JPH0659601B2 - 多品種混合生産ラインにおける投入品種決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は多品種生産における投入品種決定方法に係り、
特に自動車等の組立ラインやその他の生産ラインにおい
て、生産品種毎の生産比率を維持すると共に、各作業部
署で負荷オーバを起すことのないように、ストレージか
ら被加工物をとり出す多品種混合生産ラインにおける投
入品種決定方式に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の多品種生産ラインにおける多投入品種決定方法
について、自動車組立工場を例にとって説明すると、プ
ラントは、第１３図に示すように、ストレージ２を設け
てあり、ストレージ２には、……と多車種被加工物
４，４，……が収納されている。フロアーコンベヤ６は
一定タクトで流れ、ボデイ等の被加工物４は一定間隔で
流される。フロアーコンベア６上には複数の作業部署８
₁，８₂，……，８₁があり、自部置に与えられた作業域
内で作業をしなければならない。一方、各作業部署
８₁，８₂，……，８₁の作業時間はボデイの車種により
異なる。

このような環境において、ストレージ２からの引き出し
車種決定に際しては、下流のどの作業部署８において
も、作業パニックを起さないよう、かつ生産する車種の
生産比率を満足するように、車種を混合して流さねばな
らない。但し、ストレージ２内には、いつも全品種が搬
出可能状態にあるとはいえない。なぜなら搬出可能なも
のはレーンの出口先頭にあるもののみであるからであ
る。このため、搬出決定ロジツクは非常に難しく充分満
足するものが作り出されていないのが現状であつた。

充分満足のいくものではないが、現在最も良く使われて
いるものは、均衝パターン法といわれるものであり、そ
の内容について以下に説明する。

第１４図は均衝パターン方式を説明するために示す説明
図である。

第１４図に示すように、あらかじめ、流す車種及びその
生産量により、流すべき理想のパターンをシユミレーシ
ヨン及び経験により求める。さらに、この理想パターン
通りに流せない時のために（例えば該当の車種がレーン
の先頭にない時）、代替となる車種も定義しておく。オ
ンライン時は１台目からｎ台目の順序でくり返し理想パ
ターンで示される車種を流すようにする。もし該当の車
種がなければ代替パターンで示される車種を流すという
方式で出る。

このような方式によれば、オンライン部が簡単であり、
かつ小さなハードウエアで実現できるという利点はある
ものの、パターン設定が難しく、また代替車種を搬出し
た時は、所望の生産パターンから外れてしまうという不
都合があつた。

すなわち、代替パターンを少なくすると、搬出可能品種
がみつからず搬出ストツプとなつてしまい、生産に支障
をきたすことになるが、一方代替パターンを多くする
と、品種毎の生産比率及び作業部署での作業オーバーフ
ローをひき起こしてしまうという欠点があつた。

この均衝パターン方式の外に実際に用いられている例は
ないが、ｎ台先までの流し方を可能性のある限り抽出
し、各々シユミレーシヨンして最適な投入順序を決定す
る方法も論理的には提案されている。

しかしながら、システムのニーズとして、このような搬
出決定はコンベヤ制御を司どるプロセス計算機内で簡単
（低負荷，小容量）に実現されねばならず、しかもスト
レージ状態は刻一刻変化するため、タクト毎に短時間か
つダイナミツクに決定する必要があり、実際に採用する
ことは不可能である。

なお、関連公知例には特開昭54-87374号などがある。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、ストレージ内の搬出可能な品種の変化
にも対応し、所望の品種毎の生産比率を満足する搬出を
行うと共に、作業部署の作業量オーバーフローを起こさ
ないように搬出決定を行うようにした多品種混合生産ラ
インにおける投入品種決定方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は複数の品種の被加工
物を混合して収納しているストレージと、該ストレージ
から被加工物を搬送する１つの搬送装置と、搬送された
被加工物に対して所定の作業を行う複数の作業部署とを
有する多品種混合生産ラインにおいて、各品種毎に理想
の投入間隔を設定でき、かつ品種毎にカウンタを持ち、
ある品種が搬出された時点でそのカウンタを零とすると
同時に他品種のカウンタに該当品種の投入間隔の逆数を
加え、品種の搬出要求が発生する毎に各カウンタの現カ
ウンタを比較し、その現カウンタが最大になっているレ
ーン出口の先頭の被加工物を取り出しを決定し、この取
り出す被加工物を決定した時に全作業部署で作業可能か
否かのチエックを行うことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は、本発明の実施例を説明するために自動車組立
ラインの計算機制御システムを例にとつて示す説明図で
ある。

プラントとしては第１図に示すように、ストレージ２及
びコンベヤライン６よりなり、ストレージ２はレーン２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ毎に車種を混合して格納してお
り、各レーン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの出口には車種検
出器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄがあり計算機１２
に先頭車種を通知できるとともに、計算機１２よりのス
トツパー開指令を受けてストツパ１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄが開き該当レーンの先頭ボデイをコンベヤ６
へ送り出す能力を持つ。コンベヤ６は一定のタクトでボ
デイを流し、１タクト経過後に計算機１２に対し次のボ
デイ搬出を要求する。コンベア６上には第１図の通り複
数の作業部署８₁，８₂，……，８₁を有す。

一方、このプラントを制御する計算機１２側は信号入力
装置１２２と、信号出力装置１２４と、本体１２６とよ
りなり、本体１２６は、ストレージ状態情報記憶部１２
６Ａ、品種マスタ情報記憶部１２６Ｂ、作業部署マスタ
情報記憶部１２６Ｃ、作業部署制御情報記憶部１２６
Ｄ、コンベヤマスタ情報記憶部１２６Ｅ、車種制御情報
記憶部１２６Ｆ、搬出後処理ロジツク部１２６Ｇ、投入
車種決定ロジツク部１２６Ｈから構成されている。

第２図は各情報記憶部の概要を示す説明図である。

第２図（Ｉ）はコンベヤマスター記憶部１２６Ｅを示す
ものであり、該記憶部１２６Ｅには第２図（Ｉ）に示す
ように、コンベヤスピード（＝ａ）と、コンベヤ搬出タ
クト（＝Ｔ）を有する。

同図(II)は作業部署マスタ記憶部１２６Ｃを示したもの
で、該記憶部１２６Ｃは作業部署毎に段取り時間（＝Ｐ
_i）と、作業許容範囲（＝Ｌ_i）を持つている（但しｉは
部署ＮＯを示す）。

同図(III)は車種マスタ記憶部１２６Ｂを示したもの
で、車種毎に各作業部署８での作業時間（ＳＴ_ji）を持
つている。

同図(IV)はストレージ状態記憶部１２６Ａを示したもの
で、記憶部１２６Ａは各レーンにある先頭車種を記憶し
ている。なお先頭にボデイがない時には零のデータが記
憶される。

同図（Ｖ）は作業部署制御情報部１２６Ｄを示したもの
で、記憶部１２６Ｄは残作業時間カウンタと作業無しフ
ラグを部署毎に記憶するエリアをもつ。

同図(VI)は車種制御情報部１２６Ｆを示したもので、記
憶部１２６Ｆは車種毎に、増加巾、カウンタ及び差異を
記憶している。

ここで、増加巾とは、 車種１：２：……，ｊをＱ₁：Ｑ₂：……，Ｑ_jの比率で
生産するとしたならば、 を意味する。

また、差異とは下記の値を示す。

車種ｊの差異（＝ｅ_j）＝1.0−カウンタ（＝Ｋ_j）…(2) ロジツク部において、まず搬出後処理ロジツク部１２６
Ｇの処理フローを第３図に示す。

本ロジツクの目的は、搬出すべき車種が決定した時点で
次回のスケージユーリングのためのデータ整理を行うこ
とである。

すなわち、搬出決定した車種に対してはカウンタを零と
し（ステツプ１００〜１０２）、それ以外の車種につい
てはカウンタを増加巾分インクリメントし（ステツプ１
００，１０１，１０３）、１からカウンタ値を引いた値
を差異エリアに格納している。（ステツプ１０４） 次に、投入車種の決定ロジツク部を第４図に示す。

まずステツプ１１０にて、ストレージ状態情報より搬出
可能な車種の集合｛ｘ｝を求める。これはすなわち、ど
こかのレーン２ａ〜２ｄの出口先頭に在席している被加
工物の品種を示している。

次にステツプ１１１にてその車種を、車種制御情報記憶
部１２６Ｆの差異データが小さい順に並び替える。

ステツプ１１２では、ステツプ１１１にて求めた車種順
にステツプ１１３をくり返す。そしてステツプ１１３の
結果、該当車種が搬出ＯＫであればステツプ１１４で搬
出指令を発行し、搬出後処理を起動する。

ここで、ステツプ１１３詳細を第５図に示す。ステツプ
１１３では、該当車種を流したとき、各作業部署の作業
終了位置が許容作業範囲に入るかどうかをチエツクして
いる。この原型について第６図（Ｉ），(II)にて若干説
明する。

第６図（Ｉ），(II)は縦軸を時間とし、横軸を被加工物
のプラント上での位置として表した図である。本図の通
り被加工物は一定タクト（＝Ｔ）でベルトコンベア６上
を流れる。

一方、コンベア６上の作業部署毎にある限定された作業
エリアを持つ。図中の太線は作業者が被加工物に随従し
ながら作業を示している部分を示す。従つて、太線の縦
方向が作業に要する時間を示し、横方向が作業に要する
空間を示す。そしてこの作業空間が、作業許容範囲を越
えてはならないことをチエツクするのがステツプ１１３
のロジツクの原理である。

ステツプ１１３が動作する前の作業部署制御情報記憶部
１２６Ｄの残作業カウンタには前回搬出決定時に求めた
残作業時間（第６図のｔ₁）を格納してある。ｔ₁とは今
回各作業者が作業着手可能な位置を該当作業部署の起点
からの時間で記憶したものである。

そして、今回搬出する車種に縦がＳＴ分の作業をする
が、ＳＴ作業後の位置が作業可能範囲に入つていること
の条件は、下記（３）式にて表現可能である。

ＳＴ_i＋ｔ_i≦Ｌ_i／ａ……(3) 但し、 ｉ：作業部署Ｎ_a ＳＴ_i：搬出車種の部署ｉでのＳＴ ｔ_i：部署ｉの残作業カウンタ Ｌ_i：部署ｉの作業許容距離 ａ：コンベヤスピード このチエツクを行つているのがステツプ113のステツプ
１１３Ｃ〜１１３Ｄである。またステツプ１１３Ｂに
て、作業の発生しない部署（ＳＴ＝Ｏ）に対しては本チ
エツクを外すと同時に作業無しフラグを立てておく。

そして、一つの部署に対してでも作業不可であれば該当
車種は搬出不可となる。搬出可能となれば次回のスケジ
ユーリングのために、残作業時間を更新しておく。この
ロジツクがステツプ１１３Ｇ〜１１３Ｌまでで、全作業
部署について下記の如き処理を行つている。

作業性無しの部署に関して。

残作業カウンタ＝残作業カウンタＴ…(4) 作業発生する部署に関して。

残作業カウンタ＝残作業カウンタ＋ＳＴ_i＋段取時間
（＝Ｐ_i）−Ｔ……(5) 但し、どちらかの場合も残作業カウンタが負となる場合
はこれを零としておく。

以上のロジツクにより、所望の生産比率を満足しかつ、
作業可能な搬出車種の決定が実現される。

本投入車種決定方式のふるまいを実際の数値を用いて説
明する。

まず第４図に示すステツプ１１３は、全て搬出可能にな
るという仮定のもとに、投入車種決定がどのように行わ
れるかを説明する。

いまプラントが第７図のようになつていたとする。車種
毎の生産比率が「Ａ：Ｂ：Ｃ：Ｄ＝１：２：４：３」の
通りであれば、車種制御情報記憶部１２６Ｆの増加巾は
第８図のようになる。すなわち、例えば車種Ｂは１０台
ごとに２台つくるためインターバルの逆数は０．２とな
る。また、カウンタ値は前回同車種を搬出してより、異
車種を搬出する毎に増加幅分インクリメントされるた
め、第８図のような値となつており、従つて現時点での
差異は１．０よりカウンタ値を引くことにより第８図の
如くなる。

いま次の搬出要求が来た場合を考える。そうすると、ス
トレージ内の搬出可能車種はであり、差異デー
タを参照するとＡが最も小さいために対する搬出指示
がだされ、プラント及び車種制御情報は第９図，第１０
図のようになる。

このようにして搬出処理をくり返すことにより、レーン
の先頭のボデイしか搬出できないという制御にもかかわ
らず、車種毎の生産比率をいつも満足するような搬出決
定が行われる。

次に、第１４図のステツプ１１３の搬出可能チエツクの
ふるまいを第１１図及び第１２図にて説明する。

まず、車種マスタに記憶されているＳＴ情報は第１１図
（ａ）の通りであるとし、作業部署マスタに記憶されて
いる許容作業長及び段取時間は第１１図（ｂ）であると
し、コンベヤマスタは第１１図（ｃ）の通りであるとす
る。そして、第４図のステツプ１１１の結果、搬出すべ
き車種の優先度は→→のようになつたとする。一
方、各作業部署の作業状況は、前回の搬出の結果として
第１２図（Ｉ）の如き状態であつたとする。作業部署制
御情報内の残作業カウンタは、今回搬出するボデイに対
する作業着手位置を時間として表しているため第１２図
(II)のようになつている。但し、部署１においては、す
でに作業着手待ちとなつているため、残作業カウンタは
零となつている。

この状態において、まず車種に対する作業可不可のチ
エツクを行う。

第１２図(III)の１回目の行が各作業部署における３式
の左辺を示し、比較値の行が、（３）式に対する右辺を
示す。本表より、車種に対しては、部署２が（３）式
を満足しない（すなわち許容作業範囲内では作業が終ら
ない）ため、搬出不可能となり次の候補についてチエ
ツクを行うこととなる。

その結果、第１２図(III)の２回目の行に示すように全
ての部署で作業可能であることが判明し、車種が搬出
車種として決定される。

そして搬出決定の後処理として、部署１及び３に対して
は（５）式が行われ、部署２に対してはＳＴが零（すな
わち作業なし）であつたため、（４）式が行われ、その
結果として残作業カウンタは第１２図(IV)となる。

以上の如く、簡単な計算により、作業部署の負荷オーバ
ーフローチエツクが確実に行われることになる。

上述した本実施例によれば、ストレージ内の搬出可能な
車種はレーンの先頭ボデイとする制約をもつが、その中
で適応時に判断し所望の生産比率を達成するよう搬出車
種決定を行うことができる。また、本実施例によれば、
搬出車種決定時に、全作業部署で作業可能か否かをチエ
ツクし、作業量オーバーにならないことを確認して搬出
決定を行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は下記の通りの効果がある。

(1)所望の生産比率を守るべく、ストレージよりの搬出
品種が決定される。

(2)作業部署の作業量オーバフローを引き起こすことな
く搬出品種決定が行われる。

(3)フローシヨツプ型生産現場に汎用的に適用可能であ
る。

(4)ロジツク及びデータが小容量であり、小型計算機で
も充分実現可能である。

(5)ロジツクが簡単であり提出要求時にリアルタイムで
計算可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図（Ｉ）〜
(VI)は同実施例に用いられる記憶部を説明するために示
す説明図、第３図は同実施例の作用を説明するために示
すフローチヤート、第４図及び第５図は同作用を詳細に
説明するために示すフローチヤート、第６図（Ｉ），(I
I)は同作用を説明するために示すタイムチヤート、第７
図〜第１０図は車種決定ロジツクのふるまいについて説
明するために示す説明図、第１１図及び第１２図は同作
用を説明するために示す説明図、第１３図は多品種生産
ラインを示す構成図、第１４図は第１３図の動作を説明
するために示す説明図である。 ２……ストレージ、６……コンベヤライン、８……作業
部署、１２……計算機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の品種の被加工物を混合して収納して
   いるストレージと、該ストレージから被加工物を搬送す
   る１つの搬送装置と、搬送された被加工物に対して所定
   の作業を行う複数の作業部署とを有する多品種混合生産
   ラインにおいて、各品種毎に理想の投入間隔を設定で
   き、かつ品種毎にカウンタを持ち、ある品種が搬出され
   た時点でそのカウンタを零とすると同時に他品種のカウ
   ンタに該当品種の投入間隔の逆数を加え、品種の搬出要
   求が発生する毎に各カウンタの現カウントを比較し、そ
   の現カウントが最大になっているレーン出口の先頭の被
   加工物を取り出しを決定し、この取り出す被加工物を決
   定した時に全作業部署で作業可能か否かのチエックを行
   うことを特徴とする多品種混合生産ラインにおける投入
   品種決定方法。