(57)【要約】【課題】製造工場において様々な工場管理指標を基に多角的に且つ自動的に総合的な生産状態の診断を実施できる製造工場における工程診断システムを提供する。【解決手段】製造装置や検査装置からの実績情報を取得保持する製造実行システムと、過去の実績情報を保持する過去実績値管理データベースと、過去の実績変化の傾向情報を保持する傾向管理データベースと、生産計画や製造工場の目標に沿った基準値を保持する基準値管理データベースと、前記基準値を入力及び設定する基準値入力及び設定装置と、工場管理指標の各指標別単体診断ルール及び総合診断ルールを入力及び設定するルール入力及び設定装置と、単体診断ルール及び総合診断ルールに基づいて工程診断を行う工程診断プログラムと、工程診断結果を保持する工程診断結果管理データベースと、工程診断結果を表示する診断結果表示装置と、を備えたことを特徴とする製造工場における工程診断システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造工場において様々な工場管理指標を基に工程を診断するシステムであって、製造装置や検査装置からの実績情報を取得保持する製造実行システムと、過去の実績情報を保持する過去実績値管理データベースと、過去の実績変化の傾向情報を保持する傾向管理データベースと、生産計画や製造工場の目標に沿った基準値を保持する基準値管理データベースと、前記基準値を入力及び設定する基準値入力及び設定装置と、工場管理指標の各指標別単体診断ルール及び総合診断ルールを入力及び設定するルール入力及び設定装置と、単体診断ルール及び総合診断ルールに基づいて工程診断を行う工程診断プログラムと、工程診断結果を保持する工程診断結果管理データベースと、工程診断結果を表示する診断結果表示装置と、を備えたことを特徴とする製造工場における工程診断システム。
【請求項２】
単体診断ルールは、工場管理指標毎に実績値と統計値、実績値の傾向、実績値と目標値の各観点の比較基準や評価点算出基準や各観点毎の重み付けを行い、更に、総合診断ルールは全ての工場管理指標に対して重み付けを行うことを特徴とする請求項１記載の製造工場における工程診断システム。
【請求項３】
工程診断プログラムは、単体診断ルールに基づいて求められた工場管理指標毎の各単体診断結果と、全ての工場管理指標に対して付けられた重みとを積算した結果を総和することによって総合診断結果を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の製造工場における工程診断システム。
【請求項４】
工程診断プログラムは、閾値設定機能と比較処理機能をも有し、閾値から製造工程の状態を判断し、更に過去の統計情報との比較処理することによって総合診断結果の良否を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造工場における工程診断システム。
【請求項５】
総合診断結果と総合診断結果の良否を工程診断結果表示装置に通達すると共に、総合診断結果が否の場合は結果を製造工程にフィードバックすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造工場における工程診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造工場における工程を診断するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製造工場における工場管理指標、例えば、生産数量、良品数、材料使用量、設備異常状態、不良発生箇所などの実績値をリアルタイムもしくはバッチ処理にて抽出可能な製造システムは既に確立されている。
【０００３】
また、生産計画により、各工場管理指標の基準値、例えば、計画値、目標値を設定し、それと実績値をそれぞれ比較して達成あるいは未達成かを知ることで製造工場の生産状態を評価することが出来る。
【０００４】
そこで、工場管理指標の実績値をデータベース（以下、ＤＢ）に保存し、長期的もしくは短期的な過去実績値を累計することで統計情報（平均値、最大値、最小値、最頻値など）を算出することは可能であり、更に統計情報と例えば月毎の実績値をそれぞれ比較することで製造工場の生産状態を評価することが出来る。
【０００５】
また、工場管理指標の実績値をＤＢに保存し、例えば月毎に実績値の変化の傾向管理処理を実施することで製品品質や製造品質が安定しているかどうかを判断するシステムは既に確立されている。
【０００６】
しかしながら、各工場管理指標に応じて、それぞれ良否を評価するシステムは既に確立されているが、その工場管理指標に応じて評価する観点が異なり、それぞれの評価結果を並列に見比べることが困難である。
【０００７】
更に、各工場管理指標の良否を並列に比較しても、例えば、生産計画を指標１として、生産実績数量が生産計画を上回っている。また、不良率を指標２として、不良率が基準値を超えている場合、一見、生産計画の観点より指標１において生産実績数量が計画を上回っている為、進捗管理上は良好と評価できるが、指標２において不良率が基準値より越えていることにより生産ライン上で何かしらの異常が発生している可能性があり、且つこのまま生産を続けても不良生産に関するムダなコストが増える見込みがあることから異常の可能性ありと評価せざるを得ない。特にこの例のように複数の工場管理指標で異なる判定が下った場合、総合的に生産ライン自体の良否を評価するルールがない場合は、経験則による個人の判断にゆだねることがあり、評価結果に差異が生じることがある。
【０００８】
従来、複数の工場管理指標の単体評価では見えない、生産ラインとしての総合的な稼動状態の正常／異常を自動的に判断できる仕組みがない。また、工場管理指標が工場もしくはその生産ライン特有の情報であることが多く、工場管理指標単位の評価結果からその状況自体を把握するのに知識や時間を要する。更に、それを複数組み合わせて総合的な稼動状態を判断することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２０６２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は係る問題点に鑑みて、製造工場において様々な工場管理指標を基に多角的に且つ自動的に総合的な生産状態の診断を実施できる製造工場における工程診断システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る発明は、製造工場において様々な工場管理指標を基に工程を診断するシステムであって、製造装置や検査装置からの実績情報を取得保持する製造実行システムと、過去の実績情報を保持する過去実績値管理データベースと、過去の実績変化の傾向情報を保持する傾向管理データベースと、生産計画や製造工場の目標に沿った基準値を保持する基準値管理データベースと、前記基準値を入力及び設定する基準値入力及び設定装置と、工場管理指標の各指標別単体診断ルール及び総合診断ルールを入力及び設定するルール入力及び設定装置と、単体診断ルール及び総合診断ルールに基づいて工程診断を行う工程診断プログラムと、工程診断結果を保持する工程診断結果管理データベースと、工程診断結果を表示する診断結果表示装置と、を備えたことを特徴とする製造工場における工程診断システムである。
【００１２】
本発明の請求項２に係る発明は、単体診断ルールは、工場管理指標毎に実績値と統計値、実績値の傾向、実績値と目標値の各観点の比較基準や評価点算出基準や各観点毎の重み付けを行い、更に、総合診断ルールは全ての工場管理指標に対して重み付けを行うことを特徴とする請求項１記載の製造工場における工程診断システムである。
【００１３】
本発明の請求項３に係る発明は、工程診断プログラムは、単体診断ルールに基づいて求められた工場管理指標毎の各単体診断結果と、全ての工場管理指標に対して付けられた重みとを積算した結果を総和することによって総合診断結果を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の製造工場における工程診断システムである。
【００１４】
本発明の請求項４に係る発明は、工程診断プログラムは、閾値設定機能と比較処理機能をも有し、閾値から製造工程の状態を判断し、更に過去の統計情報との比較処理することによって総合診断結果の良否を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の製造工場における工程診断システムである。
【００１５】
本発明の請求項５に係る発明は、総合診断結果と総合診断結果の良否を工程診断結果表示装置に通達すると共に、総合診断結果が否の場合は結果を製造工程にフィードバックすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の製造工場における工程診断システムである。
【発明の効果】
【００１６】
従来、多くの工場管理指標が製造工場にあるために生産状態の把握、診断が難しかったが、本工程診断システムによって、容易に現状の生産状態の把握、診断をすることが可能となる。
【００１７】
また、本工程診断システムにより、工程診断対象の製造工場もしくはその一部の生産工程における目標明確化を促進し、改善活動の一助となる。
【００１８】
更に、総合診断結果が否の場合は、結果を製造工程フィードバックすることによって、不良となる原因を改善することによって、製造工場の製造効率を改善することが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る製造工場における工程診断システムの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明に係る製造工場における工程診断システムの実施形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明に係る製造工場における工程診断システムの概略構成図を示す。工程診断システムは、装置１ａ、装置１ｂ、装置１ｃなどのプロセス装置や検査装置などの製造装置や検査装置からの実績情報を取得保持する製造実行システム２と、過去の実績情報を保持する過去実績値管理ＤＢ４と、過去の実績の傾向情報を保持する傾向管理ＤＢ５と、生産計画や製造工場の目標に沿った基準値を保持する基準値管理ＤＢ６と、前記基準値を入力及び設定する基準値入力及び設定装置７と、工場管理指標の各指標別単体診断ルール及び総合診断ルールを入力及び設定するルール入力及び設定装置８と、単体診断ルール及び総合診断ルールに基づいて工程診断を行う工程診断プログラム３と、工程診断結果を保持する工程診断結果管理ＤＢ１０と、工程診断結果を表示する診断結果表示装置９を有する。これらは、ネットワークで接続されリアルタイムもしくはバッチでデータの授受が行われる。
【００２２】
次に、工程診断システムを詳細に説明する。
【００２３】
製造実行システム２は、装置１ａ、装置１ｂ、装置１ｃなどのプロセス装置や検査装置より装置データ、レシピデータ、処理データ、測定データ等の実績値を取得し保持する。
【００２４】
製造実行システム２に保持されている実績値データをもとに統計分析や傾向分析を実施する。実績値および分析結果は、過去実績値管理ＤＢ４や傾向管理ＤＢ５に保持され、任意のタイミングで他システムよりデータの抽出が行われる。
【００２５】
生産計画や製造工場管理目標に沿って基準値を設定する。設定した基準値は、基準値入力及び設定装置７より手動もしくは自動で入力設定され、基準値管理ＤＢ６に保持され、任意のタイミングで他システムよりデータの抽出が行われる。
【００２６】
ルール入力及び設定装置８では、先ず、総合診断に使用する工場管理指標単位での指標別単体診断ルールを設定する。指標別単体診断ルールは、工場管理指標毎に実績値と統計値、実績値の傾向、実績値と目標値（基準値）の各観点の比較基準や評価点算出基準や各観点毎の重み付け設定を行う。
【００２７】
指標別単体診断ルールはその設定情報がＤＢに保持され、任意のタイミングで他システムよりデータの抽出が出来る。３種の観点別の比較評価を決定する為の指標別単体診断ルールの一例を表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１の指標別単体診断ルールの例では、生産枚数を例とした場合の単体診断ルールを示しており、上記３種の観点別の比較評価、即ち、実績値と統計値との比較評価、実績値の傾向評価、実績値と目標値（基準値）との比較評価毎に単体評価点を０点から５点の評価点を付けたものである。
【００３０】
また、表１の指標別単体診断ルールの例では、比較基準は実績値と統計値との比較評価では、実績値／統計値で、例えば１００％以上であれば単体評価点を５点、２０％未満であれば単体評価点を０点とする。実績値の傾向評価は傾向管理システムにて設定するルールによって、例えば、生産枚数の傾向ルールであるので１時間当たりの生産枚数がそれ以
前の１時間あたりの生産枚数より１０枚多くなっている場合はルール１で単体評価点を５点、５枚多くなっている場合はルール２で単体評価点を４点、逆に５枚少なくなっている場合はルール５で単体評価点を１点、５枚以上少なくなっている場合はルール６で評価点を０点とする。実績値と目標値（基準値）との比較評価では比較基準は、実績値／基準値で、例えば１００％以上であれば単体評価点を５点、２０％未満であれば単体評価点を０点とする。
【００３１】
更に、表１の指標別単体診断ルールの例では上記実績値と統計値との比較評価、実績値の傾向評価、実績値と目標値（基準値）との比較評価のどの管理指標を優先するかの重み付けを行っており、最終的に総合評価を行う為に、評価点化し定量的に把握できる仕組みとする。重み付けは３項目を加算すると１００％となるように設定する。使用しない観点があれば、その重みは０％とする。表１の例では、実績値と統計値との比較評価を１０％、実績値の傾向評価は４０％、実績値と目標値（基準値）との比較評価を５０％としており、実績値の傾向評価、実績値と目標値（基準値）を優先している。
【００３２】
ルール入力及び設定装置８では、次いで、総合診断ルールを設定する。表２に総合診断ルールの一例を示す。表２の総合診断ルールの例では、工場管理指標として生産枚数、装置アラーム発生率、仕掛り枚数などＮ個の指標を取り上げている。総合診断ルールは、どの工場管理指標を総合診断の総合評価点として使用するか、使用する場合その重み付け設定を行う。表２では、生産枚数、装置アラーム発生率、仕掛り枚数のそれぞれの指標の重み付けを６０％、２０％、０％（仕掛り対応の根本的軽減策を講じた為、総合診断対象外とする）としている。この例では生産枚数（重み付け６０％）に総合診断の重きを置いている。重み付けは総合診断に使用する全ての工場管理指標項目を加算すると１００％となるように設定する。使用しない管理指標があれば、その重みは０％（評価点として使用しない）とする。工場管理指標単位で最高５点を保持する為、５点が総合診断時の最高点となる。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
工程診断プログラム３は、診断周期毎に、ルール入力及び設定装置８より指標別単体診断ルールと総合診断ルール情報を取得し、指標別単体診断ルールと総合診断ルールに沿って診断対象のデータを工場管理指標過去実績値管理ＤＢ４、工場管理指標傾向管理ＤＢ５、工場管理指標基準値管理ＤＢ６より抽出する。抽出したデータより、指標単位で単体診断結果を算出し、その結果に総合診断時の重みを積算する。
【００３５】
即ち、総合診断に使用する全ての指標における総合診断時の評価点を加算し、その最高得点に対する比率を算出することで、総合診断を実施する。
総合診断結果は次の式で求められる。
総合診断結果＝（ａＸ１＋ｂＸ２＋ｃＸ３＋・・・＋ｎＸｍ）／５
ここで、    
Ｘｍ：工場管理指標の各単体診断結果点
ａ〜ｎ：それぞれの指標の重み（ａ〜ｎの総和は１００％となる）であって
例えば、表２における工場管理指標の内、表１に示される生産枚数の結果は次の通り算出する。
＜分析結果の例＞
実績値／統計値（平均値）＝７８％であったとする。
傾向情報＝ルール４に該当したとする。
実績値／基準値（生産計画数）＝９４％であったとする。
その結果
＜単体診断結果＞は次のように算出される。
３点×１０％＋２点×４０％＋４点×５０％＝３．１点
その結果
＜総合診断時の評価点＞は、
３．１点×６０％＝１．８６点となる。
【００３６】
同様に他の工場管理指標における総合診断時の評価点を算出する。仮に、他の指標における総合診断時の評価点が、生産枚数＝１．８６点（上記）、指標Ａ＝０．８０点、指標Ｂ＝０．７６点、指標Ｃ＝０．１２点であった場合、
＜総合診断結果＞は、
１．８６＋０．８０＋０．７６＋０．１２）／５＝０．７０８となり、７０．８％状態と診断される。
【００３７】
工程診断プログラム３は、品種単位で、ある期間の単位で（例えば、１時間単位、直単位、１週間単位、１ケ月単位、など複数の任意の期間）、総合診断結果を算出可能な仕組みとしておく。
【００３８】
算出した総合診断結果と、それを算出した際に使用した指標別単体診断ルールや総合診断ルールや集計単位の設定情報を工程診断結果管理ＤＢ１０に保持し、工程診断プログラム３によりデータの抽出を行う。
【００３９】
上記のように、総合診断結果は、ルールに基づき、同じ観点で必ず最低０％から最高１００％の値であり、また品種単位でしかもある期間単位での集計値である。
【００４０】
上記、同じ観点で必ず最低０％から最高１００％の値である為、工程診断プログラム３に閾値設定及び比較処理機能を有することによって、閾値から総合診断結果の良否を判定することが出来る。例えば、表３に示すような４つの閾値設定（最良状態、良好状態、警告状態、異常状態）をする。
【００４１】
【表３】
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【００４２】
また、上記品種単位でしかも期間単位での集計値と、同一設定状態での過去の品種単位でしかも期間単位での集計値情報から算出した統計情報を比較することによって総合診断結果の良否の判定を行い、その結果得られた良否判定情報を工程診断結果管理ＤＢに保持する。
【００４３】
例えば、上記同一設定状態での過去の統計情報の一例を表４に示す。例えば、仮に現在の総合診断結果が４８％であったとした場合には、表３の閾値判定では警告状態（異常ではない）であるが、比較処理機能によって過去の統計情報と比較した場合は、過去最低となり（最低値４９％を下廻り）、即ち、総合診断結果は否と判定され、生産ライン上に通常ではあり得ない異常トラブルを抱えている可能性が浮かび上がる。
【００４４】
【表４】
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【００４５】
工程診断結果管理ＤＢ１０に保持している総合診断結果とその良否判定情報を、工程診断結果表示装置９に通達し表示することで、生産状態を迅速に且つ多角的に把握実行者に伝えることが出来る。
【００４６】
更に、総合診断結果が否の場合は、結果を製造工程フィードバックすることによって、不良となる原因を改善することによって、製造工場の製造効率を改善することが期待出来る。
【００４７】
工程診断結果表示装置９は漏れなく結果を表示、通知できる形であれば方式は問わない。音声等により報知する機能を備えれば、総合診断結果が一定基準を下回った場合などに視覚的な伝達だけではなく、聴覚へも異常発見を伝達が可能となる。また、印刷出力機能もしくはデータエクスポート機能を備えれば、総合診断結果を副次的に利用することが可能となる。
【００４８】
以上のように、従来、多くの工場管理指標が製造工場にあるために生産状態の把握、診断が難しかったが、本工程診断システムによって、容易に現状の生産状態の把握、診断をすることが可能となる。
【００４９】
また、本工程診断システムにより、工程診断対象の製造工場もしくはその一部の生産工程における目標明確化を促進し、改善活動の一助となる。
【００５０】
更に、総合診断結果が否の場合は、結果を製造工程フィードバックすることによって、不良となる原因を改善することによって、製造工場の製造効率を改善することが期待出来る。
【００５１】
また、工程診断のルール付けにより、工程診断対象の製造工場もしくはその一部の生産工程における目標明確化を促進し、改善活動の一助となる。
【符号の説明】
【００５２】
１ａ、１ｂ、１ｃ・・・プロセス装置や検査装置
２・・・製造実行システム
３・・・工程診断プログラム
４・・・工場管理指標過去実績値管理ＤＢ
５・・・工場管理指標傾向管理ＤＢ
６・・・工場管理指標基準値管理ＤＢ
７・・・工場管理指標基準値入力及び設定装置
８・・・ルール入力及び設定装置
９・・・工程診断結果表示装置
１０・・・工程診断結果管理ＤＢ
【図１】
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