JP5660762B2 - 台車搬送管理システム - Google Patents

Description

本発明は、工場の生産ラインに設けられた複数の作業ステーションに部品が積載された台車を搬送する台車搬送管理システムに関する。

工場の生産ラインには、製品の組み立てに用いる各部品をロット単位にまとめた台車により各部品が搬送される。かかる台車は、工場からの部品の発注を受けた部品供給業者により工場の納品場所に搬入される。

ここで、製品の組み立てに用いる各部品は、生産ライン上で用いられる作業ステーションに直接搬入されることが望ましいところ、部品が積載された搬送車や台車にＲＦＩＤタグを貼付して、部品供給業者の出荷および工場への搬入のタイミングを管理するものが知られている（下記特許文献１参照）。

特開２００６−６９７５８号公報

しかしながら、台車の搬入タイミングが適切でも、生産ラインの進捗状況によっては、必要な部品が不足したり、余剰部品が作業ステーションを占有したりし得る。

一方、これを回避するために、搬入部品を一次的に保管する保管エリアを設けることも考えられるが、保管エリアから特定の台車を探索し、所定のタイミングで搬出するためには、保管エリアを搬入部品毎に細分化して置かなければならず、広大な保管エリアが必要となる。

以上の事情に鑑みて、本発明は、保管エリアを有効に活用しつつ、生産ラインへの台車の搬送を適切に行うことができる台車搬送管理システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、第１発明の台車搬送管理システムは、複数の生産ラインに供給する部品が積載された台車に設けられ、該台車に積載された部品およびその数量が記録された納入伝票に基づいて、該台車を、各生産ラインにそれぞれ対応する複数のゾーンに分割された保管エリアに一時的に保管すると共に、該保管エリアから該台車を生産ラインに設けられた複数の作業ステーションに搬送する台車搬送管理システムであって、前記納入伝票に記録された部品および数量を含む台車データを取得する台車データ取得手段と、前記台車データ取得手段で取得された台車データと前記生産ラインの進捗状況とに基づいて、該台車の搬送優先度を算出する優先度算出手段と、前記優先度算出手段により算出された前記台車の搬送優先度が高いほど、該台車が前記作業ステーションに近い位置に保管されるように前記保管エリア内の配置を決定する配置決定手段とを有し、前記配置決定手段は、前記台車が搬送先に応じて予め該台車を配置するゾーンを設定し、該ゾーンに所定の空きスペースが存在すると判定する場合に、前記搬送優先度が高いほど、前記台車が該ゾーンの対応する生産ラインに近い位置に保管されるように配置を決定し、該ゾーンに所定の空きスペースが存在しないと判定する場合に、前記搬送優先度の低い台車を他のゾーンへ配置することを決定することを特徴とする。

第１発明の台車搬送管理システムによれば、保管エリアにおいて、台車は、台車データおよび生産ラインの進捗状況により算出される搬送優先度が高いものほど作業ステーションに近い位置に保管される。そのため、保管エリアを搬入部品毎に細分化して置く必要がなく、限られた保管エリアを有効に活用することができる。また、作業ステーションに近い位置の台車から順次、作業ステーションに台車を搬送することができ、生産ラインへの台車の搬送を適切に行うことができる。
さらに、台車が搬送先に応じて予め該台車を配置するゾーンを設定し、該ゾーンに所定の空きスペースが存在すると判定する場合に、搬送優先度が高いほど、台車が該ゾーンの対応する生産ラインに近い位置に保管されるように配置を決定するので、各台車を、搬送優先度に応じた順番で配置されるべきゾーンに保管することができる。また、該ゾーンに所定の空きスペースが存在しないと判定する場合に、搬送優先度が低い台車を流動的に他のゾーンへ配置することができるので、台車が配置されるべきゾーンと異なる他のゾーンの空きスペースを有効に活用することができ、限られた保管エリアを有効に活用しつつ、生産ラインへの台車の搬送を適切に行なうことができる。

第２発明の台車搬送管理システムは、請求項１記載の台車搬送管理システムにおいて、前記納入伝票が、ＲＦＩＤタグであり、前記台車データ取得手段は、リーダを介して前記ＲＦＩＤタグに記録された情報を非接触方式に読取ることにより、前記台車データを取得し、前記他のゾーンに該ゾーンに配置されるべき前記台車が配置されている場合に、前記配置決定手段は、該ゾーンに所定の空きスペースが存在すると判定する場合に、前記台車を該ゾーンに配置し直すことを特徴とする。

第２発明の台車搬送管理システムによれば、納入伝票として、非接触状態において、容易に読み出し及び書き込みを行うことができるＲＦＩＤタグが用いられる。そのため、部品およびその数量などの台車データをリーダを介して容易に読み出すことができ、読み出した台車データに基づいて搬送優先度を算出し、搬送優先度が高い台車を作業ステーションにより近い位置に配置することができる。これにより、限られた保管エリアを有効に活用しつつ、生産ラインへの台車の搬送を適切に行うことが可能となる。さらに、本来ゾーンに配置すべき台車を、他のゾーンから該ゾーンに配置し直すことができる。

本発明の一実施形態としての台車搬送管理システムの全体構成図。 図１におけるコントローラの構成を示す説明図。 搬送優先度の算出方法を示す説明図。 工場に搬入された台車の配置決定方法を示すフローチャート。 各ゾーンにおける台車の配置変更方法を示すフローチャート。 各ゾーンにおける台車の配置決定および配置変更の様子を示す説明図。

図１に示すように、本実施形態の台車搬送管理システムは、工場のラインＬ１〜Ｌ３にそれぞれ設けられた複数の作業ステーションＳ１１〜Ｓ３３に部品が積載された台車Ｃ１〜Ｃ３１を搬送するシステムである。

生産ラインＬ１およびＬ２は、例えば、四輪自動車や自動二輪車等の製造を行うラインであり、小組ラインＬ３は、予め複数の部品を組み合わせて新たな部品を製造するラインで、ここで製造された新たな部品は、生産ラインＬ１またはＬ２に供給される。

また、作業ステーションＳ１１〜Ｓ３３は、ラインＬ１〜Ｌ３の片側または両側に適当な間隔で設けられたスペースであり、図示しない作業員や作業ロボット等により部品の組み付け作業等が行われる。

具体的に、台車搬送管理システムは、各台車Ｃ１〜Ｃ３１に設けられた納入伝票Ｔ１〜Ｔ３１に基づいて、台車Ｃ１〜Ｃ３１を保管エリアＡに一時的に保管すると共に、保管エリアＡから台車Ｃ１〜Ｃ３１をラインＬ１〜Ｌ３に設けられた複数の作業ステーションＳ１１〜Ｓ３３に搬送する。

台車Ｃ１〜Ｃ３１は、同種の部品が複数載置されおり、この積載された部品の種類（部品名）、数量および搬入指示時刻等のデータが台車ＩＤと共に記載された納入伝票Ｔ１〜Ｔ３１が添付されている。また、納入伝票Ｔ１〜Ｔ３１には、白色のＰｅｔ樹脂からなり、その表面に前記記載内容がリユース可能に印字される。

納入伝票Ｔ１〜Ｔ３１には、それぞれ図示しないＲＦＩＤタグが内蔵されており、このＲＦＩＤタグには納入伝票Ｔ１〜Ｔ３１に記載されている内容が記憶されている。尚、本実施形態においては、このＲＦＩＤタグは内部に電源を有しないパッシブ型のタグを使用している。

保管エリアＡは、生産ラインＬ１〜Ｌ３に対応した複数のゾーンＺ１〜Ｚ３により構成される。例えば、ゾーンＺ１は、保管エリアＡ内の生産ラインＬ１に隣接する位置に設けられ、ゾーンＺ２は、保管エリアＡ内の生産ラインＬ２に隣接する位置に設けられ、ゾーンＺ３は、保管エリアＡ内の小組ラインＬ３に隣接する位置に設けられている。

また、各ゾーンＺ１〜Ｚ３には、ＲＦＩＤタグから、そのデータの読み取りを行うゾーンリーダＲ１１〜Ｒ３１が設けられている。ゾーンリーダＲ１１〜Ｒ３１は、各ゾーンＺ１〜Ｚ３に複数設けられており、保管エリアＡに仮置きされている台車をその位置も含めて監視する。

同様に、台車Ｃ１〜Ｃ３１が搬入される納品場所には、各ゲートＧ１，２にＲＦＩＤタグからそのデータの読み取りを行うゲートリーダＲ１，Ｒ２が設けられており、工場から部品の発注を受けた部品供給業者が台車Ｃ１〜Ｃ３１で部品の搬入を行うタイミングで、該台車に貼付されたＲＦＩＤタグの記録内容がゲートリーダＲ１，Ｒ２により読み取られる。

また、無人搬送車Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４は、納品場所に搬入された台車Ｃ１〜Ｃ３１を保管エリアＡに移動する第１無人搬送車Ｄ１〜Ｄ４と、台車Ｃ１〜Ｃ３１を保管エリアＡからラインＬ１〜Ｌ３へ移動する第２無人搬送車Ｅ１〜Ｅ４とから構成される。第１及び第２無人搬送車Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４は、それぞれＲＦＩＤタグのリーダ（図示省略）と台車との連結装置（図示省略）を備え、コントローラ１からの指示により、指定された台車Ｃ１〜Ｃ３１への連結、台車Ｃ１〜Ｃ３１の移動、台車Ｃ１〜Ｃ３１からの分離を行う。

次に、図２を参照して、本実施形態の台車搬送管理システムのコントローラ１の構成について説明する。

コントローラ１は、生産管理手段１１と、台車データ取得手段１２と、優先度算出手段１３と、配置決定手段１４と、第１搬送管理手段１６と、第２搬送管理手段１７とを備える。

生産管理手段１１は、工場におけるラインＬ１〜Ｌ３の進捗状況の管理のほか、生産計画の策定および維持管理を行う。また、生産管理手段１１は、策定した生産計画に基づいて、外部の部品供給業者に対して、部品の種類（部品名）、数量および搬入指示時刻を指定した部品の発注を行う。

台車データ取得手段１２は、台車Ｃ１〜Ｃ３１の台車データを取得する。具体的に、台車データ取得手段１２は、ゲートリーダＲ１，Ｒ２およびゾーンリーダＲ１１〜Ｒ３２を介して読み出した、台車Ｃ１〜Ｃ３１のＲＦＩＤタグに記録された情報（台車ＩＤ、部品の種類、数量および搬入指示時刻等）と、現実の搬入時刻（ゲートリーダＲ１，Ｒ２による読み出し時刻）や現在の位置（ゾーンリーダＲ１１〜Ｒ３２の読み出し状況）等の付随情報とを台車データとして取得する。

優先度算出手段１３は、台車データ取得手段１２で取得された台車データと、生産管理手段１１により管理される生産ラインＬ１〜Ｌ３の進捗状況とに基づいて、各台車Ｃ１〜Ｃ３１のラインＬ１〜Ｌ３への搬送優先度を算出する。

配置決定手段１４は、優先度算出手段１３により算出された各台車Ｃ１〜Ｃ３１の搬送優先度が高いほど、該台車が生産ラインＬ１〜Ｌ３（作業ステーションＳ１１〜Ｓ３３）に近い位置に保管されるように保管エリアＡ内の配置を決定する。

第１搬送管理手段１６は、配置決定手段１４の決定に従って、第１無人搬送車Ｄ１〜Ｄ４の動作を制御する。

一方、第２搬送管理手段１７は、生産管理手段１１により管理される工場におけるラインＬ１〜Ｌ３の進捗状況に従って、第２無人搬送車Ｅ１〜Ｅ４の動作を制御する。すなわち、第１および第２搬送管理手段１６，１７の制御信号により、第１及び第２無人搬送車Ｄ１〜Ｄ４，Ｅ１〜Ｅ４の指定された台車Ｃ１〜Ｃ３１への連結、台車Ｃ１〜Ｃ３１の移動および台車Ｃ１〜Ｃ３１からの分離が実行される。

次に、図３を参照して、優先度算出手段１３による搬送優先度の算出方法について説明する。

優先度算出手段１３は、台車Ｃ１〜Ｃ３１がゲートＧ１，Ｇ２を通過したタイミングで、生産計画、ラインの稼動状況および搬送待ち時間等の複数のファクターに基づいて、各台車Ｃ１〜Ｃ３１の搬送優先度を算出する。また、優先度算出手段１３は、一定の周期で、ゾーンリーダＲ１１〜Ｒ３２により監視される台車Ｃ１〜Ｃ３１の搬送優先度を算出（更新）する。

具体的に、優先度算出手段１３は、図３（ａ）に示すように、生産計画およびラインの稼動状況の２つファクターに対して、次のように優先度の評価値を算出する。すなわち、優先度算出手段１３は、二次元マトリックスで示される評価テーブルを備え、生産計画が多いラインへの供給部品の台車Ｃであるほど評価値が高く、現在のラインの稼動状況が順調であるほどその台車Ｃの評価値が高くなるように、２つのファクターに対する評価値を算出する。

このとき、評価テーブルは、生産計画に対してラインの稼動状況が優先するように評価値が定められる。そのため、ラインの稼動状況が順調で生産計画が少ないラインへの供給部品の台車Ｃである場合には、評価値が３であり、ラインの稼動状況が遅いが生産計画が多いラインへの供給部品の台車Ｃである場合には、評価値が２となる。

同様に、図３（ｂ）では、優先度算出手段１３は、生産計画と搬送待ち時間の２つのファクターに対して、次のように優先度の評価値を算出する。すなわち、生産計画が多いラインへの供給部品の台車Ｃであるほど評価値が高く、搬送待ち時間（何時間後に使用されるか）が短い台車Ｃほど評価値が高くなるように、２つのファクターに対する評価値を算出する。

このとき、評価テーブルは、生産計画に対して搬送待ち時間が優先するように評価値が定められる。そのため、生産計画が少なくても搬送待ち時間が短い台車の評価値が３であり、生産計画は多いが搬送待ち時間が長い台車Ｃの評価値は２となる。

同様に、図３（ｃ）では、優先度算出手段１３は、ライン稼動状況と搬送待ち時間の２つのファクターに対して、次のように優先度の評価値を算出する。すなわち、現在のラインの稼動状況が順調である台車Ｃほど評価値が高く、搬送待ち時間（何時間後に使用されるか）が短い台車Ｃほど評価値が高くなるように、２つのファクターに対する評価値を算出する。

このとき、評価テーブルは、ライン稼動状況に対して搬送待ち時間が優先するように評価値が定められる。そのため、ライン稼動状況が遅れていても搬送待ち時間が短い台車Ｃの評価値が３であり、ラインの稼動状況が順調でも搬送待ち時間が長い台車Ｃの評価値は２となる。

優先度算出手段１３は、以上のような複数のファクターに基づいて算出された各評価値を加算することにより搬送優先度を算出する。

次に、図４を参照して、上記算出された搬送優先度に基づいて、配置決定手段１４が、新たに工場に搬入された台車Ｃを保管エリアＡに配置する方法について説明する。

まず、配置決定手段１４は、新たに工場に搬入された台車があるか否かをチェックし（ＳＴＥＰ１１）、搬入された台車がない場合には（ＳＴＥＰ１１でＮＯ）、この処理を終了し、搬入された台車がある場合には（ＳＴＥＰ１１でＹＥＳ）、該台車Ｃの台車データからこれが配置されるべきゾーンＺを検索し、そのゾーンＺに空きスペースが存在か否かをチェックする（ＳＴＥＰ１２）。

具体的に、空きスペースの存在の有無は、そのゾーンＺの一定の占有割合を理想値とし、これを超えるか否かを基準に判定する。

かかる判定基準に基づいて、配置されるべきゾーンＺに空きスペースが存在する場合（ＳＴＥＰ１２でＹＥＳ）、配置決定手段１４は、そのゾーンＺに既に配置されている台車Ｃの搬送優先度と新たに配置される台車Ｃの搬送優先度とに基づいて、ゾーンＺ内の台車Ｃの配置が、搬送優先度が高い台車Ｃほど生産ラインＬに近い位置に配置されるように、配置を決定（変更）する（ＳＴＥＰ１３）。

具体的に、ＳＴＥＰ１２の配置決定処理では、新たに配置される台車Ｃの搬送優先度が、既にゾーンＺに配置されている台車Ｃの搬送優先度より低い場合には、新たに配置される台車Ｃを、生産ラインＬから最も遠いゾーンＺ内の位置に配置することを決定する。

一方、新たに配置される台車Ｃの搬送優先度が、既にゾーンＺに配置されている台車Ｃの搬送優先度より高い場合には、新たに配置される台車Ｃを含めて、該ゾーンＺに配置される台車Ｃの搬送優先度が、生産ラインＬ側から減少するようにゾーンＺ内の台車Ｃの配置を変更する。

次に、配置されるべきゾーンＺに空きスペースが存在しない場合（ＳＴＥＰ１２でＮＯ）、配置決定手段１４は、配置されるべきゾーンＺに、新たに配置される台車Ｃより搬送優先度の低い台車Ｃが存在するか否かをチェックする（ＳＴＥＰ１４）。

そして、新たに配置される台車Ｃより搬送優先度の低い台車が存在する場合（ＳＴＥＰ１４でＹＥＳ）、新たに配置される台車ＣをこのゾーンＺに配置し、搬送優先度の低い台車Ｃを他のゾーンに配置する（ＳＴＥＰ１５）。

一方、新たに配置される台車Ｃより搬送優先度の低い台車が存在しない場合（ＳＴＥＰ１４でＮＯ）、新たに配置される台車Ｃを他のゾーンに配置する（ＳＴＥＰ１６）。

これにより、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、配置決定手段１４は、既に配置されている台車Ｃの搬送優先度との関係で、搬送優先度の低い台車Ｃを他のゾーンへ流動的に配置することができる。

例えば、図６（ａ）に示すように、次にゾーンＺ２に台車Ｃを配置すると、ゾーンＺ２の空きスペースが理想とされるスペースの占有割合を超える場合に、配置決定手段１４は、次にゾーンＺ２に配置される台車Ｃよりも搬送優先度の低い台車を他のゾーンＺ１またはＺ２に配置する。

これにより、図６（ｂ）に示すように、ゾーンＺ２の空きスペースを最適に保ちつつ、ゾーンＺ２に配置されるべき台車Ｃを一時的に他のゾーンＺ１またはＺ２に配置することでき、いずれのゾーンＺ１〜Ｚ３も空きスペースを有効に活用し、限られた保管エリアＡを有効に活用することができる。

次に、図５を参照して、配置決定手段１４が、既に各ゾーンＺに配置されている台車の配置を変更する方法について説明する。

まず、配置決定手段１４は、各ゾーンＺの中に、他のゾーンＺに配置されるべき台車Ｃが存在するか否かをチェックする（ＳＴＥＰ２１）。そして、かかる台車Ｃが存在する場合（ＳＴＥＰ２１でＹＥＳ）、該台車Ｃが配置されるべき他のゾーンＺに空きスペースが存在するか否かをチェックする（ＳＴＥＰ２２）。かかる他のゾーンに空きスペースが存在する場合には（ＳＴＥＰ２２でＹＥＳ）、他のゾーンへの該台車Ｃを移動する移動処理を行う（ＳＴＥＰ２３）。

具体的には、図６（ｃ）に示すように、ゾーンＺ１およびＺ３にゾーンＺ２に配置されるべき台車が配置されている場合に、配置決定手段１４は、ゾーンＺ２に空きスペースが生じていることを条件として、ゾーンＺ１およびＺ３に一時的に配置されていた台車Ｃを、ゾーンＺ２に配置し直す。

これにより、図６（ｄ）に示すように、本来ソーンＺ２に配置すべき台車Ｃを、ゾーンＺ１およびＺ３からゾーンＺ２に配置し直すことができる。

ＳＴＥＰ２３の処理に続いて、または、ＳＴＥＰ２１またはＳＴＥＰ２２のチェックがＮＯの場合に、配置決定手段１４は、各ゾーンＺに配置されている台車の搬送優先度に変更が生じているか否かをチェックする（ＳＴＥＰ２４）。そして、搬送優先度に変更が生じている場合には（ＳＴＥＰ２４でＹＥＳ）、変更された搬送優先度に基づいて、ゾーンＺ内の台車Ｃの配置が、搬送優先度が高い台車Ｃほど生産ラインＬに近い位置に配置されるように、配置を決定（変更）する（ＳＴＥＰ２５）。

以上説明した本実施形態の台車搬送管理システムによれば、工場に搬入された台車Ｃが保管エリアＡに一時的に保管されるため、生産ラインＬ１〜Ｌ３の進捗状況により、作業ステーションＳに必要な部品が不足したり、余剰部品が作業ステーションＳを占有したりすることを回避することができる。

さらに、保管エリアＡにおいて、台車Ｃは、搬送優先度が高いものほど生産ライン（作業ステーション）に近い位置に保管される。そのため、生産管理手段１１により管理されるラインＬ１〜Ｌ３の進捗状況に応じて、ラインＬ１〜Ｌ３に近い位置の台車Ｃから順次、作業ステーションに該台車Ｃを搬送することができる。これにより、保管エリアＡを搬入部品毎に細分化して置く必要がなく、限られた保管エリアを有効に活用しつつ、生産ラインへの台車Ｃの搬送を適切に行うことができる。

尚、本実施形態では、生産管理手段１１をコントローラ１内に設けているが、生産管理手段１１をコントローラ１の外部に設け、必要に応じて、コントローラ１がこれにアクセスして情報を取得するようにしてもよい。

また、本実施形態では、保管エリアＡを３つのゾーンＺ１〜Ｚ３に分割して用いる場合について説明したが、保管エリアＡをゾーンに分割することなく、すべての台車を搬送優先度の高いものほど生産ラインＬに近いに配置するように構成してもよい。

１…コントローラ、 １１…生産管理手段、 １２…台車データ取得手段、 １３…優先度算出手段、１４…配置決定手段、１６…第１搬送管理手段、１７…第２搬送管理手段、Ａ…保管エリア、Ｃ１〜Ｃ３１…台車、Ｄ１〜Ｄ４…第１無人搬送車、Ｅ１〜Ｅ４…第２無人搬送車、Ｇ１，Ｇ２…ゲート、Ｌ１〜Ｌ２…生産ライン、Ｌ３…小組ライン、Ｔ１〜Ｔ３１（ＲＦＩＤタグ）…納入伝票、Ｔ１〜Ｔ３１、Ｒ１，Ｒ２…ゲートリーダ、Ｒ１１〜Ｒ３２…ゾーンリーダ、Ｓ１１〜Ｓ３３…作業ステーション、Ｚ１〜Ｚ３…ゾーン。

Claims (2)

1. 複数の生産ラインに供給する部品が積載された台車に設けられ、該台車に積載された部品及びその数量が記録された納入伝票に基づいて、該台車を、各生産ラインにそれぞれ対応する複数のゾーンに分割された保管エリアに一時的に保管すると共に、該保管エリアから該台車を生産ラインに設けられた複数の作業ステーションに搬送する台車搬送管理システムであって、
   前記納入伝票に記録された部品および数量を含む台車データを取得する台車データ取得手段と、
   前記台車データ取得手段で取得された台車データと前記生産ラインの進捗状況とに基づいて、該台車の搬送優先度を算出する優先度算出手段と、
   前記優先度算出手段により算出された前記台車の搬送優先度が高いほど、該台車が前記作業ステーションに近い位置に保管されるように前記保管エリア内の配置を決定する配置決定手段と
   を有し、
   前記配置決定手段は、前記台車が搬送先に応じて予め該台車を配置するゾーンを設定し、該ゾーンに所定の空きスペースが存在すると判定する場合に、前記搬送優先度が高いほど、前記台車が該ゾーンの対応する生産ラインに近い位置に保管されるように配置を決定し、該ゾーンに所定の空きスペースが存在しないと判定する場合に、前記搬送優先度が低い台車を他のゾーンへ配置することを決定することを特徴とする台車搬送管理システム。
2. 請求項１記載の台車搬送管理システムにおいて、
   前記納入伝票が、ＲＦＩＤタグであり、
   前記台車データ取得手段は、リーダを介して前記ＲＦＩＤタグに記録された情報を非接触方式に読取ることにより、前記台車データを取得し、
   前記他のゾーンに該ゾーンに配置されるべき前記台車が配置されている場合に、前記配置決定手段は、該ゾーンに所定の空きスペースが存在すると判定する場合に、前記台車を該ゾーンに配置し直すことを特徴とする台車搬送管理システム。

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