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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Produktionssteuerung, die einen Artikel durch Steuerung von Fertigungsmaschinen, die eine Produktionseinrichtung bilden, herstellt.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In Produktionsstätten werden Produktionseinrichtungen gemäß dem Fließfertigungsschema oder dem Zellenfertigungsschema, d. h. Produktionsstraßen oder Fertigungszellen werden durch entsprechende Anordnung von Fertigungsmaschinen, wie beispielweise Werkzeugmaschinen oder Roboter, gebildet. Für jede Produktionseinrichtung werden verschiedene Fertigungsmaschinen zur Durchführung von Aufgaben wie beispielsweise Zusammenbau, Bearbeitung und Schweißen, verwendet. Die Fertigungsmaschinen, die jeweils eine derartige Produktionseirichtung bilden, arbeiten in Reaktion auf Fertigungsanweisungen von einer gemeinsamen Produktionssteuerung, die über eine Kommunikationsvorrichtung verbunden ist. Die Produktionssteuerung regelt z. B. die Fertigungsprozesse, Produktqualität und Sicherheit, während sie Informationen erfasst, wie beispielsweise die Zustände der Produktionsmengen der Fertigungsmaschinen jeder Produktionseinrichtung.
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In derartigen Produktionseinrichtungen kann eine beliebige Produktionseinrichtung den Betrieb aufgrund einer Abnormalität in mindestens einer der Fertigungsmaschinen stoppen. In diesem Fall können die Fertigungsmaschinen vorzugsweise schnell durch Identifizieren der Ursache der Abnormalität wiederhergestellt werden. Hierfür wurde ein Verfahren zum Erkennen der Fertigungsmaschine, die die Abnormalität aufweist, aus den Fertigungsmaschinen in der Produktionseinrichtung vorgeschlagen.
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Die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H09-069007 offenbart beispielsweise ein Steuersystem, das gleichzeitig langsam Roboter wiederherstellen kann, um Operationen zum Korrigieren von Information, die in einem Speicher in Form eines Programms gespeichert ist, wie beispielsweise die Reihenfolge, der Zustand und die Position, durch Operationen zum Lehren der Roboter zu erleichtern.
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Die ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H03-059703 offenbart eine Fehlerdiagnosevorrichtung, die einen Fehler einer Ablaufsteuerung diagnostiziert, die zum Beispiel eine Anlage oder ein Vorrichtungssystem steuert.
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In einer Produktionseinrichtung, wie beispielsweise einer Fertigungsstraße oder einer Fertigungszelle, die Fertigungsmaschinen umfasst, wird ein Artikel im Allgemeinen durch Aufgaben produziert, die zwischen den jeweiligen Fertigungsmaschinen miteinander verbunden sind. Wenn die Gesamtproduktionseinrichtung ihren Betrieb einstellt, kann der Betriebsstopp dadurch verursacht sein, dass eine der Fertigungsmaschinen, die diese Produktionseinrichtung bilden, inaktiv ist, weil sie auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine wartet. Anders gesagt, auch wenn eine Fertigungsmaschine nicht tatsächlich in Betrieb ist, kann eine andere Fertigungsmaschine die tatsächliche Ursache eines Betriebsstopps sein.
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Unter derartigen Umständen, wenn eine Produktionseinrichtung, die Fertigungsmaschinen umfasst, ihren Betrieb einstellt, ist es schwierig, die Fertigungsmaschine, die den Betriebsstopp der Produktionseinrichtung verursacht hat, und die Ursache des Betriebsstopps zu identifizieren. Ferner kann das Identifizieren der Ursache des Betriebsstopps eine große Anzahl von Prozessen beinhalten.
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Die vorher beschriebene ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H09-069007 offenbart nur eine Technik zur Vereinfachung einer Korrektur eines Steuerprogramms für jeden Roboter, indem eine gleichzeitige langsame Wiederherstellung von Robotern ermöglicht wird. Diese Technik soll nicht automatisch einen Roboter, der eine Abnormalität aufweist, unter den Robotern und die Ursache der Abnormalität erkennen, sondern soll ermitteln, ob jede Roboteroperation eine Abnormalität durch den Bediener selbst aufweist, und ebenso die Ursache der Abnormalität durch den Bediener selbst identifizieren.
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Die vorher beschriebene ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H03-059703 offenbart nur eine Technik zum Erkennen einer Abnormalität für jeden Kontrollpunkt in einer Ablaufsteuerung, die ein gesteuertes Objekt beispielsweise von einer Anlage oder einem Vorrichtungssystem steuert. Diese Technik soll in einer Produktionseinrichtung, die Fertigungsmaschinen umfasst, nicht die Fertigungsmaschine in der Produktionseinrichtung, die den Betriebsstopp der Produktionseinrichtung verursacht hat, und die Ursache des Betriebsstopps identifizieren.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Produktionssteuerung bereit, die erkennen kann, ob eine Produktionseinrichtung, die Fertigungsmaschinen umfasst, ihren Betrieb gestoppt hat und automatisch die Fertigungsmaschine, die den Betriebsstopp verursacht hat, und diese Ursache identifizieren kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Produktionssteuerung bereitgestellt, die einen Artikel durch Steuern von Fertigungsmaschinen herstellt, welche eine Produktionseinrichtung bilden, gemäß einer Produktionsplanung, die von einem Produktionsmanagementsystem erfolgt,
wobei jede der Fertigungsmaschinen mindestens ein Aufgabenprogramm speichert, das einen Befehl für einen Aufgabenbetrieb umfasst, der zwischen den Fertigungsmaschinen miteinander verbunden ist, und eine Einstellinformation eines Signals speichert, das zwischen den Fertigungsmaschinen als Eingabe und Ausgabe in dem Aufgabenbetrieb ausgetauscht wird, und wobei die Produktionssteuerung umfasst: eine erste Kommunikationseinheit, die ausgestaltet ist, um eine beliebige Information mit jeder der Fertigungsmaschinen über ein erstes Kommunikationsnetz auszutauschen und die das Aufgabenprogramm und die Einstellinformation des Signals, das in jeder der Fertigungsmaschinen gespeichert ist, von jeder der Fertigungsmaschinen empfängt;
eine Stopperkennungseinheit, die sich auf das Aufgabenprogramm und die Einstellinformation des von jeder der Fertigungsmaschinen empfangenen Signals bezieht, um zu erkennen, ob die Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat; und
eine Stoppursachen-Identifizierungseinheit, die das Aufgabenprogramm und die Einstellinformation des von jeder der Fertigungsmaschinen empfangenen Signals analysiert, um die Fertigungsmaschine, die einen Betriebsstopp der Produktionseinrichtung verursacht hat, und die Ursache zu identifizieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Produktionssteuerung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei
die Stopperkennungseinheit ausgestaltet ist, um einen Stopperkennungsalgorithmus zur Bezugnahme auf das Aufgabenprogramm und die Einstellinformation des Signals für mindestens eine Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen auszuführen, wenn die mindestens eine Fertigungsmaschine für nicht weniger als eine vorgegebene Zeitdauer gestoppt wurde, um zu ermitteln, ob die mindestens eine Fertigungsmaschine gestoppt wurde, um auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen zu warten, und zum Ermitteln, dass die Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat, wenn ermittelt wird, dass die mindestens eine Fertigungsmaschine für nicht weniger als die vorgegebene Zeitdauer gestoppt wurde, um auf das Signal zu warten, und
die Stoppursachen-Identifizierungseinheit ausgestaltet ist, um einen Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus zum Analysieren des Aufgabenprogramms und der Einstellinformation des von jeder der Fertigungsmaschinen empfangenen Signals auszuführen, wenn die Stopperkennungseinheit ermittelt, dass die Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat, um die Fertigungsmaschine, die einen Betriebsstopp der Produktionseinrichtung verursacht hat, und die Ursache zu identifizieren.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Produktionssteuerung gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei
die Stopperkennungseinheit ausgestaltet ist, um einen Stopperkennungsalgorithmus zur Bezugnahme auf das Aufgabenprogramm und die Einstellinformation des Signals für eine erste Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen auszuführen, wenn die erste Fertigungsmaschine für nicht weniger als eine vorgegebene Zeitdauer gestoppt wurde, um zu ermitteln, ob die erste Fertigungsmaschine gestoppt wurde, um auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen zu warten, und zum Ermitteln, dass die Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat, wenn ermittelt wird, dass die erste Fertigungsmaschine für nicht weniger als die vorgegebene Zeitdauer gestoppt wurde, um auf das Signal zu warten, und
die Stoppursachen-Identifizierungseinheit ausgestaltet ist, um einen Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus zum Analysieren des Aufgabenprogramms und der Einstellinformation des Signals für die erste Fertigungsmaschine auszuführen, wenn die Stopperkennungseinheit ermittelt, dass die Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat, um eine zweite Fertigungsmaschine zu identifizieren, die als weitere Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen dient, die ein Signal ausgibt, das in die erste Fertigungsmaschine eingegeben werden soll, und zum Analysieren des Aufgabenprogramms und der Einstellinformation des Signals für die zweite Fertigungsmaschine, um eine Ursache zu identifizieren, aufgrund derer die zweite Fertigungsmaschine kein Signal ausgibt.
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Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Produktionssteuerung gemäß dem dritten Aspekt bereitgestellt, wobei der Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus das Analysieren des Aufgabenprogramms und der Einstellinformation des Signals für die zweite Fertigungsmaschine, die auf ein Signal wartet, wiederholt, wenn die Ursache, aufgrund derer die zweite Fertigungsmaschine kein Signal ausgibt, das Warten auf das Signal ist, um eine weitere Fertigungsmaschine der Fertigungsmaschinen zu identifizieren, die ein Signal ausgibt, das in die zweite Fertigungsmaschine, die auf das Signal wartet, eingegeben werden soll, und zum Analysieren des Aufgabenprogramms und der Einstellinformation des Signals für die andere Fertigungsmaschine, um eine Ursache zu identifizieren, aufgrund derer die andere Fertigungsmaschine kein Signal ausgibt.
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Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird die Produktionssteuerung gemäß einem des zweiten bis vierten Aspekts bereitgestellt, wobei
das Produktionsmanagementsystem eine Speichereinheit umfasst, die den Stopperkennungsalgorithmus und den Stoppursachen-Identifikationsalgorithmus speichert, und
die Produktionssteuerung ferner eine zweite Kommunikationseinheit umfasst, die ausgestaltet ist, um eine beliebige Information mit dem Produktionsmanagementsystem über ein zweites Kommunikationsnetz auszutauschen und die den Stopperkennungsalgorithmus und den Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus, die in der Speichereinheit gespeichert sind, von dem Produktionsmanagementsystem über das zweite Kommunikationsnetz empfängt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die obenstehenden oder andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung einer typischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist, ersichtlich, wobei:
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1 ein Blockdiagramm ist, das schematisch ein Produktionssystem veranschaulicht, das eine Produktionssteuerung gemäß einer Ausführungsform umfasst;
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2 ein Ablaufdiagramm ist, das einen beispielhaften Stopperkennungsalgorithmus veranschaulicht, der von einer Stopperkennungseinheit der Produktionssteuerung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird; und
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3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen beispielhaften Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus veranschaulicht, der von einer Stoppursachen-Identifizierungseinheit der Produktionssteuerung gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird.
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Ausführliche Beschreibung
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, bezeichnen die gleichen Referenzzeichen dasselbe Bestandteil oder Funktionsteile. Zur Erleichterung des Verständnisses verwenden diese Zeichnungen gegebenenfalls unterschiedliche Maßstäbe. Ferner sind die in den Zeichnungen veranschaulichten Modi nur Beispiele zur Ausführung der vorliegenden Erfindung, die nicht auf die in den Zeichnungen veranschaulichten Modi begrenzt ist.
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1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch ein Produktionssystem 10 veranschaulicht, das eine Zellensteuerung (Produktionssteuerung) 13 gemäß einer Ausführungsform umfasst.
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Das Produktionssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das als 1 veranschaulicht ist, dient als System, das einen Artikel unter Verwendung von mindestens einer Fertigungszelle 12, die Fertigungsmaschinen 11 umfasst, herstellt.
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Das Produktionssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine Zellensteuerung (Produktionssteuerung) 13, die einen Artikel durch Steuerung der Fertigungsmaschinen 11, die jede Fertigungszelle 12 bilden, und eines Produktionsmanagementsystems 14, das kommunikativ mit der Zellensteuerung 13 verbunden ist, produziert.
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Das Produktionsmanagementsystem 14 dient als Vorrichtung, wie beispielsweise ein MES (Manufacturing Execution System), das eine Produktionsplanung zum Herstellen eines Artikels unter Verwendung der Fertigungszelle 12 macht und den Stand der Herstellung durch die Fertigungsmaschinen 11 in der Fertigungszelle 12 verwaltet. Die Zellensteuerung 13 empfängt die Produktionsplanung von dem Produktionsmanagementsystem 14 und erzeugt Herstellungsanweisungen für jede Fertigungsmaschine 11 in der Fertigungszelle 12 und gibt sie gemäß der Produktionsplanung an diese Fertigungsmaschine 11. Die Zellensteuerung 13 empfängt Informationen, wie beispielsweise die Zustandsvariable, den Betriebszustand und die tatsächliche Produktionsleistung von jeder Fertigungsmaschine 11, die die Herstellungsanweisungen erhält, führt eine vorgegebene Verarbeitung durch und sendet sie an das Produktionsmanagementsystem 14.
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Die Fertigungszelle 12 dient als Produktionseinrichtung des Zellproduktionsschemas, in dem Fertigungsmaschinen 11 flexibel kombiniert sind. Statt der Fertigungszelle 12 kann eine Produktionseinrichtung des Fließfertigungsschemas, in dem Fertigungsmaschinen 11 linear angeordnet sind, d. h. eine Fertigungsstraße auf das Produktionssystem 10 angewandt werden. Obwohl die Fertigungszelle 12 in 1 aus zwei Fertigungsmaschinen 11 in gebildet ist, ist weder die Anzahl der Produktionseinrichtungen, wie beispielsweise Fertigungszellen 12 oder Fertigungsstraßen noch die Anzahl von Fertigungsmaschinen, die jede Produktionseinrichtung bilden, in der vorliegenden Erfindung begrenzt.
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Die Produktionseinrichtung, wie beispielsweise die Fertigungszelle 12 oder die Fertigungsstraße, ist nicht auf die von Fertigungsmaschinen nur eines Typs begrenzt. Eine derartige Produktionseinrichtung kann aus verschiedenen Fertigungsmaschinen, wie beispielsweise Industrierobotern, NC-Werkzeugmaschinen und PLCs (Programmable Logic Controllers) gebildet sein. Außerdem können beispielsweise Prüfgeräte, Pressen, Druckpressen, Druckgussmaschinen, Spritzgießmaschinen, Lebensmittelmaschinen, Verpackungsmaschinen, Schweißmaschinen, Reinigungsmaschinen, Beschichtungsvorrichtungen, Montagevorrichtungen, Montageeinrichtungen, Holzbearbeitungsmaschinen, Verschließmaschinen oder Schneidmaschinen als Fertigungsmaschinen zum Bilden einer derartigen Produktionseinrichtung verwendet werden.
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Die Fertigungszelle 12 befindet sich z. B. in einer Produktionsstätte, die einen Artikel produziert. Die Fertigungszelle 12 kann sich quer durch Produktionsstätten in einer Gruppe von Gebäuden befinden. Im Gegensatz dazu kann sich die Zellensteuerung 13 in einem anderen Gebäude als die Produktionsstätte befinden. In diesem Fall sind die Zellensteuerung 13 und jede Fertigungsmaschine 11 in der Fertigungszelle 12 vorzugsweise über ein Kommunikationsnetz 15, wie beispielsweise ein Intranet oder ein LAN, kommunikativ miteinander verbunden.
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Das Produktionsmanagementsystem 14 kann auch als Host Computer (nicht dargestellt) dienen, der sich z. B. in einem von der Produktionsstätte entfernten Büro befindet. In diesem Fall ist der Host Computer in einem Computer auf einer Cloud, wie beispielsweise einem Cloud Server, implementiert und der Host Computer und die Zellensteuerung 13 sind vorzugsweise über ein Kommunikationsnetz 16, wie beispielsweise dem Internet, kommunikativ miteinander verbunden.
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Das Produktionsmanagementsystem 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Computer auf einer Cloud implementiert, die eine Speichereinheit 17 umfasst, wie beispielsweise eine Datenbank, wie in 1 veranschaulicht. Die Speichereinheit 17 speichert vorab einen Algorithmus zum Erkennen des Betriebsstopps der Fertigungszelle 12 (der im Folgenden als Stopperkennungsalgorithmus bezeichnet wird) und einen Algorithmus zum Identifizieren der Ursache des Betriebsstopps der Fertigungszelle 12 (im Folgenden als Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus bezeichnet).
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Die oben genannten Algorithmen werden vorzugsweise von dem Produktionsmanagementsystem 14 an die Zellensteuerung 13 gemäß Instruktionen von der Zellensteuerung 13 übermittelt. Ferner ist eine Eingabevorrichtung (nicht veranschaulicht), von der jeder der oben genannten Algorithmen in die Speichereinheit 17 eingegeben wird, vorzugsweise mit dem Produktionsmanagementsystem 14 verbunden. Die Eingabevorrichtung ist z. B. eine Tastatur oder ein Touch Panel und kann nicht nur zum Eingeben von Daten, sondern auch zum Löschen und erneuten Schreiben von Daten verwendet werden.
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Jede der Fertigungsmaschine 11, der Zellensteuerung 13 und des Produktmanagementsystems 14 wird unter Verwendung eines Computersystems implementiert, das z. B. eine Speichereinheit, eine CPU (Steuerverarbeitungseinheit) und eine Kommunikationseinheit umfasst, die über Busse miteinander verbunden sind, wie in 1 veranschaulicht. Beispiele der Speichereinheit können ROM (read only memory) und RAM (random access memory) umfassen.
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Die Funktionen und Abläufe der Fertigungsmaschine 11, der Zellensteuerung 13 und des Produktionsmanagementsystems 14, wie später beschrieben wird, werden ausgeführt, indem bewirkt wird, dass die CPU Programme ausführt, die in dem in ihnen bereitgestellten ROM gespeichert sind. Eine Antriebseinheit 26, wie beispielsweise ein Motor, der in jeder Fertigungsmaschine 11 bereitgestellt ist, arbeitet beispielsweise gemäß einem von einer CPU 28 ausgeführten Programm.
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Die Ausgestaltung der Zellensteuerung 13 wird unten ausführlicher beschrieben.
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Die Zellensteuerung 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst eine erste Kommunikationseinheit 18, eine zweite Kommunikationseinheit 19, eine Speichereinheit 20 und eine CPU 21, die diese Einheiten steuert, wie in 1 veranschaulicht. Die CPU 21 kann als Stopperkennungseinheit 22 und Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 fungieren.
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Die erste Kommunikationseinheit 18 ist ausgestaltet, um beliebige Informationen mit einer Kommunikationseinheit 24 jeder Fertigungsmaschine 11 in der Fertigungszelle 12 über das erste Kommunikationsnetz 15 auszutauschen. Die erste Kommunikationseinheit 18 übermittelt beispielsweise Fertigungsanweisungen anhand einer Produktionsplanung von dem Produktionsmanagementsystem 14 über das erste Kommunikationsnetz 15 an die Kommunikationseinheit 24 jeder Fertigungsmaschine 11 in der Fertigungszelle 12. Die erste Kommunikationseinheit 18 empfängt die Zustandsvariablen jeder Fertigungsmaschine 11 von dieser Fertigungsmaschine 11 in der Fertigungszelle 12, wie beispielsweise die Position, die Geschwindigkeit und das Drehmoment der Antriebseinheit 26, wie beispielsweise ein von einem Sensor 25 erkannter Motor.
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Die erste Kommunikationseinheit 18 empfängt ferner Informationen, wie beispielsweise den Betriebszustand und die tatsächliche Produktionsleistung, von jeder Fertigungsmaschine und einem Aufgabenprogramm und Signaleinstellinformation, die im Speicher 27 jeder Fertigungsmaschine 11 gespeichert ist.
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Das oben erwähnte Aufgabenprogramm wird in dem Speicher 27 jeder Fertigungsmaschine 11 gespeichert und umfasst Befehle für Aufgabenbetriebsabläufe, die zwischen den Fertigungsmaschinen 11 miteinander in Verbindung stehen.
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Das Aufgabenprogramm umfasst beispielsweise Befehle, die in jeder Fertigungsmaschine 11 integriert werden können, um eine bestimmte Aufgabe durch sequenziellen Betrieb der Fertigungsmaschinen 11 auszuführen. Dient die Fertigungsmaschine 11 z. B. als Mehrgelenkroboter, umfasst das Aufgabenprogramm z. B. einen Betriebsbefehl zum Bewegen seines Arms in die Aufgabenposition, einen Befehl zum Melden eines beliebigen Signals an eine andere Fertigungsmaschine 11 und einen Befehl zum Lesen des Zustands eines beliebigen Signals in einer anderen Fertigungsmaschine 11.
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Die oben genannte Signaleinstellinformation wird in dem Speicher 27 jeder Fertigungsmaschine 11 gespeichert und ist für Signale bestimmt, die zwischen den Fertigungsmaschinen 11 als Eingabe und Ausgabe in Aufgabenbetriebsabläufen, die zwischen den Fertigungsmaschine 11 miteinander in Verbindung stehen, ausgetauscht werden. Eine Information über die Eingabe- und Ausgabeeinstellung von Signalen zum Starten oder Beenden eines Aufgabenprogramms jeder Fertigungsmaschine 11, um eine bestimmte Aufgabe durch sequenziellen Betrieb der Fertigungsmaschinen 11 auszuführen, wird beispielsweise in dem Speicher 27 jeder Fertigungsmaschine 11 gespeichert. Wie z. B. bei Eingabe-/Ausgabesignalen (E/A-Signalen), die zwischen Industrierobotern und der Zellensteuerung 13 über eine Feldbuskommunikation ausgetauscht werden, werden ein Roboter, der in Reaktion auf ein Ausgabesignal oder ein Eingabesignal, die von einem anderen Roboter erzeugt werden, betätigt werden soll, und der andere Roboter eingestellt.
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Das oben genannte Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation sind nur Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf derartige spezifische Beispiele begrenzt.
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Die zweite Kommunikationseinheit 19 ist ausgestaltet, um beliebige Informationen mit dem Produktionsmanagementsystem 14 über das zweite Kommunikationsnetz 16 auszutauschen. Die zweite Kommunikationseinheit 19 empfängt z. B. über das zweite Kommunikationsnetz 16 eine Produktionsplanung von dem Produktionsmanagementsystem 14. Die zweite Kommunikationseinheit 19 kann ferner den oben genannten Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus, die in der Speichereinheit 17 des Produktionsmanagementsystems 14 gespeichert sind, von dem Produktionsmanagementsystem 14 über das zweite Kommunikationsnetz 16 empfangen.
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Die Zellensteuerung 13 kann die CPU 21 verwenden, um die Fertigungsmaschine 11, die gegenwärtig gestoppt ist, aus Informationen, wie den oben genannten Zustandsvariablen oder dem Betriebszustand und der tatsächlichen Produktionsleistung, die von jeder Fertigungsmaschine 11 übermittelt werden, zu ermitteln. Wenn die Zellensteuerung 13 ermittelt, dass mindestens eine der Fertigungsmaschinen 11 für eine vorgegebene Zeitdauer oder länger gestoppt wurde, weist sie die Fertigungsmaschine 11 bei einem Stopp an, das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation in dem Speicher 27 dieser Fertigungsmaschine 11 an die erste Kommunikationseinheit 18 zu übermitteln. Mit diesem Vorgang weist die Zellensteuerung 13 das Produktionsmanagementsystem 14 ferner an, den oben genannten Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus an die zweite Kommunikationseinheit 19 zu übermitteln.
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Die Speichereinheit 20 der Zellensteuerung 13 kann z. B. das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation jeder Fertigungsmaschine 11, die von der ersten Kommunikationseinheit 18 empfangen werden, und den oben genannten Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus, die von der zweiten Kommunikationseinheit 19 empfangen werden, speichern. Die Speichereinheit 20 umfasst ROM und RAM.
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Das ROM speichert z. B. ein Kommunikationssteuerprogramm zum Steuern einer Kommunikation zwischen der Zellensteuerung 13 und jeder Fertigungsmaschine 11 und dem Produktionsmanagementsystem 14, und ein Befehlserzeugungsprogramm zum Erzeugen von Betriebsbefehlen, um jede Fertigungsmaschine 11 der Fertigungszelle 12 gemäß einer Produktionsplanungsanweisung von dem Produktionsmanagementsystem 14 zu betreiben. Das RAM speichert vorübergehend z. B. das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation jeder Fertigungsmaschine 11, den Stopperkennungsalgorithmus und den Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus und weist eine Speicherkapazität auf, die ausreichend ist, damit die CPU 21 arithmetische Operationen gemäß diesen Algorithmen ausführt. Die CPU 21 fungiert durch Lesen und Ausführen des Stopperkennungsalgorithmus und des Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus in dem RAM als Stopperkennungseinheit 22 und Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 (die später beschrieben werden soll).
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Auch wenn die Zellensteuerung 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den oben genannten Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus aus dem Produktionsmanagementsystem 14 empfängt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Mindestens einer des Stopperkennungsalgorithmus und des Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus kann vorab in der Speichereinheit 20 der Zellensteuerung 13 gespeichert werden.
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Die Stopperkennungseinheit 22 betrifft das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation, die von jeder Fertigungsmaschine 11 empfangen werden, um zu erkennen, ob die Fertigungszelle 12 einen gestoppten Betrieb aufweist. Insbesondere führt die Stopperkennungseinheit 22 den oben genannten Stopperkennungsalgorithmus aus, wenn mindestens eine Fertigungsmaschine 11 gestoppt wurde. Dieser Stopperkennungsalgorithmus betrifft das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation für die Fertigungsmaschine 11 bei einem Stopp, um zu erkennen, ob die Fertigungszelle 12 einen gestoppten Betrieb aufweist. Anders gesagt erkennt die Stopperkennungseinheit 22, ob der gestoppte Zustand der Fertigungsmaschine 11 den Betriebsstopp der gesamten Fertigungszelle 12 verursacht.
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Die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 analysiert das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation, die von jeder Fertigungsmaschine 11 empfangen werden, um die Fertigungsmaschine 11, die den Betriebsstopp der Fertigungszelle 12 verursacht hat, und diese Ursache zu identifizieren. Insbesondere führt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 den oben genannten Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus aus. Dieser Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus analysiert das Aufgabenprogramm und die Signaleinstellinformation, die von jeder Fertigungsmaschine 11 empfangen werden, wenn die Stopperkennungseinheit 22 den Betriebsstopp der Fertigungszelle 12 erkennt, um die Fertigungsmaschine, die den Betriebsstopp der Fertigungszelle 12 verursacht hat, und diese Ursache zu identifizieren.
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Der oben genannte Stopperkennungsalgorithmus umfasst ferner vorzugsweise z. B., wenn mindestens eine Fertigungsmaschine 11 für eine vorgegebene Zeitdauer oder länger gestoppt wurde, das Verfahren der Bezugnahme auf das Aufgabenprogramm und der Signaleinstellinformation für diese Fertigungsmaschine 11 bei einem Stopp, um zu ermitteln, ob diese Fertigungsmaschine 11 bei einem Stopp gestoppt wurde, um auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine 11 zu warten. Dieser Stopperkennungsalgorithmus umfasst ferner vorzugsweise das Verfahren des Ermittelns, dass die Fertigungszelle 12 einen gestoppten Betrieb aufweist, wenn ermittelt wird, dass diese Fertigungsmaschine 11 für die vorgegebene Zeitdauer oder länger gestoppt wurde, um auf das Signal zu warten. Anders gesagt wird ermittelt, ob der gestoppte Zustand der Fertigungsmaschine 11 aus der Ausführung einer Wartesequenz in dem Aufgabenprogramm dieser Fertigungsmaschine 11 resultiert oder der Zustand des Wartens auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine 11 ist. Wenn es eine außerordentlich lange Zeit dauert, auf ein Signal zu warten, wird ermittelt, dass die Fertigungszelle 12 einen gestoppten Betrieb aufweist.
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Der oben genannte Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus umfasst ferner vorzugsweise z. B. das Verfahren des Analysierens des Aufgabenprogramms und der Signaleinstellinformation für die Fertigungsmaschine 11 bei einem Stopp, um auf ein Signal zu warten, wie vorher beschrieben, um eine andere Fertigungsmaschine 11 zu identifizieren, die ein Signal ausgibt, das bei einem Stopp in die Fertigungsmaschine 11 einzugeben ist. In diesem Fall wird angenommen, dass die andere Fertigungsmaschine 11 eine Fertigungsmaschine ist, die den Betriebsstopp der Fertigungszelle 12 verursacht hat. Dieser Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus umfasst ferner vorzugsweise das Verfahren des Analysierens des Aufgabenprogramms und der Signaleinstellinformation für die andere Fertigungsmaschine 11, um die Ursache zu identifizieren, aufgrund derer die andere Fertigungsmaschine 11 kein Signal ausgibt.
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Der oben genannte Stopperkennungsalgorithmus kann sogar das Verfahren des Ermittelns, dass mindestens eine Fertigungsmaschine 11 eine Abnormalität aufweist, wenn ein Aufgabenprogramm-Stoppalarm von dieser Fertigungsmaschine 11 ausgegeben wird, und des Erkennens des Betriebsstopps der Fertigungszelle 12 umfassen. In diesem Fall umfasst der oben genannte Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus vorzugsweise das Verfahren des Identifizierens der Fertigungsmaschine 11, die einen Aufgabenprogramm-Stoppalarm als Fertigungsmaschine ausgibt, die den Betriebsstopp der Fertigungszelle 12 verursacht hat, und des Analysierens der Ursache dieses Stopps aus dem Aufgabenprogramm und der Signaleinstellinformation für diese Fertigungsmaschine 11. Der Aufgabenprogramm-Stoppalarm bedeutet ein Signal, durch das das Aufgabensignal sich selbst mitteilt, dass das Aufgabenprogramm seine Ausführung gestoppt hat.
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Die vorliegende Erfindung ist natürlich nicht auf die oben als Beispiel genannten Algorithmen beschränkt.
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Die Zellensteuerung 13, wie oben beschrieben, umfasst vorzugsweise eine Benachrichtigungseinheit, die das Externe an die Zellensteuerung 13 der Fertigungsmaschine, die von der Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 identifiziert wird, und die analysierte Ursache des Stopps meldet. Eine Anzeige oder ein Drucker (nicht veranschaulicht), die beispielsweise über die erste Kommunikationseinheit 18 oder die zweite Kommunikationseinheiten 19 mit der Zellensteuerung 13 verbunden sind, können als Benachrichtigungseinheit verwendet werden.
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Beispielhafte Abläufe der Stopperkennungseinheit 22 und der Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 der Zellensteuerung 13 werden unten beschrieben.
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2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Stopperkennungsalgorithmus veranschaulicht, der von der Stopperkennungseinheit 22 ausgeführt wird. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen beispielhaften Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus veranschaulicht, der von der Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 ausgeführt wird. Auch wenn ein Stopperkennungsalgorithmus und ein Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus in 2 bzw. 3 getrennt veranschaulicht sind, sind diese beiden Algorithmen über einen Verbinder A miteinander verbunden. Anders gesagt wird der als 3 veranschaulichte Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus nach dem als 2 veranschaulichten Stopperkennungsalgorithmus ausgeführt. Der als 2 bzw. 3 veranschaulichte Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus werden vor ihrer Ausführung in der Zellensteuerung 13 gespeichert. In den folgenden Abläufen umfasst die Fertigungszelle 12 ferner drei Fertigungsmaschinen 11 (d. h. eine erste Fertigungsmaschine 11A, eine zweite Fertigungsmaschine 11B und eine dritte Fertigungsmaschine 11C) und die Zellensteuerung 13 führt eine Produktion durch Steuern der drei Fertigungsmaschinen 11A bis 11C in der Fertigungszelle 12 durch.
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In Schritt S11 aus 2 erkennt die Zellensteuerung 13 zunächst, dass die erste Fertigungsmaschine 11A der drei Fertigungsmaschinen 11A bis 11C, die Herstellungsanweisungen erhalten haben, gestoppt wurde. Dies kann aus einer Information, wie beispielsweise den Zustandsvariablen oder dem Betriebszustand und der tatsächlichen Produktionsleistung jeder Fertigungsmaschine 11, die von dieser Fertigungsmaschine 11 übermittelt wird, erfasst werden.
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Dann, in Schritt S12 aus 2 erkennt die Stopperkennungseinheit 22 der Zellensteuerung 13, dass die erste Fertigungsmaschine 11A für eine vorgegebene Zeitdauer T oder länger gestoppt wurde. Wenn die erste Fertigungsmaschine 11A für eine vorgegebene Zeitdauer T oder länger gestoppt wurde, weist die Zellsteuerung 13 die erste Fertigungsmaschine 11A bei einem Stopp an, ein Aufgabenprogramm P1 und eine Signaleinstellinformation in dem Speicher 27 der ersten Fertigungsmaschine 11A an die erste Kommunikationseinheit 18 zu übermitteln.
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In Schritt S13 aus 2 ermittelt die Stopperkennungseinheit 22, ob der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P1 der ersten Fertigungsmaschine 11A der Zustand des Wartens auf ein Signal (ein Eingabesignal S1) ist, das von einer anderen Fertigungsmaschine 11 in die erste Fertigungsmaschine 11A einzugeben ist. Anders gesagt verweist die Stopperkennungseinheit 22 auf das Aufgabenprogramm P1 und die Signaleinstellinformation für die erste Fertigungsmaschine 11A bei einem Stopp, um zu ermitteln, ob die erste Fertigungsmaschine 11A gestoppt wurde, um auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine 11 zu warten.
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Wenn in Schritt S13 ermittelt wird, dass der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P1 der ersten Fertigungsmaschine 11A nicht der Zustand des Wartens auf das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 ist, ermittelt die Stopperkennungseinheit 22, dass die Fertigungszelle 12 ihren Betrieb nicht eingestellt hat (Schritt S14 in 2).
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Wenn in Schritt S13 ermittelt wird, dass der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P1 der ersten Fertigungsmaschine 11A der Zustand des Wartens auf das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 ist, ermittelt die Stopperkennungseinheit 22, dass die Fertigungszelle 12 ihren Betrieb eingestellt hat (Schritt S15 in 2). Wenn ermittelt wird, dass die Fertigungszelle 12 ihren Betrieb eingestellt hat, wird das Verfahren in Schritt S21 aus 3 durchgeführt.
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In Schritt S21 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 das Aufgabenprogramm P1 und die Signaleinstellinformation für die erste Fertigungsmaschine 11A, um zu ermitteln, ob das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 aktiv ist.
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Wenn in Schritt S21 ermittelt wird, dass das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 aktiv ist, ermittelt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23, dass die erste Fertigungsmaschine 11A eine Abnormalität aufweist (Schritt S22 in 3).
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Wenn in Schritt S21 ermittelt wird, dass das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 nicht aktiv ist, wird das Verfahren in Schritt S23 aus 3 durchgeführt.
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In Schritt S21 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 das Aufgabenprogramm P1 und die Signaleinstellinformation für die erste Fertigungsmaschine 11A, um zu ermitteln, dass das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 ein Signal (ein Ausgabesignal S2) ist, das von der zweiten Fertigungsmaschine 11B in der Fertigungszelle 12 auszugeben ist. Da die Fertigungsmaschine, die das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 übermittelt, als zweite Fertigungsmaschine 11B ermittelt wird, wird somit die Fertigungsmaschine, die den gestoppten Zustand der ersten Fertigungsmaschine 11A verursacht hat, als zweite Fertigungsmaschine 11B identifiziert.
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In Schritt S24 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 ferner das Aufgabenprogramm P2 und die Signaleinstellinformation für die zweite Fertigungsmaschine 11B, um zu ermitteln, dass das von der zweiten Fertigungsmaschine 11B ausgegebene Signal S2 das in die erste Fertigungsmaschine 11A eingegebene Signal S1 ist.
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In Schritt S25 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 das Aufgabenprogramm P2 und die Signaleinstellinformation für die zweite Fertigungsmaschine 11B, um zu ermitteln, ob das Signal S2, das von der zweiten Fertigungsmaschine 11B ausgegeben wird, aktiv ist. Anders gesagt wird ermittelt, ob die zweite Fertigungsmaschine 11B ein Ausgabesignal S2 erzeugt, das an die erste Fertigungsmaschine 11A zu senden ist.
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Wenn in Schritt S25 ermittelt wird, dass das Signal S2, das von der zweiten Fertigungsmaschine 11B ausgegeben wird, aktiv ist, ermittelt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23, dass der Zustand der Kommunikation zwischen der ersten Fertigungsmaschine 11A und der zweiten Fertigungsmaschine 11B eine Abnormalität aufweist (Schritt S26 in 3).
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Wenn in Schritt S25 ermittelt wird, dass das Signal S2, das von der zweiten Fertigungsmaschine 11B ausgegeben wird, nicht aktiv ist, wird das Verfahren in Schritt S27 aus 3 durchgeführt, um nach der Ursache zu suchen, aufgrund derer die zweite Fertigungsmaschine 11B kein Ausgabesignal S2 an die erste Fertigungsmaschine 11A übermittelt.
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In Schritt S27 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 das Aufgabenprogramm P2 und die Signaleinstellinformation für die zweite Fertigungsmaschine 11B, um zu ermitteln, ob ein Programmstoppalarm in dem Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P2 aufgetreten ist.
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Wenn in Schritt S27 ermittelt wird, dass ein Programmstoppalarm aufgetreten ist, ermittelt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23, dass die zweite Fertigungsmaschine 11B eine Abnormalität aufweist (Schritt S28 in 3). Wenn in Schritt S27 ermittelt wird, dass kein Programmstoppalarm aufgetreten ist, wird das Verfahren in Schritt S29 aus 3 durchgeführt.
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In Schritt S29 aus 3 ermittelt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23, ob der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P2 der zweiten Fertigungsmaschine 11B der Zustand des Wartens auf ein Signal (ein Eingabesignal S3) ist, das von einer anderen Fertigungsmaschine 11 in die zweite Fertigungsmaschine 11B einzugeben ist. Anders gesagt verweist die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 auf das Aufgabenprogramm P2 und die Signaleinstellinformation für die zweite Fertigungsmaschine 11B, die kein Ausgabesignal S2 übermittelt, um zu ermitteln, ob die zweite Fertigungsmaschine 11B gestoppt wurde, um auf ein Signal von einer anderen Fertigungsmaschine 11 zu warten.
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Wenn in Schritt S29 ermittelt wird, dass der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P2 der zweiten Fertigungsmaschine 11B nicht der Zustand des Wartens auf das in die zweite Fertigungsmaschine 11B eingegebene Signal S3 ist, ermittelt die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23, dass die zweite Fertigungsmaschine 11B eine Abnormalität aufweist (Schritt S28 in 3).
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Wenn in Schritt S29 ermittelt wird, dass der Ausführungszustand des Aufgabenprogramms P2 der zweiten Fertigungsmaschine 11B der Zustand des Wartens auf das in die zweite Fertigungsmaschine 11B eingegebene Signal S3 ist, wird das Verfahren in Schritt S30 aus 3 ausgeführt.
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In Schritt S30 aus 3 analysiert die Stoppursachen-Identifizierungseinheit 23 das Aufgabenprogramm P2 und die Signaleinstellinformation für die zweite Fertigungsmaschine 11B, um zu ermitteln, dass das in die zweite Fertigungsmaschine 11B eingegebene Signal S3 ein Signal ist, das von der dritten Fertigungsmaschine 11C in der Fertigungszelle 12 auszugeben ist. Da die Fertigungsmaschine, die das in die zweite Fertigungsmaschine 11B eingegebene Signal S3 übermittelt, als dritte Fertigungsmaschine 11C ermittelt wird, wird somit die Fertigungsmaschine, die den Signalwartezustand der zweiten Fertigungsmaschine 11B verursacht hat, als dritte Fertigungsmaschine 11C identifiziert.
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Die Ursache, aufgrund derer die dritte Fertigungsmaschine 11C kein Ausgabesignal S3 an die zweite Fertigungsmaschine 11B übermittelt, wird vorzugsweise ferner durch das Ausführen desselben Verfahrens wie in Schritt S24 bis S30 identifiziert, auch wenn Einzelheiten in den Zeichnungen nicht veranschaulicht sind.
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Auch für eine Fertigungszelle 12, die vier oder mehr Fertigungsmaschinen 11 umfasst, ist es besser, wenn eine gegebene Fertigungsmaschine auf ein Eingabesignal wartet, das Verfahren des Identifizierens der Fertigungsmaschine, die eine Signaleingabe an die gegebene Fertigungsmaschine übermittelt, während die Ursache identifiziert wird, aufgrund derer die identifizierte Fertigungsmaschine kein Signal übermittelt, rekursiv zu wiederholen.
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Wie oben beschrieben, werden mit der Zellsteuerung 13 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn mindestens eine der Fertigungsmaschinen 11 für eine vorgegebene Zeitdauer oder länger in der Fertigungszelle 12, die einen Artikel durch die miteinander verbundene Fertigungsmaschine 11 herstellt, ein Aufgabenprogramm und eine Signaleinstellinformation aus jeder Fertigungsmaschine 11 erfasst und bezeichnet und analysiert. Dadurch lässt sich erkennen, ob die Fertigungszelle 12 ihren Betrieb eingestellt hat, und lassen sich die Fertigungsmaschine, die diesen Betriebsstopp verursacht hat, und diese Ursache identifizieren.
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Der oben beschriebene Stopperkennungsalgorithmus und Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus sind nur Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht auf derartige spezifische Beispiele beschränkt.
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Auch wenn die vorliegende Erfindung oben unter Verwendung einer typischen Ausführungsform beschrieben wurde, können Fachleute verstehen, dass verschiedene andere Veränderungen, Auslassungen und Hinzufügungen in der oben beschriebenen Ausführungsform erfolgen können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, den Betriebsstopp einer Produktionseinrichtung, die Fertigungsmaschinen umfasst, zu erkennen, und automatisch die Fertigungsmaschine, die diesen Betriebsstopp verursacht hat, sowie diese Ursache zu identifizieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, gegebenenfalls einen Stopperkennungsalgorithmus zum Erkennen, ob eine Produktionseinrichtung ihren Betrieb gestoppt hat, und einen Stoppursachen-Identifizierungsalgorithmus zum Identifizieren der Fertigungsmaschine, die den Betriebsstopp der Fertigungsanlage verursacht hat, und diese Ursache zu aktualisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 09-069007 [0004, 0008]
- JP 03-059703 [0005, 0009]