(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に複数の電子部品を実装する実装設備で行われる、人為的な部品交換時に間違った部品の供給を防止するための部品交換監視方法であって、
部品交換の操作手順毎に、部品固有の情報を被交換部品と交換部品とで照合するステップと、
前記照合するステップで行われた被交換部品と交換部品との照合作業において、両部品の部品固有の情報が一致しなかった操作手順及び当該操作手順の発生時刻を示した照合情報を、履歴データベースに蓄積するステップと、
前記履歴データベースに蓄積された照合情報を用いて、現在の時刻から過去の所定時刻までに発生した操作手順を検索し、部品固有の情報の不一致を連続して繰り返した回数が事前にルールデータベースに登録された部品交換ミスの疑いを判断するための基準回数を超える操作手順を抽出するステップと、
前記抽出するステップで抽出された前記操作手順について、部品交換ミスの疑いがあることを伝える警告を出力装置で表示するステップとを備える、部品交換監視方法。
【請求項２】
プリント基板に複数の電子部品を実装する実装設備に用いられる、人為的な部品交換時に間違った部品の供給を防止するための部品交換監視システムであって、
部品交換の操作手順毎に、部品固有の情報を被交換部品と交換部品とで照合し、被交換部品と交換部品との照合作業において、両部品の部品固有の情報が一致しなかった操作手順及び当該操作手順の発生時刻を示した照合情報を保持及び送信することが可能な携帯端末と、
前記携帯端末から送信される前記照合情報を受信する入力処理部と、
前記入力処理部が受信した前記照合情報が蓄積される履歴データベースと、
部品交換ミスの疑いを判断するための基準回数が事前に登録されたルールデータベースと、
前記履歴データベースに蓄積された照合情報を用いて、現在の時刻から過去の所定時刻までに発生した操作手順を検索し、部品固有の情報の不一致を連続して繰り返した回数が前記ルールデータベースに蓄積された基準回数を超える操作手順を抽出する検索処理部と、
前記検索処理部が抽出した前記操作手順について、部品交換ミスの疑いがあることを伝える警告を、画面表示によって出力又は外部信号に変換して前記実装設備へ出力する表示出力部とを備える、部品交換監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料交換監視方法及びシステムに関し、より特定的には、生産設備での材料補給時における交換材料の間違い、又は電子部品実装設備での部品補給時における交換部品の間違いを防止し、高品質の製品を製造するための監視方法及び監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、一般的な生産設備や実装設備では、全ての材料又は部品をまとめて確保しておくスペースがないため、使用して無くなる毎にその材料又は部品を補給することが行われている。
特に、プリント基板等へ実装される電子部品は、所定数だけ帯状につなげられたものがリールに巻かれた形態で実装設備に供給される場合がほとんどである。従って、実装過程で所定数を使い切った部品については、リールごと交換されることで補給が行われる。
【０００３】
図８は、プリント基板等へ電子部品を実装する従来の実装設備の部品供給に関する部分を示す概略図である。以下、図８を参照して、従来の実装設備で行われる部品交換方法を説明する。
実装設備で部品切れが発生した場合、部品供給テーブル１０３上の当該部品の供給位置１０４に装填されている空状態のリール（以下、空リールと記す）と、当該部品が充填されている新しいリール（以下、補給リールと記す）とを交換することで、部品の補給が行われる。通常、実装設備は、部品切れが発生した時点で、補給すべき部品の供給位置又は品番等を画面（図示せず）上に表示させると共に、動作を停止させる。作業者は、画面上で補給すべき部品の供給位置や品番を確認した上で、空リールを同一品番の補給リールに交換して、実装設備の動作を再始動させる。
【０００４】
しかし、このリール交換は作業者によって人為的に行われるため、複数の部品を使用する実装設備では、間違った品番の補給リールが交換されたり、又は間違った供給位置に補給リールが交換されてしまう恐れがある。そこで、従来、複数の部品を使用する実装設備では、これらの間違いを防止するために、予めリールに充填されている部品を一意に特定できるバーコード等の識別子を添付しておき、交換する空リールのバーコードと補給リールのバーコードとを、バーコード読み取り機能を持つ携帯端末等を使用して相互に確認することを行っている（２点照合）。又は、基板に実装される部品の供給位置や品番がバーコードで印刷されているバーコード帳票をさらに用い、帳票のバーコード、空リールのバーコード及び補給リールのバーコードを相互に確認することを行っている（３点照合）。
【０００５】
例えば、図８に示す３点照合では、予めバーコード１０９のラベルが添付されているリール（空リール１０７及び補給リール１０８）とバーコード帳票１０２とが用いられる。また、バーコードが読み取れる携帯端末１のメモリ内には、その基板に実装される部品の供給位置と品番のバーコードとを対応付けるデータが予め保持されている。
まず、作業者は、実装設備の停止時、画面に表示される補給すべき部品の供給位置番号を携帯端末１にキー入力するか、又はバーコード帳票１０２を使用し、当該部品の供給位置に対応する品番のバーコードを読み取ることで携帯端末１に入力する。次に、作業者は、空リール１０７に添付されているバーコード１０９を読み取る。２つのバーコードが読み取られると、携帯端末１では、これらのバーコード（補給すべき部品のバーコードと空リール１０７のバーコード１０９と）が比較（照合）される。ここで、２つのバーコードが異なっていれば（バーコードエラー）、バーコード照合ミスの旨が携帯端末１上で表示されて、再度正しい空リールのバーコードを読み取るように作業者へ促される。一方、２つのバーコードが一致すれば、作業者は、続いて補給リール１０８のバーコード１０９を読み取る。そして、携帯端末１では、補給リール１０８のバーコード１０９と上記２つのバーコードとが比較される。３つのバーコードが異なっていれば、バーコード照合ミスの旨が携帯端末１上で表示されて、再度正しい補給リールのバーコードを読み取るように作業者へ促される。この照合結果は、作業時間と共に履歴データとして携帯端末１から読み出されて、外部の記憶部（図示せず）で管理することができる。
このような３点照合によって、部品交換の際の補給リールミス及び補給場所ミスを防止している。
【０００６】
なお、バーコード帳票を用いず、空リールのバーコードと補給リールのバーコードとだけを照合する２点照合方法が、上記３点照合方法よりも作業として簡単である。しかし、この２点照合方法は、交換対象となるリールに隣接するリールを間違って交換した場合であってもシステム上は正しいと判断されてしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の３点照合では、以下の問題が生じる。
第１に、補給すべき部品のバーコードと空リールのバーコードとの照合が正しく、補給リールのバーコードの照合でエラーが何度も発生した場合に、作業者が誤って空リールのバーコードを再度読み取ってしまっても、システム上は照合が正しいと判定されてしまう。
第２に、部品切れが発生したリールに隣接するリールの部品残数がほとんどない場合、作業者が、この２つのリールを同時に交換する場合もある。この場合、作業者が誤って２つの補給リールを正しい位置とは逆に装填してしまっても、システム上は補給が正しいと判定されてしまう。
このように、従来の部品交換方法では、作業者によって間違った部品のリールが装填されてしまう可能性があった。
【０００８】
それ故に、本発明の目的は、材料又は部品交換（補給）手順の履歴を保持及び解析し、間違った材料又は部品を交換した場合であっても、間違いの可能性のある現象を適宜出力又は表示させることで、高品質な製品の製造を可能とする材料交換監視方法及びシステムを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、プリント基板に複数の電子部品を実装する実装設備で行われる、人為的な部品交換時に間違った部品の供給を防止するための部品交換監視方法であって、
部品交換の操作手順毎に、部品固有の情報を被交換部品と交換部品とで照合するステップと、
照合するステップで行われた被交換部品と交換部品との照合作業において、両部品の部品固有の情報が一致しなかった操作手順及び当該操作手順の発生時刻を示した照合情報を、履歴データベースに蓄積するステップと、
履歴データベースに蓄積された照合情報を用いて、現在の時刻から過去の所定時刻までに発生した操作手順を検索し、部品固有の情報の不一致を連続して繰り返した回数が事前にルールデータベースに登録された部品交換ミスの疑いを判断するための基準回数を超える操作手順を抽出するステップと、
抽出するステップで抽出された操作手順について、部品交換ミスの疑いがあることを伝える警告を出力装置で表示するステップとを備える。
【００１８】
上記のように、第１の発明によれば、作業者が行った操作手順の間違いによって、部品照合ミスが発生する場合には、所定のルール情報に基づいて部品照合ミスの疑いのある結果を逐次出力装置で表示させる。これにより、品質ロスを低減して高品質な製品を製造することができる。
【００２０】
第２の発明は、プリント基板に複数の電子部品を実装する実装設備に用いられる、人為的な部品交換時に間違った部品の供給を防止するための部品交換監視システムであって、
部品交換の操作手順毎に、部品固有の情報を被交換部品と交換部品とで照合し、被交換部品と交換部品との照合作業において、両部品の部品固有の情報が一致しなかった操作手順及び当該操作手順の発生時刻を示した照合情報を保持及び送信することが可能な携帯端末とと、
携帯端末から送信される照合情報を受信する入力処理部と、
入力処理部が受信した照合情報が蓄積される履歴データベースと、
部品交換ミスの疑いを判断するための基準回数が事前に登録されたルールデータベースと、
履歴データベースに蓄積された照合情報を用いて、現在の時刻から過去の所定時刻までに発生した操作手順を検索し、部品固有の情報の不一致を連続して繰り返した回数がルールデータベースに蓄積された基準回数を超える操作手順を抽出する検索処理部と、
検索処理部が抽出した操作手順について、部品交換ミスの疑いがあることを伝える警告を、画面表示によって出力又は外部信号に変換して実装設備へ出力する表示出力部とを備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が提供する材料交換監視方法を、プリント基板等へ電子部品を実装する実装設備へ適用させた場合を一例に挙げて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る材料交換監視システムの構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る材料交換監視システムは、携帯端末１と、中継器２と、入力処理部３と、履歴データベース４と、ルールデータベース５と、検索処理部６と、表示出力部７とを備える。
まず、本実施形態に係る材料交換監視システムの各構成の概要を説明する。
【００２２】
携帯端末１は、部品のリールに添付されているバーコードラベル等が読み取れるバーコード読み取り機能を持つと共に、テンキーから数字の入力等が可能である。また、携帯端末１は、読み取ったバーコードの照合操作を行って全て又は一部の照合情報を保持すると共に、必要に応じて当該照合情報を無線又は有線で送信する。中継器２は、携帯端末１から送信される照合情報を入力処理部３へ中継する。一般的な中継器２は、複数の携帯端末１から送信される照合情報を無線信号又は有線信号で受信し、ネットワークを介して入力処理部３へ伝送するものである。なお、中継器２を用いずに携帯端末１から専用線で直接入力処理部３へ照合情報を伝送してもよい。入力処理部３は、中継器２を介して送信された照合情報を処理し、履歴データベース４に格納して管理する。ルールデータベース５は、部品交換ミスを誘発するルール情報を予め保持し管理している。検索処理部６は、ルールデータベース５で管理されているルール情報に該当する内容が、履歴データベース４で管理される照合情報内に存在するかを検索する。そして、検索処理部６は、その検索結果を表示出力部７に出力する。表示出力部７は、検索処理部６から与えられる検索結果を画面上に表示する。
【００２３】
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係る材料交換監視システムの各構成の具体的な処理を説明する。図２は、携帯端末１が行うバーコード照合処理の手順を示すフローチャートである。図３は、履歴データベース４のデータ構造の一例を示す図である。図４は、ルールデータベース５のデータ構造の一例を示す図である。図５は、検索処理部６が行う照合情報検索処理の手順を示すフローチャートである。図６は、表示出力部７に表示される検索結果画面の一例を示す図である。
【００２４】
最初に、図２を参照して、携帯端末１が行うバーコード照合処理を説明する。実装設備で部品切れが発生し、その部品の供給位置が画面上に表示されると、作業者は、この部品（補給すべき部品）の供給位置をテンキーから携帯端末１に入力する（ステップＳ２０１）。携帯端末１は、入力された供給位置が実装設備で規定された供給位置（有効供給位置）かどうかを確認する（ステップＳ２０２）。ここで、入力された供給位置が有効供給位置でない場合、携帯端末１は、部品の供給位置が間違って入力されたと判断し、間違いが発生した日時と共に「供給位置間違い」という状態を記憶する（ステップＳ２０３）。
【００２５】
一方、入力された供給位置が有効供給位置であると携帯端末１が確認した場合、作業者は、空リールのバーコードを読み取る（ステップＳ２０４）。携帯端末１は、予め保持している部品の供給位置と品番のバーコードとを対応付けるデータに基づいて、入力された供給位置に対応する部品のバーコードを取得し、当該バーコードと空リールのバーコードとが一致するかを照合する（ステップＳ２０５）。ここで、双方のバーコードが一致しない場合、携帯端末１は、間違った部品のバーコードが入力された、すなわち交換する空リールが間違っていると判断し、間違いが発生した日時と共に「読み間違い（１）」という状態を記憶する（ステップＳ２０６）。また、携帯端末１は、間違った空リールの部品品番等の属性情報を必要に応じて記憶する（ステップＳ２０６）。その後、携帯端末１は、「読み間違い（１）」状態が所定回数に達したかどうかをさらに判断し（ステップＳ２０７）、達していない場合には正しい空リールのバーコードの読み取りを再度作業者に要求する（ステップＳ２０４）。なお、ステップＳ２０７は、度重なって間違った入力がされた場合に、その行為が製造に大きな影響を与えないうちに強制的に処理を終了させるために行われるものであり、判断基準となる所定回数は、その行為の影響力を考慮した上で自由に設定することができる。
【００２６】
ステップＳ２０５において双方のバーコードが一致すると携帯端末１が確認した場合、作業者は、次に補給リールのバーコードを読み取る（ステップＳ２０８）。そして、携帯端末１は、上記空リールのバーコードと補給リールのバーコードとが一致するかを照合する（ステップＳ２０９）。ここで、双方のバーコードが一致しない場合、携帯端末１は、間違った部品のバーコードが入力された、すなわち交換する補給リールが間違っていると判断し、間違いが発生した日時と共に「読み間違い（２）」という状態を記憶する（ステップＳ２１０）。また、携帯端末１は、間違った補給リールの部品品番等の属性情報を必要に応じて記憶する（ステップＳ２１０）。その後、携帯端末１は、「読み間違い（２）」状態が所定回数に達したかどうかをさらに判断し（ステップＳ２１１）、達していない場合には正しい補給リールのバーコードの読み取りを再度作業者に要求する（ステップＳ２０８）。なお、ステップＳ２１１の判断は、上記ステップＳ２０７と同様に理由で行われる。
ステップＳ２０９において双方のバーコードが一致すると確認した場合、携帯端末１は、正常な部品交換が行われたものと判断し、その日時と共に「正常終了」という状態を記憶する（ステップＳ２１２）。
【００２７】
そして、携帯端末１は、正常に部品交換が終了した場合（ステップＳ２１２）、部品の供給位置が間違って入力された場合（ステップＳ２０３）、空リールの読み間違いが所定回数継続した場合（ステップＳ２０７，Ｙｅｓ）、及び補給リールの読み間違いが所定回数継続した場合（ステップＳ２１１，Ｙｅｓ）に、それまで記憶した全ての状態と日時とを、最後に行った処理のルート番号と共に、照合情報として入力処理部３へ送信する（ステップＳ２１３）。
携帯端末１でバーコード照合処理が終了すると、入力処理部３が、携帯端末１から送信される照合情報を履歴データベース４に登録する。
【００２８】
なお、実装設備によっては、部品のリールが所定のカセット（又はトレイ）に充填されて部品供給位置に設置されるものもある。このような実装設備では、カセットの入れ替え等によって、特定の部品が予め定めた同一のカセットに充填されない場合が生じる。そこで、このような場合の対応として、ユニークなカセットＩＤを付与したバーコードラベルを予め各カセットに添付しておき、補給リールのバーコード照合後にさらにカセットのバーコード照合を行ってもよい。そして、このカセットのバーコード照合の状態は、照合情報として履歴データベース４に登録すればよい。
【００２９】
次に、図３を参照して、履歴データベース４のデータ構造を説明する。
履歴データベース４では、携帯端末１から送信される照合情報に基づいて、操作番号３１、部品供給位置３２、ルート番号３３、発生日時３４、状態３５及び属性３６の項目が管理される。操作番号３１には、携帯端末１から送信される照合情報（ある部品切れについて行われた一連の作業）を単位として付されるシリアル番号が格納され、作業者の情報管理等に利用される。従って、ある部品切れに対する作業の中で、複数の作業ミスが発生した場合は、同一の操作番号（図３の例では「１」）が複数存在することとなる。部品供給位置３２には、作業者が部品交換の対象とした実装設備の供給位置の番号が格納される。ルート番号３３には、図２で説明したように、ステップＳ２１３へ至った最終処理のルート番号が格納される。発生日時３４には、部品交換の間違いが発生した日時又は部品交換が正常に行われた日時が格納される。状態３５には、発生日時３４で示される日時に発生した状態（部品交換の間違い又は正常終了）が格納される。属性３６には、読み間違った部品品番等の必要な属性情報が格納される。
【００３０】
次に、図４を参照して、ルールデータベース５のデータ構造を説明する。
ルールデータベース５では、ルール番号４１、適用４２、条件４３、条件属性４４及び発生表示４５の項目が、ルール情報として予め管理されている。ルール番号４１には、所定のルールを特定する識別番号が格納されている。適用４２には、そのルールを照合情報の検索に適用するかどうかの指示が格納されている。条件４３には、照合情報の検索において判断されるルールの条件が格納されている。条件属性４４には、ルールの条件の判断基準となる所定の属性情報（しきい値等）が格納されている。発生表示４５には、照合情報の検索によって該当するルールの存在が確認された場合に、表示出力部７の画面上で表示させる内容が格納されている。
【００３１】
図４に示す例では、次のようなルール情報が管理されている。ルール番号１として「読み間違い（１）」の状態を連続して何回繰り返したかに関するルールが規定されており、３回以上繰り返された場合には「空リールミスが発生」という警告を出すように設定されている。ルール番号２として「読み間違い（２）」の状態を連続して何回繰り返したかに関するルールが規定されており、３回以上繰り返された場合には「補給リールミスが発生」という警告を出すように設定されている。また、ルール番号３として「２つのリールの同時交換」を行ったかに関するルールが規定されており、一方のリールの交換時刻Ｔ１と他方のリールの交換時刻Ｔ２とが｜Ｔ１−Ｔ２｜＜６０秒以内であった場合には「材料の同時交換が発生」という警告を出すように設定されている。また、上述したカセットを使用する場合に対応するものとして、ルール番号４に「カセットと充填部品との関係」に関するルールが規定されており、カセットＩＤと交換した部品品番とが前回の関係と異なっている場合には「カセットＩＤに対し品番が不整合」という警告を出すように設定されている。さらに、ルール番号５として「部品切れ」に関するルールが規定されており、部品の残数（部品を交換した時点での初期員数から設備で使用した員数を減算すれば求められる）がある場合には「部品残数がまだあります」という警告を出すように設定されている。
なお、これらのルールは一例であって、これ以外にも様々なルールを自由に規定することが可能である。
【００３２】
次に、図５をさらに参照して、検索処理部６が行うルール情報に基づく照合情報の検索処理を説明する。この検索処理は、定期的に自動で行われる。
まず、検索処理部６は、履歴データベース４に管理されている照合情報の検索範囲を指定する（ステップＳ５０１）。この検索範囲の指定は、通常、発生日時３４の最新データから過去に遡って行われる。ただし、必要に応じて、作業者による検索範囲の選択指定も可能であるとする。なお、図５では、簡単のため検索範囲を操作番号３１で表して説明している（Ｎ〜Ｎ＋Ｍ）。次に、検索処理部６は、検索範囲の最初である操作番号Ｎの照合情報について、ルールデータベース５のルール情報が該当するか否かを判断する（ステップＳ５０２，Ｓ５０３）。ここで、検索処理部６は、ルールデータベース５において適用４２の項目が「する」となっているルールのみを適用対象とする。そして、検索処理部６は、検索の結果、操作番号Ｎの照合情報に該当するルールの存在が確認された場合に、そのルールの発生表示４５を表示出力部７へ出力する（ステップＳ５０４）。
このステップＳ５０３及びＳ５０４の検索処理が、指定された検索範囲の全ての照合情報（操作番号Ｎ〜Ｎ＋Ｍ）について行われる（ステップＳ５０５，Ｓ５０６）。
【００３３】
最後に、図６をさらに参照して、検索処理部６で検索された該当するルール情報が、表示出力部７の画面に表示される一例を説明する。
画面表示される情報は、操作番号６１、部品供給位置６２、発生日時６３、ルールデータベース５に登録している発生表示６４、その属性６５、作業者が照合ミスを確認する確認登録６６、空リール品番６７、補給リール品番６８及び作業者６９の各項目からなる。通常、この情報は、発生日時が最新のものから順番に表示されている。なお、本実施形態では、スクロールバー７０の操作によって、画面に表示しきれない過去の情報を参照することを可能としている。また、詳細ボタン７１の操作によって、選択されている情報の詳細な内容、例えば図３に示す履歴データベース４の内容を確認できるようにしている。また、表示範囲は、先に説明した、検索範囲と連動しており、定期的に更新される。さらに、検索範囲を入力欄７２に入力することも可能である。
【００３４】
以上のように、本発明の一実施形態に係る材料交換監視方法及びシステムによれば、作業者が行った操作手順の間違いによって、携帯端末１での部品（材料）照合ミスが発生する場合には、所定のルール情報に基づいて部品照合ミスの可能性（疑い）のある結果を逐次表示出力部７に表示する。これにより、品質ロスを低減して高品質な製品を製造することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、検索処理部６から出力される検索結果を、表示出力部７の画面上で表示させる場合を説明した。しかし、この他にも図７に示すように、検索処理部６から出力される検索結果を、外部の実装設備１１に応じた信号形式へ変換して出力する信号出力部１０をさらに設け、実装設備１１側の画面上に検索結果を表示させたり、また実装設備１１を直接制御（動作停止等）させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る材料交換監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】携帯端末１が行うバーコード照合処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】履歴データベース４のデータ構造の一例を示す図である。
【図４】ルールデータベース５のデータ構造の一例を示す図である。
【図５】検索処理部６が行う照合情報検索処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】表示出力部７に表示される検索結果画面の一例を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る材料交換監視システムの他の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の実装工程における部品照合の方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…携帯端末
２…中継器
３…入力処理部
４…履歴データベース
５…ルールデータベース
６…検索処理部
７…表示出力部
８…部品リール
９，１０９…バーコード
１０…信号出力部
１１…実装設備
１０２…バーコード帳票
１０３…部品供給テーブル
１０４…部品供給位置
１０７，１０８…リール
【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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【図７】
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【図８】
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