CN101403894A - 状态指示方法和状态指示系统 - Google Patents
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Abstract
提供用于解决用于向工人提供关于在生长场所中已经完成了处理的装置在哪里的特定指令的位置指示问题以及向工人提供关于何时进行在测试完成之后的操作的设置的指令的设置开始时间指定问题的方法和系统。提供了用于掌握生产场所中的装置(103)的处理进展状态的部件(104)、用于指示处理进展状态的部件(105)、用于预测装置的处理完成时间的部件(106)和用于指示针对哪个装置何时开始准备(设置操作)的部件(107)。工人从用于指示装置的处理进展状态的部件(105)掌握各个单元(102)的各个装置(103)的处理进展状态，并且掌握向装置(103)输入工件(109)来放置在该装置中的时间，并且从用于指示针对哪个装置何时开始设置操作的部件(107)开始放置。状态指示方法和状态指示系统。
Description
技术领域
本发明涉及用于改善家用电器、半导体器件、磁存储装置、印刷电路板等的大规模生产制造的生产效率的方法和系统。
背景技术
在家用电器、半导体器件、磁存储装置、印刷电路板等的大规模生产制造中，诸如机器人和机器工具之类的自动化制造系统可以通过处理化学反应、微构造、微组装等以执行制造，这是因为工人很难进行直接操作。在自动化制造系统中，机器人和机器工具可以进行主要操作，而工人可以进行诸如搬入和搬出工件(work)和设置操作之类的辅助操作。
例如，在制造磁存储装置中，以下列方式完成产品：由特殊的机器人系统进行多个磁头和磁盘与诸如主轴电机和机架(frame)之类的其它部分的组装操作；由工人收集所组装的工件并将其运送到作为后续处理的测试处理；然后，由自动化设备测试工件的磁特性和存储容量。
此外，在印刷电路板中，以下列方式完成产品：由自动化机器在印刷电路板上布置诸如半导体芯片和电容器之类的微小电子部件，并且在焊接回流炉(solder reflow furnace)中将其自动地接合并固化；然后，由工人收集所组装的工件并将其运送到作为后续处理的测试处理；和由自动化器件进行电测试。
在上述制造中，在投资回报方面，提高自动制造系统的生产率是重要的挑战。假设生产率的改善被定义为每单位时间的生产量(production output)，则必须针对生产率的改善实现主要操作时间的减少和辅助操作时间的减少。特别地，在自动制造系统中，不仅故障频率的减少，而且设置操作时间的减少、在工件可以被搬进处理之前工件等待的等待时间的减少之类的辅助操作时间的减少是重要的挑战。
例如，在制造磁存储装置中，可以由多个连续的自动制造系统测试它们的磁特性和存储容量。传统上，对于测试，存在输入一批数十到数百个磁存储装置到测试装置并在其上进行测试，并且将该批输入到在下一处理中在其上进行测试的测试装置的批操作方法。在这方面，已经存在(1)由于个体在读和写方面的性能差异导致的甚至具有相同容量的磁装置需要不同的测试时间的磁存储装置特性问题，以及(2)它们中相对于磁存储装置的总数的预定量或更多的测试已经被完成之前，磁存储装置不能被输出的问题。由于问题(1)和(2)，工人何时应该前往测试装置并进行操作是不可预测的，并且磁存储装置在测试完成之后在测试装置内等待被搬出，因此，已经存在辅助操作时间变得更长的问题，并且该问题阻碍了自动制造系统的生产率的改善。
此外，除了上述批操作方法之外，存在逐一输入磁存储装置到测试装置并在其上进行测试，并且将它们逐一输入到下一处理中的测试装置并在其上进行测试的单独操作方法。此外，存在自动制造系统，所述自动制造系统包含数十到数千测试装置，并且利用机器人机械手(handler)逐一传输磁存储装置并使用该方法进行测试。在自动制造系统中，当进行诸如系统紧急停止之类的异常操作时，恢复过程依赖于单独的磁存储装置的测试进展状态而变化。另一方面，由于上述问题(1)，除非总是掌握单独的磁存储装置的测试时间，存在恢复操作费时以及辅助操作时间变长的问题，并且该问题阻碍自动制造系统的生产率的改善。
如上所述，为了减少辅助操作时间，总是掌握处理中单独工件的制造进展是重要的挑战，并且工人可以依赖于这些状态预测应该何时、何地和执行什么样的操作。关于该挑战，专利文档1提出利用在各个测试装置中提供的照明指示器指示磁存储装置的测试进展状态的方法。专利文档2提出用计算机共同地管理磁存储装置的记录介质创建处理的进展信息，并且在计算机的指示器上的再现记录媒体的形状的显示上以颜色或纹理指示进展状态。此外，专利文档3提出通过关于晶片测量测试的进展状态，将在处理中晶片内可接收的芯片(产量)的比值和已经占用的测量时间与过去的测量测试记录进行比较，并且使用该时间来制作整个生产系统的时间表，以预测要用于测量所需要的时间的方法。
[专利文档1]JP-A-2007-18447
[专利文档2]JP-A-2007-122251
[专利文档3]JP-A-2002-366222
发明内容
[本发明要解决的技术问题]
在上述专利文档1中，存在除非工人观察周围独立的测试装置，否则不能掌握状态的问题。特别地，在其中并行提供数千个装置的生产场所，存在哪个装置处于进展状态的什么条件下的问题。
此外，在专利文档2中，存在没有以块号(block number)指示生产场所内的位置的具体指示装置。特别地，在并行提供数千个装置的生产场所中，存在哪个装置处于进展状态的什么条件下的问题。
在专利文档3中存在在装置的处理完成之后，不能将何时进行操作的设置的指令预先提供给工人的问题。这里，设置包括确认工件是否可以被输入到感兴趣的测试处理的下一处理的操作、用于收集和输入要被输入的下一工件的操作。存在在合适的时间开始这些设置操作，并且当测试完成时立即进行下一操作来抑制辅助操作时间的延长的挑战。
也就是，本发明意欲提高自动制造系统的生产率，将注意力集中在减少辅助操作时间上，并且提供装置的状态指示技术来解决(A)向工人提供关于在生产场所中已经完成处理的装置在哪里的具体指令的位置指定问题，以及(B)向工人提供在测试完成后何时进行操作设置的指令的开始时间指定问题。
[解决问题的手段]
本发明的代表性的状态指示方法是用于在自动制造系统中掌握设置操作的开始时间的状态指示方法，在所述自动制造系统中由工人或自动化机器进行在生产场所中放置的多个装置的设置，所述方法包括：
从所述多个装置掌握生产场所内的位置和处理进展状态的步骤；
指示在所述步骤中掌握的多个装置的位置和处理进展状态的步骤；
从所述步骤中掌握的所述多个装置的处理进展状态预测在处理完成后用于操作的设置操作的开始时间；和
指示在所述步骤中预测的设置操作的开始时间的步骤。
一种用于在自动制造系统中掌握设置操作的开始时间的状态指示系统，在所述自动制造系统中由工人或自动化机器进行在生产场所中放置的多个装置的设置，所述状态指示系统包括：用于从所述多个装置掌握生产场所内的位置和处理进展状态的部件；用于指示多个装置的所述所掌握的位置和处理进展状态的部件；用于从所述多个装置的所述所掌握的处理进展状态预测在处理完成后用于操作的设置操作的开始时间的部件；和用于指示设置操作的所述所预测的开始时间的部件。
[本发明的优点]
根据本发明，由于可以向工人提供关于在生产场所中其中处理完成的装置在哪里的指令，因此，工人可以到达要被操作的该装置而不会迷路，并且在装置的处理完成的时候完成设置，并且立即搬出完全处理过的工件，并且搬入新工件。因此，可以减少辅助操作时间，并且该减少有助于自动制造系统的生产率的改善。
附图说明
图1是显示本发明的示意过程的图示；
图2是显示应用本发明的处理流程的示例的图示；
图3是显示应用本发明的工件的处理时间的图表；
图4是显示应用本发明的工件的处理时间的图表；
图5是显示开始应用本发明的工件的设置操作的时间的图表；
图6是显示根据本发明实施例的自动制造系统中的状态指示处理的流程图；
图7显示本发明的实施例中的装置的处理进展状态的指示示例的图示；
图8是显示应用本发明的处理流程的另一示例的图示；
图9是显示图8所示的示例中的装置的处理进展状态的指示示例的图示；
图10是显示当本发明应用到磁记录装置的制造时的具体过程的图示；
图11是显示实现本发明的自动制造系统的系统结构示例的图示。
附图标记描述
101生产场所
102、203、208、803单元
103、204、205、209、210、211、804、805装置
104用于掌握处理进展状态的部件
105用于指示处理进展状态的部件
106用于预测处理完成时间的部件
107用于指示针对哪个装置合适开始设置操作的部件
109、201、206、207、801、806工件
202处理1
207处理2
303处理时间的变化分布
304标准处理时间
305处理终止时间
403处理时间的变化分布
404处理结束时间
405在处理结束时间上的累积出现频率比率
503处理时间的变化分布
504处理结束时间
506开始设置操作的时间
507设置操作所需的时间
701显示单元的指示
702指示在每个单元中从现在开始处理需要多少小时的区域
703、704、705、706、707、708在单元内按比例指示装置的处理状态的区域
901显示单元的指示
902指示在每个单元中从现在开始处理需要多少小时的区域
903、904、905、906在单元内按比例指示装置的处理状态的区域
X01集成控制部分
X02测试单元设置开始时间预测函数
X03用户界面
X04设置开始时间指示部分
X05测试单元1-b指示部分
X07在处理中的HDD
X08测试进展指示部分
X09测试单元1-b
X10具有HDD的测试器
X11空闲测试器
X12测试单元掌握函数
A01网络
A02装置
A03装置处理进展状态掌握函数
A04装置处理进展状态指示器
A05装置处理完成时间预测函数
A06设置操作开始时间指示器
A07设置操作时间存储装置
A08按产品类别和按工序的处理完成时间的存储装置
A09按产品类别和按工序的处理程序的存储装置
A10单元
具体实施方式
首先，将参照图1描述本发明的示意过程。在生产场所(101)中，存在用于特定处理的相同规范的装置(103)。在每个装置(103)中放置一个工件以进行处理。在单元(102)中一起提供多个装置(103)。该单元是执行装置(103)的电源和温度的集中管理的系统。以单元为单位，将工件放置在装置(103)中，并且以单元为单位从装置(103)搬出工件。也就是，当在一个装置中完成处理，但是在相同单元内的另一装置中未完成时，不能从装置搬出完全处理过的工件，而是等待被搬出。
在本发明中，提供了用于掌握生产场所(101)中的装置(103)的处理进展状态的部件(104)、用于指示装置的处理进展状态的部件(105)、用于预测装置的处理完成时间的部件(106)和用于指示针对哪个装置何时开始准备(设置操作)的部件(107)。工人(108)从用于指示装置的处理进展状态的部件(105)掌握各个单元(102)的各个装置(103)的处理进展状态，并且掌握利用手推车(110)向装置(103)搬入要放置在装置(103)中的工件(109)的时间，并且从用于指示针对哪个装置何时开始设置操作的部件(107)开始放置。
也就是，可以通过用于指示针对哪个装置何时开始设置操作的部件(107)，与处理完成时间同步地执行工件(109)向装置(103)的搬入和工件的搬出，并且通过用于指示装置的处理进展状态的部件(105)可以知道其中在哪个单元(102)的哪个装置(103)中工件被搬出并且新工件(109)被搬入并放置的位置，因此，可以减少辅助操作时间。
图2显示应用到图1所示的示意过程的处理流程。在处理流程中，工件(201)被搬入到工序1(202)，从工序1(202)搬出工件(206)，并且将其搬入到工序2(207)，最后，从工序2(207)搬出工件(211)。
在工序1中提供多个单元(203)，并且在每个单元(203)中提供多个装置(204)。这里，其中通过具有网格形状的方块显示其中放置工件的装置(204)，并且由黑方块显示处于空闲状态的不具有工件的装置(205)。以单元(203)为单位将工件放置在装置(204)中，并且以单元(203)为单位从装置(204)搬出工件。也就是，当处理在一个装置中完成，但是在同一单元内的另一装置中未完成时，不能从装置搬出完全处理过的工件，而是要等待被搬出。
类似地，在工序2中提供多个单元(208)，而在每个单元(208)中提供多个装置(209)。这里，通过具有网格形状的方块显示其中放置工件的装置(209)，并且由黑方块显示处于空闲状态的不具有工件的装置(210)。以单元(208)为单位将工件放置在装置(209)中，并且以单元(208)为单位从装置(209)搬出工件。也就是，当处理在一个装置中完成，但是在同一单元内的另一装置中未完成时，不能从装置搬出完全处理过的工件，而是要等待被搬出。
图3显示图1所示的示意过程中装置(103)中的工件的处理时间。例如，在磁存储装置的测试处理中，因为由于读和写时的个体性能差异，因而甚至具有相同容量的磁装置也需要不同的测试时间，所以存在虽然确定标准处理时间，但是实际处理时间变化的问题。图3显示具有沿水平轴的处理时间(302)和沿垂直轴的关于每个处理时间的出现频率(301)的变化分布(303)。在图中由T_mean显示标准处理时间(304)，并且如图所示在T_mean周围存在变化。特别地，在较长的处理时间下的磁存储装置的处理由于磁存储装置的特性怎么也完不成，因此，对于实际装置，设置处理终点时间(305)，并且强制地结束处理，并且将完全处理过的工件作为正常产品搬出，而将未完全处理过的工件作为需要重新处理的产品搬出。
图4显示当以共同地提供装置的单元为单位考虑多个装置时，利用累积出现频率比率重写图3所示的处理时间的变化的图。图4显示具有沿水平轴的处理时间(402)和沿垂直轴的用于每个处理时间的出现频率比率(401)的处理时间的变化分布(403)。如通过参照图3所述，在装置中，设置处理结束时间(404)，并且处理被强制结束，并且将完全处理过的工件作为正常产品搬出，而将未完全处理过的工件作为需要重新处理的产品搬出。结果，完全处理过的工件的比率在单元中达不到100％，而变为低于100％的比率P_out。
图5是以图4的单元为单位的处理时间的变化的累积出现频率比率的图示，并且显示当图1中的工人(108)由T_start开始设置操作的时间(506)。也就是，从变化分布(503)估算处理结束时间(504)，并且通过从该时间减去用于设置操作所需的时间(507)来计算开始设置操作的时间(506)。
图6是在根据实现图1所示的过程的实施例的自动制造系统中的状态指示方法的流程图。当启动自动制造系统来激活START步骤(601)时，首先，掌握在单元中的装置的处理进展状态(602)。指示装置的处理进展状态(603)，并且从如图4所示的处理时间的变化分布(403)预测装置的处理完成时间(404)。然后，如图5所示，从装置的预测的处理完成时间减去设置所需的时间，并且预测设置开始时间(605)。然后，在当前时间变得与设置开始时间相同或经过了设置开始时间时(606)，指示针对哪个装置何时开始设置处理(607)。然后，确定是否继续自动制造系统的激活(608)，如果继续，则再次返回到掌握单元中的装置的处理进展的步骤(602)。如果不继续激活，则处理前进到结束步骤(609)，并且系统被终止。
图7显示图6所示的状态指示方法的指示处理进展状态的步骤(603)的指示示例。以单元(701)为单位配置该指示，并且按指示在各个单元中从现在开始处理需要多少小时的区域(702)以及按比例指示单元内的装置的处理状态的区域(703、704、705、706、707、708)配置该指示。在指示装置的处理状态的区域中的装置的位置按比例显示在该单元内的装置的实际位置。由利用颜色或纹理显示装置的方块背景表示装置的处理进展。例如，由703指示不具有工件的空闲装置，由704指示处于0％到少于25％进展的装置，由705指示处于25％到少于50％进展的装置，由706指示处于50％到少于55％进展的装置，由707指示处于75％到少于100％进展的装置，而由708指示等待工件被搬出的完全处理过的装置。
图8显示与图2的处理流程不同的处理流程。在该处理流程中，在同一单元(803)中处理图2中的工序1(202)和工序2(207)。单元(803)被提供有多个装置，而由具有网格图案(804)的方块显示具有工件的装置，并且由黑方块(805)显示不具有工件的装置。工件(801)被搬入到单元(803)，在其上进行在工序1和工序2中的处理，并且将工件搬出，因此形成工件(806)。
图9显示指示图6所示的状态指示方法的处理进展状态的步骤(603)中的指示示例。以单元(901)为单位配置该指示，并且按指示在各个单元中从现在开始处理需要多少小时的区域(902)以及按比例指示单元内的装置的处理状态的区域(903、904、905、906)配置该指示。在按比例指示装置的处理状态的区域中的装置的位置显示在该单元内的装置的实际位置。由利用颜色或纹理显示装置的方块背景表示装置的处理进展。例如，如图所示，由903指示不具有工件的空闲装置，由904指示工序1中的处理期间的装置，由905指示工序2中的处理期间的装置，而由906指示等待工件被搬出的、在工序2中完成的装置。
图10显示表示当上述状态指示方法被应用到制造磁记录装置(硬盘驱动器：HDD)中时的具体过程的示例。在测试单元1-b(X09)中，存在具有HDD的测试器(X10)和空闲测试器(X11)，并且在具有HDD的测试器(X10)中进行HDD的性能测试。关于这些测试器的空闲状态和测试进展，由集成控制部分(X01)中的测试单元状态掌握函数(X12)掌握其中测试单元包含HDD的哪一个测试以及包含HDD的测试器的测试进展的程度。在用户界面(X03)的测试进展指示部分(X08)中指示所掌握的结果，并且将哪个测试器包含HDD以及包含HDD的测试器的测试进展的程度指示给工人(X06)。使用测试进展的信息，由测试单元设置开始时间预测函数(X02)预测每个测试单元的设置开始时间。然后，在用户界面(X03)的设置开始时间指示部分(X04)的测试单元1-b指示部分(X05)中显示每个测试单元的设置开始时间，并且将设置操作开始时间的指令提供给工人(X06)。
根据指令，工人(X06)将要在处理(X07)中的HDD中重新测试的HDD传送到测试单元1-b(X09)，取出完全处理过的HDD，并且放置要被重新测试的HDD。包含传送、取出和放置的设置操作费时。常规地，例如，在当测试单元1-b(X09)被终止的时间开始设置操作，并且测试单元1-b(X09)等待设置操作时间中的设置操作的完成，由此，降低了生产率。另一方面，在本发明的实施例中，预测测试结束时间，从其预测设置开始时间，然后，开始设置操作。因此，测试单元1-b(X09)不需要等待设置操作的完成，因此不再降低生产率。
图11显示实现本发明的自动制造相同的系统结构示例。该系统结构是实现通过参照图1到6描述的规范的结构。利用在中央的网络(A01)，连接了装置(A02)、单元(A10)、装置处理进展状态掌握函数(A03)、装置处理进展状态指示器(A04)、装置处理完成时间预测函数(A05)、设置操作开始时间指示器(A06)、设置操作时间存储装置(A07)、按产品类别和按工序的处理完成时间的存储装置(A08)、按产品类别和按工序的处理程序的存储装置(A09)。从按产品类别和按工序的处理程序的存储装置(A09)合适地传送在装置(A02)中处理的程序，从按产品类别和按工序的处理完成时间的存储装置(A08)将处理完成时间的变化分布信息传送到装置处理完成信息预测函数(A05)，而从设置操作时间存储装置(A07)将设置操作时间信息传送到设置操作开始时间指示器(A07)。这里，可以由诸如计算机之类的处理装置实现装置处理进展掌握函数(A03)、装置处理完成信息预测函数(A05)和设置操作开始时间的预测。
Claims (12)
1.一种用于在自动制造系统中掌握设置操作的开始时间的状态指示方法，在所述自动制造系统中由工人或自动化机器进行在生产场所中放置的多个装置的设置，所述方法包括：
从所述多个装置掌握生产场所内的位置和处理进展状态的步骤；
指示在所述步骤中掌握的多个装置的位置和处理进展状态的步骤；
从所述步骤中掌握的所述多个装置的处理进展状态预测在处理完成后用于操作的设置操作的开始时间的步骤；和
指示在所述步骤中预测的设置操作的开始时间的步骤。
2.如权利要求1所述的状态指示方法，其中预测设置操作的开始时间的所述步骤包括：
从所述多个装置的处理进展状态和预先保存的按产品类别和按工序的处理完成时间预测所述多个装置的处理完成时间的步骤；和
从所述多个装置的处理进展状态和预先保存的用于装置的处理的设置操作所需的时间预测用于装置的设置操作的开始时间的步骤。
3.如权利要求2所述的状态指示方法，其中预测所述多个装置的处理完成时间的所述步骤从所述多个装置的处理时间的变化分布预测处理的完成时间。
4.如权利要求1所述的状态指示方法，其中所述多个装置是测试装置。
5.如权利要求1所述的状态指示方法，其中指示所述多个装置的位置和处理进展状态的所述步骤通过改变缩放的指示的颜色或纹理来按比例指示所述多个装置的实际位置以及所述多个装置的处理进展状态。
6.如权利要求1所述的状态指示方法，其中预测设置操作的开始时间的所述步骤包括：
共同地开始所述多个装置的处理的步骤；
在要被共同地处理的所述集合中统一地确定结束处理的时间的步骤；
在自统一确定的所述处理结束时间起的特定时间上进行所述集合的结束处理的步骤；和
通过从所述结束处理的所述开始时间减去用于处理的设置操作所需的时间来计算开始用于处理的设置操作的时间的步骤。
7.一种用于在自动制造系统中掌握设置操作的开始时间的状态指示系统，在所述自动制造系统中由工人或自动化机器进行在生产场所中放置的多个装置的设置，所述状态指示系统包括：
用于从所述多个装置掌握生产场所内的位置和处理进展状态的部件；
用于指示多个装置的所述所掌握的位置和处理进展状态的部件；
用于从所述多个装置的所述所掌握的处理进展状态预测在处理完成后用于操作的设置操作的开始时间的部件；和
用于指示设置操作的所述所预测的开始时间的部件。
8.如权利要求7所述的状态指示系统，其中用于预测设置操作的开始时间的所述部件包括：
用于从所述多个装置的处理进展状态和预先保存的、按产品类别和按工序的处理完成时间预测所述多个装置的处理完成时间的部件；和
用于从所述多个装置的处理完成状态和预先保存的、用于装置的处理的设置操作所需的时间预测用于装置的设置操作的开始时间的部件。
9.如权利要求8所述的状态指示系统，其中预测所述多个装置的处理完成时间的所述部件从所述多个装置的处理时间的变化分布预测处理的完成时间。
10.如权利要求7所述的状态指示系统，其中所述多个装置是测试装置。
11.如权利要求7所述的状态指示系统，其中指示所述多个装置的位置和处理进展状态的所述部件通过改变缩放的指示的颜色或纹理来按比例指示所述多个装置的实际位置以及所述多个装置的处理进展状态。
12.如权利要求7所述的状态指示系统，其中预测设置操作的开始时间的所述部件包括：
用于共同地开始和结束所述多个装置的处理的部件；
用于在要被共同地处理的所述集合中统一地确定结束处理的时间的部件；
用于在自统一确定的所述处理结束时间的特定时间上进行所述集合的结束处理的部件；和
用于通过从所述结束处理的所述开始时间减去用于处理的设置操作所需的时间来计算开始用于处理的设置操作的时间的部件。
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