JP2693003B2 - 製造管理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は工場全体の製造管理を行なう計算機負荷を軽
減すると共に、製造設備の事情による外乱要因に迅速に
かつ適切に対応しながら製品納期の確保、設備稼働率の
向上を図り得るようにした製造管理システムに関する。

（従来の技術） 近年の産業界においては、ユーザの多種多様な要望に
呼応すべく、多品種でかつ小ロットの生産を強いられる
が故に、工場の製造ラインを構成する製造設備の台数が
増加して、製造工程経路すなわち製品の設備渡りが複雑
となり、製品がどのように製造されいつ完成するのかと
いう製造管理の基本事項を即座に把握し、製造管理上の
問題点を検討することが、人間の思考だけでは至難とな
ってきている。

そこで、最近ではこれに対処するために、様々な業種
の工場に製造管理用計算機が導入され、工場全体に投入
される予定製品負荷の製造優先度、設備渡り等の情報か
ら、ある一定の期間（例えば、１週間程度）の設備毎の
負荷割付けをシミュレート計算して計算結果を製造計画
とし、この製造計画に沿うように複数台の製造設備群か
らなる製造ラインの製造管理を行なう方法が、製造設備
台数の増加、製品の設備渡りの複雑化の動向へ対処でき
る製造管理方式として採用されてきている。

しかしながら、このような製造管理方式においては、
製造設備における製造上の故障，アラーム対応等の回避
不可能なロス時間や、製品品種切り換え時の段取り時
間、あるいは製造設備間の搬送時間への考慮をあらかじ
め行なったとしても、これは飽くまでも予想時間であっ
て正確ではなく、また実際の製造設備が有する様々な事
情によって発生する製造ロス時間を、全要因に渡って網
羅し計算に反映することはほとんど不可能である。これ
故に、製造管理用計算機にて計算された製造設備毎のロ
ット割付け時刻、すなわち製品の製造開始／終了時刻が
実際の製造時に大きくずれ、結果的に製造管理者あるい
はラインオペレータの勘や残業作業等により、ずれ発生
時にその都度ずれ修正を行なわなればならないという問
題があった。さらに、精度の高い計画を得ようとする
と、製造管理用計算機でのシミュレート負荷が増大し、
他管理機能の応答性へ影響するシミュレート計算自体の
処理時間が長くなるという計算機負荷の問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の製造管理方式では、製造管理用
計算機の負荷が増大するばかりでなく、製造設備の事情
による外乱要因に対応できず製品納期が遅れたり、設備
稼働率が低下するという問題があった。

本発明の目的は、工場全体の製造管理を行なう計算機
負荷を軽減すると共に、製造設備の事情による外乱要因
に迅速にかつ適切に対応しながら製品納期の確保、設備
稼働率の向上を図ることが可能な極めて信頼性の高い製
造管理システムを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、工場全体の
製造管理を行なう上位製造管理用計算機と、工場内の製
造ラインを構成する複数台の製造設備毎に設置された複
数の自立動作計算機とを、計算機間伝送路によりリング
状に水平分散結合し、 上位製造管理用計算機内に、工場内の製造ライン全体
の負荷を製造上必須な情報のみで負荷積し、製造ライン
上の第１工程となる製造設備の自立動作計算機へ計算機
間伝送路を介して通知する初期負荷通知手段と、各自立
動作計算機から通知される設備ステータスの情報を保管
・管理する設備ステータス通知対応手段とを備え、また
各自立動作計算機内に、上位製造管理用計算機または前
程となる製造設備の他の自立動作計算機から通知される
ロット情報を、既に自工程負荷として蓄えてあるロット
群の情報を考慮し管理下の設備にとって最適となる順番
で負荷積を行なう自工程最適負荷積手段と、製造設備か
ら通知される設備のステータス変化情報を受信して内容
を判定し、その内容に応じてステータス変化情報の内容
を出力する設備ステータス受信制御手段と、設備ステー
タス受信制御手段から上位製造管理用計算機上で製造管
理上必要な情報と判定された旨の情報が入力されると、
当該情報を上位製造管理用計算機の設備ステータス通知
対応手段へ計算機間伝送路を介して通知する対上位計算
機設備ステータス通知手段と、次負荷の投入要求が通知
されると負荷積済の自工程負荷の先頭ロットを選択し、
自工程負荷より削除して製造設備へ通知する対設備次負
荷通知手段と、設備ステータス受信制御手段から製造設
備の加工完了と判定された旨の情報が入力されると、加
工完了したロットの次工程の製造設備を判定してロット
情報を当該製造設備の他の自立動作計算機の自工程最適
負荷積手段へ計算機間伝送路を介して通知すると共に、
対設備次負荷通知手段へ自工程製造設備へ次負荷の投入
を要求する次工程負荷通知手段とを備え、さらに製造設
備に、設備ステータスの変化が発生すると、これを当該
製造設備の自立動作計算機の設備ステータス受信制御手
段へ通知する対自立動作計算機ステータス通知手段を備
えて構成している。

（作用） 従って、本発明の製造管理システムにおいては、製造
ライン投入対象のロット群の負荷情報を、製造管理上必
須な情報のみで負荷積した後は、自立動作計算機から通
知される設備ステータスを管理するだけでよいことによ
り、上位製造管理用計算機の負荷を著しく軽減すること
ができる。また、製造設備の自立動作計算機にて製造設
備の実際の稼働加工状況にリアルタイムに即し、かつ各
ロットの優先度等の製造管理情報を遵守して製造設備へ
の負荷投入が行なわれることにより、製造設備の諸事情
によってランダムに発生する外乱要因に容易に対応で
き、しながら製品納期を確保し、設備稼働率を向上する
ことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は、本発明による製造管理システムの全体構成
例を示す図である。第１図において、工場全体の製造管
理を行なう上位製造管理用計算機１と、工場内の製造ラ
インを構成する複数台（本例では３台）の製造設備2,3,
毎に設置された３台の自立動作計算機5,6,7とを、計算
機間伝送路８によりリング状に水平分散結合している。

第２図は、本発明による製造管理システムの具体的な
構成例を示すブロック図である。すなわち、本実施例の
製造管理システムは第２図に示すように、上位製造管理
用計算機１内に、初期負荷通知手段９と、設備ステータ
ス通知対応手段10とを備え、また各自立動作計算機５〜
７（図では自立動作計算機５のみを抽出して示してい
る）内に、自工程最適負荷積手段11と、自工程負荷保存
装置12と、設備ステータス受信制御手段13と、対上位計
算機設備ステータス通知手段14と、対設備次負荷通知手
段15と、加工中ロット情報保存装置16と、次工程負荷通
知手段17とを備え、さらに製造設備２〜４（図では製造
設備２のみを抽出して示している）に、対自立動作計算
機ステータス通知手段18を備えて構成している。

ここで、初期負荷通知手段９は、工場内の製造ライン
全体の負荷を優先度等の製造上必須な情報のみでラフに
負荷積し、製造ライン上の第１工程となる製造設備の自
立動作計算機の自工程最適負荷積手段11へ計算機間伝送
路８を介して通知するものである。また、設備ステータ
ス通知対応手段10は、対上位計算機設備ステータス通知
手段14により各自立動作計算機から通知される設備ステ
ータスの情報を保管・管理するものである。

一方、自工程最適負荷積手段11は、上位製造管理用計
算機１または前程となる製造設備の他の自立動作計算機
から通知されるロット情報を、既に自工程負荷として蓄
えてあるロット群の情報の優先度，遅れ具合，段取替等
による要因を考慮し、管理下の設備にとって最適となる
順番で負荷積を行なうものである。また、自工程負荷保
存装置12は、自工程最適負荷積手段11からの自工程の製
造対象ロット情報を保存するものである。さらに、設備
ステータス受信制御手段13は、製造設備の対自立動作計
算機ステータス通知手段18から通知される設備のステー
タス変化情報を受信しかつ内容を判定し、その内容に応
じて対上位計算機設備ステータス通知手段14または次工
程負荷通知手段17へステータス変化情報の内容を与える
ものである。

また、対上位計算機設備ステータス通知手段14は、設
備ステータス受信制御手段13から上位製造管理用計算機
１上で製造管理上必要な情報と判定された旨の情報が入
力されると、当該情報を上位製造管理用計算機１の設備
ステータス通話対応手段10へ計算機間伝送路８を介して
通知するものである。また、対設備次負荷通知手段15
は、次工程負荷通知手段17から次負荷の投入要求が通知
されると、負荷積済の自工程負荷の先頭ロットを選択
し、自工程負荷より削除して製造設備へ通知するもので
ある。さらに、加工中ロット情報保存装置16は、製造設
備にて現在加工中のロット情報を保存するものである。
さらにまた、次工程負荷通知手段17は、設備ステータス
受信制御手段13から製造設備の加工完了と判定された旨
の情報が与えられると、加工完了したロットの次工程の
製造設備を判定してロット情報を当該製造設備の他の自
立動作計算機の自工程最適負荷積手段11へ計算機間伝送
路８を介して通知すると共に、対設備次負荷通知手段15
へ自工程製造設備へ次負荷の投入を要求するものであ
る。

一方、対自立動作計算機ステータス通知手段18は、設
備ステータスの変化（例えば、加工開始、加工完了、ア
ラーム発生、オンライン／オフライン切替等）が発生す
ると、これを当該製造設備の自立動作計算機の設備ステ
ータス受信制御手段13へ通知するものである。

次に、かかる構成の製造管理システムの作用について
は、第３図に基づいて説明する。なお第３図は、製造設
備２にて製品加工を行なった時の加工中の情報遷移が時
間と共に変化する例を示したもので、〜は遷移状態
をそれぞれ示している。

まず、遷移状態において、上位製造管理用計算機１
の初期負荷通知手段９により、製造ライン上の第１工程
となり製造設備２にて加工対象となるロット情報が、自
立動作計算機５の自工程最適負荷積手段11に通知され
る。すると、自立動作計算機５の自工程最適負荷積手段
11では、遷移状態にて通知されたロット情報と、既に
自工程負荷として自工程負荷保存装置12に加工待として
蓄えているロット群の製造情報の優先度，遅れ具合，段
取替え等による要因とが比較・考慮され、通知ロット情
報が製造設備２にとって最適な順序で自工程負荷保存装
置12内に新規に保存される。

製造設備２で既に投入済のロットが加工完了し、これ
を製造設備２が検知すると、対自立動作計算機ステータ
ス通知手段18により自立動作計算機５に対し加工完了の
旨が通知される。次に、遷移状態において自立動作計
算機５に通知された加工完了ステータスを設備ステータ
ス受信制御手段13により受信した後、受信内容が加工完
了であることが判定され、対上位計算機設備ステータス
通知手段14および次工程負荷通知手段17へ、加工完了に
対する処理要求が与えられる。これにより、対上位計算
機設備ステータス通知手段14では、通知された加工完了
ステータス情報が上位製造管理用計算機１へ計算機間伝
送路８を通して通知される（遷移状態）。すると、上
位製造管理用計算機１では、遷移状態にて通知された
加工完了ステータス情報が設備ステータス通知対応手段
10により受信された後、加工完了該当ロットの情報のう
ち第１工程が終了した時の実績が管理される。

一方、次工程負荷通知手段17では、通知された加工完
了対応処理要求に対して、加工中ロット情報保存装置16
に保存されている加工完了したロット情報を読込み、次
工程すなわち第２工程対象となる製造設備を求め、該当
の製造設備の他の自立動作計算機に対してロット情報が
通知される（遷移状態）。その後、対設備次負荷通知
手段15に対して、自工程製造設備へ次負荷の投入が要求
される。対設備次負荷通知手段15では、次負荷の投入が
要求されると、自工程負荷保存装置12に保存されている
ロット情報の先頭を読み込んでこれを削除し、当該ロッ
ト情報を加工中ロット情報保存装置16へ書込んだ後に、
該当ロット情報が製造設備２へ通知される（遷移状態
）。

一方、製造設備２にて設備ステータスの変化（加工開
始、アラーム）が検知されると、上記遷移状態，と
同様の作用にて、遷移状態〜の情報に関する処理が
行なわれる。遷移状態にて製造設備２へ通知された今
回ロット情報に対応する加工が完了すると、遷移状態
と同様の作用にて、遷移状態が自立動作計算機５に対
して通知される。その後は、遷移状態以後と同様の作
用にて加工ステータス等への処理が繰り返される。

上述したように本実施例では、特に多品種小ロット生
産を強いられる製造設備台数が増加し、製品の設備渡り
が複雑となってきている工場の製造管理システムにおい
て、製造ライン投入対象のロット群の負荷情報を、製造
管理上必須な情報のみでラフに負荷積した後は、自立動
作計算機５〜７から通知される設備ステータスを管理す
るだけでよいため、上位製造管理用計算機１の負荷を著
しく軽減することが可能となる。また、製造設備２〜４
の自立動作計算機５〜７にて製造設備の実際の稼働加工
状況にリアルタイムに即し、かつ各ロットの優先度等の
製造管理情報を遵守して製造設備２〜４への負荷投入が
行なわれるため、製造設備の諸事情によってランダムに
発生する外乱要因に迅速にかつ適切に対応しながら、製
品納期を確保し、さらに設備稼働率を向上することが可
能となる。

尚、上記実施例では、１台の上位製造管理用計算機と
３台の自立動作計算機とを計算機間伝送路により結合し
た場合についてのべたが、これに限らず１台の上位製造
管理用計算機と２台または４台以上の複数台の自立動作
計算機（製造設備が２台または４台以上）とを計算機間
伝送路により結合した場合についても、本発明を同様に
適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、工場全体の製造
管理を行なう計算機負荷を軽減すると共に、製造設備の
事情による外乱要因に迅速にかつ適切に対応しながら製
品納期の確保、設備稼働率の向上を図ることが可能な極
めて信頼性の高い製造管理システムが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による製造管理システムを示す全体構成
図、第２図は本発明による製造管理システムの一実施例
を示すブロック図、第３図は同実施例において加工を実
施した時の加工中の状態遷移の一例を示す図である。 １……上位製造管理用計算機、２〜４……製造設備、５
〜７……自立動作計算機、８……計算機間伝送路、９…
…初期負荷通知手段、10……設備ステータス通知対応手
段、11……自工程最適負荷積手段、12……自工程負荷保
存装置、13……設備ステータス受信制御手段、14……対
上位計算機設備ステータス通知手段、15……対設備次負
荷通知手段、16……加工中ロット情報保存装置、17……
次工程負荷通知手段、18……対自立動作計算機ステータ
ス通知手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工場全体の製造管理を行なう上位製造管理
   用計算機と、前記工場内の製造ラインを構成する複数台
   の製造設備毎に設置された複数の自立動作計算機とを、
   計算機間伝送路によりリング状に水平分散結合し、 前記上位製造管理用計算機内に、前記工場内の製造ライ
   ン全体の負荷を製造上必須な情報のみで負荷積し、製造
   ライン上の第１工程となる製造設備の自立動作計算機へ
   前記計算機間伝送路を介して通知する初期負荷通知手段
   と、前記各自立動作計算機から通知される設備ステータ
   スの情報を保管・管理する設備ステータス通知対応手段
   とを備え、 また前記各自立動作計算機内に、前記上位製造管理用計
   算機または前工程となる製造設備の他の自立動作計算機
   から通知されるロット情報を、既に自工程負荷として蓄
   えてあるロット群の情報を考慮し管理下の設備にとって
   最適となる順番で負荷積を行なう自工程最適負荷積手段
   と、前記製造設備から通知される設備のステータス変化
   情報を受信して内容を判定し、その内容に応じてステー
   タス変化情報の内容を出力する設備ステータス受信制御
   手段と、前記設備ステータス受信制御手段から上位製造
   管理用計算機上で製造管理上必要な情報と判定された旨
   の情報が入力されると、当該情報を前記上位製造管理用
   計算機の設備ステータス通知対応手段へ計算機間伝送路
   を介して通知する対上位計算機設備ステータス通知手段
   と、次負荷の投入要求が通知されると負荷積済の自工程
   負荷の先頭ロットを選択し、自工程負荷より削除して前
   記製造設備へ通知する対設備次負荷通知手段と、前記設
   備ステータス受信制御手段から製造設備の加工完了と判
   定された旨の情報が入力されると、加工完了したロット
   の次工程の製造設備を判定してロット情報を当該製造設
   備の他の自立動作計算機の自工程最適負荷積手段へ計算
   機間伝送路を介して通知すると共に、対設備次負荷通知
   手段へ自工程製造設備へ次負荷の投入を要求する次工程
   負荷通知手段とを備え、 さらに前記製造設備に、設備ステータスの変化が発生す
   ると、これを当該製造設備の自立動作計算機の設備ステ
   ータス受信制御手段へ通知する対自立動作計算機ステー
   タス通知手段を備えて成る ことを特徴とする製造管理システム。