JP7126060B2 - 生産計画作成方法および生産計画作成装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産設備により複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する生産計画作成方法および生産計画作成装置に関する。

基板に電子部品を実装した実装基板などの製品を生産する生産ラインでは、複数の品種の製品が生産される。生産する製品の品種を変更する際は、生産ラインにおいて製品の生産に使用される部材を変更する段取り替えが実行される。段取り替えには、製品の生産と並行して生産エリアとは別の準備エリアで実行される外段取りがある。複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する際は、段取り替え等の準備計画も考慮して、製品が納期内に生産可能な計画が作成される（例えば、特許文献１）。

特許文献１の作業計画作成システムでは、一日の作業終了後の進捗状況に基づいて、作業が未完了の中断作業、計画から遅れている未着手の遅れ作業、計画ではこれから着手予定の未着手作業を抽出し、中断作業、遅れ作業、未着手作業の順に優先して作業する翌日の作業計画を作成することが開示されている。

特開２０１５―１７６２３９号公報

ところで、将来の生産進捗は現在の外段取りなどの準備状況にも依存して変動するにもかかわらず、特許文献１に開示されている作業計画作成システムでは、生産される製品に対する作業の進捗状況のみに基づいて今後の作業計画を作成しており、精度の高い生産計画を作成するためには、さらなる改善の余地があるという問題点があった。

そこで本発明は、生産現場の状況を反映して精度の高い生産計画を作成することができる生産計画作成方法および生産計画作成装置を提供することを目的とする。

本発明の生産計画作成方法は、生産設備により複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する生産計画作成装置における生産計画作成方法であって、複数の品種の製品を生産する生産順序を含む生産順序情報と、前記生産設備に取り付けて前記製品の生産に使用する部材を配置する台車に前記品種に対応する部材を配置する配置作業の順序を含む準備作業順序情報とを取得する順序情報取得工程と、前記生産設備に取り付けられている台車の情報である生産配置手段情報と、前記生産設備以外にある台車の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する配置手段情報取得工程と、前記生産順序情報、前記準備作業順序情報、前記配置手段情報に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する計画最適化工程と、を含み、前記計画最適化工程において、前記配置手段情報を取得した時点から所定期間は前記生産順序を変更せず、前記所定期間以降は前記生産順序の変更を許容する条件で、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する。

本発明の生産計画作成装置は、生産設備により複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する生産計画作成装置であって、複数の品種の製品を生産する生産順序を含む生産順序情報と、前記生産設備に取り付けて前記製品の生産に使用する部材を配置する台車に前記品種に対応する部材を配置する配置作業の順序を含む準備作業順序情報とを取得する順序情報取得部と、前記生産設備に取り付けられている台車の情報である生産配置手段情報と、前記生産設備以外にある台車の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する配置手段情報取得部と、前記生産順序情報、前記準備作業順序情報、前記配置手段情報に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する計画最適化処理部と、を備え、前記計画最適化処理部は、前記配置手段情報を取得した時点から所定期間は前記生産順序を変更せず、前記所定期間以降は前記生産順序の変更を許容する条件で、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する。

本発明によれば、生産現場の状況を反映して精度の高い生産計画を作成することができる。

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管理コンピュータ（生産計画作成装置）の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の管理コンピュータ（生産計画作成装置）で使用される段取りグループ情報の一例の説明図 本発明の一実施の形態の管理コンピュータ（生産計画作成装置）で使用される台車使用状況情報の一例の説明図 本発明の一実施の形態の管理コンピュータ（生産計画作成装置）と通信する携帯端末のタッチパネルに表示された現場状況入力画面の一例の説明図 本発明の一実施の形態の管理コンピュータ（生産計画作成装置）における計画最適化処理の説明図 本発明の一実施の形態の管理コンピュータ（生産計画作成装置）における生産計画作成方法のフロー図

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、台車の仕様に応じ、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に配置された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。部品実装ラインＬ１～Ｌ３は、フロアＦに設けられた生産エリアＡｐに配置されている。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生産設備を連結して構成され、基板に電子部品を実装した実装基板を生産する機能を有している。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。

フロアＦに設けられた生産エリアＡｐとは異なる準備エリアＡｓには、配置作業支援装置４が配置されている。配置作業支援装置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。配置作業支援装置４には、後述する配置作業の対象となる交換用の台車５が接続される。準備エリアＡｓには、配置作業の実行前、実行中、または実行後など、多様な状態の複数の台車５が保管されている。

図１において、配置作業支援装置４に接続された台車５には、これから部品実装ラインＬ１～Ｌ３において生産する実装基板の品種に対応する作業指示に従って、電子部品を供給する複数のテープフィーダ９（図３参照）などを台車５に装着する配置作業が作業者によって実行される。配置作業支援装置４に接続された台車５にテープフィーダ９が装着されると、台車５を介して配置作業支援装置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。

作業者には、作業を実行する人に加えて、生産する実装基板の品種に対応する作業指示に従って、電子部品を供給する複数のテープフィーダ９などを台車５に装着する配置作業を実行する作業装置が含まれる。なお、作業装置は、その装置内部で配置作業を完結させる構成でもよいし、人が実行する作業手順に近い配置作業をその装置外部で実行する多関節ロボットを含む構成でもよい。また、作業者数は、人と作業装置の一方のみでも両方含んでいてもよい。

これにより、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に装着される電子部品を保持するキャリアテープ１６（図４参照）のテープフィーダ９への補給状況などの配置作業の状況を、管理コンピュータ３において取得することができる。配置作業では、キャリアテープ１６がテープフィーダ９に取り付けられる。そして、配置作業支援装置４が備えるコードリーダ４ａにより、キャリアテープ１６を巻回状態で収納するリール１７に付されたバーコード１７ａ（図４参照）などの情報を読み取って照合する作業が実行される。なお、準備エリアＡｓに配置される配置作業支援装置４は１台である必要はなく、２台以上でも良い。

図１において、フロアＦ内では、携帯端末Ｔを携帯する作業者Ｗが各種作業を実行している。携帯端末Ｔは、管理コンピュータ３と無線で通信して情報の授受を行う端末側通信部Ｔａ、表示機能と入力機能を有するタッチパネルＴｂを備えている。携帯端末Ｔは、管理コンピュータ３から受信した各種情報を表示処理してタッチパネルＴｂに表示する。また、携帯端末Ｔは、タッチパネルＴｂから入力された各種情報などを管理コンピュータ３に送信する。

このように、配置作業支援装置４に接続された台車５を含む準備エリアＡｓにある台車５には、部品実装ラインＬ１～Ｌ３における実装基板の生産と並行して配置作業を実行することができる。部品実装ラインＬ１～Ｌ３において生産する実装基板の品種を変更する際、作業者は準備エリアＡｓにおいてテープフィーダ９が装着された台車５を部品実装ラインＬ１～Ｌ３まで移動させ、部品実装装置に装着されている台車５と交換する交換作業を実行する。

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などの生産設備を直列に連結して構成されている。なお、部品実装ラインＬ１は通信ネットワーク２を介して接続される生産設備群であって、物理的に生産設備同士が連結されていなくてもよい。

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。なお、はんだ印刷装置Ｍ１と並設して、もしくははんだ印刷装置Ｍ１の代わりにはんだを基板Ｂに塗布するはんだ塗布装置を備えてもよい。また、部品実装ラインＬ１は、印刷検査装置Ｍ２を備えなくてもよい。

部品実装装置Ｍ３～Ｍ６は、部品実装作業部によって基板Ｂに電子部品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に搭載された電子部品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の電極部と電子部品Ｄとを接合する基板加熱作業を実行する。なお、部品実装ラインＬ１は、実装検査装置Ｍ７を備えなくてもよい。

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。部品実装装置Ｍ３は、電子部品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、基板搬送機構７がＸ方向に設置されている。基板搬送機構７は、上流側から搬入された基板ＢをＸ方向へ搬送し、以下に説明する実装ヘッドによる実装作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送機構７は、部品実装作業が完了した基板Ｂを下流側に搬出する。基板搬送機構７の両側方には、部品供給部８が設置されている。

部品供給部８には、それぞれ複数のテープフィーダ９がＸ方向に並列に装着された台車５が取り付けられている。テープフィーダ９は、電子部品Ｄを格納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部８の外側から基板搬送機構７に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、実装ヘッドが電子部品Ｄをピックアップする部品取出し位置に電子部品Ｄを供給する。

図３において、基台６の上面におけるＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル１０が配置されている。Ｙ軸テーブル１０には、同様にリニア機構を備えたビーム１１がＹ方向に移動自在に結合されている。ビーム１１には、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、複数（ここでは８つ）のノズルユニット１２ａを備えている。図４において、各ノズルユニット１２ａの下端部には、電子部品Ｄを真空吸着して保持する吸着ノズル１２ｂが装着されている。

図３において、Ｙ軸テーブル１０およびビーム１１は、実装ヘッド１２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる実装ヘッド移動機構１３を構成する。実装ヘッド移動機構１３および実装ヘッド１２は、部品供給部８に装着されているテープフィーダ９の部品取出し位置から電子部品Ｄを吸着ノズル１２ｂによって吸着してピックアップし、基板搬送機構７に保持された基板Ｂの実装位置に移送して実装する部品実装作業を実行する。

図３、図４において、ビーム１１には、ビーム１１の下面側に位置して実装ヘッド１２とともに一体的に移動するヘッドカメラ１４が装着されている。実装ヘッド１２が移動することにより、ヘッドカメラ１４は基板搬送機構７の実装作業位置に位置決めされた基板Ｂの上方に移動して、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。

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１５が設置されている。部品認識カメラ１５は、部品供給部８から電子部品Ｄを取り出した実装ヘッド１２が上方を移動する際に、吸着ノズル１２ｂに保持された電子部品Ｄを撮像して保持位置などを認識する。実装ヘッド１２による電子部品Ｄの基板Ｂへの部品実装作業では、ヘッドカメラ１４による基板Ｂの認識結果と部品認識カメラ１５による電子部品Ｄ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において、台車５の前側には、電子部品Ｄを収納するキャリアテープ１６が巻回されたリール１７が保持されている。テープフィーダ９は、リール１７に収納されているキャリアテープ１６をテープ送り方向に搬送して実装ヘッド１２による部品取り出し位置に電子部品Ｄを供給する。

このように、部品実装装置Ｍ３～Ｍ６は、製品である電子部品Ｄを実装した実装基板を生産する生産設備であり、部品実装装置Ｍ３～Ｍ６を備える部品実装ラインＬ１～Ｌ３は実装基板を生産する生産ラインである。そして、台車５は、部品実装ラインＬ１～Ｌ３を構成する部品実装装置Ｍ３～Ｍ６に取り付けて製品（実装基板）の生産に使用される部材（テープフィーダ９、リール１７）を配置する配置手段である。

次に図５を参照して、管理コンピュータ３の構成について説明する。管理コンピュータ３は、処理部２０、記憶装置である生産計画記憶部２７、準備作業計画記憶部２８、作業者情報記憶部２９の他、入力部３０、表示部３１、無線通信部３２、通信部３３を備えている。処理部２０はＣＰＵなどのデータ処理装置であり、内部処理部として生産実績収集部２１、配置作業実績収集部２２、順序情報取得部２３、配置手段情報取得部２４、計画最適化処理部２５、作業指示処理部２６を備えている。なお、管理コンピュータ３は、ひとつのコンピュータで構成する必要はなく、複数のデバイスで構成してもよい。例えば、記憶装置の全てもしくは一部をサーバを介してクラウドに備えてもよい。

入力部３０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３１は液晶パネルなどの表示装置であり、各記憶部が記憶する各種データを表示する他、入力部３０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。無線通信部３２は、携帯端末Ｔと無線で通信して情報の授受を行う。通信部３３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が備える部品実装装置Ｍ３～Ｍ８などの生産設備、配置作業支援装置４との間で信号、データの授受を行う。

図５において、生産計画記憶部２７には、生産順序情報２７ａ、生産履歴情報２７ｂなどが記憶されている。生産順序情報２７ａには、生産される実装基板のロットを特定するロット番号毎に、実装基板を生産する部品実装ラインＬ１～Ｌ３を特定するライン番号、生産の開始時刻と終了時刻、部品実装ラインＬ１～Ｌ３における台車５の交換作業の時刻、実装基板の生産順序と生産枚数などの生産計画が記憶されている。すなわち、生産順序情報２７ａには、複数の品種の製品（実装基板）を生産する生産順序が含まれている。生産実績収集部２１は、部品実装ラインＬ１～Ｌ３の生産設備で生産されている実装基板（製品）のロット番号と生産枚数などの生産実績を随時収集して、生産履歴情報２７ｂとして生産計画記憶部２７に記憶させる。

図５において、準備作業計画記憶部２８には、準備作業順序情報２８ａ、準備作業履歴情報２８ｂ、段取りグループ情報２８ｃ、台車使用状況情報２８ｄなどが記憶されている。準備作業順序情報２８ａには、実装基板の品種を特定する品種番号毎に、台車５（配置手段）に品種に対応する部材（テープフィーダ９、リール１７）を配置する配置作業の開始時刻と終了時刻、配置作業に着手可能となる配置作業着手可能時刻、配置作業の順序などの準備作業計画が記憶されている。すなわち、準備作業順序情報２８ａには、生産設備（部品実装装置Ｍ３～Ｍ６）に取り付けて製品（実装基板）の生産に使用する部材を配置する配置手段に品種に対応する部材を配置する配置作業の順序が含まれる。

配置作業実績収集部２２は、配置作業支援装置４において配置作業が実行されている実装基板の品種（段取り番号）や台車５に配置した部材（テープフィーダ９、リール１７）の情報などの配置作業実績を随時収集して、準備作業履歴情報２８ｂとして準備作業計画記憶部２８に記憶させる。

段取りグループ情報２８ｃには、部品実装ラインＬ１～Ｌ３に同時に取り付けて実装基板の生産に使用される複数の台車５に、実装基板の品種に対応する部材を配置した段取りグループを特定する段取り番号などが記憶されている。段取りグループ情報２８ｃの段取り番号は、生産順序情報２７ａのロット番号に関連付けされている。これにより、部品実装ラインＬ１～Ｌ３に取り付けられている台車５の段取りグループを特定することができる。また、段取りグループ情報２８ｃの段取り番号は、準備作業順序情報２８ａの品種番号に関連付けされている。これにより、準備エリアＡｓにある台車５の段取りグループを特定することができる。

ここで図６を参照して、段取りグループ情報２８ｃの例について説明する。段取りグループ情報２８ｃには、段取り番号４１、台車使用数４２、外し作業時間４３、付け作業時間４４が含まれている。段取り番号４１は、段取りグループを特定する情報である。台車使用数４２は、段取りグループで使用される台車５の台数である。外し作業時間４３は、配置作業として台車５から部材を取り外す作業時間の合計である。付け作業時間４４は、配置作業として段取りグループの品種に対応する部材を台車５に取り付ける作業時間の合計である。

図５において、作業者情報記憶部２９には、勤務計画情報２９ａなどが記憶されている。勤務計画情報２９ａには、生産時刻毎のフロアＦで作業する作業者数などが含まれている。順序情報取得部２３は、生産計画記憶部２７から生産順序情報２７ａを取得し、準備作業計画記憶部２８から準備作業順序情報２８ａを取得する。

配置手段情報取得部２４は、生産履歴情報２７ｂ、段取りグループ情報２８ｃに基づいて、部品実装ラインＬ１～Ｌ３に取り付けられている台車５の段取り番号４１を含む生産配置手段情報を取得する。また、配置手段情報取得部２４は、準備作業履歴情報２８ｂ、段取りグループ情報２８ｃに基づいて、フロアＦの中の準備エリアＡｓなどにある、部品実装ラインＬ１～Ｌ３に取り付けられていない台車５の段取り番号４１を含む設備外配置手段情報を取得する。

配置手段情報取得部２４は、取得した生産配置手段情報と設備外配置手段情報を台車使用状況情報２８ｄとして準備作業計画記憶部２８に記憶する。また、配置手段情報取得部２４は、フロアＦにある台車５の総数に基づいて、設備外配置手段情報に含まれる台車５のうち、部材が配置されていない空の台車５（段取り番号４１が付与されていない台車５）の数を算出する。

このように、配置手段情報取得部２４は、生産履歴情報２７ｂ、準備作業履歴情報２８ｂ、段取りグループ情報２８ｃ、フロアＦにある台車５の総数に基づいて、部品実装ラインＬ１～Ｌ３が備える生産設備（部品実装装置Ｍ３～Ｍ６）に取り付けられている配置手段（台車５）の情報である生産配置手段情報と、生産設備以外にある配置手段の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する。また、設備外配置手段情報には、配置手段に部材が配置されているか否かの情報が含まれている。

ここで図７を参照して、台車使用状況情報２８ｄの例について説明する。台車使用状況情報２８ｄには、段取り番号４１、台車使用数４２、台車所在４５が含まれている。段取り番号４１、台車使用数４２は、図６に示す段取りグループ情報２８ｃと同じである。台車所在４５は、段取りグループの台車５の所在を特定する情報である。例えば、「Ｌ１」「Ｌ２」「Ｌ３」は、台車５がそれぞれ部品実装ラインＬ１、部品実装ラインＬ２、部品実装ラインＬ３にあることを示している。「準備エリア」は、台車５が準備エリアＡｓにあることを示している。

図５において、配置手段情報取得部２４は、内部処理部として入力処理部２４ａを備えている。入力処理部２４ａは、生産配置手段情報と設備外配置手段情報を現場の状況に合わせて修正、追加するための現場状況入力画面を作業者Ｗが携帯する携帯端末Ｔに表示させる。また、入力処理部２４ａは、作業者Ｗが携帯端末Ｔに入力した情報を取得して台車使用状況情報２８ｄを更新させる。すなわち、配置手段情報取得部２４の入力処理部２４ａは、作業者Ｗによって入力された配置手段情報を取得する。

ここで図８を参照して、作業者Ｗが携帯する携帯端末ＴのタッチパネルＴｂに表示された現場状況入力画面５０の例について説明する。作業者Ｗは、携帯端末Ｔを携帯してフロアＦ内を巡回し、現場状況入力画面５０に表示されている台車５の状況が変わっていたり、表示されていない台車５がある場合は、以下に説明する変更や追加の処理を実行する。

図８において、現場状況入力画面５０には、「部品実装ラインＬ１」表示領域５１、「部品実装ラインＬ２」表示領域５２、「部品実装ラインＬ３」表示領域５３、「準備エリア」表示領域５４、「配置手段情報」入力領域５５、「変更」ボタン５６、「終了」ボタン５７が表示されている。「部品実装ラインＬ１」表示領域５１、「部品実装ラインＬ２」表示領域５２、「部品実装ラインＬ３」表示領域５３には、それぞれ台車使用状況情報２８ｄに含まれる部品実装ラインＬ１～Ｌ３に取り付けられている台車５の段取り番号４１が表示されている。

「準備エリア」表示領域５４には、台車使用状況情報２８ｄに含まれる準備エリアＡｓにある台車５の段取り番号４１が表示されている。なお、準備エリアＡｓ外に段取り番号４１が付与された台車５がある場合も、「準備エリア」表示領域５４に表示される。「配置手段情報」入力領域５５には、現場状況入力画面５０に表示されている段取り番号４１を変更するための変更領域５５ａ、段取り番号４１を追加するための追加領域５５ｂが含まれる。

図８において、段取り番号４１を変更する場合、作業者Ｗが各表示領域５１～５４に表示されている段取り番号４１を選択（シングルタップなど）すると、変更領域５５ａに選択された段取り番号４１と、段取り番号４１に対応する台車使用数４２、台車所在４５など、台車使用状況情報２８ｄに含まれる情報が表示される。図８では、「準備エリア」表示領域５４の「ａ７０３２」が選択されている。さらに作業者Ｗが変更領域５５ａに表示された段取り番号４１を選択（ダブルタップなど）すると、段取りグループ情報２８ｃに含まれる変更候補の段取り番号４１が表示され、作業者Ｗが変更候補を選択すると変更領域５５ａに表示される段取り番号４１などが変更される。

段取り番号４１を追加する場合、作業者Ｗが追加領域５５ｂを選択すると、段取りグループ情報２８ｃに含まれる追加候補の段取り番号４１が表示される。さらに、作業者Ｗが追加候補を選択すると追加領域５５ｂに追加する段取り番号４１などが表示される。また、変更領域５５ａと追加領域５５ｂでは、作業者Ｗの選択により台車使用数４２や台車所在４５を変更または追加することができる。

図８において、「配置手段情報」入力領域５５の情報が変更、または追加された状態で、作業者Ｗが「変更」ボタン５６を操作すると、現場状況入力画面５０の表示領域５１～５４の情報が更新されるとともに、変更または追加された情報が管理コンピュータ３に送信される。入力処理部２４ａは、送信された情報に基づいて台車使用状況情報２８ｄを更新する。作業者Ｗが「終了」ボタン５７を操作すると、現場状況入力画面５０が終了して所定の画面に遷移し、同時にその旨が管理コンピュータ３に送信される。

図５において、計画最適化処理部２５は、生産順序情報２７ａ、生産履歴情報２７ｂ、準備作業順序情報２８ａ、台車使用状況情報２８ｄ（配置手段情報）、勤務計画情報２９ａに基づいて、配置手段情報取得部２４が配置手段情報を取得した時点（現在）以降の生産計画を最適化する。より具体的には、計画最適化処理部２５は、内部処理部である順序固定処理部２５ａと順序可変処理部２５ｂによって、予定されている作業者数で効率的に配置作業などの準備作業を実行し、製品（実装基板）の生産が早期に終了する（終了時刻が早くなる）ように生産計画と準備作業計画を最適化する。

ここで図９を参照して、部品実装ラインＬ１～Ｌ３で実装基板を生産する生産計画の例について説明する。図９では、現在（４／２ １２時）から２日前（３／３１ １２時）までの実績と、現在から６日後（４／８ １２時）までの計画を含む、実装基板を生産する生産時間６１と台車５の交換作業を実行する交換時間６２がロット毎に示されている。

順序固定処理部２５ａ（計画最適化処理部２５）は、配置手段情報を取得した時点（現在）から所定期間（図９の例では、「生産順序固定」と示す３日間。）は生産順序を変更しない条件で、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する。その際、順序固定処理部２５ａは、生産履歴情報２７ｂに含まれる配置手段情報を取得した時点の生産実績に基づいて、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する。これによって、現在の台車５の状況と部品実装ラインＬ１～Ｌ３の生産状況に合わせて、比較的短期の生産計画と準備作業計画を精度良く最適化することができる。

順序可変処理部２５ｂ（計画最適化処理部２５）は、順序固定処理部２５ａが最適化した所定期間後（図９の例では、４／５ １２時。）の部品実装ラインＬ１～Ｌ３の生産状況、台車５の準備状況を初期状態として、生産順序の変更を許容する条件で所定期間以降（図９の例では、「生産順序可変」で示す４／５ １２時以降。）の生産計画と準備作業計画を最適化する。順序可変処理部２５ｂは、配置作業着手可能時刻より配置作業の開始時刻が早くなる場合は、そのロットの順序は変更しない条件で生産計画と準備作業計画を最適化する。生産順序の変更を許容することで、製品（実装基板）の生産がより早期に終了する生産計画と準備作業計画を精度良く立案することができる。

このように、計画最適化処理部２５（順序固定処理部２５ａと順序可変処理部２５ｂ）は、配置手段情報を取得した時点から所定期間は生産順序を変更せず、所定期間以降は生産順序の変更を許容する条件で、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する。なお、所定期間は３日間に限定されることはなく、適宜、変更することができる。また、計画最適化処理部２５は、現在の台車５の状況と部品実装ラインＬ１～Ｌ３の生産状況が、生産順序情報２７ａに含まれる生産計画と準備作業順序情報２８ａに含まれる準備作業計画から乖離していない場合は、生産計画の最適化を実行しない。計画最適化処理部２５は、最適化した生産順序と配置作業の順序に基づいて、生産順序情報２７ａと準備作業順序情報２８ａを更新する。

図５において、作業指示処理部２６は、生産順序情報２７ａと準備作業順序情報２８ａに基づいて、実装基板（製品）の生産に必要な配置作業の指示を作成し、作業者Ｗの携帯端末Ｔまたは配置作業支援装置４に送信する。作業指示処理部２６は、計画最適化処理部２５によって生産計画と準備作業計画が更新された場合は、更新された生産順序情報２７ａと準備作業順序情報２８ａに基づいて、配置作業の指示を作成して送信する。

次に図１０のフローに沿って、生産設備（部品実装装置Ｍ３～Ｍ６）により複数の品種の製品（実装基板）を生産する生産計画を作成する管理コンピュータ３（生産計画作成装置）における生産計画作成方法について説明する。まず、生産実績収集部２１は、部品実装ラインＬ１～Ｌ３の生産設備（部品実装装置Ｍ３～Ｍ６など）による製品の生産実績を収集する（ＳＴ１：生産実績収集工程）。次いで配置作業実績収集部２２は、配置作業支援装置４における配置作業実績を収集する（ＳＴ２：配置作業実績収集工程）。生産実績収集工程（ＳＴ１）と配置作業実績収集工程（ＳＴ２）は随時実行され、収集された生産実績と配置作業実績は、それぞれ生産履歴情報２７ｂと準備作業履歴情報２８ｂとして記憶される。

次いで順序情報取得部２３は、生産計画記憶部２７に記憶される生産順序情報２７ａと準備作業計画記憶部２８に記憶される準備作業順序情報２８ａとを取得する（ＳＴ３：順序情報取得工程）。次いで配置手段情報取得部２４は、生産履歴情報２７ｂ、準備作業履歴情報２８ｂ、段取りグループ情報２８ｃ、フロアＦにある台車５の総数に基づいて、生産配置手段情報と、設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する（ＳＴ４：配置手段情報取得工程）。配置手段情報取得工程（ＳＴ４）では、作業者Ｗが携帯端末Ｔに表示される現場状況入力画面５０（図８参照）を使用して、フロアＦにある台車５の最新状況を入力するようにしてもよい。すなわち、配置手段情報取得工程（ＳＴ４）において、配置手段情報が作業者Ｗによって入力されるようにしてもよい。

図１０において、次いで計画最適化処理部２５は、配置手段情報を取得した時点の生産実績と準備作業実績（現状）が、生産計画と準備作業計画から乖離していないか判断する（ＳＴ５：最適化実行判断工程）。現状と計画に乖離がある場合（ＳＴ５においてＹｅｓ）、次いで順序固定処理部２５ａ（計画最適化処理部２５）は、生産順序情報２７ａ、準備作業順序情報２８ａ、配置手段情報に基づいて、配置手段情報を取得した時点から所定期間は生産順序を変更しない条件で、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する（ＳＴ６：順序固定処理工程）。

なお、現状と計画に乖離がない場合とは、現状と計画が完全に一致する場合だけでなく、所定の計画誤差の範囲で一致する場合も含まれる。例えば、現状と計画に１時間（計画誤差）以上の差がある場合に現状と計画に乖離があるとして、１時間以内の差は現状と計画に乖離がないとしてもよい。

次いで順序可変処理部２５ｂ（計画最適化処理部２５）は、所定期間以降は生産順序の変更を許容する条件で、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する（ＳＴ７：順序可変処理工程）。すなわち、順序固定処理工程（ＳＴ６）と順序可変処理工程（ＳＴ７）は、生産順序情報２７ａ、準備作業順序情報２８ａ、配置手段情報に基づいて、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化する計画最適化工程である。なお、計画最適化工程において、順序固定処理部２５ａは、配置手段情報を取得した時点の生産実績に基づいて、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画と準備作業計画を最適化するようにしてもよい。これによって、精度の高い生産計画と準備作業計画を作成することができる。

図１０において、現状と計画に乖離がない場合（ＳＴ５においてＮｏ）、順序固定処理工程（ＳＴ６）と順序可変処理工程（ＳＴ７）（計画最適化工程）は実行されない。このように、配置手段情報を取得した時点（現在）でのフロアＦにある台車５の状況に基づいて生産計画と準備作業計画を最適化することで、生産現場の状況を反映した精度の高い生産計画と準備作業計画を作成することができる。生産計画と準備作業計画が更新されると、作業指示処理部２６は、更新された生産順序情報２７ａ、準備作業順序情報２８ａに基づいて、実装基板（製品）の生産に必要な配置作業の指示を作成し、作業者Ｗの携帯端末Ｔまたは配置作業支援装置４に作業指示を送信する。

上記説明したように、本実施の形態の管理コンピュータ３は、製品（実装基板）の生産順序を含む生産順序情報２７ａと、部材（テープフィーダ９、リール１７）を配置する配置手段（台車５）に部材を配置する配置作業の順序を含む準備作業順序情報２８ａとを取得する順序情報取得部２３と、生産設備（部品実装装置Ｍ３～Ｍ６）に取り付けられている配置手段の情報である生産配置手段情報と、生産設備以外にある配置手段の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する配置手段情報取得部２４と、生産順序情報、準備作業順序情報、配置手段情報に基づいて、配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する計画最適化処理部２５と、を備える、生産計画を作成する生産計画作成装置である。

これによって、配置手段情報を取得した時点（現在）でのフロアＦにある台車５の状況に基づいて生産計画と準備作業計画を最適化して、生産現場の状況を反映した精度の高い生産計画と準備作業計画を作成することができる。

以上、本発明の一実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は、生産ラインで生産される生産物の種類、組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば生産ラインは、生産物である家電製品を組み立てる家電生産ラインであっても、生産物である食品加工製品を製造する食品加工ラインであってもよい。

また、上述の実施の形態では、配置手段情報取得部２４は取得した各種情報に基づいて、生産配置手段情報と設備外配置手段情報とを取得したが、無線通信やＲＦＩＤ等を利用して配置手段（台車５）から直接取得した情報に基づいて、生産配置手段情報と設備外配置手段情報とを取得してもよい。無線通信やＲＦＩＤ等を利用する場合、配置手段（台車５）またはテープフィーダ９に通信機能、ＩＣタグ、メモリ等が備えられる。

本発明の生産計画作成方法および生産計画作成装置は、生産現場の状況を反映して精度の高い生産計画を作成することができるという効果を有し、電子部品を基板に実装する分野において有用である。

３ 管理コンピュータ（生産計画作成装置）
５ 台車（配置手段）
９ テープフィーダ（部材）
１７ リール（部材）
Ｄ 電子部品
Ｍ３～Ｍ６ 部品実装装置（生産設備）
Ｗ 作業者

Claims (10)

1. 生産設備により複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する生産計画作成装置における生産計画作成方法であって、
   複数の品種の製品を生産する生産順序を含む生産順序情報と、前記生産設備に取り付けて前記製品の生産に使用する部材を配置する台車に前記品種に対応する部材を配置する配置作業の順序を含む準備作業順序情報とを取得する順序情報取得工程と、
   前記生産設備に取り付けられている台車の情報である生産配置手段情報と、前記生産設備以外にある台車の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する配置手段情報取得工程と、
   前記生産順序情報、前記準備作業順序情報、前記配置手段情報に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する計画最適化工程と、を含み、
   前記計画最適化工程において、前記配置手段情報を取得した時点から所定期間は前記生産順序を変更せず、前記所定期間以降は前記生産順序の変更を許容する条件で、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する、生産計画作成方法。
2. さらに、前記生産設備による前記製品の生産実績を収集する生産実績収集工程を含み、
   前記計画最適化工程において、前記配置手段情報を取得した時点の前記生産実績に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する、請求項１に記載の生産計画作成方法。
3. 前記配置手段情報取得工程において、前記配置手段情報が作業者によって入力される、請求項１または２に記載の生産計画作成方法。
4. 前記設備外配置手段情報には、前記台車に部材が配置されているか否かの情報が含まれる、請求項１から３のいずれかに記載の生産計画作成方法。
5. 生産する前記製品は電子部品を実装した実装基板であり、前記生産設備は部品実装装置であり、前記部材はテープフィーダと、前記電子部品を保持するキャリアテープを巻回状態で収納するリールを含む、請求項１から４のいずれかに記載の生産計画作成方法。
6. 生産設備により複数の品種の製品を生産する生産計画を作成する生産計画作成装置であって、
   複数の品種の製品を生産する生産順序を含む生産順序情報と、前記生産設備に取り付けて前記製品の生産に使用する部材を配置する台車に前記品種に対応する部材を配置する配置作業の順序を含む準備作業順序情報とを取得する順序情報取得部と、
   前記生産設備に取り付けられている台車の情報である生産配置手段情報と、前記生産設備以外にある台車の情報である設備外配置手段情報とを含む配置手段情報を取得する配置手段情報取得部と、
   前記生産順序情報、前記準備作業順序情報、前記配置手段情報に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する計画最適化処理部と、を備え、
   前記計画最適化処理部は、前記配置手段情報を取得した時点から所定期間は前記生産順序を変更せず、前記所定期間以降は前記生産順序の変更を許容する条件で、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する、生産計画作成装置。
7. さらに、前記生産設備による前記製品の生産実績を収集する生産実績収集部を備え、
   前記計画最適化処理部は、前記配置手段情報を取得した時点の前記生産実績に基づいて、前記配置手段情報を取得した時点以降の生産計画を最適化する、請求項６に記載の生産計画作成装置。
8. 前記配置手段情報取得部は、作業者によって入力された前記配置手段情報を取得する、請求項６または７に記載の生産計画作成装置。
9. 前記設備外配置手段情報には、前記台車に部材が配置されているか否かの情報が含まれる、請求項６から８のいずれかに記載の生産計画作成装置。
10. 生産する前記製品は電子部品を実装した実装基板であり、前記生産設備は部品実装装置であり、前記部材はテープフィーダと、前記電子部品を保持するキャリアテープを巻回状態で収納するリールを含む、請求項６から９のいずれかに記載の生産計画作成装置。

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