレイ分配器７３は、工程管理装置６からの生産ラインの構成情報に基づいて、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとり（情報交換）を行い、協調動作させるものである。この仮想トレイ分配器７３は、テーブル変換部（定義情報取得部）７３１および仮想トレイ分配制御部（仮想トレイ分配部）７３２から構成されている。
テーブル変換部７３１は、生産ラインの構成情報を取得して、ラインコントローラ７内のテーブル７３４に変換するテーブル読み込み変換部７３３を有するものである。また、仮想トレイ分配制御部７３２は、上記テーブル７３４と、テーブル７３４を用いて、通信部７４，１２を介して各モジュール１の仮想トレイ制御部１３との間で仮想トレイ４のやりとりを行う通信制御部７３５とを有するものである。
【００２４】
通信部７４は、モジュール１の通信部１２との間で通信を行うものである。
【００２５】
次に、モジュール１の内部構成について、図４を参照しながら説明する。
モジュール１は、図４に示すように、電源１１、通信部１２、仮想トレイ制御部１３およびモジュール機構部（機構部）１４から構成されている。
【００２６】
電源１１は、モジュール１の各部に電力を供給するためのものである。
通信部１２は、ラインコントローラ７の通信部７４との間で通信を行うものである。
【００２７】
仮想トレイ制御部１３は、通信部１２，７４を介してラインコントローラ７の仮想トレイ分配制御部７３２の通信制御部７３５と通信し、仮想トレイ４のやりとりを行う通信制御部１３１と、通信制御部１３１およびモジュール機構制御部１４２を協調動作させる協調動作部１３２とを有するものである。
【００２８】
モジュール機構部１４は、ワークに対して所定作業を行うメカ機構１４１と、仮想トレイ制御部１３による制御に基づいて、メカ機構１４１を制御するモジュール機構制御部１４２とを有するものである。
【００２９】
次に、上記のように構成された生産システムによる生産ラインの構成／再構成動作について、図５を参照しながら説明する。
この生産システムによる生産ラインの構成／再構成動作では、図５に示すように、まず、工程管理装置６は、生産ラインを構成するモジュール１および仮想トレイ４の接続関係を定義する（ステップＳＴ５０１）。図６に生産ラインの構成例を示す。
【００３０】
図６では、７つのモジュール［Ｍ１］〜［Ｍ７］と６つの仮想トレイ［Ｋ１］〜［Ｋ６］により生産ラインを構成した場合について示している。
ここで、モジュール１には入口または／および出口が複数存在する場合がある（図６のモジュール［Ｍ３］では２つの入口が存在している）。複数の入口は、複数の異なる部品をそれぞれ加工して組み立てることで完成品を作製する場合等に設けられる。また、複数の出口は、良品と不良品により出口を分けたり、または製造する製品型番によって出口を分ける場合等に設けられる。したがって、前者の場合には、特定モジュール１の上流側に複数のモジュール１が存在し、後者の場合には、特定モジュール１の下流側に複数のモジュール１が存在することになる。
【００３１】
次いで、工程管理装置６は、上記生産ラインの構成をＥｘｃｅｌ等の表にまとめる（ステップＳＴ５０２）。なお、Ｅｘｃｅｌの表をどのような形式にするかは任意であるが、ラインコントローラ７内のテーブル読み込み変換部７３３において簡単にテーブル７３４に変換できる形式が望ましい。この表にまとめられた生産ラインの構成情報はラインコントローラ７に出力される。
【００３２】
次いで、ラインコントローラ７内のテーブル読み込み変換部７３３は、工程管理装置６からの生産ラインの構成情報からラインコントローラ７内のテーブル７３４を作成する（ステップＳＴ５０３）。ここで、テーブル読み込み変換部７３３で作成するテーブル７３４には、例えば図７に示すように、仮想トレイ４に関するテーブル（第１のテーブル７３４ａ）と、モジュール１および仮想トレイ４の接続関係に関するテーブル（第２のテーブル７３４ｂ）との２種類ある。
【００３３】
第１のテーブル７３４ａは、図７（ａ）に示すように、仮想トレイ４毎に、仮想トレイＩＤ、領域Ａおよび領域Ｂが関連付けられて格納されている。
仮想トレイＩＤは、ライン構成に必要な個々の仮想トレイ４を区別するためのＩＤである。
領域Ａ，Ｂは、ラインコントローラ７内で、仮想トレイ４を介してモジュール１間でやりとりするデータを一時的に格納するための領域である。ここで、特定仮想トレイ４からみて上流側にあるモジュール１をＸとし、下流側にあるモジュール１をＹとすると、ＸとＹとの間でやりとりするデータは、ＸからＹに渡すデータと、ＹからＸに渡すデータの２種類に分けられる。そして、ＸからＹに渡すデータを格納する領域を領域Ａとし、ＹからＸに渡すデータを格納する領域を領域Ｂとする。
【００３４】
一方、第２のテーブル７３４ｂは、図７（ｂ）に示すように、モジュール１毎に、モジュールＩＤ、モジュール通信アドレス、上流側仮想トレイＩＤおよび下流側仮想トレイＩＤが関連付けられて格納されている。
モジュールＩＤは、ライン構築に必要な個々のモジュール１を区別するためのＩＤである。
モジュール通信アドレスは、モジュール１と通信を行うための通信アドレスである。すなわち、ラインコントローラ７と各モジュール１、および各モジュール１同士は、通常、物理的に離れている。この物理的に離れているものが相互にデータをやりとりする場合、通常、何らかの通信手段を用いて行うことなる。そして、通信を行う場合には、当該通信手段に応じて定まる形式の通信アドレスが必要となり、ラインコントローラ７は特定のモジュール１と通信するために当該通信アドレスを知っておく必要がある。なお、通信アドレスはモジュール１毎に異なる。
【００３５】
上流側仮想トレイＩＤは、特定モジュール１からみて上流側にある仮想トレイ４を区別するためのＩＤである。なお、モジュール１と仮想トレイ４の構成によっては、複数のＩＤを定義する場合もある。
下流側仮想トレイＩＤは、特定モジュール１からみて下流側にある仮想トレイ４を区別するためのＩＤである。なお、モジュール１と仮想トレイ４の構成によっては、複数のＩＤを定義する場合もある。
【００３６】
次いで、ラインコントローラ７内の通信制御部７３５は、このテーブル７３４を用いて、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとりを実施する（ステップＳＴ５０４）。すなわち、上記テーブル７３４を基に、特定モジュール１のペア（上流側・下流側のモジュール１）に対して特定仮想トレイ４を交換することにより、モジュール１間の協調動作が可能となる。ここで、モジュール１間における仮想トレイ４の交換とは、モジュール１間を接続したことを意味し、具体的には、特定上流側モジュール１から特定下流側モジュール１へのデータ伝達と、（同一の）特定下流側モジュール１から（同一の）特定上流側モジュール１へのデータ伝達を意味する。
【００３７】
次に、ラインコントローラ７の通信制御部７３５による仮想トレイ交換動作について、図８を参照しながら説明する。なお以下では、説明のため、通信制御部７３５の動作を、特定のプログラミング言語ではなく、仮想のプログラミング言語として記述する。
この通信制御部７３５による仮想トレイ交換動作では、図８に示すように、まず、第２のテーブル７３４ｂのインデックス（ｉ）を初期化する（ステップＳＴ８０１）。
【００３８】
次いで、第２のテーブル７３４ｂを参照することで、モジュール（ｉ）が存在するかを判断する（ステップＳＴ８０２）。
このステップＳＴ８０２において、モジュール（ｉ）が存在しないと判断した場合には、シーケンスはステップＳＴ８０１に戻り待機状態となる。
【００３９】
一方、ステップＳＴ８０２において、モジュール（ｉ）が存在すると判断した場合には、第２のテーブル７３４ｂのモジュール（ｉ）に関する各データを抽出する（ステップＳＴ８０３）。すなわち、第２のテーブル７３４ｂのモジュールＩＤ（ｉ）、モジュール通信アドレス（ｉ）、上流側仮想トレイＩＤ（ｉ，ｋ）（ｋは、同一インデックス（ｉ）において複数の仮想トレイ４がある場合に区別するインデックスでありｋ＝１，２，・・・）および下流側仮想トレイＩＤ（ｉ，ｊ）（ｊは、同一インデックス（ｉ）において複数の仮想トレイ４がある場合に区別するインデックスでありｊ＝１，２，・・・）を抽出する。
【００４０】
次いで、モジュール１の上流側仮想トレイ４の処理を行う。
まず、ｋ＝１とし（ステップＳＴ８０４）、抽出した上流側仮想トレイＩＤ（ｉ，ｋ）から、上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ）が存在するかを判断する（ステップＳＴ８０５）。
【００４１】
このステップＳＴ８０４において、上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ）が存在すると判断した場合には、上流から下流へのデータ処理を行う（ステップＳＴ８０６）。すなわち、まず、第１のテーブル７３４ａの仮想トレイ（ｉ，ｋ）に該当する領域ＡのデータをＫＡＸとして読み出す。そして、抽出したモジュール通信アドレス（ｉ）によりモジュール（ｉ）と通信し、ＫＡＸを上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ）のデータとして書き込む。
ＣＯＭＭ＿ＷＲＩＴＥ＿ＴＯ（モジュール通信アドレス（ｉ），上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ），ＫＡＸ）
【００４２】
また同時に、下流から上流へのデータ処理を行う（ステップＳＴ８０７）。すなわち、まず、抽出したモジュール通信アドレス（ｉ）によりモジュール（ｉ）と通信し、上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ）に関するデータを読み出す。そして、読み出したデータをＫＢＸとして、第１のテーブル７３４ａの仮想トレイ（ｉ，ｋ）に該当する領域Ｂに格納する。
ＫＢＸ＝ＣＯＭＭ＿ＲＥＡＤ＿ＦＲＯＭ（モジュール通信アドレス（ｉ），上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ））
【００４３】
次いで、ｋをインクリメントする（ステップＳＴ８０８）。その後、シーケンスはステップＳＴ８０５に戻る。
【００４４】
一方、ステップＳＴ８０５において、上流側仮想トレイ（ｉ，ｋ）が存在しないと判断した場合には、モジュール１の下流側仮想トレイ４の処理へ移行する。
まずｊ＝１として（ステップＳＴ８０９）、抽出した下流側仮想トレイＩＤ（ｉ，ｊ）から、下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ）が存在するかを判断する（ステップＳＴ８１０）。
【００４５】
このステップＳＴ８１０において、下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ）が存在すると判断した場合には、上流側から下流側へのデータ処理を行う（ステップＳＴ８１１）。すなわち、まず、抽出したモジュール通信アドレス（ｉ）によりモジュール（ｉ）と通信し、下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ）に関するデータを読み出す。そして、読み出したデータをＫＡＸとして、第１のテーブル７３４ａの仮想トレイ（ｉ，ｊ）に該当する領域Ａに格納する。
ＫＡＸ＝ＣＯＭＭ＿ＲＥＡＤ＿ＦＲＯＭ（モジュール通信アドレス（ｉ），下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ））
【００４６】
また同時に、下流側から上流側へのデータ処理を行う（ステップＳＴ８１２）。すなわち、まず、第１のテーブル７３４ａの仮想トレイ（ｉ，ｊ）に該当する領域ＢのデータをＫＢＸとして読み出す。そして、抽出したモジュール通信アドレス（ｉ）によりモジュール（ｉ）と通信し、ＫＢＸを下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ）のデータとして書き込む。
ＣＯＭＭ＿ＷＲＩＴＥ＿ＴＯ（モジュール通信アドレス（ｉ），下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ），ＫＢＸ）
【００４７】
次いで、ｊをインクリメントする（ステップＳＴ８１３）。その後、シーケンスはステップＳＴ８１０に戻る。
一方、ステップＳＴ８１０において、下流側仮想トレイ（ｉ，ｊ）が存在しないと判断した場合には、ｉをインクリメントする（ステップＳＴ８１４）。その後、シーケンスはステップＳＴ８０２に戻る。
【００４８】
次に、通信制御部７３５による仮想トレイ交換動作の具体例について、図６，７を参照しながら説明する。なお以下では、データを常に更新するタイプの通信とした場合の動作を示す。
図６に示す生産ラインを構築する場合、ラインコントローラ７の通信制御部７３５は、まず、モジュール［Ｍ１］の下流側仮想トレイ［Ｋ１］の処理を行う。
すなわち、まず、図７（ｂ）に示す第２のテーブル７３４ｂから抽出したモジュール通信アドレス［Ｍ１＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ］によりモジュール［Ｍ１］と通信し、仮想トレイ［Ｋ１］に関するデータを読み出す。
【００４９】
そして、このデータは仮想トレイ［Ｋ１］の上流から下流へのデータなので、第１のテーブル７３４ａを参照し、ラインコントローラ７内の領域［Ｋ１＿Ａ］に一時的に格納する。
Ｋ１＿Ａ＝ＣＯＭＭ＿ＲＥＡＤ＿ＦＲＯＭ（Ｍ１＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ１”，“上下”）
【００５０】
また同時に、仮想トレイ［Ｋ１］の下流から上流へのデータをラインコントローラ７内の領域［Ｋ１＿Ｂ］から読み出し、モジュール［Ｍ１］に仮想トレイ［Ｋ１］のデータとして書き込む。
ＣＯＭＭ＿ＷＲＩＴＥ＿ＴＯ（Ｍ１＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ１”，“下上”，Ｋ１＿Ｂ）
【００５１】
次に、モジュール［Ｍ２］の上流側仮想トレイ［Ｋ１］の処理を行う。
すなわち、まず、第１のテーブル７３４ａを参照し、仮想トレイ［Ｋ１］の上流から下流へのデータをラインコントローラ７内の領域［Ｋ１＿Ａ］から読み出す。
【００５２】
そして、第２のテーブル７３４ｂから抽出したモジュール通信アドレス［Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ］によりモジュール［Ｍ２］と通信し、読み出したデータを仮想トレイ［Ｋ１］のデータとして書き込む。
ＣＯＭＭ＿ＷＲＩＴＥ＿ＴＯ（Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ１”，“上下”，Ｋ１＿Ａ）
【００５３】
また同時に、モジュール［Ｍ２］からデータを読み出す。そして、このデータは仮想トレイ［Ｋ１］の下流から上流へのデータなので、ラインコントローラ７内の領域［Ｋ１＿Ｂ］に一時的に格納する。
Ｋ１＿Ｂ＝ＣＯＭＭ＿ＲＥＡＤ＿ＦＲＯＭ（Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ１”，“下上”）
【００５４】
次に、モジュール［Ｍ２］の下流側仮想トレイ［Ｋ２］の処理を行う。これは、モジュール［Ｍ１］の下流側仮想トレイ［Ｋ１］の処理と同様であり、以下のようになる。
すなわち、まず、第２のテーブル７３４ｂから抽出したモジュール通信アドレス［Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ］によりモジュール［Ｍ２］と通信し、仮想トレイ［Ｋ２］に関するデータを読み出す。
【００５５】
そして、このデータは仮想トレイ［Ｋ２］の上流から下流へのデータなので、第１のテーブル７３４ａを参照し、ラインコントローラ７内の領域［Ｋ２＿Ａ］に一時的に格納する。
Ｋ２＿Ａ=ＣＯＭＭ＿ＲＥＡＤ＿ＦＲＯＭ（Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ２”，“上下”）
【００５６】
また同時に、仮想トレイ［Ｋ２］の下流から上流へのデータをラインコントローラ７内の［Ｋ２＿Ｂ］から読み出し、モジュール［Ｍ２］に仮想トレイ［Ｋ２］のデータとして書き込む。
ＣＯＭＭ＿ＷＲＩＴＥ＿ＴＯ（Ｍ２＿ＣＯＭ＿ＡＤＲ，“Ｋ２”，“下上”，Ｋ２＿Ｂ）
【００５７】
以下、同様の処理を最後のモジュール［Ｍ７］まで実行する。また、最後のモジュール［Ｍ７］に到達したら、最初のモジュール［Ｍ１］に対する処理に戻る。
以上のように通信制御部７３５を動作させることで、テーブル７３４を利用して、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとりを行うことができる。また、テーブル７３４の内容を変更するだけで、モジュール１間の仮想トレイ４の内容（モジュール１間の接続）を変更することができる。よって、ラインの構築／再構成を自由にかつ簡便に行うことができる。なおこの際、実際の装置であるモジュール１を適切に配置する必要があることは言うまでもない。
【００５８】
以上のように、この実施の形態１によれば、実際の生産設備（モジュール１）を適切に配置した上で、工程管理装置６にて生産ラインを構成するモジュール１および仮想トレイ４を定義し、ラインコントローラ７にて、当該定義情報を用いて、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとりを行うように構成したので、状況に合わせて自由にかつ簡便に生産ラインを構築／再構築することが可能である。
【００５９】
なお、実施の形態１における第２のテーブル７３４ｂでは、個々のモジュール１に注目して、上流側にある仮想トレイ４と下流側にある仮想トレイ４とを定義するものについて示した。これに対して、個々の仮想トレイ４に注目して、上流側にあるモジュール１と下流側にあるモジュール１とを定義するようにしてもよい。
【００６０】
実施の形態２．
実施の形態２では、生産量の増減に応じて生産ラインの工程能力を変更する場合について示す。
なお実施の形態２に係る生産システムの各部の構成は、実施の形態１に係る生産システムの各部の構成と同様であり、その説明を省略する。
【００６１】
図９はこの発明の実施の形態２に係る生産ラインの工程能力の変更を説明する図である。この図９に示す生産ラインでは、モジュール［Ｍ４］が、工程能力のボトルネックとなっている工程を担当しているモジュール１であると仮定している。
【００６２】
図９（ａ）に示す生産ラインにおいて、生産量を増加させる必要がある場合には、モジュール［Ｍ４］を２重化する（モジュール［Ｍ４＿２］を追加する）。これにより、図９（ｂ）に示すような生産ラインとなり、ライン全体の工程能力を増強することができる。
一方、図９（ｂ）に示す生産ラインにおいて、生産量を減少させる必要がある場合には、モジュール［Ｍ４＿２］を削除する。これにより、図９（ａ）に示すような生産ラインとなり、無駄のない生産ラインの構築が可能となる。
【００６３】
本実施の形態では、上記のように生産量に応じて生産ラインの工程能力を変更する場合での、協調動作部１３２の動作について説明する。なお、工程能力の変更には、実際のモジュール１の追加設置や除去を伴うことは言うまでもない。
【００６４】
モジュール１内の協調動作部１３２では、通信制御部１３１がラインコントローラ７との間で複数の仮想トレイ４を交換している場合に、下流側、上流側の各々について、やりとりしている仮想トレイ４のトータル数と、仮想トレイＩＤを知ることができる。なお、上流側の仮想トレイ４のトータル数をｊ＿ｔｏｔａｌとし、下流側の仮想トレイ４のトータル数をｋ＿ｔｏｔａｌとする。
【００６５】
そして、協調動作部１３２は、上流側に複数のモジュール１がある場合（合流する場合）と、下流側に複数のモジュール１がある場合（分配する場合）に応じて以下のように動作する。
まず、合流する場合には、上流側に複数のモジュール１が存在するため、その構成によって、上流側仮想トレイ４のトータル数がｊ＿ｔｏｔａｌ＝１〜Ｎとなる可能性がある（図９（ａ）のモジュール［Ｍ５］ではｊ＿ｔｏｔａｌ＝１であり、図９（ｂ）のモジュール［Ｍ５］ではｊ＿ｔｏｔａｌ＝２である）。
ここで、図９（ｂ）の生産ラインの場合、モジュール［Ｍ５］に対して複数の上流モジュール［Ｍ４］，［Ｍ４＿２］からワークが流れてくる。そして、当該モジュール［Ｍ５］のモジュール機構部１４は、上流からのワークを均等に加工する必要がある。
【００６６】
そこで、協調動作部１３２は、ｊ＿ｔｏｔａｌの範囲で、モジュール機構制御部１４２に伝達する仮想トレイＩＤを１つのワークの加工が終了する毎に切り替えていく。そして、モジュール機構制御部１４２では、渡された仮想トレイＩＤで示される仮想トレイ４の内容を基に、メカ機構１４１を制御し、ワーク加工を実施させる。その結果として、当該モジュール［Ｍ５］では、複数の上流モジュール［Ｍ４］，［Ｍ４＿２］から送られてきたワークを均等に加工することができる。
【００６７】
一方、分配する場合には、下流側に複数のモジュール１が存在するため、その構成によって、下流側仮想トレイ４のトータル数がｋ＿ｔｏｔａｌ＝１〜Ｎとなる可能性がある（図９（ａ）のモジュール［Ｍ３］ではｋ＿ｔｏｔａｌ＝１であり、図９（ｂ）のモジュール［Ｍ３］ではｋ＿ｔｏｔａｌ＝２である）。
ここで、図９（ｂ）の生産ラインの場合、モジュール［Ｍ３］のモジュール機構部１４では、複数の下流モジュール［Ｍ４］，［Ｍ４＿２］に対してワークを均等に流す必要がある。
【００６８】
そこで、協調動作部１３２は、ｋ＿ｔｏｔａｌの範囲で、モジュール機構制御部１４２に伝達する仮想トレイＩＤを１つのワークの加工が終了する毎に切り替えていく。そして、モジュール機構制御部１４２では、渡された仮想トレイＩＤで示される仮想トレイ４の内容を基に、メカ機構１４１を制御し、ワークを加工後、下流に流すことを実施させる。その結果として、当該モジュール［Ｍ３］は、複数の下流モジュール［Ｍ４］，［Ｍ４＿２］にワークを均等に流すことができる。
【００６９】
なお、図６に示す生産ラインの場合、モジュール［Ｍ３］では、モジュール［Ｍ２］，［Ｍ７］から別種のワークが流れてきて、それぞれのワークに対して所定の加工を行い組み立てをして、下流に流す必要がある。この場合においても、協調動作部１３２は、順次仮想トレイＩＤをモジュール機構制御部１４２に伝達する。この協調動作部１３２の動作は実施の形態２における動作と同一である。
そして、渡された異なる仮想トレイＩＤに対して、同一のワーク加工を行うか異種のワーク加工を行うかはモジュール１毎に予め定まっていて、具体的には、個々のモジュール１のモジュール機構制御部１４２がコントロールする。
【００７０】
以上のように、この実施の形態２によれば、モジュール１の協調動作部１３２にて、ラインコントローラ７から伝達された情報が、どの仮想トレイ４からの情報に相当するのかを通知し、モジュール機構制御部１４２にて、当該通知情報に応じた作業をメカ機構１４１に行わせるように構成したので、生産量の増減に応じた生産ラインの工程能力の変更を実現することができる。
また、生産ラインの工程能力を変更する場合についても、実施の形態１と同様に、実際の生産設備（モジュール１）を適切に配置した上で、工程管理装置６にて生産ラインを構成するモジュール１および仮想トレイ４を定義し、ラインコントローラ７にて、当該定義情報を用いて、モジュール１間における仮想トレイ４のやりとりを行うため、状況に合わせて自由にかつ簡便に生産ラインを構築／再構築することが可能である。
【００７１】
なお、実施の形態１では、多品種少量の生産設備を想定して、その特定により生産ラインを構成／再構成する場合について示し、実施の形態２では、同一品種の生産設備を想定して、生産量の増減に応じて生産ラインを構成／再構成する場合について示した。しかしながら、これに限るものではなく、例えば、特定工程（特定設備）を保守する場合や、一時的に工程変更する場合、障害発生時の一時的ライン分断などに対しても同様に適用することができる。
【００７２】
実施の形態３．
実施の形態１では、Ｅｘｃｅｌ等を用いて生産ラインの構成情報を表にまとめる場合について示した。それに対して、実施の形態３では、有向グラフを用いて生産ラインの構成情報を表す場合について示す。
図１０はこの発明の実施の形態３に係るラインコントローラ７の構成を示す図である。図１０に示す実施の形態３に係るラインコントローラ７は、図３に示す実施の形態１に係るラインコントローラ７のテーブル変換部７３１に、工程管理装置６からの有向グラフをラインコントローラ制御部７２内のテーブル７３４に変換する有向グラフ読み込み変換部７３６を追加したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、図１０では、テーブル読み込み変換部７３３をともに設けた場合について示しているが、有向グラフ読み込み変換部７３６のみであってもよい。
【００７３】
なお、工程管理装置６は、生産ラインを構成するモジュール１および仮想トレイ４を定義して、有向グラフとしてまとめる機能を有している。
ここで、図６に示す生産ラインの構成を有向グラフで表示すると、図１１のようになる。ここで、図１１に示す有向グラフの各ノードはモジュール１（モジュール［Ｍ１］〜［Ｍ７］）を示し、各エッジは仮想トレイ４（仮想トレイ［Ｋ１］〜［Ｋ６］）を示している。
【００７４】
以上のように、この実施の形態３によれば、有向グラフにより生産ラインの構成情報を表示するように構成したので、実施の形態１における効果に加えて、よりグラフィカルな表現とすることができ、より直感的な誤りのない入力が可能となる。この方式は、特に大規模ラインを構築に非常に有効であると考えられる。
【００７５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  モジュール（生産設備）
１ａ  情報入力モジュール
１ｂ  第１のロボット
１ｃ  加工モジュール
１ｄ  第２のロボット
１ｅ  情報出力モジュール
２ａ  部品トレイ
２ｂ  完成品トレイ
３  生産指示情報源
４  仮想トレイ
５  生産実績格納先
６  工程管理装置
７  ラインコントローラ
８  データベース
１１，７１  電源
１２，７４  通信部
１３  仮想トレイ制御部
１４  モジュール機構部
７２  ラインコントローラ制御部
７３  仮想トレイ分配器
１３１，７３５  通信制御部
１３２  協調動作部
１４１  メカ機構
１４２  モジュール機構制御部
７３１  テーブル変換部（定義情報取得部）
７３２  仮想トレイ分配制御部（仮想トレイ分配部）
７３３  テーブル読み込み変換部
７３４  テーブル
７３６  有向グラフ読み込み変換部
【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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