特許 7203793 基板生産管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-04

(45)【発行日】2023-01-13

(54)【発明の名称】基板生産管理システム

(51)【国際特許分類】

   G05B 19/418 20060101AFI20230105BHJP

   H05K 13/02 20060101ALI20230105BHJP

   G06Q 50/04 20120101ALI20230105BHJP

【ＦＩ】

G05B19/418 Z

H05K13/02 Z

G06Q50/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020156951

(22)【出願日】2020-09-18

(62)【分割の表示】P 2018556082の分割

【原出願日】2016-12-14

(65)【公開番号】P2021007021

(43)【公開日】2021-01-21

【審査請求日】2020-09-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】弁理士法人 共立特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大橋 輝之

【審査官】稲垣 浩司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１８２２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１０９８５６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

Ｈ０５Ｋ １３／０２

Ｇ０６Ｑ ５０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板生産ラインで基板を生産できるように前記基板生産ラインを段取りする段取り作業を開始する段取り開始時期、および、前記基板の生産に必要な部材を部材倉庫から出庫する出庫作業を開始する出庫開始時期を受け取り、
前記出庫作業および前記段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出し、
前記進捗状況に支障が発生すると判断した場合に、前記段取り開始時期および前記基板の生産を開始する予定時期である生産開始時期を示すスケジュールの修正機能、または前記出庫作業および前記段取り作業の作業実施計画の修正機能を発揮する進捗状況管理部、
を備える基板生産管理システム。

【請求項2】

前記進捗状況管理部は、
前記出庫開始時期から経過した時間と、その時点での前記出庫作業の前記進捗状況とに基づいて、前記進捗状況に支障が発生すると判断する出庫状況判断、および、
前記段取り開始時期から経過した時間と、その時点での前記段取り作業の前記進捗状況とに基づいて、前記進捗状況に支障が発生すると判断する段取り状況判断の少なくとも一方を行う、
請求項１に記載の基板生産管理システム。

【請求項3】

前記スケジュールの前記修正機能は、前記進捗状況に基づいて、前記出庫作業の終了時期および前記段取り作業の終了時期の少なくとも一方を予測し、予測結果に基づいて、前記段取り開始時期および前記生産開始時期の少なくとも一方の開始時期を修正する機能である、請求項１または２に記載の基板生産管理システム。

【請求項4】

前記作業実施計画の前記修正機能は、前記進捗状況に基づいて、前記出庫作業の終了時期および前記段取り作業の終了時期の少なくとも一方を予測し、予測結果に基づいて、前記出庫作業の前記作業実施計画および前記段取り作業の前記作業実施計画の少なくとも一方の計画を修正する機能である、請求項１または２に記載の基板生産管理システム。

【請求項5】

前記進捗状況管理部は、前記出庫作業の前記作業実施計画および前記段取り作業の前記作業実施計画の少なくとも一方の計画を修正する場合に、現在の作業者を作業能力の高い熟練作業者に交代させる、請求項１、２、４のいずれか一項に記載の基板生産管理システム。

【請求項6】

前記進捗状況管理部は、前記出庫作業の前記作業実施計画および前記段取り作業の前記作業実施計画の少なくとも一方の計画を修正する場合に、現在の作業者の人数を増加させる、請求項１、２、４のいずれか一項に記載の基板生産管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、電子部品が実装された基板を生産するスケジュールを管理する基板生産管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

多数の電子部品が実装された基板を生産する基板生産機として、はんだ印刷機、電子部品装着機、リフロー機、基板検査機などがある。通常、これらの基板生産機を連結して基板生産ラインを構成する。一般的に、生産開始に先立ち、基板を生産できるように基板生産ラインを段取りする段取り作業が行われる。そして、多くの場合、段取り作業に先立ち、必要になる部材を部材倉庫から受け出してくる出庫作業が必要となる。また、基板の生産枚数が少ない場合を除き、生産の進捗に伴って消費された部材を補給する補給作業が行われる。基板生産ラインで行われる作業に関する技術例が特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１の請求項３のリール部品供給方法には、基板生産ラインで部品切れとなる部品の供給情報を、生産管理手段からリール倉庫の部品管理手段に通知する工程が開示されている。これによれば、部品の供給情報に基づいて、リール棚の複数個のリールから該当するリールを使用順に抽出でき、補給作業効率が大幅に向上する、とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１８２２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１は、基板の生産を開始した後の補給作業に関する技術であり、生産開始に先立って行われる出庫作業や段取り作業は関与していない。従来、出庫作業や段取り作業の開始時期は、基板の生産開始時期を定めた生産スケジュールに基づいて決定されていた。しかしながら、基板生産ラインの実際の稼働状況や、出庫作業および段取り作業の実際の進捗状況は、関係する複数の管理装置や複数の生産管理者の間で共有されていない。このため、基板を生産するスケジュールに不整合が生じがちであった。

【0006】

例えば、次に生産する次基板種に関する出庫作業や段取り作業が遅延すると、基板生産ラインは、現在生産中の現基板種の基板の生産を終了してから、長い休止状態となる。換言すると、基板生産ラインの生産性が低下する。逆に、基板生産ラインの現基板種の生産進捗状況が遅延すると、段取り作業の終わった次基板種用の部材が仕掛り在庫として滞留する。

【0007】

それゆえ、本明細書では、出庫作業や段取り作業の進捗状況に支障が発生すると判断した場合に、スケジュールや作業実施計画の修正を自動的に行うことができる基板生産管理システムを提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書は、基板生産ラインで基板を生産できるように前記基板生産ラインを段取りする段取り作業を開始する段取り開始時期、および、前記基板の生産に必要な部材を部材倉庫から出庫する出庫作業を開始する出庫開始時期を受け取り、前記出庫作業および前記段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出し、前記進捗状況に支障が発生すると判断した場合に、前記段取り開始時期および前記基板の生産を開始する予定時期である生産開始時期を示すスケジュールの修正機能、または前記出庫作業および前記段取り作業の作業実施計画の修正機能を発揮する進捗状況管理部、を備える基板生産管理システムを開示する。

【発明の効果】

【0009】

本明細書で開示する基板生産管理システムにおいて、進捗状況管理部は、出庫作業および段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出し、進捗状況に支障が発生すると判断した場合に、スケジュールの修正機能、または作業実施計画の修正機能を発揮する。したがって、基板生産管理システムは、作業の進捗状況に支障が発生すると判断した場合に、スケジュールや作業実施計画の修正を自動的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の基板生産管理システムの構成、および関連部分の構成を模式的に示した図である。

【図2】スケジュール管理部の機能構成を示した機能ブロック図である。

【図3】基板生産管理システムが段取り開始時期および出庫開始時期を決定する動作を説明する図である。

【図4】在庫管理部のスケジュールの修正機能を説明する図である。

【図5】進捗状況管理部のスケジュールの修正機能を説明する図である。

【図6】進捗状況管理部の作業実施計画の修正機能を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（１．実施形態の基板生産管理システム１の構成）
実施形態の基板生産管理システム１について、図１～図６を参考にして説明する。図１は、実施形態の基板生産管理システム１の構成、および関連部分の構成を模式的に示した図である。基板生産管理システム１は、スケジュール管理部２を含んで構成されており、基板生産拠点に設けられる。基板生産拠点は、生産エリア９０、外段取りエリア９４、部材倉庫９５、および通路９６を含む。

【0012】

生産エリア９０には、第１基板生産ライン９１、第２基板生産ライン９２、および第３基板生産ライン９３が配置されている。第１基板生産ライン９１は、複数の基板生産機が列設されて構成される。第１基板生産ライン９１は、部材補給棚９１１および進捗管理部９１２を備える。部材補給棚９１１は、基板の生産に使用される部材が一時的に載置される。部材補給棚９１１は、基板生産機で交換して使用される器具、例えば、半田印刷機の印刷スクリーンや電子部品装着機の吸着ノズルが一時的に載置されてもよい。進捗管理部９１２は、基板生産の進捗状況を検出して、進捗状況の情報をスケジュール管理部２に送信する。

【0013】

同様に、第２基板生産ライン９２は、複数の基板生産機が列設されて構成される。第２基板生産ライン９２は、部材が一時的に載置される部材補給棚９２１、および基板生産の進捗状況を検出してスケジュール管理部２に送信する進捗管理部９２２を備える。第３基板生産ライン９３は、複数の基板生産機が列設されて構成される。第３基板生産ライン９３は、部材が一時的に載置される部材補給棚９３１、および基板生産の進捗状況を検出してスケジュール管理部２に送信する進捗管理部９３２を備える。

【0014】

ここで、基板の生産開始に先立つ段取り作業について説明する。段取り作業は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で生産する基板の種類を切り替えるとき、換言すると現基板種から次基板種に切り替えるときに行われる。段取り作業では、次基板種を生産できるように基板生産ライン（９１、９２、９３）を段取りする。段取り作業には、内段取り作業と外段取り作業がある。内段取り作業は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で行われる。外段取り作業は、基板生産ライン（９１、９２、９３）とは異なる実施場所で行われる。

【0015】

段取り作業の進め方には、大きく分けて２通りの方法がある。第１の段取り方法では、内段取り作業のみを実施する。すなわち、基板生産ライン（９１、９２、９３）で現基板種の生産が終了した後に、生産動作を停止して次基板種の内段取り作業を実施する。第２の段取り方法では、外段取り作業および内段取り作業を併用する。すなわち、基板生産ライン（９１、９２、９３）で現基板種を生産しているときに、並行して次基板種の外段取り作業を実施する。そして、現基板種の生産が終了した時点で、外段取り作業から内段取り作業に移行する。第２の段取り方法で実施する外段取り作業として、電子部品装着機の部品供給装置の外段取り作業を例示でき、これに限定されない。

【0016】

詳述すると、部品供給装置には、フィーダ式部品供給装置やトレイ式部品供給装置がある。フィーダ式部品供給装置は、パレット台に複数のフィーダが列設されて構成される。各フィーダは、それぞれ部品リールを交換可能に保持する。部品リールには、複数の電子部品を保持したキャリアテープが巻回されている。部品リールをフィーダに装填する作業、および、フィーダをパレット台に装着する作業は、外段取り作業で実施することができる。また、トレイ式部品供給装置は、パレット台にトレイが載置されて構成される。トレイの上面内側には、複数の電子部品が格子状に配置されている。トレイをパレット台に載置する作業は、外段取り作業で実施することができる。

【0017】

一方、部品供給装置を電子部品装着機の本体に搭載する作業は、内段取り作業となる。第２の段取り方法によれば、段取り作業の多くを外段取り作業によって予め実施できる。したがって、第２の段取り方法の内段取り作業の所要時間は、第１の段取り方法の内段取り作業の所要時間よりも短縮される。つまり、第２の段取り方法は、第１の段取り方法と比較して、基板生産ライン（９１、９２、９３）の生産停止時間が短くなり、生産性が高い。

【0018】

また、電子部品装着機の本体から部品供給装置を取り外さない段取り作業の方法もある。例えば、外段取り作業で、部品リールを交換したフィーダを予め準備しておき、内段取り作業で、準備されたフィーダを部品供給装置のパレット台に装着できる。この方法は、新たに使用する電子部品の種類が少ない場合に効果的である。段取り作業の進め方には、上述した以外にもバリエーションがある。段取り作業を開始する時期を、段取り開始時期と呼ぶ。

【0019】

外段取りエリア９４は、上述した外段取り作業の実施場所である。外段取りエリア９４は、生産エリア９０に隣接しており、３つの基板生産ライン（９１、９２、９３）に共通とされている。外段取りエリア９４には、外段取り作業の進捗状況を検出する進捗検出部３１が設けられる。前述した部品供給装置のパレット台は、通信機能を有して、進捗検出部３１に通信接続される。パレット台は、作業者によって装着されたフィーダや、作業者によって載置されたトレイを認識する。パレット台は、さらに、装着されたフィーダおよび載置されたトレイの情報を進捗検出部３１に送信する。

【0020】

また、フィーダ、部品リール、およびトレイに付設された識別コードを認識するコード認識部も、進捗検出部３１に通信接続される。識別コードは、フィーダ、部品リール、およびトレイの個体を識別するものである。識別コードには、例えばバーコードが用いられ、コード認識部には、例えばバーコードリーダが用いられる。コード認識部は、認識した識別コードの情報を進捗検出部３１に送信する。

【0021】

進捗検出部３１は、パレット台およびコード認識部から受け取った情報に基づいて、外段取り作業の進捗状況を検出する。例えば、外段取り作業でパレット台に４０台のフィーダを装着する場合に、１０台のフィーダが装着済みであれば、進捗検出部３１は、外段取り作業の２５％が進捗したと検出できる。進捗検出部３１は、外段取り作業の進捗状況の情報をスケジュール管理部２に送信する。

【0022】

また、基板生産ライン（９１、９２、９３）の進捗管理部（９１２、９２２、９３２）は、進捗検出部３１と同等の機能を有して、内段取り作業の進捗状況を検出する。進捗管理部（９１２、９２２、９３２）は、内段取り作業の進捗状況の情報をスケジュール管理部２に送信する。

【0023】

部材倉庫９５は、外段取りエリア９４から少し離れて設けられている。部材倉庫９５、外段取りエリア９４、および生産エリア９０は、通路９６を通って行き来できるように結ばれている。部材倉庫９５は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で生産する基板に必要な部材を保管する。必要な部材として、基板原材や電子部品の他に、半田、ボンディングワイヤ、接着材などがある。

【0024】

部材倉庫９５には、保管された部材の在庫量を検出する在庫検出部３２が設けられる。在庫検出部３２は、スケジュール管理部２からの部材を指定した照会に応じて、指定された部材の在庫量を応答する。また、在庫検出部３２は、部材調達システム３３と連係されている。部材調達システム３３は、在庫検出部３２が検出した在庫量の減少を補償するための自動調達機能、および、オペレータの指令操作にしたがうマニュアル調達機能を備える。

【0025】

ここで、段取り作業に先立つ出庫作業について説明する。出庫作業は、基板の生産に必要な部材を部材倉庫９５から受け出して、外段取りエリア９４および基板生産ライン（９１、９２、９３）の少なくとも一方まで搬送する作業である。図１の矢印Ａに示されるように、作業者は、内段取り作業に必要な部材を部材倉庫９５から基板生産ライン（９１、９２、９３）の部材補給棚（９１１、９２１、９３１）または基板生産機の近くまで搬送する。また、矢印Ｂに示されるように、作業者は、外段取り作業に必要な部材を部材倉庫９５から外段取りエリア９４まで搬送する。

【0026】

基板の生産枚数が少ない場合を除き、当面の段取り作業に必要でなくとも基板の生産の進捗に伴って必要となる補給用の部材が発生する。補給用の部材の出庫時期により、出庫作業は２通りに分けられる。第１は一括出庫作業であり、作業者は、定められた生産枚数の基板に必要な部材を一括して部材倉庫９５から受け出す。第２は分割出庫作業であり、作業者は、段取り作業に必要な部材と、基板の生産の進捗に伴って必要になる部材と、を分割して部材倉庫９５から受け出す。出庫作業を開始する時期を、出庫開始時期と呼ぶ。

【0027】

（２．スケジュール管理部２の機能構成）
スケジュール管理部２の機能構成の説明に移る。スケジュール管理部２は、基板生産管理システム１の主要な役割を果たす。スケジュール管理部２は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するコンピュータ装置を用いて構成される。スケジュール管理部２は、表示部２１および入力部２２を備える。スケジュール管理部２は、生産データベース２３にアクセス可能となっている。生産管理者は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で生産する複数の基板種の生産順序、および、各基板種の生産開始時期の予定を生産データベース２３に設定する。生産データベース２３には、基板生産ライン（９１、９２、９３）で様々な基板種の基板を生産するときの生産動作等を詳細に記述した複数のレシピデータも記憶されている。

【0028】

スケジュール管理部２は、基板種ごとに作成されたレシピデータを参照することにより、当該の基板種に必要な部材を把握できる。スケジュール管理部２は、生産を予定する次基板種、および、その前に生産される前基板種に対応するレシピデータを参照して比較することにより、出庫作業の必要な部材を把握でき、さらには、段取り作業の作業内容を把握できる。つまり、前基板種で使用されずかつ次基板種で使用される部材は、出庫作業が必要となる。また、出庫した部材については、段取り作業が必要となる。

【0029】

また、スケジュール管理部２は、必要に応じて、部材調達システム３３に部材の調達を指令できる。部材調達システム３３は、スケジュール管理部２からの指令に応じて部材を調達する自動調達機能を備える。

【0030】

図２は、スケジュール管理部２の機能構成を示した機能ブロック図である。スケジュール管理部２は、管理機能部として、生産開始時期把握部４１、段取り時間推定部４２、段取り開始時期決定部４３、出庫時間推定部４４、出庫開始時期決定部４５、在庫管理部４６、進捗状況管理部４７、および開始時期案内部４８を有する。

【0031】

或る基板生産ライン（９１、９２、９３）で或る基板種の生産を開始する予定時期、すなわち生産開始時期が生産データベース２３に設定されたときに、生産開始時期把握部４１は動作する。また、設定済みの生産開始時期が修正されたときにも、生産開始時期把握部４１は動作する。生産開始時期把握部４１の動作後に、段取り時間推定部４２、段取り開始時期決定部４３、出庫時間推定部４４、および出庫開始時期決定部４５は、順番に動作する。生産開始時期把握部４１、段取り時間推定部４２、段取り開始時期決定部４３、出庫時間推定部４４、および出庫開始時期決定部４５は、実施形態の基板生産管理方法を行う。

【0032】

在庫管理部４６は、自ら設定した在庫確認時期に、部材倉庫の在庫量を調査する。進捗状況管理部４７は、出庫作業および段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出し、進捗状況に基づいて所定の管理を行う。また、開始時期案内部４８は、出庫開始時期および段取り開始時期の少なくとも一方が到来したことを案内する。スケジュール管理部２の各管理機能部の詳細な機能については、基板生産管理システム１の動作の説明の中で詳述する。

【0033】

（３．実施形態の基板生産管理システム１の動作）
次に、実施形態の基板生産管理システム１の動作について説明する。図３は、基板生産管理システム１が段取り開始時期Ｓｄおよび出庫開始時期Ｓｓを決定する動作を説明する図である。図３において、現在時期Ｓｎであり、右方に向かって時間ｔが経過する。生産開始時期把握部４１は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で或る基板種の生産を開始する予定時期である生産開始時期Ｓｐを生産データベース２３から把握する。

【0034】

生産開始時期把握部４１に続いて、段取り時間推定部４２が動作する。段取り時間推定部４２は、或る基板種に対応する段取り作業に要する段取り時間を推定する。本実施形態では、第２の段取り方法および分割出庫作業を採用する。したがって、段取り時間は、外段取り作業に要する外段取り時間Ｔｄ１と、内段取り作業に要する内段取り時間Ｔｄ２の合計となる。また、出庫作業では、基板の生産に必要な部材のうち外段取り作業に必要な部材だけを出庫する。段取り時間推定部４２は、外段取り作業に必要な部材の種類および数量に基づいて、外段取り時間Ｔｄ１を推定できる。

【0035】

推定方法の一例について詳述すると、部品リールをフィーダに装填する作業に標準装填時間が設定される。また、不要になったフィーダをパレット台から取り外す作業に標準取り外し時間が設定され、新たに使用するフィーダをパレット台に装着する作業に標準装着時間が設定される。標準装填時間、標準取り外し時間、および標準装着時間は、過去の作業実績に基づいて、高い精度で設定される。

【0036】

段取り時間推定部４２は、装填する部品リールのリール数に標準装填時間を乗算して、総装填時間を推定できる。また、段取り時間推定部４２は、取り外すフィーダの台数に標準取り外し時間を乗算して総取り外し時間を推定でき、装着するフィーダの台数に標準装着時間を乗算して総装着時間を推定できる。段取り時間推定部４２は、総装填時間、総取り外し時間、および総装着時間を加算して、外段取り時間Ｔｄ１を求める。

【0037】

また、段取り時間推定部４２は、内段取り作業の作業内容に基づいて、内段取り時間Ｔｄ２を推定できる。例えば、不要になった部品供給装置を取り外して新たに使用する部品供給装置を搭載する作業に、標準着脱時間が設定される。段取り時間推定部４２は、内段取り作業で着脱する部品供給装置の台数に標準着脱時間を乗算して総着脱時間を推定できる。部品供給装置の着脱でなく、フィーダの着脱を行うケースでも、段取り時間推定部４２は、同様の方法で総着脱時間を推定できる。

【0038】

内段取り時間Ｔｄ２は、外段取りエリア９４で段取りした部品供給装置やフィーダを基板生産ライン（９１、９２、９３）まで搬送する搬送時間を含むものとする。さらに、内段取り時間Ｔｄ２は、段取り作業が良好に終了したことを確認する確認時間を含むものとする。標準着脱時間、搬送時間、および確認時間も過去の作業実績に基づいて、高い精度で設定される。段取り時間推定部４２は、搬送時間、総着脱時間、および確認時間を加算して内段取り時間Ｔｄ２を求める。なお、段取り作業が複数の作業者で実施される場合、段取り時間推定部４２は、作業者数を考慮して外段取り時間Ｔｄ１および内段取り時間Ｔｄ２を推定する。

【0039】

段取り時間推定部４２に続いて、段取り開始時期決定部４３が動作する。段取り開始時期決定部４３は、生産開始時期Ｓｐ、外段取り時間Ｔｄ１、および内段取り時間Ｔｄ２に基づいて、段取り開始時期Ｓｄを決定する。また、段取り開始時期決定部４３は、段取り開始時期Ｓｄの情報を進捗状況管理部４７に受け渡す。

【0040】

段取り開始時期Ｓｄの決定に際して、段取り開始時期決定部４３は、段取り作業が長引くリスクに対応した段取りリスクマージン時間ＴＲｄを考慮する。段取りリスクマージン時間ＴＲｄは、作業者の作業能力のばらつきや、突発的に発生し得る阻害事情などを考慮して設定される。段取り開始時期決定部４３は、外段取り時間Ｔｄ１と内段取り時間Ｔｄ２と段取りリスクマージン時間ＴＲｄとを加算して段取り見込み時間とする。さらに、段取り開始時期決定部４３は、生産開始時期Ｓｐよりも段取り見込み時間だけ早い時期を段取り開始時期Ｓｄとする。また、段取り開始時期決定部４３は、作業者が段取り作業を行える稼働時間を考慮する。

【0041】

例えば、作業者の稼働時間が平日の８時から１２時および１３時から１７時までと定められ、生産開始時期Ｓｐが１２月７日の水曜日の１３時、段取り見込み時間が６時間である場合を想定する。この場合、段取り開始時期決定部４３は、作業者の稼働時間内に段取り見込み時間を割り当てて、段取り開始時期Ｓｄを１２月６日の１５時と決定する。また例えば、複数の作業者が交代制で２４時間を通して稼働できる場合、段取り開始時期決定部４３は、作業者の稼働時間を考慮する必要がない。

【0042】

段取り開始時期決定部４３に続いて、出庫時間推定部４４が動作する。出庫時間推定部４４は、外段取り作業に必要な部材を部材倉庫９５から受け出して、外段取りエリア９４まで搬送する出庫作業に要する出庫時間Ｔｓを推定する。出庫時間推定部４４は、部材の種類および数量に基づいて、部材倉庫９５から部材が出てくるのを待つ所要時間や、部材を搬送用の運搬具に積み降ろしする回数および所要時間や、運搬具を部材倉庫９５と外段取りエリア９４との間で往復させる回数および所要時間などを推定できる。出庫時間推定部４４は、これらの所要時間を加算して出庫時間Ｔｓを求める。なお、出庫作業が複数の作業者で実施される場合、出庫時間推定部４４は、作業者数を考慮して出庫時間Ｔｓを推定する。

【0043】

出庫時間推定部４４に続いて、出庫開始時期決定部４５が動作する。出庫開始時期決定部４５は、段取り開始時期Ｓｄおよび出庫時間Ｔｓに基づいて、出庫開始時期Ｓｓを決定する。また、出庫開始時期決定部４５は、出庫開始時期Ｓｓの情報を進捗状況管理部４７に受け渡す。

【0044】

出庫開始時期Ｓｓの決定に際し、出庫開始時期決定部４５は、出庫作業が長引くリスクに対応した出庫リスクマージン時間ＴＲｓを考慮する。出庫リスクマージン時間ＴＲｓは、作業者の作業能力のばらつきや、突発的に発生し得る阻害事情などを考慮して設定される。出庫開始時期決定部４５は、出庫時間Ｔｓと出庫リスクマージン時間ＴＲｓとを加算して出庫見込み時間とする。さらに、出庫開始時期決定部４５は、段取り開始時期Ｓｄよりも出庫見込み時間だけ早い時期を出庫開始時期Ｓｓとする。また、出庫開始時期決定部４５は、段取り開始時期決定部４３と同様に、作業者が出庫作業を行える稼働時間を考慮する。

【0045】

出庫開始時期決定部４５に続いて、在庫管理部４６が動作する。在庫管理部４６は、出庫開始時期Ｓｓよりも早い在庫確認時期Ｓｔを設定する。また、在庫管理部４６は、在庫確認時期Ｓｔの情報を進捗状況管理部４７に受け渡す。在庫確認時期Ｓｔの設定に際して、在庫管理部４６は、部材の標準的な調達時間Ｔｔ、および調達時間Ｔｔが長引くリスクに対応した調達リスクマージン時間ＴＲｔを考慮する。調達リスクマージン時間ＴＲｔは、調達時間Ｔｔのばらつきや、突発的に発生し得る阻害事情などを考慮して設定される。在庫管理部４６は、調達時間Ｔｔと調達リスクマージン時間ＴＲｔとを加算して調達見込み時間を求める。さらに、在庫管理部４６は、出庫開始時期Ｓｓよりも調達見込み時間だけ早い時期を在庫確認時期Ｓｔとする。この後、在庫管理部４６は、在庫確認時期Ｓｔが到来するまで休止する。

【0046】

在庫確認時期Ｓｔが到来したとき、換言すると、現在時期Ｓｎが在庫確認時期Ｓｔに一致したとき、在庫管理部４６は、部材倉庫９５の在庫量を調査する。詳述すると、在庫管理部４６は、外段取り作業に必要な部材を指定して、その在庫量を部材倉庫９５の在庫検出部３２に照会する。在庫管理部４６は、部材の在庫量が充足されている場合には、何もしない。しかしながら、いずれかの部材の在庫量が不足している場合に、在庫管理部４６は、当該の部材の調達を部材調達システム３３に指示する。

【0047】

調達の指示により、通常であれば、不足している部材は、出庫開始時期Ｓｓまでに調達されて部材倉庫９５に入庫される。しかしながら、調達時間Ｔｔが予想以上に長引くおそれが皆無でない。この場合、在庫管理部４６は、スケジュールの修正機能を発揮する。図４は、在庫管理部４６のスケジュールの修正機能を説明する図である。図４において、現在時期Ｓｎが在庫確認時期Ｓｔに一致しており、在庫管理部４６は、不足している部材の調達を指示した。その結果、部材調達システム３３で、調達時間Ｔｔが調達リスクマージン時間ＴＲｔを越えて長引くことが判明した。つまり、調達する部材の部材倉庫９５への入庫時期が出庫開始時期Ｓｓに間に合わないことが判明した。

【0048】

このとき、在庫管理部４６は、出庫開始時期Ｓｓ、段取り開始時期Ｓｄ、および生産開始時期Ｓｐの少なくともひとつの開始時期を遅らせる修正をする。図４の例で、在庫管理部４６は、出庫開始時期Ｓｓを遅らせている。これにより、出庫時間Ｔｓの発生時間帯が遅れる。この結果、出庫リスクマージン時間ＴＲｓは、減少するがゼロにはならない。したがって、在庫管理部４６は、段取り開始時期Ｓｄおよび生産開始時期Ｓｐを修正しなくてよい。仮に、調達時間Ｔｔがさらに大幅に長引く場合、在庫管理部４６は、必要に応じて段取り開始時期Ｓｄおよび生産開始時期Ｓｐを修正する。

【0049】

進捗状況管理部４７は、段取り開始時期Ｓｄ、出庫開始時期Ｓｓ、および在庫確認時期Ｓｔの情報を受け取って動作を開始し、以降は継続して動作する。進捗状況管理部４７は、段取り開始時期Ｓｄ、出庫開始時期Ｓｓ、および在庫確認時期Ｓｔを表示部２１に表示して、生産管理者や作業者に通知する。また、進捗状況管理部４７は、段取り開始時期Ｓｄおよび出庫開始時期Ｓｓの情報を開始時期案内部４８に受け渡す。さらに、進捗状況管理部４７は、後述するように段取り開始時期Ｓｄや生産開始時期Ｓｐを修正したときに、修正した情報を逐次開始時期案内部４８に受け渡す。

【0050】

進捗状況管理部４７は、出庫作業および段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出する。具体的に、進捗状況管理部４７は、外段取り作業に必要な部材を指定して、その出庫量を部材倉庫９５の在庫検出部３２に照会する。これにより、進捗状況管理部４７は、部材の出庫状況を把握して、出庫作業の進捗状況を検出できる。例えば、外段取り作業に必要な部材の半数が既に出庫されていれば、進捗状況管理部４７は、出庫作業の進捗状況を５０％と検出できる。

【0051】

また、進捗状況管理部４７は、外段取りエリア９４の進捗検出部３１から、外段取り作業の進捗状況の情報を受け取ることができる。さらに、進捗状況管理部４７は、基板生産ライン（９１、９２、９３）の進捗管理部（９１２、９２２、９３２）から内段取り作業の進捗状況の情報を受け取ることができる。したがって、進捗状況管理部４７は、外段取り作業および内段取り作業の進捗状況を検出できる。

【0052】

さらに、進捗状況管理部４７は、進捗状況に基づいて、出庫作業の終了時期および段取り作業の終了時期の少なくとも一方を予測し、予測結果を生産管理者および作業者に通知する。通知方法としては、予測結果を表示部２１に表示する方法が用いられる。これに限定されず、進捗状況管理部４７は、生産管理者および作業者が所持する携帯端末に予測結果を通知してもよい。

【0053】

進捗状況管理部４７は、進捗状況に支障が発生すると、スケジュールの修正機能または、作業実施計画の修正機能を発揮する。図５は、進捗状況管理部４７のスケジュールの修正機能を説明する図である。図５において、現在時期Ｓｎは、出庫開始時期Ｓｓから出庫時間Ｔｓの７５％が経過した時期となっている。この時点で、進捗状況管理部４７は、出庫作業の進捗状況５０％を検出し、進捗状況の支障を把握した。進捗状況管理部４７は、予測結果に基づいて、段取り開始時期Ｓｄおよび生産開始時期Ｓｐの少なくとも一方の開始時期を修正する。

【0054】

図５の例で、進捗状況管理部４７は、出庫時間Ｔｓが当初の推定より大幅に長引いて、出庫作業の終了時期が当初の段取り開始時期Ｓｄよりも遅くなると予測した。このため、進捗状況管理部４７は、段取り開始時期Ｓｄを遅らせる修正を行う。これにより、外段取り時間Ｔｄ１および内段取り時間Ｔｄ２の発生時間帯が遅れる。この結果、段取りリスクマージン時間ＴＲｄは、減少するがゼロにはならない。したがって、進捗状況管理部４７は、生産開始時期Ｓｐを修正しなくてよい。仮に、出庫時間Ｔｓがさらに大幅に長引く場合、在庫管理部４６は、必要に応じて生産開始時期Ｓｐを修正する。

【0055】

図６は、進捗状況管理部４７の作業実施計画の修正機能を説明する図である。図５において、現在時期Ｓｎは、出庫開始時期Ｓｓから出庫時間Ｔｓの７５％が経過した時期となっている。この時点で、進捗状況管理部４７は、出庫作業の進捗状況５０％を検出し、進捗状況の支障を把握した。進捗状況管理部４７は、予測結果に基づいて、出庫作業の作業実施計画および段取り作業の作業実施計画の少なくとも一方の計画を修正する。

【0056】

図６の例で、進捗状況管理部４７は、出庫時間Ｔｓが当初の推定より大幅に長引いて、出庫作業の終了時期が当初の段取り開始時期Ｓｄよりも遅くなると予測した。このため、進捗状況管理部４７は、出庫作業の作業実施計画を修正する。例えば、進捗状況管理部４７は、出庫作業が段取り開始時期Ｓｄにちょうど終了するように、現在時期Ｓｎから段取り開始時期Ｓｄまでの作業実施計画（図５にハッチングで示された時間帯）を修正する。

【0057】

具体的には、現在の作業者を作業能力の高い熟練作業者に交代させたり、作業者の人数を増加したり、稼働時間を延長したり（いわゆる残業）する。これにより、進捗状況管理部４７は、段取り開始時期Ｓｄ以降のスケジュールを修正しなくてよくなる。仮に、出庫作業の作業実施計画を修正しても段取り開始時期Ｓｄが遅延する場合、進捗状況管理部４７は、段取り作業の作業実施計画を修正して、生産開始時期Ｓｐの維持を図ることができる。

【0058】

開始時期案内部４８は、進捗状況管理部４７から受け取っている最新の情報に基づいて、出庫開始時期Ｓｓおよび段取り開始時期Ｓｄの少なくとも一方が到来したことを生産管理者および作業者に案内する。案内方法としては、出庫開始時期Ｓｓおよび段取り開始時期Ｓｄを表示部２１に表示する方法が用いられる。これに限定されず、開始時期案内部４８は、生産管理者および作業者が所持する携帯端末に案内をしてもよい。これによれば、作業者は、案内に基づいてタイムリーに出庫作業および段取り作業を開始できる。したがって、作業への着手遅れが抑制される。

【0059】

以上の説明で分かるように、出庫開始時期Ｓｓおよび段取り開始時期Ｓｄは、生産開始時期Ｓｐ、外段取り時間Ｔｄ１、内段取り時間Ｔｄ２、および出庫時間Ｔｓに基づいて、適正に決定される。また、基板生産ライン（９１、９２、９３）の稼働状況の変化に応じて生産開始時期Ｓｐが変更されたとき、基板生産管理システム１が再度動作して、出庫開始時期Ｓｓおよび段取り開始時期Ｓｄが自動的に再度決定される。一方、調達時間Ｔｔ、出庫時間Ｔｓ、外段取り時間Ｔｄ１、および内段取り時間Ｔｄ２のいずれかが長引いた場合には、必要に応じて、出庫開始時期Ｓｓ、段取り開始時期Ｓｄ、および生産開始時期Ｓｐが修正される。

【0060】

したがって、基板生産ライン（９１、９２、９３）の実際の稼働状況と、出庫作業および段取り作業の実際の進捗状況とが、関連付けられて管理される。さらに、この管理状況が、生産管理者および作業者に共有される。この結果、基板を生産するスケジュールに不整合が生じない。

【0061】

なお、基板の生産の進捗に伴って必要になる補給用の部材については、生産開始時期Ｓｐ以降に、部材補給時期が設定される。基板生産管理システム１は、補給用の部材について、部材補給時期を生産開始時期Ｓｐと読み替え、外段取り作業に必要な部材の場合と同様の方法で、出庫開始時期および段取り開始時期を決定できる。ただし、補給用の部材は、部材倉庫９５から基板生産ライン（９１、９２、９３）に搬送されるので、外段取り時間Ｔｄ１は不要となる。

【0062】

また、第１の段取り方法を採用して内段取り作業のみを実施する場合でも、基板生産管理システム１は、同様の方法で出庫開始時期および段取り開始時期を決定できる。この場合も、外段取り時間Ｔｄ１は不要となる。

【0063】

また、在庫管理部４６のスケジュールの修正機能、進捗状況管理部４７のスケジュールの修正機能および作業実施計画の修正機能は、修正提案機能に置き換えることができる。つまり、在庫管理部４６および進捗状況管理部４７は、自動では修正を実行できず、例えば修正事項を表示部２１に表示して、生産管理者に修正を促すことができる。生産管理者が入力部２２を操作して修正事項を承認することにより、在庫管理部４６および進捗状況管理部４７は、修正を実行できるようになる。

【0064】

（４．実施形態の基板生産管理システム１の態様および効果）
実施形態の基板生産管理システム１は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で基板の生産を開始する予定時期である生産開始時期Ｓｐを把握する生産開始時期把握部４１と、基板を生産できるように基板生産ライン（９１、９２、９３）を段取りする段取り作業に要する段取り時間（外段取り時間Ｔｄ１、内段取り時間Ｔｄ２）を推定する段取り時間推定部４２と、生産開始時期Ｓｐおよび段取り時間に基づいて、段取り作業を開始する段取り開始時期Ｓｄを決定する段取り開始時期決定部４３と、基板の生産に必要な部材を部材倉庫９５から受け出して、段取り作業の実施場所（外段取りエリア９４）および基板生産ライン（９１、９２、９３）の少なくとも一方まで搬送する出庫作業に要する出庫時間Ｔｓを推定する出庫時間推定部４４と、段取り開始時期Ｓｄおよび出庫時間Ｔｓに基づいて、出庫作業を開始する出庫開始時期Ｓｓを決定する出庫開始時期決定部４５と、を備える。

【0065】

これによれば、基板の生産開始時期Ｓｐを把握して、段取り作業に要する段取り時間（外段取り時間Ｔｄ１、内段取り時間Ｔｄ２）を推定することにより、適正な段取り開始時期Ｓｄを決定できる。さらに、出庫作業に要する出庫時間Ｔｓを推定することにより、適正な出庫開始時期Ｓｓを決定できる。したがって、基板の生産開始に先立つ段取り作業および出庫作業の開始時期を適正化できる。この結果、スケジュールの不整合に起因する基板生産ラインの生産性の低下が抑制され、また、段取り作業の終わった仕掛り在庫の増加が抑制される。

【0066】

また、段取り作業は、実施場所が外段取りエリア９４である外段取り作業と、実施場所が基板生産ライン（９１、９２、９３）であって、外段取り作業の後に実施する内段取り作業と、を含む。これによれば、外段取り作業および内段取り作業を併用する生産性の高い第２の段取り方法で、段取り作業および出庫作業の開始時期を適正化できる。

【0067】

また、出庫作業は、定められた生産枚数の基板に必要な部材を一括して部材倉庫９５から受け出す一括出庫作業、または、段取り作業に必要な部材と、基板の生産の進捗に伴って必要になる部材と、を分割して部材倉庫９５から受け出す分割出庫作業である。これによれば、一括出庫作業および分割出庫作業のどちらでも、段取り作業および出庫作業の開始時期を適正化できる。

【0068】

さらに、出庫開始時期決定部４５および段取り開始時期決定部４３の少なくとも一方は、作業が長引くリスクに対応したリスクマージン時間（出庫リスクマージン時間ＴＲｓ、段取りリスクマージン時間ＴＲｄ）を考慮する。これによれば、作業者の作業能力のばらつきや、突発的に発生し得る阻害事情などに対応したマージンが確保される。

【0069】

さらに、実施形態の基板生産管理システム１は、出庫開始時期Ｓｓよりも早い在庫確認時期Ｓｔに部材倉庫９５の在庫量を調査して、部材が不足している場合に、部材の調達を指示する在庫管理部４６をさらに備える。これによれば、不足している部材が出庫開始時期Ｓｓまでに調達されて部材倉庫９５に入庫される。したがって、出庫開始時期Ｓｓに部材が不足する、という支障が生じない。

【0070】

また、在庫管理部４６は、調達する部材の部材倉庫９５への入庫時期が出庫開始時期Ｓｓに間に合わない場合に、出庫開始時期Ｓｓ、段取り開始時期Ｓｄ、および生産開始時期Ｓｐの少なくともひとつの開始時期を修正し、または、少なくともひとつの開始時期の修正を生産管理者に促す。これによれば、スケジュールの修正機能が働いて、以降のスケジュールが適正化される。

【0071】

さらに、実施形態の基板生産管理システム１は、出庫作業および段取り作業の少なくとも一方の進捗状況を検出し、進捗状況に基づいて、出庫作業の終了時期および段取り作業の終了時期の少なくとも一方を予測し、予測結果を生産管理者に通知する進捗状況管理部４７をさらに備える。これによれば、生産管理者は、最新のスケジュールを正確に、かつ遅滞なく把握できる。

【0072】

また、進捗状況管理部４７は、予測結果に基づいて、段取り開始時期Ｓｄおよび生産開始時期Ｓｐの少なくとも一方の開始時期を修正し、または、少なくとも一方の開始時期の修正を生産管理者に促す。これによれば、スケジュールの修正機能が働いて、以降のスケジュールが適正化される。

【0073】

また、進捗状況管理部４７は、予測結果に基づいて、出庫作業の作業実施計画および段取り作業の作業実施計画の少なくとも一方の計画を修正し、または、少なくとも一方の計画の修正を生産管理者に促す。これによれば、作業実施計画の修正機能が働いて、以降のスケジュールが適正化される。

【0074】

さらに、実施形態の基板生産管理システム１は、出庫開始時期および段取り開始時期の少なくとも一方が到来したことを案内する開始時期案内部４８をさらに備える。これによれば、作業者は、案内に基づいてタイムリーに作業を開始できるので、作業への着手遅れが抑制される。

【0075】

また、実施形態の基板生産管理方法は、基板生産ライン（９１、９２、９３）で基板の生産を開始する予定時期である生産開始時期Ｓｐを把握し、基板を生産できるように基板生産ライン（９１、９２、９３）を段取りする段取り作業に要する段取り時間（外段取り時間Ｔｄ１、内段取り時間Ｔｄ２）を推定し、生産開始時期Ｓｐおよび段取り時間に基づいて、段取り作業を開始する段取り開始時期Ｓｄを決定し、基板の生産に必要な部材を部材倉庫９５から受け出して、段取り作業の実施場所（外段取りエリア９４）および基板生産ライン（９１、９２、９３）の少なくとも一方まで搬送する出庫作業に要する出庫時間Ｔｓを推定し、段取り開始時期Ｓｄおよび出庫時間Ｔｓに基づいて、出庫作業を開始する出庫開始時期Ｓｓを決定する。

【0076】

これによれば、実施形態の基板生産管理システム１と同様、基板の生産開始に先立つ段取り作業および出庫作業の開始時期を適正化できる。

【0077】

（５．実施形態の応用および変形）
なお、基板生産管理システム１のハードウェア構成は様々に変形できる。例えば、第１基板生産ライン９１の１ラインだけからなる基板生産拠点では、進捗管理部９１２がスケジュール管理部２の各管理機能部を兼ねることができる。また、段取りリスクマージン時間ＴＲｄおよび出庫リスクマージン時間ＴＲｓを区別せずに、１つのリスクマージン時間として運用することもできる。さらに、実施形態で説明した外段取り時間Ｔｄ１、内段取り時間Ｔｄ２、および出庫時間Ｔｓの推定方法は一例であって、他の様々な推定方法を利用できる。本実施形態は、その他にも様々な応用や変形が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１：基板生産管理システム ２：スケジュール管理部 ２３：生産データベース ３１：進捗検出部 ３２：在庫検出部 ３３：部材調達システム ４１：生産開始時期把握部 ４２：段取り時間推定部 ４３：段取り開始時期決定部 ４４：出庫時間推定部 ４５：出庫開始時期決定部 ４６：在庫管理部 ４７：進捗状況管理部 ４８：開始時期案内部 ９１：第１基板生産ライン ９２：第２基板生産ライン ９３：第３基板生産ライン ９４：外段取りエリア ９５：部材倉庫 Ｓｐ：生産開始時期 Ｓｄ：段取り開始時期 Ｓｓ：出庫開始時期 Ｓｔ：在庫確認時期 Ｔｄ１：外段取り時間 Ｔｄ２：内段取り時間 ＴＲｄ：段取りリスクマージン時間 Ｔｓ：出庫時間 ＴＲｓ：出庫リスクマージン時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】