JP2024053799A - Optimization method and optimization program for circuit board production line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板を生産するための作業を順番に行う複数のマシンを含む生産ラインを用いて基板を生産する技術に関する。 The present invention relates to a technology for producing circuit boards using a production line that includes multiple machines that sequentially perform tasks to produce circuit boards.
複数のマシンを含む基板生産ラインを用いて基板を生産する場合、各マシンでの作業をできるだけ最適化し、基板の生産効率を向上させることが望まれる。 When producing circuit boards using a circuit board production line that includes multiple machines, it is desirable to optimize the work of each machine as much as possible to improve the production efficiency of the circuit boards.
例えば、下記特許文献1には、基板に部品を実装する複数の部品実装機を含む実装ラインにおいて、各実装機での部品の実装順序や実装機間での担当部品の割振りを最適化する装置が開示されている。この最適化装置によれば、各実装機でのサイクルタイムが短縮かつ均等化され、それによって基板の生産効率が向上するとされている。 For example, the following Patent Document 1 discloses a device that optimizes the order in which components are mounted by each mounter and the allocation of components between mounters in a mounting line that includes multiple mounters that mount components onto boards. This optimization device is said to shorten and equalize the cycle time of each mounter, thereby improving the production efficiency of boards.
最適化処理による生産効率の向上と、当該最適化処理に要する所要時間とは、トレードオフの関係にある。言い換えると、生産ラインにおける全ての最適化対象を極限まで最適化するには膨大な時間を要する。そこで、生産効率への影響が大きい最適化対象を選択して当該最適化対象を重点的に最適化することが考えられるが、生産効率への影響が大きい最適化対象をオペレータの判断で選択することは容易ではない。このため、従来は、生産効率向上という結果を重視して最適化処理に多くの時間を割くか、結果をそれほど重視せずに最適化処理に割く時間を節約するか、のいずれかを選択する必要があった。 There is a trade-off between the improvement in production efficiency achieved by optimization processing and the time required for said optimization processing. In other words, it takes an enormous amount of time to optimize all optimization targets on a production line to the maximum extent possible. As a result, it is possible to select optimization targets that have a large impact on production efficiency and focus on optimizing those optimization targets, but it is not easy for an operator to select optimization targets that have a large impact on production efficiency at their own discretion. For this reason, in the past, it was necessary to choose between placing emphasis on the result of improving production efficiency and allocating a lot of time to optimization processing, or not placing as much emphasis on the result and saving time on optimization processing.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、最適化処理の所要時間の短縮と生産効率の向上とを両立させることが可能な基板生産ラインの最適化方法及び最適化プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a method and program for optimizing a board production line that can simultaneously reduce the time required for optimization processing and improve production efficiency.
前記課題を解決するためのものとして、本発明の一局面に係る基板生産ラインの最適化方法は、基板を生産するための作業を順番に行う複数のマシンを含む基板生産ラインを用いた基板の生産を最適化する方法であって、前記基板生産ラインを制御する生産プログラムを前記基板の生産効率が向上するように最適化する最適化処理を規定レベルで行う第1最適化ステップと、前記第1最適化ステップによる最適化処理後の生産プログラムにより前記基板を生産したときに、他のマシンに比べて生産効率が悪いボトルネックマシンが存在するか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、最適化を追求するレベルである最適化レベルを前記ボトルネックマシンに対してのみ引き上げ、前記生産プログラムの最適化処理を再実行する第2最適化ステップと、を含むものである。 To solve the above problem, a method for optimizing a board production line according to one aspect of the present invention is a method for optimizing the production of boards using a board production line including a plurality of machines that perform tasks for producing boards in sequence, and includes a first optimization step of performing an optimization process at a specified level to optimize a production program that controls the board production line so as to improve the production efficiency of the boards, a determination step of determining whether or not a bottleneck machine exists that has poor production efficiency compared to other machines when the boards are produced using the production program after the optimization process in the first optimization step, and a second optimization step of, if it is determined in the determination step that a bottleneck machine exists, raising the optimization level, which is the level at which optimization is pursued, only for the bottleneck machine and re-executing the optimization process of the production program.
本発明によれば、最適化レベルを規定レベルに留めた生産プログラムが生産効率の観点から評価されるとともに、当該評価により生産効率が相対的に悪いボトルネックマシンが存在することが判明した場合に、当該ボトルネックマシンの最適化レベルが引き上げられるので、最適化を追求する対象をボトルネックマシンに限定することができ、比較的短時間のうちに生産効率に優れた新たな生産プログラムへの更新を行うことができる。例えば、ボトルネックマシンの有無を調べることなく最適化を追求した場合には、基板生産ライン中の複数のマシンの全てを対象として最適化レベルを引き上げる必要があり、計算に要する時間が大幅に増大する可能性がある。これに対し、本発明では、基板生産ラインの生産効率を悪化させているボトルネックマシンに限定して最適化レベルが引き上げられるので、当該ボトルネックマシン内の最適化対象に絞って最適化を追求することができ、最適化の計算に要する時間を短縮することができる。当該計算により得られた生産プログラム、つまりボトルネックマシンの最適化が追及された新たな生産プログラムは、ボトルネックマシンの作業を効率化し、基板の生産効率の向上をもたらす可能性が高い。したがって、本発明によれば、最適化処理の所要時間を短縮しつつ基板の生産効率を向上させることができる。 According to the present invention, a production program with the optimization level kept at a specified level is evaluated from the viewpoint of production efficiency, and if the evaluation reveals the presence of a bottleneck machine with relatively poor production efficiency, the optimization level of the bottleneck machine is raised, so that the target for which optimization is pursued can be limited to the bottleneck machine, and the production program can be updated to a new one with excellent production efficiency in a relatively short time. For example, if optimization is pursued without checking whether or not there is a bottleneck machine, it is necessary to raise the optimization level for all of the multiple machines in the board production line, and the time required for calculation may increase significantly. In contrast, in the present invention, the optimization level is raised only for the bottleneck machine that is deteriorating the production efficiency of the board production line, so that optimization can be pursued by focusing on the optimization target in the bottleneck machine, and the time required for optimization calculation can be shortened. The production program obtained by the calculation, that is, the new production program in which the optimization of the bottleneck machine is pursued, is likely to improve the efficiency of the work of the bottleneck machine and improve the production efficiency of the board. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the production efficiency of the board while shortening the time required for the optimization process.
好ましくは、前記判定ステップでは、前記基板1枚あたりの作業時間であるサイクルタイムを前記複数のマシンついてそれぞれ取得し、当該サイクルタイムが最も長いマシンを前記ボトルネックマシンとして特定する。 Preferably, in the determination step, the cycle time, which is the work time per board, is obtained for each of the multiple machines, and the machine with the longest cycle time is identified as the bottleneck machine.
この態様では、各マシンのサイクルタイムに基づいてボトルネックマシンを適切に特定することができる。 In this manner, bottleneck machines can be appropriately identified based on the cycle time of each machine.
好ましくは、前記判定ステップでは、前記複数のマシンの各サイクルタイムの平均値である平均サイクルタイムと、前記サイクルタイムが最も長いマシンのサイクルタイムである最長サイクルタイムとを比較して、前記平均サイクルタイムに対し前記最長サイクルタイムが所定の割合以上大きい場合に、前記サイクルタイムが最も長いマシンを前記ボトルネックマシンとして特定する。 Preferably, in the determination step, an average cycle time, which is the average value of the cycle times of the multiple machines, is compared with a longest cycle time, which is the cycle time of the machine with the longest cycle time, and if the longest cycle time is greater than the average cycle time by a predetermined percentage or more, the machine with the longest cycle time is identified as the bottleneck machine.
この態様では、サイクルタイムが有意に長いマシンが存在する場合にのみ、これをボトルネックマシンとして特定してその最適化を追求することができる。 In this manner, only if a machine has a significantly long cycle time can it be identified as a bottleneck machine and its optimization pursued.
好ましくは、前記最適化方法は、前記判定ステップにおいて前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、当該ボトルネックマシンの作業を他のマシンに割り振るラインバランス調整を行うバランス調整ステップをさらに含み、前記第2最適化ステップは、前記バランス調整ステップを経てもなお前記ボトルネックマシンが存在する場合に実行される。 Preferably, the optimization method further includes a balancing step of performing line balancing to allocate the work of the bottleneck machine to other machines when it is determined in the determination step that the bottleneck machine exists, and the second optimization step is executed when the bottleneck machine still exists after the balancing step.
この態様では、複数のマシン間での作業分担の平滑化(ラインバランス調整)によりサイクルタイムが改善するようなケースにおいて、このような平滑化による改善を図った上でボトルネックマシンの最適化を追求することができる。言い換えると、ボトルネックマシンの最適化レベルの引き上げよりもラインバランス調整が優先して行われるので、ボトルネックマシンに対する最適化の追求を、ラインバランス調整を経てもなおボトルネックマシンが存在する場合にのみ行うことができ、基板の生産効率を合理的に向上させることができる。 In this embodiment, in cases where the cycle time can be improved by smoothing out the work distribution among multiple machines (line balancing), it is possible to pursue optimization of the bottleneck machine after making such improvements through smoothing. In other words, since line balancing takes precedence over raising the optimization level of the bottleneck machine, optimization of the bottleneck machine can be pursued only when a bottleneck machine still exists even after line balancing, and the production efficiency of boards can be improved rationally.
好ましくは、前記最適化方法は、前記バランス調整ステップの後、前記ボトルネックマシンのサイクルタイムを改善する改善余地があるか否かを予測する予測ステップをさらに含み、前記第2最適化ステップは、前記予測ステップにより前記改善余地があると判定された場合にのみ実行される。 Preferably, the optimization method further includes a prediction step for predicting whether there is room for improvement in the cycle time of the bottleneck machine after the balance adjustment step, and the second optimization step is executed only if it is determined by the prediction step that there is room for improvement.
この態様では、改善の見込みがある場合にのみボトルネックマシンの最適化が追求されるので、計算時間が無駄に増大するのを防止することができる。 In this manner, optimization of the bottleneck machine is pursued only when there is a possibility of improvement, thereby preventing unnecessary increases in calculation time.
好ましくは、前記最適化方法は、第2最適化ステップを実行する前後の各サイクルタイムを含む情報をオペレータに提示する提示ステップをさらに含む。 Preferably, the optimization method further includes a presentation step of presenting to an operator information including each cycle time before and after performing the second optimization step.
この態様では、ボトルネックマシンの最適化レベルの引き上げにより生じたサイクルタイムの変化をオペレータに容易に理解させることができる。したがって、当該情報に基づいて、オペレータは、例えば生産プログラムを切り替えるタイミング等を適切に判断することができる。 In this manner, the operator can easily understand the change in cycle time that occurs as a result of raising the optimization level of the bottleneck machine. Therefore, based on this information, the operator can appropriately determine, for example, the timing of switching production programs.
本発明の他の局面に係る基板生産ラインの最適化プログラムは、基板を生産するための作業を順番に行う複数のマシンを含む基板生産ラインを用いた基板の生産を最適化するプログラムであって、前記基板生産ラインを制御する生産プログラムを前記基板の生産効率が向上するように最適化する最適化処理を規定レベルで行う第1最適化処理と、前記第1最適化処理後の生産プログラムにより前記基板を生産したときに、他のマシンに比べて生産効率が悪いボトルネックマシンが存在するか否かを判定する判定処理と、前記判定処理において前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、最適化を追求するレベルである最適化レベルを前記ボトルネックマシンに対してのみ引き上げ、前記生産プログラムの最適化処理を再実行する第2最適化処理と、を含む処理をコンピュータに実行させる、ものである。 An optimization program for a board production line according to another aspect of the present invention is a program for optimizing the production of boards using a board production line including a plurality of machines that perform tasks for producing boards in sequence, and causes a computer to execute processes including a first optimization process that performs an optimization process at a specified level to optimize the production program that controls the board production line so as to improve the production efficiency of the boards, a determination process that determines whether or not a bottleneck machine exists that has a lower production efficiency than other machines when the boards are produced using the production program after the first optimization process, and a second optimization process that, if it is determined in the determination process that a bottleneck machine exists, raises the optimization level, which is the level at which optimization is pursued, only for the bottleneck machine and re-executes the optimization process for the production program.
この最適化プログラムの発明によれば、上述した最適化方法の発明と同様の効果を得ることができる。 This optimization program invention can achieve the same effects as the optimization method invention described above.
以上説明したように、本発明によれば、最適化処理の所要時間の短縮と生産効率の向上とを両立させることができる。 As described above, the present invention makes it possible to reduce the time required for optimization processing while improving production efficiency.
[基板生産ラインの構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る最適化方法が適用される基板生産ライン1の概略構成を示す平面図である。基板生産ライン1は、基板Pを生産するための設備であり、基板Pの搬送方向の上流側から順に、第1実装機11、第2実装機12、及び第3実装機13を備える。各実装機11~13は、いずれも基板Pの上面に電子部品(以下、単に部品という)を実装するマシンである。各実装機11~13による作業を経て生産された基板Pは、部品実装前の生基板(プリント配線板)と、当該生基板の上面に実装された複数の部品とを含む。言い換えると、各実装機11~13よる作業対象は、少なくとも一部の部品が未実装の基板である。ただし、本実施形態では、このような生産途中の基板と、実装が完了した基板とを、区別せずにいずれも基板Pと称する。なお、図示しないが、第1実装機11の上流側には、基板Pの上面にクリーム半田を印刷する印刷機等の他のマシンが配置されていてもよいし、第3実装機13の下流側には、リフロー炉や検査装置等の他のマシンが配置されていてもよい。
[Configuration of the circuit board production line]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a board production line 1 to which an optimization method according to an embodiment of the present invention is applied. The board production line 1 is a facility for producing a board P, and includes, in order from the upstream side in the conveying direction of the board P, a first mounting machine 11, a second mounting machine 12, and a third mounting machine 13. Each of the mounting machines 11 to 13 is a machine that mounts electronic components (hereinafter simply referred to as components) on the upper surface of the board P. The board P produced through the work of each of the mounting machines 11 to 13 includes a raw board (printed wiring board) before components are mounted, and a plurality of components mounted on the upper surface of the raw board. In other words, the work target of each of the mounting machines 11 to 13 is a board on which at least some components are not mounted. However, in this embodiment, such a board in the middle of production and a board on which mounting has been completed are not distinguished and are both referred to as board P. Although not shown, other machines such as a printer that prints cream solder on the top surface of the substrate P may be located upstream of the first mounting machine 11, and other machines such as a reflow oven or inspection equipment may be located downstream of the third mounting machine 13.
第1~第3実装機11~13は、基板Pに対する部品実装作業を順番に行うように、後述するコンベア22による基板Pの搬送方向に連続して並んでいる。第1~第3実装機11~13の基本的な構成は共通しており、以下、第1実装機11の構成を代表して説明する。 The first to third mounting machines 11 to 13 are lined up in succession in the direction in which the board P is transported by the conveyor 22, which will be described later, so that they perform component mounting work on the board P in sequence. The first to third mounting machines 11 to 13 have the same basic configuration, and the configuration of the first mounting machine 11 will be described below as a representative.
第1実装機11は、基台21と、コンベア22と、ヘッドユニット23と、移動機構24と、複数の部品供給装置25とを備える。なお、図1のX方向は基板Pの搬送方向と平行な方向であり、Y方向はX方向と水平面内で直交する方向である。 The first mounting machine 11 includes a base 21, a conveyor 22, a head unit 23, a moving mechanism 24, and a number of component supply devices 25. Note that the X direction in FIG. 1 is parallel to the transport direction of the substrate P, and the Y direction is perpendicular to the X direction in the horizontal plane.
コンベア22は、基板Pを搬送するコンベアであって、基台21上にX方向に延びるように配設されている。コンベア22は、基板Pを+X側から第1実装機11の機内に搬入し、所定の作業位置(図1に示す基板Pの位置)まで-X側へ搬送して一旦停止させる。この作業位置において、部品が基板Pに実装される。実装作業後、コンベア22は基板Pをさらに-X側へ搬送し、第1実装機11の機外へ搬出する。 The conveyor 22 is a conveyor that transports the board P, and is disposed on the base 21 so as to extend in the X direction. The conveyor 22 transports the board P from the +X side into the first mounting machine 11, transports it to the -X side to a specified work position (the position of the board P shown in FIG. 1), and stops it once. At this work position, components are mounted on the board P. After the mounting work, the conveyor 22 transports the board P further to the -X side and takes it out of the first mounting machine 11.
移動機構24は、ヘッドユニット23をX方向及びY方向に移動可能に支持する機構である。移動機構24は、X方向に延びる支持フレーム31と、支持フレーム31をY方向に移動させる一対のY軸移動機構32と、ヘッドユニット23を支持フレーム31に対しX方向に移動させるX軸移動機構33とを含む。Y軸移動機構32及びX軸移動機構33としては、例えばボールねじ機構を用いることができる。 The movement mechanism 24 is a mechanism that supports the head unit 23 so that it can move in the X and Y directions. The movement mechanism 24 includes a support frame 31 extending in the X direction, a pair of Y-axis movement mechanisms 32 that move the support frame 31 in the Y direction, and an X-axis movement mechanism 33 that moves the head unit 23 in the X direction relative to the support frame 31. For example, a ball screw mechanism can be used as the Y-axis movement mechanism 32 and the X-axis movement mechanism 33.
ヘッドユニット23は、支持フレーム31の移動に伴ってY方向に移動可能であり、かつ、支持フレーム31に沿ってX方向に移動可能である。ヘッドユニット23は、基板Pに搭載する部品を吸着して保持する複数本の昇降可能な吸着ヘッドを備える。吸着ヘッドは、部品供給装置25の部品取り出し位置において部品を吸着保持し、基板Pの上方に部品を移動させるとともに当該部品を基板Pの所定の搭載位置に実装する。 The head unit 23 can move in the Y direction in conjunction with the movement of the support frame 31, and can also move in the X direction along the support frame 31. The head unit 23 has multiple suction heads that can be raised and lowered to suck up and hold components to be mounted on the substrate P. The suction heads suck up and hold the components at the component removal position of the component supply device 25, move the components above the substrate P, and mount the components at the specified mounting positions on the substrate P.
複数の部品供給装置25は、いずれも基板Pに実装される部品を供給する装置である。本実施形態では、基台21上に合計4つの部品供給装置25が用意されており、コンベア22を挟んだ+Y側及び-Y側の各領域に部品供給装置25が2つずつ配置されている。部品供給装置25により供給される部品は、例えば集積回路(IC)、トランジスタ、抵抗、コンデンサ等の小型の電子部品である。 All of the multiple component supply devices 25 are devices that supply components to be mounted on the substrate P. In this embodiment, a total of four component supply devices 25 are prepared on the base 21, with two component supply devices 25 arranged in each of the areas on the +Y side and -Y side of the conveyor 22. The components supplied by the component supply devices 25 are small electronic components such as integrated circuits (ICs), transistors, resistors, capacitors, etc.
各部品供給装置25は、X方向に並ぶように配列された複数のテープフィーダ26を含む。各テープフィーダ26は、部品が封入された部品収納テープをキャリアとして前記部品取り出し位置まで部品を供給する。なお、各部品供給装置25を構成するフィーダは、テープフィーダ26に限定されるものではなく、トレイ上にパッケージ部品を載置した状態で供給するトレイフィーダ等、他のフィーダを用いることも可能である。 Each component supply device 25 includes a plurality of tape feeders 26 arranged in a line in the X direction. Each tape feeder 26 supplies components to the component removal position using a component storage tape containing the components as a carrier. Note that the feeders constituting each component supply device 25 are not limited to tape feeders 26, and other feeders such as tray feeders that supply packaged components placed on a tray can also be used.
以上、第1実装機11の構成について説明したが、第2実装機12及び第3実装機13の構成もこれと同様である。 The configuration of the first mounting machine 11 has been described above, but the configurations of the second mounting machine 12 and the third mounting machine 13 are similar.
[制御系統]
次に、基板生産ライン1の制御系統について説明する。基板生産ライン1は、生産制御装置41及びプログラム作成装置42と電気的に接続されている。生産制御装置41は、第1~第3実装機11~13を含む基板生産ライン1が行う基板Pの生産を制御する装置である。プログラム作成装置42は、生産制御装置41が使用する生産プログラムを作成及び更新する装置である。生産制御装置41及びプログラム作成装置42は、演算を行うプロセッサ(CPU)と、ROM及びRAM等のメモリーと、を含むマイクロコンピュータにより構成されている。
[Control system]
Next, a control system of board production line 1 will be described. Board production line 1 is electrically connected to a production control device 41 and a program creation device 42. The production control device 41 is a device that controls the production of boards P performed by board production line 1 including first to third mounting machines 11 to 13. The program creation device 42 is a device that creates and updates the production program used by production control device 41. The production control device 41 and the program creation device 42 are composed of a microcomputer including a processor (CPU) that performs calculations and memories such as ROM and RAM.
プログラム作成装置42は、生産制御装置41とネットワークLNを介して接続されており、生産プログラムを作成及び更新して生産制御装置41に送信する。生産制御装置41は、第1~第3実装機11~13とネットワークLNを介して接続されており、プログラム作成装置42から取得した生産プログラムに基づいて各実装機11~13を制御する。 The program creation device 42 is connected to the production control device 41 via a network LN, and creates and updates production programs and transmits them to the production control device 41. The production control device 41 is connected to the first to third mounting machines 11 to 13 via the network LN, and controls each of the mounting machines 11 to 13 based on the production programs acquired from the program creation device 42.
プログラム作成装置42には、入力部43及び表示部44が電気的に接続されている。入力部43は、プログラム作成装置42に各種データを入力するインターフェースであり、例えばキーボードやマウス等から構成される。表示部44は、プログラム作成装置42に対する入出力データ等をオペレータに提示するためのディスプレイである。 An input unit 43 and a display unit 44 are electrically connected to the program creation device 42. The input unit 43 is an interface for inputting various data to the program creation device 42, and is composed of, for example, a keyboard and a mouse. The display unit 44 is a display for presenting input/output data and the like for the program creation device 42 to the operator.
[最適化処理]
次に、プログラム作成装置42により生産プログラムを作成及び更新する処理について説明する。なお、ここでいう生産プログラムの作成及び更新処理には、基板生産ライン1による基板Pの生産効率が向上するように生産プログラムを最適化する最適化処理が含まれる。すなわち、プログラム作成装置42は、規定の最適化レベルで生産プログラムを作成し、その後、最適化レベルを適宜引き上げながら生産プログラムを更新する。以下、詳しく説明する。
[Optimization process]
Next, the process of creating and updating a production program by program creation device 42 will be described. Note that the process of creating and updating a production program here includes an optimization process of optimizing the production program so as to improve the production efficiency of board P by board production line 1. That is, program creation device 42 creates a production program at a specified optimization level, and then updates the production program while appropriately increasing the optimization level. This will be described in detail below.
図2は、プログラム作成装置42により行われる処理の内容を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、入力部43を介したオペレータからの指示により開始される。当該処理が開始されると、プログラム作成装置42は、予め定められた各種条件に基づいて生産プログラムを作成する(ステップS1)。 Figure 2 is a flowchart showing the contents of the processing performed by the program creation device 42. The processing shown in this flowchart is started by an instruction from an operator via the input unit 43. When the processing is started, the program creation device 42 creates a production program based on various predetermined conditions (step S1).
図3は、前記ステップS1の処理の詳細を示すサブルーチンである。本図に示すように、生産プログラムの作成が開始されると、プログラム作成装置42は、予め定められた基本データ及び最適化レベルを読み込む(ステップS11)。基本データ及び最適化レベルは、例えば入力部43を介したオペレータの操作により予め設定されている。 Figure 3 is a subroutine showing the details of the processing of step S1. As shown in this figure, when the creation of a production program is started, the program creation device 42 reads predetermined basic data and optimization level (step S11). The basic data and optimization level are set in advance, for example, by the operator's operation via the input unit 43.
図4に示すように、前記基本データには、基板データと、基板ハンドリング条件と、実装機データとが含まれる。基板データは、基板Pに実装される部品の種類や各部品の実装座標等の情報を含むデータである。基板ハンドリング条件は、基板Pの搬送速度等の情報を含むデータである。実装機データは、各実装機11~13における部品供給装置25(テープフィーダ26)の位置や基板Pの実装作業位置、ヘッドユニット23の移動速度等の情報を含むデータである。 As shown in FIG. 4, the basic data includes board data, board handling conditions, and mounting machine data. The board data includes information such as the type of components to be mounted on the board P and the mounting coordinates of each component. The board handling conditions include information such as the transport speed of the board P. The mounting machine data includes information such as the position of the component supply device 25 (tape feeder 26) in each mounting machine 11-13, the mounting work position of the board P, and the movement speed of the head unit 23.
前記最適化レベルは、生産プログラムの最適化を追求するレベルのことであり、最適化レベルが高いほど生産効率の高い生産プログラムが作成されることになる。最適化の対象は、例えば、各実装機11~13の部品供給装置25内での部品の配置(換言すればテープフィーダ26の並び順)、各実装機11~13のヘッドユニット23による部品の実装順序、各実装機11~13間での作業の分担(どの実装機でどの部品を実装するかの割振り)、などがあり得る。 The optimization level is the level at which the optimization of the production program is pursued, and the higher the optimization level, the more efficient the production program that is created. The targets of optimization can be, for example, the arrangement of components within the component supply device 25 of each mounting machine 11-13 (in other words, the order of the tape feeders 26), the order in which components are mounted by the head units 23 of each mounting machine 11-13, the division of work between each mounting machine 11-13 (allocation of which components are mounted by which mounting machine), etc.
前記ステップS1による生産プログラム作成時の最適化レベルは、レベル1、レベル2、レベル3‥‥のように、単純な数値により規定することも可能であるが、本実施形態では、上限計算時間と上限試行回数という2つのパラメータに基づいて最適化レベルが規定される。上限計算時間とは、1つの解を生成するのに消費することが許される上限時間であり、上限試行回数とは、解の生成及びその評価を繰り返すことが許される上限回数である。図5に示すように、上限計算時間が長いほど最適化レベルは高くなり、上限試行回数が多いほど最適化レベルは高くなる。 The optimization level when creating a production program in step S1 can be defined by simple numerical values such as level 1, level 2, level 3, etc., but in this embodiment, the optimization level is defined based on two parameters: the upper limit calculation time and the upper limit number of attempts. The upper limit calculation time is the upper limit of the time permitted to be consumed in generating one solution, and the upper limit number of attempts is the upper limit of the number of times that the generation of a solution and its evaluation are permitted to be repeated. As shown in Figure 5, the longer the upper limit calculation time, the higher the optimization level, and the higher the upper limit number of attempts, the higher the optimization level.
上限計算時間及び上限試行回数は、オペレータによる入力部43の操作によって予めプログラム作成装置42に入力されている。なお、上限計算時間及び上限試行回数は、直接数値を入力する操作によって設定することも可能であるが、例えば「大」「中」「小」といった複数の選択肢から1つを選択する操作により設定することも可能である。以下では、設定された上限計算時間をT、設定された上限試行回数をNとする。 The upper limit calculation time and the upper limit number of trials are input in advance to the program creation device 42 by the operator operating the input unit 43. The upper limit calculation time and the upper limit number of trials can be set by directly inputting the numerical values, but can also be set by selecting one from a number of options such as "large", "medium", and "small". In the following, the set upper limit calculation time is T and the set upper limit number of trials is N.
前記ステップS11において、プログラム作成装置42は、前記のようして予め設定された基本データ及び最適化レベル(上限計算時間T及び上限試行回数N)を読み込む。その後、プログラム作成装置42は、上限計算時間Tを使った計算によって1つの解を生成する(ステップS12)。すなわち、プログラム作成装置42は、上述した最適化対象(部品配置、実装順序、作業分担等)を変更するプロセスを上限計算時間Tの範囲で何度も繰り返し、各プロセスにより得られた解候補を生産効率の観点から評価、比較する。そして、計算時間が上限計算時間Tに達した時点で、生産効率が最も高い解候補を抽出し、抽出した解候補を前記ステップS12の結果物である解として出力する。 In step S11, the program creation device 42 reads the basic data and optimization level (upper limit calculation time T and upper limit number of trials N) previously set as described above. After that, the program creation device 42 generates one solution by calculation using the upper limit calculation time T (step S12). That is, the program creation device 42 repeats the process of changing the optimization target (component placement, mounting order, work allocation, etc.) as described above many times within the range of the upper limit calculation time T, and evaluates and compares the solution candidates obtained by each process from the viewpoint of production efficiency. Then, when the calculation time reaches the upper limit calculation time T, the solution candidate with the highest production efficiency is extracted, and the extracted solution candidate is output as the solution that is the result of step S12.
詳しくは、プログラム作成装置42は、1枚の基板Pを生産するのに要する時間(基板1枚あたりの作業時間)であるサイクルタイムに基づいて、各解候補の生産効率の高低を評価する。各解候補は、部品配置、実装順序、作業分担などの最適化対象が異なるため、サイクルタイムも異なり得る。プログラム作成装置42は、各解候補のサイクルタイムをシミュレーション等により予測し、予測したサイクルタイムに基づいて各解候補を評価する。すなわち、プログラム作成装置42は、計算時間が上限計算時間Tに達した時点で、それまでに得られた解候補の中で最もサイクルタイムが短い解候補を抽出し、抽出した解候補を解として出力する。 In detail, the program creation device 42 evaluates the production efficiency of each solution candidate based on the cycle time, which is the time required to produce one board P (the work time per board). Each solution candidate has a different optimization target, such as component placement, mounting order, and work allocation, so the cycle time may also be different. The program creation device 42 predicts the cycle time of each solution candidate by simulation or the like, and evaluates each solution candidate based on the predicted cycle time. That is, when the calculation time reaches the upper limit calculation time T, the program creation device 42 extracts the solution candidate with the shortest cycle time among the solution candidates obtained so far, and outputs the extracted solution candidate as a solution.
次いで、プログラム作成装置42は、前記ステップS12の解を生成した回数である試行回数が、前記ステップS11で読み込まれた上限試行回数Nに達したか否かを判定する(ステップS13)。 Next, the program creation device 42 determines whether the number of trials, which is the number of times a solution was generated in step S12, has reached the upper limit number of trials N loaded in step S11 (step S13).
前記ステップS13でNOと判定されて試行回数が上限試行回数N未満であることが確認された場合、プログラム作成装置42は、前記ステップS12に戻って解の生成を繰り返す。すなわち、プログラム作成装置42は、1回前の計算により生成された解を出発点として、さらに最適化対象を変更するプロセスを上限計算時間Tの範囲で繰り返し、その中で最もサイクルタイムが短い(生産効率が高い)解候補を新たな解として出力する。 If the result of the determination in step S13 is NO and it is confirmed that the number of trials is less than the upper limit number of trials N, the program creation device 42 returns to step S12 and repeats the generation of the solution. That is, the program creation device 42 uses the solution generated by the previous calculation as a starting point and further repeats the process of changing the optimization target within the upper limit calculation time T, and outputs the solution candidate with the shortest cycle time (highest production efficiency) as a new solution.
一方、前記ステップS13でYESと判定されて試行回数が上限試行回数Nに達したことが確認された場合、プログラム作成装置42は、前記ステップS12,S13を経て生成されたN個の解を生産効率の観点で評価し(ステップS14)、その中で最もサイクルタイムが短い解を抽出する。そして、抽出した当該解を生産プログラムとして出力する(ステップS15)。 On the other hand, if step S13 returns YES and it is confirmed that the number of trials has reached the upper limit N, the program creation device 42 evaluates the N solutions generated through steps S12 and S13 from the perspective of production efficiency (step S14), and extracts the solution with the shortest cycle time from among them. The extracted solution is then output as a production program (step S15).
以上のような処理を経て生産プログラムの作成が完了すると、フローは図2のステップS2に移行する。このステップS2において、プログラム作成装置42は、作成された生産プログラムに従って基板Pの実装(生産)を行った場合の第1~第3実装機11~13のサイクルタイムを比較し、その中で最もサイクルタイムが長い実装機をCT最長マシンとして抽出する。ここでいうサイクルタイムとは、各実装機11~13が1枚の基板Pに対し消費する作業時間である。例えば、第1実装機11のサイクルタイムは、第1実装機11内の所定の作業位置に基板Pが搬入されてから、当該作業位置に次の基板Pが搬入されるまでの時間、とすることができる。なお、当該ステップS2において、サイクルタイムが同一の実装機が複数存在する場合は、当該複数の実装機がCT最長マシンとして抽出されることもあり得る。つまり、CT最長マシンは1つとは限らず、複数の場合もあり得る。 When the creation of the production program is completed through the above-mentioned processes, the flow proceeds to step S2 in FIG. 2. In this step S2, the program creation device 42 compares the cycle times of the first to third mounting machines 11 to 13 when mounting (producing) the board P according to the created production program, and extracts the mounting machine with the longest cycle time as the longest CT machine. The cycle time here is the work time consumed by each mounting machine 11 to 13 for one board P. For example, the cycle time of the first mounting machine 11 can be the time from when the board P is carried into a specified work position in the first mounting machine 11 to when the next board P is carried into that work position. Note that in step S2, if there are multiple mounting machines with the same cycle time, the multiple mounting machines may be extracted as the longest CT machines. In other words, the longest CT machine is not limited to one, but may be multiple.
前記CT最長マシンの抽出のために相互に比較される各実装機11~13のサイクルタイムは、シミュレーションにより予測された値であってもよいし、実測された値であってもよい。例えば、基板Pの生産の急ぎ度合いによっては、前記ステップS1で作成された生産プログラムを用いて直ちに基板Pの生産が開始される場合、つまり生産プログラムの最適化を追求する後述するステップS7,S8の処理が行われる前に基板Pの生産が開始される場合がある。あるいは、高い精度のサイクルタイムを得ることを希望するオペレータが、サイクルタイムの測定のために基板Pのテスト生産を行う場合もある。このような場合、前記生産プログラム(ステップS1)による各実装機11~13のサイクルタイムは、実測により求めることができる。逆に、このようなサイクルタイムの実測値が存在しない場合は、シミュレーションにより求めたサイクルタイムの予測値に基づいて、前記ステップS2でのCT最長マシンの抽出が行われる。 The cycle times of the mounting machines 11 to 13 compared to each other to extract the longest CT machine may be values predicted by simulation or may be values measured. For example, depending on the urgency of the production of the board P, the production of the board P may be started immediately using the production program created in step S1, that is, before the processing of steps S7 and S8, which will be described later, which pursues the optimization of the production program, is performed. Alternatively, an operator who wishes to obtain a highly accurate cycle time may perform test production of the board P to measure the cycle time. In such a case, the cycle times of the mounting machines 11 to 13 according to the production program (step S1) can be obtained by actual measurement. Conversely, if there is no actual measurement value of such a cycle time, the extraction of the longest CT machine in step S2 is performed based on the predicted value of the cycle time obtained by simulation.
次いで、プログラム作成装置42は、前記ステップS2で抽出したCT最長マシンがボトルネックマシンに該当するか否かを判定する(ステップS3)。具体的に、プログラム作成装置42は、前記ステップS2で抽出したCT最長マシンのサイクルタイムである最長サイクルタイムを、第1~第3実装機11~13の各サイクルタイムの平均値である平均サイクルタイムと比較する。そして、平均サイクルタイムに対し最長サイクルタイムが所定の割合以上大きい場合に、前記CT最長マシンがボトルネックマシンに該当すると判定する。 Then, the program creation device 42 judges whether or not the machine with the longest CT time extracted in step S2 corresponds to a bottleneck machine (step S3). Specifically, the program creation device 42 compares the longest cycle time, which is the cycle time of the machine with the longest CT time extracted in step S2, with the average cycle time, which is the average value of the cycle times of the first to third mounting machines 11 to 13. Then, if the longest cycle time is greater than the average cycle time by a predetermined percentage or more, the program creation device 42 judges that the machine with the longest CT time corresponds to a bottleneck machine.
前記所定の割合は、例えば5%とすることができる。この場合、上述した平均サイクルタイムに対する最長サイクルタイムの増分が5%以上であれば、CT最長マシンがボトルネックマシンとして扱われ、前記増分が5%未満であれば、CT最長マシンはボトルネックマシンとして扱われないことになる。図6に具体例を示す。本図の例では、第1実装機11のサイクルタイムが25秒、第2実装機12のサイクルタイムが30秒、第3実装機13のサイクルタイムが26秒となっている。この場合、第2実装機12がCT最長マシンであり、最長サイクルタイムは30秒、平均サイクルタイムは27秒である。また、平均サイクルタイムに対する最長サイクルタイムの増分は約11%であって、5%よりも大きい。したがって、CT最長マシンとしての第2実装機12は、ボトルネックマシンに該当する。 The predetermined ratio can be, for example, 5%. In this case, if the increment of the longest cycle time with respect to the average cycle time described above is 5% or more, the longest CT machine is treated as a bottleneck machine, and if the increment is less than 5%, the longest CT machine is not treated as a bottleneck machine. A specific example is shown in FIG. 6. In the example shown in this figure, the cycle time of the first mounting machine 11 is 25 seconds, the cycle time of the second mounting machine 12 is 30 seconds, and the cycle time of the third mounting machine 13 is 26 seconds. In this case, the second mounting machine 12 is the longest CT machine, with a longest cycle time of 30 seconds and an average cycle time of 27 seconds. In addition, the increment of the longest cycle time with respect to the average cycle time is about 11%, which is greater than 5%. Therefore, the second mounting machine 12, which is the longest CT machine, corresponds to a bottleneck machine.
前記ステップS3でNOと判定されてCT最長マシンがボトルネックマシンに該当しないことが確認された場合、プログラム作成装置42は、前記ステップS1で作成した生産プログラムが十分に生産効率の高いプログラムであると判断して、それを結果物としてオペレータに提示する(ステップS9)。 If step S3 returns NO and it is confirmed that the machine with the longest CT is not a bottleneck machine, the program creation device 42 determines that the production program created in step S1 is a program with sufficiently high production efficiency, and presents it to the operator as the result (step S9).
例えば、プログラム作成装置42は、図7に示すように、1種類の生産プログラムが作成されたことを表す1行の表形式の情報を、表示部44を介してオペレータに提示する。提示される情報には、例えば、当該生産プログラムにより基板Pを生産した場合のサイクルタイム(CT)、各実装機11~13の最適化レベル、及び処理時間の各情報が含まれる。図7において、推定CTとは、サイクルタイムのシミュレーションによる推定値のことであり、実測CTとは、サイクルタイムの実測値のことである。なお、ここでいうサイクルタイムは、基板生産ライン1の全体のサイクルタイム、換言すればCT最長マシンのサイクルタイムのことである。この時点では最適化を追求する後述するステップS7,S8の処理が行われていないので、第1実装機11~13の各最適化レベルとしては、いずれも「1」が表示される。 For example, as shown in FIG. 7, the program creation device 42 presents the operator via the display unit 44 with one row of tabular information indicating that one type of production program has been created. The presented information includes, for example, the cycle time (CT) when the board P is produced using the production program, the optimization level of each mounting machine 11-13, and processing time. In FIG. 7, the estimated CT is an estimate obtained by simulating the cycle time, and the actual CT is an actual measurement of the cycle time. Note that the cycle time here refers to the overall cycle time of the board production line 1, in other words, the cycle time of the machine with the longest CT. At this point, the processes of steps S7 and S8, which will be described later, which pursue optimization, have not been performed, so "1" is displayed as the optimization level for each of the first mounting machines 11-13.
一方、前記ステップS3でYESと判定されてCT最長マシンがボトルネックマシンに該当することが確認された場合、プログラム作成装置42は、後述するステップS5によるラインバランス調整が未実施であるか否かを判定する(ステップS4)。 On the other hand, if step S3 returns YES and it is confirmed that the machine with the longest CT is a bottleneck machine, the program creation device 42 determines whether or not the line balance adjustment in step S5 described below has been performed (step S4).
前記ステップS4でYESと判定されてラインバランス調整が未実施であることが確認された場合、プログラム作成装置42は、ラインバランス調整を実施する(ステップS5)。ラインバランス調整は、ボトルネックマシンの作業の一部を他のマシンに割り振る処理のことである。例えば、図6のように第2実装機12がボトルネックマシンであった場合、プログラム作成装置42は、この第2実装機12の作業の一部が他の実装機11,13に割り振られるように生産プログラムを更新する処理を、前記ラインバランス調整として実施する。作業の割り振り方は種々あり得るが、例えば、ボトルネックマシンで行われることになっていた一部の部品の実装作業を他のマシンに割り振る、といった方法が考えられる。 If step S4 returns YES and it is confirmed that line balance adjustment has not been performed, the program creation device 42 performs line balance adjustment (step S5). Line balance adjustment is a process of allocating part of the work of a bottleneck machine to other machines. For example, if the second mounting machine 12 is the bottleneck machine as shown in FIG. 6, the program creation device 42 performs the process of updating the production program so that part of the work of the second mounting machine 12 is allocated to the other mounting machines 11 and 13 as the line balance adjustment. There are various ways to allocate work, but one possible method is to allocate the mounting work of some of the components that was to be performed by the bottleneck machine to other machines.
前記ステップS5によるラインバランス調整が行われると、前記ステップS2に戻ってそれ以降の処理が繰り返される。すなわち、ラインバランス調整後の各実装機11~13のサイクルタイムに基づいてボトルネックマシンの有無が調べられる。 Once the line balance adjustment is performed in step S5, the process returns to step S2 and the subsequent steps are repeated. In other words, the presence or absence of a bottleneck machine is checked based on the cycle time of each mounting machine 11 to 13 after the line balance adjustment.
一方、前記ステップS4でNOと判定されてラインバランス調整が実施済みであることが確認された場合、プログラム作成装置42は、後述するステップS7によるボトルネックマシンの最適化レベル引き上げによる改善余地があるか否かを判定する(ステップS6)。ここでの判定は、例えば、過去の傾向に基づく予測判定とすることができる。 On the other hand, if the result of step S4 is NO and it is confirmed that line balance adjustment has already been performed, the program creation device 42 determines whether there is room for improvement by increasing the optimization level of the bottleneck machine in step S7 described below (step S6). The determination here can be, for example, a predictive determination based on past trends.
すなわち、現時点で既に少なくとも1回のボトルネックマシンの最適化レベル引き上げ(S7)が行われている場合、この過去の最適化レベル引き上げの前後におけるボトルネックマシンのサイクルタイムの変化傾向に基づいて、改善余地があるか否かを予測することができる。例えば、過去の最適化レベル引き上げがサイクルタイムの低下をもたらした場合は、まだ改善余地はあると予測することができ、過去の最適化レベル引き上げがほとんどサイクルタイムの低下をもたらさなかった場合は、もはや改善余地はないと予測することができる。なお、現時点で未だボトルネックマシンの最適化レベル引き上げ(S7)が一度も行われていない場合、つまり過去の傾向が不明な場合は、無条件で改善余地があると予測すればよい。 In other words, if the optimization level of the bottleneck machine has already been raised at least once (S7) at present, it is possible to predict whether there is room for improvement based on the trend of change in the cycle time of the bottleneck machine before and after this past optimization level raising. For example, if a past optimization level raising has resulted in a decrease in cycle time, it is possible to predict that there is still room for improvement, and if a past optimization level raising has hardly resulted in a decrease in cycle time, it is possible to predict that there is no more room for improvement. Note that if the optimization level of the bottleneck machine has not yet been raised even once (S7) at present, that is, if the past trend is unknown, it is sufficient to unconditionally predict that there is room for improvement.
なお、改善余地の予測は、前記のような過去の傾向に基づくものに限られない。例えば、プログラム作成装置42がこれまで作成した生産プログラムの中に、今回と類似した条件下で作成されたプログラムが存在する場合、この類似プログラムを作成した際の実績に基づいて改善余地の有無を予測してもよい。 Note that prediction of room for improvement is not limited to being based on past trends as described above. For example, if there is a production program created under similar conditions to the current program among the production programs created by the program creation device 42, the presence or absence of room for improvement may be predicted based on the track record when this similar program was created.
前記ステップS6でNOと判定されて改善余地の予測が否定的であることが確認された場合、プログラム作成装置42は、これまでに得られた結果をオペレータに提示する(ステップS9)。 If the result of step S6 is NO and the prediction of room for improvement is confirmed to be negative, the program creation device 42 presents the results obtained so far to the operator (step S9).
一方、前記ステップS6でYESと判定されて改善余地の予測が肯定的であることが確認された場合、プログラム作成装置42は、ボトルネックマシンの最適化レベルを引き上げて(ステップS7)、引き上げ後の最適化レベルに基づいて生産プログラムを更新する(ステップS8)。すなわち、プログラム作成装置42は、直近に作成された生産プログラムをベースに、ボトルネックマシンの最適化対象のみを変更した複数の解を生成し、その中でも最もサイクルタイムの短い解を新たな生産プログラムとして出力する。 On the other hand, if step S6 returns YES and the prediction of room for improvement is confirmed to be positive, the program creation device 42 raises the optimization level of the bottleneck machine (step S7) and updates the production program based on the raised optimization level (step S8). That is, the program creation device 42 generates multiple solutions based on the most recently created production program, changing only the optimization target of the bottleneck machine, and outputs the solution with the shortest cycle time among them as the new production program.
例えば、図6のように第2実装機12がボトルネックマシンであった場合、プログラム作成装置42は、第2実装機12の部品供給装置25内での部品の配置(テープフィーダ26の並び順)や、第2実装機12での部品の実装順序などを最適化対象として、当該最適化対象を変更した複数の解を生成する。そして、生成した解の中で第2実装機12のサイクルタイムが最も短い解を抽出し、これを新たな生産プログラムとして出力する。このような生産プログラムの更新は、予め定められた上限の計算時間もしくは試行回数に収まるように行われる。 For example, if the second mounting machine 12 is a bottleneck machine as shown in FIG. 6, the program creation device 42 generates multiple solutions by changing the optimization targets, such as the arrangement of components in the component supply device 25 of the second mounting machine 12 (the order of the tape feeders 26) and the order in which components are mounted on the second mounting machine 12. Then, from among the generated solutions, the solution with the shortest cycle time for the second mounting machine 12 is extracted and output as a new production program. Such updates to the production program are performed so as to fit within a predetermined upper limit of the calculation time or number of trials.
前記ステップS7,S8による生産プログラムの更新が完了すると、前記ステップS2に戻ってそれ以降の処理が繰り返される。すなわち、プログラム更新後の各実装機11~13のサイクルタイムに基づいてボトルネックマシンの有無が調べられ(S2,S3)、ここでボトルネックマシンがなおも存在することが確認された場合には、ボトルネックマシンの最適化レベルをさらに引き上げるか否かを判定するためにサイクルタイムの改善余地が予測される(S6)。そして、ここで改善余地があると予測された場合には、ボトルネックマシンの最適化レベルがさらに引き上げられて、生産プログラムが更新される(S7)。逆に、改善余地がないと予測された場合には、これまで得られた結果が表示部44を介してオペレータに提示される(S9)。 When the production program update is completed in steps S7 and S8, the process returns to step S2 and the subsequent steps are repeated. That is, the presence or absence of a bottleneck machine is checked based on the cycle time of each mounting machine 11-13 after the program update (S2, S3), and if it is confirmed that a bottleneck machine still exists, a room for improvement in the cycle time is predicted to determine whether or not to further increase the optimization level of the bottleneck machine (S6). If it is predicted that there is room for improvement, the optimization level of the bottleneck machine is further increased and the production program is updated (S7). Conversely, if it is predicted that there is no room for improvement, the results obtained so far are presented to the operator via the display unit 44 (S9).
図8は、前記ステップS9による最適化レベルの引き上げが行われた場合にオペレータに提示される情報の一例を示す図である。本図では、ボトルネックマシンの最適化レベルが2度引き上げられた場合の結果物として、No.1~3の3種類の生産プログラムの情報が提示されている。No.1は、ボトルネックマシンの最適化レベルが引き上げられる前の生産プログラム、つまり、初回作成のプログラム(S1)に対しラインバランス調整(S5)を施すことで得られた生産プログラムの情報である。この時点で最適化レベルはまだ引き上げられていないので、当該No.1のプログラムにおける第1~第3実装機11~13の最適化レベルの表記は、いずれも「1」となっている。No.2は、ボトルネックマシンである第2実装機12の最適化レベルを1段階引き上げることで得られた生産プログラムの情報である。このNo.2のプログラムでは、第2実装機12の最適化レベルの引き上げにより、当該第2実装機12の最適化レベルの表記が「2」へと増加する一方、他の実装機の最適化レベルの表記は「1」に維持されている。No.3は、第2実装機12(ボトルネックマシン)の最適化レベルをさらに1段階引き上げることで得られた生産プログラムの情報である。このNo.3のプログラムでは、第2実装機12の最適化レベルのさらなる引き上げにより、当該第2実装機12の最適化レベルの表記が「3」へと増加する一方、他の実装機の最適化レベルの表記は「1」に維持されている。また、図8に記載のサイクルタイムの値を参酌すると、生産プログラムがNo.1→No.2→No.3と更新されるにつれてサイクルタイムが短縮されていることが理解される。 Figure 8 is a diagram showing an example of information presented to the operator when the optimization level is raised by step S9. In this figure, information on three types of production programs, No. 1 to 3, is presented as the result of raising the optimization level of the bottleneck machine twice. No. 1 is information on a production program obtained by performing line balance adjustment (S5) on the production program before the optimization level of the bottleneck machine is raised, that is, the initially created program (S1). Since the optimization level has not yet been raised at this point, the optimization levels of the first to third mounting machines 11 to 13 in the program No. 1 are all marked as "1". No. 2 is information on a production program obtained by raising the optimization level of the second mounting machine 12, which is the bottleneck machine, by one step. In this program No. 2, the optimization level of the second mounting machine 12 is raised to "2" by raising the optimization level of the second mounting machine 12, while the optimization levels of the other mounting machines are maintained at "1". No. No. 3 is information on a production program obtained by raising the optimization level of the second mounting machine 12 (bottleneck machine) by one more step. In this program No. 3, by further raising the optimization level of the second mounting machine 12, the notation of the optimization level of the second mounting machine 12 increases to "3", while the notation of the optimization level of the other mounting machines is maintained at "1". Also, taking into consideration the cycle time values shown in FIG. 8, it can be seen that the cycle time is shortened as the production program is updated from No. 1 to No. 2 to No. 3.
なお、以上説明した図2のフローチャートにおいて、ステップS1の処理は、本発明における「第1最適化ステップ」または「第1最適化処理」に相当し、ステップS2,S3の処理は、本発明における「判定ステップ」または「判定処理」に相当し、ステップS5の処理は、本発明における「バランス調整ステップ」に相当し、ステップS6の処理は、本発明における「予測ステップ」に相当し、ステップS7,S8の処理は、本発明における「第2最適化ステップ」または「第2最適化処理」に相当し、ステップS9の処理は、本発明における「提示ステップ」に相当する。 In the flowchart of FIG. 2 described above, the process of step S1 corresponds to the "first optimization step" or "first optimization process" in the present invention, the processes of steps S2 and S3 correspond to the "judgment step" or "judgment process" in the present invention, the process of step S5 corresponds to the "balance adjustment step" in the present invention, the process of step S6 corresponds to the "prediction step" in the present invention, the processes of steps S7 and S8 correspond to the "second optimization step" or "second optimization process" in the present invention, and the process of step S9 corresponds to the "presentation step" in the present invention.
[作用効果等]
以上説明したとおり、本実施形態では、規定の最適化レベルで生産プログラム(S1)が一旦作成された後、サイクルタイムが相対的に長いボトルネックマシンが存在するか否かが判定され(S2,S3)、当該判定によりボトルネックマシンが存在することが確認された場合には、当該ボトルネックマシンに対してのみ最適化レベルが引き上げられて最適化処理が再実行される(S7,S8)。このような構成によれば、最適化処理の所要時間を短縮しつつ基板Pの生産効率を向上させることができる等の利点がある。
[Effects, etc.]
As explained above, in this embodiment, after a production program (S1) is created at a specified optimization level, it is determined whether or not there is a bottleneck machine with a relatively long cycle time (S2, S3), and if the presence of a bottleneck machine is confirmed by this determination, the optimization level is raised only for that bottleneck machine and the optimization process is re-executed (S7, S8). This configuration has the advantage that the production efficiency of the substrate P can be improved while shortening the time required for the optimization process.
すなわち、本実施形態では、最適化レベルを規定レベルに留めた生産プログラムがサイクルタイム(生産効率)の観点から評価されるとともに、当該評価によりサイクルタイムが相対的に長い(生産効率が悪い)ボトルネックマシンが存在することが判明した場合に、当該ボトルネックマシンの最適化レベルが引き上げられるので、最適化を追求する対象をボトルネックマシンに限定することができ、比較的短時間のうちに生産効率に優れた新たな生産プログラムへの更新を行うことができる。例えば、ボトルネックマシンの有無を調べることなく最適化を追求した場合には、第1~第3実装機11~13の全てを対象として最適化レベルを引き上げる必要があり、計算に要する時間が大幅に増大する可能性がある。これに対し、本実施形態では、基板生産ライン1の生産効率を悪化させているボトルネックマシンに限定して最適化レベルが引き上げられるので、当該ボトルネックマシン内の最適化対象(部品配置、実装順序等)に絞って最適化を追求することができ、最適化の計算に要する時間を短縮することができる。当該計算により得られた生産プログラム、つまりボトルネックマシンの最適化が追及された新たな生産プログラムは、ボトルネックマシンの作業を効率化し、基板生産ライン1のサイクルタイムの短縮をもたらす可能性が高い。したがって、本実施形態によれば、最適化処理の所要時間を短縮しつつ基板Pの生産効率を向上させることができる。 That is, in this embodiment, the production program with the optimization level kept at a specified level is evaluated from the viewpoint of cycle time (production efficiency), and if the evaluation reveals the presence of a bottleneck machine with a relatively long cycle time (poor production efficiency), the optimization level of the bottleneck machine is raised, so that the target for which optimization is pursued can be limited to the bottleneck machine, and it is possible to update to a new production program with excellent production efficiency in a relatively short time. For example, if optimization is pursued without checking whether or not there is a bottleneck machine, it is necessary to raise the optimization level for all of the first to third mounting machines 11 to 13, and the time required for calculation may increase significantly. In contrast, in this embodiment, the optimization level is raised only for the bottleneck machine that is deteriorating the production efficiency of the board production line 1, so that optimization can be pursued by focusing on the optimization target (component placement, mounting order, etc.) in the bottleneck machine, and the time required for optimization calculation can be shortened. The production program obtained by this calculation, that is, the new production program in which the optimization of the bottleneck machine is pursued, is likely to improve the efficiency of the work of the bottleneck machine and shorten the cycle time of the board production line 1. Therefore, according to this embodiment, it is possible to improve the production efficiency of substrate P while shortening the time required for optimization processing.
また、本実施形態では、サイクルタイムが最も長い実装機(CT最長マシン)のサイクルタイムである最長サイクルタイムと、第1~第3実装機11~13のサイクルタイムの平均値である平均サイクルタイムとが比較されて、前者が後者に対し所定の割合(例えば5%)以上高い場合に、前記CT最長マシンがボトルネックマシンに該当すると判定される。このような構成によれば、サイクルタイムの有意な相違に基づいてボトルネックマシンを適切に特定することができる。 In addition, in this embodiment, the longest cycle time, which is the cycle time of the mounting machine with the longest cycle time (longest CT machine), is compared with the average cycle time, which is the average value of the cycle times of the first to third mounting machines 11 to 13, and if the former is higher than the latter by a predetermined percentage (e.g., 5%) or more, the longest CT machine is determined to be a bottleneck machine. With this configuration, it is possible to appropriately identify bottleneck machines based on significant differences in cycle times.
また、本実施形態では、ボトルネックマシンの存在が確認された場合に、当該ボトルネックマシンの作業を他のマシンに割り振るラインバランス調整がまず行われ、当該ラインバランス調整を経てもなおボトルネックマシンが存在する場合に、ボトルネックマシンの最適化レベルが引き上げられる。このような構成によれば、各実装機11~13間での作業分担の平滑化(ラインバランス調整)によりサイクルタイムが改善するようなケースにおいて、このような平滑化による改善を図った上でボトルネックマシンの最適化を追求することができる。言い換えると、ボトルネックマシンの最適化レベルの引き上げよりもラインバランス調整が優先して行われるので、ボトルネックマシンに対する最適化の追求を、ラインバランス調整を経てもなおボトルネックマシンが存在する場合にのみ行うことができ、基板Pの生産効率を合理的に向上させることができる。 In addition, in this embodiment, when the presence of a bottleneck machine is confirmed, a line balance adjustment is first performed to allocate the work of the bottleneck machine to other machines, and if a bottleneck machine still exists after the line balance adjustment, the optimization level of the bottleneck machine is raised. With this configuration, in cases where the cycle time can be improved by smoothing out the work distribution (line balance adjustment) between the mounting machines 11-13, it is possible to pursue optimization of the bottleneck machine after achieving improvements through such smoothing. In other words, since line balance adjustment is performed with priority over raising the optimization level of the bottleneck machine, optimization of the bottleneck machine can be pursued only if a bottleneck machine still exists after the line balance adjustment, and the production efficiency of the board P can be rationally improved.
また、本実施形態では、上述したラインバランス調整の後、ボトルネックマシンのサイクルタイムを改善する改善余地があるか否かが予測され、当該予測が肯定的であった場合に、ボトルネックマシンの最適化レベルが引き上げられる。このような構成によれば、改善の見込みがある場合にのみボトルネックマシンの最適化が追求されるので、計算時間が無駄に増大するのを防止することができる。 In addition, in this embodiment, after the above-mentioned line balance adjustment, a prediction is made as to whether there is room for improvement in the cycle time of the bottleneck machine, and if the prediction is positive, the optimization level of the bottleneck machine is raised. With this configuration, optimization of the bottleneck machine is pursued only when there is a possibility of improvement, so it is possible to prevent unnecessary increases in calculation time.
また、本実施形態では、ボトルネックマシンの最適化レベルを引き上げて生産プログラムを更新する処理が行われると、当該更新処理の前後の各サイクルタイムを含む情報がオペレータに提示される。このような構成によれば、ボトルネックマシンの最適化レベルの引き上げにより生じたサイクルタイムの変化をオペレータに容易に理解させることができる。したがって、当該情報に基づいて、オペレータは、例えば生産プログラムを切り替えるタイミング等を適切に判断することができる。 In addition, in this embodiment, when a process is performed to update a production program by raising the optimization level of a bottleneck machine, information including the cycle times before and after the update process is presented to the operator. This configuration allows the operator to easily understand the change in cycle time that occurs as a result of raising the optimization level of the bottleneck machine. Therefore, based on this information, the operator can appropriately determine, for example, the timing to switch production programs.
例えば、ボトルネックマシンの最適化レベルを引き上げる前の生産プログラムを用いて基板Pの生産が既に開始されている状態で、最適化レベルを引き上げてのプログラムの更新が並行して行われたような場合において、オペレータは、生産プログラムを切り替えるタイミングをサイクルタイムの変化(改善)の大小に基づいて適切に判断することができる。具体的に、最適化レベルの引き上げによるサイクルタイムの改善代が大きい場合には、基板Pの生産を一時停止してでも早めに生産プログラムを切り替えた方がよいと判断することができる。逆に、最適化レベルの引き上げによるサイクルタイムの改善代が小さい場合には、ロットの変わり目のような生産の切れ目が到来してから生産プログラムを切り替えた方がよいと判断することができる。 For example, in a situation where production of a substrate P has already begun using a production program before the optimization level of a bottleneck machine was raised, and a program update is performed in parallel with raising the optimization level, the operator can appropriately determine the timing of switching the production program based on the magnitude of the change (improvement) in the cycle time. Specifically, if the improvement in cycle time due to raising the optimization level is large, it can be determined that it would be better to switch the production program early even if it means temporarily suspending the production of the substrate P. Conversely, if the improvement in cycle time due to raising the optimization level is small, it can be determined that it would be better to switch the production program after a break in production, such as a change in lot, arrives.
なお、前記実施形態では、第1~第3実装機11~13からなる3台の実装機を含む基板生産ライン1に本発明の最適化方法を適用した例について説明したが、本発明の最適化方法を適用可能な基板生産ラインは、基板を生産するための作業を順番に行う複数のマシンを含むラインであればよく、複数の実装機を含むラインに限られない。例えば、少なくとも1台の実装機と他のマシンとを含むラインや、実装機以外の複数のマシンを含むラインにも、本発明を適用することが可能である。 In the above embodiment, an example was described in which the optimization method of the present invention was applied to a board production line 1 including three mounting machines, the first to third mounting machines 11 to 13. However, the board production line to which the optimization method of the present invention can be applied is not limited to a line including multiple mounting machines, as long as it includes multiple machines that perform tasks to produce boards in sequence. For example, the present invention can also be applied to a line that includes at least one mounting machine and other machines, or a line that includes multiple machines other than mounting machines.
1 :基板生産ライン
11~13 :第1~第3実装機(複数のマシン)
P :基板
1: Board production line 11-13: 1st to 3rd mounting machines (multiple machines)
P: Substrate
Claims (7)
前記基板生産ラインを制御する生産プログラムを前記基板の生産効率が向上するように最適化する最適化処理を規定レベルで行う第1最適化ステップと、
前記第1最適化ステップによる最適化処理後の生産プログラムにより前記基板を生産したときに、他のマシンに比べて生産効率が悪いボトルネックマシンが存在するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、最適化を追求するレベルである最適化レベルを前記ボトルネックマシンに対してのみ引き上げ、前記生産プログラムの最適化処理を再実行する第2最適化ステップとを含む、基板生産ラインの最適化方法。 1. A method for optimizing production of substrates using a substrate production line including a plurality of machines that sequentially perform operations to produce the substrates, comprising:
a first optimization step of performing an optimization process at a specified level to optimize a production program for controlling the board production line so as to improve production efficiency of the board;
a determination step of determining whether or not there is a bottleneck machine whose production efficiency is lower than that of other machines when the board is produced using the production program optimized by the first optimization step;
a second optimization step of, when it is determined in the determination step that a bottleneck machine exists, raising an optimization level, which is a level at which optimization is pursued, only for the bottleneck machine and re-executing the optimization process of the production program.
前記判定ステップでは、前記基板1枚あたりの作業時間であるサイクルタイムを前記複数のマシンついてそれぞれ取得し、当該サイクルタイムが最も長いマシンを前記ボトルネックマシンとして特定する、基板生産ラインの最適化方法。 2. The method for optimizing a board production line according to claim 1,
In the determination step, a cycle time, which is the work time per one board, is obtained for each of the multiple machines, and the machine with the longest cycle time is identified as the bottleneck machine, in this method for optimizing a board production line.
前記判定ステップでは、前記複数のマシンの各サイクルタイムの平均値である平均サイクルタイムと、前記サイクルタイムが最も長いマシンのサイクルタイムである最長サイクルタイムとを比較して、前記平均サイクルタイムに対し前記最長サイクルタイムが所定の割合以上大きい場合に、前記サイクルタイムが最も長いマシンを前記ボトルネックマシンとして特定する、基板生産ラインの最適化方法。 3. The method for optimizing a board production line according to claim 2,
A method for optimizing a board production line, in which the determination step compares an average cycle time, which is the average value of the cycle times of the multiple machines, with a longest cycle time, which is the cycle time of the machine with the longest cycle time, and if the longest cycle time is greater than the average cycle time by a predetermined percentage or more, the machine with the longest cycle time is identified as the bottleneck machine.
前記判定ステップにおいて前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、当該ボトルネックマシンの作業を他のマシンに割り振るラインバランス調整を行うバランス調整ステップをさらに含み、
前記第2最適化ステップは、前記バランス調整ステップを経てもなお前記ボトルネックマシンが存在する場合に実行される、基板生産ラインの最適化方法。 3. The method for optimizing a board production line according to claim 2,
a balance adjustment step of performing a line balance adjustment to allocate the work of the bottleneck machine to other machines when it is determined in the determination step that the bottleneck machine exists;
A method for optimizing a board production line, wherein the second optimization step is executed if a bottleneck machine still exists even after the balance adjustment step.
前記バランス調整ステップの後、前記ボトルネックマシンのサイクルタイムを改善する改善余地があるか否かを予測する予測ステップをさらに含み、
前記第2最適化ステップは、前記予測ステップにより前記改善余地があると判定された場合にのみ実行される、基板生産ラインの最適化方法。 5. The method for optimizing a board production line according to claim 4,
The method further includes a prediction step of predicting whether there is room for improving a cycle time of the bottleneck machine after the balancing step,
A method for optimizing a board production line, wherein the second optimization step is executed only when it is determined by the prediction step that there is room for improvement.
第2最適化ステップを実行する前後の各サイクルタイムを含む情報をオペレータに提示する提示ステップをさらに含む、基板生産ラインの最適化方法。 The method for optimizing a board production line according to any one of claims 1 to 5,
The method for optimizing a board production line further includes a presentation step of presenting to an operator information including each cycle time before and after performing the second optimization step.
前記基板生産ラインを制御する生産プログラムを前記基板の生産効率が向上するように最適化する最適化処理を規定レベルで行う第1最適化処理と、
前記第1最適化処理後の生産プログラムにより前記基板を生産したときに、他のマシンに比べて生産効率が悪いボトルネックマシンが存在するか否かを判定する判定処理と、
前記判定処理において前記ボトルネックマシンが存在すると判定された場合に、最適化を追求するレベルである最適化レベルを前記ボトルネックマシンに対してのみ引き上げ、前記生産プログラムの最適化処理を再実行する第2最適化処理と、を含む処理をコンピュータに実行させる、基板生産ラインの最適化プログラム。 A program for optimizing the production of substrates using a substrate production line including a plurality of machines that sequentially perform operations for producing substrates, comprising:
a first optimization process that optimizes a production program for controlling the board production line so as to improve production efficiency of the boards at a specified level;
a determination process for determining whether or not there is a bottleneck machine whose production efficiency is lower than that of other machines when the boards are produced using the production program after the first optimization process;
and a second optimization process for, when it is determined in the judgment process that a bottleneck machine exists, raising an optimization level, which is a level at which optimization is pursued, only for the bottleneck machine and re-executing the optimization process of the production program.
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