RDFの生産工程管理
システムへの適用
情報処理学会
第74回全国大会
2012年3月6日
松江工業高等専門学校
情報工学科
越田 高志
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1.はじめに(研究の背景と目的)
地元の中小製造業や加工業における生産工程
管理システム導入の遅れが目立つ.
 産学官の連携で,中小製造業の情報システム
化を支援する.

 導入できない原因は何か?
–
2
生産工程管理システムが高価で手が出ない.
それは,汎用システムの利用が難しいから.
どうしてか?
–各業種毎,企業毎に生産工程や生産
機器,DBなどが異なる.
–企業毎の受発注システムやDBとの連携
も考慮する必要がある,など.
カスタマイズが不可欠!
・MZPlatform(産総研)をベースとして,高専が企
業要望や現場状況を把握して,プロトタイプシステ
ムを開発・提供する.
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企業の現状(問題点)


今回のターゲット:地元の金属加工会社
数百種類/月の受注加工がある.
・リアルタイムでの工程進捗管理ができていない.
・情報の電子化が不十分で,紙面データでの
情報が多い.
そのため,
・作業待ちにともなう機器の稼働率低下.
・納期遅れや原価割れの判断が遅れる.
それらの問題解決のために,
4
生産工程管理システムの開発
開発目標
①ロット毎のリアルタイム工程進捗管理機能の
実現
(バーコードを利用したプロトタイプシステムを開発済)
②各種データの検索・集計機能の実現
③ロット毎の加工工程決定支援の自動化
(現状:工程順は監督者が決定し,紙面で指示)
④ロット毎の工程機器の自動割付最適化
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リアルタイムでの工程進捗機能
(ガントチャート表示)
時間軸
現在時刻
作業機械
ロ
ッ
ト
番
号
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作業を終え
た工程
作業中の
工程
各種検索・集計機能
(ロット番号毎の各工程作業時間集計)
ロット番号
稼動費計算結果
とグラフ表示
作業時間集
計結果
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受注データ
企業でのフィールドテストの様子
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2.RDFデータの自動生成
受注時に加工工程決定を自動化したい.
プログラム化
①過去の作業データ,受注データを分析して,
②ロット毎の加工工程順を抽出する.
③ロット番号ー工程順番 対応表 及び
品名ー設計図番ーロット番号 対応表
受注時に入力する項目
を作成する.
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④品名と設計図番から過去の工程順が分かる.
工程順抽出プログラムについて
作業データ
ロット番号
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優先順位表を参照
工程順抽出プログラム(ロット番号指定)
予稿:図2
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現行の作業指示書
これらのデータを基に,監督者が
下記の工程順番を提示する.
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M0943の工程順
RDFデータ
予稿:図3
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品名ー図番ーロット番号 抽出プログラム
(品名指定)
同じ設計図番である.
図1
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品名-設計図番ーロット番号との対応テーブル
品名
ダンパーリング
受注時に指定する
設計図番
799-30752
ロット番号
M0943
RDFデータとして自動生成する
ロット番号 M0943
1 TAL-510 NO.2
(112)
2 マシニングセンタ
汎用旋盤
(124) マシニング
3 DWC-90HA N0.3 (131) ワイヤーカット
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4 TAL-510 NO.2
(112)
汎用旋盤
5 検査
(150)
検査
スキーマ設計について
RDFデータで加工工程決定支援を自動化する.
 RDFは主語(S)と述語(P)と目的語(O)でリソース
を記述する.述語をプロパティ,目的語をそのプ
ロパティ値と呼ぶ場合もある.
 まず,生産工程管理で利用される「クラス」と
「プロパティ」を定義しなければならない.
 スキーマ設計 → RDFスキーマで
「クラス」(リソース)と「プロパティ」を定義する.
 自動生成したRDFデータ
→ RDF Validator で検証した

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クラスの定義
リソースのグループを表すものである.
 そのグループ(クラス)に属するリソース
→ インスタンス という.
 クラスを表現するための基本クラスが定義され
ている.

–
–
–
17 –
rdfs:Resource→RDFで表現するすべてのものが属
するクラス.全てのクラスはrdf:Resourceのインスタ
ンスである.
rdfs:Class
→ RDFのクラス全体を表すクラス.
rdfs:Datatype →データ型を表すクラス.
rdf:Property →RDFのプロパティを表すクラス.

クラスの定義(企業で使われている「用語」を全て定義
する)

例えば,MachineTools.rdf (工程機械グループの定義)
–
–
18
例 親クラス「MachineTools」,子クラス「鋸盤」,「旋盤」など
「フライス盤」は「工程機械」の一種である。
プロパティの定義

主語(S)と目的語(O)の関係を表すものである.

プロパティを定義するとリソースの関係を表すこと
ができる.

リソースを domain と range で指定する.

domain:プロパティの主語となるクラス(リソース)
を示すもの.

range:プロパティの目的語となるクラス(リソース)
を示すもの.
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

プロパティの定義
Property.rdf (主語と目的語との関係:述語の定義)
–
–
20
例 isProcessedBy (加工される)など.
作番は図番によって加工される(品名-図番-作番)
「品名ー図番ーロット番号」のRDFデータ
を作るには,
例えば,
「ロット番号A」は,「品名B」に属し,「図番C」によっ
て加工される,とモデル化する.
 プロパティ
属し → belongsTo
加工される → isProcessedBy
 クラス
ロット → Lot, 品名 → ProductName
図番 → Specification

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作業データ→工程順抽出とRDFデータ
自動作成プログラムを開発
最初はJavaアプリケーションとして開発.
 続いて,SOAP型Webサービスとしてまず開
発した(次のスライドで示す).
 次に,REST型Webサービスとして開発した.


22
対応テーブル作成のWebサービスも開発する
予定である.
Webサービス実行例
M0943の工程順抽出とそ
のRDFデータ自動作成
RDFデータ部
23
M0943の工程順
RDFデータ
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REST型Webサービス:
「品名ー図番ー作番」
対応表の作成
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3.おわりに
まとめ
加工工程決定支援のためのRDFスキーマ設計
を行い,RDFデータの自動生成プログラムを開
発した.
今後の予定
 RDFデータの蓄積と分析,オントロジの構築

–
–
–
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設計図と加工特徴との対応化,及びそのRDFデータ
化.加工特徴と工程順データとの対応化.
RDFデータの推論と検索システムの構築
同業他社でもシステムが利用・対応可能なオントロジ
の検討と開発
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