JP2011028654A

JP2011028654A - 人と共同して稼動する生産設備

Info

Publication number: JP2011028654A
Application number: JP2009175844A
Authority: JP
Inventors: Hisato Nakajima; 久人中嶋
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】人と共同して稼動する生産設備において、人が部品の投入と加工品の取出しとを適切に行うことができるようにして、生産設備の稼動効率の向上を実現する。
【解決手段】生産設備１は、部品を工程順に搬送する搬送装置２と、搬送される部品を加工する複数の作業ステーション２０と、人Ｈにより部品が投入される部品投入部２１と、作業ステーション２０の最終工程で加工を終えた加工品を人Ｈが取り出すための加工品取出部２２と、投入された部品数と取り出された加工品数とから生産設備１に投入されている部品数を取得する部品カウンタ３と、前記部品数が所定の個数以上となったとき、部品投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示する指示装置４とを備える。部品数が所定の個数以上となったときに、加工品を取り出すことを指示するので、人Ｈは無駄に待機することなく適切に作業を行うことができ、生産設備１の稼動効率を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、人と共同して稼動する生産設備に関する。

従来、加工したり組み立てたりする工程処理を終えた部品を加工品として排出する生産設備の一般的な形態の１つに、工程毎に作業ステーションが設けられ、投入された部品が搬送手段によって搬送されつつ、途中の各作業ステーションで加工されるものがある（例えば、特許文献１参照）。このような生産設備において、部品の投入と加工品の排出とを、いずれも自動で行う場合、排出側に加工品を一時的に貯えるバッファを設けることが行われている。このバッファは、生産設備の出口側で加工品が排出されないことが原因で生産設備の入口側で部品を投入できなくなる、という事態を防止するものである。

特開２００６−３４７７１７号公報

しかしながら、上述したような生産設備において、部品の投入と加工品の排出つまり取出しとを人が行うようにして、生産設備を人と共同して稼動する生産や、生産設備で機械セルを構成して人セルと組み合わせるセル生産に適用する場合、次のような課題がある。すなわち、まず、前提として、設備の簡略化や小型化、さらに全体の生産性向上のために、バッファは備えない状態とするのが好ましい。そこで、部品の投入と加工品の取出しとを、いずれも同じ人が行うようにする場合、生産設備の稼動効率を高く維持するためには、効率低下の原因である生産設備の待機時間や人の待機時間をなくす必要がある。そのため、人は、生産設備の状態に応じて、部品を投入せずに排出された加工品を取り出して次の作業に移るか、逆に、部品は投入するが加工品は取出さずに次の作業に移る、などの判断が要求される。ところが、全ての人が適切な判断ができるとは限らず、また、人や作業の状態によっても判断が不適切となることがあるので、生産設備の稼動効率が低下してしまうことになる。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、人が部品の投入と加工品の取出しとを適切に行うことができるようにして、生産設備の稼動効率および生産効率の向上を実現できる人と共同して稼動する生産設備を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、人により部品が投入される部品投入部と、前記投入された部品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって工程順に搬送される部品を加工する複数の作業ステーションと、を備え、前記作業ステーションの最終工程で加工を終えた加工品を人によって取り出すようにして成る人と共同して稼動する生産設備において、生産設備に投入された部品数と生産設備から取り出された加工品数とから生産設備に投入されている部品数を求めるカウント手段と、前記カウント手段により求められた部品数が所定の個数以上となったときに、部品の投入を行うことなく前記加工品を取り出すことを人に指示する指示手段と、を備えたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の人と共同して稼動する生産設備において、前記指示手段は、前記部品投入部が投入準備完了状態にならない状態が継続して所定の時間以上経過したときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示するものである。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の人と共同して稼動する生産設備において、前記指示手段は、前回の部品投入までの設備側の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短かった場合に、今回の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短い間は、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示するものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備において、部品投入のために前記部品投入部近くに来ている人を検出する人検出手段を備え、前記指示手段は、前回の部品投入時において前記人検出手段が継続して人を検出した人検出継続時間が所定の時間よりも長かった場合に、今回の人検出継続時間が所定の時間以上になったときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示するものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備において、前記指示手段は、前記カウント手段により求められた部品数が所定の個数よりも少ない場合に、前記加工品を取り出すための待機を行わないことを人に指示するものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備において、生産設備内に存在する部品を検出する部品検知手段を備えており、前記指示手段は、工程途中で部品が取り出されたことにより前記カウント手段により求められた部品数を用いることができない場合に、前記部品検知手段の出力から求めた部品数を用いるものである。

請求項１の発明によれば、生産設備に投入されている部品数が所定の個数以上となったときに、部品を投入することよりも加工品を取り出すことが指示されるので、人は適切に作業を行うことができる。このため、例えば、加工品を取り出さないことが原因で、生産設備が部品投入可能状態にならない場合に、人がこのことに気付かずに生産設備への部品投入のために待機してしまう、というような人と生産設備の待機による無駄時間の発生を無くすことができ、生産設備の稼動効率および生産効率を向上できる。

請求項２の発明によれば、生産設備側の状況を人に知らせて待ち時間を発生させることなく人に次の適切な行動を指示するので、生産設備を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。

請求項３の発明によれば、人による部品投入作業のサイクルタイムと設備側の部品受入サイクルタイムとを考慮して、人に次の適切な行動を指示するので、生産設備を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。

請求項４の発明によれば、人を検出することにより部品投入のための待機時間を適切に制限し、人に次の適切な行動を指示するので、生産設備を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。

請求項５の発明によれば、生産設備の稼動開始時や異常停止からの稼動再開時の部品投入開始直後などにおいて、生産設備内に投入された部品数が少ない状態で、排出される加工品を人が無駄に待機する状態を解消することができ、生産効率を向上できる。

請求項６の発明によれば、例えば、生産設備に異常が発生し、復旧のために生産設備内の部品の一部を取出した場合であっても、人に次の適切な行動を指示するので、生産設備を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。

本発明の第１の実施形態に係る生産設備のブロック図。同生産設備の平面図。同生産設備の動作を説明するフローチャート。第２の実施形態に係る生産設備のブロック図。同生産設備の動作を説明するフローチャート。第３の実施形態に係る生産設備の動作を説明するフローチャート。第４の実施形態に係る生産設備のブロック図。同生産設備の動作を説明するフローチャート。第５の実施形態に係る生産設備の動作を説明するフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係る人と共同して稼動する生産設備について、図面を参照して説明する。図１、図２、図３は第１の実施形態を示す。生産設備１は、作業者である人Ｈと共同して稼動する設備であって、図１に示すように、投入された部品を搬送する搬送装置２と、搬送装置２によって工程順に搬送される部品を加工する複数の作業ステーション２０と、人Ｈにより部品が投入される部品投入部２１と、作業ステーション２０の最終工程で加工を終えた加工品が人Ｈにより取り出される加工品取出部２２と、部品カウンタ３と、指示装置４と、を備えている。部品投入部２１は、部品の投入可能状態と投入不可状態の２状態を取り得る。部品投入部２１には、部品用の載置台などが設けられており、生産設備１側で部品投入を受け付けられない場合には、載置台に部品を置くことができず、部品投入不可状態となる。

部品カウンタ３は、部品投入部２１に投入される部品数をカウントする投入カウンタ３１と、加工品取出部２２から取り出される加工品数をカウントする取出カウンタ３２と、これらのカウンタ３１，３２から出力されるカウント値の差を算出する差分器３３と、を備えている。投入カウンタ３１および取出カウンタ３２は、それぞれ、例えば稼動開始後の部品投入数と加工品取出数とを取得して出力する。差分器３３は、稼動中の各時点において、部品投入数から加工品取出数を引き算して得た値を、生産設備１内に投入されて存在している部品数として算出して出力する。

指示装置４は、音声や文字表示、光の点灯点滅表示、その他の種々の表示手段によって人Ｈに種々の情報を示して、作業を円滑に進めるための指示を行う。指示装置４は、代表的な指示として、前記部品カウンタ３が求めて出力した部品数が所定の個数以上となったときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出す旨の指示を行う。

上記生産設備１の平面構成を図２により説明する。図中矢印ｙ方向とｘ方向とを、それぞれ人Ｈから見て前後方向、左右方向とする。生産設備１は、電子機器組立用の設備である。生産設備１に投入される部品は、電気回路基板と成型品の２種類の部品であり、加工品は、成型品に電気回路基板を組み付けたものである。作業ステーション２０は、電気回路基板の調整工程（Ａ）、電気回路基板と成型品との組み付け工程（Ｂ）、電子機器としての検査工程（Ｃ）、成型品表面に捺印する捺印工程（Ｄ）の４工程がある（以下、それぞれ作業ステーションＡ〜Ｄという）。各作業ステーションＡ〜Ｄは、それぞれ部品を載置して授受するための載置台２０ａを１つづつ備えており、載置台２０ａを内側にして搬送装置２を囲むように、右側にＡ、前方奥側にＢ、左側にＣ，Ｄの並びで配置されている。搬送装置２の手前側に部品投入部２１と、加工品取出部２２とが、人Ｈが部品投入と加工品取り出しとを移動時間の無駄なく行えるように近接して、配置されている。ここに、生産設備１を機械セルと称し、この搬送装置２の手前の領域を人Ｈの作業領域すなわち人セルと称し、機械セルと人セルとを合わせて生産セルと称する。生産設備１の生産効率は、生産セルの生産効率と連動するものとなる。

搬送装置２は、直線駆動型の駆動部２３〜２７から成る５系統の搬送系を備えている。駆動部２３は作業ステーションＡに面して前後方向に、駆動部２４は奥方の作業ステーションＢに面して左右方向に、駆動部２５は２つの作業ステーションＣ，Ｄに面して前後方向にそれぞれ配置されている。駆動部２６は駆動部２３の手前右方に並べて短く形成され、駆動部２７は駆動部２３と平行かつ内側に奥方の駆動部２４に向けて配置されている。駆動部２３，２５は、部品を把持または吸着して前後移動される移載用のハンド部２３ａ，２３ｂおよびハンド部２５ａ，２５ｂをそれぞれ備え、駆動部２４は部品を載置して移動される載置台２４ａ，２４ｂを備え、駆動部２６，２７はそれぞれ載置台２６ａ、載置台２７ａを備えている。駆動部２５の手前側には、加工品を載置する載置台２２ａが設けられている。

載置台２６ａは、駆動部２６の手前位置ａ１と奥側位置ａ２との間をシャトル移動して部品（電気回路基板）を搬送する。載置台２７ａは、駆動部２７の手前位置ｃ１と奥側位置ｃ２との間をシャトル移動して部品（成型品）を搬送する。部品投入部２１は駆動部２６および駆動部２７の各手前側にある載置台２６ａ，２７ａにより構成され、加工品取出部２２は駆動部２５の手前側にある載置台２２ａにより構成されている。また、部品カウンタ３は、部品投入部２１に対して設けた投入部品検出センサからの信号、および加工品取出部２２に対して設けた加工品検出センサからの信号に基づいて生産設備内の部品数を求める。指示装置４は部品カウンタ３に電気的に接続されている。なお、生産設備１は、搬送装置２や各作業ステーション２０その他の動作を統合制御する制御装置１０を備えている。制御装置１０は、所定の機能を実現するソフトウエアを搭載した電子計算機により構成することができる。また、制御装置１０は、部品カウンタ３や指示装置４における計算処理機能などの機能を分担するようにしてもよい。

上記のように構成された生産設備１の動作を次に説明する。人Ｈが電気回路基板を駆動部２６の手前位置ａ１にある載置台２６ａに載せると、載置台２６ａが奥側位置ａ２に移動される。電気回路基板は、駆動部２３のハンド部２３ａによって作業ステーションＡの載置台２０ａに搬送載置され、作業ステーションＡがこれを引き取って調整処理を行った後、載置台２０ａに戻される（曲線矢印参照）。すると、駆動部２３のハンド部２３ｂが、載置台２０ａに載置されている電気回路基板を、駆動部２４の右側位置ｂ１における右側の載置台２４ａに載せる。その後、駆動部２４は載置台２４ａを中央寄りの位置ｂ２に移動させる。

人Ｈが成型品を駆動部２７の手前位置ｃ１における載置台２７ａに載せると、載置台２７ａが奥側位置ｃ２に移動される。すると、不図示の移載ハンドが、位置ｃ２における載置台２７ａから成型品を位置ｂ２の載置台２４ａにおける電気回路基板上に移載する。その後、載置台２４ａは、駆動部２４によって位置ｂ３に移動され、電気回路基板と成型品との組は、別の不図示の移載ハンドによって位置ｂ３の載置台２４ａから作業ステーションＢの載置台２０ａに移載され、作業ステーションＢでネジ止めなどの組付処理が行われる。載置台２４ａは、空になると位置ｂ３から位置ｂ１に戻され、位置ｂ３には、左側の載置台２４ｂが移動してきて待機する。作業ステーションＢは、組付処理された電気回路基板と成型品からなる組付済み部品を移載ハンドを用いて、位置ｂ３における左側の載置台２４ｂに載置し、載置台２４ｂは駆動部２４によって左側位置ｂ４に移動される。

左側位置ｂ４における組付済み部品は、駆動部２５の奥側ハンド部２５ａによって作業ステーションＣの載置台２０ａに搬送載置され、作業ステーションＣがこれを引き取って検査処理を行った後、載置台２０ａに戻される。次に、駆動部２５の手前側ハンド部２５ｂが、載置台２０ａに載置されている検査後の組付済み部品を、作業ステーションＤの載置台２０ａに搬送載置する。作業ステーションＤは、組付済み部品の成型品表面に検査日付等を捺印し、捺印後の組付済み部品を加工品として、手前位置ｄ１における取り出し用の載置台２２ａに載置する。人Ｈは、載置台２２ａに載置された加工品を取り出して、これを包装して付属品と共に箱に梱包する後処理を行う。人Ｈは、生産設備１の稼動開始時から部品（電気回路基板と成型品）の投入を４回行った後は、部品の投入を行った足で加工品の引き取りを行って後処理を行うと、再び部品の投入からの作業を繰り返す。なお、生産設備１の構成によっては、人Ｈが１人で複数の生産設備１を担当することもある。

上述のような人Ｈの繰り返し作業の中で、人Ｈが部品投入部２１に来た時点で、手前位置ａ１における載置台２６ａ、または手前位置ｃ１における載置台２７ａなどに、すぐには部品を載せられない部品投入不可の状態が発生する可能性がある。また、生産設備１の稼動開始時には加工品の取り出し作業はなく、部品投入作業を続けて行うことになるが、生産設備１内に部品が満杯になっていることに気づかずに部品投入を行おうとすると、部品投入不可の状態が発生する。また、人Ｈの動作が、生産設備１の動作よりも速い場合に、部品投入不可の状態が発生する。このような部品投入不可の状態において、人Ｈが、傍観して部品投入可能となるのを待つのは好ましくない。

そこで、指示装置４は、生産設備１に投入されている部品数が所定の個数（閾値Ｔｎ）以上となったときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示して、人Ｈに適切な動作を行わせる。ここで、閾値Ｔｎの設定について説明する。上述の生産設備１において、４つの作業ステーションＡ〜Ｄのそれぞれに部品（電気回路基板）または部品の組（電気回路基板と成型品）を１つずつ計４個を保有するスペースがあり、また、部品投入部２１および加工品取出部２２に各１個で計２個を保有するスペースがある。そこで、この生産設備１に投入可能な部品数は組数換算で６個分とすることができ、閾値ＴｎをＴｎ＝６とすればよい。部品カウンタ３が、投入された部品数を加算し、取り出された加工品数を減算して得た部品数が６個に達したときに、指示装置４は、部品を投入せずに排出された完成品を取り出して次の作業に移るように人Ｈに指示する。これにより、人Ｈと生産設備１の無駄な待機時間を解消でき生産設備１を効率よく稼動させることができる。なお、部品授受の設定を調整する（例えば、部品の行先が空くまで部品を保有して待機させる）ことにより、ハンド部２３ａ，２３ｂ等を部品保有用のバッファとして用いるようにすることもできる。この場合、Ｔｎをより大きく設定することができる。

次に、指示装置４の一般的な動作を図３により説明する。まず、前提を説明する。説明を簡単にするため、投入される部品は１種類であり、ある時点における投入部品数と同じ数の加工品が、所要遅れ時間の経過後の時点に、加工品取出部２２に載置されるものとする。複数種類の部品の場合は、加工品としての組数で換算すればよい。所要遅れ時間は、生産設備１内で発生する処理時間や、搬送時間や、搬送待ち時間などに起因する。この所要遅れ時間は必ずしも一定とは限らず一般に変動することもある。人Ｈは、通常の動作として、投入すべき部品に前処理を行い、その部品を持って部品投入部２１に行って部品を投入し、その足で加工品取出部２２に行って加工品を取り出し、所定の作業場に戻って加工品に対する包装詰めなどの後処理を行う一連の動作を行い、これを繰り返す。このような状況のもとで、指示装置４は、部品カウンタ３から生産設備１内の部品数Ｎを取得する（＃１）。部品数Ｎが所定の個数（閾値Ｔｎとする）以上となったか否かを判断し（＃２）、なっていれば（Ｔｎ≦Ｎ、＃２でＹｅｓ）、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示する（＃３）。なっていなければ（Ｔｎ＞Ｎ、＃２でＮｏ）、指示装置４はこの指示は行わず、人Ｈは自己の判断によって通常の取り出しと投入の動作を行う。指示装置４によるこれらの処理は、ステップ（＃４）で生産設備１が稼動終了と判断されるまで所定の制御周期のもとで繰り返し行われる。

上述の閾値Ｔｎは、上述の図２について説明したように、各作業ステーション２０が部品を１個ずつ保有可能な場合に、作業ステーション２０の台数に、作業ステーション２０以外の部分に存在可能な部品数を加えた個数とすればよい。搬送装置２は、部品用のバッファとして機能するものでもよく、バッファとして機能しないものでもよい。生産設備１に投入された部品は、搬送装置２、作業ステーション２０、部品投入部２１、加工品取出部２２などに存在する（加工品は個数の上では部品と見做すことができる）。より一般的に、閾値Ｔｎは、生産設備１に存在可能な部品数に応じて、また、実測等に基づく適切な個数余裕幅などを加味し、加工品を取り出さないことが原因で部品投入可能状態にならないように、設定すればよい。

人Ｈが、持って行ったけれど投入しなかった部品は、取り出した加工品と共に持ち帰るようにしてもよく、また、部品投入部２１近くに仮置き台を設けておき、その仮置き台に置くようにしてもよい。投入部品に対して前処理をする必要がない部品の場合には、投入部品を入れたコンテナを部品投入部２１近くに置いておき、投入しなかった部品はコンテナに戻すようにしてもよい。投入しようとして投入しなかった部品の処理は、部品の大きさ（加工品と共に持てるか否か）や、出したものは戻さないなどといった部品管理方針や、人セルにおける人Ｈの勤務体制（例えば、複数の人が入れ替わりながら作業したり、１人が複数の生産設備１を巡回したりするなど）等に応じて、部品管理のミスや部品の無駄が発生しないように設定すればよい。

このような実施形態によれば、生産設備１に投入されている部品数Ｎが所定の個数を超えたときに、人Ｈは部品を投入することよりも加工品を取り出すことが指示されるので、適切に作業を行うことができる。つまり、加工品を取り出さないことが原因で、生産設備１における部品投入部２１が部品投入可能状態にならない場合に、人Ｈがこのことに気付かずに生産設備への部品投入のために待機してしまう、というような、人Ｈと生産設備１の待機による無駄時間の発生を無くすことができ、効率よく生産設備１を稼動させることができ、また、生産効率、すなわち生産設備１と人Ｈからなる系における総合的な生産効率を向上できる。

生産設備１は、上述のように、人Ｈと共同して稼動するセル生産に適用され、生産設備１は機械セルを構成し、人Ｈは人セルを構成して全体で生産セルを構成し、生産セルの各セル内で一連の処理が行われて所定段階毎の加工品とされる。生産設備１は、投入された部品に対し加工、組み立て、検査などの処理を行い、加工品（最終製品の他、仕掛品などの形態を含む）として排出する。投入される部品は、１種類とは限らず、複数種類の部品であったり、複数の部品をセットにして投入したり、種々の形態をとることができる。生産設備１は、好ましくは、設備の簡略化や小型化、さらに全体の生産性向上のために、バッファは備えない構成とされる。そこで、部品の投入と加工品の取出しとを、いずれも同じ人が行うようにする場合、生産設備１の稼動効率を高く維持するためには、効率低下の原因である生産設備の待機時間や人の待機時間をなくす必要がある。そのため、人Ｈは、生産設備１の状態に応じて、部品を投入せずに、排出された加工品を取り出して次の作業に移るか、逆に、部品は投入するが加工品は取出さずに次の作業に移るなどの適切な判断が要求される。指示装置４は、このような人Ｈの判断動作を支援する。

（第２の実施形態）
図４、図５は第２の実施形態を示す。図４に示すように、本実施形態の生産設備１は、部品が投入されてからの経過時間などを計測する投入側時間計測部５をさらに備えており、他は第１の実施形態と同様である。指示装置４は、投入側時間計測部５からの時間情報に基づいて、部品投入部２１が投入準備完了状態にならないで投入不可状態が継続して所定の時間以上経過したときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示する。図５に示すように、部品投入部２１が部品投入不可状態の場合（Ｓ１でＹｅｓ）、部品投入不可状態の継続時間Ｘ（長いと人が待たされる）を、投入側時間計測部５からの時間情報に基づいて取得し（Ｓ２）、継続時間Ｘが所定の閾値Ｔｘ以上か否かを調べる（Ｓ３）。継続時間Ｘが長くて閾値Ｔｘ以上であって（Ｔｘ≦Ｘ，Ｓ３でＹｅｓ）、加工品が加工品取出部２２に存在すれば（Ｓ４でＹｅｓ）、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示する（Ｓ５）。これは、短時間ならば投入待ちをしてもよいが、長時間ならば出口側の詰まりがあると考えられることによる。

投入不可状態ではないか（Ｓ１でＮｏ）、または継続時間Ｘが閾値Ｔｘ以上ではないか（Ｓ３でＮｏ）、または加工品取出部２２に加工品が存在しない場合に（Ｓ４でＮｏ）、指示装置４は上記指示を行わず、人Ｈは自己の判断によって通常の投入動作や投入待機の動作を行う。指示装置４によるこれらの処理は、ステップ（Ｓ６）で生産設備１が稼動終了と判断されるまで所定の制御周期のもとで繰り返し行われる。本実施形態によれば、生産設備１側の状況を人Ｈに知らせて、待ち時間を発生させることなく人Ｈに次の適切な行動を指示するので、生産設備１を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。

（第３の実施形態）
図６は第３の実施形態を示す。上述の図４の構成は本実施形態において共通であり、ここでも図４を引用する。本実施形態において指示装置４は、投入側時間計測部５からの時間情報に基づいて、前回の部品投入までの設備側の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短かった場合に、今回の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短い間は、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示する。図６に示すように、部品投入部２１が部品投入待ち状態の場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、部品投入待ち状態の継続時間Ｙ（設備側の待ち時間）を、投入側時間計測部５からの時間情報に基づいて取得し（Ｓ１２）、継続時間Ｙが所定の閾値Ｔｙより短い否かを調べる（Ｓ１３）。継続時間Ｙが閾値Ｔｙよりも短く（Ｔｙ＞Ｙ，Ｓ１３でＹｅｓ）、前回の投入待ちの継続時間Ｙ１が所定の閾値Ｔｙより短かった場合に（Ｔｙ＞Ｙ１，Ｓ１４でＹｅｓ）、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示する（Ｓ１５）。これは、言い換えると、人Ｈの動作（サイクルタイム）が速いので、部品投入を１回とばしても、生産設備１を待たすことにはならない、と判断したことによる。

投入待ち状態ではないか（Ｓ１１でＮｏ）、または継続時間Ｙが閾値Ｔｙより短くないか（Ｔｙ≦Ｙ，Ｓ１３でＮｏ）、または前回の投入待ちの継続時間Ｙ１が所定の閾値Ｔｙより短くない場合に（Ｔｙ≦Ｙ１，Ｓ１４でＮｏ）、指示装置４は上記指示を行わず、人Ｈは通常の投入動作や投入待機の動作を行う。指示装置４による、これらの処理は、ステップ（Ｓ１６）で生産設備１が稼動終了と判断されるまで、所定の制御周期のもとで繰り返し行われる。本実施形態によれば、生産設備１内の工程が部品の移動ができずに行き詰まる状態になる前の状態を検知し、加工品を取り出さないことに起因する、人が生産設備への部品投入を待機する状態を解消できる。すなわち、人Ｈによる部品投入作業のサイクルタイムと生産設備１側の部品受入サイクルタイムとを考慮して、人Ｈに次の適切な行動を指示するので、生産設備１を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。上述の閾値Ｔｙは、上記のように継続時間Ｙ，Ｙ１の両方に共通としてもよく、異なるものとしてもよい。

（第４の実施形態）
図７、図８は第４の実施形態を示す。本実施形態における生産設備１は、図７に示すように、上述の図４において人検出センサ６をさらに備えたものである。人検出センサ６は、部品を投入しに部品投入部２１近くに来ている人Ｈを検出するセンサであり、人検出に関する時間情報が取得されて、参照される。本実施形態において指示装置４は、前回の部品投入時において人検出センサ５が継続して人Ｈを検出した人検出継続時間Ｚが所定の時間よりも長かった場合に、今回の人検出継続時間が所定の時間以上になったときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示する。図８に示すように、部品投入部２１に人Ｈを検出した場合（Ｓ２１でＹｅｓ）、部品投入部２１に人Ｈを検出している状態の継続時間Ｚ（人側の待ち時間）を、人検出センサ５からの情報に基づいて取得し（Ｓ２２）、継続時間Ｚが所定の閾値Ｔｚ以上か否かを調べる（Ｓ２３）。継続時間Ｚが閾値Ｔｚ以上（Ｔｚ≦Ｚ，Ｓ２３でＹｅｓ）、前回の継続時間Ｚ１も所定の閾値Ｔｚ以上だった場合に（Ｔｚ≦Ｚ１，Ｓ２４でＹｅｓ）、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人Ｈに指示する（Ｓ２５）。

人を検出していないか（Ｓ２１でＮｏ）、または継続時間Ｚが閾値Ｔｚ以上ではないか（Ｔｚ＞Ｚ，Ｓ２３でＮｏ）、または前回の継続時間Ｚ１が所定の閾値Ｔｚより短くない場合に（Ｔｚ＞Ｚ１，Ｓ２４でＮｏ）、指示装置４は上記指示を行わず、人Ｈは通常の投入動作や投入待機の動作を行う。指示装置４によるこれらの処理は、ステップ（Ｓ２６）で生産設備１が稼動終了と判断されるまで所定の制御周期のもとで繰り返し行われる。本例によれば、人Ｈを検出することにより部品投入のための待機時間を制限し、人Ｈに次の適切な行動を指示するので、生産設備１を効率よく稼動させて稼動効率および生産効率を向上できる。上述の閾値Ｔｚは、上記のように継続時間Ｚ，Ｚ１の両方に共通としてもよく、異なるものとしてもよい。

（第５の実施形態）
図９は第５の実施形態を示す。本実施形態における生産設備１は、上述の図１、図４または図７に示される生産設備１において、生産設備１内に存在する部品を検出する部品検知センサ（不図示）を備えたものであり、指示装置４は、工程途中で部品が取り出されたことにより、部品カウンタ３から求めた部品数を用いることができない場合に、部品検知センサの出力から求めた部品数を用いる。部品検知センサは、搬送装置２、作業ステーション２０、部品投入部２１、加工品取出部２２等における部品を載置する載置台やハンド部などに（図２参照）、部品または加工品が載置または把持などされていることを近接センサ、マイクロスイッチ、光センサなどで検知し、その検知結果を集約して部品数を取得する。

図９に示すように、生産設備１に異常が発生し（Ｓ３１でｙｅｓ）、作業員が生産設備１を異常から復帰させると（Ｓ３２）、指示装置４は、部品カウンタ３からの部品数ではなく、生産設備１内に存在する部品数Ｋを部品検知センサの出力から取得する（Ｓ３３）。指示装置４は、部品数Ｋが所定の個数（閾値Ｔｋ）よりも少ない場合に（Ｔｋ＞Ｋ，Ｓ３４でＹｅｓ）、加工品を取り出すための待機をせずに、次の作業に移るように人Ｈに指示する。生産設備１に異常が発生していないか（Ｓ３１でＮｏ）、または、部品数Ｋが所定の個数（閾値Ｔｋ）よりも少なくない場合に（Ｔｋ≦Ｋ，Ｓ３４でＮｏ）、指示装置４は上記指示を行わず、人Ｈは通常の部品投入動作や加工品取出動作を行う。

本実施形態によれば、例えば、生産設備１に異常が発生し、復旧のために生産設備１内に投入されている幾つかの部品を取出した場合であっても、生産設備１内の部品数を正しく把握して人Ｈに次の適切な行動を指示できるので、生産設備１を効率よく稼動させて稼動効率およびセル生産における生産効率を向上できる。また、生産設備１の異常からの復帰後に行う部品投入などにおいて、生産設備内の部品数が少ない状態で、加工品を取り出そうとして人が無駄に待機する状態を解消することができ、生産効率を向上できる。このような指示は、生産設備の異常からの復帰直後に限らず、稼動開始時の部品投入開始直後などにおいても同様に行って生産効率を向上できる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。また、任意の既存の生産設備であって、生産設備内における部品数を部品カウンタ３で取得できるようにできる場合に、そのような生産設備に部品カウンタ３と指示装置４とを備えて、上述の各実施形態のように動作させることができる。また、上述の第５の実施形態において、部品検知センサを用いて部品数を取得し、その部品数を用いて人Ｈに指示を出すように、指示装置４を強制的に動作させるための部品数確認ボタンを備えるようにしてもよい。人Ｈや生産設備１の保守点検を行う作業者は、この部品数確認ボタンを操作することにより、生産設備１の任意の状態において、部品カウンタ３から取得される部品数に代えて、部品検知センサの検出結果に基づく部品数を確認でき、生産作業を効率良く行うことができる。なお、部品カウンタ３や部品検知センサによる部品数は、適宜設けた表示装置によって確認できるものとする。また、生産設備に投入する部品の種類が複数ある場合に、部品カウンタ３を、各部品種類毎に生産設備内に存在している部品数を取得するものとし、各部品種類毎に数量上限値である閾値Ｔｎ，Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚなどを設定し、指示装置４を、これらの各部品種類毎の数量判断に基づいて、各部品種類毎に人Ｈに指示するものとしてもよい。

１生産設備
２搬送装置（搬送手段）
３部品カウンタ（カウント手段）
４指示装置（指示手段）
６人検出センサ（人検出手段）
２０，Ａ〜Ｄ作業ステーション
２１部品投入部
２２加工品取出部

Claims

人により部品が投入される部品投入部と、前記投入された部品を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって工程順に搬送される部品を加工する複数の作業ステーションと、を備え、前記作業ステーションの最終工程で加工を終えた加工品を人によって取り出すようにして成る生産設備において、
生産設備に投入された部品数と生産設備から取り出された加工品数とから生産設備に投入されている部品数を求めるカウント手段と、
前記カウント手段により求められた部品数が所定の個数以上となったときに、部品の投入を行うことなく前記加工品を取り出すことを人に指示する指示手段と、を備えたことを特徴とする人と共同して稼動する生産設備。
前記指示手段は、前記部品投入部が投入準備完了状態にならない状態が継続して所定の時間以上経過したときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示することを特徴とする請求項１に記載の人と共同して稼動する生産設備。
前記指示手段は、前回の部品投入までの設備側の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短かった場合に、今回の投入待ち継続時間が所定の時間よりも短い間は、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の人と共同して稼動する生産設備。
部品投入のために前記部品投入部近くに来ている人を検出する人検出手段を備え、
前記指示手段は、前回の部品投入時において前記人検出手段が継続して人を検出した人検出継続時間が所定の時間よりも長かった場合に、今回の人検出継続時間が所定の時間以上になったときに、部品の投入を行うことなく加工品を取り出すことを人に指示することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備。
前記指示手段は、前記カウント手段により求められた部品数が所定の個数よりも少ない場合に、前記加工品を取り出すための待機を行わないことを人に指示することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備。
生産設備内に存在する部品を検出する部品検知手段を備えており、
前記指示手段は、工程途中で部品が取り出されたことにより前記カウント手段により求められた部品数を用いることができない場合に、前記部品検知手段の出力から求めた部品数を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の人と共同して稼動する生産設備。