特開 2023-117948 生産管理装置、生産管理システムおよび生産管理方法

(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】P2023117948

(43)【公開日】2023-08-24

(54)【発明の名称】生産管理装置、生産管理システムおよび生産管理方法

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20230817BHJP

   G06Q 50/04 20120101ALI20230817BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

G06Q50/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022020784

(22)【出願日】2022-02-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000198

【氏名又は名称】弁理士法人湘洋特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 隆宏

(72)【発明者】

【氏名】梶田 大毅

【テーマコード（参考）】

3C100

5L049

【Ｆターム（参考）】

3C100AA07

3C100AA16

3C100AA18

3C100AA52

3C100AA63

3C100BB13

3C100BB17

5L049CC04

(57)【要約】

【課題】複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能な複数の対策を立案することができる。
【解決手段】 異常が検知された工場設備の生産リソースに対する対策案を立案する対策立案部と、前記対策案および前記生産リソースに対応付けられ、対策の前後にわたる生産ラインの生産能力を示すパラメータを登録したライン能力情報と、正常時の前記生産リソースが組み込まれている生産ラインの生産能力を示す計画情報と、を記憶した記憶部と、立案された前記対策案と、前記ライン能力情報と、前記計画情報と、用いて、前記対策案に基づく対策の前後にわたる前記生産ラインの生産能力を予測した能力モデルを作成する能力モデル作成部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

異常が検知された工場設備の生産リソースに対する対策案を立案する対策立案部と、
前記対策案および前記生産リソースに対応付けられ、対策の前後にわたる生産ラインの生産能力を示すパラメータを登録したライン能力情報と、正常時の前記生産リソースが組み込まれている生産ラインの生産能力を示す計画情報と、を記憶した記憶部と、
立案された前記対策案と、前記ライン能力情報と、前記計画情報と、用いて、前記対策案に基づく対策の前後にわたる前記生産ラインの生産能力を予測した能力モデルを作成する能力モデル作成部と、を備える
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の生産管理装置であって、
前記能力モデル作成部は、
前記対策案に基づく対策の対策前、対策中および対策後における前記生産ラインの生産能力を時系列で予測した能力モデルを作成する
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項3】

請求項２に記載の生産管理装置であって、
前記対策案に対応するメンテナンス作業の内容、作業者の必要人数、作業時間およびコストを含むメンテナンス構成情報を生成する連携計画部をさらに備える
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項4】

請求項３に記載の生産管理装置であって、
前記連携計画部は、
前記能力モデルと、前記メンテナンス構成情報と、を用いて、
前記メンテナンス作業を行うメンテナンス時期と、当該メンテナンス作業により変更される製品の生産計画の変更案と、の組み合わせに応じて所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記メンテナンス構成情報に前記メンテナンス時期を加えたメンテナンス計画と、前記生産計画の変更案と、を立案する
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項5】

請求項４に記載の生産管理装置であって、
前記生産ＫＰＩには、前記対策案に対応する前記メンテナンス計画を実施した場合の製品の歩留まり率、前記生産ラインの平均稼働率、生産スループットおよび対策コストのうち、少なくとも１つが含まれる
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項6】

請求項５に記載の生産管理装置であって、
各々の前記対策案に対応する前記生産ＫＰＩを評価し、所定の生産ＫＰＩが最大化されている前記対策案を特定する対策評価部をさらに備える
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項7】

請求項５に記載の生産管理装置であって、
前記生産ＫＰＩを含み、当該生産ＫＰＩに対応する前記対策案の内容を表示する表示部をさらに備える
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項8】

請求項６に記載の生産管理装置であって、
前記対策立案部は、前記生産リソースに対する複数の対策案を立案し、
前記対策評価部は、前記生産ＫＰＩを評価して、前記対策コストが最大化されている前記対策案を特定する
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項9】

請求項４に記載の生産管理装置であって、
前記生産計画の変更案に基づき、前記生産ラインが有する工場設備の各装置を制御する制御プログラムを生成する制御プログラム生成部をさらに備える
ことを特徴とする生産管理装置。

【請求項10】

製品の生産を管理する生産管理装置と、生産ラインの生産リソースを制御する制御システムと、を有する生産管理システムであって、
異常が検知された工場設備の生産リソースに対する対策案を立案する対策立案部と、
前記対策案および前記生産リソースに対応付けられ、対策の前後にわたる生産ラインの生産能力を示すパラメータを登録したライン能力情報と、正常時の前記生産リソースが組み込まれている生産ラインの生産能力を示す計画情報と、を記憶した記憶部と、
立案された前記対策案と、前記ライン能力情報と、前記計画情報と、用いて、前記対策案に基づく対策の前後にわたる前記生産ラインの生産能力を予測した能力モデルを作成する能力モデル作成部と、
前記対策案に対応するメンテナンス作業の内容、作業者の必要人数、作業時間およびコストを含むメンテナンス構成情報を生成し、前記能力モデルと、前記メンテナンス構成情報と、を用いて、前記メンテナンス作業を行うメンテナンス時期と、当該メンテナンス作業により変更される製品の生産計画の変更案と、の組み合わせに応じて所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記メンテナンス構成情報に前記メンテナンス時期を加えたメンテナンス計画と、前記生産計画の変更案と、を連携して立案する連携計画部と、
前記生産計画の変更案に基づき、前記生産ラインが有する工場設備の各装置を制御する制御プログラムを生成し、前記制御システムに送信する制御プログラム生成部と、を備える
ことを特徴とする生産管理システム。

【請求項11】

生産管理装置が行う生産管理方法であって、
前記生産管理装置は、
異常が検知された工場設備の生産リソースに対する対策案を立案する対策立案ステップと、
前記対策案および前記生産リソースに対応付けられ、対策の前後にわたる生産ラインの生産能力を示すパラメータを登録したライン能力情報と、正常時の前記生産リソースが組み込まれている生産ラインの生産能力を示す計画情報と、を記憶する記憶ステップと、
立案された前記対策案と、前記ライン能力情報と、前記計画情報と、用いて、前記対策案に基づく対策の前後にわたる前記生産ラインの生産能力を予測した能力モデルを作成する能力モデル作成ステップと、を行う
ことを特徴とする生産管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生産管理装置、生産管理システムおよび生産管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、産業機器監視装置に関し、「監視装置は、センサデータに基づいて空気圧縮機の保守不良事象を検知する保守不良診断部と、保守不良事象を放置した場合に経時的に発生する故障モードを推定する故障リスク推定部と、正常復帰させるために掛かる復旧時間および復旧コストを推定・表示させるとともに、保守不良事象に対して保守対策を実施した場合と実施しない場合での故障モードの故障発生確率を計算・表示させる保守効果見積部と、を備えている。これにより、産業機器の保守不良を検知し、ユーザに保守実施を促す通知を行うとともに保守実施による保守コスト低減などのユーザメリットを合わせて通知することが可能となる。」と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１８／１４７３６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通常、工場設備に故障などの不調（設備不良）が生じた場合、工場の生産技術者が生産ラインにおける各種設備の稼働状況を分析し、対策の立案を実施する。しかしながら、どのような対策を実施するのかは、生産技術者の経験や勘に頼っているのが現状であるため、対策の立案工数がかかり、対策の立案までに時間を要するという問題がある。また、立案される対策は、複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能であることが望まれる。

【0005】

なお、特許文献１には、保守実施を促す通知や保守不良事象を放置した場合のリクス推定および復旧時間や復旧コストなどを通知する技術が開示されている。しかしながら、同文献の技術では、複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能な複数の対策を立案することは考慮されていない。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能な複数の対策を立案することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記の課題を解決する本発明の一態様に係る生産管理装置は、異常が検知された工場設備の生産リソースに対する対策案を立案する対策立案部と、前記対策案および前記生産リソースに対応付けられ、対策の前後にわたる生産ラインの生産能力を示すパラメータを登録したライン能力情報と、正常時の前記生産リソースが組み込まれている生産ラインの生産能力を示す計画情報と、を記憶した記憶部と、立案された前記対策案と、前記ライン能力情報と、前記計画情報と、用いて、前記対策案に基づく対策の前後にわたる前記生産ラインの生産能力を予測した能力モデルを作成する能力モデル作成部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能な複数の対策を立案することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】生産管理システムの概略構成の一例を示した図である。

【図2】工程計画情報の一例を示した図である。

【図3】作業計画情報の一例を示した図である。

【図4】生産計画情報の一例を示した情報である。

【図5】生産管理処理の一例を示したフロー図である。

【図6】連携立案処理の一例を示したフロー図である。

【図7】生産ライン能力モデルの一例を示した図である。

【図8】対策確認画面の一例を示した図である。

【図9】対策確認画面の他の一例を示した図である。

【図10】生産管理装置のハードウェア構成の一例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

【0011】

図１は、本実施形態に係る生産管理システム１０００の概略構成の一例を示した図である。図示するように、生産管理システム１０００は、生産管理装置１００と、制御システム２００と、生産ライン３００と、を有している。また、生産管理装置１００と、制御システム２００とは、例えばインターネット等の公衆網やＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）あるいはＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークＮを介して相互通信可能に接続されている。また、制御システム２００と、生産ライン３００とは、例えば工場内ネットワーク（例えば、ＬＡＮ）を介して相互通信可能に接続されている。

【0012】

生産管理装置１００は、製品の生産管理に関する様々な処理を行う装置である。例えば、生産管理装置１００は、製品の製造に用いられる各種の計画（例えば、生産計画、工程計画、作業計画および定期メンテナンス計画など）を立案し、それらを記憶する。

【0013】

また、生産管理装置１００は、生産計画などの各種計画に基づく指示を、工場設備（例えば、組み立てロボットやコンベアなど。以下、生産リソースという場合がある）の監視や制御を行う制御システム２００に出力（送信）する。また、生産管理装置１００は、制御システム２００を介して生産リソースから出力された計測情報を取得し、計測情報が示す内容に応じて、生産計画の変更案や定期外メンテナンス計画を立案する。

【0014】

このような生産管理装置１００は、図示するように、処理部１１０と、記憶部１２０と、入力部１４０と、表示部１５０と、通信部１６０と、を有している。

【0015】

処理部１１０は、生産管理装置１００で実行される様々な処理を行う機能部である。具体的には、処理部１１０は、異常検知部１１１と、対策立案部１１２と、能力モデル作成部１１３と、連携計画部１１４と、対策評価部１１５と、制御プログラム生成部１１６と、を有している。

【0016】

異常検知部１１１は、生産リソースの異常を検知する機能部である。具体的には、異常検知部１１１は、制御システム２００を介して取得された計測情報を用いて生産リソースの異常を検知する。より具体的には、異常検知部１１１は、計測情報に異常値が含まれている場合、異常値の出力元である生産リソースの異常を検知する。

【0017】

対策立案部１１２は、生産リソースの異常に対応するための対策を立案する機能部である。具体的には、対策立案部１１２は、異常検知部１１１により検知された異常値と、異常値を出力した生産リソースと、が対応付けられている対策案を対策案情報１３０から引き当てることで、対策を立案する。

【0018】

能力モデル作成部１１３は、生産ライン３００の生産能力を示すモデル情報（以下、生産ライン能力モデルという場合がある）を作成する機能部である。具体的には、能力モデル作成部１１３は、異常が検知された生産リソースが組み込まれている生産ライン３００について、対策案に対応する定期外メンテナンスの対策前、対策中および対策後の各フェーズにおける生産能力を予測した生産ライン能力モデルを作成する。なお、生産ライン能力モデルを作成する処理の詳細については後述する。

【0019】

連携計画部１１４は、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、を連携して立案する機能部である。なお、かかる計画および変更案の連携立案処理の詳細は後述する。

【0020】

対策評価部１１５は、検知された異常に対する対策の定量評価に用いる所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：重要業績評価指標）を含む情報を生成する機能部である。具体的には、対策評価部１１５は、表示部１５０を介して、生産ＫＰＩを含む対策の定量評価を行うための画面情報を生成し、ディスプレイなどの表示装置に出力する。

【0021】

制御プログラム生成部１１６は、生産ライン３００の生産リソースを制御する制御プログラムを生成する機能部である。具体的には、制御プログラム生成部１１６は、例えば生産計画情報あるいは生産計画情報の変更案に基づいて、生産リソースの動作を制御するロボットプログラムや装置間の動作を同期させるためのラダープログラムを生成する。また、制御プログラム生成部１１６は、通信部１６０を介して、生成した制御プログラムを制御システム２００に送信する。

【0022】

次に、生産管理装置１００の記憶部１２０について説明する。記憶部１２０は、処理部１１０により実行される様々な処理に用いられる各種の情報を記憶する機能部である。具体的には、記憶部１２０は、計測情報１２１と、ライン構成情報１２２と、工程計画情報１２３と、作業計画情報１２４と、生産計画情報１２５と、投入計画情報１２６と、メンテナンス計画情報１２７と、ロボットプログラム１２８と、ラダープログラム１２９と、対策案情報１３０と、ライン能力情報１３１と、コスト情報１３２と、を記憶している。なお、記憶部１２０は、処理部１１０が実行した処理によって生成された情報（例えば、後述の立案された対策案、定期外メンテナンス計画、生産計画の変更案および生産ＫＰＩなど）についても記憶する。

【0023】

計測情報１２１は、生産リソースから定期的（例えば、毎秒あるいは毎分）に出力される稼働状態を示すログ情報である。具体的には、計測情報１２１は、制御システム２００を経由して通信部１６０により取得された後、記憶部１２０に格納される。また、計測情報１２１には、生産リソースに異常が生じていない場合に出力される正常値、または、故障などの不具合が生じた際に出力される異常値と、各出力値に対応する生産リソースの識別情報（例えば、生産リソースＩＤなど）と、が含まれている。

【0024】

ライン構成情報１２２は、生産ライン３００の構成を示す情報である。具体的には、ライン構成情報１２２には、生産ライン３００を構成する生産リソースの識別情報や、各生産ライン３００を識別する情報（例えば、生産ラインＩＤなど）などが含まれている。

【0025】

図２は、工程計画情報１２３の一例を示した図である。工程計画情報１２３には、製品の製造工程に関する情報が登録されている。具体的には、工程計画の製品ＩＤ１２ａは、製造対象の製品を識別するための情報である。工程ＩＤ１２３ｂは、各工程を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２３ｃは、各工程で使用される生産リソースを識別するための情報である。

【0026】

図３は、作業計画情報１２４の一例を示した図である。作業計画情報１２４には、製造の各工程で実施される作業内容を示す情報が登録されている。具体的には、作業計画情報１２４の作業ＩＤ１２４ａは、作業を識別するための情報であって、工程計画の工程ＩＤ１２３ｂに紐づく情報である。作業計画ＩＤ１２４ｂは、作業計画を識別するための情報であって、作業計画の内容（例えば、組付け作業など）を示すＩＤが登録されている。作業時間１２４ｃは、作業ＩＤ１２４ａで特定される工程に割り付けられた生産リソースが作業計画ＩＤ１２４ｂで特定される作業内容を実行する際の作業時間を示す情報である。このように、各工程の作業時間が登録されている作業計画情報１２４は、作業内容が実施される生産ライン３００における生産能力を示す情報でもある。

【0027】

図４は、生産計画情報１２５の一例を示した情報である。生産計画情報１２５には、製品の生産計画に関する情報が登録されている。具体的には、生産計画の製品ＩＤ１２５ａは、製造対象の製品を識別するための情報である。部品ＩＤ１２５ｂは、製品を構成する部品を識別するための情報である。工程ＩＤ１２５ｃは、工程を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２５ｄは、生産リソースを識別するための情報である。日時１２５ｅは、対応付けられている製品ＩＤ１２５ａにより識別される製品の製造において、例えば対応する部品ＩＤ１２５ｂの部品を組み付け等する所定工程の実施日時を示す情報である。着手予定時間１２５ｆは、対応付けられている工程ＩＤ１２５ｃにより識別される工程の着手予定の時間を示す情報である。終了予定時間１２５ｇは、かかる工程の終了予定の時間を示す情報である。

【0028】

図１に戻って説明する。投入計画情報１２６は、所定期間における製品の目標生産数（製造台数）を示す情報である。具体的には、投入計画情報１２６には、例えば製品ごとに受注数や受注予測数から算出される月次の目標生産数が登録されている。

【0029】

メンテナンス計画情報１２７は、部品交換や設備調整といったメンテナンス作業を行う際の計画が登録されている情報である。具体的には、メンテナンス計画情報１２７には、例えば作業日時、メンテナンス作業の種類、作業人数、作業時間などの所定情報が登録されている。なお、メンテナンス計画情報１２７は、定期メンテナンスの計画情報であり、故障等が生じた場合に計画される定期外メンテナンス計画については後述する。

【0030】

ロボットプログラム１２８は、生産リソースであるロボットを動作させるプログラムである。具体的には、ロボットプログラム１２８は、例えば作業計画情報１２４の作業計画ＩＤ１２４ｂで特定される作業内容を実施するためのロボットの動作を規定するプログラムである。

【0031】

ラダープログラム１２９は、ロボットや搬送機など、生産ライン３００における生産リソース間の動作を同期させるためのプログラムである。

【0032】

対策案情報１３０は、生産リソースの異常に対する対策案が登録されている情報である。具体的には、対策案情報１３０には、例えば生産リソースの識別情報と、異常値と、に対応付けられた複数の対策案（例えば、部品交換、設備調整および設備交換など）が登録されている。また、基本的には、各異常値に対して複数の対策案が対応付けられており、各対策案には、対応する定期外メンテナンス作業の必要人数や作業時間などの所定情報が対応付けられて登録されている。

【0033】

ライン能力情報１３１は、生産ライン３００の生産能力を示すパラメータが登録されている情報である。具体的には、ライン能力情報１３１には、例えば対策案、生産ライン３００および生産リソースの各組み合わせに対応付けられた対策前、対策中および対策後の各フェーズにおける生産ライン３００の生産能力を示すパラメータが登録されている。

【0034】

コスト情報１３２は、各種のコストが登録されている情報である。具体的には、コスト情報１３２には、例えば対策案、生産ライン３００および生産リソースの各組み合わせに対応付けられたメンテナンス作業（定期外メンテナンス作業を含む）のコスト（例えば、部品交換等の設備コスト）や、メンテナンス作業を行う作業者の単位時間当たりのコスト、作業者の残業コストおよび各製品の納期遅延により生じるペナルティーコスト等が登録されている。

【0035】

次に、生産管理装置１００の入力部１４０について説明する。入力部１４０は、生産管理装置１００が備える入力装置を介して、ユーザ（オペレータ）からの指示や情報の入力を受け付ける機能部である。また、入力部１４０は、通信部１６０を介して、制御システム２００や制御システム２００を介して生産ライン３００から情報の入力を受け付ける。

【0036】

表示部１５０は、表示情報を生成し、生産管理装置１００あるいは図示しない外部装置が備える表示装置（ディスプレイ）に表示情報を表示する機能部である。具体的には、表示部１５０は、例えば対策評価部１１５からの指示に基づき、生産ＫＰＩを含む画面情報を生成し、表示装置に出力する。

【0037】

通信部１６０は、外部装置（本例では、制御システム２００）との間で情報通信を行う機能部である。具体的には、通信部１６０は、制御システム２００を経由して生産ライン３００の生産リソースから計測情報１２１を取得する。また、通信部１６０は、生産計画（生産計画の変更案を含む）に基づく製品の製造指示や制御プログラムを制御システム２００に送信する。

【0038】

以上、生産管理装置１００の各機能部について説明した。

【0039】

なお、制御システム２００は、工場の生産ライン３００や工場設備である生産リソースなどを監視、管理するためのシステムである。制御システム２００は、生産管理装置１００から製造に関する指示や生産リソースの制御プログラム（例えば、ロボットプログラム１２８あるいはラダープログラム１２９）を取得すると、これらを用いて、生産ライン３００の各生産リソースに制御信号を出力する。

【0040】

生産ライン３００は、工場内で製品を製造する各種の生産リソースが組み込まれたセル単位の設備群である。生産ライン３００に組み込まれている各種の生産リソースは、制御システム２００から取得したロボットプログラム１２８やラダープログラム１２９により動作する。

【0041】

以上、本実施形態に係る生産管理システム１０００の概略構成の一例について説明した。

【0042】

［動作の説明］
次に、生産管理装置１００で行われる処理の詳細について説明する。

【0043】

図５は、生産管理装置１００で実行される生産管理処理の一例を示したフロー図である。生産管理処理は、例えば生産管理装置１００の起動に伴い開始されても良く、入力部１４０を介してユーザから処理の実行指示を受け付けることで開始されても良い。

【0044】

処理が開始されると、異常検知部１１１は、一定期間ごと（例えば、数分～数時間ごと）に各種情報を取得する（ステップＳ０１０）。具体的には、異常検知部１１１は、通信部１６０を介して制御システム２００から取得した直近の計測情報１２１と、ライン構成情報１２２と、工程計画情報１２３と、作業計画情報１２４と、生産計画情報１２５と、投入計画情報１２６と、ロボットプログラム１２８と、ラダープログラム１２９と、対策案情報１３０と、ライン能力情報１３１と、コスト情報１３２と、を記憶部１２０から取得する。

【0045】

次に、異常検知部１１１は、直近の計測情報１２１を用いて、異常値を出力した生産リソースがあるか否かを判定する（ステップＳ０２０）。具体的には、異常検知部１１１は、計測情報１２１に生産リソースから出力された異常値が含まれている場合、異常値を出力した生産リソースがあると判定する。

【0046】

そして、異常値を出力した生産リソースがないと判定した場合（ステップＳ０２０でＮｏ）、異常検知部１１１は、処理をステップＳ０１０に戻す。一方で、異常値を出力した生産リソースがあると判定した場合（ステップＳ０２０でＹｅｓ）、異常検知部１１１は、処理をステップＳ０３０に移行する。なお、この場合、異常検知部１１１は、異常値と、異常値を出力した生産リソースの識別情報と、を計測情報１２１から特定する。

【0047】

次に、対策立案部１１２は、検知された異常に対する複数の対策案を立案する（ステップＳ０３０）。具体的には、対策立案部１１２は、異常値を出力した生産リソースの識別情報と、異常値と、に対応付けられている複数の対策を対策案情報１３０から引き当てることで、異常に対する複数の対策案を立案する。

【0048】

次に、連携計画部１１４は、立案された全ての対策案について、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、の連携立案処理を実行する（ステップＳ０４０）。

【0049】

図６は、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、の連携立案処理の一例を示したフロー図である。

【0050】

ステップＳ０４１では、能力モデル作成部１１３は、異常値を出力した生産リソースが関わる全ての生産ライン３００を特定する。具体的には、能力モデル作成部１１３は、例えば異常値を出力した生産リソースの識別情報が対応付けられている製品ＩＤを生産計画情報１２５などから特定し、かかる製品ＩＤの製品を製造する生産ライン３００の識別情報をライン構成情報１２２から取得することで生産ライン３００を特定する。

【0051】

なお、能力モデル作成部１１３は、異常値を出力した生産リソースが複数の製品の製造作業に関わる場合、すなわち、かかる生産リソースが複数の生産ライン３００に組み込まれている場合、それらの生産ライン３００を全て特定する。

【0052】

次に、能力モデル作成部１１３は、対策案の対策前、対策中および対策後の各フェーズにおける生産ライン能力モデルを作成する（ステップＳ０４２）。具体的には、能力モデル作成部１１３は、対策する（定期外メンテナンスを行う）生産リソースや、対策案（対策の種類）に応じてフェーズごとに異なる生産ライン３００の生産能力について、対策前、対策中および対策後における生産能力を示すパラメータをライン能力情報１３１から引き当てる。より具体的には、能力モデル作成部１１３は、立案した対策案と、特定した生産ライン３００と、異常値を出力した生産リソースの識別情報と、に基づいて、フェーズごとの生産能力を示すパラメータをライン能力情報１３１から引き当てる。

【0053】

また、能力モデル作成部１１３は、作業計画情報１２４と、引き当てたパラメータと、を用いて、各フェーズにおける生産ライン能力モデルを作成する。具体的には、能力モデル作成部１１３は、対応する生産ライン３００の作業計画情報１２４における作業時間１２４ｃにフェーズごとのパラメータを乗算することで、対策前、対策中および対策後の各フェーズにおける各作業の作業時間を算出する。また、能力モデル作成部１１３は、算出した作業時間と、各作業時間に対応する作業ＩＤ１２４ａおよび作業計画ＩＤ１２４ｂと、を含む生産ライン能力モデルをフェーズごとに作成する。

【0054】

図７は、生産ライン能力モデルの一例を示した図である。図示するように、生産ライン能力モデルは、作業計画情報１２４と同様の項目を有し、対策前、対策中および対策後の各フェーズにおいて相互に作業時間が異なっている。例えば、対策前すなわち定期外メンテナンスを行う前の生産ライン能力モデルの各作業時間は、作業計画情報１２４の対応する各作業時間よりも大きい値になっている。これは、生産リソースに不良が生じているために、生産リソースに不良が生じていない正常時に比べてその生産能力が低下していることを示している。なお、対策中の生産ライン能力モデルは、定期外メンテナンス作業を行っている期間、生産ライン３００が停止されているために、作業時間は登録されていない。また、対策後の生産ライン能力モデルの作業時間は、対策後すなわち定期外メンテナンスを行った後で既に生産能力が復旧しているため、作業計画情報１２４の対応する作業と同じ作業時間が登録されている。

【0055】

なお、能力モデル作成部１１３は、異常値を出力した生産リソースが関わる生産ライン３００が複数ある場合、すなわち、ステップＳ０４１で特定した生産ライン３００が複数ある場合、各生産ライン３００について同様の処理を行う。すなわち、生産ライン能力モデルは、対策案および生産ライン３００の全ての組み合わせについて作成される。

【0056】

次に、連携計画部１１４は、各対策案に対応する定期外メンテナンスの作業内容、かかるメンテナンス作業を行う作業者の必要人数、コスト、メンテナンス作業時間を含むメンテナンス構成情報を生成する（ステップＳ０４３）。具体的には、連携計画部１１４は、各対策案について、対応する定期外メンテナンス作業を行う作業者の必要人数と、メンテナンス作業時間と、を対策案データから引き当てる。また、連携計画部１１４は、定期外メンテナンス作業にかかるコスト（例えば、部品交換による設備コストや作業者のコスト等）をコスト情報１３２から引き当て、かつ、必要人数や作業時間に応じた全体コストを算出する。そして、連携計画部１１４は、これらの情報を含むメンテナンス構成情報を生成する。

【0057】

次に、連携計画部１１４は、所定の生産ＫＰＩを目的関数とし、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、を連携して同時最適化することで立案する（ステップＳ０４４）。具体的には、連携計画部１１４は、メンテナンス構成情報や生産計画情報１２５および記憶部１２０内に格納されている各種情報を用いて、所定のＫＰＩが最大化（最適化）されるように、例えばＭＩＰ（Ｍｉｘｅｄ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ） ＳｏｌｖｅｒあるいはＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等のメタヒューリスティック法により、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、を連携して同時最適化することで立案する。

【0058】

なお、立案される定期外メンテナンス計画は、メンテナンス構成情報に定期外メンテナンス作業をいつ行うのか、という実行時期（タイミング）が対応付けられた情報である。また、生産計画の変更案は、かかる定期外メンテナンス作業の実行時期に応じて変更された生産計画を示す情報である。

【0059】

連携計画部１１４は、製造される製品の歩留まり率、生産ライン３００の平均稼働率、生産スループットおよび対策コストといった生産ＫＰＩに関し、所定の生産ＫＰＩが最大化されるように、メンテナンス時期と生産計画の変更案との組み合わせに関する最適化問題を解くことで、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、を連携して立案する。なお、製品の歩留まり率の最大化（最適化）とは、歩留まり率がより高い値の場合である。また、生産ライン３００の平均稼働率の最大化（最適化）とは、平均稼働率がより高い値の場合である。また、生産スループットの最大化（最適化）とは、生産スループットがより高い値の場合である。また、対策コストの最大化（最適化）とは、対策コストがより低い値の場合である。

【0060】

なお、生産ＫＰＩは、これらに限定されるものではなく、ユーザの重視する観点に基づいて適宜設定されれば良い。また、生産ＫＰＩには、製品の歩留まり率、生産ライン３００の平均稼働率、生産スループットおよび対策コストの全てではなく、任意の数（例えば、対策コストのみ等、少なくとも１つ）が含まれていれば良い。

【0061】

ステップＳ０４３までの処理で、対策案ごと、生産ライン３００ごとに、対策前、対策中および対策後の各々のフェーズにおける製品の生産能力が算出されている。そのため、連携計画部１１４は、かかる生産能力を考慮し、対策案ごとに対応する定期外メンテナンスの実行タイミングを変更しながら生産シミュレーションを行うことで、定期外メンテナンスを行う各タイミングにおける生産ＫＰＩを算出する。これにより、所定の生産ＫＰＩが最大化された定期外メンテナンス計画を立案し、定期外メンテナンス作業を行う場合の生産計画を、生産計画の変更案として立案することができる。

【0062】

また、定期外メンテナンスを行う生産リソースが複数の生産ライン３００に関わる場合、連携計画部１１４は、生産ライン３００ごとに定期外メンテナンス計画を立案し、かかる定期外メンテナンス計画に対応する生産計画を、生産計画の変更案として立案する。

【0063】

なお、製品の歩留まり率とは、生産リソースに異常が生じなかった場合の所定期間（例えば、１ヶ月間）における目標生産数に対し、対策案に応じた定期外メンテナンス作業を実施した場合の実際の生産数の割合である。このような製品の歩留まり率は、例えば生産リソースに問題が生じていない場合の生産計画情報１２５、工程計画情報１２３、作業計画情報１２４および投入計画情報１２６と、生産ライン能力モデルと、メンテナンス構成情報と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

【0064】

また、平均稼働率は、生産ライン３００の平均稼働率であり、生産リソースに異常が生じなかった場合の所定期間（例えば、１ヶ月間）における生産ライン３００の稼働率（例えば、工場稼働時間）に対し、対策案に対応する定期外メンテナンス作業を実施したことによる停止時間を含めた実際の生産ライン３００の稼働時間の割合を、所定期間の日数で均した値である。このような生産ライン３００の平均稼働率は、例えば生産リソースに問題が生じていない場合の工程計画情報１２３、作業計画情報１２４、生産計画情報１２５および投入計画情報１２６と、ライン構成情報１２２と、生産ライン能力モデルと、メンテナンス構成情報と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

【0065】

また、生産スループットは、対策案に対応する定期外メンテナンス作業を実施した場合に低下した製品の生産数を加味した所定期間（例えば、１ヶ月）における所定時間毎（例えば、毎分）の生産数の平均である。このような生産スループットは、例えば生産リソースに問題が生じていない場合の工程計画情報１２３、作業計画情報１２４、生産計画情報１２５および投入計画情報１２６と、生産ライン能力モデルと、メンテナンス構成情報と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

【0066】

また、対策コストは、部品交換や設備調整などの対策案に対応する定期外メンテナンス作業にかかるコストである。なお、対策コストには、定期外メンテナンス作業を行う作業者の人件費や、対策により低下した生産数に対して投入計画が示す目標生産数を維持するために残業等を行った作業者の残業費なども加味される。また、対策コストには、定期外メンテナンス作業のタイミングに応じて投入計画が示す目標生産数を生産できない場合等、納期遅延によるペナルティーコストも含まれる。このような対策コストは、例えば生産リソースに問題が生じていない場合の工程計画情報１２３、作業計画情報１２４、生産計画情報１２５および投入計画情報１２６と、生産ライン能力モデルと、メンテナンス構成情報と、コスト情報１３２と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

【0067】

なお、算出された各生産ＫＰＩは、定期外メンテナンス計画および生産計画の変更案に対応付けられて、記憶部１２０に格納される。

【0068】

また、連携計画部１１４は、各対策案についてステップＳ０４４の処理を行うと、処理をステップＳ０５０（図５）に移行する。

【0069】

次に、対策評価部１１５は、所定のＫＰＩが最大化された対策案の対策確認画面を出力する（ステップＳ０５０）。具体的には、対策評価部１１５は、表示部１５０を介して、かかる対策確認画面を生成し、表示装置に出力する。

【0070】

より具体的には、対策評価部１１５は、所定の対策ＩＤに対応付けられた対策案に対応する定期外メンテナンス計画と、かかる対策案に対応する生産ＫＰＩと、を記憶部１２０から取得する。また、対策評価部１１５は、表示部１５０を介して、生産ＫＰＩを含む対策確認画面を表示装置に出力する。

【0071】

図８は、対策確認画面の一例を示した図である。かかる対策確認画面４００は、不良が生じた生産リソースが関わる生産ライン３００が１つの場合における対策案の対策確認画面である。

【0072】

図示するように、対策確認画面４００は、対策ＩＤ表示領域４１０と、対策内容表示領域４２０と、対象生産リソースＩＤ表示領域４３０と、対策時期表示領域４４０と、対象期間内ＫＰＩ予想表示領域４５０と、を有している。対策ＩＤ表示領域４１０は、立案された定期外メンテナンス計画に対応する対策案を識別するＩＤが表示される領域である。また、対策内容表示領域４２０は、立案された定期外メンテナンス計画に対応する対策案の対策内容が表示される領域である。対象生産リソースＩＤ表示領域４３０は、定期外メンテナンス作業を行う対象の生産リソースを識別するＩＤが表示される領域である。対策時期表示領域４４０は、定期外メンテナンス作業を実施する日時が表示される領域である。また、対象期間内ＫＰＩ予想表示領域４５０は、立案された定期外メンテナンス計画に対応する対策案を実施した場合の各生産ＫＰＩが表示される領域である。

【0073】

対象期間内ＫＰＩ予想表示領域４５０には、生産ＫＰＩの対象期間を表示する対象期間表示領域４５１と、各生産ＫＰＩの値が表示される領域４５２と、が含まれている。表示されている歩留まり、平均稼働率、生産スループットおよび対策コストといった各生産ＫＰＩは、選択されている対策ＩＤで特定される対策案に対応する定期外メンテナンス計画を行う場合の生産ＫＰＩを示している。

【0074】

なお、対策ＩＤ表示領域４１０に表示される対策ＩＤは、ユーザが入力装置６１０を介して選択可能に表示されている。また、対策評価部１１５は、入力部１４０を介してユーザから受け付けた対策ＩＤに対応する定期外メンテナンス計画を記憶部１２０から取得し、表示部１５０を介して、かかる定期外メンテナンス計画に対応する対策内容、対象生産リソースＩＤ、対策時期および生産ＫＰＩを各々の表示領域に表示する。

【0075】

図９は、対策確認画面の他の一例を示した図である。かかる対策確認画面５００は、不良が生じた生産リソースが関わる生産ライン３００が２つある場合における対策案の対策確認画面である。図示するように、対象となる生産ライン３００が２つある場合、対策確認画面５００には、各々の生産ライン３００ごとに対象期間内ＫＰＩ予想表示領域５５０、５６０が設けられ、各生産ライン３００における生産ＫＰＩが表示される。すなわち、対策確認画面５００には、不良が生じた生産リソースが関わる生産ライン３００に応じた数の対象期間内ＫＰＩ予想表示領域が表示されることになる。なお、対象期間表示領域５５１、５６１と、各生産ＫＰＩの値が表示される領域５５２、５６２は対策確認画面４００の場合と同様のため、詳細な説明は省略する。

【0076】

また、対策評価部１１５は、各対策案に対応する各々の生産ＫＰＩを評価し、ユーザが重視する所定の生産ＫＰＩ（例えば、対策コスト）が最大化（最適化）されている対策案に関する対策確認画面を出力しても良い。

【0077】

具体的には、対策評価部１１５は、表示部１５０を介して、ユーザが重視する所定の生産ＫＰＩの入力を受け付ける画面情報を表示する。また、対策評価部１１５は、入力部１４０を介して、ユーザからかかる生産ＫＰＩを示す情報の入力を受け付けると、各対策案に対応する各々の生産ＫＰＩを評価する。また、対策評価部１１５は、入力を受け付けた生産ＫＰＩが最大化（最適化）されている対策案を特定し、表示部１５０を介して、特定した対策案に対応する対策内容表示領域や対策期間内ＫＰＩ予想表示領域を含む対策確認画面の画面情報を生成および表示する。

【0078】

これにより、ユーザは、重視する生産ＫＰＩが最大化されている対策案の内容や、その対策案における他の生産ＫＰＩを容易に確認することができる。

【0079】

なお、制御プログラム生成部１１６は、ユーザが選択した対策ＩＤで特定される対策案に対応する生産計画の変更案に基づき、ロボットプログラム１２８およびラダープログラム１２９を生成し、通信部１６０を介して、生成した制御プログラムや制御情報を制御システム２００に送信する。これにより、定期外メンテナンス計画を考慮して変更された生産計画の変更案に基づき生産ライン３００の各生産リソースを制御することが可能となる。

【0080】

このような本実施形態に係る生産管理装置によれば、複数の評価指標に応じた観点から定量的な評価が可能な複数の対策を立案することができる。特に、生産管理装置は、対策前、対策中および対策後の時系列で各々の場合で異なる生産ラインの生産能力を予測することにより、かかる生産能力の予想値を用いた評価指標の算出をより高い精度で実現することができる。

【0081】

また、生産管理装置は、定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案とを、生産ラインの生産能力を考慮しつつ連携して立案する。これにより、生産管理装置は、所定の評価指標が最大化された定期外メンテナンス計画と、生産計画の変更案と、を立案することができる。

【0082】

次に、生産管理装置１００のハードウェア構成について説明する。

【0083】

図１０は、生産管理装置１００のハードウェア構成の一例を示した図である。図示するように、生産管理装置１００は、入力装置６１０と、表示装置６２０と、処理装置６３０と、主記憶装置６４０と、補助記憶装置６５０と、通信装置６６０と、これらを電気的に相互接続するバス６７０と、を有している。

【0084】

入力装置６１０は、例えばタッチパネルやキーボードあるいはマウスなどの入力デバイスである。表示装置６２０は、液晶ディスプレイや有機ディスプレイなどの表示デバイスである。

【0085】

処理装置６３０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置である。主記憶装置６４０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ装置である。

【0086】

補助記憶装置６５０は、デジタル情報を記憶可能ないわゆるハードディスク（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。

【0087】

通信装置６６０は、有線通信を行う通信装置、またはアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。

【0088】

以上、生産管理装置１００のハードウェア構成の一例について説明した。

【0089】

このような生産管理装置１００の処理部１１０は、処理装置６３０に各種の演算処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置６４０あるいは補助記憶装置６５０に記憶され、プログラムの実行にあたって主記憶装置６４０上にロードされ、処理装置６３０により実行される。

【0090】

また、入力部１４０は、入力装置６１０により実現される。また、表示部１５０は、表示装置６２０により実現される。また、記憶部１２０は、主記憶装置６４０または補助記憶装置６５０あるいはこれらの組合せにより実現される。また、通信部１６０は、通信装置６６０により実現される。

【0091】

また、生産管理装置１００の上記の各構成、機能、処理部および処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記構成、機能は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ等の記憶装置またはＩＣカード、ＳＤカードおよびＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

【0092】

また、本発明は上記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、同一の技術的思想の範囲内において様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

【0093】

また、上記説明では、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

【符号の説明】

【0094】

１０００・・・生産管理システム、１００・・・生産管理装置、１１０・・・処理部、１１１・・・異常検知部、１１２・・・対策立案部、１１３・・・能力モデル作成部、１１４・・・連携計画部、１１５・・・対策評価部、１１６・・・制御プログラム生成部、１２０・・・記憶部、１２１・・・計測情報、１２２・・・ライン構成情報、１２３・・・工程計画情報、１２４・・・作業計画情報、１２５・・・生産計画情報、１２６・・・投入計画情報、１２７・・・メンテナンス計画情報、１２８・・・ロボットプログラム、１２９・・・ラダープログラム、１３０・・・対策案情報、１３１・・・ライン能力情報、１３２・・・コスト情報、１４０・・・入力部、１５０・・・表示部、１６０・・・通信部、６１０・・・入力装置、６２０・・・表示装置、６３０・・・処理装置、６４０・・・主記憶装置、６５０・・・補助記憶装置、６６０・・・通信装置、６７０・・・バス、２００・・・制御システム、３００・・・生産ライン、Ｎ・・・ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】