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Academic year: 2021

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全文

(1)

PSLXとMESの関係

MESXによる実証実験を通して ―

PSLX技術フォーラム2006

6月7日

(2)

MESXとは

標準化

実証実験

評価

(3)

MESXとは

„

「APS」と「MES」とを連携させる枠組みを考える

„ PSLX+FAOPのジョイントワーキンググループ

„

2003年6月から

„

主な参加メンバ

„

東洋エンジニアリング,クリオカ,横河電機,カネカエンジニアリング,理化工

業,日立東日本ソリューションズ,三菱電機,ロジックスジャパン,アスプロー

バ,ケー・ティ・システム,ソフィックス,テプコシステムズ,アイ・エル・シー,機

械振興協会,法政大学,職業能力開発大学校,エクサ

„

2006年7月から第2フェーズへ

製造業XML推進協議会(

MfgX)

FAオープン推進協議会(

FAOP)

ものづくりAPS推進機構(PSLX)

MESXジョイントワーキング(MESX)

製造科学技術センター(

MSTC)

(4)

MESXとは

„

当初のもくろみ

„ MESとの連携でモデルを書くことでPSLXの修正があるか

„ 装置がインテリを持ってきたので,装置自身をMES化

„

現在の立場

„ 従来のMESの定義は曖昧すぎる

„ IEC 62264の設備階層に沿って機能配置する

APS

APS(

Customer

APS(

Supplier

Engineering

MES

PSLX

MESX

Controller

Device

各種インタフェース

ORiN,MOII,OPS,..)

(5)

MESXの目的とメリット

„

企業内連携

„ 全体の見える化を促進

„

QCD

„

オーダ変更,機器故障への動的対応

„

システム構築・変更を容易に

„ 利用者(製造業)

„

システム構築時に機能を自由に選択・組合せ可能

„

機器,ソフトウエアのプラグアンドプレイ(即立ち上げ)

„

スケーラビリティの確保,段階的拡張

„ ベンダ(ソフトウエア,機器,計測器)

„

パッケージ化の促進

„

生産管理システム,

MES,機器のインタフェースが一元化

„

開発が容易

„

システムの構成が容易

(6)

IEC 62264 (S95)

„

機能領域

品質 保証 結果 保 調 達 求 材料及びエネルギ在庫 短期の材料及び エネルギ要求 梱包スケジュール 完成品在庫 生産オ ーダ 引当 可能 スケ ジュ ル 生 能 力 計 画 よる 産 プロセスデータ 工程内特採要求 プロセ スデ ー 仕 様 様 品 結 果 規格外 完成 品 生産 実績 及び 原価 生産 原価 目標 品質 保証 結果 出 荷 確 認 出 荷 許 可 標 準 及 び 顧 客 仕 様

マーケティング

及び販売

生産 及び プロ セス 要求 材料及び エネルギ の 受け入れ 情報 長期 の材 料及 び エネ ルギ 要求 材料及び エ ネ ルギ 要求 入 庫 オ ー ダ 確 認 保 全 反 応 保 全 標 準 及 び メ ソ ッ ド 保 守 要 求 生 産 及 び プ ロ セ ス ノ ウ ハ ウ と 生 産 及 び プ ロ セ ス 要 求

研究開発及び

エンジニアリング

生 産 及 び プ ロ セ ス 技 術 の フ ィ ー ド バ ッ ク 生 産 及 び プ ロ セ ス の 情 報 要 求 保 全 技 術 フ ィ ー ド バ ッ ク

製品

在庫管理

(7.0)

製品原価管理

(8.0)

品質保証

(6.0)

製品出荷管理

(9.0)

注文処理

(1.0)

保全管理

(10.0)

生産

スケジューリング

(2.0)

調達

(5.0)

材料及びエネルギ

コントロール

(4.0)

生産コントロール

(3.0)

(7)

IEC 62264 (S95)

„

機能階層と設備階層

レベル4

レベル3

レベル2,1,0

バッチ

コントロール

連続

コントロール

ディスクリート

コントロール

製造オペレーション及び

コントロール

生産ディスパッチング, 詳細生産スケジューリング

信頼性保証など

ビジネスプランニング及び

ロジスティクス

工場生産スケジューリング,

業務運営計画など

エンタープライズ

サイト

エリア

*

*

1

1

1

生産ライン

ワークセル

生産ユニット

プロセスセル

ユニット

*

*

*

*

*

1

1

{xor}

(8)

MESX標準制定の手順

„

IEC 62264の機能階層,設備階層に準拠

„

ユースケースの獲得

„ 業務機能を「ユースケース記述」で表現

„

タイプ図の作成

„ UMLのクラス図の表記法で記述

„ 実装方法を規定しないクラス,データ属性と操作

„

インタフェースの設計

„ シーケンス図

„

メッセージの設計

„ KQML(

Knowledge Query and Manipulation Language)を参考に,命

令部とデータ部,制御部で構成

(9)

ユースケースの獲得

„

ユースケースの候補を収集選択

„

ユースケースの例

ユースケース名:

異物混入の出荷品を特定する

概要:

不具合品を特定し,該当品を出荷対象から除外する。

アクタ:

品質保証担当者

目的:

適正な製品だけを出荷したい。

事前条件:

異物混入の発生した,系列,時刻(期間),装置がわかっている。

手順:

1.アクタは,このユースケースを起動する。

2.システムは異物混入の発生した,系列,時刻(期間),装置の提示を促す。

3.アクタは,それらを提示する。

4.システムは,該当する時刻に該当装置内にあった仕掛品LOTを検索し,それを使

用した全出荷品と仕掛品を検索し,それらを一覧して提示する。

(10)

ユースケースの獲得

(11)

タイプ図

„

機能階層ごとにタイプ図を作成

„

扱うべき情報(タイプ)を特定

(12)

シーケンス図

„

情報(オブジェクト)間の通信関係を規定

„

外部メッセージ,内部メッセージの検討

(13)

メッセージ設計

„

設計原則

(1)インタフェースの命名

„

4-3層間

のインタフェースは

PSLXの標準に従う

„

4-3層間のメッセージには

PSLX

”なる

prefixを付ける

„

3-2層間のメッセージには

MESX

”なる

prefixを付ける

(2)メッセージの設計

„

KQMLで記述し,PSLXの規約に準拠した

XMLタグ

で実装する

„

各層内のインタフェースは

informativeとして定める

(3)データの渡し方

„

名前を渡す

(4)Façadeの想定

„

呼び出し元はアプリケーション(ユースケース実現)とし,

呼び出し先は各層に設けられた

Façadeとする

„

オブジェクトの名前とオブジェクトそのものとの対応づけはFaçadeが行う

„

Façadeとのリンクを確立するためのプロトコルが別途必要

(14)

メッセージの設計例(4-3層)

4層

3層

アプ

ドメ

イン

製造指示を受ける

PSLXgetSchedule()

Façade

setSchedule()

or

changeSchedule()

製造指示の送信を要求するメッセージ

(PSLXgetSchedule

:message-type request

:sender usecase-toReceiveTheManufacturingOrders

:receiver facadeOf4thLayer

:request-number 0037

:content (ManufacturingOrder

(profile,start,makeitem,consumeitem,resource,

instruction))

:reply-with acknowledgment)

製造指示を送信する応答メッセージ

(PSLXgetSchedule

:message-type response

:sender facadeOf4thLayer

:receiver usecase-toReceiveTheManufacturingOrders

:relate-request-number 0037

:content (

ManufacturingOrder(#0001,

start 20040303:182355,

makeitem (rope(f=s w=10 l=2000m p=12 st=2t a=b),

qtty 32,container y),

consumeitem (wire(f=s w=1 l=2222m),qtty 320),

resource(VDD001),

instruction ‘do your best’)

)

)

製造指示を受ける PSLXgetSchedule() 製造指示を保存する setSchedule() その工程の作業指示書を印刷する printRecipe() [終了]

(15)

メッセージの設計例(3-2層)

3層

2層

アプ

ドメ

イン

Façade

ジョブ:=

getNextJob(

工程

ID)

ジョブ.

setup()

VDD1:=

ジョブ

.

資源

.MESXgetAvailableResource()

VDD1.MESXloadRecipe(

レシピ

)

VDD1.MESXsetParameters(parameterList)

VDD1.MESXwait()

そのジョブに割り当てられた資源(群)のうち利用可能なものを得る要求メッセージ

(MESXgetAvailableResource

:message-type request

:sender usecase-toSetupTheWork

:receiver facadeOf4thLayer

:request-number 0037-002

:content (ResourdeType(start=20050323))

)

レシピ(NCプログラム)を送る要求メッセージ

(MESXloadRecipe

:message-type request

:sender usecase-toSetupTheWork

:receiver VDD1

:relate-request-number 0037-003

:content (Recipe(...))

)

運転パラメタを指定する送る要求メッセージ

(MESXsetParameter

:message-type request

:sender usecase-toSetupTheWork

:receiver VDD1

:relate-request-number 0037-004

:content (Parameter (A(value1),B(value2),...))

)

処理の終了を待つ要求メッセージ

(MESXwait

:message-type request

:sender usecase-toSetupTheWork

:receiver VDD1

:relate-request-number 0037-005

段取りの開始を指示する ある工程で,次に実行すべきジョブを知る getNextJob() そのジョブを段取りする setup() 段取り終了の報告を受ける MESXnotifySetup() 切削する(NC) startRun() 作業終了の報告を受ける MESXnotifyTermination() 品質情報を記録する addQualityInfo() 作業実績を4層に通知する PSLXnotifyTermination()

(16)

4層:3層

3層:2層

PSLXgetSchedule

PSLXsetProgress

PSLXgetProcess

指定した資源群の中から現時点で使用可能な資源を知る

MESXgetAvailableResource

MESXloadRecipe

MESXsetParameters

MESXstartRun

MESXwait

MESXnotifyTermination

(MESXnotifyAbnormalCondition)

生産計画を得る

製造実績を(ジョブ単位に)報告する

製造手順を知る

資源(VDD-ID)を指定して,そこにレシピ情報を渡す。資源はそのタイ

プに応じてポリモルフィックに振る舞う

資源(VDD-ID)を指定して,そこにパラメタを設定する

資源(VDD-ID)を指定して,段取り開始または実行開始を指示する。

資源はそのタイプに応じてポリモルフィックに振る舞う

処理の終了通知を要求する(通知が来るまで非同期に待つ)

資源(VDD-ID)が正常終了したことを報告する(非同期)

資源(VDD-ID)が異常状態にあることを報告する(非同期)

メッセージのまとめ

(17)

想定事例:ワッシャ製造

ワッシャー製造工程

切削

切削

焼入れ

焼入れ

研磨

研磨

検査梱包

検査梱包

内径(mm)

外径(mm)

厚さ(mm)

箱入り数(個)

(kg/mm2)

面精度(μm)

10.0~40.0

20.0~50.0

1.0~5.0

50 (一定)

50~80

10~100

旋盤

焼入機

研磨機

システム

搬送

40 65 1.6 22.0 10.0 50 O0010 70 55 4.0 48.0 25.0 150 O0009 30 75 2.6 36.0 15.0 100 O0008 70 55 4.0 48.0 25.0 250 O0007 40 65 1.6 22.0 10.0 150 O0006 30 75 2.6 36.0 15.0 300 O0005 70 55 4.0 48.0 25.0 100 O0004 30 75 2.6 36.0 15.0 50 O0003 40 65 1.6 22.0 10.0 200 O0002 40 65 1.6 22.0 10.0 100 O0001 精度 (μm ) 強度 (kg/ mm2 ) 厚さ (mm ) 外径 (mm ) 内径 (mm ) 個 数 オー ダ ー 番号

ワッシャーオーダ例

ワッシャー 製品概要

(18)
(19)

機能構成

„

指示・実績機能は層をまたいで存在する

レベル4

レベル3

レベル2,1,0

ディスクリート

コントロール

製造オペレーション及び

コントロール

生産ディスパッチング, 詳細生産スケジューリング

信頼性保証など

ビジネスプランニング及び

ロジスティクス

工場生産スケジューリング,

業務運営計画など

PSLX

》 :BOMサーバ

SPBOM

(エクサ)

《MESX》

《PSLX》

在庫

:計画サーバ

Rock’n Planner

(エクサ)

受払

:スケジューリングサーバ

ASTPLANNER

(横河電機)

現物情報

:MESサーバ

EXPIO

(ケー・ティー・システム)

表示器

(三菱電機)

MESX通信ユニット

(三菱電機)

シーケンサ

(三菱電機)

実績

《PSLX》

指示

指示

指示

実績

実績

参照 参照 :BOMサーバ

SPBOM

(エクサ) PSLX G/W (横河電機)

(20)

サーバごとの機能

„

計画サーバ

(4層)

„ サイトレベルのラフカット計画

„ ボトルネック工程のみで山崩し

„

スケジューリングサーバ

4-3層)

„ 部品,工程展開して,作業レベルのスケジュール

„ 作業指示と実績受入

„ 代替工程選択

„

MESサーバ

3-2層)

„ 作業指示を実行命令に展開

„ 実行指示と実績収集

„ 設備状態管理

„

MESX通信ユニット

(21)

サーバごとの機能

„

BOMサーバ

„ 2つの層に管理メッシュの異なるBOm

Bill of Manufacturing)

„ ラフカット計画用と作業レベルのスケジュール用

„ スケジューラのマスタデータとして

„

PSLX -GW

„ BomをPSLXとして参照する

„

SOAP+XML

„

Resource Record

„

Routing Record

(22)
(23)

メッセージ

設備情報を渡す 生産品目ごとに 工程情報を渡す 設備情報をとる 生産品目ごとに 工程情報をとる

BOMサーバ

PSLX-GW)

スケジューリング

サーバ

設備情報の応答 <ResourceRecord action="Show" create="2006-05-10T10:15:33.417Z" id="0000000001" transaction="0000000002" xmlns="http://www.oasis-open.org/committees/pps/ <resource code="焼入れ機">

<spec name="バッチサイズ" value="500"/> <spec name="切り替え条件" value="強度"/> <spec name="中断時間" value="-1"/> </resource> : </ResourceRecord>

設備情報の要求 空メッセージ

設備情報の応答 <RoutingRecord

action="Show" create="2006-05-10T10:18:17.228Z" id= transaction="8a10ddd3-e2ed-425b-a02d-b8da3da555f7"

<function

code=“ワッシャー;15!36!2.6!75!30-切削”

name="切削" status="Process“ type="Production"> <compose function="ワッシャー;15!36!2.6!75!30-切 <compose function="ワッシャー;15!36!2.6!75!30-切 <compose function=“ワッシャー;15!36!2.6!75!30-切 <successor function="ワッシャー;15!36!2.6!75!30-焼 <spec name="内径" value="15"/>

<spec name="外径" value="36"/> <spec name="厚さ" value="2.6"/> <spec name="強度" value="75"/> <spec name="面精度" value="30"/> </function>

工程情報の要求 <RoutingRecord action="Get" create="2006-05-10T19:18. sender="ASTPLANNER" transaction="8a xmlns="http://www.oasis-open.org/come <function code="pps:query" type="Routing"> <produce item=“ワッシャー;15!36!2.6!75! value="200"/> </function> </RoutingRecord>

(24)

デモシナリオ

ものづくり知識の登録

品目、属性種、作り方、設備使用

所要時間、代替工程

生産計画の登録

注文の登録(所要量/工程展開)

スケジューリング

計画サーバ

スケジューラサーバ

MESサーバ

生産進度表示

計画差異の警告など

製造実績の取り込み

納期報告など

設備コントローラ

実績収集

再スケジューリング(定

常)

オンデマンド

再スケジューリング

製造指示の発行

タイムフェンス内製造オーダ

スケジューリング

作業計画

実績管理・報告(完了)

作業状況管理・報告

作業指示

レシピ受信

作業開始

作業完了

作業状況報告

アラーム報告

(25)

まとめと今後の進め方

„

メッセージ設計の妥当性

„ 生産コントロール,材料およびエネルギコントロール,生

産スケジュール,製品在庫管理

„ 設備階層に基づく機能配置

„ システム構築の容易さ

(接続に5×2人日)

„

今後の進め方

„ 品質保証,保全管理の領域に拡大

„ 生産コントロールの精密化

(不良品に関わる後始末)

„ 多くのユーザ,ベンダに活用してもらえる環境,基盤

„

MESXフェーズ2への参加のお願い

„

IEC 62264-3以降への働きかけ

„

実装

(26)

PSLXとMESX

„

MESXはPSLX(PPS)の方言か

„ コアエレメントを使い,プロファイルを差し替えた

=モデルを共有し,ボキャブラリを変えた

„ 拡張ととらえる

„

PSLXへのフィードバック

„ 方向は間違っていない

„ PSLXで品質保証,保全管理は

„ Engineering,原価管理との連携は

„ MESXをPSLXに取り込むように拡張するか併存するか

„

レベル

4-3までに限定するか

„

装置コントロール,オペレーションまで含むか

PSLX(PPS)

MESX

参照

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