生産関連ＸＭＬ仕様の相互接続状況

下倉 健一朗Ken-ichiro SHIMOKURA

製造業ＸＭＬ推進協議会
運営委員会 技術ＷＧ 主査
日本電信電話株式会社
サイバーソリューション研究所

製造業ＸＭＬフォーラム２００４［2004.6.8］

製造業ＸＭＬ推進協議会

技術WGのアクティビティ

生産関連XML仕様の相互接続状況

 プロダクト登録・管理・検証

既に仕様が確定し、利用されているXMLプロダクトを登録・公開する細則を制定・施行
ポータルサイト構築と連動して、公開予定

 アプリケーション連携に必要となる仕様作成
2004.6.8
MfgX技術WG 主査
下倉健一朗 NTT

これまで独立に動いていた機器(群)やアプリケーションを組み合わせて利用できる環境の構築
そこにXMLがどのように絡んでくるのか？
絡ませれば良いのか？
参照モデルの構築を目標として検討
2

活動概要

H15年度活動概要

Step1：既存XMLプロダクトのマッピング• 既存システム(OPC、ORiN、FDC、PSLX)において利用されているXMLの構造を比較・検討するため、共通モデルを用いたマッピングを試行• 各XMLプロダクトが対象としているオブジェクト・クラスに着目、マッピングの可能性について検討開始• 現時点で何らかの連携(共有、交換、変換)が実現できているものについて、重点的検討を実施。
• クラス間の対応関係(クラスの継承、新たなクラスへの統合の有無etc)の明確化

Step2：連携のためのプロファイル(手順・規約)策定、検証実験の実施検討• 上記マッピング結果を参考に、個別XML間での連携検討と、実現のためのプロファイ
ルを策定• 検証実験の実施を検討

Step3：プロファイルの充実・拡充の検討• 個々の事象を包含できるプロファイル策定の可能性検討
4

XML連携を考えるための階層モデル案

活動履歴
データ活用層 技術WG
第1回技術ミーティング(2003/11/17：NTT-AT、新宿)

XML(PSLX)

z四層からなる階層モデル案の提案・検討
z連携モデルの検討を、クラス図ベースで行うことを決定
zクラス図による記述が可能なXMLのピックアップ（データ収集層：ORiN、データ流通層:FDML、データ活用層：PSLX）
zORiN-FDML連携モデルの検討

XML(OPC,ORiN)

データ流通層zFDML-PSLX連携モデルの検討

概要： アプリケーションの共用を目的とした、 ORiNとFDMLとの連携
実験環境：機械振興協会技術研究所 模擬ライン
展示会出展：



システムコントロールフェア2003(2003/11/11-14)
2003国際ロボット展(2004/11/19-22)

XML(OPC,ORiN)

機器稼働DB

XML(FDML)

 実証実験


XML

生産管理・品質管理DB

第2回技術ミーティング(2004/2/2、法政大小金井キャンパス)XML

OPC,ORiN・・・

OPC,ORiN・・・
データ収集層*FAOP-RFM委員会との連携*ORiN協議会との連携

考察：

データグラフビューイング、異常発生時のメール通知・画像確認などのAPの、連続安定動作を確認、システム間連携におけるXML利用の適用限界についての知見を獲得

機器接続層

RS232C56

FDMLとORiNのクラス対応関係

ORiN(データ収集)とFDML（データ）との連携イメージ

FDML(データセンタ)

ORiNEngine
1
FDML

1

1

アプリケーション1STEP1
Generation0…*

Info+Message+Comment+System+Group+version

110..*

1Definition

0…*

△0…*

Channel0..*

Controllers+src+no+value

警報通知
警報通知

グラフビューア
グラフビューアステップ 110..*RAO
Provider

A社
プロバイダ

Generation

0..*
1time

0…*

sample10…*+id+Group

Channel+src+no+value

10..*

RRD
スキーマ

ステップ 2
Conversion

111

Task

0..*

Variable

1

11

10..*

0..*

0..*

File

IO

0..*

0..*

RRD
RRD File
File

1time+time

1

STEP2
Conversion

FDML

110…*

Info+Message+Comment+System+Group+version

111nChannel<RRD>

Describes RRD information.

+src+nChannel<1, *> <Controller> Describes controller information.

Definition

10…*

Channel<0, *> <SystemVariable>+src+no+Type+Name+Max+Min+Unit

10…*

0…2

1

<0, *><Robot>1

Data+order

FDML
DTD

スーパークラス
7

10…*

sample+id+Group

1

FDML

1
time+time

10…*

Describes robot information.

<SystemVariable>

Describes a system variable.

time+time+type

NC

Describes a system variable.

Channel+src+no+value

1Condition△RRD
ファイルIORAO Engine<0, *>

Robotコントローラ1RobotFile

RRD Provider

10…1

FDML
ファイル

1Robot0..*△

フィールド情報流通
フィールド情報流通プラットフォーム
プラットフォーム
(製造機器データの収集、(製造機器データの収集、蓄積、管理蓄積、管理 etc.)
etc.)
情報流通プラットフォーム
情報流通プラットフォーム(課金,認証,セキュリティ(課金,認証,セキュリティ etc.)
etc.)

RRDファイル
プロバイダ

1Data

Variable+time+type+order△

RAO APIRAOEngine0…2

11

ミドルウェア

1Condition

1

10..*

Channel+src+no+Type+Name+Max+Min+Unit

1

1

Controller

1

Workspaces

Controller

3Dモニタリング
3Dモニタリング

Status

10..*

Task
10…1

生産管理
生産管理

RAO Provider

1

nChannel+src+nChannel

Channel+src+no+value<0, *> <Variable>

Describes a user variable.

<0, *><File>

Describes file information.

<0, *><Task>

Describes task information.

<0, *> <SystemVariable>

ORiN

Describes a．system variable.

サブクラス

8

実験環境（機械振興協会殿）

PSLX-FDML連携モデル
JSPMI
Factory Site

PSLX
サーバ
（ex.ERP）

FDC

PSLX-FDML
変換

FDC

Internet

Open MES
Server(Line LevelManagement)

ORiN
Server(Station LevelManagement)（JSPMI担当）
ORiN
to FDML
Converter

Analog（NTT担当）FDC Client@Factory
Serverto FDML
Converter

PSLX Webサービス

PSLX Webサービス

NetScreenStand alone A

Line

Stand alone B

実績情報POS
クライアントMES
Usual type NC(NC without PLC)
Machine toolFDML対応
機器

Usual type NC(NC with PLC)
Machine tool

Web Converter/Server
N1608

9

実験の総括

データ収集層

データ活用層

システムA

システムB

XML c

Open NC
Machine Tools

Open NC
Machine Tools

Open NC
Gantry Robot TypeTransfer Machine

10考察〜システム連携とXML連携について

XML
XML a
ファイル

FireWall-1+VPN-1(VPN Server)

PSLX
実績収集
サーバ

＊赤字が連携イメージ
FDML-PSLX
変換

ASP
ServerBroadband
Router

PSLX
データPSLX
クライアント（ex.スケジューラ）

Web Server
DNS Server

ADSL
Modem

• 目的はシステム間連携（XMLはそのための一手段）• システムそこで活用されるXMLとが同じクラス構造を持つならば、Convesionによるシステム間連携は可能• しかし全てのシステムがそうとは限らないため、Generationが必要• その場合、システム間を連携させる中間XMLは、両システムのサブクラスである必要がある。（情報の欠落・縮退を防ぐ）• Generationの場合には、システムAから生成されたXML aに対し、XML cはシステムAのクラスを継承しXML aの欠落情報を補完した上でXML bに継承する機能が必要となる。
（昨年度実証実験は、FDMLクラスで扱える情報のみをORiNクラスより継承した）

XML b

破線 Conversion：当初イメージ
実線 Generation：昨年度実証実験（ORiN to FDML）
1112

H16年度活動計画

H16年度活動計画•検討項目：• Generation,Conversionの長短比較に基づく連携のあり方について再検討• XML連携における、情報縮退・情報付加（補完）の意味について整理• UML
振る舞い図（シーケンス図：情報フローの時系列表現） による連携モデルの構築• FAOP-XMLとの意見交換
FAOP三層モデル（製造装置-MES-スケジューラ）との比較検討•実証実験：• 3システム(ORiN-FDML-PSLX)間のジェネレータ、コンバータの開発• 機械振興協会殿 基盤的生産技術研究会“中小企業向けデジタルエンジニアリングソリューションズ研究会”との連携実証実験環境を使用• 評価項目 コンバートに要する時間
トランザクション数、利用可能アプリケーション数など•出展イベント Manufacturing Open Forum 2004 Tokyo(11/16,17、三田NNホール)
14

SCFの様子

参考資料

16

SCFの様子

SCFの様子17

18

FDML(Ver.1.0.2)Class Configuration
1FDML+version

1

10…*

Info+Message+Comment+System+Group

1
1

RRD ：Robot Resource Definition

nChannel+src+nChannel

Windowsパソコン
Definition

10…*

0…1

Condition

Channel+src+no+Type+Name+Max+Min+Unit

10…*

Data+order

1

1Channel+src+no+value0…2

11

ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ部 ｶｰﾈﾙ部

1time+time+type0…*

sample10…*

Channel+src+no+value

ﾌﾟﾛﾊﾞｲﾀﾞ部+id+Group1
1
time+time

19

Application

RRD: Robot Resource Definition

クライアントアプリケーション

汎用Parser

各社のロボットモデルを定義するファイル。（XML形式）
ロボットのプロファイルデータ

RRD
ＲＡＯ EngineA社
A社
ﾛﾎﾞｯﾄ A社
ﾛﾎﾞｯﾄﾓﾃﾞﾙ ﾛﾎﾞｯﾄ
ﾓﾃﾞﾙﾓﾃﾞﾙ

A社
C社
ﾌﾟﾛﾊﾞｲﾀﾞ
ﾌﾟﾛﾊﾞｲﾀﾞ

A社
C社
ｺﾝﾄﾛｰﾗｺﾝﾄﾛｰﾗ

RRD
ﾌﾟﾛﾊﾞｲﾀﾞ

RRDプロバイダ:
RRDデータをRAOを通して読み込むためのプロバイダ

20

RRD Data Schema ConfigurationRRD Optional Data Schema Structure

Describes RRD information.

<RRD><0, *>

Describes controller information.

<1, *> <Controller><0, *>

Describes RRD option
information.

<RRDOption><0, 1>

Describes a system variable.

<SystemVariable>

Describes log information.

<Log><0, 1><0, *>

Describes robot information.

<Robot><0, 1><0, *>

Describes a system variable.

<SystemVariable><0, 1><0, *><Variable>

Describes a user variable.

<0, 1><0, *><File>

Describes file information.

<0, 1><0, *><Task>

Describes task information.

<0, *><Document><0, 1><0, *>

Describes a systemvariable.
．

<SystemVariable>

Describes error log information.

<Error><0, 1><Operation>

Describes operation loginformation.

<VariableLog>

Describes variable log
information.

<History>

Describes program executionhistory information.

<Control>Describes servo history
information.

<Application>

Describes specialized log
information for the application.

Describes document information.
<Error>Describes error information.

<Operation>

Describes operation information.

21

*

*

*

生 産 ル ー ル （ ru le ）-*生 成 （ p ro d u c e ）

制約式:
論理式:
ペナ ル テ ィ :*先 行 関 係 （ p re c e d e n c e ）-*作 業 関 係 （ in t e rv a l）
0..1

間隔:
制約区分:

*

*

*

*
*
s ucces s orpredeces s or*
s ucces s or*
前 提 条 件 （ c o n d it io n ）ア ク シ ョ ン （ a c t io n ）
*

*

*

*

-

predeces s or

1..*

値:
単位:

*

-

作 業 （ o p e ra t io n ）0..1 -

名前:仕様:

pa rt of

レベル５

時間:
単位:
名前:

*
pa rt of品 目 （ it e m ）

*

0..1

事 象 （event）

0..1
現 物 （substance）

PSLX/FAOP/SP９５

*

*
*

*

22

経営管理

需要予測

④文書管理

*

個 別 事 象 （ o c c u rre n c e ）作 業 属 性 （mode）
*-

ID:
数量:
単位:

-

*
*

名前:
仕様:
価格:

-

時刻:
ID:

*

0..1
duet ime

PSLXクラス図（全体）-

特 徴 （ f e a t u re ）

*
*

名前:
値:
単位:

-

オ ー ダ （ o rd e r）
*

名前:

*

*

*

*

-

*--

*

-

集 計 方 法 （ s u b je c t ）

*

*

評価式:
制約式:
名前:

*

-cons ume

期間:
*0..1

-

ID:
仕様:
数量:
単位:
*

*
cons ume**

計 画 （ p la n ）作 業 実 績 （ p ro g re s s ）

値:
単位:
期間:

-0..1

数量:
単位:
状態:
ID:
時刻:

⑪実績分析

⑩製品の追跡と製品体系⑥作業者管理⑧設備保守・保全管理①生産資源の配分と監視②作業スケジュール⑦プロセス管理③差立て・製造指示

追 跡 （ t ra c k in g ）ロ ッ ト（ lo t ）集 計 値 （ c a lc u la t io n ）
*-

レベル３

名前:
仕様:

part of

PSLX

数量:
単位:

*s upplier

*

*

生産計画
在庫管理

*

*

*

販売管理

紐 付 （ p e g g in g ）
* -

0..1
パ ー テ ィ （ p a rt y ）

値:
単位:
時刻:

*

-

pa rt ofproduce*cus t omer
0..1

*状 態 （state）

制約式:

*

レベル４

*

cons ume

名前:
数量:
単位:
仕様:

*

制 約 関 係 （ c o n s t ra in t ）

名前:
値:

0..1

releas e
0..1
0..1

*
原 単 位 （sd）
*

-

1..*

0..1

*

produce

-

数量:
単位:

⑤データ収集（通知、アップロード、ダウンロード）

*

バッチ制御

*
produce

連続制御0..10..1
作 業 指 示 （ s c h e d u l e ） 0..1

M
ESX

FAO
P
EN

SP
88

ＳＰ
９５の範
囲

0..10..*

ID:**

レベル０~２24

PC XML-DA

OPC XML-DA

OPC-Fは、プラットフォームやネットワークに依存しないデータ交換仕様として、XML-DAを開発・発表しました。XML-DAは、W3C勧告によるSOAPを基盤技術としたデータ交換仕様です。
SOAPは、トランスポートを特定しないXML文書によるメッセー
ジ交換プロトコルです。SOAPで交換されるメッセージには、XML-Schema Part2で定義される単純型や、ユーザ定義による複雑な構造を持った複合型を使用することができますので、アプリケーションのデータに合わせて、様々なタイプのデータを交換することが可能となります。XML-DAは、インターネットを介したアプリケーションの統合を可能とするデータ交換仕様です。つまり、制御エリアと情報エリアのアプリケーションの相互運用を可能とするインフラとして位置づけられます。
25

サービス名

RequestResponse概要

Status:GetStatus

GetStatusResponse

サーバステータスの取得
動作状況、動作開始日時 など

Read:

Read

ReadResponse

指定されたItemPath/ItemNameに該当する
データの読込み

Write:

Write

WriteResponse

指定されたItemPath/ItemNameに該当する
データへの書込み

Subscription:

Subscribe

SubscribeResponse

ItemPath/ItemNameをサブスクリプション定義

Subscription Polled
RefreshSubscriptionPolledRefresh

SubscriptionPolledRefreshResponse

サブスクリプション定義したItemPath/ItemNameに該当したデータの変化読
出し

Subscription Cancel:

SubscriptionCancel

SubscriptionCancelResponse

サブスクリプション定義の削除

Browse:BrowseBrowseResponse

サーバ内に存在する全データのブラウズ
ItemPath/ItemName一覧の取得

Get Properties:

GetPropertiesGetPropertiesResponse

ItemPath/ItemNameに該当したデータのプ
ロパティ値の取得（単位、レンジ、名称など）

26

本資料の内容（図、表、文書等）を、製造業ＸＭＬ推進協議会並びに講演者に無断で転載することを固く禁じます。

製造業ＸＭＬフォーラム２００４

開催日

平成１６年６月８日（火）主 催

製造業ＸＭＬ推進協議会［財団法人 製造科学技術センター 内］

東京都港区愛宕一丁目２番２号
電話０３−５４７２−２５６１