JP7493485B2 - 生産管理システム及び生産管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、肉、魚、加工食品、医薬品等を生産する生産ラインでの生産状況などを管理する生産管理システムに関する。

例えば、肉、魚、加工食品、医薬品等を生産する生産ラインでは、製造された物品を、計量して所定重量で包装し、異物混入の検査や最終的な重量の検査等を行ない、これらの検査で良品と判定されたものを最終製品として箱詰め等して出荷している。

特許文献１には、物品検査装置において、検査部で不良品と判定された被検査物を、生産設備で生産したことによる損失を表す損失指標を算出し、表示させることが記載されている。

特許第６０７７７６４号公報

しかしながら、生産ラインには複数の装置があるため、検査装置の不良品数だけでは、どの装置でロスが生じているのか分からない。

そこで、本発明は、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる生産管理システムを提供することを目的としている。

本発明の生産管理システムは、２つ以上の生産ライン構成装置を含む生産ラインを管理する生産管理システムであって、前記生産ライン構成装置と通信可能に構成されたホストコンピュータを備え、前記生産ライン構成装置のうち所定の重量の原材料を包材で包装する包装装置及び該包装装置で包装された製品を検査する検査装置は、自装置の処理の結果に関する情報である処理結果情報を前記ホストコンピュータに送信し、前記ホストコンピュータは、前記包装装置及び前記検査装置から受信した前記処理結果情報に基づいて、前記包材のロスの発生状況を出力するものである。

この構成により、包装装置及び検査装置からの処理結果情報により、包材のロスの発生状況が出力される。このため、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

また、本発明の生産管理システムにおいて、前記生産ライン構成装置は、自装置で処理した製品の個数を示す情報を前記処理結果情報として前記ホストコンピュータに送信し、前記ホストコンピュータは、受信した前記処理結果情報に基づいて、前記２つ以上の生産ライン構成装置の間での製品のロス数を算出し、出力するものである。

この構成により、各生産ライン構成装置からの処理結果情報の処理した製品の個数により、生産ライン構成装置の間での製品のロス数が算出され、出力される。このため、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

また、本発明の生産管理システムにおいて、前記ホストコンピュータは、前記製品のロス数が所定の閾値を超えた場合に、アラームを出力するものである。

この構成により、製品のロス数が所定の閾値を超えた場合に、アラームが出力される。このため、ロスが閾値を超えて発生している状況を早期に認識することができ、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

また、本発明の生産管理プログラムは、２つ以上の生産ライン構成装置を含む生産ラインと、前記生産ライン構成装置と通信可能に構成されたホストコンピュータと、を備え、前記生産ライン構成装置のうち所定の重量の原材料を包材で包装する包装装置及び該包装装置で包装された製品を検査する検査装置は、自装置の処理の結果に関する情報である処理結果情報を前記ホストコンピュータに送信する生産管理システムの生産管理プログラムであって、前記ホストコンピュータに、前記包装装置及び前記検査装置から受信した前記処理結果情報に基づいて、前記包材のロスの発生状況を出力する機能を実現させるものである。

この構成により、包装装置及び検査装置からの処理結果情報により、包材のロスの発生状況が出力される。このため、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

本発明は、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる生産管理システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る生産管理システムの概略構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る生産管理システムのホストコンピュータによる生産進捗の出力例を示す図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る生産管理システムのホストコンピュータによる生産進捗グラフの出力例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る生産管理システムについて詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施形態に係る生産管理システム１は、上流の製造工程で製造・加工された食品・飲食物等の原材料を受け入れ、計量工程・包装工程で所定の重量分でまとめて包装して製品とし、検査工程で製品の重量や異物混入、包装状態等の検査を行なう生産ラインの管理を行なう。

生産ラインは、それぞれが異なる処理を実行する、計量装置１２と、包装装置１３と、検査装置１４と、を含んで構成される。これら各装置を生産ライン構成装置とも呼び、通常、各装置が一連に配置されて並ぶ形態とされ、生産ラインの前後の工程との間および各工程の装置間には、ベルトコンベア等の搬送手段が配置されている。

なお、図１に示すように各装置（１２～１４）が隣接して配置される場合に限らず、例えば原材料供給装置（不図示）から包装装置１３までが包装前の原材料を取り扱う原材料エリア内に隣接して配置され、検査装置１４およびケーサー（不図示）が包装後の製品を取り扱う製品エリアに隣接して配置され、区分けされた両エリア間をベルトコンベアやシュートからなる搬送手段により連結されるような場合でもよい。

計量装置１２は、供給された原材料を、所定の重量となるようにまとめたり組み合わせたりして、包装装置１３に排出する。

計量装置１２は、受け入れた原材料を貯留容器に一旦貯留し、所定量ずつ複数の計量容器に分散して投入し、それぞれの計量容器で得られた計量値を組み合わせ演算して所定の重量範囲の原材料を排出する組み合わせ計量手段を有してもよい。

包装装置１３は、計量装置１２から排出された、所定の重量の原材料を、包材で包装して検査装置１４に排出する。包装装置１３は、例えば、生産ラインが稼働を開始してから現在までの、包材の使用量を検出できるようになっている。

検査装置１４は、包装装置１３から排出された包装された製品の重量や異物混入等の検査を行ない、検査で異常がなく良品と判定された包装された製品を排出する。

ホストコンピュータ１６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ハードディスク装置と、入出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４、ホストコンピュータ１６は、ネットワーク１７に接続されている。計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４、ホストコンピュータ１６は、ネットワーク１７を介して、相互に通信できるようになっている。

ホストコンピュータ１６は、生産ラインの各装置の配置が予め設定されていて、一の装置の前後に配置された他の装置に関する情報が、例えば装置固有のＩＤと対応付けて記憶されている。

図１に示す例では、計量工程に計量装置１２、包装工程に包装装置１３、検査工程に検査装置１４が、この順で配置されていることが、ホストコンピュータ１６に記憶されている。

なお、いずれかの工程に複数の装置があり、それぞれがホストコンピュータ１６と通信できる場合には、各装置が直列的に配置しているのか、並列的に配置しているのかを設定できるようになっているとよい。

ホストコンピュータ１６は、生産ラインの各装置から送信される検査結果や動作来歴などの検査情報を、ネットワーク１７を介して受信し、ハードディスク装置に記憶して管理する。

ここでいう装置の動作来歴には、各装置の運転開始、停止に限らず、例えば、供給装置１１における上流工程からの原材料の供給量過不足検知、動作停止を伴うカバー類の開放検知、供給装置が排出した原材料の通過検知などが含まれ、計量装置１２における供給された原材料の貯留量検知、計量手段（不図示）のゼロセット処理などが含まれ、包装装置１３におけるヒートシール部の温度安定待ち、包材のシートロール交換などが含まれ、検査装置１４における物品の搬入検知、検査結果の出力、検査手段（不図示）のリセット処理や安定待ち期間など、各装置固有の動作情報が含まれ、事象データとしてホストコンピュータ１６に送信される。

なお、事象データには、装置固有のＩＤが割り当てられ、どの事象データがどの装置から送信されたかをデータ上で識別するための識別情報とするとよい。

さらに、ホストコンピュータ１６は、各装置から送信される事象データを受信すると、受信した時刻情報をタイムスタンプとして付加する受信時刻情報付加手段を有してもよい。これにより、いずれかの装置の事象データに時刻情報が含まれない場合であっても、ほぼ同時点の時刻情報がホストコンピュータ１６に記録されることとなり、装置側の制御ソフトウェアの機能上の制約を受けないようにできる。また、各装置に設定されている時刻にずれがあっても影響が小さい。

計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４は、各装置の処理の結果に関する情報である処理結果情報をホストコンピュータ１６に送信する。

計量装置１２は、供給された原材料を受け入れて計量し、所定の重量範囲となるようにまとめたり組み合わせたりし、排出した時刻と組み合わせた重量などを含む組み合わせ排出結果を、処理結果情報としてホストコンピュータ１６に送信する。

包装装置１３は、包装した結果として包装ＯＫ（正常に包装された状態を指す）または包装ＮＧ（正常に包装されなかった状態を指す）、包装が完了した時刻、包材の使用量などを含む包装結果を、処理結果情報としてホストコンピュータ１６に送信する。

検査装置１４は、製品を検査した結果として検査ＯＫまたは検査ＮＧ、検査が完了した時刻と検査結果の重量などを含む検査結果を、処理結果情報としてホストコンピュータ１６に送信する。検査装置１４は、検査ＮＧの製品、および包装装置１３から包装ＮＧを受信した製品を生産ライン外に排出する振分装置（不図示）を含んでもよく、これにより、後段のケーサーに正常製品のみを効率よく排出することができる。

本実施形態において、ホストコンピュータ１６は、各装置から受信した処理結果情報に基づいて、生産ライン運転開始前に設定された原料量や生産予定数から、生産予定数との乖離状況や、原材料や包材のロスの発生状況や、原材料や包材の仕入れ値と出来高の出荷額から利益率を算出し、例えば、ホストコンピュータ１６の図示しないディスプレイ装置に表示させる。

このとき、ホストコンピュータ１６は、各装置から受信した処理結果情報のうち、原材料の量を表す数値を、共通の単位（例えばｋｇ）に換算する。

ここで、原材料や包材のロスとは、生産ラインの稼働中に原材料や包材が良品とならず、失われたことを示す。これには、装置と装置の間で搬送中にこぼれ落ちてしまった製品の原材料や包材、検査装置１４において不良品と判定された製品の原材料や包材、包装装置１３において調整等により使われなかった包材、などが含まれる。

ホストコンピュータ１６は、例えば、現在の生産進捗として、図２に示すような画面をディスプレイ装置に表示させることができる。

図２において、「原料」は供給される原材料の質量であり、「生産予定数」は、原材料から生産する予定の個数である。

「計量生産量」は、計量装置１２の組み合わせ排出結果から算出された、計量装置１２で組み合わされて排出された個数である。「総質量」は、計量装置１２の組み合わせ排出結果から算出された、計量装置１２で組み合わされて排出された質量の和、すなわち所定の重量範囲にまとめたり組み合わせたりするために計量した原材料の計量値のうち実際にまとめられたり組み合わされたりして排出された原材料の質量の合計である。

なお、通常、計量装置１２で用いられる所定の重量範囲は、グラム（ｇ）単位で設定されるが、「総質量」はキログラム（ｋｇ）に換算される。

「包装生産数」は、包装装置１３の包装結果から算出された、包装装置１３で包装されて排出された個数である。「使用包材量」は、包装装置１３の包装結果から算出された、生産ラインが稼働を開始してから現在までの、包装装置１３で包装に使用された包材の量である。

包装装置１２の包装結果に、包装に使用された包材の量が含まれていない場合は、包装された個数に１個あたりの包材の量を乗算したり、または包装装置１３から包材の送り量に応じたパルス信号を受け、そのパルス数を計数して包材の量を算出したりしてもよい。

なお、通常、個々の製品の包装に用いられる包材の量はミリメートル（ｍｍ）単位で設定されるが、「使用包材量」はメートル（ｍ）に換算される。

「良品数」は、検査装置１４の検査結果から算出された、検査装置１４で良品とされた製品の個数である。「良品総質量」は、検査装置１４の検査結果から算出された、検査装置１４で良品とされた製品の総質量であり、過不足検査に用いられた測定値の合計である。

「不良品数」は、検査装置１４の検査結果から算出された、検査装置１４で不良品とされた製品の個数である。「不良品総質量」は、検査装置１４の検査結果から算出された、検査装置１４で不良品とされた製品の総質量であり、過不足検査に用いられた測定値の合計である。

なお、通常、個々の製品の過不足検査に用いられる値はグラム（ｇ）単位で設定されるが、「良品総質量」はキログラム（ｋｇ）に換算される。

「原料ロス」は、生産ラインが稼働を開始してから現在までにロスされた原材料の量であり、原材料のロスの発生状況を示す。

「計量前」は、供給装置１１から計量装置１２の間でロスされた原材料の量であり、「原料」から「総質量」を減算して算出される。

「検査前」は、包装装置１３から検査装置１４の間でロスされた原材料の量であり、「総質量」から「良品総質量」と「不良品総質量」を減算して算出される。すなわち、「検査前」は、包装装置１３から検査装置１４に搬送される間にロスした原材料の量となる。

「検査品」は、検査装置１４でロスされた原材料の量であり、「不良品総質量」の値である。
「原料ロス」は、「計量前」と「検査前」と「検査品」を全て加算して算出される。

「包材ロス」は、生産ラインが稼働を開始してから現在までにロスされた包材の量であり、包材のロスの発生状況を示す。

「検査品」は、検査装置１４でロスされた包材の量であり、「不良品数」に製品１個に使用される包材の量、例えば0.2mを乗算して求められる。

「検査前」は、包装装置１３から検査装置１４の間でロスされた包材の量であり、「包装生産数」から「良品数」と「不良品数」を減算した値に、製品１個に使用される包材の量を乗算して求められる。すなわち、「検査前」は、包装装置１３から検査装置１４に搬送される間にロスした包材の量となる。

「包装前」は、包装装置１３でロスされた包材の量であり、「使用包材量」から、「包装生産数」に製品１個に使用される包材の量を乗算した値を減算して求められる。
「包材ロス」は、「包装前」と「検査前」と「検査品」を全て加算して算出される。

「利益率」は、「良品数」に予め設定されたその製品の単価情報を乗じて算出された想定出荷額と、使用される原材料や包材の想定原価と、生産ラインの稼働時間に応じた想定経費とに基づき算出された想定利益から算出される概算指標である。想定原価は、生産計画に基づいて算出されてもよいし、生産進捗に応じた生産実績に基づいて算出されてもよい。

図示された「利益率」のほか、生産進捗率など、ホストコンピュータ１６に記憶される情報を組合わせたり、設定入力された他の情報を用いて算出可能な各種指標を算出できるように、項目名および演算式が設定できるようになっていて、計量工程、包装工程、計量工程における適切な指標を生産進捗に応じて把握することができる。

その他の指標として、例えば、「原料ロス」に基づいて、製品として出荷できなかった製品の市場価格から、本来得ることができたはずの利益を損失額として表示させてもよい。この場合には、ホストコンピュータ１６には、製品１個あたりの原材料の量と、製品１個あたりの平均利益とに基づいてあらかじめ算出された「原料ロス」１ｋｇあたりの損失額が設定されている。

ホストコンピュータ１６は、例えば、現在の生産進捗を算出した結果、「原料ロス」や「包材ロス」の値が、所定の閾値を超えたときや、利益率が所定の閾値を下回ったとき、ディスプレイ装置にアラームとしてメッセージを表示させたり、色彩など表示形態を変えて強調表示させたりしてもよい。

また、ホストコンピュータ１６は、例えば、現在の生産進捗グラフとして、図３に示すような画面をディスプレイ装置に表示させてもよい。

本実施形態では、「原料ロス」をキログラム（ｋｇ）単位で表し、「包材ロス」をメートル（ｍ）単位で表しているが、生産管理における利便性に応じて他の量に換算してもよく、例えば、包材ロスに対し、１巻（ロール）あたりの長さで除した「巻（ロール）」を単位とした値に換算し、出力してもよい。

本実施形態では、検査装置１４において過不足検査以外の検査項目で検査ＮＧとなる場合でも、過不足検査のために測定した重量の値を使用して、「不良品総質量」を算出することができるが、検査装置１４においては、何らかの理由により重量が測定できない場合もある。

検査装置１４において重量が測定できない一例として、測定範囲の超過が挙げられ、この場合には、検査結果には測定範囲の上限超過を表す「ＯＶＦ」（オーバーフロー）が含まれる。ホストコンピュータ１６は、検査結果に含まれる「ＯＶＦ」をあらかじめ設定された検査装置１４の測定範囲の最大値に読み替えたうえで、「不良品数」と「不良品総質量」にそれぞれ集計する。実際の重量との差は誤差となるが、原料ロス全体からみれば許容される範囲である。

検査装置１４において重量が測定できない他の例として、いわゆる２個乗りが挙げられる。２個乗りとは、２つの製品が短い間隔で搬入され、個々の重量を正しく測定できない状態を表す。このような２個乗りは、検査ＮＧと判定されず、再検査に回されるため、「良品数」、「不良品数」のいずれにも該当せず、「良品総質量」、「不良品総質量」のいずれも算出できないため、図２の項目では「検査前」の「原料ロス」、「包材ロス」として表される。

上記したような、検査装置１４において重量測定できないような例外品について、生産ラインごとに定められた管理ルールが設定されてもよく、検査装置１４で検知でき、あるいは検査結果に含まれる情報に基づいて識別可能な範囲で、ホストコンピュータ１６により異なる処理が行なわれてもよく、これにより検査装置１４の機能向上にも対応できる。

また、検査装置１４に限らず、計量装置１２、包装装置１３において発生する例外品についても、生産ラインごとに定められた管理ルールが設定され、識別可能な範囲で、ホストコンピュータ１６により異なる処理が行なわれてもよく、これにより計量装置１２や包装装置１３の機能向上にも対応できる。

ホストコンピュータ１６は、図２に示すような出力について、生産ラインごとに定められた管理ルールに対応させるように、図示しないキーボード等からの操作によって、項目を追加したり、省略したりすることができる。

また、ホストコンピュータ１６は、図２に示すような出力について、生産ラインの配置に対応させたり、重点的に管理すべき項目を強調するように、図示しないキーボード等の操作によって、色やレイアウトなど表示形態を変更させたりできる。

さらに、ホストコンピュータ１６は、複数の生産ラインの進捗情報を１つの画面に集約して出力することができる。この場合、図２に示すような出力の項目のうち、設定された特定の項目を集約して出力することができる。

このようにすることで、包材使用量が上がったり、生産数や良品数が下がったりしたことを容易に確認することができる。

このように、上述の実施形態では、計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４は、自装置に設定された内容を含む処理結果情報をホストコンピュータ１６に送信し、ホストコンピュータ１６は、受信した処理結果情報に基づいて、生産ラインでのロスの発生状況を出力する。

これにより、計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４からの処理結果情報により、生産ラインでのロスの発生状況が出力される。このため、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

また、計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４は、自装置で処理した製品の個数を示す情報を処理結果情報としてホストコンピュータ１６に送信し、ホストコンピュータ１６は、受信した処理結果情報に基づいて、装置の間での製品のロス数を算出し、出力する。

これにより、計量装置１２、包装装置１３、検査装置１４からの処理結果情報の処理した製品の個数により、装置間での製品のロス数が算出され、出力される。このため、生産ラインのどこでロスが生じているかを把握可能とし、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

また、ホストコンピュータ１６は、製品のロス数が所定の閾値を超えた場合に、アラームを出力する。

これにより、製品のロス数が所定の閾値を超えた場合に、アラームが出力される。このため、ロスが閾値を超えて発生している状況を早期に認識することができ、ロス削減の改善箇所を把握することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 生産管理システム
１２ 計量装置（計量工程の生産ライン構成装置）
１３ 包装装置（包装工程の生産ライン構成装置）
１４ 検査装置（検査工程の生産ライン構成装置）
１６ ホストコンピュータ
１７ ネットワーク

Claims (4)

1. ２つ以上の生産ライン構成装置（１２、１３、１４）を含む生産ラインを管理する生産管理システム（１）であって、
   前記生産ライン構成装置と通信可能に構成されたホストコンピュータ（１６）を備え、
   前記生産ライン構成装置のうち所定の重量の原材料を包材で包装する包装装置（１３）及び該包装装置で包装された製品を検査する検査装置（１４）は、自装置の処理の結果に関する情報である処理結果情報を前記ホストコンピュータに送信し、
   前記ホストコンピュータは、前記包装装置及び前記検査装置から受信した前記処理結果情報に基づいて、前記包材のロスの発生状況を出力する生産管理システム。
2. 前記生産ライン構成装置は、自装置で処理した製品の個数を示す情報を前記処理結果情報として前記ホストコンピュータに送信し、
   前記ホストコンピュータは、受信した前記処理結果情報に基づいて、前記２つ以上の生産ライン構成装置の間での製品のロス数を算出し、出力する請求項１に記載の生産管理システム。
3. 前記ホストコンピュータは、前記製品のロス数が所定の閾値を超えた場合に、アラームを出力する請求項２に記載の生産管理システム。
4. ２つ以上の生産ライン構成装置（１２、１３、１４）を含む生産ラインと、前記生産ライン構成装置と通信可能に構成されたホストコンピュータ（１６）と、を備え、前記生産ライン構成装置のうち所定の重量の原材料を包材で包装する包装装置（１３）及び該包装装置で包装された製品を検査する検査装置（１４）は、自装置の処理の結果に関する情報である処理結果情報を前記ホストコンピュータに送信する生産管理システムの生産管理プログラムであって、
   前記ホストコンピュータに、前記包装装置及び前記検査装置から受信した前記処理結果情報に基づいて、前記包材のロスの発生状況を出力する機能を実現させるための生産管理プログラム。

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