(57)【要約】【課題】工程相互間の電波干渉を抑制し、各工程からの読み取り精度を上げることが可能な工程管理システムを提供する。【解決手段】工程１−１〜１−Ｎを経て生産される製品１０には、製品１０を識別する生産物識別情報を保持したＩＣタグ１１が付けられている。工程１−１〜１−Ｎには、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎと垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎが順番および交互に配設されている。水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎには、第１，第２のリーダライタ装置４，５が接続され、工程毎にＩＣタグ１１からの生産物識別情報が読み取られる。水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎと垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎが交互に配設されていることにより、工程相互間の電波干渉が抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程を経て生産される生産物に設けられ、前記生産物を識別する生産物識別情報を保持したＩＣタグと、
第１の偏波のアンテナと前記第１の偏波とは異なる第２の偏波のアンテナとを、前記複数の工程の内、間隔が一定である区間に交互に配設してなる複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを介して前記工程毎に前記ＩＣタグから前記生産物識別情報を読み取るリーダと、
を備えた工程管理システム。
【請求項２】
前記ＩＣタグ及び前記複数のアンテナは、使用周波数がＵＨＦ帯であることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【請求項３】
前記第１の偏波のアンテナは、水平偏波アンテナであり、
前記第２の偏波のアンテナは、垂直偏波アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【請求項４】
前記水平偏波アンテナ及び前記垂直偏波アンテナは、偏波ごとにグループ化して制御されていることを特徴とする請求項３に記載の工程管理システム。
【請求項５】
前記複数のアンテナの配列部分は、規則的に配置された工程の区間であることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【請求項６】
前記複数のアンテナは、前記複数の工程の内、工程間の距離が長い区間においては同一偏波のアンテナを配置していることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【請求項７】
前記複数のアンテナは、水平偏波及び垂直偏波以外の偏波を有する２種類の偏波のアンテナを前記第１及び第２の偏波のアンテナとしていることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
製造工場等においては、工程管理及び製品管理の自動化が進められており、最近では、ＩＣタグを利用した管理システムが注目されている。
【０００３】
例えば、工程内を流通する製品又は部品、生産システムの設置場所、作業設備及び作業工程のそれぞれにＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification:無線方式認識）タグを添付し、ＲＦＩＤが有する識別情報をＲＦＩＤ読取装置により非接触で読み取り、それらをデータベースに蓄積する情報収集方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３１８１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、工程相互間の電波干渉を抑制し、各工程からの読み取り精度を上げることが可能な工程管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の工程管理システムを提供する。
【０００６】
［１］複数の工程を経て生産される生産物に設けられ、前記生産物を識別する生産物識別情報を保持したＩＣタグと、第１の偏波のアンテナと前記第１の偏波とは異なる第２の偏波のアンテナとを、前記複数の工程の内、間隔が一定である区間に交互に配設してなる複数のアンテナと、前記複数のアンテナを介して前記工程毎に前記ＩＣタグから前記生産物識別情報を読み取るリーダと、を備えた工程管理システム。
【０００７】
［２］前記ＩＣタグ及び前記複数のアンテナは、使用周波数がＵＨＦ帯であることを特徴とする前記［１］に記載の工程管理システム。
【０００８】
［３］前記第１の偏波のアンテナは、水平偏波アンテナであり、前記第２の偏波のアンテナは、垂直偏波アンテナであることを特徴とする請求項１に記載の工程管理システム。
【０００９】
［４］前記水平偏波アンテナ及び前記垂直偏波アンテナは、偏波ごとにグループ化して制御されていることを特徴とする前記［３］に記載の工程管理システム。
【００１０】
［５］前記複数のアンテナの配列部分は、規則的に配置された工程の区間であることを特徴とする前記［１］に記載の工程管理システム。
【００１１】
［６］前記複数のアンテナは、前記複数の工程の内、工程間の距離が長い区間においては同一偏波のアンテナを配置していることを特徴とする前記［１］に記載の工程管理システム。
【００１２】
［７］前記複数のアンテナは、水平偏波及び垂直偏波以外の偏波を有する２種類の偏波のアンテナを前記第１及び第２の偏波のアンテナとしていることを特徴とする前記［１］に記載の工程管理システム。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の工程管理システムによれば、工程相互間の電波干渉を抑制し、各工程からの読み取り精度を上げることができる。
【００１４】
請求項２の工程管理システムによれば、アンテナとＩＣタグとの間の距離を長くすることができる。
【００１５】
請求項３の工程管理システムによれば、隣接間の電波干渉を低減することができる。
【００１６】
請求項４の工程管理システムによれば、アンテナタイプごとにアンテナを制御することができる。
【００１７】
請求項５の工程管理システムによれば、工程の相互間の電波干渉を偏波の組み合わせで抑制することができる。
【００１８】
請求項６の工程管理システムによれば、工程間隔が長い区間では、同一偏波のアンテナを配設して接続の簡略化等を図ることができる。
【００１９】
請求項７の工程管理システムによれば、工程の状況に合わせて最適な偏波のアンテナを用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【００２１】
工程管理システム１００は、工程１−１，１−２，・・・１−Ｎの内の奇数番に設置された水平偏波アンテナ２−１，２−２，・・・２−Ｎ（図示せず）と、工程１−１，１−２，・・・１−Ｎの内の偶数番に設置された垂直偏波アンテナ３−１，３−２，・・・３−Ｎと、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎからの情報を読み取ると共に書き込み情報を水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎへ送出する第１のリーダライタ装置４と、垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎからの情報を読み取ると共に書き込み情報を垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎへ送出する第２のリーダライタ装置５と、第１，第２のリーダライタ装置４，５を制御する上位装置６と、上位装置６に接続されると共に上位装置６によりデータが格納される記憶装置７と、を備えて構成されている。
【００２２】
工程１−１〜１−Ｎは、例えば、工場の製造ラインにおけるベルトコンベア上に同一間隔に確保されており、各工程の平面積は０．５〜１ｍ２程度となっている。製品（生産物）１０が、図１のＡ方向に、各工程を順番に通過する過程で、所定の加工や組み立てが逐次実施される。なお、工程１−１〜１−Ｎには、図示しない作業者が割り当てられており、作業者は、担当の工程における製品１０の状態の監視や作業を行っている。
【００２３】
製品１０は、生産工程管理の対象、例えば、半製品状態の装置や製品等の物品（生産物）であり、ＩＣタグ１１が付けられている。ＩＣタグ１１は、１つの製品１０に１つが付けられており、製品ごとに異なる製品ＩＤ（生産物識別情報）が設定保持されていると共に、製品１０が工程１−Ｎを出るまで装着されたままになっている。
【００２４】
（製造ラインの構成）
工程１−１〜１−Ｎは、例えば、工場の製造ラインにおけるベルトコンベア上に同一間隔に確保されており、各工程の面積は０．５〜１ｍ２程度となっている。製品１０が、図１のＡ方向に、各工程を順番に通過する過程で、所定の加工や組み立てが逐次実施される。なお、工程１−１〜１−Ｎには、図示しない作業者が割り当てられており、作業者は、担当の工程における製品１０の状態の監視や作業を行っている。
【００２５】
製品１０は、生産管理の対象、例えば、半製品状態の装置や製品等の物品（生産物）であり、ＩＣタグ１１が付けられている。ＩＣタグ１１は、１つの製品１０に１つが付けられており、相互に異なるＩＤが設定されていると共に、製品１０が工程１−Ｎを出るまで装着されたままになっている。
【００２６】
ＩＣタグ１１は、例えば、使用周波数帯がＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯（例えば、８６０〜９６０ＭＨｚ）で、内蔵電池を必要とせずに動作するパッシブ方式であり、例えば、ＩＣチップ、及び該ＩＣチップに接続されたアンテナを薄板状の樹脂内に封入して構成されている。ＩＣチップは、ＩＣタグ１１の全体を制御する制御部、製品ＩＤを記憶するメモリ、アンテナ１１−１〜１１−Ｎからの電波により直流電源を生成する電源生成部、製品ＩＤを変調してアンテナ２−１〜２−Ｎ，３−１〜３−Ｎへ出力する送信部、アンテナ２−１〜２−Ｎ，３−１〜３−Ｎからの電波を受信して得た受信信号を復調する受信部（いずれも図示せず）等を備えて構成されている。電源整流部、送信部、受信部（いずれも図示せず）等を備えて構成されている。
【００２７】
なお、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎが工程１−１〜１−Ｎの偶数番に配置され、垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎが奇数番に配置されていてもよい。
【００２８】
水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎは、同一仕様であり、水平偏波の電波が放射されるようにアンテナエレメントが構成されており、第１のリーダライタ装置４にスター接続またはデイジーチェーン接続され、例えば、０．５〜１ｍ２程度の範囲に電波を送受信するものであり、製品走行路の床面、天井面、側面等に設置されている。
【００２９】
垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎは、同一仕様であり、垂直偏波の電波が放射されるようにアンテナエレメントが構成されており、第２のリーダライタ装置５にスター接続またはデイジーチェーン接続され、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎと同様に、例えば、０．５〜１ｍ２程度の範囲に電波を送受信するものであり、製品走行路の床面、天井面、側面等に設置されている。
【００３０】
第２のリーダライタ装置４，５は、それぞれに接続されているアンテナの全てをリード／ライトの対象とし、上位装置６に接続するインターフェースを有した通信処理部と、電波出力制御部、周波数制御部及びプロトコル制御部等を備えてリード／ライトの制御を実行する制御部（いずれも図示せず）を備えて構成されている。
【００３１】
このような構成の第１，第２のリーダライタ装置４，５は、上位装置６からの書き込みデータを変調した高周波電力を水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎへ送出すると共に、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎからの読み取りデータを復調して上位装置６へ出力する。
【００３２】
上位装置６は、例えば、パーソナルコンピュータである。
【００３３】
記憶装置７は、例えば、ＬＡＮ、ＵＳＢ等により上位装置６に接続されたハードディスク装置またはサーバである。
【００３４】
図２は、第１の実施の形態における水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの電波放射範囲を示す説明図である。図２においては、工程１−１〜１−４における構成について示すと共に、水平，垂直偏波アンテナ２−１，２−２，３−１，３−２と工程１−１〜１−４との配置を分かりやすくするため、水平，垂直偏波アンテナ２−１，２−２，３−１，３−２と工程１−１〜１−４との間の距離を長くして図示している。
【００３５】
水平偏波アンテナ２−１，２−２（〜２−Ｎ）は水平偏波のアンテナエレメント２１を有し、垂直偏波アンテナ３−１，３−２（〜３−Ｎ）は垂直偏波のアンテナエレメント３１を有している。
【００３６】
工程相互間では、ＩＣタグ１１との通信不能域が生じないように、水平偏波アンテナ２−１〜２−２と垂直偏波アンテナ３−１，３−２とによる重なり領域１２（例えば、１０ｃｍ幅）を持つように、水平偏波アンテナ２−１，２−２による水平偏波放射範囲２０及び垂直偏波アンテナ３−１，３−２による垂直偏波放射範囲３０が形成されている。
【００３７】
水平偏波アンテナ２−１，２−２と垂直偏波アンテナ３−１，３−２とでは、偏波に９０°のずれがあるため、情報の読み取りを行っているアンテナは、隣接の異なる偏波のアンテナからの干渉を抑制できる。
【００３８】
（工程管理システムの動作）
次に、工程管理システム１００の動作を説明する。
【００３９】
まず、製品１０が工程１−１に搬入されると、第１のリーダライタ装置４によって励振された水平偏波アンテナ２−１からの電波により、製品１０に付けられているＩＣタグ１１は、受信電波から電源生成部によって直流電源を生成し、これを電源にして動作を開始し、ＩＣタグ１１に内蔵されたメモリに予め保持されている製品ＩＤを送信する。
【００４０】
ＩＣタグ１１から送信された電波は、水平偏波アンテナ２−１を介して第１のリーダライタ装置４に受信される。第１のリーダライタ装置４は、受信信号を復調し、復調した信号を製品ＩＤとして上位装置６へ出力する。上位装置６は、第１のリーダライタ装置４からの製品ＩＤを記憶装置７に格納する。また、上位装置６は、必要に応じ、ＩＤ取得時間をもって工程１−１における作業開始時間とする等の処理を実行する。
【００４１】
なお、ＩＣタグ１１に書き込みを行う必要が生じた場合、書き込みデータが、上位装置６から第１のリーダライタ装置４へ送出される。第１のリーダライタ装置４は水平偏波アンテナ２−１へ送信信号を出力し、これにより水平偏波アンテナ２−１から電波が放射される。ＩＣタグ１１は、水平偏波アンテナ２−１からの電波を受信し、受信内容が自分宛の送信であることを確認すると、ＩＣタグ１１に内蔵のメモリにデータの書き込みを実行する。
【００４２】
工程１−１における製品１０に対する加工や作業が終了すると、製品１０は、工程１−１から工程１−２へ搬送される。この製品１０の移動は、例えば、製品１０の移動または製品１０を搬送するベルトコンベアの移動をセンサで検出して上位装置６へ通知することにより認識される。
【００４３】
工程１−２においては、垂直偏波アンテナ３−１から送信されている電波により、ＩＣタグ１１が動作を開始し、ＩＣタグ１１に内蔵されたメモリに保持されている製品ＩＤを送信する。
【００４４】
ＩＣタグ１１から送信された電波は、垂直偏波アンテナ３−１によって受信され、第２のリーダライタ装置５に取り込まれる。第２のリーダライタ装置５は、受信信号を復調し、復調した信号を製品ＩＤとして上位装置６へ出力する。上位装置６は、第２のリーダライタ装置５からの製品ＩＤを記憶装置７に格納する。
【００４５】
工程１−２における製品１０に対する加工や作業が終了すると、製品１０は、工程１−１から工程１−２への搬送と同様にして、工程１−２から工程１−３へ搬送される。
【００４６】
以下、同様にしてＩＣタグ１１からの製品ＩＤと第１，第２のリーダライタ装置４，５との間の通信、第２のリーダライタ装置４，５と上位装置６との間の通信及び上位装置６による記憶装置７への製品ＩＤ及び製品１０に関連するデータ（時間情報等）の格納処理が工程１−Ｎを通過するまで工程ごとに行われる。
【００４７】
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【００４８】
本実施の形態は、工程列の一部の間隔が広くなっている場合に対応し、この区間の２つの工程の各アンテナを同一の偏波にしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４９】
図４は、第２の実施の形態における水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの電波放射範囲を示す説明図である。図４においては、工程１−１〜１−４における構成について示すと共に、水平，垂直偏波アンテナ２−１〜２−２，３−１〜３−２と工程１−１〜１−４との配置を分かりやすくするため、水平，垂直偏波アンテナ２−１〜２−２，３−１〜３−２と工程１−１〜１−４との間の距離を長くして図示している。
【００５０】
工程１−１と工程１−２の間は、他の工程相互の間隔に比べて距離が大きくなっており、それぞれには水平偏波アンテナ２−１，２−２が連続に配置され、工程間隔が同一である工程１−３，１−４及び図示しない工程１−５〜１−Ｎには、垂直偏波アンテナ３と水平偏波アンテナ２が交互に配置されている。
【００５１】
工程１−２〜１−５においては、第１の実施の形態と同様に、ＩＣタグ１１との通信不能域が生じないように、工程相互間が、水平偏波アンテナ２−２〜２−３と垂直偏波アンテナ３−１〜３−３とによる重なり領域１２（例えば、１０ｃｍ幅）を持つように、水平偏波アンテナ２−１〜２−３及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−３の配置及び電波強度等が設定されている。なお、工程１−１と工程１−２は、同じ偏波タイプの水平偏波アンテナ２−１，２−２が配置されているため、重なり領域１２は形成しない。
【００５２】
水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎと垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎとでは、偏波が９０°異なるため、情報の読み取りを行っているアンテナは、隣接の異なる偏波のアンテナからの干渉が抑制される。
【００５３】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【００５４】
本実施の形態は、図２に示す第１の実施の形態において、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎに代えて、４５°偏波の４５°偏波アンテナ８−１〜８−Ｎを工程１−１〜１−Ｎに設置したものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。なお、４５°偏波アンテナ８−１〜８−Ｎは、アンテナ中心に対して１つおきに＋４５°の偏波のアンテナエレメント４１と−４５°偏波のアンテナエレメント４２を備えることで、工程間の電波干渉を抑制している。
【００５５】
図５においても、４５°偏波アンテナ８−１〜８−Ｎと工程１−１〜１−Ｎとの配置を分かりやすくするため、４５°偏波アンテナ８−１〜８−Ｎと工程１−１〜１−Ｎとの間の距離を長くして図示している。
【００５６】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。
【００５７】
また、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ、垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎ及び第１，第２のリーダライタ装置４，５は、必要に応じて、時分割制御を行うことができる。
【００５８】
また、第３の実施の形態においては、４５°偏波アンテナ８−１〜８−Ｎを用いたが、工程相互間で干渉が抑制されにくい偏波であれば、４５°偏波、水平偏波及び垂直偏波以外のアンテナであってもよい。
【００５９】
また、水平偏波アンテナ２−１〜２−Ｎ及び垂直偏波アンテナ３−１〜３−Ｎに各１台のリーダライタ装置を接続する構成を示したが、アンテナごとに１台のリーダライタ装置を接続する構成、即ち、Ｎ×２台のリーダライタ装置を備えた構成にすることもできる。
【００６０】
また、第１，第２のリーダライタ装置４，５は、書き込み機能を有しないリーダであってもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、ＩＣタグ１１は、パッシブ方式による構成としたが、ＩＣタグ１１に電池を内蔵させたアクティブ方式による構成であってもよい。
【００６２】
また、ＩＣタグ１１及びリーダライタ装置４，５は、ＵＨＦ帯を用いるものとしたが、これに限定されるものではなく、他の周波数帯、例えば、１３ＭＨｚ帯、４００ＭＨｚ帯、２ＧＨｚ帯等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態における水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの電波放射範囲を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【図４】図４は、第２の実施の形態における水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの電波放射範囲を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施の形態に係る工程管理システムの構成図である。
【符号の説明】
【００６４】
１−１〜１−Ｎ  工程
２−１〜２−Ｎ  垂直偏波アンテナ
３−１〜３−Ｎ  垂直偏波アンテナ
４  第１のリーダライタ装置
５  第２のリーダライタ装置
６  上位装置
７  記憶装置
８  ４５°偏波アンテナ
１０  製品
１１  ＩＣタグ
１２  重なり領域
２０  水平偏波放射範囲
２１，３１  アンテナエレメント
３０  垂直偏波放射範囲
４０  ４５°偏波放射範囲
４１，４２  アンテナエレメント
１００  工程管理システム
【図１】
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【図２】
2009059162.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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