(57)【要約】【課題】各工程の実績が大きく変動する場合の歩留りの予測精度を向上させることにより各工程の負荷予測精度を向上させた生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体を提供する。【解決手段】生産現場において製品の生産工程を監視して前記製品の生産を支援する生産管理システムであって、前記製品の生産工程から歩留り実績を受信して記憶する記憶部と、前記歩留り実績の加重移動平均を歩留り予測値として算出する歩留り算出部と、前記歩留り予測値と前記製品の生産計画とから前記製品の生産工程における生産量を予測する負荷算出部と、を備えたことを特徴とする生産管理システムが提供される。【選択図】図１
2011065613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産現場において製品の生産工程を監視して前記製品の生産を支援する生産管理システムであって、
前記製品の生産工程から歩留り実績を受信して記憶する記憶部と、
前記歩留り実績の加重移動平均を歩留り予測値として算出する歩留り算出部と、
前記歩留り予測値と前記製品の生産計画とから前記製品の生産工程における生産量を予測する負荷算出部と、
を備えたことを特徴とする生産管理システム。
【請求項２】
前記歩留り算出部は、前記歩留り実績の加重移動平均を算出する際に、前記歩留り実績の異常値を除去することを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
【請求項３】
前記歩留り算出部は、前記歩留り実績の加重移動平均を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の生産管理システム。
【請求項４】
生産現場において製品の生産工程を監視して前記製品の生産を支援する生産管理方法であって、
前記製品の生産工程から歩留り実績を受信して記憶部に記憶する工程と、
前記歩留り実績の加重移動平均を歩留り予測値として算出する工程と、
前記歩留り予測値と前記製品の生産計画とから前記製品の生産工程の負荷を算出する工程と、
を備えたことを特徴とする生産管理方法。
【請求項５】
請求項４記載の生産管理方法をコンピュータによって実行可能なプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録していることを特徴とするプログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体に関し、特に歩留りにより生産ラインの負荷を算出する生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場には、市場の要求に応じて製品を供給し、販売機会を損失することなく、かつ在庫を極小化することが求められている。また、原価低減のために、生産の効率化も求められている。そのために、生産進捗の統制と品質の作り込みを中心とする生産管理の果たす役割が重要になっている。
【０００３】
生産管理システムは、生産状況を常に監視して生産管理の支援をする。例えば、生産の各工程に適正に人員などのリソースを配置して計画通り生産が進められるように支援する。そのために、各工程の負荷を予測する必要があり、例えば、投入管理システムの歩留り予測方式の提案がある（例えば、特許文献１を参照）。
また、多品種少量生産の場合や手作業の多い場合は、各工程の実績の変動が大きくなり、各工程の歩留りをさらに精度良く予測することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２１６８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、各工程の実績が大きく変動する場合の歩留りの予測精度を改善し各工程の負荷予測精度を向上させた生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、生産現場において製品の生産工程を監視して前記製品の生産を支援する生産管理システムであって、前記製品の生産工程から歩留り実績を受信して記憶する記憶部と、前記歩留り実績の加重移動平均を歩留り予測値として算出する歩留り算出部と、前記歩留り予測値と前記製品の生産計画とから前記製品の生産工程における生産量を予測する負荷算出部と、を備えたことを特徴とする生産管理システムが提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、生産現場において製品の生産工程を監視して前記製品の生産を支援する生産管理方法であって、前記製品の生産工程から歩留り実績を受信して記憶部に記憶する工程と、前記歩留り実績の加重移動平均を歩留り予測値として算出する工程と、前記歩留り予測値と前記製品の生産計画とから前記製品の生産工程の負荷を算出する工程と、を備えたことを特徴とする生産管理方法が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、生産管理方法をコンピュータによって実行可能なプログラムを、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録していることを特徴とするプログラム記録媒体が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各工程の実績が大きく変動する場合の歩留りの予測精度を向上させることにより各工程の負荷予測精度を向上させた生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る生産管理システムの構成を例示する模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る生産管理方法を例示するフローチャートである。
【図３】図２に表した歩留り算出の方法を例示するフローチャートである。
【図４】図２に表した負荷予測の方法を例示するフローチャートである。
【図５】負荷予測精度向上の必要性を説明する模式図である。
【図６】歩留り変動が大きい場合の問題点を説明する模式図である。
【図７】図１に表した生産管理システムにおける歩留り算出部の原理を説明する模式図である。
【図８】図１に表した生産管理システムにおける歩留りを例示するグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る生産管理システムの構成を例示する模式図である。
図１に表したように、生産管理システム１は、生産ライン１００と同じ生産現場に設けられ、生産ライン１００の生産情報を収集し、製品の生産工程を監視して製品の生産を支援、管理する。なお、図１においては、物の流れは実線の矢印で表し、情報の流れは破線の矢印で表している。
【００１３】
生産ライン１００は、製品Ｐを手作業で生産するラインであり、例えば、パーソナルコンピュータの組立ラインである。生産ライン１００においては、複数の工程が設けられており、例えば図１には、工程１００ａ〜１００ｄが示されている。工程１００ａは、前加工工程であり、投入された部材Ｒをユニットなどに前加工し、検査する。工程１００ｂは、組み立て工程であり、前加工されたユニットなどを製品に組み立てて、検査する。工程１００ｃは、後工程であり、組み立てられた製品を梱包照合する。工程１００ｄは、最終検査工程であり、梱包の終了した製品を最終的に検査して、製品Ｐとして出荷できる状態にする。
【００１４】
また、生産ライン１００には、各工程における製品の歩留り実績を送信するネットワーク５が設けられている。ここで各工程における製品の歩留り実績とは、各工程において、後工程への流し込み数と前工程からの流れ込み数との比であり、各工程の通過率である。
製品の歩留り実績は、数サンプルごとに、例えば、後工程への流し込み数が１５ごとに、ネットワーク５に送信される。
また、ネットワーク５は、例えば有線、無線のローカルネットワークで構成することができる。
【００１５】
そして、生産管理システム１は、記憶部２と、歩留り算出部３と、負荷算出部４とを備える。
生産管理システム１は、ネットワーク５に接続され、生産ライン１００から各工程における製品の歩留り実績を受信して、記憶部２に記憶する。さらに後述するように各工程の歩留り、負荷を予測する。
【００１６】
記憶部２は、製品Ｐの生産工程の各工程の歩留り実績を記憶する。上記のとおり、各工程から数サンプルごとに送信される歩留り実績を、すべて記憶する。また、各工程の歩留り、負荷の予測値を記憶する。
なお、記憶部２には、さらに、製品Ｐの生産工程の各工程に必要な投入部材及び人員などリソースに関する情報を記憶させてもよい。また、製品Ｐの生産工程の計画に関する情報、さらに、各工程における制約条件などを記憶させてもよい。
【００１７】
歩留り算出部３は、記憶部２から歩留り実績を取得し、図３において説明するように加重移動平均により歩留り予測値を算出する。
負荷算出部４は、図４において説明するように、歩留り予測値と製品Ｐの生産計画とから製品Ｐの生産工程における生産量を予測する。ここで、生産計画は、外部から設定される予定生産量であるが、上記のとおり、記憶部２に記憶させておいてもよい。
【００１８】
記憶部２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）により、歩留り算出部３及び負荷算出部４は、コンピュータにより構成される。
次に、生産管理システム１の動作、すなわち、生産管理方法について説明する。
図２は、本発明の実施形態に係る生産管理方法を例示するフローチャートである。
図３は、図２に表した歩留り算出の方法を例示するフローチャートである。
図４は、図２に表した負荷予測の方法を例示するフローチャートである。
【００１９】
図２に表したように、生産ライン１００から、各工程の歩留り実績を受信したか監視する（ステップＳ１０）。実績を受信しない場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、監視を続ける。
歩留りの実績を受信した場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、受信した実績を記憶部２に格納して記憶する（ステップＳ１１）。
【００２０】
歩留り実績から歩留り予測値を算出する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２の歩留り予測値の算出方法の詳細については、図３にフローチャートを例示している。
図３に表したように、まず、歩留りの実績を記憶部２から取得する（ステップＳ２１）。
取得した歩留り実績から（１）式により加重移動平均ｙを算出する（ステップＳ２２）。
【００２１】
【数１】
2011065613.tif 000003
ここで、ｘｉは、各工程の着目時点ｉ＝０における歩留り実績ｘ０を中心にｉ時点における歩留り実績を表す。また、ｗｉは、重みである。
【００２２】
サンプル数Ｎを奇数として、ｉ＝−（Ｎ−１）／２〜（Ｎ−１）／２の前後Ｎサンプルの歩留り実績ｘｉの加重移動平均ｙを算出する。重みｗｉは、着目時点ｉ＝０近傍の最近値ほど強く、遠い時点の値に対して弱く設定している。
重みｗｉの設定例を表１に例示する。表１においては、サンプル数Ｎが、１９、２９、３９の場合について、時点ｉにおける重みｗｉを表している。
【００２３】
【表１】
2011065613.tif 000004
【００２４】
ただし、ｗ−ｉ＝ｗｉであり、表１においては、ｉ≧０の場合の重みｗｉを表している。
また、生産の開始時点や終了時点など過去または未来のサンプルｘｉがない場合は、ｘｉ＝０、ｗｉ＝０として計算する。
次に、記憶部２から再度歩留り実績を取得して、実績ｘ０と平均値ｙとの差ｙ−ｘ０を計算する（ステップＳ２３）。
さらに、上記差ｙ−ｘ０の標準偏差σを計算する（ステップＳ２４）。
【００２５】
標準偏差σから、異常値を判断して除去する（ステップＳ２５）。例えば、標準偏差が３σ以上の場合を異常値と判断し、実績ｘ０を平均値ｙで置き換える。
再度（１）式により、加重移動平均ｙを算出する（ステップＳ２６）。
ステップＳ２６で算出された加重移動平均ｙが歩留りの予測値ｙとなる。
【００２６】
なお、図３においては、（１）式による加重移動平均を２回とる加重移動平均により歩留りの予測値ｙを算出してる。しかし、加重移動平均をとる回数に制限はなく任意数回とることができる。
また、歩留りの予測値ｙは、記憶部２に記憶する。
【００２７】
再度、図２に戻ると、ステップＳ１２で歩留りの予測値を算出し、次に各工程の負荷予測をする（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３の負荷予測方法の詳細については、図４にフローチャートを例示している。
【００２８】
図４においては、１つの工程の１日分の生産量を負荷として予測する方法を例示している。
図４に表したように、まず、前工程からの当日の流れ込み数を取得する（ステップＳ３１）。この当日の流れ込み数は、工程１００ａのように生産工程の最初の工程の場合は、生産計画により設定される。また、工程１００ｂ〜１００ｄのように前工程がある場合は、前日の前工程の生産量であり、記憶部２から取得する。
【００２９】
次に、着目する現工程の必要時間を算出する（ステップＳ３２）。記憶部２に生産工程で必要な投入部材及び人員などのリソースに関する情報が記憶されている場合は、その情報を取得し、当日の流れ込み数を掛けて、必要時間（人月）を算出する。また、記憶部２に各工程における制約条件などが記憶されている場合は、さらに制約条件を考慮して、必要時間を算出する。
【００３０】
さらに、次工程への翌日の流し込み数を算出する。記憶部２から歩留りの予測値ｙを取得し、ステップＳ３１で取得した前工程からの流れ込み数に掛けて、次工程への流し込み数を算出する（ステップＳ３３）。このとき、記憶部２に生産工程で必要な投入部材及び人員などのリソースに関する情報や各工程における制約条件が記憶されている場合は、現工程に配置できる人員の制限などを考慮する。
【００３１】
なお、図４においては、１つの工程の生産量の予測値を算出するフローチャート例示しているが、同様に、全ての工程について生産量の予測値、すなわち翌日の流し込み数を算出する。
【００３２】
再度図２に戻ると、ステップＳ１３により、各工程における翌日の流し込み数の予測値と、生産計画とから、各工程における負荷が予測される。すなわち、各工程の流し込み数の計画値に対する計算値の割合が負荷となる。例えば、各工程に配置する人員の計画値に対する予測値の割合としてあらわすこともできる。記憶部２に生産工程で必要な投入部材及び人員などのリソースに関する情報、生産計画などが記憶されている場合は、さらにこの負荷を算出してもよい。
【００３３】
このように、生産管理システム１によれば、各工程における負荷を予測して、各工程に必要な投入部材及び人員を適正に配置することができる。また、本実施形態に係る生産管理方法によれば、各工程における負荷を予測することができる。
【００３４】
ところで、本実施形態に係る生産管理システム１及び生産管理方法は、以下の考察により案出されたものである。
図５は、負荷予測精度向上の必要性を説明する模式図である。
図５（ａ）は、各工程の負荷を精度良く予測できなかった場合を表している。また図５（ｂ）は、負荷が精度良く予測できた場合を表している。
【００３５】
図５（ａ）に表したように、工程１００ａ〜１００ｄにおける負荷の逆数、すなわち実際に配置される人員数と必要人員数との比（以下、配置率）が、それぞれ１２０％、１００％、８０％、１００％となっている。すなわち、前日における負荷の予測精度が悪く、生産ライン１００稼働するにともない、各工程１００ａ〜１００ｄの負荷にばらつき出た場合である。
【００３６】
工程１００ａにおいては、配置率１２０％となるため、人員が過剰で手空きが生じる状況となっている。また、工程１００ｃにおいては、配置率８０％となるため、人員が不足し、工程の処理に遅れが生じる状況となっている。
人員の手空き状況は、コスト高の要因となり、工程遅れは、製品の納期遅れとなる。
このような状況では、人員の再配置など配置調整が必要となるが、損失要因となる。また、生産ラインの稼働にともない、さらに配置調整の可能性も生じる。
【００３７】
これに対して、負荷を精度良く予測できた場合は、図５（ｂ）に表したように、各工程１００ａ〜１００ｄの配置率は１００％となる。
人員の手空きもなく、工程の遅れもない計画とおりの状況となる。
【００３８】
このように、各工程の負荷を精度良く予測することは、生産管理システムにとって重要である。そのためには、各工程における歩留りを精度良く予測する必要がある。すなわち、各工程の負荷を予測する際に使用する歩留りの精度が悪くずれている場合、予測される負荷に誤差が生じる。
しかし、多品種少量生産の場合や、手作業の多い場合などは、各工程の実績の変動が大きくなり、各工程の歩留りも大きく変動する。そのため、歩留りを精度良く予測することが困難となる。
【００３９】
図６は、歩留り変動が大きい場合の問題点を説明する模式図である。
図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ歩留りを単純平均値で算出する際の、サンプル数を小さくとった場合と大きくとった場合を表している。
図６（ａ）に表したように、歩留りを算出するサンプル数が小さいと、時間Ｔ１における歩留りの平均値ｙのばらつきが大きくなる。そのため、歩留りの時間Ｔ２における真値Ｙに対するズレが発生する。
【００４０】
一方、図６（ｂ）に表したように、歩留りを算出するサンプル数が大きいと、平均値ｙを計算する時間Ｔ１と予測する時間Ｔ２との時間差が大きくなる。そのため、時間Ｔ１における歩留りの平均値ｙの時間Ｔ２における真値Ｙに対するズレが発生する。
【００４１】
従って、工程の負荷を精度良く予測するためには、計算する時間Ｔ１と予測する時間Ｔ２との差Ｔ２−Ｔ１の絶対値が小さいことが必要である。
このため、歩留り実績を小さいサンプル数ごとに取得する必要がある。また、ばらつきを平滑化するために、直近のサンプルに大きい重み付けをした加重移動平均をとる。
【００４２】
図７は、図１に表した生産管理システムにおける歩留り算出部の原理を説明する模式図である。
図７（ａ）は歩留り実績を、図７（ｂ）は歩留り計算時の重みを、それぞれ模式的に表している。
図７（ａ）に表したように、時間Ｔ１において時間Ｔ２の歩留りを予測する場合、時間差Ｔ２−Ｔ１を小さくする。そのため、小さいサンプル数ごとの歩留り実績を用いる。例えば、１５サンプルごとの歩留り実績を生産ライン１００から取得する。
【００４３】
また、図７（ｂ）に表したように、歩留りを計算する時間Ｔ１で大きく、時間Ｔ１から遠い時間で小さくなる重みを用いて、Ｎサンプルの加重移動平均ｙを計算する。
これにより、サンプル数が小さい場合でもばらつきを小さくすることができる。
【００４４】
なお、歩留り実績には、異常値が含まれることがあるため、異常値を除去することが望ましい。
例えば、１回目の加重移動平均ｙと実績ｘとから、実績ｘの標準偏差σを計算し、標準偏差σが特に大きい場合を異常値と判断することができる。異常値と判断された実績ｘは、加重移動平均ｙで置き換える。そして、２回目の加重移動平均ｙを計算して、歩留りの予測値とする。なお、例えば、３σ以上を異常値とすることができる。
【００４５】
本実施形態に係る歩留り算出部３の歩留り算出方法は、このように構成されたものである。
図８は、図１に表した生産管理システムにおける歩留りを例示するグラフ図である。
図８においては、１つの工程における歩留り実績、異常値除去後、加重移動平均を表している。なお、異常値除去後の歩留りとは、１回目の加重移動平均の算出値である。また、加重移動平均とは、２回目の加重移動平均の算出値である。
【００４６】
図８に表したように、工程の歩留り実績が大きく変動する場合に、小さいサンプルを用い、ばらつきの小さい歩留りの予測値が得られている。
このように、本実施形態に係る生産管理システム１及び生産管理方法によれば、生産ライン１００の各工程の歩留り実績が大きく変動する場合でも、歩留りの予測精度を向上させることができる。また、歩留りの予測精度を向上させることにより、各工程の負荷予測精度を向上させることができる。
【００４７】
また、本実施形態に係る生産管理方法は、コンピュータにより実行可能なプログラムとして実施してもよい。また、そのプログラムをコンピュータが読み取り可能なプログラム記録媒体に記録するようにしてもよい。
【００４８】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００４９】
その他、本発明の実施形態として上述した生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての生産管理システム、生産管理方法及びプログラム記録媒体も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５０】
１  生産管理システム
２  記憶部
３  歩留り算出部
４  負荷算出部
５  ネットワーク
１００  生産ライン
１００ａ〜１００ｄ  工程
Ｐ  製品
Ｒ  部材
【図１】
2011065613.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011065613.tif 000009
【図６】
2011065613.tif 000010
【図７】
2011065613.tif 000011
【図８】
2011065613.tif 000012