JPH08174386A

JPH08174386A - 組立工程へのワーク投入方法

Info

Publication number: JPH08174386A
Application number: JP6320910A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Natsume; 弘夏目
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】製造ライン上を流れるワークに基づいて、容
易に組立工程に対する投入比率の調整を行うことが可能
であり、生産変動に応じて組立工程に投入するワークの
比率をスムーズに変化させることのできるワーク投入方
法を提供することを目的とする。【構成】投入比率演算装置２８は目標比率認識工程で
予め設定された車両組立工程への目標投入比率を認識
し、存在比率算出工程が前工程におけるワークの存在比
率を算出する。そして、投入比率算出工程で前記存在比
率に基づいて前記目標投入比率に対する修正値を算出し
ワークをストレージから車両組立工程へ投入するワーク
投入比率を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、組立工程へのワーク投
入方法、特に複数種類の車両を混在して生産する場合、
様々な要因により変動する生産に対応して特定ワークを
最適順序で組立工程に投入する組立工程へのワーク投入
方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】工場内における車両の製造工程は、各工
程において複数種類の車両を同一ライン上で製造するこ
とが多く、特に近年におけるユーザーの嗜好の多様化に
伴い同一ライン上を流れる車両の種類は著しく増加する
傾向にある。

【０００３】ところで、工場内における車両の製造は、
通常例えば塗装工程、車両組立工程等の複数の製造工程
からなることが多く、これら各工程における設備或いは
作業の生産進行管理を良好に行い全体の作業能率を向上
させるためには、各製造工程に合わせて各車種の割合を
極力偏りのないように適当に維持することが望ましい。
特に、車両の組立工程においては、組立難度の高い車
両と組立難度が低い車両とを、また特定の部品を組付け
る仕様車がある場合には当該仕様車とそうでない仕様車
とをそれぞれ適当な頻度で工程へ送り込む必要がある。
これは、車両組立工程において組立難度の高い車両が連
続して送り込まれると、この車両組立工程が飽和状態と
なり、最悪の場合にはライン全体が停止してしまうから
である。また、特定の部品を組付ける必要がある車両が
車両組立工程上に連続して供給されると、車両組立工程
における部品の不足が頻繁に生じ、特定の部品を組付け
る必要がある車両の生産ができなくなってしまう。そし
て、最悪の場合には部品欠品となりライン全体が停止し
てしまうという問題が生じるからである。

【０００４】このため、車両組立工程とその上流側に位
置する製造工程、一般には塗装工程との間には、塗装工
程から流れてくる車両を一旦グループ別に格納し、車両
組立工程に送り込む順序を調整する複数のストレージが
設けられている。そして、このストレージにおいて特定
車両が集中しないよう様々な車種を極力偏りなく混在し
た車両順序に再編成されてから車両組立工程に投入され
ることになる。この投入順序再編成の際に主要な制御項
目として車両に関して連続・間隔制御と比率制御とがあ
る。前記連続・間隔制御は、特定車種の集中を防ぐため
に同一車種の最大連続可能台数や同一の車種の間に投入
しなければならない最低投入台数を定めたものである。
また、月初に生産計画等にしたがって定められた各車種
毎の目標投入比率がある。この目標投入比率は効率的な
組み立て作業を行うためにどのくらいの割合で特定車両
を車両組立行程に投入したらよいか定めたものである。
したがって、連続・間隔制御によって、制約条件を満た
す車両のみを選択し、さらに比率制御によって比率的に
最適な投入車両の選択を行っている。

【０００５】また、例えば特公昭４−４０２３３号公報
には、ストレージ内の車両台数と前記投入条件等に応じ
て特定車種の投入比率を人為的に操作することのできる
車両組立工程への投入指示装置が開示されている。この
投入指示装置によれば、製造工程を流れる車種比率が偏
った場合でも、偏りに対応して投入比率の再設定を行い
効率のよい車両組立を実行することのできる車両選択を
行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際に必要と
される車両の組立は、様々な要因によって日々刻々と変
化する。一般に、実際の車両の組立はディリーオーダー
システムによりユーザーからの注文に応じて日々の生産
量、車種（複数のオプションの有無を含む）等が決定さ
れるため、季節的な注文変動やブーム的な注文変動によ
って突発的に実際の生産に大きな変動を生じる。この変
動は、例えば猛暑が続けばクーラー装備車の注文が増加
し、雪が多く降れば４ＷＤ車の注文が増加する。また、
世の中の話題に応じて特定の仕様の車両、例えば有名人
と同じ仕様の車両やＲＶブームによるワゴン車の注文が
増加するといったように予想外のオーダーが突然発生す
ることが頻繁にある。

【０００７】また、生産設備の稼働率や残業の有無のよ
うな社内的生産能力変動要因によっても実際の生産が大
きく変動する。

【０００８】結果として、月初に計画された生産計画に
基づく目標投入比率による車両組立工程へのワーク投入
では、実際の車両組立に対する最適ワークの選択・投入
の実行が困難になり、車両組立工程及び前行程において
生産変動の影響が突発的に発生し、突然ワークのオーバ
ーフローや不足が発生し、生産効率が著しく低下する。
また、投入比率の人為的操作を行う場合でもディリーオ
ーダーシステムのため日々の生産変動は頻繁に発生し、
投入比率操作作業は繁雑になり、十分な投入比率の調整
を行うことができない。その結果、車両組立工程へ最適
ワークを投入することが困難になり、生産変動の影響が
突発的に現れ生産効率が低下する。

【０００９】この発明は係る課題を解決するためになさ
れたもので、製造ライン上を流れるワークに基づいて、
容易に車両組立工程に対する投入比率の調整を行うこと
が可能であり、生産変動に応じて車両組立工程に投入す
るワークの比率をスムーズに変化させることのできるワ
ーク投入方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、第１として、前工程と組立工程との間に設
けられワークを一旦格納し前記組立工程へのワーク投入
順序を調整する複数のストレージを有し、該ストレージ
から組立工程へ最適ワークを投入する組立工程へのワー
ク投入方法において、予め設定された組立工程への目標
投入比率を認識する目標比率認識工程と、前工程におけ
るワークの存在比率を算出する存在比率算出工程と、前
記存在比率に基づいて前記目標投入比率に対する修正値
を算出しワークをストレージから組立工程へ投入するワ
ーク投入比率を算出する投入比率算出工程と、を含むこ
とを特徴とする。

【００１１】また、第２として、第１の構成において、
さらに、前記存在比率算出工程はストレージ内のワーク
存在比率を算出し、前記投入比率算出工程は前工程とス
トレージ内の存在比率に基づいてワーク投入比率を算出
することを特徴とする。

【００１２】

【作用】上記第１の構成によれば、目標比率認識工程で
予め設定された組立工程への目標投入比率を認識し、存
在比率算出工程が前工程におけるワークの存在比率を算
出する。そして、投入比率算出工程で前記存在比率に基
づいて前記目標投入比率に対する修正値を算出しワーク
をストレージから組立工程へ投入するワーク投入比率を
算出する。つまり、前工程におけるワークの存在比率増
減傾向を常に監視しながら目標投入比率に対する修正値
を算出し組立工程への投入比率の修正を適宜行うので、
生産変動が発生した場合でも組立工程に対する特定投入
ワークの増減をスムーズに行うことができる。

【００１３】また、第２の構成によれば、さらに、投入
比率算出工程においてストレージ内のワーク存在比率も
考慮して投入比率の修正を行うので、最適な投入ワーク
の選択を行い生産変動が発生した場合でも組立工程に対
する特定投入ワークの増減をさらにスムーズに行うこと
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づき
説明する。

【００１５】図１は一般的な車両の製造ライン構成と、
このライン構成において、車両組立工程に最適な投入車
両を決定するための投入システムを説明する説明図であ
る。製造ライン１０は複数種類の車両を同一ライン上で
製造する混合ラインであって、本実施例では例えば２種
類の車両を混合して製造できるように、車体の溶接等を
行う車体工程として、車両Ａ用の車体工程１２ａ、車両
Ｂ用の車体工程１２ｂとが設けられている。前記車体工
程１２ａ、車体工程１２ｂは車両を次工程に搬送する搬
送コンベアー１４ａ上で合流し、車体を所定の色に塗装
する塗装工程１６に順次投入される。この時、単色塗装
に比べて複色塗装は塗装に時間がかかるため車両の順序
は乱れることになる。塗装工程１６において、所定の単
色塗装や複色塗装が終了した車両は搬送コンベアー１４
ｂを介してストレージ１８に投入される。本実施例のス
トレージ１８は５本のストレージ素子１８ａ〜１８ｅを
有し、車種、グレード、オプションの有無等によってグ
ループ毎（本実施例では５グループ）に格納される。ま
た各ストレージ素子１８ａ〜１８ｅは入口側に投入セン
サ２０ａ〜２０ｅ、出口側に排出センサ２２ａ〜２２ｅ
が設けられ、各ストレージ内に存在する車両数を常時認
識できるようになっている。ストレージ１８内に一時的
に格納された車両は後述する投入車両決定装置の指示に
従って搬送コンベアー１４ｃを介して車両組立工程に順
次投入される。

【００１６】本実施例の特徴的事項は各工程及びストレ
ージに対して、その中に存在する車両を識別する車両識
別装置２４ａ〜２４ｅを有し、各工程及びストレージ内
の車両の存在比率に従って車両組立工程に対する車両の
投入比率をリアルタイムで演算し、他の投入条件と合わ
せて車両組立工程に対する最適投入車両を決定するとこ
ろである。

【００１７】前記車両識別装置２４ａ〜２４ｅは、例え
ば車体に付された識別コードを読取り、自ら各種車両情
報を認識する車両識別装置であったり、単純な識別マー
クを読取り、上位システム２６に照会して該上位システ
ム２６に登録された各種車両情報を得る車両識別装置で
あってもよい。この車両識別装置２４ａ〜２４ｅは、投
入比率演算装置２８に接続されている。投入比率演算装
置２８では各車両識別装置２４ａ〜２４ｅからの情報に
基づいて、各工程、例えば塗装工程１６内部にどの種類
の車両がどれくらいの割合で存在するかを示す存在比率
を算出する。また、投入比率演算装置２８には上位シス
テム２６から月初等に予め設定された車両組立工程への
目標投入比率（生産変更や不良による車両のラインアウ
トや相互の入れ替わりがなく計画通りの数と順序で各工
程を通過した場合に、最適な投入車両を選択するための
投入比率）が入力される（目標比率認識行程）。そし
て、投入比率演算装置２８は存在比率に基づいて各工程
内の車両の増減傾向を認識し（存在比率算出行程）、車
両組立工程において特定車両の偏りや突発的な増加や減
少が発生しないように目標投入比率に対する補正値を加
味したワーク投入比率を算出し（投入比率算出行程）、
投入車両決定装置３０に前記ワーク投入比率を出力す
る。この投入車両決定装置３０には前記ストレージ素子
１８ａ〜１８ｅに設けられた投入センサ２０ａ〜２０ｅ
及び排出センサ２２ａ〜２２ｅからのデータが常時入力
されると共に、前述した連続・間隔条件等を設定・出力
する条件設定装置３２が接続され、投入車両決定装置３
０は補正された前記ワーク投入比率や条件設定装置から
得られる連続・間隔条件に基づいて車両組立工程に対す
る最適投入車両の選択を行う。この他、投入車両決定装
置３０には前記ワーク投入比率や連続・間隔条件や選択
状況、工程管理に必要な各種情報を表示したり警報を発
する表示装置３４等が接続されている。

【００１８】以上のように構成される投入システムの動
作について説明する。

【００１９】今、図１の製造ライン１０の車体工程１２
ａにおいて、特定の設備、例えば４ＷＤ専用の溶接機が
故障したとすると、４ＷＤ車は車体不良となるため車体
工程１２ａに投入されたものの塗装工程１６には手直し
後でなければ投入されない。つまり、車体不良発生時か
ら車体工程１２ａ内の４ＷＤ車の存在比率ＸW が増加す
る。また、塗装工程１６の４ＷＤ車の存在比率ＸT は４
ＷＤ車の溶接ができないため緩やかに減少する。一方、
ストレージ１８に関しては、かなりのラグタイムを経て
から影響が現れ始める。

【００２０】また、車体手直し完了時には塗装工程１６
の４ＷＤ車の存在比率ＸT が増加を始める。この間、ス
トレージ１８の４ＷＤ車の存在比率ＸI は緩やかに減少
した後、急激に増加し始める。その結果、ストレージ１
８内で４ＷＤ車の配分処理ができなくなり、製造ライン
の停止を招くことになる。

【００２１】そこで、本実施例では図２の投入比率決定
フローチャートに示すように平準化したい各項目ごとに
工程内に存在する存在比率を算出して、投入比率の演算
を行う。つまり、投入比率決定がスタートすると、ま
ず、図１に示す投入車両演算装置２８は車両識別装置２
４ａ〜２４ｅからの車両情報を受信する（Ｓ１００）。
例えば、車体工程１２ａ，１２ｂに関する車両情報は車
両識別装置２４ａ，２４ｂ，２４ｃによって認識され、
平準化したい項目毎にに工程内に存在する車両の存在比
率の演算を行う（Ｓ１０１）。

【００２２】ここで、車種に関する存在比率の演算を図
３のフローチャートを用いて詳細に説明する。存在比率
演算ステップがスタートすると、車両識別装置２４ａ，
２４ｂ等によって認識された車両の車両情報から車種デ
ータを抽出する（Ｓ２００）。次に、抽出された車種デ
ータが予め登録されたどの車種に該当するかを順次判断
する（Ｓ２０１ａ〜Ｓ２０１ｉ）。車両識別装置によっ
て認識された車両が車種Ａの場合は、車種Ａの累積台数
をインクリメントする（Ｓ２０２ａ）。認識された車両
が車種Ａでない場合、順次登録車種との比較を行い（Ｓ
２０１ｉ）、該当する車種の累積台数をインクリメント
する（Ｓ２０２ｉ）。また、認識された車両が登録車種
に該当しない場合、新規車種として登録を行い（Ｓ２０
１ｊ）、車種の累積台数をインクリメントする（Ｓ２０
１ｊ）。そして、各車種の累積台数の総計、すなわち車
種登録台数が１０００以上であるか否かの判断を行う
（Ｓ２０３）。これは、サンプル数が極端に大きくなり
過ぎると細かいデータが無視されてしまう恐れがあるた
め、１日の平均生産台数である１０００台を母集団とす
るためである。車種登録台数が１０００以上の場合、登
録された車両情報の中から最も古い車両情報から車種デ
ータを抽出する（Ｓ２０４）。そして、抽出された車種
データがどの車種に該当するかを順次判断する（Ｓ２０
５ａ〜Ｓ２０５ｉ）。抽出された車種データが車種Ａの
場合、車種Ａの累積台数をデクリメントした後（Ｓ２０
６ａ）、車種Ａの累積台数が０であるか否かの判断を行
い（Ｓ２０７ａ）、車種Ａの累積台数が０の場合は、車
種Ａの生産が終了したものと判断して車種Ａを登録車種
から削除する（Ｓ２０８ａ）。また、（Ｓ２０５ａ）で
車種Ａに該当しない場合は、順次該当する車種の検索を
行い、該当車種を登録から削除するか否かの処理を前述
と同様に行う（Ｓ２０５ｉ〜Ｓ２０８ｉ）。また、（Ｓ
２０５ａ）〜（Ｓ２０５ｉ）の検索の結果、該当する車
種がない場合、抽出データが異常であると判断して、所
定の異常処理、例えばアラームを鳴らしたり警報灯を点
灯させる等して、オペレータに注意を促す（Ｓ２１
２）。したがって、（Ｓ２０３）〜（Ｓ２０８ａ−ｉ）
の処理によって登録台数は常に１０００台が維持され、
安定した母集団による演算を行うことができる。そし
て、車体工程の存在比率ＸW を車種Ａ〜ｉに関して、
（各車種の累積台数）／１０００（母集団数）より算出
する。また、（Ｓ２０３）で、１０００台未満の場合、
その時点までの車種登録台数に基づいて車体工程の存在
比率ＸW の算出を行う（Ｓ２１０）。すなわち、（各車
種の累積台数）／（登録台数＋１）より算出する。

【００２３】なお、上述の説明では車体工程の車種につ
いて存在比率を算出したが、車両識別装置２４ｃ，２４
ｄからの情報に基づく塗装工程に関する存在比率ＸT や
車両識別装置２４ｄ，２４ｅからの情報に基づくストレ
ージに関する存在比率ＸI を同様に算出すると共に、他
の項目、例えば車両のグレードやオプションの有無等に
関する存在比率もそれぞれ算出される。また、図３に示
すフローチャートでは、新規車両の登録処理、及び生産
終了車種の削除処理を行うので、車両の新旧切替えも自
動的にスムーズに行うことができる。

【００２４】各存在比率の算出が終了したら（Ｓ２１
１）、図２のフローチャートの戻って、（Ｓ１００）で
受信した車両情報（登録台数）が１０００台以上になっ
たか否か判断する（Ｓ１０２）。もし、登録台数が１０
００以上の場合は最も古い車両情報を図示しないデータ
ファイルから削除し（Ｓ１０３）、今回受信した車両情
報（算出した存在比率も含む）を最新情報としてデータ
ファイルに登録する（Ｓ１０４）。これによってデータ
ファイルには最新１０００台に関する存在比率の情報が
常に維持され、投入比率演算装置２８（図１参照）は各
工程における車両の最新の増減傾向を認識することがで
きる。そして、投入比率演算装置２８は以下の式によっ
てワーク投入比率ＸR の算出を行う（Ｓ１０５）。

【００２５】ＸR ＝ＸA ＋ＫI （ＸI −ＸA ）＋ＫT （ＸT −ＸA ）ここで、ＸA は目標投入比率、ＸI はストレージの存在
比率、ＸT は塗装工程の存在比率である。また、ＫI は
ストレージ内比率に対するフィードバック係数、ＫT は
塗装工程内比率に対するフィードバック係数であって、
各工程内変動を滑らかに推移させるための例えば１〜０
の係数であって、概ね、ＫI ＝０．５、ＫT ＝０．４程
度が望ましく、オペレータによる手動設定や、投入比率
演算装置２８が認識するワークの増減傾向に基づいて自
動設定、または自動更新設定するようになっている。こ
の場合、例えば予めワークの増減率と前記フィードバッ
ク係数とを対応させておけば、ワークの増減変動に適し
た調整を行うことができる。すなわち、フィードバック
係数を１にすると存在比率の変動に対して、ダイレクト
に反応し、フィードバック係数を０にすると目標投入比
率のまま投入比率が決定されるので、存在比率の変動に
したがってフィードバック係数を決定すればよい。な
お、ワーク投入比率ＸR を算出する場合、車体工程の存
在比率ＸW は車両組立行程からある程度離れているため
影響が少ないため除外したが、もちろん車体工程の存在
比率ＸW に付いても考慮してもよい。そして、決定され
たワーク投入比率ＸR を投入車両決定装置３０（図１参
照）に転送し（Ｓ１０６）、ワーク投入比率決定処理を
終了する。投入車両決定装置３０はワーク投入比率ＸR
と他の条件とを考慮して既知の投入車両決定アルゴリズ
ムにしたがって投入車両の決定を行う。

【００２６】ここで、上述した設備故障による各工程の
存在比率の推移について、図４を用いて説明する。月初
の生産計画に基づく４ＷＤ車の目標投入比率が３０％の
場合、設備故障による車体不良発生時は図４上段に示す
ように車体工程の４ＷＤ車の存在比率ＸW が増加し、例
えば、３５％になる。その結果、塗装工程では４ＷＤ車
の存在比率ＸT が減少するが、ストレージにはまだ設備
故障の影響はでない。この時、ワーク投入比率ＸR の算
出を行うとワーク投入比率は２８％程度になる。これ
は、塗装工程の存在比率の減少によるストレージ内の存
在比率の減少に備えたものである。また、車体手直し完
了時には車体工程の存在比率ＸW が目標値３０％に復帰
するが、塗装工程では存在比率ＸT が急増する。また、
ストレージ内では車体不良発生時に減少した４ＷＤ車の
存在比率ＸI が徐々に増加し始める。この時、ワーク投
入比率ＸR の算出を行うとワーク投入比率は３１％程度
になる。これは、塗装工程の存在比率の増加によるスト
レージ内の存在比率の増加に備えたものである。

【００２７】このように、車両組立工程に投入する車両
を決定する時に、上流側（ストレージや塗装工程等）の
車両の存在比率の増減傾向を前もって認識しワーク投入
比率の算出を行うので、車両組立工程に対する特定投入
車両の増減をスムーズに行うことが可能になり、車両組
立工程で用いる部品の調達調整や作業効率の調整等を余
裕を持って行うことができる。

【００２８】なお、本実施例では車両組立工程の前工程
として塗装工程と車体工程を例に取って説明したが他の
工程であっても同様の効果を得ることができる。また、
フィードバック係数を１〜０としたが、前倒し生産等を
行う場合にはフィードバック係数を２とか３に設定して
もよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の組立工程へのワーク投入方法に
よれば、目標比率認識工程で予め設定された組立工程へ
の目標投入比率を認識し、存在比率算出工程が前工程に
おけるワークの存在比率を算出する。そして、投入比率
算出工程で前記存在比率に基づいて前記目標投入比率に
対する修正値を算出しワークをストレージから組立工程
へ投入するワーク投入比率を算出する。つまり、前工程
におけるワークの存在比率増減傾向を常に監視しながら
目標投入比率に対する修正値を算出し組立工程への投入
比率の修正を適宜行うので、生産変動が発生した場合で
も組立工程に対する特定投入ワークの増減をスムーズに
行いことができる。

【００３０】また、本発明の組立工程へのワーク投入方
法によれば、投入比率算出工程においてストレージ内の
ワーク存在比率も考慮して投入比率の修正を行うので、
最適な投入ワークの選択を行い生産変動が発生した場合
でも組立工程に対する特定投入ワークの増減をさらにス
ムーズに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両組立工程へのワーク投入方
法を説明するライン構成とシステム構成とを示す概念図
である。

【図２】本発明に係る車両組立工程へのワーク投入方
法のワーク投入比率決定フローチャートである。

【図３】本発明に係る車両組立工程へのワーク投入方
法の存在比率算出フローチャートである。

【図４】本発明に係る車両組立工程へのワーク投入方
法のワーク投入比率算出を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０製造ライン、１２ａ，１２ｂ車体工程、１６
塗装工程、１８ストレージ、２４ａ〜２４ｅ車両識
別装置、２６上位システム、２８投入比率演算装
置、３０投入車両決定装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前工程と組立工程との間に設けられワー
クを一旦格納し前記組立工程へのワーク投入順序を調整
する複数のストレージを有し、該ストレージから組立工
程へ最適ワークを投入する組立工程へのワーク投入方法
において、予め設定された組立工程への目標投入比率を認識する目
標比率認識工程と、前工程におけるワークの存在比率を算出する存在比率算
出工程と、前記存在比率に基づいて前記目標投入比率に対する修正
値を算出しワークをストレージから組立工程へ投入する
ワーク投入比率を算出する投入比率算出工程と、を含むことを特徴とする組立工程へのワーク投入方法。
【請求項２】請求項１記載の組立工程へのワーク投入
方法において、さらに、前記存在比率算出工程はストレージ内のワーク
存在比率を算出し、前記投入比率算出工程は前工程とス
トレージ内の存在比率に基づいてワーク投入比率を算出
することを特徴とする組立工程へのワーク投入方法。