JP2007157007A

JP2007157007A - 製造プロセス監視制御装置と監視制御方法及び記憶媒体

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Publication number: JP2007157007A
Application number: JP2005354210A
Authority: JP
Inventors: Mitsunobu Suwa; 光信諏訪; Toshihiro Takami; 敏弘高見
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】複数の加工工程及び組立処理からなる生産システムにおいて、品質データ及び装置稼動データとから対象ワークに対する装置の工程条件を逐次制御して不良発生を未然に防止する。
【解決手段】複数の加工装置１〜４から構成される生産システムにおけるワーク毎の品質データと装置稼動データ、工程条件データ及び工程条件ランクパターンを製造プロセス監視制御装置５で管理し、製造プロセス監視制御装置５の工程条件データランク決定部５７でワーク毎の次工程における工程条件データを求め、各加工装置１〜４の工程条件を逐次制御して、複数の加工装置１〜４から構成される生産システムにおいてワークに不良が発生することを未然に防ぐ。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の加工工程と組立工程から構成される生産システムにおいて、個々のワークに対応して品質データ及び装置稼動データが管理されているような情報システムが構築されている場合において、品質データ及び装置稼動データとから対象ワークに対する装置の工程条件を逐次制御して不良品発生を未然に防止する製造プロセス監視制御装置と監視制御方法及びそれを格納した記憶媒体に関するものである。

一般的にワークの加工及び組立等を行う生産システムでは、生産システムに投入されるワークの寸法とワークに対する加工条件、組立条件及び成果物としてのワークの特性値等は、ある許容範囲をもって規格として定められている。したがって生産システムに投入されるワークの寸法とワークに対する加工条件、組立条件及び成果物としてのワークの特性値等は、生産システムが正常な場合、一般的に、あるばらつきを持つが規格範囲内に入っている。しかし、複数の構成部品から構成されるワークを複数の加工工程及び組立処理からなる生産システムにおいては、個々の規格が満たされていても、組み合わせのパターンによっては不良品が発生してしまう場合がある。

このような問題に対応するため、特許文献１に示された製造ラインの自動品質制御方法は、製造ラインにおける製造条件データ及び出来映えデータをモニタリングして製造履歴データベースに蓄積し、このなかで出来映えデータを監視して製造ラインでの品質阻害事象を検出すると、製造条件データも加味して品質阻害要因を抽出し、抽出結果と予め記憶した品質改善履歴データとを照合してその妥当性を確認し、また、品質阻害要因について製造ラインに関する現象のシミュレーションを実行して正当性を検証し、この妥当性及び正当性があった場合には品質阻害要因を改善するように製造条件を変更して製造ラインにフィードバックするようにしている。

また、特許文献２に示された品質情報検索方法では、製造される製品に付与される製造連番等の識別子と共に、その製品の製造時の品質履歴を記憶するとともに製品に発生する品質不良の内容及びその品質不良の原因になり得る原因工程との関連付けを行い記憶し、さらに、原因工程とその原因工程で使用する部品との関連付けを行い記憶して、製品の識別子と品質不良の内容との入力に基づき少なくとも品質不良の原因工程とそこで使用する部品の検索を行った上で検索した部品の使用時の品質履歴及びその部品の前後所定回以内に使用した部品に関する品質履歴の検索を合わせて行い表示し、その工程における品質の推移を容易に認識可能として、品質不良の原因工程となり得る製造工程と関連する部品等を特定するようにしている。
特開２００２−１４９２２１号公報特開２００２−３１８６１２号公報

しかしながら特許文献１や特許文献２に示された自動品質制御方法や品質情報検索方法はいずれも製造工程による不良発生事象をトリガとしているため、工程内で不良が確定するまではアクションがとれないという短所がある。また、工程内での進捗中に既に不良となる要因が潜在的に内在している場合でもアクションがとれないという短所もある。

この発明は、このような短所を改善し、複数の加工工程及び組立処理からなる生産システムにおいて、品質データ及び装置稼動データとから対象ワークに対する装置の工程条件を逐次制御して、不良発生を未然に防止することができる製造プロセス監視制御装置と監視制御方法及びそれを格納した記憶媒体を提供することを目的とするものである。

この発明の製造プロセス監視制御装置は、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおける工程状態を管理する工程状態管理手段と、工程条件データランク決定手段及び工程条件設定手段を有し、工程状態管理手段は、ワーク搬送情報管理部と品質データ管理部と稼動データ管理部と工程条件データ管理部と工程状態履歴管理部及び工程条件ランクパターン管理部を有し、ワーク搬送情報管理部は、複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理し、品質データ管理部は、前記装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理し、稼動データ管理部は、前記装置の稼動データを管理し、工程条件データ管理部は、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理し、工程状態履歴管理部は、各ワークが前記装置を通過後の品質データと前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理し、工程条件ランクパターン管理部は、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理し、工程条件データランク決定手段は、工程状態履歴管理部で管理する工程状態データと工程条件ランクパターン管理部で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定し、工程条件設定手段は、工程条件データランク決定手段により決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定することを特徴とする。

この発明の他の製造プロセス監視制御装置は、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおける工程状態を管理する工程状態管理手段と記憶手段及び制御手段を有し、前記工程状態管理手段は、ワーク搬送情報管理部と品質データ管理部と稼動データ管理部と工程条件データ管理部と工程状態履歴管理部及び工程条件ランクパターン管理部を有し、ワーク搬送情報管理部は、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理し、品質データ管理部は、前記装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理し、稼動データ管理部は、前記装置の稼動データを管理し、工程条件データ管理部は、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理し、工程状態履歴管理部は、各ワークが前記装置を通過後の品質データと前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理し、工程条件ランクパターン管理部は、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理し、記憶手段には、工程状態履歴管理部で管理する工程状態データと工程条件ランクパターン管理部で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する処理のプログラムがあらかじめ格納され、制御手段は、工程状態管理部で管理する工程状態の情報と記憶手段に格納された処理プログラムにより対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定し、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定することを特徴とする。

前記工程条件ランクパターン管理部は、前記生産システムのワークの最終品質において良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理することが望ましい。また、ワークの各工程条件のランクパターンともに良品の出来ばえランクを管理すると良い。そして次工程の工程条件データランクを決定するとき、工程状態履歴管理部の工程状態データをキーとして、工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとなるように次工程の工程条件データランクを決定する。

また、前記工程条件ランクパターン管理部は、前記生産システムのワークの最終品質において不良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理しても良い。そして次工程の工程条件データランクを決定するとき、工程状態履歴管理部の工程状態データをキーとして、工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとならないように次工程の工程条件データランクを決定する。

また、工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択するとき、工程条件毎に重み付けをすることが望ましい。

さらに、次工程の装置に加工指示データを設定するとき、決定したワークの次工程における工程条件データランクに基づき、次工程の装置における工程条件の中心値をシフトして加工指示データを設定すると良い。

この発明の製造プロセス監視制御方法は、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおけるワークの流れをワークの搬送情報として管理するワーク搬送情報管理ステップと、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理する品質データ管理ステップと、前記装置の稼動データを管理する稼動データ管理ステップと、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理する工程条件データ管理ステップと、各ワークが前記装置を通過後の品質データ及び前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する工程状態履歴管理ステップと、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理する工程条件ランクパターン管理ステップと、工程状態データと工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する工程条件データランク決定ステップ及び決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する工程条件設定ステップとを有することを特徴とする。

この発明の記憶媒体は、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおけるワークの流れをワークの搬送情報として管理する処理と、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理する処理と、前記装置の稼動データを管理する処理と、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理する処理と、各ワークが前記装置を通過後の品質データ及び前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する処理と、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理する処理と、工程状態データと工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する処理のプログラムをあらかじめ記憶させてコンピュータで読み取り可能であることを特徴とする。

この発明は、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおけるワーク毎の品質データと装置稼動データ、工程条件データ及び工程条件ランクパターンを管理し、ワーク毎の次工程における工程条件データを求め、ワークを加工したり組み立てる装置の工程条件を逐次制御することにより、複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおいてワークに不良が発生することを未然に防ぐことができる。

また、工程条件ランクパターンとして生産システムのワークの最終品質において良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理することにより、ワーク毎の次工程での工程条件データを求める場合、最終的に良品となるような工程条件データを求めることができ、ワークが良品となるように生産システムにある各装置の工程条件を逐次制御することができる。

さらに、ワークの各工程条件のランクパターンともに良品の出来ばえランクを管理することにより、ワーク毎の次工程での工程条件データを求める場合に、最終的に良品となり、かつ良品の中でも特定のランクとなるような工程条件データを求めることができる。

また、次工程の工程条件データランクを決定するとき、工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとなるように次工程の工程条件データランクを決定することにより、ワークの最終的な良品か不良品の判定が行われる前に対象とするワークの工程状態がどの状態にあるかを予測して次工程で設定すべき工程条件について良品となる工程条件ランクパターンから求めることができる。

また、工程条件ランクパターンとして生産システムのワークの最終品質において不良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理することにより、ワーク毎の次工程での工程条件データを求める場合に、最終的に不良品とならないような工程条件データを求めることができ、ワークが不良品とならないように生産システムにある各装置の工程条件を逐次制御することができる。

さらに、次工程の工程条件データランクを決定するとき、工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとならないように次工程の工程条件データランクを決定することにより、ワークの最終的な良品か不良品の判定が行われる前に対象とするワークの工程状態がどの状態にあるかを予測することができる。

また、工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択するとき、工程条件毎に重み付けをすることにより、ワークの最終的な良品か不良品の判定が行われる前に対象とするワークの工程状態がどの状態にあるかを予測して次工程の工程条件を精度良く設定することができる。

さらに、次工程の装置に加工指示データを設定するとき、決定したワークの次工程における工程条件データランクに基づき、次工程の装置における工程条件の中心値をシフトして加工指示データを設定することにより、次工程の装置は工程条件を満たすように稼動させることができ、ワークに不良が発生することを未然に防ぐことができる。

また、この発明の処理プログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納しておくことにより、簡単な構成で複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおいてワークに不良が発生することを未然に防ぐことができる。

図１はこの発明の製造プロセス監視制御装置の構成を示すブロック図である。図に示す製造プロセス監視制御装置５は複数の加工装置１〜４におけるワークの製造プロセスを監視し、各加工装置１〜４におけるワークの不良発生を未然に防ぐものである。

ワークを加工する各加工装置１〜４は、それぞれ加工指示データ記憶装置１１〜１４と稼動データ取得装置２１〜２４と品質データ取得装置３１〜３４及びワーク検知装置４１〜４４を有する。加工指示データ記憶装置１１〜１４には各加工装置１〜４における加工指示データが記憶され、加工装置１〜４は加工指示データ記憶装置１１〜１４に記憶されている加工指示データを基にワークに対して所定の加工を行う。稼動データ取得装置２１〜２４は各加工装置１〜４の稼動データを取得する。品質データ取得装置３１〜３４は各加工装置１〜４の加工結果を表す品質データを取得する。ワーク検知装置４１〜４４は、各加工装置１〜４におけるワークの投入を検知し、ワーク毎に識別管理する。この各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４と稼動データ取得装置２１〜２４と品質データ取得装置３１〜３４及びワーク検知装置４１〜４４は回線６を介して製造プロセス監視制御装置５に接続されている。

製造プロセス監視制御装置５は、工程状態管理部５０と工程条件データランク決定部５７と工程条件設定部５８及びこれらを制御する制御部５９を有する。

工程状態管理部５０は、ワーク搬送情報管理部５１と品質データ管理部５２と稼動データ管理部５３と工程条件データ管理部５４と工程状態履歴管理部５５及び工程条件ランクパターン管理部５６を有する。ワーク搬送情報管理部５１は各加工装置１〜４におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理する。品質データ管理部５２は各加工装置１〜４におけるワークの品質データをワーク個別に管理する。稼動データ管理部５３は各加工装置１〜４の稼動データを管理する。工程条件データ管理部５４は各加工装置１〜４でワークを加工するときの工程条件データを管理する。工程状態履歴管理部５５は各ワークが各加工装置１〜４を通過後の品質データ及び各加工装置１〜４におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する。工程条件ランクパターン管理部５６は各ワークの各加工装置１〜４における工程条件ランクパターンを管理する。工程条件データランク決定部５７は工程状態履歴管理部５５で管理する工程状態データと工程条件ランクパターン管理部５６で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する。工程条件設定部５８は工程条件データランク決定部５７により決定した工程条件データランクに基づき各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定する。この製造プロセス監視制御装置５には工程条件データを入力する情報入力装置７と工程条件ランクパターンの表示・編集を行う情報出力装置８が接続されている。

この製造プロセス監視制御装置５の工程条件データ管理部５４に格納されて管理する工程条件データは、図２に示すように、加工装置１〜４毎に１つまたは複数の工程条件Ａ〜Ｆが割り当てられており、各条件Ａ〜Ｆに対して上限規格値ＵＳＬＡ１〜ＵＳＬＦ１と、下限規格ＬＳＬＡ１〜ＬＳＬＦ１が管理されている。また、各工程条件Ａ〜Ｆに対応したワークの実績データが前記規格に対してどの辺りに位置しているのかを表す工程条件実績ランクを求める際の下限規格値ＬＳＬＡ１〜ＬＳＬＦ１から上限規格値ＵＳＬＡ１〜ＵＳＬＦ１までの規格幅に対する分割数が管理されている。

また、工程状態履歴管理部５５に格納されて管理する工程状態データは、図３に示すように、ワークＷ１〜Ｗｎ毎の各加工装置１〜４における品質データ及び稼動データを工程条件Ａ〜Ｆに基づきランク分けされる。この工程状態データを管理するときの処理を説明する。ワークが加工装置１〜４に投入されるとワーク検知装置４１〜４４によりワークの投入が製造プロセス監視制御装置５のワーク搬送情報管理部５１に通知される。ワーク投入が通知されるとワーク搬送情報管理部５１では、そのワーク用の搬送情報格納領域を確保し、順次、ワーク検知装置４１〜４４のワーク検知情報を基に搬送情報を生成する。そして、ワーク投入後、各加工装置１〜４で加工または組立が行われ、その結果として、各加工装置１〜４から品質データまたは稼動データを加工ワークと対応して取得する。このように各データを取得した後、各データに対応した工程条件データを工程条件データ管理部５４から取得する。例えば、工程条件Ａに関するデータを取得した場合には、工程条件データとして上限規格値ＵＳＬＡ１と下限規格値ＬＳＬＡ１及びランク分割数３を取得する。そして、例えば図４に示すように、取得された品質データまたは加工装置１〜４の稼動データがＤＡＴＡ１のような値の場合には、データランクは「１」となる。このような方法で品質データまたは加工装置１〜４の稼動データは工程条件ランクデータに変換され、ワークＷ１〜Ｗｎ毎に工程状態データとして工程状態履歴管理部５６に格納される。例えば、図３に示す工程状態データでは、ワークＷ２は加工装置１と加工装置２まで加工を完了し、加工装置１における工程条件Ａではランク２、工程条件Ｂではランク１、加工装置２における工程条件Ｃではランク２であることを示している。したがって、図３におけるワークＷ２の次工程は加工装置３になる。

工程条件ランクパターン管理部５６に格納されて管理する工程条件ランクパターンは、図５に示すように、加工装置１〜４からなる加工工程における最終的な品質において良品と判定されたワークの各工程条件Ａ〜Ｆのランク情報を示すランクパターン１〜ｍが格納されて管理されているとともにそれぞれのランクパターン１〜ｍにおける良品の出来栄えランク情報を併せて格納している。したがって加工装置１〜４により加工する場合には、工程条件ランクパターン管理部５６に格納されているランクパターンに合うように加工を進めるとともに所定の出来栄えランクのものを作りたい場合には、出来栄えランクとして、例えば「１」のものを作りたい場合には、良品の中でも出来栄えランク１のランクパターンに合うように加工を進める。

この工程条件ランクパターン管理部５６に格納されて管理する工程条件ランクパターンに基づいて工程条件データランク決定部５７で、例えば図３に示すように、ワークＷ２の次加工工程となる加工装置３の工程条件を求めるときの処理を図６のフローチャートを参照して説明する。

まず、製造プロセス監視制御装置５の制御部５９は、各加工装置１〜４で加工等が完了する都度、品質データと各加工装置１〜４の稼動データを品質データ取得装置３１〜３４と稼動データ取得装置２１〜１２から取得し、取得したデータをそれぞれ品質データ管理部５２と装置稼動データ管理部５３に格納する（ステップＳ１）。この状態で工程条件データランク決定部５７は、次加工工程の工程条件を求めるために、取得したデータのデータ種別に応じた工程条件データを工程条件データ管理部５４から取得する（ステップＳ２）。この工程条件データを取得するデータとして、例えばワークＷ２において加工装置２から工程条件Ｃに対応する品質データと稼動データを取得した場合には、図２に示す加工装置２の工程条件Ｃの工程条件データを取得する。この場合、取得した工程条件データの上限規格値はＵＳＬＣ１で下限規格値はＬＳＬＣ１となり、ランク分割数は「３」となる。次に取得した工程条件データ及びランク分割数とから取得データのランク情報を取得する（ステップＳ３）。ここで取得データが、図４に示すように、ＤＡＴＡ１のような値の場合には、ランクは「１」となる。

次に工程条件データランク決定部５７は、例えばワークＷ２に対する工程状態データが既に工程状態履歴管理部５５にあるかどうかを確認する（ステップＳ４）。ワークＷ２に対する工程状態データが工程状態履歴管理部５５に既にある場合には、工程状態データのランクデータを基にワークＷ２の情報を更新する（ステップＳ５）。また、ワークＷ２に対する工程状態データがない場合には、新規にワークＷ２に関する工程状態データを登録する（ステップＳ６）。

次にワークＷ２の工程状態データをキーとして、工程条件ランクパターン管理部５６で管理されている工程条件ランクパターンで最も傾向の近いパターンを選択する（ステップＳ７）。この最も傾向の近いパターンの特定は、例えばワークＷ２の現在の工程状態データが、図３に示すように、加工装置２における工程条件Ｃではランク２である場合には、下記（１）式によりランクパターン１〜ｍについて比較値を求め、求めた比較値の最も小さいパターン番号を取得する。この（１）式において例えば条件Ａｉはランクパターンｉ番目の工程条件Ａのランク値を表し、条件Ａｗ２はワークＷ２の工程条件Ａのランク値を表す。
パターンｉ；（条件Ａｉ−条件Ａｗ２）２＋（条件Ｂｉ−条件Ｂｗ２）２
＋（条件Ｃｉ−条件Ｃｗ２）２＋（条件Ｄｉ−条件Ｄｗ２）２（１）
＋（条件Ｅｉ−条件Ｅｗ２）２＋（条件Ｆ１−条件ＦＷ２）２

この（１）式において下記（２）式に示すように工程毎に重みをつけると、品質に大きく影響を与える工程条件の情報をそのパターン選択に反映させることができる。
パターンｉ：(条件Ａｉ−条件Ａｗ２)２＊１＋(条件Ｂｉ−条件Ｂｗ２)２＊１
＋(条件Ｃｉ−条件Ｃｗ２)２＊２＋(条件Ｄｉ−条件Ｄｗ２)２＊１（２）
＋(条件Ｅｉ−条件Ｅｗ２)２＊１＋(条件Ｆ１−条件ＦＷ２)２＊0.5

選択されたパターン番号は、現在着目しているワークに対して、最も傾向の似ているパターンであるため、ワークが良品となるためには、次工程の条件を前記選択されたパターンから決定すれば良い。例えば、ワークＷ２についてパターン３またはパターン４が選択されるため、次工程となる加工装置３における工程条件Ｄは、工程条件ランクが「１」または「２」であれば良い。この場合、次工程の工程条件ランクは「１」または「２」のいずれかが選択されるが、出来栄えランクとして「１」を選択する場合には、パターン番号は「３」が選択されることとなり、次工程の工程条件ランクは「１」に決定される（ステップ８）。そして、決定された工程条件ランクに基づき、次工程の工程条件を設定する。

工程条件設定部５８では、決定された工程条件ランクに基づき、例えばワークＷ２に対する次工程の装置の工程条件の中心値をシフトする工程条件データを生成し、次工程の加工装置３の加工指示データ記憶装置１３にデータを書き込む（ステップ９）。例えば、図７に示すように、次工程の工程条件ランクを「１」にしたい場合には、加工装置３の工程条件の中心値μ２をμ１にシフトする。

この操作を各ワークについて加工が終了する度に逐次実行することにより、ワークが工程内にある場合でも、工程内の途中の加工状態によって最終的に良品となるように各加工装置１〜４の制御を行うことができる。

前記説明では工程条件ランクパターン管理部５６でワークの最終品質において良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理する場合について説明したが、工程条件ランクパターン管理部５６でワークの最終品質において不良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理するようにしても良い。

このように工程条件ランクパターン管理部５６でワークの最終品質において不良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理してワークを加工装置１〜４で加工しているときの次工程の加工条件を工程条件データランク決定部５７で設定する処理を図８のフローチャートを参照して説明する。

まず、製造プロセス監視制御装置５の制御部５９は、各加工装置１〜４で加工等が完了する都度、品質データと各加工装置１〜４の稼動データを品質データ取得装置３１〜３４と稼動データ取得装置２１〜１２から取得し、取得したデータをそれぞれ品質データ管理部５２と装置稼動データ管理部５３に格納する（ステップＳ１１）。この状態で工程条件データランク決定部５７は、次加工工程の工程条件を求めるために、取得したデータのデータ種別に応じた工程条件データを工程条件データ管理部５４から取得する（ステップＳ１２）。この取得データとして例えばワークＷ２において加工装置２から工程条件Ｃに対応する品質データと稼動データを取得した場合には、加工装置２の工程条件Ｃの工程条件データを取得する。この場合、取得した工程条件データの上限規格値はＵＳＬＣ１で下限規格値はＬＳＬＣ１となり、ランク分割数は「３」となる。次に取得した工程条件データ及びランク分割数とから取得データのランク情報を取得する（ステップＳ１３）。ここで取得データが、図４に示すように、ＤＡＴＡ１のような値の場合には、ランクは「１」となる。

次に工程条件データランク決定部５７は、例えばワークＷ２に対する工程状態データが既に工程状態履歴管理部５５にあるかどうかを確認する（ステップＳ１４）。ワークＷ２に対する工程状態データが工程状態履歴管理部５５に既にある場合には、工程状態データのランクデータを基にワークＷ２の情報を更新する（ステップＳ１５）。また、ワークＷ２に対する工程状態データがない場合には、新規にワークＷ２に関する工程状態データを登録する（ステップＳ１６）。

次にワークＷ２の工程状態データをキーとして、工程条件ランクパターン管理部５６で管理されている工程条件ランクパターンで最も傾向の近いパターンを選択する（ステップＳ１７）。この最も傾向の近いパターンの特定は、例えばワークＷ２の現在の工程状態データが、図３に示すように、加工装置２における工程条件Ｃではランク２である場合には、前記（１）式または（２）式によりランクパターン１〜ｍについて比較値を求め、求めた比較値の最も小さいパターン番号を取得する。

選択されたパターン番号は、現在着目しているワークに対して、最も傾向の似ているパターンであるため、ワークが不良品とならないようにするためには、次工程の条件を前記選択されたパターンとは異なるように設定する（ステップＳ１８）。そして、決定された工程条件ランクに基づき、次工程の工程条件を設定する。

工程条件設定部５８では、決定された工程条件ランクに基づき、例えばワークＷ２の次工程の装置の工程条件の中心値をシフトする工程条件データを生成し、次工程の加工装置３の加工指示データ記憶装置１３にデータを書き込む（ステップ１９）。

この処理を各ワークについて加工が終了する度に逐次実行することにより、最終的に、工程にワークが流動中の場合でも工程内の途中の加工状態によって不良品にならないように各加工装置１〜４の制御を行うことができる。

前記説明では製造プロセス監視制御装置５の工程条件データランク決定部５７で工程状態履歴管理部５５において管理する工程状態データと工程条件ランクパターン管理部５６において管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定し、この工程条件データランク決定部５７により決定した工程条件データランクに基づいて工程条件設定部５８で各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定する場合について説明したが、図９のブロック図に示すように、工程状態管理部５０の工程状態履歴管理部５５で管理する工程状態データと工程条件ランクパターン管理部５６で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づいて各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定する処理のプログラムをあらかじめ記憶部６０に記憶させておき、記憶部６０に記憶した処理プログラムを使用して制御部５９で次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づいて各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定する処理を行っても良い。

また、図１０のブロック図に示すように、製造プロセス監視制御装置５をコンピュータ６１と外部記憶装置６２で構成し、外部記憶装置６２に、各加工装置１〜４におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理する処理と、各加工装置１〜４におけるワークの品質データをワーク個別に管理する処理と、各加工装置１〜４の稼動データを管理する処理と、各加工装置１〜４でワークを加工するときの工程条件データを管理する処理と、各ワークが各加工装置１〜４を通過後の品質データ及び各加工装置１〜４におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する処理と、各ワークの各加工装置１〜４における工程条件ランクパターンを管理する処理と、工程状態データと工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理及び決定した工程条件データランクに基づき各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定する処理のプログラムをあらかじめ記憶させておく。そしてコンピュータ６１で外部記憶装置６２に記憶した処理プログラムを読み出して各種処理を実行して次工程での工程条件データランクを決定し、決定した工程条件データランクに基づいて各加工装置１〜４の加工指示データ記憶装置１１〜１４に加工指示データを設定するようにしても良い。

この発明の製造プロセス監視制御装置の構成を示すブロック図である。工程条件データ管理部で管理する工程条件データを示す模式図である。工程状態履歴管理部で管理する工程状態データを示す模式図である。品質データ又は加工装置の稼動データのランク分け処理を示す模式図である。工程条件ランクパターン管理部で管理する工程条件ランクパターンを示す模式図である。次工程での工程条件データランクの決定処理を示すフローチャートである。工程条件データのシフト処理を示す模式図である。次工程での他の工程条件データランクの決定処理を示すフローチャートである。第２の製造プロセス監視制御装置の構成を示すブロック図である。第３の製造プロセス監視制御装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１〜４；加工装置、５；製造プロセス監視制御装置、６；回線、７；情報入力装置、
８；情報出力装置、１１〜１４；加工指示データ記憶装置、
２１〜２４；稼動データ取得装置、３１〜３４；品質データ取得装置、
４１〜４４；ワーク検知装置、５１；ワーク搬送情報管理部、
５２；品質データ管理部、５３；稼動データ管理部、５４；工程条件データ管理部、
５５；工程状態履歴管理部、５６；工程条件ランクパターン管理部、
５７；工程条件データランク決定部、５８；工程条件設定部、５９；制御部、
６０；記憶部、６１；コンピュータ、６２；外部記憶装置。

Claims

複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおける工程状態を管理する工程状態管理手段と、工程条件データランク決定手段及び工程条件設定手段を有し、
前記工程状態管理手段は、ワーク搬送情報管理部と品質データ管理部と稼動データ管理部と工程条件データ管理部と工程状態履歴管理部及び工程条件ランクパターン管理部を有し、前記ワーク搬送情報管理部は、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理し、前記品質データ管理部は、前記装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理し、前記稼動データ管理部は、前記装置の稼動データを管理し、前記工程条件データ管理部は、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理し、前記工程状態履歴管理部は、各ワークが前記装置を通過後の品質データと前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理し、前記工程条件ランクパターン管理部は、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理し、
前記工程条件データランク決定手段は、前記工程状態履歴管理部で管理する工程状態データと前記工程条件ランクパターン管理部で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定し、
前記工程条件設定手段は、前記工程条件データランク決定手段により決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定することを特徴とする製造プロセス監視制御装置。
複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおける工程状態を管理する工程状態管理手段と記憶手段及び制御手段を有し、
前記工程状態管理手段は、ワーク搬送情報管理部と品質データ管理部と稼動データ管理部と工程条件データ管理部と工程状態履歴管理部及び工程条件ランクパターン管理部を有し、前記ワーク搬送情報管理部は、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの流れをワークの搬送情報として管理し、前記品質データ管理部は、前記装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理し、前記稼動データ管理部は、前記装置の稼動データを管理し、前記工程条件データ管理部は、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理し、前記工程状態履歴管理部は、各ワークが前記装置を通過後の品質データと前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理し、前記工程条件ランクパターン管理部は、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理し、
前記記憶手段には、前記工程状態履歴管理部で管理する工程状態データと前記工程条件ランクパターン管理部で管理する工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する処理のプログラムがあらかじめ格納され、
前記制御手段は、前記工程状態管理部で管理する工程状態の情報と前記記憶手段に格納された処理プログラムにより対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定し、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定することを特徴とする製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件ランクパターン管理部は、前記生産システムのワークの最終品質において良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理する請求項１又は２に記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件ランクパターン管理部は、前記生産システムのワークの最終品質において良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンと良品の出来ばえランクを管理する請求項１又は２に記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件データランク決定手段又は制御手段は、前記工程状態履歴管理部の工程状態データをキーとして、前記工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとなるように次工程の工程条件データランクを決定する請求項３又は４のいずれかに記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件ランクパターン管理部は、前記生産システムのワークの最終品質において不良品と判定されたワークの各工程条件のランクパターンを管理する請求項１又は２に記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件データランク決定手段又は制御手段は、前記工程状態履歴管理部の工程状態データをキーとして、前記工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択し、選択したパターンと同一パターンとならないように次工程の工程条件データランクを決定する請求項６に記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件データランク決定手段又は制御手段は、前記工程状態履歴管理部の工程状態データをキーとして、前記工程条件ランクパターン管理部の工程条件ランクパターンの中から最も近い傾向にあるパターンを選択するとき、工程条件毎に重み付けをする請求項５又は６に記載の製造プロセス監視制御装置。
前記工程条件設定手段又は制御手段は、決定したワークの次工程における工程条件データランクに基づき、次工程の装置における工程条件の中心値をシフトして加工指示データを設定する請求項１乃至８のいずれかに記載の製造プロセス監視制御装置。
複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおけるワークの流れをワークの搬送情報として管理するワーク搬送情報管理ステップと、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理する品質データ管理ステップと、前記装置の稼動データを管理する稼動データ管理ステップと、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理する工程条件データ管理ステップと、各ワークが前記装置を通過後の品質データ及び前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する工程状態履歴管理ステップと、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理する工程条件ランクパターン管理ステップと、工程状態データと工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する工程条件データランク決定ステップ及び決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する工程条件設定ステップとを有することを特徴とする製造プロセス監視制御方法。
複数の加工工程及び組立工程から構成される生産システムにおけるワークの流れをワークの搬送情報として管理する処理と、前記複数の加工工程及び組立工程に配置された装置におけるワークの品質データをワーク個別に管理する処理と、前記装置の稼動データを管理する処理と、前記装置でワークを加工するときの工程条件データを管理する処理と、各ワークが前記装置を通過後の品質データ及び前記装置におけるワークに対する稼動データを工程状態データとして管理する処理と、各ワークの前記装置における工程条件ランクパターンを管理する処理と、工程状態データと工程条件ランクパターンとから対象とするワークの次工程での工程条件データランクを決定する処理と、決定した工程条件データランクに基づき前記装置に加工指示データを設定する処理のプログラムをあらかじめ記憶させたことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。