この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
最近では、製造システムの柔軟性が大幅に向上し、より多くの機能が追加されています。ものづくりシステムを構成するNCマシン、ロボット、無人搬送車、プログラマブルコントローラなどの構成機器は、その数と種類が増加しています。さらに、これらのデバイスの一部が製造セルに組み込まれるという明確な傾向があります。したがって、製造技術者は、多くの種類の個々のデバイスだけでなく、デバイスを組み合わせて最終的にセルを製造するためのプログラムを開発および更新する必要があります。この事実により、製造オペレーションの制御を統合およびプログラミングすることの難しさが増しています。
製造プログラムでは、製品指向のデータ、プロセス指向のデータ、操作指向のデータ、管理指向のデータなど、多種多様な製造データが強く必要とされています。この多様性は、製造データが、他のシステム (ビジネス システムなど) で遭遇する通常の処理データよりもはるかに複雑で多様なスキーマを持つことを意味します。したがって、製造データベースの使用と管理には、特別な高度な技術が必要です。
MAPLE は、従来、自動生産用アプリケーション プログラミング言語の領域内にあると認識されてきた次の問題に対処します。
- 製造業は、さまざまな要件と制約を伴う多様なタスクを提示します。多くの場合、これらのタスクに対処するにはプログラミングが必要です。要件と制約が多様であるため、さまざまな製造アプリケーション プログラミング言語が必要であることがわかっています。
- 通常、各製造アプリケーション プログラミング言語には、開発方法論、開発ツール、デバッグ ツール、シミュレーション ツール、およびランタイム サービスの独自の環境があります。これらの環境はスタンドアロンであるため、製造データベースへの便利なアクセスを実現することは困難です。
- その結果、アプリケーション開発者または設計者が、完全なプロジェクトの個々のタスクに対して異なる製造言語の使用を調整することは困難ですが、これは一般的なニーズです.
- 同様に、システム エンジニアとインテグレータが異なる製造言語を使用して開発されたプログラムを結合することは非常に困難です。これらは異なるランタイム サービスを使用または必要とするためです。
これらの問題に対処するために、言語に依存しない製造自動化プログラミング環境 (MAPLE) が標準化されています。この国際規格は、そのような環境を達成するための最初のステップとして、MAPLE の機能アーキテクチャを表しています。 MAPLE は、高度な製造技術で使用されるデータなどのオブジェクトを、必要なユーザー指向のツールに接続する構造化された一連の機能です。
この MAPLE 機能アーキテクチャの国際標準は、環境内のコンポーネントの機能と相互接続を指定します。これは、MAPLE の商用開発者だけでなく、MAPLE サービスとインターフェイスの標準を開発する権限を持つ標準化団体の技術委員会、小委員会、ワーキング グループを対象としています。
MAPLE 環境は、上記の問題を解決するために過去 10 年間にシステム インテグレーターによって作成された既存の社内ソリューションを置き換えることができます。
このプログラミングのサポート機能には、主に自動化されたデバイスのプログラミングの特定の要件のために、製造環境に典型的な一連の機能が必要になります。製造ドメイン外の他の自動化デバイスのプログラミングをサポートする環境 (無人列車を使用した輸送システムなど) は、MAPLE と同様のアーキテクチャを備えています。ただし、これらの他の環境で必要なコンポーネントの機能と実装は、MAPLE とは異なります。
MAPLE は次の利点を提供し、大幅な時間とコストの削減につながります。
- 製造プログラムの簡単かつ迅速な開発。
- 製造プログラムの簡単かつ迅速な更新。
- 分散型製造データベースへの統合アクセス。
- 製造データベースの統合管理。
- 製造ソフトウェア ツールの効果的な利用。
- 将来の製造ソフトウェア ツールとデータ モデルのフレームワークの提供。
Introduction
Over the recent past, manufacturing systems have become considerably more flexible and have acquired greater functionality. The numbers and types of component devices of manufacturing systems, such as NC machines, robots, automated guided vehicles and programmable controllers, have increased. Furthermore, there is a definite trend for some of these devices to be incorporated in manufacturing cells. Manufacturing engineers are thus required to develop and update programs not only for many kinds of individual devices but also for combinations of devices and ultimately manufacturing cells. Due to this fact, the difficulty of integrating and programming the control of manufacturing operations has increased.
Manufacturing programs have an intense need for a large variety of manufacturing data, including product oriented data, process oriented data, operation oriented data and management oriented data. This diversity means that manufacturing data has a much more complicated and varied schema than the usual processing data encountered in other systems, e.g., business systems. Therefore, the use and management of manufacturing databases requires a special high-level technology.
MAPLE addresses the following problems that have been traditionally recognized to be within the domain of manufacturing application programming languages for automated production:
- Manufacturing presents a diversity of tasks with widely varying requirements and constraints. Often, addressing these tasks requires programming. Because of the diversity of requirements and constraints, a variety of manufacturing application programming languages have been found necessary.
- Typically, each manufacturing application programming language has its own unique environment of development methodologies, development, debug and simulation tools, and run-time services. Because these environments are stand-alone, it is difficult to achieve convenient access to the manufacturing databases.
- As a result, it is only with difficulty that an application developer or designer may coordinate the use of differing manufacturing languages for the individual tasks of a complete project, though this is a common need.
- Similarly, it is with great difficulty that systems engineers and integrators combine programs developed using different manufacturing languages, because they use or require different run-time services.
To address these problems, a language-independent manufacturing automation programming environment (MAPLE) is being standardized. This International Standard represents the functional architecture of MAPLE as a first step towards achieving such an environment. MAPLE is a structured set of capabilities that connects the objects such as data used in advanced manufacturing technologies to the required user oriented tools.
This International Standard for the MAPLE functional architecture specifies the functionality and interconnection of the components in the environment. It is intended for the technical committees, subcommittees and working groups of those standardization bodies whose mandate will be to develop the standards for the MAPLE services and interfaces, as well as for the commercial developers of MAPLE.
The MAPLE environment can replace existing in-house solutions that have been created by system integrators during the last decade to solve the above mentioned problems.
This support facility for programming will need a set of functionalities that are typical for the manufacturing environment, mainly because of the specific requirements of programming automated devices. Environments to support the programming of other automated devices outside the manufacturing domain (e.g. a transportation system with unmanned trains) will have similar architectures to MAPLE. Nevertheless, the functionality and implementation of the components needed by these other environments will be different from MAPLE.
MAPLE will provide the following benefits, which will lead to considerable time and cost reduction:
- easy and quick development of manufacturing programs;
- easy and quick updating of manufacturing programs;
- unified access for distributed manufacturing databases;
- unified management of manufacturing databases;
- effective utilization of manufacturing software tools;
- provision of a framework for future manufacturing software tools and data models.