(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのそれぞれの作業ステップを実施するためのそれぞれのワークステーション（１４））が配置される複数の作業エリア（１２）と、加工される製品が少なくとも１つの所定の経路で前記ワークステーション（１４）の間を移送するための少なくとも１つの移送システム（２２）とを有する製造プラント（１０）の運転方法であって、ワークステーション（１４）の配置、それぞれのワークステーション（１４）で実行可能な作業ステップ、及び少なくとも１つの所定経路は、目標生産高に関連する所定の判断基準に基づいて選択され、少なくとも１つの判断基準の変更に適応される方法に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのそれぞれの作業ステップを実行するためのそれぞれのワークステーション（１４）が配置される複数の作業エリア（１２）と、製造される製品が少なくとも１つの所定の経路で前記ワークステーション（１４）の間を移送するための少なくとも１つの移送システム（２２）とを有する製造プラント（１０）の運転方法であって、前記ワークステーション（１４）の配置、前記それぞれのワークステーション（１４）で実行可能な前記作業ステップ、及び少なくとも１つの所定経路は、目標生産量に関連する所定の判断基準に基づいて選択され、少なくとも１つの判断基準の変更に適応される方法。
【請求項２】
実質的に同一のモジュールとして形成されたワークステーション（１４）が使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各ワークステーション（１４）に少なくとも１つの可動式ロボット（１８）が備えられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ワークステーション（１４）にロボット（１８）を新たに備える場合、及び／又は前記ワークステーション（１４）をロボット（１８）で交代する場合、及び／又は前記ワークステーション（１４）で実行される前記作業ステップを変更する場合は、前記ロボット（１８）のプログラムが変更されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
各ワークステーション（１４）で複数の作業ステップが実行されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
製造される製品の量に応じて選択される数のワークステーション（１４）において、前記同じ作業ステップが並行して実行されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
製造される製品の量と数とに応じて選択される数のワークステーション（１４）において、異なる製品バリエーション用の同じ作業ステップが並行して実行されることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
並行して動作する前記ワークステーション（１４）の前記製品が、前記移送システム（２２）によって単一のワークステーション（１４）に再移送されて再加工されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の方法。
【請求項９】
生産需要が増大する場合、ワークステーション（１４）が配置される、所定数の空いている作業エリア（１２）が確保されることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の作業エリアを有する製造プラントの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術により知られている製造プラントは通常は固定的に、ノンフレキシブルに建設される。特に、使用される搬送技術は固定的に設置され、したがって仕事量に応じて製造プラントを適応させることができない。
【０００３】
特許文献１により、別個の搬送装置を完全になくすることができるワークピース用のモジュラー移送システムが公知である。この移送システムは、隣接して配置され、そのサーボモータ駆動がワークピースを個々の機械間で移送するように設計された複数のＣＮＣ機械を含んでいる。
【０００４】
更に、特許文献２により、複数のワークステーションを互いに結ぶ固定式移送システムを含む製造プラントが公知である。ワークステーションでは、製造ラインのフレキシビリティを高めるために、仕事量に応じた異なる作業タスクが実行され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００４  ０２９  ６６５  Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００７  ０７  ２７９Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、異なる要求生産量に製造プラントをフレキシブルに適応させることができる、冒頭に記載の方法を提供することにある。 
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、請求項１の特徴を有する方法によって解決される。
【０００８】
この方法は、それぞれのワークステーションがそれぞれの作業ステップを少なくとも１つ実行するように配置された複数の作業エリアを有する製造プラントを運転する役割を果たす。このような製造プラントは更に、製造される製品を少なくとも１つの所定の経路でワークステーション間で移送するための少なくとも１つの移送システムを含んでいる。その際、ワークステーションの配置、それぞれのワークステーションで実行可能な作業ステップ、及び少なくとも１つの所定経路は、目標生産量に関連する所定の判断基準に基づいて選択され、少なくとも１つの判断基準の変更に適応される。
【０００９】
製造プラントを運転するための先行技術による公知の方法とは異なり、本発明による方法では、製造プラントの運転をそのつどの実際の生産需要にフレキシブルに適応させることが可能である。変化する要求生産量に応じて、ワークステーションの配置と数、実行される作業ステップ、及び移送システムによるワークステーション相互の連絡を日毎に適応させることができる。それを可能にするため、製造プラントのコンポーネントは好適には全て可動式に設計されているため、新規の配置及び移送路を短時間で作り出すことができる。その際、迅速に再構成できる可動式の軽量ロボットを投入することが適切である。移送システムとして特に、例えば自動ナビ操縦の、又は外部で設定される、例えば床に敷設された軌道を辿る無人産業用搬送車が適している。これによって、例えば新たな命令を単に与えることによって製造プラント内の移送経路を迅速に適応させることができる。このように全体として、プラントを極めて迅速に、大規模な改造を行う必要なく、変化する必要個数又はバリエーションの需要に適応させることができる特にフレキシブルな製造プラントの運転方法となる。
【００１０】
好適には、この方法の範囲内で、実質的に同一のモジュールとして形成されたワークステーションが使用される。このようなモジュールは、ハードウエアに関して互いに対応する組み立て用ロボットでよい。そのつどの実際の生産需要に応じて、このロボットにはそのつど実現されるプログラミングがなされる。生産需要へのフレキシブルな適応と共に、このようなモジュールの使用は、拡張されたステーションの特に迅速な交換に利用できる。更にモジュールをより複雑に構成して、それぞれ複数の工作機械、収納棚、ロボットなどを含むようにすることができる。このような複雑なモジュールでは、そのつど複数の作業ステップを実行することができる。例えば、製造予定の製品の各バリエーション用に独自のこのようなモジュールを備え、又は特に大量の個数を製造する必要がある場合は、同じバリエーション用に複数のモジュールを据え付けることができる。その場合は好適には、特に高い製品生産力を可能にするため、このようなモジュールは並行して動作する。並行して動作するこのようなワークステーションの製品は、移送システムによって単一のワークステーションに再移送され、そこで再加工されることができる。製造プラントでの商品の流れのこのような分岐化と並行化によって、製造プラントの運転を実際の要求生産量にフレキシブルに適応させることができる。
【００１１】
更に、生産需要が増大した場合にワークステーションが配置される、所定数の空いている作業エリアを確保することが適切である。このような予備の作業エリアに更に別のワークステーションを追加することによって、個々のワークステーションの過負荷が補償され、又は必要に応じて個数を増加することができる。
【００１２】
したがって全体として、移送経路のフレキシビリティによって、複数の製品を並列に接続されたワークステーションで複数の製品を並行して加工できることによって、及び移送経路を分岐し再統合できることによって、公知の固定的に設置された製造プラントに匹敵するサイクルタイムを有し、同時により短時間で新たな需要に適応させることができる方法となる。
【００１３】
本発明による方法を用いて、必要な搬送技術を含めて従来の複雑な組み立てラインが使用される組み立て作業を、一人又は二人の人員又は組み立て用ロボットで操作される、理想的な場合は１つだけの組み立て卓からなるワークステーションで行うことが可能になる。このようにして、組み立てタスクには明らかにより狭いスペースしか必要なくなる。更に、固定的に設置される搬送技術の必要性は絶対的に必要な最小限まで低下し、その投資コストは大幅に低減する。
【００１４】
以下に図面を参照して本発明及びその実施形態をより詳細に説明する。 
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係る方法の実施形態を適用する製造プラントの斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る方法の実施形態を適用するワークステーションの他の形態の配置である。
【図３】図３は、本発明に係る方法の実施形態を適用するワークステーションの他の形態の配置である。
【図４】図４は、本発明に係る方法の実施形態を適用するワークステーションの他の形態の配置である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
全体的に１０で示される自動車ギヤを製造する製造プラントは、それぞれのワークステーション１４が配置される複数の作業エリアを含んでいる。ワークステーション１４は、それぞれ軽量ロボット１８が配備された複数の作業卓１６、及び複数のプレス機２０、又はそのつどの生産課題に必要な工作機械を含んでいる。更に、ワークステーションは部品用の収納棚又は貯蔵容器を含むことができる。
【００１７】
商品をワークステーション１４間で移送するため、自走式、自動操縦の産業用搬送車２２が備えられる。固定的に設置された複数のロボット２６を有する更なるワークステーション２４は部品供給の役割を果たす。人員とロボットとの並行的な作業を可能にするため、この実施形態ではロボット１８、２６は概略的に示してレーザーコーン２８によって遮蔽されている。人員がレーザーコーン２８のエリア内に移動すると、ロボット１８、２６は人員を保護するために自動的に停止する。レーザーコーンの代わりに、ロボット１８、２６どうしの、ワークステーションの別の要素との、及び特に作業員との衝突を回避できる力／モーメントセンサを使用するロボット１８、２６を投入することもできる。 
【００１８】
軽量ロボット１８も卓１６も様々な作業エリア１２に自由に配置できる。したがってワークステーション１４は、要求生産量、例えば製造する商品の個数又はバリエーション数に応じて問題なく再構成できる。それは、スペース内でのワークステーションの配置、及びそれぞれのワークステーション１４で実施される作業タスクに関連する再構成である。ワークステーション１４の作業タスクが変更されると、軽量ロボット１８を問題なく再プログラミングすることができる。製造プラント１０の過負荷を補償するため、空いた作業エリア１２を確保し、生産需要が高まるとそこに新たなワークステーション１４を構築することができる。固定的な移送システムを使用しないため、ワークステーション１４が作業ステップを実行する手順も自由に適応させることができる。その上、自走式搬送車２２を再プログラミングすることによって、ワークステーション１４間の搬送経路も自由に設定することができる。
【００１９】
ワークステーション１４は、同一の、又は異なる生産量を達成することができる。その２つの例が図２及び３に示されている。図２の配置では、第１のグループ３０の３つのワークステーション１４が部品の第１のバリエーションを製造する。それと並行して、第２のグループ３２の２つのワークステーション１４が部品の第２のバリエーションを製造する。グループ３０及び３２のワークステーション１４の製品は次いで、移送システムによってまとめられ、一緒に最終組み立てステップへと送られる。並行した処理によって特に高い生産力が達成される。同時に、製造は新たなグループ３４のワークステーション１４を追加することによって、問題なく迅速に変更された要件に適応させることができる。例えば、更なるグループ３４、又は補足的なグループ（図示せず）を追加することによって、製造予定の部品の更なるバリエーションを製造工程に組み込むことができる。その際、製造を変更なく行うことができるグループ３０、３２の既存のワークステーションのいかなる変更も行う必要はない。生産個数を増加するため、既存のバリエーションを製造するワークステーション１４を追加することも可能である。
【００２０】
図４に示される更なる実施形態では、ワークステーション１４は、図４に示されるように、付属の収納棚又は貯蔵容器を備える単一の作業卓１６だけからなっている。このワークステーションは１つ又は複数の組み立て用ロボット１８又は人員によって操作可能である。理想的な場合は、このような個々の作業卓１６が完全な組み立てラインにとって代わるので、図４に例示的に示されるように組み立て用の大きな空きスペースが生み出される。更に、組み立てラインを個々の作業卓１６に縮小することによって、高価でアンフレキシブルな、固定的に設置される搬送技術をなくすることができる。 
【００２１】
好適には、全てのワークステーション１４は、そこで行われる作業が軽量ロボット１８によっても人員によっても実施可能であるように設計される。例えば特定のバリエーションで極めて少数の個数が製造される場合は、このバリエーションを製造するためのワークステーション１４はロボットの代わりに人員により製造するように切り替えることができ、一方、大量の個数はロボットだけで製造される。新たなバリエーションへの製造の適応化は個々のワークステーションの変更によって問題なく可能であるため、この生産需要も上記の方法によって簡単に満たすことができる。製造プラント１０の全てのコンポーネントが可動式であることによって、製造プラントを日毎に、又はより迅速に実際の需要に適応させることができ、そのため先行技術から知られている固定的に設置された製造プラントよりも大幅に高いフレキシビリティをこの製造プラントに与える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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