JP2013238909A - 作業計画立案装置及び作業計画立案方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案し、最適なタイミングで報知することのできる作業計画立案装置を提供する。
【解決手段】作業計画立案装置１００は、複数の作業それぞれについて作業時刻及び準備時間を算出する算出部１１０と、準備が作業時刻までに完了するように、各準備の準備開始時刻を決定する作業計画部１２０と、重複して実行する必要のある準備の数である並列数が所定の閾値を上回る場合に、並列数が前記所定の閾値以下となるように１以上の準備開始時刻をずらす再構成部１３０と、準備開始時刻以前の所定のタイミングで、各準備の実行が必要であることを作業者に報知する報知部１４０とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案し、開始タイミングで報知する作業計画立案装置及び作業計画立案方法に関するものである。

基板に部品を実装する従来の部品実装装置において、例えば、実装する部品を格納するテープフィーダ等の交換には、オペレータによる補助作業が必要となる。そこで、補助作業のタイミングをオペレータに告知する方法が、例えば特許文献１に開示されている。

具体的には、特許文献１には、オペレータによる作業時間を測定し、この測定結果に基づいて告知タイミングを更新する方法が開示されている。これにより、オペレータの作業能力に見合ったタイミングで告知できるようになると記載されている。

特開２００５−３５３８４７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている告知方法は、個々の装置に対する告知タイミングを最適化するに過ぎず、生産システム全体で必要な補助作業の告知タイミングを最適化しているとは言い難い。

そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案し、最適なタイミングで報知することのできる作業計画立案装置及び作業計画立案方法を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る作業計画立案装置は、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案する。具体的には、作業計画立案装置は、複数の前記作業それぞれについて、当該作業を実行する作業時刻、及び当該作業の実行に必要な準備に要する準備時間を算出する算出部と、複数の前記準備それぞれについて、前記算出部で算出された前記作業時刻及び前記準備時間に基づいて、当該準備が前記作業時刻までに完了するように、当該準備の準備開始時刻を決定する作業計画部と、前記作業計画部で決定された前記準備開始時刻に各作業を開始した場合において、重複して実行する必要のある前記準備の数である並列数が所定の閾値を上回る場合に、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように、１以上の前記準備開始時刻をずらす再構成部と、前記複数の準備それぞれについて、前記準備開始時刻以前の所定のタイミングで、前記準備の実行が必要であることを作業者に報知する報知部とを備える。

上記構成によれば、重複して実行する必要のある準備が常に閾値（典型的には、作業者の人数）以下となるので、準備の遅れが発生するのを有効に防止することができる。その結果、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案し、最適なタイミングで報知することのできる作業計画立案装置を得ることができる。

一例として、前記再構成部は、重複して実行する必要のある複数の前記準備のうち、準備終了時刻の最も早い準備の前記準備開始時刻を、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように繰り上げてもよい。

これにより、作業計画部で立案された作業計画の変更を最小限に抑えられる。

他の例として、前記再構成部は、重複して実行する必要のある複数の前記準備のうち、準備終了時刻の自由度の最も高い準備の前記準備開始時刻を、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように繰り上げてもよい。

これにより、準備終了時刻の自由度が低い（少ない）様な材料の劣化等の心配のある準備の準備終了時刻が前倒しされることがなくなる。その結果、生産システム全体の作業計画を最適化できる。

さらに、該作業計画立案装置は、前記生産システムのスループットを測定する測定部を備えてもよい。そして、前記算出部は、前記測定部で測定された過去の所定期間におけるスループットに基づいて、前記複数の作業それぞれの前記作業時刻を算出してもよい。

さらに、該作業計画立案装置は、前記準備に要した実際の時間である実績時間を測定する測定部を備えてもよい。そして、前記算出部は、前記測定部で測定された前記実績時間に基づいて、前記複数の準備それぞれの前記準備時間を算出してもよい。

このように、実際の測定値を用いて作業時刻、及び／又は、準備時間を算出することにより、より信頼性の高い作業計画を立案することができる。

さらに、該作業計画立案装置は、前記準備の実行が必要であることを前記報知部で報知してから実際に前記準備が実際に開始されるまでの待機時間を測定する測定部を備えてもよい。そして、前記報知部は、前記準備の準備開始時刻から前記測定部で測定された過去の前記待機時間だけ遡ったタイミングで、当該準備の実行が必要であることを報知してもよい。

このように、作業者に報知してから実際に準備が開始されるまでのタイムラグを考慮することにより、準備の遅れに起因する生産システムのスループットの低下を有効に防止することができる。

また、前記報知部は、前記準備開始時刻までの間に、徐々に報知間隔を狭めながら繰り返し報知してもよい。

一例として、前記作業とは、前記生産システムで使用される部品を交換することを指してもよい。また、前記準備とは、新たな部品を前記生産システムで使用可能な状態にすることを指してもよい。

本発明の一形態に係る作業計画立案方法は、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案する方法である。具体的には、作業計画立案方法は、複数の前記作業それぞれについて、当該作業を実行する作業時刻、及び当該作業の実行に必要な準備に要する準備時間を算出する算出ステップと、複数の前記準備それぞれについて、前記算出ステップで算出された前記作業時刻及び前記準備時間に基づいて、当該準備が前記作業時刻までに完了するように、当該準備の準備開始時刻を決定する作業計画ステップと、前記作業計画ステップで決定された前記準備開始時刻に各作業を開始した場合において、重複して実行する必要のある前記準備の数である並列数が所定の閾値を上回る場合に、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように、１以上の前記準備開始時刻をずらす再構成ステップと、前記複数の準備それぞれについて、前記準備開始時刻以前の所定のタイミングで、前記準備の実行が必要であることを作業者に報知する報知ステップとを含む。

本発明によれば、生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案し、最適なタイミングで報知することのできる作業計画立案装置を得ることができる。

実施の形態１に係る部品実装システムの構成を示す外観図である。 実施の形態１に係る部品実装装置の外観図である。 部品実装装置の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。 ヘッドと部品カセットとの位置関係を示す模式図である。 実施の形態１に係るスクリーン印刷装置を模式的に示す図である。 実施の形態１に係る作業計画立案装置の機能ブロック図である。 実施の形態１に係る作業計画立案装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る作業計画の例を示す図である。 図８に示される準備開始時刻、準備終了時刻、及び作業時刻をプロットしたチャートである。 実施の形態１に係る再構成後の作業計画の例を示す図である。 図１０に示される準備開始時刻、準備終了時刻、及び作業時刻をプロットしたチャートである。 各作業と当該作業の自由度とを対応付けた表の一例を示す図である。 実施の形態２に係る再構成後の作業計画の例を示す図である。 図１３に示される準備開始時刻、準備終了時刻、及び作業時刻をプロットしたチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る生産システムの一例である部品実装システムの構成を示す外観図である。

部品実装システム１０は、上流側の生産設備から下流側の生産設備に基板２０を搬送し、基板２０に電子部品などの部品が実装された実装基板２０ａを生産する生産システムの一例である。この部品実装システム１０は、図１に示されるように、２台の部品実装装置２００ａ、２００ｂ（以下、総称して「部品実装装置２００」と表記する）と、スクリーン印刷装置３００と、３台の検査装置４００ａ、４００ｂ、４００ｃ（以下、総称して「検査装置４００」と表記する）と、接着剤塗布装置５００と、リフロー炉６００とを備える。

なお、部品実装装置２００、スクリーン印刷装置３００、検査装置４００、接着剤塗布装置５００、及びリフロー炉６００は、それぞれ実装基板を生産するための実装基板生産装置の一例である。

また、この部品実装システム１０は、通信回線を通じて、作業計画立案装置１００に接続されている。部品実装システム１０と作業計画立案装置１００とを接続する通信回線の具体例は特に限定されず、有線であってもよいし、無線であってもよいし、その組み合わせであってもよい。

スクリーン印刷装置３００は、基板２０をストックするストッカ（図示せず）から基板２０を受け取り、ペースト状のはんだであるソルダーペーストを基板２０の表面にスクリーン印刷する装置である。

接着剤塗布装置５００は、基板２０上に接着剤を塗布する装置である。

部品実装装置２００は、部品を基板２０に実装する装置である。具体的には、複数の部品実装装置２００ａ、２００ｂは、上流から下流に向けて搬送される基板２０に部品を実装していく。つまり、まず上流側の部品実装装置２００ａが基板２０を受け取り、その基板２０に対して部品を実装する。そして、部品実装装置２００ａで部品が実装された基板２０が下流側の部品実装装置２００ｂに送り出され、部品実装装置２００ｂでさらに部品が実装される。このようにして、各部品実装装置２００に基板２０が順次送られ、部品が実装される。

リフロー炉６００は、部品が実装された基板２０を熱することにより、はんだ等を溶かした後、部品を基板２０上に固定させる装置である。

検査装置４００は、基板２０上の状態を検査する装置である。具体的には、図１に示される部品実装システム１０は、スクリーン印刷装置３００によるはんだ付け状態の外観を検査する検査装置４００と、部品実装装置２００による基板２０上の部品の装着状態を検査する検査装置４００ｂと、リフロー炉６００による熱処理後の基板２０上の状態を検査する検査装置４００ｃとを備える。

また、検査装置４００ｃで検査された実装基板２０ａは、実装基板２０ａをストックするストッカ（図示せず）に送られる。

（部品実装装置２００）
図２は、実施の形態１に係る部品実装装置２００の外観図である。図３は、部品実装装置２００の内部の主要な機械的構成を示す構成図である。図４は、ヘッド２１２ａと部品カセット２１４との位置関係を示す模式図である。

図２に示される部品実装装置２００は、複数種の部品を供給する２つの部品供給部２１５ａ、２１５ｂと、基板２０を部品実装装置２００の内部に搬入する搬入口２３０とを備える。この部品実装装置２００は、搬入口２３０から搬入された基板２０を所定位置で停止させ、部品供給部２１５ａ、２１５ｂから供給される部品を基板２０に実装し、実装基板２０ａとして下流側に送り出す。

部品実装装置２００は、図３に示されるように、基板２０に対して部品を実装する２つの実装ユニット２１０ａ、２１０ｂと、基板２０を搬送するための一対の基板搬送レール２２２ａ、２２２ｂと、一対のビーム駆動ロボット２４０とを備えている。２つの実装ユニット２１０ａ、２１０ｂは、協調して基板搬送レール２２２ａ、２２２ｂ上にある基板２０に対して部品を実装する。

実装ユニット２１０ａは、部品供給部２１５ａ、部品検査部２１６ａ、ヘッド２１２ａ、及びビーム２２１ａを備えている。同様に、実装ユニット２１０ｂは、部品供給部２１５ｂ、部品検査部２１６ｂ、ヘッド２１２ｂ、及びビーム２２１ｂを備えている。実装ユニット２１０ａの詳細な構成について説明する。なお、実装ユニット２１０ｂの詳細な構成については、実装ユニット２１０ａと同様であるため省略する。

部品供給部２１５ａは、部品テープを収納する複数の部品カセット（フィーダ）２１４の配列からなる。また、部品供給部２１５ａの各部品カセット２１４は、基板２０の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って配列している。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる（収納される）部品は、例えばチップ部品であって、具体的には０４０２チップ部品や１００５チップ部品などである。

ヘッド２１２ａは、例えばマルチ装着ヘッドと呼ばれるヘッドであって、複数の吸着ノズル（以下、単にノズルという）を備えることができる。例えば、部品供給部２１５ａから１０個の部品をヘッド２１２ａのノズルにより吸着して基板２０に装着することができる。このようなヘッド２１２ａは、軸状に構成されたビーム２２１ａに対してスライド自在に取り付けられている。ヘッド２１２ａは、例えば、モータなどのアクチュエータの駆動により、ビーム２２１ａに沿ってｘ軸方向に移動する。

ビーム２２１ａは、基板２０の搬送方向（Ｘ軸方向）と垂直な方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに平行に配置された一対のビーム駆動ロボット２４０上に、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられている。したがって、ビーム２２１ａは、例えばモータなどのアクチュエータの駆動により、一対のビーム駆動ロボット２４０上をＹ軸方向に沿って移動する。すなわち、ヘッド２１２ａは、ビーム駆動ロボット２４０およびビーム２２１ａによってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動する。

基板搬送レール２２２ａ、２２２ｂは、それぞれＸ軸方向に対して平行となるように配置されている。ここで、基板搬送レール２２２ａは、部品供給部２１５ａ側に寄せて固定されている。一方、基板搬送レール２２２ｂは、搬送される基板２０のサイズ（幅）に応じてＹ軸方向に幅調整可能に移動する。部品実装装置２００の搬入口２３０から搬入された基板２０は、一対の基板搬送レール２２２ａ、２２２ｂ上に沿って搬送されてストッパーなどによりｘ軸方向の所定位置で停止される。

部品検査部２１６ａは、ヘッド２１２ａに吸着された部品の形状や吸着状態（位置又は姿勢等）を２次元又は３次元的に検査するために用いられる。また、部品検査部２１６ａは、部品供給部２１５ａにおけるＸ軸方向に沿った中央付近に配置されている。

このように構成された部品実装装置２００において、ヘッド２１２ａは、部品供給部２１５ａから供給される部品を吸着して基板２０上に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部２１５ａ上に戻るという一連の動作を繰り返し実行する。ヘッド２１２ｂも同様に、部品供給部２１５ｂから供給される部品を吸着して基板２０上に移動し、吸着している部品をその基板２０の各実装点に装着し、部品供給部２１５ｂ上に戻るという一連の動作を繰り返し実行する。

（スクリーン印刷装置３００）
図５は、本実施の形態１に係るスクリーン印刷装置３００を模式的に示す図である。なお、図５に示されるスクリーン印刷装置３００は、基板２０（被印刷物）が搬送される方向に向かった状態を示している。

このスクリーン印刷装置３００は、基板２０にペースト状のクリームはんだのパターンを印刷する装置であり、電圧の印加状態などを制御する機能部３０１と、具体的な装置からなる機構部３０２とを備える。機構部３０２は、さらに、孔版マスク３０３と、スキージ３０４と、テーブル３０５とを主に備える。

孔版マスク３０３は、被印刷物である基板２０の種類に対応した転写パターンを貫通孔として備えるシート状または板状の部材である。

スキージ３０４は、孔版マスク３０３上でクリームはんだをかき寄せるためのゴムからなる角柱状の部材であり、導電性を備えている。このスキージ３０４は、スキージ３０４を昇降可能とするスキージヘッド３０６に保持されている。また、スキージヘッド３０６は、クリームはんだをかき寄せる方向にスキージ３０４を移動させることのできる移動機構３０７に取り付けられている。

テーブル３０５は、基板２０を保持する基板クランパ３０８、基板クランパ３０８により保持される基板２０を昇降させるＺ軸テーブル３０９、基板２０を回転方向に位置決めするθ軸テーブル３１０、基板２０を水平方向に位置決めするＸ軸テーブル３１１及びＹ軸テーブル３１２等から構成される。このテーブル３０５は、基板２０にクリームはんだを印刷する際の孔版マスク３０３と基板２０との位置関係を決定する装置である。

機能部３０１は、孔版マスク３０３とクリームはんだとの間に電圧を印加するための処理部であり、電圧印加部３１３と制御部３１４とを備えている。電圧印加部３１３は、制御部３１４からの信号に基づき所定の位置に所定の電圧を印加する。制御部３１４は、スクリーン印刷装置３００の動作状態や印刷工程を監視し、当該動作状態や印刷工程に応じて電圧をどのように印加するかの制御を電圧印加部３１３に対して行う。

上記構成のスクリーン印刷装置３００において、まず、基板クランパ３０８にチャッキングされた基板２０は、θ軸テーブル３１０、Ｘ軸テーブル３１１、及びＹ軸テーブル３１２によって水平方向及びθ方向の位置の微調整が行われ、Ｚ軸テーブル３０９によって孔版マスク３０３と密着させられる。

一方、孔版マスク３０３の上面には、はんだ容器（図示省略）から取り出されたクリームはんだが所定量載置されるとともに、スキージヘッド３０６によって降下したスキージ３０４が接触する。そして、電圧印加部３１３によって所定の電圧が引火された状態のスキージ３０４を横方向に移動させることにより、孔版マスク３０３上に載置されたクリームはんだは、かき寄せられるように孔版マスク３０３上を移動し、孔版マスク３０３に形成された孔に充填されていく。

（作業計画立案装置１００）
次に、図６及び図７を参照して、実施の形態１に係る作業計画立案装置１００の構成及びその動作（作業計画立案方法）を説明する。図６は、実施の形態１に係る作業計画立案装置１００の機能ブロック図である。図７は、実施の形態１に係る作業計画立案装置１００の動作を示すフローチャートである。

まず、本実施の形態１に係る作業計画立案装置１００は、図６に示されるように、算出部１１０と、作業計画部１２０と、再構成部１３０と、報知部１４０と、測定部１５０とを備える。この作業計画立案装置１００は、部品実装システム１０に対して実行する作業の実行計画を立案する装置である。なお、作業計画立案装置１００は、典型的には、パーソナルコンピュータ上で動作するプログラムとして実現される。

なお、本明細書中の「作業」とは、例えば、部品実装システム１０に対して直接的に、使用される部品を交換することを指す。また、「準備」とは、例えば、部品実装システム１０に対して間接的に、新たな部品を部品実装システム１０で使用可能な状態に準備することを指す。すなわち、１つの作業には１以上の準備が対応付けられている。そして、例えば、１つの作業に対応する全ての準備が完了することにより、その対応する作業を実行することができるという関係にある。

例えば、本実施の形態１に係る部品実装システム１０において、部品実装装置２００に対して部品カセット２１４を取り替えること、及びスクリーン印刷装置３００に対してはんだ自体やはんだが収納されているはんだ容器を交換することは、「作業」に該当する。また、例えば、新しい部品カセット２１４を部品実装装置２００に対して設置可能な状態に準備すること、及びはんだ容器を冷蔵庫等から取り出して中のクリームはんだを自然解凍させること等は、「準備」に該当する。但し、作業及び準備の具体例はこれに限定されない。

そして、上記の「準備」は、少なくともその一部が作業者の手によって実行される。そのため、図１に示されるように、部品実装システム１０が設置されるフロアには、複数の作業者α、βがいるものとする。そして、作業者α、βは、実装基板生産装置のそば、又はバックヤードで所定の準備を実行する。

まず、算出部１１０は、複数の作業それぞれについて、当該作業を実行する作業時刻、及び当該作業の実行に必要な準備に要する準備時間を算出する（Ｓ１１）。例えば、算出部１１０は、現在時刻から所定の時刻までに必要となる全ての作業について、作業を実行する作業時刻及び準備時間を算出する。以下、図８に示されるように、現在時刻（１３時）から所定の時刻（１７時）までに必要な作業Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの作業時刻及び準備時間を算出する例を説明する。また、作業Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する準備を、それぞれ準備Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと表記する。

ここで、作業時刻とは、当該作業を次に実行する時刻を指す。例えば、部品カセット２１４の交換時刻Ｔ_nextは、直前の交換時刻Ｔ_prevと、部品カセット２１４に格納されている部品数Ｎと、１枚の基板２０を生産するのに要する時間ｔと、１枚の基板２０に実装される当該部品の個数ｎとを用いて、下記式１によって算出することができる。

Ｔ_next ＝ Ｔ_prev ＋ Ｎ × ｔ／ｎ ・・・（式１）

はんだ容器の交換作業の場合も上記と同様に考えることができる。すなわち、はんだ容器に入っているクリームはんだの量であって、クリームはんだ印刷において基板２０に対して直接使用される量をＮ、１枚の基板２０に使用されるクリームはんだの量をｎとして、上記式１を適用すればよい。その他の作業についても同様である。

また、準備時間とは、各作業に対応する準備に要する時間である。この準備時間は、例えば、予め定められた時間であってもよいし、測定部１５０で実際に測定した実際の準備時間（実績時間）を用いて算出してもよい（詳細は後述）。

次に、作業計画部１２０は、複数の準備それぞれについて、算出部１１０で算出された作業時刻及び準備時間に基づいて、当該準備が作業時刻までに完了するように、当該準備の準備開始時刻を決定する（Ｓ１２）。具体的には、作業計画部１２０は、作業時刻の所定時間前（例えば、１５分前）に対応する準備が終了するように、各準備の準備開始時刻を決定する。また、準備終了時刻は、決定された準備開始時刻に準備時間を加算することで算出できる。決定された準備開始時刻及び準備終了時刻を、図８に示す。

次に、再構成部１３０は、複数の準備それぞれの準備開始時刻及び準備時間に基づいて、並列数と所定の閾値とを比較する（Ｓ１３）。より具体的には、再構成部１３０は、作業計画部１２０で決定された準備開始時刻に各作業を開始した場合において、前述の現在時刻から所定の時刻の間で並列数が所定の閾値を上回る時間帯を特定する。ここで、「並列数」とは、複数の準備のうち、重複して実行する必要のある準備の数である。但し、並列数が１である場合は、重複して実行する必要のある準備の数は０であり、単純に準備の数が１であることを示す。また、「所定の閾値」とは、例えば、部品実装システム１０に対する作業及び準備を担当する作業者の人数である。

図９は、図８に示される準備開始時刻（実線の図示左側の◆印）、準備終了時刻（実線の図示右側の◆印）、及び作業時刻（☆印）をプロットしたチャートである。図９の例では、１３時３０分〜１４時１５分及び１６時１５分〜１６時４５分の間の並列数が１であり、１４時１５分〜１５時３０分及び１６時〜１６時１５分の間の並列数が２であり、１５時３０分〜１６時の間の並列数が３である。また、本実施の形態１では、所定の閾値を２（図１の作業者α、βの２人の場合）とする。すなわち、再構成部１３０は、１５時３０分〜１６時の間の並列数が閾値を上回ると判断する（Ｓ１３でＹｅｓ）。

次に、再構成部１３０は、並列数が閾値以下となるように、１以上の準備の準備開始時刻をずらす（Ｓ１４）。図８及び図９の例では、１５時３０分〜１６時の間の並列数が２以下となるように、準備Ａ、Ｂ、Ｃの一部又は全部の準備開始時刻をずらせばよい。一方、ステップＳ１３において、全ての時間帯において並列数が閾値以下となる（並列数が閾値を上回る時間帯が存在しない）と判断された場合は、ステップＳ１４の処理はスキップされる。

本実施の形態１に係る再構成部１３０は、重複して実行する必要のある複数の準備Ａ、Ｂ、Ｃのうち、準備終了時刻の最も早い準備Ａの準備開始時刻を繰り上げる（前倒しする）。準備Ａの準備開始時刻を繰り上げた後の図８に対応する図を図１０に、図９に対応する図を図１１に示す。すなわち、この例における再構成部１３０は、図１０及び図１１に示されるように、準備Ａの準備開始時刻を１４時１５分から１３時４５分に３０分繰り上げればよい。同様に、再構成部１３０は、準備Ａの準備終了時刻を１６時から１５時３０分に３０分繰り上げる。その結果、準備Ａの準備終了時刻から作業Ａの作業時刻までの間のタイムラグが４５分と、他の作業Ｂ、Ｃ、Ｄより長くなる。

次に、報知部１４０は、複数の準備それぞれについて、準備開始時刻以前の所定のタイミングで、準備の実行が必要であることを各作業者に報知する（Ｓ１５）。なお、作業者への報知の方法は特に限定されないが、例えば、作業対象の装置が備えるディスプレイ及び警告灯等を用いて報知してもよいし、各作業者が携帯する携帯端末に通知するようにしてもよい。

なお、所定のタイミングとは、各準備の準備開始時刻ちょうどであってもよいし、各準備の準備開始時刻から所定の待機時間だけ遡った時刻であってもよい。待機時間とは、報知してから実際に準備が開始されるまでに要すると推定される時間であって、予め定められた固定値であってもよいし、測定部１５０での測定結果に応じて決定してもよい（詳細は後述）。

また、報知部１４０は、各準備Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄそれぞれの報知を、全ての作業者α、βに対して行ってもよい。この場合、各準備Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを実際に誰が実行するかについては、作業者α、βの判断に委ねられる。一方、報知部１４０は、複数の作業者α、βのうちの一部に対してだけ行ってもよい。具体的には、報知部１４０は、各作業者α、βの各準備Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対する習熟度、又は各作業者α、βの作業負荷等を考慮して、誰に対して報知するかを決定すればよい。

このように、実施の形態１に係る作業計画立案装置１００によれば、重複して実行する準備の数が作業者の人数を超えないように準備の実行タイミングを決定し、適切なタイミングで各準備の実行を報知することができる。その結果、全ての準備を対応する作業時刻までに完了させることが可能となる。

ここで、図１１の準備Ａ〜Ｄのみに着目すれば、確かに並列数が閾値以下となっているが、作業Ａ〜Ｄを含めて考えると、１４時４５分には準備Ａ、Ｃに加えて作業Ｄを実行する必要があることが分かる。すなわち、重複して実行すべき準備及び作業の数の合計を並列数（前述の並列数と区別して「第２の並列数」と表記する）とすると、１４時４５分における第２の並列数（＝３）は閾値（＝２）を上回る。このような場合は、例えば、下記の２通りの対応が考えられる。

まず、第２の並列数が閾値を上回るタイミングの作業（例えば、図１１の作業Ｄ）が、例えば部品カセット２１４の交換やはんだ容器の交換等の短時間で実行可能な作業である場合には、準備（例えば、図１１の準備Ｃ）の実行を報知するタイミングで当該作業Ｄの実行を優先して行うように、各作業者α、βに指示すればよい。

一方、作業の実行にある程度の時間を必要とする場合には、図７のステップＳ１３において第２の並列数と閾値とを比較し、ステップＳ１４において第２の並列数が閾値以下となるように、準備開始時刻をずらせばよい。これを図９の例に当てはめると、例えば、準備Ａの準備開始時刻を１３時以前に繰り上げて、準備Ａが１４時４５分までに終了するようにすればよい。

測定部１５０は、準備及び作業に関する様々の情報を測定し、測定結果を算出部１１０及び報知部１４０等に通知する。実施の形態１に係る測定部１５０は、例えば、部品実装システム１０のスループット、各準備に要した実際の時間である実績時間、及び報知部１４０による報知から実際に準備が開始されるまでの待機時間等を測定する。但し、測定部１５０によって測定される情報は、これらに限定されない。また、測定部１５０は、本実施の形態１に係る作業計画立案装置１００に必須の構成要素ではなく、省略することができる。

なお、算出部１１０は、測定部１５０で測定された過去の所定期間における部品実装システム１０のスループットに基づいて、複数の作業それぞれの作業時刻を算出してもよい。例えば、式１における１枚の基板２０を生産するのに要する時間ｔは、理論値を初期値として用いるが、その後は測定部１５０で測定された実測値を用いて補正し、更新していくのが望ましい。

また、測定部１５０は、例えば、各実装基板生産装置又は作業者の携帯する携帯端末等から各種情報を収集することによって、上記の各情報を測定する。例えば、実装基板生産装置又は携帯端末には、（ａ）報知を確認したこと、（ｂ）準備を開始したこと、及び（ｃ）準備を完了したこと、のそれぞれを通知するための通知手段（ボタン等）が設けられている。

そして、それぞれのタイミングで対応するボタンを作業者が押下することにより、測定部１５０は、例えば、準備を開始した時刻と準備を完了した時刻との差から実績時間を測定することができ、報知を確認した時刻と準備を開始した時刻との差から待機時間を測定することができる。

そして、算出部１１０は、測定部１５０で測定された実績時間に基づいて、複数の準備それぞれの準備時間を算出してもよい。算出部１１０は、例えば、各準備の準備時間として、過去の所定期間における同一の準備の実績時間の平均値を用いてもよい。また、算出部１１０は、測定部１５０で測定された各準備の実績時間を作業者別に集計（平均値を算出）してもよい。そして、算出部１１０は、準備を担当する可能性のある作業者の実績時間の平均値のうちの最大値を、各準備の準備時間としてもよい。

また、算出部１１０は、測定部１５０で測定された実績時間に基づいて、複数の準備それぞれの準備完了時刻を算出してもよい。例えば、測定部１５０で測定された過去の実績時間のうちの最大値に相当する時間を要したとしても、準備の完了が対応する作業時刻に間に合うように、余裕を持って準備完了時刻を設定するのが望ましい。

また、報知部１４０は、準備開始時刻から測定部１５０で測定された過去の待機時間だけ遡ったタイミングで、当該準備の実行が必要であることを報知してもよい。このように、報知部１４０は、作業計画立案装置１００からの報知を作業者が見てから実際に準備を開始するまでのタイムラグを考慮して、報知タイミングを前倒しするのが望ましい。前倒しする時間は、直前に測定された待機時間であってもよいし、過去の所定期間に測定された待機時間の平均値等を用いてもよい。

さらに、報知部１４０は、最初に報知してから準備開始時刻（又は、報知を確認したことを示すボタンが押下される）までの間、報知を繰り返し実行してもよい。その際の報知の間隔は、準備開始時刻に近づくほど小さくする（狭める）のが望ましい。これにより、作業者が報知に気づかなかったために準備の開始が遅れるのを、有効に防止することができる。

（実施の形態２）
次に、図１２〜図１４を参照して、本発明の実施の形態２に係る作業計画立案方法を説明する。図１２は、各作業と当該作業の自由度とを対応付けた表の一例を示す図である。図１３は、実施の形態２に係る再構成後の作業計画の例を示す図である。図１４は、図１３に示される準備開始時刻（実線の図示左側の◆印）、準備終了時刻（実線の図示右側の◆印）、及び作業時刻（☆印）をプロットしたチャートである。

なお、以下、実施の形態１との共通点の詳しい説明は省略し、相違点を中心に説明する。実施の形態２は、再構成部１３０の動作（図７のステップＳ１４の処理）が実施の形態１と異なり、それ以外の構成及び処理は共通する。そこで、作業計画部１２０によって図８に示されるように作業計画が立案されたものとして、以下の説明を行う。

まず、実施の形態２に係る再構成部１３０は、図１２に示される作業と準備終了時刻の自由度との対応表を記憶している。ここで、「準備終了時刻の自由度」とは、準備終了時刻のずらし易さを表す尺度であり、自由度が高いとは準備終了時刻をずらし易いことを指し、自由度が低いとは準備終了時刻をずらし難いことを指す。図１２に示される例では、作業Ａの自由度が最も小さく、作業Ｃの自由度が次に小さく、作業Ｂ、Ｄの自由度が最も大きい。各作業の自由度は、例えば下記のように決定される。

一般的に、準備終了時刻から作業時刻までのタイムラグを長くしてもよい作業は、自由度が高く設定される。具体的には、部品実装装置２００の部品カセット２１４は、準備が完了してから実際に交換するまでの間が多少長くても問題ない。すなわち、部品カセット２１４の準備の自由度は、相対的に高く設定してもよい。

一方、準備終了時刻から作業時刻までのタイムラグを長くするのが難しい作業は、自由度が低く設定される。具体的には、例えば、スクリーン印刷装置３００のはんだ容器は、室温で長時間放置すると中のクリームはんだが劣化するので、自然解凍が終了した直後に交換するのが望ましい。すなわち、はんだ容器の準備の自由度は、相対的に低くする必要がある。

そこで、実施の形態２に係る再構成部１３０は、重複して実行する必要のある複数の準備のうち、準備終了時刻の自由度の最も高い準備の準備開始時刻を繰り上げる（前倒しする）（Ｓ１４）。図８及び図１２を参照すると、重複して実行する必要のある準備Ａ、Ｂ、Ｃのうち、最も自由度が高いのは、準備Ｂである。

そこで、再構成部１３０は、図１３及び図１４に示されるように、準備Ｂの準備開始時刻を１５時３０から１３時３０分に２時間繰り上げればよい。同様に、再構成部１３０は、準備Ｂの準備終了時刻を１６時１５分から１４時１５分に２時間繰り上げる。その結果、準備Ｂの準備終了時刻から作業Ｂの作業時刻までの間のタイムラグが２時間１５分と、他の作業Ａ、Ｃ、Ｄより長くなる。

これにより、準備完了後すぐに作業を行うべき準備（例えば、はんだ容器の準備）の準備開始時刻は繰り上げられず、準備完了後しばらく放置しても問題ない準備（例えば、部品カセット２１４の準備）の準備開始時刻が優先的に繰り上げられる。これにより、実施の形態１の効果に加えて、さらに運転計画の再構成に伴う材料の劣化等を有効に防止することができる。

なお、実施の形態１、２では部品実装システム１０の作業計画を立案する例を示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上記の各実施の形態１、２によれば、例えば、液晶パネルの生産システム等のあらゆる生産システムの作業計画を立案し、適切なタイミングで報知を行うことができる。

また、実施の形態１、２では、部品実装システム１０に対して、部品カセット２１４やはんだ容器の交換に伴う準備及び作業の計画を立案する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ）、溶剤、又は接合部材等の交換に伴う準備及び作業の計画を立案する場合にも適用することができる。

（その他の実施の形態）
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。

（１）上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムで実現され得る。ＲＡＭまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。

（２）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。ＲＯＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。マイクロプロセッサが、ＲＯＭからＲＡＭにコンピュータプログラムをロードし、ロードしたコンピュータプログラムにしたがって演算等の動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。

（３）上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なＩＣカードまたは単体のモジュールから構成されてもよい。ＩＣカードまたはモジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。ＩＣカードまたはモジュールには、上記の超多機能ＬＳＩが含まれてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、ＩＣカードまたはモジュールは、その機能を達成する。このＩＣカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有してもよい。

（４）本発明は、上記に示す方法で実現されてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムで実現してもよいし、コンピュータプログラムからなるデジタル信号で実現してもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどに記録したもので実現してもよい。また、これらの記録媒体に記録されているデジタル信号で実現してもよい。

また、本発明は、コンピュータプログラムまたはデジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送してもよい。

また、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、メモリは、コンピュータプログラムを記憶しており、マイクロプロセッサは、コンピュータプログラムにしたがって動作してもよい。

また、プログラムまたはデジタル信号を記録媒体に記録して移送することにより、またはプログラムまたはデジタル信号をネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施してもよい。

（５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本発明は、生産システムの作業計画の立案に有利に利用される。

１０ 部品実装システム
２０ 基板
２０ａ 実装基板
１００ 作業計画立案装置
１１０ 算出部
１２０ 作業計画部
１３０ 再構成部
１４０ 報知部
１５０ 測定部
２００，２００ａ，２００ｂ 部品実装装置
２１０ａ，２１０ｂ 実装ユニット
２１２ａ，２１２ｂ ヘッド
２１４ 部品カセット
２１５ａ，２１５ｂ 部品供給部
２１６ａ，２１６ｂ 部品検査部
２２１ａ，２２１ｂ ビーム
２２２ａ，２２２ｂ 基板搬送レール
２３０搬入口
２４０ ビーム駆動ロボット
３００ スクリーン印刷装置
３０１ 機能部
３０２ 機構部
３０３ 孔版マスク
３０４ スキージ
３０５ テーブル
３０６ スキージヘッド
３０７ 移動機構
３０８ 基板クランパ
３０９ Ｚ軸テーブル
３１０ θ軸テーブル
３１１ Ｘ軸テーブル
３１２ Ｙ軸テーブル
３１３ 電圧印加部
３１４ 制御部
４００，４００ａ，４００ｂ，４００ｃ 検査装置
５００ 接着剤塗布装置
６００ リフロー炉

Claims (9)

1. 生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案する作業計画立案装置であって、
   複数の前記作業それぞれについて、当該作業を実行する作業時刻、及び当該作業の実行に必要な準備に要する準備時間を算出する算出部と、
   複数の前記準備それぞれについて、前記算出部で算出された前記作業時刻及び前記準備時間に基づいて、当該準備が前記作業時刻までに完了するように、当該準備の準備開始時刻を決定する作業計画部と、
   前記作業計画部で決定された前記準備開始時刻に各作業を開始した場合において、重複して実行する必要のある前記準備の数である並列数が所定の閾値を上回る場合に、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように、１以上の前記準備開始時刻をずらす再構成部と、
   前記複数の準備それぞれについて、前記準備開始時刻以前の所定のタイミングで、前記準備の実行が必要であることを作業者に報知する報知部とを備える
   作業計画立案装置。
2. 前記再構成部は、重複して実行する必要のある複数の前記準備のうち、準備終了時刻の最も早い準備の前記準備開始時刻を、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように繰り上げる
   請求項１に記載の作業計画立案装置。
3. 前記再構成部は、重複して実行する必要のある複数の前記準備のうち、準備終了時刻の自由度の最も高い準備の前記準備開始時刻を、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように繰り上げる
   請求項１に記載の作業計画立案装置。
4. 該作業計画立案装置は、さらに、前記生産システムのスループットを測定する測定部を備え、
   前記算出部は、前記測定部で測定された過去の所定期間におけるスループットに基づいて、前記複数の作業それぞれの前記作業時刻を算出する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業計画立案装置。
5. 該作業計画立案装置は、さらに、前記準備に要した実際の時間である実績時間を測定する測定部を備え、
   前記算出部は、前記測定部で測定された前記実績時間に基づいて、前記複数の準備それぞれの前記準備時間を算出する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業計画立案装置。
6. 該作業計画立案装置は、さらに、前記準備の実行が必要であることを前記報知部で報知してから実際に前記準備が実際に開始されるまでの待機時間を測定する測定部を備え、
   前記報知部は、前記準備の準備開始時刻から前記測定部で測定された過去の前記待機時間だけ遡ったタイミングで、当該準備の実行が必要であることを報知する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業計画立案装置。
7. 前記報知部は、前記準備開始時刻までの間に、徐々に報知間隔を狭めながら繰り返し報知する
   請求項６に記載の作業計画立案装置。
8. 前記作業とは、前記生産システムで使用される部品を交換することを指し、
   前記準備とは、新たな部品を前記生産システムで使用可能な状態にすることを指す
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の作業計画立案装置。
9. 生産システムに対して実行する作業の実行計画を立案する作業計画立案方法であって、
   複数の前記作業それぞれについて、当該作業を実行する作業時刻、及び当該作業の実行に必要な準備に要する準備時間を算出する算出ステップと、
   複数の前記準備それぞれについて、前記算出ステップで算出された前記作業時刻及び前記準備時間に基づいて、当該準備が前記作業時刻までに完了するように、当該準備の準備開始時刻を決定する作業計画ステップと、
   前記作業計画ステップで決定された前記準備開始時刻に各作業を開始した場合において、重複して実行する必要のある前記準備の数である並列数が所定の閾値を上回る場合に、前記並列数が前記所定の閾値以下となるように、１以上の前記準備開始時刻をずらす再構成ステップと、
   前記複数の準備それぞれについて、前記準備開始時刻以前の所定のタイミングで、前記準備の実行が必要であることを作業者に報知する報知ステップとを含む
   作業計画立案方法。

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