JP2006201887A - 作業指示書作成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】製造管理工程における作業指示書作成のための労力を低減する作業指示書作成システムを提供すること。
【解決手段】所望のプリント配線基板における基板レイアウト情報に基づいてプリント配線基板のレイアウト画像を生成するレイアウト画像生成手段と、プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報に基づいて生成されたレイアウト画像上に部品配置パターン画像を生成する部品配置パターン画像生成手段と、作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報に基づいて生成される部品配置パターン画像を、例えば、色や線種を変更したりして識別可能に分割する部品配置パターン分割手段と、部品配置パターン分割手段により分割された単位ごとに、生成された画像を合成出力する画像出力手段とを備えるように構成している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プリント配線基板における部材配置作業の指示書を作成する作業指示書作成システムに関する。
従来、電子機器にかかせない重要なアイテムとしてプリント配線基板(PCB:Printed Circuit Board)がある。プリント配線基板は、絶縁体に銅箔を張り合わせた積層板に電子機器用の回路を転写し、エッチングを行って所要の電子回路を形成したものであり、導体パターンが、表面1層、裏表2層、表裏含めて3層以上あるかによって、片面、両面、多層プリント配線基板と呼ばれている。
プリント配線基板に対する部品の実装は、大別して、挿入実装する方式と、表面実装する方式とがある。挿入実装する方式は、プリント配線板のスルーホールに部品端子を挿入し、部品面の反対側のハンダ面でハンダ付けして固定する。このとき、プリント配線基板面にはあらかじめソルダレジストと呼ばれる耐熱性のコーティング材を形成し、ハンダ付けに必要なランド以外のランドや導体パターン等にハンダが着かないようにしておく。
また、このときのハンダ付けとしては、直接手作業で部品端子を一つずつハンダ付けしていく方法と、ハンダディップ槽に部品端子を漬け込むことで一度にハンダ付けする方法とがある。一方、表面実装する方式は、表面実装部品のランドにクリームハンダを塗布し、その上に表面実装部品を装着した後、クリームハンダを加熱融解させることにより、プリント配線基板表面のランドに表面実装部品の端子をハンダ付けする。このときのハンダ付けは、リフローソルダリングと呼ばれる。
ところで、このようなプリント配線基板において部品が実装されるまでの工程は以下のようになっている。
(1)回路設計工程…回路を設計する。
(2)基板設計工程…基板のレイアウトを設計する。
(3)生産設計工程…部品の取り付け方法を設計するとともに、治具を発注する。
(4)治具設計工程…部品に合わせた治具を設計する。
(5)製造管理工程…取付作業を指示するための作業指示書を作成する。
(6)取付作業工程…作業指示書に基づいて部品の取り付けを行う。
ここで、(5)の製造管理工程では、市販のアプリケーションソフトを用いて作業者の人数に合わせた作業指示書を作成し、図8に示すような作業指示書を印刷出力する。この印刷出力された作業指示書は、図9に示すように、透明ファイルケース等に入れられた状態で各作業者の正面に配置され、作業者はこの指示書を見ながら部品取り付けの作業を行う。
なお、図8は製造管理工程で作成される作業指示書の一例であり、同図左側は基板レイアウト及び部品配置図を示し、同図右側は配置部品表を示す。図9は従来の作業者の作業状況を示す図である。
しかし、従来の実作業におけるプリント配線基板の種類は一つではなく複数種類あることから以下に述べるような問題点があった。すなわち、製造管理工程では作業対象となるプリント配線基板の種類ごとに作業指示書を作成しなければならず、さらに一枚のプリント配線基板であっても、実際に部品の取り付けを行う作業者の数に合わせて作業指示書を作成しなければならないため、製造管理工程では膨大な量の作業指示書を作成するとともに、それらをストックしておかなければならないという問題点があった。
また、(6)の取付作業工程では、作業者の人数があらかじめ決められた状態で作業の分割がなされていることから以下に述べるような問題点があった。すなわち、例えば、3人で作業を行うように設定されていた作業現場において、作業者の1人が風邪で休んだりすると、用意されていた3枚の作業指示書は役に立たなくなってしまうため、製造管理工程では、新たに2人で作業する場合の作業指示書を作成しなくてはならないという問題点があった。
さらには、取付作業工程における実際の作業現場では、各作業者の作業スキルに関する情報は作業経験年数くらいの情報しか得られないため、個々の作業者の正確な作業スキルを把握することが難しく、作業スキルの違いから取付作業工程において、作業処理の早い者の空き時間が多くなり、製造効率の悪化を招くという問題点があった。
なし
解決しようとする第1の目的は、製造管理工程における作業指示書作成のための労力を低減する作業指示書作成システムを提供することである。また、第2の目的は、作業者のスキルを把握するための情報収集を行う作業指示書作成システムを提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の作業指示書作成システムは、図1に示すように、所望のプリント配線基板における基板レイアウト情報DLに基づいてプリント配線基板のレイアウト画像GLを生成するレイアウト画像生成手段2と、プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報DPに基づいてレイアウト画像生成手段2において生成されたレイアウト画像GL上に部品配置パターン画像GPを生成する部品配置パターン画像生成手段3と、作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報DWに基づいて部品配置パターン画像生成手段3において生成される部品配置パターン画像GPを、例えば、色や線種を変更したりして識別可能に分割する部品配置パターン分割手段4と、部品配置パターン分割手段4により分割された単位ごとに、生成された画像を合成出力する画像出力手段5とを備えるように構成している。
ここで、部品配置パターン分割手段4は、事前に設定される分割単位数情報に基づいて部品配置パターン画像GPを分割することや、事前に設定される所定の作業者情報に基づいて前記部品配置パターン画像GPを分割することが好ましく、この場合、部品情報に基づく同一部品における部材配置パターン画像GPを分割対象外とすることが有効である。また、外部入力情報に基づいて一旦分割設定した部品配置パターン画像の割り当てを変更することが好ましい。
さらに、作業開始前の開始入力処理に基づいて画像出力手段5による画像出力を開始すると共に作業開始の情報記録を行い、作業終了後の終了入力処理に基づいて作業終了の情報記録を行う作業情報記録手段6を備えることが好ましい。この場合、作業情報記録手段6により記録された情報は、作業者情報の一部又は見直しに利用することが有効である。
また、上記目的を達成するために、本発明の作業指示書作成プログラムは、所望のプリント配線基板における基板レイアウト情報に基づいてプリント配線基板のレイアウト画像を生成するレイアウト画像生成ステップと、プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報に基づいてレイアウト画像生成手段において生成されたレイアウト画像上に部品配置パターン画像を生成する部品配置パターン画像生成ステップと、作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報に基づいて部品配置パターン画像生成ステップにおいて生成される部品配置パターン画像を識別可能に分割する部品配置パターン分割ステップと、部品配置パターン分割ステップにより分割された単位ごとに、生成された画像を合成出力する画像出力ステップとを含んでいる。
すなわち、上記ステップを記録したプログラムをコンピュータ装置等に読み込ませるとともに、一連の処理を実行させることで、本発明の作業指示書作成システムを容易に実現することができる。この場合、プログラムを、プログラム記録媒体という形態とすることにより、ソフトウェア商品として装置とは独立した形で、生産、販売、配布等を容易に行うことができる。また、コンピュータ装置等のハードウェアに、このソフトウェアを予め組み込んでおくことによって本発明における作業指示書作成システムを容易に実施することもできる。
本発明の作業指示書作成システムは、作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報を変更するだけで部品配置パターンの分割を容易に実現できるため、従来の作業指示書作成のためにかけていた労力を大幅に低減することができる。
また、システムを運用することにより作業者の作業情報が記録されていくため、作業者のスキルを把握するための情報収集を容易に行うことができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明における作業指示書作成システムの全体概要を示す図である。
作業指示書作成システム1は、ネットワークコンピュータシステム等により構成され、大別して、レイアウト画像生成手段2、部品配置パターン画像生成手段3、部品配置パターン分割手段4、画像出力手段5、作業情報記録手段6を備えている。
レイアウト画像生成手段2は、所望のプリント配線基板における基板レイアウト情報DLに基づいてプリント配線基板のレイアウト画像GLを生成するものであり、基板レイアウト情報DLは、回路設計工程及び基板設計工程において決定された情報をそのまま利用する。部品配置パターン画像生成手段3は、プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報DPに基づいてレイアウト画像生成手段2において生成されたレイアウト画像GL上に部品配置パターン画像GPを生成するものであり、部品の位置情報DPは、生産設計工程において決定された情報をそのまま利用する。
部品配置パターン分割手段4は、作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報DWに基づいて部品配置パターン画像生成手段3において生成される部品配置パターン画像GPを、例えば、色や線種を変更したりして識別可能に分割するものであり、部品割当情報DWは、製造管理工程において決定された情報となる。この部品割当情報DWとしては、例えば、取り付け作業者の人数情報である分割単位数情報や、取付作業者のスキルを示す作業者情報が含まれる。
画像出力手段5は、部品配置パターン分割手段4により分割された単位ごとに、生成された画像を、例えば、液晶表示装置に合成出力するものであり、液晶表示装置に表示された表示画像そのものが本実施形態における作業指示書となる。作業情報記録手段6は、作業開始前の開始入力処理及び作業終了後の終了入力処理を記録し、また画像出力手段5によって表示される画像を制御するものである。具体的には、本実施形態における作業開始前の開始入力処理及び作業終了後の終了入力処理は全てバーコード入力によって行われ、所望の情報が入力されたことをシステム側でチェックすることにより、所定の処理を行うようになっている。
前述したように、プリント配線基板において部品が実装されるまでの工程としては、回路設計工程、基板設計工程、生産設計工程、治具設計工程、製造管理工程、取付作業工程の各工程があるが、この工程の中で、治具設計工程にあっては、本発明を実施するための必要情報のうち、プリント配線基板における基板レイアウト情報DL、プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報DPを有することになる。また、治具設計工程の次工程における製造管理工程では、本発明を実施するための必要情報のうち、部品割当情報DWを有することになる。
そこで、本実施例では、作業工程上最も容易に実施できるように、治具設定工程において製造管理工程で必要最小限の情報を入力するだけで簡単に作業指示書を作成できるシステムを開示する。すなわち、本実施例では作業指示書の作成に必要な情報を「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」と「部品割当情報DW」とに分け、治具設計を請け負う際に入手する「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」から本システムを構築し、「部品割当情報DW」をパラメータとして入力することにより作業指示書が完成するようになっている。これにより、製造ラインの実態に合わせて作業指示書を柔軟に変更することが可能となる。
なお、本実施形態における作業指示書作成システム1は、必要な情報さえあれば、どの工程でも構築できることは言うまでもない。また、本実施例では、部品割当情報DWとして、取り付け作業者の人数情報である分割単位数情報を考慮して部品配置パターンの分割を行うだけでなく、取付作業者のスキルを示す作業者情報を考慮することによっても部品配置パターンを分割する。これは作業効率のアップが主目的であり、さらには、あらかじめ設定されたルールとして、同一部品の部品配置は1人の取付作業者によって行うものとする。これは部材の配置ミスを減らすための処置である。
次に、本実施例の動作を説明する。本作業指示書作成システム1は、(1)作業分割機能、(2)作業パターン指示機能、(3)ライン用表示機能、(4)管理機能、(5)データ保守機能の5つの機能ブロックから構成されており、これらの機能によって上記レイアウト画像生成手段2、部品配置パターン画像生成手段3、部品配置パターン分割手段4、画像出力手段5、作業情報記録手段6の各手段の機能が実現されている。
(1)作業分割機能は、作業ラインごとに、取り付けるべき部品の割り当て処理を行うものであり、(a)プリント配線基板用データの読み込み、(b)作業分割ジョブのコピー、(c)作業分割ジョブの編集、(d)作業分割ジョブの削除といった各機能を有する。(2)作業パターン指示機能は、ラインごとに、取付作業者の人数を、1人、2人、3人の中から選択指示するためのものである。
(3)ライン用表示機能は、ラインにおける取付作業者の前面に配置される液晶表示装置に対し、作業開始・終了の入力表示、部品箱の確認指示表示、作業指示書の表示等を行うものである。(4)管理機能は、作業開始・終了の入力から得られる情報に基づいて記録された作業履歴を表示又は印刷して確認するためのものである。(5)データ保守機能は、部品コード表の保守、取付作業者情報の保守、ライン情報の保守等のメンテナンス用機能である。
図2〜図7は、本発明における作業指示書作成システムの動作例を説明するための図であり、図2は作業指示書作成システムの動作手順を示すフローチャート、図3〜図7は表示装置上に表示されるアシスト表示画面例である。
まず、既存の作業分割ジョブを利用するか否かを決定し(S101)、利用しない場合は(S101;N)、Eメールその他の情報伝達経路を介して入手したプリント配線基板の「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」を読み込み、新しい作業分割ジョブを作成する(S102)。一方、上記ステップS101の判断処理において、既存の作業分割ジョブを利用する場合には(S101;Y)、既存の作業ジョブの読み込みを行う(S103)。なお、既存の作業分割ジョブは、任意の作業分割ジョブをコピーすることによって作成でき、一方、不要となった作業分割ジョブは容易に削除することができるようになっている。
次に、図3に示すように、作業分割ジョブの編集処理を行う(S104)。この作業分割ジョブの編集処理では、まず、何人で作業するのかを選択的に入力する作業パターンの入力を行う(S1041)。なお、本実施例では前述したように1人、2人、3人の中から選択指示するようになっている。以下、作業パターン入力において3人を選択したものとして説明する。
3人が選択されると、当該ラインにおいて前述した条件に合わせて最適と思われる分割処理を行う。具体的には、各部品の種類が同一か、似たものか、また、その配置場所や数といった情報に基づいて、部品数をこの場合の作業人数である3で分割する場合、同一部材は分割しない、配置場所が近いものは極力分割しない、といった設定ルールに基づいて、仮分割処理を行う(S1042)。
続いて、仮分割処理の行われたレイアウト表示をみながら、人手により再分割処理を行う(S1043)。これは、設定ルールのみではうまく分割されていない箇所を、容易に修正できるようにするためであり、仮分割処理での分割に修正点がない場合は、そのままパスすることもできる。また、ここでは、仮分割処理によって自動的に分割処理が行われる例を述べているが、まず所望のラインを選択した後にレイアウト画面上の部品又は部品表の行番号を選択することにより、ラインごとに作業の割り当てを個々に行うことも可能である。この選択した順番がそのまま作業順となる。
分割処理が完了したら、注意書き等のコメントの追加編集やバーコードのジョブへの割り当て処理等が可能であり、その後、保存処理を行うことで編集したデータを記録する(S1044)。以上で製造管理工程における処理は終了となる。
次に、ラインでの取付作業工程における処理について説明する。ライン側では、まず取付作業者により本日の作業パターンを選択入力する。ここでは、3人が選択されるものとする。なお、ライン名は、ライン情報の保守において登録されているものとなる。なお、ライン側には図4に示すようなバーコード表が用意されており、ここで作業パターンが入力されると、液晶表示装置上には必要な入力要求が表示され、作業者は、必要な入力項目をバーコードスキャナを用いて入力する。
なお、入力項目の一例としては、図4に示すように、1.作業者名、2.ライン、3.基板、4.エラーリセット、5.部品等の入力があり、作業開始時に、このバーコードデータの入力を行うことで、表示内容に部品が合っているかどうかのマッチング処理を行う。これにより、取付作業者の人的ミスによる部品の選択ミスを防止する。これらの入力処理が正しく行われると、図5に示すように、プリント配線基板のパターン画像が表示され、当該取付作業者の本日の作業が液晶表示装置上に表示される。ここで、図5に示す本実施例での作業環境は、図9に示す従来の作業環境とほぼ同一の環境となる。
また、管理機能、データ保守機能といった各機能は、図6に示すような作業ログのチェックを行ったり、図7に示すような部品コード表、作業者情報、ライン情報を示す画面の中でメンテナンスすることができる。なお、取付作業者によるバーコード入力順は、処理の流れの中で適時変更可能であり、さらには入力項目を追加してもよく、これは管理機能、データ保守機能の中で管理・保守を行う項目についても同様である。
以上のような流れの中で、取付作業者が急に風邪で休むような事態が発生した場合、従来であれば、製造管理工程に戻って再度作業指示書を作成しなおさなければならなかったが、本実施例では、本日の作業パターンの入力を行う際に、2人と選択入力することで自動的に2人で処理する場合の作業指示書が作成され、液晶表示装置上に表示される。したがって、現場での作業パターンの急な変更にも即座に対応でき、わずらわしさから開放されるという効果がある。
また、実際の作業においては、必ずしも3人のスキルが均一ではなく、誰か1人だけが作業が遅い場合もある。このような場合には、該当する取付作業者の割り当てを減らすことで対応できるが、今まではなかなかうまく割り当てを適正化することができなかった。本実施例では、作業の開始及び終了をバーコード入力によりシステムに知らせているため、この入力に基づいて、各取付作業者の作業スピード(例えば、取り付け時間、作業時間)、作業者情報(経験による慣れ、スキルデータ)といったものを把握できるようになっている。
さらには、このデータを分割処理の際の情報としてフィードバックしているので、適正な分割処理がなされ、結果として、作業の流れや効率がアップすることになる。また、このような取付作業者の時間当たりの労賃等は、個別の能力を測る術がなかったことから今まで一律に設定されている場合が多かったが、賃金設定を個別に見直すための情報としても使用することができる。
このように本システムを用いた業務の流れにおいては、まず、基板設計部門から治具設計部門に対して治具設計に必要な情報を送る。この情報には、基板外形図、部品の型番、個数、基板上での位置等が含まれる。次に、治具設計部門は基板設計部門からの情報に基づいて治具を設計し、基板設計部門に渡す。基板設計部門はその治具を使用して基板を製造する。ここで、治具設計部門では、「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」をデータとして作成し、製造管理部門に渡す。この「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」には、全部の部品を取り付ける作業に必要な情報が含まれる。
製造管理部門では「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」のうち、どの部品を何人作業にするのかの割り当てを決める。三人で作業するなら3つの作業指示書を作る。そして、取付作業部門の取付作業者の1人が風邪で休んだ場合、「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」のデータを残りの2人の作業者に割り当てなおすと、2つの作業指示書ができる。また、3人の取付作業者のうち、1人だけ作業が遅い場合であっても、その取付作業者の情報が勘案されることにより、当該取付作業者の割り当てが自動的に減らされ、全体として作業効率を上げることができる。
また、本システムを用いた運用例としては、本システムをオンライン指示システムとして構築し、治具設計部門から製造管理部門に対して貸与する際、誤ったデータにより不慮の誤動作を防止するため、治具設計部門で設定した「基板レイアウト情報DL+部品の位置情報DP」のデータでのみ正しく運用されるようにすることも考えられる。この場合、完成した作業指示書をオンラインで作業者に伝達したり、また、取付作業者はバーコードで指示書を呼び出す。
さらに、前述したように、取付作業者はバーコード入力によって、基板や部品をチェックし、取り付け完了時にもバーコードでチェックする。これらのバーコード入力を全て記憶(入力時間)しておくことにより、分割処理の適正化を図るとともに、取付作業者のスキルをチェックすることができる。また、互換部品に交換容易なように、部品コードの変更も簡単に行えるようにしておくことは言うまでもない。
このように本実施例では、従来、製造管理工程における現場担当者が作業分割の指示書の作成を担当し、能率ダウンを招いているという事態を改善し、プリント配線基板の製作時間の短縮、製作コスト削減、ひいては実作業人員の確保という著しい効果がある。
また、従来の紙による作業指示書に変わって、液晶表示装置を用いることにより作業現場が多少暗くても指示内容が見やすくなり、分かり易い色別表示やバーコード利用とあいまって、人的ミスの排除、作業者役割分担の明確化ができ、ひいては製品の品質向上にもつながるものである。この品質には、作業者が分かり易くなり、部品誤挿入を防止することによるものや、作成頻度が高い場合の分割図作成の手間が原因の遅れによる遅延防止等の効果もある。
さらに、治具設計工程でこの処理を行うことにより、治具の作成と同時にこのシステムを提供することができ、従来よりも短時間でかつ低コストで作業指示書を得ることができるので無効時間を排除し、効率よく運用することができる。
以上、本発明の作業指示書作成システムを実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で色々な変形及び応用が可能である。例えば、作業分割処理に関する処理方法は、任意に変更及び修正が可能である。
なお、通信制御プログラムをコンピュータ装置にインストールし、該コンピュータ装置によって実行可能な状態にするために用いられるプログラム格納媒体としては、例えば、フレキシブルディスク(FD:Flexible Disk)、CD−ROM(Compact Disk - Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)等のパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的又は永続的に格納される半導体メモリや磁気ディスク等で実現してもよい。また、これらプログラム格納媒体にプログラムを格納する手段としては、ローカルエリアネットワーク(LAN:Local Area Network)やインターネット、ディジタル通信衛星等の有線又は無線通信手段を利用してもよく、モデムやルータ等の各種通信機器を介在させて格納するようにしてもよい。
本発明の作業指示書作成システムの概略構成を示す図である。 作業指示書作成システムの動作手順を示すフローチャートである。 作業分割ジョブの編集処理を説明するための画面表示例である。 バーコード入力情報の一例である。 本実施例での作業環境を示す図である。 作業ログの画面表示例である。 部品コード表、作業者情報、ライン情報の保守画面表示例である。 従来の作業指示書の一例を示す図である。 従来例での作業環境を示す図である。
符号の説明
1 作業指示書作成システム
2 レイアウト画像生成手段
3 部品配置パターン画像生成手段
4 部品配置パターン分割手段
5 画像出力手段
6 作業情報記録手段

Claims (6)

  1. 所望のプリント配線基板における基板レイアウト情報に基づいてプリント配線基板のレイアウト画像を生成するレイアウト画像生成手段と、
    前記プリント配線基板に対して配置すべき部品の位置情報に基づいて前記レイアウト画像生成手段において生成されたレイアウト画像上に部品配置パターン画像を生成する部品配置パターン画像生成手段と、
    作業者に部品の配置を割り当てるための部品割当情報に基づいて前記部品配置パターン画像生成手段において生成される部品配置パターン画像を識別可能に分割する部品配置パターン分割手段と、
    前記部品配置パターン分割手段により分割された単位ごとに、生成された画像を合成出力する画像出力手段と、
    を備えることを特徴とする作業指示書作成システム。
  2. 前記部品配置パターン分割手段は、事前に設定される分割単位数情報に基づいて前記部品配置パターン画像を分割することを特徴とする請求項1に記載の作業指示書作成システム。
  3. 前記部品配置パターン分割手段は、事前に設定される所定の作業者情報に基づいて前記部品配置パターン画像を分割することを特徴とする請求項1又は2に記載の作業指示書作成システム。
  4. 前記部品配置パターン分割手段は、部品情報に基づく同一部品における前記部材配置パターン画像を分割対象外とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の作業指示書作成システム。
  5. 前記部品配置パターン分割手段は、外部入力情報に基づいて一旦分割設定した部品配置パターン画像の割り当てを変更することを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の作業指示書作成システム。
  6. 作業開始前の開始入力処理に基づいて前記画像出力手段による画像出力を開始すると共に作業開始の情報記録を行い、作業終了後の終了入力処理に基づいて作業終了の情報記録を行う作業情報記録手段を備えることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の作業指示書作成システム。
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