JP6990563B2 - 製品設計および工程設計装置 - Google Patents

Description

本発明は、製品設計および工程設計装置の技術に関するものである。

特許文献１には、コンピュータに、過去に製造された部品の情報が記憶された記憶部より、設計対象である設計部品に類似する類似部品を抽出し、前記設計部品のうち、他の部品と組み合わせる箇所の設計値の公差分布平均値を取得し、前記類似部品のうち、前記他の部品と組み合わせる箇所の寸法の実測値の分布平均値を取得し、取得した前記分布平均値と前記公差分布平均値との差分を算出し、前記差分が閾値より大きい場合に、前記設計部品のうち、前記他の部品と組み合わせる箇所以外の第２箇所の寸法を変更した場合における変更後の寸法を計算する処理を実行させる設計プログラムが記載されている。

特開２０１５－１１１３５９号公報

特許文献１に記載の技術では、複数の部品からなる構造物の組立工程や組立設備が考慮されていないため、組立工程を最適化するために製品設計の手戻りが出たり、組立設備の整備のために予測を超える追加投資が必要となることがある。

本発明の目的は、より投資効率のよい製品設計および工程設計装置を提供することにある。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る製品設計および工程設計装置は、組立製品の任意の箇所の寸法バラツキの許容値を含む設計仕様情報と、上記設計仕様情報に関連する上記組立製品の部品についての部品寸法誤差情報と、上記組立製品を組み立てる設備の組立設備誤差情報と、上記設計仕様情報と、部品寸法誤差情報と、組立設備誤差情報の関係式である組立公差情報と、上記部品寸法誤差情報に対する部品製造コスト情報と、上記組立設備誤差情報に対する設備投資コスト情報と、を記憶する記憶部と、上記組立公差情報を用いて、上記部品寸法誤差と上記組立設備誤差の配分の組み合わせを異ならせた公差配分案を生成し、生成された上記公差配分案に含まれる上記部品寸法誤差に基づく部品製造コストと、生成された上記公差配分案に含まれる上記組立設備誤差に基づく設備投資コストとを算出する公差配分処理部と、算出された上記部品製造コストと上記設備投資コストと、の和からなる総生産コストを評価指標として算出し、上記評価指標が最適となる公差配分案を決定する設備計画処理部と、決定された最適な公差配分案を出力する出力部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、より投資効率のよい製品設計および工程設計装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

製品設計および工程設計装置の構成の例を示す図である。 製品設計および工程設計装置による入出力に係るデータフロー例を示す図である。 製品設計および工程設計装置の利用形態の例を示す図である。 製品設計情報のデータ構造の例を示す図である。 工程設計情報のデータ構造の例を示す図である。 コスト情報のデータ構造の例を示す図である。 生産計画情報のデータ構造の例を示す図である。 公差配分処理のフローチャート例を示す図である。 設備計画処理のフローチャート例を示す図である。 製品構造案情報および組立公差情報のデータ構造の例を示す図である。 設計仕様情報のデータ構造の例を示す図である。 公差配分処理部により生成される公差配分案の例を示す図である。 組立設備案情報および組立設備情報のデータ構造の例を示す図である。 部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報のデータ構造の例を示す図である。 組立設備誤差に対する設備投資コスト情報のデータ構造の例を示す図である。 公差配分案に対する部品製造コストおよび設備投資コストの例を示す図である。 生産計画情報のデータ構造の例を示す図である。 組立ライン情報のデータ構造の例を示す図である。 設備計画情報のデータ構造の例を示す図である。 製品設計および工程設計装置のハードウェア構成の例を示す図である。 公差配分情報の出力画面の例を示す図である。 公差配分情報（図面上）の出力画面の例を示す図である。 設備計画情報の出力画面の例を示す図である。 コスト情報の出力画面の例を示す図である。 組立ラインの稼働率の出力画面の例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。

図１は、製品設計および工程設計装置の構成の例を示す図である。製品設計および工程設計装置２００は、入出力部２１０と、記憶部２２０と、制御部２３０と、を有する。記憶部２２０には、製品設計情報２２１、工程設計情報２２２、コスト情報２２３、生産計画情報２２４および公差配分案２２５が含まれる。制御部２３０には、公差配分処理部２３１および設備計画処理部２３２が含まれる。

図４は、製品設計情報のデータ構造の例を示す図である。製品設計情報２２１には、入力４００および出力４１０の情報が含まれ、製品設計情報２２１に含まれる情報は入力４００または出力４１０のいずれかまたは両方の情報である。本実施形態においては、便宜上、入力４００と出力４１０のそれぞれに含まれる情報は別の情報として扱うが、実際には同一の情報であってよい。

製品設計情報２２１の入力４００には、設計対象とする製品の製品情報４０１が含まれる。ここで、対象とする製品は、類似品種など複数あっても構わない。また、入力４００には、製品情報４０１として、設計仕様情報４０２が含まれる。ここで、１つの製品に対して、同時に満足すべき複数の設計仕様情報があってもよい。また、設計仕様情報４０２よりも具体的な関連情報として、製品構造案情報４０３が製品設計情報２２１において対応付けられる。そして、これらの製品情報４０１と、設計仕様情報４０２と、製品構造案情報４０３と、に応じた組立公差情報４０４が関連付けられて格納される。

図１１は、設計仕様情報のデータ構造の例を示す図である。設計仕様情報４０２は、製品ごとに、設計仕様の対象となる項目のパラメータについて、下限、上限、中央値、幅、Ｖ_ｆ設計仕様が対応付けられている。例えば、第一製品であれば、下限は「０．３ｍｍ」、上限は「１．９ｍｍ」、中央値は「１．１ｍｍ」、幅は「１．６ｍｍ」、Ｖ_ｆ設計仕様は「0.8ｍｍ」である。なお、当該情報は、後述する本実施形態における製品の例に係る部品Ａと部品ＣのクリアランスｆのバラツキＶ_ｆの許容量を示す情報である。ここで、許容量の上限値と下限値に対して、中央値から均等にばらつくという仮定においては、バラツキＶ_ｆは上限値と下限値の幅の半分の値となる。ここで、上限値および下限値は、例えば６σの考え方から決定される。

図１０は、製品構造案情報および組立公差情報のデータ構造の例を示す図である。製品構造案情報４０３は、製品の構造案を特定する情報である。ここで、基本的な部品のサイズや結合関係、結合方向等の構造は決定しているが、その詳細な寸法や誤差許容値が決定されていない状態の情報を、製品構造案情報４０３という。

例えば、製品構造案情報４０３には、使用する部品と、その位置関係を特定する情報が含まれる。本実施形態では、例えば、図１０に示すように、製品は部品Ａ、部品Ｂおよび部品Ｃの３つの部品から構成される。また、部品Ｂと部品ＣはＸ方向で隣接し、部品Ａは部品Ｂおよび部品ＣとＹ方向で隣接するものとする。ここで、図１０上のＡ、Ｂ、Ｃは各部品の代表寸法を示し、Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃは各部品の製造方法による部品寸法誤差を示す。

製品構造案情報４０３には、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃを用いること、またその結合関係は図示した位置関係になることは構造として決定しているが、部品ＡのＸ方向の部品寸法誤差Ｖ_Ａ、部品ＢのＸ方向の部品寸法誤差Ｖ_Ｂ、部品ＣのＸ方向の部品寸法誤差Ｖ_Ｃ、部品Ａの組立設備の精度により生ずる組立設備誤差によるＸ方向の調整位置ズレＶ_Ｈ、組立の結果生ずる部品Ａと部品Ｃの間のＸ方向の隙間の誤差Ｖ_ｆについては未決定であることを示す情報が含まれる。

組立公差情報４０４は、製品を構成する部品の寸法関係と、部品寸法誤差および部品組立誤差により生ずる積み上げ公差の関係を示す関係式を含む情報である。本実施形態の例においては、製品を構成する部品のＸ方向の寸法関係は、下式（１）により示される。

・・・式（１）

そして、部品寸法誤差および部品組立誤差により生ずるＸ方向の積み上げ公差は、下式（２）により示される。

・・・式（２）

もちろん、上述の式（１）、式（２）は第一製品の例であり、他の製品においては異なる誤差関係が生じるため、各製品について異なる式が必要となる。また、公差の計算は、上式（２）のように総和をとる方法以外に、平方二乗和をとる方法等を用いてもよい。

例えば、組立工程の異なる例として、部品Ｂ、部品Ｃを組み立てた後、部品Ｂ、部品Ｃの組み付け状態を計測する工程を追加し、計測結果に従って部品Ａを組み立てる場合を例示する。この場合、部品Ｂ、部品Ｃの部品寸法誤差は、計測によって誤差分が部品Ａの組み立てに反映されるため、最終的な寸法バラつきに影響しなくなる。このような計測工程を追加した場合には、公差計算式は下式（３）で表現される。

・・・式（３）

製品設計情報２２１の出力４１０には、設計対象とする製品の製品情報４０１が含まれる。ここで、対象とする製品は、類似品種など複数あっても構わない。また、出力４１０には、製品情報４０１として、設計仕様情報４０２が含まれる。また、設計仕様情報４０２よりも具体的な関連情報として、製品構造情報４１３が製品設計情報２２１において対応付けられる。そして、これらの製品情報４０１と、設計仕様情報４０２と、製品構造情報４１３と、に応じた組立公差情報４０４が関連付けられて格納される。また、公差配分情報４１５が組立公差情報４０４に関連付けられて格納される。

製品構造情報４１３は、基本的に製品構造案情報４０３と同様の情報であるが、確定した製品構造に係る情報を有する点で相違する。また、公差配分情報４１５には、組立公差情報４０４を満たす公差の配分案を選別した結果が格納される。

図５は、工程設計情報のデータ構造の例を示す図である。工程設計情報２２２には、入力４５０および出力４６０の情報が含まれ、工程設計情報２２２に含まれる情報は入力４５０または出力４６０のいずれかまたは両方の情報である。本実施形態においては、便宜上、入力４５０と出力４６０のそれぞれに含まれる情報は別の情報として扱うが、実際には同一の情報であってよい。

工程設計情報２２２の入力４５０には、設計対象とする製品の組立工程案情報４５１が含まれる。ここで、設計対象とする製品の組立工程案は、製品構造案情報４０３ごとに複数あっても構わない。また、入力４５０は、組立ライン案情報４５２に対して、組立ラインを構成する組立設備案情報４５３を有する。組立設備案情報４５３は、組立ライン案情報４５２に対して複数あっても構わない。

組立工程案情報４５１には、対象製品の組立順、および組立に伴う関連情報が含まれる。例えば、組立工程案情報４５１には、本実施形態にて例示する対象製品では、部品Ｂ、部品Ｃ、部品Ａの順番に組み立てられること、部品Ｃは部品Ｂと接触するため、Ｘ方向のクリアランスがないように組み立てることが可能であること、部品Ａは部品ＢとＸ方向マイナス側（図左側）端面が揃うように組み立てるが、構造で位置決めを行うことができず、組立設備誤差による調整位置ズレＶ_Ｈが生じること等を示す情報が含まれる。

出力４６０には、対象とする製品に対して、最終的に選出された、組立工程情報４６１、生産期間に対する製品ごとの組立ライン情報４６２および組立設備情報４６３を含む設備計画情報４６４、が含まれる。

図１８は、組立ライン情報のデータ構造の例を示す図である。組立ライン情報４６２は、既存の組立ラインについて、組立ラインを構成する組立設備の情報を有する。ここで組立ライン情報４６２には、組立ラインＩＤ４６２Ａに応じた最大生産量４６２Ｂと、部品Ａの組立設備ＩＤ４６２Ｃや部品Ｃの組立設備ＩＤ４６２Ｄ等の、部品ごとの組立設備ＩＤを特定する情報が含まれる。また、タクトタイム、最大生産量（最大月産量）、サイズや重量などの対象製品の制約、付随設備の情報、導入時期、設置場所、などの情報を有してもよい。また、既存の組立ラインの代わりや追加情報として、導入可能な新規組立ラインの候補を有してもよい。また、組立ライン案情報４５２は、組立ラインの決定前の案の状態の情報であり、同様のデータ構造を備える。ここで上記の各情報は、ライン設計時の仕様値を用いてもよい。また、ライン導入時の実績値を用いてもよい。さらに、図３の各利用例に示すように、あらかじめ設定した値に対して、ライン導入後の稼働実績を用いて定期的またはリアルタイムに更新してもよい。この方法によれば、例えば設備計画処理部２３２が、実績に合わせた最大生産量４６２Ｂを更新可能となる。

図１３は、組立設備案情報および組立設備情報のデータ構造の例を示す図である。組立設備案情報４５３および組立設備情報４６３は、既存の組立設備について、設備仕様の情報を有する。ここで設備仕様には、組立設備ＩＤ４６３Ａに応じた組立設備誤差４６３Ｂの情報が含まれる。また、タクトタイム、最大生産量、サイズや重量などの対象製品の制約、付随設備の情報、導入時期、設置場所、などの情報を有してもよい。また、既存の組立設備の代わりや追加情報として、導入可能な組立設備の候補を有してもよい。組立設備案情報４５３は、組立設備情報４６３と略同様のデータ構造を備える。ここで上記の各情報は、設備設計時の仕様値を用いてもよい。また、設備導入時の実績値を用いてもよい。さらに、図３の各利用例に示すように、あらかじめ設定した値に対して、設備導入後の稼働実績から定期的またはリアルタイムに更新してもよい。この方法によれば、例えば公差配分処理部２３１が、経年劣化による組立設備誤差の低下に合わせた組立設備誤差情報４６３Ｂを更新可能となる。

図１９は、設備計画情報のデータ構造の例を示す図である。設備計画情報４６４は、表の縦軸に生産期間（生産月４６４Ａ）、横軸に組立ライン（各組立ラインで製造する製品４６４Ｂ）を取り、生産月毎に各組立ラインで生産する製品の種類を番号で示している。

図６は、コスト情報のデータ構造の例を示す図である。コスト情報２２３には、入力５００および出力５１０の情報が含まれ、コスト情報２２３に含まれる情報は入力５００、出力５１０のいずれかまたは両方の情報である。本実施形態においては、便宜上、入力５００と出力５１０のそれぞれに含まれる情報は別の情報として扱うが、実際には同一の情報であってよい。

入力５００には、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２、製品設計・工程設計・生産計画情報に対する組立コスト情報５０３が含まれる。

図１４は、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報のデータ構造の例を示す図である。部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１は、部品５０１Ａごとに、寸法誤差５０１Ｂの度合いに応じた製造コスト５０１Ｃが対応付けて格納されている。一般に、部品の寸法誤差は部品の製造方法に依存し、高い精度、すなわち部品寸法誤差を小さくしようとすると部品の製造コストは高くなる。製造方法以外に、部品の形状や材質にも依存するため、部品寸法誤差と部品製造コストの関係は部品ごとに異なる。本実施形態における部品製造コスト情報５０１の例では、各部品に対して、５つの部品寸法誤差に対する部品製造コストの情報を有している。

図１４の下部には、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１のデータをグラフにプロットして示されている。部品Ａ、Ｂ、Ｃともに、寸法誤差の許容量が小さくなるほど、製造コストが高くなる傾向が示されている。グラフに示すように各プロットの間は線形補間により算出することができ、線形補間以外の既存の方法で補間するものであってもよい。このような離散値の例に限られず、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１は、コストの近似曲線を示す関数を格納するようにしてもよい。

図１５は、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報のデータ構造の例を示す図である。組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２は、組立設備誤差５０２Ａの度合いに応じた初期設備投資コスト５０２Ｂと、追加設備投資コスト５０２Ｃと、が対応付けて格納されている。一般に、組立設備誤差を小さくしようとすると、精度の高い組立設備が必要となり、設備投資コストは高くなる。設備投資の形態としては、新規に組立設備を導入する方法と既存の組立設備の精度を向上させる形態があり、それぞれ、初期設備投資コスト、追加設備投資コストが定義される。本実施形態における例では、６つの組立設備誤差に対する設備投資コストの情報を有している。

図１５の下部には、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２のデータをグラフにプロットして示されている。組立設備誤差の許容量が小さくなるほど、追加設備投資コストが高くなる傾向が示されている。グラフに示すように各プロットの間は線形補間により算出することができ、線形補間以外の既存の方法で補間するものであってもよい。このような離散値の例に限られず、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２は、コストの近似曲線を示す関数を格納するようにしてもよい。また、組立設備ごとに異なる値や関係式を定義してもよい。

製品設計・工程設計・生産計画情報に対する組立コスト情報５０３には、組立の複雑さなどによって変わる組立時間の増加量に対するコストの増加量を特定する情報が含まれる。例えば、生産計画を満足するために、作業員の増員や残業の増加による生産量の増強を行う場合などに、残業代の割り増しなどを考慮した人件費のコストを含む。

コスト情報２２３の出力５１０には、公差配分情報に基づく部品製造コスト情報５１１、設備計画情報に基づく設備投資コスト情報５１２、製品設計・工程設計・生産計画情報に基づく組立コスト情報５１３が含まれる。

公差配分情報に基づく部品製造コスト情報５１１、設備計画情報に基づく設備投資コスト情報５１２、製品設計・工程設計・生産計画情報に基づく組立コスト情報５１３は、それぞれ、決定された公差配分情報に基づいて部品寸法誤差が確定すると、当該部品寸法誤差に応じて部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１を参照して算出される部品製造コスト情報、決定された設備計画情報に基づいて組立設備誤差が確定すると、当該組立設備誤差に応じて組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２を参照して算出される設備投資コスト情報、製品設計・工程設計・生産計画情報に基づく人件費等の組立コスト情報を示す情報である。

図７は、生産計画情報のデータ構造の例を示す図である。生産計画情報２２４には、少なくとも、入力５５０として、生産期間ごとの生産量情報が含まれる。

図１２は、公差配分処理部により生成される公差配分案の例を示す図である。公差配分案２２５には、案２２５Ａに応じて、Ｖ_ｆ目標設計２２５Ｂと、Ｖ_Ａ２２５Ｃと、Ｖ_Ｂ２２５Ｄと、Ｖ_Ｃ２２５Ｅと、Ｖ_Ｈ２２５Ｆと、の値の配分案が格納される。この公差配分案２２５の例は、第一製品の公差計算式に応じて、部品寸法誤差Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃと１つの組立寸法誤差Ｖ_Ｈの総和が「0.8mm」となる数値の組み合わせに係る中間出力の情報であり、後述する設備計画処理の終了後は削除されるものであって構わない。本実施形態においては第一製品の４案の例があるが、これに限られるものではなく、他の製品および複数の案が含まれるものであってもよい。

図１の説明に戻る。公差配分処理部２３１は、公差配分案を作成する処理を行う処理部である。具体的には、公差配分処理部２３１は、製品情報４０１、設計仕様情報４０２、製品構造案情報４０３、組立工程案情報４５１、組立公差情報４０４の入力を用いて、公差配分案２２５を複数作成し、各公差配分案２２５についての部品製造コストと設備投資コストを算出する。

設備計画処理部２３２は、生産計画に応じたコストを算出する処理を行う処理部である。具体的には、設備計画処理部２３２は、生産計画に応じた組立ラインごとの生産量案を作成し、生産量案ごとに組立コストを算出する。例えば、設備計画処理部２３２は、製品設計情報２２１、工程設計情報２２２、コスト情報２２３、生産計画情報２２４および公差配分案２２５を入力として受け付け、製品設計情報２２１、工程設計情報２２２、コスト情報２２３を生成する。

ここで、設備計画処理部２３２の入力は、公差配分処理部２３１から出力される情報を受け取るようにしてもよい。また、設備計画処理部２３２の出力を、公差配分処理部２３１の入力として、繰り返し計算を行うことで、事前に全ての候補案を用意せずに、解を探索するようにしても良い。また、公差配分処理部２３１は、公差配分案２２５を複数生成した上で、設備計画処理部２３２の入力とするだけでなく、公差配分案２２５を１つ生成した上で、設備計画処理部２３２の入力とし、その結果を公差配分処理部２３１に返し、新たな公差配分案２２５を生成する等、公差配分処理部２３１と設備計画処理部２３２の間で繰り返し計算を行うことで、解を探索するようにしても良い。このようにすることで、より高速に設計情報を得ることが可能となる。

入出力部２１０は、製品設計および工程設計装置２００が扱う情報の入出力を制御する。

図２は、製品設計および工程設計装置による入出力に係るデータフロー例を示す図である。入力側のデータには、製品設計情報２２１と、コスト情報２２３と、工程設計情報２２２と、生産計画情報２２４と、が含まれる。出力側のデータには、製品設計情報（公差配分済）２２１´と、コスト情報２２３´と、工程設計情報（整備計画済）２２２´と、が含まれる。そして、公差配分処理部２３１は、製品設計情報２２１と、コスト情報２２３と、工程設計情報２２２と、を入力として公差配分案２２５を中間出力として出力し、設備計画処理部２３２は、製品設計情報２２１と、コスト情報２２３と、工程設計情報２２２と、生産計画情報２２４と、公差配分案２２５とを入力として製品設計情報（公差配分済）２２１´と、コスト情報２２３´と、工程設計情報（整備計画済）２２２´とを出力する。

なお、図２に示したデータフローは例示であり、本実施形態の変形例により異なるものとなることがある。例えば、公差配分処理部２３１が公差配分案２２５を中間出力しているが、これを画面に示す等により出力情報として顕在化させてもよい。あるいは、出力として示した製品設計情報（公差配分済）２２１´と、コスト情報２２３´と、工程設計情報（整備計画済）２２２´とは、データ構造としてはそれぞれ製品設計情報２２１と、コスト情報２２３と、工程設計情報２２２と同様であるため、これを入力として公差配分処理部２３１の処理等を複数回サイクリックに行うようにしてもよい。

図３は、製品設計および工程設計装置の利用形態の例を示す図である。工場８００内での利用例３００では、工場内を管理する製品設計および工程設計装置２００は、工場８００内での生産に関わる入力情報を受け付け、工場８００が有する各生産ライン８１０Ａ、８１０Ｂ、８１０Ｃに適した製品設計情報および工程設計情報をＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク１００を介して出力（送信）することで、工場内での生産コストを低減することができる。また、各生産ラインおよび生産ラインを構成する各設備の稼動実績をネットワーク１００等を介して収集し、稼動実績に基づき設備情報を更新することで、製品設計および工程設計装置の入力が実績に即した値となり、より実態に即した製品設計および工程設計が可能となる。

クラウド環境２５０を介した利用例３０１では、クラウド環境２５０上の製品設計および工程設計装置２００は、生産可能な全ての工場８００Ａ、８００Ｂ、８００Ｃでの生産に関わる入力情報をインターネット等のネットワーク５０を介して受け付け（受信し）、全ての工場８００Ａ、８００Ｂ、８００Ｃの有する各生産ラインに適した製品設計情報および工程設計情報をネットワーク５０を介して出力（送信）することで、生産可能な全ての工場８００Ａ、８００Ｂ、８００Ｃの生産ラインを考慮した上で生産コストの最適化を行うことができる。また、各工場について、各生産ラインおよび生産ラインを構成する各設備の稼動実績をネットワーク５０等を介して収集し、稼動実績に基づき設備情報を更新することで、製品設計および工程設計装置の入力が実績に即した値となり、より実態に即した製品設計および工程設計が可能となる。なお、生産可能な全ての工場には、自社の工場、他社の工場、自社と他社の工場の両方、を含んでも構わない。

図２０は、製品設計および工程設計装置のハードウェア構成の例を示す図である。製品設計および工程設計装置２００は、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）９０１と、メモリ９０２と、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）などの外部記憶装置９０３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性を有する記憶媒体９０４に対して情報を読み書きする読取装置９０５と、キーボードやマウス、バーコードリーダなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、インターネットなどの通信ネットワークを介して他のコンピュータと通信する通信装置９０８とを備えた一般的なコンピュータ９００、あるいはこのコンピュータ９００を複数備えたネットワークシステムで実現できる。

例えば、制御部２３０は、外部記憶装置９０３に記憶されている所定のプログラムをメモリ９０２にロードしてＣＰＵ９０１で実行することで実現可能であり、入出力部２１０は、ＣＰＵ９０１が入力装置９０６および出力装置９０７を利用することで実現可能であり、記憶部２２０は、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２または外部記憶装置９０３を利用することにより実現可能である。

この所定のプログラムは、読取装置９０５を介して記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、外部記憶装置９０３にダウンロードされ、それから、メモリ９０２上にロードされてＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。

また、読取装置９０５を介して記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、メモリ９０２上に直接ロードされ、ＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。

なお、これに限られず、製品設計および工程設計装置２００は、例えばヘッドセットやゴーグル、眼鏡、インカム等の、作業者が身に着けられるウェアラブルコンピュータであってもよい。

図８は、公差配分処理のフローチャート例を示す図である。公差配分処理は、製品設計および工程設計装置２００の入出力部２１０が所定の指示を受け付けると、開始される。

まず、入出力部２１０は、対象となる全製品の製品情報４０１の入力を受け付ける（ステップＳ６０１）。

そして、入出力部２１０は、ステップＳ６０１で入力を受け付けた製品情報の一つについて、設計仕様情報４０２の入力を受け付ける（ステップＳ６０２）。

そして、入出力部２１０は、ステップＳ６０２で入力を受け付けた設計仕様の１つについて、対象設計仕様を実現する製品構造案情報４０３の入力を受け付ける（ステップＳ６０３）。

そして、入出力部２１０は、ステップＳ６０３で入力を受け付けた製品構造の１つに対して、対象製品構造の組立順序、組立方法を含む組立工程案情報４５１の入力を受け付ける（ステップＳ６０４）。

そして、入出力部２１０は、製品構造とその組立工程の１つに対応する組立公差情報４０４の入力を受け付ける（ステップＳ６０５）。

そして、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０５で入力を受け付けた組立公差情報４０４に含まれる公差の計算式を満足する部品寸法誤差および組立設備誤差の数値の組み合わせ案を生成する（ステップＳ６０６）。この数値の組み合わせについて、公差配分処理部２３１は、例えば、０．０１ｍｍなどの刻み幅で全ての組み合わせを生成する。しかし、これに限られず、公差配分処理部２３１は、乱数表などを用いて部品寸法誤差の値をランダムに生成し、公差の計算式を満たす組立設備誤差の値を算出するようにしてもよい。公差の計算式を満足する部品寸法誤差および組立設備誤差の数値の組み合わせ案が、公差配分情報４１５として中間出力される対象となる。

そして、入出力部２１０は、ステップＳ６０４で入力を受け付けた組立工程案情報４５１に関連する組立設備案情報４５３の入力を受け付ける（ステップＳ６０７）。

そして、入出力部２１０は、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１および組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２の入力を受け付ける（ステップＳ６０８）。

そして、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０６で生成した公差配分案に対する部品製造コストおよび設備投資コストを算出する（ステップＳ６０９）。

ここで、図１２にて示した公差配分案では、第一製品の設計仕様は、設計仕様情報４０２より、Ｖ_ｆ＝０．８ｍｍである。また、第一製品の公差計算式は上式（２）であるから、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃの３つの部品寸法誤差Ｖ_Ａ、Ｖ_Ｂ、Ｖ_Ｃと１つの組立寸法誤差Ｖ_Ｈの総和が０．８ｍｍとなる数値の組み合わせが生成される。図１２では４案のみ記載されているが、あくまで一例であり、候補はこれに限らない。

図１６は、公差配分案に対する部品製造コストおよび設備投資コストの例を示す図である。部品製造コストの例７００では、公差案７００Ａごとに、部品Ａ７００Ｂ、部品Ｂ７００Ｃ、部品Ｃ７００Ｄのコストが示されている。また、設備投資コストの例７１０では、公差案７１０Ａごとに、既存設備ごとの追加投資額７１０Ｂと、新規投資額７１０Ｃと、のコストが示されている。

ステップＳ６０９では、公差配分処理部２３１により、各公差配分案の各部品の部品寸法誤差の値と、部品寸法誤差に対する部品製造コスト情報５０１を用いて、公差配分案に対する部品製造コストが算出される。また、公差配分処理部２３１により、各公差配分案の組立設備誤差の値と、組立設備案情報４５３の組立設備誤差の値と、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２を用いて、既存設備に追加投資した場合および新規投資した場合に必要となる、公差配分案に対する設備投資コストが算出される。

例えば、案１の場合、組立設備誤差Ｖ_Ｈ＝０．０５であるため、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２を参照すると、新規投資では、初期設備投資コスト１，０００，０００ドルと追加設備投資コスト１，７５０，０００ドルとが必要であり、合計２，７５０，０００ドルの設備投資コストとして算出される。既存設備「ＸＡ００１」への追加投資では、「ＸＡ００１」は組立設備誤差「０．５０」を満足するよう追加設備投資コスト５００，０００ドルがすでに投資されており、案１で必要となる組立設備誤差Ｖ_Ｈ＝「０．０５」を満足するためには、組立設備誤差「０．０５」の追加設備投資コスト１，７５０，０００ドルとの差分として、１，７５０，０００－５００，０００＝１，２５０，０００ドルが必要な設備投資コストとして算出される。

また、例えば、案４の場合、組立設備誤差Ｖ_Ｈ＝「０．５」であるため、組立設備誤差に対する設備投資コスト情報５０２を参照すると、新規投資では、初期設備投資コスト１，０００，０００と追加設備投資コスト５００，０００ドルが必要であり、合計１，５００，０００ドルの設備投資コストと算出される。既存設備「ＸＡ００３」への追加投資では、「ＸＡ００３」は組立設備誤差「０．１５」であり案４で必要となる組立設備誤差ＶＨ＝「０．５」よりも誤差が小さいため、追加の設備投資は不要であり、設備投資コストは０と算出される。

本例のように、公差配分案で必要となる組立設備誤差より高い精度（すなわちより小さい誤差の値）を有する既存設備（すなわち、必要な精度を既に備える設備）はすべて追加投資を不要とできる。しかし、組立設備誤差が大きい（すなわち精度が低い）分、各部品寸法誤差が小さくなるよう公差配分されると、部品製造コストは高くなる。すなわち、既存設備の組立設備誤差より大きい値の精度で十分な公差配分案では、部品製造コストは最小とならない傾向となる。

図８の公差配分処理のステップＳ６１０の説明に戻る。公差配分処理部２３１は、未処理の組立工程案情報があるか否かを判定する（ステップＳ６１０）。未処理の組立工程案情報がない場合（ステップＳ６１０において「Ｎｏ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６１１に制御を進める。未処理の組立工程案情報がある場合（ステップＳ６１０において「Ｙｅｓ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０５に制御を戻す。組立工程により組立公差計算式が異なるため、その分、公差配分の候補案が増加することとなる。

そして、公差配分処理部２３１は、未処理の製品構造案情報があるか否かを判定する（ステップＳ６１１）。未処理の製品構造案情報がない場合（ステップＳ６１１において「Ｎｏ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６１２に制御を進める。未処理の製品構造案情報がある場合（ステップＳ６１１において「Ｙｅｓ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０４に制御を戻す。製品構造により取りうる組立工程案が異なるため、その分、公差配分の候補案が増加することとなる。

そして、公差配分処理部２３１は、未処理の設計仕様情報があるか否かを判定する（ステップＳ６１２）。未処理の設計仕様情報がない場合（ステップＳ６１２において「Ｎｏ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６１３に制御を進める。未処理の設計仕様情報がある場合（ステップＳ６１２において「Ｙｅｓ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０３に制御を戻す。未処理の設計仕様の１つに対して、対象設計仕様を実現する製品構造案情報４０３の入力を受け付けることで、同時に複数の設計仕様を満足する解を探索可能となる。

そして、公差配分処理部２３１は、未処理の類似製品があるか否かを判定する（ステップＳ６１３）。未処理の類似製品がない場合（ステップＳ６１３において「Ｎｏ」の場合）は、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６１４に制御を進める。未処理の類似製品がある場合（ステップＳ６１３において「Ｙｅｓ」の場合）には、公差配分処理部２３１は、ステップＳ６０２に制御を戻す。製品により取りうる設計仕様が異なるため、その分、公差配分の候補案が増加することとなる。

設備計画処理部２３２は、設備計画処理を実行する（ステップＳ６１４）。設備計画処理については、図９で説明する。

図９は、設備計画処理のフローチャート例を示す図である。設備計画処理は、公差配分処理のステップＳ６１４において開始される。

入出力部２１０は、生産計画情報２２４、組立ライン案情報４５２、製品設計・工程設計・生産計画情報に対する組立コスト情報５０３の各入力を受け付ける（ステップＳ７０１）。

そして、設備計画処理部２３２は、生産計画情報２２４に含まれる生産期間を１つ選択する（ステップＳ７０２）。

そして、設備計画処理部２３２は、製品情報４０１に含まれる対象製品を１つ選択する（ステップＳ７０３）。

そして、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０２で選択した生産期間において、ステップＳ７０３で選択した製品が生産されるか、すなわち、生産量が０より大きいか否かを判定する（ステップＳ７０４）。生産量が０より大きい場合（ステップＳ７０４において「Ｙｅｓ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０５に制御を進める。生産量が０より大きくない場合（ステップＳ７０４において「Ｎｏ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１１に制御を進める。

そして、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０３において選択した製品に対してステップＳ６０６で生成した公差配分案を１つ選択する（ステップＳ７０５）。公差配分案の選択により、部品製造コストはステップＳ６０９の算出結果から一意に求められるようになる。

そして、設備計画処理部２３２は、組立ライン案情報４５２から組立ラインを１つ選択する（ステップＳ７０６）。組立ラインの選択により、組立ラインが有する組立設備が一意に決まる。組立設備が決まることから、設備投資コストはステップＳ６０９の算出結果から一意に求められる。

そして、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０３で選択した製品を、ステップＳ７０６で選択した組立ラインを用いる生産量案を生成する（ステップＳ７０７）。ここで、生産量案の生成において、製品と組立ラインの関係について取りうる選択肢について述べる。１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることが許可されない場合、生産量案は０または全生産量となる。他方、１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることが許可される場合は、「０」または全生産量を超えない任意の数となる。そして、生産量は整数値であるので、設備計画処理部２３２は、「０」から全生産量の分だけ全ての組み合わせを生成してもよい。また、任意の刻み幅で組み合わせを生成してもよい。また、乱数表などを用いてランダムに生産量を生成してもよい。また、１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることが許可される場合でも、許可される組立ラインの最大数を制限するものであってもよい。

そして、設備計画処理部２３２は、製品構造、組立工程、公差配分、組立ライン、組立設備、などを変数とする、製品設計・工程設計・生産計画情報に対する組立コスト情報５０３を参照して、組立コストを算出する（ステップＳ７０８）。

そして、設備計画処理部２３２は、全ての組立ラインの候補案について処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ７０９）。全ての組立ラインの候補案について処理を実行しておらず未処理の組立ラインがある場合（ステップＳ７０９において「Ｎｏ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０６に制御を戻す。全ての組立ラインの候補案について処理を実行した場合（ステップＳ７０９において「Ｙｅｓ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１０に制御を進める。

そして、設備計画処理部２３２は、全ての公差配分案について処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ７１０）。全ての公差配分案について処理を実行しておらず未処理の公差配分案がある場合（ステップＳ７１０において「Ｎｏ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０５に制御を戻す。全ての公差配分案について処理を実行した場合（ステップＳ７１０において「Ｙｅｓ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１１に制御を進める。

そして、設備計画処理部２３２は、全ての製品について処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ７１１）。全ての製品について処理を実行しておらず未処理の製品がある場合（ステップＳ７１１において「Ｎｏ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０３に制御を戻す。全ての製品について処理を実行した場合（ステップＳ７１１において「Ｙｅｓ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１２に制御を進める。

そして、設備計画処理部２３２は、全製品の組立ラインでの生産量案の組合せから、実行可能案を選出する（ステップＳ７１２）。ここで、実行可能案とは、以下の条件を満たす案である。（１）任意の製品を組み立てる全組立ラインでの生産量の合計が、生産計画の生産量と一致する。（２）任意の組立ラインで組み立てる全製品の生産量の合計が、組立ラインの最大生産量以下である。

なお、上記（２）の条件を緩和するための追加の選択肢を有するようにしてもよい。例えば、組立ラインの作業員の残業等の超過稼働を許可することで、組立ラインの最大生産量を緩和してもよい。また、組立ラインに追加投資することで最大生産量を大きくすることを許可してもよい。

そして、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１２で追加の選択肢が選択された場合に発生する追加コストを算出する（ステップＳ７１３）。例えば、設備計画処理部２３２は、残業による組立コストの増分を算出し、最大生産量を増加させるための追加投資コストを算出する。

そして、設備計画処理部２３２は、全ての生産期間について処理を実行したか否かを判定する（ステップＳ７１４）。全ての生産期間について処理を実行しておらず未処理の生産期間がある場合（ステップＳ７１４において「Ｎｏ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７０２に制御を戻す。全ての生産期間について処理を実行した場合（ステップＳ７１４において「Ｙｅｓ」の場合）には、設備計画処理部２３２は、ステップＳ７１５に制御を進める。

そして、設備計画処理部２３２は、実行可能案の中から、評価指標に基づき組合せを選出する（ステップＳ７１５）。例えば、設備計画処理部２３２は、総生産コストを評価指標とし、総生産コストが最小となる公差配分情報および設備計画情報の組合せを選出する。ここで、総生産コストは、例えば、部品製造コストと設備投資コストと組立コストの総和として計算できる。

各組立ラインで組み立てる製品の組み合わせを決定することにより、図１９に示すような設備計画情報を得られる。本例は、ステップＳ７０７において、１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることが許可されないと判定された場合の結果の例である。

図１７の生産月と製品の関係と、図１９の生産月と各組立ラインで製造する製品の関係とから、各生産月における各組立ラインの総生産量が算出可能である。例えば、図１９から、生産月１７／４における組立ラインＬ００２で組み立てる製品は第三製品および第四製品であることが特定できる。図１７から、生産月１７／４における第三製品の生産量は８，０００台、第四製品の生産量は２８，０００台である。よって、生産月１７／４における組立ラインＬ００２で組み立てる製品の総生産量は３６，０００台と算出できる。

組立ラインＬ００２の最大生産量は図１８の組立ライン情報より、５０，０００台/月である。よって、生産月１７／４における組立ラインＬ００２の稼働率は３６，０００／５０，０００×１００パーセント＝７２パーセントであると計算できる。したがって、実行可能案の中から組み合わせを選出する評価指標として、総生産コストのほかに、上記のごとく算出した稼働率を用いてもよい。

また、図１９の例において、第六製品は生産月１８／１０に、組立ラインＬ００４から組立ラインＬ００３に変更となる結果が示されている。このような製品を組み立てる組立ラインの変更は品質の低下や、追加の作業時間、作業コストを発生させる可能性がある。実行可能案の中から組み合わせを選出する評価指標として、製品を組み立てる組立ラインの変更回数などを用いてもよい。

また、組立ラインの変更にかかる作業コストを、ステップＳ７１３において追加コストとして算出することで、同様の選択が可能となる。

また、組立ラインの変更にかかる作業時間を定義し、作業時間がかかる分だけ組立作業が行えないものとし、当該期間における最大生産量を低下させて実行可能性を評価する処理をステップＳ７１２において行うようにしても、同様の選択が可能となる。

製品を組み立てる組立ラインの変更が発生するタイミングで、組立設備の追加投資が必要となる可能性もある。ステップＳ７０６で任意の生産期間における設備投資コストが算出されるため、設備投資コストとタイミングを算出可能である。評価指標として設備投資コストとタイミングを用いてもよい。例えば設備投資のタイミングが重ならないような案を選出することが可能となる。

また、実行可能案全てを評価指標とともに出力する対象としてもよい。

そして、入出力部２１０は、ステップＳ７１５の選出結果を出力する（ステップＳ７１６）。

以上が、公差配分処理と設備計画処理の流れである。公差配分処理と設備計画処理によれば、より投資効率のよい製品設計および工程設計を行うことができる。

図２１は、公差配分情報の出力画面の例を示す図である。公差配分情報の出力画面９０９は、ステップＳ７１６における公差配分情報４１５の出力の例である。公差配分情報の出力画面９０９では、製品ごとの公差配分結果を一覧表９０９Ａとして表示される。

図２２は、公差配分情報（図面上）の出力画面の例を示す図である。公差配分情報（図面上）の出力画面９１０は、ステップＳ７１６における公差配分情報４１５の別の出力の一形態である。公差配分情報（図面上）の出力画面９１０では、製品構造の画像や図面、３次元モデルに対して、公差配分結果の値９１０Ａ～９１０Ｄが重ねて表示されている。

図２３は、設備計画情報の出力画面の例を示す図である。設備計画情報の出力画面９２０では、ステップＳ７１６における図１９に示した設備計画情報がグラフとして表示されている。このようなグラフによる出力形態により、製品を組み立てる組立ラインの変更タイミングを直感的に読み取ることが可能となる。

図２４は、コスト情報の出力画面の例を示す図である。コスト情報の出力画面９３０では、総生産コストおよびその内訳のコストを示す表９３１と、それを視覚化したグラフ９３２と、がステップＳ７１６において表示される。このような出力形態により、総コストとその内訳を直感的に読み取ることが可能となる。

図２５は、組立ラインの稼働率の出力画面の例を示す図である。組立ラインの稼働率の出力画面９４０では、設備計画情報４６４に基づき算出される各組立ラインの稼働率がステップＳ７１６において表示される。出力の一形態として、各ラインの平均稼働率がグラフ９４１として表示されている。

以上が、本発明に係る実施の形態である。本発明に係る実施の形態によれば、より投資効率のよい製品設計および工程設計装置を提供することができる。

上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、削除をすることも可能である。

また、上記の各部、各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各部、各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

なお、上述した実施形態にかかる制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。

なお、本発明については、以下の技術的特徴を備えるものであるともいえる。上述の式（３）のように、計測工程が追加されることにより、実測された誤差を用いることが可能となる場合には、公差計算式を単純化することもできる。これにより、より実効性の高い公差配分案を作成することができるといえる。

また、公差配分処理部２３１は、公差配分案２２５を１つ生成した上で、設備計画処理部２２６の入力とし、その結果を公差配分処理部２３１に返し、新たな公差配分案２２５を生成することで、公差配分処理部２３１と設備計画処理部２３２の間で繰り返し計算を行って解を探索するようにできる。このようにすることで、より高速に設計情報を得ることが可能となるといえる。

また、製品設計および工程設計装置は、採用された公差配分、設備計画、コスト、稼働率のいずれかを図示する画面を表示するようにしてもよい。このうち、公差配分については、組み立て図に公差の位置とその量とを重畳させて示すようにしてもよい。このようにすることで、より理解しやすい設計情報を得ることが可能となるといえる。

また、設備計画処理部は、製品組立ラインの変更にかかる作業時間を定義し、作業時間がかかる分だけ組立作業が行えないとし、当該期間における最大生産量を低下させて公差配分案を評価する処理を行うようにしてもよい。このようにすることで、より精度の高い設計情報を得ることが可能となるといえる。

また、設備計画処理部は、製品を組み立てる組立ラインの変更が発生するタイミングで、組立設備の追加投資コストを算出し、設備投資コストとそのタイミングを特定し、評価指標として設備投資コストとタイミングを用いるようにしてもよい。このようにすることで、より合理的な設計情報を得ることが可能となるといえる。

２００・・・製品設計および工程設計装置、２１０・・・入出力部、２２０・・・記憶部、２２１・・・・製品設計情報、２２２・・・工程設計情報、２２３・・・コスト情報、２２４・・・生産計画情報、２２５・・・公差配分案、２３０・・・制御部、２３１・・・公差配分処理部、２３２・・・設備計画処理部。

Claims (17)

1. 組立製品の任意の箇所の寸法バラツキの許容値を含む設計仕様情報と、前記設計仕様情報に関連する前記組立製品の部品についての部品寸法誤差情報と、前記組立製品を組み立てる設備の組立設備誤差情報と、前記設計仕様情報と、部品寸法誤差情報と、組立設備誤差情報の関係式である組立公差情報と、前記部品寸法誤差情報に対する部品製造コスト情報と、前記組立設備誤差情報に対する設備投資コスト情報と、を記憶する記憶部と、
   前記組立公差情報を用いて、部品寸法誤差と組立設備誤差の配分の組み合わせを異ならせた公差配分案を生成し、生成された前記公差配分案に含まれる前記部品寸法誤差に基づく部品製造コストと、生成された前記公差配分案に含まれる前記組立設備誤差に基づく設備投資コストとを算出する公差配分処理部と、
   算出された前記部品製造コストと前記設備投資コストと、の和からなる総生産コストを評価指標として算出し、前記評価指標が最適となる公差配分案を決定する設備計画処理部と、
   決定された最適な公差配分案を出力する出力部と、
   を備えることを特徴とする製品設計および工程設計装置。
2. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   前記記憶部には、組立順序および組立方法を含む複数の組立工程情報と、前記組立工程情報間で互いに異なる組立公差情報と、が含まれる、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
3. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   前記記憶部には、設計仕様情報を満足する組立製品の構造を含む複数の組立構造情報と、前記組立構造情報間で互いに異なる組立工程情報と、前記組立工程情報間で互いに異なる組立公差情報と、が含まれる、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
4. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   前記記憶部には、１つの製品における複数の設計仕様情報が含まれ、
   前記公差配分処理部は、複数の前記設計仕様情報を同時に満足する公差配分案を生成する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
5. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   前記記憶部には、複数の製品情報と、前記製品情報間で互いに異なる組立仕様情報を有する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
6. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   候補となる既存および新規の組立設備情報を入力として受付ける入力部を備え、
   前記設備計画処理部は、評価指標が最適となる公差配分を決定し、
   公差配分を構成する組立設備誤差と組立設備情報とを用いて、必要な組立設備と前記設備投資コストの額を算出する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
7. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   組立設備情報から構成される、
   候補となる既存および新規の組立ライン情報を入力として受付ける入力部を備え、
   前記設備計画処理部は、評価指標が最適となる公差配分を決定し、
   公差配分を構成する組立設備誤差と組立設備情報とを用いて、
   組立設備と必要な設備投資額とを算出し、
   組立ラインの構成を決定する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
8. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって，
   生産期間ごとの生産量である生産計画情報を入力として受け付ける入力部を備え、
   前記設備計画処理部は、
   前記生産計画情報を用いて前記生産期間ごとの組立ラインと対象製品の品種とその生産量を算出する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
9. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって、
   前記設備計画処理部は、残業による組立ラインの最大生産量の増加を許容し、前記生産期間ごとの生産量の増加と、残業によるコスト増加との二律背反について最適解を特定する、
   ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
10. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    前記設備計画処理部は、設備投資による組立ラインの最大生産量の増加を許容し、前記生産期間ごとの生産量の増加と、設備投資によるコスト増加との二律背反について最適解を特定する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
11. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    前記入力部は、１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることの可否を入力として受け付け、
    前記設備計画処理部は、１つの製品を同時期に複数の組立ラインで組み立てることの可否に応じて前記生産期間ごとの組立ラインと対象製品の品種とその生産量を算出する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
12. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    前記設備計画処理部は、評価指標として、
    部品製造コスト、設備投資コスト、組立コストのいずれかまたはそれらの組合せの四則演算を構成する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
13. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって，
    前記設備計画処理部は、組立ラインの最大生産量に対する任意の期間の生産量の割合である稼働率を最大化する公差配分案を優先させる、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
14. 請求項８に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    前記設備計画処理部は、製品を組み立てる組立ラインの変更回数を最小化する公差配分案を優先させる、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
15. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    前記公差配分処理部は、
    既存の組立ラインの稼動実績を入力として受付けると前記組立設備誤差情報を更新する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
16. 請求項１に記載の製品設計および工程設計装置であって、
    生産期間ごとのタクトタイムまたは最大生産量に関する値を含む組立ライン案情報と、生産期間ごとの生産量を含む生産計画情報を入力として受け付ける入力部を備え、
    前記設備計画処理部は、
    既存の組立ラインの稼動実績を入力として受付けると、前記組立設備誤差情報と、前記タクトタイムまたは最大生産量に関する値と、を更新し、
    前記生産計画情報と、前記タクトタイムまたは最大生産量に関する値と、を用いて前記生産期間ごとの組立ラインごとに対象製品の品種とその生産量を算出する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。
17. 組立製品の任意の箇所の寸法バラツキの許容値を含む設計仕様情報と、前記設計仕様情報に関連する前記組立製品の部品についての部品寸法誤差情報と、前記組立製品を組み立てる設備の組立設備誤差情報と、前記設計仕様情報と、部品寸法誤差情報と、組立設備誤差情報の関係式である組立公差情報と、前記部品寸法誤差情報に対する部品製造コスト情報と、
    前記組立設備誤差情報に対する設備投資コスト情報と、を記憶する記憶部と、
    前記設計仕様情報と、前記部品寸法誤差情報と、前記組立設備誤差情報と、前記組立公差情報と、前記部品製造コスト情報と、前記設備投資コスト情報と、をネットワーク上の他の機器と通信して受け付ける通信部と、
    前記組立公差情報を用いて、部品寸法誤差と組立設備誤差の配分の組み合わせを異ならせた公差配分案を生成し、生成された前記公差配分案に含まれる前記部品寸法誤差に基づく部品製造コストと、生成された前記公差配分案に含まれる前記組立設備誤差に基づく設備投資コストとを算出する公差配分処理部と、
    算出された前記部品製造コストと前記設備投資コストと、の和からなる総生産コストを評価指標として算出し、前記評価指標が最適となる公差配分案を決定する設備計画処理部と、を備え、
    前記通信部は、前記設備計画処理部により決定された前記最適となる公差配分案に応じた製品設計情報と工程設計情報とを前記通信部を介して該当する生産ラインの機器へ出力する、
    ことを特徴とする製品設計および工程設計装置。

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