JP7083304B2 - 製造方法、製造管理方法及び製造システム - Google Patents

製造方法、製造管理方法及び製造システム Download PDF

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Description

本発明は、製造条件や検査結果などの製造データを分析した結果に基づいて、適切な製造条件を特定・設定する製造方法に関する。
一般に製品は要求される仕様を満たすように数多くの製造条件を決定する必要がある。例えば、自動車部品モータを製造する際に、応答性及び漏れ電流などの製品仕様を満足するには、材料の形状、材質、各製造工程の製造設備の設定などの製造条件を決定している。
製造工場で不具合の発生した製品(以下、不良品ともいう)の不良原因を分析し、製品仕様を満たさない割合(以下、不良率もいう)を削減する製造条件を特定・設定することで不良品による仕損費を削減する必要がある。
しかし、製造条件は複数の製品仕様に影響する場合があり、適切な製造条件の特定が困難である。例えば、モータを製造する際に固定子にかける誘起電圧という製造条件はモータの制御性、応答性、漏れ電流などの製品仕様に影響する。具体的には、誘起電圧を高く設定すると、モータの回転性能がよくなり、制御性や応答性などの製品仕様を満たす良品率が高くなるが、漏れ電流も大きくなるため、漏れ電流の製品仕様を満たす良品率が低くなる。逆に、誘起電圧を低く設定すると、漏れ電流が小さくなり、漏れ電流の製品仕様を満たす良品率が増えるが、モータの回転性能が悪くなるため、制御性や応答性などの製品仕様を満たす良品率が減ってしまう。
そのため、本発明は製造条件が複数の製品仕様に影響する場合において、製造条件や検査結果などの製造データを分析した結果に基づき、適切な製造条件を特定し、設定する製造方法に関するものである。
しかし、製造ラインにおいては、途中の検査ではじかれるNG品や一部の製品しか受けない追加検査などが存在するため、一部の製品に関する検査結果を取得できない。例えば、モータを製造する際に、固定子に誘起電圧をかけて、漏れ電流及び応答性などの仕様をシーケンシャルで検査する。漏れ電流検査を通過しない製品個体ははじかれて、応答性検査を含める後工程の検査を受けない。このため、漏れ電流測定を通過しない製品個体に関して、応答性などの検査結果を取得できない。その結果、製造条件が当該検査に対応する仕様への影響をモデリングできない。
現状、ある一つの仕様に着目し、他の仕様を満たす製品個体のデータのみに基づき、製造条件と検査結果の相関関係をモデリングし、製造条件を特定することが多い。故に、特定された製造条件が着目していない仕様に影響があり、全体の不良率が逆に上がる可能性がある。また、モータの例を挙げると、応答性不良を分析するには、漏れ電流検査を通過する製品個体に関する製造データのみに着目し、製造条件と検査結果の相関関係をモデリングする。その結果、製造条件である誘起電圧が漏れ電流に与える影響をモデリングできず、特定された誘起電圧の設定によって漏れ電流が仕様以上に大きくなり、全体の不良率が逆に上がる可能性がある。
従って、途中ではじかれるNG品及び一部の製品個体しか受けない追加検査などによって、一部の製品に関する検査結果を取得できない場合でも、製造条件が製品の複数の仕様への影響をモデリングでき、複数の製品仕様を同時に満足する適切な製造条件を特定可能な手法が必要である。例えば、製造条件が各製品に与える影響を個別にモデリングするモデルを統合することで、複数の製品仕様を同時に満足する適切な製造条件を特定可能になる。
従来において、複数の個別モデルを結合する手法が公開されている。例えば、非特許文献1では、認識率が高く、かつ誤認識率が低いオブジェクト検出器を生成するために、誤認識率が高いが、非正解の入力を確実に排除できる強識別器をカスケードに複数連結することで複数の部分モデルを結合する。
Minguillon, J. (2002). "On Cascading Small Decision Trees (PhD thesis)." Universitat Autonoma de Barcelona. 46-48.
しかしながら、非特許文献1に開示されている方法では、部品構造などに合わせてモデルの結合方法を変更することができない。例えば、製造も検査も独立している異なる部品の仕様に関するモデルを結合する場合と、部品と当該部品を組立てる製品の仕様に関するモデルを結合する場合は異なる方法でモデルを結合することができない。また、NG品がはじかれ、次の検査を受けられないシーケンシャル検査の場合と、NG品のみが検査を受ける追加検査の場合は異なる方法でモデルを結合することができない。
したがって本発明は、上記課題に鑑みてなされたのもで、製品仕様の数が多く存在する製品の製造において、手戻りなく効率的に適切な製造条件を決定する方法を提供するものである。
本発明は、製品を製造するための複数の部品が複数の製造工程および複数の検査工程を順次通過する製造ラインを管理する製造システムが実行する製造方法であって、前記製造システムは、プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有し、前記記憶装置は、製造装置における各製造工程の実際の製造条件と、検査装置における各検査工程の実際の検査結果と、前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報と、前記各製造工程及び前記各検査工程の内容及び順序関係を示す情報と、を保持し、前記製造方法は、前記プロセッサが、前記製造条件および前記検査結果から、第一検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第一部分不良分析モデル、及び、第二検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第二部分不良分析モデルを生成するために利用する製造条件および検査結果を抽出する第一手順と、前記プロセッサが、前記抽出された製造条件および検査結果に基づいて、前記第一部分不良分析モデル、及び、前記第二部分不良分析モデルを生成する第二手順と、前記プロセッサが、前記製造工程の内容、前記各製造工程の順序関係及び前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合する方法を選択する第三手順と、前記プロセッサが、前記選択された統合方法で前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合することによって、統合不良分析モデルを生成する第四手順と、前記プロセッサが、前記統合不良分析モデルに基づいて前記各製造工程の製造条件を特定する第五手順と、前記プロセッサが、前記特定された製造条件を出力し、前記製造工程に設定する第六手順と、を含むことを特徴とする。
本発明は、製品仕様の数が多く、仕様間に相互作用が存在する製品の製造において、手戻りなく効率的に適切な製造条件を決定することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
本発明の実施の形態にかかる工場の製造システム構成を説明する図である。 本発明の実施の形態にかかる製造条件分析システムの一例を説明するブロック図である。 本発明の実施の形態の設備SM110の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM120の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM210の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM220の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM310の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM410の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM510の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM5M0の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の設備SM5N0の製造データテーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の部品構成テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の工程情報テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の良品条件テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の不良分析モデルの構造テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の不良分析モデルの分岐条件テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の不良分析モデルの分類結果テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の不良分析モデルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の部品構造の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の製品選択画面の一例を説明する概略図である。 本発明の実施の形態の良品条件定義画面の一例を説明する概略図である。 本発明の実施の形態の製造条件分析システムのメイン処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の統合モデル構築サーバで実行される処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の製造条件・検査結果選択部で実行される処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の個別モデル結合部が部品毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態の個別モデル結合部が仕様毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態において部品を組立てる際に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。 本発明の実施の形態において、シーケンシャル検査の場合に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。 本発明の実施の形態において、追加検査の場合に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。 本発明の実施の形態において表示される製造条件分析画面の一例を説明する図である。 本発明の実施の形態にかかる工場の製造システム構成を説明する図である。 本発明の実施の形態の工場Bにおける製造条件分析システムを説明するブロック図である。 本発明の実施の形態の製造条件分析システムの部品構成テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の工程情報テーブルの一例を説明する図である。 本発明の実施の形態の製造条件分析システムの処理フローを説明する図である。
[製造条件分析システム]
以下、本発明の実施の形態にかかる製造条件分析システム1を説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる工場の製造システム構成を説明する図である。
図1に示すように、工場の製造システムはMESシステム10及び製造条件分析システム100を有している。
工場のMESシステム(Manufacturing Execution System)10は、制御系イントラネットワーク20を介して、製造工場内に設けられた各製造設備(設備SM110(30-A)、設備SM120(30-B)、・・・設備SM5N0(30-N))と接続されており、各製造設備で製造された製品の製造結果に関する情報が収集されるようになっている。
また、MESシステム10は、制御系イントラネットワーク20を介して、製造工場内に設けられた各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・設備SM5N0)と接続されており、各製造設備を制御している。
また、製造条件分析システム100は、情報系イントラネットワーク30を介してMESシステム10と接続されており、MESシステム10との間で各種情報の交換が可能となっている。
[MESシステム]
MESシステム10は、製造工場内に設置され、製造工場における製造設備及び作業者を監視及び制御するシステムである。
主記憶装置11は、MESシステム10の全体制御を行うための制御プログラムなどが記憶される不揮発性の記憶装置である。
CPU(Central Processing Unit)12は、主記憶装置11に記憶された制御プログラムを読み込んで、MESシステム10の全体制御を行う。
制御用通信I/F(Interface)14は、外部装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースである。この制御用通信I/F14は、制御系イントラネットワーク20を介して、製造工場内に設けられた各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)と接続されており、各製造設備で製造された製品の製造結果に関する情報を受信する。
外部記憶装置I/F(Interface)15は、外部記憶装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースであり、データストア16に接続されている。
各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)で製造された製品の製造結果に関する情報は、この外部記憶装置I/F15を介して、データストア16に記憶される。
データストア16は、各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)の製造データテーブルを有している。
また、データストア16は各製品の部品構成に関する情報を記憶する部品構成テーブル、及び、各ラインの工程情報を記憶する工程情報テーブルを有している。
情報通信用I/F(Interface)13は、外部装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースである。情報通信用I/F13は、情報系イントラネットワーク30を介して、製造条件分析システム100に接続されており、各設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)の製造データテーブル、部品構成テーブル、工程情報テーブルなどを製造条件分析システム100に送信する。
[製造条件分析システム]
製造条件分析システム100は、主記憶装置111と、CPU112と、情報用通信I/F113と、外部記憶装置I/F114と、データストア115と、外部装置I/F116と、を有している。
主記憶装置111は、製造条件分析システム100の全体制御を行うための制御プログラムなどが記憶される不揮発性の記憶装置である。
CPU(Central Processing Unit)112は、主記憶装置111に記憶された制御プログラムを読み込んで、製造条件分析システム100の全体制御を行う。すなわち、以下の説明において製造条件分析システム100の各部(例えば図2に示す各サーバ内の各部)が実行する処理は、実際には、CPU112が制御プログラムに従って製造条件分析システム100の全体を制御することによって実現される。
情報用通信I/F(Interface)113は、外部装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースである。この情報用通信I/F113は、情報系イントラネットワーク30を介して、MESシステム10と接続されており、各設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)の製造データテーブル、部品構成テーブル、工程情報テーブルなどを受信する。
外部記憶装置I/F(Interface)114は、外部記憶装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースであり、データストア115に接続されている。
各設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)の製造データテーブル、部品構成テーブル、工程情報テーブルは、この外部記憶装置I/F114を介して、データストア115に記憶される。
データストア115は、各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・、設備SM5N0)の製造データテーブル、部品構成テーブル及び各ラインの工程情報を記憶する工程情報テーブルを有している。
また、データストア115は、製造条件を分析する際に必要な情報として、良品条件テーブルと、製造条件分析モデル構造テーブルと、製造条件分析モデル分岐条件テーブルと、製造条件分析モデル分類結果テーブルと、を有している。
外部装置I/F(Interface)116は、外部装置との間で情報のやり取りを可能とするインターフェースであり、マウス117、モニター118、キーボード119などに接続されている。
[製造条件分析システム]
図2は、本発明の実施の形態にかかる製造条件分析システムの一例を説明するブロック図である。
製造条件分析システム100は、良品条件定義サーバ120と、統合モデル構築サーバ130と、製造条件特定サーバ140と、データ格納サーバ150と、を有している。
良品条件定義サーバ120は、リクエスト監視部121と、GUI表示部122と、部品構成取得部123と、工程情報取得部124と、良品条件生成部125と、を有している。
リクエスト監視部121は、良品条件定義サーバ120への製造条件分析リクエストを監視し、リクエストがあれば、GUI表示部122を呼び出す。
GUI表示部122は、良品条件定義画面(図21参照)を表示し、ユーザに分析したい製品の製品名を指定してもらう。
部品構成取得部123は、ユーザが指定した製品名の部品構成をデータ格納サーバ150から取得し、工程情報取得部124を呼び出す。
工程情報取得部124は、ユーザが指定した製品名の工程情報をデータ格納サーバ150から取得し、GUI表示部を呼び出す。
GUI表示部122は、取得した部品構成及び工程情報に基づいて、良品条件定義画面(図21参照)を表示し、各工程の品目名および工程種別をユーザに選択してもらう。
良品条件生成部125は、ユーザが指定した各工程の品目名および工程種別から良品条件テーブル190を生成し、データ格納サーバ150に格納し、統合モデル構築サーバ130の処理を呼び出す。
統合モデル構築サーバ130は、良品条件解析部131と、製造条件・検査結果選択部132と、個別モデル学習部133と、個別モデル統合部134と、を有している。
良品条件解析部131は、データ格納サーバ150に格納されている良品条件テーブル190を解析し、製造条件・検査結果選択部132の処理を呼び出す。
製造条件・検査結果選択部132は、良品条件解析部131の解析結果に基づいて、製造条件・検査結果を選択し、個別モデル学習部133の処理を呼び出す。
個別モデル学習部133は、製造条件・検査結果選択部132に選択された製造条件および検査結果から個別不良分析モデルを学習し、個別不良分析モデルの構造、分岐条件および分類結果をそれぞれ製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210および製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納する。
個別モデル統合部134は、良品条件解析部131の解析結果に基づいて、個別モデル学習部133で学習した複数の個別不良分析モデルを統合不良分析モデルに統合し、統合した不良分析モデルの構造、分岐条件および分類結果をそれぞれ製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210および製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納し、製造条件特定サーバ140の処理を呼び出す。
製造条件特定サーバ140は、製造条件特定部141と、製造条件表示部142と、を有している。
製造条件特定部141は、統合不良分析モデルに基づいて、全ての仕様を満足する適切な製造条件の組み合わせを特定し、製造条件表示部142の処理を呼び出す。
製造条件表示部142は、全ての仕様を満足する適切な製造条件の組み合わせをGUI画面としてユーザに表示する。
次に、各設備の製造データテーブル、具体的には、例えば、設備SM110の製造データテーブル160-A、設備SM120の製造データテーブル160-B、設備SM210の製造データテーブル160-C、設備SM220の製造データテーブル160-D、設備SM310の製造データテーブル160-E、設備SM410の製造データテーブル160-F、設備SM510の製造データテーブル160-G、設備SM5M0の製造データテーブル160-M、及び、設備SM5N0の製造データテーブル160-Nの一例を説明する。なお、図2では、設備SM210の製造データテーブル160-C、設備SM220の製造データテーブル160-D、設備SM310の製造データテーブル160-E、設備SM410の製造データテーブル160-F及び設備SM510の製造データテーブル160-Gは省略している。
[設備SM110の製造データテーブル]
図3は、本発明の実施の形態の設備SM110の製造データテーブル160-Aの一例を説明する図である。
図3に示すように、設備SM11の製造データテーブル160-Aには、レコード番号161-Aと、個体識別番号(ID)162-Aと、設備番号163-Aと、製造終了時刻164―Aと、誘起電圧165-Aとが記憶されている。
レコード番号161-Aは、設備SM110に投入された順番ごとに製品に割り振られる行を示す番号が記憶されている。例えば、設備SM110に125個の製品が投入された場合、レコード番号161-Aには、「010001~010125」までの数字が順番に割り振られる。
個体ID162-Aは、設備SM110で製造された製品を1つ1つ識別するために付される固有の識別番号が記憶されている。設備SM110は、投入された製品ごとに個体IDが付される製造設備であるので、個体ID162-Aには、設備SM110で加工された製品の個体ID(例えば、「Y010001」~「Y010125」)が記憶されている。
設備番号163-Aは、製品が投入された設備の番号である。本実施の形態では、設備番号163-Aには、設備SM110の番号「SM110」が記憶されている。
製造終了時刻164-Aは、設備に投入された製品の製造(加工、組み立て、検査など)が終了した時刻が記憶されている。
本実施の形態では、例えば、レコード番号「010001」の製品の製造終了時刻163-Aには、製造された年「16」、月「11」、日「21」、時刻「00:11:05」が記憶されている。これは、レコード番号「010001」の製品の製造が2016年11月21日の0時11分5秒に終了したことを示している。
誘起電圧165-Aは、着磁装置などの設備SM110において、製品に加えられた電圧である。本実施の形態では、設備SM110において、レコード番号「611001」の製品は、7.7Vの誘起電圧で製造されたことを示している。
[設備SM120の製造データテーブル]
図4は、本発明の実施の形態の設備SM120の製造データテーブル160-Bの一例を説明する図である。
図4に示すように、設備SM120の製造データテーブル160-Bには、レコード番号161-Bと、個体ID162-Bと、設備番号163-Bと、製造終了時刻164-Bと、漏れ電流165-Bとが記憶されている。
設備SM120の製造データテーブル160-Bは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号162-Bには、設備SM120の番号「SM120」が記憶されている。
漏れ電流165-Bには、検査装置などの設備SM120において、製品の漏れ電流が基準範囲内にあるかどうかの検査結果が記憶されている。本実施の形態では、「1」が検査通過、「0」がNG品としてはじかれたという結果をそれぞれ示す。図4の例は、設備SM120において、レコード番号「611001」の製品が検査を通過した結果を示している。
[設備SM210の製造データテーブル]
図5は、本発明の実施の形態の設備SM210の製造データテーブル160-Cの一例を説明する図である。
図5に示すように、設備SM210の製造データテーブル160-Cには、レコード番号161-Cと、個体ID162-Cと、設備番号163-Cと、製造終了時刻164-Cと、切削速度165-Cとが記憶されている。
設備SM210の製造データテーブル160-Cは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Cには、設備SM210の番号「SM210」が記憶されている。
切削速度165-Cは、切削装置などの設備SM210において、製品を切削する速度である。図5の例は、設備SM210において、レコード番号「611001」の製品が、3.107m/minの切削速度で製造されたことを示している。
[設備SM220の製造データテーブル]
図6は、本発明の実施の形態の設備SM220の製造データテーブル160-Dの一例を説明する図である。
図6に示すように、設備SM220の製造データテーブル160-Dには、レコード番号161-Dと、個体ID162-Dと、設備番号163-Dと、製造終了時刻164-Dと、内歯半径165-Dとが記憶されている。
設備SM220の製造データテーブル160-Dは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Dには、設備SM220の番号「SM220」が記憶されている。
内歯半径165-Dには、検査装置などの設備SM220において、製品の内歯が基準範囲内にあるかどうかの検査結果が記憶されている。本実施の形態では、「1」が検査通過、「0」がNG品としてはじかれたという結果をそれぞれ示す。図6の例は、設備SM220において、レコード番号「611001」の製品が検査を通過したという結果を示している。
[設備SM310の製造データテーブル]
図7は、本発明の実施の形態の設備SM310の製造データテーブル160-Eの一例を説明する図である。
図7に示すように、設備SM310の製造データテーブル160-Eには、レコード番号161-Eと、個体IE162-Eと、設備番号163-Eと、製造終了時刻164-Eと、圧入荷重165-Eと、圧入位置166-Eが記憶されている。
設備SM310の製造データテーブル160-Eは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Eには、設備SM310の番号「SM310」が記憶されている。
圧入荷重165-Eと、圧入位置166-Eは、組立装置などの設備SM310において、ヨークをスプロケットに圧入する荷重と位置である。図7の例は、設備SM310において、レコード番号「611001」の製品のヨークが、0.3107Nの圧入荷重で、-0.0012の位置でスプロケットに圧入されたことを示している。
[設備SM410の製造データテーブル]
図8は、本発明の実施の形態の設備SM410の製造データテーブル160-Fの一例を説明する図である。
図8に示すように、設備SM410の製造データテーブル160-Fには、レコード番号161-Fと、個体IF162-Fと、設備番号163-Fと、製造終了時刻164-Fと、圧入荷重165-Fとが記憶されている。
設備SM410の製造データテーブル160-Fは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Fには、設備SM410の番号「SM410」が記憶されている。
圧入荷重165-Fは、圧入装置などの設備SM410において、ピンという部品をスプロケットに圧入する荷重である。図8の例は、設備SM410において、レコード番号「611001」の製品のピンが、0.5107Nの圧入荷重でスプロケットに圧入されたことを示している。
[設備SM510の製造データテーブル]
図9は、本発明の実施の形態の設備SM510の製造データテーブル160-Gの一例を説明する図である。
図9に示すように、設備SM510の製造データテーブル160-Gには、レコード番号161-Gと、個体ID162-Gと、設備番号163-Gと、製造終了時刻164-Gと、圧入荷重165-Gと、圧入位置166-Gとが記憶されている。
設備SM510の製造データテーブル160-Gは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Gには、設備SM510の番号「SM510」が記憶されている。
圧入荷重165-Gと、圧入位置166-Gは、組立装置などの設備SM510において、ヨークをスプロケットに圧入する荷重と位置である。図9の例は、設備SM510において、レコード番号「611001」の製品のヨークが、0.5107Nの圧入荷重で、-0.0012の位置でスプロケットに圧入されたことを示している。
[設備SM5M0の製造データテーブル]
図10は、本発明の実施の形態の設備SM5M0の製造データテーブル160-Mの一例を説明する図である。
図10に示すように、設備SM5M0の製造データテーブル160-Mには、レコード番号161-Mと、個体ID162-Mと、設備番号163-Mと、製造終了時刻164-Mと、角加速度165-Mとが記憶されている。
設備SM5M0の製造データテーブル160-Mは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Mには、設備SM5M0の番号「SM5M0」が記憶されている。
角加速度165-Mには、検査装置などの設備SM5M0において、製品が回転する際の角加速度が基準範囲内にあるかどうかの検査結果が記憶されている。本実施の形態では、「1」が検査通過、「0」がNG品としてはじかれたという結果をそれぞれ示す。図10の例は、設備SM5M0において、レコード番号「611001」の製品が検査を通過したという結果を示している。
[設備SM5N0の製造データテーブル]
図11は、本発明の実施の形態の設備SM5N0の製造データテーブル160-Nの一例を説明する図である。
図11に示すように、設備SM5N0の製造データテーブル160-Nには、レコード番号161-Nと、個体ID162-Nと、設備番号163-Nと、製造終了時刻164-Nと、バックラッシ165-Nとが記憶されている。
設備SM5N0の製造データテーブル160-Nは、設備SM110の製造データテーブル160-Aと同様の構成となっているため、異なる部分を中心に説明する。
設備番号163-Nには、設備SM5N0の番号「SM5N0」が記憶されている。
バックラッシ165-Nには、検査装置などの設備SM5N0において、製品の部品間の隙間(バックラッシ)が基準範囲内にあるかどうかの検査結果が記憶されている。本実施の形態では、「1」が検査通過、「0」がNG品としてはじかれたという結果をそれぞれ示す。図11の例は、設備SM5N0において、レコード番号「611001」の製品が検査を通過したという結果を示している。
[部品構成テーブル]
図12は、本発明の実施の形態の部品構成テーブル170の一例を説明する図である。
図12に示すように、部品構成テーブル170には、親部品171と、子部品172と、員数173とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
親部品171は、子部品を組立てることによって製造される親部品の部品名である。
子部品172は、親部品を構成する子部品の部品名である。
員数173は、1つの親部品が何個の子部品から構成されるかを表している。
図12には、例として、1つのヨークと1つのシャフトとを組み立てることによって1つのサブアッシーが製造され、1つのサブアッシーと1つのスプロケットとを組み立てることによって一つの製品Aが製造される場合の部品構成テーブル170を示す。この例において、サブアッシーは、ヨークとシャフトの親部品でもあり、製品Aの子部品でもある。
[工程情報テーブル]
図13は、本発明の実施の形態の工程情報テーブル180の一例を説明する図である。
図13に示すように、工程情報テーブル180には、ライン番号181と、工程番号182と、並列番号183と、設備番号184と、工程名185とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
ライン番号181は、製品が製造された製造設備のライン番号である。図13の例は、ライン番号が「1」から「5」のそれぞれの製造設備で製品が製造されたことを示している。
さらに、図13では省略されているが、工程情報テーブル180には、製品が製造されたそれぞれの製造設備のライン名(例えば「組立ライン」等)が記憶されてもよい。
工程番号182は、それぞれの工程が当該組立ラインのうち何番目の工程であるかを示している。異なる種別の工程の場合、工程番号には、異なる番号が順次割り振られ、同種の工程が複数ある場合、同一の番号が割り振られる。
並列番号183は、当該組立ラインにおいて、製造工程が直列に設けられた直列工程と、並列に設けられた並列工程との何れであるのかを示している。製造工程が、直列工程である場合、並列番号183には「1」が記憶され、並列工程である場合、並列に設けられた一方の工程に「1」、他方の工程に「2」が記憶される。並列番号183は、並列に設けられている設備の数だけ「3」、「4」と順次増加する。
設備番号184は、当該製造工程の番号を示している。図13の例では、設備番号184には、SM110、SM120、・・・、SM5N0の何れかが記憶される。
工程名185は、当該製造工程(製造設備)の名称である。図13の例では、製品に個別IDが付されない設備SM110として、具体的には「ヨーク着磁」が記憶される。そして、製品に個別IDが付される設備SM120、SM5N0として、具体的には、それぞれ「漏れ電流検査」、「バックラッシ検査」が記憶される。
[良品条件テーブル]
図14は、本発明の実施の形態の良品条件テーブル190の一例を説明する図である。
図14に示すように、良品条件テーブル190には、品目名191と、ライン番号192と、工程番号193と、設備番号194と、工程種別195、工程名196とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
品目名191は、加工・検査・組立対象となる部品の名称である。ただし、組立工程の場合、組立後の品目の名称が記憶されている。本実施の形態では、例えば、工程名がヨーク着磁という工程の対象となる部品はヨークである。
ライン番号192、工程番号193及び設備番号194は、それぞれ、図13のライン番号181、工程番号182及び設備番号184と同様であるため、説明を省略する。
工程種別195は、当該工程が加工、組立、シーケンシャル検査、追加検査などの4種別のいずれに当てはまるものであるかを示す。ただし、シーケンシャル検査とは当該検査を通過した製品個体を次の工程に投入する検査工程であり、追加検査とは当該検査を通過しなかった製品個体を次の工程に投入する検査工程である。本実施の形態では、例えば、工程名が「ヨーク着磁」である工程の種別は加工である。工程名が「漏れ電流検査」である工程の工程種別はシーケンシャル検査である。また、工程名が「サブアッシー組立」である工程の工程種別は組立である。工程名が「角加速度検査」である工程を通過しない(すなわち当該検査の結果がNGであった)製品個体はバックラッシという検査を追加に受けるため、角加速度検査の工程種別が追加検査である。
[不良分析モデル]
不良分析モデルは特定の仕様の製造条件と検査結果の相関関係をモデリングしたものであり、本実施の形態では、決定木のモデルになる。決定木は分岐条件のノードおよび分類結果のノードからなる二分木モデルであり、根付き木構造の中で、あるノードが持つ子の数が高々2であるものをいう。2つの子はそれぞれ「左の子ノード」「右の子ノード」と呼ばれる。
[不良分析モデルの構造テーブル]
図15は、本発明の実施の形態の不良分析モデルの構造テーブル200の一例を説明する図である。
不良分析モデルの構造テーブル200には、不良分析モデルの構造が格納されている。本実施の形態では決定木のモデル構造が格納されている。不良分析モデルの構造テーブル200は、品目名201と、親ノード番号202と、左の子ノード番号203と、右の子ノード番号204とを有している。
品目名201は、当該モデルがどの部品・中間部品・最終製品の仕様に関するモデルであるかを表している。
親ノード番号202は、決定木の木構造の親となるノードの番号である。Conditionで始まる番号(例えばCondition-1等)は分岐条件テーブル210における分岐条件番号であり、Resultで始まる番号(例えばResult-3等)は分類結果テーブル220における分岐条件番号である。
左の子ノード番号203は、決定木の木構造の左側の子となるノードの番号である。Conditionで始まる番号は分岐条件テーブル210における分岐条件番号であり、Resultで始まる番号は分類結果テーブル220における分岐条件番号である。
右の子ノード番号204は、決定木の木構造の右側の子となるノードの番号である。Conditionで始まる番号は分岐条件テーブル210における分岐条件番号であり、Resultで始まる番号は分類結果テーブル220における分岐条件番号である。
[不良分析モデルの分岐条件テーブル]
図16は、本発明の実施の形態の不良分析モデルの分岐条件テーブル210の一例を説明する図である。
本実施の形態では不良分析モデルの分岐条件テーブル210に、決定木である不良分析モデルの分岐条件が格納されている。不良分析モデルの分岐条件テーブル210は、分岐条件番号211と、製造条件212と、閾値213と、大小関係214とを有している。
分岐条件番号211は、不良分析モデルの構造テーブル200にある親ノード番号202、左の子ノード番号203及び右の子ノード番号204に記載されるConditionではじまる分岐条件の番号である。
製造条件212は、分岐条件の比較対象となる製造条件である。具体的には、分岐条件番号Condition-1の分岐条件は、誘起電圧という製造条件を後述する基準値(閾値)と比較した結果に基づく。
閾値213は、製造条件が比較される基準値である。具体的には、分岐条件番号Condition-1の分岐条件は誘起電圧という製造条件と7.9Vという基準値とを比較した結果に基づく。
大小関係214は、製造条件と基準値とを比較する際に満足する大小関係である。本実施の形態では、対象関係が0の場合、製造条件が基準値より小さいかどうかを分岐条件とする。対象関係が1の場合、製造条件が基準値より大きいかどうかを分岐条件とする。具体的に、分岐条件番号Condition-1の分岐条件は、誘起電圧が7.9Vより小さい場合に満足される。
[不良分析モデルの分類結果]
図17は、本発明の実施の形態の不良分析モデルの分類結果テーブル220の一例を説明する図である。
本実施の形態では、不良分析モデルの分類結果テーブル220に決定木である不良分析モデルの分類結果が格納されている。
不良分析モデルの分類結果テーブル220には、分類結果番号221と、良品率222とが格納されている。
分類結果番号221は、不良分析モデルの構造テーブル200にある親ノード番号202、左の子ノード番号203及び右の子ノード番号204に記載されるResultではじまる分類結果の番号である。
良品率222は、不良分析モデルの分類結果が格納されている。本実施の形態では、良品の割合が格納されている。
次に、良品条件テーブル190を作成する際に行う操作の一例を説明する。本実施の形態では、良品条件テーブル190を作成する際に、モニタ118に製品選択画面および良品条件定義画面を表示して作業者が視認しながら操作できるようにしている。
図18は、本発明の実施の形態の不良分析モデルの一例を説明する図である。
図18は、図15から図17に示したテーブルの例によって表現される不良分析モデルの全体を示す。図18に示すノード1801から1825は、それぞれ、図16に示した分岐条件又は図17に示した分類結果のいずれかに対応し、それらの親子関係は、図15のように定義されたものである。
例えば、ノード1801は、分岐条件Condition-1(すなわち、ヨーク着磁工程において、誘起電圧が7.9Vより小さい)に対応する。ノード1801の右の子ノードであるノード1802は、分岐条件Condition-2(すなわち、ヨーク着磁工程において、誘起電圧が8.1Vより小さい)に対応する。ノード1802の右の子ノードであるノード1807は、分類結果Result-3(すなわち良品率が1.9%)に対応する。
図18のような不良分析モデルから、例えば、ノード1801で分岐条件Condition-1が「No」、ノード1803で分岐条件Condition-2が「Yes」、ノード1810で分岐条件Condition-4が「Yes」、ノード1814で分岐条件Condition-5が「Yes」、ノード1818で分岐条件Condition-6が「No」、ノード1823で分岐条件Condition-7が「Yes」の場合に、分類結果Result-11が得られることが分かる。
これは、ヨーク着磁工程において、誘起電圧が7.9Vから8.1Vまでの値であり、シャフトの内歯切削工程において、切削速度が3.1m/minより大きく、サブアッシーのピン圧入・組立工程において、ピン圧入荷重が0.096kNより大きく、スプロケットの穴あけ工程において穴あけ時間が-0.011sより小さく、かつ、製品Aの部品圧入・組立工程において、部品圧入位置が-0.0011mより小さい場合に、製品Aの良品率が99.5%になることを示している。
このようにして統合された製品A全体の不良分析モデルにおいて、製品Aの良品率の最大値が99.5%である場合、製造条件分析システム100は、良品率99.5%に至る上記の各工程の製造条件を、製品Aの良品率を最大化するための各工程の製造条件として特定し(後述する図22のステップS107)、それらをモニター118に表示してもよいし(図22のステップS108)、さらにそれらをMESシステム10に設定してもよい。
図19は、本発明の実施の形態の部品構造の一例を説明する図である。
図19には、例として、本実施の形態の製品Aの部品構造を示す。製品Aにおいて、ヨーク(YK)とシャフト(SH)を組み立てることによって、サブアッシー(SA)が製造される。さらに、サブアッシー(SA)とスプロケット(SP)とを組み立てることによって、製品A(Y)が製造される。
[製品選択画面]
図20は、本発明の実施の形態の製品選択画面の一例を説明する概略図である。
モニタ118に表示される製品選択画面2000では、製品を選択するためのプルダウンリスト2001が表示されている。作業者は、プルダウンリスト2001から分析対象製品の製品名を選択することができる。ここで例えば、作業者は、製品Aを分析対象製品として選択する。この選択は、作業者が手動で行うかわりに、製造条件分析システムのCPU112が自動で行ってもよい。以下の作業者の処理についても同様である。
製品選択画面2000では、さらに、「確定」ボタン2002が表示されている。作業者が「確定」ボタン2002をクリックすることによって、部品構成取得部123および工程情報取得部124はデータ格納サーバ150の部品構成テーブル170および工程情報テーブル180から、作業者に選択された分析対象製品の部品構成および工程情報を取得する。ここで例えば、製品Aに関する部品構成および工程情報を取得し、良品条件定義画面を表示する。
[良品条件定義画面]
図21は、本発明の実施の形態の良品条件定義画面の一例を説明する概略図である。
モニタ118に表示される良品条件定義画面2100の上段には、選択された分析対象製品の工程情報テーブル180のカラムの他に、品目名および工程種別の2カラムが追加して表示されている。作業者は各行のプルダウンリストから品目名および工程種別を選択することができる。例えば、ライン番号3で工程番号N0、工程名がバックラッシの工程に対して、品目名が製品A、工程種別がシーケンシャル検査を選択してもよい。これは、製品Aに対してバックラッシ検査を行い、検査を通過した製品個体のみを次の工程に流すことを意味する。
モニタ118に表示される良品条件定義画面2100の下段には、製品の部品構成及び各部品、中間製品、最終製品の製造工程が表示されている。例えば、図21の画面例では部品ヨークが着磁という工程で加工され、漏れ電流が検査され、通過した個体が中間製品であるサブアッシーに組立てられる。それと並列に、部品シャフトが切削という工程で加工され、内歯が検査され、通過した個体が中間製品であるサブアッシーに組立てられる。ヨークとシャフトから組立てられるサブアッシーはビン圧入という工程で加工され、最終製品である製品Aに組立てられる。それと並列に、部品であるスプロケットが切削という工程で加工され、最終製品である製品Aに組立てられる。最終製品である製品Aはサブアッシーとスプロケットから組立てられて、角加速度が検査され、通過した個体が良品として出荷される。一方、角加速度の検査を通過しなかった個体はバックラッシという検査を追加で受ける。バックラッシ検査を通過した製品個体は良品として出荷され、通過しなかった製品個体がNG品としてはじかれる。
モニタ118に表示される良品条件定義画面2100では、「確定」ボタン2101が表示されている。作業者が「確定」ボタン2101をクリックすることによって、良品条件生成部125は良品条件テーブルを生成し、良品条件テーブル190として格納される。
[製造条件分析システムのメイン処理]
次に、製造条件分析システム100で実行されるメイン処理を説明する。
図22は、本発明の実施の形態の製造条件分析システム100のメイン処理を説明するフローチャートである。
図22に示すように、ステップS101において、製造条件分析システム100のリクエスト監視部121は、リクエストを受けたかを判定し、リクエストを受けるとステップS102に進むが、リクエストを受けなかったら、ステップS101の処理に戻る。
ステップS102において、作業者(または、製造条件分析システム100のCPU112)は、製品選択画面2000で分析したい製品の製品名を選択し、ステップS103の処理に進む。
ステップS103において、良品条件定義サーバ120は、作業者に選択された製品に関する部品構成及び工程情報を取得し、良品条件定義画面(例えば図21の良品条件定義画面2100)を表示する。
ステップS104において、作業者は、良品条件定義画面で各工程の対象品目名及び工程種別を指定する。
ステップS105において、良品条件定義サーバ120は、良品条件テーブル190を生成し、データ格納サーバ150に格納する。
ステップS106において、統合モデル構築サーバ130は、ステップS111~S121の処理(図23参照)を行い、良品条件テーブル190を解析し、統合分析モデルを生成する。
ステップS107において、製造条件特定サーバ140は、適切な製造条件を特定する。
ステップS108において、製造条件特定サーバ140は、適切な製造条件を表示するする。
[統合モデル構築サーバの処理フロー]
次に、統合モデル構築サーバ130の処理を説明する。
図23は、本発明の実施の形態の統合モデル構築サーバ130で実行される処理を説明するフローチャートである。
図23に示すように、ステップS111において、統合モデル構築サーバ130は、不良分析モデルテーブル200~220を、品目名、左の子ノード及び右の子ノードがいずれも空白で、親ノードが良品率100%の分類結果ノードとなるように初期化し、工程種別Insp-Typeを初期検査と初期化する。
ステップS112において、統合モデル構築サーバ130は、部品構成テーブル170から、まだ処理されていない最下位階層部品のうち任意の部品を選択し、それを子部品(Part-Child-A)として取得する。
ステップS113において、統合モデル構築サーバ130は、Part-Child-A(ステップS112で取得した子部品)に関する不良予測モデルを初期化する。具体的には、統合モデル構築サーバ130は、Part-Child-A(ステップS112で取得した子部品)に関する不良予測モデルを1つの根ノードからなる決定木モデルに初期化する。根ノードは不良率が100%である分類結果ノードである。
ステップS114において、統合モデル構築サーバ130は、良品条件テーブル190から品目名がPart-Child-A(ステップS112で取得した子部品)のまだ処理されていない行から工程番号が一番若い行を選択し、工程番号を取得する(Spec-A)。
ステップS115において、統合モデル構築サーバ130の製造条件・検査結果選択部132は、ステップS1151~ステップS1155(図24参照)の処理を行い、Spec-A(ステップS114で取得した工程番号)に関する部分不良予測モデルの学習に必要な製造条件及び対応する検査結果を取得する。
ステップS116において、個別モデル学習部133は、ステップS115で取得した製造条件及び対応する検査結果から工程番号Spec-Aに関する部分不良予測モデルを学習する。
ステップS117において、個別モデル統合部134は、ステップS1171~ステップS1175(図26)の処理を行う。これによって、Part-Child-A(S112で取得した子部品)に関する不良予測モデルと工程番号Spec-Aに関する部分不良予測モデルとが結合され、その結果がPart-Child-A(S112で取得した子部品)に関する不良予測モデルとして製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210及び製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納される。
ステップS118において、統合モデル構築サーバ130は、良品条件テーブル190からSpec-A(ステップS114で取得した工程番号)の工程種別をInsp-Typeとして記憶する。
ステップS119において、統合モデル構築サーバ130は、良品条件テーブル190に品目名がPart-Child-A(S112で取得した子部品)のまだ処理されない仕様があるかどうかを判断し、あればステップS114の処理に戻るが、なければステップS120の処理に進む。
ステップS120において、個別モデル統合部134は、ステップS1201~ステップS1207(図25)の処理を行う。これによって、最終製品に関する不良予測モデルとPart-Child-A(S112で取得した子部品)に関する不良予測モデルとが結合され、その結果が最終製品に関する不良予測モデルとして、製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210及び製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納される。
ステップS121において、統合モデル構築サーバ130は、部品構成テーブル170にまだ処理されない子部品があるかどうかを判断し、あればステップS112の処理に戻り、なければ終了する。
[製造条件・検査結果選択部の処理フロー]
次に、製造条件・検査結果選択部132の処理を説明する。
図24は、本発明の実施の形態の製造条件・検査結果選択部132で実行される処理を説明するフローチャートである。
図24に示すように、ステップS1151において、製造条件・検査結果選択部132は、良品条件テーブル190に登録された、工程番号がSpec-A(ステップS114で取得した仕様)である行から、品目名(Part-A)及び工程番号(Process-No)を取得する。
ステップS1152において、製造条件・検査結果選択部132は、Spec-A(ステップS114で取得した工程番号)の製造条件テーブル(製造データテーブル)を初期化する。
ステップS1153において、製造条件・検査結果選択部132は、Spec-A(ステップS114で取得した工程番号)の製造データテーブルをデータ格納サーバから取得し、工程番号Spec-Aの検査結果テーブルとする。
ステップS1154において、製造条件・検査結果選択部132は、工程情報テーブル180から、部品名がPart-A(ステップS1151で取得した品目名)であり、工程番号がProcess-No(ステップS1151で取得した工程番号)より小さくて、まだ処理されていない行から、工程番号が一番小さい行の設備番号(Eq-No)及び工程種別(Process-Type)を取得する。
ステップS1155において、製造条件・検査結果選択部132は、Process-Type(S1154で取得した工程種別)の内容を判断し、その内容が加工であればS1156の処理に進み、加工以外の工程種別であれば、S1157の処理に進む。
ステップS1156において、製造条件・検査結果選択部132は、個体IDをキーに設備番号がEq-No(ステップS1154で取得した設備番号)の製造データテーブルと工程番号Spec-Aの製造条件テーブルとを結合し、その結果を工程番号Spec-Aの製造条件テーブルとして更新する。
ステップS1157において、製造条件・検査結果選択部132は、工程情報テーブル180に、部品名がPart-A(ステップS1151で取得した品目名)であり、工程番号がProcess-No(ステップS1151で取得した工程番号)より小さくて、まだ処理されていない行があるかどうかを判断し、あればステップS1154の処理に戻るが、なければステップS1158の処理に進む。
ステップS1158において、製造条件・検査結果選択部132は、記憶されている工程種別を判断し、工程種別が初期検査であれば終了し、それ以外であればステップS1159の処理に進む。
ステップS1159において、製造条件・検査結果選択部132は、記憶されている工程種別を判断し、工程種別がシーケンシャル検査であればステップS1160の処理に進み、それ以外であればステップS1161の処理に進む。例えば、工程種別が追加検査の場合にはステップS1161の処理に進む。
ステップS1160において、本実施の形態では、製造条件・検査結果選択部132は、Spec-A(ステップS114で取得した工程番号)の検査結果が1(検査を通過したことを意味する)である製品個体の個体IDの集合ID-Aを取得し、Spec-Aの製造条件・検査結果テーブルから個体IDがID-Aにない行を削除する。
ステップS1161において、本実施の形態では、Spec-A(ステップS114で取得した工程番号)の検査結果が0(検査を通過しなかったことを意味する)である製品個体の個体IDの集合ID-Aを取得し、Spec-Aの製造条件・検査結果テーブルから個体IDがID-Aにない行を削除する。
[部品毎の部分不良予測モデルを結合する処理フロー]
次に、部品毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明する。
図25は、本発明の実施の形態の個別モデル結合部134が部品毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明するフローチャートである。
図25に示すように、ステップS1201において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル分類結果テーブル220に、良品率が良品条件ノードの良品率閾値(Threshold-A)を超えている分類結果ノードであってまだ処理されていないものがあるかどうかを判断し、あればステップS1202の処理に進み、なければ、ステップS1208の処理に進む。このとき、個別モデル統合部134は、閾値(Threshold-A)を例えば50%に設定し、殆どの製品個体が良品になるノードを選択する。
ステップS1202において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル分類結果テーブル220のまだ処理されていない行のうち良品率がThreshold-Aを超える任意行の分類結果番号(Pred-Rst)及び良品率(Yield-A)を取得する。
ステップS1203において、個別モデル統合部134は、ステップS116で学習した製造条件分析モデル構造テーブル200から根となるノード番号(Root-node)を取得する。
ステップS1204において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル構造テーブル200において、子ノード番号がPred-Rstであるセルの内容をRoot-nodeで更新する。
ステップS1205において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル構造テーブル200にステップS116で学習した製造条件分析モデル構造テーブルの内容を追加する。
ステップS1206において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210にステップS116で学習した製造条件分析モデル分岐条件テーブルの内容を追加する。
ステップS1207において、個別モデル統合部134は、ステップS116で学習した製造条件分析モデル分類結果テーブルの全ての行の良品率(Yield-B)をYield-A×Yield-Bで更新し、それらの行を製造条件分析モデル分類結果テーブル220に追加し、ステップS1201の処理に戻る。
ステップS1208において、個別モデル統合部134は、製造条件分析モデル構造テーブル200から品目名(Part-Child-B)を取得し、製造条件分析モデル構造テーブル200の全ての行の品目名を、Part-Child-AとPart-Child-Bとを組立てた部品、中間製品、又は最終製品の品目名に更新し、終了する。
[仕様毎の部分不良予測モデルを結合する処理フロー]
次に、仕様毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明する。
図26は、本発明の実施の形態の個別モデル統合部134が仕様毎の部分不良予測モデルを結合する処理を説明するフローチャートである。
図26に示すように、ステップS1171において、個別モデル統合部134は、ステップS116で学習した不良分析モデルから良品率が閾値(Threshold-A)を超えていない分類結果ノードにまだ処理されていないものあるかどうかを判断し、あればステップS1172の処理に進み、なければ終了する。
ステップS1172において、個別モデル統合部134は、Insp-Type(S118で記憶された工程種別)がシーケンシャル検査又は初期検査のいずれかであるかを判断し、そうであればステップS1173の処理に進み、そうでなければ、ステップS1174の処理に進む。例えば、Insp-Typeが追加検査の場合はステップS1174の処理に進む。
ステップS1173において、個別モデル統合部134は、ステップS1202~S1207(図25)の処理を行い、子部品Part-Child-Aの不良分析モデルを更新する。
ステップS1174において、個別モデル統合部134は、ステップS116で学習した製造条件分析モデル分類結果テーブルに含まれる行のうち、まだ処理されておらず、かつ、良品率がThreshold-Aを超えていない行の分類結果番号(Pred-Rst)を取得する。
ステップS1175において、個別モデル統合部134は、ステップS1202~S1206(図25)の処理を行い、ステップS116で学習した不良分析モデルの不良分析モデルを更新する。
ステップS1176において、個別モデル統合部134は、ステップS116で学習した不良分析モデルの分類結果テーブルの全ての行の良品率(Yield-B)をYield-A+Yield-B×(1-Yield-A)で更新し、それらを製造条件分析モデル分類結果テーブル220に追加する。
[部品を組立てる際に部分不良分析モデルの統合]
次に、部品を組立てる際に部分不良分析モデルの統合について説明する。
図27は、本発明の実施の形態において部品を組立てる際に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。
本実施の形態では、ヨークとシャフトを組立てて、サブアッシーという中間製品を製造するため、ヨークの仕様に関する部分分析モデルとシャフトの仕様に関する部分分析モデルとを統合する。図27に示すように、ヨークの漏れ電流という仕様の部分不良分析モデルにシャフトの内歯半径という仕様に関する部分分析モデルを結合する際に、漏れ電流に関する決定木モデルの全ての良品ノード(良品率がThreshold-Aより高い)に内歯半径の決定木モデルを貼り付ける。
また、内歯半径の決定木モデルの全ての分類結果ノードの良品率を調整する。具体的には、内歯半径の決定木モデルの分類結果ノードの良品率Yield-Bを貼り付けられた漏れ電流の決定木の良品ノードの良品率Yield-Aと調整前のYield-Bの積で更新する。例えば、結合後の内歯半径の決定木モデルのノードの良品率をそれぞれ99.8%×92.5%=92.3%、0%、98.9%×97.5%=96.4%、0%と更新する。
[シーケンシャル検査の場合の部分不良分析モデルの統合]
次に、シーケンシャル検査の場合、部分不良分析モデルの統合について説明する。
図28は、本発明の実施の形態において、シーケンシャル検査の場合に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。
本実施の形態では内歯半径について検査し、その検査を通過した製品個体のみが角加速度の検査を受けるため、内歯半径に関する部分分析モデルと角加速度検査の仕様に関する部分分析モデルとを統合する。図28に示すように、内歯半径に関する部分分析モデルと角加速度検査の仕様に関する部分分析モデルを統合する際に、内歯半径に関する決定木モデルの全ての良品ノード(良品率がThreshold-Aより高い)に角加速度に関する決定木モデルを貼り付ける。
また、角加速度に関する決定木モデルの全ての分類結果ノードの良品率を調整する。具体的には、角加速度に関する決定木モデルの分類結果ノードの良品率Yield-Bを貼り付けられた内歯半径に関する決定木モデルの良品ノードの良品率Yield-Aと調整前のYield-Bの積で更新する。例えば、結合後の角加速度に関する決定木モデルのノードの良品率をそれぞれ97.5%×96.7%=94.3%及び0%で更新する。
[追加検査の場合の部分不良分析モデルの統合]
次に、追加検査の場合、部分不良分析モデルの統合について説明する。
図29は、本発明の実施の形態において、追加検査の場合に部分不良分析モデルを統合する例を説明する図である。
本実施の形態では製品Aの角加速度について検査し、その検査を通過しなかった製品個体のみがバックラッシの検査を受けるため、角加速度に関する部分分析モデルとバックラッシの仕様に関する部分分析モデルを統合する。図29に示すように、角加速度に関する部分分析モデルとバックラッシ検査の仕様に関する部分分析モデルを統合する際に、角加速度に関する決定木モデルの全ての不良品ノード(良品率がThreshold-Aより低い)にバックラッシに関する決定木モデルを貼り付ける。
また、バックラッシに関する決定木モデルの全ての分類結果ノードの良品率を調整する。具体的には、貼り付けられた角加速度に関する決定木モデルの良品ノードの良品率をYield-Aとすると、バックラッシに関する決定木モデルの分類結果ノードの良品率Yield-BをYield-A+Yield-B×(1-Yield-A)で更新する。例えば、結合後バックラッシの決定木モデルのノードの良品率をそれぞれ15.7%+(1-15.7%)×99.5%=99.9%と0%で更新する。
[製造条件分析画面の画面例]
次に、製造条件分析画面について説明する。
図30は、本発明の実施の形態において表示される製造条件分析画面の一例を説明する図である。
図30に示すように、製造条件分析画面では結合された不良分析モデルが表示されている。
以下、本発明の第1の実施の形態にかかる製造条件分析システム2を説明する。これは、これまでに説明した実施の形態の変形例である。以下に説明する相違点を除き、当該変形例における各部は、図1から図30を参照して説明した実施の形態の同一の符号を付した各部と同様であるため、説明を省略する。
図31は、本発明の実施の形態にかかる工場の製造システム構成を説明する図である。
図31に示すように、情報系インターネットを介して接続されている工場A40と工場B60がある。工場A40は、MESシステム10、製造条件分析システム100及び社外向けサーバ500を有している。工場Bは、MESシステム70、製造条件分析システム300及び社外向けサーバ400を有している
工場A40のMESシステム(Manufacturing Execution System)10は、制御系イントラネットワーク20を介して、製造工場内に設けられた各製造設備(設備SM110、設備SM120、・・・設備SM5N0)と接続されており、各製造設備を制御するとともに、各製造設備で製造された製品の製造結果に関する情報が収集されるようになっている。
製造条件分析システム100は、情報系イントラネットワーク30を介してMESシステム10と接続されており、MESシステム10との間で各種情報の交換が可能となっている。
社外向けサーバ500は情報系イントラネットワーク30を介してMESシステム10及び製造条件分析システム100と接続されており、各種情報の交換が可能となっている。社外向けサーバ500は、社内通信用I/F511、社外通信用I/F512、主記憶装置513及びCPU514を有する。社内通信用I/F511は情報系イントラネットワーク30に、社外通信用I/F512は情報系インターネット50に、それぞれ接続されている。
工場B60のMESシステム10は、制御系イントラネットワーク80を介して、製造工場内に設けられた各製造設備(設備PM110、設備PM120)と接続されており、各製造設備を制御するとともに、各製造設備で製造された製品の製造結果に関する情報が収集されるようになっている。
製造条件分析システム300は、情報系イントラネットワーク30を介してMESシステム70と接続されており、MESシステム70との間で各種情報の交換が可能となっている。
社外向けサーバ400は情報系イントラネットワーク30を介してMESシステム70及び製造条件分析システム300と接続されており、各種情報の交換が可能となっている。社外向けサーバ400は、社内通信用I/F413、社外通信用I/F414、主記憶装置411及びCPU412を有する。社内通信用I/F413は情報系イントラネットワーク30に、社外通信用I/F414は情報系インターネット50に、それぞれ接続されている。
次は、工場B60における製造条件分析システムのブロック図について説明する。
図32は、本発明の実施の形態の工場B60における製造条件分析システム300を説明するブロック図である。
工場B60における製造条件分析システム300は、良品条件定義サーバ120、統合モデル構築サーバ130、製造条件特定サーバ140及びデータ格納サーバ150を有している。
良品条件定義サーバ120は、リクエスト監視部121と、GUI表示部122と、部品構成生成部123と、工程情報生成部124と、データ取得部126と、良品条件生成部125と、を有している。
リクエスト監視部121はサーバへの製造条件分析リクエストを監視し、リクエストがあれば、GUI表示部122を呼び出す。
GUI表示部122は良品条件定義画面(図良品条件定義画面の画面例に参照)を表示し、ユーザに分析したい製品の製品名を指定してもらう。
データ取得部126は、工場Aで製造された選択された製品の部品に関する工程情報、部品構成および製造データテーブルを取得する。
部品構成生成部123は、選択された製品の部品構成に工場Aで製造された部品の部品構成を結合する。
工程情報取得部124は、選択された製品の工程情報に工場Aで製造された部品の工程情報を結合し、GUI表示部122を呼び出す。
GUI表示部122は、取得した部品構成及び工程情報に基づいて、良品条件定義画面(図21参照)を表示し、各工程の品目名および工程種別をユーザに選択してもらう。
良品条件生成部125は、ユーザが指定した各工程の品目名および工程種別から良品条件テーブル190を生成し、データ格納サーバ150に格納し、統合モデル構築サーバ130の処理を呼び出す。
統合モデル構築サーバ130は、良品条件解析部131と、製造条件・検査結果選択部132と、個別モデル学習部133と、個別モデル統合部134と、を有している。
良品条件解析部131は、データ格納サーバ150に格納されている良品条件テーブル190を解析し、製造条件・検査結果選択部132の処理を呼び出す。
製造条件・検査結果選択部132は、良品条件解析部131の解析結果に基づいて、製造条件・検査結果を選択し、個別モデル学習部133の処理を呼び出す。
個別モデル学習部133は、製造条件・検査結果選択部132に選択された製造条件および検査結果から個別不良分析モデルを学習し、個別不良分析モデルの構造、分岐条件および分類結果をそれぞれ製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210および製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納する。
個別モデル統合部134は、良品条件解析部131の解析結果に基づいて、個別モデル学習部133で学習した複数の個別不良分析モデルを統合不良分析モデルに統合し、統合した不良分析モデルの構造、分岐条件および分類結果をそれぞれ製造条件分析モデル構造テーブル200、製造条件分析モデル分岐条件テーブル210および製造条件分析モデル分類結果テーブル220に格納し、製造条件特定サーバ140の処理を呼び出す。
製造条件特定サーバ140は、製造条件特定部141と、製造条件表示部142と、を有している。
製造条件特定部141は、統合不良分析モデルに基づいて、全ての仕様を満足する適切な製造条件の組み合わせを特定し、製造条件表示部142の処理を呼び出す。
製造条件表示部142は、全ての仕様を満足する適切な製造条件の組み合わせをGUI画面としてユーザに表示する。
データ格納サーバ150には、工場Aの設備の製造データテーブル160-A~160-Nに加えて、工場Bの設備PM110の製造データテーブル160-O及び設備PM120の製造データテーブル160-Pが保持される。
次に、工場B60の製造条件分析システム300の部品構成テーブル230について説明する。
図33は、本発明の実施の形態の製造条件分析システム300の部品構成テーブル230の一例を説明する図である。
図33に示すように、部品構成テーブル230には、親部品231と、子部品232と、員数233とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
親部品231は、子部品を組立てることによって製造される親部品の部品名である。
子部品232は、親部品を構成する子部品の部品名である。
員数233は、1つの親部品が何個の子部品から構成されるかを表している。
[工程情報テーブル]
図34は、本発明の実施の形態の工程情報テーブル240の一例を説明する図である。
図34に示すように、工程情報テーブル240には、工場名241と、ライン番号242と、工程番号243と、並列番号244と、設備番号245と、工程名246とが、それぞれ関連付けられて記憶されている。
工場名241は、製品が製造された製造設備を有する工場の名前であり、例えば、工場名が「工場A」である工場で製品が製造されたことを示している
ライン番号242は、製品が製造された製造設備のライン番号である。図34の例は、ライン番号が「1」の製造設備及び「5」の製造設備で製品が製造されたことを示している。
工程番号243は、それぞれの工程が当該組立ラインのうち何番目の工程であるかを示している。異なる種別の工程の場合、工程番号には、異なる番号が順次割り振られ、同種の工程が複数ある場合、同一の番号が割り振られる。
並列番号244は、当該組立ラインにおいて、製造工程が直列に設けられた直列工程と、並列に設けられた並列工程との何れであるのかを示している。製造工程が、直列工程である場合、並列番号244には「1」が記憶され、並列工程である場合、並列に設けられた一方の工程に「1」、他方の工程に「2」が記憶される。並列番号244は、並列に設けられている設備の数だけ「3」、「4」と順次増加する。
設備番号245は、当該製造工程の番号を示している。図34の例では、設備番号245には、SM110、SM120、・・・、SM5N0、PM110、PM120の何れかが記憶される。
工程名246は、当該製造工程(製造設備)の名称である。図34の例では、製品に個別IDが付されない設備SM110として、具体的には「ヨーク着磁」が記憶される。そして、製品に個別IDが付される設備SM120、SM5N0として、具体的には、それぞれ「漏れ電流検査」、「バックラッシ検査」が記憶される。
次は製造条件分析システム300の製造条件分析システムの処理フローを説明する。
図35は、本発明の実施の形態の製造条件分析システム300の処理フローを説明する図である。
図35に示すように、ステップS201において、製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120は、リクエストを受けたかどうかを判断し、受けたらステップS202の処理に進み、受けなかったらステップS201の処理に戻る。
ステップS202において、良品条件定義サーバ120は、製品選択画面を表示し、作業者が分析したい製品を選択する。
ステップS203において、工場B60の製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120のデータ取得部126は、工場Aで製造された選択された製品の部品に関する工程情報、部品構成および製造データテーブルを取得する。
ステップS204において、工場B60の製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120の部品構成生成部123は、選択された製品の部品構成に工場Aで製造された部品の部品構成を結合する。
ステップS205において、工場B60の製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120の工程情報生成部124は、選択された製品の工程情報に工場Aで製造された部品の工程情報と結合する。
ステップS206において、工場B60の製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120のGUI表示部122は、良品条件定義画面を表示する。
ステップS203において、工場B60の製造条件分析システム300の良品条件定義サーバ120は、ステップS104~ステップS108(図22参照)の処理を行い、ステップS201の処理に戻る。
以上に説明した本発明の実施の形態の製造方法の代表的な例をまとめると次の通りとなる。
(1)製品を製造するための複数の部品が複数の製造工程および複数の検査工程(例えば図1の設備SM110、SM210、SM5N0等によって行われる工程)を順次通過する製造ラインを管理する製造システムが実行する製造方法であって、
前記製造システムは、プロセッサ(例えばCPU112)と、前記プロセッサに接続される記憶装置(例えば主記憶装置111及びデータストア115)と、を有し、
前記記憶装置は、
製造装置における各製造工程の実際の製造条件(例えば製造データテーブル160-A、160-C、160-E、160-F、160-G等)と、
検査装置における各検査工程の実際の検査結果(例えば製造データテーブル160-B、160-D、160-M、160-N等)と、
前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報(例えば部品構成テーブル170)と、
前記各製造工程及び前記各検査工程の内容及び順序関係を示す情報(例えば工程情報テーブル180と、を保持し、
前記製造方法は、
前記プロセッサが、前記製造条件および前記検査結果から、第一検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第一部分不良分析モデル、及び、第二検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第二部分不良分析モデルを生成するために利用する製造条件および検査結果を抽出する第一手順(例えば図23のステップS115)と、
前記プロセッサが、前記抽出された製造条件および検査結果に基づいて、前記第一部分不良分析モデル、及び、前記第二部分不良分析モデルを生成する第二手順(例えば図23のステップS116)と、
前記プロセッサが、前記製造工程の内容、前記各製造工程の順序関係及び前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合する方法を選択する第三手順(例えば図23のステップS117、特に図26のステップS1172)と、
前記プロセッサが、前記選択された統合方法で前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合することによって、統合不良分析モデルを生成する第四手順(例えば図23のステップS117)と、
前記プロセッサが、前記統合不良分析モデルに基づいて前記各製造工程の製造条件を特定する第五手順(例えば図22のステップS107)と、
前記プロセッサが、前記特定された製造条件を出力し、前記製造工程に設定する第六手順(例えば図22のステップS108)と、を含むことを特徴とする。
これによって、製造条件が複数の製品仕様に影響する場合において、製造条件や測定結果などの製造データを分析した結果に基づいて、適切な製造条件を特定し、設定することができる。
(2)また、前記第一手順において、前記プロセッサは、
前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報に基づいて、前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成を判断し、
前記第一部品及び前記第二部品が同じ階層の独立に製造及び検査される部品(例えば図12のヨーク及びシャフト等)である場合、前記第一部品及び前記第二部品に関する前記製造条件及び前記検査結果を全て抽出し(例えば図24のステップS1154)、
前記第一部品及び前記第二部品が同じ階層の独立に製造及び検査される部品でない場合、前記第一部品に関する検査工程である第一の検査工程の種別を判断し(例えば図24のステップS1158及びS1159)、
前記第一の検査工程の種別が、検査を通過した部品のみを後工程に流すシーケンシャル検査である場合、検査を通過した部品に関する製造条件及び検査結果のみを抽出し(例えば図24のステップS1160)、
前記第一の検査工程の種別が、検査を通過しない部品のみを後工程に流す追加検査である場合、検査を通過しない部品に関する製造条件及び検査結果のみを抽出する(例えば図24のステップS1161)。
これによって、それぞれの工程の種別に応じて、適切な不良分析モデルが生成される。
(3)また、前記第二手順において、前記プロセッサは、
前記第一手順において抽出された製造条件M及び検査結果Iから、製造条件Mで条件付けられた検査結果が良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(I=良|M)を前記部分不良分析モデルとして学習する。
これは、例えば、図27~図29に示した破線で囲まれたそれぞれの不良分析モデルを学習することに相当する。これによって、それぞれの工程に関する不良分析モデルが生成される。
(4)また、前記第三手順において、前記プロセッサは、
前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、最下位階層の複数の部品の各々について、複数の仕様に関する部分不良分析モデルを結合することによって、各部品に関する部分不良分析モデルを構築し、
同じ階層の独立に製造・検査される複数の部品の部分不良分析モデルを結合することによって、一階層上位の部品に関する部分不良分析モデルを構築し、
最上位階層の前記製品の不良分析モデルが構築されるまで、前記一階層上位の部品に関する部分不良分析モデルの構築を繰り返す。
これは、例えば、図27~図29に示すように、部分不良分析モデルを統合することに相当する。これによって、それぞれの単独の工程のみに関する部分不良分析モデルから、複数の工程に関する不良分析モデルを生成することができる。
(5)また、前記第三手順において、前記プロセッサは、
前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成を判断し、前記第一部品と前記第二部品とが同じ階層の独立に製造及び検査される部品である場合、
前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第二部品に関する第二検査工程の前工程の製造条件MBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MB)を生成し、
前記第一部分不良分析モデルP(IA=良|MA)と前記第二部分不良分析モデルP(IB=良|MB)を、式(1)に示すように掛け合わせることによって、第三不良分析モデルとして、前記第一検査工程の前工程の製造条件MAと前記第二検査工程の前工程の製造条件MBとの組合せで条件付けられた、前記第一部品が前記第一仕様Aを満たし、かつ、前記第二部品が前記第二仕様Bを満たす確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良,IB=良|MA,MB)を生成する。
P(IA=良,IB=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)×P(IB=良|MB) ・・・(1)
これは、例えば図27に示す部分不良分析モデルの統合に相当する。これによって、例えばヨークとシャフト等、同じ階層の独立に製造及び検査される部品の不良分析モデルが適切に統合される。
(6)また、前記第三手順において、前記プロセッサは、
前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成に基づいて、前記第一部品と前記第二部品とが同一部品であると判断し、かつ、前記第一部品に関する第一検査工程の種別が、検査を通過した部品のみを後工程に流すシーケンシャル検査であると判断した場合、
前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第一検査工程を通過した部品に関して、前記第二部品に関する第二の検査工程の前工程の製造条件MA及びMBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MA, MB,IA=良)を生成し、
前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを式(2)に示すように掛け合わせることによって、前記第二仕様が検査される前の全製造条件(MA,MB)で条件付けられた、前記第一仕様及び前記第二仕様を全て満たす確率をモデリングする第三不良分析モデルP(IA=良,IB=良|MA,MB)を生成する。
P(IA=良,IB=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)×P(IB=良|MA,MB,IA=良) ・・・(2)
これは、例えば図28に示す部分不良分析モデルの統合に相当する。これによって、例えばシャフトの内歯検査等、良品のみを後工程(例えばピン圧入)に流すシーケンシャル検査の場合の不良分析モデルが適切に統合される。
(7)また、前記第三手順において、前記プロセッサは、
前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成に基づいて、前記第一部品と前記第二部品とが同一部品であると判断し、かつ、前記第一部品に関する第一検査工程の種別が、検査を通過しない部品のみを後工程に流す追加検査であると判定した場合、
前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第一検査工程を通過しない部品に関して、前記第二部品に関する第二検査工程の前工程の製造条件MA及びMBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MA,MB,IA=良)を生成し、
前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを式(3)に示すように結合させることによって、第一仕様又は第二仕様を満たす良品の、第二仕様が検査される前の全製造データ(MA,MB)に関する第三不良分析モデルを生成する。
P(IA,B=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)+(1-P(IA=良|MA))×P(IB=良|MA,MB,IA=不良) ・・・(3)
これは、例えば図29に示す部分不良分析モデルの統合に相当する。これによって、例えば角速度検査等、不良品のみを後工程(例えばバックラッシ検査)に流す追加検査の場合の不良分析モデルが適切に統合される。
(8)また、前記第五手順において、前記プロセッサは、前記製品の不良分析モデルP(IA=良,…,IN=良|MA,…,MN)から、式(4)の計算によって、全仕様を満たす製造条件を特定する。
arg max{P(IA=良,…,IN=良|MA,…,MN)} ・・・(4)
これは、図27~図29に示すような部分不良分析モデルの統合を、製品における部品の構成及び工程の順序関係に従って繰り返すことによって、最終的に図18に示すような統合不良分析モデルを生成し、それに基づいて、例えば良品率が最大の99.5%になる各工程の製造条件を特定することに相当する。これによって、各工程の良品率を最大化するための各工程の製造条件ではなく、製品としての良品率を最大化するための各工程の製造条件を特定することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive)等の記憶デバイス、または、ICカード、SDカード、DVD等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
10 MESシステム(Manufacturing Execution System)
11、111 主記憶装置
12、112 CPU
13、113 情報用通信I/F
14 制御用通信I/F
15、114 外部記憶装置I/F
16、115 データストア
20 制御系イントラネットワーク
30 情報系イントラネットワーク
30-A~30-N 設備
100 製造条件分析システム
116 外部装置I/F
117 マウス
118 モニター
119 キーボード

Claims (10)

  1. 製品を製造するための複数の部品が複数の製造工程および複数の検査工程を順次通過する製造ラインを管理する製造システムが実行する製造方法であって、
    前記製造システムは、プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有し、
    前記記憶装置は、
    製造装置における各製造工程の実際の製造条件と、
    検査装置における各検査工程の実際の検査結果と、
    前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報と、
    前記各製造工程及び前記各検査工程の内容及び順序関係を示す情報と、を保持し、
    前記製造方法は、
    前記プロセッサが、前記製造条件および前記検査結果から、第一検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第一部分不良分析モデル、及び、第二検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第二部分不良分析モデルを生成するために利用する製造条件および検査結果を抽出する第一手順と、
    前記プロセッサが、前記抽出された製造条件および検査結果に基づいて、前記第一部分不良分析モデル、及び、前記第二部分不良分析モデルを生成する第二手順と、
    前記プロセッサが、前記製造工程の内容、前記各製造工程の順序関係及び前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合する方法を選択する第三手順と、
    前記プロセッサが、前記選択された統合方法で前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合することによって、統合不良分析モデルを生成する第四手順と、
    前記プロセッサが、前記統合不良分析モデルに基づいて前記各製造工程の製造条件を特定する第五手順と、
    前記プロセッサが、前記特定された製造条件を出力し、前記製造工程に設定する第六手順と、を含むことを特徴とする製造方法。
  2. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第一手順において、前記プロセッサは、
    前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報に基づいて、前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成を判断し、
    前記第一部品及び前記第二部品が同じ階層の独立に製造及び検査される部品である場合、前記第一部品及び前記第二部品に関する前記製造条件及び前記検査結果を全て抽出し、
    前記第一部品及び前記第二部品が同じ階層の独立に製造及び検査される部品でない場合、前記第一部品に関する検査工程である第一の検査工程の種別を判断し、
    前記第一の検査工程の種別が、検査を通過した部品のみを後工程に流すシーケンシャル検査である場合、検査を通過した部品に関する製造条件及び検査結果のみを抽出し、
    前記第一の検査工程の種別が、検査を通過しない部品のみを後工程に流す追加検査である場合、検査を通過しない部品に関する製造条件及び検査結果のみを抽出することを特徴とする製造方法。
  3. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第二手順において、前記プロセッサは、
    前記第一手順において抽出された製造条件M及び検査結果Iから、製造条件Mで条件付けられた検査結果が良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(I=良|M)を前記部分不良分析モデルとして学習することを特徴とする製造方法。
  4. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第三手順において、前記プロセッサは、
    前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、最下位階層の複数の部品の各々について、複数の仕様に関する部分不良分析モデルを結合することによって、各部品に関する部分不良分析モデルを構築し、
    同じ階層の独立に製造・検査される複数の部品の部分不良分析モデルを結合することによって、一階層上位の部品に関する部分不良分析モデルを構築し、
    最上位階層の前記製品の不良分析モデルが構築されるまで、前記一階層上位の部品に関する部分不良分析モデルの構築を繰り返すことを特徴とする製造方法。
  5. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第三手順において、前記プロセッサは、
    前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成を判断し、前記第一部品と前記第二部品とが同じ階層の独立に製造及び検査される部品である場合、
    前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
    前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第二部品に関する第二検査工程の前工程の製造条件MBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MB)を生成し、
    前記第一部分不良分析モデルP(IA=良|MA)と前記第二部分不良分析モデルP(IB=良|MB)を、式(1)に示すように掛け合わせることによって、第三不良分析モデルとして、前記第一検査工程の前工程の製造条件MAと前記第二検査工程の前工程の製造条件MBとの組合せで条件付けられた、前記第一部品が前記第一仕様Aを満たし、かつ、前記第二部品が前記第二仕様Bを満たす確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良,IB=良|MA,MB)を生成することを特徴とする製造方法。
    P(IA=良,IB=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)×P(IB=良|MB) ・・・(1)
  6. 請求項5に記載の製造方法であって、
    前記第三手順において、前記プロセッサは、
    前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成に基づいて、前記第一部品と前記第二部品とが同一部品であると判断し、かつ、前記第一部品に関する第一検査工程の種別が、検査を通過した部品のみを後工程に流すシーケンシャル検査であると判断した場合、
    前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
    前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第一検査工程を通過した部品に関して、前記第二部品に関する第二の検査工程の前工程の製造条件MA及びMBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MA, MB,IA=良)を生成し、
    前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを式(2)に示すように掛け合わせることによって、前記第二仕様が検査される前の全製造条件(MA,MB)で条件付けられた、前記第一仕様及び前記第二仕様を全て満たす確率をモデリングする第三不良分析モデルP(IA=良,IB=良|MA,MB)を生成することを特徴とする製造方法。
    P(IA=良,IB=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)×P(IB=良|MA,MB,IA=良) ・・・(2)
  7. 請求項6に記載の製造方法であって、
    前記第三手順において、前記プロセッサは、
    前記複数の部品のうち第一部品及び第二部品の前記製品における構成に基づいて、前記第一部品と前記第二部品とが同一部品であると判断し、かつ、前記第一部品に関する第一検査工程の種別が、検査を通過しない部品のみを後工程に流す追加検査であると判定した場合、
    前記第一部品に関する第一部分不良分析モデルとして、前記第一部品に関する第一検査工程の前工程の製造条件MAで条件付けられた第一仕様Aが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IA=良|MA)を生成し、
    前記第二部品に関する第二部分不良分析モデルとして、前記第一検査工程を通過しない部品に関して、前記第二部品に関する第二検査工程の前工程の製造条件MA及びMBで条件付けられた第二仕様Bが良品である確率をモデリングする条件付き確率分布P(IB=良|MA,MB,IA=良)を生成し、
    前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを式(3)に示すように結合させることによって、第一仕様又は第二仕様を満たす良品の、第二仕様が検査される前の全製造データ(MA,MB)に関する第三不良分析モデルを生成することを特徴とする製造方法。
    P(IA,B=良|MA,MB)=P(IA=良|MA)+(1-P(IA=良|MA))×P(IB=良|MA,MB,IA=不良) ・・・(3)
  8. 請求項7に記載の製造方法であって、
    前記第五手順において、前記プロセッサは、前記製品の不良分析モデルP(IA=良,…,IN=良|MA,…,MN)から、式(4)の計算によって、全仕様を満たす製造条件を特定することを特徴とする製造方法。
    arg max{P(IA=良,…,IN=良|MA,…,MN)} ・・・(4)
  9. 製品を製造するための複数の部品が複数の製造工程および複数の検査工程を順次通過する製造ラインを管理する製造管理システムが実行する製造管理方法であって、
    前記製造管理システムは、プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有し、
    前記記憶装置は、
    製造装置における各製造工程の実際の製造条件と、
    検査装置における各検査工程の実際の検査結果と、
    前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報と、
    前記各製造工程及び前記各検査工程の内容及び順序関係を示す情報と、を保持し、
    前記製造管理方法は、
    前記プロセッサが、前記製造条件および前記検査結果から、第一検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第一部分不良分析モデル、及び、第二検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第二部分不良分析モデルを生成するために利用する製造条件および検査結果を抽出する第一手順と、
    前記プロセッサが、前記抽出された製造条件および検査結果に基づいて、前記第一部分不良分析モデル、及び、前記第二部分不良分析モデルを生成する第二手順と、
    前記プロセッサが、前記製造工程の内容、前記各製造工程の順序関係及び前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合する方法を選択する第三手順と、
    前記プロセッサが、前記選択された統合方法で前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合することによって、統合不良分析モデルを生成する第四手順と、を含むことを特徴とする製造管理方法。
  10. 製品を製造するための複数の部品が複数の製造工程および複数の検査工程を順次通過する製造ラインを管理する製造システムであって、
    プロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶装置と、を有し、
    前記記憶装置は、
    製造装置における各製造工程の実際の製造条件と、
    検査装置における各検査工程の実際の検査結果と、
    前記製品における前記複数の部品の構成を示す情報と、
    前記各製造工程及び前記各検査工程の内容及び順序関係を示す情報と、を保持し、
    前記プロセッサは、
    前記製造条件および前記検査結果から、第一検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第一部分不良分析モデル、及び、第二検査工程で検査される仕様に関して製造条件から検査結果を推定する第二部分不良分析モデルを生成するために利用する製造条件および検査結果を抽出し、
    前記抽出された製造条件および検査結果に基づいて、前記第一部分不良分析モデル、及び、前記第二部分不良分析モデルを生成し、
    前記製造工程の内容、前記各製造工程の順序関係及び前記製品における前記複数の部品の構成に基づいて、前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合する方法を選択し、
    前記選択された統合方法で前記第一部分不良分析モデルと前記第二部分不良分析モデルとを統合することによって、統合不良分析モデルを生成し、
    前記統合不良分析モデルに基づいて前記各製造工程の製造条件を特定し、
    前記特定された製造条件を出力し、前記製造工程に設定することを特徴とする製造システム。
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