る
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
MESXとは
標準化
実証実験
評価
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)
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,..)
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
IEC 62264 (S95)
機能領域
品質 保証 結果 保守 調 達要 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 ジュー ル 生産 能 力 計 画に よる生 産 プロセスデータ 工程内特採要求 プロセ スデ ータ 標準 仕 様及 び顧 客仕 様 品質 保証 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)
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}
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
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。
:
:
ユースケースの獲得
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
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
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
メッセージの設計例(4-3層)
4層
3層
アプ
リ
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]メッセージの設計例(3-2層)
3層
2層
アプ
リ
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()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
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)
強
度
(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
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)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
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
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>
②
②
設備情報の要求 空メッセージ①
①
設備情報の応答 <RoutingRecordaction="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>