JP2008524717A - プロセス駆動される部品表のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は製造をコンパイルし、情報をプランするためのシステム及び方法に関する。１実施形態では、製品の製造をプランするシステムは製品に関する工学情報を記憶するように構成され、さらに製品に関するプロセス情報を記憶するように構成された少なくとも１つのデータベースと、このデータベースへ結合され少なくとも１つのデータベースから選択された情報を組み合わせて、製品を規定する製造プラニング記録を生成するプロセッサとを含んでいる。別の実施形態では、選択された製品についての設計部品表を生成する方法は、プロセス情報からプロセスデータ構造をコンパイルし、工学情報から製品データ構造をコンパイルし、プロセスデータ構造と製品データ構造とを組み合わせることによって設計部品表を生成する処理を含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は情報技術に関し、特に製造をコンパイルし情報をプランするシステム及び方法に関する。

航空機の設計及び製造のような複雑な製造プロジェクトは、工学情報、コンポーネント部品及びプロセスが適切に一体化されることを必要とする。特に、航空機の製造に関しては、典型的に数十万の部品及び関連されるプロセスが、工学情報に応じて航空機を製造するための包括的プランにしたがって一体化されなければならない。

工学情報は典型的に工業図面と部品リストを含んでおり、これは結合されるとき、工学設計部品表（ＥＢＯＭ：Engineering Bill of Material）として通常知られている工業製品構造を形成する。ＥＢＯＭは材料、コンポーネントアセンブリ、サブアセンブリがどのようにして所望の製品を形成するために組み合わせられなければならないかを記述し、したがって製品の設計した状態の構造を規定する。設計部品表（ＭＢＯＭ：Manufacturing Bill of Material）はＥＢＯＭと製造プロセスプランから生成され、それによって部品のリストは工場のフロアにおける製品の組立てをスケジュールされることができる。製造プロセスプランは典型的に工場のフロアのプラニング、ツールのプラニングおよびスケジュール化、組立て人員、組立てプラン、その他の類似の活動に対する作業プランの編集を含んでいる。したがって、ＭＢＯＭは通常、製品の計画した状態の構造を規定する。

製品の設計した状態の構造と計画した状態の構造はしばしば製造を行う前に調停を必要とする。例えば計画した状態の構造が設計した状態の構造では考慮されない順序での製品の組立てを必要とするか、またはその代わりに計画した状態の構造が部品を最終的な製品に組み込むことを容易にするために設計した状態の構造における部品の変更を必要とする可能性がある。さらに、製品の製造寿命にわたって、コンポーネント、ツーリング、材料の置換および／または時間節約手段として行われた労働者の再配置を含む種々の製造差が生じる。結果的に、ＭＢＯＭを正確に維持するためにかなりの努力が通常必要とされる。

ＭＢＯＭを公式化するために使用される現在のシステムおよび実施は連続的に行われ、非常に断片化されている。その結果として、大量の時間がＭＢＯＭの公式化および／または調停に費やされる。さらに現在のシステム及び実施は多数のエラーを発生し、これは修正するのにさらに多くの時間を必要とする。

本発明は製造をコンパイルし、情報を計画するためのシステム及び方法を含んでいる。１特徴では、製品の製造をプランするシステムは、製品に関する工学情報とプロセス情報とを記憶するように構成された少なくとも１つのデータベースと、この少なくとも１つのデータベースへ結合されて少なくとも１つのデータベースから選択された情報を組み合わせ、製品を規定する製造プラニング記録を生成するプロセッサとを含んでいる。別の特徴では、選択された製品についての設計部品表を生成する方法は、プロセス情報からプロセスデータ構造をコンパイルし、工学情報から製品データ構造をコンパイルし、プロセスデータ構造と製品データ構造とを組み合わせることによって設計部品表を生成する処理を含んでいる。

本発明の好ましい実施形態を以下の図面を参照して、詳細に説明する。
本発明は製造をコンパイルし、情報をプランするシステム及び方法に関する。本発明のある実施形態の多くの特別な詳細を、このような実施形態を徹底的に理解するために以下図１乃至４を参照して説明する。しかしながら、当業者は本発明が付加的な実施形態を有することができ、または本発明が以下の説明に記載されている幾つかの詳細な構成なしに実施されることができることが理解されるであろう。

図１は本発明の１実施形態による製造プラニング処理システム10のブロック図である。システム10は処理装置12を含んでおり、この処理装置12は一般的にプログラミング命令と入力データを受信し、プログラム命令にしたがってデータを処理するように動作可能な任意のプログラム可能な電子装置を含んでいる。単一の処理装置が図１に示されているが、処理装置12は直列または並列に結合されている複数の処理装置からなることができ、それによって各処理装置はそれが実行するコンピュータ処理タスク全体のうちの選択された部分を実行する。システム10はさらに種々のタイプの工学情報を記憶するように動作可能な工学情報データベース14を含んでいる。例えば工学情報データベース14は、製品の構造を規定する工業図面および関連される部品リストを参照する図面ツリーのような工学要求を含むことができる。さらに、コンポーネント部品の３次元のデジタル表示を含むディレクトリもデータベース14に含まれることができる。データベース14中に記憶される他の情報には部品の許容度、プロセス仕様（例えば表面仕上げ要求、材料熱処理要求、トルク要求、およびその他の類似の情報）を含むことができる。種々の解析的報告もデータベース14中に含まれることができる。例えば、種々の製品コンポーネントに対する応力、熱、電磁力、流体流の研究を含む報告が存在することができる。さらに前述の応力、熱、電磁力、流体流の研究のデジタル表示も存在することができる。

システム10は、処理装置12により生成される製品及びプロセス構造を記憶するように動作可能な製品及びプロセス構造データベース16も含んでいる。製品構造及びプロセス構造を以下詳細に説明する。しかしながら簡潔で一般的な用語では、プロセス構造は、選択されたコンポーネント部品またはアセンブリにおける部品、リソース、プラニング関係を含んでいる。特に、プラニング関係はコンポーネント部品またはアセンブリについての予め定められたアセンブリシーケンスを記載している手順情報を含むことができる。図１は２つの別々の異なるデータベースを示しているが、データベース14と16の内容は単一のデータベース中に組み込まれてもよいことが理解されよう。本発明の特定の実施形態では、製品及びプロセス構造は係属中で共通して所有されている米国特許出願第XX/XXX,XXX号明細書（代理人番号BING-1-1141）（発明の名称“System and Method for Production Planning Analysis Using Discrete Event Simulation”）に開示されているように生成されるデータ構造を含むことができ、この発明は本願発明で参考とされている。

図１の参照を続けると、システム10は入力装置18を含んでおり、この入力装置はシステム10に提示される情報を適切にフォーマットするように構成されている。入力装置18に与えられる情報は、データベース14とデータベース16中に記憶するのに適切な工学および／またはプラニングデータを含むことができる。入力装置18はしたがってデータベース14と16でその後記憶するための工学的および／またはプラニングデータを処理装置12へ誘導する手段を提供する。前述の工学的および／またはプラニングデータは絶え間ない改訂を受けるので、入力装置18は同様に改訂されたデータまたは更新された情報をデータベース14と16へ誘導する手段を提供する。

システム10は処理された情報を処理装置12から受信する記憶装置20を含んでおり、これは所望の製品に対する計画した状態の構造を記述する設計部品表（ＭＢＯＭ）22を含むことができる。代わりに記憶装置20は、通信ネットワーク26によって所望の情報の転送をリクエストする１以上の情報リクエスタ24へ情報が転送される前の、システム10で生成される情報の中間記憶位置として作用することもできる。

図１のシステム10の動作を説明する。前述したように、入力装置18は工学的および／またはプラニングデータをシステム10へ転送するために使用されることができ、データはデータベース14と16の選択された一方に記憶される。工学データは通常、商用または軍事用航空機のような所望の製品の構造を記述しており、プラニングデータは通常、一般的に手順ネットワークとして表現されるスケジュール定義を含んでいる。処理装置12は必要な情報をデータベース14から抽出し、さらに必要な情報をデータベース16から抽出し、プロセス構造と製品構造をそれぞれ生成する。製品構造は通常、製品の組立てで使用される基本的なオブジェクトを規定し、一方、プロセス構造は通常、製品に対するコンポーネント部品の組立ての順序を提供する。製品構造とプロセス構造を以下更に詳細に説明する。処理装置12がプロセス構造を生成するとき、処理装置12はコンポーネント部品または組立ての矛盾が生じるか否かを決定するために、工学データベース16中に記憶されている３次元デジタルモデル（例えばＣＡＴＩＡデジタルモデル化システムまたは他の類似のモデル化システムを使用して生成されるモデル）に有効にアクセスすることができる。したがって、このような矛盾が生じるならば、影響を受ける部品または組立てについての手順情報が矛盾を避けるために異なる組立てシーケンスを特定するように容易に変更されることができる。調停が可能ではない差が生じたならば、処理装置12は提示されるデータが調停できないという指示を発生する。

処理装置12はＭＢＯＭ22を生成するためにプロセス構造と製品構造をダイナミックに組み合わせることができる。設計部品表を生成する既知の方法は通常、多くの個々の参加者によって行われる複数のプラニング活動を含んでいるので、材料のコンパイルされた表は製造レベルでしばしば非公式に解決されるエラーおよび／または不正確性を含んでいることが多い。前述の実施形態により生成されたＭＢＯＭ22は通常の方法よりもエラーが少なく、さらに工学情報と処理情報との矛盾を解決することを便宜的に可能にする。

図２は、図１のシステム10により処理されることのできる製品構造30のブロック図である。この製品構造30は図１のシステム10により生成されるデータ構造であり、さらに３つの相互に関連される層から構成されることができる。基準層32は製品を含む再使用可能なオブジェクトを規定する情報を含んでいる。したがって、基準層32は製造プロセスで製造されるか、または物理的に使用される物理的アイテムを表している。基準部品の説明34は製品に対して２度以上、２箇所以上で組み込まれることができる。基準部品34は単一部品を含んでもよく、または代わりに部品のアセンブリからなることができ、それによって基準部品の説明は製品のサブアセンブリを含む。基準層32は工業図面または部品リストを記述する基準工学的要求36を含むこともできる。詳しく前述したように、工学データは工学データベース16中において図１のシステム10上に存在し、これは基準工学的要求36を提供するために使用されることができる。位置およびオリエンテーションの説明38は基準部品34の位置と基準部品34をインストールするのに好ましい指示を提供する。他のデータ40はまた部品マスターと部品バージョン情報を含むことができるがそれに限定されない。部品マスターは通常変化しない基準部品34の情報を含んでいる。例えば部品マスターは部品番号を含むことができる。他のデータ40は基準部品34を早期のバージョンから弁別するために使用される部品バージョンを含むことができる。ロフトおよびマスター定義ファイルは基準部品34の形状を規定する。

製品定義30はさらに最終製品定義を説明する製品層42を含んでいる。したがって、製品層42は基準部品34の工学定義を提供する製品定義44を含んでいる。工学定義は例えばコンポーネント部品、製品、工学的要求を含んでいる。製品層42はまた応力、熱、電磁力、流体および電気的解析を記録する種々の報告を含んだ解析データ46を含むことができる。前述したように、この情報は図１の工学データベースに記憶されることもできる。

製品定義30はさらに、製品における基準部品34の使用を一般的に規定するインスタンス層48を含んでいる。インスタンス50はしたがって製品における基準部品34の位置およびオリエンテーションを規定する。インスタンス50は通常、位置特定であり、それ故製品上の異なる位置に適用することができない。インスタンス層48はまた基準部品34で満たされなければならない１以上の特定の要求を規定する工学的要求コールアウト52も含んでいる。適用性表示54も存在でき、これは基準部品34の使用がその製品において有効であるときを規定する。

図３は、図１のシステム10により処理されることのできるプロセス構造60のブロック図である。プロセス構造30（図２）もまた図１のシステム10により生成されるデータ構造である。プロセス構造60はさらに３つの相互に関連される層からなることができる。工場層62は通常、選択された工場64で利用可能な設備に関する情報を提供し、工場のフロアのレイアウト、選択された工場64で利用可能なツーリングおよび備品を規定する情報と、その他の位置特定情報を含むことができる。制御コード層66は選択された工場64に存在する特定の物理的作業区域に関する情報を提供する。したがって各区域制御コード（ＡＣＣ）68は製品がどのようにして選択された工場64内で組み立てられなければならないかを記述する手順情報を含んでいる。ＡＣＣ68はしたがって選択された工場64中の作業フローを制御する。プロセス層60はまた１以上のプロセスプラン72を含むプロセス層70を含んでいる。プロセスプラン72は、製品を組み立てるために必要な種々のタスクを実現するために行われなければならない動作を順序付けする手順ネットワークを含むことができる。

図４は、本発明の更に別の実施形態による設計部品表を生成するための方法80のブロック図である。ブロック82で、プロセス関連情報と工学情報が入力装置18を通して図１のシステム10に与えられ、それぞれのデータベース中に記憶される。ブロック84で、図３に詳細に示されているようにプロセス構造がプロセス構造データベース14中に記憶されている情報からコンパイルされ、製品のスケジュール化及びプラニング規定を提供する。コンパイルプロセスは付加的に、提示された情報が内部で一貫していることを確認するために提示されたデータを再検討する。提示された情報が内部で一貫しないか不完全であるならば、提示された情報が修正されることのできるようにエラー指示が与えられる。ブロック86で、図２に示されているように製品構造が工学データベース16中に記憶されている情報からコンパイルされる。コンパイルプロセス期間中に、情報が内部で一貫していないか不完全であるならば、提示された情報が修正されることのできるようにエラー指示が発生される。

ステップ88で、プロセス構造および製品構造は製品についての計画した状態の構造を規定する設計部品表（ＭＢＯＭ）を生成するために組み合わされる。結果的に得られたＭＢＯＭはプロセス構造と製品構造がＭＢＯＭで適切に調停されることを確認するためにブロック90でチェックされる。不一致が存在するならば、適切な調停が実現されなかったことを示すためにブロック92でエラーメッセージが発生される。不一致は、例えば物理的タスクが連続的に行われなければならないときにＭＢＯＭが２以上のタスクが同時に行われたことを特定した場合に存在する。エラーメッセージがブロック92で発生された後、方法80はブロック82に戻る。そうでなければ、不一致がブロック90で検出されないならば、ＭＢＯＭはブロック94で記憶され、ここで図１に示されているように通信ネットワーク26を介して情報リクエスタ24により検索されることができる。

本発明の好ましい及び別の実施形態を説明したが、前述したように多くの変形を本発明の技術的範囲を逸脱せずに行うことができる。したがって、本発明の技術的範囲はこれらの好ましい及び別の実施形態の開示に限定されない。代わりに、本発明は特許請求の範囲を参照することによって全体的に決定されるべきである。

本発明の１実施形態による製造およびプラニング処理システムのブロック図。 図１のシステムと共に使用される製品構造のブロック図。 図１のシステムと共に使用されるプロセス構造のブロック図。 本発明の更に別の実施形態による設計部品表を生成する方法のブロック図。

Claims (14)

1. 工学情報を記憶するように構成され、さらに製品に関するプロセス情報を記憶するように構成された少なくとも１つのデータベースと、
   前記少なくとも１つのデータベースに結合され、前記少なくとも１つのデータベースから選択された工学及びプロセス情報を組み合わせて、製品を規定する製造プラニング記録を生成するように動作可能であるプロセッサとを具備している製品の製造をプランするためのシステム。
2. 前記少なくとも１つのデータベースはさらに、製品の設計した状態の構造を規定する工学設計部品表を記憶するように構成されている請求項１記載のシステム。
3. 前記少なくとも１つのデータベースは、少なくとも部分的に製品の構造を規定する工業図面に対する参照を含む図面ツリーと、製品を構成するコンポーネント部品の少なくとも一部を識別する部品リストと、少なくとも部分的に製品を規定するコンポーネント部品のデジタル表示を含んでいるディレクトリとの少なくとも１つを含んでいる請求項１記載のシステム。
4. 前記少なくとも１つのデータベースは、少なくとも部分的に製品の予め定められた組み立てシーケンスを規定する少なくとも１つの手順ネットワークを含んでいる請求項１記載のシステム。
5. さらに、選択された情報を前記少なくとも１つのデータベースへ転送するように動作可能な入力装置を具備している請求項１記載のシステム。
6. さらに、前記プロセッサに結合され、そのプロセッサから処理された結果を受信するように動作可能な記憶装置を具備している請求項１記載のシステム。
7. 記憶装置は、処理された結果を複数の情報リクエスタへ転送するように構成された通信ネットワークに結合されている請求項１記載のシステム。
8. プロセス情報と工学情報とを中央処理装置へ転送し、
   プロセスデータ構造をプロセス情報からコンパイルし、
   製品データ構造を工学情報からコンパイルし、
   プロセスデータ構造と製品データ構造とを組み合わせることによって設計部品表を生成するステップを含んでいる選択された製品についての設計部品表を生成する方法。
9. プロセスデータ構造のコンパイルはさらに、工場についての選択された情報を含んでいる工場層と、選択された工場に存在する物理的な作業区域を含んでいる制御コード層と、１以上のプロセスプランを含んでいるプロセス層とを組み合わせるステップを含んでいる請求項８記載の方法。
10. 製品データ構造のコンパイルはさらに、選択された部品についての基準部品の説明、基準工学的要求、位置及びオリエンテーションの少なくとも１つを含んでいる基準層を生成するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
11. 製品データ構造のコンパイルはさらに、少なくとも製品定義と解析データを含んでいる製品層を生成するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
12. 製品データ構造のコンパイルはさらに、インスタンス、工学的要求のコールアウト、適用表示を含んでいるインスタンス層を生成するステップを含んでいる請求項８記載の方法。
13. 設計部品表の生成はさらに、プロセスデータ構造と製品データ構造の調停を含んでいる請求項８記載の方法。
14. 設計部品表の生成はさらに、プロセスデータ構造と製品データ構造が調停可能であるか否かを決定し、プロセスデータ構造と製品データ構造が調停可能ではない場合には、エラーメッセージを発生するステップを含んでいる請求項８記載の方法。

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