JP2004171353A - 組立生産のための生産支援プログラム、生産支援方法及び生産支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部品からなる製品の製造行程等で部品の寸法乃至形状に異常のあることが発見されたときに、その部品を交換するか否か判断して常に適切な対応を迅速に行えるようにし、これにより生産効率を向上しながら作業者の負担を軽減する。
【解決手段】自動車の車両組立ラインＬで発見された異常部品（例えばルーフサイドモール４）の部品コードと画像データとを、組み立てラインＬのコンピュータ端末６から工場内ＬＡＮ７を介して検査部門のワークステーション１０に送信して、入力する（Ｓ１）。該ワークステーション１０において異常部品を含む仮想の３次元車体モデルを構築し（Ｓ２，Ｓ４）、この車体モデルを用いて各部品の組み付け状態や振動、熱変形等を模擬するシミュレーションを行う（Ｓ４，Ｓ８，Ｓ１２）。シミュレーションの結果に基づいて異常部品の組み付けの可否を判定する（Ｓ５，Ｓ９，Ｓ１３）。
【選択図】 図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造工程等において寸法乃至形状に異常のある部品（形状に関する異常のある異常部品）が発見されたときに、その異常に関する情報を適切に処理することによって、製品の組立生産を支援するようにした生産支援システム等に関する。尚、ここでいう製品とは、一般消費者に提供される最終商品に限定されるものではなく、最終製品の一部を構成するユニットとかモジュール等と呼ばれる中間製品も含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の部品からなる製品の組立ラインや、市場にて修理やメンテナンスを行うサービス工場において作業者が製品の品質に係る情報を端末に入力することにより、当該製品の品質に関する総合的なデータを統計的に得られるようにすることは知られている。例えば、特許文献１に開示される品質情報の入力方法等によれば、現場の端末において作業者が製品の品質に係る項目、事象、責任、補修等の多数の情報を入力するようになっており、この際、作業者の負担を軽減して入力ミスの発生を防止するために、情報のコードをキー入力させるのではなく、画面上で強調表示されている情報のボタンを選択させて、それだけで、その情報に対応するコードが自動的に入力されるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２０９８０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的に、製品を構成する一部の部品の寸法形状に狂いがあると、この部品（異常部品）が周囲の部品と干渉して、その組み付け自体が困難になったり、或いは組み付け自体は可能であっても製品としての機能や耐久性が低下したり、故障を誘発したりする虞れがある。従って、通常は作業者により異常の発見された部品は異常のない部品に交換されることになる。
【０００５】
しかし、作業者により寸法形状の狂いが容易に認められるような異常部品であっても、その組み付けは可能であり、しかも製品の機能や耐久性等には実質的な影響を及ぼさない場合がある。このような場合にまで一律に部品を交換するというのは資源の無駄遣いであり、作業効率上も好ましくない。
【０００６】
特に、例えば自動車のように数万点にも及ぶ膨大な部品点数を有する製品の場合、その部品の一部は遠隔地から運搬されていることも多く、このような部品に異常が発見されると、その異常部品の交換のためだけに長時間、ラインを停止しなくてはならなくなる可能性があるから、大きな問題になる。
【０００７】
一方、製品の機能に不具合を生じるような異常部品については正常な部品に交換することが必須であるが、上述の如く部品の点数が膨大なものとなる場合には、異常部品を発見したときにこれを交換するかどうか迅速に且つ常に間違いなく判断することを現場の作業者に求めるというのは、非現実的であるといわざるを得ない。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異常部品を交換するか否かの判断の手順に工夫を凝らして、適切な対応を迅速に行えるようにすることで、生産効率を向上しながら、製造現場の作業者の負担を軽減することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために本発明の解決手段では、製品の製造工程等で部品の形状に関する異常が発見されたときには、コンピュータ装置を用いて、その異常部品の状態を再現する製品モデルの３次元シミュレーションを行って、当該異常部品の組み付けの可否を判断するようにした。
【００１０】
具体的に、請求項１の発明は、複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援するためのコンピュータプログラム（生産支援プログラム）であって、前記製品の製造工程及び部品の流通経路（部品の製造工場の検査場、部品の受注工場の検査場、或いは市場のサービスセンター（ディーラー）を含む）の少なくとも一方において形状に関する異常が発見された異常部品についての情報を入力させる入力ステップと、該入力ステップで入力された情報に基づいて、前記異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築するモデル構築ステップと、該モデル構築ステップにて構築された製品モデルを用いてその製品の評価を行う評価ステップと、を備えるものとする。
【００１１】
前記のプログラムによれば、製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方において部品の形状に関する異常が発見されると、入力ステップにおいてその異常部品についての情報が入力され、モデル構築ステップにおいて前記異常部品の情報に基づいて、当該異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルが構築される。そして、評価ステップにおいて、前記製品モデルを用いて製品の評価が行われる。
【００１２】
すなわち、例えば、構成部品の組み合わされた３次元の製品モデルにおいて異常部品とそれ以外の部品との相互の位置関係が適正なものかどうか、つまり、例えば部品同士が干渉しているかどうか、干渉によって部品に大きな歪みや応力が発生するかどうか、或いは部品相互のクリアランスは設定基準内かどうか等々、所定の評価項目について数学的な記述に基づく定量的な評価が行われる（請求項１０の発明）。
【００１３】
また、例えば、前記３次元の製品モデルを用いて製品の使用状態を模擬する仮想の耐久試験を行い、この仮想の試験の結果、つまり、数学的に記述された製品の耐久性に関する評価値等に基づいて、製品の耐久性が定量的に評価される（請求項１１の発明）。
【００１４】
そのようなコンピュータシミュレーションに基づく定量的な評価結果を参考にすれば、異常部品の組み付けの可否を常に適切に且つ迅速に判断することができるので、作業者に無用の負担をかけることなく、交換の必須な異常部品のみを確実に交換して、資源の無駄遣いを防止し、作業効率を向上することができる。尚、生産支援プログラム自体に、前記評価ステップにおける製品の評価結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を判定する判定ステップを備えるようにすれば、さらに好ましい（請求項２の発明）。
【００１５】
本発明についてより詳しくは、コンピュータ装置には、正常な部品を模擬する３次元の部品モデルが予め記憶されているデータベースを接続しておいて、前記生産支援プログラムの入力ステップでは、少なくとも、異常部品を特定する特定情報と、その異常部品の異常状態に関する異常情報とを入力させるようにする。そして、モデル構築ステップでは、前記データベースから部品モデルを読み込んで、その中から前記特定情報により特定される部品モデルの形状を前記異常情報に基づいて変更することにより、異常部品の部品モデルを構築し、さらに、この異常部品モデルとそれ以外の部品モデルとを組み合わせて、製品モデルを構築するようにすればよい（請求項３の発明）。
【００１６】
その際、前記異常情報は、異常部品の３次元形状を認知可能な画像データとするのが好ましい（請求項４の発明）。また、コンピュータ装置には画像を表示するディスプレイ装置を接続しておいて、モデル構築ステップでは、データベースから読み込んだ部品モデルの画像と異常部品の画像とを前記ディスプレイ装置に重畳表示して、この表示を見ながら操作者が行うコンピュータ装置への入力に応じて、前記部品モデルの形状を変更するようにしてもよい（請求項５の発明）。こうすれば、高度の画像認識ソフトウエア等を用いることなく、異常の状態を正確に模擬する異常部品モデルを構築できる。
【００１７】
さらに、前記生産支援プログラムの入力ステップでは、少なくとも異常部品を特定する特定情報を入力させるようにし、その特定情報に基づいて、異常部品の製造工程への搬入に関する所定の情報を報知する報知ステップをさらに備えるようにしてもよい（請求項６の発明）。その異常部品の搬入に関する所定情報としては、代わりの部品の納期を知る上で参考になるような情報が好ましい。これは、納期が長い場合にはその部品の手配を可及的速やかに行わなくてはならないので、このことを報知する必要性が高いからである。
【００１８】
例えば、前記異常部品の搬入に関する所定情報としては、当該異常部品が船舶によって運搬されるものか否かの情報を含むのが好ましい（請求項７の発明）。すなわち、異常部品が船舶により運搬されるものであるとすれば、代わりの部品の納期がかなり長くなると考えられるので、そのことを報知することによって当該部品の交換のための手配を可及的速やかに行えるようにする。このことで、部品交換に伴う作業効率の低下を最小限に抑制できる。
【００１９】
また、本発明において、前記コンピュータ装置を、製品の製造工程を有する工場の検査部門に設けるとともに、製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場には、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続した端末を配設し、前記生産支援プログラムの入力ステップでは、前記現場の端末に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行わせるとともに、これに応じて前記端末に入力されて該端末からコンピュータ装置に送信されてきた情報を受け入れるようにするのが好ましい（請求項８の発明）。こうすることで、異常部品の発見された現場にほど近い工場の検査部門において、当該異常部品の使用若しくは交換について適切且つ迅速な判断を下すことが可能になる。
【００２０】
或いは、前記コンピュータ装置は製品の設計部門に設け、製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場に、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続した端末を配設するようにしてもよい。この場合にも、前記生産支援プログラムの入力ステップでは、前記現場の端末に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行わせるとともに、これに応じて前記端末に入力されて該端末から送信されてきた情報を受け入れるようにすればよい（請求項９の発明）。そして、こうすれば、機密性の高い設計情報を設計部門の外に出さないようにして、重要な技術情報の漏洩を未然に防止することができる。
【００２１】
次に、請求項１２の発明は、複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援する生産支援方法を対象とする。そして、前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場に前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続した端末を配設しておいて、形状に関する異常が発見された異常部品についての情報を作業者により前記現場の端末に入力させて、この端末からコンピュータ装置に送信し、前記コンピュータ装置によって、前記異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築し、且つその製品モデルを用いて製品の評価のための演算を行い、この演算の結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を判定するようにする。
【００２２】
この生産支援方法によれば、上述した請求項１の発明と同様に、コンピュータシミュレーションに基づく評価結果を参考にして、異常部品の組み付けの可否を常に適切に且つ迅速に判断することができるようになり、これにより、作業者に無用の負担をかけることなく、交換の必須な異常部品のみを確実に交換して、資源の無駄遣いを防止し、作業効率を向上できる。
【００２３】
次に、請求項１３の発明は、複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援するための生産支援システムを対象とする。そして、前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場に、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続された端末を配設し、この端末には、形状に関する異常の発見された異常部品についての情報が入力されたときに、その情報を前記コンピュータ装置に送信する送信手段を備える。また、前記コンピュータ装置には、前記異常部品についての情報に基づいて、その異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築するモデル構築手段と、該モデル構築手段により構築された製品モデルを用いてその製品の評価を行う評価手段とを備える構成とする。
【００２４】
この生産支援システムによれば、前記請求項１２の発明の生産支援方法を実現して、この請求項１２の発明や上述した請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
前記請求項１３の発明における現場の端末には、異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行う操作表示手段をさらに備えることが好ましい（請求項１４の発明）。こうすることで、現場の作業者は、異常部品についての情報を容易にしかも間違いなく入力することができるようになる。
【００２６】
また、前記請求項１３の発明におけるコンピュータ装置には、評価手段による製品の評価結果に基づいて異常部品の組み付けの可否を判定する判定手段と、該判定手段による判定の結果を現場の端末に送信して、表示させる送信表示手段とをさらに備えることが好ましい（請求項１４の発明）。こうすれば、異常部品の組み付けの可否について現場の作業者に確実に且つ迅速に指示することができるので、該作業者の負担を極小化することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２８】
（シミュレーション装置の全体構成）
図１は、本発明に係る生産支援システムＡを自動車工場の車両組立ラインＬに適用した実施形態を示す。この組立ラインＬは、車体組立ラインや塗装ライン等の下流に設けられ、自動車の製造工程の一部分を構成するものである。以下、説明の便宜のために、塗装済の車体サブストレート（以下、ＰＢＳという）１に電気配線や内装部品、或いはガラス、モールディング等の外装部品を組み付ける艤装ラインを例にとって詳しい説明をする。
【００２９】
図示の艤装ラインＬでは、ＰＢＳ１，１，…がコンベア２により搬送されていて、そのコンベア２の脇に所定間隔を空けて配設された作業ステーション３，３，…にそれぞれ所定の時間（タクトタイム）、停止した後に次のステーション３まで移動するようになっている。各ステーション３ではそれぞれＰＢＳ１に対して作業者による部品の取付が行われる。例えば、或る作業ステーション３では、図２に模式的に示すようにルーフサイドモール４が取り付けられ、また、別の作業ステーション３ではウインドシールドモール５（図５参照）が取り付けられる。
【００３０】
前記作業ステーション３，３，…には、それぞれ生産管理のためのコンピュータ端末６，６，…が配設されている。これらの端末６，６，…は工場内ＬＡＮ７（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：通信回線）を介して生産管理用のサーバコンピュータ８と双方向通信可能に接続されており、サーバコンピュータ８から送信されてくる生産指示情報に基づいて、例えば車種毎に異なる取付部品の指示を行ったり、或いは作業者により入力される生産結果情報をサーバ８に送信して、生産管理データとして蓄積したりするためのものである。また、各作業ステーション３の端末６には、当該作業ステーション３においてＰＢＳ１に取り付ける部品に寸法乃至形状の異常（形状に関する異常）のあることが発見されたときに、この異常部品を複数の方向から撮影して、その３次元形状を認知可能な画像データを構成することができるように、デジタルカメラ９が接続されている。
【００３１】
また、前記工場内ＬＡＮ７には、図示しない最終検査ラインの付近に設けられた検査部門用のワークステーション１０（コンピュータ装置）が双方向通信可能に接続されている。このワークステーション１０では、例えば検査部門のエンジニアにより、最終検査ラインにおいて採取された検査結果のデータに基づいて生産効率や歩留まりの解析が行われるのであるが、それ以外に、この実施形態では、艤装ラインＬにおいて異常部品が発見されたときに、これをＰＢＳ１に組み付けるか否か判断するためのシミュレーションが行われるようになっている。
【００３２】
すなわち、例えば前記のルーフサイドモール４を取り付ける作業ステーション３において、作業者によりルーフサイドモール４の寸法乃至形状に狂いのあることが発見されたときには、このルーフサイドモール４、即ち異常部品についての情報が作業者により端末６に入力されて、工場内ＬＡＮ７を介してワークステーション１０に送られる。この情報を受けたワークステーション１０では所定の操作が行われるのに応じて、異常のあるルーフサイドモール４等をＰＢＳ１に組み付けて艤装ラインＬから搬出される状態の車体（異常部品を含んで組み立てられた製品）を模擬する仮想の３次元車体モデル（製品モデル）、若しくはさらにパワートレイン、サスペンション、タイヤ等を組み付けて完成させた仮想の車両モデル（製品モデル）を構築する。そして、その車体モデル等を用いて、ＰＢＳ１へのルーフサイドモール４の組み付け等に関するシミュレーションを行い、この結果に基づいて組み付けの可否を判定する。
【００３３】
より詳しくは、前記ワークステーション１０は、周知の如く、内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるとともに、例えばブラウン管モニター（ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のディスプレイ装置１１や、図示しないが、キーボード、マウス等の入力デバイス及びプリンタ等が接続されたものであり、さらに、ワークステーション１０には例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）や光ディスクドライブ（ＭＯ）等の記憶装置１２が接続されている。この記憶装置１２には、少なくとも、異常部品に関する情報等に基づいて前記のシミュレーションを行うための演算プログラムと、そのシミュレーションの結果に基づいて異常部品の組み付けの可否を判定する判定プログラムとが電子的に記憶されており、メインプログラムの起動時には、ワークステーション１０を操作する操作者の入力に応じて、ＣＰＵにより所要のプログラムが記憶装置１２から読み出され、ＲＡＭに常駐して実行されるようになっている。尚、記憶装置１２としては、ＣＤやＤＶＤ等の記録メディアの情報を読み出すドライブ装置を含み、この場合には記憶装置１２に記憶されている情報というのは、記録メディアの情報を含む。
【００３４】
さらに、前記ワークステーション１０には、前記記憶装置１２と同じくＨＤＤ等の別の記憶装置からなり、艤装ラインＬにてＰＢＳ１に取り付けられる部品の寸法乃至形状を模擬する３次元の部品モデルが予め記憶されているＣＡＤデータベースＤＢ１４が接続されている。また、前記サーバ８には、部品の調達先や搬入経路等、所定の情報を記憶した部品情報データベースＤＢ１５と、艤装ラインＬの端末６に送られる生産指示情報を記憶した生産情報データベースＤＢ１６とが接続されている。そして、ワークステーション１０は、その動作中に必要に応じて、従来周知の手法により工場内ＬＡＮ７を介してサーバ８にアクセスすることができ、これにより、前記部品情報ＤＢ１５や生産情報ＤＢ１６に記憶されている情報を参照することができる。尚、前記部品情報ＤＢ１５及び生産情報ＤＢ１６におけるデータフォーマットの一例をそれぞれ図３及び図４に示す。
【００３５】
次に、前記のシミュレーションの概要を図５〜７を参照して具体的に説明する。まず、前記仮想の３次元車体モデルには、図５に車室天井部の前端縁部を拡大して示すように、ＰＢＳ１のモデルに組み付けられたルーフサイドモール４やウインドシールドモール５（それぞれ斜線を入れて示す）のモデルが含まれており、これ以外にも、同図のａ−ａ線における断面を図６（ａ）に拡大して示すように、ウインドガラス１７、ダムラバー１８、接着剤層１９等のモデルが含まれている。また、車体モデルには、ＰＢＳ１の天井部分を構成する２枚の鋼板２０，２１も含まれており、さらに、図５のｂ−ｂ線における断面を図６（ｂ）に拡大して示すように、ルーフサイドモール４の部品モデルには複数のクリップ４ａ，４ａ，…が模擬されている。
【００３６】
ところで、ルーフサイドモール４の全長が長くて、例えば図７に符号Ａとして示すように、最前部のクリップ４ａよりも前側の部分の長さが設計基準値を越えているとすると、このルーフサイドモール４の前端部が図６（ｂ）に示すようにウインドシールドモール５の内側に挿入された状態で、両者が干渉して取り付けができなくなったり、或いは取り付け自体は可能であっても固定が不十分なものになって、実車に装着した後に熱による変形や振動によって剥がれたり、破損したりする虞れがある。一方、そのように寸法形状に狂いがあっても、モール４，５の組み付けや耐久性等に実質的な悪影響のないこともあり、そのことを経験や勘のみによって常に正確に判断することは難しい。
【００３７】
そこで、そのようなルーフサイドモール４の寸法形状の狂いを仮想的に模擬する異常部品モデルを構築し、これをそれ以外の部品のモデルと組み合わせて、異常のあるルーフサイドモール４を含む３次元車体モデル等を構築し、この車体モデルにおいてモール４，５同士の干渉等についてのシミュレーション（組立シミュレーション）を行ったり、或いは自動車の使用状態での温度変化や振動の状態を模擬するシミュレーションを行ったりして、組立性や耐久性についての定量的な評価を行うのである。このようにすれば、その評価に基づいて、異常部品の組み付けの可否を適切且つ迅速に判断することができる。
【００３８】
次に、そのようにコンピュータシミュレーションを利用して異常部品としてのルーフサイドモール４の組み付けの可否を判定する具体的な手順の例を、図８のフローチャート図に基づいて説明する。このフローは、ワークステーション１０のＣＰＵにより読み込まれたシミュレーション演算プログラム等が実行されることにより、実現される。
【００３９】
まず、スタート後のステップＳ１では、異常部品のコードと画像データとを入力させる。すなわち、各作業ステーション３の端末６の表示部（例えばディスプレイ装置等）には、初期状態で、部品の異常を発見したときにその部品の部品コード（異常部品を特定する特定情報）及び画像データの入力を促す操作表示がなされており、ルーフサイドモール４を取り付ける作業ステーション３においてその形状に関する異常を作業者が発見したときに、当該作業者は、前記の操作表示に従って端末６に部品コードを入力するとともに、当該端末６に接続されているデジタルカメラ９を使用して、ルーフサイドモール４を所定の方向から（例えば、正面、左右両側面、背面、上面及び下面から）撮影する。そうして端末６に入力されたルーフサイドモール４の部品コード及び画像データはそれぞれ工場内ＬＡＮ７を介して端末６から検査部門のワークステーション１０に送信される。
【００４０】
続いて、ステップＳ２において、ＣＡＤデータベースＤＢ１４から部品モデルを読み込んで、これを変形することにより、異常のあるルーフサイドモール４を模擬する３次元の異常部品モデルを構築する。すなわち、まず、ワークステーション１０のディスプレイ装置１１には、入力画面として、図７に一例を示すように、異常のあるルーフサイドモール４の画像と正常なルーフサイドモール４の部品モデルの画像とが重畳して表示される。このときに、図示Ａの如くモール４の前端部の長さが所定の基準値を越えていたり、図示Ｂの如くクリップ４ａの位置のずれが所定以上に大きかったり、或いは図示Ｃの如くモール４の後端部に大きさの反り返りがあったりしたときには、これら寸法形状の狂い（異常）を画面上で識別した操作者がマウス等により正常な部品モデルの寸法形状を異常部品と同じになるように変更する入力を行う。そして、その入力に応じて部品モデルの寸法形状が変更されることによって、ルーフサイドモール４の寸法形状の狂いを正確に模擬する３次元の異常部品モデルが構築される。
【００４１】
このように、人間がディスプレイ装置１１の画面上に重畳表示された２つの画像を見ながら両者の相違点を識別して、部品モデルの形状を変更するための入力を行うようにしているので、高度の画像認識ソフトウエア等を用いることなく、異常の状態を正確に模擬する異常部品モデルを構築することができる。尚、これに限らず、所定のソフトウエアを用いて、異常のあるルーフサイドモール４の画像と正常な部品モデルの画像とを周知のパターンマッチング等のロジックにより対比させて、自動的に３次元の異常部品モデルを構成するようにしてもよい。
【００４２】
また、前記入力画面には、図示の如く、異常部品（ルーフサイドモール）及びそれが発見された作業ステーション３の名称と、当該異常部品の製造会社及び製造工程への搬入経路の情報とが表示されている。尚、これらの情報は、作業ステーション３の端末６に入力された異常部品の部品コードに基づいて、部品情報ＤＢ１５から読み出されて、表示される。すなわち、例えば製造会社が外国の企業であったり、或いは、異常部品が船舶によって運搬されるものである場合には、代わりの部品の納期が長くなることが予想されるから、そのことを報知することによって異常部品の交換のための手配を可及的に速やかに行えるようにしたものであり、このことで、部品交換に伴う作業効率の低下を最小限に抑制することができる。
【００４３】
続いて、ステップＳ３において組立シミュレーション（組立ＳＩＭ）の選択があったかどうか判別し、この判別結果がＮＯならば後述のステップＳ７に進む一方、判別結果がＹＥＳならばステップＳ４に進んで、上述したように、異常部品とそれ以外の部品との相互の位置関係が適正なものであるかどうか評価するシミュレーションを行う。すなわち、前記ルーフサイドモール４の異常部品モデルとそれ以外の部品モデルとを所定の作業手順（生産指示情報に含まれる）に従って組み立てることによって、その異常のあるルーフサイドモール４等をＰＢＳ１に組み付けて艤装ラインＬから搬出される状態の車体モデルを構築する。
【００４４】
そして、その車体モデルを用いて、例えば、異常のあるルーフサイドモール４とウインドシールドモール５との干渉の有無や、干渉によってモール４，５に生じる歪み及び応力の大きさ、或いは、モール４，５同士の間隔が予め設定したクリアランスを保てるかどうか等々、所定の評価項目について定量的に求める演算を行う。
【００４５】
前記のシミュレーション演算の結果、例えばモール４，５同士の干渉が大きすぎて組み付けできないとか、モール４，５同士のクリアランスが小さすぎるという場合には続くステップＳ５において問題ありと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ６に進んで警報を行う（ワーニング）一方、前記のような不具合がなくて、組み付けた状態において部品相互の位置関係には問題がない（ＮＯ）と判定すれば、警報は発せずにステップＳ７に進む。
【００４６】
また、ステップＳ７では、今度は、所定の使用状況を数学的に模擬して異常部品等の振動によるダメージを再現する振動シミュレーション（振動ＳＩＭ）の選択があったかどうか判別して、振動シミュレーションの選択がないＮＯならば後述のステップＳ１１に進む一方、選択ありでＹＥＳならばステップＳ８に進んで、シミュレーション演算を実行する。この振動シミュレーションというのは、前記のようにして組み立てた仮想の車体モデルの各部位に対して、それぞれ自動車の走行に伴い作用することが推定される所定周波数の振動を仮想的に付加して、所定時間後乃至所定距離、走行後の状況を再現するものである。
【００４７】
そして、前記振動シミュレーションの結果、例えば、車体モデルにおいてウインドシールドモール５が振動により剥離したり、或いはルーフサイドモール４との衝突によって破損したりする、というような評価が得られれば、続くステップＳ９において問題ありと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ１０に進んで警報を行う（ワーニング）一方、振動シミュレーションの結果は問題なし（ＮＯ）と判定すれば、警報は発せずにステップＳ１１に進む。
【００４８】
さらに、ステップＳ１１っでは、今度は、前記振動シミュレーションと同様に自動車の使用状態を模擬して、温度変化に起因する部品等の熱変形を再現する熱変形シミュレーション（熱変形ＳＩＭ）の選択があったかどうか判別する。そして、選択がないＮＯならば後述のステップＳ１５に進む一方、選択ありでＹＥＳならばステップＳ１２に進んで、熱変形シミュレーションを行う。すなわち、例えば、前記車体モデルの各部位に対してそれぞれ仮想的な温度変化を付与して、所定時間経過後の状況を再現する。そして、熱変形シミュレーションの結果として、例えばルーフサイドモール５の熱変形量が予め設定した許容限界値を越えるようであれば、続くステップＳ１３において問題ありと判定し（ＹＥＳ）、ステップＳ１４に進んで警報を行う（ワーニング）一方、熱変形シミュレーションの結果は問題なし（ＮＯ）と判定すれば、警報は発せずにステップＳ１５に進む。
【００４９】
最後に、ステップＳ１５において、図示しないが、前記シミュレーションの結果をワークステーション１０のディスプレイ装置１１の画面に表示するとともに、いずれかのシミュレーションの結果として警報がなされた場合には、部品の交換が必要であることを作業ステーション３の端末６に送信して表示させ、しかる後に制御終了となる。
【００５０】
前記図８に示すフローのステップＳ１は、製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方において形状に関する異常が発見された異常部品についての情報を入力させる入力ステップに対応する。そして、この実施形態の入力ステップでは、前記現場の端末に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行わせるとともに、これに応じて前記端末に入力されて該端末から送信されてきた情報を受け入れるようにしている。
【００５１】
また、前記フローのステップＳ２、ステップＳ４は、異常の発見されたルーフサイドモール４の部品コード（異常部品を特定する特定情報）とその画像データ（異常情報）とに基づいて、そのルーフサイドモール４を含んで組み立てられた車体を模擬する３次元の車体モデルを構築するモデル構築ステップに対応し、ステップＳ４，Ｓ８，Ｓ１２の各ステップは、前記車体モデルを用いて、異常部品等の組み付け状態や耐久性等についての仮想の評価シミュレーションを行う評価ステップに対応する。
【００５２】
さらに、前記フローのステップＳ５，Ｓ９，Ｓ１３は、前記評価ステップにおける製品の評価シミュレーションの結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を判定する判定ステップに相当し、ステップＳ１５は、異常部品の部品コードに基づいて、当該異常部品の製造工程への搬入に関する所定の情報を報知する報知ステップに対応している。
【００５３】
換言すれば、作業ステーション３の端末６は、所定のソフトウエアプログラムの実行によって、表示部に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行う操作表示機能と、異常部品についての情報が入力されたときにその情報を工場内ＬＡＮ７を介してワークステーション１０に送信する送信機能とをそれぞれ有し、その操作表示機能を実現するコンピュータプログラムが操作表示手段を、また、送信機能を実現するプログラムが送信手段をそれぞれ構成している。
【００５４】
また、ワークステーション１０において前記モデル構築ステップ、評価ステップ、判定ステップ及び報知ステップの各ステップに対応するコンピュータプログラムが実行されることにより、それぞれ、モデル構築手段、評価手段、判定手段及び送信表示手段がソフトウエア的に構成されている。
【００５５】
したがって、この実施形態に係る生産支援システムＡを用いることによって、自動車の製造工程においいて部品の寸法乃至形状の異常が発見されたときに、その異常部品に関する所定の情報が現場の端末６から工場内ＬＡＮ８を介して直ちに検査部門のワークステーション１０に送信され、このワークステーション１０において異常部品の組み付けに係る問題や自動車を所定期間使用した後の不具合の発生等を速やかにコンピュータシミュレーションにより確かめることができ、このシミュレーションの結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を常に適切に且つ迅速に判断することができる。これにより、製造工程の作業者に無用の負担をかけることなく、交換の必須な異常部品のみを確実に交換して、資源の無駄遣いを防止し、作業効率を向上することができる。
【００５６】
また、この実施形態では、前記の如くコンピュータシミュレーションを工場内の検査部門において行うようにしているので、異常部品の発見された現場にほど近い検査部門において当該異常部品の使用若しくは交換についての適切且つ迅速な判断を行うことが位相、容易なものとなる。
【００５７】
その際、前記ワークステーション１０の画面には、異常部品の製造会社や搬入経路等の情報が表示されるので、例えば製造会社が外国の企業であったり、船舶によって運搬される部品であって、代わりの部品の納期が長くなることが予想される場合には、その部品の手配を可及的に速やかに行うことができ、ラインの停止等による作業効率の低下を最小限に抑制できる。
【００５８】
（他の実施形態）
尚、本発明の構成は、前記実施形態のものに限定されることはなく、その他の種々の構成も包含するものである。すなわち、前記実施形態の生産支援システム等は、異常部品を含んだ製品のシミュレーションを工場内の検査部門にて行うようにしているが、これに限らず、例えば、シミュレーションを製造会社の設計部門において行うようにしてもよい。この場合には、その設計部門のコンピュータ装置を通信回線を介して工場内ＬＡＮ７に接続して、製造工程の端末６との間で情報の授受を行えるようにすればよい。こうすれば、機密性の高い設計情報を製造会社の設計部門外に出さないようにして、重要な技術情報の漏洩を未然に防止することができる。
【００５９】
また、前記実施形態では、異常部品を含んで組み立てられた製品モデルとして、艤装ラインＬから搬出される車体のモデルを用いているが、これに限らず、ラインオフする完成品の自動車の車両モデルを用いることもできる。
【００６０】
さらに、前記実施形態では、工場の艤装ラインＬ（車両組立ライン）において部品の異常を発見した場合を例にとって説明したが、これに限らず、例えば部品の流通センター等、流通経路の途中で抜き取り検査等により異常を発見した場合や、サービス工場での交換部品に不良や異常部品を発見した場合にも、本願発明を適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明に係る組立生産のための生産支援プログラム、生産支援方法及び生産支援システムによると、製品の製造工程等で部品の形状に関する異常が発見されたときに、コンピュータ装置を用いて、その異常部品を含む３次元の製品モデルを構築し、このモデルによって製品の評価シミュレーションを行って、その製品の評価を行うようにしたので、異常部品の組み付けの可否を常に適切に且つ迅速に判断することができるようになり、これにより、作業者に無用の負担をかけることなく、交換の必須な異常部品のみを確実に交換して、資源の無駄遣いを防止し、作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る生産支援システムの概略構成図である。
【図２】ルーフサイドモールを取り付ける工程を示す概念図である。
【図３】部品情報ＤＢにおけるデータフォーマットの一例を示す説明図である。
【図４】生産情報ＤＢにおけるデータフォーマットの一例を示す説明図である。
【図５】３次元車体モデルの車室天井部の前端縁部を拡大して示す図である。
【図６】（ａ）は３次元車体モデルの構造を示す図５のａ−ａ線断面図であり、（ｂ）は同じくｂ−ｂ線断面図である。
【図７】ワークステーションへの入力画面の一例を示す説明図である。
【図８】生産支援プログラムの流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ａ 生産支援システム
Ｌ 車両組立ライン（製造工程）
１ ＰＢＳ（部品）
４ ルーフサイドモール（部品）
５ ウインドシールドモール（部品）
６ 端末
７ 工場内ＬＡＮ（通信回線）
９ デジタルカメラ
１０ ワークステーション（コンピュータ装置）
１１ ディスプレイ装置
１２ 記憶装置
１４ ＣＡＤデータベース
１７ ウインドガラス（部品）
１８ ダムラバー（部品）
１９ 接着剤層（部品）

Claims (15)

1. 複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援するためのコンピュータプログラムであって、
   前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方において形状に関する異常が発見された異常部品についての情報を入力させる入力ステップと、
   前記入力ステップで入力された情報に基づいて、前記異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築するモデル構築ステップと、
   前記モデル構築ステップにて構築された製品モデルを用いてその製品の評価を行う評価ステップと、
   を備えることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
2. 請求項１において、
   評価ステップにおける製品の評価結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を判定する判定ステップをさらに備えることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
3. 請求項１において、
   コンピュータ装置は、正常な部品を模擬する３次元の部品モデルが予め記憶されているデータベースに接続されており、
   入力ステップでは、少なくとも、異常部品を特定する特定情報と、その異常部品の異常状態に関する異常情報とを入力させ、
   モデル構築ステップでは、前記データベースから部品モデルを読み込んで、その中から前記特定情報により特定される部品モデルの形状を前記異常情報に基づいて変更することにより、異常部品の部品モデルを構築し、さらに、この異常部品モデルとそれ以外の部品モデルとを組み合わせて、製品モデルを構築することを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
4. 請求項３において、
   異常情報は、異常部品の３次元形状を認知可能な画像データであることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
5. 請求項４において、
   コンピュータ装置には画像を表示するディスプレイ装置が接続され、
   モデル構築ステップでは、データベースから読み込んだ部品モデルの画像と異常部品の画像とを前記ディスプレイ装置に重畳表示して、操作者による入力に応じて前記部品モデルの形状を変更することを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
6. 請求項１において、
   入力ステップでは、少なくとも異常部品を特定する特定情報を入力させ、
   前記特定情報に基づいて、異常部品の製造工程への搬入に関する所定の情報を報知する報知ステップをさらに備えることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
7. 請求項６において、
   異常部品の搬入に関する所定情報には、当該異常部品が船舶によって運搬されるものか否かの情報が含まれることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
8. 請求項１において、
   コンピュータ装置は製品の製造工程を有する工場の検査部門に設けられ、
   前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場には、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続された端末が配設され、
   入力ステップでは、前記現場の端末に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行わせるとともに、これに応じて前記端末に入力されて該端末から送信されてきた情報を受け入れることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
9. 請求項１において、
   コンピュータ装置は製品の設計部門に設けられ、
   前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場には、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続された端末が配設され、
   入力ステップでは、前記現場の端末に異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行わせるとともに、これに応じて前記端末に入力されて該端末から送信されてきた情報を受け入れることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
10. 請求項１において、
    評価ステップでは、製品モデルにおいて異常部品とそれ以外の部品との相互の位置関係が適正なものかどうか評価することを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
11. 請求項１において、
    評価ステップでは、製品モデルを用いて製品の使用状態を模擬する仮想の耐久試験を行い、この試験の結果に基づいて製品の耐久性を評価することを特徴とする組立生産の支援のための生産支援プログラム。
12. 複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援する生産支援方法であって、
    前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場に前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続された端末を配設し、
    形状に関する異常が発見された異常部品についての情報を作業者により前記現場の端末に入力させて、この端末からコンピュータ装置に送信し、
    前記コンピュータ装置によって、前記異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築し、且つその製品モデルを用いて製品の評価のための演算を行い、
    前記評価のための演算の結果に基づいて、異常部品の組み付けの可否を判定することを特徴とする組立生産の支援のための生産支援方法。
13. 複数の部品からなる製品の少なくとも組み立て状態をコンピュータ装置を用いて模擬して、その製品の生産を支援するための生産支援システムであって、
    前記製品の製造工程及び部品の流通経路の少なくとも一方の現場には、前記コンピュータ装置と双方向通信可能に接続された端末が配設され、
    前記端末には、形状に関する異常の発見された異常部品についての情報が入力されたときに、その情報を前記コンピュータ装置に送信する送信手段を備え、
    前記コンピュータ装置には、
    前記異常部品についての情報に基づいて、その異常部品を含んで組み立てられた製品を模擬する３次元の製品モデルを構築するモデル構築手段と、
    前記モデル構築手段により構築された製品モデルを用いてその製品の評価を行う評価手段とを備えることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援システム。
14. 請求項１３において、
    現場の端末には、異常部品についての情報の入力操作を促す表示を行う操作表示手段が設けられていることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援システム。
15. 請求項１３において、
    コンピュータ装置には、
    評価手段による製品の評価結果に基づいて異常部品の組み付けの可否を判定する判定手段と、
    前記判定手段による判定の結果を現場の端末に送信して、表示させる送信表示手段とをさらに備えることを特徴とする組立生産の支援のための生産支援システム。

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