JP4638661B2 - 設計支援システム - Google Patents
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Description
また、製造ラインの設計・開発においては、自動化による省人化や高実装精度化、省スペース化が仕様として要求されており、又、製品開発サイクルの短縮にともない、製造ラインの早期立ち上げが要求されている。
従来の製造ラインの設計・開発手法においては、先ず、顧客またはライン仕様検討者とライン設計者との間で打ち合わせを行なって、上述した実装精度や、硬化方式,材料,工法,条件等の、製造ラインの製造に必要とされる仕様を決定する。そして、このような仕様を盛り込んだ機構設計(製造装置の設計)を行なった後、必要な機構部品,動力機構,電子部品等をそれぞれ購入し、又、独自に必要な機構部品については新たに機械加工等によって製作することにより、その製造ライン(製造プロセス)を構成するために必要な種々の装置をそれぞれ組み立てる。
なお、通常、設備導入のための納期には、例えば6ヶ月程度の期間を必要とする。又、プロセスに必要な性能を検証するために装置毎の性能評価も行なう。特に個別に設計された新規装置については、装置としての実績が無いので、通常、装置出荷前に入念な性能評価が必要とされる。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、複数の行程をそなえた製造ラインを効率良く検討,決定,構築することにより、製造ラインの設計・製造時間の短縮および製造コストを低減することを目的とする。
(1)選択部によって選択された要素種類に基づいて、予め要素種類データベースに保存されたその要素種類に関する情報を取得して、製造ラインに関する情報を作成し、この作成された前記製造ラインに関する情報を出力することにより、オペレータが、製造ラインを構成するための要素種類を、提示部で確認しながら選択部を用いて選択することにより、多種のプロセスをそなえた製造ラインを、効率良く検討・決定・構築することができる。
(3)構成要素どうしの組み合わせが設計上構成不可能なものになったり、無意味な組み合わせで構成されたりすることを防止することができ、信頼性を向上させることができる。
(5)オペレータ(設計者,仕様検討者)が複数いる場合には、オペレータが作成した装置(要素種類)に関する情報を、これらの複数のオペレータ間で共有することができ、利便性が高い。
(7)製造ラインを構成する部品のリスト(部品リスト)を容易に且つ正確に作成することができ、又、重複する部品などのソート・積算を容易に行なうことができるので、この製造ラインの製作依頼時において、製作・発注依頼を自動化することができる。
(8)外部の情報処理システムとの間でデータの受け渡しを行なうことができるので、作成した製造システムに関する情報を有効に利用することができ利便性が高い。
(10)実際の製造ラインの構成と同様の形態で要素種類のデータを管理することができ利便性が高い。
(12)要素種類に関連付けてその要素種類の設計図面に関する情報を保存するので、オペレータがその設計図面を容易に参照・使用することができ利便性が高い。又、部品の製造コストを低減(コストダウン)するための検討を容易に行なうことができる。
(14)オペレータは、所望の条件を満たす製造ラインを高速且つ容易に取得することができる。
(16)製造ラインに関する情報として、少なくとも製造ラインを構成する各部品の必要数を算出するので、オペレータが、各部品の必要数等を容易に且つ正確に知ることができ利便性が高い。
図1は本発明の一実施形態としての設計支援システムの構成を模式的に示す図、図2は本発明の一実施形態としての設計支援システムにおけるデータベース群に含まれるデータベースとその構成例を示す図、図3は製造ラインの外観を模式的に示す斜視図である。又、図4(a)〜(g)はそれぞれ図3に示す製造ラインを構成するセルを示す斜視図であり、図4(a)はローダ・反転セルを示す斜視図、図4(b)はワーク投入セルを示す斜視図、図4(c)は転写セルを示す斜視図、図4(d)は搭載セルを示す斜視図、図4(e)は硬化セルを示す斜視図、図4(f)はワーク回収・反転セルを示す斜視図、図4(g)はアンローダセルを示す斜視図である。
図3に示す製造ライン100は、例えば、センサデバイス等の電子デバイスを製造するためのものであって、複数(図3に示す例においては7つ)のセル(装置;ローダ・反転セル101,ワーク投入セル102,転写セル103,搭載セル104,硬化セル105,ワーク回収・反転セル106,アンローダセル107)とベース108とをそなえて構成されている。
次に本発明の一実施形態としての設計支援システム1の構成を図1を用いて説明する。本設計支援システム1は、図1に示すように、製造ライン情報作成部9,要素種類決定部10,外観情報作成部11,データ受渡部12,データベース群50,モニタ(提示部,出力部,ライン候補提示部),キーボード(選択部,条件入力部)3およびマウス(選択部,条件入力部)4をそなえて構成されている。
ラインデータベース508は、製造ライン100を特定するための情報を登録するものであり、例えばオペレータが管理に用いる任意の番号や名称等を登録するようになっていて、「LINE」および「GROUP」の各項目からなる情報を関連付けて登録することによって構成されている。装置データベース509は、セル(装置)を特定するための情報を登録するものであり、例えばオペレータが管理に用いる任意の番号や名称等を登録するようになっていて、「EQUIPMENT(装置名称)」,「GROUP」,「LINE」,「TYPE」および「ORDER」の各項目からなる情報を関連付けて登録することによって構成されている。なお、装置名称(EQUIPMENT)は、設計検討開始時にオペレータが入力するようになっている。
図5は本発明の一実施形態としての設計支援システム1の要素種類データベース503の構造例を模式的に示す図である。この図5に示すように、要素種類データベース503は、製造ライン100の構成に従って階層的なデータベース構造をそなえている。
そして、本設計支援システム1においては、オペレータ(仕様決定者,設計者)が、キーボード(選択部)3やマウス(選択部)4を用いて、これらの各構成要素について、最適な要素種類を順次選択することにより、製造ライン100の設計・検討を行なうようになっている。
製造ライン情報作成部9は、キーボード3やマウス4によって選択された要素種類に基づいて、要素種類データベース503に保存されたその要素種類に関する情報を取得して、製造ライン100に関する情報を作成するものである。具体的には、キーボード3やマウス4によって選択された要素種類を組み合わせることにより、搬送(TRNSF),供給(SPPLY),塗布(DSPNS),搭載(移載搭載;PLACE),補正(位置決め;ALIGN)および硬化(仮硬化;CUREG)の各プロセスを実現するための機構を作成し、さらに、これらの機構を組み合わせることにより各セル101〜107を作成する。そして、更に、これらのセル101〜107を組み合わせることによって製造ライン100を作成するようになっている。
また、製造ライン情報作成部9は、キーボード3やマウス4によって選択された要素種類に基づいて、要素種類もしくは要素種類の仕様を決定する要素種類決定部10としての機能もそなえている。
そして、要素種類決定部10は、これらのモータドライバ数や入出力ピン数,エアー配管数等の情報を、それぞれセル(装置)毎に集計して仕様条件を決定する(ステップA20)。図7(b)に示す例においては、この集計の結果(仕様条件,合計必要数)が、モータドライバの合計必要数が12個、入出力ピン数の合計必要数が40個、エアー配管数が6個であったとする。又、要素種類決定部10は、共通部データベース512を参照して、この共通部データベース512に登録されている複数のベース108(図7(b)に示す例においてはタイプA,タイプB,タイプCの3種類のベース)についての情報を取得し、各ベース(タイプA,タイプB,タイプC)のモータドライバ数や入出力ピン数,エアー配管数の情報をそれぞれ取得する(図7(b)参照)。
また、要素種類決定部10は、CONDITION1(計算条件式1),CONDITION2(計算条件2式),CONDITION3(計算条件式3)等の判断情報に基づいて要素種類もしくは要素種類の仕様も決定するようになっており、図6を用いて説明したように、選択された要素種類に関連付けて登録された判断情報に基づいて、他の要素種類もしくは要素種類の仕様を決定するようになっている。
オペレータは、キーボード3やマウス4を用いて、製造ライン100の仕様(例えば、金額やタクトタイム)を入力することができるようになっており、製造ライン情報作成部9は、先ず、ラインデータベース6に登録されている製造ライン情報51を参照して、これらの仕様を満たす製造ライン100が存在する否かを確認する。そして、その仕様を満たす製造ライン100が存在する場合には、その製造ライン100に関する情報を取得し、ライン候補としてモニタ2やプリンタ等を介してオペレータに提示するようになっている。
なお、このようなライン候補の作成に際しては、要素種類データベース503に登録された判断情報(条件式,付随式)を反映させてその仕様を決定することにより、あり得ない要素種類の組み合わせを阻止するとともに、ライン候補として作成される製造ライン100の数を絞り込んで減らすことができる。又、ライン候補をオペレータに提示する際には、価格やタクト等の仕様や、製造ライン100に使用されている要素種類等の種々の条件で、ライン候補の製造ライン100をソートや絞込検索等して示すことができるようにすることが望ましい。
そして、この作成された3次元CADデータはモニタ2によってオペレータが閲覧可能に提示したり、図示しないプリンタによって印刷したり、又、データ受渡部12を介して設計システム(図示省略)等の外部の情報処理システムに受け渡したりされるようになっている。
データ受渡部12は、本設計支援システム1と外部のシステム(外部の情報処理システム;例えば、購買システム,生産管理システム,設計システム,コストシミュレーションシステム等)との間で、種々の情報を受け渡すためのものであり、インタフェース機能を実現するものである。具体的には、データ受渡部12は、購買システムや生産管理システム等の外部の情報処理システムとの間において、各要素種類を構成する部品やその使用数等の情報を受け渡したり、設計システムとの間において設計図面に関する情報(2次元CADデータ,3次元CADデータ,図番,ファイル名等)を受け渡したりするようになっている。
次に、オペレータは、モニタ2に表示された入力画面(図10参照)において、製造ラインの名称,グループの選択を行なうとともに、製造ライン100を構成する各装置について、それぞれ最適な要素種類の選択を行なう。製造ライン100を構成する全ての装置についての要素種類の選択を完了した時点で、その構成の確定(FIX)を行なってデータの保存(データセーブ)を行なう(ステップB60〜B90)。なお、ここで要素種類の選択は、要素種類データベース503に登録された要素種類の中からオペレータが最適と判断するものを選択するようになっており、又、確定された製造ライン100の構成は検討ラインデータベース510に登録される。
また、製造ライン情報作成部9は、その製造ライン100の価格(製造コスト)や処理時間,精度を要素種類データベース503や部品データベース504に基づいて算出し(ステップB110〜B130)、これらの情報を仕様・性能一覧(仕様概要)として、モニタ2に表示させる(ステップB140)。オペレータは、例えば、図11に示すような表示画面において、製造ライン100の仕様・性能(性能や価格等)を容易に確認することができるのである。
さらに、本設計支援システム1においては、製造ライン100に必要とされる仕様(処理速度,精度,価格等)を入力することにより、製造ライン情報作成部9が、その仕様を満たす要素種類の組み合わせを計算して組み合わせることにより、その仕様を満たす製造ライン100の候補をオペレータに対して提示するようになっている。
また、このようなコストダウンの検討時に、図面の詳細を変更(指定寸法公差の緩和や板金化等)することにより、加工工数の低減を図る場合もある。本設計支援システム1においては、2次元情報データベース505や視覚情報データベース506に基づいて、図面データやモデリングデータベースをモニタ2に表示したり、プリンタ等を用いて印刷することができる。
このように、本発明の一実施形態としての設計支援システム1によれば、オペレータが、製造ライン100を構成するための要素種類を、モニタ2で確認しながらキーボード3やマウス4を用いて選択することにより、多種のプロセスをそなえた製造ライン100を、効率良く検討・決定・構築することができる。
すなわち、本設計支援システム1を用いることにより、製造ライン100を短納期且つ低価格で提供することができるのである。
さらに、本設計支援システム1によって構築された製造ライン100は、それらを構成する全ての部品について、部品データベース504等との間でリンクが確立されているので、この製造ライン100を構成する部品のリスト(部品リスト)を容易に且つ正確に作成することができる。又、重複する部品などのソート・積算を容易に行なうことができるので、この製造ライン100の製作依頼時において、製作・発注依頼を自動化することができる。
さらに、要素種類決定部10が、オペレータがキーボード3やマウス4を用いて選択した要素種類に基づいて、要素種類データベース503からその要素種類に関する種々の情報を取得し、製造ライン100を構成するために必要な他の要素種類や要素種類の仕様(例えば、電気的インタフェース,ドライバ数,エアー数)、構成部品等を自動的に決定するので、利便性が高く、又、設計ミス等が生じ難く設計品質を向上させることができる。
要素種類データベース503が、要素種類に関連付けてその要素種類の設計図面に関する情報を保存することにより、オペレータがその設計図面を容易に参照・使用することができ利便性が高い。
また、部品データベース504が、その部品データベース504に登録された部品に対して所定の条件でソート・抽出を行なうことができ、これによっても個々の部品や要素種類,装置(セル)の製造コストを低減(コストダウン)するための検討を容易に行なうことができる。
さらに、オペレータが、製造ラインの性能もしくは製造コストに関する情報を容易に確認することができ利便性が高い。
例えば、上述した実施形態においては、データベース群50を構成する各データベース(機構データベース501,機構要素データベース502,要素種類データベース503,部品データベース504,2次元図面情報データベース505,視覚情報データベース506,製品グループデータベース507,ラインデータベース508,装置データベース509,検討ラインデータベース510,ライン候補データベース511および共通部データベース512)は、コンピュータ本体13に通信可能に構成された外部のデータベースとして構成されているが、これに限定されるものではなく、その一部もしくは全部をコンピュータ本体13のバスに直接的に接続された記憶装置(ハードディスクやメモリ等)にそなえてもよい。
さらに、これらのデータベース501〜512の項目は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の項目をそなえて構成してもよい。例えば、上述した実施形態においては、要素種類データベース503は、例えば、各要素種類(MECHANISM)に、ELEMENT(名称),CONDITION1(計算条件式1),CONDITION2(計算条件2式),CONDITION3(計算条件式3),DRIVER(モータドライバ数),IO_PINS(入出力ピン数),AIR(エアー配管数),X_ACCURACY(X方向繰り返し精度),Y_ACCURACY(Y方向繰り返し精度), FORMULA(処理速度計算式), WORKTIME(処理時間), PRICE(製造単価),PICTURE(視覚情報),COMMENT(要素説明用コメント)およびUNIT_NUMBER(ユニット番号;部品の集合番号)の各項目からなる情報(要素種類に関する情報)を関連付けて登録することによって構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、更に、納期に関する情報を関連付ける等、他の項目を付加してもよく、又、一部の項目を削除してもよい。
そして、本発明の設計支援システムは、以下に示すように要約することができる。
(付記1) 複数の要素種類を組み合わせて構成される製造ラインの設計を支援する設計支援システムであって、
該要素種類に関する情報を予め保存する要素種類データベースと、
該要素種類データベースに保存された該要素種類をオペレータに対して選択可能に提示する提示部と、
該提示部によって提示された該要素種類の中から、該製造ラインを構成するための任意の該要素種類を選択可能な選択部と、
該選択部によって選択された該要素種類に基づいて、該要素種類データベースに保存された当該要素種類に関する情報を取得して、該製造ラインに関する情報を作成する製造ライン情報作成部と、
該製造ライン情報作成部によって作成された前記製造ラインに関する情報を出力可能な出力部とをそなえることを特徴とする、設計支援システム。
該製造ライン情報作成部が、該要素種類決定部によって決定された該要素種類もしくは該要素種類の仕様に基づいて、該製造ラインに関する情報を作成することを特徴とする、付記1記載の設計支援システム。
該要素種類決定部が、該判断情報に基づいて該要素種類もしくは該要素種類の仕様を決定することを特徴とする、付記2記載の設計支援システム。
(付記4) 該要素種類データベースが、該製造ラインにおける製造工程(プロセス,装置)と当該製造工程に関係する要素種類とを関係付けて保存することを特徴とする、付記1〜付記3のいずれか1項に記載の設計支援システム。
(付記6) 該要素種類を構成する部品に関する情報を保存する部品データベースをそなえることを特徴とする、付記1〜付記5のいずれか1項に記載の設計支援システム。
(付記7) 該部品データベースが、当該部品データベースに登録された前記部品に関する情報に対して所定の条件でソート・抽出を行なうことを特徴とする、付記6記載の設計支援システム。
該出力部が、前記部品の設計図面に関する情報を出力することを特徴とする、付記6又は付記7記載の設計支援システム。
(付記9) 該要素種類の外観に関する情報をそなえるとともに、
当該要素種類の外観に関する情報に基づいて、該製造ラインの外観に関する情報を作成する外観情報作成部をそなえ、
該出力部が、該外観情報作成部によって作成された前記製造ラインの外観に関する情報を出力することを特徴とする、付記1〜付記8のいずれか1項に記載の設計支援システム。
前記抽出・並び替えられた製造ラインに関する情報をライン候補として提示するライン候補提示部とをそなえることを特徴とする、付記1〜付記9のいずれか1項に記載の設計支援システム。
該製造ライン情報作成部が、該要素種類データベースに保存された前記要素種類に関する情報に基づいて、前記複数の要素種類を選択的に用いることにより、該条件入力部によって入力された該条件を満たす該製造ラインに関する情報を作成することを特徴とする、付記1〜付記10のいずれか1項に記載の設計支援システム。
(付記13) 前記外部の情報処理システムが製造ラインの製造コストを管理するシステムであって、
該データ受渡部が、当該外部の情報処理システムから、前記製造ラインの製造コストに関する情報を取得し、
該出力部が、該製造ライン情報作成部によって作成された前記製造ラインに関する情報と、該データ受渡部によって取得された前記製造ラインの製造コストに関する情報とを対比可能に出力することを特徴とする、付記12記載の設計支援システム。
該データ受渡部が、該製造ライン情報作成部によって作成された前記製造ラインに関する情報を該購買システムに渡すことを特徴とする、付記12又は付記13記載の設計支援システム。
(付記15) 該製造ライン情報作成部が、該部品データベースに保存された前記要素種類を構成する部品に関する情報に基づいて、前記製造ラインに関する情報として、少なくとも該製造ラインを構成する各部品の必要数を算出することを特徴とする、付記1〜付記14のいずれか1項に記載の設計支援システム。
(付記17) 該要素種類データベースに保存された前記要素種類に関する情報が、該要素種類の製造単価,納期,精度,処理時間,視覚情報,コメントのうち少なくともいずれかをそなえることを特徴とする、付記1〜付記16のいずれか1項に記載の設計支援システム。
2 モニタ(提示部,出力部,ライン候補提示部)
3 キーボード(選択部,条件入力部)
4 マウス(選択部,条件入力部)
9 製造ライン情報作成部
10 要素種類決定部
11 外観情報作成部
12 データ受渡部
13 コンピュータ本体
50 データベース群
100 製造ライン
101 反転ローダセル
102 ワーク投入セル
103 転写セル
104 搭載セル
105 硬化セル
106 ワーク回収・反転セル
107 アンローダセル
108 ベース
501 機構データベース
502 機構要素データベース
503 要素種類データベース
504 部品データベース
505 2次元図面情報データベース
506 視覚情報データベース
507 製品グループデータベース
508 ラインデータベース
509 装置データベース
510 検討ラインデータベース(製造ライン情報保存部)
511 ライン候補データベース
512 共通部データベース
Claims (4)
- 複数の装置を組み合わせて構成される製造ラインの設計を、コンピュータを用いて支援する設計支援システムであって、
該装置を構成する要素種類に関する情報を予め保存する要素種類データベースと、
該要素種類データベースに保存された該要素種類をオペレータに対して選択可能に提示する提示部と、
該提示部によって提示された該要素種類の中から、該製造ラインを構成するための任意の該要素種類を選択可能な選択部と、
該選択部によって選択された該要素種類に基づいて、該要素種類データベースに保存された当該要素種類に関する情報を取得して、該製造ラインに関する情報を作成する製造ライン情報作成部と、
該製造ライン情報作成部によって作成された前記製造ラインに関する情報を出力可能な出力部と、
前記選択部によって選択された要素種類に基づいて、該要素種類もしくは該要素種類の仕様を決定する要素種類決定部と、をそなえ、
該製造ライン情報作成部が、該要素種類決定部によって決定された該要素種類もしくは該要素種類の仕様に基づいて、該製造ラインに関する情報を作成し、
該要素種類データベースが、該要素種類に関係付けて、選択された要素種類に対応して特定の要素種類に関して優先的に適用すべき条件を示す条件式及び選択された要素種類に対応して特定の要素種類に関する情報を反映しないようにするための情報を示す付随式が用いられる判断情報を保存し、
該要素種類決定部が、該判断情報に基づいて該要素種類もしくは該要素種類の仕様を決定することを特徴とする、設計支援システム。 - 該要素種類の外観に関する情報をそなえるとともに、
当該要素種類の外観に関する情報に基づいて、該製造ラインの外観に関する情報を作成する外観情報作成部をそなえ、
該出力部が、該外観情報作成部によって作成された前記製造ラインの外観に関する情報を出力することを特徴とする、請求項1記載の設計支援システム。 - 前記製造ライン情報作成部による前記製造ラインに関する情報の作成に関する条件を入力可能な条件入力部をそなえ、
該製造ライン情報作成部が、該要素種類データベースに保存された前記要素種類に関する情報に基づいて、複数の要素種類を選択的に用いることにより、該条件入力部によって入力された該条件を満たす該製造ラインに関する情報を作成することを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の設計支援システム。 - 該製造ラインに関する情報が、該製造ラインの性能もしくは製造コストに関する情報であることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の設計支援システム。
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