(57)【要約】  複数の作業機モジュールで構成される加工ラインにおいて、複数の作業機モジュールの各々への複数の加工作業の割り当てをシミュレートする方法であって、複数の作業機モジュールのうちの特定の作業機モジュールに固有な加工作業を特定の作業機モジュールに対して割り当てる第１ステップと、複数の作業機モジュールのうち共通の加工作業を作業機モジュールに対して割り当てる第２ステップと、複数の作業機モジュールの各々について、割当済の加工作業の作業時間が累計された累積作業時間を算出する第３ステップと、第２ステップにおいて、割り当てる加工作業を変更する第４ステップと、第４ステップに基づいて、第３ステップを行う第５ステップと、を備える加工時間割り当てシミュレート方法。
2019220611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業機モジュールで構成される加工ラインにおいて、前記複数の作業機モジュールの各々への複数の加工作業の割り当てをシミュレートする方法であって、
前記複数の作業機モジュールのうちの特定の作業機モジュールに固有な加工作業を前記特定の作業機モジュールに対して割り当てる第１ステップと、
前記複数の作業機モジュールのうち共通の加工作業を前記作業機モジュールに対して割り当てる第２ステップと、
前記複数の作業機モジュールの各々について、割当済の加工作業の作業時間が累計された累積作業時間を算出する第３ステップと、
前記第２ステップにおいて、割り当てる加工作業を変更する第４ステップと、
前記第４ステップに基づいて、前記第３ステップを行う第５ステップと、を備える加工時間割り当てシミュレート方法。
【請求項２】
前記複数の作業機モジュールの各々が有する前記累積作業時間の平均値から、前記複数の作業機モジュールの各々が有する前記累積作業時間の偏差を算出する第６ステップと、
前記複数の作業機モジュールの各々が有する前記偏差が最小になるまで、一つの作業機モジュールに割当済の加工作業を前記１つの作業機モジュールとは異なる作業機モジュールに移して割り当てを変える第７ステップと、を備える請求項１に記載の加工時間割り当てシミュレート方法。
【請求項３】
前記加工ラインは、前記複数の作業機モジュールがベースに対して配列された工作機械装置である請求項１又は請求項２に記載の加工時間割り当てシミュレート方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の加工時間割り当てシミュレート方法を実行するシミュレート装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、加工ラインを構成する複数の作業機モジュールに対して加工作業を割り当てる、加工時間割り当てシミュレート方法とシミュレート装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、加工時間割り当てシミュレート方法とシミュレート装置に関して、加工作業を割り当てる技術が、種々提案されている。【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載の技術は、工作機械システムであって、それぞれワークに加工を行うｎ個（ｎ≧２）の加工部、およびワークを表裏反転させる複数の反転装置を有する工作機械と、前記加工部および反転装置に対してワークを搬送するローダと、これら工作機械およびローダを制御するシステム制御装置とを備える。更に、前記システム制御装置は、１つのワークの表加工および裏加工を含む加工を、ｎ＋１工程に区分した各工程の加工を前記ｎ個の加工部に振り分けて加工させるものであって、各加工部と反転装置との間で各工程の加工毎にワークを移動させ、少なくとも一つの加工部に対しては同じワークを２回搬入するようにローダを制御するものとする。【０００４】
これにより、下記特許文献１に記載の技術では、加工部の個数よりも多い数となる加工工程の加工を効率的に行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２２９８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、各工程の加工時間が考慮されていないので、必ずしも、加工部の個数よりも多い数となる加工工程の加工を効率的に行えるものではなかった。【０００７】
そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、複数の作業機モジュールで構成された加工ラインのスループットを向上させる加工時間割り当てシミュレート方法及びシミュレート装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書は、複数の作業機モジュールで構成される加工ラインにおいて、複数の作業機モジュールの各々への複数の加工作業の割り当てをシミュレートする方法であって、複数の作業機モジュールのうちの特定の作業機モジュールに固有な加工作業を特定の作業機モジュールに対して割り当てる第１ステップと、複数の作業機モジュールのうち共通の加工作業を作業機モジュールに対して割り当てる第２ステップと、複数の作業機モジュールの各々について、割当済の加工作業の作業時間が累計された累積作業時間を算出する第３ステップと、第２ステップにおいて、割り当てる加工作業を変更する第４ステップと、第４ステップに基づいて、第３ステップを行う第５ステップと、を備える加工時間割り当てシミュレート方法を開示する。【０００９】
尚、複数の作業機モジュールのうち共通の加工作業とは、複数の作業機モジュールのいずれにおいても行うことが可能な加工作業をいう。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、加工時間割り当てシミュレート方法は、複数の作業機モジュールで構成された加工ラインのスループットを向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、工作機械装置１の外観正面図である。
【図２】図２は、ベースユニット２Ｂの内部構造を示した図である。
【図３】図３は、アーム２１の動作態様の一例を示した図である。
【図４】図４は、工作機械装置１を示したブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２を行うためのプログラムの一例を示したフローチャートである。
【図６】図６は、同加工時間割り当てシミュレート方法１０２の一対象例であるデータモデルを示した図である。
【図７】図７は、同データモデルを対象として同加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行された際の結果の一例を示した図である。
【図８】図８は、同データモデルを対象として同加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行された際の結果の一例を示した図である。
【図９】図９は、同データモデルを対象として同加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行された際の結果の一例を示した図である。
【図１０】図１０は、同データモデルを対象として同加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行された際の結果の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２の一対象例である工作機械装置１について、その全体構成を図１を用いて説明する。図１は、工作機械装置１の外観正面図である。
【００１３】
（工作機械装置の全体構成）
工作機械装置１は、図１に示すように、複数（図１では５つ）のベースユニット２Ａ〜２Ｅからなるベース３と、ベース３に対して配列された複数（図１では９つ）の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉとを備えている。基本的には、１つのベースユニットに対して２つの作業機モジュールが配置されるが、１つのベースユニットに対して１つの作業機モジュールのみ或いは３以上の作業機モジュールが配置されても良い。更に、ベース３と独立して作業機モジュールが配置されても良い。例えば、図１に示す例では、最も左側に配置されたベースユニット２Ａには１つの作業機モジュール４Ａが配置され、他のベースユニット２Ｂ〜２Ｅには各２つの作業機モジュール４Ｂ〜４Ｉが配置されている。尚、以下の説明において、前後、左右、上下は、図１の工作機械装置１の正面側から見た場合における前後、左右、上下として説明する。即ち、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されている方向は左右方向であり、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向と交差する工作機械装置１の奥行き方向が前後方向である。
【００１４】
また、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、１つの生産ラインとなるように左右方向に一列に配列されている。更に、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、等間隔で且つ互いの側壁が近接するように配列されている。尚、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉには、後述するようにワークに対する作業内容が異なる複数種類のモジュールが存在する。但し、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、種類に関わらず基本的に同一寸法で同一外観を有している。その結果、工作機械装置１は、見た目に統一感のあるものとなっている。
【００１５】
また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉでは、左右方向の寸法が、前後方向の寸法に対して相当に小さくされている。これに対して、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは、上方に載置される作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに対応した寸法を有している。例えば、ベースユニット２Ａでは、左右方向の寸法が、１つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされている。ベースユニット２Ｂ〜２Ｅでは、左右方向の寸法が、２つの作業機モジュールが載置された状態における作業機モジュールの左右方向の寸法とほぼ等しくされている。即ち、ベース３は、左右方向において、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが丁度載置される大きさのものとされている。以上のような構成から、工作機械装置１は、９つの作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが配列されているにも拘わらず、配列方向における当該装置全体の長さが比較的短いものとすることができる。
【００１６】
また、ベース３を構成する各ベースユニット２Ａ〜２Ｅは、それぞれ互いに固定されて１つのベースを構成している。上述したように、ベース３において、ベースユニット２Ａを除くベースユニット２Ｂ〜２Ｅの各々は、２つの作業機モジュール４Ｂ〜４Ｉを載置させることが可能となっている。それら４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅでは、各々が規格化されており、互いに同じ形状、寸法、構造のものとされている。従って、ベース３を構成するベースユニットの数は、適宜増減することが可能である。それに伴って、配列する作業機モジュールの数についても、自由に変更することが可能となる。尚、本実施形態では、ベース３は、複数のベースユニット２Ａ〜２Ｅから構成されているが、ベース３をベースユニット２Ａ〜２Ｅに分割せずに単体で構成されても良い。
【００１７】
次に、ベースユニット２Ａ〜２Ｅの内部構造について説明する。図２は、ベースユニット２Ｂの内部構造を示した図である。尚、ベースユニット２Ａ〜２Ｅは、載置される作業機モジュールの数が異なるのみで、基本的に同一の構成を有している。そこで、以下は、ベースユニット２Ｂについて説明し、他のベースユニット２Ａ、２Ｃ〜２Ｅの説明は省略する。
【００１８】
図２に示すように、ベースユニット２Ｂには、上部に載置される作業機モジュールの数に応じた数のレール１１が設けられている。本実施形態では、ベースユニット２Ｂにおいて、２つの作業機モジュール４Ｂ、４Ｃが載置されるので、２対のレール１１が、前後方向に並んで設けられている。レール１１は、作業機モジュールの引き出しの際の作業機モジュールが移動する軌道を画定するものとなっている。これに対して、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃのベース３に接する面には、レール１１と対応する車輪が設けられている。そして、ユーザは、レール１１上で車輪を移動させることによって、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃをベースユニット２Ｂに対して容易に前後方向に移動させることが可能である。
【００１９】
更に、ユーザは、作業機モジュール４Ｂ、４Ｃを、ベースユニット２Ｂから離脱可能な位置まで移動させることが可能である。その結果、ユーザは、ベース３上に配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの一部の入れ替えや並べ替えを容易に行うことが可能となる。
【００２０】
また、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの正面側の側壁には、コントローラ５が配置されている。コントローラ５は、情報の表示装置としての液晶ディスプレイや、ユーザの操作を受け付ける操作受付装置としての各種操作ボタンを備えている。これによって、コントローラ５は、工作機械装置１に関する各種操作を受け付けたり、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する。また、液晶ディスプレイの前面には、タッチパネルが配置されている。これによって、コントローラ５は、タッチパネルを用いた操作についても可能に構成されている。また、コントローラ５は、工作機械装置１のアームの姿勢を教示する為の各種パラメータを入力する場合においても用いられる。図１に示す例では、コントローラ５は、一部の作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈのみに配置されているが、全ての作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに配置されても良い。
【００２１】
（作業機モジュールの構成）
上述した工作機械装置１は、製造物であるワークに対して、各種のツールによる穴あけ、旋削加工、研磨、検査等を行って、最終的な製品を製造するものである。具体的には、生産ラインに対して配列された各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉが、１つのワークに対して順次作業を行う。
【００２２】
ここで、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉは、複数種類あって、種類毎に作業内容が決められている。例えば、本実施形態では、工作機械装置１内にワークが投入される搬入モジュール、旋削加工が行われる旋盤モジュール、ドリルによる穴あけやミーリング加工等が行われるドリルモジュール、ワークに対して検査が行われる検査モジュール、ワークの仮置きが行われる仮置きモジュール、工作機械装置１内からワークが排出される搬出モジュールがある。
【００２３】
尚、ベース３に対してどの種類の作業機モジュールが配置されるかは、ワークに対する作業内容によって異なる。また、ベース３に対して配置される作業機モジュールの数も、ワークに対する作業内容によって異なる。また、作業機モジュールの並び順については、一部の作業機モジュールを除いて、作業内容に応じてユーザ側で任意に変更可能である。
【００２４】
例えば、作業機モジュールの配置の一例として、図１に示す例では、ベース３の最も左側の作業機モジュール４Ａとしてワークを投入する搬入モジュールが配置され、最も右側の作業機モジュール４Ｉとして工作機械装置１内からワークを排出する搬出モジュールが配置されている。そして、搬入モジュールと搬出モジュールの間には、作業機モジュール４Ｂ〜４Ｈとして、旋盤モジュール、仮置きモジュール、ドリルモジュール、検査モジュールが、それぞれ所定数配置されている。そして、工作機械装置１では、最も左側に配置された搬入モジュールによって投入されたワークが、各作業機モジュールによる作業が行われ、最終的に、最も右側に配置された搬出モジュールから排出されるようになっている。
【００２５】
また、工作機械装置１は、ワークを作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向に移送するワークの搬送装置、ワークの反転装置、作業位置へのワークの装着装置、作業位置からのワークの離脱装置として、アーム２１を備えている。尚、工作機械装置１が備えているアーム２１の数は、ベースユニット２Ａ〜２Ｅの数に比例する。基本的には、２台の作業機モジュールが配置された２つのベースユニット（即ち４台の作業機モジュール）に対して、１つのアーム２１が配置される。例えば、本実施形態では、ベース３は、搬入モジュールが載置されたベースユニット２Ａを除くと、４つのベースユニット２Ｂ〜２Ｅからなる。従って、アーム２１は、ベース３に２本配置されることとなる。
【００２６】
ここで、アーム２１は、ベース３と略同じ高さのテーブル２４上に配置されており、ベース３の側面に設けられたレールに沿って、テーブル２４とともに作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動可能に構成されている。即ち、アーム２１は、ベース３と作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの外壁とによって形成された作業空間前を、左右方向に移動することが可能とされている。また、アーム２１の先端部には、ワークを保持する保持具として、チャック２５が設けられている。そして、アーム２１は、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの作業空間内において、ワークを保持した状態のチャック２５を移動させることが可能とされている。これらによって、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉ間において、ワークの搬送が可能である。
【００２７】
また、アーム２１は、図２に示すように多関節型のアームであり、アーム２１の姿勢を制御可能とする複数の関節部を有している。具体的には、アーム２１は、テーブル２４と第１アーム２６との接続部分にある第１関節部２７と、第１アーム２６と第２アーム２８との接続部分にある第２関節部２９と、第２アーム２８とチャック２５との接続部分にある第３関節部３０を備えている。また、アーム２１は、各関節部において、アーム２１の角度を変位させる駆動軸を有している。従って、ユーザは、第１関節部２７の駆動軸（以下、第１駆動軸３１という）を駆動させることによって、テーブル２４に対する第１アーム２６の角度を変位させることが可能である。また、ユーザは、第２関節部２９の駆動軸（以下、第２駆動軸３２という）を駆動させることによって、第１アーム２６に対する第２アーム２８の角度を変位させることが可能である。また、ユーザは、第３関節部３０の駆動軸（以下、第３駆動軸３３という）を駆動させることによって、第２アーム２８に対するチャック２５の角度を変位させることが可能である。尚、各駆動軸３１〜３３の駆動源には、例えば、サーボモータ等が使用される。
【００２８】
従って、アーム２１は、各駆動軸３１〜３３の駆動によって、アーム２１の姿勢を自由に制御することが可能となっている。例えば、アーム２１は、図３に示すように、アーム２１を折り畳んだり、アーム２１を伸ばすことによって、チャック２５で保持したワーク４０を空間内で自由に移動させることが可能となる。更に、アーム２１は、第３駆動軸３３の回転駆動によって、ワーク４０を１８０度反転させることも可能である。また、上下方向をＲＹ軸、前後方向をＲＺ軸とすると、アーム２１は、各駆動軸３１〜３３の駆動によって、ワーク４０のＲＹ値を維持した状態でＲＺ値を変位させる（即ち、ワーク４０を水平方向に移動させる）ことも可能である。同じく、アーム２１は、ワーク４０のＲＺ値を維持した状態でＲＹ値を変位させる（即ち、ワーク４０を鉛直方向に移動させる）ことも可能である。その結果、アーム２１は、そのアーム２１を作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの作業位置まで伸ばし、チャック２５によって、作業位置にワーク４０を装着させることや、作業位置からワーク４０を離脱させること等も可能である。
【００２９】
また、テーブル２４の下方には、アーム回転装置４１が設けられている。アーム回転装置４１は、テーブル２４を水平方向に回転させることで、テーブル２４上にあるアーム２１についても回転させ、アーム２１全体の向きを制御することが可能である。
【００３０】
（工作機械装置の制御構成）
次に、工作機械装置１の制御構成について、図４を用いて説明する。図４は、工作機械装置１を示したブロック図である。
【００３１】
図４に示すように、工作機械装置１は、工作機械装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットである制御回路部５１と、ユーザの操作を受け付けるとともに情報の表示を行うコントローラ５と、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して接続された上述した作業機モジュール４Ａ〜４Ｉと、アーム２１と、圧縮空気装置７０等を基本的に有している。尚、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１の数は、上述したように、ベースユニットの数に応じた数となる。
【００３２】
ここで、コントローラ５は、工作機械装置１の現在の作動状況や設定状況等を表示する液晶ディスプレイ５２と、ユーザの操作を受け付ける操作受付装置として操作部５３とを備えている。尚、操作部５３は、ハードボタンであっても良いし、液晶ディスプレイ５２の前面に配置されたタッチパネルであっても良い。そして、ユーザは、液晶ディスプレイ５２の表示内容を確認するとともに、操作部５３を操作することによって、工作機械装置１に対する各種操作を行う。
【００３３】
制御回路部５１は、演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１を備えており、更にＣＰＵ６１が各種の演算処理を行うにあたってワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、ＲＯＭ６３から読み出したプログラムを記憶するフラッシュメモリ６４等の内部記憶装置を備えている。
【００３４】
また、フラッシュメモリ６４は、ＣＰＵ６１が行う処理に必要な情報、例えば、制御プログラム等が記憶されている。尚、制御プログラムには、工作機械装置１の加工制御プログラム等がある。
【００３５】
そして、制御回路部５１は、フラッシュメモリ６４から制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムに従って、作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１や圧縮空気装置７０等に対して信号を出力することによって、工作機械装置１の制御を行う。そして、信号を受け取った作業機モジュール４Ａ〜４Ｉやアーム２１や圧縮空気装置７０は、受け取った信号に従って、各駆動源の駆動等を行う。
【００３６】
例えば、アーム２１は、第１関節部２７の第１駆動軸３１を回転駆動する為の第１関節モータ６５と、第２関節部２９の第２駆動軸３２を回転駆動する為の第２関節モータ６６と、第３関節部３０の第３駆動軸３３を回転駆動する為の第３関節モータ６７と、アーム回転装置４１を回転駆動させる為の回転駆動モータ６８とを備えている。更に、アーム２１は、アーム２１を作業機モジュール４Ａ〜４Ｉの配列方向である左右方向に移動する為の搬送駆動モータ６９を備えている。各モータ６５〜６９は、例えば、サーボモータ等からなる。そして、工作機械装置１では、制御回路部５１から出力された信号に従って、各モータ６５〜６９が駆動することによって、アーム２１を任意の位置で任意の姿勢に制御することが可能となる。
【００３７】
また、フラッシュメモリ６４に記憶された加工制御プログラムは、工作機械装置１で実施される加工作業に応じたものである。つまり、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉで実施される一連の加工作業に従った加工制御プログラムが、フラッシュメモリ６４に格納されている。尚、工作機械装置１が一連の加工作業を複数種類実施可能である場合には、実施可能な一連の加工作業毎に対応する加工制御プログラムが、フラッシュメモリ６４に格納されている。そして、工作機械装置１では、加工制御プログラムに従った順序で、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉにおいて、ワークに対する加工が行われる。
【００３８】
圧縮空気装置７０は、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉで使用される圧縮空気を供給するものである。圧縮空気は、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉにおいて、例えば、作業空間を外部から遮断するためのシャッターの駆動源、又は加工屑の除去等に使用される。
【００３９】
更に、制御回路部５１には、ＰＣ（Personal Computer）１００が接続されている。ＰＣ１００は、後述する本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２を実行するものであるが、制御回路部５１に接続されている必要はない。
【００４０】
（加工時間割り当てシミュレート方法）
次に、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２について説明する。図５は、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２を実行するためのプログラムの一例を示したフローチャートである。本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２を行うためのプログラムは、ＰＣ１００の内部メモリ又は外部メモリに記憶されており、ＰＣ１００によって読み出されて実行される。
【００４１】
本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２は、固有加工作業の割当処理Ｓ１０、共通加工作業の割当処理Ｓ１２、累積作業時間の算出処理Ｓ１４、第１割当変更処理Ｓ１６、累積作業時間の算出処理Ｓ１８、偏差の算出処理Ｓ２０、及び第２割当変更処理Ｓ２２等を備える。各処理の詳細な説明は、後述する。
【００４２】
本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２は、工作機械装置１の生産ラインを対象として実行される場合には、工作機械装置１が備える複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに対して、工作機械装置１で実施される複数の加工作業を所定の進め方で割り当てることによって、生産ラインのスループットの向上を図ることが可能である。
【００４３】
尚、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２の対象である工作機械装置１の生産ラインは、上述したように、複数の作業機モジュール４Ａ〜４Ｉがベース３上に近接して配列されることによって構成されている。従って、工作機械装置１は、一連の加工作業が各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉで分散して実施されたとしても、各作業機モジュール４Ａ〜４Ｉに相当する複数の工作機械装置が並設された場合と比べれば、ワーク搬送によるタイムロスが少ない。
【００４４】
但し、ここでは、明確且つ簡潔に説明するため、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２の対象を、図６に表されたデータモデルとする。つまり、以下においては、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２により、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対して、７個の加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が割り当てられる場合について説明する。
【００４５】
３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、同一種類の加工（例えば、旋削加工）を行うことが可能なものである。尚、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３を区別して説明する場合には、第１作業機モジュールＭ１、第２作業機モジュールＭ２、及び第３作業機モジュールＭ３と表記する。
【００４６】
７個の加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３で行われる同一種類の加工（例えば、旋削加工）に関する作業であって、その作業内容や作業時間を異にするものである。
【００４７】
尚、７個の加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を区別して説明する場合には、固有加工作業Ｓ１、第１加工作業Ｃ１、第２加工作業Ｃ２、第３加工作業Ｃ３、第４加工作業Ｃ４、第５加工作業Ｃ５、及び第６加工作業Ｃ６と表記する。また、図６の各符号Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６の下において、四角枠に囲まれた数字は、その符号が示す加工作業の作業時間の数値を示す。この点は、後述する図７乃至図１０においても、同様である。
【００４８】
固有加工作業Ｓ１は、第１作業機モジュールＭ１のみで行われるものである。ここでは、固有加工作業Ｓ１の作業時間は２．５分である。
【００４９】
第１加工作業Ｃ１、第２加工作業Ｃ２、第３加工作業Ｃ３、第４加工作業Ｃ４、第５加工作業Ｃ５、及び第６加工作業Ｃ６は、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにおいても行われることが可能なものであり、それらの表記順に作業時間が短い。ここでは、第１加工作業Ｃ１の作業時間は３．５分であり、第２加工作業Ｃ２の作業時間は３．０分であり、第３加工作業Ｃ３の作業時間は２．５分であり、第４加工作業Ｃ４の作業時間は２．０分であり、第５加工作業Ｃ５の作業時間は２．５分であり、第６加工作業Ｃ６の作業時間は１．０分である。
【００５０】
尚、ここでは、各加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６の作業時間には、ワークの搬送時間が含まれるものとする。
【００５１】
図７及び図８は、図６のデータモデルを対象として本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行された際の結果の一例を積立グラフで示したものである。図７及び図８の積立グラフでは、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれかに割り当てられた各加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が、その割当対象の作業機モジュールの上に積まれて表記される。
【００５２】
また、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の上において、各加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が積まれることによって形成された縦棒の高さは、それぞれの作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に割り当てられた作業時間の総和である累積作業時間を示す。
【００５３】
尚、これらの点は、後述する図９及び図１０においても、同様である。
【００５４】
図６のデータモデルを対象として本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２が実行される際は、図５に示すように、先ず、固有加工作業の割当処理Ｓ１０が行われる。この処理では、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の中で特定の作業機モジュールに固有な加工作業が、その特定の作業機モジュールに対して割り当てられる。ここでは、固有加工作業Ｓ１が第１作業機モジュールＭ１に割り当てられる。よって、図７の積立グラフでは、第１作業機モジュールＭ１の上に固有加工作業Ｓ１が積まれる。
【００５５】
次に、共通加工作業の割当処理Ｓ１２が行われる。この処理では、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにも割り当てが可能な各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が、所定の順序で、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれかに割り当てられる。例えば、ここでは、図７に示すように、各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が、第２作業機モジュールＭ２、第３作業機モジュールＭ３、及び第１作業機モジュールＭ１に対して、その記載順で割り当てられる。
【００５６】
次に、累積作業時間の算出処理Ｓ１４が行われる。この処理では、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３について、割り当てられた加工作業の作業時間の総和である累積作業時間が算出される。
【００５７】
その結果、第１作業機モジュールＭ１では、固有加工作業Ｓ１、第３加工作業Ｃ３、及び第６加工作業Ｃ６が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、６．０分（＝２．５分＋２．５分＋１分）が算出される。第２作業機モジュールＭ２では、第１加工作業Ｃ１及び第４加工作業Ｃ４が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、５．５分（＝３．５分＋２．０分）が算出される。第３作業機モジュールＭ３では、第２加工作業Ｃ２及び第５加工作業Ｃ５が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、４．５分（＝３分＋１．５分）が算出される。
【００５８】
尚、図７の各符号Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の下において、四角枠に囲まれた数字は、その符号が示す作業機モジュールの累積作業時間の数値を示す。この点は、後述する図８乃至図１０においても、同様である。
【００５９】
次に、第１割当変更処理Ｓ１６が行われる。この処理では、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにも割り当てが可能な各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を対象として、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３間で加工作業の割当が変更される。ここでは、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の累積作業時間を示す縦棒の高さを平坦化する観点から、例えば、図７から図８に示すように、第６加工作業Ｃ６の割り当てが、第１作業機モジュールＭ１から第３作業機モジュールＭ３に変更される。
【００６０】
次に、累積作業時間の算出処理Ｓ１８が行われる。この処理では、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３について、割り当てられた加工作業の作業時間の総和である累積作業時間が再び算出される。
【００６１】
その結果、第１作業機モジュールＭ１では、固有加工作業Ｓ１及び第３加工作業Ｃ３が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、５．０分（＝２．５分＋２．５分）が算出される。第２作業機モジュールＭ２では、第１加工作業Ｃ１及び第４加工作業Ｃ４が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、５．５分（＝３．５分＋２．０分）が算出される。第３作業機モジュールＭ３では、第２加工作業Ｃ２、第５加工作業Ｃ５、及び第６加工作業Ｃ６が割り当てられており、累積作業時間（つまり、それらの作業時間の合計）として、５．５分（＝３分＋１．５分＋１分）が算出される。
【００６２】
次に、偏差の算出処理Ｓ２０が行われる。この処理では、先ず、累積作業時間の平均値Ａが算出される。この時点では、第１作業機モジュールＭ１の累積作業時間が５．０分であり、第２作業機モジュールＭ２の累積作業時間が５．５分であり、第３作業機モジュールＭ３の累積作業時間が５．５分である。よって、累積作業時間の平均値Ａとして、５．３分（＝（５．０分＋５．５分＋５．５分）／３）が算出される。
【００６３】
尚、図８の符号Ａの付近において、四角枠に囲まれた数字は、累積作業時間の平均値を示す。この点は、後述する図９及び図１０においても、同様である。
【００６４】
更に、この処理では、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の累積作業時間について、平均値Ａとの差である偏差が算出される。この時点では、第１作業機モジュールＭ１の累積作業時間の偏差Ｄ１は、０．３分（＝５．３分−５．０分）である。第２作業機モジュールＭ２の累積作業時間の偏差Ｄ２は、０．２分（＝５．５分−５．３分）である。第３作業機モジュールＭ３の累積作業時間の偏差Ｄ３は、０．２分（＝５．３分−５．３分）である。
【００６５】
尚、図８の各符号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の付近において、四角枠に囲まれた数字は、その符号が示す偏差の数値を示す。この点は、後述する図９及び図１０においても、同様である。
【００６６】
次に、第２割当変更処理Ｓ２２が行われる。この処理では、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにも割り当てが可能な各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を対象として、各偏差Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が最小となるまで、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３間で加工作業の割当が変更される。尚、ここでは、各偏差Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が既に最小になっているので、加工作業の割当が変更されない。
【００６７】
そこで、以下では、第２割当変更処理Ｓ２２が行われる場合について説明する。そのような場合の一例として、例えば、上記Ｓ１６の処理において、第２作業機モジュールＭ２と第３作業機モジュールＭ３の間で、第４加工作業Ｃ４と第５加工作業Ｃ５の割り当てが変更されたとする。つまり、図７及び図９に示すように、第４加工作業Ｃ４の割り当てが第２作業機モジュールＭ２から第３作業機モジュールＭ３に変更され、第５加工作業Ｃ５の割り当てが第３作業機モジュールＭ３から第２作業機モジュールＭ２に変更される。
【００６８】
その後、上記Ｓ１８の処理が行われる。
【００６９】
その結果、第１作業機モジュールＭ１では、固有加工作業Ｓ１、第３加工作業Ｃ３、及び第６加工作業Ｃ６が割り当てられており、それらの作業時間の合計（つまり、累積作業時間）として６．０分（＝２．５分＋２．５分＋１分）が算出される。第２作業機モジュールＭ２では、第１加工作業Ｃ１及び第５加工作業Ｃ５が割り当てられており、それらの作業時間の合計（つまり、累積作業時間）として５．０分（＝３．５分＋１．５分）が算出される。第３作業機モジュールＭ３では、第２加工作業Ｃ２及び第４加工作業Ｃ４が割り当てられており、それらの作業時間の合計（つまり、累積作業時間）として５．０分（＝３分＋２分）が算出される。
【００７０】
次に、上記Ｓ２０の処理が行われる。この時点では、第１作業機モジュールＭ１の累積作業時間が６．０分であり、第２作業機モジュールＭ２の累積作業時間が５．０分であり、第３作業機モジュールＭ３の累積作業時間が５．０分である。よって、累積作業時間の平均値Ａとして、５．３分（＝（６．０分＋５．０分＋５．０分）／３）が算出される。
【００７１】
更に、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の累積作業時間について、平均値Ａとの差である偏差が算出される。この時点では、第１作業機モジュールＭ１の累積作業時間の偏差Ｄ１は、０．７分（＝６．０分−５．３分）である。第２作業機モジュールＭ２の累積作業時間の偏差Ｄ２は、０．３分（＝５．３分−５．０分）である。第３作業機モジュールＭ３の累積作業時間の偏差Ｄ３は、０．３分（＝５．３分−５．０分）である。
【００７２】
次に、上記Ｓ２２の処理が行われる。この処理では、上述したように、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３間において、各偏差Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が最小となるまで、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３間で加工作業の割当が変更される。ここでは、図９から図１０に示すようにして、加工作業の割当が変更される。つまり、第１作業機モジュールＭ１と第３作業機モジュールＭ３において、第３加工作業Ｃ３と第４加工作業Ｃ４が交換される。よって、第３加工作業Ｃ３の割り当ては、第１作業機モジュールＭ１から第３作業機モジュールＭ３に変更される。これに対して、第４加工作業Ｃ４の割り当ては、第３作業機モジュールＭ３から第１作業機モジュールＭ１に変更される。
【００７３】
その結果、第１作業機モジュールＭ１では、累積作業時間が５．５分（＝２．５分＋２．０分＋１分）となり、その累積作業時間と平均値Ａの差である偏差Ｄ１が（０．７分から）０．２分（＝５．５分−５．３分）に縮小される。更に、第３作業機モジュールＭ３では、累積作業時間が５．５分（＝３．０分＋２．５分）となり、その累積作業時間と平均値Ａの差である偏差Ｄ３が（０．３分から）０．２分（＝５．５分−５．３分）に縮小される。これにより、各偏差Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３が最小となる。
【００７４】
（まとめ）
以上より、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２では、各処理Ｓ１４，Ｓ１８で算出された各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の累積作業時間に基づいて、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにも割り当てが可能な各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を対象として、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３間において、加工作業の割当が変更される（Ｓ１６，Ｓ２２）。よって、本実施形態に係る加工時間割り当てシミュレート方法１０２は、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３で構成された生産ラインのスループットを向上させる。
【００７５】
ちなみに、本実施形態において、工作機械装置１の生産ラインは、加工ラインの一例である。ＰＣ１００は、シミュレート装置の一例である。３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、複数の作業機モジュールの一例である。第１作業機モジュールＭ１は、特定の作業機モジュールの一例である。７個の加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、複数の加工作業の一例である。固有加工作業Ｓ１は、固有な加工作業の一例である。各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、共通の加工作業の一例である。固有加工作業の割当処理Ｓ１０は、第１ステップの一例である。共通加工作業の割当処理Ｓ１２は、第２ステップの一例である。累積作業時間の算出処理Ｓ１４は、第３ステップの一例である。第１割当変更処理Ｓ１６は、第４ステップの一例である。累積作業時間の算出処理Ｓ１８は、第５ステップの一例である。偏差の算出処理Ｓ２０は、第６ステップの一例である。第２割当変更処理Ｓ２２は、第７ステップの一例である。
【００７６】
（変更例）
尚、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００７７】
例えば、以下の別方法を用いて、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３に対して、７個の加工作業Ｓ１，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を割り当てても良い。
【００７８】
その別方法では、先ず、上記Ｓ１０の処理の後において、累積作業時間の算出処理が行われる。この処理では、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３について、既に割り当てられた加工作業の作業時間の総和である累積作業時間が算出される。この時点では、第１作業機モジュールＭ１の累積作業時間は、固有加工作業Ｓ１の作業時間の３．５分である。これに対して、第２作業機モジュールＭ２及び第３作業機モジュールＭ３では、加工作業が未だ割り当てられていないので、それらの累積作業時間は０分である。
【００７９】
次に、最長加工作業の抽出処理が行われる。この処理では、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれに対しても、未だ割り当てられていない加工作業のうち、作業時間が最長の加工作業が抽出される。この時点では、各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれに対しても、未だ割り当てられていない。そのため、作業時間が３．５分の第１加工作業Ｃ１が最長の加工作業として抽出される。
【００８０】
次に、抽出加工作業の割当処理が行われる。この処理では、上記抽出処理で抽出された加工作業が実行可能な作業機モジュールのうち、累積作業時間が最短の作業機モジュールに対して、上記抽出処理で抽出された加工作業が割り当てられる。この点、上記抽出処理で抽出された第１加工作業Ｃ１は、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにおいても行われることが可能である。そのため、累積作業時間が最短の作業機モジュールとしては、累積作業時間が０分である第２作業機モジュールＭ２と第３作業機モジュールＭ３が挙げられる。
【００８１】
このようにして、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のうち、上記抽出処理で抽出された加工作業が実行可能であって、累積作業時間が最短の作業機モジュールが複数台ある場合には、その記載順で優先された作業機モジュールに対して、上記抽出処理で抽出された加工作業が割り当てられる。
【００８２】
従って、この時点では、上記抽出処理で抽出された第１加工作業Ｃ１が、第２作業機モジュールＭ２に割り当てられる。よって、図９の積立グラフで示すように、第２作業機モジュールＭ２の上に第１加工作業Ｃ１が積まれる。
【００８３】
尚、上記抽出処理で抽出された加工作業が割り当てられる際の作業機モジュールの優先順位は、上述した記載順に限定されるものでなく、いずれであってもよい。
【００８４】
次に、加工作業に関する判定処理が行われる。この処理において、未だ割り当てられていない加工作業が存在すると判定されると、上述した累積作業時間の算出処理に戻ることによって、上述した各処理が繰り返される。
【００８５】
この時点では、各加工作業Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が未だ割り当てられていない。そのため、各加工作業Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が上述したやり方で割り当てられるまで、上述した各処理が繰り返される。
【００８６】
この繰り返しによって、各加工作業Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、図９に示すようにして割り当てられる。つまり、第２加工作業Ｃ２は、第３作業機モジュールＭ３に割り当てられる。よって、図９の積立グラフでは、第３作業機モジュールＭ３の上に第２加工作業Ｃ２が積まれる。第３加工作業Ｃ３は、第１作業機モジュールＭ１に割り当てられる。よって、図９の積立グラフでは、第１作業機モジュールＭ１の固有加工作業Ｓ１の上に第３加工作業Ｃ３が積まれる。
【００８７】
第４加工作業Ｃ４は、第３作業機モジュールＭ３に割り当てられる。よって、図９の積立グラフでは、第３作業機モジュールＭ３の第２加工作業Ｃ２の上に第４加工作業Ｃ４が積まれる。第５加工作業Ｃ５は、第２作業機モジュールＭ２に割り当てられる。よって、図９の積立グラフでは、第２作業機モジュールＭ２の第１加工作業Ｃ１の上に第５加工作業Ｃ５が積まれる。第６加工作業Ｃ６は、第１作業機モジュールＭ１に割り当てられる。よって、図９の積立グラフでは、第１作業機モジュールＭ１の第３加工作業Ｃ３の上に第６加工作業Ｃ６が積まれる。
【００８８】
そして、上述した判定処理において、未だ割り当てられていない加工作業が存在しないと判定されると、上述したＳ２０の処理が行われる。
【００８９】
以上より、その別方法は、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３の累積作業時間に基づいて、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれにも割り当てが可能な各加工作業Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３のいずれかに割り当てているので、各作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３で構成された生産ラインのスループットを向上させる。
【００９０】
また、上記実施形態では、図６のデータモデルにおいて、３台の作業機モジュールＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、同一種類の加工（例えば、旋削加工）を行うことが可能なものであったが、異なる種類の加工（例えば、ドリル加工）を行うことが可能なものが含まれてもよい。
【００９１】
また、上記実施形態とは異なり、同一種類の加工（例えば、旋削加工）を行うことが可能な作業機モジュールの台数を、スループットの目標値から決定することも可能である。そのためには、先ず、その種類の加工（例えば、旋削加工）に関する作業（以下、加工作業と表記する）の全てが、１台の作業機モジュールに対して割り当てられる。ここで、１台の作業機モジュールの累積作業時間がスループットの目標値以内である場合には、作業機モジュールの台数は１台に決定される。
【００９２】
これに対して、１台の作業機モジュールの累積作業時間がスループットの目標値を超える場合には、作業機モジュールが１台追加されて、２台の作業機モジュールのいずれかに対して各加工作業が割り当てられる。その後、２台の作業機モジュールの各累積作業時間の差が最小となるように、各加工作業の割り当てが変更される。そして、２台の作業機モジュールの各累積作業時間がスループットの目標値以内である場合には、作業機モジュールの台数は２台に決定される。
【００９３】
これに対して、２台の作業機モジュールの累積作業時間がスループットの目標値を超える場合には、作業機モジュールが１台追加されて、３台の作業機モジュールのいずれかに対して各加工作業が割り当てられる。その後、３台の作業機モジュールの各累積作業時間の差が最小となるように、各加工作業の割り当てが変更される。以下、上述した処理が繰り返されることによって、作業機モジュールの台数が決定される。
【符号の説明】
【００９４】
１          工作機械装置
３          ベース
１００      ＰＣ
１０２      加工時間割り当てシミュレート方法
Ａ          累積作業時間の平均値
Ｄ１〜Ｄ３  累積作業時間の偏差
Ｓ１        固有加工作業
Ｃ１        第１加工作業
Ｃ２        第２加工作業
Ｃ３        第３加工作業
Ｃ４        第４加工作業
Ｃ５        第５加工作業
Ｃ６        第６加工作業
Ｍ１        第１作業機モジュール
Ｍ２        第２作業機モジュール
Ｍ３        第３作業機モジュール
Ｓ１０      固有加工作業の割当処理
Ｓ１２      共通加工作業の割当処理
Ｓ１４      累積作業時間の算出処理
Ｓ１６      第１割当変更処理
Ｓ１８      累積作業時間の算出処理
Ｓ２０      偏差の算出処理
Ｓ２２      第２割当変更処理
【図１】
2019220611.tif 000003
【図２】
2019220611.tif 000004
【図３】
2019220611.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019220611.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019220611.tif 000009
【図８】
2019220611.tif 000010
【図９】
2019220611.tif 000011
【図１０】
2019220611.tif 000012
【国際調査報告】
2019220611.tif 000013
2019220611.tif 000014
2019220611.tif 000015
2019220611.tif 000016