JP2006106809A - 製造システム、製造方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 現場の状況に応じて作業者が再スケジュールを行った上で、次に行う作業を決定することができるようにする。
【解決手段】 複数の製品を加工装置１００、１１０にて製造する製造システムにおいて、加工装置１００、１１０のスケジュールを行うスケジュール管理装置３００と、各加工装置の設定および加工進捗状況を通知する加工進捗状況出力部１０１と、スケジュール結果および加工装置の設定・加工進捗情報を共有情報として蓄積する装置共有情報格納部４００と、加工装置１００、１１０と対に設置され、加工装置からデータを収集するとともに共有情報から、自装置が加工可能なワークに関しその前工程を加工している装置の進捗を作業者に指示する作業指示装置２００と、これらを接続するネットワーク５００から構成される製造システム等を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製造システム、製造方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及びコンピュータプログラムに関し、特に、複数の加工工程から成り、複数の装置の各々が複数の加工工程を担当し、また同一工程に対し複数の装置が割り当てられている、多品種の加工を行う加工作業において、スケジューラの結果に基づき作業を行うにあたり、装置トラブル等によりスケジューラの結果と実作業とに隔たりが生じた場合、現場の作業者の判断を取り入れることによりこれに対応できるようにするために用いて好適なものである。

複数の加工工程から成り、複数の装置の各々が複数の加工工程を担当し、また同一工程に対し複数の装置が割り当てられている、多品種の加工を行う加工作業において、スケジューラ等を用いて、工程の順序・装置の振分け等を行っている場合、実際の段取り時間・装置の稼動状態をリアルタイムに考慮することは難しく、装置トラブル等に即時に対応できなかった。
このため、作業者の立場においては、スケジュール結果に基づき次作業の準備を開始しても、前工程からのワークが到着しないなど理由で加工が開始できず、一度発生した遅れを取り戻すことが困難であった。

上記のように、従来の方法では、管理者がスケジュールと実作業の進捗とを考慮した上で、必要に応じて再スケジュールを行い、現場に指示を出していた。この方法では、管理者が如何に現場の状況をリアルタイムにスケジュールに反映させるかがその結果の精度となっていた。
本発明では、上記課題を解決するために、加工装置毎に、スケジュールの結果とともに自装置に関係する他装置の進捗をあわせて表示し、現場の状況に応じて作業者が再スケジュールを行った上で、次に行う作業を決定することができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、複数の製品を加工装置にて製造する製造システムにおいて、加工装置のスケジュールを行うスケジュール手段と、各加工装置の設定および加工進捗状況を通知する手段と、スケジュール結果および加工装置の設定・加工進捗情報を共有情報として蓄積する手段と、加工装置と対に設置され、加工装置からデータを収集するとともに共有情報から、自装置が加工可能なワークに関しその前工程を加工している装置の進捗を作業者に指示する作業指示手段と、これらを接続するネットワークから構成されることを特徴とする製造システム等、を提供する。

本発明によれば、前後工程の作業の稼動状況を表示することにより、装置トラブル等で即時に管理者による再スケジュールに対応できない場合においても、現場の作業者の選択作業に関し再スケジューリングを行い、全体への影響を判断した上で、作業継続のための効果的判断が可能となる。
また、前工程の作業の進捗状況を把握できるため、作業完了前に自工程の準備を開始することができるので、各工程の作業をオーバーラップさせることができ、作業時間の短縮をはかることができる。

次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態を示し、作業指示システムのシステム構成の一例を示すブロック図である。図２は、ＤＢサーバに格納されている装置共有情報の一例を示す図である。図３は、装置固有情報格納部に格納されている装置固有情報の一例を示す図である。図４は、装置情報表示画面の一例を示す図である。

図１において、１００、１１０は、ワークを加工するための加工装置である。２００、２１０は、収集したデータを元に作業者に作業の指示を出す作業指示装置である。３００は、ワークの順序等を算出するスケジュール管理装置である。４００は各作業指示装置２００、２１０およびスケジュール算出部３００から得られたデータを格納する装置共有情報格納部である。５００は、これら作業指示装置２００、スケジュール管理装置３００、及び装置共有情報格納部４００を相互に接続するネットワークである。

１０１は、加工装置１００、１１０に設置され、加工装置１００、１１０の設定および加工進捗状況を収集し、収集したデータを作業指示装置２００、２１０に送信する加工進捗情報出力部である。２０１は、作業指示装置２００、２１０に設置されている表示装置に表示され、装置から取得できない進捗情報および作業者による判断結果等を入力する装置情報入力画面である。２０２は、作業指示装置２００に設置されている表示装置に表示され、得られた作業指示内容を作業者に通知する装置情報出力画面である。

２０３は、作業指示装置２００、２１０に設置され、前記加工進捗情報出力部１０１、装置情報入力画面２０１および装置共有情報格納部４００から得られた情報を元に作業指示情報を作成する作業指示データ算出部である。２０４は、作業指示装置２００、２１０に設置され、加工進捗情報出力部１０１が出力したデータおよび作業指示データ算出部２０３が算出した装置固有の情報を格納する装置固有情報格納部である。

３０１は、スケジュール管理装置３００に設置されている表示装置に表示され、スケジュールの算出に必要なデータを入力するスケジュールデータ入力画面である。３０２は、スケジュール管理装置３００に設置され、スケジュールデータ入力画面２０１および装置共有情報格納部４００から得られた情報を元に加工スケジュールを算出するスケジュール算出部である。３０２は、スケジュール管理装置３００に設置され、スケジュール算出部３０３が算出したデータを表示するスケジュールデータ表示画面である。算出されたデータは、装置共有情報格納部４００に格納される。

図２において、図２（ａ）には、各部品毎の加工順序を示したデータテーブルを示す。このデータテーブルは、各部品毎にどの加工工程をどの順序で加工を行うかを示している。例えば部品"う"は、加工工程"３"→加工工程"６"→加工工程"７"→加工工程"４"→・・・の順序で加工を行うことを示している。このデータは、予め定義されているものとする。図２（ｂ）には、スケジュール管理装置３００で得られたスケジュール算出結果を示したデータテーブルを示している。このデータテーブルは、装置毎にどの部品をどの加工工程で加工を行うかを示している。例えば装置"ZZZ"は、10時25分から部品"い"を加工工程"６"で段取り・加工を行い、11時30分から部品"う"を加工工程"６"で段取り・加工を行うことを示している。

図２（ｃ）には、各作業指示装置２００、２１０から収集した各加工装置の稼働状況を示したデータテーブルを示している。例えば、装置"ZZZ"は、現在部品"い"を加工工程"６"で加工し、スケジューラの予測では、11時30分に終了するはずであるが、何らかの影響により、装置が算出した終了推定時刻が10分遅れの11時40分になることを示している。これらの各データは、装置共有のデータをして、装置共有情報格納部４００に格納されている。

図３において、図３（ａ）には、各装置における加工可能な部品・工程と、その加工時間とを示している。例えば、装置"ZZZ"は、部品"あ"に関しては加工工程"４"と"６"が加工可能で、それぞれ加工時間が60分と80分であることを示している。このデータは、部品の仕様により、予め定義されているものとする。図３（ｂ）には、各装置における工程間の所要段取り時間を示したものである。例えば、現在の加工部品が"い"、加工工程が"６"であり、次の加工部品が"う"、加工工程が"６"である場合、段取りに10分必要であることを示している。このデータは、部品の仕様により、予め定義されているものとする。

図３（ｃ）には、各装置で加工可能な部品の工程順序を示したものである。例えば、装置"ZZZ"で加工可能な工程を、部品"あ"については、"１"、"７"とし、部品"い"については、"５"とし、部品"う"については、"３"、"７"としている。また、装置"ZZZ"にとって加工可能な工程の前工程を部品"あ"については、"４"、"６"とし、部品"い"については、"６"とし、部品"う"については、"６"、"４"としている。

図３（ｄ）には、各装置におけるスケジュール管理装置３００で得られたスケジュールの算出結果を示したデータテーブルを示す。このデータテーブルでは、前述の図２（ｂ）に示したデータテーブルから、該当装置に関するデータのみを抽出している。図３（ｅ）には、加工進捗情報出力部１０１から収集した各加工装置１００、１１０の稼働状況を示したデータテーブルを示す。このデータを元に前述の図２（ｃ）に示すデータテーブルが構成される。

図３（ｆ）には、各装置の次作業候補を示す。図３（ｃ）において、加工可能な工程を行っている装置に関する情報を収集して構成される。例えば、図３（ｃ）に示す加工可能な工程順序から、装置"ZZZ"にとって加工可能な工程の前工程を抽出し、その部品・加工工程に関し加工を行っている装置のデータを、図２（ｃ）に示すデータテーブルから取得すると、装置"CCC"においては部品"う"と加工工程"３"とがこれに該当し、装置"AAA"においては部品"あ"と加工工程"７"とがこれに該当する。

図４は、装置情報表示画面２０２の表示内容の一例を示す図である。図４において、"前装置情報"には、図２（ｃ）に示すデータテーブルから得られた他の装置の情報が表示される。この装置情報のうち、図３（ｆ）に示す次作業候補に関しては、色分けされるとともに、次作業としてその作業を選択した場合の段取り作業開始可能時刻と加工作業開始時刻とが表示される。
"自装置情報"には、図３（ｄ）に示すデータテーブルから得られるスケジュール予定と、図３（ｅ）に示すデータテーブルから得られる実作業作業終了時刻とが表示されるとともに、図３（ｂ）に示す工程間の所要段取り時間のうち、現在加工されている部品・工程からの所要段取り時間が表示される。

図５は、加工部品・工程を決定する際の加工終了予想時刻を算出するための処理の一例を示すフローチャートである。図６は、加工内容を決定するための処理の一例を詳細に説明するフローチャートである。図７は、図６の再スケジュール要求処理（ステップＳ２５０）における処理を詳細に説明するフローチャートである。

以下に、作業指示システムの動作を、図１〜４を用いて、図５〜７の流れに従い説明する。
まず、スケジュール管理装置３００のスケジュールデータ入力画面３０１より生産計画が入力された後、スケジュール算出部３０３にて、図７のスケジュール算出フローが実行される。ステップＳ３１０において、スケジュールデータ入力画面３０１より入力された生産計画データを元に、装置毎のスケジュールが算出される。そして、ステップＳ３２０において、算出結果が、装置共有情報格納部４００に、図２（ｂ）に示す形式で格納される。装置"ZZZ"に着目すると、部品"い"、加工工程"６"の加工作業に関し、段取りを10時25分に、加工を10時30分にそれぞれ開始することにより、11時30分に加工が完了する予定になっている。その後、部品"う"、加工工程"６"の加工作業に関し、段取りを11時30分に、加工を12時00分にそれぞれ開始することにより13時15分に加工が完了する予定になっている。

次に、加工装置１００、１１０において、図３（ｄ）および図３（ｆ）に示すように、スケジュールに従い部品"い"、加工工程"６"の加工作業が予定通り10時30分に開始されたとする。作業指示装置２００の作業指示算出部２０３にて、図５に示す加工終了予想時刻算出フローが実行される。
ステップＳ１１０において、加工進捗情報出力部１０１からデータを収集する。ステップＳ１２０において、加工の進捗変化を抽出し、ステップＳ１３０において、進捗変化が加工の終了の場合には、ステップＳ１７０において、加工終了時刻を装置固有情報格納部２０４に登録する。一方、加工の終了でない場合には、ステップＳ１４０において、加工開始からの経過時間と加工の進捗から加工終了時刻とを算出する。

そして、ステップＳ１５０において、進捗変化が装置トラブル等で加工終了時刻が算出できない場合には、再度データの収集に戻り、算出できる場合には、ステップＳ１６０において、加工終了予想時刻を装置固有情報格納部２０４に登録する。
図３（ｅ）に示す例では、スケジューラが予想した加工終了時刻は11時30分であるものの、加工中にトラブル等があり前記算出により11時40分になることを示している。
以上の動作が装置毎に実行され、進捗変化が発生する度に、装置共有情報格納部４００における図２（ｃ）に示したデータテーブルの内容が更新される。

次に、各装置において次に加工する部品および工程を決定するフローについて説明する。
装置"ZZZ"で現在加工中の部品"い"、加工工程"６"の次の作業を決定する際、作業指示算出部２０３において、図６に示す加工内容決定フローが実行される。図３（ｄ）に示すように、スケジューラが算出した次部品と工程は、それぞれ部品"う"と加工工程"６"であるが、図２（ｃ）に示したデータテーブルより、この部品は装置"ZZZ"の前工程として、装置"CCC"が加工を行っているが、遅れが生じ、11時45分にならないと加工が終了しない。そこで、ステップＳ２１０−１〜Ｓ２１０−３において、自装置に割り当てられたスケジュールに変更が生じたことを検知した場合、ステップＳ２２０において次加工の候補を抽出する。

装置"ZZZ"が加工可能な部品と工程は、図３（ａ）に示す通りであり、その前工程は、図３（ｃ）を用いて説明した通りである。現在加工を行っている装置は、図２（ｃ）に示したデータテーブルより得られるので、結果として、図３（ｆ）に示すように、装置"CCC"の部品"う"、加工工程"３"および装置"AAA"の部品"あ"、加工工程"７"が得られる。スケジューラが算出した次加工は部品"う"であるが、予定より遅れての加工となるため、スケジューラが算出していない部品"あ"の加工を行うほうが、加工に早く着手できることがわかる。

そして、ステップＳ２３０において、作業者が部品"あ"を選択すると、ステップＳ２４０−１〜Ｓ２４０−２において、スケジュールと異なった選択をしたと判断し、ステップＳ２５０において、スケジュール管理装置３００に再スケジュールを要求する。再スケジュールの結果、ステップＳ２６０において、管理者が部品"あ"の選択により他のスケジュールに影響を及ぼすと判断した場合には、従来のスケジュールの次加工である部品"う"を選択する。一方、他のスケジュールに影響を及ぼさないと判断した場合には、部品"あ"を選択し、ステップＳ２７０において、その選択結果を装置共有情報格納部４００および装置固有情報格納部２０４に登録する。

以上のように、予めスケジュールされた作業内容に関し、トラブル等で実際の作業進捗を差が生じた場合においても、各作業者の判断により再スケジュールを行い全体への影響を判断した上で、作業継続のための効果的判断が可能となる。

（本発明の他の実施形態）
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。

また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。

さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態を示し、作業指示システムのシステム構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示し、ＤＢサーバに格納されている装置共有情報の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、装置固有情報格納部に格納されている装置固有情報の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、装置情報表示画面の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、加工部品・工程を決定する際の加工終了予想時刻を算出するための処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態を示し、加工内容を決定するための処理の一例を詳細に説明するフローチャートである。 本発明の実施形態を示し、図６の再スケジュール要求処理における処理を詳細に説明するフローチャートである。

符号の説明

１００、１１０ 加工装置
１０１ 加工進捗状況出力部
２００ 作業指示装置
３００ スケジュール管理装置
４００ 装置共有情報格納部
５００ ネットワーク

Claims (7)

1. 複数の製品を加工装置にて製造する製造システムにおいて、
   前記加工装置のスケジュールを行うスケジュール手段と、
   各加工装置の設定および加工進捗状況を通知する通知手段と、
   前記スケジュールの結果と、前記各加工装置の設定および加工進捗情報とを共有情報として蓄積する蓄積手段と、
   前記加工装置と対に設置され、前記加工装置からデータを収集するとともに、前記共有情報から、自装置が加工可能なワークに関しその前工程を加工している装置の進捗を作業者に指示する作業指示手段と、
   前記スケジュール手段と、前記蓄積手段と、前記作業指示手段とを相互に接続するネットワークとを備えることを特徴とする製造システム。
2. 前記加工装置は、前記作業指示手段に対し前記加工進捗情報を通知する加工進捗情報出力部を備えることを特徴とする請求項１に記載の製造システム。
3. 前記作業指示手段は、前記加工装置に固有の情報を格納する装置固有情報格納部と、
   前記作業者が作業の進捗を入力するための作業進捗入力画面を表示する表示部と、
   前記作業進捗入力画面、前記蓄積手段を有するサーバ装置、及び前記加工装置からデータを収集し、作業者への指示を判定する進捗データ収集部とを備え、
   前記表示部は、前記作業者への指示を表示するための装置情報表示画面を表示することを特徴とする請求項１に記載の製造システム。
4. 前記進捗データ収集部には、上記スケジュール手段が算出した次作業と、作業者が現場の作業状況から判断した次作業とが異なった場合、作業者が判断した次作業を選択した場合における再スケジュールを要求する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の製造システム。
5. 複数の製品を加工装置にて加工する製造方法において、
   前記加工装置のスケジュールを行うスケジュール工程と、
   各加工装置の設定および加工進捗状況を通知する工程と、
   前記スケジュールの結果と、前記各加工装置の設定および加工進捗情報とを共有情報として蓄積する工程と、
   前記加工装置からデータを収集するとともに、前記共有情報から、自装置が加工可能なワークに関しその前工程を加工している装置の進捗を作業者に指示する作業指示工程とを有することを特徴とする製造方法。
6. 前記請求項５に記載の各工程をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
7. 前記請求項５に記載の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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