JP2010123105A - 作業順序自動生成方法及び作業指示書自動生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】製品設計のＣＡＤ情報から、製品の製造工程の作業順序を自動生成し、その作業順序に従った工程別作業指示書を自動生成する装置であり、工程別作業指示書の作成工数を低減できるようにする手段を提供する。
【解決手段】作業指示書自動生成システムに対して製造対象製品のＣＡＤデータを投入する。作業指示書自動生成システムはＣＡＤデータから製品情報を抽出する。製品情報に含まれる工程種類の判断条件、工程種類に関する情報、工程の従属関係、書式の引当条件を作業指示書自動生成システム内の諸データから付加していく。付加後のデータから各工程の書式のレイアウトに従って、各工程の作業指示書データを出力形式に従って作成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、製品の製造現場で用いる作業指示書の自動生成技術に係り、どの部品がどの工程において作業が行われるべきかを表わす工程内容に対して、製造工程の作業順序に従った工程別作業指示書を自動生成する方法および装置に関する。

製造現場では、非熟練者でも効率よく作業を行うために、機種毎に、工程別、部品別に作業指示書を作成する必要がある。

従来、作業指示書は、工程設計者が製品の設計情報からどの部品がどの工程において作業が行われるべきかを判断し、工程内容を作成し、製造現場のライン構成に応じて工程順序と部品のソート条件の両方を考慮した製品全体の作業順序を決定していた。また、近年の３Ｄ−ＣＡＤの普及により、３Ｄ−ＣＡＤ情報などの設計情報から作業指示書を容易に作成する方法やシステムが開発されている。

例えば、一般的にデジタルモックアップツールと呼ばれる３次元モデルをパーソナルコンピュータ上の仮想空間に表示し、組立時の干渉チェックや組立アニメーションを表現するツールがある。このツールでは、ユーザが入力した組立アニメーションを用いて、３次元モデルと工程内容を作業指示書に自動生成する機能がある。この方法により、設計段階で組立性を検証したデータを用いることで、作業指示書作成工数が削減される。また、３Ｄ−ＣＡＤモデルの軽量化技術分野でも、３Ｄ−ＣＡＤ情報を独自データ形式に変換した後、３次元モデルを用いた作業指示書の作成を支援するツールなどが開発されている。

しかし、作業順序は工程設計者の人手による入力を必要としていたため、工数を要するという問題があった。

特開２００２−２５９５００号公報（特許文献１）に記載された方法では、部品の組立順を記憶する組立部品表のデータベースと部品に関する情報を記憶するマスタデータベースと対象部品を撮影した画像ファイルのデータベースを入力情報として、組立順に従って撮影した画像ファイルを表示図面の雛形データベースに置き換える方法により工程別作業指示書を自動出力する。この方法により、組立順と部品情報と画像ファイルのデータベースを事前に備えれば、製造工程の作業順序に従った作業対象となる部品の部品情報と作業指示文言と作業指示モデル図を含んだ工程別作業指示書を自動生成できる。

また、特開２００７−２３３７６２号公報（特許文献２）に記載された方法では、各部品の基準工順テーブルと、各基準工順が発生するか否かの条件判断式のテーブルを予め入力しておき、少なくても３Ｄ−ＣＡＤ情報、部品情報、作業情報から作業要因となるファクタを抽出する。そして、基準工順のテーブルから読み込んだ基準工順と抽出ファクタとの比較により工程内容を決定し、基準工順を配列し、各基準工順が分かれる基準工順判断部に条件判断テーブルを読み込み、その条件判断式により基準工順発生の有無を判断して作業順序を設定する。この方法により、金型部品の部品毎の工程内容・順序を決定する時間が短縮される。

特開２００２−２５９５００号公報 特開２００７−２３３７６２号公報

このように、従来、工程別作業指示書を作成する場合、製品の製造工程の作業順序は、製造現場の工程設計者の暗黙知によって決められており、製造工程の作業順序に従った、作業対象となる部品の部品情報と作業指示文言と作業指示モデル図を含んだ工程別作業指示書を人手で作成しており、作業指示書作成工数が多大となる問題があった。

特許文献１の作業指示書生成は、入力情報となる製品の組立順序と部品情報と対象部品を撮影した画像ファイルのデータベースを作成すれば、作業指示書を自動生成できる。しかし、製品の組み立て順序と部品情報と作業指示の画像は製品の機種の変化によって変わるものであり、機種毎にこれら入力情報のデータベースを作成する必要があり、相当の工数を要する。

また、特許文献２の作業順序設定は、部品毎の材料等の条件により基準工順を選択し、部品毎に基準工順を自動生成するが、製品全体の製造工程に対応した作業順序、例えば複数部品から構成される製品の作業順序の自動生成など、には対応できない。

これらの方法の様に、従来の公知例では、作業順序の生成において、部品毎に作業順序を自動生成する方式しかなく、製造現場の工程設計者の暗黙知に頼っていた。また、作業指示図の生成においても、人手での撮影もしくは、ＣＡＤの操作が必要であった。

本発明の目的は、製品設計のＣＡＤ情報から、製品の製造工程の作業順序を自動生成し、その作業順序に従った工程別作業指示書を自動生成する装置であり、工程別作業指示書の作成工数を低減できるようにする手段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、次の通りである。

本発明の代表的な実施の形態に関わる作業順序自動生成方法は、製作対象製品のＣＡＤ情報を入力する入力部と、出力手段に対して工程別作業指示書を出力するための出力部と、を有する作業指示書自動生成システムで動作するものであって、入力されたＣＡＤ情報から作業要因となる製品情報を抽出する製品情報抽出ステップと、製品情報を、工程種類の判断条件で工程毎に分類し工程内容情報を生成する工程種類判断ステップと、工程内容情報を工程順序計算条件に従って作業順序情報を生成する作業順序生成ステップと、書式の引当条件及び書式の表示内容に従って作業順序情報内の各作業の表示内容を統合し統合表示内容情報を生成する作業指示書式判断制御ステップと、ＣＡＤ情報から統合表示内容情報に関連する作業指示情報を抽出する作業指示情報抽出ステップと、書式レイアウトに基づき、作業指示情報及び統合表示内容情報から出力手段に対応した工程別作業指示書データを生成する作業指示書データ生成ステップと、出力部を介して工程別作業指示書データを出力手段に出力する作業指示書出力ステップと、を有することを特徴とする。

この作業順序自動生成方法において、製品情報には製品に含まれる個々の部品に関わる３ＤＣＡＤモデルへのアクセス情報及び工程種類を判断する際に用いられる情報が含まれることを特徴としても良い。

この作業順序自動生成方法において、工程内容情報は製品情報に含まれる情報に加え、工程種類を判断する際に用いられる情報を元に導出された工程種類に関する情報が含まれることを特徴としても良い。

この作業順序自動生成方法において、作業順序情報は工程内容情報に含まれる情報に加え、親工程、子階層、前工程、後工程に関する情報が含まれることを特徴としても良い。

この作業順序自動生成方法において、統合表示内容情報は書式の引当条件に関する情報を含むことを特徴としても良い。

この作業順序自動生成方法において、作業指示情報は部品名、規格、モデル図などの情報であることを特徴としても良い。

本発明の代表的な実施の形態に関わる作業指示書自動生成システムは、製作対象製品のＣＡＤ情報を入力する入力部と、出力手段に対して工程別作業指示書を出力するための出力部と、を有し、入力部から入力されたＣＡＤ情報から作業要因となる製品情報を抽出する製品情報抽出部と、製品情報を工程種類の判断条件で工程毎に分類し工程内容情報を生成する工程種類判断部と、工程内容情報を工程順序計算条件に従って作業順序情報を生成する作業順序生成部と、書式の引当条件及び書式の表示内容に従って作業順序情報内の各作業の表示内容を統合し統合表示内容情報を生成する作業指示書式判断制御部と、ＣＡＤ情報から統合表示内容情報に関連する作業指示情報を抽出する作業指示情報抽出部と、書式レイアウトに基づき、作業指示情報及び統合表示内容情報から出力手段に対応した工程別作業指示書データを生成する作業指示書データ生成部と、出力部を介して工程別作業指示書データを出力手段に出力する作業指示書出力部と、を有することを特徴とする。

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通りである。

本発明の代表的な実施の形態に関わる作業順序自動生成方法により、作業対象となる部品の部品情報と作業指示文言と作業指示モデル図を含んだ作業指示書の自動生成が可能となる。これにより、作業指示書の作成工数を低減することができる。

また、短時間で現場の作業者に理解し易い作業指示書を提供することができ、作業不良率を削減し、作業の効率を向上する効果がある。

本発明に関わる工程別作業指示書自動作成システムのソフトウェアの機能構成図である。 工程別作業指示書自動作成システムの生成処理の流れを示すフローチャートである。 設計対象の製品のＣＡＤ情報の説明を行うための概念図である。 「製品情報」の一例を表すテーブルである。 ＣＡＤ情報と工程種類の対応関係を示す表である。 「工程内容」の一例を表すテーブルである。 作業順序を自動生成するために参照、使用される工程順序計算条件の一例を示す概念図である。 作業順序自動生成部における作業順序の自動生成手順を示すフローチャートである。 ステップＳ３０１とステップＳ３０２を経て統合した「工程内容」の一例を表すテーブルである。 ステップＳ３１５で生成された「作業順序」の一例のテーブルである。 「工程順序計算条件」において、工程順序と各工程の部品ソート条件と、各工程の作業部品数と、工程間の階層関係を編集する画面の一例を示す図である。 作業指示情報を自動生成するために、使用される「引当条件」と「表示内容」の一例を示すテーブルである。 作業指示書式判断制御部による作業指示書の自動生成に関するフローチャートである。 作業指示書式判断制御部における「統合表示内容」を表すテーブルである。 図１４に示す作業順序情報と、各作業の書式とその表示内容で、製品設計のＣＡＤ情報から抽出した分解図と組立図の例を示す。 図１４に示す作業順序情報と各作業の書式、表示内容によって、製品設計のＣＡＤ情報から作業指示情報を抽出し、統合した結果を示すテーブルである。 作業指示書書式のレイアウトの例を示す図である。 図１６に示す作業指示情報と、図１７に示す書式レイアウトを使って生成した工程別作業指示書の例を示す図である。 図１６に示す作業指示情報と、図１７に示す書式レイアウトを使って生成した工程別作業指示書の別の例を示す図である。 読み込んだ作業順序が作業毎に含まれる場合に、生成する作業指示書の例を示す図である。

以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に関わる作業指示書自動生成システム１００のソフトウェアの機能構成図である。なお、ハードウェアとしては一般的なパーソナルコンピュータでの使用を考慮しているため、特段に記載する事項は無い。なお、作業指示書自動生成システム１００に特化したハードウェアを用いても良い。

この作業指示書自動生成システム１００は、入力部１１０、製品情報抽出部１２０、工程種類判断制御部１３０、作業順序生成部１４０、作業指示書式判断制御部１５０、作業指示情報抽出部１６０、作業指示書生成部１７０、出力部１８０を含んで構成される。

入力部１１０は、各構成部品の属性情報と形状情報を含む製品設計のＣＡＤ情報１０１の入力機能を有するソフトウェアモジュールである。実際には図示しないキーボードや外部ディスクドライブ、ネットワーク等のハードウェアインターフェースを介して入力部１１０に入力される。

入力部１１０からは、入力されたＣＡＤ情報１０１、もしくはそれを由来とするデータが製品情報抽出部１２０及び作業指示情報抽出部１６０に対して出力される。データの受け側に都合がいいデータにするために、製品情報抽出部１２０及び作業指示情報抽出部１６０に対して送信するデータ形式は同じものであっても、異なるものであっても問題は無い。

製品情報抽出部１２０は、入力部１１０から入力されたＣＡＤ情報１０１から作業要因となる製品情報を抽出するソフトウェアモジュールである。この製品情報が、工程種類判断制御部１３０に出力されることとなる。製品情報抽出部１２０からは工程種類判断制御部１３０に対して、この「製品情報」が抽出され、出力される。

工程種類判断制御部１３０は、製品情報抽出部１２０から送信される製品情報及び製品情報と該製品の製造工程の関係により各部品の工程種類を判断するソフトウェアモジュールである。この製造工程の情報は、工程種類判断制御部１３０に論理的に接続されている工程種類判断条件記憶部１３１から工程種類判断制御部１３０が読み出し利用する。工程種類判断制御部１３０からは、各部品の工程種類の情報である「工程内容」が作業順序生成部１４０に送出される。

作業順序生成部１４０は、「各部品の工程種類の情報」および工程順序計算条件により製品全体の作業順序に関する情報である「生成順序」を生成するソフトウェアモジュールである。作業順序生成部１４０に論理的に接続された工程順序計算条件記憶部１４１からこの工程順序計算条件を作業順序生成部１４０が読み出す。作業順序生成部１４０からは「生成順序」が作業指示書式判断制御部１５０に対して出力される。

作業指示書式判断制御部１５０は、「生成順序」、書式の引当条件及び書式表示内容により、工程別作業指示書の書式を判断し、「生成順序」及びそれらの各作業での表示内容を統合した情報である「統合表示内容」を生成するソフトウェアモジュールである。作業指示書式判断制御部１５０には、書式引当条件記憶部１５１及び書式表示内容記憶部１５２が論理的に接続されている。

また、作業指示書式判断制御部１５０には、作業指示情報抽出部１６０から「統合表示内容」を送信することで部品名、規格、モデル図などの情報も送信される。この際、作業指示書式判断制御部１５０からリクエストを出して、そのレスポンスとして作業指示情報抽出部１６０から部品名、規格、モデル図などの情報が送信されるのか、それとも作業指示情報抽出部１６０が動作トリガーとなって部品名、規格、モデル図などの情報を送出するのかは設計事項である。

書式引当条件記憶部１５１には書式の引当条件が複数記憶されている。作業指示書式判断制御部１５０は、「製品全体の作業順序」に含まれる検索キーを用いて適宜必要な書式の引当条件を読み出す。

書式表示内容記憶部１５２には複数の書式表示内容が記憶されている。作業指示書式判断制御部１５０は、「製品全体の作業順序」に含まれる検索キーを用いて適宜必要な書式表示内容を読み出す。

作業指示書式判断制御部１５０は「統合表示内容」（これには「製品全体の作業順序」の内容も反映される）を作成し、これを作業指示書生成部１７０に対して出力する。

作業指示情報抽出部１６０は、入力部１１０から送信されるＣＡＤ情報１０１（もしくはそれ由来のデータ）から、「統合表示内容」に対する作業指示情報となる「部品名、規格、モデル図などの情報（作業指示情報）」を抽出するソフトウェアモジュールである。

既述の通り、作業指示情報抽出部１６０からは作業指示書式判断制御部１５０に対して部品名、規格、モデル図などの情報を送出するだけでなく、作業指示書生成部１７０に対しても、「作業指示情報」を送出する。

作業指示書生成部１７０は、作業指示書式判断制御部１５０から受信した「統合表示内容」、作業指示情報抽出部１６０から受信した「作業指示情報」及び「書式のレイアウト」から、出力データ形式である「工程別作業指示書」データを作成する。この「書式のレイアウト」は、作業指示書生成部１７０に論理的に接続された書式レイアウト記憶部１７１から作業指示書生成部１７０が読み出す。

作業指示書生成部１７０が作成した「工程別作業指示書」データは出力部１８０に送信されることで「工程別作業指示書」が出力される。出力部１８０は図示しないハードウェアのインターフェースを介してプリンタ、ディスプレイなどの出力機器に出力するソフトウェアモジュールである。この出力機器に出力・表示された作業指示書１０２を見て作業者は工程作業を理解することとなる。

図２は、作業指示書自動生成システム１００の生成処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは入力部１１０からＣＡＤ情報１０１が入力されたところから始まる。

一般に、製品設計のＣＡＤ情報は、ユーザにより個々の部品の形状情報が与えられる。この個々の部品の形状情報は、３次元空間内に個々の部品がモデリングされ、ユーザにより個々の部品の属性情報が定義されることにより与えられる情報である。また、作業指示書自動生成システム１００のユーザにより、個々の部品間の相対位置関係が与えられることにより、３次元空間内に複数部品が配置され、製品がモデリングされる。この製品のＣＡＤ情報から作業要因となる形状情報、部品情報、相対位置関係を取得することで、最終的には作業指示書を作成する。以下に全体の流れを説明する。

まず、製品情報抽出部１２０は入力部１１０から入力されたＣＡＤ情報１０１から、作業要因となる「製品情報」を抽出する（ステップＳ１００）。この「製品情報」には、部品名称、形状、隣接関係などが含まれる。

その後、工程種類判断制御部１３０が製品設計のＣＡＤ情報から抽出した作業要因となる製品情報を、工程種類の判断条件で工程毎に分類し、「工程内容」を生成する（ステップＳ２００）。

次に、こうして工程種類で分類した製品情報（工程内容）を工程順序計算条件に従って、作業順序生成部１４０が「作業順序」を生成する（ステップＳ３００）。

ステップＳ３００が終了すると、書式の引当条件及び表示内容に従って、作業指示書式判断制御部１５０が「作業順序」内の各作業の表示内容を統合し、「統合表示内容」を生成する（ステップＳ４００）。

その後作業指示情報抽出部１６０が、ステップＳ４００で統合された各作業の表示内容（統合表示内容）から「部品名、規格、モデル図などの情報」である「作業指示情報」を抽出する（ステップＳ５００）。

作業指示書生成部１７０はステップＳ５００の後、作業指示書式判断制御部１５０により統合された統合表示内容と、作業指示情報抽出部１６０により抽出された各作業の画面イメージを保存した画像ファイルとを、書式の表示内容の項目名を検索キーに、書式レイアウト記憶部１７１に記憶されている書式レイアウトとの照合を行い、作業別に作業順序に従って「工程別作業指示書」を一枚ずつ生成する（ステップＳ６００）。

最後に、出力部１８０は、作業指示書生成部１７０が生成した「工程別作業指示書」を出力する（ステップＳ７００）。具体的にはステップＳ６００で作成された工程別作業指示書をディスプレイ、紙などに出力する。

以下、この図２の各工程でどのようなことが行われているかを説明する。なお、ステップＳ７００については省略する。

（ステップＳ１００）
製品情報抽出部１２０は入力部１１０から入力されたＣＡＤ情報１０１を作業の対象とする。ここでＣＡＤ情報１０１がどのようなものかを説明する。

図３は、この設計対象の製品のＣＡＤ情報の説明を行うための概念図である。図３（ａ）は製品Ａｓｍ１の全体図である。また、図３（ｂ）は製品Ａｓｍ１を構成する部品Ｐａｒｔ１のＣＡＤ情報であり、図３（ｃ）は製品Ａｓｍ１を構成する部品Ｐａｒｔ２のＣＡＤ情報であり、図３（ｄ）は製品Ａｓｍ１を構成する部品Ｐａｒｔ３のＣＡＤ情報である。

製品Ａｓｍ1のＣＡＤ情報には、図３（ｂ）ないし（ｄ）で表す各部品のＣＡＤ情報が含まれている。これにより、製品Ａｓｍ1のＣＡＤ情報からは各部品間の相対位置関係及び各部品の形状情報と、部品情報を抽出できる。

製品情報抽出部１２０により抽出の対象となる製品設計のＣＡＤ情報は以下の情報から構成される。
１）図３（ａ）に、製品名＝｛Ａｓｍ１｝；
相対位置関係の情報＝｛Ｐａｒｔ１（ｘ１、ｙ１、ｚ１）
、Ｐａｒｔ２（ｘ２、ｙ２、ｚ２）、Ｐａｒｔ３＜１＞（ｘ３、ｙ３、ｚ３）
、Ｐａｒｔ３＜２＞（ｘ４、ｙ４、ｚ４）｝など；
２）図３（ｂ）に、部品名＝｛Ｐａｒｔ１｝；
形状情報＝｛ベンド１、ベンド２、ベンド３、ベンド４、丸穴１、丸穴２}；
３）図３（ｃ）に、部品名＝｛Ｐａｒｔ２｝；形状情報＝｛丸穴１、丸穴２｝；
４）図３（ｄ）に、部品名＝｛Ｐａｒｔ３｝；部署＝｛Ａ｝；
すなわち、１）が製品情報であり、２）ないし４）が製品を構成する各部品の部品情報となる。各部品には形状情報が含まれる。ここで形状情報とは、三次元空間内に部品をモデリングする幾何学上の特徴である。相対位置の情報とは、製品を構成する複数部品の重心点の位置と、モデルを構成する各部品のフィチャー間の合致情報を示す情報である。

図４は、「製品情報」の一例を表すテーブルである。

この図では、最初に読み出すＣＡＤ情報Ａｓｍ１についての３ＤＣＡＤ情報のモデル名（ファイル名）が“Ａｓｍ１．ｓｌｄａｓｍ”である。これは製造対象である製品自身であり、これが部品になることは無い。したがって部品番号としては一意の“０”が割り当てられる。

図３のＣＡＤ情報からも分かるとおり、この製品には３種4品の部品が必要になる。
この部品4つに対してそれぞれ一意の部品番号１ないし４が割り当てられる。

各部品を完成するのにも製造工程が必要となる。例えば図３（ａ）のＰａｒｔ１には４つのベンド及び２つの丸穴が設けられているが、これらを設けるのにもそれぞれに工程を要する。そこで、Ｐａｒｔ1の３ＤＣＡＤ情報である“Ｐａｒｔ１．ｓｌｄｐｒｔ”を６つの工程毎にデータベースの正規化を行う。これをＰａｒｔ２ないしＰａｒｔ３＜１＞、Ｐａｒｔ３＜２＞それぞれに対して行い工程の重複を排除する。

これらの個々の部品の情報には関連する３ＤＣＡＤ情報を格納するファイル名を格納する「３ＤＣＡＤモデル名」データフィールド及び個々の工程種類を判断する際に用いられる「３ＤＣＡＤ情報」データフィールドが含まれる。

このようにして製品情報抽出部１２０によって「製品情報」が抽出される。工程種類判断制御部１３０に送られ、ステップＳ２００の処理に供される。

（ステップＳ２００）
工程種類判断制御部１３０が、作業要因となる「製品情報」を工程種類の判断条件で工程毎に分類する。具体的には以下の通りである。

図５は、ＣＡＤ情報と工程種類の対応関係を示す表である。この表は工程種類判断条件記憶部１３１に格納されている。

ここで、「工程種類」は製造現場の工程と対応しており、作業の種類である。また、「判断条件」とは「製品情報」の「３ＤＣＡＤ情報」に含まれる形状情報である。この「３ＤＣＡＤ情報」をキーとして「工程種類」を判断する。

例えば、穴あけ工程において、判断条件は丸穴であり、ＣＡＤ情報に丸穴が含まれる部品が対象となるため、部品Ｐａｒｔ１とＰａｒｔ２を引き当てる。同じく、曲げ工程において、判断条件はベンド情報が有るか無いかであり、ＣＡＤ情報にベンドが含まれる部品が対象となるため、部品Ｐａｒｔ１を引き当てる。組立工程において、全部品が対象となるため、Ｐａｒｔ１、Ｐａｒｔ２、Ｐａｒｔ３＜１＞、Ｐａｒｔ３＜２＞を引当てる。

この一連の処理を工程種類判断制御部１３０が実行する。

図４に示すＣＡＤ情報を図５に示す判断条件で工程種類に分類した結果の例を図６に示す。図６は工程種類判断制御部１３０が工程種別をキーとして図４の製品情報を工程種類で分類した「工程内容」を表すテーブルである。

この「工程内容」は図５で述べた「工程種類」ごとに図４の製品情報を分類したものである。この工程種類は図４の「３ＤＣＡＤ情報」をキーとして用いて導出されることは既に述べた。

工程種類判断制御部１３０が、この「工程内容」を作業順序生成部１４０に出力することでステップＳ２００の処理が終了する。

（ステップＳ３００）
工程種類判断制御部１３０から送られてきた「工程内容」に基づき作業順序生成部１４０が作業順序を生成する。

図７は、作業順序を自動生成するために参照、使用される工程順序計算条件の一例を示す概念図である。図７（ａ）は工程順序計算条件のテンプレートを、図７（ｂ）は工程順序計算条件に対応したテーブルをそれぞれ表す。これらを使って工程順序計算条件について説明する。

工程順序計算条件は、「組立」「穴あけ」などの工程種類２０１、各工程で１回当りに作業する作業部品数２０２、各工程種類間の順序関係を矢印で表す工程順序２０３、各工程内の作業順序を決める部品ソート条件２０６、同じ階層に含まれる１つ以上の工程を枠で囲んだ階層２０４、階層関係において親工程と子階層２０７を矢印で表す階層接続２０５、で表す。工程間の階層関係とは、親工程の中に子階層の各工程が含まれることを意味する。工程順序計算条件で、一連の工程群を上位概念の親工程で代表させてまとめて扱うことが可能となる。

図７（ｂ）は図７（ａ）のテンプレートを作業指示書自動生成システム１００で処理可能なようにテーブル形式にしたものである。

ここで親工程とは現在の処理の対象を指し示す工程を含む一段上位階層の工程種類である。具体的には、工程が属する階層と階層接続で接続された接続もとの工程を表す。図に従って説明すると、「穴あけ」「曲げ」の属する子階層２０７は階層接続２０５によって、「組立」と関連付けされている。この「組立」が親工程に当たる。したがって「穴あけ」「曲げ」の双方の「親工程」に「組立」が入力されることとなる。

また子階層とは現在の処理の対象を指し示す工程に含まれる一段下位階層の工程種類の序列である。図７では、「穴あけ」「曲げ」の双方とも子階層は存在しない。したがって、「子階層」には「無し」が入力されている。一方、「組立」には階層接続２０５によって子階層２０７が関連付けられている。この子階層２０７の最上流工程である「穴あけ」が「組立」の「子階層」に入力される。

前工程とは同一階層内で現在の処理の対象を指し示す工程種類より順序が一つ前の工程である。図７では、「組立」「穴あけ」には同一階層内（階層２０４ならその階層内、子階層２０７ならその階層内）に上位の工程を有しない「最上流工程」である。したがって、これらの「前工程」には「無し」が入力される。一方「検査」「曲げ」は同一階層内に上位の工程を有する。したがって「検査」「曲げ」の「前工程」項目には、「組立」「穴あけ」がそれぞれ入力される。

次工程とは同一階層内で現在の処理の対象を指し示す工程種類より順序が一つ後の工程である。「前工程」の裏返しの意味であり、同一階層内に次の工程がある場合に、この項目が入力される。従って図７（ｂ）では、「組立」「穴あけ」の「次工程」項目には「検査」「曲げ」がそれぞれ入る。一方「検査」「曲げ」の「次工程」項目には両者とも「無し」が入力されている。

工程順序とは同一階層内で製品を製造過程における、各作業の行う順序である。図７（ｂ）の表上では階層接続２０５を有する場合には１）子階層を有する工程、２）子階層の最上位工程、３）子階層の最上位工程の「次工程」記載の工程…、ｎ）子階層を有する工程の「次工程」、という形で「工程順序Ｎｏ．」が振られていくこととなる。

図８は、作業順序生成部１４０における作業順序の自動生成手順を示すフローチャートである。この図８を用いて、作業順序の自動生成の処理フローを説明する。

最初に、作業順序生成部１４０が工程種類判断制御部１３０で制御した「工程内容」の情報と工程順序計算条件記憶部１４１に記憶されている「工程順序計算条件」を読み込む。工程内容の工程名と工程順序計算条件の工程名を検索キーとして、同一の工程名を持つ工程内容のデータレコードと順序計算条件の設定条件のデータレコードとを統合したデータレコードを作成する（ステップＳ３０１）。

次に、この統合した各データレコードを工程順序計算条件の工程別に分類し、同一工程内の各データレコードを部品のソート条件で並べ替える（ステップＳ３０２）。

図９は、ステップＳ３０１とステップＳ３０２を経て統合した「工程内容」の一例を表すテーブルである。

この「工程内容」の統合の後に、「工程内容」から「初期設定」を検索する。「初期設定」は、工程順序計算条件情報から親工程がない最上階層を検索することで得られる。この最上階層の前工程が無い工程を検索する。

ここで「最上階層」とは最上位の階層であり、階層に含まれるすべての工程種類に親工程がない工程種類の序列である。図７で用いた「最上流工程」（同一階層内の最上流の工程）とは意味を異とする。

検索後、最上階層を工程（ｐ）と設定する。なお、この「工程（ｐ）」は現在の処理の対象を指し示すポインタである。この全ての工程（ｐ）別の累積処理部品数ｘ（ｐ）を０、作業順序Ｎｏ．用のカウンタ（以下作業順序用カウンタ）ｉを０に初期化する（ステップＳ３０３）。

ステップＳ３０３における最上階層の検索後、工程（ｐ）に子階層があるかの判断を行う（ステップＳ３０４）。工程（ｐ）に子階層がある場合には（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、工程（ｐ）を子階層の最上流工程に更新する（ステップＳ３０５）。作業順序生成部１４０は、子階層がなくなるまでステップＳ３０４及びＳ３０５を繰り返す。

逆に工程（ｐ）に子階層がない場合（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、工程（ｐ）の作業部品数ｎ（ｐ）を取得し、工程内の複数の工程内容に対して、部品のソート条件順に、作業部品数ｎ（ｐ）分の工程内容を検索し、作業順序用カウンタｉを１増分する（ステップＳ３０６）。

ステップＳ３０７で工程（ｐ）に次工程があるか否かの判断を行う（ステップＳ３０７）。

工程（ｐ）に次工程がある場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、工程（ｐ）を次工程に更新し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０４に戻る。戻ったステップＳ３０４で工程（ｐ）に子階層があるかの判断を行い、工程（ｐ）に子階層がある場合には（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、工程（ｐ）を子階層の最上流工程に更新し、子階層がなくなるまでステップＳ３０４及びＳ３０５を繰り返す。

戻ったステップＳ３０４で工程（ｐ）に子階層がないと判断した場合には（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、工程（ｐ）の作業部品数ｎ（ｐ）を取得し、工程内の複数の工程内容に対して、部品のソート条件順に、作業部品数ｎ（ｐ）分の工程内容を検索し、作業順序用カウンタｉを１増分する（ステップＳ３０６）。このように、次工程に子階層が無くなるまで、ステップＳ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７を繰り返す。

工程（ｐ）に次工程がない場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、現在の工程（ｐ）に作業順序を生成していない工程内容が残っているかの判断を行う（ステップＳ３０９）。残っている場合には（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、工程（ｐ）を維持したまま累積処理部品数ｘ（ｐ）に工程（ｐ）の作業部品数ｎ（ｐ）を加算する（ステップＳ３１０）。

工程（ｐ）の全ての工程内容に対して、作業順序を付けるまで、ステップＳ３０４、Ｓ３０５、Ｓ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３０８、Ｓ３０９、Ｓ３１０を繰り返す。

工程内容が残っていない場合には（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、作業順序生成部１４０はこの工程（ｐ）が当該階層の最上流工程かを判断する（ステップＳ３１１）。

工程（ｐ）が最上流工程ではない場合（ステップＳ３１１：Ｎｏ）、工程（ｐ）を一つ前の工程に更新する（ステップＳ３１２）。その後ステップＳ３０９に戻り、工程（ｐ）が最上流工程になるまで繰り返す。

工程（ｐ）が最上流工程の場合（ステップＳ３１１：Ｙｅｓ）、作業順序生成部１４０は工程（ｐ）に親工程があるかの判断を行う（ステップＳ３１３）。この判断は、作業順序生成部１４０が図７（ｂ）のテーブルの「親工程」データフィールドを確認することで行う。

親工程がある場合（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、工程（ｐ）を親工程に更新する（ステップＳ３１４）。その後、作業順序生成部１４０は処理をステップＳ３０６に戻すこととなる。

親工程がない場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、作業順序生成部１４０は「工程内容」を自動生成した「作業順序」で並べ替えて作業順序生成を終了する（ステップＳ３１５）。

図１０は、このステップＳ３１５で生成された「作業順序」の一例のテーブルである。

なお、ステップＳ３０１で読み込まれる工程順序計算条件記憶部１４１に記憶されている「工程順序計算条件」は編集可能なようにするのが望ましい。図１１は「工程順序計算条件」において、工程順序と各工程の部品ソート条件と、各工程の作業部品数と、工程間の階層関係を編集する画面の一例を示す図である。工程順序計算条件は、各製造現場のライン構成や各工程の製造能力を考慮して設定しており、製造現場によって異なる条件設定を行うことが必要となるため、このようなユーザによる編集画面を設けることが望ましい。

（ステップＳ４００）
作業指示書式判断制御部１５０が「引当条件」及び「表示内容」に従って、各作業の表示内容を制御するのがステップＳ４００である。まず、この「引当条件」及び「表示内容」について説明する。

図１２は作業指示情報を自動生成するために、使用される「引当条件」と「表示内容」の一例を示すテーブルである。図１２（ａ）は「引当条件」を、図１２（ｂ）は「表示内容」をそれぞれ示す。

「引当条件」は穴あけや曲げなどの工程情報と、対象となる「部署がＡ」などの属性情報で表す。書式の引当条件で、同一工程種類の書式を工程名で代表させてまとめて扱うことが可能となる。また、同じ工程種類において、工程番号などの工程情報と、部署などの部品属性情報によって、書式を区別して扱うことが可能となる。

次に、ステップＳ４００の処理について説明する。図１３は、作業指示書式判断制御部１５０による作業指示書の自動生成に関するフローチャートである。これを用いて、作業指示書式判断制御部１５０の処理を説明する。

まず、作業順序生成部１４０から送られた「作業順序」及び書式の引当条件を読み込む（ステップＳ６０１）。この際、作業順序生成部１４０から送られた「作業順序」に変えてあらためて用意した「作業順序」（過去使用したものをリユースしたもの等）を使用しても良い。

読み込み後、読み込んだ作業順序情報の「最初の作業」（「作業順序Ｎｏ．」が１であるもの）を検索する。作業順序現在の処理の対象を指し示すポインタＷ（ｉ）を、この「最初の作業」に設定する。また作業順序指示用のカウンタ値ｉを1に初期化する（ステップＳ６０２）。なお、このｉはステップＳ３０３のものとは別個独立のカウンタである。

その後、書式の初期設定として、ステップＳ６０１で読み込んだ書式の引当条件の「最初の書式」（「書式番号Ｎｏ．」が１であるもの）を検索する。そして現在の書式の引当条件を指し示すポインタＦ（ｆ）をこの「最初の書式」を示すように設定する。合わせて書式の引当条件と組み合わせて書式の引当条件のポインタＧ（ｆ）（ｇ）を「最初の書式」の条件１に設定する。この際、書式番号のカウンタ値ｆと、引当条件のカウンタ値ｇを１に初期化する（ステップＳ６０３）。

初期化終了後、現在の書式の引当条件のポインタＧ（ｆ）（ｇ）で現在の作業ポインタＷ（ｉ）に対応する書式Ｆ（ｆ）の判断を行い対応する書式を抽出する（ステップＳ６０４）。この抽出した書式Ｆ（ｆ）が最終書式であるかを判断する（ステップＳ６０５）。

最終書式で無い場合には（ステップＳ６０５：Ｎｏ）、書式番号のカウンタ値ｆを次の書式番号に更新すべくｆに１を加算する。またこの加算後の書式番号のカウンタ値ｆを用いて書式の引当条件のポインタＧ（ｆ）（ｇ）を更新し（ステップＳ６０６）、ステップＳ６０４に戻る。最終書式になるまで、作業指示書式判断制御部１５０はステップＳ６０４、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６を繰り返す。

最終書式の場合（ステップＳ６０５：Ｙｅｓ）、作業Ｗ（ｉ）においてステップＳ６０４で抽出した書式が一つであるかの判断を行う（ステップＳ６０７）。対応する書式が一つで無い場合には（ステップＳ６０７：Ｎｏ）、引当条件のカウンタ値ｇを次の番号に更新すべく１加算する。これに伴いこの加算後の引当条件のカウンタ値ｇをもちいて書式の引当条件のポインタＧ（ｆ）（ｇ）を更新し（ステップＳ６０８）、ステップＳ６０４に戻る。対応する書式が一つだけになるまで、ステップＳ６０４、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６、ステップＳ６０７、ステップＳ６０８を繰り返す。

対応する書式が一つの場合には（ステップＳ６０７：Ｙｅｓ）、引当てた書式の表示内容を読み込み、製品設計のＣＡＤ情報から抽出する作業指示情報の項目、表示内容を決定する（ステップＳ６０９）。

その後、作業Ｗ（ｉ）が最終作業であるかの判断を行う（ステップＳ６１０）。最終作業で無い場合には（ステップＳ６１０：Ｎｏ）、作業順序指示用のカウンタ値ｉを１加算すると共に、加算後の作業順序指示用のカウンタ値ｉを用いて作業Ｗ（ｉ）を更新する（ステップＳ６１１）。その後、作業指示書式判断制御部１５０はステップＳ６０３まで処理を戻す。

最終作業の場合には（ステップＳ６１０：Ｙｅｓ）、作業指示書式判断制御部１５０における全ての処理が終了する。

図１４は作業指示書式判断制御部１５０における「統合表示内容」を表すテーブルである。図１２（ａ）に示す「書式Ａ」において、書式番号Ｎｏ．１の引当条件が「工程種類＝穴あけ」である。したがって、「穴あけ」を検索キーとして図１０に示す「作業順序」の書式判断を行うと、作業順序Ｎｏ．１とＮｏ．３の書式が「書式Ａ」となる。そこで、作業指示書式判断制御部１５０は図１２（ｂ）に示す書式Ａの表示内容をＣＡＤ情報から抽出することとなる。

ここで図１４の「作業順序」とは製品の製造過程における、各作業の行う順序である。全作業の通しの順序を振っているという点で図１４の「作業順序Ｎｏ．」は図７の「工程順序Ｎｏ．」に対応している点注意すべきである。また、図１４の「工程順序」とは上述した同一階層内の工程種類の順序関係である。

（ステップＳ５００）
ステップＳ４００において作成された「統合表示内容」は作業指示情報抽出部１６０に送られる。この作業指示情報抽出部１６０での処理を説明する。

「統合表示内容」を受けた作業指示情報抽出部１６０は、製品設計のＣＡＤ情報から作業指示情報となる部品情報の抽出を行い、各作業の作業対象となる部品のモデル名を検索キーとし、ＣＡＤ情報での表示内容をコントロールする。ここで、まず製品を構成する全部品を非表示状態にする。次に、作業順序に従って、部品を表示し、作業指示用の斜視図を保存する。

図１５に、図１４に示す作業順序情報と、各作業の書式とその表示内容で、製品設計のＣＡＤ情報から抽出した分解図と組立図の例を示す。

図１５（ａ）に作業順序Ｎｏ．５となる作業の分解図と組立図に対応するＣＡＤ情報の斜視図の例を示す。

図１５（ｂ）に作業順序Ｎｏ．６となる作業の分解図と組立図に対応するＣＡＤ情報の斜視図の例を示す。

図１５（ｃ）に作業順序Ｎｏ．７となる作業の分解図と組立図に対応するＣＡＤ情報の斜視図の例を示す。

図１６は、図１４に示す作業順序情報と各作業の書式、表示内容によって、製品設計のＣＡＤ情報から作業指示情報を抽出し、統合した結果を示すテーブルである。これを見ても分かるとおり、図１４で「○」と表現されていた箇所について、具体的な項目（図１５の各図面のファイル名、規格名など）を埋めていく作業となる。

（ステップＳ６００）
作業指示書生成部１７０は、作業指示書式判断制御部１５０により制御した各作業の作業指示書式の表示内容と、作業指示情報抽出部１６０により各作業の画面イメージを保存した画像ファイルとを、書式の表示内容の項目名を検索キーに、書式レイアウト記憶部１７１に記憶されている書式レイアウトとの照合を行い、作業別に作業順序に従って作業指示書を一枚ずつ生成する。

図１７は、作業指示書書式のレイアウトの例を示す図である。図１７（ａ）に示す書式のレイアウトでは、工程名、作業指示文言、組立図、部品名称、材質表から構成する。ここで、シート３とする。図１７（ｂ）に示す書式のレイアウトは、上記工程名と、作業指示文言と、分解図と、組立図と、材質表とから構成する。ここで、シート２とする。

図１８及び図１９は、図１６に示す作業指示情報と、図１７に示す書式レイアウトを使って生成した工程別作業指示書の例を示す図である。

図１８は作業順序Ｎｏ．５となる作業指示情報の作業指示書の一例を示す図である。

図１９は作業順序Ｎｏ．６となる作業指示情報の作業指示書の一例を示す図である。

ここまで、各作業の作業対象が一部品の場合で説明したが、一作業に複数の部品が含まれている場合、各部品の属性情報により、部品の表示位置、内容を区別して出力することも可能である。

図２０は、読み込んだ作業順序が作業毎に含まれる場合に、生成する作業指示書の例を示す図である。

図２０（ａ）に、部品の属性で主部品と関連部品とを区別して出力した一例を示す。

図２０（ｂ）に、材質表の員数をキーに材質表の行を統合した一例を示す。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の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が可能であることは言うまでもない。たとえば、本発明の実施の形態では、工程種類判断条件記憶部１３１、工程順序計算条件記憶部１４１、書式引当条件記憶部１５１、書式表示内容記憶部１５２、書式レイアウト記憶部１７１は別個独立の記載となっているが、これらは単一の記憶モジュール（例えばハ−ドディスクドライブ）であっても良い。また、作業指示書自動生成システム外に、この単一の記憶モジュールを設けることが可能なように外部インターフェースを有する形にしても良い。

本発明の説明に際しては、金属加工的な工作を要する３次元的な構造物の作成を例として説明した。しかし、それだけにはとどまらず、木工製品、皮革製品、被服といった労働集約的工程を通して作成されるものであって、部品及び作業内容の平準化が要求される他の分野への適用ももちろん可能である。

１００…作業指示書自動生成システム、１０１…製品設計のＣＡＤ情報、
１０２…作業指示書、１１０…入力部、
１２０…製品情報抽出部、１３０…工程種類判断制御部、
１３１…工程種類の判断条件記憶部、１４０…作業順序生成部、
１４１…工程順序計算条件記憶部、１５０…作業指示書式判断制御部、
１５１…書式引当条件記憶部、１５２…書式表示内容記憶部、
１６０…作業指示情報抽出部、１７０…作業指示書生成部、
１７１…書式レイアウト記憶部、１８０…出力部。

Claims (7)

1. 製作対象製品のＣＡＤ情報を入力する入力部と、出力手段に対して工程別作業指示書を出力するための出力部と、を有する作業指示書自動生成システムで動作する作業順序自動生成方法であって、
   作業指示書自動生成システムが入力されたＣＡＤ情報から作業要因となる製品情報を抽出する製品情報抽出ステップと、
   作業指示書自動生成システムが前記製品情報を、工程種類の判断条件で工程毎に分類し工程内容情報を生成する工程種類判断ステップと、
   作業指示書自動生成システムが前記工程内容情報を工程順序計算条件に従って作業順序情報を生成する作業順序生成ステップと、
   作業指示書自動生成システムが書式の引当条件及び書式の表示内容に従って前記作業順序情報内の各作業の表示内容を統合し統合表示内容情報を生成する作業指示書式判断制御ステップと、
   作業指示書自動生成システムが前記ＣＡＤ情報から前記統合表示内容情報に関連する作業指示情報を抽出する作業指示情報抽出ステップと、
   作業指示書自動生成システムが書式レイアウトに基づき、前記作業指示情報及び前記統合表示内容情報から前記出力手段に対応した工程別作業指示書データを生成する作業指示書データ生成ステップと、
   前記出力部を介して前記工程別作業指示書データを前記出力手段に出力する作業指示書出力ステップと、を有することを特徴とする作業順序自動生成方法。
2. 請求項１に記載の作業順序自動生成方法において、前記製品情報には製品に含まれる個々の部品に関わる３ＤＣＡＤモデルへのアクセス情報及び工程種類を判断する際に用いられる情報が含まれることを特徴とする作業順序自動生成方法。
3. 請求項２に記載の作業順序自動生成方法において、前記工程内容情報は前記製品情報に含まれる情報に加え、前記工程種類を判断する際に用いられる情報を元に導出された工程種類に関する情報が含まれることを特徴とする作業順序自動生成方法。
4. 請求項３に記載の作業順序自動生成方法において、前記作業順序情報は前記工程内容情報に含まれる情報に加え、親工程、子階層、前工程、後工程に関する情報が含まれることを特徴とする作業順序自動生成方法。
5. 請求項１に記載の作業順序自動生成方法において、前記統合表示内容情報は書式の引当条件に関する情報を含むことを特徴とする作業順序自動生成方法。
6. 請求項１に記載の作業順序自動生成方法において、前記作業指示情報は部品名、規格、モデル図などの情報であることを特徴とする作業順序自動生成方法。
7. 製作対象製品のＣＡＤ情報を入力する入力部と、出力手段に対して工程別作業指示書を出力するための出力部と、を有する作業指示書自動生成システムであって、
   前記入力部から入力されたＣＡＤ情報から作業要因となる製品情報を抽出する製品情報抽出部と、
   前記製品情報を、工程種類の判断条件で工程毎に分類し工程内容情報を生成する工程種類判断部と、
   前記工程内容情報を工程順序計算条件に従って作業順序情報を生成する作業順序生成部と、
   書式の引当条件及び書式の表示内容に従って前記作業順序情報内の各作業の表示内容を統合し統合表示内容情報を生成する作業指示書式判断制御部と、
   前記ＣＡＤ情報から前記統合表示内容情報に関連する作業指示情報を抽出する作業指示情報抽出部と、
   書式レイアウトに基づき、前記作業指示情報及び前記統合表示内容情報から前記出力手段に対応した工程別作業指示書データを生成する作業指示書データ生成部と、
   前記出力部を介して前記工程別作業指示書データを前記出力手段に出力する作業指示書出力部と、を有することを特徴とする作業指示書自動生成システム。

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