(57)【要約】【課題】後ストック部におけるワークの貯蔵過少を解消可能な生産システムを提供すること。【解決手段】複数種のワークＷを種類別に搬出可能に貯蔵する前ストック部１及び後ストック部２を具備し、複数種のワークＷは、前記前ストック部１から搬出され、加工部３にて加工された後、前記後ストック部２に至るように混合して流れる生産システムであって、前記加工部３から前記後ストック部２に向かうワークＷの数である後ストック搬入数と、前記後ストック部２から搬出したワークＷの数である後ストック搬出数とをワークＷの種類別に比較する比較手段１３と、前記比較手段１３による比較の結果を踏まえて、前記前ストック部１からのワークＷの搬出順序を決定する搬出順序決定手段１２とを具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種のワークを種類別に搬出可能に貯蔵する前ストック部及び後ストック部を具備し、複数種のワークは、前記前ストック部から搬出され、加工部にて加工された後、前記後ストック部に至るように混合して流れる生産システムであって、
前記加工部から前記後ストック部に向かうワークの数である後ストック搬入数と、前記後ストック部から搬出したワークの数である後ストック搬出数とをワークの種類別に比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果を踏まえて、前記前ストック部からのワークの搬出順序を決定する搬出順序決定手段とを具備したことを特徴とする生産システム。
【請求項２】
前記搬出順序決定手段は、複数種のワークの生産比率に基づき平準化計算を実行して求めたワークの基本搬出順序中に任意の割合で自由席を割り込ませてあり、何れかのワークの前記後ストック搬入数が前記後ストック搬出数よりも設定範囲以上に少なくなった場合には、該ワークを貯蔵過少ワークとして、前記自由席を該貯蔵過少ワークの席とし、前記貯蔵過少ワークが存在しない場合は前記自由席をスキップすることにより、前記搬出順序を決定するように構成されている請求項１に記載の生産システム。
【請求項３】
前記搬出順序決定手段は、複数種のワークの生産比率の変更に伴う前記搬出順序の変更のタイミングを予約指定可能に構成されている請求項１または２に記載の生産システム。
【請求項４】
後補充モードに切り替えると、この切替え時点以降において、前記前ストック部から搬出するワークの数である前ストック搬出数が、前記後ストック搬出数を上回らないように制限されるように構成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の生産システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、混合品種ライン生産方式において品種間の生産比率を制御可能な生産システムに関する。なお、この生産システムにおいて加工されるワークは、製品（完成品）であっても部品（未完成品）であってもよい。また、この生産システムにおける「加工」は、例えば切削加工のように素材に対して何らかの加工・変形を加える処理のみならず、部品の組立て、組付け等の生産全般に関する処理をも含む。
【背景技術】
【０００２】
例えば工場内における車両の組立てラインでは、各種部品を生産する工程から生産した各種部品を一体に組み付けるまでの工程が、一連の搬送経路において連続的に行われる。また、車両の組立てラインの各工程には、必要な部品が必要な数量だけ供給される（特許文献１参照）。
【０００３】
斯かる車両の組立てラインにみられる生産システムにおいては、一連の搬送経路を構成する複数の加工ラインが、ワークを貯蔵（ストック）するストック部と交互に直列状に設けられている。従って、ある一つの加工ラインに着目すると、図３に示すように、加工ライン３の上流側及び下流側に、複数種（ここでは四種類）のワークＷ１〜Ｗ４（種類を問わない場合は単にワークＷという）を種類別に搬出可能に貯蔵する前ストック部１及び後ストック部２が配置された状態となっている。
【０００４】
そして、従来の生産システムでは、ワークＷの品種間の生産比率を生産計画に基づいた比率に保ちつつ、複数種のワークＷの生産量を平準化するために、各種ワークＷの生産数量の比率に基づいた平準化計算によって求めた搬出順序で、前ストック部１から加工ライン２に向けて各種ワークＷ１〜Ｗ４を順次搬出するようにしている。この搬出順序の指示は、図３に示すように、比率盤５１から前ストック盤４に搬出指示信号を送ることによって行われ、比率盤５１からの搬出指示信号は、比率盤５１によって予め計算（平準化計算）で求めた搬出順序に対応するものである。
【０００５】
また、従来の生産システムでは、後ストック部２に搬入されるワークＷの数が後ストック部２の貯蔵限界を超えてしまって不具合や事故が生じることを未然に防止するために、図３に示すように、後ストック部２におけるワークＷの貯蔵過多を二段階で検出する各位置にリミットスイッチ５２，５３を設け、あるワークＷの貯蔵過多の一段階目を比率変更用リミットスイッチ５２が検出すると、そのワークＷの生産比率を減ずる比率変更信号が後ストック盤５から比率盤５１に送られ、あるワークＷの貯蔵過多の二段階目をオーバープール検出用リミットスイッチ５３が検出すると、そのワークＷの搬出停止を命ずる停止信号が後ストック盤５から比率盤５１に送られるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１１９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の生産システムでは、後ストック部のワークの貯蔵過少を検出することができず、場合によっては後ストック部の後工程に進捗の遅延や停滞等の悪影響を及ぼす恐れがある。
【０００８】
本発明は上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、後ストック部におけるワークの貯蔵過少を解消可能な生産システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る生産システムは、複数種のワークを種類別に搬出可能に貯蔵する前ストック部及び後ストック部を具備し、複数種のワークは、前記前ストック部から搬出され、加工部にて加工された後、前記後ストック部に至るように混合して流れる生産システムであって、前記加工部から前記後ストック部に向かうワークの数である後ストック搬入数と、前記後ストック部から搬出したワークの数である後ストック搬出数とをワークの種類別に比較する比較手段と、前記比較手段による比較の結果を踏まえて、前記前ストック部からのワークの搬出順序を決定する搬出順序決定手段とを具備したことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
上記生産システムにおいて、前記搬出順序決定手段は、複数種のワークの生産比率に基づき平準化計算を実行して求めたワークの基本搬出順序中に任意の割合で自由席を割り込ませてあり、何れかのワークの前記後ストック搬入数が前記後ストック搬出数よりも設定範囲以上に少なくなった場合には、該ワークを貯蔵過少ワークとして、前記自由席を該貯蔵過少ワークの席とし、前記貯蔵過少ワークが存在しない場合は前記自由席をスキップすることにより、前記搬出順序を決定するように構成されていてもよい（請求項２）。
【００１１】
上記生産システムにおいて、前記搬出順序決定手段は、複数種のワークの生産比率の変更に伴う前記搬出順序の変更のタイミングを予約指定可能に構成されていてもよい（請求項３）。
【００１２】
本発明に係る生産システムが、後補充モードに切り替えると、この切替え時点以降において、前記前ストック部から搬出するワークの数である前ストック搬出数が、前記後ストック搬出数を上回らないように制限されるように構成されていてもよい（請求項４）。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明では、後ストック部におけるワークの貯蔵過少を解消可能な生産システムが得られる。
【００１４】
すなわち、本願の各請求項に係る発明の生産システムでは、比較手段によって後ストック搬入数と後ストック搬出数とを比較し、後ストック部に貯蔵されている数の少ないワークの搬出比率を高めるように搬出順序決定手段がワークの搬出順序を決定するようにすることによって、後ストック部におけるワークの貯蔵過少を解消することができる。
【００１５】
請求項３に係る発明の生産システムでは、ワークの品種間の生産比率の変更を、所望のタイミングで自動的に切り替えることができ、利便性の向上を図ることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明の生産システムでは、加工部及び後ストック部に貯蔵するワークの最大数を制限することができ、ひいてはそのワークの数を常に把握することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る生産システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、ワークの搬出順序を決定する過程とその過程で作成される平準化表の構成を概略的に示す説明図である。
【図３】従来の生産システムの構成を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら以下に説明する。
【００１９】
図１に示す本実施の形態に係る生産システムは、図３に示した従来の生産システムと基本構成を同じくするものであるので、ここでは同一部分に同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２０】
図１に示す本生産システムでは、複数種（図示例では四種類）のワークＷ１〜Ｗ４が前ストック部１から種類別に搬出可能となっている。詳述すると、前ストック部１には、複数種のワークＷに対応する複数（図示例では四つ）の前ストックライン１ａ〜１ｄが設けられ、各前ストックライン１ａ〜１ｄに複数種のワークＷ１〜Ｗ４が種類別に貯蔵される。
【００２１】
各前ストックライン１ａ〜１ｄの下流部には出没自在の堰状のストッパ６が設けられ、ストッパ６が作動して没状態になると、一つのワークＷが前ストックライン１ａ〜１ｄから加工ライン（加工部の一例）３へと送出される。
【００２２】
加工ライン３に至ったワークＷは、コンベア８によって加工装置９及び検査・振分け装置１０を順に経た後に後ストック部２に搬入されるように送られる。ここで、加工装置９はワークＷに所定の加工を行うものである。検査・振分け装置１０は、加工が施されたワークＷの検査とその結果に基づく振分けとを行うものであって、検査結果に異常があるワークＷを不適正品ライン（ＮＧライン）１１にはじき出すように構成されている。
【００２３】
後ストック部２に至ったワークＷは、複数の後ストックライン２ａ〜２ｄの何れかに貯蔵される。すなわち、後ストック部２には、複数種のワークＷに対応する複数（図示例では四つ）の後ストックライン２ａ〜２ｄが設けられていて、各後ストックライン２ａ〜２ｄに複数種のワークＷ１〜Ｗ４が種類別に貯蔵され、ワークＷ１〜Ｗ４が後ストック部２から種類別に搬出可能となっている。尚、各後ストックライン２ａ〜２ｄには、前ストックライン１ａ〜１ｄと同様にストッパ６が設けられていて、各後ストックライン２ａ〜２ｄのストッパ６は、後ストック盤５の指示に従って作動する。
【００２４】
以上のようにワークＷが流れる本生産システムでは、前ストック部１から加工ライン３に向けて搬出される複数種のワークＷの搬出順序は比率盤（搬出順序決定手段の一例）１２によって決定され、この比率盤１２から搬出指示信号１２ａを受けた前ストック盤４が所定のストッパ６を作動させることにより、順番のきたワークＷが前ストック部１から搬出されるのであって、複数種のワークＷが混合して流れるようになっている。また、ワークＷの搬出完了に伴って、前ストック盤４から比率盤１２に搬出完了信号４ａが送信される。
【００２５】
次に、比率盤１２における前ストック部１からのワークＷの搬出順序の決定方法について述べる。以下では説明を簡単にするために、二種類のワークＷ１，Ｗ２に限定して話を進める。
【００２６】
本生産システムでは、ワークＷの品種間の生産比率を生産計画に基づいた比率に保ちつつ、複数種のワークＷの生産量を平準化するために、比率盤１２が平準化プログラムを実行して前ストック部１からのワークＷの基本搬出順序を決定するように構成してある（ステップＳ１）（図２（Ａ）参照）。そして、このとき、比率盤１２は基本搬出順序中に任意の割合で自由席を割り込ませる。
【００２７】
詳述すると、図２（Ｂ）に示すように、平準化プログラムの実行によって形成される平準化表（指示表）には、所定数のコマ席１２ｂが設けられ、コマ席１２ｂの大部分には、各ワークＷの何れかを示す情報（図示例では「１」または「２」）が、予め定められている各ワークＷの生産数量の比率に基づいた平準化計算によって求められたワークＷの搬出順序に従って割り当てられる。残りのコマ席１２ｂは一定割合（本例では２０％）で設けられた自由席となっていて、この一定の間隔で存在する各自由席には自由席であることを示す情報（図示例では「１００」）が割り当てられる。自由席は、後ストック部２におけるワークＷの貯蔵過少を解消する目的で、ワークＷの搬出順序を補正する際に用いられるコマ席１２ｂである。
【００２８】
一方、本実施形態では、ワークＷの搬出順序の補正が必要な程度にまで後ストック部２におけるワークＷの貯蔵過少が発生しているか否かを、比率変更盤１３によって監視する（ステップＳ２）（図１、図２（Ａ）参照）。ここで、比率変更盤１３は、加工ライン３から後ストック部２に向かうワークＷの数である後ストック搬入数と、後ストック部２から搬出したワークＷの数である後ストック搬出数とをワークＷの種類別に比較する比較手段として機能するものである。
【００２９】
具体的には、検査・振分け装置１０を制御する検査制御盤１４が、検査結果が正常と判断したワークＷを後ストック部２に向けて送り出す毎に、送り出されたワークＷの品種情報を含む生産実績信号１４ａが検査制御盤１４から比率変更盤１３に出力される。そして、生産実績信号１４ａを受け取った比率変更盤１３は、生産実績受取完了信号１３ａを検査制御盤１４に出力する。なお、生産実績信号１４ａに含ませるワークＷの品種情報を検査制御盤１４において特定するための方法としては、例えば各ワークＷにＩＤタグやバーコード等の識別手段を設けておき、検査制御盤１４がその識別手段からワークＷの品種情報を読み取るようにすることが考えられる。
【００３０】
また、後ストック部２の各ストッパ６を制御する後ストック盤５が、ワークＷを後ストック部２から後工程に向けて搬出する（ストッパ６を作動させる）毎に、搬出されたワークＷの品種情報を含む出荷実績信号５ａが後ストック盤５から比率変更盤１３に出力される。そして、出荷実績信号５ａを受け取った比率変更盤１３は、出荷実績受取完了信号１３ｂを後ストック盤５に出力する。なお、出荷実績信号５ａに含ませるワークＷの品種情報を後ストック盤５において特定するための方法としては、例えばワークＷを種別に貯蔵する後ストックライン２ａ〜２ｄのストッパ６を作動させる指令と、各ワークＷの品種とを関連付けておくことが考えられる。
【００３１】
上述のようにして生産実績信号１４ａと出荷実績信号５ａとを受け取った比率変更盤１３は、両信号１４ａ、５ａに基づいて、後ストック搬入数と後ストック搬出数とをワークＷの種類別に比較し、何れかのワークＷの後ストック搬入数が後ストック搬出数よりも設定範囲以上に少なくなった場合には、該ワークＷを貯蔵過少ワークとして、この貯蔵過少ワークの品種情報を含む比率変更信号１３ｃを比率盤１２へと出力する（ステップＳ３）（図２（Ａ）参照）。
【００３２】
ここで、同時期に複数の貯蔵過少ワークが発生した場合に不具合が生じないように、全てのワークＷに優先順位を予め設定してあり、同時期に複数の貯蔵過少ワークが発生した場合にはそのうちの優先度の最も高いワークＷを貯蔵過少ワークとするように比率変更盤１３を構成してある。なお、このようなワークＷ間の優劣を比率盤１２において付けるようにしてもよい。
【００３３】
比率変更盤１３から比率変更信号１３ｃを受け取る比率盤１２では、比率変更信号１３ｃに従って自由席の情報を各ワークＷの何れかを示す情報に書き換え、搬出指示コード１５を作成して、この搬出指示コード１５に従って搬出指示を行う（搬出指示信号１２ａを出力する）（ステップＳ４）（図２（Ａ）参照）。なお、貯蔵過少ワークが存在しない場合は、比率変更盤１３から比率盤１２に比率変更信号１３ｃが送られず、比率盤１２では自由席をスキップして搬出指示コード１５を作成（搬出順序を決定）する。
【００３４】
ここで、比率変更盤１３において貯蔵過少ワークを検出してから実際に後ストック部２に貯蔵過少ワークと同種のワークＷが供給されるまでの間にはタイムラグがあるが、貯蔵過少ワークの生産比率を一時的に上げるための自由席をタイムラグに応じた割合（間隔）で設定することにより、貯蔵過少ワークと判断されたワークＷが不必要に多く前ストック部２から搬出されてしまうことを防止することができる。
【００３５】
また、上述のように、比率変更盤１３は、生産実績信号１４ａと出荷実績信号５ａとに基づいて後ストック搬入数と後ストック搬出数とをワークＷの種類別に比較するものであるので、加工ライン３における検査・振分け装置１０の下流側と後ストック部２とに貯蔵されているワークＷの数を種類別に把握することができる。従って、図３に示す従来の生産システムのように二種のリミットスイッチ５２，５３等の装置を設けなくても、生産実績信号１４ａと出荷実績信号５ａに基づいて、後ストック部２におけるワークＷの貯蔵過多を検知することができ、このようにしてワークＷの貯蔵過多を検知した場合には、前ストック部１からのワークＷの搬出を停止するように構成することもできる。そして、このように構成すれば、リミットスイッチ５２，５３等の装置の設置が不要となるので、この設置に必要な多大な時間やコストを削減することができ、生産計画の変更に伴ってワークＷの生産比率を変更する場合にも、その変更に容易に対応することが可能となり、リミットスイッチ５２，５３を別の位置に付けかえる等の面倒な作業は不要となる。
【００３６】
ところで、図３に示す従来の生産システムに用いられている比率盤５１では、これに生産比率を変更する入力を行うと、即座に新しい比率に基づいた計算を行って平準化表（指示表）を作成し、この新しい平準化表に基づいたワークＷの搬出指示が行われてしまう。そのため、作業者は、比率盤５１の前に待機しておき、生産比率を切り換えるタイミングに合わせて比率盤５１に新しい生産比率を入力する必要がある。
【００３７】
そこで、本生産システムでは、比率盤１２に平準化予約機能を持たせ、複数種のワークＷの生産比率の変更に伴う前ストック部１からのワークＷの搬出順序の変更のタイミングを予約指定可能としている。具体的には、比率盤１２に、生産比率を変更するまでに搬出するワークＷの数を予約カウント設定すると、その数のワークＷの搬出後に、比率盤１２は自動で新しい生産比率に基づく計算を実施し、新しい搬出順序でワークＷを前ストック部１から搬出するように構成してある。このためのカウントは、前ストック盤４、後ストック盤５、比率盤１２、比率変更盤１３の何れにおいて行うようにしてもよい。
【００３８】
例えば、加工ライン３及び後ストック部２に合計で６０台のワークＷが貯蔵されている状態で、予約カウント設定を４０台にすると、後ストック部２の下流側にその時点から数えて１００台目のワークＷが搬出されたときに、比率盤１２は新しい生産比率に基づいて求めた搬出順序に従ってワークＷを前ストック部１から搬出するように切り替わる。そして、予約カウント設定を行ってから比率盤１２が上記のように切り替わるまでの間は、比率変更盤１３から比率盤１２に比率変更信号１３ｃが出力されても、比率盤１２は比率変更信号１３ｃを無効にし、自由席をスキップした搬出順序でワークＷを前ストック部１から搬出する。このような構成により、後ストック部２におけるワークＷの貯蔵過多（過剰在庫）や欠品等を防止することができ、各後ストックライン２ａ〜２ｄ内のワークＷ数を適正に保つことができる。
【００３９】
また、本生産システムにおける生産タクトが全体にわたって一律ではなく、後ストック部２からワークＷを搬出するタイミングと、比率盤１２が前ストック部１に搬出指示信号１２ａを出力するタイミングとが異なっているとすると、前者のタイミングの方が常に早いと後ストック部２においてワークＷが不足する傾向が強まり、後者のタイミングの方が常に早いと後ストック部２にワークＷが溜まる傾向が強まってしまう。
【００４０】
そこで、本生産システムに後補充機能を持たせ、本生産システムがこの後補充機能を発揮する後補充モードに切り替わると、この切替え時点以降において、前ストック部１から搬出するワークＷの数である前ストック搬出数が、後ストック搬出数を上回らないように制限されるようになる。
【００４１】
具体的には、本生産システムを後補充モードに切り替えると、比率変更盤１３は後ストック盤５から受け取った出荷実績信号５ａを転送するようになる。比率盤１２は、比率変更盤１３から出荷実績信号５ａを受け取る毎に仕掛数を一つカウントし、その仕掛カウント数分だけ出荷指示信号１２ａを前ストック盤４に出力するようになる。従って、仕掛カウント数分の出荷指示信号５ａを出力した比率盤１２は、新たに出荷実績信号５ａを受け取らない限り、新たな出荷指示信号５ａを前ストック盤４に出力することはなく、前ストック部１からワークＷが搬出されることはない。なお、後補充モードへの切替えは、例えば比率盤１２や比率変更盤１３において行えるようにすることが考えられる。
【００４２】
このように構成した本生産システムでは、加工ライン３及び後ストック部２において、貯蔵するワークＷの最大数を制限しつつそのワークＷの数を常に把握することができる。
【００４３】
なお、本発明は、上記の実施の形態に何ら限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々に変形して実施し得ることは勿論である。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
【００４４】
上記実施の形態では、前ストック盤４、後ストック盤５、比率盤１２、比率変更盤１３を相互に信号を授受する形態で設けてストッパ６の制御を行うようにしているが、これに限らず、例えば１台のプログラマブルコントローラ等でストッパ６等を一括制御するようにしてもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、同時期に複数の貯蔵過少ワークが発生した場合への対策を、全てのワークＷに優先順位を予め設定することのみによって行っているが、これに限らず、例えば、同時期に複数の貯蔵過少ワークが発生した場合に、複数の貯蔵過少ワークのうち、後ストック搬出数に対する後ストック搬入数の下回り幅が最も大きいワークＷを優先するようにし、下回り幅が最大となるワークＷが複数存在する場合には上記優先順位に従って貯蔵過少ワークを決定するようにしてもよい。
【００４６】
なお、上記変形例どうしを適宜組み合わせてもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４７】
１    前ストック部
１ａ  前ストックライン
１ｂ  前ストックライン
１ｃ  前ストックライン
１ｄ  前ストックライン
２    後ストック部
２ａ  後ストックライン
２ｂ  後ストックライン
２ｃ  後ストックライン
２ｄ  後ストックライン
３    加工ライン（加工部の一例）
４    前ストック盤
４ａ  搬出完了信号
５    後ストック盤
５ａ  出荷実績信号
６    ストッパ
８    コンベア
９    加工装置
１０    検査・振分け装置
１１    不適正品ライン
１２    比率盤
１２ａ  搬出指示信号
１２ｂ  コマ席
１３    比率変更盤
１３ａ  生産実績受取完了信号
１３ｂ  出荷実績受取完了信号
１３ｃ  比率変更信号
１４    検査制御盤
１４ａ  生産実績信号
１５    搬出指示コード
５１    比率盤
５２    比率変更用リミットスイッチ
５３    オーバープール検出用リミットスイッチ
Ｗ    ワーク
Ｗ１  ワーク
Ｗ２  ワーク
Ｗ３  ワーク
Ｗ４  ワーク
【図１】
2015146101.tif 000003
【図２】
2015146101.tif 000004
【図３】
2015146101.tif 000005