JP2017068816A - 管理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1または複数の設備を含む製造ラインに関連付けられた管理システムが提供される。設備の各々は、製造対象の種別の指定および製造対象の個数の指定を含むオーダ情報に従って個々のワークを処理するように構成されている。管理システムは、設備の各々で生じる処理に関するイベント情報を収集する収集手段と、収集手段により収集されたイベント情報を、各イベント情報の発生元および内容に基づいて、同一のワークに起因して生じたイベント情報の集合に分類する分類手段と、分類手段により分類された集合の各々に属するイベント情報に基づいて、ワーク毎の処理状況を示すデータを生成する生成手段と、生成手段により生成されるデータに基づいて、オーダ情報に従って処理される各ワークに対する処理の進捗状況を視覚化する視覚化手段とを含む。
【選択図】図16
Description
好ましくは、算出手段は、同一のオーダ情報に従って処理される1または複数のワークの各々について、対象の設備にて処理が開始されてから処理が完了するまでの期間の積算値から、実際に処理が実施された時間を算出する。このような構成を採用することで、各設備の負荷度をより正確に算出することができる。
まず、本実施の形態に係る管理システムの構成例について説明する。図1は、本実施の形態に係る管理システムの構成例を示す模式図である。図1を参照して、管理システム1は、複数の設備を含む製造ライン100に関連付けられており、製造ライン100における生産管理機能を提供する。図1に示す製造ライン100は、一例として、ワークを運搬するためのコンベア110に沿って、設備101〜105が配置されている例を示す。図1中において、設備101〜105を「設備1」〜「設備5」とも記す。設備101〜105は、制御装置の一例であるPLC(Programmable Logic Controller)111〜115によって、それぞれの動作が制御および監視される。図1中には、PLC111〜115を「PLC1」〜「PLC5」とも記す。
次に、PLCのハードウェア構成例について説明する。図1に示す製造ライン100に配置される複数のPLCは互いに同一の機種である必要はなく、むしろ、メーカおよび機種は統一されていないことが想定される。本実施の形態に係る管理システム1は、このようなPLCのメーカおよび機種の相違を吸収する機能を実装している。以下では、典型的なPLCのハードウェア構成について例示する。
次に、中継サーバ装置200のハードウェア構成例について説明する。中継サーバ装置200としては、典型的には、汎用のコンピュータで構成される。
収集解析サーバ装置250のハードウェア構成例としては、上述の中継サーバ装置200のハードウェア構成例(図3参照)と同様に、汎用のコンピュータで構成されてもよい。具体的なハードウェア構成例は、上述したので、ここでは詳細な説明は繰返さない。
本実施の形態に係る管理システム1は、同一種類のワークを所定数ずつまとめた、「オーダ」と称される単位で生産管理が行われる製造ライン100に対して、比較的少ない改造で、ワーク毎の生産管理を実現する。なお、「オーダ」に類似する用語として「ロット」と称されることもあるが、本明細書においては、「オーダ」という用語を用いることとする。このようなワーク毎の生産管理を、以下「個体管理」とも称する。
次に、図7に示す個体管理を実現するための各処理の詳細について説明する。
中継サーバ装置200は、前処置として、それぞれの設備(PLCまたは各設備に固有の装置)から受信したイベント情報のフォーマットを統一する。
上述したような情報に加えて、あるいは、上述したような情報に代えて、別の情報が付加されてもよい。すなわち、収集解析サーバ装置250での収集処理および解析処理を効率的に実施するために必要十分な情報が付加されればよい。イベント情報に付加されてもよい情報としては、各イベント情報を発した装置の固有識別情報、同一種類のイベント情報の間で連番に付与される番号、同一種類のイベント情報が直近に発生してからの経過時間、などが挙げられる。
次に、収集解析サーバ装置250にて実施される(2)収集処理および(3)解析処理について説明する。なお、便宜上、収集処理と解析処理との2つの処理に分けて説明するが、両処理を明確に区分する必要はなく、状況に応じて適宜実装すればよい。
次に、図10に示すイベント情報セット280および図11に示すトラッキングデータベース290などを用いて、任意のオーダに含まれる任意のワーク(個体)に対する工程の進行状況を示す情報などを視覚化する処理について説明する。
上述の説明においては、製造ライン100に設置された複数の設備の各々が処理開始および処理完了のイベント情報を通知する構成について例示した。但し、現実問題として、すべての設備が常に処理開始および処理完了のイベント情報を通知できるとは限らない。このような場合には、生成されたトラッキングデータベース290に含まれる情報を用いて、不足しているイベント情報が発生したであろう時刻などを補間(あるいは、推定)するようにしてもよい。
製造ライン100での工程(各設備)における状況をより詳細に把握するために、図11に示すトラッキングデータベース290(または、図12に示すタイムチャート500)を利用して、各ワークの工程進捗に対応する関連情報を対応付けてもよい。
次に、上述した個体管理処理を実現するための処理手順について説明する。図16は、本実施の形態に係る管理システム1における個体管理処理に係る処理手順を示すフローチャートである。図16に示す各ステップは、典型的には、中継サーバ装置200および収集解析サーバ装置250の各々において、プロセッサが処理プログラムを実行することで実現される。
上述の説明においては、任意のオーダに含まれる任意のワーク(個体)に対する工程の進行状況を示す情報、および、工程の進行を推認可能な情報の少なくとも一方を含む「イベント情報」に基づく個体管理処理について説明した。本実施の形態に係る管理システム1では、それぞれの設備に配置されているPLCまたは各設備に固有の装置から、イベント情報以外の情報も収集することが可能である。以下では、PLCまたは各設備に固有の装置によって取得または管理される情報(以下、「フィールド情報」とも称す。)を収集して、各種解析処理に利用する形態について説明する。
本実施の形態において、「フィールド情報」は、各設備でのワークの処理に直接的または間接的に関連する情報の総称を意味し、「イベント情報」を含む場合もある。「フィールド情報」としては、例えば、各設備に配置されている任意のセンサの検出結果(入力信号)、任意のアクチュエータへの出力指令(出力信号)、任意の装置のステータス、ユーザ操作の履歴などを含み得る。本実施の形態に従う管理システム1は、1または複数の設備で取得されるフィールド情報を収集する。
PLCまたは各設備に固有の装置により収集されたフィールド情報は、中継サーバ装置200を経て、収集解析サーバ装置250にて収集される。以下、収集解析サーバ装置250でのデータ収集処理について説明する。
収集解析サーバ装置250は、図18に示すようなフィールド情報データベース700を収集するとともに、解析処理を実行する。この解析処理の一例として、収集解析サーバ装置250は、収集されたフィールド情報を対応するワークに関連付ける処理を実行する。
上述の関連付け処理によって、各ワークに関連付けられるフィールド情報の範囲が特定される。この特定されたフィールド情報を、よりユーザフレンドリな態様で表示することが好ましい。
上述の関連付け処理によって、各ワークに関連付けられるフィールド情報の範囲が特定される。その結果、例えば、各ワークに対して処理開始から所定期間内に生じる局所的なフィールド情報の変化などを、ワーク毎に収集することができる。例えば、ある設備での処理開始から数秒間だけ動作するような装置から収集されるフィールド情報を、複数のワークにわたって比較することで、当該設備の劣化傾向などを予測することができる。
上述したように、本実施の形態に係る管理システム1は、オーダ管理の製造ライン100であっても、各オーダに含まれるワーク毎の個体管理を可能にする。このような個体管理によって、KPI(Key Performance Indicators:重要業績評価指標)を正確に算出することができる。以下、KPIの算出処理について説明する。
負荷度は、装置が適切に配置され最低限の時間内で効率的な生産を行えているかを測るための指標であり、実オーダ実行時間(AOET:Actual order execution time)に対する設備の実稼働時間(AUBT:Actual unit busy time)の比率を意味する。
(2)生産量(Throughput rate)
生産量は、装置が時間当たりに生産できる能力量を測る指標であり、実オーダ実行時間に対する設備の生産数を意味する。
(3)品質率(あるいは、良品率)(Quality ratio)
品質率は、装置がよい製品をつくれているかの性能を測る指標であり、設備の良品生産量を意味する。
(4)廃棄率(あるいは、不良品率)(Scrap ratio)
廃棄率は、装置がよい製品をつくれているかの性能を測る指標であり、設備の不良品生産量を意味する。
(5)手直し率(Rework ratio)
手直し率は、最終的には良品に回復できたとしても、後作業の追加による損失量を測る指標であり、設備の生産数に対する手直し数を意味する。
なお、上述のISO−22400にて規定されているKPIに加えて、設備の生産数に対する廃棄率(Scrap ratio after rework)を算出するようにしてもよい。設備の生産数に対する廃棄率は、生産に失敗した生産ラインの損失量を測る指標である。
以下、図を参照しつつ、それぞれの指標の算出手順について説明する。図22は、本実施の形態に係る管理システム1におけるKPIの算出処理を説明するための模式図である。図22に示す製造ライン100は、ワークに対する各種処理工程を実行する設備1〜設備4が配置されており、これらの設備1〜設備4での処理工程後に、自動検査装置での検査および担当者による目視検査が実行されるものとする。
負荷度の算出には、実オーダ実行時間および装置の実稼働時間が必要となる。
生産量の算出には、実オーダ実行時間および生産数が必要となる。実オーダ実行時間の算出方法については、上述したので、ここでは説明は繰返さない。
品質率/良品率の算出には、生産数および良品数が必要となる。生産数の算出方法については、上述したので、ここでは説明は繰返さない。
廃棄率/不良品率の算出には、生産数および不良品数が必要となる。生産数の算出方法については、上述したので、ここでは説明は繰返さない。
手直し率の算出には、生産数および手直し数が必要となる。生産数の算出方法については、上述したので、ここでは説明は繰返さない。
設備の生産数に対する廃棄率の算出には、生産数および手直し後廃棄数が必要となる。生産数の算出方法については、上述したので、ここでは説明は繰返さない。
上述の説明では、1つの製造ラインに関して、各オーダに含まれるワーク毎の個体管理の方法、および、KPIを算出する方法などについて説明したが、管理システム1が複数の製造ラインを管理するようにしてもよい。特に、KPIは、国際的な標準規格に従って算出される指標であり、製造ラインの間、および、1または複数の製造ラインを含む工場(製造拠点)間で比較することで、各製造ラインの問題点などの追求を容易化できる。
次に、収集解析サーバ装置250が端末装置300に対して提供する解析結果のユーザインターフェイスの一例について説明する。以下に例示するユーザインターフェイスは、図1に示すような単一の製造ラインを管理する場合も適用可能であるし、図24に示すような複数の製造ラインを管理する場合も適用可能である。
以下、本発明に含まれ得るいくつかの局面についてまとめる。
同一種類のワークを所定数ずつまとめた「オーダ」と称される単位での生産管理が行われる場合には、あるオーダ単位中に何らかの不具合が生じたとしても、そのオーダに含まれる複数のワークのうち、いずれのワークに不具合が生じたのかを容易に把握することができない。
従来から、製造ラインの生産性を評価する手法および指標として様々なものが提案されているが、製造ラインまたは企業に独自のものであることが多く、他の製造ラインに対する相対的な評価、例えば、他の製造ラインに対して生産性が高いまたは低いといった評価を行うことは容易ではなかった。そのため、そもそも異なる会社同士で、類似した生産ラインの生産性を比較するようなことはこれまで不可能であった。そのため、各製造現場を客観的に評価および管理できる管理システムが要望されている。
従来から製造現場では様々な改善活動が行われている。このような改善活動を行うにあたって、何らかの比較参考になる情報があると、いずれの設備に対して改善を行うことが有益であるかといった判断を助けになる。しかしながら、そのようなシステムはこれまでに存在していなかった。そのため、改善活動は、熟練者の経験に基づいて行われるようなことも多かった。
上述の説明では、オーダ単位で生産管理がなされる製造現場において、各オーダに含まれるワーク毎の生産管理を行う場合について例示したが、既に個体管理が行われている製造現場であっても、上述した収集処理および解析処理を適用することができる。すなわち、本実施の形態に係る管理システムでは、その発生元および内容が特定できるイベント情報を収集できれば、各ワークについての個体管理が可能であり、収集するイベント情報の一部または全部にオーダおよび各オーダ内のワークを特定する情報が含まれていても、上述した処理を実施可能である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (13)
- 1または複数の設備を含む製造ラインに関連付けられた管理システムであって、前記1または複数の設備の各々は、製造対象の種別の指定および製造対象の個数の指定を含むオーダ情報に従って個々のワークを処理するように構成されており、
前記1または複数の設備の各々で生じる処理に関するイベント情報を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集されたイベント情報を、各イベント情報の発生元および内容に基づいて、同一のワークに起因して生じたイベント情報の集合に分類する分類手段と、
前記分類手段により分類された集合の各々に属するイベント情報に基づいて、ワーク毎の処理状況を示すデータを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されるデータに基づいて、前記オーダ情報に従って処理される各ワークに対する処理の進捗状況を視覚化する視覚化手段とを備える、管理システム。 - 前記分類手段は、前記1または複数の設備の前記製造ラインにおける構成に応じて、前記収集されたイベント情報を分類する、請求項1に記載の管理システム。
- 前記分類手段は、同一の発生元から同一の内容のイベント情報を複数回受信すると、それぞれを異なるワークに起因したイベント情報に分類する、請求項1または2に記載の管理システム。
- 前記視覚化手段は、前記製造ラインにおける各ワークの処理進捗を、工程に対応付けられた軸と時間の軸とで定義される平面上に再現する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の管理システム。
- 前記視覚化手段は、選択されたワークに対応する集合に分類されたイベント情報を一覧表示する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の管理システム。
- 前記生成手段は、前記オーダ情報に含まれる時刻の情報に基づいて、前記分類手段により分類された集合が属するオーダ番号および当該オーダ内のワーク番号を特定する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の管理システム。
- 前記収集手段は、さらに、前記1または複数の設備で取得されるフィールド情報を収集し、
前記生成手段は、収集されたフィールド情報を対応するワークに関連付ける処理を実行する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の管理システム。 - 前記視覚化手段は、ワークの選択に応答して、関連付けられているフィールド情報を表示する、請求項7に記載の管理システム。
- 所定の設備における複数のワークにそれぞれ関連付けられたフィールド情報を比較することで、当該設備に生じ得る傾向を監視する監視手段をさらに備える、請求項7または8に記載の管理システム。
- 1または複数の設備を含む製造ラインに関連付けられた管理システムであって、前記1または複数の設備の各々は、製造対象の種別の指定および製造対象の個数の指定を含むオーダ情報に従って個々のワークを処理するように構成されており、
前記1または複数の設備の各々で生じたイベント情報を収集する収集手段と、
前記収集手段により収集された前記イベント情報に基づいて、前記1または複数の設備の各々で各ワークに対して実際に処理が実施された時間を算出する算出手段と、
前記オーダ情報に従う処理に要した時間と前記算出手段により算出された時間とに基づいて、KPI(Key Performance Indicators)として定義される負荷度(Allocation ratio)を決定する決定手段とを備える、管理システム。 - 前記算出手段は、同一のオーダ情報に従って処理される1または複数のワークの各々について、対象の設備にて処理が開始されてから処理が完了するまでの期間の積算値から、実際に処理が実施された時間を算出する、請求項10に記載の管理システム。
- 前記決定手段は、前記負荷度に加えて、KPIとして定義される他の指標を決定し、
前記決定手段により決定される複数の指標を並べてまたは重ねて表示する表示手段をさらに備える、請求項10または11に記載の管理システム。 - 前記管理システムは、複数の前記製造ラインに関連付けられており、
前記表示手段は、前記複数の製造ラインの各々に関して算出される指標を並べてまたは重ねて表示する、請求項12に記載の管理システム。
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