JPWO2018011941A1 - 部品管理システム、部品実装装置、および部品管理方法 - Google Patents

Abstract

ラインで作業を行う部品実装装置における、部品切れを精度良く予測することができる部品管理システムなどを提供することを課題とする。特定部２０１は部品実装装置１６の各々における到着時刻もしくは払い出し時刻に基づいて、時刻テーブルを更新する。到着予測部２０２は時刻テーブルに基づいて、部品実装装置１６の各々における到着時刻を予測し、予測テーブルを更新する。部品切れ予測部２０３は部品切れとなる回路基板の到着時刻を予測テーブルから取得し、部品切れ時刻を算出する（Ｓ３）ため、部品切れ時刻を精度良く予測することができる。オペレータは部品切れ時刻に基づいて、補給作業を行うことができる。

Description

本発明は、部品管理システム、部品実装装置、および部品管理方法に関するものである。

従来より、基板に電子部品を供給する供給装置における部品切れを予測する方法が提案されている。特許文献１には、サンプリング時間毎に取得する部品消費情報に基づいて、部品切れを予告する予告方法が記載されている。

特開２００５−２０９９１９号公報

ところで、供給装置および供給装置から供給される電子部品を基板に実装する部品実装装置をライン状に並べ、電子部品を実装する基板を順次、下流へと搬送し、流れ作業で実装していくシステムがある。このようなシステムでは、上流の部品実装装置が例えば何等かの異常で停止して、ライン上に基板が連続して流れない場合、下流の部品実装装置は基板が搬送されてくるまでの間、下流の部品実装装置の作業も中断することになる。このため、部品実装装置の部品補給作業の期限に、少なくとも基板が搬送されてくるまでの期間、猶予が与えられる場合がある。

特許文献１記載の方法では、サンプリング時間毎に部品切れ時間が更新されるものの、システム全体の状況を反映した予測としては不十分となるおそれがある。特に、上流の基板実装装置が作業を中断した場合、下流の部品実装装置における部品切れを精度良く予測できないおそれがある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ラインで作業を行う部品実装装置における、部品切れを精度良く予測することができる部品管理システムなどを提供することを目的とする。

（１）本願に係る部品管理システムは、少なくとも１台の部品実装装置を含む複数の作業装置がライン状に並ぶ部品実装ラインにおいて、基板への部品の実装を管理する部品管理システムであって、部品実装ライン上にある基板の各々の所在を特定する特定部と、部品実装装置の１つを対象装置として、特定部が特定した所在に基づいて、対象装置における基板の各々の到着時刻を予測する到着予測部と、対象装置における、部品残数および基板１枚当たりの部品実装数に基づいて、実装可能な基板枚数を算出し、当該基板枚数および到着時刻に基づいて、対象装置において部品切れとなる部品切れ時刻を予測する部品切れ予測部と、部品切れ時刻もしくは部品切れ時刻に基づく部品供給時刻を報知する報知部と、を備えることを特徴とする。

このようにすると、特定部が特定した所在に基づいて到着予測部が予測した到着時刻に基づいて、部品切れ予測部は部品切れ時刻を精度良く予測することができる。また、部品実装装置を操作するオペレータは、報知部にて報知される部品切れ時刻もしくは部品供給時刻に基づいて、部品切れに応じた、部品の補給作業を行うことができる。尚、部品切れ時刻および部品供給時刻は時刻に限定されず、現在時刻から部品切れ時刻までの時間および現在時刻から部品供給時刻までの時間としても良い。

（２）また、部品切れ時刻および部品補給に要する補給時間に基づいて、部品補給の開始期限である部品補給時刻を算出する補給時刻算出部を備えることを特徴とする。

例えば、部品の保管場所の違いなどにより、オペレータが行う補給作業の作業時間は一律ではない場合がある。オペレータは、補給時間が反映された補給時刻に基づいて、補給作業を効率良く行うことができる。

（３）また、特定部は、作業装置の各々における基板の到着時刻もしくは払い出し時刻を取得することにより、所在を特定することを特徴とする。これにより、特定部は、到着時刻もしくは払い出し時刻に基づいて、基板の所在を特定することができる。

（４）また、到着予測部は、到着時刻もしくは払い出し時刻と、対象装置の上流に位置する上流装置の各々の作業時間と、上流装置から対象装置まで搬送基板が搬送されるのに要する搬送時間と、に基づいて、到着時刻を予測することを特徴とする。これにより、到着予測部は、上流装置における到着時刻もしくは払い出し時刻の何れか一方に基づいて上流装置の払い出し時間を予測することができる。

（５）また、到着予測部は、上流装置が実装を中断している場合、中断している中断装置から既に払い出された基板より後の基板の、対象装置における到着時刻を、現在時刻と、中断装置および中断装置から対象装置までの部品実装ライン上の上流装置の各々の作業時間と、中断装置から対象装置までの搬送時間に基づいて、到着時刻を予測することを特徴とする。

上流装置が中断した場合、再開した後に払い出される基板が対象装置に到着するまでには、少なくとも、上流装置の実装時間と、搬送時間とを加算した時間がかかる。到着予測部は、現在時刻、実装時間、搬送時間に基づいて、到着時刻を予測することができる。部品切れ予測部は、上流装置が中断した場合を反映して、部品切れ時刻を精度良く予測することができる。

（６）また、報知部は、上流装置が実装を中断している場合、部品切れ時刻が遅延する可能性があることを報知することを特徴とする。これにより、オペレータは、遅延する可能性の有無に応じて、補給作業を効率良く行うことができる。尚、報知する方法としては、報知部がディスプレイを有し、遅延する可能性がある部品切れ時刻を、例えば表示色を異なるものとして表示すると良い。

（７）また、報知部は、上流装置が実装を中断している場合、中断してからの経過時間を報知することを特徴とする。これにより、オペレータは、経過時間に基づいて、再開までの時間を見積もり、補給作業を効率よく行うことができる。

（８）また、部品実装ラインに部品実装装置が複数ある場合、報知部は、部品実装装置の各々について、到着予測部が予測した到着時刻に基づいて、部品切れ時刻もしくは部品供給時刻を時刻の早い順に報知することを特徴とする。

一人のオペレータが複数の部品実装装置に関わる補給作業を担当する場合がある。補給作業の時期が重複する場合、早い順に報知される部品切れ時刻に基づいて、オペレータは補給作業の優先順位を容易に決めることができる。

（９）また、本願に係る部品実装装置は、（１）〜（８）の何れかに記載の部品管理システムにより管理される部品実装装置であって、部品切れ時刻もしくは部品供給時刻を報知する装置報知部を備えることを特徴とする。これにより、オペレータは最寄りの報知部もしくは装置報知部の何れかを確認することができる。

（１０）また、本願に係る部品管理方法は、少なくとも１台の部品実装装置を含む複数の作業装置がライン状に並ぶ部品実装ラインにおいて、基板への部品の実装を管理する部品管理方法であって、部品実装ライン上にある基板の各々の所在を特定する特定ステップと、部品実装装置の１つを対象装置として、特定ステップにより特定された所在に基づいて、対象装置における基板の各々の到着時刻を予測する到着予測ステップと、対象装置における、部品残数および基板１枚当たりの部品実装数に基づいて、実装可能な基板枚数を算出し、当該基板枚数および到着時刻に基づいて、対象装置において部品切れとなる部品切れ時刻を予測する部品切れ予測ステップと、部品切れ時刻もしくは部品切れ時刻に基づく部品供給時刻を報知する報知ステップと、を備えることを特徴とする。本願に係る発明は、部品管理システムの発明に限定されることなく、部品管理方法の発明としても実施し得るものである。

本願に係る部品管理システムなどによれば、ラインで作業を行う部品実装装置における、部品切れを精度良く予測することができる。

実施形態に係る部品管理システムの構成を説明する図である。 部品実装装置の装置構成を示した斜視図である。 部品管理システムの機能ブロック図である。 部品切れ予測処理の処理内容を示すフローチャート図である。 部品切れ予測テーブルの表示画面を示す図であり、（ａ）は「残り時間」順にソートされた表示画面であり、（ｂ）は「準備限界」順にソートされた表示画面である。

＜部品管理システムの構成＞
図１を用いて、部品管理システム１０の構成について説明する。部品管理システム１０は管理コントローラ１００、部品実装装置１６ａ〜１６ｊ、装置前部品棚９４、部品庫９５を備える。部品実装装置１６ａ〜１６ｊは同じ構成を備えており、個々を区別しない場合には、総称して部品実装装置１６と記載する場合がある。部品実装装置１６ａ〜１６ｊは後述するように、第１搬送装置４０（図２）および第２搬送装置４２（図２）により搬送される回路基板に電子部品を装着する。１０台の部品実装装置１６はライン状に設置されており、連接される第１搬送装置４０および第２搬送装置４２により、部品実装ライン９１，９２が形成されている。ここでは、部品実装装置１６ａは部品実装ライン９１，９２の上流にあり、図１の矢印の方向に回路基板が搬送されるものとする。また、図１では省略しているが、部品実装装置１６の上流側には、例えば、半田印刷装置、半田検査装置などがライン状に設置されており、部品実装装置１６の下流側には、実装検査装置、リフロー装置、半田付け検査装置、基板収容装置などがライン状に設置されている。部品実装ライン９１，９２は、多数の電子部品が実装された回路基板が上記した各種の装置により生産される、生産ラインの一部となっている。尚、図１では、部品実装装置１６ａの有する第１搬送装置４０および第２搬送装置４２を第１搬送装置４０ａおよび第２搬送装置４２ａとして図示しており、他の部品実装装置１６の有する第１搬送装置４０および第２搬送装置４２については符号を省略している。

管理コントローラ１００は、部品管理システム１０における、回路基板への電子部品の実装を管理する。管理コントローラ１００は、例えばＰＣで実現され、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、ＮＶＲＡＭ（不揮発性ＲＡＭ）１０４、ディスプレイ１０５、操作部１０６などを有している。ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０３に記憶されている各種のプログラムを実行することによって、接続されているディスプレイ１０５などを制御する。ＲＡＭ１０２はＣＰＵ１０１が各種の処理を実行するための主記憶装置として用いられる。ＲＯＭ１０３には制御プログラムや各種のデータなどが記憶されている。ＮＶＲＡＭ１０４には後述する各種情報が記録されている。ディスプレイ１０５は、例えば液晶ディスプレイであり、ＣＰＵ１０１の命令に従って、例えば各種の設定画面や装置の動作状態、および後述する部品切れ予測テーブルなどを表示する。操作部１０６は不図示のキーボードおよびマウスを有し、オペレータの操作を受け付ける。

装置前部品棚９４および部品庫９５は、部品供給装置１５（図２）に供給されるテープリール２７（図２）を保管するための場所である。ここでは、部品庫９５の方が、装置前部品棚９４よりも部品実装装置１６から遠い場所であるものとする。

＜部品実装装置の構成＞
図２は、部品実装装置１６の説明のため、部品管理システム１０を構成している１０台の部品実装装置１６のうちの２台を示した斜視図である。図２には共通ベース１１上に並設された部品実装装置１６ａ，１６ｂが示されている。尚、図２では、説明のため、部品実装装置１６ｂの一部を省略し内部を示している。部品実装装置１６は、基板搬送装置１３、部品供給装置１５、ヘッド駆動機構１７、カメラ装置１９などの各種装置が共通ベース１１上に取り付けられている。なお、以下の説明では、図２に示すように、部品実装装置１６が並設される方向をＸ軸方向、搬送される回路基板の基板平面に平行でＸ軸方向に直角な方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直角な方向をＺ軸方向と称して説明する。

基板搬送装置１３は、第１搬送装置４０及び第２搬送装置４２がＹ軸方向において並設された、いわゆるダブルコンベアタイプの装置である。第１及び第２搬送装置４０，４２の各々は、Ｘ軸方向に沿って配設された一対のコンベアベルト（不図示）を有している。第１及び第２搬送装置４０，４２の各々は、一対のコンベアベルトを周回させ、コンベアベルト上に支持された回路基板をＸ軸方向に搬送する。また、第１及び第２搬送装置４０，４２の各々は、部品の装着作業を行う停止位置まで搬送した回路基板を、回路基板の上部に設けられたストッパ（不図示）と、下部に設けられたクランパ（不図示）とによってＺ軸方向において挟持して固定する。第１及び第２搬送装置４０，４２の各々は、上流の装置から搬入された回路基板をＸ軸方向に搬送し、停止位置で回路基板をクランプする。装着作業が終了すると、第１及び第２搬送装置４０，４２は、回路基板をＸ軸方向に搬送して下流の装置に搬出する。

部品供給装置１５は、フィーダ方式の装置であり、部品実装装置１６のＹ軸方向の前端部分（図２の左下側）に設けられている。部品供給装置１５は、Ｘ軸方向に並設されて複数のフィーダ２５が共通ベース１１上に設けられている。各フィーダ２５は、共通ベース１１に対して着脱可能に構成されており、テープリール２７から供給位置に電子部品を供給する。尚、共通ベース１１上には、各フィーダ２５を取り付けるための不図示のスロットが設けられている。複数のスロットの各々にはスロット番号が付されている。テープリール２７は、電子部品を供給する媒体であり、多数の電子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。フィーダ２５は、キャリアテープの先端が供給位置まで引き出されており、キャリアテープごとに異なる種類の電子部品を供給する。各フィーダ２５の供給位置は、Ｘ軸方向に沿って並設されている。従って、供給位置は、電子部品の種類が異なればＸ軸方向の位置が異なる。

また、ヘッド駆動機構１７は、ＸＹロボット型の移動装置である。ヘッド駆動機構１７は、スライダ３１を電磁モータの駆動によってＸ軸方向にスライドさせるＸ軸駆動機構（不図示）と、Ｙ軸方向にスライドさせるＹ軸駆動機構（不図示）とを備えている。スライダ３１には、実装ヘッド３３が取り付けられている。実装ヘッド３３は、Ｘ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構が駆動されることによって、共通ベース１１上に載置された部品実装装置１６の各々のフレーム部３５上の任意の位置に移動する。Ｘ軸駆動機構およびＹ軸駆動機構は、例えばリニアモータ機構やボールねじ送り機構などを駆動源として用いることができる。

実装ヘッド３３の下方には、ノズルホルダ３７が設けられている。ノズルホルダ３７は、複数の装着ノズルを下向きに保持している。装着ノズルの各々は、正負圧供給装置（不図示）を介して負圧エア、正圧エア通路に通じており、負圧にて電子部品を吸着保持し、僅かな正圧が供給されることで保持した電子部品を離脱する。

カメラ装置１９は、基板搬送装置１３と部品供給装置１５とのＹ軸方向における間に設けられている。カメラ装置１９は、フレーム部３５上に上方が撮像可能に設置されている。本実施例における撮像位置は、カメラ装置１９の上方空間に設定されている。カメラ装置１９は、撮像位置を通過する装着ノズルに吸着された電子部品を下方から撮像する。

また、部品実装装置１６は制御部（不図示）を有している。制御部は、上記した基板搬送装置１３、部品供給装置１５、およびカメラ装置１９と通信ケーブルによって接続されている。制御部は、各装置１３〜１９から各種情報を取得し、取得した情報に基づいて演算や判定などを実行する。また、制御部は、演算結果や判定結果に基づいて装置１３〜１９の動作を適宜制御する。本実施例の部品実装装置１６は、制御部によって部品装着作業が制御される。また、部品実装装置１６には、上部カバーの前端部分に操作装置２９が設けられている。オペレータは、制御部が操作装置２９に出力した情報を確認し、必要な操作や設定を操作装置２９に対して行うことができる。

上記した構成の部品実装装置１６では、制御部の制御に基づいて、実装ヘッド３３を駆動して供給位置の電子部品を回路基板の装着位置に装着する装着作業を繰り返し実行する。具体的には、まず、ヘッド駆動機構１７は、装着する電子部品が供給されるフィーダ２５の供給位置の上方まで実装ヘッド３３を移動させる。実装ヘッド３３は、装着ノズルによって供給位置の電子部品を吸着する。次に、ヘッド駆動機構１７は、カメラ装置１９の上方の撮像位置まで実装ヘッド３３を移動させる。カメラ装置１９は、装着ノズルが電子部品を吸着している状態を下方から撮像する。次に、ヘッド駆動機構１７は、基板搬送装置１３によって停止位置に位置決めされた回路基板の上方まで実装ヘッド３３を移動させる。制御部５１は、回路基板の装着位置に電子部品を装着するまでに、カメラ装置１９の撮像データに基づいて、装着ノズルに保持された電子部品の吸着位置のずれを補正する。そして、実装ヘッド３３は、Ｚ軸駆動機構４７を駆動し、装着ノズルをＺ軸方向の下向きに延伸動作させる。実装ヘッド３３は、電子部品が回路基板の装着位置に当接すると装着ノズルの負圧を解消し、電子部品を離脱して回路基板に装着する。

尚、フィーダ２５およびテープリール２７には、各々の識別子となるＩＤが付与されている。具体的には、フィーダ２５およびテープリール２７には、ＩＤを示すバーコードが取り付けられている。管理コントローラ１００は、生産ラインへの受け入れの際、テープリール２７の各々について、収容する電子部品の部品名および電子部品の数量をテープリール２７のＩＤに関連付けてＮＶＲＡＭ１０４に記憶する。尚、フィーダ２５およびテープリール２７のＩＤを、夫々、フィーダＩＤおよびテープフィーダＩＤと記載する場合がある。

＜部品切れと補給作業＞
部品実装装置１６が装着作業するに応じて部品供給装置１５のテープリール２７は消費されるため、やがてテープリール２７の残量が無くなり、部品切れとなる。オペレータは、テープリール２７が部品切れとなると、補給作業を実施する。ここでは、オペレータはまず、部品庫９５から装置前部品棚９４へテープリール２７を移動させておく第１段階と、装置前部品棚９４からテープリール２７を取り出し、部品供給装置１５に補給する第２段階とを含む補給作業を実施するものとする。

第２段階の具体的な作業内容について説明する。部品供給装置１５は、同種である電子部品の供給用として、フィーダ２５を複数割り当てている。部品供給装置１５は、１つのフィーダ２５から電子部品を供給させ、当該フィーダ２５のテープリール２７が部品切れとなると、電子部品を供給させるフィーダ２５を次のフィーダ２５へ切替える。オペレータは、間もなく部品切れとなるフィーダ２５と同種の電子部品供給用に割り当てられている空のフィーダ２５を取り外す。ここで、空のフィーダ２５とは、テープリール２７がセットされていないフィーダ２５である。次に、操作装置２９を操作し、フィーダ交換作業を行う旨と、空のフィーダ２５を取り外したスロット番号とを入力する。次に、オペレータは、補給する新しいテープリール２７および取り外した空のフィーダ２５のバーコードを不図示のバーコードリーダに読み取らせる。尚、バーコードリーダは部品実装装置１６の制御部に接続されており、バーコードリーダが読み取った情報は制御部へ送信される。次に、新しいテープリール２７を空のフィーダ２５に取り付け、取り外したスロットと同じスロットに取り付ける。部品実装装置１６は、入力されたスロット番号と、フィーダ２５およびテープリール２７のＩＤとを管理コントローラ１００に送信する。管理コントローラ１００は、部品切れとなったフィーダ２５と取り外した空のフィーダ２５との、型式が一致するか否かを判断し、不一致の場合、例えば操作装置２９にエラー表示させる。部品実装装置１６の装着作業が進み、間もなく部品切れとなるフィーダ２５であったフィーダ２５が部品切れとなると、オペレータは、部品供給するフィーダ２５を、部品切れとなったフィーダ２５から、補給したフィーダ２５に交換し、交換作業の完了の旨を操作装置２９から入力する。以上説明した第２段階のうち、装置前部品棚９４からテープリール２７を取り出し、空のフィーダ２５にセットし、部品供給装置１５に取り付けるまでの第１作業と、部品切れとなってから、フィーダ２５を切替える第２作業とは、分離して行うことができる。ここでは、第１作業および第２作業に要する時間は３分、第２作業に要する時間は１分であるものとする。また、第１段階から第２段階の第２作業まで完了するのに要する時間は２０分であるものとする。

さて、一人のオペレータが複数の部品供給装置１５の補給作業を担当している場合がある。複数の部品供給装置１５の補給作業の時期が重複する場合、例えば、部品切れが迫っている補給作業を優先することが要求される。そこで、管理コントローラ１００は部品切れ時間を予測して、例えばディスプレイ１０５に予測結果を表示する。オペレータは表示された予測結果に基づいて、優先順位を決めて補給作業を行うことができる。

＜機能ブロック＞
次に、図３を用いて、管理コントローラ１００が有する機能ブロックについて説明する。管理コントローラ１００は、ディスプレイ１０５の他に、特定部２０１、到着予測部２０２、部品切れ予測部２０３、補給時間算出部２０４、抽出部２０５などを有する。また、部品実装数情報３０１、補給時間情報３０２、作業時間情報３０３、および搬送時間情報３０４などを予めＮＶＲＡＭ１０４に記憶している。また、管理コントローラ１００と、部品実装装置１６とは、通信ケーブル９３で接続されており、双方向に情報の通信を行うことができる。尚、特定部２０１、到着予測部２０２、部品切れ予測部２０３、補給時間算出部２０４、抽出部２０５は、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０３に記憶されている各種プログラムを実行することによって、実現される。

部品実装数情報３０１とは、各々の部品実装装置１６に関する、実装する電子部品の部品名、回路基板１枚当たりの部品実装数の情報である。補給時間情報３０２とは、オペレータがテープリール２７の補給作業に要する時間の情報であり、詳しくは、上記した、補給作業の第１段階、第２段階に要する時間である。作業時間情報３０３とは、各々の部品実装装置１６に関する、装着作業に要する、回路基板１枚当たりの作業時間である。搬送時間情報３０４とは、隣接する部品実装装置１６間での、回路基板の搬送に要する時間であり、例えば、部品実装装置１６ａにおいて、回路基板が払い出されてから部品実装装置１６ｂにおいて回路基板が到着するまでの時間である。作業時間情報３０３および搬送時間情報３０４は、生産ラインを稼働させるための生産プログラム作成時の理論値もしくは、生産ラインを稼働しての過去の生産の実績値に基づく情報である。

＜特定部＞
部品実装装置１６は、回路基板が到着した場合および払い出す場合に、夫々、到着信号および払い出し信号を管理コントローラ１００へ送信する。特定部２０１は、受信する到着信号および払い出し信号により、回路基板の所在を特定し、ＲＡＭ１０２に記憶する。尚、回路基板にも、フィーダ２５およびテープリール２７と同様に、ＩＤを示すバーコードが取り付けられており、各々を識別することが可能となっている。具体的に、特定部２０１は、回路基板毎に、「基板ＩＤ」、「払い出し装置」、「払い出し時刻」、「到着装置」、「到着時刻」、「所在装置」を項目とする時刻テーブル（不図示）をＲＡＭ１０２に記憶させており、新たな到着信号もしくは払い出し信号を受信すると、時刻テーブルを更新する。例えば、基板のＩＤが１の基板に関して、９：００に部品実装装置１６ａから払い出し信号を受信し、９：０３に部品実装装置１６ｂから到着信号を受信した場合には、時刻テーブルの「基板ＩＤ」の値が（１）の行には、「払い出し装置」の値が（１６ａ）、「払い出し時刻」の値が（９：００）、「到着装置」の値が（１６ｂ）、「到着時刻」の値が（９：０３）として記憶する。また、「払い出し時刻」および「到着時刻」の値のうち、最新である何れか一方により、「所在装置」を特定する。例では、「到着時刻」の方が最新の値であるので、「到着装置」である、部品実装装置１６ｂに基板あると特定し、「所在装置」の値を（１６ｂ）とする。尚、「払い出し時刻」の方が最新である場合には、「払い出し装置」の値にある部品実装装置１６の下流側に隣接する部品実装装置１６を「所在装置」の値とする。例えば、「払い出し装置」の値が（１６ｂ）である場合には、「所在装置」の値を（１６ｃ）とする。尚、最上流の部品実装装置１６ａの到着時刻に関しては、部品実装装置１６ａの上流に位置する、例えば、半田検査装置における到着時刻もしくは払い出し時刻に基づいて、到着時刻を決定するものとする。また、時刻テーブルは、部品実装ライン９１，９２における搬送順に、下流側を先頭にソートされている。

また、部品実装装置１６は、装着作業を中断する場合、中断信号を管理コントローラ１００へ送信する。特定部２０１は、中断信号を受信すると、ＲＡＭ１０２に記憶している中断テーブル（不図示）を更新する。中断テーブルとは、「中断装置」、「中断時刻」を項目とするテーブルである。例えば、９：００に部品実装装置１６ａから中断信号を受信した場合、管理コントローラ１００は「中断装置」の値を（１６ａ）、「中断時刻」の値を（９：００）として記憶する。尚、中断していた部品実装装置１６が装着作業を再開する場合には、部品実装装置１６は再開信号を管理コントローラ１００へ送信する。管理コントローラ１００は再開信号を受信すると、中断信号を送信した部品実装装置１６を「中断装置」の値とする行を中断テーブルから削除する。

＜到着予測部＞
到着予測部２０２は、所定時間毎に到着予測処理を実行し、部品実装ライン９１，９２に搬送されている各回路基板の、各部品実装装置１６への到着時刻を予測する。到着予測部２０２は、時刻テーブル、中断テーブル、作業時間情報３０３、および搬送時間情報３０４に基づいて、到着時刻を予測する。

到着予測処理について説明する。到着予測部２０２は、時刻テーブルに記憶されている回路基板の各々について、到着予測処理を実行する。まず、到着予測部２０２は、時刻テーブルの「所在装置」の値の部品実装装置１６（以下、所在装置と称する）と、所在装置より上流に位置する部品実装装置１６（以下、上流装置と称する）とに、中断しているか装置（以下、中断装置と称する）があるか否かを判断する。部品実装装置１６は、例えば、異常、部品切れなどにより、装着作業を中断する場合がある。到着予測部２０２は、所在装置および上流装置が、中断テーブルに記載されている場合、中断装置があると判断する。中断装置が無いと判断すると、「払い出し時刻」および「到着時刻」のうち、最新の値は「到着時刻」の方であるか否かを判断する。「到着時刻」の方が最新でないと判断すると、「払い出し時刻」の値に「払い出し装置」である部品実装装置１６から下流側に隣接する部品実装装置１６（以下、第１下流装置と称する）までの搬送時間を加算して、第１下流装置における到着時刻を算出する。次に、第１下流装置の下流側に隣接する部品実装装置１６（以下、第２下流装置と称する）があるか否かを判断する。第２下流装置があると判断すると、算出した到着時刻に、第１下流装置の作業時間と、第１下流装置から第２下流装置までの搬送時間とを加算して、第２下流装置における到着時刻を算出する。以下、下流側に隣接する部品実装装置１６がないと判断するまで、即ち、最下流に位置する部品実装装置１６ｊにおける到着時刻の算出を終了するまで、同様に到着時刻を算出する。また、「払い出し時刻」および「到着時刻」のうち、最新の値は「到着時刻」の方であると判断すると、「到着時刻」に「到着装置」である部品実装装置１６の作業時間と、搬送時間とを加算して、「到着装置」である部品実装装置１６の下流側に隣接する部品実装装置１６における到着時刻を算出する。以下、上記と同様に最下流に位置する部品実装装置１６ｊにおける到着時刻の算出を終了するまで繰り返す。

一方、到着予測部２０２は中断装置があると判断すると、現在時刻に、中断装置の作業時間と、中断装置から中断装置の下流側に隣接する部品実装装置１６までの搬送時間とを加算して、中断装置の下流側に隣接する部品実装装置１６における到着時刻を算出する。最下流に位置する部品実装装置１６ｊにおける到着時刻の算出を終了するまで、同様に到着時刻の算出を繰り返す。

到着予測部２０２は、下流側に隣接する部品実装装置１６がないと判断すると、到着予測処理を終了する。尚、到着予測部２０２は、到着予測処理により算出した、各回路基板の到着時刻をＲＡＭ１０２に記憶させる予測テーブル（不図示）の値として記憶する。予測テーブルとは、「基板ＩＤ」、部品実装装置１６ａ〜１６ｊの各々、「中断有無」、「中断時刻」を項目とするテーブルである。例えば、基板のＩＤが１の回路基板に関して、９：００に部品実装装置１６ｉから到着信号を受信し、部品実装装置１６ｊにおける到着時刻を９：１０と算出した場合には、予測テーブルの「基板ＩＤ」の値が（１）の行には、「１６ｉ」の値は（９：００）、「１６ｊ」の値は（９：１０）と記憶される。また、「中断」の初期値は（×）であり、到着予測部２０２は到着予測処理において中断装置があると判断した場合には、部品実装装置１６ａ〜１６ｊの何れかの値を更新する際に、「中断」の値を（○）に更新し、「中断時刻」の値を中断テーブルの「中断時刻」の値に更新する。また、到着予測部２０２は到着予測処理において中断装置がないと判断した場合には、部品実装装置１６ａ〜１６ｊの何れかの値を更新する際に、「中断」の値を（×）に更新する。

＜部品切れ予測部と補給時間算出部＞
部品切れ予測部２０３および補給時間算出部２０４は、所定時間毎に部品切れ予測処理を実行し、予測テーブルおよび部品実装数情報３０１に基づいて、部品実装装置１６の各々の部品切れ時刻を予測する。また、部品切れ予測部２０３は、管理コントローラ１００が受信する払い出し信号と、オペレータにより実施される補給作業において入力される、スロット番号と、フィーダ２５およびテープリール２７のＩＤとに基づいて、ＲＡＭ１０２に記憶させる部品テーブル（不図示）の値を更新する。部品テーブルとは、「装置名」、「スロット番号」、「フィーダＩＤ」、「テープフィーダＩＤ」、「部品名」、「部品残数」、「部品切れ時間」、「準備限界時間」、「状態」、「中断有無」、「中断時刻」を項目とするテーブルである。

予測部２０３は、「装置名」の値を、部品実装装置１６ａ〜１６ｊの何れかとする。「スロット番号」、「フィーダＩＤ」、「テープフィーダＩＤ」の値を、各々、補給作業において入力される、スロット番号と、フィーダ２５およびテープリール２７のＩＤとする。「部品名」の値は、「テープフィーダＩＤ」の値から特定される部品名とする。「部品残数」は、補給作業において交換作業の完了の旨が入力されると、値を「テープフィーダＩＤ」の値から特定される、テープリール２７における数量とする。尚、予測部２０３は、受け入れの際に記憶したＮＶＲＡＭ１０４に記憶している情報を参照して、部品名および数量を特定する。また、管理コントローラ１００が払い出し信号を受信する度に、該当する「部品残数」の値から該当する回路基板１枚当たりの部品実装数を減じた値に、「部品残数」の値を更新する。

「状態」は（未出庫）、（装置前）、（準備済み）の何れかの値をとる。（未出庫）とは、テープリール２７が部品庫９５に保管されている状態であることを示す。（装置前）とは、テープリール２７が装置前部品棚９４に保管されている状態であることを示す。（準備済み）とは、テープリール２７が部品供給装置１５に取り付けられている状態であることを示す。「状態」の初期値は（未出庫）である。後述する部品切れ予測結果の表示画面において、オペレータにより所定の操作がされると、「状態」の値を（未出庫）から（装置前）に更新する。また、補給作業において、フィーダ交換作業を行う旨が入力されると、入力された部品実装装置１６に対応するスロット番号と同種の電子部品に割り当てられているスロット番号の「状態」の値を（準備済み）に更新する。「部品切れ時間」、「準備限界時間」、「中断有無」、および「中断時刻」の値は、部品切れ予測処理において、更新される。

次に、図４を用いて、部品切れ予測処理について説明する。部品切れ予測部２０３は、部品テーブルに記載されているフィーダ２５の各々について、部品切れ予測処理を実行する。まず、部品切れ予測部２０３は、「部品残数」の値を、回路基板１枚当たりの部品実装数で除して、実装可能な基板枚数Ｎを算出する（Ｓ１）。次に、（Ｎ＋１）番目の回路基板の基板到着予測時刻を取得し、残り時間を算出する（Ｓ５）。詳しくは、部品切れ予測部２０３は、予測テーブルを参照し、部品切れ予測処理の対象となっている部品実装装置１６に（Ｎ＋１）番目に到着する回路基板の到着時刻を取得する。次に、取得した到着時刻から現在時刻を減じて、部品切れとなるまでの残り時間を算出する。算出した残り時間を部品テーブルの「残り時間」の値とする。また、（Ｎ＋１）番目に到着する回路基板に関して、予測テーブルの「中断」の値が（○）である場合、部品テーブルの「中断」の値を（○）に更新し、「中断時刻」を予測テーブルの「中断時刻」の値に更新する。次に、補給時間算出部２０４は、部品切れ予測部２０３が算出した残り時間から、補給時間を減じて準備限界時間を算出し、部品テーブルの「準備限界時間」の値とし（Ｓ５）、処理を終了する。尚、補給時間は、補給時間情報３０２を参照して、「状態」の値に応じた時間とする。「状態」が（未出庫）であれば、補給時間を第１段階からの時間である、２０分とする。「状態」が（装置前）であれば、補給時間を第２段階の第１作業からの時間である、３分とする。「状態」が（準備済み）であれば、補給時間を第２段階の第２作業からの時間である、１分とする。

部品切れ時間を予測する方法として、部品実装装置１６の各々における、基板１枚当たりの、作業時間、部品残数、実装部品数に基づいて算出する方法も考えられる。詳しくは、例えば、作業時間が３０ｓ、部品残数が５００、実装部品数が１０であれば、５００を１０で除した値に３０を乗じて算出される、１５００ｓを部品切れ時間とする方法である。しかし、部品実装ライン９１，９２において作業を行う場合には、回路基板の到着時刻が遅延する場合がある。上記した上流の部品実装装置１６が装着作業を中断する場合などである。本実施例では、上流の部品実装装置１６の払い出し時刻もしくは到着時刻に基づいて、部品切れ時間を算出するため、部品切れ時間を精度良く算出することができる。さらに、上流の部品実装装置１６が装着作業を中断する場合には、上流の部品実装装置１６が装着作業を再開してから、下流の部品実装装置１６に回路基板が到着するまでには時間を要する。部品実装装置１６に回路基板が到着するまでには時間は、部品実装ライン９１，９２における部品実装装置１６の位置により異なり、下流側の部品実装装置１６ほど、到着時刻は遅くなる。本実施例では、部品実装装置１６に回路基板が到着するまでには時間を、作業時間情報３０３および搬送時間情報３０４に基づいて、部品実装装置１６の各々について算出する。これにより、部品実装ライン９１，９２の状況を反映して、部品切れ時間が予測される。

＜抽出部＞
抽出部２０５は、所定時間毎に、部品テーブルから「残り時間」および「準備限界時間」の短い「行」を抽出し、図５の（ａ）および（ｂ）に示す部品切れ予測テーブルを、ディスプレイ１０５に表示する。（ａ）は、残り時間が短い、上位７つについて抽出し、残り時間が短い順に表示する画面の例である。（ｂ）は、準備限界時間が短い、上位７つについて抽出し、残り時間が短い順に表示する画面の例である。（ａ）に示す画面および（ｂ）に示す画面は、例えば、キーボードの特定のキーが押下される度に、交互に切替えられる。

部品切れ予測テーブルは、「Ｎｏ」、「装置名」、「残り時間」、「準備限界」、「情報」、「スロット」、「状態」、「部品名」の項目が１組とされたテーブルである。「装置名」、「残り時間」、「準備限界」、「スロット」、「状態」、「部品名」の値は、夫々、部品テーブルの「装置名」、「部品切れ時間」、「準備限界時間」、「スロット番号」、「状態」、「部品名」の値が入力される。尚、「状態」の値が（未出庫）の場合、オペレータは操作部１０６の操作により、値を（装置前）に変更することができる。尚、「状態」の値が（装置前）に変更された場合、部品切れ予測部２０３は、部品テーブルの該当の欄を（装置前）に変更する。オペレータはテープリール２７を装置前部品棚９４に移動した場合、値を（装置前）に変更するものとする。

抽出部２０５は、部品テーブルの抽出した行の「中断有無」の値が（○）である場合、部品切れ予測テーブルの該当する行を、他の行と異なる表示となるように強調表示する。ここで、強調表示とは、例えば、背景色を黄色として、さらに背景色を点滅表示することである。また、部品切れ予測テーブルの「情報」の欄に、例えば、上向き矢印と、中断時間とを表示する。中断時間とは、中断装置が中断を開始してから現在までの経過時間である。抽出部２０５は部品テーブルの「中断時刻」から現在時刻を減じて中断時間を算出して表示する。尚、図５（ａ）では、「Ｎｏ」が４、５の行が強調表示され、図５（ｂ）では、「Ｎｏ」が１、７の行が強調表示されている場合を示している。尚、「残り時間」、「準備限界」、「情報」の数値の単位は「分」である。

強調表示されている、つまり、部品切れ時間がさらに延長される可能性のある補給作業と、強調表示されていない補給作業とが重複した場合に、オペレータは強調表示されていない補給作業を優先して実施することができる。また、補給時間が反映された「準備限界」が表示されるため、部品切れ時間は同じであるが、「状態」の値が異なる補給作業がある場合、オペレータは、「準備限界」の値の小さい、つまり、補給作業に時間がかかる補給作業を優先して実施することができる。また、オペレータは「状態」の値が同じ補給作業を一緒に実施することもできる。例えば、「状態」が（未出庫）である補給作業が複数ある場合には、「準備限界」の値が小さい補給作業のついでに、準備限界時間に余裕がある補給作業の第１段階を実施することができる。また、「状態」が（準備済み）である補給作業がある場合には、オペレータは事前に部品実装装置１６付近に待機することにより、部品切れで部品実装装置１６が停止してしまう前に補給作業の第２作業を行うことができる。これにより、生産ラインの稼働率を維持することができる。

ここで、ディスプレイ１０５は報知部の一例であり、補給時間算出部２０４は補給時刻算出部の一例であり、操作装置２９は装置報知部の一例である。また、残り時間は部品切れ時刻の一例であり、準備限界は部品供給時刻の一例である。

以上、上記した実施形態によれば、以下の効果を奏する。特定部２０１は部品実装装置１６の各々における到着時刻もしくは払い出し時刻に基づいて、時刻テーブルを更新する。到着予測部２０２は時刻テーブルに基づいて、部品実装装置１６の各々における回路基板の到着時刻を予測し、予測テーブルを更新する。部品切れ予測部２０３は予測テーブルに基づいて部品切れ時刻を算出すため、部品切れ時刻を精度良く予測することができる。補給時間算出部２０４は、テープリール２７の現在の保管位置を示す、部品テーブルの「状態」の値に応じて、補給時間を算出する。部品実装装置１６を操作するオペレータは、ディスプレイ１０５にて報知される部品切れ時刻もしくは部品供給時刻に基づいて、部品切れに応じた、テープリール２７の補給作業を行うことができる。

また、到着予測部２０２は、部品実装ライン９１，９２において、装着作業を中断している部品実装装置１６がある場合、現在時刻に基づいて、到着時刻を予測する。オペレータは、部品実装ライン９１，９２の部品実装装置１６の作業状況が反映された部品切れ時刻もしくは部品供給時刻に基づいて、テープリール２７の補給作業を行うことができる。また、抽出部２０５は、装着作業を中断している部品実装装置１６がある場合、部品切れ予測テーブルにおいて、中断により遅延する可能性がある行を強調表示し、中断時間を表示する。これにより、オペレータは、補給作業を効率良く行うことができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、部品切れ予測テーブルをディスプレイ１０５に表示すると説明したが、部品実装装置１６が備える操作装置２９に表示する構成としても良い。管理コントローラ１００と部品実装装置１６との位置が離れている場合には、オペレータは最寄りの表示を確認することができる。

また、実施形態では、部品実装装置１６が中断する場合について説明したが、部品実装ライン９１，９２の生産開始時にも、本願を適用することができる。生産開始時にも、部品実装ライン９１，９２に回路基板がない状態となる場合がある。そこで、生産開始時にも、部品実装装置１６が中断する場合と同様に、部品実装装置１６の各々における到着時刻を予測する構成とすると良い。尚、生産開始時には、停止していた生産ラインが再開する場合だけでなく、回路基板の機種変更が行われる場合も含まれる。

また、到着予測処理では、中断装置がある場合、中断装置の下流側の部品実装装置１６における到着時刻の算出方法についてのみ説明したが、中断装置の上流側の部品実装装置１６における部品切れ時刻も算出する構成としても良い。中断装置がある場合、上流側の部品実装装置１６では、回路基板を払い出せないため、下流側と同様に、装着作業を中断することになる。具体的には、中断装置が装着作業を開始してから、上流側の部品実装装置１６が作業を開始するまでの時間を、例えば、中断装置の作業時間と見積もり、上流側の部品実装装置１６の部品切れ時刻に中断装置の作業時間を加算して、部品切れ時刻を更新する構成とすると良い。

また、部品実装装置１６は、到着信号および払い出し信号を送信すると説明したが、到着信号および払い出し信号の少なくとも何れか一方を送信する構成としても良い。また、特定部２０１は、到着時刻および払い出し時刻に基づいて、時刻テーブルを更新すると説明したが、到着時刻および払い出し時刻の少なくとも何れか一方に基づいて更新する構成としても良い。

また、部品切れテーブルにおいて、部品切れとなるまでの「残り時間」および補給作業の開始までの時間である「準備限界」を表示すると説明したが、「時間」ではなく、「時刻」を表示する構成としても良い。

また、部品切れ予測テーブルの表示画面にて、オペレータが「状態」の値を（未出庫）から（装置前）に変更することができると説明したが、これに限定されない。例えば、部品管理システム１０は、部品庫９５付近に入力装置を備え、オペレータがテープリール２７を移動させる際に、入力装置を操作して、「状態」の値を変更できる構成としても良い。

また、部品実装装置１６の構成は、上記に限定されない。例えば、装着ヘッドが回転する、ロータリーヘッド型の装置でも良い。また、部品管理システム１０は、同じ構成の部品実装装置１６が設置されていると説明したが、異なる構成の部品実装装置が設置されている構成としても良い。また、部品実装装置１６を含む部品実装ライン９１，９２について説明したが、本願を生産ラインに適用することもできる。例えば、生産ラインにある各装置への回路基板の搬入時刻などにより、各装置への到着時刻を予測する構成とすると良い。

１０ 部品管理システム
１６ 部品実装装置
２９ 操作装置
９１ 部品実装ライン
１００ 管理コントローラ
１０６ 操作部
２０１ 特定部
２０２ 到着予測部
２０３ 予測部
２０４ 補給時間算出部
２０５ 抽出部

Claims (10)

1. 少なくとも１台の部品実装装置を含む複数の作業装置がライン状に並ぶ部品実装ラインにおいて、基板への部品の実装を管理する部品管理システムであって、
   前記部品実装ライン上にある基板の各々の所在を特定する特定部と、
   前記部品実装装置の１つを対象装置として、前記特定部が特定した前記所在に基づいて、前記対象装置における基板の各々の到着時刻を予測する到着予測部と、
   前記対象装置における、部品残数および基板１枚当たりの部品実装数に基づいて、実装可能な基板枚数を算出し、当該基板枚数および前記到着時刻に基づいて、前記対象装置において部品切れとなる部品切れ時刻を予測する部品切れ予測部と、
   前記部品切れ時刻もしくは前記部品切れ時刻に基づく部品供給時刻を報知する報知部と、を備えることを特徴とする部品管理システム。
2. 前記部品切れ時刻および部品補給に要する補給時間に基づいて、部品補給の開始期限である前記部品補給時刻を算出する補給時刻算出部を備えることを特徴とする請求項１に記載の部品管理システム。
3. 前記特定部は、
   前記作業装置の各々における基板の前記到着時刻もしくは払い出し時刻を取得することにより、前記所在を特定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品管理システム。
4. 前記到着予測部は、
   前記到着時刻もしくは前記払い出し時刻と、前記対象装置の上流に位置する上流装置の各々の作業時間と、前記上流装置から前記対象装置まで前記搬送基板が搬送されるのに要する搬送時間と、に基づいて、前記到着時刻を予測することを特徴とする請求項３に記載の部品管理システム。
5. 前記到着予測部は、
   前記上流装置が実装を中断している場合、中断している中断装置から既に払い出された基板より後の基板の、前記対象装置における前記到着時刻を、現在時刻と、前記中断装置および前記中断装置から前記対象装置までの前記部品実装ライン上の前記上流装置の各々の前記作業時間と、前記中断装置から前記対象装置までの前記搬送時間に基づいて、前記到着時刻を予測することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の部品管理システム。
6. 前記報知部は、
   前記上流装置が実装を中断している場合、前記部品切れ時刻が遅延する可能性があることを報知することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の部品管理システム。
7. 前記報知部は、
   前記上流装置が実装を中断している場合、中断してからの経過時間を報知することを特徴とする請求項６に記載の部品管理システム。
8. 前記部品実装ラインに前記部品実装装置が複数ある場合、
   前記報知部は、
   前記部品実装装置の各々について、前記到着予測部が予測した前記到着時刻に基づいて、前記部品切れ時刻もしくは前記部品供給時刻を時刻の早い順に報知することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の部品管理システム。
9. 請求項１乃至請求項８の何れかに記載の前記部品管理システムにより管理される前記部品実装装置であって、
   前記部品切れ時刻もしくは前記部品供給時刻を報知する装置報知部を備えることを特徴とする部品実装装置。
10. 少なくとも１台の部品実装装置を含む複数の作業装置がライン状に並ぶ部品実装ラインにおいて、基板への部品の実装を管理する部品管理方法であって、
    前記部品実装ライン上にある基板の各々の所在を特定する特定ステップと、
    前記部品実装装置の１つを対象装置として、前記特定ステップにより特定された前記所在に基づいて、前記対象装置における基板の各々の到着時刻を予測する到着予測ステップと、
    前記対象装置における、部品残数および基板１枚当たりの部品実装数に基づいて、実装可能な基板枚数を算出し、当該基板枚数および前記到着時刻に基づいて、前記対象装置において部品切れとなる部品切れ時刻を予測する部品切れ予測ステップと、
    前記部品切れ時刻もしくは前記部品切れ時刻に基づく部品供給時刻を報知する報知ステップと、を備えることを特徴とする部品管理方法。

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