JP4816472B2 - 複数の生産ラインにおける生産管理システム、生産管理方法および生産管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の生産ラインにおける生産管理システム、生産管理方法および生産管理プログラムに関するものである。

並行生産が可能な複数の生産ラインにおける生産工程を管理するシステムとして、複数の生産ライン間の生産状況を互いに関連させ、各生産ライン間での生産工程を同期させる同期生産システムと、互いに関連させることなく、各生産ライン間での生産工程を同期させない非同期生産システムがある。同期生産システムは、各生産ラインを流れる製品（生産対象物であり、生産ラインに備えられた各ステージを上流から下流に流れるにしたがって完成した製品もしくは半製品となる）間に緊密な関連性がある場合に採用されている。例えば、同一基板の表と裏に実装を行ったり、後工程でフレキシブル基板等を用いて連結される複数の基板に実装を行ったりする場合は、中間在庫を極小化することが課題となるため、同期生産を採用して各実装ラインにおける部品実装が略同時に完了するようにしている（特許文献１参照）。一方、各実装ラインにおける基板間に関連性がない場合は、各実装ラインにおける部品実装が略同時に完了する必要がなく、スループットを最大化することが課題となるため、非同期生産を採用している（特許文献２参照）。
特開２００３−２０４１９２号公報 特開２００３−２０４１９１号公報

従来の生産工程管理システムでは、同期生産または非同期生産が固定化されているか、オペレータの判断により切り換えが可能であった。そのため、基板の種類をオペレータが確認し、同期生産または非同期生産の何れかの生産形態を選択する必要があったため、基板の種類に対応しない生産形態が選択される等の人的ミスが生じやすいシステム環境にあった。また、同期生産中にある実装ラインにおいて部品切れやノズル等の機種変更等により実装が滞った場合に、他の実装ラインにおける実装が待機状態となって無駄時間が発生していた。

そこで本発明は、処理対象の種類に応じて最適な生産管理を実現する生産管理システム、生産管理方法および生産管理プログラムを提供することを目的とする。

請求項１記載の生産管理システムは、複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインにおける生産管理システムであって、複数の生産ラインを搬送される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備え、生産モード設定手段が、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定し、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定する。

請求項２記載の生産管理システムは請求項１に記載の生産管理システムであって、前記生産ラインにおける生産状況を検出する検出手段をさらに備え、前記生産モード設定手段
が、前記識別手段により識別された前記処理対象の種類と、前記検出手段により検出された前記生産ラインにおける生産状況に対応して前記複数の生産ラインにおける生産モードを設定する。

請求項３記載の生産管理システムは請求項２に記載の生産管理システムであって、前記生産モード設定手段が、前記複数の生産ラインにおける生産モードを同期生産モードに設定しているときに前記検出手段により何れかの生産ラインにおける生産状況に不具合が検出されると、前記複数の生産ラインにおける生産モードを非同期生産モードに変更する。

請求項４記載の生産管理方法は、複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインに搬入される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備えた生産管理システムにおける生産管理方法であって、生産モード設定手段が、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定し、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定する。

請求項５記載の生産管理方法は請求項４に記載の生産管理方法であって、前記生産モード設定手段が、前記複数の生産ラインにおける生産モードを同期生産モードに設定しているときに前記検出手段により何れかの生産ラインにおける生産状況に不具合が検出されると、前記複数の生産ラインにおける生産モードを非同期生産モードに変更する。

請求項６記載の生産管理プログラムは、複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインに搬入される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備えた生産管理システムにおける生産管理プログラムであって、生産モード設定手段に、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定させ、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定させる。

本発明によれば、複数の生産ラインにおいて処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードと、複数の生産ラインにおいて処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードの何れかの生産モードに設定する動作が自動化されるので、オペレータ自身の判断に基づいて生産モードを設定する場合と比べ迅速かつ確実に対処することが可能であり、処理対象の種類に応じて最適な生産管理を実現することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の実装管理システムの構成図、図２は本発明の実施の形態のデュアルレーン実装装置の平面図、図３は本発明の実施の形態の制御装置における処理フロー図である。

本発明の生産管理システムの構成について実装管理システムを例にとって説明する。図１において、実装管理システムは、複数の実装装置１、２、３で構成されたデュアルレー
ン実装装置と、デュアルレーン実装装置の動作制御を行う制御装置１０とで構成されている。デュアルレーン実装装置には、搬入された基板４ａ、４ｂに部品を実装して搬出する独立した２つの実装ラインが形成されている。

図２において、各実装装置１、２、３を経由する２つの搬送レーン５、６により各実装装置１、２、３は直列に連結されている。第１レーン５と第２レーン６は、それぞれ基板４ａ、４ｂを上流側から下流側に各実装装置１、２、３を経由させながら搬送する基板搬送機構を備えている。各実装装置１、２、３は、第１レーン５と第２レーン６を挟んで対向する実装ステージを備えている。各実装ステージには、部品供給部７と部品吸装着ヘッド８とで構成される部品装着機構が備えられている。部品供給部７は、複数の部品を収納し、部品吸装着ヘッド８にピックアップ可能な姿勢で部品を供給する機能を備えている。部品吸装着ヘッド８は、部品供給部７から供給される部品を吸着してピックアップし、第１レーン５または第２レーン６を搬送されてきた基板４ａ、４ｂに装着する機能を備えている。基板４ａ、４ｂには多数多種の部品が装着されるため、デュアルレーン実装装置では、基板４ａ、４ｂがそれぞれ搬送レーン５、６を搬送されて各実装装置１、２、３を経由し、最初に実装装置１の実装ステージで部品が装着され、次に実装装置２の実装ステージで部品が装着され、最後に実装装置３の実装ステージで部品が装着され、デュアルレーン実装装置から搬出される。

第１レーン５と各実装装置１、２、３の第１レーン５側に備えられた各実装ステージとで１つの実装ラインを形成し、同様に、第２レーン６と各実装装置１、２、３の第２レーン６側に備えられた各実装ステージとでもう１つの実装ラインを形成し、これらの独立した２つの実装ラインを備えたデュアルレーン実装装置は、それぞれの実装ラインにおいて複数の実装ステージを経由して搬送される基板４ａ、４ｂに部品を実装する機能を備えている。

図１において、制御装置１０は各実装装置１、２、３の制御部と通信可能に接続され、各実装装置１、２、３に備えられた基板搬送機構と部品装着機構の動作制御を行うことでデュアルレーン実装装置における実装動作を制御する。この実装動作制御は２つの制御パターンから選択可能に構成されており、制御装置１０にはそれぞれの制御パターンに対応するプログラムが予め記憶されている。このうち第１の制御パターンは、２つの実装ライン間で基板４ａ、４ｂに部品を装着するタイミングを同期させる同期実装モードでデュアルレーン実装装置における実装動作を制御するものであり、第２の制御パターンは、２つの実装ライン間で基板４ａ、４ｂに部品を装着するタイミングを同期させない非同期実装モードでデュアルレーン実装装置における実装動作を制御するものである。

同期実装モードでは、２つの実装ラインにそれぞれ搬入された基板４ａ、４ｂのうち何れかが先に実装装置１での部品装着を終えた場合に、他の基板が実装装置１での部品装着を終えるまでは次の実装装置２での部品装着をしないという実装動作制御を行う。両基板４ａ、４ｂは各実装装置１、２、３において常に同じタイミングで部品が装着されるので、２つの実装ライン間で実装が完了するタイミングは略一致する。従って、基板４ａ、４ｂが同一基板の表裏の関係にある場合や、次工程において接続される等の一体的に取り扱われるべき関連性のある場合には、他方の基板の完了を待つ中間在庫となる基板を極小化することができ、基板の在庫管理に要するスペースやコストを大幅に削減することができるとともにロット管理も容易である。

一方、非同期実装モードでは、２つの実装ラインにそれぞれ搬入された基板４ａ、４ｂのうち何れかが先に実装装置１での部品装着を終えると、他の基板が実装装置１での部品装着の進捗とは無関係に次の実装装置２での部品装着を即時に開始するという制御を行う。従って、同期実装モードにおける場合のように２つの実装ライン間での部品装着のタイ
ミングを同期させるために何れかの実装ラインに待ち時間が生じるということがなく、２つの実装ラインにそれぞれ搬入された基板には他方の部品装着の進捗に関わりなく部品装着が行われるので、同期実装モードに比べ生産効率性が向上する。そのため、非同期実装モードは、２つの実装ライン間で実装完了のタイミングを一致させる必要が少ない互いに関連性のない基板４ａ、４ｂに部品装着を行う場合に好適である。このような基板４ａ、４ｂは、一般にそれぞれ単独で次工程に搬送されたり出荷されたりするので、一体的に取り扱う必要はなく、実装ラインを間断なく時稼動させてスループットを低下させないことが要求されるからである。

基板４ａ、４ｂの関連性の有無は、２つの実装ラインのそれぞれに搬入される基板４ａ、４ｂの種類を識別する識別手段としての機能する制御装置１０により判断される。基板４ａ、４ｂには位置認識用のマーク（図示せず）が設けられており、制御装置１０は基板４ａ、４ｂのマークの位置に基づいて基板４ａ、４ｂの位置認識を行う際にマークの形態等の特徴に基づいてその種類を識別する。

また、制御装置１０は、各実装ラインにおける実装状況を検出する検出手段としての機能を備えている。ここでの実装状況とは、各実装装置１、２、３に備えられた基板搬送機構と部品装着機構の駆動状況を含む実装ラインの稼働状況である。例えば、部品供給部７において部品切れが生じた場合には部品装着機構が正常に稼動しないため、制御装置１０はエラー信号を受けて実装ラインにおける実装状況に不具合が生じていることを検出する。

さらに、制御装置１０は、２つに実装ラインにおける実装モードを同期実装モード若しくは非同期実装モードの何れかに設定する実装モード設定手段としての機能を備え、実装ラインに搬入された基板４ａ、４ｂの種類に基づいてデュアルレーン実装装置における実装動作を同期実装モード若しくは非同期実装モードに設定するほか、デュアルレーン実装装置における実装動作を同期生産モードに設定しているときに何れかの実装ラインにおいて不具合が発生し、実装ラインが一定時間稼動していないことを検出すると、同期実装モードを非同期実装モードに変更する制御を行う。

図３は制御装置１０における処理フローを示している。制御装置１０は、基板の種類および各実装ラインにおける実装状況を検出し（ＳＴ１）、これら２つの要素の検出結果に基づいて同期実装モード若しくは非同期実装モードの決定を行い（ＳＴ２）、決定された実装モードがこれまでの実装モードと異なっていれば実装モードを変更し、これまでの実装モードと同じであれば実装モードを変更することなくデュアルレーン実装装置における実装動作の制御を行う（ＳＴ３）。

２つの実装ラインを備えたデュアルレーン実装装置では、それぞれの実装ラインを搬送される基板４ａ、４ｂが関連性ある種類であると識別されると、同期実装モードにより実装動作の制御が行われる。しかし、同期実装モードの場合、２つの実装ラインのうち何れか一方の実装ラインにおいて基板搬送機構や部品供給部、部品吸装着ヘッド等の故障や部品切れ等の不具合が発生し、実装動作が停止すると他方の実装ラインにおいても実装動作を停止して待機する制御が行われるため、デュアルレーン実装装置における実装動作が一時的に中断することになる。この場合、制御装置１０は、一定時間以上の停滞状況を検出すると同期実装モードを一時的に非同期実装モードに変更し、稼動可能な実装ラインだけで実装動作を継続する制御を行う。その後、停止中の実装ラインが稼動可能な状態に回復したことが検出されると非同期実装モードを元の同期実装モードに戻す。また、デュアルレーン実装装置における実装動作を同期生産モードに設定しているときに２つの実装ライン間で関連性のない種類の基板を検出すると、同期実装モードを非同期実装モードに変更する。

このようにデュアルレーン実装装置の実装モードを同期実装モード若しくは非同期実装モードの何れかに設定し、また設定を変更し、さらに変更のタイミングの決定を制御装置が予め記憶されたプログラムに基づいて行うので、オペレータ自身の判断に基づいて行う場合と比べ迅速かつ確実に対処することが可能である。従って、同期実装モードに設定している場合であってもデュアルレーン実装装置における実装動作が長時間にわたり中断することがなくなり、スループットを必要以上に低下させることがない。また、同期実装モードに設定している場合であっても非同期実装モードによる動作制御が適当な基板が検出された場合には自動的に非同期実装モード変更されるため、無駄な待機時間を排除して効率的な実装が実現できる。

なお、本実施の形態では、デュアルレーン実装装置における実装管理システムを例示しているが、実装ラインは２系統に限らず３系統以上であっても同様の実装管理システムを構築することができる。また、部品を基板に装着する実装分野だけでなく、基板に表面処理や半田印刷等を連続的に施す設備や、基板に限らず様々な処理対象に連続的、段階的に処理を施す生産設備であれば適用可能である。また、プログラムは予め制御装置１０に記憶させるほか、制御装置１０により読み込み可能な記憶媒体、例えば磁気ディスクや半導体メモリ等に記憶させておくことも可能である。このような記憶媒体は互換性があるので、他の生産設備の制御装置に読み込ませることで本発明の生産管理システムを構築することができる。

本発明によれば、複数の生産ラインにおいて処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードと、複数の生産ラインにおいて処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードの何れかの生産モードに設定する動作が自動化されるので、オペレータ自身の判断に基づいて生産モードを設定する場合と比べ迅速かつ確実に対処することが可能であり、処理対象の種類に応じて最適な生産管理を実現することができるという利点を有し、並行生産が可能な複数の生産ラインにおける生産工程を管理する分野において有用である。

本発明の実施の形態の実装管理システムの構成図 本発明の実施の形態のデュアルレーン実装装置の平面図 本発明の実施の形態の制御装置における処理フロー図

符号の説明

１、２、３ 実装装置
４ａ、４ｂ 基板
５ 第１レーン
６ 第２レーン
１０ 制御装置

Claims (6)

1. 複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインにおける生産管理システムであって、
   複数の生産ラインを搬送される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備え、
   生産モード設定手段が、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定し、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定する生産管理システム。
2. 前記生産ラインにおける生産状況を検出する検出手段をさらに備え、
   前記生産モード設定手段が、前記識別手段により識別された前記処理対象の種類と、前記検出手段により検出された前記生産ラインにおける生産状況に対応して前記複数の生産ラインにおける生産モードを設定する請求項１に記載の生産管理システム。
3. 前記生産モード設定手段が、前記複数の生産ラインにおける生産モードを同期生産モードに設定しているときに前記検出手段により何れかの生産ラインにおける生産状況に不具合が検出されると、前記複数の生産ラインにおける生産モードを非同期生産モードに変更する請求項２に記載の生産管理システム。
4. 複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインに搬入される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備えた生産管理システムにおける生産管理方法であって、
   生産モード設定手段が、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定し、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定する生産管理方法。
5. 前記生産モード設定手段が、前記複数の生産ラインにおける生産モードを同期生産モードに設定しているときに前記検出手段により何れかの生産ラインにおける生産状況に不具合が検出されると、前記複数の生産ラインにおける生産モードを非同期生産モードに変更する請求項４に記載の生産管理方法。
6. 複数の処理ステージを経由して搬送される処理対象に処理を施す複数の生産ラインに搬入される処理対象の種類を識別する識別手段と、処理対象の種類に対応して複数の生産ラインにおける生産モードを設定する生産モード設定手段を備えた生産管理システムにおける生産管理プログラムであって、
   生産モード設定手段に、処理対象が識別手段により同一種類もしくは関連性のある種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させる同期生産モードに設定させ、処理対象が識別手段により非同一種類かつ関連性のない種類であると識別されると、複数の生産ラインにおける生産モードを処理対象に処理を施すタイミングを生産ライン間で同期させない非同期生産モードに設定させる生産管理プログラム。

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