CIM 構築のモデル
福田好朗
1111111¥11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111

1.

2.

はじめに

C 1M および生産システム毛デル

近年は，企業を取り巻く環境の激変に対応するために，生産を考える場合，生産技術を固有の技術として考え

C 1M (ComputerIntegratedManufacturing) シス

その高度化を計るようなミクロな考え方と生産システムテムに対する関心が高く，年々，その導入意欲は，高く全体を捉え，それぞれの機能のつながりによって生産をなってきている.毎年，日本能率協会が行なっている調

考えるマクロな考え方がある.

ミクロな考え方において

Cは，加工方法や，生産管理技術，品質管理技術および生1M システムの導入に積極的であり，その傾向は，徐々産設備などの改善，改良および開発が中心となる.ー

査 [IJ によると調査対象の 60%以上の 150社近くが，C 1M システム導入の意

方，マグロな捉え方においては，生産システムの構成や欲は，生産性の向上を中心とした従来の生産システムか運用に対する改良，設計ならびに開発が中心になる.生に増加している.このような，らの脱却と生産システムそのものが持っている連続的な産システムにおけるマグロな捉え方においては，対象に変革を求める力，わが国の生産における情報化投資の遅対する普遍性や一般性が問題となり，その構成方法や設れからの脱却から生じてきているものであろうと推測さ計方法を十分議論することができない.

れる.

このことは，従来から，システムとして生産を捉えよ

しかしながら，このような関心の高さにもかかわらず，うとする人々の間では話題となっており，生産システムこれらのシステムをどのように構築し，どのように運転をモデルとして取り扱えるかどうかの研究ならびにそデし，どのように発展し，成長していくかについては，十ル化の方法やツールの開発が行なわれてきている.図 1分に検討されないままに，生産システムが持つ変革を期に示すのは，これまで行なわれてきた生産システムのそ待する力によって導入されているのが現状である.特にデル化，あるいはそのためのシステム開発の流れである

わが国の生産技術力は，単に生産性を向上させるだけで[2J. これらの中で\，、くつかのモデルあるいはモデルなく，生産システムに対する変革を期待する力が強いのの記述法などが研究されてきている.

ICAM(IntegratedComputerで，そのカによる押し上げ効果によって個々のシステム有名なものとしては，の導入と自動化が行なわれている.当然，それらが含まAided Manufacturing)れる生産システムの全体の方向性は明らかにされることた生産システムの記述方法 IDEF [幻や，欧州共同体

は，今まではないプログラムの中で開発され(EC) において行なわれている ESPRIT

この変革を期待する力は，すでにできあがった C 1M
システムに対しても働く力であり，必ずしも新しいシス(EuropeanStrategicProgrammeforResearchand Develop‑ment in Information Technology) の 1 つのプロテムのみに影響するのではなく，今後は導入したシステジェクトの成果であるシステムの構築参照モデル CIM

ムの成長を含めたシステム作りの方法が間われるように/0SA (Open SystemArchitecture) [4J ，国際的な民間の共同開発機関 CAM-I の DPMM (Discreate

なってくるであろう.
ここでは，このような問題に対処するための l つの方PartsManufacturingModel) [5J ,あるいは NIST法として，生産システムの標準化とそのモデル化を取り(NationalInstituteofStandardsandTechnology)上げて考えてみることにする.の AMRF

(Automated Manufacturing ResearchFacirities) [6J などがあげられる.
ふくだ

よしろう刷機械振興協会技術研究所技術主幹

千 203 東久留米市八幡町 1-1 ー 121
22 (6)

最近では

1 S0(InternationalStandardsOrga一nization) の TCI84/S C5/WGl において，生産自© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オベレーションズ・リサーチ

90ICAMProgram
USAF(USA)で『でで一一一一一一¥¥¥¥ ¥ \〉 CIM!O竺一一一一一一一ESP町r/AMICE(EC)\、、よ止と一局面品川

おO/TC184!SC5/WGl/メ

AMRFfノ/‑CAMArchitectureNIST(USA)Ff

CIMArchitecture
E・E

DPMM
圃圃圃圃E

IMS

CAM‑I(USA)IROFA!IMSCenter(Japan)

MUMw
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FMSC(Japan)

AMRF:AutomatedM
anu
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acilities
CIM!OSA:ComputerIntegratedM
anufacturing/enSystemArchitecture
DPMM:DiscretePartsManufacturingModel
FMSC:FlexibleManufacturingSyste
mComplexw
ithLaser
ICAM:Integ
ratedComputerAidedManu
facturing
MUM:MethodologyofUnmannedManufacturing
図 1

生産システムのモデル化を含む研究開発フ.ロジェクト [2J

動化における標準化項目抽出のための参照モデルが技術統合における標準化に関する参照モデルを示す [7J.

資料としてまとめられ，さらに CIM の構成方法の標準

生産システムの構成や設計に関する研究や開発は，化を計るプレームワークの検討など [7J ，一般的にも，CIM/OSA や ISO の参照モデルのように，議論をモデルに対する関心が高くなってきている.このようなはじめるにあたって必要となるモデルを提供することかモデルの代表的な例として，図 2 に，ら，実行されてきている.これらの生産システムのモデ

1SO のシステム

ル化は，生産の機能の結合
水4

準セクション/エリア

責任

製造現場の管理状態を明確にし，システム全体におけるそれぞれの機能の位置づけや，マクロな視点で生産システムの果た

テ一置
セス一仲買す役割を理解するうえでは効果がある.また，一般的な議論を行なう上で，共通の基盤に立てると L 、う意味

1991 年 3 月号

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(7) 12
3

販売予測

製品品質儲 IJn

翠><R 日予算

生産状況

研究開発方針生産管理(品質，コスト，納期)
出荷指示
研究開発
生産指示

技術情報
製造現場

製品設計と生産技術

企(扮機能とその関係モデル

企業

経営・管理

財務
マーケテイングと販売
研究開発

工場

製品設計と生産技術
生産管理
調達
出荷
廃棄物処理
リソース管理設備管理‘ (c) 企業モデルの階層モデル

製造現場での生産

注:製造現場での生産の環境を企業と工場を含めて表わしたものである.

1
24(8)

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図 2180 の参照モデル[7]オベレーショ y ズ・リサーチ

でも意義がある.しかしながら，今まで議論され提示さればならないことなどから，より専用化した、ンミュレー

れてきたモテ'ルは，静的な状態を表現することを目的にションシステムへとその興味が移っていっている.このしたものが多く生産システムのふるまいをシミュレーシような，シミュレーションシステムの代表的なものとしョンにより確認するような目的に用いることができないて，との指摘もあった.このようなシミュレーションによるするシミュレータがあげられる.これらは，加工能力と生産システムのふるまいの確認は，情報と物が同期する

パァファの関係，受注間隔と加工能力の関係，加工ザイ必要のある CIM システムにおいては，その重要性が一グノレと搬送の力の関係などを明らかにする目的で作られ段と高くなってきている.

たものである.このようなシステムは，ステーションのFMS (FlexibleManufacturingSystem) に関

このような背景と，コンピュータ技術の発展により，属性や製品の属性などをあらかじめ用意して，モジュー

最近では，生産システム全体のシミュレーションが可能ル化しておいて，それらを組み合わすことで生産システであるかどうかの議論が，rc1M シミュレーション Jをキーワードに起ころうとしている.

ムを表現しようとしている.ここで考える CIM システ
ムでは，先に述べたように，情報の流れとそのタイミン

3. C 1M シミュレーション
CIM システムに関するモデル化については，前節において述べてきたが，機能や情報のモデル化が詳細に行グ制御の関係を記述することが重要であるが，現在の生産システムのシミュレーションでは，これらを十分評価することができない.
このことカミら，ここでの CIM シミュレーションとなわれるにつれて，それらのモデルを用いた、ンミュレーは，生産システムにおける要件を記述することができ，ションの必要性も高くなってきた.生産システムのシミプログラミングを必要としないで，動的な挙動を確認でュレーションは，待ち行列を用いたシミュレーションなきるユーザーフレンドリなものといえる.

どによって部品の流れと滞留の関係を現わすものなどがCIM システムの議論や検討では，情報の側面を強調

C1M のシミュレーショして取り扱うことが多いが，生産の物理的な側面はすでンがどのようなものかはまだ十分に明らかにされていなに検討されているとの前提に立っているためにそうなら知られているが，一般的には，L 、状態である.そこで，ここで、は，C 1M のシミュレーざるを得ない.しかし，

C 1M シミュレーションにおいションについての要件について考えてみることにする.ては，基本的には，取り扱う対象が生産のモデんである

CIM システムは，生産に関係する諸機能をコンビュので，当然物理的な側面である工場内の物流も表現できータによって統合し，生産システム全体の効率を最適化なくてはならない.このようなことから，情報と物の流し，多様な要求に柔軟に対応することができることをめれを同一的に取り扱うことのできるシミュレータが望まざしている.このような生産システムのシミュレーショれる.しかしながら，情報と物は，その伝達速度，貯蔵ンでは，空間などの性質の相違から区別して取り扱われなければ今までの生産システムのシミュレータと異なりシステムの表面的に現われる物流などの挙動を確認すならない面もある.物理的な面や情報的な面を意識してるだけでなく，情報による機能の結合状態，制御や指示記述し，同一平面に記述しようとしたモデルとしては，などの情報と物の伝達のタイミングなどを含めたシステ

著者らが開発しようとしているシステムにおいて用いらムの挙動の確認が主要な目的となる.つまり，それぞれれるモデル [8J あるいは東洋エンジニアリングが CIMの機能毎に作成された情報処理、ンステムとの間の情報や自動化された生産設備聞の物の搬送やその授受のタイミのシステム設計に用いている M 1FD (MaterialandInformationFlowDiagram) モデル [9J などがある.

ングの確認である.

それらの挙動の確認を行なうシミュレーションの提案

一般的には，このようなシミュレーションを行なうにあたっては，汎用的なシミュレーション言語 GPSSは，まだ行なわれていない.
次に，

C1Mのシミュレーションにおいては，企業の(GeneralPurposeSimulationSystem) ある L 、はSIMSCRIPT , SLAM などを用いることができる.し諸活動の機能と製造の関係を的確に記述できなければな

かしながら，生産システムでは，このような一般的なシ製造の場のみに限定されているのではなく，広範囲の企

ミュレージョン言語によるシミュレーションでは，モデ業活動と連係するものと考えられているためである.こルの作成に時間がかかることやプ戸グラミングをしなけのようなシステムをシミュレーションできるシステムは1991 年 3 月号

らない.これは，

C 1M システムにおいては，生産が，© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

(9) 125

userInterface

DescriptionSystem

日三fl ト二

事再/l\/〆蜘

IntegratedModel

CostCalculation

図 3

富」 品遺骨審シミュレーションのシステム構成例

図 4

ベルリン工科大学のシミュレーションシステムの例 [10J

存在していないが，モデルとして捕えられようとするもを確認して，次のシステム作成させるなど，段階的に成のとしては，前述のアメリカの IDEF などがあるが，そ長することが多い.このように，部分的にできた、ンステの振る舞いを確認することはできない.

ムを統合させるためには，一括的な処理によるシミュレ

さらに，

C 1M シミュレージョンにおいては，これらの企業活動の多量な情報を，見やすく，容易に表示するーションではなく，部分的な処理を分散して行なわぜる分散処理を基本とした、ンミュレーションが必要になる.

C 1M では，同時に，いろいろな個所で意志決定必要もある.つまり，シミュレーションにおいて企業のまた，活動についてのふるまいを詳細に実現するが，シミュレが行なわれていて，そのタイミングに重要な意味があるーションの使用者が必要とする情報のみを必要な視点か場合があるので，従来の逐次的に処理を行なう単独の処C 1M の場合，多くの立場の人理機構のみでは実体を現わすことができないとの指摘もの視点からの評価が必要となるので，当然多視点あるいあり，並列処理によるシミュレーションあるいは分散環は視点が切り替えられるようなマンマシンインターフェ

境におけるシミュレーションなど，マルチプロセッサーイスが必要となる.

によるシミュレーションの必要性なども検討されているら表示する必要がある.

このような要件を満たすためには，基本的には，図 3に示すような，

C 1M モデルとシミュレーション，マン[IIJ
最後に，このシミュレーションにおいては，事象の長マシンインターフェイスを分離して構成するようなシミ期的な観測と細部のリアルタイムな確認の双方が求めらュレーションシステムが必要となる【 8J.

れるので，事象単位に時間を管理する機能と連続する時

このようなシステムとして，ベルリン工科大学の研究所で開発してい間にしたがって発生する事象を管理するマルチ機能を持るシミュレーション [10J などがあげられる.これは，現つ時間管理機能が必要となる.

段階ではショップフロアレベルのみを対象としているので CIM システムとしては規模は小さいが，図 4 に示すようにモデルとシミュレーションならびにユーザーイン

これらのことから，

C 1M のシミュレーションに求められているのは，次の項目である.

(1) それぞれの機能毎に作成された情報処理システムターフェイスからなっており，その発展性が期待されるとの聞の情報や自動化された生産設備聞の物の搬送やそものである.の授受のタイミングの確認ができること.

実際の CIMの環境においては，一度に大きな情報処(2) 生産システムにおける要件を記述することができ理システムを完成させて運用することはほとんどなく，る専用のシステムで，部分的なシステムを完成させ，それらのシステム適合性で，126(10)

プログラミングを必要としない

ユーザーフレンドリに動的な挙動を確認できるこ© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

オベレーションズ・リサーチ

と.

(ゆロ冨

性質のことなる情報と物の流れを統一的に取り扱うことができること.

仏)

企業の諸活動の機能と製造の関係を的確に記

B
USIN
ESSUSE
R述できること.

(5) 多くの立場の人の視点からの評価が必要となるので，当然多視点あるいは視点が切り替えられるようなマンマシンインターフェイスが備わっていること.

(的事象の長期的な観測と細部のリアルタイムな確認の双方が求められるので，事象単位に時間を管理する機能と連続する時間にしたがって発生する事象を管理することができること.
さらに，可能であれば，分散環境におけるシミュ
図 5

レーションやマルチプロセッザーによるシミュレーションが求められている.

C IM一 OSA の企業モデルと実施モデルとの関係 [4JNV) になっていたり，フレームワークが検討されようとしている

4. C 1M の標準化と毛デル(I SO).

このような，モデルの標準化，あるいはそれを構成す

C IM のモデル化とそのシミュるモジュールの標準化などの動きは，シミュレーションレーションに関する研究が，その必要性から進められよのモデルと無縁ではないので，これらの動きを十分観察うとしている.一方，具体的なシステム構築の問題としする必要がある.

研究の領域としては，ては，C IM を構成する各モジュールの標準化およびモジュール聞の接続の標準化が問題になっている.そして，この標準化に，モデルの概念が必要になってきている.

これは，

C IM システムの対象が広範囲になり，単独の5.

まとめCIM におけるモデルとシミュレーションならびにモデルの標準化の関係を見てきた.生産システムが，今後企業(ベンダー)がシステムを供給することができなくも継続的に発展しつの生産システムにおいて，複数なってきているマルチベンダーによる構築を考えてきてのメーカーが製作した設備あるいはコンピュータを使用いること，すでに存在しているサブシステムあるいはモして，ジュールをそのままにしながら接続あるいは統合を行なは，モデル化技術や構成要素およびそれらの関の標準化

L 、新しい統合システムにしなければならないこと，今後が必要となると想定されている.しかしながら，現在のさらに新しい要求が出てきたときに現在の統合システム

わが国の製造業は，それぞれの企業が独自の生産システを基にその要求に合わせて成長ができることなどの理由ムを設計し，運用し，管理する能力を持っているので，CIM システムを構築するような環境においてからである.つまり，システムの要求，構造，定義など

CIM に関するモデル化や標準化などの技術に対する必を，生産システムのユーザー以外の第三者に明示的に示要性は，それほど高くない.ただし，今後，システムのさなくてはならなくなってきたからである.

規模が大きくなること，製造技術者の絶対数が不足する

たとえば，ヨーロッパにおいて研究が進められている

CIMー o S A [唱では，システム記述とそれによることなどを考慮すると，生産の基本を理解し，生産の仕組みを明らかにし，より高速で，より競争力のある生産モデル化と標準化を組み合わせることでマルチベンダ一システムを作り出すためには，このような技術も検討を環境を提供することを考えている(図 5 ). そして，要する課題の 1 つとなろう.の動きは，

こC IM-OSA のプロジェクト参加企業の中での合意事項だけでなく，CENELIC) あるいは国際規格(I SO/TC184/S

C5/WG1) などに提案され，審議終了して仮規格 (E1991 年 3 月号

参芳文献

ヨーロッパの規格 (CEN/[1J 帥日本能率協会，経営課題調査〈生産>，日本能率協会，1989年 11 月.

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(11)121

[2J 福田好朗， C 1M モデルの動向，
EW , Vol.109,

IB M REVIｭ

1990年.

[3J Design/IDEFUsersManualMetaSoftware ,一一..:.:-:.:.:.:.:へ;.;.;.・・・へ日司戸山:ザ:::

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NBS , 1985.
[7J ISO/TCI84/SC5/WG1 , Reference Models
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IS0TechnicalReport 10314, 1
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Planning , Proc.of5thInternationalConference989.
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Proc.of1stCIMJapanSeminar , 1990年

甲斐沼美紀子

地震予知と気象現象の予測l

市川政治ファジィ理論の医療への応用

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ニューラルネットによる近似識別

言語モデリング

IB M REVIEW , Vol.109, 1990[10J B. Wieneke , et. a l., MOSY‑A Planning

ファジィ理論最近の展開と応用

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1990年 3 月.

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128(12)© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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