JP3052109B2

JP3052109B2 - 変種変量生産システム

Info

Publication number: JP3052109B2
Application number: JP17338093A
Authority: JP
Inventors: 則雄日江井; 日出晴山中
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1993-07-13
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH0724699A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般製造業におい
て、加工に必要な治具段取、工具、ＮＣプログラム等を
準備する生産準備工場、及び、該工場含めて構成される
変種変量生産システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、生産準備に関する従来技術を図７
に従って説明する。スタッフ部門とも呼ばれる生産準備
部門１００では、加工部品の設計図面を基に、加工工程
を設計し、標準時間を見積り、治具段取の実績の有無を
判定し、これを参考にして治具段取（加工製作品、仕入
購入品、在庫品を含む）を設計し、手配し、組み立てた
後に、加工工場１１０に供給する。また、加工部品の設
計図面を基に、ＮＣプログラム（加工方法、工具選択、
座標計算、軌跡決定、データ編集等を含む）を作成（マ
ニュアル作成、対話型自動作成等を含む）し、加工工場
１１０に供給する。さらに、ＮＣプログラムを基に、必
要な工具（新規設計品、在庫品、仕入購入品を含む）を
選定手配し、選定内容（種類、径、長さ等）を付した工
具準備情報を加工工場１１０に供給する。

【０００３】加工工場１１０では、生産準備部門１００
から送られた情報を基に、物の取揃え、組付けが行われ
る。すなわち、加工機１１１に治具段取及び加工ワーク
素材を取付ける。工具準備情報を基に、必要な工具を取
揃えて組立てる。これらの治具段取１１２及び工具１１
３は、現場作業者が取揃えやすいように、各加工機１１
１の近傍に保管され、加工終了後にそれぞれの保管場所
に返却される。

【０００４】次に、変種変量生産システムに関する従来
技術について説明する。最近の市場変化、特に消費者ニ
ーズの変化に伴う製品の多様化、個別化などにより、生
産方式は多種少量化の傾向を強め、究極的には経済性が
高くリードタイムの短い１ロット生産又は変種変量生産
システムの実現が望まれている。こうした要請に応える
べく、従来、フレキシブル生産システム、多種ワーク自
動加工ライン、多能加工装置等、種々の生産方式、装置
が提案されている。

【０００５】例えば、特公平１−１６６２１号公報に開
示された多能加工装置は、少ロット生産の自動化を目指
して、加工機又は加工ステーションとして複合加工機セ
ル（マシニングセンタ等）をワーク搬送ラインの側路に
適宜に配置し、複数の加工パートプログラム記憶装置
と、ワークを選択的に移動する搬送装置と、各加工機セ
ルに設けたワーク識別装置等とを備え、多種類のワーク
を自動加工するとともに、各装置及び制御装置の効率化
及び誤動作防止を計るように構成されている。また、特
公平１−１６６２０号公報には、複合生産システムの技
術が開示されており、これは、多品種少量生産形態で機
械構成部品を生産するシステムであって、機械構成部品
の製造システムにおける各工程において複合化の概念を
採り入れて工程を複合、集約し、同時に同所ですべての
処理を行う生産システムを目的とし、生産システムのサ
ブシステムを構成するハードウェアおよび／またはソフ
トウェアにおいて複合化、モジュラー化構成を有するサ
ブシステム、即ち情報処理システム、生産統制システム
および複合製造システムと、これらの各サブシステムに
おいて必要とするデータを貯蔵するデータベースとを有
して構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の生産
準備方式によると、加工に必要な情報を生産準備部門１
００で準備し、物は加工工場１１０で準備するといった
ように、情報と物とが切り離されがちになる。このた
め、生産準備部門１００及び加工工場１１０相互で準備
の進捗状況が把握しにくく、例えば、加工現場に治具段
取は供給されていても、工具取揃えのための工具準備情
報が渡されていないといったように、加工現場で準備タ
イミングを合わせることが困難になる場合があった。

【０００７】また、治具段取１１２及び工具１１３の在
庫が加工工場１１０の各所に点在しているため、生産準
備部門１００では何が何処にあるのか把握しにくく、在
庫管理に難儀し、これによって治具段取設計、工具選定
時に判断が妨げられることもあった。加工工場１１０に
ついてもこれと同様の問題があり、加工機１１１近傍の
在庫についてはある程度把握できるものの、他の在庫は
把握することが大変困難であった。これらの結果、治具
段取及び工具の取揃えに長時間を要し、部品加工の時期
が遅れて、納期遅延を招くという不都合があった。加え
て、工場全体として、治具段取１１２、工具１１３等の
物の重複在庫や過剰在庫の発生と保管スペースが不足す
るという不具合を招くこともあった。

【０００８】前述した従来の変種変量生産システムの場
合も、前記と同様の問題点を指摘でき、情報と物とが切
り離されて処理されるため、多数の部門相互で準備の進
捗状況が把握しにくく、また、在庫管理も大変面倒であ
った。例えば、生産管理部門では、生産の概略計画は立
てられるものの、生産準備部門及び加工工場等の下流部
門の状況が正確に把握できていないために、曖昧な希望
日程で資材を手配したり、作業を指示したりしていた。
また、生産準備部門では、多品種生産に伴う多量の図面
を効率よく処理することが困難なため、生産準備に必要
以上の作業員を配置したり、リードタイムが長期化した
りするなどの無駄があった。さらに、加工工場では、多
品種少ロットのワークが現場に流れると、生産準備はＯ
Ｋか、いつどの機械を用いていつまでに完了するのか、
といった加工管理を熟練管理者の判断に頼らざるを得な
いのが実情で、納期遅れを招きやすかった。また、従来
の変種変量生産システムによると、特に、自動化を計る
ための設備投資額が上昇するうえ、特定部門の少ロット
生産の自動化は実現できても、工場全体が少ロット生産
に対応できないために、生産効率が予想に反して向上し
ないという問題点があった。

【０００９】そこで、この発明の課題は、情報と物との
一元化を実現して、生産準備に掛るリードタイムを短縮
できるとともに、治具段取及び工具の在庫を生産日程に
基づいて適正に管理でき、高額な設備投資をせずにシス
テム全体の生産効率を向上できる変種変量生産システム
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の変種変量生産システムは、生産日程を計
画し資材を手配する生産管理工場と、治具段取及び工具
を準備する生産準備工場と、複数台の加工機を管理して
稼働させる加工工場と、図面情報及び生産情報を一元的
に管理して前記各工場に提供するＣＡＤ／ＣＡＭ装置と
からなり、前記生産準備工場を、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を
用いて加工準備情報を作成するエンジニアリング部と、
エンジニアリング部に治具段取データ、工具データ、及
び加工方法データを提供するデータベースと、エンジニ
アリング部の指示に基づき治具段取を取揃えて保管する
治具段取センターと、エンジニアリング部の指示に基づ
き工具を取揃えて保管する工具センターと、治具段取セ
ンター及び工具センターから送られた治具段取及び工具
を加工部品にセットするセッティングステーションとか
ら構成したことを特徴とする。

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明の変種変量生産システムによれば、生産
準備工場において、エンジニアリング部、データベー
ス、治具段取センター、工具センター、及びセッティン
グステーションがＣＡＤ／ＣＡＭ装置を介して統合さ
れ、生産準備に係る情報と物とが一元的に管理される。
従って、各々の部署で同一の生産準備情報が簡単かつ正
確に得られ、その情報に沿って治具段取及び工具等の物
を容易に取揃えることができる。また、治具段取及び工
具はデータベース化された標準パーツとして生産準備工
場内に集約されるので、在庫管理が容易で、在庫量も適
正化でき、これをもって、治具段取、工具の設計及び組
立てを迅速に行い、生産準備に掛るリードタイムを大幅
に短縮することができる。さらに、ワーク、治具段取、
工具が一体化された状態で加工機に供給されるため、加
工工場では加工日程計画にマッチした加工が可能にな
る。その結果、多品種生産システムにおける生産効率の
向上に寄与でき、リードタイムも大幅に短縮して、納期
遅れ等の不都合を解消することができる。

【００１３】また、この発明の変種変量生産システムに
よれば、生産管理工場、生産準備工場、及び加工工場が
ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を介して統合され、システム全体に
係る情報と物とが一元的に管理される。従って、各々の
工場で同一の図面情報及び生産情報が得られ、これらの
情報を介し各工場が相互に連携を取ってそれぞれの機能
を効率よく発揮できる。それ故、自動化のために高価な
設備投資をする必要がなく、加工工場が各種の加工機の
混在する一般の工場形態であっても、システム全体の生
産効率を向上し、リードタイムも大幅に短縮することが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。図１は本実施例の変種変量生産シ
ステムの全体構成を概略的に示すもので、該システム２
００は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１、製造サイドは生産管理
工場４と、生産準備工場５と、加工工場６と、組立工場
７とに別けて構成され、生産管理工場４は必要に応じ外
部業者８を抱えている。そして、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１
は、営業部門２の販売受注計画及び開発設計部門３の開
発設計内容に従い、図面情報及び生産情報を一元的に作
成管理し、これを生産管理工場４、生産準備工場５、及
び加工工場６に提供するように構成されている。

【００１５】生産管理工場４は、図２に示すように、生
産管理データベース１０、生産日程計画部１１、手配オ
ーダ検討部１２、及び手配調達部１３を備えている。生
産管理データベース１０には、部品標準時間データ、工
程別標準時間データ、機種・部品構成データ、加工工場
別能力負荷データ、加工機別能力負荷データ、及び手配
・納期管理データ等の生産管理に必要な各種のデータが
格納されている。生産日程計画部１１では、部品及び工
程別標準時間データを利用して、加工工場の総能力時間
と負荷予測時間とをシュミレーションし、総能力時間＞
負荷予測時間であれば全負荷を加工工場６に任せ、総能
力時間＜負荷予測時間であれば負荷調整を行い、残業扱
い、他工場、外注依託等を決定した後に、加工日程計画
を作成する。手配オーダ検討部１２では、機種・部品構
成データを基に、部品の種類、所要個数、及び納期を含
む手配オーダを検討する。手配調達部１３では、手配オ
ーダを基に、部品を外部業者８に手配し、納期までに調
達するとともに、生産準備工場５及び加工工場６への配
給、物流を管理する。

【００１６】生産準備工場５は、図３及び図４に示すよ
うに、エンジニアリング部１５、治具段取データベース
１６、工具データベース１７、加工方法データベース１
８、治具段取センター１９、工具センター２０、及びセ
ッティングステーション２１、追加加工機３６を備えて
いる。エンジニアリング部１５はＣＡＤ／ＣＡＭ装置１
の端末機１４（図４参照）を備え、これを用いてＣＡＤ
による加工部品の設計図面から加工に必要な情報として
部品形状データ（図形）及び加工属性データ（加工すべ
き内容）を利用し、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１でコンピュー
タ処理できるようにデータのプリ処理を行う。そして、
このプリ処理された情報を基に、治具段取設計及び工程
設計を行って、ＮＣプログラム（加工方法決定、工具選
択、座標自動計算、軌跡決定、シュミレーションを含
む）を作成する。ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１を用いたエンジ
ニアリング部１５の業務の流れを図５にフローチャート
で示した。

【００１７】治具段取データベース１６には、過去に使
用実績のある治具段取の完成図面、構成内容、構成部品
図面（治具段取部品）、取り付けられた加工機、取り付
けた加工部品等のデータと共に、構成部品の中でも標準
化された治具段取部品（標準パーツ）の内容、在庫デー
タ等が登録管理されている。これらの治具段取データ
は、治具段取の設計時にエンジニアリング部１５に提供
され、ここで過去に使用実績のある治具段取を参考にし
ながら、標準パーツを組み合わせて、或いは、標準パー
ツに部分的な加工を施して、新規な治具段取が設計さ
れ、設計完了後には、その治具段取データが新たにデー
タベース１６に登録される。

【００１８】工具データベース１７には、現在保有して
いる工具（刃具、保持具を含む）の内容（種類、用途、
形状図面等）、在庫、切削条件、使用された加工機、使
用対象になった加工部品等のデータが登録管理されてい
る。これらの工具データは、ＮＣプログラムの作成時に
エンジニアリング部１５に提供され、ここで機械毎の使
用実績、保有状況を参考にして、過去に使用実績のある
工具や新たな工具などから必要な工具が選定され、完了
後には、その工具データが新たにデータベース１７に登
録される。

【００１９】加工方法データベース１８には、加工に関
する一般的な方法（凡その部品に適用される方法、特定
の部品に適用される方法を含む）、例えば、鋳物系素材
から加工完成までの工程手順とか、ボーリング加工に使
用される工具種類、加工順番、加工軌跡の標準パターン
などが登録されている。そして、ＮＣプログラムの作成
時には、これらの加工方法データがエンジニアリング部
１５に提供され、ここで一般的な方法と独自に決定した
方法とが組み合わせて作成され、作成されたＮＣプログ
ラムはＤＮＣ通信やフロッピィディスク等の媒体を介し
て加工工場６の各加工機に供給される。

【００２０】各データベース１６〜１８のデータを基に
エンジニアリング部１５が作成した加工に必要な生産準
備情報は、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１の通信網を介して治具
段取センター１９、工具センター２０、及びセッティン
グステーション２１に供給され、各部署で必要に応じて
参照される。治具段取センター１９は、組立完成治具、
標準治具部品、準標準治具部品、専用治具部品等を含む
治具段取２２を保管する棚等の保管場所２３と管理用端
末機２４（図４参照）とを備え、エンジニアリング部１
５が指示した治具段取情報（取揃えるべき内容、期日、
個数等）を基に、加工日程計画に沿って、必要な治具段
取２２を取揃え（追加加工機３６による部品の部分的な
加工も含む）、取り揃えた後に、これをセッティングス
テーション２１へ送る。

【００２１】工具センター２０は、組立完成工具、刃
具、保持具等の部品を含む工具２５を保管する棚等の保
管場所２６と管理用端末機２７とを備え、エンジニアリ
ング部１５が指示した工具情報（取揃えるべき内容、期
日、個数等）を基に、加工日程計画に沿って、必要な工
具２５を取揃えて組み付け、その後に、これをセッティ
ングステーション２１へ送る。セッティングステーショ
ン２１は、作業テーブル２８と管理用コンピューター２
９とを備え、加工日程計画に沿って、治具段取センター
１９から送られた治具段取２２を組立てたり、治具段取
２２をパレットに取り付けたり、加工部品３０を治具段
取２２に取り付けたりするとともに、治具段取２２を工
具センター２０から送られた工具２５と共に加工部品３
０にセットして加工工場６へ送るための準備作業を行
う。

【００２２】本実施例の生産準備工場５によれば、ＣＡ
Ｄ／ＣＡＭ装置１とデータ通信可能な端末機１４，２
４，２７，２９を介してエンジニアリング部１５、デー
タベース１６〜１８、治具段取センター１９、工具セン
ター２０、及びセッティングステーション２１が統合さ
れ、生産準備に係る情報と物とが一元的に管理される。
従って、各々の部署で同一の生産準備情報を正確かつ簡
単に得られ、その情報に沿って治具段取２２及び工具２
５等の物を容易に取揃えることができる。また、治具段
取２２及び工具２５はデータベース化された標準パーツ
としてそれぞれの保管場所２３，２６に集約されるの
で、在庫管理が容易で、在庫量も適正化でき、これをも
って、治具段取２２、工具２５の設計及び組立てを迅速
に行い、生産準備に掛るリードタイムを大幅に短縮する
ことができる。さらに、加工部品３０、治具段取２２、
工具２５が一体化された状態で加工機に供給されるた
め、加工工場６では加工日程計画にマッチした加工が可
能になる。その結果、変種変量生産システム全体の生産
効率の向上に寄与でき、リードタイムも大幅に短縮し
て、納期遅れ等の不都合を解消することができる。

【００２３】こうして、生産準備工場５で準備されたＮ
Ｃプログラム、治具段取２２、工具２５、加工部品３０
は加工日程計画に従って加工工場６へ送られる。また、
加工完了後に不要となった治具段取２２及び工具２５
は、加工工場６からセッティングステーション２１を介
して治具段取センター１９及び工具センター２０に返却
され、組立品のまま又は部品に分解した状態で各保管場
所２３，２６に保管される。

【００２４】加工工場６は、図６に示すように、複数台
のＮＣ加工機３１、汎用機３２、計測装置３３、物流装
置３４等が混在する一般の工場形態を備え、各機械及び
装置をシステムコンピューター３５により集中管理でき
るように構成されている。システムコンピューター３５
は、素材等の入出庫管理、物流管理、加工機３１の予定
負荷計画を立てる少日程計画管理、生産準備工場５及び
自工場６の準備状況を把握する生産準備管理、ＮＣ加工
機３１にＮＣプログラムを供給するＤＮＣ、加工機３１
の稼働実績を生産管理工場４へフィートーバックする実
績管理、稼働モニター、メンテナンスデータ管理等の加
工に関連する各種の管理機能を備えている。

【００２５】このように、本実施例の変種変量生産シス
テムによれば、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置１を介して生産管理
工場４、生産準備工場５、及び加工工場６が統合され、
システム全体に係る情報と物とが一元的に管理される。
従って、各々の工場で同一の図面情報及び生産情報が得
られ、これらの情報を介し各工場が相互に連携を取って
それぞれの機能を効率よく発揮できる。それ故、自動化
のために高価な設備投資をする必要がなく、加工工場６
が各種の機械、装置３１，３２，３３，３４の混在する
一般の安価な工場形態であっても、システム全体の生産
効率を向上できて、リードタイムも大幅に短縮すること
が可能になる。

【００２６】なお、この発明は上記実施例の構成に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
各部の構成を適宜に変更して具体化することも可能であ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明の変種
変量生産システムによれば、生産準備工場において、エ
ンジニアリング部、データベース、治具段取センター、
工具センター、及びセッティングステーションをＣＡＤ
／ＣＡＭ装置を介して統合し、情報と物との一元化を実
現したので、生産準備に掛るリードタイムを短縮できる
とともに、治具段取及び工具の在庫を生産日程に基づい
て適性に管理できるという優れた効果を発揮する。ま
た、生産管理工場、生産準備工場、及び加工工場をＣＡ
Ｄ／ＣＡＭ装置を介して統合し、システム全体に係る情
報と物との一元化を実現したので、安価な設備でリード
タイムを短縮できて、システム全体の生産効率を向上で
きるという効果もある。

【００２８】請求項２に記載した発明の変種変量生産シ
ステムによれば、生産管理工場、生産準備工場、及び加
工工場をＣＡＤ／ＣＡＭ装置を介して統合し、システム
全体に係る情報と物との一元化を実現したので、安価な
設備でリードタイムを短縮できて、システム全体の生産
効率を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す変種変量生産システム
の全体構成図である。

【図２】図１のシステムにおける生産管理工場の構成図
である。

【図３】図１のシステムに適用した本発明の生産準備工
場の一実施例を示す構成図である。

【図４】図３の生産準備工場のレイアウトを示す斜視図
である。

【図５】図３の生産準備工場におけるＣＡＤ／ＣＡＭ装
置の業務の流れを示すフローチャートである。

【図６】図１のシステムにおける加工工場の構成図であ
る。

【図７】従来の生産準備工場を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・ＣＡＤ／ＣＡＭ装置、４・・生産管理工場、５・
・生産準備工場、６・・加工工場、１４・・端末機、１
５・・エンジニアリング部、１６・・治具段取データベ
ース、１７・・工具データベース、１８・・加工方法デ
ータベース、１９・・治具段取センター、２０・・工具
センター、２１・・セッティングステーション、２２・
・治具段取、２３，２６・・保管場所、２４，２７・・
管理用端末機、２５・・工具、２９・・管理用コンピュ
ーター、３０・・加工部品、３１・・加工機、３５・・
システムコンピューター、２００・・変種変量生産シス
テム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23Q 41/00 G05B 19/418

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】生産日程を計画し資材を手配する生産管
理工場と、治具段取及び工具を準備する生産準備工場
と、複数台の加工機を管理して稼働させる加工工場と、
図面情報及び生産情報を一元的に管理して前記各工場に
提供するＣＡＤ／ＣＡＭ装置とからなり、前記生産準備工場を、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を用いて加工
準備情報を作成するエンジニアリング部と、エンジニア
リング部に治具段取データ、工具データ、及び加工方法
データを提供するデータベースと、エンジニアリング部
の指示に基づき治具段取を取揃えて保管する治具段取セ
ンターと、エンジニアリング部の指示に基づき工具を取
揃えて保管する工具センターと、治具段取センター及び
工具センターから送られた治具段取及び工具を加工部品
にセットするセッティングステーションとから構成した
ことを特徴とする変種変量生産システム。