(57)【要約】 【構成】  半導体処理工場等での生産量から所要バッファ数を求める。各ベイについて、ベイを経由する搬送数と、ベイ内の装置のリードタイムとロードポート数とから求めた装置毎のバッファ必要数とに応じて、各ベイにバッファを配分する。ベイ内の装置を複数の装置群に分け、装置群毎のバッファの必要数を処理装置のリードタイムとロードポート数とから求めて、ベイに分配されたバッファを装置群に分配する。【効果】  各装置群へのバッファの割り当てを最適化できる。【選択図】    図３
2007197207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送車の走行ルートに沿って、ロードポートを備えた処理装置を複数配置するとともにバッファを配置し、搬送車とロードポート及び搬送車とバッファとの間で搬送物品を受け渡しするようにしたシステムにおいて、
前記複数の処理装置は少なくともその１つが他とは異なる特性を有し、 
前記バッファを複数設けると共に、前記処理装置の特性に応じて、バッファを各処理装置に割り当てたことを特徴とする、搬送システム。
【請求項２】
前記特性を処理装置のリードタイムとロードポート数としたことを特徴とする、請求項１の搬送システム。
【請求項３】
前記走行ルートは一方通行で複数のエリアに分割され、前記バッファと前記複数の処理装置は各々複数の群に区分され、各処理装置群の属するエリアよりも直上流側のエリアに前記処理装置群のためのバッファ群を割り当てたことを特徴とする、請求項１または２の搬送システム。
【請求項４】
前記走行ルートがインターベイルートとイントラベイルートとからなり、前記処理装置をイントラベイルートに沿って設け、
かつ搬送指令の出発地もしくは目的地として各ベイ内のロードポートが含まれる搬送数の、搬送システム全体の搬送数に対する割合に応じて、各ベイのバッファを自ベイ用と他ベイ用とに割り当てたことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、天井走行車システムや有軌道台車システム、地上を無軌道で走行する無人搬送車システムなどの搬送システムに関し、特にバッファの配置に関する。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、天井走行車などの搬送システムにおいて、走行レールの側方や下方にバッファを設けて、搬送物品を保管することを提案した（特許文献１）。その後、出願人は搬送システムでのバッファの配置を最適化することを検討して、この発明に到った。
【特許文献１】特開２００５−２０６３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の課題は、バッファの配置を最適化することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、各処理装置へのバッファの割り当てを最適化することにある。
請求項３の発明での追加の課題は、バッファから処理装置への搬送時間を短縮することにある。
請求項４の発明での追加の課題は、各ベイへのバッファの割り当てを最適化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明は、搬送車の走行ルートに沿って、ロードポートを備えた処理装置を複数配置するとともにバッファを配置し、搬送車とロードポート及び搬送車とバッファとの間で搬送物品を受け渡しするようにした搬送システムにおいて、前記複数の処理装置は少なくともその１つが他とは異なる特性を有し、前記バッファを複数設けると共に、前記処理装置の特性に応じて、バッファを各処理装置に割り当てたことを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、前記特性を処理装置のリードタイムとロードポート数とする。
【０００６】
好ましくは、前記走行ルートは一方通行で複数のエリアに分割され、前記バッファと前記複数の処理装置は各々複数の群に区分され、各処理装置群の属するエリアよりも直上流側のエリアに前記処理装置群のためのバッファ群を割り当てる。
【０００７】
また好ましくは、前記走行ルートがインターベイルートとイントラベイルートとからなり、前記処理装置をイントラベイルートに沿って設け、かつ搬送指令の出発地もしくは目的地として各ベイ内のロードポートが含まれる搬送数の、搬送システム全体の搬送数に対する割合に応じて、各ベイのバッファを自ベイ用と他ベイ用とに割り当てる。この割り当ては搬送システムの運用の途中で変更して、その都度最適化しても良い。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、処理装置の特性に応じてバッファを割り当てる。バッファは例えば処理装置へ搬入する予定の物品を保管するためのものであり、充分な数のバッファが割り当てられていることにより、処理装置のロードポートが空くと、次の物品を遅滞なく搬入できる。そしてこの間の遅延時間を短くすることが重要である。この発明ではバッファの配置を処理装置単位で最適化できるので、搬送効率が向上する。
【０００９】
リードタイムが長い装置では、物品の搬入が遅れても生産効率はさして低下しない。しかしリードタイムが短い装置では、搬入が同じ時間だけ遅れても生産効率は著しく低下する。さらにロードポートが多数有る装置では、ロードポートの数が少ない装置よりも同じ時間だけ物品の搬入が遅れても、生産効率への影響は小さい。そこで各処理装置のリードタイムとロードポートの数とを基に装置の特性を定めると、処理装置へのバッファの割り当てを最適化できる。  
【００１０】
走行ルートを一方通行で複数のエリアに分割し、前記バッファと前記複数の処理装置を各々複数の群に区分し、各処理装置群の属するエリアよりも直上流側のエリアに前記処理装置群のためのバッファ群を設けると、バッファから処理装置へ物品を搬送する際に、直上流側のエリアから処理装置へ物品を搬入するので、搬送時間が短くなる。即ち同じエリア内で目的のロードポートの真横あるいはその上流側のバッファを利用した場合よりも搬送時間は長くなるが、それに次いで搬送時間が短くなる。また目的のロードポートの真横あるいはその上流側のバッファよりも、利用し得るバッファの数が増し、バッファに一時保管できる確率が増す。また同一エリア内で処理装置よりも下流側のバッファしか利用できないために、走行ルートを周回走行することを防止できる。さらにバッファへ搬送するためのエリアとロードポートへ搬送するためのエリアとを異ならせることができるので、負荷の大きい処理装置が属するエリアの渋滞を防止できる。
【００１１】
インターベイルートとイントラベイルートとからなるシステムに対して、バッファの割り当てを検討する。ここで総搬送数に対する各ベイを経由する搬送数の割合を基に、ベイにバッファを割り当てると、ベイ単位でバッファの割り当てを最適化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。
【実施例】
【００１３】
図１〜図６に、天井走行車システム２を例に実施例を示すが、無人搬送車システム等の他の搬送システムでも同様に実施できる。天井走行車システム２は例えばクリーンルーム内に設置され、半導体などの物品をカセットなどの容器に収容して、カセットを搬送物品として搬送する。なお搬送物品の種類は任意である。各図において、４は物流コントロールシステムで、天井走行車システム２の全体を管理し、６は生産管理システムで、半導体の処理装置や検査装置などを管理し、物流コントロールシステム４に対して物品の搬送を要求すると共に、各処理装置のロードポートの状態（在／空）などを通知し、物流コントロールシステム４から搬送結果の報告を受ける。
【００１４】
物流コントロールシステム４には、統計管理部８を設けて、天井走行車システム２に関する各種の統計を作成し、この統計には全搬送数とその行き先（To位置）及び出発地（From位置）の分布などがあり、これらをベイや１台以上の処理装置からなる処理装置の群などの単位で統計化する。統計には長期平均と、過去１時間などの所定時間以内の短時間平均とを含めるようにする。この平均からどのベイやどの処理装置群に搬送作業が集中しているかが判明し、特にTo位置とFrom位置の分布の短時間平均から、ベイや処理装置群の渋滞状況を把握できる。また統計管理部８では、各ベイや各処理装置群毎のバッファの占有率（バッファが物品で占有されている割合）などを統計化し、これからベイや処理装置群でのバッファの余力が判明する。
【００１５】
搬送指令管理部１０は生産管理システム６からの要求に応じて搬送指令を作成し、これを個々の天井走行車２０に割り付ける。搬送指令の構成要素は、搬送指令のＩＤ，搬送物品のＩＤ並びにFrom位置とTo位置で、バッファを搬送先とする場合そのアドレスをTo位置とする。この場合、バッファから次に搬送すべきロードポートのTo位置を、搬送指令管理部１０は生産管理システム６から通知されるものとし、この位置に応じて搬送先のバッファのアドレスを決定する。なお一般にFrom位置やTo位置は処理装置のロードポート、バッファあるいはストッカであり、そのアドレスでFrom位置やTo位置を指定する。搬送指令管理部１０は搬送指令の実行状況を管理し、必要に応じて搬送指令を変更する。例えばバッファへの搬送を指令した後、バッファへの到着予測時間前に、次の行先のロードポートが空いたことを生産管理システムから通知されると、行先をバッファからロードポートへ変更しても良い。
【００１６】
在庫管理部１２は、物流コントロールシステム４の管理下にある在庫を管理し、在庫データは在庫物品自体のＩＤとFrom位置並びにTo位置及び在庫位置である。例えばバッファやストッカに物品が保管されている場合、在庫位置はバッファやストッカであり、From位置はバッファやストッカへ搬入する前の位置であり、To位置はバッファやストッカから物品を搬送する予定位置である。在庫管理部１２ではこれ以外に、天井走行車２０が搬送中の物品も在庫として管理し、その在庫位置は天井走行車である。そしてロードポート２４へ物品を荷下ろしすると、物品は在庫データから抹消され、ロードポート２４から物品を荷積みすると在庫データに加えられる。
【００１７】
搬送マスターファイル１４は、天井走行車システム２を管理するのに必要なデータを記憶し、これはインターベイルート２８やイントラベイルート３０の配置、バッファ２２やストッカ２６並びにロードポート２４の配置、これらの間の走行時間などの、天井走行車２０の走行に必要なデータを含んでいる。搬送マスターファイル１４にはこれ以外に、各処理装置群の特性を記憶する。これについては図４を参照して後述する。
【００１８】
物流コントロールシステム４にはＬＡＮなどを介して複数の天井走行車コントローラ１６が接続され、コントローラ１６は例えばベイ単位で設けられ、インターベイルートのように長距離の基幹のルートでは、これを複数に分割して、それぞれにコントローラ１６を設ける。天井走行車コントローラ１６は無線通信などにより天井走行車２０と通信し、天井走行車２０へ搬送指令を送信し、天井走行車２０からはその実行結果やその他のデータを受信する。
【００１９】
天井走行車２０はインターベイルートやイントラベイルートに沿って走行する走行駆動部と、カセットなどの物品を受け渡し自在に保持する昇降台、並びに昇降台を昇降させる昇降駆動部、昇降駆動部を走行ルートに対して横方向に移動させる横送り部を備えており、その構成自体は公知である。そして天井走行車２０は、バッファ２２やストッカ２６並びにロードポート２４などとの間で物品の移載を行う。なおストッカ２６はベイ単位あるいは複数のベイに対して１個などの単位で設けるが、搬送物品をバッファ２２で保管するようにしてストッカ２６を設けなくても良い。
【００２０】
実施例において、バッファ２２は天井走行車２０の走行ルートの下方や側方に置かれた開放式の棚であり、原則として入出庫装置や移載装置などを備えず、天井走行車２０の昇降台を利用して物品の受け渡しを行う。実施例ではバッファ２２にはセンサや通信手段などを設けず、天井走行車２０が載荷センサによりバッファの在／空を判別し、もしくは在庫管理部でのバッファの在／空のデータにより在／空を判断して、物品の荷積みや荷下ろしを行う。
【００２１】
図２に、天井走行車システム２での走行ルートの配置を示すと、２８はインターベイルートで、複数のイントラベイルート３０間を接続する基幹となる長距離ルートで、ここでは各イントラベイルート３０は周回走行が可能なものとし、天井走行車２０はルート２８，３０を一方通行で走行する。イントラベイルート３０には複数の処理装置群Ａ〜Ｄが設けられ、群の数は任意である。３４は個々の処理装置で、１個〜複数個のロードポート２４を備えている。処理装置群Ａ〜Ｄは、同種の処理装置を複数設けたものや、処理装置と検査装置のように工程上の結びつきのある装置を集めたものである。また処理装置群Ａ〜Ｄは半導体工場の設置時などには１台の装置で構成されることもあり、生産能力の増強と共に処理装置群内の装置の数を増設していくのが普通である。
【００２２】
図２のように、イントラベイルート３０の例えば側方にバッファ群３２−１〜３２−４を設け、バッファ群を例えば理装置群と向かい合って配置する。ここでは１つのバッファ群を複数の処理装置群に対して割り当て、また逆に１つの処理装置群には、複数のバッファ群からバッファが割り当てられている。バッファ群３２−１〜３２−４は複数個の物品を収容できるバッファの集まりで、物理的には１個のバッファ用の棚でも複数個のバッファ用の棚でも良い。イントラベイルート３０は周回ルートなので、各処理装置群にはその上流側のバッファ群が存在し、各処理装置群に向かい合ったバッファ群を最も上流側のバッファ群、即ちベイ内で最も遠方のバッファ群とする。
【００２３】
直上流側のバッファ群からバッファを処理装置群に割り当てる。例えば図２の処理装置群Ａに対しては、その直上流側のバッファ群３２−１から最大数のバッファを割り当て、次に上流側のバッファ群３２−４からやや少ない数のバッファを割り当て、バッファ群３２−３からは更に少ない数のバッファを割り当て、向かい合ったバッファ群３２−２からは最小数のバッファを割り当てる。各処理装置群に対し割り当てられるバッファの個数は、その直上流側のバッファ群で最大とし、上流側のバッファ群になるに連れて割り当てるバッファの数を減らし、向かい合ったバッファ群から割り当てるバッファの数を最小とする。３６はバイパスルートで、インターベイルート２８をバイパスし、この部分にバッファ３８やストッカなどを設ける。
【００２４】
図３、図４に、各処理装置群に対するバッファの割り当てを示す。最初にバッファの必要な総収容能力を求め、これは半導体工場等での生産能力と、基板の処理に必要な時間や、必要な安全在庫の量などから定まる。またストッカなどを設ける場合、バッファの総収容能力はその分少なくても良い。バッファの総収容能力が求まると、これを各ベイに対してどの割合で割り付けるかを決定する。ここで流動率という概念を用い、これは搬送指令中の出発地もしくは目的地として、ベイ内のロードポートが指定されている割合である。半導体の製造工程と生産能力とから、例えば１日当たりの総搬送数が予測でき、このうち１つのベイが関与する割合が流動率である。１つの搬送を出発地と目的地とで２回カウントすると、流動率を全ベイについて加算したものは１００％となる。そして例えばバッファを流動率に応じた割合で各ベイに分配する。なお流動率は例えば半導体工場などの立ち上げ時に定まるが、その後の処理装置の追加や置き換え、走行ルートのレイアウト変更などによっても変化する。さらに１日の中での時間帯によって処理装置ごとの負荷が変化する場合、時間帯により流動率が変化する。そこで流動率は半導体工場などの立ち上げ時とその後の適宜の時点で求めて、各ベイのバッファの内で自ベイ用とするものと他ベイ用とするものとを、流動率に応じて動的に割り当てることが好ましい。
【００２５】
流動率が同じでも、処理装置の生産リードタイムが短くかつ処理装置のロードポート数が少ない場合、より多くのバッファを割り当てることが好ましい。そこでベイ内の処理装置について、生産リードタイムＬＴやロードポート数ｎを求め、これらを基に処理装置の特性に応じてバッファの数を補正しても良い。この場合、流動率と処理装置の特性との２つのファクターに応じて各ベイにバッファを割り当てる。
【００２６】
各ベイに割り当てるバッファの総数が定まると、処理装置群単位での割当を定める。この場合の因子は、各処理装置群内の装置の生産リードタイムＬＴとロードポート数ｎである。例えば搬送マスターファイル１４に図４のテーブル４０を設けて、各処理装置群の装置に対し、その装置番号と生産リードタイム並びにロードポート数を記憶する。生産リードタイムはここでは短（Ｓ）、中（Ｍ）、長（Ｌ）の３段階に分類し、正確な生産リードタイムを求めるよりも数段階への分類を用いる。生産リードタイムは、ロードポートから処理装置内に物品が搬入されてから、処理が終了しロードポートへ搬出されるまでの時間とするが、これ以外の定義、例えば物品を搬入した後、次の物品の搬入が可能になるまでの時間、を用いても良い。ロードポート数ｎは、各処理装置が備えているロードポートの数である。生産リードタイムＬＴとロードポート数ｎが定まると、それに応じてその処理装置に必要なバッファ数が定まる。例えば生産リードタイムが短くロードポート数が少ない処理装置１では、多数個のバッファを割り当て、生産リードタイムが長くロードポート数が多い処理装置３では、バッファは例えば１個〜０個とすればよい。なおロードポートは処理装置への物品の入出庫口であるが、ウェハなどの処理物品を処理装置が処理する間の一時保管場所でもある。そしてロードポート以外に一時保管用の棚（インターナルバッファ）が処理装置内部に設けられている場合、ロードポートの数ｎのみでなく、例えば前記の棚の数をロードポートの数ｎに加算してバッファ数を定めることが好ましい。
【００２７】
次に処理装置毎の必要バッファ数を処理装置群単位で加算すると、処理装置群単位での必要なバッファ数が定まる。処理装置群に必要なバッファ数に応じて、ベイに割り当てられたバッファを各処理装置群に割り当てると、割り当てが終了する。ここで図２で説明したように、１つの処理装置群に対するバッファを、複数のバッファ群に渡って分配し、各処理装置群と向かい合ったバッファ群よりも、その上流側のバッファ群に多数個のバッファを割り当てるようにする。特に好ましくは、直上流側のバッファ群から最大のバッファを割り当て、更に上流側のバッファ群へと進む毎に割り当てるバッファの数を減らし、処理装置群と対向するバッファ群から最小のバッファを割り当てる。また処理装置群と対向するバッファ群から割り当てるバッファは例えば０個でも良い。
【００２８】
１つの処理装置群に対するバッファを、複数のバッファ群に割り当てると、イントラベイルート３０の渋滞を緩和できる。１つの処理装置群に搬送作業が集中した場合、それに向かい合ったバッファ群のバッファのみを用いると、ロードポートとの受け渡し作業と、バッファとの受け渡し作業が狭いエリアに集中するため、イントラベイルート３０が渋滞する。ロードポートへ物品を搬入するまでに天井走行車２０が停止する時間は、バッファへの荷下ろしとバッファからの荷積みが１回で、ロードポートへの荷下ろしが１回である。走行中の天井走行車はイントラベイルートを渋滞させないが、停止中の天井走行車は後続の天井走行車を停止させて渋滞の原因となる。そこでバッファを複数のバッファ群から割り当てることにより、バッファとの受け渡し作業を行う位置を分散させて、イントラベイルート３０の混雑を緩和する。
【００２９】
処理装置群の直上流側からバッファを割り当てることにより、処理装置群までの走行時間が短い位置に搬入物品を一時保管できる。１つの処理装置群には複数のバッファ群からバッファが割り当てられているが、例えば直上流側のバッファ群のバッファから使用しても良く、あるいは複数のバッファ群から割り当てられたバッファをランダムに割り当てても良い。なおどのバッファ位置にどのＩＤの物品が保管されており、次の行先はどのロードポートであるかは、図１の在庫管理部１２で記憶している。
【００３０】
図５，図６にベイ外のバッファの割当を示す。特定のベイに搬送指令が集中する場合、そのベイ内のバッファを使用するとイントラベイルート３０の渋滞が著しくなる。これはバッファとの受け渡しのため天井走行車２０が停止すると、後行の天井走行車が走行できなくなるためである。そこで図１の統計管理部８は、各ベイを経由する搬送数の数をカウントし、その短時間平均、もしくは今後の予測値を求めている。搬送数としては、ベイ内のロードポートをFrom位置もしくはTo位置とするもの、あるいはこれにベイ内のバッファをFrom位置もしくはTo位置として加えたものなどとし、From位置とTo位置の双方についてカウントする代わりに、From位置もしくはTo位置のように一方のみをカウントしても良い。予測は例えば最近の搬送数の平均値をその増減傾向で補正したものなどとする。
【００３１】
ベイを経由する搬送数が所定値α以上となると、ベイ外のバッファを使用し、搬送数が所定値α未満ではベイ内のバッファを使用する。所定値αを境に、使用するバッファを１００％ベイ内からベイ外へ移行させる必要はなく、ベイを経由する搬送数の数に応じて、ベイ外のバッファを使用する割合を増すと良い。
【００３２】
例えば図５の場合、ベイ３０−１を経由する搬送数が所定値α以上となると、以降は処理装置群Ａ，Ｂに対して隣接するイントラベイルートでのバッファ群３２−５，３２−６からバッファを割り当てる。また同様に処理装置群Ｃ，Ｄに対しては、図５の左側に隣接する図示しないイントラベイルートからバッファを割り当てる。バイパス３６などからバッファ３８を割り当てることが可能な場合、搬送数の多いベイ３０−１に対して、バッファ３８を割り当てる。この場合も、複数のバッファ群からバッファを割り当て、特定のバッファ群に受け渡し作業が集中しないようにする。このようにすると、搬送数の多いベイに対して、バッファとの受け渡しをベイ外に移して渋滞を緩和できる。そしてベイ３０−１での搬送数がα未満に低下すると、ベイ３０−１内のバッファを割り当てる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例の搬送システムの制御系を示すブロック図
【図２】実施例の搬送システムのレイアウトの要部平面図
【図３】実施例でのバッファの配置アルゴリズムを示すフローチャート
【図４】実施例での搬送マスターファイル中のテーブルの一部を示し、装置群内の各装置の特徴の記述を示す
【図５】実施例での装置群へのバッファの割り当てを示す図
【図６】実施例でのバッファの割り当てアルゴリズムを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３４】
２            天井走行車システム
４            物流コントロールシステム
６            生産管理システム
８            統計管理部
１０          搬送指令管理部
１２          在庫管理部
１４          搬送マスターファイル
１６          天井走行車コントローラ
２０          天井走行車
２２          バッファ
２４          ロードポート
２６          ストッカ
２８          インターベイルート
３０          イントラベイルート
３２−１〜４  バッファ群
３４          処理装置
３６          バイパスルート
３８          バッファ
４０          テーブル
Ａ〜Ｄ        処理装置群
【図１】
2007197207.tif 000003
【図２】
2007197207.tif 000004
【図３】
2007197207.tif 000005
【図４】
2007197207.tif 000006
【図５】
2007197207.tif 000007
【図６】
2007197207.tif 000008