(57)【要約】  最適化装置は、複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行する生産ラインに適用される。最適化装置は、生産装置ごとのサイクルタイムを設定するサイクルタイム設定部と、部品装着機を除いた複数の生産装置のそれぞれにおけるサイクルタイムと定期作業の所要時間とに基づいてターゲットタイムを設定するターゲットタイム設定部と、ターゲットタイムに基づいて、生産ラインを構成する部品装着機の台数を算出するライン設計部と、を備える。
2018146772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行する生産ラインに適用される最適化装置であって、
複数の生産装置には、前記生産処理として前記生産ラインに沿って回路基板を搬送させて前記回路基板に部品を装着する複数の部品装着機が含まれ、
前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のうち少なくとも一部は、連続する前記生産処理の間において所定の実行頻度で前記回路基板の搬送停止を伴う定期作業を実行し、
前記最適化装置は、
前記生産装置ごとのサイクルタイムを設定するサイクルタイム設定部と、
前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のそれぞれにおける前記サイクルタイムと前記定期作業の所要時間とに基づいてターゲットタイムを設定するターゲットタイム設定部と、
前記ターゲットタイムに基づいて、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数を算出するライン設計部と、
を備える生産ラインの最適化装置。
【請求項２】
前記ターゲットタイム設定部は、前記定期作業の前記実行頻度に基づいて算出される１枚の前記回路基板あたりに要する前記定期作業の所要時間を単位作業時間と定義したときに、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のそれぞれにおける前記サイクルタイムと前記単位作業時間の和のうち最大となる時間を前記ターゲットタイムに設定する、請求項１に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項３】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの平均値または最大値である代表値が前記ターゲットタイムより小さくなり且つ前記代表値と前記ターゲットタイムの差が最小となる前記部品装着機の台数、または前記代表値が前記ターゲットタイムより小さくなるか否かに関わらず前記代表値と前記ターゲットタイムの差が最小となる前記部品装着機の台数を、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数として算出する、請求項２に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項４】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの前記代表値が、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のうち前記サイクルタイムと前記単位作業時間の和が最大となる第一生産装置の前記サイクルタイムより大きい場合に、前記生産ラインにおける前記第一生産装置と前記部品装着機との間に所定容量の前記回路基板を保持可能なバッファ装置を要するものと判定する、請求項３に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項５】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの前記代表値と前記第一生産装置の前記サイクルタイムの差と、前記第一生産装置における前記定期作業の前記実行頻度とに基づいて、前記バッファ装置に必要とされる前記所定容量を算出する、請求項４に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項６】
前記ターゲットタイムに設定される時間で前記生産処理を実行する前記生産装置は、前記生産処理として前記回路基板にはんだを印刷する印刷機であり、
前記定期作業には、所定数の前記回路基板に印刷を行うごとに実行されるクリーニング、およびはんだの補給の少なくとも一つが含まれる、請求項１−５の何れか一項に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項７】
前記部品装着機による前記生産処理において前記回路基板に前記部品が適正に装着されない装着エラーが発生した場合に、前記装着エラーに応じたエラー対処の実行に伴って前記生産処理の所要時間が対処時間だけ延長され、
前記最適化装置は、
前記装着エラーが所定のエラー率で発生するものと仮定して、前記エラー率および前記対処時間が前記装着エラーの種別ごとに設定されたエラー情報を記憶する記憶部を備え、
前記サイクルタイム設定部は、前記装着エラーの前記対処時間を前記部品装着機の前記サイクルタイムに算入する、請求項１−６の何れか一項に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項８】
複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行する生産ラインに適用される最適化装置であって、
複数の生産装置には、前記生産処理として前記生産ラインに沿って回路基板を搬送させて前記回路基板に部品を装着する複数の部品装着機が含まれ、
前記部品装着機による前記生産処理において前記回路基板に前記部品が適正に装着されない装着エラーが発生した場合に、前記装着エラーに応じたエラー対処の実行に伴って前記生産処理の所要時間が対処時間だけ延長され、
前記最適化装置は、
前記装着エラーが所定のエラー率で発生するものと仮定して、前記エラー率および前記対処時間が前記装着エラーの種別ごとに設定されたエラー情報を記憶する記憶部と、
前記生産装置ごとのサイクルタイムを設定し、前記装着エラーの前記対処時間を前記部品装着機の前記サイクルタイムに算入するサイクルタイム設定部と、
前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のそれぞれにおける前記サイクルタイムのうち最大となる時間をターゲットタイムに設定するターゲットタイム設定部と、
前記ターゲットタイムに基づいて、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数を算出するライン設計部と、
を備える生産ラインの最適化装置。
【請求項９】
前記サイクルタイム設定部は、前記エラー率に基づいて算出される１枚の前記回路基板あたりの前記対処時間を前記部品装着機の前記サイクルタイムに算入する、請求項７または８に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項１０】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの平均値または最大値である代表値と前記ターゲットタイムの差が最小となる前記部品装着機の台数を、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数として算出する、請求項９に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項１１】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの平均値または最大値である代表値が、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のうち前記サイクルタイムが最大となる第二生産装置の前記サイクルタイムより大きい場合に、前記生産ラインにおける前記第二生産装置と前記部品装着機との間に所定容量の前記回路基板を保持可能なバッファ装置を要するものと判定する、請求項７−１０の何れか一項に記載の生産ラインの最適化装置。
【請求項１２】
前記ライン設計部は、複数の前記部品装着機における前記サイクルタイムの前記代表値と前記第二生産装置の前記サイクルタイムの差と、複数の前記部品装着機における前記エラー率とに基づいて、前記バッファ装置に必要とされる前記所定容量を算出する、請求項１１に記載の生産ラインの最適化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産ラインの最適化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインは、複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行して、種々の基板製品を生産する。生産ラインは、印刷機、部品装着機、外観検査装置、およびリフロー炉などの生産装置を回路基板の搬送方向に複数設置して構成される。このような生産ラインにおける装置構成は、例えば特許文献１に開示されるように、それぞれの生産装置におけるサイクルタイムが平均化されるように部品装着機の台数などを設計される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−００６５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように装置構成を設計された生産ラインにおいて実際に基板製品を生産すると、種々の要因によってそれぞれの生産装置においてサイクルタイムが延長されることがある。このようなサイクルタイムの延長が発生すると、ラインバランスが悪化した状態となる。生産ラインの最適化装置には、実際の生産においてラインバランスが適正に維持されるように装置構成を設計することが求められる。【０００５】
本明細書は、実際の生産に適応するように装置構成の最適化を図る生産ラインの最適化装置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】
【０００６】
本明細書は、複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行する生産ラインに適用される最適化装置であって、複数の生産装置には、前記生産処理として前記生産ラインに沿って回路基板を搬送させて前記回路基板に部品を装着する複数の部品装着機が含まれ、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のうち少なくとも一部は、連続する前記生産処理の間において所定の実行頻度で前記回路基板の搬送停止を伴う定期作業を実行し、前記最適化装置は、前記生産装置ごとのサイクルタイムを設定するサイクルタイム設定部と、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のそれぞれにおける前記サイクルタイムと前記定期作業の所要時間とに基づいてターゲットタイムを設定するターゲットタイム設定部と、前記ターゲットタイムに基づいて、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数を算出するライン設計部と、を備える第一の生産ラインの最適化装置を開示する。【０００７】
本明細書は、複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行する生産ラインに適用される最適化装置であって、複数の生産装置には、前記生産処理として前記生産ラインに沿って回路基板を搬送させて前記回路基板に部品を装着する複数の部品装着機が含まれ、前記部品装着機による前記生産処理において前記回路基板に前記部品が適正に装着されない装着エラーが発生した場合に、前記装着エラーに応じたエラー対処の実行に伴って前記生産処理の所要時間が対処時間だけ延長され、前記最適化装置は、前記装着エラーが所定のエラー率で発生するものと仮定して、前記エラー率および前記対処時間が前記装着エラーの種別ごとに設定されたエラー情報を記憶する記憶部と、前記生産装置ごとのサイクルタイムを設定し、前記装着エラーの前記対処時間を前記部品装着機の前記サイクルタイムに算入するサイクルタイム設定部と、前記部品装着機を除いた複数の前記生産装置のそれぞれにおける前記サイクルタイムのうち最大となる時間をターゲットタイムに設定するターゲットタイム設定部と、前記ターゲットタイムに基づいて、前記生産ラインを構成する前記部品装着機の台数を算出するライン設計部と、を備える第二の生産ラインの最適化装置を開示する。
【発明の効果】
【０００８】
第一の生産ラインの最適化装置の構成によると、部品装着機の台数は、定期作業の所要時間を勘案して設定されたターゲットタイムに基づいて算出される。従来では単にサイクルタイムが最長となる生産処理をボトルネック処理としていた。これに対して、本明細書の最適化装置は、定期作業の所要時間が基板の搬送を停滞させる要因になり得るとして、定期作業の所要時間を算入したターゲットタイムを設定する。このようなターゲットタイムを部品装着機の台数の算出に用いることにより、定期作業が実行されても複数の部品装着機における処理能力の過不足が低減される。よって、最適化装置は、実際の生産に適応した生産ラインにおける装置構成の最適化を図ることができる。【０００９】
第二の生産ラインの最適化装置の構成によると、部品装着機の台数は、装着エラーに対するエラー対処の対処時間を勘案した部品装着機のサイクルタイムに基づいて算出される。従来では単に部品装着機において装着エラーが発生しないベストタイムを、部品装着機のサイクルタイムとしていた。これに対して、本明細書の最適化装置は、エラー対処の対処時間が基板の搬送を停滞させる要因になり得るとして、部品装着機の実際的なサイクルタイムを算出する。このようなサイクルタイムを部品装着機の台数の算出に用いることにより、エラー対処が実行されても複数の部品装着機における処理能力の過不足が低減される。よって、最適化装置は、実際の生産に適応した生産ラインにおける装置構成の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態における生産ラインを模式的に示す平面図である。
【図２】記憶部に記憶された各種データを示す図である。
【図３】最適化装置による生産ラインの最適化処理を示すフローチャートである。
【図４】図３における台数算出処理の第一態様を示すフローチャートである。
【図５】台数算出処理の第一態様に対応する候補台数ごとのサイクルタイムの代表値とターゲットタイムの関係を示すグラフである。
【図６】図３における台数算出処理の第二態様を示すフローチャートである。
【図７】図３における台数算出処理の第三態様を示すフローチャートである。
【図８】第二実施形態における最適化処理の代表値算出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
１．第一実施形態
１−１．生産ライン１０の構成
最適化装置は、複数の生産装置が生産処理をそれぞれ実行することによって、種々の基板製品を生産する生産ラインに適用される。生産ライン１０は、図１に示すように、生産装置を回路基板の搬送方向（図１の左右方向）に複数設置して構成される。以下では、「回路基板」を単に「基板」と称する。上記の生産装置には、生産ライン１０の上流側から順に、印刷機１１、印刷検査装置１２、バッファ装置１３、複数の部品装着機１４、外観検査装置１５、リフロー炉１６、および機能検査装置１７が含まれる。
【００１２】
生産ライン１０による生産処理において、基板は、生産ライン１０の先頭に位置する印刷機１１に搬入される。そして、基板は、各生産装置の基板搬送装置によって下流側へと搬送され、生産ライン１０の末尾に位置する機能検査装置１７から搬出される。また、各生産装置は、互いに通信可能に、且つ最適化装置５０が組み込まれたホストコンピュータ（以下、「ホストＰＣ」と称する）と通信可能にそれぞれ接続されている。
【００１３】
印刷機１１は、搬入された基板における部品の装着位置にペースト状のはんだを印刷する。本実施形態において、印刷機１１は、印刷パターンが形成されたマスクの上面側でスキージを移動させて、生産処理としてスクリーン印刷を行う。このような印刷機１１において、マスクの汚れが印刷品質に影響するおそれがあるため、所定数の基板に印刷を行うごとにクリーニングが実行される。より詳細には、連続する印刷処理の間において所定の実行頻度で、印刷機１１に搭載されたクリーニング装置を動作させる。クリーニング装置は、溶剤を塗布したペーパーによってマスクの汚れを拭き取る。上記のクリーニングは、基板の搬送停止を伴う定期作業であり、概ね一定の所要時間にて終了する。
【００１４】
また、印刷機１１において、印刷処理の実行に伴ってはんだが消費されるため、所定数の基板に印刷を行うごとにはんだの補給が実行される。より詳細には、連続する印刷処理の間において所定の実行頻度で、印刷機１１に搭載された補給装置を動作させる。補給装置は、スキージの長手方向に沿ってマスクの上面にはんだを補給する。上記のはんだの補給は、基板の搬送停止を伴う定期作業であり、概ね一定の所要時間にて終了する。
【００１５】
印刷検査装置１２は、印刷機１１によりはんだを印刷された基板の印刷状態を検査する。バッファ装置１３は、生産ライン１０において所定容量に応じた数の基板を保持可能に構成される。バッファ装置１３は、上流側の生産装置から搬出された基板を、下流側の生産装置が基板を搬入可能となるまで保持する。複数の部品装着機１４のそれぞれは、生産ライン１０の上流側から搬送された基板のはんだの上に部品を装着する。部品装着機１４による装着処理については後述する。
【００１６】
外観検査装置１５は、上流側の部品装着機１４により基板に装着された部品の外観に基づいて、検査対象の部品の装着状態を検査する。上記の部品の装着状態には、基板に装着された部品の適否、部品の装着位置や装着姿勢が含まれる。外観検査装置１５は、外観検査を行った場合に、外観検査の結果をホストＰＣに送出する。
【００１７】
リフロー炉１６は、生産ライン１０の上流側から搬送された基板を加熱して、基板上のはんだを溶融させてはんだ付けを行う。機能検査装置１７は、はんだ付けされた基板の機能検査を行う。詳細には、機能検査装置１７は、基板に所定の入力信号を与えて、これに対する出力信号を取得する。そして、機能検査装置１７は、取得した出力信号に基づいて、基板製品としての機能が正常であるか否かを検査する。
【００１８】
このように、生産ライン１０は、各生産装置に対して基板を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品を生産する。なお、生産ライン１０は、例えば生産する基板製品の種別などに応じて、その構成を適宜追加、変更され得る。例えば、生産ライン１０は、複数の部品装着機１４の台数が適宜設定される。その他に、生産ライン１０は、印刷機１１の上流側や機能検査装置１７の下流側に他の生産装置を設置して構成されてもよい。他の生産装置には、例えば基板供給装置や基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などが含まれる。
【００１９】
１−２．部品装着機１４による装着処理
部品装着機１４は、生産処理として基板に部品を装着する装着処理を実行する。部品装着機１４は、装着処理において、予め生成された制御プログラムや、各種センサから出力される情報、画像処理になどによる認識処理の結果に基づいて、部品を保持する装着ヘッドの動作を制御する。装着処理に用いられる制御プログラムは、生産計画Ｍ１（図１を参照）や製品情報Ｍ２に基づいて生成される。
【００２０】
また、部品装着機１４は、実行された装着処理において部品が正常に装着されない装着エラーが発生した場合には、リカバリ処理を実行する。この装着エラーの原因としては、例えば部品を供給する供給装置における部品切れ、供給された部品の不良、吸着ノズルの不良、基板上のはんだ不良などが想定される。また、装着エラーは、画像処理や装着ヘッドなどに設けられた各種センサの出力値などに基づいて検出され得る。
【００２１】
上記の画像処理には、例えば吸着ノズルに保持された部品を撮像可能な部品カメラや、部品を装着された基板を撮像可能な基板カメラの撮像により取得された画像データに対する画像処理が含まれる。また、上記のリカバリ処理は、装着エラーが偶発的に発生したものとして自動的な復旧を試行するものであり、装着処理の中断（部品装着機１４の停止、および基板の搬送停止）を伴わないエラー処理である。
【００２２】
しかしながら、装着処理における部品を採取した後に部品を基板に装着するピックアンドプレースサイクルが増加すると、装着処理のサイクルタイムが予定よりも長くなることがある。換言すると、リカバリ処理のようなエラー対処の実行に伴って、生産処理としての装着処理の所要時間（サイクルタイム）が対処時間だけ延長される。このようなエラー対処は、装着エラーの種別に応じて実行され、対処時間もエラー対処の種別ごとに相違することがある。
【００２３】
なお、部品装着機１４においては、装着エラーが発生しないように種々の方策が講じられている。しかしながら、装着処理の実績（エラー率）によると、ある程度の頻度で装着エラーが発生し、サイクルタイムが延長されることが示される。また、装着エラーのエラー率は、装着難度が異なる部品種や、吸着ノズルの移動速度などを規定する装着条件などによって変動し得る。また、サイクルタイムが延長されると、例えば基板の搬送が停滞して、隣り合う部品装着機１４が待機状態となるなど、生産時間に影響することがある。
【００２４】
１−３．生産ラインの最適化装置５０の概要
ここで、生産ライン１０では、各生産装置におけるサイクルタイムの差が小さくなるようにラインバランスを考慮して、生産ライン１０の装置構成および各生産装置における生産処理が最適化される。ここで、本明細書において、部品装着機１４を含む生産装置の「サイクルタイム」とは、生産装置において１枚の基板あたりの生産処理に要する所要時間を意味する。
【００２５】
部品装着機１４のサイクルタイムは、装着処理の所要時間に相当する。基板製品の生産に際して、生産計画Ｍ１と製品情報Ｍ２に基づいて、生産に必要な部品種と装着数が割り出される。そして、複数の部品装着機１４のそれぞれには、例えばサイクルタイムの最大値と最小値との差が小さくなるように部品種と装着数が割り振られる。
【００２６】
また、部品装着機１４の台数は、生産ライン１０による生産処理の実行中において、部品装着機１４の上流側および下流側に位置する生産装置との間で基板の搬送が停滞しないように設計される。以下では、生産ライン１０を構成する複数の生産装置のうち部品装着機１４を除いた生産装置を「装着関連機」とも称する。本実施形態における生産ライン１０の装着関連機は、上記の印刷機１１、印刷検査装置１２、バッファ装置１３、外観検査装置１５、リフロー炉１６、および機能検査装置１７に相当する。
【００２７】
ここで、生産ライン１０による基板製品の生産中に、何れかの生産装置において何らかの要因によりサイクルタイムが延長されると、ラインバランスが悪化した状態となり得る。特に、複数の生産装置が実行する装着処理のうちサイクルタイムが最大であるボトルネック処理においてサイクルタイムが延長されると、基板の搬送が停滞して生産効率が低下する。そのため、生産ライン１０は、基板製品の生産中においてラインバランスが適正に維持される装置構成であることが好ましい。
【００２８】
生産ライン１０に適用される最適化装置５０は、生産ライン１０の装置構成を新規に設計する場合や、例えば製品種の変更や生産効率の改善をするために既存の状態から装置構成を変更する場合に、装置構成の最適化を行う。本実施形態では、図１に示すように、ホストＰＣに最適化装置５０が組み込まれた態様を例示する。
【００２９】
１−４．最適化装置５０の構成
最適化装置５０は、図１に示すように、記憶部５１と、サイクルタイム設定部５２と、ターゲットタイム設定部５３と、ライン設計部５４とを備える。記憶部５１は、ハードディスクやフラッシュメモリなどにより構成される。記憶部５１には、生産計画Ｍ１や製品情報Ｍ２、装着関連機のサイクルタイム情報Ｍ３などの設定データが記憶されている。
【００３０】
生産計画Ｍ１は、図２の表１に示すように、製品種（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・）ごとに目標生産数（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，・・・）を示す情報である。製品情報Ｍ２は、図２の表２に示すように、基板製品の生産に必要とされる部品種（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，・・・）および部品数が製品種（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，・・・）ごとに記録された情報である。換言すると、製品情報Ｍ２は、所定の製品種の基板製品を１枚生産する場合に消費する部品数を部品種ごとに示す。
【００３１】
装着関連機のサイクルタイム情報Ｍ３は、装着関連機（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・）ごとに、サイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）、定期作業に係る情報などを示す情報である。装着関連機（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・）のそれぞれは、例えば、印刷機１１、印刷検査装置１２、外観検査装置１５、リフロー炉１６などに相当する。なお、バッファ装置１３は、前後の生産装置の要求に応じて基板を搬送する構成であるためサイクルタイムを０とし、サイクルタイム情報Ｍ３には含まれない。
【００３２】
装着関連機のサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）のそれぞれは、各装着関連機がそれぞれの機能に応じて実行する生産処理（印刷処理や検査処理など）の１枚の基板あたりの所要時間である。装着関連機のサイクルタイムは、サイクルタイム設定部５２により設定される。サイクルタイム設定部５２は、生産装置ごとのサイクルタイムを設定する。ここで、サイクルタイムの「設定」には、最適化装置５０のユーザにより入力されたパラメータをサイクルタイムとする場合と、各種情報に基づいて算出された推定値をサイクルタイムとする場合とが含まれる。
【００３３】
本実施形態において、装着関連機のサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）は、最適化装置５０のユーザによるパラメータの入力を受け付けて設定される。最適化装置５０は、上記のようにユーザの入力を受け付ける際に、過去の実績情報に基づいて各生産処理のサイクルタイムの平均値を表示するなどして、パラメータの入力を補助してもよい。また、サイクルタイム設定部は、過去の実績情報、生産計画Ｍ１、および製品情報Ｍ２に基づいて生産予定の基板製品に係る各装着関連機のサイクルタイムを算出してもよい。
【００３４】
ターゲットタイム設定部５３は、生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数を算出する際の指標となるターゲットタイムを設定する。ここで、生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数が多くなるほど、１台の部品装着機１４が装着処理にて基板に装着する部品数が低減してサイクルタイムが短縮される。しかし、部品装着機１４の台数を過剰に多くしても、上流側の生産装置からの基板の搬入待ちが発生したり、下流側の生産装置が基板の搬入を受け付けられずに部品装着機１４に搬出待ちが発生したりして、結果として生産効率が上限に達した状態となる。このような状態では、生産ライン１０が無駄に長くなるとともに、生産機能および設備コストが過剰となる。
【００３５】
そこで、最適化装置５０は、部品装着機１４のサイクルタイムがどの程度とすべきかを示す指標としてターゲットタイムを設定して、最適な装置構成の設計を図るようにしている。従来においてターゲットタイムは、例えば上記の趣旨から複数の装着関連機のそれぞれにおけるサイクルタイムのうち最大となる時間に設定される。このように、最大のサイクルタイムにて実行される生産処理は、生産ライン１０におけるボトルネック処理と称される。
【００３６】
本実施形態において、ターゲットタイム設定部５３は、複数の装着関連機のそれぞれにおけるサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）と定期作業の所要時間（Ｔｗ１，Ｔｗ４，・・・）とに基づいてターゲットタイムを設定する。ここで、装着関連機のうち少なくとも一部は、連続する生産処理の間において所定の実行頻度で基板の搬送停止を伴う定期作業を実行する。この定期作業には、上記のように印刷機１１にて実行されるクリーニングやはんだの補給が含まれる。
【００３７】
サイクルタイム情報Ｍ３には、図２の表３に示すように、装着関連機（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・）ごとに定期作業の実行頻度（Ｒｗ１，−，−，Ｒｗ４，・・・）、所要時間（Ｔｗ１，−，−，Ｔｗ４，・・・）、および単位作業時間（ＴＵｗ１，−，−，ＴＵｗ４，・・・）が予め設定されている。なお、装着関連機のうち定期作業を実行されない場合には、または実行されたとしても実行頻度が非常に低いなどの事情により生産効率に影響しない場合には、一部の装着関連装置（Ｂ，Ｃ）のように定期作業の実行頻度、所要時間、および単位作業時間が未設定とされる。
【００３８】
また、印刷機１１のように複数種類の定期作業が実行され得る場合には、複数種類の定期作業の実行頻度と所要時間がそれぞれ設定されてもよい（図２の表３には１種類のみ示す）。また、定期作業の実行頻度および所要時間は、最適化装置５０のユーザにより入力されたパラメータである。最適化装置５０は、上記のようにユーザの入力を受け付ける際に、過去の実績情報に基づいて、過去の実行頻度や実際の所要時間の平均値を表示するなどして、パラメータの入力を補助してもよい。
【００３９】
また、単位作業時間（ＴＵｗ１，−，−，ＴＵｗ４，・・・）は、本明細書において、定期作業の実行頻度（Ｒｗ１，−，−，Ｒｗ４，・・・）に基づいて算出される１枚の基板あたりに要する定期作業の所要時間と定義する。また、定期作業の実行頻度は、生産処理の実行回数に対応する基板数で設定される他に、前回の定期作業が終了してから経過した時間で設定されてもよいし、装着関連機の構成部材が規定回数または規定距離を移動したときのように設定されてもよい。
【００４０】
例えば定期作業の実行頻度が基板数で設定されている場合には、単位作業時間（ＴＵｗ１）は、所要時間（Ｔｗ１）を実行頻度（Ｒｗ１）で割った値（ＴＵｗ１＝Ｔｗ１／Ｒｗ１）に相当する。具体的には、印刷機１１のクリーニングが２０枚の印刷処理ごとに１回実行され、１回のクリーニングに１２０秒を要する場合には、単位作業時間は、１２０秒／２０枚により６（秒）となる。
【００４１】
そして、ターゲットタイム設定部５３は、上記のように１枚の基板あたりに要する定期作業の所要時間を単位作業時間と定義したときに、装着関連機におけるサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）と単位作業時間（ＴＵｗ１，−，−，ＴＵｗ４，・・・）の和のうち最大となる時間をターゲットタイムに設定する。例えば、図２の表３に示すように、それぞれの和（Ｔｃ１＋ＴＵｗ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４＋ＴＵｗ４，・・・）のうち最大となる時間がＴｃ１＋ＴＵｗ１である場合には、この時間がターゲットタイムに設定される。
【００４２】
ライン設計部５４は、設定されたターゲットタイムに基づいて、生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数を算出する。ライン設計部５４によるターゲットタイムに基づく部品装着機１４の台数算出処理には、種々の態様が想定される。台数算出処理の詳細については、後述する。また、ライン設計部５４は、本実施形態において、生産ライン１０にバッファ装置１３を要するか否かを判定するとともに、バッファ装置１３を要する場合には当該バッファ装置１３に必要な容量を算出する。ライン設計部５４によるバッファ装置１３の要否判定および容量算出処理の詳細については後述する。
【００４３】
１−５．生産ライン１０の最適化処理
上記の最適化装置５０による生産ライン１０の最適化処理について、図２−図７を参照して説明する。最適化装置５０は、生産ライン１０の装置構成を新規に設計する場合に、または生産ライン１０の装置構成を変更する場合に、生産ライン１０の最適化処理を実行する。ここで、生産計画Ｍ１および製品情報Ｍ２に基づいて、生産ライン１０に必要な生産装置の種別が予め決定されている。
【００４４】
先ず、サイクルタイム設定部５２は、図３に示すように、部品装着機１４を除いた複数の生産装置（装着関連機）ごとのサイクルタイムを設定する（ステップ１０（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。サイクルタイム設定部５２は、必要に応じてユーザによる入力を受け付けて、図２の表３に示すように、装着関連機（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，・・・）ごとに、サイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）を設定する。
【００４５】
次に、ターゲットタイム設定部５３は、ターゲットタイムの設定処理を実行する（Ｓ２０）。具体的には、ターゲットタイム設定部５３は、装着関連機のそれぞれにおけるサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）と定期作業の所要時間（Ｔｗ１，−，−，Ｔｗ４，・・・）に基づいてターゲットタイムを設定する。
【００４６】
ここで、定期作業の所要時間をターゲットタイムにどの程度反映させるかは任意に設定することができる。つまり、実績として定期作業の所要時間が１２０秒であっても、ターゲットタイムの設定時には定期作業の所要時間の影響度が８０％に設定された場合には、定期作業の所要時間を９６秒としてターゲットタイムの設定に用いる。なお、本実施形態においては、以下のように定期作業の所要時間を全て反映させる構成とし、ターゲットタイムの算出精度の向上を図っている。
【００４７】
具体的には、ターゲットタイム設定部５３は、装着関連機のそれぞれにおけるサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）と単位作業時間（ＴＵｗ１，−，−，ＴＵｗ４，・・・）の和を、実質的なサイクルタイムとしてそれぞれ算出する。ターゲットタイム設定部５３は、複数の実質的なサイクルタイムのうち最大となる時間をターゲットタイムに設定する。単位作業時間は、定期作業の実行頻度と所要時間が設定された後に、これらに基づいて予め算出されている。ターゲットタイム設定部５３は、ターゲットタイムの設定時に必要に応じてユーザによる定期作業の実行頻度や所要時間の編集を受け付けて、単位作業時間を更新し、ターゲットタイムを再度設定してもよい。
【００４８】
ここでは、上記のようにターゲットタイムに設定される時間で生産処理を実行する生産装置は、生産処理として印刷処理を実行する印刷機１１であるものとする。また、印刷機１１における定期作業は、所定数の基板に印刷するごとに実行されるクリーニング、およびはんだの補給が含まれ、実行頻度Ｒｗ１、所要時間Ｔｗ１が設定されている。ターゲットタイム設定部５３は、ターゲットタイムＴｇにサイクルタイムと単位作業時間の和（Ｔｃ１＋ＴＵｗ１）を設定する（Ｔｇ＝Ｔｃ１＋ＴＵｗ１）。
【００４９】
続いて、ライン設計部５４は、ターゲットタイムＴｇに基づいて生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数を設定する台数算出処理を実行する（Ｓ３０）。ライン設計部５４は、台数算出処理として複数種類の態様を適用し得る。ここでは、台数算出処理の３種類の態様を例示する。
【００５０】
１−５−１．台数算出処理の第一態様
台数算出処理の第一態様において、ライン設計部５４は、図４に示すように、先ず部品装着機１４が１台で全ての部品を装着しするものと仮定して、その装着処理の所要時間Ｔｐを算出する（Ｓ３１１）。次に、ライン設計部５４は、算出された所要時間Ｔｐと、ターゲットタイムＴｇに基づいて、複数の台数候補を算出する（Ｓ３１２）。
【００５１】
詳細には、例えば３種類の台数候補（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）を算出するとして、ライン設計部５４は、所要時間ＴｐをターゲットタイムＴｇで割った値（Ｔｐ／Ｔｇ）の小数点以下を切り上げた値を第一候補Ｎ１とし、小数点以下を切り捨てた値を第二候補Ｎ２とし、第二候補Ｎ２から１を引いた値を第三候補Ｎ３とする。具体的には、所要時間Ｔｐが３２０秒であり、ターゲットタイムＴｇが５０秒であれば、小数点以下を切り上げた第一候補Ｎ１は、７台となる。そして、小数点以下を切り捨てた第二候補Ｎ２が６台、第二候補Ｎ２から１を引いた値の第三候補Ｎ３が５台となる。
【００５２】
次に、サイクルタイム設定部５２は、台数候補の一つについて、その台数候補の台数からなる部品装着機１４で装着処理が実行されると仮定して、部品装着機１４のサイクルタイムを算出する（Ｓ３１３）。続いて、ライン設計部５４は、算出されたサイクルタイムの代表値を算出する（Ｓ３１４）。ここで、サイクルタイムの代表値とは、複数の部品装着機１４にそれぞれにおけるサイクルタイムの平均値または最大値である。例えば第一候補Ｎ１であれば、全ての部品の装着を７台の部品装着機１４に仮想的に等分した場合には、代表値Ｖｒ１は、所要時間Ｔｐを第一候補Ｎ１で割った値（Ｔｐ／７）、即ちサイクルタイムの平均値となる。
【００５３】
一方で、全ての部品の装着を７台の部品装着機１４に現実的に平均化しつつも不等配分した場合には、代表値Ｖｒ１は、複数の部品装着機１４におけるボトルネック処理に要するサイクルタイム、即ちサイクルタイムの最大値となる。サイクルタイムの代表値を平均値または最大値の何れにするかは任意に設定できる。ライン設計部５４は、全ての台数候補（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）についてサイクルタイムの代表値（Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３）を算出されていない場合には（Ｓ３１５：Ｎｏ）、上記のサイクルタイムの算出（Ｓ３１３）および代表値の算出（Ｓ３１４）を繰り返す。
【００５４】
一方で、ライン設計部５４は、全ての台数候補（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）についてサイクルタイムの代表値（Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３）を算出した場合に（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）、代表値がターゲットタイムＴｇより小さくなり且つ代表値とターゲットタイムＴｇの差が最小となる部品装着機１４の台数候補を、生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数として設定する（Ｓ３１６）。
【００５５】
具体的には、それぞれの代表値（Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３）は、図５に示すように、台数候補（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３）の値が大きいほど小さくなる。まず、代表値Ｖｒ３がターゲットタイムＴｇより小さくならない第三候補Ｎ３を除外する。そして、第一候補Ｎ１の代表値Ｖｒ１とターゲットタイムＴｇの差Ｄ１、および第二候補Ｎ２の代表値Ｖｒ２とターゲットタイムＴｇの差Ｄ２の大小関係がＤ２＜Ｄ１であることから、ライン設計部５４は、差Ｄ２に対応する第二候補Ｎ２を部品装着機１４の台数として設定する。つまり、上記の例によると、部品装着機１４は、６台に設定される。このような構成では、部品装着機１４の台数が過剰となることが確実に抑制される。これにより、生産ライン１０の構築に要するコストが抑制される。
【００５６】
上記のような構成によると、定期作業の所要時間を勘案した装着関連機に最も近い処理能力を備える装置構成にすることができる。なお、ライン設計部５４は、Ｓ３１６において、代表値（Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３）のうちターゲットタイムＴｇより小さいか否かに関わらず代表値（Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３）とターゲットタイムＴｇとの差（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）が最小となる候補を部品装着機１４の台数として設定してもよい。上記の例では、それぞれの差（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）の大小関係がＤ２＜Ｄ３＜Ｄ１であることから結果は変わらないが、例えば、Ｄ３＜Ｄ２＜Ｄ１のような大小関係の場合に、第三候補Ｎ３の代表値Ｖｒ３がターゲットタイムＴｇよりも大きくても（Ｖｒ３＞Ｔｇ）、第三候補Ｎ３を部品装着機１４の台数として設定してもよい。このような構成によると、好適なラインバランスの生産ライン１０を構築することができる。
【００５７】
１−５−２．台数算出処理の第二態様
台数算出処理の第二態様において、ライン設計部５４は、図６に示すように、先ず部品装着機１４が１台で全ての部品を装着しするものと仮定して、その装着処理の所要時間Ｔｐを算出する（Ｓ３２１）。次に、ライン設計部５４は、算出された所要時間Ｔｐと、ターゲットタイムＴｇに基づいて、最初の台数候補としての第一候補Ｎ１を算出する（Ｓ３２２）。
【００５８】
詳細には、ライン設計部５４は、例えば所要時間ＴｐをターゲットタイムＴｇで割った値（Ｔｐ／Ｔｇ）の小数点以下を切り上げた値を第一候補Ｎ１として算出する。次に、サイクルタイム設定部５２は、第一候補Ｎ１の台数からなる部品装着機１４で装着処理が実行されると仮定して、部品装着機１４のサイクルタイムを算出する（Ｓ３２３）。続いて、ライン設計部５４は、算出されたサイクルタイムの代表値Ｖｒ１を算出する（Ｓ３２４）。ライン設計部５４は、代表値Ｖｒ１がターゲットタイムＴｇより小さいか否かを判定する（Ｓ３２５）。
【００５９】
ライン設計部５４は、代表値Ｖｒ１がターゲットタイムＴｇより小さい場合には（Ｓ３２５：Ｙｅｓ）、第一候補Ｎ１から１を引いた台数を第二候補Ｎ２として算出し（Ｓ３２２）、第二候補Ｎ２の台数からなる部品装着機１４で装着処理が実行されると仮定して、部品装着機１４のサイクルタイムの算出（Ｓ３２３）およびサイクルタイムの代表値Ｖｒ２の算出（Ｓ３２４）を行う。そして、ライン設計部５４は、代表値Ｖｒ２がターゲットタイムＴｇより小さいか否かを判定する（Ｓ３２５）。このように、台数候補の算出（Ｓ３２２）、サイクルタイムの算出（Ｓ３２３）、代表値の算出（Ｓ３２４）、およびターゲットタイムＴｇとの比較（Ｓ３２５）が繰り返される。
【００６０】
そして、例えば第三候補Ｎ３の代表値Ｖｒ３がターゲットタイムＴｇより小さくないと判定された場合には（Ｓ３２５：Ｎｏ）、ライン設計部５４は、第三候補Ｎ３の一つ前の台数候補、即ち第二候補Ｎ２を部品装着機１４の台数として設定する（Ｓ３２６）。上記の例によると、部品装着機１４は、６台に設定される。上記のように、台数算出処理の第二態様では、サイクルタイムの代表値Ｖｒの算出（Ｓ３２４）と、代表値ＶｒとターゲットタイムＴｇの比較（Ｓ３２５）がセットとなって繰り返される。これにより、全ての台数候補について予め代表値Ｖｒを算出する第一態様と比較して、代表値Ｖｒの算出負荷を低減し得る。
【００６１】
１−５−３．台数算出処理の第三態様
台数算出処理の第三態様において、ライン設計部５４は、第一態様および第二態様のように複数の台数候補を算出することなく、部品装着機１４の台数を算出する。具体的には、ライン設計部５４は、図７に示すように、先ず部品装着機１４が１台で全ての部品を装着しするものと仮定して、その装着処理の所要時間Ｔｐを算出する（Ｓ３３１）。次に、ライン設計部５４は、算出された所要時間ＴｐをターゲットタイムＴｇで割った値（Ｔｐ／Ｔｇ）を算出する（Ｓ３３２）。
【００６２】
ライン設計部５４は、この値（Ｔｐ／Ｔｇ）について、予め設定された端数処理を行って整数にした値を、生産ライン１０を構成する複数の部品装着機１４の台数として設定する（Ｓ３３３）。なお、上記の端数処理には、小数点以下の切り上げ、切り捨て、四捨五入などが含まれる。端数処理が切り上げで台数が設定された場合には、複数の部品装着機１４のそれぞれにおけるサイクルタイムが何れもターゲットタイムＴｇを確実に下回る一方で、ターゲットタイムＴｇとサイクルタイムの差が他の候補と比較して大きくなる。
【００６３】
また、端数処理が切り捨で台数が設定された場合には、複数の部品装着機１４のそれぞれにおけるサイクルタイムが何れもターゲットタイムＴｇを下回り、且つ部品装着機１４の台数を他の候補よりも少なく設定することができる。端数処理が四捨五入で台数が設定された場合には、複数の部品装着機１４のそれぞれにおけるサイクルタイムが何れもターゲットタイムＴｇを下回るとは限らないが、ターゲットタイムＴｇとサイクルタイムの差を小さくすることができる。
【００６４】
図３に示すように、上記のように台数算出処理（Ｓ３０）によって生産ライン１０を構成する部品装着機１４の台数が算出された後に、ライン設計部５４は、生産ライン１０にバッファ装置１３を要するか否かを判定する（Ｓ４１）。ここで、部品装着機１４を除いた複数の生産装置（装着関連機）のうちサイクルタイム（Ｔｃ１，Ｔｃ２，Ｔｃ３，Ｔｃ４，・・・）と単位作業時間（ＴＵｗ１，−，−，ＴＵｗ４，・・・）の和が最大となる生産装置を第一生産装置とする。ライン設計部５４は、複数の部品装着機１４におけるサイクルタイムの代表値Ｖｒが、第一生産装置のサイクルタイムより大きい場合に、生産ライン１０における第一生産装置と部品装着機１４との間に所定容量のバッファ装置１３を要すると判定する（Ｓ４１：Ｙｅｓ）。
【００６５】
上記のように、定期作業の所要時間Ｔｗ１を勘案して設定されたターゲットタイムＴｇに基づいて部品装着機１４の台数を算出すると（Ｓ１０−Ｓ３０）、ボトルネック処理のサイクルタイムＴｃ１よりも複数の部品装着機１４のサイクルタイムの方が長くなることがある。そうすると、定期作業と定期作業の間の期間においては、ボトルネック処理を実行する第一生産装置（印刷機１１）と部品装着機１４との間で基板の搬送が停滞することになる。そこで、上記のような場合には、ライン設計部５４は、バッファ装置１３を要すると判定する（Ｓ４１：Ｙｅｓ）。
【００６６】
具体的には、上記の例において第一生産装置は、印刷機１１（装着関連機Ａ）であり、台数算出処理（Ｓ３０）にて部品装着機１４が６台に設定されたとすると、図５に示すように、サイクルタイムの代表値Ｖｒ２が、印刷機１１（装着関連機Ａ）のサイクルタイムＴｃ１より大きい場合に（Ｖｒ２＞Ｔｃ１）、ライン設計部５４は、バッファ装置１３を要すると判定する（Ｓ４１：Ｙｅｓ）。
【００６７】
これにより、第一生産装置（印刷機１１）と部品装着機１４との間にバッファ装置１３が設置されると、定期作業が実行されていない期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に増加し、定期作業が実行されている期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に減少する。何れの期間においても生産ライン１０における基板の搬送の停滞が防止され、生産効率を維持することができる。
【００６８】
なお、上記の第一生産装置が部品装着機１４の下流側である場合には、部品装着機１４と第一生産装置との間にバッファ装置１３が設置される。このような構成では、第一生産装置における定期作業が実行されていない期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に減少し、定期作業が実行されている期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に増加する。何れの期間においても生産ライン１０における基板の搬送の停滞が防止される。
【００６９】
さらに、ライン設計部５４は、バッファ装置１３に必要とされる所定容量を算出する（Ｓ４２）。詳細には、ライン設計部５４は、複数の部品装着機１４におけるサイクルタイムの代表値Ｖｒ２と印刷機１１（装着関連機Ａ）のサイクルタイムＴｃ１の差（Ｖｒ２−Ｔｃ１）と、印刷機１１（装着関連機Ａ）における定期作業の実行頻度Ｒｗ１とに基づいて、バッファ装置１３に必要とされる所定容量を算出する。具体的には、以下のように所定容量が算出される。
【００７０】
ここで、印刷機１１による印刷処理のサイクルタイムＴｃ１が５０秒、定期作業が２０枚ごとに実行され、所要時間Ｔｗ１として１２０秒を要し、複数の部品装着機１４のサイクルタイムの代表値Ｖｒ２が５５秒と仮定する。そうすると、印刷機１１は、２０枚に印刷処理を実行するのに１０００秒を要し、その後に１２０秒の定期作業を実行する。部品装着機１４は、前回の定期作業の終了時から１０００秒が経過するまでに、約１８．２枚に装着処理を実行する。つまり、部品装着機１４は、１０００秒が経過した時点で１９枚目の基板を搬入した状態にある。
【００７１】
よって、印刷機１１と部品装着機１４との間に設けられるバッファ装置１３は、処理数の差に相当する１枚を少なくとも保持可能であればよい。つまり、ライン設計部５４は、バッファ装置１３に必要とされる所定容量を１枚と算出する。これに対して、複数の部品装着機１４におけるサイクルタイムの代表値Ｖｒ２と印刷機１１（装着関連機Ａ）のサイクルタイムＴｃ１の差（Ｖｒ２−Ｔｃ１）が大きかったり、定期作業の実行頻度Ｒｗ１が低かったりすると、バッファ装置１３には、より大きな容量が必要とされる。
【００７２】
上記のようにバッファ装置１３の容量を適宜算出することによって、算出された台数の部品装着機１４により生産ライン１０が構成された場合に、バッファ装置１３の容量の過不足を小さくすることができる。よって、定期作業の実行に伴う基板の搬送が停滞することが確実に防止される。
【００７３】
Ｓ４１において、台数算出処理（Ｓ３０）にて部品装着機１４が第一候補Ｎ１に設定され、サイクルタイムの代表値Ｖｒ１が印刷機１１（装着関連機Ａ）のサイクルタイムＴｃ１より小さい場合に（Ｖｒ１＜Ｔｃ１）、ライン設計部５４は、バッファ装置１３を要しないと判定する（Ｓ４１：Ｎｏ）。これは、複数の部品装着機１４の処理能力が高く、印刷機１１（装着関連機Ａ）における定期作業と定期作業との間の期間において、基板の搬送の停滞が防止されていると推定されることに基づく結果である。
【００７４】
１−６．第一実施形態の構成による効果
上記の最適化装置５０によると、部品装着機１４の台数は、定期作業の所要時間を勘案して設定されたターゲットタイムＴｇに基づいて算出される（Ｓ３０）。従来では、単に装着関連機におけるボトルネック処理のサイクルタイムをターゲットタイムとしていた。
【００７５】
これに対して、本実施形態の最適化装置５０は、定期作業の所要時間が基板の搬送を停滞させる要因になり得るとして、定期作業の所要時間を算入したターゲットタイムＴｇを設定する（Ｓ２０）。このようなターゲットタイムＴｇを部品装着機１４の台数の算出に用いることにより、定期作業が実行されても複数の部品装着機１４における処理能力の過不足が低減される。よって、最適化装置５０は、実際の生産に適応した生産ラインにおける装置構成の最適化を図ることができる。
【００７６】
２．第二実施形態
２−１．生産ラインの最適化装置５０の概要
第二実施形態の最適化装置５０は、主として、第一実施形態の最適化処理の台数算出処理（Ｓ３０）におけるサイクルタイムの算出処理（図４のＳ３１３、図６のＳ３２３）が相違する。最適化装置５０は、装着処理において装着エラーが発生するとサイクルタイムが延長されることから、当該装着エラーが定期的に発生すると仮定して装着エラーの対処時間を勘案して生産ライン１０の装置構成の最適化を図る。その他の共通する構成については、第一実施形態と実質的に同一であるため、詳細な説明を省略する。
【００７７】
ここで、記憶部５１には、図１および図２の表４に示すように、エラー情報Ｍ４が記憶されている。エラー情報Ｍ４には、最適化処理にて構築予定の生産ライン１０において装着エラーが所定のエラー率で発生するものと仮定して、エラー率（Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，・・・）および対処時間（Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔｅ３，・・・）が装着エラーの種別（Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，・・・）ごとに設定されている。
【００７８】
装着エラーの種別（Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃ，・・・）には、例えば部品の適否、装着位置や装着角度のずれなどが含まれ、部品種ごと区分されている。装着エラーのエラー率（Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，・・・）は、装着エラーの発生頻度を示す値であり、装着エラーの種別に応じて相違する。例えば、一つのエラー率は、ある部品種の装着を試行した場合に、装着位置が規定以上にずれるといった装着エラーが発生する頻度に相当する。対処時間（Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔｅ３，・・・）は、部品装着機１４による装着処理において装着エラーが発生した場合に、当該装着エラーに応じたエラー対処の実行に伴って延長される装着処理の所要時間（サイクルタイム）の延長時間に相当する。
【００７９】
具体的には、装着処理において、ある部品が適正に供給されなかったことに起因して部品が装着されない装着エラーが発生したとする。このような場合に、当該装着エラーに応じたエラー対処として、次回以降のピックアンドプレースサイクルにて部品の再度の装着を試行するリカバリ処理が実行される。上記のようなリカバリ処理を実行すると、部品の吸着および基板への装着に伴う装着ヘッドの移動量が増加し、またピックアンドプレースサイクルが増加することもある。このように、予定のサイクルタイムに対して延長された時間が装着エラーの対処時間に相当する。
【００８０】
エラー情報Ｍ４におけるエラー率（Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，・・・）および対処時間（Ｔｅ１，Ｔｅ２，Ｔｅ３，・・・）は、最適化装置５０のユーザによるパラメータの入力を受け付けて設定される。最適化装置５０は、上記のようにユーザの入力を受け付ける際に、過去の実績情報に基づいて各装着エラーのエラー率の平均値、対処時間の平均値を表示するなどして、パラメータの入力を補助してもよい。最適化装置５０は、過去の実績情報、生産計画Ｍ１、および製品情報Ｍ２に基づいて生産予定の基板製品に係る各装着エラーのエラー率および対処時間を算出してもよい。
【００８１】
２−２．最適化処理の台数算出処理におけるサイクルタイムの算出
サイクルタイム設定部５２は、図８に示すように、台数候補（例えば第一候補Ｎ１）の台数からなる部品装着機１４で装着処理が実行されると仮定して、複数の部品装着機１４のうち第一の部品装着機１４（以下、「第一装着機」と称する）のサイクルタイムを算出する（Ｓ５１）。このサイクルタイムは、装着エラーが発生しない場合に１枚の基板あたりのベストサイクルタイムＴＢｃに相当する。
【００８２】
次に、サイクルタイム設定部５２は、第一装着機に装着を割り振られた部品の種別、およびエラー情報Ｍ４に基づいて、第一装着機に発生し得る装着エラーの種別を特定する（Ｓ５２）。続いて、サイクルタイム設定部５２は、エラー情報Ｍ４のエラー率（Ｒｅ１，Ｒｅ２，Ｒｅ３，・・・）に基づいて算出される１枚の基板あたりの対処時間（以下、「単位対処時間ＴＵｅ」と称する）を算出する（Ｓ５３）。
【００８３】
ここで、第一装着機に割り振られた部品種Ｐａの装着数が３個であり、この部品種Ｐａに係る装着エラーＥａのエラー率Ｒｅ１が０．０１％であり、装着エラーＥａの対処時間が平均で２秒であるとする。サイクルタイム設定部５２は、１枚の基板あたりの部品種Ｐａの対処時間を、これらの積である０．０６秒と算出する。そして、部品種に対応する装着エラーごとに算出された対処時間を総和して、単位対処時間ＴＵｅとする。例えば、１種類の部品種に係る装着エラーの対処時間が平均０．０４秒であり、３０種類の部品種を装着するように割り振られている場合には、単位対処時間ＴＵｅは、１．２秒とされる。
【００８４】
続いて、サイクルタイム設定部５２は、Ｓ５１にて算出された第一装着機のベストサイクルタイムＴＢｃに、第一装着機の単位対処時間ＴＵｅを算入し（ＴＢｃ＋ＴＵｅ）、装着エラーの対処時間を勘案した実際的なサイクルタイムＴＲｃを算出する（Ｓ５４）。そして、サイクルタイム設定部５２は、台数候補の台数だけ実際的なサイクルタイムＴＲｃが算出されていない場合には（Ｓ５５：Ｎｏ）、上記の処理（Ｓ５１−Ｓ５４）を繰り返す。
【００８５】
サイクルタイム設定部５２は、台数候補の台数だけ実際的なサイクルタイムＴＲｃを算出した場合には（Ｓ５５：Ｙｅｓ）、サイクルタイムの算出処理を終了する。その後に、サイクルタイム設定部５２により算出された複数の実際的なサイクルタイムＴＲｃは、ライン設計部５４による代表値Ｖｒを算出（Ｓ３１４，Ｓ３２４）にサイクルタイムとして用いられる。その他の処理については、第一実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。
【００８６】
なお、エラー対処の対処時間をサイクルタイムにどの程度算入させるかは任意に設定することができる。つまり、実績としてエラー対処の対処時間が２秒であっても、サイクルタイムの算出時にはエラー対処の対処時間の影響度が８０％に設定されている場合には、エラー対処の所要時間を１．６秒としてサイクルタイムの設定に用いる。なお、本実施形態においては、上記のようにエラー対処の所要時間を全て反映させる構成とし、実際的なサイクルタイムＴＲｃの算出精度の向上を図っている。
【００８７】
２−３．第二実施形態の構成による効果
上記の最適化装置５０によると、部品装着機１４の台数は、装着エラーに対するエラー対処の対処時間を勘案した部品装着機のサイクルタイムに基づいて算出される（Ｓ３０）。従来では単に部品装着機１４において装着エラーが発生しないベストサイクルタイムを、部品装着機１４のサイクルタイムとしていた。
【００８８】
これに対して、本実施形態の最適化装置５０は、エラー対処の対処時間が基板の搬送を停滞させる要因になり得るとして、部品装着機１４の実際的なサイクルタイムＴＲｃを算出する（Ｓ５４）。このようなサイクルタイムを部品装着機１４の台数の算出に用いることにより、エラー対処が実行されても複数の部品装着機１４における処理能力の過不足が低減される。よって、最適化装置５０は、実際の生産に適応した生産ラインにおける装置構成の最適化を図ることができる。
【００８９】
３．第一、第二実施形態の変形態様
３−１．台数算出処理について
第一実施形態においては、装着関連機における定期作業の所要時間を勘案してターゲットタイムＴｇを算出して、当該ターゲットタイムＴｇに基づいて部品装着機１４の台数を算出する構成とした。これにより、装着関連機において定期作業が実行された場合であっても、生産ライン１０を構成する複数の部品装着機１４が機能的に過剰とならないように台数が調整される。
【００９０】
一方で、第二実施形態では、さらに装着エラーに対するエラー対処の対処時間を勘案して実際的なサイクルタイムＴＲｃを算出して、ターゲットタイムＴｇが実際的なサイクルタイムＴＲｃに基づいて設定する構成とした。これにより、生産ライン１０を構成する複数の部品装着機１４において装着エラーが発生しても、生産ライン１０を構成する複数の部品装着機１４が機能的に不足しないように台数が調整される。
【００９１】
これに対して、生産ライン１０の最適化装置５０は、定期作業の所要時間と装着エラーの対処時間のうち、装着エラーの対処時間のみを勘案して生産ライン１０の装置構成を最適化する構成としてもよい。このとき、ターゲットタイムの設定処理（Ｓ２０）において、ターゲットタイム設定部５３は、例えば複数の装着関連機のそれぞれにおけるサイクルタイムのうち最大の時間（ボトルネック処理のサイクルタイム）をターゲットタイムＴｇに設定する。このような構成によると、第二実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
ここで、上記のように、装着エラーの対処時間を勘案して部品装着機１４の実際的なサイクルタイムＴＲｃを設定すると、部品装着機１４において装着エラーが発生していない期間はサイクルタイムが予定よりも短くなる。一方で、部品装着機１４に装着エラーが発生するとサイクルタイムが延長される。そうすると、部品装着機１４を除いた複数の生産装置（装着関連機）のうちボトルネック処理を実行する生産装置（以下、「第二生産装置」と称する）と部品装着機１４との間で基板の搬送が停滞し、生産処理が待機状態となって生産効率が低下するおそれがある。
【００９３】
そこで、上記のような場合には、ライン設計部５４は、第二生産装置と部品装着機１４との間にバッファ装置１３を要するものと判定する。これにより、第二生産装置が部品装着機１４の上流側（または下流側）であり、第二生産装置と部品装着機１４との間にバッファ装置１３が設置された場合には、装着エラーが発生していない期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に減少（増加）し、装着エラーが発生してエラー対処が実行されている期間ではバッファ装置１３に保持される基板が徐々に増加（減少）する。何れの期間においても生産ライン１０における基板の搬送の停滞が防止され、生産効率を維持することができる。
【００９４】
さらに、ライン設計部５４は、複数の部品装着機１４における実際的なサイクルタイムＴＲｃの代表値と第二生産装置のサイクルタイムの差と、複数の部品装着機１４におけるエラー率とに基づいて、バッファ装置１３に必要とされる所定容量を算出する。このような構成によると、第二生産装置と部品装着機１４との間にバッファ装置１３を設置する場合に、バッファ装置１３の容量の過不足を小さくすることができる。よって、エラー対処の実行によって基板の搬送の停滞をより確実に防止できる。
【００９５】
３−２．その他
第一、第二実施形態において、生産ライン１０の最適化装置５０は、ホストＰＣに組み込まれた態様を例示した。これに対して、最適化装置５０は、ホストＰＣの外部装置であってもよい。例えば、最適化装置５０は、既存の生産ライン１０を構成する複数の生産装置およびホストＰＣに対して通信可能に接続された専用装置として構成されてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０：生産ライン、  １１：印刷機、  １２：印刷検査装置、  １３：バッファ装置、  １４：部品装着機、  １５：外観検査装置、  １６：リフロー炉、  １７：機能検査装置、  ５０：最適化装置、  ５１：記憶部、  ５２：サイクルタイム設定部、  ５３：ターゲットタイム設定部、  ５４：ライン設計部、  Ｍ１：生産計画、  Ｍ２：製品情報、  Ｍ３：サイクルタイム情報、  Ｍ４：エラー情報
【図１】
2018146772.tif 000003
【図２】
2018146772.tif 000004
【図３】
2018146772.tif 000005
【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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【国際調査報告】
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2018146772.tif 000012
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