JP2017228218A - 製造セルが自律的に製造を行うセル生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】各製品に関するオーダ状況や材料の在庫状況などの状況変化にタイムリーに対応して、各製造セルにより複数の品種の製品を製造することができるセル生産システムを提供する。【解決手段】各製造セル１１Ａ、１１Ｂのセル制御装置１４は、管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されているオーダ情報及び材料在庫情報に基づき、優先的に製造すべきで且つ、製造可能な品種の製品と、該製品の製造数とを決定し、駆動制御装置１３に指示する製造指示決定部１４ａを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、セル生産方式によって製品を製造する製造セルを備えたセル生産システムに関する。

従前より、生産計画を行う生産計画装置によって、製造する製品の品種や数量、納期、使用する機械、及び製造工程などが計画されている。そして、生産計画装置によって立案された製造計画に基づいて、製造現場の作業者が、工作機械や産業用ロボットなどの製造機械を稼働させていた。また、製造現場の作業者が、製造機械の操業情報、製品の製造実績などを生産計画装置に送ることにより、品質管理、工程管理等を行ってきた。

近年、市場ニーズの多様化、製品ライフサイクルの短期化、グローバル市場における競争の激化により、製品品種が増大するとともに、販売量の変動が増大している。そのため、市場の要求にダイナミックに連動して製品を製造できるように、変種変量生産に対応することが求められている。

そこで、多品種の製造が可能な複数の製造機械を一つの製造セルとしてまとめて、工程毎に製造セル単位で製造を行うセル生産方式が提案されている。このようなセル生産方式を用いた現状のセル生産システムおいては、生産計画装置やスケジューリングアプリケーションにより立案された生産計画に基づき、製造セル毎に、製品品種の切替えや製造数の決定が行われている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−０１８５７６号公報

しかしながら、製造セルにより現時点で実際に製造できる製品とその数量や、優先的に製造すべき製品とその数量は、製品を構成する材料の在庫状況や、前工程の進捗状況、製品のオーダ状況、又は製造機械自体の稼働状況によって、時々刻々と変化する。このため、実際の製造前に立案された生産計画に基づいて製造を行う現状のセル生産システムは、リアルタイムな状況変化に対応して製品をタイムリーに製造できないという問題がある。

そこで本発明は、前述のような実情に鑑み、各製品に関するオーダ状況や材料の在庫状況などの状況変化にタイムリーに対応して、各製造セルにより複数の品種の製品を製造することができるセル生産システムを提供することを目的とする。

本発明の第一態様によれば、複数の製造工程を実施する複数の製造セルを備え、各前記製造セルは、複数の品種の製品を製造可能な少なくとも一つの製造機械と、該製造機械の駆動制御を行う駆動制御装置と、該駆動制御装置と通信可能に接続されたセル制御装置と、を具備するセル生産システムであって、
複数の品種の製品のそれぞれに関するオーダ数及び納期を含むオーダ情報と、該各品種の製品を構成する材料の在庫情報と、が記憶可能な記憶部を有し、各前記製造セルの前記セル制御装置と通信可能に接続された情報管理装置を備え、
各前記製造セルの前記セル制御装置は、前記記憶部に記憶されている前記オーダ情報及び前記在庫情報に基づき、優先的に製造すべきで且つ、製造可能な品種の製品と、該製品の製造数とを決定し、前記駆動制御装置に指示する製造指示決定部を有する、セル生産システムが提供される。

本発明の第二態様によれば、上記第一態様のセル生産システムであって、
前記オーダ情報には、前記駆動制御装置に指示した前記製品の製造指示数と、前記駆動制御装置への製造数の指示に基づいて前記製品を製造したときの良品数に関する情報が含まれており、
前記製造指示決定部は、前記駆動制御装置への製造数の指示に基づいた前記製品の製造において不良品が発生したとき、前記製造指示数及び前記良品数に関する情報に基づいて、前記駆動制御装置に対する前記製造指示数を増加させるようにする、セル生産システムが提供される。

本発明の第三態様によれば、上記第一態様または第二態様のセル生産システムであって、前記オーダ情報には、前記各品種の製品について最大ロット数に関する情報が含まれており、前記製造指示決定部は、さらに前記最大ロット数に関する情報に基づいて前記製造数を決定するようになされている、セル生産システムが提供される。

本発明の第四態様によれば、上記第一態様から第三態様のいずれかのセル生産システムであって、前記セル制御装置は、前記駆動制御装置への製造数の指示に基づいた前記製品の製造が完了したときの該製品の製造実績の情報を、前記記憶部に記憶された前記オーダ情報及び前記在庫情報に反映させるようにする、セル生産システムが提供される。

本発明の第五態様によれば、上記第一態様から第四態様のいずれかのセル生産システムであって、前記情報管理装置は、前記記憶部に対して、前記オーダ情報及び前記在庫情報の追加、変更及び入力が可能な入力装置を備える、セル生産システムが提供される。

上記第一態様によれば、従来技術のように生産計画装置により立案された生産計画に基づいて各製造セルの製造機械を稼働させるのではなく、現在のオーダ情報及び材料在庫情報を基に、各製造セルのセル制御装置自体が製造機械への製造指示の決定を行える。このため、各製品に関するオーダ状況や材料の在庫状況などの状況変化にタイムリーに対応して、各製造セルにより複数の品種の製品を製造することができる。
さらに、それぞれの製造セルの進捗状況を考えることなく、各製造セルが行うべきで且つ、行える作業を、オーダ情報と材料在庫情報のみで判断して進めることができる。
複数の製造セルが同一の製造工程または作業を行う場合に、或る製造セルにおいて例えば製造機械の故障が発生したとしても、その故障を知る必要がなく、残りの正常な製造セルによって、オーダされた品種及び製造数の製品を製造することができる。

さらに上記第二態様によれば、駆動制御装置への製造数の指示に基づいた製品の製造において不良品が発生したとしても、オーダ情報に基づき、決定した製造指示数に相当する良品を製造することができる。
さらに上記三態様によれば、オーダ情報に含まれる最大ロット数に関する情報をさらに考慮して、製造可能な製品毎に製造可能な製造数を決定することができる。

さらに上記第四態様によれば、各製造セルにおける製造実績の情報が、各製造セルのセル制御装置に接続された情報管理装置内のオーダ情報及び材料在庫情報に反映される。これにより、或る一つの製造セルにおける製品の製造に起因した材料の在庫数の変化を、他の製造セルの製造機械に対する製造指示にタイムリーに反映させることができる。
さらに上記第五態様によれば、情報管理装置の記憶部に対して、オーダ情報及び材料在庫情報の追加、変更及び入力を任意のタイミングで行うことができる。

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。

一実施形態のセル生産システムを模式的に示したブロック図である。 図１に示された管理サーバの記憶部に記憶されたオーダ情報のデータテーブルを例示した図である。 図１に示された管理サーバの記憶部に記憶された材料在庫情報のデータテーブルを例示した図である。 本実施形態のセル生産システムにより製造セル内の製造機械に対して作業を指示するときの処理フローを示すフローチャートである。 本実施形態のセル生産システムにより製造セル内の製造機械が製造指示に基づいて作業するときの処理フローを示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同様の構成要素又は機能部には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は本発明を実施するための一つの例であり、本発明は図示された形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態のセル生産システムを模式的に示したブロック図である。
図１を参照すると、本実施形態のセル生産システム１は、複数の製造工程もしくは作業を実施する複数の製造セル１１Ａ、１１Ｂを備えている。ここでいう「製造工程」には、加工や組立などが含まれる。例えば、図１に示されるように、ワークを加工して製品の構成部品を得るための加工工程を実施する第一製造セル１１Ａ（加工セル）と、得られた構成部品から製品を組立てる工程を実施する第二製造セル１１Ｂ（組立セル）とがセル生産システム１に含まれる。勿論、二つの製造セル１１Ａ、１１Ｂが同じ製造工程もしくは作業を実施してもよい。これら複数の製造セルによって、複数の品種の製品を製造できるようになっている。

さらに、第一製造セル１１Ａ及び第二製造セル１１Ｂの各々は、複数の品種の製品を製造可能な少なくとも一つの製造機械１２と、製造機械１２の駆動制御を行う駆動制御装置１３と、駆動制御装置１３と通信可能に接続されたセル制御装置１４と、を具備する。

加工工程を実施する第一製造セル１１Ａの製造機械１２は、例えば、ホルダに保持された材料（被加工品）に対して工具を相対的に移動することにより様々な加工を行うように構成された数値制御式の工作機械１２ａである。この場合、第一製造セル１１Ａ内の駆動制御装置１３は、工作機械１２ａが行う加工作業の順序を制御するＰＬＣ（programmable logic controller）１３ａと、ＰＬＣ１３ａに接続されていて工作機械１２ａを制御する数値制御装置（ＮＣ装置）及び操作盤１３ｂと、を含む。

組立工程を実施する第二製造セル１１Ｂの製造機械１２は、例えば、第一製造セル１１Ａでの材料の加工によって作製された部品から、複数の品種の製品を組立てられるロボット１２ｂである。この場合、第二製造セル１１Ｂ内の駆動制御装置１３は、複数のロボット１２ｂが行う組立作業の順序を制御するＰＬＣ１３ｃと、ＰＬＣ１３ｃに接続されていて各ロボット１２ｂを制御するロボット制御装置１３ｄと、を含む。ロボット１２ｂは、例えば垂直多関節型マニュピレータである。

図１には二つの製造セル１１Ａ、１１Ｂのみが示されているが、本発明においては、製造セルの数は二つに限定されない。各製造セル１１Ａ、１１Ａにおける駆動制御装置１３及び製造機械１２もまた、前述したようなＰＬＣ、ロボット制御装置、工作機械、及びロボットに限定されない。

さらに、各々の製造セル１１Ａ、１１Ｂのセル制御装置１４は、図１に示されるように、管理サーバ１５（情報管理装置）と通信可能に接続されている。管理サーバ１５は、複数の品種の製品のそれぞれに関するオーダ数及び納期を含むオーダ情報と、該各品種の製品を構成する材料の在庫情報と、が記憶可能な記憶部（データベース部）１５ａを有する。このような管理サーバ１５は、製造を管理するホストコンピュータであることが好ましい。さらに、管理サーバ１５には、キーボードやＤＶＤドライブ等の入力装置（図示せず）、及び、モニタやプリンタ等の出力装置（図示せず）が接続されているのが好ましい。出力装置は、記憶部１５ａに記憶されているオーダ情報及び材料在庫情報を管理サーバ１５外に通知することができる。入力装置は、記憶部１５ａに対してオーダ情報及び材料在庫情報の追加、変更及び入力などを行なうことができる。さらに、管理サーバ１５は、セル制御装置１４以外の他のコンピュータとデータ通信を行えるように構成されていてもよい。

前述した第一製造セル１１Ａ及び第二製造セル１１Ｂの各々について、駆動制御装置１３は、セル制御装置１４に対して製造指示を要求し、製造すべき品種の製品及びその製造数を製造指示として受取るように構成されている。
駆動制御装置１３は、受取った製造指示を基に作業開始指令を製造機械１２、例えば工作機械１２ａまたはロボット１２ｂに発信し、製造機械１２から作業完了指令を受信するように構成されている。さらに、駆動制御装置１３は、製造機械１２から作業完了指令を受信すると、製造機械１２の製造実績、例えば良品数、不良品数、材料使用数などの情報をセル制御装置１４に報告するように構成されている。

特に、セル制御装置１４は、前述した駆動制御装置１３からの要求に応じて、駆動制御装置１３に対する製造指示、すなわち、製造すべき品種の製品及びその製造数を決定する製造指示決定部１４ａを有する。
製造指示決定部１４ａは、管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されているオーダ情報と材料在庫情報に基づき、優先的に製造すべきで且つ、製造可能な品種の製品と、該製品の製造数とを決定し、駆動制御装置１３に指示するようになされている。
ここでいう「優先的に製造すべき製品」とは、オーダの優先順位が最も早い製品のことであり、「製造可能な製品」とは、製品を構成するのに必要な全ての材料の在庫が在る製品のことである。

なお、前述した管理サーバ１５、製造機械１２、駆動制御装置１３及びセル制御装置１４のそれぞれは、バスを介して互いに接続された、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ、ＣＰＵ及び通信制御部を備えたコンピュータシステム（図示せず）によって構成されるのが好ましい。また、前述した管理サーバ１５や、製造機械１２、駆動制御装置１３及びセル制御装置１４のそれぞれの機能や動作は、それぞれが備えるＲＯＭに記憶されたプログラムが各ＣＰＵにより実行されることにより達成されるのが好ましい。
さらに、セル制御装置１４を構成するコンピュータシステムが備えるＲＯＭには、該コンピュータシステムを前述の製造指示決定部１４ａとして機能させるアプリケーションソフトウェア（プログラム）が保存されているのが好ましい。前述した製造指示決定部１４ａの機能及び動作は、該ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づき、セル制御装置１４内のＣＰＵにより管理サーバ１５や駆動制御装置１３と協働して実行されるのが好ましい。

複数の製造セル１１Ａ、１１Ｂは、例えば、製品を製造する製造工場に配置されている。これに対して、管理サーバ１５は、製造工場内、または製造工場の敷地にある別の建屋に配置されている。この場合には、複数の製造セル１１Ａ、１１Ｂの各々と、管理サーバ１５とは、例えば、有線または無線のイントラネットを介して通信可能に相互接続されていることが好ましい。
あるいは、管理サーバ１５は、例えば、上記の製造工場から遠隔地に在る事務所に配置されていてもよい。この場合には、複数の製造セル１１Ａ、１１Ｂの各々と、管理サーバ１５とは、インターネットを介して通信可能に相互接続されていることが好ましい。この場合の管理サーバ１５はクラウド上のコンピュータであることが好ましい。

ここで、図２Ａは、管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されているオーダ情報のデータテーブルを例示した図である。
図２Ａに示されるように、オーダ番号、製品品番、納期、オーダ数、製造指示数、良品数、材料リスト、及び最大ロット数などを含むオーダ情報が、種々の製品毎にデータテーブルの形式で管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されている。
すなわち、上記オーダ情報には、各品種の製品に関するオーダ数や納期だけでなく、駆動制御装置１３に対して指示した製品の製造指示数、及び、駆動制御装置１３への製造数の指示に基づいて製品を製造したときの良品数に関する情報も含まれている。ここでいう「製造指示数」は、前述のセル制御装置１４から駆動制御装置１３に指示した製品の製造数である。「良品数」は、駆動制御装置１３への指示に基づいて製造された製品のうちの良品の数である。「最大ロット数」は、各製品について一回の指示で製造可能な最大の製造数である。
本実施形態においては、駆動制御装置１３に対して指示した製品の製造において不良品が発生して良品数が製造指示数に達しない場合がある。この場合には、指示された製品を増産して良品数を増やす必要が生じる。そこで、図２Ａに示されているように各種製品の製造指示数と良品数とを記憶部１５ａ内のオーダ情報のデータテーブルに保存して、製品の増産作業の要否を判断できるようにしている。より具体的には、セル制御装置１４の製造指示決定部１４ａは、前述のように不良品が発生したとき、記憶部１５ａに記憶されている製造指示数及び良品数に関する情報に基づいて、駆動制御装置１３に対する製造指示数を増加させるように構成されている。

さらに、図２Ｂは、管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されている材料在庫情報のデータテーブルを例示した図である。管理サーバ１５の記憶部１５ａには、各製品を構成する材料の在庫情報が記憶保持されている。ここでいう「材料」には、製品毎の製造に必要とされる被加工品、部品、固体材料、液体材料などといった全ての材料が含まれる。材料の在庫情報は、前述したオーダ情報のうちの材料リスト（図２Ａ）に対応付けて記憶されている。

具体的には、図２Ｂに示されるように、リスト番号、材料品番、在庫数、材料リストなどを含む材料在庫情報が、各製品の材料リスト毎にデータテーブルの形式で管理サーバ１５の記憶部１５ａに記憶されている。一つの製品が複数の材料から構成される場合には、一つの製品の材料リストには、その一つの製品を構成する複数の材料の在庫情報が含まれている。例えば、図２Ｂに示されるリスト１は、図２Ａに示された製品品番Ａの製品を構成する材料の在庫情報に関するリストである。図２Ｂの左側のデータテーブルから分かるように、リスト１の製品（製品品番Ａ）は材料品番ａ１〜ａ３の三つの材料からなり、それぞれの材料の在庫数と材料リストとが対応付けて記憶されている。複数の材料の各々がさらに複数の材料から構成されている場合には、材料を構成するための材料の在庫情報もまた、別の材料リストによって保存されている。例えば、図２Ｂの右側のデータテーブルから分かるように、リスト１−１の材料（材料品番ａ１）は材料品番ａ’１〜ａ’５の五つの材料からなり、それぞれの材料の在庫数と、材料を構成するための複数の材料のリスト（リスト１−１−１〜リスト１−１−５）とが対応付けて記憶されている。

さらに、本実施形態においては、管理サーバ１５に接続された入力装置により、管理サーバ１５の記憶部１５ａにおけるデータテーブルに対して、前述したオーダ情報及び材料在庫情報の追加、変更及び入力などを行えるようにしている。
例えば、図１に示された二つの製造セル１１Ａ、１１Ｂについて、第一製造セル１１Ａがワークを加工して部品を製作し、第二製造セル１１Ｂが、第一製造セル１１Ａにより製造された複数の部品を組立てて完成品を得るとする。このように二つの製造セル１１Ａ、１１Ｂが前工程と後工程の関係にあるときには、管理サーバ１５内のデータテーブルには、第一製造セル１１Ａに製造させる必要のある部品に関するオーダ情報を予め入力しておく必要がある。さらに、第二製造セル１１Ｂにおいて完成品の組立に必要な部品の在庫が不足するのが分かった時には、不足の部品を第一製造セル１１Ａにおいて優先的に製造できるようになるのが望ましい。このため、管理サーバ１５の記憶部１５ａについては、前述の入力装置により、任意のタイミングでオーダ情報及び材料在庫情報の追加や、オーダの優先順位の変更を行えるように構成されている。

次に、本実施形態のセル生産システム１の動作を説明する。
先ず、各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２に対して、加工または組立などの作業を指示するときの処理フローを説明する。
図３は、セル生産システム１により各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２に対して作業を指示するときの処理フローを示すフローチャートである。この処理フローにおいては、各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２が製造すべき品種の製品とその製造数が指示される。

初めに、図３のステップＳ１１において製造機械１２が未作業の状態であることが分かると、図３のステップＳ１２において、駆動制御装置１３がセル制御装置１４へ製造指示を要求する。ＰＬＣ１３ａ、ＮＣ装置１３ｂ、またはロボット制御装置１３ｄなどの駆動制御装置１３は製造機械１２から作業完了指令を受信できるため、製造機械１２が未作業の状態であるか否かが分かる。

続いて、図３のステップＳ１３において、セル制御装置１４の製造指示決定部１４ａは、管理サーバ１５の記憶部１５ａ内に、製造すべき製品に関する情報が有るか無いかを確認する。具体的には、製造指示決定部１４ａは、図２Ａ及び図２Ｂに示されたようなデータテーブルにオーダ情報及び材料在庫情報などが入力されているかを確認する。記憶部１５ａ内にオーダ情報及び材料在庫情報が無い場合には、管理サーバ１５に接続されたモニタやプリンタ等の出力装置（図示せず）を用いて、オーダ情報及び材料在庫情報の入力を促すことが望ましい。

記憶部１５ａ内にオーダ情報及び材料在庫情報が有るならば、図３のステップＳ１４において、製造指示決定部１４ａは、記憶部１５ａ内における複数の品種の製品のそれぞれに関するオーダ情報の中から、優先的に製造すべき一品種の製品に関するオーダ情報を選択し、取得する。例えば、図２Ａに示されたような各種製品のオーダ情報に含まれる納期に注目して、一番近い納期の製品に関するオーダ情報を取得する。

次いで、図３のステップＳ１５において、製造指示決定部１４ａは、選択したオーダ情報の製品を構成する材料の在庫情報（図２Ｂ参照）を管理サーバ１５の記憶部１５ａから取得する。そして、取得した材料在庫情報に含まれる材料品番や在庫数などを基に、在庫の有無が判断される（図３のステップＳ１６）。在庫無しの場合には上記のステップＳ１４〜ステップＳ１５が再び実施される。このとき、例えば、選択したオーダ情報の製品を構成するための材料の在庫が無ければ、材料の在庫が無かった製品に次いで納期が近い製品に関するオーダ情報及び材料在庫情報を取得するようにする。

上記ステップＳ１６において在庫有りという判断結果の場合には、図３のステップＳ１７が実行される。ステップＳ１７において、製造指示決定部１４ａは、取得した材料在庫情報に基づいて、選択したオーダ情報の製品を製造できる数（以下、製造可能数（Ｐ）と呼ぶ。）を確認する。
例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示されるように製品品番Ａの製品が材料品番ａ１〜ａ３の三つの材料からなる場合において、材料品番ａ１の材料の在庫数が１００個、材料品番ａ２の材料の在庫数が２００個、材料品番ａ３の材料の在庫数が３００個であるとする。この場合には、製造指示決定部１４ａは、製品品番Ａの製品の製造可能数（Ｐ）が１００個であると判断する。

さらに、図３のステップＳ１８において、製造指示決定部１４ａは、取得したオーダ情報及び材料在庫情報を基に、駆動制御装置１３に指示すべき製造数（Ｓ）を決定する。決定された製造数（Ｓ）は、管理サーバ１５の記憶部１５ａ内のオーダ情報のデータテーブルに「製造指示数」として保存される（図２Ａ参照）。
このとき、図２Ａに示されているように各製品の製造オーダに対して最大ロット数を予め決めている場合には、製造指示決定部１４ａは、最大ロット数（Ｌ）を含めたオーダ情報と材料在庫情報とから、指示すべき製造数（Ｓ）を決定するのが好ましい。例えば、前述のステップＳ１７〜ステップＳ１８の処理フローにおいて、製造可能数（Ｐ）が、オーダ情報に含まれている最大ロット数（Ｌ）以上に多い場合には、指示すべき製造数（Ｓ）を最大ロット数（Ｌ）とする。さらに、製造可能数（Ｐ）が、オーダ情報に含まれている最大ロット数（Ｌ）よりも少ない場合には、指示すべき製造数（Ｓ）を製造可能数（Ｐ）とする。

続いて、図３のステップＳ１９において、セル制御装置１４から駆動制御装置１３へ製造指示が送信される。具体的には、製造指示決定部１４ａは、製造すべき一品種の製品とその製品の製造数（Ｐ）を駆動制御装置１３に指示する。このとき、駆動制御装置１３への製造指示には、製造すべき製品とその製造数（Ｐ)の他に、製品の製造に使用すべき材料や、該材料の使用数なども含まれる。

以上の処理フローのとおり、本実施形態においては、各製造セル１１Ａ、１１Ｂのセル制御装置１４が、管理サーバ１５内のオーダ情報と材料在庫情報から、優先的に製造すべき製品で且つ、現時点で製造可能な製品を選定して製造するようにしている。より具体的には、セル制御装置１４自体が、管理サーバ１５内のオーダ情報及び材料在庫情報を基に、製造すべき一品種の製品と該製品の製造数とを決定して製造機械１２の駆動制御装置１３に指示するようになっている（図３及び、前述のステップＳ１３〜ステップＳ１９）。

つまり、本実施形態のセル制御装置１４は、従来技術のように生産計画装置により立案された生産計画に基づいて各製造セル１１Ａ、１１Ｂの製造機械１２を稼働させるものではない。現時点のオーダ状況と材料の在庫状況を基に、セル制御装置１４が自律的に考えて製造を行うようにしている。「自律的に考えて」とは、前工程及び後工程の進捗を考慮せず、各製造セルが行うべき作業で且つ、行える作業を、オーダ情報と材料在庫情報のみで判断することを意味する。
このため、製造セルにより現時点で実際に製造できる製品とその数量や、優先的に製造すべき製品とその数量が、材料の在庫状況や、前工程の進捗状況、製品のオーダ状況、又は製造機械自体の稼働状況に応じて時々刻々と変化しても、タイムリーな製造が行える。

また、本実施形態のセル生産システム１においては、製造指示の決定の際に各製造セル１１Ａ、１１Ｂの進捗状況を考慮しなくてもよい。つまり、本実施形態においては、各製造セル１１Ａ、１１Ｂの進捗状況が材料の在庫数に反映されるので、各製造セルに対する製造指示を決定するにあたって、管理サーバ１５の記憶部１５ａ内における材料在庫情報のみを確認すればよい（図３のステップＳ１７参照）。

次に、各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２が製造指示に基づいて作業するときの処理フローを説明する。
図４は、セル生産システム１により各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２が製造指示に基づいて作業するときの処理フローを示すフローチャートである。この処理フローにおいては、図３に示された処理フローによって決定された製造指示に基づき、各製造セル１１Ａ、１１Ｂ内の製造機械１２による作業が実施される。すなわち、図４に示される処理フローのスタートは図３に示された処理フローのエンドと結合されるものとする（図３及び図４の符号Ｂ参照）。また、図４に示される処理フローのエンドは図３に示された処理フローのスタートと結合されるものとする（図３及び図４の符号Ａ参照）。

初めに、図４のステップＳ２１において、駆動制御装置１３は、セル制御装置１４から送信された製造指示を確認する。そして、駆動制御装置１３は、該製造指示の対象の製品を製造するのに必要な材料の在庫数をセル制御装置１４へ問合せる（図４のステップＳ２２）。なお、製造指示対象の製品を構成する材料の在庫数は、前述したステップＳ１５により既にセル制御装置１４に取得されている。

さらに、図４のステップＳ２３において、駆動制御装置１３は、前述の、製造指示対象の製品を構成する材料の在庫数を確認する。そして、当該在庫数の情報を基に、在庫の有無が判断される（図４のステップＳ２４）。ステップＳ２４における判断結果が在庫無しである場合には、後述するステップＳ３０以降の処理フローが行われる。

一方、上記のステップＳ２４における判断結果が在庫有りである場合には、図４のステップＳ２５の処理が行われる。具体的には、駆動制御装置１３は、製造指示対象の製品の製造数を基に作業開始指令を製造機械１２、例えば工作機械１２ａまたはロボット１２ｂに発信する。これにより、図４のステップＳ２６において、製造機械１２は加工または組立などの作業を実行する。作業完了後、図４のステップＳ２７において、駆動制御装置１３は製造機械１２から作業完了指令を受信する。

さらに、図４のステップＳ２８において、製造機械１２により製造された製品が良品であるか不良品であるかが判定される。この判定のために、製造された製品を検査し、検査結果を駆動制御装置１３に出力する検査装置（図示せず）が製造機械１２に配置されているのが好ましい。上記のステップＳ２８において、製造された製品が不良品であると判定された場合には、上記のステップＳ２３〜ステップＳ２７が再び実施される。すなわち、製造指示対象の製品が再び製造機械１２により製造される。

上記のステップＳ２８において、製造された製品が良品であると判定された場合には、図４のステップＳ２９の処理が行われる。具体的には、良品及び不良品の数がカウントされていて、指示された製造数（製造指示数）に良品数が達したか否かが駆動制御装置１３により判定される。このステップＳ２９の判定処理において、良品の数が製造指示数に達していない場合には、上記のステップＳ２３〜ステップＳ２８が再び実施される。つまり、製造指示対象の製品が所定の製造指示数だけ製造されたとしても、良品の数が製造指示数に達するまでは製造指示対象の製品が追加的に製造される。一方、ステップＳ２９において良品の数が製造指示数に達した場合には、図４のステップＳ３０の処理が行われる。具体的には、駆動制御装置１３は、これまでの処理フローにより得られた良品数、不良品数、材料使用数などを製造実績としてセル制御装置１４に報告する。

さらに、図４のステップＳ３１において、セル制御装置１４に報告された良品数、不良品数、材料使用数などの製造実績の情報は、管理サーバ１５に送信され、且つ、管理サーバ１５の記憶部１５ａ内のオーダ情報及び材料在庫情報に反映される。例えば、図２Ａに示されたようなオーダ情報のデータテーブルに良品数が書込まれる。さらに、図２Ｂに示されたような材料在庫情報のデータテーブルの在庫数は、材料使用数に基づいて変更される。

以上に説明したようなセル生産システム１によれば、以下のような効果が得られる。
前述のセル生産システム１によれば、現在のオーダ情報及び材料在庫情報を基に、各製造セル１１Ａ、１１Ｂのセル制御装置１４自体が製造機械１２への製造指示の決定を行える。このため、各製品に関するオーダ状況や材料の在庫状況などの状況変化にタイムリーに対応して、各製造セル１１Ａ、１１Ｂにより複数の品種の製品を製造することができる。
さらに、それぞれの製造セル１１Ａ、１１Ｂの進捗状況を考えることなく、各製造セル１１Ａ、１１Ｂが行うべきで且つ、行える作業を、オーダ情報と材料在庫情報のみから判断して進めることができる。
また、複数の製造セルが同一の製造工程または作業を行う場合に、或る製造セルにおいて例えば製造機械の故障が発生したとしても、その故障を知る必要がなく、残りの正常な製造セルによって、オーダされた品種及び製造数の製造を行うことができる。

さらに、図２Ａに示されるように、オーダ情報には、駆動制御装置１３に指示した製造指示数、及び、その指示に基づいて製品を製造したときの良品数に関する情報が含まれている。このため、駆動制御装置１３への製造数の指示に基づいた製品の製造において不良品が発生したとしても、セル生産システム１は、オーダ情報に基づき、決定した製造指示数に相当する良品を製造することができる。
さらに、上記オーダ情報には、最大ロット数に関する情報も含まれている。このため、前述のセル生産システム１は、オーダ情報に含まれる最大ロット数に関する情報をさらに考慮して、製造可能な製品毎に製造可能な製造数を決定することができる。例えば複数の製造セル１１Ａ、１１Ｂが同一作業を実施する場合でも、各々の製造セル１１Ａ、１１Ｂにおいて現時点で製造可能な品種の製品を製造可能な数だけ製造していくので、最終的に各製品のオーダ数に見合った製造を行うことができる。

さらに、各製造セルのセル制御装置１４は、各製造セルにおける製造実績の情報、例えば良品数、不良品数、材料使用数などの情報を、各製造セルに共通する管理サーバ１５内のオーダ情報及び材料在庫情報に反映させるようにしている（図４のステップＳ３１）。これにより、或る一つの製造セルにおける製品の製造に起因した材料の在庫数の変化を、他の製造セルの製造機械に対する製造指示にタイムリーに反映させることができる。
また、前述のセル生産システム１においては、管理サーバ１５に接続されたキーボード等の入力装置から、管理サーバ１５の記憶部１５ａに対して、オーダ情報及び材料在庫情報の追加、変更及び入力を任意のタイミングで行うこともできる。

なお、図３及び図４を参照して説明したような、管理サーバ１５や、製造機械１２、駆動制御装置１３及びセル制御装置１４のそれぞれの動作は、それぞれの動作を定義した動作プログラムをＣＰＵにより実行させることにより実現されうる。

以上、典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述の各実施形態に変更及び種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。

１ セル生産システム
１１Ａ 第一製造セル
１１Ｂ 第二製造セル
１２ 製造機械
１２ａ 工作機械
１２ｂ ロボット
１３ 駆動制御装置
１３ａ、１３ｃ ＰＬＣ
１３ｂ ＮＣ装置
１３ｄ ロボット制御装置
１４ セル制御装置
１４ａ 製造指示決定部
１５ 管理サーバ
１５ａ 記憶部（データベース部）

Claims (5)

1. 複数の製造工程を実施する複数の製造セル（１１Ａ、１１Ｂ）を備え、各前記製造セル（１１Ａ、１１Ｂ）は、複数の品種の製品を製造可能な少なくとも一つの製造機械（１２）と、該製造機械（１２）の駆動制御を行う駆動制御装置（１３）と、該駆動制御装置（１３）と通信可能に接続されたセル制御装置（１４）と、を具備するセル生産システム（１）であって、
   複数の品種の製品のそれぞれに関するオーダ数及び納期を含むオーダ情報と、該各品種の製品を構成する材料の在庫情報と、が記憶可能な記憶部（１５ａ）を有し、各前記製造セル（１１Ａ、１１Ｂ）の前記セル制御装置（１４）と通信可能に接続された情報管理装置（１５）を備え、
   各前記製造セル（１１Ａ、１１Ｂ）の前記セル制御装置（１４）は、前記記憶部（１５ａ）に記憶されている前記オーダ情報及び前記在庫情報に基づき、優先的に製造すべきで且つ、製造可能な品種の製品と、該製品の製造数とを決定し、前記駆動制御装置（１３）に指示する製造指示決定部（１４ａ）を有する、セル生産システム（１）。
2. 前記オーダ情報には、前記駆動制御装置（１３）に指示した前記製品の製造指示数、及び、前記駆動制御装置（１３）への製造数の指示に基づいて前記製品を製造したときの良品数に関する情報がさらに含まれており、
   前記製造指示決定部（１４ａ）は、前記駆動制御装置（１３）への製造数の指示に基づいた前記製品の製造において不良品が発生したとき、前記製造指示数及び前記良品数に関する情報に基づいて、前記駆動制御装置（１３）に対する前記製造指示数を増加させるようにする、請求項１に記載のセル生産システム（１）。
3. 前記オーダ情報には、前記各品種の製品について最大ロット数に関する情報が含まれており、
   前記製造指示決定部（１４ａ）は、さらに前記最大ロット数に関する情報に基づいて前記製造数を決定するようになされている、請求項１または２に記載のセル生産システム（１）。
4. 前記セル制御装置（１４）は、前記駆動制御装置（１３）への製造数の指示に基づいた前記製品の製造が完了したときの該製品の製造実績の情報を、前記記憶部（１５ａ）に記憶された前記オーダ情報及び前記在庫情報に反映させるようにする、請求項１から３のいずれか一項に記載のセル生産システム（１）。
5. 前記情報管理装置（１５）は、前記記憶部（１５ａ）に対して、前記オーダ情報及び前記在庫情報の追加、変更及び入力が可能な入力装置を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のセル生産システム（１）。

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