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ダウンロード - Azbil Corporation

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ダウンロード - Azbil Corporation
No. SS1-HDS412-0013
(第 3 版)
DOBS™バッチ管理パッケージ
BatchSuite™
概 要
特 長
Industrial-DEO™システム、Harmonas™システム上で動作す
るバッチ管理パッケージBatchSuiteは、バッチ国際標準であ
るISA S88.01やJIS C 1807に準拠したバッチ製造プロセス
自動化パッケージ・ソフトウエアです。近年、高付加価値品の
変種変量生産へとシフトしている製造業にとって、バッチ式生
産における製造手順管理の複雑さを補う実行管理システムの構
築が非常に重要となってきました。BatchSuiteはバッチシス
テム構築をグラフィカルに、コンフィギュレーションベースで
容易に実現します。
●●S88.01、JIS C 1807バッチ標準に準拠
バッチ製造設備では、変種変量生産などの多目的な運用が顕著
になってきており、そのための銘柄管理(レシピ管理)、スケジ
ュール管理にみられるバッチ生産管理とバッチ運転自動化シス
テムのタイアップが大きな課題となっています。
BatchSuiteは、ISA-S88.01やJIS C 1807で提唱されてい
る階層化/部品化構造のバッチプロセス自動化モデル、および
ISAS95.01で提唱されているバッチ・プロダクション・モデ
ルを雛形にして、バッチ制御部分のみならず、生産管理をも含
んだ領域に対するソリューションツールとして開発されました。
機能構成
BatchSuiteは次の機能を持っています。
●●処方管理
品種ごとの製造手順や処方パラメータ(設定値)を管理します。
ユーザにより容易に処方の変更や追加を行える専用編集エディ
タを持っています。処方は上位システムでも管理できます。
●●運転実行管理
バッチプロセスの反応釜や晶析槽などの装置の使用順序や、各
装置における工程の実行管理機能および運転操作のための標準
画面を提供します。
●●実績管理
バッチ運転により収集される実績データをバッチID(ロットや
製造番号とも言われる)をキーに管理します。
管理業務モデル
Control Activity Model
物理モデル
手順制御モデル
Physical Model
Procedural Control Model
企業
処方管理
生産計画と
スケジュール
Recipe Management
Enterprise
生産情報
管理
Production Planning
and Scheduling
サイト
Production
Information
Management
プロセス管理
Site
設備
Process Cell
ユニット管理
BatchSuite機能
コントローラ機能
装置
Unit
Unit Supervision
機器
Equipment Module
プロセス制御
計装機器
Process Control
Control Module
Procedure
単位手順
ユニットプロシージャ
(SFC)
Unit Procedure
単位操作
単位シーケンス
(CL/PAD)
Operation
フェーズ
Phase
図1. ISA S88.01およびJIS C 1807バッチ制御モデルとBatchSuiteの対応範囲
1
プロシージャ
(SFC)
エリア
Area
Process Management
手順
制御機能
(CL/PAD、Logic)
No. SS1-HDS412-0013
Azbil Corporation
●●エンジニアリング/デバッグ作業を大幅に削減
処方の種類
バッチ管理のエンジニアリングは、プロシジャ編集をSFCで表
現、銘柄データ設定はMicrosoft Excelなど、汎用表現で実現し、
分かりやすさと取り扱いやすさを大幅に向上しています。
また、階層化/部品化されたソフトウエア構造により、システ
ムのデバッグ時間を大幅に短縮できます。
Recipe Type
原処方
製品固有の処理情報
General Recipe
サイト処方
●●標準ウインドウによる統一された運転操作
サイト固有の情報
バッチの予約から始まりバッチの運転操作(開始、一時停止、
再開、中止)、進捗状況の確認、オペレータガイダンス情報、設
定値や実績値の確認などバッチの運転管理に必要な標準ウイン
ドウを用意しています。また、運用に合わせたカスタムグラフ
ィック画面の作成が できます。
Site Recipe
基本処方
設備特有の情報
Master Recipe
実行処方
●●ハイレベルなセキュリティー機能
バッチID、バッチサイズ、
プロセス、操作員、および
システムが生成する情報
Control Recipe
医薬品GMP / FDAや、ISO9000などへ対応するハイレベル
なセキュリティー機能を有しています。
BatchSuite機能
●●製造実績の解析や過去バッチとの比較により運転効率を向上
図2.ISA S88.01およびJIS C 1807の処方種類と
BatchSuiteの対応範囲
バッチ実績記録はリレーショナルデータベースに格納され、必
要な情報を簡単に取り出せる仕組みになっており、解析作業が
容易に行えます。
●●オープンな上位インタフェース
標準インタフェースとして、次のインタフェース機能を持って
います。
• 処方管理インタフェース(バッチサーバ機能)
• 生産情報管理インタフェース(ヒストリサーバ機能)
• 生産計画インタフェース(バッチサーバ機能)
●●ソフトウエア構成
DOSS/HSS/TSS
バッチクライアント
DOHS
バッチ運転画面
バッチOCX部品
また、情報系システム上でもバッチ進捗状況を確認できる標準
クライアントソフトを用意しています。
バッチヒストリ
サーバ
RTCエディタ
OPC I/F
●●オープンなPLCインタフェース
バッチコマンド
レシピデータ
単位操作(仕込み、反応などの単位シーケンス)やフェーズ
シーケンスをPLCで実行することができます(DOPL™ II S /
DOPL IIとの組み合わせ)。
シーケンス・プログラム
ポイント・データ
に素早く対応
BatchSuiteでは、シーケンスを部品化し、プログラミングせ
ずにこれら部品を組み合わせて運転することができます。従来
のバッチシステム設計手法に比べ、新たな銘柄を素早く立上げ、
製造に移すことができます。
従来のバッチシステム
原料A仕込量
100.3
Kg
原料A仕込量
100.3
Kg
原料A仕込量120.4
100.3
Kg
原料B仕込量
Kg
原料B仕込量
Kg
原料B仕込量120.4
120.4
Kg
攪拌時間
10.0
分
攪拌時間
10.0
分
攪拌時間
10.0
分℃
昇温設定値
175.0
昇温設定値
℃
昇温設定値 175.0
175.0
℃
滴下流量
2.4
L/min
滴下流量
2.4
L/min
滴下流量
2.4
L/min
:
:
:
:
:
:
:
:
:
シーケンス実行命令
ポイント・パラメータ
バッチサーバ
図4. ソフトウエア構成
原料A仕込
原料B仕込
攪拌
温調
製造担当者が作成/変更(プログラマでなくとも変更可能)
バッチスイート
プログラマでないと
変更できない
処方=処方手順+処方パラメータ
(銘柄ごとの工程手順と設定値)
DOBS
バッチサーバ
:バッチ進行管理を実行するプログラム
バッチクライアント :バッチ進行管理を監視するプログラム
バッチヒストリサーバ:バッチ運転実績値を保存するサーバ
RTCエディタ
:統合エンジニアリングツール
銘柄シーケンス
(プログラム)
1対1に対応
バッチイベント
バッチ実績データ
DOPC IV
DOPL II S
●●部品化されたシーケンスを組み合わせ、新銘柄、新製法
処方=処方パラメータ
(銘柄ごとの設定値データ)
マスターレシピ
単位シーケンス
(部品化されたシーケンス)
N対1
図3.従来のエンジニアリング手法とBatchSuiteでのエンジニ
アリング手法
2
Azbil Corporation
No. SS1-HDS412-0013
処方管理機能
●●SFC(Sequential Function Chart、IEC61131-3)
BatchSuiteでは、基本処方(Master Recipe)および実行処
方(Control Recipe)を管理します。基本処方とは、ある製品
を製造するために必要な装置や工程の手順、設定値、設備要件
などをまとめたものです。この基本処方にバッチIDや使用装置
の指定など、実際の運転に必要な情報を付加したものが実行処
方と呼ばれます。処方管理機能は、これらの処方の作成/編集
および保存の機能を持っています。
によるプロシジャ設計
SFCは、IEC標準言語に指定されており、イベント駆動型のス
テップ遷移表現に最適な表記法です。プロシジャ設計にSFCを
用いることにより、開発スピードが向上します。
●●処方の構成
処方の内容
Recipe Contents
ヘッダー
Header
処方手順
Recipe Procedure
処方パラメータ
Formula
設備要件
Equipment Requirements
図6. RTCによるエンジニアリング(SFCエディタ)
●●マスターレシピの上位PCでの管理
ISA-S88.01やJIS C 1807では、レシピタイプとして、「ジ
ェネラルレシピ(原処方)」、「サイトレシピ(サイト処方)」、「マ
スターレシピ(基本処方)」、「コントロールレシピ(実行処方)」
の各階層を定義しています。
BatchSuite標準では、「マスターレシピ(基本処方)」と「コン
トロールレシピ(実行処方)」をサポートしています。マスター
レシピを上位PCで管理できます。上位PC上で編集したレシピ
データを、そのままシステムに取り込むことができます。
ヘッダー
:製 品名、作成者、処方の使用可否、改版番号
などの情報です。
処方手順
:反 応釜、濾過槽といった装置の使用順序や各
装置での工程実行順序を定義します。
処方パラメータ:仕 込み量、昇温設定温度といったバッチ運転
に使用される設定値情報です。
設備要件
:処方ごとに運転可能な設備(系列)を指定でき
ます。
●●コントロールレシピの設定データ変更
実行可能なコントロール・レシピデータを上位PCより操作する
ことができます。
図5. 処方の構成
●●統合エンジニアリング環境RTCエディタでの一貫した●
●●装置クラス
エンジニアリング
同じ製品(処方)でも複数の設備系列(Train)や装置(Unit)で
製造できる場合には、個別装置名で経路(Path)を定義せず、
仮想装置名で記述し、製造時に実装置名を選択する運用ができ
ます。
系列ごとに処方を作成する必要が無くなり、処方のメンテナン
スが楽になります。
BatchSuiteでは設計資料とプログラム製作のツールを統合管理
します。システムの構築には、仕様設計、ループ設計からレシ
ピ開発まで、統合エンジニアリング環境を提供するRTCエディ
タ上で行えます。ジョブ単位に、計装図からレシピまでを管理
でき、システム・ドキュメントは1つのディレクトリで管理でき
ます。処方情報はCSV形式でのインポート/エクスポート機能
を有しており、汎用PC等で編集ができます。
装置名で書いたレシピ
101系列用レシピ
RTCエディタで作成されたプロシジャは、運転画面からも共通
ビューで表現されます。
エンジニアリングとオペレーションが共通ビューですので、工
程手順を変更したときに監視画面をいちいち変更する必要はあ
りません。また、レシピ・シミュレーション機能により、バッ
チ実行前の事前チェック(シミュレーション)ができます。
102系列用レシピ
図7. 装置クラス
3
装置クラス名で書いたレシピ
どちらの系列でも使用できる
No. SS1-HDS412-0013
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●●系列、設備要件の定義
●●一時停止/繰り返し/工程飛ばしなどの現場操作に柔軟
に対応
処方ごとに運転可能な系列を定義できます。
現場での手動操作が多いバッチプロセスにおいては、非定常操
作とされているような、工程一時停止/繰り返し/工程スキッ
プなどを行える標準画面を有しています。
●●自動繰り返し、並列、条件分岐など多様なオペレーション
に対応
サンプリングに合格するまでは繰り返し処理を行うといった場
合、その処理回数はあらかじめ特定できません。BatchSuiteで
は、工程の実行順序をSFCで記述しますが、この中にループ/
並列処理/条件分岐など多様な処理が記述可能となります。条
件成立するまで繰り返し処理をするバッチなども標準でサポー
トできます。
●●装置間の連携
複数の装置間で同期を取る仕組みを持っています。例えば、あ
る装置からある装置への移液が行われる場合には、送液シーケ
ンスと受入シーケンスが同期しなければなりません。これらの
同期をRTC上で処方ごとに編集できます。
同期の種類:同期、実行許可
図8. 設備要件定義ウインドウ
運転実行管理機能
●●バッチ予約
プロシージャ
バッチ予約は、下記が選択できます。
• 時刻起動
• デマンド起動
• 外部アプリケーションからの起動
●●生産量に合わせた自動スケール(バッチサイズ変更)
指定した基準生産量から今回生産量を自動スケールして、デー
タを調整します。レシピデータの再設定などは必要ありません。
ユニットプロシージャ
●●バッチ運転モード
バッチ運転モードとしては下記をサポートします。工程進捗に
対しオペレータの確認が必要な場合は、半自動モードを選択し
ます。
• 自動
• 半自動
• 手動
ユニットプロシージャ
●●共有単位シーケンスの排他制御
図9. 装置間の連携
仕込みラインなど複数ユニットで共通に使用する装置/機器は、
共有単位シーケンスとして管理します。共有単位シーケンスは、
複数バッチで使用されますので、すでに使用中の単位シーケン
スを他のバッチが使用しようとすると、予約テーブルに入り、
先に占有したバッチが使用終了するまで排他制御されます。
●●セキュリティー機能
現場オペレーション上では、データ設定ミスや、権限外操作を
防止する必要があります。BatchSuiteでは画面入力データ上
下限チェック機能や、パスワード管理などを使用した操作権限
チェック機能や操作者履歴機能を有しています。
●●ユニット自動選択
同じ種類の複数のユニットが並列にある場合、例えば、1つの
反応槽の下流に2つの希釈槽があるような場合に、どちらの希
釈槽を選択するか、バッチ起動前には特定できないケースがあ
ります。BatchSuiteでは、オペレーション可能な並列装置が
あった場合、空き装置を自動的に選択することができます。自
動選択のための条件式を設定することもできます。
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運転操作画面
表1.運転操作画面一覧
画面名
内 容
バッチを予約するためのウインドウです。上位システムI/Fを通じ予約された場合にも本ウインドウに予約状況
予約状況ウインドウ
が表示されます。最大50バッチまで予約できます。
バッチデータ確認ウインドウ
予約内容を確認するためのウインドウです。必要に応じ処方パラメータの編集が行えます。
運転中のバッチが一覧表示されます。バッチID(ロット番号、製造番号)、銘柄(処方)、開始時間、終了時間、ステー
バッチサマリウインドウ
タス等が表示されます。本ウインドウより、任意のバッチを選択しバッチ詳細ウインドウに展開できます。
BatchSuiteで管理しているすべての装置が表示されます。またその装置で実行中のバッチの進捗情報(バッチ
ユニットサマリウインドウ
ID、銘柄、ステータス等)が表示されます。
運転中バッチの処方手順がSFC形式で表示されます。開始、一時停止、再開、中止といったバッチの運転操作
バッチ詳細ウインドウ
が行えます。本ウインドウよりユニット詳細ウインドウを呼び出せます。またバッチとして重要な処方パラメー
タだけを選択表示させる変数リストをワンタッチで呼び出せます。
運転中のユニットプロシージャの処方手順がSFC形式で表示されます。開始、一時停止、再開、中止といった
ユニットレベルでの運転操作が行えます。また、ユニットプロシージャとして重要な処方パラメータだけを選
ユニット詳細ウインドウ
択表示させる変数リストをワンタッチで呼び出せます。
本ウインドウより単位シーケンス詳細ウインドウ、占有リストウインドウ、バッチトレンドウインドウを呼び
出せます。
同時実行中の複数バッチがひとつの装置を使用する可能性がある場合、BatchSuiteではその装置の使用待ち
占有リストウインドウ
行列を管理しています。本ウインドウではその待ち行列の表示および、順序変更が行えます。
単位シーケンス詳細ウインドウ
バッチトレンドウインドウ
単位シーケンスの実行状況や処方パラメータ、実績データが表示されます。処方パラメータの変更や単位シー
ケンスレベルでの運転操作(開始、一時停止、再開、中止)ができます。
装置ごとのバッチトレンド表示ウインドウです。
ユニット詳細画面
バッチ詳細画面
単位シーケンス
詳細画面
図10. BatchSuite画面例
図11. グラフィック画面とBatchSuiteウインドウ
5
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実績管理
他システムインタフェース
●●処方管理インタフェース(バッチステーション機能)
汎用リレーショナルデータベースにバッチ実績ファイルを格納。
実績検索に柔軟に対応しておりバッチ実績データは、DOHS™
(オープン・ヒストリ・ステーション)に汎用リレーショナル
データベースとして格納されます。イベントヒストリクライア
ントによりバッチIDによる実績検索/トレンド検索/イベント
(アラーム、オペレータチェンジスなど)の検索が行えます。
また、汎用リレーショナルデータベースなため、他のPCからの
データ利用など幅広く対応ができます。
処方をExcelで編集し、本システムへ読み込めます。
●●生産計画インタフェース(バッチステーション機能)
上位PCからの生産計画を受信することができます。
●●生産情報管理インタフェース(ヒストリステーション機能)
実績情報はリレーショナルデータベースに格納され、上位PCよ
り任意の情報を取り出すことができます。
図12. イベントヒストリクライアント表示例
●●バッチトレンド表示機能
トレンドに、反応開始、反応終了などのイベント情報を重ねて
表示できます。
また、バッチ反応温度等のトレンドに理想パターンを重ね合わ
せて表示することができます。この機能は、進行中のバッチで
も使用できます。
●●バッチレポート
標準レポートを用意していますので、手軽にレポートを打ち出
すことができます。この標準レポートはExcelフォーマットに
なっていますので、これをテンプレートとしてお客様の仕様に
合わせてフォーマットをカスタマイズすることもできます。
図13. バッチ帳票例
6
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システム仕様
●●システム容量
クライアント数
入出力先コントローラ
:最大10クライアント
:DOPC III、DOPC IV、
FLC、DOPL II S、
DOPL II、DOPL
操作画面のデータ更新周期
:1秒
DOBSエンジン動作周期
:0.25秒
プロシージャスキャン周期
:0.25秒
ユニットプロシージャスキャン周期:0.25秒
単位シーケンススキャン周期
:0.25~1秒
(コントローラ仕様により
ます)
●●DOBSサーバ動作環境
基本OS
:Windows 7 Professional SP1(64ビット)
●●DOBSクライアント動作環境
• DOSS / DOSS_Hバージョン:R412
• HSS / HSS_Hバージョン:R412
• TSSバージョン:R412
基本OS環境 :Windows 7 Professional SP1(64ビット)、
Windows Server 2008 R2 Standard SP1
(64ビット)
●●システム・アーキテクチャー
BatchSuiteを実現する各ノードの位置付けを説明します。
• DOSS、HSS、TSS:エ ンジニアリング機能、運転操作、
状態監視機能
• DOBS
:実行エンジン(BatchSuiteの本体)
• DOPC™ III / IV
:プロセス入出力端、単位シーケンス
• DOPL II / DOPL II S:P LCへの入出力端(プロセス入出力
端はPLC)、単位シーケンス
• DOHS
:バッチ実績管理
• DOSS_H、HSS_H :エ ンジニアリング機能、運転操作、
状態監視機能、バッチ実績管理
WEBクライアント
情報系Ethernet
ヒストリDEO
スーパバイザリ
ステーション
(DOSS_H)
シンクライアント
スーパバイザリ
サーバ(TSS)
DEOスーパバイザリ
ステーション
(DOSS)
ヒストリ
ステーション
(DOHS)
DOBS
ゲートウェイ
ステーション
TM
(DOGS )
制御LAN
DEOプロセス
コントローラ IV
(DOPC IV)
MSC70
REGR70
ETM70
AUIR70
MSC70
MODEL NO.
POWER
DATE
REGR70
SLOT
I/O 2
SLOT
I/O 3
SLOT
I/O 4
SLOT
I/O 5
SLOT
I/O 6
SLOT
I/O 7
SLOT
I/O 8
SLOT
I/O 9
SLOT
I/O 10
SLOT
I/O 11
REGR70
SLOT
I/O 12
ETM70
AUIR70
MELSECNET
AUIR70
MSC70
LD1 J3 J4
SLOT
I/O 1
シグナル・
ユニット I/O
ベース
ユニット形 I/O
JP1
SW1
MODEL NO.
POWER
DATE
A
B
X-BUS
JP2
SLOT
I/O 2
SLOT
I/O 3
SLOT
I/O 4
SLOT
I/O 5
SLOT
I/O 6
SLOT
I/O 7
SLOT
I/O 8
SLOT
I/O 9
SLOT
I/O 10
SLOT
I/O 4
SLOT
I/O 5
SLOT
I/O 6
SLOT
I/O 7
SLOT
I/O 8
SLOT
I/O 9
J2
SLOT
I/O 10
SLOT
I/O 11
SLOT
I/O 12
LD1 J3 J4
+24V
SG
+24VB
J2
SG
TB1
ETM70
AUIR70
シグナル・
ユニット I/O
ベース
ユニット形 I/O
+24VB
SLOT
I/O 1
JP1
SW1
A
B
X-BUS
LD1 J3 J4
SG
SG
TB1
REGR70
+24V
+24VB
SLOT
I/O 3
SLOT
I/O 12
A
B
X-BUS
SG
SLOT
I/O 2
SLOT
I/O 11
SW1
MODEL NO.
POWER
DATE
+24V
SLOT
I/O 1
JP1
JP2
TSSクライアント
(TSSC)
ETM70
PLCリンカ II S
(DOPL II S)
MODEL NO.
POWER
DATE
MSC70
SLOT
I/O 1
JP1
JP2
DEOプロセス
コントローラ IV
(DOPC IV)
SLOT
I/O 2
SLOT
I/O 3
SLOT
I/O 4
SLOT
I/O 5
SLOT
I/O 6
SLOT
I/O 7
SLOT
I/O 8
SLOT
I/O 9
J2
SLOT
I/O 10
SG
TB1
SLOT
I/O 11
SLOT
I/O 12
LD1 J3 J4
SW1
JP2
A
B
X-BUS
+24V
SG
+24VB
J2
SG
TB1
プログラマブル
コントローラ
(MELSEC)
フィールド機器
フィールド機器
図14. DOBS接続構成例
7
FLeX
分散コントローラ
(FLC)
アプリケーション容量
項 目
仕 様
銘柄グループ数
制限なし
銘柄数
制限なし
系列数
制限なし
ユニット数
最大150
同時実行バッチ数
最大50バッチを並列処理可能
プロシジャ
200行×15列のユニットプロシージャ
ユニットプロシージャ
200行×15列の単位シーケンス
単位シーケンス
最大66数値データ(設定値と実績値の合計)
ライセンス形番
形 番
名 称
備 考
HD-SWBSSV40
DOBSサーバライセンスR4XX
HD-SWBSCL40
DOBSクライアントライセンスR4XX(TSS以外用)
HD-SWBSCT40
DOBSクライアントライセンスR4XX(TSS用)
注1:BatchSuiteの実績管理ヒストリサーバ(HSS_H / DOSS_H / DOHS)が必要です。
注2:DOBSハードウエアについては、デスクトップCPU、EM-6545の製品仕様書を参照してください。
• Industrial-DEO、Harmonas、BatchSuite、DOHS、DOBS、DOGS、DOPL、DOPCはアズビル株式会社の登録商標です。
• Microsoft、Windows、Excelは米国Microsoft Corporationの米国及びその他の国における商標、または登録商標です。
• Ethernetは米国ゼロックス社の登録商標です。
• MELSEC、MELSECNET/10は三菱電機株式会社の登録商標です。
• その他本文中に記載している製品名、機種名、社名は各社の商標、または登録商標です。
• ここに記載されている製品は特にお断りがない限り標準製品です。
ご注文・ご使用に際しては、見積・契約基本条件(下記URL)
を必ずお読みください。
http://www.azbil.com/jp/product/factory/estimate.html
あわせて「ご注文・ご使用に際してのご承諾事項」
(下記URL)
をお読みください。
http://www.azbil.com/jp/product/factory/order.html
お問い合わせは、弊社事業所へお願いいたします。
本 社 〒100-6419 東京都千代田区丸の内2-7-3 東京ビル
北海道支店 ☎
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東 北 支 店 ☎
(022)290-1400
関 西 支 社 ☎
(06)6881-3331
北関東支店 ☎
(048)621-5070
中 国 支 店 ☎
(082)554-0750
東 京 支 社 ☎
(03)6432-5142
九 州 支 社 ☎
(093)285-3530
〔ご注意〕
この資料の記載内容は、
お断りなく変更する場合もありますのでご了承ください。
2014年 9月 初版発行
2016年 3月 改訂3版
(29)
8
〈アズビル株式会社〉 http://www.azbil.com/jp/
本資料からの無断転載、複製はご遠慮ください。
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