WO2019003497A1 - 生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法 - Google Patents

生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019003497A1
WO2019003497A1 PCT/JP2018/008216 JP2018008216W WO2019003497A1 WO 2019003497 A1 WO2019003497 A1 WO 2019003497A1 JP 2018008216 W JP2018008216 W JP 2018008216W WO 2019003497 A1 WO2019003497 A1 WO 2019003497A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
production line
line configuration
equipment
work
storage unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/008216
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大介 勝又
崇文 智田
Original Assignee
株式会社日立製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立製作所 filed Critical 株式会社日立製作所
Priority to US16/321,476 priority Critical patent/US11067971B2/en
Priority to CN201880001937.7A priority patent/CN109429515B/zh
Publication of WO2019003497A1 publication Critical patent/WO2019003497A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4189—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the transport system
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/31—From computer integrated manufacturing till monitoring
    • G05B2219/31274—Convey products, move equipment according to production plan in memory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32253—As a function of, change of machine operation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a production line configuration change system and a production line configuration change method for reconfiguring a production line when a failure or the like occurs in a production line or a design change of a product occurs.
  • Patent Document 1 As background art of this technical field, there is patent documents 1. According to Patent Document 1, when a production line is automatically operated based on schedule data of a production plan created in response to a production request of a wide variety of products, some production occurs due to the occurrence of troubles or abnormalities.
  • a system 10 for supporting a change of a production plan when equipment is suspended which is a production lot classification means 6 for classifying production lots that can be manufactured based on given evaluation conditions, and for each classified production lot classified.
  • the production lot display means 7 displays the basis of the evaluation and displays the production lot, and selects the production lot to be incorporated in the replan from the production lots classified according to the evaluation conditions, and the components in the given production lot Production with the production lot selection / editing means 8 for editing the production lot when it is necessary to change the production lot, and the schedule making means 9 for making a replan by it View change support system is disclosed.
  • a production simulation unit 11 that simulates production line operation from production line plan information, and production capacity and / or investment required to make the simulation result be close to the target production capacity and the target investment cost
  • the countermeasure means analysis unit 12 selects at least one facility from the countermeasure information storage unit 15 and outputs it to the production simulation unit, and the equipment selected by the countermeasure means analysis unit 12 executes the simulation again to perform production.
  • a production line planning support device is disclosed that automatically selects equipment with optimum production capacity and investment cost for line planning.
  • Patent Document 1 when a failure or trouble occurs in a part of the manufacturing facility and then stops, the schedule content once planned is changed from the middle to use the manufacturing lot that can be manufactured as an evaluation condition Based on the classification, the schedule is automatically generated again, and there is no mention of changing the production line configuration in an operational manufacturing facility.
  • Patent Document 2 when designing a production line, a plan prepared in advance is selected by selecting a countermeasure plan prepared in advance so as to approach a target production capacity and a target investment cost, The simulation evaluation is repeated to optimize the capital investment cost for the production capacity.
  • Patent Document 2 does not mention redesigning of the production line configuration using equipment and tools possessed by the current production line in the event of a failure, trouble or design change of the production line.
  • the production line when a failure occurs in a production line or a design change of a product occurs, the production line is rapidly reconstructed using equipment and tools owned by the current production line, To provide a production line configuration change system and a production line configuration change method that maximizes the amount of production until the failure is restored or until the production deadline of the design change product.
  • a fault information storage unit that stores fault information generated in equipment of a production line
  • a work information storage unit that stores work content necessary for manufacturing a product
  • equipment Equipment information storage unit for storing constraint information of installable tools, work contents in the manufacturing process, work allocation equipment, tools attached to the equipment, and process tact time in the manufacturing process of the product
  • the production line configuration information storage unit to be stored, the equipment activated immediately after the occurrence of a fault, and the equipment and tools possessed by the production line, the fault with respect to the production line configuration information stored by the production line configuration information storage unit Create a change plan to assign the work assigned to the equipment where the problem occurred to equipment of the previous and subsequent processes, or other equipment of the same process, and calculate the provisional production line configuration Configure a production line configuration calculator that.
  • the production line configuration calculation unit is configured to calculate, according to a plurality of change plans, up to the recovery predicted time of the facility where the failure has occurred. Adopt an interim production line configuration that allows for the maximum number of productions at the operating time minus the setup time required to switch equipment.
  • the production line configuration calculation unit does not cause a failure in the equipment of the production line, but manufacture of a second product whose design is changed.
  • the second product-specific operation is performed on the production line configuration information stored in the production line configuration information storage unit using the equipment and tools owned by the production line and started on request. Create a change plan to be allocated to equipment and calculate an interim production line configuration.
  • the production line configuration is changed by a computer, and in the case where a failure occurs in the facilities constituting the production line, the corresponding facilities are stopped.
  • assign the work assigned to the equipment where the failure occurred to the equipment of the previous and subsequent processes or other equipment of the same process When creating a proposal for change, calculating a provisional production line configuration, and calculating the provisional production line configuration, the maximum number of tool classifications that can be equipped with the equipment, work groups that need to be allocated to the same equipment, and Calculate only interim production line configurations that satisfy the constraint that the total number of tools in the production line configuration of the production line is equal to or less than the total number of tools held by the production line immediately after the failure, and multiple changes It is decided to adopt the temporary production line configuration that can anticipate the maximum production number as the operation time minus the setup time required to switch equipment from the temporary production line configuration calculated by According to the determined provision
  • the present invention it is possible to improve the production capacity by changing the production line configuration that satisfies the equipment constraints of the production line and the operator constraints at the time of failure or trouble of the production line or at the time of product design change. it can.
  • FIG. 16 is an example of a system configuration diagram of a production line configuration change system of a second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a data table of a worker information storage unit of Example 2;
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a data table of a work information storage unit of the second embodiment.
  • FIG. 17 is an example of a flowchart of production line configuration change processing according to a second embodiment;
  • FIG. It is an example of the Gantt chart according to item. It is an example of the Gantt chart according to item which shifted the injection interval. It is an example of the system screen of Example 2.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a production line configuration change system 11 of the present embodiment.
  • the production line configuration change system 11 of the present embodiment has an operation program of work to be assigned to other normally operating manufacturing facilities and a tool to be equipped, when a trouble or failure occurs in a certain manufacturing facility that constitutes the production line.
  • This is a system that performs control to continuously produce the maximum throughput using existing facilities provided in a production line while recovering a production facility that has stopped due to a problem or a failure.
  • the production line configuration change system 11 receives the fault information 21 of the manufacturing equipment in the factory or the fault information 22 from the terminal by the worker, and calculates a proposed change of the production line configuration in the production line configuration change system 11;
  • a production line configuration change proposal 23 is presented to a person in charge of production line configuration change, and changes in work assignment and operation program 24 are downloaded to the manufacturing equipment.
  • FIG. 2 is an example of a system configuration diagram of the production line configuration change system of this embodiment.
  • the production line configuration change system includes a fault information management module 12, a work instruction module 13, a production line configuration calculation module 14, and a display terminal module 15.
  • the fault information management module 12 includes a fault information management unit 31 and a fault information storage unit 41.
  • the work instruction module 13 includes an operation program information management unit 32, a work operation program information storage unit 42, and an equipment operation program information storage unit 43.
  • the production line configuration calculation module 14 includes a work information management unit 33, an equipment information management unit 34, the same equipment restriction management unit 35, a production line configuration calculation unit 36, a work information storage unit 44, and an equipment information storage unit 45.
  • the same equipment restriction storage unit 46 and a production line configuration information storage unit 47 are provided.
  • the display terminal module 15 includes a production line configuration output unit 37.
  • each of the configuration modules 12 to 15 is composed of a general purpose computer, and includes an input device 61 such as a keyboard and a mouse, an output device 62 such as a display, an auxiliary storage device 63, and a failure diagnosis program. And the like, and an arithmetic unit 60 for executing various programs.
  • the arithmetic unit 60 includes a central processing unit (hereinafter, CPU) 64, a main storage unit 65, and an interface 66.
  • the arithmetic unit 60 is connected to the input unit 61, the output unit 62 and the auxiliary storage unit 63 via an interface 66.
  • the execution results of various programs such as the production line configuration change program are stored in the storage area secured in the main storage device 65.
  • the various programs are stored in advance in the auxiliary storage device 63, and then read into the main storage device 65 when the system is in operation, and executed by the CPU 64.
  • the execution of various programs by the CPU 64 realizes various functional units described later.
  • each information terminal constituting the production line configuration change system is realized by a general-purpose information processing apparatus and software is described as an example, hardware including hardwired logic, or such It may be realized by hardware and a dedicated information processing device programmed beforehand.
  • the configuration modules 12 to 15 of the production line configuration change system of the present embodiment store 31 to 37 functional units that are realized by executing various programs on each arithmetic device, and various data are stored. And 41 to 47 storage units.
  • the functional unit is required to manufacture a product, a failure information management unit 31 that detects and manages troubles and failure information in the factory, an operation program information management unit 32 that manages operation program information that causes equipment to work, and Work information management unit 33 that manages work information such as each work content and tact time, equipment information management unit 34 that manages restrictions such as the number of tools that can be installed on equipment, and multiple work restrictions to be allocated to the same equipment
  • the same equipment constraint management unit 35 to manage the production line configuration calculation unit 36 that calculates the production line configuration that increases the number of productions up to the recovery time while satisfying each equipment constraint, and the production line that outputs the calculation results to the display terminal And a configuration output unit 37.
  • the details of the operation of each of these functional units will be described in order in the description of the processing flow.
  • the storage unit stores a failure information storage unit 41 that stores a facility ID in which a failure has occurred and a predicted time until recovery, a work operation program information storage unit 42 that stores an operation program for each work, and an operation allocated to each facility
  • the failure information storage unit 41 stores an equipment ID field 341a in which a failure has occurred, an equipment name field 341b, a failure occurrence time 341c storing the time when the failure occurred, and a predicted time for recovery of the failure. And a recovery completion time 341e for storing the time when the recovery is completed.
  • the work operation program information storage unit 42 is, as shown in FIG. 5, an operation program field storing an operation program name of equipment required to perform the work, a work ID field 342a, a work name field 342b, and the like. It has 342c.
  • the facility operation program information storage unit 43 is an operation program field in which a facility ID field 343a, a task ID field 343b, a task name field 343c, and an operating program name assigned to each facility are stored. 343 d, an equipment tool field 343 e for storing equipment tools provided by the equipment, and a tool classification field 343 f for storing classification names of the provided tools.
  • the work information storage unit 44 stores a work number field 344a storing a work number representing a work order for one product manufactured on a production line, a work ID field 344b, and a work name field 344c. It has a work classification field 344d that stores the classification name of the work, a required tool field 344e that stores the tool name required for the work, and a work time field 344f that stores the work time per single facility required for the work .
  • the facility information storage unit 45 includes a facility ID field 345a and an installable tool field 345b for storing the names of tools that can be equipped with the facility (in this embodiment, two tools can be installed in the facility). Although an example is shown, some facilities may include two or more tools, and an installable number field 345c stores the number of constraints for each tool type that can be equipped.
  • the same equipment restriction storage unit 46 is an operation number for storing a first operation number and a restriction No field 346a representing a combination of a plurality of operation numbers to be allocated to the same equipment (the same process).
  • a _1 field 346 b and a work number _2 field 346 c storing the second work number.
  • FIG. 9 shows a constraint in which operation numbers 001 and 002 are assigned to the same facility (the same process) and a constraint in which operation numbers 006, 007 and 008 are assigned to the same facility.
  • the production line configuration information storage unit 47 stores a process number field 347a, a work number field 347b, and a work name field 347c for storing a process number representing a set to which work is assigned to the same equipment.
  • Work classification field 347d for storing equipment ID to which each work is assigned
  • tool name field 347f storing tool name attached to each equipment
  • process tact time field 347g for storing.
  • facilities R 001 and R 002 respectively mount tools (driver A and hand B) in process number 1 and execute work of operation numbers 001 and 002 in parallel, and process tact of each facility It represents that the time is 16.
  • the production line configuration change system is described as a system for integrated processing, the present embodiment is not limited to this.
  • the production line configuration change system of this embodiment may be incorporated in another information processing system and configured to function as a part of them.
  • some of the information terminal functions may be reorganized, divided, or put together.
  • FIG. 11 shows a flowchart of the production line configuration change process of the first embodiment.
  • the fault information management unit 31 reads data in which the fault information 21 of the manufacturing facility in the factory is stored in the fault information storage unit 41.
  • the fault information management unit 31 receives the report of the fault information 21 of the manufacturing facility in the factory, the same fault has occurred in the past from the sensor information of the facility, and the history information of the time required for the recovery of the facility Are calculated, and the predicted recovery time 341d is calculated by statistical processing, and stored in the failure information storage unit 41 together with the failure information 21.
  • the worker inputs the predicted recovery time 341d from the failure status of the facility.
  • step S2 the work information management unit 33 reads work information of a product being manufactured on the production line from the work information storage unit 44 in which the work information is stored.
  • step S3 the equipment information management unit 34 reads all equipment information of the relevant production line from the equipment information storage unit 45. And, the same equipment restriction management unit 35 reads the same equipment restriction information from the same equipment restriction storage unit 46.
  • step S4 the production line configuration information management unit 35 reads the relevant production line configuration information from the production line configuration information storage unit 46.
  • An example of the production line configuration information immediately after the occurrence of the fault read up to step S4 is shown in FIG.
  • a failure has occurred in the facility R4, and to increase the number of productions, a production line configuration change plan is calculated from the read failure information, work information, facility information, the same facility restriction information, and production line configuration information. Need to change the production line configuration.
  • step S5 the production line configuration calculation unit 36 assigns the work assigned to the facility in which the failure has occurred to the facilities of the previous and subsequent processes or other facilities of the same process with respect to the production line configuration information read in S4.
  • a change plan to be allocated is prepared, and the work stored in the work information storage unit 44 is allocated to each facility accordingly, and a temporary production line configuration is calculated.
  • the equipment information storage unit 45 tools that can be equipped with each equipment are determined. In each facility, the necessary tools for the assigned work are subject to the constraints registered in the installable tools stored in the facility information storage unit.
  • ⁇ Constraint 2> As shown in the equipment information storage unit 45, the number of work classifications that can be assigned to each equipment is fixed. For example, as shown in FIG. 8, the facility R001 can be equipped with only two driver types. In each piece of equipment, the total number of work classifications stored in the work information storage unit of assigned work is less than or equal to the number of work classifications stored in the equipment information storage unit.
  • ⁇ Constraint 3> The total number of tools in the production line of the proposed change is constrained to be less than or equal to the total number of tools immediately after the failure. This means that new tools can not be introduced from other places and equipment can not be equipped with new tools immediately after the occurrence of a failure beyond the total number of tools held by the relevant production line.
  • ⁇ Constraint 6> When assigning work number j to a certain facility, the facility is either (1) assigned a work number (j-1) or (2) all of the task numbers (1 to j-1) assigned. Or need to meet either. This is a constraint that prevents multiple non-consecutive numbers of task numbers from being assigned such that task numbers 1 and 3 are assigned to a certain facility.
  • ⁇ Constraint 7> The operation number j needs to be assigned to the same process group in the production line configuration immediately after the failure occurrence. The different processes may be separated in a distance, and there is a restriction that the same work can not be allocated to equipment across different process numbers in the production line configuration immediately after the failure occurrence.
  • the temporary production line configuration is calculated by satisfying all the above restrictions and allocating all the work to any equipment or a plurality of equipment.
  • step S6 in the production line evaluation process of the production line configuration calculation unit 36, the provisional production line configuration calculated in S5 is evaluated. Basically, it is preferable to increase the number of productions up to the predicted recovery time.
  • a variable x ij is set that indicates whether to assign work j to equipment i.
  • work tact time Tact j is a value obtained by dividing work time t j of work j by the number of allocated facilities. Is calculated by equation 1.
  • step tact time Tact i amenities i is calculated by the number 2
  • the tact time MTact of the entire production line is calculated by the maximum value of the process tact time tac t i of each facility as shown in Equation 3.
  • I is a set of all the facilities i.
  • the pre-setup time required to switch equipment is Tp
  • the post-setup time Ta for returning to the conventional production line configuration after failure recovery Ta
  • the recovery forecast that is the difference from the current time to the recovery forecast time Assuming that the time is Tr, since the operation time after changing the production line configuration is Tr-Tp-Ta, the production number MP up to the restoration predicted time is calculated by Equation 4.
  • the setup times Tp and Ta in the above example set one equipment switching time, calculate the number of equipment changes for each equipment type from the comparison between the current line and the temporary production line, and set the equipment change frequency and It can be determined by the product of the equipment switching time.
  • step S5 The temporary production line configuration calculation process (step S5) and the production line evaluation process (step S6) are repeated until the production number MP up to the restoration predicted time is guaranteed to be the maximum or the calculation time etc. becomes the upper limit, and the calculation ends Then (step S7), as shown in FIG. 14, the production line configuration output unit 37 displays the post-change production line configuration result with the largest production line configuration and the largest production number MP (step S8).
  • the production line configuration changer checks the system screen and adjusts the production line configuration if necessary.
  • step S9 based on the determined temporary production line configuration, the work ID, work name, operation program, equipment tool, tool classification to the facility operation program information storage unit 43, process number to the production line configuration information storage unit 47 , Equipment ID, tool name, process tact time are registered.
  • the production line configuration is performed using the remaining facilities owned by the production line until the stopped facility is restored. And a system for continuing production of the product to maximize throughput.
  • the production line configuration change system described in the present embodiment for example, the current production line holds a second product whose design is slightly changed from the (first) product which is currently being manufactured, for a certain period of time.
  • the equipment can be used to apply to interrupt manufacturing needs. In this case, work information of the second product is separately prepared, but it is assumed that the difference from the work information of the first product is small.
  • FIG. 15 is an example of a system configuration diagram of the production line configuration change system of this embodiment.
  • a worker information management unit 38 and a worker information storage unit 48 are provided.
  • the worker information storage unit 48 has a worker ID field 348a for storing a worker ID, a worker name 348b, and a work number field 348c for storing a work number to be worked by the corresponding worker.
  • the work information storage unit 44 further includes a worker cooperation field 344g for storing information as to whether the target work requires the cooperation of the worker, as shown in FIG. Have.
  • a worker cooperation field 344g for storing information as to whether the target work requires the cooperation of the worker, as shown in FIG. Have.
  • a flow chart of production line configuration change method processing of the second embodiment is shown in FIG. After calculating and evaluating the provisional line configuration in steps S5 to S7, the number of required workers is calculated in step S10.
  • the concept of the number of workers will be described using the item-based Gantt chart of FIG. 19 and FIG. In FIG. 19, the insertion interval of the item 1 and the item 2 is set to MTact. At this time, the time overlap 83 occurs in the part arrangement A 81 and the part arrangement C 82 which are human cooperative work. Therefore, a total of two workers are required: one for the part arrangement A and one for the part arrangement C.
  • the insertion interval of the item 1 and the item 2 is set to MTact + ⁇ .
  • time overlap does not occur between the component arrangement A and the component arrangement C, and the worker 84 may perform the component arrangement C after performing the component arrangement A, so only one worker is required. .
  • step S10 in the process of calculating the required number of workers of the production line configuration calculating unit 36, first, the tact time calculated in the evaluation process of the provisional line configuration of step S6 is used as the input interval, and the necessary number is calculated Calculate the number of workers. If the number of workers that can be obtained from the worker information storage unit 48 is exceeded, the input interval is increased by a preset increase time (for example, increased by one minute), and the required number of workers is calculated again. When the number of required workers decreases, this input interval is stored. By repeating this until the input interval reaches the total 80 of the work time, the input interval for each required number of workers is stored.
  • a preset increase time for example, increased by one minute
  • step S11 in the production line configuration display process of the production line configuration output unit 37, as shown in FIG. 21, the production line configuration for each of the required number of workers is displayed.
  • the person in charge of the production line configuration change confirms the system screen, and the number of personnel required for the production line configuration (workers 85 and 86 work in tandem with the facility R5 in turn in process 3, and in process 4 worker 85 Work in cooperation with the equipment R6, and the worker 86 examines the support request, the input interval, etc. in accordance with the equipment R7).
  • step S12 based on the determined temporary production line configuration, the work ID, work name, operation program, equipment tool, tool classification to the facility operation program information storage unit 43, process number to the production line configuration information storage unit 47
  • the work ID, work ID, and work name assigned to the worker are registered in the worker information storage unit 48 with the equipment ID, tool name, and process tact time.
  • the production line configuration is performed using the remaining facilities owned by the production line until the stopped facility is restored.
  • production of the product is continued to increase the throughput as much as possible and reduce the number of workers required.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications.
  • the embodiments described above are described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each configuration, function, processing unit, processing means, and the like described above may be realized by hardware, for example, by designing part or all of them with an integrated circuit.
  • each configuration and each function described above may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function.
  • Information such as a program, a table, and a file for realizing each function can be placed in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • production line configuration change system 12 fault information management module 13 work instruction module 14 production line configuration calculation module 15 display terminal module 21 fault information of manufacturing facilities in the factory 22 fault information from terminals by workers 23 production line configuration change plan 24 Work assignment and operation program downloaded to the factory 31 Failure information management unit 32 Operation program information management unit 33 Work information management unit 34 Equipment information management unit 35 Same equipment restriction management unit 36 Production line configuration calculation unit 37 Production line configuration output unit 38 Worker information management unit 41 Failure information storage unit 42 Work operation program information storage unit 43 Equipment operation program information storage unit 44 Work information storage unit 45 Equipment information storage unit 46 Same equipment constraint storage unit 47 Production line configuration information storage unit 48 Worker Information storage unit 60 arithmetic device 6 Input device 62 Output device 63 the auxiliary storage device 64 a central processing unit (CPU) 65 main storage 66 interface 71 network 80 total working time 81 part placement A 82 Parts Placement C 83 hours overlap 84 to 86 workers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

生産ラインに障害などが発生した場合や、製品の設計変更が発生した場合にも、速やかに生産ラインを再構築して、生産量を最大化する生産ライン構成変更システムを提供する。　生産ラインの設備に発生した障害情報を記憶する障害情報記憶部と、製品の製造に必要な作業内容を記憶する作業情報記憶部と、設備に装備可能なツールの制約情報を記憶する設備情報記憶部と、前記製品の製造工程順に、前記製造工程における作業内容と、作業割り付け設備と、前記設備に装着されたツールと、工程タクトタイムとを記憶する生産ライン構成情報記憶部と、障害発生直後に起動され、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、前記生産ライン構成情報記憶部が記憶する生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算する生産ライン構成計算部とを備えて構成する。

Description

生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法
　本発明は、生産ラインに障害などが発生した場合や、製品の設計変更が発生した場合に、生産ラインを再構成するための生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法に関する。
　人ロボット協調型生産ラインにおいて、例えばあるロボットにトラブルや障害が発生して稼働が停止した場合に、そのロボットを復旧させるまでの間、当該生産ラインが現状保有するツールなどを使用して、速やかに生産ライン構成を変更して、最適な生産を継続させる技術が求められている。なお、ここで言うロボットは一般の製造設備に置き換えても当て嵌まるので、以降は製造設備と呼ぶ。
　本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１では、多品種の製造物の生産要望に応じて作成された生産計画のスケジュールデータに基づいて生産ラインを自動的に稼働させている際に、トラブルまたは異常の発生によって一部の製造設備が休止した場合の生産計画の変更を支援するシステム１０であって、与えられた評価条件に基づいて製造可能な製造ロットを分類する製造ロット分類手段６と、分類された製造ロットを分類ごとに評価の根拠を示して表示する製造ロット表示手段７と、評価条件ごとに分類された製造ロットの中から再計画に組み込みたい製造ロットを選択し、また予め与えられた製造ロット内の構成要素の変更が必要な場合には製造ロットを編集する製造ロット選択・編集手段８と、それによって再計画を作成するスケジュール作成手段９とを備える生産計画変更支援システムが開示されている。
　また、特許文献２では、生産ライン計画情報から生産ライン動作をシミュレーションする生産シミュレーション部１１と、シミュレーション結果が目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を対策情報記憶部１５から選択して生産シミュレーション部へ出力する対策手段分析部１２からなり、対策手段分析部１２で選択された設備により再度シミュレーションを実行することで生産ラインの計画に対して生産能力と投資費用が最適となる設備を自動的に選択する生産ライン計画支援装置が開示されている。
特開２００３－３１６４１５号公報 特開２００６－３１３６０号公報
　特許文献１に開示される技術は、製造設備の一部に障害やトラブルが発生して休止した際に、一旦計画したスケジュール内容を途中から変更して、製造が可能な製造ロットを評価条件に基づき対分類して再度スケジュールを自動的に作成するものであり、稼働可能な製造設備において生産ライン構成を変更することについて言及はない。
　特許文献２に開示される技術は、生産ラインの設計に際して、目標とする生産能力と目標とする投資費用に近づくように、予め用意した対策案を選択して生産ラインの計画を変更して、シミュレーションによる評価を繰り返して、生産能力に対する設備投資費用を最適化するものである。しかしながら特許文献２では、生産ラインの障害やトラブル、設計変更が発生した場合に、現状の生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、生産ライン構成を再度設計することについて言及はない。
　本発明では、生産ラインに障害などが発生した場合や、製品の設計変更が発生した場合に、現状の生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、速やかに生産ラインを再構築して、障害が復旧するまで、または設計変更製品の製造期限までに生産量を最大化する生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法を提供する。
　本発明の生産ライン構成変更システムの好ましい例では、生産ラインの設備に発生した障害情報を記憶する障害情報記憶部と、製品の製造に必要な作業内容を記憶する作業情報記憶部と、設備に装備可能なツールの制約情報を記憶する設備情報記憶部と、前記製品の製造工程順に、前記製造工程における作業内容と、作業割り付け設備と、前記設備に装着されたツールと、工程タクトタイムとを記憶する生産ライン構成情報記憶部と、障害発生直後に起動され、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、前記生産ライン構成情報記憶部が記憶する生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算する生産ライン構成計算部とを備えて構成する。
　また、本発明の他の特徴として、前記生産ライン構成変更システムにおいて、前記生産ライン構成計算部は、複数の変更案により算出した暫定生産ライン構成のうち、障害が発生した設備の復旧予測時刻まで、装備の切り替えに要する段取り時間を差し引いた稼動時間に、最大の生産数を見込める暫定生産ライン構成を採用する。
　また、本発明の更に他の特徴として、前記生産ライン構成変更システムにおいて、前記生産ライン構成計算部が、生産ラインの設備に障害が発生したのではなく、設計変更した第２の製品の製造の依頼により起動され、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、前記生産ライン構成情報記憶部が記憶する生産ライン構成情報に対して、第２の製品に特有な作業を前記生産ラインの設備に割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算する。
　また、本発明の生産ライン構成変更方法の好ましい例では、計算機により生産ライン構成を変更する方法であって、生産ラインを構成する設備に障害が発生して該当設備が停止した場合に、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、障害発生前の生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算し、前記暫定生産ライン構成を計算する際に、設備に装備できるツール分類毎の最大数、同一設備に割り付ける必要のある作業群、及び変更後の生産ライン構成のツール総数が障害発生直後の生産ラインが保有しているツール総数以下とする制約を満たす暫定生産ライン構成のみを計算し、複数の変更案により算出した暫定生産ライン構成のうち、障害が発生した設備の復旧予測時刻まで、装備の切り替えに要する段取り時間を差し引いた稼動時間に、最大の生産数を見込める暫定生産ライン構成を採用する決定を行い、決定した前記暫定生産ライン構成に従って、生産ラインの該当設備の該当作業動作プログラムを変更するように構成する。
　本発明によれば、生産ラインの障害やトラブル発生時、製品の設計変更時において、生産ラインの設備制約、作業員制約を満たした生産ライン構成を変更することによって、生産能力を向上する事ができる。
生産ライン構成変更システムの実施形態の例を示す図である。 生産ライン構成変更システムのシステム構成図の例である。 情報端末のハードウェア構成の例を示す図である。 障害情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 作業動作プログラム情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 設備動作プログラム情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 作業情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 設備情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 同一設備制約記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 生産ライン構成情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 実施例１の生産ライン構成変更処理のフローチャートの例である。 障害発生直後の生産ライン構成情報の例を示す図である。 復旧予測時間と稼働時間の説明図である。 変更前ライン構成と最も生産数MPの大きい変更後生産ライン構成結果を表示した例を示す図である。 実施例２の生産ライン構成変更システムのシステム構成図の例である。 実施例２の作業員情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 実施例２の作業情報記憶部のデータテーブルの例を示す図である。 実施例２の生産ライン構成変更処理のフローチャートの例である。 アイテム別ガントチャートの一例である。 投入間隔をずらしたアイテム別ガントチャートの一例である。 実施例２のシステム画面の例である。
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　図１は、本実施例の生産ライン構成変更システム１１の実施形態の例を示す。本実施例の生産ライン構成変更システム１１は、生産ラインを構成するある製造設備にトラブルや障害が発生した場合に、その他の正常に稼動する製造設備に割り付ける作業の動作プログラムや、装備するツールを変更することで、トラブルや障害が発生して停止した製造設備を復旧させる間、生産ラインが備える現有設備を使用して最大のスループットを継続して生産する制御を行うシステムである。
　生産ライン構成変更システム１１は、工場にある製造設備の障害情報２１、もしくは、作業員による端末からの障害情報２２を受け取り、生産ライン構成変更システム１１において、生産ライン構成の変更案を計算し、生産ライン構成変更担当者へ生産ライン構成変更案２３が提示され、製造設備へ作業割付や動作プログラム２４の変更がダウンロードされる。
　図２は、本実施例の生産ライン構成変更システムのシステム構成図の例である。
  生産ライン構成変更システムは、障害情報管理モジュール１２と、作業指示モジュール１３と、生産ライン構成計算モジュール１４と、表示端末モジュール１５で構成されている。障害情報管理モジュール１２は障害情報管理部３１、障害情報記憶部４１を備えている。作業指示モジュール１３は動作プログラム情報管理部３２と、作業動作プログラム情報記憶部４２と、設備動作プログラム情報記憶部４３とを備えている。生産ライン構成計算モジュール１４は作業情報管理部３３と、設備情報管理部３４と、同一設備制約管理部３５と、生産ライン構成計算部３６と、作業情報記憶部４４と、設備情報記憶部４５と、同一設備制約記憶部４６と、生産ライン構成情報記憶部４７とを備えている。表示端末モジュール１５は、生産ライン構成出力部３７を備えている。
　各構成モジュール１２～１５はそれぞれネットワーク７１に接続されており、各情報端末は、相互にネットワーク７１を介して、各種データ等を送受信できる。
  各構成モジュール１２～１５は、図３に示すように、いずれも汎用コンピュータで構成され、キーボードやマウス等の入力装置６１と、ディスプレイ等の出力装置６２と、補助記憶装置６３と、故障診断プログラムなどの各種プログラムを実行する演算装置６０と、を有する。演算装置６０は中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）６４と、主記憶装置６５と、インターフェース６６と、を備えている。この演算装置６０は、入力装置６１、出力装置６２および補助記憶装置６３とインターフェース６６を介して接続されている。本実施形態では、生産ライン構成変更プログラムなどの各種プログラムの実行結果は、主記憶装置６５に確保された記憶領域に記憶される。各種プログラムは、補助記憶装置６３に予め記憶されており、その後システム稼動時に、主記憶装置６５に読み込まれ、ＣＰＵ６４により実行される。このＣＰＵ６４による各種プログラムの実行により、後述の各種機能部が実現する。
　なお、本実施形態では、生産ライン構成変更システムを構成する各情報端末が汎用情報処理装置とソフトウェアで実現される場合を例にとって説明するが、例えば、ハードワイヤードロジックを含むハードウェアや、このようなハードウェアと、予めプログラムされた専用情報処理装置により実現してもよい。
　次に、生産ライン構成変更システムを構成する機能構成及び保持するデータについて説明する。
  本実施形態の生産ライン構成変更システムの各構成モジュール１２～１５は図２に示すように、各種プログラムを各演算装置で実行して実現する３１～３７の機能部と、各種データが記憶される４１～４７の記憶部とを有する。
　機能部は、工場内のトラブルや障害情報を検知・管理する障害情報管理部３１と、設備を作業させる動作プログラム情報を管理する動作プログラム情報管理部３２と、製品を製造するのに必要な、各作業内容やタクトタイムなどの作業情報を管理する作業情報管理部３３と、設備に装備できるツールの数などの制約を管理する設備情報管理部３４と、同一設備に割り付けるべき複数作業の制約を管理する同一設備制約管理部３５と、各設備制約を満たしながら、復旧時間までの生産数を多くする生産ライン構成を計算する生産ライン構成計算部３６と、計算結果を表示端末に出力する生産ライン構成出力部３７とを有する。これらの各機能部の動作の詳細については、処理フローの説明の中で順を追って説明する。
　記憶部は、障害が起きた設備IDや復旧までの予測時刻を記憶する障害情報記憶部４１と、各作業の動作プログラムを記憶する作業動作プログラム情報記憶部４２と、各設備に割り付けている動作プログラムを記憶する設備動作プログラム情報記憶部４３と、製品の各作業内容や単一設備当たりの作業時間を記憶する作業情報記憶部４４と、設備に装備できるツールの数などの設備制約を記憶する設備情報記憶部４５と、同一設備に割り付けるべき複数作業の制約を記憶する同一設備制約記憶部４６と、各工程の作業内容や設備、工程タクトタイムなどを記憶する生産ライン構成情報記憶部４７を有する。
　障害情報記憶部４１は、図４に示すように、障害が発生した設備IDフィールド３４１aと、設備名フィールド３４１ｂと、障害が発生した時刻を格納する障害発生時刻３４１ｃと、障害が復旧する予測時刻を格納する復旧予測時刻３４１ｄと、復旧が完了した場合にはその時刻を格納する復旧完了時刻３４１ｅと、を有する。
　作業動作プログラム情報記憶部４２は、図５に示すように、作業IDフィールド３４２aと、作業名フィールド３４２ｂと、該当作業を行うために必要な、設備の動作プログラム名が格納されている動作プログラムフィールド３４２ｃを有する。
　設備動作プログラム情報記憶部４３は、図６に示すように、設備IDフィールド３４３aと、作業IDフィールド３４３ｂと、作業名フィールド３４３ｃと、各設備に割り付けられた動作プログラム名が格納された動作プログラムフィールド３４３ｄと、設備が装備している装備ツールを記憶する装備ツールフィールド３４３eと、装備しているツールの分類名を記憶するツール分類フィールド３４３ｆを有する。
　作業情報記憶部４４は、図７に示すように、生産ラインで製造する１つの製品に対する作業順を表す作業番号を格納する作業番号フィールド３４４aと、作業IDフィールド３４４ｂと、作業名フィールド３４４ｃと、該当作業の分類名を格納する作業分類フィールド３４４ｄと、該当作業に必要なツール名を格納する必要ツールフィールド３４４eと、該当作業に要する単一設備あたりの作業時間を格納する作業時間フィールド３４４ｆを有する。
　設備情報記憶部４５は、図８に示すように、設備IDフィールド３４５aと、設備が装備可能なツール名を格納する装備可能ツールフィールド３４５ｂ（本実施例では設備に装備可能なツールは２個の例を示しているが、設備によっては２個以上の複数ツールが装備可能である場合も含む）と、設備が装備可能なツールタイプ毎の制約数を格納する装備可能数フィールド３４５ｃを有する。
　同一設備制約記憶部４６は、図９に示すように、同一設備(同一工程)に割り付けるべき複数の作業番号の組み合わせの制約を表す制約Noフィールド３４６ａと、第１の作業番号を格納する作業番号_1フィールド３４６ｂと、第２の作業番号を格納する作業番号_2フィールド３４６ｃとを有する。例えば、図９では、作業番号001、002を同一設備(同一工程)に割り付ける制約、作業番号006、007、008を同一設備に割り付ける制約を表している。
　生産ライン構成情報記憶部４７は、図１０に示すように、同一設備に作業が割り付いている集合を表す工程番号を格納する工程番号フィールド３４７aと、作業番号フィールド３４７ｂと、作業名フィールド３４７ｃと、作業分類フィールド３４７ｄと、各作業が割り付いている設備IDを格納する設備IDフィールド３４７eと、各設備に装着されているツール名を格納するツール名フィールド３４７ｆと、各工程毎の工程タクトタイムを記憶する工程タクトタイムフィールド３４７ｇを有する。例えば、図１０では、工程番号１において、設備R001,R002がそれぞれツール（ドライバAとハンドB）を装着して、並列に、作業番号001,002の作業を実行しており、それぞれの設備の工程タクトタイムが16であることを表している。
　本実施形態では、生産ライン構成変更システムを統合処理するシステムとして説明するが、本実施例はこれに限定されるものではない。本実施例の生産ライン構成変更システムは他の情報処理システムに組み込まれてそれらの一部として機能するように構成することも考えられる。また、それぞれの情報端末機能の一部を組み換えたり、小分けにしたり、まとめたりして実現してもよい。
　図１１に、実施例１の生産ライン構成変更処理のフローチャートを示す。
  ステップＳ１において、工場にある製造設備の障害情報２１が障害情報記憶部４１に格納されているデータを障害情報管理部３１が読込む。障害情報管理部３１は、工場にある製造設備の障害情報２１の報告を受けた時点で、設備のセンサ情報から過去に同様の障害が発生して、その設備の復旧に要した時間の履歴情報を検索して、統計的処理により復旧予測時刻３４１ｄを算出して、障害情報２１とともに障害情報記憶部４１に記憶しておく。または、過去に同様の障害が発生した履歴情報が無い場合には、作業員が設備の障害状況から復旧予測時刻３４１ｄを入力する。
　次に、ステップＳ２において、作業情報が格納された作業情報記憶部４４から作業情報管理部３３が、生産ラインで製造中の製品の作業情報を読込む。
　次に、ステップＳ３において、設備情報記憶部４５から設備情報管理部３４が、該当生産ラインの全ての設備情報を読み込む。および、同一設備制約管理部３５が、同一設備制約記憶部４６から同一設備制約情報を読込む。
　次に、ステップＳ４において、生産ライン構成情報記憶部４６から生産ライン構成情報管理部３５が、該当生産ライン構成情報を読み込む。
  ステップＳ４までで読み取った、障害発生直後の生産ライン構成情報の一例を図１２に示す。本例では設備R4に障害が起きており、生産数を多くするためには、読み取った障害情報、作業情報、設備情報、同一設備制約情報、生産ライン構成情報から、生産ライン構成変更案を計算し、生産ライン構成を変更する必要がある。
　ステップＳ５において、生産ライン構成計算部３６は、Ｓ４で読込んだ生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成し、それに伴い作業情報記憶部４４に記憶している作業を各設備に割り付けていき、暫定生産ライン構成を計算する。このとき、例えば、以下に示すような各制約を受ける。
〈制約１〉
　設備情報記憶部４５に示すように、各設備は装備できるツールが決まっている。各設備において、割り付けた作業の必要ツールが、設備情報記憶部に記憶されている装備可能なツールに登録されている制約を受ける。
〈制約２〉
　設備情報記憶部４５に示すように、各設備は割付ける事の出来る作業分類の数が決まっている。例えば、図８に示すように設備R001はドライバタイプを2つまでしか装備できない。各設備において、割り付いた作業の作業情報記憶部に記憶されている作業分類の総数が、設備情報記憶部に記憶されている作業分類数以下である制約を受ける。
〈制約３〉
　変更案の生産ライン全体のツール総数は、障害発生直後のツール総数以下である制約を受ける。これは、障害発生直後に該当生産ラインが保有しているツール総数を越えて、新たなツールを他所から導入して、新たなツールを設備が装備することはできないことを意味する。（生産ラインが保有しているツールを使用して、障害発生時に速やかに生産ライン構成を変更して、障害復旧時までの生産を継続する解を探す。）
〈制約４〉
　同一設備に割り付ける必要のある作業が存在する。例えば、ネジ締めを行わないと、製品が安定せずに部品配置ができない場合が考えられるが、この場合、ネジ締めと部品配置は同一設備に割り付ける制約を受ける。同一設備制約記憶部４６に予め制約情報を定義しておく。
〈制約５〉
　作業には先行関係制約がある。作業番号jの作業は、一つ前工程番号若しくは同一工程番号に作業番号（j-1）が割り付いている制約を受ける。
〈制約６〉
　作業番号jをある設備に割り付ける際には、当該設備には、(1)作業番号(j-1)が割り付いているか、(2)作業番号(1～j-1)の全てが割り付いていないか、どちらかを満たす必要がある。これはある設備に作業番号1と3が割り付くように、連続しない数の複数の作業番号が割り付くことを防ぐ制約となる。
〈制約７〉
　作業番号ｊは障害発生直後の生産ライン構成において、同一工程の設備群に割り付ける必要がある。異なる工程間では、距離的に離れている場合があり、障害発生直後の生産ライン構成において、同一作業を異なる工程番号に跨った設備に割付ける事が出来ない制約を受ける。
　以上の各制約を満たし、全ての作業を何れかの設備、もしくは複数の設備に割り付け、暫定生産ライン構成を計算する。
　ステップＳ６において、生産ライン構成計算部３６の生産ライン評価処理では、Ｓ５で計算された暫定生産ライン構成に対して評価を行う。基本的には、復旧予測時刻までの生産数を大きくすることが好ましい。
　設備iに作業jを割付けるか否かを表す変数xijを設定する。ここで、設備iに作業jを割付ける場合はxij=1を設定し、割付けない場合はxij=0を設定する。作業情報記憶部４４に記憶されている作業番号jの単一設備当たりの作業時間をtjとすると、作業jの作業時間tjを割当たった設備台数で除した値である作業タクトタイムTactjは数１で演算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、設備iの工程タクトタイムTactiは数２で演算される
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　生産ライン全体のタクトタイムMTactは数３のように、各設備の工程タクトタイムtactiの最大値で演算される。ここでIは全設備iの集合とする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　ここで、障害情報記憶部４１に記憶されている復旧予測時刻までの生産数は、各設備の装備の切り替え時間を考慮する必要がある。
  図１３に示すように、装備の切り替えに要する前段取り時間をTp、障害復旧後に従来の生産ライン構成へと戻すための後段取り時間をTa、現時刻から復旧予測時刻までの差分である復旧予測時間をTrとすると、生産ライン構成を変更した後の稼働時間はTr-Tp-Taとなるため、復旧予測時刻までの生産数MPは数４で演算される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　例えば、上記例での段取り時間Tp、Taは、一回の装備切り替え時間を設定し、現行ラインと暫定生産ラインとの比較から、装備種類毎の装備変更回数を演算し、装備変更回数と設定した装備切り替え時間の積で求めることができる。
　復旧予測時刻までの生産数MPが最大と保障される、もしくは計算時間などが上限になるまで、暫定生産ライン構成計算処理（ステップＳ５）と生産ライン評価処理（ステップＳ６）を繰り返し、計算が終了すると（ステップＳ７）、図１４に示すような、変更前ライン構成と最も生産数MPの大きい変更後生産ライン構成結果を生産ライン構成出力部３７が表示する（ステップＳ８）。生産ライン構成変更担当者はシステム画面を確認し、必要があれば生産ライン構成を調整する。
　その後、ステップＳ９において、決定された暫定生産ライン構成に基づき、設備動作プログラム情報記憶部４３へ作業ID、作業名、動作プログラム、装備ツール、ツール分類を、生産ライン構成情報記憶部４７へ工程番号、設備ID、ツール名、工程タクトタイムを登録する。
  以上のような処理により、各設備制約を満たしつつ、復旧時刻までの生産数を多くする暫定生産ライン構成を得る事ができる。
　本実施形態では、ある製品の製造中に生産ライン中の設備にトラブルや障害が発生した時に、停止した設備を復旧させるまでの間、生産ラインが保有する残りの設備を使用して生産ライン構成を変更して、当該製品の製造をスループットを最大化するように継続するシステムについて説明した。本実施例で説明した生産ライン構成変更システムを適用して、例えば、現在製造中のある(第１の)製品を多少設計変更した第２の製品を、ある期間だけ現在の生産ラインが保有する設備を利用して、割り込みにて製造するニーズに応用することができる。
  この場合には、第２の製品の作業情報は別途用意することになるが、第１の製品の作業情報とは差異は僅かであると仮定する。作業情報に差異がある作業を中心として、その前後の各作業を生産ラインの各設備に割り付ける暫定生産ライン構成を、第２の製品の製造終了予定時刻まで計算して求め、評価処理により決定した暫定生産ライン構成により設計変更された第２の製品を製造することに適用できる。
　本実施例では、実施例１の設備のみに作業を割付けるのではなく、人と設備が協力する作業について、作業員へも作業を割付ける例を説明する。
　図１５は、本実施例の生産ライン構成変更システムのシステム構成図の例である。実施例１に加え、作業員情報管理部３８と、作業員情報記憶部４８を有する。
　作業員情報記憶部４８は、図１６に示すように、作業員IDを格納する作業員IDフィールド３４８ａと、作業員名３４８ｂと、該当作業員が作業する作業番号を格納する作業番号フィールド３４８ｃと、作業ＩＤを格納する作業ＩＤフィールド３４８ｄと、作業名を格納する作業名フィールド３４８eを有する。
　実施例２の作業情報記憶部４４は、図１７に示すように、実施例１の作業情報記憶部４４に加え、対象作業が作業員の協力を要するかの情報を格納する作業員協力フィールド３４４ｇを有する。
  既に説明した図２に示された同一の符号を付された構成については、説明を省略する。
　次に、本実施例の処理方法について説明する。
  実施例２の生産ライン構成変更方法処理のフローチャートを図１８に示す。ステップＳ５～Ｓ７において暫定ライン構成を計算、評価して決定した後に、ステップＳ１０において、必要作業員数を計算する。
　作業員人数の考え方を図１９、図２０のアイテム別ガントチャートを用いて説明する。図１９ではアイテム１とアイテム２の投入間隔をMTactとしている。この時、人協力作業である部品配置A８１と部品配置C８２に時間重複８３が発生している。このため、部品配置Aに一人、部品配置Cに一人、合計二人の作業員が必要となる。
　これに対して、図２０では、アイテム１とアイテム２の投入間隔をMTact＋αとしている。このときは、部品配置Aと部品配置Cに時間重複は発生しておらず、作業員８４は部品配置Aを行ったあとに部品配置Cを行えば良いので、作業員は一人のみ必要となる。
　ステップＳ１０において、生産ライン構成計算部３６の必要作業員数計算処理では、まず、ステップＳ６の暫定ライン構成の評価処理にて計算されたタクトタイムを投入間隔として、人協力作業数の重複数から必要作業員数を計算する。作業員情報記憶部４８から求まる作業可能な作業員数を上回った場合、投入間隔を予め設定された増加時間(例えば、１分ずつ増加させる)だけ長くし、必要作業員数を再度計算する。必要作業員数が減少した場合は、この投入間隔を記憶する。これを投入間隔が作業時間の総和８０となるまで繰り返すことで、必要作業員数ごとの投入間隔が記憶される。
　ステップＳ１１において、生産ライン構成出力部３７の生産ライン構成表示処理は、図２１に示すように、必要作業員数ごとの生産ライン構成が表示される。生産ライン構成変更担当者は、システム画面を確認し、生産ライン構成の必要人員数(作業員８５，８６は、工程３においては交代で設備R5と共同作業を行い、工程４においては作業員８５は設備R6と共同作業を行い、作業員８６は設備R7と共同作業を行う)に応じて応援要請や投入間隔などを検討する。
　その後、ステップＳ１２において、決定された暫定生産ライン構成に基づき、設備動作プログラム情報記憶部４３へ作業ID、作業名、動作プログラム、装備ツール、ツール分類を、生産ライン構成情報記憶部４７へ工程番号、設備ID、ツール名、工程タクトタイムを、作業員情報記憶部４８に、作業員に割当てた作業番号、作業ID、作業名を登録する。
  以上のような処理により、各設備や作業員制約を満たしつつ、復旧時刻までの生産数を多くする暫定生産ライン構成を得る事ができる。
　本実施形態では、ある製品の製造中に生産ライン中の設備にトラブルや障害が発生した時に、停止した設備を復旧させるまでの間、生産ラインが保有する残りの設備を使用して生産ライン構成を変更して、当該製品の製造をなるべくスループットを大きく、かつ必要作業員数をなるべく少なくなるように継続するシステムについて説明した。本実施例で説明した生産ライン構成変更システムを適用して、例えば実施例１と同様に、現在製造中のある(第１の)製品を多少設計変更した第２の製品を、ある期間だけ現在の生産ラインが保有する設備を利用して、割り込みにて製造するニーズに応用することができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加える事も可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成、各機能は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行する事によりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
１１　生産ライン構成変更システム
１２　障害情報管理モジュール
１３　作業指示モジュール
１４　生産ライン構成計算モジュール
１５　表示端末モジュール
２１　工場にある製造設備の障害情報
２２　作業員による端末からの障害情報
２３　生産ライン構成変更案
２４　工場へダウンロードされる作業割付や動作プログラム
３１　障害情報管理部
３２　動作プログラム情報管理部
３３　作業情報管理部
３４　設備情報管理部
３５　同一設備制約管理部
３６　生産ライン構成計算部
３７　生産ライン構成出力部
３８　作業員情報管理部
４１　障害情報記憶部
４２　作業動作プログラム情報記憶部
４３　設備動作プログラム情報記憶部
４４　作業情報記憶部
４５　設備情報記憶部
４６　同一設備制約記憶部
４７　生産ライン構成情報記憶部
４８　作業員情報記憶部
６０　演算装置
６１　入力装置
６２　出力装置
６３　補助記憶装置
６４　中央演算処理装置（ＣＰＵ）
６５　主記憶装置
６６　インターフェース
７１　ネットワーク
８０　作業時間の総和
８１　部品配置A
８２　部品配置C
８３　時間重複
８４～８６　作業員

Claims (9)

  1. 　生産ラインの設備に発生した障害情報を記憶する障害情報記憶部と、
    　製品の製造に必要な作業内容を記憶する作業情報記憶部と、
    　設備に装備可能なツールの制約情報を記憶する設備情報記憶部と、
    　前記製品の製造工程順に、各製造工程における作業内容と、作業割り付け設備と、前記設備に装着されたツールと、工程タクトタイムとを記憶する生産ライン構成情報記憶部と、
    　障害発生直後に起動され、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、前記生産ライン構成情報記憶部が記憶する生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算する生産ライン構成計算部と、
    を備えたことを特徴とする生産ライン構成変更システム。
  2. 　同一設備に割り付けるべき複数の作業情報の制約を記憶する同一設備制約記憶部を更に備え、
    　前記生産ライン構成計算部は、前記設備情報記憶部に記憶する制約情報、及び前記同一設備制約記憶部に記憶する制約情報を満たすように、前記暫定生産ライン構成を計算することを特徴とする請求項１に記載の生産ライン構成変更システム。
  3. 　前記生産ライン構成計算部は、複数の変更案により算出した暫定生産ライン構成のうち、障害が発生した設備の復旧予測時刻まで、装備の切り替えに要する段取り時間を差し引いた稼動時間に、最大の生産数を見込める暫定生産ライン構成を採用することを特徴とする請求項１に記載の生産ライン構成変更システム。
  4. 　前記設備情報記憶部に記憶する制約情報、及び前記同一設備制約記憶部に記憶する制約情報が、設備に装備できるツール分類毎の最大数、同一設備に割り付ける必要のある作業群、変更後の生産ライン構成のツール総数が障害発生直後の生産ラインが保有しているツール総数以下、を含むことを特徴とする請求項２に記載の生産ライン構成変更システム。
  5. 　前記生産ライン構成計算部が、生産ラインの設備に障害が発生したのではなく、設計変更した第２の製品の製造の依頼により起動され、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、前記生産ライン構成情報記憶部が記憶する生産ライン構成情報に対して、第２の製品に特有な作業を前記生産ラインの設備に割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算することを特徴とする請求項１に記載の生産ライン構成変更システム。
  6. 　作業員が作業する作業内容を記憶する作業員情報記憶部を更に備え、
    　前記生産ライン構成計算部が、製品の投入間隔を多少増加させても、設備と共同作業を行う作業員の数を減らすことが可能な暫定生産ライン構成を計算することを特徴とする請求項３に記載の生産ライン構成変更システム。
  7. 　各作業の動作プログラムを記憶する作業動作プログラム情報記憶部と、各設備に割り付けている動作プログラムを記憶する設備動作プログラム情報記憶部とを更に備え、
    　前記生産ライン構成計算部が、前記暫定生産ライン構成の算出結果に従って、生産ラインの該当設備の該当作業動作プログラムを変更する事を特徴とする請求項１に記載の生産ライン構成変更システム。
  8. 　前記生産ライン構成計算部は、変更前の生産ライン構成と変更後の暫定生産ライン構成の差分から、装備ツール切換え数を演算し、装備ツール切換え数から段取り時間を演算することを特徴とする請求項３に記載の生産ライン構成変更システム。
  9. 　計算機により生産ライン構成を変更する方法であって、
    　生産ラインを構成する設備に障害が発生して該当設備が停止した場合に、前記生産ラインが保有する設備、ツールを使用して、障害発生前の生産ライン構成情報に対して、障害が発生した設備に割り付けてあった作業を前後の工程の設備、または同一工程の他設備へ割り付ける変更案を作成して、暫定生産ライン構成を計算し、
    　前記暫定生産ライン構成を計算する際に、設備に装備できるツール分類毎の最大数、同一設備に割り付ける必要のある作業群、及び変更後の生産ライン構成のツール総数が障害発生直後の生産ラインが保有しているツール総数以下とする制約を満たす暫定生産ライン構成のみを計算し、
    　複数の変更案により算出した暫定生産ライン構成のうち、障害が発生した設備の復旧予測時刻まで、装備の切り替えに要する段取り時間を差し引いた稼動時間に、最大の生産数を見込める暫定生産ライン構成を採用する決定を行い、
    　決定した前記暫定生産ライン構成に従って、生産ラインの該当設備の該当作業動作プログラムを変更することを特徴とする生産ライン構成変更方法。
PCT/JP2018/008216 2017-06-28 2018-03-05 生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法 WO2019003497A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/321,476 US11067971B2 (en) 2017-06-28 2018-03-05 Production line configuration change system and production line configuration change method
CN201880001937.7A CN109429515B (zh) 2017-06-28 2018-03-05 生产线构成变更系统以及生产线构成变更方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-126368 2017-06-28
JP2017126368A JP6850689B2 (ja) 2017-06-28 2017-06-28 生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019003497A1 true WO2019003497A1 (ja) 2019-01-03

Family

ID=64742022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/008216 WO2019003497A1 (ja) 2017-06-28 2018-03-05 生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11067971B2 (ja)
JP (1) JP6850689B2 (ja)
CN (1) CN109429515B (ja)
WO (1) WO2019003497A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110070281A (zh) * 2019-04-12 2019-07-30 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种立式退火炉计划审核方法和装置
US11181895B2 (en) * 2016-04-26 2021-11-23 Fujitsu Limited Work assistance device, work assistance method, and work assistance program

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7070713B2 (ja) * 2018-12-28 2022-05-18 富士通株式会社 情報処理装置、段取り作業修正方法、および段取り作業修正プログラム
CN111047205A (zh) * 2019-12-18 2020-04-21 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司 流水线的多工位协同处理方法、装置、存储介质和处理器
JP7442470B2 (ja) * 2021-02-10 2024-03-04 株式会社日立製作所 ライン設計装置及びライン設計方法
CN113269439A (zh) * 2021-05-25 2021-08-17 北京创源微致软件有限公司 一种制造产品的工程变更方法、装置及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6399161A (ja) * 1986-10-13 1988-04-30 Nissan Motor Co Ltd ロボツトによる流れ作業の制御方法
JPH04250957A (ja) * 1990-12-28 1992-09-07 Fujitsu Ltd スケジュール処理装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0795639B2 (ja) * 1990-11-30 1995-10-11 松下電器産業株式会社 生産ラインにおける位置ずれ自動補正方法
JP3548000B2 (ja) * 1998-05-29 2004-07-28 矢崎総業株式会社 ワイヤーハーネス製造装置及び該装置のタクトタイム制御方法
JP2003308366A (ja) * 2002-04-15 2003-10-31 Mitsubishi Electric Corp 製造管理方法
JP2003316415A (ja) 2002-04-19 2003-11-07 Jfe Steel Kk 生産計画変更支援方法およびそのシステム
JP2006031360A (ja) 2004-07-15 2006-02-02 Nissan Motor Co Ltd 生産ライン計画支援装置および生産ライン計画支援方法
JP2006343824A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Honda Motor Co Ltd 生産ライン管理システム
JP5279387B2 (ja) * 2008-07-28 2013-09-04 株式会社ブリヂストン 生産管理システム及び方法
US9229446B2 (en) * 2012-05-08 2016-01-05 International Business Machines Corporation Production line quality processes
CN102880137B (zh) * 2012-09-24 2015-02-25 南通明兴科技开发有限公司 流水线工序的控制方法和装置
CN103676902B (zh) * 2013-12-20 2016-08-17 东北大学 一种流水车间重调度方法
CN103949380A (zh) * 2014-04-25 2014-07-30 重庆同乘工程咨询设计有限责任公司 汽车涂装线不同种类车型混线生产的实现方法
CN105094092B (zh) 2015-07-23 2018-02-16 上海极熵数据科技有限公司 自动化工业设备的作业矫正方法
JP6819128B2 (ja) * 2016-08-12 2021-01-27 富士通株式会社 作業編成装置、作業編成方法および作業編成プログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6399161A (ja) * 1986-10-13 1988-04-30 Nissan Motor Co Ltd ロボツトによる流れ作業の制御方法
JPH04250957A (ja) * 1990-12-28 1992-09-07 Fujitsu Ltd スケジュール処理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11181895B2 (en) * 2016-04-26 2021-11-23 Fujitsu Limited Work assistance device, work assistance method, and work assistance program
CN110070281A (zh) * 2019-04-12 2019-07-30 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种立式退火炉计划审核方法和装置
CN110070281B (zh) * 2019-04-12 2023-06-02 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种立式退火炉计划审核方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019008715A (ja) 2019-01-17
JP6850689B2 (ja) 2021-03-31
CN109429515B (zh) 2021-06-29
US11067971B2 (en) 2021-07-20
US20200159194A1 (en) 2020-05-21
CN109429515A (zh) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019003497A1 (ja) 生産ライン構成変更システムおよび生産ライン構成変更方法
US7162312B2 (en) Method, system and device for predictive error recognition in a plant
KR100238738B1 (ko) 처리 순서의 예측 및 작업의 할당을 행하는 작업 관리 장치 및 방법
US10303128B2 (en) System and method for control and/or analytics of an industrial process
JP2000077289A (ja) 製造予測管理システム
KR101550740B1 (ko) 실시간 공장상황을 반영한 디지털 팩토리 생산능력 관리 시스템
US11100437B2 (en) Method for improving semiconductor back-end factories
Aransyah et al. Smart maintenance: A wearable augmented reality application integrated with CMMS to minimize unscheduled downtime
WO2013038785A1 (ja) 保守計画システム、保守計画システムサーバ、及び保守計画システムクライアント端末
JP3610581B2 (ja) 生産計画調整装置
US20060052898A1 (en) Maintenance opportunity planning system and method
JP6695673B2 (ja) 計画生成装置および計画生成方法
JPH03251351A (ja) 生産進捗管理装置
JP2021163324A (ja) ライン構成計画装置
US20240036561A1 (en) Production Line Design Device, Production Line Design System, and Production Line Design Method
JP5929950B2 (ja) 作業計画表示システム
Reidt et al. Comprehensive View on Architectural Requirements for Maintenance Information Systems.
CN114418418A (zh) 基于工序换算比的工单信息流转方法、系统、设备及介质
Konopka Capacity utilization bottleneck efficiency system-CUBES
McKay et al. Decision support for production scheduling tasks in shops with much uncertainty and little autonomous flexibility
Sharp et al. Selecting Optimal Data for Creating Informed Maintenance Decisions in a Manufacturing Environment
Xiao-Feng et al. A rule-based heuristic finite capacity scheduling system for semiconductor backend assembly
Ouahabi et al. Leveraging digital twin into dynamic production scheduling: A review
Bruccoleri et al. Operational issues in reconfigurable manufacturing systems: exception handling
WO2022202007A1 (ja) 生産計画管理装置、生産計画管理方法及び生産計画管理システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18825129

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18825129

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1