JPWO2016151833A1 - 部品実装ラインの最適化装置および部品実装ラインの最適化方法 - Google Patents

Abstract

本発明の部品実装ライン（１）の最適化装置（７）は、各部品実装機（２１〜２Ａ）が最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板（Ｋ）に装着するのに要するサイクルタイム（ｔｃ）をそれぞれ演算するサイクルタイム演算部（８３１）と、特定の一部の部品実装機（２Ａ）を以降の演算処理から除外するように設定する除外機設定部（８３２）と、除外されなかった部品実装機（２１〜２９）のサイクルタイムが均等化されている度合いを表すラインバランス効率（ＬＢＥ）を演算するバランス効率演算部（８３３）と、ラインバランス効率を表示するバランス効率表示部（８３４）と、を備える。これによれば、基板の生産を開始する以前に実施する最適化処理の結果を適正に評価して、部品実装ラインの本来の装置性能を活かせるようになる。

Description

本発明は、部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインに関し、特に、部品実装ラインで基板の生産を開始する以前に、設定変更可能な処理条件に基づいて最適化処理を実施する最適化装置、および最適化方法に関する。

多数の部品が実装された基板を生産する設備として、はんだ印刷機、部品実装機、リフロー機、基板検査機などがある。これらの設備を連結して基板生産ラインを構成することが一般的になっている。さらに、部品実装機を複数台直列に配置して、部品実装ラインを構成する場合も多い。部品実装ラインの本来の装置性能を十分に活かして効率的に基板を生産するために、生産開始以前に最適化処理を行う技術が開発されている。最適化処理では、基板に実装する多数の部品を複数台の部品実装機に割り振り、各部品実装機で部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムを短くかつ均等化するように、シミュレーションが行われる。シミュレーションの際に、生産する基板の性状などを考慮して、変更可能な処理条件が設定される。この種の最適化処理に関する技術例が特許文献１および２に開示されている。

特許文献１の生産情報自動収集システムは、複数の作業者を順に配置した生産ラインにおいて、作業者毎の作業時間を取得し、作業時間のラインバランス効率を演算して表示する。これによれば、生産中にリアルタイムでラインバランス効率を把握でき、生産を阻害する要因を把握でき、生産効率の改善にリアルタイムで対処できる、とされている。つまり、作業者と部品実装機の違いはあっても、作業負荷の均等化による生産ラインの効率向上という目的は共通しており、評価の指標としてラインバランス効率が用いられている。

また、特許文献２の実装タクトの監視方法は、部品実装機から稼動中における実装タクト実績値（サイクルタイムの実績値）を収集して監視し、実装タクト実績値と、部品実装機がロスなく動作した場合の標準実装タクトとに基づきタクトロスを算出し、実装タクト実績値の低下原因を分析する。さらに、実施形態の説明によれば、実装タクト実績値に代えて、実装タクトおよびタクトロスの理論計算を行うことが開示されている。さらに、部品実装ラインにおける実装タクトバランスの理論計算についても開示されており、ラインバランス効率がシミュレーションによって求められる。

特開２００８−２１７４５１号公報 特許第３５８３１２１号公報

ところで、部品実装ラインを構成する一部の部品実装機の構造が他と異なって特定部品種の部品が割り振られる場合がある。例えば、多くの部品実装機がフィーダ装置を備え、一部の部品実装機がトレイ装置を備えるライン構成がある。この場合、トレイ装置から供給される大型部品は一部の部品実装機に限定的に割り振られる。また例えば、特定の部品実装機だけが異形用吸着ノズルを有して特殊な異形部品のみが割り振られるライン構成がある。

このようなライン構成では、特定部品種の部品が割り振られる部品実装機は、部品装着点数が限られてサイクルタイムが小さくなりがちである。これにより、ラインバランス効率が悪化し、最適化処理の評価が難しくなる。また、特定部品種の部品が割り振られる部品実装機では、部品の割り振りを変更できず、ラインバランス効率を向上することが難しい。したがって、最適化結果やラインバランス効率を評価する際に、特定部品種の部品が割り振られる部品実装機を除外して考えるほうが好ましい。

一方、最適化処理の際に設定される処理条件は、常に最適に設定されているとは限らない。例えば、最適化処理に費やすことのできる最適化時間は、過大な処理時間にならないように、或る上限時間がデフォルト値として定められている。この制約により、優れた最適化結果が得られる以前に最適化処理が打ち切られて生産に移行し、部品実装ラインの本来の装置性能を活かせなくなることが発生しがちであった。また、処理条件は、基板の生産に支障の生じない安全側のデフォルト条件が初期設定され、オペレータの設定し忘れによる弊害が防止されていた。このため、生産する基板の基板種に合わせてオペレータが適切な処理条件を設定すればよいが、デフォルト条件のままで最適化処理が行われることも発生していた。

さらに、最適化結果が出ても、現場のオペレータは、最適な処理条件が設定されていたか否か不明であるため、最適化結果が良好であるか否かの判断が難く、改善点を見つけることも難しい。結果として、部品実装ラインは、本来の装置性能を活かすことができなくなる。したがって、適切な処理条件を設定して最適化処理を実施し、最適化結果を適正に評価することが極めて重要である。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、部品実装ラインで基板の生産を開始する以前に実施する最適化処理の結果を適正に評価して、あるいは最適化処理で可変に設定される処理条件の設定状況を明らかにして、本来の装置性能を活かせるようにした部品実装ラインの最適化装置、および最適化方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の部品実装ラインの最適化装置は、基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部と、特定の一部の部品実装機を以降の演算処理から除外するように設定する除外機設定部と、除外されなかった部品実装機のサイクルタイムが均等化されている度合いを表すラインバランス効率を演算するバランス効率演算部と、前記ラインバランス効率を表示するバランス効率表示部と、を備える。

これによれば、ラインバランス効率を悪化させる一因になりがちな特定の部品実装機が演算処理から除外された後に、ラインバランス効率が演算および表示される。したがって、特定の部品実装機によりラインバランス効率が悪化することは無く、オペレータは、実効性のあるラインバランス効率を確認して最適化処理の結果を適正に評価できる。また、このラインバランス効率が良好でないとき、オペレータは、処理条件を設定変更して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ラインの本来の装置性能を活かすことができる。

また、本発明の部品実装ラインの最適化装置は、基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部と、各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を、装着効率が最も高くなる仮想された装着実施条件で１枚の基板に装着できる最短サイクルタイムをそれぞれ演算する最短タイム演算部と、各前記部品実装機について前記サイクルタイムが前記最短サイクルタイムに近づく度合いを表す動作効率をそれぞれ演算する動作効率演算部と、前記動作効率を表示する動作効率表示部と、を備えてもよい。

これによれば、各部品実装機についてサイクルタイムが最短サイクルタイムに近づく度合いを表す動作効率が演算および表示される。したがって、オペレータは、各部品実装機の動作効率を確認して、最適化処理の結果を適正に評価できる。また、動作効率が低いとき、オペレータは、原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを訂正して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ラインの本来の装置性能を活かすことができる。

また、本発明の部品実装ラインの最適化装置は、基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、前記最適化処理を実施するために設定された処理条件の最適化の実効程度を演算する実効程度演算部と、前記最適化の実効程度を表示する実効程度表示部と、を備えてもよい。

これによれば、設定された処理条件の最適化の実効程度が演算および表示される。したがって、オペレータは、実効程度を確認して、最適化処理が適正な処理条件で行われたか否かを判定できる。また、実効程度が低いとき、オペレータは、原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを訂正して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ラインの本来の装置性能を活かすことができる。

実施形態の最適化装置の対象となる部品実装ラインの構成例を模式的に示す平面図である。 ２台の部品実装機を示した斜視図である。 実施形態の部品実装ラインの最適化装置の装置構成および機能構成を示すブロック図である。 ラインバランス処理部の処理内容を説明する処理フローの図である。 ラインバランス処理部の処理結果を例示説明する表示例の図である。 動作効率処理部の処理結果を例示説明する表示例の図である。 実効程度処理部の処理結果を例示説明する表示例の図である。

（１．部品実装ライン１および部品実装機２の構成例）
まず、部品実装ライン１および部品実装機２の構成例について、図１および図２を参考にして説明する。図１は、実施形態の最適化装置７の対象となる部品実装ライン１の構成例を模式的に示す平面図である。図示されるように、部品実装ライン１は、１０台の第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａが直列に配置されて構成される。図中の左側の第１部品実装機２１が上流側、右側の第１０部品実装機２Ａが下流側となる。また、図中のＸＹ座標軸に示されるように、第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａに順番に基板Ｋを搬送する方向をＸ軸方向、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。図２は、２台の部品実装機２を示した斜視図である。部品実装機２は、基板搬送装置３、部品供給装置４、部品移載装置５、部品カメラ６１、ノズルステーション６２、および制御装置などが機台６９に組み付けられて構成されている。

基板搬送装置３は、部品実装機２の長手方向（Ｙ軸方向）の中央付近に配設されている。基板搬送装置３は、第１搬送装置３１および第２搬送装置３２が並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第１および第２搬送装置３１、３２は、それぞれ図略の一対のガイドレール、一対のコンベアベルト、およびバックアップ装置などを有する。一対のガイドレールは、搬送方向（Ｘ軸方向）に延在して配置されている。一対のガイドレールの向かい合う内側に、無端環状の一対のコンベアベルトが並設されている。一対のコンベアベルトは、コンベア搬送面に基板Ｋを戴置して輪転し、基板Ｋを装着実施位置に搬入および搬出する。装着実施位置の下方には、バックアップ装置が配設されている。バックアップ装置は、基板Ｋを押し上げて水平姿勢でクランプし、装着実施位置に位置決めする。

部品供給装置４は、部品実装機２の長手方向の前部（図２の左前側）に設けられている。部品供給装置４は、複数のフィーダ装置４１が列設されて構成されている。フィーダ装置４１は、本体部４２と、本体部４２の後部に回転可能かつ脱着可能に装着された供給リール４３と、本体部４２の先端上部に設けられた部品供給部４４と、を有する。供給リール４３には、部品を一定の間隔で保持したキャリアテープが巻回されている。このキャリアテープの先端が部品供給部４４まで引き出されて部品が供給される。

部品移載装置５は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能ないわゆるＸＹロボットタイプの装置である。部品移載装置５は、部品実装機２の長手方向の後部（図２の右奥側）から部品供給装置４の上方にかけて配設されている。部品移載装置５は、ヘッド駆動機構５１および装着ヘッド５２などにより構成されている。装着ヘッド５２は、部品を吸着および装着する１本または複数本の吸着ノズルを着脱可能に保持する。ヘッド駆動機構５１は、装着ヘッド５２をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。

部品カメラ６１は、部品供給装置４と第１搬送装置３１との間の機台６９の上面に、上向きに設けられている。部品カメラ６１は、装着ヘッド５２が部品供給装置４から基板Ｋ上に移動する途中で、吸着ノズルに吸着されている部品の状態を撮像する。また、部品カメラ６１に隣接して、機台６９上にノズルステーション６２が配設されている。ノズルステーション６２は、複数のノズル保持穴にそれぞれ吸着ノズルを交換可能に保持している。

図略の制御装置は、基板Ｋに装着する部品の種類および装着順序、当該の部品を供給するフィーダ装置４１などを指定した装着シーケンスを保持している。制御装置は、部品カメラ６１の撮像データならびに図略のセンサの検出データなどに基づき、装着シーケンスにしたがって部品装着動作を制御する。また、制御装置は、生産完了した基板Ｋの生産数や、部品の装着に要した装着時間、部品の吸着エラーの発生回数などの稼動状況データを逐次収集して更新する。制御装置は、上部のカバー６８の前側上部に配設されたモニタ装置６３を有している。モニタ装置６３は、オペレータに情報を表示するための表示部や、オペレータによる入力設定を行うための入力部をもつ。

部品実装ライン１を構成する第１〜第９部品実装機２１〜２９は、上述した複数のフィーダ装置４１からなる部品供給装置４を備えている。最下流の第１０部品供給装置２Ａだけは、トレイ装置４７からなる部品供給装置４Ａを備えている（図１示）。トレイ装置４７は、入れ替え可能なトレイ４８に大形の異形部品を載置して供給する。さらに、第１０部品供給装置２Ａの部品移載装置５の装着ヘッド５２は、異形部品を吸着する専用の異形用吸着ノズルを保持する。このため、第１０部品供給装置２Ａに割り振られる部品種の種類数および部品点数は、他の第１〜第９部品実装機２１〜２９と比較して少ない。かつ、第１０部品供給装置２Ａと他の第１〜第９部品実装機２１〜２９との間では、割り振られる部品種を入れ替えることができない。

（２．実施形態の部品実装ラインの最適化装置７の構成）
次に、実施形態の部品実装ラインの最適化装置７の構成について説明する。図３は、実施形態の部品実装ラインの最適化装置７の装置構成および機能構成を示すブロック図である。最適化装置７は、コンピュータ装置７１、およびコンピュータ装置７１上で動作するソフトウェアにより構成される。コンピュータ装置７１は、入力部７２、表示部７３、メモリ部７４、および通信部７５を備えている。入力部７２は、オペレータによる入力設定を行う部位である。表示部７３は、オペレータに情報を表示する部位である。メモリ部７４は、各種ソフトウェアや、ソフトウェア実行時の処理条件、処理結果などを記憶する部位である。通信部７５は、外部メモリ装置や他のコンピュータ装置と、通信を介して情報を授受する部位である。

本実施形態において、コンピュータ装置７１は、通信部７５を介してジョブデータベース７６に接続されている。第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの各制御装置６３も、ジョブデータベース７６にアクセス可能となっている。ジョブデータベース７６は、コンピュータ装置７１が最適化処理を実施するときに使用する情報を保持している。例えば、ジョブデータベース７６は、生産する基板Ｋに関する情報、装着される部品に関する情報、部品実装ライン１を構成する第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの寸法諸元や性能に関する情報などを保持している。これに限定されず、最適化処理を実施するときに使用する情報は、メモリ部７４に保持されていてもよい。

最適化装置７は、機能的には、処理選択部８１、最適化処理部８２、ラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、実効程度処理部８５、および共通表示部８６を備える。

処理選択部８１は、最適化処理部８２、ラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、および実効程度処理部８５のいずれかを選択して実施する部位である。この選択は、オペレータが入力部７２から手動操作して行うことができる。また、処理選択部８１がこの選択を自動で行うようにしてもよい。例えば、ジョブデータベース７６で最適化処理を行うジョブの更新が行われた都度、処理選択部８１は、最適化処理部８２を選択して当該ジョブの最適化処理を実施できる。処理選択部８１は、ラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、および実効程度処理部８５のうち複数を選択して実施することができ、この場合に共通表示部８６が機能する。

最適化処理部８２は、部品実装ライン１で基板Ｋの生産を開始する以前に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する。最適化処理の実施に先立ち、オペレータは処理条件を設定する。設定された処理条件は、メモリ部７４に保持される。オペレータが処理条件を設定しなくても最適化処理が滞りなく実施されるように、メモリ部７４には初めからデフォルト条件が保持されている。デフォルト条件は、基板Ｋの基板種に関係なく生産に支障が生じないように、安全側の条件が初期設定される。

設定変更可能な処理条件として、基板Ｋのハンドリング条件や、部品のハンドリング条件を例示できる。基板Ｋのハンドリング条件とは、第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの基板搬送装置３が基板Ｋを取り扱うときの条件を意味する。基板Ｋのハンドリング条件として、基板Ｋの搬送速度および搬送加速度や、バックアップ装置による基板Ｋの位置決め時の動作条件などが該当する。基板Ｋの搬送速度および搬送加速度のデフォルト値は、どのような基板種であっても確実な搬送が行われるように、或る程度小さめの値が設定されている。また、基板Ｋの位置決め時の動作条件のデフォルト値は、基板Ｋが両面実装基板であって下面に最大高さＨｍａｘの部品が装着済みであっても支障が生じないように、最大高さＨｍａｘを考慮して設定されている。

また、部品のハンドリング条件とは、第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの部品移載装置５が部品を取り扱うときの条件を意味する。部品のハンドリング条件として、部品の吸着に使用する吸着ノズルの種類、吸着ノズルが部品を吸着および装着するときの垂直方向の動作速度および加速度、ならびに、吸着ノズルが部品を吸着した状態で部品供給装置４から装着実施位置の基板Ｋまで移動するときの水平方向の動作速度および加速度などが該当する。吸着ノズルの種類は、対象部品が吸着保持可能となる最大限の範囲内で設定されている。垂直方向および水平方向の動作速度および加速度は、部品移載装置５における最速値がデフォルト値とされている。ただし、他の機種の部品移載装置に合わせて、デフォルト値と異なる設定値が設定されている場合もある。また、部品移載装置５が使用する吸着ノズルの種類によっても、適切な動作速度、加速度は異なる。

ここで、基板Ｋや部品のハンドリング条件は、必ずしも固定された条件でなく、或る程度の範囲で設定変更を行っても、基板Ｋの生産は可能である。したがって、実際に生産する基板Ｋおよび装着される部品の実態に合わせてハンドリング条件を設定変更すると、さらに優れた最適化結果が得られる機会が増加する。これにより、部品実装ライン１の本来の装置性能を活かせるようになる。

さらには、最適化処理に費やすことのできる最適化時間も、設定変更可能な処理条件に含まれる。最適化時間のデフォルト値は、多くの処理時間をかけずにスムースに生産に移行できるように短い最小時間とされている。しかしながら、生産が急がれない場合には、最適化時間を長く設定変更し、十分な時間をかけて最適化処理を実施するほうが好ましい。

最適化処理を実施する対象項目として、例えば、基板Ｋに装着する多数の部品の部品種および部品点数を第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａに割り振る割り振り方がある。ここで、第１０部品実装機２Ａは、部品供給装置４Ａの構造が他と異なり、割り振られる部品はトレイ装置４７から供給される特定の部品種に限定される。これに対して、第１〜第９部品実装機２１〜２９に割り振られる部品種に限定は無い。したがって、第１〜第９部品実装機２１〜２９に残りの大多数の部品種を適正に割り振り、それぞれのサイクルタイムを短くかつ均等化することが最適化処理の目的となる。

また、第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａにそれぞれ割り振られた部品の装着順序や、第１〜第９部品実装機２１〜２Ａのフィーダ装置４１の並び順も、最適化処理を実施する対象項目である。部品の装着順序やフィーダ装置４１の並び順に依存して、部品移載装置５の動作効率は変動し、サイクルタイムに影響を及ぼす。

最適化処理によって得られた最適化結果は、一時的にメモリ部７４に保持される。複数回の最適化処理が行われた場合、最も優れた最適化結果がメモリ部７４に保持される。最終的な最適化結果は、通信部７５を介して第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの制御装置まで転送され、基板Ｋの生産に用いられる。なお、最適化処理の具体的な実施方法に関しては、公知の各種方法を適宜応用できる。

（３．ラインバランス処理部８３の機能）
ラインバランス処理部８３は、最適化処理部８２によって得られた最適化結果に基づき、特定の一部の部品実装機を除外してラインバランス効率ＬＢＥを演算および表示する。ラインバランス処理部８３は、サイクルタイム演算部８３１、除外機設定部８３２、バランス効率演算部８３３、およびバランス効率表示部８３４を備える。図４は、ラインバランス処理部８３の処理内容を説明する処理フローの図である。また、図５は、ラインバランス処理部８３の処理結果を例示説明する表示例の図である。

図４のステップＳ１で、サイクルタイム演算部８３１は、各部品実装機２１〜２Ａが最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板Ｋに装着するのに要するサイクルタイムｔｃをそれぞれ演算する。このとき、サイクルタイム演算部８３１は、ジョブデータベース７６の各種情報に加えて、設定された処理条件を用いる。図５の表示例において棒グラフに示されるように、第１〜第９部品実装機２１〜２９の各サイクルタイムｔｃは、多少の差異はあっても概ね均等化されている。これに対して、第１０部品実装機２Ａのサイクルタイムｔｃは、他よりもかなり短くなっている。

次のステップＳ２で、除外機設定部８３２は、特定の一部の部品実装機を以降の演算処理から除外するように設定する。具体的に、除外機設定部８３２は、サイクルタイムｔｃが他より短い部品実装機、割り振られる部品種の種類数または部品点数が他より少ない部品実装機、ならびに、部品供給装置４Ａおよび部品移載装置５の少なくとも一方の構造が他と異なって特定部品種の部品が割り振られる部品実装機のいずれかを除外する。除外機設定部８３２は、いずれの除外条件にも該当する第１０部品実装機２Ａを除外する。

なお、除外機の台数は１台に限定されず、複数台であってもよい。例えば、基板Ｋに装着される部品の総点数が少なく、第８部品実装機２８に部品が割り振られない場合がある。すると、第８部品実装機２８は、基板Ｋをスルー搬送するだけになり、サイクルタイムｔｃは極めて短くなる。この場合、除外機設定部８３２は、第８部品実装機２８および第１０部品実装機２Ａを除外する。

ステップＳ３〜Ｓ５で、バランス効率演算部８３３は、除外されなかった部品実装機のサイクルタイムが均等化されている度合いを表すラインバランス効率ＬＢＥを、次の式１により演算する。
ＬＢＥ（％）＝（Ｔｓｕｍ÷Ｔｍａｘ）×１００ …………（式１）

詳細には、ステップＳ３で、バランス効率演算部８３３は、除外されなかった第１〜第９部品実装機２１〜２９のサイクルタイムｔｃを合計した合計値Ｔｓｕｍを算出する。ステップＳ４で、バランス効率演算部８３３は、サイクルタイムｔｃの最大値ｔｍａｘに、除外されなかった部品実装機の台数Ｎを乗じてＴｍａｘを算出する。図５の表示例において、サイクルタイムｔｃの最大値ｔｍａｘは、第３部品実装機２３で発生している。また、除外されなかった第１〜第９部品実装機２１〜２９の台数Ｎは、Ｎ＝９台である。ステップＳ５で、バランス効率演算部８３３は、式１によりラインバランス効率ＬＢＥを演算する。

なお、ラインバランス効率ＬＢＥは、式１を変形した次の式２を用いて演算してもよい。
ＬＢＥ（％）＝（ｔａｖ÷ｔｍａｘ）×１００ ……………（式２）
ただし、除外されなかった第１〜第９部品実装機２１〜２９のサイクルタイムｔｃを平均した平均値ｔａｖであり、サイクルタイムｔｃの最大値ｔｍａｘ（第３部品実装機２３の値）である。

次のステップＳ６で、バランス効率表示部８３４は、ラインバランス効率ＬＢＥをサイクルタイムｔｃの棒グラフと共に表示する。図５の表示例で、「ＬＢＥ＝９６．５％（Ｎｏ.１０を除外）」と表示され、ラインバランス効率ＬＢＥの数値および除外機が示されている。

仮に、第１０部品実装機２Ａを除外しないと、ラインバランス効率ＬＢＥは９２％程度に悪化する。オペレータは、悪化したラインバランス効率ＬＢＥを見ても、最適化結果の評価が難しい。これに対し、第１０部品実装機２Ａを除外したときの良好なラインバランス効率ＬＢＥ９６．５％を見て、オペレータは、第１〜第９部品実装機２１〜２９のサイクルタイムｔｃが概ね均等化されたと適正に評価できる。

（４．動作効率処理部８４の機能）
動作効率処理部８４は、最適化処理部８２によって得られた最適化結果に基づき、第１〜第１０部品実装機２１〜２Ａの動作効率Ｍをそれぞれ演算および表示する。動作効率処理部８４は、サイクルタイム演算部８４１、最短タイム演算部８４２、動作効率演算部８４３、および動作効率表示部８４４を備える。サイクルタイム演算部８４１は、ラインバランス処理部８３のサイクルタイム演算部８３１と同じ演算処理を行い、各部品実装機２１〜２Ａのサイクルタイムｔｃをそれぞれ演算する。

これに対して、最短タイム演算部８４２は、各部品実装機２１〜２Ａに割り振られた部品種の部品を、装着効率が最も高くなる仮想された装着実施条件で１枚の基板Ｋに装着できる最短サイクルタイムｔｍｉｎをそれぞれ演算する。仮想された装着実施条件とは、最適化処理部８２で設定された処理条件に制約されずに、最短で部品実装を終了できる条件を意味する。したがって、例えば、基板Ｋの搬送速度および加速度や、吸着ノズルの動作速度および加速度は許容される最大値が装着実施条件に設定される。また例えば、仮想された装着実施条件では部品の吸着に使用できる吸着ノズルの種類が最大限に拡げられ、吸着ノズルの交換回数が最小化される。

動作効率演算部８４３は、各部品実装機２１〜２Ａについてサイクルタイムｔｃが最短サイクルタイムｔｍｉｎに近づく度合いを表す動作効率Ｍを、次の式３により演算する。
Ｍ（％）＝（ｔｍｉｎ÷ｔｃ）×１００ …………（式３）

図６は、動作効率処理部８４の処理結果を例示説明する表示例の図である。図示されるように、動作効率表示部８４４は、各部品実装機２１〜２Ａのサイクルタイムｔｃ、最短サイクルタイムｔｍｉｎ、および動作効率Ｍを表示する。サイクルタイムｔｃは、白い棒グラフで示され、最短サイクルタイムｔｍｉｎはハッチング付きの棒グラフで示され、動作効率Ｍは折れ線グラフで示されている。

サイクルタイムｔｃおよび最短サイクルタイムｔｍｉｎは、ともにシミュレーションで得られる値であるが、それでもなお、動作効率Ｍは、各部品実装機２１〜２Ａの実際の装着動作の評価に有効である。動作効率Ｍが１００％に近いとき、オペレータは、当該の部品実装機が本来の装置性能を発揮すると期待できる。逆に、動作効率Ｍが低いとき、オペレータは、最適化処理を見直すことができる。すなわち、オペレータは、動作効率Ｍが低い原因を調査し、処理条件の設定不適正や設定忘れなどがあった場合には、処理条件を訂正して最適化処理を再度実施する。

（５．実効程度処理部８５の機能）
実効程度処理部８５は、最適化処理部８２が最適化処理を実施した以後に、設定された処理条件の最適化の実効程度を演算および表示する。ただし、最適化処理の実施以前であってもオペレータによる処理条件の設定が行われた後であれば、実効程度処理部８５は動作可能である。実効程度処理部８５は、実効程度演算部８５１および実効程度表示部８５２を備える。

実効程度演算部８５１は、複数の処理条件について個別に配点を設定し、最適化の実効程度を演算して採点する。実効程度演算部８５１は、一部の処理条件について、デフォルト条件から設定変更されたときに高い演算値を採点し、設定変更されていないときに低い演算値を採点する。また、実効程度演算部８５１は、一部の処理条件について、設定された処理条件が良好であると高い演算値を採点し、良好でないと低い演算値を採点する。複数の処理条件の配点の大小、演算値の段階数、および採点方法に特別な制約はない。

図７は、実効程度処理部８５の処理結果を例示説明する表示例の図である。実効程度表示部８５２は、例えば一覧表の表示形式を用いて処理結果を表示する。図７の例で、処理条件１〜１０の１０項目について、採点された演算値、および配点が示されている。各処理条件の配点は、５点または１０点とされ、その合計は７０点満点とされている。最適化の実効程度は、採点された演算値の合計点で示され、図７の例では４０点となっている。

例えば、処理条件６は、基板Ｋの下面の装着済み部品の高さＨを設定するものであり、１０点が配点されている。この高さＨが生産する基板Ｋの性状に合わせて適正に設定されると、基板Ｋの位置決めが短時間で行われるので、図示の１０点満点と採点される。高さＨがデフォルト値の最大高さＨｍａｘから設定変更されていないと、基板Ｋの位置決めに時間がかかるので、０点と採点される。なお、高さＨが実際に装着される部品の高さよりも小さく設定されると、基板Ｋを搬送するときの干渉が懸念される。このとき、最適化処理部８２は、最適化処理を開始せずに設定エラーを表示して、オペレータの訂正設定を促す。

また例えば、処理条件７は、最適化処理に費やすことのできる最適化時間を設定するものであり、１０点が配点されている。最適化時間が無制限に設定されると、途中で打ち切られることなく最適化処理が実施されるので、１０点満点と採点される。生産スケジュールの制約などの理由により、最適化時間が或る時間に設定されると、５点と採点される。最適化時間がデフォルト値の最小時間から設定変更されていないと、十分な最適化処理が実施されないと懸念されるので、図示の０点と採点される。

オペレータは、演算値の合計点に基づき総合的に実効程度を確認して、最適化処理が適正な処理条件で行われたか否かを判定できる。演算値の合計点が低いとき、オペレータは、個々の処理条件の演算値を確認して、原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを訂正して最適化処理を再度実施できる。

前述したように、処理選択部８１がラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、および実効程度処理部８５のうち複数を選択すると、共通表示部８６が機能する。共通表示部８６は、ラインバランス効率ＬＢＥ、動作効率Ｍ、ならびに最適化の実効程度（演算値の合計点）のうちの複数項目を一緒に表示する。これにより、オペレータは、表示された複数項目を総合的に考慮して、優れた最適化結果が得られているか否かを正確に判定できる。

例えば、各部品実装機２１〜２Ａの動作効率Ｍが低くて、サイクルタイムｔｃが長くなっている場合がある。この場合に、各部品実装機２１〜２Ａのサイクルタイムｔｃが同程度長くなってバランスがとれていると、ラインバランス効率ＬＢＥは高い数値になる。しかしながら、このような最適化結果は適切でない。これを見易くする対策として、共通表示部８６は、ラインバランス効率ＬＢＥと、各部品実装機２１〜２Ａの動作効率Ｍとをひとつの画面に一緒に表示する。これにより、オペレータは、ラインバランス効率ＬＢＥおよび動作効率Ｍの両方を一緒に視認でき、両方が高いときに限って優れた最適化結果であると正確に判定できる。

（６．実施形態の部品実装ラインの最適化装置７の態様および効果）
実施形態の部品実装ライン１の最適化装置７は、基板Ｋを装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置３と、部品を順次供給する部品供給装置４と、部品供給装置４から部品を採取して位置決めされた基板Ｋに装着する部品移載装置５と、を備える部品実装機２が複数台直列に配置された部品実装ライン１で基板Ｋを生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置７であって、各部品実装機２１〜２Ａが最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板Ｋに装着するのに要するサイクルタイムｔｃをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部８３１と、特定の一部の部品実装機（第１０部品実装機２Ａ）を以降の演算処理から除外するように設定する除外機設定部８３２と、除外されなかった第１〜第９部品実装機２１〜２９のサイクルタイムｔｃが均等化されている度合いを表すラインバランス効率ＬＢＥを演算するバランス効率演算部８３３と、ラインバランス効率ＬＢＥを表示するバランス効率表示部８３４と、を備える。

これによれば、ラインバランス効率ＬＢＥを悪化させる一因になりがちな特定の部品実装機（第１０部品実装機２Ａ）が演算処理から除外された後に、ラインバランス効率ＬＢＥが演算および表示される。したがって、特定の部品実装機によりラインバランス効率ＬＢＥが悪化することは無く、オペレータは、実効性のあるラインバランス効率ＬＢＥを確認して最適化処理の結果を適正に評価できる。また、このラインバランス効率ＬＢＥが良好でないとき、オペレータは、処理条件を設定変更して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ライン１の本来の装置性能を活かすことができる。

さらに、除外機設定部８３２が除外する特定の一部の部品実装機は、サイクルタイムｔｃが他より短い部品実装機、割り振られる部品種の種類数または部品点数が他より少ない部品実装機、ならびに、部品供給装置４Ａおよび部品移載装置５の少なくとも一方の構造が他と異なって特定部品種の部品が割り振られる部品実装機のいずれかである。これによれば、ラインバランス効率ＬＢＥを悪化させる部品実装機（第１０部品実装機２Ａ）を確実に除外して、実効性の高いラインバランス効率ＬＢＥを正確に演算できる。

また、実施形態の部品実装ライン１の最適化装置７は、各部品実装機２１〜２Ａが最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板Ｋに装着するのに要するサイクルタイムｔｃをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部８４１と、各部品実装機２１〜２Ａが最適化処理によって割り振られた部品種の部品を、装着効率が最も高くなる仮想された装着実施条件で１枚の基板Ｋに装着できる最短サイクルタイムｔｍｉｎをそれぞれ演算する最短タイム演算部８４２と、各部品実装機２１〜２Ａについてサイクルタイムｔｃが最短サイクルタイムｔｍｉｎに近づく度合いを表す動作効率Ｍをそれぞれ演算する動作効率演算部８４３と、動作効率Ｍを表示する動作効率表示部８４４と、を備えてもよい。

これによれば、各部品実装機２１〜２Ａについてサイクルタイムｔｃが最短サイクルタイムｔｍｉｎに近づく度合いを表す動作効率Ｍが演算および表示される。したがって、オペレータは、各部品実装機２１〜２Ａの動作効率Ｍを確認して、最適化処理の結果を適正に評価できる。また、動作効率Ｍが低いとき、オペレータは、原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを訂正して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ライン１の本来の装置性能を活かすことができる。

また、実施形態の部品実装ライン１の最適化装置７は、最適化処理を実施するために設定された処理条件の最適化の実効程度を演算する実効程度演算部８５１と、最適化の実効程度を表示する実効程度表示部８５２と、を備えてもよい。

これによれば、設定された処理条件の最適化の実効程度（演算値の合計点）が演算および表示される。したがって、オペレータは、実効程度を確認して、最適化処理が適正な処理条件で行われたか否かを判定できる。また、実効程度（演算値の合計点）が低いとき、オペレータは、原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを訂正して最適化処理を再度実施し、優れた最適化結果を得て、部品実装ライン１の本来の装置性能を活かすことができる。

さらに、実効程度演算部８５１は、処理条件がデフォルト条件から設定変更されたか否かにより最適化の実効程度の演算値を変える演算方法、および、設定された処理条件の良否に応じて最適化の実効程度の演算値を変える演算方法を用いる。これによれば、複数の処理条件のそれぞれについて最適化の実効程度が分かるので、オペレータは、実効程度の低下の原因となる処理条件の設定不適正や設定忘れを容易に訂正できる。

また、実施形態の部品実装ライン１の最適化装置７は、ラインバランス効率ＬＢＥ、動作効率Ｍ、ならびに、最適化の実効程度（演算値の合計点）のうち複数項目を一緒に表示する共通表示部８６をさらに備える。これによれば、オペレータは、表示された複数項目を総合的に考慮して、優れた最適化結果であるか否かを正確に判定できる。

上述した実施形態の部品実装ライン１の最適化装置７の各態様は、部品実装ライン１の最適化方法として実施することができる。実施形態の部品実装ライン１の最適化方法は、最適化処理部８２、ラインバランス処理部８３、および動作効率処理部８４の少なくともひとつの機能を複数の処理ステップに置き換えて実現できる。実施形態の部品実装ライン１の最適化方法の効果は、最適化装置７の効果と同じである。

（７．実施形態の応用および変形）
なお、実施形態において、最適化装置７は、ラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、および実効程度処理部８５を備えるが、これに限定されない。つまり、最適化装置７の最小の構成は、ラインバランス処理部８３、動作効率処理部８４、および実効程度処理部８５のいずれかひとつと、最適化処理部８２とを備えればよい。

さらになお、部品実装機のサイクルタイムｔｃが均等化されている度合いを表すラインバランス効率ＬＢＥは、式１や式２と異なる定義や、異なる演算方法が適用されてもよい。また、実効程度演算部８５１は、処理条件１〜１０の１０項目について演算値を採点するが、これに限定されない。例えば、基板Ｋの性状や部品実装機２の機種などの運用状況に応じて、採点する処理条件を追加したり省略したりする設定を行い、１０項目から増減することができる。本発明は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

１：部品実装ライン ２：部品実装機
２１〜２Ａ：第１〜第１０部品実装機
３：基板搬送装置 ４：部品供給装置
４Ａ：トレイ装置からなる部品供給装置 ５：部品移載装置
７：部品実装ラインの最適化装置 ７１：コンピュータ装置
８１：処理選択部 ８２：最適化処理部
８３：ラインバランス処理部
８３１：サイクルタイム演算部 ８３２：除外機設定部
８３３：バランス効率演算部 ８３４：バランス効率表示部
８４：動作効率処理部
８４１：サイクルタイム演算部 ８４２：最短タイム演算部
８４３：動作効率演算部 ８４４：動作効率表示部
８５：実効程度処理部
８５１：実効程度演算部 ８５２：実効程度表示部
８６：共通表示部

Claims (9)

1. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部と、
   特定の一部の部品実装機を以降の演算処理から除外するように設定する除外機設定部と、
   除外されなかった部品実装機のサイクルタイムが均等化されている度合いを表すラインバランス効率を演算するバランス効率演算部と、
   前記ラインバランス効率を表示するバランス効率表示部と、を備える部品実装ラインの最適化装置。
2. 前記除外機設定部が除外する特定の一部の部品実装機は、前記サイクルタイムが他より短い部品実装機、割り振られる部品種の種類数または部品点数が他より少ない部品実装機、ならびに、前記部品供給装置および前記部品移載装置の少なくとも一方の構造が他と異なって特定部品種の部品が割り振られる部品実装機のいずれかである請求項１に記載の部品実装ラインの最適化装置。
3. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算部と、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を、装着効率が最も高くなる仮想された装着実施条件で１枚の基板に装着できる最短サイクルタイムをそれぞれ演算する最短タイム演算部と、
   各前記部品実装機について前記サイクルタイムが前記最短サイクルタイムに近づく度合いを表す動作効率をそれぞれ演算する動作効率演算部と、
   前記動作効率を表示する動作効率表示部と、を備える部品実装ラインの最適化装置。
4. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化装置であって、
   前記最適化処理を実施するために設定された処理条件の最適化の実効程度を演算する実効程度演算部と、
   前記最適化の実効程度を表示する実効程度表示部と、を備える部品実装ラインの最適化装置。
5. 前記実効程度演算部は、前記処理条件がデフォルト条件から設定変更されたか否かにより前記最適化の実効程度の演算値を変える演算方法、および、設定された処理条件の良否に応じて前記最適化の実効程度の演算値を変える演算方法の少なくとも一方を用いる請求項４に記載の部品実装ラインの最適化装置。
6. 請求項１または２に記載の前記ラインバランス効率、請求項３に記載の前記動作効率、ならびに請求項４または５に記載の前記最適化の実効程度の複数項目を一緒に表示する共通表示部をさらに備える部品実装ラインの最適化装置。
7. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化方法であって、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算ステップと、
   特定の一部の部品実装機を以降の演算処理から除外するように設定する除外機設定ステップと、
   除外されなかった部品実装機のサイクルタイムが均等化されている度合いを表すラインバランス効率を演算するバランス効率演算ステップと、
   前記ラインバランス効率を表示するバランス効率表示ステップと、を備える部品実装ラインの最適化方法。
8. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化方法であって、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を１枚の基板に装着するのに要するサイクルタイムをそれぞれ演算するサイクルタイム演算ステップと、
   各前記部品実装機が前記最適化処理によって割り振られた部品種の部品を、装着効率が最も高くなる仮想された装着実施条件で１枚の基板に装着できる最短サイクルタイムをそれぞれ演算する最短タイム演算ステップと、
   各前記部品実装機について前記サイクルタイムが前記最短サイクルタイムに近づく度合いを表す動作効率をそれぞれ演算する動作効率演算ステップと、
   前記動作効率を表示する動作効率表示ステップと、を備える部品実装ラインの最適化方法。
9. 基板を装着実施位置に搬入し位置決めし搬出する基板搬送装置と、部品を順次供給する部品供給装置と、前記部品供給装置から前記部品を採取して位置決めされた基板に装着する部品移載装置と、を備える部品実装機が複数台直列に配置された部品実装ラインで前記基板を生産する際に、設定変更可能な処理条件に基づいて生産に関する最適化処理を実施する部品実装ラインの最適化方法であって、
   前記最適化処理を実施するために設定された処理条件の最適化の実効程度を演算する実効程度演算ステップと、
   前記最適化の実効程度を表示する実効程度表示ステップと、を備える部品実装ラインの最適化方法。

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