JPH08137828A - シミュレーション装置及びこれを用いたエキスパートシステム自動生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、外部環境の変化に常に追従して効率
的にエキスパートシステムのソースプログラムを生成す
ること。 【構成】製品を製造するに必要なデータをルールベース
(23)の条件に従って負荷割付け等を行ってシミュレーシ
ョンモデルを作成してシミュレーションを実行する。こ
のシミュレーション結果を評価条件(30)に基づいて評価
し、ルールベース(23)に記憶されている条件を変更し、
かつこの変更された条件の履歴を学習し、この学習され
た条件の変更履歴に基づいてエキスパートシステムのソ
ースプログラムを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動化ラインのライン
効率等を求めて最適なシミュレーションを実行するため
のシミュレーション装置及びこれを用いたエキスパート
システム自動生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２０はシミュレーション装置の構成図
である。入力装置１は、自動化ラインで生産される品種
やそのサイズ、処理順序等のシミュレーション条件を入
力してライン効率算出実行部２に送る。

【０００３】このライン効率算出実行部２は、入力され
た品種やそのサイズ、処理順序等のシミュレーション条
件に基づいて自動化ラインのライン効率を算出し、この
ライン効率を表示装置３に表示している。

【０００４】かかる装置において、自動化ラインの最適
なライン効率とその条件を算出する場合には、この最適
なライン効率とその条件が得られるまで、その都度シミ
ュレーション条件を変更して入力装置１から入力し、こ
の条件で算出されたライン効率を表示装置３に表示させ
るという一連の作業を繰り返している。

【０００５】しかしながら、最適なライン効率を算出す
るには、シミュレーション条件の入力、シミュレーショ
ンの実行、及びそのシミュレーション結果に対する評価
を何度も繰り返さなければならず、この一連の作業によ
り最適なライン効率とその条件が得られるまでに非常に
時間がかかるうえに非効率的である。

【０００６】一方、ラインを設計支援するためのエキス
パートシステムがある。このエキスパートシステムは、
対象システム専用のアルゴリズムで行う場合と、汎用的
なシェル（エンジン）で行う場合との２つ通りがある。

【０００７】対象システム専用のアルゴリズムで行う場
合は、生産規模や設備計画等の外部環境が変わると、そ
れに従ってアルゴリズムも変更する必要があり、常にソ
フトウエアのメンテナンスを行わなければならない。
又、他のシステムに転用しようとしてもアルゴリズムの
変更が困難である。

【０００８】汎用的なシェルで行う場合は、汎用性が高
いため、処理する条件をルールベースに持つ形態を採っ
ている。又、記述する条件は、専門家から獲得しなけれ
ばならないが、エキスパートシステムの設計者がインタ
ビュー形式で行うため非常に困難である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のように最適なラ
イン効率の算出は、シミュレーション条件の入力等の一
連の作業を何度も繰り返さなければならず、非常に時間
がかかるうえに非効率的である。

【００１０】一方、エキスパートシステムでは、常に外
部環境の変化に合わせた維持管理が重要となり、そのた
めに多くの工数が必要になる。又、ルールベースの知識
（処理／判断条件）の獲得は人間系で行われるために多
くの時間と困難とが伴う。

【００１１】そこで本発明は、最適なシミュレーション
結果を効率的に得られるシミュレーション装置を提供す
ることを目的とする。又、本発明は、外部環境の変化に
常に追従して効率的にエキスパートシステムのソースプ
ログラムを生成できるエキスパートシステム自動生成装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、予め
設定されたシミュレーション条件下でシミュレーション
を実行して得られるシミュレーション結果を評価条件に
基づいて評価するシミュレーション装置において、シミ
ュレーション結果が評価条件を満たしているかを判定す
る判定手段と、この判定手段による判定の結果、シミュ
レーション結果が評価条件を満たしていなければ少なく
ともシミュレーション条件を変更して再度シミュレーシ
ョンを実行する条件変更手段と、を備えて上記目的を達
成しようとするシミュレーション装置である。

【００１３】請求項２によれば、製造データベースに記
憶された製品を製造するに必要なデータを、ルールベー
スに記憶された条件に従って少なくとも負荷割付けを行
ってシミュレーションモデルを作成してシミュレーショ
ン実行するシミュレーション装置において、シミュレー
ション結果に対する評価条件を記憶する評価条件データ
ベースと、シミュレーション結果を評価条件に基づいて
評価し、ルールベースに記憶されている条件を変更する
評価／条件変更手段と、を備えて上記目的を達成しよう
とするシミュレーション装置である。

【００１４】請求項３によれば、製造データベースに記
憶された製品を製造するに必要なデータを、ルールベー
スに記憶された条件に従って少なくとも負荷割付けを行
ってシミュレーションモデルを作成してシミュレーショ
ン実行する機能を備えたエキスパートシステム自動生成
装置において、シミュレーション結果に対する評価条件
を記憶する評価条件データベースと、シミュレーション
結果を評価条件に基づいて評価し、ルールベースに記憶
されている条件を変更する評価／条件変更手段と、この
評価／条件変更手段により変更された条件の履歴を学習
する学習手段と、この学習手段により学習された条件の
変更履歴に基づいてエキスパートシステムのソースプロ
グラムを生成するプログラム生成手段と、を備えて上記
目的を達成しようとするエキスパートシステム自動生成
装置である。

【００１５】請求項４によれば、プログラム生成手段
は、学習された条件変更履歴から優先度の高い順に条件
変更のソースコードを生成し、この条件変更ソースコー
ドをエキスパートシステムのソースプログラムにおける
可変アルゴリズム部に追加するものである。

【００１６】

【作用】請求項１によれば、予め設定されたシミュレー
ション条件下でシミュレーションを実行すると、このシ
ミュレーション結果が評価条件を満たしているかを判定
し、このシミュレーション結果が評価条件を満たしてい
なければ、少なくともシミュレーション条件を変更して
再度シミュレーションを実行する。これにより、最適な
シミュレーション結果を効率的に得ることができる。

【００１７】請求項２によれば、製品を製造するに必要
なデータをルールベースの条件に従って負荷割付け等を
行ってシミュレーションモデルを作成し、シミュレーシ
ョンを実行するに際し、このシミュレーション結果を評
価条件に基づいて評価し、ルールベースに記憶されてい
る条件を変更する。そして、再びシミュレーションモデ
ルを作成し、シミュレーションを実行する。これによ
り、外部環境の変化に常に追従して効率的にエキスパー
トシステムのソースプログラムを生成できる。

【００１８】請求項３によれば、製品を製造するに必要
なデータをルールベースの条件に従って負荷割付け等を
行ってシミュレーションモデルを作成し、シミュレーシ
ョンを実行するに際し、このシミュレーション結果を評
価条件に基づいて評価し、ルールベースに記憶されてい
る条件を変更する。

【００１９】このように条件が変更されると、この変更
された条件の履歴が学習され、この学習された条件の変
更履歴に基づいてエキスパートシステムのソースプログ
ラムが生成される。

【００２０】この場合、請求項４によれば、プログラム
生成手段は、学習された条件変更履歴から優先度の高い
順に条件変更のソースコードを生成し、この条件変更ソ
ースコードをエキスパートシステムのソースプログラム
における可変アルゴリズム部に追加する。

【００２１】

【実施例】

(1) 以下、本発明の第１の実施例について図面を参照し
て説明する。図１はシミュレーション装置の構成図であ
る。最適化処理装置１０には、入力装置１１が接続され
ている。

【００２２】この入力装置１１は、シミュレーション条
件として、例えば自動化ラインで生産される製品の品種
とそのロットサイズ、処理順序、流す順序、各処理での
処理時間を入力するものとなっている。

【００２３】最適化処理装置１０は、シミュレーション
条件に基づいて最適なシミュレーション条件とライン効
率を算出する機能を有するもので、ライン効率算出実行
部１２、稼働率判定部１３、及び入力条件変更部１４を
有している。

【００２４】ライン効率算出実行部１２は、シミュレー
ション条件に基づいて自動化ラインのライン効率を算出
する機能を有している。稼働率判定部１３は、シミュレ
ーション条件に基づいて自動化ラインの稼働率を算出
し、かつ予め判定基準として設定された全処理平均稼働
率、例えば８０％以上と比較し、その比較結果を入力条
件変更部１４に送る機能を有している。

【００２５】この場合、稼働率Ｋは、 ｋ＝（各処理時間／シミュレーション）×１００［％］ …(1) を演算することにより求められる。

【００２６】入力条件変更部１４は、稼働率判定部１３
の判定結果を受け、自動化ラインの稼働率が判定基準を
満たさない場合に、ライン効率算出実行部１２に設定さ
れたシミュレーション条件、例えばロットサイズ、処理
の順序、流す順序を変更する機能を有している。

【００２７】なお、入力条件変更部１４は、自動化ライ
ンの稼働率が判定基準を満たす場合、シミュレーション
条件である品種とそのロットサイズ、処理順序、流す順
序、各処理での処理時間、及びシミュレーション結果を
表示装置１５に表示させる機能を有している。

【００２８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図２に示す最適化フローチャートに従って説明す
る。先ず、入力装置１１からは、ステップ＃１におい
て、シミュレーション条件として自動化ラインで生産さ
れる製品の品種とそのロットサイズ、処理順序、流す順
序、各処理での処理時間等がライン効率算出実行部１２
に入力設定される。

【００２９】次に、稼働率判定部１３には、ステップ＃
２において、判定基準として全処理平均稼働率、例えば
８０％以上が設定される。このようにシミュレーション
条件が設定されると、このシミュレーション条件下にお
いてシミュレーションモデルのシミュレーションが実行
される。

【００３０】このシミュレーション実行の後、ライン効
率算出実行部１２は、ステップ＃３において、シミュレ
ーション条件下おけるシミュレーション結果に基づいて
自動化ラインのライン効率を算出する。

【００３１】次に、稼働率判定部１３は、ステップ＃４
において、シミュレーション条件下おけるシミュレーシ
ョン結果に基づいて自動化ラインの稼働率を上記式(1)
を演算することによって算出する。

【００３２】又、この稼働率判定部１３は、算出した自
動化ラインの稼働率と判定基準である全処理平均稼働率
８０％以上とを比較し、その比較結果を入力条件変更部
１４に送る。

【００３３】この入力条件変更部１４は、稼働率判定部
１３の判定結果を受け、自動化ラインの稼働率が判定基
準を満たしていなければ、ステップ＃５に移って、ライ
ン効率算出実行部１２に設定されたシミュレーション条
件のうち、ロットサイズ、処理順序、流す順序を変更設
定する。

【００３４】このシミュレーション条件の変更設定の
後、再びシミュレーションモデルのシミュレーションが
実行される。この後、ライン効率算出実行部１２は、再
びステップ＃３において、シミュレーション結果に基づ
いて自動化ラインのライン効率を算出する。

【００３５】これと共に稼働率判定部１３は、ステップ
＃４において、シミュレーション結果に基づいて自動化
ラインの稼働率を算出する。再び、入力条件変更部１４
は、稼働率判定部１３の判定結果を受け、自動化ライン
の稼働率が判定基準を満たしていれば、ステップ＃６に
移り、シミュレーション条件である品種とそのロットサ
イズ、処理順序、流す順序、各処理での処理時間、及び
シミュレーション結果を表示装置１５に表示させる。

【００３６】このように上記第１の実施例においては、
予め設定されたシミュレーション条件下でシミュレーシ
ョンを実行し、このシミュレーション結果が評価条件で
ある判定基準を満たしているかを判定し、このシミュレ
ーション結果が評価条件を満たしていなければ、シミュ
レーション条件を変更して再度シミュレーションを実行
するようにしたので、１度シミュレーション条件を入力
設定するだけで、最適なシミュレーション条件を自動的
に求めることができる。

【００３７】従って、最適なシミュレーション条件が得
られるまで、シミュレーション条件の入力、シミュレー
ションの実行、及びそのシミュレーション結果に対する
評価という一連の作業を何度も繰り返すことがなく、作
業の減少、時間の短縮につながって効率の向上が図れ
る。

【００３８】なお、上記第１の実施例は、次の通りに変
形しても良い。例えば、判定基準は、稼働率に限定され
るものでなく、例えば生産数、仕掛け数にしても良く、
さらには複数設定してもよい。

【００３９】又、上記第１の実施例は、メカ制御用ソフ
トウエアに置換してもよい。(2) 次に本発明の第２の実
施例について説明する。図３は基板実装工程に適用した
エキスパートシステム自動生成装置の構成図である。

【００４０】製造データ記憶部２０は、製造データベー
ス２１及び負荷量データベース２２を備えている。この
うち製造データベース２１には、部品構成、生産予定、
部品情報、設備情報、ライン構成、工程経路等の製品を
製造するために必要な各データが記憶されている。

【００４１】具体的に製造データベース２１には、図４
〜図６の模式図に示すように、１０種類のデータファイ
ル、すなわち部品構成データファイル２１ａ、生産予定
データファイル２１ｂ、部品情報データファイル２１
ｃ、ＰＤＧ（Parts Data Code）データファイル２１
ｄ、チャネルデータファイル２１ｅ、基板情報データフ
ァイル２１ｆ、マシンデータファイル２１ｇ、ラインデ
ータファイル２１ｈ、工程経路データファイル２１ｉ、
及び割付部品データファイル２１ｊから形成されてい
る。

【００４２】部品構成データファイル２１ａには、基板
上に実装する部品名と点数から成る部品構成データが記
憶されており、例えば親手配コードのフィールドが形成
されている。

【００４３】生産予定データファイル２１ｂには、日別
にどの基板を何枚実装するかの生産予定データが記憶さ
れており、例えば着工日や親手配コードのフィールドが
形成されている。

【００４４】部品情報データファイル２１ｃには、部品
の仕様である部品情報データが記憶されており、例えば
子手配コードや品名番号のフィールドが形成されてい
る。ＰＤＧデータファイル２１ｄには、部品の形状、入
荷時の荷姿であるＰＤＧデータが記憶されており、例え
ばＰＤＧや荷姿、テープ材質などのフィールドが形成さ
れている。

【００４５】チャネルデータファイル２１ｅには、実装
機（マシン）の部品供給チャネルの数であるチャネルデ
ータが記憶されており、例えばＰＤＧやマシン名などの
フィールドが形成されている。

【００４６】基板情報データファイル２１ｆには、基板
の形状情報である基板情報データが記憶されており、例
えば親手配コードや幅、長さなどのフィールドが形成さ
れている。

【００４７】マシンデータファイル２１ｇには、実装機
の能力値であるマシンデータが記憶されており、例えば
マシン名やローディング時間、装着時間などのフィール
ドが形成されている。

【００４８】ラインデータファイル２１ｈには、ライン
内の実装機構成であるラインデータが記憶されており、
例えばラインなどのフィールドが形成されている。工程
経路データファイル２１ｉには、各基板がどの工程順で
流れるかを示す工程経路データが記憶されており、例え
ば親手配コードや各ライン＃１、＃２…ごと各ライン
名、マシン名などのフィールドが形成されている。

【００４９】割付部品データファイル２１ｊには、各実
装機で扱っている部品の割付を示すを割付部品データが
記憶されており、例えばマシン名やチャネル番号などの
フィールドが形成されている。

【００５０】ルールベース２３には、製造ラインを設計
するにあたっての専門家の設計ノウハウの各ルールが記
憶されている。図７はかかるルールベース２３における
製造ラインに配置される各実装機への部品割付けの模式
図である。

【００５１】この部品割付けのルールベース２３には、
部品抽出の優先順序エリア２３ａ、部品抽出条件を記述
する条件式エリア２３ｂ、抽出された部品を並び替える
割付け順序エリア２３ｃ、どの実装機から割り付けるか
を記述する割付けマシンエリア２３ｄ、各実装機への割
付けを均一にするための割付け方法エリア２３ｅが形成
されている。

【００５２】例えば、優先順序エリア２３ａの順序
「１」では、与えられた部品群から「最初に、セル名２
１２５でかつテープ幅が８ｍｍの部品を抽出する。次に
抽出された部品群を部品点数の多い順で並び替える。次
に２台のチップマウンター（ＣＰ１、ＣＰ２）に交互に
割付け、まだ部品が割り付かず残っていれば、異形部品
装着機（ＩＰ２）に割り付ける。なお、割付けの方法
は、部品点数が均一になるようにする。」と解釈する。

【００５３】レイアウト設計部２４は、ディスプレイ画
面上に対話形式によって、製造データベース２１に記憶
されている設備形状から、製造ラインを配置するに与え
られたスペース内に、製造ラインの各設備を配置して製
造ラインのモデルを作成支援する機能を有している。

【００５４】割付け部２５は、ルールベース２３に記憶
されている専門家のノウハウのルールを用い、日別／工
程別負荷山積み／山崩し、製造ラインへの負荷割付け、
設備への副資材割付け等を行う機能を有している。

【００５５】この割付け部２５は、負荷割付け部２５
ａ、ライン割付け部２５ｂ、及び部品割付け部２５ｃの
各機能を有している。このうち負荷割付け部２５ａは、
製造ラインを稼働させる時間経過に対する負荷の割付け
を行うもので、図８に示すように時間経過ｔに対して処
理能力の最大を得るように負荷（製造量）を山積みして
割付け、この後に時間経過ｔに対して負荷が処理能力で
均一化するように負荷を矢印に示す如く山崩しして平準
化する機能を有している。

【００５６】ライン割付け部２５ｂは、各ラインに対す
る負荷の割付けを行うもので、図９に示すように各ライ
ンに対して処理能力の最大を得るように負荷を山積みし
て割付け、この後に各ラインに対して負荷が能力で均一
化するように負荷を山崩しして平準化する機能を有して
いる。

【００５７】部品割付け部２５ｃは、各実装機に対して
負荷の割付けを行う機能を有している。ここで、製造ラ
インは、図１０に示すように半田印刷機４０、接着剤塗
布機４１、各チップ部品装着機４２、４３、ＩＣ部品装
着機４４、異形部品装着機４５、及び硬化炉４６から構
成されている。

【００５８】この製造ラインにおいて、部品を実装する
設備は、各チップ部品装着機４２、４３、ＩＣ部品装着
機４４、異形部品装着機４５の４台である。これら設備
４２〜４５は、異なる複数の部品を実装できるので、こ
れら部品を供給する複数のチャネルを持っている。

【００５９】これらチャネルは、異なる基板にも対応で
きるように部品をセットした固定チャネルと、基板が変
わる毎に交換する可変チャネルと、実装機が稼働してい
ても部品のセットができる外段取りチャネルとがある。

【００６０】従って、部品割付け部２５ｃは、図１１に
示すように最初は各実装機の能力を最大限に発揮するよ
うに、その実装機が得手とする部品を山積みして割り付
け、この後、図１２に示すように実装機間のラインバラ
ンスが悪いならば、部品を他の実装機に横降り（山崩
し）して、負荷を平準化する機能を有している。

【００６１】投入順序作成部２６は、割付け部２５にお
ける負荷割付け部２５ａ、ライン割付け部２５ｂ、及び
部品割付け部２５ｃの各割付けにより求められた各負荷
データとルールベース２３に記憶されている専門家のノ
ウハウのルールを取り込み、その条件下で最適な投入順
序を作成する機能を有している。

【００６２】図１３及び図１４は投入順序作成の一例を
示している。図１３は縦軸に基板、横軸に汎用チャネル
にセットしてある部品を示している。同図に示すように
投入順序作成部２６は、段取りを最小にするために、汎
用チャネルの部品を極力使わなくてすむ基板から順に投
入する機能を有している。

【００６３】又、図１４は縦軸に基板、横軸に実装機の
タクトタイム等を示している。同図に示すように投入順
序作成部２６は、ラインバランスのよい基板から投入し
て、実装機の稼働率が高い状態で運転させる機能を有し
ている。

【００６４】シミュレーションモデル作成部２７は、レ
イアウト設計部２４により作成された製造ラインモデル
の工程配置、割付け部１５における負荷割付け部２５
ａ、ライン割付け部２５ｂ、及び部品割付け部２５ｃの
各割付けにより求められた各工程能力、投入順序作成部
２６により作成された最適な投入順序をそれぞれ取り込
み、これら工程配置、各工程能力、投入順序を条件とし
てシミュレーションモデルを自動作成する機能を有して
いる。

【００６５】このシミュレーションモデルは、図１５に
示すペトリネット理論に基く各ペトリネット符号を用い
ている。すなわち、同図に示すようにプレースは、設
備、バッファ、搬送などの状態を表している。

【００６６】トランジェントは、プレース（工程）間の
連結を表し、状態を変化（動作）させることを表してい
る。アークは、ワークや情報の流れる方向を示し、状態
と動作との関係つけを表している。

【００６７】トークンは、ワークや情報そのものを示
し、プレース内での状態の成立を表している。従って、
シミュレーションモデルは、これらプレース、トランジ
ェント、アーク、トークンの各ペトリネット符号を組み
合わせて接続することにより構築される。

【００６８】シミュレーション部２８は、シミュレーシ
ョンモデル作成部２７により作成されたシミュレーショ
ンモデルに記述された条件下で、時間を変化させながら
設備、もの、人の各挙動の変化を追跡し、そのシミュレ
ーション結果をシミュレーション結果データベース２９
に記憶させる機能を有している。

【００６９】シミュレーションのエンジンは、上記の如
くペトリネット理論を用いている。このシミュレーショ
ンの動作原理は、次の通りである。シミュレーションモ
デルは、例えば図１６に示すように３つのプレースがト
ラジションの入力側に接続され、かつトラジションの出
力側に２つのプレースが接続されて構成されている。

【００７０】このようなシミュレーションモデルの場
合、このトラジション入力側の３つのプレースのうち２
つのプレースにトークンが存在し、この後に３つのプレ
ース（全プレース）にトークンが存在するようになる
と、トラジション出力側の全プレースにトークンが存在
しない場合に限り、発火可能となる。

【００７１】この発火とは、トラジション入力側の全プ
レースからトークンが消滅し、トラジション出力側の全
プレースにトークンが発生することである。又、シミュ
レーションのエンジンは、トークンにその種類を識別す
るためにカラーを持たせ、さらにプレース内のトークン
を指定された時間占有できる拡張ペトリネットを行う機
能を有している。

【００７２】一方、評価条件データベース３０には、シ
ミュレーション結果に対する評価条件データが記憶され
ている。図１７及び図１８はかかるシミュレーション結
果の評価と条件の変更の関係を示している。評価条件
は、＜ｉｆ ｔｈｅｎ ｅｌｓｅ＞形式により記述され
ており、ｔｈｅｎ、ｅｌｓｅ各々に変更条件を記述す
る。

【００７３】なお、投入順序は、優先順位の高い順に番
号Ｎｏ付けがなされており、かつアセンディング昇順
Ａ、ディセンディング降順Ｂを示している。例えば、Ｎ
ｏ．１での例では、「ＣＰ３の出来高が９０より多く、
かつＣＰ３の稼働率が６５％より大きい場合は、投入順
序を実装時間の短い順に、かつ部品点数の多い順に、か
つ部品種類数の少ない順に基板を投入する」と解釈する
ものとなる。

【００７４】評価／条件変更部（ディスパッチング部）
３１は、シミュレーション結果データベース２９に記憶
されたシミュレーション結果を、評価条件データベース
３０に記憶されている評価条件に基づいて評価し、ルー
ルベース２３に記憶されているルールデータを変更し、
その変更履歴を学習して条件変更履歴データベース３２
に記憶する機能を有している。

【００７５】工程設計用アルゴリズム自動生成部（エキ
スパートシステムアルゴリズム生成部）３３は、条件変
更履歴データベース３２に記憶されているルールベース
２３の条件変更履歴に基づいて工程設計分野のエキスパ
ートシステムのソースプログラムを自動的に生成する機
能を有している。

【００７６】すなわち、図１８に示すように、評価／条
件変更部３１で学習された変更条件履歴から優先順位の
高い順に変更条件のソースコードを生成する機能を有し
ている。

【００７７】この条件変更ソースコードは、例えば１．
ＳＯＲＴ（コード）として実装時間、昇順が記述され、
２．ＳＯＲＴとして部品実数、降順が記述され、３．Ｓ
ＯＲＴとして部品種類、昇順、…が記述されている。

【００７８】又、この条件変更ソースコード生成は、各
投入条件に対応づけられており、例えば投入順序「１」
に対して「１．ＳＯＲＴ」、投入順序「２」に対して
「４．ＳＯＲＴ」が対応している。

【００７９】ところで、工程設計用新エンジン（エキス
パートシステムのソースプログラム）３４は、予め固定
アルゴリズム部と可変アルゴリズム部とに分けて作成さ
れている。

【００８０】従って、工程設計用アルゴリズム自動生成
部３３は、工程設計用新エンジン３４の固定アルゴリズ
ム部と可変アルゴリズム部とのうち、可変アルゴリズム
部に条件変更ソースコードを追加してエキスパートシス
テムのソースプログラムを自動的に生成する機能を有し
ている。

【００８１】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。基板実装工程の製造ラインの設計にあた
り、レイアウト設計部２４は、対話形式によって、製造
データベース２１に記憶されている設備形状から、与え
られたスペース内に設備を配置して製造ラインのモデル
を作成する。

【００８２】すなわち、レイアウト設計部２４のディス
プレイ画面上には、製造ラインの各設備が配置されて製
造ラインのモデルが作成される。この製造ラインは、例
えば図１０に示す如く半田印刷機４０、接着剤塗布機４
１、各チップ部品装着機４２、４３、ＩＣ部品装着機４
４、異形部品装着機４５、及び硬化炉４６から構成され
ている。

【００８３】この製造ラインにおいて、部品を実装する
設備は、各チップ部品装着機４２、４３、ＩＣ部品装着
機４４、異形部品装着機４５の４台である。一方、割付
け部２５は、ルールベース２３に記憶されている専門家
のノウハウのルールを読み出し、このルールを用いて日
別／工程別負荷山積み／山崩し、製造ラインへの負荷割
付け、設備への副資材割付け等を行う。

【００８４】すなわち、負荷割付け部２５ａは、図８に
示すように経過時間ｔに対して処理能力の最大を得るよ
うに負荷を山積みして割付けを行い、この後に経過時間
ｔに対して負荷が処理能力で均一化するように負荷を山
崩しして平準化する。

【００８５】ライン割付け部２５ｂは、図９に示すよう
に各ラインに対して処理能力の最大を得るように負荷を
山積みして割付けを行い、この後に各ラインに対して負
荷が能力で均一化するように負荷を山崩しして平準化す
る。

【００８６】部品割付け部２５ｃは、各実装機に対して
負荷の割付けを行うが、ここで、製造ラインにおいて部
品を実装する設備は、上記の如く各チップ部品装着機４
２、４３、ＩＣ部品装着機４４、異形部品装着機４５の
４台である。

【００８７】これら設備４２〜４５は、異なる複数の部
品を実装できるので、これら部品を供給する複数のチャ
ネルを持っており、これらチャネルは、異なる基板にも
対応できるように部品をセットした固定チャネルと、基
板が変わる毎に交換する可変チャネルと、実装機が稼働
していても部品のセットができる外段取りチャネルとが
ある。

【００８８】従って、部品割付け部２５ｃは、図１１に
示すように最初は実装機の能力を最大限に発揮するよう
に、その実装機が得手とする部品を山積みして割り付け
を行う。

【００８９】この後、部品割付け部２５ｃは、図１２に
示すように実装機間のラインバランスが悪いならば、部
品を他の実装機に山崩しして、負荷を平準化する。投入
順序作成部２６は、割付け部２５における負荷割付け部
２５ａ、ライン割付け部２５ｂ、及び部品割付け部２５
ｃの各割付けにより求められた各負荷データとルールベ
ース２３に記憶されている専門家のノウハウのルールを
取り込み、その条件下で最適な投入順序を作成する。

【００９０】例えば、投入順序作成部２６は、図１３に
示すように段取りを最小にするために、汎用チャネルの
部品を極力使わなくてすむ基板から順に投入する。又、
投入順序作成部２６は、図１４に示すようにラインバラ
ンスのよい基板から投入して、実装機の稼働率が高い状
態で運転させる。

【００９１】このようにレイアウト設計部２４により製
造ラインモデルが作成され、負荷割付け部２５ａ、ライ
ン割付け部２５ｂ、及び部品割付け部２５ｃの各割付け
により各工程能力が求められ、投入順序作成部２６によ
り最適な投入順序が作成されると、シミュレーションモ
デル作成部２７は、これら製造ラインモデルの工程配
置、各工程能力、及び最適な投入順序をそれぞれ取り込
み、これらを条件としてシミュレーションモデルを自動
作成する。

【００９２】図１９はシミュレーションモデル作成部２
７より作成されたシミュレーションモデルの一例を示し
ている。このシミュレーションモデルは、図１５に示す
ペトリネット符号であるプレース、トランジェント、ア
ーク、トークンを工程配置に応じて組み合わせ接続さ
れ、かつ各プレースに処理時間や故障発生割合等が記述
されて構築される。

【００９３】シミュレーション部２８は、シミュレーシ
ョンモデル作成部２７により作成されたシミュレーショ
ンモデルに記述された条件下、すなわち各プレースに記
述された処理時間や故障発生割合等の条件下で、時間を
変化させながら設備、物、人の各挙動の変化を追跡して
シミュレーションを実行する。

【００９４】すなわち、シミュレーションのエンジン
は、例えば、トークンを製品とし、このトークンを各設
備を表わす各プレースにおいて処理時間に相当する時間
だけ存在させる。

【００９５】又、シミュレーションのエンジンは、各ト
ラジションにおいて、そのトラジション入力側の全プレ
ースにトークンが存在し、かつトラジション出力側の全
プレースにトークンが存在しない場合に限り発火し、そ
のトラジション入力側の全プレースからトークンが消滅
し、トラジション出力側の全プレースにトークンが発生
する。

【００９６】又、シミュレーションのエンジンは、トー
クンをその種類を識別するためにカラーを持たせ、かつ
プレース内のトークンを指定された時間占有して移動さ
せる。

【００９７】このようにしてシミュレーションのエンジ
ンは、トークンをアークの方向に従って各プレースに移
動させることにより、製造ラインのシミュレーションモ
デルに対するシミュレーションを実行する。

【００９８】このシミュレーション実行の結果は、シミ
ュレーション結果データベース２９に記憶される。この
ようにシミュレーションが終了すると、評価／条件変更
部３１は、シミュレーション結果データベース２９に記
憶されたシミュレーション結果を読み出し、このシミュ
レーション結果について評価条件データベース３０に記
憶されている評価条件に基づいて評価する。

【００９９】例えば、評価条件は、図１７に示すように
Ｎｏ．１での例では、「ＣＰ３の出来高が９０より多
く、かつＣＰ３の稼働率が６５％より大きい場合は、投
入順序を実装時間の短い順に、かつ部品点数の多い順
に、かつ部品種類数の少ない順に基板を投入する」と解
釈する。

【０１００】この評価／条件変更部３１は、このように
各評価条件に基づいて評価し、ルールベース２３に記憶
されているルールデータを変更し、その変更履歴を学習
して条件変更履歴データベース３２に記憶する。

【０１０１】一方、工程設計用アルゴリズム自動生成部
３３は、学習したルールベース２３の条件変更履歴か
ら、工程設計分野のエキスパートシステムのソースプロ
グラムを自動的に生成する。

【０１０２】すなわち、工程設計用アルゴリズム自動生
成部３３は、図１８に示すように評価／条件変更部３１
で学習されて条件変更履歴データベース３２に記憶され
ている変更条件履歴を読み出し、この変更条件履歴から
優先順位の高い順に変更条件のソースコードを生成す
る。

【０１０３】この条件変更ソースコード生成は、各投入
条件に対応づけられており、例えば投入順序「１」に対
して「１．ＳＯＲＴ」、投入順序「２」に対して「４．
ＳＯＲＴ」が対応している。

【０１０４】従って、評価条件として、例えば図１７に
示すようにＮｏ．１での例では、 「ＣＰ３の出来高が９０より多く、かつＣＰ３の稼働率
が６５％より大きい場合」 投入条件としてＮｏ．１、３、４が対応して「投入順序
を実装時間の短い順に、かつ部品点数の多い順に、かつ
部品種類数の少ない順に基板を投入する」と解釈され、
このような投入条件に対し、工程設計用アルゴリズム自
動生成部３３は、投入条件Ｎｏ．１「投入順序を実装時
間の短い順に」に対して条件変更ソースコード「ＳＯＲ
Ｔ（実装時間、昇順）」を生成し、かつ投入条件Ｎｏ．
３「部品点数の多い順に」に対して条件変更ソースコー
ド「ＳＯＲＴ（部品実数、降順）」を生成し、かつ投入
条件Ｎｏ．４「部品種類数の少ない順に基板を投入す
る」に対して条件変更ソースコード「ＳＯＲＴ（部品種
類、昇順）」及び「ＳＯＲＴ（部品種数、昇順）」を生
成する。

【０１０５】このように条件変更ソースコードが生成さ
れると、工程設計用アルゴリズム自動生成部３３は、工
程設計用新エンジン３４が固定アルゴリズム部と可変ア
ルゴリズム部とに分かれているので、このうちの可変ア
ルゴリズム部に条件変更ソースコードを追加してエキス
パートシステムのソースプログラムを自動的に生成す
る。

【０１０６】このように上記第２の実施例においては、
製品を製造するに必要なデータをルールベース２３の条
件に従って割付け部２５による負荷割付けやレイアウト
設計部２４による工程配置の割付け、投入順序作成部２
６での投入順序の作成等を行ってシミュレーションモデ
ルを作成し、このシミュレーションモデルのシミュレー
ションを実行してそのシミュレーション結果を評価条件
に基づいて評価してルールベース２３に記憶されている
条件を変更し、かつこの変更された条件の履歴を学習
し、この学習された条件の変更履歴に基づいてエキスパ
ートシステムのソースプログラムを生成するようにした
ので、生産規模、設備計画等の外部環境の変化に連動
し、負荷、ライン割付け、副資材割付け等をシミュレー
ションすることで、適性値を設定できる。

【０１０７】しかもシミュレーション結果を評価する過
程での条件変更履歴を学習することで、その状況に合わ
せて外部環境の変化に常に追従して効率的にエキスパー
トシステムのソースプログラムを生成できたエキスパー
トシステムを構築できる。

【０１０８】なお、本発明は、上記第２の実施例に限定
されるものでなく次の通りに変形してもよい。例えば、
基板実装工程に適用するに限らず、他の製品の製造工程
にも適用できる。

【０１０９】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、最
適なシミュレーション結果を効率的に得られるシミュレ
ーション装置を提供できる。又、本発明によれば、外部
環境の変化に常に追従して効率的にエキスパートシステ
ムのソースプログラムを生成できるエキスパートシステ
ム自動生成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第１の実施例を示すシミュレー
ション装置の構成図。

【図２】同装置の最適化フローチャート。

【図３】本発明に係わる第２の実施例を示すエキスパー
トシステム自動生成装置の構成図。

【図４】製造データベースの模式図。

【図５】製造データベースの模式図。

【図６】製造データベースの模式図。

【図７】ルールベースにおける各実装機への部品割付け
の模式図。

【図８】負荷割付け部の山積み山崩しを示す図。

【図９】ライン割付け部の山積み山崩しを示す図。

【図１０】製造ラインを示す図。

【図１１】部品割付け部の山積みを示す図。

【図１２】部品割付け部の山崩しを示す図。

【図１３】投入順序作成の一例を示す図。

【図１４】投入順序作成の一例を示す図。

【図１５】ペトリネット理論に基く各ペトリネット符号
の図。

【図１６】シミュレーションの動作原理を示す図。

【図１７】シミュレーション結果の評価と条件の変更の
関係を示す図。

【図１８】シミュレーション結果の評価と条件の変更の
関係を示す図。

【図１９】シミュレーションモデルの一例を示す図。

【図２０】従来のシミュレーション装置の構成図。

【符号の説明】

１０…最適化処理装置、１１…入力装置、１２…ライン
効率算出実行部、１３…稼働率判定部、１４…入力条件
変更部、１５…表示装置、２０…製造データ記憶部、２
１…製造データベース、２２…負荷量データベース、２
３…ルールベース、２４…レイアウト設計部、２５…割
付け部、２５ａ…負荷割付け部、２５ｂ…ライン割付け
部、２５ｃ…部品割付け部、２６…投入順序作成部、２
７…シミュレーションモデル作成部、２８…シミュレー
ション部、２９…シミュレーション結果データベース、
３０…評価条件データベース、３１…評価／条件変更
部、３２…条件変更履歴データベース、３３…工程設計
用アルゴリズム自動生成部、３４…工程設計用新エンジ
ン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定されたシミュレーション条件下
   でシミュレーションを実行して得られるシミュレーショ
   ン結果を評価条件に基づいて評価するシミュレーション
   装置において、 前記シミュレーション結果が前記評価条件を満たしてい
   るかを判定する判定手段と、 この判定手段による判定の結果、前記シミュレーション
   結果が前記評価条件を満たしていなければ、少なくとも
   前記シミュレーション条件を変更して再度前記シミュレ
   ーションを実行する条件変更手段と、を具備したことを
   特徴とするシミュレーション装置。
2. 【請求項２】 製造データベースに記憶された製品を製
   造するに必要なデータを、ルールベースに記憶された条
   件に従って少なくとも負荷割付けを行ってシミュレーシ
   ョンモデルを作成してシミュレーション実行するシミュ
   レーション装置において、 シミュレーション結果に対する前記評価条件を記憶する
   評価条件データベースと、 前記シミュレーション結果を前記評価条件に基づいて評
   価し、前記ルールベースに記憶されている条件を変更す
   る評価／条件変更手段と、を具備したことを特徴とする
   シミュレーション装置。
3. 【請求項３】 製造データベースに記憶された製品を製
   造するに必要なデータを、ルールベースに記憶された条
   件に従って少なくとも負荷割付けを行ってシミュレーシ
   ョンモデルを作成してシミュレーション実行する機能を
   備えたエキスパートシステム自動生成装置において、 シミュレーション結果に対する前記評価条件を記憶する
   評価条件データベースと、 前記シミュレーション結果を前記評価条件に基づいて評
   価し、前記ルールベースに記憶されている条件を変更す
   る評価／条件変更手段と、 この評価／条件変更手段により変更された前記条件の履
   歴を学習する学習手段と、 この学習手段により学習された前記条件の変更履歴に基
   づいてエキスパートシステムのソースプログラムを生成
   するプログラム生成手段と、を具備したことを特徴とす
   るエキスパートシステム自動生成装置。
4. 【請求項４】 プログラム生成手段は、学習された条件
   変更履歴から優先度の高い順に条件変更のソースコード
   を生成し、この条件変更ソースコードをエキスパートシ
   ステムのソースプログラムにおける可変アルゴリズム部
   に追加することを特徴とする請求項３記載のエキスパー
   トシステム自動生成装置。