JP3579551B2

JP3579551B2 - Production system

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Publication number: JP3579551B2
Application number: JP29094896A
Authority: JP
Inventors: 秀雄渡部
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: JPH10133708A

Description

【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２２ＣＲＴ
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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a production system that uses simulation information simulating the operation of a factory for operation of the production system.
[0002]
[Prior art]
In a conventional production system, a simulation that simulates a device has been used for program verification of a control device that gives an operation instruction for the device.
FIG. 17 is a configuration diagram showing a conventional simulation method used in the production system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-274499. In the figure, 5 is a control device for controlling the production system, 50 is a control device group to be controlled by the control device 5, 51 is a device group actually installed in a factory, and 52a to 52c are in the device group 51. The device 53 is a virtual device group that is not installed in the factory but exists only in the simulator, and the virtual device group 54a to 54c is different from the device 52 actually installed in the factory and is not installed in the factory. The virtual device 55 inside absorbs the difference in the processing time between the real factory device and the virtual device caused by the difference between the advance of the real factory time and the advance of the virtual time in the simulator, and exchanges signals with the control device. This is a communication synchronizer that does not cause inconsistency.
[0003]
The control device 5 executes the control program without distinguishing the device group 51 and the virtual device group 53 of the control device group 50 to be controlled. At this time, through the communication synchronizer 55, the difference in processing time between the device 52 and the virtual device 54 in the actual factory, which is caused by the difference between the advance of the actual factory time and the advance of the virtual time in the simulator, is absorbed. Inconsistency in the exchange of signals with the control device 5 is prevented.
As described above, since the control program is executed without distinguishing the device group 51 and the virtual device group 53 of the control device group 50, program verification for changing the function of the production system can be facilitated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional production system as described above was effective for verifying a control program for issuing an operation command to a device. However, since the state of the equipment that is actually operating is not grasped and the state of the equipment is not reflected in the simulation, it has not been possible to realize an advanced production system.
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and realizes a more accurate simulation by executing a simulation while combining the information with the production system when the production system is operating, thereby realizing a more accurate simulation of the production system. Realize advanced operation supportThing,By setting virtual equipment that does not exist in the actual production system in the simulation, the extraction method and location of information that cannot be obtained in the actual production system can be determined in the same way as the actual production system arrangement. The purpose is to build a production system that can do it.
It is another object of the present invention to construct a production system for monitoring or controlling by using information that cannot be obtained by an actual production system by using the above-described simulation as a monitoring system or a control system.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A production system according to the present invention synchronizes the operation of a production facility with a real information acquisition unit that acquires real information that is information on an actual operation of a production facility, based on the real information acquired by the real information acquisition unit. Simulation means for simulating the operation of part or all of the production equipmentIn the production system, wherein the simulation means corrects a simulation operation simulating the operation of the production equipment according to the real information acquired by the real information acquisition means, the simulation means does not exist in the production equipment. A virtual facility different from the production facility is provided, and information on the virtual facility is used as operation data of the production system.
[0007]
The virtual facility acquires operation information of the simulated production facility.
Further, the virtual facility adds predetermined information to the simulated production facility.
Furthermore, the production facility is provided with utilization means for utilizing the simulation information simulated by the simulation means.
[0008]
Further, the utilization means controls the production equipment based on the simulation information simulated by the simulation means.
Further, the utilization means monitors or manages the production equipment based on the simulation information simulated by the simulation means.
Furthermore, the utilization means displays or outputs one or both of the real information acquired by the real information acquisition means and the simulation information simulated by the simulation means.
[0009]
The apparatus further includes a dialogue processing unit that interacts with the simulation unit from the outside, and changes one or both of the real information acquired by the reality information acquisition unit and the simulation information simulated by the simulation unit.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Reference Example 1.
FIG. 1 shows the present invention.Production system according to Reference Example 11 is a system configuration diagram of FIG. In the figure, 1 is an actual factory which is an actual factory, 2 is a work which is an object to be produced in the actual factory 1, 3a and b are devices in the actual factory 1 for processing and transporting the work 2 and the like, and 4 is Devices 5 in the actual factory 1 are control devices in the actual factory 1 for controlling the devices 3 and the devices 4. 6 is a simulator that simulates the real factory 1, 7 is a virtual work in the simulator 6 that simulates the work 2 in the real factory 1, and 8a and b are virtual virtual machines in the simulator 6 that simulate the devices 3a and b in the real factory 1. Equipment, 9 is a virtual device in the simulator 6 simulating the device 4 in the real factory 1, 10 is a virtual control device in the simulator 6 simulating the control device 5 in the real factory 1, 11 is the real factory 1 and the simulator 6 It is a connection processing unit that exchanges information with the server.
[0011]
In the actual factory 1, a control command is sent from the control device 5 to each device 3a, 3b or the device 4, and the device 3 operates based on the control command. Then, the operation of the device 3 causes the work 2 to be produced to undergo processing such as processing and conveyance. On the other hand, the device 3a, b or the device 4 returns a signal indicating the state of the device 3 to the control device 5. The simulator 6 defines such a real factory 1 as a computer model. The virtual control device 10 simulates the control device 5, the virtual devices 8a and b simulate the devices 3a and 3b, respectively. The device 9 simulates the device 4, and the virtual work 7 simulates the work 2. Data is exchanged between the simulator 6 and the actual factory 1 by the connection processing unit 11.
In the simulator 6, the real factory 1 is simulated in real time based on information of the current real factory 1 sent from the real factory 1 via online or wireless communication medium while the real factory 1 is operating.
[0012]
FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of the simulator 6 shown in FIG.
First, the connection processing unit 11 shown in FIG. 1 acquires the state of the real factory 1 from the control device 5 and the state of the real factory 1 and the virtual devices 8 a, the virtual devices 9, the virtual work 7, etc. in the simulator 6. The virtual object in the simulator 6 is initialized so that the state of the virtual object matches (S1). After completion of the initialization, the simulator 6 updates the time in the simulator 6 while synchronizing with the advance of the time of the actual factory 1 (S2). Thereafter, the combination processing unit 11 extracts information on the state of the real factory 1 from the control device 5 (S3), and if there is a state different from the previous state of the real factory 1, the virtual device in the simulator 6 related to that state The information is stored in association with virtual objects such as the virtual device 8 and the virtual device 9 (S4).
[0013]
The simulator 6 sequentially selects virtual objects from among the virtual objects in the simulator 6 (S5), and determines whether or not the state of the real factory 1 related to the selected virtual object exists (S6). If the state of the real factory 1 related to the selected virtual object does not exist, the state of the virtual object corresponding to the time updated in S2 is calculated from the behavior model of the selected virtual object (S7). If the state of the real factory 1 related to the selected virtual object exists, the state of the virtual object is calculated so as to match the state (S8).
When the state of the virtual object is calculated in S7 or S8, the model data in the simulator 6 is updated using the obtained state as the state of the virtual object (S9).
[0014]
Next, when the processing for the selected virtual object is completed, it is determined whether or not another virtual object to be processed exists in the simulator 6 (S10). If there is another virtual object to be processed, the processing from selecting the virtual object (S5) to updating the state of the virtual object (S9) is repeated. If there is no other virtual object to be processed, it is determined whether or not to end the simulation (S11). If the simulation is to be continued, the time is updated to the actual factory time (S2), and the same processing is repeated from (S3). If the simulation is not to be continued, the simulation ends (S12).
[0015]
FIG. 3 is a diagram showing the operation of the actual factory and the simulator in the system configuration diagram shown in FIG. In the figure, 12 is a conveyor in the actual factory 1, 13 is a sensor in the actual factory 1, 14 is a work conveyed by the conveyor 12 in the actual factory 1, 12v is a simulator 6 simulating the conveyor 12 in the actual factory 1. , A virtual sensor in the simulator 6 simulating the sensor 13 in the real factory 1, and 14v is a virtual work in the simulator 6 simulating the work 14 in the real factory 1.
[0016]
In the actual factory 1 shown in FIG. 3, the work 14 is carried on the conveyor 12 by the conveyor 12 in the rightward direction in FIG. Then, when the work 14 is carried to the sensor 13, the sensor 13 detects the work 14 and notifies the controller 5 of the information. The simulator 6 simulates the actual factory 1, and includes a conveyor 12, a virtual conveyor 12v, a virtual sensor 13v, and a virtual work 14v that simulate the work 14 of the sensor 13.
FIG. 3A shows an initial state. In the initial state, the virtual conveyor 12v, the virtual sensor 13v, and the virtual work 14v in the simulator 6 are initialized to the same state as the conveyor 12, the sensor 13, and the work 14 in the actual factory 1, so that FIG. Thus, the state of the actual factory 1 and the state in the simulator 6 match.
[0017]
FIG. 3B is a diagram illustrating a state in which a certain time has elapsed from the initial state. The simulator 6 calculates the position of the virtual work 14v from the behavior of the virtual conveyor 12v simulating the conveyor 12, and updates the position of the virtual work 14v. In this case, an error occurs in the modeling of the virtual object between the transfer of the virtual conveyor 12v and the transfer of the conveyor 12 in the actual factory, and the position of the work 14 in the actual factory 1 and the position of the work 14v in the simulator 6 Shift occurs. FIG. 3B shows a state in which the shift has occurred.
[0018]
FIG. 3C is a diagram showing a state where the time has further advanced from the state shown in FIG. 3B. FIG. 3C shows a state where the work 14 in the real factory 1 is detected by the sensor 13 in the real factory 1 and the virtual work 14v in the simulator 6 does not reach the virtual sensor 13v. is there.
FIG. 3D is a diagram illustrating a state where the arrangement position of the virtual work 14v is obtained from the detection information from the actual factory 1 and the arrangement position of the virtual sensor 13v, and the state is updated.
[0019]
BookReference Example 1Since the simulator performs the simulation in real time based on the information from the actual factory, the information processed in real time in the simulator can be used for the operation of the actual factory.
[0020]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 4 shows an embodiment of the present invention.1It is a figure explaining the simulator of. In the figure, 15 is a virtual conveyor in a simulator that simulates a conveyor in a real factory, 16 is a virtual sensor in a simulator that simulates a sensor in a real factory, and 17 is a virtual sensor in a simulator that simulates a workpiece conveyed by a conveyor in a real factory. A virtual work, 18 is a virtual robot in a simulator that simulates a robot that processes a work in a real factory, 19 is a virtual sensor in a simulator that does not exist in a real factory, and 20 is a virtual sensor in a simulator that does not exist in a real factory. Leader.
[0021]
FIG. 4A is a diagram showing a model created in the simulator, which is the same model as the equipment and sensors in the actual factory. The virtual conveyor 15 transports the virtual work 17 from right to left in FIG. 4A, and the virtual robot 18 takes out the virtual work 17 when the virtual work 17 contacts the virtual sensor 16.
[0022]
FIG. 4B shows a state in which a virtual sensor 19 which does not exist in the actual factory is newly added to the system shown in FIG. 4A. The virtual sensor 19 is different from the virtual sensor 16 simulating a sensor in a real factory, and a sensor corresponding to the virtual sensor 19 does not exist in the real factory. The virtual sensor 19 has a function of notifying that the virtual work 17 has been detected when the virtual work 17 comes into contact with the virtual sensor 19, similarly to the virtual sensor 16 simulating a sensor existing in a real factory.
By providing a virtual sensor that does not exist in the actual factory in this way, it is possible to easily obtain not only information at a position arranged in the actual factory but also information at a position not arranged in the actual factory. .
[0023]
FIG. 4 (c) extends the function of the virtual sensor 19 shown in FIG. 4 (b) and changes the virtual sensor 19 to a virtual reader 20. In this case, the virtual reader 20 is a device in which the function of the device in the actual factory is extended. The virtual sensor 19 shown in FIG. 4B has a function of detecting the presence or absence of the virtual work 17, but has the same function as the sensor in the actual factory. On the other hand, the virtual reader 20 shown in FIG. 4C has a function of acquiring information on the virtual work 17, for example, the type of the work and the management number of the work, in addition to detecting the presence or absence of the virtual work 17. It was done.
[0024]
Although a virtual device other than the virtual reader is not added in the present embodiment, it goes without saying that a new virtual device may be added.
By providing a virtual device (in this case, the virtual reader 20) having a function that does not exist in the actual factory in this way, not only information at the position arranged in the actual factory but also information in the actual factory is provided. It is possible to easily obtain information at a position where the information is not available, and to obtain information that cannot be obtained from equipment in a real factory.
[0025]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.2FIG. In the figure, 6 is a simulator, 21 is a display processing unit for processing information to be displayed on a display device 22 such as a CRT, and 23 is an audio processing unit for processing information to be output by a microphone 24 or the like.
Simulator 6Reference Example 1The display processing unit 21 displays on the display device 22 the shape and arrangement of the virtual device stored as the internal data of the simulator 6 and other data necessary for production management. Alternatively, in addition to the display, the audio processing unit 23 generates audio data and outputs the audio from the microphone 24.
[0026]
In the present embodiment, since the display or audio output means is provided, it is possible to monitor and manage the actual factory using the simulator.
[0027]
Embodiment 3.
FIG. 6 shows an embodiment of the present invention.3FIG. In the figure, 25 is a keyboard, 26 is a mouse, 27 is a stylus pen, 28 is an input processing unit that processes information input from input means such as the keyboard 25, mouse 26, stylus pen 27, and 29 is a dialog processing unit. . Other details are the same as those in FIG.
[0028]
In the present embodiment, an interactive processing unit 29 for performing interactive processing from a user is added to the processing described in the third embodiment, and an input device including a keyboard 25, a mouse 26, a stylus pen 27, an input processing unit 28, and the like is provided. This allows the user to appropriately instruct the change of the output information.
[0029]
FIG. 7 is a diagram showing an example of display control of the system shown in FIG. In the figure, reference numeral 30 denotes a virtual device displayed in the display device 22, reference numeral 31 denotes a selection screen for information on the virtual device 30, and reference numeral 32 denotes a state of processing of a virtual work processed by the virtual device 30.
[0030]
The user selects the virtual device 30 displayed in the display device 22 using the mouse 26, for example. Then, a selection screen 31 of information on the virtual device 30 is output to the display device 22. Thereafter, desired information is selected from the selection screen 31 using the mouse 26 or the keyboard 25 or the like. In the case shown in FIG. 7, the processing state of the virtual work being processed by the virtual device 30 is selected. The selected information is sent to the simulator 6 through the interactive processing unit 29, and the simulator 6 sends the processing state 32 of the virtual work being processed by the virtual device 30 to the display processing unit 21, and sends the state to the display device 22. Output.
[0031]
FIG. 8 is a diagram showing an example of another display control of the system shown in FIG. In the figure, 33 is a virtual conveyor, 34a to 34e are virtual works conveyed by the virtual conveyor 33, and 35 is information on the virtual work 34. FIG. 8 relates to information operation of the virtual work 34 flowing on the virtual conveyor 33.
[0032]
FIG. 8A shows a virtual conveyor 33 and a virtual work on the display device 22.34b-34dIt is a figure showing the situation where is displayed. The user inputs information specifying the virtual work, for example, a lot number or the like from the keyboard 26. The dialog processing unit 29 sends the information to the simulator 6. Then, based on the information sent from the dialogue processing unit 29, the simulator 6 searches for the virtual works 34 b to 34 d for the input information, and sends the information to the dialogue processing unit 29. The interaction processing unit 29 requests the display processing unit 21 to change the display state of the virtual works 34b to 34d, for example, the display color. The display processing unit 21 changes the display according to the change request. FIG. 8A shows a state after the display is changed.
[0033]
FIG. 8B shows the display of the virtual work as in the example shown in FIG. 7, and the user selects the virtual work 34e displayed in the display device 22 using the mouse 26, for example. Then, as in the case shown above, the dialog processing unit 29, the simulator 6, the dialog processing unit 29, and the display processing unit 21ToThrough this, the display processing unit 21 outputs information 35 on the virtual work 34e to the display device.
[0034]
In the present embodiment, the user instructs to change the output information as appropriate, but this is not particularly limited to the output information, and the user can change information in the simulator 6 for management or the like, or New information may be added.
In the present embodiment, since the user can output desired information via the interactive processing unit, monitoring and management can be performed efficiently.
[0035]
Embodiment 4.
FIG. 9 shows an embodiment of the present invention.4It is a figure explaining the state of an actual factory and a simulator. In the figure, 36 is a conveyor in the actual factory 1, 37 is a sensor in the actual factory 1, 38 is a work in the actual factory 1, and 39 is a robot in the actual factory 1. 36v is a virtual conveyor in the simulator 6 simulating a conveyor in the real factory 1, 37v is a virtual sensor in the simulator 6 simulating a sensor in the real factory 1, and 38v is a simulator simulating a work in the real factory 1. Reference numeral 39 v denotes a virtual robot in the simulator 6 simulating a robot in the real factory 1, and 40 v denotes a virtual sensor in the simulator 6 which does not exist in the real factory 1.
FIG. 9A shows the embodiment.1FIG. 9B shows an actual factory corresponding to FIG. 4A described in the description of FIG. 9, and FIG. 9B simulates the actual factory shown in FIG. Is added.
[0036]
FIG. 10A is a diagram showing a control flow of the production system shown in FIG. 9A.
First, in the actual factory, the workpiece 38 is transported from the right to the left in FIG. 9 by the conveyor 36, and when the sensor 37 detects the workpiece 38 (S21), the information is transmitted to the control device in the actual factory 1 shown in FIG. 5 (S22). When the information is sent from the sensor 37, the control device 5 sends a work takeout command to the robot 39 (S23). When a command to remove the work is sent from the control device 5, the robot 39 grabs the work 38 and moves to another place (S24).
[0037]
FIG. 11 is a diagram showing a trajectory from the initial position until the robot 39 grasps the workpiece 38 at this time. 11A is a diagram illustrating an initial position of the robot 39, FIG. 11B is a diagram illustrating an approach position where the robot 39 grasps the work 38, and FIG. 11C is a diagram illustrating a state where the robot 39 grasps the work 38. . In S21 to S23 shown in FIG. 10A, the robot 39 is in the initial state shown in FIG. 11A, and in S24, the robot 39 is shown in FIGS. 11B and 11C. It will move to the state where it was set.
[0038]
FIG. 12A is a diagram illustrating the timing of the detection of the sensor 37 and the operation of the robot 39. The time (a) shown in FIG. 12A is the state (a) of the robot 39 shown in FIG. 11, and the time (b) is the state (b) of the robot 39 shown in FIG. Respectively correspond to the state (c) of the robot 39. Until the time (A) shown in FIG. 12A, the robot 39 is at the initial position shown in FIG. 11A, a signal from the sensor 37 is sent to the controller 5, and the controller 5 When the removal command is sent, the robot 39 moves to the position shown in FIG. 11B (from time (A) to time (A)), and then the robot 39 grabs the workpiece (from Time (A)). Until the time (c), move to another location.
[0039]
Next, as shown in FIG. 9B, a case will be described in which a virtual sensor 40v is installed in the simulator 6 and the detection information of the virtual sensor 40v in the simulator 6 is used for controlling an actual production system. .
FIG. 10B is a diagram showing a control flow of the production system shown in FIG. 9B.
First, as shown in FIG. 9A, in a real factory, a work 38 is conveyed from right to left in FIG. 9 by a conveyor 36, and a virtual sensor 40v is replaced with a virtual work 38v in a simulator 6 simulating this operation. Is detected (S25), the combining processing unit 11 shown in FIG. 1 notifies the control device 5 of the actual factory 1 of the detection information (S26). When the control device 5 receives the notification from the combination processing unit 11, it issues a command to the robot 39 of the actual factory 1 to move to the transfer preparation position shown in FIG. 11B (S27).
[0040]
When the robot 39 receives the command, the robot 39 moves to the transfer preparation position shown in FIG. 11B according to the command of the control device 5 (S28). Meanwhile, the actual work 38 is further transported to the left in FIG. Then, when the sensor 37 in the actual factory 1 detects the work 38 (S21), the information is sent to the control device 5 (S22). When the information is sent from the sensor 37, the control device 5 sends a work takeout command to the robot 39 (S23). Then, when the control device 5 sends a work removal command from the control device 5, the robot 39 grabs the work 38 and moves to another location (S24).
[0041]
FIG. 12B is a diagram illustrating a state of the timing of the operation of the robot 39 from the detection of the virtual sensor 40v. Time (a) in FIG. 12 (b) corresponds to the state (a) of the robot 39 shown in FIG. 11, time (b) corresponds to the state (b) of the robot 39, and time (c) corresponds to the state (c) of the robot 39. ) Respectively. Until time (A) shown in FIG. 12B, the robot 39 is at the initial position shown in FIG. 11A, a signal from the virtual sensor 40v is sent to the control device 5, and the robot 39 When the command to move to the preparation position is sent, the robot 39 moves to the position shown in FIG. 11B (from time (A) to time (A)). Thereafter, when a signal from the sensor 37 is sent to the control device 5 and a command to take out the work is sent from the control device 5, the robot 39 grasps the work (from time (a) to time (c)) and performs another operation. Go to a location.
[0042]
In the present embodiment, the transfer processing of the robot has been described. However, the present invention is not particularly limited to this, and control, monitoring, management, or the like of another device may be performed. Further, in the present embodiment, the signal from the temporary sensor 40v is used for controlling an actual factory. However, the signal may be used not only for the actual factory but also for simulation using a simulator.
In the present embodiment, the control of the actual factory can be performed more appropriately by using the signal from the virtual sensor 40v for the control of the actual factory.
[0043]
Embodiment 5.
FIG. 13 shows an embodiment of the present invention.5It is a figure which shows operation | movement of an actual factory and a simulator. In the figure, 41 is a conveyor, 42 is a work conveyed by the conveyor 41, 43a and b are information adding devices for adding information about the work 42, such as the type of work, the management number of the work, and the processed work history, to the work 42. It is. 41v is a virtual conveyor simulating the conveyor 41, 42v is a virtual work simulating the work 42, 43av and 43bv are virtual information adding devices simulating the information adding devices 43a and 43b, and 44v is a virtual information adding device 43av. 43bv is a virtual information adding device that does not simulate what is present in the actual factory but that is not provided in the actual factory and is newly provided in the simulator. It is assumed that the function of the virtual information adding device 44v is the same as the function of the virtual information adding devices 43av and 43bv.
[0044]
FIGS. 13 (a) and 13 (b) show a production system in an actual factory. FIG. 13 (c) simulates the production system shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b) and newly adds virtual information. It is a figure showing the inside of a simulator provided with device 44v.
[0045]
In the actual factory shown in FIG. 13A, the workpiece 42 is transported by the conveyor 41, and the workpiece 42 is processed by equipment (not shown) during the transport process. Then, a history such as a display indicating that the process has been performed is added to the work 42 by the information adding devices 43a and 43b. At this time, generally, the information adding devices 43a and 43b collectively add a plurality of processes performed from the preceding information adding device. In this case, information indicating that processing A and processing B have been performed by the information adding device 43a is added. Then, after that, the work 42 is further transported, and as shown in FIG. 13B, information indicating that the processing C and the processing D have been performed between the information adding device 43a and the information adding device 43b by the information adding device 43b is added. Is done.
[0046]
Next, a case where information in the simulator is used for an actual factory will be described.
In the simulator shown in FIG. 13C, since the operation of the actual factory shown in FIGS. 13A and 13B is simulated, the virtual work 42v is transported by the virtual conveyor 41v, and during the transport process. The virtual work 42v is processed by a virtual device (not shown). Then, information relating to the virtual work, such as the history processed by the virtual information adding devices 43av, 43bv, and 44v, is added.
[0047]
At this time, in the simulator, since the virtual information adding device 44v is newly provided at a position that does not exist in the actual factory, the history can be added to the virtual work 42v even at this position. In this case, the virtual information adding device 44v is provided at a position that does not exist in the actual factory.43av and virtual information adding device44Information that processing C between v has been performed can be added. By transmitting the information in the simulator to the actual factory, information indicating that the processing C has been performed in the actual factory can be added to the work 42 of the actual factory.
[0048]
In this embodiment, since the virtual information adding device is provided, new information that cannot be added only by information from the actual factory can be added to the system of the actual factory.
[0049]
Reference Example 2.
FIG. 14 is a diagram showing a control flow of the simulator according to the second embodiment of the present invention.
FIG.Reference Example 114 is a modification of the processing of S5 to S9 of the control flow shown in FIG. 2, and S5 to S9 in FIG.Reference Example 1Are the same as those shown in FIG. S30 shows a control flow relating to model correction in the simulator.
[0050]
When the processing of S1 to S5 and S8 shown in FIG. 2 is performed and information from the actual factory is obtained, a model of the corresponding virtual object is calculated according to the information (S8), and then the virtual object is calculated. The behavior of the virtual object is calculated from the behavior model (S31). Then, the information in the simulator is compared with the information obtained from the actual factory (S32). If the operation timing of the virtual object in the simulator is early, the operation of the virtual object (virtual device) related to the operation is slightly delayed in consideration of the timing deviation (S33). If the operation timing of the virtual object in the simulator is late, the operation of the virtual object (virtual device) related to the operation is slightly accelerated (S34). From S9 onwardsReference Example 1The description is omitted because it is the same as that described above.
[0051]
FIG. 15 is a diagram showing a timing chart of work detection between the sensors in the actual factory and the corresponding virtual sensors of the simulator for the production system shown in FIG. The timing chart 45 is a timing chart of the detection of the sensor in the actual factory. When the process of the model correction is the current time, the time T is the current time. The timing charts 46, 47, and 48 are examples of timing charts for detecting a virtual sensor in the simulator.
[0052]
FIG. 16 is a diagram showing an actual factory and a simulator corresponding to the timing chart shown in FIG. In the figure, reference numeral 12 denotes a conveyor in an actual factory, 13 denotes a sensor in the actual factory, and 14 denotes a work conveyed by the conveyor 12 in the actual factory. Reference numeral 12v denotes a virtual conveyor in the simulator simulating the conveyor 12, 13v denotes a virtual sensor in the simulator simulating the sensor 13, and 14v denotes a virtual work in the simulator simulating the work 14.
[0053]
The timing chart 46 is an example showing a case where a virtual sensor detection event has occurred in the simulator before detection information from the actual factory. FIG. 16A is an example showing the position of the work in the actual factory and the position of the virtual work in the simulator at that time. In the actual factory, the virtual work 14v in the simulator has reached the virtual sensor 13v before the work 14 reaches the detection position of the sensor 13.
[0054]
The timing chart 47 is an example showing the case where the virtual sensor detects the virtual work in the simulator at the same time as the detection information from the real factory, that is, at the time T when the sensor of the real factory detects the work. FIG. 16B is an example showing the position of the work in the actual factory and the position of the virtual work in the simulator at that time.
[0055]
The timing chart 48 is an example showing a case where the virtual sensor has not yet detected the virtual work at the time T. FIG. 16C is an example showing the position of the work in the actual factory and the position of the virtual work in the simulator at that time.
[0056]
When the information in the simulator is the timing chart 46, the transport speed of the virtual conveyor 12v, which is a device related to the sensor detection, is reduced so as to eliminate the time lag in the timing chart. In the case of the timing chart 47, the model is not corrected. In the case of the timing chart 48, the transport speed of the virtual conveyor 12v is slightly increased.
[0057]
BookReference Example 2Corrects the operation of the model in the simulator based on information from the actual factory, so that a more accurate simulation can be performed.
[0058]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is described below.ToIt produces the following effects.
[0059]
According to the inventions of claims 1 to 4, a simulation simulating the operation of the actual factory is performed in parallel with the operation of the actual factory, and another virtual facility which does not exist in the production equipment of the actual factory is provided. Since the simulation information of the equipment is used as the operation data of the production system, information that cannot be obtained from the actual factory can be obtained in the simulator or added in the simulator. In addition, since this information can be used to operate the actual factory, it is possible to manage appropriate information with the actual factory in mind, and to build an advanced production system that realizes more detailed operation than conventional equipment can do.
[0060]
Claim5In the described invention, simulation data is used for control of an actual factory, and control that cannot be performed only with data of the actual factory can be performed. Therefore, an appropriate production system can be constructed irrespective of the restrictions on equipment at the factory.
[0061]
Claim6In the described invention, the simulation data is used for controlling the actual factory, and monitoring or management that cannot be performed only with the actual factory data can be performed. Therefore, more appropriate monitoring or management of the production system can be performed.
[0062]
Claim7In the described invention, since the operation of the virtual device in the simulator, the movement of the virtual work, or the management information can be notified to the user through the display device or the audio output device, the user can be away from the factory. The state of the actual factory can be known from the state of the simulation.
[0063]
Claim8In the described invention, the interactive operation is enabled, and the user can appropriately change the output information of the simulation, so that desired data is output in accordance with the operation of the actual factory and the purpose of monitoring, and more advanced factory monitoring is performed. realizable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 of the present invention.Reference Example 1FIG.
FIG. 2 of the present invention.Reference Example 1FIG.
FIG. 3 of the present invention.Reference Example 1FIG.
FIG. 4 is an embodiment of the present invention.1FIG.
FIG. 5 is an embodiment of the present invention.2FIG.
FIG. 6 is an embodiment of the present invention.3FIG.
FIG. 7 is an embodiment of the present invention.3FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation example of the operation.
FIG. 8 is an embodiment of the present invention.3FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation example of the operation.
FIG. 9 is an embodiment of the present invention.4FIG.
FIG. 10 is an embodiment of the present invention.4FIG.
FIG. 11 is an embodiment of the present invention.4FIG. 5 is an explanatory view showing an operation example of the robot.
FIG. 12 is an embodiment of the present invention.4FIG. 6 is a diagram showing the timing of sensor detection.
FIG. 13 is an embodiment of the present invention.5FIG.
FIG. 14 of the present invention.Reference Example 2FIG.
FIG. 15 of the present invention.Reference Example 2The figure which shows the signal which is detected.
FIG. 16 of the present invention.Reference Example 2The figure which shows the example of model correction of.
FIG. 17 is a system configuration diagram of a conventional example of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Actual factory 2 Work
3 devices 4 devices
5 Control device 6 Simulator
7 virtual work 8 virtual equipment
9 virtual device 10 virtual controller
11 Combination processing unit
12, 36, 41 conveyor 12v, 36v, 41v virtual conveyor
13, 37 sensor 13v, 37v virtual sensor
14, 38, 42 Work 14v, 38v, 42v Virtual work
15 Virtual conveyor 16 Virtual sensor
17 Virtual Work 18 Virtual Robot
19 virtual sensor 20 virtual reader
21 display processing unit 22 CRT
23 sound processing unit 24 microphone
25 Keyboard 26 Mouse
27 Stylus pen 28 Input processing unit
29 Dialogue processing unit 30 Virtual device
31 Selection screen 32 Virtual workpiece machining state
33 virtual conveyor 34 virtual work
35 Information about virtual work
39 Robot 39v Virtual Robot
40v virtual sensor
43 information adding device 43 virtual information adding device
44v virtual information addition device
50 Control device group 51 Device group
52 devices 53 virtual devices
54 virtual device 55 communication synchronizer

Claims

A real information acquisition unit that acquires real information that is information on an actual operation of the production equipment, and a part of the production equipment synchronized with the operation of the production equipment based on the real information acquired by the real information acquisition means. Or a simulation means for simulating all the operations , in the production system, wherein the simulation means corrects the simulation operation simulating the operation of the production equipment according to the real information acquired by the real information acquisition means, A production system, characterized in that the simulating means is provided with a virtual facility different from the production facility that is not present in the production facility, and that information on the virtual facility is used as operation data of the production system.

The production system according to claim 1, wherein the virtual facility acquires operation information of the simulated production facility.

The production system according to claim 1, wherein the virtual facility adds predetermined information to the simulated production facility.

The production system according to any one of claims 1 to 3, wherein the production facility includes a use unit that uses the simulation information simulated by the simulation unit.

The production system according to claim 4, wherein the use unit controls the production facility based on the simulation information simulated by the simulation unit.

5. The production system according to claim 4, wherein the utilization unit monitors or manages the production facility based on the simulation information simulated by the simulation unit.

5. The production system according to claim 4, wherein the use unit displays or outputs one or both of the real information acquired by the real information acquisition unit and the simulation information simulated by the simulation unit. 6.

It is provided with a dialog processing means for interacting with the simulation means from the outside, wherein one or both of the real information obtained by the real information acquisition means and the simulation information simulated by the simulation means are changed by the dialog processing means. The production system according to claim 1 .