JP2005352934A - 生産プロセス管理システムおよび装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産ラインを監視する監視機器が発する業務指示と、生産設備にて作業をしているオペレータからの進捗報告とを統一的に扱うことが可能な生産プロセス管理システムおよび装置を提供する。
【解決手段】生産プロセス管理システム１０は、製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、作業の順序である業務プロセスとが関連付けられたプロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部１４と、製品種別・製造順を格納する製品種別・製造順格納部１３と、各生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データ１２を格納するＭＥＳ部品群１１と、生産設備からの作業の進捗報告データを受信し、かつ、生産設備に業務指示データを送信する送受信部１７と、進捗報告データに基づいて、プロセスモデル、製品種別・製造順を加味して、ＭＥＳ部品群１１から対応する業務指示データ１２を選択するプロセス管理部１５とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理する生産プロセス管理システムおよび装置に関する。

生産管理システムにおいて、生産活動の実績をデータとして収集して、その生産プロセスを分析することが行われている。このような生産活動の実績データの項目としては、生産システムを構成する各工程を個々の製品が通過した時刻、品質検査結果、製品倉庫への入庫実績個数をカウントする等して取得される在庫数量などがある。特に、在庫数量は、生産管理においてしばしば用いられる重要なデータである。

このような実績データを分析した結果として、例えば、生産システムの生産工程に部分的に変更が加えられる場合がある。また、この他に、生産物が追加、変更される場合がある。これら工程の変更、生産物についての追加・変更に伴って、収集すべき実績データ項目も変更される。つまり、その収集を行う対象とする生産物の性質、形態、管理方法、等に適するように、実績データ項目の種類や点数は、変更される。

一方、生産システムにおいては、生産システム構築に要する工数を低減することが求められている。つまり、上記のような実績データ項目の要件の多様さや変更によって、システムの構築作業は煩雑になるが、その煩雑さを吸収することが望まれている。

収集管理する実績データ項目にバラエティを持たせることを目的とした技術として、下記特許文献１に開示される技術がある。この技術では、稼動マスタデータベースに蓄積された情報に基づいて、稼動情報収集メニューの画面を表示し、この稼動情報収集メニューの画面に従ってオペレータによって入力された稼動情報がイベントデータベースに蓄積されることが開示されている。なお、この稼動マスタデータベースに蓄積される収集情報は、事象ごとに階層化された構造を有しており、稼動情報収集メニューの画面は、その階層化された収集情報から構成される。
特開２００２−９１５２７号公報「生産設備稼働状況管理システム」

上記特許文献１の技術には以下の問題がある。
すなわち、実績情報の種別としては、オペレータが画面から入力する情報の扱いのみが開示されており、監視機器が発するイベントとオペレータの作業によるイベントとを統一的に扱うことができない。また、生産システムを構成する各工程のうち、どの地点で実績データを収集したかを特定する方法を備えていない。また、実績データの集計方法としては、稼動情報の種別ごとに集計する方法のみが開示されており、２項目の収集データを比較する集計を扱うことができない。そして、これらのことから、特許文献１の従来技術では、多様な要件にすみやかに対応することができないという問題がある。

本発明の課題は、生産ラインを監視する監視機器が発する業務指示と、生産設備にて作業をしているオペレータからの進捗報告とを統一的に扱うことが可能な生産プロセス管理システムおよび装置を提供することである。

本発明の生産プロセス管理システムは、複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理するシステムにおいて、製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である業務プロセスと、が関連付けられたプロセスモデルを定義することが可能なプロセスモデル定義部と、前記生産ラインにて製造される複数種別の製品についての情報と、それら製品を製造する順序についての情報とが定義可能な製品種別・製造順定義部と、をそれぞれが有する１以上のエンジニアリング端末と、前記１以上のエンジニアリング端末に接続されると共に、前記プロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部と、前記製品種別・製造順を格納する製品種別・製造順格納部と、それぞれの生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データを格納する業務指示データ格納部と、生産設備からの作業の進捗報告データを受信する受信部と、前記受信した作業の進捗報告データに基づいて、前記プロセスモデル、前記製品種別・製造順を加味して、前記業務指示データ格納部から対応する業務指示データを選択するプロセス管理部と、前記選択された業務指示データを前記生産設備に送信する送信部と、を有する生産プロセス管理装置と、を備えることを特徴とする生産プロセス管理システムである。

ここで、プロセスモデルによって、生産プロセスと業務プロセスとが関連付けられているので、例えば、生産プロセス管理装置が発する業務指示と、生産設備にて作業をしているオペレータからの進捗報告とを統一的に扱うことができる。

また、本発明の生産プロセス管理装置は、複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理する装置において、製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である業務プロセスと、が関連付けられたプロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部と、前記生産ラインにて製造される複数種別の製品についての情報と、それら製品を製造する順序についての情報とを格納する製品種別・製造順格納部と、それぞれの生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データを格納する業務指示データ格納部と、生産設備からの作業の進捗報告データを受信する受信部と、前記受信した作業の進捗報告データに基づいて、前記プロセスモデル、前記製品種別・製造順を加味して、前記業務指示データ格納部から対応する業務指示データを選択するプロセス管理部と、前記選択された業務指示データを前記生産設備に送信する送信部と、を備えることを特徴とする生産プロセス管理装置である。

本発明によれば、プロセスモデルによって、生産プロセスと業務プロセスとが関連付けられているので、例えば、生産プロセス管理装置が発する業務指示と、生産設備にて作業をしているオペレータからの進捗報告とを統一的に扱うことができる。

また、生産プロセスが変更された場合にも、その変更後の生産プロセスに対応して、プロセスモデルをプロセスモデル定義部を介して定義すればよいので、生産プロセスの変更にすみやかに対応することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の各実施形態に共通する生産プロセス管理システムと生産設備とを含む全体構成図である。

図１において、１以上の業務端末１と、１以上のエンジニアリング端末２とが生産プロセス管理装置３にそれぞれ接続されると共に、生産プロセス管理装置３は、コントローラ４を介して、例えば、工場等の生産現場に設けられる１以上の生産設備５に接続される。

なお、本発明の各実施形態においては、複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理するシステムが扱われる。
図２は、本発明の第１実施形態の生産プロセス管理システムと生産設備との構成を示すブロック図である。この図２は、図１の主要部のより詳細な構成を示している。

図２において、生産プロセス管理システムは、１以上の業務端末３０、１以上のエンジニアリング端末２０、生産プロセス管理装置１０、とからなる。
エンジニアリング端末２０は、製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である業務プロセスと、が関連付けられたプロセスモデルを定義することが可能なプロセスモデル定義部２２と、上記生産ラインにて製造される複数種別の製品についての情報と、それら製品を製造する順序についての情報とが定義可能な製品種別・製造順定義部２１と、を備える。

生産プロセス管理装置１０は、前記プロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部１４と、前記製品種別・製造順を格納する製品種別・製造順格納部１３と、それぞれの生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データ１２を格納するＭＥＳ部品群（業務指示データ格納部）１１と、生産設備４０からの作業の進捗報告データを受信すると共に、業務指示データを生産設備４０に送信する送受信部１７と、生産設備４０との間でやり取りされる、上記進捗報告データ、上記業務指示データについての実績値を収集する実績収集部１６と、その受信した作業の進捗報告データに基づいて、上記プロセスモデル、上記製品種別・製造順を加味して、ＭＥＳ部品群１１から対応する業務指示データ１２を選択すると共に、上記進捗報告データ、または、上記業務指示データが送受信されるのに際して実績収集部１６を起動させて実績値を収集するプロセス管理部１５と、を備える。

業務端末３０は、前記作業の進捗報告データごと、または、前記業務指示データごとの、実績値を収集するか否かを定める実績収集フラグのオン・オフを設定可能な収集フラグ設定部３１を備える。この場合、生産プロセス管理装置１０の実績収集部１６は、作業の進捗報告データごと、または、業務指示データごと、に設定された実績収集フラグのオン・オフに基づいて、生産設備４０との間でやり取りされる、それら進捗報告データ、業務指示データについての実績値を収集する。

また、図２において、（生産）設備４０は、１つの生産ラインに対して、通常、複数台設置される。この設備４０は、生産プロセス管理装置１０から送られる業務指示データを受信すると共に、生産プロセス管理装置１０に作業の進捗報告データ、例えば、指示待ちの状態にあることを示す指示要求、現工程の組立が完了したことを示す組立完了、等を送信する送受信部４１と、送受信部４１を介して受信した業務指示データに対応して、ライン上を次に流れてくる部品に対する組み立て指示に対応する情報を（作業者に対して）表示する表示部４２と、を備える。

図３は、生産プロセスにおける各機能が持つデータ項目と、それら機能間の関係を示す図である。
図３において、クラス間の矢印は、参照元を指している。例えば、「進捗状態」クラスの項目「工程番号」は、プロセス定義中の「工程」クラスの項目「工程番号」を参照元としている。

図４は、本システムの実行時の動作を示すシーケンス図である。このシーケンス図においては、図３の各機能間の動作シーケンスが示される。
図４において、まず、設備のユーザによって、１．で、例えば、待機状態にあることを示す「指示要求」ボタン、または、組み立て作業が完了したことを示す「組立完了」ボタンが押下されると、その押下によって、２．でイベントが発生し、設備から生産プロセス管理装置に通知される。

このイベントを受け取った「プロセス定義」では、３．で「進捗状態」を更新する。また、後述の収集フラグがそのイベントに対してオンに設定されているときは、４．でそのイベントに対して実績収集を実行する。そして、５．で実績値が格納される。格納された実績値に基づいて集計を行う場合は、６．で在庫計数が実行され、７．で実績値が集計される。

図５は、生産ラインの例（その１）を示す図である。
図５に示す生産ラインでは、組立工程（１）において、部品Ａと部品Ｂとを組み立てて部品Ａ＋Ｂを得ることが、また、組立工程（２）において、組立工程（１）からの部品（Ａ＋Ｂ）と部品Ｃとを組み立てて部品Ａ＋Ｂ＋Ｃを得ることが、また、組立工程（３）において、組立工程（２）からの部品（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と部品Ｄとを組み立てて部品Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄを得ることが、また、組立工程（４）において、組立工程（３）からの部品（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）と部品Ｅとを組み立てて製品としての完成品Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅを得ることが、示されている。なお、組み立てられた製品は、例えば、完成品倉庫に入庫される。

なお、実際には、図５に示す生産ラインでは、２種類の製品（製品：甲、製品：乙）を５つの部品（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）、（Ａ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’）、からそれぞれ組み立てている。そして、それら製品種別（製品：甲、製品：乙）、それら製品：甲、製品：乙を組み立てる順序、についての情報は、図２のエンジニアリング端末に備えられるユーザインターフェイスのひとつである製品種別・製造順定義部からユーザが指定することができる。例えば、甲を２回組み立てた後、乙を３回組み立てるのを１セットにして、そのセットを所定回数分繰り返す等の情報が指定される。

ユーザは、図２のエンジニアリング端末に備えられるユーザインターフェイスのひとつであるプロセスモデル定義部を用いて、所定の生産ライン、例えば、図５に示す生産ラインに対応するプロセスモデル情報を定義することができる。

図６は、図５の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。
この図６に示すフロー図は、生産プロセスと業務プロセスとが関連付けられたプロセスモデルに対応するフロー図である。ここで、生産プロセスとは、製品の製造過程を、順序として表現した情報である。製品が複数の部品から構成される場合には、その組み立て順序の情報が生産プロセスに対応する。切削や調合等の加工を経て製品が製造される場合には、その加工順序の情報が生産プロセスに対応する。組み立てや加工を組み合わせた生産プロセスもあり得る。

また、業務プロセスとは、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である。例えば、組み立て作業の指示→組み立て実施→組み立て完了報告、という順序の情報が業務プロセスに相当する。

図６において、角丸四角形、すなわち、「開始」、「組立（１）開始」、「組立（２）開始」、「組立（３）開始」、「組立（４）開始」、「完成」は、図２の「工程」に相当し、また、右側の四角形、すなわち、「指示要求」、および、各「組立完了」は、図２の「進捗報告部品管理」に相当し、また、左側の四角形、すなわち、各「組立指示」は、図２の「業務指示部品管理」に相当し、また、六角形、すなわち、「遷移１」、・・・、「遷移５」は、図２の「遷移条件」に相当する。

図６において、例えば、「開始」、「組立（１）開始」、「組立（２）開始」、「組立（３）開始」、「組立（４）開始」、「完成」の間には、順序関係が付けられていて、上述した製品の製造過程を順序として表現した情報、すなわち、生産プロセスに対応している。また、「指示要求」、「組立完了」、「組立指示」の間には、順序関係が付けられていて、上述した製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報、すなわち、業務プロセスに対応している。そして、このような生産プロセスと業務プロセスとが関連付けられることで、プロセスモデルが生成される。

図６のフローには、概略以下のことが示されている。
まず、図５の生産ラインの組立工程（１）の作業者が指示待ちであることを示す「指示要求」が設備４０から生産プロセス管理装置１０に送信され、生産プロセス管理装置１０側で受け付けられる。この「指示要求」を送受信部１７を介して受け取ったプロセス管理部１５では、その「指示要求」に対応する業務指示データであると共に、その作業者が次に行うべき作業内容についての業務指示データである「組立（着工）指示」が、例えば、製品種別・製造順格納部に格納された製品種別・製造順に基づいて決定（選択）され、その決定された「組立（着工）指示」に対応する業務指示データ１２がＭＥＳ部品群１１から選択される。選択された業務指示データ１２は、生産プロセス管理装置１０から送受信部１７を介して設備４０に送信される。

この「組立（着工）指示」データは、対応する設備（ここでは、組立工程（１）に対応する設備）４０において受信される。その設備４０では、受信した「組立（着工）指示」データに基づいて、次に組み立てるべき製品に対応して定まる組み立て指示が、例えば、組立工程（１）に対応する設備４０の表示部４２に表示される。そして、組立工程（１）の作業者は、その指示内容に従って作業を進める。

この組立工程（１）の作業が、やがて完了すると、作業者によって、例えば、設備４０上の完了スイッチ（不図示）が押下され、その組み立て工程が完了したことを示す情報（「組立完了」）が、組立工程（１）に対応する設備４０から生産プロセス管理装置１０に送信され、生産プロセス管理装置１０側で受け付けられる。

この状態は、図６中では、「遷移（２）」に対応している。図に示すように、「遷移（２）」には、「組立（１）開始」と「組立（１）完了」とから矢印が入力されている。これは、組立（１）が開始されていることと、組立（１）が完了していることの双方が満たされたときに、次の組立工程である組立工程（２）に対して、「組立指示」を、生産プロセス管理装置１０から組立工程（２）に対応する設備４０に送信できることを示している。

生産プロセス管理装置１０から送信された「組立指示」データは、組立工程（２）に対応する設備４０に受信され、その設備４０の表示部４２に、例えば、次に組み立てるべき製品に対応して定まる組み立て指示が表示される。そして、組立工程（２）の作業者は、その指示内容に従って作業を進める。

以下、同様にして、組立工程（４）までの組み立てが行われる。そして、一連のプロセスの結果として、この生産ラインにおいて製造される複数、例えば、２種の製品のいずれかが完成品として得られる。

図７および図８は、図６のプロセスモデルに対応して生成されるテーブルを示す図であり、図７は、工程テーブルと接続定義テーブルを示し、また、図８は、遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示している。

図７（ａ）に示される工程テーブルは、図５の生産ラインに対応する各工程の名称と、そのＩＤである工程番号とを対応付けて格納したテーブルである。図に示されるように、各工程は、作業の開始を示す「開始」と、一連の作業の結果として完成品が得られたことを示す「完成」との他に、組立工程（１）〜（４）に対応して、各工程の開始と完了、すなわち、組立（１）開始、組立（１）完了、組立（２）開始、組立（２）完了、・・・組立（４）完了、とからなる。

図６のフロー図を参照すると、各工程から次の工程まで遷移するに際して、その中間に遷移状態、すなわち、遷移１〜遷移５が設けられているが、これら遷移状態は、図８（ａ）に示される遷移条件テーブルに定義されている。

この遷移条件テーブルは、遷移状態のＩＤである「条件番号」と、遷移状態から遷移が行なわれた際に、次の遷移先となる次工程の番号を示す「次工程番号」と、遷移状態からの遷移に連動して呼び出される業務指示データ（部品）の番号を示す「呼出し部品」とが対応付けられて格納されている。

ここで、図７の説明に戻ると、図７（ｂ）に示される接続工程テーブルは、工程テーブルに示される各「工程」と、遷移条件テーブルに示される各「条件」との接続ＩＤ（接続番号）を定義したテーブルである。例えば、図７（ｂ）の１行目のデータは、接続番号＝１、前工程番号＝０、条件番号＝１となっているが、この接続は、図６のフローにおいては、「開始」（工程番号＝０に対応）から「遷移１」（条件番号＝１に対応）に向かう矢印を示している。

図８（ｂ）は、進捗報告部品テーブルを示している。このテーブルには、進捗報告データ（部品）の番号（ＩＤ）を示す部品番号と、その番号の進捗報告データが呼び出す工程の番号を示す呼出し工程と、進捗報告の種別を示す進捗報告種別（部品種別）と、進捗報告データが生産プロセス管理装置１０内のプロセス管理部１５に入力された際に、実績収集部１６を起動して、その進捗報告データについての実績値、例えば、そのデータ（部品）の受信（収集）時刻、進捗報告の種別、対応する製品種別（製品：甲または製品：乙、等）、製品種別に関わりなくシリアルに付与される番号である製造番号、を収集するか否かを指定する収集フラグと、が関連付けられて格納されている。

図８（ｃ）は、業務指示部品テーブルを示している。このテーブルには、業務指示データ（部品）の番号（ＩＤ）を示す部品番号と、その番号の業務指示データが呼び出す工程の番号を示す呼出し工程と、業務指示の種別を示す業務指示種別（部品種別）と、業務指示データ１２が生産プロセス管理装置１０内のＭＥＳ部品群１１から選択された際に、プロセス管理部１５が実績収集部１６を起動して、その選択された業務指示データについての実績値、例えば、そのデータ（部品）の受信（収集）時刻、業務指示の種別、対応する製品種別（製品：甲または製品：乙、等）、製品種別に関わりなくシリアルに付与される番号である製造番号、を収集するか否かを指定する収集フラグと、が関連付けられて格納されている。

以上、説明したように、生産ライン上の先頭の工程、例えば、組立工程（１）の作業者からの「指示要求」によって、一連の生産プロセスが開始されるが、本実施形態の生産プロセス管理システムにおいては、上述の進捗報告データ、または、業務指示データが生産設備と生産プロセス管理装置との間でやり取りされる際に、上記「収集フラグ」を参照して、対応する進捗報告データ、または、業務指示データについての実績値を、例えば、図２に示すように、実績値テーブル３２に出力するものである。

図９は、そのような実績値テーブル３２の一例を示す図である。
図９において、実績値テーブルは、進捗報告データ、または、業務指示データの番号を示す部品番号、製造番号、製品種別、データ収集のイベントが発生した時刻を示す発生時刻、部品種別、とが関連付けられて格納されている。

このように、本実施形態において、生産ラインの分析を行うユーザは、業務端末から収集フラグ設定部３１を介して、生産ライン中の所望とする位置において収集フラグをオンに設定してデータ収集を行うことができる。

なお、本実施形態においては、このようにして得られた実績値テーブルに対して、集計方法を指定して集計を行うことにより、集計テーブルを得ることもできる。この集計テーブルを参照することにより、生産ラインの現状に対して、例えば、各作業担当者の負荷が均一または略均一になっているか等の分析を行うことが可能となる。

図１０は、本発明の第１実施形態における業務端末の構成の変形例を示すブロック図である。
図１０において、業務端末５０は、上述の収集フラグ設定部３１の他に、収集された実績値についての情報を格納する実績値テーブル３２と、格納された実績値についての情報に対する集計方法を定義可能な集計方法定義部５１と、格納された実績値についての情報を用いて、定義された集計方法により集計を実行する集計実行部５２と、をさらに備える。集計された結果は集計値テーブル５３に格納される。

図１１は、図９の実績値テーブルから得られた集計値テーブルの一例である。
図１０の集計実行部５２は、図９の実績値テーブルから、実績値（発生時刻）が「２００１／０９／０１ ０８：３０〜２００１／０９／０１ ０８：４０」の期間に含まれる実績値（発生時刻）の個数を、製品種別および進捗報告データごと、または、製品種別および業務指示データごとに集計することで、図１１に示される集計値テーブルを得ている。

例えば、図１１の集計値テーブルの１行目は、製品種別：甲、かつ、業務指示部品（データ）の番号が「１」であるものについて、図９の実績値テーブルにおいて、発生時刻が上記期間に含まれるものが集計されるので、１、２、８、９行目が相当することになり、個数として「４」が得られる。

また、図１１（ａ）の集計値テーブルの３行目は、製品種別：甲、かつ、進捗報告部品（データ）の番号が「１０５」であるものについて、図９の実績値テーブルにおいて、発生時刻が上記期間に含まれるものが集計されるので、５、７行目が相当することになり、個数として「２」が得られる。

図１１（ａ）の集計値テーブルの３行目を参照すると、上記期間において、製品：甲が２個製造されたことが分かり、また、１行目を参照すると、上記期間において、製品：甲の４個分が生産ライン上で製造されていることが分かるので、その差分、すなわち、１行目の個数４と３行目の個数２との差分から２個分がまだライン上で製造中であることも分かる。

なお、上記差分を予め表示させるように集計を行なうこともできる。図１１（ｂ）の集計値テーブルは、そのような集計の一例を示している。この図１１（ｂ）の集計値テーブルでは、データ収集のイベントを発生させる進捗報告データ、または、業務指示データを、集計の対象とする区間の始点と終点とに対応させ、集計実行部５２は、その区間に含まれる製品の個数を、その区間始点に対応するイベントの個数と、その区間終点に対応するイベントの個数との差分をとることによって集計している。

なお、図２の実績収集部１６は、イベントに対する実績値を業務端末３０上に出力してもよいし、生産プロセス管理装置１０内に出力してもよい。また、図１０の集計方法定義部５１、集計実行部５２についても、図１０の業務端末５０上に設けられていてもよいし、生産プロセス管理装置１０内に設けられていてもよい。

なお、本実施形態においては、製品の生産プロセスの変更にも柔軟に対応できることが１つの特徴となっている。以下に、図１２〜図１５を参照して、生産プロセスが変更された場合の本システムに対応について説明する。

図１２は、生産ラインの例（その２）を示す図である。
図５に示す生産ラインに対して生産プロセスの変更が行われて、例えば、図１２に示される生産ラインが得られたものとする。

図１２の生産ラインでは、図５と比較して、部品Ｃと部品Ｄは、予め外部に発注して、その外部の業者から部品倉庫に半製品（Ｃ＋Ｄ）として入庫される。その入庫された半製品の個数の情報が生産プロセス管理装置１０内の在庫計数部（不図示）に反映（加算）される。

図１３は、図１２の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。
以下では、図５の生産ラインとの差異について主に説明する。図１２の生産ラインでは、図５の組立工程（２）と（３）が一体化して組立工程（３ｂ）になると共に、部品倉庫に半製品（Ｃ＋Ｄ）が外部から供給されている。そして、組立工程（３ｂ）では、組立工程（１）からの部品（Ａ＋Ｂ）と半製品（Ｃ＋Ｄ）とから部品（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を組み立てている。

半製品（Ｃ＋Ｄ）が組立工程（３ｂ）に供給されるごとに、例えば、その半製品（Ｃ＋Ｄ）に貼り付けられたバーコードが搬送路上に設けられたバーコードリーダによって読み取られ、その情報が、生産プロセス管理装置１０に送信される。その情報を受信した生産プロセス管理装置１０では、在庫計数部（不図示）の在庫数を１つ減算すると共に、組立工程（３ｂ）に対応する設備に対して、部品が供給されたことを示す「部品供給」データを送信する。

図１３の「遷移２」で示される状態では、このような部品供給が行われることと、組立工程（３ｂ）に対する前工程である組立工程（１）の（組み立て）作業が完了したこととの双方が満たされることで、次の状態へと遷移できることが示されている。

図１４および図１５は、図１３のプロセスモデルに対応して生成されるテーブルを示す図であり、図１４は、工程テーブルと接続定義テーブルを示し、また、図１５は、遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示している。

図１５（ｂ）の進捗報告部品テーブル、および、（ｃ）の業務指示部品テーブルを参照すると、生産プロセスの開始（業務指示部品テーブルの１行目）と、終了（進捗報告部品テーブルの４行目）で収集フラグがオンに設定されている他に、生産プロセス管理装置１０から組立工程（３ｂ）に対応する設備に対して部品が供給される際（進捗報告部品テーブルの５行目）にも収集フラグがオンに設定されている。

このようなデータを収集することで、例えば、外部の業者が半製品（Ｃ＋Ｄ）を納品する期間と、生産ラインにて半製品（Ｃ＋Ｄ）が消費される速度とが比較され、納期の間隔、数量等を調整することが可能となる。

また、本実施形態においては、生産プロセスが変更された場合にも、プロセスモデル定義部を介して、プロセスモデルを対応するものに変更すれば、例えば、図６に示すものから図１３に示すものに変更すれば、その変更後の生産プロセスに対してもそのプロセスを管理することが可能となる。このため、生産プロセスの変更にも柔軟に対応できるシステムとなっている。

図１６は、本発明の第２実施形態の生産プロセス管理システムと生産設備との構成を示すブロック図である。図１６においては、図２の第１実施形態と異なる部分について主に説明する。

図１６においては、図２の第１実施形態と比較して、業務端末７０は、製品の製造過程に対する区間を定義することが可能な区間定義部７２をさらに有している。そして、このことに対応して、生産プロセス管理装置６０内のプロセスモデル格納部６４は、定義された区間を、対応するプロセスモデルに関連付けて格納する。

ここで、区間定義部７２を介して定義される区間とは、対応するプロセスモデル上の、進捗報告データ、または、業務指示データを始点と終点とに割り当てることによって定義されるものである。業務端末７０の収集フラグ設定部７１は、定義された各区間に対して収集フラグのオン・オフを設定することができる。この場合、プロセス管理部６５は、生産ラインの稼動に伴って発生する、設備４０からの進捗報告データの受信や、対応する設備４０へ送信すべき業務指示データ１２の選択に際して、それら進捗報告データや業務指示データが収集フラグがオンに設定された区間に含まれているかを判定して、含まれている場合には、区間実績収集部６６を起動して、対応する進捗報告データまたは業務指示データについての実績値を収集する。

区間についての実績値は、図に示されるように、送受信部６７を介して業務端末に送信され、そこで、区間実績値テーブルに格納されてもよいし、また、生産プロセス管理装置６０内に出力されてもよい。

図１７は、生産ラインの例（その３）を示す図である。
なお、この生産ラインを例にとって、区間実績値を収集する場合を説明するが、上記した各生産ラインに対しても区間が定義でき、よって、区間実績値を収集してデータ解析を行うことができることは言うまでもない。

図１７に示す生産ラインは、図５に示す生産ラインに変更を加えて得られた生産ラインである。この生産ラインでは、先頭の組立工程である組立工程（１）以外の工程、すなわち、組立工程（２）〜（４）からも、生産プロセス管理装置６０に対して、待機状態になったことを示す「指示要求」が送信できるものとしている。これにより、組立工程ごとの所要時間をより細かく把握することが可能となる。

図１８は、図１７の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。なお、図１８では、図６のフロー図と異なる箇所を主に説明する。
図１８においては、図６と比較し、遷移２、遷移３、遷移４の遷移条件が異なっている。例えば、「遷移２」の場合、図では、「遷移２」には、「組立（１）開始」と「組立（１）完了」との他に、「組立（２）準備」からも矢印が入力されている。これは、組立（１）が開始されていることと、組立（１）が完了していることの双方が満たされると共に、組立（２）の準備が完了している、すなわち、待機状態にある場合に、次の組立工程である組立工程（２）に対して、「組立指示２」を、生産プロセス管理装置６０から組立工程（２）に対応する設備４０に送信できることを示している。「遷移３」、「遷移４」についても同様である。

図１９および図２０は、図１８のプロセスモデルに対応して生成されるテーブルを示す図であり、図１９は、工程テーブルと接続定義テーブルを示し、また、図２０は、遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示している。

第１実施形態の図７との対応では、「遷移２」〜「遷移４」に「指示要求」を追加したことに伴って、図１９では、例えば、工程テーブルに工程番号「１０」〜「１２」の「組立（２）準備」〜「組立（４）準備」が追加されている。また、第１実施形態の図８との対応では、図２０では、例えば、進捗報告部品テーブルに部品番号「１０６」〜「１０８」の各「指示要求」が追加されている。

図２１は、図１８のプロセスモデルに対して定義された区間定義テーブルの例（その１）を示す図である。
図２１において、区間定義テーブルは、区間を示すＩＤである区間番号と、区間始点と、区間終点とが対応付けられて格納されている。上述したように、進捗報告データ、または、業務指示データが区間始点と区間終点とに割り当てられる。図では、各区間の始点と終点には、進捗報告データ１０１〜１０８のいずれかが割り当てられている。

なお、図２１には示されていないが、各区間に対応して、収集フラグを設けてもよい。その場合、上記したように、プロセス管理部６５は、生産ラインの稼動に伴って発生する、設備４０からの進捗報告データの受信に際して、その進捗報告データがその収集フラグの値がオンの区間に含まれる場合には、区間実績収集部６６を起動して、対応する進捗報告データについての実績値を収集する。

図２２は、ある時点での図１７の生産ラインの状況を示す図である。
この時点では、製造（シリアル）番号１００１にて示される製品種別：甲の製品が完成品倉庫に入庫されている。また、製造番号１００２：乙の製品が組立工程（４）の途中であり、製造番号１００３：甲の製品が組立工程（３）の途中であり、製造番号１００４：乙の製品が組立工程（４）の途中である（この例では、製品：甲と製品：乙とは交互に製造される）。

なお、図１６の本実施形態のブロック図からは定かでないが、区間実績値を収集するに際して、対応する実績値データを図２の第１実施形態の実績収集部１６によって求めておき、その実績値テーブルから区間実績収集部６６を介して区間実績値を得るようにしてもよいし、また、区間実績収集部６６の１回の適用によって、区間実績値を得るようにしてもよい。

図２３は、図２２の状況に至るまでの所定期間の、図２１の区間定義テーブルに対応する実績値テーブルの一例を示す図である。また、図２４は、図２３の区間定義テーブルから生成される、または、１回の適用によって、生成される区間実績値テーブルを示す図である。

図２４において、例えば、区間実績値テーブルの１行目は、図２１の区間定義テーブルの区間番号「１」に対応している。この区間「１」は、進捗報告データ（部品）番号「１０１」を区間始点とし、進捗報告データ（部品）番号「１０２」を区間終点としているので、図２３の実績値テーブルの１行目と２行目とが、それぞれ区間始点と区間終点とに対応する。よって、これらの行から発生時刻を取得して、それぞれ、開始時刻、終了時刻としている。

図２５は、ガントチャート形式による生産形式の表示例である。
ガントチャート形式を用いることにより、図２４の区間実績値テーブルに示される内容に対応して、個々の製品が時系列的に生産ラインをどのように流れていったのかをチャート形式で示すことができる。

図２６は、図１８のプロセスモデルに対して定義された区間定義テーブルの例（その２）を示す図である。
図２６では、図２１の区間定義テーブルと比較して、区間番号「５」、「６」、「７」が追加されているが、これらは、それぞれ区間「１」と「２」、「２」と「３」、「３」と「４」の間の区間を示している。

例えば、区間番号「５」の区間は、図１７の組立工程（１）で作業者が「組立完了」を進捗報告データとして生産プロセス管理装置６０に送信したときから、次の工程である組立工程（２）で作業者が「指示要求」を生産プロセス管理装置６０に送信するときまでの区間を示している。つまり、区間番号「５」の区間は、組立工程（１）の終了から組立工程（２）の開始までのキャップに相当している。

このような工程間のギャップを区間として定義することで、生産プロセスのより詳細な分析を行うことが可能となる。なお、図２７は、図２６の区間定義テーブルに対応して得られる区間実績値テーブルである。

なお、以上の説明では、各工程は作業者によって行われるものであったが、機械により行われるものでもよく、また、それらの組み合わせであってもよいことは言うまでもない。

本発明の各実施形態に共通する生産プロセス管理システムと生産設備とを含む全体構成図である。 本発明の第１実施形態の生産プロセス管理システムと生産設備との構成を示すブロック図である。 生産プロセスにおける各機能が持つデータ項目と、それら機能間の関係を示す図である。 本システムの実行時の動作を示すシーケンス図である。 生産ラインの例（その１）を示す図である。 図５の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。 図６のプロセスモデルに対応する工程テーブルと接続定義テーブルを示す図である。 図６のプロセスモデルに対応する遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示す図である。 実績値テーブルの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における業務端末の構成の変形例を示すブロック図である。 図９の実績値テーブルから得られた集計値テーブルの一例である。 生産ラインの例（その２）を示す図である。 図１２の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。 図１３のプロセスモデルに対応する工程テーブルと接続定義テーブルを示す図である。 図１３のプロセスモデルに対応する遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示す図である。 本発明の第２実施形態の生産プロセス管理システムと生産設備との構成を示すブロック図である。 生産ラインの例（その３）を示す図である。 図１７の生産ラインに対応して定義されたプロセスモデル情報を示すフロー図である。 図１８のプロセスモデルに対応する工程テーブルと接続定義テーブルを示す図である。 図１８のプロセスモデルに対応する遷移条件テーブル、進捗報告部品テーブル、および、業務指示部品テーブルを示す図である。 図１８のプロセスモデルに対して定義された区間定義テーブルの例（その１）を示す図である。 ある時点での図１７の生産ラインの状況を示す図である。 図２２の状況に至るまでの所定期間の、図２１の区間定義テーブルに対応する実績値テーブルの一例を示す図である。 図２３の区間定義テーブルから生成される、または、１回の適用によって、生成される区間実績値テーブルを示す図である。 ガントチャート形式による生産形式の表示例である。 図１８のプロセスモデルに対して定義された区間定義テーブルの例（その２）を示す図である。 図２６の区間定義テーブルに対応して得られる区間実績値テーブルである。

符号の説明

１０，６０ 生産プロセス管理装置
１１ ＭＥＳ部品群
１２ 業務指示データ
１３ 製品種別・製造順格納部
１４，６４ プロセスモデル格納部
１５，６５ プロセス管理部
１６ 実績収集部
１７，６７ 送受信部
２０ エンジニアリング端末
２１ 製品種別・製造順定義部
２２ プロセスモデル定義部
３０，５０ 業務端末
３１，７１ 収集フラグ設定部
３２ 実績値テーブル
４０ 生産設備
４１ 送受信部
４２ 表示部
５１ 集計方法定義部
５２ 集計実行部
５３ 集計値テーブル
６６ 区間実績収集部
７２ 区間定義部
７３ 区間実績値テーブル

Claims (19)

1. 複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理するシステムにおいて、
   製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である業務プロセスと、が関連付けられたプロセスモデルを定義することが可能なプロセスモデル定義部と、前記生産ラインにて製造される複数種別の製品についての情報と、それら製品を製造する順序についての情報とが定義可能な製品種別・製造順定義部と、をそれぞれが有する１以上のエンジニアリング端末と、
   前記１以上のエンジニアリング端末に接続されると共に、前記プロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部と、前記製品種別・製造順を格納する製品種別・製造順格納部と、それぞれの生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データを格納する業務指示データ格納部と、生産設備からの作業の進捗報告データを受信する受信部と、前記受信した作業の進捗報告データに基づいて、前記プロセスモデル、前記製品種別・製造順を加味して、前記業務指示データ格納部から対応する業務指示データを選択するプロセス管理部と、前記選択された業務指示データを前記生産設備に送信する送信部と、を有する生産プロセス管理装置と、を備えることを特徴とする生産プロセス管理システム。
2. 前記生産プロセス管理装置は、前記生産設備との間でやり取りされる、前記進捗報告データ、前記業務指示データについての実績値を収集する実績収集部、をさらに備え、
   前記プロセス管理部は、前記進捗報告データ、または、前記業務指示データに対応して前記実績収集部を起動させて実績値を収集することを特徴とする請求項１記載の生産プロセス管理システム。
3. 前記実績収集部は、前記進捗報告データが受信されるに際して、該進捗報告データについて実績値を収集し、前記業務指示データが選択されるに際して、該業務指示データについての実績値を収集することを特徴とする請求項２記載の生産プロセス管理システム。
4. 前記作業の進捗報告データごと、または、前記業務指示データごとの、実績値を収集するか否かを定める実績収集フラグのオン・オフを設定可能な収集フラグ設定部をそれぞれが有すると共に、前記生産プロセス管理装置に接続された１以上の業務端末、をさらに備え、
   前記生産プロセス管理装置において、前記実績収集部は、前記作業の進捗報告データごと、または、前記業務指示データごと、に設定された実績収集フラグのオン・オフに基づいて、前記生産設備との間でやり取りされる、前記進捗報告データ、前記業務指示データについての実績値を収集することを特徴とする請求項２記載の生産プロセス管理システム。
5. 前記送信部は収集された実績値についての情報を前記業務端末に送信することを特徴とする請求項３、または、４記載の生産プロセス管理システム。
6. 前記実績収集部は、前記収集フラグがオンに設定された進捗報告データが受信された際に、該進捗報告データについて実績値を収集し、前記収集フラグがオンに設定された業務指示データが選択された際に、該業務指示データについての実績値を収集することを特徴とする請求項４、または、５記載の生産プロセス管理システム。
7. 前記業務端末は、前記収集された実績値についての情報を格納する実績値格納部と、該格納された実績値についての情報に対する集計方法を定義可能な集計方法定義部と、前記格納された実績値についての情報を用いて、定義された集計方法により集計を実行する集計実行部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５記載の生産プロセス管理システム。
8. 前記生産プロセス管理装置は、前記収集された実績値についての情報を格納する実績値格納部と、該格納された実績値についての情報に対する集計方法を定義可能な集計方法定義部と、前記格納された実績値についての情報を用いて、定義された集計方法により集計を実行する集計実行部と、をさらに備えることを特徴とする請求項３、または、４記載の生産プロセス管理システム。
9. 前記実績値格納部は、製品の種別を示す情報と、データ収集のイベントが発生した時刻を示す情報と、そのイベントを発生させた進捗報告データ、または、業務指示データを示す情報とを関連付けて格納することを特徴とする請求項７、または、８記載の生産プロセス管理システム。
10. 前記集計方法を定義する情報は、集計の対象とする期間を示す情報を含み、
    前記集計実行部は、該期間に含まれる前記実績値の個数を、進捗報告データごと、または、業務指示データごとに集計することを特徴とする請求項項７、または、８記載の生産プロセス管理システム。
11. 前記集計実行部は、製品種別を加味して、進捗報告データごと、または、業務指示データごとに集計することを特徴とする請求項項１０記載の生産プロセス管理システム。
12. 前記集計方法を定義する情報は、集計の対象とする区間の始点と終点とを示す情報を含み、
    前記集計実行部は、該区間に含まれる製品の個数を、その区間始点に対応するイベントの個数と、その区間終点に対応するイベントの個数との差分をとることによって集計することを特徴とする請求項項７、または、８記載の生産プロセス管理システム。
13. 前記業務端末は、前記製品の製造過程に対する区間を定義することが可能な区間定義部をさらに有すると共に、
    前記生産プロセス管理装置は、前記定義された区間を格納する区間格納部と、該区間についての実績値を収集する区間実績収集部と、をさらに備え、
    前記プロセス管理部は、前記進捗報告データ、または、前記業務指示データに対応して前記区間実績収集部を起動させて区間についての実績値を収集することを特徴とする請求項４記載の生産プロセス管理システム。
14. 前記業務端末の収集フラグ設定部は、前記区間ごとの、実績値を収集するか否かを定める実績収集フラグのオン・オフをさらに設定可能であると共に、
    前記生産プロセス管理装置の区間実績収集部は、前記区間ごとに設定された実績収集フラグのオン・オフに基づいて、区間についての実績値を収集することを特徴とする請求項１３記載の生産プロセス管理システム。
15. 複数種別の製品を製造する１つの生産ラインに対して、その生産プロセスを管理する装置において、
    製品の製造過程を順序として表現した情報である生産プロセスと、製品の製造に伴って実施される作業の順序を表現した情報である業務プロセスと、が関連付けられたプロセスモデルを格納するプロセスモデル格納部と、
    前記生産ラインにて製造される複数種別の製品についての情報と、それら製品を製造する順序についての情報とを格納する製品種別・製造順格納部と、
    それぞれの生産工程において行うべき作業内容を指示する業務指示データを格納する業務指示データ格納部と、
    生産設備からの作業の進捗報告データを受信する受信部と、
    前記受信した作業の進捗報告データに基づいて、前記プロセスモデル、前記製品種別・製造順を加味して、前記業務指示データ格納部から対応する業務指示データを選択するプロセス管理部と、
    前記選択された業務指示データを前記生産設備に送信する送信部と、
    を備えることを特徴とする生産プロセス管理装置。
16. 前記生産設備との間でやり取りされる、前記進捗報告データ、前記業務指示データについての実績値を収集する実績収集部、をさらに備え、
    前記プロセス管理部は、前記進捗報告データ、または、前記業務指示データに対応して前記実績収集部を起動させて実績値を収集することを特徴とする請求項１５記載の生産プロセス管理装置。
17. 前記実績収集部は、前記作業の進捗報告データごと、または、前記業務指示データごと、に設定された実績収集フラグのオン・オフに基づいて、前記生産設備との間でやり取りされる、それら進捗報告データ、業務指示データについての実績値を収集することを特徴とする請求項１６記載の生産プロセス管理装置。
18. 前記生産プロセス管理装置は、前記製品の製造過程に対する区間を格納する区間格納部と、該区間についての実績値を収集する区間実績収集部と、をさらに備え、
    前記プロセス管理部は、前記進捗報告データ、または、前記業務指示データに対応して前記区間実績収集部を起動させて区間についての実績値を収集することを特徴とする請求項１５記載の生産プロセス管理装置。
19. 前記区間実績収集部は、前記区間ごとに設定された実績収集フラグのオン・オフに基づいて、区間についての実績値を収集することを特徴とする請求項１８記載の生産プロセス管理装置。

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