DE112018003796T5

DE112018003796T5 - Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung und gestaltungsunterstützungssystem

Info

Publication number: DE112018003796T5
Application number: DE112018003796.7T
Authority: DE
Inventors: Koji Shiratsuchi; Takuya Okahara; Kiyoshi Maekawa; Masahiko Onosato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-06-25
Also published as: WO2019021938A1; CN110914774B; JP6628936B2; JPWO2019021938A1; CN110914774A

Abstract

Eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung (2) beinhaltet: eine Erzeugungseinheit (21) für nötige Betriebsinformationen, die nötige Betriebsinformationen (105), die einen an einem Objektteil durchgeführten Vorgang angeben, um einen Sollzustand zu erreichen, auf Grundlage von geometrischen Informationen (102) eines Produkts, Montageinformationen (103) und Arbeitsprozessinformationen (101) zu erzeugen; eine Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit (22), die Arbeitsbeschränkungsinformationen (106) durch Bestimmen einer Beschränkungsbedingung für mindestens eine von einer Position und einer Wirkkraft des Objektteils auf Grundlage der geometrischen Informationen (102), der Montageinformationen (103) und der Arbeitsprozessinformationen (101) erzeugt; und eine Auswahleinheit (23) für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, die ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und das sowohl eine nötige Betriebsfähigkeit zum Umsetzen der nötigen Betriebsinformationen (105) als auch die Beschränkungsbedingung der Arbeitsbeschränkungsinformationen (106) erfüllt, auf Grundlage der nötigen Betriebsinformationen (105), der Arbeitsbeschränkungsinformationen (106) und der Informationen (108) zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auswählt und Prozessgestaltungsinformationen (109) erzeugt, die Informationen zu dem ausgewählten Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, beinhalten.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung und ein Gestaltungsunterstützungssystem, die zum Gestalten eines Produktionssystems verwendet werden.
Hintergrund
Patentliteratur 1 offenbart eine Montageabfolgeerzeugungsvorrichtung, die automatisch eine gut ausführbare Prozedur aus einem dreidimensionalen rechnergestützten Konstruktionsmodell (3D CAD) zum Zweck des Verbesserns der Effizienz eines Produktionssystems erzeugt.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2015-171736
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Gemäß der oben beschriebenen herkömmlichen Technik lassen sich jedoch nur eine Montageabfolge und eine Montagerichtung gestalten. Daher gibt es ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, ein hocheffizientes Produktionssystem als Ganzes zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des Vorstehenden entwickelt und eine Aufgabe davon besteht darin, eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung zu erhalten, die dazu imstande ist, ein hocheffizientes Produktionssystem zu erhalten, das andere Prozesse als einen Montageprozess beinhaltet.
Lösung des Problems
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die Aufgabe zu erfüllen, erzeugt eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Prozessgestaltungsinformationen eines Produktionssystems, das ein Objektteil zum Herstellen eines Produkts bearbeitet. Die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung beinhaltet: eine Erzeugungseinheit für nötige Betriebsinformationen, um nötige Betriebsinformationen, die einen an dem Objektteil durchgeführten Vorgang angeben, um einen Sollzustand zu erreichen, auf Grundlage von geometrischen Informationen des Produkts, Montageinformationen und Arbeitsprozessinformationen zu erzeugen; eine Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit, um Arbeitsbeschränkungsinformationen durch Bestimmen einer Beschränkungsbedingung für mindestens eine von einer Position und einer Wirkkraft des Objektteils auf Grundlage der geometrischen Informationen, der Montageinformationen und der Arbeitsprozessinformationen zu erzeugen; und eine Auswahleinheit für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, um ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und das sowohl eine nötige Betriebsfähigkeit zum Umsetzen der nötigen Betriebsinformationen als auch die Beschränkungsbedingung erfüllt, auf Grundlage der nötigen Betriebsinformationen, der Arbeitsbeschränkungsinformationen und der Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auszuwählen und um Prozessgestaltungsinformationen zu erzeugen, die Informationen zu dem ausgewählten Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, beinhalten.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung erzielt eine Wirkung dahingehend, dass ein hocheffizientes Produktionssystem erhalten werden kann, das andere Prozesse als einen Montageprozess beinhaltet.
Figurenliste

1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Gestaltungsunterstützungssystems veranschaulicht, das eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform beinhaltet.
2 ist eine Darstellung, die ein erstes Beispiel für eine Arbeitszeit veranschaulicht, in welcher ein Montageprozess und ein Inspektionsprozess an einem Arbeitsobjekt in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
3 ist eine Darstellung, die ein zweites Beispiel für die Arbeitszeit veranschaulicht, in welcher der Montageprozess und der Inspektionsprozess an dem Arbeitsobjekt in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
4 ist eine Darstellung, die ein drittes Beispiel für die Arbeitszeit veranschaulicht, in welcher der Montageprozess und der Inspektionsprozess an dem Arbeitsobjekt in der ersten Ausführungsform durchgeführt werden.
5 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine Darstellung, die eine erste beispielhafte Konfiguration einer Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist eine Darstellung, die eine zweite beispielhafte Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist eine Darstellung, die eine Standardarbeitszeiterzeugungseinheit veranschaulicht, die Standardarbeitszeitinformationen in der zweiten Ausführungsform erzeugt.
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein Informationsaustauschmodell in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist eine Darstellung, die eine erste beispielhafte Konfiguration einer Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist eine Darstellung, die eine Standardarbeitszeitaktualisierungseinheit in der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist eine Darstellung, die eine zweite beispielhafte Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung und ein Gestaltungsunterstützungssystem gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform.
1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration eines Gestaltungsunterstützungssystems veranschaulicht, das eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Ein in 1 veranschaulichtes Gestaltungsunterstützungssystem 10 beinhaltet eine Anzeigevorrichtung 1 und eine Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2. Die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 empfängt Eingaben von Arbeitsprozessinformationen 101, geometrischen Informationen 102 und Montageinformationen 103 als Eingabeinformationen. Die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 gibt Gestaltungsinformationen 104 als Ausgabeinformationen aus.
Die Arbeitsprozessinformationen 101 sind Informationen über Vorgänge wie etwa Montage und Inspektion, die für ein Objektteil erforderlich sind, und Informationen, die Sollwerte zum Bestimmen des Abschlusses der Vorgänge beinhalten. Die geometrischen Informationen 102 sind Produktgestaltungsinformationen, die eine endgültige geometrische Beschränkungsbedingung und eine endgültige Positionsbeziehung zwischen Teilen angeben. Die Montageinformationen 103 legen eine relative Positionsbeziehung zwischen Teilen fest und sind Übergangsinformationen zu Teilen, die montiert werden, um eine endgültige Positionsbeziehung zu erreichen.
Die in die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 eingegebenen Eingabeinformationen werden in einer externen Datenbank gespeichert. Dann ruft die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 die Eingabeinformationen nach Bedarf aus der externen Datenbank ab. Die externe Datenbank, in der die Eingabeinformationen gespeichert sind, kann intensiv in einer Speichervorrichtung gespeichert sein oder kann eine Cloud-Datenbank sein, die Cloud-Computing verwendet.
Die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 wählt ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus diesen Eingabeinformationen auf Grundlage zuvor erfasster Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus und gibt die Gestaltungsinformationen 104 aus. Die Anzeigevorrichtung 1, in welche die Gestaltungsinformationen 104 eingegeben wurden, zeigt das ausgewählte Subjekt an, das die Arbeit ausführen soll. Einem Benutzer, der sich auf die Anzeigevorrichtung 1 bezogen hat, kann das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, bekannt sein, das durch die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 ausgewählt wurde. Zu Beispielen für die Anzeigevorrichtung 1 gehören ein Bildschirm eines Personal Computers (PC) und eine Anzeigeeinheit einer Fabrikautomationsvorrichtung (FA-Vorrichtung).
In der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 wird bestimmt, ob jeder Prozess in den Arbeitsprozessinformationen 101 durch ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ausgeführt werden kann, und wird ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und das für jeden Prozess geeignet ist, ausgewählt. Hierbei bezieht sich das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auf ein Arbeitsausführungsmittel jedes Prozesses der Arbeitsprozessinformationen 101 und gehören zu Beispielen für das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ein Arbeiter, bei dem es sich um einen Menschen, d. h. einen menschlichen Arbeiter, handelt, und eine Spezialmaschine und eine Universalmaschine, bei denen es sich um mechanische Vorrichtungen handelt. In der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 wird der Arbeiter als eine Person behandelt, die ungeachtet des Fertigkeitsniveaus des Arbeiters zuzuweisen ist. Wenn es jedoch nötig ist, die Fähigkeit jedes Arbeiters beim Gestalten jedes Prozesses der Arbeitsprozessinformationen 101 zu berücksichtigen, kann die Ausführbarkeit jedes Prozesses auf Grundlage der quantifizierten Fähigkeit jedes Arbeiters bestimmt werden.
Spezialmaschinen sind individuell für konkrete Zwecke ausgestaltet und weisen bestimmte Abmessungen auf, um jeden der Prozesse, wie z. B. einen Inspektionsprozess, einen Förderprozess, einen Bearbeitungsprozess und einen Schraubenanzugsprozess, zu automatisieren, und daher ist es schwierig, die Spezialmaschinen für andere Zwecke zu verwenden. Universalmaschinen können auch für andere Zwecke verwendet werden, indem ein internes Programm oder eine Werkzeugausstattung ersetzt wird, und zu Beispielen für die Universalmaschinen gehören ein Industrieroboter und eine Bearbeitungsmaschine mit numerischer Steuerung (NC).
Hier sind Probleme beim Gestalten eines Produktionssystems und Definitionen von Ausdrücken als Vorbemerkungen zu der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zunächst werden nötige Gestaltungsinformationen beim Gestalten des Produktionssystems beschrieben. Beim Gestalten eines Produktionssystems eines Produkts sind die Reihenfolge und Ausführbarkeit der Montagearbeit, die auf Grundlage von geometrischen Informationen wie etwa 3D-CAD-Gestaltungsinformationen bestimmt werden, zur effizienten Produktion des Produkts wichtig, jedoch wird die Gestaltung des Produktionssystems als Ganzes nicht nur durch die Reihenfolge und Ausführbarkeit von Montagearbeit bestimmt. Zu den Aktivitäten von Produktionsanlagen, die das Produktionssystem bilden, gehören andere Arbeiten als Montagearbeit, und wenn solche anderen Arbeiten als Montagearbeit nicht berücksichtigt werden, kann kein effizientes Produktionssystem gestaltet werden, wodurch eine effiziente Produktion von Produkten schwierig ist.
Bei der Produktion von Produkten gehören zu Beispielen für die anderen Arbeiten als Montagearbeit Fertigbearbeitung, eine Oberflächenbehandlung, Löten, ein Inspektionsprozess, der Transport von unfertigen Erzeugnissen und das Puffern von unfertigen Erzeugnissen. Beim Gestalten des Produktionssystems sind die oben beschriebenen Arbeitsarten so angeordnet, dass sie gegenüber Produktionsschwankungen widerstandsfähig sind und ein Effizienzrückgang verhindert wird, und wird zudem eine Anlagengestaltung durchgeführt. Gemäß JIS Z 8206 werden Prozesse in Bearbeitung, Inspektion, Transport und Stillstand eingeteilt. Die Bearbeitung beinhaltet die Montage von Teilen, Bearbeitung wie etwa Schneiden und Polieren und das Anbringen von Teilen wie etwa Schrauben oder Verbindungsstücken und ist ein Prozess, bei dem ein Mehrwert durch den Prozess erzeugt wird. Die Inspektion ist ein Prozess zum Bestätigen, ob eine Sollleistung und ein Sollzustand erfüllt sind. Der Transport ist ein Prozess zum Ändern einer Position und einer Pose eines Objektteils beim Übergang von einem vorherigen Prozess zu dem folgenden Prozess. Der Stillstand ist ein Prozess, bei dem Zeit verstreicht, ohne dass sich der Zustand des Objektteils ändert. Zu beachten ist, dass ein Pufferprozess, bei dem es sich um einen Prozess handelt, bei dem es ermöglicht wird, dass das Objektteil als unfertiges Erzeugnis an Ort und Stelle für einen Zeitraum verbleibt, der gezielt ausgelegt ist und die gesamte Variation aufnimmt, ein Beispiel für den Stillstand ist. Darüber hinaus ist ein Zustand, in dem das jeweilige unfertige Erzeugnis bei dem Arbeiter oder der mechanischen Vorrichtung verbleibt und nicht zum Folgeprozess transportiert werden kann, ebenfalls in den Stillstand eingeschlossen.
In der folgenden Beschreibung ist der Arbeitsprozess nicht auf die Montagearbeit beschränkt und sind Prozesse, die zu Inspektion, Transport und Stillstand gemäß JIS Z 8206 gehören, ebenfalls in den Arbeitsprozess eingeschlossen. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, andere Prozesse als den Bearbeitungsprozess, d. h. Inspektion, Transport und Stillstand, beim Gestalten eines Produktionssystems möglichst zu verringern.
Darüber hinaus gibt es einen begleitenden Arbeitsprozess, der nicht direkt an dem Vorgang am Objektteil oder unfertigen Erzeugnis beteiligt ist, als einen Prozess ähnlich dem Arbeitsprozess. Der begleitende Arbeitsprozess beinhaltet einen Vorgang zum Vorbereiten eines Werkzeugs, wie z. B. Ersatz einer Werkzeugausstattung, und einen Eingabevorgang zum Aufzeichnen nötiger Informationen. Der begleitende Arbeitsprozess wird getrennt von dem Arbeitsprozess gehandhabt.
Hier wird zunächst ein Fall beschrieben, in dem eine Prozessgestaltung unter Berücksichtigung von nur der Montage aus der Bearbeitung durchgeführt wird. Wenn viel Zeit erforderlich ist, um einen Montageprozess auszuführen, sollte eine gleichzeitige Automatisierung mehrerer wiederholter Prozesse in Betracht gezogen werden. Konkret sollte, wenn Schraubenanzugsrichtungen gleich sind und sämtliche Schraubenmaße gleich sind, die Installation einer speziellen Schraubenanzugsmaschine in Betracht gezogen werden, die automatisch mehrere Schrauben gleichzeitig festzieht. Bei der Installation der speziellen Schraubenanzugsmaschine allein werden jedoch eine Zeit, die erforderlich ist, um mit Schrauben festzuziehende Teile in die Maschine zu laden, und eine Zeit, die erforderlich ist, um die Teile aus der Maschine zu entladen, nicht bei Prozessen berücksichtigt, die dem Festziehen von Schrauben vorhergehen und nachfolgen und sind Verbesserungen möglich, um Taktzeitvorgaben zu erfüllen.
Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem eine Gestaltung auch unter Berücksichtigung von anderen Arbeiten als Montage durchgeführt wird. Bei Berücksichtigung von Montagerichtungen und der Ausführbarkeit der Montagearbeit sind die Durchführbarkeit einer Drehung und eines Transports auf Grundlage der Einheitlichkeit der oben genannten Montagerichtungen und eine geometrische Beziehung zwischen Teilen während der Montage mittels 3D CAD und rechnergestützter Entwicklung (CAE) untersucht. Dahingegen werden, wenn die Gestaltung unter Berücksichtigung von anderen Arbeiten als Montage durchgeführt wird, nötige Vorrichtungen und Ausrüstung durch Untersuchen der Folgenden gestaltet: einer Reihe von Arbeitsprozessen, die zur Fertigstellung von Produkten unter Berücksichtigung der Ausführung eines Inspektionsprozesses, wie z. B. Inspektion des Erscheinungsbildes oder Inspektion zur Leistungsbewertung, nötig ist; des Transports von Teilen in eine Inspektionsausführumgebung oder eine Startposition einer Inspektionsvorrichtung; des Transports zu einer Kiste für unfertige Erzeugnisse; und dergleichen.
Als Nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem nach Abschluss der Gestaltung Arbeitern eine Reihe von Arbeitsprozessen zugewiesen wird, die zur Fertigstellung von Produkten nötig ist, und wird tatsächlich mit der Produktion begonnen. Wenn unfertige Erzeugnisse bei jedem Arbeitsprozess nahezu ohne Verzögerung vor und nach dem Arbeitsprozess hergestellt werden, ist es möglich, eine ideale Herstellungsleistung ohne Unterbrechung der Arbeit von Arbeitern zu erreichen. Tatsächlich liegt jedoch eine Schwankung im Takt zwischen jeweiligen Arbeitern vor, und wenn die Puffergestaltung nicht angemessen ist, tritt eine Wartezeit bei jedem Prozess auf, was zu einem verlängerten Produktionstakt führt. Wird die Aufmerksamkeit auf jeden Arbeiter gerichtet, kann die Arbeit des Arbeiters in einem Fall vorübergehend unterbrochen werden, in dem eine Verzögerung bei den vorhergehenden und nachfolgenden Prozessen eintritt. Somit ist es häufig der Fall, dass die ideale Produktionsleistung nicht erreicht werden kann und die Produktionseffizienz in einem tatsächlichen Prozess abnimmt. Ein Produktionsingenieur gestaltet im Allgemeinen Prozesse derart, dass Arbeiter ihre Arbeit nicht unterbrechen. Es kann jedoch sein, dass die Produktionseffizienz je nach der Konzentration, den physischen Bedingungen oder dergleichen von Menschen, die Arbeiter sind, nicht stabil sind, wenn sie verschiedene Arten von Produkten herstellen, während die Arten von Produkten häufig auf der gleichen Produktionslinie umgestellt werden oder wenn die Produktion durch ein Produktionssystem durchgeführt wird, bei dem die erforderliche Taktzeit verkürzt ist und die Arbeit von Menschen, die Arbeiter sind, immer weiter rationalisiert wird.
Nachfolgend wird ein konkretes Beispiel beschrieben, bei dem eine Wartezeit aufgrund einer Beziehung zwischen einer Zeit für einen Arbeitsprozess und den vorhergehenden und nachfolgenden Prozessen eintritt. Vor und nach einem langen Prozess werden Arbeitsprozesse parallelisiert oder werden Arbeitsprozesse für eine Vielzahl von Personen oder Teilen einem Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, in einigen Fällen zugewiesen. Das heißt, durch Vorbereiten einer Vielzahl von Subjekten, welche die Arbeit bei einem langen Prozess ausführen sollen, indem z. B. zwei Subjekte vorbereitet werden, welche die Arbeit ausführen sollen, wird eine Arbeitszeit halbiert, um eine Stillstandszeit zu verringern, und wird ein anderer Arbeitsprozess einem Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, in der Wartezeit zugewiesen, um eine Vielzahl von Prozessen gleichzeitig durchzuführen. In einem Fall, in dem ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, jedoch einen anderen Prozess durchführt, während es auf den Abschluss des langen Prozesses wartet, und die Arbeit nicht sofort beenden kann und dergleichen, kann sich die Stillstandszeit in einem Prozess, der einen Engpass bildet, erhöhen.
2 ist eine Darstellung, die ein erstes Beispiel für eine Arbeitszeit veranschaulicht, zu welcher ein Montageprozess und ein Inspektionsprozess an einem Arbeitsobjekt durchgeführt werden. In 2 ist eine Zeit, die sich auf ein Produkt A bezieht, bei dem es sich um das Arbeitsobjekt handelt, in einer oberen Darstellung veranschaulicht und ist eine Zeit, die sich auf ein Subjekt bezieht, das die Arbeit ausführen soll, in einer unteren Darstellung veranschaulicht. In 2 wird eine Inspektion nach einer Montage A durchgeführt und wird dann eine Montage B durchgeführt. Transferarbeit, die einem Transport entspricht, ist ebenfalls in die Arbeitszeit eingeschlossen. Hierbei wird der Einfachheit halber ein Fall veranschaulicht, in dem die Transferarbeit nur zwischen Prozessen der Montage A, Montage B und Inspektion stattfindet. In 2 ist ein erstes Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, für die Montage A und die Montage B zuständig und sind ein zweites und drittes Subjekt, welche die Arbeit ausführen sollen, für die Inspektion zuständig. Der Inspektionsprozess dauert lange und die Zeit ist ein Engpass. Hierbei wird z. B. angenommen, dass das erste Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ein menschlicher Arbeiter ist und dass das zweite und dritte Subjekt, welche die Arbeit ausführen sollen, Spezialmaschinen sind. Gleichzeitig sollte zum Ziel gesetzt werden, dass ein Stillstand des Arbeitsobjekts möglichst vor und nach dem Inspektionsprozess, der einen Engpass bildet, verhindert wird, jedoch wartet in 2 das erste Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, auf den Abschluss des Inspektionsprozesses und somit tritt bei dem ersten Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, eine Stillstandszeit ein.
3 ist eine Darstellung, die ein zweites Beispiel für die Arbeitszeit veranschaulicht, zu welcher der Montageprozess und der Inspektionsprozess an dem Arbeitsobjekt durchgeführt werden. In 3 wartet, da das erste Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, die Montage A kontinuierlich an Produkten A mit den Produktnummern (1) bis (3) durchführt, die Arbeitsobjekte sind, das erste Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, nicht auf den Abschluss des Inspektionsprozesses und weist keine Stillstandszeit auf. In 3 wartet, obwohl der Inspektionsprozess für das Arbeitsobjekt mit der Produktnummer (1), der durch das zweite Subjekt durchgeführt wird, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um eine Spezialmaschine handelt, abgeschlossen wurde, das Arbeitsobjekt mit der Produktnummer (1) auf den Abschluss der Montage A für das Arbeitsobjekt mit der Produktnummer (3), die von dem ersten Subjekt durchgeführt wird, das die Arbeit ausführen soll und bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, und weist daher das Arbeitsobjekt mit der Produktnummer (1) eine Stillstandszeit auf. Das heißt, da ein fertig inspiziertes Produkt in der Inspektionsvorrichtung stillsteht, verlängert sich die Stillstandszeit des Arbeitsobjekts und verschlechtert sich die Taktzeit.
4 ist eine Darstellung, die ein drittes Beispiel für die Arbeitszeit veranschaulicht, zu welcher der Montageprozess und der Inspektionsprozess an dem Arbeitsobjekt durchgeführt werden. Wie in 4 veranschaulicht, kann, wenn das Arbeitsobjekt an den nächsten Prozess gleichzeitig mit dem Abschluss des Inspektionsprozesses gesendet wird, der einen Engpass bildet, eine geringste Taktzeit erzielt werden. Die Montage A für das Arbeitsobjekt mit der Produktnummer (3) wird, sobald sie durch das erste Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, unterbrochen wird, später wiederaufgenommen. Wie in 4 veranschaulicht, ist es zum Senden des Arbeitsobjekts an den nächsten Prozess gleichzeitig mit dem Abschluss des Inspektionsprozesses nötig, Informationen über den Abschluss des Inspektionsprozesses auszutauschen. Wenn jedoch das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ein Arbeiter ist, kann es sein, dass ein Informationsaustausch je nach der Fähigkeit des Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, nicht effizient ist und die Arbeitszeit nicht stabil ist. Daher ist es bevorzugt, die Transferarbeit zum Entladen des Arbeitsobjekts aus einer Spezialmaschine z. B. mit einer Spezialmaschine auszuführen.
Somit besteht, um die gesamten Arbeitsprozesse beim Gestalten der Arbeitsprozesse effizient zu machen, ein effektiver Ansatz darin, sich auf die Abschlusszeit jedes Prozesses zu konzentrieren und Prozesse, die von den Subjekten durchgeführt werden, welche die Arbeit ausführen sollen, so zu gestalten, dass Verschwendung vermieden wird. Gleichzeitig ist es effektiv, ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, so auszuwählen, dass Verschwendung nicht nur zu einer Zeit eines Arbeitsprozesses selbst vermieden wird, sondern auch vor und nach dem Arbeitsprozess, während berücksichtigt wird, dass sich Eigenschaften als ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, zwischen einem menschlichen Arbeiter und einer mechanischen Vorrichtung unterscheiden.
Übrigens werden in den letzten Jahren häufig Zellproduktionsverfahren für eine stark gemischte Produktion in geringen Mengen aufgrund der Diversifikation der Verbraucheranforderungen angewandt. In solch einem Fall ist es nötig, einem Arbeiter mehrere Prozesse zuzuweisen. Daher müssen die Arbeiter qualifiziert sein, da jedoch das Fertigkeitsniveau zwischen Arbeitern variiert, variiert die Arbeitszeit von Arbeiter zu Arbeiter. Hierbei kann es möglich sein, die Arbeitszeit unter Verwendung von zwei Arbeitern zu stabilisieren, um die Verzögerung eines vorhergehenden und nachfolgenden Arbeiters durch den anderen Arbeiter abzudecken.
Als ein anderes Verfahren kann die Produktgestaltung geprüft werden und kann z. B. die Taktzeit des Schraubenanzugsprozesses durch Verringern der Anzahl von Schrauben verkürzt werden. In der vorliegenden Ausführungsform besteht jedoch eine Aufgabe darin, die Produktivität durch Auswahl eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, zu verbessern, und wird davon ausgegangen, dass die Produktgestaltung bereits fertiggestellt wurde.
Wie oben beschrieben, ist die Auswahl eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, wichtig. Zudem ist es wichtig, die Arbeitseffizienz eines Arbeitsprozesses zu bewerten, der eine Vielzahl von Prozessen beinhaltet, indem man sich auf eine Verbindung zu den vorhergehenden und nachfolgenden Prozessen und zu erzeugende Totzeit konzentriert. Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform, um den Produktionsprozess zu verbessern, ein Unterschied bei den Eigenschaften von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, in dem Produktionsprozess definiert und wird die Verbesserung der Effizienz durch Automatisierung bewertet. Durch Bewerten der Ausführungszeit jedes Arbeitsprozesses sowie einer Informationsaustauschfähigkeit jedes Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, kann die Auswahl eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, die Effizienz des Produktionsprozesses verbessern.
5 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die in 5 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 beinhaltet eine Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen, eine Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit 22 und eine Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, und erzeugt Prozessgestaltungsinformationen 109 eines Produktionssystems, das ein Objektteil zum Herstellen eines Produkts bearbeitet.
Die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen empfängt Eingaben von: Arbeitsprozessinformationen 101; geometrischen Informationen 102 eines Produkts; und Montageinformationen 103, die eine Montagereihenfolge angeben, die durch Durchführen einer Analyse erhalten wird, sodass Interferenzbedingungen der geometrischen Informationen 102 erfüllt sind. Die nötigen Betriebsinformationen 105 werden aus der Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen ausgegeben. Bezüglich der Arbeitsprozessinformationen 101 kann das Ergebnis einer Überlegung, die von einem 3D-CAD-Konstrukteur vorgenommen wird, um die Montagereihenfolge durch nur einen Arbeiter umzusetzen, als ein Ausgangswert verwendet werden. Darüber hinaus kann bezüglich der Extraktion der Arbeitsprozessinformationen 101: ein Vorgang durch ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, automatisch mittels eines Sensors zur Bewegungserfassung oder dergleichen gemessen werden; kann eine historische Datenbank zu ähnlichen Produkten genutzt werden; oder kann ein Benutzer eine Definition auf Grundlage eines Arbeitshandbuchs abgeben, das zuvor definiert und beschrieben wurde.
Die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen erzeugt die nötigen Betriebsinformationen 105, die einen Vorgang angeben, der an einem Objektteil durchgeführt wird, um einen Sollzustand auf Grundlage der Folgenden zu erreichen: der geometrischen Informationen 102 eines Produkts; der Montageinformationen 103; und der Arbeitsprozessinformationen 101. Zunächst extrahiert die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen eine geometrische Sollbeziehung zwischen Teilen oder zwischen einem Teil und einer umliegenden Umgebung aus den geometrischen Informationen 102. Darüber hinaus extrahiert die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen Kandidaten für eine Anfangsposition und eine Endposition eines Teils, das zur Montage verwendet werden soll, und eines Teils, das anhand der geometrischen Sollbeziehung und der Montagereihenfolge montiert werden soll. Das heißt, es wird ein grober Standard einer Position und einer Pose beim Durchführen der Montage auf einem Werktisch oder beim Durchführen der Montage in der Luft bestimmt und es wird eine Beschränkungsbedingung im Allgemeinen aus dem groben Standard definiert. Eine Beschränkungsbedingung, die beim Erzeugen der nötigen Betriebsinformationen 105 zu erfüllen ist, ist wie folgt definiert: durch eine Position und eine Pose zu einem bestimmten Zeitpunkt in einem Produktionszyklus; oder durch eine Ortskurve, die erhalten wird, indem der Zeitpunkt kontinuierlich gemacht wird. In den nötigen Betriebsinformationen 105 ist außerdem eine nötige Wirkkraft an einer bestimmten Stelle oder zu einem bestimmten Zeitpunkt T für ein Arbeitsobjekt in dem Arbeitsprozess definiert.
Konkret kann eine Beschränkungsbedingung, der zufolge das zu montierende Teil auf dem Werktisch platziert wird und das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ein zur Montage zu verwendendes Teil greift, um die Montage durchzuführen, im Voraus als eine Beschränkungsbedingung für eine Positionsbeziehung definiert sein. Zahlenwerte einer bestimmten Positionsbeziehung können anhand einer Datenbank auf Grundlage von Gestaltungsdaten in der Vergangenheit und dergleichen bestimmt werden. Weiterhin sind minimale Informationen, die bezüglich Vorgängen erfüllt werden müssen, die vor und nach der Montage nötig sind, ebenfalls mittels der Arbeitsprozessinformationen 101 definiert.
Bezüglich der Wirkkraft sind die nötigen Betriebsinformationen 105 wie folgt vorgegeben. Zunächst wird die Montagerichtung gemäß der Montagereihenfolge bestimmt. Wenn eine Kraft zur Montage erforderlich ist, muss das Teil auf dem Werktisch platziert und durch eine Reaktionskraft von dem Werktisch gestützt werden und ist daher eine Abwärtsbewegung von dem Werktisch erforderlich. Die zur Montage erforderliche Kraft wird insbesondere im Voraus anhand einer Auslegungstoleranz quantifiziert, die durch die geometrischen Informationen 102 und Materialien des Teils und der umliegenden Umgebung angegeben wird, und ist in den nötigen Betriebsinformationen 105 definiert.
In dem Inspektionsprozess werden ein Zahlenwert eines spezifischen Indexes, der dem Inspektionsinhalt entspricht, und ein Erkennungsobjekt als Ziele definiert. Insbesondere ist, wenn der Inspektionsprozess eine Sichtprüfung ist, eine Fähigkeit zum Erkennen eines Defekts als eine Probe erforderlich. Daher sind Farbe, Form, Größe und dergleichen des Defekts vorgegeben und ist eine Erfassungsfähigkeit zum Erkennen derselben als die nötigen Betriebsinformationen 105 definiert. Alternativ dazu wird, wenn der Inspektionsprozess eine Inspektion auf anormale Geräusche ist, eine Fähigkeit zum Erkennen von sowohl einem Frequenz- oder Wellenformmuster von normalen Geräuschen als auch einem Frequenz- oder Wellenformmuster von erwarteten anormalen Geräuschen durch einen Zahlenwert definiert und als nötige Betriebsinformationen 105 definiert. Somit werden die nötigen Betriebsinformationen 105 für jede Arbeit definiert und werden in Verbindung mit jeder Arbeitsprozessinformation 101 ausgegeben.
Auf Grundlage der geometrischen Informationen 102, der Montageinformationen 103 und der Arbeitsprozessinformationen 101 bestimmt die Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit 22 eine Beschränkungsbedingung für mindestens eine von der Position und der Wirkkraft des Objektteils und erzeugt Arbeitsbeschränkungsinformationen 106. In der Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit 22 sind eine Beschränkungsbedingung für eine Ortskurve oder eine Betriebskraft als die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 auf Grundlage einer Beschränkung definiert, die durch mindestens eine Position oder eine Kraft bestimmt wird.
Ein Unterschied zwischen den Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 und den nötigen Betriebsinformationen 105 besteht darin, dass die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 mit der Ausführung eines Prozesses der Arbeitsprozessinformationen 101 assoziiert sind und nicht direkt zum Arbeitsfortschritt beitragen, sondern eine Bedingung definiert ist, die erfüllt sein muss, um den Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 umzusetzen. Konkret werden obere Grenzwerte einer Position und einer Kraft auf Grundlage der Interferenz mit einem umliegenden Objekt und ein oberer Grenzwert für eine Zeit, die in jedem Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 verweilt werden kann, vorgegeben.
Konkret wird auf Grundlage der Arbeitsprozessinformationen 101, der geometrischen Informationen 102 und der Montageinformationen 103 mindestens eine von einer Position und einer Kraft zum Durchführen eines Vorgangs ohne Zusammenstoßen mit in der Nähe installierten Vorrichtungen als Beschränkungsinformationen für die nötigen Betriebsinformationen 105 beschränkt, die von der Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen ausgegeben werden. In einem Fall, in dem die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 die Position beschränken, werden diese zu Informationen, die einen Bewegungsbereich eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, vorgeben, wenn Kontakt und Interferenz unmöglich sind. Beispielsweise wird, wenn es sich bei dem Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, um einen Roboterarm handelt, davon ausgegangen, dass ein Ellbogenabschnitt des Roboterarms mit einer umliegenden Umgebung zusammenstößt, wenn eine Bewegung des Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, die von den nötigen Betriebsinformationen 105 vorgegeben ist, reproduziert wird. Daher wird hinsichtlich eines solchen Zusammenstoßes mit einer in der Nähe installierten Vorrichtung ein Bewegungsbereich des Roboterarms definiert, indem die umliegende Umgebung als ein Bereich betrachtet wird, in den das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, nicht eingreifen sollte.
Alternativ dazu wird in einem Fall, in dem der Kontakt und die Interferenz zulässig sind, aber die umliegende Umgebung oder das Objektteil zerstört wird, wenn eine anzuwendende Kraft einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet, ein oberer Grenzwert für die anzuwendende Kraft festgelegt. Dieser obere Grenzwert kann in Bezug auf ein Arbeitsobjekt durch die Montagereihenfolge und eine Kraft, die in einer Wirkrichtung angewandt werden kann, in jeder geometrischen Information 102 definiert sein. Für das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, oder die umliegende Umgebung kann ein Wert festgelegt werden, der keine Beschädigung verursacht, wie durch die Beschreibung definiert.
In einem Fall, in dem eine Gestaltung, die solche Beschränkungsbedingungen verwendet und eine Positionierausrüstung in den geometrischen Informationen 102 einer peripheren Vorrichtung enthält, die jedem Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 entsprechen, zum Zweck der Verbesserung der Ausführbarkeit eingesetzt wird, können eine Beschränkungsbedingung auf Grundlage von Umgebungskosteninformationen zusätzlich zu den Beschränkungsbedingungen zur Rückhalteposition und -pose, und eine Wirkkraft, die als Obergrenze verwendet werden kann, hinzugefügt werden. Die Umgebungskosteninformationen sind eine Schätzung zu Kosten, die in Vorrichtungen oder Anlagen zum Durchführen von Arbeiten investiert werden müssen. Die Summe aus den Umgebungskosten, die auf den Umgebungskosteninformationen basieren, wird zum Schätzen von Gesamtkosten in der Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, verwendet. Konkret wird durch Hinzufügen von geometrischen Beschränkungen zu den Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 so, dass sich die Position und die Pose nicht bewegen, eine vereinfachte kostengünstige mechanische Vorrichtung als ein Subjekt ausgewählt, das die Arbeit ausführen soll, und wird infolgedessen eine Konfiguration, die eine Anforderung eines Benutzers erfüllt, in den Gesamtkosten umgesetzt.
Darüber hinaus wird ein belegbarer Bereich, der für das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, für jeden Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 zulässig ist, in die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 als Layoutinformationen eingefügt.
Die Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll: wählt ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus den Arbeitsprozessinformationen 101, den nötigen Betriebsinformationen 105, den Arbeitsbeschränkungsinformationen 106, Benutzerinformationen 107 und Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus; und erzeugt und gibt die Prozessgestaltungsinformationen 109 aus. Hierbei schließen die Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, Informationen zu einer Vielzahl von Subjekten ein, welche die Arbeit ausführen sollen: welche die nötigen Betriebsinformationen 105 und die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 erfüllen; und welche die Arbeit ausführen können. Zu Beispielen für die Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, gehören: ein Arbeiter; eine Universalmaschine, wie z. B. ein Industrieroboter oder eine NC-Bearbeitungsmaschine; und eine Spezialmaschine, wie z. B. eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die eine konkrete Inspektion durchführt, und eine Prüfvorrichtung, die einen Normalbetrieb bestätigt. Die Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, gehören zudem Fähigkeitsinformationen zu jedem Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, die auf Grundlage vergangener Ergebnisse und dergleichen bestimmt werden.
Zu Beispielen für eine Fähigkeit eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, die in den Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, enthalten sind, gehören: ein Bewegungsbereich, der durch eine Position und eine Pose angegeben ist; eine Wirkkraft, die das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auf ein Objekt ausüben kann; maximale und mittlere Geschwindigkeiten während eines Arbeitsvorgangs; eine Standardarbeitszeit; ein Informationsaustauschmodell; Installationsbedingungen, die einen belegten Bereich beinhalten; Beschränkungen zur Leistungsversorgung; und Beschränkungen zur Verdrahtung. Darüber hinaus sind als eine Fähigkeit, die durch die nötigen Betriebsinformationen 105 definiert ist, eine Fähigkeit, die sich auf die Inspektion bezieht, und Informationen darüber, ob es möglich ist, mit jedem Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 umzugehen, ebenfalls in den Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, enthalten.
Auf Grundlage der nötigen Betriebsinformationen 105, der Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 und der Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, führt die Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, Folgendes aus: Auswählen eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll und sowohl eine nötige Betriebsfähigkeit zum Umsetzen der nötigen Betriebsinformationen 105 als auch die Beschränkungsbedingungen der Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 erfüllt; und Erzeugen der Prozessgestaltungsinformationen 109, die Informationen zu dem ausgewählten Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, einschließen. Weiterhin gibt die Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, die ausgewählten Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, und die diesen entsprechenden Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101 in einer absteigenden Reihenfolge der Nähe zu einer Bedingung, die eine Anforderung der Benutzerinformationen 107 erfüllt, als die Prozessgestaltungsinformationen 109 aus.
Die Benutzerinformationen 107 beinhalten zulässige Kosten in einem Prozess, der in den Arbeitsprozessinformationen 101 enthalten ist, eine Verarbeitungszeit jedes Prozesses, der in den Arbeitsprozessinformationen 101 enthalten ist, eine Verarbeitungszeit, die für sämtliche Prozesse erforderlich ist, und Ressourceninformationen zu Ressourcen, die eingegeben werden können. Die Ressourceninformationen schließen die Anzahl und Fähigkeiten von Arbeitern sowie die Anzahl und Fähigkeiten von mechanischen Vorrichtungen ein. Insbesondere werden bezüglich einer Kostenbedingung Gesamtkosten, die Ausrüstungskosten und Kosten für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, einschließen, die durch die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 vorgegeben sind, mit einem Sollkostensatz in den Benutzerinformationen 107 verglichen, um zu prüfen, ob die Bedingung erfüllt ist.
Wie oben beschrieben, wird die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 umgesetzt, die Folgendes beinhaltet: die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen; die Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit 22; und die Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll. Die Erzeugungseinheit 21 für nötige Betriebsinformationen definiert die nötigen Betriebsinformationen 105 für Vorgänge, die an einem Objektteil durchgeführt werden, und Sollwerte zum Bestimmen des Abschlusses von Vorgängen auf Grundlage der geometrischen Informationen 102, der Montageinformationen 103 und der Arbeitsprozessinformationen 101 des Objektteils. Die Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit 22 bestimmt die Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 zu entweder einer Position oder einer Kraft in Bezug auf das Objektteil auf Grundlage der geometrischen Informationen 102, der Montageinformationen 103 und der Arbeitsprozessinformationen 101 zu dem Objektteil. Die Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, extrahiert ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und das einen nötigen Vorgang und eine Arbeitsbeschränkung erfüllen kann, auf Grundlage der nötigen Betriebsinformationen 105, der Arbeitsbeschränkungsinformationen 106 und der Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, und gibt ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus, das jeden Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 umsetzen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, für die Arbeitsprozessinformationen 101 je nach den Eigenschaften von nicht nur dem Montageprozess, sondern auch einer Vielzahl von Prozessen der Arbeitsprozessinformationen 101 ausgewählt werden. Daher können die Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, als ein Kandidat automatisch als die Prozessgestaltungsinformationen 109 über sämtliche Arbeitsprozesse unter Berücksichtigung der Gestaltung zum Verbessern der Effizienz erhalten werden. Infolgedessen wird eine Zeit zum Prüfen von Prozessen zum Gestalten eines Produktionssystems stark verringert und kann die Effizienz stark verbessert werden.
Zweite Ausführungsform.
6 ist eine Darstellung, die eine erste beispielhafte Konfiguration einer Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine in 6 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2A ist auf das in 1 veranschaulichte Gestaltungsunterstützungssystem 10 anwendbar. Die in 6 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2A ist derart ausgelegt, dass eine Bewertungseinheit 24 zu der in 5 veranschaulichten Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2 hinzugefügt ist und eine Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, anstelle der Auswahleinheit 23 für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, bereitgestellt ist. Die Bewertungseinheit 24 erhält die Prozessgestaltungsinformationen 109 von der Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, und bewertet eine Zeit, die sich auf einen Objektprozess bezieht, auf Grundlage der Prozessgestaltungsinformationen 109, wodurch Bewertungsinformationen 110, die verbundene Vorzüge von Subjekten angeben, welche die Arbeit ausführen sollen, in dem Objektprozess ausgegeben werden. Die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, wählt ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auf Grundlage der Bewertungsinformationen 110 und einer Anforderung der Benutzerinformationen 107 neu aus. Die Prozessgestaltungsinformationen 109 sind Informationen, die ein Subjekt angeben, das die Arbeit ausführen soll und für jeden in den Arbeitsprozessinformationen 101 enthaltenen Arbeitsprozess ausgewählt ist. Hierbei schließt die Zeit, die sich auf den Objektprozess bezieht, mindestens eine von einer Zeit für den gesamten Prozess, einer Stillstandszeit, einer Transferzeit und einer Inspektionszeit ein.
Die Bewertungseinheit 24 quantifiziert und bewertet die Effizienz, wenn jedes Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, die Arbeit tatsächlich durchführt. Diese Bewertung wird mittels einer Simulation jedes Prozesses der Arbeitsprozessinformationen 101 durchgeführt, dem ein Variationsfaktor mit einer Vielzahl von Mustern zugewiesen ist. Hierbei schließt der Variationsfaktor eine Variation in der Standardarbeitszeit jedes Prozesses ein.
Die Bewertungsinformationen 110 schließen Informationen ein, die durch Bewerten von mindestens einer Zeit erhalten werden, die jeder Arbeitsprozess dauert. Hierbei können als die Zeitbewertungsinformationen eine Taktzeit, eine individuelle Arbeitszeit und eine Stillstandszeit beispielhaft genannt werden. Die Taktzeit und die individuelle Arbeitszeit geben Unterschiede gegenüber der Standardarbeitszeit an. Die Stillstandszeit gibt einen Unterschied gegenüber null an. Die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, in welche die Bewertungsinformationen 110 eingegeben wurden, nimmt einen Vergleich mit den Benutzerinformationen 107 vor und bestimmt relative Vorzüge einzelner Auswahlinformationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll.
7 ist eine Darstellung, die eine zweite beispielhafte Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 7 unterscheidet sich von 6 dadurch, dass die Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, konkret veranschaulicht sind. Das heißt, in 7 sind die Eingaben in die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, Bewegungsbereichsinformationen 108a, Arbeitsprozessverfügbarkeitsinformationen 108b, Standardarbeitszeitinformationen 108c und ein Informationsaustauschmodell 108d. Hierbei geben die nötigen Betriebsinformationen 105 zu jedem Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 eine Standardarbeitszeit zum Ausführen jedes Prozesses und eine zu definierende Sollzeit vor. Für die Standardarbeitszeit und die Sollzeit werden im Voraus durch die Arbeitsprozessinformationen 101 vorgegebene Werte verwendet. Wenn keine solchen Werte von den Arbeitsprozessinformationen 101 vorgegeben sind, werden die Standardarbeitszeitinformationen 108c definiert und verwendet. Die Standardarbeitszeitinformationen 108c können auf Grundlage der Arbeitsprozessinformationen 101 und Benutzereingabeinformationen 111 erzeugt werden. 8 ist eine Darstellung, die eine Standardarbeitszeiterzeugungseinheit 31 veranschaulicht, welche die Standardarbeitszeitinformationen 108c erzeugt. Die in 8 veranschaulichte Standardarbeitszeiterzeugungseinheit 31 erzeugt die Standardarbeitszeitinformationen 108c auf Grundlage der Arbeitsprozessinformationen 101 und der Benutzereingabeinformationen 111, die eine Arbeitszeit angeben, als einen groben Standard zu jedem Prozess der von einem Benutzer eingegebenen Arbeitsprozessinformationen 101. Die Standardarbeitszeiterzeugungseinheit 31 kann im Inneren der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2A bereitgestellt sein oder kann außerhalb der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2A bereitgestellt sein. Die Benutzereingabeinformationen 111 sind Informationen, die von dem eine Eingabevorrichtung bedienenden Benutzer eingegeben werden, und sind Informationen, die eine Arbeitszeit als einen groben Standard jedes Prozesses der Arbeitsprozessinformationen 101 angeben. Alternativ dazu können anstelle der Benutzereingabeinformationen 111 Informationen zu Produktionslinien in der Vergangenheit oder statistische Daten, die jedem Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 entsprechen, zum Konfigurieren eines Standardarbeitszeitmodells genutzt werden, wodurch die Standardarbeitszeit erzeugt wird.
Es wird eine Produktionsgestaltung beschrieben, bei der ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, berücksichtigt wird, mit dem eine minimale Stillstandszeit z. B. für einen Inspektionsprozess und Transfervorgänge vor und nach dem Inspektionsprozess erreichbar ist. Die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, empfängt Eingaben der Bewegungsbereichsinformationen 108a, der Arbeitsprozessverfügbarkeitsinformationen 108b als eine Positionierfähigkeit, die für eine Förderausrüstung nötig ist, und die Standardarbeitszeitinformationen 108c. Darüber hinaus wird das Informationsaustauschmodell 108d in der Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, definiert.
Das Informationsaustauschmodell 108d ist ein Modell, bei dem angenommen wird: dass ein Subjekt, das die Arbeit als ein Mensch ausführen soll, keine Informationen zu dem Fortschritt anderer Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, austauschen kann oder eine Verzögerung beim Informationsaustausch verursacht; und dass ein Subjekt, das die Arbeit als eine mechanische Vorrichtung ausführen soll, Informationen ohne Verzögerung austauschen kann. Beispielsweise ist definiert, dass „Arbeiter Informationen zu einer mechanischen Anlage während der Arbeit prüfen müssen, indem sie eine Anzeigevorrichtung betrachten, und Arbeitsprozessinformationen nicht ohne Verzögerung zu einer Aktualisierung der Informationen austauschen können“. Dahingegen kann, wenn eine mechanische Vorrichtung mit einem Netzwerk verbunden ist, das Informationen zwischen Anlagen austauschen kann, die mechanische Vorrichtung Informationen online abrufen und kann Informationen ungleich schneller als ein Arbeiter erhalten, selbst wenn eine Kommunikationsverzögerung berücksichtigt wird. Daher kann die mechanische Vorrichtung derart definiert sein, dass „aktuelle Arbeitsprozessinformationen, die einen Fortschritt einschließen, selbst mitten in der Arbeit ausgetauscht werden können“. Zudem ist es möglich, dass Arbeiter einen Informationsaustausch effizienter durch Verwendung von Ton als unter Verwendung von visueller Betrachtung umsetzen, jedoch besteht weiterhin ein Risiko, dass der Ton überhört wird, oder von Denkfehlern. 9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für ein Informationsaustauschmodell veranschaulicht. 9 veranschaulicht einen Industrieroboter, drei mechanische Anlagen, eine Bearbeitungsmaschine und einen Arbeiter. In 9 tauschen der Industrieroboter, die mechanischen Anlagen und die Bearbeitungsmaschine Informationen durch eine Kommunikationsvorrichtung aus, bestätigt jedoch der Arbeiter visuell Informationen, die auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt werden, und ruft der Arbeiter demnach Informationen unregelmäßig ab und kann die Informationen nicht austauschen.
Somit besteht der Zweck des Definierens des Informationsaustauschmodells darin, eine Zeitverzögerung zwischen den auszuwählenden Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, zu bewerten, um zu klären, ob jedes Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, als ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, in jedem Arbeitsprozess geeignet oder ungeeignet ist.
Wenn jeweilige Arbeitsprozesse gemeinsam bewertet werden, liegt eine Verzögerung vor, die dadurch verursacht wird, dass Informationen zu vorhergehenden und nachfolgenden Prozessen nicht bekannt sind. Das heißt, bezüglich des oben beschriebenen Inspektionsprozesses und der Förderprozesse vor und nach dem Inspektionsprozess, wird, wenn der Inspektionsprozess der zeitaufwändigste Prozess in den gesamten Prozessen ist, die Verarbeitungszeit des Inspektionsprozesses in Bezug auf eine Taktzeit vorherrschend und führt daher, wenn ein Stillstand vor und nach dem Inspektionsprozess stattfindet, direkt zu der Verzögerung in der Taktzeit.
Daher ist es erforderlich, den Abschluss des Inspektionsprozesses baldmöglichst zu erkennen und sofort eine nächste Montage oder ein nächstes unfertiges Erzeugnis zu laden. In einem Fall, in dem ein menschlicher Arbeiter zugewiesen ist, liegt kein Zeitverlust vor, wenn der Arbeiter selbst den Inspektionsprozess und den Transport direkt durchführt. Wenn der Inspektionsprozess jedoch kompliziert ist oder durch elektrische Eingabe/Ausgabe durchgeführt wird, kann eine Spezialmaschine für den Inspektionsprozess selbst zuständig sein und kann der Arbeiter nur für das Laden eines Objekts in die Spezialmaschine und Entladen des Objekts aus der Spezialmaschine zuständig sein. In einem solchen Fall ist, da der Arbeiter den Abschluss des Inspektionsprozesses nicht erkennen kann, der Arbeiter als für den Arbeitsprozess anhand des Informationsaustauschmodells ungeeignet definiert. Da der Arbeiter „keine Informationen während anderer Arbeiten austauschen kann“, kann der Arbeiter durch die Auslegung und Bewertung durch das Informationsaustauschmodell als für das Entladen vor und nach dem Inspektionsprozess der mechanischen Vorrichtung ungeeignet definiert werden.
Wenn die Auswahl des Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, für den Arbeitsprozess ungeeignet ist, variiert die Verarbeitungszeit je nach der Auswahl des Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, und variiert daher ein Analyseergebnis der Stillstandszeit durch eine Simulation ebenfalls. Somit bewertet die Bewertungseinheit 24 die Stillstandszeit mittels der Simulation und gibt die Bewertungsinformationen 110, welche die Stillstandszeit beinhalten, an die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, aus.
Die Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, wählt ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, unter Berücksichtigung von mindestens einem der Elemente aus, die sich auf die Kosten, die in der Anforderung des Benutzers enthalten sind, und die Größe eines zu verwendenden Arbeitsbereichs beziehen, auf Grundlage der Informationen zu der in den eingegebenen Bewertungsinformationen 110 enthaltenen Stillstandszeit aus.
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform beim Bewerten einer Arbeitszeit oder Effizienz einer Vielzahl von Prozessen, bei denen sich Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, ändern, ein Leistungsunterschied zwischen den Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, die je nach den Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, eintritt, als Gesamtarbeitszeit deutlich. Das heißt, es wird möglich, den Grad der Änderung der Effizienz aufgrund der Änderung jedes Subjekts, das die Arbeit ausführen soll und das von der Auswahleinheit 23A für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ausgewählt wird, quantitativ zu vergleichen oder zu bewerten. Daher kann eine Überarbeitung der Gestaltung des Produktionssystems verhindert werden und kann die Effizienz der Gestaltung des Produktionssystems verbessert werden.
In der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform wurde der Weg zum Bewerten der Stillstandszeit beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und es können die gesamte Prozesszeit, die Transferzeit, die Inspektionszeit oder die Montagezeit bewertet werden. Die Transferzeit entspricht nicht der Inspektion und Montage und ist eine Zeit, zu der sich eine Position und eine Pose verändern. Die Montagezeit ist eine Zeit, die für eine Arbeit zum Kombinieren einer Vielzahl von Teilen zu einem Teil erforderlich ist.
Dritte Ausführungsform.
10 ist eine Darstellung, die eine erste beispielhafte Konfiguration einer Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine in 10 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2B ist auf das in 1 veranschaulichte Gestaltungsunterstützungssystem 10 anwendbar. Die in 10 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2B ist derart ausgelegt, dass die Bewertungseinheit 24 die Bewertungsinformationen 110 an eine Prozessumgestaltungseinheit 25 ausgibt. Die Prozessumgestaltungseinheit 25 ordnet die Reihenfolge von Prozessen der Arbeitsprozessinformationen 101 auf Grundlage der Bewertungsinformationen 110 um oder parallelisiert einen Teil der Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101, um die Arbeitsprozessinformationen umzugestalten, und gibt umgestaltete Arbeitsprozessinformationen 101a aus. Dann werden anstelle der Arbeitsprozessinformationen 101 die umgestalteten Arbeitsprozessinformationen 101a in die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2B eingegeben. Die Bewertungsinformationen 110 schließen einen Unterschied in Arbeitszeiten zwischen einer Vielzahl von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, das heißt einen Leistungsunterschied, ein. Der Leistungsunterschied wird in der Bewertungseinheit 24 auf Grundlage der Prozessgestaltungsinformationen 109 berechnet und erzeugt. Die Bewertungseinheit 24 berechnet und vergleicht Arbeitszeiten von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, wenn die Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, jeweiligen Prozessen jeweiliger Arbeitsprozessinformationen 101 zugewiesen sind. Es kann einen Fall geben, in dem eine Anforderung eines Benutzers durch die Benutzerinformationen 107 der Arbeitsprozessinformationen 101 so streng ist, dass keine Kombination aus einem Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, und den Arbeitsprozessinformationen 101, welche die Anforderung des Benutzers erfüllen, auf Grundlage des Leistungsunterschieds festgestellt wird. Beispielsweise wird ein Fall beschrieben, in dem es bezüglich einer Verarbeitungszeit, welche die gesamten Arbeitsprozesse benötigen, kein Subjekt gibt, das die Arbeit ausführen soll, das die Arbeit innerhalb einer von dem Benutzer angeforderten Zeit abschließen kann. Für gewöhnlich ändert sich die Arbeitszeit der gesamten Arbeitsprozesse nicht, indem einfach die Reihenfolge der in Reihe geschalteten Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101 umgeordnet wird. Dahingegen ist es möglich, die Arbeitszeit zu verkürzen, indem Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101 nicht serialisiert, sondern parallelisiert werden. Was der Parallelisierung entspricht, ist eine Umgestaltung der Arbeitsprozessinformationen 101, wie z. B. in einem Fall, in dem, wenn keine Arbeit eines Subjekts, das die Arbeit ausführen soll, während des Eintretens der Stillstandszeit vorliegt, das Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, die nächste Montagearbeit an Teilen beginnt.
Die Parallelisierung der Arbeitsprozesse ermöglicht es, Arbeiter für sämtliche Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101 auszuwählen, um die Effizienz durch Verwenden einer Ausrüstung zum Fixieren eines Arbeitsobjekts, das in einer Arbeitsumgebung eines Arbeiters installiert ist, zu verbessern oder um die Montierbarkeit des Arbeitsobjekts zu verbessern und um die Gestaltung gegen eine Verzögerung in einem Zwischenprozess und dergleichen mittels Puffer robust zu machen. Als Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, weisen menschliche Arbeiter die folgenden Vorteile auf: Der Freiheitsgrad im Betrieb, wie z. B. eine Änderung der Pose, ist höher als bei der einer mechanischen Vorrichtung; und menschliche Arbeiter sind hervorragend darin, zugehörige Vorgänge umzusetzen und Prozesse fein zu korrigieren. Während jedoch menschliche Arbeiter eine Vielfalt an Vorgängen durchführen können, wie oben beschrieben, können menschliche Arbeiter nicht auf schlanke Weise in Erwartung des Abschlusszeitpunkts einer mechanischen Vorrichtung warten und können die Funktionssicherheit der mechanischen Vorrichtung nicht aktiv bedienen, was Nachteile sind. Darüber hinaus ist es, obwohl menschliche Arbeiter eine Benachrichtigung unter Verwendung einer Einrichtung wie etwa eines Knopfes oder eines Lichtvorhangs abgeben, schwierig, eine mechanische Anlage in kürzester Zeit zu betreiben, während die Sicherheit gewährleistet wird.
Im Allgemeinen wird ein Takt durch einen Prozess mit einer langen Verarbeitungszeit unter sämtlichen Prozessen bestimmt. Wenn es gewünscht wird, den Takt möglichst zu verkürzen, ist es wesentlich, dass ein Prozessgestalter eine Prozessgestaltung so durchführt, dass eine Zeit, die vor und nach einem langen Prozess benötigt wird, bei dem es sich um einen Engpass handeln kann, verkürzt wird. Gleichzeitig ist eine positive Nutzung von Arbeitern in Bezug auf die Vorgänge zum Laden und Entladen eines Objektes in eine oben beschriebene Vorrichtung und aus dieser heraus in den folgenden Punkten problematisch.
Zunächst werden, wenn ein bestimmter Arbeiter den Vorgängen zum Laden und Entladen eines Objekts in eine Vorrichtung und aus dieser heraus zugewiesen ist, Personalkosten während einer Wartezeit auf den Inspektionsprozess verschwendet. Darüber hinaus ist es, wenn ein Mensch, bei dem es sich um einen Arbeiter handelt, andere Arbeiten während der Wartezeit auf den Inspektionsprozess durchführt, schwierig für den Menschen, die Arbeit rechtzeitig zu unterbrechen, sodass sich die Taktzeit wesentlich verschlechtert.
Wenn die Arbeit zu periodischen Zeiten unterbrochen wird, werden die Prozesse der Arbeitsprozessinformationen 101 normalerweise geprüft, um die Arbeitsprozessinformationen 101 so auszulegen, dass sie zeitlich mit dem Laden und Entladen des Objekts in die Vorrichtung und aus dieser heraus zusammenfallen. Dahingegen ist es, wie in den 2 und 3 veranschaulicht, oftmals der Fall, dass der Zeitpunkt der Arbeitsunterbrechung nicht genau zwischen der Arbeit und anderen Arbeiten synchronisiert ist. In diesem Fall kann sich, wenn der Arbeiter ein Mensch ist, die Konzentration des Menschen aufgrund wiederholter Anweisungen verringern und kann folglich die Arbeitseffizienz abnehmen. Die Effizienz nimmt jedoch zu, wenn eine mechanische Vorrichtung für das Laden und Entladen der Objekte in die Vorrichtung und daraus heraus verantwortlich ist. Das liegt daran, dass mechanische Vorrichtungen Eigenschaften aufweisen, mit denen es möglich ist, einen Zeitpunkt für einen Übergang zum Laden und Entladen des Objekts auf eine schlanke Weise unter Verwendung von Informationen zu einer Zeit zu berechnen, zu welcher der Inspektionsprozess der Inspektionsvorrichtung abgeschlossen ist, und die Arbeit zu dem Zeitpunkt ausnahmslos zu unterbrechen.
Wie in 10 veranschaulicht, kann ein solches oben beschriebenes Problem durch Einführen der Prozessumgestaltungseinheit 25 gelöst werden. Wenn die erwartete Arbeitseffizienz das Ziel auf Grundlage der von der Bewertungseinheit 24 ausgegebenen Bewertungsinformationen 110 nicht erreicht, kann die Prozessumgestaltungseinheit 25 die Gestaltung des Produktionssystems durch Ändern der Arbeitsprozessinformationen 101 umgestalten, indem sie z. B. die Anzahl von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, für einen bestimmten Arbeitsprozess erhöht, um die Arbeit zu parallelisieren, oder indem sie die Reihenfolge von Arbeitsprozessen oder die Zuweisung von Prozessen zu Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, ändert. Gleichzeitig kann eine Obergrenze für die erhöhte Anzahl von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, und Beschränkungen von Optionen von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, unter Berücksichtigung von Kosten bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann jeder Prozess der Arbeitsprozessinformationen 101 durch Registrieren von Vorgängen zu Prozessen, die im Voraus geändert werden können, und umfassendes Durchsuchen der registrierten Vorgänge nach einer Option, deren Betrieb vom Benutzer zugelassen wird, geändert werden.
Es kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der, wenn die Prozessumgestaltungseinheit 25 aufgenommen ist, die Standardarbeitszeitinformationen 108c, die einen Teil der Informationen 108 zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, bilden, gleichzeitig geändert werden können. 11 ist eine Darstellung, die eine Standardarbeitszeitaktualisierungseinheit 32 veranschaulicht. Die in 11 veranschaulichte Standardarbeitszeitaktualisierungseinheit 32 aktualisiert die Standardarbeitszeitinformationen 108c auf Grundlage der Arbeitsprozessinformationen 101 und Arbeitszeitdatenbankinformationen 112 und erzeugt aktualisierte Standardarbeitszeitinformationen 108ca. Die Arbeitszeitdatenbankinformationen 112 schließen eine Ist-Arbeitszeit jedes Prozesses ein und können ferner die Anzahl von Fehlern zum Zeitpunkt der Ausführung jedes Prozesses beinhalten. Die aktualisierten Standardarbeitszeitinformationen 108ca werden in eine Auswahleinheit 23B für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, anstelle der Standardarbeitszeitinformationen 108c eingegeben. Infolgedessen ist es möglich, Risiken zu berücksichtigen, die mit Stillstandszeiten tatsächlicher Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, assoziiert sind, und dann eine Untersuchung durchzuführen, wenn Bedingungen der Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, geändert werden, und folglich kann ein hochgenaues Modell für das tatsächliche Produktionssystem umgesetzt werden und kann die Genauigkeit der Bewertungsinformationen 110 verbessert werden.
Obwohl die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2B aus 10 die Genauigkeit der Bewertungsinformationen 110 durch automatisches internes Wiederholen der Suche verbessert, ist die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Es kann eine Konfiguration eingesetzt werden, bei der die Prozessumgestaltungseinheit umgestaltete Arbeitsprozessinformationen auf Grundlage der Eingaben des Benutzers ausgibt.
12 ist eine Darstellung, die eine zweite beispielhafte Konfiguration der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Eine in 12 veranschaulichte Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2C beinhaltet eine Prozessumgestaltungseinheit 25a anstelle der Prozessumgestaltungseinheit 25 in der in 10 veranschaulichten Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2B. Die Prozessumgestaltungseinheit 25a gibt die Bewertungsinformationen 110 an eine Anzeigebetriebsvorrichtung 1a aus.
Die Anzeigebetriebsvorrichtung 1a weist eine Konfiguration auf, in die eine Anzeigevorrichtung und eine Eingabevorrichtung integriert sind, und ist eine Vorrichtung, die Informationen anzeigt und Informationen auf Grundlage einer Bedienung durch den Benutzer eingibt. Als die Anzeigebetriebsvorrichtung 1a ist beispielhaft ein Tastfeld zu nennen. In der Anzeigebetriebsvorrichtung 1a können die Anzeigevorrichtung und die Eingabevorrichtung jedoch getrennt bereitgestellt sein.
Der Benutzer der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung 2C betreibt die Anzeigebetriebsvorrichtung 1a, während er auf Anzeigeinhalte auf Grundlage der auf der Anzeigebetriebsvorrichtung 1a angezeigten Bewertungsinformationen 110 Bezug nimmt. So kann der Benutzer eine Einstellung derart durchführen, dass z. B. ein Teil einer Vielzahl von Fehlerelementen nicht zur Bewertung gleichzeitig mit Umgestaltungsprozessen verwendet wird.
Die Anzeigebetriebsvorrichtung 1a gibt Benutzereingabeinformationen auf Grundlage einer Bedienung durch den Benutzer aus. Die Benutzereingabeinformationen aus der Anzeigebetriebsvorrichtung 1a werden in die Prozessumgestaltungseinheit 25a eingegeben. Die Prozessumgestaltungseinheit 25a kombiniert die Benutzereingabeinformationen mit einem Prozess, der durch die Prozessumgestaltungseinheit 25 durchgeführt wird, und gibt die umgestalteten Arbeitsprozessinformationen 101a aus. Gemäß der in 12 veranschaulichten Konfiguration kann sich die Absicht des Benutzers sofort in der Prozessumgestaltung widerspiegeln und kann sich die Auffassung des Benutzers in dem Prozess nach der Umgestaltung widerspiegeln.
Gemäß der Konfiguration der oben beschriebenen vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, effizienter als vorher Gestaltungskandidaten für ein Produktionssystem zu finden, die dazu imstande sind, eine Sollproduktionseffizienz zu erreichen, indem sie, wenn eine gewünschte Arbeitseffizienz oder gewünschte Kosten nicht mit aktuellen Arbeitsprozessen und der Anzahl von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen und den Arbeitsprozessen zugewiesen sind, erreicht werden können, die Gestaltung bezüglich der Anzahl von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, für die Arbeitsprozesse ändern.
Die in den obenstehenden Ausführungsformen beschriebenen Konfigurationen sind lediglich Beispiele für den Inhalt der vorliegenden Erfindung und können mit anderer bekannter Technik kombiniert werden und ein Teil davon kann weggelassen oder modifiziert werden, ohne vom Sinn der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste
1 Anzeigevorrichtung; 1a Anzeigebetriebsvorrichtung; 2, 2A, 2B, 2C Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung; 10 Gestaltungsunterstützungssystem; 21 Erzeugungseinheit für nötige Betriebsinformationen; 22 Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit; 23, 23A, 23B Auswahleinheit für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll; 24 Bewertungseinheit; 25, 25a Prozessumgestaltungseinheit; 31 Standardarbeitszeiterzeugungseinheit; 32 Standardarbeitszeitaktualisierungseinheit; 101 Arbeitsprozessinformationen; 102 geometrische Informationen; 103 Montageinformationen; 104 Gestaltungsinformationen; 105 nötige Betriebsinformationen; 106 Arbeitsbeschränkungsinformationen; 107 Benutzerinformationen; 108 Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll; 108a Bewegungsbereichsinformationen; 108b Arbeitsprozessverfügbarkeitsinformationen; 108c Standardarbeitszeitinformationen; 108ca aktualisierte Standardarbeitszeitinformationen; 108d Informationsaustauschmodell; 109 Prozessgestaltungsinformationen; 110 Bewertungsinformationen; 111 Benutzereingabeinformationen; 112 Arbeitszeitdatenbankinformationen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015171736 [0003]

Claims

Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung, die Prozessgestaltungsinformationen eines Produktionssystems erzeugt, das ein Objektteil bearbeitet, um ein Produkt herzustellen, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: eine Erzeugungseinheit für nötige Betriebsinformationen, um nötige Betriebsinformationen, die einen Vorgang angeben, der an dem Objektteil durchgeführt wird, um einen Sollzustand zu erreichen, auf Grundlage von geometrischen Informationen des Produkts, Montageinformationen und Arbeitsprozessinformationen zu erzeugen; eine Arbeitsbeschränkungserzeugungseinheit, um Arbeitsbeschränkungsinformationen durch Bestimmen einer Beschränkungsbedingung für mindestens eine von einer Position und einer Wirkkraft des Objektteils auf Grundlage der geometrischen Informationen, der Montageinformationen und der Arbeitsprozessinformationen zu erzeugen; und eine Auswahleinheit für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, um ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll und das sowohl eine nötige Betriebsfähigkeit zum Umsetzen der nötigen Betriebsinformationen als auch die Beschränkungsbedingung erfüllt, auf Grundlage der nötigen Betriebsinformationen, der Arbeitsbeschränkungsinformationen und Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auszuwählen und Prozessgestaltungsinformationen zu erzeugen, die Informationen zu dem ausgewählten Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, beinhalten.
Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine Bewertungseinheit, um Bewertungsinformationen, die relative Vorzüge von Subjekten, welche die Arbeit ausführen sollen, in einem Objektprozess durch Bewerten einer Zeit, die sich auf den Objektprozess bezieht, auf Grundlage der Prozessgestaltungsinformationen auszugeben, wobei die Auswahleinheit für ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, erneut ein Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, auf Grundlage der Bewertungsinformationen und einer Anforderung von Benutzerinformationen auswählt.
Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, ein Informationsaustauschmodell beinhalten, bei dem angenommen wird, dass ein Subjekt, das die Arbeit als ein Mensch ausführen soll, nicht dazu imstande ist, Informationen zum Fortschritt anderer Subjekte, welche die Arbeit ausführen sollen, auszutauschen oder eine Verzögerung beim Informationsaustausch verursacht, und ein Subjekt, das die Arbeit als eine mechanische Vorrichtung ausführen soll, dazu imstande ist, Informationen ohne Verzögerung auszutauschen.
Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Informationen zum Subjekt, das die Arbeit ausführen soll, Standardarbeitszeitinformationen beinhalten, bei denen es sich um eine vordefinierte Zeit handelt, die für die Arbeit eines Objektprozesses benötigt wird, und die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung eine Standardarbeitszeiterzeugungseinheit umfasst, um die Standardarbeitszeitinformationen auf Grundlage der Arbeitsprozessinformationen und Benutzereingabeinformationen zu erzeugen, die eine Arbeitszeit als einen groben Standard zu jedem Prozess der von einem Benutzer eingegebenen Arbeitsprozessinformationen angeben.
Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, umfassend eine Prozessumgestaltungseinheit, um Arbeitsprozessinformationen durch Umordnen einer Reihenfolge von Prozessen der Arbeitsprozessinformationen oder Parallelisieren eines Teils von Prozessen der Arbeitsprozessinformationen auf Grundlage der Bewertungsinformationen umzugestalten.
Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach Anspruch 5, umfassend eine Standardarbeitszeitaktualisierungseinheit, um die Standardarbeitszeitinformationen auf Grundlage von Arbeitszeitdatenbankinformationen zu aktualisieren, welche die Arbeitsprozessinformationen und eine Ist-Arbeitszeit jedes Prozesses der Arbeitsprozessinformationen beinhalten.
Gestaltungsunterstützungssystem, umfassend: die Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine Anzeigevorrichtung, auf der von der Gestaltungsinformationserzeugungsvorrichtung ausgegebene Informationen angezeigt werden.