JP2020095296A - 生産管理装置および生産管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対応可能な作業者の不在に起因する生産設備の停止時間を推定することができる生産管理装置および生産管理方法を提供する。【解決手段】生産管理方法は、ワーク（基板）を加工する生産設備（印刷装置、部品実装装置）を備える生産ライン（部品実装ライン）の生産予定時間を含む生産計画と、生産設備の設備情報と、作業者の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報とに基づいて、作業者の不在に起因する生産設備の停止時間を推定する（ＳＴ１５）ことを含む。【選択図】図１１

Description

本発明は、ワークを加工する生産ラインにおける生産に関する情報を管理する生産管理装置および生産管理方法に関する。

ワークに対して生産作業を実行する複数の生産設備で構成される生産ラインでは、最適な人数の作業者による生産が望まれている。特許文献１には、中長期的な生産量や生産コストを考慮して、シミュレーションによって生産ラインを構成する生産設備の台数と生産ラインにおいて作業を行う作業人数を最適化することが記載されている。

特開２０００―１１２５０４号公報

ところで生産ラインでは、部品切れや装置エラーなど作業者が生産設備に移動して対応する作業が複数の生産装置で同時に発生することがあり、生産ラインに生産コストが最適となる人数の作業者が配置されていても対応可能な作業者が不在となって生産設備が停止することがある。しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、このような生産設備の停止を精確にシミュレーションする方法が開示されておらず、このような生産設備の停止を考慮した適切な作業人数や作業時間を設定するには更なる改善の余地があった。

そこで本発明は、対応可能な作業者の不在に起因する生産設備の停止時間を推定することができる生産管理装置および生産管理方法を提供することを目的とする。

本発明の生産管理装置は、ワークを加工する生産設備を備える生産ラインの生産予定時間を含む生産計画と、前記生産設備の設備情報と、作業者の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報とに基づいて、前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止時間を推定する推定部を備える。

本発明の生産管理方法は、ワークを加工する生産設備を備える生産ラインの生産予定時間を含む生産計画と、前記生産設備の設備情報と、作業者の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報とに基づいて、前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止時間を推定することを含む。

本発明によれば、対応可能な作業者の不在に起因する生産設備の停止時間を推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ラインが備える部品実装装置の構成説明図 本発明の一実施の形態の生産管理装置の構成を示すブロック図 （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態の生産管理装置が記憶する作業者の勤務スケジュールの一例を示す図 本発明の一実施の形態の生産管理装置が備える表示部に表示されたイベント別のシミュレーション結果画面の一例を示す図 本発明の一実施の形態の生産管理装置が備える表示部に表示された１日集計のシミュレーション結果画面の一例を示す図 本発明の一実施の形態の生産管理装置が備える表示部に表示された期間集計のシミュレーション結果画面の一例を示す図 本発明の一実施の形態の生産管理方法（改善案抽出方法）のフローを示す図 本発明の一実施の形態の生産管理装置が備える表示部に表示された改善提案画面の一例を示す図 本発明の一実施の形態の生産管理方法のフローを示す図

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、生産管理装置、印刷装置、部品実装装置などの仕様に応じ、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２では、紙面左側を基板搬送方向の上流側、紙面右側を基板搬送方向の下流側と称し、紙面下側を前側、紙面上側を後側と称する。

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が有線または無線による通信ネットワーク２によって接続され、ライン管理コンピュータ３によって管理され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生産設備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。なお、部品実装システム１が備える部品実装ラインは２本である必要はなく、１本、２本および４本以上でも良い。

各部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を構成する生産設備は、それぞれ通信ネットワーク２を介してライン管理コンピュータ３に接続されている。生産作業中の各生産設備の状況は、逐次、ライン管理コンピュータ３に送信されて、ライン管理コンピュータ３において各生産設備の状況を知ることができる。例えば、部品実装装置が供給している部品の残数、部品実装装置において実行される部品補給作業の状況、生産設備で発生した装置エラーと作業者による復旧作業の状況などがライン管理コンピュータ３に収集される。また、ライン管理コンピュータ３において、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産設備で発生した装置エラーの内容確認と遠隔による復旧作業をすることができる。

部品実装システム１は、通信ネットワーク２に接続されたコンピュータである生産管理装置４を備えている。生産管理装置４では、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産に関する各種シミュレーションの実行、生産計画の作成、生産設備で使用される各種パラメータの作成などが行われる。なお、生産管理装置４はフロアＦに備えられていなくてもよく、通信ネットワーク２を通じて遠隔の統括管理フロア（図示省略）に備えられていてもよい。

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には、上流側から下流側に向けて基板（ワーク）を搬送する搬送部５を備えた生産設備が互いに連結されている。部品実装ラインＬ１において互いに連結された搬送部５は、前側の前側搬送レーン５Ｆと後側の後側搬送レーン５Ｒを構成する。すなわち、部品実装ラインＬ１は、前側搬送レーン５Ｆと後側搬送レーン５Ｒを並列に備えている。

前側搬送レーン５Ｆには、上流側から下流側に向けて、基板供給装置Ｍ１、印刷装置Ｍ２、基板振分け装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、部品実装装置Ｍ５、部品実装装置Ｍ６、コンベア装置Ｍ７、基板振分け装置Ｍ８、リフロー装置Ｍ９、検査装置Ｍ１０、基板回収装置Ｍ１１が連結されている。後側搬送レーン５Ｒには、上流側から下流側に向けて、基板供給装置Ｍ１２、基板反転装置Ｍ１３、印刷装置Ｍ１４、基板振分け装置Ｍ３、部品実装装置Ｍ４、部品実装装置Ｍ５、部品実装装置Ｍ６、コンベア装置Ｍ７、基板振分け装置Ｍ８、リフロー装置Ｍ１５、検査装置Ｍ１６、基板回収装置Ｍ１７が連結されている。

図２において、基板供給装置Ｍ１，Ｍ１２は、複数の基板を収納するラック等の収納部を備え、収納部から取り出した基板を下流側の生産設備に供給する。印刷装置Ｍ２，Ｍ１４は、上流側から搬入された基板の電極にマスクを介して半田を印刷（堆積）する。なお、印刷装置Ｍ２，Ｍ１４は、ディスペンサによって基板に半田を堆積する構成でもよい。基板振分け装置Ｍ３，Ｍ８は、上流側から基板を受け取って下流側に搬出する搬送部５を有する振分け機構を備えている。基板振分け装置Ｍ３は２基の振分け機構を備えており、基板振分け装置Ｍ８は１基の振分け機構を備えている。

基板振分け装置Ｍ３の前側の振分け機構は上流側の前側搬送レーン５Ｆから下流側の後側搬送レーン５Ｒの間を前後に移動する（矢印ａ）。基板振分け装置Ｍ３の後側の振分け機構は上流側の後側搬送レーン５Ｒから下流側の前側搬送レーン５Ｆの間を前後に移動する（矢印ｂ）。基板振分け装置Ｍ８の振分け機構は、上流側の前側搬送レーン５Ｆと後側搬送レーン５Ｒを含み、下流側の前側搬送レーン５Ｆと後側搬送レーン５Ｒの間を前後に移動する（矢印ｃ）。基板振分け装置Ｍ３，Ｍ８は、ライン管理コンピュータ３などからの指令に従って、上流側の前側搬送レーン５Ｆまたは後側搬送レーン５Ｒから受け取った基板を下流側の前側搬送レーン５Ｆまたは後側搬送レーン５Ｒのいずれかに振り分けて搬出する。

図２において、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６は、前側搬送レーン５Ｆを構成する搬送部５と後側搬送レーン５Ｒを構成する搬送部５を備えており、それぞれの搬送部５において上流側から搬入された基板に部品を実装する。コンベア装置Ｍ７は、上流側の前側搬送レーン５Ｆから基板を受け取って、タイミングを調整して下流側の前側搬送レーン５Ｆに搬出する。また、コンベア装置Ｍ７は、上流側の後側搬送レーン５Ｒから基板を受け取って、タイミングを調整して下流側の後側搬送レーン５Ｒに搬出する。リフロー装置Ｍ９，Ｍ１５は、基板を上流側から下流側に搬送しながら部品が搭載された基板を加熱して半田を融解させた後に固化させて部品を基板に半田付けする。

検査装置Ｍ１０，Ｍ１６は、内蔵するカメラによって基板に半田付けされた部品の状態を観察して、所定の基準を満たすか否かを検査する。基板回収装置Ｍ１１，Ｍ１７は、複数の基板を収納するラック等の収納部を備え、上流側の生産設備が搬出する基板を受け取って収納部に回収する。基板反転装置Ｍ１３は、上流側から受け取った基板を、ライン管理コンピュータ３などからの指令に従って、上下を反転し、または反転せずに下流側に搬出する。例えば、基板の裏面に部品を実装する際は、基板反転装置Ｍ１３で基板の上下を反転する。

部品実装ラインＬ１では、前側搬送レーン５Ｆおよび後側搬送レーン５Ｒによって上流側から下流側の生産設備に基板を受け渡しながら、基板に対して生産作業が実行されて実装基板が生産される。すなわち、基板はワークであり、印刷装置Ｍ２，Ｍ１４、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６などの生産設備は、ワーク（基板）を加工する生産ライン（部品実装ラインＬ１）を構成する。なお、部品実装ラインＬ１は、生産する実装基板の種類、生産量に応じて、生産設備の構成が自在に変更される。また、上記説明した生産設備の他、基板にレーザで番号などを刻印するレーザマーク装置、基板に付されたマークを読み取るカメラを有するマーク読み取り機能を内蔵するコンベア装置、半田の印刷状態を検査する印刷検査装置などを備えてもよい。

次に図３を参照して、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６の構成について説明する。部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６は同様の構成であり、ここでは部品実装装置Ｍ４について説明する。部品実装装置Ｍ４の前面中央の上方には、基板に部品を実装する実装ヘッド６、実装ヘッド６を水平移動させるヘッド移動機構（図示省略）などの可動部に作業者が誤って触れないように保護するシャッター７が設置されている。作業者が復旧作業を行う際は、シャッター７を開口させて装置内部の実装ヘッド６などに対する処置を行う。部品実装装置Ｍ４の前面中央の下方（シャッター７の下方）には、部品供給部８が設けられている。

部品供給部８には、上部に部品供給装置である複数のテープフィーダ９を並列に保持する台車１０が装着されている。台車１０において、テープフィーダ９の下方には、部品を格納する部品供給テープを巻回収納する複数のリール１１が並列に保持されている。テープフィーダ９は、リール１１から引き出された部品供給テープを内部で搬送しながら部品供給テープに格納された部品を順に部品実装装置Ｍ４に供給する。部品供給テープが収納する部品の残数が少なくなると、部品を供給している部品供給テープの後端に新しい部品供給テープを継合したり、テープフィーダ９に新しい部品供給テープを挿入したりして、テープフィーダ９に部品を補給する部品補給作業が作業者によって行われる。

図３において、前面の右上部には、操作部１２が設けられている。操作部１２には、タッチパネル１３、および各種の操作ボタン１４が設置されている。タッチパネル１３は、その表示部に各種情報、警告情報、入力ボタンなどを表示する。作業者は、操作ボタン１４やタッチパネル１３に表示される入力ボタンなどを操作して、部品実装装置Ｍ４の操作を行う。部品実装装置Ｍ４には、前面の他、後面にもシャッター７、部品供給部８、操作部１２が設けられている。

図１において、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３では、生産計画に基づいて生産する実装基板の種類（機種）を切り換える機種切換が実行される。機種切換の際、印刷装置Ｍ２，Ｍ１４では、マスクの交換、印刷条件の変更などが作業者によって実行される。部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６では、台車１０の交換、部品吸着ノズルの入れ替え、実装データの変更などの機種切換作業が作業者によって実行される。以下、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３内での機種切換のための準備作業を「内段取り」と称する。

また、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３において実装基板が生産されている間に、予備の台車１０に次に生産される実装基板の生産に使用するテープフィーダ９とリール１１を予めセットする事前作業が作業者によって実行される。以下、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３外での機種切換のための準備作業を「外段取り」と称する。

次に図４を参照して、生産管理装置４の構成について説明する。生産管理装置４は、処理部２０、記憶装置である生産計画記憶部２４、ライン情報記憶部２５、作業者情報記憶部２６の他、入力部２７、表示部２８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、内部処理部として推定部２１、表示処理部２２、改善案抽出部２３を備えている。なお、生産管理装置４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２７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２８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２７による操作のための操作画面、シミュレーション結果画面、改善提案画面などの各種情報を表示画面に表示する。

図４において、生産計画記憶部２４には、生産計画情報２４ａ、生産データ２４ｂ、推定結果２４ｃなどが記憶されている。生産計画情報２４ａには、生産される実装基板のロット毎に、生産する品種を特定する情報、生産枚数、実装基板を生産する部品実装ラインＬ１〜Ｌ３、基板を搬送する前側搬送レーン５Ｆまたは後側搬送レーン５Ｒを特定する情報、生産順序、生産予定時間（生産予定日、生産開始予定時刻、生産終了予定時刻）などを含む生産計画が記憶されている。生産データ２４ｂには、生産される実装基板の品種毎に、基板に実装される部品の部品種、実装位置など部品実装作業に必要な情報などが記憶されている。すなわち、生産データ２４ｂは、基板（ワーク）を加工するためのデータである。

ライン情報記憶部２５には、ライン構成情報２５ａ、設備情報２５ｂなどが記憶されている。ライン構成情報２５ａには、各部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を構成する生産設備の種類、連結された順番などの生産ラインの構成に関する情報が記憶されている。設備情報２５ｂには、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を構成する生産設備毎に、設備番号、生産設備の種類、搬送部５の数、作業領域、品種毎の生産される実装基板１枚あたりの作業時間（装置タクトタイム）、装置エラーの発生頻度（発生確率）などに関する情報が記憶されている。すなわち、設備情報２５ｂには、生産設備で発生する装置エラーに対する復旧作業などの作業の発生確率が含まれている。なお、発生確率は、予想値や実績値に基づいて設定された値である。

図４において、作業者情報記憶部２６には、フロアＦにおいて作業を担当する作業者の作業者情報２６ａが作業者毎に記憶されている。作業者情報２６ａには、作業者を特定する識別番号、休憩時間を含む勤務スケジュール、その作業者の作業範囲、作業権限、作業能力などが含まれている。作業範囲は、担当する部品実装ラインＬ１〜Ｌ３や生産設備などを特定する情報である。また、作業者にロボットを含む場合には、人かロボットかを判別する情報を含んでもよい。また、作業者情報記憶部２６は、フロアＦ以外に遠隔から作業を担当する作業者の作業者情報２６ａも同様に作業者毎に記憶されている。

作業権限は、フロアＦで発生する作業が実行可能か否かの情報である。例えば、復旧作業、部品補給作業、外段取り作業などが実行可能か否かが記憶される。作業能力は、生産設備で実施する作業種毎の平均的な作業時間、移動速度などの情報である。すなわち、作業者情報２６ａは、生産設備で実施する作業種毎の作業時間を含む。なお、作業能力は、その作業者の熟練度を示すクラスなどであってもよい。また、作業能力に基づいて、作業種毎の作業時間を変更してもよい。

ここで図５（ａ）を参照して、作業者情報２６ａに含まれる勤務スケジュールの例と生産設備の稼働予定について説明する。図５（ａ）の例では、勤務の開始時刻が８：３０、勤務の終了時刻が１８：３０で、勤務時間は１０時間である。また、勤務時間のうち、８：３０から８：５０の２０分間が「朝礼／点検」、１０：３０から１０：４５の１５分間が「休憩１」、１２：００から１３：００の１時間が「休憩２」、１５：００から１５：１５の１５分間が「休憩３」である。

「朝礼／点検」の間は、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産設備の稼働が停止される。一方、「休憩１」「休憩２」「休憩３」の間は、生産設備の稼働が継続される。つまり、「休憩１」「休憩２」「休憩３」は、勤務時間ではあるが、生産に従事しない非生産従事時間である。このように、作業者情報２６ａには、作業者の勤務時間と勤務時間内の非生産従事時間を含む勤務スケジュールが記憶されている。なお、非生産従事時間には、休憩、朝礼、点検の他に、デスクワーク業務、ミーティング等も含む。生産管理装置４は、ＥＲＰ等の基幹システムから勤務スケジュールを取得してもよい。

図５（ｂ）には、４名の作業者Ｗ１〜Ｗ４の勤務時間と生産設備の稼働予定を横軸が時刻のグラフで表している。この例では、４名の作業者Ｗ１〜Ｗ４の勤務スケジュールは同一である。作業範囲は、作業者Ｗ１は部品実装ラインＬ１に、作業者Ｗ２は部品実装ラインＬ２に、作業者Ｗ３は部品実装ラインＬ３に、作業者Ｗ４は外段取り作業を担当するように割り当てられている。

図４において、推定部２１は、ライン構成情報２５ａ、設備情報２５ｂによって設定された部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の構成において、生産計画情報２４ａ、生産データ２４ｂによって指定された実装基板を計画された生産枚数だけ生産する場合の生産状況をシミュレーション（模擬）する。具体的には、推定部２１は、基板供給装置Ｍ１，Ｍ１２から開始して、下流側に基板を受け渡しながら各生産設備で装置タクトタイムの生産作業を行って、基板回収装置Ｍ１１，Ｍ１７に回収されるまでの生産状況をシミュレーションする。

その際、推定部２１は、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６における部品消費に基づく部品補給作業の発生や、装置エラーの発生確率（頻度）に基づく復旧作業などの作業者Ｗ１〜Ｗ４による作業の発生を予測する。そして、推定部２１は、予測された作業の発生と作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業に対する対応可否情報とに基づいて、作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止時間を推定する。

図４において、推定された停止時間は、作業の種類（作業種）、作業が発生した装置を特定する情報、停止した時刻（停止時刻）、復旧した時刻（復旧時刻）、作業者Ｗ１〜Ｗ４が作業に対応できない不在時間、作業する位置までの移動を開始する移動開始時刻、作業に要する対応時間などに関連付けて、推定結果２４ｃとして生産計画記憶部２４に記憶される。

推定に使用される対応可否情報には、作業者Ｗ１〜Ｗ４の休憩時間（勤務時間内の非生産従事時間）、作業が発生した装置を担当する作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業人数などが含まれる。すなわち、対応可否情報には、作業者Ｗ１〜Ｗ４の勤務時間と勤務時間内の非生産従事時間、生産予定時間における作業人数が含まれる。そして、推定部２１は、作業人数を超える作業が発生した場合、生産設備が停止すると推定（停止時間を推定）する。

このように、推定部２１は、生産ライン（部品実装ラインＬ１〜Ｌ３）の生産予定時間を含む生産計画（生産計画情報２４ａ）と、生産設備の設備情報２５ｂと、作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報２６ａと、ワーク（基板）を加工するための生産データ２４ｂに基づいて、作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止時間を推定する。推定部２１によるシミュレーションは、フロアＦに配置される作業者Ｗ１〜Ｗ４の人数や勤務スケジュールなどを変えた複数のシナリオで、長期間（例えば１週間）生産する条件で行われる。

図４において、表示処理部２２は、推定結果２４ｃを統計処理、加工などして表示部２８の表示画面２８ａに表示させる。表示処理部２２は、イベント別処理部２２ａ、単位集計処理部２２ｂ、期間集計処理部２２ｃなどを備えている。イベント別処理部２２ａは、推定部２１によって推定された生産設備の停止などのイベントを、発生する時刻の順番で表示画面２８ａに表示させる。単位集計処理部２２ｂは、推定部２１によって推定された生産設備の停止などのイベントをロット単位、時間単位、もしくは日単位で集計して表示画面２８ａに表示させる。以下では、１日単位でイベントを集計した例で説明する。期間集計処理部２２ｃは、推定部２１によって推定された生産設備の停止などの所定の期間のイベントを集計して表示画面２８ａに表示させる。

ここで図６を参照して、イベント別処理部２２ａによって表示画面２８ａに表示されたイベント別のシミュレーション結果画面３０について説明する。シミュレーション結果画面３０には、生産日選択領域３１、ライン選択領域３２、結果表示領域３３が含まれている。入力部２７を用いて生産日選択領域３１を操作すると、結果表示領域３３に表示されるシミュレーション結果の生産日が選択される。入力部２７を用いてライン選択領域３２を操作すると、結果表示領域３３に表示されるシミュレーション結果の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３が選択される。ここでは、２０１８年９月３日の部品実装ラインＬ１のシミュレーション結果が選択されている。

結果表示領域３３には、「番号」欄３４、「設備情報」欄３５、「作業者情報」欄３６、スクロールバー３７が含まれている。「番号」欄３４には、生産日選択領域３１とライン選択領域３２で選択された条件で発生が予測された生産設備の停止（イベント）が、時刻順に番号が付されている。「設備情報」欄３５には、「イベント」欄３５ａ、「設備」欄３５ｂ、「レーン」欄３５ｃ、「停止時刻」欄３５ｄ、「復旧時刻」欄３５ｅ、「停止時間」欄３５ｆ、「停止時間合計」欄３５ｇが含まれている。「作業者情報」欄３６には、「不在時間」欄３６ａ、「移動開始」欄３６ｂ、「対応時間」３６ｃが含まれている。入力部２７を用いてスクロールバー３７を操作することで、結果表示領域３３に表示される内容が変更（スクロール）される。

図６において、「イベント」欄３５ａには、発生が予測されたイベント（作業種）を特定する情報が表示される。イベントには、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６が部品補給に起因して停止する「部品切れ」、認識エラー、吸着エラーなどに起因して停止する「エラー停止」、印刷装置Ｍ２，Ｍ１４が半田の補給に起因して停止する「半田供給停止」などがある。

「設備」欄３５ｂには、停止すると予測された生産設備を特定する情報が表示される。ここでは、部品実装装置Ｍ４は「実装機１」、部品実装装置Ｍ５は「実装機２」、部品実装装置Ｍ６は「実装機３」、印刷装置Ｍ２は「印刷機１」、印刷装置Ｍ１４は「印刷機２」と表示されている。「レーン」欄３５ｃは、停止すると予測された生産設備の搬送レーンを特定する情報が表示される。ここでは、前側搬送レーン５Ｆは「１」、後側搬送レーン５Ｒは「２」と表示されている。

図６において、「停止時刻」欄３５ｄには、生産設備が停止すると予測された時刻（停止時刻）が表示される。「復旧時刻」３５ｅには、作業者Ｗ１〜Ｗ４などの作業によって生産設備が停止から復旧すると予測された時刻（復旧時刻）が表示される。「停止時間」３５ｆには、生産設備が停止すると予測された時間（停止時間）が表示される。停止時間は、停止時刻から復旧時刻までの時間である。「停止時間合計」欄３５ｇには、生産日選択領域３１とライン選択領域３２で選択された条件で発生が予測された生産設備の停止時間の合計が表示される。

「不在時間」欄３６ａには、作業者Ｗ１〜Ｗ４が休憩中や他の作業中で対応ができずに生産設備が停止した時間、すなわち作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在時間が表示される。「移動開始」欄３６ｂには、作業者Ｗ１〜Ｗ４が作業する位置に移動を開始する時刻（移動開始時刻）が表示される。「対応時間」３６ｃには、作業者Ｗ１〜Ｗ４が移動を開始してから作業が終了するまでの時間（対応時間）が表示される。すなわち、対応時間には作業者Ｗ１〜Ｗ４の移動時間が含まれる。また、停止時間には、生産設備が停止してから作業者Ｗ１〜Ｗ４が対応可能になるまでの時間（不在時間）と、対応可能になってから作業する位置に移動するまでの時間（移動時間）と、復旧作業を行う時間（作業時間）が含まれている。

図６において、エラー停止と半田供給停止は、発生した時点で生産設備が停止するイベントである。すなわち、イベントが発生した時点で対応可能な作業者Ｗ１〜Ｗ４がいる場合（不在時間がゼロ）でも、復旧作業が終了するまで生産設備は停止する。さらに、破線３９で示す「番号」欄３４が「１４」のエラー停止のようにイベントが休憩時間（非生産従事時間）に発生した場合は、休憩が終了するまでの時間が不在時間となって停止時間に加算される。

一方、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６（実装機１〜３）への部品補給作業は、通常、部品の残数が所定数以下になると実行されて、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６が停止することはない。しかしながら、複数の部品補給作業が集中して発生すると、作業者Ｗ１〜Ｗ４が他の作業を行っている間は作業者Ｗ１〜Ｗ４が不在の時間（不在時間）となって、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６が停止する部品切れが発生する。破線３８で示す「番号」欄３４が「１０」「１１」「１２」のイベントは、部品補給作業が集中することで発生した部品切れである。

次に図７を参照して、単位集計処理部２２ｂによって表示画面２８ａに表示された１日集計のシミュレーション結果画面４０について説明する。シミュレーション結果画面４０には、生産日選択領域４１、ライン選択領域４２、結果表示領域４３が含まれている。生産日選択領域４１およびライン選択領域４２は、シミュレーション結果画面３０の生産日選択領域３１およびライン選択領域３２と同様である。ここでは、２０１８年９月３日の部品実装ラインＬ１のシミュレーション結果が選択されている。

結果表示領域４３には、「作業人数」欄４４ａ、「生産枚数」欄４４ｂ、「終了時刻」欄４５、「稼働時間」欄４６、「設備停止」欄４７、「作業者状況」欄４８、「作業（詳細）」欄４８ａ、「終了待ち」欄４９が含まれている。「作業人数」欄４４ａには、部品実装ラインＬ１を担当する作業者Ｗ１〜Ｗ４の数（作業人数）が表示される。「生産枚数」欄４４ｂには、２０１８年９月３日に部品実装ラインＬ１で生産される実装基板の枚数（生産枚数）が表示される。「終了時刻」欄４５には、推定された生産の終了時刻（部品実装ラインＬ１の稼働が終了する時刻）が表示される。また、参考として目標の終了時刻（１７時１０分）も表示されている。

図７において、「稼働時間」欄４６には、推定された部品実装ラインＬ１の稼働時間（稼働開始時刻から稼働終了時刻までの時間）が表示される。また、参考として目標の稼働時間（８時間２０分）も表示されている。「設備停止」欄４７には、推定された生産設備が停止する時間（停止時間の合計）と回数（停止回数）が、生産設備とイベント毎に表示されている。具体的には、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６（実装機）のエラー停止と部品切れ、印刷装置Ｍ２，Ｍ１４（印刷機）の半田供給停止の停止時間の合計と停止回数がそれぞれ表示されている。

「作業者状況」欄４８には、推定された作業者Ｗ１〜Ｗ４が作業中である時間（作業時間の合計）、休憩中である時間（休憩時間の合計）、非生産従事時間ではないが実行すべき作業がなくて作業待ちである時間（作業待ち時間の合計）と、それぞれの時間が稼働時間に占める割合が表示されている。「作業（詳細）」欄４８ａには、推定された作業時間の内訳が表示されている。具体的には、朝礼と朝の点検の時間、部品補給作業（部品切れを含む）の時間の合計、エラー復旧（エラー停止、半田供給停止を含む）の時間の合計、作業のために移動する時間の合計と、それぞれの時間が稼働時間に占める割合が表示されている。

「終了待ち」欄４９には、部品実装ラインＬ１の稼働が終了してから作業者Ｗ１〜Ｗ４の勤務時間が終了するまでの待ち時間（終了待ち時間）が表示されている。このように、表示部２８の表示画面２８ａ（「作業（詳細）」欄４８ａ）には、推定された作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業種（朝礼／点検、部品補給、エラー復旧、移動など）毎の作業時間の割合が表示されている。

次に図８を参照して、期間集計処理部２２ｃによって表示画面２８ａに表示された期間集計のシミュレーション結果画面５０について説明する。シミュレーション結果画面５０には、生産開始日選択領域５１、生産終了日選択領域５２、結果表示領域５３が含まれている。入力部２７を用いて生産開始日選択領域５１と生産終了日選択領域５２を操作すると、結果表示領域５３に表示されるシミュレーション結果の期間（開始日から終了日）が選択される。ここでは、２０１８年９月４日から２０１８年９月８日までの期間が選択されている。

結果表示領域５３には、複数のシナリオに基づいて推定部２１によって推定されたフロアＦに配置された３本の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３による実装基板の生産のシミュレーション結果が、選択された期間で集計して表示されている。結果表示領域５３には、「番号」欄５４、「作業人数」欄５５、「稼働時間合計」欄５６、「設備停止」欄５７、「エラー停止」欄５８、「部品切れ」欄５９が含まれている。「番号」欄５４には、シミュレーションのシナリオを特定する番号が表示されている。ここでは、フロアＦに配置する作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業人数を４人と５人に変えた、２つのシナリオのシミュレーション結果が表示されている。

「作業人数」欄５５には、フロアＦに配置する作業者Ｗ１〜Ｗ４の人数（作業人数）が表示されている。「稼働時間合計」欄５６には、３本の部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の稼働時間の合計（稼働時間合計）が表示されている。「設備停止」欄５７には、生産設備が停止する停止時間の合計と、停止時間の合計の稼働時間合計に占める割合が表示されている。「エラー停止」欄５８には、生産設備がエラー停止した際の不在時間の合計と回数、対応時間の合計と回数が表示されている。「部品切れ」欄５９には、部品実装装置Ｍ４〜Ｍ６が部品切れで停止した際の不在時間の合計と回数、対応時間の合計と回数が表示されている。このように、表示部２８の表示画面２８ａ（「設備停止」欄５７）には、推定された生産設備の停止時間の割合が表示されている。

図４において、改善案抽出部２３は、推定部２１によって推定された推定結果２４ｃに基づいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３による実装基板の生産の生産効率（生産設備の稼働率）を向上させる改善案を抽出し、表示部２８に抽出した改善案を表示させる。

ここで図９のフローに沿って、改善案抽出部２３によって改善案を抽出する改善案抽出方法（生産管理方法）について説明する。まず、改善案抽出部２３は、推定結果２４ｃを生産計画記憶部２４から取得する（ＳＴ１）。改善案の提案では、汎用的な改善案が抽出されるように、ある程度の期間（例えば１週間）のシミュレーション結果を含む推定結果２４ｃが使用される。次いで改善案抽出部２３は、停止時間が所定（例えば、稼働時間の１０％）以上か否かを判断する（ＳＴ２）。停止時間が所定より少ない場合（ＳＴ２においてＮｏ）、改善案抽出部２３は、提案する改善案がないため改善案抽出を終了する。

停止時間が所定以上の場合（ＳＴ２においてＹｅｓ）、改善案抽出部２３は、作業者Ｗ１〜Ｗ４が勤務時間中に作業をしている割合（作業者稼働率）が所定（例えば、稼働時間の８０％）以下か否かを判断する（ＳＴ３）。作業者稼働率が所定以下だが（ＳＴ３においてＹｅｓ）、不在時間が所定（例えば、稼働時間の２０％）より少ない場合（ＳＴ４においてＮｏ）、改善案抽出部２３は、提案する改善案がないため改善案抽出を終了する。

図９において、作業者稼働率が所定より多い場合（ＳＴ３においてＮｏ）、または、作業者稼働率が所定以下だが（ＳＴ３においてＹｅｓ）、不在時間が所定以上の場合（ＳＴ４においてＹｅｓ）、改善案抽出部２３は、以下に説明する改善案を抽出する（ＳＴ５〜ＳＴ９）。すなわち、不在時間が長い要因が部品切れの場合（ＳＴ５においてＹｅｓ）、改善案抽出部２３は、部品供給支援システムの導入、または、大型リールの導入を改善案として抽出して、表示部２８に改善案を表示（提案）させる（ＳＴ６）。

すなわち、生産設備の停止の原因が部品補給作業の集中が原因と判断して、部品補給が集中しないように部品補給のタイミングを適切に指示する部品供給支援システムの導入を提案する。あるいは、既に部品供給支援システムが導入されている場合は、部品供給の指示のタイミングを早めるなどの最適化を提案する。または、部品供給テープを巻回収納するリール１１を大型化することで、部品補給作業の頻度を低減させて生産効率を向上させるように提案する。

ここで図１０を参照して、表示部２８の表示画面２８ａに表示された改善提案画面６０の例について説明する。改善提案画面６０には、提案表示領域６１が含まれている。提案表示領域６１には、改善案抽出部２３によって抽出された改善案がテキストで表示される。ここでは、部品供給支援システムの導入が提案されている。

図９において、不在時間が長い要因が部品切れではなく（ＳＴ５においてＮｏ）、エラー停止の場合（ＳＴ７においてＹｅｓ）、改善案抽出部２３は、自動エラー復旧システムの導入、または、作業者の増員を改善案として抽出して、表示部２８に改善案を表示（提案）させる（ＳＴ８）。すなわち、生産設備の停止時間の長期化が作業者Ｗ１〜Ｗ４の工数不足と判断して、エラー停止を自動で復旧させる自動エラー復旧システムの導入を提案する。これにより、作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業時間が低減できる。または、ライン管理コンピュータ３においてエラー停止を復旧させる作業者Ｗ１〜Ｗ４の追加や復旧作業を担当する作業者Ｗ１〜Ｗ４の増員を提案する。

不在時間が長い要因がエラー停止でもない場合（ＳＴ７においてＮｏ）、改善案抽出部２３は、休憩時間の調整、または、生産計画の調整を改善案として抽出して、表示部２８に改善案を表示（提案）させる（ＳＴ９）。すなわち、休憩時間を変更するか、作業者Ｗ１〜Ｗ４毎に休憩時間をシフトさせることで、休憩に起因する作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在時間を削減して停止時間を低減させることを提案する。また、生産計画の調整をすることで、作業の集中、生産設備の停止を削減することを提案する。

不在時間が長い要因としては、部品切れでもエラー停止でもないため、次が挙げられる。すなわち、作業者が休憩している間に（上述のＳＴ６、ＳＴ８の提案をするほどの不在時間ではないが）部品切れまたはエラー停止が発生し、対応する作業者がいない、または少ないため、設備の停止が生じてしまうことが挙げられる。

このように、改善案抽出部２３は、作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止の原因となる作業種（部品切れ、エラー停止）に応じて、停止時間を低減させる改善案を抽出する。また、改善案抽出部２３は、作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業種に応じて作業時間を低減させる改善案を抽出する。これによって、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３を含む部品実装システム１の構成、作業者Ｗ１〜Ｗ４の勤務スケジュール（作業者情報２６ａ）などに対応した生産効率（生産設備の稼働率）の最適な改善案を提案することができる。

次に図１１のフローに沿って、生産管理装置４によって生産設備の停止時間を推定することを含む生産管理方法について説明する。生産管理装置４では、推定部２１が部品実装ラインＬ１〜Ｌ３における実装基板の生産をシミュレーションしているとする（ＳＴ１１においてＮｏ）。推定部２１によるシミュレーションにおいて、部品実装ラインＬ１〜Ｌ３の生産設備で作業が発生したと予測されると（ＳＴ１２においてＹｅｓ）、推定部２１は、発生した作業に対応する作業者Ｗ１〜Ｗ４が存在するか否かを判断する（ＳＴ１３）。すなわち、作業者Ｗ１〜Ｗ４の対応可否情報が対応可能か否か、または、対応可能情報に含まれる作業人数が１以上かゼロかが判断される。

対応可能な作業者Ｗ１〜Ｗ４がいない場合（ＳＴ１３においてＮｏ）、エラー停止もしくは部品切れ毎に停止時間、不在時間をカウントする。推定部２１はシミュレーションを継続させて作業者Ｗ１〜Ｗ４が対応可能となるまで待つ。作業者Ｗ１〜Ｗ４が対応可能となるまでの時間は、不在時間となる。対応可能な作業者Ｗ１〜Ｗ４がいる場合、または、作業者Ｗ１〜Ｗ４が対応可能となると（ＳＴ１３においてＹｅｓ）、作業が実行される（ＳＴ１４）。次いで推定部２１は、発生した作業に停止時間、不在時間、対応時間などを関連付けして推定結果２４ｃとして記憶させて（ＳＴ１５）、（ＳＴ１１）に戻ってシミュレーションを継続させる。

すなわち、ワーク（基板）を加工する生産設備を備える生産ライン（部品実装ラインＬ１〜Ｌ３）の生産予定時間を含む生産計画（生産計画情報２４ａ）と、生産設備の設備情報（設備情報２５ｂ）と、作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報２６ａとに基づいて、作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止時間が推定される（ＳＴ１５）。シミュレーションが終了すると（ＳＴ１１においてＹｅｓ）、表示処理部２２は、推定結果２４ｃに基づいてシミュレーション結果画面３０，４０，５０を表示部２８の表示画面２８ａに表示させる（ＳＴ１６）（図６〜８参照）。次いで改善案抽出部２３は、図９に示す改善案抽出（ＳＴ１〜ＳＴ９）を実行し、改善案を表示部２８の表示画面２８ａに表示させる（ＳＴ１７）。

上記説明したように、本実施の形態の生産管理装置４は、ワークを加工する生産設備を備える生産ライン（部品実装ラインＬ１〜Ｌ３）の生産予定時間を含む生産計画（生産計画情報２４ａ）と、生産設備の設備情報（設備情報２５ｂ）と、作業者Ｗ１〜Ｗ４の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報２６ａとに基づいて、作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止時間を推定する推定部２１を備えている。これによって、対応可能な作業者Ｗ１〜Ｗ４の不在に起因する生産設備の停止時間を推定することができる。

以上、本発明の一実施の形態を基に説明した。この実施の形態は、生産ラインで生産（加工）される製品（ワーク）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、電子機器を組み立てる組立ラインであっても、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、作業者Ｗ１〜Ｗ４は人間である必要はなく、移動して作業が可能なロボットであってもよい。例えば、部品を保持して搬送するＡＧＶ、さらにそのＡＧＶに保持した部品を自由に移動させる多軸ロボット等を備えていてもよい。

本発明の生産管理装置および生産管理方法は、対応可能な作業者の不在に起因する生産設備の停止時間を推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分野において有用である。

４ 生産管理装置
Ｌ１〜Ｌ３ 部品実装ライン（生産ライン）
Ｍ２、Ｍ１４ 印刷装置（生産設備）
Ｍ４〜Ｍ６ 部品実装装置（生産設備）

Claims (20)

1. ワークを加工する生産設備を備える生産ラインの生産予定時間を含む生産計画と、前記生産設備の設備情報と、作業者の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報とに基づいて、前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止時間を推定する推定部を備える、生産管理装置。
2. 前記推定部は、前記ワークを加工するための生産データに基づいて前記停止時間を推定する、請求項１に記載の生産管理装置。
3. 前記設備情報は、前記生産設備で発生する作業の発生確率を含む、請求項１または２に記載の生産管理装置。
4. 前記作業者情報は、前記生産設備で実施する作業種毎の作業時間を含む、請求項１から３のいずれかに記載の生産管理装置。
5. 前記対応可否情報は、前記作業者の勤務時間と前記勤務時間内の非生産従事時間を含む、請求項１から４のいずれかに記載の生産管理装置。
6. 前記対応可否情報は、前記生産予定時間における作業人数をさらに含み、
   前記推定部は、前記作業人数を超える作業が発生した場合の前記停止時間を推定する、請求項１から５のいずれかに記載の生産管理装置。
7. 推定された前記作業者の作業種毎の作業時間の割合を表示する表示部をさらに備える、請求項１から６のいずれかに記載の生産管理装置。
8. 前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止の原因となる作業種に応じて、前記停止時間を低減させる改善案を抽出する改善案抽出部をさらに備え、
   表示部は前記改善案を表示させる、請求項１から７のいずれかに記載の生産管理装置。
9. 前記作業者の作業種に応じて前記作業時間を低減させる改善案を抽出する改善案抽出部をさらに備え、
   表示部は前記改善案を表示させる、請求項１から８のいずれかに記載の生産管理装置。
10. 前記ワークを加工する前記生産設備は、少なくとも基板に半田を堆積させる印刷装置または前記基板に部品を実装する部品実装装置である、請求項１から９のいずれかに記載の生産管理装置。
11. ワークを加工する生産設備を備える生産ラインの生産予定時間を含む生産計画と、前記生産設備の設備情報と、作業者の作業に対する対応可否情報を含む作業者情報とに基づいて、前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止時間を推定することを含む、生産管理方法。
12. 前記ワークを加工するための生産データに基づいて前記停止時間を推定する、請求項１１に記載の生産管理方法。
13. 前記設備情報は、前記生産設備で発生する作業の発生確率を含む、請求項１１または１２に記載の生産管理方法。
14. 前記作業者情報は、前記生産設備で実施する作業種毎の作業時間を含む、請求項１１から１３のいずれかに記載の生産管理方法。
15. 前記対応可否情報は、前記作業者の勤務時間と前記勤務時間内の非生産従事時間を含む、請求項１１から１４のいずれかに記載の生産管理方法。
16. 前記対応可否情報は、前記生産予定時間における作業人数をさらに含み、
    前記作業人数を超える作業が発生した場合の前記停止時間を推定する、請求項１１から１５のいずれかに記載の生産管理方法。
17. 推定された前記停止時間の割合を表示することをさらに含む、請求項１１から１６のいずれかに記載の生産管理方法。
18. 推定された前記作業者の作業種毎の作業時間の割合を表示することをさらに含む、請求項１１から１７のいずれかに記載の生産管理方法。
19. 前記作業者の不在に起因する前記生産設備の停止の原因となる作業種に応じて、前記停止時間を低減させる改善案を抽出し、
    前記改善案を表示させることをさらに含む、請求項１１から１８のいずれかに記載の生産管理方法。
20. 前記ワークを加工する前記生産設備は、少なくとも基板に半田を堆積させる印刷装置または前記基板に部品を実装する部品実装装置である、請求項１１から１９のいずれかに記載の生産管理方法。

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