JP2022131618A - 生産計画システム - Google Patents

Abstract

【課題】熟練の作業者に頼ることなく、生産計画に沿った最適な流動計画を短時間で作成する。【解決手段】製品の出荷日、及び出荷数量を含む生産計画に基づいて、複数の製造工程からなる製品の製造スケジュールを作成するスケジューラ部２１と、製造工程で使用する製造設備の製造スケジュールに基づいた流動計画を、計算実行ソルバー３０を用いて作成する流動計画作成部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、生産計画システムに関する。

特許文献１は、半導体の製造等に用いられる生産製造計画システムについて記載している。生産製造計画システムは、工場全体の生産計画を立案して、そのプランニング結果を出力する生産計画プランナーを備えている。また、生産計画プランナーから出力されたプランニング結果に基づいて、各製造ライン毎に、各製造ラインが製造する製品毎の製造計画スケジュールを立案する製造計画スケジューラを備えている。

特開２０００－１７６７９９号公報

特許文献１等に記載された生産製造計画システムでは、作業者は、製造計画スケジューラが立案した製造計画スケジュールに基づいて、製造ラインで使用する製造設備の流動計画を作成する必要があった。流動計画の作成には、製造する製品の情報、設備の稼働情報、流動制約情報等、複数の情報を考慮する必要がある。そのため、生産計画に沿った流動計画を作成することが難しく、限られた熟練の作業者にしか作成できない場合があるという課題を有している。また、熟練した作業者であっても、日々の流動計画の作成に時間がかかってしまうという問題を有している。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熟練の作業者に頼ることなく、生産計画に沿った最適な流動計画を短時間で作成することを可能にした生産計画システムを提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の生産計画システムは、製品の出荷日、及び出荷数量を含む生産計画に基づいて、複数の製造工程からなる前記製品の製造スケジュールを作成するスケジューラ部と、前記製造工程で使用する製造設備の前記製造スケジュールに基づいた流動計画を、計算実行ソルバーを用いて作成する流動計画作成部とを備えることを要旨とする。

上記構成によれば、計算実行ソルバーを用いて作成する流動計画作成部を備えることにより、熟練の作業者に頼ることなく、生産計画に沿った最適な流動計画を短時間で作成することができる。

本発明の生産計画システムについて、上記複数の製造工程は、それぞれの製造工程に複数の製造設備を備えており、上記流動計画作成部は、少なくとも一つの上記製造工程において、当該製造工程内の製造設備の流動計画を作成することが好ましい。この構成によれば、少なくとも一つの製造工程において、製造設備毎に異なる制約がある中でも流動計画を最適化することができる。そのため、特定の製造工程に対して、目的に応じた最適な流動計画を作成することができる。

本発明の生産計画システムについて、上記複数の製造工程は、それぞれの製造工程に複数の製造設備を備えており、上記流動計画作成部は、上記複数の製造工程を跨って製造設備の流動計画を作成することが好ましい。この構成によれば、複数の製造工程を跨って複数の製造設備の流動計画を最適化することができる。そのため、目的に応じた製造工程全体の最適な流動計画を作成することができる。

本発明の生産計画システムについて、上記流動計画作成部は、上記製造設備の稼働中に前記流動計画を更新することが好ましい。この構成によれば、製造設備の状況変化に柔軟に対応することができる。

本発明の生産計画システムについて、上記製造設備の稼働状態を検出する検出部を備えることが好ましい。この構成によれば、製造設備の稼働状態を容易に把握することができる。

本発明の生産計画システムによれば、熟練の作業者に頼ることなく、生産計画に沿った最適な流動計画を短時間で作成することができる。

ＩＣパッケージ基板の製造工程を示す模式図。 レジスト形成工程とパターンメッキ工程の製造設備を示す模式図。 生産計画システムの構成について示すブロック図。

生産計画システムの一実施形態を説明する。
以下では、ＩＣパッケージ基板の生産に具体化した生産計画システムについて説明する。

図１に示すように、ＩＣパッケージ基板は、複数の製造工程を経て製造される。複数の製造工程としては、例えば、板取り工程１、パターン形成工程２、層間材形成工程３、バイアホール、スルーホール（以下、「ＴＨ」ともいう。）形成工程４、ＴＨメッキ工程５、ＴＨ穴埋め工程６、蓋メッキ工程７、パターン形成工程８、層間材形成工程９、レーザー穴開け工程１０、粗化層形成工程１１、下地金属層形成工程１２、レジスト形成工程１３、パターンメッキ工程１４、エッチング工程１５、ソルダーレジスト層形成工程１６、金メッキ工程１７、バンプ形成工程１８、外形切断工程１９が挙げられる。一般に、複数の製造工程を上記の順序で行うことによってＩＣパッケージ基板は製造される。

上記複数の製造工程は、それぞれ製造設備を備えている。製造設備としては、例えば、レジスト形成工程１３は、前工程の下地金属層形成工程１２で形成した金属膜上に感光性フィルムを貼り付けてマスクを載置し、露光した後、現像処理する設備を備えている。また、レジスト形成工程１３の次の工程であるパターンメッキ工程１４は、非レジスト形成部に電解メッキ膜を形成する設備を備えている。

図２に示すように、上記複数の製造工程の少なくとも一部は、複数の製造設備を備えている。例えば、レジスト形成工程１３では、製造設備として、基本的に同じ加工作業を行うことができる設備Ａ１から設備Ａ７までの７つの設備を備えている。これにより、レジスト形成工程１３を７つの設備で並列的に行うことができる。同様に、パターンメッキ工程１４では、製造設備として、基本的に同じ加工作業を行うことができる設備Ｂ１から設備Ｂ７までの７つの設備を備えている。これにより、パターンメッキ工程１４を７つの設備で並列的に行うことができる。また、レジスト形成工程１３と、それに続くパターンメッキ工程１４は、設備Ａ１から設備Ａ７から任意に選択して行うとともに、設備Ｂ１から設備Ｂ７から任意に選択して行うことができる。

ここで、基本的に同じ加工作業を行うことができるとは、製品によっては、例えば、設備Ａ１では加工作業を行うことができるものの、設備Ａ７では加工作業を行なうことができない場合がありうることを意味する。

製造工程が複数の製造設備を備えていることにより、製造設備に不具合が生じたり、定期検査を行ったりして一つの製造設備が停止した場合であっても、他の製造設備を稼働させることによって製造を継続することができる。また、複数の製造工程において、製造に時間がかかる工程の製造設備の数を増やすことによって、製品の製造にかかる時間を短縮することができる。

生産計画システムの機構について説明する。
図３に示すように、生産計画システム２０は、スケジューラ部２１と、取得部２２と、検出部２３と、記憶部２４と、演算部２５と、出力部２６とを備える。なお、スケジューラ部２１と、取得部２２と、記憶部２４と、演算部２５と、出力部２６は、コンピュータ４０内に備えられている。

以下、生産計画システム２０を構成する上記各部について説明する。
＜スケジューラ部２１＞
スケジューラ部２１は、製品の出荷日、及び出荷数量を含む生産計画に基づいて、複数の製造工程からなる製品の製造スケジュールを作成する。

ここで、生産計画は、製品の出荷日と出荷数量に制限されない。生産計画は、例えば、製品の受注日、製品の種類、製品の単価等の情報を含んでいてもよい。生産計画は、製品の受注から出荷までの大枠の生産計画を意味するものとする。本実施形態では、作業者が生産計画を作成するものとする。

スケジューラ部２１は、コンピュータ４０内の一般的な計算ソフトで構成されており、大枠の生産計画を元に製品の製造スケジュールを作成する。製造スケジュールとは、製品の出荷日に合わせて、複数の製造工程をそれぞれどれくらいの日時で、どれくらいの個数行うのか等を示すスケジュールを意味するものとする。

図２に示すように、具体的には、製造スケジュールは、レジスト形成工程１３を何日までに終了し、次のパターンメッキ工程１４を何日までに終了すべきかを示す。製造スケジュールは、コンピュータ４０のディスプレイ上に表示されるように構成されていてもよい。製造スケジュールがディスプレイ上に表示されることにより、作業者は、各製造工程の大まかな加工予定日時を把握しやすくなる。

＜取得部２２＞
取得部２２は、製造設備に供給される製品の製品情報、製造設備の稼働情報、流動制約情報等の生産情報を取得する。

ここで、製造設備に供給される製品の製品情報とは、製品の種類や数量を意味するものとする。また、製造設備の稼働情報とは、製造設備の稼働状況を示す情報を意味するものとする。具体的には、製造設備の稼働の有無、製品の加工時間、加工待ちの製品数、加工に必要な部材の在庫量等の情報を意味するものとする。

上記加工に必要な部材としては、例えば、図２のレジスト形成工程１３では、金属膜上に貼り付ける感光性フィルムや、マスクを挙げることができる。
流動制約情報とは、生産を行う上で制約となる事項に関する情報を意味するものとする。具体的には、その製造設備でしか加工できない製品の情報等を意味するものとする。例えば、図２のレジスト形成工程１３において、設備Ａ７では加工作業を行うことができない製品であることを示す情報が流動制約情報に相当する。

取得部２２で取得する上記の生産情報は、作業者がコンピュータ４０に直接入力することによって取得する。また、後述の検出部２３によって自動的に取得するように構成されていてもよい。

＜検出部２３＞
検出部は、製造設備の稼働情報を検出する。製造設備に設けられた各種センサによって、自動的に情報を検出することができるように構成されている。検出部２３は省略されていてもよい。

＜記憶部２４＞
記憶部２４には、計算実行ソルバー３０が格納されている。計算実行ソルバー３０としては、生産計画システム２０に一般的に用いられる公知の計算実行ソルバー３０を用いることができる。

＜演算部２５＞
演算部２５には、取得部２２で取得した生産情報と、検出部２３で検出された情報とが入力される。さらに、記憶部２４に格納された計算実行ソルバー３０を読み出し、スケジューラ部２１で作成された製造スケジュールに基づいて、製造設備の流動計画を作成する。そのため、演算部２５は、製造工程で使用する製造設備のスケジュールに基づいた流動計画を、計算実行ソルバー３０を用いて作成する流動計画作成部ともいう。

なお、上記製造設備の流動計画とは、どの製造設備にどの製品を流動させて加工作業を行うのかを示す計画を意味するものとする。
＜出力部２６＞
出力部２６は、演算部２５で作成した流動計画をコンピュータ４０のディスプレイに表示する。出力の形態は特に制限されず、例えば、コンピュータ４０のディスプレイに表示することに代えて、もしくは、コンピュータ４０のディスプレイに表示することに加えて、製造設備に備えられたモニターに表示してもよい。

以下、ＩＣパッケージ基板の製造における流動計画の作成手順について説明する。
図３に示すように、まず、ＩＣパッケージ基板を受注すると、作業者は、製品の出荷日、及び出荷数量を含む生産計画をスケジューラ部に２１入力する。すると、スケジューラ部２１において、図１に示す複数の製造工程を、出荷日に合わせて、それぞれどれくらいの日時や個数で行うのかを示す大枠の製造スケジュールが作成される。

次に、作業者は、製品の生産情報を取得部２２に入力する。また、現在の製造設備の稼働情報を検出部２３で検出する。
取得部２２で取得した生産情報と、検出部２３で検出された稼働情報と、スケジューラ部２１で作成された製造スケジュールとを演算部２５に入力する。記憶部２４に格納された計算実行ソルバー３０を読み出して、演算部２５において計算を実行する。

以上の手順により、スケジューラ部２１で作成された製造スケジュールに基づいて、製造設備の最適な流動計画が作成される。
流動計画の作成は、製造設備の稼働前に行ってもよい。また、製造設備の稼働中に、定期的に行ってもよい。すなわち、製造設備の稼働中に流動計画を更新してもよい。製造設備の稼働中に流動計画を更新することにより、設備の稼働状況変化に柔軟に対応して、最適な流動計画を作成することができる。

また、上記複数の製造工程は、一つの工場内に設置された一連の製造工程に制限されない。例えば、複数の工場に分かれて設置されていてもよいし、一部の製造工程が、外部に委託されていてもよい。

図２に示すように、流動計画の作成では、レジスト形成工程１３内における設備Ａ１から設備Ａ７の間で流動計画を作成してもよい。言い換えれば、少なくとも一つの製造工程において、当該製造工程内の製造設備の流動計画を作成してもよい。例えば、加工時間が相対的に長くかかり、律速となっている特定の製造工程に対して、流動計画を最適化することができる。これにより、より効率良く生産効率を向上させることができる。

以下、計算実行ソルバー３０を用いて、製造工程内の製造設備の流動計画を作成することを、水平型ソルバーというものとする。なお、水平型ソルバーは、レジスト形成工程以外の工程に適用してもよい。

また、流動計画の作成では、レジスト形成工程１３とパターンメッキ工程１４との間において、設備Ａ１から設備Ａ７と、設備Ｂ１から設備Ｂ７との間で流動計画を作成してもよい。言い換えれば、複数の製造工程を跨って製造設備の流動計画を作成してもよい。これにより、製造工程全体の生産効率を向上させやすくなる。

以下、計算実行ソルバー３０を用いて、複数の製造工程を跨って製造設備の流動計画を作成することを、垂直型ソルバーというものとする。なお、垂直型ソルバーは、レジスト形成工程１３とパターンメッキ工程１４以外の工程に適用してもよい。

水平型ソルバーと垂直型ソルバーは、それぞれ別々に行ってもよいし、両者を組み合わせて行ってもよい。
また、上記最適な流動計画とは、単に、出荷日に合わせた流動計画のみを意味するのではなく、目的に応じた流動計画を意味するものとする。例えば、納期の最短化、製造コストの低減、省エネルギー化、品質の向上等の目的に応じて最適な流動計画を作成することができる。

図２に示すように、例えば、流動計画が製造コストの低減を目的とする場合、設備Ａ１から設備Ａ７のうち、どの設備を用いると製造コストを低減できるのかに着目して流動計画を作成することができる。同様に、流動計画が品質の向上を目的とする場合、設備Ａ１から設備Ａ７のうち、どの設備を用いると品質をより向上させることができるのかに着目して流動計画を作成することができる。さらに、一部の製造工程が外部に委託されている場合、目的に応じて委託先を最適化する、言い換えれば、目的に応じて委託先を選択することもできる。

本実施形態の作用及び効果について記載する。
（１）本発明の生産計画システムによれば、熟練の作業者に頼ることなく、生産計画に沿った最適な流動計画を作成することができる。

（２）納期の最短化、製造コストの低減、省エネルギー化、品質の向上等の目的に応じて最適な流動計画を作成することができる。
（３）少なくとも一つの製造工程において、製造設備毎に異なる制約がある中でも流動計画を最適化することができる。そのため、特定の製造工程に対して、目的に応じた最適な流動計画を作成することができる。

（４）複数の製造工程を跨って製造設備の流動計画を作成することができる。したがって、目的に応じた製造工程全体の最適な流動計画を作成することができる。
（５）流動計画作成部は、製造設備の稼働中に流動計画を更新する。したがって、製造設備の状況変化に柔軟に対応して、最適な流動計画を作成することができる。

（６）製造設備の稼働状態を検出する検出部を備える。したがって、製造設備の稼働状態を容易に把握することができる。また、流動計画を更新するにあたり、より効率良く流動計画を作成することができる。また、流動計画に沿って製造がおこなわれているか容易に確認することができる。

（７）流動計画を熟練の作業者が作成する場合、通常、作成に数時間かかっていたのに対し、数分程度で作成することが可能になる。したがって、流動計画の作成に要する時間が大幅に短縮される。また、真夜中や休日であっても流動計画の作成が可能になるため、流動計画を作成する際の時間的制約が小さくなる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・本実施形態は、IＣパッケージ基板の生産に具体化した生産計画システムであったが、この態様に限定されない。IＣパッケージ基板以外の製品の生産にも用いることができる。

・本実施形態では、複数の製造工程は、複数の製造設備を備えていたが、この態様に限定されない。複数の製造工程の全てが、もしくは、複数の製造工程の一部が、一つの製造設備で構成されていてもよい。

・本実施形態では、作業者が生産計画を作成するとともに、スケジューラ部への生産計画の入力を行っていたが、この態様に限定されない。コンピュータが生産計画を作成してもよい。また、スケジューラ部への生産計画の入力をコンピュータが行ってもよい。例えば、コンピュータ内にプランナー部が備えられており、プランナー部において、生産計画の作成や、スケジューラ部への入力を行ってもよい。

以下、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
（実施例１）
図２に示すレジスト形成工程１３とパターンメッキ工程１４を、上記実施形態の水平型ソルバーと垂直型ソルバーを組み合わせて作成した流動計画に沿って実施した。流動計画の作成は１日１回行い、１カ月間製造を行った。流動計画の作成に要する時間は、１か月の合計で約２５時間であった。また、製造スケジュールの順守率、すなわち、スケジューラ部で作成した製造スケジュールでの加工予定数に対する、実際の加工数の割合を計算すると、約６２％であった。

（比較例１）
比較例１では、上記実施形態の生産計画システムを用いず、熟練の作業者が作成した流動計画に沿ってレジスト形成工程とパターンメッキ工程を実施した。流動計画の作成は、実施例１と同様に、１日１回行い、１カ月間製造を行った。流動計画の作成に要する時間は、１か月の合計で約６８０時間であった。製造スケジュールの順守率は、約５８％であった。

以上の結果から、本実施形態の生産計画システムでは、流動計画の作成に要する時間を大幅に短縮できることが確認された。また、製造スケジュールの順守率が向上しており、生産計画に沿った最適な流動計画を作成できることが確認された。

２０…生産計画システム、２１…スケジューラ部、２５…流動計画作成部（演算部）、３０…計算実行ソルバー。

Claims (5)

1. 製品の出荷日、及び出荷数量を含む生産計画に基づいて、複数の製造工程からなる前記製品の製造スケジュールを作成するスケジューラ部と、
   前記製造工程で使用する製造設備の前記製造スケジュールに基づいた流動計画を、計算実行ソルバーを用いて作成する流動計画作成部とを備えることを特徴とする生産計画システム。
2. 前記複数の製造工程は、それぞれの製造工程に複数の製造設備を備えており、
   前記流動計画作成部は、少なくとも一つの前記製造工程において、当該製造工程内の製造設備の流動計画を作成する請求項１に記載の生産計画システム。
3. 前記複数の製造工程は、それぞれの製造工程に複数の製造設備を備えており、
   前記流動計画作成部は、前記複数の製造工程を跨って製造設備の流動計画を作成する請求項１又は２に記載の生産計画システム。
4. 前記流動計画作成部は、前記製造設備の稼働中に前記流動計画を更新する請求項１～３のいずれか一項に記載の生産計画システム。
5. 前記製造設備の稼働状態を検出する検出部を備える請求項１～４のいずれか一項に記載の生産計画システム。

Images