JPH04343648A - 多品種少量生産システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の部品を加工し組
み付けて製品を製造する多品種少量生産システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、加工工程と組立工程は各々の作
業内容の違いから別個の工程に分けられ、加工工程では
、組立に必要なタイミングに合わせて指示を出すことで
生産の同期を図る一方、組立工程では、その大半が組付
け（通常、嵌め合い部を持つ部品の組付け）作業であり
、その組み合わされる部位は加工工程で作られる。

【０００３】近年は製品の多様化に伴い、多種類の製品
を少量生産することが要請されており、多品種少量生産
は、究極的には一個ずつ仕様の異なるものを一個の流れ
で生産する方式を必要とする。

【０００４】従来は、一個の製品について同期した流れ
生産（完全一個流れ生産）を行うために、生産ラインを
工程毎に分割し、各工程がタクトタイム（一日に決めら
れた作業時間／一日に必要な生産数量）内で処理できる
ようにする方式が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
工程分割方式では、生産ラインの入口と出口でリードタ
イム（各工程の所要時間×工程数）が発生するため、完
全同期を達成するには、リードタイムを加味した生産指
示を出す必要がある。そこで、加工工程はリードタイム
を考慮して開始し、部品の加工が終了した時点で他の外
製部品と合わせて組立用の部品を揃えるようにしている
。その結果、加工工程の入口では素材を準備する作業が
発生し、組立工程の入口では部品を揃える作業が発生す
る。従って、これらの作業のために余分の時間と工数が
かかっていた。

【０００６】更に、従来の方式によると、構成部品を供
給する加工工程では、対象品がその都度異なると作業が
複雑化し、同期生産が非常に困難になることから、部品
毎にラインを組み、完全同期でない状態で次の工程に送
り込む場合もある。

【０００７】例えば弁装置を生産するシステムでは、弁
本体、上蓋その他の構成部品がそれぞれの加工工程で製
造され、各部品の同期を制御しながら組立工程に集約さ
れている。そのため、各部品の嵌め合い部は、それぞれ
個々の検査工程を経て組立工程に送られるようになって
おり、途中で不良部品が発生しても、組立工程に送られ
るまでわからないという問題点もあった。

【０００８】従って、本発明の第一の目的は、従来の加
工工程から組立工程に至る生産ラインで発生する余分な
時間と工数をなくした完全一個流れ生産を実現する多品
種少量生産システムを提供することにある。

【０００９】本発明のもう１つの目的は、リードタイム
を持つ工程をフレキシブルに組み合わせて複合化するた
めに各工程の自律分散制御を図ると共に、各工程で必要
な情報の記憶手段にリードタイムに関する情報を持たせ
て各工程の完全同期を図ることができる多品種少量生産
システムを提供することにある。

【００１０】ここで、自律分散制御とは、全ての端末を
中央からリモートコントロールする中央集中的なシステ
ム構成では工程の一部で故障が発生した時の対応が難し
いことから、システムの一部でも局所的な偶発情報に基
づいて緊急処理を実行できるようにした制御方式である
。

【００１１】

【課題を解決するための手段】要約すれば、本発明は、
生産ラインを、部品或は素材を搬送するメインラインと
、その周辺に配置され、分割された工程から成るサブラ
インとで構成し、メインラインには、サブラインに部品
等を供給すると共にサブラインでできた製品或は完成品
を集める搬送手段（例えば配膳台車）を移動自在に設置
し、サブラインでは、搬送手段の移動に同期して部品等
の供給と組付を実行するようにしたものである。

【００１２】本発明によれば、１製品又は１ユニットの
構成に必要な全部品又は少なくとも複数の主要部品を加
工し若しくは組み付けるために順次配置された複数の機
械群（セル）がサブラインを構成し、それらの機械群を
一巡する搬送ラインがメインラインとなる。その搬送ラ
インに沿って、前記部品又は機械群で加工され若しくは
組み付けられた部品を含む製品を搬送する搬送手段が移
動可能に設置されると共に、各機械群毎に搬送手段の移
動と同期した部品加工又は組付に関する情報を記憶する
書込み／読出し可能な情報記憶手段が、搬送手段に付設
される。更に、この情報記憶手段から読み出した情報に
基づいてそれぞれ対応する機械群に個別分散的に加工若
しくは組付を実行させる制御装置が備えられる。

【００１３】本発明の実施態様として、前記情報記憶手
段は、前記機械群の工程開始位置でリードタイムを含む
同期情報が書き込むまれるように構成される。

【００１４】

【作用】本発明の生産システムでは、搬送ライン上で搬
送手段が部品を一括して移動させることにより、同期生
産を可能にする。その搬送手段の移動に同期して、サブ
ラインで部品等の供給と組付が一括して行われる。これ
により、従来の加工工程から組立工程に至る生産ライン
で発生する時間と工数が大幅に削減される。

【００１５】サブラインの機械群をコントロールする制
御装置は、各構成部品に組立指示を展開し、組立前の加
工工程には加工指示を出す。その時、ある工程を終了し
た段階で組み付ける部品も指示し、情報記憶手段に書き
込む。

【００１６】サブラインでは情報記憶手段の情報によっ
て決められた作業が行われるが、その作業状態は逐次、
制御装置で管理されることにより、工程の異常が直ちに
組立順序の異常として検知される。

【００１７】また、サブラインの先頭すなわち機械群の
工程開始位置で、リードタイムを持たせた情報が情報記
憶手段に書き込まれると、その後は各サブライン毎に自
律して情報記憶手段からそれぞれの担当（工程）分の情
報のみを展開できるので、完全同期生産が可能となる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構成を示し、図２
は動作時の流れを示す。

【００１９】この実施例は弁装置を生産するシステムで
あり、素材（ワーク）の投入から加工、組立、試験、塗
装、部品（例えばモータ）組付、調整、梱包、出荷まで
、一貫生産を行うものである。その設備は、搬送ライン
１に沿って移動する搬送手段の一例のモノレール型の配
膳台車２と、搬送ライン１の周囲に配置された４つの機
械群（セル）３，４，５，６とを含む。

【００２０】第１のセル３は弁本体加工、第２のセル４
はステム及びプラグ加工、第３のセル５は上蓋加工、第
４のセル６は組立をそれぞれ担当する。配膳台車２は、
これら４つのセル３〜６の間の同期をとりながら移動す
る。

【００２１】システムの作動時には、図２に示すように
、搬送ライン１の入口７で、加工する素材や組み付ける
小物部品が配膳台車２にセットされる。配膳台車２は、
後述（図４）のコンピュータ１２からのピッキング指令
によって所定位置に設定される。その際、素材と組付部
品は、図３に示すようなＩＤタグ情報により７個（工程
）の位相（リードタイム）を持ってセットされる。

【００２２】その後、配膳台車２は、各加工セル３，４
，５の入口で素材を供給し、それらの出口では加工され
た製品若しくは完成品を受け取りながら移動し、組立セ
ル６の入口ですべての部品或は加工品を引き渡す。

【００２３】なお、図２において、ＢＤは本体、ＢＮは
上蓋、Ｓはステム単体、Ｐはプラグ単体、ＳＰはステム
とプラグの組付品を示し、これらの文字で太字は完成品
、細字は素材又は半加工状態のものを意味する。また、
各文字に付した数字は、各部品等の組付けのタイミング
を表わし、同じ数字の部品が組み付けられる。

【００２４】上記の加工及び組立の各工程は、前記のタ
クトタイムで処理が完了するように分割されているので
、配膳台車２がセルの間を移動するのに要する時間と加
工物が各工程の間を移動するのに要する時間との同期を
とる必要がある。そのため、本発明では、情報記憶手段
として使用するＩＤタグ（後述）に、図３に示すような
情報を書き込むことにより、上記の同期を実現するよう
にしている。

【００２５】図４は、上記実施例の制御系を示す。図に
おいて、ホストコンピュータ１０は、管理者などが作成
した部品情報・納期等の生産計画に基づいて加工組立計
画を設定し、ＦＡライン１１に出力する。

【００２６】ＦＡライン１１には、ショップフロア管理
装置（ＳＦＭ）と称するコンピュータ１２が接続され、
このコンピュータ１２の下位に、図１のシステムの段取
りステーション８を管理するセルコントローラ１３と、
前述の弁本体加工セル３を管理するセルコントローラ１
４と、弁ステム及びプラグ加工セル４を管理するセルコ
ントローラ１５と、上蓋加工セル５を管理するセルコン
トローラ１６と、組立セル６を管理するセルコントロー
ラ１７が配置されている。

【００２７】なお、段取りステーション８のセルコント
ローラ１３には、集中アンドン１８が接続される。これ
は、セルコントローラからの情報により、生産システム
の運転状態や進捗状況をリアルタイムで画面に表示する
ものである。

【００２８】上記のセルコントローラ１３〜１７には、
各セルの複数のステージ毎に設けた解読用コントローラ
１９が接続されている。解読用コントローラ１９は、Ｒ
／Ｗヘッド２０を介してＩＤタグの情報を読み取る。ま
た、不良が発生した時は、異常データを発すると共にそ
れをＩＤタグに書き込むこともできる。

【００２９】また、セルコントローラ１３〜１７は各々
、必要に応じてプリンタ等の周辺装置を有する一方、各
セル毎の読出し／書込み（Ｒ／Ｗ）装置２０を介して、
搬送ライン１を移動する配膳台車２に最初に載せられた
初期化済のＩＤタグに、図３に示す所望の製品仕様を記
憶させる。その際、各セルの工程開始位置でリードタイ
ムを含む同期情報も書き込まれる。

【００３０】ここで、ＩＤタグは読出し／書込み可能な
情報記憶手段であり、直方体形状のブロック内にＩＤチ
ップを収納して構成され、そのＩＤチップには、情報を
記憶するＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能な読
み出し専用メモリ）と、送受信信号を制御するゲートア
レイと、信号の送受信を行うコイルとを含む。動作時に
は、ＩＤチップがＲ／Ｗ装置２０に近接すると、電磁誘
導作用により、非接触で且つＩＤチップ側に電源を用い
ずに信号の授受が行われる。

【００３１】図４のシステムでは、搬送ライン１に複数
（例えば４個）の配膳台車２が設置され、それぞれＩＤ
タグを有する。４つのセル３〜６の入口には、配膳台車
２のＩＤタグから情報を読み取る機能と、各セル内の部
品搬送用パレットに付帯したＩＤタグに情報を書き込む
機能とを有するＲ／Ｗ装置２０が配置され、各セルコン
トローラ１３〜１７は、Ｒ／Ｗ装置２０で配膳台車２の
ＩＤタグから読み取られた情報に従って、各セル内で必
要な動作を行う。

【００３２】各セル内では、素材を載置したパレットが
、ＩＤタグに書き込まれた情報を帯同しながら加工機等
の機械の間を移動する。そのため、各セル内の機械毎に
ＩＤタグ情報のＲ／Ｗ装置２０が設けられ、パレットが
待機位置に入ると、前記の自律分散化された機械毎にＩ
Ｄタグの情報を読み取り、その前の素材の加工中に段替
え発生の有無を実行するようにしている。なお、Ｒ／Ｗ
装置２０は、組立セル６においては入口のみに設けられ
る。

【００３３】各セル内のパレットは、例えば本体パレッ
トと上蓋パレットから成り、上蓋パレットの外側面にＩ
Ｄタグを装着している。使用の際には、弁本体を支持す
る本体治具が本体パレット上に、上蓋を支持する上蓋治
具が上蓋パレット上にそれぞれ載置される。

【００３４】図５に示すように、ショップフロア管理装
置１２は、セルコントローラ１３〜１７からの監視情報
に基づいてシステム全体を管理すると共に、上位の管理
システムの分散処理（在庫管理、進捗状況管理、スケジ
ューリング、シミュレーション等）を行うことにより、
図４のシステムがその上位管理システムに対して自律分
散化するように設計される。

【００３５】また、セルコントローラ１３〜１７は、上
記のようにパレットで連絡される工程を管理する（例え
ば、工程に関する情報のＩＤタグへの書き込み、各工程
のステータス情報の監視等を行う）。

【００３６】上記のセルは、各々のセルコントローラの
レベルにおいても、自律分散化されている。従って、搬
送ライン１を移動する配膳台車２が各セルの入口に到着
した時、それを検出して、各セル間の同期をとるための
トリガ信号とする。

【００３７】次に、実施例の動作を説明する。

【００３８】ショップフロア管理装置１２は、入力され
た生産計画情報に基づき、構成部品情報、納期などの指
示をセルコントローラ１３〜１７に出す。

【００３９】各セルコントローラは、組立構成部品のう
ち加工を必要とする部品について、図３に示すようなＩ
Ｄタグ情報を、Ｒ／Ｗ装置２０からＩＤタグに書き込む
。ここでは、加工工程上で組み付けられる部品も指示し
、加工に同期して組立も行えるようにしている。

【００４０】ＩＤタグは、弁装置を構成する部品等の対
象物を載せた配膳台車２と共に、搬送ライン１に沿って
移動する。搬送ライン１では、配膳台車２により弁本体
、ステム、プラグ、上蓋等の部品を１セットとして各々
の治具に載せ、ＩＤタグの情報と共に移動させる。

【００４１】配膳台車２が各セルの入口（スタート位置
）に到達すると、各セルごとに設置されたＲ／Ｗ装置２
０がＩＤタグの情報を読み、解読用コントローラ１９が
それを解読する。各セルコントローラ１３〜１７は、各
工程ごとの機械の状態を把握しており、ＩＤタグから読
み取られた情報に従って加工等の指令を各セルの機械に
送り、必要な動作を行わせる。

【００４２】また、セルコントローラは、配膳台車２の
移動と同期して、それに組み付ける部品の同期供給を指
示する。この同期管理により、従来の多品種少量生産で
問題となっていた部品管理工数を大幅に削減できると同
時に、組付品の嵌め合い不良等の異常が、その場で発見
できるため、工程内の品質管理を徹底することができる
。

【００４３】セル５までの加工工程が終了した部品及び
組付品は、次の組立セル６に送られ、そこで組立から梱
包の各工程を経て、最終製品として出荷される。

【００４４】以上のように、実施例の生産システムでは
、ＩＤタグの読み取り及び書き込み機能を備えて自律分
散化した機械群を構成し、各機械群の工程間をパレット
のような簡易搬送手段で連絡し、それにＩＤタグを帯同
させることにより物と情報を一元化して流すことができ
るセルを形成する。更に、複数のセルの間も同様にＩＤ
タグを備えた配膳台車で結合することにより、完全一貫
生産ラインが構築される。

【００４５】この方式によれば、生産設備が順次システ
ム化される（生産システムが階層的に構築される）ので
、作業者にとって違和感なしに溶け込める生産システム
ができると共に、全システムが完成しなくても生産に入
ることができ、投資効率を上げることができる。

【００４６】

【発明の効果】上記のように、本発明のシステムによれ
ば、従来の素材を準備する作業と部品を揃える作業が一
本化され、多工程にわたる生産ラインでの完全一個流れ
生産が実現される。

【００４７】また、ある工程で異常が発生した場合、同
期をとりながら異常に対処できるので、各工程内での品
質管理をそれぞれ個別に行うことができ、自律分散制御
化されたシステムが実現される。

【００４８】情報記憶手段には任意の情報を書き込むこ
とができるので、従来別個の工程とされていた加工と組
立の区分をなくして、工程の複合化が可能となり、工数
が削減できる。

【００４９】更に、自律分散制御化することにより、ラ
インの組替え及び拡張が容易にできるようになり、フレ
キシビリティが高く、多品種少量生産に適したシステム
が構築される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の生産システムの外観図。

【図２】実施例の動作時の流れを示す図。

【図３】実施例の情報記憶手段であるＩＤタグに格納さ
れる情報の説明図。

【図４】実施例の制御系を示す図。

【図５】図４の管理装置及びセルコントローラにおける
管理情報の流れを示す図。

【符号の説明】

１…搬送ライン、２…配膳台車、３，４，５，６…機械
群（セル）、７…搬送ライン入口、８…段取りステーシ
ョン、１０…ホストコンピュータ、１１…ＦＡライン、
１２…管理装置、１３〜１７…セルコントローラ、１８
…集中アンドン、１９…解読用コントローラ、２０…読
出し／書込み装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１製品又は１ユニットの構成に必要な全部
   品又は少なくとも複数の主要部品を加工し若しくは組み
   付けるために順次配置された複数の機械群と、該機械群
   を一巡する搬送ラインと、該搬送ラインに沿って移動可
   能に設置され、前記部品又は前記機械群で加工され若し
   くは組み付けられた部品を含む製品を搬送する搬送手段
   と、該搬送手段に付設され、各機械群毎に該搬送手段の
   移動と同期した部品加工又は組付に関する情報を記憶す
   る書込み／読出し可能な情報記憶手段と、該情報記憶手
   段から読み出した情報に基づいてそれぞれ対応する機械
   群に個別分散的に加工若しくは組付を実行させる制御装
   置とを備えたことを特徴とする多品種少量生産システム
   。
2. 【請求項２】前記情報記憶手段は、前記機械群の工程開
   始位置でリードタイムを含む同期情報が書き込むまれる
   ように構成されている請求項１記載の多品種少量生産シ
   ステム。