JP2008287665A - 製品履歴管理システムおよび製品履歴管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の品質情報とその製品に作業を行った設備の情報をすぐに取り出すことのできる製品履歴管理方法を提供する。
【解決手段】ワークを識別するワークＩＤ、生産ラインの設備からの信号を収集し（Ｓ１、Ｓ２）、信号の一つでも変化した場合にはすべての信号を記録して（Ｓ３、Ｓ４）、それら設備の信号と共に、ワークの検査結果およびワークＩＤを一まとめにして記録する（Ｓ９）。
【選択図】図４

Description

本発明は、製品履歴管理システムおよび製品履歴管理方法に関する。

従来、工業製品の生産工場においては、特定の製品の製造履歴を追跡しうるように、製品固有の情報を管理システムに入力しておき、この固有の情報に基づき製品の製造工程に関与した設備履歴情報をその製品を作るための原料搬入から最終製品として完成するまでの間に時間的経過に従って蓄積するトレーサビリティシステムがある（特許文献１参照）。
特開２００５−２９３２７４号公報

しかしながら、従来のトレーサビリティシステムにおいては、生産設備の情報を時間経過と共に蓄積しているので、それらの履歴を後から見ることができるが、ワークの製造過程と、製品としての検査結果との対応付けが行われていないため、ワークに不具合が検出された場合、どこで、どのようにして不具合が発生したのか原因特定に多くの時間と手間が必要になるという問題がある。

そこで本発明の目的は、製品の品質情報と、その製品に作業を行った設備の情報をすぐに取り出すことのできる製品履歴管理システムおよび製品履歴管理方法を提供することである。

上記課題を解決するための本発明は、ワークの製造に関与する生産ラインの設備の稼動状態を設備情報収集手段が収集して、ワークへの作業が行われた後の検査結果を検査情報収集手段が収集し、収集した設備信号を時系列に記録すると共に、この記録とワークの検査結果、およびワークの識別情報とを一まとめにして記録する製品履歴管理システムである。

また、上記課題を解決するための本発明は、ワークの製造に関与する生産ラインの設備の稼動状態を収集し、設備によるワークへの作業が行われた後の検査結果を収集し、収集した設備信号を時系列に記録すると共に、この記録とワークの検査結果、およびワークの識別情報とを一まとめにして記録する製品履歴管理方法である。

以上のように構成された本発明によれば、ワークの製造に関与する生産ラインの設備の稼動状態を収集して、これを時系列に記録すると共に、この記録とワークに対して行われた作業の検査結果とワークの識別情報とを一まとめにして記録することとしたので、ワーク（製品）の品質と、そのワークを製造した設備の稼働状態の因果関係がすぐにわかるようになる。このため、ワークの検査結果として何らかの不具合が記録された場合には、その不具合発生時の原因特定を短時間で行うことができるようになる。

以下、添付した図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明を適用した製品履歴管理システムとこれを適用した生産ライン構成の一例を示す図面である。

製品履歴管理システムは、生産ライン１０上の各工程に備えられている各設備のコントローラ２および３（たとえばプログラマブルロジックコントローラ）と、各コントローラ２および３から設備の情報を収集して、収集した情報を処理し、蓄積するホストコンピュータ１とからなる。

一方、図示する生産ラインの構成は、車体溶接ラインの一例であり、ワークに溶接を行う工程＃１〜３と、この生産ラインの最終工程に設けられていて、工程＃１〜３で行われた溶接の状態を検査する検査工程＃４からなる。

ワーク１００は、各工程＃１〜３で受け入れが行われた後、あらかじめ決められた作業が行われた後、検査工程＃４により検査が行われて、この生産ラインの払い出しとなる。各工程＃１〜４では、それぞれの工程の受け入れと払い出しをコントローラ２に入力する。これの受け入れ払い出しは、たとえば、ワークに付けられた無線タグによって自動的に行われたり、また、ワークに付けられているバーコードを自動読み取り機によって（または作業員によって）読み取らせることで行われる。払い出しは、各工程におけるコントローラ２および３からの作業完了指令により払い出しとなる。

各設備のコントローラ２および３は、本実施形態では各工程ごとに、その工程における作業を実施する場所の近傍に設けられている。工程＃１〜３までの各設備は溶接ロボット３０と共に、図示しないが溶接工程では安全柵などが設けられている。工程＃４は検査工程であり、設備としては検査内容を指示する画面と検査結果を入力する装置（いずれも不図示）である。

各コントローラ２（設備情報収集手段）は工程＃１〜３の設備（溶接ロボット３０など）に対してあらかじめ決められた動作手順により動作指示を出力する。また各コントローラ２は、各設備からの信号を収集してホストコンピュータ１に送信している。またコントローラ２はホストコンピュータ１からの生産に必要な情報や指示を受け取っている。ホストコンピュータ１からの生産に必要な情報は、たとえばワーク１００の種類（ここでは車種）、個別のワーク１００を識別するためのワークＩＤなどである。また、生産指示としては、各ワーク１００ごとの生産計画に基づいて各コントローラ２に指示が出力される。

また、コントローラ３（検査情報収集手段）は、工程＃４における検査結果が入力されて、検査結果をホストコンピュータ１に送信している。またコントローラ３はホストコンピュータ１から検査に必要な情報、たとえばワーク１００の種類（ここでは車種）、個別のワーク１００を識別するためのワークＩＤ、検査項目などを受け取っている。

ホストコンピュータ１（記録手段）は、各コントローラ２から収集した情報を個別のワーク１００ごとに１レコードとして蓄積管理している。

図２は１レコードのデータの一例を示す図面である。

１レコードにまとめられるデータは、ワーク１００を個別に識別するためのワークＩＤ、どの生産ラインかを識別するためのラインＩＤ、生産ライン１０上のすべての工程における設備の動作状況を示す設備データ（ここでは＃１〜３の各工程に対応して設備データ＃１〜３がある）、検査工程における検査結果を示す検査データである。ここでは、１レコードとして図１に示した一つの生産ラインの工程＃１〜３までの設備データおよび検査データを蓄積した形になっている。したがって、１つのレコードは一つの製品（ワーク１００）について生産ラインごとに存在する。通常、自動車などの大きなワーク１００は製品の完成までに複数の生産ラインを経て生産されるため同様のデータが１つのワーク１００として生産ラインの数だけ存在することになる。

また、ワーク１００である自動車には複数の部品が取り付けられている。それら部品についても、本実施形態と同様に製品履歴管理を行えば、部品ごとに同様のレコードのデータが存在する。

各レコードは、ワークＩＤをキーとして検索できる。部品についても、ワークＩＤごとにどの部品が取り付けられているかを対応付けしたデータを用意しておくことで、ワークＩＤから各部品の履歴をも検出可能となる。

図３は上記１レコードに記憶されたデータのうち、一つの設備データの収集について説明するための説明図である。

設備データは、各工程ごとに収集されている。工程内の各設備からは複数の信号が出力されている。収集するデータは、複数の信号のうち、いずれか一つに変化があった場合にすべての信号の現在の状態を収集している。

収集される信号は、たとえば、図示するように、設備が運転中（その工程で作業実行可能な状態を入りとしている）か否かを示す運転信号、設備の電源の状態と示す電源信号、安全柵の開閉状態を示す安全柵信号、加工機の起動停止を示す加工機信号、ワークの受け入れ払い出しを示す受入／払出信号などである。なお、設備によってはこれら以外の信号が出力されている場合もある。すなわちライン上のさまざまな設備から複数の信号が出力され、また一つの設備から複数の信号が出力されたりしている。なお、ここでは本発明をわかりやすく説明するために上記の例示した信号が出力されているものとする。

これら設備からの信号の収集は、すべてを時間を追って記憶していってもよい。しかし、実際の工程では信号数も多くかつワークの数だけ同じようなデータを記憶することとなるため、記憶容量が膨大に必要となる。そこで、本実施形態では、少しでも必要な記憶容量を少なくするために、２ビット単位の各桁に対してそれぞれの信号を割り当て、各桁の値を２進数（０か１か）と見て、それを１６進数に変換して記憶することとした。

すなわち、図示するように、２^０の桁は運転信号、２^１の桁は電源、２^２の桁は安全柵の開閉、２^３の桁は加工機の起動停止、２^４の桁はワークの受け入れ払い出しと、あらかじめ決めておく。そして、各桁の０（切）、１（入）の状態を２進数として集めて、これを１６進数に変換して記憶するのである。なお、１６進数で表す場合、２進数４桁で１６進数の１桁（０〜Ｆ）が終わってしまうので、信号数が図示した事例のように５個以上ある場合には、一回で収集された各信号の状態を示すために１６進数２桁（００〜ＦＦ）で示すことになる。さらに信号数が多い場合には、一回で収集された各信号の状態を示すための１６進数の桁数を多くすればよい。

そして、これら信号の収集は、いずれか一つの信号が変化したときに行われる。

図示した場合を例に説明すると、まずワーク１００が来ると、受け入れ払い出し信号が０（切り、以下同様）から１（入り、以下同様）に変化する。これをトリガとしてすべての信号の現在の状態を取得する。このとき、溶接工程では、ワーク１００の搬送中であっても通常、ロボットなどの加工機の運転信号および電源を落とすことはないので、これらは共に１のままで推移いている。しかし、加工機（溶接ロボット）は搬送直後であればまだ動作していないため０である。安全柵も加工機の電源が入っている間は開けることがない（または開けることができない）ので０である。そうすると、これらの信号を２進数の各桁に割り当てて示せば「１１００１」となる。これを１６進数に直せば「３１」となる。これをこの工程（例えば工程＃１）の設備データとして記憶する。

続いて、運転信号が切られて０になると、同等にすべての信号を収集して２進数で表すと、「０１００１」となるので、これを１６進数であらわせば「２１」となる。以下同様に信号の状態が一つでも変わるごとにすべての信号の状態を順に収集して記録してゆく。

このようにして、いずれか一つの信号でも変化があった場合に、すべての信号の状態を表しうるように符号化して記憶することで、後から、その工程で何があったかがわかるようになる。

ここで図示した事例では、工程＃１の設備データ＃１では、１６進数で「３１２１０１４１０１２１３１Ｂ１３１３０」となる。したがって、まず、１６進数の２桁目が１であることからワーク１００が既には工程内に搬送されてきている。このとき１６進数の１桁目が３、続いて３桁目が２と変化していることから、設備の運転が停止されて、しかも、１６進数の７桁目が４になっていることから、その時点で安全柵が開けられたことを示している。

したがって、このデータからは、何らかの理由で安全柵が開けられたことがわかる。そして安全柵が開けられたということは、工程内部に作業員が入ったたことが推定され、作業員が工程内に入るということは、その内部、たとえば、ロボット３０やワーク１００に何らかの不具合があった可能性も推定されるのである。

同様に、図２に示した工程＃２および３の設備データ＃２および３では、１６進数で「３１Ｂ１３１３０」であるから、２桁目が１であることからワーク１００が既には工程内に搬送されてきている。続いて１６進数の１桁目が３、３桁目がＢと変化していることから、加工機（ここでは溶接ロボット）の動作が開始されて、その後５桁目が３、７桁目が３のとき８桁目が０になっているので、加工機の動作が停止して、ワークが払い出されたことがわかる。したがって、設備データ＃２および３では、溶接作業中にイレギュラーな動作は行われていないことがわかる。

このようにして収集された工程内の設備データは、図３に示したように、その後の検査工程における検査結果のデータと合わされてワーク１００ごとにひとまとめにされて地区制されてゆくことになる。

なお、検査結果のデータは、ＯＫ／ＮＧ判定であればＯＫ＝１、ＮＧ＝０としていればよいし、不具合の種類に応じてコード番号などが対応付けされていれば、それらのコードが記録されるようにすればよい。

たとえば、本実施形態で説明した溶接工程の場合、不具合としては溶接不良が考えられるが、その場合、不良箇所をあらかじめ溶接される範囲（島分け）ごとにコード化しておいて、島わけのコードと共に不良を示すコードを記憶するなどとすればよい。

たとえば、図１に示した工程＃１は車体右側および後右側の溶接、工程＃２は車体左側および後左側の溶接、工程＃３は車体前側の溶接と島分けされていた場合に、車体右側に溶接不良があることを示すコードが書き込まれていたとすれば、この車体右側の溶接を行った工程をまず上述した設備データの中から検査することで、たとえば図３に示したような、イレギュラーな運転が行われていれば、その工程で不良原因となるような設備の運転が行われていたことがすぐに発見できる。

次に、上述した設備データ収集処理の手順について説明する。

図４は、設備データ収集処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、ホストコンピュータ１によって行われる。

まず、ホストコンピュータ１は、各工程のコントローラ２に対して受け入れたワークＩＤを送信するように指令して、その返信であるワークＩＤを受け取る（Ｓ１：ワークＩＤ取得）。なお、各コントローラ２はワークの受け入れが行われることでワークＩＤを取得するので、各コントローラ２がホストコントローラ１へワークＩＤを送信するのは、各コントローラ２はワーク受け入れ後、ワークＩＤを取得した後である。

続いて、ホストコンピュータ１は、ワークＩＤを送信したコントローラ２が収集している設備の信号をそのまま収集する（Ｓ２）。

収集した信号のうち、いずれか一つの信号でも変化があるか否かを判断する（Ｓ３）。ここで、いずれか一つの信号でも変化した場合には、そのときのほかの信号も含めて記録する（Ｓ４）。

一方、すべての信号に変化がなければ、ステップＳ２へ戻り信号の収集を継続する。

その後、一つの工程の作業終了を示す信号、ここでは、払い出しの信号が０（切）になった段階で、その工程でのワークへの作業は終了したものとして（Ｓ５）、最初に取得したワークＩＤと共に、記録した信号を１６進数の数列として順に記録する（Ｓ６）。

その後、ホストコンピュータ１は、１ライン上において、取得したワークＩＤのワークへの作業工程（ここでは工程＃１〜３）がすべて終了したか否かを判断し（Ｓ７）、すべての作業工程が終了するまで、Ｓ１〜６を繰り返し実行する。

そして、１ライン内のすべての工程が終了したなら、取得したワークＩＤのワークに対して検査結果の報告を受けて（Ｓ８、工程＃４のコントローラ３から検査結果受信）、先に記録した設備データと共に、受信した検査結果を１レコードとして記録する（Ｓ９）。そして処理は終了となる。

１ライン１レコードとして記録された出データは、複数のラインを経たワークであれば、複数のレコードとして蓄積されてゆくことになるが、すべてのレコードはワークＩＤが付けられているため、このワークＩＤによって検索可能である。したがって、工程ごとにある検査工程で、不具合がないものとされた場合でも最終の製品検査段階で不具合があれば、ワークＩＤにより設備データを検索して、イレギュラーな動作をしている設備を見つけ出すことも容易である。

以上説明したように、本実施形態によれば、ワークの製造に関与する生産ラインの設備の稼動状態を表す信号を収集して、これをいずれか一つの信号でも変化があればすべての信号を記録することとし、記録した信号状態と共に、ワークの検査結果とワークの識別情報とを一まとめにして記録することとしたので、ワークの品質と、そのワークを製造した設備（ここでは溶接ロボット）の稼働状態の因果関係がすぐにわかるようになる。

また、本実施形態では、複数の信号をそれぞれ２進数の各桁に割り当て、信号の入、切の状態を１、０の２進数とし、それを１６進数に変換して記憶することとしたので、単純に時間と共に設備の信号状態をすべて記録する場合と比較して、必要となる記憶容量を低減することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では、溶接ラインを事例に説明したが、本発明は四節ラインに限定されて適用されるものではない。溶接ラインのほかに、車体や部品を塗装する塗装ライン、車体にさまざまな部品を取り付ける艤装ラインなどでも適用化のであり、さらには、設備の稼動状態を示す信号が出力されているラインであれば、いかような生産ラインであっても適用可能である。

また、上述した実施形態では、１ライン１レコードで記録することとしたが、これに限らず、複数のラインにおける設備データおよび検査データを１つのワークＩＤによって一つのレコードとして記録してもよい。

また、逆に、一つのラインで工程数や設備数の数が多い場合、また検査工程が複数ある場合などでは、任意に区切った工程数や設備数ごとまたは検査工程ごとに１レコードとし、１ラインで複数のレコードとなるようにしてもよい。ただし、各レコードはワークＩＤ、設備データおよび検査データを備えている。

また、上述した実施形態では、各工程において作業を実施し管理するためのコントローラ２および３を介して設備の信号を収集することとしているが、たとえば、１つのコントローラ（コンピュータ）によって複数設備からの複数の信号を収集して、それらを上記実施形態同様に、ワークの識別番号および検査結果と共に記録するようにしてもよい。この場合、一つのコンピュータが設備情報収集手段、検査情報収集手段、および記録手段として機能することになる。

さらに、本発明は、自動車関係の生産ラインに限らず、さまざまな生産ラインにおいても適用可能である。

本発明は、ワーク（製品）を製造する生産ラインに適用可能である。

本発明を適用した製品履歴管理システムとこれを適用した生産ライン構成の一例を示す図面である。 １レコードのデータの一例を示す図面である。 一つの設備データの収集について説明するための説明図である。 設備データ収集処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ホストコンピュータ、
２…コントローラ、
１０…生産ライン、
３０…溶接ロボット、
１００…ワーク。

Claims (4)

1. ワークを製造する生産ラインに設けられている設備の稼働状態を収集する設備情報収集手段と、
   前記ワークに対する作業の後、前記ワークに対して行われた検査の結果を収集する検査情報収集手段と、
   前記設備情報収集手段が収集した前記稼働状態を時系列に記録すると共に、当該記録した稼働状態、前記検査情報収集手段が収集した検査結果、および前記ワークの固体を識別するワーク識別情報をひとまとめにして記録する記録手段と、
   を有することを特徴とする製品履歴管理システム。
2. 前記設備情報収集手段は、前記稼働状態として前記設備から出力されている複数の信号を収集し、
   前記記録手段は、収集した前記複数の信号のうち、いずれか一つの信号が変化した場合に、状態が変化した信号と共に他の信号の状態もすべて記録し、これをいずれか一つの信号が変化するごとに順に記録してゆくことを特徴とする請求項１記載の製品履歴管理システム。
3. ワークを製造する生産ラインに設けられている設備の稼働状態を収集し、
   前記ワークに対する作業の後、前記ワークに対して行われた検査の結果を収集し、
   収集した前記稼働状態を時系列に記録すると共に、当該記録した稼働状態、前記収集した検査結果、および前記ワークの固体を識別するためのワーク識別情報をひとまとめにして記録することを特徴とする製品履歴管理方法。
4. 前記稼働状態の収集は、前記設備から出力されている複数の信号を収集して、収集した前記複数の信号のうち、いずれか一つの信号が変化した場合に、状態が変化した信号と共に他の信号の状態もすべて記録し、これをいずれか一つの信号が変化するごとに順に記録してゆくことを特徴とする請求項３記載の製品履歴管理方法。

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