JP2005301566A - 工程管理装置および工程管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも製造条件、特性検査結果および製造工程の稼働に伴うコストに関する情報を統合管理し、所望の最終特性を実現するとともに、複数の製造工程の製造条件を組合わせたときの製造コストを最小とすることのできる工程管理装置、工程管理方法、記録媒体および生産管理システムを提供する。
【解決手段】 生産管理システムに、中間特性検査結果を管理する中間特性検査結果管理装置１４１、１４２と、中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定モジュール１５と、ここで設定された製造条件の組合せについて、最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出モジュール１８と、ここで算出された製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件確定モジュール２１と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の製造工程を有する生産ラインにおいて工程を管理する工程管理装置、工程管理方法、記録媒体および生産管理システムに関するものである。

従来の工程管理装置は、薄膜ヘッド製品のようにプロセス処理工程、加工処理工程、組立処理工程からなる生産ラインにおいて、プロセス処理工程での品質情報を収集して部品の最終特性情報を推定することにより加工処理設備を指定し、加工処理設備での品質情報を収集して部品の最終特性情報を推定することにより組立処理工程の製造条件を設定し、製造された部品の最終特性の測定値を用いて最終特性情報の推定値を更新している（例えば、特許文献１参照）。この構成により、製造条件や投入順序を逐次変更して、所望の最終特性を実現することができる。

また、製造された半導体チップを検査するための電気的特性と、所望の予定歩留まりとの相関関係を解析し、次いで上記電気的特性とウエハ上に電気素子を形成する際に得られる工程内生産管理データとの相関関係を解析し、次いで双方の相関関係により、予定歩留まりと工程内生産管理データとの関係を解析し、予定歩留まりの変動を予測してウエハの投入数量を制御しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

また、生産ラインの複数の工程ごとに、加工条件と特性値とをリアルタイムに取得する手段と、この手段で取得した特性値および過去の加工条件と特性値により、特性値が適正値からずれた後の工程の加工条件を設定する手段と、を備え、その生産ライン固有の条件に適するように加工条件を逐次変更して設定しているものもある（例えば、特許文献３参照）。

また、部品が分割、合成されながら複数の工程を流れるとき、前工程から部品とともに関連づけ情報（前工程と当該工程とにおけるロット識別情報（品質情報、特性情報などに相当する）同士を関連づけたもの）を取得し、次工程のロット識別情報が設定されていない場合は、このロット識別情報を生成して関連づけて管理しているものもある（例えば、特許文献４参照）。この構成により、生産拠点が分散していても相互のロット管理情報を管理できる。
特開平１０−１８８２２３号公報（第３頁、第４頁、第２図、第６図など） 特開２０００−９１１７８号公報（第４頁、第５頁、第２図など） 特開２００２−２３６５１１号公報（第６頁、第７頁、第１図など） 特開２０００−１９８０４９号公報（第５頁、第５図など）

しかしながら、従来の工程管理装置においては、複数の製造工程の製造条件、部品の特性検査結果、製造工程の稼働に伴うコストなどの情報を統合管理する点については、示唆及び記載がなく、この点についてさらに改善の余地がある。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、少なくとも製造条件、特性検査結果および製造工程の稼働に伴うコストに関する情報を統合管理し、所望の最終特性を実現するとともに、複数の製造工程の製造条件を組合せたときの製造コストを最小とすることのできる工程管理装置、工程管理方法、記録媒体および生産管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る本発明の工程管理装置は、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理する工程管理装置であって、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手段と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組み合わせを一又は複数設定する製造条件設定手段と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段と、を備えた構成を有している。

また、請求項２に係る本発明の工程管理装置は、請求項１において、製造条件設定手段が、中間特性および最終特性の双方を所定の数値幅で区切り、該中間特性および該最終特性により前記製造条件の組合せをマトリクス表示したマトリクステーブルを生成するようにした構成を有している。

また、請求項３に係る本発明の工程管理装置は、請求項２において、製造条件設定手段が、複数の製造工程、複数の中間特性検査工程および最終特性検査工程で取得された情報を統計処理した結果により、マトリクステーブルを更新するようにした構成を有している。

また、請求項４に係る本発明の工程管理装置は、請求項１において、製造コスト算出手段が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程を運用するためのエネルギー消費コストが含まれるようにした構成を有している。

また、請求項５に係る本発明の工程管理装置は、請求項１において、製造条件設定手段が、複数の製造工程への部品の投入順序の組合せを複数設定するとともに、前記投入順序により発生する、製造工程間での部品の滞留時間を算出するようにし、製造コスト算出手段が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程間での部品の滞留時間による滞留コストが含まれるようにした構成を有している。

また、請求項６に係る本発明の工程管理装置は、所定の製造条件により所定の最終部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、中間部品を廃棄する廃棄工程と、を管理する工程管理装置であって、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手段と、前記中間特性に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段と、を備え、製造コスト算出手段が、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果により、廃棄工程で中間部品を廃棄するときの廃棄コストを算出するとともに、標準的な製造条件の組合せの製造コストを算出し、該製造コストと廃棄コストとの合計から、中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストを算出するようにし、製造条件選択手段が、前記中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストが最小となる、製造条件の組合せを選択するようにした構成を有している。

さらに、請求項７に係る本発明の工程管理方法は、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理する工程管理方法であって、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手順と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手順と、該製造条件設定手順で設定された製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手順と、該製造コスト算出手順で算出された製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手順と、を実行することを特徴とする工程管理方法。

また、請求項８に係る本発明の記録媒体は、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理するとき、コンピュータに、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手順と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手順と、該製造条件設定手順で設定された製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手順と、該製造コスト算出手順で算出された製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手順と、を実行させるためのプログラムを記録した構成を有している。

また、請求項９に係る本発明の生産管理システムは、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程を実行する製造装置と、複数の製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査装置と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査装置と、を含む生産ラインを管理する生産管理システムであって、中間特性検査装置で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理機能と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定機能と、該製造条件設定機能によって設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出機能と、該製造コスト算出機能によって算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択機能と、を実現するコンピュータを備えた構成を有している。

本発明は、中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段と、を設けることにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件の組合せを設定し、かつそのときの製造コストを計算し、さらにその中から最小な製造コストの合計値となる製造条件の組合せを選択して、部品の製造コストを低減することができるという効果を有する工程管理装置を提供することができる。

以下、本発明の工程管理装置、工程管理方法、記録媒体および生産管理システムを適用した実施の一形態に係る生産管理システムについて、図面を用いて説明する。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る生産管理システムを図１に示す。ここでは、複数の製造工程を経て、最終部品を製造する生産ラインで、幾つかの各製造工程間で中間特性を検査しながら、所望の最終特性を持つ部品を製造する生産ラインの流れと、各製造工程（第１製造工程〜第ｎ製造工程のそれぞれに相当する）、各中間特性検査工程、最終特性検査工程を管理するようにした構成を示している。なお、第１製造工程〜第（ｎ−１）製造工程で製造された部品は中間部品に相当し、第ｎ製造工程で製造された部品は最終部品に相当し、第１製造工程〜第（ｎ−１）製造工程で製造された部品の特性は中間特性に相当し、第ｎ製造工程で製造された部品の特性は最終特性に相当する。

図１において、生産管理システム１は、複数の製造工程を実行する複数の製造装置１１１〜１１３、１１ｎと、それぞれの製造工程で製造された部品の特性を検査する複数の中間特性検査装置１３１、１３２と、最終工程ｎで製造された部品の特性を検査する最終特性検査装置５と、各製造工程を制御するための製造条件を設定する機能、および各製造装置の稼動情報、製造装置の温度、電圧などの設備条件を取得する機能を備えた複数の製造管理装置１２１〜１２３、１２ｎと、それぞれの製造工程間の中間特性検査工程で取得された検査結果を取得する機能を備えた複数の中間特性検査結果管理装置１４１、１４２と、最終部品の特性を検査する最終特性検査工程で取得された検査結果を取得する機能を備えた最終特性検査結果管理装置６と、上述した製造管理装置１２１〜１２３、１２ｎ、中間特性検査結果管理装置１４１、１４２および最終特性検査結果管理装置６を統合して管理し、ある部品の中間特性からその後工程に存在する各製造工程の製造条件を設定する機能（後述する生産管理機能に相当する）を備えた統合管理装置７と、上述したそれぞれの管理装置７、１２１〜１２３、１２ｎ、１４１、１４２で取得した情報を記憶して管理する統合管理データベース（ＤＢ）８と、を有する構成である。

ここで、図中の矢印は部品の流れを示している。この部品の流れに従い、まず、製造装置１１１において、製造管理装置１２１が設定した製造条件により、第１製造工程を実行するようにしている。次いで、中間特性検査装置１３１において、第１製造工程によって製造された部品の特性（第１中間特性に相当する）を検査するようにしている。この検査の結果は、中間特性検査結果管理装置１４１によって管理される。次いで、製造装置１１２において、製造管理装置１２２が設定した製造条件により、第２製造工程を実行するようにしている。なお、第２製造工程で製造された部品の中間特性は検査しない。次いで、製造装置１１３において、製造管理装置１２３が設定した製造条件により、第３製造工程を実行するようにしている。次いで、中間特性検査装置１３２において、第３製造工程によって製造された部品の特性（第２中間特性に相当する）を検査するようにしている。この検査の結果は、中間特性検査結果管理装置１４２によって管理される。この後、第４製造工程〜第（ｎ−１）製造工程、第３中間特性検査工程以降の中間特性検査工程を経ることになるが、ここでは図示を省略している。次いで、製造装置１１ｎにおいて、製造管理装置１２ｎが設定した製造条件により、第ｎ製造工程を実行するようにしている。次いで、最終特性検査装置５において、第ｎ製造工程によって製造された部品の特性を検査するようにしている。この検査の結果は、最終特性検査結果管理装置６によって管理される。

次に、統合管理装置７の機能構成を図２に示す。

図２において、統合管理装置７は、製造条件設定モジュール１５、製造コスト算出モジュール１８および製造条件確定モジュール２１を備えた中央演算処理装置（以下、ＣＰＵともいう）９と、一時格納メモリ１０と、中間特性取得モジュール１３を備えた外部インタフェース１１１１と、製造条件送信モジュール２３を備えた外部インタフェース１１１２と、統合管理データベース８とのインタフェースとしてのデータベース接続インタフェース１１２１〜１１２３と、を有する構成である。

ここで、一時格納メモリ１０は、中間特性取得モジュール１３を用いて中間特性検査結果管理装置４（図１の１４１、１４２に相当する）から取得した中間特性値１４を記憶するためのものである。さらに、一時格納メモリ１０は、製造条件設定モジュール１５を用いて設定した製造条件１７の組合せ、および製造コスト算出モジュール１８を用いて算出した製造コスト２０を記憶するためのものである。

また、製造条件設定モジュール１５は、一時格納メモリ１０から中間特性値１４を取得し、さらにデータベース接続インタフェース１１２１を介して、統合管理データベース８上の製造条件マスタ１６を検索し、中間特性値１４に適応する製造条件１７の組合せを設定し、一時格納メモリ１０に記憶させるものである。

また、製造コスト算出モジュール１８は、一時格納メモリ１０から製造条件１７の組合せを取得し、さらにデータベー接続インタフェース１１２２を介して、統合管理データベース８上の製造コストマスタ１９を検索し、製造条件１７に対応する製造コスト２０を算出し、一時格納メモリ１０に記憶させるものである。

また、製造条件確定モジュール２１は、一時格納メモリ１０から製造条件１７と製造コスト２０を取得し、製造コスト２０が最小となる製造条件１７の組合せを選択し、その結果を確定製造条件２２とし、データベース接続インタフェース１１２３を介して、統合管理データベース８上に記憶させるとともに、製造条件送信モジュール２３を用いて、製造管理装置２（図１の１２１〜１２３、１２ｎに相当する）に、確定製造条件２２を送信するものである。

また、製造管理装置２は、送信された確定製造条件２２により、上述したように製造装置１１１〜１１３、１１ｎによって実行される製造工程を制御するものである。この制御により、所定の部品（中間部品、最終部品を含む）が製造される。

次に、統合管理データベース８に登録している情報の概要を図３に示す。

図３において、統合管理データベース８には、少なくともマスタデータ１０００と履歴データ２０００とを登録している。このマスタデータ１０００としては、目標とする最終特性、第１中間特性、第２中間特性の設定条件、設定される第１製造条件〜第ｎ製造条件、これらの製造条件と対応する第１製造コスト〜第ｎ製造コスト、各製造条件を変更する場合の段取替コスト、製造工程間での中間仕掛在庫コスト、廃棄コストが定義されている。一方、履歴データ２０００としては、最終特性目標値、最終特性実測値、第１中間特性の実測値、設定された第１製造条件〜第ｎ製造条件が、製造された各部品に対応付けて登録されている。

次に、製造条件設定モジュール１５を用いて製造条件を設定するときの、上記中間特性値１４（例えば、第１中間特性値）と第１製造条件〜第ｎ製造条件との対応関係を図４に示す。また、中間特性検査値の範囲を図５に示す。

図４において、第１中間特性は５段階に分かれ、第１製造条件〜第ｎ製造条件は、各段階ごとに一律変更するか又は選択的に変更するようになっている。上記５段階には、第１中間特性検査値が予め設定された標準範囲（図５に示す正規分布曲線の中央部の値Ｂ〜値Ｃの範囲）にある一つの段階と、その標準範囲外ではあるが製造可能な許容範囲（同じく、値０〜値Ａの範囲、値Ａ〜値Ｂの範囲、値Ｃ〜値Ｄ）にある三つの段階と、その許容範囲外（同じく、値Ｄ以上）にある一つの段階と、が含まれる。ここで、第１中間特性検査値が上記標準範囲にある場合、製造条件を標準設定し、上記許容範囲にある場合は、製造条件を選択的に変更し、上記許容範囲外にある場合には、当該部品を廃棄するようにしている。

上述した対応関係により、例えば、第１中間特性検査値が上記許容範囲の値０〜値Ａの範囲である場合、最終特性を所望の値にするためには、第１製造工程の第１製造条件を「１Ａ」に変更し、その他の製造工程を標準的な製造条件で製造するか、或いは第２製造工程の第２製造条件を「２Ａ」に変更し、その他の製造工程を標準的な製造条件で製造するか、或いは中間特性検査後に廃棄処分するか、の三つの選択肢がある。また、同じく上記許容範囲の値Ａ〜値Ｂの範囲である場合、最終特性を所望の値にするためには、第１製造工程の第１製造条件を「１Ｂ」に変更するか、或いは第２製造工程の第２製造条件を「２Ｂ」に変更するか、或いは第ｎ製造工程の第ｎ製造条件を「ｎＢ」に変更するか、の三つの選択肢がある。また、同じく上記標準範囲の値Ｂ〜値Ｃの範囲である場合、最終特性を所望の値にするためには、全ての製造工程の製造条件を標準的な製造条件とする。また、同じく上記標準範囲の値Ｃ〜値Ｄの範囲である場合、最終特性を所望の値にするためには、第１製造工程の第１製造条件を「１Ｃ」に変更するか、或いは第２製造工程の第２製造条件を「２Ｃ」に変更するか、の二つの選択肢がある。また、同じく上記許容範囲外の値Ｄ以上である場合、最終特性を所望の値にすることができないために廃棄処分とする。

なお、製造コスト算出モジュール１８は、上述したように選択された複数の製造条件の組合せについて、それぞれ製造コストの合計値を計算し、製造条件確定モジュール２１は、製造コスト算出モジュール１８によって算出された中で製造コストの合計値が最小となる製造条件の組合せを選択する。また、製造コスト算出モジュール１８は、上述した複数の製造条件の組合せの中で、廃棄処分を選択した場合には、生産量を減らさないように、再度同じ部品を製造するための製造コストを追加して、製造コストの合計値を計算する。すなわち、生産ラインの最初の工程から全ての製造工程について、標準的な製造条件で製造されることとし、製造コストの合計値を計算する。ここで、上記製造コストには、少なくとも設定された製造条件で製造するときに必要な消耗品のコストと、作業員の作業コストと、設備稼働時間に比例して設定される生産ラインを稼動するために必要な水光熱費などの消費エネルギーコストと、が含まれている。

以上のように構成された生産管理システム１について、図６を用いてその動作を説明する。ここでは、製造条件の組合せを設定し、所望の最終特性をもつ部品を最小の製造コストで製造するための、手順を示す。

まず、ステップＳ１（中間特性管理手順に相当する）において、中間特性検査装置１３１、１３２は、製造装置１１１〜１１３、１１ｎが製造する部品の中間特性を検査し、検査結果のデータを取得して中間特性検査結果管理装置１４１、１４２に送信する。この検査結果のデータは、中間特性検査結果管理装置１４１、１４２で管理される。

次いで、ステップＳ２（製造条件設定手順に相当する）において、統合管理装置７の製造条件設定モジュール１５は、ステップＳ１で検査された中間特性をもつ部品を、中間特性検査工程以降に存在する製造工程で製造し、所望の最終特性をもつ部品を製造することのできる、製造条件の組合せを設定する。

次いで、ステップＳ３（製造コスト算出手順に相当する）において、統合管理装置７の製造コスト算出モジュール１８は、ステップＳ２で設定された製造条件の組合せについて、製造コストを算出する。

次いで、ステップＳ４において、統合管理装置７の製造コスト算出モジュール１８は、ステップＳ３で全ての組合せについて、製造コストが算出されたか否かを判断する。この判断が「ＹＥＳ」の場合はステップＳ５に移り、「ＮＯ」のときはステップＳ２に移る。

次いで、ステップＳ５（製造条件選択手順に相当する）において、統合管理装置７の製造コスト算出モジュール１８は、ステップＳ３で設定された複数の製造条件の組合せについて、それぞれの製造コストを比較し、その値が最小値となる製造条件の組合せを選択する。

次いで、ステップＳ６（製造条件選択手順に相当する）において、統合管理装置７の製造条件確定モジュール２１は、製造コストが最小値となる製造条件の組合せを確定し、各製造工程において製造条件を設定する。

このような本発明の第１の実施形態に係る生産管理システム１によれば、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程としての第１製造工程〜第ｎ製造工程と、この第１製造工程〜第ｎ製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性としての第１、第２中間特性を検査する複数の中間特性検査工程と、第１製造工程〜第ｎ製造工程を経て製造された最終部品の特性としての最終特性を検査する最終特性検査工程と、を管理するために、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手段としての中間特性検査結果管理装置１４１、１４２と、中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段としてのＣＰＵ９の製造条件設定モジュール１５と、この製造条件設定モジュール１５が設定した製造条件の組合せについて、それぞれの製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段としてのＣＰＵ９の製造コスト算出モジュール１８と、この製造コスト算出モジュール１８が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、この製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段としてのＣＰＵ９の製造条件確定モジュール２１と、を設けることにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件、および部品の流し方を設定し、かつそのときの製造コストを計算し、さらにその中から最小な製造コストの合計値となる製造条件の組合せを選択できるので、部品の製造コストを低減することができる。この構成は請求項１に係る発明の実施の一形態に相当する。

また、本実施形態によれば、製造コスト算出モジュール１８が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程を運用するためのエネルギー消費コストが含まれるようにしたことにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件を設定し、かつそのときの製造コストを計算し、その製造コストには消費エネルギーコストを含むために、生産ラインにおけるエネルギー消費量を低減することができるという効果も期待される。この構成は請求項４に係る発明の実施の一形態に相当する。

また、本実施形態によれば、製造コスト算出モジュール１８が、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果により、廃棄工程で中間部品を廃棄するときの廃棄コストを算出するとともに、標準的な製造条件の組合せの製造コストを算出し、この製造コストと廃棄コストとの合計から、中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストを算出するようにし、製造条件確定モジュール２１が、中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストが最小となる、製造条件の組合せを選択するようにしたことにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件を設定する場合に、部品を廃棄する選択肢を含むために、生産する部品全体の製造コストを低減することができるという効果も期待される。この構成は請求項６に係る発明の実施の一形態に相当する。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る生産管理システムは、製造条件をリアルタイムに更新するものであって統合管理装置７および統合管理データベース８を除き、第１の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。

本実施形態の統合管理装置７および統合管理データベース８の構成を図７に示す。

図７において、統合管理装置７は、最終特性取得モジュール２４を備えた外部インタフェース１１１３と、最終特性取得モジュール２４を用いて最終特性検査結果管理装置６から取得した最終特性実測値２５を格納するための一時格納メモリ１０と、最終特性値評価モジュール２６および製造条件再設定モジュール２８を備えたＣＰＵ９と、データベース接続インタフェース１１２１〜１１２４と、を有する構成である。また、統合管理データベース８には、上述した製造条件マスタ１６と、上述した製造コストマスタ１９と、製造情報履歴２９と、最終特性値マスタ２７と、を有している。

また、最終特性値評価モジュール２６は、一時格納メモリ１０から最終特性実測値２５を取得し、さらにデータベース接続インタフェース１１２４を介して、統合管理データベース８上の最終特性値マスタ２７を検索し、最終特性目標値を取得し、この最終特性目標値と最終特性実測値２５とが、統計学的に有意差があるか否かを評価し、この評価の結果を製造条件再設定モジュール２８へ送信するものである。

また、製造条件再設定モジュール２８は、最終特性実測値２５と上記最終特性目標値とが、統計学的に有意差がある場合、さらにデータベース接続インタフェース１１２３を介して、統合管理データベース８上の製造履歴情報２９から実際の製造条件を取得し、製造条件の変更が必要か否かを判断するものである。さらに製造条件の変更が必要であれば、変更後の製造条件の製造コストを算出し、データベース接続インタフェース１１２１、１１２２を介して、統合管理データベース８上の製造条件マスタ１６、製造コストマスタ１９を更新する。

このような本発明の第２の実施形態に係る生産管理システム１によれば、製造条件再設定モジュール２８および最終特性値評価モジュール２６が、第１製造工程〜第ｎ製造工程、複数の中間特性検査工程および最終特性検査工程で取得された情報を統計処理した結果により、製造条件マスタ１６、製造コストマスタ１９をリアルタイムに更新するようにしたことにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件を、実際の最終特性値の値から調整して、各製造工程の状態の変化に対応し、製造条件を適切な値に保持することができるという効果も期待される。

［第３の実施形態］
本実施形態に係る生産管理システムは、製造条件設定モジュール１５の機能を除き、第２の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。ここでは、中間特性および最終特性の双方を所定の数値幅で区切り、この中間特性および最終特性に対応付けて製造条件の組合せをマトリクス表示したマトリクステーブルを生成および更新するようにした場合を示す。

本発明の第３の実施形態に係るマトリクステーブルを図８に示す。

図８において、第１中間特性は、第１の実施形態を適用して５段階に区分されている。すなわち、第１中間特性検査値の範囲が「値０〜値Ａ」、「値Ａ〜値Ｂ」、「値Ｂ〜値Ｃ」、「値Ｃ〜値Ｄ」、「値Ｄ以上」に区分されている。また、最終特性については、「値Ｘ１」、「値Ｘ２」、「値Ｘ３」の３段階に区分されている。ここで、製造条件設定モジュール１５は、上述した第１中間特性と最終特性との組合せで設定可能な製造条件の組合せを、一時格納メモリ１０に記憶されている上記マトリクステーブルの当該個所に記載する。なお、第１中間特性と、設定および選択されて実行された製造条件の組合せと、その結果製造された部品の最終特性の実測値と、目標としていた最終特性値と、のデータは全て統合管理装置７が収集および取得し、統合管理データベース８に記憶して管理するようにしている。

また、製造条件設定モジュール１５は、目標としていた最終特性値と実測値とのデータに差異が発生した場合に、所定の規則に基づいて製造条件を変更するようにしている。例えば、同一の中間特性と、目標としていた最終特性との組合せで製造された部品の最終特性実測値のデータが一定数以上蓄積された後、蓄積されたデータ群を統計処理し、目標特性と最終特性実測値群との間に有意差がある場合には、所定の規則に基づいて製造条件を修正するようにしてもよい。このとき、製造コストについても再設定するようにしてもよい。

このような本発明の第３の実施形態に係る生産管理システム１によれば、製造条件設定手段としてのＣＰＵ９の製造条件設定モジュール１５が、例えば第１中間特性および最終特性の双方を所定の数値幅で区切り、第１中間特性および最終特性により製造条件の組合せをマトリクス表示したマトリクステーブル（図８に示す）を生成するようにしたことにより、第１中間特性および最終特性の値により、設定可能な製造条件の組合せを効率的に選択することができるという効果も期待される。さらに、本実施形態によれば、製造条件設定手段としての製造条件設定モジュール１５が、複数の製造工程としての第１製造工程〜第ｎ製造工程、複数の中間特性検査工程および最終特性検査工程で取得された情報を統計処理した結果により、上記マトリクステーブルを更新するようにしたことにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件を、実際の最終特性値の値から調整して、各製造工程の状態の変化に対応し、製造条件を適切な値に保持することができるという効果も期待される。この構成は、請求項２、３に係る発明の実施の一形態に相当する。

なお、上述した実施形態では、製造条件設定モジュール１５がマトリクステーブルを更新するようにした場合について説明したが、本発明はこのほかに、第２の実施形態で示した製造条件再設定モジュール２８がマトリクステーブルを更新するようにしても同様の効果が得られるものである。例えば、同一の中間特性と、目標としていた最終特性との組合せで製造された部品の最終特性実測値のデータが一定数以上蓄積された後、最終特性値評価モジュール２６が蓄積されたデータ群を統計処理し、目標特性と最終特性実測値群との間に有意差がある場合には、製造条件再設定モジュール２８がマトリクステーブルの設定を更新するようにしてもよい。また、このマトリクステーブルを統合管理データベース８に記憶して管理するようにしてもよい。

［第４の実施形態］
本実施形態に係る生産管理システムは、中間特性検査の実施タイミングを除き、第１の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。

上記中間特性検査の実施タイミングを含む製造工程の流れを図９に示す。ここで、「白地」のボックスは各部品の製造時間を示し、「網掛け地」のボックスは仕掛り時間を示している。また、表記された数字は、部品の識別情報（例えば、部品のロット番号など）を示している。

図９において、例えば中間特性検査装置１３１による中間特性検査工程では、第１製造工程で製造された複数の部品に対し、一個単位で中間特性検査を実施している。この検査結果により、製造条件設定モジュール１５は、第２製造工程以降の製造条件を部品ごとに設定するようにしている。この製造工程の流れによれば、部品の流し方が先入れ先出し方式であるために、製造工程間の仕掛り在庫は、後工程の製造工程が他の部品製造で稼動中にのみ発生することとなる。また、製造コスト算出モジュール１８は、上記仕掛り時間での滞留コストを含む製造コストを算出するようにしている。

このような本発明の第４の実施形態に係る生産管理システム１によれば、製造条件設定手段としての製造条件設定モジュール１５が、複数の製造工程への部品の投入順序の組合せを複数設定するとともに、その投入順序により発生する、製造工程間での部品の滞留時間を算出するようにし、製造コスト算出手段としての製造コスト算出モジュール１８が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程間での部品の滞留時間による滞留コスト（上記中間仕掛り在庫コストなど）が含まれるようにしたことにより、それぞれの製造条件の組合せの製造コストを適確に算出して最適なものを選択することができるという効果も期待される。この構成は、請求項５に係る発明の実施の一形態に相当する。

なお、上述した実施形態を第２、第３の実施形態に適用しても同様の効果が得られるものである。

［第５の実施形態］
本実施形態に係る生産管理システムは、中間特性検査の実施タイミングを除き、第１の実施形態と概ね同様の構成を有しているために、同一構成には同一符号を付与して説明を省略する。

上記中間特性検査の実施タイミングを含む製造工程の流れを図１０に示す。ここで、「白地」のボックスは各部品の製造時間を示し、「網掛け地」、「斜線地」のボックスは仕掛り時間を示している。また、表記された数字は、部品の識別情報（例えば、部品のロット番号など）を示している。

図１０において、例えば中間特性検査装置１３１による中間特性検査工程では、第１製造工程で製造された複数の部品に対し、中間検査を３個単位でバッチ処理している。この検査結果により、製造条件設定モジュール１５は、第２製造工程以降の製造条件を各部品ごとに設定し、さらに各部品の製造条件から、各製造工程の製造コストが最小となるような各部品の流し方を算出し、その結果をもとに後工程に流すようにしている。なお、製造コスト算出モジュール１８が算出する製造コストは、各製造工程で発生する製造コストと、段取り替えで発生する段取替コストと、製造順序を変更するために発生する中間仕掛り在庫コストと、を合計したものである。

このような本発明の第５の実施形態に係る生産管理システム１によれば、第４の実施形態に準じ、製造コスト算出モジュール１８が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程間での部品の滞留時間による滞留コスト（上記段取替コスト、上記中間仕掛在庫コストなど）が含まれるようにしたことにより、それぞれの製造条件の組合せの製造コストをさらに厳密に算出して最適なものを選択することができるという効果も期待される。この構成は、請求項５に係る発明の実施の一形態に相当する。

なお、上述した実施形態を第２、第３の実施形態に適用しても同様の効果が得られるものである。

［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態に係る生産管理システムの要部構成を図１１に示す。これは、パーソナルコンピュータなどの汎用処理装置を用いて第１から第５までの実施形態における統合管理装置７および統合管理データベース８を構成し、生産管理機能（統合管理装置７の機能に相当する）をソフトウェアによって実現したものである。

図１１において、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）３１は、装置全体を制御し、上述した生産管理機能を実現するものである。ＲＯＭ３２およびＲＡＭ３３は、メインメモリを構成し、ＣＰＵ３１の制御プログラムを記憶するとともに、この制御プログラムがＣＰＵ３１によって実行されるときに一時的に作成される情報などを保持するもの（一時格納メモリ１０に相当する）である。ハードディスク３５は、上記生産管理機能によって取得されたデータなどを電子ファイルとして記憶するもの（統合管理データベース８に相当する）である。表示装置３４は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、ＣＲＴディスプレイなどで構成され、図示しない表示コントローラの制御で上記生産管理機能によって取得されたデータなどを表示するものである。入力装置としてのキーボード３６は、生産管理に関する情報、操作情報などの入力に用いられるものである。キーボード３６により入力された情報は、ＣＰＵ３１に送られて上記メインメモリの所定領域に設定されるようにしている。ＣＤ−ＲＯＭ３８には、上記生産管理機能や処理手順を実現させるためのプログラムやデータなどが記録されている。ＣＤ−ＲＯＭドライブ３７は、プログラムやデータなどを記録したＣＤ−ＲＯＭ３８を装着して読み込み、上記メインメモリへ格納するときに用いられる。インターフェイス３０は、外部装置から制御信号を入力するものである。ここで、ＣＰＵ３１は、キーボード３６の操作による制御指令を入力するか、インターフェイス３０を介して制御信号を入力するか、によって上記生産管理機能や処理手順（例えば、図６のＳ１〜Ｓ６など）を実現させるためのプログラムを起動するようにしている。

なお、上述したＣＤ−ＲＯＭ３８の他に、半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、ＩＣメモリカードなど）、光媒体（例えば、ディジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニディスク（ＭＤ）、書き込み可能なＣＤ（ＣＤ−Ｒ）など）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク（ＦＤ）など）などを用いてもよい。

また、ＣＤ−ＲＯＭ３８などの記録媒体からインストールされたプログラム、換言すれば、その記録媒体に記憶されたプログラムとしては、上記生産管理機能を実現するために用いられる生産管理プログラムがある。ここでは、生産管理プログラムを予めＣＤ−ＲＯＭ３８などの記録媒体に書き込んでおき、このＣＤ−ＲＯＭ３８などをＣＤ−ＲＯＭドライブ３７などの媒体駆動装置に装着して読み込み、生産管理プログラムを上記メインメモリに格納し、ＣＰＵ３１が実行することによって、生産管理機能を実現している。なお、生産管理プログラムが半導体の記録媒体に記録されている場合には、直接、上記メインメモリヘロードされ、実行されることとなる。さらに、上記メインメモリへロードされた生産管理プログラムを実行することにより、生産管理機能が実現されるだけでなく、生産管理プログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって生産管理機能が実現されるようにしてもよい。

このような本発明の第６の実施形態に係る記録媒体としてのＣＤ−ＲＯＭ３８によれば、所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、これらの製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理するとき、コンピュータとしてのＣＰＵ３１に、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手順としてのステップＳ１（図６に示す）と、中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手順としてのステップＳ２と、このステップＳ２で設定された製造条件の組合せについて、それぞれの製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手順としてのステップＳ３と、このステップＳ３で算出された製造条件の組合せの製造コストにより、この製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手順としてステップＳ５、Ｓ６と、を実行させるためのプログラムを記録したことにより、ソフトウェアによって、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件、および部品の流し方を設定し、かつそのときの製造コストを計算し、さらにその中から最小な製造コストの合計値となる製造条件の組合せを選択して、部品の製造コストを低減することができるという効果も期待される。この構成は、請求項８に係る発明の実施の一形態に相当する。

また、本実施形態によれば、パーソナルコンピュータなどの汎用処理装置を用いて第１から第５までの実施形態に示した生産管理機能（統合管理装置７の機能に相当する）をソフトウェアによって実現することにより、構成を簡素化しながらソフトウェアによって、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件、および部品の流し方を設定し、かつそのときの製造コストを計算し、さらにその中から最小な製造コストの合計値となる製造条件の組合せを選択し、最小の製造コストで部品を製造することができるという効果も期待される。この構成は、請求項９に係る発明の実施の一形態に相当する。

なお、上述した実施形態では、生産管理機能（統合管理装置７の機能に相当する）をソフトウェアによって実現した場合について説明したが、本発明はこのほかに、製造管理装置１２１〜１２３、１２ｎ、中間特性検査結果管理装置１４１、１４２および最終特性検査結果管理装置６の機能を上記ソフトウェアに加えて実現しても同様の効果が得られるものである。

以上のように、本発明に係る工程管理装置は、中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段（製造条件設定モジュールに相当する）と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段（製造コスト算出モジュールに相当する）と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段（製造条件確定モジュールに相当する）と、を設けることにより、部品の最終特性を所望の値にするために必要な各製造工程の製造条件の組合せを設定し、かつそのときの製造コストを計算し、さらにその中から最小な製造コストの合計値となる製造条件の組合せを選択して、部品の製造コストを低減することができるという効果を有し、複数の製造工程を有する生産ラインにおいて工程を管理する工程管理装置、工程管理方法、記録媒体および生産管理システムなどとして有用である。

本発明の第１の実施形態に係る生産管理システムのブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る統合管理装置および統合管理ＤＢのブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る統合管理ＤＢのブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る中間特性値の範囲と製造条件との対応を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る中間特性値の範囲を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る工程管理方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る統合管理装置および統合管理ＤＢのブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る中間特性の範囲と最終特性と製造条件との対応を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係る生産ラインの工程を示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る生産ラインの工程を示す図である。 本発明の第６の実施形態に係る生産管理システムの要部を示すブロック図である。

符号の説明

１ 生産管理システム
２ 製造管理装置
４ 中間特性管理装置
５ 最終特性検査装置
６ 最終特性検査結果管理装置
７ 統合管理装置
８ 統合管理データベース（ＤＢ）
１１１、１１２、１１３、１１ｎ 製造装置
１２１、１２２、１２３、１２ｎ 製造管理装置
１３１、１３２ 中間特性検査装置
１４１、１４２ 中間特性検査結果管理装置

Claims (9)

1. 所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理する工程管理装置であって、
   中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手段と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段と、を備えたことを特徴とする工程管理装置。
2. 請求項１に記載の工程管理装置において、
   製造条件設定手段が、中間特性および最終特性の双方を所定の数値幅で区切り、該中間特性および該最終特性により前記製造条件の組合せをマトリクス表示したマトリクステーブルを生成するようにしたことを特徴とする工程管理装置。
3. 請求項２に記載の工程管理装置において、
   製造条件設定手段が、複数の製造工程、複数の中間特性検査工程および最終特性検査工程で取得された情報を統計処理した結果により、マトリクステーブルを更新するようにしたことを特徴とする工程管理装置。
4. 請求項１に記載の工程管理装置において、
   製造コスト算出手段が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程を運用するためのエネルギー消費コストが含まれるようにしたことを特徴とする工程管理装置。
5. 請求項１に記載の工程管理装置において、
   製造条件設定手段が、複数の製造工程への部品の投入順序の組合せを複数設定するとともに、前記投入順序により発生する、製造工程間での部品の滞留時間を算出するようにし、製造コスト算出手段が算出した最終特性検査工程までの製造コストには、製造工程間での部品の滞留時間による滞留コストが含まれるようにしたことを特徴とする工程管理装置。
6. 所定の製造条件により所定の最終部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、中間部品を廃棄する廃棄工程と、を管理する工程管理装置であって、
   中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手段と、前記中間特性に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手段と、該製造条件設定手段が設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手段と、該製造コスト算出手段が算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手段と、を備え、
   製造コスト算出手段が、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果により、廃棄工程で中間部品を廃棄するときの廃棄コストを算出するとともに、標準的な製造条件の組合せの製造コストを算出し、該製造コストと廃棄コストとの合計から、中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストを算出するようにし、製造条件選択手段が、前記中間部品を廃棄して新たな部品を製造するときの最終特性検査工程までの製造コストが最小となる、製造条件の組合せを選択するようにしたことを特徴とする工程管理装置。
7. 所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理する工程管理方法であって、
   中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手順と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手順と、該製造条件設定手順で設定された製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手順と、該製造コスト算出手順で算出された製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手順と、を実行することを特徴とする工程管理方法。
8. 所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程と、該製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査工程と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査工程と、を管理するとき、
   コンピュータに、中間特性検査工程で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理手順と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定手順と、該製造条件設定手順で設定された製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出手順と、該製造コスト算出手順で算出された製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択手順と、を実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. 所定の製造条件により所定の部品を製造するための複数の製造工程を実行する製造装置と、複数の製造工程のいずれかで製造された中間部品の特性を検査する複数の中間特性検査装置と、複数の製造工程を経て製造された最終部品の特性を検査する最終特性検査装置と、を含む生産ラインを管理する生産管理システムであって、
   中間特性検査装置で取得された中間特性検査結果を管理する中間特性管理機能と、前記中間特性検査結果に適応する製造条件の組合せを一又は複数設定する製造条件設定機能と、該製造条件設定機能によって設定した製造条件の組合せについて、各該製造条件の製造コストを算出し、さらに最終特性検査工程までの製造コストを算出する製造コスト算出機能と、該製造コスト算出機能によって算出した、製造条件の組合せの製造コストにより、該製造コストが最小となる製造条件の組合せを選択する製造条件選択機能と、を実現するコンピュータを備えたことを特徴とする生産管理システム。

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