JP6528140B2 - グループ決定方法およびグループ決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置の部品配置が生産対象の複数種類の実装基板で共通となる実装基板のグループを決定するグループ決定方法およびグループ決定装置に関するものである。

基板に部品を実装する部品実装装置を複数連結して構成される部品実装ラインでは、複数種類の実装基板が順番に生産される。部品実装ラインにおいて複数種類の実装基板を生産する際に、部品実装装置に着脱可能な部品供給台車に複数種類の実装基板の生産に必要な部品を供給する部品供給手段をあらかじめ配置する、いわゆる共通配置が行われている。部品供給手段の配置を共通配置とすることにより、生産対象となる実装基板が変わる際に部品供給台車上の部品供給手段を変更することなく生産を継続することができる（例えば特許文献１参照）。

特許文献１では、同一の共通配置で生産する実装基板のグループを決定するにあたり、部品供給手段を交換する段取り回数が少なくなり、段取り作業時間が短くなるように実装基板のグループと共通配置を決定している。

特許第３８３０６４２号公報

特許文献１を含む従来技術では、段取り回数や段取り作業時間が少なくなるように決定された実装基板のグループの共通配置に従って実装基板の生産と段取り作業を実行している。しかしながら、同一フロアに複数の部品実装ラインがある場合に、複数の部品実装ラインで同時に段取り作業が発生すると、段取り作業を行う作業者が足りなくなって、結果として生産時間が長くなってしまう場合があり、さらなる改善の余地があるという課題があった。

そこで本発明は、フロア全体で従来よりも高い生産性を得ることが可能な共通配置のグループを決定するグループ決定方法およびグループ決定装置を提供することを目的とする。

本発明のグループ決定方法は、部品を供給する複数の部品供給手段を配置可能な部品供給台車を着脱可能な部品実装装置を複数連結した２以上の部品実装ラインにおいて、生産対象となる複数種類の実装基板を前記部品実装装置における前記部品供給手段の配置が共通な複数のグループに分けるグループ決定方法であって、各時間帯における前記２以上の部品実装ラインでの生産に割り当てられる作業者の数と、前記２以上の部品実装ラインのそれぞれで前記実装基板を切り替える際に必要な段取り替え作業に必要な作業者の数と、に基づき、前記部品実装ラインにおいて生産対象となる前記実装基板を切り替える段取り替え作業を実施するのに必要な段取り替え作業時間を算出する段取り替え作業時間算出工程と、前記段取り替え作業時間を含む、生産対象となる全ての前記実装基板の生産が完了する生産完了時間を算出する生産完了時間算出工程と、を含み、所定の期間内において、前記２以上の部品実装ラインにおける前記生産完了時間が短くなるように前記グループを決定する。

本発明のグループ決定装置は、部品を供給する複数の部品供給手段を配置可能な部品供給台車を着脱可能な部品実装装置を複数連結した２以上の部品実装ラインにおいて、生産対象となる複数種類の実装基板を前記部品実装装置における前記部品供給手段の配置が共通な複数のグループに分けるグループ決定装置であって、各時間帯における前記２以上の部品実装ラインでの生産に割り当てられる作業者の数と、前記２以上の部品実装ラインのそれぞれで前記実装基板を切り替える際に必要な段取り替え作業に必要な作業者の数と、に基づき、前記部品実装ラインにおいて生産対象となる前記実装基板を切り替える段取り替え作業を実施するのに必要な段取り替え作業時間を算出する段取り替え作業時間算出部と、前記段取り替え作業時間を含む、生産対象となる全ての前記実装基板の生産が完了する生産完了時間を算出する生産完了時間算出部と、所定の期間内において、前記２以上の部品実装ラインにおける前記生産完了時間が短くなるように前記グループを決定するグループ決定部と、を備える。

本発明によれば、フロア全体で従来よりも高い生産性を得ることが可能な部品配置が共通なグループを決定することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムが備える部品実装ラインの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品実装システムが備える部品実装装置の平面図 本発明の一実施の形態の部品実装システムが備える部品実装装置の部分断面図 本発明の一実施の形態の部品実装システムの制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおけるグループ決定方法のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける理想的な生産完了時間算出のフロー図 本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける現実的な生産完了時間算出のフロー図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態の部品実装システムにおける作業者数と生産時刻の説明図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システム、部品実装ライン、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図３、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図３における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図３における上下方向）が示される。図４では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図４における上下方向）が示される。Ｚ方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向または直交方向である。

まず図１を参照して、部品実装システム１の構成を説明する。部品実装システム１は、フロアＦに配設された３本の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を通信ネットワーク２によって接続し、管理コンピュータ３によって管理する構成となっている。各部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は、後述するように部品実装装置を含む複数の部品実装用装置を連結して構成され、基板に部品を実装した実装基板を生産する機能を有している。すなわち、部品実装システム１は、複数の部品実装用装置を連結して構成される部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を有している。なお、部品実装システム１が備える部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は３本である必要はなく、２本及び４本以上でも良い。すなわち、部品実装システム１は、２以上の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を備えている。

フロアＦに設けられた外段取りエリアＡｐには、段取り作業支援装置４が配設されている。段取り作業支援装置４は、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されている。段取り作業支援装置４には、段取り作業の対象となる複数の交換用の部品供給台車５（ここでは４台の部品供給台車５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ）が接続されている。以下、交換用の部品供給台車５を「予備台車５＊」と称する。

段取り作業支援装置４に接続された予備台車５＊（部品供給台車５）には、段取り作業を担当する作業者によって、部品を供給する複数のテープフィーダ９（図４参照）が装着される。予備台車５＊にテープフィーダ９が装着されると、予備台車５＊を介して段取り作業支援装置４よりテープフィーダ９に電力が供給されて、テープフィーダ９が内蔵するフィーダ制御部（図示省略）が管理コンピュータ３と通信可能な状態となる。これにより、予備台車５＊へのテープフィーダ９の装着状況、テープフィーダ９への部品Ｄを保持するキャリヤテープ１５（図４参照）の補給状況などの段取り作業の状況を、管理コンピュータ３において取得することができる。

このように、段取り作業支援装置４に接続された予備台車５＊では、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産を停止させずに、段取り作業を実行することができる。すなわち、段取り作業支援装置４は、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産を停止させずに実行する段取り作業（以下、「外段取り作業」と称する）を支援する。外段取り作業が完了した予備台車５＊（交換用の部品供給台車５）は、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産を停止させて実行する段取り作業（以下、「内段取り作業」と称する）において、部品実装装置に装着されている交換対象の部品供給台車５と交換される。

次に図２を参照して、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の詳細な構成を説明する。部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は同様の構成をしており、以下、部品実装ラインＬ１について説明する。部品実装ラインＬ１は、基板搬送方向の上流側（紙面左側）から下流側（紙面右側）に向けて、はんだ印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６、実装検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８などの部品実装用装置を直列に連結して構成されている。

はんだ印刷装置Ｍ１、印刷検査装置Ｍ２、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６、実装検査装置Ｍ７、リフロー装置Ｍ８は、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されている。はんだ印刷装置Ｍ１は、はんだ印刷作業部によって上流側から搬入された基板Ｂにマスクを介してはんだを印刷するはんだ印刷作業を実行する。印刷検査装置Ｍ２は、はんだ検査カメラを含む印刷検査作業部によって基板Ｂに印刷されたはんだの状態を検査する印刷検査作業を実行する。

部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６は、部品実装作業部によって基板Ｂに部品Ｄを実装する部品実装作業を実行する。なお、部品実装ラインＬ１は、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６が４台の構成に限定されることなく、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６が１〜３台であっても５台以上であってもよい。実装検査装置Ｍ７は、部品検査カメラを含む実装検査作業部によって基板Ｂに搭載された部品Ｄの状態を検査する実装検査作業を実行する。リフロー装置Ｍ８は、装置内に搬入された基板Ｂを基板加熱部によって加熱して、基板Ｂ上のはんだを硬化させ、基板Ｂの電極部と部品Ｄとを接合する基板加熱作業を実行する。

次に図３、図４を参照して、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６の構成を説明する。部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６は同様の構成であり、ここでは部品実装装置Ｍ３について説明する。図４は、図３におけるＡ−Ａ断面を部分的に示している。部品実装装置Ｍ３は、部品Ｄを基板Ｂに実装する機能を有している。

図３において、基台６の中央にはＸ方向に基板搬送機構７が配設されている。基板搬送機構７は上流側から搬入された基板Ｂを搬送し、部品実装作業を実行するための位置に位置決めして保持する。基板搬送機構７の両側方には、部品供給部８（１），８（２）が設けられている。部品供給部８（１），８（２）には部品Ｄを供給する複数のパーツフィーダが並設して装着される。部品供給部８（１），８（２）にはこれらのパーツフィーダの装着位置を特定するためのフィーダアドレス８ａが設定されている。

本実施の形態に示す例では、部品供給部８（１）におけるフィーダアドレス８ａとして、下流側（図３において右側）から上流側に向かって、１−１Ｌ／Ｒ、１−２Ｌ／Ｒ，１−３Ｌ／Ｒ・・が設定されている。これらのフィーダアドレス８ａを指定することにより、部品実装装置Ｍ３に装着されたパーツフィーダを個別に特定することができるようになっている。同様に、部品供給部８（２）におけるフィーダアドレス８ａとして、下流側から上流側に向かって、２−１Ｌ／Ｒ、２−２Ｌ／Ｒ，２−３Ｌ／Ｒ・・が設定されている。なお、フィーダアドレス８ａにおける順序の設定方式は任意であり、部品供給部８（１），８（２）のアドレス順を逆に設定してもよい。

ここでは、パーツフィーダとして実装対象の部品を保持したキャリヤテープをピッチ送りする機能を有するテープフィーダ９が装着された例を示している。テープフィーダ９は、部品Ｄを収納したキャリヤテープをテープ送り方向にピッチ送りすることにより、以下に説明する部品実装機構の実装ヘッドによる部品取り出し位置に部品Ｄを供給する。すなわち、テープフィーダ９は、部品Ｄを供給する部品供給手段となる。

図３において、基台６上面においてＸ方向の一方側の端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸ビーム１０がＹ方向に沿って配設されている。Ｙ軸ビーム１０には、同様にリニア駆動機構を備えた２基のＸ軸ビーム１１が、Ｙ方向に移動自在に結合されている。Ｘ軸ビーム１１はＸ方向に沿って配設されている。２基のＸ軸ビーム１１には、それぞれ実装ヘッド１２がＸ方向に移動自在に装着されている。実装ヘッド１２は、図４に示すように、部品Ｄを吸着保持して昇降可能な複数の吸着ユニット１２ａを備える。吸着ユニット１２ａのそれぞれの先端には、吸着ノズル１２ｂが設けられている。

Ｙ軸ビーム１０、Ｘ軸ビーム１１を駆動することにより、実装ヘッド１２はＸ方向、Ｙ方向に移動する。これにより２つの実装ヘッド１２は、それぞれ対応した部品供給部８（１），８（２）に配置されたテープフィーダ９の部品取り出し位置から部品Ｄを吸着ノズル１２ｂによって吸着して取り出して、基板搬送機構７に位置決めされた基板Ｂの実装点に実装する。Ｙ軸ビーム１０、Ｘ軸ビーム１１および実装ヘッド１２は、部品Ｄを保持した実装ヘッド１２を移動させることにより、部品Ｄを基板Ｂに実装する部品実装機構を構成する。

部品Ｄをテープフィーダ９から取り出して基板Ｂに実装するまでの実装時間は、テープフィーダ９から基板Ｂの実装点までに実装ヘッド１２が移動する距離に依存する。すなわち、実装時間はテープフィーダ９の位置によって増減する。例えば、基板Ｂへの実装数が多い部品Ｄを供給するテープフィーダ９が部品供給部８（１），８（２）の中央付近となるように部品配置することで、実装ヘッド１２の移動距離を短縮して実装時間を削減することができる。

図３において、部品供給部８と基板搬送機構７との間には、部品認識カメラ１３が配設されている。部品供給部８から部品を取り出した実装ヘッド１２が部品認識カメラ１３の上方を移動する際に、部品認識カメラ１３は実装ヘッド１２に保持された状態の部品Ｄを撮像して部品Ｄの保持姿勢を認識する。実装ヘッド１２が取り付けられたプレート１１ａには基板認識カメラ１４が取り付けられている。基板認識カメラ１４は、実装ヘッド１２と一体的に移動する。

実装ヘッド１２が移動することにより、基板認識カメラ１４は基板搬送機構７に位置決めされた基板Ｂの上方に移動し、基板Ｂに設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板Ｂの位置を認識する。実装ヘッド１２による基板Ｂへの部品実装動作においては、部品認識カメラ１３による部品Ｄの認識結果と、基板認識カメラ１４による基板位置の認識結果とを加味して実装位置の補正が行われる。

図４おいて、部品供給部８（１），８（２）は、フィーダベース５ａに予め複数のテープフィーダ９が装着された部品供給台車５で構成されている。部品供給台車５は、基台６に対して着脱自在に構成されている。テープフィーダ９がフィーダベース５ａに装着されることにより、テープフィーダ９に内蔵されたフィーダ制御部が、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６の実装制御部２１（図５参照）と電気的に接続される。部品供給台車５には、キャリヤテープ１５を巻回状態で収納するリール１６が保持されている。リール１６から引き出されたキャリヤテープ１５は、テープフィーダ９に装着されている。テープフィーダ９は、キャリヤテープ１５を吸着ノズル１２ｂによる部品取り出し位置までピッチ送りする。

このように、部品実装装置Ｍ３には、部品Ｄを供給する複数の部品供給手段（テープフィーダ９）を配置可能な部品供給台車５を着脱可能である。そして、部品実装装置Ｍ３において、基板搬送機構７、部品実装機構（Ｙ軸ビーム１０、Ｘ軸ビーム１１、実装ヘッド１２）、部品認識カメラ１３、基板認識カメラ１４は、基板Ｂを搬送して部品供給部８（１），８（２）が供給する部品Ｄを搬送された基板Ｂに実装する部品実装作業部１７（図５参照）を構成する。

次に図５を参照して、部品実装システム１の制御系の構成について説明する。部品実装システム１が備える部品実装ラインＬ１〜Ｌ３は同様の構成をしており、以下、部品実装ラインＬ１について説明する。部品実装ラインＬ１が備える部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６は同様の構成をしており、以下、部品実装装置Ｍ３について説明する。

図５において、部品実装装置Ｍ３は、実装制御部２１、実装記憶部２２、部品供給部８、部品実装作業部１７、通信部２３を備えている。通信部２３は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して他の部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６、他の部品実装ラインＬ２，Ｌ３、管理コンピュータ３との間で信号、データの授受を行う。実装制御部２１は、実装記憶部２２が記憶する部品実装データに基づいて部品供給部８に装着されたテープフィーダ９、部品実装作業部１７を制御することにより、部品実装装置Ｍ３に部品実装作業を実行させる。

図５において、管理コンピュータ３は、管理制御部３１、管理記憶部３２、入力部３３、表示部３４、通信部３５を備えている。入力部３３は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部３４は液晶パネルなどの表示装置であり、入力部３３による操作のための操作画面などの各種情報を表示する。通信部３５は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６、段取り作業支援装置４との間で信号、データの授受を行う。

管理制御部３１はＣＰＵなどの演算装置であり、管理記憶部３２が記憶する情報に基づいて部品実装システム１を管理する。管理制御部３１は、内部処理機能としてグループ作成部３１ａ、部品配置作成部３１ｂ、生産時間算出部３１ｃ、段取り作業時間算出部３１ｄ、作業者割り当て作成部３１ｅ、生産完了時間算出部３１ｆ、グループ決定部３１ｇを備えている。管理記憶部３２は記憶装置であり、実装データ３２ａ、生産計画情報３２ｂ、作業者情報３２ｃ、作成グループ情報３２ｄ、部品配置情報３２ｅ、算出時間情報３２ｆなどを記憶する。

図５において、実装データ３２ａは、実装される部品Ｄの部品種や基板Ｂにおける実装点などのデータであり、生産対象の実装基板Ｖごとに記憶される。生産計画情報３２ｂには、部品実装システム１において所定の期間（例えば、１日）に計画されている、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において生産される実装基板Ｖの種類、生産枚数などを含む生産計画が記憶されている。作業者情報３２ｃには、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３におけるはんだ印刷装置Ｍ１のマスクの交換、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されているテープフィーダ９の交換などの内段取り作業を含む段取り替え作業を行う作業者の人数（作業者数）が、生産時刻毎に記憶されている（図９参照）。

グループ作成部３１ａは、実装データ３２ａ、生産計画情報３２ｂに基づいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において生産対象となる複数種類の実装基板Ｖを組み合わせて、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６におけるテープフィーダ９（部品供給手段）の配置（部品配置）が共通な共通配置の複数のグループＧを作成して、作成グループ情報３２ｄとして管理記憶部３２に記憶させる。なお、各グループＧの部品配置は全ての実装基板Ｖで完全に共通である必要はなく、例えば、予備台車５＊の部品配置を共通配置とし、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されている一部のテープフィーダ９のみを段取り替え作業で交換する一部共通配置であってもよい。

部品配置作成部３１ｂは、実装データ３２ａ、作成グループ情報３２ｄに基づいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３が備える部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６の部品供給部８に装着される予備台車５＊（部品供給台車５）と、その予備台車５＊（部品供給台車５）に装着されるテープフィーダ９（部品Ｄ）とを紐付けた部品配置をグループＧ毎に作成して、部品配置情報３２ｅとして管理記憶部３２に記憶させる。

図５において、生産時間算出部３１ｃは、実装データ３２ａ、生産計画情報３２ｂ、部品配置情報３２ｅに基づいて、作成された部品配置に従ってテープフィーダ９（部品Ｄ）が配置された部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において計画された生産枚数の実装基板Ｖを生産する際に要する生産時間Ｔｖを実装基板Ｖ毎に算出して、算出時間情報３２ｆとして管理記憶部３２に記憶させる。すなわち、生産時間算出部３１ｃは、グループ作成部３１ａによって作成されたグループＧにおける実装基板Ｖの生産時間Ｔｖを算出する。

段取り作業時間算出部３１ｄは、実装データ３２ａ、作業者情報３２ｃ、作成グループ情報３２ｄ、部品配置情報３２ｅに基づいて、外段取り作業にかかる外段取り作業時間Ｔｗと内段取り作業にかかる内段取り作業時間Ｔｃを算出し、算出時間情報３２ｆに記憶させる。すなわち、段取り作業時間算出部３１ｄは、外段取り作業にかかる外段取り作業時間Ｔｗを算出する外段取り作業算出部、及び内段取り作業にかかる内段取り作業時間Ｔｃを算出する段取り替え作業時間算出部としての機能を有している。

外段取り作業とは、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３で生産中のグループＧの次に生産対象となるグループＧで使用するテープフィーダ９（部品供給手段）を、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３から取り外されている部品供給台車５（予備台車５＊）に部品配置に従って配置（装着）する作業である。本実施の形態の部品実装システム１では、外段取りエリアＡｐの段取り作業支援装置４に接続した予備台車５＊に対して外段取り作業が実行される。

内段取り作業（段取り替え作業）には、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されている部品供給台車５を、外段取り作業によって次に生産対象となるグループＧで使用されるテープフィーダ９が配置された予備台車５＊（部品供給台車５）と交換する作業、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されているテープフィーダ９（部品Ｄ）を交換する作業、はんだ印刷装置Ｍ１のマスクを交換する作業などが含まれる。

図５において、作業者割り当て作成部３１ｅは、作業者情報３２ｃ、算出時間情報３２ｆに含まれる内段取り作業時間Ｔｃに基づいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において生産対象となる実装基板Ｖを切り替える段取り替え作業を行う作業者の割り当てを作成して、作業者情報３２ｃを更新して記憶させる。生産完了時間算出部３１ｆは、算出時間情報３２ｆに含まれる生産時間Ｔｖ、外段取り作業時間Ｔｗ、内段取り作業時間Ｔｃ（段取り替え作業時間）に基づいて、生産対象となる全ての実装基板Ｖの生産が完了する生産完了時間Ｔｆを算出して、算出時間情報３２ｆに記憶させる。

グループ決定部３１ｇは、グループ作成部３１ａによるグループＧの作成、生産時間算出部３１ｃによる生産時間Ｔｖの算出、段取り作業時間算出部３１ｄによる外段取り作業時間Ｔｗと内段取り作業時間Ｔｃの算出、作業者割り当て作成部３１ｅによる部品実装ラインＬ１〜Ｌ３への作業者割り当ての作成、生産完了時間算出部３１ｆによる生産完了時間Ｔｆの算出を繰り返し実行させて、所定の期間内において、２以上の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における生産完了時間Ｔｆが短くなるようにグループＧを決定する。

図５において、段取り作業支援装置４は、支援制御部４１、支援記憶部４２、台車接続部４３、入力部４４、表示部４５、通信部４６を備えている。入力部４４は、キーボード、タッチパネル、マウスなどの入力装置であり、操作コマンドやデータ入力時などに用いられる。表示部４５は液晶パネルなどの表示装置であり、入力部４４による操作のための操作画面などの各種画面の他、段取り作業の手順、段取り作業の進捗状況などの各種情報を表示する。

通信部４６は通信インターフェースであり、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３との間で信号、データの授受を行う。支援制御部４１はＣＰＵなどの演算装置であり、支援記憶部４２が記憶する情報に基づいて段取り作業支援装置４を制御する。支援記憶部４２は記憶装置であり、部品配置、段取り作業手順などを記憶する。台車接続部４３には、予備台車５＊（図１の部品供給台車５Ａ，５Ｂなど）が接続されている。台車接続部４３は、部品供給台車５を介して、部品供給台車５に装着されている各テープフィーダ９に内蔵されるフィーダ制御部と通信する。

次に、図６〜８のフローに沿って、図９を参照しながら２以上の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において生産対象となる複数種類の実装基板Ｖを部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６における部品供給手段（テープフィーダ９）の配置が共通な複数のグループＧに分けるグループ決定方法について説明する。

ここでは、図９に示す、部品実装ラインＬ１において３種類の実装基板Ｖ１〜Ｖ３を生産し、部品実装ラインＬ２において３種類の実装基板Ｖ４〜Ｖ６を生産する例を用いて説明する。なお簡単のため、予備台車５＊に部品配置する外段取り作業は、その予備台車５＊を部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着する段取り替え作業の開始前までに完了しているとする。すなわち、外段取り作業時間Ｔｗは、グループ決定に影響を与えないとして、外段取り作業時間Ｔｗの算出に関する説明は省略する。

図６において、まず、グループ作成部３１ａは、生産計画情報３２ｂに含まれる生産計画に基づいて、生産対象となる複数種類の実装基板Ｖを組み合わせて複数のグループＧを作成する（ＳＴ１：初期グループ作成工程）。作成されたグループＧは、作成グループ情報３２ｄに記憶される。図９（ａ）には、作業者割り当て前の初期のグループＧ１〜Ｇ４が示されている。図９（ａ）において、実装基板Ｖ１,Ｖ２はグループＧ１に、実装基板Ｖ３はグループＧ２に、実装基板Ｖ４,Ｖ５はグループＧ３に、実装基板Ｖ６はグループＧ４に分けられている。

図６において、次いで理想的な生産完了時間Ｔｆ０が算出される（ＳＴ２：理想的な生産時間算出工程）。ここでは、部品実装ラインＬ１において実装基板Ｖ１〜Ｖ３の生産が完了する生産完了時間Ｔｆと、部品実装ラインＬ２において実装基板Ｖ４〜Ｖ６の生産が完了する生産完了時間Ｔｆのうち、遅い方の生産完了時間Ｔｆを理想的な生産完了時間Ｔｆ０とする。

ここで図７を参照して、理想的な生産時間算出工程（ＳＴ２）の詳細について説明する。まず部品配置作成部３１ｂは、作成されたグループＧ１〜Ｇ４に対応する部品配置をグループＧ１〜Ｇ４毎に作成する（ＳＴ２１：部品配置作成工程）。次いで生産時間算出部３１ｃは、作成された部品配置における実装基板Ｖ１〜Ｖ６の生産時間Ｔｖ１〜Ｔｖ６を実装基板Ｖ１〜Ｖ６毎に算出する（ＳＴ２２：生産時間算出工程）。図９（ａ）において、生産時間Ｔｖ１〜Ｔｖ６は全て５０分と算出されている。

図７において、次いで段取り作業時間算出部３１ｄは、内段取り作業時間Ｔｃを算出する（ＳＴ２４：内段取り作業時間算出工程）。この時、部品実装ラインＬ１，Ｌ２における段取り替え作業に、各１人の作業者が割り当てられるとの仮定で内段取り作業時間Ｔｃが算出される。

図９（ａ）において、部品実装ラインＬ１における実装基板Ｖ１から実装基板Ｖ２への段取り替え作業Ｃ１の内段取り作業時間Ｔｃ１は３０分、実装基板Ｖ２（グループＧ１）から実装基板Ｖ３（グループＧ２）への段取り替え作業Ｃ２の内段取り作業時間Ｔｃ２は４０分と算出されている。また、部品実装ラインＬ２における実装基板Ｖ４から実装基板Ｖ５への段取り替え作業Ｃ３の内段取り作業時間Ｔｃ３は３０分、実装基板Ｖ５（グループＧ３）から実装基板Ｖ６（グループＧ４）への段取り替え作業Ｃ４の内段取り作業時間Ｔｃ４は４０分と算出されている。

図７において、次いで生産完了時間算出部３１ｆは、生産時間Ｔｖ１〜Ｔｖ６と内段取り作業時間Ｔｃ１〜Ｔｃ４に基づいて、理想的な生産完了時間Ｔｆ０を算出する（ＳＴ２４：生産完了時間算出工程）。図９（ａ）において、部品実装ラインＬ１において実装基板Ｖ１〜Ｖ３の生産が完了する生産完了時間Ｔｆ（Ｔｖ１＋Ｔｃ１＋Ｔｖ２＋Ｔｃ２＋Ｔｖ３）と、部品実装ラインＬ２において実装基板Ｖ４〜Ｖ６の生産が完了する生産完了時間Ｔｆ（Ｔｖ４＋Ｔｃ３＋Ｔｖ５＋Ｔｃ４＋Ｔｖ６）は、いずれも３時間４０分である。そこで、理想的な生産完了時間Ｔｆ０は３時間４０分と算出される。算出された理想的な生産完了時間Ｔｆ０は、算出時間情報３２ｆに記憶される。

図６において、理想的な生産完了時間算出工程（ＳＴ２）が完了すると、次いで現実的な生産完了時間Ｔｆ１が算出される（ＳＴ３：現実的な生産時間算出工程）。ここで図８を参照して、現実的な生産時間算出工程（ＳＴ３）の詳細について説明する。現実的な生産完了時間算出（ＳＴ３）では、現実に部品実装ラインＬ１，Ｌ２において段取り替え作業を実行可能な作業者数を考慮して生産完了時間Ｔｆ１が算出される。以下、理想的な生産完了時間（ＳＴ２）と同じ工程にはおなじ記号を付して詳細な説明を省略する。

図８において、現実的な生産完了時間算出（ＳＴ３）では、まず、作成グループ情報３２ｄに記憶されるグループＧに対して、部品配置作成工程（ＳＴ２１）、生産時間算出工程（ＳＴ２２）、内段取り作業時間算出工程（ＳＴ２３）が実行される。なお、この時点でのグループ分けは理想的な生産完了時間算出（ＳＴ２）と同じため、部品配置作成工程（ＳＴ２１）、生産時間算出工程（ＳＴ２２）、内段取り作業時間算出工程（ＳＴ２３）は省略してもよい。

次いで作業者割り当て作成部３１ｅは、作業者情報３２ｃ、算出時間情報３２ｆに含まれる内段取り作業時間Ｔｃ１〜Ｔｃ４に基づいて、各段取り替え作業Ｃ１〜Ｃ４に作業者を割り当てた作業者割り当てを作成する（ＳＴ３１：作業者割り当て作成工程）。図９に示す例では、作業者数は生産時刻が１０分毎に設定されている。具体的には、生産時刻０：００から生産時刻２：１０は２人、生産時刻２：１０から生産時刻２：４０は１人、生産時刻２：４０から生産時刻４：００は２人の作業者が部品実装ラインＬ１，Ｌ２に割り当てられている。

作業者割り当て作成工程（ＳＴ３１）では、まず、作業者割り当て作成部３１ｅは、部品実装ラインＬ１の段取り替え作業Ｃ１と段取り替え作業Ｃ２に１人の作業者を割り当てる（図９（ｂ））。次いで作業者割り当て作成部３１ｅは、部品実装ラインＬ２の段取り替え作業Ｃ３と段取り替え作業Ｃ４に１人に作業者を割り当てる（図９（ｃ））。これにより、段取り替え作業Ｃ３に、１人の作業者が割り当てられる。しかし、生産時刻２：１０から生産時刻２：４０の部品実装ラインＬ１，Ｌ２への作業者の割り当ては１人で、すでに段取り替え作業Ｃ２に１人の作業者が割り当てられているため、この時刻に段取り替え作業Ｃ４に割り当てることができる作業者は残っていない。

そこで、作業者割り当て作成部３１ｅは、段取り替え作業Ｃ４の開始時刻を遅らせて生産時刻２：４０とする。そして、作業者割り当て作成部３１ｅは、生産時刻２：４０から生産時刻２：５０の１０分間に残った１人の作業者を段取り替え作業Ｃ４に割り当てる。段取り替え作業Ｃ４に必要な工数は４０人・分であり、生産時刻２：５０の時点では、３０人・分の作業が残っている。そこで作業者割り当て作成部３１ｅは、生産時刻２：５０から生産時刻３：１０の２０分間には割り当て可能な２人の作業者を割り当てる。

図８において、段取り作業時間算出部３１ｄは、図９（ｃ）に示す作業者割り当てに従って内段取り作業時間Ｔｃ４＊（段取り替え作業時間）を再算出する（ＳＴ３２：段取り替え作業時間算出工程）。これにより、取り替え作業Ｃ４の内段取り作業時間Ｔｃ４＊は、作業者が割り当てられない時間も含めて６０分と再算出される。すなわち、段取り替え作業時間算出工程（ＳＴ３２）において、段取り替えに必要な作業者が割り当てられない時間も含めた内段取り作業時間Ｔｃ４＊（段取り替え作業時間）が算出される。

このように、段取り替え作業時間算出工程（ＳＴ３２）において、段取り作業時間算出部３１ｄ（段取り替え作業時間算出部）により、各時間帯における２以上の部品実装ラインＬ１，Ｌ２での生産に割り当てられる作業者の数（作業者数）と、２以上の部品実装ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれで実装基板Ｖ１〜Ｖ６を切り替える際に必要な段取り替え作業Ｃ１〜Ｃ４に必要な作業者の数と、に基づき、部品実装ラインＬ１，Ｌ２において生産対象となる実装基板Ｖ１〜Ｖ６を切り替える段取り替え作業Ｃ１〜Ｃ４を実施するのに必要な内段取り作業時間Ｔｃ１〜Ｔｃ３，Ｔｃ４＊（段取り替え作業時間）を算出する。

次いで生産完了時間算出工程（ＳＴ２４）が実行されて、生産完了時間算出部３１ｆにより、生産時間Ｔｖ１〜Ｔｖ２と内段取り作業時間Ｔｃ１〜Ｔｃ３，Ｔｃ４＊に基づいて、現実的な生産完了時間Ｔｆ１が算出される。すなわち、生産完了時間算出工程（ＳＴ２４）において、生産時間算出部３１ｃにより、内段取り作業時間Ｔｃ１〜Ｔｃ３，Ｔｃ４＊（段取り替え作業時間）を含む、生産対象となる全ての実装基板Ｖ１〜Ｖ６の生産が完了する生産完了時間Ｔｆ１が算出される。

図９（ｃ）において、部品実装ラインＬ１の生産完了時間Ｔｆは、理想的な生産完了時間Ｔｆ０から変わらず３時間４０分である。しかし、部品実装ラインＬ２の生産完了時間Ｔｆ（Ｔｖ４＋Ｔｃ３＋Ｔｖ５＋Ｔｃ４＊＋Ｔｖ６）は、４時間００分と理想的な生産完了時間Ｔｆ０より長くなっている。そこで、現実的な生産完了時間Ｔｆ１は、遅い方の４時間００分と算出される。算出された現実的な生産完了時間Ｔｆ１は、算出時間情報３２ｆに記憶される。

図６において、次いでグループ決定部３１ｇは、現実的な生産完了時間Ｔｆ１が理想的な生産完了時間Ｔｆ０と同じか否かを判断する（ＳＴ４）。同じ場合は（ＳＴ４においてＹｅｓ）、グループ決定部３１ｇは、グループ分けを理想的な生産完了時間Ｔｆ０が算出されたグループＧ１〜Ｇ４に決定する（ＳＴ５：グループ決定工程）。現実的な生産完了時間Ｔｆ１が理想的な生産完了時間Ｔｆ０より長い場合（ＳＴ４においてＮｏ）、後述するグループ最適化が実行される。

グループ最適化では、まず、グループ作成部３１ａは、いずれかのグループＧ１〜Ｇ４に含まれる実装基板Ｖ１〜Ｖ６を他のグループＧ１〜Ｇ４に変更してグループ分けを作成する（ＳＴ６：グループ作成工程）。すなわち、生産対象となる複数種類の実装基板Ｖが組み合わされた複数のグループＧが作成される。作成されたグループ分けは、作成グループ情報３２ｄに記憶される。次いで前述の現実的な生産完了時間算出工程（ＳＴ３）が実行されて、作成されたグループ分けにおける生産完了時間Ｔｆ２が算出される。

次いでグループ決定部３１ｇは、まだグループＧの変更は可能か否かを判断する（ＳＴ７）。変更可能な場合は（ＳＴ７においてＹｅｓ）、グループ作成工程（ＳＴ６）に戻ってグループ分けを変更し、生産完了時間Ｔｆが算出される。可能なグループ最適化が終わった場合（ＳＴ６においてＮｏ）、グループ決定工程（ＳＴ５）に進すすみ、グループ決定部３１ｇは、グループ分けを現実的な生産完了時間Ｔｆが一番短いグループ分けに決定する。

このように、グループ最適化では、グループ作成工程（ＳＴ６）、現実的な生産完了時間算出工程（ＳＴ３）を繰り返して、所定の期間内において、２以上の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における生産完了時間Ｔｆが短くなるようにグループＧが決定される。これにより、生産性が高い部品配置が共通な実装基板ＶのグループＧを決定することができる。

図９（ｄ）に、グループ最適化により最適化されたグループＧ１ａ，Ｇ２ａ，Ｇ３，Ｇ４と生産完了時間Ｔｆ２の例を示す。この例では、部品実装ラインＬ１において実装基板Ｖ１をグループＧ１ａに、実装基板Ｖ２と実装基板Ｖ３をグループＧ２ａに変更する最適化がされている。このグループ分けで部品配置した部品実装ラインＬ１では、実装基板Ｖ１の生産時間Ｔｖ１ａは６０分、実装基板Ｖ３の生産時間Ｔｖ３ａは６０分となり、グループ最適化前よりそれぞれ長くなっている。また、このグループ分けでの段取り替え作業Ｃ１の工数は５０人・分、段取り替え作業Ｃ２の工数は３０人・分と算出されている。

実装基板Ｖ１の生産時間Ｔｖ１ａと実装基板Ｖ３の生産時間Ｔｖ３ａは長くなっているが、部品実装ラインＬ１の段取り替え作業Ｃ１と部品実装ラインＬ２の段取り替え作業Ｃ３の開始時間がずれた関係で、内段取り作業時間Ｔｃ３ａは短縮されている。すなわち、段取り替え作業Ｃ３の生産時刻０：５０から生産時刻１：００に２人の作業者を割り当てることができ、段度替え作業Ｃ３の内段取り作業時間Ｔｃ３ａは２０分に短縮されている。その他の段取り替え作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４でも２人の作業者を割り当てることができる時間が増えた関係で、内段取り作業時間Ｔｃ１ａ，Ｔｃ２ａ，Ｔｃ４ａはグループ最適化前（図９（ｃ））より短縮、または増減なしとなっている。

図９（ｄ）において、内段取り作業時間Ｔｃ３ａ，Ｔｃ４ａの短縮により、部品実装ラインＬ２の生産完了時刻は３：３０とグループ最適化前より早くなっている。一方、部品実装ラインＬ１では、内段取り作業時間Ｔｃ２ａは短縮されているが、生産時間Ｔｖ１ａ，Ｔｖ３ａが長くなった関係で生産完了時刻は３：５０と図９（ｃ）より遅くなっている。しかし、２つの部品実装ラインＬ１，Ｌ２の生産完了時間Ｔｆ２は３時間５０分と、グループ最適化前の生産完了時間Ｔｆ１の４時間００分より短縮できている。

なお、上記の本実施の形態のグループ最適化では、実装基板Ｖを生産する順番を生産計画から変更しない条件でグループＧを決定しているが、グループ最適化はこれに限定されることはない。例えば、一日に生産される実装基板Ｖの種類と生産枚数が変わらない範囲で実装基板Ｖの生産順番を変更して、生産完了時間Ｔｆが短くなるようにグループ分けを決定するようにしてもよい。

本発明のグループ決定方法およびグループ決定装置は、フロア全体で従来よりも高い生産性を得ることが可能な部品配置が共通なグループを決定することができるという効果を有し、部品を基板に実装する部品実装分野において有用である。

３ 管理コンピュータ（グループ決定装置）
５ 部品供給台車
９ テープフィーダ（部品供給手段）
Ｄ 部品
Ｇ１〜Ｇ４，Ｇ１ａ，Ｇ２ａ グループ
Ｌ１〜Ｌ３ 部品実装ライン
Ｍ３〜Ｍ６ 部品実装装置
Ｔｆ０〜Ｔｆ２ 生産完了時間
Ｔｃ１〜Ｔｃ４，Ｔｃ４＊，Ｔｃ１ａ〜Ｔｃ４ａ 内段取り作業時間（段取り替え作業時間）
Ｖ１〜Ｖ６ 実装基板

Claims (4)

1. 部品を供給する複数の部品供給手段を配置可能な部品供給台車を着脱可能な部品実装装置を複数連結した２以上の部品実装ラインにおいて、生産対象となる複数種類の実装基板を前記部品実装装置における前記部品供給手段の配置が共通な複数のグループに分けるグループ決定方法であって、
   各時間帯における前記２以上の部品実装ラインでの生産に割り当てられる作業者の数と、前記２以上の部品実装ラインのそれぞれで前記実装基板を切り替える際に必要な段取り替え作業に必要な作業者の数と、に基づき、前記部品実装ラインにおいて生産対象となる前記実装基板を切り替える段取り替え作業を実施するのに必要な段取り替え作業時間を算出する段取り替え作業時間算出工程と、
   前記段取り替え作業時間を含む、生産対象となる全ての前記実装基板の生産が完了する生産完了時間を算出する生産完了時間算出工程と、を含み、
   所定の期間内において、前記２以上の部品実装ラインにおける前記生産完了時間が短くなるように前記グループを決定する、グループ決定方法。
2. 前記段取り替え作業時間算出工程において、前記段取り替えに必要な作業者が割り当てられない時間も含めた前記段取り替え作業時間が算出される、請求項１に記載のグループ決定方法。
3. 部品を供給する複数の部品供給手段を配置可能な部品供給台車を着脱可能な部品実装装置を複数連結した２以上の部品実装ラインにおいて、生産対象となる複数種類の実装基板を前記部品実装装置における前記部品供給手段の配置が共通な複数のグループに分けるグループ決定装置であって、
   各時間帯における前記２以上の部品実装ラインでの生産に割り当てられる作業者の数と、前記２以上の部品実装ラインのそれぞれで前記実装基板を切り替える際に必要な段取り替え作業に必要な作業者の数と、に基づき、前記部品実装ラインにおいて生産対象となる前記実装基板を切り替える段取り替え作業を実施するのに必要な段取り替え作業時間を算出する段取り替え作業時間算出部と、
   前記段取り替え作業時間を含む、生産対象となる全ての前記実装基板の生産が完了する生産完了時間を算出する生産完了時間算出部と、
   所定の期間内において、前記２以上の部品実装ラインにおける前記生産完了時間が短くなるように前記グループを決定するグループ決定部と、を備える、グループ決定装置。
4. 前記段取り替え作業時間算出部は、前記段取り替えに必要な作業者が割り当てられない時間も含めた前記段取り替え作業時間を算出する、請求項３に記載のグループ決定装置。

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