JP2006004231A - 計画作成支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】 金型などの工業製品の製造計画作成において、製品設計、製造計画、実績データを一元管理することができる計画作成支援システムを提供する。
【解決手段】 設計を支援するＣＡＤプログラム部１０１と、製造に関するデータが格納されるマスタデータ格納部１０６と、ＣＡＤプログラム部１０１およびマスタデータ格納部１０６のデータに基づいて作業工数の計算を行うＣＡＭプログラム部１０２と、ＣＡＭプログラム部１０２のデータに基づいて製造計画を作成するスケジューラプログラム部１０３と、スケジューラプログラム部１０３のデータが格納される計画データ格納部１０７と、作業実績が格納される実績データ格納部１０８と、各データを関連付けるデータ連携部１０５とを有するＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラシステムにより、製品設計、製造計画、実績データの一元管理が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、計画作成支援システムに関し、特に工業製品の製造計画の作成支援を行うスケジューラに適用して有効な技術に関するものである。

本発明者が検討した技術として、例えば、工業製品の製造計画の作成支援を行うスケジューラとして、金型製造向けのスケジューラなどがある。

金型製造向けスケジューラは、金型の製造における各工程の順番や作業設備の割り付けを行うことにより製造計画を作成し、実際の作業状況を管理するものであり、製造日程ガントチャート表示、設備負荷状態把握、作業状況把握などの機能を有する。

また、スケジューラの技術として、例えば、特許文献１〜２に記載される計画作成支援方法がある。
特開平２−２３９３６４号公報 特開昭６３−１６３６６７号公報

ところで、前記のようなスケジューラの技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。

例えば、前記の金型製造向けスケジューラは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）／ＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）システムの製品情報とスケジューラの計画対象情報が別々に定義されているため、各システムで新規にデータを登録する必要があった。

また、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムのデータをスケジューラから直接参照することができないため、データを二重に持つ必要があった。

そこで、本発明の目的は、金型などの工業製品の製造計画作成において、製品設計、製造計画、実績データを一元管理することができる計画作成支援システムを提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明による計画作成支援システムは、製品の設計を支援するＣＡＤプログラム部と、前記製品の製造に関するデータが格納されるマスタデータ格納部と、前記ＣＡＤプログラム部において入力または作成されたデータおよび前記マスタデータ格納部のデータに基づいて、前記製品を構成部品に分解して作業工数の計算を行うＣＡＭプログラム部と、前記ＣＡＭプログラム部で作成されたデータに基づいて、前記製品の製造計画を作成するスケジューラプログラム部と、前記スケジューラプログラム部で作成されたデータが格納される計画データ格納部と、前記製品の製造過程における作業実績が格納される実績データ格納部と、前記ＣＡＤプログラム部、前記マスタデータ格納部、前記ＣＡＭプログラム部、前記スケジューラプログラム部、前記計画データ格納部および前記実績データ格納部の各データを関連付けるデータ連携部とを有するＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラシステムである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明により、製品設計、製造計画、実績管理データを一元管理することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本発明の一実施の形態のＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラの構成を示す機能ブロック図、図２は本実施の形態のＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、マスタデータ格納部に格納される金型データの一例を示す図、図３はマスタデータ格納部に格納される設備データの一例を示す図、図４は計画データ格納部に格納される計画結果データの一例を示す図、図５は実績データ格納部に格納される実績データの一例を示す図、図６は全体フローを示すフローチャート、図７は計画対象データの作成フローを示すフローチャート、図８は計画データの作成フローを示すフローチャートである。

まず、図１により、本実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラ（計画作成支援システム）の構成の一例を説明する。図１は、本実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラシステムの機能ブロックと記憶装置の関連図である。本実施の形態のＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラは、例えば金型製造向けの計画作成支援システムとされ、ＣＡＤプログラム部１０１、ＣＡＭプログラム部１０２、スケジューラプログラム部１０３、ユーザインタフェース部１０４、データ連携部１０５、マスタデータ格納部１０６、計画データ格納部１０７、実績データ格納部１０８などからなり、コンピュータや記憶装置などにより構成される。ＣＡＤプログラム部１０１、ＣＡＭプログラム部１０２およびスケジューラプログラム部１０３は、それぞれ、ユーザインタフェース部１０４とデータ連携部１０５に接続され、マスタデータ格納部１０６、計画データ格納部１０７および実績データ格納部１０８は、それぞれ、データ連携部１０５に接続されている。

ＣＡＤプログラム部１０１は、金型などの設計を支援するものである。

ＣＡＭプログラム部１０２は、ＣＡＤプログラム部１０１において入力または作成された設計データと、マスタデータ格納部１０６のデータに基づいて、金型などの製品を構成部品に分解して、製造に要する作業工数の計算を行うものである。

スケジューラプログラム部１０３は、ＣＡＭプログラム部１０２で作成されたデータに基づいて、金型などの製品の製造計画を作成するものである。

ユーザインタフェース部１０４は、ユーザが制御する共通インタフェースである設計データを二次元、三次元で表示する機能、製造計画の結果をガントチャートで表示する機能などを有し、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やワークステーション（ＷＳ）などにより構成される。

データ連携部１０５は、ＣＡＤプログラム部１０１、ＣＡＭプログラム部１０２、スケジューラプログラム部１０３、マスタデータ格納部１０６、計画データ格納部１０７、実績データ格納部１０８の各データを相互に関連付けるものである。

マスタデータ格納部１０６には、製品の部品情報、設備データなどの製品製造に関するデータ（計画対象データ）が格納される。

計画データ格納部１０７には、スケジューラプログラム部１０３で作成された製造計画の結果が格納される。

実績データ格納部１０８には、製品の製造過程における作業実績が格納される。

本実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにより、設計データから、金型などの製品を部品に分解し、各部品の作業工程および作業工数を算出し、算出されたデータを基にリアルタイムで計画を作成することで、製品設計から製造計画・実績まで有機的につながり、製造リードタイムの短縮、製造作業の効率アップ、顧客への即時納期回答などが実現できる。

なお、以下においては、これに限定されるものではないが、二次元ＣＡＤにより設計された金型の日程計画問題を例として説明する。

図２に、マスタデータ格納部１０６に格納される金型データの一例を示す。金型データは、例えば、型番号２０１、型名２０２、金型を構成する部品名２０３、部品の数量２０４、着手（時期）２０５、納期２０６、工程２０７などから構成される。図２で示した例では、型名Ａの金型は、２個の部品ａ、１個の部品ｂ、３個の部品ｃで構成されている。また、部品ａの着手時期は０、納期は１０となっており、部品ａの製造工程はａ１，ａ２などがあり、工程ａ１の工数が１０、工程ａ２の工数が１０となっている。ａ１，ａ２などの工程は、例えば、穴開け、切削、焼き入れなどがそれに該当する。

図３に、マスタデータ格納部１０６に格納される設備に関する計画対象データの一例を示す。設備に関する計画対象データは、例えば、設備番号３０１、設備名３０２、サービス開始（時期）３０３、サービス終了（時期）３０４などから構成される。サービス開始３０３とサービス終了３０４は、設備の稼動時間を表している。図３で示した例では、設備Ａのサービス可能な時間、すなわち稼動時間は、０から２までの間である。

図４に、計画データ格納部１０７に格納される計画結果データの一例を示す。スケジューラプログラム部１０３で作成され、計画データ格納部１０７に格納される計画結果データは、例えば、型名４０１、部品名４０２、設備名４０３、工程４０４、開始（時期）４０５、終了（時期）４０６などから構成される。型名４０１は、図２で示した金型データの型名２０２に対応し、部品名４０２は、図２で示した金型データの部品名２０３に対応し、設備名４０３は、図３で示した設備名３０２に対応し、工程４０４は、図２で示した工程２０７に対応している。開始４０５は、各工程の開始時期（時刻）を示し、終了４０６は、各工程の終了時期（時刻）を示している。図４で示した例では、型名Ａの部品ａについて、０から１０までの間に、設備Ａで工程ａ１の作業を実施する計画となっている。

図５に、実績データ格納部１０８に格納される実績データの一例を示す。作業結果を示す実績データは、例えば、型名５０１、部品名５０２、設備名５０３、工程５０４、開始（時期）５０５、終了（時期）５０６などから構成される。これらのデータは、図４で示した各項目に対応している。この実績データをマスタデータ格納部１０６へフィードバックして補正することにより、工数の見積もり精度が向上する。また、実績データを参照することにより、製造の進捗を把握することもできる。

次に、図６により、本実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラの動作を説明する。図６は、本実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラのシステム全体の動作フローを示す図である。まず、ステップＳ６０１で、ＣＡＤプログラム部１０１を起動して、マスタデータ格納部１０６に格納されている部品データ、新たに入力した部品のＣＡＤデータを用いて、金型の図面を作成する。

ステップＳ６０２で、ＣＡＭプログラム部１０２を起動して、ＣＡＤプログラム部１０１で入力または作成されたＣＡＤデータを基に、金型を構成する部品に展開する。さらに、展開した部品のサイズ情報から作業工数を算出し、計画対象データを作成する。

ステップＳ６０３で、スケジューラプログラム部１０３を起動して、前記計画対象データを取込み、実績にあわせて、各設備に作業を割り付け、計画を作成し、計画データ格納部１０７の計画結果データに格納する。

図７に、前記図６のステップＳ６０２における計画対象データの作成フローを示す。まず、ステップＳ７０１で、ＣＡＤデータの層別データ、部品構成データなどから、部品に分解する。

ステップＳ７０２で、展開した部品の形態（穴、突起など）から、必要な作業（工程）に展開する。また、その作業に必要な設備情報を算出する。

ステップＳ７０３で、展開した各工程の工数を穴サイズ、体積などから加工に必要な理論工数を算出する。

ステップＳ７０４で、展開した部品、工程、工数のデータを、前記図５で示した実績データに照らし合わせて補正する。実績の平均値、形状などによる係数により補正する。補正したデータをマスタデータ格納部１０６に格納する。

図８に、前記図６のステップＳ６０３における計画作成のフローを示す。まず、ステップＳ８０１で、計画の対象となる金型の計画結果データを初期化する。計画結果データを初期化するのは、途中経過の実績に合わせて、計画を修正するためである。

ステップＳ８０２で、当該金型の計画を作成するために必要な、金型データ、設備データ、計画結果データおよび実績データを、マスタデータ格納部１０６、計画データ格納部１０７および実績データ格納部１０８から取得する。

ステップＳ８０３で、ステップＳ８０２において取得したデータを基に、当該金型の各部品の工程を、負荷可能な空きを計画テーブルから検索し、最適な空きに割り付ける。金型を構成する部品の全ての工程を割り付けるまで割り付け処理を実行する。

ステップＳ８０４で、計画した結果を計画データ格納部１０７の計画結果データに登録する。

以上述べたように、前記図１で示したＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラのＣＡＤプログラム部１０１、ＣＡＭプログラム部１０２、スケジューラプログラム部１０３を利用することで、設計から製造計画・実績まで有機的につながり、製造リードタイムの短縮、製造作業の効率アップ、顧客への即時納期回答などが実現できる。

したがって、本実施の形態のＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラによれば、製品設計、製造計画、実績管理データが一元管理でき、進捗に応じた製造作業の指示が可能となり、製造リードタイムの短縮が実現できる。また、実績データから、製造タクトなどの基本データをメンテナンス可能となり、より精度の高い製造計画の立案が可能となる。

また、製品設計、製造計画、実績管理が有機的につながり、製造リードタイムの短縮、製造作業の効率アップ、顧客への即時納期回答などが実現できる。

さらに、実績データ格納部１０８の実績データを取得し、現在の計画データと比較し、その差異を補正する機能を、スケジューラプログラム部１０３およびデータ連携部１０５に設けることにより、計画と実績の差異から、マスタデータの基本工数を自動的に補正することが可能となり、計画精度の向上を図ることができる。

さらにまた、ＣＡＤプログラム部１０１から、スケジューラプログラム部１０３およびＣＡＭプログラム部１０２を起動し、設計中にリアルタイムで製造計画を立案可能な機能を設けることにより、新製品の設計時に基本部品のみを登録して、仮に計画を作成することが可能となり、納期回答に有効なＣＡＤ／ＣＡＭシステムが実現される。また、リピート品については、納期などが即座に分かる。

さらにまた、スケジューラプログラム部１０３から、ＣＡＭプログラム部１０２を起動し、実績に合わせてリアルタイムで製造計画を立案可能な機能を設けることにより、製造計画の見積もり精度が向上する。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施の形態においては、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いて設計される金型製品の設計・生産について説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムなどの設計データが電子データとして扱うことが可能な他の製品の設計・生産についても適用可能である。

以上に述べたように、本願において開示される発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いて設計される金型などの製品の設計・生産について適用可能である。

本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、マスタデータ格納部に格納される金型データの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、マスタデータ格納部に格納される設備データの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、計画データ格納部に格納される計画結果データの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、実績データ格納部に格納される実績データの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、全体フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、計画対象データの作成フローを示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態によるＣＡＤ／ＣＡＭスケジューラにおいて、計画データの作成フローを示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ ＣＡＤプログラム部
１０２ ＣＡＭプログラム部
１０３ スケジューラプログラム部
１０４ ユーザインタフェース部
１０５ データ連携部
１０６ マスタデータ格納部
１０７ 計画データ格納部
１０８ 実績データ格納部
２０１ 型番号
２０２，４０１，５０１ 型名
２０３，４０２，５０２ 部品名
２０４ 数量
２０５ 着手
２０６ 納期
２０７，４０４，５０４ 工程
３０１ 設備番号
３０２，４０３，５０３ 設備名
３０３ サービス開始
３０４ サービス終了
４０５，５０５ 開始
４０６，５０６ 終了

Claims (1)

1. 製品の設計を支援するＣＡＤプログラム部と、
   前記製品の製造に関するデータが格納されるマスタデータ格納部と、
   前記ＣＡＤプログラム部において入力または作成されたデータおよび前記マスタデータ格納部のデータに基づいて、前記製品を構成部品に分解して作業工数の計算を行うＣＡＭプログラム部と、
   前記ＣＡＭプログラム部で作成されたデータに基づいて、前記製品の製造計画を作成するスケジューラプログラム部と、
   前記スケジューラプログラム部で作成されたデータが格納される計画データ格納部と、
   前記製品の製造過程における作業実績が格納される実績データ格納部と、
   前記ＣＡＤプログラム部、前記マスタデータ格納部、前記ＣＡＭプログラム部、前記スケジューラプログラム部、前記計画データ格納部および前記実績データ格納部の各データを関連付けるデータ連携部とを有することを特徴とする計画作成支援システム。
   
   
   

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