JP6830185B2 - 部品実装システムおよび作業者割り当てシステムならびに作業者割り当て方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の部品実装ラインに対する作業者の割り当てを決定する部品実装システムおよび作業者割り当てシステムならびに作業者割り当て方法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などの部品実装用装置を複数連結して構成される部品実装ラインを複数備える部品実装システムでは、各部品実装ラインにおいて様々な基板種の実装基板が同時に並行して生産される。部品実装ラインにおいて生産される基板種を切り替える際には、部品実装装置に装着されて部品を供給するフィーダ（テープフィーダなど）を新たな基板種用に交換するなどの、いわゆる段取り替え作業（機種切替え作業）が複数の作業者によって実行される。

このような段取り替え作業の効率化を目的として、作業者による段取り替え作業の総作業時間が短くなるように作業者の割り当てを決定するシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。また、次にどの装置に対する段取り替え作業を優先的に行えば効率的に作業ができるかを算出して段取り替え作業の優先順を指示するシステムも提案されている（例えば特許文献２参照）。

特開２００５−２５５３９号公報 特開２００２−３７３０１５号公報

しかしながら、特許文献１，２を含む従来技術では、作業者の段取り替え作業の総作業時間を短くしたり、個々の段取り替え作業を効率的にしたりするものであり、複数の部品実装ラインによって同時に並行して実装基板が生産されるフロアレベルでは、段取り替え作業に要する作業時間を含む実装基板の生産時間は必ずしも短くはなっておらず、更なる改善が必要であるという課題があった。

そこで本発明は、複数の部品実装ラインにおいて実装基板が効率的に生産できるように作業者の割り当てを決定することができる部品実装システムおよび作業者割り当てシステムならびに作業者割り当て方法を提供することを目的とする。

本発明の部品実装システムは、第１の部品実装ラインと、実装基板の生産時間と生産する実装基板を変更する段取り替え時間に基づいて計算される生産完了時刻が前記第１の部品実装ラインより遅いと予測される第２の部品実装ラインと、所定の実装基板を生産するにあたって、前記第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て決定部を備え、前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる。

本発明の作業者割り当てシステムは、所定の実装基板を生産するにあたって、実装基板の生産時間と生産する実装基板を変更する段取り替え時間に基づいて計算される生産完了時刻が第１の部品実装ラインより遅いと予測される第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て決定部を備え、前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる。

本発明の作業者割り当て方法は、所定の実装基板を生産するにあたって、実装基板の生産時間を算出し、生産する実装基板を変更する段取り替え時間を算出し、前記生産時間と前記段取り替え時間に基づいて生産完了時刻を算出する初期算出工程と、作業者割り当て決定部が、第１の部品実装ラインより生産完了時刻が遅いと予測される第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て工程を含み、前記作業者割り当て工程において、前記作業者割り当て決定部が、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる。

本発明によれば、複数の部品実装ラインにおいて実装基板が効率的に生産できるように作業者の割り当て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 （ａ）（ｂ）（ｃ）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割り当ての工程説明図 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割り当て方法のフロー図

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複数の部品実装ライン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は３本である必要はなく、２本及び４本以上でも良い。

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。

段取り作業支援装置４に接続された部品供給台車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が装着される。段取り作業支援装置４に接続された部品供給台車５にテープフィーダ９（図３参照）が装着されると、部品供給台車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、部品供給台車５へのテープフィーダ９の装着状況、テープフィーダ９に装着される部品を保持するキャリヤテープ１６（図４参照）のテープフィーダ９へ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に接続された部品供給台車５では、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産状況に影響されることなく、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する。基板搬送機構７において位置決めされた基板Ｂの下方に位置して、その上面に下受けピン７ｂが装着された下受けピン保持板７ａが配置されている。下受けピン保持板７ａを下受けピン昇降駆動部７ｃ（図４参照）によって上昇させることにより、下受けピン７ｂは基板Ｂの下面に当接して基板Ｂを下面より保持する。下受けピン保持板７ａは下受けピン昇降駆動部７ｃに着脱自在な構造をしており、下受けピン７ｂは下受けピン保持板７ａに着脱自在な構成をしている。

下受けピン７ｂは、作業者による下受けピン７ｂの準備作業によって、部品Ｄが実装される基板Ｂ（生産される実装基板）に応じて適宜配置される。下受けピン７ｂの準備作業として、内段取り作業において、下受けピン保持板７ａを部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着した状態で下受けピン７ｂの配置を変更することができる。また、下受けピン７ｂの準備作業として、外段取り作業において、部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６から外された予備の下受けピン保持板７ａに対して次の実装基板のための下受けピン７ｂの配置を行い、内段取り作業において、配置が完了した下受けピン保持板７ａを部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されている下受けピン保持板７ａと交換することもできる。

基板搬送機構７の両側方には、部品供給部８が配置されている。それぞれの部品供給部８には複数のテープフィーダ９がＸ方向に並列に配置されている。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。

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。

図３において、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３において、部品供給部８と基板搬送機構７との間には、ノズルホルダ１５が着脱可能に配設されている。ノズルホルダ１５には、実装ヘッド１２に装着される吸着ノズル１２ｂが、部品種に対応して複数収納保持されている。実装ヘッド１２がノズルホルダ１５にアクセスしてノズル交換動作を行うことにより、吸着ユニット１２ａに装着される吸着ノズル１２ｂを部品種に応じて交換することができる。

図４おいて、部品供給部８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１６を巻回状態で収納する供給リール１７が保持されている。供給リール１７から引き出されたキャリヤテープ１６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１６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１８（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１８、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１８を制御することにより、部品実装装置Ｍ３による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生産時間予測部３１ａ、段取り替え時間予測部３１ｂ、作業者割り当て決定部３１ｃ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、部材情報３２ｄ、作業者割り当て情報３２ｅ、生産時間情報３２ｆ、段取り替え時間情報３２ｇ、生産完了時刻情報３２ｈ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、生産対象の基板種ごとに記憶される。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の種類、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、所定の期間（例えば、１日）に部品実装システム１において発生する段取り作業、部品補給作業などの各種作業に割り当て可能な作業者を特定する情報、作業可能時間が記憶されている。

部材情報３２ｄには、各部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６に装着されている部品供給台車５、テープフィーダ９の装着位置、各テープフィーダ９の部品Ｄの残数、装着されている吸着ノズル１２ｂ、はんだ印刷装置Ｍ１が供給するはんだの残量など、現在の部品実装作業で使用されている部材の情報が、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３より送信されて記憶されている。また、部材情報３２ｄには、交換用の部品供給台車５、テープフィーダ９、部品Ｄを収納する供給リール１７、吸着ノズル１２ｂ、下受けピン保持板７ａ、下受けピン７ｂ、マスク、補給用のはんだなど、次以降の部品実装作業で使用される外段取りエリアＡｐや部材倉庫などに保管されている部材の情報も記憶されている。

作業者割り当て情報３２ｅは、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において発生する作業に対して、その作業を担当する作業者を割り当てた情報である。作業者割り当て情報３２ｅは、下記に説明する作業者割り当て決定部３１ｃによって決定される。

図５において、生産時間予測部３１ａは、実装データ３２ａ、生産計画情報３２ｂ、部材情報３２ｄ、作業者割り当て情報３２ｅに基づいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において発生する作業（部品補給作業など）の発生時刻と作業量（作業時間）を予測して、計画された枚数の実装基板を生産するのに必要な生産時間Ｔｐを実装基板毎に算出（予測）する。算出された生産時間Ｔｐは、生産時間情報３２ｆとして管理記憶部３２に記憶される。

段取り替え時間予測部３１ｂは、実装データ３２ａ、生産計画情報３２ｂ、部材情報３２ｄ、作業者割り当て情報３２ｅに基づいて、段取り替えで発生する段取り作業の作業量（作業時間）を予測して、段取り替えに必要な段取り替え時間Ｔｃを段取り替え毎に算出（予測）する。算出された段取り替え時間Ｔｃは、段取り替え時間情報３２ｇとして管理記憶部３２に記憶される。

作業者割り当て決定部３１ｃは、生産計画情報３２ｂ、作業者情報３２ｃ、生産時間情報３２ｆ、段取り替え時間情報３２ｇに基づいて、生産時間予測部３１ａ、段取り替え時間予測部３１ｂと連携しながら部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆを算出する。さらに作業者割り当て決定部３１ｃは、各部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆが早くなるように、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において発生する作業に対して、その作業を担当する作業者の割り当てを決定する。

すなわち、作業者割り当て決定部３１ｃは、所定の実装基板を生産するにあたって、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆが早くなるように、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する。算出された生産完了時刻Ｔｆは生産完了時刻情報３２ｈとして管理記憶部３２に記憶され、決定された作業者の割り当ては作業者割り当て情報３２ｅとして管理記憶部３２に記憶される。

ここで、図６を参照して、作業者割り当て決定部３１ｃが、生産時間予測部３１ａ、段取り替え時間予測部３１ｂと連携して、作業者の割り当てを決定する作業者割り当て処理の詳細について説明する。ここでは、３名の作業者ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３が２つの部品実装ラインＬ１，Ｌ２で並行して実装基板を生産する単純な例を使って、作業者割り当て処理の手順を説明する。

この例では、部品実装ラインＬ１（第１の部品実装ライン）と部品実装ラインＬ２（第２の部品実装ライン）は、同時に、実装基板の生産を開始すると仮定する。そして、部品実装ラインＬ１は２つの実装基板Ｂ１１，Ｂ１２を順番に生産し、部品実装ラインＬ２は２つの実装基板Ｂ２１，Ｂ２２を順番に生産すると仮定する。また、実装基板Ｂ１１から実装基板Ｂ１２に生産を切り替える際と、実装基板Ｂ２１から実装基板Ｂ２２に生産を切り替える際には、それぞれ、段取り替えが必要と仮定する。

図６（ａ）において、まず、作業者割り当て決定部３１ｃは、部品実装ラインＬ１に作業者ＯＰ１を、部品実装ラインＬ２に作業者ＯＰ２をそれぞれ割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅとして記憶する。この条件で、生産時間予測部３１ａは、部品実装ラインＬ１における実装基板Ｂ１１の生産時間Ｔｐ１１、実装基板Ｂ１２の生産時間Ｔｐ１２と、部品実装ラインＬ２における実装基板Ｂ２１の生産時間Ｔｐ２１、実装基板Ｂ２２の生産時間Ｔｐ２２を算出して、生産時間情報３２ｆとして記憶する。

また、段取り替え時間予測部３１ｂは、部品実装ラインＬ１における実装基板Ｂ１１から実装基板Ｂ１２への段取り替え時間Ｔｃ１１、部品実装ラインＬ２における実装基板Ｂ２１から実装基板Ｂ２２への段取り替え時間Ｔｃ２１を算出して、段取り替え時間情報３２ｇとして記憶する。

これらの算出結果より、作業者割り当て決定部３１ｃは、生産開始時刻Ｔｓから生産時間Ｔｐ１１と段取り替え時間Ｔｃ１１と生産時間Ｔｐ１２が経過した時刻を部品実装ラインＬ１の生産完了時刻Ｔｆ１０として算出して、生産完了時刻情報３２ｈとして記憶する。同様に、作業者割り当て決定部３１ｃは、生産開始時刻Ｔｓから生産時間Ｔｐ２１と段取り替え時間Ｔｃ２１と生産時間Ｔｐ２２が経過した時刻を部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２０として算出して、生産完了時刻情報３２ｈとして記憶する。

この例では、部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２０が部品実装ラインＬ１の生産完了時刻Ｔｆ１０よりも遅い。そのため、この作業者割り当て情報３２ｅにおける部品実装システム１の生産完了時刻Ｔｆは、遅い方の部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２０と予測される。

図６（ｂ）において、次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、生産完了時刻Ｔｆが遅い部品実装ラインＬ２の作業に、作業時間に空きがある作業者ＯＰ３を追加して割り当てる。すなわち、作業者割り当て決定部３１ｃは、複数の部品実装ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれで発生する作業に対して各１名の作業者ＯＰ１、作業者ＯＰ２を割り当てた後、最も生産完了時刻Ｔｆが遅いと予測される部品実装ラインＬ２の作業のいずれかに対して、他の割り当て可能な作業者ＯＰ３を割り当てる。これによって、効率的に作業者を割り当てることができる。

例えば、同時に複数の部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６において部品Ｄの補給作業やテープフィーダ９の交換作業が発生して一人の作業者ＯＰ２だけでは部品実装装置Ｍ３〜Ｍ６で部品実装作業が停止してしまう場合に、作業者ＯＰ３を追加することで、部品実装作業の継続、または、停止時間の短縮をすることができる。そして、作業者割り当て決定部３１ｃは、作業者ＯＰ３を部品実装ラインＬ２の作業に割り当てる際に、生産時間Ｔｐまたは段取り替え時間Ｔｃが短縮される効果が最も大きく、その結果、生産完了時刻Ｔｆが最も早くなる作業に作業者ＯＰ３の作業時間を割り当てる。

この例では、実装基板Ｂ２１から実装基板Ｂ２２への段取り替え時間Ｔｃが時間短縮の効果が大きいと予想され、作業者割り当て決定部３１ｃは、この作業に作業者ＯＰ３を割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅを更新する。次いで段取り替え時間予測部３１ｂは実装基板Ｂ２１から実装基板Ｂ２２への段取り替え時間Ｔｃ２１＊（Ｔｃ２１＊＜Ｔｃ２１）を再計算して、段取り替え時間情報３２ｇを更新する。次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、生産開始時刻Ｔｓから生産時間Ｔｐ２１と段取り替え時間Ｔｃ２１＊と生産時間Ｔｐ２２が経過した時刻を、部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２１として算出して、生産完了時刻情報３２ｈを更新する。

図６（ｂ）において、作業者ＯＰ３の追加により、部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２１は元の生産完了時刻Ｔｆ２０より早くなり（矢印ａ）、その結果、部品実装ラインＬ１の生産完了時刻Ｔｆ１０より早くなっている。そのため、この作業者割り当て情報３２ｅにおける部品実装システム１の生産完了時刻Ｔｆは、遅い方の部品実装ラインＬ１の生産完了時刻Ｔｆ１０と予想される。このように、作業者割り当て決定部３１ｃは、最も生産完了時刻Ｔｆ０が遅いと予測される部品実装ラインＬ２の作業の中で、その部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆが最も早くなると予測される作業に対して、他の割り当て可能な作業者ＯＰ３を割り当てる。これによって、実装基板を効率的に生産することができる。

図６（ｃ）において、次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、図６（ｂ）と同様に、まだ作業時間に空きがある作業者ＯＰ３を、生産完了時刻Ｔｆ１０が遅い部品実装ラインＬ１の作業のうち、最も時間の短縮効果が期待できる実装基板Ｂ１２の一部の作業に割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅを更新する。これにより、実装基板Ｂ１２の生産時間Ｔｐ１２は生産時間Ｔｐ１２＊（Ｔｐ１２＊＜ＴＰ１２）に短縮され、部品実装ラインＬ１の生産完了時刻Ｔｆ１１が元の生産完了時刻Ｔｆ１０より早くなると予想され（矢印ｂ）、部品実装ラインＬ２の生産完了時刻Ｔｆ２１よりも早くなると予測されている。

以下、作業者割り当て決定部３１ｃは、全ての作業者ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の作業時間に空きがなくなるまで上記の作業者割り当て処理を繰り返して作業者割り当てを決定し、作業者割り当て情報３２ｅを更新する。全ての作業者の作業時間の割り当てが完了した時点での作業者割り当て情報３２ｅが、作業者割り当て処理によって得られた作業者の割り当てとなる。

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、段取り作業手順などを記憶する。台車接続部４３には、交換用の部品供給台車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７のフローに沿って、作業者の割り当てを決定する作業者割り当て方法（作業者割り当て処理）について説明する。まず、作業者割り当て決定部３１ｃは、作業者情報３２ｃに基づいて、各部品実装ラインＬ１〜Ｌ３に１名ずつ作業者を割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅとして記憶する（ＳＴ１：初期作業者割り当て工程）。

次いで生産計画情報３２ｂにおいて生産が計画されている実装基板に対して、生産時間予測部３１ａは生産時間Ｔｐを算出して生産時間情報３２ｆとして記憶し、段取り替え時間予測部３１ｂは段取り替え時間Ｔｃを算出して段取り替え時間情報３２ｇとして記憶し、作業者割り当て決定部３１ｃは生産完了時刻Ｔｆを算出して生産完了時刻情報３２ｈとして記憶する（ＳＴ２：初期算出工程）。

次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、記憶されている作業者割り当て情報３２ｅと作業者情報３２ｃに基づいて、作業を追加可能な作業者が残っているか否かを判断する（ＳＴ３：残作業者判断工程）。作業を追加可能な作業者が残っていない場合（ＳＴ３においてＮｏ）、作業者割り当て決定部３１ｃは、作業者割り当て処理を終了する。作業を追加可能な作業者が残っている場合（ＳＴ３においてＹｅｓ）、作業者割り当て決定部３１ｃは、最も生産完了時刻Ｔｆが遅い部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を選択する（ＳＴ４：ライン選択工程）。

次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、選択した部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の作業の中で、生産時間Ｔｐまたは段取り替え時間Ｔｃが最も短縮可能な作業に作業者を追加して割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅを更新する（ＳＴ５：追加作業者割り当て工程）。

図７において、次いで更新された作業者割り当て情報３２ｅに基づいて、生産時間予測部３１ａは生産時間Ｔｐを再算出して生産時間情報３２ｆを更新し、段取り替え時間予測部３１ｂは段取り替え時間Ｔｃを再算出して段取り替え時間情報３２ｇを更新し、作業者割り当て決定部３１ｃは生産完了時刻Ｔｆを再算出して生産完了時刻情報３２ｈを更新する（ＳＴ６：再算出工程）。

次いで作業者割り当て決定部３１ｃは、いずれかの作業者（初期作業者、追加された作業者に関わらず）の作業時間に空きがあるか否かを判断する（ＳＴ７：残空き時間判断工程）。空き時間がある場合（ＳＴ７においてＹｅｓ）、ライン選択工程（ＳＴ４）に戻って、その作業者の空いた作業時間に作業を割り当てる（ＳＴ５）。空き時間がない場合（ＳＴ７においてＮｏ）、残作業者判断工程（ＳＴ３）に戻って、作業を追加可能な別の作業者に作業を割り当てる（ＳＴ５）。

このように、作業者割り当て決定部３１ｃは全ての作業者に作業を割り当てて、作業者割り当て情報３２ｅが決定される。すなわち、初期作業者割り当て工程（ＳＴ１）および追加作業者割り当て工程（ＳＴ５）は、所定の実装基板を生産するにあたって、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆが早くなるように複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て工程となる。これによって、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において実装基板が効率的に生産できるように作業者の割り当てを決定することができる。

また、作業者割り当て工程において、最も生産完了時刻Ｔｆが遅いと予測される部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の作業の中で、その部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆが最も早くなると予測される作業に対して、他の割り当て可能な作業者を割り当てている（ＳＴ５）。これによって、実装基板を効率的に生産することができる。また、作業者割り当て工程において、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれで発生する作業に対して各１名の作業者を割り当てた後（ＳＴ１）、最も生産完了時刻Ｔｆが遅いと予測される部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の作業のいずれかに対して、他の割り当て可能な作業者を割り当てている（ＳＴ５）。これによって、効率的に作業者を割り当てることができる。

上記説明したように、本実施の形態の部品実装システム１は、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を有し、所定の実装基板を生産するにあたって、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産完了時刻Ｔｆが早くなるように複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３のそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て決定部３１ｃを備えている。また、作業者割り当て決定部３１ｃを備える管理コンピュータ３は、作業者割り当てシステムとなる。これによって、複数の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において実装基板が効率的に生産できるように作業者の割り当てを決定することができる。

なお、作業者割り当てシステムは、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３と通信ネットワーク２に接続される管理コンピュータ３に限定されることはない。作業者割り当てシステムは、作業者割り当て決定部３１ｃを備えるコンピュータであればよく、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３と接続されていなくてもよい。

また、上記実施の形態の説明では、初期作業者割り当て工程（ＳＴ１）において、作業者を１名ずつ割り当てたが、初期に作業者を割り当てる方法はこれに限定されることはない。たとえば、最低２名必要と判断される作業については、初期作業者割り当て工程（ＳＴ１）において２名を割り当てるようにしても良い。すなわち、初期作業者割り当て工程（ＳＴ１）においては、最低限必要な人数（少なくとも１名）を割り当てるようにしても良い。

本発明の部品実装システムおよび作業者割り当てシステムならびに作業者割り当て方法は、複数の部品実装ラインにおいて実装基板が効率的に生産できるように作業者の割り当て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。

１ 部品実装システム
３ 管理コンピュータ（作業者割り当てシステム）
Ｌ１ 第１の部品実装ライン
Ｌ２ 第２の部品実装ライン

Claims (9)

1. 第１の部品実装ラインと、
   実装基板の生産時間と生産する実装基板を変更する段取り替え時間に基づいて計算される生産完了時刻が前記第１の部品実装ラインより遅いと予測される第２の部品実装ラインと、
   所定の実装基板を生産するにあたって、前記第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て決定部を備え、
   前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる、部品実装システム。
2. 前記作業者割り当て決定部は、前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する前記作業に対して各１名の前記作業者を割り当てた後、前記第２の部品実装ラインの前記作業のいずれかに対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項１に記載の部品実装システム。
3. 前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記作業の中で、その部品実装ラインの前記生産完了時刻が最も早くなると予測される前記作業に対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項２に記載の部品実装システム。
4. 所定の実装基板を生産するにあたって、実装基板の生産時間と生産する実装基板を変更する段取り替え時間に基づいて計算される生産完了時刻が第１の部品実装ラインより遅いと予測される第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て決定部を備え、
   前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる、作業者割り当てシステム。
5. 前記作業者割り当て決定部は、前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する前記作業に対して各１名の前記作業者を割り当てた後、前記第２の部品実装ラインの前記作業のいずれかに対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項４に記載の作業者割り当てシステム。
6. 前記作業者割り当て決定部は、前記第２の部品実装ラインの前記作業の中で、その部品実装ラインの前記生産完了時刻が最も早くなると予測される前記作業に対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項５に記載の作業者割り当てシステム。
7. 所定の実装基板を生産するにあたって、実装基板の生産時間を算出し、生産する実装基板を変更する段取り替え時間を算出し、前記生産時間と前記段取り替え時間に基づいて生産完了時刻を算出する初期算出工程と、
   作業者割り当て決定部が、第１の部品実装ラインより生産完了時刻が遅いと予測される第２の部品実装ラインの生産完了時刻が早くなるように前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する作業に対する作業者の割り当てを決定する作業者割り当て工程を含み、
   前記作業者割り当て工程において、前記作業者割り当て決定部が、前記第２の部品実装ラインの前記段取り替え時間が短縮される作業に割り当て可能な作業者を割り当てる、作業者割り当て方法。
8. 前記作業者割り当て工程において、前記第１の部品実装ラインと前記第２の部品実装ラインのそれぞれで発生する前記作業に対して各１名の前記作業者を割り当てた後、前記第２の部品実装ラインの前記作業のいずれかに対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項７に記載の作業者割り当て方法。
9. 前記作業者割り当て工程において、前記第２の部品実装ラインの前記作業の中で、その部品実装ラインの前記生産完了時刻が最も早くなると予測される前記作業に対して、他の割り当て可能な前記作業者を割り当てる、請求項８に記載の作業者割り当て方法。

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