JP5186193B2 - Flexible production system - Google Patents

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Description

本発明は、セル生産方式のフレキシブル生産システムに関する。   The present invention relates to a flexible production system using a cell production method.

近年、製品生産方式の一つである大量生産向きのいわゆるコンベアライン生産方式のシステムに代わって、生産量の増減や多品種変量生産に柔軟に対応できるフレキシブル生産システムが徐々に拡がってきている。従来からのライン生産方式のシステムでは、コンベアラインに沿って複数のステーションを設け、各ステーションに作業者と生産設備、工具、部品、部材などを配置している。製品のもとになるワークは、コンベアラインによって順にステーション間を搬送され、各ステーションにおいて部品の組付けなどの所定の作業工程が施されて製品として出荷される。   In recent years, instead of a so-called conveyor line production system that is suitable for mass production, which is one of product production systems, flexible production systems that can flexibly cope with increase / decrease in production volume and multi-variable production are gradually expanding. In a conventional line production system, a plurality of stations are provided along a conveyor line, and workers, production equipment, tools, parts, members, and the like are arranged in each station. A workpiece that is the basis of a product is sequentially conveyed between stations by a conveyor line, and is subjected to a predetermined work process such as assembly of parts at each station and shipped as a product.

上述のコンベアライン生産方式は、通常、コンベア専用装置等の設備などに多大の投資が必要であり、また、製品機種変更や生産量増減などに対応するには大掛かりなライン再編成や設備改造が必要となることが多く、柔軟な対応が困難であり、設備の導入や改造に際して長期の生産停止が強いられることがある。   The above-mentioned conveyor line production method usually requires a large investment in equipment such as dedicated conveyor equipment, and large-scale line reorganization and equipment modification are required to respond to product model changes and production volume fluctuations. It is often necessary, and it is difficult to respond flexibly, and there is a case where long-term production stoppage is forced when equipment is introduced or modified.

フレキシブル生産システムは、例えば、自動車産業や電機産業の分野における消費者ニーズの変動や多様化の高まりに対応する必要性から、多くの機種を少量ずつ必要なだけ生産するのに適したシステムである。このシステムの例として、いわゆるセル生産システムがある。セル生産システムは、1人の作業者が所定のセルと呼ばれる作業場所で複数の作業工程を行って1つの製品、または複数工程毎の完成品を作り上げる自己完結性の高いシステムである。セル生産システムやこのシステムを用いたセル生産方式は、作業者の多能工化を推進でき、製品仕様変更への対応が容易であり、また設備投資が少なくて済むという利点がある。   A flexible production system is a system that is suitable for producing as many models as needed in small quantities, for example, because of the need to respond to changing consumer needs and diversification in the fields of the automobile industry and the electrical industry. . An example of this system is a so-called cell production system. The cell production system is a highly self-contained system in which one worker performs a plurality of work processes at a work place called a predetermined cell to produce one product or a finished product for each of the plurality of processes. The cell production system and the cell production system using this system have the advantages that they can promote the multi-skilling of workers, can easily cope with changes in product specifications, and require less capital investment.

ところで、セル生産システムにおいて、ワークへの部品組付けなどの作業者による作業を、ロボットに代替させることも行われる。すなわち、作業者としての人がセルに配置された人セルに代えて、ロボットが作業者としてセルに配置されたロボットセルによって、セル生産システムが構成される。   By the way, in a cell production system, a work by an operator such as assembling a part to a work is replaced with a robot. That is, a cell production system is configured by a robot cell in which a robot is arranged in a cell as a worker instead of a human cell in which a person as an operator is arranged in the cell.

上述のようなロボットセルによるセル生産システムにおいて、1台のロボットが複数種類の作業工程を行って複数の製品をバッチ的に生産する場合に、種類の異なる作業工程に応じてロボットハンドを交換したり、必要なワークや部品を自動で適切に準備したりする必要がある。そこで、このような交換や準備に要する時間を短縮すべく作業工程の順番やシステム構成を工夫した物品組付け装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the cell production system using robot cells as described above, when one robot performs a plurality of types of work processes to produce a plurality of products in batches, the robot hands are exchanged according to the different types of work processes. It is necessary to prepare necessary works and parts automatically and appropriately. Therefore, an article assembling apparatus is known in which the order of work steps and the system configuration are devised to shorten the time required for such replacement and preparation (see, for example, Patent Document 1).

また、フレキシブル生産システムを、セル生産システムで構成する場合に、単独のセルで構成する場合の他に、複数のセルを組み合わせる場合もある。なお、セル生産システムにおいて、ロボットセルは通常1セル当たり1ロボットであるが、人セルは1セル当たり作業者が1人の場合の他に、数人でチームを編成して1セルで作業を行うこともある。このようなセル生産システムを取り入れたフレキシブル生産システムは、従来のライン生産方式のシステムに比べて、製品機種変更や生産量増減などにより柔軟に対応することができる。
特開平8−197343号公報(特許第3528297号)
In addition, when the flexible production system is configured with a cell production system, a plurality of cells may be combined in addition to the configuration with a single cell. In the cell production system, the robot cell is usually one robot per cell, but the human cell is composed of a team of several people and works in one cell, in addition to the case of one worker per cell. Sometimes. A flexible production system incorporating such a cell production system can be flexibly adapted by changing the product model, increasing or decreasing the production amount, etc., compared to a conventional line production system.
JP-A-8-197343 (Patent No. 3528297)

しかしながら、上述したようなセル生産システムを適用したフレキシブル生産システムにおいては、さらに柔軟に、より短時間で、生産数量の増減に対応することが求められている。例えば、生産システムをロボットセルと人セルの混合によって構成している場合に、生産量の減少に対応するために、ロボットセルの稼働率を落とさないで、人セルを整理して余剰作業者を他の作業に回すことができれば、生産コストの低減が可能である上に、より柔軟すなわちフレキシブルなシステムとなる。   However, in a flexible production system to which the above-described cell production system is applied, it is required to deal with increase and decrease in production quantity more flexibly and in a shorter time. For example, when the production system is composed of a mixture of robot cells and human cells, in order to cope with the decrease in production volume, the human cells are arranged to reduce surplus workers without reducing the operation rate of the robot cells. If the system can be used for other work, the production cost can be reduced and the system can be made more flexible.

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、機器の稼働率を低下させることなく、生産性を維持すると共に、従来よりも生産数量の増減に柔軟かつ容易に対応できるフレキシブル生産システムを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and with a simple configuration, while maintaining productivity without lowering the operation rate of equipment, it can flexibly and easily respond to increase / decrease in production quantity than before. The purpose is to provide a flexible production system.

上記課題を達成するために、請求項1の発明は、搬送路に沿って被組み付け品を周回搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されてきた被組み付け品に対して組付作業または加工作業を行うエリアとして設定された複数の機能セルと、を備えて生産量の増減に対応するフレキシブル生産システムにおいて、前記各機能セル内に配置されて前記被組み付け品に対して部品を組み付ける組付作業または加工作業を行う、該作業に要する時間が既知の機械特性を持つ複数の自動機と、前記各機能セルに対してどの機械特性の自動機を何台割り当てるかを決定する割当決定手段と、を備え、前記複数の機能セルは、前記自動機に対する被組み付け品および部品の供給取り出し作業をロボットが行うロボットセルと、前記供給取り出し作業を人が行う人セルとを含み、前記割当決定手段は、生産量を変更する際に、前記ロボットセルと人セルの各々の個数および人セルに設定付与される人数が入力されることにより、これら入力情報と前記各自動機の機械特性に基づいて、各機能セルの作業時間が均一化されるように各機能セルに対する前記自動機の割り当てを決定するものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention of claim 1 is directed to a conveying means that circulates and conveys an article to be assembled along a conveying path, and an assembling operation or a process for the article to be assembled that has been conveyed by the conveying means. In a flexible production system that includes a plurality of function cells set as work areas, and that accommodates an increase or decrease in production volume, assembly that is arranged in each function cell and assembles a part to the assembly A plurality of automatic machines having a known machine characteristic for performing work or processing work, and an assignment determining means for deciding how many automatic machines of which machine characteristic are assigned to each functional cell; The plurality of functional cells include a robot cell in which a robot performs a supply / removal operation of an article to be assembled and a part to / from the automatic machine, and a person who performs the supply / removal operation. And a human cell for the allocation determining means, when changing the production, by the number of persons is entered that is set assigned to each of the number and the human cells in the robot cell and human cells, these input information On the basis of the mechanical characteristics of each automatic machine, the assignment of the automatic machine to each functional cell is determined so that the working time of each functional cell is made uniform.

請求項2の発明は、請求項1に記載のフレキシブル生産システムにおいて、前記搬送路は、始点と終点とが同位置になるように構成されているものである。   According to a second aspect of the present invention, in the flexible production system according to the first aspect, the conveyance path is configured such that a start point and an end point are at the same position.

請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のフレキシブル生産システムにおいて、人セルが1箇所に集中するように、または搬送路に沿って連続するように配置されているものである。   According to a third aspect of the present invention, in the flexible production system according to the first or second aspect, the human cells are arranged so as to be concentrated in one place or to be continuous along the transport path. .

請求項1の発明によれば、各機能セルに対する自動機の割り当てによって各機能セルにおける作業時間が均一化されるので、個々の自動機などの機器や機能セルの稼働率を低下させることなく、生産性を維持すると共に、従来よりも生産数量の増減に柔軟かつ容易に対応できる。すなわち、本発明は、生産量の増減に柔軟に、つまりフレキシブルに対応できるように、作業工程を複数の機能セルに配分可能とするものである。生産量の増減に応じて、使用する人セルとロボットセルの各個数、人セルに設定付与される人数、および各自動機の数や種類(各自動機の機械特性)を予め決定しておくことにより、割当決定手段によって容易に生産システムの構築や再構築が可能であり、生産数量の増減に柔軟に対応できる。各機能セルのサイクルタイムが一定になるように機器の配置構成ができ、各機能セルの稼働率を低下させることなく、生産数の増減に対応することが可能である。   According to the invention of claim 1, since the work time in each functional cell is equalized by the allocation of automatic machines to each functional cell, without reducing the operating rate of equipment and functional cells such as individual automatic machines, While maintaining productivity, it is possible to respond flexibly and easily to changes in production volume than before. In other words, the present invention enables work processes to be distributed to a plurality of functional cells so as to be able to flexibly respond to an increase / decrease in production volume. By predetermining the number of human cells and robot cells to be used, the number of people assigned to the human cell, and the number and type of each automatic machine (mechanical characteristics of each automatic machine) according to the increase or decrease in production volume The production system can be easily constructed and reconstructed by the allocation determining means, and the production quantity can be flexibly dealt with. Devices can be arranged and configured so that the cycle time of each functional cell is constant, and it is possible to cope with an increase or decrease in the number of production without reducing the operating rate of each functional cell.

請求項2の発明によれば、搬送路の始点と終点を同位置にすることで、ワークすなわち被組み付け品を投入する場所と、完成品を取り出す場所とを1箇所に集約でき、投入や取り出しのための移動距離を減らして作業効率を上げることができる。また、部品を搬送路を用いて搬送する場合も、同様に、その部品の供給場所を被組み付け品投入場所と同じにでき作業効率を上げることができる。   According to the invention of claim 2, by making the start point and the end point of the conveyance path the same position, the place where the workpiece, that is, the assembled product is put in, and the place where the finished product is picked up can be consolidated into one place, The working distance can be reduced and work efficiency can be increased. Similarly, when a part is transported using a transport path, similarly, the supply location of the part can be made the same as the place where the assembled product is placed, and the working efficiency can be improved.

請求項3の発明によれば、人セルを1箇所に集中または搬送路に沿って連続するように配置するので、人セルにおける作業割り当て変更が容易となる。また、作業時間が少ないにもかかわらず複数の作業者を離れた場所に配置するなどという不具合を回避でき、省人数化や少人数化が可能となる。   According to the invention of claim 3, since the human cells are arranged at one place so as to be concentrated or continuous along the conveyance path, it is easy to change work assignment in the human cells. In addition, it is possible to avoid problems such as disposing a plurality of workers at a distant place even though the work time is short, and it is possible to reduce the number of people and the number of people.

以下、本発明の実施形態に係るフレキシブル生産システムについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a flexible production system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示し、図2は同生産システムの他の適用例を示し、図3は図1、図2に示したフレキシブル生産システムにおける構成を比較して示す。以下、主に図1によってフレキシブル生産システム1の概要を示し、その後、詳細説明を行う。
(First embodiment)
FIG. 1 schematically shows an application example of the flexible production system according to the first embodiment, FIG. 2 shows another application example of the production system, and FIG. 3 shows the flexible production system shown in FIGS. The structure in is compared and shown. Hereinafter, the outline of the flexible production system 1 will be mainly shown in FIG. 1, and then detailed description will be given.

フレキシブル生産システム1は、図1に示すように、搬送路30を備えて被組み付け品を周回搬送する搬送手段である搬送用コンベア3と、搬送用コンベア3によって搬送される被組み付け品に対して組付作業または加工作業を行うエリアとして設定された複数(本例では4つ)の機能セルFCと、機能セルFC内に配置され、被組み付け品に組み付ける部品の供給や被組み付け品に対する加工等を行う自動機A,B等(後述)と、各機能セルFCに対して各自動機A,B等を選択して割り当てる割当決定装置2と、を備えた、いわゆるセル生産方式の生産システムである。さらに、フレキシブル生産システム1は、人セルMCとロボットセルRC1等の両方を含む混合セル(ハイブリッドセル)によるフレキシブル生産システムである。   As shown in FIG. 1, the flexible production system 1 includes a conveyor 3 that is a conveyance unit that includes a conveyance path 30 and circulates an assembly product, and an assembly product that is conveyed by the conveyor 3. A plurality of (four in this example) function cells FC set as areas for performing assembly work or machining work, and supply of parts to be assembled to the assembled product, processing of the assembled product, etc. Is a so-called cell production system production system including automatic machines A and B (to be described later) that perform the above and an assignment determination device 2 that selects and assigns each automatic machine A and B to each functional cell FC. . Furthermore, the flexible production system 1 is a flexible production system using a mixed cell (hybrid cell) including both the human cell MC and the robot cell RC1.

このフレキシブル生産システム1は、機能セルFCの稼働率を低下させることなく生産数量の増減に柔軟かつ容易に対応することを可能とするものであり、その対応のために各機能セルFCの機能変更や機能セルFCに配置される自動機A,B等の配置変えを効率的に行う。逆に、自動機A,B等の配置変えにより、各機能セルFCの機能変更が行われる。このような配置変えの結果、例えば、図1は増産時の構成とされ、図2は減産時の構成とされている。   This flexible production system 1 makes it possible to flexibly and easily respond to the increase or decrease in production quantity without reducing the operation rate of the functional cell FC. In addition, the automatic arrangement of the automatic machines A and B arranged in the functional cell FC is efficiently performed. On the contrary, the function of each functional cell FC is changed by changing the arrangement of the automatic machines A and B. As a result of such rearrangement, for example, FIG. 1 is configured to increase production, and FIG. 2 is configured to reduce production.

機能セルFCは、被組み付け品に対する組付作業または加工作業を1機能セルFC毎に1台づつ設定されたロボットR1等が行うロボットセルRC1等と、被組み付け品に対する組付作業または加工作業を1名または複数名の人が行う人セルMC等と、によって構成される。図1に示す例では、それぞれロボットR1,R2,R3が配置された3つのロボットセルRC1,RC2,RC3と、3人の人m1,m2,m3が配置された1つの人セルMCとによる構成が示されている。   The functional cell FC performs assembly work or processing work on the assembly product and robot cell RC1 etc. in which the robot R1 or the like set for each functional cell FC performs assembly work or processing work on the assembly product. It is composed of a person cell MC or the like performed by one or more persons. In the example shown in FIG. 1, the configuration includes three robot cells RC1, RC2, and RC3 in which robots R1, R2, and R3 are arranged, and one human cell MC in which three people m1, m2, and m3 are arranged. It is shown.

割当決定装置2は、上述のように、人セルMC当たりの人数として3名が設定付与された人セルMCの個数1、およびロボットセルRC1等の個数3が入力されることにより、その個数入力に基づいて、図1に示すような自動機の割り当てを行っている。すなわち、割当決定装置2は、各機能セルFCの作業時間が均一化されるように各機能セルFCに対する自動機A,B等の割り当てを行っている。   As described above, the assignment determination device 2 inputs the number of human cells MC to which three persons are set and assigned as the number of persons per person cell MC and the number 3 of robot cells RC1 and the like. Based on the above, automatic machine assignment as shown in FIG. 1 is performed. That is, the assignment determination device 2 assigns the automatic machines A, B, etc. to each functional cell FC so that the working time of each functional cell FC is equalized.

この場合、より一般的に述べると、各自動機A,B等は、各機能セルFC内に配置されて被組み付け品に対して部品を組み付ける組付作業または加工作業を行う、該作業に要する時間が既知の機械特性を持っており、複数の機能セルFCは、自動機A,B等に対する被組み付け品および部品の供給取り出し作業をロボットR1等が行うロボットセルRC1等と、供給取り出し作業を人m1等が行う人セルMC等とを含み、割当決定装置2は、ロボットセルRC1等と人セルMC等の各々の個数および人セルMC等に設定付与される人数が入力されることにより、これら入力情報と各自動機A,B等の機械特性に基づいて、各機能セルFCの作業時間が均一化されるように各機能セルFCに対する自動機A,B等の割り当てを決定する。   In this case, more generally, each automatic machine A, B, etc. is arranged in each functional cell FC and performs an assembling operation or a processing operation for assembling the parts to the assembled product. Have a known mechanical characteristic, and the plurality of functional cells FC are equipped with a robot cell RC1 etc. in which the robot R1 etc. performs the supply / removal work of the assembled parts and parts with respect to the automatic machines A, B, etc. The assignment determination device 2 includes the human cell MC etc. performed by m1 etc., and the number of robot cells RC1 etc. and each of the human cell MC etc. Based on the input information and the mechanical characteristics of each automatic machine A, B, etc., the assignment of the automatic machines A, B, etc. to each functional cell FC is determined so that the working time of each functional cell FC is equalized.

上述のように、作業時間が均一化されるということは、各機能セルFC間で待ち時間がなく、各機能セルFCが効率的に稼動することを意味する。つまり、各機能セルFCのサイクルタイムが一定となるように自動機を含む各機器が配置構成される。   As described above, the uniform work time means that there is no waiting time between the functional cells FC and each functional cell FC operates efficiently. That is, each device including an automatic machine is arranged and configured so that the cycle time of each functional cell FC is constant.

図1に示す例では、割当決定装置2によって、ロボットセルRC1に自動機A,B、ロボットセルRC2に自動機C、ロボットセルRC3に自動機D,Eが割り当てられ、人セルMCに自動機F〜Lが割り当てられている。   In the example shown in FIG. 1, the assignment determination device 2 assigns the automatic machines A and B to the robot cell RC1, the automatic machine C to the robot cell RC2, the automatic machines D and E to the robot cell RC3, and the automatic machine to the human cell MC. F to L are assigned.

各自動機A,B等は、標準化と汎用化およびユニット化が行われており、各ロボットR1,R2,R3などの間で交換可能とされている。このように、各自動機A,B等の標準化や汎用化がなされていることにより、割当決定装置2が上述の割り当てを行うことが可能となっている。   Each automatic machine A, B, etc. is standardized, generalized and unitized, and can be exchanged between the robots R1, R2, R3, etc. Thus, the standardization and generalization of each automatic machine A, B, etc. has been made, so that the assignment determination device 2 can perform the above assignment.

また、各自動機A,B等は、標準化や汎用化およびユニット化がなされて、ロボットセル間のみならず、人セルとロボットセル間においても、自動機の移動や設置が容易に行えるように構成されており、さらに各自動機はユニット化により単独稼動が可能とされている。そこで、人でもロボットでもハンドリング可能なようにワークの受渡部を設計しておくことにより、人でもロボットでもワークを自動機に対する投入と取出を行うだけで所定の工程を完了することができる。   In addition, each automatic machine A, B, etc. has been standardized, generalized and unitized so that the automatic machine can be easily moved and installed not only between robot cells but also between human cells and robot cells. In addition, each automatic machine can be operated independently by unitization. Therefore, by designing the workpiece delivery unit so that it can be handled by either a person or a robot, a predetermined process can be completed simply by loading and unloading the workpiece with respect to the automatic machine.

本実施形態のフレキシブル生産システム1によれば、各機能セルFCに対する自動機A〜Lの割り当てによって各機能セルFCにおける作業時間が均一化されるので、個々の自動機A〜Lなどの機器や各機能セルの稼働率を低下させることなく、生産性を維持すると共に、従来よりも生産数量の増減に柔軟かつ容易に対応できる。   According to the flexible production system 1 of the present embodiment, the work time in each functional cell FC is equalized by the assignment of the automatic machines A to L to each functional cell FC. While maintaining the productivity without reducing the operation rate of each functional cell, it is possible to flexibly and easily cope with the increase or decrease of the production quantity as compared with the conventional case.

すなわち、本発明は、生産量の増減に柔軟に、つまりフレキシブルに対応できるように、作業工程を複数の機能セルに配分可能としたものである。生産量の増減に応じて、使用する人セルMCとロボットセルRC1等の個数、および各セルに割り当てる自動機の数や種類(組付作業または加工作業に要する時間が既知の自動機の機械特性)、人セルMCにおける人数、などを予め決定しておくことにより、割り当て設定手段によって容易に生産システムの構築が可能であり、生産数量の増減に柔軟に対応できる。   That is, according to the present invention, work processes can be distributed to a plurality of functional cells so as to be able to flexibly respond to increase / decrease in production volume. The number of human cells MC and robot cells RC1, etc. to be used and the number and type of automatic machines assigned to each cell according to the increase / decrease in production volume (mechanical characteristics of automatic machines with known assembly and processing time required) ) By predetermining the number of persons in the human cell MC, it is possible to easily construct a production system by the assignment setting means, and it is possible to flexibly cope with an increase or decrease in production quantity.

次に、図1に示したフレキシブル生産システム1の構成、およびその構成における生産の様子をより詳細に説明する。上述の割当決定装置2は、CPUやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置や通信装置などを備えた一般的な構成を備えた電子計算機および電気計算機上のプロセスや機能の集合により構成できる。また、割当決定装置2は、その機能を用いて、システムのレイアウト情報を記憶したり、表示して提示したり、上位システム10や機能セルFC内の各機器との情報通信をしたりすることができる。   Next, the configuration of the flexible production system 1 shown in FIG. 1 and the state of production in the configuration will be described in more detail. The allocation determination device 2 described above can be configured by a set of processes and functions on a computer and an electric computer having a general configuration including a CPU, a memory, an external storage device, a display device, an input device, a communication device, and the like. . Further, the allocation determining device 2 uses the function to store, display and present system layout information, and to perform information communication with each device in the host system 10 and the functional cell FC. Can do.

フレキシブル生産システム1における機器のレイアウトは、人セルMCとロボットセルRC1,RC2,RC3とをこの順番で直列に配置し、各ロボットセルの配列と平行に搬送用コンベア3を配置し、搬送用コンベア3への投入口3aと取出口3bとを人セルMCとロボットセルRC1の境界に配置した構成となっている。搬送用コンベア3として、例えば、周回フリーフローコンベアを好適に用いることができる。   The layout of the equipment in the flexible production system 1 is that the human cell MC and the robot cells RC1, RC2, RC3 are arranged in series in this order, and the conveyor 3 is arranged in parallel with the arrangement of the robot cells. 3, the inlet 3a and the outlet 3b are arranged at the boundary between the human cell MC and the robot cell RC1. As the conveyor 3 for conveyance, for example, a circulation free flow conveyor can be suitably used.

上述の周回フリーフローコンベアは、リング状にフリーフローコンベアの搬送路が接続されたコンベアである。また、フリーフローコンベアは、例えば、ベルトによって搬送路が形成され、そのベルトは稼働中に常時動いているがベルトとその上の搬送物とはスリップするように作られている。そこで、搬送物を各機能セルFCの位置で適宜せき止めることにより、ベルトと搬送物とはスリップ状態を継続するので、この状態で搬送物に対する加工や取り出し、移動などの作業を行うことができる。   The above-mentioned circulation free flow conveyor is a conveyor in which the conveyance path of the free flow conveyor is connected in a ring shape. In addition, the free flow conveyor is formed, for example, such that a conveyance path is formed by a belt, and the belt constantly moves during operation, but the belt and a conveyed product thereon slip. Therefore, the belt and the transported object continue to slip by appropriately stopping the transported object at the position of each functional cell FC, so that operations such as processing, taking out, and movement of the transported object can be performed in this state.

ところが、上述のフリーフローコンベアではない従来のベルトコンベアでは、ベルトと搬送物とがスリップしないので、搬送物に対する作業時にはベルトを停止する必要がある。コンベアが動いていないと搬送物が後工程へ流れないので、搬送物がつかえてしまい、新たな投入ができない。従って、搬送効率を上げようとすると、投入サイクルを遵守しなければならない。   However, in the conventional belt conveyor that is not the above-described free flow conveyor, the belt and the conveyed product do not slip, so that it is necessary to stop the belt when working on the conveyed product. If the conveyor is not moving, the conveyed product does not flow to the subsequent process, so the conveyed item is caught and a new input cannot be performed. Therefore, in order to increase the conveyance efficiency, the charging cycle must be observed.

この点、上述のフリーフローコンベアでは、ベルトは常時動き、搬送物は後工程へと流れるので、新たな搬送物の投入が可能である。つまり、フリーフローコンベアでは、位置決めを必要とする部分において搬送物を固定でき、その他の搬送物は流れ続けるので、投入サイクルを遵守しなくてもよいことになる。   In this regard, in the above-described free flow conveyor, the belt always moves and the conveyed product flows to the subsequent process, so that a new conveyed product can be input. That is, in the free flow conveyor, the conveyed product can be fixed at a portion where positioning is required, and the other conveyed items continue to flow, so that it is not necessary to observe the charging cycle.

次に各ロボットセルを説明する。各ロボットセルRC1,RC2,RC3の略中央部には、それぞれロボットR1,R2,R3が配置されている。また、各ロボットRの周囲には、例えば、ロボットセルRC1の場合、ユニット化された自動機A,Bが配置されている。自動機A,Bは、例えば、部品供給パレタイザ、調整機、ねじ締め機などの自動機器である。他の自動機C,D,Eも同様である。   Next, each robot cell will be described. Robots R1, R2, and R3 are respectively disposed at substantially central portions of the robot cells RC1, RC2, and RC3. Further, around each robot R, for example, in the case of the robot cell RC1, unitized automatic machines A and B are arranged. The automatic machines A and B are, for example, automatic devices such as a component supply palletizer, an adjusting machine, and a screwing machine. The same applies to the other automatic machines C, D and E.

また、上述のロボットとして、例えば、水平多関節ロボット、通称スカラロボット(SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm)を好適に用いることができる。スカラロボットは、産業用ロボットの一種であって水平方向にアームが動作するロボットであり、部品の挿入やねじ締めなどの自動組立作業に好適なロボットである。また、自動機としてのパレタイザは、物をパレット上に自動積載する装置である。   In addition, for example, a horizontal articulated robot or a so-called SCARA robot (SCARA: Selective Compliance Assembly Robot Arm) can be suitably used as the above-described robot. The SCARA robot is a type of industrial robot that moves in the horizontal direction and is suitable for automatic assembly operations such as component insertion and screw tightening. A palletizer as an automatic machine is an apparatus for automatically loading an object on a pallet.

各ロボットR1等と各自動機A,B等とは、各セル内で通信を行っており、これらは、常に互いに同期して動作する。また、各ロボットセルRC1,RC2,RC3は、不図示の通信装置を介して上位システム10との間で相互に生産情報、例えば作業工程毎の開始や完了の情報などを通信している。この生産情報は、品種切替や機器トラブルに速やかに対応するために用いられる。   Each robot R1 etc. communicates with each automatic machine A, B etc. in each cell, and these always operate in synchronization with each other. Each robot cell RC1, RC2, RC3 communicates production information, for example, start and completion information for each work process, etc. with the host system 10 via a communication device (not shown). This production information is used for promptly responding to product type switching and equipment troubles.

人セルMCには自動機G〜Lが配置されている。これらの自動機G〜Lは、複雑組立作業や検査梱包作業を行うための自動機である。これらの自動機の中には、人が介助して作業を行う半自動機を含めることができる。人セルMC内の領域O,P,Qには、部品棚などが配置されている。自動機Lは、完成品を搬出するための搬出作業専用機であり、矢印3dで示すように、自動機Lから、部品を組み付けられて完成した完成品が搬出される。   Automatic machines G to L are arranged in the human cell MC. These automatic machines G to L are automatic machines for performing complex assembly work and inspection packing work. These automatic machines can include semi-automatic machines that are assisted by humans. Parts shelves and the like are arranged in the regions O, P, and Q in the human cell MC. The automatic machine L is a carry-out work dedicated machine for carrying out a finished product, and as shown by an arrow 3d, the finished product that has been assembled with parts is carried out from the automatic machine L.

また、人セルMCには、上述したように、ロボットセルRC1,RC2,RC3に通じる搬送用コンベア3の投入口3a、取出口3bが設けられている。搬送用コンベア3は、周回する構成となっており、その搬送路30上を搬送用パレット31が周回搬送される。   Further, as described above, the human cell MC is provided with the inlet 3a and the outlet 3b of the conveyer 3 that communicates with the robot cells RC1, RC2, and RC3. The conveying conveyor 3 is configured to circulate, and the conveying pallet 31 is circulated and conveyed on the conveying path 30.

被組み付け品、すなわちワークは、搬送用パレット31にセットされ、人セルMCの投入口3aから投入され、搬送用コンベア3によってロボットセルRC1に向けて搬送される。ワークは、その後、各ロボットセルRC1,RC2,RC3において、部品の組付けと搬送用コンベア3による搬送が行われて、最終的に人セルMCにおける取出口3bから取り出される。   The article to be assembled, that is, the workpiece, is set on the transfer pallet 31, is input from the input port 3a of the human cell MC, and is transferred toward the robot cell RC1 by the transfer conveyor 3. Thereafter, the workpieces are assembled in the robot cells RC1, RC2, and RC3 and transferred by the transfer conveyor 3, and are finally taken out from the outlet 3b in the human cell MC.

人m1,m2,m3は、主にコネクタ結線や拭取作業のように、ロボットR1,R2,R3にとって複雑とされる作業を行う。ロボットR1,R2,R3は、主にワークを自動機へ投入したり取出したりする作業を行う。このロボットR1等と各自動機A,B等の作業として、例えば、回路基板の組立のような単純作業がある。各工程とその順序は、このような単純作業を行うことが可能なように設定されている。   Persons m1, m2, and m3 perform operations that are complicated for robots R1, R2, and R3, such as connector connection and wiping operations. The robots R1, R2, and R3 mainly perform operations for loading and unloading workpieces into and from automatic machines. Examples of the operations of the robot R1 and the like and the automatic machines A and B include a simple operation such as assembly of a circuit board. Each process and its order are set so that such a simple operation can be performed.

以下、フレキシブル生産システム1の動作例を説明する。まず、人セルMC内において、搬送用コンベア3上を移動する搬送用パレット31に部品x1(ワーク)と部品x2(いずれも不図示)がセットされて、搬送用コンベア3で搬送開始される。ロボットセルRC1のロボットR1は、搬送用コンベア3でセル内に搬送されてきた搬送用パレット31から、部品x1を取り出して組立ステーション4にセットする。   Hereinafter, an operation example of the flexible production system 1 will be described. First, in the human cell MC, a part x1 (work) and a part x2 (both not shown) are set on a transport pallet 31 that moves on the transport conveyor 3, and transport is started by the transport conveyor 3. The robot R1 of the robot cell RC1 takes out the part x1 from the transfer pallet 31 that has been transferred into the cell by the transfer conveyor 3, and sets it in the assembly station 4.

次に、ロボットR1は、部品x3(不図示)を自動機Bから取り出し、組立ステーション4にセットしている部品x1に部品x3を組み付ける。部品x3は前回のサイクルにおいて、ロボットR1によって自動機Aから自動機Bへと投入され、自動機Bによって調整を完了している部品である。なお、自動機Aは不図示の部品棚から部品x3を取り出して処理を行っている。部品x3の組み付を終えた部品x1(ワーク)は、組立ステーション4から搬送用パレット31にハンドリング(移載)され、搬送用コンベア3によってロボットセルRC2へと搬送される。   Next, the robot R1 takes out the part x3 (not shown) from the automatic machine B and attaches the part x3 to the part x1 set in the assembly station 4. The part x3 is a part that has been loaded from the automatic machine A to the automatic machine B by the robot R1 in the previous cycle and has been adjusted by the automatic machine B. The automatic machine A takes out the part x3 from a parts shelf (not shown) and performs processing. The part x1 (work) after the assembly of the part x3 is handled (transferred) from the assembly station 4 to the transfer pallet 31 and is transferred to the robot cell RC2 by the transfer conveyor 3.

ロボットセルRC1から搬送されてきたワーク(部品x1)は、ロボットセルRC2のロボットR2によって搬送用パレット31から組立ステーション5にセットされる。ロボットR2は、搬送用パレット31上から部品x2を取り出し、組立ステーション5上にあるワークに部品x2を組み付ける。ワークは、部品x2の組み付け後、ロボットR2によって、ロボットセルRC2内に配置されている自動機Cに投入される。ロボットR2は、次に前サイクルで工程を完了しているワークを取出し、搬送用パレット31にセットする。工程を終えたワークは搬送用コンベア3によってロボットセルRC3へと搬送される。   The workpiece (part x1) transferred from the robot cell RC1 is set on the assembly station 5 from the transfer pallet 31 by the robot R2 of the robot cell RC2. The robot R2 takes out the part x2 from the transfer pallet 31 and attaches the part x2 to the workpiece on the assembly station 5. After the assembly of the part x2, the workpiece is put into the automatic machine C arranged in the robot cell RC2 by the robot R2. Next, the robot R2 takes out the workpiece that has completed the process in the previous cycle, and sets it on the pallet 31 for conveyance. The workpiece that has finished the process is transferred to the robot cell RC3 by the transfer conveyor 3.

ロボットセルRC2からロボットセルRC3に搬送されてきたワークは、ロボットR3によってハンドリングされて搬送用パレット31から自動機Dに投入される。ロボットR3は、前サイクルで工程を終えて自動機Eに保管されているワークを取り出して搬送用パレット31へとハンドリングする。   The workpiece transferred from the robot cell RC2 to the robot cell RC3 is handled by the robot R3 and is loaded from the transfer pallet 31 to the automatic machine D. The robot R3 finishes the process in the previous cycle, takes out the workpiece stored in the automatic machine E, and handles it to the transfer pallet 31.

ロボットセルRC3から搬出された搬送用パレット31は、搬送用コンベア3によって人セルMCに回送される。搬送用パレット31によって人セルMCに戻ってきたワークは、他の部品x4(不図示)の組み付けや外観検査、梱包などの人作業が行われて完成品となる。完成品は自動機Lから搬出される。   The carrying pallet 31 carried out from the robot cell RC3 is forwarded to the human cell MC by the carrying conveyor 3. The work returned to the human cell MC by the transport pallet 31 is a finished product by performing manual operations such as assembly of other parts x4 (not shown), appearance inspection, and packing. The finished product is unloaded from the automatic machine L.

次に、図2に示す減産時のレイアウトとされたフレキシブル生産システム1を説明する。このレイアウトのフレキシブル生産システム1は、機能セルFCの稼働率、中でも特にロボットセルRC1,RC2,RC3の稼働率を低下させることなく生産数量の減産に対応するレイアウトとされている。その基本的な考えは、いわばロボットの多能工化によって、人の作業範囲をロボットに肩代わりさせて、省人化(少人化)を図るものである。一般に、人における多能工とは、1人が1つの職務しか持たない単能工に対して、1人で複数の職務を遂行できる労働者のことである。   Next, the flexible production system 1 having the layout at the time of production reduction shown in FIG. 2 will be described. The flexible production system 1 having this layout has a layout corresponding to a reduction in production quantity without lowering the operation rate of the functional cell FC, in particular, the operation rate of the robot cells RC1, RC2, and RC3. The basic idea is to save people (decrease the number of people) by making the robot work more versatile by making the robot more versatile. In general, a multi-skilled worker in a person is a worker who can perform a plurality of duties by one person with respect to a single-skilled person who has only one function.

そこで、本実施形態のフレキシブル生産システム1では、各ロボットR1,R2,R3を多能工化するために、自動機A,B等を活用する。すなわち、自動機A,B等のレイアウトを変更することにより、各ロボットR1,R2,R3に割り当てる自動機A,B等の台数を増やしてを多能工化を達成している。   Therefore, in the flexible production system 1 of this embodiment, automatic machines A, B, etc. are utilized in order to make each robot R1, R2, R3 versatile. That is, by changing the layout of the automatic machines A, B, etc., the number of the automatic machines A, B, etc. assigned to the robots R1, R2, R3 is increased to achieve multi-functionality.

例えば、ロボットセルRC1におけるロボットR1に対して配置される自動機は、量産時の自動機A,B(図1)に変えて、自動機H〜Lとされている。自動機H〜Lは、もともと人セルMCに配置されていた自動機である。ロボットR1に対する自動機は、量産時に2台であったものが、減産時には5台に増加されている。   For example, the automatic machines arranged for the robot R1 in the robot cell RC1 are automatic machines H to L instead of the automatic machines A and B (FIG. 1) at the time of mass production. The automatic machines H to L are automatic machines that were originally arranged in the human cell MC. The number of automatic machines for the robot R1 is two at the time of mass production, but is increased to five at the time of production reduction.

また、ロボットセルRC2におけるロボットR2に対して配置される自動機は、量産時の自動機C(図1)に変えて、自動機A,Bとされている。自動機A,Bは、もともとロボットセルRC1に配置されていた自動機であり、自動機の台数が1台から2台に増加している。   Further, the automatic machines arranged for the robot R2 in the robot cell RC2 are automatic machines A and B instead of the automatic machine C (FIG. 1) at the time of mass production. The automatic machines A and B are automatic machines originally arranged in the robot cell RC1, and the number of automatic machines is increased from one to two.

また、ロボットセルRC3におけるロボットR3に対して配置される自動機は、量産時の自動機D,E(図1)に変えて、自動機C,D,Eとされ、量産時の場合よりも1台増加している。また、ロボットセルRC3には、新たに組立ステーション6が設けられている。   Further, the automatic machines arranged for the robot R3 in the robot cell RC3 are changed to the automatic machines C, D, E instead of the automatic machines D, E (FIG. 1) at the time of mass production. One unit has increased. In addition, an assembly station 6 is newly provided in the robot cell RC3.

また、自動機LがロボットセルRC1に配置されていることから、完成品の搬出はロボットセルRC1から行われることになる。このため、人セルMCにおける人m1が、矢印3cで示すように、完成品(不図示)を搬送用コンベア3に再投入する。ロボットR1は、再投入された完成品を、自動機Lに投入して、完成品の搬出を行う。   Further, since the automatic machine L is arranged in the robot cell RC1, the finished product is carried out from the robot cell RC1. For this reason, the person m1 in the person cell MC re-injects the finished product (not shown) into the conveyor 3 as indicated by the arrow 3c. The robot R1 inputs the re-entered finished product into the automatic machine L and carries out the finished product.

図3は、上述の量産時と減産時(それぞれ図1、図2)のフレキシブル生産システム1における各機能セルFCの構成を比較して示している。この図は、各機能セルFCにおける工程数の比較図にもなっている。本実施形態の例の場合、量産時の工程表11において、人セルMCについての工程数がロボットセルRC1,RC2,RC3についての工程数より多く、減産時の工程表12において、逆に、人セルMCについての工程数がロボットセルRC1,RC2,RC3についての工程数より少ない。   FIG. 3 shows a comparison of the configuration of each functional cell FC in the flexible production system 1 during mass production and production reduction (FIGS. 1 and 2 respectively). This figure is also a comparative diagram of the number of steps in each functional cell FC. In the case of the example of this embodiment, in the process table 11 at the time of mass production, the number of processes for the human cell MC is larger than the number of processes for the robot cells RC1, RC2, and RC3. The number of processes for the cell MC is smaller than the number of processes for the robot cells RC1, RC2, RC3.

上記のフレキシブル生産システム1の構成において、人セルMCの人数は、量産時の3人から減産時の1人に減少され、省人化(少人化)が達成されている。このことが、図3の比較図によっても示されている。さらに説明すると、上記の自動機の配置変更により、各機能セルFCのサイクルタイムの延長が行われている。その結果、ロボットセルRC1,RC2,RC3の工程負担を増加させ、人セルMCの工程負担割合を減少させて、省人化(少人化)が行われる。   In the configuration of the flexible production system 1 described above, the number of human cells MC is reduced from three at the time of mass production to one at the time of production reduction, and labor saving (reduced number of people) is achieved. This is also shown by the comparison diagram in FIG. More specifically, the cycle time of each functional cell FC is extended by changing the arrangement of the automatic machine. As a result, the process burden of the robot cells RC1, RC2, RC3 is increased, the process burden ratio of the human cell MC is decreased, and labor saving (decrease in number) is performed.

このように、本実施形態のフレキシブル生産システム1によると、工程負担割合を変更することにより、各機能セルFCのサイクルタイムを均一化して、生産数の増減に容易に対応することが可能である。例えば、量産時のサイクルタイムが10秒で、減産時にサイクルが15秒となる場合に、生産数は1/3減少となるが、自動機やロボット等の機器の稼動率を維持したまま作業者数を3人から1人へと、2/3削減ができる。   Thus, according to the flexible production system 1 of the present embodiment, by changing the process burden ratio, it is possible to equalize the cycle time of each functional cell FC and easily cope with the increase or decrease in the number of production. . For example, if the cycle time for mass production is 10 seconds and the cycle is 15 seconds for production reduction, the number of production will be reduced by 1/3, but the operator will maintain the operating rate of equipment such as automatic machines and robots. The number can be reduced by 2/3 from 3 to 1.

また、本実施形態におけるフレキシブル生産システム1について、その特徴点をさらに説明する。すなわち、図1に示すフレキシブル生産システム1において、人セルMCが、1箇所に配置され、部品とワークの投入取出部が集約されている。このため、部品とワークの搬送を容易に行うことができる。   Moreover, the feature point is further demonstrated about the flexible production system 1 in this embodiment. That is, in the flexible production system 1 shown in FIG. 1, the human cell MC is arranged at one place, and the parts and workpiece input / output sections are integrated. For this reason, conveyance of a component and a workpiece | work can be performed easily.

また、搬送用コンベア3(フリーフローコンベア)は、始点と終点が同じ位置になるように配置し、その始点と終点の位置に人が作業する人セルMCを設けているので、上述のように人セルMCが、1箇所に配置される。これにより、1つの人セルMCの中に存在する複数の工程を、複数の作業者同士で共有することができる。   In addition, the conveyor 3 (free flow conveyor) is arranged so that the start point and the end point are at the same position, and the person cell MC on which a person works is provided at the start point and the end point, as described above. Human cell MC is arranged in one place. Thereby, a plurality of processes existing in one person cell MC can be shared by a plurality of workers.

また、上述のように、部品とワークの供給部分が集約されていることにより、マーシャラによる部品供給や完成品搬出を行うポイントが増加するのを防止でき、部品の供給を行うポイントをできるだけ集約して、物流のムダやマーシャラの移動によるムダを減少させ、これにより効率よい部品の供給搬送を行うことができる。また、図2に示したフレキシブル生産システム1においても、上述と同様の効果が奏される。   In addition, as described above, the parts and workpiece supply parts are consolidated, so it is possible to prevent an increase in the points for supplying parts and finished products from the marshaller. Thus, waste due to logistics waste and the movement of marshallers can be reduced, thereby enabling efficient supply and conveyance of parts. Also, the flexible production system 1 shown in FIG. 2 has the same effects as described above.

(第2の実施形態)
図4は第2の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示す。この実施形態によるフレキシブル生産システム1の適用例は、上述の第1の実施形態における図1に示したフレキシブル生産システム1の適用例におけるロボットセルの数を3つから1つに減らすことにより、減産対応を行っている例を示す。
(Second Embodiment)
FIG. 4 schematically shows an application example of the flexible production system according to the second embodiment. The application example of the flexible production system 1 according to this embodiment reduces production by reducing the number of robot cells in the application example of the flexible production system 1 shown in FIG. 1 in the first embodiment from three to one. An example of handling is shown.

図4における人セルMCには、図1におけるロボットセルRC1の自動機A,Bが追加割り当てされ、図4におけるただ1つのロボットセルRC1には、図1の場合の自動機A,Bに変えて自動機C,D,Eが割り当てられている。このように、人セルMCと、ロボットセルRC1に対して、各機能セルの作業時間が均一化されるように各機能セルに対する自動機の割り当てを行い、それぞれ工程負担を増加することにより、ロボットセルRC1の稼働率を落とすことなく、減産対応が行われている。なお、図4において除去されているロボットセルRC2,RC3は、他のフレキシブル生産システム1で用いられる。   The automatic cells A and B of the robot cell RC1 in FIG. 1 are additionally assigned to the human cell MC in FIG. 4, and only one robot cell RC1 in FIG. 4 is replaced with the automatic devices A and B in the case of FIG. Automatic machines C, D, and E are assigned. In this way, by assigning an automatic machine to each function cell so that the work time of each function cell is made uniform with respect to the human cell MC and the robot cell RC1, each robot increases the process burden. Production reduction measures are performed without reducing the operating rate of the cell RC1. The robot cells RC2 and RC3 removed in FIG. 4 are used in another flexible production system 1.

(第3の実施形態)
図5は第3の実施形態に係るフレキシブル生産システムにおけるシステム設定処理のフローを示し、図6は同システム設定処理フローの他の例を示す。本実施形態は、生産量を変更する際に、最適の機器配置のされたシステム構成を実現する処理を示すものである。その処理の方法として、入力された作業者数またはロボットセル数に基づいて行う場合(図5)、および、入力された生産数に基づいて行う場合(図6)がある。本実施形態において、図1、図2、図4を参考構成として参照する。
(Third embodiment)
FIG. 5 shows a flow of system setting processing in the flexible manufacturing system according to the third embodiment, and FIG. 6 shows another example of the system setting processing flow. This embodiment shows a process for realizing a system configuration in which an optimal device arrangement is made when the production amount is changed. As a method of the processing, there are a case of performing based on the input number of workers or the number of robot cells (FIG. 5) and a case of performing based on the input number of production (FIG. 6). In this embodiment, reference is made to FIGS. 1, 2, and 4 as reference configurations.

図5の処理フローの場合、最初に、上位システム10(例えば、図1参照)から、フレキシブル生産システム1の割当決定装置2に生産計画が読み込まれる(#1)。次に、割当決定装置2に対して、人セルMC当たりの人数が設定された人セルMCの個数およびロボットセルRC1等の個数が入力される(#2)。これらの入力は、上位システム10によって、または、生産管理を行う作業者による直接入力によって行われる。   In the case of the processing flow of FIG. 5, first, a production plan is read from the host system 10 (for example, see FIG. 1) into the allocation determination device 2 of the flexible production system 1 (# 1). Next, the number of human cells MC in which the number of persons per human cell MC is set and the number of robot cells RC1 and the like are input to the assignment determination device 2 (# 2). These inputs are performed by the host system 10 or directly by an operator who performs production management.

次に、割当決定装置2は、人数と機能セル数に応じて、予め設定されて記憶している複数のレイアウトの情報から機能セルFC、自動機A,B等や、必要機器(搬送用コンベア3や組立ステーションなど)のレイアウトを選択する(#3)。図5の処理フローの例では、例えば、減産時の図2および図4に対応する2種類の生産レイアウトLa,Lbが記憶されており、割当決定装置2は、そのいずれかを最適なレイアウトとして選択して表示する(#4,#5)。例えば、作業者が1人の人セルが1つで、ロボットセルが3つなら、図2のレイアウト、作業者が3人の人セルが1つで、ロボットセルが1つなら、図4のレイアウトが選択される。なお、このようなレイアウトは2種類に限らず、可能な組合せの複数の生産レイアウトが準備され、記憶されて表示される。   Next, the allocation determining device 2 determines the function cell FC, the automatic machines A and B, and the necessary equipment (conveyor for transfer) from a plurality of layout information set and stored in advance according to the number of persons and the number of function cells. 3 or an assembly station) is selected (# 3). In the example of the processing flow of FIG. 5, for example, two types of production layouts La and Lb corresponding to FIGS. 2 and 4 at the time of production cut-off are stored, and the allocation determination device 2 sets one of them as an optimal layout. Select and display (# 4, # 5). For example, if the worker has one human cell and three robot cells, the layout shown in FIG. 2 is used. If the worker has one human cell and one robot cell, the robot shown in FIG. A layout is selected. Such layouts are not limited to two types, and a plurality of possible production layouts are prepared, stored, and displayed.

生産管理を行う作業者および作業員は、表示されたレイアウトに従って、人セルMC、ロボットセルRC1,RC2,RC3内の自動機を含む各機器の配置、場合によっては、機能セルFCの個数を、実際の各機器や装置について変更する(#6)。各機器やロボットR1等は、互いに信号線で接続され、割当決定装置2とも通信可能となっている。   The worker who performs production management and the worker, according to the displayed layout, the arrangement of each device including the automatic machine in the human cell MC and the robot cells RC1, RC2, RC3, and in some cases, the number of the functional cells FC, The actual devices and devices are changed (# 6). Each device, the robot R1, and the like are connected to each other via a signal line, and can communicate with the assignment determination device 2.

上述のように、実際の機器配置や機能セル数等を変更した後、フレキシブル生産システム1の割当決定装置2は、各機能セルFC内の機器構成を通信によって認識し、各機器の配置と上述の選択表示したレイアウトとの整合性を確認し(#7)、正常配置になっていない場合には(#7でNo)、その旨表示して、作業員に機器配置の修正を促す。   As described above, after changing the actual device arrangement, the number of functional cells, and the like, the allocation determining device 2 of the flexible production system 1 recognizes the device configuration in each functional cell FC by communication, and determines the arrangement of each device and the above-described configuration. Consistency with the selected and displayed layout is confirmed (# 7). If the layout is not properly arranged (No in # 7), a message to that effect is displayed to prompt the worker to correct the equipment arrangement.

割当決定装置2は、機器の割り当てや配置がシステムが提示したものと合致して正常となった場合に(#7でYes)、各機能セルFCや各セル内の自動機などを動作させる動作プログラムを上位システム10から各機器にダウンロードして(#8)、各機器が動作可能となった状態で生産レイアウトの変更を完了する。   The assignment determination device 2 operates each functional cell FC, an automatic machine in each cell, etc., when the assignment and arrangement of the device match with those presented by the system and become normal (Yes in # 7). The program is downloaded from the host system 10 to each device (# 8), and the production layout change is completed in a state where each device is operable.

次に、図6に示した処理フローを説明する。この処理フローは、上述の図5に示した処理フローにおける、人セルMC当たりの人数が設定された人セルMCの個数およびロボットセルRC1等の個数の入力(#2)に変えて、生産数の入力(#20)が行われる点が異なり、他は図5に示した処理フローと同様である。この生産数の入力は、上位システム10によって、または、生産管理を行う作業者による直接入力によって行われる。   Next, the processing flow shown in FIG. 6 will be described. This processing flow is changed from the processing flow shown in FIG. 5 described above to the input (# 2) of the number of human cells MC and the number of robot cells RC1, etc. in which the number of persons per human cell MC is set, and the number of productions Is the same as the processing flow shown in FIG. The production number is input by the host system 10 or directly by an operator who performs production management.

この処理フローは、人セルMCやロボットセルRC1等の個数がシステムに要求される生産数によって決まるものであるから、人セルMCやロボットセルRC1等の個数に代えて生産量を入力することとして、割当決定装置2がその生産量に基づいて人セルMCやロボットセルRC1等の個数を決定した上で各機能セルFCにおける作業時間が均一化されるように自動機の選択と割り当てを行うものである。   In this processing flow, since the number of human cells MC, robot cells RC1, etc. is determined by the number of productions required for the system, the production amount is input instead of the number of human cells MC, robot cells RC1, etc. The assignment determination device 2 determines the number of human cells MC, robot cells RC1, etc. based on the production volume, and selects and assigns automatic machines so that the work time in each functional cell FC is equalized. It is.

しかしながら、上述のようなシステム設定処理フローの場合、入力された生産計画(#1)、および生産数(#20)だけでは一意的に生産レイアウトが決定できないので、割当決定装置2は、予め設定されている複数のレイアウトを順番に提示して、生産管理を行う作業者の判断によって、自動機の割り当てや機器の配置の最終決定を行う。   However, in the case of the system setting process flow as described above, since the production layout cannot be uniquely determined only by the input production plan (# 1) and the number of productions (# 20), the assignment determination device 2 is set in advance. A plurality of layouts are presented in order, and automatic machine assignment and device placement are finally determined according to the judgment of an operator who performs production management.

上述の図5や図6の何れのシステム設定処理フローにおいても、生産数、サイクルタイム、タクトタイムなどの生産条件に応じて、予め人数や機能セル数などの多数の組合せデータを準備しておくことにより、より好ましい生産システムを容易かつ柔軟に形成できる。この場合、上述したように、自動機の標準化や汎用化が重要である。   In any of the system setting processing flows of FIG. 5 and FIG. 6 described above, a large number of combination data such as the number of people and the number of functional cells is prepared in advance according to production conditions such as the number of productions, cycle time, and tact time. Thus, a more preferable production system can be formed easily and flexibly. In this case, as described above, standardization and generalization of automatic machines are important.

(第4の実施形態)
図7(a)は第4の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示し、図7(b)は(a)に対する比較例を示す。本実施形態では、搬送用コンベア3の搬送路30が、始点と終点とが同位置になるように構成され、さらに、人セルMCが1箇所に集中するように配置されているフレキシブル生産システム1における効果を説明する。
(Fourth embodiment)
FIG. 7A schematically shows an application example of the flexible production system according to the fourth embodiment, and FIG. 7B shows a comparative example with respect to (a). In the present embodiment, the flexible production system 1 is configured such that the conveyance path 30 of the conveyance conveyor 3 is configured such that the start point and the end point are at the same position, and the human cells MC are concentrated in one place. The effect of will be described.

これらの図において、ロボットセルC1〜C5、および、人m1〜m4の配置された人セル(人セルはロボットセルとは異なり、近接した人同士で人セルを形成する)が示され、白抜き矢印によって工程の流れ(搬送路30に対応)が示されている。   In these drawings, robot cells C1 to C5 and human cells in which people m1 to m4 are arranged (a human cell is different from a robot cell and forms a human cell with people close to each other) are outlined. The process flow (corresponding to the conveyance path 30) is indicated by an arrow.

一般に生産工程には、人作業で行うことが効果が高いものがある一方で、製品の構造上、各工程の順序を入れ替え不可能な部分(図中破線内の部分)も存在する。そして、図7(b)に示す比較例のように、組立工程順に人m3,m4(による人セル)を配置してしまうと、工数が0.5人しか必要ではない部分にも人を1名配置しなければならず非経済的である。そこで、工程順を入れ替え不可の部分は変更せず、入れ替え可能な部分で配置を変更して、図7(a)に示すように設定すると、比較例では人が4名であったものが、図7(a)では3名で作業を行うことが可能となり、省人効果が得られる。   In general, some production processes are highly effective when performed manually. On the other hand, due to the structure of the product, there is a part where the order of each process cannot be changed (the part in the broken line in the figure). Then, as in the comparative example shown in FIG. 7B, if people m3 and m4 (by human cell) are arranged in the assembly process order, one person is also added to the portion where only 0.5 man-hours are required. The name must be placed and it is uneconomical. Therefore, without changing the non-replaceable part of the process order, and changing the arrangement in the replaceable part and setting as shown in FIG. 7A, in the comparative example, there were four people, In FIG. 7A, it is possible to perform work by three people, and a labor saving effect is obtained.

上述のように、作業時間が少ないにもかかわらず複数の作業者を離れた場所に配置する、などという不具合を回避でき、省人数が可能となる。また、人セルを1箇所に集中することにより、人セルにおける作業割り当て変更が容易となる。   As described above, it is possible to avoid problems such as disposing a plurality of workers at distant locations even though the work time is short, and the number of workers can be saved. Further, by concentrating the human cells in one place, it is easy to change work assignments in the human cells.

また、図7(a)や、図1、図2、図4に示されるように、搬送路30の始点と終点を同位置にすることで、部品の供給取出部、ワークすなわち被組み付け品投入口3a、および完成品取出口3bを1箇所に集約でき、投入や取り出しのための移動距離を減らして作業効率を上げることができる。   Also, as shown in FIG. 7 (a), FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 4, by setting the start point and end point of the conveyance path 30 to the same position, the parts supply / removal part, the workpiece, that is, the assembled product input The mouth 3a and the finished product outlet 3b can be integrated into one place, and the working distance can be increased by reducing the moving distance for loading and unloading.

(第5の実施形態)
図8(a)は第5の実施形態に係るフレキシブル生産システムの効果を模式的に示し、図8(b)は(a)の効果をガントチャートによって示し、図9(a)(b)は、図8(a)(b)に対する比較例を示す。本実施形態では、人セルとロボットセルの両方を含む混合セル(ハイブリッドセル)によるフレキシブル生産システムの効果を説明する。
(Fifth embodiment)
FIG. 8A schematically shows the effect of the flexible production system according to the fifth embodiment, FIG. 8B shows the effect of FIG. 8A by a Gantt chart, and FIGS. FIG. 8A and FIG. 8B show comparative examples. In the present embodiment, an effect of a flexible production system using a mixed cell (hybrid cell) including both a human cell and a robot cell will be described.

ハイブリッドでない、例えば、2人ずつ配置された人セルだけが3つで構成された生産システムの場合、図9(a)(b)に示すように、33%の減産を行う場合に、人を33%しか減らすことができない。   In the case of a production system that is not hybrid, for example, a production system composed of only three human cells arranged by two persons, as shown in FIGS. Only 33% can be reduced.

ところが、例えば、1人ずつ配置された人セルが3つと、ロボットセルが3つとで構成されたハイブリッドセルによるフレキシブル生産システムにおいては、図8(a)(b)に示すように、33%の減産を行う場合に、人を66%減らして省人化(少人化)することができる。   However, for example, in a flexible production system using a hybrid cell composed of three human cells and three robot cells arranged one by one, as shown in FIGS. 8A and 8B, 33% When reducing production, it is possible to reduce the number of people by 66% and save labor.

これは、減産時に、ロボットが人の作業を肩代わりするので、従来の単独人セルとは異なり、ハイブリッドセルでは大きな省人化(少人化)が達成されることを示す。すなわち、このことは、減産前における作業時間比が、(人):(ロボット)=1:1、であり、33%減産時における作業時間比が、(人):(ロボット)=1:3、であることから理解される。   This indicates that, when the production is reduced, the robot takes over the work of the person, so that unlike the conventional single person cell, the hybrid cell achieves a large labor saving (decrease in manpower). That is, this means that the work time ratio before the production cut is (person) :( robot) = 1: 1, and the work time ratio at the time of 33% production cut is (person) :( robot) = 1: 3. It is understood from that.

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、ロボットセルに投入される部品は必ずしも投入口3aだけから投入される必要はなく、ねじ部品などは各自動機に備え付けの部品箱から供給することができる。また、各ロボットセルや人セルへの自動機の割り当てには、各ロボットや人の能力を一律とはせずに、能力差を考慮した割り当てとされる。また、上述した各実施形態の構成を矛盾のない範囲で互いに組み合わせた構成とすることができ、そのような組合せ可能な構成の実施形態は明記されていなくても当然に本発明に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described configuration, and various modifications can be made. For example, the parts to be put into the robot cell do not necessarily need to be thrown only from the slot 3a, and screw parts can be supplied from a parts box provided in each automatic machine. In addition, the allocation of automatic machines to each robot cell or human cell is performed in consideration of the capability difference without uniformizing the capabilities of each robot or human. In addition, the configurations of the above-described embodiments can be combined with each other within a consistent range, and embodiments of such configurations that can be combined are naturally included in the present invention even if they are not specified.

本発明の第1の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the example of application of the flexible production system which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同上生産システムの他の適用例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the other application example of a production system same as the above. 図1、図2に示したフレキシブル生産システムにおける構成の比較図。The comparison figure of the structure in the flexible production system shown in FIG. 1, FIG. 第2の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the example of application of the flexible production system which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係るフレキシブル生産システムにおけるシステム設定処理のフロー図。The flowchart of the system setting process in the flexible production system which concerns on 3rd Embodiment. 同上生産システムにおけるシステム設定処理の他の例を示すフロー図。The flowchart which shows the other example of the system setting process in a production system same as the above. (a)は第4の実施形態に係るフレキシブル生産システムの適用例を模式的に示す平面図、(b)は(a)の適用例に対する比較例を示す平面図。(A) is a top view which shows typically the application example of the flexible production system which concerns on 4th Embodiment, (b) is a top view which shows the comparative example with respect to the application example of (a). (a)は第5の実施形態に係るフレキシブル生産システムの効果を説明するための模式図、(b)は(a)の効果を比較して示すガントチャート。(A) is a schematic diagram for demonstrating the effect of the flexible production system which concerns on 5th Embodiment, (b) is a Gantt chart which compares and shows the effect of (a). (a)は図7(a)に対する比較例の効果を示す模式図、(b)は(a)の効果を比較して示すガントチャート。(A) is a schematic diagram which shows the effect of the comparative example with respect to Fig.7 (a), (b) is a Gantt chart which compares and shows the effect of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1 フレキシブル生産システム
2 割当決定装置
3 搬送用コンベア
30 搬送路
A〜L 自動機
FC 機能セル
R ロボット
m,m1〜m3 人
MC 人セル
RC1,RC2,RC3 ロボットセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible production system 2 Allocation determination apparatus 3 Conveyor 30 Conveyance path AL Automatic machine FC Function cell R Robot m, m1-m3 person MC person cell RC1, RC2, RC3 Robot cell

Claims (3)

搬送路に沿って被組み付け品を周回搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されてきた被組み付け品に対して組付作業または加工作業を行うエリアとして設定された複数の機能セルと、を備えて生産量の増減に対応するフレキシブル生産システムにおいて、
前記各機能セル内に配置されて前記被組み付け品に対して部品を組み付ける組付作業または加工作業を行う、該作業に要する時間が既知の機械特性を持つ複数の自動機と、
前記各機能セルに対してどの機械特性の自動機を何台割り当てるかを決定する割当決定手段と、を備え、
前記複数の機能セルは、前記自動機に対する被組み付け品および部品の供給取り出し作業をロボットが行うロボットセルと、前記供給取り出し作業を人が行う人セルとを含み、
前記割当決定手段は、生産量を変更する際に、前記ロボットセルと人セルの各々の個数および人セルに設定付与される人数が入力されることにより、これら入力情報と前記各自動機の機械特性に基づいて、各機能セルの作業時間が均一化されるように各機能セルに対する前記自動機の割り当てを決定することを特徴とするフレキシブル生産システム。
A transport unit that circulates and transports the assembly product along the transport path, and a plurality of functional cells that are set as areas for performing assembly or processing operations on the assembly product transported by the transport unit. In a flexible production system that responds to changes in production volume
A plurality of automatic machines having mechanical properties with known time required for the assembly operation or processing operation for assembling a part to the assembly object arranged in each functional cell;
Allocation determination means for determining how many automatic machines of which mechanical characteristics are allocated to each functional cell,
The plurality of functional cells include a robot cell in which a robot performs a supply / removal operation of an assembly product and a part to / from the automatic machine, and a human cell in which a person performs the supply / removal operation,
The allocation determining means inputs the number of robot cells and human cells and the number of persons assigned to the human cells when changing the production amount, and the input information and the mechanical characteristics of each automatic machine. Based on the above, a flexible production system, wherein the allocation of the automatic machine to each functional cell is determined so that the working time of each functional cell is equalized.
前記搬送路は、始点と終点とが同位置になるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル生産システム。   The flexible production system according to claim 1, wherein the conveyance path is configured such that a start point and an end point are at the same position. 人セルが1箇所に集中するように、または搬送路に沿って連続するように配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフレキシブル生産システム。   3. The flexible production system according to claim 1, wherein the human cells are arranged so as to be concentrated at one place or to be continuous along the conveyance path.
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