JP2002023823A - 生産管理システム - Google Patents

生産管理システム

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JP2002023823A
JP2002023823A JP2000211908A JP2000211908A JP2002023823A JP 2002023823 A JP2002023823 A JP 2002023823A JP 2000211908 A JP2000211908 A JP 2000211908A JP 2000211908 A JP2000211908 A JP 2000211908A JP 2002023823 A JP2002023823 A JP 2002023823A
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simulation
manufacturing
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JP2000211908A
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Koji Ozaki
浩司 小崎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 物流量の予測値と仕掛かり負荷の時系列の予
測値とを考慮することにより、最善の物流結果を得る。 【解決手段】 複数の製造装置Ａ，Ｂ，…ＸＸとオンラ
イン接続された製造管理装置２と、シミュレータ３とを
備え、シミュレータ３が製造管理装置２から取得したシ
ミュレーションパラメータ、装置及び工程情報を用いて
指定された期間の物流シミュレーションを行ない、その
結果得られた各製造装置の稼働率及び仕掛かり負荷率の
時系列データと、シミュレーション期間中に発生するイ
ベントの開始及び終了予定時間等を物流最適化パラメー
タとして用いて物流再シミュレーションを行ない、装置
別または同一機能別にグループ化された装置群に対して
設定されているディスパッチルールをダイナミックに変
更させて、実際の物流制御へのフィードバックを行なう
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、生産管理システ
ム、特に半導体の製造、開発ラインにおける多品種変量
製造をも効率よく物流運営することのできる生産管理シ
ステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体の製造における生産管理シ
ステムとしては、特開平８−２６４８号公報に示されて
いるように、実際とシミュレーション結果の照合及び再
シミュレーション機能を有する物流量予測制御シミュレ
ーション装置や、特開平８−１９２９０６号公報及び特
開平７−２９６０６７号公報に示されているように、物
流シミュレーション結果を物流量にもとづいてオンライ
ンで物流制御に適用し、物流量の予測と最適化を図る方
法、また、特開平８−７６８１３号公報、特開平７−４
１１１４号公報及び特開平６−３１４１０７号公報に示
されているように、ネッワークモデル、ペトリネットモ
デルにもとづいたシミュレーション（モデル化）手法あ
るいは特開平９−５０４６６号公報に示されているよう
に、物流のルートシミュレーションを行なう方法、ある
いはまた、特開平９−１７８３７号公報に示されている
ように、処理実績計算機と物流シミュレータとを組み合
わせることによって、バッチ処理の最適化を実現し、同
一処理予測等の処理効率を上げる方法、更に、また、特
開平１０−５５３９３号公報に示されているように、多
品種生産ラインの設備段取り替え作業の防止のために、
工程情報にもとづいたロット集約シミュレーションによ
ってバッチ処理の最適化を行ない、同一処理予測等の処
理効率を上げる方法、更にまた、材料の在庫情報、出荷
計画等のパラメータを用いてシミュレーションを行なう
方法など数多く提案されている。
【０００３】図６は、従来の生産管理システムの一例を
示す概略図である。この図において、ＬＡＮは単線表示
したＬＡＮシステム、１はＬＡＮに接続され、複数の製
造装置（装置＃Ａ，＃Ｂ，……＃ＸＸ）を有する製造ラ
イン、２はＬＡＮを介してオンライン接続された製造管
理装置で、指定パラメータ（ディスパッチルール、シミ
ュレーション期間等）、自動抽出されたパラメータ（レ
シピ別＜枚葉、バッチ＞工程処理時間、デバイス毎・工
程毎の装置パス）を有し、製造ライン全ての製造装置及
びロットに関する工程データを管理している。３はＬＡ
Ｎに接続されたシミュレータ及びデータベースで、製造
管理装置２にアクセスして処理時間等の実績データや予
め用意したデータを抽出し、これらのデータを用いてシ
ミュレーションあるいは再シミュレーションを行なうも
のである。また、５Ａ〜５ＥはＬＡＮに接続された事務
所内の端末で、製造管理装置２のデータの取り扱い及び
シミュレータの動作を制御するものである。
【０００４】このような構成において、製造ライン１を
構成する複数の製造装置＃Ａ，＃Ｂ，……＃ＸＸは、そ
れぞれ例えば半導体装置の製造工程のうちの一工程を担
当する装置で、図は所定の材料等がロットで装置＃Ｂに
供給され、装置＃Ｂでの処理後、矢印で示されるよう
に、装置＃Ａに移行されて装置＃Ａによる工程処理が行
なわれ、以下、同様に、＃Ｃ→＃Ｄ→＃ＸＸと移行し、
それぞれの装置でそれぞれの工程処理が行なわれる状態
を示している。装置＃ＸＸから装置＃Ａへの矢印は、装
置＃ＸＸによる工程処理が行なわれた後、再度、装置＃
Ａの工程に移行して同じ処理を行なうケースがある場合
を示している。このような製造ライン１に対して製造管
理装置２は処理時間等の実績データや予め用意したデー
タを用い、リアルタイムまたはオフラインで所望の物流
ルール（ディスパッチルール）にもとづいてバッチ処理
や段取り替え等の効率低下要因を考慮し、フォーワード
／バックワードでイベントをスケジューリングすると共
に、シミュレータ３を制御してシミュレーションあるい
は再シミュレーションを行なうことにより、物流量を予
測していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の生産管理システ
ムは、以上のようなものであるため、予め処理を行なう
時間や、フローの決まったロットが流れるライン、つま
り単品種大量生産を前提としたラインには適している
が、多品種変量製造ライン、特に開発品も同時に製造す
るラインでは、刻々と変化する物流パラメータに対応で
きないため、フローの定まらない開発ロットや、投入ず
みロットのプロセスフローが変更、追加される頻度が高
く、また、再生や実験、検査等処理時間の不明な工程が
頻繁に割り込んでくる開発ラインの運用には適していな
かった。実際に販売されているシミュレータは、汎用品
ではカスタマイズに時間がかかり、カスタマイズ品では
応用が利かない場合が多い。
【０００６】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、物流量（処理装置の負荷
率）の予測値だけではなく、仕掛かり負荷の時系列の予
測値をも含めて考慮することにより、不具合の発生する
可能性のあるところで、物流ルールであるディスパッチ
ルールをダイナミックに変更し、最善の物流結果を得よ
うとするものである。また、外乱要因である検査開始と
終了予定時間や、実験開始と完了予定時間、装置メンテ
開始と終了予定時間等を全てデータとして取り込み、変
更時には素早くデータを置換して再シミュレーションを
行ない、シミュレーション精度を向上させることで、今
までの、シミュレータ自身は最適解を提示しないという
弱点を克服するものである。シミュレーション精度の向
上のためには、少なくとも一度シミュレーションを行な
った結果データを初期データとして、 （１） 処理装置の負荷率及び仕掛かり負荷率の時系列
実験データ （２） 実験、検査、再生、フロー変更、新規ロット投
入、装置メンテナンス等の外乱要因 （３） ディスパッチルールのダイナミックな変更 を再シミュレーションのパラメータとして利用し、動的
な物流に対するスケジューリングを含む最適段取り機能
を実現することの出来る生産管理システムを提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る生産管理
システムは、複数の製造装置とオンライン接続された製
造管理装置または、製造管理機能を備えたオフライン管
理装置とオンライン接続されたデータ処理装置と、シミ
ュレータとを備え、シミュレータが製造管理装置または
オフライン管理装置から取得したシミュレーションパラ
メータ、装置及び工程情報を用いて指定された期間の物
流シミュレーションを行ない、その結果得られた各製造
装置の稼働率及び仕掛かり負荷率の時系列データと、シ
ミュレーション期間中に発生するイベントの開始及び終
了予定時間等を物流最適化パラメータとして用いて物流
再シミュレーションを行ない、装置別または同一機能別
にグループ化された装置群に対して設定されているディ
スパッチルールをダイナミックに変更させて、実際の物
流制御へのフィードバックを行なうようにしたものであ
る。
【０００８】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、物流再シミュレーションが、イベントの発生をトリ
ガーとして自動または所定のタイミングで行なわれ、そ
の結果をシミュレータまたはこれに接続された外部の計
算機に保持し、発信し得るようにしたものである。
【０００９】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、イベント発生の通知が、携帯端末、製造管理装置ま
たはオフライン管理装置もしくはシミュレータから開始
または開始予定及び終了または終了予定時間をパラメー
タとして登録、変更され、その登録内容は、シミュレー
タまたはこれに接続された外部の計算機に登録され、そ
の登録完了後に自動または所定のタイミングで物流再シ
ミュレーションが実行され、その結果が即時、シミュレ
ータまたはこれに接続された外部の計算機から発信され
るようにしたものである。
【００１０】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、物流再シミュレーションは、前回のシミュレーショ
ン時に取得され、シミュレータまたはこれに接続された
外部の計算機に保持されている工程データ、装置データ
との差分データをシミュレータまたはこれに接続された
外部の計算機において生成し、これを使用してシミュレ
ーションの計算効率を上げるようにしたものである。
【００１１】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、シミュレータまたはこれに接続された外部の計算機
に保持されている物流再シミュレーションの結果が、設
定目標を上回る場合は、自動的に実際の物流制御へのフ
ィードバックを行なうようにしたものである。
【００１２】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、物流再シミュレーションが、予め装置個別または同
一処理機能別にグループ化された装置群に対して設定さ
れているディスパッチルールにもとづいて実行され、そ
の結果得られた各製造装置または製造装置群の稼働率及
び仕掛かり負荷率の時系列データが、一定の条件を満た
さないとき、所定のディスパッチルールへの変更を行な
った上で再シミュレーションを行ない、その結果にもと
づいて次回の再シミュレーション時の初期値を選択する
ようにしたものである。
【００１３】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、再シミュレーションの実行履歴及び、計算結果並び
に計算結果を実際の物流制御へフィードバックさせる許
可履歴、ディスパッチルールの変更履歴、所定のシミュ
レーション期間中に予測した結果と実際の物流パラメー
タとを照合した結果を、カテゴリ別にシミュレータまた
はこれに接続された外部の計算機にデータベース登録す
ることにより、同一または同類のイベントの再発生に対
して、より早い判断が出来るようにしたものである。
【００１４】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、複数の製造装置とオンライン接続された製造管理装
置または、製造管理機能を備えたオフライン管理装置と
オンライン接続されたデータ処理装置と、シミュレータ
とを備えた製造場所を複数有し、各製造場所間の連携に
よる製造を行なうものにおいて、各製造場所の製造管理
装置、シミュレータまたはこれに接続された外部の計算
機の間で、装置の仕掛かり負荷率の時系列データを含む
シミュレーションパラメータを相互に通信し、リアルタ
イムで公開するようにしたものである。
【００１５】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、イベントが、実際、予約、仮想等を含めて入力端末
または集中管理している計算機にイントラネット／イン
ターネット上でＨＴＭＬ(HyperText Markup Langua
ge )，ＸＭＬ（Extensible Markup Language ）
等、計算機のプラットフォームに依存しないネットワー
ク言語に変換されると共に、データベース化（電子ファ
イル化）され、再シミュレーションの全内容及び結果の
変遷がリアルタイムで、または逐次公開されるようにし
たものである。
【００１６】この発明に係る生産管理システムは、ま
た、シミュレータによって計算された結果が、ＦＡ（Fa
ctory Automation ）の処理シーケンスデータのオン
ライン制御データとして、または非ＦＡ対応ラインにお
いて、作業者への指示を行なうスケジューラとして機能
するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施
の形態１のシステム構成を示す概略図、図２は、実施の
形態１のシミュレーションロジックを示すフロー図、図
３は、実施の形態１の物流制御のアルゴリズムの一例を
示すグラフである。先ず、図１にもとづいてシステム構
成について説明する。この図において、ＬＡＮは単線表
示したＬＡＮシステム、１はＬＡＮに接続され、複数の
製造装置（装置＃Ａ，＃Ｂ，……＃ＸＸ）を有する製造
ライン、２はＬＡＮを介してオンライン接続された製造
管理装置で、指定パラメータ（ディスパッチルール、シ
ミュレーション期間等）、自動抽出されたパラメータ
（レシピ別＜枚葉、バッチ＞工程処理時間、デバイス毎
・工程毎の装置パス）を有し、製造ライン全ての製造装
置及びロットに関する工程データを管理している。な
お、使用するロットの工程データは、（１）シリアル番
号（全体）、（２）シリアル番号（ロット）、（３）ロ
ット番号、（４）優先、（５）指定装置、（６）代替装
置、（７）レシピ、（８）レシピパラメータ、（９）イ
ベントフラグ、（１０）ウェハ枚数、（１１）投入日時
（秒）、（１２）完了予定日時（秒）、（１３）有効工
程数、（１４）処理済工程数、（１５）残り工程数、
（１６）処理時間、（１７）処理積算時間、（１８）工
程仕掛かり日時、（１９）工程完了日時、（２０）変更
フラグ、とする。
【００１８】また、これらのパラメータのうち、（６）
代替装置及び（１６）処理時間は、製造管理装置２また
は製造ライン１から抽出した処理工程実績データを工程
に張り付けたものであり、（１９）工程完了日時は、実
際にシミュレーションを行なった結果を入力する欄であ
り、（９）イベントフラグは、実験やルーチン化されて
いない検査等、処理時間が明確に把握できない工程を示
し、ロット管理者が前もって処理にかかる時間を入力、
更新した場合にデータを迅速に置換し、再シミュレーシ
ョンを行なうためのフラグである。３はＬＡＮに接続さ
れたシミュレータ（スケジューラ）及び外部計算機で、
シミュレータ内に処理装置の負荷率及び仕掛かり負荷率
のシミュレーション上の時系列実績データと、外部から
のイベントに対する開始／終了予定時間の保管データベ
ース（ＤＢ）を構築すると共に、製造管理装置２に登録
されている実績データにアクセスし、所望のデータを抽
出した後、物流シミュレーションを行ない、製造管理装
置２または製造ライン１に対して製造シーケンスを渡す
ものである。４は携帯端末で、通信機能を有し、シミュ
レータ３に対するイベント通知、再シミュレーション実
行の指示機能、シミュレーション結果のローカル（一時
待機）→グローバル（実際の物流運営）変換機能、シミ
ュレーション結果の表示機能及び検認機能を有するもの
である。また、５Ａ〜５Ｅは、ＬＡＮに接続された事務
所内の端末で、携帯端末４と同様に、シミュレータ３に
対する通知や指示機能、制御機能を有している。
【００１９】次に、実施の形態１のシミュレーションロ
ジックについて説明する。図２に示すシミュレーション
ロジックは、任意の時間におけるライン情報（装置及び
ロットの未処理工程情報）と、シミュレーションパラメ
ータをソースデータとして用いるもので、搬送時間を考
慮しない場合をサンプルにしている。また、ロットのデ
ータは、テキストデータ１行としてフォーマット化さ
れ、このロットデータがコンテナ間を移動する例を示し
た。Ｌ１で、パラメータ設定値を読み込んでシミュレー
ションを開始し、Ｌ２で、データコンテナを作成する。
【００２０】コンテナ名Ｓで始まるシミュレーション実
行時のデータの内容は次のようにされている。 Ｓ１：任意の時間における処理中の全ロット工程情報。
装置コード、工程名、レシピ、処理残時間。シミュレー
ションタイムステップＴｓ毎に更新される。 Ｓ２：最新処理記録。装置コード、工程名、レシピ。処
理完了工程発生時に装置単位で更新される。 Ｓ３：装置“待ち”負荷。装置コード、仕掛かりロット
数／負荷率（％）。負荷率（％）は、その装置に仕掛か
った工程の積算処理時間を２４時間で割った値とし、待
ちコンテナの内容は仕掛かりロット構成変更時に更新さ
れる。 Ｓ４：処理中ロット数／全装置。処理完了工程発生時に
装置単位で更新される。 Ｓ５：ディスパッチルール／全装置。ユーザー設定で更
新される。
【００２１】次に、Ｌ３で、装置の処理状況と仕掛かり
状況とを含む装置稼働状況を読み込むと共に、現仕掛か
り工程処理状況と未処理工程（処理時間＋装置パス情報
付）情報を含む工程データのフォーマット化を行なう。
続いて、処理待ちロットと処理中ロットの分配を行な
い、処理待ちロットは、待ちコンテナＬ４へ移動させて
Ｓ３を計算し、処理中ロットは、処理中コンテナＬ６へ
移動する。待ちコンテナＬ４はそのまま待機し、処理中
コンテナＬ６は、工程情報の処理時間と処理開始時間の
照合により、処理残時間有り／無しに分類する。処理残
無しの場合は、処理待ちコンテナＬ７を経て現処理工程
を完了作業とし、Ｌ８で処理記録に登録し、Ｌ９で完了
時間を入力し、Ｌ１０でＳ２を更新する。また、次工程
を装置（待ち）コンテナＬ５へ移動させ、Ｓ３を計算す
る。処理残有りの場合は、処理中コンテナＬ１１を経て
Ｔｓを進捗させる。Ｔｓを進捗するうちに、Ｌ１２で処
理残時間が０以下の工程が現れたら、そのロットをＬ７
に移動して処理残無しの場合と同じ処理を行なう。処理
が完了すると、Ｌ１３で完了作業を行なう。
【００２２】次に、Ｓ５の装置別ディスパッチルールに
従って、Ｌ１４でＳ４（装置空き状況）を参照してロッ
トをピックアップし、Ｓ１へ登録する。以後、Ｌ１１〜
Ｌ１４を繰り返すが、Ｌ１４でのロットのピックアップ
は、ディスパッチルール及びオプションルールに従って
行なわれる。以下、主なディスパッチルールの例とオプ
ションルールの例について説明する。 （１）主なディスパッチルールの例 （Ｄ１）無作為、納期順、優先順、先入れ先出し、待ち
時間最大、最小プロセス時間、の抽出。 （Ｄ２）ｎ工程先の装置負荷最小、ｎ〜ｒ工程先の装置
負荷最小、の抽出。ディスパッチの選択方法は、大別し
て２種類あり、それらは、あるパラメータをそのままキ
ーにしてソーティングを行ない、ロットを抽出する方法
（Ｄ１で適用）と、あるパラメータにもとづいて計算を
行ない、その計算結果をキーにしてソーティングを行な
い、ロットを抽出する方法（Ｄ２で適用）である。 （Ｄ１）ではソーティングのキーは、上述した工程デー
タ（１），（１９）を使用する。一方、 （Ｄ２）ではＳ３（処理待ち負荷状況）にもとづいて計
算した新しいパラメータをソーティングのキーにし、負
荷の小さいものを抽出することによって、処理中コンテ
ナＬ６へのロット移動を行なう。
【００２３】（２）主なオプションルールの例 ・ 工程データの（６）代替装置：（５）指定装置に対
する実績の装置パスのことである。 ・ 同一セットアップ優先：例えば、イオン注入器にお
けるイオンソースの交換に代表されるもので、レシピの
変更によりセットアップ時間が余計にかかる工程に対し
て、仕掛かり工程の中で同じ条件があればディスパッチ
ルールを無視してロットを選択するものである。 ・ イベント情報考慮／非考慮：ロット、装置に関連し
た割り込み情報である。 ・ 必要処理工数考慮／非考慮：優先ロットの必要進捗
工程数を満たした場合にロット進捗を停止させるか、さ
せないかである。 ・ バッチ処理最大数優先（ロット／ウェハ枚数）：複
数ロット同時処理で処理中のロットのレシピが同じもの
であれば、連続して処理を投入できる“炉の処理、前処
理等の装置”におけるオプションを想定したもので、仕
掛かりロットの中でグループ化できるもので最も多く処
理できるものを優先して処理するルールである。
【００２４】以上のルーチンでシミュレーションを行な
うと、処理完了工程リスト＝処理記録（ロット名、処理
装置、処理開始／終了時間等）とＳ３データが得られ
る。これを装置別かつ、時系列にまとめると、シミュレ
ーション期間中（途中でもよい）の各装置における、 （Ａ）処理負荷率（累積処理時間÷シミュレーション期
間） （Ｂ）仕掛かり負荷率（仕掛かりロットの処理時間の累
積時間÷２４時間） が得られる。
【００２５】また、上記処理記録からは同時に処理スケ
ジュールデータも装置別に作成される。オンラインで製
造を行なっている場合には、上記スケジュールデータが
段取り内容として、各装置がロットをピックアップする
シーケンスとして利用され、オフラインで製造を行なっ
ている場合には、上記スケジュールデータを装置別に視
覚化することで作業手順書として利用される。上記の結
果、（Ａ），（Ｂ）より、処理負荷が大きく、仕掛かり
負荷も大きい装置、つまり、製造上のネック装置の情報
が得られる。ユーザーは、このネック装置判定の境界値
条件を装置個別に設定することにより、いつの時点から
物流方法を変更するか（ネック装置への処理工程を含ま
ないロットを優先的に流す等）を再シミュレートするこ
とが可能となる。また、他の装置がネック装置となる場
合も同様に、設定値を更新し、最終的にはユーザーが望
むところ、即ち、全ての装置がネックにならない、また
はネック装置を、最も故障時間が短く、最も処理能力の
ある装置になるようにコントロールすることが可能とな
る。
【００２６】次に、実施の形態１の物流制御のアルゴリ
ズムについて説明する。図３は、あるシミュレーション
を行なった結果、ある装置の処理負荷状況（矩形グラ
フ）と、仕掛かり負荷状況（曲線グラフ）を時系列に示
すグラフで、（ａ）はロットの仕掛かり頻度が高いが、
個々のロットは比較的短時間の例を示すものであり、
（ｂ）はロットの仕掛かり頻度は低いが、個々のロット
は比較的長時間の例を示すものである。これらのグラフ
において、ユーザーの設定した条件として、仮に指定期
間中（ΔＴ）において、（１） 仕掛かり負荷率が所定
の上限（１００％）を超えた場合、（２） 仕掛かり負
荷率の傾きが上昇傾向にある場合、（３） 処理負荷率
の面積が所定の値以上になった場合、の中で、２条件を
満たす条件を装置別に計算し、これらの装置に対して仕
掛かったロットのディスパッチルールを変更して再シミ
ュレーションを行なう。変更されたディスパッチルール
は、上述した（Ｄ１），（Ｄ２）等から選択できるもの
とする。
【００２７】また、再シミュレーションを実行した結
果、前回のシミュレーション結果より良好な結果（判定
パラメータは、納期厳守率や総合処理工数等）が得られ
れば、段取りシーケンスを置換する。所望の目的を達成
できなければ予め設定されたディスパッチルール（Ｄ
１），（Ｄ２）等の中から第２の選択肢で再シミュレー
ションを行なう。このように、予め設定しておいた条件
を繰り返す中で、最初に満足する条件を選択するか、全
ての条件の中から最適条件を抽出するかについても、予
め設定しておくものとする。
【００２８】ライン管理者は、これらのパラメータを設
定し、変更することで、時間経過と共に、更に効率のよ
い物流コントロールを自動で設定できるようになる。な
お、図３中のΔＴは、シミュレータの処理能力に応じ
て、連続する時間帯において設定すること、ランダムで
抜き取り検査すること、設定した時間帯だけでウォッチ
ングすること等を設定することができる。また、上記ロ
ジックは、単品種大量生産の場合にも適用できるが、多
品種変量製造ライン、特に開発品も同時に製造するライ
ンでは、刻々と変化する物流パラメータによって事前の
シミュレーションが役に立たないケースが生じる場合も
ある。これは、製造ラインへの混乱を招き、かえって非
効率的になることが多い。このため、この発明の実施の
形態１では、図４に示すアルゴリズムで最適化シミュレ
ーションができるようにしている。
【００２９】物流要因の変化に追従しながら最適化を行
なうことが問題解決のキーとなるため、図４に示すアル
ゴリズムでは、Ｌ２０で最初のシミュレーション時に取
得した各種データを準備し、追従性の確保のために物流
パラメータの変化をタイムリーに取得する。Ｌ２１で
は、イベント発生をタイムリーに取得する。Ｌ２２で、
イベントをパラメータに入れて再シミュレーションを行
ない、変化の前後で今後の装置負荷やロットの納期厳守
率等を比較し、物流を変えるべきか否かを判断する。Ｌ
２２のアクションを迅速に現状の物流にフィードバック
をかけるために、Ｌ２３で変化の差分データを使用し、
迅速な対応を実現する。
【００３０】再シミュレーションに必要な差分データ
は、主に装置（状態）と、ロット（未処理工程）の２種
類である。まず、装置の状態（可稼働／非稼働、仕掛か
りロット数）にもとづいて再計算を行ない、Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４を更新する。ロットデータは、再シミュ
レーション時に未処理工程を再採集し、ロット別に工程
追加、変更、削除等の変更内容をチェックし、前回使用
したデータとの照合により変更箇所を差分データとして
更新する。なお、ロットデータは、ラインのキャパシテ
ィによって非常に大きくなり、シミュレーション速度が
低下する場合も考えられるので、この場合には、次のよ
うな方法で差分データの更新を行なう。即ち、 （Ｒ１）工程データの、（１７）処理積算時間を指定可
能なパラメータとすることで、シミュレーション期間を
実質的に短くし、処理データサイズを縮小して計算速度
を上げる。 （Ｒ２）工程データの、（９）イベントフラグのみを更
新し、計算速度を上げる等の選択を可能とする。 （Ｒ３）工程データの、（２０）変更フラグのあるもの
だけデータ収集し、置換する。 再シミュレーションの結果が一定の条件を満たさないと
きは、所定のディスパッチルールの変更を行なった上
で、Ｌ２４で再シミュレーションを実行する。Ｌ２５
で、再シミュレーション結果を照合し、処理装置の負荷
率及び仕掛かり負荷率並びにロット納期厳守率が設定目
標を上回るときは、Ｌ２６で実際の物流制御に最適条件
としてフィードバックする。
【００３１】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２を図にもとづいて説明する。図５は、実施の形態２
のシステム構成を示す概略図である。この図に示される
ように、実施の形態２は、図１に示す製造ライン１と、
製造管理装置２と、シミュレータ及び外部計算機３を有
する製造場所が複数存在し、各製造場所間で連携して製
造を行なう形態を対象としている。図５において、図１
と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略
する。この図において、Ａ、Ｂはそれぞれ異なる製造場
所で、各製造場所における複数の製造装置や、プロセス
及び製品のウェハサイズは、それぞれ互換性があるもの
である。
【００３２】このような構成において、製造場所Ａの装
置＃ＸＸが故障し、その装置に仕掛かっている特急ロッ
トを早く流したいときには、製造管理者間による連絡ま
たは自動で、製造場所Ａのシミュレータまたは外部計算
機３にある装置＃ＸＸの復旧予定データを確認する。も
し、その復旧時間が製造場所Ａから製造場所Ｂへの搬送
時間、製造場所Ｂにおける処理時間、そして製造場所Ｂ
からＡへの返送時間の合計よりも長く、かつ、製造場所
Ｂにおいて当面の製造ネック装置でないと判断された場
合には、両製造ラインの製造管理装置２間で連携のルー
チンにより段取りが進められる。その他、この実施の形
態によれば、製造場所間の製造内容のオーバーラップの
有無を問わず、パラメータ、特に装置の仕掛かり負荷率
の時系列データの通信及び、リアルタイムによる情報公
開機能により製造管理者による確認も可能となる。
【００３３】実施の形態３．図１に示す実施の形態１で
は、指定パラメータ（ディスパッチルール、シミュレー
ション期間等）、自動抽出されたパラメータ（レシピ別
＜枚葉、バッチ＞工程処理時間、デバイス毎・工程毎の
装置パス）を製造管理装置２から抽出する例を示した
が、これらはシミュレータ３と製造ライン１との間でデ
ータをやりとりすることができれば、別端末から供給し
てもよい。
【００３４】実施の形態４．また、実施の形態１では、
シミュレータ３内に処理装置の負荷率及び仕掛かり負荷
率のシミュレーション上の時系列実績データと、外部か
らのイベントに対する開始／終了予定時間の保管データ
ベース（ＤＢ）を構築する例を示したが、これらのデー
タベースは、シミュレータ３とデータをやりとりするこ
とができれば、別端末に構築してもよい。
【００３５】実施の形態５．更に、実施の形態１では、
イベントの発生を携帯端末４から無線で通信する例を示
したが、製造ライン１の各製造装置またはＬＡＮに接続
された端末５Ａ〜５Ｅから通信してもよい。なお、携帯
端末４の機能は、イベントに対する完了時間登録、変更
登録のデータ送信機能の他に、シミュレーション結果を
受信する機能、個人スケジュール管理機能（ＰＩＭ）を
持つことによって、指示内容の記録を携帯端末内に残す
ことや、確認することが出来る機能を持つことも可能で
ある。そして、イベント送信後に携帯端末４からローカ
ルにシミュレータ３にトリガーをかけ、その結果をロー
カルに保存する機能、また、その結果をライン管理者に
送信することで検認を行なう機能、及び検認を受けた情
報を実際のスケジュールに割り込ませる機能を持たせる
ことも可能である。
【００３６】実施の形態６．更に、また、実施の形態１
では、シミュレーション再実行のトリガーの検出／設定
場所をシミュレータ３の内部に構築する例を示したが、
これらはシミュレータ３とデータをやりとりすることが
できれば、別端末に構築してもよい。
【００３７】実施の形態７．また、実施の形態１では、
再シミュレーション実行時の使用データ（ロットの工程
データ）を前回シミュレーションを行なったときのデー
タと照合する機能及び照合した後に再シミュレーション
を行なうかどうかの判断の元になるシミュレーション内
容（実行／再実行理由、計算結果）をカテゴリ別に登録
したデータベースをシミュレータ内部に構築する例を示
したが、これらはシミュレータ３とデータをやりとりす
ることができれば、別端末に構築してもよい。
【００３８】実施の形態８．また、実施の形態１では、
イベント入力状況、シミュレーション実行状況／計算結
果をシミュレータ内にＨＴＭＬ化する機能及びｗｗｗサ
ーバ機能を搭載した例を示したが、これらの機能をシミ
ュレータと通信できる端末に個別に構築してもよい。
【００３９】実施の形態９．更に、実施の形態１では、
シミュレーション結果が、オンライン接続されているラ
イン製造装置へ段取り情報として配信されている例を示
したが、完全にＦＡ化されていないラインや、マニュア
ルによる製造を行なっている場合には、シミュレータ３
から製造スケジュールを出力することによって同様の効
果を得ることが出来る。
【００４０】実施の形態１０．更に、また、実施の形態
１の図２では、搬送時間を考慮しない物流の例を示した
が、実際には、シミュレーションで使用する未処理工程
情報において、装置間の距離を時間に変換したパラメー
タ等を追加することで、搬送時間を考慮した物流を構築
することもできる。また、図２では、主なロットピック
アップ方法やオプションルールを示したが、その他のル
ールを適用してもよいことは云うまでもない。
【００４１】実施の形態１１．また、図２では、処理完
了工程リスト＝処理記録をシミュレータ内部の書類とし
て扱う例を示したが、装置別に負荷計算やスケジュール
を作成する場合には、データ転送の可能な別の端末で処
理をしてもよい。
【００４２】実施の形態１２．なお、図４に示すアルゴ
リズムでは、再シミュレーション実行の際、差分データ
取得をシミュレータ内部でデータ処理を行なう例を示し
たが、シミュレータ及び製造管理装置とデータ通信の可
能な別端末でこれを処理してもよい。
【００４３】実施の形態１３．また、図５に示す実施の
形態２では、Ａ、Ｂ２個所の製造場所間で連携する例を
示したが、３個所以上の連携も可能である。また、製造
場所間のセキュリティに関しては、言及しなかったが、
インターネットで使用されている手法等により、データ
の安全性も、ハードウェア、ソフトウェア的に保護され
ることは云うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、製造フローの定まらない開発ロットの投入や、
投入ずみロットのプロセスフロー変更や再生、急な実験
及び検査が頻繁に割り込んでくる開発ラインにおいて
も、物流パラメータの変化をタイムリーにシミュレーシ
ョン結果に適用させ、物流ルール（ディスパッチルー
ル）をダイナミックに変更することによって、効率的な
物流が可能となるものである。
【００４５】また、装置稼働率、ライン総合処理工程
数、納期厳守率等の計算結果をリアルタイムで公開し、
変更内容と結果をリンクづけてデータベース化するもの
であるため、あるネック装置にロットが集中したときの
平準化のための物流ルール等が検索可能となり、長期間
の運用を行なえば行なうほど効率のよい物流システムを
手間をかけずに構築できる効果もある。また、他の製造
場所との連携による製造においては、製造場所間の製造
内容のオーバーラップの有無を問わず、シミュレータ間
でパラメータをリアルタイムで交換するため、製造場所
間におけるロットの乗り入れも容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１のシステム構成を示
す概略図である。
【図２】 実施の形態１のシミュレーションロジックを
示すフロー図である。
【図３】 実施の形態１の物流制御のアルゴリズムの一
例を示すグラフである。
【図４】 実施の形態１の最適化シミュレーションのア
ルゴリズムを示すフロー図である。
【図５】 この発明の実施の形態２のシステム構成を示
す概略図である。
【図６】 従来の生産管理システムの一例を示す概略図
である。
【符号の説明】
１ 製造ライン、２ 製造管理装置、３ シミュレータ
及び外部計算機、４携帯端末、５Ａ〜５Ｅ 事務所内の
端末、Ａ，Ｂ 製造場所。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 19/00 １１０ Ｇ０６Ｆ 19/00 １１０

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の製造装置とオンライン接続された
    製造管理装置または、製造管理機能を備えたオフライン
    管理装置とオンライン接続されたデータ処理装置と、シ
    ミュレータとを備え、上記シミュレータが上記製造管理
    装置または上記オフライン管理装置から取得したシミュ
    レーションパラメータ、装置及び工程情報を用いて指定
    された期間の物流シミュレーションを行ない、その結果
    得られた各製造装置の稼働率及び仕掛かり負荷率の時系
    列データと、シミュレーション期間中に発生するイベン
    トの開始及び終了予定時間等を物流最適化パラメータと
    して用いて物流再シミュレーションを行ない、装置別ま
    たは同一機能別にグループ化された装置群に対して設定
    されているディスパッチルールをダイナミックに変更さ
    せて、実際の物流制御へのフィードバックを行なうよう
    にしたことを特徴とする生産管理システム。
  2. 【請求項２】 物流再シミュレーションは、イベントの
    発生をトリガーとして自動または所定のタイミングで行
    ない、その結果をシミュレータまたはこれに接続された
    外部の計算機に保持し、発信し得るようにしたことを特
    徴とする請求項１記載の生産管理システム。
  3. 【請求項３】 イベント発生の通知は、携帯端末、製造
    管理装置またはオフライン管理装置もしくはシミュレー
    タから開始または開始予定及び終了または終了予定時間
    をパラメータとして登録、変更が行なわれ、その登録内
    容は、シミュレータまたはこれに接続された外部の計算
    機に登録され、その登録完了後に自動または所定のタイ
    ミングで物流再シミュレーションが実行され、その結果
    が即時、シミュレータまたはこれに接続された外部の計
    算機から発信されるようにしたことを特徴とする請求項
    １記載の生産管理システム。
  4. 【請求項４】 物流再シミュレーションは、前回のシミ
    ュレーション時に取得され、シミュレータまたはこれに
    接続された外部の計算機に保持されている工程データ、
    装置データとの差分データをシミュレータまたはこれに
    接続された外部の計算機において生成し、これを使用し
    てシミュレーションの計算効率を上げるようにしたこと
    を特徴とする請求項２または請求項３記載の生産管理シ
    ステム。
  5. 【請求項５】 シミュレータまたはこれに接続された外
    部の計算機に保持されている物流再シミュレーションの
    結果が、設定目標を上回る場合は、自動的に実際の物流
    制御へのフィードバックを行なうようにしたことを特徴
    とする請求項２または請求項３記載の生産管理システ
    ム。
  6. 【請求項６】 物流再シミュレーションは、予め装置個
    別または同一処理機能別にグループ化された装置群に対
    して設定されているディスパッチルールにもとづいて実
    行され、その結果得られた各製造装置または製造装置群
    の稼働率及び仕掛かり負荷率の時系列データが、一定の
    条件を満たさないとき、所定のディスパッチルールへの
    変更を行なった上で再シミュレーションを行ない、その
    結果にもとづいて次回の再シミュレーション時の初期値
    を選択するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求
    項４のいずれか１項記載の生産管理システム。
  7. 【請求項７】 再シミュレーションの実行履歴及び、計
    算結果並びに計算結果を実際の物流制御へフィードバッ
    クさせる許可履歴、ディスパッチルールの変更履歴、所
    定のシミュレーション期間中に予測した結果と実際の物
    流パラメータとを照合した結果を、カテゴリ別にシミュ
    レータまたはこれに接続された外部の計算機にデータベ
    ース登録することにより、同一または同類のイベントの
    再発生に対して、より早い判断が出来るようにしたこと
    を特徴とする請求項６記載の生産管理システム。
  8. 【請求項８】 複数の製造装置とオンライン接続された
    製造管理装置または、製造管理機能を備えたオフライン
    管理装置とオンライン接続されたデータ処理装置と、シ
    ミュレータとを備えた製造場所を複数有し、各製造場所
    間の連携による製造を行なうものにおいて、各製造場所
    の製造管理装置、シミュレータまたはこれに接続された
    外部の計算機の間で、装置の仕掛かり負荷率の時系列デ
    ータを含むシミュレーションパラメータを相互に通信
    し、リアルタイムで公開するようにしたことを特徴とす
    る請求項１記載の生産管理システム。
  9. 【請求項９】 イベントは、実際、予約、仮想等を含めて
    入力端末または集中管理している計算機にイントラネッ
    ト／インターネット上でＨＴＭＬ(HyperTextMarkup La
    nguage )，ＸＭＬ（Extensible Markup Language
    ）等、計算機のプラットフォームに依存しないネット
    ワーク言語に変換されると共に、データベース化（電子
    ファイル化）され、再シミュレーションの全内容及び結
    果の変遷がリアルタイムで、または逐次公開されるよう
    にしたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか
    １項記載の生産管理システム。
  10. 【請求項１０】 シミュレータによって計算された結果
    は、ＦＡ（FactoryAutomation ）の処理シーケンスデ
    ータのオンライン制御データとして、または非ＦＡ対応
    ラインにおいて、作業者への指示を行なうスケジューラ
    として機能させるようにしたことを特徴とする請求項１
    〜請求項７のいずれか１項記載の生産管理システム。
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