JP2010540344A - 製造ムービングラインシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

製造ムービングラインシステムを提供する。製造ムービングラインシステムの例示的な一実施形態は、少なくとも１本の金属製誘導ストリップと、誘導ストリップを追従するよう構成されていてもよい少なくとも１台の牽引車両とを含む。牽引車両は、制御回路ならびに制御回路に接続されている電源および無線送受信装置を含んでいてもよい。アセンブリ固定具カートが牽引車両に結合されていてもよい。無線通信回線が、中央制御コンピュータと牽引車両の無線送受信装置との間に設けられてもよい。製造ムービングライン方法もまた開示される。

Description

本開示は、製造ムービングラインシステムおよび方法に関する。より詳細には、本開示は、複数のライン追従牽引車両が中央コンピュータにより無線制御される製造ムービングラインシステムおよび方法に関する。

部品ムービングラインは、複数の作業ステーション間で部品を往復輸送するために組立て設備において用いられることがある。従来の部品ムービングラインは、部品を配置し、作業ステーションの間で輸送する無人搬送車（ＡＧＶ）を利用していることがある。しかしながら、従来の部品ムービングラインは、複数の欠点のいくつかを有していることがある。これら欠点には、例えば、ラインの一部が故障した場合に部品ムービングライン全部が故障してしまうこと、工具／固定具が「非積載位置」（ラインの終わり）から「積載位置」（ラインの始め）へ移動する際にこれらが空いていることがあるため、工具／固定具の重複が起こること、ラインのための実質的な支持構造が必要なこと、ラインの再構成が困難であること、ライン用の支持レールが作業空間の邪魔になること、より長く高価な硬化炉が必要なこと、人間工学的な高さ調整に欠けていること、および、最大生産速度に合わせてラインを設計および構築する必要があることが含まれる。この要求により、ラインのコスト、および、ラインに必要とされる床面積が増大する。

今日では、さまざまな種類の無人搬送車（ＡＧＶ）が市場に出回っている。しかしながら、ＡＧＶは、「システムに関連付けられて」いないこともあるので、互いに通信することのない個々のユニットとして機能している可能性がある。そのうえ、ＡＧＶは、大型で高価であることもあり、適切でないか、または、部品ムービングラインに必要とされる可能性のある精密低速が可能とならないことがある。

本開示は、概して、製造ムービングラインシステムに関する。製造ムービングラインシステムの例示的な一実施形態は、少なくとも１本の金属製誘導ストリップと、誘導ストリップを追従するよう構成されていてもよい少なくとも１台の牽引車両とを含む。牽引車両は、制御回路ならびに制御回路に接続された電源および無線送受信装置を含んでいてもよい。アセンブリ固定具カートは、牽引車両に結合されていてもよい。無線通信回線は、中央制御コンピュータと牽引車両の無線送受信装置との間に設けられてもよい。

さらに本開示は、概して、製造ムービングライン方法に関する。製造ムービングライン方法の例示的な一実施形態は、少なくとも１本の金属製誘導ストリップを設ける工程と、無線送受信装置を有する少なくとも１台の牽引車両を誘導ストリップと誘導接触（guided contact）させて設ける工程と、少なくとも１台の牽引車両にアセンブリ固定具カートを結合する工程と、前記アセンブリ固定具カート上に少なくとも１つの部品を載置する工程と、中央制御コンピュータを設ける工程と、中央制御コンピュータと牽引車両の無線送受信装置との間に無線通信回線を設ける工程と、誘導ストリップに沿って牽引車両を移動させる工程とを含んでいてもよい。

図１は、牽引車両の一例の略ブロック図である。 図２は、部品が支持されているアセンブリ固定具カートを牽引する牽引車両の部分側面略図である。 図３は、牽引車両の例示的実施における製造ムービングラインシステムの略図である。 図４は、製造ムービングライン方法の一例を示した工程系統図である。 図５は、航空機の製造および保守方法論の工程系統図である。 図６は、航空機のブロック図である。

まず図１から図３を参照すると、本開示は、概して、複数のライン追従牽引車両１が中央コンピュータ４４により無線制御されていてもよい製造ムービングラインシステム４０（図３）に関する。以下に説明するように、各牽引車両１は、製造ムービングラインシステム４０において複数の製造作業ステーション４２の間で１つ以上の部品３６（図２）を搬送する（図２に示されており、かつ、図３において想像線で示されている）アセンブリ固定具カート３０を牽引するよう構成されていてもよい。１つ以上の部品３６は、製造プロセスまたは組立てプロセスの一部として改修されるかまたは組立てられてもよい。単一の製造ムービングライン４１において任意の数の牽引車両１を設けることができ、かつ、牽引車両１が中央制御コンピュータ４４と通信するようにこれら牽引車両１をシステムに関連付けることができる。牽引車両１はまた、互いに通信するよう構成されていてもよい。牽引車両１は、互いに独立して、かつ、製造ムービングラインシステム４０の輸送要件に応じてさまざまな速度で移動することができる。万一１台の牽引車両１が故障した場合、残りの牽引車両１は、製造ムービングライン４１において中断されずに輸送を続けることができる。

図１に示すように、製造ムービングラインシステム４０の実施に適していてもよい牽引車両１の一例が、略ブロック図の形態で示されている。牽引車両１は、牽引車両１の機能的構成要素を完全にまたは部分的に取り囲んでいてもよい（想像線で示されている）車両筐体２４を含んでいてもよい。車両筐体２４は、コンパクト設計であってもよい。牽引車両１は、牽引車両１のさまざまな機能を制御し、かつ、連携させる制御回路２を含んでいてもよい。牽引車両１のさまざまな機能的構成要素は、例えば、配線や直接電気接点であってもよいがこれらに限定されない電気的接続８により、制御回路２と電気的に接続されていてもよい。

制御回路２は、データを保存するよう構成されたメモリ１２を有していてもよい。データ入力／出力装置１８は、メモリ１２へのデータの入力およびメモリ１２からのデータの取り出しを容易にするために、制御回路２と接続されていてもよい。少なくとも１つの電池１０やその他の電源が制御回路２に接続されていて、制御回路２および牽引車両１のその他の機能的構成要素に電力を供給している。少なくとも１つの電池１０は、該少なくとも１つの電池１０に接続されている追加のツールおよびアクセサリ（図示せず）に電力供給するのに十分な蓄電容量を有していてもよい。電池再充電システム１１は、該少なくとも１つの電池１０に接続されていてもよい。電池再充電システム１１は、以下に説明する牽引車両１の動作中、該少なくとも１つの電池１０の飛行中の電気再充電を容易にするよう構成されていてもよい。

無線送受信装置１６は、制御回路２に接続されていてもよい。無線送受信装置１６は、製造ムービングラインシステム４０において牽引車両１と中央制御コンピュータ４４（図３）との間の無線通信（データの受信および送信）を容易にするよう構成されていてもよい。無線送受信装置１６はまた、製造ムービングライン４１において牽引車両１と他の牽引車両１との間の無線通信を容易にするよう構成されていてもよい。

駆動モータ３は、制御回路２に接続されていてもよい。車両の１つ以上の車輪５は、目的にかなう機械的結合６により駆動モータ３と駆動的に係合していてもよい。駆動モータ３は、限定されないが例えば可変速電気駆動モータであってもよく、かつ、限定されないが例えば５００ポンド以上の重量のアセンブリ固定具カート３０を毎分１インチから毎分３０００インチの精密速度で牽引可能であってもよい。

ステアリング機構４は、制御回路２に接続され、かつ、機械的結合７により車両車輪５に結合されていてもよく、これにより、ステアリング機構４が車両車輪５を任意の方向に向けることができる。軌道検知機構１４は、制御回路２に接続されていてもよい。軌道検知機構１４は、金属製の床に据え付けられた誘導ストリップ４６（図３）を追従し、かつ、制御回路２にデータ入力するよう構成されていてもよく、これにより、ステアリング機構４が製造ムービングラインシステム４１の誘導ストリップ４６に沿って車両車輪５を任意の方向に向けることができる。軌道検知機構１４はまた、制御回路２にデータ入力するよう構成されていてもよく、これにより、牽引車両１が意図せずに誘導ストリップ４６から外れてしまった場合に、制御回路２が駆動モータ３の動作を終了させることにより、１つ以上の車輪５の回転を終了させることができる。制御回路２は、例えば、無線送受信装置１６からの入力を介して、製造ムービングライン４１内を移動している他の牽引車両１に対する牽引車両１の位置を監視するよう構成されていてもよい。

ユーザインターフェースペンダント２０は、例えば、ペンダントコード２１を介して制御回路２に結線接続されていてもよい。ユーザインターフェースペンダント２０は、無線送受信装置１６を介して中央制御コンピュータ４４から制御回路２へ送信されるコマンドを手動で無効にするよう構成されていてもよい。

製造ムービングラインシステム４０の誘導ストリップ４６は、（電源に接続されていない）金属製受動素子誘導ストリップであってもよく、その場合、各牽引車両１の軌道検知機構１４は、誘導ストリップ４６の金属特性を検知するよう構成されていてもよい。図３に示すように、誘導ストリップ４６は、製造または組立て設備における床３８に取り付けられていてもよい。誘導ストリップ４６は、例えば金属シートの帯状片であってもよく、かつ、テープおよび／または糊のような接着剤を用いて床３８に取り付けられていてもよく、かつ／または、締結具を用いて床３８に取り付けられていてもよい。図３に示す製造ムービングラインシステム４０の実施例において、誘導ストリップ４６は、概して第１製造作業ステーション４２ａ、第２製造作業ステーション４２ｂ、第３製造作業ステーション４２ｃおよび第４製造作業ステーション４２ｄの間およびこれらに隣接して延在しているループを形成するよう構成されている。誘導ストリップ４６は、誘導ストリップ４６の（想像線で示されている）代替経路４６ａ、４６ｂにより示されているように、容易に再形成したり、延長したり、短縮したりまたは移動させたりすることができる。

中央制御コンピュータ４４は、無線通信回線４８を介して各牽引車両１の無線送受信装置１６（図１）と通信することができる。中央制御コンピュータ４４は、製造ムービングライン４１におけるすべての牽引車両１に関連して製造ムービングラインシステム４０を同期させておくために、各牽引車両１の速度を制御および調整するようプログラムされていてもよい。牽引車両１の無線送受信装置１６は、無線通信回線５０を介して互いに通信することができる。したがって、各牽引車両１の速度は、牽引車両１の位置検知機構９９（図１）の動作に応答して、製造ムービングライン４１上での各牽引車両１の次の牽引車両１に対する近接性に応じて追加調整してもよい。

製造ムービングラインシステム４０の実施において、各牽引車両１は、１つの部品３６または複数の部品３６（図２）が支持されていてもよい（図３において想像線で示されている）アセンブリ固定具カート３０を牽引するよう構成されていてもよい。アセンブリ固定具カート３０の一例は、図２に示されており、かつ、複数のカート車輪３２を有するカート台３１を含んでいてもよい。カート車輪３２は、例えばキャスタ式の車輪であってもよいがこれに限定されない。カート台３１からカート枠３３が延在していてもよい。カートプラットフォーム３４は、カート枠３３上に設けられていてもよい。輸送されることとなる部品３６は、カートプラットフォーム３４により支持することができる。牽引車両１は、アセンブリ固定具カート３０のカート台３１と製造または組立て設備の床３８との間に位置していてもよい。牽引車両１の車両筐体２４は、例えば限定されないがクランプのような適切な結合機構２６を用いてカート台３１に結合されていてもよい。

誘導ストリップ４６は、製造または組立て設備の床３８に取り付けられ、かつ、任意の所望の構成で設けられていてもよい。製造作業ステーション４２が、例えば限定されないが各アセンブリ固定具カート３０上の１つ以上の部品３６を改修および／または組み立てることにより製造または組立てプロセスを順に実施する順序に沿って、誘導ストリップ４６は、製造作業ステーション４２の間またはそれに隣接して延在していてもよい。それぞれがアセンブリ固定具カート３０に結合されていてもよい複数の牽引車両１は、誘導ストリップ４６上に配置されていてもよい。各アセンブリ固定具カート３０のカート車輪３２（図２）と各牽引車両１の車両車輪５（図２）とが、誘導ストリップ４６の対向する両側において床３８に載っていてもよい。少なくとも１つの部品３６（図２）が、各アセンブリ固定具カート３０上に配置されていてもよい。

製造作業ステーション４２の間を部品３６が順に輸送されている間、牽引車両１は一貫して、図３における矢印で示されている方向へ製造ムービングライン４１の誘導ストリップ４６を追従するよう動作されてもよい。したがって、牽引車両１により牽引される各アセンブリ固定具カート３０は、それぞれ第１製造作業ステーション４２ａ、第２製造作業ステーション４２ｂ、第３製造作業ステーション４２ｃおよび第４製造作業ステーション４２ｄへ順に各部品３６を輸送してもよい。特定の１つ以上の部品３６を有するアセンブリ固定具カート３０を牽引する牽引車両１が、各製造作業ステーション４２に到達すると、中央制御コンピュータ４４からのコマンドに応答して、牽引車両１は、停止して、アセンブリ固定具カート３０から部品３６を取り出しやすくしてもよい。製造作業ステーション４２において、部品３６は、製造または組立てプロセス全体にわたって、徐々に改修および／または組立てられてもよい。各製造作業ステーション４２における改修および／または組立て後、アセンブリ固定具カート３０上で部品３６を交換してもよい。次いで、牽引車両１は、アセンブリ固定具カート３０およびこれに搬送されている部品３６を製造または組立て順序における次の製造作業ステーション４２へと牽引してもよい。各牽引車両１が誘導ストリップ４６に沿って進む際、電池再充電システム１１（図１）は、上記少なくとも１つの電池１０を連続的に再充電していてもよい。

中央制御コンピュータ４４は、無線通信回線４８を介して無線コマンドを各牽引車両１へと送信してもよい。これら無線コマンドは、各製造作業ステーション４２におけるまたは複数の製造作業ステーション４２の間での牽引車両１の発進および停止、ならびに、牽引車両１の速度に関していてもよい。コマンドは、例えば１台以上の牽引車両１が誘導ストリップ４６を切り替えるコマンドに限定されないがこれを含んでいてもよい。中央制御コンピュータ４４から各牽引車両１へと送信される無線コマンドにより、製造ムービングラインシステム４０が、同期を保ち、かつ、制御された製造または組立て速度を維持可能となっていてもよい。

位置検知機構９９（図１）は、誘導ストリップ４６に沿って各牽引車両１の位置を連続的に検知し、牽引車両１のこの位置を制御回路２へ中継することができる。無線送受信装置１６および無線通信回線４８を介して、制御回路２が今度は、位置指定データを中央制御コンピュータ４４へ送信することができる。そして次に、誘導ストリップ４６に沿った牽引車両１の位置に基づいて、中央制御コンピュータ４４は、連続する牽引車両１間の距離を求めることができ、かつ、無線通信回線４８を介して各牽引車両１の駆動モータ３（図１）の動作速度を制御することによりこの距離を制御または調整することができる。これに加えて、または、代わりに、各牽引車両１の制御回路２は、無線通信回線５０を介して該牽引車両１と隣接する前または後ろの牽引車両１との距離を求めてもよい。次いで、牽引車両１の制御回路２は、無線通信回線４８を介してこのデータを中央制御コンピュータ４４へ中継してもよく、これにより、連続する牽引車両１間の所望の距離を達成するためにこれに応じて牽引車両１の速度を調整してもよい。牽引車両１が意図せずに誘導ストリップ４６から外れてしまった場合に、軌道検知機構１４が制御回路２に通知してもよく、次いで制御回路２が牽引車両１の駆動モータ３の動作を終了させてもよい。

無線通信回線４８を介した中央制御コンピュータ４４の動作による各牽引車両１の制御に加えて、牽引車両１は、手持ち型のユーザインターフェースペンダント２０（図１および図３）を用いて手動で制御することもできる。これにより、例えば製造ムービングライン４１にアセンブリ固定具カート３０を付加するか、または、製造ムービングライン４１からこれを削除したり、生産速度のために製造ムービングライン４１を再構成したり、異なる位置に製造ムービングライン４１を移動させたりすることに限定されないがこのような変更を製造ムービングライン４１に施すために、牽引車両１を誘導ストリップ４６から外しやすくすることができる。

次に図４を参照すると、製造ムービングライン方法の一例を示す工程系統図４００が示されている。ブロック４０２において、少なくとも１本の金属製誘導ストリップを設ける。ブロック４０４において、無線送受信装置を有する少なくとも１台の牽引車両を該誘導ストリップに誘導接触させて設ける。ブロック４０６において、該牽引車両にアセンブリ固定具カートを結合する。ブロック４０８において、該アセンブリ固定具カート上に少なくとも１つの部品を載置する。ブロック４１０において、中央制御コンピュータを設ける。ブロック４１２において、中央制御コンピュータと牽引車両の無線送受信装置との間に無線通信回線を設ける。ブロック４１４において、誘導ストリップに沿って牽引車両を移動させる。

次に図５および図６を参照すると、図５に示されているような航空機の製造および保守方法７８ならびに図６に示されているような航空機９４に関連して、本開示の実施形態を用いることができる。本生産の前で、方法７８の一例は、航空機９４の仕様および設計８０ならびに材料調達８２を含んでいてもよい。生産の際は、航空機９４の構成部品および部分組立品の製造８４ならびにシステム統合８６が行われる。その後、航空機９４は、認証および納品８８を経て、運航９０されてもよい。顧客による運航中、航空機９４は、（改修、再構成、修繕などをも含むかもしれない）定常的整備および保守９２を受けることとなる。

方法７８の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者および／または操作者（例えば、顧客）により行われるかまたは実施されてもよい。本件の説明のため、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造者および主要なシステム下請け業者に限定されないがこれらを含んでもよい。第三者は、任意の数の取り扱い業者、下請け業者および供給業者に限定されないがこれらを含んでもよい。操作者は、航空会社、リース会社、軍隊、保守組織などであってもよい。

図６に示すように、方法７８の一例により製造される航空機９４は、複数のシステム９６および内装１００とともに機体９８を含んでいてもよい。高レベルシステム９６の例としては、推進システム１０２、電気システム１０４、油圧システム１０６および環境システム１０８のうちの１つ以上が挙げられる。任意の数の他のシステムを含んでもよい。航空宇宙の例が示されているが、本発明の原理は、自動車産業といった他の産業に適用することもできる。

ここで実施されている装置は、製造および保守方法７８のいずれか１つまたはそれ以上の段階中に使用してもよい。例えば、製造プロセス８４に対応する構成部品や部分組立品は、航空機９４が運航されている間に製造される構成部品や部分組立品と同様に組立てまたは製造されてもよい。例えば、航空機９４の組立てを大幅に早めるか、または、航空機９４のコストを削減することにより、製造段階８４および８６中に、一以上の装置の実施形態を利用してもよい。同様に、航空機９４の運航中から例えば限定されないが整備および保守９２までの間、一以上の装置の実施形態を利用してもよい。

ある例示的実施形態に関して本開示の実施形態を説明したが、当業者は他の変形例に想到するであろうから、特定の実施形態は、例示目的であって限定するものではないことは理解されるだろう。

Claims (9)

1. 少なくとも１本の金属製誘導ストリップと、
   前記誘導ストリップを追従するよう構成されている少なくとも１台の牽引車両であって、
   制御回路ならびに前記制御回路に接続されている電源および無線送受信装置を含む少なくとも１台の牽引車両と、
   前記牽引車両に結合されているアセンブリ固定具カートと、
   中央制御コンピュータと、
   前記中央制御コンピュータと前記牽引車両の前記無線送受信装置との間の無線通信回線と
   を含む製造ムービングラインシステム。
2. 前記制御回路に接続されているユーザインターフェースペンダントをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前期アセンブリ固定具カートが、複数のカート車輪を有するカート台と、前記カート台により支持されているカート枠と、前記カート枠により支持されているカートプラットフォームとを含む、請求項１に記載のシステム。
4. 複数の製造作業ステーションと、
   前記製造作業ステーションに概ね隣接して延在している少なくとも１本の金属製誘導ストリップと、
   前記誘導ストリップを追従するよう構成されている少なくとも１台の牽引車両であって、
   メモリを有する制御回路と、前記制御回路に接続されている少なくとも１つの電池と、前記制御回路に接続されている無線送受信装置と、前記制御回路に接続されており、かつ前記誘導ストリップを検知するよう構成されている位置検知機構と、前記制御回路に接続されている駆動モータと、前記駆動モータと駆動的に係合している少なくとも１つの車輪と、前記制御回路に接続されており、かつ前記少なくとも１つの車輪に結合されているステアリング機構とを含む前記少なくとも１台の牽引車両と、
   前記牽引車両に結合されているアセンブリ固定具カートと、
   中央制御コンピュータと、
   前記中央制御コンピュータと前記牽引車両の前記無線送受信装置との間の無線通信回線と
   を含む製造ムービングラインシステム。
5. 前記制御回路に接続されているユーザインターフェースペンダントをさらに含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前期アセンブリ固定具カートが、複数のカート車輪を有するカート台と、前記カート台により支持されているカート枠と、前記カート枠により支持されているカートプラットフォームとを含む、請求項４に記載のシステム。
7. 前記少なくとも１台の牽引車両が複数の牽引車両を含み、前記システムが、前記牽引車両の間の無線通信回線をさらに含む、請求項４に記載のシステム。
8. 少なくとも１本の金属製誘導ストリップを設ける工程と、
   無線送受信装置を有する少なくとも１台の牽引車両を、前記誘導ストリップと誘導接触するように設ける工程と、
   前記少なくとも１台の牽引車両にアセンブリ固定具カートを結合する工程と、
   前記アセンブリ固定具カート上に少なくとも１つの部品を載置する工程と、
   中央制御コンピュータを設ける工程と、
   前記中央制御コンピュータと前記牽引車両の前記無線送受信装置との間に無線通信回線を設ける工程と、
   前記誘導ストリップに沿って前記牽引車両を移動させる工程と
   を含む製造ムービングライン方法。
9. 前記牽引車両にユーザインターフェースペンダントを接続し、前記ユーザインターフェースペンダントの動作により前記牽引車両を制御することをさらに含む、請求項８に記載の方法。

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