JP2006323747A - 組立作業支援システム及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産工場における組立作業を支援するシステムにおいて、部品を特定するための番号の確認に時間がかかるなどの課題がある。
【解決手段】 そこで本発明は、組立作業に関する情報を作業者に提供する作業支援システムにおいて、部品に取り付けられている無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、組立手順を提供する情報処理装置とを備える組立作業支援システムを提供し、部品特定に要する時間を短縮しかつ正確に作業を行うことを可能とする。
【選択図】
図１

Description

本発明は、生産工場における組立作業を支援するシステム及びその方法に関する。

電気製品や精密機械などの生産工場では作業者が組立手順書に従って製品を組み立てている。しかし、従来の組立手順書は設計図とほぼ同一のものであり、組立作業を習熟した者でないと手順を理解することは困難である。生産する製品の種類が少なければ、作業者が把握しなければならない部品の数や組立方法は限られるのでそれほど問題はないが、近年主流になりつつある少量多品種生産においては、増加する部品の数や組立方法が作業者の混乱を招き作業効率を低下させることになる。

また、作業効率の低下によって組立作業に時間がかかり工期が延びてしまうこともあり、工期短縮の要求が高い生産工場にとって作業効率の低下は無視できない問題である。しかしながら従来の手順書に従った組立作業では部品の確認や取り付け方法の確認などに時間がかかり、作業効率の低下を食い止めることは困難である。

そこで、そのような問題に対応する方法として情報処理装置の画面に部品の取り付け場所や取り付け方法が表示されるようにした技術が開示されている（特許文献１参照）。
特開平２００２−１０８４３７号公報

しかし、このような従来技術では部品を特定するための番号の確認に時間がかかるなどの課題がある。

そこで本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、組立作業にかかる時間を短縮し、かつ正確に作業を行うことを課題とする。

上記課題を鑑み本発明は、組立作業に関する情報を作業者に提供する作業支援システムにおいて、部品に取り付けられている無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、組立手順を提供する情報処理装置とを備える組立作業支援システムであって、情報処理装置は、無線チップの情報から製品のCADデータを検索する手段と、情報処理装置が有する画像表示画面へCADデータを表示する手段を備えることを特徴とする。

以下に、本発明の具体的な構成を示す。

本発明の組立作業支援システムの一形態は、部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、情報処理装置は、リーダーによって無線チップの情報を読み取り、情報に基づき部品を特定し、特定された部品に関する情報を表示する画像表示画面を有する。

本発明の組立作業支援システムの別形態は、部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、情報処理装置は、リーダーによって読み取られた無線チップの情報を取得し、情報をもとに特定される部品名が蓄積された部品情報データベースとを有する。

本発明の組立作業支援システムの別形態は、部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、情報処理装置は、リーダーによって読み取られた無線チップの情報を取得し、情報をもとに特定される部品名が蓄積された部品情報データベースと、情報をもとに特定される取り付け位置のデータが蓄積されたCADデータと、部品の組立順序が蓄積された組立情報データベースとを有する。

本発明の組立作業支援方法の一形態は、取り付ける部品を選択するステップと、リーダーによって部品に取り付けられている無線チップの情報を読むステップと、部品の情報を、部品情報データベースからら取得するステップと、部品の取り付け位置のデータを、CADデータから取得するステップと、部品の組立情報を、組立情報データベースから取得するステップと、部品情報に基づき取り付け作業が完了したかを示すフラグに基づき、部品の取り付け順序が正しいかを判断するステップと、を有する。

本発明の組立作業支援方法の別形態は、取り付ける部品を選択するステップと、リーダーによって部品に取り付けられている無線チップの情報を読むステップと、部品の情報を、部品情報データベースからら取得するステップと、部品の取り付け位置のデータを、CADデータから取得するステップと、部品の組立情報を、組立情報データベースから取得するステップと、部品情報に基づき取り付け作業が完了したかを示すフラグに基づき、部品の取り付け順序が正しいかを判断するステップと、CADデータから取得した部品の取り付け位置のデータの画像を生成するステップと、生成された画像を画像表示画面へ表示するステップと、を有する。

本発明において、メモリ素子はライトワンスメモリを用いることができる。

本発明において、メモリ素子は、書き換え不可能となる構造を有することができる。

本発明において、リーダーは無線通信機能を備え、無線チップが有する情報を接触することなく読み取ることができる。

本発明によって、取り付ける部品を短時間で特定し、画面に表示されたその部品の画像や情報をもとに、正確な組立作業を行うことが可能になる。

発明によれば、組立作業に関する情報を作業者に提供する作業支援システムにおいて、部品に取り付けられている無線チップと、無線チップの情報を読み取るリーダーと、情報解析プログラム部と、画像表示プログラム部と、画像表示画面と、部品情報データベースと、CADデータと、組立情報データベースとを備える組立作業支援システムであって、画像表示画面へCADデータ等の情報を表示する手段を提供することにより、組立作業者が作業を容易に理解できるようになる。したがって組立作業にかかる時間を短縮しかつ正確に作業を行うことが可能になる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、組立作業支援システムの構成を、図１を用いて説明する。本実施形態の組立作業支援システムは、部品に取り付けられている無線チップ１０１と、無線チップの情報を読み取るリーダー１０２と、情報解析プログラム部１０３と、画像表示プログラム部１０４と、画像表示画面１０５と、部品情報データベース１０６と、CADデータ１０７と、組立情報データベース１０８とを有する。

無線チップ１０１は、固有の情報を電気的または磁気的に保持し、組立作業に必要な個々の部品に取り付けられていて、当該情報をもとに部品を特定することができる。固有の情報を電気的または磁気的に保持する手段として、メモリ素子を用いることができる。メモリ素子は、ライトワンスメモリ（追記型メモリであって、書き込みのみを行うことができ、消去が不可能となる構造を有するメモリ）がある。その他のメモリ素子であって電源を切っても情報を保持可能なものとして、不揮発性メモリ、ＲＯＭ（マスクＲＯＭ等）、フラッシュメモリ、ＦＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）がある。また電源を切ると情報を保持不可能なメモリ素子として、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）がある。

また無線チップには、無線チップ自身に電源を備えたアクティブ型と、無線チップ自身には電源を備えずにリーダーからの電波を電源とするパッシブ型が存在するが、そのどちらでも本発明の組立作業支援システムに適用することが可能である。

リーダー１０２は、無線通信機能を備え、無線チップに接触せずに無線チップの情報を読み取ることが可能である。なお、リーダーが無線チップの情報を読み取ることができる範囲は、信号を搬送する電波の周波数と強度に依存する。またリーダーが無線チップの情報を読み取ることができる範囲は、無線チップ１０１のアンテナ長にも依存する。

情報解析プログラム部１０３は、リーダー１０２によって読み取られた無線チップの情報を取得し、この情報をもとに部品情報データベース１０６から部品名と部品コード等を取得、またCADデータ１０７から部品と部品の取り付け位置付近のCADデータを取得する、さらに組立情報データベース１０８からは組立順序等の情報を取得する。このような情報を合わせて、部品情報という。

画像表示プログラム部１０４は、情報解析プログラム部１０３で収集された部品の情報とCADデータから画像を生成する。つぎに画像表示画面１０５は、画像表示プログラム部１０４で生成された画像を表示する。なお、画像表示画面１０５は、部品情報データベース１０６が格納している製品名や部品名等を表示してもよい。また、画像表示プログラム部１０４が生成する画像には、部品が強調表示されていることが望ましく、それにより作業者が容易に作業内容を把握することが可能になる。また、画像表示プログラム部１０４は、ＣＡＤデータ１０７から動画を生成し、それを画像表示画面１０５で再生してもよい。

部品情報データベース１０６は部品名、部品固有の部品コード、無線チップ情報等の情報を格納し、CADデータ１０７は完成した製品と各部品の３次元CADデータを格納している。また、組立情報データベース１０８は製品の組立手順、製品を構成する部品名、取り付け順序、部品の取り付けが完了したかどうかを示すフラグ、組み立て方法の説明等の情報を格納している。

このような情報解析プログラム部１０３、画像表示プログラム部１０４、部品情報データベース１０６は情報処理装置に設けることができる。但し、必ずしも情報処理装置に設ける必要はなく、情報解析プログラム部１０３、画像表示プログラム部１０４、部品情報データベース１０６との情報のやり取りを行うことができる環境であればよい。

本発明によって、取り付ける部品を短時間で特定し、画面に表示されたその部品の画像や情報をもとに、正確な組立作業を行うことが可能になる。

つぎに、本発明の組立作業支援システムが行う処理手順について、図２のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ２０１では、作業者は部品が分別して集められている棚や箱の中から取り付ける部品を選択する。ステップＳ２０２では、作業者がリーダー１０２を使って部品に取り付けられている無線チップ１０１の情報を読む。

図３にリーダーが無線チップ１０１の情報を読み込んでいる状態を模式的に示す。図３では、部品３０１に無線チップ３０２が取り付けられていて、リーダー３０３がアンテナから無線チップ３０２へ無線信号を送信し、無線チップ３０２が有する情報を取得する。なお、図３ではリーダー３０３は作業者が自由に持ち運べるような大きさを想定しているが、リーダー３０３は作業者の作業場所に据え置きにするような形態でもよい。

無線信号を送信するための周波数は、サブミリ波（３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ）、ミリ波（ＥＨＦ）（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）、マイクロ波（ＳＨＦ）（３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）、極超短波（ＵＨＦ）（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、超短波（ＶＨＦ）（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）、短波（ＨＦ）（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）、中波（ＭＦ）（３００ＫＨｚ〜３ＭＨｚ）、長波（ＬＦ）（３０ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ）、及び超長波（ＶＬＦ）（３ＫＨｚ〜３０ＫＨｚ）のいずれかを採ることができる。具体的な周波数は、１３５ＫＨｚ、６．７８ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７．１２５ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ、４３３．９２ＭＨｚ、８６９．０ＭＨｚ、９１５．０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、及び２４．１２５ＧＨｚのいずれかから選択することができる。例えば、当該周波数を、２．４５ＧＨｚと９００ＭＨｚとする場合では、アクティブ型の無線チップに実装されているアンテナの形状がそれぞれ異なり、アンテナはダイポール型、ループ型をとることができる。

ステップＳ２０３では、無線チップ１０１が取り付けられている部品の情報を、部品情報データベース１０６から取得する。図４に部品情報データベース１０６に格納されている部品情報のデータ構造の一例を示す。部品情報は、部品名、部品固有の部品コード、無線チップを特定するための無線チップ情報等から構成される。

ステップＳ２０４では、無線チップ１０１が取り付けられている部品のCADデータを、CADデータ１０７から取得する。

ステップＳ２０５では、無線チップ１０１が取り付けられている部品の組立情報を、組立情報データベース１０８から取得する。組立情報データベース１０６に格納されている組立情報のデータ構造の一例を図５に示す。組立情報データベースには、部品名、取り付け位置、取り付け順序および取り付けが完了したかどうかを示すフラグ、取り付け方法の説明等のデータが格納されている。

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４において取得した部品名、取り付け位置、取り付け順序および取り付けが完了したかどうかを示すフラグから、ステップＳ２０１において作業者が選択した部品の取り付け順序が正しいものであるかを判断する。なお、取り付け順序の正しさを判断するためには、順序にしたがった取り付けが行われているかどうかを組立情報データベース２０６に問い合わせる必要があり、その問い合わせはステップＳ２０６において取り付け順序の判断に先立って行われる。取り付け順序が正しければステップＳ２０７へ進み、順序が正しくなければステップＳ２０１へ戻り作業者は別の部品を選択する。ステップＳ２０７では、ステップＳ２０４において取得したCADデータから画像を生成する。

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７において生成された画像を画像表示画面１０５へ表示する。ステップＳ２０９では、組立情報データベース１０６のデータから製品の組立が全て完了しているかどうかを判断し、まだ組み立て作業が残っていればステップＳ２０１へもどり、完了していれば処理を終了する。

図６は、本発明の組立作業支援システムの導入例を模式的に示す。また図７には、部品を取り付ける状態と、そのときの画像表示画面の様子を模式的に示す。部品６０１に取り付けられている無線チップは、作業者が操作するリーダー６０２によって情報を読み取られる。この例ではリーダー６０２は無線通信機能を備えており無線チップから読み取った情報を情報処理装置６０３へ送信することができる。リーダー６０２と情報処理装置６０３との情報通信は、有線通信又は無線通信を用いることができる。情報処理装置６０３は、図１に示した情報解析プログラム部１０３と、画像表示プログラム部１０４と、画像表示画面１０５と、部品情報データベース１０６と、CADデータ１０７と、組立情報データベース１０８を有している。情報処理装置６０３は、リーダー６０２から取得した無線チップの情報をもとに部品情報、ＣＡＤデータ、及び組立情報を検索し、部品の情報、ＣＡＤデータ、及び組立情報を情報処理装置６０３が備える画像表示部にそれぞれ表示することができる。

製品６０４は作業者が組み立てている製品である。この例では、情報処理装置６０３が備える画像表示部に表示されている情報から、リーダー６０２が読み取った部品の取り付け位置を確認することができる。

なお、図３で情報処理装置６０３が備えている部品情報データベースとCADデータおよび組立情報データベースは、情報処理装置６０３とネットワークを介して接続されている単一または複数の別の情報処理装置に備えさせてもよい。この場合には、情報処理装置６０３は、ネットワークを介してデータベースの必要な情報を取得する。

図５は、本発明の組立作業支援システムの画像表示画面１０５に表示される画面の一例を示すものである。画面上には、ＣＡＤデータから生成された画像、部品情報データベース、及び組立情報データベースから取得された情報が表示されている。さらにこの例では部品の取り付け位置が、画面に表示されている矢印によって視覚的に確認できるようになっている。なお、画像表示プログラム部が動画を生成する機能を備えている場合には、取り付けられる部品が取り付け位置まで移動するような動画を表示してもよい。

このように、作業者は部品に取り付けられた無線チップの情報をリーダーで読み取るだけで、作業に必要な部品を特定することが可能になる。さらに、特定された部品の部品名や部品番号等の情報と、ＣＡＤデータから生成された画像が画面に表示され、作業者は容易に部品の取り付け位置を確認することができる。

なお、ここまでの例では表示画面に表示される画像は静止画像であったが、表示画面に表示される画像は取り付け方法が理解しやすいように動画にすることも可能である。その際には、あらかじめ動画を再生するために必要なデータを準備しておく必要がある。なお、表示画面に表示される画像は、作業者がより理解しやすくするために３次元で表現された画像が望ましい。また情報処理装置が有する入力装置等を利用して任意の方向から部品の取り付け位置を確認できる機能を情報処理装置に備えさせてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態では、無線チップの構成について説明する。

図８に示すように本発明のシステムに適用される無線チップ７０１はアンテナと共振容量を有する共振回路７０２、電源回路７０３、クロック発生回路７０４、復調回路７０５、制御回路７０６、メモリ素子が設けられるメモリ回路７０７、変調回路７０９、Ａ／Ｄ変換回路７０８を有する。メモリ素子として、ライトワンスメモリを用いることができ、それ以外にも、不揮発性メモリ、ＲＯＭ（マスクＲＯＭ等）、フラッシュメモリ、ＦＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭを用いてもよい。なお、無線チップ７０１は、さらに中央処理演算装置（ＣＰＵ）、輻輳制御回路等を有することもある。中央処理演算装置を有することにより、高度な情報処理を行うことができる。

本発明の無線チップ７０１は、共振回路７０２で、リーダー１０２より発せられる電波を受信すると、電源回路７０３で電源電位が生成される。また、復調回路７０５で、受信した電波から情報を復調する。情報の送信は、変調回路７０９によって行われる。このような無線チップ７０１は、リーダー１０２と無線通信で情報の送受信を行うことができる。

アンテナ７１０は通信回線７１１を介して情報処理装置７１２と接続され、当該情報処理装置７１２の制御のもとに無線チップ７０１との情報の送受信を行うことができる。なお、アンテナ７１０と情報処理装置７１２とは赤外線通信等の無線通信によって情報のやり取りを行ってもよい。

共振回路７０２はアンテナ７１０より発せられる電波を受信し、アンテナ両端に交流信号を発生する。発生した交流信号は、無線チップ７０１の電力になるほか、アンテナ７１０から送信される命令等の情報を含んでいる。電源回路７０３は共振回路７０２に発生した交流信号をダイオードで整流し、容量を用いて平滑化することで、電源電位を生成し、各回路へ供給する。クロック発生回路７０４は共振回路７０２に発生した交流信号を基に、様々な周波数のクロック信号を生成する。復調回路７０５は共振回路に発生した交流信号に含まれる情報を復調する。

制御回路７０６は、復調した信号から命令を抽出し、メモリ回路７０７、およびＡ／Ｄ変換回路７０８を制御することで、命令に従った一連の動作を実行する。また、復調した信号に誤りが無いかをチェックする回路を有してもよい。次に、メモリ回路７０７へ書き込み命令を送り、レジスタなどに格納した情報をメモリ回路７０７の所定の記憶領域に格納する。勿論、レジスタを介さずに行っても良い。制御回路７０６は、メモリ回路７０７へ読み出し命令を送り、データを読み出すことができる。そして制御回路７０６内の符号化回路によって符号化した信号を生成し、変調回路７０９へ出力する。

メモリ回路７０７には、ライトワンスメモリが設けられており、無線チップ７０１の情報を保持することができる。なおメモリ回路７０７には、その他のメモリ素子が設けられていてもよい。またメモリ回路７０７には、情報の書き込みや読み出しを行うための回路が設けられている。変調回路７０９は符号化信号を基に搬送波を変調する機能を有する。

本実施の形態は無線チップ７０１がアンテナ７１０から電力供給を受ける例を示したが、この形態に限定されない。例えば無線チップ７０１は、内部に設けられた電池によって電力供給を行い、アンテナ７１０とは無線で情報の送受信のみを行うことも可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、無線チップ７０１が有するメモリ回路７０７、及びその動作方法について説明する。

図９に示すように、メモリ回路７０７はメモリ素子が形成されたメモリセルアレイ７５６及び駆動回路を有する。駆動回路は、カラムデコーダ７５１、ローデコーダ７５２、読み出し回路７５４、書き込み回路７５５、セレクタ７５３を有する。

メモリセルアレイ７５６はビット線Ｂｍ（ｍ＝１からｘ）、ワード線Ｗｎ（ｎ＝１からｙ）、ビット線とワード線とそれぞれの交点にメモリセル７５７を有する。なお、メモリセル７５７はトランジスタが接続されたアクティブ型であっても、パッシブ素子だけで構成されるパッシブ型であってもよい。またビット線Ｂｍはセレクタ７５３により制御され、ワード線Ｗｎはローデコーダ７５２により制御される。

カラムデコーダ７５１は、任意のビット線を指定するアドレス信号を受けて、セレクタ７５３に信号を与える。セレクタ７５３は、カラムデコーダ７５１の信号を受けて指定のビット線を選択する。ローデコーダ７５２は、任意のワード線を指定するアドレス信号を受けて、指定のワード線を選択する。上記動作によりアドレス信号に対応する一つのメモリセル７５７が選択される。読み出し回路７５４は選択されたメモリセルが有する情報を読み出して出力する。書き込み回路７５５は書き込みに必要な電圧を生成し、選択されたメモリセルに電圧を印加することで、情報の書き込みを行う。

次に、メモリセル７５７の回路構成を説明する。本実施の形態では、下部電極、上部電極を有し、当該一対の電極間にメモリ材料層が介在したメモリ素子７８３を有するメモリセルについて説明する。

図１０（Ａ）に示すメモリセル７５７は、トランジスタ７８１とメモリ素子７８３とを有するアクティブ型のメモリセルである。トランジスタ７８１は、薄膜トランジスタを適用することができる。トランジスタ７８１が有するゲート電極は、ワード線Ｗｙに接続される。また当該トランジスタ７８１が有するソース電極及びドレイン電極の一方は、ビット線Ｂｘに接続され、他方はメモリ素子７８３と接続される。メモリ素子７８３の下部電極は、トランジスタ７８１のソース電極及びドレイン電極の一方と電気的に接続している。またメモリ素子７８３の上部電極（７８２に相当）は、共通電極として、各メモリ素子で共有することができる。

また図１０（Ｂ）に示すように、メモリ素子７８３がダイオード７８４に接続された構成を用いてもよい。ダイオード７８４は、トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方と、ゲート電極とが接続された所謂ダイオード接続構造を採用することができる。またダイオード７８４として、メモリ材料層と下部電極とのコンタクトによるショットキーダイオードを用いたり、メモリ材料の積層によって形成されるダイオードなどを利用することもできる。

メモリ材料層としては、電気的作用、光学的作用又は熱的作用等により、その性質や状態が変化する材料を用いることができる。例えば、ジュール熱による溶融、絶縁破壊等により、その性質や状態が変化し、下部電極と、上部電極とが短絡することができる材料を用いればよい。そのためメモリ材料層の厚さは、５ｎｍから１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍから６０ｎｍとするとよい。このようなメモリ材料層は、無機材料又は有機材料を用いることができ、蒸着法、スピンコーティング法、液滴吐出法等により形成することができる。

無機材料としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等がある。このような無機材料であっても、その膜厚を制御することによって、絶縁破壊を生じさせ、下部電極と上部電極とを短絡させることができる。

有機材料としては、例えば、４、４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）や４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）や４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）や４，４’−ビス（Ｎ−（４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物、ポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）やフタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等を用いることができる。これら材料は、正孔輸送性の高い物質である。

また、他にも有機材料として、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ₃）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ₂）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる材料や、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）₂）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）₂）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体などの材料も用いることができる。これら材料は、電子輸送性が高い物質である。

さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等の化合物等を用いることができる。

またメモリ材料層は単層構造であっても、積層構造であってもよい。積層構造の場合、上記材料から選び、積層構造することができる。また上記有機材料と、発光材料とを積層してもよい。発光材料として、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）ベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）や９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）等がある。

また、上記発光材料を分散してなる層を用いてもよい。発光材料分散してなる層において、母体となる材料としては、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ₂）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：ＺｎＢＯＸ）などの金属錯体等を用いることができる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ₃）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等を用いることができる。

このような有機材料は、熱的作用等によりその性質を変化させるため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃から３００℃、好ましくは８０℃から１２０℃であるとよい。

また、有機材料や発光材料に金属酸化物を混在させた材料を用いてもよい。なお金属酸化物を混在させた材料とは、上記有機材料又は発酵材料と、金属酸化物とが混合した状態、又は積層された状態を含む。具体的には複数の蒸着源を用いた共蒸着法により形成された状態を指す。このような材料を有機無機複合材料と呼ぶことができる。

例えば正孔輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物を用いると好ましい。

また電子輸送性の高い物質と、金属酸化物を混在させる場合、当該金属酸化物にはリチウム酸化物、カルシウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、マグネシウム酸化物を用いると好ましい。

メモリ材料層には、電気的作用、光学的作用又は熱的作用により、その性質が変化する材料を用いればよいため、例えば光を吸収することによって酸を発生する化合物（光酸発生剤）をドープした共役高分子を用いることもできる。共役高分子として、ポリアセチレン類、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリフェニレンエチニレン類等を用いることができる。また、光酸発生剤としては、アリールスルホニウム塩、アリールヨードニウム塩、ｏ−ニトロベンジルトシレート、アリールスルホン酸ｐ−ニトロベンジルエステル、スルホニルアセトフェノン類、Ｆｅ−アレン錯体ＰＦ６塩等を用いることができる。

次に、図１０（Ａ）に示したようなアクティブ型のメモリセル７５７に情報の書き込みを行うときの動作について説明する。なお本実施の形態では、初期状態のメモリ素子が格納する値を「０」、電気的作用等によって特性を変化させたメモリ素子が格納する値を「１」とする。また、初期状態のメモリ素子は抵抗値が高く、変化後のメモリ素子は抵抗値が低い。

書き込みを行う場合、カラムデコーダ７５１、ローデコーダ７５２、セレクタ７５３により、ｍ列目のビット線Ｂｍと、ｎ行目のワード線Ｗｎが選択され、ｍ列目ｎ行目のメモリセル７５７に含まれるトランジスタ７８１がオンとなる。

続いて、書き込み回路７５５により、ｍ列目のビット線Ｂｍに、所定の電圧が所定の期間印加される。この印加電圧および印加時間は、メモリ素子７８３が初期状態から抵抗値の低い状態へと変化するような条件を用いる。ｍ列目のビット線Ｂｍに印加された電圧は、メモリ素子７８３の下部電極に伝達され、上部電極との間には電位差が生じる。すると、メモリ素子７８３に電流が流れ、メモリ材料層の状態に変化が生じ、メモリ素子特性が変化する。そして、メモリ素子７８３が格納する値を「０」から「１」へ変化させる。

このような書き込み動作は、制御回路７０６に従って行われる。

次に、情報の読み出しを行う動作について説明する。図１１に示すように読み出し回路７５４は、抵抗素子７９０とセンスアンプ７９１を有する。情報の読み出しは、下部電極と上部電極の間に電圧を印加して、メモリ素子が、初期の状態か変化後の低い状態であるかを判定することで行う。具体的には、抵抗分割方式によって、情報の読み出しを行うことができる。

例えば、メモリセルアレイ７５６が含む複数のメモリ素子７８３から、ｍ列目ｎ行目のメモリ素子７８３の情報の読み出しを行う場合について説明する。まずカラムデコーダ７５１、ローデコーダ７５２、セレクタ７５３により、ｍ列目のビット線Ｂｍと、ｎ行目のワード線Ｗｎが選択される。すると、ｍ列目ｎ行目に配置されたメモリセル７５７が有するトランジスタ７８１がオン状態になり、メモリ素子７８３と、抵抗素子７９０とが直列に接続された状態となる。その結果、メモリ素子７８３の電流特性に応じて図１１に示したＰ点の電位が決まる。

メモリ素子が初期状態である場合のＰ点の電位をＶ１、メモリ素子が変化後の低抵抗状態である場合のＰ点の電位をＶ２とし、Ｖ１＞Ｖｒｅｆ＞Ｖ２となる参照電位Ｖｒｅｆを用いることで、メモリ素子に格納されている情報を読み出すことができる。具体的には、メモリ素子が初期状態である場合、センスアンプ７９１の出力電位はＬｏとなり、メモリ素子が低抵抗状態である場合、センスアンプ７９１の出力電位はＨｉｇｈとなる。

上記の方法によると、メモリ素子７８３の抵抗値の相違と抵抗分割を利用して、電圧値で読み取っている。しかしながら、メモリ素子７８３が有する情報を、電流値により読み取ってもよい。なお本発明の読み出し回路７５４は、上記構成に限定されず、メモリ素子が有する情報を読み出すことができればどのような構成を有していてもよい。

このような構成を有するメモリ素子は、「０」から「１」の状態へ変化させ、「０」から「１」の状態へ変化は不可逆的であるためライトワンスメモリとなる。

このようなメモリ素子７８３へ部品の情報を書き込むことができる。そして書き込まれた情報は、アンテナを用いた無線通信によって読み出すことができる。

なお、本実施の形態は上記実施の形態と自由に組み合わせて実施することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、メモリ回路７０７の断面図について説明する。

図１２（Ａ）は、絶縁基板３１０上にメモリセル部８０１と駆動回路部８０２とが一体形成されたメモリ素子の断面図を示す。絶縁基板３１０には、ガラス基板、石英基板、珪素からなる基板、金属基板等を用いることができる。

絶縁基板３１０上には下地膜３１１が設けられている。駆動回路部８０２では下地膜３１１を介して薄膜トランジスタ３２０、３２１が設けられ、メモリセル部８０１には下地膜３１１を介して薄膜トランジスタ７８１が設けられている。各薄膜トランジスタは、島状にパターニングされた半導体膜３１２、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極３１４、ゲート電極側面に設けられた絶縁物（所謂サイドウォール）３１３、ゲート電極３１４が設けられている。半導体膜３１２は、膜厚が０．２μｍ以下、代表的には４０ｎｍから１７０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍから１５０ｎｍとなるように形成する。さらに、サイドウォール３１３、及び半導体膜３１２を覆う絶縁膜３１６、半導体膜３１２に形成された不純物領域に接続する電極３１５を有する。なお電極３１５は不純物領域と接続するため、ゲート絶縁膜及び絶縁膜３１６にコンタクトホールを形成し、当該コンタクトホールに導電膜を形成し、当該導電膜をパターニングして形成することができる。

本発明のメモリにおいて、ゲート絶縁膜等を代表とする絶縁膜は、高密度プラズマ処理を用いて作製することができる。高密度プラズマ処理とは、プラズマ密度が１×１０¹¹ｃｍ^-3以上、好ましくは１×１０¹¹ｃｍ^-3から９×１０¹⁵ｃｍ^-3以下であり、マイクロ波（例えば周波数２．４５ＧＨｚ）といった高周波を用いたプラズマ処理である。このような条件でプラズマを発生させると、低電子温度が０．２ｅＶから２ｅＶとなる。このように低電子温度が特徴である高密度プラズマは、活性種の運動エネルギーが低いため、プラズマダメージが少なく欠陥が少ない膜を形成することができる。このようなプラズマ処理を可能とする成膜室に、被形成体、ゲート絶縁膜を形成する場合であればパターニングされた半導体膜が形成された基板を配置する。そして、プラズマ発生用の電極、所謂アンテナと被形成体との距離を２０ｍｍから８０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍから６０ｍｍとして成膜処理を行う。このような高密度プラズマ処理は、低温プロセス（基板温度４００℃以下）の実現が可能となる。そのため、耐熱性の低いプラスチックを基板上に成膜することができる。

このような絶縁膜の成膜雰囲気は窒素雰囲気、又は酸素雰囲気とすることができる。窒素雰囲気とは、代表的には、窒素と希ガスとの混合雰囲気、又は窒素と水素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。また酸素雰囲気とは、代表的には、酸素と希ガスとの混合雰囲気、酸素と水素と希ガスとの混合雰囲気、又は一酸化二窒素と希ガスとの混合雰囲気である。希ガスは、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの少なくとも１つを用いることができる。

このように形成された絶縁膜は、他の被膜に与えるダメージが少なく、緻密なものとなる。また高密度プラズマ処理により形成された絶縁膜は、当該絶縁膜と接触する界面状態を改善することができる。例えば高密度プラズマ処理を用いてゲート絶縁膜を形成すると、半導体膜との界面状態を改善することができる。その結果、薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。

絶縁膜の作製に高密度プラズマ処理を用いる場合を説明したが、半導体膜に高密度プラズマ処理を施してもよい。高密度プラズマ処理によって、半導体膜表面の改質を行うことができる。その結果、界面状態を改善でき、強いては薄膜トランジスタの電気特性を向上させることができる。

また平坦性を高めるため、絶縁膜３１７、３１８が設けられているとよい。このとき絶縁膜３１７は有機材料から形成し、絶縁膜３１８は無機材料から形成するとよい。絶縁膜３１７、３１８が設けられている場合、電極３１５は、これら絶縁膜３１７、３１８にコンタクトホールを介して不純物領域と接続するように形成することができる。

さらに絶縁膜３２５が設けられ、電極３１５と接続するように下部電極３２７を形成する。下部電極３２７の端部を覆い、下部電極３２７が露出するように開口部が設けられた絶縁膜３２８を形成する。開口部内に、メモリ材料層３２９を形成し、上部電極３３０を形成する。このようにして、下部電極３２７、メモリ材料層３２９、上部電極３３０を有するメモリ素子７８３が形成される。メモリ材料層３２９は、有機材料又は無機材料から形成することができる。下部電極３２７又は上部電極３３０は、導電性材料から形成することができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜等から形成することができる。またインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、２から２０％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料を用いることができる。

さらに平坦性を高め、不純物元素の侵入を防止するため、絶縁膜３３１を形成するとよい。

本実施の形態で説明した絶縁膜は、無機材料又は有機材料を用いることができる。無機材料は、酸化珪素、窒化珪素を用いることができる。有機材料はポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。ポリシラザンは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料を出発原料として形成される。

図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）と異なり、電極３１５のコンタクトホール３５１内にメモリ材料層を形成したメモリ素子の断面図を示す。図１２（Ａ）と同様に、下部電極として電極３１５を用い、電極３１５上にメモリ材料層３２９、上部電極３３０を形成し、メモリ素子７８３を形成することができる。その後絶縁膜３３１を形成する。その他の構成は図１２（Ａ）と同様であるため、説明を省略する。

このようにコンタクトホール３５１にメモリ素子を形成すると、メモリ装置の小型化を図ることができる。またメモリ用の電極が不要となるため製造工程を削減し、低コスト化されたメモリ装置を提供することができる。

このように本発明の案内方法及びそのシステムに適用することができるメモリ装置は絶縁基板上に作製され、駆動回路を一体形成することができるため、製造コストを低くすることができる。

本発明の組立作業支援システムを示すブロック図である 本発明の組立作業支援方法を示すフローチャートである 本発明の組立作業工程を示す模式図である 本発明の組立作業支援システムの部品情報データベースに格納されている部品情報のデータ構造の一例を示す図である 本発明の組立作業支援システムの画像表示画面に表示される画面の一例を示す図である 本発明の組立作業支援システムを示す模式図である 本発明の組立作業工程を示す模式図である 本発明の組立作業支援システムに適用される無線チップの構成を示す 本発明の組立作業支援システムに適用される無線チップが有するメモリの構成を示す 本発明の組立作業支援システムに適用される無線チップが有するメモリ素子の構成を示す 本発明の組立作業支援システムに適用される無線チップが有するメモリの構成を示す 本発明の組立作業支援システムに適用される無線チップが有するメモリ素子の断面図を示す

Claims (11)

1. 部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、
   無線チップの情報を読み取るリーダーと、
   組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、
   前記情報処理装置は、前記リーダーによって前記無線チップの情報を読み取り、前記情報に基づき部品を特定し、前記特定された部品に関する情報を表示する画像表示画面を有する
   ことを特徴とする組立作業支援システム。
2. 部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、
   無線チップの情報を読み取るリーダーと、
   組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、
   前記情報処理装置は、
   前記リーダーによって読み取られた無線チップの情報を取得し、前記情報をもとに特定される部品名が蓄積された部品情報データベースとを有する
   ことを特徴とする組立作業支援システム。
3. 部品に取り付けられた、メモリ素子を有する無線チップと、
   無線チップの情報を読み取るリーダーと、
   組立作業の手順を作業者に提供する情報処理装置とを備えた組立作業支援システムであって、
   前記情報処理装置は、
   前記リーダーによって読み取られた無線チップの情報を取得し、前記情報をもとに特定される部品名が蓄積された部品情報データベースと、
   前記情報をもとに特定される取り付け位置のデータが蓄積されたCADデータと、
   前記部品の組立順序が蓄積された組立情報データベースとを有する
   ことを特徴とする組立作業支援システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか一において、
   前記メモリ素子はライトワンスメモリであることを特徴とする組立作業支援システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一において、
   前記メモリ素子は、書き換え不可能となる構造を有する
   ことを特徴とする組立作業支援システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか一において、
   前記リーダーは無線通信機能を備え、前記無線チップが有する情報を接触することなく読み取ることができる
   ことを特徴とする組立作業支援システム。
7. 取り付ける部品を選択するステップと、
   リーダーによって前記部品に取り付けられている無線チップの情報を読むステップと、
   前記部品の情報を、部品情報データベースからら取得するステップと、
   前記部品の取り付け位置のデータを、CADデータから取得するステップと、
   前記部品の組立情報を、組立情報データベースから取得するステップと、
   前記部品情報に基づき取り付け作業が完了したかを示すフラグに基づき、前記部品の取り付け順序が正しいかを判断するステップと、を有する
   ことを特徴とする組立作業支援方法。
8. 取り付ける部品を選択するステップと、
   リーダーによって前記部品に取り付けられている無線チップの情報を読むステップと、
   前記部品の情報を、部品情報データベースからら取得するステップと、
   前記部品の取り付け位置のデータを、CADデータから取得するステップと、
   前記部品の組立情報を、組立情報データベースから取得するステップと、
   前記部品情報に基づき取り付け作業が完了したかを示すフラグに基づき、前記部品の取り付け順序が正しいかを判断するステップと、
   前記CADデータから取得した前記部品の取り付け位置のデータの画像を生成するステップと、
   前記生成された画像を画像表示画面へ表示するステップと、を有する
   ことを特徴とする組立作業支援方法。
9. 請求項７又は８において、
   前記無線チップはメモリ素子を有し、
   前記メモリ素子はライトワンスメモリであることを特徴とする組立作業支援方法。
10. 請求項７乃至９のいずれか一において、
    前記メモリ素子は、書き換え不可能となる構造を有する
    ことを特徴とする組立作業支援方法。
11. 請求項７乃至１０のいずれか一において、
    前記リーダーは無線通信機能を備え、前記無線チップが有する情報を接触することなく読み取ることができる
    ことを特徴とする組立作業支援方法。
    

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