JP2018129030A - 製品の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造設備によって生成されるデータを活用して、生産性の向上を実現させた製品の製造方法および製造装置を提供する。【解決手段】複数の製造工程を経て製品90を製造する製造方法であって、前記製品が製造される製造設備40の設備データD3を取得する工程と、前記製品90から製品データD1を取得する工程と、前記設備データD3と前記製品データD1をデータ収集部70に格納する工程と、前記設備データD3と前記製品データD1とを関連付ける工程と、前記製品データD1の異常を判断する工程と、前記製品90に異常が発生した場合に、異常とされた製品と関連付けられた、設備異常データD3nおよび製品異常データD1nの両方またはいずれか一方を特定する工程と、該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む製品の製造方法。【選択図】図3

Description

本発明は、吸収性物品や発熱体等の、複数の製造工程を経て製造される製品の製造方法および製造装置に関する。
生産ラインにて製造した製品に不具合が発生した場合(例えば、製造工程における品質検査において不良品が発見されたとき、消費者から苦情を受けたとき等)、迅速にその原因を究明する必要がある。また、製造した製品に不具合が発生した場合の他、生産ラインにおいて機械トラブルが発生した際にも、迅速な原因究明が求められる。
特許文献1には、製品の生産中に、構成部品の逐次付加を行って複合製品を製造する製造プロセスにおける品質情報システムが記載されている。構成部品は連続したウェブ材料や不連続なウェブ材料から成る。品質情報システムは検査システムと品質データサブシステムとから構成される。検査システムは、生産される複合製品のサンプルセットの品質を自動検査し、検査した状態に関連づけられた品質パラメータを提供する。品質データサブシステムは、複数の品質パラメータを取得して保存する。
特許文献2には、製品バーコード、オフラインの工程管理測定値、インラインセンサー測定値、アンケート(音声やビデオ)結果の相関データから、製品またはプロセスパラメータを再設計する設計方法が記載されている。また、製品識別子(シリアル番号やバーコード)情報を格納するデータベース、製造データ、消費者からのフィードバックデータの記録モジュールとそれぞれの相関から品質情報を生成する、品質追跡システムが開示されている。
さらに特許文献3には、吸収性物品(おむつ)の製造方法が開示されている。その製造方法における検査対象は基材と後ろフラップである。その検査は、それぞれが通信ネットワークに接続された第一センサと第二センサとコントローラとで行う。そして、検査パラメータとプロセスパラメータと消費者フィードバックパラメータとを相関させる。この相関から、検査パラメータまたは消費者フィードバックパラメータの少なくとも1つに基づいて、プロセスパラメータ(印加圧力)を調整する。
近年、通信ネットワークの高速・大容量化が進み、また、検査機器の性能向上も相まって、生産ラインにおいて設備,製品に関して膨大なデータが生成されている。
国際公開第2004/015509号 国際公開第2015/034713号 国際公開第2015/034891号
上記特許文献1〜3には、生産ラインを構成する製造設備から発生するデータを取得し、製品のデータと関連付けて保管、活用することについて記載されていない。製造設備、製品に関する膨大なデータを活用することができれば、生産性向上、製品の品質向上を図ることが期待できる。
すなわち、生産ラインの製造設備において製造した製品に不具合が発生した場合の迅速な原因究明、および製造設備における機械トラブル発生の際の迅速な原因究明を実現できる可能性がある。さらには機械トラブルが発生する前にその発生を予測して、事前に保全が図れる可能性がある。そのためには膨大なデータを取り扱う必要があるが、汎用のデータロガーによって収集、蓄積できるデータ点数は数点から数十点しかない。このため、製造設備によって発生する膨大なデータを取得し、保管することができなかった。また、データは単に保管するだけではなく、時系列によって同時にサンプリングし、データ同士を関連付けて、蓄積することによって、その有効な活用が期待される。
本発明は、製造設備によって生成されるデータを活用して、生産性の向上を実現させた製品の製造方法および製造装置に関する。すなわち、不良品のトレーサビリティを向上させることができ、設備、製品に異常が発生した際の迅速な原因究明を実現させることによって、械稼働率の向上、および製品良品率の向上を実現することに関する。
本発明は、複数の製造工程を経て製品を製造する製造方法であって、
前記製品を製造する製造設備の設備データを取得する工程と、
前記製品から製品データを取得する工程と、
前記設備データと前記製品データをデータ収集部に格納する工程と、
前記設備データと前記製品データとを関連付ける工程と、
前記製品データの異常を判断する工程と、
前記製品に異常が発生した場合に、異常とされた製品と関連付けられた、設備異常データおよび製品異常データの両方またはいずれか一方を特定する工程と、
該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む製品の製造方法を提供する。
本発明は、複数製造工程に対応して製品が製造される製造装置であって、
前記製品が製造される複数の製造設備と前記製品が検査される複数の検査装置を有し、
前記製造設備が有する製造パターンが検出されるセンサと、
関連付けされた、前記検査装置にて得られた製品データと、前記センサにて検出された製造パターンデータと、が格納されるデータ収集部とを有し、
前記データ収集部は、前記製品データが処理される補助中央処理装置と、
関連付けされた、前記製造設備の設備状態が示された設備データと、前記補助中央処理装置にて処理された補助装置収集データと、前記製造パターンデータと、が処理される主中央処理装置と、
前記主中央処理装置にて処理された主装置収集データが格納されるデータベースサーバと、を有する製品の製造装置を提供する。
本発明の製品の製造方法は、製造設備によって生成されるデータを活用して、生産性の向上を実現させることができる。すなわち、不良品のトレーサビリティが向上されることによって、異常発生の際の迅速な原因分析が可能になり、機械稼働率の向上、製品良品率の向上を実現できる。
本発明の製造の製造装置は、生産に関するデータを活用でき、生産設備のトレーサビリティを向上させることによって、異常発生の際の迅速な原因分析が可能になり、機械稼働率の向上、製品良品率の向上を実現できる。
本発明に係る製品の製造装置の好ましい一例を示した概略構成図である。 製造装置の製造設備の好ましい一例を示した概略構成図である。 図1に示した製品の製造装置の生産ラインおよびデータ収集部の好ましい一例を示した概略構成図である。 データ収集部の詳細の一例を示したブロック図である。 データの関連付けの一例を示した概略構成図である。 データの関連付けを示す収集データの具体的な一例を示した図面である。 トリガによる収集データの保存開始と保存停止の一例を示した図面である。 紙継前後の原反径と時間の関係、紙継と時間の関係、および面積値と時間の関係の一例を、それぞれの時間軸をそろえて示したグラフである。 製品の製造方法を吸収性物品の製造方法に適用した一例を示した工程ブロック図である。 吸収体成形部としての積繊装置の一例を示した構成図である。 正常品の吸収体の前後方向断面図である。 異常品の吸収体の前後方向断面図である。 異常品の吸収体表面を撮像した画像の一例を示したイメージ図である。 吸収体の濃淡値の求め方の一例を示した平面図である。 抜け面積値と積繊吸引周波数との関係を示したグラフである。 吸収体のプレス加工部の一例を示した概略構成図である。 正常品の吸収体の長手方向断面図である。 異常品の吸収体の長手方向断面図である。 変位センサの測定結果を示した吸収体高さと測定位置との関係図である。 エンボス加工部の一例を示した概略構成図である。 異常品の吸収体の上面図である。 正常品の吸収体の上面図である。 エンボスの圧痕濃淡値とエンボスクリアランスとの関係を示したグラフである。 エンボスを有する吸収体画像の一例を示した平面図である。 エンボスの圧痕濃淡値と抜け面積値(積繊吸引周波数)との関係を示したグラフである。 発熱体の製造装置の一例を示した構成図である。 塗料層の表面形状の測定結果を示した高さと位置との関係図である。 発熱体位置精度(標準偏差)と塗料層断面積(ポンプ回転数)との関係を示したグラフである。
本発明に係る製品の製造方法の好ましい一実施形態について、吸収性物品の製造方法を一例として、図面を参照しながら、以下に説明する。まず、製造装置の好ましい一例について、図1を参照して説明する。
図1に示すように、製造装置10は、複数の生産ライン20と、それらの生産ライン20を管理する工場中央処理装置30を備える。工場中央処理装置30は、生産ライン20毎の「生産枚数」、「良品枚数」、「稼働時間」、「停止時間」、「停止回数」、「品種番号」、「センサ毎の排出回数」を処理する。各生産ライン20は、図示していない製造設備を繋ぐラインネットワーク21に生産ラインの稼働、停止等を制御するライン中央処理装置22を備える。また各製造設備を制御する設備中央処理装置23、生産ラインの稼働状況を表示するライン表示装置24、後述する検査装置50を備える。さらに、すべての生産ライン20について図示はしていないが、各生産ライン20には、それぞれのラインネットワーク21に、データ収集ネットワーク25を備えるデータ収集部70が配される。図1では代表してNo.XXラインのラインネットワーク21に配されるデータ収集部70を記載した。それぞれのラインネットワーク21は、そこに配されるデータ収集部70のデータ収集ネットワーク25が接続される。なお、データ収集部70についての詳細は後述する。上記のラインネットワーク21は、例えば、後述する製造設備同士を繋ぐネットワークである。
図2に示すように、製造設備40は、インラインに配され、加工工程を行う加工装置43、検査工程を行う検査装置50、等を有する。加工装置43には、例えば、原材料を処理する加工装置43A、仕掛品を処理する加工装置43B、等が含まれる。各加工装置43からは設備データD3を得ることができる。インラインにおける検査装置50には、例えば、原材料番号を取得して製品データに記憶させる検査装置50a、加工後の検査を行う検査装置50b、製品番号を付与する検査装置50c等がある。一方、オフラインには、オフラインにて検査工程を行う検査装置50が配される。この検査工程は、例えば、製品の最終検査として、形状、寸法、質量等を検査する。各検査装置50からは製品データD1を得ることができる。製造設備40内は仕掛品が対応する。製品データD1には、完成品のみならず仕掛品の製品データも含む。
図3に示すように、製造装置10は、製品90を製造するための複数の製造設備40と製造中の製品90(仕掛品)を検査する複数(例えばA〜Y)の検査装置50とを有する複数の生産ライン20を備える。すなわち、製品90は、仕掛品の製品も完成品の製品も含む。
製造設備40から得られる設備データD3(D3A、D3B、…、D3M)は、製造設備40内に配した設備主制御CPU41および設備補助制御CPU42(42A、42B、…、42M)から、直接、データ収集部70の主中央処理装置72に送信される。また、設備補助制御CPU42から得られる設備補助データD4(D4A、D4B、…、D4M)は、設備補助制御CPU42(42A、42B、…、42M)と設備主制御CPU41との間で送信される。設備主制御CPU41に集めた設備補助データD4を設備データD3として主中央処理装置72に送信できる。なお、各図面では、各種「データ」の通信経路を便宜上、矢印にて示した。以下、同様である。またCPUは中央処理装置を意味する。
主中央処理装置72は、製造設備40内に配した設備主制御CPU41や設備補助制御CPU42のデータを読み込むか、もしくは設備主制御CPU41や設備補助制御CPU42のデータを書き込む。設備主制御CPU41と主中央処理装置72、設備補助制御CPU42と主中央処理装置72との通信は、通常の通信方法として、例えばLAN(Local Area Network)を用いることができる。LANとしては、例えば、イーサネット(登録商標)(Ethernet(登録商標))による通信が望ましい。これによって、設備主制御CPU41や設備補助制御CPU42のソフトウエアおよびハードウェアを大幅に修正することなく、データ収集部70に設備データD3を収集することができる。上記のようにして、製品データD1と設備データD3とをデータ収集部70に格納する(データの格納工程)。
また、製造装置10は、加工装置43が備える製造パターン44を検出するセンサ60を有する。センサ60は、近接センサとこの近接センサを動作させるドグからなる。
さらに検査装置50にて得た製品データD1(D1A、D1B、…、D1Y)とセンサ60にて検出した製造パターンデータD2とを関連付けて格納されるデータ収集部70を有する。具体的には、例えば、検査装置50にて得た製品90の形状に関する製品データD1と、センサ60が検出した製品形状を作製した加工装置43の製造パターン44の製造パターンデータD2とを関連付けて、データ収集部70に格納する。このように関連付けされていることによって、製品データD1に異常が発見された場合、異常が発生した製品データD1と関連付けされている製造パターンデータD2をすぐに検索できる。このため、加工装置43の異常が発生した箇所を容易に見出せる。
データ収集部70は、補助中央処理装置71と主中央処理装置72とを有する。補助中央処理装置71では製品データD1が処理される。具体的には、検査装置50にて取得した製品データD1のデータ形式(例えば、通信規格、ファイル形式、等)を主中央処理装置72にて取り扱えるように変換する。したがって、検査装置50から得られる製品データD1を主中央処理装置72に直接入力できれば、補助中央処理装置71を省略できる。
また主中央処理装置72では、製造設備40の設備状態を示した設備データD3と補助中央処理装置71により処理された補助装置収集データD5と製造パターンデータD2とが関連付けて処理される。
具体的には、図4に示すように、主中央処理装置72は2台の主中央処理CPU72A、72Bを搭載している。1台目の主中央処理CPU72Aにて設備主制御CPU41や設備補助制御CPU42(42A、…、42M)、補助中央処理装置71のデータを一括で入手する。この時のサンプリング周期は、製品1枚毎の加工周期以下の時間とする。
主中央処理CPU72Aにて入手したデータを、製品1枚毎の周期で主中央処理CPU72Bに送信する。このようにして、設備毎にばらばらに取ったデータを同一時系列のデータに並べることができる。このとき、2種類のトリガによってデータ保存を行う。データ保存の詳細は後述する。
このように、時系列にデータをそろえて収集することによって、異常発生のタイミングを追跡することができる。上記の主中央処理装置72では、時刻同期のために主中央処理CPU72A単独にてデータ収集を一括で行う。
具体的な関連付けは、工程間の距離(加工枚数)に基づいてデータを比較することで可能となる。設備データD3と製品データD1とを関連付ける工程は、加工枚数で表される製造工程間の距離に基づき行われる。例えば、図5に示すように、シート原反91から送り出されたシート92は、ベルトコンベア81によって搬送され、カッター82によって切断される。切断されたシート93は、ベルトコンベア83によって一定の間隔をあけてベルトコンベア83上に再配置(リピッチ)される。リピッチされた切断されたシート93は、撮像装置84によって撮像される。その後、切断されたシート93は種々の加工工程を経て処理され完成した製品90になる。製品90は、製造番号付与工程に進み、製造番号付与装置85によって製造番号が付与される。製造番号付与工程は、製品1枚毎に異なる製造番号を製品90に印字する。また製造番号付与工程は、製品90が連続ウェブ状の状態で印字されてもよい。さらに製造番号付与工程は、1枚以上の製品90を包装する包装体に印字してもよい。図中の流れ方向とは各シートや製品90の搬送方向である。
製造番号に起因するその他のデータを関連付けする場合、製造番号付与装置85による製造番号付与位置85Aと、他の工程の位置までの距離を事前に確認しておく。他の工程の位置として、図示例では、撮像工程における撮像装置84による撮像位置84A、シート原反91の送り出されたシート92を送り出す位置である原反位置91A、等が挙げられる。ここで、それぞれの距離を、切断したシート枚数に対応させる。一例として、撮像位置84Aは製造番号付与位置85Aから50枚目である。原反位置91Aは製造番号付与位置85Aから60枚目である。製造装置によって上記距離に対応するシート枚数は変わる。このように、シート枚数に対応させることで、製造番号付与位置85Aからの撮像位置84Aや原反位置91Aまでの距離を特定することができる。
したがって、図6に示すように、製造番号1006151のタイミングにおける収集データは、カメラ計測値=54pix.(ピクセル)、原反径=699mmであるが、このデータは製造番号1006151の関連データではない。製造番号付与位置85A(図5参照)と撮像位置84A(図5参照)までの製品枚数は50枚である。したがって、データを50枚遡ったNo101の撮像位置におけるカメラ計測値52pix.が、製造番号1006151に関連付けられた値となる。また、原反位置91A(図5参照)に関連付けられる製造番号は、データを60枚遡ったNo.91の1006091になる。この原反径値759mmが製造番号1006151に関連付けられた値となる。したがって、製造番号1006151に関連付けられたカメラ計測値は52pix.、原反径値は759mmとなる。上記カメラ計測値とは、撮像装置84(図5参照)によって撮像された画像データに基づいて求めた材料表面の傷面積値である。傷面積値とは、材料表面に認められた傷の総面積(pix.)である。図6に示したカメラ計測値の単位はpix.(ピクセル)であり、原反径の単位はmmである。
主中央処理CPU72Aからの送信データは主中央処理CPU72Bにて一時的に保存されて、一定時間蓄積毎に後述するデータベースサーバ73に送信される。この際、ファイル転送プロトコル(FTP)によりデータ通信を行うため、主中央処理CPU72Bのデータロギングを止めずにデータ転送できる。
以下に送信間隔の一例を示す。
例えば、加工速度が製品90としての吸収性部物品300枚/分、すなわち、吸収性物品1枚あたりの加工時間が200msの時、主中央処理CPU72Aから設備主制御CPU41への読み込み周期Fwは、例えば、10ms、100ms、1000msに設定される。また、主中央処理CPU72Aから補助中央処理装置71への読み込みは、例えば周期Fsm=20msに設定される。さらに、主中央処理CPU72Aから主中央処理CPU72Bへの送信周期Ftは、トリガを利用して、例えば1枚当たりの加工時間200msに設定される。トリガ間隔は、例えば、200msに設定される。
主中央処理CPU72Bからデータベースサーバ73への送信周期Fftpは、例えば1分に設定される。
また図3、図4に示すように、データ収集部70は、主中央処理装置72のよって処理した主装置収集データD6が格納されるデータベースサーバ73を有する。
上記データベースサーバ73は、内部にデータベースを有し、データベース管理システムが稼動するサーバである。例えば、作業者からのリクエストなどに対してデータベースの検索などの処理をして、処理結果を返す動作を行う。データベース管理システムは、コンピュータのデータベースを構築するために必要なデータベース運用、管理のためのソフトウエアをいう。また、データベースとは、データ形式をあらかじめ定義して、統合的に管理できるファイル構造のことをいう。
さらにこのデータベースサーバ73に格納されたデータベースデータD7を表示する表示装置74を有する。表示装置74には、液晶ディスプレイや有機EL(有機エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ等の一般的なディスプレイが挙げられる。
次に、製品の製造方法の好ましい一例を、図3を参照して説明する。
本発明の製品の製造方法は、製品90を製造する生産ライン20(図1参照)を構成する製造設備40の設備データD3および設備補助データD4に対して、製品90ごとにトレーサビリティを有する。トレーサビリティは追跡可能性ともいう。すなわち、製品90の生産段階から消費段階(廃棄段階)まで追跡可能な状態であることをいう。
本製造方法では、複数の生産ラインのうちの一つの生産ラインに着目していて、以下の工程を行う。なお、全生産ラインの個々の生産ラインについて以下の工程を行うことも可能である。
まず、製品90ごとに検査装置50にて製品90の状態を検査して製品データD1を取得する(製品データの取得工程)。例えば、製品データD1は、製造設備40にて加工を行う際中に取得される。そのため、製造設備40と検査装置50とは関連付けされる。検査装置50が複数ある場合には、各検査装置50(50A、50B、…、50Y)にて検査して得た製品データD1(D1A、D1B、…、D1Y)が取得される。製品90の状態とは、形状、厚さ、密度、等が挙げられる。上記製品データD1は、位置、面積、寸法、密度、等が挙げられる。位置の例として、例えば、吸収性物品の弾性部材の走行位置や、吸収体貼り合わせ位置、製品蛇行位置などが挙げられる。面積とは、検査装置50で取得した画像を処理して得た製品90のパターンの、例えば、平面視した面積、断面の面積、等をいう。寸法とは、検査装置50にて取得した画像を処理して得た製品90の、例えば、パターンの長さ、幅、厚さ、パターンがなす角度、等をいう。また吸収体の形状、厚さ、坪量等が挙げられる。
次に、製品データD1と、生産ライン20の設備状態を示した設備データD3との関連付けを行う(データ関連付け工程)。設備データD3としては、例えば、製造設備40の稼働状況として、生産枚数、運転時間、停止回数、運転速度等のデータが挙げられる。
その他に、ロール温度、原反径、使用軸、サーボモータの負荷率や回転数、紙継のタイミング、パターン操作情報、画像計測値、パターンの位置、製品カウンタ、等のデータが挙げられる。これらの設備の全データ数は、一例として1000点から2000点程度である。
ロール温度には、例えば、切断加工、エンボス加工、シール加工、等の加工を行う各加工ロールの温度や、各加工ロールに対向配置されたアンビルロールの温度のデータが挙げられる。
原反径には、原反の現在の巻出し径が挙げられる。
使用軸には、同一工程を行う複数の軸のうち、使用している軸が規定される。
サーボモータは、製品の、位置データ、方位データ、姿勢データ、等を制御量として、目標値に追従するように自動にて作動するものである。サーボモータの設備データD3として、回転数(回転速度)、軸の負荷率、等のデータが挙げられる。回転数は、例えば、原反から繰り出した原反速度を一定にした場合、巻中か、巻外かによって変化する。
紙継のタイミングには、紙継の直前、直後の紙継のタイミングデータが挙げられる。
パターン操作情報には、パターンの位置合わせデータが挙げられる。
画像計測値には、検査装置にて取得した画像を検査装置内の図示していない画像処理装置にて画像処理をした画像処理データから読み取った、位置、面積、形状、等のデータが挙げられる。
パターンの位置には、積繊ドラム、カッター、サイドシール等の、製造設備内において複数枚の加工を行う加工装置内の加工ユニットの、X番目ごとに繰り返されるデータが挙げられる。Xは2以上の自然数とする。例えば丁数番目のデータが挙げられる。
製品カウンタには、例えばプリンタによる印字による、製造年月日、時刻、工場のライン番号、ロット番号、製造番号、材料の管理番号、等のデータが挙げられる。製造番号等の上記項目の印字には、有色インクによる印字の他に無色インクによる印字も含む。無色インクには、紫外線に当てることで可視化できるUVインクなどが挙げられる。
製品データD1と設備データD3との関連付けは、製造工程間の距離に基づいて行われる。具体的には、製品90毎にその製品90を加工した製造設備40の設備データD3に製品90の例えばロット番号または製造番号を対応させて行う。さらに、それぞれの検査装置50にて取得した個々の製品データD1と、個々の製品データD1を取得した部位を作製した製造設備40の製品パターンの設備データD3とを関連付ける。このとき、個々の製品データD1を取得した時刻と、個々の製品データD1が取得された製品90の部位を製造設備40にて加工した時刻とには差異が生じているため、その時間的差異を調整することが好ましい。
その後、関連付けされた製品データD1と設備データD3とをデータ収集部70に格納する(関連付けデータの格納工程)。
生産ライン20に仕掛中の製品90または生産ライン20にて実施する工程を終了した製品90について製品データD1の製品異常を検出(判断)する。そして製品異常が発生したとき、製品データD1のうち、製品異常を起こした製品90と関連付けられた製品異常データD1n(図示せず)を特定する。特定した製品異常データD1nに基づいてトレースする。ここでは製品異常とされた製品と関連付けられた設備異常データD3nをトレース(異常製品のトレース工程)してもよい。または異常とされた製品と関連付けられた、設備異常データD3nと製品異常データD1nとの両方をトレースしてもよい。ここでいうトレースとは、一例として、製品異常データD1nに基づいて異常を起こした製品90の生産過程を追跡することをいう。そしてトレースした結果、製品異常データD1n及び設備異常データD3nの両方またはどちらか一方を特定する。これによって、製品異常の原因となった製造工程をさらに特定する。特定された製造工程の製造設備の設備異常データD3nから異常があった製造設備40の状態を調べることができる。
例えばトレースによって、製品異常を起こした加工装置43の製造パターン44の異常部位を特定して設備異常データD3n(図示せず)を得る(設備異常データの取得工程)。
設備異常データD3nを表示装置74の画面74S上に見える化することが好ましい(見える化工程)。「見える化」とは、製品の生産現場における管理方法の一つである。製品の生産では、生産計画、生産の実施、製品評価、製品の問題点の検証などといった種々の活動実態を、生産にたずさわる人が具体的に把握できるようにすることをいう。例えば、表示装置の画面上に上記活動実態を見えるようにすることをいう。また、生産上の問題解決や改善にあたっては、生産現場レベルに合わせて能動的に対策を講じ、改善や向上が図られるような方法が確立されている。このように「見える化」は、見えるようになった問題点について、その対処の判断基準が常に生産現場内にて共有され、問題や課題に対する改善が、繰り返し行われていく状態にあることをいう。具体的な見える化のデータとしては、例えば、機械の稼働率、製品の良品率、機械の停止回数、不良品の排出回数の推移、製品の形状および製品の欠陥、等を計測するセンサデータの時系列グラフ等がある。
上記の製品異常の原因となった製造工程の特定に基づいて、見える化された製造設備40の異常部位を修復する(製造設備の修復工程)ことができる。修復する際には、製造設備40の稼働を一旦停止して、製造設備40の修復対象となっている部位の修復を行う。例えば、製造設備40の異常部位に関する機械パラメータを調整してその異常部位を修復する。このとき、修復対象の製造設備を有する生産ライン20の製造設備全体を停止するか、否かは、修復箇所、修復程度によって判断される。このような修復では、フィードバック制御はしていないが、見える化により、製造設備40の異常箇所の修復方法として、例えば機械パラメータの修正方法を示す。例えば、エンボスロールによるエンボス加工工程において、画像で圧痕の付き具合を確認しながら、エンボスロールのクリアランスやロール温度を調整することができる。
また修復対象によっては、フィードバック制御により、自動にて修復を行うことも可能である。例えば、上述したエンボス加工工程のクリアランス調整や温度調整などは、フィードバック制御可能である。
上記製品の製造方法は、各生産ライン20(図1参照)に対して行うことが好ましい。
上記製品の製造方法によれば、以下のような作用効果を奏する。
(1)製品90ごとに製品データD1を取得して、製品90の異常を示した製品異常データD1nを検出して製品の異常を判断することができる。その製品異常データD1nから異常を発生した製造設備40の設備異常データD3nを得ることができる。このようにして、生産ライン20のトレーサビリティが向上される。
(2)製品90ごとに製品データD1を取得することから、データ収集機能の向上が図れる。
(3)製品90の異常データである製品データD1nから製造設備40の異常を把握することができるため、異常発生の原因分析が迅速かつ容易になる。
(4)設備異常データD3nの見える化が可能になることにより、表示装置74に異常が発生した製造設備40の設備データD3が表示されることから、生産現場にて異常が発生した場合の対処が迅速になる。
上記説明したように、製品90の異常品(不良品ともいう)の原因が迅速に把握できることにより、不良箇所の修復が迅速に行える。また、生産ライン20の不良原因の見える化が可能になることから、不良になっている製造設備40の不良箇所の修復を迅速に行うことができる。このため、生産ライン20の停止時間が短縮され、機械稼働率の向上が図れる。また不良原因の究明が迅速になることから、不良品の発生が低減され、良品率の向上が図れる。
また、見える化しなくとも、不良箇所の修復を行うことができる。例えば、表示装置の画面上に数値データやグラフを表示しなくとも、音声アラームや電子音アラーム等によって作業者への異常発生通知を行うことができる。また、電子メール等の通信手段によって、製造現場にいないスタッフへ異常を知らせることができる。
上記製造方法における製品異常は、正常品の正常製品データD1g(図示せず)と生産ライン20にて作製された製品90の製品データD1とを比較して、正常品の正常製品データD1gと異なるものを異常品として検出する(異常品の検出工程)。
そして、異常品の製品異常データD1nから異常の原因となる原因データD8(図示せず)を抽出する(原因データの抽出工程)。
この原因データD8に基づいて、製品データD1と関連付けされている設備データD3の製造パターン異常データD2n(図示せず)に対してトレースを行う(異常製品のトレース工程)。このようにして、製品の異常品の発生箇所と発生設備との関連付けを行う。
データ収集部70に格納される製品データD1には、各検査装置50にて検査して得た製品データD1の他に、各製品90に関連付けて各製品90の図示していない製造データDPが記録される。製造データDPとしては、工場名、ライン名、製造実施日、製造番号、等が挙げられる。
また、上記製品の製造方法では、データ収集工程にて、統計値を計算することができる。統計値としては、平均値、標準偏差値等を求めることができる。
正常品のデータ収集工程および異常品のデータ収集工程のそれぞれの工程にて、統計値を計算する。その際、統計値は良品(正常品)と不良品(異常品)とを分けずに計算されてもよい。図7に示すように、計算する区間は、二つある。第1計算区間C1は高速運転中の高速時データのみを計算区間(生産中のデータ)とする。第2計算区間C2は低速かつ高速運転中の低速時データと高速時データとを含めた区間(調整運転も含めたデータ)とする。例えば、製品90が吸収性物品の場合、吸収性物品の加工速度が300個/分であれば、高速運転中は速度が300個/分の時のみの計算をし、低速かつ高速運転中は速度が50個/分以上のときの計算をする。
また、統計値は以下のような場合に活用される。例えば、平均値が大きく変動した場合、設備自体の能力が大きく変動(例えば故障)することを表すことができる。また標準偏差が大きく変動した場合、稀にしかない異常の発生を捉えることができる。稀にしかない異常の発生としては、例えば、設備のわずかな汚れによる加工不良、もしくは計測しているセンサの劣化などが挙げられる。
標準偏差は、平均値変動では捉えられない挙動を捉える。そこで平均値と標準偏差の両方を使うことによって、設備の異常を早期に検出する可能性が向上する。
さらに、上記製品の製造方法では、製品データD1のうちの画像処理検査器に関する画像処理データD1IP(図示せず)と設備データD3との相関関係を確認する工程を含む。画像処理検査器は、検査装置50のうちの画像を取得して検査する検査装置であり、主に、検査領域を撮像する撮像装置と、撮像装置にて撮像した画像をデータ化処理する画像処理装置を有する。
上記相関関係を確認する工程は、インラインにて確認する場合、すなわちリアルタイムで確認する場合と、オフラインにて確認する場合、すなわちデータ収集した後に詳細な相関関係を確認する場合とを含む。
図8に示すように、原反径は稼働時間の経過とともに減少し、紙継する必要がある原反径になったとき、もしくは稼働開始から紙継予定時間T1が経過したときに、紙継を行った。紙継ぎ前では通常通りの面積値が発生していなかったが、紙継ぎ後に閾値を超える面積値の発生が多発した。紙継による材料変更により何らかの異常が発生していることがわかる。また、原反径と面積値の相関により、原反の内側が異常であるか、外側が異常であるかも確認できる。
なお、製品データD1に加えて、予め生産ライン20の製造設備40には設定された設定値が登録されている。設定値には、例えば、オフラインの紙媒体記録データが挙げられる。
設備データD3は、製品1枚毎の周期にて収集される枚葉収集データD31と、枚葉収集データD31よりも長い周期にて収集される長周期収集データD32と、枚葉収集データD31よりも短い周期にて収集される短周期収集データD33とからなる。製品1枚毎の周期にて収集されるとは、複数の製造設備40のうちの一つにて加工される製品90のそれぞれについて設備データD3(枚葉収集データD31)を取ることをいう。枚葉収集データD31としては、製品1枚毎の検査であるため、例えば、画像検査器等による検査データが挙げられる。ここでいう「枚葉」とは、完成品1枚毎をいうが、製品1枚に対応する中間品の1枚毎、製品1枚に相当する半製品の一部分も含めていう。
長周期収集データD32は、枚葉収集データD31よりも長い周期にて収集される設備データD3であり、例えば、温度データ、原反径データ等が挙げられる。短周期収集データD33は、枚葉収集データD31よりも短い周期にて収集される設備データD3であり、例えば、圧力、サーボモータの瞬時負荷率、ヒーター電流値、等が挙げられる。
このように、枚葉収集データD31、長周期収集データD32および短周期収集データD33の保存周期を変更することにより、処理速度を速め、保存データ容量を抑えるという利点がある。
収集データの保存開始と保存停止は、トリガによってなされる。トリガとは、データベース管理システムの機能の一つであり、テーブルに何らかの操作が加えられた時に予め指定した処理を自動的に起動する機能である。テーブルとはデータ等の要素を縦横に配したものをいう。
トリガによって保存することにより保存データ容量を抑えることができる。またトリガには、少なくとも2種類のトリガを用いる。トリガは、処理の内容、起動する条件、および実行するタイミングなどを指定して設定する。例えば、一定速度以上を指定する、しきい値(%)以下を指定する、不良品発生前後を指定する、また吸収性物品の製造方法であれば紙継前後を指定する、等が挙げられる。
また、トリガを複数使うことにより、異なる条件の場合のデータを比較することができる。例えば、前記図7に示したように、高速運転時(通常生産中)のデータと、低速運転時のデータの2種類のデータを収集し、高速運転時の挙動と低速運転時の挙動とを比較する。上記高速運転は、通常、最高速度による運転をいう。上記低速運転は、加工開始から高速運転になる直前までと、高速運転直後から加工停止までの運転をいう。トリガT1のスイッチを入れる(ONにする)ことによって、低速運転時のデータの収集を開始する。低速運転時のデータ収集は、トリガT1をONにしてから切る(OFFにする)までを行う。また、トリガT2のスイッチを入れる(ONにする)ことによって高速運転時のデータ収集を開始し、トリガT2のスイッチを切る(OFFにする)ことによって高速運転中のデータ収集が終了する。
本実施形態で説明した上記製品の製造方法は、製品90が吸収性物品に限らず、他のシート状製品の製造方法にも適用できる。例えば、温熱具の製造方法にも適用できる。
次に、上記製品の製造方法を吸収性物品の製造方法に適用した場合の一例を説明する。図9に示すように、例えば、吸収体成形部100、吸収体プレス部200、エンボス加工部300に適用する場合を以下に説明する。吸収体成形部100では検査装置50Aを用いてパターン等の抜け検査を行う。吸収体プレス部200では検査装置50Bを用いて厚み検査を行う。エンボス加工部300では検査装置50Cを用いてエンボスパターンの圧痕状態を検査する圧痕検査を行う。
まず、吸収体成形部100として、積繊工程に採用した一例を、図10を参照して、以下に説明する。
図10に示すように、吸収体の製造装置110は、繊維材料を含む吸収体材料154を気流とともにダクト130内を通して供給する。そして、該吸収体材料154を積繊機140の回転ドラム142の周面に配した凹部(以下、積繊用凹部ともいう。)141内に堆積させるものである。
製造装置110の前段は、パルプ原反(図示せず)から引き出されたパルプシート151を解繊してパルプ繊維152を得る解繊機120と、解繊機120から送り出されたパルプ繊維152を気流に乗せて搬送する経路となるダクト130とを有する。
解繊機120は、ケーシング121と、ケーシング121内に配されていてパルプシート151の端部を引っ掻く回転刃122とを有する。ケーシング121にはパルプシート151を取り入れる開口部123と、パルプ繊維152を排出する開口部124を有する。
ダクト130は、その一端部130aが解繊機120の開口部124に接続されており、その他端部130bが回転ドラム142の外周面の一部を覆う。
回転ドラム142は、例えば周面に複数の積繊用凹部141が所定の間隔にて形成される。この回転ドラム142の周面に向けて、ダクト130内を搬送されてきた吸収体材料154(パルプ繊維152、吸水性ポリマー153)(便宜上、矢印にて示す)が供給され、積繊用凹部141に堆積される。
積繊用凹部141に堆積された吸収体105は、例えば、生理用ナプキンや失禁パッド等の吸収性物品の吸収体に用いる。そこで、上記積繊用凹部141の形状は、吸収体105の形状に合わせて決定される。すなわち、吸収体105の必要な部位に凸部や凹部が作られるように、上記積繊用凹部141の形状が決定される。なお、積繊用凹部141の形状は、これに制限されず、深さは一定であってもよく、また回転ドラム142の外周面に沿って連続して形成されてもよい。
回転ドラム142には、図示しない吸気ファンが接続しており、該吸気ファンの駆動により、回転ドラム142内の仕切られた空間Bが負圧に維持される。吸気ファンの吸引量は、図示していないインバータの周波数、すなわち積繊吸引周波数を調整することによって設定できる。空間Bの負圧により、ダクト130内に空気流を発生させ、解繊機120からの吸収体材料154を飛散状態とする。個々の積繊用凹部141の少なくとも底面部は、上述のようにメッシュプレート等により構成され、多数の細孔を有する。個々の積繊用凹部141が、負圧に維持された空間Bを通過している間、該メッシュプレートの細孔が吸引孔として機能する。空間Bは、回転ドラム142における、ダクト130に覆われた部分の裏側に位置する。空間Bは、ダクト130に覆われた部分を通る積繊用凹部141に強い吸引力を発生させ、それにより積繊用凹部141に吸収体材料154を堆積させたり、吸収体材料154を搬送する気流をダクト130内に発生させたりする。積繊用凹部141内に堆積物ないし吸収体を安定的に保持しつつ搬送するため、空間Cを負圧に維持しても良く、その場合、空間Cは空間Bよりも負圧の程度が低く維持される。そして上記ダクト130内を流れてきた吸収体材料154を搬送する空気流は、空間B上に位置する積繊用凹部141からの吸引により、回転ドラム142の外周面に向けて案内される。
さらに製造装置110は、積繊用凹部141から吸収体105を離型し、透水性の薄紙や不織布からなる被覆シート109に転写する転写搬送機構としての搬送装置170を備える。なお図示はしていないが、吸収体105の下の被覆シート109の側部を折り返して吸収体105の上下面を被覆しても良く、このような動作をする被覆機構を備えてもよい。また、被覆シート109に加えて別途シートを供給し、吸収体105の上下面を被覆してもよい。
上記吸収体材料154は、生理用ナプキンや使い捨ておむつ等の吸収性物品の吸収体に用いられる各種のものを制限なく用いることができ、少なくとも繊維材料を含んでいる。繊維材料としては、例えばパルプシートを解繊して得られるパルプ繊維のほか、レーヨン繊維、コットン繊維等のセルロース繊維の短繊維や、ポリエチレン等の合成繊維の短繊維等が用いられる。これらの繊維材料は、1種を単独にて、または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、吸収体材料154として、さらに吸水性ポリマーを用いることができる。
上記繊維材料には、上述のパルプ繊維152の他に合繊繊維を含んでもよい。パルプシート151の中に合繊繊維が混じった状態の場合もあれば、合成繊維を解繊したパルプ繊維と混合して供給することも可能である。図10に示した製造装置110では解繊機120からダクト130に直接供給しているが、解繊したパルプをタンク(図示せず)に溜めて、そこからダクト130に供給してもよい。このタンクに合繊(短繊維)も供給して混合させることも可能である。
上記のようにして、積繊機140により積繊して吸収体105を成形加工する。その後、積繊機140の回転ドラム142の積繊用凹部141から離型した吸収体105は、ベルトコンベア107上に載置されて搬送される。その搬送過程において、積繊した吸収体105の形状を検査装置50にて検査する。検査方法は、検査装置50に撮像装置51と照明装置52を用いる。撮像される吸収体105の上方に撮像装置51を配し、吸収体105を挟んで撮像装置51に対向する位置に照明装置52を配する。照明装置52により吸収体105を裏面から照射し、その陰影を撮像装置51により撮像する。したがって、撮像される領域のベルトコンベア107は、光透過性を有するものを用いる。
例えば、図11に示すように、正常品の吸収体105は、その前後方向の断面によって見た場合、断面長方形の全体部105A上に断面長方形の中高部105Bが配される。前後方向とは、着用者が吸収体105を着用した際に吸収体105が着用者の前側に配される側を「前」、着用者の後側に配される側を「後」としている。また、この前後方向は吸収体105の機械流れ方向を意味する。
吸収体105の場合、図12に示すように、全体部105Aの表面および中高部105Bの表面に凹部105D(もしくは凸部)がある場合には異常品(欠陥品)とする。
吸収体105に上記のような欠陥がある場合には、図13に示すように、吸収体の撮像画像106に欠陥部分である凹部105D(図12参照)が欠陥部分画像106Dとして撮像される。例えば、周囲より厚さが薄すぎる場合には、その部分が明るく撮像され、周囲より厚すぎる場合には、その部分が暗く撮像される。明るく撮像されるということは、周囲よりその部分の光透過量が多いためであり、吸収体105の厚さが薄いことを意味している。このような場合として、例えば、メッシュプレートの詰りが原因と考えられる。また暗く撮像されるということは、周囲よりその部分の光透過量が少ないためであり、吸収体105の厚さが厚いことを意味している。このような場合として、例えば、異物の混入やパルプの増加が原因の一つと考えられる。
上記測定器には、例えば、画像処理カメラシステムXG−8500L(商品名、株式会社キーエンス製)を用いる。測定データは、吸収体の濃淡値と抜け面積値とする。
吸収体の濃淡値は、図14に示すように、撮像された吸収体画像106を用い、画像に写っている吸収体105(図12参照)を広げた状態にて平面視してメッシュ状に区分して求める。吸収体画像106では、吸収体105中央部の中高部105B(図12参照)の透過光量が少なくなるため、中高部画像106B周囲の全体部画像106Aよりも暗い画像となる。全体部105A(図12参照)は、中高部105Bよりも薄いため、透過光量が中高部105Bよりも多くなる。この結果、中高部周囲の全体部画像106Aは、中高部画像106Bよりも明るい画像になる。このような画像に対して、例えば複数のウィンドウを格子状に配して、ウィンドウごとに、ウィンドウ内の吸収体部分の濃淡(濃度)を求めた。
また抜け面積値は、前述の図14に示すように、撮像された吸収体画像106を用い、画像に写っている吸収体105(図12参照)を広げた状態にて平面視して格子状に複数のウィンドウWを設定して求める。吸収体画像106は、上記同様に中高部画像106B周囲の全体部画像106Aよりも暗い画像となる。一方、全体部105Aの透過光量が中高部105Bよりも多くなることから、全体部画像106Aは中高部画像106Bよりも明るい画像になる。さらに、画像に写る吸収体の欠陥部分画像106Dは、欠陥部分の凹部105D(図12参照)が中高部105Bや全体部105Aよりも薄くなっていて透過光量が多くなるため、最も明るい画像になる。このような画像に基づいて、ウィンドウWごとに、2値化して欠陥部分画像106Dに相当する部分の面積値を求めた。その面積値を合計した値を抜け面積値とした。
図15に抜け面積値と積繊吸引周波数との関係をグラフに示す。図15に示すように、抜け面積が広くなると積繊吸引周波数が低くなる。
吸収体のプレス加工は、例えば、吸収体の厚さを薄くして繊維密度を高める際に行う加工である。
図16に示すように、搬送装置230の搬送ベルト231上に吸収体205が載せられ、矢印方向に搬送される。その搬送先には、吸収体プレス部200が備える。吸収体プレス部200は、吸収体205の厚さを薄くする加圧ロール210と、加圧ロール210に対向する位置に、加圧ロール210と間隔を有するアンビルロール220が配される。加圧ロール210とアンビルロール220との対向するロール周面の間隔は、加圧により薄くする吸収体205の厚さによって調整される。上記加圧ロール210とアンビルロール220とに挟まれて加圧された吸収体205は、その厚みが薄くされ、搬送ベルト232に載置され、次の工程に向かって搬送される。搬送ベルト231と232は、吸収体プレス部200の上流側と下流側とで分かれる。その搬送工程において、検査装置50によって吸収体205の高さを測定する。検査装置50は変位センサ53からなる。変位センサ53は、投光器54と受光器55とに分かれており、測定される吸収体205を挟んで対向する位置に、吸収体205とは非接触に配される。変位センサ53には、例えば、株式会社キーエンス製のLJ−V7300(コントローラLJ−V7000)(商品名)を用いる。測定光は、波長405nm、測定幅240mmの青色半導体レーザ光である。
変位センサ53を用いて、搬送されてきた吸収体205の前後方向の高さを測定する。例えば、図17に示した正常品の吸収体205は、その長手方向(機械流れ方向)の断面にてみた場合、断面長方形の全体部205A上に断面長方形の中高部205Bが配される。なお、図17、18では、断面を示すハッチングの記載は省略した。そして中高部205Bが配された吸収体205の長手方向の高さを測定することにより、長手方向の表面形状を得て吸収体の変形形状を求めた。その結果、図18に示すような吸収体205の長手方向の表面に凹み205Dが、変位センサ53(図16参照。)により確認された。変位センサ53にて測定した結果を図19に示す。図19に示すように、縦軸は変位センサ53にて測定した吸収体205の表面の高さを表し、横軸は変位センサ53にて測定した吸収体205の位置を表す。測定では、測定値の高さを示す線L205に吸収体205の表面に凹み205D(図18参照。)に対応した凹みLDを確認した。
このように、表面形状に凹み205Dが確認された場合、異常品(不良品)が発生したとして、生産ラインを停止する。すなわち異常品を発生させた製造設備40を停止して、製造設備40の加工部の清掃、点検を行う。また、加圧ロール210とアンビルロール220との周面積の間隔、加圧ロール210のクリアランスの点検、調整、加圧ロール210の加圧力の点検、調整を行う。
上記製品の製造方法のように、積繊機の吸引周波数を高くする(吸収体吸引量を増やす)と、転写性が良くなって吸収体抜け面積が減り、加工状態は良くなる。そのため、吸収体抜け面積を検出し、吸収体抜けが発生しないように吸引周波数を調整する。
吸収体のエンボス加工は、例えば、防漏性の向上、排泄部対向部の隆起促進による排泄部への密着性の向上等を目的とした加工である。
図20に示すように、搬送装置330の搬送ベルト331上に吸収体305が載せられ、矢印方向に搬送される。その搬送先には、吸収体305にエンボス加工を施すエンボス加工部300を備える。エンボス加工部300は、吸収体305にエンボス加工を施すエンボスロール310と、エンボスロール310に対向する位置に、エンボスロール310と間隔を有するアンビルロール320が配される。エンボスロール310とアンビルロール320との対向するロール周面の間隔は、エンボスパターンにより吸収体にエンボスが作製されるように調整される。上記エンボスロール310とアンビルロール320とに挟まれてエンボスパターンにより加圧された吸収体305は、エンボスが作製された後、搬送ベルト332に載置され、次の工程に向かって搬送される。搬送ベルト331と332は、エンボス加工部300の上流側と下流側とで分かれる。その搬送工程において、検査装置50によって吸収体305の画像を取得する。検査装置50は画像処理カメラシステムであり、吸収体305の表面を撮像して2次元画像を得る。得られた2次元画像から、エンボス加工により作製された圧痕の長さ、位置、濃淡等を測定する。測定した結果、図21に示すように、吸収体305の表面にエンボス圧痕の無い部分305Nが生じている。また、エンボス圧痕の薄い部分305Tがあることもある。
また正常なエンボスパターンが形成されていれば、図22に示すように、吸収体305の表面にエンボス圧痕305Pが長円状に明確かつ整列に配されている。
ここでエンボスの圧痕濃淡値とエンボスクリアランスの関係を図23に示した。図23に示すように、エンボスクリアランスが小さくなるに従い、圧痕濃淡値が濃くなることがわかった。すなわち、エンボスクリアランスが小さくなると、エンボスパターンによって吸収体が強く圧せられるため、圧痕濃淡値が濃くなるのである。
上記圧痕濃淡値は、エンボス部およびその周囲に、前記図14と同様に複数のウィンドウ(図示せず)を設定して、各ウィンドウにてエンボス画像の濃度を測定して求めた。ウィンドウは、好ましくは後述する図24のエンボス画像部306Pを囲むように設定する。画像全体にウィンドウを設定して処理、検査するより検査差時間を短縮することができる。
測定に用いる検査装置50の画像処理カメラシステム56は、撮像装置57と撮像領域を照らす照明装置58とに分かれており、両方ともに測定される吸収体305の上方に、吸収体305とは非接触に配されている。画像処理カメラシステム56には、例えば、株式会社キーエンス製の画像処理カメラシステムCV−X200(商品名)が挙げられる。
図24に示すように、吸収体画像306から、エンボス画像部306Pとそのエンボス周囲画像部306Aの濃度を測定して圧痕濃淡値を求める。具体的には、圧痕濃淡値は前述した各ウィンドウ内の濃度階調値により求める。エンボス画像部306Pは、エンボス周囲画像部306Aに対して明瞭性が無いと、図示はしていないが、白っぽく淡く写ることから圧痕濃淡値が低くなる。また、明瞭性があると、図示したように、黒っぽく濃く写ることから圧痕濃淡値が高くなる。そして、エンボスロールのクリアランスの調整は、製品性能(防漏性やはがれ、外観など)を評価し、問題がないと判断した時の濃度を基準とする。エンボスロールのクリアランスを小さくする(圧力を上げる)と、エンボスの明瞭性が良くなる。撮像画像からエンボスの明瞭性をセンシングしながら、エンボスロールのクリアランスを調整する。具体的には、基準の圧痕濃淡値に基づきエンボスロールのクリアランスを調整する。エンボスクリアランスは、図示はしていないが、エンボスロールとアンビルロールとの間にくさびを挿し込み、その挿し込み量によりクリアランスを調整する。
上記製品の製造方法によれば、異なる工程の検査データ同士の因果関係を求めて、異なる部位を制御することができる。例えば、上流工程の吸収体加工の欠陥と、下流工程のエンボス加工の欠陥とに相関がある場合がある。例えば、エンボス加工の圧痕不良の原因が吸収体加工工程に影響している場合がある。具体的には、図25に示すように、圧痕濃淡値と抜け面積値(積繊吸引周波数)との関係がある。図25に示すような相関関係が得られる場合には、どちらか一方を制御することによって、他方を制御することができる。例えば、吸収体加工工程において、例えば吸引周波数を制御すれば圧痕状態を改善できる。
このように、生産ラインの上流工程の検査データと、下流工程の検査データとを組み合わせて、下流工程の検査データと上流工程の検査データとの因果関係を明らかにする。これによって、異常が発見された工程とは異なる工程を制御して、異常が発見された工程の改善に結びつけることができる。
また、抜け面積値と圧痕濃淡値の2変数だけでなく、各検査装置によって検査して得た製品データを網羅的に解析することも可能である。吸収体以外の加工部位に関しても活用可能である。例えば、製品の厚さとその製品を包装する製品パックとの相関を取ることによって、製品パック不良から製品の厚さ不良を検出すことができる。
次に、発熱体の製造方法を実施するのに好適な発熱体の製造装置の要部を、図26を参照しながら説明する。
図26に示すように、発熱体の製造装置(以下、略して製造装置ということもある。)400は、塗工部430、電解質添加部440、貼り合わせ部450を備えている。さらに、スリット、切り込み加工部460、第1裁断部470、リピッチ部480、排出部490(フライトコンベア491)、被覆部500を備えている。
図示しない調整装置によって予め調整されて貯留槽410に溜められた塗料432は、送液ポンプ420によって塗工部430に供給される。
本実施の形態では、塗工部430において、原反ロール401Aから繰り出された長手方向に沿って搬送される長尺帯体の第1基材シート401上に塗料432を塗工して発熱体層403を塗工する(塗工工程)。
塗工部430は塗料432を塗工するダイコータ431を備えている。また、ダイコータ431の塗料吐出口に対向する位置に、原反ロール401Aから繰り出された長尺帯体の第1基材シート401が、塗工ロール433によって搬送される。第1基材シート401の一方の面に、ダイコータ431によって、塗料432が塗工され、発熱体層403としての塗料層402が配される。
このように、第1基材シート401上に発熱体層403となる塗料層402を塗工した状態にて、塗料層402の断面積を検査装置50によって測定する。検査装置50は、光学式の表面形状測定器であり、第1基材シート401の搬送方向における塗料層402の表面形状を測定するものである。検査装置50にて塗料層402を測定した結果を図27に示す。図27に示すように、縦軸は検査装置50にて測定した塗料層402の高さを表し、横軸は検査装置50にて測定した塗料層402の長手方向と交差する方向(幅方向)の位置を表す。図27に示す測定結果から、測定によって得た表面形状を積分することにより断面積を求める。その断面積を製品データD1として記憶する。これと関連付けて、送液ポンプ420における塗料432の単位時間当たりの供給量を設備データD3として記憶する。製品データD1と設備データD3とは関連付けて、データ収集部70に記憶される。
そして生産ラインに仕掛中の製品または生産ラインにて実施する工程を終了した製品について製品異常を検出したとき、製品異常を起こした製品の製品異常データD1nに基づいて設備データD3をトレースする。例えば、製品異常データD1nに基づいて、例えば、ロータリーダイカッター472の切断タイミング、搬送ベルト482の搬送速度、サクションボックス494の吸引圧力、等の設備データD3をトレースする。トレースによって、製品異常を起こした製造設備の製造パターンの異常部位を特定して設備異常データD3nを得る。その結果、それらの値を調整する必要がある場合には、製造設備40を停止して、必要箇所の設備の調整を行う。
電解質添加部440において、電解質441を散布する。例えば、スクリューフィーダ442から電解質441を、電解質質量センサ443を備えたトラフ444を介して、塗料層402上に散布される。その散布量は電解質散布量センサ445によって測定されている。電解質441にはその紛体を用いる。また、塗工後の第1基材シート401は、塗工ロール433を含む搬送装置によって、塗工部430から電解質添加部440に搬送される。そして、第1基材シート401の塗工面に向かって、電解質441が塗料層402に散布され、発熱体層403となる。
電解質441の添加によって、発熱体層403中に発熱に好適な電解質濃度を確保できる。また、紛体の電解質441は、塗料層402と第1基材シート401に含まれる水分によって、溶解される。さらに第2基材シート404を発熱体層403側に接着するように供給し、貼り合わせ部450に送る。なお、電解質は紛体であっても水溶液であってもよい。
これにより、第2基材シート404に発熱体層403中の水分が吸収保持され、発熱体層403の水分率および電解質濃度が好適になる。
本実施の形態では、貼り合わせ部450において、発熱体層403を挟んで第1基材シート401と第2基材シート404とを貼り合わせる(貼り合わせ工程)。
貼り合わせ部450は、ニップロール451、452との間に挟むことによって、第1基材シート401上に作製された発熱体層403を第1基材シート401と第2基材シート404に貼り合わせる。
続いてスリット、切り込み加工部460において、切り込みを複数形成して第1基材シート401と前記第2基材シート404とを接合する切り込み加工工程を行う。
スリット、切り込み加工部460は、第1基材シート401の長手方向、すなわち第1基材シート401の搬送方向に、図示していない切り込み(ミシン目)とスリットを作製するものである。
このようにして連続長尺物からなる発熱体連続体405を作製する。その後、発熱体連続体405を第1裁断部470において、長手方向と交差する方向(幅方向)にわたって裁断する(裁断工程)。第1裁断部470は、周面にカッターの刃471を有するロータリーダイカッター472とアンビルロール473とを備えている。ロータリーダイカッター472とアンビルロール473との間を発熱体連続体405が通過することにより裁断され、枚葉の複数枚の発熱体406が得られる。裁断された発熱体406は、リピッチ部480へ移送され、コンベア481で受け取る。
発熱体連続体405の裁断は、発熱体連続体405の幅方向に行われる。例えば発熱体連続体405の幅方向にわたって直線的に裁断を行なえる。または、裁断線が曲線を描くように裁断を行なえる。
枚葉となった発熱体406は、リピッチ部480に配置されたコンベア481の搬送ベルト482上に載置される。搬送ベルト482の搬送速度は、第1裁断部470に設置されたアンビルローラ473の周速よりも速くなる。その結果、搬送方向において前後隣り合う発熱体406間の距離が広がり、発熱体406は所定の距離を置いて再配置される。
通常、コンベア481では、発熱体406をコンベア481側に吸引しながら搬送している。次のフライトコンベア491における発熱体406の搬送において、フライトコンベア491前段における発熱体406の落下を防ぐために、コンベア481の後段の吸引を停止してもよい。また、上記コンベア481では、発熱体406の幅方向の間隔も拡幅される。このようなリピッチの機構としては従来公知のものを特に制限なく用いることができる。なお、搬送方向の前後とは搬送方向の上流側と下流側の意味である。
リピッチされ幅方向に拡幅された発熱体406は、排出部490に搬送される。排出部490にはフライトコンベア491が備える。発熱体406はフライトコンベア491に吊り下げられた状態にて搬送される。このような状態での搬送を実現するために、下方を向く部位の位置には、周回軌道の内部にサクションボックス494が設置される。サクションボックス494を起動することにより、吸引によって、被搬送物である発熱体406は、無端ベルト493の支持面に吸引支持された状態にて前記部位を搬送される。
排出部490を通過してきた発熱体406は、被覆部500のコンベア501に受け渡される。被覆部500は、図示していない第1被覆シートと第2被覆シート407によって発熱体406全体を被覆する。
第1被覆シートによって被覆する前に、発熱体406の位置を検出する検査装置50が配される。この検査装置50は、撮像装置59と図示していない画像処理部とからなる。撮像装置59にて撮像した発熱体の画像を、画像処理部によって画像処理して、発熱体406の位置を検出して製品データD1を得る。これと関連付けて、製造設備としての製造装置400の、例えば、ロータリーダイカッター472の切断タイミング、搬送ベルト482の搬送速度、サクションボックス494の吸引圧力、等を設備データD3として、設備主処理装置41(図3参照)に記憶する。製品データD1と設備データD3とは関連付けられて、前記図3を参照して説明したのと同様にデータ収集部70に記憶される。
そして生産ラインに仕掛中の製品または生産ラインにて実施する工程を終了した製品について製品異常を検出したとき、製品異常を起こした製品の製品データD1に基づいて設備データD3をトレースする。例えば、製品データD1に基づいて、ロータリーダイカッター472の切断タイミング、搬送ベルト482の搬送速度、サクションボックス494の吸引圧力、等の設備データD3をトレースして、関連付ける。トレースによって、製品異常を起こした製造設備の製造パターンの異常部位を特定して設備異常データD3nを得る。その結果、それらの値を調整する必要がある場合には、製造設備(図3の製造設備40に相当)を停止して、必要箇所の設備の調整を行う。
調整の必要がない場合には、上記発熱体406の発熱体層403が配されていない側を第2被覆シート407によって被覆する。そして、第1被覆シートおよび第2被覆シート407による被覆状態を保ちつつ、コンベア501により、被覆された発熱体406を図示していない封止部に搬送する。
封止部によって各発熱体406が第1被覆シートおよび第2被覆シート407に連続的に被覆されて、複数の発熱具が一方向に連結された状態の発熱具連続体が得られる。第1被覆シートおよび第2被覆シート407は、例えば、特開2012−000344号公報、特開2012−000345号公報等に記載されたものと同様なものを用いることができる。第2裁断部(図示せず)において、発熱具連続体を、隣り合う発熱体間において幅方向にわたって裁断する。第2裁断部は、ロータリーダイカッターとそれに対向するアンビルロールとを備えている。両部材間を発熱具連続体が通過することによって裁断が行なわれ、それによって目的とする発熱具(図示せず)が得られる。
このようにして、この発熱具は、次工程(図示せず)において、酸素バリア性を有する包装袋内に密封収容される。
上記塗料432の原料には、被酸化性金属が用いられ、被酸化性金属としては、鉄、アルミニウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム、カルシウム等の粉末が挙げられる。好ましくは鉄の粉末が用いられる。
上記発熱体の製造方法では、塗料432は送液ポンプ420によって塗工部430に供給される。塗料432の供給量と送液ポンプ420の回転数とがほぼ比例するという相関関係があり、ポンプ回転数を上げると発熱体連続体405のカット性が向上する。しかしながら、ポンプ回転数を上げ過ぎると塗料層402の厚みが厚くなるため、発熱体連続体405のカット性が悪くなる。検査装置50で測定される塗料層402の断面積と撮像装置59で測定される発熱体位置精度の関係は、図28に示すようになる。したがって、塗料432の塗工量の規格範囲内にて送液ポンプ420のポンプ回転数を制御することによって、発熱体位置精度を向上させることが可能になる。発熱体位置精度とは、発熱体と発熱体の間隔の標準偏差であり、発熱体連続体405のカット精度を意味する。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の形態を開示する。
<1>
複数の製造工程を経て製品を製造する製造方法であって、
前記製品が製造される製造設備の設備データを取得する工程と、
前記製品から製品データを取得する工程と、
前記設備データと前記製品データをデータ収集部に格納する工程と、
前記設備データと前記製品データとを関連付ける工程と、
前記製品データの異常を判断する工程と、
前記製品に異常が発生した場合に、異常とされた製品と関連付けられた、設備異常データおよび製品異常データの両方またはいずれか一方を特定する工程と、
該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む製品の製造方法。
<2>
前記製品の製造後に、前記製品の異常を判断する工程と、
前記製品に異常があった場合に、製品異常とされた製品と関連付けられた、前記設備異常データおよび前記製品異常データの両方またはいずれか一方を特定する工程と、
該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む<1>に記載の製品の製造方法。
<3>
前記製品異常の原因となった製造工程の製造設備に関する前記設備異常データを得る工程と、
前記異常とされた製品の前記製品異常データおよび前記設備異常データを表示装置の画面上に見える化する工程と含む、<1>又は<2>に記載の製品の製造方法。
<4>
前記製品は、製造番号付与工程に進み、製造番号付与装置によって製造番号が付与される<1>〜<3>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<5>
前記製造番号付与工程は、製品1枚毎に異なる製造番号を前記製品に印字する<4>に記載の製品の製造方法。
<6>
前記製造番号付与工程は、前記製品が連続ウェブ状の状態で印字される<4>に記載の製品の製造方法。
<7>
前記製造番号付与工程は、1枚以上の前記製品を包装する包装体に印字する<4>に記載の製品の製造方法。
<8>
前記設備データと前記製品データとを関連付ける工程は、前記製造工程間の距離に基づき行われる<1>〜<7>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<9>
前記製造工程をさらに特定する工程によって特定された製造工程の製造設備を修復する工程を含む<1>〜<8>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<10>
前記製造設備を修復する工程は、フィードバック制御により前記製造設備の異常部位を自動で修復する<9>に記載の製品の製造方法。
<11>
前記製造設備を修復する工程は、前記製造設備を停止して、前記製造設備の異常部位に関する機械パラメータを調整して前記異常部位を修復する<9>又は<10>に記載の製品の製造方法。
<12>
前記製品異常は、正常品の製品データと前記製造工程にて作製された製品の製品データとを比較して正常品の製品データと異なるものを異常品として検出し、
前記異常品の製品データから異常の原因となる原因データを抽出し、
前記原因データに基づいて、前記製品データと関連付けされる前記設備データの製造パターンデータに対してトレースを行う<1>〜<11>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<13>
前記製品が吸収性物品であって、前記データ収集部に格納される前記製品データには、前記吸収性物品に関連付けて前記吸収性物品の製造データが記録される<1>〜<12>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<14>
正常品のデータ収集工程および異常品のデータ収集工程のそれぞれの工程にて、統計値を計算する<1>〜<13>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<15>
前記製品データのうちの画像処理検査器に関する画像処理データと、前記設備データとの相関関係を確認する工程を含む<1>〜<14>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<16>
前記相関関係を確認する工程は、インラインにて確認する<15>に記載の製品の製造方法。
<17>
前記相関関係を確認する工程は、オフラインにて確認する<15>に記載の製品の製造方法。
<18>
前記データ収集部は、主中央処理装置と補助中央処理装置を有する<1>〜<17>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<19>
前記製品データに加えて予め前記製造設備に設定された設定値が登録される<1>〜<18>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<20>
前記設備データは、製品1枚毎の周期にて収集される枚葉収集データと、枚葉収集データよりも長い周期にて収集される長周期収集データと、枚葉収集データよりも短い周期にて収集される短周期収集データとからなる<1>〜<19>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<21>
前記製品を特定する製造番号の印字は、有色インクまたは、無色インクを用いた印字による<1>〜<20>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<22>
前記製品の製造方法は、前記製品が吸収性物品である<1>〜<21>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<23>
前記製品の製造方法は、前記製品がシート状製品である<1>〜<22>のいずれか1に記載の製品の製造方法。
<24>
複数製造工程に対応して製品が製造される製造装置であって、
前記製品が製造される複数の製造設備と前記製品が検査される複数の検査装置を有し、
前記製造設備が有する製造パターンが検出されるセンサと、
関連付けされた、前記検査装置にて得られた製品データと、前記センサにて検出された製造パターンデータと、が格納されるデータ収集部とを有し、
前記データ収集部は、前記製品データが処理される補助中央処理装置と、
関連付けされた、前記製造設備の設備状態が示された設備データと、前記補助中央処理装置にて処理された補助装置収集データと、前記製造パターンデータと、が処理される主中央処理装置と、
前記主中央処理装置にて処理された主装置収集データが格納されるデータベースサーバと、を有する製品の製造装置。
<25>
前記補助中央処理装置は、前記検査装置にて取得した前記製品データのデータ形式を前記主中央処理装置にて取り扱えるように変換する<24>に記載の製品の製造装置。
10 製造装置
20 生産ライン
21 ラインネットワーク
22 ライン中央処理装置
23 設備中央処理装置
24 ライン表示装置
25 データ収集ネットワーク
30 工場中央処理装置
40 製造設備
41 設備主制御CPU
42、42A、…、42M 設備補助制御CPU
43、43A、43B 加工装置
44 製造パターン
50、50A、50B、…、50Y、50a、50b、50c 検査装置
51、57、59 撮像装置
52、58 照明装置
53 変位センサ
54 投光器
55 受光器
56 画像処理カメラシステム
60 センサ
70 データ収集部
71 補助中央処理装置
72 主中央処理装置
73 データベースサーバ
74 表示装置
81、83 ベルトコンベア
82 カッター
84 撮像装置
84A 撮像位置
85 製造番号付与装置
85A 製造番号付与位置
90 製品
91 シート原反
91A 原反位置
92 送り出されたシート
93 切断されたシート
100 吸収体成形部
105 吸収体
105D 凹部
106 吸収体画像
106D 欠陥部分画像
107 ベルトコンベア
110 製造装置
120 解繊機
121 ケーシング
122 回転刃
123、124 開口部
130 ダクト
130a 一端部
130b 他端部
140 積繊機
141 積繊用凹部
142 回転ドラム
151 パルプシート
152 パルプ繊維
153 吸水性ポリマー
154 吸収体材料
200 吸収体プレス部
205 吸収体
205A 全体部
205B 中高部
205D 凹み
210 加圧ロール
220 アンビルロール
230 搬送装置
231、232 搬送ベルト
300 エンボス加工部
305 吸収体
305P エンボス圧痕
305N エンボス圧痕の無い部分
305T エンボス圧痕の薄い部分
306 吸収体画像
306P エンボス画像部
306A エンボス周囲画像部
310 エンボスロール
320 アンビルロール
330 搬送装置
331、332 搬送ベルト
400 発熱体の製造装置
401 第1基材シート
401A 原反ロール
402 塗料層
403 発熱体層
404 第2基材シート
405 発熱体連続体
406 発熱体
410 貯留槽
420 送液ポンプ
430 塗工部
431 ダイコータ
432 塗料
433 塗工ロール
440 電解質添加部
441 電解質
442 スクリューフィーダ
443 電解質質量センサ
444 トラフ
445 電解質散布量センサ
450 貼り合わせ部
451、452 ニップロール
460 スリット、切り込み加工部
470 第1裁断部
471 カッターの刃
472 ロータリーダイカッター
480 リピッチ部
481 コンベア
482 搬送ベルト
490 排出部
491 フライトコンベア
493 無端ベルト
494 サクションボックス
500 被覆部
D1、D1A、D1B,…、D1Y 製品データ
D2 製造パターンデータ
D3、D3A、D3B、…、D3M 設備データ
D4、D4A、D4B、…、D4M 設備補助データ
D5 補助装置収集データ
D6 主装置収集データ
D7 データベースデータ
LD 凹み
L205 線

Claims (14)

  1. 複数の製造工程を経て製品を製造する製造方法であって、
    前記製品が製造される製造設備の設備データを取得する工程と、
    前記製品から製品データを取得する工程と、
    前記設備データと前記製品データをデータ収集部に格納する工程と、
    前記設備データと前記製品データとを関連付ける工程と、
    前記製品データの異常を判断する工程と、
    前記製品に異常が発生した場合に、異常とされた製品と関連付けられた、設備異常データおよび製品異常データの両方またはいずれか一方を特定する工程と、
    該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む製品の製造方法。
  2. 前記製品の製造後に、前記製品の製品異常を判断する工程と、
    前記製品に異常があった場合に、製品異常とされた製品と関連付けられた、前記設備異常データおよび前記製品異常データの両方またはいずれか一方を特定する工程と、
    該特定する工程によって、前記製品異常の原因となった前記製造工程をさらに特定する工程とを含む請求項1記載の製品の製造方法。
  3. 前記製品異常の原因となった製造工程の製造設備に関する前記設備異常データを得る工程と、
    前記異常とされた製品の前記製品異常データおよび前記設備異常データを表示装置の画面上に見える化する工程と含む、請求項1又は2に記載の製品の製造方法。
  4. 前記製造工程をさらに特定する工程によって特定された製造工程の製造設備を修復する工程を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  5. 前記製造設備を修復する工程は、フィードバック制御により前記製造設備の異常部位を自動で修復する請求項4に記載の製品の製造方法。
  6. 前記製造設備を修復する工程は、前記製造設備を停止して、前記製造設備の異常部位に関する機械パラメータを調整して前記異常部位を修復する請求項4又は5に記載の製品の製造方法。
  7. 前記製品異常は、正常品の製品データと前記製造工程にて作製された製品の製品データとを比較して正常品の製品データと異なるものを異常品として検出し、
    前記異常品の製品データから異常の原因となる原因データを抽出し、
    前記原因データに基づいて、前記製品データと関連付けされる前記設備データの製造パターンデータに対してトレースを行う請求項1〜6のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  8. 前記製品が吸収性物品であって、前記データ収集部に格納される前記製品データには、前記吸収性物品に関連付けて前記吸収性物品の製造データが記録される請求項1〜7のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  9. 正常品のデータ収集工程および異常品のデータ収集工程のそれぞれの工程にて、統計値を計算する請求項1〜8のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  10. 前記製品データのうちの画像処理検査器に関する画像処理データと、前記設備データとの相関関係を確認する工程を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  11. 前記データ収集部は、主中央処理装置と補助中央処理装置を有する請求項1〜10のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  12. 前記製品データに加えて予め前記製造設備に設定された設定値が登録される請求項1〜11のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  13. 前記設備データは、製品1枚毎の周期にて収集される枚葉収集データと、枚葉収集データよりも長い周期にて収集される長周期収集データと、枚葉収集データよりも短い周期にて収集される短周期収集データとからなる請求項1〜12のいずれか1項に記載の製品の製造方法。
  14. 複数製造工程に対応して製品が製造される製造装置であって、
    前記製品が製造される複数の製造設備と前記製品が検査される複数の検査装置を有し、
    前記製造設備が有する製造パターンが検出されるセンサと、
    関連付けされた、前記検査装置にて得られた製品データと、前記センサにて検出された製造パターンデータと、が格納されるデータ収集部とを有し、
    前記データ収集部は、前記製品データが処理される補助中央処理装置と、
    関連付けされた、前記製造設備の設備状態が示された設備データと、前記補助中央処理装置にて処理された補助装置収集データと、前記製造パターンデータと、が処理される主中央処理装置と、
    前記主中央処理装置にて処理された主装置収集データが格納されるデータベースサーバと、を有する製品の製造装置。
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