管理系统的制作方法

本发明涉及一种提供多个机械的最佳预热运转开始时刻的管理系统。

背景技术：

在机床和工业机械(以下简单称为机械)中，有为了避免热位移而需要预热运转的情况。但是，预热运转消耗与加工时的运转相同的电力。因此寻求减少无用的预热运转时间，使预热运转时间最佳化。

在这方面，在日本特开2015-80835号公报中公开一种在机械单体中使预热运转时间最佳化的技术。

但是，日本特开2015-80835号公报是一个机械的预热运转时间的最佳化技术，没有公开使多个机械的预热运转时间最佳化的技术。

技术实现要素：

本发明是为了解决这样的问题点而提出的，目的在于提供一种通过提供多个机械的最佳预热运转开始时刻，能够防止无用的电力消耗的管理系统。

本发明一个实施方式的管理系统，输出多个机械的启动开始时刻以及预热运转开始时刻中的至少某一方，具备：输入部，其接受加工开始时刻和上述机械的最大台数的输入；推定部，其推定多个上述机械各自的启动时间、预热运转时间以及工序时间；决定部，其根据上述加工开始时刻、上述机械的最大台数、上述启动时间、上述预热运转时间以及上述工序时间来决定多个上述机械各自的启动开始时刻以及预热运转开始时刻中的至少任意一方；以及通知部，其通知上述启动开始时刻以及上述预热运转开始时刻中的至少某一方。

另一实施方式的管理系统，上述决定部还决定多个上述机械各自的启动结束时刻以及预热运转结束时刻中的至少某一方，上述通知部还通知上述启动结束时刻以及上述预热运转结束时刻中的至少某一方。

另一实施方式的管理系统，上述输入部接受多个上述机械各自相关的上述加工开始时刻的输入。

另一实施方式的管理系统还具备：收集部，其收集上述机械各自的启动时间、预热运转时间以及工序时间中的至少某一个和环境数据；以及数据库部，其将在预定的时段的上述环境数据与在上述时段的上述启动时间、上述预热运转时间以及上述工序时间中的至少某一个对应起来存储，上述推定部根据加工时的上述环境数据、存储在上述数据库部中的过去的上述环境数据、和过去的上述启动时间、过去的上述预热运转时间以及过去的上述工序时间中的至少某一个，推定多个上述机械各自的上述启动时间、上述预热运转时间以及上述工序时间。

另一实施方式的管理系统，上述输入部还接受表示加工时的信息的输入。

另一实施方式的管理系统，上述通知部通过声音或画面显示来通知上述启动开始时刻、上述预热运转开始时刻、上述启动结束时刻以及上述预热运转结束时刻中的至少某一个。

另一实施方式的管理系统，上述通知部将多个上述机械各自的上述启动开始时刻、上述预热运转开始时刻、上述启动结束时刻以及上述预热运转结束时刻中的至少某一个通知给针对多个上述机械的每一个而决定的通知目的地。

另一实施方式的管理系统，上述通知部将通知发送给上述预热运转开始时刻已到来的上述机械。

通过本发明能够提供一种通过提供多个机械的最佳预热运转开始时刻而能够防止无用的电力消耗的管理系统。

附图说明

通过参照附图说明以下的实施例，能够更加明确本发明的上述以及其他目的、特征。这些图中：

图1是在加工生产线中，一个作业者确认所有机械的预热运转结束的情况，之后开始加工工序时的时间图。

图2是在加工生产线中，一个作业者确认机械1的预热运转结束的情况，之后开始加工工序时的时间图。

图3是各个机械的加工工序的开始时刻独立的情况下的时间图。

图4是表示管理系统100的结构的框图。

图5是说明管理系统100能够提供的信息的图。

图6是说明管理系统100能够提供的信息的图。

图7是示出了表示环境数据和预热运转时间之间的关系的近似函数的图。

图8是表示各个机械的加工开始时刻连续的情况下的各个机械的预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图9是表示各个机械的加工开始时刻独立的情况下的各个机械的预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图10是表示机械为一台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图11是表示机械为2台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图12是表示机械为2台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图13是表示机械为2台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图14是表示机械为2台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图15是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图16是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图17是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图18是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图19是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图20是表示机械为3台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系的时间图。

图21是表示机械为2台以上时决定机械的启动开始时刻的步骤的流程图。

具体实施方式

首先，说明本发明的背景。本发明将存在n台(n＝1、2、3、……)机械的情况作为前提。另外，为了说明本发明，定义以下的时间。

启动时间n：作业者启动机械n的作业所需要的时间。启动作业例如有修正刀具和工件的位置或旋转轴的作业等。

预热运转时间n：机械n的预热运转所需要的时间。

工序时间n：在机械n中执行的工序n所需要的时间。当如加工生产线那样加工物按顺序在各工序中输送时，工序时间n为“在机械n中加工所需要的时间”+“从机械n将加工物输送给机械n+1所需要的时间”。此时，各个机械的加工开始时刻为连续的。即，当机械n的工序时间n结束后，在机械n+1中开始工序时间n+1。另一方面，在不是加工生产线等而是各个机械的加工开始时刻独立的情况下，工序时间n为“在机械n中加工所需要的时间”。

图1至图3表示多个机械分别执行工序时的启动时间、预热运转时间、工序时间的典型关系。

图1是在加工生产线中，一个作业者确认所有机械的预热运转结束的情况，之后开始加工工序的情况下的时间图。图2是在加工生产线中，一个作业者确认机械1的预热运转结束的情况，之后开始加工工序的情况下的时间图。在加工生产线中，需要连续实施多个工序。在图1以及图2的例子中，假定机械1执行工序时间1，接着机械2执行工序时间2，之后机械3执行工序时间3。另一方面，图3是各个机械的加工工序的开始时刻独立的情况下的时间图。

在图1的例子中，所有的机械中产生无用的预热运转时间。另外，在图2的例子中，虽然机械1以及机械2中的无用的预热运转时间被消除，但是需要在初次的加工中调整将加工物从机械1输送到机械2的时间。进一步，机械3中依然产生无用的预热运转时间。所以不能够说是最佳的解决方法。在图3的例子中也会在所有的机械中产生无用的预热运转时间。

另外，这里将作业者为一个人的情况作为前提，但是也考虑多个作业者同时进行启动作业的情况。但是，为了抑制人事费等，一般一个作业者负责多个机械。

根据图1至图3所示的例子得到以下的问题。如果在通过各个机械进行启动作业之后立即开始预热运转，则各个机械的启动时间、预热运转时间、工序时间有时产生时间差，并产生无用的预热运转时间。

另外，预热运转大致决定需要的时间(一般为1到2个小时左右)。但是，如果委任作业者管理预热运转时间，则作业者有可能会忘记是在预热运转中，而经过了必要的时间。这种情况下也会产生无用的预热运转时间。

这样地产生了无用的预热运转时间时，各个机械的消耗电力产生了浪费。另外，在作业者忘记是在预热运转中的情况下等，会产生无法在希望的加工开始时刻开始加工的问题。

因此，本发明的管理系统提供多个机械的最佳预热运转开始时刻。这样，能够解决上述问题，并防止无用的电力消耗。

<实施方式>

首先，使用图4的框图说明本发明实施方式的管理系统100的结构。

管理系统100具有输入部10、数据收集部20、数据库部21、推定部22、决定部30以及通知部40。典型的管理系统100是具有处理器以及存储装置等的信息处理装置，处理器通过执行存储在存储装置中的程序来逻辑地实现上述的处理部10至40。

输入部10接受加工日、加工开始时刻、机械的最大台数的输入。典型地是，输入部10经由未图示的输入接口取得来自用户输入和其他系统的输出值等。

数据收集部20按照每个日期收集环境数据(天气、室温、湿度等)以及多个机械各自的机械数据(启动时间、预热运转时间、工序时间等)。典型地是，数据收集部20经由未图示的输入接口取得各种传感器的输出值和用户输入等。

数据库部21是存储数据收集部20收集到的数据的存储区域。典型地是，如图4所示，数据库部21具有将日期与各个环境数据对应后的表、将日期与机械数据对应后的表。关于多个机械分别生成将日期与机械数据对应后的表。

推定部22根据输入到输入部10的加工日和数据库部21中存储的数据，进行推定各个机械的启动时间、各个机械的预热运转时间、各个机械的工序时间的处理。

决定部30根据输入到输入部10的加工开始时刻以及机械的最大台数、推定部22计算出的各个机械的启动时间、各个机械的预热运转时间以及各个机械的工序时间，进行决定各个机械的启动开始以及结束时刻、各个机械的预热运转开始以及结束时刻的处理。

通知部40将各个机械的启动开始以及结束时刻、各个机械的预热运转开始以及结束时刻通知给外部。

接着，使用图5以及图6说明本实施方式的管理系统100所能够提供的信息。

管理系统100根据存储在数据库部21中的数据，提供用于在各个机械中确保最低限度必要的预热运转时间的预热运转开始时刻以及在各个机械的启动作业结束后到预热运转开始之间的待机时间尽量变短的各个机械的启动开始时刻。另外，管理系统100根据需要，也能够提供各个机械的预热运转结束时刻以及各个机械的启动结束时刻。

图5是存在加工开始时刻连续的3台机械的情况下的时间图。此时，管理系统100至少提供图中以星标记表示的启动开始时刻、预热运转时间1的开始时刻、预热运转时间2的开始时刻、预热运转时间3的开始时刻。

图6是存在加工开始时刻独立的3台机械的情况下的时间图。此时，管理系统100至少提供图中以星标记表示的启动开始时刻、预热运转时间1的开始时刻、预热运转时间2的开始时刻、预热运转时间3的开始时刻。

接着，说明本实施方式的管理系统100的动作。

步骤1：

数据收集部20收集每个日期的环境数据(天气、室温、湿度等)、每个日期的各个机械的数据(启动时间、预热运转时间、工序时间等)，存储到数据库部21中。作为数据收集部20收集数据的方法，有来自各种传感器的收集、来自因特网上的数据源的收集等，但是不特定。

步骤2：

输入部10接受加工日、加工开始时刻、机械的最大台数的输入。这里，当各个机械的加工开始时刻连续时，作为加工开始时刻，假定输入机械1即最初开始加工工序的机械的加工开始时刻。另一方面，当各个机械的加工开始时刻独立时，作为加工开始时刻输入各个机械的加工开始时刻。

步骤3：

推定部22根据输入到输入部10的加工日、数据库部21中存储的数据，推定各个机械的启动时间、各个机械的预热运转时间、各个机械的工序时间。

例如，推定部22通过以下方法来推定机械1的预热运转时间。首先，推定部22从数据库部21取得按照每个日期存储的室温和机械1的预热运转时间。接着，推定部22求出表示室温与机械1的预热运转时间之间的关系的近似函数(参照图7)。近似函数能够通过例如最小二乘法等公知方法来求出。并且，推定部22根据加工日的室温和近似函数来推定加工日的预热运转时间。另外，用于求出预热运转时间的近似函数可以设为不仅包括室温还包括湿度等的多变量的函数。

关于启动时间以及工序时间也能够通过相同的方法来求出。或者，认为启动时间以及工序时间与环境条件(天气、室温、湿度等)没有显著的依存关系，因此也可以将存储在数据库中的各个机械的启动时间以及工序时间的平均值设为推定值。

或者，推定部22可以不从输入部10取得加工日，而从预定的数据源取得加工时间点的室温和湿度等的环境数据。另外，推定部22也可以简单地输出预先决定的各个机械的启动时间、各个机械的预热时间、各个机械的工序时间，将处理简化。

步骤4：

决定部30根据输入到输入部10的加工开始时刻以及机械的最大台数、推定部22推定出的各个机械的启动时间、各个机械的预热运转时间以及各个机械的工序时间，决定各个机械的启动开始以及结束时刻、各个机械的预热运转开始以及结束时刻。

关于各个机械的加工开始时刻连续的情况下的各个机械的预热运转开始以及结束时刻的决定方法，在后述的实施例1-a中详细进行说明。另外，关于各个机械的加工开始时刻独立时的各个机械的预热运转开始以及结束时刻的决定方法，在后述的实施例1-b中详细进行说明。并且，关于各个机械的启动开始以及结束时刻的决定方法，在后述的实施例2中详细进行说明。

步骤5：

通知部40将各个机械的预热运转开始时刻、各个机械的启动开始时刻通知给作业者。另外，为了防止作业者在预热运转中的忘记，通知部40可以配合预热运转结束时刻，对作业者进行表示预热运转结束的通知。

作为典型的通知方法，考虑画面显示各个时刻的情况、输出表示各个时刻的到来的声音警报的情况、对作业者的移动终端进行通知的情况等，但是不限定于此。

步骤6：

作业者配合被通知的各个机械的启动开始时刻来开始启动作业。另外，配合被通知的各个机械的预热运转开始时刻来开始预热运转。

或者，可以构成为，在各个机械的启动作业结束后，将各个机械设为预热运转开始待机状态，若通知部40将预热运转开始直接通知给各个机械，则各个机械自动开始预热运转。

另外，当多个作业者同时进行启动作业时，能够如以下那样变更上述步骤。在步骤5中，通知部40将各个机械的启动开始以及结束时刻、各个机械的预热运转开始以及结束时刻通知给各作业者。因此，管理系统100最好按照各个机械的每一个，将作业负责人及其通知目的地对应地进行保持。并且，在步骤6中，各个作业者在预先被分配的负责机械的启动结束时刻之前结束启动作业，配合各个机械的预热运转开始时刻来开始预热运转，

接着，作为实施例，详细说明各种情况下的各个机械的预热运转开始以及结束时刻的决定方法、各个机械的启动开始以及结束时刻的决定方法。

<实施例1-a>

说明各个机械的加工开始时刻连续的情况下的各个机械的预热运转开始以及结束时刻的决定方法。为了说明，定义以下的变量。这里，设机械1是最初开始加工工序的机械。

t＿step＿start：加工开始时刻(机械1的加工开始时刻)

t＿hotn＿start：机械n的预热运转开始时刻

t＿hotn：机械n的预热运转时间

t＿stepn：机械n的工序时间

图8的时间图表示各个机械的加工开始时刻连续的情况下的各个机械的预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下的式子能够求出机械n的预热运转开始时刻t＿hotn＿start。

t＿hot1＿start＝t＿step＿start－t＿hot1

t＿hot2＿start＝(t＿step＿start+t＿step1)－t＿hot2

t＿hot3＿start＝(t＿step＿start+t＿step1+t＿step2)－t＿hot3

即

[数学式1]

其中，t＿step0＝0

进一步，如果将机械n的预热运转结束时刻定义为t＿hotn＿end，则通过以下式子求出t＿hotn＿end。

t＿hotn＿end＝t＿hotn＿start+t＿hotn

<实施例1-b>

说明各个机械的加工开始时刻独立的情况下的各个机械的预热运转开始/结束时刻的决定方法。为了说明，定义以下的变量。

t＿stepn＿start：机械n的加工开始时刻

t＿hotn＿start：机械n的预热运转开始时刻

t＿hotn：机械n的预热运转时间

t＿stepn：机械n的工序时间

图9的时间图表示各个机械的加工开始时刻独立的情况下的各个机械的预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下的式子能够求出机械n的预热运转开始时刻t＿hotn_start。

t＿hot1＿start＝t＿step1＿start－t＿hot1

t＿hot2＿start＝t＿step2＿start+t＿hot2

t＿hot3＿start＝t＿step3＿start－t－hot3

即

t＿hotn＿start＝t＿stepn＿start－t＿hotn

进一步，如果将机械n的预热运转结束时刻定义为t＿hotn＿end，则通过以下式子求出t＿hotn＿end。

t＿hotn＿end＝t＿hotn＿start+t＿hotn

<实施例2>

说明各个机械的启动开始以及结束时刻的决定方法。为了说明，除了实施例1定义的变量，还定义以下的变量。

t＿set1＿start＿mn：机械为n台时的机械1的启动开始时刻

t＿setn：机械n的启动时间

t＿setn＿end：机械n的启动结束时刻

在本实施例中，首先考虑机械为1台时的机械1的启动开始时刻、接着是机械为2台以上时的机械1的启动开始时刻，通过逐次法求出机械为n台时的机械1的启动开始时刻。

(1)机械为1台时

图10的时间图表示机械为1台时的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下式子求出机械为1台时的机械1的启动开始时刻。

t_set1start_m1＝t_hot1_start－t_set1

(2)机械为2台时

(2-1)图11的时间图表示机械为2台时，t＿hot1＿start＜t＿hot2＿start，并且t＿set2＿end＜t＿hot2＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下式子求出条件(2-1)时的机械1的启动开始时刻。

t＿set1＿start＿m2＝t＿set1＿start＿m1

(2-2)图12的时间图表示机械为2台时，t＿hot1＿start＜t＿hot2＿start，并且t＿set2＿end＞＝t＿hot2＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。此时，需要如图13那样变更时间图，使得t＿hot2＿start位于t＿set2＿end以后。

通过图13的时间图知道通过以下式子求出条件(2-2)时的机械1的启动开始时刻。

[数学式2]

(2-3)图14的时间图表示机械为2台时，t＿hot1＿start＞＝t＿hot2＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下式子求出条件(2-3)时的机械1的启动开始时刻。

[数学式3]

根据(2-1)至(2-3)，机械为2台时的机械1的启动开始时刻t＿set1＿start＿m2是以下中任意一个更早的时刻。

[数学式4-1]

t＿set1＿start＿m2＝t＿set1＿start＿m1

[数学式4-2]

(3)机械为3台的情况

(3-1)图15的时间图表示机械为3台时，t＿hot2＿start＜t＿hot3＿start并且t＿set3＿end＜t＿hot3＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下式子求出条件(3-1)时的机械1的启动开始时刻。

t＿set1＿start＿m3＝t＿set1＿start＿m2

(3-2)图16的时间图表示机械为3台时，t＿hot2＿start＜t＿hot3＿start并且t＿set3＿end＞＝t＿hot3＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。此时，需要如图17那样变更时间图，使得t＿hot3＿start位于t＿set3＿end以后。通过图17的时间图知道通过以下式子求出条件(3-2)时的机械1的启动开始时刻。

[数学式5]

(3-3)图18的时间图表示机械为3台时，t＿hot2＿start＞＝t＿hot3＿start并且t＿set3＿end＜t＿hot3＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。通过该时间图知道通过以下式子求出条件(3-3)时的机械1的启动开始时刻。

t＿set1＿start＿m3＝t＿set1＿start＿m2

(3-4)图19的时间图表示机械为3台时，t＿hot2＿start＞＝t＿hot3＿start并且t＿set3＿end＞＝t＿hot3＿start时的各个机械的启动时间、预热运转时间以及工序时间之间的关系。此时，需要如图20那样变更时间图，使得t＿hot3＿start位于t＿set3＿end以后。

通过图20的时间图知道通过以下式子求出条件(3-4)时的机械1的启动开始时刻。

[数学式6]

根据(3-1)至(3-4)，机械为3台时的机械1的启动开始时刻是以下中任意一个或更早的时刻。

[数学式7-1]

t＿set1＿start＿m3＝t＿set1＿start＿m2

[数学式7-2]

根据(2)以及(3)，能够通过图21所示的流程图决定机械为2台以上时的机械的启动开始时刻t＿set1＿start＿mn(n＞＝2)。这里，如以下那样定义变量。

n：表示机械编号的变量

m＿max＿num：机械的最大台数

t1、t2：表示时刻的变量

步骤s1：

将t＿hot1＿start－t＿set1设定给t＿set1＿start＿m1。另外，对n设定2作为初始值。

步骤s2：

如果n是m＿max＿num以下，则转到步骤s3。其他情况下结束处理。

步骤s3：

将t＿set1＿start＿m(n－1)设定为t1。另外，将

[数学式8]

设定为t2。

步骤s4：

当t1比t2小时，转到步骤s5。其他情况下转到步骤s6。

步骤s5：

将t1设定给t＿set1＿start＿mn。

步骤s6：

将t2设定给t＿set1＿start＿mn。

步骤s7：

在n上加1，转到步骤s2。

进一步，如果将机械n的启动开始时刻定义为t＿setn＿start，则通过以下的式子求出机械为m＿max＿num台时的机械n的启动开始时刻t＿setn＿start以及机械n的启动结束时刻t＿setn＿end。

[数学式9]

[数学式10]

另外，上述计算式不依赖于机械n的加工开始时刻t＿stepn＿start或机械n的工序时间t＿stepn。因此，上述计算式能够适用于各个机械的加工开始时刻连续的情况下或者各个机械的加工开始时刻独立的情况下的任何一种情况。

根据本实施方式，管理系统100提供多个机械的最佳预热运转开始时刻。这样，能够削减各个机械的无用的预热运转，防止无用的电力消耗。

另外，根据本实施方式，管理系统100能够在加工生产线那样各个机械的加工开始时刻连续的情况和各个机械的加工开始时刻独立的情况下分别提供最佳的启动开始时刻。

另外，本发明不限于上述各种实施方式，在不脱离主旨的范围内，能够实施构成要素的置换、省略、附加、顺序的替换等的变更。