(57)【要約】【課題】ワークの搬送を伴う生産ラインの設計から導入までの工数が減るように、生産ラインの設計支援をする。【解決手段】記憶部（ＤＢ１１）には、生産ラインに含まれ得る複数種類の機能単位毎に、機能単位間のインターロックに係るデバイス情報と制御プログラム情報とが記憶される。設計者は、複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択して組み合わせて生産ラインの仕様を決定すると共に、生産ラインを構成する複数の機能単位相互の関係を設定する。設計支援方法は、設計支援装置１が、設定された機能単位相互の関係に関する情報を受け入れ、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを記憶部から読み込むと共に、デバイス情報に基づいて、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行い、読み込んだ各制御プログラム内のデバイス情報を書き換えて結合することにより、生産ラインの設備プログラムを生成する。【選択図】図９
2014002629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の情報を記憶する記憶部と、設計者が入力操作する入力部とを有する設計支援装置を用い、ワークの搬送を伴う生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを作成するための生産ラインの設計支援方法であって、
前記生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて、複数種類の機能単位が予め設定されていると共に、前記機能単位間のインターロックが設定されており、
前記記憶部には、前記機能単位毎に、前記インターロックに係るデバイス情報と、当該デバイス情報を含みかつ、前記機能単位を実現するための制御プログラム情報とが記憶されており、
前記設計者が、前記予め設定されている複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択しかつ、選択した機能単位を組み合わせることにより、前記生産ラインの仕様を決定すると共に、前記決定した生産ラインの仕様に基づいて、当該生産ラインを構成する複数の前記機能単位相互の関係を設定し、
前記設計支援装置が、前記入力部の入力操作に応じて、前記設定された前記機能単位相互の関係に関する情報を受け入れるステップ、
前記設計支援装置が、前記入力された機能単位相互の関係に基づいて、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを前記記憶部から読み込むと共に、読み込んだ機能単位についての前記デバイス情報に基づいて、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行うステップ、及び、
前記設計支援装置が、前記割り当てたデバイス情報に基づいて、読み込んだ機能単位についての前記各制御プログラム内のデバイス情報を書き換えると共に、デバイス情報を書き換えた当該制御プログラムを結合することにより、前記生産ラインの設備プログラムを生成するステップ、を含む生産ラインの設計支援方法。
【請求項２】
請求項１に記載の生産ラインの設計支援方法において、
前記機能単位は、前記制御プログラム内のデバイス情報の書き換えのみを行う機能モジュールと、前記制御プログラム内のデバイス情報の書き換え、及び、前記機能単位相互の関係に応じて制御プログラムの変更を行う機能ユニットとを含んでいる生産ラインの設計支援方法。
【請求項３】
請求項２に記載の生産ラインの設計支援方法において、
前記機能モジュールは、
前記ワークの搬入及び搬出に係る機能を有する搬送モジュール、
前記ワークに対する作業に係る機能を有する付帯モジュール、及び、
前記搬送モジュールのワークの搬送方向の指示及び前記付帯モジュールの動作パターンの指示に係る機能を有する情報モジュール、を含み、
前記機能ユニットは、
前記生産ライン全体の判定及び指示に係る機能を有する設備監視ユニット、
前記設備監視ユニットよりも下位で、出力電源の制御機能を有するエリア監視ユニット、
前記エリア監視ユニットよりも下位で、少なくとも１の前記搬送モジュールを含む所定の範囲内での、前記搬送モジュールに関する制御を行うグループ監視ユニット、及び、
前記搬送モジュールの駆動に係る駆動機器の制御を行う駆動ユニット、を含む生産ラインの設計支援方法。
【請求項４】
請求項３に記載の生産ラインの設計支援方法において、
前記搬送モジュールは、前記ワークの搬送に関する各種の機能を有する機器と、当該機器の制御に係る制御プログラムとの対で構成されかつ、複数種類の搬送モジュールを含んでおり、
前記設計者が、前記複数種類の搬送モジュールの中から、所望の搬送モジュールを必要数だけ選択しかつ、前記ワークの搬送方向に前記選択した搬送モジュールを並べることによって、前記ワークの搬送経路が設定される生産ラインの設計支援方法。
【請求項５】
各種の情報を記憶する記憶部と、設計者が入力操作する入力部とを有しかつ、ワークの搬送を伴う生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを作成するための生産ラインの設計支援を行う設計支援装置であって、
前記生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて、複数種類の機能単位が予め設定されていると共に、前記機能単位間のインターロックが設定されており、
前記記憶部には、前記機能単位毎に、前記インターロックに係るデバイス情報と、当該デバイス情報を含みかつ、前記機能単位を実現するための制御プログラム情報とが記憶されており、
前記設計者が、前記予め設定されている複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択しかつ、選択した機能単位を組み合わせることにより、前記生産ラインの仕様を決定すると共に、前記決定した生産ラインの仕様に基づいて、当該生産ラインを構成する複数の前記機能単位相互の関係を設定し、
前記入力部が入力操作されることによって前記設定された前記機能単位相互の関係に関する情報を受け入れる手段、
前記入力された機能単位相互の関係に基づいて、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを前記記憶部から読み込むと共に、読み込んだ機能単位についての前記デバイス情報に基づいて、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行う手段、及び、
前記割り当てたデバイス情報に基づいて、読み込んだ機能単位についての前記各制御プログラム内のデバイス情報を書き換えると共に、デバイス情報を書き換えた当該制御プログラムを結合することにより、前記生産ラインの設備プログラムを生成する手段、を備えている生産ラインの設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示する技術は、生産ラインの設計を支援する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複写機において記録用紙の搬送を行う搬送機構の設計に際し、多数の搬送ローラ等によって構成される搬送路上を記録用紙が搬送される過程を、ＰＣによってシミュレーションすることにより、搬送機構を制御するソフトウエアの検証を行い、搬送機構の設計支援を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８７８２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークの搬送を伴う生産ラインの設計の際にも、生産ラインの仕様を決定した後に、当該生産ラインを構成するハードウエア（つまり、機器等）の設計を行いつつ、その生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを設計している。このときも、ライン上をワークが搬送される過程をシミュレーションすることにより、設備プログラムの検証等を行うようにしている。こうしたシミュレーション技術は、生産ラインの設計を支援し、その設計効率を高め得る。
【０００５】
しかしながら、従来の生産ラインの設計は、その設計の度にハードウエアの設計及びソフトウエアの設計を行うようにしており、設計の着手から導入までに非常に多くの工数が必要である。つまり、生産ラインを構成する機能（例えば、搬送されてきたワークを所定位置で停止させる機能や、ワークの搬送方向を変更する機能等）自体は、同じであってもその機能に対する前後の工程が異なることに起因して、過去の生産ラインにおいて使用していたソフトウエアをそのまま用いることができず、ソフトウエアの修正等が必要であった。そうした修正等を行うことで、改めて動作確認が必要になり、シミュレーションや、実機での検証を行わなければならない。結果として、従来においては、生産ラインの設計から導入までに多くの工数が必要になるのである。
【０００６】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、生産ラインの設計から導入までの工数が減るように、生産ラインの設計支援をすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、生産ラインを構成する各種の機能に着目し、その各種機能を、機能毎に分割し独立させることで、複数種類の「機能単位」として設定した上で、各種の機能単位毎に、予め標準化及び機能保証を行うことにした。こうすることで、生産ラインを設計する際には、複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択し、それらを組み合わせることで生産ラインを設計することが可能になる。なぜなら、各種の機能単位毎に予め機能保証を行っているため、複数種類の機能単位を組み合わせた生産ラインの全体についても保証が可能となり、改めて制御プログラムを検証等することは不要だからである。
【０００８】
一方で、このように機能単位毎に独立させたときには、それらを自由に組み合わせるためには、機能単位間のインターロック（インターフェース）を、所定のルールに従って統一的に設定しておく必要がある。そこで、本願発明者らは、各種の機能単位について、そのインターロックを、予め統一的に設定すると共に、その機能単位を実現する制御プログラムを、統一的に設定されたインターロックに対応するように、予め設定しておくことにより、複数種類の機能単位を組み合わせることで構成される生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを、その生産ラインに含まれる各機能単位の制御プログラムを結合することだけで作成し得るようにした。
【０００９】
ここに開示する技術は、各種の情報を記憶する記憶部と、設計者が入力操作する入力部とを有する設計支援装置を用い、ワークの搬送を伴う生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを作成するための生産ラインの設計支援方法に係る。
【００１０】
この設計支援方法においては、その前提として、前記生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて、複数種類の機能単位が予め設定されていると共に、前記機能単位間のインターロックが設定されており、前記記憶部には、前記機能単位毎に、前記インターロックに係るデバイス情報と、当該デバイス情報を含みかつ、前記機能単位を実現するための制御プログラム情報とが記憶されている。そして、前記設計者が、前記予め設定されている複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択しかつ、選択した機能単位を組み合わせることにより、前記生産ラインの仕様を決定すると共に、前記決定した生産ラインの仕様に基づいて、当該生産ラインを構成する複数の前記機能単位相互の関係を設定する。
【００１１】
そうして、前記設計支援方法は、前記設計支援装置が、前記入力部の入力操作に応じて、前記設定された前記機能単位相互の関係に関する情報を受け入れるステップ、前記設計支援装置が、前記入力された機能単位相互の関係に基づいて、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを前記記憶部から読み込むと共に、読み込んだ機能単位についての前記デバイス情報に基づいて、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行うステップ、及び、前記設計支援装置が、前記割り当てたデバイス情報に基づいて、読み込んだ機能単位についての前記各制御プログラム内のデバイス情報を書き換えると共に、デバイス情報を書き換えた当該制御プログラムを結合することにより、前記生産ラインの設備プログラムを生成するステップ、を含む。
【００１２】
ここで、「機能単位」は、前述したように、生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて分割され、生産ラインを構成する物理的な構造に基づいて分割される構造単位とは相違する。例えば、生産ラインにおいて所定の第１地点から第２地点までワークを搬送する構成が存在している場合に、当該第１地点から第２地点まで延びるレール等の構造は、構造単位に相当するのに対し、２つの地点の間でワークを搬送する機能は、機能単位に相当する。構造単位に分割した場合には、前述の例のように、第１地点から第２地点まで延びるレール等の構造が大きくなりすぎて、他の生産ラインへの適用は不可能となる可能性があるのに対し、機能単位に分割することは、その汎用性を高め、様々な生産ラインに適用することが可能になる。
【００１３】
機能単位は、生産ラインに含まれ得る各種の機能に着目し、その機能毎に独立した単位として設定したものであり、機能単位は、機能単位相互のインターフェース（つまり、インターロック）を、所定のルールに従って統一的に設定していると共に、その機能を実現するための、標準化した制御プログラム（及び機器構成）を予め設定している。制御プログラムは、統一的に設定されたインターロックに係るデバイス情報を含む。また、各機能単位で、個別に動作検証が既に完了していて、その機能保証がなされていることが望ましい。
【００１４】
前記機能単位は、前記制御プログラム内のデバイス情報の書き換えのみを行う機能モジュールと、前記制御プログラム内のデバイス情報の書き換え、及び、前記機能単位相互の関係に応じて制御プログラムの変更を行う機能ユニットとを含んでいる、としてもよい。
【００１５】
前記機能モジュールは、前記ワークの搬入及び搬出に係る機能を有する搬送モジュール、前記ワークに対する作業に係る機能を有する付帯モジュール、及び、前記搬送モジュールのワークの搬送方向の指示及び前記付帯モジュールの動作パターンの指示に係る機能を有する情報モジュール、を含み、前記機能ユニットは、前記生産ライン全体の判定及び指示に係る機能を有する設備監視ユニット、前記設備監視ユニットよりも下位で、出力電源の制御機能を有するエリア監視ユニット、前記エリア監視ユニットよりも下位で、少なくとも１の前記搬送モジュールを含む所定の範囲内での、前記搬送モジュールに関する制御を行うグループ監視ユニット、及び、前記搬送モジュールの駆動に係る駆動機器の制御を行う駆動ユニット、を含む、としてもよい。
【００１６】
前記搬送モジュールは、前記ワークの搬送に関する各種の機能を有する機器と、当該機器の制御に係る制御プログラムとの対で構成されかつ、複数種類の搬送モジュールを含んでおり、前記設計者が、前記複数種類の搬送モジュールの中から、所望の搬送モジュールを必要数だけ選択しかつ、前記ワークの搬送方向に前記選択した搬送モジュールを並べることによって、前記ワークの搬送経路が設定される、としてもよい。
【００１７】
前記の構成によると、前述の通り、複数種類の機能単位が予め設定されていると共に、その機能単位間のインターロックが設定されており、インターロックに係るデバイス情報及び機能単位を実現するための制御プログラム情報は、その機能単位毎に、設計支援装置の記憶部に記憶されている。
【００１８】
設計者は、生産ラインの設計を行う際には、予め設定されている複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択し、それらを組み合わせるようにする。こうすることで、生産ラインの仕様を決定することが可能になる。例えば、ワークの搬送に関する各種の機能を有する機器と、当該機器の制御に係る制御プログラムとの対で構成される、複数種類の搬送モジュールには、例えばワークを所定位置で停止させるストッパーモジュールや、ワークの搬送方向を変更するダイバータモジュール等を含むが、こうした複数種類の搬送モジュールの中から、所望の搬送モジュールを必要数だけ選択しかつ、ワークの搬送方向に選択した搬送モジュールを並べることによって、ワークの搬送経路が設定されるようになる。
【００１９】
こうして生産ラインの仕様が決定されれば、その仕様に基づいて、生産ラインを構成する複数の機能単位相互の関係を設定する。例えば、設定された搬送モジュールの並び順（レイアウト）に応じて、付帯モジュールの配置を設定すると共に、グループ監視ユニットの監視下に含まれる（言い換えると、所定のグループ監視ユニットの下位に配置される）搬送モジュール及び付帯モジュールを設定したり、１つのエリア監視の監視下に含まれるグループ監視ユニットをしたり、グループ監視ユニット同士のつながり等を設定したりする。こうした生産ラインを構成する複数の機能単位相互の関係の設定は、ワークの搬送方向及び制御階層の方向の双方について機能単位相互の関係を図示した「雲図」を作成することに相当する。
【００２０】
生産ラインを構成する複数の機能単位相互の関係は、設計者が入力部を入力操作することを通じて、設計支援装置に入力される。設計支援装置は、その情報を受け入れ、入力された複数の機能単位相互の関係に基づいて、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを記憶部から読み込む。ここで、生産ラインの仕様に、同じ機能単位が複数個含まれているときには、当該機能単位の制御プログラムが、それと同数だけ読み込まれる。
【００２１】
設計支援装置はまた、読み込んだデバイス情報に基づいて、デバイス割り当てを行う。記憶部に記憶されている機能単位毎のデバイス情報は、当該機能単位の必要デバイス点数の情報、及び、個別デバイスのデフォルトの位置（割り当て）情報を含むようにすればよい。こうすることで、設計支援装置は、必要デバイス点数及び位置情報に基づいて、機能単位同士のインターロック信号が重ならないように、デバイス割り当てを行うことが可能になる。
【００２２】
そうして設計支援装置は、デバイス割り当てに従って、読み出した各機能単位の制御プログラム内のデバイス情報を書き換えると共に、デバイス情報を書き換えた各機能単位の制御プログラムを、複数の機能単位相互の関係に従って結合する。ここで、機能モジュール及び機能ユニットを含む機能単位は、前述の通り、機能単位相互のインターフェースを統一的に設定しているため、基本的には、制御プログラム内のデバイス情報を書き換えて、各機能単位の制御プログラムを結合するだけで、生産ラインの設備プログラムが生成される。
【００２３】
このようにして生成された設備プログラムにおいては、各機能単位で機能保証をしておけば、機能保証されている機能単位を組み合わせることで生産ラインを構成しているため、生産ライン全体の保証が可能になり、例えばシミュレーションや実機での検証を省略することが可能になる。これにより、設備プログラムの修正や検証等に要する工数を大幅に削減することが可能になる。
【００２４】
ここに開示する技術はまた、各種の情報を記憶する記憶部と、設計者が入力操作する入力部とを有しかつ、ワークの搬送を伴う生産ラインの動作制御を行う設備プログラムを作成するための生産ラインの設計支援を行う設計支援装置に係る。
【００２５】
前記生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて、複数種類の機能単位が予め設定されていると共に、前記機能単位間のインターロックが設定されており、前記記憶部には、前記機能単位毎に、前記インターロックに係るデバイス情報と、当該デバイス情報を含みかつ、前記機能単位を実現するための制御プログラム情報とが記憶されている。
【００２６】
前記設計者は、前記予め設定されている複数種類の機能単位の中から、所望の機能単位を必要数だけ選択しかつ、選択した機能単位を組み合わせることにより、前記生産ラインの仕様を決定すると共に、前記決定した生産ラインの仕様に基づいて、当該生産ラインを構成する複数の前記機能単位相互の関係を設定する。
【００２７】
そうして、設計支援装置は、前記入力部が入力操作されることによって前記設定された前記機能単位相互の関係に関する情報を受け入れる手段、前記入力された機能単位相互の関係に基づいて、そこに含まれる機能単位のデバイス情報及び制御プログラムを前記記憶部から読み込むと共に、読み込んだ機能単位についての前記デバイス情報に基づいて、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行う手段、及び、前記割り当てたデバイス情報に基づいて、読み込んだ機能単位についての前記各制御プログラム内のデバイス情報を書き換えると共に、デバイス情報を書き換えた当該制御プログラムを結合することにより、前記生産ラインの設備プログラムを生成する手段、を備えている。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、前記生産ラインの設計支援方法及び設計支援装置によると、生産ラインに含まれ得る各機能に基づいて複数種類の機能単位を設定すると共に、その機能単位間のインターロックを統一的に設定しておくことにより、機能単位を組み合わせるだけで生産ラインを構成することができると共に、その機能単位毎に設定された制御プログラム内のデバイス情報を書き換えて制御プログラムを結合するだけで、設備プログラムを生成することが可能になる。
【００２９】
そうして、各機能単位で機能保証をしておけば、機能単位の組み合わせによって構成される生産ライン全体の保証が可能になり、各機能単位の制御プログラムを結合して生成された設備プログラムについての修正や検証等に要する工数を大幅に削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の設備導入プロセスと、モジュール方式での設備導入プロセスとを比較する図である。
【図２】機能モジュール及び機能ユニットの相関を例示する図である。
【図３】機能モジュール及び機能ユニット間のインターロックを例示する図である。
【図４】生産ラインのレイアウトの一例を示す図である。
【図５】図４に示す生産ラインに対応するモジュール及びユニットの相互関係の一例を示す雲図である。
【図６】デバイス割り当てリストを例示する図である。
【図７】モジュール及びユニットの制御プログラムから、生産ラインの設備プログラムを生成する手順を示す説明図である。
【図８】生産ラインの設計支援装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】設計支援装置の表示装置に表示される画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、生産ラインの設計支援方法及び設計支援装置の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は例示である。ここに開示する生産ラインの設計支援方法は、生産ラインに含まれ得る各種の機能に基づいて、複数種類の機能単位（後述する機能モジュール及び機能ユニットを含む）を予め設定しておき、その機能単位を組み合わせることによって生産ラインの設計を行うことを特徴とする。この方式での生産ラインの設計を、従来の生産ラインの設計に対し、モジュール方式と呼ぶ場合がある。以下においては、自動車メーカーにおける生産設備を例に、設計支援方法及び設計支援装置について説明する。
【００３２】
図１は、従来の生産設備の導入、つまり生産ラインの導入プロセスと、モジュール方式の生産設備導入プロセスとを比較する図である。同図の上図は従来の生産設備導入プロセスを示している。従来の生産設備導入のプロセスでは、先ず、生産ラインの「構想設計」を行い、それに従って、ハードウエアの「メカ仕様」を決定すると共に、「メカ設計」を行う。また、「メカ設計」に並行して、そのメカをどのように動かすかに係る「制御仕様」を決定すると共に、「制御設計」を行う。そうして、「メカ製作」及び「制御製作」に並行して、シーケンス制御に係る「ソフトウエアの設計」が行われ、そのソフトウエアの検証に係る「シミュレーション」が行われる。また、「メカ製作」が完了すれば、現地での「据付」と共に、実機での検証（「トライ」及び「稼働フォロー」）が行われることになる。このように、従来の設備導入プロセスでは、設備導入の度に、メカの設計及びソフトウエアの設計を行っていた。このような従来の設備導入プロセスでは、過去の生産設備において同じ機能を有する工程が、今回設計しようとする生産設備に含まれていたとしても、今回の生産設備では、当該機能の工程に対する前後工程の機器配置が過去の生産設備における機器配置とは異なる等の理由で、過去の生産設備での制御プログラムをそのままコピーして用いることができず、制御プログラムの修正や作り直しが必要になる。その結果、従来の生産設備の導入プロセスでは、ソフトウエアの検証のためのシミュレーションや、実機での検証が必須であり、その分、設備導入に必要な工数が増えてしまうという問題がある。
【００３３】
これに対し、図１の下図に示すモジュール方式の生産設備の導入プロセスでは、前述の通り、生産ラインに含まれ得る複数種類の機能単位を予め設定しておく。このときに、詳細は後述するが、機能単位間のインターロック（インターフェース）を、予め定めたルールに従って統一的に設定しておき、これにより、機能単位を組み合わせるだけで、生産ラインを構成することを可能にする。従って、生産ラインの「設備仕様」は、「モジュールを当てはめる」ことによって設定することが可能である。また、機能単位毎にその機能を実現するための制御プログラムを、統一的に設定されたインターフェースに従って作成しておき、機能単位毎に、個別に動作検証及び動作保証を行っておけば、設定した設備仕様に対応するソフトウエアの設計に関しては、モジュール相互の関係を、後述の通り雲図として「図面化」し、それに基づき「ソフトウエアの作成」及び「評価」を行うだけで済む。つまり、機能単位毎に動作保証を行っているため、それらを組み合わせた生産ライン全体の保証も可能になり、従来の設備導入プロセスにおいて必須であった「シミュレーション」を省略することが可能になる。また、現地においても、実機での「検証」を省略することを可能にして、生産設備の導入に係る工数を、従来に比べて大幅に削減することを可能にする。
【００３４】
次に、機能単位を構成する機能モジュール及び機能ユニットについて説明する。機能モジュール及び機能ユニットは共に、前述の通り、生産ラインにおいて、機能的に分割されかつ独立した範囲の単位であり、それぞれ当該機能を実現するための制御プログラムを少なくとも含んで設定されている。機能モジュール及び機能ユニットはまた、機能の実現のためのメカ構成を含む場合がある。また、各機能モジュール及び各機能ユニットについては、インターロックに関するデバイス情報が予め設定されており、ここでのデバイス情報には、必要デバイス点数、及び、個別デバイスのデフォルトの位置（割り当て）情報が含まれる。各機能モジュール及び各機能ユニットの制御プログラムには、インターロックに関するデバイス情報が含まれる。
【００３５】
機能モジュールは、生産ラインの設計に際し、制御プログラム内のデバイス情報を書き換えることのみで、その他に変更する必要がない機能単位であるのに対し、機能ユニットは、生産ラインの設計に際し、制御プログラム内のデバイス情報を書き換えること以外に、設計ルールに基づいて変更が必要な機能単位である。
【００３６】
具体的に、機能モジュールには、搬送モジュール、付帯モジュール及び情報モジュールの３種類が設定されている。
【００３７】
この内、搬送モジュールは、所定の範囲（通常は、ワークの停止位置毎に分けられる範囲である）でのワークの搬入及び搬出、及び、搬入出のための機器の動作指令を行うモジュールである。搬送モジュールはまた、ワークの搬入及び搬出を行う機器の故障検知や、搬送異常の検知も行う。搬送モジュールは、具体的には、生産ラインにおいてワークの搬送に直接関係し、機器構成と、それの制御プログラムと、を含んで構成される。搬送モジュールには、例えばパレット搬送では、ワークを所定位置で停止させるストッパーモジュール、ワークの搬送方向を変更するダイバータモジュール、ワークの向きを変更するターンテーブルモジュール、ラインとラインとの間でワークを搬送するトラバーサモジュール、ワークの搬送高さを変更するリフターモジュール、コンベアを停止させるコンベア停止モジュール等を含んで設定されている。搬送モジュールはまた、詳細な説明は省略するが、吊り下げ状態のワークをチェーンに沿って搬送するパワーアンドフリー（Ｐ＆Ｆ）搬送についても、パレット搬送と同様に、ストッパーモジュールや、チェーン乗り移りモジュール等の種々のモジュールを含んで設定されている。後述するように、各種の搬送モジュールを組み合わせて並べることにより、ワークの搬送経路が設定されて、生産ラインのレイアウトを決定することが可能である。
【００３８】
付帯モジュール（ＩＦユニットを含む）は、ワークに対して行う作業等に係る機器の制御、故障検知及び搬出可能判定を行うモジュールである。具体的には、作業完了モジュール、締付確認装置、ロボット及び移載装置等が、付帯モジュールに含まれる。
【００３９】
情報モジュールは、搬送モジュールの搬送方向の指示や、付帯モジュールの動作パターンの指示等を行うモジュールであり、そのために必要な情報の取得及び動作パターンの判定も行う。情報モジュールは、具体的に、オンラインによる車種の指示や、搬送される車両の台数の判定、及び搬送されるワークのＩＤ読み取り等の機能が含まれる。
【００４０】
これに対し、機能ユニットには、設備監視ユニット、エリア監視ユニット、グループ監視ユニット、及び駆動ユニットの４種類が設定されている。
【００４１】
設備監視ユニットは、設備全体、より正確には１つのシーケンサーによって制御される範囲において、判定及び指示を行う機能を有する。設備監視ユニットは、制御電源のオン・オフ、起動・停止指令、設備全体を停止させる準備判定の制御を含む。
【００４２】
エリア監視ユニットは、出力電源の範囲内で、出力電源の管理を行うユニットである。具体的にエリア監視ユニットの機能例としては、非常停止、セイフティプラグ等の情報に基づく出力電源の管理を挙げることができる。
【００４３】
グループ監視ユニットは、自動起動・停止、手動操作許可の判定・指示を行うユニットである。グループ監視ユニットは、監視対象が、Ｐ＆Ｆの場合は、チェーン単位で分けられる範囲の制御を行い、部品等の供給装置の場合は、自動・手動の切り替えＳＳＷによって分割される範囲の制御を行う。グループ監視ユニットの機能例としては、自動起動判定（準備判定）、サイクル停止管理、手動可否判定を挙げることができる。
【００４４】
駆動ユニットは、他モジュールからの駆動指示に従って、搬送モジュールの機器等に組み付けられるモータ等の駆動機器の制御を行うユニットである。駆動ユニットはまた、駆動機器の故障検知も行う。
【００４５】
図２は、前述した各モジュール及び各ユニットの相関関係を示しており、同図において紙面上方にあるものを制御階層の上位、下方にあるものを制御階層の下位とし、ワークの進行方向の上流側にあるものを上流（紙面左側）、下流側にあるものを下流（紙面右側）と定義する。従ってワークの進行方向は、紙面の左から右の方向になる。
【００４６】
各モジュール及び各ユニットは、上位及び下位方向に隣接する、並びに、上流及び下流方向に隣接するモジュール又はユニットに接続することを基本とする。すなわち、設備監視ユニットは、制御階層の最上位であり、設備監視ユニットは、それよりも下位のエリア監視ユニットにインターロック信号を出力するように接続されている。図例では、２つのエリア監視ユニットが、ワークの進行方向に並んで設けられ、設備監視ユニットは、その２つの設備監視ユニットそれぞれにインターロック信号を出力するように接続されている。
【００４７】
ワークの進行方向に隣接するエリア監視ユニット同士は、相互にインターロック信号を入出力するように接続されている。各エリア監視ユニットはまた、それよりも下位のグループ監視ユニットに、インターロック信号を出力するように接続されている。図例では、グループ監視ユニットもまた、ワークの進行方向に並んで２つ設けられており、各エリア監視ユニットは、それに対応する１つのグループ監視ユニットに対して、インターロック信号を出力するように接続されている。図例では、設備監視ユニットもまた、２つのグループ監視ユニットのそれぞれに対して、インターロック信号を出力するように接続されている。さらに、上流及び下流方向に隣接する２つのグループ監視ユニットは、相互にインターロック信号を出力するように接続されている。
【００４８】
グループ監視ユニットには、搬送モジュールが、相互にインターロック信号を出力するように接続されている。図例において、相対的に上流側に配置されたグループ監視ユニットには、２つの搬送モジュールのそれぞれが相互に接続され、相対的に下流側に配置されたグループ監視ユニットには、１つの搬送モジュールが相互に接続されている。そうして図例では、３つの搬送モジュールがワークの進行方向に並んで配置されているが、その３つの搬送モジュールにおいて、ワークの進行方向に隣接する２つの搬送モジュール同士もまた、相互のインターロック信号を出力するように接続されている。
【００４９】
搬送モジュールはまた、それよりも下位の駆動ユニットに対して、インターロック信号を出力するように接続されている。ここで、駆動ユニットは、図例に示すように、１つの搬送モジュールに対し１つ接続される場合、１つの搬送モジュールに対し２つ接続される場合、２つの搬送モジュールに対し１つ接続される場合等、搬送モジュールの機器構成等に応じて様々な接続態様で接続される。
【００５０】
搬送モジュールはさらに、それよりも下位の情報モジュールに対して、相互にインターロック信号を出力するように接続されている。ＩＦユニットに対しても、相互にインターロック信号を出力するように接続されている。ＩＦユニットは、付帯モジュールに対して、相互にインターロック信号を出力するように接続されている。つまり、搬送モジュールと付帯モジュールとは、ＩＦユニットを介して相互の接続されている。
【００５１】
前述したように、機能モジュール及び機能ユニットは、相互のインターフェース（インターロック）が統一的に設定されている。図３は、搬送モジュールについて設定されているインターロックを示している。つまり、各搬送モジュールは、それよりも上位であるグループ監視ユニットに対しては、ワークＮｏ．情報信号、異常・故障情報信号及び自動運転ＯＫ信号を出力する一方、グループ監視ユニットから出力されたグループ自動運転許可信号及びグループ異常時停止指令信号を受ける。また、上流側の搬送モジュールに対しては、ワーク搬出許可信号、ワーク搬入完了信号及び自動運転中信号を出力する一方、上流側の搬送モジュールからのワーク搬出要求信号、ワーク搬出中信号及び自動運転中信号を受ける。また、下流側の搬送モジュールに対しては、前記とは逆に、ワーク搬出要求信号、ワーク搬出中信号及び自動運転中信号を出力し、下流側の搬送モジュールからのワーク搬出許可信号、ワーク搬入完了信号及び自動運転中信号を受ける。さらに、搬送モジュールは、それよりも下位である付帯モジュールに対しては、作業開始指示信号及び動作パターン情報を出力する一方、付帯モジュールが出力した動作完了信号及び付帯装置干渉範囲外信号を受ける。このように、機能モジュール及び機能ユニット間のインターフェースを統一的に設定することで、各種の搬送モジュール同士は、ワークの進行方向の上流及び下流方向に対して、その種類にかかわらず、任意の順番で自由に組み合わせることが可能になる。また、グループ監視ユニットに対しては、搬送モジュールの種類にかかわらず、任意の搬送モジュールを接続することが可能であり、同様に、任意の付帯モジュールを、搬送モジュールに対して接続することが可能である。尚、後述の通り、グループ監視ユニットに対して接続される搬送モジュールの数は、生産ラインの構成に応じて適宜変更され、グループ監視ユニットが出力するインターロック信号の数は、その接続数に応じて設定されることになる（つまり、グループ監視ユニットの制御プログラムが変更される）。
【００５２】
次に、図４〜図７を参照しながら、生産ラインの設計手順について説明する。生産ラインの設計は、図１の下図に示すように、生産ラインに必要な各種の機能に対して、予め設定された機能モジュール及び機能ユニット（特に搬送モジュール）を当てはめることによって、生産ラインのレイアウトを決定することから始まる。つまり、設計者は、生産ラインに必要な機能が決定されれば、例えば図４に例示するように、予め設定されている機能モジュール及び機能ユニットの中から、必要な機能モジュール又は機能ユニットを必要数だけ選択し、それを組み合わせることで、生産ラインのレイアウトを作成する。図４に例示する生産ラインは、ループ状に構成されており、ストッパーモジュールＳＰ１から反時計回り方向に、ダイバータモジュールＤＶ１、ダイバータモジュールＤＶ２、ストッパーモジュールＳＰ２、ストッパーモジュールＳＰ３、リフターモジュールＴＬ１、ストッパーモジュールＳＰ４、ダイバータモジュールＤＶ３、コンベア停止モジュールＣｏ１、ダイバータモジュールＤＶ４、ストッパーモジュールＳＰ５、及びトラバーサモジュールＴＲ１の順に、相互に接続されることで構成されている。つまり、この生産ラインには、搬送モジュールの中から、ストッパーモジュールが５個、ダイバータモジュールが４個、リフターモジュール、コンベア停止モジュール、トラバーサモジュールがそれぞれ１個選択されている。また、搬送モジュールの組み合わせと共に、必要数の駆動ユニットを決定し、例えば図４にＭ１〜Ｍ１２で示すように、それらを適宜配置する。さらに、ワークの「積込」や「払出」等に係る付帯モジュールのレイアウトも設定する。こうして、設備仕様が決定されることになる。
【００５３】
モジュールレイアウト及び設備仕様が決定されれば、それに基づいて、機能モジュール及び機能ユニットの制御に係る相互の関係を図面化（雲図化）する。図５は、図４のレイアウトに対応する雲図の一例である。前述したように、図４のレイアウトに含まれる１２個の搬送モジュールが、そのレイアウトにおける並び順、言い換えるとワークの進行方向に上流から下流の順に、左から右に並んでおり（モジュール番号１〜１２）、Ｍ１〜Ｍ１２の駆動ユニット及び付帯モジュールが、設備仕様に従って搬送モジュールに接続されている。この図面化では主に、搬送モジュールよりも上位の、設備監視ユニット、エリア監視ユニット及びグループ監視ユニットを設定することになる。つまり、グループ監視ユニットの数及び各グループ監視ユニットの監視下に含まれる搬送モジュールの範囲がそれぞれ設定されると共に、エリア監視ユニットの数及び各エリア監視ユニットの監視下に含まれるグループ監視ユニットの範囲もそれぞれ設定される。図５の例では、モジュール番号１〜３の搬送モジュールは、グループ１監視ユニットの監視下に含まれ、モジュール番号４〜６の搬送モジュールは、グループ２監視ユニットの監視下に含まれ、モジュール番号７〜１２の搬送モジュールは、グループ３監視ユニットの監視下に含まれている。また、グループ１監視ユニット及びグループ２監視ユニットは、エリア１監視ユニットの監視下に含まれていると共に、グループ３監視ユニットはエリア２監視ユニットの監視下に含まれている。このようにして雲図を作成することにより、生産ラインを構成する各機能モジュール及び各機能ユニット相互のインターロック信号のつながりが決定されることになる。
【００５４】
こうして雲図において決定されたモジュール及びユニット間のつながりに基づいて、制御用ＣＰＵ内のデバイスの割り当てを行う。具体的には、図６に示すように、機能モジュール及び機能ユニット毎に、必要デバイス点数、及び、個別デバイスのデフォルトの位置（割り当て）情報が予め設定されており、雲図に含まれる機能モジュール及び機能ユニットに基づいて、必要デバイス点数、及び、デフォルトの割り当て情報を参照し、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行う。このときに、雲図に含まれる同一種類の機能モジュール等であっても、それが複数含まれているときには、各々の機能モジュール等について、デバイス割り当てを行う。その結果、例えば図３において、Ｍ１０００〜Ｍ４００１で示すように、デバイスが割り当てられるようになる。これは、図６の例において、デフォルトで設定されていたデバイス割り当てに対応する「旧デバイス」を、「新デバイス」において書き換えることに相当する。
【００５５】
デバイス割り当てが完了すれば、図７に示すように、各機能モジュール及び各機能ユニットについて予め設定されている制御プログラムの中から、必要な制御プログラムを、必要数だけコピーする。図例では、エリア監視ユニットが２つ、グループ監視ユニットが２つ含まれるとして、丸数字で示されるように、エリア監視ユニットの制御プログラムが２つ、グループ監視ユニットの制御プログラムが２つコピーされている。尚、図例では、３つの「搬送モジュール」を含むとしているが、これは、前述の通り、ストッパーモジュールやダイバータモジュールといった、種類の異なる搬送モジュールである場合や、同一種類の複数の搬送モジュールである場合があり得る。
【００５６】
こうしてコピーをした各制御プログラム内のデバイス情報を、デバイス割り当てに従って書き換えた上で、制御プログラムを結合する。このことで、生産ラインの設備プログラムが作成されることになる。
【００５７】
このように、生産ラインに含まれ得る機能に基づいて、機能モジュール及び機能ユニットを設定すると共に、その各機能モジュール及び機能ユニットで検証及び機能保証を予めしておくことにより、機能保証されている機能モジュール及び機能ユニットの組み合わせることで構成される生産ライン全体の保証が可能になる。その結果、生産ラインの設計に際して、シミュレーションや実機での検証を省略することが可能になるから、設備プログラムの修正や検証等に要する工数を大幅に削減することが可能になる。
【００５８】
また、機能モジュール及び機能ユニットの組み合わせによって生産ラインを構成する場合においては、機能モジュール及び機能ユニットを、その順番や数に拘わらず、自由に組み合わせることが要求されるが、前記の構成では、機能単位間のインターロックを統一的に設定することで、機能モジュール及び機能ユニットの自由な組み合わせが実現する。つまり、モジュール方式の生産ラインの設計が実現し、生産ラインの設計から導入までの工数を、従来に比べて大幅に減らすことが可能になる。
【００５９】
次に、前述した生産ラインの設計を支援する上で利用される設計支援装置について説明する。図８は、設計支援装置１の構成例を示している。この設計支援装置１は、前述した機能モジュール及び機能ユニットに関する情報が記憶されている記憶部としてのデータベース１１と、データベース１１が有線又は無線で接続されかつ、各種の演算処理を実行する処理部１２と、処理部１２に接続されかつ、設計者の操作に応じた入力信号を処理部１２に出力する入力部１３（例えばキーボードやマウス等を含む）と、処理部１２に接続されかつ、処理部１２から出力された信号に従って種々の情報を画面を通じて設計者に表示する表示部１４（例えばフラットパネルディスプレイ）とを含んで構成されている。設計支援装置１において、タッチパネル式のディスプレイを備えることにより、入力部１３と表示部１４とは一体化してもよい。設計支援装置１は、例えば汎用のコンピュータによって構成することが可能である。
【００６０】
この設計支援装置１は、前述した生産ラインの設計手順の内の、主にデバイス割り当てと制御プログラムの結合とを行うように構成されている。そのために、設計支援装置１のデータベース１１には、前述した各機能モジュール及び各機能ユニットに関する情報が記憶されている。具体的には、機能モジュール及び機能ユニット毎に、その制御プログラム情報が記憶されている（図７参照）と共に、そのデバイス情報（標準デバイスリスト）が記憶されている（図６参照）。標準デバイスリストは、図６に示すように、必要デバイス点数と、個別デバイスのデフォルトの位置（割り当て）情報とを含んでいる。
【００６１】
図９は、設計支援装置１の表示部１４に表示される画面の一例を示している。この画面フォーマットの情報もまた、データベース１１に記憶されている。この画面は、図５に示す雲図の作成に係る画面である。つまり、この雲図作成画面２では、図５と同様に、画面の左から右の方向が、ワークの進行方向の上流から下流に対応し、画面の上から下が、制御開口の上位から下位に対応する。そうして、この画面２には、画面右側に、予め設定されかつ、それに関する情報がデータベース１１に記憶されている各種の搬送モジュールに対応するアイコン、並びに、各種付帯モジュール及び駆動ユニットに対応するアイコンが、それぞれ一覧表示されている（符号２１、２２参照）。
【００６２】
画面２の左から中央にかけての下部には、搬送モジュールのアイコンを配置するスペース２３が設けられている。このスペース２３には、各種の搬送モジュールのアイコンを、例えばドラッグアンドドロップによって、配置することが可能に構成されている。設計者は、図４に示すレイアウト図を作成すると共に、生産ラインの仕様を決定すれば、それに基づき入力部１３を操作することで、図９に示す画面２において、必要な搬送モジュールのアイコンを、配置スペース２３内に、並べて配置する。
【００６３】
配置スペース２３の下側には、付帯モジュール及び駆動ユニットのアイコンを配置するスペース２４が設けられている。このスペース２４には、各種の付帯モジュール又は駆動ユニットのアイコンを、例えばドラッグアンドドロップによって、配置することが可能に構成されている。設計者は、入力部１３を操作することで、必要な付帯モジュール及び駆動ユニットのアイコンを、配置スペース２４内において、搬送モジュールの配置スペース２３に配置された搬送モジュールのアイコンに対応するように、配置する。
【００６４】
また、画面２には、設備監視ユニット、エリア監視ユニット、及び、グループ監視ユニットそれぞれの数を入力する入力欄２５が設けられており、入力部１３の操作により、各監視ユニット数を設定することができる。各監視ユニットの数が入力されれば、その数に対応する数のアイコンが、搬送モジュールの配置スペース２３の上側に表示される。図２を参照しながら説明したように、設備監視ユニット、エリア監視ユニット及びグループ監視ユニットは、制御階層に対応するように、画面２において上下に並んで表示されると共に、複数のエリア監視ユニット及びグループ監視ユニットはそれぞれ、画面２において左右に並んで表示される。そうして、グループ監視ユニットの各アイコンによって、配置スペース２３、２４の領域が区分され、グループ監視ユニットの各アイコンと、搬送モジュール、付帯モジュール及び駆動ユニットの各アイコンとの配置関係によって、グループ監視ユニットと、搬送、付帯及び駆動の各機能モジュール／ユニットの相互の接続関係が設定されることになる。同様に、エリア監視ユニットの各アイコンによって、グループ監視ユニットの複数のアイコンが区分され、各エリア監視ユニット及びグループ監視ユニット相互の接続関係が設定されることになる。設計者は、画面２において、各アイコンの配置を設定することで、図５に示すような雲図を完成させ、それによって、各機能モジュール及び各機能ユニット相互の関係が設定されることになる。
【００６５】
こうして、画面２において雲図を作成すれば、その情報が設計支援装置１の処理部１２に入力されることになり、処理部１２は、その入力内容を受けて、設備プログラムを作成する（受け入れ手段）。具体的に、処理部１２は、雲図に基づいて、そこに含まれている機能モジュール及び機能ユニットのデバイス情報（図６に示すようなデバイスリスト）を、データベース１１から読み込む。そうして、そのデバイス情報に含まれている、必要デバイス点数及びデフォルトのデバイス割り当て情報を読み出して、その情報に従って、インターロック信号が重ならないようにデバイス割り当てを行う（割り当て手段）。つまり、図６に示すデバイスリストにおける新デバイスの欄に、新たに割り当てたデバイス情報を付与する。
【００６６】
次いで、処理部１２は、データベース１１から、必要な機能モジュール及び機能ユニットの制御プログラム情報を、必要数だけ読み込むと共に、新たに割り当てたデバイス情報を含むデバイスリストに従って、各制御プログラムに含まれるデバイス情報を書き換える。そうして、処理部１２は、デバイス情報を書き換えた制御プログラムを結合することにより、生産ラインの設備プログラムを生成する（生成手段）。このような設計支援装置１を利用すれば、生産ラインの設備プログラムの生成を、より容易に行うことが可能になる。
【符号の説明】
【００６７】
１    設計支援装置
１１  データベース（記憶部）
１２  処理部
１３  入力部
１４  表示部
【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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