JP2004280505A

JP2004280505A - 製造装置の処理能力検証装置

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Publication number: JP2004280505A
Application number: JP2003071482A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Nakada; 智仁中田; Masayasu Miki; 昌康三木
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】生産可能性やリスクについて定量的な評価を行って処理能力を検証する製造装置の処理能力検証装置を提供する。
【解決手段】生産ロットの製造装置への到着時刻実績、製造装置での処理開始時刻実績、製造装置での処理完了時刻実績を含むロット進捗履歴情報を格納するロット進捗履歴情報格納部１１と、ロット進捗履歴情報に基づいて製造装置の一製品単位を処理するのに要する時間（タクトタイム）のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布解析部１２と、検証期間における投入予定ロット数量を設定する投入ロット情報設定部１３と、タクトタイムのバラツキを表す確率分布と投入ロット情報に基づき検証期間における製造装置における生産負荷時間のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布合成部１４と、生産負荷時間のバラツキを表す確率分布と稼働計画情報とを比較して製造装置の処理能力検証を行う能力検証部１５を備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、製造ラインを構成する各製造装置、特に詳細な稼動ログ等を収集する手段を備えていない各製造装置の処理能力検証装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生産ラインから取得した生産実績データを集計して、工程手順、装置台数、装置稼働率、作業時間を含みシミュレーションモデルの基となる基準データを作成する基準データ作成手段と、装置ごとの処理能力を表す装置性能データを入力する装置性能データ設定手段と、前記基準データを読み込み、前記装置性能データに従って、シミュレーションモデルデータを作成するシミュレーションモデル作成手段と、前記シミュレーションモデルデータを読み込みシミュレーションを行い結果データを出力するシミュレーション実行手段とを含む生産シミュレーション装置が提案されている（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２９６０５３号公報（請求項１、［００１２］）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、シミュレーションモデル作成手段は、装置性能データ入力手段で入力された装置性能データに基づき、装置一台ごとに処理時間に対する係数を算出し、装置の処理時間は装置群の作業時間毎処理時間を上記係数にしたがって増減したものを設定するとしているが、どのように処理時間に対する係数を算出するか等の具体的記述がなく、また、これによって人が介在しなくなるということも示されていない。
【０００５】
この発明は、製造装置毎に装置内部駆動機構の詳細な稼動ログ用いず、かつ、人手による補正作業に頼らずに、また、生産可能性やリスクについて定量的な評価を行って処理能力を検証することが可能な製造装置の処理能力検証装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、製造ラインを構成する各製造装置の処理能力を検証する製造装置の処理能力検証装置であって、
少なくとも過去一定期間における生産ロットの当該製造装置への到着時刻実績、当該製造装置での処理開始時刻実績、当該製造装置での処理完了時刻実績を含むロット進捗履歴情報を格納するロット進捗履歴情報格納部と、
ロット進捗履歴情報に基づいて当該製造装置の一製品単位を処理するのに要する時間（タクトタイム）のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布解析部と、
所定の検証期間における投入予定ロット数量を設定する投入ロット情報設定部と、
タクトタイムのバラツキを表す確率分布と投入ロット情報に基づき、検証期間における当該製造装置における生産負荷時間のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布合成部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、生産負荷時間のバラツキを表す確率分布と、稼働計画情報とを比較して、当該製造装置の処理能力検証を行う能力検証部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（１）この発明の実施の形態に至る考察
製造ラインを構成する各製造装置が、与えられた期間において生産計画を達成できるか否かを検証する方法としては、各製造装置に対する生産負荷時間を、１製品単位あたりの処理時間（いわゆる、タクトタイム）×予定製品処理数として計算し、この生産負荷時間が既定時間内で処理可能であるか、すなわち生産負荷時間と稼動計画を比較することで、検証する方法が広く用いられている。例えば、タクトタイムが１．０７時間、予定製品処理数が５５０ロットとした場合、生産負荷時間は１．０７×５５０＝５８８．５時間と計算される。今、稼動計画が５９０時間であれば、５８８．５（生産負荷時間）＜５９０（稼働計画時間）となり生産負荷時間の方が値が小さくなるので処理可能と判定される。しかし、この方法では、タクトタイムの精度が、そのまま能力検証の結果精度に大きな影響を与えることになる。例えば、タクトタイムが１．０８時間と僅かに大きい場合では、１．０８×５５０＝５９４．０時間と計算され、５９４．５（生産負荷時間）＞５９０（稼働計画時間）となり処理不可能と判定されることになる。ところが、この僅かなタクトタイムの差だけで正反対の判定結果となるのは望ましくない。そのため、精度の良い処理能力の検証を行うためには、精度の良いタクトタイム情報を入手すると同時に、判定方法にも工夫が必要である。しかし、現実の製造装置では、同一の加工条件が常に同一の処理時間で完了する保証はなく、製造装置毎での性能違い等を起因として発生する様々な軽故障や、温度条件に起因する時間の変動などを含んでいる。つまり、装置カタログ仕様値（理論値）通りのタクトタイムが観測されないことも多く、タクトタイムには幾許かのバラツキが含まれていることが一般的である。さらに、製造ラインには様々な形態の製造装置が存在しており、製造装置の形態毎でも、観測、収集されるタクトタイムに違いが生じている。以下、これらのことを説明する。
【０００９】
例えば、図９では、製造装置９１の内部に主処理部９２と、主処理部９２への搬送部（ロード／アンロード機構部）９３を設置している形態の装置模式図を示している。この形態の製造装置における製品処理のシーケンスは、図１１で示すように、まず、前ロット▲１▼が搬送部９３にロードされ、次に主処理部９２へ移されて処理を受ける。この時点で次のロット▲２▼が該製造装置に到着してもロードされることができない。なぜなら、この形態の製造装置のロード機構はアンロード機構と共用であるため、万が一ロット▲２▼がロードされて搬送部９３を占有してしまうことになればロット▲１▼は主処理部９２からアンロードすることができず、さらに、ロット▲２▼もロット▲１▼が主処理部９２を占有しているので搬送部９３から主処理部９２へ移ることができなくなるという、いわゆるデッドロック状態になってしまうためである。そこで、このような形態の製造装置では、デッドロックを回避するために、前ロット▲１▼が処理を完了し、製造装置からアンロードされるまでは次ロット▲２▼は製造装置の外で待機し、ロット▲１▼がアンロードされてから、ロット▲２▼がロードされるようなシーケンスが組まれている。このような装置形態の製品処理シーケンスを横軸に時刻を取って説明したものが図２である。ここで、前ロットＡ２の主処理を終えた時刻２１に対して、アンロード完了された時刻は時刻２２である。次ロットＢ２は、時刻２２と同時刻（時刻２３）にロード開始され、主処理開始（時刻２４）の後、主処理完了（時刻２５）を経て、アンロード完了（時刻２６）される。さらに次のロットＣ２も、ロットＢ２と同様に、時刻２６と同時刻（時刻２７）にロード開始され、主処理開始（時刻２８）されることになる。この時、ロットＢ２の当工程における通過所要時間（以下、リードタイムという）とロットＢ２のタクトタイムは等しい。そしてその値は、時刻２３から時刻２６の間の時間であり、言い換えると、前ロットＡ２が製造装置からアンロード完了された時刻（時刻２２）から自ロットＢ２が製造装置からアンロード完了された時刻（時刻２６）の間の時間である。
【００１０】
一方、図１０は、製造装置１０１の内部に、主処理部１０２と、主処理部１０２のアンロード機構１０３のロード機構１０４の搬送部が別々に設置されている形態の装置模式図である。この形態の製造装置における製品処理のシーケンスは、図１２で示すように、まず、前ロット▲１▼’がロードされ、次に主処理部１０２へ移されて処理を受ける。この時点で次のロット▲２▼’が該製造装置に到着していれば、ロードされる。図９で示した形態の製造装置と異なるシーケンスとなる理由は、この形態の製造装置のロード機構はアンロード機構と別であるため、ロット▲２▼’がロードされても搬送部を占有してしまうことがないため、ロット▲１▼’は主処理部１０２で処理を終えると、直ちにアンロードすることができる（すなわちデッドロックされない）ためである。そこで、このような形態の製造装置では、前ロット▲１▼’が主処理を完了すれば、直ちに次ロット▲２▼’は製造装置の中へロードされるようなシーケンスが組まれている。このような装置形態の製品処理シーケンスを横軸に時刻を取って説明したものが図３である。ここで、前ロットＡ３の主処理を終える時刻３１よりも前に、次ロットＢ３はロードを開始（時刻３３）し、前ロットＡ３の主処理を終える時刻３１と同時（時刻３４）に主処理を開始する。その後、前ロットＡ３はアンロードされる（時刻３２）。さらに次のロットＣ３も、ロットＢ３の場合と同様に、ロットＢ３が主処理を終えた時刻３５の前に時刻３７でロード開始され、ロットＢ３が主処理を完了する時刻３５と同時に主処理開始（時刻３８）されることになる。この時、ロットＢ３のリードタイムは、時刻３３から時刻３６の間の時間であり、ロットＢ３のタクトタイムは、時刻３４から時刻３５の間の時間である。言い換えると、前ロットＡ３が主処理を終えた時刻（時刻３１）から自ロットＢ２が主処理を終えた時刻（時刻３５）の間の時間となる。
【００１１】
以上をまとめると、図９のように、ロード／アンロードとして同一機構を用いる装置形態でのタクトタイムは、前ロットのアンロード完了時刻から自ロットのアンロード完了時刻であり、図１０のように、ロード／アンロードとして別々の機構を用いる装置形態でのタクトタイムは、前ロットの主処理完了時刻から自ロットの主処理完了時刻となる。
【００１２】
ところが一般には、ロットの主処理中で故障が発生した場合、例えば、図５において故障発生時刻５２から故障復旧時刻５３が発生した場合、観測されるタクトタイムは、前ロットＡ５が主処理を終えた時刻（時刻５１）から自ロットＢ５が主処理を終えた時刻（時刻５４）の間の時間であるため、故障期間の分だけ長くなる。また、図６で示すように、主処理時間が長いロットが含まれる場合においても、観測されるタクトタイムは、前ロットＡ６が主処理を終えた時刻（時刻６１）から自ロットＢ６が主処理を終えた時刻（時刻６２）の間の時間であるため、長く観測される。つまり、同一の製造装置でもタクトタイムはバラツキを含んで観測されることが多い。そのため、様々な形態の製造装置や、異なる作業条件を処理する製造装置で収集されたタクトタイムの情報を活用するためには、個別の製造装置毎できめ細かい入手方法の設計や、異常値の除去を行う必要があり、多くの労力を要している。
【００１３】
さて、このようにタクトタイムのデータには元々バラツキを含んでいたり、また製造装置の形態の違いによって、時刻を計上するポイント（主処理を終えた時刻なのか、装置からアンロードされた時刻なのか）も異なっている。そこで、より正確なタクトタイムの情報を得るために、製造装置の内部駆動機構（主装置部、搬送部）に動作の開始、終了、故障発生の有無、等の信号を発信させて、きめ細かく観測していくという方法が採用されることも考えられる。
【００１４】
しかしこのような方法は、製造装置毎に観測機器を追加設置する必要があり、全ての製造装置に設置するにはコスト的に困難な場合もある。そのために、一般的には、作業者が介在して、実績値を収集した後に、補正作業を行う場合が多かった。そして、この人手による補正作業は、その作業量の煩わしさもさることながら、その補正の仕方が作業者によってまちまちであるということも課題である。
【００１５】
また、どれだけ正確にタクトタイムを観測する設備を導入したとしても、全ての誤差を取り除くことは困難であるし、何らかの原因で異常値が含まれてしまうことも考えられる。そしてその僅かな誤差や、異常値の存在のために、検証結果が大きく異なるような判定方法を用いることも望ましくない。
【００１６】
そこで、この発明の実施の形態では、製造装置毎に装置内部駆動機構の詳細な稼動ログ用いず、かつ、人手による補正作業に頼らずに、生産可能性やリスクについて定量的な評価を行って処理能力を検証することが可能な製造装置の処理能力検証装置を提供する。
【００１７】
（２）実施の形態の主要構成の詳細な説明
通常、生産実績の各種履歴のうち、ロットの工程処理の着手可能時刻（以下、到着時刻と呼ぶ）、ロットを製造装置へ投入開始した時刻（以下、処理開始時刻と呼ぶ）、ロットが製造装置から処理を終えて払い出された時刻（以下、処理完了時刻と呼ぶ）の３情報は、生産管理の他の業務（例えば、ロットの納期管理やスケジューリング業務）等にも利用されるデータであるため、自動化の進展していない製造ラインにおいても、記録されていることが多い。なぜならば、製造装置内部の稼動履歴（例えば、内部駆動機構のロード開始時刻や故障発生時刻など）を直接的に観測、計上することに比べれば、容易に履歴を残すことができるからである。そこで本実施の形態では、このようなロットの「到着時刻」「処理開始時刻」「処理完了時刻」というロットの進捗履歴のみから、タクトタイム情報を抽出することができるような機能構成としている。
【００１８】
図１はこの発明の実施の形態による製造装置の処理能力検証装置を示す機能ブロック図である。図１において、ロット進捗履歴情報格納部１１では、少なくとも過去一定期間における当該製造装置への生産ロットの到着時刻実績、処理開始時刻実績、処理完了時刻実績を含むロット進捗履歴情報を格納する機能を有する。そして、タクトタイム分布解析部１２では、格納されたロット進捗履歴情報に基づいて当該製造装置におけるタクトタイムのバラツキを表す確率分布を算出する機能を有する。さらに、投入ロット情報設定部１３では、所定の検証期間における投入予定ロット数量を設定することができる。タクトタイム分布合成部１４では、前記タクトタイムのバラツキを表す確率分布と前記投入ロット情報とに基づいて、タクトタイム合成分布を算出する。これは、検証期間における検証対象製造装置の生産負荷時間のバラツキを表す確率分布を得る機能を有する。そして、能力検証部１５では、前記生産負荷時間のバラツキを表す確率分布と稼働計画情報を比較して当該製造装置の処理能力検証を行う機能を有している。
【００１９】
（３）実施の形態の細部構成とその作用の詳細な説明
以下、図１に示す製造装置の処理能力検証装置の細部構成とその作用について詳細に説明する。
【００２０】
＜ロット進捗履歴情報格納部＞
図１３は本実施の形態によるロット進捗履歴情報格納部１１を示す機能ブロック図である。図において、生産実績収集システム１３２は、ロットの「到着」「処理開始」「処理完了」といったロット進捗イベント１３１をロット進捗履歴情報１３３として収集するシステムである。ここでは、製造装置内部の稼動履歴を収集する必要はない。そして、これらのロット進捗イベント１３１は、ラインサイドの端末から入力し、他の生産管理業務のデータベースと兼用することも可能である。収集されたロット進捗イベント情報は、図１４に示すような形式でロット進捗履歴情報として格納される。
【００２１】
＜タクトタイム分布解析部＞
図１５は本実施の形態によるタクトタイム分布解析部１２を示す機能ブロック図である。通常、製造装置へのロード／アンロードに要する時間は、ロットの違いによる大差はない。例えば、図４に示すように、ロットＢ４のタクトタイムは、前ロットＡ４が主処理を終えた時刻（時刻４１）から自ロットＢ４が主処理を終えた時刻（時刻４３）の間の時間である。これは、アンロードに要する時間がロットＡ４とロットＢ４とで等しければ、前ロットＡ４が製造装置からアンロード完了した時刻（時刻４２）から自ロットＢ４が製造装置からアンロード完了した時刻（時刻４４）の間の時間をロットＢ４のタクトタイムと見なすことができる。つまり、前述した図９、図１０のいずれの装置形態においても、ロットのタクトタイムは、直前ロットのアンロード完了時刻から自ロットのアンロード完了時刻までの差、すなわち、ロット進捗履歴情報１３３として格納されている各ロットの処理完了時刻の差をとればよい。
【００２２】
そこで、タクトタイム分布作成機能１５２では、ロット進捗履歴情報１５１を装置Ｎｏ毎に処理完了時刻の昇順に並べ替え、各々の処理完了時刻の差をとる。タクトタイム分布作成機能１５２では、この差の分布を粗タクトタイム分布１５３として作成する。こうして作成された分布の例を図１６に示す。
【００２３】
しかし、直前ロットがアンロード完了された時刻から自ロットがアンロード完了されるまでの時刻をタクトタイムとする方法には、以下に述べる２つのケースで不具合がある。第１のケースは、図７に示すように、前ロットＡ７がアンロード完了（時刻７２）された時点で、次ロットＢ７がまだロード中であるために、引き続き連続して主処理の開始ができない場合である。第２のケースは、図８に示すように、前ロットＡ８がアンロード完了（時刻８２）された時点で、次ロットＢ８がまだ到着されていない（ロードが開始されていない）場合である。図７及び図８の二つのケースのいずれの場合も、製造装置は、いわゆる“遊んでいる状態”が生じている。この“遊んでいる状態”を含んでいると、タクトタイムは正味の値よりも長く観測されることになる。しかも、製造装置の生産負荷が少ない、すなわち製造装置の空き時間が増える状況下でこの傾向は強くなる。これは、生産負荷が少ない時ほど、処理能力を過小に評価する傾向になるので問題である。そのため、この製造装置の空き時間を含んだデータを粗タクトタイム分布から取り除く処理を行う必要があり、装置空き時間除去機能１５６を有している。以下、装置空き時間除去機能１５６の働きについて説明する。
【００２４】
粗タクトタイムは、製造装置が遊んでいない時は「正味のタクトタイム」で観測され、製造装置が遊んでいる時は「正味のタクトタイム＋遊んだ時間」で観測される。つまり、粗タクトタイムは「製造装置が遊んだ時間の時間分布」と「正味のタクトタイムの分布」の２つに分解できる。つまり、時間について、粗タクトタイム分布の確率密度関数をＦ（ｔ）、正味タクトタイム分布の確率密度関数をＧ（ｔ）、製造装置が遊んだ時間の時間分布の確率密度関数をＨ（ｔ）とし、製造装置が遊んでいない確率をρとすると、Ｆ（ｔ）は下記の（数式１）で表わすことができる。
【００２５】
【数１】

【００２６】
この連続関数からヒストグラムを作成し直し、離散型の確率分布で近似すると、下記の（数式２）となる。
【００２７】
【数２】

【００２８】
ここで、ｆ（ｔ）、ｇ（ｔ）、ｈ（ｔ）は、それぞれ、Ｆ（ｔ）、Ｇ（ｔ）、Ｈ（ｔ）の離散型に変換した関数である。
【００２９】
さて、製造装置の遊んだ時間とは、製造装置が遊び始めた瞬間から次のロットが到着するまでの時間間隔の分布である。ここで、あるロットの到着というイベントが、ポアソン到着のように、直前に到着したロットの到着時刻と無関係の場合（「記憶の欠如」と言われる性質を持つ場合）、製造装置の遊んだ時間の分布は、ロットの到着時間間隔の分布にかなり近似される。本実施の形態では、製造装置の遊んだ時間の分布が、ロットの到着時間間隔の分布にかなり近似される場合を想定して以下説明する。ロット到着分布作成機能１５４は、ロット進捗履歴情報１５１を装置Ｎｏ毎に到着時刻の昇順に並べ替え、各々の到着時刻の差をとる。これによってロット到着分布１５５を得る。図１７にロット到着分布の例を示す。
【００３０】
ところで、装置が遊んでいない確率は、検証期間における検証対象製造装置の主処理時間率であるから、正味タクトタイムの平均値とロットの単位時間あたりの到着率（すなわちロットの平均到着時間間隔の逆数）の積である。つまり、下記（数式３）となる。
【００３１】
【数３】

【００３２】
従って、（数式２）に（数式３）を代入して、（数式４）を得る。
【００３３】
【数４】

【００３４】
さて、ｆ（ｔ）は「粗タクトタイム分布」であるから、粗タクトタイムｔ＝０の出現確率はｆ（０）、粗タクトタイムｔ＝１の出現確率はｆ（１）、・・・というように、既に観測されていて入手済みである。また、ｈ（ｔ）も「ロット到着分布」であるから、同様に、ｈ（０），ｈ（１），・・・は入手済みである。さらに、ｈ（ｔ）バーはｈ（０），ｈ（１），・・・を用いた計算によって、容易に得ることができる。よって、ｔ＝０から順次、（数式４）に値を代入していき、ｇ（ｔ）をｇ（ｔ）バーのみで表していくことができる。具体的には、（数式５）より（数式６）が得られる。
【００３５】
【数５】

【００３６】
【数６】

【００３７】
また、（数式７）より（数式８）が得られる。
【００３８】
【数７】

【００３９】
【数８】

【００４０】
このようにして、順次ｇ（０），ｇ（１），・・・をｇ（ｔ）バーで表していく。ｇ（ｔ）バーはｇ（０），ｇ（１），・・・の平均値であるので、このことを利用すれば、最後にはｇ（ｔ）バーの高次方程式となるので、これを解くか、近似解を得ることでｇ（０），ｇ（１），・・・の値（すなわち「正味タクトタイムの分布」）を特定することができる。図１８に、上記の方法で得た「正味タクトタイムの分布」の例を示す。そして、この正味タクトタイム分布情報を品種名、工程Ｎｏ、装置Ｎｏ毎に格納保存する。図２４にタクトタイム分布のデータ保存形式の例を示す。この例では、累積確率分布の下位５％点、１５％点、と以降１０％刻みで９５％点までの１０点のタクトタイム値を記録している。
【００４１】
＜投入ロット情報設定部＞
図１９は本実施の形態による投入ロット設定部１３を示す機能ブロック図である。図において、投入数量情報１９１は、検証期間における生産品種名毎の投入数量が格納されているものであり、その保存形式の例を図２０に示す。また、使用装置情報１９２は、品種名、工程Ｎｏ毎に使用する装置Ｎｏの情報が格納されていて、その保存形式の例を図２１に示す。装置別・投入数量情報設定１９３では、投入数量情報１９１と使用装置情報１９２を結合し、装置別・投入数量情報１９４を作成する。装置別・投入数量情報設定１９３で結合された装置別・投入数量情報１９４の保存形式の例を図２２に示す。
【００４２】
＜タクトタイム合成部＞
図２３はタクトタイム合成部１４の動作を示すフローチャート図である。以下、図２３を用いてタクトタイム合成部１４の動作を説明する。まず、装置Ｎｏ毎（ステップ２３４の装置Ｎｏ別ループ毎）、品種・工程毎（ステップ２３５の品種・工程別ループ毎）に、投入ロット情報設定部１３からの装置別・投入数量情報２３１に基づき各々の投入数量を入手する（ステップ２３３の投入数量入手ステップ）。そして、この投入数回分毎（ステップ２３７の投入数回分ループ）の乱数の発生を行う（ステップ２３８の乱数発生ステップ）。例えば、投入数量が３００ロットであれば、乱数は３００回発生させることを意味し、乱数は、０以上、１以下の均一密度の乱数を用いる。そして、発生した乱数に従いタクトタイム分布解析部１２からのタクトタイム分布情報２３２を入手する（ステップ２３９）。例えば、タクトタイム分布情報２３２が、図２４のように累積確率１０％刻みで１０点の記録がされている場合であれば、
発生させた乱数が０．０以上、０．１未満であれば、累積確率５％点を、
発生させた乱数が０．１以上、０．２未満であれば、累積確率１５％点を入手するというように発生させる乱数と対応したタクトタイムを入手する。入手したタクトタイムは、順次加算する（ステップ２４０のタクトタイム加算ステップ）。つまり、投入数量と同回数の乱数発生を行い、製造装置における、投入数量分の生産負荷を処理するのに要する時間（生産負荷時間）を計算することができる。そして、全製造装置（装置Ｎｏ別ループ）、全品種・工程（品種工程別ループ）でこれらの計算を行い、これらの過程を１セットとする。ところが、この１セット分だけの結果では、統計的に意味のある判定は行い難い。従って、これらを充分なセット回数分を繰り返し（ステップ２３３のｎ回ループ）、与えられた投入数量を処理するのに必要な時間の統計分布（これをタクトタイムの合成分布とする）を得ることができる（ステップ２４１のタクトタイム合成分布作成）。図２５は、図１８のタクトタイム分布を持つロットを５５０ロット投入する場合における１０００セット試行時の、タクトタイム合成分布の例である。
【００４３】
＜能力検証部＞
図２６は本実施の形態による能力検証部１５を示す機能ブロック図である。図２６を用いて能力検証部１５の動作を説明する。稼動計画情報２６１は、検証期間における稼動計画時間の合計値などのパラメータである。例えば、検証期間３０日あたり５９０時間というように設定されている。そして、前記タクトタイム合成部１４で合成されたタクトタイム合成分布２６２と、この稼動計画情報２６１とを比較・判定部２６３で比較・判定することによって、能力検証結果２６４を得る。このように、前記タクトタイム合成分布２６２によって生産負荷時間の確率的なバラツキ状態を示すことができる。
【００４４】
図２５は、図１８で示される正味タクトタイム分布を用いて計算した例であり、投入数量を５５０ロットとしている。この時、稼動計画時間が５９０時間であれば、９０％以上の確率で生産負荷を処理することができるというように定量的に判定することができる。
【００４５】
（３）実施の形態の装置構成例の説明
図２７はこの発明の実施の形態による処理能力検証装置の装置構成例を示す図である。投入数量情報、使用装置情報、稼動計画情報の各情報は入力装置２７８を用いて入力され、処理能力検証用データ記録装置２７６に格納される。また、ロット進捗履歴表は、全てのロットに対して、ロットが処理装置の前に運搬されてきて処理可能になった時刻を「到着時刻」として、装置に投入した（ロード開始した）時刻を「処理開始時刻」として、装置からロットが払い出された（アンロード完了した）時刻を「処理完了時刻」として、記録されている。このデータは入力装置２７１を用いて、生産管理データ記録装置２７２に保存されている。一方、場合によっては、装置の稼動履歴が、装置管理データ記録装置２７３に保存されている場合もある。これらのデータ記録装置２７２，２７３，２７６は、ネットワークケーブル２７５を介して演算装置２７４に接続されている。そして、演算装置２７４にあらかじめプログラムされた「ロット進捗履歴情報作成手順」に従い、ロット進捗履歴情報が処理能力検証用データ記録装置２７６に格納される。この演算装置２７４には、さらに投入ロット情報設定部に対応した「装置別・投入数量情報設定手順」、タクトタイム分布解析部に対応した「タクトタイム分布作成手順」、「ロット到着分布作成手順」、「装置空き時間除去手順」、タクトタイム分布合成部に対応した「タクトタイム分布合成手順」、さらに能力検証部に対応した「比較／判定手順」の各情報操作手順と、各情報操作手順の「起動順序」がプログラムされている。まず、「起動順序」プログラムに従い、「装置別・投入数量情報設定手順」、「タクトタイム分布作成手順」、「ロット到着分布作成手順」、「装置空き時間除去手順」が演算装置２７４で順次実行され、装置別・投入数量情報、正味タクトタイム分布情報が作成される。このデータは、一旦内部メモリー２７７に保持される。次に「起動順序」プログラムは、内部メモリー２７７に保持された、装置別・投入数量情報と正味タクトタイム分布情報とを用いて、演算装置２７４にプログラムされた「タクトタイム分布合成手順」、「比較／判定手順」を順次実行する。実行結果のタクトタイム合成分布情報と能力検証結果は、処理能力検証用データ記録装置２７６に格納される。そして、ネットワークケーブル２７８に接続されている表示手段２７９ａ、２７９ｂ、２７９ｃに表示される。なお、ネットワークケーブル２７８は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）ケーブルでも、インターネットケーブルでもどちらでもよく、また、表示手段の台数に制限はない。
【００４６】
上記実施の形態の説明では、能力検証部１５において稼働計画情報２６１とタイムタクト合成分布２６２とを自動的に比較・判定しているが、能力検証部１５を省略して、オペレータ（人）がタクトタイム分布合成部１４で得られたタイムタクト合成分布２６２を、稼働計画情報２６１と比較して、判定しても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ロットの製造装置への「到着」「処理開始」「処理完了」といったロット進捗履歴情報を使用して、タクトタイム分布を得ることができるので、製造装置の稼動履歴等の詳細データが不要となり、大掛かりな情報収集設備やシステムを必要としない。これは、自動化が進んでいない製造ラインに対して効果的である。
【００４８】
また、処理能力検証を行うために、タクトタイムの平均値や最小値といった、代表値一点だけを用いるのではなく、確率分布をそのまま判定に利用することができるので、観測データからの異常値の除去といった手間を省き、生産可能性やリスクについて、定量的な評価を行って処理能力を検証することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態による製造装置の処理能力検証装置を示すブロック図である。
【図２】ロード／アンロードが同一レーンで行われる製造装置におけるタクトタイムを説明するための図である。
【図３】ロード／アンロードが別々のレーンで行われる製造装置におけるタクトタイムを説明するための図である。
【図４】タクトタイムを説明するための図である。
【図５】故障を含む場合のタクトタイムを説明するための図である。
【図６】処理時間が異なるデータが含まれる場合のタクトタイムを説明するための図である。
【図７】装置が遊ぶデータが含まれる場合のタクトタイムを説明するための図である。
【図８】装置が完全に遊ぶデータが含まれる場合のタクトタイムを説明するための図である。
【図９】ロード／アンロードが同一レーンで行われる製造装置の模式図である。
【図１０】ロード／アンロードが別々のレーンで行われる製造装置の模式図である。
【図１１】ロード／アンロードが同一レーンで行われる製造装置におけるロットの動きを示す模式図である。
【図１２】ロード／アンロードが別々のレーンで行われる製造装置におけるロットの動きを示す模式図である。
【図１３】この発明の実施の形態によるロット進捗履歴情報格納部を示す機能ブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態によるロット進捗履歴情報の例を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態によるタクトタイム分布解析部を示す機能ブロック図である。
【図１６】この発明の実施の形態による粗タクトタイム分布の例を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態によるロット到着分布の例を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態による正味タクトタイム分布の例を示す図である。
【図１９】この発明の実施の形態による投入ロット情報設定部を示す機能ブロック図である。
【図２０】この発明の実施の形態による投入数量情報の例を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態による使用装置情報の例を示す図である。
【図２２】この発明の実施の形態による装置別・投入数量情報の例を示す図である。
【図２３】この発明の実施の形態によるタクトタイム合成部の動作を示すフローチャート図である。
【図２４】この発明の実施の形態によるタクトタイム分布のデータ保存形式の例を示す図である。
【図２５】この発明の実施の形態によるタクトタイム分布の合成データの例を示す図である。
【図２６】この発明の実施の形態による能力検証部を示す機能ブロック図である。
【図２７】この発明の実施の形態による処理能力検証装置の装置構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１ロット進捗履歴情報格納部、１２タクトタイム分布解析部、１３投入ロット情報設定部、１４タクトタイム分布合成部、１５能力検証部、１３２生産実績収集システム、１５２タクトタイム分布作成機能、１５４ロット到着分布作成機能、１５６装置空き時間除去機能、１９３装置別・投入数量情報設定部、２６３比較・判定部。

Claims

製造ラインを構成する各製造装置の処理能力を検証する製造装置の処理能力検証装置であって、
少なくとも過去一定期間における生産ロットの当該製造装置への到着時刻実績、当該製造装置での処理開始時刻実績、当該製造装置での処理完了時刻実績を含むロット進捗履歴情報を格納するロット進捗履歴情報格納部と、
前記ロット進捗履歴情報に基づいて当該製造装置の一製品単位を処理するのに要する時間（タクトタイム）のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布解析部と、
所定の検証期間における投入予定ロット数量を設定する投入ロット情報設定部と、
前記タクトタイムのバラツキを表す確率分布と前記投入ロット情報に基づき、前記検証期間における当該製造装置における生産負荷時間のバラツキを表す確率分布を得るタクトタイム分布合成部とを備えたことを特徴とする製造装置の処理能力検証装置。
前記生産負荷時間のバラツキを表す確率分布と、稼働計画情報とを比較して、当該製造装置の処理能力検証を行う能力検証部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の製造装置の処理能力検証装置。
前記タクトタイム分析解析部は、当該製造装置への各ロットの処理完了時刻の差の分布を粗タクトタイム分布として生成するタクトタイム分布作成機能と、前記粗タクトタイム分布から当該製造装置の遊んだ時間の時間分布を除去して正味タクトタイム分布を生成する装置空き時間除去機能を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の製造装置の処理能力検証装置。
前記装置空き時間除去機能は、当該製造装置の遊んだ時間の時間分布を、各ロットの到着時間間隔の分布に近似して正味タクトタイム分布を生成することを特徴とする請求項３に記載の製造装置の処理能力検証装置。
前記能力検証装置は、検証対象製造装置の検証期間における生産計画の達成可否を、前記生産負荷時間のバラツキを表す確率分布と稼動計画とに基づいて、確率的に評価することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の製造装置の処理能力検証装置。