JP7186415B2 - 生産管理装置、および生産管理方法 - Google Patents

生産管理装置、および生産管理方法 Download PDF

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Description

本開示は、生産管理装置、および生産管理方法に関する。
従来、製造ラインに配置された生産設備の稼働状況に関する情報である稼働状況情報をそれぞれ取得し、各製造ラインについての稼働状況情報を提供する生産管理システムが知られている(例えば、特許文献1)。
特開2016-181188号公報
しかしながら、従来技術では、生産設備の状態に関わらず、稼働状態情報(例えば、生産個数や停止時間)を生成していた。このため、製品の生産数が予定の生産数に達したために製造設備を停止した場合であっても、異状停止時間とみなされるおそれがある。また、修理作業における動作確認のために生産設備が運転された場合であっても、生産個数や稼働時間がカウントされるおそれがある。したがって、生産設備の状態を反映しない稼働状態情報が生成され、提供される製造ラインの稼働状況情報が不正確になるおそれがある。
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置が提供される。この生産管理装置は、前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得する取得部と、前記製造ラインの稼働状態を示す属性を取得する属性取得部と、取得された前記属性を用いて、前記検出信号を用いた処理を実行する処理部と、を備える。
この生産管理装置によれば、製造ラインの稼働状態を示す属性を取得する属性取得部と、取得された属性を用いて、検出信号を用いた処理を実行する処理部を備えるので、製造ラインの稼働状態に応じて検出信号を用いた処理が変更される。したがって、製造ラインの稼働状態を反映しない稼働状態情報が生成され、提供される製造ラインの稼働状況情報が不正確になることを抑制または防止できる。
上記形態の生産管理装置において、前記属性は、少なくとも、計画停止、修理中、段替え、および保守のいずれか1つを含んでも良い。この生産管理装置によれば、計画停止、修理中、段替えおよび保守に対応できる。
上記形態の生産管理装置はさらに、前記属性を入力する属性入力部から入力された属性を取得してもよい。この生産管理装置によれば、属性を入力する属性入力部から入力された属性を取得できる。
上記形態の生産管理装置において、前記属性入力部は、操作者による入力を受け取る入力装置、または、前記製造ラインに配置されている生産設備から入力される前記生産設備の状態を示す状態情報を受け取る入力部の少なくともいずれか一方を含んでも良い。この生産管理装置によれば、属性入力部は、操作者による入力を受け取る入力装置、または、製造ラインに配置されている生産設備から入力される前記生産設備の状態を示す状態情報を受け取る入力部の少なくともいずれか一方を含むので、操作者が入力する属性、もしくは、装置から入力される状態情報の一方、または、両方を利用できる。
上記形態の生産管理装置において、前記処理部は、前記属性に基づいて、前記検出信号を計数または計数しない。この生産管理装置によれば、処理部は、属性に基づいて、検出信号を計数または計数しないので、製造ラインの稼働状態に応じて検出信号を計数するか否かを切り替えることができる。
上記形態の生産管理装置において、前記属性に基づいて、前記製造ラインの状態を示す管理情報を切り替えてもよい。この生産管理装置によれば、製造ラインの状態を示す管理情報を切り替えることができる。
本開示の他の形態によれば、製造ラインの生産状況を管理するための生産管理方法が提供される。この生産管理方法は、前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得し、前記製造ラインの稼働状態を示す属性を取得し、前記属性を用いて、前記検出信号を用いた処理を実行する。この生産管理方法によれば、製造ラインの稼働状態を示す属性を取得し、属性を用いて、検出信号を用いた処理を実行するので、製造ラインの稼働状態に応じて検出信号を用いた処理が変更される。したがって、製造ラインの稼働状態を反映しない稼働状態情報が生成され、提供される製造ラインの稼働状況情報が不正確になることを抑制または防止できる。
本開示は、生産管理装置および生産管理方法以外の種々の形態で実現することが可能であり、例えば、生産管理システム等の形態で実現することができる。
生産管理システムの全体図。 検出装置の内部構成を示すブロック図。 検出装置が生産設備に設置された際の様子を示す模式図。 生産管理装置の内部構成を示すブロック図。 製造ラインの属性毎に実行される処理を説明するための表。
A.実施形態
図1は、実施形態に係る生産管理システム100および製造ラインL1、L2を示す概略構成図である。生産管理システム100は、検出装置10a~10dと、生産管理装置20と、を有する。生産管理システム100は、製造ラインL1、L2による製品の生産を管理する。
検出装置10a~10dは、センサを有し、それぞれが対応する生産設備30a~30dの動作の検出が可能となるように配設されている。生産設備30a~30dの動作とは、生産設備30a~30dが製品を加工するための動作であり、好ましくは製品が繰り出される度にとられる動作である。また、検出装置10a~10dは、製造ラインL1、L2の属性を取得する。属性とは、製造ラインL1、L2の稼働状態を示す情報であり、例えば、正常に動作していることを示す情報や、保守点検中であることを示す情報である。検出装置10a~10dは、動作の検出結果である検出信号および生産設備30a~30dの稼働状態情報を生産管理装置20へと送信する。
生産管理装置20は、検出装置10a~10dから送信された検出信号および稼働状態を受信することによって取得する。生産管理装置20は、受信した稼働状態を用いて製造ラインL1、L2の属性を取得し、検出信号を用いて製造ラインL1、L2の生産状況を示す生産状況情報を生成する。生産状況情報とは、例えば、製品の加工に要する時間であるサイクルタイムや、生産設備30a~30dの稼働率や、生産設備30a~30dの運転および停止時間である。生産管理装置20は、属性に基づいて、生成する生産状況情報を切り替える。生産管理装置20の詳細な説明は、後述する。
製造ラインL1、L2は、加工対象を搬送する搬送機構41と、搬送機構41の搬送軌道に沿って配置された生産設備30a~30dと、を有する。搬送機構41は、例えば、ベルトコンベアである。生産設備30a~30dは、例えば、金属加工機、溶接機、樹脂成形機、塗装機である。各生産設備30a~30dには、生産処理、加工処理を実行するためのプログラマブルロジックコントローラ(PLC)およびPLCに接続されているセンサが備えられている。PLCに接続されたセンサとは、例えば、生産設備30a~30dあるいは搬送機構41に組み込まれている生産設備30a~30dの状態を検出するためのセンサである。このセンサは、製造ラインおよび生産設備を作動させるために製造ラインL1、L2および生産設備30a~30dの設置・配置時に配置されている。
図2は、検出装置10aの内部構成を説明するためのブロック図である。検出装置10aは、検出部11と、属性入力部12と、コントロール部13と、送信部14と、を有している。以下では、検出装置10a~10dの代表例として検出装置10aを用いて、検出装置10a~10dの内部構成を説明する。各検出装置10a~10dは、同様の構成を有する。
検出部11は、生産設備30aの生産状態を検出するセンサである。生産状態とは、例えば、製品の繰り出しに関する生産設備30aの動作や、生産設備30aによる加工対象の取り込みおよび排出、である。検出部11として使用するセンサは、例えば、製造設備30aが製品を繰り出す際の扉の開閉を検出する加速度センサや、生産設備30aから繰り出される製品を検出する光センサ、である。検出部11は、アナログセンサでもよくデジタルセンサであってもよい。検出部11は、コントロール部13と通信可能に接続されている。
属性入力部12は、生産設備30aの近傍に備えられ、製造ラインL1の属性を入力するための入力装置を有する。属性入力部12への属性の入力は、手動で行なわれ、例えば、作業員が入力装置を操作することによって実行される。入力される属性には、計画停止や、修理中や、段替えや、保守が含まれる。製造ラインL1の属性は、製造ラインL1に配設された生産設備30a、30bの稼働状態によっても変化する。属性入力部12は、入力された属性をコントロール部13へ出力する。属性入力部12は、コントロール部13と通信可能に接続されている。
コントロール部13は、図示しない中央演算処理装置(CPU)と記憶装置とを備えている。コントロール部13は、例えば、検出信号に含まれるノイズの除去や、時間情報の生成を行なう。コントロール部13は、検出部11がアナログセンサである場合には、検出部11によって生成される検出信号をアナログ信号からデジタル信号への変換を行なってもよい。アナログ信号からデジタル信号への変換には、例えば二値化処理を用いることができる。
図3は、検出装置10aが生産設備30aに設置された際の様子を示す模式図である。検出装置10aは、生産設備30aの近傍であって、生産設備30aから加工終了品WPが排出される位置に配置されている。検出部11は、生産設備30aの動作を示す情報として加工終了品WPの搬送(排出)を検出する。検出装置10aは、検出部11として光電式の光センサを有する。光電式の光センサは、光源と光源からの光を受光する受光部とによって構成される。光電式の光センサによる加工終了品WPの搬送の検出は、搬送機構41によって搬送される加工終了品WPの通過を光の遮断を検出することによって行なうことができる。加工終了品WPは、製造ラインL1から製品が繰り出される度に搬送される。属性入力部12は、生産設備30aを操作、点検、もしくは修理する作業員によって操作可能な位置に配置されている。
図4は、生産管理装置の内部構成、生産管理装置20の内部構成を説明するためのブロック図である。生産管理装置20は、中央演算処理部(CPU)21と、記憶部22と、送受信部23と、生産状況情報を表示する表示部24と、生産管理装置20への入力を行なうための入力部25と、を有する。CPU21と記憶部22と送受信部23は、通信バスを介して相互に通信が可能となるように接続されている。送受信部23は、無線通信を介して、検出装置10a~10dと接続されている。
CPU21は、検出信号や時間情報を用いて各種処理を行なう処理部である。CPU21は、例えば、送受信部23が受信した検出信号を取得する取得部211や、取得した検出信号の計数処理を行なう計数部212や、製造ラインL1、L2の属性を取得する属性取得部213や、検出信号を用いて生産状況情報を生成する生産状況情報生成部214として機能する。CPU21は、送受信部23を介して検出装置10a~10dから入力された属性と検出信号とに基づいて、属性を取得する。CPU21は、取得した属性を記憶部22に記憶させる。生産状況情報生成部214は、記憶部22に記憶されている属性に応じて生成する生産状況情報を変更する。検出信号や生産状況情報は、CPU21から記憶部22へと出力される。CPU21の各種機能を実現するための各種プログラムは、記憶部22に記憶されている。
生産管理情報は、例えば、生産個数情報や、停止時間情報や、製造ラインL1、L2の管理情報である。生産個数情報は、製造ラインL1、L2もしくは生産設備30a~30dによって生産された製品の数量を示す情報である。生産個数情報は、例えば、検出信号を計数することによって得られる。停止時間情報は、製造ラインL1、L2もしくは生産設備30a~30dが正常に稼働していない時間を示す情報である。停止時間情報は、例えば、検出信号が取得されない時間や、製造ラインL1、L2が正常に稼働していないことを示す属性(例えば、修理中)であった時間、を計時することによって得られる。管理情報は、製造ラインL1、L2の稼働状態を管理するための情報である。稼働情報は、例えば、製造ラインL1、L2の属性が切り替えられた時刻と、切り替えられる前の属性と、切り替えられた後の属性と、を記録することによって得られる。
記憶部22は、読み込み及び書き込みが可能な記憶媒体であり、例えば、RAMや、ハードディスク(HDD)を用いることができる。本実施形態では、記憶部22として、HDDを採用している。記憶部22は、例えば、前述したCPU21の各種機能を実現するための各種プログラムや、生産状況情報を生成する際に必要となる基準パルス数や、基準パルス間隔を格納している。また、記憶部22は、生産設備30a~30dの属性や検出信号を一時的に記憶する。
送受信部23は、検出装置10a~10dから検出信号を受信する受信部として機能する。また、送受信部23は、記憶部22に記憶されている情報を図示しない端末装置に送信する送信部としても機能する。生産管理装置20は、端末装置に情報を送信することによって、生産管理装置20の表示の確認が困難な場所にも情報を提供できる。また、送受信部23は、クラウドコンピュータ等の情報共有システムに対して情報を送信しても良い。
図5は、製造ラインの属性毎に実行される処理を説明するための表である。以下では、図5を参照して、CPU21によって実行される処理の内容を説明する。CPU21によって実行される処理とは、取得した検出信号と記憶部22が記憶している属性を用いた処理である。記憶部22が記憶する属性は、取得した検出信号または検出装置10aから送信された属性に基づいて変更される。
属性が「稼働中」である場合には、CPU21は、検出信号を計数する。CPU21は、計数の結果を生産個数情報として記憶部22に記憶させる。また、CPU21は、停止時間を計時する。CPU21は、計時した停止時間を停止時間情報として記憶部22に記憶させる。「稼働中」とは、生産設備30aが稼働状態であることを示している。「稼働中」から「稼働中」以外の属性に切り替えは、検出装置10aの属性入力部12に属性を入力され、記憶部22に記憶されている属性が「稼働中」から入力された属性に変更されることによって実行される。
属性が「計画停止」である場合には、CPU21は、停止時間を計時しない。具体的には、属性が「計画停止」に切り替わると、CPU21による停止時間の計時が停止する。CPU21は、属性が「計画停止」である場合に検出信号を取得すると、属性を「計画停止」から「稼働中」へと切り替える。つまり、検出信号は、状態を「計画停止」から「稼働中」へ切り替えるトリガーとして機能する。また、取得した検出信号は計数される。属性が「稼働中」に切り替わると、CPU21による停止時間の計時は再開される。「計画停止」とは、生産設備30aが計画停止状態であることを示している。計画停止状態とは、例えば、予定の生産数が達成されたために生産設備30a~30dの運転を停止している状態である。
属性が「修理中」である場合には、CPU21は、検出信号を用いた処理を行なわない。つまり、CPU21は、検出信号を計数せず、検出信号を属性の切り替え信号として用いない。したがって、例えば、修理中の動作確認によって検出信号が取得された場合であっても、検出信号は計数されない。また、CPU21は、属性が「修理中」である間を停止時間として計時する。「修理中」から「修理中」以外の属性に切り替えは、検出装置10aの属性入力部12に属性を入力され、記憶部22に記憶されている属性が「修理中」から入力された属性に変更されることによって実行される。
属性が「段替え(自動復帰)」である場合には、CPU21は、属性が「段替え(自動復帰)」である間を停止時間として計時する。CPU21は、属性が「段替え(自動復帰)」である場合に検出信号を取得すると、属性を「段替え(自動復帰)」から「稼働中」へと切り替える。つまり、検出信号は、「段替え(自動復帰)」から「稼働中」への切り替え信号として機能する。また、取得した検出信号は計数される。「段替え(自動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が不要な段替え作業がされている状態を示している。
属性が「段替え(手動復帰)」である場合には、CPU21は、属性が「段替え(手動復帰)」である間を停止時間として計時する。CPU21は、検出信号を用いた処理を行なわない。つまり、CPU21は、検出信号を計数せず、検出信号を属性の切り替え信号として用いない。「段替え(手動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が必要な段替え作業がされている状態を示している。「段替え(手動復帰)」から「段替え(手動復帰)」以外の属性に切り替えは、検出装置10aの属性入力部12に属性を入力され、記憶部22に記憶されている属性が「段替え(手動復帰)」から入力された属性に変更されることによって実行される。「段替え(手動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が必要な段替え作業がされている状態を示している。
属性が「保守(自動復帰)」である場合には、CPU21は、属性が「保守(自動復帰)」である間を停止時間として計時する。CPU21は、属性が「保守(自動復帰)」である場合に検出信号を取得すると、属性を「保守(自動復帰)」から「稼働中」へと切り替える。つまり、検出信号は、属性を「段替え(保守(自動復帰)」から「稼働中」へ切り替えるトリガーとして機能する。また、取得した検出信号は計数される。保守は、生産設備が正常な状態を維持できるように行なう作業であり、例えば、刃具交換や点検作業である。「保守(自動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が不要な保守がされている状態を示している。
属性が「保守(手動復帰)」である場合には、CPU21は、属性が「保守(手動復帰)」である間を停止時間として計時する。CPU21は、検出信号を用いた処理を行なわない。つまり、CPU21は、検出信号を計数せず、検出信号を属性の切り替え信号として用いない。「保守(手動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が必要な段替え作業がされている状態を示している。「保守(手動復帰)」から「保守(手動復帰)」以外の属性に切り替えは、検出装置10aの属性入力部12に属性を入力され、記憶部22に記憶されている属性が「保守(手動復帰)」から入力された属性に変更されることによって実行される。「保守(手動復帰)」は、生産設備30aの動作確認が必要な保守がされている状態を示している。
上記実施形態によれば、生産管理装置20は、製造ラインL1、L2の稼働状態を示す属性を取得し、取得された属性を用いて、検出信号を用いた処理を実行するCPU21(処理部)を備えている。したがって、製造ラインL1、L2の稼働状態に応じて、処理内容を変更することが可能である。
また、上記実施形態によれば、属性は、計画停止と、修理中と、段替えと、保守と、を含んでいる。したがって、生産管理装置20は、少なくとも、製造ラインL1、L2の稼働状態が計画停止、修理中、段替え、または保守である場合に対応が可能である。
また、上記実施形態によれば、CPU21(処理部)は、属性に基づいて、検出信号を計数または計数しない。また、CPU21は、属性に基づいて、製造ラインの状態を示す管理情報を切り替える。したがって、製造ラインL1、L2の稼働状態を反映しない生産状況情報が生成され、提供される製造ラインL1の稼働状況情報が不正確になることを抑制または防止できる。
B.変形例1
上記実施形態において、属性入力部12は、操作者の入力した属性を受け取る入力装置を備えているが、これに限定されない。属性入力部12は、入力装置に加え、もしくは、入力装置に代えて、生産設備30aから出力される稼働状態を示す状態情報を受け取る入力部を備えてもよい。属性入力部12が入力部を備える場合には、コントロール部13は、状態情報に用いて製造ラインL1の属性を導出する。状態情報とは、例えば、生産設備30aが備えた報知機能や制御装置によって生成される情報である。具体的には、生産設備30aが段換えや保守、故障した際にランプが点灯する場合には、入力部は、ランプの点灯を検出し、検出結果を稼働状態情報として用いる。また、生産設備30aが備える制御装置が発信する制御信号を稼働状態情報として用いてもよい。制御装置は、生産管理装置20とは別の装置であり、例えば、生産設備30aの動作や運転を制御する装置である。稼働状態情報として用いる制御信号として、例えば、生産設備30aに対して運転の停止や開始を指示する信号である。
上記変形例1によれば、属性入力部12は、操作者による入力を受け取る入力装置、または、製造ラインL1に配置されている生産設備30aから入力される生産設備30aの状態を示す状態情報を受け取る入力部の少なくともいずれか一方を含む。したがって、生産管理装置20は、操作者が入力した属性だけではなく、センサによって検出された状態情報を利用することができる。この結果、生産管理装置20は、操作者が属性を入力する労力を低減できる。また、生産管理装置20は、操作者による属性入力の失敗により、製造ラインL1の実際の稼働状態と、生産管理装置20が用いる属性と、に差が生じることを抑制できる。変形例1の生産管理システム100であっても、実施形態に係る生産管理装置20と同様の効果を得ることが可能である。
C.変形例2
上記実施形態において、属性入力部12は、稼働状態を取得するセンサを有しても良い。センサは、生産設備30aが備えるセンサ(例えば、PLCに接続さらたセンサ)でもよく生産設備30aの配設後に設置されたセンサでもよい。稼働状態を検出するセンサは、例えば、生産設備30aの稼働状態を直接検出するセンサや、生産設備30aの状態を報知する報知装置(例えば、シグナルタワーやアンドン)の状態を検出するセンサや、作業者を検出するセンサである。生産設備30aの稼働状態を直接検出するセンサは、例えば、生産設備30aへの通電を検出する通電チェッカーや修理の際に開閉する必要がある扉の開閉を検出する加速度センサである。報知装置の状態を検出するセンサには、例えば、アンドンの点灯を検出する光センサがある。また、センサは、作業者を検出するセンサ、例えば、製造ラインL1、L2が稼働中には作業者が立ち入らない場所や、作業員が動作確認のために立つ場所にいる作業員を検出するセンサであってもよい。属性入力部12が稼働状態を取得するセンサを有する場合には、生産管理装置20は、入力装置に入力される属性に加えて、センサが取得する稼働状態に基づいて属性を決定することが可能である。例えば、非常停止による製造ラインL1、L2の停止の様な、入力装置を操作する操作者がいない場合にも、属性を切り替えることが可能である。
D.変形例3
上記実施形態において、属性入力部12は、検出装置10aに備えられているが、これに限定されない。例えば、属性入力部12は、生産管理装置20と無線通信によって接続された携帯端末であってもよい。この場合には、属性入力部12に入力された属性は、検出装置10aの送信部14を介さずに、生産管理装置20へ送信される。
E.変形例4
生産管理装置20の入力部25は、属性を入力する入力装置としての機能を有していてもよい。この場合には、生産管理装置20へ直接属性を入力することが可能である。
本開示は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行なうことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
10a、10b、10c、10d…検出装置
11…検出部
12…属性入力部
13…コントロール部
14…送信部
20…生産管理装置
21…中央演算処理部(CPU)
22…記憶部
23…送受信部
24…表示部
25…入力部
30a、30b、30c、30d…生産設備
41…搬送機構
100…生産管理システム
211…取得部
212…計数部
213…属性取得部
214…生産状況情報生成部
L1、L2…製造ライン

Claims (7)

  1. 製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置であって、
    前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得する取得部と、
    前記製造ラインの稼働状態を示す属性を取得する属性取得部と、
    取得された前記属性および前記検出信号の入力に応じて、前記検出信号の計数および前記属性の変更、前記検出信号の計数、並びに前記属性の変更のいずれかである検出信号を用いた処理を実行する処理部と、
    を備える、生産管理装置。
  2. 請求項1に記載の生産管理装置において、
    前記属性は、少なくとも、計画停止、修理中、段替え、および保守のいずれか1つを含む、
    生産管理装置。
  3. 請求項2に記載の生産管理装置はさらに、
    前記属性を入力する属性入力部から入力された属性を取得する、
    生産管理装置。
  4. 請求項3に記載の生産管理装置において、
    前記属性入力部は、操作者による入力を受け取る入力装置、または、前記製造ラインに配置されている生産設備から入力される前記生産設備の状態を示す状態情報を受け取る入力部の少なくともいずれか一方を含む、生産管理装置。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の生産管理装置において、
    前記処理部は、前記属性に基づいて、前記検出信号を計数または計数しない、生産管理装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の生産管理装置において、
    前記処理部は、前記属性に基づいて、前記製造ラインの状態を示す管理情報に切り替える、生産管理装置。
  7. 製造ラインの生産状況を管理するための生産管理方法であって、
    前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得し、
    前記製造ラインの稼働状態を示す属性を取得し、
    前記属性および前記検出信号の入力に応じて、前記検出信号の計数および前記属性の変更、前記検出信号の計数、並びに前記属性の変更のいずれかである検出信号を用いた処理を実行することと、を備える生産管理方法。
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