JP7621232B2 - Process planning device, production line system, and process planning method - Google Patents
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Description
本発明は、工程計画装置、生産ラインシステムおよび工程計画方法に関する。 The present invention relates to a process planning device, a production line system, and a process planning method.
特許文献1には、「対象部品を加工して製品を生産する生産システムの工程設計情報を生成する設計情報生成装置であって、前記製品の幾何情報、組立情報及び作業工程情報に基づいて、目標状態に到達するために前記対象部品に施される操作を示す必要操作情報を生成する必要操作情報生成部と、前記幾何情報、前記組立情報及び前記作業工程情報に基づいて、前記対象部品の位置又は作用力の少なくともいずれか1つの制約条件を決定して作業制約情報を生成する作業制約生成部と、前記必要操作情報、前記作業制約情報及び作業主体情報に基づいて、前記必要操作情報を実現するための必要操作能力及び前記制約条件の双方を満たす複数の作業主体を選定して、選定された前記複数の作業主体の情報を含む工程設計情報を生成する作業主体選定部と、前記工程設計情報に基づいて、前記複数の作業主体の対象工程に関する時間を評価した情報を含む評価情報を出力する評価部と、を備え、前記作業主体選定部は、前記評価情報と、ユーザ情報の要求とに基づいて作業主体を再選定する。」ことが記載されている。
上述の特許文献1に記載の技術では、組立情報は所与であることが前提であり、工程設計の最適解は組立情報ひいてはそれを決定づける設備や作業員に依存するため、例えば設備や作業員が多様になりやすいアウトソーシング環境では工程情報の再利用を行いにくい。つまり、アウトソーシング環境では最適解を求めるためには膨大な組み合わせのデータ分析とシミュレーション計算を要し、実用に耐えない。
The technology described in the above-mentioned
本発明の目的は、簡便に運用コストを抑えた工程計画を立案することを目的とする。 The objective of the present invention is to easily create a process plan that keeps operational costs down.
本願は、上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の手段を採用する。本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、工程計画装置であって、組立製品の製品情報と、生産に用いるリソースのリソース情報と、前記組立製品を構成する部品と前記リソースの組合せの制約および能力を含む部品・リソース組合せ情報と、を記憶する記憶部と、前記制約を満たし、かつ前記リソースに応じた優先基準に従って前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補生成部と、前記候補案を用いて工程分割、リソース割付を行って工程設計情報の候補を生成するラインバランシング部と、前記工程設計情報の候補ごとに所定の評価指標を用いて最適な候補を選択する最適解選択部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, the present application employs, for example, the means described in the claims. The present invention includes multiple means for solving the above problem, but one example is a process planning device that includes a storage unit that stores product information of an assembly product, resource information of resources used in production, and part/resource combination information including constraints and capabilities of combinations of parts and the resources that constitute the assembly product, an assembly sequence candidate generation unit that generates candidate proposals for the assembly sequence of the parts that satisfy the constraints and according to priority criteria corresponding to the resources, a line balancing unit that generates candidates for process design information by dividing processes and allocating resources using the candidate proposals, and an optimal solution selection unit that selects the optimal candidate using a predetermined evaluation index for each candidate for the process design information.
本発明によれば、簡便に運用コストを抑えた工程計画を立案する技術を提供することができる。 The present invention provides a technology that allows for easy process planning with reduced operational costs.
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and advantages other than those described above will become clear from the description of the embodiments below.
以下の実施形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the following embodiments, for convenience, when necessary, the description will be divided into multiple sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, and one is a partial or complete modification, detail, supplementary explanation, etc. of the other.
また、以下の実施形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 In addition, in the following embodiments, when the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.) is mentioned, it is not limited to that specific number, and may be more than or less than the specific number, unless otherwise specified or clearly limited in principle to a specific number.
さらに、以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that in the following embodiments, the components (including element steps, etc.) are not necessarily essential unless specifically stated otherwise or considered to be clearly essential in principle.
同様に、以下の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of components, etc., it is intended to include shapes that are substantially similar or similar to those, unless otherwise specified or when it is considered in principle that this is not the case. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、実施形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。ただし、同一の部材であっても環境変更等により変更前の部材と称呼を共有すると混乱を生ぜしめるおそれが高い場合、別の異なる符号や名称を付すことがある。以下、本発明の各実施形態について図面を用いて説明する。 In addition, in all the drawings used to explain the embodiments, the same components are generally given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted. However, when there is a high possibility of confusion arising from sharing the same name with the component before the change due to an environmental change or the like, the same components may be given different reference numerals or names. Each embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings.
一般的に、組立ラインの工程設計は、組立順序生成とラインバランシングの設計工程を経る。組立順序生成工程では、工程設計者は、組立情報ひいてはそれを決定づける設備や作業員を考慮に入れて、対象とする組立製品を構成する部品を組み立てる作業の順序を決定する。ラインバランシングでは、工程設計者は、組立作業を複数の工程に分割する工程分割と、工程を担当する生産リソースを決定するリソース構成を決定する。 Generally, the process design of an assembly line involves the design processes of assembly sequence generation and line balancing. In the assembly sequence generation process, the process designer determines the order of tasks for assembling the parts that make up the target assembled product, taking into account the assembly information and, ultimately, the equipment and workers that determine it. In line balancing, the process designer determines the process division that divides the assembly work into multiple processes, and the resource configuration that determines the production resources that will be in charge of the processes.
組立順序の候補は、最大で部品数の階乗となる。ただし、部品隣接関係に基づく部品の幾何制約を充足する必要がある。例えば、ネジなどの締結部品の組み立ては、被締結部品が先に組み立てられている必要がある。 The number of possible assembly sequences is at most the factorial of the number of parts. However, it is necessary to satisfy the geometric constraints of the parts based on the part adjacency relationships. For example, when assembling a fastening part such as a screw, the part to be fastened must be assembled first.
工程分割では、工程設計者は、組立順序に沿って、一つまたは複数の作業を工程という単位にまとめる。ここで、各工程は異なる生産リソースによって並行して実行されるため、最も作業時間の長い工程が組立ライン全体のタクトタイムを決定する。また各工程の作業時間ばらつきを小さくすることで非稼働時間が最小化される。ただし、各工程の作業時間は、工程を担当する生産リソースの能力に依存する。 In process division, the process designer groups one or more tasks into a unit called a process in accordance with the assembly sequence. Since each process is performed in parallel by different production resources, the process with the longest working time determines the takt time of the entire assembly line. In addition, non-operating time is minimized by reducing the variance in the working time of each process. However, the working time of each process depends on the capacity of the production resource in charge of the process.
リソース構成では、工程設計者は、各工程の作業を担当とする人やロボットなどのメインリソースを決定する。また、作業内容に応じて治工具やロボットハンドなどのサブリソース(従属するリソース)を決定する。能力の高いメインリソースを使用すれば作業時間は短くなることが期待されるが、一般的に能力の高いメインリソースほど投資コストや運用コストが高くなるため、工程全体の運用コストを比較して工程計画を行う必要がある。 In resource configuration, the process designer decides on the main resources, such as people or robots, who will be in charge of each process. They also decide on sub-resources (dependent resources), such as jigs and tools or robot hands, depending on the work. Using a main resource with high capacity is expected to shorten the work time, but since the investment and operating costs are generally higher for a main resource with high capacity, it is necessary to compare the operating costs of the entire process when planning the process.
本実施形態では、組立ラインの目標タクトタイムを充足し、運用コストを最小化する組立ラインの工程設計の生成を実現する、工程設計装置について説明する。 In this embodiment, we will describe a process design device that generates a process design for an assembly line that meets the target takt time of the assembly line and minimizes operating costs.
なお、特開2019-16165号公報には、「設計支援装置は、組立に複数の作業を要する製品についての、各作業の順序制約と、各作業の作業時間と、各作業についてのロボット作業可否とを受け取る受信部と、ロボット作業不可の各作業について、前記順序制約と前記ロボット作業可否とに基づいて、ロボット作業可にした場合のロボットによる連続作業数を第1指標として計算する第1指標計算部と、ロボット作業不可の各作業について、前記順序制約と前記作業時間と前記ロボット作業可否とに基づいて、ロボット作業可にした場合の配置自由度を第2指標として計算する第2指標計算部と、前記第1指標と前記第2指標とに基づく情報と、当該第1指標および第2指標の対象作業とを関連付けて提示する提示部と、を備える。」との記載がある。 JP 2019-16165 A states that "the design support device includes a receiving unit that receives, for a product that requires multiple operations for assembly, the sequence constraints for each operation, the operation time for each operation, and whether or not each operation can be performed by a robot; a first index calculation unit that calculates, for each operation that cannot be performed by a robot, the number of consecutive operations that can be performed by a robot when the robot can be used based on the sequence constraints and the operation feasibility of the robot, as a first index; a second index calculation unit that calculates, for each operation that cannot be performed by a robot, the degree of freedom in placement when the robot can be used based on the sequence constraints, the operation time, and the operation feasibility of the robot, as a second index; and a presentation unit that presents information based on the first index and the second index in association with the target operations of the first index and the second index."
しかし、上記の記載に係る技術では、ロボットの連続作業数を指標とした作業順序の決定と複数ロボットへ作業を割りあてる技術が記載されているものの、部品の形状に依存するロボットのハンド交換や人の作業性は未考慮であるため、人・ロボットの混成ラインを想定した最適な作業順序を生成することはできない。 However, while the technology described above describes a technique for determining a work sequence based on the number of consecutive tasks a robot can perform and for allocating tasks to multiple robots, it does not take into account the hand replacement of the robot, which depends on the shape of the parts, or human workability, and therefore cannot generate an optimal work sequence assuming a mixed production line of humans and robots.
本発明に係る実施形態では、組立ラインにおいて、様々なリソースが含まれる場合に、人やロボットなど複数の生産リソースを組み合わせた状態で運用コストを抑えた工程設計情報を生成する。 In an embodiment of the present invention, when an assembly line includes a variety of resources, process design information is generated that reduces operating costs by combining multiple production resources such as people and robots.
なお、以下の実施形態においては、「入力部」、「出力部」、「通信部」は、一つ以上のインターフェースデバイスでよい。当該一つ以上のインターフェースデバイスは、下記のうちの少なくとも一つでよい。
・一つ以上のI/O(Input/Output)インターフェースデバイス。I/Oインターフェースデバイスは、I/Oデバイスと遠隔の表示用計算機とのうちの少なくとも一つに対するインターフェースデバイスである。表示用計算機に対するI/Oインターフェースデバイスは、通信インターフェースデバイスでよい。少なくとも一つのI/Oデバイスは、ユーザインターフェースデバイス、例えば、キーボード及びポインティングデバイスのような入力デバイスと、表示デバイスのような出力デバイスとのうちのいずれでもよい。
・一つ以上の通信インターフェースデバイス。一つ以上の通信インターフェースデバイスは、一つ以上の同種の通信インターフェースデバイス(例えば一つ以上のNIC(Network Interface Card))であってもよいし二つ以上の異種の通信インターフェースデバイス(例えばNICとHBA(Host Bus Adapter))であってもよい。
In the following embodiments, the "input unit", "output unit", and "communication unit" may be one or more interface devices. The one or more interface devices may be at least one of the following:
One or more I/O (Input/Output) interface devices. The I/O interface devices are interface devices to at least one of the I/O devices and a remote display computer. The I/O interface device to the display computer may be a communications interface device. The at least one I/O device may be a user interface device, for example, either an input device such as a keyboard and a pointing device, or an output device such as a display device.
One or more communication interface devices. The one or more communication interface devices may be one or more homogeneous communication interface devices (e.g., one or more NICs (Network Interface Cards)) or two or more heterogeneous communication interface devices (e.g., a NIC and an HBA (Host Bus Adapter)).
また、以下の説明では、「メモリ」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上のメモリデバイスであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリにおける少なくとも一つのメモリデバイスは、揮発性メモリデバイスであってもよいし不揮発性メモリデバイスであってもよい。 In the following description, "memory" refers to one or more memory devices, which are an example of one or more storage devices, and may typically be a primary storage device. At least one memory device in the memory may be a volatile memory device or a non-volatile memory device.
また、以下の説明では、「外部記憶装置」は、一つ以上の記憶デバイスの一例である一つ以上の永続記憶デバイスでよい。永続記憶デバイスは、典型的には、不揮発性の記憶デバイス(例えば補助記憶デバイス)でよく、具体的には、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、NVME(Non-Volatile Memory Express)ドライブ、又は、SCM(Storage Class Memory)でよい。 In the following description, an "external storage device" may be one or more persistent storage devices, which are an example of one or more storage devices. A persistent storage device may typically be a non-volatile storage device (e.g., an auxiliary storage device), and more specifically, may be, for example, a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a non-volatile memory express (NVME) drive, or a storage class memory (SCM).
また、以下の説明では、「記憶部」または「外部記憶装置」は、メモリと永続記憶装置のうちメモリかまたは両方であればよい。 In addition, in the following description, a "storage unit" or an "external storage device" may refer to either a memory or a persistent storage device, or both.
また、以下の説明では、「処理部」または「プロセッサ」は、一つ以上のプロセッサデバイスでよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、典型的には、CPU(Central Processing Unit)のようなマイクロプロセッサデバイスでよいが、GPU(Graphics Processing Unit)のような他種のプロセッサデバイスでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、プロセッサコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサデバイスは、処理の一部又は全部を行うハードウェア記述言語によりゲートアレイの集合体である回路(例えばFPGA(Field-Programmable Gate Array)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)又はASIC(Application Specific Integrated Circuit))といった広義のプロセッサデバイスでもよい。 In addition, in the following description, a "processing unit" or a "processor" may be one or more processor devices. At least one processor device may typically be a microprocessor device such as a CPU (Central Processing Unit), but may also be other types of processor devices such as a GPU (Graphics Processing Unit). At least one processor device may be single-core or multi-core. At least one processor device may be a processor core. At least one processor device may be a broad processor device such as a circuit that is a collection of gate arrays written in a hardware description language that performs some or all of the processing (e.g., an FPGA (Field-Programmable Gate Array), a CPLD (Complex Programmable Logic Device), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit)).
また、以下の説明では、「yyy部」の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサによって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路(例えばFPGA又はASIC)によって実現されてもよいし、それらの組合せによって実現されてもよい。プログラムがプロセッサによって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び/又はインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能はプロセッサの少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機又は計算機が読み取り可能な記録媒体(例えば非一時的な記録媒体)であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。 In the following description, functions are sometimes described using the expression "yyy unit", but the functions may be realized by one or more computer programs being executed by a processor, or by one or more hardware circuits (e.g., FPGAs or ASICs), or by a combination thereof. When a function is realized by a program being executed by a processor, the function may be at least a part of the processor, since the specified processing is performed using a storage device and/or an interface device, etc., as appropriate. Processing described with a function as the subject may be processing performed by a processor or a device having the processor. A program may be installed from a program source. The program source may be, for example, a program distribution computer or a computer-readable recording medium (e.g., a non-transitory recording medium). The description of each function is an example, and multiple functions may be combined into one function, or one function may be divided into multiple functions.
また、以下の説明では、「プログラム」や「処理部」を主語として処理を説明する場合があるが、プログラムを主語として説明された処理は、プロセッサあるいはそのプロセッサを有する装置が行う処理としてもよい。また、二つ以上のプログラムが一つのプログラムとして実現されてもよいし、一つのプログラムが二つ以上のプログラムとして実現されてもよい。 In addition, in the following explanation, processing may be explained using a "program" or a "processing unit" as the subject, but processing explained using a program as the subject may also be processing performed by a processor or a device having that processor. Furthermore, two or more programs may be realized as one program, and one program may be realized as two or more programs.
また、以下の説明では、「xxxテーブル」といった表現にて、入力に対して出力が得られる情報を説明することがあるが、当該情報は、どのような構造のテーブルでもよいし、入力に対する出力を発生するニューラルネットワーク、遺伝的アルゴリズムやランダムフォレストに代表されるような学習モデルでもよい。従って、「xxxテーブル」を「xxx情報」と言うことができる。また、以下の説明において、各テーブルの構成は一例であり、一つのテーブルは、二つ以上のテーブルに分割されてもよいし、二つ以上のテーブルの全部又は一部が一つのテーブルであってもよい。 In the following explanation, information that gives an output for an input may be described using expressions such as "xxx table", but the information may be a table of any structure, or may be a neural network that generates an output for an input, or a learning model such as a genetic algorithm or random forest. Therefore, a "xxx table" can be called "xxx information". In the following explanation, the structure of each table is an example, and one table may be divided into two or more tables, or all or part of two or more tables may be one table.
また、以下の説明では、「生産ラインシステム」は、一つ以上の物理的な計算機で構成されたシステムでもよいし、物理的な計算リソース群(例えば、クラウド基盤)上に実現されたシステム(例えば、クラウドコンピューティングシステム)でもよい。生産ラインシステムが表示用情報を「表示する」ことは、計算機が有する表示デバイスに表示用情報を表示することであってもよいし、計算機が表示用計算機に表示用情報を送信することであってもよい(後者の場合は表示用計算機によって表示用情報が表示される)。 In the following description, the "production line system" may be a system made up of one or more physical computers, or may be a system (e.g., a cloud computing system) implemented on a group of physical computing resources (e.g., a cloud platform). When the production line system "displays" display information, it may mean displaying the display information on a display device possessed by the computer, or the computer may send the display information to a display computer (in the latter case, the display information is displayed by the display computer).
図1は、生産ラインシステムの構成例を示す図である。生産ラインシステム1は、製造現場(エリア)あるいは製造現場外の施設に設けられる。生産ラインシステム1には、図示しないネットワークを介して通信可能に接続された表示用計算機等の利用環境に応じた装置群が含まれる。
Figure 1 shows an example of the configuration of a production line system.
図示しないが、ネットワークは、例えば、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、VPN(Virtual Private Network)、インターネット等の一般公衆回線を一部または全部に用いた通信網、携帯電話通信網等、のいずれかまたはこれらの複合したネットワークである。なお、ネットワークは、Wi-Fi(登録商標)や5G(Generation)等の無線による通信網であってもよい。 Although not shown, the network may be, for example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a VPN (Virtual Private Network), a communication network that uses general public lines such as the Internet in part or in whole, a mobile phone communication network, or a combination of these. The network may also be a wireless communication network such as Wi-Fi (registered trademark) or 5G (Generation).
工程計画装置100は、生産設備単位で、あるいは、生産設備を利用しない作業エリアでは生産リソース単位で、組立製品の組立てに係る作業工程を割り当てる。
The
図2は、製品概観の例を示す図である。組立製品200は、ベースとなる板状の部品の上に、計10個の部品を組み立てることで成立する製品である。組立製品200では、部品のタイプは平面板(P:Plate)と円柱(C:Cylinder)の2種類に分類されている。
Figure 2 shows an example of a product overview. The assembled
工程計画装置100は、記憶部110と、処理部120と、通信部130と、入力部140と、出力部150と、を備える。記憶部110には、製品情報111と、リソース情報112と、部品・リソース組合せ情報113と、工程設計情報114と、が含まれる。また、製品情報111には、部品隣接関係情報1111と、部品仕様情報1112と、が含まれる。
The
図3は、部品隣接関係情報の例を示す図である。部品隣接関係情報1111は、組立製品200の部品隣接関係を先行順位グラフとして保持する例である。先行順位グラフの丸は部品を示しノード、ノード間をつなぐ矢印は部品の隣接関係から部品の組立順序を決定するエッジである。先行順位グラフは、部品の組立順序を決定する際の制約を表現する方法の一つである。エッジの矢印と接していないノードは分解可能な部品である。部品隣接関係情報1111の例では、部品IDが5、7、9、10の部品は初期状態で分解可能なノードである。例えば部品IDが5の部品205Cが分解されると、部品IDが4の部品と接する矢印がなくなるため、部品IDが4の部品も分解の候補に加わる。
Figure 3 is a diagram showing an example of part adjacency information.
分解順序を決定した後、その逆順を組立順序とすることができる。先行順位グラフの情報は、DOT言語を用いてデータ構造を保持してもよい。製品情報111として部品隣接関係を有することで、組立順序生成における制約をデータとして表現することができ、組立順序の候補を絞ることができる。
After the disassembly order is determined, the reverse order can be used as the assembly order. The precedence graph information may be stored in a data structure using the DOT language. By having part adjacency relationships as
図4は、部品仕様情報の例を示す図である。部品仕様情報1112は、組立製品200の部品構成、部品仕様、部品位置関係を、表形式で保持する例である。部品構成として、各部品の部品ID1112aと員数1112bが記憶される。また、部品仕様として、各部品の形状に基づく分類、すなわち部品タイプ1112cと、部品の重量1112dと、が記憶される。また、部品位置関係として、各部品の取付位置1112eが記憶される。取付位置1112eは、組立製品200に設けた原点を基準点として、各部品の中心位置を原点からxyzの三軸方向の座標で表すものである。そのため、部品間の距離を算出することが可能である。
Figure 4 is a diagram showing an example of part specification information.
リソース情報112には、メインリソース仕様1121と、サブリソース仕様1122と、リソース組合せ制約1123と、が含まれる。
The
図5は、メインリソース仕様の例を示す図である。メインリソース仕様1121は、組立ラインにおいて組立作業の主体を担うメインリソースの候補とその仕様を定義する例である。メインリソース仕様1121には、リソースタイプ1121aと、リソース名1121bと、リソースID1121cと、耐荷重1121dと、初期投資コスト1121eと、減価償却期間1121fと、人件費1121gと、が含まれる。
Figure 5 is a diagram showing an example of a main resource specification. The
リソースタイプ1121aは、メインリソースの所定のタイプが記憶される。リソースタイプがロボットの場合は、初期投資コスト1121eと減価償却期間1121fとを設定することで、使用期間における減価償却費を組立ラインの運用コストの一部として算出することができるようになる。また、リソースタイプ1121aが人の場合、人件費1121gを設定することで、人の作業時間に応じた人件費を組立ラインの運用コストの一部として算出することができるようになる。
リソース名1121bは、リソースの名称であるが、仕様が同じリソース間で個体を識別可能な名称である必要はない。リソースID1121cは、リソースの識別子であり、個体を識別可能である必要がある。耐荷重1121dは、サブリソースと接続する場合に、保持できる荷重を特定する情報である。
The
図6は、サブリソース仕様の例を示す図である。サブリソース仕様1122は、組立ラインにおいて組立作業の主体となるメインリソースを補助するサブリソースの候補とその仕様を定義する例である。サブリソース仕様1122には、リソースタイプ1122aと、リソース名1122bと、リソースID1122cと、耐荷重1122dと、初期投資コスト1122eと、重量1122fと、が含まれる。
Figure 6 is a diagram showing an example of a sub-resource specification. The
リソースタイプ1122aは、サブリソースの所定のタイプが記憶される。リソースタイプがロボットハンドの場合は、その能力を示す指標として、耐荷重1122dと初期投資コスト1122eと、重量1122fが設定される。
リソース名1122bは、リソースの名称であるが、仕様が同じリソース間で個体を識別可能な名称である必要はない。あるいは、リソースタイプがハンドである場合であっても、仕様が異なる二種類のハンドがある場合には、リソース名は双方を識別可能である必要がある。リソースID1122cは、リソースの識別子であり、個体を識別可能である必要がある。耐荷重1122dは、部品を取り扱う場合に、保持できる荷重を特定する情報である。重量1122fは、メインリソースに接続される際に耐荷重の観点から必要となるサブリソースそのものの重量である。
The
ハンドとロボットの関係(すなわち、サブリソースと接続可能なメインリソース)については、後述のリソース組合せ制約1123により別途定義される。また、ハンドとハンドで取り扱う部品の関係については、後述の部品・リソース組合せ情報113により別途定義される。
The relationship between the hand and the robot (i.e., the main resource that can be connected to the sub-resource) is defined separately by the
図7は、リソース組合せ制約の例を示す図である。リソース組合せ制約1123は、サブリソースであるハンドを主キー(リソースID1123a)として、各ハンドを接続可能なメインリソース(組合せ可能なメインリソース1123b)を定義している。
Figure 7 shows an example of a resource combination constraint. The
部品・リソース組合せ情報113には、作業時間情報1131と、組合せ制約1132と、後述する組合せ制約式(1)および(2)が含まれる。
The part/
図8は、作業時間情報の例を示す図である。作業時間情報1131は、組立製品を構成する部品ごとに、各メインリソースによる組立を行った場合の処理時間を定義する例である。作業時間情報1131には、部品ID1131aと、処理時間(MR_Hu_01)1131bと、処理時間(MR_Ro_01)1131cと、処理時間(MR_Ro_04)1131dと、処理時間(MR_Ro_05)1131eと、が含まれる。
Figure 8 is a diagram showing an example of work time information.
例えば、部品IDが1の部品は、メインリソースとして人(MR_Hu_01)が組立作業を担当した場合は処理時間(MR_Hu_01)1131bに定義されるように12.0秒、ロボット(MR_Ro_05)が組立作業を担当した場合は処理時間(MR_Ro_05)1131eに定義されるように30.0秒かかることが定義されている。なお、作業時間情報1131は、図の例のように、候補となるメインリソースごとに作業時間を定義してもよいし、基準となるメインリソース(例えば人)に対する所定の係数を定義するようにしてもよい。
For example, it is defined that a part with
図9は、組合せ制約の例を示す図である。組合せ制約1132は、部品仕様とサブリソース仕様の組合せ制約の例である。組合せ制約1132は、部品タイプ1132aを主キーとして、各部品を取り扱えるサブリソース(扱えるサブリソース1132b)を定義している。部品の形状によって取り扱い可能なロボットのハンドが異なるため、組合せ制約を充足する必要がある。例えば、Pタイプの部品と、Cタイプの部品では、把持可能なハンドの形状が異なるため、部品に応じて使用できるサブリソースには制約が発生する。
Figure 9 is a diagram showing an example of a combination constraint.
なお、部品とサブリソースの関係は、部品ごとに個別定義してもよい。また、一つの部品や形状に対して、複数のサブリソースを組合せ可能な候補として定義してもよい。図9の例のように、対象製品固有の部品でなく、部品タイプなどの部品の属性に対して組合せ制約を定義することができれば、工程設計に共通な情報として工程計画装置100の記憶部110にあらかじめ記憶しておくことも可能となる。
The relationship between parts and sub-resources may be defined individually for each part. In addition, multiple sub-resources may be defined as possible combinations for one part or shape. As in the example of Figure 9, if combination constraints can be defined for part attributes such as part type, rather than for parts specific to the target product, it will be possible to store them in advance in the
また、これらの他にも、部品・リソース組合せ情報113には、組合せ制約が数式により保持される。このような組合せ制約式(1)および(2)について、説明する。
In addition to the above, the part and
MRWC > (SRW+PW) ×αMR・・・式(1) MR WC > (SR W + P W ) ×α MR ...Formula (1)
上式(1)は、部品とメインリソースの組合せ制約の例である。式(1)において、MRWCはメインリソースの耐荷重1121d、SRWはサブリソースの重量1122f、PWは部品の重量1112d、αMRはメインリソースの安全率である。
The above formula (1) is an example of a combination constraint of a part and a main resource. In formula (1), MR WC is the
上式(1)では、メインリソースであるロボットにサブリソースのハンドを取り付け、ハンドが対応可能な形状の部品を把持する必要のある作業において、ハンド重量と部品重量との和にメインリソースの安全率を乗じた値が、メインリソースの耐荷重以下であることが制約式として定義されている。当該作業におけるメインリソースの選択においては、式(1)の制約を満たすメインリソースを選択する必要がある。 In the above formula (1), in a task in which a sub-resource hand is attached to a robot (main resource) and a part with a shape that the hand can handle is to be grasped, the constraint formula defines that the sum of the hand weight and the part weight multiplied by the safety factor of the main resource must be less than or equal to the load capacity of the main resource. When selecting a main resource for this task, it is necessary to select a main resource that satisfies the constraint of formula (1).
SRWC > PW×αSR・・・式(2) SR WC > P W × α SR ...Formula (2)
上式(2)は、部品とサブリソースの組み合わせ制約の例である。式(2)において、SRWCはサブリソースの耐荷重1122d、PWは部品の重量1112d、αSRはサブリソースの安全率である。
The above formula (2) is an example of a combination constraint of parts and sub-resources. In formula (2), SR WC is the
上式(2)では、メインリソースであるロボットにサブリソースのハンドを取り付け、ハンドが対応可能な形状の部品を把持する必要のある作業において、部品重量にサブリソースの安全率を乗じた値が、サブリソースの耐荷重以下であることが制約式として定義されている。当該作業におけるサブリソースの選択においては、組合せ制約1132の制約に加え、式(2)の制約を満たすサブリソースを選択する必要がある。
In the above formula (2), in a task in which a sub-resource hand is attached to a robot (main resource) and the hand needs to grasp a part with a shape that the hand can handle, the constraint formula defines that the part weight multiplied by the safety factor of the sub-resource must be equal to or less than the load capacity of the sub-resource. When selecting a sub-resource for this task, it is necessary to select a sub-resource that satisfies the constraint of formula (2) in addition to the constraint of
工程設計情報114は、組立順序と、組立順序を区分する工程の情報と、各工程で用いるメインリソースおよびサブリソースと、それにより発生する運用コストと、が対応付けて格納される。
図1の説明に戻る。処理部120には、組立順序候補生成部121と、組立順序候補拡張部122と、ラインバランシング部123と、最適解選択部124と、が含まれる。
Returning to the explanation of FIG. 1, the
組立順序候補生成部121は、各種の制約を満たし、かつリソースに応じた優先基準に従って部品の組立順序の候補案を生成する。なお、組立順序候補生成部121は、作業員であるリソースに係る優先基準を、作業員による組立作業の品質維持を優先するものとし、サブリソースであるハンド部材を交換可能なメインリソースであるロボットに応じた優先基準として、ハンド部材の交換回数の低減を優先することとする。
The assembly sequence
例えば、組立順序候補生成部121は、作業員であるリソースに応じた優先基準として、部品の取付位置が近い部品を順に組み立てることとする。
For example, the assembly sequence
組立順序候補拡張部122は、生成された複数の前記部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな前記部品の組立順序の候補案を生成する。具体的には、組立順序候補拡張部122は、生成された複数の部品の組立順序の候補案のそれぞれについて、各工程に含まれる作業時間の合計が平準化されるように工程に分割し、分割した工程を部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな部品の組立順序の候補案を生成する。
The assembly sequence
平準化の具体例としては、組立順序候補拡張部122は、部品の作業時間と目標タクトタイムに基づき工程に分割し、分割した工程を部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな部品の組立順序の候補案を生成するというものが挙げられる。または、組立順序候補拡張部122は、生成された複数の前記部品の組立順序の候補案のそれぞれについて、目標タクトタイムを用いて工程分割の最大数と最小数とを求め、該工程分割の最大数と最小数の間に収まるように工程に分割し、分割した工程を部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな部品の組立順序の候補案を生成するというものも挙げられる。
A specific example of leveling is where the assembly sequence
ラインバランシング部123は、候補案を用いて工程分割、リソース割付を行って工程設計情報の候補を生成する。
The
最適解選択部124は、工程設計情報の候補ごとに所定の評価指標を用いて最適な候補を選択する。
The optimal
通信部130は、ネットワークを介して、各種の情報について他の装置との送受信を行う。
The
入力部140は、例えば画面上で表示・操作され、キーボードあるいはマウスにて操作され入力された入力情報を受け取る。
The
出力部150は、例えば、所定の処理を行った結果出力する情報が含まれる画面情報を作成し、通信部130を介して表示用計算機に出力する。
The
図10は、工程計画装置のハードウェア構成例を示す図である。工程計画装置100は、プロセッサ(例えば、CPU、あるいはGPU)901と、RAM(Random Access Memory)等のメモリ902と、ハードディスク装置(HDD)やSSDなどの外部記憶装置903と、CDやDVDなどの可搬性を有する記憶媒体904に対して情報を読む読取装置905と、キーボードやマウス、バーコードリーダ、タッチパネルなどの入力装置906と、ディスプレイなどの出力装置907と、LANやインターネットなどの通信ネットワークを介して他のコンピュータと通信する通信装置908とを備えた一般的なコンピュータ900、あるいはこのコンピュータ900を複数備えたネットワークシステムで実現できる。なお、読取装置905は、可搬性を有する記憶媒体904の読取だけでなく、書き込みも可能なものであっても良いことは言うまでもない。
Figure 10 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a process planning device. The
例えば、処理部120に含まれる組立順序候補生成部121と、組立順序候補拡張部122と、ラインバランシング部123と、最適解選択部124とは、外部記憶装置903に記憶されている所定のプログラムをメモリ902にロードしてプロセッサ901で実行することで実現可能であり、入力部140は、プロセッサ901が入力装置906を利用することで実現可能であり、出力部150は、プロセッサ901が出力装置907あるいは通信装置908を利用することで実現可能であり、通信部130は、プロセッサ901が通信装置908を利用することで実現可能であり、記憶部110は、プロセッサ901がメモリ902または外部記憶装置903を利用することにより実現可能である。
For example, the assembly sequence
この所定のプログラムは、読取装置905を介して可搬性を有する記憶媒体904から、あるいは、通信装置908を介してネットワークから、外部記憶装置903にダウンロードされ、それから、メモリ902上にロードされてプロセッサ901により実行されるようにしてもよい。また、読取装置905を介して可搬性を有する記憶媒体904から、あるいは、通信装置908を介してネットワークから、メモリ902上に直接ロードされ、プロセッサ901により実行されるようにしてもよい。
This predetermined program may be downloaded to the
図11は、工程設計処理のフローの例を示す図である。工程設計処理は、インターフェース装置を介してユーザにより開始指示を受け付けると開始される。 Figure 11 is a diagram showing an example of the flow of the process design process. The process design process starts when a start instruction is received from a user via an interface device.
まず、入力部140は、工程設計を行う組立ラインの目標タクトタイムの入力を受け付ける(ステップS001)。ここで設定された目標タクトタイムを充足するようこの後のすべての処理が実行される。組立ラインが複数の工程から構成される場合、各工程のタクトタイムのうち、最大の値が組立ライン全体のタクトタイムとなる。すなわち、組立ラインのタクトタイムは、ボトルネックとなる工程のタクトタイムと一致する。
First, the
そして、入力部140は、製品情報の入力を受け付ける(ステップS002)。受け付けた製品情報は、製品情報111に格納される。製品情報111は、工程設計の対象となる組立製品ごとに定義・記憶される。
Then, the
そして、入力部140は、リソース情報の入力を受け付ける(ステップS003)。受け付けたリソース情報は、リソース情報112に格納される。リソース情報112は、工程設計の対象となる組立製品ごとに定義・記憶される。または、工程設計の対象によらず工程設計に共通な情報として工程計画装置100の記憶部110にあらかじめ記憶しておいてもよい。さらに、あらかじめ記憶された情報から指定されたリソース情報として選択入力を受け付けてもよい。
Then, the
そして、入力部140は、部品・リソース組合せ情報の入力を受け付ける(ステップS004)。受け付けた部品・リソース組合せ情報は、部品・リソース組合せ情報113に格納される。部品・リソース組合せ情報113は、工程設計の対象ごとに定義・記憶される。または、工程設計の対象によらず工程設計に共通な情報として工程計画装置100の記憶部110にあらかじめ記憶しておいてもよい。さらに、あらかじめ記憶された情報から指定されたリソース情報として選択入力を受け付けてもよい。
Then, the
そして、組立順序候補生成部121は、入力を受け付けた各情報を用いて、組立順序の候補を生成する(ステップS005)。組立順序の候補の生成は、おおまかに、リソース毎の組順候補生成処理(ステップS0051)と、組順候補拡張処理(ステップS0052)と、に分けて実施される。
Then, the assembly order
まず、リソース毎の組順候補生成処理(ステップS0051)について説明する。組立順序は最大で部品の階乗通りの候補解があるため、すべての組立順序の候補に対して後続のラインバランシングを計算するとその組合せは膨大であり、実現が困難である。そこで、工程設計者は、リソース毎に、部品の形状・配置が組立時間・品質に与える影響を根拠として、組立順序生成ルールを定義する。このルールは、アルゴリズムとして組順候補生成処理(ステップS0051)に盛り込まれる。あるいは、組順候補生成処理(ステップS0051)をルールベースで実装する場合には、ルールとして実装する。ここでは、一例としてロボットと人をリソースとするルールをアルゴリズムとして盛り込む例を示す。 First, the process of generating candidate assembly sequences for each resource (step S0051) will be described. Since there are a maximum of factorial number of candidate assembly sequences for the number of parts, if subsequent line balancing is calculated for all candidate assembly sequences, the number of combinations will be enormous, making it difficult to achieve. Therefore, the process designer defines assembly sequence generation rules for each resource based on the impact that the shape and arrangement of parts have on assembly time and quality. These rules are incorporated as algorithms into the process of generating candidate assembly sequences (step S0051). Alternatively, when the process of generating candidate assembly sequences (step S0051) is implemented on a rule-based basis, they are implemented as rules. Here, an example is shown in which a rule that uses robots and people as resources is incorporated as an algorithm.
ロボットは、部品形状に合わせて部品を把持するハンド交換が必要であり、組立の作業時間に加えて、ハンド交換を行う時間を含めた段取り時間が追加で必要となる。他方、部品配置については、ロボットの動作範囲内であれば繰り返し動作の精度が高く品質への影響は小さい。そこで、ロボットをメインリソースとする場合の組立順序生成ルールとして、前後の順序で取り扱う部品の形状が異なりハンド交換が必要となる回数を計測し、最小化するものとする。 Robots need to change hands to grip parts according to their shape, and in addition to the assembly work time, additional setup time is required, including the time to change hands. On the other hand, for part placement, if it is within the robot's operating range, the precision of repetitive movements is high and the impact on quality is small. Therefore, the assembly sequence generation rule when using robots as the main resource is to measure and minimize the number of times that hands need to be changed due to differences in the shapes of parts handled in the previous and next sequences.
人は、部品形状の変化に対しては柔軟に対応可能である。他方、空間的に近い部品に対して連続作業する方が、集中力が持続し高い品質を維持することができる。そこで、人をメインリソースとする場合の組立順序生成ルールとして、部品の位置の変化量を計測し、最小化するものとする。 Humans can flexibly respond to changes in part shapes. On the other hand, working continuously on parts that are spatially close allows workers to maintain concentration and ensure high quality. Therefore, the assembly sequence generation rule when humans are the main resource is to measure and minimize the amount of change in part positions.
あるいは、候補となるリソースの種類として、人やロボットをさらに細分化して組立順序生成ルールを設けてもよい。例えば、人は年齢、経験値によって特性が変化すると考えられるため、これに合わせて組立順序生成ルールも細分化してもよい。また、ロボットは制御軸数やサイズによって組立順序生成ルールを細分化してもよい。また、人やロボット以外のリソース候補がある場合(専用機など)、組立順序生成ルールを個別に定義してもよい。 Alternatively, assembly sequence generation rules may be established by further subdividing people and robots as candidate resource types. For example, since it is believed that the characteristics of people change depending on age and experience, the assembly sequence generation rules may be subdivided accordingly. Also, for robots, the assembly sequence generation rules may be subdivided according to the number of controlled axes and size. Furthermore, if there are candidate resources other than people and robots (such as dedicated machines), the assembly sequence generation rules may be defined individually.
リソース毎の組順候補生成処理においては、組立順序候補生成部121は、このような組立順序生成ルールを用いて、リソース毎に組立順序の候補を生成する。なお、組立順序生成ルールを満たす組立順序の候補が複数存在する場合には、組立順序候補生成部121は、候補間を比較して、別の指標による選別を行うようにしてもよい。
In the process of generating assembly order candidates for each resource, the assembly order
例えば、ロボットをメインリソースとする場合の組立順序生成ルールとして、前後の順序で取り扱う部品の形状が異なりハンド交換が必要となる回数を計測し、最小化するものがある場合に、同一のハンド交換数となる組立順序が導出されると、組立順序候補生成部121は、組立順序間で部品の位置の変化量を計測し、最小化するものを組立順序の候補とするようにしてもよい。あるいは、そのような複数の評価指標により組立順序の候補を絞り込むルールを予め設けるようにしてもよい。組順候補生成処理の詳細については、後述する。
For example, as an assembly sequence generation rule when a robot is used as the main resource, if the shapes of the parts handled in the previous and next sequences are different and the number of hand changes required is measured and minimized, when an assembly sequence that results in the same number of hand changes is derived, the assembly sequence
次に、組順候補拡張処理について説明する。人・ロボットそれぞれに最適化された組立順序の候補が、複数のリソース組合せを要する環境において最適とは限らない。そこで、人・ロボットそれぞれに最適化された組立順序の候補をベースとして、人・ロボットの混成ラインの環境を想定した組立順序候補の生成を行うことが考えられる。 Next, we will explain the process of expanding the assembly order candidates. Assembly order candidates optimized for both humans and robots are not necessarily optimal in an environment that requires multiple resource combinations. Therefore, it is possible to generate assembly order candidates that assume a mixed human-robot production line environment, based on assembly order candidates optimized for both humans and robots.
組順候補拡張処理(ステップS0052)の例として、リソース毎の組立順序の候補を交叉させて組順候補を拡張する処理について説明する。リソース毎の組順候補生成処理で生成した組立順序候補の複数の部分要素に分割し、分割した要素を交叉させて結合し重複作業を除去することで、複数リソースの組合せを想定した組順の追加候補を生成する処理である。なお、交叉による組順候補の拡張処理は一例であり、遺伝的アルゴリズムなどによって新しい候補を追加するようにしてもよい。 As an example of the candidate assembly order expansion process (step S0052), a process of crossing candidate assembly orders for each resource to expand the candidate assembly orders will be described. This process divides the candidate assembly orders generated in the candidate assembly order generation process for each resource into multiple subelements, crosses and combines the divided elements, and removes overlapping work, thereby generating additional candidate assembly orders that assume combinations of multiple resources. Note that the process of expanding candidate assembly orders by crossing is just one example, and new candidates may be added using a genetic algorithm or the like.
交叉による組順候補の拡張処理では、例えば、リソースごとの組立順序の候補X,Y,Zがある場合に、Xの先頭工程をベースに、Yの工程を後続させ、さらにZの工程を後続させ、二度目以降の同一作業を除去することで、追加候補が一つ生成される。同様に、Xの先頭工程をベースに、Yの工程を後続させ、二度目以降の同一作業を除去する(Zの候補を使わない)追加候補も生成できる。あるいはYの先頭工程をベースに、Zの工程を後続させ、さらにXの工程を後続させ、二度目以降の同一作業を除去するものも、追加候補となる。組立順序候補拡張部122は、このようにX,Y,Zの組み合わせによりバリエーションを生成する。組順候補拡張処理の詳細は、後述する。
In the process of expanding the candidate assembly order by crossover, for example, if there are candidates X, Y, and Z for the assembly order for each resource, one additional candidate is generated by taking the first process of X as the base, making the process of Y a successor, and then making the process of Z a successor, and removing the second and subsequent occurrences of the same work. Similarly, an additional candidate can be generated by taking the first process of X as the base, making the process of Y a successor, and removing the second and subsequent occurrences of the same work (without using the candidate of Z). Alternatively, an additional candidate can be generated by taking the first process of Y as the base, making the process of Z a successor, and then making the process of X a successor, and removing the second and subsequent occurrences of the same work. In this way, the assembly order
そして、ラインバランシング部123は、生成した組立順序の候補を選択するための変数N(Nは整数)を初期化し、N=1に設定する(ステップS006)。
Then, the
そして、ラインバランシング部123は、生成した組立順序の候補からN番目の候補を選択する(ステップS007)。
Then, the
そして、ラインバランシング部123は、選択した組立順序の候補Nを入力として、ステップS001にて設定した目標タクトタイムを充足するラインバランシングの解を生成する(ステップS008)。ラインバランシングは、おおまかに、組立順序の候補Nの工程分割処理(ステップS0081)と、リソース割付処理(ステップS0082)と、に分けて実施される。
Then, the
まず、工程分割処理(ステップS0081)について説明する。ラインバランシング部123は、選択した組立順序の候補Nを、複数の工程に分割する。この際、工程の分割数は、工程の分割数の最大値Cmaxと最小値Cminの間に収まるようにする。工程の分割数の最大値Cmaxと最小値Cminは、それぞれ後述するタクトタイムに基づく式(3)、式(4)を用いて算出する。
First, the process division process (step S0081) will be described. The
各工程には、固有のメインリソースが必要であり、メインリソースのコストがライン運用コストにおいて支配的であることから、可能な限り少ない工程に分割することが求められる。そのため、ラインバランシング部123は、少ない分割数を優先して採用して工程を分割する。分割は工程ごとの時間を平準化することを評価指標としてもよい。ただし、各工程の正確な作業時間は、リソース割付後にのみ算出可能である。
Each process requires its own main resource, and since the cost of the main resource dominates the line operation cost, it is necessary to divide the process into as few processes as possible. Therefore, the
次に、リソース割付処理(ステップS0082)について説明する。ラインバランシング部123は、分割した各工程に適したメインリソースを割り付ける。さらに、部品・リソース組合せ情報113に基づき、必要に応じて各部品にサブリソースを割り付ける。例えば、メインリソースとしてロボットを割り付けた場合、部品の形状に応じたハンドをサブリソースとして割り付ける必要がある。
Next, the resource allocation process (step S0082) will be described. The
各工程の作業時間は、各部品の作業時間と段取り時間に基づき算出される。このうち、各部品の作業時間については、ラインバランシング部123は、部品ごとに割り付けられたメインリソースに応じて算出する。また、段取り時間については、ラインバランシング部123は、工程内でサブリソースの交換が必要な場合に、必要な追加時間として算出する。
The work time for each process is calculated based on the work time and setup time for each part. The
工程設計の解が目標タクトタイムを充足しない場合は、目標タクトタイムを充足する工程設計の解が生成されるまで、ラインバランシング部123が異なる工程分割処理とリソース割付処理を繰り返し実行する。工程分割の再生成の一例として、分割数を維持して、ラインバランシング部123は、目標タクトタイムを超過している工程の部品の一部を隣接する工程に移動させて工程分割の再作成としてもよい。また、ラインバランシング部123は、工程分割数を変更して新規の分割案を生成してもよい。
If the process design solution does not satisfy the target takt time, the
目標タクトタイムを充足する工程設計の解が生成された場合は、ラインバランシング部123は、工程設計の解を工程設計情報114に格納させる。選択した組順候補の全ての工程分割案を生成し、各工程分割案に対して最適なリソース割付を実行することで、選択した組立順序の候補Nに対して、最適な工程設計の解を導出することができる。また、計算時間を閾値として設定し、ラインバランシング部123は、時間内で到達しえた最良解を工程設計の解として導出してもよい。
When a process design solution that satisfies the target takt time is generated, the
各工程のリソース割付が決まると、組立ラインの運用コストを算出することができる。ラインバランシング部123は、メインリソースとしてのロボットと、サブリソースについては、初期投資コストと減価償却期間を用いて、各工程設計の解について当該作業期間における運用コストを算出する。ラインバランシング部123は、メインリソースとしての人については、人件費を用いて運用コストを算出する。
Once the resource allocation for each process has been determined, the operating costs of the assembly line can be calculated. For robots as main resources and sub-resources, the
そして、ラインバランシング部123は、生成した組立順序の候補をすべて処理したか否かを判定する(ステップS009)。未処理の候補が残っている場合(ステップS009にて「No」の場合)には、ラインバランシング部123は、変数Nに1を加算し(ステップS010)、ステップS007に制御を戻し、次の組順候補を選択する。
Then, the
すべての組順候補を処理した場合(ステップS009にて「Yes」の場合)には、最適解選択部124は、運用コストが最小となる工程設計の解を選択し(ステップS011)、工程設計処理を終了する。ステップS011では、最適解選択部124は、運用コスト以外の評価式(例えば初期投資コスト)を用いて解を選択してもよい。また、最適解選択部124は、結果を一覧表示させて、ユーザによる解の選択入力を受け付けてもよい。
When all grouping candidates have been processed (step S009: "Yes"), the optimal
以上が、工程設計処理のフローの例である。工程設計処理によれば、簡便に運用コストを抑えた工程計画を立案することができる。 The above is an example of the process design processing flow. The process design processing makes it possible to easily create a process plan that keeps operational costs down.
図12は、リソース毎の組順候補生成処理のフローの例を示す図である。リソース毎の組順候補生成処理は、工程設計処理のステップS0051において実施される。 Figure 12 is a diagram showing an example of the flow of the process of generating group order candidates for each resource. The process of generating group order candidates for each resource is performed in step S0051 of the process design process.
まず、組立順序候補生成部121は、リソース情報112に含まれるメインリソース候補から1つ(リソース候補Rとする)を選択する(ステップS0511)。例えば、メインリソース仕様1121を例に説明すると、組立順序候補生成部121は、行頭のデータであるリソースID1121cがMR_Ro_01であるリソースを、リソース候補Rとして選択する。
First, the assembly sequence
そして、組立順序候補生成部121は、選択したリソース候補Rのタイプがロボットであるか否かを判定する(ステップS0512)。具体的には、組立順序候補生成部121は、選択したリソース候補Rのリソースタイプ1121aがRobotであるか否か判定する。
Then, the assembly sequence
選択したリソース候補Rのタイプがロボットである場合(ステップS0512にて「Yes」の場合)には、組立順序候補生成部121は、ロボットの組立順序生成ルールとして定義したハンド交換回数を最小化する組立順序を生成する(ステップS0513)。ハンド交換の要否は、組合せ制約1132を用いて、部品の組立順序上の部品タイプが変更されるタイミングごとに判断することができる。
If the type of the selected resource candidate R is a robot ("Yes" in step S0512), the assembly sequence
選択したリソース候補Rのタイプがロボットでない場合(ステップS0512にて「No」の場合)には、組立順序候補生成部121は、人の組立順序生成ルールとして定義した部品の位置変化量を最小化する組立順序を生成する(ステップS0514)。部品の位置変化量は、部品仕様情報1112を用いて、取付位置1112eの距離を用いて算出することができる。
If the type of the selected resource candidate R is not a robot (No in step S0512), the assembly sequence
そして、組立順序候補生成部121は、ステップS0513またはステップS0514で生成した組立順序を候補として、工程設計情報114に格納する(ステップS0515)。
Then, the assembly sequence
そして、組立順序候補生成部121は、リソース情報112のすべてのメインリソース候補を処理したか否かを判断する(ステップS0516)。未処理の候補が残っている場合(ステップS0516にて「No」の場合)には、組立順序候補生成部121は、制御をステップS0511に戻し、次のリソース候補を選択する。すべての候補を処理した場合(ステップS0516にて「Yes」の場合)には、組立順序候補生成部121は、リソース毎の組順候補生成処理を終了する。
Then, the assembly sequence
以上が、リソース毎の組順候補生成処理のフローの例である。リソース毎の組順候補生成処理によれば、リソースに適した組順候補を生成することができる。 The above is an example of the flow of the process for generating group order candidates for each resource. By using the process for generating group order candidates for each resource, it is possible to generate group order candidates that are suitable for the resource.
図13は、組順候補のアウトプットの例を示す図である。組立製品200に対して、部品の位置変化量を最小化する人の組立順序生成ルールを適用して生成された組立順序の例と、ハンド交換回数を最小化するロボットの組立順序生成ルールを適用して生成された組立順序の生成例とを示している。人の組立順序生成ルールを適用して生成された組立順序では、部品の位置に着目して効率化がなされ、ロボットの組立順序生成ルールを適用して生成された組立順序では、部品の位置ではなく、同タイプの部品を連続して取り扱うことを重視して効率化されているといえる。
Figure 13 is a diagram showing an example of an output of assembly sequence candidates. It shows an example of an assembly sequence generated by applying a human assembly sequence generation rule that minimizes the amount of change in part position to an
図14は、組順候補拡張処理のフローの例を示す図である。組順候補拡張処理は、工程設計処理のステップS0052において実施される。 Figure 14 shows an example of the flow of the group order candidate expansion process. The group order candidate expansion process is performed in step S0052 of the process design process.
まず、組立順序候補拡張部122は、部分要素を生成するための工程分割数の最大値(Cmax)、最小値(Cmin)を算出する(ステップS0521)。ここでは、各部品の作業時間と目標タクトタイムを用いて算出する例を示す。
First, the assembly sequence
工程分割数の最大値(Cmax)は、各部品に対して最も低速なリソースで、全部品でハンド交換が発生すると仮定して、下式(3)を用いて算出できる。 The maximum process division number (C max ) can be calculated using the following formula (3) on the assumption that hand changes occur for all parts using the slowest resource for each part.
Cmax=Roundup(Σ(OT(max)i+CT)/T)・・・式(3) C max = Roundup (Σ(OT(max)i+CT)/T)...Equation (3)
工程分割数の最小値(Cmin)は、各部品に対して最も高速なリソースで、ハンド交換が一度もないと仮定して、下式(4)を用いて算出できる。 The minimum process division number (C min ) can be calculated using the following formula (4) by assuming that the fastest resource for each part is used and that there is no hand change.
Cmin=Roundup(Σ(OT(min)i/T)・・・式(4) C min =Roundup(Σ(OT(min)i/T)...Formula (4)
上式(3)および上式(4)において、Roundup()はパラメータの小数点以下を切り上げて整数化する関数であり、OT(max)iは部品iで最も低速なリソースを選択した場合の作業時間(最も長い作業時間)、OT(min)iは部品iで最も高速なリソースを選択した場合の作業時間(最も短い作業時間)、CTは工具交換時間、Tは目標タクトタイムである。 In the above formulas (3) and (4), Roundup() is a function that rounds up the parameters to integers, OT(max)i is the operation time (longest operation time) when the slowest resource is selected for part i, OT(min)i is the operation time (shortest operation time) when the fastest resource is selected for part i, CT is the tool change time, and T is the target takt time.
そして、組立順序候補拡張部122は、組立順序候補生成部121が生成し工程設計情報114に格納した組立順序の候補を一つ選択する(ステップS0522)。ここで選択された組立順序の候補を組順候補Iとする。
Then, the assembly sequence
そして、組立順序候補拡張部122は、工程分割の最大値(Cmax)から最小値(Cmin)の範囲で、工程分割数Cを一つ選択し、選択した組順候補Iを、選択した工程分割数Cに分割する(ステップS0523)。ここで、組立順序候補拡張部122は、各工程に含まれる作業時間の合計が平準化されるように工程分割してもよい。
Then, the assembly sequence
そして、組立順序候補拡張部122は、組順候補Iの先頭工程と他の組順候補とを結合し、重複部品の作業を削除する(ステップS0524)。すなわち、分割した組順候補Iの部分解に、他の組順候補を結合した上で、先頭の部分解に含まれる部品は後方の組順候補と重複するため、重複を削除することで、交叉が成立し、新しい組立順序の候補を生成するという方法の例である。
Then, the assembly sequence
なお、交叉による組順候補の拡張においては、組立順序候補拡張部122は、部分解同士をランダムに組合せて交叉させてもよい。また、組立順序候補拡張部122は、2つの組立順序の候補だけでなく、3つ以上の組立順序の候補の部分解を順不同に組合せて新たな組立順序の候補を生成してもよい。
In addition, when expanding the assembly order candidates by crossover, the assembly order
そして、組立順序候補拡張部122は、生成した組立順序候補が、これまでに生成した組立順序候補と異なる場合、追加候補として工程設計情報114に登録する(ステップS0525)。
Then, if the generated assembly sequence candidate is different from the assembly sequence candidates generated so far, the assembly sequence
そして、組立順序候補拡張部122は、すべての工程分割数Cについての候補を処理したか否かを判定する(ステップS0526)。未処理の工程分割数Cの候補が残っている場合(ステップS0526にて「No」の場合)には、組立順序候補拡張部122は、ステップS0523に制御を戻し、別の工程分割数Cを選択して組順候補Iを分割する。
Then, the assembly sequence
すべての工程分割数Cについて処理した場合(ステップS0526にて「Yes」の場合)には、組立順序候補拡張部122は、すべての組順候補Iを処理したか否かを判定する(ステップS0527)。未処理の組順候補が残っている場合(ステップS0527にて「No」の場合)には、組立順序候補拡張部122は、制御をステップS0522に戻し、別の組順候補Iを選択する。すべての組順候補を処理した場合(ステップS0527にて「Yes」の場合)には、組立順序候補拡張部122は、組順候補拡張処理を終了する。
When all process division numbers C have been processed (step S0526: "Yes"), the assembly order
以上が、組順候補拡張処理のフローの例である。組順候補拡張処理によれば、リソースの組み合わせに適した組順候補を生成することができる。 The above is an example of the flow of the candidate group order extension process. The candidate group order extension process makes it possible to generate candidate group orders that are suitable for resource combinations.
図15は、組順候補の拡張の例を示す図である。組立製品200に関して、ステップS0523における工程分割の例が、人をリソースとする場合の候補Xであり、ロボットをリソースとする場合の候補Yである。人とロボットの組立順序候補をそれぞれ3工程に分割している。ここでは、人の組順候補を候補X、ロボットの組順候補を候補Yとする。
Figure 15 is a diagram showing an example of expanding the assembly order candidates. For the assembled
拡張候補X×Yでは、候補Xの部分解の先頭と、候補Yの全体を結合し、候補Xの部分解の先頭に含まれる部品(1P、2C、3P、4P)が候補Yと重複しているため、候補Yから重複作業を削除することで、新しい組立順序の候補を生成している。また、拡張候補Y×Xでは、候補Yの部分解の先頭と、候補Xの全体を結合し、候補Yの部分解の先頭に含まれる部品(1P、6P、8P)が候補Xと重複しているため、候補Xから重複作業を削除することで、新しい組立順序の候補を生成している。 In extended candidate X×Y, the top of the partial solution of candidate X is combined with the entire candidate Y, and because the parts included in the top of the partial solution of candidate X (1P, 2C, 3P, 4P) overlap with candidate Y, the overlapping work is deleted from candidate Y to generate a new assembly sequence candidate. In extended candidate Y×X, the top of the partial solution of candidate Y is combined with the entire candidate X, and because the parts included in the top of the partial solution of candidate Y (1P, 6P, 8P) overlap with candidate X, the overlapping work is deleted from candidate X to generate a new assembly sequence candidate.
このように、リソース候補毎に生成した組順候補の部分要素を交叉させることで、複数リソースの組合せを想定した組順の追加候補を生成することができ、続くラインバランシングの候補を最適解近傍で増やせるため、より最適な解を導出することができるようになる。 In this way, by crossing the subelements of the candidate orderings generated for each resource candidate, it is possible to generate additional candidate orderings that assume combinations of multiple resources. This increases the number of candidates for subsequent line balancing near the optimal solution, making it possible to derive a more optimal solution.
図16は、組立順序候補表示画面の例を示す図である。組立順序候補表示画面の例1200には、複数の組立順序の候補が生成されていることが示されている。具体的には、組立順序候補表示画面の例1200では、組立順序の候補ごとに、組立順序、生成した演算部、選択リソースが対応付けられて表示される。なお、選択リソースには、リソース候補毎の組立順序候補生成部121が生成した候補については、演算時に選択したリソース候補、すなわち使用した組立順序生成ルールが表示される。
Figure 16 is a diagram showing an example of an assembly sequence candidate display screen. An example assembly sequence
図17は、工程設計結果の比較表示画面の例を示す図である。工程設計結果の比較表示画面の例1300には、結果の表示順番を選択するプルダウン1301と、評価指標グラフ1302と、工程詳細表示ボタン1303と、が含まれる。プルダウン1301は、予め定められた工程設計結果の表示順の基準の選択を受け付ける。評価指標グラフ1302は、縦軸に運用コスト等のプルダウン1301にて選択された評価指標、横軸に組順IDを設けたグラフであり、工程設計された組順ごとに、指標値の棒グラフ等のグラフが工程設計結果間で対比可能に表示される。評価指標グラフ1302では、評価指標が運用コストである場合、棒グラフには人件費と原価償却費のような内訳も表示される。工程詳細表示ボタン1303は、入力を受け付けると、評価指標グラフ1302において選択された組順IDに関して後述の工程設計結果の詳細表示画面の例1400に遷移する。
Figure 17 is a diagram showing an example of a comparative display screen of process design results. The example 1300 of the comparative display screen of process design results includes a pull-
図18は、工程設計結果の詳細表示画面の例を示す図である。工程設計結果の詳細表示画面の例1400には、詳細を表示する対象の組順ID表示1401と、工程分割とリソースの構成すなわちラインバランシングの結果の工程設計情報表示1402と、運用コスト表示1403と、が含まれる。
Figure 18 is a diagram showing an example of a detailed display screen of the process design results. The example 1400 of the detailed display screen of the process design results includes a
工程設計情報表示1402には、例えば、組順IDが3である工程設計情報が表示される。該工程は3つに分割されており、メインリソースとして、第1工程には、人(MR_Hu_01)、第2工程と第3工程にはロボット(ともにMR_Ro_01)が割り付けられている。また、第2工程の部品(部品IDはそれぞれ6、8、9)のタイプはすべてP(平面板:Plate)であるため、対応するサブリソースとして平面版対応ハンド(SR_Ha_02)が割り付けられている。同様に、第3工程の部品(部品IDはそれぞれ7、10、5)のタイプはすべてC(円柱:Cylinder)であるため、対応するサブリソースとして円柱対応ハンド(SR_Ha_01)が割り付けられている。
For example, the process
運用コスト表示1403には、当該組順による工程実施の場合の所定期間(例えば、1か月)における減価償却費と、人件費と、が表示される。
The
以上が、本実施形態に係る生産ラインシステム1の構成である。生産ラインシステム1によって、エンジニアのノウハウに依存せず手戻りをなくし、短時間で運用コスト最小となる工程設計を立案できる。つまり、簡便に運用コストを抑えた工程計画を立案することができる。
The above is the configuration of the
上記技術においては、メインリソースである人には、サブリソースがない例を示しているが、これに限られない。例えば、治具をサブリソースとして設定し、人にも耐荷重の設定を行うことで、本例におけるロボットと同様にサブリソースまで含めたリソース割付が可能となる。 In the above technology, an example is shown in which a person, who is the main resource, does not have a sub-resource, but this is not limited to the above. For example, by setting a jig as a sub-resource and setting the load capacity of the person as well, it becomes possible to allocate resources that include sub-resources, just like the robot in this example.
上記した実施形態は本発明を分かりやす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。実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能である。また、実施形態の構成の一部について、削除をすることも可能である。 The above-mentioned embodiment has been described in detail to clearly explain the present invention, and is not necessarily limited to having all of the configurations described. It is possible to replace part of the configuration of the embodiment with another configuration. It is also possible to delete part of the configuration of the embodiment.
また、上記の各部、各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各部、各構成、機能等は、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、実行すること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、ハードディスク等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記憶媒体に置くことができる。 Furthermore, the above-mentioned parts, configurations, functions, processing units, etc. may be realized in hardware, in part or in whole, for example by designing them as integrated circuits. Further, the above-mentioned parts, configurations, functions, etc. may be realized in software, by a processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information on the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk, or a storage medium such as an IC card, SD card, or DVD.
なお、上述した実施形態にかかる制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。 The control lines and information lines in the above-mentioned embodiment are those considered necessary for the explanation, and do not necessarily show all the control lines and information lines in the product. In reality, it can be considered that almost all components are connected to each other. The present invention has been explained above, focusing on the embodiment.
1:生産ラインシステム、100:工程計画装置、110:記憶部、111:製品情報、112:リソース情報、113:部品・リソース組合せ情報、114:工程設計情報、120:処理部、121:組立順序候補生成部、122:組立順序候補拡張部、123:ラインバランシング部、124:最適解選択部、130:通信部、140:入力部、150:出力部、1111:部品隣接関係情報、1112:部品仕様情報、1121:メインリソース仕様、1122:サブリソース仕様、1123:リソース組合せ制約、1131:作業時間情報、1132:組合せ制約。 1: Production line system, 100: Process planning device, 110: Memory unit, 111: Product information, 112: Resource information, 113: Part/resource combination information, 114: Process design information, 120: Processing unit, 121: Assembly sequence candidate generation unit, 122: Assembly sequence candidate expansion unit, 123: Line balancing unit, 124: Optimal solution selection unit, 130: Communication unit, 140: Input unit, 150: Output unit, 1111: Part adjacency information, 1112: Part specification information, 1121: Main resource specification, 1122: Sub-resource specification, 1123: Resource combination constraint, 1131: Work time information, 1132: Combination constraint.
Claims (11)
前記制約を満たし、かつ前記リソースに応じた優先基準に従って前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補生成部と、
前記候補案を用いて工程分割、リソース割付を行って工程設計情報の候補を生成するラインバランシング部と、
前記工程設計情報の候補ごとに所定の評価指標を用いて最適な候補を選択する最適解選択部と、
を備えることを特徴とする工程計画装置。 a storage unit that stores product information of an assembly product, resource information of resources used in production, and part/resource combination information including constraints and capabilities of combinations of parts and the resources that constitute the assembly product;
an assembly sequence candidate generating unit that generates a candidate proposal for an assembly sequence of the parts according to a priority criterion that satisfies the constraints and corresponds to the resources;
a line balancing unit that performs process division and resource allocation using the candidate plan to generate candidates for process design information;
an optimal solution selection unit that selects an optimal candidate for each candidate of the process design information by using a predetermined evaluation index;
A process planning device comprising:
前記組立順序候補生成部は、作業員である前記リソースに係る前記優先基準を、前記作業員による組立作業の品質維持を優先するものとする、
ことを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
the assembly sequence candidate generation unit sets the priority criterion for the resource being a worker to prioritize maintaining quality of assembly work by the worker;
A process planning device comprising:
前記組立順序候補生成部は、前記リソースであるハンド部材を交換可能なロボットに応じた前記優先基準として、前記ハンド部材の交換回数の低減を優先することとする、
ことを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
the assembly sequence candidate generation unit prioritizes reducing the number of times the hand member is replaced as the priority criterion according to the robot capable of replacing the hand member as the resource;
A process planning device comprising:
前記製品情報には、前記組立製品の部品ごとの取付位置が含まれ、
前記組立順序候補生成部は、作業員である前記リソースに応じた前記優先基準として、前記部品の取付位置が近い部品を順に組み立てることとする、
ことを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
the product information includes an installation position for each part of the assembly product;
the assembly sequence candidate generation unit determines, as the priority criterion according to the resource being a worker, that the parts are assembled in order of proximity to each other in the installation position of the parts;
A process planning device comprising:
前記部品・リソース組合せ情報には、テーブルおよび制約式によりモデル化された前記制約が含まれる、
ことを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
The part-resource combination information includes the constraints modeled by a table and a constraint expression.
A process planning device comprising:
生成された複数の前記部品の組立順序の候補案のそれぞれについて、各工程に含まれる作業時間の合計が平準化されるように工程に分割し、分割した前記工程を前記部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補拡張部、
を備えることを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
an assembly sequence candidate expansion unit that divides each of the generated candidate plans for the assembly sequence of the parts into processes so as to equalize the total working time included in each process, and combines the divided processes among the candidate plans for the assembly sequence of the parts to generate new candidate plans for the assembly sequence of the parts;
A process planning device comprising:
生成された複数の前記部品の組立順序の候補案のそれぞれについて、各工程に含まれる作業時間の合計が平準化されるように各部品の作業時間と目標タクトタイムに基づき工程に分割し、分割した前記工程を前記部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補拡張部、
を備えることを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
an assembly sequence candidate expansion unit that divides each of the generated candidate plans for the assembly sequence of the parts into processes based on the work time of each part and the target takt time so as to equalize the total work time included in each process, and combines the divided processes among the candidate plans for the assembly sequence of the parts to generate new candidate plans for the assembly sequence of the parts;
A process planning device comprising:
生成された複数の前記部品の組立順序の候補案のそれぞれについて、目標タクトタイムを用いて工程分割の最大数と最小数とを求め、該工程分割の最大数と最小数の間に収まるように工程に分割し、分割した前記工程を前記部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補拡張部、
を備えることを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
an assembly sequence candidate expansion unit that uses a target takt time to determine a maximum number and a minimum number of process divisions for each of the generated assembly sequence candidates for the parts, divides the process into processes so that the process divisions fall between the maximum number and the minimum number, and combines the divided processes among the assembly sequence candidates for the parts to generate new assembly sequence candidates for the parts;
A process planning device comprising:
生成された複数の前記部品の組立順序の候補案間で組み合わせて新たな前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補拡張部、
を備えることを特徴とする工程計画装置。 2. The process planning apparatus according to claim 1,
an assembly sequence candidate expansion unit that generates a new candidate for the assembly sequence of the parts by combining the generated candidate for the assembly sequence of the parts;
A process planning device comprising:
前記工程計画装置は、
組立製品の製品情報と、生産に用いるリソースのリソース情報と、前記組立製品を構成する部品と前記リソースの組合せの制約および能力を含む部品・リソース組合せ情報と、を記憶する記憶部と、プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記制約を満たし、かつ前記リソースに応じた優先基準に従って前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補生成ステップと、
前記候補案を用いて工程分割、リソース割付を行って工程設計情報の候補を生成するラインバランシングステップと、
前記工程設計情報の候補ごとに所定の評価指標を用いて最適な候補を選択する最適解選択ステップと、
を実施することを特徴とする生産ラインシステム。 A production line system using a process planning device,
The process planning device includes:
a storage unit that stores product information of an assembly product, resource information of resources used in production, and part/resource combination information including constraints and capabilities of combinations of parts constituting the assembly product and the resources; and a processor;
The processor,
an assembly sequence candidate generating step of generating a candidate for an assembly sequence of the parts according to a priority criterion that satisfies the constraints and corresponds to the resources;
a line balancing step of dividing processes and allocating resources using the candidate plans to generate candidates for process design information;
an optimal solution selection step of selecting an optimal candidate for each candidate of the process design information by using a predetermined evaluation index;
A production line system comprising:
前記工程計画装置は、
組立製品の製品情報と、生産に用いるリソースのリソース情報と、前記組立製品の部品と前記リソースの組合せの制約および能力を含む部品・リソース組合せ情報と、を記憶する記憶部と、プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記制約を満たし、かつ前記リソースに応じた優先基準に従って前記部品の組立順序の候補案を生成する組立順序候補生成ステップと、
前記候補案を用いて工程分割、リソース割付を行って工程設計情報の候補を生成するラインバランシングステップと、
前記工程設計情報の候補ごとに所定の評価指標を用いて最適な候補を選択する最適解選択ステップと、
を実施することを特徴とする工程計画方法。 A process planning method using a process planning device,
The process planning device includes:
a storage unit that stores product information of an assembly product, resource information of resources used in production, and part/resource combination information including constraints and capabilities of combinations of parts of the assembly product and the resources; and a processor;
The processor,
an assembly sequence candidate generating step of generating a candidate for an assembly sequence of the parts according to a priority criterion that satisfies the constraints and corresponds to the resources;
a line balancing step of dividing processes and allocating resources using the candidate plans to generate candidates for process design information;
an optimal solution selection step of selecting an optimal candidate for each candidate of the process design information by using a predetermined evaluation index;
A process planning method comprising the steps of:
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