(57)【要約】【課題】生産管理において可動率の低下の原因がサイクルタイムの増大にあるのか、製造ラインの停止にあるのかを容易に判別すること。【解決手段】製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置１０が提供される。生産管理装置１０は、製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得する検出信号取得部１１と、取得した検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定する実サイクルタイム決定部１１、Ｐ１と、実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成する生産管理情報生成部１１、Ｐ２とを備える。【選択図】図２
2018185653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置であって、
前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得する検出信号取得部と、
取得した前記検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた前記統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定する実サイクルタイム決定部と、
前記実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成する生産管理情報生成部と、
を備える、生産管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生産管理装置において、
前記実サイクルタイム決定部は、前記統計値としてサイクルタイムの最頻値を求め、最頻値に対応するサイクルタイムを前記実サイクルタイムとして決定する、生産管理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生産管理装置において、
前記実サイクルタイム決定部は、前記統計値としてサイクルタイムの内、最も短いサイクルタイムから所定割合のサイクルタイムの合計値の平均値を前記実サイクルタイムとして決定する、生産管理装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の生産管理装置において、
前記生産管理情報生成部は、前記生産管理情報として、前記実サイクルタイムを用いて算出した目標生産個数と、実際に生産された実生産個数とを用いて算出された可動率の情報を生成する、生産管理装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の生産管理装置において、
前記生産管理情報生成部は、前記生産管理情報として、前記実サイクルタイムと予め設定された設定サイクルタイムとを表示する表示情報を生成する、生産管理装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の生産管理装置はさらに、
前記生産管理情報を表示するための表示部を備える、生産管理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の生産管理装置はさらに、
前記製造ラインから製品が繰り出される度に前記検出信号を出力する検出部を備え、
前記検出信号取得部は、前記検出部から前記検出信号を取得する、生産管理装置。
【請求項８】
製造ラインの生産状況を管理するための生産管理システムであって、
請求項１から７のいずれか一項に記載の生産管理装置と、
前記生産管理装置から出力される前記生産管理情報を受信し、表示する端末装置と、を備える、生産管理システム。
【請求項９】
製造ラインの生産状況を管理するための生産管理方法であって、
前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得し、
取得した前記検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた前記統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定し、
前記実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成すること、を備える、生産管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、製造ラインにおける生産状況を管理するための生産管理装置、生産管理システムおよび生産管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造ラインの管理に際して、機械設備を動かしたい時に正常に動かすことができる度合いを示す指標として、生産計画数に対する生産実績数の割合である可動率を用いる生産管理技術が知られている（例えば、特許文献１）。可動率を用いることによって、製造ラインの問題点の検証や、保全の度合いの検証を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２９１４０号公報
【０００４】
しかしながら、従来の生産管理技術では、可動率が低い場合に、製造ラインの総停止時間が原因であるのか、サイクルタイムの増加が原因であるのかを判別することができなかった。この結果、可動率が低い場合に、その原因を究明して、解決するためには、可動率以外の詳細な生産管理情報を検討しなければならなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、生産管理において可動率の低下の原因がサイクルタイムの増大にあるのか、製造ラインの停止にあるのかを容易に判別することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示は以下の種々の態様を採る。
【０００７】
第１の態様は、製造ラインの生産状況を管理するための生産管理装置を提供する。第１の態様に係る生産管理装置は、前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得する検出信号取得部と、取得した前記検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた前記統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定する実サイクルタイム決定部と、前記実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成する生産管理情報生成部と、を備える。
【０００８】
第１の態様に係る生産管理装置によれば、製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定し、実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成するので、生産管理において可動率の低下の原因がサイクルタイムの増大にあるのか、製造ラインの停止にあるのかを容易に判別することができる。
【０００９】
第１の態様に係る生産管理装置において、前記実サイクルタイム決定部は、前記統計値としてサイクルタイムの最頻値を求め、最頻値に対応するサイクルタイムを前記実サイクルタイムとして決定しても良い。この場合には、製造ラインの停止等の外乱による影響を受けることなく、あるいは、影響を軽減しつつ、実サイクルタイムを決定することができる。
【００１０】
第１の態様に係る生産管理装置において、前記実サイクルタイム決定部は、前記統計値としてサイクルタイムの内、最も短いサイクルタイムから所定割合のサイクルタイムの合計値の平均値を前記実サイクルタイムとして決定しても良い。この場合には、製造ラインの停止等の外乱による影響を受けることなく、あるいは、影響を軽減しつつ、実サイクルタイムを決定することができる。
【００１１】
第１の態様に係る生産管理装置において、前記生産管理情報生成部は、前記生産管理情報として、前記実サイクルタイムを用いて算出した目標生産個数と、実際に生産された実生産個数とを用いて算出された可動率の情報を生成しても良い。この場合には、実サイクルタイムに基づく可動率を知ることができる。
【００１２】
第１の態様に係る生産管理装置において、前記生産管理情報生成部は、前記生産管理情報として、前記実サイクルタイムと予め設定された設定サイクルタイムとを表示する表示情報を生成しても良い。この場合には、実サイクルタイムと設定サイクルタイムとを比較し、可動率の低下の原因がサイクルタイムの増大にあるのか、製造ラインの停止にあるのかを容易に判別することができる。
【００１３】
第１の態様に係る生産管理装置はさらに、前記生産管理情報を表示するための表示部を備えても良い。この場合には、生産管理装置において生産管理情報を確認することができる。
【００１４】
第１の態様に係る生産管理装置はさらに、前記製造ラインから製品が繰り出される度に前記検出信号を出力する検出部を備え、前記検出信号取得部は、前記検出部から前記検出信号を取得しても良い。この場合には、生産管理装置によって、検出信号を取得することができる。
【００１５】
第２の態様は、製造ラインの生産状況を管理するための生産管理システムを提供する。第２の態様に係る生産管理システムは、第１の態様に係る生産管理装置と、前記生産管理装置から出力される前記生産管理情報を受信し、表示する端末装置と、を備える。この場合には、端末装置において、生産管理において可動率の低下の原因がサイクルタイムの増大にあるのか、製造ラインの停止にあるのかを容易に判別することができる。
【００１６】
第３の態様は、製造ラインの生産状況を管理するための生産管理方法を提供する。第３の態様に係る生産管理方法は、前記製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を取得し、取得した前記検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、求めた前記統計値を用いて実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定し、前記実サイクルタイムを用いて生産管理情報を生成すること、を備える。
【００１７】
第３の態様に係る生産管理方法によれば、第１の態様に係る生産管理装置と同様の利点を得ることができる。また、第３の態様に係る生産管理方法は、この他に、生産管理プログラムとして実現され得ると共に、生産管理プログラムが記録されたコンピューター読み取り可能な媒体として実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る生産管理装置を備える生産管理システムおよび製造ラインを示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る生産管理装置の内部機能構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態における稼働状態取得装置の配置例を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る生産管理装置によって実行される生産管理処理ルーチンを示すフローチャート。
【図５】記録されたサイクルタイムの連続分布の一例を示す説明図。
【図６】設定サイクルタイムに対応する可動率と実サイクルタイムに対応する可動率を示す説明図。
【図７】表示装置に表示される生産管理情報の表示画面の一例を示す説明図。
【図８】第１の変形例において用いられる、受信された検出信号の例示的波形を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
第１の実施形態：
以下、本開示に係る生産管理システムおよび生産管理方法について、図面を参照しつつ、実施形態に基づいて説明する。図１は第１の実施形態に係る生産管理装置を備える生産管理システムおよび製造ラインを示す概略構成図である。なお、図１に示す生産管理システムおよび製造ラインは他の実施形態においても共通して用いられる。
【００２０】
生産管理システム１００は、生産管理装置１０および稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃを備えている。生産管理装置１０は、稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃと協働して、第１の製造ラインＬ１、第２の製造ラインＬ２の生産状況を管理する。なお、製造ラインＬは１つであっても良く、あるいは、３つ以上であっても良い。
【００２１】
各製造ラインＬ１およびＬ２には、加工対象品、すなわち、加工部品、ワーク、を搬送するための搬送機構３０、たとえば、ベルトコンベア、軌道上を移動する搬送機が備えられている。搬送機構３０には種々の生産設備３１〜３３が配置されている。各生産設備３１〜３３は、たとえば、金属加工機、溶接機、樹脂成形機、塗装機、熱間鍛造機、完成品回収機、加工部品供給機といった設備である。各生産設備３１〜３３には、生産設備における加工対象品に対する生産処理、加工処理を実行するためのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）およびＰＬＣに接続されている各種センサが備えられている。例えば、生産設備あるいは搬送機構に組み込まれている加工部品の到着あるいは通過を検出するための光電センサ、加工部品の寸法を測る寸法センサ、加工部品を切削加工する切削金属加工機に組み込まれている加工部品を加工するための刃具の使用回数をカウントするカウンタ、完成品回収機に組み込まれている完成品の排出個数をカウントするためのエリアセンサ、あるいは、完成品を搬送するハンド機構に組み込まれている開閉回数をカウントするカウンタ、開動作間隔を計測するサイクル計測器が備えられている。これらの各センサは、製造ラインおよび生産設備を作動させるために、製造ラインおよび生産設備の設置・配置時に従来より配置され、ＰＬＣに接続されているセンサである。
【００２２】
図１の例において、第１の製造ラインＬ１には、第１の生産設備３１が配置されている。第２の製造ラインＬ２には、第２の生産設備３２および第３の生産設備３３が配置されている。
【００２３】
生産設備または生産設備の近傍には、後付けの第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃが装着または配置されている。本明細書において後付けとは、生産設備を稼働させるために生産設備の設置時から組み込まれている、あるいは、予め装着されておらず、また、各生産設備３１〜３３の動作を制御する装置であるＰＬＣに接続されておらず、生産設備の稼働、制御とは無関係に装着、配置されることを意味する。図１の例では、第１、第２および第３の生産設備３１、３２、３３に対してそれぞれ第１、第２および第３の稼働状態取得装置２０ａ、２０ｂ、２０ｃがそれぞれ装着されている。
【００２４】
生産管理装置１０と、後付けの第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃは、図１に示すように無線にて相互にデータを送受信することが可能である。生産管理装置１０は、端末装置ＰＤ１、ＰＤ２からの要求に応じて、生成した生産状況情報を無線にて送信する。
【００２５】
図２は第１の実施形態に係る生産管理装置の内部機能構成を示すブロック図である。生産管理装置１０は、各生産設備３１〜３３の動作を制御する装置、すなわち、ＰＬＣとは異なる装置であり、生産管理装置１０が用いられなくても各生産設備３１〜３３はＰＬＣによって動作制御される。生産管理装置１０は、バス１６を介して相互に通信可能に接続されている、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１、記憶装置１２、送信・受信部１３、表示装置１４および入力装置１５を備えている。ＣＰＵ１１、記憶装置１２および送信・受信部１３は互いに双方向に通信可能である。記憶装置１２は、たとえば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。ＨＤＤ、（または、ＳＳＤ、ＲＯＭ）には、検出信号のサイクルタイムの統計値を求め、統計値から実際のサイクルタイムである実サイクルタイムを決定するための実サイクルタイム決定プログラムＰ１および実サイクルタイムを用いて種々の生産管理情報を生成するための生産管理情報生成プログラムＰ２が格納されている。これらのプログラムは、ＨＤＤから読み出されてＲＡＭ上に展開されて、ＣＰＵ１１によって実行される。実サイクルタイム決定プログラムＰ１を実行するＣＰＵ１１は、検出信号取得部および実サイクルタイム決定部として機能し、生産管理情報生成プログラムＰ２を実行するＣＰＵ１１は、生産管理情報生成部として機能する。
【００２６】
送信・受信部１３は、無線通信を介して、各製造ラインＬ１〜Ｌ２上における各生産設備に備えられている、あるいは、各生産設備に近傍に配置されている第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃから稼働状態に関わる検出信号を受信する。送信・受信部１３によって受信された検出信号は、検出信号取得部として機能するＣＰＵ１１によって取得される。送信・受信部１３は、第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃに対して各種の実行命令を送信する。送信・受信部１３はさらに、外部装置である端末装置ＰＤ１、ＰＤ２に対して生産状況情報を出力として送信し、あるいは、端末装置ＰＤ１、ＰＤ２からの各種処理の実行を要求する入力を受信する。送信・受信部１３が無線通信機能を有する入出力Ｉ／Ｆである場合には、送信・受信部１３は工場内に設置されている図示しない無線中継器（アクセスポイント）を介して、第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃからの無線電波を受信しても良く、あるいは、送信・受信部１３自身が第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃから無線電波を受信可能な場所に配置されていても良い。また、送信・受信部１３は、無線中継器に対して有線接続されていても良い。いずれにしても、各稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃに対して有線接続することなく稼働状態に関わる情報を取得できれば良い。このようにすることによって、各生産設備に対して第１〜第３の稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃを装着または配置するという比較的簡単な変更だけで、本実施形態に係る生産管理システム１００を既存の工場に導入することができる。無線通信は、たとえば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ローカルネットワーク（ＬＡＮ）を通じた無線接続によって実現され得る。
【００２７】
表示装置１４は、生産管理システム１００を操作する際に処理内容の表示に用いられ、あるいは、生産管理情報を表示するための表示部、すなわち、ディスプレイである。表示装置１４は、生産管理装置１０とは別体で備えられていても良い。入力装置１５は、生産管理システム１００に対して入力を行うために用いられる装置であり、たとえば、キーボード、マウスであり、更には、表示装置１４の画面上に備えられる感圧式のタッチパネルであっても良い。
【００２８】
図３は第１の実施形態における稼働状態取得装置の配置例を示すブロック図である。なお、図３においては、第１の稼働状態取得装置２０ａを例示的に説明するが、他の第２、第３の稼働状態取得装置２０ｂ、２０ｃも同様の構成を有している。第１の稼働状態取得装置２０ａは、第１の生産設備３１の近傍、より具体的には、第１の生産設備３１が配置されている搬送機構３０の終端、すなわち、当該ラインの加工終了品ＷＰが排出される位置に配置されている。なお、加工終了品ＷＰは最終的に完成した製品または中間の製品であっても良い。第１の稼働状態取得装置２０ａは、信号線によって接続され、送受信部を含むコントローラ２１ｂが格納される本体とは別に備えられている第１の検出部としての検出部２１ａを有している。検出部２１ａは、搬送機構３０を支持する支持部の上端に配置され、本体は支持部の中間側面に配置されている。検出部２１ａとしては、例えば、光電式の光センサが用いられ得る。光電式の光センサによれば、搬送機構３０によって搬送される加工終了品ＷＰの通過を光の遮断によって検出することができる。遮断時に出力される検出信号は、１または０のパルス信号である。光電式センサは、可視光、赤外光、紫外光といった光を出力する光源と、光源からの光を受光する受光部とによって構成される。第１の稼働状態取得装置２０ａを第１の生産設備３１の近傍に配置することによって、第１の生産設備３１の稼働状態を加工終了品ＷＰの搬送（排出）の有無を検出することができる。具体的には、後付けの第１の稼働状態取得装置２０ａを配置することにより、第１の生産設備３１の稼働状態の１つである稼働サイクルを示す情報としての検出信号を取得し、生産管理装置１０に対して提供することができる。
【００２９】
検出部２１ａは、後付けにて第１の生産設備３１に対して装着あるいは第１の生産設備３１の近傍に配置される各種センサであり、生産設備によって加工部品に対して加工および処理を施すために備えられ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に接続されている既存のセンサとは異なる。なお、検出部２１ａは、第１の稼働状態取得装置２０ａと一体に備えられていても良い。検出部２１ａは、生産設備における加工対象品に対する加工、処理に関わる動作、操作開始、実行中または完了のタイミング、回数を計数することができる検出部である。検出部２１ａは、検出用の素子のみを備えアナログ信号を出力する検出部であっても良く、あるいは、検出用の素子に加え、検出用の素子によって出力される信号をディジタル信号に変換して出力する回路を備える検出部であっても良い。コントローラ２１ｂは、図示しない中央演算処理装置（ＣＰＵ）と記憶装置とを備えている。コントローラ２１ｂは、送受信部を介して、検出部２１ａから受信した検出信号を任意の通信プロトコルに従い無線によって生産管理装置１０に対してパルス状の検出信号を送信し、あるいは、生産管理装置１０からの実行命令を受信する。コントローラ２１ｂは、検出部２１ａから入力される信号がアナログ信号である場合には、信号値が既定値以上、規定値未満、または任意の範囲にある場合に、アクティブHighロジックにおいてはHigh（１）、アクティブLowロジックにおいてはLow（１）を採るディジタル信号に変換して送受信部を介して検出信号を生産管理装置１０に対して送信する。したがって、本実施形態においては、検出部２１ａのみが検出部として機能し得ると共に、検出部２１ａとコントローラ２１ｂとによって検出部が実現され得る。コントローラ２１ｂは、検出部２１ａから受信した検出信号を記憶装置に格納しておき、生産管理装置１０から受信した実行命令に応じて、検出信号を生産管理装置１０に対して送信しても良い。
【００３０】
検出部２１ａとして用いられるセンサとしては、光電式センサの他、他の光センサ、音センサ、熱センサ、電流センサ、距離センサ、気圧センサ、加速度センサ、回転速度センサ、湿度センサおよび圧力センサが用いられ得る。各センサはいずれも生産設備の稼働状態を検出するためのセンサであり、その用いられ方については以下で説明する。なお、本実施形態において、稼働状態とは、製造ラインおよび生産設備における、加工対象品に対する加工、処理に関わる動作、操作を意味し、例えば、当該動作、操作の開始、実行中、停止、完了といった状態が含まれ得る。以下では、生産設備として第３の生産設備３３を例にとって説明する。
【００３１】
照度センサを含む光センサは、第３の生産設備３３に１回の加工サイクル毎に点灯・消灯を繰り返す表示灯が備えられている場合には、当該表示灯の点灯または消灯回数を検出するために用いられる。表示灯の点灯または消灯回数に応じた検出信号によって、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。なお、光センサとしてカラーセンサが用いられる場合には、複数色を有する表示灯の点灯色を判別することができるので、点灯色に応じた生産設備の稼働サイクルを取得することができる。音センサは、第３の生産設備３３におけるモータ音、エアー排出音および扉の開閉音といった動作音、切削音および打音といった加工に伴う音を検出するために用いられる。音センサによって検出される音量が規定の音量を超える場合に稼働状態取得装置２０ｃから検出信号が出力されることにより、上記動作または加工のサイクルを稼働状態として取得することができる。
【００３２】
熱センサは、第３の生産設備３３からの高温の加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、加工部品の温度を検出可能な赤外線センサ、加工部品の温度が規定温度以上、規定温度未満、あるいは任意の温度範囲にあることを検出可能なサーモスタットが用いられ得る。赤外線センサが用いられる場合には、検出温度が規定温度以上である場合に検出信号が出力されることにより、サーモスタットが用いられる場合には、作動信号を検出信号として用いることによって、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。
【００３３】
電流チェッカを含む電流センサは、第３の生産設備３３に備えられているアクチュエータの作動、あるいは、溶接機のように加工に電力を要する加工機の作動、すなわち、第３の生産設備３３における加工完了部品の排出に関連する動作を検出するために用いられる。具体的には、アクチュエータおよび加工機の動作時における電流値が規定電流値以上、規定電流値未満、あるいは任意の電流値範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。この他にも、雷センサのように高電圧を測定、検出可能なセンサを用いて、アーク溶接機や高周波焼入機において瞬間的に発生する高電圧（高エネルギ）を検出することによって、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。
【００３４】
距離センサは、第３の生産設備３３が備える、治具、刃具、ロボットハンド、加工部品といった対象物との距離を検知することによって、第３の生産設備３３の処理動作、加工動作を通じて、あるいは、加工部品自身の動きによって、加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、対象物までの距離が規定距離以上、規定距離未満、あるいは任意の距離範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。距離センサとしては、例えば、赤外光、レーザ光、超音波、音波等を発射し、対象物によって反射された反射波が返ってくるまでの時間に基づいて対象物までの距離を測定するセンサが用いられる。
【００３５】
気圧センサおよび水位センサは、それぞれ、第３の生産設備３３において実行される、水や油といった液体を用いる切削、洗浄、焼入れ、焼き戻し工程において使用される液体の圧力変化並びに、切削および洗浄工程において使用される液体の水位変化を検出することによって、第３の生産設備３３の加工動作を通じて加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、圧力または水位（液位）が規定値以上、規定値未満、あるいは任意の範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。
【００３６】
加速度センサ、近接スイッチおよびドップラーセンサは、第３の生産設備３３が備える扉やシリンダの先端に配置され、扉の開閉やシリンダの往復動を通じて加工部品の排出を検出するために用いられる。
【００３７】
回転速度センサは、第３の生産設備３３が備える、治具、刃具、ロータリーテーブル、加工部品等の回転速度を検出することによって、第３の生産設備３３の加工動作を通じて、あるいは、加工部品自身の動きによって、加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、検出された回転速度が規定値以上、規定値未満、あるいは任意の範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。
【００３８】
圧力センサおよび感圧センサは、第３の生産設備３３が備える扉、操作パネル、あるいは押し当てや挟み込みなどの圧力が掛かる部位に配置され、扉の開閉、操作パネルの操作、押し当てや挟み込みの検出を通じて加工部品の排出を検出するために用いられる。
【００３９】
ジャイロセンサは、第３の生産設備３３が備える、治具、刃具、ロボットハンド、加工部品等の傾きや速度を検出することによって、第３の生産設備３３の加工動作を通じて、あるいは、加工部品自身の動きによって、加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、検出された傾きや速度が規定値以上、規定値未満、あるいは任意の範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。傾斜センサは、第３の生産設備３３が備える、治具、刃具、ロボットハンド、加工部品等の傾き、加工装置台やシーソー型搬送部の傾きを検出することによって、第３の生産設備３３の加工動作を通じて、加工部品の排出を検出するために用いられる。具体的には、検出された傾きが規定値以上、規定値未満、あるいは任意の範囲にあることを示す検出信号が第３の稼働状態取得装置２０ｃから生産管理装置１０に対して送信され、第３の生産設備３３の加工サイクルを稼働状態として取得することができる。
【００４０】
この他にも、人感センサや静電容量式センサを用いて人の操作を検出することによって加工部品の排出を検出することや、湿度センサを用いて、水や油といった液体を用いる切削、洗浄、焼入れ、焼き戻し工程において使用される液体に起因する湿度の変化を検出することによって加工部品の排出を検出することができる。
【００４１】
生産管理装置１０の動作について説明する。図４は第１の実施形態に係る生産管理装置によって実行される生産管理処理ルーチンを示すフローチャートである。本処理ルーチンは、ＣＰＵ１１が実サイクルタイム決定プログラムＰ１および生産管理情報生成プログラムＰ２を実行することにより実行され、ＣＰＵ１１は、生産管理装置１０の起動後、生産管理装置１０が稼働終了されるまでの間、実サイクルタイム決定プログラムＰ１および生産管理情報生成プログラムＰ２を繰り返し実行する。
【００４２】
生産管理装置１０、すなわち、ＣＰＵ１１は、送信・受信部１３によって受信された検出部２１ａからの検出信号を取得する（ステップＳ１００）。ＣＰＵ１１は、検出信号の受信時間を記憶装置１２に逐次記録する。検出部２１ａは、内部に備える回路により検出素子から出力される電流等のアナログ信号をデジタル信号に変換した検出信号を出力しても良く、あるいは、検出素子から出力される電流等のアナログ信号を検出信号として出力しても良い。
【００４３】
ＣＰＵ１１は、これまで受信した検出信号および今回受信した検出信号を用いてサイクルタイム（ＣＴ）の最頻値を算出する（ステップＳ１１０）。具体的には、ＣＰＵ１１は、記憶装置１２に記録されている検出信号の受信時間を用いて算出したサイクルタイムを用いて統計処理を実行して、サイクルタイムの最頻値を求め、実サイクルタイムに決定する。なお、サイクルタイムとは、当業者にとって周知であるように、検出信号の検出間隔、例えば、各パルス信号の立ち上がりまたは立ち下がりの間隔を意味し、各加工対象品の製造間隔に相当する。また、検出信号の検出数、すなわち、パルス信号数は、加工対象品の製造個数に相当する。
【００４４】
第１の実施形態における最頻値は、（１）記録されたサイクルタイムを連続分布と見なす場合、密度関数が最大となる確率変数、（２）記録されたサイクルタイムを離散分布と見なす場合、確率変数が最大となる確率変数を求め、求めた確率変数、すなわち、サイクルタイムを最頻値のサイクルタイムとして算出する。ＣＰＵ１１は、最頻値のサイクルタイムを求めることによって、実サイクルタイムを決定する。なお、（１）および（２）における統計処理については周知の技術であるから説明を省略する。
【００４５】
図５は記録されたサイクルタイムの連続分布の一例を示す説明図である。図５において横軸はサイクルタイムＣＴ、縦軸は確率密度を示している。記録されたサイクルタイムに対して統計処理を施すことによって、図５の例に示す、段取り替え時のサイクルタイムＤ１や、修理時のサイクルタイムＤ２といった実際の加工対象品の処理に結びつかない要素に起因するサイクルタイムに影響されることなく、実サイクルタイムＲＣＴを決定することができる。なお、ＣＰＵ１１は、最頻値に代えて、記録されたサイクルタイムの最短値から上位５％、１０％といった所定割合で抽出したサイクルタイムの合計値の平均値を実サイクルタイムに決定しても良い。なお、抽出割合は目的に応じて任意に設定可能である。
【００４６】
ＣＰＵ１１は、生産管理情報生成プログラムＰ２を実行して、生産管理情報を生成する（ステップＳ１２０）。具体的には、実サイクルタイムを用いて生産計画数、すなわち目標生産個数を算出し、生産実績数、すなわち、実生産個数と比較して実可動率を算出する。図６は設定サイクルタイムに対応する可動率と実サイクルタイムに対応する可動率を示す説明図である。設定サイクルタイムとは、製造ラインＬ１、Ｌ２に対して予め設定された理論的、あるいは、実現されるべきサイクルタイムであり、各生産設備３１〜３３の個別の動作誤差、動作ずれ等は考慮されていない。図６において横軸はサイクルタイムＣＴ、縦軸は可動率、破線ＤＬ１は所定期間Ｔ内に製造される加工対象品数Ｓが同一となる特性線を示している。図６において、設定サイクルタイムは、ＣＴ＝３６secに設定されており、設定サイクルタイムを用いて算出された所定期間Ｔ内における生産計画数Ｘは、Ｘ＝Ｔ／３６となり、生産計画数Ｘに対する生産実績数Ａの比である可動率（Ａ／Ｘ）は８０％である。これに対して、実サイクルタイムがＣＴ４２secである場合には、実サイクルタイムを用いて算出される所定期間Ｔ内における生産計画数Ｙは、Ｙ＝Ｔ／４２となり、生産計画数Ｘに対する生産実績数Ａの比である可動率（Ａ／Ｙ）は９３．３％である。
【００４７】
ＣＰＵ１１は、さらに、図７示す生産管理情報を表示するための表示情報として表示画面データを作成し（ステップＳ１３０）、表示装置１４に表示させて本処理ルーチンを終了する。本処理ルーチンは、生産管理装置１０が稼働終了されるまで、あるいは、製造ラインＬ１、Ｌ２が稼働停止されるまで繰り返し実行される。したがって、本処理ルーチンの実行開始後、時間が経過するにつれて検出信号のサンプル数は増大し統計値の信頼性は向上される。図７は、表示装置に表示される生産管理情報の表示画面の一例を示す説明図である。図７の例では、設定サイクルタイムおよび設定サイクルタイムに対応する可動率、実サイクルタイムおよび実サイクルタイムに対応する可動率がそれぞれ表示されているがいずれか一方のみであっても良い。この生産管理情報に基づくと、製造ラインＬ１、Ｌ２は設定サイクルタイムでは稼働しておらず、設定サイクルタイムである３６secよりも６sec遅い４２secの実サイクルタイムにて稼働していることを把握できる。また、現在の製造ラインＬ１、Ｌ２の実力値では、可動率は約９３％に達しており、実サイクルタイムが維持される限り改善の余地は少ないと考えることもできる。したがって、設定可動率が低い理由は、サイクルタイムが設定サイクルタイムよりも遅いことにあり、製造ラインＬ１、Ｌ２の停止や、修理等に起因しないことを把握することができる。すなわち、生産設備３１〜３３の動作に遅延理由があり、あるいは、現状の生産設備３１〜３３の性能が設定サイクルタイムに対応できていないと判定することができる。なお、実サイクルタイムは、既述の通り統計的な最頻値を用いて決定されており、外乱を除外した製造ラインＬ１、Ｌ２の実際の状態を示している。一方、統計処理により算出された実サイクルタイムが設定サイクルタイムと同等である場合には、製造ラインＬ１、Ｌ２の停止や修理といった、製造ラインＬ１、Ｌ２や生産設備３１〜３３の保全に問題があることを特定することができる。
【００４８】
以上説明した、第１の実施形態に係る生産管理装置１０によれば、製造ラインから製品が繰り出される度に出力される検出信号を用いてサイクルタイムの統計値を求め、統計値を用いて実サイクルタイムを決定することができる。したがって、実サイクルタイムが設定サイクルタイムよりも遅い場合には、低い可動率は、製造ラインＬ１、Ｌ２の停止や、修理等に起因しないことを把握することができる。一方、実サイクルタイムが設定サイクルタイムと同等である場合には、製造ラインＬ１、Ｌ２の停止や修理といった、製造ラインＬ１、Ｌ２や生産設備３１〜３３の保全に問題があることを特定することができる。この結果、可動率のみを指標として製造ラインの生産管理を行っている場合には、容易に判別することができなかった、低い可動率または可動率の低下の原因が実サイクルタイムの遅れにあるのか、その他の要因、例えば、停止時間の長期化にあるのかを容易に判別することができる。
【００４９】
第１の実施形態に係る生産管理装置１０によれば、統計的処理を通じて実サイクルタイムが決定される。したがって、製造ラインＬ１、Ｌ２の停止やその他の外乱による影響を受けることなく、あるいは、外乱による影響を低減して、実サイクルタイムを決定することができる。
【００５０】
第１の実施形態に係る生産管理装置１０によれば、生産管理情報として、実サイクルタイムを用いた可動率を表示するので、管理者は、実サイクルタイムに基づく可動率を知ることができる。
【００５１】
・変形例：
（１）第１の実施形態においては、受信した全ての検出信号を用いて統計処理を実行し、実サイクルタイムを算出している。これに対して、検出信号の検出間隔を監視し、予め定められた判定間隔Ｔｉｒを超える検出信号の検出間隔を除外して実サイクルタイムを算出しても良い。図８は第１の変形例において用いられる、受信された検出信号の例示的波形を示す説明図である。予め定められた判定間隔Ｔｉｒは、製造ラインＬ１、Ｌ２の遅延または停止に相当する時間間隔に対応する。図８において検出間隔Ｔｉ１、Ｔｉ２およびＴｉ４は、判定間隔Ｔｉｒを超えておらず、検出間隔Ｔｉ３は判定間隔Ｔｉｒを超えている。したがって、検出間隔Ｔｉ３を除外して検出間隔Ｔｉ１、Ｔｉ２、Ｔｉ４を用いてサイクルタイムの平均値を算出することによって、遅延や停止の影響を受けることなく、実サイクルタイムを算出することができる。
【００５２】
（２）第１の実施形態においては、生産管理情報として、実サイクルタイムを用いた可動率が表示装置１４に表示される。これに加えて、または、代えて、実サイクルタイムが設定サイクルタイムよりも短い場合に、例えば、いずれかの加工工程を実行していない、目視検査を手順に従わずに実施したと判断し、工程飛ばし注意、目次検査飛ばし注意、といった警告を生産管理情報として表示装置１４に表示しても良い。設定サイクルタイムよりも短い場合とは、例えば、設定サイクルタイムの８０％よりも短い実サイクルタイムが該当する。
【００５３】
（３）第１の実施形態においては、各製造ラインＬ１、Ｌ２にそれぞれ３つの生産設備が配置されているが、１つまたは２つであっても良く、また、４つ以上備えられていても良い。また、製造ラインの数についても、１および２ラインでも良く、あるいは、３ライン以上であっても良い。
【００５４】
（４）第１の実施形態においては、生産管理装置１０および各稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃは無線通信にて通信を行っているが、有線通信によって行われても良い。例えば、各生産設備３１〜３３の近傍に有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）接続ポートが用意されている場合には、当該接続ポートを利用することによって新たな配線の手間が省け、無線通信と同様にして簡易に第１の実施形態に係る生産管理システム１００を導入することができる。
【００５５】
（５）第１の実施形態においては、各稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃにおいて検出信号のパルス信号化、すなわち、デジタル信号化が実行されているが、生産管理装置１０において実行されても良い。すなわち、各稼働状態取得装置２０ａ〜２０ｃから生産管理装置１０に対してアナログ信号が送信され、生産管理装置１０において上述のパルス信号化が実行されても良い。
【００５６】
以上、実施形態、変形例に基づき本開示について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本開示の理解を容易にするためのものであり、本開示を限定するものではない。本開示は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本開示にはその等価物が含まれる。たとえば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…生産管理装置、１１…ＣＰＵ、１２…記憶装置、１３…送信・受信部、１４…表示装置、１５…入力装置、１６…バス、２０ａ…第１の稼働状態取得装置、２０ｂ…第２の稼働状態取得装置、２０ｃ…第３の稼働状態取得装置、２１ａ…検出部、２１ｂ…コントローラ、３０…搬送機構、３１…第１の生産設備、３２…第２の生産設備、３３…第３の生産設備、１００…生産管理システム、Ｌ１…第１の製造ライン、Ｌ２…第２の製造ライン、ＰＤ１、ＰＤ２…端末装置、ＷＰ…加工終了品、Ｐ１…実サイクルタイム決定プログラム、Ｐ２…生産管理情報生成プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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