(57)【要約】【課題】同一の製品を複数の工場で生産する際に同質の生産を可能とすることである。【解決手段】製品の企画が決まると、生産の前提条件である型、設備、製造条件等を標準化して、製品設計と工程設計が行われ（Ｓ１０）、設計がまとまると、製品の３次元モデル、工程モデル及び検査モデルを一体としてマスタモデルが取得される（Ｓ１２）。そのマスタモデルに基づき、当該製品の量産実証生産が行われる（Ｓ１４）。量産実証生産において得られた製品を性能評価する（Ｓ１６）。性能評価に合格したときは、量産実証生産で用いた実際のハードウエア及びソフトウエアを量産実証生産の裏付けのあるレファレンスモデルとして取得する（Ｓ１８）。その後、レファレンスモデルに従って、量産ラインの設定条件を取得し、その内容を照合しつつ量産ラインのハードウエア及びソフトウエアが揃えられ、検査基準が設定される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとして取得する生産標準モデル取得手段と、
前記生産標準モデルに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、その評価結果を取得する評価結果取得手段と、
前記評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを、量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得手段と、
を備え、前記生産基準モデルに従って製品の同質生産を支援することを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記生産標準モデルは、前記製品の３次元モデル、前記製品の標準の量産工程モデル及び前記製品の標準の検査モデルの中の少なくとも１つを含むことを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項３】
請求項１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記生産基準モデルは、前記量産実証生産で用いた製造条件データまたは量産実証生産で得た製品の品質データのいずれかを含むことを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製造条件データ及び前記品質データは、前記製品を特徴付ける機能または品質との関連付けがなされているデータであることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項５】
量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の同質生産を支援する製品の同質生産支援装置であって、
前記生産基準モデルには前記量産実証生産における検査モデルを含み、
その検査モデルに基づき、量産ラインにおける製品の検査基準を出力する検査基準出力手段、または
前記生産基準モデルに基づき、量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件を出力する作成条件出力手段のいずれかを備えることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項６】
請求項２または請求項５に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記検査モデルは、前記製品の検査部位または検査プログラムのいずれかを含むことを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項７】
製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとし、それに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得手段と、
前記量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の量産ラインの設定条件を出力するライン設定条件出力手段と、
を備えることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項８】
請求項７に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製品の量産ラインにおける実績に基づき、前記生産標準モデルまたは前記生産基準モデルのいずれかを順次更新する更新手段を備えることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項９】
請求項１、または請求項５または請求項７のいずれか１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製品は、車両を構成するユニット製品であることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項１０】
請求項１、または請求項５または請求項７のいずれか１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製品は、車両を構成するユニット製品の半完成製品であることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項１１】
請求項１、または請求項５または請求項７のいずれか１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製品は、車両を構成するユニット製品の部品であることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項１２】
請求項１、または請求項５または請求項７のいずれか１に記載の製品の同質生産支援装置において、
前記製品は、車両を構成するユニット製品を生産するのに用いられる購入物品であることを特徴とする製品の同質生産支援装置。
【請求項１３】
製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとして取得する生産標準モデル取得工程と、
前記生産標準モデルに従って前記製品の量産実証生産を行う量産実証生産工程と、
前記量産実証生産で得られた製品を評価する評価工程と、
前記評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを、量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得工程と、
を備え、前記生産基準モデルに従って製品の同質生産を支援することを特徴とする製品の同質生産支援方法。
【請求項１４】
量産実証の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の同質生産を支援する製品の同質生産支援方法であって、
前記生産基準モデルには前記量産実証生産における検査モデルを含み、
その検査モデルに基づき、量産ラインにおける製品の検査基準を取得する検査基準取得工程工程、または
前記生産基準モデルに基づき、量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件を取得する作成条件取得工程のいずれかを備えることを特徴とする製品の同質生産支援方法。
【請求項１５】
製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得工程と、
前記量産実証の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の量産ラインの設定条件を取得するライン設定条件取得工程と、
を備えることを特徴とする製品の同質生産支援方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品の同質生産支援装置および同質生産支援方法に係り、特に同一製品を複数の量産工場で生産する際に同質の生産となる支援を行う製品の同質生産支援装置および同質生産支援方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経済活動が拡大するにつれ、同一製品を複数の工場で生産することが増えてくる。例えば車両の生産については、世界中の各工場で生産および供給を行うグローバル生産展開がなされ、例えば世界中の各工場で、同一車両を生産し、あるいは車両を構成するユニット製品、例えば同一のエンジン等を生産することが進められている。このように、同一製品を複数の工場で生産する場合には、製品図面に基づいた工作図と検査図等に従って、各工場で必要な設備、型、工具、治具等を設計し製作することが行われる。そして、生産に必要な設備等が揃うと、生産ラインの同質化を図るために、本社から生産技術要員が派遣され工程整備を行い、その工場での量産が開始する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２５９２９４号公報
【特許文献２】
特開平６−３２５１０９号公報
【特許文献３】
特開平７−２４６９９号公報
【特許文献４】
特開平７−２７１２８９号公報
【特許文献５】
特開平８−４６００６号公報
【特許文献６】
特開平８−２０２７６７号公報
【特許文献７】
特開平９−５０４５５号公報
【特許文献８】
特開平９−１２８４４７号公報
【特許文献９】
特開平１０−１３５０９８号公報
【特許文献１０】
特開平１０−２０７５０６号公報
【特許文献１１】
特開平１０−２４０７８２号公報
【特許文献１２】
特開平１１−３００５５２号公報
【特許文献１３】
特開２００１−３３１６３０号公報
【特許文献１４】
特開２００２−１８２７２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように量産に必要な設備等を設計、製作する際には、製品の試作結果等が反映されることが望ましいが、現実には製品試作と量産とでは製造方法がまったく異なり、試作結果を量産設備等に反映することが困難となっている。すなわち、製品試作は、その目的が性能試作であり、評価に加工精度の影響を排除するために、設計図通りのものを高精度で製作する。したがって、製品試作に用いられる設備、治具等は試作用のもので、量産設備等とまったく異なるのである。
【０００５】
このように、製品試作の結果を量産設備等に反映することが困難なことから、量産用の設備等が揃っても、生産ラインを同質化するために、設備等のチューニングや作り直しが起こる可能性がある。
【０００６】
また、製品試作と量産とが製造方法がまったく異なることから、各工場でそれぞれ特有の作りこみが行われがちとなる。そして、その特有の製造条件等が担当者個人に偏在するときは標準化が困難となり、生産ラインの同質化のための工程整備に時間がかかる。
【０００７】
さらに、製品試作の結果を工作図、検査図に反映させることが困難であることから、その内容が仕様書的となる。したがって、上記の量産に必要な設備等の設計、製作については、仕様を満たすことを条件に、その具体的な内容を現地の工場に一任することがある。そのため、同一製品を対象としているにもかかわらず、各工場において揃えられる設備等がまちまちのことがおこる。このように各工場における生産立上げの工程整備が各工場特有のものとなると、生産ラインの同質化のための工程整備に時間がかかり、場合によっては同質の生産が困難となり、工場が代わると同じ製品ができなくなることが起こる。
【０００８】
このように、従来では、製品試作を行いながらその結果を量産に必要な設備等に反映することが困難であった。そのため、同一製品を複数の工場で生産しようとする際に、各工場において、揃えた設備等の作り直しが生じ、製造条件や設備がまちまちとなることが起こり、同質生産が困難となる。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、同一の製品を複数の工場で生産する際に同質の生産を可能とする製品の同質生産支援装置および同質生産支援方法を提供することである。本発明の他の目的は、同一製品を複数の工場で生産する際に、各工場において揃えた設備等の作り直しを防ぎ、製造条件や設備がまちまちとなることを防ぐ製品の同質生産支援装置および同質生産支援方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る製品の同質生産支援装置は、製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとして取得する生産標準モデル取得手段と、前記生産標準モデルに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、その評価結果を取得する評価結果取得手段と、前記評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを、量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得手段と、を備え、前記生産基準モデルに従って製品の同質生産を支援することを特徴とする。
【００１１】
上記構成により、量産実証生産の裏付けのある実際のハードウエア及びソフトウエアを生産基準モデルとして取得する。ここで、ハードウエアとは設備、工具、治具等をいい、ソフトウエアとは製造条件、検査条件、検査プログラム等をさす。したがって、量産ラインの支援は、どの量産ラインに対しても、量産実証生産の裏付けのある同一の基準に基づいて行うことができ、同一製品を複数の量産ラインにおいて生産する際に、同質の生産となる支援を行うことができる。
【００１２】
また、前記生産標準モデルは、前記製品についての、３次元モデル、標準の量産工程モデル及び標準の検査モデルの中の少なくとも１つを含むことが好ましい。また、前記生産基準モデルは、前記量産実証生産で用いた製造条件データまたは量産実証生産で得た製品の品質データのいずれかを含むことが好ましい。
【００１３】
また、前記製造条件データ及び前記品質データは、前記製品を特徴付ける機能または品質との関連付けがなされているデータであることが好ましい。上記構成により、生産基準モデルにおける製造条件データ及び品質データにおけるデータ構造を、製品において特に重要な機能または品質に関するデータを中心に配列したものとすることができる。例えば、製品においてそれほど重要でなく、製品を特徴付けない機能や品質に関連付けがなされていないデータを省略したデータ構造とすることができる。このことで生産基準モデルを、製品を特徴付ける機能または品質に重点をおいた効率のよいモデルとすることができる。
【００１４】
また、本発明に係る製品の同質生産支援装置は、量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の同質生産を支援する製品の同質生産支援装置であって、前記生産基準モデルには前記量産実証生産における検査モデルを含み、その検査モデルに基づき、量産ラインにおける製品の検査基準を出力する検査基準出力手段、または前記生産基準モデルに基づき、量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件を出力する作成条件出力手段のいずれかを備えることを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、量産実証生産の裏付けのある同一の基準に従って、量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件が出力され、または検査基準が出力される。したがって、これらの出力から得られた量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件に基づいて量産ラインの設備等を揃え、あるいは量産ラインの検査基準を設定でき、量産ラインにおいて設備等のやり直しを防止し、製造条件や設備がその量産ラインに特有となることも防げ、同一製品を複数の量産ラインにおいて生産する際に同質の生産となる支援を行うことができる。
【００１６】
また、前記検査モデルは、前記製品の検査部位または検査プログラムのいずれかを含むことが好ましい。上記構成により、製品の検査に際し、検査すべき部位を指定し、あるいは検査の手順を指定する。例えば、製品の機能または品質に重要な個所の検査について、具体的な検査基準を統一して設定できる。したがって、検査面から、製品の同質生産を支援することができる。
【００１７】
また、本発明に係る製品の同質生産支援装置は、製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとし、それに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得手段と、前記量産実証生産の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の量産ラインの設定条件を出力するライン設定条件出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、前記製品の量産ラインにおける実績に基づき、前記生産標準モデルまたは前記生産基準モデルのいずれかを順次更新する更新手段を備えることが好ましい。上記構成により、当初の生産基準モデルの根拠となるサンプル数は、量産実証生産の際に製造された製品数にすぎないが、その後の量産の実績をみて、生産基準モデルの内容あるいはさらに生産標準モデルを順次修正、更新する。この順次更新等により、次の量産に対する知見を得て、さらに標準、基準の普遍性を高めることができる。
【００１９】
また、前記製品は、車両を構成するユニット製品であることを特徴とする。また、前記製品は、車両を構成するユニット製品の半完成製品であることを特徴とする。また、前記製品は、車両を構成するユニット製品の部品であることを特徴とする。また、前記製品は、車両を構成するユニット製品を生産するのに用いられる購入物品であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る製品の同質生産支援方法は、製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータを生産標準モデルとして取得する生産標準モデル取得工程と、前記生産標準モデルに従って前記製品の量産実証生産を行う量産実証生産工程と、前記量産実証生産で得られた製品を評価する評価工程と、前記評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを、量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得工程と、を備え、前記生産基準モデルに従って製品の同質生産を支援することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る製品の同質生産支援方法は、量産実証の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の同質生産を支援する製品の同質生産支援方法であって、前記生産基準モデルには前記量産実証生産における検査モデルを含み、その検査モデルに基づき、量産ラインにおける製品の検査基準を取得する検査基準取得工程工程、または前記生産基準モデルに基づき、量産ラインのハードウエア及びソフトウエアの作成条件を取得する作成条件取得工程のいずれかを備えることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る製品の同質生産支援方法は、製品の工程設計に用いられた標準のハードウエア及びソフトウエアのデータに従って前記製品の量産実証生産を行い、得られた製品を評価し、評価結果が合格のときに、前記量産実証生産に用いたハードウエアとソフトウエアのデータを量産実証の裏付けのある生産基準モデルとして取得する生産基準モデル取得工程と、前記量産実証の裏付けのある生産基準モデルに従って、製品の量産ラインの設定条件を取得するライン設定条件取得工程と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、製品として、車両を構成するユニット製品、例えばエンジンのシリンダヘッドについて説明するが、これはあくまで例示であって、その他のユニット製品、あるいは車両用でない他の製品であってもよい。
【００２４】
図１，２は、同一製品を複数の量産ラインで生産する際に、各量産ラインで同質の生産となる支援を行う手順を示すフローチャートである。同質の生産となる支援を行うために、以下で詳述するように、量産実証生産で裏付けられた生産基準モデル（レファレンスモデル）を作成し、そのレファレンスモデルと照合しながら、量産ラインの設定作業を支援する。これらの支援は、コンピュータあるいはネットワークで接続された複数のコンピュータ群により行うことができる。すなわち、レファレンスモデルの作成に必要なデータの取得処理手順、取得したレファレンスモデルの記憶処理手順、記憶されたレファレンスモデルに基づいた量産ラインの設定条件の出力処理手順をコンピュータに実行させ、出力された量産ラインの設定条件を取得することで、量産ライン設定作業を進めることができる。図１は、その中の前半の手順、すなわち、製品設計・工程設計からレファレンスモデルを作成して取得するに至るまでの手順を示し、図２は、後半の手順、すなわち、レファレンスモデルから量産ラインの設定条件を取得して、それと照合しながら、量産工場に必要な設備をそろえ、検査基準等を設定し、量産に至るまでの手順を示す。
【００２５】
１．生産基準モデルの取得手順
量産ラインの同質生産を支援するには、その前提として、どの量産ラインに対しても同一の基準で照合ができる生産モデルが必要である。これを生産基準モデル（レファレンスモデル）と呼ぶことにして、図１には、量産実証生産の裏付けのあるレファレンスモデルを取得する手順を示す。
【００２６】
対象製品の企画が決まると、最初に、製品設計と工程設計が行われる（Ｓ１０）。この設計において、生産の前提条件である型、工具、治具、設備、製造条件等は、予め標準化したものの中から選択して用いる。そのためには、製品の機能設計者と、生産の工程設計者とが同席して設計を進めることが望ましい。
【００２７】
例えば、製品がシリンダヘッドの場合については、図３に示すように、機能設計者１０と工程設計者１２が同席し、標準の設備等１３についてお互いの知識を共有しつつ、お互いの設計内容を参照しながら設計を進める。シリンダヘッドの場合は、鋳造等により粗形材を製作し、必要な個所の精度を確保するため機械加工を施し、さらに購入品等も含めて他の部品を合わせて組立てることで最終的な製品を得る。したがって、工程設計は、型を用いる粗形材工程１４、機械加工機を用いる機械加工工程１６、組付け工程１８のそれぞれについて行われる。このように、工程設計は、製品の加工段階を分けて階層的に行われる。この加工段階の区分に応じ、後述する量産ラインの設定の際において、粗形材工場、機械加工工場、組立工場等に分けて設定することができる。
【００２８】
Ｓ１２は、マスタモデル取得工程である。製品設計と工程設計がまとまると、製品の３次元モデルとともに、その生産に用いる標準の型、工具、治具、設備、製造条件等をまとめた工程モデル及び検査モデルを一体として、それらのデータを例えばコンピュータが取得する。そして、当該製品のマスタモデルのデータベースとしてハードディスク等の記憶装置に記憶する。したがって、マスタモデルは、当該製品の設計に用いられ、その製品を生産する際に標準と考えられたハードウエア及びソフトウエアのデータであって、いわば、当該製品の生産標準モデルとしての機能を有する。ここで、ハードウエアとは設備、工具、治具等をいい、ソフトウエアとは製造条件、検査条件、検査プログラム等をさす。
【００２９】
マスタモデル２０のデータ構造は、工程設計が階層的に行われるのに対応して、図３に示すように、粗形材工程モデル２４、機械加工工程モデル２６、組付け工程モデル２８等と階層的に構成される。また、粗形材工程モデル２４を例にとると、シリンダヘッドの粗形材段階での３次元外形を示す３Ｄ粗形材モデル３２、粗形材工程の詳細を示す粗形材工程モデル３３、鋳造型の構造を示す型構造モデル３４、型を構成する各部である型製品部の内容を示す型製品部モデル３５、粗形材工程における各製造条件３６、シリンダヘッドの粗形材についての品質検査プログラム３８等と階層的に区分されて構成される。
【００３０】
Ｓ１４は、量産実証生産工程である。当該製品のマスタモデルが取得され、記憶装置に記憶されると、その記憶されたマスタモデルを読み出し、その内容に基づいて、当該製品の量産実証生産を行う。マスタモデルには、当該製品の量産に用いるハードウエア及びソフトウエアが明示されているので、これに基づく生産は、量産と同じ生産条件で行われることになる。
【００３１】
図３に示すように、シリンダヘッドの量産実証生産４０は、工程設計の階層的区分に従い、粗形材工程４４、機械加工工程４６、組付け工程４８の順に行われる。例えば、粗形材工程４４においては、マスタモデル２０の粗形材工程モデル２４における３Ｄ粗形材モデル３２と型構造モデル３４と型製品部モデル３５等を読み出しそのデータに従って型を設計・製作し、粗形材工程モデル３３と製造条件３６等を読み出しその条件に従って、標準粗形材成形設備により、シリンダヘッドの粗形材を製作する。このようにして得られたシリンダヘッドの粗形材は、マスタモデル２０の粗形材工程モデル２４における品質検査プログラム３８から読み出された内容に従って粗形材品質検査４５が行われる。
【００３２】
粗形材品質検査４５で合格すると、そのシリンダヘッドの粗形材は機械加工工程４６に入り、マスタモデル２０の機械加工工程モデル２６から読み出された内容に従って機械加工と品質検査が行われる。次に組付け工程４８に入り、マスタモデル２０の組付け工程モデル２８から読み出された内容に従って組付けと品質検査が行われる。
【００３３】
各品質検査で合格しないときは、その原因に応じ、マスタモデル２０の内容を修正し、新しいモデルで量産実証生産を行う。この場合でも、標準の型、工具、治具、設備、製造条件の枠の中に収まるように修正を行う。
【００３４】
Ｓ１６は、評価工程である。量産実証生産の各工程を経て製品が得られると、その製品の性能評価を行い、合格か否かを判断する。図３に示すシリンダヘッドの場合では、組付け工程４８の品質検査を合格したものについて、シリンダヘッドとしての性能評価６０が行われる。
【００３５】
Ｓ１８は、レファレンスモデルの取得工程である。評価工程において性能評価に合格したときは、例えばコンピュータが、量産実証生産で用いた実際のハードウエア及びソフトウエアのデータを取得し、レファレンスモデルとして、例えばハードディスク等の記憶装置に記憶する。レファレンスモデルは、マスタモデルの内容に、量産実証生産で得られた製造条件結果データと品質結果モデルを加えて編集して、取得することができる。マスタモデルで修正の必要のあるところは修正する。
【００３６】
図３に示すように、シリンダヘッドのレファレンスモデル８０は、粗形材工程モデル８４、機械加工工程モデル８６、組付け工程モデル８８等に、階層的に構成される。例えば粗形材工程モデル８４は、量産実証生産で得られたシリンダヘッド粗形材の３次元外形を示す３Ｄ粗形材モデル９２、量産実証生産における粗形材工程の詳細を示す粗形材工程モデル９３、量産実証生産で用いられた型の詳細を示す型モデル９４、量産実証生産の粗形材工程における各製造条件結果データ９６、量産実証生産の粗形材検査に用いられた品質検査プログラム９８、量産実証生産で得た品質検査結果データ等の品質検査結果モデル９９等に階層的に区分されて構成される。
【００３７】
このようにして、当該製品について量産実証生産の裏付けづけのあるレファレンスモデルが取得され、記憶される。そこで、レファレンスモデルから量産ラインの設定条件を取得して、それと照合しながら、量産工場に必要な設備をそろえ、検査基準等を設定すれば、複数の量産ラインのどのラインについても量産実証生産と同質の生産を確保することができる。
【００３８】
ここで、レファレンスモデル及びその基礎となるマスタモデルのデータ構造について説明する。製品の同質生産を支援するために用いられるデータ、例えば加工工程を規定する製造条件や、寸法精度等は、細かく規定するほど製品の同質化を高めることができるが、反面、工程管理や検査の時間が増大し、また製品を特徴付ける機能、品質に関係の少ない個所に対して過剰品質になりがちである。そこで、マスタモデル、レファレンスモデルにおいては、製品を特徴付ける機能、品質に関連付けがなされているデータを重点的に用いることが望ましい。
【００３９】
図４は、マスタモデル、レファレンスモデルにおけるデータ構造を説明するために、シリンダヘッドについてその機能・品質と製造工程との関係を示した図である。図において、燃費機能に関係する工程を、機能から部位、部位の品質、品質を達成するために関係する加工工程の順に、階層的にたどってゆき、系統図としたものである。このような系統図を用いることで、シリンダヘッドを特徴付ける燃費機能については、まずポート位置度が重要であり、その品質に関係するのは、粗形材工程において粗形材におけるポート位置度、鋳込みにおける鋳込み条件、中子納め精度等で、機械加工工程においては下面加工精度であることが明らかとなる。マスタモデル、リファレンスモデルにおいては、かかる重要な加工工程に関するデータを重点的に用いることが望ましい。
【００４０】
したがって、マスタモデル、レファレンスモデルのデータ構造としては、製品を特徴付ける機能や品質に関連付けて、工程の製造条件や検査基準を系統的に収納する階層的なデータ構造とすることが望ましい。このようにすることで、製品においてそれほど重要でなく、製品を特徴付けない機能や品質に関連付けがなされていないデータを省略し、製品を特徴付ける機能または品質に重点をおいた効率のよいデータ構造とすることができる。
【００４１】
次にマスタモデル、レファレンスモデルにおける検査モデルについて説明する。検査においても、製品を特徴付ける機能、品質に重点をおいた検査を行うことが望ましい。したがって、検査モデルについては、製品を特徴付ける機能、品質に関係ある部位を具体的に検査ポイントとして明示し、その機能、品質を反映できる測定装置、測定手順を特定することが望ましい。
【００４２】
図５は、検査モデルの概念を説明する図である。マスタモデルにおいては、測定の基準点あるいは基準面（データム）と、測定部位とを、製品の３Ｄモデル上で明示する。例えば、シリンダヘッドにおける特定の穴の真円度を検査モデルで指定するときは、所定の精度で真円度を評価するための測定点数と、その測定点の間隔、および当該穴上の測定点の位置をデータムとの関係で指定する。データムと測定個所の指定は、３Ｄモデル上で行う。このことで、データムの相違による測定誤差および測定個所の相違による測定誤差を最小にすることができる。
【００４３】
また、測定装置については、外形の点の座標を測定する場合には接触式の３次元測定器、外形の面の平坦度や曲面度等を測定する場合には面の状態を等高線で表示できる縞投影測定器等、内部形状を測定する場合にはＸ線ＣＴ装置を指定する等、測定の目的に適合する測定装置を指定する。このことで、測定方式、測定装置の差により評価結果の相違が生ずることを防止できる。
【００４４】
レファレンスモデルにおいては、実際に用いたデータムと測定部位、実際に得られた品質評価結果を、３Ｄモデル上で明示する。なお、量産実証生産においては、マスタモデルの指定と異なるデータムあるいは測定部位で品質評価が行われる場合もある。この場合でも、実際に用いたデータムと測定部位の下での実際の品質評価結果をレファレンスモデルとする。このことで、レファレンスモデルにおける品質評価結果を、量産実証生産の実際の裏付けがあるものとすることができる。
【００４５】
２．量産ラインの設定条件の取得手順
次に、図１、図３に述べたレファレンスモデルにしたがって、同質生産を行うことができる量産ラインを設定するために必要な設定条件の取得手順につき、図２を用いて説明する。
【００４６】
レファレンスモデルが取得され、記憶装置に記憶される（Ｓ１８）と、工場に対して量産ライン設定への展開が開始する（Ｓ２０）。なお、これに先立ち、量産ラインを設定する工場の選定が行われる。工場の選定基準としては、従来行われている生産能力、技術レベル、品質マインド等の基準のほかに、レファレンスモデルどおりに製品を作る能力があるか、レファレンスモデルを有効に活用する能力があるかの観点が追加される。工場の選定は、国内量産工場と海外量産工場という地域の観点で行われてもよく、また製品毎に行われてもよく、さらに製品の工程設計の階層毎に選定してもよい。例えばシリンダヘッド量産工場として候補になりうる工場を選定するほかに、候補の工場が粗形材の製造に経験の深い専門工場であるときは、その工場をシリンダヘッドの粗形材量産工場として選定することもできる。
【００４７】
Ｓ２２は、展開された工場において、リファレンスモデルに従って、量産に用いる設備等を設計、製作する工程である。量産ラインを設定する工場には、レファレンスモデルが配布される。レファレンスモデルの配布には、例えば、コンピュータからレファレンスモデルの内容を出力すること等で行うことができる。ネットワークを用いて、量産工場の端末からレファレンスモデルを出力することもできる。その量産工場は、出力されたレファレンスモデルの内容を取得し、レファレンスモデルに従って、型、工具、治具を製作し、設備を設計、製作する。すなわち、量産実証生産を行って得た実際のハードウエアとソフトウエアと同じハードウエアとソフトウエアが揃えられる。例えばシリンダヘッド粗形材の量産工場として選定された場合は、図３で説明したレファレンスモデル８０の型モデル９４を取得し、その内容に含まれる型の作成条件に従って型を製作する。また、標準粗形材成形装置を保有していないときは、粗形材工程モデル９３等を取得し、その内容に含まれる装置の作成条件に従って粗形材成形装置を設計、製作する。
【００４８】
なお、コストと立上げ時期等を考慮し、選定された工場の事情にあわせてレファレンスモデルの内容を調整すること可能である。例えば、選定された工場が粗形材の製造に経験が深く、製品を特徴付ける機能、品質を確保できる裏付けが十分あるときは、その工場の粗形材成形設備、製造条件をそのままレファレンスモデルに代わるものとして認定してもよい。
【００４９】
Ｓ２４は、展開された工場において、上記のように設計、製作された設備等を用いて製造された製品の品質を評価する工程である。例えば、選定された粗形材量産工場においてレファレンスモデル８０に従った設備等が揃えば、レファレンスモデル８０の粗形材工程モデル９３と製造条件結果データ９６等を読み出し、その内容に含まれる工程手順に従って、該当製品が製造される。すなわち、量産実証生産で得られた実際のハードウエア及びソフトウエアに従って該当製品が製造される。そして得られた製品を、レファレンスモデル８０の品質検査プログラム９８を読み出し、その内容に従って品質評価する。品質評価の結果は、レファレンスモデル８０の品質検査結果モデル９９を読み出し、その内容に含まれる検査基準と照合し、品質が合格か否かを判断する。品質が合格でないときは、例えば粗形材成形設備を修正し、再度該当製品を製造し、品質評価を行う。
【００５０】
Ｓ２６は、工程整備の工程である。選定された工場において、製造された製品がレファレンスモデル８０から読み出された検査基準と照合して合格となると、その製造に用いた型、設備等が量産ラインの形に据付られる。その据付が完了すると、本社から生産技術要員が派遣され、レファレンスモデル８０を読み出し、当該製品の工程手順等と照合しながら工程の調整を行い、量産を開始できる状態に整備する。この段階で、量産ラインには、量産実証生産を行って得た実際のハードウエア及びソフトウエアに基づいたハードウエア及びソフトウエアが揃えられ、検査基準についてはレファレンスモデルに含まれる検査モデルに基づいた設定が行われることになる。
【００５１】
Ｓ２８は、保全・維持データをレファレンスモデルに追加する工程である。工程整備の段階において、量産を維持していくために必要な設備等の保全、維持管理のデータを収集する。そのデータをまとめて、レファレンスモデルに追加し、保全・維持データも加えられた新しいレファレンスモデル８１として、例えばハードディスク等の記憶装置に記憶される。
【００５２】
Ｓ３０は、量産試作の工程である。本格量産に先立ち、レファレンスモデルを読み出し、その内容と照合しながら少量の生産を行う。なお、Ｓ２８の工程をこの量産試作の中で行うこともできる。
【００５３】
Ｓ３２は、量産の工程である。量産においては、レファレンスモデル８１を読み出し、その内容に含まれる工程手順等に従って製品の製造が行われる。設備等の保全・維持についてもレファレンスモデル８１を照合して進められる。
【００５４】
このようにして、量産実証生産の裏付けのあるレファレンスモデルを適宜読み出し、取得された量産ラインの設定条件と照合しながら、量産ラインの設定が行われる。レファレンスモデルは、どの量産ラインについても適用できる統一的な生産基準モデルであるので、このレファレンスモデルを照合することで、当該製品を複数の量産ラインにおいて生産する際に、同質の生産となる支援を行うことができる。
【００５５】
図６は、検査モデルの一例として製品の特定の部位における寸法精度を取り上げ、その寸法精度が、生産支援を行うにつれどのように維持管理されていくかの様子を示す図である。図において、縦軸には例えば長さ等の寸法を取り、横軸には時間を取って生産支援の過程を並べてある。製品設計の段階で、特定の部位の寸法をＸ０と設計したとする。設計モデルとしては公差ゼロが望ましいが、一般には標準の公差を付してマスタモデルとする。量産実証生産において得られた寸法を、Ｙ０±αとする。Ｘ０とＹ０の間にはΔの差がある。レファレンスモデルの検査モデルでは、この特定の部位の寸法につき、マスタモデルのＸ０ではなくて、量産実証生産において実際に得られたＹ０±αを検査モデルとする。したがって、以後の生産支援においては、Ｙ０±αが照合の対象となる。
【００５６】
ここで、国内量産工場Ａを選定して量産したところ、その寸法の中心値はＹ０−βとなり、そのばらつきはＹ０±αの範囲を超えるものがあったとする。この場合、国内量産工場Ａの量産支援においては、この寸法がＹ０±αの範囲に入らない理由を検討し、できるだけＹ０±αの範囲にあわせる工夫をすることになる。
【００５７】
ついで国内量産工場Ｂを選定し、また海外量産工場Ｃを選定したところ、それぞれその寸法の中心値がＹ０＋γ、Ｙ０−δとなり、そのばらつきはＹ０±αの範囲を超えるものがあったとする。この場合も同様に、この寸法ができるだけＹ０±αの範囲になるように支援を行う。
【００５８】
このように、同質生産支援においては、設計モデルとレファレンスモデルとの間に寸法の差Δがあっても、照合の対象は、設計モデルではなくて、量産実証生産の裏付けのあるレファレンスモデルである。しかし、量産実証生産の製品のサンプル数はそう多くないのが一般であるので、量産支援を進める中で、量産の実績データをレファレンスモデルあるいはさらにマスタモデルに反映させるのが望ましい。上記の例では、国内量産工場Ａ、国内量産工場Ｂ、海外量産工場Ｃの寸法実績の推移を観察し、Ｙ０±αの値を必要に応じ順次更新する。
【００５９】
設計モデルとレファレンスモデルとの間の寸法の差Δは、製品設計と工程設計との差に基づくことが考えられる。製品設計と工程設計とが同席して設計を進めることで、この差Δを少なくすることできる。また、場合によりＸ０の値を順次更新することもできる。
【００６０】
上記では、製品の同質生産支援について、特に車両のユニット製品の同質生産支援について説明したが、ユニット製品が半完成製品の状態で量産の一区切りの形態をとる場合にも、これを複数の量産ラインで生産するときには、上記説明における製品をユニット製品の半完成製品と読み替えることで本発明が実施できる。例えば、すでに述べたように、シリンダヘッドの粗形材工程を量産の一区切りの形態として、シリンダヘッドの粗形材量産工場として選定することができる。その場合には、シリンダヘッドの粗形材を製品と考えて、その生産基準モデルを認定し、それに基づいて、ライン設置または合否判定検査基準を設定する。
【００６１】
同様に、ユニット製品を構成する部品についても、これを複数の量産ラインで生産するときには、上記説明における製品を部品と読み替えることで本発明が実施できる。また、ユニット製品を生産するのに用いられる購入物品、例えば、量産に用いる治具や設備についても、これを複数の生産ラインで生産するときには、上記説明における製品を購入物品と読み替えることで本発明が実施できる。
【００６２】
上記の半完成製品、部品、購入物品メーカについては、そのメーカがその半完成製品等の量産について経験が深く、その半完成製品等を特徴付ける機能、品質を確保できる裏付けが十分あるときは、コストと立上げ時期等を考慮し、上記レファレンスモデルの内容をそのメーカの実力に適合させた支援の方法が可能である。
【００６３】
図１に示すように、レファレンスモデルの内容は、大別して標準の設備等を規定するマスタモデルの部分と、量産実証生産における製造条件結果データの部分及び量産実証生産で得られた品質結果モデルの部分に区分できる。そして、半完成製品等の機能及び品質について、メーカが異なっても同質の生産を確保する観点からすれば、もっとも重要なのは品質結果モデルの部分であり、次に製造条件データの部分、最後に設備等の部分と考えることができる。したがって、量産ラインの選定の対象となるメーカの実力に適合させ、実力の十分高いメーカに対しては品質結果モデルのみを適用し、製造条件等はそのメーカの経験等を尊重することができる。同様に、次のレベルのメーカに対しては、品質結果モデルと製造条件データとを適用し、製造設備等についてはそのメーカの経験等を尊重することができる。
【００６４】
また、半完成製品、部品、購入物品の中には、製品製造会社よりもこれらのメーカの方がその半完成製品、部品、購入物品について市場支配力を有している場合もある。このような場合には、そのメーカに量産実証生産を実施させ、そこで得られた半完成製品等を評価し、合格したときには、そのメーカにおける量産実証生産で用いた実際のハードウエア及びソフトウエアを、その半完成製品等の生産基準モデルとして認定することができる。
【００６５】
このように、半完成製品、部品、購入物品については、メーカの実力に適合したレファレンスモデルを適用することで、半完成製品等の機能と品質について同質の生産を確保しつつ、コストと立上げ時期等を考慮した支援が可能である。
【００６６】
上述のように、実施の形態においては、量産実証生産をマスタモデルに従って実施し、量産実証生産で用いた実際のハードウエア及びソフトウエアのデータを量産実証生産の裏付けのあるレファレンスモデルとして取得する。こうすることで、製品の最初の製作である試作が量産実証生産としてその結果が量産ラインに反映できる。また、量産実証生産のあるレファレンスモデルを用いることで、量産ラインの設定において改めて基準を設定することなく、量産実証生産の結果どおりに製品の品質を再現できる。さらに、量産実証生産のあるレファレンスモデルを、量産ラインの日常の管理に活用し、同質生産を実現することで、製品の品質を向上させ、コストを低減することができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明に係る製品の同質生産支援システムによれば、同一の製品を複数の工場で生産する際に同質の生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態における同質生産支援のフローチャート（前半部分）である。
【図２】本発明に係る実施の形態における同質生産支援のフローチャート（後半部分）である。
【図３】製品がシリンダヘッドの場合における同質生産支援のフローチャート（前半部分）である。
【図４】本発明に係る実施の形態におけるマスタモデル、レファレンスモデルにおけるデータ構造を説明する図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における検査モデルの概念を説明する図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において、検査モデルの一例としての寸法精度が、生産支援を行うにつれどのように維持管理されていくかの様子を示す図である。
【符号の説明】
２０  マスタモデル、２４  粗形材工程モデル、３２  ３Ｄ粗形材モデル、３粗形材工程モデル、３４  型構造モデル、３５  型製品部モデル、３６  製造条件、３８  品質検査プログラム、４０  量産実証生産、４４  粗形材工程、４５粗形材品質検査、６０  性能評価、８０，８１  レファレンスモデル、８４  粗形材工程モデル、９２  ３Ｄ粗形材モデル、９３  粗形材工程モデル、９４  型モデル、９６  製造条件結果データ、９８  品質検査プログラム、９９  品質検査結果モデル。
【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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