JP6835878B2 - 生産管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、生産管理装置に関するものである。

生産管理装置は、基板製品を生産する生産ラインに適用される。生産ラインは、特許文献１に開示されるように、例えば部品装着機、および外観検査装置を回路基板の搬送方向に設置して構成される。このような生産ラインにおいて、外観検査により回路基板に装着された部品の装着状態が一定の基準を満たしていない装着エラーが検出されることがある。このような場合に、外観検査よりも生産ラインの下流側に位置する部品装着機における部品の装着をスキップすることでエラー対処がなされる。これにより、装着エラーが基板製品に関わる範囲（基板全体、または多面取り基板の一部）の廃棄コストが最小限に抑制される。

特開２０１２−２４８８１５号公報

生産ラインにおける生産には、生産の所要時間を短縮したり、装着エラーの発生を抑制したりすることによって、生産コストの低減が求められている。
本明細書は、検査装置による検査の結果を統計情報として管理して、生産コストの低減を図る施策に利用可能とする生産管理装置を提供することを目的とする。

本明細書は、基板製品を生産する生産ラインに適用される生産管理装置であって、前記生産ラインは、規定の装着条件のもとで回路基板に部品を装着する部品装着機と、前記部品装着機よりも前記生産ラインの下流側において前記回路基板に装着された前記部品の装着状態を検査する検査装置と、を備え、前記生産管理装置は、前記検査装置による複数回に亘る検査の結果に、検査の対象である前記部品が前記回路基板に装着された際の前記装着条件をそれぞれ関連付けた統計情報として、同一の前記装着条件が関連付けられた前記エラー判定の結果における前記装着エラーの連続回数、または前記装着エラーの発生率を記憶する情報管理部と、前記装着エラーに対して前記生産ラインにおいて実行可能な複数種類のエラー対処を前記統計情報に基づいて切り換えて、または複数種類の前記エラー対処を組み合わせて実行させる対処管理部と、を備える、生産管理装置を開示する。

このような構成によると、検査装置による検査の結果は、対応する装着条件が関連付けられて、統計情報として記憶される。このような統計情報は、生産ラインの下流側におけるスキップ等のエラー対処の実行状態や、装着エラーの要因を特定する際における装着状態の傾向を把握するための解析に利用できる有用な情報である。例えばエラー対処の実行状態等の傾向が把握されると、生産ラインを停止しつつメンテナンスを行うべきか否かの判断材料とすることができる。結果として、生産効率の低下を抑制しつつ、廃棄される回路基板を低減することで生産コストを低減できる。

実施形態における生産ラインを模式的に示す平面図である。 図１の生産ラインにおける部品装着機の構成を示す模式図である。 回路基板を示す上面図である。 制御プログラムを含む装着条件を示す図である。 検査装置による検査の結果を示す図である。 検査の結果に装着条件が関連付けられた統計情報を示す図である。 生産管理装置による生産処理の管理を示すフローチャートである。

１．実施形態
１−１．生産ライン１の構成
生産管理装置は、種々の基板製品を生産する生産ラインに適用される。生産ライン１は、図１に示すように、生産装置を回路基板９０の搬送方向（図１および図２の左右方向）に複数設置して構成される。以下では、「回路基板」を単に「基板」と称する。上記の生産装置には、生産ライン１の上流側から順に、印刷機２、印刷検査装置３、バッファ装置４、複数の部品装着機５、外観検査装置６、リフロー炉７、および機能検査装置８が含まれる。

生産ライン１による生産処理において、基板９０は、生産ライン１の先頭に位置する印刷機２に搬入される。そして、基板９０は、各生産装置の基板搬送装置（例えば、図２に示す部品装着機５の基板搬送装置１０）によって下流側へと搬送され、生産ライン１の末尾に位置する機能検査装置８から搬出される。また、各生産装置は、互いに通信可能に、且つホストコンピュータ（以下、「ホストＰＣ」と称する）７０と通信可能にそれぞれ接続されている。

印刷機２は、搬入された基板９０における部品の装着位置にペースト状のはんだを印刷する。印刷検査装置３は、印刷機２によりはんだを印刷された基板９０の印刷状態を検査する。バッファ装置４は、生産ライン１において規定数の基板９０を保持可能に構成される。バッファ装置４は、上流側の生産装置から搬出された基板９０を、下流側の生産装置が基板９０を搬入可能となるまで保持する。複数の部品装着機５のそれぞれは、生産ライン１の上流側から搬送された基板９０のはんだの上に部品を装着する。部品装着機５の構成については後述する。

外観検査装置６は、上流側の部品装着機５により基板９０に装着された部品の外観に基づいて、検査対象の部品の装着状態を検査する。上記の部品の装着状態には、基板９０に装着された部品の適否、部品の装着位置や装着姿勢が含まれる。また、外観検査装置６による検査には、装着状態が一定の基準を満たさない装着エラーの有無を判定するエラー判定が含まれる。

さらに、外観検査装置６による検査には、基板９０に装着された部品の装着状態と、理想の装着位置および装着姿勢を含む理想状態とのずれ量を装着状態の程度としての取得が含まれる。上記のように、外観検査装置６は、外観検査を行った場合に、装着エラーが検出されたか否かとともに、装着状態の程度を外観検査の結果としてホストＰＣ７０に送出する。

リフロー炉７は、生産ライン１の上流側から搬送された基板９０を加熱して、基板９０上のはんだを溶融させてはんだ付けを行う。機能検査装置８は、はんだ付けされた基板９０の機能検査を行う。詳細には、機能検査装置８は、基板９０に所定の入力信号を与えて、これに対する出力信号を取得する。そして、機能検査装置８は、取得した出力信号に基づいて、基板製品としての機能が正常であるか否かを検査する。

このように、生産ライン１は、各生産装置に対して基板９０を順に搬送し、検査処理を含む生産処理を実行して基板製品を生産する。なお、生産ライン１は、例えば生産する基板製品の種別などに応じて、その構成を適宜追加、変更され得る。例えば、生産ライン１は、印刷機２の上流側や生産ライン１の中間位置、機能検査装置８の下流側に他の生産装置が設置される構成としてもよい。他の生産装置には、例えば基板供給装置や基板反転装置、シールド装着装置、接着剤塗布装置、紫外線照射装置などが含まれる。

ホストＰＣ７０は、生産ライン１の動作状況を監視し、各生産装置の制御を行う。このホストＰＣ７０は、ハードディスクやフラッシュメモリなどにより構成される記憶装置７１を有する。記憶装置７１には、生産ライン１を構成する複数の生産装置を制御するための各種データが記憶されている。具体的には、記憶装置７１は、各生産装置を動作させるための制御プログラムなどの制御用データＭ１を記憶している。

１−２．部品装着機５の構成
部品装着機５は、図２に示すように、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ４１と、基板カメラ４２と、制御装置５０とを備える。以下の説明において、部品装着機５の水平幅方向（図２の左右方向）をＸ軸方向とし、部品装着機５の水平奥行き方向（図２の上下方向）をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な鉛直方向（図２の前後方向）をＺ軸方向とする。

基板搬送装置１０は、ベルトコンベアなどにより構成され、基板９０を搬送方向（本実施形態においてはＸ軸方向）へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品装着機５の機内に基板を搬入するとともに、機内の所定位置に基板９０を位置決めする。基板搬送装置１０は、部品装着機５による部品の装着処理が終了した後に、基板９０を部品装着機５の機外に搬出する。

部品供給装置２０は、基板９０に装着される部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロット２１を有する。複数のスロット２１には、フィーダ２２が交換可能にそれぞれセットされる。フィーダ２２は、多数の部品を収納するキャリアテープを送り移動させて、フィーダ２２の先端側に位置する供給位置において部品を採取可能に供給する。

部品移載装置３０は、ヘッド駆動装置３１、移動台３２、および装着ヘッド３３を備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成されている。装着ヘッド３３は、部品供給装置２０により供給される部品を採取して基板９０の所定の装着位置に装着する。装着ヘッド３３は、図示しないクランプ部材により移動台３２に固定される。

また、装着ヘッド３３は、着脱可能に設けられる複数の吸着ノズル３４を有する。装着ヘッド３３は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能に吸着ノズルを支持する。吸着ノズル３４は、装着ヘッド３３に対する昇降位置や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズル３４は、負圧を供給されることにより、部品供給装置２０のフィーダ２２により供給される部品を吸着する。

部品カメラ４１、および基板カメラ４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４１、および基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置５０による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置５０に送出する。

部品カメラ４１は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の上向きとなるように部品装着機５の基台に固定されている。部品カメラ４１は、部品移載装置３０の下方から装着ヘッド３３の吸着ノズル３４に保持された部品を撮像可能に構成されている。基板カメラ４２は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の下向きとなるように部品移載装置３０の移動台３２に設けられる。基板カメラ４２は、基板９０を撮像可能に構成されている。

制御装置５０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置５０は、基板９０に部品を装着する装着処理において、部品装着機５に複数設けられた各種センサから出力される情報、画像処理などによる認識処理の結果を入力する。そして、制御装置５０は、制御プログラムや予め設定されている規定の装着条件などに基づいて、部品移載装置３０へと制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド３３に支持された吸着ノズル３４の位置および回転角度が制御される。

なお、上記の画像処理において、制御装置５０は、部品カメラ４１の撮像により取得した画像データに基づいて、吸着ノズル３４に保持された部品の状態を認識する。より具体的には、制御装置５０は、部品の外形を示す外形データとしてのパートデータと、画像データにおける部品とをマッチングして、部品の有無、適否、保持された位置および姿勢を認識する。そして、制御装置５０は、認識された部品の状態に応じて吸着ノズル３４の位置および回転角度を調整し、当該吸着ノズル３４に保持された部品が基板９０における装着位置に適正な姿勢で装着されるように制御する。

また、制御装置５０は、上記のような部品を下方から撮像して取得した画像データを対象とした画像処理の他に、種々の画像処理を必要に応じて実行することがある。例えば、制御装置５０は、部品を側方から撮像して取得した画像データや、基板９０に装着された部品を上方から撮像して取得した画像データを対象として画像処理し、部品の良否や装着状態の良否を検査することもある。

このような画像処理には、上記のように、部品の外形を示す外形データが用いられる。具体的には、外形データには、部品の輪郭を示すデータや、部品の輪郭のうち特徴部などの一部を示すデータ、部品の輪郭に対応して配置された複数のシークラインにより構成されるデータが含まれる。また、外形データには、複数の部品を一つの部品とみなして、これらの装着状態の良否判定の基準となるシェイプデータが含まれる。ところで、同一の部品種であっても部品の供給主が異なると、材質やリード長さなどが相違して、画像データにおける外観が変わることがある。そのため、上記の外形データは、例えば供給主ごとに異種のデータが管理される。

１−３．基板９０の構成
ここで、本実施形態における基板９０は、図３に示すように、複数の単位基板９１（本実施形態においては、１２枚の単位基板９１）により構成される多面取り基板である。多面取り基板における複数の単位基板９１のうち少なくとも一部は、互いの基板種が同一である。ここで、多面取り基板における「基板種」とは、複数の単位基板９１のそれぞれの種類を示す。多面取り基板は、複数の単位基板９１ごとに装着処理を実行された後に分割されて個々の基板製品となる。

基板種が同一である複数の単位基板９１に対して異なる種類の装着処理が実行された場合には、１枚の基板９０から複数種類の基板製品が生産される。つまり、多面取り基板を対象とした生産では、複数の単位基板９１のそれぞれを１枚の基板９０と見立てて、複数の単位基板９１ごとに所定の種類の装着処理が実行されることによって、製品種が複数または同一の基板製品が複数生産される。

また、基板９０の上面には、２つの基準マーク９２および識別コード９３が設けられている。２つの基準マーク９２のそれぞれは、基板９０の基準位置を示す。制御装置５０は、基板カメラ４２により基準マーク９２を撮像して取得された画像データに基づいて基準マーク９２を認識する。そして、制御装置５０は、認識された基準マーク９２の位置に基づいて、基板搬送装置１０により位置決めされた基板９０の基準位置を認識する。

識別コード９３は、基板９０の固有情報である識別符号（ＩＤ）を示す。識別コード９３としては、バーコードや二次元コードなどを適用し得る。本実施形態において、識別コード９３には、線幅および線同士の間隔が異なる複数の棒線を平行に配置して構成されるバーコードが採用されている。制御装置５０は、基板カメラ４２により識別コード９３を撮像して取得された画像データに基づいて基板９０のＩＤを読み取る。

そして、制御装置５０は、基板９０のＩＤと基板種とが予め関連付けられた基板種データ（図示しない）に基づいて、基板９０の基板種を含む識別情報を取得する。ここで、基板９０が多面取り基板であることから、制御装置５０は、基板９０を構成する複数の単位基板９１の数量および位置関係、複数の単位基板９１ごとの基板種を識別情報として取得する。

１−４．部品装着機５による装着処理
部品装着機５により実行される複数種類の装着処理のそれぞれは、多面取り基板の単位基板９１に対して実行される場合に、共通の制御プログラムに基づいて実行されることがある。上記の共通の制御プログラムは、図４の表１に示すように、電子部品の装着座標に、電子部品の装着角度、および参照コードが関連付けられている。

上記の装着座標（Ｘ軸座標（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，・・・）、Ｙ軸座標（Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ４，・・・））は、複数の単位基板９１において電子部品を装着する位置を示す値である。電子部品の装着角度（θ軸角度（θ１，θ２，θ３，θ４・・・））は、装着座標における電子部品の角度を示す値である。参照コード（Ｒｅｆ１，Ｒｅｆ２，Ｒｅｆ３，Ｒｅｆ４，・・・）は、装着座標に装着する電子部品の部品種について参照を指令するコードである。

複数の対応データ（ＢＯＭ（Bills of Materials）１，ＢＯＭ２，・・・）は、図４の表３および表４に示すように、参照コードに対して部品種が製品種（Ｕ１，Ｕ２，・・・）ごとに関連付けられたデータである。詳細には、第一製品種Ｕ１の生産に用いられる第一対応データＢＯＭ１は、参照コード（Ｒｅｆ１，Ｒｅｆ２，Ｒｅｆ３，Ｒｅｆ４，・・・）に対して、電子部品の部品種（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｂ・・・）、および部品の外形を示す外形データの種別（Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｂ，・・・）が関連付けられている。

なお、複数の製品種（Ｕ１，Ｕ２，・・・）と複数の対応データ（ＢＯＭ１，ＢＯＭ２，・・・）は、図４の表２に示すように、製品種−ＢＯＭデータにより一対となるように関連付けられている。このような構成によると、例えば第一製品種Ｕ１の基板製品の生産が実行される場合には、第一製品種Ｕ１に関連付けられた第一対応データＢＯＭ１が用いられ、第一の装着座標（Ｘ１，Ｙ１）には、第一の装着角度（θ１）で、第一の参照コード（Ｒｅｆ１）により参照された部品種（Ｐａ）の電子部品が装着される。

１−５．生産管理装置８０の概要
上記のように構成される生産ライン１により生産処理が実行されると、印刷機２や部品装着機５などの生産装置において各処理が実行されるとともに、下流側へと順に基板９０が搬送される。このような生産処理の実行中に、外観検査装置６により装着エラーが検出されることがある。このような場合に、例えば生産ライン１における生産を停止させて装着エラーに係る基板９０の修復を試行することは可能である。

しかしながら、生産を停止させると生産ライン１全体に影響が及ぶことがある。そのため、生産効率の低下防止の観点からは、生産ライン１における生産を継続させるとともに外観検査装置６よりも生産ライン１の下流側において装着エラーが基板製品として関わる範囲に対する生産をスキップするエラー対処（以下、「第一エラー対処」と称する）が適用され得る。

上記の「装着エラーが基板製品として関わる範囲」とは、外観検査において装着状態を不良と判定された電子部品により構成される基板製品となる基板９０の範囲である。よって、「装着エラーが基板製品として関わる範囲」は、基板９０が多面取り基板であれば個々の単位基板９１の一つに相当し、基板９０全体が一つの基板製品となる場合には基板９０全体に相当する。

上記のような第一エラー対処によると、例えば一部の生産をスキップされた単位基板９１については基板９０を分割した後に廃棄などされるデメリットがある。一方で、第一エラー対処によると、生産ライン１の生産を継続できるので生産効率の低下を抑制でき、また装着エラーに係る単位基板９１に対する部品の装着などが防止されて廃棄される単位基板９１の廃棄コストを低減できるメリットがある。

ところで、上記の装着エラーは、装着環境の変化や部品形状のばらつきなどの複合的な要因により偶発的に発生する場合と、装着ヘッド３３の動作不良や供給される部品種の誤りなどの運用上の要因により発生する場合とがある。装着エラーが運用上の要因によって発生した場合には、その後も同様の装着エラーが発生する可能性が高くなる。しかし、生産ライン１にて第一エラー対処が実行されている間は、装着エラーが発生しつつも生産が継続される。

オペレータは、例えば破棄されたり修復を要求されたりする基板９０または単位基板９１の数量が増加していることなどを理由に、運用上の要因を除去するメンテナンスが必要であることを認識し得る。しかし、基板９０等の廃棄数の増加量が顕著でない場合に、第一エラー対処により生産ライン１の生産を継続するか、生産ライン１の生産を中断してメンテナンスを行うかを適正に判断することは容易でない。

そこで、生産管理装置８０は、基板製品を生産する生産ライン１に適用され、上記のような判断の材料の提供を一例として、生産ライン１における生産コストの低減を図るべく生産ライン１における生産処理を管理する。本実施形態では、図１に示すように、ホストＰＣ７０に生産管理装置８０が組み込まれた態様を例示する。

１−６．生産管理装置８０の詳細構成
生産管理装置８０は、図１に示すように、情報管理部８１と、対処管理部８２とを備える。情報管理部８１は、外観検査装置６による複数回に亘る検査の結果に、検査の対象である部品が基板９０に装着された際の装着条件をそれぞれ関連付けた統計情報Ｍ３（図６の表１を参照）を記憶する。

ここで、生産ライン１を構成する部品装着機５は、規定の装着条件のもとで基板９０に部品を装着する。図４の各表に示すように、上記の装着条件には、基板製品の種別（製品種）、基板９０の種別（基板種）、部品の種別（部品種）、基板９０における部品の装着位置、および部品の適否判定の基準として用いられる部品の外形を示す外形データの種別が含まれる。装着条件に含まれる装着位置および外形データは、部品の装着の制御に用いられる制御用データＭ１として記憶装置７１に記憶されている（図１を参照）。

なお、上記の「装着された際の装着条件」とは、外観検査が部品装着機５の下流側における後工程として実行されることから、検査時に部品装着機５に適用されている装着条件ではなく、検査対象の部品が装着された際に適用されていた装着条件を意味する。この装着条件は、例えば基板のＩＤに関連付けられて制御用データＭ１に記録されている。

また、外観検査装置６は、外観検査において、エラー判定と装着状態の程度の取得を行う。これにより、外観検査装置６による検査の結果は、図５に示すように、検査対象の基板９０の単位基板９１ごとに、部品の装着位置、ＸＹ方向のずれ量、Ｚ軸に平行なθ軸周りのずれ量、各部品の装着状態の良否が示される。これらの検査の結果は、外観検査が実行されるごとに蓄積され、検査データＭ２として記憶装置７１に記憶されている（図１を参照）。

統計情報Ｍ３は、外観検査装置６による検査の結果に、複数の装着条件のうち少なくとも一つを関連付けた情報である。本実施形態においては、統計情報Ｍ３は、図６の表１に示すように、上記のように例示したそれぞれの装着条件（図４の各表を参照）が検査の結果（図５を参照）に関連付けられて構成されている。具体的には、統計情報Ｍ３は、例えば部品の装着位置（Ｒｅｆ１）に対する装着状態が複数回に亘る検査において不良と判定された回数を、装着エラーの回数（Ｎ３１）として示す。

また、本実施形態において、情報管理部８１は、同一の装着条件が関連付けられたエラー判定の結果における装着エラーの連続回数、装着エラーの発生率を統計情報Ｍ３として記憶する。装着エラーの連続回数は、例えば同一の装着位置（Ｒｅｆ１）に対する装着において装着状態が不良と判定された連続回数であり、現在の連続回数（Ｃ３１）と、過去を含めた最大の連続回数（Ｍ３１）とに分けて管理されてもよい。

装着エラーの発生率は、ある装着条件のもとで部品を装着した場合における装着エラーの発生頻度を示す値であり、例えば装着位置（Ｒｅｆ１）に部品が装着された総数に対する装着エラーの検出数との割合（Ｒ３１）として算出される。装着エラーの発生率は、直近の規定回数に亘る装着を対象として、当該規定回数に対する装着エラーの検出数の割合としてもよいし、両方の発生率を統計情報Ｍ３に含めてもよい。さらに、情報管理部８１は、装着状態の程度に基づいて、検査対象の部品の装着状態が良否の基準となる閾値からどの程度の余裕があったのか（不良の場合には閾値からどの程度下回ったのか）を余裕度（Ａ３１など）として統計情報Ｍ３に示す。

情報管理部８１は、生産処理が進行して部品が装着されるたびに、また外観検査装置６よる検査が実行されるたびに、各種データを入力して統計情報Ｍ３を更新する。このような統計情報Ｍ３は、生産ライン１の下流側におけるスキップ等のエラー対処の実行状態や、装着エラーの要因を特定する際における装着状態の傾向を把握するための解析に利用可能な有用な情報である。

具体的には、装着条件が例えば部品の装着位置（Ｒｅｆ１）の場合には、同一の装着位置に装着される部品の装着状態に係る検査の結果を抽出して、装着状態の傾向などを把握することができる。例えば同一の装着位置に対する部品の装着に係る装着エラーの発生回数が増加傾向にある場合や、装着エラーの発生率が高い場合には、当該装着位置に関係する制御プログラムや外形データに装着エラーの要因があるものと推測される。

また、本実施形態のように、検査の結果に複数の装着条件を関連付けた場合には、統計情報Ｍ３に基づく多角的な解析が可能となる。これにより、装着エラーが規定回数に亘って連続で発生したり、装着エラーの発生率が規定値に達したりした場合に、装着エラーの要因が特定の製品種にあるのか、特定の基板種にあるのか、特定の装着位置にあるのかなどを把握できるので、統計情報Ｍ３を装着エラーの要因の特定精度を向上できる。

さらに、統計情報Ｍ３の余裕度は、部品装着機５による装着処理の精度が好適に維持されているのか、悪化傾向にあるのかなどの解析に利用できる。これにより、装着状態が良好と判定されていても、例えば余裕度が低下しているならばメンテナンスが必要となる時期が近付いていることを認識できる。これにより、適正なメンテナンスを実行することにより、装着エラーの発生を未然に防止でき、生産効率の維持を図ることができる。

対処管理部８２は、装着エラーに対して生産ライン１において実行可能な複数種類のエラー対処を統計情報Ｍ３に基づいて切り換えて、または複数種類のエラー対処を組み合わせて実行させる。上記のように、従来の構成においては、装着エラーが検出された場合には、下流側において予め設定されたエラー対処（生産のスキップなど）が実行される。これに対して、対処管理部８２が複数種類のエラー対処を切り換えると、生産効率の低下が抑制されるとともに、オペレータ等はメンテナンスの必要性を早期に認識できる。

本実施形態において、複数種類のエラー対処には、上記の第一エラー対処の他に、第二エラー対処および第三エラー対処が含まれる。第一エラー対処は、生産ライン１を停止することなく装着エラーが検出された基板９０の一部または全部に対する生産ライン１の下流側における処理をスキップする。これにより、装着エラーが基板製品として関わる範囲（基板９０全体または多面取り基板の場合には一部の単位基板９１）が廃棄等の対象となるが、生産ライン１が停止しないため一定の生産量を確保できる。

第二エラー対処は、生産ライン１における生産を停止させて部品装着機５のメンテナンスを実行可能にする。これにより、オペレータは、メンテナンスの必要性を認識でき、装着エラーの原因を除去すべくメンテナンスを実行する。このとき、オペレータは、装着エラーの原因を究明する材料として統計情報Ｍ３を利用できる。結果として、メンテナンスに時間を要する時間だけ生産ライン１を停止させても、サイクルタイムの増加や基板の廃棄数の増加を防止できるので、生産コストを低減することができる。

第三エラー対処は、部品装着機５のメンテナンスを要する旨を報知する。具体的には、例えば装着エラーの発生率が増加傾向にあることがオペレータに通知される。これにより、オペレータは、生産ライン１の停止を要しない範囲でのメンテナンス（例えば適正なフィーダ２２のセットなど）を行ったり、必要に応じて適宜タイミングで生産ライン１を停止させてメンテナンスを行ったりする。結果として、オペレータは、生産ライン１における生産計画の進行の度合いなどを考慮して、メンテナンスを適宜行うことができる。

対処管理部８２は、本実施形態において、上記の第一〜第三エラー対処を切り換えて実行させる。さらに、対処管理部８２は、第一エラー対処および第二エラー対処を実行させた場合に、オペレータまたは管理者により第三エラー対処を併せて実行するか否かの設定に応じて、第一エラー対処および第二エラー対処に第三エラー対処を組み合わせて実行させる。

ここで、装着エラーが偶発的に発生するのではなく運用上の要因により発生する場合には、部品装着機５における変化事象に設定や作業の誤りがあることが想定される。そこで、対処管理部８２は、装着条件の変更を含む部品装着機５における変化事象から規定時間が経過する前に装着エラーが検出された場合には、装着条件に応じて予め設定された閾値と統計情報Ｍ３とに基づいて、複数種類のエラー対処を切り換えて、または複数種類のエラー対処を組み合わせて生産ライン１において実行させる。

なお、上記の部品装着機５における変化事象は、部品装着機５が変化の前後を検知可能なものであれば、オペレータや管理者が適宜設定することが可能である。本実施形態において、変化事象には、図６の表２に示すように、部品装着機５を構成する交換要素の交換が含まれる。上記の「交換要素」は、フィーダ２２、装着ヘッド３３、吸着ノズル３４、吸着ノズル３４を保持し装着ヘッド３３に交換可能に設けられるノズルツールなどが含まれ得る。これらの交換要素は、オペレータの作業により交換させる他に、部品装着機５や外部装置により自動的に交換されることがある。

さらに、本実施形態において、変化事象には、部品の装着の制御に用いられる制御用データＭ１（図１を参照）の変更が含まれる。制御用データＭ１には、基板９０における部品の装着位置を示す制御プログラム、および部品の適否判定の基準として用いられる部品の外形を示す外形データが含まれる。部品装着機５は、制御プログラムに基づいて装着処理を実行するため、制御プログラムの装着位置や装着角度を含む動作指令に不備があると、制御プログラムの変更といった変化事象に起因した装着エラーが発生し得る。

また、外形データは、同一の部品種であっても部品の供給主ごとに管理されることがある。このような装着処理に使用する外形データの設定に不備があると、外形データの変更といった変化事象に起因した装着エラーが発生し得る。そこで、対処管理部８２は、上記のような変化事象（交換要素の交換や制御用データＭ１の変更）から規定時間がそれぞれ経過する前の期間において、部品の装着状態を監視することで、変化事象に起因する装着エラーへの対処の早期化を図っている。

なお、上記の「規定時間」は、変化事象からタイマーによりカウントされる時間であってもよいし、変化事象に係るものが規定回数だけ動作するまでの時間であってもよい。つまり、変化事象が交換要素の交換であった場合には、規定時間は、交換要素が交換されてから部品の装着に交換要素が規定回数だけ用いられるまでの時間である。具体的には、交換要素として吸着ノズル３４が自動交換された場合には、当該吸着ノズル３４を用いた装着が規定回数だけ実行されるまでを規定時間とする。

また、変化事象が製品種や基板種の変更であった場合には、規定時間は、規定数の基板９０に対して装着処理が実行されるまでの時間としてもよい。また、変化事象が部品種の変更であった場合には、その部品が装着処理に規定数だけ用いられるまでの時間としてもよい。上記の規定時間、規定回数、規定数は、オペレータ等によって任意に設定される。なお、複数の変化事象を監視する場合には、対処管理部８２は、複数の変化事象ごとに規定時間を管理する。

ここで、規定時間が経過した後に検出された装着エラーについては、変化事象を要因とするよりもその他の偶発的な要因などにより発生した可能性の方が高いと考えることができる。そのため、このような要因により装着エラーが発生した場合には、生産ライン１を停止させてメンテナンスを行うことは生産効率を維持する観点からは適当でないことがある。そこで、対処管理部８２は、変化事象から規定時間が経過した後に装着エラーが検出された場合には、統計情報Ｍ３に関わらず、第一エラー対処を生産ライン１において実行させる。これにより、偶発的な要因などにより発生した装着エラーを対処するために、生産ライン１が停止されることを抑制できる。

１−７．生産管理装置８０による生産処理の管理
上記の生産管理装置８０による生産処理の管理について、図６および図７を参照して説明する。生産管理装置８０は、生産ライン１による生産処理の開始に伴って、生産処理の管理を開始する。情報管理部８１は、例えば生産ライン１を構成する生産装置から各種データを入力すると、図７に示すように、統計情報Ｍ３の更新を行う（ステップ１１（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））。

具体的には、情報管理部８１は、例えば部品装着機５より装着処理の進行度合いや、各種の変化事象を検知した旨の通知を入力し、統計情報Ｍ３を更新する（図６の表１および表２）。また、情報管理部８１は、例えば外観検査装置６より検査の結果を入力し、検査データＭ２を更新するとともに、検査の結果に、検査の対象である部品が基板９０に装着された際の装着条件をそれぞれ関連付けて統計情報Ｍ３を更新する。この更新処理（Ｓ１１）により、変化事象からの経過度合いや装着エラーの発生回数などの項目が更新される。

次に、対処管理部８２は、検査データＭ２に基づいて、装着エラーが検出されたか否かを判定する（Ｓ１２）。対処管理部８２は、装着エラーが検出されている場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、その装着エラーとの結果に関連付けられた全ての装着条件に係る変化事象（図６の表２を参照）から規定時間が経過していないものがあるか否かを判定する（Ｓ１３）。

例えば、ある部品がフィーダ２２に補給された際に、供給主の変更に伴って使用される外形データが変更され、且つ外形データの変更から規定回数の装着が行われてない場合には、対処管理部８２は、規定時間が経過していないものがあると判定する（Ｓ１３：Ｙｅｓ）。一方で、ある部品の装着条件としての製品種、基板種、部品種など全てについて、それぞれの変化事象から規定時間が経過している場合には、規定時間が経過しているものと判定する（Ｓ１３：Ｎｏ）。

対処管理部８２は、部品装着機５における変化事象から規定時間が経過する前に装着エラーが検出された場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、装着条件に応じて予め設定された閾値と、統計情報Ｍ３における装着条件に対応し且つ検査の結果に基づいて更新された項目とを比較する（Ｓ１４）。具体的には、図６の表１の破線枠に示すように、例えば装着条件である部品の装着位置（Ｒｅｆ１）への装着で装着エラーが検出され（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、且つ当該部品を供給するフィーダ２２の交換（変化事象）から規定時間が経過する前である（Ｓ１３：Ｙｅｓ）とする。

このような場合に、対処管理部８２は、部品の装着位置に応じて予め設定された項目ごとの閾値（Ｔｈ１，Ｔｈ２，・・・）と、統計情報Ｍ３の各項目（装着エラーの回数（Ｎ３１）、装着エラーの発生率（Ｒ３１）、・・・）とを比較する（Ｓ１４）。項目ごとの閾値を超える統計情報Ｍ３の項目がある場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、対処管理部８２は、第二エラー対処に切り換える（Ｓ１５）。これにより、生産ライン１における生産が停止され、部品装着機５のメンテナンスが実行可能な状態とされる。

一方で、項目ごとの閾値を超える統計情報Ｍ３の項目がない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、またはＳ１３において規定時間が経過しているものと判定された場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、対処管理部８２は、第一エラー対処に切り換える（Ｓ１６）。これにより、生産ライン１が停止されることなく生産が継続され、装着エラーが検出された基板９０または単位基板９１に対する生産ライン１の下流側における処理がスキップされる。

続いて、対処管理部８２は、第一エラー対処または第二エラー対処に切り換えられた場合に、オペレータ等への通知を行うか否かの設定に応じて、第三エラー対処を併せて実行する（Ｓ１７）。これにより、例えば第一エラー対処に切り換えられた場合には（Ｓ１６）、装着エラーが発生したものの生産ライン１を停止せずにスキップなどによる対処を行い、生産を継続する旨がオペレータ等に報知される（Ｓ１７）。

また、第二エラー対処に切り換えられた場合には（Ｓ１５）、部品装着機５のメンテナンスを要する旨がオペレータ等に報知される（Ｓ１７）。このとき、上記の例では、部品の装着位置（Ｒｅｆ１）に部品を装着した部品装着機５が特定され、メンテナンスの対象が部品装着機５であることが通知される。さらに、閾値を超えた統計情報Ｍ３の項目に基づいて、例えば制御プログラムや吸着ノズルにメンテナンスの要因があることが推測される場合には、その情報も併せて通知されるようにしてもよい。

また、情報管理部８１は、は、入力した検査の結果において装着エラーが検出されていない場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、統計情報Ｍ３の各項目が適正な範囲に維持されているか否かを判定する（Ｓ１８）。例えば情報管理部８１により装着エラーの発生率が閾値を超えていたり、余裕度が閾値未満まで低下していたりしており各項目が適正な範囲に維持されていないと判定された場合には（Ｓ１８：Ｎｏ）、対処管理部８２は、第三エラー対処に切り換えて実行させる（Ｓ１７）。これにより、悪化傾向にある統計情報Ｍ３の項目とともに、将来的にメンテナンスを要することになる旨がオペレータ等に報知される（Ｓ１７）。

生産管理装置８０は、生産ライン１における生産処理の実行中に、上記のような処理を適宜繰り返し実行する。これにより、装着エラーが検出された場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、生産を継続する第一エラー対処と、生産を停止する第二エラー対処とが自動で切り換えられる。また、装着エラーが検出されない場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、統計情報Ｍ３の解析の結果である各項目に基づいて装着状態が把握され、メンテナンスが適宜実行されることによって装着エラーの発生が防止される。

２．実施形態の構成による効果
上記の生産管理装置８０によると、外観検査装置６による検査の結果は、対応する装着条件が関連付けられて、統計情報Ｍ３として記憶される。このような統計情報Ｍ３は、生産ライン１の下流側におけるスキップ等のエラー対処の実行状態や、装着エラーの要因を特定する際における装着状態の傾向を把握するための解析に利用できる有用な情報である。実施形態にて例示したように、装着エラーが検出された際に複数種類のエラー対処を切り換えたり、装着エラーが検出されなくとも装着状態に基づいてメンテナンスの実行要否を判断したりすることができる。結果として、生産効率の低下を抑制しつつ、廃棄される基板９０を低減することで生産コストを低減できる。

３．実施形態の変形態様
３−１．統計情報について
実施形態において、統計情報Ｍ３は、検査の結果に、製品種や基板種、部品種などの複数の装着条件が関連付けられて構成されるものとした。これに対して、統計情報Ｍ３は、検査の結果に、一つの装着条件が関連付けられたり、また実施形態にて例示した装着条件以外のその他の装着条件が関連付けられたりして構成されてもよい。その他の装着条件としては、生産ライン１が複数の部品装着機５により構成される場合の部品装着機５、部品を装着した際に適用されていた交換要素のそれぞれなどを含めてもよい。

このような構成によると、統計情報Ｍ３には、ある部品の検査に対して、どの部品装着機５により装着され、どの交換要素を用いて装着されたのかが記録される。そして、装着エラーが検出された場合に、例えばある吸着ノズルを用いた装着において装着エラーの発生率が高くなっていることが認識できれば、当該吸着エラーの動作不良が装着エラーの要因であると推測される。このように、装着条件を増加させることにより、装着エラーの要因の究明が容易となり、メンテナンスの所要時間を短縮することができる。

実施形態において、生産管理装置８０は、統計情報Ｍ３を装着エラーが検出された場合の対処（エラー対処の切り換え、メンテナンスの要因を有する部品装着機５の特定など）に利用する構成とした。このように、生産管理装置８０は、統計情報Ｍ３を管理することによって、生産コストの低減を図る種々の施策に利用することができる。

具体的には、生産管理装置８０は、統計情報Ｍ３を装着状態が適正に維持されているか否かの判断材料に利用できる。また、生産管理装置８０は、統計情報Ｍ３を生産ライン１の構成の適否や制御プログラムにおける各種指令（例えば装着ヘッドの移動速度など）の適否の判断材料に利用できる。また、生産管理装置８０は、部品カメラ４１や基板カメラ４２に対する撮像指令（例えば撮像方式、露光時間など）の適否の判断材料に利用できる。

３−２．その他
実施形態において、検査の結果を取得する検査装置を、外観検査を行う外観検査装置６である態様を例示した。これに対して、検査装置は、部品装着機５により基板９０に装着された部品を検査可能であれば、外観検査装置６以外であってもよい。具体的には、検査装置は、装着ヘッド３３が検査カメラを有する検査ヘッドに置き換えられた部品装着機５であってもよい。

また、検査装置は、生産ライン１を構成する機能検査装置８であってもよい。この場合に、生産管理装置８０は、機能検査装置８による機能検査の結果として機能の正否や程度を機能検査ごとに入力する。そして、情報管理部８１は、複数回に亘る機能検査の結果に装着条件をそれぞれ関連付けて統計情報として記憶する。このような構成によると、実施形態にて例示したように装着状態の程度を取得することはできないが、装着された部品に応じて不良の発生率を把握し、また製品種や基板種、部品種に応じた装着条件の適否などの判断材料に統計情報を利用することができる。

実施形態において、生産管理装置８０は、ホストＰＣ７０に組み込まれた態様を例示した。これに対して、生産管理装置８０は、ホストＰＣ７０の外部装置であってもよい。例えば、生産管理装置８０は、生産装置に組み込まれた構成としてもよい。また、生産管理装置８０は、部品装着機５およびホストＰＣ７０に対して通信可能に接続された専用装置として構成されてもよい。

１：生産ライン、 ５：部品装着機、 ６：外観検査装置、 ８：機能検査装置、 ２０：部品供給装置、 ２２：フィーダ（交換要素）、 ３０：部品移載装置、 ３３：装着ヘッド（交換要素）、 ３４：吸着ノズル（交換要素）、 ７０：ホストコンピュータ（ホストＰＣ）、 ８０：生産管理装置、 ８１：情報管理部、 ８２：対処管理部、 ９０：基板（回路基板）、 ９１：単位基板、 Ｍ１：制御用データ、 Ｍ２：検査データ、 Ｍ３：統計情報

Claims (4)

1. 基板製品を生産する生産ラインに適用される生産管理装置であって、
   前記生産ラインは、規定の装着条件のもとで回路基板に部品を装着する部品装着機と、前記部品装着機よりも前記生産ラインの下流側において前記回路基板に装着された前記部品の装着状態を検査する検査装置と、を備え、
   前記検査装置による検査には、前記装着状態が一定の基準を満たさない装着エラーの有無を判定するエラー判定が含まれ、
   前記生産管理装置は、
   前記検査装置による複数回に亘る検査の結果に、検査の対象である前記部品が前記回路基板に装着された際の前記装着条件をそれぞれ関連付けた統計情報として、同一の前記装着条件が関連付けられた前記エラー判定の結果における前記装着エラーの連続回数、または前記装着エラーの発生率を記憶する情報管理部と、
   前記装着エラーに対して前記生産ラインにおいて実行可能な複数種類のエラー対処を前記統計情報に基づいて切り換えて、または複数種類の前記エラー対処を組み合わせて実行させる対処管理部と、を備え、
   前記装着条件には、前記基板製品の種別、前記回路基板の種別、前記部品の種別、前記回路基板における前記部品の装着位置、および前記部品の適否判定の基準として用いられる前記部品の外形を示す外形データの種別の少なくとも一つが含まれ、
   前記対処管理部は、前記装着条件の変更を含む前記部品装着機における変化事象から規定時間が経過する前に前記装着エラーが検出された場合には、前記装着条件に応じて予め設定された前記装着エラーの連続回数または前記装着エラーの発生率に対する閾値と前記統計情報とに基づいて、複数種類の前記エラー対処を切り換えて、または複数種類の前記エラー対処を組み合わせて前記生産ラインにおいて実行させ、
   前記対処管理部は、前記規定時間が経過した後に前記装着エラーが検出された場合には、前記統計情報に関わらず、前記生産ラインにおける生産を継続させるとともに前記検査装置よりも前記生産ラインの下流側において前記装着エラーが前記基板製品として関わる範囲に対する生産をスキップさせるエラー対処を前記生産ラインにおいて実行させ、
   前記変化事象には、前記部品装着機を構成する交換要素の交換が含まれ、
   前記規定時間は、前記交換要素が交換されてから前記部品の装着に前記交換要素が規定回数だけ用いられるまでの時間である、生産管理装置。
2. 複数種類の前記エラー対処には、前記生産ラインにおける生産を継続させるとともに前記検査装置よりも前記生産ラインの下流側において前記装着エラーが前記基板製品として関わる範囲に対する生産をスキップさせる第一エラー対処、前記生産ラインにおける生産を停止させて前記部品装着機のメンテナンスを実行可能にする第二エラー対処、および前記部品装着機のメンテナンスを要する旨を報知する第三エラー対処が含まれる、請求項１に記載の生産管理装置。
3. 前記変化事象には、前記部品の装着の制御に用いられる制御用データの変更が含まれ、
   前記制御用データには、前記回路基板における前記部品の装着位置を示す制御プログラム、および前記部品の適否判定の基準として用いられる前記部品の外形を示す外形データが含まれる、請求項１または２に記載の生産管理装置。
4. 前記検査装置による検査には、前記回路基板に装着された前記部品の装着状態と、理想の装着位置および装着姿勢を含む理想状態とのずれ量を装着状態の程度としての取得が含まれる、請求項１−３の何れか一項に記載の生産管理装置。

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