JP2017215680A - 保守作業を実施する製造セルを制御する製造管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造機械の保守作業による生産性の低下を抑制する製造管理装置を提供する。【解決手段】製造管理装置５は、第１の製造セル４ａの製造機械３ａ，３ｂに接続された第１のセル計画装置１１と、第２の製造セル４ｂの製造機械３ａ〜３ｃに接続された第２のセル計画装置１２とを備える。第１のセル計画装置１１の計画部２１は、生産計画装置６から受信した製造計画の数量の作業を行えない場合に、製造計画の数量に対して不足する作業の数量を算出する。第１のセル計画装置１１の送信部２４は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を第２のセル計画装置１２に送信する。第２のセル計画装置１２の計画部２１は、予め定められた期間において作業の数量が多くなるように、第２の製造セル４ｂにおける製造機械３ａ〜３ｃの稼働の期間および保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の製造機械を制御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、物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物品を製造する。製造機械には、工具の交換などの定期的な保守作業が必要である。また、製造機械には、劣化した部品の交換や不具合が生じた場合の原因の調査等の不定期の保守作業が必要である。

保守作業を実施する期間は、予め定めておくことが一般的である。例えば、作業者は、１日のうち作業を開始する前の１時間を保守作業の時間に設定することができる。または、作業者は、１週間の最終日を保守作業を実施する日に設定することができる。または、作業者は、休日が続いて工場が停止している期間中に、保守作業の期間を設定することができる。

特許第５１７２３８６号公報においては、製造装置が稼動していない時間に保守作業を行うように、保守計画および稼働計画を変更する装置が開示されている。特許第５３５２４８６号公報においては、同時に複数の製造機械の保守作業を行うように、製造機械の保守計画を立案する装置が開示されている。特開平４−２６０９７１号公報には、緊急の未計画の保守作業の期間中に、計画された保守作業も行うように製造スケジュールを変更する保守システムが開示されている。

特開平４−２６０９７１号公報 特許第５１７２３８６号公報 特許第５３５２４８６号公報

製造工場において、保守作業の期間を長くしないと、十分な保守作業ができなくなる場合がある。十分な保守作業を実施しない場合には、製造機械に深刻な故障が生じたり、製造機械に原因不明の不具合が生じたり、製造機械の能力の低下が長期に渡って継続したりする。この結果、工場全体の生産性が低下する虞がある。保守作業を実施する期間中には、製造機械を停止する必要がある。製造機械を停止すると稼働率が悪化する。このために、製造機械の稼働と保守作業とを効率よく実施することが好ましい。

従来の技術においては、保守作業を実施するために時間がかかり、製造機械の稼働時間が十分に確保できなくなる場合があった。そして、保守作業のために製造工場の生産性が低くなり、製造計画で定められている数量の作業を実施できなくなる場合があった。

本発明の製造管理装置は、物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第１の製造セルおよび製造機械が含まれる第２の製造セルを制御する製造管理装置である。製造管理装置は、第１の製造セルの製造機械に接続された第１のセル計画装置と、第２の製造セルの製造機械に接続された第２のセル計画装置とを備える。それぞれのセル計画装置は、製造機械からの保守作業の要求および予め定められた期間における生産計画装置からの製造計画の数量を受信する受信部を含む。それぞれのセル計画装置は、保守作業の要求および製造計画に基づいて、製造機械を稼働する期間および保守作業を実施する期間を設定する計画部と、他のセル計画装置に予め定められた情報を送信する送信部とを含む。第１のセル計画装置の計画部は、製造計画の数量の作業を行えない場合に、製造計画の数量に対して不足する作業の数量を算出する。第１のセル計画装置の送信部は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を第２のセル計画装置に送信する。第２のセル計画装置の計画部は、第１のセル計画装置から振替え要求を受信した場合に、予め定められた期間において作業の数量が多くなるように、第２の製造セルにおける製造機械の稼働の期間および保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正する。

上記発明において、製造管理装置は、３個以上の製造セルに対応して接続された３個以上のセル計画装置を備えることができる。１つのセル計画装置において要求される数量の作業を行えない場合に、１つのセル計画装置は、要求される作業の数量に対して不足する作業の数量を算出した後に、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を他のセル計画装置に送信する振替え制御を実施するように形成されることができる。複数のセル計画装置は、製造計画の数量の作業を実施できるまで振替え制御を繰り返すことができる。

上記発明においては、製造管理装置は、生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる第３の製造セルを制御するように形成されることができる。製造管理装置は、第３の製造セルの製造機械に接続された第３のセル計画装置を更に備えることができる。第２の製造セルにおいて振替え要求の数量の作業を行えない場合に、第２のセル計画装置の計画部は、振替え要求に対して不足する作業の数量を算出することができる。第２のセル計画装置の送信部は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を第３のセル計画装置に送信することができる。第３のセル計画装置の計画部は、第２のセル計画装置から振替え要求を受信した場合に、予め定められた期間における作業の数量が多くなるように、第３の製造セルにおける製造機械の稼働の期間および保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正することができる。

本発明によれば、製造機械の保守作業による生産性の低下を抑制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第１の生産システムのブロック図である。 実施の形態における第１の生産システムの制御のフローチャートである。 実施の形態における第２の生産システムのブロック図である。 実施の形態における第２の生産システムの制御のフローチャートである。

図１から図４を参照して、実施の形態における製造管理装置について説明する。本実施の形態の製造管理装置は、工場等に配置される製造機械を制御する。

図１は、本実施の形態における第１の生産システムのブロック図である。生産システム１は、複数の製造セルを備える。図１に示す例では、生産システム１は、第１の製造セル４ａと、第２の製造セル４ｂとを備える。製造セルは、予め定められた作業を実施するための製造機械および作業者等の集合である。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。

それぞれの製造セル４ａ，４ｂは、少なくとも一つの製造機械を含む。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および第２の製造機械３ｂを含む。第２の製造セル４ｂは、第１の製造機械３ａ、第２の製造機械３ｂに加えて第３の製造機械３ｃを含む。なお、それぞれの製造セル４ａ，４ｂは、作業者を含んでいても構わない。

それぞれの製造機械３ａ〜３ｃとしては、物品を製造するための任意の機械を採用することができる。例えば、製造機械は、部品の取り付けや溶接などの所定の作業を実施するロボット装置であることができる。または、製造機械としては、部品を切削する工作機械、印刷機、および塗装機等の物品を製造する任意の機械を採用することができる。

生産システム１は、製造セル４ａ，４ｂを制御する製造管理装置５を備える。製造管理装置５は、複数のセル計画装置１１，１２を含む。本実施の形態では、１つの製造セルに対応して１つのセル計画装置が配置されている。セル計画装置は、セル制御装置とも称される。第１のセル計画装置１１は、第１の製造セル４ａに含まれる製造機械３ａ，３ｂに接続されている。第１のセル計画装置１１は、第１の製造セル４ａに含まれる製造機械３ａ，３ｂを制御する。第２のセル計画装置１２は、第２の製造セル４ｂに含まれる製造機械３ａ〜３ｃに接続されている。第２のセル計画装置１２は、第２の製造セル４ｂに含まれる製造機械３ａ〜３ｃを制御する。第１のセル計画装置１１および第２のセル計画装置１２は、通信装置により互いに通信ができるように形成されている。

それぞれの製造機械３ａ〜３ｃは、製造機械を制御する機械制御装置を備える。セル計画装置１１，１２は、通信装置により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。セル計画装置１１，１２は、機械制御装置から製造機械３ａ〜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。

生産システム１は、物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、セル計画装置１１，１２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、工場全体の物品の生産を管理する。

本実施の形態では、製造セル４ａ，４ｂは、物品を製造する工場に配置される。これに対して、セル計画装置１１，１２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、セル計画装置１１，１２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、セル計画装置１１，１２と製造セル４ａ，４ｂ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。セル計画装置１１，１２同士も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、セル計画装置１１，１２と互いに通信できるように通信装置により接続される。

それぞれのセル計画装置１１，１２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。また、製造機械３ａ〜３ｃに取り付けられている機械制御装置および生産計画装置６も、ＣＰＵ等を有する演算処理装置にて構成されている。

本実施の形態における生産計画装置６は、製造管理装置５に対して工場全体の物品を製造する時の製造計画を設定する。そして、生産計画装置６は、それぞれのセル計画装置１１，１２に対して、個別に製造計画情報を送信する。製造計画情報には、それぞれの製造セル４ａ，４ｂにおいて、予め定められた期間において実施すべき作業の内容が含まれている。すなわち、製造計画情報には、予め定められた期間における作業を実施する物品の数量が含まれている。例えば、第１のセル計画装置１１は、第１の製造セル４ａにおいて予め定められた期間に作業を実施する物品の数量を生産計画装置６から受信する。そして、製造計画に基づいて、第１のセル計画装置１１は、動作プログラムを第１の製造機械３ａおよび第２の製造機械３ｂに送信する。

また、セル計画装置１１，１２は、実際に作業を行うときに、物品の処理の完了などの製造の状態を取得する。そして、セル計画装置１１，１２は、製造実績情報を生産計画装置６に送信する。例えば、セル計画装置１１，１２は、予め定められた期間において、実際に作業を実施した物品の数量を取得する。セル計画装置１１，１２は、実際に作業を実施した物品の数量を含む製造実績情報を生産計画装置６に送信する。生産計画装置６は、製造実績情報に基づいて、次の期間における製造計画情報を作成することができる。

第１のセル計画装置１１は、外部の装置からの情報を受信する受信部２３を備える。受信部２３は、製造機械３ａ，３ｂからの保守作業の要求および生産計画装置６からの第１の製造セル４ａにおける製造計画を受信する。第１のセル計画装置１１は、外部の装置に対して予め定められた情報を送信する送信部２４を含む。第１のセル計画装置１１は、第１の製造セル４ａを制御するための情報を記憶する記憶部２５を含む。

本実施の形態の第１のセル計画装置１１は、製造機械３ａ，３ｂを稼働する期間および保守作業を実施する期間を設定する計画部２１を備える。第１のセル計画装置１１の計画部２１は、受信部２３が受信した製造機械３ａ，３ｂからの保守作業の要求および生産計画装置６からの製造計画情報に基づいて、それぞれの製造機械３ａ，３ｂの稼働計画を設定する。

第１のセル計画装置１１は、それぞれの製造機械３ａ，３ｂの動作プログラムを生成したり修正したりする動作プログラム生成部２２を含む。動作プログラム生成部２２は、計画部２１において設定された製造機械３ａ，３ｂの稼働計画に基づいて、動作プログラムを生成したり修正したりする。動作プログラム生成部２２は、それぞれの製造機械３ａ，３ｂごとに動作プログラムを生成したり修正したりする。そして、送信部２４は、動作プログラムを製造機械３ａ，３ｂに送信する。機械制御装置は、受信した動作プログラムに基づいて製造機械３ａ，３ｂを制御する。このように、第１の製造セル４ａでは、生産計画装置６が設定する製造計画に基づいて物品に対して作業を行うことができる。

第２のセル計画装置１２は、第２の製造セル４ｂに配置されている製造機械３ａ〜３ｃの動作を制御する。第２のセル計画装置１２は、制御する製造機械が１つ増えること以外は第１のセル計画装置１１と同様の構成を有する。すなわち、第２のセル計画装置１２は、受信部２３、送信部２４および記憶部２５を含む。さらに、第２のセル計画装置１２は、計画部２１および動作プログラム生成部２２を含む。

なお、本実施の形態におけるセル計画装置１１，１２は、作成した動作プログラムを稼働指令として機械制御装置に送信することにより、製造機械３ａ〜３ｃの動作を制御している。セル計画装置１１，１２は、この形態に限られず、対応する製造セルの製造機械の動作を制御できるように形成されていれば構わない。例えば、製造機械の機械制御装置は、動作の種類が互いに異なる複数の動作プログラムを予め記憶部に記憶しておくことができる。複数の動作プログラムには、番号が付けられている。そして、セル計画装置は、動作プログラムの番号を稼働指令として機械制御装置に送信することができる。機械制御装置は、指令に基づいた動作プログラムを用いて製造機械を制御することができる。

ところで、製造セル４ａ，４ｂにて作業を実施する製造機械３ａ〜３ｃは、保守作業を実施する必要がある。保守作業には、定期的な作業が含まれる。例えば、工作機械の定期的な保守作業には、切り子の洗浄、加工ツールの交換、および洗浄液の交換が含まれる。また、産業用ロボットの定期的な保守作業には、グリスの交換および電池の交換が含まれる。

また、保守作業には、不定期の作業が含まれる。例えば、不定期の保守作業には、製造機械の故障、不調を修理するための修理作業、および原因が不明の不具合を調査するための調査作業が含まれる。修理作業には、例えば、劣化したケーブルの交換、調子が悪くなったソレノイドバルブまたはエアーシリンダの交換、およびセンサの調整が含まれる。調査作業には、例えば、工作機械の数値制御装置またはロボットの制御装置からバックアップファイルを取得する作業が含まれる。また、調査作業には、調査用のソフトウェアを制御装置にインストールしたり、制御装置の制御ソフトウェアを最新版に置き換えたりする作業が含まれる。また、調査作業には、通信装置の不調の調査および対策が含まれる。

本実施の形態における製造機械３ａ〜３ｃの機械制御装置は、それぞれの製造機械３ａ〜３ｃごとの保守作業の要求を、セル計画装置１１，１２に送信するように形成されている。

作業者は、定期的な保守作業の期間を製造機械３ａ〜３ｃの機械制御装置に入力することができる。また、不定期の保守作業を実施する例としては、製造機械３ａ〜３ｃに故障が生じると、機械制御装置は表示部に警告を表示する。そして、作業者は、警告を見ることにより、保守作業の期間を設定することができる。このような保守作業の期間としては、保守作業を開始する日時および保守作業が終了する日時が設定されることができる。なお、それぞれの機械制御装置は、自動的に不具合を検出しても構わない。また、それぞれの機械制御装置は、不具合の種類に応じて自動的に保守作業の期間を設定しても構わない。

保守作業を実施するためには製造機械３ａ〜３ｃを停止する必要がある。しかしながら、製造機械３ａ〜３ｃを停止すると生産システム１の生産性は低下する。すなわち、予め定められた期間における物品の製造数が低下する。ここで、製造機械が稼働することができる時間が短くなるために、製造セルにおいて製造計画の数量の物品の処理ができない場合がある。本実施の形態のそれぞれのセル計画装置１１，１２は、物品の製造計画および保守作業の要求を受信する。そして、製造管理装置５は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂにおいて、製造計画の数量の物品の作業を行うことができない場合には、他の製造セルに作業を振り替える振替え制御を実施する。

本実施の形態における第１の製造セル４ａおよび第２の製造セル４ｂは、第１の製造セル４ａにて行う少なくとも一部の作業を第２の製造セルにて実施可能に形成されている。複数の製造セル４ａ，４ｂにおいて、１つの製造セルにて行う作業を他の製造セルにて実施できるか否かは、予め定められている。例えば、第１の製造セル４ａの第１の製造機械３ａが行う作業は、第２の製造セル４ｂの第１の製造機械３ａにて実施することができる。また、第１の製造セル４ａの第２の製造機械３ｂが行う作業は、第２の製造セル４ｂの第２の製造機械３ｂにて実施することができる。

本実施の形態では、第１の製造セル４ａにおいて行う全ての作業は、第２の製造セル４ｂにて実施することができる。また、第２の製造セル４ｂにおいて第１の製造機械３ａが実施する作業および第２の製造機械３ｂが実施する作業は、第１の製造セル４ａにて実施することができる。一方で、第２の製造セル４ｂの第３の製造機械３ｃが実施する作業は、第１の製造セル４ａにおいて行うことができない。このように、本実施の形態の複数の製造セル４ａ，４ｂは、少なくとも一部の作業を他の製造セルに振り替えることができるように形成されている。製造セル同士で作業を移行できるか否かについての情報は、それぞれのセル計画装置１１，１２の記憶部２５に記憶されている。

次に、第１の製造セル４ａにおいて、保守作業のために予め定められた期間にて作業を実施できる物品の数量が製造計画の物品の数量に到達しない場合を例に取りあげて説明する。

図２に、本実施の形態における製造管理装置の制御を説明するフローチャートを示す。図２に示す制御は、任意の時期に実施することができる。例えば、図２に示す制御は、予め定められた期間ごとに実施することができる。または、作業者が保守作業に関する情報を機械制御装置に入力するごとに実施することができる。また、図２に示す制御は、１つのセル計画装置を選定して実施することができる。ここでは、第１のセル計画装置を選定した場合を例示する。

ステップ４１において、それぞれのセル計画装置１１，１２は、対応する製造セル４ａ，４ｂの製造計画を生産計画装置６から受信する。ステップ４２において、それぞれのセル計画装置１１，１２には、対応する製造セル４ａ，４ｂの製造機械３ａ〜３ｃから保守作業の要求を取得する。

次に、ステップ４３において、第１のセル計画装置１１の計画部２１は、製造機械３ａ，３ｂごとに、稼働の期間および保守作業の期間を設定する。計画部２１は、保守作業の要求および製造計画に基づいて、これらの期間を設定する。第２のセル計画装置１２の計画部２１は、製造機械３ａ〜３ｃごとに、稼働の期間および保守作業の期間を設定する。なお、これらの期間は後に修正される場合がある。

次に、ステップ４４において、第１のセル計画装置１１の計画部２１は、第１の製造セル４ａで製造計画の数量の作業を実施できるか否かを判別する。例えば、第１の製造セル４ａで物品に部品を取り付ける場合には、予め定められた期間において製造計画の個数の物品に部品を取り付けることができるか否かを判別する。ステップ４４において、第１の製造セル４ａにおいて、製造計画の数量の作業を実施できない場合には、制御はステップ４５に移行する。

ステップ４５において、第１のセル計画装置１１の計画部２１は、製造計画に対して不足する作業の数量を算出する。例えば、予め定められた期間に作業を行えない物品の個数を算出する。

ステップ４６において、第１のセル計画装置１１の送信部２４は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を、第２のセル計画装置１２に送信する。例えば、第１の製造セル４ａの第１の製造機械３ａが実施する作業が不足する場合に、第２の製造セル４ｂの第１の製造機械３ａにて不足する作業を実施することを依頼する。第２のセル計画装置１２の受信部２３は、第１のセル計画装置１１から振替え要求を受信する。

次に、ステップ４７において、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、予め定められた期間において、製造計画の数量の物品の作業に加えて、振替え要求の作業を実施できるか否かを判別する。例えば、計画部２１は、製造機械３ａ，３ｂが停止している期間を作業時間にすることができるか否かを判定する。ステップ４７において、第２の製造セル４ｂにて振替え要求の数量の作業を実施できるできない場合には、制御はステップ５１に移行する。

ステップ５１においては、第２のセル計画装置１２の送信部２４は、作業の振替え要求が許可できない信号を第１のセル計画装置１１に送信する。第１のセル計画装置１１は、表示部に、予め定められた期間に製造計画の作業をできない旨の警告および作業を振り替えることができなかった警告を表示する。なお、ステップ５１においては、任意の制御を実施することができる。たとえば、第１のセル計画装置１１は、製造計画にて物品を製造できない通知を生産計画装置６に送信することができる。

ステップ４７において、第２の製造セル４ｂにて振替え要求の数量の作業を実施できる場合に、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、第２の製造セル４ｂにて作業を実施することを決定する。第２のセル計画装置１２の送信部２４は、作業の振替え要求を許可する信号を第１のセル計画装置１１に送信する。この時に、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、予め定められた期間における作業の数量が製造計画の数量よりも多くなるように、第２の製造セル４ｂにおける製造機械の稼働の期間および保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正することができる。

次に、制御はステップ４８に移行する。または、ステップ４４において、第１の製造セル４ａにて製造計画の数量の作業を実施できる場合には、ステップ４８に移行する。ステップ４８において、セル計画装置１１，１２の計画部２１は、それぞれの製造セル４ａ，４ｂにおける製造機械３ａ〜３ｃの稼働の期間および保守作業の期間を決定する。

ステップ４９においては、第１のセル計画装置１１の動作プログラム生成部２２は、第１の製造セル４ａに含まれる製造機械３ａ，３ｂの動作プログラムを生成する。ここでは、不足する作業を実施しない動作プログラムが生成される。そして、ステップ５０において、第１のセル計画装置１１の送信部２４は、動作プログラムをそれぞれの製造機械３ａ，３ｂの機械制御装置に送信する。

第２のセル計画装置１２では、ステップ４９において、動作プログラム生成部２２は、第２の製造セル４ｂに含まれる製造機械３ａ〜３ｃの動作プログラムを生成する。ここでは、第１の製造セル４ａにて不足する作業が追加された動作プログラムが生成される。そして、ステップ５０において、第２のセル計画装置１２の送信部２４は、動作プログラムをそれぞれの製造機械３ａ〜３ｃの機械制御装置に送信する。

なお、上記のステップ４４からステップ４７の制御は、第２のセル計画装置１２において、第１のセル計画装置１１の制御の後に実施することができる。そして、第２の製造セルにて実施できる作業の数量が製造計画の作業の数量より小さくなる場合には、第２のセル計画装置１２は、第１のセル計画装置１１に振替え要求を発信することができる。

図２に示す制御の後に、第１の製造セル４ａおよび第２の製造セル４ｂにおいて、物品の製造を実施することができる。実際に作業を行った実績を含む製造実績情報は、生産計画装置６に送信される。第１のセル計画装置１１および第２のセル計画装置１２は、修正後の製造計画に基づいて行った作業の実績を生産計画装置６に送信する。

このように、本実施の形態において、１つのセル計画装置は、対応する製造セルが製造計画の数量の作業を実施できない場合に、不足する作業を実施するように振替え要求を他のセル計画装置に送信する。振替え要求を受信したセル計画装置は、製造計画に基づく稼働の期間および保守作業の期間の少なくとも一方を修正して、不足する作業を実施することができる。

本実施の形態における生産システムは、製造機械の保守作業の期間を適切に確保すると共に、生産システムの生産性の低下（予め定められた期間における生産システムの作業量の低下）を抑制することができる。この結果、製造機械の故障を事前に防いだり、生産システムの生産能力を高く維持したりすることができる。また、生産計画装置により送信される製造計画を満たすように物品を製造することができる。

上記の実施の形態においては、第２の製造セルにて振替え要求の作業の少なくとも一部を実施できない場合には、警告を発信する制御を行っている。制御は、この形態に限られず、第２の製造セルにおいて、振替え要求の作業の一部が実施できる場合には、一部の作業を実施しても構わない。そして、第１のセル計画装置は、表示部に製造計画の一部の作業を実施できないことを示す警告を表示しても構わない。

図３に、本実施の形態における第２の生産システムのブロック図を示す。第２の生産システム２は、２個の製造セル４ａ，４ｂに加えて第３の製造セル４ｃを備える。第３の製造セル４ｃは、第１の製造機械３ａと第２の製造機械３ｂとを含む。第２の生産システム２の製造管理装置５は、第３の製造セル４ｃを制御する第３のセル計画装置１３を備える。

第３のセル計画装置１３は、第１のセル計画装置１１および第２のセル計画装置１２と同様の構成を有する。すなわち、第３のセル計画装置１３は、計画部２１、動作プログラム生成部２２、受信部２３、送信部２４および記憶部２５を含む。第３のセル計画装置１３は、通信装置により生産計画装置６と通信が可能に形成されている。また、第１のセル計画装置１１、第２のセル計画装置１２、および第３のセル計画装置１３は、通信装置により互いに通信ができるように形成されている。

第１の製造セル４ａ、第２の製造セル４ｂおよび第３の製造セル４ｃは、第１の製造機械３ａおよび第２の製造機械３ｂが実施する作業を互いに振り替えることができるように形成されている。例えば、第１の製造セル４ａにて実施する作業は、第２の製造セル４ｂおよび第３の製造セル４ｃにて実施することができる。

ここでは、第１の製造セル４ａにおいて、製造計画の数量の作業が実施できない場合を例示する。第１のセル計画装置１１は、作業の振替え要求を第２のセル計画装置１２に送信する。

第２の製造セル４ｂにおいて、第１のセル計画装置１１から受信した振替え要求の数量の作業が実施できない場合に、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、不足する作業の数量を算出する。そして、第２のセル計画装置１２の送信部２４は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を第３のセル計画装置１３に送信する。第３のセル計画装置１３の計画部２１は、予め定められた期間において作業する物品の量が多くなるように、第３の製造セル４ｃにおける製造機械３ａ，３ｂの稼働の期間および保守作業の期間の少なくとも一方を修正する制御を実施する。

図４に、本実施の形態における第２の生産システムの制御のフローチャートを示す。ステップ５８においては、それぞれのセル計画装置１１〜１３は、製造セル４ａ〜４ｃの製造計画を生産計画装置６から受信する。ステップ５９においては、それぞれのセル計画装置１１〜１３は、対応する製造セル４ａ〜４ｃに含まれる製造機械３ａ〜３ｃから保守作業の要求を取得する。ステップ６０において、セル計画装置１１〜１３は、製造計画および保守作業の要求に基づいて、製造機械３ａ〜３ｃの稼働の期間および保守作業の期間を設定する。これらの期間は後の工程において修正される場合がある。

次に、ステップ６１において、全ての製造セル４ａ〜４ｃにおいて、製造計画の作業の数量を実施できるか否かを判別する。それぞれのセル計画装置１１〜１３の計画部２１は、対応する製造セル４ａ〜４ｃにおいて製造計画の全ての作業を実施できるか否かを判別する。ステップ６１において、全ての製造セル４ａ〜４ｃにおいて、製造計画の数量の作業を実施できる場合には、制御はステップ６８に移行する。一方で、ステップ６１において、少なくとも一部の製造セル４ａ〜４ｃにおいて、製造計画の数量の作業を実施できない場合には、ステップ６２に移行する。

ステップ６２においては、製造計画の数量の作業を実施できない１つの製造セルを選定する。ここでは、第１の製造セル４ａにおいて、製造計画の数量の作業を実施できない場合を例示する。

次に、ステップ６３において、第１の製造セル４ａにて行う作業を実施することができる他の製造セルがあるか否かを判別する。第２の生産システム２では、第２の製造セル４ｂおよび第３の製造セル４ｃにおいて、第１の製造セル４ａで行う作業を実施することができる。ステップ６３において、他の製造セルにて作業を実施することができる場合には、制御はステップ６４に移行する。

ステップ６４において、第１のセル計画装置１１の計画部２１は、第１の製造セル４ａにて不足する作業の数量を算出する。そして、ステップ６５において、第１のセル計画装置１１の送信部２４は、作業の振替え要求を送信するセル計画装置を選定する。ここでは、第１のセル計画装置１１の送信部２４は、第２のセル計画装置１２に対して、作業の振替え要求を発信する。

ステップ６６において、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、振替え要求の数量の作業を第２の製造セル４ｂにて実施できるか否かを判別する。ステップ６６において、第２の製造セル４ｂにおいて、第１の製造セル４ａにて実施できない作業の全てを実施できる場合には、制御はステップ６７に移行する。

ステップ６６において、第２の製造セル４ｂにおいて、振替え要求の少なくとも一部の作業を実施できない場合には、制御はステップ６３に移行する。ステップ６３においては、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、更に他の製造セルがあるか否かを判別する。ここでの例は、第３の製造セル４ｃにて作業を実施することができる。

そして、ステップ６４において、第２のセル計画装置１２の計画部２１は、第２の製造セル４ｂにて不足する作業の数量を算出する。ステップ６５においては、第２のセル計画装置１２の送信部２４は、第３のセル計画装置１３に、作業の振替え要求を発信する。

ステップ６６において、第３のセル計画装置１３の計画部２１は、振替え要求の数量の作業を実施できるか否かを判別する。ステップ６６において、第３の製造セル４ｃにおいても、残存する数量の作業を実施できない場合には、制御はステップ６３に戻る。そして、ステップ６３において、第１の製造セル４ａの作業を実施できる他の製造セルはないと判別されて、制御はステップ７１に移行する。

ステップ７１においては、例えば、第１のセル計画装置１１に配置されている表示部に、製造計画の数量の作業を実施することができないことを含む警告を表示して、この制御を終了する。

ステップ６６において、第２の製造セル４ｂおよび第３の製造セル４ｃにおいて、第１の製造セル４ａにて実施できない作業の全てを実施できる場合には、制御はステップ６７に移行する。

ステップ６７においては、製造計画の数量の作業を実施できない製造セルを全て選定したか否かを判別する。ステップ６７において、製造計画の数量の作業を実施できない製造セルが残存する場合には、制御はステップ６２に移行する。そして、ステップ６２において、新たに製造計画の数量の作業を実施できない１つの製造セルを選定する。この後に、ステップ６３からステップ６６の制御を実施する。ステップ６７において、製造計画の数量の作業を実施できない製造セルを全て選定した場合には、ステップ６８に移行する。

ステップ６８においては、セル計画装置１１〜１３の計画部２１は、予め定められた期間における製造機械３ａ〜３ｃの稼働の期間および保守作業の期間を決定する。

なお、振替え要求を受信したセル計画装置は、振替え要求の作業を実施できるか否かを判別する。この後に、振替え要求を受信したセル計画装置は、振替え要求を発信したセル計画装置に判定結果を送信している。

ステップ６９において、セル計画装置１１〜１３の動作プログラム生成部２２は、対応する製造セル４ａ〜４ｃの製造機械３ａ〜３ｃの動作プログラムを生成する。そしてステップ７０において、セル計画装置１１〜１３の送信部２４は、対応する製造セル４ａ〜４ｃの機械制御装置に動作プログラムを送信する。この後に、それぞれの製造セル４ａ〜４ｃにおいて動作プログラムに基づいて製造機械３ａ，３ｂが駆動して物品を製造することができる。

本実施の形態の第２の生産システムにおいて、製造管理装置５は、３個以上の製造セルに対応して接続された３個以上のセル計画装置を備える。１つのセル計画装置において要求される数量の作業を実施できない場合に、１つのセル計画装置は、要求される作業の数量に対して不足する作業の数量を算出する。そして、１つのセル計画装置は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を他のセル計画装置に送信する振替え制御を実施する。そして、製造管理装置５は、製造計画の数量の作業を実施できるまで振替え制御を繰り返している。

第２の生産システムの制御により、保守作業を実施すると１つの製造セルで実施できない作業を複数の製造セルに効率よく振り分けることができる。３個以上の製造セルを有する生産システムにおいて、全ての製造セルにて不足する作業を実施できるか否かを検討することができる。この結果、生産システムは、予め定められた期間に製造計画の数量の作業を実施できないことを抑制することができる。

上記の実施の形態では、第１の製造セルにて不足する作業を第２の製造セルに振り替えている。そして、第２の製造セルにおいても作業が不足する場合には、第２の製造セルにて不足する作業を第３の製造セルに振り分けている。振替え制御としては、この形態に限られず、不足する作業を実施できる任意のセル計画装置に振替え要求を送信することができる。例えば、第１の製造セルにて製造計画の数量の作業を実施できない場合には、第３のセル計画装置に振替え要求を送信しても構わない。ここで、振替え要求を送信するセル計画装置の順序を予め定めておいても構わない。または、１つのセル計画装置から複数のセル計画装置に対して、振替え要求を発信しても構わない。

なお、それぞれのセル計画装置において、要求される数量の作業を予め定められた期間に実施できない場合には、振替え要求を発信する前に、作業の数量を増加する任意の制御を実施することができる。例えば、許容される範囲内で、製造機械における処理速度を速くしても構わない。すなわち、製造機械の作業の速度を速くすることにより、予め定められた期間における作業の数量を増加させる制御を行っても構わない。

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。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。

１，２ 生産システム
３ａ，３ｂ，３ｃ 製造機械
４ａ，４ｂ，４ｃ 製造セル
５ 製造管理装置
６ 生産計画装置
１１，１２，１３ セル計画装置
２１ 計画部
２２ 動作プログラム生成部
２３ 受信部
２４ 送信部

Claims (3)

1. 物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第１の製造セルおよび製造機械が含まれる第２の製造セルを制御する製造管理装置であって、
   前記第１の製造セルの製造機械に接続された第１のセル計画装置と、
   前記第２の製造セルの製造機械に接続された第２のセル計画装置とを備え、
   それぞれのセル計画装置は、製造機械からの保守作業の要求および予め定められた期間における生産計画装置からの前記製造計画の数量を受信する受信部と、
   前記保守作業の要求および前記製造計画に基づいて、前記製造機械を稼働する期間および前記保守作業を実施する期間を設定する計画部と、
   他のセル計画装置に予め定められた情報を送信する送信部とを含み、
   前記第１のセル計画装置の計画部は、前記製造計画の数量の作業を行えない場合に、前記製造計画の数量に対して不足する作業の数量を算出し、
   前記第１のセル計画装置の送信部は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を第２のセル計画装置に送信し、
   前記第２のセル計画装置の計画部は、前記第１のセル計画装置から振替え要求を受信した場合に、予め定められた期間において作業の数量が多くなるように、前記第２の製造セルにおける前記製造機械の稼働の期間および前記保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正することを特徴とする、製造管理装置。
2. ３個以上の製造セルに対応して接続された３個以上のセル計画装置を備え、
   １つのセル計画装置において要求される数量の作業を行えない場合に、前記１つのセル計画装置は、要求される作業の数量に対して不足する作業の数量を算出した後に、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を他のセル計画装置に送信する振替え制御を実施するように形成されており、
   複数のセル計画装置は、前記製造計画の数量の作業を実施できるまで振替え制御を繰り返す、請求項１に記載の製造管理装置。
3. 前記生産計画装置に接続され、製造機械が含まれる第３の製造セルを制御するように形成されており、
   前記第３の製造セルの製造機械に接続された第３のセル計画装置を更に備え、
   前記第２の製造セルにおいて振替え要求の数量の作業を行えない場合に、前記第２のセル計画装置の計画部は、振替え要求に対して不足する作業の数量を算出し、
   前記第２のセル計画装置の送信部は、不足する作業の数量の情報を含む振替え要求を前記第３のセル計画装置に送信し、
   前記第３のセル計画装置の計画部は、前記第２のセル計画装置から振替え要求を受信した場合に、予め定められた期間における作業の数量が多くなるように、前記第３の製造セルにおける前記製造機械の稼働の期間および前記保守作業の期間のうち少なくとも一方を修正する、請求項１に記載の製造管理装置。

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