JP2514452B2 - 生産設備制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は製品の生産設備を構成する装置の制御方法及
び制御装置に関する。

〔従来の技術〕

各種の装置よりなる生産設備にあっては、生産処理の
内容に応じて各装置の配置が決定される。この配置は、
各装置にかかる製品の処理順序が同一か、否かによって
通常次の２つに分けられ、前者は流れ作業に適応し、各
装置を製品の処理順序に並べる、所謂フローショップ型
のものであり、後者は機能上同一種類と見なされる装置
を集めた装置群を複数構成し、これらの装置群の間で製
品を所要の順序で受け渡しながら処理を行う、所謂ジョ
ブショップ型のものである。

例えば、半導体等の製品にあっては、処理順序が同一
でなく、種類の異なる装置間を何回も受け渡して生産す
る為、後者のジョブショップ型の配置が採用されている
が、次のような問題がある。まず、各装置群間において
製品を正確に受け渡して処理していく必要があるが、作
業者は製品がどの工程まで終了しているか、次にどの装
置で処理するかという製品毎の流れを把握しづらい。そ
して装置群同士の間で半製品を作り溜めしようとして
も、上述の如くどの工程まで終了した半製品なのか、容
易に識別できない為、不可能である。この結果、製品を
在庫する場合は完成品のみとなり、在庫維持費が高くつ
いたり、また、注文を受けて生産する場合も受注量全て
を最初の工程から生産する必要がある為、納期を短縮で
きないという問題がある。

そこで、上述の如き問題点を解消すべく、ジョブショ
ップ型及びフローショップ型の折衷型の配置が考えられ
る。

第４図はその構成を示す模式図である。図中10は生産
設備の領域を示してあり、この領域内に装置群（以下、
ショップという）1,2,…が連続して並ぶ状態、即ちフロ
ーショップ型の形態をとって配設してある。各ショップ
は更に小さい装置群（以下、セルという）を集めた状
態、即ちジョブショップ型の形態をとってセルを配設し
てあり、各セルは夫々機能上同一種類と見なされる装置
を集めたものである。例えばショップ１ではセルA1,B1,
C1,D1が配設してあり、製品はこれらのセル間を所要の
順序で受け渡されて処理が行われていく。そしてショッ
プ１における処理が終了すると、製品は次にショップ２
に送られ、ショップ２の各セルA2,B2,C2,D2間で同じく
処理が行われる。これらのセルA2,B2,C2,D2は夫々ショ
ップ１におけるセルA1,B1,C1,D1に対応しており、例え
ばセルA2の装置群とセルA1の装置群とは機能上同一種類
と見なされるものであり、元々本来のジョブショップ型
では１つのショップに集められていたものである。この
ようにして製品は各ショップにおいて順次処理が行われ
ていき、処理が終了したショップに製品が戻ることはな
い。

これにより、作業者は製品の流れを明確に把握できる
ようになり、各ショップ間において半製品を作り溜めし
ておくことも可能となる。

第５図は上記生産設備の制御系のブロック図である。
各ショップに属するセルは夫々ショップ固有の制御コン
ピュータ81,82,…に接続され、制御されるように構成し
てあり、これらの制御コンピュータ81,82,…ホストコン
ピュータ80にて制御される。ホストコンピュータ80はシ
ョップ間の製品の移動に伴う製品の処理条件等の情報を
各制御コンピュータ間で伝送させる。あるショップにて
作業を行う作業者は、そのショップの制御コンピュータ
の情報に基づいて作業を行い、生産管理者は必要なショ
ップの制御コンピュータの情報を直接、又はホストコン
ピュータ80を通じて呼び出してその情報に基づいて生産
管理を行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述の如き生産設備の制御系においては次
に示す問題がある。つまり、各ショップは、夫々固有の
制御コンピュータに接続されている為、ショップ内の装
置の追加，撤去，入替え等を行う場合、非常に繁雑な配
線の変更作業を要求されると共に、これに長時間を要す
る為、生産性を低下させるという問題がある。特にある
ショップの装置を他のショップに移動させる場合、配線
の修正作業に加えて対応する制御コンピュータ内に記憶
してある制御対象装置の所属、又は制御に関する情報等
を変更する作業も必要となる。

また、ショップ毎に夫々制御コンピュータを用いてい
る為、各制御コンピュータの負荷を適正な値にするのが
困難であり、特にショップ内の装置の追加，撤去，入替
え等が頻繁に行われるような場合は、各コンピュータ間
の負荷は大きくばらつき、修正するのが困難である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、設
備を構成する装置の変更に柔軟に対処でき、常に適正な
負荷でコンピュータを使用することが可能な設備制御方
法及び装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る生産設備制御方法は、各種の装置を同一
機能を有する装置別に集めて大集団を構成し、各大集団
は夫々同一方向に並列に配設してあり、各大集団を夫々
分割して複数の装置群を構成すると共に、各装置群は製
品に応じてその分割位置の変更を可能とし、各大集団を
夫々の装置群の配列方向における適宜の位置で、前記大
集団の並列方向に前記各大集団の装置群を含み、製品に
対する生産処理を順次的に行なうための小集団に分割
し、各小集団内にて製品を受渡すための搬送装置を設置
してある生産設備の制御方法であって、前記各装置群を
各大集団毎に一律に管理し、各大集団及び大集団間で前
記装置群に対応する生産処理に関する情報を送受して各
装置の生産制御を行うことを特徴とする。

本発明に係る生産設備制御装置は、各種の装置を同一
機能を有する装置別に集めて大集団を構成し、各大集団
は夫々同一方向に並列に配設してあり、各大集団を夫々
分割して複数の装置群を構成すると共に、各装置群は製
品に応じてその分割位置の変更を可能とし、各大集団を
夫々の装置群の配列方向における適宜の位置で、前記大
集団の並列方向に前記各大集団の装置群を含み、製品に
対する生産処理を順次的に行なうための小集団に分割
し、各小集団内にて製品を受渡すための搬送装置を設置
してある生産設備を制御する装置であって、各装置群を
各大集団毎に一律に制御する複数の制御部と、各制御部
間にて生産処理に関する情報を相互に伝送する伝送手段
と、前記装置群の構成内容を記憶している記憶部とを具
備し、前記各制御部は前記記憶部の記憶内容に基づいて
各装置群の生産制御を行うことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る生産設備制御方法及び装置にあっては、
各装置が各大集団毎に一律に管理されており、装置群を
構成する装置が変更されても、各大集団において装置群
を構成する為に定義している小集団の分割内容を変更す
るだけで済み、各大集団及び大集団間で変更された装置
群に対応する生産処理に関する情報が送受されて各装置
の生産制御が行われる。

また、各装置が各大集団毎に複数の制御部によって一
律に制御され、伝送手段によりこれらの制御部間で生産
処理に関する情報が相互に伝送される。記憶部は装置群
を構成する装置を記憶しており、装置群を構成する装置
が変更されても、記憶部の記憶内容を変更するだけで済
み、変更された記憶内容に基づいて制御部は各装置の生
産制御を行う。

〔発明の実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的
に説明する。第１図は本発明は係る生産設備の構成を示
す模式図である。図中10は生産設備の領域を示してあ
り、この領域内に生産の為の各種の装置が配設してあ
る。機能上同一種類の装置は夫々図中横方向に帯状に配
列してあり、本実施例においてはＡ〜Ｄまでの４種類の
装置群が夫々前記大集団を構成し、これらが並列に配設
してある。

各装置群Ａ〜Ｄは夫々これらの配列方向に亘る適宜の
位置で複数に分割され、夫々小集団の装置群となるセル
A1,A2,…〜D1,D2,…が構成されている。但し、分割とい
っても明確な境界、又は広い間隔が存在する訳ではな
く、見掛け上は同一種類の装置が連続して配設されてい
る。この為、装置の保守管理作業を行う場合、同一種類
の装置を担当する作業者は、連続する装置の配列方向に
作業を進めていくことができ、相隣するショップの両セ
ルに存在する多くの装置を殆ど移動することなく、作業
できるので作業効率が大変高い。

上述の如く分割された各セルにおいて図中縦方向にあ
る異なる種類のセルにて夫々小集団であるショップ1,2,
3,4,…を構成してある。即ち、ショップ１はセルA1,B1,
C1,D1にて、ショップ２はセルA2,B2,C2,D2にて夫々構成
され、ショップ３以降についても同様に構成してある。

各セルには製品の受け渡し設備（図示せず）が複数設
けてあり、これらの受け渡し設備と次に説明する搬送手
段とにより製品を、ショップ内の異なる種類のセル間で
搬送して生産処理する。そして１つのショップにおける
生産処理が終了した製品は、次のショップ、即ち本実施
例においてはショップの番号順に順次搬送して各ショッ
プ毎に生産処理を行っていき、製品を生産する。この途
中、製品が前のショップに戻ることはなく、製品の流れ
を明確に把握でき、各ショップ間で処理が終了した半製
品を作り溜めしておくことができる。

また、製品，工程順序等の変更に対応して各ショップ
に必要な装置が変わった場合でも、同一種類の装置群に
おけるセルの分割位置を変更することにより対処でき
る。つまり、あるセルで装置台数を増加する必要がある
場合は、隣のセルの同一種類の装置を含むように分割位
置を変更してセルを再構成することができ、その際、装
置は全く移動させる必要がなく、制御系を後述するよう
に構成しておくことにより配線を付け替える作業も必要
としない。

なお、本実施例においては異なる種類のセル群同士を
平面上に並列に配置する構成を示してあるが、これに限
定されるものではなく、上下方向等、立体的に並列配置
する構成としても良い。

第２図は上記生産設備における製品の搬送手段を示す
模式図である。各ショップには異なる種類のセルの配列
方向に製品を搬送する天井搬送装置21,22,…が設けてあ
る。これらの各天井搬送装置に対して、１、又は２つの
異なる種類のセルに１つのステーションが設けてある。
本実施例においてはセルＡ群及びＣ群に夫々ステーショ
ン21a,22a,…及び21b,22b,…が設けてあり、これらのス
テーションにて天井搬送時の製品の受け渡しが行われ
る。

異なる種類の各セル群の間には、無軌道型の搬送車3
0,30,…が同一種類のセル群の配列方向に走行可能に構
成してある。これらの搬送車30にて製品を各セルの前記
受け渡し設備及び前記ステーション21a,22a,…及び21b,
22b,…に搬送し、ショップ内の異なる種類のセル間で所
要の順序で生産処理を行っていく。つまり、本実施例に
あっては各ショップにおいて相隣するセルの製品の搬送
は夫々搬送車30にて行い、離れたセル間は天井搬送装置
21,22,…と搬送車30との組合せにて行うことにより、効
率良く搬送でき、生産時間を短縮できる。また、天井搬
送装置を用いることにより、離れたセル間を搬送する通
路等を地上に設ける必要がなく、上述した如く同一種類
のセル群を見掛け上連続しているように配設でき、より
多くの装置を配設できる。なお、本実施例においては、
天井搬送装置を用いているが、これに代えて地下搬送装
置を用いても良く、また異なる種類のセル群が立体的に
配設されている場合はそれに対応して上下方向に搬送す
る構成としても良い。

そして前記搬送車30は、これらの間でショップ間にお
ける製品の受け渡しも行うようになっている。このよう
に無軌道型の搬送車30を用いて各セルの製品受け渡し設
備及びステーションに製品を搬送することにより、各セ
ルの大きさが変更された場合でも、搬送ルートのプログ
ラムを変更するだけで対処でき、搬送車の改造等、ハー
ドウェアによる変更作業を一切必要としない。

第３図は本発明の要部をなす、上記生産設備の制御系
のブロック図である。各大集団の装置群Ａ〜Ｄの各装置
は夫々前記伝送手段たるセル用LAN（Local Area Networ
k）51〜54（53,54は図示せず）に接続してある。例えば
装置群Ａであれば、全ての装置がセルA1,A2,…等の区分
けが存在することなく、一律にLAN51に接続してある。

これらのLAN51〜54には夫々前記制御部たるセルＡ用
コンピュータ60A,セルＢ用コンピュータ60B,…等、各装
置群Ａ〜Ｄ毎に複数、又は１つのコンピュータが接続し
てあり、これらの各コンピュータにより各装置群Ａ〜Ｄ
の装置が制御される。各セル用コンピュータは夫々個別
データベース60a,60b,…を備えており、これらのデータ
ベースに各装置群における製品の品種，各作業の処理条
件，各装置の物理的な条件（配設位置，稼働状況，処理
可能工程等）が記録される。

また、各セル用コンピュータ60A,60B,…はコンピュー
タ接続用LAN50に接続してあり、該コンピュータ接続用L
AN50には前記天井搬送装置21,22,…及び搬送車30の各搬
送制御を行う搬送制御コンピュータ70も接続してある。
これらの各コンピュータで共通に使用されるデータ、即
ち各装置がどのコンピュータの制御下にあり、各ショッ
プがどのようなセルで構成されているかという情報、各
製品の工程順序等の情報は、前記記憶部たる共通データ
ベース42に記憶してあり、全てのコンピュータは遠隔処
理装置41及びコンピュータ接続用LAN50を介して共通デ
ータベース42とアクセス可能であり、前記データが各コ
ンピュータにアップロードされ、コンピュータ内に一時
的に記録される。

このコンピュータ接続用LAN50を介して各コンピュー
タは、製品の移動に伴う製品の識別情報を送受する。つ
まり、製品の識別番号，製品の工程順序を識別する番
号，製品の現在位置（装置名，装置の位置），製品の現
在の状況（処理前，処理中，処理後）等のデータであ
る。

コンピュータ接続用LAN50にはデータ制御部40が接続
してあり、作業者、又は生産管理者はこのデータ制御部
40にて現在の生産ラインの状況，設備の状況，製品の進
捗状況等を把握する。つまり、データ制御部40はオペレ
ータが要求する項目に対して、必要なデータを得るべく
該当するコンピュータにアクセスする。

以上のように、同一種類の装置は全て同一LANに接続
され、各コンピュータで共通に用いられるデータは共通
データベース42に一元管理されている。これにより、各
ショップ内の生産処理は、異なる種類のセルを夫々管理
するコンピュータ間で必要なデータを送受して各装置の
生産制御を行う。そしてショップ間の製品の流れは各コ
ンピュータ内において把握している。この為、各セルの
大きさを変更した場合でも、共通データベース42のソフ
トウェアの変更だけで対応できる。また、同一種類の装
置は複数のコンピュータによって制御できるので、各コ
ンピュータの負荷を考慮して制御する装置台数を最適に
設定することができ、過負荷を防止できる。そしてこの
場合、装置はどのショップに属するかによって制御され
るコンピュータが一元的に決まるのではなく、過負荷に
ならないように適当に割り当てることができ、その内容
は共通データベース42にて定義される。つまり、従来は
１つのショップに対して１、又は複数のコンピュータが
固定的に対応していた為、各ショップに対応するコンピ
ュータ間の負荷を理想的な値に設定するのが困難であっ
たが、本発明では各コンピュータが担当する装置を、セ
ルA1,A2,…等の区別なく、容易に変更できるので各コン
ピュータ間の負荷を適正に設定できるのである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明に係る生産設備制御方法及び装置
においては、同一機能を有する装置別の大集団は並列に
配置され、各大集団の装置をその配列方向にて分割し、
各大集団の装置群を含む小集団を構成し、小集団の大き
さは各装置群の分割位置を変更することで変更出来るか
ら製品の品種変更，工程順序の変更にも迅速に対応して
夫々に適した小集団を構成出来、保守管理作業も作業者
の移動量も少なくて効率が良い。また同一機能を有する
装置の大集団が夫々一律に専用の制御部、即ちコンピュ
ータに管理されているので、大集団を分割し、機能が異
なる装置の小集団を集めた装置群の構成が変更された場
合でも、コンピュータに対する装置の配線を変更する必
要がなく、共通の記憶部に記憶されている装置群の構成
内容を変更するだけという、最小限のソフトウェアのみ
の修正で対処でき、生産性を低下させることもない。

また、夫々大集団の装置を複数のコンピュータにて管
理することにより、各コンピュータが制御する装置を装
置群の構成内容と無関係に容易に設定変更できるので、
コンピュータ間の負荷のばらつきを防止でき、負荷の最
適化が図れる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る生産設備の構成を示す模式図、第
２図は製品の搬送手段を示す模式図、第３図は制御系の
ブロック図、第４図は従来の生産設備の模式図、第５図
は従来の制御系のブロック図である。 1,2,3,4……ショップ、10……生産設備領域、42……共
通データベース、50……コンピュータ接続用LAN、51,52
……セル用LAN、60A……セルＡ用コンピュータ、60B…
…セルＢ用コンピュータ、A1〜A4,B1〜B4,C1〜C4,D1〜D
4……セル なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種の装置を同一機能を有する装置別に集
   めて大集団を構成し、各大集団は夫々同一方向に並列に
   配設してあり、各大集団を夫々分割して複数の装置群を
   構成すると共に、各装置群は製品に応じてその分割位置
   の変更を可能とし、各大集団を夫々の装置群の配列方向
   における適宜の位置で、前記大集団の並列方向に前記各
   大集団の装置群を含み、製品に対する生産処理を順次的
   に行なうための小集団に分割し、各小集団内にて製品を
   受渡すための搬送装置を設置してある生産設備の制御方
   法であって、 前記各装置群を各大集団毎に一律に管理し、各大集団内
   及び大集団間で前記装置群に対応する生産処理に関する
   情報を送受して各装置の生産制御を行うことを特徴とす
   る生産設備制御方法。
2. 【請求項２】各種の装置を同一機能を有する装置別に集
   めて大集団を構成し、各大集団は夫々同一方向に並列に
   配設してあり、各大集団を夫々分割して複数の装置群を
   構成すると共に、各装置群は製品に応じてその分割位置
   の変更を可能とし、各大集団を夫々の装置群の配列方向
   における適宜の位置で、前記大集団の並列方向に前記各
   大集団の装置群を含み、製品に対する生産処理を順次的
   に行なうための小集団に分割し、各小集団内にて製品を
   受渡すための搬送装置を設置してある生産設備を制御す
   る装置であって、 各装置群を各大集団毎に一律に制御する複数の制御部
   と、 各制御部間にて生産処理に関する情報を相互に伝送する
   伝送手段と、 前記装置群の構成内容を記憶している記憶部と を具備し、前記各制御部は前記記憶部の記憶内容に基づ
   いて各装置群の生産制御を行うことを特徴とする生産設
   備制御装置。