JPH1015788A - 製造ラインのワーク管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品製造ラインの製造比率の変更に伴って、
製造したワークを一時的に保持するバッファ内で保持し
ているワークが所定量を越えたか否かを認識するリミッ
トスイッチの位置を製造比率に応じて変更する必要があ
るが、多大な工数が掛かるため頻繁に移動することがで
きず、十分なバッファ内のワーク管理ができなかった。 【解決手段】 比率入力部２６ｂから新しい製造比率が
入力される度に、製造比率に基づいたワークの適正保有
量を適正量算出部２６ｃが算出し、算出された適正保有
量とワーク数認識部２６ａが認識する実際にバッファに
保持されているワーク数量との比較を調整部２６ｄが行
い、さらに製造ラインの製造量を調整するので、製造比
率が変更される度に適正保有量認識のための機械的なス
イッチ等の移動を行うことなく、バッファ内の最適数量
管理を正確かつ容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の製造比率に
従ってワークの製造を行う場合の製造ラインのワーク管
理装置に関し、特に製造したワークを一時的に保持する
バッファ内のワーク量の管理を行うワーク管理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の製造ラインでは、同一
の組立製造ライン上で異なる車種、異なる装備の自動車
が組み立てられている。従って、組立製造ラインに部品
を供給するための部品製造ラインでも前記組立製造ライ
ンを流れる自動車に応じたワークが混在した形で製造さ
れる。つまり、同一機能を有するワーク（例えば、エン
ジンブロックやカム等）でも車種や装備毎に形状や大き
さ、取付穴位置等が異なり、組立製造ラインを流れる自
動車に応じて部品製造ラインでは複数種類のワークが製
造される。

【０００３】このように、同一ライン上で、切削加工、
穴開け加工、研削加工等を順次行い複数種類のワークを
加工する製造ラインの場合、各加工装置の間にはワーク
の種類毎の収納レーンを有するバッファがそれぞれ設け
られ、各加工装置により加工を完了したワークを一時的
に収納し、次の加工装置への投入に備えている。前記加
工装置は、加工装置の上流側及び下流側に配置されたバ
ッファと共に１つの工程ブロックを形成し、各工程ブロ
ックが独立的にワーク製造を行い、最終的に製造計画等
によって提示される製造比率に従うワーク製造を行って
いる。この時、加工装置に投入されるワークの投入順序
や投入タイミングは各工程ブロックを管理する比率設定
盤によって行われている。このように工程ブロック毎に
管理を行うことによって加工不良等により製造量が減少
した場合でも下流側の工程ブロックにその影響が及ばな
いようにしている。部品製造ラインの各比率設定盤に
は、前記組立製造ラインの製造比率に応じた部品製造ラ
イン用の製造比率が提供されるが、組立製造ラインが必
要とするワークを過不足なく供給できるように、部品製
造ライン用の製造比率に対して実際に製造するワークは
ワークの製造状況（材料不良、加工不良、製造タクトの
変動）により適宜調整されている。

【０００４】このため前記比率設定盤は図２に示すよう
なバッファ１００のワークの種類毎の各収納レーン１０
２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，・・・内のワーク数量を正
確に認識する必要があり、その認識のために各収納レー
ン１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，・・・には５種類の
リミットスイッチ（ＬＳ）が配置されている。具体的に
は、収納レーン１０２ａの先頭にワークが存在すること
を確認する先頭確認ＬＳ１０４、収納レーン１０２ａに
対するワーク投入通過を確認する通過確認ＬＳ１０６、
収納レーン１０２ａにワークが満杯になったことを認識
するフルワークＬＳ１０８、収納レーン１０２ａが最適
ワーク数量に達したことを示すプールオーバーＬＳ１１
０、収納レーン１０２ａ内のワークを最適数量に維持す
るために製造調整を開始するタイミングを示す調整ＬＳ
１１２である。なお、調整ＬＳ１１２は通常、前記プー
ルオーバーＬＳ１１０の１／２の位置に設置される。そ
して、比率設定盤は前記先頭確認ＬＳ１０４と通過確認
ＬＳ１０６からの信号によって収納レーンに対するワー
クの出入りを管理することができる。また、調整ＬＳ１
１２のオン継続を認識することにより収納レーン１０２
ａのワーク数量が最適数量に近づき収納レーン１０２ａ
に収納するワークの製造調整が開始される。また、プー
ルオーバーＬＳ１１０またはフルワークＬＳ１０８のオ
ン継続を認識することにより収納レーン１０２ａのワー
ク数量が最適数量にまたは満杯になったことが検出さ
れ、収納レーン１０２ａに収納するワークの製造一時中
止等の調整処置が行われる。

【０００５】このように、各収納レーン１０２ａ，１０
２ｂ，１０２ｃ，・・・に配置されたリミットスイッ
チ、特に調整ＬＳ１１２とプールオーバーＬＳ１１０か
らの信号を入力することによりバッファ１００内のワー
ク数量を最適値に維持し、下流側の製造に対してワーク
の過不足が発生しないようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、バッファ内の
ワークの最適数量は下流側の製造工程、例えば組立製造
ラインの製造比率が変更される度に変化する。特に自動
車のようにデイリーオーダーシステムを採用し、頻繁に
製造比率が変更される場合には、前記バッファ内の最適
数量の調整は重要であり、それに伴う調整ＬＳやプール
オーバーＬＳの配設位置の設定は重要であるが、複数の
製造ラインを有する製造工場では調整ＬＳやプールオー
バーＬＳが数百も配置されている。そして、機械的に収
納レーンに固定されているリミットスイッチの移動作業
は多大な工数を必要とし容易に行うことができなかっ
た。実際には、前記リミットスイッチの移動作業は大幅
な製造比率の変更が行われた場合や、月替わり時等に行
われるのみであった。その結果、製造比率変更に伴うバ
ッファ内の最適数量管理を十分に行うことができないと
いう問題があった。また、製造ラインを構築するときに
も大量にリミットスイッチやそれに伴う配線部材等を必
要とし投資額が増大してしまうという問題があった。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、製造比率変更に伴
うバッファ内の最適数量管理を正確、容易かつ低コスト
で行うことのできる製造ラインのワーク管理装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、所定の製造比率に基づい
てワークの加工を行い、加工したワークを一時的に保持
すると共に必要に応じて保持したワークの排出を行うバ
ッファを有する製造ラインのワーク管理装置において、
前記製造ラインにおけるワークの製造比率を入力する比
率入力部と、前記製造比率が入力される毎に、前記バッ
ファ内のワークの適正保有量を前記製造比率に基づいて
算出する適正量算出部と、前記バッファ内のワーク数量
を認識するワーク数認識部と、算出した適正保有量とワ
ーク数認識部が認識したワーク数量とに基づいて製造ラ
インの製造量を調整する調整部と、を含むことを特徴と
する。

【０００９】ここで、加工とは、ワークに対して機械加
工を施す加工や複数のワークを組み合わせる組立加工等
を含む製造作業をいう。また、バッファとは任意の加工
工程から次の加工工程に移る間に設けられ、ワークはバ
ッファ内を通過、または停留することができる。この構
成によれば、製造比率が変更される度に、製造比率に基
づいたワークの適正保有量が算出され、算出された適正
保有量と実際にバッファに保持されているワーク数量と
比較して製造ラインの製造量を調整する。その結果、製
造比率が変更される度に適正保有量認識のための機械的
なスイッチ等の移動を行うことなく、バッファ内の最適
数量管理を正確かつ容易に行うことができる。また、新
たに製造ラインを構築する時にも、従来のように大量の
リミットスイッチやその為の配線等が不要になるので、
ライン構築コストを低減することができる。

【００１０】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、上記構成において、前記適正量算出部
は、加工作業時間以外の付随作業によるライン停止時間
内に該製造ラインから排出されるワーク数量を含めて前
記バッファの適正保有量を算出することを特徴とする。

【００１１】ここで、加工作業時間以外の付随作業と
は、品質チェック作業や加工装置の刃具や工具の交換作
業等であり、この作業中に排出されるワーク数は、過去
のデータに基づいて得られる数量である。この構成によ
れば、製造ラインが付随作業によって停止した場合でも
バッファは前記付随作業の間、下流側の工程に対してワ
ークを供給することができるので、下流側工程のワーク
の欠品を確実に防止することが可能になり、バッファ内
の最適数量管理を正確かつ容易に行うことができる。

【００１２】上記のような目的を達成するために、本発
明の他の構成は、上記構成において、前記適正量算出部
は、製造トラブルにより減少するワーク数量を含めてバ
ッファの適正保有量を算出することを特徴とする。

【００１３】ここで、製造トラブルによるワーク減少と
は、ワークの粗材の材質、形状の不良や加工不良等や加
工装置や搬送装置等の故障等によって減少する製造ワー
ク数量であって、過去のデータより得られる予想数であ
る。この構成によれば、ワーク数量が減少した場合でも
下流側の工程に対してワークを供給することができるの
で、下流側工程のワークの欠品を確実の防止することが
可能になり、バッファ内の最適数量管理を正確かつ容易
に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づき説明する。図１はワーク（部品）に対して
機械加工を行う部品製造ライン１０と、該部品製造ライ
ン１０で製造されたワークをライン上の所定の位置で受
け入れ、シャシー等に組み付けを行う組立製造ライン１
２の構成を示す概念図である。

【００１５】図１において、部品製造ライン１０は前述
したように、加工途中または加工が完了したワークを一
時的に保持すると共に、下流側工程（加工装置（Ｍ／
Ｃ）１４や組立製造ライン１２）において、使用するワ
ークの過不足が発生しないように所定量のワークを管理
するバッファ１６ａ，１６ｂ（本実施形態では２基）を
有している。本実施形態の場合、組立製造ライン１２直
前のバッファ１６ａに着目して、そこに収納するワーク
数量の管理について説明する。バッファ１６ａは図２と
同様に、種類毎にワークを収納する収納レーン１８ａ，
１８ｂ，１８ｃ（本実施形態の場合３レーン）を有し、
各収納レーン１８ａ，１８ｂ，１８ｃには、該収納レー
ンの先頭にワークが存在することを確認する先頭確認Ｌ
Ｓ（リミットスイッチ）２０と、収納レーンに対するワ
ーク投入通過を確認する通過確認ＬＳ２２と、収納レー
ンにワークが満杯になったことを認識するフルワークＬ
Ｓ２４とが設けられている。前記先頭確認ＬＳ２０、通
過確認ＬＳ２２、フルワークＬＳ２４からのワーク確認
信号は、バッファ１６ａのワーク数量を一括管理してい
る比率設定盤２６に入力される。

【００１６】前記比率設定盤２６は、バッファ１６ａ内
の各種のワーク数量が製造比率に基づく所定数量になる
ように上流側のバッファ１６ｂからワークを引き出し、
Ｍ／Ｃ１４によって加工を行わせている。さらに、各比
率設定盤２６は比率援助コンピュータ２８によって一括
管理されている。この比率援助コンピュータ２８には部
品製造ライン１０の製造比率が上位の管理装置から入力
される。そして、入力された製造比率を各工程の管理を
行っている比率設定盤２６に適応した製造比率に換算し
直して、各比率設定盤に最適なタイミングでそのデータ
をダウンロードしている。つまり、本実施形態のよう
に、切削量や穴開け位置等によって同一のワークから異
なる種類のワークを製造する部品製造ライン１０では、
最終的にバッファ１６ａに投入するワークＡ，Ｂ，Ｃの
製造比率（組立製造ライン１２で必要とされる製造比
率）が５：３：２の場合、その上流のバッファ１６ｂで
は、ワークＡ，Ｂの製造に使用するワークＡ0 とワーク
Ｃの製造に使用するワークＢ0の製造比率は８：２とな
る。また、複数の工程を有すると共に加工に比較的時間
がかかり、ライン先頭の加工とライン最終の加工とで時
間の開きがある場合、加工途中やバッファ投入前のワー
クが存在するため、製造比率の変更は上流側より順に行
わなければ、旧製造比率で製造したワークが散在し欠品
の原因になる。従って、比率変更時のデータのダウンロ
ードは、先頭の比率設定盤から行い、バッファ間に存在
する旧製造比率のワークが順次消費されるように行う。

【００１７】さらに、前記比率設定盤２６にはワーク確
認信号に基づいてバッファ内のワーク数量を認識するワ
ーク数認識部２６ａと、比率援助コンピュータ２８から
提供される製造比率を受け入れる比率入力部２６ｂと、
前記製造比率が入力される毎に、前記バッファ内のワー
クの適正保有量を前記製造比率に基づいて算出する適正
量算出部２６ｃと、算出した適正保有量とワーク数認識
部２６ａが認識したワーク数とに基づいて、バッファの
上流のＭ／Ｃ１４の製造量の調整、すなわち製造数ワー
クの種類を調整する調整部２６ｄと、を含んでいる。こ
のように比率設定盤２６が各バッファのワーク数量の管
理も同時に行っている。各比率設定盤２６が接続されて
いる前記比率援助コンピュータ２８には、製造計画や組
立製造ライン１２の製造比率等が入力され、組立製造ラ
イン１２の製造比率が変更される度に、各比率設定盤２
６に対して、前述したようなデータのダウンロードの指
示を行っている。

【００１８】次に、図示しない上位管理コンピュータか
ら組立製造ライン１２の製造比率変更情報が比率援助コ
ンピュータ２８に入力された場合の各比率設定盤の動作
について説明する。ここでは、収納レーン１８ａに着目
して説明する。

【００１９】まず、比率援助コンピュータ２８から比率
設定盤２６に適した製造比率が比率入力部２６ｂを介し
てダウンロードされると、図１に示す収納レーン１８ａ
が最適ワーク数量に達したことを示すプールオーバーＬ
Ｓ１１０が配置されるべき架空の適正位置を適正量算出
部２６ｃによって算出する。この場合、適正位置とはバ
ッファ１６ａに対するワークの投入が何らかの原因によ
り停止したり製造量が低下した場合でもバッファ１６ａ
内に蓄えているワークで下流行程を稼動させることので
きる最低限の在庫を確保できる位置である。本実施形態
の場合、収納レーン１８ａの出口からワークが順次保持
された場合、幾つ目が適正保有量Ｒｐｉかを以下の式に
基づいて算出する。

【００２０】 Ｒｐｉ＝（Ｔ＋Ｕ＋Ｖ＋Ｗ）×製造比率・・・・・・・（式１） ここで、Ｔとは、Ｔ＝｛（自工程の加工作業時間以外の
付随作業時間）／（下流行程タクトタイム）｝であり、
この場合、自工程とはバッファ１６ａに投入するワーク
を加工する工程であり、加工作業時間以外の付随作業時
間とは、例えば、自工程の品質チェック作業や加工装置
の刃具や工具の交換作業等に必要な時間であり、過去の
データによって得られる値である。この付随作業時間
は、正規のライン作業でも必要となる非加工時間であ
る。また、下流行程タクトタイムとは、この場合組立製
造ライン１２の製造タクトタイムになり、自工程が付随
作業により停止している時に幾つのワークがバッファ１
６ａから引き抜かれて行くかを示している。

【００２１】また、ＵとはＵ＝自工程加工不良割合×Ｔ
であり、Ｖとは、Ｖ＝自工程材料不良割合×Ｔであり、
いずれも品質不良により自工程が停止している時に加工
途中等で間引かれてしまう数量を考慮する値である。さ
らに、Ｗとは、Ｗ＝｛（自工程平均停止時間）／（下流
行程タクトタイム）｝であり、自工程の平均停止時間と
は加工装置や搬送装置等の故障等の製造トラブルによっ
てラインが一時停止する時間であって、Ｔと同様に自工
程が停止している時に幾つのワークがバッファ１６ａか
ら引き抜かれて行くかを示し、過去のデータを参考に得
られる値である。

【００２２】従って、各収納レーン１８ａ，１８ｂ，１
８ｃについて、（式１）を用いた演算を行うことによっ
て、下流側行程に対してワークの過不足を発生させたい
ための最低限の在庫量、すなわちバッファ１６ａのワー
クの最適保有量を算出することができる。なお、図２に
おいて、収納レーン内のワークを最適数量に維持するた
めに製造調整を開始するタイミングを示す調整ＬＳに対
応する架空の調整適正量Ｒｃｉは、収納レーン１６ａの
出口を基準に前記適正保有量Ｒｐｉの１／２の数量が設
定される。同様な演算を各ワーク毎、すなわち収納レー
ン１８ｂ，１８ｃに対して行い、各収納レーン毎に架空
のリミットスイッチを設定する。

【００２３】前記ワーク認識部２６ａは各収納レーン１
８ａ，１８ｂ，１８ｃに配置された先頭確認ＬＳ２０、
通過確認ＬＳ２２からのオン・オフ信号によって、バッ
ファ１６ａのワークの出入りを監視し、該バッファ１６
ａ内に蓄えられているワーク数量を認識する。そして、
調整部２６ｄは認識されたバッファ１６ａ内のワーク数
量と前記算出された適正保有量とを比較し、バッファ１
６ａ内のワーク数量を監視する。実際には、例えば、
今、自工程で製造を開始しようとしているワークが収納
レーン１８ａに収納されるワークである場合、調整部２
６ｄはワーク認識部２６ａの認識した収納レーン１８ａ
のワーク数量＜収納レーン１８ａの適正保有量であるか
否かの判断を行う。もし、収納レーン１８ａのワーク数
量＜収納レーン１８ａの適正保有量の場合、収納レーン
１８ａにはワーク収納に余裕があり、該調整部２６ｄは
製造比率に従ったワークの製造を行うために、上流側の
バッファ１６ｂに対して収納レーン１８ａに収納するた
めの素材ワーク（自工程で加工加えるワーク）の要求指
示を出す。

【００２４】一方、収納レーン１８ａのワーク数量≧収
納レーン１８ａの適正保有量の場合、下流行程側で製造
が遅れているか、自工程における製造ペースが予定より
早い場合であり、現段階で収納レーン１８ａに収納する
ワークを製造すると過剰在庫になってしまう。そこで、
比率設定盤２６がデータとして有しているワークを製造
する順番を示す仕掛かり順序表に示された収納レーン１
８ａに収納するワークの加工を中止して、次に予定され
たワークの加工を行う。また、収納レーン１８ａに収納
するワークが仕掛かり順序表において、所定間隔で仕掛
かり順序表に割り振られている変更自由ワーク（該当す
るワークが過剰である場合、仕掛かり順序表を無視し
て、他の適正保有量に達していないワークに製造を変更
できるワーク）の場合、他のワークを製造する。このよ
うな処理を各比率設定盤２６で各バッファに対して順次
行う。なお、ワーク数認識部２６ａが常にバッファ１６
ａ内のワーク数量を認識しているので、ワーク数量が極
端に少ない収納レーンがある場合には、仕掛かり順序表
の変更自由ワークを用いて優先的に数量の少ないワーク
の製造を行う。

【００２５】このように、製造比率が変更される度に、
製造比率に基づいたワークの適正保有量が算出され、そ
の適正保有量と実際にバッファに保持されているワーク
数量と比較して製造ラインの製造量を調整するので、頻
繁に製造比率が変更される場合でも従来のようにリミッ
トスイッチの位置変更を行うことなく製造比率変更に伴
うバッファ内の最適数量管理を正確かつ容易に行うこと
ができる。従ってデイリーオーダシステム等を導入して
もバッファ内のワーク管理を確実に行うことができる。
また、新たに製造ラインを構築する時にも、従来のよう
に大量のリミットスイッチやその為の配線等が不要にな
るので、ライン構築コストを低減することができる。

【００２６】なお、前記調整部２６ｄによるワーク数量
の比較と製造調整は上流側のバッファ１６ｂに素材ワー
クの要求を出す度に行っても良いし、前記変更自由ワー
クが出現する所定間隔毎（例えば、ワーク１０個おき）
に行っても良い。また、本実施形態では図２におけるプ
ールオーバーＬＳ１１０の確認信号が出力された場合と
同じ場合に、製造調整を行う例を説明したが、調整部２
６ｄの比較基準を調整ＬＳ１１２の確認信号と等価の調
整適正量Ｒｃｉにしてもよい。この場合、余裕のあるワ
ーク調整をスムーズに行うことができる。

【００２７】また、本実施形態では、製造比率が比率援
助コンピュータ２８から自動入力される例を説明した
が、入力スイッチやプログラマグルコントローラ等によ
って直接比率設定盤２６にマニュアル入力するようにし
てもよい。

【００２８】さらに、本実施形態では部品製造ラインと
組立製造ラインとからなる製造ラインについて説明した
が、ワークの一時保持が必要なバッファを有する製造ラ
インであれば、任意の製造ラインに適用し、同様な効果
を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、製造ラインの製造比率
が変更される度に、製造比率に基づいたワークの適正保
有量が算出され、算出された適正保有量と実際にバッフ
ァに保持されているワーク数量と比較して製造ラインの
製造量を調整するので、製造比率が変更される度に適正
保有量認識のための機械的なリミットスイッチ等の移動
を行うことなく、バッファ内の最適数量管理を正確かつ
容易に行うことができる。

【００３０】また、製造比率が頻繁に変更されるデイリ
ーオーダシステムの導入にも容易に対応することができ
る。

【００３１】また、新たに製造ラインを構築する時に
も、従来のように大量のリミットスイッチやその為の配
線等が不要になるので、ライン構築コストを低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の部品製造ラインと組立製
造ラインとの配置状態と比率設定盤を説明する説明図で
ある。

【図２】 従来のワーク一時保持のための複数収納レー
ンを有するバッファの概略構成を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ 部品製造ライン、１２ 組立製造ライン、１４
加工装置（Ｍ／Ｃ）、１６ａ，１６ｂ，１００ バッフ
ァ、１８ａ〜１８ｃ，１０２ａ〜１０２ｃ 収納レー
ン、２０，１０４ 先頭確認ＬＳ、２２，１０６ 通過
確認ＬＳ、２４，１０８ フルワークＬＳ、２６ 比率
設定盤、２６ａ ワーク数認識部、２６ｂ比率入力部、
２６ｃ 適正量算出部、２６ｄ 調整部 ２８ 比率援
助コンピュータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の製造比率に基づいてワークの加工
   を行い、加工したワークを一時的に保持すると共に必要
   に応じて保持したワークの排出を行うバッファを有する
   製造ラインのワーク管理装置において、 前記製造ラインにおけるワークの製造比率を入力する比
   率入力部と、 前記製造比率が入力される毎に、前記バッファ内のワー
   クの適正保有量を前記製造比率に基づいて算出する適正
   量算出部と、 前記バッファ内のワーク数量を認識するワーク数認識部
   と、 算出した適正保有量とワーク数認識部が認識したワーク
   数量とに基づいて製造ラインの製造量を調整する調整部
   と、 を含むことを特徴とする製造ラインのワーク管理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製造ラインのワーク管理
   装置において、 前記適正量算出部は、加工作業時間以外の付随作業によ
   るライン停止時間内に該製造ラインから排出されるワー
   ク数量を含めて前記バッファの適正保有量を算出するこ
   とを特徴とする製造ラインのワーク管理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の製造ライ
   ンのワーク管理装置において、 前記適正量算出部は、製造トラブルにより減少するワー
   ク数量を含めてバッファの適正保有量を算出することを
   特徴とする製造ラインのワーク管理装置。