(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場シミュレーションを希望する人員を談話可能の態様で着席させる複数の座席と、
これら座席から容易に観察できる位置に立設した大画面ディスプレイ装置と、
この大画面ディスプレイ装置に所望の映像を表示させる表示駆動装置と、
該表示駆動装置及び上記大画面ディスプレイ装置の表示画面に必要な情報を入力するための入力機器と接続され、前記表示駆動装置に前記所望の映像信号及び上記入力機器から入力される情報信号を与えると共に音声入力機器との間で前記映像信号を含め各種情報を交換する情報交換器と、
該情報交換器と接続され、入力設定された工場スペース及び工場内に配置されるべき各種機械の３次元モデルを指定の角度、指定の動作条件によって動作させつつ表示するためのシミュレーションデータを生成するシミュレーションコンピュータと、
前記情報交換器及び前記シミュレーションコンピュータと相互に接続され、入力設定された加工プログラムを解析し上記各機械の各動作要素に順次の動作指令を与えると共に構築ラインについての評価を行う実働評価コンピュータと、
前記シミュレーションコンピュータまたは前記実働評価コンピュータに条件選択等各種の指示を与える手動操作装置と、
前記情報交換器と接続され、前記大画面ディスプレイ装置に表示された映像情報と、当該映像情報の表示時に同時に収録した前記談話の収録音とを共に収録する収録装置とを備え、
前記シミュレーションコンピュータには、予めメーカ側の全機械の３次元モデルデータがインプットされ、
データベースに登録された単体機としての各ジョイント部のモーションタイプ、速度、加速度、重力、トルク、逆運動方程式等の各種シミュレーションデータにより、実際の加工を行うのと同様に、ネスティングや材料の流れ、ローダ、アンローダの動作、プレスの進行状況等を含む動作を確認するため各モジュールを実際加工を模擬する加工プログラムにより実行させ、
前記実働評価コンピュータは、前記シミュレーションコンピュータのシミュレーションに基づいて製品原価計算、受注計算、在庫管理、各工程のサイクルタイム、実績、生産効率、及び設備費用等のうち必要なものを生成し、総合評価の一覧表を出力することを特徴とする工場シミュレーション・ショールーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工場のラインや機械の配置設計を検討するのに有用なシミュレーション・ショールームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工場、例えば板金工場にあっては、新規の加工ラインの設置、ラインの変更、新規機械の導入等に際し、経費最小で最大の効果を得るよう、ライン方式、導入機種、機械配置等種々の事項を検討しなければならない。
【０００３】
ラインや機械を一度設定すると、後になってはそう簡単には変更できないので、その検討には慎重を要し、この検討はユーザの最大関心事となっている。
【０００４】
そこで、従来、機械ユーザは、工場現場の見取り図を参照し、機械メーカ側のパンフレットを参照してラインや機械の寸法を割り出し、適宜平面図上にラインや機械の紙型によるモデルを配置して、各機械の仕様を見つつ、あれやこれやの検討を重ねている。
【０００５】
また、新規機械を導入すべく機械メーカ側の機械ショールームに出向き、該ショールームに居る担当者を相談相手として、ラインをどうするか、どの機械を導入しどのように配置するか等、各機械の稼働率や生産効率、設備費用等との兼合いで総合的な評価、検討を行っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の如き見取り図と紙型を用いてのユーザ独自の検討では、全ての機械についての立体的なモデルを作るのが難しく、各機械の動作が不明で十分な検討を行うのが難しく、最適システムを構築するのが難しい。
【０００７】
また、機械メーカ側の機械ショールームに出向いても、個々の機械についてはよく判るが、ライン構成、各機械の配置についてはユーザまかせであり、結局各ユーザはあれやこれやと悩むことになる。
【０００８】
さらに、メーカ側に出向いたユーザは、メーカ側の機械ショールームで検討した事項を自社に帰って報告し、再検討をしなければならないが、報告書の作成は仲々困難な作業である。
【０００９】
本発明は、これら問題点を改善し、機械ユーザ側の工場ラインを容易、迅速、確実に構築させるために支援を為すことができる工場シミュレーション・ショールームを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、工場シミュレーションを希望する人員を談話可能の態様で着席させる複数の座席と、これら座席から容易に観察できる位置に立設した大画面ディスプレイ装置と、この大画面ディスプレイ装置に所望の映像を表示させる表示駆動装置と、該表示駆動装置及び上記大画面ディスプレイ装置の表示画面に必要な情報を入力するための入力機器と接続され、前記表示駆動装置に前記所望の映像信号及び上記入力機器から入力される情報信号を与えると共に音声入力機器との間で前記映像信号を含め各種情報を交換する情報交換器と、該情報交換器と接続され、入力設定された工場スペース及び工場内に配置されるべき各種機械の３次元モデルを指定の角度、指定の動作条件によって動作させつつ表示するためのシミュレーションデータを生成するシミュレーションコンピュータと、前記情報交換器及び前記シミュレーションコンピュータと相互に接続され、入力設定された加工プログラムを解析し上記各機械の各動作要素に順次の動作指令を与えると共に構築ラインについての評価を行う実働評価コンピュータと、前記シミュレーションコンピュータまたは前記実働評価コンピュータに条件選択等各種の指示を与える手動操作装置と、前記情報交換器と接続され、前記大画面ディスプレイ装置に表示された映像情報と、当該映像情報の表示時に同時に収録した前記談話の収録音とを共に収録する収録装置とを備え、
前記シミュレーションコンピュータには、予めメーカ側の全機械の３次元モデルデータがインプットされ、
データベースに登録された単体機としての各ジョイント部のモーションタイプ、速度、加速度、重力、トルク、逆運動方程式等の各種シミュレーションデータにより、実際の加工を行うのと同様に、ネスティングや材料の流れ、ローダ、アンローダの動作、プレスの進行状況等を含む動作を確認するため各モジュールを実際加工を模擬する加工プログラムにより実行させ、
前記実働評価コンピュータは、前記シミュレーションコンピュータのシミュレーションに基づいて製品原価計算、受注計算、在庫管理、各工程のサイクルタイム、実績、生産効率、及び設備費用等のうち必要なものを生成し、総合評価の一覧表を出力することを特徴とする工場シミュレーション・ショールームを構成した。
【００１１】
本発明の工場シミュレーション・ショールームでは、シミュレーションコンピュータにより、ユーザ側の呈示するスペース内でメーカ側の呈示する機械の３次元モデルを適宜選択配置しつつ、配置可能の機械レイアウトをビジュアルに検討することができる。
【００１２】
また、前記シミュレーションコンピュータには実働評価コンピュータが接続され、スケジュールブログラムを含めた如きプログラムの入力設定により、各機械の実際動作のシミュレーションを見せることができ、かつ構築ラインについての生産効率、設備費等についての評価を行うことができる。
【００１３】
さらに、これらシミュレーションの内容は出席者の談話と共に収録されるので、この収録内容を記録し、かつユーザ側に持ち帰らせることでユーザ側の報告が極めて容易となり、再検討も容易となる。
【００１４】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施例に係るシミュレーション・ショールームの配置状態を示す平面図である。シミュレーション・ショールーム１は、例えばメーカ側の機械ショールームの一角に設置される。プレハブ形式で設置されても良い。
【００１６】
図１に示すように、シミュレーション・ショールーム１は、部屋２を壁３で仕切り、該壁３に１００インチのリアスクリーン４を埋め込んで成る。
【００１７】
リアスクリーン４の背面側の部屋２Ｒには、該リアスクリーン４に映像表示を行うためのリアブロジェクタ５が配置されている。この部屋２Ｒには、この他リアスクリーン４に表示された映像をそのままコピーするハードコピー装置６とＦＡ用コンピュータ７と、図面出力装置８と、３次元シミュレーションコンピュータ本体９と、オーディオ・ビジュアル（ＡＶ）機器１０とが配置されている。報告書作成のための製本器等も配置される。
【００１８】
一方、前記リアスクリーン４の前面側の部屋２Ｍには、マイクロフォン１１を備えた会議用机１２が配置され、この机１２の回りには工場シミュレーションを希望する人員が着席するための複数の椅子１３と、予備の椅子１４が配置されている。またこの部屋２Ｍには、書いた文字や図形を電子信号に変換する電子黒板１５と、同じく映した図形を電子信号に変換する書画カメラ（３７）を備えたスライドプロジェクタ１６が配置されている。
【００１９】
また、前記部屋２Ｍの入口ドアの反対側で前記背面側の部屋２Ｒの入口付近には、操作机１７が配置され、その奥側には操作員が着席するための椅子１８が配置されている。操作机１７の上には、出力モニタ１９と、録画モニタ２０と、これらモニタ１９，２０の操作制御を行うシステムコントロールコンソール２１と、実働評価コンピュータ（板金統合管理システム）本体２２と、各コンピュータ９，２２のモニタ２３，２４が配置されている。各コンピュータ９，２２の操作装置には、キーボードの他にライトペンやマウスが付属される。
【００２０】
図２は、上記工場シミュレーション・ショールーム１に配置される各機器の接続関係を示すブロック図である。
【００２１】
図示のように、各機器は、システムコントロールコンソール２１を収納するラックに収納された情報交換器としてのソースセレクタＳＳを中心として配置され、これに他の機器を直接、間接に接続している。図において実線は同軸ケーブル及びＣＲＴ専用ケーブルを示す。破線は音声ケーブルを示す。２重実線はコントロールケーブルを示す。一点鎖線はリモコンケーブルを示す。
【００２２】
図２において、リアスクリーン４に映像を表示するリアプロジェクタ５は、ソースセレクタＳＳに接続されると共に、プロジェクタ４を操作するためのリモートコントロールボックス２５と接続されている。また、ソースセレクタＳＳは、これを切換え操作するためのリモートコントロールボックス２６と接続されている。
【００２３】
前記ハードコピー装置６は、ユニバーサルコンバータ２７を介して前記ソースセレクタＳＳと接続され、該ユニバーサルコンバータ２７には映像及び音声収録用のビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）２８が接続されている。このＶＴＲ２８は、オーディオミキサ２９を介し、前記マイクロフォン１１を含め、適宜位置に配置され、または自由に携帯できる複数のマイクロフォンと接続される。このオーディオミキサ２９には、アンプ３０を介した複数箇所に設置したスピーカ３１と接続される。
【００２４】
図左上に示すところの前記シミュレーションコンピュータ本体９及びそのモニタ２４は、映像信号分配器３２を介して前記ソースセレクタＳＳの一入力端子と接続される。
【００２５】
前記実働評価コンピュータ本体２２及びそのモニタ２３は、他の映像信号分配器３３を介して前記ソースセレクタＳＳの他の入力端子と接続される。
【００２６】
前記システムコントロールコンソール２１のうち一方のコンソール２１ａ及びそのモニタ１９はアダプタ３４を介してソースセレクタＳＳと接続される。他方のコンソール２１ｂ及びそのモニタ２０は、ケーブルアダプタ３５、アダプタ３６を介してソースセレクタＳＳと接続される。
【００２７】
前記電子黒板１５の出力端子は、直接ソースセレクタＳＳの一入力端子と接続される。
【００２８】
前記スライドプロジェクタ１６に一体的に備えられた書画カメラ３７は、デジタルスキャンコンバータ３８を介して前記ソースセレクタＳＳと接続される。このデジタルスキャンコンバータ３８には、リモートコントロールボックス３９が接続され、デジタルスキャンコンバータ３８の他の入力端子には映像鮮明化のためのタイムベースコレクタ４０を介して前記ＡＶ機器１０が接続される。
【００２９】
前記ＡＶ機器１０の入力端子には、前記書画カメラ３７と、マイク付きカメラ４１と、既収録のビデオテープの再生用のＶＴＲ４２と、情報入力のためのレーザディスク４３と、アンテナ４４及びテレビチューナ４５と、解説音入力のためのカセットテープレコーダ４６と、ＣＤプレーヤ４７とが接続される。さらに、ＡＶ機器１０の出力端子には、カラーモニタ４８が接続されている。前記図面出力装置８は図２には示していないが、ソースセレクタＳＳに適宜接続される。レーザボックス４３、テレビチューナ４５は、いこいの場を作るのに用いられ、カメラ４１はシミュレーション時に部屋２の外に展示している機械の概要を示すのに用いられる。
【００３０】
実働評価コンピュータ本体２２について詳述すると、これは構築されたシステムについて、言い換えればシミュレーションコンピュータで設定した工場ラインシステムについて、その実際稼動状態をシミュレートするものである。具体的には、加工スケジュールの入力により、該スケジュールを解析し各加工プログラムを実行すると共に、実行結果に基いて製品原価計算、受注計算、在庫管理、生産効率等板金加工に必要な種々の評価を行うものである。
【００３１】
従ってこの板金統合管理システムによれば、シミュレーション結果に基いて機械動作状態が一目瞭然となるのみならず、そのシステム導入のメリットを一目瞭然に判別できるものである。
【００３２】
以上の如く構成される工場シミュレーション・ショールーム１において、機械ユーザ側から来客があると、会議用机１２の回りの椅子１３に着座して貰い、一人または複数の操作員が椅子１８に着座する。
【００３３】
シミュレーションコンピュータ本体９の記憶装置には、予めメーカ側の全機械の３次元モデルデータがインプットされている。この機械モデルはメーカ側のＣＡＤデータを収録した図面ファイリング装置と接続され、手入力を皆無としたような構成であって良い。
【００３４】
そこで、操作員は、ユーザ側の工場スペースデータと各種要望を聞いた上で、以下の３次元シミュレーションを開始する。
【００３５】
まず、３次元シミュレーションは、工場のフロア面積、柱、屋根、階段等の実際のスペースデータをＣＡＤで３次元モデルとして入力してスクリーン４に工場スペースを３次元表示し、このスペース内に操作員が要望に応じて考えた機械モデルを適当に配置して開始される。なお、このときの工場レイアウトは、工場スペースと機械やライン装置の外形及び作業者モデルのワーキングエリア検討を中心に行う。
【００３６】
スクリーン４の右端及び上端部には、一般的なＣＡＤで用いられているアイコンや、機械選択のための多数のアイコンが表示されている。操作員は、机１７上のマウスを利用して、これらアイコンを選択しつつ、手際よく機械配置する。
【００３７】
基本配置の一例を示す。ユーザの要望は、板金倉庫と、パンチプレス機と、このプレス機に材料供給するローダ及びアンローダとをライン接続し、工場ネットワーク（ＬＡＮ）で接続したラインを構築するものであるとする。
【００３８】
この種ネットワークは、一般に図３のように構成されるものである。即ち、ネットワーク（ＬＡＮ）４９に、メインコントローラ（ＩＭＣ）５０と、自動プログラミング装置５１と、ＮＣ装置５２及び複数のデータ処理装置としてのインテリジェントデータターミナル（ＩＤＴ）５３を接続し、各ＩＤＴ５３に自動倉庫５４やパンチプレス機５５等を接続するというものである。
【００３９】
操作員は、これらのことを熟知しており、ユーザ側の希望を聞きつつ、適応機器を選択しつつ配置を行って行くわけである。このとき、ユーザは、自己の都合に応じて、機器変更するよう、あるいは配置をずらすよう声を出して操作員に指示する。会議用机１２の上にマウスを置き直接操作させても良い。これら音声及びシミュレーションの工程は、全てＶＴＲ２８に収録される。この間に疑問を持ったユーザまたは操作者は、電子黒板１５に図形や文字を書いて説明することができるが、ここに書かれた内容も、ソースセレクタＳＳの切換え操作によってＶＴＲ２８に収録可能である。機械配置に対しては都度動作シミュレーションが行われ、各機械についての干渉チェックが為され干渉の無い配置が定められる。
【００４０】
ところが、この段階での配置は、指定のスペースに機械配置可能であるというだけのシミュレーションであり、このあと実用性の検証が必要である。
【００４１】
そこで、あらましの配置が定まると、次に実働評価コンピュータ２２が作動されモニタ上に３次元モデルとしてレイアウトされた機械やＦＭＳラインの再定義を行なう。単体機としての各ジョイント部のモーションタイプ、速度、加速度、重力、トルク、逆運動方程式は、ＣＡＤ３次元モデル作成時に入力したデータベースをそのまま使用して、ラインの組み換えや位置関係の設定によって生じた変更部分を再定義する。これによってモニタ上の工場は実際に機械やラインを設置した場合と同機能を持つことになる。その後、実際加工プログラムに基いて各機械の実際動作のシミュレーションが行われる。これは、各機械に予めの初期設定を行ったのち、実際の加工を行うのと同様に各モジュールを動作させ、ネスティングや材料の流れ、ローダ、アンローダの動作、プレスの進行状況等を確認しようというものである。ただし、ここで入力されるプログラムは、実際加工と同一のプログラムではなく、実際加工を模擬する加工用プログラムであり、動作速度はコンピュータ処理が行える範囲で高速動作可能とされるものである。
【００４２】
これにより、板金素材が倉庫５４より搬出され、ローダを介してプレス機５５に渡され、順次打抜き加工を行って製品搬出される状態が一目瞭然に理解でき、不具合いがあれば即発見できる。また、不具合い箇所を修正して実際動作を再度確認できる。これら監視の状態は、全てＶＴＲ２８に収録されている。
【００４３】
図４は実働評価コンピュータ作動時のスクリーン４の画像状態を示す説明図である。
【００４４】
図示のように、スペース内に各機械が配置され、上記のシミュレーションが行われている。スクリーンの上方及び下方の空きの部分にはシミュレーション途中の状態情報が表示されている。即ち、図上の表示５７ａには、自動倉庫の在庫データが表示されている。図下左方の表示５７ｂにはスケジュールプログラムの内容が表示されている。また図下右方の表示５７ｃには、加工内容として各機械の状態が呈示されている。
【００４５】
最後に前記実働評価コンピュータ本体２２は、シミュレーション終了時点で工程のサイクルタイム、実績、生産効率や設備費用等の総合評価の一覧表示を出力する。
【００４６】
シミュレーションの内容は、ハードコピー装置６により都度コピーすることも可能である。また図面出力装置８により３角図面で出力可能である。これら資料は製本機で製本されて報告書とされる。
【００４７】
また、上記のシミュレーションに先立ち、またはその途中、あるいは終了後にＶＴＲ４２、レーザディスク４３、テレビチューナ４５、カセットテープレコーダ４６、ＣＤプレーヤ４７を作動させ、シミュレーション内容を適宜編集して、報告用のビデオテープを編集することもできる。
【００４８】
以上により、ユーザは、種々の要望に合う最適のライン設計を容易に得ることができ、その途中の経過を加えたビデオテープを受け取ることができる。収録ビデオの再生では、これを参照することによってライン修正を容易、確実に行うことができ、またメーカ側に帰ってからの報告を容易に為すことができる。
【００４９】
上記実施例では大画面ディスプレイ装置としてリアプロジェクタ５の出力映像を表示するリアスクリーン４の例で示したが、ＬＣＤ画面等によっても同一である。
【００５０】
また、上記実施例では、ラインの新規構築の例で示したが、機械の一部の変更であっても同様である。
【００５１】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得るものである。
【００５２】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、工場シミュレーションを希望する人員を談話可能の態様で着席させる複数の座席と、これら座席から容易に観察できる位置に立設した大画面ディスプレイ装置と、この大画面ディスプレイ装置に所望の映像を表示させる表示駆動装置と、該表示駆動装置及び上記大画面ディスプレイ装置の表示画面に必要な情報を入力するための入力機器と接続され、前記表示駆動装置に前記所望の映像信号及び上記入力機器から入力される情報信号を与えると共に音声入力機器との間で前記映像信号を含め各種情報を交換する情報交換器と、該情報交換器と接続され、入力設定された工場スペース及び工場内に配置されるべき各種機械の３次元モデルを指定の角度、指定の動作条件によって動作させつつ表示するためのシミュレーションデータを生成するシミュレーションコンピュータと、前記情報交換器及び前記シミュレーションコンピュータと相互に接続され、入力設定された加工プログラムを解析し上記各機械の各動作要素に順次の動作指令を与えると共に構築ラインについての評価を行う実働評価コンピュータと、前記シミュレーションコンピュータまたは前記実働評価コンピュータに条件選択等各種の指示を与える手動操作装置と、前記情報交換器と接続され、前記ディスプレイ装置に表示された映像情報と、当該映像情報の表示時に同時に収録した前記談話の収録音とを共に収録する収録装置と、を備えた工場シミュレーション・ショールームである。
【００５３】
したがって、シミュレーションコンピュータにより、ユーザ側の呈示するスペース内でメーカ側の呈示する機械の３次元モデルを適宜選択配置しつつ配置可能の機械レイアウトをビジュアルに検討することができる。
【００５４】
また、前記シミュレーションコンピュータには実働評価コンピュータが接続され、スケジュールブログラムを含めた如きプログラムの入力設定により、各機械の実際動作のシミュレーションを見せることができ、かつ構築ラインについての生産効率、設備費等についての総合評価を行うことができる。
【００５５】
前記ディスプレイ装置に表示された映像情報と、当該映像情報の表示時に同時に収録した前記談話の収録音とを共に収録する収録装置とを備えているので、本発明によればシミュレーションの内容は出席者の談話と共に同時に収録されるので、再検討時に当時の状況や雰囲気等を容易に知ることができ再検討や再々検討を効率良く行うことができるという効果がある。
【００５６】
すなわち、適正な工場レイアウトの設計と、設計に要した検討経過の記録ができ、またこの工場レイアウト設計時の記録を基に例えば再検討等を図ることができ、特に映像と、音声等を同時に収録するものでユーザ側の報告も極めて容易になり、再検討の際、例えば会議に出席していなかった者の理解も極めて容易になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る工場シミュレーション・ショールームの機器配置状態を示す平面図。
【図２】上記シミュレーション・ショールームにおける各機器の接続状態を示すブロック図。
【図３】板金加工ラインの一例を示すブロック図。
【図４】スクリーンの表示状態を示す説明図。
【符号の説明】
１  シミュレーション・ショールーム
２  部屋
４  リアスクリーン
６  ハードコピー装置
８  図面出力装置
９  ３次元シミュレーションコンピュータ本体
１０  ＡＶ機器
１１  マイクロフォン
１２  会議用机
１３  椅子
１５  電子黒板
１６  スライドプロジェクタ
１７  操作机
２０  録画モニタ
２１  システムコントロールコンソール
２２  実働評価コンピュータ（板金統合管理システム）本体
２８  収録用ＶＴＲ
２９  オーディオミキサ
３７  書画カメラ
４１  カメラ
４２  再生用ＶＴＲ
４３  レーザディスク
４５  テレビチューナ
４６  カセットテープレコーダ
４７  ＣＤプレーヤ
ＳＳ  ソースセレクタ
【図１】
0003595557.tif 000002
【図２】
0003595557.tif 000003
【図３】
0003595557.tif 000004
【図４】
0003595557.tif 000005