(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産設備の実際の動作に対する情報である現実情報を取得する現実情報取得手段と、前記現実情報取得手段で取得された現実情報に基づき、前記生産設備の動作と同期させて前記生産設備の一部或いは全ての動作を模擬する模擬手段とを備え、前記模擬手段は、生産設備の動作を模擬した模擬動作を現実情報取得手段で取得された現実情報に応じて修正するようにした生産システムにおいて、前記模擬手段に、前記生産設備には存在しない前記生産設備とは別の仮想設備を設け、この仮想設備の情報を生産システムの運用データとして利用するようにしたことを特徴とする生産システム。
【請求項２】
仮想設備は、模擬された生産設備の動作情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の生産システム。
【請求項３】
仮想設備は、模擬された生産設備に所定の情報を付加することを特徴とする請求項１に記載の生産システム。
【請求項４】
生産設備は、模擬手段で模擬された模擬情報を利用する利用手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の生産システム。
【請求項５】
利用手段は、模擬手段で模擬された模擬情報に基づいて生産設備を制御することを特徴とする請求項４に記載の生産システム。
【請求項６】
利用手段は、模擬手段で模擬された模擬情報に基づいて生産設備を監視または管理することを特徴とする請求項４に記載の生産システム。
【請求項７】
利用手段は、現実情報取得手段において取得された現実情報及び模擬手段で模擬された模擬情報のいずれか一方または両方を表示または音声出力することを特徴とする請求項４に記載の生産システム。
【請求項８】
外部から模擬手段と対話する対話処理手段を備え、前記対話処理手段によって現実情報取得手段において取得された現実情報及び模擬手段で模擬された模擬情報のいずれか一方または両方を変更することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工場の動作を模擬するシミュレーションの情報を生産システムの運用に利用する生産システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の生産システムにおいては、機器を模擬するシミュレーションは、機器の動作命令を与える制御装置のプログラム検証に利用されていた。
図１７は、特開平６―２７４４９９号公報記載の生産システムで利用される従来のシミュレーション方式を示した構成図である。図において、５は生産システムを制御する制御装置、５０は制御装置５の制御対象である制御装置群、５１は実際に工場に設置されている機器群、５２ａ〜ｃは機器群５１内にある機器、５３は工場に設置されておらずシミュレータにのみ存在する仮想機器群、５４ａ〜ｃは実際に工場に設置されている機器５２とは異なり、工場内には設置されていない仮想機器群５３内にある仮想機器、５５は実工場の時間の進みとシミュレータ内の仮想時間の進み方の違いから生じる実工場の機器と仮想機器との処理時間の違いを吸収し、制御装置に対する信号のやりとりの矛盾が生じないようにする通信同期装置である。
【０００３】
制御装置５は制御対象である制御装置群５０の機器群５１と仮想機器群５３とを区別することなく制御プラグラムを実行する。このときに、通信同期装置５５を介することにより実工場の時間の進みとシミュレータ内の仮想時間の進み方の違いから生じる実工場の機器５２と仮想機器５４との処理時間の違いを吸収し、制御装置５に対する信号のやりとりの矛盾が生じないようにする。
このように、制御装置群５０の機器群５１と仮想機器群５３とを区別することなく制御プラグラムを実行するので、生産システムの機能変更のためのプログラム検証を容易にすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の生産システムは機器への動作命令を出す制御プログラムの検証には有効であった。しかし、実際に稼働している機器の状態を把握し、その機器の状態をシミュレーションに反映させていないので、生産システムの高度化を実現することができなかった。
【０００５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、生産システムの稼働時に生産システムの情報と結合しながらシミュレーションを実行することにより、より精度の高いシミュレーションを実現し、生産システムの高度な運用支援を実現するものであって、シミュレーションの中に実際の生産システムには存在しない仮想の機器を設定することにより、実際の生産システムでは得られない情報について、その抽出方法や抽出場所を実際の生産システムの配置と同様の感覚で行える生産システムを構築することを目的とする。
さらに、上記のようなシミュレーションを監視システムまたは制御システムとして用いることにより、実際の生産システムでは得られない情報を利用して、監視または制御する生産システムを構築することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる生産システムは、生産設備の実際の動作に対する情報である現実情報を取得する現実情報取得手段と、この現実情報取得手段で取得された現実情報に基づき、生産設備の動作と同期させて生産設備の一部或いは全ての動作を模擬する模擬手段とを備え、前記模擬手段は、生産設備の動作を模擬した模擬動作を現実情報取得手段で取得された現実情報に応じて修正するようにした生産システムにおいて、前記模擬手段に、前記生産設備には存在しない前記生産設備とは別の仮想設備を設け、この仮想設備の情報を生産システムの運用データとして利用するようにしたものである。
【０００７】
また、仮想設備は、模擬された生産設備の動作情報を取得する。
さらに、仮想設備は、模擬された生産設備に所定の情報を付加する。
さらにまた、生産設備は、模擬手段で模擬された模擬情報を利用する利用手段を備えている。
【０００８】
また、利用手段は、模擬手段で模擬された模擬情報に基づいて生産設備を制御する。
さらに、利用手段は、模擬手段で模擬された模擬情報に基づいて生産設備を監視または管理する。
さらにまた、利用手段は、現実情報取得手段において取得された現実情報及び模擬手段で模擬された模擬情報のいずれか一方または両方を表示または音声出力する。
【０００９】
また、外部から模擬手段と対話する対話処理手段を備え、この対話処理手段によって現実情報取得手段において取得された現実情報及び模擬手段で模擬された模擬情報のいずれか一方または両方を変更する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
参考例１．
図１は本発明の参考例１による生産システムのシステム構成図である。図において、１は実際の工場である実工場、２は実工場１内の生産対象物であるワーク、３ａ、ｂはワーク２等の加工、搬送等をする実工場１内の機器、４は実工場１内のデバイス、５は機器３、デバイス４の制御を行う実工場１内の制御装置である。６は実工場１を模擬するシミュレータ、７は実工場１内のワーク２を模擬したシミュレータ６内の仮想ワーク、８ａ、ｂは実工場１内の機器３ａ、ｂを模擬したシミュレータ６内の仮想機器、９は実工場１内のデバイス４を模擬したシミュレータ６内の仮想デバイス、１０は実工場１内の制御装置５を模擬したシミュレータ６内の仮想制御装置、１１は実工場１とシミュレータ６との情報のやりとりを行う結合処理部である。
【００１１】
実工場１の中では、制御装置５から各機器３ａ、３ｂ、あるいはデバイス４等に制御命令が送られ、その制御命令に基づいて機器３が動作する。そして、この機器３の動作によって生産対象物であるワーク２が加工、搬送などの処理を受ける。これに対して、機器３ａ、ｂ、あるいはデバイス４からは、制御装置５に機器３の状態などを示す信号が返される。シミュレータ６は、このような実工場１をコンピュータのモデルとして定義したもので、仮想制御装置１０は制御装置５を模擬したもの、仮想機器８ａ、ｂは機器３ａ、ｂをそれぞれ模擬したもの、仮想デバイス９はデバイス４を模擬したもの、仮想ワーク７はワーク２を模擬したものである。シミュレータ６と実工場１とは結合処理部１１によってデータのやり取りが行われる。
シミュレータ６内では、実工場１の稼働中に実工場１からオンラインや無線等の通信媒体を介して送られる現在の実工場１の情報に基づいてリアルタイムで実工場１を模擬する。
【００１２】
図２は図１に示したシミュレータ６の処理フローを示す図である。
まずはじめに、図１に示した結合処理部１１は制御装置５から実工場１の状態を取得し、その実工場１の状態とシミュレータ６の中の仮想機器８ａ、仮想デバイス９、仮想ワーク７等の仮想物の状態とが一致するようにシミュレータ６の中の仮想物を初期化する（Ｓ１）。初期化終了後、シミュレータ６は実工場１の時間の進みと同期をとりながらシミュレータ６内の時間を更新する（Ｓ２）。その後、結合処理部１１は制御装置５から実工場１の状態の情報を取り出し（Ｓ３）、前の実工場１の状態と違う状態があれば、その状態と関係のあるシミュレータ６内の仮想機器８や仮想デバイス９等の仮想物と関連づけて情報を保存する（Ｓ４）。
【００１３】
シミュレータ６は、シミュレータ６内の仮想物の中から順次仮想物を選択し（Ｓ５）、その選択した仮想物に関係する実工場１の状態が存在するかどうかを判断する（Ｓ６）。選択した仮想物に関係する実工場１の状態が存在しない場合には、選択した仮想物の挙動モデルからＳ２で更新された時間に対応する仮想物の状態を計算する（Ｓ７）。選択した仮想物に関係する実工場１の状態が存在する場合には、その状態と一致するように、その仮想物の状態を計算する（Ｓ８）。
Ｓ７あるいはＳ８において仮想物の状態が計算されると、求められた状態を仮想物の状態としてシミュレータ６内のモデルデータを更新する（Ｓ９）。
【００１４】
次に、選択した仮想物についての処理を終えると、シミュレータ６内に他の処理すべき仮想物が存在するかどうかを判断する（Ｓ１０）。他の処理すべき仮想物が存在する場合には、仮想物の選択（Ｓ５）から仮想物の状態の更新（Ｓ９）までの処理を繰り返す。他の処理すべき仮想物が存在しない場合には、シミュレーションを終了するかどうか判別する（Ｓ１１）。もしシミュレーションを継続する場合は、時間を実工場の時間に更新し（Ｓ２）、以下（Ｓ３）から同様の処理を繰り返す。そして、もしシミュレーションを継続しない場合はシミュレーションを終了する（Ｓ１２）。
【００１５】
図３は図１に示したシステム構成図の実工場及びシミュレータの動作を示す図である。図において、１２は実工場１内のコンベア、１３は実工場１内のセンサ、１４は実工場１内のコンベア１２で搬送されるワーク、１２ｖは実工場１内のコンベア１２を模擬したシミュレータ６内の仮想コンベア、１３ｖは実工場１内のセンサ１３を模擬したシミュレータ６内の仮想センサ、１４ｖは実工場１内のワーク１４を模擬したシミュレータ６内の仮想ワークである。
【００１６】
図３に示した実工場１内では、ワーク１４がコンベア１２によってコンベア１２上を図３の右方向に運ばれる。そして、ワーク１４がセンサ１３のところまで運ばれると、センサ１３はワーク１４を検知し、その情報を制御装置５に通知するというシステムである。シミュレータ６内では、これらの実工場１を模擬するもので、コンベア１２、センサ１３ワーク１４を模擬する仮想コンベア１２ｖ、仮想センサ１３ｖ、仮想ワーク１４ｖが存在する。
図３（ａ）は初期状態を示す図である。初期状態では、シミュレータ６内の仮想コンベア１２ｖ、仮想センサ１３ｖ、仮想ワーク１４ｖは実工場１内のコンベア１２、センサ１３、ワーク１４と同じ状態に初期化されるので、図３（ａ）に示すように実工場１の状態とシミュレータ６内の状態は一致している。
【００１７】
図３（ｂ）は、初期状態からある一定の時間が進んだ状態を示す図である。シミュレータ６では、コンベア１２を模擬した仮想コンベア１２ｖの挙動から仮想ワーク１４ｖの位置を計算し、仮想ワーク１４ｖの位置を更新する。この場合、仮想コンベア１２ｖの搬送と実工場のコンベア１２の搬送との間では、仮想物のモデル化の誤差が生じ、実工場１内のワーク１４の位置とシミュレータ６内のワーク１４ｖの位置とにずれが生じる。図３（ｂ）はそのずれが生じた状態を示したものである。
【００１８】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した状態よりさらに時間が進んだ状態を示した図である。図３（ｃ）では、実工場１内のワーク１４が実工場１のセンサ１３に検知された状態で、シミュレータ６内の仮想ワーク１４ｖは、仮想センサ１３ｖに達していない状態を示したものである。
図３（ｄ）は、実工場１からの検知情報と、仮想センサ１３ｖの配置位置から、仮想ワーク１４ｖの配置位置を求め、その状態を更新した状態を示す図である。
【００１９】
本参考例１では、シミュレータは実工場からの情報に基づいてリアルタイムでシミュレーションを行うので、シミュレータ内でリアルタイムで処理している情報を実工場の運用に利用することができる。
【００２０】
実施の形態１．
図４は本発明の実施の形態１のシミュレータを説明する図である。図において、１５は実工場のコンベアを模擬したシミュレータ内の仮想コンベア、１６は実工場のセンサを模擬したシミュレータ内の仮想センサ、１７は実工場のコンベアで搬送されるワークを模擬したシミュレータ内の仮想ワーク、１８は実工場のワークを処理するロボットを模擬したシミュレータ内の仮想ロボット、１９は実工場内には存在しないシミュレータ内の仮想センサ、２０は実工場内には存在しないシミュレータ内の仮想リーダである。
【００２１】
図４（ａ）は実工場にある機器やセンサなどの設備と同じモデルをシミュレータ内に作成したものを示した図である。仮想コンベア１５は仮想ワーク１７を図４（ａ）の右から左に搬送し、仮想ロボット１８は仮想センサ１６に仮想ワーク１７が接触するとその仮想ワーク１７を取り出すシステムである。
【００２２】
図４（ｂ）は図４（ａ）に示したシステムに実工場には存在しない仮想センサ１９を新たに追加した状態を示したものである。この仮想センサ１９は、実工場のセンサを模擬した仮想センサ１６とは異なり、この仮想センサ１９に相当するセンサは実工場には存在しない。この仮想センサ１９は、実工場に存在するセンサを模擬した仮想センサ１６と同様に、仮想ワーク１７が仮想センサ１９と接触すると、仮想ワーク１７を検知したことを通知する機能を有する。
このように新たに実工場に存在しない仮想センサを設けることにより、実工場に配置されている位置での情報のみでなく、実工場に配置されていない位置での情報を容易に得ることができる。
【００２３】
図４（ｃ）は図４（ｂ）に示した仮想センサ１９の機能を拡張し、仮想センサ１９を仮想リーダ２０に変更したものである。この場合、仮想リーダ２０は実工場の機器の機能を拡張した機器としている。図４（ｂ）に示した仮想センサ１９は、仮想ワーク１７の有無の検知の機能を有していたが、これは実工場のセンサと同じ働きである。それに対して、図４（ｃ）に示した仮想リーダ２０は、仮想ワーク１７の有無の検知に加えて、仮想ワーク１７に関する情報、例えばワークの種類やワークの管理番号などを取得する機能を有したものである。
【００２４】
本実施の形態では、仮想リーダ以外の仮想機器を追加していないが、新たに仮想機器を追加してもよいことはいうまでもない。
このように新たに実工場には存在しない機能を有する仮想機器（この場合、仮想リーダ２０）を設けることにより、実工場に配置されている位置での情報のみでなく、実工場に配置されていない位置での情報を容易に得ることができるとともに、実工場の機器からは得ることができない情報を得ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２を示すシステム構成図である。図において、６はシミュレータ、２１はＣＲＴ等の表示装置２２に表示するための情報を処理する表示処理部、２３はマイク２４等で出力するための情報を処理する音声処理部である。
シミュレータ６は、参考例１で述べたものであり、そのシミュレータ６の内部データとして保存されている仮想機器の形状や配置、その他生産管理に必要なデータを表示処理部２１が表示装置２２に表示する。あるいは、表示以外に音声データを音声処理部２３が生成しマイク２４から音声を出力する。
【００２６】
本実施の形態では、表示または音声出力手段を設けているので、シミュレータを利用して実工場の監視や管理を行うことができる。
【００２７】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３を示すシステム構成図である。図において、２５はキーボード、２６はマウス、２７はスタイラスペン、２８はキーボード２５、マウス２６、スタイラスペン２７等の入力手段から入力された情報を処理する入力処理部、２９は対話処理部である。その他は図５と同じであるので説明は省略する。
【００２８】
本実施の形態は、実施の形態３で示した処理にユーザからの対話処理を行う対話処理部２９を付加し、キーボード２５、マウス２６、スタイラスペン２７、入力処理部２８等からなる入力装置を用いて、ユーザが適宜出力情報の変更を指示できるようにしたものである。
【００２９】
図７は図６に示したシステムの表示制御の一例を示した図である。図において、３０は表示装置２２の中に表示されている仮想機器、３１は仮想機器３０に関する情報の選択画面、３２は仮想機器３０で加工されている仮想ワークの加工の状態である。
【００３０】
ユーザは、例えばマウス２６を使って表示装置２２の中に表示されている仮想機器３０を選択する。すると仮想機器３０に関する情報の選択画面３１が表示装置２２に出力される。その後、選択画面３１の中から所望の情報をマウス２６、あるいはキーボード２５などを利用して選択する。図７に示した場合には、仮想機器３０が加工している仮想ワークの加工の状態を選択している。選択された情報は対話処理部２９を通してシミュレータ６に送られ、シミュレータ６は、仮想機器３０で加工されている仮想ワークの加工の状態３２を表示処理部２１に送り、その状態を表示装置２２に出力する。
【００３１】
図８は図６に示したシステムの別の表示制御の一例を示した図である。図において、３３は仮想コンベア、３４ａ〜３４ｅは仮想コンベア３３によって搬送される仮想ワーク、３５は仮想ワーク３４に関する情報である。図８は仮想コンベア３３上を流れる仮想ワーク３４の情報操作に関するものである。
【００３２】
図８（ａ）は表示装置２２に仮想コンベア３３と仮想ワーク３４ｂ〜３４ｄが表示されている状況を示す図である。ユーザは、例えばキーボード２６から仮想ワークを特定する情報、例えばロット番号などを入力する。対話処理部２９はその情報をシミュレータ６に送る。そして、対話処理部２９から送られた情報を基に、シミュレータ６は入力情報に対する仮想ワーク３４ｂ〜３４ｄを検索し、その情報を対話処理部２９に送る。対話処理部２９は、表示処理部２１に仮想ワーク３４ｂ〜３４ｄの表示状態、例えば表示色の変更を要求する。表示処理部２１は変更要求に従って表示を変更する。図８（ａ）は表示変更後の状態を示した図である。
【００３３】
図８（ｂ）は図７に示した例と同様に仮想ワークの表示をさせるもので、ユーザは、例えばマウス２６を使って表示装置２２の中に表示されている仮想ワーク３４ｅを選択する。すると、上記に示した場合と同様にして対話処理部２９、シミュレータ６、対話処理部２９、表示処理部２１を介して、この表示処理部２１が仮想ワーク３４ｅに関する情報３５を表示装置に出力する。
【００３４】
本実施の形態では、ユーザは適宜出力情報の変更を指示しているが、これは特に出力情報に限定するものではなく、管理等においてユーザはシミュレータ６内の情報を変更したり、シミュレータ６に新たに情報を付加するようにしてもよい。
本実施の形態では、対話処理部を介してユーザが所望の情報を出力させることができるので、効率よく監視や管理を行うことができる。
【００３５】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４の実工場及びシミュレータの状態を説明する図である。図において、３６は実工場１内のコンベア、３７は実工場１内のセンサ、３８は実工場１内のワーク、３９は実工場１内のロボットである。そして、３６ｖは実工場１内のコンベアを模擬したシミュレータ６内の仮想コンベア、３７ｖは実工場１内のセンサを模擬したシミュレータ６内の仮想センサ、３８ｖは実工場１内のワークを模擬したシミュレータ６内の仮想ワーク、３９ｖは実工場１内のロボットを模擬したシミュレータ６内の仮想ロボット、４０ｖは実工場１内には存在しないシミュレータ６内の仮想センサである。
図９（ａ）は実施の形態１の説明で述べた図４（ａ）に対応する実際の工場を示したもので、図９（ｂ）は図９（ａ）に示した実際の工場をシミュレータで模擬し、さらに、仮想センサ４０ｖを追加したものである。
【００３６】
図１０（ａ）は図９（ａ）に示した生産システムの制御フローを示した図である。
まず、実工場内において、ワーク３８がコンベア３６により図９の右から左に搬送され、センサ３７がワーク３８を検知（Ｓ２１）すると、その情報を図１に示した実工場１内の制御装置５に送る（Ｓ２２）。制御装置５はセンサ３７から情報が送られるとロボット３９にワークの取り出し命令を送る（Ｓ２３）。ロボット３９は制御装置５からワークの取り出し命令が送られるとワーク３８をつかんで、別の場所に移動する（Ｓ２４）。
【００３７】
図１１はこの時のロボット３９が初期位置からワーク３８をつかむまでの軌跡を示した図である。図１１（ａ）はロボット３９の初期位置、図１１（ｂ）はロボット３９がワーク３８をつかむための進入位置、図１１（ｃ）はロボット３９がワーク３８をつかんだ状態を示す図である。上記の図１０（ａ）に示したＳ２１〜Ｓ２３ではロボット３９は図１１（ａ）に示した初期状態にあり、Ｓ２４でロボット３９は図１１（ｂ）、そして、図１１（ｃ）に示した状態へ移ることになる。
【００３８】
図１２（ａ）はセンサ３７の検知とロボット３９の動作のタイミングの様子を示した図である。図１２（ａ）に示した時刻（ア）は図１１に示したロボット３９の状態（ａ）に、時刻（イ）は図１１に示したロボット３９の状態（ｂ）に、時刻（ウ）はロボット３９の状態（ｃ）に各々対応する。図１２（ａ）に示した（ア）の時刻まではロボット３９は図１１（ａ）に示した初期位置にあり、センサ３７からの信号が制御装置５に送られ、制御装置５からワークの取り出し命令が送られると、ロボット３９は図１１（ｂ）に示した位置に移動し（時刻（ア）から時刻（イ）まで）、その後、ロボット３９はワークをつかんで（時刻（イ）から時刻（ウ）まで）、別の場所に移動する。
【００３９】
次に、図９（ｂ）に示したように、シミュレータ６内に仮想センサ４０ｖを設置し、そのシミュレータ６内の仮想センサ４０ｖの検知情報を実際の生産システムの制御に利用する場合について説明する。
図１０（ｂ）は図９（ｂ）に示した生産システムの制御フローを示した図である。
まず、図９（ａ）に示したように実工場において、ワーク３８がコンベア３６により図９の右から左に搬送され、この動作を模擬しているシミュレータ６内において仮想センサ４０ｖが仮想ワーク３８ｖを検知（Ｓ２５）すると、その検知情報を図１に示した結合処理部１１が実工場１の制御装置５に通知する（Ｓ２６）。制御装置５は結合処理部１１からの通知を受けると実工場１のロボット３９に図１１（ｂ）に示した搬送準備位置に移動する司令を出す（Ｓ２７）。
【００４０】
そして、この司令をロボット３９が受け取るとロボット３９は制御装置５の司令に従って図１１（ｂ）に示した搬送準備位置まで移動する（Ｓ２８）。その間、実際のワーク３８はさらに図９の左に搬送される。そして、実工場１内のセンサ３７がワーク３８を検知（Ｓ２１）すると、その情報を制御装置５に送る（Ｓ２２）。制御装置５はセンサ３７から情報が送られるとロボット３９にワークの取り出し命令を送る（Ｓ２３）。そして、ロボット３９は制御装置５からワークの取り出し命令が送られるとワーク３８をつかんで、別の場所に移動する（Ｓ２４）。
【００４１】
図１２（ｂ）は仮想センサ４０ｖの検知からロボット３９の動作のタイミングの様子を示す図である。図１２（ｂ）の時刻（ア）は図１１に示したロボット３９の状態（ａ）に、時刻（イ）はロボット３９の状態（ｂ）に、時刻（ウ）はロボット３９の状態（ｃ）に各々対応する。図１２（ｂ）に示した（ア）の時刻まではロボット３９は図１１（ａ）に示した初期位置にあり、仮想センサ４０ｖからの信号が制御装置５に送られ、制御装置５から搬送準備位置に移動する司令が送られると、ロボット３９は図１１（ｂ）に示した位置に移動する（時刻（ア）から時刻（イ）まで）。その後、センサ３７からの信号が制御装置５に送られ、制御装置５からワークの取り出し命令が送られると、ロボット３９はワークをつかんで（時刻（イ）から時刻（ウ）まで）、別の場所に移動する。
【００４２】
本実施の形態では、ロボットの搬送処理について説明を行ったが、これは特に限定するものではなく、他の機器の制御あるいは監視または管理等を行うようにしてもよい。また、本実施の形態では、仮装センサ４０ｖからの信号を実際の工場の制御に利用しているが、実際の工場だけではなくシミュレータでのシミュレーション等に利用してもよい。
本実施の形態では、仮想センサ４０ｖからの信号を実際の工場の制御に利用することで、実際の工場の制御をより適切に行うことができる。
【００４３】
実施の形態５．
図１３は本発明の実施の形態５の実工場及びシミュレータの動作を示す図である。図において、４１はコンベア、４２はコンベア４１によって搬送されるワーク、４３ａ、ｂはワークの種類、ワークの管理番号、処理された作業履歴等のワーク４２に関する情報をワーク４２に付加する情報付加装置である。そして、４１ｖはコンベア４１を模擬した仮想コンベア、４２ｖはワーク４２を模擬した仮想ワーク、４３ａｖ、４３ｂｖは情報付加装置４３ａ、４３ｂを模擬した仮想情報付加装置、そして、４４ｖは仮想情報付加装置４３ａｖ、４３ｂｖのように実工場に存在するものを模擬したものではなく実工場にないものを新たにシミュレータ内に設けた仮想情報付加装置である。この仮想情報付加装置４４ｖの機能は仮想情報付加装置４３ａｖ、４３ｂｖの機能と同じものであるとする。
【００４４】
図１３（ａ）、（ｂ）は実工場の生産システムを示す図で、図１３（ｃ）はこの図１３（ａ）、（ｂ）に示した生産システムを模擬し、新たに仮想情報付加装置４４ｖを設けたシミュレータ内を示す図である。
【００４５】
図１３（ａ）に示した実工場では、ワーク４２がコンベア４１によって搬送され、その搬送過程中にワーク４２は機器（図示していない）によって処理される。そして、ワーク４２は処理が行われたことを示す表示等の履歴が情報付加装置４３ａ、４３ｂによって付加される。このとき一般に情報付加装置４３ａ、４３ｂは先の情報付加装置から施された複数の処理をまとめて付加される。この場合では、情報付加装置４３ａによって処理Ａ、処理Ｂが施されたことを示す情報が付加されている。そして、その後、ワーク４２がさらに搬送され図１３（ｂ）に示すように情報付加装置４３ｂによって情報付加装置４３ａと情報付加装置４３ｂ間で処理Ｃ、処理Ｄが施されたことを示す情報が付加される。
【００４６】
次に、シミュレータ内の情報を実際の工場に利用する場合について説明する。
図１３（ｃ）に示したシミュレータ内では、図１３（ａ）、（ｂ）に示した実工場の動作を模擬しているので、仮想ワーク４２ｖが仮想コンベア４１ｖによって搬送され、その搬送過程中に仮想ワーク４２ｖは仮想機器（図示していない）によって処理される。そして、仮想情報付加装置４３ａｖ、４３ｂｖ、４４ｖによって仮想ワークに処理された履歴等の仮想ワークに関する情報を付加する。
【００４７】
このとき、シミュレータ内では、実工場には存在しない位置に新たに仮想情報付加装置４４ｖを設けているので、この位置においても仮想ワーク４２ｖに履歴を付加することができる。この場合、実工場には存在しない位置に仮想情報付加装置４４ｖを設けているので、この位置において仮想情報付加装置４３ａｖと仮想情報付加装置４４ｖ間の処理Ｃが施されたという情報を付加することができる。そして、このシミュレータ内の情報を実際の実工場に送ることにより、実工場においても処理Ｃが施されたという情報を実工場のワーク４２に付加させることができる。
【００４８】
本実施の形態では、仮想情報付加装置を設けているので、実工場からの情報のみでは付加することができない新たな情報を実際の工場のシステムに付加することができる。
【００４９】
参考例２．
図１４は本発明の参考例２のシミュレータの制御フローを示す図である。
図１４は参考例１の図２に示した制御フローのＳ５〜Ｓ９の処理を変更したもので、図１４の中のＳ５〜Ｓ９は、参考例１の中の説明で用いた図２と同様の処理をするものである。Ｓ３０はシミュレータ内のモデル修正にかかわる制御フローを示したものである。
【００５０】
図２に示したＳ１〜Ｓ５、そして、Ｓ８の処理が行われ、実工場からの情報が得られると、その情報にしたがって対応する仮想物のモデルの計算をする（Ｓ８）、その後仮想物の挙動モデルから仮想物の挙動を計算する（Ｓ３１）。そして、シミュレータ内の情報と実工場から取得した情報とを比較する（Ｓ３２）。もしシミュレータ内の仮想物の動作タイミングが早い場合には、その動作に関連する仮想物（仮想機器）の動作をタイミングのずれを考慮して少し遅くする（Ｓ３３）。もしシミュレータ内の仮想物の動作タイミングが遅い場合は、その動作に関連する仮想物（仮想機器）の動作を少し速くする（Ｓ３４）。以下Ｓ９からは参考例１で説明したものと同様であるので説明は省略する。
【００５１】
図１５は図４（ａ）に示した生産システムに対する実工場のセンサとそれに対応するシミュレータの仮想センサとのワーク検知のタイミングチャートを示す図である。タイミングチャート４５は実工場のセンサの検知のタイミングチャートである。モデル修正の処理を現在時刻とした場合、時間Ｔはその現在時刻である。タイミングチャート４６、４７、４８は、シミュレータ内での仮想センサの検知のタイミングチャートの例である。
【００５２】
図１６は図１５に示したタイミングチャートに対応した実工場及びシミュレータを示す図である。図において、１２は実工場のコンベア、１３は実工場のセンサ、１４は実工場のコンベア１２で搬送されるワークである。そして、１２ｖはコンベア１２を模擬したシミュレータ内の仮想コンベア、１３ｖはセンサ１３を模擬したシミュレータ内の仮想センサ、１４ｖはワーク１４を模擬したシミュレータ内の仮想ワークである。
【００５３】
タイミングチャート４６は、実工場からの検知情報の前にシミュレータ内における仮想センサの検知の事象が発生している場合を示した例である。図１６（ａ）は、その時の実工場でのワークの位置とシミュレータでの仮想ワークの位置を示した例である。実工場では、センサ１３の検知位置にワーク１４が達する前にシミュレータ内の仮想ワーク１４ｖは仮想センサ１３ｖに達している。
【００５４】
タイミングチャート４７は、実工場からの検知情報と同時刻、つまり、実工場のセンサがワークを検知した時刻Ｔに、現在シミュレータ内で仮想センサが仮想ワークを検知した場合を示した例である。図１６（ｂ）はその時の実工場でのワークの位置とシミュレータでの仮想ワークの位置を示した例である。
【００５５】
タイミングチャート４８は、仮想センサが時刻Ｔにおいてまだ仮想ワークを検知していない場合を示した例である。図１６（ｃ）はその時の実工場でのワークの位置とシミュレータでの仮想ワークの位置を示した例である。
【００５６】
シミュレータ内の情報がタイミングチャート４６の場合は、このセンサ検知に関係する装置である仮想コンベア１２ｖの運搬速度を、タイミングチャートのずれの時間を解消するように遅くする。タイミングチャート４７の場合は、モデル修正をしない。タイミングチャート４８の場合は、仮想コンベア１２ｖの運搬速度を少し速める。
【００５７】
本参考例２は、実工場からの情報に基づいてシミュレータ内のモデルの動作を修正するので、より正確なシミュレーションを行うことができる。
【００５８】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５９】
請求項１〜請求項４の発明では、実工場の稼動と並行して実工場の動作を模擬したシミュレーションを行うと共に、実工場の生産設備には存在しない別の仮想設備を設けて、この仮想設備のシミュレーション情報を生産システムの運用データとして利用するよう構成したので、実工場からは得られない情報を、シミュレータ内で得たり、シミュレータ内で付加することができる。さらに、これらの情報を実工場の運用に役立たせることができるので、実工場を意識した適切な情報の管理ができると共に、従来装置に比し、よりきめこまかい運用を実現する高度な生産システムを構築することができる。
【００６０】
請求項５記載の発明では、シミュレーションのデータを実工場の制御に利用し、実工場のデータだけでは不可能な制御ができるため、工場の設備の制約によらず、適切な生産システムを構築できる。
【００６１】
請求項６記載の発明では、シミュレーションのデータを実工場の制御に利用し、実工場のデータだけでは不可能な監視または管理ができるので、より適切な生産システムの監視または管理ができる。
【００６２】
請求項７記載の発明では、シミュレータ内の仮想機器の動作や仮想ワークの動き、あるいは管理情報などを、表示装置や音声出力装置をとうしてユーザに知らせることができるため、ユーザは工場から離れていても、シミュレーションの様子から実工場の様子を知ることができる。
【００６３】
請求項８記載の発明では、対話操作を可能とするため、ユーザはシミュレーションの出力情報を適宜変更できるため、所望のデータを実工場の動作、および監視の目的にあわせて出力し、より高度な工場監視を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例１のシステム構成図。
【図２】本発明の参考例１の制御フロー図。
【図３】本発明の参考例１の説明図。
【図４】本発明の実施の形態１の説明図。
【図５】本発明の実施の形態２のシステム構成図。
【図６】本発明の実施の形態３のシステム構成図。
【図７】本発明の実施の形態３の操作例を示す説明図。
【図８】本発明の実施の形態３の操作例を示す説明図。
【図９】本発明の実施の形態４の説明図。
【図１０】本発明の実施の形態４の制御フロー図。
【図１１】本発明の実施の形態４のロボットの動作例を示す説明図。
【図１２】本発明の実施の形態４のセンサ検知のタイミングを示す図。
【図１３】本発明の実施の形態５の説明図。
【図１４】本発明の参考例２の制御フロー図。
【図１５】本発明の参考例２の検知される信号を示す図。
【図１６】本発明の参考例２のモデル修正の例を示す図。
【図１７】本発明の従来例のシステム構成図。
【符号の説明】
１    実工場                   ２    ワーク
３    機器                     ４    デバイス
５    制御装置                 ６    シミュレータ
７   仮想ワーク               ８    仮想機器
９    仮想デバイス            １０    仮想制御装置
１１    結合処理部
１２、３６、４１  コンベア      １２ｖ、３６ｖ、４１ｖ  仮想コンベア
１３、３７        センサ        １３ｖ、３７ｖ          仮想センサ
１４、３８、４２  ワーク        １４ｖ、３８ｖ、４２ｖ  仮想ワーク
１５    仮想コンベア            １６    仮想センサ
１７    仮想ワーク             １８    仮想ロボット
１９    仮想センサ             ２０    仮想リーダ
２１    表示処理部             ２２    ＣＲＴ
２３    音声処理部             ２４    マイク
２５    キーボード             ２６    マウス
２７    スタイラスペン          ２８    入力処理部
２９    対話処理部             ３０    仮想機器
３１    選択画面               ３２    仮想ワークの加工状態
３３    仮想コンベア            ３４    仮想ワーク
３５    仮想ワークに関する情報
３９    ロボット               ３９ｖ  仮想ロボット
４０ｖ  仮想センサ
４３    情報付加装置            ４３    仮想情報付加装置
４４ｖ  仮想情報付加装置
５０    制御装置群             ５１    機器群
５２    機器                   ５３    仮想機器群
５４    仮想機器               ５５    通信同期装置
【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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