(57)【要約】【課題】シミュレーションモデルの作成及び変更が容易であって、ロボット、自動搬送車、自動倉庫、コンベアなどの搬送能力を正確に評価して、シミュレーションを行うことが可能な工程シミュレーションシステムを提供する。【解決手段】シミュレーション手段１０４は、コンピュータ上で動作するシミュレータであり、設備のレイアウトを示すレイアウト情報１０１を入力するためのレイアウト入力手段１０５と、シミュレーションに必要な各種パラメータ（搬送システムの動作速度等）を設定するパラメータ定義手段１０６と、共通制御プログラム１０２を編集して記憶するプログラム編集手段１０７と、共通制御プログラム１０２を実行して、シミュレーションを行ない、シミュレーション結果の各種データを集計して出力するシミュレーション実行手段１０８とから構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産ラインのワークの流れ等をシミュレートするための工程シミュレーションシステムにおいて、
ワークが一時的に静置されるステーション毎に、ステーションでの動作、及びステーションと他のステーション間でのワークの搬送を定義する動作制御データと、
前記動作制御データに基づき、ステーションでの動作、及びステーションと他のステーション間でのワークの搬送を行うための共通制御プログラムとを備え、
前記共通制御プログラムを実行することにより前記生産ラインのワークの流れ等をシミュレートすることを特徴とする工程シミュレーションシステム。
【請求項２】
前記動作制御データがワークの載せ降ろしの位置を示す搬送ロケーション情報を含み、
前記共通制御プログラムは、前記動作制御データだけでなく、ステーションと他のステーション間での搬送能力情報、及びステーションのレイアウト情報をも用いて、前記生産ラインのワークの流れ等をシミュレートすることを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項３】
前記動作制御データは、各ステーションに固有のそれぞれの番号情報を含むステーション情報と、次のステーションの番号情報を含む搬送先情報と、ステーションでのワークの処理時間及びタクトタイムを表すリソース情報とを含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項４】
前記動作制御データは、ステーション毎に複数個の搬送先情報を持つことが可能で、各々の搬送先情報毎に、その搬送先情報を選択するかどうかを判断するための分岐条件情報と、搬送先ステーション情報と、予約先ステーション情報と、ワークの載せ降ろしの位置を示す搬送ロケーション情報と含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項５】
前記動作制御データは、同一ステーションで複数の制御内容を定義するためのステーション制御番号情報を含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項６】
前記動作制御データは、ステーションに係るリソース停止の動作パターンを表す停止パターン情報と、停止時間情報とを含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項７】
前記動作制御データは、ステーションに複数のワークが存在するときに、ワークがステーションから搬出される順序を表す処理順序情報を含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項８】
前記動作制御データは、搬送システムに複数のワークからの搬送要求があった場合に、ワークを搬送する優先度を表す搬送優先度情報を含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項９】
前記動作制御データは、ステーションでのワークの処理が完了する前に、次のワークを呼ぶための事前搬送時間情報を含むことを特徴とする請求項１記載の工程シミュレーションシステム。
【請求項１０】
前記共通制御プログラムは、全てのステーションの動作を制御することが可能な共通のプログラムであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の工程シミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローショップと呼ばれるライン部分の生産能力、例えば組立ラインや半導体／液晶生産ラインにおいて基板単位の搬送を行うライン部分などの生産能力をシミュレーションによって評価し、自動搬送車、搬送ロボット、自動倉庫、コンベアなどの搬送設備を含むシミュレーションモデルを開発するための工程シミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
生産システムのレイアウトを評価するために、シミュレーションを行うことが多い。シミュレーションでは、シミュレータを用いて、生産設備や搬送システムのレイアウトを入力したり、工程フロー、生産設備能力、及び搬送設備能力などのパラメータを入力したり、制御ルールをプログラミングし、コンピュータ上で、レイアウト及びパラメータを用いて、プログラムを実行し、仮想生産を行う。これにより、工場建設前のレイアウト検討段階において生産能力や搬送能力を評価することができる。
【０００３】
しかしながら、シミュレータで制御ルールをプログラムする場合は、シミュレータに固有のコマンドを含むシミュレーション言語を用いて、プログラムを記述するする必要があるが、このシミュレーション言語が大変難しく、ある程度のレベルまでマスターするには数ヶ月を要する。また、マスターしている人でも、工場規模が大きくなると、シミュレーションモデルを開発するの数週間の開発期間が必要となる。
【０００４】
近年は、工場規模が大きくなる傾向にあり、複雑化しているため、シミュレーションモデルの開発期間が長期化する傾向にある。
【０００５】
例えば、液晶ディスプレイに用いられる液晶基板については、その大型化が進み、カセット重量が数トンにも及び、工場建設物等の構造的観点からもカセット単位での搬送が限界に達し、カセット単位での搬送から、基板単位で搬送する枚葉搬送が取り入れられつつある。この基板単位での枚葉搬送では、搬送システムが複雑化かつ巨大化するので、シミュレーションモデルの開発期間が長期化する。
【０００６】
この様にシミュレーションモデルの開発期間が長期化する傾向にあるものの、生産システムの設計者からは、システム設計と同時に、システムの生産能力や搬送能力の評価を行って、その結果をシステム設計に反映させたいという要望がある。すなわち、シミュレーションモデルの開発期間の大幅な短縮が求められている。
【０００７】
このため、特許文献１では、設備能力や台数の変更などを速やかに反映してシミュレーションモデルを自動生成する方法を提案している。
【０００８】
また、特許文献２では、一連のシミュレーションプログラム配列を自動生成し、そのシミュレーションプログラム配列で作られたシミュレーションプログラムを実行している。これにより、生産システムの要素配置が変更されたときでも、そのシミュレーションプログラムを容易に生成ことが可能になる。
【特許文献１】特開２００４−１０２３５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１、２では、設備の能力や台数の変更、配置の変更に応じて、シミュレーションモデルの変更を容易に行い得るということであるが、最初のシミュレーションモデルを作成するときには、従来と同様の手順でプログラムを作成する必要があって、やはり開発期間が長期化した。
【００１０】
また、ワークの搬送時間を固定してシミュレーションを行っているので、ロボット、自動搬送車、自動倉庫、コンベアなどの搬送能力を正確に評価することができなかった。このため、搬送時間などを正確にシミュレートするためには、実際の搬送動作をモデル化した搬送モデルを作成してシミュレーションを行う必要があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、シミュレーションモデルの作成及び変更が容易であって、ロボット、自動搬送車、自動倉庫、コンベアなどの搬送能力を正確に評価して、シミュレーションを行うことが可能な工程シミュレーション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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、生産ラインのワークの流れ等をシミュレートするための工程シミュレーションシステムにおいて、ワークが一時的に静置されるステーション毎に、ステーションでの動作、及びステーションと他のステーション間でのワークの搬送を定義する動作制御データと、前記動作制御データに基づき、ステーションでの動作、及びステーションと他のステーション間でのワークの搬送を行うための共通制御プログラムとを備え、前記共通制御プログラムを実行することにより前記生産ラインのワークの流れ等をシミュレートしている。
【００１３】
また、前記動作制御データがワークの載せ降ろしの位置を示す搬送ロケーション情報を含み、前記共通制御プログラムは、前記動作制御データだけでなく、ステーションと他のステーション間での搬送能力情報、及びステーションのレイアウト情報をも用いて、前記生産ラインのワークの流れ等をシミュレートしている。
【００１４】
更に、前記動作制御データは、各ステーションに固有のそれぞれの番号情報を含むステーション情報と、次のステーションの番号情報を含む搬送先情報と、ステーションでのワークの処理時間及びタクトタイムを表すリソース情報とを含んでいる。
【００１５】
また、前記動作制御データは、ステーション毎に複数個の搬送先情報を持つことが可能で、各々の搬送先情報毎に、その搬送先情報を選択するかどうかを判断するための分岐条件情報と、搬送先ステーション情報と、予約先ステーション情報と、ワークの載せ降ろしの位置を示す搬送ロケーション情報と含んでいる。
【００１６】
更に、前記動作制御データは、同一ステーションで複数の制御内容を定義するためのステーション制御番号情報を含んでいる。
【００１７】
また、前記動作制御データは、ステーションに係るリソース停止の動作パターンを表す停止パターン情報と、停止時間情報とを含んでいる。
【００１８】
更に、前記動作制御データは、ステーションに複数のワークが存在するときに、ワークがステーションから搬出される順序を表す処理順序情報を含んでいる。
【００１９】
また、前記動作制御データは、搬送システムに複数のワークからの搬送要求があった場合に、ワークを搬送する優先度を表す搬送優先度情報を含んでいる。
【００２０】
更に、前記動作制御データは、ステーションでのワークの処理が完了する前に、次のワークを呼ぶための事前搬送時間情報を含んでいる。
【００２１】
また、前記共通制御プログラムは、全てのステーションの動作を制御することが可能な共通のプログラムである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の工程シミュレーションシステムによれば、ステーションでの動作、及びステーションと他のステーション間でのワークの搬送を定義する動作制御データと、動作制御データに基づき、それらの動作や搬送をシミュレートするための共通制御プログラムとを備えている。共通制御プログラムは、ステーションのレイアウトやステーションの動作にかかわらず、全てのステーションに適用することができる。このため、生産システムの設計に際し、共通制御プログラムを設定もしくは変更しなくても、ステーションのレイアウや動作制御データを設定もしくは変更するだけで、シミュレーションが可能である。従って、新規にシミュレーションモデルを構築する場合でも、プログラム開発が不要であり、プログラミングやデバッグも不要となり、シミュレーションモデルの開発期間を大幅に短縮できる（従来、モデル開発に２週間要していたものでも、１日程度でモデル化が可能。）。
【００２３】
また、従来は、工場レイアウト設計者がレイアウト案を作成し、シミュレーションにより生産性や搬送能力を検証し、問題点を抽出してレイアウトを修正するという一連のサイクルが２週間程度であったのに対し、本発明を適用すれば、ほぼレイアウト案作成と同時進行で、シミュレーションによる検証結果をフィードバックできるので、工場レイアウトの設計期間を大幅に短縮できる。
【００２４】
また、本発明では、レイアウト入力と、動作制御データ（テキスト、あるいは、Microsoft  Excel形式）作成のみでモデル化が可能であり、プログラムを作成する必要がないため、シミュレーション言語を知らない人でも容易にモデルを作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の工程シミュレーションシステムの一実施形態を示す構成図である。図１において、レイアウト情報１０１は、生産システムの生産設備や搬送設備、ステーション等の配置や形状（レイアウト）を示す情報である。共通制御プログラム１０２は、ワークや各工程設備の動作を制御したり、シミュレーションに必要なデータをテキスト形式、あるいは、エクセル形式（Microsoft社）などのファイル（動作制御データ１０３）から読み込んで内部変数に展開して記憶したり、シミュレーション結果の各種データを集計して出力したりするための手続きを記述したプログラムであり、生産システムのレイアウトに依存せず、如何なるレイアウトにも共通に使用できるプログラムである。動作制御データ１０３は、共通制御プログラム１０２で用いられるパラメータを記述したパラメータファイルである。
【００２７】
シミュレーション手段１０４は、コンピュータ上で動作するシミュレータであり、設備のレイアウトを示すレイアウト情報１０１を入力するためのレイアウト入力手段１０５と、シミュレーションに必要な各種パラメータ（搬送システムの動作速度等）を設定するパラメータ定義手段１０６と、共通制御プログラム１０２を編集して記憶するプログラム編集手段１０７と、共通制御プログラム１０２を実行して、シミュレーションを行ない、シミュレーション結果の各種データを集計して出力するシミュレーション実行手段１０８とから構成される。ここで、シミュレーション実行手段１０４は、市販されている汎用工程シミュレータであってもかまわない。シミュレーション結果帳票１０９は、シミュレーション実行手段１０８から出力されるシミュレーション結果データを編集して作成した帳票である。
【００２８】
図２は、本実施形態の工程シミュレーションシステムによりシミュレートされる生産システムのレイアウトを概略的に示す図である。図２において、ステーションＳ００１〜Ｓ００５は、ワークが一時的に静置されるステーションであり、これらうちの２つのステーションＳ００１、Ｓ００５は、ワークを一個のみ置くことが可能な置台の役割をする置台ステーションである。また、他の１つのステーションＳ００３は、複数のワークを格納し蓄えること可能なバッファの役割をするバッファステーションである。更に、別の２つのステーションＳ００２、Ｓ００４は、ワークを加工する加工設備を有する加工ステーションであり、ワークの加工がステーションＳ００２、Ｓ００４のいずれでも行われる場合は、
その加工がステーションＳ００２からステーションＳ００４へという順序で行われる。
【００２９】
本実施形態では、ステーションＳ００２の処理比率を１０％とし、ステーションＳ００４の処理比率を１００％（Ｓ００２をスキップしてＳ００４の処理を行うのが９０％で、Ｓ００２とＳ００４の両方の処理を行うのが１０％なので、Ｓ００４は合わせて１００％の処理を行う。）とするので、ステーションＳ００２をスキップしてステーションＳ００４の処理のみを行うことがある。
【００３０】
搬送ロケーションＬ１〜Ｌ５は、搬送ロボット２０３が停止する位置を表す。
【００３１】
ここで、ワークがステーションＳ００１に投入されると、次の加工ステーションであるステーションＳ００２の処理比率が１０％なので、乱数を用いて、ステーションＳ００２をスキップするかどうかを判定する。その結果、ステーションＳ００２をスキップしないと判定した場合は、ステーションＳ００２が空いているかどうかが確認され、空いていれば、ワークがステーションＳ００１からステーションＳ００２に搬送され、またステーションＳ００２が空いていなければ、ワークがバッファステーションのステーションＳ００３に搬送される。
【００３２】
ステーションＳ００３において、次の加工ステーションがステーションＳ００２となっているワークは、ステーションＳ００２が空いたら、ステーションＳ００２へと搬送される。
【００３３】
ステーションＳ００２で加工処理を終えたワークは、次の加工ステーションであるステーションＳ００４が空いていれば、ステーションＳ００２からステーションＳ００４に搬送され、空いていなければバッファステーションであるステーションＳ００３に搬送される。
【００３４】
ステーションＳ００３において、次の加工ステーションがステーションＳ００４となっているワークは、ステーションＳ００４が空いたら、ステーションＳ００４へと搬送される。
【００３５】
ステーションＳ００４において、ワークの加工が終わると、置台ステーションであるステーションＳ００５が空いているかどうかが確認され、空いていれば、ワークがステーションＳ００５へと搬送される。
【００３６】
ステーションＳ００５は、ワークを払い出すポジションとし、この場所に到達したワークは、一定時間後に払い出されて、この生産システムから消滅する。
【００３７】
また、ステーションＳ００１において、次の加工ステーションであるステーションＳ００２をスキップすると判定した場合は、次の加工ステーションがステーションＳ００４であるとされ、ステーションＳ００４が空いていれば、ワークがステーションＳ００４へと搬送され、空いていなければ、ワークがバッファステーションであるステーションＳ００３へと搬送される。
【００３８】
ステーションＳ００３において、次の加工ステーションがステーションＳ００４となっているワークは、ステーションＳ００４が空いたら、ステーションＳ００４へと搬送される。
【００３９】
ステーションＳ００４において、ワークの加工が終わると、置台ステーションであるステーションＳ００５が空いているかどうかが確認されて、空いていれば、ワークがステーションＳ００５へと搬送される。
【００４０】
ステーションＳ００５に到達したワークは、一定時間後に消滅する。
【００４１】
搬送ロボット２０３は、搬送システムの主要部であって、ステーションＳ００１からワークを取り出すときに搬送ロケーションＬ１へ移動し、同様に、各ステーションＳ００２〜Ｓ００５でワークの受渡しを行うときにそれぞれの搬送ロケーションＬ２〜Ｌ５へ移動する。
【００４２】
尚、搬送ロボット２０３のワークを保持するアームをＷ−アームとし、処理前のワークと処理後のワークを同時に持ち運べるようにしてもよい。このようにすることで、加工設備のステーションＳ００２、Ｓ００４への搬入と、加工設備からの搬出を一度に行うことができ、搬送回数が減って搬送効率が向上するとともに、加工設備でのワーク入れ替え時間が短縮される。
【００４３】
また、加工が終わる前に次に加工を行うワークを途中まで搬送して、加工設備前で待機させることにより、加工設備のワーク入れ替えロス時間の短縮を図ってもよい。
【００４４】
また、他のステーションへの搬送よりも加工設備のステーションＳ００２、Ｓ００４への搬送を優先させて、加工設備のワーク入れ替えロス時間を短縮させてもよい。
【００４５】
図３は、図２の生産システムのレイアウトにおけるワーク等の動作を定義した動作制御データ１０３を示す表である。図３の表において、ステーション情報は、ステーション番号もしくはステーション制御番号を含み、ステーション制御番号を定義しなくてもかまわない。ステーション番号は、各ステーションに固有のそれぞれの番号である。ステーション制御番号は、同じステーションであっても、相互に異なる複数の制御が行われるときに、これらの制御を区別するためにそれぞれの制御に付与さえる。例えば、ステーションＳ００３においては、次のステーションがステーションＳ００２、Ｓ００４の２通りあるので、ステーションＳ００２への搬送を示すステーション制御番号１と、ステーションＳ００４への搬送を示すステーション制御番号２とが定義され、ステーション制御番号により次のステーションを区別することができるようにされている。
【００４６】
尚、以降は、ステーションＳ００３を２つのステーション制御番号１、２で区別するために、ステーションＳ００３．１、Ｓ００３．２と表す。
【００４７】
リソース情報は、リソース容量、処理時間、タクトタイム、もしくは事前搬送時間を含み、それぞれを定義しなくてもかまわない。リソース容量は、ステーションに入るワークの数であり、バッファや加工設備であればワークの格納数である。例えば、バッファのステーションＳ００３においては、１０個のワークを格納することができる。処理時間は、加工設備のステーションにおいてワークの処理を開始してから完了するまでの加工時間である。タクトタイムは、加工設備のステーションにおいて１ワーク当たりの加工時間である。例えば、処理時間が１００秒で、同時に２ワークが処理されるとすると、タクトタイムが５０秒となる。タクトタイムは、見方を変えれば、加工設備のステーションで連続的に処理を行っているときの加工時間の間隔（サイクルタイム）でもある。また、事前搬送時間は、加工設備のステーションでワークの処理が完了する前に該ステーションに対する次のワークの予約を許可するタイミングを示しており、該ステーションに搬入される次のワークの予約を入れることを可能にして、処理完了前に次のワークの搬送を可能にする。例えば、加工設備のステーションＳ００２においては、処理時間とタクトタイムが共に３００秒であり、処理が完了する２０秒前に次のワークの搬送が開始されるようにしている。また、加工設備のステーションＳ００４においては、処理時間とタクトタイムが共に１００秒であり、処理が完了する２０秒前に次のワークの搬送が開始されるようにしている。
【００４８】
リソース停止情報は、停止パターン、停止間隔、及び停止時間を含む。また、複数のリソース停止情報を組み合わせることもできる。停止パターンは、例えば故障など不規則に発生する停止や、定期的に実施するメンテナンスや休憩時間のときの停止などを区別するパターン番号で定義され、各パターン番号に応じてそれぞれのリソース停止プログラムが予めプログラムされており、パターン番号に応じたリソース停止プログラムが起動される。平均停止間隔は、前回停止後に復帰してから次に停止するまでに要する時間の平均値であり、平均停止時間は、停止してから復帰までに要する時間の平均値である。例えば、加工設備のステーションＳ００２、Ｓ００４においては、故障のときの停止パターンがパターン番号１で定義され、メンテナンスのときの停止パターンがパターン番号２で定義されている。
【００４９】
処理順序情報は、ステーションに到着したワークが次のステーションに進むときの順序ルールを表す。この定義が「ＦＩＦＯ」の場合は、ステーションのワークは、該ステーションに到着した順番で次のステーションへと搬送される。「ランダム」の場合は、ステーションのワークは、該ステーションに到着した順番に関係なく、それぞれ次のステーションが空いたときに搬送される。例えば、バッファのステーションＳ００３においては、ワークを１０個格納できる棚があり、各ワークをそれぞれランダムにアクセスすることができるので、処理順序情報が「ランダム」と定義されている。
【００５０】
搬送優先情報は、ステーションから搬送するときの搬送優先度を表す。搬送優先度が定義されていると、搬送システムは、搬送優先度が高いステーションのワークを優先して搬送する。この生産システムでは、加工設備のステーションＳ００４の処理比率が１００％であって、このステーションＳ００４が律速するので、ステーションＳ００３．２からステーションＳ００４へのワークの搬送優先度が高くされている。
【００５１】
搬送先情報は、分岐条件、搬送先ステーション、予約先ステーション、搬送ポジション、搬送元ロケーション、もしくは搬送先ロケーションを含み、それぞれ定義しなくてもかまわない。また、複数の搬送先情報を組み合わせて、複雑な分岐をさせることができる。分岐条件は、その比率が定義されていれば、分岐する割合を表す。分岐条件の比率が定義されていない場合、予約先ステーションが定義されていれば、予約した後で、ワークが搬送先ステーションへ搬送され、また予約先ステーションが定義されていなければ、無条件で、ワークが搬送先ステーションへ移動される。搬送先ステーションは、搬送先を示すステーション番号とステーション制御番号の２つの情報で定義される。予約先ステーションは、ワークが搬送先ステーションに搬送される前に予約を入れるべきステーションを示しており、この予約先ステーションに予約ができれば、ワークがその搬送先情報に定義されている搬送先ステーションへ搬送される。通常、予約先ステーションは、搬送先ステーションと同じであるが、別の場所であってもかまわない。
【００５２】
分岐条件の比率が定義されている場合、この分岐条件を含む搬送先情報が該比率で選択され、この搬送先情報の予約先ステーションが予約されて、ワークが搬送先ステーションへ搬送される。
【００５３】
搬送ポジションは、搬送ロボット２０３が保有する複数のアームの番号を表す。例えば、Ｗ−アームの搬送ロボットでは、２本のアームを保有しているので、どちら側のアームを使用するかを選択することができる。Ｗ−アームの搬送ロボットでは、例えば加工設備のステーションへ処理前のワークを搬入するアーム（ポジション）と、その加工設備のステーションから処理後のワークを搬出するアーム（ポジション）を区別することによって、加工設備のステーションでのワークの入れ替え制御を容易にすることができる。
【００５４】
搬送元ロケーションは、ステーションからワークを搬出するときに、ワークを搬送ロボット２０３に載せる位置を表す。搬送先ロケーションは、搬送ロボット２０３が次のステーションまで移動して、次のステーションでワークを降ろす位置を表す。
【００５５】
例えば、ステーションＳ００１においては、次のステーションが分岐条件１０％の割合でステーションＳ００２であり、分岐条件９０％の割合でステーションＳ００４である。ステーションＳ００１のワークは、ステーションＳ００２、Ｓ２００４が空いていれば、ステーションＳ００２又はＳ２００４へと搬送される。ステーションＳ００２が空いていなければ、ワークがステーションＳ００１からステーションＳ００３．１（ステーションＳ００３、ステーション制御番号１）を経由してステーションＳ００２へ搬送され、またステーションＳ００４が空いていなければ、ワークがステーションＳ００１からステーションＳ００３．２（ステーションＳ００３、ステーション制御番号２）を経由してステーションＳ００４へ搬送される。更に、ステーションＳ００２のワークは、ステーションＳ００４が空いていれば、ステーションＳ００４へと搬送され、ステーションＳ００４が空いていなければ、ステーションＳ００３．２へと搬送される。但し、ステーションＳ００４とステーションＳ００３．２の両方が空いていなければ、ワークがステーションＳ００４、Ｓ００３．２のうちの先に空いた方へ搬送される。ステーションＳ００３のワークは、ステーション制御番号１のときにステーションＳ００２へ搬送され、ステーション制御番号２のときにステーションＳ００４へ搬送される（同じステーションであっても、ステーション制御番号により制御を区別している）。ステーションＳ００４のワークは、ステーションＳ００５に予約を入れた後で、ステーションＳ００５へ搬送される。ステーションＳ００５は、最後のステーションであり、ここからワークが払い出されて消滅する。
【００５６】
図４は、本実施形態の工程シミュレーションシステムの共通制御プログラム１０２による処理過程を示すフローチャートである。
【００５７】
図４の共通制御プログラム１０２のステップ００１〜０１９は、生産システムのシミュレーションを行なうために、図１のシミュレーション手段１０４により実行される。シミュレーション手段１０４は、図２のレイアウト情報１０１をレイアウト入力手段１０５を介して入力し、図３の動作制御データ１０３を入力し、各種パラメータ（搬送システムの動作速度等）をパラメータ定義手段１０６から入力し、図４の共通制御プログラム１０２をプログラム編集手段１０７介して入力し、図２のレイアウト情報１０１、図３の動作制御データ１０３、及び各種パラメータを用いながら、図４の共通制御プログラム１０２を実行して、生産システムのシミュレーションを行ない、シミュレーション結果をシミュレーション結果帳票１０９を通じて出力する。
【００５８】
まず、ステップ００１において、ワークをステーションに搬送して、ステップ００２へ進む。本実施形態では、ステーション内でのワークの移動を定義しないので、ワークはステーション内のある位置に静置されているものとする。実際の加工設備においては、ワークが移動することもあるが、ステーション内でワークが移動しない様なモデルを想定しても差し支えない。また、ワークの移動が影響する場合は、加工設備を複数のステーションに詳細に区分して、これらのステーション間のワークの搬送を定義すれば良い。
【００５９】
ステップ００２において、ステップ００１でワークがステーション（以降現ステーションと称す）に到着したので、それまで使用していた搬送ロボット２０３の搬送ポジションの予約を解除して、ステップ００３へ進む。
【００６０】
ステップ００３において、ワークの処理に要する処理時間だけ該ワークを現ステーションに留めるために、まず、処理時間からタクトタイムを引いた時間だけワークを留めて、ステップ００４へ進む。残りのタクトタイム分については、ステップ００６でワークを留めることにする。
【００６１】
ステップ００４において、以降のステップを実行するワークを1個に限定するため、処理制御フラグが０になっていなければ、すなわち以前の他のワークの処理に伴い処理制御フラグが１にされていれば、処理制御フラグが０になるまで待ってから、ステップ００５へ進む。
【００６２】
ステップ００５において、搬送先ステーションを決定する処理が開始されたことから、処理制御フラグを１にして、ステップ００６へ進む。
【００６３】
ステップ００６において、ワークを残りのタクトタイム分だけ引き続いて留めるために、タクトタイムから事前搬送時間を引いた時間だけワークを留めて、ステップ００７へ進む。更に残りの事前搬送時間分については、ステップ０１３でワークを留めることにする。
【００６４】
ステップ００７において、処理順序パターンがＦＩＦＯならばステップ００９へ、ＦＩＦＯでないならば（ランダムであれば）ステップ００８へ移る。
【００６５】
ステップ００８において、処理制御フラグに０を代入して、ステップ００９へ移る。
【００６６】
ＦＩＦＯは、ワークを現ステーションに到着した順番で次のステーションへ搬送するルールであることから、ＦＩＦＯの場合は、現ステーションに最初に到着したワーク（現在処理の対象となっているワーク）の搬送先を最優先で決定する必要があり、この最優先のワークを最初の1個に限定する必要があり、処理制御フラグが１に維持される。また、ランダムは、現ステーションに到着した順番に関係なく、いずれのワークも次のステーションに搬送し得る状態になったときに搬送されるルールであることから、ランダムの場合は、現ステーション内の全てのワークが、それぞれ次の搬送先を決定できるようにする必要があり、処理制御フラグが０に戻される。
【００６７】
ステップ００９において、動作制御データ１０３の定義にしたがい、搬送先ステーションを決定し、ステップ０１０へ進む。このとき、予約先ステーションが定義されていれば、そのステーションを予約する。予約ができなければ、予約できるまで待つ。
【００６８】
尚、ステップＳ００９については、図５のフローチャートを参照して後で詳しく説明する。
【００６９】
ステップ０１０において、搬送システムを予約して、ステップ０１１へ進む。このとき、予約できなければ、予約できるまで待つ。ここでは、搬送システムがＷ−アームの搬送ロボット２０３であり、いずれかのアームを示す搬送ポジションの番号で予約する。
【００７０】
ステップ０１１において、現ステーションにワークを留めるべき事前搬送時間の設定（図３のリソース情報の事前搬送時間）が０でないならば、次のワークを現ステーションに搬入するために、ステップ０１２へ進む。また、事前搬送時間の設定が０ならば、ステップ０１４へ移る。
【００７１】
ステップ０１２において、現ステーションの予約を解除して、次のワークが現ステーションを予約できるようにする。これにより、次のワークについて、現ステーションへの搬送開始が可能になる。
【００７２】
ステップ０１３において、現ステーションにワークを留めるべき残りの事前搬送時間分が０に達するまで、すなわちステップ００６でワークをタクトタイム分だけ留めることを開始してからの経過時間がタクトタイムを超過するまで、ワークを留める。これは、ステップ００９、０１０の予約待ちの時間が不定であるためである。
【００７３】
ステップ０１４において、ワークを搬送ロボット２０３に載せるために、搬送ロボット２０３を現ステーションの搬送元ロケーションに移動させて、ワークを搬送ロボット２０３に移載して、ステップ０１５へ進む。
【００７４】
ステップ０１５において、ワークの処理パターンがＦＩＦＯならば、次のステーションへのワークの搬送が開始されていることから、ステップ０１６へ進んで、ここで処理制御フラグに０を代入して、ステップ０１７へ移る。また、ワークの処理パターンがＦＩＦＯでなければ、ステップ００８で処理制御フラグに０が既に代入されているので、ステップＳ０１６を経由せずに、ステップ０１７へ移る。
【００７５】
ステップ０１６において、処理制御フラグに０を代入して、ステップ０１７へ進む。
【００７６】
ステップ０１７において、現ステーションにワークを留めるべき事前搬送時間の設定が０ならば、ステップＳ０１２を経由していないので、ステップ０１８へ進んで、ここで現ステーションの予約を解除して、ステップ０１９に移る。また、事前搬送時間の設定が０でないならば、ステップＳ０１２で現ステーションの予約を解除しているので、ステップＳ０１８を経由せずに、ステップ０１９へ移る。
【００７７】
ステップ０１９において、搬送ロボット２０３が移動して次のステーションの搬送先ロケーションへ移動する。
【００７８】
この後、次のステーションが定義されていれば、次のステーションについて、ステップ００１からの処理を繰り返す。
【００７９】
この様に現ステーションにおいて、ワークが搬入されると、搬送ロボット２０３の搬送ポジションの予約が解除され、ワークの処理に要する処理時間だけ該ワークが留められて処理され、この処理中に処理制御フラッグが１に設定される。これと同時に、現ステーションの処理順序パターンがＦＩＦＯであれば、このワークの搬送先を最優先で決定するために処理制御フラッグが１に維持され続けた状態で、このワークの搬送先ステーションが予約され、搬送ロボット２０３の搬送ポジションが予約され、処理時間が経過すると、このワークが搬送ロボット２０３により搬送先ステーションへと搬送される。また、現ステーションの処理順序パターンがランダムであれば、処理制御フラッグが０に戻され、次のステーションに搬送し得る状態のワークの搬送先ステーションが予約され、搬送ロボット２０３の搬送ポジションが予約され、処理時間が経過すると、そのワークが搬送される。更に、処理時間の終了時点よりも事前搬送時間前の時点で、現ステーションの予約を解除して、現ステーションへの次のワークの搬入を可能にしている。
【００８０】
次に、図５のフローチャートを参照しつつ、図４のステップ００９における搬送先ステーションの決定手順を説明する。
【００８１】
まず、ステップ１０１において、搬送先情報Ｘに１を代入し、ステップ１０２へ進む。
【００８２】
ステップ１０２において、動作制御データ１０３で定義されている現ステーションの搬送先情報Ｘを参照し、現ステーションの搬送先情報Ｘの分岐条件がＮＵＬＬ（未定）ならば、ステップ１０６へ進む。また、ＮＵＬＬでない（比率が設定されている）ならば、ステップ１０３へ進む。
【００８３】
ステップ１０３において、搬送先情報Ｘの分岐条件に設定されている割合で乱数処理を行い、この搬送先情報Ｘを選択するかどうかを決定する。すなわち、搬送先情報Ｘを分岐条件の割合で選択する。搬送先情報Ｘを選択する場合は、ステップ１０６へ進む。搬送先情報Ｘを選択しない場合は、ステップ１０４へ進む。
【００８４】
ステップ１０４において、搬送先情報Ｘに１を加算して、搬送先情報Ｘを更新し、ステップ１０５へ進む。
【００８５】
ステップ１０５において、更新された搬送先情報Ｘの分岐条件がＮＵＬＬならば、ステップ１０４へ戻って、搬送先情報Ｘを再度更新する。そうでなければ、ステップ１０３へ進んで、搬送先情報Ｘを選択するかどうかを決定する。
【００８６】
ステップ１０３〜１０５の繰り返しにより、分岐条件の比率が設定されている各搬送先情報のいずれかがそれぞれの比率で選択され、ステップ１０６へ進むことになる。
【００８７】
従って、現ステーションの搬送先情報Ｘの分岐条件がＮＵＬＬならば、この搬送先情報Ｘが直ちに選択されて、ステップ１０６へ進み、また現ステーションの搬送先情報Ｘの分岐条件が設定されているならば、分岐条件の比率が設定されている各搬送先情報のいずれかが選択されて、ステップ１０６へ進むことになる。
【００８８】
ステップ１０６において、搬送先情報Ｙに搬送先情報Ｘを代入して、ステップ１０７へ進む。
【００８９】
ステップ１０７において、搬送先情報Ｙの予約先ステーションが定義されている場合、予約先ステーションを予約可能ならば、ステップ１１０へ進んで、予約先ステーションを直ちに予約して、図５の処理を終了する。
【００９０】
尚、予約先ステーションが未定の場合は、予約先ステーションを予約せずに、ステップ１１０へ進み、図５の処理を終了する。例えば、ステーション００５が該当する。
【００９１】
また、搬送先情報Ｙの予約先ステーションが定義されていても、予約先ステーションが予約不可ならば、ステップ１０８へ進む。
【００９２】
ステップ１０８において、搬送先情報Ｙに１を加算し、搬送先情報Ｙを更新して、ステップ１０９へ進む。
【００９３】
ステップ１０９において、更新された搬送先情報Ｙの分岐条件がＮＵＬＬでないか（比率が設定されているか）、または、搬送先ステーションがＮＵＬＬ（未定）ならば、ステップ１０６に戻って、搬送先情報Ｙに搬送先情報Ｘを代入し、同様の処理を繰り返す。この結果、搬送先情報Ｘの予約先ステーションが予約可能になるまで待機し、予約先ステーションが予約可能になると、ステップ１１０へ進んで、予約先ステーションが直ちに予約されて、図５の処理が終了することになる。これにより、分岐条件の比率が設定されている搬送先情報Ｘの予約先ステーションが必ず選択され、分岐条件の比率が保持される。
【００９４】
また、更新された搬送先情報Ｙの分岐条件がＮＵＬＬであるか（比率が設定されていないか）、または、搬送先ステーションが設定されているならば、ステップ１０７に戻って、更新された搬送先情報Ｙの予約先ステーションを参照し、この予約先ステーションが定義されていて予約可能ならば、ステップ１１０へ進んで、予約先ステーションを直ちに予約して、図５の処理を終了する。
【００９５】
以降同様の処理を繰り返して、予約先ステーションを予約する。
【００９６】
従って、分岐条件の比率が設定されている各搬送先情報がそれぞれの比率で優先的に選択されて、この搬送先情報の予約先ステーションが空いていれば予約され、空いていないときに、分岐条件の比率が設定されていない各搬送先情報のいずれかが選択されて、この搬送先情報の予約先ステーションが予約される。
【００９７】
図４及び図５のフローチャートに示すシミュレートは、ワーク毎に行われて、その結果がシミュレーション結果帳票１０９として出力される。
【００９８】
この様な本実施形態の工程シミュレーションシステムにおいて、共通制御プログラム１０２は、ステーションのレイアウトやステーションの動作にかかわらず、全てのステーションに適用することができる。このため、生産システムの設計の度に、共通制御プログラム１０２を作成し直す必要がなく、レイアウト情報１０１、パラメータ定義手段の各種パラメータ、及び動作制御データ１０３を生産システムに合わせて適宜設定すればよく、また生産システムの変更に際しても、レイアウト情報１０１、各種パラメータ、及び動作制御データ１０３を変更するだけなので、シミュレーションモデルの作成及び変更が容易である。
【００９９】
また、ロボット、自動搬送車、自動倉庫、コンベアなどの搬送システムの能力を正確に評価して、シミュレーションを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の工程シミュレーションシステムは、組立ラインや半導体／液晶生産ラインのように、一般にフローショップと呼ばれるラインの、特にプッシュ型と呼ばれる生産方式のシミュレーション評価に適している。
【０１０１】
また、フローショップのプル型生産方式のラインについても、動作制御データ１０３の内容を修正することで対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の工程シミュレーションシステムの一実施形態を示す構成図である。
【図２】本実施形態の工程シミュレーションシステムによりシミュレートされる生産システムのレイアウトを概略的に示す図である。
【図３】本実施形態の工程シミュレーションシステムにおけるワーク等の動作を定義した動作制御データを示す表である。
【図４】本実施形態の工程シミュレーションシステムの共通制御プログラムによる処理過程を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップ００９の処理を詳しく示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０１  レイアウト情報
１０２  共通制御プログラム
１０３  動作制御データ
１０４  シミュレーション手段
１０５  レイアウト入力手段
１０６  パラメータ定義手段
１０７  プログラム編集手段
１０８  シミュレーション実行手段
１０９  シミュレーション結果帳票
２０３  搬送ロボット
Ｌ１〜Ｌ５  ロケーション
Ｓ００１〜Ｓ００５  ステーション
【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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