CN110955197A - 产线自动配置装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种产线自动配置装置及其方法。产线自动配置装置包含一处理器以及一储存器，且彼此电性连接。储存器用以储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据。处理器用以根据机器功能数据建立多个机器功能群组数据、根据机器功能群组数据以及第一制造流程数据决定一第一产线配置数据以及根据机器状态回馈数据实时更新第一产线配置数据。

Description

产线自动配置装置及其方法
技术领域
本发明是关于一产线自动配置装置以及用于产线自动配置装置的一产线自动配置方法。更具体而言，本发明的产线自动配置装置根据产线产品及机器决定产线配置数据，并根据产线机器的回馈讯息动态地调整产线配置数据。
背景技术
制造业的产品制造发展迈向客制化、少量及多样性，各项产品具有不同的制造流程、需要不同的机器及原料。然而，产线的机器数量有限，且产线的现场常常有许多突发状况，例如：机器故障、等待原料、插单、混单等问题。因此，需要紧密地追踪产线进度，并适时地为产品调整产线的机器配置。
然而，目前工厂大多仰赖人力追踪产线进度并协调可使用的机器。此方式造成产线信息不够透明，使得部分机器被闲置，产线时程延宕。再者，遇到前述突发状况时，产线进度管理的调整是根据员工的经验进行，可靠度并不稳定，造成生产效能低落。
有鉴于此，如何提供一种产线自动配置装置以及产线自动配置方法，根据各产线机器以及各产品的状况实时地做出相关调整，提高各机器的使用率、降低产品等待时间，以及达到最高效益，乃业界亟需努力的目标。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供了一种产线自动配置装置以及产线自动配置方法。
本发明所提供的产线自动配置装置包含一处理器以及一储存器，处理器电性连接于储存器。储存器用以储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据。处理器用以根据机器功能数据建立多个机器功能群组数据，用以根据机器功能群组数据以及第一制造流程数据决定一第一产线配置数据，以及用以根据机器状态回馈数据实时更新第一产线配置数据。
本发明所提供的产线自动配置方法，适用于一产线自动配置装置。产线自动配置方法包含以下步骤：储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据；根据机器功能数据建立多个机器功能群组数据；根据机器功能群组数据以及第一制造流程数据决定一第一产线配置数据；以及根据机器状态回馈数据实时更新第一产线配置数据。
以下结合图式阐述本发明的详细技术及实施方式，使本发明所属技术领域中具有通常知识者能理解所请求保护的发明的技术特征。
附图说明
图1A是第一实施方式的产线自动配置装置的架构示意图；
图1B是第一实施方式的制造流程数据的示意图；
图1C是第一实施方式的产线配置数据的示意图；
图2是第二实施方式的产线自动配置装置的架构示意图；
图3A是第三实施方式的产线配置数据的示意图；
图3B是第三实施方式的产线配置数据的示意图；
图3C是第三实施方式的产线配置数据的示意图；
图4A是第四实施方式的产线配置数据的示意图；
图4B是第四实施方式的产线配置数据的示意图；
图5是第五实施方式的产线自动配置方法的流程示意图；
图6是第六实施方式的产线自动配置方法示意图；
图7是第七实施方式的产线自动配置方法示意图；
图8是第八实施方式的产线自动配置方法示意图；
图9是第九实施方式的产线自动配置方法示意图；以及
图10是第十实施方式的产线自动配置方法示意图。
附图标记：
1、2：产线自动配置装置
11：处理器
13：储存器
21：收发器
D1：制造流程数据
D2：机器功能数据
D3：机器状态回馈数据
G1：机器功能群组数据
M1、M3、M4：产线配置数据
P1、P2、P3、P4：产品
S1、S2、S3、S4、S5：机器功能
m1,1、m1,2、m1,3：机器
m2,1、m2,2、m2,3、m2,4；机器
m3,1、m3,2、m3,3：机器
m4,1、m4,2：机器
m5,1、m5,2、m5,3：机器
n1,1、n1,2、n1,3：产品
n2,1、n2,2：产品
n3,1、n3,2：产品
n4,1：产品
501、502、503、504：步骤
601、701、801、901、902、1001、1002：步骤
具体实施方式
以下将透过实施方式来解释本发明的内容。本发明是关于一种产线自动配置装置及产线自动配置方法。须说明者，本发明的实施方式并非用以限制本发明须在如实施方式所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，有关实施方式的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明，且本案所请求的范围，以申请专利范围为准。除此之外，于以下实施方式及图式中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且以下图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。此外，本案说明书中所使用的用语第一、第二等是用以区别对象的先后关系，而非用以限定。
本发明的第一实施方式请参考图1A、图1B以及图1C。图1A是本发明的产线自动配置装置1的架构示意图。图1B是描绘产线自动配置装置1储存的多个第一制造流程数据D1。图1C是描绘产线自动配置装置1决定的产线配置数据M1。以下将进一步描述产线自动配置装置1如何决定生产配置数据M1。
首先，请参照图1A，产线自动配置装置1包含一处理器11以及一储存器13，且两者彼此电性连接。处理器11可为各种处理单元、中央处理单元(Central Processing Unit；CPU)、微处理器或各种计算电路的组合。储存器13可为一存储器、一通用串行总线(Universal Serial Bus；USB)碟、一硬盘、一光盘(Compact Disk；CD)、一随身碟或其他储存媒体与电路。
详言之，储存器13储存多个第一制造流程数据D1、多个机器功能数据D2以及多个机器状态回馈数据D3，其中，多个机器功能数据D2是关于产在线所有机器的机器信息。更进一步来说，多个机器功能数据D2记录产在线所有机器信息以及各机器能够执行的功能。须说明，部分产线机器仅执行一项机器功能，部分产线机器能够执行多项机器功能，且产在线的各机器设置有传感器侦测机器功能的处理过程，以传输机器状态回馈数据D3。机器状态回馈数据D3可包含机器使用状态信息、制程进度信息、时程信息、完成信息、故障信息等，为非局限于前述内容。
接着，请参考图1B，其是描绘多个第一制造流程数据D1记录多个笔产品制造流程信息的示意图。更详细来说，多个第一制造流程数据D1记录制造产品时必须使用到的产线机器或产线机器的某些功能。举例而言，第一制造流程数据D1记录产品P1、P2、P3以及P4的制造流程数据，对于产品P1而言，其需要经由产在线的机器功能S1、S2、S3以及S5；对于产品P2而言，其需要经由产在线的机器功能S1、S3以及S5；对于产品P3而言，其需要经由产在线的机器功能S1、S2、S4以及S5；对于产品P4而言，其需要经由产在线的机器功能S1、S3、S4以及S5。
接着请同时参考图1C，处理器11根据机器功能数据D2建立多个机器功能群组数据G1。具体而言，处理器11将产在线所有机器依照机器功能分组为机器功能群组数据G1。在第一实施方式中，机器功能群组数据G1包含五种机器功能S1、S2、S3、S4以及S5。接着，处理器11根据多个第一制造流程数据D1以及多个机器功能群组数据G1决定一第一产线配置数据M1。
随后，各机器功能皆能够传送机器状态回馈数据D3至储存器13，处理器11根据多个机器状态回馈数据D3持续地且动态地更新第一产线配置数据M1。详细来说，处理器11可在各产品路径上根据机器状态回馈数据D3实时地调整产线的机器资源分配、提供产品时间信息、制程完成信息等，以针对产在线的突发状况进行调整。
需说明者，在第一实施方式中，产线配置数据M1是藉由拓扑方式呈现产品P1、P2、P3以及P4的生产流程，惟本发明所属技术领域中具有通常知识者能透过前述技术揭露，理解如何将拓扑数据转换成其他的呈现类型(例如：状态表格等)。再者，产线自动配置装置1能够将机器功能群组数据G1以及第一产线配置数据M1储存于储存器13中，用于后续检阅、比较或使用等。
此外，在一实施态样中，储存器更储存一优化函数，处理器更用以根据优化函数、机器功能群组数据G1以及第一制造流程数据D1决定第一产线配置数据M1。更详细来说，机器功能群组数据G1以及第一制造流程数据D1可包含相关权重值，产线自动配置装置1可根据各权重值以及优化函数决定第一产线配置数据M1。需说明者，优化函数为依据接单量、产品的优先程度、客户的优先程度、机台空闲时间、机台处理速度、机台处理质量、原料库存量、交货日期与生产现场状况等营运相关因素所考虑的利益函数、成本函数或是时间函数等，本发明所属技术领域中具有通常知识者能理解优化函数并能够据以设计，并视实际需求可选择符合需求的函数。
本发明第二实施方式请参考图2。第二实施方式的产线自动配置装置2与第一实施方式的产线自动配置装置1所包含的元件及功能相似，同样可以产生第一产线配置数据M1，因此不再赘述。以下仅详述二者相异之处。
详细来说，与第一实施方式的产线自动配置装置1相较，在第二实施方式中产线自动配置装置2除了包含处理器11与储存器13，更包含一收发器21，且收发器21电性连接至处理器11。收发器21可经由有线网络或无线网络连接于产线机器、传感器等，以接收数据。第二实施方式中包含多个实施态样，且各实施态样可单独存在或共同存在，以下将进一步说明。
在第二实施方式中的一实施态样，收发器21电性连接于储存器13。处理器11用以经由收发器21接收自多个制程机器接收第一制造流程数据D1、机器功能数据D2以及机器状态回馈数据D3，并储存于储存器13。换言之，产线自动配置装置2是经由有线网络或无线网络自产在线各机器及管理装置接收上述数据，并储存于储存器13中。此外，在一实施态样中，产线自动配置装置2亦可根据接收的数据更新储存的数据。
在第二实施方式中的一实施态样，处理器11根据第一产线配置数据M1产生多个控制指令，并经由收发器21传送至多个制程机器(未绘示)。换言之，产线自动配置装置2动态地更新第一产线配置数据M1时，同时传送相关控制指令至产在线对应的制程机器，以处理产在线的突发状况。
在第二实施方式中的一实施态样，收发器21接收多个更新机器状态回馈数据，用以更新储存于储存器13的机器状态回馈数据D3。具体而言，产线自动配置装置2持续地自产在线各制程机器接收更新机器状态回馈数据，更新储存器储存的机器状态回馈数据，使产线自动配置装置2根据最新的数据与数据决定产线配置数据。
本发明第三实施方式请参考图3A、图3B以及图3C，第三实施方式为一更具体的实施方式。具体而言，第三实施方式是基于第一实施方式的实际操作情况。与第一实施方式的不同在于，机器功能群组数据G1包含的机器功能S1、S2、S3、S4及S5分别具有一定数量的机器，产品P1、P2及P3分别有对象等待投入产线(此时产品P4未投入产线)。
详细来说，请先参考图3A，对于机器功能群组数据G1而言，机器功能S1具有三个可执行相同机器功能的机器m1,1、m1,2以及m1,3，机器功能S2具有四个可执行相同机器功能的机器m2,1、m2,2、m2,3以及m2,4，机器功能S3具有三个可执行相同机器功能的机器m3,1、m3,2以及m3,3，机器功能S4具有二个可执行相同机器功能的机器m4,1以及m4,2，机器功能S5具有三个可执行相同机器功能的机器m5,1、m5,2以及m5,3。需说明者，各机器功能群组包含能够执行相同机器功能的机器，可为相同或不相同厂牌的机器，而各机器的执行表现差异是在一个可被容忍的程度，因此，彼此具有替换性。
产品P1、P2以及P3分别包含有等待投入产线的产品，产品P1包含产品n1,1、n1,2以及n1,3，产品P2包含产品n2,1以及n2,2，产品P3包含产品n3,1以及n3,2，各产品的数量仅用于说明，各产品可能包含更多的数量，惟非局限于此。产品P1、P2以及P3的生产路径是根据产线自动配置装置1所决定的产线配置信息M3(如同图1C所绘示的第一产线配置数据M1)。产品P1被配置机器m1,1、m2,1、m3,1以及m5,1。产品P2被配置机器m1,2、m3,2以及m5,2。产品P3被配置机器m1,3、m2,2、m4,1以及m5,3。其中，流程图中的虚线表示等待进行或尚未进行。
接着，请参照图3B。图3B描绘产线配置数据M3在操作一段时间后的情况，其中，流程图中的虚线表示等待进行或尚未进行，实线表示进行操作中或可进行下一阶段。产线自动配置装置1会持续地根据机器状态回馈数据D3实时更新产线配置信息M3，因此，各产品在产在线的生产进度可被清楚地观察到。
举例而言，对于产品P1而言，产品n1,1已完成机器m1,1、m2,1以及m3,1的操作，并即将进入机器m5,1，产品n1,2已完成机器m1,1以及m2,1的操作，并即将进入机器m3,1，产品n1,3即将进入机器m1,1。换言之，对于产在线相同系列的产品，由于各机器持续地回传机器状态回馈数据，产线自动配置装置可将产品适时地投入产线中，降低机器的空闲时间，以提升生产效率。
接着，请参考图3C，在一实施态样中，若产线机器回报故障讯息给产线自动配置装置1，产线自动配置装置1可在产线自动配置数据M3中为故障的机器标注故障信息，并搜寻出替代机器以使产品继续在产线中运行。以产品n2,1为例，产品n2,1已完成机器m1,2的操作，应当进入机器m3,2。然而，在产品n2,1进入机器m3,2前，机器m3,2临时发生故障。产线自动配置装置1在接收到机器状态回馈数据后，将机器m3,2标示暂停使用，并将产品m2,1配置到当前可用的机器m3,3，以使产品顺利地继续进行。
本发明第四实施方式请参考图4A及图4B，本发明第四实施方式为第三实施方式的一延伸实施态样，第四实施方式的产线配置数据M4与第三实施方式的产线配置数据M3所包含的元件雷同，且相同符号的元件能执行雷同的运作，故以下仅详述二者相异之处。
具体而言，在第四实施方式中，产线自动配置装置1接收到一插单讯息，需要将具有高优先权的产品P4(即产品n4,1)排入产线中，此时，产品P4可被视为一第二制造流程数据。产线自动配置装置1需要根据原有的产线配置数据M3以及第二制造流程数据决定出产线配置数据M4以及悬置产线数据，且产线配置数据M4的优先权高于产线配置数据M3的优先权。
由于产品P4需要具有机器功能S1、S3、S4以及S5的机器，且此时机器m3,3处于不能使用的状态，产线自动配置装置1评估后，决定为产品n4,1配置机器m1,1、m3,1、m4,2以及m5,1。需说明者，产线自动配置装置1可根据优化函数进行决策，所述产线自动配置装置1的技术特征可参考第一实施方式中所述的内容。
由于产在线仅包含有限的机器数量，产线自动配置装置1需要暂停部份产品P1的生产。具体而言，产品n1,3尚未投入产线中，所以会被搁置。产品n1,2虽然可以进入机器m3,1，但产品n4,1在完成机器m1,1的操作后需要立即进入机器m3,1。因此，在时间条件无法配合的情况下，产品n1,2被先移动至一搁置群组SS，产线自动配置装置1产生一悬置状态产线数据，以在合适的时间点将产品n1,2再加入产线中。产品n1,1即将进入机器m5,1，产线自动配置装置1判断由于不影响产品n4,1的生产进度，产品n1,1会如预定规画进入机器m5,1。
换言之，在第四实施方式中，产线自动配置机器接收到一插单讯息或是任何影响产线配置的讯息时(例如：混单等)，将根据优化函数决定新的产线配置信息，并传送相对应的控制指令至对应的制程机器进行配置调整，以达到实务上所预期的利益。
本发明第五实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图5。产线自动流程配置方法用于一产线自动配置流程装置(如第一实施方式的产线自动配置流程装置1)，产线自动配置流程装置包含一储存器以及一处理器。
首先，于步骤501中，储存器储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据。于步骤502中，处理器根据机器功能数据建立多个机器功能群组数据。于步骤503中，处理器根据机器功能群组数据以及第一制造流程数据决定一第一产线配置数据。于步骤504中，处理器根据机器状态回馈数据实时更新第一产线配置数据。
本发明第六实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图6。具体而言，第六实施方式为第五实施方式的延伸。在第六实施方式中，储存器储存一优化函数，处理器根据优化函数、机器功能群组数据以及第一制造流程数据决定第一产线配置数据。优化函数定义为利益函数、成本函数或是时间函数等，本发明所属技术领域中具有通常知识者能理解优化函数并能够据以设计，并视实际需求可选择符合需求的函数。
本发明第七实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图7。具体而言，第七实施方式为第五实施方式的延伸。在第七实施方式中，产线自动配置装置更包含一收发器。产线自动配置方法更包含以下步骤：处理器经由收发器接收第一制造流程数据、机器功能数据以及机器状态回馈数据。
本发明第八实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图8。具体而言，第八实施方式为第五实施方式的延伸。在第八实施方式中，产线自动配置装置更包含一收发器。产线自动配置方法更包含以下步骤：处理器更根据第一产线配置数据传送多个控制指令至多个制程机器。
本发明第九实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图9。具体而言，第九实施方式为第五实施方式的延伸。在第九实施方式中，产线自动配置装置更包含一收发器。产线自动配置方法更包含以下步骤：收发器用以接收多个更新机器状态回馈数据，处理器更根据更新机器状态回馈数据更新机器状态回馈数据。
本发明第十实施方式为一产线自动配置流程方法，请参考图10。具体而言，第十实施方式为第五实施方式的延伸。在第十实施方式中，储存器更储存一第二制造流程数据。产线自动配置方法更包含以下步骤：处理器更用以根据第二制造流程数据以及第一产线配置数据决定一第二产线配置数据以及一悬置产线数据，第二产线配置数据的优先权高于第一产线配置数据；处理器更用以根据机器状态回馈数据，实时更新第二产线配置数据以及悬置产线数据。
本发明的产线自动配置方法除了上述第五实施方式至第十实施方式外，同样能够执行本发明第一实施方式至第四实施方式的产线自动配置装置的所有功能，并达到同样的技术效果，故不赘述。此外，在技术内容未有冲突的情况下，前述实施方式以及实施态样可结合为一个实施方式。
综上所述，本发明的产线自动配置装置以及产线自动配置方法根据各产线产品以及各产线机器决定产线配置信息后，持续地接收产线机器的回馈讯息并据以动态地调整产线配置信息，故能有效降低产线机器空闲时间、降低产线机器冲突以及提升产线效率。因此，相较于习知技术藉由人力进行追踪与调整，本发明的产线自动配置装置以及产线自动配置方法有效地改善产线效率。
上述实施方式仅用来例举本发明的部分实施态样，以及阐释本发明的技术特征，而非用来限制本发明的保护范畴及范围。任何本发明所属技术领域中具有通常知识者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，而本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

Claims (12)

1.一种产线自动配置装置，其特征在于，包含：
一储存器，用以储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据；
一处理器，电性连接于该储存器，用以：
根据该等机器功能数据建立多个机器功能群组数据；
根据该等机器功能群组数据以及该等第一制造流程数据决定一第一产线配置数据；以及
根据该等机器状态回馈数据实时更新该第一产线配置数据。
2.如权利要求1所述的产线自动配置装置，其特征在于，该储存器更用以储存一优化函数，该处理器更用以根据该优化函数、该等机器功能群组数据以及该等第一制造流程数据决定该第一产线配置数据。
3.如权利要求1所述的产线自动配置装置，其特征在于，更包含一收发器，该产线自动配置装置经由该收发器接收该等第一制造流程数据、该等机器功能数据以及该等机器状态回馈数据。
4.如权利要求1所述的产线自动配置装置，其特征在于，该处理器更根据该第一产线配置数据传送多个控制指令至多个制程机器。
5.如权利要求1所述的产线自动配置装置，其特征在于，更包含一收发器，用以接收多个更新机器状态回馈数据，其特征在于，该处理器更根据该等更新机器状态回馈数据更新该等机器状态回馈数据。
6.如权利要求1所述的产线自动配置装置，其特征在于，
该储存器更储存一第二制造流程数据；
该处理器更用以根据该第一产线配置数据以及该第二制造流程数据决定一第二产线配置数据以及一悬置产线数据，该第二产线配置数据的优先权高于该第一产线配置数据的优先权；以及
该处理器更用以根据该等机器状态回馈数据，实时更新该第二产线配置数据以及该悬置状态产线数据。
7.一种产线自动配置方法，用于一产线自动配置装置，其特征在于，该产线自动配置装置包含一处理器以及一储存器，该产线自动配置方法包含下列步骤：
该储存器储存多个第一制造流程数据、多个机器功能数据以及多个机器状态回馈数据；
该处理器根据该等机器功能数据建立多个机器功能群组数据；
该处理器根据该等机器功能群组数据以及该等第一制造流程数据决定一第一产线配置数据；以及
该处理器根据该等机器状态回馈数据实时更新该第一产线配置数据。
8.如权利要求7所述的产线自动配置方法，其特征在于，该储存器更储存一优化函数；
该产线自动配置方法更包含以下步骤：该处理器根据该优化函数、该等机器功能群组数据以及该等第一制造流程数据决定该第一产线配置数据。
9.如权利要求7所述的产线自动配置方法，其特征在于，该产线自动配置装置更包含一收发器；
该产线自动配置方法更包含以下步骤：该处理器经由该收发器接收该等第一制造流程数据、该等机器功能数据以及该等机器状态回馈数据。
10.如权利要求7所述的产线自动配置方法，更包含以下步骤：该处理器根据该第一产线配置数据传送多个控制指令至多个制程机器。
11.如权利要求7所述的产线自动配置方法，其特征在于，该产线自动配置装置更包含一收发器，该产线自动配置方法更包含以下步骤：
该收发器用以接收多个更新机器状态回馈数据；以及
该处理器更根据该更新机器状态回馈数据更新该等机器状态回馈数据。
12.如权利要求7所述的产线自动配置方法，其特征在于，该储存器更储存一第二制造流程数据，该产线自动配置方法更包含以下步骤：
该处理器根据该第二制造流程数据以及该第一产线配置数据决定一第二产线配置数据以及一悬置产线数据，该第二产线配置数据的优先权高于该第一产线配置数据的优先权；以及
该处理器更根据该等机器状态回馈数据，实时更新该第二产线配置数据以及该悬置产线数据。
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