特開 2023-114325 生産計画支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023114325

(43)【公開日】2023-08-17

(54)【発明の名称】生産計画支援装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20230809BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016632

(22)【出願日】2022-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】疋田 雅也

【テーマコード（参考）】

3C100

【Ｆターム（参考）】

3C100AA16

3C100AA18

3C100BB12

3C100BB13

3C100BB14

3C100BB15

3C100BB19

3C100BB22

3C100BB27

(57)【要約】

【課題】複数の工作物を加工機で加工して生産する場合の複数の工作物の生産計画の立案を適切に支援し得る生産計画支援装置を提供する。
【解決手段】生産計画支援装置３は、複数の工作物を加工機で加工して生産するに際し、複数の工作物の生産計画の立案を支援する。生産計画支援装置３は、複数の工作物の加工機への投入順序を示す複数の投入順序パターンを生成する投入順序パターン生成手段３２と、複数の投入順序パターンのそれぞれについて、加工に要する加工時間、段取り替え作業に要する段取り替え時間、ならびに加工又は段取り替え作業の待ち時間を含む複数の指標値に基づく評価を行う評価手段３３と、評価手段３３が行った評価の結果を提示する提示手段としてのディスプレイ４とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の工作物を加工機で加工して生産するに際し、前記複数の工作物の生産計画の立案を支援する生産計画支援装置であって、
前記複数の工作物の前記加工機への投入順序を示す複数の投入順序パターンを生成する投入順序パターン生成手段と、
前記複数の投入順序パターンのそれぞれについて、加工に要する加工時間、段取り替え作業に要する段取り替え時間、ならびに加工又は段取り替え作業の待ち時間を含む複数の指標値に基づく評価を行う評価手段と、
前記評価手段が行った評価の結果を提示する提示手段と、
を備えた生産計画支援装置。

【請求項2】

前記複数の指標値として、完成品の客先までの輸送時間を含み、
前記評価手段は、前記客先への到着日を評価項目に含む、
請求項１に記載の生産計画支援装置。

【請求項3】

前記評価手段は、前記複数の工作物の加工順序の違いによる前記段取り替え時間の変動を考慮して前記評価を行う、
請求項１又は２に記載の生産計画支援装置。

【請求項4】

前記評価手段は、前記加工に用いることができる工具が複数ある場合、当該複数の工具を用いた場合のそれぞれについて前記加工時間及び前記段取り替え時間を計算し、前記評価を行う、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の生産計画支援装置。

【請求項5】

前記投入順序パターン生成手段は、複数の前記加工機によって前記複数の工作物の加工を行う場合、複数の前記加工機のそれぞれへの前記複数の工作物の投入順序を示す複数の投入順序パターンを生成し、
前記評価手段は、前記投入順序パターン生成手段が生成した前記複数の投入順序パターンのそれぞれについて前記評価を行う、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の生産計画支援装置。

【請求項6】

前記複数の投入順序パターンのうち客先への納期に遅延が生じない複数の投入順序パターンが存在する場合に当該複数の投入順序パターンに優先順位を付与する優先順位付与手段を備え、
前記提示手段は、前記評価の結果と共に前記優先順位付与手段によって付与された優先順位を提示する、
請求項１乃至５の何れか１項に記載の生産計画支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の工作物の生産計画の立案を支援する生産計画支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製造物の生産計画の立案に関する様々な装置、システム、及び方法が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

【0003】

特許文献１に記載された工程設計方法は、受注した製品に関する設計・製作における特性情報に基づき、設計・製作の実例情報を格納したデータベースを利用して複数の工程設計案を作成し、工程設計案ごとに求めた品質、加工コスト、納期それぞれの評価値に基づいて１つの工程設計案を決定する。

【0004】

特許文献２に記載された生産計画作成システムは、生産設備や作業者に係る情報を基に製品の製造順序の計画を作成し、製造計画の製造順序を複数回変更して製造時間が最短の製造計画を出力し、出力された製造計画と記録部の情報を基に、製品の原材料の入荷から製品の出荷までの全工程の生産計画を作成する。

【0005】

特許文献３に記載された投入計画作成支援装置は、共通するサブ工程を多く含む品種同士を組み合わせて品種グループセットを作成し、各品種の生産数と、各サブ工程の処理時間と、段取り替え時間とに基づいて、それぞれの品種グループセットを生産するのに必要な品種グループセット生産時間を算出し、品種グループの生産投入順序を設定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２－０７３１４５号公報

【特許文献2】特開２００６－３０９５７７号公報

【特許文献3】特開２０２０－０７７０８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

複数の工作物を研削機やマシニングセンタ等の加工機で加工して生産する場合には、加工機への加工投入順序によって、砥石や刃具などの工具の付け替えや加工機の部品の交換等に要する段取り時間、及び加工待ち時間が大きく変わる。従来提案されている生産計画の立案を支援する装置等には、このような複数の工作物の生産計画の立案に適したものがなく、例えば納期が近い順に生産を行ったり、あるいは熟練者が経験に基づいて加工機への投入順序を決定していた。

【0008】

そこで、本発明は、複数の工作物を加工機で加工して生産する場合の複数の工作物の生産計画の立案を適切に支援し得る生産計画支援装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記の目的を達成するため、複数の工作物を加工機で加工して生産するに際し、前記複数の工作物の生産計画の立案を支援する生産計画支援装置であって、前記複数の工作物の前記加工機への投入順序を示す複数の投入順序パターンを生成する投入順序パターン生成手段と、前記複数の投入順序パターンのそれぞれについて、加工に要する加工時間、段取り替え作業に要する段取り替え時間、ならびに加工又は段取り替え作業の待ち時間を含む複数の指標値に基づく評価を行う評価手段と、前記評価手段が行った評価の結果を提示する提示手段と、を備えた生産計画支援装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る生産計画支援装置によれば、複数の工作物の生産計画の立案を適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態に係る生産計画支援装置が設置された工場を模式的に示す概略図である。

【図2】複数の工作物を加工して出荷するまでの流れを示すフローチャートである。

【図3】研削盤の構成例を示す概略構成図である。

【図4】生産計画支援装置の機能構成を示すブロック図である。

【図5】現時点で研削盤に何れの治工具が取り付けられているか、また第１乃至第３の工作物を加工するにあたり何れの治工具が必要になるかを示す治工具表である。

【図6】第１乃至第６の投入順序パターンのそれぞれの各加工ステップについて、センタ交換時間、仮受台交換時間、砥石交換時間、ならびにこれらの合計値である段取り替え時間を示す一覧表である。

【図7】第１乃至第３の工作物について、納期残日数、段取り替え作業又は加工を開始できるまでの最小待ち時間、加工時間、及び客先までの輸送時間を示す表である。

【図8】図６及び図７に示す内容に加え、第１乃至第６の投入順序パターンのそれぞれについて、現時点から納品完了までの総合計時間、納期遅れ時間、及び納期までに納品が完了するか否かの判定結果を示す一覧表である。

【図9】（ａ）は、第２の工作物を第２の砥石によって加工する場合を示す模式図である。（ｂ）は、第２の工作物を第３の砥石によって加工する場合を示す模式図である。

【図10】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、二つの加工機によって加工される第１乃至第３の工作物の加工形状を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［実施の形態］
本発明の実施の形態及び応用例について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態及び応用例は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0013】

＜生産計画支援装置を用いた生産方法の概要＞
図１は、本発明の実施の形態に係る生産計画支援装置が設置された工場を模式的に示す概略図である。工場１には、加工機の一例としての研削盤２が設置されており、この研削盤２によって加工対象物である工作物１１，１２，１３を研削加工して完成品である製品１４，１５，１６とし、それぞれの製品１４，１５，１６を梱包して客先１７，１８，１９に向けて出荷する。製品１４，１５，１６は、例えば建設機械や貨物の移載機などの産業機械に用いられる機械加工品である。

【0014】

生産計画支援装置３は、例えば工場１内で作業者１０が使用するものであり、工作物１１，１２，１３をどのような順序で加工すべきかについての生産計画を立案し、作業者１０に提示する。作業者１０は、提示された生産計画に沿って工作物１１，１２，１３を研削盤２に投入する。なお、工作物１１，１２，１３が製品１４，１５，１６に至るまでには、研削加工以外にも熱処理や切削加工等が行われるが、ここでは、これらの工程を省略し、単純化して説明する。

【0015】

図２は、複数の工作物を加工して出荷するまでの流れの概要を示すフローチャートである。このフローチャートでは、まず、加工すべき複数の工作物の加工形状や要求仕様（寸法精度や面粗度）及び納期等の工作物情報を入手し（ステップＳ１）、これらの情報を基にして工場１内の何れの加工機で加工を行うかを選定する（ステップＳ２）。次に、選定された加工機で複数の工作物のそれぞれの加工に用いる治工具を選定する（ステップＳ３）。ここで、治工具とは、研削盤２に関しては、後述する砥石や主軸台、心押台、仮置台等である。次に、ステップＳ１で入手した工作物情報、及びステップＳ２，Ｓ３における選定の結果を生産計画支援装置３に入力し、生産計画支援装置３を使用して複数の工作物の加工順序を決定する（ステップＳ４）。そして、決定した加工順序に沿って複数の工作物の加工を行い(ステップＳ５)、それぞれの客先に出荷する（ステップＳ６）。

【0016】

なお、ステップＳ１～Ｓ４の処理は、受注前の見積もり段階でも行うことができる。この場合には、ステップＳ１～Ｓ４の処理結果に基づいて、納期を短時間で客先に提示することができる。

【0017】

＜研削盤２の構成＞
図３は、研削盤２の構成例を示す概略構成図である。図３では、例として工作物１１を加工する際の状態を示している。研削盤２は、基台であるベッド２０と、ベッド２０に取り付けられた主軸台２１、心押台２２、振れ止め装置２３、及び仮受台２４１と、ベッド２０に対してＺ方向（工作物１１の軸方向に平行な方向）に進退移動可能なＺ軸テーブル２５と、Ｚ軸テーブル２５に対してＸ方向（工作物１１の軸方向に対して垂直な方向）に進退移動可能なＸ軸テーブル２６と、Ｘ軸テーブル２６に取り付けられた砥石用モータ２７と、砥石用モータ２７によって回転駆動される砥石２８１とを備えている。

【0018】

Ｚ軸テーブル２５は、Ｚ軸モータ２５１によって回転駆動されるボールねじ２５２により、Ｚ軸ガイドレール２５３，２５４に案内されてＺ方向に移動する。Ｘ軸テーブル２６は、Ｘ軸モータ２６１によって回転駆動されるボールねじ２６２により、Ｘ軸ガイドレール２６３，２６４に案内されてＸ軸方向に移動する。振れ止め装置２３は、工作物１１の外周面に接触するレスト２３１を有しており、レスト２３１によって工作物１１の研削時における振れを抑制する。

【0019】

主軸台２１は、工作物１１を回転させるための主軸台モータ２１０と、工作物１１の軸方向一端部に形成されたセンタ穴１１ａに嵌合する主軸台センタ２１１とを有している。心押台２２は、工作物１１の軸方向他端部に形成されたセンタ穴１１ｂに嵌合する心押台センタ２２１を有している。主軸台センタ２１１及び心押台センタ２２１は、先端部が円錐状に形成されており、主軸台センタ２１１及び心押台センタ２２１が工作物１１のセンタ穴１１ａ，１１ｂに嵌合することで、工作物１１が仮受台２４１から浮き上がって芯出しされると共に、回転軸線Ｏを中心として回転可能に支持される。

【0020】

工場１内には、交換用の主軸台センタ２１２、心押台センタ２２２、及び仮受台２４２が用意してあり、加工対象の工作物の長さや大きさ等に応じて適したものが選択され、ベッド２０に固定して使用される。また、砥石２８１についても、砥石幅等が異なる複数の砥石２８２，２８３が用意してあり、工作物の加工に適したものが使用される。砥石２８１，２８２，２８３は、加工に用いる工具の一態様である。

【0021】

以下、主軸台センタ２１１，２１２のそれぞれを第１の主軸台センタ２１１及び第２の主軸台センタ２１２とし、心押台センタ２２１，２２２のそれぞれを第１の心押台センタ２２１及び第２の心押台センタ２２２とする。また、仮受台２４１，２４２のそれぞれを第１の仮受台２４１及び第２の仮受台２４２とし、砥石２８１，２８２，２８３のそれぞれを第１乃至第３の砥石２８１，２８２，２８３とする。

【0022】

＜生産計画支援装置３の構成及び機能＞
図４は、生産計画支援装置３の機能構成を示すブロック図である。生産計画支援装置３は、例えばコンピュータ３０と、コンピュータ３０に接続された提示手段としてのディスプレイ４とによって構成される。

【0023】

コンピュータ３０は、マイクロプロセッサが記憶装置３００に記憶されたプログラム３０１を実行することにより、工作物情報取得手段３１、投入順序パターン生成手段３２、評価手段３３、及び優先順位付与手段３４として機能する。記憶装置３００は、記憶内容を追加・変更・削除可能なものであり、例えばＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）又はＳＳＤ（ソリッド・ステート・ドライブ）である。ディスプレイ４は、評価手段３３が行った評価の結果、及び優先順位付与手段３４によって付与された優先順位を、ユーザである作業者１０に対して視覚によって認識可能に提示する。

【0024】

記憶装置３００には、第１及び第２の主軸台センタ２１１，２１２、第１及び第２の心押台センタ２２１，２２２、第１及び第２の仮受台２４１，２４２、ならびに第１乃至第３の砥石２８１，２８２，２８３の諸元を示す治工具情報３０２が予め記憶されている。また、記憶装置３００には、製品１４，１５，１６の完成後、客先１７，１８，１９への到着までに要する輸送時間（梱包に要する時間を含む）の情報、及びそれぞれの客先１７，１８，１９の優先度を示す情報を含む客先情報３０３が記憶されている。優先度は、客先１７，１８，１９の重要性等に基づいて、例えば作業者１０によって予め設定されている。

【0025】

工作物情報取得手段３１は、工作物１１，１２，１３に関する情報を取得し、記憶装置３００に工作物情報３０４として記憶する。工作物情報３０４には、研削盤２によって研削すべき工作物１１，１２，１３の被加工部の位置や形状、直径、要求精度の情報、及び納期の情報が含まれる。工作物情報取得手段３１は、例えば工作物１１，１２，１３の三次元又は二次元のＣＡＤデータを読み込むことにより、これらの情報を取得することができる。また、コンピュータ３０に接続されたキーボードやマウス等のポインティングデバイスの操作によって、工作物情報取得手段３１がこれらの情報を取得してもよい。

【0026】

投入順序パターン生成手段３２は、複数の工作物１１，１２，１３の研削盤２への投入順序を示す複数の投入順序パターンを生成し、生成した投入順序パターンを記憶装置３００に投入順序パターン情報３０５として記憶する。例えば三つの工作物１１，１２，１３に対しては、投入順序パターン生成手段３２が３×２の６通りの投入順序パターン（第１乃至第６の投入順序パターン）を生成する。工作物の数がｎ（ｎは２以上の自然数）であれば、投入順序パターン生成手段３２がｎの階乗（ｎ！）通りの投入順序パターンを生成する。

【0027】

評価手段３３は、投入順序パターン生成手段３２が生成した複数の投入順序パターンのそれぞれについて、工作物１１，１２，１３の加工に要する加工時間、段取り替え作業に要する段取り替え時間、加工又は段取り替え作業の待ち時間、及び完成品である製品１４，１５，１６の客先１７，１８，１９までの輸送時間を含む複数の指標値に基づく評価を行い、評価の結果を評価結果情報３０６として記憶装置３００に記憶する。評価手段３３が行う評価処理の詳細については後述する。

【0028】

優先順位付与手段３４は、投入順序パターン生成手段３２が生成した複数の投入順序パターンのうち客先１７，１８，１９への納期に遅延が生じない複数の投入順序パターンが存在する場合に、当該複数の投入順序パターンに優先順位を付与する。この優先順位は、例えば客先情報３０３に含まれる客先１７，１８，１９の優先度の情報に基づいて付与される。優先順位付与手段３４が付与した優先順位は、評価手段３３が行った評価の結果と共に、ディスプレイ４によって作業者１０に提示される。

【0029】

また、優先順位付与手段３４が最も高い優先順位を付与した投入順序パターンを作業者１０が選択しなかった場合、優先順位付与手段３４は、その選択結果を受け付け、客先情報３０３に含まれる客先１７，１８，１９の優先度の情報を修正する学習処理を行い、次回以降の優先順位の付与処理に反映させる。なお、優先順位付与手段３４は、段取り替え時間の長さに基づいて、段取り替え時間が短いものに高い優先順位を付与するようにしてもよい。

【0030】

＜評価手段３３の処理＞
次に、評価手段３３が行う評価処理の具体例について説明する。評価手段３３が投入順序パターンを評価する際に参照する指標値の一つである段取り替え時間は、第１及び第２の主軸台センタ２１１，２１２、第１及び第２の心押台センタ２２１，２２２、第１及び第２の仮受台２４１，２４２、ならびに第１乃至第３の砥石２８１，２８２，２８３のうち、研削盤２に取り付けられているものと次の研削加工に用いるものが異なっている場合に、その交換を行うための時間である。例えば図２に示すように、第１の主軸台センタ２１１、第１の心押台センタ２２１、第１の仮受台２４１、及び第１の砥石２８１が研削盤２に取り付けられており、次の工作物の加工にもこれらをそのまま用いる場合には段取り替え時間が０であるが、例えば次の工作物の加工に第２の砥石２８２を用いる場合には、第１の砥石２８１を第２の砥石２８２に交換する段取り替え作業が発生する。

【0031】

評価手段３３は、複数の工作物１１，１２，１３の加工順序の違いによる段取り替え時間の変動を考慮して投入順序パターンの評価を行う。段取り替え作業が発生しない、もしくは段取り替え作業が短くて済む加工順序で工作物１１，１２，１３を加工すれば、より短い時間で工作物１１，１２，１３の全ての加工を完了させることができ、作業者１０の作業負担も軽減できる。次に、図５乃至８を参照し、段取り替え時間の計算の具体例について説明する。また、以下の説明では、工作物１１，１２，１３のそれぞれを第１乃至第３の工作物１１，１２，１３とする。

【0032】

図５は、現時点（評価手段３３が評価処理を行う時点）で研削盤２に何れの治工具が取り付けられているか、また、第１乃至第３の工作物１１，１２，１３のそれぞれを加工するにあたり何れの治工具が必要になるかを示す治工具表である。図５及び後述する図６乃至８において、［０］は現時点の状態を示し、［１］は第１の工作物１１、［２］は第２の工作物１２、［３］は第３の工作物１３をそれぞれ示す。

【0033】

図５に示す例では、現時点で研削盤２に第２の主軸台センタ２１２、第２の心押台センタ２２２、第２の仮受台２４２、及び第２の砥石２８２が取り付けられており、第２の工作物１２の加工にもこれらの治工具を用いる。このため、第２の工作物１２を最初に加工する場合には、その加工を行うにあたって段取り替え作業が発生しない。

【0034】

一方、第１の工作物１１の加工には、第１の主軸台センタ２１１、第１の心押台センタ２２１、第１の仮受台２４１、及び第１の砥石２８１を用いるので、第１の工作物１１を最初に加工する場合には、これらの治工具を全て交換する必要がある。また、第３の工作物１３の加工には、第２の主軸台センタ２１２、第２の心押台センタ２２２、第２の仮受台２４２、及び第３の砥石２８３を用いるので、第３の工作物１３を最初に加工する場合には、第２の砥石２８２を第３の砥石２８３に交換する必要がある。

【0035】

第１乃至第３の工作物１１～１３の加工に際し、何れの治工具を用いるかについては、例えば作業者１０が設定してもよいが、それぞれの治工具がどのような工作物の加工に適しているかについての情報を予め治工具情報３０２として記憶させておき、この情報に基づいてコンピュータ３０が治工具を選定するようにしてもよい。

【0036】

図６は、第１乃至第６の投入順序パターンのそれぞれの各加工ステップについて、主軸台２１及び心押台２２のセンタ交換時間、仮受台交換時間、砥石交換時間、ならびにこれらの交換時間の合計値である段取り替え時間を示す一覧表である。この一覧表では、主軸台２１及び心押台２２のセンタ交換時間、砥石交換時間、及び仮受台交換時間をそれぞれ０．２５日とし、１番目、２番目、及び３番目に行う工作物のそれぞれの加工を一つの加工ステップとして、各治工具の交換時間及び段取り替え時間を示している。例えば、第１の工作物１１を最初に加工する場合には、その加工に際し、センタ交換、仮受台交換、及び砥石交換が必要となるので、段取り替え時間が０．７５日となる。また、第３の工作物１３を最初に加工する場合には、その加工に際して砥石交換のみが必要となるので、段取り替え時間が０．２５日となる。

【0037】

図７は、第１乃至第３の工作物１１～１３について、現時点から納品日までの残りの日数である納期残日数、研削盤２に対する段取り替え作業又は研削盤２による加工を開始できるまでの最小待ち時間、研削盤２による加工に要する加工時間、及び客先１７，１８，１９までの輸送時間を示す表である。なお、ここでは、現時点において研削盤２で他の工作物の加工が行われているものとし、当該他の工作物の加工が終わるまでの最小待ち時間を１日としている。

【0038】

図８は、図６及び図７に示す内容に加え、第１乃至第６の投入順序パターンのそれぞれについて、第１乃至第３の工作物１１～１３の現時点から納品完了までの総合計時間（待ち時間、加工時間、輸送時間、及び段取り時間の合計値）、納期残日数から総合計時間からを減算した納期遅れ時間、及び納期までに納品が完了するか否かの判定結果を示す一覧表である。総合計時間は、製品１４，１５，１６の客先１７，１８，１９への到着日を示している。つまり、評価手段３３は、客先１７，１８，１９への到着日を評価項目に含んでいる。なお、図８において、納期遅れ時間の－（マイナス）は、客先指定の納期よりも早く納品が完了することを示している。また、判定結果の〇は、納期遅れが発生しないことを示し、×は納期遅れが発生することを示している。

【0039】

例えば、第１の投入順序パターンでは、最初に加工を行う第１の工作物１１の待ち時間が１日であり、２番目に加工を行う第２の工作物１２の待ち時間は、第１の工作物１１の待ち時間（１日）及び第１の工作物１１の加工時間（４日）に、さらに第２の工作物１２の加工を行うための段取り時間（０．７５日）を加えた５．７５日である。また、第３の工作物１３の待ち時間は、第２の工作物１２の加工待ち時間（５．７５日）に、第２の工作物１２の加工時間（２日）、及び第３の工作物１３の加工を行うための段取り時間（０．７５日）を加えた８．５日である。

【0040】

評価手段３３による評価結果は、例えば図８に示す一覧表の形式で、ディスプレイ４の画面表示によって作業者１０に示される。図８に示す例では、第４の投入順序パターンのみが第１乃至第３の工作物１１～１３の何れについても納期遅れが発生しないので、作業者１０は、第４の投入順序パターンを採用し、第２の工作物１２、第３の工作物１３、及び第１の工作物１１の順に研削盤２による加工を行い、加工が完了したものを順次客先１７，１８，１９に発送する。

【0041】

以上説明したように、本実施の形態に係る生産計画支援装置３は、複数の工作物を加工するにあたり、全ての投入順序パターンについて総合計時間を計算し、その計算結果に基づいて納期までに納品が完了するか否かの判定等の評価を行うので、容易かつ正確に適切な加工順序を求めることができる。

【0042】

＜第１の応用例＞
次に、評価手段３３が行う処理の第１の応用例について説明する。上記の実施の形態では、第１乃至第３の工作物１１～１３について、研削加工に使用する砥石（第１乃至第３の砥石２８１，２８２，２８３の何れか）が一意に決められている場合について説明したが、第１の応用例では、研削加工に使用する砥石によっては段取り替え時間が短くなり、総合計時間を短縮することができる可能性を評価手段３３が検討する。このことについて、図９を参照して具体的に説明する。

【0043】

図９（ａ）は、第２の工作物１２を第２の砥石２８２によって加工する場合を示す模式図である。図９（ｂ）は、第２の工作物１２を第３の砥石２８３によって加工する場合を示す模式図である。第２の砥石２８２は、第３の砥石２８３よりも砥石幅が広く形成されている。

【0044】

第２の工作物１２を第２の砥石２８２によって研削加工する場合には、図９（ａ）に示すように、３回のプランジ研削で加工が行える。一方、第２の工作物１２を第３の砥石２８３によって研削加工する場合には、図９（ｂ）に示すように、４回のプランジ研削が必要となる。このため、加工時間のみに着目すれば、第２の工作物１２の加工には第２の砥石２８２が適しているといえる。しかし、第２の工作物１２を第３の砥石２８３によって研削加工すれば、第２の工作物１２の次に第３の工作物１３の加工を行う場合、及び第３の工作物１３の次に第２の工作物１２の加工を行う場合に砥石交換が不要となり、段取り替え時間を短縮することができ、総合計時間を短縮し得る。

【0045】

このような検討をコンピュータ３０が評価手段３３として実行する場合には、図５に示す治工具表で指定されたものに限らず、第１乃至第３の砥石２８１，２８２，２８３のうち、砥石幅や加工面の粗さ等の品質に鑑みて、加工に用いることができる可能性のある他の砥石を用いるパターンを選択肢として候補に加え、このパターンについても総合計時間を計算する。そして、納期までに納品が完了するか否かの判定を行う。

【0046】

このように、第１の応用例では、第１乃至第３の工作物１１～１３の加工ステップにおいて加工に用いることができる砥石が複数ある場合、これら複数の砥石を用いた場合のそれぞれについて、評価手段３３が加工時間及び段取り替え時間を計算して評価を行う。これにより、総合計時間がより短い加工順序を見出すことが可能となる。

【0047】

＜第２の応用例＞
次に、工作物情報取得手段３１、投入順序パターン生成手段３２、及び評価手段３３が行う処理の第２の応用例について説明する。上記の例では、第１乃至第３の工作物１１～１３を一つの加工機（研削盤２）のみによって加工して製品化する場合について説明したが、第２の応用例では、二つの加工機（ここでは研削盤及び切削機）によって第１乃至第３の工作物のそれぞれの一部を加工する。

【0048】

図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、二つの加工機によって加工される第１乃至第３の工作物５１～５３の加工形状を示す構成図である。第１の工作物５１は、切削加工される切削加工部５１１，５１２と、研削加工される研削加工部５１３とを有している。第２の工作物５２は、切削加工される切削加工部５２１と、研削加工される研削加工部５２２とを有している。第３の工作物５３は、切削加工される切削加工部５３１と、研削加工される研削加工部５３２，５３３とを有している。切削加工部５１１，５１２，５２１，５３１は、マシニングセンタ等の切削機によって加工される。

【0049】

工作物情報取得手段３１は、第１の工作物５１の切削加工部５１１，５１２及び研削加工部５１３、第２の工作物５２の切削加工部５２１及び研削加工部５２２、ならびに第３の工作物５３の切削加工部５３１及び研削加工部５３２，５３３の位置や形状、直径、及び要求精度の情報を取得し、工作物情報３０４として記憶装置３００に記憶する。なお、第１乃至第３の工作物５１～５３の各加工部を切削加工するか研削加工するかは、例えば第１乃至第３の工作物５１～５３の三次元又は二次元のＣＡＤデータの注記情報に示されている。

【0050】

投入順序パターン生成手段３２は、研削盤及び切削機のそれぞれについて、第１乃至第３の工作物５１～５３の投入順序パターンを組み合わせて生成する。この投入順序パターンの総数は、６×６の３６通りとなる。なお、第１乃至第３の工作物５１～５３のうち、最初に研削加工を行うものと最初に切削加工を行うものとが同じであることは加工効率上あり得ないので、このような投入順序パターンは除いてもよい。

【0051】

複数の加工機で加工を行う場合は、例えば次に研削加工を行うべき工作物が切削加工中で、その切削加工の完了を待たなければならない場合のように、加工完了待ちが発生しやすい。評価手段３３は、このような加工完了待ちが発生する場合を考慮して待ち時間を計算する。また、段取り替え作業を行う作業者が一人である場合には、例えば研削盤の段取り替え作業と切削機の段取り替え作業とを同時並行で行うことができないので、このような段取り替え待ちも発生し得る。評価手段３３は、このような段取り替え待ちが発生する場合を考慮して待ち時間を計算する。

【0052】

このように、加工完了待ちや段取り替え待ちの発生を考慮して待ち時間を計算し、各投入順序パターンを評価することにより、加工完了待ちや段取り替え待ちが発生しにくい、あるいは発生したとしてもその時間が比較的短い投入順序パターンを、全ての投入順序パターンの中から抽出することができる。

【0053】

＜第３の応用例＞
上記実施の形態では、図７に示すように、加工に要する加工時間が複数の工作物のそれぞれについて一意に設定されている場合について説明したが、加工方法の違いによる加工時間の上限値及び下限値を設定し、評価手段３３がこの上限値及び下限値のそれぞれについて総合計時間を計算し、評価を行ってもよい。加工方法の違いは、例えば研削速度であり、砥石寿命を短くしながらも高速に研削を行えば加工時間を短縮することができ、研削速度を遅くして加工時間を長くすれば砥石寿命を延ばすことができる。

【0054】

＜他の応用例＞
上記実施の形態では、生産計画支援装置３が評価手段３３の評価結果をディスプレイ４に表示し、作業者１０が表示された内容に沿って第１乃至第３の工作物１１，１２，１３を研削盤２に投入する場合について説明したが、段取り替えや複数の工作物の加工機への搬入出を自動化し、加工完了までの全工程を自動化してもよい。この場合、生産計画支援装置３は、評価手段３３の評価結果を、例えば電子データを送信する形式で、生産システムの全体を統括するコントローラに提示する。

【0055】

また、生産計画支援装置３は、例えば複数の工作物の全てを納期に遅延が生じないように生産できる投入順序パターンが存在しないとき、評価手段３３が複数の工作物のうち少なくとも何れかの加工時間の短縮を提案するように構成してもよい。この場合、評価手段３３は、例えば納期遅れ時間が比較的短い投入順序パターンを選択し、選択した投入順序パターンにおいて複数の工作物のうち少なくとも何れかの工作物の加工時間を短縮して総合計時間を計算し、納期に遅延が生じないように変更した加工時間を当該投入順序パターンと共に提示する。作業者１０は、提示された内容に基づき、例えば砥石の寿命が短くなっても短時間で加工を行えるように加工条件を見直し、加工を行う。

【0056】

また、例えば複数の工作物のうち何れかの工作物の素材の搬入が遅れ、当該工作物の加工機への投入が計画よりも遅れた場合には、その時点で加工中の工作物の加工に割り込ませて、素材の搬入が遅れた工作物の加工を行えるようにしてもよい。例えば、第１の工作物の荒加工が完了した後に割り込ませる形で第２の工作物の加工を行い、その加工完了後に第１の工作物の仕上げ加工を行うことができるようにしてもよい。

【0057】

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0058】

１１～１３…第１乃至第３の工作物
１７，１８，１９…客先
２…研削盤（加工機）
３…生産計画支援装置
３１…工作物情報取得手段
３２…投入順序パターン生成手段
３３…評価手段
３４…優先順位付与手段
４…ディスプレイ（提示手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】