JP2002236511A

JP2002236511A - 工程管理システムおよび工程管理方法

Info

Publication number: JP2002236511A
Application number: JP2001031510A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Izumitani; 裕泉谷; Masatoshi Koike; 正敏小池; Mamoru Nishikawa; 守西川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】生産ラインの工程に生じた変化にリアルタイ
ムに対応するとともに、対応方法を容易に調整する。【解決手段】工程管理システム１０は、複数の工程を
有する生産ライン１１の工程ごとに、加工条件と加工対
象の特性値とをリアルタイムに取得するデータ収集部１
２、取得した加工条件と特性値とを蓄積する生産時点情
報Ｄ／Ｂ１３、取得した特性値および生産時点情報Ｄ／
Ｂ１３に蓄積された過去の生産の加工条件と特性値とに
基づいて、特性値の適正値からのずれが検知された工程
より後の工程の加工条件を決定する工程間Ｆ／Ｆ部１６
ｆ、この加工条件を後工程に設定する加工条件変更部１
１ａを備える。また、特性値が基準範囲を超えた時に異
常を検知するモニタリング部１４を備える。また、過去
の加工条件と特性値とに対してデータ解析を行い、得ら
れた結果に基づき、工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆによる加工条
件決定手順を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生産ラインの工程
管理システムおよび工程管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より製造業においては、新商品の生
産をすばやく立ちあげて、安定した生産量と高い歩留ま
りとを達成することが求められてきた。そのため、企業
は「ユーザーの満足が得られる製品の質（性能・特性な
ど）（Ｑ）を、最小コスト（Ｃ）・希望納期（Ｄ）で実
現する（以下「ＱＣＤつくり込み」という）」ために、
加工条件等の改善を継続的に行っていた。しかし、近年
製品のライフサイクルが短くなるにつれて、ＱＣＤつく
り込みを時間をかけて行うことが不可能になっており、
新たな取組みが必要となってきた。

【０００３】ここで、製品のＱＣＤは、設計段階および
生産立上げ・量産段階でつくり込まれる。まず、設計段
階では、製品の製造に必要最低限の要因を解決し、その
上で製品および製造設備の仕様を決めることで、ＱＣＤ
をつくり込む。また、生産立ち上げ・量産段階では、各
工程の加工条件などを微調整することで、ＱＣＤをつく
り込む。

【０００４】また、量産段階の生産現場では、計測した
加工品の特性値に基づいて、異常発生に自動的に対応す
る生産ラインの管理システムが工夫されている。例え
ば、生産ラインにおいて、「後工程のデータを前工程に
伝えて前工程の問題を解決する」フィードバック（以
下、Ｆ／Ｂ）や、「前工程のデータから現工程の条件を
決め、問題発生を防止する」フィードフォワード（以
下、Ｆ／Ｆ）が行われている。

【０００５】なお、公開特許公報「特開平８−２０２７
７５号公報（公開日：平成８年（１９９６）８月９
日）」に開示されている「製造プロセス品質異常処置シ
ステムおよび品質管理値更新方法」では、プロセスデー
タ収集装置で収拾された各プロセスデータが収集データ
チェック装置によって、製品仕様値から決められた管理
値、および管理上限値、管理下限値と比較され、管理幅
内に収まっているか判定される。そして、各プロセスデ
ータが管理幅を越えたり所定の条件から外れる場合、ア
ラームを発したり、ロットを自動停止させる。

【０００６】また、公開特許公報「特開平１１−４２５
３７号公報（公開日：平成１１年（１９９９）２月１６
日）」に開示されている「工作物の製造生産を最適化す
る方法」は、仕掛け品状態の識別に対して後続の製造工
程による訂正フィードフォワード処置を含む方法であ
る。この方法では、あらかじめ、（１）入力と出力の関
係に関して、全ての製造工程のモデル、ならびに不完全
な製品および最終製品のモデルを作成し、（２）最終製
品を含む製造工程の全ての組合せ間の相互作用に関する
情報を導出しておく必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、生産ラインの
各工程で加工された加工品の寸法等の特性値に影響する
要因（以下「つくり込み要因」という）には、製造装置
に設定する加工条件の他に、生産現場でしか発見できな
い要因（例えば、量産設備の機差、作業者の差、時系列
的変化（季節変動、摩耗による変動）など）が無数にあ
る。それゆえ、生産現場の要因を完全に再現することが
できない実験室では、つくり込み要因の計量的寄与率を
決定することは不可能である。また、生産立ち上げ・量
産段階では、生産現場の要因は複雑に絡み合っており、
つくり込み要因を発見することも容易でない。

【０００８】よって、上記のような生産現場のつくり込
み要因を発見するには、実際の生産現場において把握す
る以外に方法はない。もちろん、改善が遅れるとそれだ
け機会損失が発生してしまうため、つくり込み要因を特
定し改善する作業にはスピードが要求される。

【０００９】また、従来、量産段階の生産現場には、次
のような問題があった。

【００１０】まず、生産ライン内の各加工条件や加工結
果の情報が、翌日等にまとめ入力（バッチ作業）されて
いたため、異常の実態把握が遅れ、不良多発などの異常
の拡大を招いていた。

【００１１】また、異常の状況やその原因を把握する
際、作業伝票などの帳票から経歴データを収集していた
ため、原因の把握に時間を要し、対策が遅れていた。そ
の結果、異常の継続による損失を出していた。

【００１２】また、異常検知や原因調査を個々の工程単
位で行っていたため、検査対象の工程に原因がない場
合、真の原因がわからないことが多かった。また、生産
ライン全体を通して見るためには多大の工数が必要とな
り、期間もかかってしまうため、長期間の異常の継続に
よる損失を出していた。また、原料から完成品までを通
して解析することはほとんど不可能であった。

【００１３】また、「生産現場の異常把握→原因追求→
Ｆ／Ｂ，Ｆ／Ｆのしくみ構築→現場導入→改善」という
ＱＣＤつくり込みの改善活動を行うためには、その各段
階でデータ取りから行う必要があったため、工数がネッ
クとなり、改善活動が継続しない場合が多かった。ま
た、工数を掛けてデータ取りを行ったとしても、短期間
の抜取データであるため、実態を示していないことが多
く、誤った判断をすることがあった。

【００１４】また、実験による原因追求では、限られた
要因しか扱えないため、原因がわからないことが多かっ
た。

【００１５】また、Ｆ／Ｂ，Ｆ／Ｆのリアルタイムアク
ションのしくみが生産現場に一度導入されると、そこで
改善が終ってしまい、導入したしくみのさらなる改善を
行うことが難しかった。それゆえ、導入したしくみが生
産ラインの変化に追随できず、陳腐化して使われなくな
ることが多かった。

【００１６】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、生産ラインに生じた変化
にリアルタイムに対応できるとともに、対応方法を容易
に調整できる工程管理システムおよび工程管理方法を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の工程管理システ
ムは、上記の課題を解決するために、複数の工程を有す
る生産ラインの工程ごとに、加工条件と加工対象の特性
値とをリアルタイムに取得するデータ収集手段と、上記
データ収集手段が取得した加工条件と加工対象の特性値
とを蓄積するデータベースと、上記データ収集手段が取
得した現工程の加工対象の特性値および上記データベー
スに蓄積されている過去の生産における加工条件と加工
対象の特性値とに基づいて、現工程より下流にある後工
程の加工条件を決定する加工条件決定手段と、上記加工
条件決定手段が決定した加工条件を、上記後工程に設定
する加工条件変更手段と、を具備することを特徴として
いる。

【００１８】上記の構成により、複数の工程を含む生産
ラインの現工程で検知された不具合を、現工程の結果に
基づいて、下流の後工程の加工条件を調整することで調
整できる。すなわち、フィードフォワードのリアルタイ
ムアクションにより制御するため、現工程で特性がずれ
かけているものを、後工程での加工の結果、特性値を基
準範囲内に戻すことができる。よって、不良発生を未然
に防止することが可能となる。

【００１９】また、生産時点の特性値を計測し、加工条
件を取得することによって、加工条件と加工対象の特性
値との関係をデータベースにリアルタイムに蓄積でき
る。よって、加工条件と加工対象の特性値とを生産時点
情報として継続して蓄積することにより、過去の生産に
おける膨大なデータの利用が可能となり、加工条件をよ
り正確に調整できる。さらに、フィードフォワードによ
る制御の結果もデータベースに蓄積されるため、加工条
件変更のための予測の精度を継続的に改善することが可
能となる。なお、従来は過去の生産におけるデータを蓄
積せず、加工条件の制御を例えば商品開発時の実験結果
に基づく関係式で行っていたため、制御の精度の改善が
難しかった。

【００２０】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、複数の工程を有する生産ラインの工
程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタイ
ムに取得するデータ収集手段と、上記データ収集手段が
取得した加工条件と加工対象の特性値とを蓄積するデー
タベースと、上記データ収集手段が取得した現工程の加
工対象の特性値および上記データベースに蓄積されてい
る過去の生産における加工条件と加工対象の特性値とに
基づいて、現工程より上流にある前工程の加工条件を決
定する加工条件決定手段と、上記加工条件決定手段が決
定した加工条件を、上記前工程に設定する加工条件変更
手段と、を具備することを特徴としている。

【００２１】上記の構成により、複数の工程を含む生産
ラインの現工程で検知された不具合を、現工程の結果に
基づいて、上流の前工程の加工条件を調整することで調
整できる。よって、フィードバックのリアルタイムアク
ションにより制御することから、前工程の加工条件を変
更して調整できるため、現工程の加工条件を変更しなく
ても、加工対象の特性値を正常な基準範囲内に戻すこと
が可能となる。すなわち、フィードバックで調整すれ
ば、前工程の加工条件を変更して調整できるため、現工
程の加工条件を変更するのが難しい場合でも、比較的変
更が容易な前工程の加工条件を変更することで、以後の
加工品の特性値を正常にすることができる。また、より
上流の工程で特性値のずれを補正することが可能とな
る。

【００２２】また、生産時点の特性値を計測し、加工条
件を取得することによって、加工条件と加工対象の特性
値との関係をデータベースにリアルタイムに蓄積でき
る。よって、加工条件と加工対象の特性値とを生産時点
情報として継続して蓄積することにより、過去の生産に
おける膨大なデータの利用が可能となり、加工条件をよ
り正確に調整できる。さらに、フィードバックによる制
御の結果もデータベースに蓄積されるため、加工条件変
更のための予測の精度を継続的に改善することが可能と
なる。なお、従来は過去の生産におけるデータを蓄積せ
ず、加工条件の制御を例えば商品開発時の実験結果に基
づく関係式で行っていたため、制御の精度の改善が難し
かった。

【００２３】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記加工条件決定手段は、
上記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性
値および上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、現
工程の加工条件をさらに決定するものであり、かつ、上
記加工条件変更手段は、上記加工条件決定手段が決定し
た上記加工条件を現工程にさらに設定するものであるこ
とを特徴としている。

【００２４】上記の構成により、さらに、特性値の適正
値からのずれ（例えば、予測値と測定値との差）が検知
された現工程の前工程あるいは後工程に加えて、現工程
の加工条件も変更することができる。よって、より柔軟
かつ正確な制御が可能となる。

【００２５】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記データ収集手段が、上
記生産ラインの工程ごとに、加工条件と加工対象の特性
値とをリアルタイムに取得するとともに、上記工程の状
態を示す工程状態情報を取得して、上記データベースに
蓄積するものであり、かつ、上記加工条件決定手段が、
上記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性
値および上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件、加工対象の特性値、ならびに工程状
態情報に基づいて、上記生産ラインの工程の上記加工条
件を決定するものであることを特徴としている。

【００２６】上記の構成により、さらに、上記工程管理
システムでは、生産ラインの工程ごとに、加工条件と加
工対象の特性値とに加えて、工程状態情報（例えば、作
業者、製造装置の号機、治具ＮＯ等のカテゴリーデー
タ）をデータベースに蓄積する。そして、現工程の加工
対象の特性値および過去の生産における加工条件、加工
対象の特性値に加えて、過去の生産における工程状態情
報に基づいて、上記生産ラインの工程の加工条件を変更
する。

【００２７】よって、複数の工程を含む生産ラインの現
工程で検知された特性値の適正値からのずれを、現工程
の前工程、後工程、あるいは現工程へのリアルタイムア
クションにより制御する際、過去の生産における工程状
態情報をも考慮することができる。すなわち、加工条件
と加工対象の特性値とに加えて、工程状態情報を考慮す
ることによって、加工対象の加工に関わる全ての条件を
考慮した工程のリアルタイム制御が可能となる。したが
って、より正確な制御が可能となる。

【００２８】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記加工条件変更手段によ
る上記加工条件の設定が完了するまで、加工条件が設定
される工程への加工対象の投入を停止する投入停止手段
を具備することを特徴としている。

【００２９】上述のように、上記工程管理システムで
は、特性値の適正値からのずれが発生した現工程の前工
程、後工程、あるいは現工程の加工条件が変更される。
しかし、工程における加工条件の変更には時間がかかる
場合がある。

【００３０】そこで、上記の構成により、さらに、特性
値の適正値からのずれが検知された現工程の前工程、後
工程、あるいは現工程の加工条件の変更が完了するま
で、加工条件を変更する工程への新たな加工対象の投入
を停止することによって、不良の拡大を防止できる。

【００３１】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記データ収集手段が取得
した加工対象の特性値を所定の基準範囲に基づいて監視
するとともに、上記特性値が上記基準範囲を超えた場合
を異常として検知し、異常が発生した工程を停止させる
モニタリング手段を具備することを特徴としている。

【００３２】上記の構成により、さらに、モニタリング
手段が、加工対象の特性値を所定の基準範囲に基づいて
常時監視して、特性値が基準範囲内の場合には上記のよ
うな工程間フィードフォワードあるいは工程間フィード
バックによって加工条件を制御し、特性値が基準範囲を
超えた場合には異常を検知して、異常が発生した工程を
停止させることが可能となる。なお、「異常」とは、フ
ィードフォワードあるいはフィードバックによる調整が
不可能で、工程を止めざるを得ない程度の適正値からの
ずれを指すものとする。よって、基準範囲内に戻すこと
が不可能な程度に特性値が悪化した場合、工程を直ちに
停止して、不良の拡大を防止できる。

【００３３】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記基準範囲を、上記デー
タベースに蓄積されている過去の生産における加工条件
と加工対象の特性値とに基づいて作成する基準範囲作成
手段を具備することを特徴としている。

【００３４】上記の構成により、さらに、生産時点の加
工対象の特性値を計測し、加工条件を取得することによ
って、加工条件と加工対象の特性値との関係がデータベ
ースにリアルタイムに蓄積される。よって、過去の生産
時点における加工条件と加工対象の特性値とを生産時点
情報として継続して蓄積した膨大なデータが、加工対象
の特性値の異常を検知するための基準範囲の作成に利用
できる。

【００３５】したがって、基準範囲を、異常が検知され
た特性値以外のデータを含む、過去の経験に基づく膨大
なデータに基づいて作成できるため、特性値の異常をよ
り正確に検知することが可能となる。その結果、異常の
見逃しや、過剰な検知を防止できる。

【００３６】本発明の工程管理システムは、上記の課題
を解決するために、さらに、上記データ収集手段が、上
記生産ラインの工程ごとに、加工条件と加工対象の特性
値とをリアルタイムに取得するとともに、上記工程の状
態を示す工程状態情報を取得して、上記データベースに
蓄積するものであり、かつ、上記データベースに蓄積さ
れている過去の生産における加工条件、加工対象の特性
値、ならびに工程状態情報に対して所定のデータ解析を
行って、結果を提示するデータ解析手段を具備すること
を特徴としている。

【００３７】上記の構成により、さらに、上記工程管理
システムでは、生産ラインの工程ごとに、加工条件と加
工対象の特性値とに加えて、工程状態情報（例えば、作
業者、製造装置の号機、治具ＮＯ等のカテゴリーデー
タ）をデータベースに蓄積する。そして、データベース
に蓄積されたデータに対してデータ解析を行う。

【００３８】よって、生産時点の加工条件、加工対象の
特性値、工程状態情報のデータを利用できるため、生産
ラインのつくり込み要因を発見して、リアルタイムアク
ションのしくみを正確かつ容易に構築・修正することが
可能となる。さらに、データベースに蓄積された生産時
点の加工条件、加工対象の特性値、工程状態情報の膨大
なデータは、生産設備や商品設計の改善にも利用でき
る。なお、従来のシステムでは、要因として想定される
データだけを解析の対象としていたため、データ解析の
範囲が十分でなかった。

【００３９】本発明の工程管理方法は、上記の課題を解
決するために、上記の工程管理システムによる工程管理
方法であって、上記データ解析手段の解析結果に基づい
て、上記加工条件決定手段の加工条件決定手順を修正す
ることを特徴としている。

【００４０】また、本発明の工程管理方法は、上記の課
題を解決するために、複数の工程を有する生産ラインの
工程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタ
イムに取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状
態情報を取得して、データベースに蓄積するデータ収集
処理と、上記データ収集処理によって取得された現工程
の加工対象の特性値および上記データベースに蓄積され
ている過去の生産における加工条件と加工対象の特性値
とに基づいて、上記生産ラインの何れかの工程の加工条
件を決定する加工条件決定処理と、上記加工条件決定処
理によって決定された加工条件を上記工程に設定する加
工条件変更処理とを含み、さらに、上記データベースに
蓄積されている過去の生産における加工条件、加工対象
の特性値、ならびに工程状態情報に対して所定のデータ
解析を行い、得られた結果に基づいて、上記加工条件決
定処理の手順を修正する加工条件決定手順修正処理を含
むことを特徴としている。

【００４１】上記の方法により、上記工程管理システム
では、生産ラインの工程ごとに、加工条件と加工対象の
特性値とに加えて、工程状態情報（例えば、作業者、製
造装置の号機、治具ＮＯ等のカテゴリーデータ）をデー
タベースに蓄積する。そして、データベースに蓄積され
たデータを用いて、加工対象の特性値の適正値からのず
れが検知された現工程の前工程、後工程、あるいは現工
程の加工条件を変更する加工条件設定手順のアルゴリズ
ムを調整する。

【００４２】よって、データベースに蓄積された生産時
点の加工条件、加工対象の特性値、工程状態情報の膨大
なデータを利用できるため、生産ラインのつくり込み要
因を発見して、リアルタイムアクションのしくみを正確
かつ容易に構築・修正することが可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１から図８に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００４４】本実施の形態に係る工程管理システム１０
（図１）は、複数の工程を含む生産ライン１１をフィー
ドフォワードあるいはフィードバックのリアルタイムア
クションによって制御するシステムである。特に、上記
工程管理システム１０は、生産ライン１１から大量かつ
新鮮な生産時点情報を蓄積し、この生産時点情報に基づ
いて、つくり込み要因を発見し、リアルタイムアクショ
ンのしくみを構築・修正する。ここで、生産時点情報に
は、加工条件と、測定した加工品の特性値とに加えて、
作業者、製造装置の号機、治具のＩＤ、治具の使用時
間、温度、湿度などの生産現場の情報、すなわち工程の
状態を示す工程状態情報が含まれる。すなわち、上記工
程管理システム１０は、生産時点情報を活用して、ＱＣ
Ｄつくり込みを行うＥＤＰ（electronic data processi
ng）システムである。

【００４５】図１は、上記工程管理システム１０の構成
の概略を示すブロック図である。図１に示すように、工
程管理システム１０は、生産ライン１１、データ収集部
（データ収集手段）１２、生産時点情報データベース
（生産時点情報Ｄ／Ｂ）（データベース）１３、モニタ
リング部（モニタリング手段）１４、基準範囲作成部
（基準範囲作成手段）１５、加工条件決定部１６、デー
タ解析部（データ解析手段）１７を備えて構成されてい
る。さらに、生産ライン１１には、加工条件変更部（加
工条件変更手段）１１ａ、投入制御部（投入停止手段）
１１ｂが設けられている。

【００４６】上記生産ライン１１は、複数の工程を含
み、各工程にはそれぞれの製造装置が配設されている。
なお、生産ライン１１には、加工品の特性値を専ら測定
する工程が設けられていてもよい。また、生産ライン１
１の範囲は、特定工場だけでなく、原料ライン（工場）
から完成品ライン（工場）までを含んでいてもよい。ま
た、生産ライン１１を各工程での処理を施されながら搬
送される加工品は、ロットごとに管理されてもよい。

【００４７】上記データ収集部１２は、生産ライン１１
の製造装置や工場内に適宜配設されたセンサや入力装置
から、随時継続的にデータを収集し、生産時点情報とし
て生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積する。データ収集部１
２が収集するデータとしては、加工条件と、加工品の特
性値とに加えて、例えば、作業者、製造装置の号機、治
具のＩＤ、治具の使用時間、温度、湿度などの生産現場
の情報（すなわち、工程状態情報）が含まれる。

【００４８】上記生産時点情報Ｄ／Ｂ１３は、過去の加
工条件、加工品の特性値、ならびに工程状態情報と、現
在の加工条件、加工品の特性値、ならびに工程状態情報
とを、記憶媒体に記憶している。

【００４９】上記モニタリング部１４は、データ収集部
１２が収集した現在の加工品の特性値を所定の基準範囲
に基づいて監視する。そして、モニタリング部１４で特
性値（測定値・実績値）の適正値（予測値）からのずれ
が検知された場合、加工条件決定部１６に対して、特性
値のずれを解消するように加工条件の変更を指示する制
御信号を発する。さらに、特性値が前記基準範囲を超え
た場合、モニタリング部１４は異常を検知して、異常が
発生した工程あるいは生産ライン１１全体を停止させる
制御信号を発する。

【００５０】上記基準範囲作成部１５は、モニタリング
部１４が特性値の異常を検知する基準である基準範囲
を、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積された複数の加工品
の加工条件および特性値を用いて作成して、モニタリン
グ部１４に設定する。なお、上記基準範囲作成部１５
は、上記基準範囲の作成に、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に
蓄積された加工品の加工条件および特性値に加えて、工
程状態情報を用いることができる。これによって、より
正確な基準範囲が作成できる。

【００５１】上記加工条件決定部１６は、モニタリング
部１４で特性値の適正値からのずれが検知された場合、
生産ライン１１をリアルタイムアクションによって制御
する。そのために、加工条件決定部１６は、工程間Ｆ／
Ｆ部（加工条件決定手段）１６ｆ、現工程Ｆ／Ｂ部（加
工条件決定手段）１６ｓ、工程間Ｆ／Ｂ部（加工条件決
定手段）１６ｂを含んでいる。具体的には、加工条件決
定部１６は、それぞれ以下のような処理を行う。なお、
これらの制御は、生産ライン１１に対してすべて行って
もよいし、工程ごとに選択して行ってもよい。

【００５２】上記工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆは、加工品の特
性値の適正値からのずれが発生した工程より後の工程
で、特性値のずれが検知された加工品の特性値を再び正
常な特性値に戻すフィードフォワード加工条件を、適正
値からのずれが検知された現在の加工品の特性値と、生
産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積されている過去の加工品の
加工条件および特性値とに基づいて決定する。

【００５３】上記工程間Ｆ／Ｂ部１６ｂは、加工品の特
性値の適正値からのずれが発生した工程より前の工程の
加工条件を、特性値のずれが検知された工程で再び特性
値のずれが発生しないように変更するフィードバック加
工条件を、適正値からのずれが検知された現在の加工品
の特性値と、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積されている
過去の加工品の加工条件および特性値とに基づいて決定
する。

【００５４】上記現工程Ｆ／Ｂ部１６ｓは、加工品の特
性値の適正値からのずれが発生した工程の加工条件を、
今後適正値からのずれが発生しないように変更する現工
程フィードバック加工条件を、特性値のずれが検知され
た現在の加工品の特性値と、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に
蓄積されている過去の加工品の加工条件および特性値と
に基づいて決定する。

【００５５】なお、上記加工条件決定部１６（すなわ
ち、工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆ、現工程Ｆ／Ｂ部１６ｓ、工
程間Ｆ／Ｂ部１６ｂ）は、変更する加工条件を、特性値
のずれが検知された現在の加工品の特性値と、生産時点
情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積されている過去の加工品の加工条
件および特性値とに加えて、過去の工程状態情報にも基
づいて決定することができる。これによって、より正確
な加工条件の変更が可能となる。

【００５６】ここで、生産ライン１１では、加工条件決
定部１６の工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆ、現工程Ｆ／Ｂ部１６
ｓ、工程間Ｆ／Ｂ部１６ｂから加工条件の変更指示を受
信すると、加工条件変更部１１ａが指定された工程の加
工条件を変更する。このとき、投入制御部１１ｂが、加
工条件変更部１１ａによる加工条件の変更が完了するま
で、指定された工程への新たな加工品の投入を防止す
る。

【００５７】また、データ収集部１２がリアルタイムに
生産時点情報データを収集しているため、間違えて工程
を飛ばしても、加工品の投入時に、工程を飛ばしている
ことが検知できる。同時に、生産ライン１１では、投入
制御部１１ｂが投入時に加工経歴を確認するため、工程
飛ばしは確実に防止できる。

【００５８】さらに、上記データ解析部１７は、生産ラ
イン１１のつくり込み要因を発見し、リアルタイムアク
ションのしくみ（加工条件決定部１６）を構築・修正す
るために、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積されている大
量の生産時点情報（加工条件、加工品の特性値、生産現
場の情報）を用いてデータ解析を行い、結果を技術者に
提示する。また、データ解析部１７は、同様のデータ処
理を、生産設備や商品設計の改善を行う技術者へも提供
できる。なお、データ解析の手法としては、因子分析や
多変量解析等を適宜組み込むことが可能である。

【００５９】つぎに、図２および図３を用いて、上記工
程管理システム１０における加工条件の修正動作につい
て説明する。

【００６０】まず、図２を参照しながら、加工条件の修
正に、材料データや完成品データを用いる場合について
説明する。

【００６１】生産時点情報Ｄ／Ｂ１３には、以下のよ
うなデータが収集され、保存されている。

【００６２】・過去に生産した製品の作業指示データや
加工条件指示データ・過去に生産した製品の材料、加工条件、製品特性の実
績データ・過去に生産した製品の特性予測データ・材料検査、加工、製品検査の規格データなど生産ライン１１に投入された材料について、その材料
の特性データを生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に送信し、モニ
タリング部１４において、過去の推移および規格に基づ
き、その特性値に異常がないかを管理図などを用いてチ
ェックする。

【００６３】モニタリング部１４で異常が検知されれ
ば、即座に材料の現物をチェックし、異常な材料の生産
ライン１１での流動をストップする。

【００６４】モニタリング部１４で異常が検知されな
ければ、加工条件決定部１６において、その材料を最新
の加工条件で加工した場合の製品特性を予測して、その
予測結果を基に、加工条件の微調整量を決める。なお、
製品特性の予測には、例えば次の関係式が利用できる。

【００６５】製品特性の予測値［ｚ］＝ｆ（材料特性
［ｘ］，加工条件［ｙ］）加工条件決定部１６が決定した加工条件、およびその
加工条件での製品特性の予測値を生産時点情報Ｄ／Ｂ１
３に保存する。また、その加工条件で加工された製品の
特性（実績）データを、生産ライン１１からデータ収集
部１２が検出して、随時、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に保
存する。

【００６６】データ解析部１７が、製品特性の予測値
と実績値とを比較して、そのかい離について、その原因
を分析して、製品特性の予測式の精度向上を目的とする
技術者に提示する。製品特性の予測式の精度向上は継続
的に行う。なお、製品特性の予測式の精度向上は、可能
な範囲で加工条件決定部１６が自動的に行ってもよい。

【００６７】上記の動作によって、上記工程管理システ
ム１０は、材料の流動時に、その場で異常な材料でな
いかをチェックできるため、すぐに現物確認が行えると
ともに、異常材料の流動を防止できる。大量の生産時
点情報によって、精度の高い予測が可能となる。リア
ルタイムアクションの運用結果も生産時点情報として保
存されるため、その予測精度の改善を継続的に行うこと
ができる。材料特性の情報を加工条件にＦ／Ｆするし
くみであるため、不良の発生を防止できる。

【００６８】つづいて、図３を参照しながら、加工条件
の修正に、製品の加工途中の出来映えデータを使う場合
について説明する。

【００６９】生産時点情報Ｄ／Ｂ１３には、以下のよ
うなデータが収集され、保存されている。

【００７０】・過去に生産した製品の作業指示データや
加工条件指示データ・過去に生産した製品の加工条件、製品特性の実績デー
タ・過去に生産した製品の特定の工程における中間製品の
出来映えデータ生産ライン１１中の生産途中の製品（中間製品）につ
いて、その出来映えデータを生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に
送信し、モニタリング部１４において、過去の推移およ
び規格に基づき、その特性値に異常がないかを管理図な
どを用いてチェックする。

【００７１】モニタリング部１４で異常が検知されれ
ば、即座に中間製品の現物をチェックし、異常な中間製
品の生産ライン１１での流動をストップする。

【００７２】モニタリング部１４で異常が検知されな
ければ、加工条件決定部１６において、その中間製品の
現工程における出来映えデータと、過去の実績データを
基に、当該中間製品の次工程での加工条件を決める。な
お、次工程の加工条件の算出には、例えば次の関係式が
利用できる。

【００７３】次工程の加工条件値［ｙ］＝ｆ（中間製品
の出来映えデータ［ｘ］）中間製品の出来映えデータおよび加工条件決定部１６
が決定した加工条件を、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に保存
する。また、その加工条件で加工された製品の特性（実
績）データを、生産ライン１１からデータ収集部１２が
検出して、随時、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に保存する。

【００７４】データ解析部１７が、中間製品の次工程
での出来映えデータの予測値と実績値とを比較して、そ
のかい離について、その原因を分析し、次工程の加工条
件値の算出式の精度向上を目的とする技術者に提示す
る。次工程の加工条件値の算出式の精度向上は継続的に
行う。なお、次工程の加工条件値の算出式の精度向上
は、可能な範囲で加工条件決定部１６が自動的に行って
もよい。

【００７５】上記の動作によって、上記工程管理システ
ム１０は、生産ライン１１中で異常になった中間製品
の次工程への流動を防止できる。大量の生産時点情報
によって、精度の高い予測が可能となる。リアルタイ
ムアクションの運用結果も生産時点情報として保存され
るため、その予測精度の改善を継続的に行うことができ
る。現工程の加工結果の情報を次工程の加工条件にＦ
／Ｆするしくみであるため、不良の発生を防止できる。

【００７６】ここで、加工条件決定部１６におけるリア
ルタイムアクションの具体例として、工程間Ｆ／Ｆ部１
６ｆの事例を図４から図６に示す。なお、工程間Ｆ／Ｂ
部１６ｂおよび現工程Ｆ／Ｂ部１６ｓも同様に構成でき
る。

【００７７】（１）現工程の特性値から、後工程の加工
条件を算出する図４に示すように、現工程ｍの特性値（ｘ）から後工程
ｎの加工条件（ｙ）を算出する場合、材料または中間製
品の特性値（ｘ）を、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積さ
れた過去の生産時点情報から得られた関係式（ｆ）に入
れて、後工程の加工条件（ｙ）を算出する。なお、加工
条件（ｙ）を算出する後工程ｎは、現工程ｍの直後であ
っても、現工程ｍから複数工程離れていてもよい。ま
た、関係式（ｆ）は、図４では直線となっているが、こ
れに限るものではなく、直線以外であってもよい。

【００７８】（２）現工程前後の特性値の変化量から、
後工程の加工条件を算出する図５に示すように、複数の加工工程を経て、製品が製造
される生産ライン１１において、工程ｎでの加工条件を
決める際、その上流工程である工程ｍでの加工前後の中
間製品の特性値の変化量（Δｘ）を、生産時点情報Ｄ／
Ｂ１３に蓄積された過去の生産時点情報から得られた関
係式（ｆ）に入れて、後工程ｎの加工条件（ｙ）を算出
する。このように、加工条件決定部１６は、製品の特性
値がある工程でどう変化したかに基づいて、加工条件を
調整できる。なお、関係式（ｆ）は、図５では曲線とな
っているが、これに限るものではなく、曲線以外であっ
てもよい。

【００７９】（３）特性値を取得する工程と加工条件を
変更する工程とが別の工場にある図６に示すように、上記の（１）や（２）において、情
報のフィードフォワードの範囲が工場間をまたがる場合
もある。すなわち、工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆは、１つの生
産ライン内だけではなく、工場が異なる複数の生産ライ
ン間においてもリアルタイムアクションを行うことがで
きる。例えば、原料工場、半製品工場、完成品工場をま
たいで生産する場合、原料工場での工程内のデータを基
に、半製品工場の工程の加工条件を決めることができ
る。

【００８０】つぎに、上記工程管理システム１０におけ
る制御システムの変更修正の動作について説明する。こ
こで、制御システムの変更修正とは、加工条件決定部１
６で使用する演算式の変更、および追加あるいは削除を
意味する。

【００８１】上述のように、上記工程管理システム１０
は、生産ライン１１から大量かつ新鮮な生産時点情報を
生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に蓄積し、この生産時点情報に
基づいて、つくり込み要因を発見し、リアルタイムアク
ションのしくみを構築・修正する。そして、その手順は
以下のとおりである。

【００８２】データ収集部１２が生産ライン１１より
生産状況のデータを収集し、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に
保存する。

【００８３】モニタリング部１４が生産時点情報Ｄ／
Ｂ１３を使って、現在生産している製品の異常を検知す
る。ここで、製品の異常には、品質面の異常、生産効率
の異常、生産期間の異常などがある。また、モニタリン
グ部１４では、異常を管理基準に従って自動的に検知で
きる。

【００８４】モニタリング部１４が検知した異常の
内、すぐに対処すべき異常に対しては、異常内容の詳細
や関連工程の状況調査を、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３の生
産時点情報および生産ライン１１の現場確認によって行
い、必要な応急対策を施す。具体的な応急対策として
は、例えば、「生産ライン１１で生産中の製品をストッ
プし、代替品を投入する」、「品質異常になった製品に
対して、技術的判断を行なった後、手直し工程に回
す」、「不具合のある生産設備を特定して、メンテナン
スを行う」などがある。

【００８５】上記の応急対策では不充分な異常に対
しては、生産時点情報Ｄ／Ｂ１３の生産時点情報を活用
して、その根本原因を追求（因果関係の明確化）する。
原因追求は、主に、以下のような手順で進められ、その
対象は原料まで遡る場合もある。(1) データ解析部１７
により生産時点情報を活用したデータ解析を行い、現象
を明らかにする。(2) 技術的検討を加えて仮説を立て
る。(3) 仮説を実験などで検証する。

【００８６】上記での原因追求の結果に基づいて、
リアルタイムアクションのしくみを構築し、生産ライン
１１に導入する。具体的には、主に、(a) 異常が起きた
（起きそうになった）際に、生産時点情報を使って特性
値の適正値からのずれを是正する工程間フィードバック
（工程間Ｆ／Ｂ部１６ｂ）、(b) 異常が起きないよう
に、材料や加工中製品、あるいは前工程の加工条件の結
果に応じて後工程の加工条件や流し方などを微調整する
工程間フィードフォワード（工程間Ｆ／Ｆ部１６ｆ）が
ある。なお、原因追求の深度や、解決にかかる費用や期
間などによって、対策のレベルや種類が決まる。また、
原因追求の結果によっては、生産設備などの生産ライン
自身の改善や商品設計の改善が行なわれる場合もある。

【００８７】上記の〜を継続的に実施して、導入
したリアルタイムアクションのしくみに対しても、運用
状況などを生産時点情報Ｄ／Ｂ１３に記録し、検討する
ことによって、制御の精度を向上させるよう改善を加え
る。特に、上記工程管理システム１０では、(a) フィー
ドの方向をできるだけフォワードにする、(b) 制御を異
常あるいは特性値の適正値からのずれの原因により近い
位置で行うように制御システムを修正変更する。

【００８８】以上のように、上記工程管理システム１０
では、生産ライン内の各生産条件や生産結果をシステム
がリアルタイムに把握しており、いつでも見られるよう
になっている。そして、異常の状況やその原因を即座に
把握するために生産時点情報を活用する。これにより、
各生産条件や生産結果のリアルタイムな把握と対応が可
能となり、不良多発などの異常の拡大を最小限に留めら
れる。

【００８９】また、上記工程管理システム１０では、生
産ラインのすべての情報を生産時点情報として蓄積する
ため、個々の情報を色々な角度から関連付けして調査・
解析することが可能となる。これにより、データが大量
であるがゆえに、カテゴリデータ（層別データ）からで
もＱＣＤつくり込みに有効な情報を抽出できる。また、
生産時点情報という全部データを使った発見的手法が活
用できるため、実験による解析では発見できないつくり
込み要因（すなわち、生産現場でのみ発見できる要因や
要因の相互作用）を発見できる。さらに、根本原因が解
決できない異常に対しても、根本原因の不具合をカバー
するしくみを、大量データの裏付けとともに構築でき
る。

【００９０】特に、上記工程管理システム１０では、原
料ライン（工場）、半製品ライン（工場）、完成品ライ
ン（工場）の生産時点情報をリンクすることによって、
原料から完成品までの生産ラインの全体を通して解析す
ることが可能となる。よって、今までの特定工場内の解
析では発見できなかった新たなつくり込み要因が発見で
きる。

【００９１】さらに、上記工程管理システム１０では、
導入したリアルタイムアクションのしくみに対しても、
生産時点情報を活用して、データ解析を行うことができ
る。これにより、「生産現場の異常把握→原因追求→Ｆ
／Ｂ，Ｆ／Ｆのしくみ構築→現場導入→改善」というＱ
ＣＤつくり込みの改善活動を継続的に行うことが可能と
なる。

【００９２】また、上記工程管理システム１０は、フィ
ードフォワードを重視したシステムとなっている。これ
により、従来主流であったＦ／Ｂのしくみでは不可能で
あった、異常発生の未然防止が可能となる。

【００９３】ここで、上記工程管理システム１０におけ
る、ＱＣＤつくり込みの具体例について説明する。

【００９４】（事例１）治具の磨耗生産時点情報を解析し、特性のバラツキを調査した結
果、ある治具ＮＯを使用した場合、バラツキが大きくな
っていることがわかった。そして、その治具を生産現場
で観察したところ、摩耗していることがわかった。そこ
で、「治具摩耗と特性バラツキ」に関して仮説を立て、
実験を行った結果、治具磨耗が特性バラツキの原因であ
ると判明した。

【００９５】つぎに、治具の摩耗のメカニズムを明確に
した上で、生産ラインにおける治具の管理方法を検討し
た。その結果、生産ラインでは、「治具使用回数を自動
カウントし、使用回数が限界値に近づいてきたことを管
理監督者・作業者に知らせ、適切な対応ができるしく
み」を構築した。すなわち、この事例では、「治具使用
回数」をつくり込み要因として工程管理システムに取り
込んだ。

【００９６】（事例２）材料特性のバラツキ商品設計段階で「材料バラツキが製品特性に影響を与え
る」ということがわかった。このとき、材料バラツキの
規格を決めて生産を実行したが、製品特性が安定しなか
った。そして、生産時点情報を解析してみたところ、材
料バラツキと相互作用がある他の要因がみつかった。

【００９７】そこで、実験によって他の要因との相互作
用を確認後、「製品特性の予測値の算出に、材料のバラ
ツキおよび相互作用が確認された他の要因のデータを組
み込み、その予測値に基づいて生産ラインの加工条件を
決める」というＦ／Ｆのしくみを構築し、運用基準を設
定して、生産ラインに導入した。

【００９８】ここで、つくり込み要因の相互作用を実験
で発見するためには、通常実験計画法が用いられる。し
かし、要因が多くなると、組み合わせの数が増大して、
経済的でなく時間がかかる場合が多い。また、実験で確
認する要因は、技術者から見れば「ＱＣＤつくり込みに
寄与している」あるいは「寄与していそうだ」という想
いがあるものに限られる。しかし、経験上、要因の相互
作用は「技術的には未知であった」というケースが多
く、技術者の先入観を入れずに解析する必要性がある。

【００９９】この点、上記工程管理システム１０では、
蓄積した膨大な生産時点情報を解析すれば、各要因の寄
与率を精度よく分離把握することができ、技術者が想い
もかけない相互作用でも見つけることができる。また、
コンピュータの処理能力が向上した今日では、全要因の
組み合わせで層別解析することも不可能ではなく、ます
ます要因の相互作用が見つけやすくなった。

【０１００】なお、生産時点情報は、データどり項目を
特性要因図で洗い出して決定し、すべての項目を経済的
に取得するのが理想である。しかし、現在の技術ではイ
ンラインでの測定が不可能なケースもあり、またデータ
どり項目を増やすほど、コストが高くつくという傾向に
ある。よって、このような技術的・経済的制約から、デ
ータ項目を最低限のものに絞ることがある。

【０１０１】しかし、最低限に絞ったデータ項目でも、
データ量が豊富であれば、何らかの傾向や関係を見出
し、仮説を立てることが可能となる。例えば、ロットＮ
Ｏや設備号機ＮＯ、処理日、作業者名、治具ＮＯ等の比
較的取得が容易なカテゴリーデータを用いて統計解析を
行うと、「ある治具ＮＯがある号機に流動した場合、不
良が発生しやすい」などの現象が発見できる。さらに、
生産現場をよく観察する、あるいは作業者にヒヤリング
するなどして、データ化できない情報を入手した上で、
技術的検討を加えると仮説を見出すことが容易となる。

【０１０２】つぎに、図７および図８を参照しながら、
上記工程管理システム１０を構成するネットワーク（以
下、工程管理ネットワークと言う）２０の具体例につい
て説明する。

【０１０３】図７に示すように、上記工程管理ネットワ
ーク２０は、原料工場Ｆ１、部品工場Ｆ２、完成品工場
Ｆ３が、ＷＡＮ（wide area network ）によって接続さ
れている。上記の原料工場Ｆ１、部品工場Ｆ２、完成品
工場Ｆ３では、自工場の生産ラインでの原料、部品、完
成品の生産がそれぞれの工場管理サーバ２４によって管
理されている。そして、上記工程管理ネットワーク２０
では、各工場の工場管理サーバ２４がＷＡＮを介して協
調して、原料から完成品までの工程を管理している。

【０１０４】以下では、完成品工場Ｆ３を例に、複数の
生産ラインを管理する工程管理システムについて説明す
る。なお、原料工場Ｆ１、部品工場Ｆ２についても同様
である。

【０１０５】１つの生産ライン１１内には複数の工程が
あり、特定の工程群を管理する工程群管理サーバ２２は
１つのローカルＬＡＮ（local area network）を形成し
ている。生産ライン１１の各工程および要所には、生産
時点情報を取得する入力端末２１が上記ローカルＬＡＮ
のクライアントとして配備されている。

【０１０６】そして、複数の上記工程群管理サーバ２２
は、１つのライン管理サーバ２３によって管理される。
さらに、複数のライン管理サーバ２３は、完成品工場Ｆ
３のすべての生産ライン１１を管理する工場管理サーバ
２４によって管理される。なお、工程群管理サーバ２
２、ライン管理サーバ２３、工場管理サーバ２４は、グ
ローバルＬＡＮを構成する。

【０１０７】ここで、上記入力端末２１は、生産ライン
１１の各工程および要所に配備されている。なお、入力
端末２１には、生産設備の内部に配設されたセンサやパ
ーソナルコンピュータである。

【０１０８】上記入力端末２１は、データ収集部１２を
備えており、生産時点情報として生産時点情報Ｄ／Ｂ１
３に蓄積するデータを取得する。なお、入力端末２１に
よるデータの入力は、自動あるいは作業者によるマニュ
アル操作（半自動）によって行うことができる。そし
て、マニュアル操作で入力する場合には、バーコード入
力が利用できる。これにより、マニュアル操作でも入力
ミスを防止できる。また、作業者がＤＢ（工程群Ｄ／Ｂ
１３Ｓ，ラインＤ／Ｂ１３Ｍ，工場Ｄ／Ｂ１３Ｌ）に間
違えてデータを入力した場合でも、直ちに復元できるよ
うに更新直前のデータは少なくとも保存しておくことが
望ましい。

【０１０９】また、上記入力端末２１または上記工程群
管理サーバ２２は、モニタリング部１４を備えており、
自装置のデータ収集部１２で取得したデータに基づき、
現工程の特性値をモニタリングする。これにより、入力
端末２１は、現工程での特性値の適正値からのずれを発
生後直ちに検知できる。さらに、上記入力端末２１また
は上記工程群管理サーバ２２は、加工条件決定部１６を
備えており、単独でリアルタイムアクションが実行でき
る。よって、通信障害などで上位の機器（ライン管理サ
ーバ２３など）との通信がダウンした場合においても、
下位の機器のみでリアルタイムアクションを行うことが
できる。

【０１１０】このように、上記工程管理ネットワーク２
０は、入力端末２１または工程群管理サーバ２２が、少
なくともモニタリング部１４および加工条件決定部１６
を備えることにより、下位完結型の自律システムとなっ
ている。

【０１１１】また、上記工程管理ネットワーク２０で
は、入力端末２１から工程群管理サーバ２２と、工程群
管理サーバ２２から工場管理サーバ２４とが別のＬＡＮ
構成になっている。すなわち、工程群管理サーバ２２が
ゲートウェイ機能を有し、ローカルＬＡＮとグローバル
ＬＡＮとの通信を仲介する。また、工程群管理サーバ２
２には１台につき２枚のＬＡＮボード２２ｃが搭載され
ており、ローカルＬＡＮ内の入力端末２１同士はローカ
ルＬＡＮでのＩＰ（internet protocol ）アドレスだけ
で通信する。

【０１１２】これにより、ＬＡＮのトラフィック負荷
を低減できる。一方のＬＡＮでのトラブルの他方のＬ
ＡＮへの影響を回避できる。グローバルＬＡＮでのＩ
Ｐアドレスを工程群管理サーバ２２のみに付与すればよ
いため、ＩＰアドレス不足が解消できる。

【０１１３】また、上記工程管理ネットワーク２０は、
次のように構成することもできる。各工程群管理サー
バ２２をローカルＬＡＮに繋いでもよい。ローカルＬ
ＡＮの範囲を、ライン管理サーバ２３以下や工場管理サ
ーバ２４以下にしてもよい。入力端末２１をグローバ
ルＬＡＮに直結してもよい。工場管理サーバ２４、ラ
イン管理サーバ２３、工程群管理サーバ２２は、生産ラ
インの規模等によって、より少数のサーバに統合しても
よい。

【０１１４】また、上記工程管理ネットワーク２０で
は、生産時点情報を蓄積する生産時点情報Ｄ／Ｂ１３
を、工程群Ｄ／Ｂ１３Ｓ、ラインＤ／Ｂ１３Ｍ、工場Ｄ
／Ｂ１３Ｌに分散させている。

【０１１５】上記工程群Ｄ／Ｂ１３Ｓは、工程群管理サ
ーバ２２に設けられ、１つの工程群に含まれる工程のデ
ータを短期間保存する。また、上記ラインＤ／Ｂ１３Ｍ
は、ライン管理サーバ２３に設けられ、１つの生産ライ
ン１１に含まれる工程のデータを中期間保存する。工程
群Ｄ／Ｂ１３ＳおよびラインＤ／Ｂ１３Ｍには、モニタ
リング部１４によるモニタリングや加工条件決定部１６
による制御などのリアルタイム処理に用いるデータが蓄
積される。

【０１１６】一方、上記工場Ｄ／Ｂ１３Ｌは、工場管理
サーバ２４に設けられ、工場内の全ての生産ライン１１
に含まれる工程のデータを長期間保存する。工場Ｄ／Ｂ
１３Ｌには、データ解析部１７による異常原因の分析の
ためのデータ解析や品質管理のためのロットトレースな
どに用いるデータ、すなわち非リアルタイム処理に用い
るデータが蓄積される。

【０１１７】そして、生産時点情報データは、リアルタ
イム処理に用いるデータと、それ以外の用途（非リアル
タイム処理）に用いるデータとで、蓄積するデータベー
スのデータ構造をそれぞれふさわしいものにカスタマイ
ズしている。

【０１１８】すなわち、リアルタイム処理に用いるデー
タベースは、更新処理を頻繁に行うため、ユーザによる
入力等の利用が容易なデータ構造となっている。一方、
非リアルタイム処理に用いるデータベースは、数千項目
という膨大な技術データを収集・蓄積し、特異点の発見
やロットトレースなどに利用するほか、因果関係を明確
にするためのデータ解析をさまざまなケースで行うこと
が容易であるように、単純なデータ構造となっている。
このように、データベースのデータ構造をそれぞれの処
理が行いやすい構造にすることで、処理速度やデータの
見やすさが向上する。

【０１１９】具体的には、図８に示すような特徴をそれ
ぞれ有している。なお、図８中でデータ変換での測定値
の基準化とは、測定値の特定期間の平均および標準偏差
を使って、測定値の分布を「平均＝０，標準偏差＝１」
に近づけた値に変換する処理である。この変換処理によ
り、表計算ソフトで推移図（時系列の折れ線グラフ）を
描いた際に、各項目間の相関状況が簡単に１つのグラフ
上で確認できる。

【０１２０】以下は、リアルタイム処理に用いるデータ
ベースおよび非リアルタイム処理に用いるデータベース
に蓄積するファイルの具体例である。

【０１２１】〔リアルタイム処理に用いるファイルの
例〕（１）ロット経歴ロット経歴は、指示ファイルと実績ファイルとに分け
る。さらに、指示ファイルは、キー項目（品名、設備名
など）ごとにファイルを分ける。例えば、品名で固定さ
れる指示値は品名単位のファイルに、設備で固定される
指示値は設備単位のファイルに記録する。

【０１２２】ロット指示ファイルロットＮＯ←ユニークキー＋品名＋工程コード＋使用設備名ｏｒ号機ＮＯ＋ロット毎に決める作業指示、加工条件指示データ品名指示ファイル品名←ユニークキー＋品名単位で決まる作業指示、加工条件指示データ設備指示ファイル［設備名＋号機ＮＯ］←ユニークキー＋設備単位で決まる作業指示、加工条件指示データロット実績ファイルロットＮＯ←ユニークキー＋作業実績データ（作業者コード、使用した設備号機Ｎ
Ｏ、不良品数など）＋加工条件実績データ（設備制御パラメータの実績値な
ど）＋中間製品データ（中間製品の特性値、寸法値など）＋完成品データ（良品数、特性値、寸法値など）（２）管理図関係のデータ基準値ファイル［品名＋工程コード＋設備号機ＮＯ＋測定項目名］←ユ
ニークキー＋規格上限（ＳＵ）＋規格下限（ＳＬ）＋管理限界の上限（ＵＣＬ）＋管理限界の下限（ＬＣＬ）＋管理図中心線（Ｘｂａｒｂａｒ）生データファイル（管理図の基準線の更新に必要な件
数分だけ持つ）［品名＋工程コード＋設備号機ＮＯ＋測定項目名＋ロットＮＯ＋サンプルＮＯ］←ユニーク
ヰー＋測定値〔非リアルタイム処理に用いるファイルの例〕（１）ロット経歴ロット経歴は、ロットＮＯごとに指示値と実績値をベタ
に持つ。

【０１２３】ロット経歴ファイルロットＮＯ←ユニークキー＋品名＋作業指示データ（使用する設備号機、使用材料など）＋加工条件指示データ（設備に設定する値など）＋作業実績データ（作業者コード、使用した設備号機Ｎ
Ｏ、不良品数など）＋加工条件実績データ（設備制御パラメータの実績値な
ど）＋中間製品データ（中間製品の特性値、寸法値など）＋完成品データ（良品数、特性値、寸法値など）（２）管理図関係のデータ基準値ファイル（ロット経歴ファイルに統合する）生データファイル（原因分析や品質保証上で必要な期
間分を持つ）［品名＋工程コード＋設備号機ＮＯ＋測定項目名＋ロッ
トＮＯ］←ユニークキー＋サンプルＮＯ１の測定値＋サンプルＮＯ２の測定値 … ＋サンプルＮＯｎの測定値〔リアルタイム処理および非リアルタイム処理の両方で
用いるファイルの例〕設備稼動ファイル設備号機ＮＯ＋稼動・非稼動データ（稼動・非稼動時間、非稼動理由
など）＋加工条件の時系列データ（温度や圧力など）＋流動品名データ＋使用者データ品名個別ファイル品名＋作業指示マスタデータ（使用可能な設備種類・号機Ｎ
Ｏ・材料名など）＋加工条件指示マスタデータ（設備設定値など）＋中間製品や完成品の異常基準データ＋その他（品名単位に発生するデータ）設備個別ファイル設備名単位に発生する設定値などのデータ品名設備組合せファイル品名と設備との組合せによって発生する設定値などのデ
ータ材料個別ファイル材料名ごとの異常基準データなど材料ロット経歴ファイル材料ロットごとの特性や外観の実績データロット内詳細ファイルロットが分かれて処理される場合の処理単位ごとの経歴
データ特性・寸法の詳細ファイルロットごとや処理単位ごとに測定したデータの統計量算
出前の生データ最後に、本実施の形態は本発明の範囲を限定するもので
はなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

【０１２４】

【発明の効果】本発明の工程管理システムは、以上のよ
うに、複数の工程を有する生産ラインの工程ごとに、加
工条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに取得する
データ収集手段と、上記データ収集手段が取得した加工
条件と加工対象の特性値とを蓄積するデータベースと、
上記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性
値および上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、現
工程より下流にある後工程の加工条件を決定する加工条
件決定手段と、上記加工条件決定手段が決定した加工条
件を、上記後工程に設定する加工条件変更手段と、を具
備する構成である。

【０１２５】それゆえ、複数の工程を含む生産ラインの
現工程で検知された特性値の適正値からのずれ（例え
ば、予測値と測定値との差）を、現工程の結果に基づい
て、下流の後工程の加工条件を調整することで調整でき
る。すなわち、フィードフォワードのリアルタイムアク
ションにより制御するため、現工程で特性がずれかけて
いるものを、後工程での加工の結果、特性値を基準範囲
内に戻すことができるという効果を奏する。よって、不
良発生を未然に防止することが可能となるという効果を
奏する。

【０１２６】また、生産時点の特性値を計測し、加工条
件を取得することによって、加工条件と加工対象の特性
値との関係をデータベースにリアルタイムに蓄積でき
る。よって、加工条件と加工対象の特性値とを生産時点
情報として継続して蓄積することにより、過去の生産に
おける膨大なデータの利用が可能となり、加工条件をよ
り正確に調整できるという効果を奏する。さらに、フィ
ードフォワードによる制御の結果もデータベースに蓄積
されるため、加工条件変更のための予測の精度を継続的
に改善することが可能となるという効果を奏する。

【０１２７】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、複数の工程を有する生産ラインの工程ごとに、加工
条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに取得するデ
ータ収集手段と、上記データ収集手段が取得した加工条
件と加工対象の特性値とを蓄積するデータベースと、上
記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性値
および上記データベースに蓄積されている過去の生産に
おける加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、現工
程より上流にある前工程の加工条件を決定する加工条件
決定手段と、上記加工条件決定手段が決定した加工条件
を、上記前工程に設定する加工条件変更手段と、を具備
する構成である。

【０１２８】それゆえ、複数の工程を含む生産ラインの
現工程で検知された加工対象の特性値の適正値からのず
れを、現工程の結果に基づいて、上流の前工程の加工条
件を調整することで調整できる。よって、フィードバッ
クのリアルタイムアクションにより制御することから、
前工程の加工条件を変更して調整できるため、現工程の
加工条件を変更しなくても、加工対象の特性値を正常な
基準範囲内に戻すことが可能となるという効果を奏す
る。

【０１２９】また、生産時点の特性値を計測し、加工条
件を取得することによって、加工条件と加工対象の特性
値との関係をデータベースにリアルタイムに蓄積でき
る。よって、加工条件と加工対象の特性値とを生産時点
情報として継続して蓄積することにより、過去の生産に
おける膨大なデータの利用が可能となり、加工条件をよ
り正確に調整できるという効果を奏する。さらに、フィ
ードバックによる制御の結果もデータベースに蓄積され
るため、加工条件変更のための予測の精度を継続的に改
善することが可能となるという効果を奏する。

【０１３０】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記加工条件決定手段は、上記データ収集
手段が取得した現工程の加工対象の特性値および上記デ
ータベースに蓄積されている過去の生産における加工条
件と加工対象の特性値とに基づいて、現工程の加工条件
をさらに決定するものであり、かつ、上記加工条件変更
手段は、上記加工条件決定手段が決定した上記加工条件
を現工程にさらに設定するものである。

【０１３１】それゆえ、さらに、加工対象の特性値の適
正値からのずれが検知された現工程の前工程あるいは後
工程に加えて、現工程の加工条件も変更することができ
る。よって、より柔軟かつ正確な制御が可能となるとい
う効果を奏する。

【０１３２】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記データ収集手段が、上記生産ラインの
工程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタ
イムに取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状
態情報を取得して、上記データベースに蓄積するもので
あり、かつ、上記加工条件決定手段が、上記データ収集
手段が取得した現工程の加工対象の特性値および上記デ
ータベースに蓄積されている過去の生産における加工条
件、加工対象の特性値、ならびに工程状態情報に基づい
て、上記生産ラインの工程の上記加工条件を決定するも
のである。

【０１３３】それゆえ、さらに、複数の工程を含む生産
ラインの現工程で検知された特性値の適正値からのずれ
を、現工程の前工程、後工程、あるいは現工程へのリア
ルタイムアクションにより制御する際、過去の生産にお
ける工程状態情報をも考慮することができる。よって、
加工条件と加工対象の特性値とに加えて、工程状態情報
を考慮することにより、加工対象の加工に関わる全ての
条件を考慮した工程のリアルタイム制御が可能となると
いう効果を奏する。したがって、より正確な制御が可能
となるという効果を奏する。

【０１３４】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記加工条件変更手段による上記加工条件
の設定が完了するまで、加工条件が設定される工程への
加工対象の投入を停止する投入停止手段を具備する構成
である。

【０１３５】それゆえ、さらに、加工対象の特性値の適
正値からのずれが検知された現工程の前工程、後工程、
あるいは現工程の加工条件を変更する間、加工条件を変
更する工程への新たな加工対象の投入を停止することに
よって、不良の拡大を防止できる。

【０１３６】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記データ収集手段が取得した加工対象の
特性値を所定の基準範囲に基づいて監視するとともに、
上記特性値が上記基準範囲を超えた場合を異常として検
知し、異常が発生した工程を停止させるモニタリング手
段を具備する構成である。

【０１３７】それゆえ、さらに、モニタリング手段が、
加工対象の特性値を所定の基準範囲に基づいて常時監視
して、特性値が基準範囲内の場合には上記のような工程
間フィードフォワードあるいは工程間フィードバックに
よって加工条件を制御し、特性値が基準範囲を超えた場
合には異常を検知して、異常が発生した工程を停止させ
ることが可能となる。よって、基準範囲内に戻すことが
不可能な程度に加工対象の特性値が悪化した場合、工程
を直ちに停止して、不良の拡大を防止できるという効果
を奏する。

【０１３８】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記基準範囲を、上記データベースに蓄積
されている過去の生産における加工条件と加工対象の特
性値とに基づいて作成する基準範囲作成手段を具備する
構成である。

【０１３９】それゆえ、さらに、過去の生産時点におけ
る加工条件と加工対象の特性値とを生産時点情報として
継続して蓄積した膨大なデータが、特性値の異常を検知
するための基準範囲の作成に利用できる。よって、基準
範囲を、異常が検知された特性値以外のデータを含む、
過去の経験に基づく膨大なデータに基づいて作成できる
ため、加工対象の特性値の異常をより正確に検知するこ
とが可能となるという効果を奏する。したがって、異常
の見逃しや、過剰な検知を防止できるという効果を奏す
る。

【０１４０】本発明の工程管理システムは、以上のよう
に、さらに、上記データ収集手段が、上記生産ラインの
工程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタ
イムに取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状
態情報を取得して、上記データベースに蓄積するもので
あり、かつ、上記データベースに蓄積されている過去の
生産における加工条件、加工対象の特性値、ならびに工
程状態情報に対して所定のデータ解析を行って、結果を
提示するデータ解析手段を具備する構成である。

【０１４１】それゆえ、さらに、生産時点の加工条件、
加工対象の特性値、工程状態情報のデータを利用できる
ため、生産ラインのつくり込み要因を発見して、リアル
タイムアクションのしくみを正確かつ容易に構築・修正
することが可能となるという効果を奏する。さらに、デ
ータベースに蓄積された生産時点の加工条件、加工対象
の特性値、工程状態情報の膨大なデータは、生産設備や
商品設計の改善にも利用できるという効果を奏する。

【０１４２】本発明の工程管理方法は、以上のように、
上記の工程管理システムによる工程管理方法であって、
上記データ解析手段の解析結果に基づいて、上記加工条
件決定手段の加工条件決定手順を修正する方法である。

【０１４３】また、本発明の工程管理方法は、以上のよ
うに、複数の工程を有する生産ラインの工程ごとに、加
工条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに取得する
とともに、上記工程の状態を示す工程状態情報を取得し
て、データベースに蓄積するデータ収集処理と、上記デ
ータ収集処理によって取得された現工程の加工対象の特
性値および上記データベースに蓄積されている過去の生
産における加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、
上記生産ラインの何れかの工程の加工条件を決定する加
工条件決定処理と、上記加工条件決定処理によって決定
された加工条件を上記工程に設定する加工条件変更処理
とを含み、さらに、上記データベースに蓄積されている
過去の生産における加工条件、加工対象の特性値、なら
びに工程状態情報に対して所定のデータ解析を行い、得
られた結果に基づいて、上記加工条件決定処理の手順を
修正する加工条件決定手順修正処理を含む方法である。

【０１４４】それゆえ、データベースに蓄積された、生
産ラインの工程ごとの加工条件、加工対象の特性値、工
程状態情報（例えば、作業者、製造装置の号機、治具Ｎ
Ｏ等のカテゴリーデータ）のデータを用いて、加工対象
の特性値の適正値からのずれが検知された現工程の前工
程、後工程、あるいは現工程の加工条件を変更する加工
条件設定手順のアルゴリズムを調整する。

【０１４５】よって、データベースに蓄積された生産時
点の加工条件、加工対象の特性値、工程状態情報の膨大
なデータを利用できるため、生産ラインのつくり込み要
因を発見して、リアルタイムアクションのしくみを正確
かつ容易に構築・修正することが可能となるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る工程管理システム
の構成の概略を示すブロック図である。

【図２】図１に示した工程管理システムにおける加工条
件の修正動作を示す説明図である。

【図３】図１に示した工程管理システムにおける加工条
件の修正動作を示す説明図である。

【図４】図１に示した工程管理システムにおけるリアル
タイムアクションの具体例を示す説明図である。

【図５】図１に示した工程管理システムにおけるリアル
タイムアクションの具体例を示す説明図である。

【図６】図１に示した工程管理システムにおけるリアル
タイムアクションの具体例を示す説明図である。

【図７】図１に示した工程管理システムを構成する工程
管理ネットワークのネットワーク構成図である。

【図８】図７に示した工程管理ネットワークにおいて生
産時点情報データベースに蓄積されるデータの説明図で
ある。

【符号の説明】

１０工程管理システム１１生産ライン１１ａ加工条件変更部（加工条件変更手段）１１ｂ投入制御部（投入停止手段）１２データ収集部（データ収集手段）１３生産時点情報データベース（データベース）１４モニタリング部（モニタリング手段）１５基準範囲作成部（基準範囲作成手段）１６ｆ工程間Ｆ／Ｆ部（加工条件決定手段）１６ｂ工程間Ｆ／Ｂ部（加工条件決定手段）１６ｓ現工程Ｆ／Ｂ部（加工条件決定手段）１７データ解析部（データ解析手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西川守京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内Ｆターム(参考） 3C100 AA29 BB02 BB12 BB14 BB15 DD25 DD33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の工程を有する生産ラインの工程ごと
に、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに取
得するデータ収集手段と、上記データ収集手段が取得した加工条件と加工対象の特
性値とを蓄積するデータベースと、上記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性
値および上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、現
工程より下流にある後工程の加工条件を決定する加工条
件決定手段と、上記加工条件決定手段が決定した加工条件を、上記後工
程に設定する加工条件変更手段と、を具備することを特
徴とする工程管理システム。
【請求項２】複数の工程を有する生産ラインの工程ごと
に、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに取
得するデータ収集手段と、上記データ収集手段が取得した加工条件と加工対象の特
性値とを蓄積するデータベースと、上記データ収集手段が取得した現工程の加工対象の特性
値および上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件と加工対象の特性値とに基づいて、現
工程より上流にある前工程の加工条件を決定する加工条
件決定手段と、上記加工条件決定手段が決定した加工条件を、上記前工
程に設定する加工条件変更手段と、を具備することを特
徴とする工程管理システム。
【請求項３】上記加工条件決定手段は、上記データ収集
手段が取得した現工程の加工対象の特性値および上記デ
ータベースに蓄積されている過去の生産における加工条
件と加工対象の特性値とに基づいて、現工程の加工条件
をさらに決定するものであり、かつ、上記加工条件変更手段は、上記加工条件決定手段
が決定した上記加工条件を現工程にさらに設定するもの
であることを特徴とする請求項１または２に記載の工程
管理システム。
【請求項４】上記データ収集手段が、上記生産ラインの
工程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタ
イムに取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状
態情報を取得して、上記データベースに蓄積するもので
あり、かつ、上記加工条件決定手段が、上記データ収集手段が
取得した現工程の加工対象の特性値および上記データベ
ースに蓄積されている過去の生産における加工条件、加
工対象の特性値、ならびに工程状態情報に基づいて、上
記生産ラインの工程の上記加工条件を決定するものであ
ることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載
の工程管理システム。
【請求項５】上記加工条件変更手段による上記加工条件
の設定が完了するまで、加工条件が設定される工程への
加工対象の投入を停止する投入停止手段を具備すること
を特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の工程
管理システム。
【請求項６】上記データ収集手段が取得した加工対象の
特性値を所定の基準範囲に基づいて監視するとともに、
上記特性値が上記基準範囲を超えた場合を異常として検
知し、異常が発生した工程を停止させるモニタリング手
段を具備することを特徴とする請求項１から５の何れか
１項に記載の工程管理システム。
【請求項７】上記基準範囲を、上記データベースに蓄積
されている過去の生産における加工条件と加工対象の特
性値とに基づいて作成する基準範囲作成手段を具備する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の
工程管理システム。
【請求項８】上記データ収集手段が、上記生産ラインの
工程ごとに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタ
イムに取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状
態情報を取得して、上記データベースに蓄積するもので
あり、かつ、上記データベースに蓄積されている過去の生産に
おける加工条件、加工対象の特性値、ならびに工程状態
情報に対して所定のデータ解析を行って、結果を提示す
るデータ解析手段を具備することを特徴とする請求項１
から７の何れか１項に記載の工程管理システム。
【請求項９】請求項８に記載の工程管理システムによる
工程管理方法であって、上記データ解析手段の解析結果に基づいて、上記加工条
件決定手段の加工条件決定手順を修正することを特徴と
する工程管理方法。
【請求項１０】複数の工程を有する生産ラインの工程ご
とに、加工条件と加工対象の特性値とをリアルタイムに
取得するとともに、上記工程の状態を示す工程状態情報
を取得して、データベースに蓄積するデータ収集処理
と、上記データ収集処理によって取得された現工程の加工対
象の特性値および上記データベースに蓄積されている過
去の生産における加工条件と加工対象の特性値とに基づ
いて、上記生産ラインの何れかの工程の加工条件を決定
する加工条件決定処理と、上記加工条件決定処理によって決定された加工条件を上
記工程に設定する加工条件変更処理とを含み、さらに、上記データベースに蓄積されている過去の生産
における加工条件、加工対象の特性値、ならびに工程状
態情報に対して所定のデータ解析を行い、得られた結果
に基づいて、上記加工条件決定処理の手順を修正する加
工条件決定手順修正処理を含むことを特徴とする工程管
理方法。