JP7531335B2

JP7531335B2 - 作業工程管理システム

Info

Publication number: JP7531335B2
Application number: JP2020115341A
Authority: JP
Inventors: 直也小山; 直人田中; 敏彦宮崎; 恭介宮武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2024-08-09
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP2022013054A

Description

本願は、作業工程管理システムに関するものである。

部品の製造工程の管理を行うために、組付け対象となる製品の特定情報と組付ける部品の部品特定情報とを有するＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）チップからなるＩＣタグを用いる方法が知られている。製品に部品を組み付ける際にこれら情報に基づいて、製造工程の管理を行うが、製造ミスを防止するために、複数のＩＣタグを部品の組付け部に取り付け、部品の製造工程が格納されたサーバと通信することで、組み合わせる部品の適否、組み合わせる位置の適否あるいは溶接等の作業の適否等を判断できるようにしている例もある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７－３１０６１４号公報

特許文献１では、部品特定情報を有するＩＣタグを部品毎に取り付けており、その部品の組付けが完了すると取り外す、別の部品に取り付け替える等の作業が発生する。また、部品に合わせて部品特定情報を書き換える必要があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、部品毎にＩＣタグを取り付けることなく、作業者が各工程において適切な作業を行えるように支援し、製造工程等の作業工程の管理を的確に行うことのできる作業工程管理システムを提供することを目的とする。

本願に開示される作業工程管理システムは、作業支援システムと、各作業工程に設置されたＲＦＩＤリーダ及び前記ＲＦＩＤリーダが受信した信号に基づいて前記作業支援システムと連携するＲＦＩＤ制御部を有するＲＦＩＤシステムとを備え、スライド台座に搭載された作業対象の部品が順次作業工程に送られる作業工程を管理する作業工程管理システムであって、前記スライド台座はＲＦＩＤタグを有するとともに、前記スライド台座はローラコンベアにより順次作業工程に送られ、前記ＲＦＩＤリーダは前記各作業工程の前記ローラコンベアに設置され、前記スライド台座に搭載された前記部品には製造番号が付されており、前記作業支援システムは、各作業工程に設置された端末と、前記ＲＦＩＤリーダと同じ作業工程に設置された前記端末のＩＤと前記ＲＦＩＤリーダのＩＤとが紐付けられたデータ及び前記製造番号に対応した作業マスタテーブルを有する作業支援データベースと、備え、第１の作業工程において、前記ＲＦＩＤリーダのＩＤとこのＲＦＩＤリーダにより読み取られた前記スライド台座のＩＤとが紐付けられて、前記作業支援データベースに入力されるとともに、前記製造番号が前記作業支援データベースに入力されて、前記スライド台座のＩＤと前記製造番号とが紐付けられ、前記第１の作業工程に設置された前記端末に前記製造番号に対応した作業マスタテーブルが表示され、表示された前記作業マスタテーブルの作業が完了すると完了信号が前記端末から入力されるとともに、前記作業マスタテーブルに反映されて前記作業支援データベースに保存されるものである。

本願に開示される作業工程管理システムによれば、作業ごとにＩＣタグの貼り付け作業を行うことなく、作業者が各工程において適切な作業を行えるように支援し、製造工程等の作業工程の管理を的確に行うことが可能となる。

実施の形態１に係る作業工程管理システムの概略構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る作業工程管理システムのハードウエアの概略を示す構成図である。実施の形態１に係る作業工程管理システムを用いた作業工程の流れを説明するための図である。実施の形態１に係る作業工程管理システムを用いた作業工程での実行状態を説明するための図である。実施の形態１に係る作業支援システムデータベースに保存されているデータの例を示す図である。実施の形態１に係る作業支援システムデータベースに保存されているデータの例を示す図である。実施の形態１に係る作業工程管理システムの作業端末に表示された作業支援システムデータベースに格納されている作業工程を示す図である。実施の形態１に係る作業工程管理システムの動作を示すフローチャートである。

以下、本願で開示される作業工程管理システムの実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。

実施の形態１．
以下に、実施の形態１に係る作業工程管理システムについて図を用いて説明する。
図１は実施の形態１に係る作業工程管理システムの概略構成を示すブロック図である。図において、作業工程管理システム１０は、作業支援システム１００及びＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）システム２００を備えている。作業支援システム１００は、作業者が各作業工程において実行する作業内容の情報等のデータを格納している作業支援システムデータベース（ＤＢと記す）１０１及び、それらデータが表示される作業支援システムの端末１０２を具備する。ＲＦＩＤシステム２００は、各作業工程に配置されＲＦＩＤタグの情報を読み取るＲＦＩＤリーダ２０１と、ＲＦＩＤリーダ２０１で受信したデータを基に、作業支援システム１００と連携するＲＦＩＤ制御部２１０とを備える。ＲＦＩＤ制御部２１０はＲＦＩＤリーダ２０１で受信したデータを受信する受信部２１１、入出力判定部２１２、紐付け部２１３及び作業指示部２１４を備える。

作業工程管理システム１０は、ハードウエアの一例を図２に示すように、プロセッサ１０００と記憶装置２０００から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１０００は、記憶装置２０００から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１０００にプログラムが入力される。また、プロセッサ１０００は、演算結果等のデータを記憶装置２０００の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。
なお、作業工程管理システム１０の作業支援システム１００及びＲＦＩＤシステム２００それぞれが図２の構成であってもよい。

次に、作業工程管理システム１０を用いた作業工程の流れについて図３、図４を用いて説明する。
図３は作業開始の段階から製品２０が製造されるまでの工程全貌の概略を示しており、図４は途中の一部の作業工程を示している。図において、ネットワーク１１を介してＲＦＩＤシステム２００、作業支援システムＤＢ１０１、アクセスポイント１２が接続されている。ある作業工程の作業者の近くには作業支援システムの端末１０２が配置され、アクセスポイント１２を介して作業支援システムＤＢ１０１との間で適宜必要なデータの入出力を行うことができる。製品２０用の部材２０ａがＲＦＩＤタグ３０の設置されたスライド台座４０に搭載され、ローラコンベア５０上をスライド台座４０が流れることで、各作業工程において所定の作業が実行されて部品あるいは製品２０が製造される。

各作業工程においては、ローラコンベア５０に近接してＲＦＩＤリーダ２０１が配置され、到着したスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０を読み取る。ＲＦＩＤリーダ２０１は、常時一定間隔で読取電波を発し、読取結果はネットワーク１１を介してＲＦＩＤシステム２００に送られる。ここで、ＲＦＩＤリーダ２０１の読取電波の間隔は１００ｍｓｅｃから数１００ｍｓｅｃの範囲であればよく、例えば１００ｍｓｅｃとする。なお、読取電波の状況によっては、スライド台座４０が所定の作業工程に到着していないにもかかわらずＲＦＩＤタグ３０を読み取ることがある。このような誤受信を回避するため、ＲＦＩＤリーダ２０１で読み取られたデータは、ＲＦＩＤシステム２００の受信部２１１で受信され、一定時間連続して同じスライド台座４０の情報を受信するなどの条件を満たせば入出力判定部２１２で「入力」と判断される。ここで、一定時間とは、数１００ｍｓｅｃ程度であり、上述のＲＦＩＤリーダ２０１の読取電波の間隔より長い時間を設定する。ＲＦＩＤリーダ２０１の読取電波の間隔が１００ｍｓｅｃであれば、読取時間は例えば４００ｍｓｅｃであればよい。

一方、「入力」と判断された後もＲＦＩＤリーダ２０１は読取電波を発し続けて、ＲＦＩＤタグ３０を読み取るが、予め定められた時間、連続して受信できなければ、入出力判定部２１２で「出力」と判断される。すなわち、読取電波が不安定な状況下での読取の場合は、該当するスライド台座４０の作業に関して作業支援システム１００に情報を送信しない。ここで予め定められた時間とは、「入力」と判断される時間よりも長い、数１０００ｍｓｅｃ程度であり、例えば２０００ｍｓｅｃとすればよい。
なお、図のように例えばＲＦＩＤタグ３０はスライド台座４０の下部に設置され、ＲＦＩＤリーダ２０１はローラコンベア５０に設置される。

作業開始となる第１の作業工程では、まず部材２０ａに付された製造番号とその部材２０ａが搭載されたスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０が紐付けられる。具体的には部材２０ａにバーコード等で製造番号が付されている場合はその情報が端末１０２から入力され、スライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０からスライド台座４０の台座ＩＤが読み取られ、台座ＩＤと製造番号とが紐付けられて作業支援システムＤＢ１０１に保存される。

図５及び図６は、作業支援システムＤＢ１０１に保存されているデータの例を示す図である。例えば、図５の破線の枠で示すように、台座ＩＤがＡＢ０１０１５のスライド台座４０に製造番号ＭＡ２７０の製品２０用の部材２０ａが紐付けられており（搭載されており）、台座ＩＤがＡＢ０１０１５のスライド台座４０はＲＦＩＤアンテナ番号ＡＮ００８０２０のある第１の作業工程にあることがわかる。なお、ＲＦＩＤアンテナ番号は、ＲＦＩＤリーダのＩＤに相当する。
さらに、図６に示すように、各作業工程に設置される端末１０２とＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号とは予め紐付けられて保存されている。図の破線の枠で示すように、例えば、第１の作業工程に設置されているＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号ＡＮ００８０２０と設置されている端末１０２の端末ＩＤ、ＴＢ００１０２とは紐付けられていることがわかる。
なお、スライド台座４０が移動すると、図５において、新しい作業工程に設置されているＲＦＩＤアンテナ番号に紐付けられる。

作業支援システムＤＢ１０１は、製造番号の製品仕様毎に作業工程を記述した作業マスタテーブルを有している。作業支援システム１００は、第１の作業工程に設置されたＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号ＡＮ００８０２０により、第１の作業工程に台座ＩＤがＡＢ０１０１５のスライド台座４０に製造番号ＭＡ２７０の製品２０用の部材２０ａが到着したことを検知すると、ＲＦＩＤアンテナ番号ＡＮ００８０２０に紐付けられたＴＢ００１０２の端末ＩＤを有する端末１０２に製造番号ＭＡ２７０の製品仕様の作業マスタテーブルを送信し、表示する。
すなわち、作業支援システムＤＢ１０１は、各作業工程に設置される端末１０２とＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号が紐付けられたデータ、製造番号の製品仕様に対応した作業マスタテーブル予めを備えており、作業開始とともにスライド台座４０の台座ＩＤと製造番号が紐付けられて保存されることになる。

図７は、端末１０２に表示された作業内容の一例である。第１の作業工程で実行すべき作業内容は太枠で示されているが、各作業が終了するごとに、端末１０２から作業完了が入力され、入力された情報はアクセスポイント１２からネットワーク１１を介して作業支援システムＤＢ１０１に保存される。第１の作業工程の作業が全て完了すると、作業者はスライド台座４０を次の工程に送る。次の工程に送られると、常時一定間隔で読取電波を発しているＲＦＩＤリーダ２０１はスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０を読み取れなくなり、「出力」と判断し端末１０２の表示を終了する。なお、端末１０２の操作あるいは作業支援システムＤＢ１０１で設定された特定の作業を完了することで表示を終了させるようにすることも可能である。
また、スライド台座４０の移動は作業者が行わず、作業完了を受信した後、ローラコンベア５０を自動で動作させるようにしてもよい。

次に、第２の作業工程以降の流れについて説明する。
第２の作業工程においても、ＲＦＩＤリーダ２０１は常時一定間隔で読取電波を発し、到着したスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０を読み取り、読取結果はネットワーク１１を介してＲＦＩＤシステム２００に送られる。

到着したと判断されたスライド台座４０について、作業支援システムＤＢ１０１に保存されているデータとスライド台座４０の台座ＩＤから製造番号ＭＡ２７０について製造中の中間物２０ｂであること、及びどの作業工程（ここでは第２の作業工程）に到着したかがわかり、作業支援システム１００は、第２の作業工程の端末１０２に製造番号ＭＡ２７０の製品仕様の作業マスタテーブルを送信し、表示する。この時、第１の作業工程で終了した後の作業内容が、第２の作業工程で実行すべき作業内容として示される。すなわち、第１の作業工程の完了信号が反映された作業マスタテーブルにより作業内容が示される。第２の作業工程においても、作業の完了ごとに作業完了を端末から入力し、第２の作業工程の全ての作業が完了すると、スライド台座４０は次の工程に送られる。すなわち、作業マスタテーブルは台座ＩＤに紐付けられており、作業支援システムＤＢ１０１には台座ＩＤに対応して各作業工程での作業完了の信号が反映されて進捗が保存されていくことになる。

第２の作業工程以降の作業工程において、作業支援システム１００から送信された作業マスタテーブルの最終作業が終了し、製品２０が完成すると、完成した製品２０が搭載されたスライド台座４０の台座ＩＤと製品番号の紐付けが解除される。

次に、作業工程管理システム１０の動作について図８を用いて説明する。
図８は、実施の形態１に係る作業工程管理システム１０の動作を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０１において、部材２０ａに付された製造番号が端末１０２から作業支援システムＤＢ１０１に送信される。
ステップＳ１０２において、ＲＦＩＤリーダ２０１によりスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０からスライド台座４０の台座ＩＤが読み取られ、受信部２１１に送信される。受信した台座ＩＤが入出力判定部２１２で「入力」と判断されると、紐付け部２１３においてスライド台座４０の台座ＩＤとＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号が紐付けられて、作業支援システムＤＢ１０１に送信される。第１の作業工程においては、スライド台座４０の台座ＩＤと製造番号とが紐付けられる。

同じ作業工程にある、ＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号と端末１０２とは予め紐付けられている。そのため、ステップＳ１０３において、作業指示部２１４に当該作業工程での作業指示が端末１０２に送信されると、端末１０２から入力された製造番号の製品仕様に対応する作業マスタテーブルが作業支援システムＤＢ１０１から抽出され、端末１０２に表示される。

ステップＳ１０４において、端末１０２に表示された作業マスタテーブルに従って作業が実行され、ステップＳ１０５において、各工程の作業ごとに端末１０２に完了が入力される。
ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５で送信された作業完了が製品完成の最終工程でない場合は（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０７において、スライド台座４０が次の作業工程に移動したか確認する。スライド台座４０が移動していない場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、同じ作業工程で残りの作業を実施するために、ステップＳ１０３に戻り、端末１０２に表示された作業が実行され、作業の完了後端末１０２に完了が入力される（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。これにより、作業支援システムＤＢ１０１には作業の進捗が保存されていくことになる。

第１の作業工程が終了すると、ステップＳ１０７において、スライド台座４０が次の作業工程に移動し（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０８において、第２の作業工程に配置されたＲＦＩＤリーダ２０１によりスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０からスライド台座４０の台座ＩＤが読み取られ、受信部２１１に送信される。受信した台座ＩＤが入出力判定部２１２で「入力」と判断されると、紐付け部２１３においてスライド台座４０の台座ＩＤと第２の作業工程のＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号が紐付けられて、作業支援システムＤＢ１０１に送信される。

なお、第１の作業工程以降において、次の作業工程のＲＦＩＤリーダ２０１がスライド台座４０のＲＦＩＤタグ３０からスライド台座４０の台座ＩＤを読み取るが、スライド台座４０の台座ＩＤと製造番号とはすでに紐付けられて、作業支援システムＤＢ１０１に保存されている。また、この台座ＩＤを読み取った、ＲＦＩＤリーダ２０１のＲＦＩＤアンテナ番号と同じ作業工程にある端末１０２とも予め紐付けられている。さらに作業支援システムＤＢ１０１には、前回の作業工程の完了情報が更新されて、台座ＩＤに紐付けられた作業マスタテーブルが保存されている。従って、２回目以降のステップＳ１０３では、前回の作業工程終了後に続く、作業内容が作業マスタテーブルで示されることになる。

作業マスタテーブルに示された全ての作業工程が終了するまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０７を繰り返す。ステップＳ１０６において、製品が完成する等、作業マスタテーブルに示されたすべての作業工程が終了した場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）は、ステップＳ１０９において、作業支援システムＤＢ１０１に保存されている製造番号と台座ＩＤとの紐付けは解除される。
これにより、スライド台座４０の台座ＩＤは再利用可能となる。

なお、上述では作業工程として製品の製造を例に挙げたが、製造工程に限ることなく製品製造の一部の工程等であってもよい。

上述では、各作業工程において、端末１０２に表示される作業マスタテーブルの作業を全て完了させて次の工程に送るようにしていたが、表示された作業マスタテーブルの作業を全て完了させずに次の工程にスライド台座４０を送るようにしてもよい。通常は指定された作業を完了することで、次のステップに進む。しかし、マニュアル操作等により指定作業を解除して次に進む、あるいは作業予定のものが未作業のままスライド台座４０が次に進むことがあっても、作業の完了ごとに「完了」を入力するようにしているので、次の作業工程者の端末１０２には前工程の続きが表示されることになり、作業の段取りを変更することが可能となる。

以上のように、本実施の形態１によれば、第１に作業工程において、作業開始前に製造番号とスライド台座の台座ＩＤを紐付けて作業支援システムＤＢに保存することで、作業開始のたびにＲＦＩＤタグの貼り替え作業及び情報の書き替え作業を行わなくてもよい。また、各作業工程における作業支援用の端末とＲＦＩＤリーダのアンテナ番号とが紐付けて作業支援システムＤＢに保存されているので、各工程でスライド台座が到着することで、作業支援システムＤＢに保存されている作業マスタテーブルを作業工程用の端末に表示することが可能となる。これにより、作業者が各工程において適切な作業を行えるようになる。また、作業マスタテーブルに基づき作業の進捗が管理されるので次の作業者の開始作業が明確となり、作業工程の管理を的確に行うことのできる作業工程管理システムを提供することが可能となる。このシステムは、作業者の作業分担が製品毎に変化する生産方式にも対応可能である。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０：作業工程管理システム、１１：ネットワーク、１２：アクセスポイント、２０：製品、２０ａ：部材、２０ｂ：中間物、３０：ＲＦＩＤタグ、４０：スライド台座、５０：ローラコンベア、１００：作業支援システム、１０１：作業支援システムデータベース、１０２：端末、２００：ＲＦＩＤシステム、２０１：ＲＦＩＤリーダ、２１０：ＲＦＩＤ制御部、２１１：受信部、２１２：入出力判定部、２１３：紐付け部、２１４：作業指示部、１０００：プロセッサ、２０００：記憶装置。

Claims

作業支援システムと、
各作業工程に設置されたＲＦＩＤリーダ及び前記ＲＦＩＤリーダが受信した信号に基づいて前記作業支援システムと連携するＲＦＩＤ制御部を有するＲＦＩＤシステムとを備え、スライド台座に搭載された作業対象の部品が順次作業工程に送られる作業工程を管理する作業工程管理システムであって、
前記スライド台座はＲＦＩＤタグを有するとともに、前記スライド台座はローラコンベアにより順次作業工程に送られ、前記ＲＦＩＤリーダは前記各作業工程の前記ローラコンベアに近接して設置され、前記スライド台座に搭載された前記部品には製造番号が付されており、
前記作業支援システムは、
各作業工程に設置された端末と、
前記ＲＦＩＤリーダと同じ作業工程に設置された前記端末のＩＤと前記ＲＦＩＤリーダのＩＤとが紐付けられたデータ及び前記製造番号に対応した作業マスタテーブルを有する作業支援データベースと、備え、
第１の作業工程において、前記ＲＦＩＤリーダのＩＤとこのＲＦＩＤリーダにより読み取られた前記スライド台座のＩＤとが紐付けられて、前記作業支援データベースに入力されるとともに、前記製造番号が前記作業支援データベースに入力されて、前記スライド台座のＩＤと前記製造番号とが紐付けられ、
前記第１の作業工程に設置された前記端末に前記製造番号に対応した作業マスタテーブルが表示され、
表示された前記作業マスタテーブルの作業が完了すると完了信号が前記端末から入力されるとともに、前記作業マスタテーブルに反映されて前記作業支援データベースに保存されることを特徴とする作業工程管理システム。
前記第１の作業工程後の第２の作業工程において、前記第２の作業工程の前記ＲＦＩＤリーダのＩＤとこのＲＦＩＤリーダにより読み取られた前記スライド台座のＩＤとが紐付けられて、前記作業支援データベースに入力されるとともに、前記第２の作業工程に設置された前記端末に前記第１の作業工程の作業進捗が反映された前記作業マスタテーブルが表示され、表示された前記作業マスタテーブルの作業が完了すると完了信号が前記端末から入力されるとともに、前記作業マスタテーブルに反映されて前記作業支援データベースに保存されることを特徴とする請求項１に記載の作業工程管理システム。
前記製造番号に対応した作業マスタテーブルの作業が全て完了すると、前記スライド台座のＩＤと前記製造番号との紐付けが解除されることを特徴とする請求項２に記載の作業工程管理システム。