(57)【要約】【課題】ＦＡ化された工場において、生産設備の状況と被生産物であるワークの状況とにより製造ラインの生産性を自動的に診断し、問題箇所があれば問題の解決を自動的に行うことのできる生産状況改善システムを得ること。【解決手段】生産設備の稼働データ及びワークの進行データからなる生産データ１０１から生産性悪化を検知する機能１０３と、生産性悪化検知の結果情報１０４に基づき問題解決のための生産性診断を行う機能１０５と、製造実行システムに対する命令実行文１０６を生成する生産性改善実行機能１０７とを備えている。【選択図】        図１
2006343838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインを生産設備とこの生産設備の自動運転制御を行う製造実行システムとで構成する工場において、
少なくとも前記生産設備の稼働データと被生産物であるワークの進行データとを含む生産データの取得を行う生産データ取得手段と、
前記生産データに基づき前記製造ラインでの生産性悪化要因を前記生産設備と前記ワークとに分けて検知する生産性悪化検知機能と、
生産性悪化要因と生産性改善のための対策とを関連づけて記憶している記憶手段を前記生産性悪化検知機能が検知した生産性悪化要因に基づき検索し対応する適切な対策を選択する生産性診断機能と、
前記生産性診断機能が選択した生産性改善対策の実行を前記製造ラインで混乱が生じない形で前記製造実行システムに指示する生産性改善対策実行機能と、
を備えたことを特徴とする生産状況改善システム。
【請求項２】
前記生産性悪化検知機能は、
前記生産データから前記生産設備と前記ワークとのそれぞれについて生産資源状態情報を作成する手段と、
得られた複数の前記生産資源状態情報から前記製造ラインの生産状況を類型化しモデルパターン化する手段と、
予め登録された生産性悪化が懸念される生産状況のモデルパターンと前記モデルパターン化した生産状況とのパターンマッチングを行って生産性の悪化有無を判断する手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の生産状況改善システム。
【請求項３】
前記生産性改善対策実行機能は、前記製造実行システムが発行する実行命令と前記生産性改善対策の実行命令とが競合するときは、前記製造実行システムが発行する実行命令を当該生産性改善対策の実行命令に変換する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の生産状況改善システム。
【請求項４】
前記生産性改善対策実行機能は、前記生産性改善対策の実行命令を表示出力する出力手段を備え、前記製造実行システムは、実行命令を入力できる入力手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の生産状況改善システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動搬送機やロボットを用いて製造を行うＦＡ（ファクトリーオートメーション）化された工場において使用する生産状況改善システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動搬送機やロボットを用いて製造を行うＦＡ化された工場において、製造ラインは、被生産物であるワーク、ワークを完成品に加工するための加工設備、加工に必要な動力、ガスなどの補助的な材料および治工具、加工設備から次の加工設備ヘワークを搬送するのに必要な搬送機器や作業者で構成されている。
【０００３】
製造ラインの生産性が悪化する事態は、製造ラインを構成するこれらの要素のいずれかが所望の機能を発揮できないことで生じる。例えば、加工設備の故障、停電による動力停止、治工具の修理、搬送機器の能力不足や作業者の不在などが該当する。このような生産性を悪化させる事態は、製造ラインでは日常的に発生しているため、これらの状況を常に監視し、必要な対策を施さないと高い生産性を維持することはできない。
【０００４】
そこで、従来から、生産性の悪化を監視し、問題の原因を特定するための技術が種々提案されている。例えば、特許文献１では、このような生産状況の問題把握に関して、生産設備の稼働状態を所定の区分に分けて常時監視し、生産設備の稼働状祝の推移や稼働状態の区分の比率などを所定の単位でグラフ化して常時表示する技術が開示されている。これによれば、生産設備において稼働、非稼働の状況の把握だけでなく非稼働の要因の把握が可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２４１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、生産性の悪化要因は、必ずしも生産設備の稼働状態だけを監視すれば特定できるというものではない。この生産性の悪化要因の一例を図３１と図３２を参照して説明する。なお、図３１は、ワークが存在しないために生産性が悪化する場合を説明する図である。図３２は、搬送手段がないために生産性が悪化する場合を説明する図である。
【０００７】
図３１では、生産設備３１０５がワーク３１０１の加工作業を終えたが、ワーク置場３１０２には次に作業すべきワークが存在しない。そのため、作業者３１０３は、ワーク置場３１０２から搬送機器３１０４に次のワークを移して次の作業を開始することができずに手空き状態になっている場合を示している。この状態は、生産設備は稼働可能な状態であるにも関わらず、次に作業するべきワークが存在しないために生産性を悪化させている状態である。
【０００８】
図３２では、生産設備３１０５がワークの加工作業を終え、しかもワーク置場３１０２には次に作業すべきワーク３２０２も存在しているが、次のワーク３２０２を生産設備３１０５に供給するために搬送する作業者３１０３あるいは搬送機器３１０４が存在しないために手空き状態になっている場合を示している。この状態は生産設備が稼働可能な状態であるにも関わらず、ワークを搬送する手段がないために生産性を悪化させている状態である。
【０００９】
この２つの例から、生産性の悪化要因は、生産設備の稼働状況を監視するだけでは特定できず、生産性の悪化要因を特定するためには、故障や停電といった生産設備の稼働状態に関する情報だけでなく、ワークの有無やワークの存在箇所の情報、作業者や搬送機器の情報など複数の情報に基づいて判断しなければならないことが解る。しかし、従来では、このような複数の情報源から情報を収集し、解析するといった高度な状態把握は、インダストリアルエンジニアリング（ＩＥ）の技術者等の専門要員に頼らざるをえなかった。
【００１０】
ところが、ＦＡシステムの普及に伴い、コンピュ−タによって製造ライン全体を人の介在無しに運転する工場が増えてきた昨今では、このように、人の介在無しに生産活動が行われてしまえば、前述のような複数要因が絡まって生じる生産性悪化の兆候を見過ごしてしまう場合が起こりうる。つまり、自動化された製造ラインでは、生産性の悪化を人手に頼らずに速やかに検知する技術が必要である。これが第一の課題である。
【００１１】
次に、複数の情報源に基づき高度な生産状況の把握を行い、見過ごされがちな生産性悪化の兆候を検知できたとしても、その生産性改善のために最も有効な処方箋を多数の対策の中から選び出す技術がなければいけない。これについて、図３３を参照して説明する。なお、図３３は、生産性悪化の状況と処方箋を説明するための図である。
【００１２】
生産性の悪化は、生産設備の故障や段取り停止といった稼働状態だけで発生源や発生原因が特定できるものではなく、複数の情報源を解析することによって漸く分類できる。そして、その原因毎で必要となる対策も種々存在している。そこで、図３３では、「生産性悪化状況」と、そのときの「生産状況」と、それに対する「有効な処方箋」とが示されている。
【００１３】
「生産性悪化状況」では、モノ待ち状況３３０１と搬送リソース待ち状況３３０２と示されている。モノ待ち状況３３０１での「生産状況」は、図３１にて説明した状況、すなわち、生産設備は稼働可能な状態であるにも関わらず、次に作業するべきワークが存在しないために生産性を悪化させている状況である。それに対する「有効な処方箋」は、上流工程に仕掛っている作業可能なワークを検索し、そのワークに対して速やかに生産進捗させるような指示を行うことである。
【００１４】
また、搬送リソース待ち状況３３０２での「生産状況」は、図３２にて説明した状況、すなわち、生産設備は稼働可能な状態であるにも関わらず、ワークを搬送する手段がないために生産性を悪化させている状況である。それに対する「有効な処方箋」は、作業可能なワ−クを速やかに当該生産設備へ供給するために、ワークの搬送リソースである作業者や搬送機器に搬送指示を行うことである。
【００１５】
つまり、ＦＡ化された工場では、生産性悪化の診断を人手に頼ることなく自動的に行えるようにし多数の対策の中から最も有効な処方箋を自動的に選び出す技術が必要である。これが第二の課題である。
【００１６】
さらに、生産性改善のための有効な対策を選び出すことができても、その対策を実行に移す技術がなればいけない。例えば、図３１に示した例では、対策を働きかける対象は、前工程の生産設備およびワークの生産着手順であり、図３２に示した例では、対策を働きかける対象は、搬送機器や搬送作業者である。このように多様化した対象に対して、多様化した対策を効率よく働きかけなければならない。
【００１７】
対策を働きかける対象が作業者であれば、通常、ラインサイドの端末に指示内容を表示する等の手段によって対処することができる。一方、ＦＡ化された工場における生産設備やワークの着工順序は、製造実行システム（ＭＥＳ）と呼ばれるＦＡ制御システムによって高度に制御されているため、前述した生産性改善のため対策をこのＦＡ制御システムと協調させないとうまく対処できない。
【００１８】
ところが、通常、生産性改善のための各種対策は、それぞれの製造ライン固有の事情によって多様であるため、ＦＡ制御システムの設計段階からこれらの対策を考慮に入れて機能装備させようとすれば、システム全体を肥大化させることになり効率が悪くなる。つまり、既存のＦＡシステムを肥大化させることなく、生産性改善のための対策を実施する技術が必要となる。これが第三の課題である。
【００１９】
ところが、従来の技術では、生産設備の非稼働要因の把握は行えるものの、生産設備以外の複数の情報源からの情報を組み合わせて活用し、生産性悪化の兆候や悪化の原因を特定する機能を有しておらず、第一の課題が解決できていない。また、具体的な生産性改善のための対策についても、人の判断を前提としており、人手を介さなければならず、第二の課題および第三の課題が解決できていない。
【００２０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＦＡ化された工場において、生産設備の状況と被生産物であるワークの状況とにより製造ラインの生産性を自動的に診断し、問題箇所があれば問題の解決を自動的に行うことのできる生産状況改善システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述した目的を達成するために、この発明にかかる生産状況改善システムは、製造ラインを生産設備とこの生産設備の自動運転制御を行う製造実行システムとで構成する工場において、少なくとも前記生産設備の稼働データと被生産物であるワークの進行データとを含む生産データの取得を行う生産データ取得手段と、前記生産データに基づき前記製造ラインでの生産性悪化要因を前記生産設備と前記ワークとに分けて検知する生産性悪化検知機能と、生産性悪化要因と生産性改善のための対策とを関連づけて記憶している記憶手段を前記生産性悪化検知機能が検知した生産性悪化要因に基づき検索し対応する適切な対策を選択する生産性診断機能と、前記生産性診断機能が選択した生産性改善対策の実行を前記製造ラインで混乱が生じない形で前記製造実行システムに指示する生産性改善対策実行機能とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、生産設備の状況と被生産物であるワークの状況とにより製造ラインの生産性を自動的に診断し、問題箇所があれば問題の解決を自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、人手を介さずに常時製造ラインを安定稼働させ、生産性を高く維持することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して、この発明にかかる生産状況改善システムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、この発明の一実施の形態による生産状況改善システムの機能構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態による生産状況改善システムは、生産設備の稼働に関するデータやワークの進行に関するデータが記載されている生産データ１０１を入力するプロセス１０２と、その生産データ１０１から生産性悪化を検知する機能１０３と、生産性悪化検知の結果情報１０４に基づいて問題解決のための生産性診断を行う生産性診断機能１０５と、診断結果に基づき製造実行システムに対する実行命令文１０６を生成する生産性改善実行機能１０７を有している。これらの機能は、例えば図２や図３に示す装置構成によって実現することができる。
【００２６】
図２は、図１に示す生産状況改善システムの機能構成を実現する装置構成（その１）を示すシステム図である。図２に示す自動生産設備群２０１およびＦＡシステムを制御する製造実行システム２０２を有している製造ライン２０３には、生産データ記憶装置２０４、演算装置２０５、ラインコントローラ２０７および出力装置２０８の各装置が配置されている。これらの装置と製造実行システム２０２とは、例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のケーブル２０６に接続されている。
【００２７】
図２において、ラインコントローラ２０７は、生産設備の稼働に関するデータや、被生産物であるワークの進捗に関する情報を含む図１に示す生産データ１０１を収集することができ、図１に示す「データを入力するプロセス１０２」に相当する。これらの生産データ１０１は、ラインコントローラ２０７がケーブル２０６を介して生産データ記憶装置２０４に記憶させる。
【００２８】
演算装置２０５は、生産性悪化を検知するための手順が事前にプログラムされており、図１に示す「生産性悪化検知機能１０３」に相当する。また、演算装置２０５は、生産状況診断や製造実行システムに対する実行命令を生成する手順がそれぞれ事前にプログラムされており、図１に示す「生産性診断機能１０５」「生産性改善実行機能１０７」に相当する。
【００２９】
出力装置２０８は、演算装置２０５がケーブル２０６上に送出する演算結果である実行命令を取り込み、それをケ−ブル２０６を介して製造実行システム２０２に伝送する。これによって、製造実行システム２０２に実行指示１０６が行われる。
【００３０】
図２に示す装置構成では、オペレータ作業者を必要としないで、常時製造ラインを安定稼働させることを実現することができる。なお、図２では、製造実行システム２０２、生産データ記憶装置２０４、演算装置２０５、ラインコントローラ２０７および出力装置２０８の各装置は、ＬＡＮのケーブル２０６に接続されているとしたが、このケーブル２０６は、インターネットでもよい。
【００３１】
次に図３は、図１に示す生産状況改善システムの機能構成を実現する装置構成（その２）を示すシステム図である。図３に示す自動生産設備群２０１およびＦＡシステムを制御する製造実行システム２０２を有している製造ライン３０３には、生産データ記憶装置２０４、演算装置２０５、図２に示したラインコントローラ２０７に代えた入力装置３０７および出力装置２０８に代えた出力装置３０９の各装置が配置されている。これらの装置は、ＬＡＮのケーブル２０６に接続されている。そして、製造実行システム２０２には、入力装置３１２が接続されている。
【００３２】
図３において、入力装置３０７は、オペレータ３０８が生産設備の稼働に関するデータや、被生産物であるワークの進捗に関する情報を含む図１に示す生産データ１０１を入力することができ、図１に示す「データを入力するプロセス１０２」に相当する。これらの生産データ１０１は、オペレータ３０８が入力装置３０７を操作してケーブル２０６を介して生産データ記憶装置２０４に記憶させる。
【００３３】
演算装置２０５は、図２にて説明したように、図１に示す「生産性悪化検知機能１０３」「生産性診断機能１０５」「生産性改善実行機能１０７」に相当する。
【００３４】
出力装置３０９は、演算装置２０５がケーブル２０６上に送出する演算結果である実行命令を取り込み、それをオペレータ３１０に表示する。オペレータ３１０は、出力装置３０９から表示内容を出力させ、それを持参して入力装置３１２に行きオペレータ３１１となる。オペレータ３１１は、出力装置３０９の出力結果を入力装置３１２から製造実行システム２０２に入力する。これによって、製造実行システム２０２に実行指示１０６が行われる。
【００３５】
このように、図１に示す生産データ１０１を入力するプロセス１０２、および、製造実行システムヘの実行指示１０６は、オペレータによっても行うことができる。さて、以下に、以上のように構成される生産状況改善システムにおいて前述した３つの課題がどのように解決されるかを、第一の課題、第二の課題、第三の課題の順に説明する。
【００３６】
（Ａ）図１に示す生産性悪化を検知する機能１０３の構成と動作：これによって第一の課題を解決する措置が明らかになる。図４は、図１に示す生産性悪化検知機能の構成例を示すブロック図である。図１に示す生産性悪化検知機能１０３は、例えば、図４に示すように、まず、生産設備の嫁働に関するデータやワークの進行に関するデータが記載されている生産データ１０１から生産資源状態情報４０３を生成する生産資源状態情報生成手段４０２を有している。また、複数の生産資源状態情報４０３によって安全仕掛量知識ベース４０９を検索して製造ラインの生産状況を類型化する生産状況類型化手段４０４を有している。そして、生産状況類型化手段４０４にて得られた生産状況情報４０５によって生産性悪化類型知識ベース４０８を検索して生産性が悪化しているか否かを判断し、生産性悪化判断結果４０７を出力する生産性悪化判断手段４０６を有している。
【００３７】
次に、図５〜図２４を参照して、この３つの手段の構成と動作について順に説明する。図５〜図１５は、生産資源状態情報生成手段４０２について説明する図であり、図１６〜図２０は、生産状況類型化手段４０４について説明する図であり、図２１〜図２４は、生産性悪化判断手段４０６について説明する図である。
【００３８】
（１）まず、図５〜図１５を参照して、図４に示す生産資源状態情報生成手段４０２の構成と動作について説明する。図５は、図４に示す生産データの一例を示す図である。生産データ１０１は、生産設備と製造実行システムとの間で通信された実行命令の送受信履歴データであり、日時、生産設備ＩＤ、ワ−クＩＤを含んだ情報が文字列データとして記載されている。
【００３９】
図５に示す例では、符号５０１〜５０３は日時情報、符号５０４〜５０６は生産設備ＩＤ、符号５０７〜５０９は実行命令、符号５１０〜５１６はワークＩＤを示す。多くの場合、この文字列データの格納形式は、生産設備や実行命令（以下、「コマンド」という）によって異なり、それぞれ日時情報、生産設備ＩＤ、ワークＩＤが記載されているデータの書き込み位置や書き込まれたデータ長が異なっている。何故ならば、このようなログデータは、あくまでもＦＡシステムの通信履歴を残すためのものであり、生産性改善に使用する目的のために設計されたわけではないからである。
【００４０】
つまり、生産データ１０１には、生産性改善のために必要な生産資源状態情報４０２が明示されているわけではない。そこで、まず、生産データ１０１からその生産性改善のために必要な生産資源状態情報４０３を抜き出すための情報処理を行わなければならない。これには、生産設備の状態について生産資源状態情報４０３を抜き出す場合（図６〜図１２）と、ワークの状態について生産資源状態情報４０３を抜き出す場合（図１３〜図１５）とがある。
【００４１】
（１ａ）生産設備の状態についての生産資源状態情報４０３を抜き出す場合について説明する。図６は、生産データから生産性改善のために必要な生産設備の状態についての生産資源状態情報を抜き出すプロセスを説明する図である。図７は、図６に示す情報抽出知識ベ−スの記憶内容を説明する図である。図８は、図６に示す情報化データの一例を示す図である。図９は、図６に示す設備状態遷移知識ベースの一例を示す図である。図１０は、図６に示す生産設備の生産資源状態情報の一例を示す図である。図１１と図１２は、図６に示す生産資源状態情報を生成するプロセスの動作例を説明するのに用いる設備状態遷移知識ベースの一例を示す図である。
【００４２】
図６に示す情報抽出知識ベース６０７には、図７に示すように、「生産設備ＩＤ」と、それに対する「コマンド」と、対象となるワークの種類を示す「ワークＩＤ」の記載位置を示すバイト数とが構成されている。なお、「ワークＩＤ」では、「ワークＩＤ（１）」〜「ワークＩＤ（４）」が例示されている。
【００４３】
図６に示す情報抽出プロセス６０２では、図７に示す生産設備種類やコマンドごとにデータ開始位置とその意味を示した情報抽出知識ベース６０７を参照して、生産データ１０１から、生産設備ＩＤ、ワークＩＤ、日時、コマンドが記載されている部分を抜き出し、例えば図８に示すような情報化データ６０３を作成する。
【００４４】
この情報化データ６０３は、生産設備ＩＤ別に日時昇順で並び替えるプロセス６０４にて並び替え処理を受けて生産資源状態情報を生成するプロセス６０５に入力する。図６に示す設備状態遷移知識ベース６０８は、例えば図９に示すように、「コマンド１」と「コマンド２」の２つにおける状態遷移と、「コマンド１からコマンド２までのステータス」の状態遷移とが記録されている。
【００４５】
生産資源状態情報を生成するプロセス６０５では、生産設備ＩＤ別に日時昇順で並び替えるプロセス６０４にて並び替え処理を受けた情報化データ６０３上の連続する２レコードのコマンド組み合わせによって設備状態遷移知識ベース６０８を参照し、その生産設備の生産資源状態情報６０６を生成する。生産設備の生産資源状態情報６０６は、例えば図１０に示すように、生産設備ＩＤ、ワークＩＤ、開始日時、終了日時、ステータス時間、ステータス等が記載されている。
【００４６】
図１１と図１２を参照して、生産資源状態情報を生成するプロセス６０５の生成動作を具体的に説明する。図１１と図１２に示す設備状態遷移知識ベース６０８では、「前レコードのコマンド」と「後レコードのコマンド」の２つにおける状態遷移と、「前レコードから後レコードまでのステータス」の状態遷移と記録されている。
【００４７】
そして、図１１に示す設備状態遷移知識ベース６０８では、「前レコードのコマンド」の履歴として、（１）処理装置の開始、（２）搬送機器の開始、（３）・・の終了、が記録され、「後レコードのコマンド」の履歴として、（１）処理装置の終了、（２）搬送機器の終了、（３）・・の開始、が記録され、「前レコードから後レコードまでのステータス」の履歴として、（１）処理中、（２）搬送中、（３）停滞、が記録されている。
【００４８】
一方、図１２に示す設備状態遷移知識ベース６０８では、「前レコードのコマンド」の履歴として、（１）処理装置の終了、（２）処理装置の終了、（３）搬送機器の終了、（４）搬送機器の終了、（５）搬送機器の終了、が記録されている。「後レコードのコマンド」の履歴として、（１）処理装置の開始、（２）搬送機器の開始、（３）処理装置の開始、（４）搬送機器の開始（前レコードの搬送機器と異なる）、（５）搬送機器の開始（前レコードの搬送機器と同じ）、が記録されている。また、「前レコードから後レコードまでのステータス」の履歴として、（１）人・次処理待ちによる停滞、（２）搬送待ち、（３）人・次処理待ちによる停滞、（４）搬送待ち、（５）同一場所停滞、が記録されている。
【００４９】
図１１と図１２において、ワークＩＤ別に日時昇順で並べ替えられたデータの連続する前後２つのレコードにおいては、前レコードのコマンドが開始された日時から後レコーのコマンドが開始された日時、すなわち前レコードのコマンドが解除されるまでの期間が、前レコードのコマンドが維続していた時間帯である。例えば、前レコ−ドのコマンドが“処理終了”で、後レコードのコマンドが“処理開始”のときは、ワークの状態を“停滞”とする。
【００５０】
また、前レコードのコマンドが“処理開始”で、後レコードのコマンドが“処理終了”でかつ、生産設備が加工設備のときはワークの状態を“処理中”とする。前レコードのコマンドが“処理開始”で、当レコードのコマンドが“処理終了”で、かつ、生産設備が搬送機器のときはワークの状態を“搬送中”とする。
【００５１】
また、生産状況ステータスで“停滞”と分類した要因に関しては、生産設備が処理装置であるときは“人・次処理待ちによる停滞”とし、次の行き先の生産設備が搬送機器であるときは“搬送待ち”とし、特に搬送機器が同一の場合は“同一場所停滞”と状態の細分化を行う。
【００５２】
（１ｂ）ワークの状態についての生産資源状態情報を抜き出す場合について説明する。図１３は、生産データから生産性改善のために必要なワークの状態についての生産資源状態情報を抜き出すプロセスを説明する図である。図１４は、図１３に示すワーク状態遷移知識ベースの一例を示す図である。図１５は、図１３に示すワークの生産資源状態情報の一例を示す図である。
【００５３】
図１３において、図６にて説明し手順で、情報抽出プロセス６０２が、生産設備ＩＤ、ワークＩＤ、日時、コマンドが記載された例えば図８に示すような情報化データ６０３を作成すると、この情報化データ６０３は、ワークＩＤ別に日時昇順で並び替えるプロセス１３０４にて並び替え処理を受けて生産資源状態情報を生成するプロセス１３０５に入力する。
【００５４】
生産資源状態情報を生成するプロセス１３０５では、ワークＩＤ別に日時昇順で並び替えるプロセス１３０４にて並び替え処理を受けた情報化データ６０３上の連続する２レコードのコマンド組み合わせによってワーク状態遷移知識ベース１３０７を参照し、そのワークの生産資源状態情報１３０６を生成する。ワーク状態遷移知識ベース１３０７は、例えば図１４に示すように、「前レコード」と「後レコード」では、生産設備と対応するコマンドとを関連づけて遷移が記録されている。また、「前レコードから後レコードまでのワークの状態」では、「前レコード」と「後レコード」における「生産設備と対応するコマンド」毎に遷移が記録されている。
【００５５】
ワークの生産資源状態情報１３０６は、例えば次のようにして生成することができる。図１３と図１４において、ワークＩＤ別に日時昇順で並べ替えられた情報化データ６０３上の連続する前後２つのレコードにおいては、前レコードのコマンドが開始された日時から後レコードのコマンドが開始された日時、すなわち前レコードのコマンドが解除されるまでの期間が、前レコードのコマンドが継続していた時間帯である。例えば、前レコードのコマンドが“処理終了”で、後レコードのコマンドが“処理開始”のときはワークの状態を“停滞”とする。
【００５６】
また、前レコードのコマンドが“処理開始”で、後レコードのコマンドが“処理終了”でかつ、生産設備が加工設備のときは、ワークの状態を“処理中”とする。前レコードのコマンドが“処理開始”で、当レコードのコマンドが“処理終了”でかつ、生産設備が搬送機のときは、ワークの状態を“搬送中”とする。
【００５７】
また、生産状況ステータスで“停滞”と分類した要因に関しては、生産設備が処理装置であるときは“人・次処理待ちによる停滞”とし、次の行き先の生産設備が搬送機であるときは“搬送待ち”とし、特に搬送機器が同一の場合は“同一場所停滞”と状態の細分化を行う。
【００５８】
これによって、例えば図１５に示すように、ワークＩＤ、生産設備ＩＤ、開始日時、終了日時、ステータス時間、ステータス等が記載されたワークの生産資源状態情報１３０６が得られる。
【００５９】
（２）次に、図１６〜図２４を参照して、生産データ１０１から以上のようにして抜き出した複数の生産資源状態情報４０３から製造ラインの生産状況を類型化する生産状況類型化手段４０４の構成と動作について説明する。
【００６０】
図１６は、製造ラインの生産状況を類型化するのに必要な生産状況情報の生成例を示す図である。前述したように、生産設備の生産資源状態情報だけでは、生産設備の稼働状態は把握できるが、生産設備が稼働していない場合その原因までは把握できない。例えば、処理を行うワークがないために稼働していないのか、処理を行うワークはあるが、作業者がワークを生産設備にセットしていないために稼働していなかったかという状況までは解らない。ところが、図１６に示すように、生産設備の生産資源状態情報とワークの生産資源状態情報とを同一時系列に並べることで生産状況情報が生成することができる。すなわち、生産設備とワークの状況に関する情報を合わせることによって、生産状況が生産設備からの視点と、ワークからの視点との両面から分析することが可能になる。
【００６１】
図１７は、このような複数の生産資源状態の組み合わせから生産状況を分析する方法を説明する図である。図１７では、生産設備××の処理を待っている仕掛量と直近１週間の生産量との関係が示されている。具体的な数値で言えば、生産設備××の直近１週間の生産数が１００個に対して、現在この生産設備××で処理を待っている仕掛量が２００個存在していることを示している。この状況は、２週間分の仕掛を保持している仕掛過多の生産状況を示している。
【００６２】
生産設備における仕掛量は、図１８に示す手順で計算することができる。図１８は、生産設備における仕掛量の計算手順を説明するフローチャートである。図１９は、仕掛量を図１８に示す手順で計算する場合に用いるデータ例を示す図である。図１９に示す仕掛量を計算するためのデータ１９０１は、生産設備の生産資源状態情報６０６から該生産設備で工程処理したワークの処理終了日時１９０２と、ワークの生産資源状態情報から該ワークが前工程の処理終了した日時１９０２との抽出を行い、時刻順にコマンド１９０３と対応付けてソートを行ったものである。
【００６３】
図１８において、ステップ（以降「ＳＴ」と略記する）１８０１において、図１９に示すような仕掛数に関するデータ１９０１を作成しておき、仕掛量を０に初期化（ＳＴ１８０２）した後、仕掛量を計算するためのデータ１９０１の最初データ（日時１９０２）を読み出し（ＳＴ１８０３）、次のデータ（コマンド１９０３）を読み出し（ＳＴ１８０４）、そのコマンド１９０３が「開始」ならば（ＳＴ１８０５：Ｙｅｓ）、仕掛量を１加算し（ＳＴ１８０６）、「終了」ならば（ＳＴ１８０５：Ｎｏ、ＳＴ１８０７：Ｙｅｓ）、仕掛量を１減算する（ＳＴ１８０８）。
【００６４】
以下、同様に仕掛数に関するデータ１９０１が残っている間（ＳＴ１８０９：Ｎｏ）ＳＴ１８０４〜ＳＴ１８０８の処理を繰り返す。繰り返しの結果、仕掛数に関するデータ１９０１が無くなると（ＳＴ１８０９：Ｙｅｓ）、図２０に示すような時刻別仕掛量情報が得られる。この時刻別仕掛量情報は、生産設備毎に計算することができる。
【００６５】
次に、図２１〜図２４を参照して、生産状況を類型化するための作成手順について説明する。生産状祝の類型化は、予め代表的な生産性悪化のモデルパターンを登録しておき、複数の生産資源状態情報の組み合わせ状況が、このモデルパターンと一致しているか否かを判断し、一致している場合はそのモデルパターンに分類するというプロセスである。
【００６６】
図２１は、生産状況を類型化する際に用いる生産性悪化のモデルパターンを示す図である。図２１に示すように、生産性悪化のモデルパターンは、文字列で表現する。図２１では、生産設備００１のモデルパターンが、１バイト目（１文字目）は“０”、２バイト目（２文字目）は“１”、３バイト目（３文字目）は“１”であることが示されている。
【００６７】
図２２は、モデルパターン作成ルールの一例を示す図である。図２２では、バイトの位置（文字の位置）とそれに対するルールが示されている。例えば、１バイト目（１文字目）に対するルールは、仕掛量と安全仕掛量との比較を行い、仕掛量が安全仕掛量よりも多いと“１”であり、仕掛量が安全仕掛量よりも少ないと“０”であると記述されている。
【００６８】
ここで、安全仕掛量とは、該生産設備におけるワークが収納可能な最大数を指す。安全仕掛量は、安全仕掛量が記されている安全仕掛量知識ベース４０９から参照される。図２３は、図４に示す安全仕掛量知識ベースの一例を示す図である。図２３に示すように、この安全仕掛量知識ベース４０９は、生産設備２３０１と安全仕掛量２３０２で構成されている。
【００６９】
図２２に戻って、２バイト目（２文字目）に対するルールは、稼働率が７０％より未満なら“１”であり、７０％以上なら“０”であると記述されている。３バイト目（３文字目）に対するルールは、仕掛が存在していなければ、つまり作業エリアに到着しているワーク数がゼロであれば“０”であり、１個以上存在していれば“１”である記述されている。以降、次々と文字列内の位置と値によってこの文字列に意味を与えていく。
【００７０】
図２４は、生産状祝の類型化の結果を一つのデータテーブルに格納した例を示す図である。図２４に示すように、生産状祝の類型化の結果は、生産設備と、その生産設備での生産状祝を表す文字列からなるモデルパターンとで示される。
【００７１】
（３）次に、図２５を参照して、図４に示す生産性悪化判断手段４０６について説明する。図２５は、図４に示す生産性悪化類型知識ベース４０８の一例を示す図である。図２５に示すように、図４に示す生産性悪化類型知識ベース４０８は、上記のように求めた生産状況を表す文字列のうち、生産性悪化が懸念されるモデルパターンとそれに対する生産状況悪化要因との関係が記憶されている。例えば、モデルパターン“０１１・・”に対する生産状況悪化要因は“モノ待ち状況”であり、モデルパターン“１０１・・”に対する生産状況悪化要因は“搬送リソース待ち状況”であり、モデルパターン“１１１・・”に対する生産状況悪化要因は“作業運用ルールに問題がある状況”である、と記録されている。
【００７２】
図４に示す生産性悪化判断手段４０６では、このような生産性悪化類型知識ベース４０８と生産状況情報４０５である図２４示す生産状況類型化テーブルとのパターンマッチングを行うことで、生産性が悪化しているか否かの検知を行うことができ、図１に示す生産性悪化検知の検知情報１０４である生産性悪化判断結果４０７が得られる。
【００７３】
（Ｂ）図１に示す生産性診断機能１０５の構成と動作：これによって第二の課題を解決する措置が明らかになる。図２６は、図１に示す生産性診断機能の構成例示すブロック図である。図２６に示すように、図１に示す生産性診断機能１０５は、生産性改善対策知識ベースを検索するプロセス手段２６０１と、予め生産性改善対策が記録された生産性改善対策知識ベース２６０３とを備えている。
【００７４】
図２７は、生産性改善対策知識ベースの一例を示す図である。図２７に示すように、生産性改善対策知識ベース２６０３には、生産状況悪化要因２７０１と、それに対する対策を行うための実行命令文２７０２とが記録されている。例えば、生産状況悪化要因２７０１“モノ待ち状況”に対し、実行命令文２７０２「上流工程のワーク優先テーブルの変換」が記録されている。生産状況悪化要因２７０１“搬送リソース待ち状況”に対し、実行命令文２７０２「搬送機器の行先テーブルの変換」が記録されている。また、生産状況悪化要因２７０１“作業運用ルールに問題がある状況”に対し、実行命令文２７０２「端末へ“作業運用ルール変更必要”表示」が記録されている。
【００７５】
プロセス手段２６０１は、生産性悪化判断結果４０７を元に生産性改善対策知識ベース２６０３を検索し、該当する生産性改善のための処方箋である生産性改善対策２６０２を抽出する。このように、多数の対策の中から最も有効な処方箋を自動的に選び出すことができる。
【００７６】
（Ｃ）図１に示す生産性改善実行機能１０７の構成と動作：これによって第三の課題を解決する措置が明らかになる。図２８は、図１示す生産性改善実行機能１０７が用いる実行対象知識テーブルの一例を示す図である。図２８に示すように、この実行対象知識テーブルには、生産設備毎に、実行対象である上流工程、搬送機器、および行き先が記録されている。図１示す生産性改善実行機能１０７では、生産性診断機能１０５から上記した生産性改善のための処方箋である生産性改善対策２６０２を取得すると、図２８に示す実行対象知識テーブルを参照して生産性悪化の改善対策を行うための実行命令１０６を実際にどの生産設備に対して発行すべきかを決定する。
【００７７】
本発明の生産状況改善システムは、図２や図３に示したように、製造実行システム２０２と完全に独立した状態であるが、本発明の生産状況改善システムが図３に示す構成である場合は、上記の決定した実行指示を図３に示した出力装置３０９に表示することで、オペレータ３１０が入力装置３１２のオペレータ３１１となり、改善対策を製造実行システム２０２に実行させることができる。
【００７８】
ところが、本発明の生産状況改善システムが図２に示す構成である場合は、本発明の対策を実行するための実行命令と本来の製造実行システムからの実行命令と２つ存在することになり、製造ラインが混乱するケースが起こる。そこで、両立を図るため、図１示す生産性改善実行機能１０７には、製造ラインに混乱を起こさせずに改善対策を実行する手段を、改善対象が生産設備である場合（図２９）と、改善対象がワークである場合（図３０）とに分けて設けてある。
【００７９】
図２９では、製造実行システム２０２が管理する「搬送機器××の搬送先テーブル２９０１」と、本発明の生産状況改善システムによって変更された「搬送機器××の搬送先テーブル２９０２」との関係が示されている。図２９に示す例では、搬送機器××の搬送先テーブル２９０１では目的地が“Ａ〜Ｅ”まであるが、たとえ搬送機器××の搬送先テーブル２９０１では目的地“Ｂ”が選択されても、変更された搬送機器××の搬送先テーブル２９０２では制約を付けて目的地“Ａ”のみが選択されるようにしている。
【００８０】
これによれば、製造実行システム２０２が発行する“搬送機器××は目的地Ｂに行く”という実行命令を、本発明の生産状況改善システムが発行する実行命令“搬送機器××は目的地Ａに行く”に変換することができる。
【００８１】
また、図３０では、製造実行システム２０２が管理する「工程×××のワーク優先順位テーブル３００１」と、本発明の生産状況改善システムによって変更された「工程×××のワーク優先順位テーブル３００２」との関係が示されている。図３０に示す例では、ワーク優先順位テーブル３００１ではワーク０１〜ワーク０６までこの順に優先順位“１〜６”が付されている。これに対して、変更されたワーク優先順位テーブル３００２では、ワーク０６の進捗を速めるためにワーク０６が優先順位“１”、ワーク０１が優先順位“２”、ワーク０２が優先順位“３”、ワーク０３が優先順位“５”、ワーク０４が優先順位“４”と変更されている。
【００８２】
これによれば、製造実行システム２０２が発行する“工程×××でのワーク０６の処理順番は５番目”という実行命令を、本発明の生産状況改善システムが発行する実行命令“工程×××でのワーク０６の処理順番は１番目”に変換することができ、ワーク０６の進捗を速めることができる。
【００８３】
この実施の形態によれば、生産状況改善システムを製造実行システムと独立して構成できるので、製造実行システムの肥大化を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上のように、この発明にかかる生産状況改善システムは、ＦＡ化された工場において人手を介さずに常時製造ラインを安定稼働させ、生産性を高く維持するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】この発明の一実施の形態による生産状況改善システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す生産状況改善システムの機能構成を実現する装置構成（その１）を示すシステム図である。
【図３】図１に示す生産状況改善システムの機能構成を実現する装置構成（その２）を示すシステム図である。
【図４】図１に示す生産性悪化検知機能の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す生産データの一例を示す図である。
【図６】図５に示す生産データから生産性改善のために必要な生産設備の状態についての生産資源状態情報を抜き出すプロセスを説明する図である。
【図７】図６に示す情報抽出知識ベ−スの記憶内容を説明する図である。
【図８】図６に示す情報化データの一例を示す図である。
【図９】図６に示す設備状態遷移知識ベースの一例を示す図である。
【図１０】図６に示す生産設備の生産資源状態情報の一例を示す図である。
【図１１】図６に示す生産資源状態情報を生成するプロセスの動作例を説明するのに用いる設備状態遷移知識ベースの一例を示す図である。
【図１２】図６に示す生産資源状態情報を生成するプロセスの動作例を説明するのに用いる設備状態遷移知識ベースの一例を示す図である。
【図１３】図５に示す生産データから生産性改善のために必要なワークの状態についての生産資源状態情報を抜き出すプロセスを説明する図である。
【図１４】図１３に示すワーク状態遷移知識ベースの一例を示す図である。
【図１５】図１３に示すワークの生産資源状態情報の一例を示す図である。
【図１６】製造ラインの生産状況を類型化するのに必要な生産状況情報の生成例を示す図である。
【図１７】複数の生産資源状態の組み合わせから生産状況を分析する方法を説明する図である。
【図１８】図１７に示す生産設備における仕掛量の計算手順を説明するフローチャートである。
【図１９】仕掛量を図１８に示す手順で計算する場合に用いるデータ例を示す図である。
【図２０】図１８に示す手順で計算した時刻別仕掛量情報の一例を示す図である。
【図２１】生産状況を類型化する際に用いる生産性悪化のモデルパターンを示す図である。
【図２２】モデルパターン作成ルールの一例を示す図である。
【図２３】図４に示す安全仕掛量知識ベースの一例を示す図である。
【図２４】生産状祝の類型化の結果を一つのデータテーブルに格納した例を示す図である。
【図２５】図４に示す生産性悪化類型知識ベースの一例を示す図である。
【図２６】図１に示す生産性診断機能の構成例示すブロック図である。
【図２７】図２６に示す生産性改善対策知識ベースの一例を示す図である。
【図２８】図１示す生産性改善実行機能が用いる実行対象知識テーブルの一例を示す図である。
【図２９】図１示す生産性改善実行機能が備える改善対策を実行する手段（改善対象が生産設備である場合）の一例を説明する図である。
【図３０】図１示す生産性改善実行機能が備える改善対策を実行する手段（改善対象がワークである場合）の一例を説明する図である。
【図３１】ワークが存在しないために生産性が悪化する場合を説明する図である。
【図３２】搬送手段がないために生産性が悪化する場合を説明する図である。
【図３３】生産性悪化の状況と処方箋を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０１  生産データ
１０２  データを入力するプロセス
１０３  生産性悪化を検知する機能
１０４  検知結果情報
１０５  生産性診断機能
１０６  実行命令文
１０７  生産性改善実行機能
２０１  自動生産設備群
２０２  製造実行システム
２０３，３０３  製造ライン
２０４  生産データ記憶装置
２０５  演算装置
２０６  ロ−カルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のケーブル
２０７  ラインコントロ−ラ
２０８，３０９  出力装置
３０７  入力装置
３０８，３１０，３１１  オペレータ
３１２  製造実行システムの入力装置
４０２  生産資源状態情報生成手段
４０３  生産資源状態情報
４０４  生産状況類型化手段
４０５  生産物状況情報
４０６  生産性悪化判断手段
４０７  生産性悪化判断結果
４０８  生産性悪化類型知識ベ−ス
４０９  安全仕掛量知識ベ−ス
６０２  情報抽出プロセス
６０３  情報化データ
６０４  データのソートプロセス
６０５  生産資源状態情報を生成するプロセス
６０６  生産資源状態情報
６０７  情報抽出知識ベース
６０８  設備状態遷移知識ベース
１３０４  情報化データのソートを行うプロセス
１３０５  生産資源状態情報生成プロセス
１３０６  生産資源状態情報
１３０７  ワーク状態遷移知識ベース
【図１】
2006343838.tif 000003
【図２】
2006343838.tif 000004
【図３】
2006343838.tif 000005
【図４】
2006343838.tif 000006
【図５】
2006343838.tif 000007
【図６】
2006343838.tif 000008
【図７】
2006343838.tif 000009
【図８】
2006343838.tif 000010
【図９】
2006343838.tif 000011
【図１０】
2006343838.tif 000012
【図１１】
2006343838.tif 000013
【図１２】
2006343838.tif 000014
【図１３】
2006343838.tif 000015
【図１４】
2006343838.tif 000016
【図１５】
2006343838.tif 000017
【図１６】
2006343838.tif 000018
【図１７】
2006343838.tif 000019
【図１８】
2006343838.tif 000020
【図１９】
2006343838.tif 000021
【図２０】
2006343838.tif 000022
【図２１】
2006343838.tif 000023
【図２２】
2006343838.tif 000024
【図２３】
2006343838.tif 000025
【図２４】
2006343838.tif 000026
【図２５】
2006343838.tif 000027
【図２６】
2006343838.tif 000028
【図２７】
2006343838.tif 000029
【図２８】
2006343838.tif 000030
【図２９】
2006343838.tif 000031
【図３０】
2006343838.tif 000032
【図３１】
2006343838.tif 000033
【図３２】
2006343838.tif 000034
【図３３】
2006343838.tif 000035