製造システム
【課題】 加工品質、加工精度を変更することなく、製造時間を短縮することおよび加工機の稼働の効率化を図ることができる製造システムを提供すること。
【解決手段】 製造システム（１）は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機（１１〜１５）と、被加工品（Ｐ）を一品一様な形状に加工中に前記加工機（１１〜１５）の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機（１１〜１５）の加工負荷を比較し、他の加工機（１１〜１５）の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部（７）と、を有することを特徴とする。
【解決手段】 製造システム（１）は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機（１１〜１５）と、被加工品（Ｐ）を一品一様な形状に加工中に前記加工機（１１〜１５）の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機（１１〜１５）の加工負荷を比較し、他の加工機（１１〜１５）の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部（７）と、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、該加工機と接続された制御部と、を有する製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、特許文献１に示す如く、製造システムは、複数の加工機と、該加工機を制御する制御部とを有していた。そして、該複数の加工機における工程が一定のサイクルタイムで稼働するように前提条件があった。
図７（Ａ）（Ｂ）に示すのは、従来技術における製造システムの一例である。
尚、縦軸は、稼働時間を示す。一方、横軸は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。
【０００３】
図７（Ａ）に示す如く、従来技術における製造システムは、第１加工機３１〜第４加工機３４を有していた。そして、例えば、第１加工機３１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機３２は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第３加工機３３および第４加工機３４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
そして、加工機Ａのサイクルタイムは１０、加工機Ｂのサイクルタイムは１、加工機Ｃのサイクルタイムは２とする。
【０００４】
ここで、加工機Ａにおいて工具を作成し、加工機Ｂが該工具を使用して加工をする場合を考える。係る場合、工具を作成するための稼働時間であるサイクルタイムは、工具の寿命と加工機Ｂのサイクルタイムとの積と一致していないと、加工機Ａおよび加工機Ｂのいずれか一方において設備停止が発生する。
また、加工機Ｂの工程の後に、加工機Ｂで作成した部品を加工機Ｃで使用する場合を考える。係る場合、加工機Ｂのサイクルタイムと加工機Ｃの台数との積が、加工機Ｃのサイクルタイムと一致していないと、加工機Ｂおよび加工機Ｃのいずれか一方において設備停止が発生する。
【０００５】
そこで、前述したように、加工機Ａのサイクルタイムは１０、加工機Ｂのサイクルタイムは１、加工機Ｃのサイクルタイムは２としていた。そして、加工機Ｂは、加工機Ａにおいて作成した工具を使用して、工具の寿命分として部品を１０個作成するように構成されていた。また、２台の加工機Ｃは、加工機Ｂが作成した部品を使用して、目的物である工作物をそれぞれ５個ずつ作成するように構成されていた。これによって、工程の稼働バランスが保たれていた。
【特許文献１】特開２００１−２４２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の製造現場では、各設備のサイクルタイムを均一にすることができない。そして、図７（Ｂ）に矢印で示す如く、停止時間が発生する。ここで、工作物は一品一様である。従って、次の計画において作成する工作物は、全く同じ工程を有していない。従って、工程の稼働バランスの不均衡が是正されることがなかった。即ち、工程の稼働バランスを均一に保つことができないことによって、製造時間が無駄に延長され、稼働効率が低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、加工品質、加工精度を変更することなく、製造時間を短縮することおよび加工機の稼働の効率化を図ることができる製造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明の第１の態様の製造システムは、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機の加工負荷を比較し、他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、前記製造システムは、前記制御部を有する。従って、被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機の加工負荷を比較し、他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をすることができる。その結果、前記製造システムは、加工負荷を前記他の加工機に振り分けない構成と比較して、各加工機の加工負荷のバランスを均一に近づけることができる。即ち、障害である所謂、ネックとなっている一の加工機の加工負荷を他の加工機へ分散させることができる。その結果、加工品質、加工精度を変更することなく、各加工機が停止する停止時間を短縮することができ、効率化を図ることができる。
【００１０】
また、加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認するので、常に最適な状態に工程変更、即ち、スケジュール変更を行うことができる。
例えば、次の被加工品が投入されたとき、瞬時にスケジュール変更して最適化を図ることができる。また、加工中における形状変更などの急な変更に対して、スケジュール変更して対応することができる。
即ち、工程の内容および前記加工機の設備仕様をフレキシブルに変更することによって、常に稼働バランスの平準化を実現することができると共に、製造コストの最小化を行うことができる。
またさらに、前記製造システムは、加工負荷を前記他の加工機に振り分けない構成と比較して、加工するときにおけるその製造オーダが発行されてから完成するまでの期間である所謂、リードタイムを短縮することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分けることを特徴とする。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分ける。従って、前記複数の加工機の間において、容易に加工負荷を比較することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更することを特徴とする。
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更する。従って、より前記最適化を図ることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれか一の態様において、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分けることを特徴とする。
本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分ける。即ち、仕様変更をする必要がない加工機に加工負荷を優先的に振り分ける構成である。従って、仕様変更をする必要がある加工機に加工負荷を振り分けて仕様変更をする構成と比較して、仕様変更をする分の時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれか一の態様において、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更することを特徴とする。
本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更する。従って、随時変わる状況に応じて常に最適化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すのは、本発明に係る製造システムにおける設備構成の概略を示す図である。また、図２に示すのは、本発明に係る製造システムにおけるフロー工程図である。
図１および図２に示す如く、本発明に係る製造システム装置１は、複数の加工機である第１加工機１１〜第５加工機１５と、原料ストッカ４と、工具ストッカ５と、加工モジュールストッカ６と、搬送装置２とを有する。
【００１６】
このうち、第１加工機１１〜第５加工機１５の設備基本仕様は同じであるように設けられている。そして、図１に示す如く、第１加工機１１および第２加工機１２は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第５加工機１５は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
そして、第１加工機１１〜第５加工機１５は、設備基本仕様が同じであるので後述するように、仕様Ａ〜Ｃ間において仕様を変更することができるように構成されている。
【００１７】
また、原料ストッカ４は、原料をストックすることができるように設けられている。本実施例では、原料は金属の塊Ｐ（図５（Ａ）参照）である。
またさらに、工具ストッカ５は、同一および同種の種々の工具をストックすることができるように設けられている。
また、加工モジュールストッカ６は、加工モジュールをストックすることができるように設けられている。
【００１８】
またさらに、搬送装置２は、移動可能なパレット３を有する。パレット３は、原料を第１加工機１１〜第５加工機１５へ搬送することができるように設けられている。また、第１加工機１１〜第５加工機１５の一の加工機で加工された工作物を他の加工機へ搬送することができるように構成されている。またさらに、加工モジュールストッカ６から第１加工機１１〜第５加工機１５へ加工モジュールを搬送して加工モジュールを交換することができるように設けられている。
【００１９】
ここで、加工モジュールを交換することによって、第１加工機１１〜第５加工機１５は、仕様Ａ〜Ｃの仕様を変更することができるように構成されている。
また、工具ストッカ５から第１加工機１１〜第５加工機１５へ工具を搬送して工具を交換することができるように設けられている。
尚、工具の交換・装着および加工モジュールの交換は、制御部としての生産管理システム７によって自動で行われるように構成されている。
【００２０】
図２に示す如く、製造システム装置１は、さらに工程設計システム８と、生産管理システム７と、を有する。
このうち、工程設計システム８は、生産管理システム７により、第１加工機１１〜第５加工機１５の仕様Ａ〜Ｃにおける加工プログラム、工程順、部品納期、製造進捗、工具の寿命、工具の在庫、原料の在庫、加工モジュールの運用、設備の仕様、搬送装置２の運用、製造スケジュール等を管理することができるように構成されている。
【００２１】
また、生産管理システム７は、製造計画の投入と製造進捗状況との差異に対して、現工程設計予測時間、工具の在庫、工具の寿命、工具を準備するための工具準備期間、原料の在庫、原料を準備するための原料準備期間、設備の仕様、工具の交換・装着のための換装時間、部品納期等の条件を加味して、所定のしきい値内の製造コストが最小値となるように製造スケジュールを算出するように設けられている。
そして、上記の条件の中で、部品納期を確保することができない場合、障害である所謂、ネックとなる工程を、部品納期を確保することができる稼働時間へと分割する。さらに、工程設計システム８へ分割した加工時間ごとの工程として、加工プログラムの変更を実行するように構成されている。
【００２２】
生産管理システム７とそれぞれのシステム等との関係を説明する。
生産管理システム７は、工程設計システム８に対して、工程設計の変更を指示する。これに対して、工程設計システム８は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工プログラムを提供するように設けられている。
また、生産管理システム７は、工具ストッカ５に対して、工具の準備を指示する。これに対して、工具ストッカ５は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、工具の準備が完了した旨を通知するように設けられている。
【００２３】
またさらに、生産管理システム７は、原料ストッカ４に対して、原料の準備を指示する。これに対して、原料ストッカ４は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、原料の準備が完了した旨を通知するように設けられている。
また、生産管理システム７は、第１加工機１１〜第５加工機１５に対して、加工プログラムの提供、加工の開始および加工準備の指示をする。これに対して、第１加工機１１〜第５加工機１５は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工の進捗状況、加工の完了および加工準備の完了の旨を通知するように設けられている。
【００２４】
また、生産管理システム７は、加工モジュールストッカ６に対して、加工モジュールの準備を指示する。これに対して、加工モジュールストッカ６は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工モジュールの準備が完了した旨を通知するように設けられている。
またさらに、生産管理システム７は、搬送装置２に対して、パレット３を用いた搬送を指示する。これに対して、搬送装置２は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、搬送が完了した旨を通知するように設けられている。
【００２５】
［第１の変更例］
図３に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第１の例を示す図である。尚、縦軸は、サイクルタイムおよび稼働時間を示す。一方、横軸の項目は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。
図３に示す如く、製造システム装置１は、第１加工機１１〜第４加工機１４を有している。そして、第１加工機１１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機１２は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
【００２６】
そして、図７（Ｂ）において前述した従来技術の第１加工機３１〜第４加工機３４における停止時間の発生と同様に本発明に係る第１加工機１１〜第４加工機１４において停止時間が発生した場合、生産管理システム７は、ネックとなる工程を判断する。
具体的には、しきい値を９として各加工機の稼働時間がしきい値９を超えているか否かを判断する。そして、超えている加工機と超えていない加工機があれば、超えている加工機の工程負荷を分割して超えていない加工機へ振り分ける。必要に応じて、しきい値を徐々に下げて同様に判断する。そして、第１加工機１１の稼働時間８〜１０の箇所の仕事２目盛り分を第２加工機１２に振り分ける。これにより、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分け、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００２７】
例えば、第１加工機１１の加工機Ａにおいて、工具の一例であるドリルａを加工するとする。そして、ドリルａの８割完成である未完成ドリルを、パレット３を介して、第２加工機１２へ搬送する。このとき、第２加工機１２は、仕様Ｂの状態である。
そこで、第２加工機１２の仕様を仕様Ｂから仕様Ａの状態へ変更する。即ち、第２加工機１２が加工機Ａとして機能するように仕様を変更すると共に工程を変更する。そして、第２加工機１２は、８割完成である未完成ドリルの残り２割の加工を実行する。
【００２８】
その後、第２加工機１２の仕様を仕様Ａから仕様Ｂの状態へ変更する。即ち、第２加工機１２が加工機Ｂとして機能するように仕様を変更する。そして、第２加工機１２は、完成したドリルａを使用して、金属の塊Ｐを加工し部品ｂを６個作成する。
続いて、部品ｂは、パレット３を介して第３加工機１３および第４加工機１４へ搬送される。ここで、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｃの状態で加工機Ｃとして機能する。そして、第３加工機１３および第４加工機１４は、部品ｂを使用して部品ｃを６個作成する。
このように、仕様変更および工程変更をすることによって、稼働率を向上させることができる。また、納期までの時間を短縮することができる。またさらに、コストを最小にすることが可能である。
【００２９】
［第２の変更例］
図４に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第２の例を示す図である。尚、縦軸は、サイクルタイムおよび稼働時間を示す。一方、横軸の項目は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すのは、第２の例の具体例である。
図４に示す如く、製造システム装置１は、第１加工機１１〜第４加工機１４を有している。そして、第１加工機１１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機１２〜第４加工機１４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
【００３０】
そして、前述したように、第１加工機１１〜第４加工機１４において停止時間が発生した場合、生産管理システム７は、ネックとなる工程を判断する。具体的には、しきい値を徐々に下げてしきい値を超えている稼働時間（工程負荷量）と、その他の加工機の稼働時間がしきい値に満たない分の時間（工程負荷量）とを比較する。そして、超えている分を分割して前記しきい値に満たない前記その他の加工機へ振り分ける。具体的には、第２加工機１２のサイクルタイム５〜９の箇所の仕事４目盛り分を、仕事３目盛り分と仕事１目盛り分とに分割し、仕事３目盛り分を第３加工機１３に、仕事１目盛り分を第４加工機１４に振り分ける。これにより、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分け、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００３１】
具体的には、図５（Ａ）〜（Ｄ）を例に説明する。
図５（Ａ）は、金属の塊を示す斜視図である。また、図５（Ｂ）は、第２加工機における当初の計画の稼働時間０〜９の箇所の工程を完了したときの工作物を示す斜視図である。またさらに、図５（Ｃ）は、第３加工機における振り分けられたときの工作物を示す斜視図である。また、図５（Ｄ）は、第４加工機における振り分けられたときの工作物を示す斜視図である。
【００３２】
図５（Ａ）に示す金属の塊Ｐの状態から図５（Ｂ）に示す工作物Ｐ１の状態まで、第２加工機１２のみで実行する場合、サイクルタイム９かかり、他の加工機の工程との関係において、工程の稼働バランスが均一でない。
そこで、図５（Ｃ）に示す如く、第２加工機１２は当初の計画の工程の５／９だけ金属の塊Ｐを加工する。そして、パレット３を介して、５／９だけ加工された工作物Ｐ２を、第３加工機１３へ搬送する。
【００３３】
第３加工機１３は、必要に応じてドリルＱを持ち替え、５／９だけ加工された工作物Ｐ２に対して、第２加工機１２における当初の計画の工程の３／９だけ加工する。従って、工作物の加工は、図５（Ｄ）に示す如く、当初の計画の工程の８／９だけ完了した状態となる。そして、パレット３を介して、８／９だけ加工された工作物Ｐ３を、第４加工機１４へ搬送する。このとき、第３加工機１３は、５／９だけ加工された工作物Ｐ２を加工する際にドリルＱを持ち替えた場合は、元のドリルに持ち替える。そして、第３加工機１３は、当初の計画に従って、仕事２目盛り分の加工を実行する。
【００３４】
第４加工機１４は、必要に応じてドリルＱを持ち替え、８／９だけ加工された工作物Ｐ３に対して、第２加工機１２における当初の計画の工程の１／９だけ加工する。従って、工作物の加工は、当初の計画の工程の全てが完了した状態となる。そして、パレット３を介して、工作物（Ｐ１、Ｐ３）は別のところへ搬送される。このとき、第４加工機１４は、８／９だけ加工された工作物Ｐ３を加工する際にドリルＱを持ち替えた場合は、元のドリルに持ち替える。そして、第４加工機１４は、当初の計画に従って、仕事３目盛り分の加工を実行する。
以上のように、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分けることにより、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００３５】
［第３の変更例］
図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第３の例を示す図である。このうち、図６（Ａ）は投入される第１部品についての工程を示す図である。また、図６（Ｂ）は投入される第２部品についての工程を示す図である。またさらに、図６（Ｃ）は投入される第３部品についての工程を示す図である。また、図６（Ｄ）は変更後の第１部品〜第３部品についての工程を示す図である。
尚、縦軸は、加工機による工程を示す。一方、横軸は時間を示す。
【００３６】
図６（Ａ）に示す如く、第１部品についての工程設計は３つの工程からなるものとする。具体的には、先ず、第１部品は、第１加工機１１の仕様Ａによる加工工程Ａ（以下、第１部品の第１工程）により加工される。次に、パレット３に搬送され、第２加工機１２の仕様Ｂによる加工工程Ｂ（以下、第１部品の第２工程）により加工される。その後、パレット３に搬送され、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第１部品の第３工程）により加工される。
【００３７】
図６（Ｂ）に示す如く、第２部品についての工程設計は３つの工程からなるものとする。具体的には、先ず、第２部品は、第１加工機１１の仕様Ａによる加工工程Ａ（以下、第２部品の第１工程）により加工される。次に、パレット３に搬送され、第２加工機１２の仕様Ｂによる加工工程Ｂ（以下、第２部品の第２工程）により加工される。その後、パレット３に搬送され、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第２部品の第３工程）により加工される。
【００３８】
図６（Ｃ）に示す如く、第３部品についての工程設計は１つの工程からなるものとする。具体的には、第３部品は、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第３部品の第１工程）により加工される。
ここで、第１部品〜第３部品は、一品一様であるため、加工内容が異なる。具体的には、仕様される工具、加工形状、工程数、各工程における加工時間等が異なる。
【００３９】
図６（Ｄ）に示す如く、先ず、第１部品が製造システム装置１に投入されたとする。次に、第２部品が製造システム装置１に投入されたとする。
ここで、第２部品についての工程設計を加えるわけだが、ただ単に、第１部品の工程設計の後に加えるだけでは、図６（Ｄ）において一点鎖線に示す如く終了時間が著しく延びる虞がある。言い換えると、所謂、リードタイムが著しく長くなる虞がある。
【００４０】
そこで、図６（Ｂ）における第２部品の第１工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。そして、第２加工機１２の仕様を仕様Ｂから仕様Ａに変更して、第２部品に対して加工を実行する。また、図６（Ｂ）における第２部品の第２工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動した元が図６（Ｂ）における第２部品の第１工程の後へ移動する。
【００４１】
そして、該第２部品の第１工程が終了した後に、図６（Ｄ）における第２加工機１２の仕様を仕様Ａから仕様Ｂへ変更して、第２部品に対して第２工程の加工を実行する。このとき、当初計画していた図６（Ａ）における第１部品の第２工程を、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動する。そして、第３加工機１３の仕様を仕様Ｃから仕様Ｂへ変更して、第１部品に対して第２工程の加工を実行する。
【００４２】
また、図６（Ｂ）における第２部品の第３工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動した元が図６（Ｂ）における第２部品の第２工程の後へ移動する。
即ち、図６（Ｄ）において、第１加工機１１は、第１部品の第１工程を実行する。
また、第２加工機１２は、先ず、第２部品の第１工程を実行する。次に、第２部品の第２工程を実行する。その後、第２部品の第３工程を実行する。
【００４３】
またさらに、第３加工機１３は、先ず、第１部品の第２工程を実行する。次に、第２部品の第３工程を実行する。
以上より、第２部品を投入した場合であっても、工程変更をすることにより、リードタイムの延長を最小限にすることができる。その結果、コストを低減することができる。また、稼働効率を向上させることができる。
【００４４】
さらに、第３部品を投入する場合、図６（Ｃ）における第３部品の第１工程を前半工程および後半工程に分けることができる。前半工程の長さは、第１部品の第１工程の長さと同じである。そして、第３部品の第１工程前半を、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動した元が図６（Ａ）における第１部品の第２工程の前へ移動する。
【００４５】
また、第３部品の第１工程後半を、図６（Ｄ）における第１加工機１１の工程へ移動する。具体的には、第１部品の第１工程の後へ移動する。そして、第１加工機１１の仕様を仕様Ａから仕様Ｃへ変更して、第３部品に対して第１工程後半の加工を実行する。
以上より、第３部品を投入した場合であっても、工程変更をすることにより、リードタイムの延長を最小限にすることができる。
【００４６】
本実施形態の製造システムである製造システム装置１は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機である第１加工機１１〜第５加工機１５と、第１加工機１１〜第５加工機１５と接続され、被加工品である工作物Ｐ１を一品一様な形状に加工中に第１加工機１１〜第５加工機１５の加工負荷の進捗状況を確認し、第１加工機１１〜第５加工機１５の加工負荷である工程負荷を比較し、他の加工機（例えば第２加工機１２〜第５加工機１５）の工程負荷と比較して大となる加工機（例えば第１加工機１１）の工程負荷を、他の加工機（例えば第２加工機１２）に振り分けて工程変更をする制御部としての生産管理システム７と、を有し、ことを特徴とする。
【００４７】
また、本実施形態の第１の変更例において、生産管理システム７は、複数の加工機の工程負荷を比較する際、各加工機の工程負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機（例えば第１加工機１１）の工程負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機（例えば第２加工機１２）へ振り分けることを特徴とする。
またさらに、本実施形態の第１の変更例において、生産管理システム７は、前記他の加工機（例えば第２加工機１２）に工程負荷を振り分ける際、工程負荷を振り分けられる他の加工機（例えば第２加工機１２）の仕様（例えば仕様Ｂ）を、工程負荷の振り分け元の加工機（例えば第１加工機１１）の仕様（例えば仕様Ａ）と同じ仕様に変更することを特徴とする。
【００４８】
また、本実施形態の第２の変更例において、生産管理システム７は、前記他の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）に工程負荷を振り分ける際、工程負荷の振り分け元の加工機（例えば第２加工機１２）の仕様（例えば仕様Ｃ）と同じ仕様（例えば仕様Ｃ）の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）と、異なる仕様（例えば仕様Ａ）の加工機（例えば第１加工機１１）とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）に振り分けることを特徴とする。
【００４９】
またさらに、本実施形態の第３の変更例において、生産管理システム７は、次に投入される被加工品としての第２部品についての工程負荷を第１加工機１１〜第５加工機１５に振り分けて工程変更することを特徴とする。
【００５０】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る製造システムにおける設備構成の概略を示す図。
【図２】本発明に係る製造システムにおけるフロー工程図。
【図３】本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第１の例）。
【図４】本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第２の例）。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第２の例）。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第３の例）。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は従来技術におけるサイクルタイムを示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１ 製造システム装置、２ 搬送装置、３ パレット、４ 原料ストッカ、
５ 工具ストッカ、６ 加工モジュールストッカ、７ 生産管理システム、
８ 工程設計システム、１１ 第１加工機、１２ 第２加工機、１３ 第３加工機、
１４ 第４加工機、１５ 第５加工機、３１ （従来技術の）第１加工機、
３２ 第２加工機、３３ 第３加工機、３４ 第４加工機、Ｐ 金属の塊、
Ｐ１ 加工された工作物、Ｐ２ ５／９だけ加工された工作物、
Ｐ３ ８／９だけ加工された工作物、Ｑ ドリル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、該加工機と接続された制御部と、を有する製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、特許文献１に示す如く、製造システムは、複数の加工機と、該加工機を制御する制御部とを有していた。そして、該複数の加工機における工程が一定のサイクルタイムで稼働するように前提条件があった。
図７（Ａ）（Ｂ）に示すのは、従来技術における製造システムの一例である。
尚、縦軸は、稼働時間を示す。一方、横軸は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。
【０００３】
図７（Ａ）に示す如く、従来技術における製造システムは、第１加工機３１〜第４加工機３４を有していた。そして、例えば、第１加工機３１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機３２は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第３加工機３３および第４加工機３４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
そして、加工機Ａのサイクルタイムは１０、加工機Ｂのサイクルタイムは１、加工機Ｃのサイクルタイムは２とする。
【０００４】
ここで、加工機Ａにおいて工具を作成し、加工機Ｂが該工具を使用して加工をする場合を考える。係る場合、工具を作成するための稼働時間であるサイクルタイムは、工具の寿命と加工機Ｂのサイクルタイムとの積と一致していないと、加工機Ａおよび加工機Ｂのいずれか一方において設備停止が発生する。
また、加工機Ｂの工程の後に、加工機Ｂで作成した部品を加工機Ｃで使用する場合を考える。係る場合、加工機Ｂのサイクルタイムと加工機Ｃの台数との積が、加工機Ｃのサイクルタイムと一致していないと、加工機Ｂおよび加工機Ｃのいずれか一方において設備停止が発生する。
【０００５】
そこで、前述したように、加工機Ａのサイクルタイムは１０、加工機Ｂのサイクルタイムは１、加工機Ｃのサイクルタイムは２としていた。そして、加工機Ｂは、加工機Ａにおいて作成した工具を使用して、工具の寿命分として部品を１０個作成するように構成されていた。また、２台の加工機Ｃは、加工機Ｂが作成した部品を使用して、目的物である工作物をそれぞれ５個ずつ作成するように構成されていた。これによって、工程の稼働バランスが保たれていた。
【特許文献１】特開２００１−２４２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際の製造現場では、各設備のサイクルタイムを均一にすることができない。そして、図７（Ｂ）に矢印で示す如く、停止時間が発生する。ここで、工作物は一品一様である。従って、次の計画において作成する工作物は、全く同じ工程を有していない。従って、工程の稼働バランスの不均衡が是正されることがなかった。即ち、工程の稼働バランスを均一に保つことができないことによって、製造時間が無駄に延長され、稼働効率が低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、加工品質、加工精度を変更することなく、製造時間を短縮することおよび加工機の稼働の効率化を図ることができる製造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、本発明の第１の態様の製造システムは、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機の加工負荷を比較し、他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、前記製造システムは、前記制御部を有する。従って、被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、前記複数の加工機の加工負荷を比較し、他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をすることができる。その結果、前記製造システムは、加工負荷を前記他の加工機に振り分けない構成と比較して、各加工機の加工負荷のバランスを均一に近づけることができる。即ち、障害である所謂、ネックとなっている一の加工機の加工負荷を他の加工機へ分散させることができる。その結果、加工品質、加工精度を変更することなく、各加工機が停止する停止時間を短縮することができ、効率化を図ることができる。
【００１０】
また、加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認するので、常に最適な状態に工程変更、即ち、スケジュール変更を行うことができる。
例えば、次の被加工品が投入されたとき、瞬時にスケジュール変更して最適化を図ることができる。また、加工中における形状変更などの急な変更に対して、スケジュール変更して対応することができる。
即ち、工程の内容および前記加工機の設備仕様をフレキシブルに変更することによって、常に稼働バランスの平準化を実現することができると共に、製造コストの最小化を行うことができる。
またさらに、前記製造システムは、加工負荷を前記他の加工機に振り分けない構成と比較して、加工するときにおけるその製造オーダが発行されてから完成するまでの期間である所謂、リードタイムを短縮することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分けることを特徴とする。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分ける。従って、前記複数の加工機の間において、容易に加工負荷を比較することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様において、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更することを特徴とする。
本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更する。従って、より前記最適化を図ることができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれか一の態様において、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分けることを特徴とする。
本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分ける。即ち、仕様変更をする必要がない加工機に加工負荷を優先的に振り分ける構成である。従って、仕様変更をする必要がある加工機に加工負荷を振り分けて仕様変更をする構成と比較して、仕様変更をする分の時間を短縮することができる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１から第４のいずれか一の態様において、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更することを特徴とする。
本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれか一の態様と同様の作用効果に加え、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更する。従って、随時変わる状況に応じて常に最適化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すのは、本発明に係る製造システムにおける設備構成の概略を示す図である。また、図２に示すのは、本発明に係る製造システムにおけるフロー工程図である。
図１および図２に示す如く、本発明に係る製造システム装置１は、複数の加工機である第１加工機１１〜第５加工機１５と、原料ストッカ４と、工具ストッカ５と、加工モジュールストッカ６と、搬送装置２とを有する。
【００１６】
このうち、第１加工機１１〜第５加工機１５の設備基本仕様は同じであるように設けられている。そして、図１に示す如く、第１加工機１１および第２加工機１２は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第５加工機１５は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
そして、第１加工機１１〜第５加工機１５は、設備基本仕様が同じであるので後述するように、仕様Ａ〜Ｃ間において仕様を変更することができるように構成されている。
【００１７】
また、原料ストッカ４は、原料をストックすることができるように設けられている。本実施例では、原料は金属の塊Ｐ（図５（Ａ）参照）である。
またさらに、工具ストッカ５は、同一および同種の種々の工具をストックすることができるように設けられている。
また、加工モジュールストッカ６は、加工モジュールをストックすることができるように設けられている。
【００１８】
またさらに、搬送装置２は、移動可能なパレット３を有する。パレット３は、原料を第１加工機１１〜第５加工機１５へ搬送することができるように設けられている。また、第１加工機１１〜第５加工機１５の一の加工機で加工された工作物を他の加工機へ搬送することができるように構成されている。またさらに、加工モジュールストッカ６から第１加工機１１〜第５加工機１５へ加工モジュールを搬送して加工モジュールを交換することができるように設けられている。
【００１９】
ここで、加工モジュールを交換することによって、第１加工機１１〜第５加工機１５は、仕様Ａ〜Ｃの仕様を変更することができるように構成されている。
また、工具ストッカ５から第１加工機１１〜第５加工機１５へ工具を搬送して工具を交換することができるように設けられている。
尚、工具の交換・装着および加工モジュールの交換は、制御部としての生産管理システム７によって自動で行われるように構成されている。
【００２０】
図２に示す如く、製造システム装置１は、さらに工程設計システム８と、生産管理システム７と、を有する。
このうち、工程設計システム８は、生産管理システム７により、第１加工機１１〜第５加工機１５の仕様Ａ〜Ｃにおける加工プログラム、工程順、部品納期、製造進捗、工具の寿命、工具の在庫、原料の在庫、加工モジュールの運用、設備の仕様、搬送装置２の運用、製造スケジュール等を管理することができるように構成されている。
【００２１】
また、生産管理システム７は、製造計画の投入と製造進捗状況との差異に対して、現工程設計予測時間、工具の在庫、工具の寿命、工具を準備するための工具準備期間、原料の在庫、原料を準備するための原料準備期間、設備の仕様、工具の交換・装着のための換装時間、部品納期等の条件を加味して、所定のしきい値内の製造コストが最小値となるように製造スケジュールを算出するように設けられている。
そして、上記の条件の中で、部品納期を確保することができない場合、障害である所謂、ネックとなる工程を、部品納期を確保することができる稼働時間へと分割する。さらに、工程設計システム８へ分割した加工時間ごとの工程として、加工プログラムの変更を実行するように構成されている。
【００２２】
生産管理システム７とそれぞれのシステム等との関係を説明する。
生産管理システム７は、工程設計システム８に対して、工程設計の変更を指示する。これに対して、工程設計システム８は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工プログラムを提供するように設けられている。
また、生産管理システム７は、工具ストッカ５に対して、工具の準備を指示する。これに対して、工具ストッカ５は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、工具の準備が完了した旨を通知するように設けられている。
【００２３】
またさらに、生産管理システム７は、原料ストッカ４に対して、原料の準備を指示する。これに対して、原料ストッカ４は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、原料の準備が完了した旨を通知するように設けられている。
また、生産管理システム７は、第１加工機１１〜第５加工機１５に対して、加工プログラムの提供、加工の開始および加工準備の指示をする。これに対して、第１加工機１１〜第５加工機１５は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工の進捗状況、加工の完了および加工準備の完了の旨を通知するように設けられている。
【００２４】
また、生産管理システム７は、加工モジュールストッカ６に対して、加工モジュールの準備を指示する。これに対して、加工モジュールストッカ６は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、加工モジュールの準備が完了した旨を通知するように設けられている。
またさらに、生産管理システム７は、搬送装置２に対して、パレット３を用いた搬送を指示する。これに対して、搬送装置２は、該指示を実行し、生産管理システム７に対して、搬送が完了した旨を通知するように設けられている。
【００２５】
［第１の変更例］
図３に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第１の例を示す図である。尚、縦軸は、サイクルタイムおよび稼働時間を示す。一方、横軸の項目は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。
図３に示す如く、製造システム装置１は、第１加工機１１〜第４加工機１４を有している。そして、第１加工機１１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機１２は、仕様Ｂの状態である加工機Ｂとして機能する。またさらに、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
【００２６】
そして、図７（Ｂ）において前述した従来技術の第１加工機３１〜第４加工機３４における停止時間の発生と同様に本発明に係る第１加工機１１〜第４加工機１４において停止時間が発生した場合、生産管理システム７は、ネックとなる工程を判断する。
具体的には、しきい値を９として各加工機の稼働時間がしきい値９を超えているか否かを判断する。そして、超えている加工機と超えていない加工機があれば、超えている加工機の工程負荷を分割して超えていない加工機へ振り分ける。必要に応じて、しきい値を徐々に下げて同様に判断する。そして、第１加工機１１の稼働時間８〜１０の箇所の仕事２目盛り分を第２加工機１２に振り分ける。これにより、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分け、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００２７】
例えば、第１加工機１１の加工機Ａにおいて、工具の一例であるドリルａを加工するとする。そして、ドリルａの８割完成である未完成ドリルを、パレット３を介して、第２加工機１２へ搬送する。このとき、第２加工機１２は、仕様Ｂの状態である。
そこで、第２加工機１２の仕様を仕様Ｂから仕様Ａの状態へ変更する。即ち、第２加工機１２が加工機Ａとして機能するように仕様を変更すると共に工程を変更する。そして、第２加工機１２は、８割完成である未完成ドリルの残り２割の加工を実行する。
【００２８】
その後、第２加工機１２の仕様を仕様Ａから仕様Ｂの状態へ変更する。即ち、第２加工機１２が加工機Ｂとして機能するように仕様を変更する。そして、第２加工機１２は、完成したドリルａを使用して、金属の塊Ｐを加工し部品ｂを６個作成する。
続いて、部品ｂは、パレット３を介して第３加工機１３および第４加工機１４へ搬送される。ここで、第３加工機１３および第４加工機１４は、仕様Ｃの状態で加工機Ｃとして機能する。そして、第３加工機１３および第４加工機１４は、部品ｂを使用して部品ｃを６個作成する。
このように、仕様変更および工程変更をすることによって、稼働率を向上させることができる。また、納期までの時間を短縮することができる。またさらに、コストを最小にすることが可能である。
【００２９】
［第２の変更例］
図４に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第２の例を示す図である。尚、縦軸は、サイクルタイムおよび稼働時間を示す。一方、横軸の項目は、第１加工機〜第４加工機の仕様状態を示す。また、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すのは、第２の例の具体例である。
図４に示す如く、製造システム装置１は、第１加工機１１〜第４加工機１４を有している。そして、第１加工機１１は、仕様Ａの状態である加工機Ａとして機能する。また、第２加工機１２〜第４加工機１４は、仕様Ｃの状態である加工機Ｃとして機能する。
【００３０】
そして、前述したように、第１加工機１１〜第４加工機１４において停止時間が発生した場合、生産管理システム７は、ネックとなる工程を判断する。具体的には、しきい値を徐々に下げてしきい値を超えている稼働時間（工程負荷量）と、その他の加工機の稼働時間がしきい値に満たない分の時間（工程負荷量）とを比較する。そして、超えている分を分割して前記しきい値に満たない前記その他の加工機へ振り分ける。具体的には、第２加工機１２のサイクルタイム５〜９の箇所の仕事４目盛り分を、仕事３目盛り分と仕事１目盛り分とに分割し、仕事３目盛り分を第３加工機１３に、仕事１目盛り分を第４加工機１４に振り分ける。これにより、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分け、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００３１】
具体的には、図５（Ａ）〜（Ｄ）を例に説明する。
図５（Ａ）は、金属の塊を示す斜視図である。また、図５（Ｂ）は、第２加工機における当初の計画の稼働時間０〜９の箇所の工程を完了したときの工作物を示す斜視図である。またさらに、図５（Ｃ）は、第３加工機における振り分けられたときの工作物を示す斜視図である。また、図５（Ｄ）は、第４加工機における振り分けられたときの工作物を示す斜視図である。
【００３２】
図５（Ａ）に示す金属の塊Ｐの状態から図５（Ｂ）に示す工作物Ｐ１の状態まで、第２加工機１２のみで実行する場合、サイクルタイム９かかり、他の加工機の工程との関係において、工程の稼働バランスが均一でない。
そこで、図５（Ｃ）に示す如く、第２加工機１２は当初の計画の工程の５／９だけ金属の塊Ｐを加工する。そして、パレット３を介して、５／９だけ加工された工作物Ｐ２を、第３加工機１３へ搬送する。
【００３３】
第３加工機１３は、必要に応じてドリルＱを持ち替え、５／９だけ加工された工作物Ｐ２に対して、第２加工機１２における当初の計画の工程の３／９だけ加工する。従って、工作物の加工は、図５（Ｄ）に示す如く、当初の計画の工程の８／９だけ完了した状態となる。そして、パレット３を介して、８／９だけ加工された工作物Ｐ３を、第４加工機１４へ搬送する。このとき、第３加工機１３は、５／９だけ加工された工作物Ｐ２を加工する際にドリルＱを持ち替えた場合は、元のドリルに持ち替える。そして、第３加工機１３は、当初の計画に従って、仕事２目盛り分の加工を実行する。
【００３４】
第４加工機１４は、必要に応じてドリルＱを持ち替え、８／９だけ加工された工作物Ｐ３に対して、第２加工機１２における当初の計画の工程の１／９だけ加工する。従って、工作物の加工は、当初の計画の工程の全てが完了した状態となる。そして、パレット３を介して、工作物（Ｐ１、Ｐ３）は別のところへ搬送される。このとき、第４加工機１４は、８／９だけ加工された工作物Ｐ３を加工する際にドリルＱを持ち替えた場合は、元のドリルに持ち替える。そして、第４加工機１４は、当初の計画に従って、仕事３目盛り分の加工を実行する。
以上のように、加工機の稼働時間である工程負荷を振り分けることにより、工程の稼働バランスを均一に近づけることができる。
【００３５】
［第３の変更例］
図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すのは、本発明に係る製造システムにおける工程変更の第３の例を示す図である。このうち、図６（Ａ）は投入される第１部品についての工程を示す図である。また、図６（Ｂ）は投入される第２部品についての工程を示す図である。またさらに、図６（Ｃ）は投入される第３部品についての工程を示す図である。また、図６（Ｄ）は変更後の第１部品〜第３部品についての工程を示す図である。
尚、縦軸は、加工機による工程を示す。一方、横軸は時間を示す。
【００３６】
図６（Ａ）に示す如く、第１部品についての工程設計は３つの工程からなるものとする。具体的には、先ず、第１部品は、第１加工機１１の仕様Ａによる加工工程Ａ（以下、第１部品の第１工程）により加工される。次に、パレット３に搬送され、第２加工機１２の仕様Ｂによる加工工程Ｂ（以下、第１部品の第２工程）により加工される。その後、パレット３に搬送され、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第１部品の第３工程）により加工される。
【００３７】
図６（Ｂ）に示す如く、第２部品についての工程設計は３つの工程からなるものとする。具体的には、先ず、第２部品は、第１加工機１１の仕様Ａによる加工工程Ａ（以下、第２部品の第１工程）により加工される。次に、パレット３に搬送され、第２加工機１２の仕様Ｂによる加工工程Ｂ（以下、第２部品の第２工程）により加工される。その後、パレット３に搬送され、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第２部品の第３工程）により加工される。
【００３８】
図６（Ｃ）に示す如く、第３部品についての工程設計は１つの工程からなるものとする。具体的には、第３部品は、第３加工機１３の仕様Ｃによる加工工程Ｃ（以下、第３部品の第１工程）により加工される。
ここで、第１部品〜第３部品は、一品一様であるため、加工内容が異なる。具体的には、仕様される工具、加工形状、工程数、各工程における加工時間等が異なる。
【００３９】
図６（Ｄ）に示す如く、先ず、第１部品が製造システム装置１に投入されたとする。次に、第２部品が製造システム装置１に投入されたとする。
ここで、第２部品についての工程設計を加えるわけだが、ただ単に、第１部品の工程設計の後に加えるだけでは、図６（Ｄ）において一点鎖線に示す如く終了時間が著しく延びる虞がある。言い換えると、所謂、リードタイムが著しく長くなる虞がある。
【００４０】
そこで、図６（Ｂ）における第２部品の第１工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。そして、第２加工機１２の仕様を仕様Ｂから仕様Ａに変更して、第２部品に対して加工を実行する。また、図６（Ｂ）における第２部品の第２工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動した元が図６（Ｂ）における第２部品の第１工程の後へ移動する。
【００４１】
そして、該第２部品の第１工程が終了した後に、図６（Ｄ）における第２加工機１２の仕様を仕様Ａから仕様Ｂへ変更して、第２部品に対して第２工程の加工を実行する。このとき、当初計画していた図６（Ａ）における第１部品の第２工程を、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動する。そして、第３加工機１３の仕様を仕様Ｃから仕様Ｂへ変更して、第１部品に対して第２工程の加工を実行する。
【００４２】
また、図６（Ｂ）における第２部品の第３工程を、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第２加工機１２の工程へ移動した元が図６（Ｂ）における第２部品の第２工程の後へ移動する。
即ち、図６（Ｄ）において、第１加工機１１は、第１部品の第１工程を実行する。
また、第２加工機１２は、先ず、第２部品の第１工程を実行する。次に、第２部品の第２工程を実行する。その後、第２部品の第３工程を実行する。
【００４３】
またさらに、第３加工機１３は、先ず、第１部品の第２工程を実行する。次に、第２部品の第３工程を実行する。
以上より、第２部品を投入した場合であっても、工程変更をすることにより、リードタイムの延長を最小限にすることができる。その結果、コストを低減することができる。また、稼働効率を向上させることができる。
【００４４】
さらに、第３部品を投入する場合、図６（Ｃ）における第３部品の第１工程を前半工程および後半工程に分けることができる。前半工程の長さは、第１部品の第１工程の長さと同じである。そして、第３部品の第１工程前半を、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動する。具体的には、図６（Ｄ）における第３加工機１３の工程へ移動した元が図６（Ａ）における第１部品の第２工程の前へ移動する。
【００４５】
また、第３部品の第１工程後半を、図６（Ｄ）における第１加工機１１の工程へ移動する。具体的には、第１部品の第１工程の後へ移動する。そして、第１加工機１１の仕様を仕様Ａから仕様Ｃへ変更して、第３部品に対して第１工程後半の加工を実行する。
以上より、第３部品を投入した場合であっても、工程変更をすることにより、リードタイムの延長を最小限にすることができる。
【００４６】
本実施形態の製造システムである製造システム装置１は、工程毎に仕様変更可能な複数の加工機である第１加工機１１〜第５加工機１５と、第１加工機１１〜第５加工機１５と接続され、被加工品である工作物Ｐ１を一品一様な形状に加工中に第１加工機１１〜第５加工機１５の加工負荷の進捗状況を確認し、第１加工機１１〜第５加工機１５の加工負荷である工程負荷を比較し、他の加工機（例えば第２加工機１２〜第５加工機１５）の工程負荷と比較して大となる加工機（例えば第１加工機１１）の工程負荷を、他の加工機（例えば第２加工機１２）に振り分けて工程変更をする制御部としての生産管理システム７と、を有し、ことを特徴とする。
【００４７】
また、本実施形態の第１の変更例において、生産管理システム７は、複数の加工機の工程負荷を比較する際、各加工機の工程負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機（例えば第１加工機１１）の工程負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機（例えば第２加工機１２）へ振り分けることを特徴とする。
またさらに、本実施形態の第１の変更例において、生産管理システム７は、前記他の加工機（例えば第２加工機１２）に工程負荷を振り分ける際、工程負荷を振り分けられる他の加工機（例えば第２加工機１２）の仕様（例えば仕様Ｂ）を、工程負荷の振り分け元の加工機（例えば第１加工機１１）の仕様（例えば仕様Ａ）と同じ仕様に変更することを特徴とする。
【００４８】
また、本実施形態の第２の変更例において、生産管理システム７は、前記他の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）に工程負荷を振り分ける際、工程負荷の振り分け元の加工機（例えば第２加工機１２）の仕様（例えば仕様Ｃ）と同じ仕様（例えば仕様Ｃ）の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）と、異なる仕様（例えば仕様Ａ）の加工機（例えば第１加工機１１）とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機（例えば第３加工機１３および第４加工機１４）に振り分けることを特徴とする。
【００４９】
またさらに、本実施形態の第３の変更例において、生産管理システム７は、次に投入される被加工品としての第２部品についての工程負荷を第１加工機１１〜第５加工機１５に振り分けて工程変更することを特徴とする。
【００５０】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る製造システムにおける設備構成の概略を示す図。
【図２】本発明に係る製造システムにおけるフロー工程図。
【図３】本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第１の例）。
【図４】本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第２の例）。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第２の例）。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る製造システムにおける工程変更の例を示す図（第３の例）。
【図７】（Ａ）（Ｂ）は従来技術におけるサイクルタイムを示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１ 製造システム装置、２ 搬送装置、３ パレット、４ 原料ストッカ、
５ 工具ストッカ、６ 加工モジュールストッカ、７ 生産管理システム、
８ 工程設計システム、１１ 第１加工機、１２ 第２加工機、１３ 第３加工機、
１４ 第４加工機、１５ 第５加工機、３１ （従来技術の）第１加工機、
３２ 第２加工機、３３ 第３加工機、３４ 第４加工機、Ｐ 金属の塊、
Ｐ１ 加工された工作物、Ｐ２ ５／９だけ加工された工作物、
Ｐ３ ８／９だけ加工された工作物、Ｑ ドリル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、
被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、
前記複数の加工機の加工負荷を比較し、
他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部と、を有する製造システム。
【請求項２】
請求項１に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分ける製造システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更する製造システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分ける製造システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更する製造システム。
【請求項１】
工程毎に仕様変更可能な複数の加工機と、
被加工品を一品一様な形状に加工中に前記加工機の加工負荷の進捗状況を確認し、
前記複数の加工機の加工負荷を比較し、
他の加工機の加工負荷と比較して大となる加工機の加工負荷を、他の加工機に振り分けて工程変更をする制御部と、を有する製造システム。
【請求項２】
請求項１に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記複数の加工機の加工負荷を比較する際、各加工機の加工負荷がしきい値を超えているか否かを判定し、前記しきい値を超えた加工機の加工負荷を、前記しきい値を超えていない他の加工機へ振り分ける製造システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷を振り分けられる他の加工機の仕様を、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様に変更する製造システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、前記他の加工機に加工負荷を振り分ける際、加工負荷の振り分け元の加工機の仕様と同じ仕様の加工機と、異なる仕様の加工機とがある場合、優先的に前記同じ仕様の加工機に振り分ける製造システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造システムにおいて、前記制御部は、次に投入される被加工品についての加工負荷を前記複数の加工機に振り分けて工程変更する製造システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２３７７１３（Ｐ２００９−２３７７１３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８０５９３（Ｐ２００８−８０５９３）
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２６日（２００８．３．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]