JP2828526B2 - 生産ラインの制御情報自動生成方式 - Google Patents
生産ラインの制御情報自動生成方式Info
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
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- Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
- Control By Computers (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工作機械やロボット
で構成される生産ラインを対象とした生産管理（生産ラ
イン・スケジューリング）や、工作機械やロボット等の
（生産機械用）自動プログラミングシステムにおいて、
工程設計システムの処理結果データまたは中間処理デー
タを計算機で再利用することにより、日程計画やＮＣ自
動プログラムなどを、効率よく生成する生産ラインの制
御情報自動生成方式に関するものである。
で構成される生産ラインを対象とした生産管理（生産ラ
イン・スケジューリング）や、工作機械やロボット等の
（生産機械用）自動プログラミングシステムにおいて、
工程設計システムの処理結果データまたは中間処理デー
タを計算機で再利用することにより、日程計画やＮＣ自
動プログラムなどを、効率よく生成する生産ラインの制
御情報自動生成方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、既存の生産システムの構成図で
ある。図中１０は、製造対象となる部品図面をもとに、
生産ラインで使用する生産機械・治工具・ツールの使用
順序を決めるための工程設計システムである。５０は工
程設計時に参照される生産機械ファイル、１９は工程順
序や作業順序を決定するための工程・作業ノウハウファ
イルである。図中２０は、製品生産計画をもとに日程計
画を立案する生産ライン・スケジューリングシステムで
ある。２８は部品の各加工プロセス毎の加工時間が格納
されている加工時間ファイル、２９は日程計画のノウハ
ウが格納されているスケジューリング・ノウハウファイ
ルである。
ある。図中１０は、製造対象となる部品図面をもとに、
生産ラインで使用する生産機械・治工具・ツールの使用
順序を決めるための工程設計システムである。５０は工
程設計時に参照される生産機械ファイル、１９は工程順
序や作業順序を決定するための工程・作業ノウハウファ
イルである。図中２０は、製品生産計画をもとに日程計
画を立案する生産ライン・スケジューリングシステムで
ある。２８は部品の各加工プロセス毎の加工時間が格納
されている加工時間ファイル、２９は日程計画のノウハ
ウが格納されているスケジューリング・ノウハウファイ
ルである。
【０００３】図中６０は、工程計画と日程計画から最終
的に決定される加工・組立・準備作業の内容を記述した
生産に関する指示書である。図中３０は、具体的な生産
情報を準備するための生産準備支援システムである。生
産準備支援システム３０は、ＮＣプログラムの作成を支
援するＮＣ自動プログラミングシステムや、ロボットの
制御プログラムの作成を支援する自動プログラミングシ
ステム、そして素材や治工具などの準備を支援する手配
システムなどからなる。図中４０は、実際に部品を加工
し組み立てる生産ラインである。生産ライン４０は、工
作機械を中心に構成される加工セル４１、４２、ロボッ
トや組立機械を中心に構成される組立セル４３などから
なる。
的に決定される加工・組立・準備作業の内容を記述した
生産に関する指示書である。図中３０は、具体的な生産
情報を準備するための生産準備支援システムである。生
産準備支援システム３０は、ＮＣプログラムの作成を支
援するＮＣ自動プログラミングシステムや、ロボットの
制御プログラムの作成を支援する自動プログラミングシ
ステム、そして素材や治工具などの準備を支援する手配
システムなどからなる。図中４０は、実際に部品を加工
し組み立てる生産ラインである。生産ライン４０は、工
作機械を中心に構成される加工セル４１、４２、ロボッ
トや組立機械を中心に構成される組立セル４３などから
なる。
【０００４】図６に示した生産システムは大規模システ
ムであり、その動作は非常に複雑である。ここでは、機
械加工を中心にした生産ラインの作用・動作を説明す
る。設計が完了すると、生産側に図面などの製品情報が
渡され、まず、設計・生産設計・生産管理の主要メンバ
が設計結果をもとに会議を行い、生産すべき製品・納期
・生産量を検討し、工程設計・生産管理・製造上の問題
点を洗い出して議論し、素材調達・内外作・ボトルネッ
ク工程の対策など、生産活動の大まかな方針を決定す
る。
ムであり、その動作は非常に複雑である。ここでは、機
械加工を中心にした生産ラインの作用・動作を説明す
る。設計が完了すると、生産側に図面などの製品情報が
渡され、まず、設計・生産設計・生産管理の主要メンバ
が設計結果をもとに会議を行い、生産すべき製品・納期
・生産量を検討し、工程設計・生産管理・製造上の問題
点を洗い出して議論し、素材調達・内外作・ボトルネッ
ク工程の対策など、生産活動の大まかな方針を決定す
る。
【０００５】その後、次のようにして生産情報が次第に
詳細化されていく。まず、工程設計者が部品図面をもと
に工程設計システム１０を使って、工程設計を行い、部
品を生産するために使用する、生産機械の種類とその使
用順序、取付具やツールの種類とその使用順序などを決
定する。その際、もし過去に同じような部品を製造した
経験があれば、その工程計画を参考にして設計が進めら
れる。決定においては、生産機械ファイル５０や工程・
作業ノウハウファイル１９などを参照する。設計者が作
成した部品図から、素材を加工して最終部品に至るまで
の中間素材形状が工程設計者の頭の中で考慮され、加工
図と呼ばれる図面が作成される。加工図には、各加工プ
ロセスでの段取り作業・加工作業などを行うための情報
が記述される。以上の工程設計を、製品を構成する全て
の部品に対して行っていく。
詳細化されていく。まず、工程設計者が部品図面をもと
に工程設計システム１０を使って、工程設計を行い、部
品を生産するために使用する、生産機械の種類とその使
用順序、取付具やツールの種類とその使用順序などを決
定する。その際、もし過去に同じような部品を製造した
経験があれば、その工程計画を参考にして設計が進めら
れる。決定においては、生産機械ファイル５０や工程・
作業ノウハウファイル１９などを参照する。設計者が作
成した部品図から、素材を加工して最終部品に至るまで
の中間素材形状が工程設計者の頭の中で考慮され、加工
図と呼ばれる図面が作成される。加工図には、各加工プ
ロセスでの段取り作業・加工作業などを行うための情報
が記述される。以上の工程設計を、製品を構成する全て
の部品に対して行っていく。
【０００６】次に、生産管理者が製品計画にある生産す
る部品種類と部品毎の生産量・納期、そして工程設計で
決定された部品を製造するための生産機械（工作機械や
治工具）と各製造（加工、搬送、組立）プロセスに要す
る時間を考慮して、半年や月単位の大まかな計画を考慮
しつつ、生産ラインスケジューリングシステム２０を使
ってスケジューリングを行いある期間の日程計画を具体
化する。日程計画では、生産対象製品の個々の部品に対
して、どの機械を使ってどの加工プロセスで誰が処理す
るかを具体的に決めるが、そこでは加工プロセスに要す
加工時間ファイル２８や、ラインバランスが良くない場
合のスケジュール・ノウハウファイル２８などを参照す
る。
る部品種類と部品毎の生産量・納期、そして工程設計で
決定された部品を製造するための生産機械（工作機械や
治工具）と各製造（加工、搬送、組立）プロセスに要す
る時間を考慮して、半年や月単位の大まかな計画を考慮
しつつ、生産ラインスケジューリングシステム２０を使
ってスケジューリングを行いある期間の日程計画を具体
化する。日程計画では、生産対象製品の個々の部品に対
して、どの機械を使ってどの加工プロセスで誰が処理す
るかを具体的に決めるが、そこでは加工プロセスに要す
加工時間ファイル２８や、ラインバランスが良くない場
合のスケジュール・ノウハウファイル２８などを参照す
る。
【０００７】以上のようにして、工程設計とある期間中
のスケジューリングにより、加工や組立に関する作業指
示、人員割付け、ＮＣプログラム準備指示などのドキュ
メント６０が作成され、この生産に関する指示書をもと
に、生産準備作業が開始される。ＮＣ工作機械やロボッ
トなどのプログラムは、各々に対応するＣＡＭ（自動プ
ログラミング）システム３０を使って開発される。素材
・取付具・ツールに関しては、ストックがなければ購入
の手続が行われる。これらの準備作業は、生産開始日ま
でに行われる。加工セル４１や組立セル４３から構成さ
れる生産ライン４０に対して、工程設計・スケジューリ
ング・生産準備により決定し作成された作業指示表・人
員割付け・ＮＣプログラムなどの情報が渡され、生産が
開始される。
のスケジューリングにより、加工や組立に関する作業指
示、人員割付け、ＮＣプログラム準備指示などのドキュ
メント６０が作成され、この生産に関する指示書をもと
に、生産準備作業が開始される。ＮＣ工作機械やロボッ
トなどのプログラムは、各々に対応するＣＡＭ（自動プ
ログラミング）システム３０を使って開発される。素材
・取付具・ツールに関しては、ストックがなければ購入
の手続が行われる。これらの準備作業は、生産開始日ま
でに行われる。加工セル４１や組立セル４３から構成さ
れる生産ライン４０に対して、工程設計・スケジューリ
ング・生産準備により決定し作成された作業指示表・人
員割付け・ＮＣプログラムなどの情報が渡され、生産が
開始される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の生産ラインに対
する制御情報の作成では、工程設計やスケジューリング
の結果（データ）を他の作業で再利用できず、データの
再入力が多くなり生産性を低下させてきた。その理由と
して、１つには工程設計、生産スケジューリング、そし
て生産準備作業が各々高度な技術を要す設計・計画作業
であること。２つには多人数の組織で分担される作業で
あるために、部分的にしか計算機支援されなかったこ
と。さらには、組織間の情報伝達は作業指示表・加工図
・ガントチャートなどの社内で標準化されたドキュメン
トで行われてきたためである。
する制御情報の作成では、工程設計やスケジューリング
の結果（データ）を他の作業で再利用できず、データの
再入力が多くなり生産性を低下させてきた。その理由と
して、１つには工程設計、生産スケジューリング、そし
て生産準備作業が各々高度な技術を要す設計・計画作業
であること。２つには多人数の組織で分担される作業で
あるために、部分的にしか計算機支援されなかったこ
と。さらには、組織間の情報伝達は作業指示表・加工図
・ガントチャートなどの社内で標準化されたドキュメン
トで行われてきたためである。
【０００９】例えば、工程設計の１つの出力に、加工形
状や加工部分を指示する加工図がある。工程設計の入力
が部品図面であるにもかかわらず、計算機でその図面が
処理されなかった。されたとしても、出力データとして
使われないことが多かった。加工図を紙の図面で下流の
生産準備作業に渡すために、ＮＣプログラムの作成にお
いて、計算機によるデータの再利用ができないばかり
か、データの入力ミスを起こす原因となった。
状や加工部分を指示する加工図がある。工程設計の入力
が部品図面であるにもかかわらず、計算機でその図面が
処理されなかった。されたとしても、出力データとして
使われないことが多かった。加工図を紙の図面で下流の
生産準備作業に渡すために、ＮＣプログラムの作成にお
いて、計算機によるデータの再利用ができないばかり
か、データの入力ミスを起こす原因となった。
【００１０】生産活動の最初の工程設計の段階で、生産
に必要となるモデルを定義し、入力された情報から処理
された中間データや結果をもとに、生産管理や生産準備
作業で必要となるデータに変換して、データの再利用を
行っていける方式の確立が課題であった。
に必要となるモデルを定義し、入力された情報から処理
された中間データや結果をもとに、生産管理や生産準備
作業で必要となるデータに変換して、データの再利用を
行っていける方式の確立が課題であった。
【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、生産活動の上流の工程設計に
おける入力・中間処理データ・結果を、生産スケジュー
リングシステムやＮＣ自動プログラミングシステムのよ
うな生産準備作業支援システムにおいて必要となるデー
タ形式に変換容易になるように表現し、工程設計の処理
結果をもとに、生産スケジューリング、生産情報準備作
業を統合化することにより、生産ラインの制御動作プロ
グラムを効率的に生産することを目的とする。
るためになされたもので、生産活動の上流の工程設計に
おける入力・中間処理データ・結果を、生産スケジュー
リングシステムやＮＣ自動プログラミングシステムのよ
うな生産準備作業支援システムにおいて必要となるデー
タ形式に変換容易になるように表現し、工程設計の処理
結果をもとに、生産スケジューリング、生産情報準備作
業を統合化することにより、生産ラインの制御動作プロ
グラムを効率的に生産することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この第１の発明に係る生
産ラインの制御情報自動生成方式は、図面に記述されて
いる形状や公差等を入力し生産機械データベースを参考
にして工程計画を行う工程設計システムと、日程計画を
行う生産スケジューリングシステムと、ＮＣ工作機械や
ロボット等のプログラムを作成する自動プログラミング
システムとからなる生産ライン用生産設計・管理・準備
システムにおいて、工程設計システムで生成される、プ
ロセス作業・オペレーション作業・加工作業の順序関係
および部品の機械データ・冶工具データ・形状データ・
加工特徴データ・作業時間データを関連付けた工程計画
データから、代替機械を含む機械名・冶工具名・形状デ
ータl・加工特徴データ・作業時間データを形式変換し
て自動プログラミングシステムに転送し、自動プログラ
ミングシステムでＮＣプログラムを生成するものであ
る。
産ラインの制御情報自動生成方式は、図面に記述されて
いる形状や公差等を入力し生産機械データベースを参考
にして工程計画を行う工程設計システムと、日程計画を
行う生産スケジューリングシステムと、ＮＣ工作機械や
ロボット等のプログラムを作成する自動プログラミング
システムとからなる生産ライン用生産設計・管理・準備
システムにおいて、工程設計システムで生成される、プ
ロセス作業・オペレーション作業・加工作業の順序関係
および部品の機械データ・冶工具データ・形状データ・
加工特徴データ・作業時間データを関連付けた工程計画
データから、代替機械を含む機械名・冶工具名・形状デ
ータl・加工特徴データ・作業時間データを形式変換し
て自動プログラミングシステムに転送し、自動プログラ
ミングシステムでＮＣプログラムを生成するものであ
る。
【００１３】また、この第２の発明に係る生産ラインの
制御情報自動生成方式は、図面に記述されている形状や
公差等を入力し生産機械データベースを参考にして工程
計画を行う工程設計システムと、日程計画を行う生産ス
ケジューリングシステムと、ＮＣ工作機械やロボット等
のプログラムを作成する自動プログラミングシステムと
からなる生産ライン用生産設計・管理・準備システムに
おいて、工程設計システムで生成されるプロセス作業・
オペレーション作業・加工作業の順序関係および部品の
機械データ・冶工具データ・形状データ・加工特徴デー
タ・作業時間データを関連付けた工程計画データから、
代替機械を含む機械名・冶工具名・作業名・作業時間デ
ータヘ形式変換し、製品生産計画として与えられるある
期間中の製造すべき部品種類・生産数・納期データを形
式変換して生産スケジューリングシステムに転送し、生
産スケジューリングシステムで日程計画を生成するもの
である。
制御情報自動生成方式は、図面に記述されている形状や
公差等を入力し生産機械データベースを参考にして工程
計画を行う工程設計システムと、日程計画を行う生産ス
ケジューリングシステムと、ＮＣ工作機械やロボット等
のプログラムを作成する自動プログラミングシステムと
からなる生産ライン用生産設計・管理・準備システムに
おいて、工程設計システムで生成されるプロセス作業・
オペレーション作業・加工作業の順序関係および部品の
機械データ・冶工具データ・形状データ・加工特徴デー
タ・作業時間データを関連付けた工程計画データから、
代替機械を含む機械名・冶工具名・作業名・作業時間デ
ータヘ形式変換し、製品生産計画として与えられるある
期間中の製造すべき部品種類・生産数・納期データを形
式変換して生産スケジューリングシステムに転送し、生
産スケジューリングシステムで日程計画を生成するもの
である。
【００１４】また、この第３の発明に係る生産ラインの
制御情報自動生成方式は、工程設計システムで生成され
る、プロセス・オペレーション・加工作業の順序関係お
よび部品の機械データ・冶工具データ・形状データ・加
工特徴データ・作業時間データを関連付けて得られる工
程計画データから、代替機械を含む機械名・冶工具名・
作業名・作業時間データヘ形式変換し、製品生産計画と
して与えられるある期間中の製造すべき部品植類・生産
数・納期データを形式変換して、生産スケジューリング
システムヘ転送することにより、生産スケジューリング
システムで日程計画を生成し、所望のラインバラスンに
なったことを確認し、これにより決定された個々の部品
に対する加工機械情報を形式変換し自動プログラミング
システムlヘ転送し、自動プログラミングシステムでＮ
Ｃプログラムを生成するものである。また、この第４の
発明に係る生産ラインの制御情報自動生成方式は、生産
スケジューリングシステムlヘ転送する作業時間を、工
程設計システムにおける除去ボリュームからの推定値、
過去の実績データ、または自動プログラミングシステム
で作成したＮＣプログラムによる加工シミュレーション
時間とするものである。
制御情報自動生成方式は、工程設計システムで生成され
る、プロセス・オペレーション・加工作業の順序関係お
よび部品の機械データ・冶工具データ・形状データ・加
工特徴データ・作業時間データを関連付けて得られる工
程計画データから、代替機械を含む機械名・冶工具名・
作業名・作業時間データヘ形式変換し、製品生産計画と
して与えられるある期間中の製造すべき部品植類・生産
数・納期データを形式変換して、生産スケジューリング
システムヘ転送することにより、生産スケジューリング
システムで日程計画を生成し、所望のラインバラスンに
なったことを確認し、これにより決定された個々の部品
に対する加工機械情報を形式変換し自動プログラミング
システムlヘ転送し、自動プログラミングシステムでＮ
Ｃプログラムを生成するものである。また、この第４の
発明に係る生産ラインの制御情報自動生成方式は、生産
スケジューリングシステムlヘ転送する作業時間を、工
程設計システムにおける除去ボリュームからの推定値、
過去の実績データ、または自動プログラミングシステム
で作成したＮＣプログラムによる加工シミュレーション
時間とするものである。
【００１５】
【作用】この第１の発明によれば、工程設計処理過程で
生成された部品の形状情報と加工特徴をもとに、自動プ
ログラミングシステムでＮＣプログラム作成のための形
状や属性情報等のデータに変換することで、人的方法で
のデータ入力を排除することができる。
生成された部品の形状情報と加工特徴をもとに、自動プ
ログラミングシステムでＮＣプログラム作成のための形
状や属性情報等のデータに変換することで、人的方法で
のデータ入力を排除することができる。
【００１６】また、この第２の発明による生産スケジュ
ーリングシステムによれば、製品生産計画として与えら
れるある期間中の製造すべき部品種類・生産数・納期
と、工程設計処理過程で生成された個々の部品の加工機
械と加工時間情報をもとに日程計画を生成することで部
品の加工機械に関する競合が解消される。
ーリングシステムによれば、製品生産計画として与えら
れるある期間中の製造すべき部品種類・生産数・納期
と、工程設計処理過程で生成された個々の部品の加工機
械と加工時間情報をもとに日程計画を生成することで部
品の加工機械に関する競合が解消される。
【００１７】また、この第３の発明によると、まず、製
品生産計画として与えられるある期間中の製造すべき部
品種類・生産数・納期と、工程計画処理過程で生成され
る個々の部品の加工機械と加工時間情報を形式変換し生
産スケジューリングシステムへ転送して日程計画を生成
し、所望のラインバランスになったことを確認し、これ
により決定された個々の部品に対する加工機械情報を閉
式変換し、自動プログラムを生成することで、生産ライ
ンにおいて生産スケジュールに従って製品の生産が開始
される。また、この第４の発明によると、生産スケジュ
ーリングシステムlヘ転送する作業時間を、工程設計シ
ステムにおける除去ボリュームからの推定値、過去の実
績データ、または自動プログラミングシステムで作成し
たＮＣプログラムによる加工シミュレーション時間とす
るものである。
品生産計画として与えられるある期間中の製造すべき部
品種類・生産数・納期と、工程計画処理過程で生成され
る個々の部品の加工機械と加工時間情報を形式変換し生
産スケジューリングシステムへ転送して日程計画を生成
し、所望のラインバランスになったことを確認し、これ
により決定された個々の部品に対する加工機械情報を閉
式変換し、自動プログラムを生成することで、生産ライ
ンにおいて生産スケジュールに従って製品の生産が開始
される。また、この第４の発明によると、生産スケジュ
ーリングシステムlヘ転送する作業時間を、工程設計シ
ステムにおける除去ボリュームからの推定値、過去の実
績データ、または自動プログラミングシステムで作成し
たＮＣプログラムによる加工シミュレーション時間とす
るものである。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の一実施例を用いて説明す
る。図１は本方式による生産システムの構成を、図２は
図１の中の工程設計システムの構成を表す図である。図
１中、１は経営・設計部門から生産部門に指示される、
製造すべき製品や部品の図面と生産数、納期などの製品
生産計画、１０は設計からの部品図面をもとに工程設計
を行い、使用する生産機械の種類や使用順序、治工具の
種類や使用順序、加工すべき部品の決定とその順序など
の工程計画１７を決定する工程設計システムである。図
２は上記工程設計システム１０の詳細構成図である。図
中１２は部品図面を処理し、部品モデルを計算機上で生
成する図面入力処理部、１３は部品モデルのうち形状デ
ータを生成するソリッドモデラ、５１，５２は予め計算
機上に格納されている生産機械や素材に関するデータベ
ースである。１１は部品図面を入力とし製造知識を使っ
て工程計画を決定していく工程設計エキスパートシステ
ム、１７はその出力である工程計画である。
る。図１は本方式による生産システムの構成を、図２は
図１の中の工程設計システムの構成を表す図である。図
１中、１は経営・設計部門から生産部門に指示される、
製造すべき製品や部品の図面と生産数、納期などの製品
生産計画、１０は設計からの部品図面をもとに工程設計
を行い、使用する生産機械の種類や使用順序、治工具の
種類や使用順序、加工すべき部品の決定とその順序など
の工程計画１７を決定する工程設計システムである。図
２は上記工程設計システム１０の詳細構成図である。図
中１２は部品図面を処理し、部品モデルを計算機上で生
成する図面入力処理部、１３は部品モデルのうち形状デ
ータを生成するソリッドモデラ、５１，５２は予め計算
機上に格納されている生産機械や素材に関するデータベ
ースである。１１は部品図面を入力とし製造知識を使っ
て工程計画を決定していく工程設計エキスパートシステ
ム、１７はその出力である工程計画である。
【００１９】図１中、２０は製品生産計画と工程計画を
もとに、ある期間のスケジューリングを行う生産ライン
・スケジューリングシステムである。２１は、製品生産
計画と工程計画データから、スケジューリングに必要と
なる入力データを選択・変換する入力処理部である。
もとに、ある期間のスケジューリングを行う生産ライン
・スケジューリングシステムである。２１は、製品生産
計画と工程計画データから、スケジューリングに必要と
なる入力データを選択・変換する入力処理部である。
【００２０】図１中、３０は工程計画や日程計画をもと
に、指定された生産開始日までに、ＮＣプログラムの作
成や素材・治工具の手配などを行う、生産準備支援シス
テムである。３１は、工程計画や日程計画データから、
生産準備に必要となる入力データを選択・変換する入力
処理部である。図１中、４０は工程設計、生産管理、生
産準備で設計し計画された情報をもとに、実際にある期
間の製造を行う生産ラインである。生産ラインは、加工
セル４１，４２、組立セル４３などから構成される。図
１中、５０は工程設計、生産管理、生産準備で設計し計
画する時に参照される、生産機械データベースである。
に、指定された生産開始日までに、ＮＣプログラムの作
成や素材・治工具の手配などを行う、生産準備支援シス
テムである。３１は、工程計画や日程計画データから、
生産準備に必要となる入力データを選択・変換する入力
処理部である。図１中、４０は工程設計、生産管理、生
産準備で設計し計画された情報をもとに、実際にある期
間の製造を行う生産ラインである。生産ラインは、加工
セル４１，４２、組立セル４３などから構成される。図
１中、５０は工程設計、生産管理、生産準備で設計し計
画する時に参照される、生産機械データベースである。
【００２１】次に動作、作用について説明する。なお、
工程計画の処理方式については、前特許［藤田：特願昭
６３−１６６２０３号 機械加工における工程設計処理
方式］で述べたので、ここでは本方式に関連する範囲で
説明する。工程設計は教科書では、『設計からの製品図
面、部品図面を受け、工程設計、取付具設計、作業設計
を行い、使用する生産機械とその順序、使用する取付具
とその順序など、製品を生産するのに必要なすべての情
報を決定すること』と定義される。実用化段階ではいろ
いろな構成が考えられる。ここでは、切削条件を含むＮ
Ｃプログラムの作成を行う作業設計最終段階について
は、ＮＣ自動プログラミングシステムで行い、工程設計
システムでは、工程設計と取付具設計を主として行うよ
うな構成をとる。
工程計画の処理方式については、前特許［藤田：特願昭
６３−１６６２０３号 機械加工における工程設計処理
方式］で述べたので、ここでは本方式に関連する範囲で
説明する。工程設計は教科書では、『設計からの製品図
面、部品図面を受け、工程設計、取付具設計、作業設計
を行い、使用する生産機械とその順序、使用する取付具
とその順序など、製品を生産するのに必要なすべての情
報を決定すること』と定義される。実用化段階ではいろ
いろな構成が考えられる。ここでは、切削条件を含むＮ
Ｃプログラムの作成を行う作業設計最終段階について
は、ＮＣ自動プログラミングシステムで行い、工程設計
システムでは、工程設計と取付具設計を主として行うよ
うな構成をとる。
【００２２】ある期間に生産すべき製品設計が完了する
と、各製品の納期や生産個数、そして製品を構成する部
品毎の図面などの技術情報が、製品生産計画１として生
産部門に指示される。図３に本方式による生産システム
の処理の流れを示す。処理の流れは実際には非常に複雑
であるが、主要な流れＳ−１〜Ｓ−４に従って説明す
る。
と、各製品の納期や生産個数、そして製品を構成する部
品毎の図面などの技術情報が、製品生産計画１として生
産部門に指示される。図３に本方式による生産システム
の処理の流れを示す。処理の流れは実際には非常に複雑
であるが、主要な流れＳ−１〜Ｓ−４に従って説明す
る。
【００２３】（Ｓ−１）まず、製品設計、生産設計、生
産管理の責任者が会議を持ち、設計結果や販売計画をも
とに、生産すべき製品・納期・生産量を検討し、工程設
計・生産管理・製造上の問題点を洗い出し議論する。素
材調達・内外作・ボトルネック工程の対策など、生産計
画のアウトラインを決める。
産管理の責任者が会議を持ち、設計結果や販売計画をも
とに、生産すべき製品・納期・生産量を検討し、工程設
計・生産管理・製造上の問題点を洗い出し議論する。素
材調達・内外作・ボトルネック工程の対策など、生産計
画のアウトラインを決める。
【００２４】この方針を受け、まず工程設計が図２に示
した工程設計エキスパートシステムにより行われる。図
２の部品モデル図面処理入力部１２により会話形式で入
力することにより、図面情報が入力される。部品モデル
１４とは、図面で表現される形状情報とフェース・ポケ
ット・穴など加工部分の特徴を表すマシニングヒューチ
ャ［前特許：特願昭６３−１６６２０３号の加工モード
に対応する］と、寸法公差・平面度・面粗さなどの公差
情報である。このうち形状情報に関しては、ソリッドモ
デル１３に送られ計算機上に３次元形状データが生成さ
れる。その他の情報は、形状情報とリンクした形式で計
算機に格納される。
した工程設計エキスパートシステムにより行われる。図
２の部品モデル図面処理入力部１２により会話形式で入
力することにより、図面情報が入力される。部品モデル
１４とは、図面で表現される形状情報とフェース・ポケ
ット・穴など加工部分の特徴を表すマシニングヒューチ
ャ［前特許：特願昭６３−１６６２０３号の加工モード
に対応する］と、寸法公差・平面度・面粗さなどの公差
情報である。このうち形状情報に関しては、ソリッドモ
デル１３に送られ計算機上に３次元形状データが生成さ
れる。その他の情報は、形状情報とリンクした形式で計
算機に格納される。
【００２５】次に工程設計エキスパートシステムが起動
され、部品モデルと予め格納されている工場にある生産
機械や素材などのデータベースを参照して、工程設計に
関する知識を表現したルールを処理することにより、工
程計画１７を決定する。
され、部品モデルと予め格納されている工場にある生産
機械や素材などのデータベースを参照して、工程設計に
関する知識を表現したルールを処理することにより、工
程計画１７を決定する。
【００２６】本方式では、工程計画結果は図４の（ａ）
に示したデータ構造で表現される。その表現は、１つの
部品が素材から製品に至るまでに処理される、加工プロ
セスのシーケンスと、その加工プロセスのもとで工作機
械に取付具を用いて取り付けられる段取り作業（段取り
をオペレーションと呼ぶ）のシーケンスと、その取付姿
勢において加工される加工作業（マシニング）のシーケ
ンスとからなる。図４の（ｂ）に、属性とタイプデータ
の定義を示す。図５に、具体的工程計画の一例を示す。
に示したデータ構造で表現される。その表現は、１つの
部品が素材から製品に至るまでに処理される、加工プロ
セスのシーケンスと、その加工プロセスのもとで工作機
械に取付具を用いて取り付けられる段取り作業（段取り
をオペレーションと呼ぶ）のシーケンスと、その取付姿
勢において加工される加工作業（マシニング）のシーケ
ンスとからなる。図４の（ｂ）に、属性とタイプデータ
の定義を示す。図５に、具体的工程計画の一例を示す。
【００２７】工程設計は全ての部品に対して行われる。
多品種小量生産が進むほど、生産ラインで多種類の部品
が加工される。実際の加工では、複数部品がラインの中
を流れ、同時に２つの部品がある機械に到着すると、加
工機械の使用に対して競合状態が起きることになる。工
程設計ではこのような動的状態が考慮されず、あくまで
も部品個々の独立した計画でしかなく、静的なものであ
る。部品の工作機械に関する競合解消問題は、スケジュ
ーリングシステムで計画される。
多品種小量生産が進むほど、生産ラインで多種類の部品
が加工される。実際の加工では、複数部品がラインの中
を流れ、同時に２つの部品がある機械に到着すると、加
工機械の使用に対して競合状態が起きることになる。工
程設計ではこのような動的状態が考慮されず、あくまで
も部品個々の独立した計画でしかなく、静的なものであ
る。部品の工作機械に関する競合解消問題は、スケジュ
ーリングシステムで計画される。
【００２８】（Ｓ−２）通常ロット単位での製造が行わ
れるため、スケジューリングシステムでは、ロット単位
をジョブで定義する。ジョブは、加工する個数と納期、
適用される加工プロセス／工作機械と加工時間により表
現される。使用される加工プロセス／工作機械と加工時
間は、工程設計の結果（図４（ａ）の１）から求められ
る。 加工プロセス／工作機械＜−プロセス名／機械名 加工時間 ＜−加工時間×ロット当たりの部品数
れるため、スケジューリングシステムでは、ロット単位
をジョブで定義する。ジョブは、加工する個数と納期、
適用される加工プロセス／工作機械と加工時間により表
現される。使用される加工プロセス／工作機械と加工時
間は、工程設計の結果（図４（ａ）の１）から求められ
る。 加工プロセス／工作機械＜−プロセス名／機械名 加工時間 ＜−加工時間×ロット当たりの部品数
【００２９】加工時間については、工程設計システムで
加工する除去ボリュームから概算値を求めたり、過去の
実績データから推定する。また、下流の生産準備作業で
ＮＣプログラムを作成した後、ツールパスチェックを行
って加工時間見積りを行いフィードバックすることもで
きる。加工する個数と納期については、製品生産計画と
して最初から与えられる情報である。生産ラインスケジ
ューリングシステムの入力処理部では、前者については
工程計画から、後者については製品生産計画から、自動
的にデータを取り出し必要に応じてデータ変換する。
加工する除去ボリュームから概算値を求めたり、過去の
実績データから推定する。また、下流の生産準備作業で
ＮＣプログラムを作成した後、ツールパスチェックを行
って加工時間見積りを行いフィードバックすることもで
きる。加工する個数と納期については、製品生産計画と
して最初から与えられる情報である。生産ラインスケジ
ューリングシステムの入力処理部では、前者については
工程計画から、後者については製品生産計画から、自動
的にデータを取り出し必要に応じてデータ変換する。
【００３０】ある生産期間における全てのジョブの情報
が入力できたら、ラインバランスに関するシミュレーシ
ョンを１日単位で行う。操作者は、シミュレーション結
果（ガントチャート）を検討し、ジョブの納期や仕掛か
り状態が条件を満たすまでディスパッチングルールを変
えシミュレーションを繰り返す。このように試行錯誤的
に、日程計画を決定する生産スケジューリングシステム
では、複数部品がラインの中を流れる状態を定式化しシ
ミュレーションを行うので、計算機上でのシミュレーシ
ョンではあるが、これはラインの状態を反映した動的計
画である。部品の工作機械に関する競合解消問題はスケ
ジューリングシステムで初めて解決される。この結果を
もとに、素材や工作機械・治工具などの生産機械の手配
が行われる。
が入力できたら、ラインバランスに関するシミュレーシ
ョンを１日単位で行う。操作者は、シミュレーション結
果（ガントチャート）を検討し、ジョブの納期や仕掛か
り状態が条件を満たすまでディスパッチングルールを変
えシミュレーションを繰り返す。このように試行錯誤的
に、日程計画を決定する生産スケジューリングシステム
では、複数部品がラインの中を流れる状態を定式化しシ
ミュレーションを行うので、計算機上でのシミュレーシ
ョンではあるが、これはラインの状態を反映した動的計
画である。部品の工作機械に関する競合解消問題はスケ
ジューリングシステムで初めて解決される。この結果を
もとに、素材や工作機械・治工具などの生産機械の手配
が行われる。
【００３１】（Ｓ−３）工程設計と日程計画により、生
産期間中の１日単位での具体的計画が決まる。その後、
生産準備支援システムを使って、操作者は生産機械を制
御するためのＮＣプログラムを作成していく。工作機械
のＮＣプログラムは、加工属性（マシニングヒューチ
ャ、機械座標系、ツール、切削条件）と加工領域形状か
らなる。入力処理部では、工程計画からこれらのデータ
を取り出し、必要に応じてデータ変換して入力データを
自動的に求める。操作者は残りのデータを入力し、ＮＣ
プログラムを完成させた後、計算機上でツールパスチェ
ックを行い、プログラムの正当性を検証する。
産期間中の１日単位での具体的計画が決まる。その後、
生産準備支援システムを使って、操作者は生産機械を制
御するためのＮＣプログラムを作成していく。工作機械
のＮＣプログラムは、加工属性（マシニングヒューチ
ャ、機械座標系、ツール、切削条件）と加工領域形状か
らなる。入力処理部では、工程計画からこれらのデータ
を取り出し、必要に応じてデータ変換して入力データを
自動的に求める。操作者は残りのデータを入力し、ＮＣ
プログラムを完成させた後、計算機上でツールパスチェ
ックを行い、プログラムの正当性を検証する。
【００３２】従来方式では、工程計画や日程計画が紙の
書類や図面で表現されていたため、加工図を見ながら作
業者が機械座標系を考慮しキーボードから入力してい
た。本方式を用いれば、これらのデータは、部品モデル
や工程設計結果から計算機処理により求めることができ
るので（図４（ａ）の２）、データの再入力やデータ入
力ミスは飛躍的に減少する。
書類や図面で表現されていたため、加工図を見ながら作
業者が機械座標系を考慮しキーボードから入力してい
た。本方式を用いれば、これらのデータは、部品モデル
や工程設計結果から計算機処理により求めることができ
るので（図４（ａ）の２）、データの再入力やデータ入
力ミスは飛躍的に減少する。
【００３３】（Ｓ−４）Ｓ−１〜Ｓ−３の処理により生
産に必要な全ての準備が完了する。日程計画、作業指示
表、ＮＣプログラムなどがライン作業者や各加工セルへ
送られ、スケジュールに従って生産ラインにおいて製品
の生産が開始される。 （３）他の実施例の説明、他の用途への転用例の説明 なお、上記実施例では加工、組立、搬送などの製造作業
のうち、機械加工を中心にした処理方式を示したが、ほ
かの製造作業についても同様の考え方を適用することが
できる。
産に必要な全ての準備が完了する。日程計画、作業指示
表、ＮＣプログラムなどがライン作業者や各加工セルへ
送られ、スケジュールに従って生産ラインにおいて製品
の生産が開始される。 （３）他の実施例の説明、他の用途への転用例の説明 なお、上記実施例では加工、組立、搬送などの製造作業
のうち、機械加工を中心にした処理方式を示したが、ほ
かの製造作業についても同様の考え方を適用することが
できる。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、この第１の発明によれ
ば、工程設計処理過程で生成された部品の形状情報と加
工特徴を形式変換して自動プログラミングシステムに転
送し、該自動プログラミングシステムでＮＣプログラム
を生成することで、ＮＣプログラムデータの再入力及び
データ入力ミスが飛躍的に減少する効果がある。
ば、工程設計処理過程で生成された部品の形状情報と加
工特徴を形式変換して自動プログラミングシステムに転
送し、該自動プログラミングシステムでＮＣプログラム
を生成することで、ＮＣプログラムデータの再入力及び
データ入力ミスが飛躍的に減少する効果がある。
【００３５】また、この第２の発明によれば、製品生産
計画として与えられるある期間中の製造すべき部品種類
・生産数・納期と、工程設計処理過程で生成された個々
の部品の加工機械と加工時間情報を形式変換し生産スケ
ジューリングシステムへ転送し、生産スケジューリング
システムで日程計画を生成ことで、部品の多品種小量生
産が進んでも加工機械の使用に対して競合状態が起きる
ことがなく加工機械の効率的使用が図れる。
計画として与えられるある期間中の製造すべき部品種類
・生産数・納期と、工程設計処理過程で生成された個々
の部品の加工機械と加工時間情報を形式変換し生産スケ
ジューリングシステムへ転送し、生産スケジューリング
システムで日程計画を生成ことで、部品の多品種小量生
産が進んでも加工機械の使用に対して競合状態が起きる
ことがなく加工機械の効率的使用が図れる。
【００３６】また、この第３の発明によれば、工程設計
処理過程で生成された工程設計と生産スケジューリング
システムで生成された日程計画より、生産期間中の１日
単位での具体的計画を決め、その後、生産準備支援シス
テムを使って、生産機械を制御するためのＮＣプログラ
ムを作成することで、データの再入力やデータ入力ミス
は飛躍的に減少するとともに、生産ラインにおいてスケ
ジュールに従って製品の生産を開始することが可能な効
率的な生産システムを構築することができる。
処理過程で生成された工程設計と生産スケジューリング
システムで生成された日程計画より、生産期間中の１日
単位での具体的計画を決め、その後、生産準備支援シス
テムを使って、生産機械を制御するためのＮＣプログラ
ムを作成することで、データの再入力やデータ入力ミス
は飛躍的に減少するとともに、生産ラインにおいてスケ
ジュールに従って製品の生産を開始することが可能な効
率的な生産システムを構築することができる。
【図１】この発明の一実施例における生産システムの構
成図である。
成図である。
【図２】本実施例における工程設計システムの詳細構成
図である。
図である。
【図３】本実施例における生産システムの処理過程を示
す流れ図である。
す流れ図である。
【図４】本実施例における工程計画のデータ構造ａと、
属性のタイプデータ定義ｂを示す図である。
属性のタイプデータ定義ｂを示す図である。
【図５】本実施例における工程計画出力の具体例を示す
図である。
図である。
【図６】既存の生産システムの構成図である。
１ 製造すべき製品や部品の図面と生産高、納期な
どの製品生産計画 １０ 工程設計システム １７ 工程設計システムが決定した工程計画 ２０ 生産ライン・スケジューリングシステム ２１ スケジューリングシステムの入力処理部 ３０ 生産準備支援システム ３１ 生産準備支援システムの入力処理部 ４０ 生産ライン
どの製品生産計画 １０ 工程設計システム １７ 工程設計システムが決定した工程計画 ２０ 生産ライン・スケジューリングシステム ２１ スケジューリングシステムの入力処理部 ３０ 生産準備支援システム ３１ 生産準備支援システムの入力処理部 ４０ 生産ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大南 正浩 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 産業システム研究所 内 (56)参考文献 特開 昭62−127907（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−192801（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112408（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111158（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−205457（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/4093 B23Q 15/00 305 B23Q 41/08 G05B 15/02 G06F 17/60
Claims (4)
- 【請求項１】 図面に記述されている形状や公差等を入
力し生産機械データベースを参考にして工程計画を行う
工程設計システムと、日程計画を行う生産スケジューリ
ングシステムと、ＮＣ工作機械やロボット等のプログラ
ムを作成する自動プログラミングシステムとからなる生
産ライン用生産設計・管理・準備システムにおいて、工程設計システムで生成される、プロセス作業・オペレ
ーション作業・加工作業の順序関係および部品の機械デ
ータ・冶工具データ・形状データ・加工特徴データ・作
業時間データを関連付けた工程計画データから、代替機
械を含む機械名・冶工具名・形状データ・加工特徴デー
タ・作業時間データを形式変換して自動プログラミング
システムに転送し、 自動プログラミングシステムでＮＣ
プログラムを生成することを特徴とする生産ラインの制
御情報自動生成方式。 - 【請求項２】 図面に記述されている形状や公差等を入
力し生産機械データベースを参考にして工程計画を行う
工程設計システムと、日程計画を行う生産スケジューリ
ングシステムと、ＮＣ工作機械やロボット等のプログラ
ムを作成する自動プログラミングシステムとからなる生
産ライン用生産設計・管理・準備システムにおいて、工程設計システムで生成されるプロセス作業・オペレー
ション作業・加工作業の順序関係および部品の機械デー
タ・冶工具データ・形状データ・加工特徴データ・作業
時間データを関連付けた工程計画データから、代替機械
を含む機械名・冶工具名・作業名・作業時間データヘ形
式変換し、製品生産計画として与えられるある期間中の
製造すべき部品種類・生産数・納期データを形式変換し
て生産スケジューリングシステムに転送し、 生産スケジ
ューリングシステムで日程計画を生成することを特徴と
する生産ラインの制御情報自動生成方式。 - 【請求項３】 請求項１あるいは２いずれかに記載の生
産ラインの制御情報自動生成方式において、工程設計システムで生成される、プロセス・オペレーシ
ョン・加工作業の順序関係および部品の機械データ・冶
工具データ・形状データ・加工特徴データ・作業時間デ
ータを関連付けて得られる工程計画データから、代替機
械を含む機械名 ・冶工具名・作業名・作業時間データヘ
形式変換し、製品生産計画として与えられるある期間中
の製造すべき部品植類・生産数・納期データを形式変換
して、 生産スケジューリングシステムヘ転送することに
より、生産スケジューリングシステムで日程計画を生成
し、所望のラインバランスになったことを確認し、これ
により決定された個々の部品に対する加工機械情ステム
でＮＣプログラムを生成することを特徴とする生産ライ
ンの制御情報自動生成方式。 - 【請求項４】 請求項３記載の生産ラインの制御情報自
動生成方式において、 生産スケジューリングシステムlヘ転送する作業時間
を、工程設計システムにおける除去ボリュームからの推
定値、過去の実績データ、または自動プログラミングシ
ステムで作成したＮＣプログラムによる加工シミュレー
ション時間とすることを特徴とする生産ラインの制御情
報自動生成方式。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17604391A JP2828526B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 生産ラインの制御情報自動生成方式 |
| US07/897,942 US5402349A (en) | 1991-06-20 | 1992-06-15 | System for forming automatic production line control data |
| DE4219902A DE4219902C2 (de) | 1991-06-20 | 1992-06-17 | Verfahren zum Erstellen von Steuerungsdaten für eine automatische Fertigungsstraße |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17604391A JP2828526B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 生産ラインの制御情報自動生成方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04372002A JPH04372002A (ja) | 1992-12-25 |
| JP2828526B2 true JP2828526B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=16006723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17604391A Expired - Fee Related JP2828526B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 生産ラインの制御情報自動生成方式 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5402349A (ja) |
| JP (1) | JP2828526B2 (ja) |
| DE (1) | DE4219902C2 (ja) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06203037A (ja) * | 1993-01-04 | 1994-07-22 | Mitsubishi Electric Corp | 生産計画策定装置及び方法 |
| JP2964851B2 (ja) * | 1993-09-20 | 1999-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | 部品配達便の運行計画立案方法とそのための装置及び部品配達便管理方法 |
| JPH07296053A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-10 | Nec Corp | 生産シミュレーション装置 |
| US5630025A (en) * | 1994-07-13 | 1997-05-13 | Unisys Corporation | Generalized configurator using a declaratively constructed two-level bi-partite graph as a knowledge representation |
| EP0793820B1 (de) * | 1994-11-21 | 2000-06-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Projektierungsverfahren für die leittechnik einer aus komponenten bestehenden technischen anlage |
| US5594651A (en) | 1995-02-14 | 1997-01-14 | St. Ville; James A. | Method and apparatus for manufacturing objects having optimized response characteristics |
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| US6163761A (en) * | 1996-02-15 | 2000-12-19 | Henkel Corporation | System for monitoring and controlling production and method therefor |
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| KR100510068B1 (ko) | 1999-06-22 | 2005-08-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 라인관리용 통합 자동화시스템의 감시 시스템 및 방법 |
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