JP3283633B2 - 生産ラインシステム - Google Patents

生産ラインシステム

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JP3283633B2
JP3283633B2 JP13723093A JP13723093A JP3283633B2 JP 3283633 B2 JP3283633 B2 JP 3283633B2 JP 13723093 A JP13723093 A JP 13723093A JP 13723093 A JP13723093 A JP 13723093A JP 3283633 B2 JP3283633 B2 JP 3283633B2
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  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生産ラインの作業工程
を管理する装置に係わり、1つの工程の作業効率、さら
にライン全体の生産効率の向上をめざした仕掛り管理・
作業順序指示ができるシステムに関するものである。具
体的には、半導体の製造ラインにおいて、作業工程(作
業工程とは、類似の作業が行える製造設備を1つのグル
ープとして把握・管理するものである。以下工程と略
す)内の作業の特徴、例えば当該工程にある製造設備の
処理形態(バッチ処理,分割バッチ処理,ロット処理
等),製造条件,処理単位,段取り,保全の内容・タイ
ミング等に合った作業順序を指示する機能を持つ装置で
あり、当該装置を工程間の自動搬送システムと連動させ
ることにより工程間搬送システム内のロットの情報を表
示でき、工程間搬送システムにおけるロットの保管場所
であるストッカからロットを出庫させることができる工
程管理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】今まで半導体の生産管理システムとして
は、『日経マイクロデバイス1992年8月号66頁〜
74頁 開発投資を削減、ニーズの多様化にこたえるL
SI生産システム稼働』、また作業順序指示システムと
しては、特開平4−129653号公報に記載のような
システムがある。この2つのシステムは、以下のような
機能を備えている。
【0003】(1)ライン全体を管理する計算機と、工
程内を制御する計算機に分かれている。工程内を制御す
る計算機は、工程内の製造設備を管理する。
【0004】(2)製品の優先度、製造設備の段取り状
態に応じた製造設備単位の作業順序を自動的に作成・指
示している。
【0005】(3)工程間及び工程内のロット(1つ以
上の製品のまとまり)の搬送は、ロボットや搬送装置を
使って搬送する。また、工程間搬送のバッファとしてス
トッカが各工程にあり、ストッカの中のロットは情報系
で管理している。
【0006】(4)工程間搬送と工程内搬送が自動化さ
れている為、両搬送系のバッファであるストッカのとこ
ろでの作業順序指示およびストッカ在庫管理の端末がな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は工程間搬送および工程内搬送が自動化されてい
る生産ラインで効果を発揮するが、工程間搬送だけが自
動化されていて工程内搬送が人手の場合には以下の問題
点がある。
【0008】(1)ライン管理計算機と工程管理計算機
に分散して管理しているが、工程毎に設置されている工
程管理計算機は、工程毎さらには製造設備毎に異なる作
業の特徴(処理形態,製造条件,処理単位,段取り,保
全等)を考慮して、工程毎に特化した仕掛り管理、作業
順序指示を出せない。例えば、製造設備毎に同時に加工
できるロットの数が異なるため、同一製造条件のロット
が所定のロット数だけ集まった時点で始めて作業指示が
行える。しかも人手搬送の場合には、所定のロット数ま
とめて指示し、人がまとめて搬送することになる。その
ため自動搬送のように先にまとめて搬送指示を自動搬送
システムに出し、自動搬送システムが1ロットづつ設備
へ搬送することになる。
【0009】(2)作業順序指示が自動で立案される
と、各工程を管理している現場管理者が他の工程との相
互関係(どこかの工程で製造設備が故障していて、当該
工程へ製品を流さないようにしたいとか、逆に故障して
いた設備がまもなく稼働できるようになるので当該工程
への製品を優先的に流したいといった工程間の生産の方
針)で作業を変更したい時に融通が効かない。言い換え
ると半導体の生産設備は故障や保全が多く、設備の不稼
働状況を的確に判断し、作業の順序を入れ換えられなけ
れば、効率の良い生産が行えない。そのため、作業順序
を自動で立案するのでは、生産のフレキシブルさに欠
け、生産効率が落ちる。
【0010】(3)工程内のロットを人手で搬送してい
る場合には、ストッカ内の仕掛りロットをどの様に見せ
るか考慮されておらず、作業者(ロットをストッカから
製造設備まで搬送する)にとって作業し易いように順序
指示されるとは限らなかった。
【0011】さらに、人手でロットを搬送する場合は、
計算機が決めた通りにロットが設備へ搬送されるとは限
らないため(2台の製造設備が空いている場合、作業者
がどちらの設備でロットを加工するかは作業者の自由で
ある)、当初の計画通りに作業が進まなくなる。つま
り、同種の製造設備が多数ある工程において、しかも同
一の作業を複数の設備で加工できるような場合には、作
業計画の立案自体が不要になる。
【0012】(4)ストッカのロット入出庫口に作業順
序指示およびストッカ在庫管理の端末がない。また、分
散させた工程管理計算機を工程内のどの位置に設置する
かは考慮されていない為、作業順序指示を効率良く行え
ない。
【0013】本発明の目的は、以下の機能を提供するこ
とにある。
【0014】(1)工程毎さらには製造設備毎に異なる
作業の特徴を考慮した作業順序指示が行える。これによ
り、作業者が効率よく作業順序指示を受けられる。
【0015】(2)現場管理者が他の工程との相互関係
で作業順序を対話的に変更できることで、ライン全体を
見渡し、設備の不稼働状況をうまく切り抜けて効率良く
生産できる。さらに、少ない仕掛り量で生産しても、当
該工程の前後工程の仕掛り状況と設備の稼働状況を元に
適切な着工順序で製品を下流の工程に流すことで、当該
工程と下流工程の生産設備の稼働率を低下させずに生産
できる。これにより、ライン全体の生産設備の稼働率を
低下させずに、少ない仕掛り量で生産でき、製作期間の
短縮が可能となる。
【0016】(3)工程内の搬送が自動化されていない
場合に作業者にとって作業し易い作業順序,段取り替え
を指示できる。さらに、工程によっては各設備毎に作業
計画を立案しなくても生産量(出来高)の管理だけでも
システムを運用でき、ラインの全体の生産を管理でき
る。
【0017】(4)ストッカのロット入出庫口に作業順
序指示およびストッカ在庫管理を行う工程管理装置を設
置することで、作業者に対して効率よく作業順序指示が
行える。また、作業者にしてみれば、指示されたロット
がすぐにストッカの出庫口から出庫され、工程管理装置
から指示された順序を意識しなくてもスムーズに受け入
れられる。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の手段
を利用することにより実現できる。
【0019】(1)ライン全体の製品の進度情報を管理
するライン進度管理装置と、工程毎の仕掛りを情報を持
つ工程進度管理装置と、工程内の作業および保全の開始
・完了を収集する実績収集装置と、工程内に1つ以上設
置し作業順序を指示する工程管理装置を通信手段で接続
する。
【0020】(2)工程進度管理装置の工程毎の仕掛り
情報をもとに当該工程に特化した仕掛り表示手段を工程
管理装置に加える。
【0021】(3)各工程毎の作業の特徴(同時処理製
品数,段取り替え条件、等)に合わせた作業順序指示手
段を各工程管理装置に備える。
【0022】(4)各工程管理装置に、当該工程の前後
数工程の仕掛り状況を表示する手段を備える。
【0023】(5)作業順序の計画を対話的に修正でき
る手段を工程管理装置に備える。
【0024】(6)他の工程管理装置が持っている他の
工程の作業順序を当該工程の工程管理装置で見れる手段
を各工程管理装置に備える。
【0025】(7)各設備毎の生産量(出来高)を管理
できる手段を工程管理装置に備える。
【0026】(8)工程毎に製品を保管するストッカ
(保管手段)を配置し、各ストッカ間を搬送手段で接続
する。
【0027】(9)ストッカの入出庫口に工程管理装置
を設置する。
【0028】
【作用】工程内で行われる製品の加工の開始・終了およ
び製造設備の保全・段取り替えの開始・終了を実績収集
装置から自動または人手で収集する。収集した実績は通
信手段を用いて工程進度管理装置へ送られる。工程進度
管理装置では送られてきた実績の整合性(作業が開始し
ていないのに終了した等のチェック)を判断した結果を
通信手段を介して実績収集装置へ送り返す。工程進度管
理装置は、正しい実績のみをライン進度管理装置へ通信
手段を介して送る。ライン進度管理装置では、ライン全
体のロットの進捗状況を一元的に管理する。次に、工程
内に1つ以上設置してある作業順序を指示する工程管理
装置を通信手段で工程進度管理装置に接続する。これに
より、工程毎の仕掛りロットに関する情報を工程管理装
置で検索し、表示できる。
【0029】さらに、工程管理装置が備えている当該工
程に特化した仕掛り表示手段を利用することにより、工
程管理装置で装置毎の同時加工ロット数に合った仕掛り
をまとめて表示できる。これにより、作業者は次に加工
可能なロットを一目で判断でき、作業の準備が容易に行
える。
【0030】各工程毎の作業の特徴に合わせた作業順序
指示手段を各工程管理装置に備えることにより、作業順
序を加工ロット数に合わせて指示できると共に、段取り
替えや設備保全の順序も指示できる。
【0031】各工程管理装置に、当該工程の前後数工程
の仕掛り状況を表示する手段を備えることにより、当該
工程にいながら他の工程の仕掛り状況を把握でき、他の
工程との相互の関係で作業順序を容易に決定できる。さ
らに、他の工程で決定している作業順序を参考に、当該
工程の作業順序を作業順序対話修正手段で修正・編集で
きることにより、管理者が望む作業を優先して実施でき
る。
【0032】各設備毎に作業計画を立案しなくても生産
量管理手段でもシステムを運用できる。これにより、作
業順序の細かな指示が不要な設備に対しては、簡略な作
業順序指示が行える。
【0033】製造ラインに工程間搬送手段を導入すると
作業者は、ロットをストッカから取り出し、作業の開始
を実績収集装置に入力し、設備で加工し、作業の終了を
実績収集装置に入力し、加工が終了したロットをストッ
カに戻すと次の工程に自動的にロットが搬送される。そ
のために、次に作業すべきロットをストッカから取り出
す前に、ストッカの出庫口で工程管理装置で作業順序を
指示すると効率よく順序指示が行える。同時に計算機に
管理者が事前に登録した作業順序計画に従った作業を作
業者に適切に伝えることができる。
【0034】
【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例を説明す
る。
【0035】図1は、本発明の工程管理装置を含めたシ
ステムの構成の1実施例である。工程管理装置1は、ロ
ーカルエリアネットワークなどの通信手段6で他のシス
テムを接続されており、この通信手段を介して他のシス
テムと情報のやり取りを行う。ラインのロットの進度管
理は、ラインコントローラ2,工程コントローラ3,実
績収集端末9の3種類の計算機で分散して行っている。
ラインコントローラ2はライン全体のロットの進度を管
理しており、前ロットの進度の情報はラインコントロー
ラのラインコントローラ・データベース3に登録されて
いる。工程コントローラ4は各受け持ち工程の仕掛りロ
ットを管理しており、各工程の仕掛りロットの情報は工
程コントローラの工程コントローラ・データベース5に
格納されている。実績収集端末9はバーコード・リーダ
を利用して、ラインで行っている作業の開始・終了と設
備保全の開始・終了を収集する。工程間搬送を制御する
計算機として工程間搬送コントローラ7も通信手段を介
して、進度管理システムと接続されている。工程間搬送
で各工程の仕掛りロットの保管場所であり、仕掛りロッ
トのバッファであるストッカを制御する計算機であるス
トッカコントローラ8も通信手段を介して進度管理シス
テムと接続されている。
【0036】ロットに対する作業は以下の流れで行わ
れ、それに伴い情報系に以下のデータが入出力される。
【0037】まず、新たにラインに投入されるロットに
ついては、工程内にある実績収集端末からロットに関す
る情報(品名,ロットNo,枚数,納期等)をラインコ
ントローラに登録する。ラインコントローラでは、実績
収集端末から送られてきた情報をラインコントローラ・
データベースに登録し、同様の情報を工程コントローラ
に転送する。さらに、ラインコントローラに予め登録さ
れている品種毎の作業フロー(作業順序,当該作業を行
うべき工程等)をロット毎にコピーしてラインコントロ
ーラ・データベースに登録する。
【0038】ロットはロット発番が終わると、ストッカ
に入庫される。ストッカに入庫された情報は、ストッカ
コントローラを経由して、当該ストッカを管理している
工程コントローラに送られる。工程コントローラでは、
当該ロットが当該ストッカに入庫されたことを工程コン
トローラ・データベースに書き込む。同時に入庫情報を
ラインコントローラに転送する。そこで、当該ロットに
対して始めに作業を施すべき工程は工程フローとして登
録されているので、工程コントローラは工程間搬送コン
トローラに当該ロットの搬送を指示する。この指示に従
ってロットは工程間搬送で次の工程に運ばれる。
【0039】作業者は、ストッカに入っているロットを
取り出し、ロットを当該工程の空き製造設備へ運ぶ。当
該設備で作業を開始する前に実績収集端末で作業の開始
を入力する(ロットNo,作業名,使用設備等)。入力
された情報は、工程コントローラを経由してラインコン
トローラへ送られる。そうして当該作業が開始される。
当該作業が終了すると、実績収集端末で作業の終了を入
力する(ロットNo等)。入力された情報は、工程コン
トローラを経由してラインコントローラへ送られる。当
該工程で作業が終了したロットはストッカに入庫され、
次の工程へ搬送される。この手順の繰り返しにより、工
程フローに基づいてロットは処理されていく。最終工程
でロットの全作業が終わると、ロットは完成され、完成
した製品が出来上がる。
【0040】工程間搬送コントローラは、上記のロット
の流れの中でロットへの搬送指示を工程コントローラか
ら受け取って、工程間搬送のハードを制御する。
【0041】また、ラインコントローラと工程コントロ
ーラは、ロットの情報共有している。ラインコントロー
ラで全ての管理を行うと、情報記憶装置,計算量等が大
きくなり、装置が大型化することから、ロット情報の管
理は、各工程コントローラに分散している。ラインコン
トローラと各工程コントローラの間で記憶,計算,制御
等をネットワークを経由して分担させている。つまり、
工程コントローラはラインコントローラの機能を工程別
に分散して持っており、応答性の向上、システムの信頼
性の向上に役立っている。
【0042】ところで、上記のロットに対する一連の作
業の中で、作業者にとって以下のことが明確ではないた
め、作業の効率さらには製造設備の効率を低下させる可
能性が非常に高くなっている。
【0043】(1)ストッカにどんなロットが入ってい
るか不明。
【0044】(2)ストッカ内のどのロットを優先して
作業して良いか不明。
【0045】(3)どのロットをストッカから取り出し
てどの設備で作業したら良いか不明。
【0046】(4)当該工程以外の工程でどのロットを
欲しているのか不明。
【0047】そこで、これらの問題点を解決するために
工程管理装置1を情報システムの中に組み込んで、作業
者に適切な指示を出す。つまり、工程管理装置は、スト
ッカに収納されている全てのロットの確認が行え、工程
内のロットの流れを制御するための作業順序指示と出来
高管理が行える。このように、工程管理装置は工程内の
作業を管理している。
【0048】図2は、本発明における工程間搬送システ
ムの1実施例である。
【0049】ライン内には複数の工程があり、各工程に
はロットを保管しておくストッカ24がある。台車22
にロットを載せて、ストッカ間でロットを運ぶ。台車は
ストッカのところでロット受取り、シフタ21でメイン
の搬送路25上に出てくる。また、搬送路一番端まで来
たらターンテーブル23で台車の方向を90度回転さ
せ、次の搬送路へと走っていく。目的のストッカのとこ
ろに台車が着いたら、シフタ21で台車をストッカの中
に取り込みロットをストッカに引き渡す。
【0050】例えば、半導体ラインは、ウェット除去工
程,ドライ除去工程,ホトリソ工程,イオン打ち込み工
程,酸化・拡散工程等の工程からなるラインで、同じラ
インで多品種の製品を製造している。また1つのロット
は、複数枚のウェハから構成されており、同じ工程で処
理を数10回繰り返して処理(加工)を行い、製品とし
て完成していく。しかし、この工程管理装置は、一般の
ジョブショップ型の工場でも活用できる。
【0051】工程間搬送システムにおけるロットの動き
は次のとおりである。まず、前の工程で作業が終わった
ロットはストッカへ入庫され、ストッカから台車に移し
替えられ、台車がシフタ,搬送路,ターンテーブルを利
用して次の工程のストッカに到着する。次工程のストッ
カに搬入されたロットは、ストッカに取り付けてある工
程管理装置で表示される。同時に工程管理装置により作
業者へ作業順序指示される。その指示に従ってロットを
出庫し、作業工程内の作業が人手かあるいは自動によっ
て行われる。工程管理装置は、工程内の作業がしやすい
ようにストッカの工程画側に配置されている(図3参
照)。
【0052】ストッカには、工程側にロット30を入出
庫させる口(入庫口33,出庫口32)があり、口の中
にロットをストッカ外からストッカ内にスライドさせる
台(スライダー)がある。ストッカの口の上には、スラ
イダーを操作するボタン(入庫ボタン35,出庫ボタン
34)がある。ストッカの中には、ロットを整理してお
く台としての棚があり、スライダーから棚にロットを運
ぶストッカクレーン40がある(図4参照)。
【0053】ロットを入出庫の方法は次の通りである。
【0054】ロットの入庫方法は、ストッカにある入庫
口のスライダーの引き出しボタンを押しスライダーを引
き出し、そのスライダーの上にロットを置いてスライダ
ーの戻しボタンを押しスライダーを戻して入庫する。入
庫されたロットは、ストッカの中のストッカクレーンで
棚に運びいれることによりロットの入庫動作が終わる。
【0055】ロットの出庫方法は、ロットはストッカの
中に溜まっており、それを工程管理装置からの指示で出
庫させる。工程管理装置の出庫画面(図11,図12,
図13参照)をメインメニュー(図9,図10参照)か
ら呼出す。出庫画面で出庫させたいロットを選択し出庫
を指示すると、工程管理装置からストッカコントローラ
へ出庫指示がかかり、ストッカのストッカクレーンが棚
からスライダーまでロットを運ぶ。ロットが出庫される
と、スライダー引きだしボタンを押し、スライダーを引
き出してロットを取り出す。この一連の作業によって、
ロットが出庫される。
【0056】次に、工程管理装置を用いた作業順序指示
等の作業を画面を元に説明する。
【0057】(1)仕掛り把握 当該工程の前または後ろの工程の仕掛り状況を工程管理
装置に表示して見る(図6)。また、自分の工程の仕掛
り状況を確認する(図5)。
【0058】(2)作業計画,作業目標設定 前後工程の仕掛り状況、自工程の仕掛り状況、さらには
他の工程の作業計画,作業目標を参考に工程管理装置で
自工程の作業計画,作業目標を立案する(図7,図
8)。
【0059】(3)作業順序指示 先に立案した作業計画,作業目標に従って当該工程のス
トッカに入っているロットの中から計画に合ったロット
を指示する。指示には、製造設備指定(図11),製造
設備グループ指定(図12),作業指定(図13)の3
つの種類がある。
【0060】(4)進捗管理 実績を入力したロットまたはストッカから出したロット
によって、先に立てた作業計画,作業目標がどの程度達
成されているかを判断する(図9,図10,図14)。
【0061】
【発明の効果】以上記述されたように、本発明の工程管
理装置により、作業順序,製品納期管理,設備管理,搬
送管理等が行える。その結果、下記のような効果が顕著
に現れる。
【0062】(1)実績収集端末から入力されたロット
の情報を工程管理装置で表示することにより作業工程内
の作業に対し、作業者の作業の誤りをなくし、ロットを
容易に出庫できる。このため、生産性の向上を図ること
ができる。
【0063】(2)システムの分散自律化と管理デー
タ、実績データの分散管理によりラインと工程が分散し
て管理でき、作業者の作業のサポートを工程管理装置に
よってフレキシブルにロットを管理することができる。
【0064】(3)各ロットを各工程ごとの工程管理装
置で人手が介在して作業することによって、ロットの流
れがスムースになりロットが効率よく、順次処理され
る。このため処理コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のシステム構成の1実施例を示す図であ
る。
【図2】工程間搬送のシステム図である。
【図3】ストッカの正面図である。
【図4】ストッカの平面図である。
【図5】品種作業別自工程仕掛り表示図面を示す図であ
る。
【図6】品種作業別前後工程仕掛り表示図面を示す図で
ある。
【図7】作業計画入力画面を示す図である。
【図8】作業目標入力画面を示す図である。
【図9】作業計画入力工程用初期画面を示す図である。
【図10】作業目標入力工程用初期画面を示す図であ
る。
【図11】作業順序指示(設備別)画面を示す図であ
る。
【図12】作業順序指示(設備グループ別)画面を示す
図である。
【図13】作業順序指示(作業別)画面を示す図であ
る。
【図14】品種工程別出来高表示図面を示す図である。
【符号の説明】
1…工程管理装置、2…ラインコントローラ、3…ライ
ンコントローラ・データベース、4…工程コントロー
ラ、5…工程コントローラ・データベース、6…ローカ
ルエリアネットワーク、7…工程間搬送コントローラ、
8…ストッカコントローラ、9…実績収集端末、10…
CRT、11…キーボード、12…通信部、13…CP
U、14…仕掛り表示部、15…出来高表示部、16…
作業順序指示部、17…作業計画・目標入力部、18…
仕掛りファイル、19…出来高ファイル、20…作業計
画・目標ファイル、21…シフタ、22…台車、23…
ターンテーブル、24…ストッカ、25…搬送路、30
…ロット、31…メンテナンス用入り口、32…出庫
口、33…入庫口、34…出庫ボタン、35…入庫ボタ
ン、40…ストッカクレーン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 武正 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 下社 貞夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 久保内 講一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号株 式会社 日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 小林 吉和 北海道亀田郡七飯町字中島145番地の1 日立北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 松尾 雄紳 北海道亀田郡七飯町字中島145番地の1 日立北海セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 窪田 岳志 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平5−8157(JP,A) 特開 平5−66807(JP,A) 特開 平3−290703(JP,A) 特開 平3−251349(JP,A) 特開 平5−89144(JP,A) 特開 平1−199755(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05B 15/00 - 15/02 G06F 17/60 H01L 21/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の製品を同時に生産しており、1つの
    製品を完成させるまでに複数の作業工程で加工が施さ
    れ、作業工程毎に作業の特徴(処理形態,同時処理製品
    数,段取り替え条件)が異なるラインにおいて、作業工程毎に工程管理装置と、仕掛り製品を保管するス
    トッカと、作業工程内にある製造設備の一部に対して、
    仕掛り製品をストッカから製造設備に搬送する工程内搬
    送手段とを有し、 前記ストッカ間は搬送手段で接続してなり、前記工程管
    理装置は前記ストッカの入出庫口に設置してなり、 前記各工程管理装置は、作業工程毎の作業形態に合わせ
    た作業順序指示手段と、作業工程内にある前記製造設備
    が工程内搬送手段の対象か否かを記憶する手段と、工程
    内搬送手段の対象となる製造設備で作業される製品を選
    択する手段と、を有し、前記作業順序指示手段は、前記
    選択手段の選択結果から残った製品について作業順序を
    決定できることを特徴とする生産ラインシステム。
  2. 【請求項2】請求項1の生産ラインシステムにおいて、
    前記工程管理装置は当該作業工程の前後数工程の仕掛り
    状況を表示する手段を備えたことを特徴とする生産ライ
    ンシステム
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