JP2017117332A - 製造セルの作業の遅れを修正する製造管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率が向上する製造管理装置を提供する。
【解決手段】製造機械３ａ，３ｂ，３ｃが含まれる複数の製造セル４ａ，４ｂ，４ｃを制御するセル制御装置５であって、作業が遅れている製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの作業の中から、作業時間が余っている製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにて実施できる移動可能な作業を抽出する作業抽出部５４を備える。セル制御装置５は、作業が遅れている製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに対して、移動可能な作業の少なくとも一部の作業を中止するように指令し、作業時間が余っている製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに対して、上記の少なくとも一部の作業を実施するように指令する作業指令部５７を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、製造セルの作業の遅れを修正する製造管理装置に関する。

従来から、製造工場では、部品の加工や溶接等の作業を製造機械が行うことにより、生産性が向上することが知られている。また、製造工場では、製品の製造に複数の製造機械を用いることが知られている。複数の製造機械を用いる場合には、複数の製造機械が作業を分担して製品を製造する。

特許第３４１４１９４号公報には、スポット溶接ロボットの打点の振分け作業を自動化した作業の振分け方法が開示されている。この振分け方法では、ロボットのシミュレーションシステムを利用して、所定のアルゴリズムにより打点を振分けることが開示されている。

特許第５０６１９６５号公報には、専用のツールを用意する必要がなく短時間で教示作業を完了することができるロボット生産システムが開示されている。また、この公報には、生産ラインに複数のロボットを設置したり生産ラインからロボットを外したりすることが開示されている。

特許第３４１４１９４号公報 特許第５０６１９６５号公報

複数の製造機械を備える生産システムでは、製造の作業を所定の作業内容ごとに分割して複数の製造セルを設定することができる。それぞれの製造セルでは、分担された作業が実施される。複数の製造セルは、製造管理装置により制御されることができる。製造管理装置は、製品の製造計画通りに製品を製造するように、製造機械を駆動することができる。

ところで、製造機械の不具合等で製品が製造計画の通りに製造されない場合がある。たとえば、特定の製造セルにおいて予定した作業時間よりも時間が長くかかる場合がある。または、製造機械に故障が生じたり、製造時に不良が発生したりして特定の製造セルにおいて作業速度が遅くなる場合がある。この場合には、特定の製造セルには製造の遅れが生じるが、その他の製造セルには待ち時間が生じる状態になる。この結果、生産システムの作業効率が低下するという問題が生じる。すなわち、所望の製品を製造する速度が遅くなるという問題が生じる。

本発明の製造管理装置は、製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、製造計画に基づいて作業内容を含む製造セルの稼働計画情報を設定する作業分配部とを備える。製造管理装置は、製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部とを備える。製造管理装置は、作業が遅れている製造セルの作業の中から、作業時間が余っている製造セルにて実施できる移動可能な作業を抽出する作業抽出部を備える。製造管理装置は、作業が遅れている製造セルに対して、移動可能な作業の少なくとも一部の作業を中止するように指令し、作業時間が余っている製造セルに対して、少なくとも一部の作業を実施するように指令する作業指令部を備える。

上記発明においては、複数の製造セルは、一つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されており、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備えることができる。作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出することができる。

上記発明においては、作業指令部は、作業が遅れている製造セルに含まれる製造機械に少なくとも一部の作業を除去した動作プログラムを送出し、作業時間が余っている製造セルに含まれる製造機械に上記の少なくとも一部の作業を追加した動作プログラムを送出することができる。

本発明の他の製造管理装置は、製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、製造計画に基づいて製造セルの作業内容を含む稼働計画情報を設定する作業分配部とを備える。製造管理装置は、製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部とを備える。複数の製造セルは、一つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されている。製造管理装置は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備える。作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出する。

上記発明においては、作業指令部は、製造機械を移動する前に作業が遅れている製造セルに配置されていた製造機械に対して、上記の作業の一部を除去した動作プログラムを送出し、移動した製造機械に対して上記の作業の一部を実施する動作プログラムを送出することができる。

本発明は、作業効率が向上する製造管理装置を提供することができる。

実施の形態における生産システムのブロック図である。 実施の形態における生産システムの製造セルの概略図である。 実施の形態におけるセル制御装置および複数の製造セルを説明するブロック図である。 実施の形態における生産システムの第１の制御のフローチャートである。 実施の形態における生産システムの第２の制御を説明する製造セルの概略図である。 実施の形態における生産システムの第２の制御のフローチャートである。

図１から図６を参照して、実施の形態における製造管理装置および製造管理装置を備える生産システムについて説明する。

図１は、本実施の形態における生産システムのブロック図である。生産システム１０は、複数の製造セル４ａ，４ｂ，４ｃを備える。図１に示す例では、生産システム１０は、第１の製造セル４ａと、第２の製造セル４ｂと、第３の製造セル４ｃと備える。製造セルは、予め定められた作業を実施するための一つの集合である。製造セルは、任意の方法にて設定することができる。例えば、類似する作業を集めて一つの製造セルが設定される。または、作業工程の順番に作業を並べた時に、作業時間が予め定められた時間になるように区切られて、一つの製造セルが設定される。

製造セル４ａ，４ｂ，４ｃは、製造機械および作業者のうち少なくとも一方を含む。本実施の形態では、第１の製造セル４ａは、第１の製造機械３ａおよび作業者１１ａを含む。また、第１の製造セル４ａには、第１の操作盤７ａが配置されている。第２の製造セル４ｂは、第２の製造機械３ｂおよび作業者１１ｂを含む。また、第２の製造セル４ｂには、第２の操作盤７ｂが配置されている。第３の製造セル４ｃは、第３の製造機械３ｃを含む。第３の製造セル４ｃには、第３の操作盤７ｃが配置されている。なお、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃは、複数の製造機械または複数の作業者を含んでいても構わない。

それぞれの操作盤７ａ，７ｂ，７ｃは、製造に関する情報を表示する表示部と、作業者が作業を完了したことを知らせる為の作業終了ボタンとを含む。

生産システム１０は、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃを制御する製造管理装置としてのセル制御装置５を備える。製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、製造機械を制御する機械制御装置を備える。セル制御装置５は、機械制御装置と互いに通信できるように形成されている。セル制御装置５は、機械制御装置から製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの稼働の状態を取得したり、機械制御装置に稼働指令を送出したりする。また、セル制御装置５は、操作盤７ａ，７ｂ，７ｃと互いに通信可能に形成されている。セル制御装置５は、操作盤７ａ，７ｂ，７ｃから作業者１１ａ，１１ｂの操作を受信したり、操作盤７ａ，７ｂ，７ｃに所定の情報を表示する指令を送出したりする。

生産システム１０は、製品の製造計画を設定する生産計画装置６を備える。生産計画装置６は、セル制御装置５と通信できるように形成されている。本実施の形態における生産計画装置６は、工場全体の製品の生産を管理する。

本実施の形態では、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃは、製品を製造する工場に配置される。これに対して、セル制御装置５および生産計画装置６は、工場とは異なる建屋に配置されていても構わない。例えば、セル制御装置５は、製造工場の敷地にある別の建屋に配置されていても構わない。この場合には、セル制御装置５と製造セル４ａ，４ｂ，４ｃとは、例えば、イントラネット等のネットワークを介して接続することができる。また、生産計画装置６は、製造工場とは離れた地域に配置された事務所に配置されていても構わない。生産計画装置６は、例えば、インターネット等のネットワークを介して、セル制御装置５と互いに通信できるように接続される。

図２に、本実施の形態における製造セルにて作業を行っているときの概略図を示す。図１および図２を参照して、本実施の形態の製造セル４ａ，４ｂ，４ｃでは、自動車の前側のドア７１ａと後側のドア７１ｂに対して、部品６１ａ，６１ｂ，６１ｃを取り付ける作業を実施する。

第１の製造機械３ａは、第１のロボット１ａと第１のハンド８ａとを含む。第２の製造機械３ｂは、第２のロボット１ｂと第２のハンド８ｂとを含む。第３の製造機械３ｃは、第３のロボット１ｃと第３のハンド８ｃとを含む。本実施の形態のロボット１ａ，１ｂ，１ｃは、アームと複数の関節部とを含む多関節ロボットである。ハンド８ａ，８ｂ，８ｃは、部品６１ａ，６１ｂ，６１ｃを把持したり解放したりできるように形成されている。なお、エンドエフェクタとしては、ハンドに限られず、所望の作業に応じて任意の装置をロボットに連結することができる。

図２に示す例では、第１の製造セル４ａにおいて、第１の製造機械３ａは、大きな部品６１ａを搬送して、作業者１１ａに渡す作業を実施する。作業者１１ａは、前側のドア７１ａに部品６１ａを取り付ける作業を実施する。第２の製造セル４ｂでは、第２の製造機械３ｂは、前側のドア７１ａに部品６１ｂを取り付ける作業を実施する。さらに、作業者１１ｂは、部品６１ｄを後側のドア７１ｂに取り付ける作業を実施する。第３の製造セル４ｃでは、第３の製造機械３ｃは、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取り付ける。更に、第３の製造機械３ｃは、後側のドア７１ｂに他の部品を取り付ける作業を実施する。

ドア７１ａ，７１ｂは、架台７２に支持されている。架台７２は、矢印９１に示す様にコンベヤ７３により搬送される。ドア７１ａ，７１ｂは、予め定められた位置まで搬送されて停止する。そして、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃおよび作業者１１ａ，１１ｂは、部品６１ａ，６１ｂ，６１ｃをドア７１ａ，７１ｂに取り付ける作業を実施する。なお、図示をしていないが、生産システム１０は、コンベヤ７３と共に移動し、取り付ける部品を搬送する吊り下げ冶具を備える。ドア７１ａ，７１ｂに取り付ける部品は、ドア７１ａ，７１ｂと共に搬送されている。

図３に、本実施の形態のセル制御装置および製造セルのブロック図を示す。図１から図３を参照して、第１の製造機械３ａは、第１のロボット１ａおよび第１のハンド８ａを制御する第１のロボット制御装置２ａを備える。第２の製造機械３ｂは、第２のロボット１ｂおよび第２のハンド８ｂを制御する第２のロボット制御装置２ｂを備える。第３の製造機械３ｃは、第３のロボット１ｃおよび第３のハンド８ｃを制御する第３のロボット制御装置２ｃを備える。

ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、それぞれの製造機械を制御する機械制御装置として機能する。それぞれのロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、バスを介して互いに接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびＲＯＭ（Read Only Memory）等を有する演算処理装置にて構成されている。第１のロボット制御装置２ａは、第１の動作プログラムに基づいて第１のロボット１ａおよび第１のハンド８ａを駆動する。第２のロボット制御装置２ｂは、第２の動作プログラムに基づいて第２のロボット１ｂおよび第２のハンド８ｂを駆動する。第３のロボット制御装置２ｃは、第３の動作プログラムに基づいて第３のロボット１ｃおよび第３のハンド８ｃを駆動する。なお、本実施の形態におけるセル制御装置５および生産計画装置６も、ＣＰＵおよびＲＡＭ等を含む演算処理装置にて構成されている。

セル制御装置５は、生産計画装置６から製品の製造計画を受信する計画受信部５１と、製造計画、動作プログラム、および製造セルの稼働情報等の制御に関する情報を記憶する記憶部５９とを含む。セル制御装置５は、複数の製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに対して作業を分配する作業分配部５６を備える。また、セル制御装置５は、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃ４に作業の指令を送出する作業指令部５７を備える。

図４に、本実施の形態における生産システムの第１の制御を説明するフローチャートを示す。図１から図４を参照して、ステップ２２において、計画受信部５１は、生産計画装置６から製品の製造計画を取得する。製造計画には、例えば、工場全体の製造計画が含まれる。製造計画には、製造する製品の個数と、予め定められた期限等が含まれる。

ステップ２３において、作業分配部５６は、製造計画に基づいて、製造セルの作業を設定する。作業分配部５６は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの稼働計画情報を作成する。稼働計画情報には、例えば、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの作業内容と、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおける予定の作業時間とが含まれる。

ステップ２４においては、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて製品の製造を実施する。作業指令部５７は、ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃに送出する動作プログラムを設定する動作プログラム設定部５８を含む。記憶部５９は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃが実施する作業内容に応じた動作プログラムを記憶している。動作プログラム設定部５８は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの作業内容に応じて動作プログラムを選定する。

なお、動作プログラム設定部５８は、この形態に限られず、任意の制御で動作プログラムを設定することができる。たとえば、動作プログラム設定部５８は、それぞれの製造機械が実施する作業内容に応じて動作プログラムを作成するように形成されていても構わない。

作業指令部５７は、ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃに対して動作プログラムを送出する。ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、動作プログラムに基づいて、ロボット１ａ，１ｂ，１ｃおよびハンド８ａ，８ｂ，８ｃを駆動する。また、作業指令部５７は、操作盤７ａ，７ｂ，７ｃに対して、作業者１１ａ，１１ｂが行う作業の指令を送出する。操作盤７ａ，７ｂ，７ｃは、表示部に作業者１１ａ，１１ｂが行う作業を表示する。作業者１１ａ，１１ｂは、表示部の指令に従って作業を実施する。このように、生産システム１０は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、分配された作業を実施する。

本実施の形態における生産システム１０は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの作業の進捗状況を取得する。そして、第１の制御では、作業が遅れている製造セルの作業の少なくとも一部を、他の製造セルに移行する制御を実施する。

図３を参照して、セル制御装置５は、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部５２を備える。製造セルの稼働情報には、稼働計画情報と稼働実績情報が含まれる。セル制御装置５は、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、作業が遅れている製造セル、および作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部５３を備える。また、セル制御装置５は、作業が遅れている製造セルの作業の中から、作業時間が余っている製造セルにて実施できる移動可能な作業を抽出する作業抽出部５４を備える。

図２から図４を参照して、ステップ２５において、稼働情報取得部５２は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの稼働実績情報を取得する。例えば、稼働情報取得部５２は、作業の開始時刻と終了時刻とを検出する。稼働情報取得部５２は、作業対象物としてのドア７１ａ，７１ｂおよびドア７１ａ，７１ｂに取り付ける部品が、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに搬入された時刻を作業の開始時刻として検出する。

また、作業が終了した時には、ロボット制御装置２ａ，２ｂ，２ｃは、作業が終了した信号を稼働情報取得部５２に送出する。作業者１１ａ，１１ｂは、作業が終了した時には、操作盤７ａ，７ｂの作業終了ボタンを押す。操作盤７ａ，７ｂは、作業終了ボタンが押された信号を稼働情報取得部５２に送出する。稼働情報取得部５２は、製造機械３ａ，３ｂ，３ｃの作業および作業者１１ａ，１１ｂの作業が終了した時刻を、製造セルの作業の終了時刻として検出することができる。

本実施の形態の稼働情報取得部５２は、作業の開始時刻と作業の終了時刻とに基づいて、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおける実際の作業時間を算出する。実際の作業時間は、稼働実績情報に含まれる。記憶部５９は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおける実際の作業時間を記憶する。

なお、稼働情報取得部が製造セルにおいて作業を終了したことを検出する制御としては、この形態に限られず、任意の制御を採用することができる。例えば、それぞれの製造セルにおいて、作業が正常に終了しているか否かを検査する検査装置を配置することができる。検査装置は、例えば製品を撮像する撮像装置を含む。検査装置は、撮像装置により撮影した画像に基づいて、製造セルにおける作業が正常に終了したことを確認する。稼働情報取得部は、検査装置が検査を終了した時刻を、製造セルの作業の終了時刻として検出することができる。

次に、ステップ２６において、進捗評価部５３は、作業が遅れている製造セルがあるか否かを判別する。本実施の形態では、作業が遅れている製造セルを特定製造セルと称する。進捗評価部５３は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおける作業の進捗状況として稼働実績情報を取得する。進捗評価部５３は、作業分配部５６が作成した製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの稼働計画情報を取得する。進捗評価部５３は、個々の製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、製造セル４ａ，４ｂ，４ｃの稼働計画情報と稼働実績情報とを比較する。進捗評価部５３は、たとえば、予定の作業時間と実際の作業時間とを比較する。

進捗評価部５３は、予定の作業時間よりも実際の作業時間が長い場合には、作業が遅れていると判別することができる。また、進捗評価部５３は、予定の作業時間よりも実際の作業時間の方が短く、更に、その時間差が予め定められた判定値よりも大きい場合には、作業時間が余っていると判別することができる。このように、進捗評価部５３は、作業時間に余裕のある製造セルと作業が遅れている製造セルとを判別する。

なお、稼働計画情報および稼働実績情報としては、製造セルにおける作業時間に限られずに、製造セルにおける作業速度に関する任意の情報を採用することができる。たとえば、製造セルに、作業が終了した部品を一時的に保管する保管容器と、保管容器に配置される部品の個数を数える計測装置とを配置することができる。そして、予め定められた時間長さの間に、保管容器に搬入された部品の個数を、稼働計画情報および稼働実績情報に採用することができる。例えば、進捗評価部は、予め定められた時間長さにおいて、保管容器に搬入された部品の個数が計画された個数よりも少ない場合には、作業が遅れていると判別することができる。

ステップ２６において、作業が遅れている特定製造セルがない場合には、この制御を終了する。ステップ２６において、作業が遅れている特定製造セルがある場合には、ステップ２７に移行する。本実施の形態では、第３の製造セル４ｃにおける作業が遅れていて、第１の製造セル４ａの作業時間および第２の製造セル４ｂの作業時間が余っている例を取りあげて説明する。進捗評価部５３は、第３の製造セル４ｃを作業が遅れている特定製造セルと判定する。進捗評価部５３は、第１の製造セル４ａおよび第２の製造セル４ｂを作業時間が余っている製造セルと判定する。

ステップ２７において、作業抽出部５４は、作業が遅れている製造セル４ｃの作業の中から作業時間が余っている製造セル４ａ，４ｂにて実施できる作業を抽出する。本実施の形態では、この移動可能な作業を移動可能作業と称する。

図２を参照して、作業抽出部５４は、第１の製造セル４ａに関して、第１の製造機械３ａと作業者１１ａとが協働して作業を行っているために、第３の製造機械３ｃが取り付けている部品を取り付ける作業を実施することができないことを判別する。これに対して、作業抽出部５４は、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取り付ける作業を第２の製造セル４ｂの第２の製造機械３ｂにて行なえることを検出する。作業抽出部５４は、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取り付ける作業を移動可能作業として抽出する。なお、このような製造セル同士の間で移動できる作業は、予め記憶部５９が記憶しておくことができる。

作業分配部５６は、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取り付ける作業を第３の製造セル４ｃから第２の製造セル４ｂに移行することを決定する。すなわち、移動可能作業を第３の製造機械３ｃが行うことを中止し、第２の製造機械３ｂが行うことを決定する。

ステップ２７において、特定製造セルの作業を行える他の製造セルが無い場合には、この制御を終了する。すなわち、現在の作業の状態を継続する。ステップ２７において、特定製造セルの作業を行える他の製造セルが有る場合には、ステップ２８に移行する。ここでの例では、ステップ２８に移行する。

ステップ２８において、作業指令部５７は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに対して、作業の一時的な中断を指令する。製造セル４ａ，４ｂ，４ｃでは、作業が一時的に中断される。この中断は、全ての製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、１回の作業が終了した時に実施することができる。

ステップ２９において、作業指令部５７の動作プログラム設定部５８は、作業を変更した後の第３の製造機械３ｃの第３の動作プログラムおよび第２の製造機械３ｂの第２の動作プログラムを設定する。動作プログラム設定部５８は、作業が遅れている第３の製造セル４ｃに含まれる第３の製造機械３ｃには、少なくとも一部の作業を除去した動作プログラムを設定し、作業時間が余っている第２の製造セル４ｂに含まれる第２の製造機械３ｂには、少なくとも一部の作業を追加した動作プログラムを設定する。

ステップ３０において、作業指令部５７は、第２のロボット制御装置２ｂおよび第３のロボット制御装置２ｃに、変更した動作プログラムを送出する。第２のロボット制御装置２ｂおよび第３のロボット制御装置２ｃは、動作プログラムを更新する。

ステップ３１においては、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、作業を再開する。作業指令部５７は、作業を再開する指令を製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに送出する。第３の製造機械３ｃは、更新された動作プログラムに基づいて、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取りつける作業を取り付ける作業を中止し、後側のドア７１ｂに他の部品を取り付ける作業は継続する。第２の製造機械３ｂは、前側のドア７１ａに部品６１ｂおよび部品６１ｃを取りつける作業を実施する。

このように、本実施の形態のセル制御装置は、作業が遅れている製造セルに対して移動可能な作業の少なくとも一部の作業を実施しないように指令し、作業時間が余っている製造セルに対して、この作業を実施するように指令する。本実施の形態のセル制御装置では、作業時間が余っている製造セルの待ち時間を減らすことができる。そして、作業が遅れている製造セルでは、作業の遅れを修正することができる。このために、予め定められた期間において、製造することができる製品の個数を多くすることができる。すなわち、生産システムの作業効率を向上することができる。

なお、本実施の形態では、製造セルの稼働実績情報を取得するステップ２５から、製造を再開するステップ３１までの作業を振り直す制御を作業分配制御と称する。

次に、本実施の形態における生産システムの第２の制御について説明する。第２の制御においては、作業に余裕のある製造セルの製造機器を作業が遅れている製造セルに移動させて作業を行う。

図５は、本実施の形態における生産システムの第２の制御を説明する概略図である。本実施の形態の生産システム１０は、１つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されている。本実施の形態におけるそれぞれのロボット１ａ，１ｂ，１ｃは、ベース部に車輪が付いている。ロボット１ａ，１ｂ，１ｃは、例えば、床面に記載された印に沿って移動可能に形成されている。製造機械３ａ，３ｂ，３ｃは、作業指令部５７の指令により製造セル４ａ，４ｂ，４ｃ同士の間を移動することができる。

図３を参照して、本実施の形態におけるセル制御装置５は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部５５を備える。

図６に、本実施の形態における生産システムの第２の制御のフローチャートを示す。ステップ２２からステップ２６までは、前述の第１の制御と同様である（図４参照）。第２の制御においても、第３の製造セル４ｃにおける作業が遅れていて、第１の製造セル４ａおよび第２の製造セル４ｂにおける作業時間が余っている例を取りあげて説明する。

ステップ２６において、進捗評価部５３は、第３の製造セル４ｃを作業が遅れている特定製造セルとして判別する。ステップ２６において、作業が遅れている特定製造セルが有る場合には、ステップ３４に移行する。

ステップ３４において、機械抽出部５５は、作業時間が余っている製造セル４ａ，４ｂから作業が遅れている製造セル４ｃに移動することができる製造機械を抽出する。機械抽出部５５は、作業が遅れている製造セル４ｃの作業を行うことができる他の製造セル４ａ，４ｂの製造機械を抽出する。そして、機械抽出部５５は、製造機械を作業が遅れている製造セルに移動した場合に、製造機械が少なくなった製造セルにおいて、残された製造機械または作業者が予め定められた作業を実施できるか否かを判別する。残された製造機械または作業者が予め定められた作業を実施できる場合には、機械抽出部５５は、製造機械の移動が可能であると判別する。なお、製造セル同士の間で移動できる製造機械と、それぞれの製造機械で実施可能な作業は、予め記憶部５９に記憶させておくことができる。

ステップ３４において、特定製造セルに移動可能な他の製造セルの製造機械がない場合には、この制御を終了する。すなわち、製品の製造を現在の状態のままで継続する。ステップ３４において、特定製造セルに移動可能な他の製造セルの製造機械がある場合には、ステップ３５に移行する。本実施の形態では、機械抽出部５５は、第２の製造セル４ｂの第２の製造機械３ｂが第３の製造セル４ｃの作業を実施できることを検出する。機械抽出部５５は、第２の製造機械３ｂが第２の製造セル４ｂから第３の製造セル４ｃに移動できることを検出する。

作業分配部５６は、第２の製造機械３ｂを第２の製造セル４ｂから第３の製造セル４ｃに移動することを決定する。作業分配部５６は、後側のドア７１ｂに部品６１ｅを取り付ける作業を、第３の製造機械３ｃから第２の製造機械３ｂに移行することを決定する。また、作業分配部５６は、作業者１１ｂが、後側のドア７１ｂに部品６１ｄを取り付ける作業に加えて、前側のドア７１ａに部品６１ｂを取り付ける作業を実施することを決定する。

ステップ３５において、作業指令部５７は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに対して、作業の一時的な中断を指令する。製造セル４ａ，４ｂ，４ｃでは、作業が一時的に中断される。この中断は、全ての製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、１回の作業が終了した時に実施することができる。

ステップ３６において、作業指令部５７は、抽出した製造機械を他の製造セルから特定製造セルに移動する指令を送出する。本実施の形態では、作業指令部５７は、第２の製造機械３ｂに対して、第２の製造セル４ｂから第３の製造セル４ｃに移動する指令を送出する。第２の製造機械３ｂは、矢印９２に示す様に第３の製造セル４ｃに移動する。なお、製造機械を移動する場合には、作業者１１ｂが第２の操作盤７ｂに表示される指令を見て、第２の製造機械３ｂを手動にて移動しても構わない。

ステップ３７において、作業指令部５７の動作プログラム設定部５８は、作業を変更した後の第３の製造機械３ｃの第３の動作プログラムおよび第２の製造機械３ｂの第２の動作プログラムを設定する。

ステップ３８において、作業指令部５７は、第２のロボット制御装置２ｂおよび第３のロボット制御装置２ｃに対して、変更した動作プログラムを送出する。作業指令部５７は、第２の製造機械３ｂを移動する前に作業が遅れている第３の製造セル４ｃに配置されている第３の製造機械３ｃに対して、作業の一部を除去した動作プログラムを送出する。作業指令部５７は、移動した第２の製造機械３ｂに対して、この作業の一部を実施する動作プログラムを送出する。第２のロボット制御装置２ｂおよび第３のロボット制御装置２ｃは、動作プログラムを更新する。また、作業指令部５７は、作業者１１ｂが前側のドア７１ａに部品６１ｂを取り付けるように第２の操作盤７ｂに表示する指令を送出する。作業者１１ｂは、第２の操作盤７ｂの表示部を見て、作業内容の変更を確認する。

ステップ３９において、それぞれの製造セル４ａ，４ｂ，４ｃにおいて、作業を再開する。作業指令部５７は、作業を再開する指令を製造セル４ａ，４ｂ，４ｃに送出する。第３の製造セル４ｃにおいて、第３の製造機械３ｃは、更新された動作プログラムに基づいて、後側のドア７１ｂに部品６１ｅを取りつける作業を取り付ける作業を中止し、前側のドア７１ａに部品６１ｃを取り付ける作業は継続する。第２の製造機械３ｂは、後側のドア７１ｂに部品６１ｅを取りつける作業を実施する。第２の製造セル４ｂにおいては、作業者１１ｂは、前側のドア７１ａに部品６１ｂを取り付ける作業と後側のドア７１ｂに部品６１ｄを取り付ける作業とを実施する。

本実施の形態の第２の制御おいては、作業に余裕のある製造セルから作業が遅れている製造セルに製造機械を移動して、移動した製造機械が作業の遅れている製造セルの少なくとも一部の作業を実施することができる。この制御によっても、作業の遅れている製造セルにおいては作業の遅れを修正し、作業時間に余裕のある製造セルにおいては待ち時間を減らすことができる。この結果、生産システムの作業効率が向上する。

なお、図６に示す第２の制御において、製造セルの稼働実績情報を取得するステップ２５から製造を再開するまでのステップ３９までの制御を機械移動制御と称する。

ところで、第２の制御の機械移動制御は、第１の制御と組み合わせて実施することができる。すなわち、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに製造機械が移動するとともに、作業が遅れている製造セルの作業の少なくとも一部を移動した製造機械が実施する。更に、作業が遅れている製造セルでは移動可能な作業の少なくとも一部の作業を中止し、作業時間が余っている製造セルでは、中止した作業を実施することができる。作業分配部は、稼働実績情報に基づいて、それぞれの製造機械の作業を設定し、作業指令部は、作業内容に応じた動作プログラムを製造機械に送出することができる。

または、第１の制御の後に第２の制御を実施することができる。より具体的には、第１の制御の後に、第２の制御における機械移動制御を実施することができる。例えば、図４の第１の制御のステップ３１を実施した後に、図６の製造セルの稼働実績情報を取得するステップ２５から製造を再開するまでのステップ３９までの制御を実施することができる。

更には、第２の制御の後に第１の制御を実施することができる。より具体的には、第２の制御を実施した後に、第１の制御における作業分配制御を実施することができる。例えば、図６の第２の制御のステップ３９を実施した後に、図４の第１の制御の製造セルの稼働実績情報を取得するステップ２５から製造を再開するまでのステップ３１までの制御を実施することができる。

なお、上記の実施の形態では、動作プログラムの更新は、作業指令部が実施しているが、この形態に限られず、動作プログラムの更新は、作業者が実施しても構わない。

本実施の形態の製造セルに含まれる全ての製造機械は、部品の取付けを行う製造機械である。製造機械としては、この形態に限られず、任意の作業を行う製造機械を採用することができる。例えば、製造機械としては、ワークの搬送を行う搬送機械、塗装を行う塗装機械、溶接を行う溶接機械、および印刷を行う印刷機等を例示することができる。更に、製造機械としては工作機械を例示することができる。製造セルでは、工作機械にて材料を切削することにより、予め定められた部品等を製造することができる。

上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。また、上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。

上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。

２ａ，２ｂ，２ｃ ロボット制御装置
３ａ，３ｂ，３ｃ 製造機械
４ａ，４ｂ，４ｃ 製造セル
５ セル制御装置
６ 生産計画装置
５１ 計画受信部
５２ 稼働情報取得部
５３ 進捗評価部
５４ 作業抽出部
５５ 機械抽出部
５６ 作業分配部
５７ 作業指令部
５８ 動作プログラム設定部
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ 部品

本発明の製造管理装置は、製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、製造計画に基づいて作業内容を含む製造セルの稼働計画情報を設定する作業分配部とを備える。製造管理装置は、製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、製造計画にて定められた製品の個数および期限に対して、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部とを備える。製造管理装置は、作業が遅れている製造セルの作業の中から、作業時間が余っている製造セルにて実施できる移動可能な作業を抽出する作業抽出部を備える。製造管理装置は、作業が遅れている製造セルに対して、移動可能な作業の少なくとも一部の作業を中止するように指令し、作業時間が余っている製造セルに対して、少なくとも一部の作業を実施するように指令する作業指令部を備える。

本発明の他の製造管理装置は、製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、製造計画に基づいて製造セルの作業内容を含む稼働計画情報を設定する作業分配部とを備える。製造管理装置は、製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、製造計画にて定められた製品の個数および期限に対して、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部とを備える。複数の製造セルは、一つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されている。製造管理装置は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備える。作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出する。

本発明の他の製造管理装置は、製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、製造計画に基づいて製造セルの作業内容を含む稼働計画情報を設定する作業分配部とを備える。製造管理装置は、製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、製造計画にて定められた製品の個数および期限に対して、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部とを備える。製造管理装置は、製造セルに作業の指令を送出する作業指令部を備える。複数の製造セルは、一つの製造セルから他の製造セルに移動できるように車輪が取り付けられた製造機械を含む。製造管理装置は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備える。作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出する。

Claims (5)

1. 製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、
   生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、
   製造計画に基づいて作業内容を含む製造セルの稼働計画情報を設定する作業分配部と、
   製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、
   稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部と、
   作業が遅れている製造セルの作業の中から、作業時間が余っている製造セルにて実施できる移動可能な作業を抽出する作業抽出部と、
   作業が遅れている製造セルに対して、前記移動可能な作業の少なくとも一部の作業を中止するように指令し、作業時間が余っている製造セルに対して、前記少なくとも一部の作業を実施するように指令する作業指令部と、を備える、製造管理装置。
2. 複数の製造セルは、一つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されており、
   作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備え、
   作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出する、請求項１に記載の製造管理装置。
3. 作業指令部は、作業が遅れている製造セルに含まれる製造機械に前記少なくとも一部の作業を除去した動作プログラムを送出し、作業時間が余っている製造セルに含まれる製造機械に前記少なくとも一部の作業を追加した動作プログラムを送出する、請求項１に記載の製造管理装置。
4. 製品の製造計画を設定する生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる複数の製造セルを制御する製造管理装置であって、
   生産計画装置から製品の製造計画を受信する計画受信部と、
   製造計画に基づいて製造セルの作業内容を含む稼働計画情報を設定する作業分配部と、
   製造セルが稼働した時の製造セルの情報である稼働実績情報を取得する稼働情報取得部と、
   稼働計画情報および稼働実績情報に基づいて、作業が遅れている製造セルおよび作業時間が余っている製造セルを抽出する進捗評価部と、を備え、
   複数の製造セルは、一つの製造セルの製造機械が他の製造セルに移動できるように形成されており、
   作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに移動することができる製造機械を抽出する機械抽出部を更に備え、
   作業指令部は、作業時間が余っている製造セルから作業が遅れている製造セルに、抽出された製造機械を移動する指令を送出し、更に、作業が遅れている製造セルの作業の一部を、移動した製造機械が実施する指令を送出する、製造管理装置。
5. 作業指令部は、製造機械を移動する前に作業が遅れている製造セルに配置されていた製造機械に対して、前記作業の一部を除去した動作プログラムを送出し、移動した製造機械に対して前記作業の一部を実施する動作プログラムを送出する、請求項４に記載の製造管理装置。

Images