特許 7544855 基板生産シミュレーション方法

(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】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】基板生産シミュレーション方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/00 20060101AFI20240827BHJP

【ＦＩ】

H05K13/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022564921

(86)(22)【出願日】2020-11-27

(86)【国際出願番号】 JP2020044163

(87)【国際公開番号】W WO2022113254

(87)【国際公開日】2022-06-02

【審査請求日】2023-10-06

(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】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 幸寿

【審査官】大塚 多佳子

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２３２３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０７０５７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １３／００ ー １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

部品供給装置から供給される部品を基板に実装する部品実装機が前記基板の搬送方向に沿って複数並べられた実装ラインを含む基板生産ラインを用いて前記部品の実装が完了した製品基板を生産することをシミュレーションする方法であって、
（ａ）ロジスティックプロセスである前記基板生産ラインに対する前記部品供給装置の提供及び回収が滞ることなく行われることを前提として、プロダクションプロセスである前記基板生産ラインによる複数種類の前記製品基板の生産をシミュレーションすることにより、第１の結果を得る工程と、
（ｂ）前記ロジスティックプロセスが自動化設備及び／又は作業者によって行われることを前提として、前記プロダクションプロセスをシミュレーションすることにより、第２の結果を得る工程と、
（ｃ）前記第１の結果と前記第２の結果とを、時間に対する前記製品基板の生産枚数の推移を示す形態で同一画面に出力する工程と、
を含み、
前記工程（ｂ）では、前記ロジスティックプロセスが前記自動化設備及び／又は前記作業者によって行われることによる遅れを算出し、前記第１の結果をベースに当該遅れを加味して前記第２の結果を得る、
基板生産シミュレーション方法。

【請求項2】

前記工程（ｃ）では、前記第１の結果と前記第２の結果とを、横軸を時刻、縦軸を前記製品基板の生産枚数とする座標上に生産開始時刻を一致させたグラフとして出力する、
請求項１に記載の基板生産シミュレーション方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の基板生産シミュレーション方法であって、
（ｄ）前記工程（ｃ）で前記第１の結果に対して前記第２の結果が遅れていた場合には、前記第２の結果の遅れが解消されるように前記自動化設備の数及び／又は前記作業者の数を変更し、変更後の数を用いて再び前記工程（ｂ）及び（ｃ）を実行する工程と、
（ｅ）前記工程（ｃ）で前記第１の結果に対する前記第２の結果の遅れが許容範囲に収まるまで前記工程（ｄ）を繰り返す工程と、
を含む基板生産シミュレーション方法。

【請求項4】

前記部品供給装置の提供及び／又は回収には、倉庫から前記基板生産に必要な前記部品を取り出す作業、前記部品実装機に用いられる前記部品供給装置に前記部品をセットする作業、前記部品がセットされた前記部品供給装置を前記基板生産ラインに運搬する作業及び不要になった前記部品供給装置を前記基板生産ラインから回収する作業の少なくとも１つが含まれる、
請求項１～３のいずれか１項に記載の基板生産シミュレーション方法。

【請求項5】

前記基板生産ラインは、前記部品が実装されていない未実装基板を前記実装ラインの上流側へ供給する基板供給装置及び／又は前記部品の実装が完了した前記基板を前記実装ラインの下流側から収容する基板収容装置を含み、
前記工程（ａ）では、前記未実装基板を前記基板供給装置に搭載する搭載作業及び／又は前記製品基板を前記基板収容装置から引き取る引取作業が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションし、
前記工程（ｂ）では、前記搭載作業及び／又は前記引取作業が自動化設備及び／又は作業者によって行われることも前提としてシミュレーションする、
請求項１～４のいずれか１項に記載の基板生産シミュレーション方法。

【請求項6】

前記基板生産ラインは、前記基板にはんだペーストを印刷する印刷装置を前記実装ラインの上流側に含み、
前記工程（ａ）では、前記印刷装置の準備作業が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションし、
前記工程（ｂ）では、前記印刷装置の前記準備作業が自動化設備及び／又は作業者によって行われることも前提としてシミュレーションする、
請求項１～５のいずれか１項に記載の基板生産シミュレーション方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書では、基板生産シミュレーション方法を開示する。

【背景技術】

【0002】

従来、生産シミュレーション方法としては、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１の方法では、生産エリア内における複数の処理装置のレイアウトおよび複数の搬送手段の移動ならびにオペレータの人員配置による負荷をコンピュータでシミュレーション計算する。このシミュレーション計算では、オペレータの負荷率やスループット、装置稼働率等が算出される。この方法によれば、レイアウトの策定において、オペレータの人数や配置を加味した設計ができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－１０００９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の方法ではオペレータの負荷率やスループット、装置稼働率等が算出されるものの、オペレータの作業による処理の遅れを把握することができない。そのため、オペレータの作業による処理の遅れが解消されるようにオペレータの人数を設定することができなかった。

【0005】

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであり、基板生産シミュレーション方法において、自動化設備や作業者に起因する基板生産の遅れを容易に確認できるようにすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の基板生産シミュレーション方法は、
部品供給装置から供給される部品を基板に実装する部品実装機が前記基板の搬送方向に沿って複数並べられた実装ラインを含む基板生産ラインを用いて前記部品の実装が完了した製品基板を生産することをシミュレーションする方法であって、
（ａ）前記基板生産ラインに対する前記部品供給装置の提供及び回収が滞ることなく行われることを前提として、前記基板生産ラインによる複数種類の前記製品基板の生産をシミュレーションすることにより、第１の結果を得る工程と、
（ｂ）前記基板生産ラインに対する前記部品供給装置の提供及び／又は回収が自動化設備及び／又は作業者によって行われることを前提として、前記基板生産ラインによる前記複数種類の前記製品基板の生産をシミュレーションすることにより、第２の結果を得る工程と、
（ｃ）前記第１の結果と前記第２の結果とを、時間に対する前記製品基板の生産枚数の推移を示す形態で同一画面に出力する工程と、
を含むものである。

【0007】

この基板生産シミュレーション方法では、第１の結果は、基板生産ラインに対する部品供給装置の提供及び回収が滞ることなく行われることを前提として、基板生産ラインによる複数種類の製品基板の生産をシミュレーションした結果である。第２の結果は、基板生産ラインに対する部品供給装置の提供及び／又は回収が自動化設備及び／又は作業者によって行われることを前提として、基板生産ラインによる複数種類の製品基板の生産をシミュレーションした結果である。そして、第１の結果と第２の結果は、時間に対する製品基板の生産枚数の推移を示す形態で同一画面に出力される。そのため、第２の結果が第１の結果に比べて遅れているか否かを容易に確認できる。また、第２の結果は、第１の結果に比べて、シミュレーションの前提の中に自動化設備や作業者の作業が含まれている。そのため、第２の結果が第１の結果に対して時間的に遅れが生じていた場合には、その遅れは自動化設備や作業者に起因したものといえる。したがって、本開示の基板生産シミュレーションによれば、自動化設備や作業者に起因する基板生産の遅れを容易に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】基板生産フロアＦの概略を示す構成図。

【図2】基板生産ライン１０の概略を示す斜視図。

【図3】部品実装機２０の概略を示す斜視図。

【図4】基板生産ライン１０の制御に関わる構成を示すブロック図。

【図5】第１シミュレーションのフローチャート。

【図6】第１シミュレーションの結果を示すグラフ。

【図7】第２シミュレーションのフローチャート。

【図8】シミュレーション結果表示ルーチンのフローチャート。

【図9】第１及び第２シミュレーションの結果を示すグラフを同一画面上に表示した様子を表す説明図。

【図10】基板生産ライン１０の別例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、本開示の基板生産シミュレーション方法を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は基板生産フロアＦの概略を示す構成図、図２は基板生産ライン１０の概略を示す斜視図、図３は部品実装機２０の概略を示す斜視図、図４は基板生産ライン１０の制御に関わる構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は図２及び図３に示した通りとする。

【0010】

基板生産フロアＦは、図１に示すように、第１エリアＡ１と第２エリアＡ２とを備える。第１エリアＡ１は、プロダクションプロセスを実施するエリアである。第１エリアＡ１には、基板に多数の部品を実装してはんだ付けした製品（製品基板）を生産する基板生産ライン１０が設けられている。第２エリアＡ２は、ロジスティックプロセスを実施するエリアである。第２エリアＡ２には、部品収納倉庫１８やフィーダ置き場（図示せず）などが配置されている。作業者Ｗは、基本的には第２エリアＡ２でロジスティックプロセスを実施する。

【0011】

プロダクションプロセスは、基板生産ライン１０を用いて、多数の部品が実装されてはんだ付けされた製品（製品基板）を生産するプロセスである。

【0012】

ロジスティックプロセスには、ピッキング、キッティング、運搬（供給）、運搬（回収）、後始末などが含まれる。ピッキングは、生産ジョブに必要な部品を保持するリールを部品収納倉庫１８から取り出す作業である。キッティングは、リールをフィーダにセットする作業である。運搬（供給）は、キッティングが終わったフィーダを第２エリアＡ２から第１エリアＡ１の基板生産ライン１０に運搬する作業である。運搬（回収）は、生産ジョブでの使用が終了したフィーダや部品が空になったフィーダを回収して第１エリアＡ１の基板生産ライン１０から第２エリアＡ２に運搬する作業である。後始末は、部品が空になったリールをフィーダから外して捨てたり、後の生産ジョブで使える部品が残っているフィーダを使い回したり、後の生産ジョブで使わない部品を保持したリールをフィーダから取り外して部品収納倉庫１８に戻したりする作業である。ロジスティックプロセスは、作業者Ｗだけでなく自動化設備が行うこともある。自動化設備としては、自動倉庫や無人搬送車（ＡＧＶ１００）などがある。自動倉庫は、部品収納倉庫１８として用いられるものであり、必要な部品を自動的に出庫する。ＡＧＶ１００は、フィーダなどを自動運搬する車であり、第１エリアＡ１と第２エリアＡ２との間を行き来する。

【0013】

基板生産ライン１０は、図２に示すように、印刷装置１１と、印刷検査装置１２と、実装ライン１３と、外観検査装置１４と、リフロー炉１５と、フィーダ保管庫６０と、管理装置８０とを備える。これらは、基板の搬送方向（Ｘ方向）に整列することで基板生産ライン１０を構成する。印刷装置１１は、基板上にはんだを印刷する装置である。印刷検査装置１２は、印刷装置１１で印刷されたはんだの状態を検査する装置である。実装ライン１３は、複数の部品実装機２０を基板の搬送方向に沿って並べることで構成される。部品実装機２０は、フィーダ３０から供給された部品を取り出して基板に実装する装置である。外観検査装置１４は、部品実装機２０で実装された部品の実装状態を検査する装置である。リフロー炉１５は、多数の部品が実装された基板を加熱することにより基板上のはんだを溶かしてはんだ接合を行う。リフロー炉１５から搬出される基板は、多数の部品が実装されてはんだ付けされた製品（製品基板）である。フィーダ保管庫６０は、基板生産ライン１０内に組み込まれ、各部品実装機２０において使用予定のフィーダ３０や使用済みのフィーダ３０を保管する。管理装置８０は、基板生産ライン１０の全体を管理する。基板生産ライン１０は、ローダ５０も備える。ローダ５０は、Ｘ軸レール１６に沿って移動可能であり、部品実装機２０との間やフィーダ保管庫６０との間でフィーダ３０を自動交換可能である。

【0014】

部品実装機２０は、図３に示すように、基板をＸ方向に搬送する基板搬送装置２１と、フィーダ３０が供給した部品を吸着するノズルを有するヘッド２２と、ヘッド２２をＸＹ方向に移動させるヘッド移動機構２３と、タッチ入力や画面出力を行うタッチパネルディスプレイ２４（図２参照）とを備える。部品実装機２０は、この他に、マークカメラ２５やパーツカメラ２６、ノズルステーション２７なども備える。マークカメラ２５は、基板の位置を検知するために、基板に付された基準マークを上方から撮像するものである。パーツカメラ２６は、吸着ミスや吸着ずれを検知するために、ヘッド２２に備えられたノズルに吸着された部品を下方から撮像するものである。ノズルステーション２７は、吸着する部品の種類に応じて交換可能な複数種類のノズルを収容するものである。また、部品実装機２０は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成された実装制御装置２８（図４参照）を備える。実装制御装置２８は、部品実装機２０の全体を制御する。実装制御装置２８は、基板搬送装置２１やヘッド２２、ヘッド移動機構２３、タッチパネルディスプレイ２４、マークカメラ２５、パーツカメラ２６などと信号の入出力が可能となっている。また、部品実装機２０は、前方にフィーダ３０を取り付け可能な上下２つのエリアを有する。上のエリアはフィーダ３０が部品を供給可能な供給エリア２０Ａであり、下のエリアはフィーダ３０をストック可能なストックエリア２０Ｂである。供給エリア２０Ａとストックエリア２０Ｂには、側面視がＬ字状に形成されたフィーダ台４０が設けられている。各フィーダ台４０には、複数のフィーダ３０が取り付けられる。

【0015】

フィーダ３０は、部品供給装置の一種であり、図３に示すように、部品を所定ピッチで収容するテープを送り出すテープフィーダとして構成されている。フィーダ３０は、テープが巻回されたテープリール３２と、テープリール３２からテープを送り出すテープ送り機構３３と、フィーダ制御装置３４（図４参照）とを備える。なお、フィーダ台４０は、フィーダ３０を挿入可能な間隔でＸ方向に複数配列されたスロット４２を備える。フィーダ台４０のスロット４２にフィーダ３０が挿入されると、フィーダ３０の図示しないコネクタがフィーダ台４０のコネクタ４５に接続される。これにより、フィーダ制御装置３４は、フィーダ３０の取付先の制御部（実装制御装置２８や管理装置８０など）と通信可能となる。フィーダ制御装置３４は、テープに収容された部品をテープ送り機構３３により所定の部品供給位置まで繰り出し、部品供給位置の部品がヘッド２２のノズルによって吸着されると、再びテープに収容された部品をテープ送り機構３３により所定の部品供給位置まで繰り出す。

【0016】

ローダ５０は、図２に示すように、複数の部品実装機２０の前面およびフィーダ保管庫６０の前面に基板の搬送方向（Ｘ方向）に対して平行に設けられたＸ軸レール１６に沿って移動可能となっている。ローダ５０は、図３及び図４に示すように、ローダ移動機構５１と、フィーダ移載機構５３とを備える。ローダ移動機構５１は、Ｘ軸レール１６に沿ってローダ５０を移動させるものである。フィーダ移載機構５３は、ローダ５０から部品実装機２０やフィーダ保管庫６０へフィーダ３０を取り付けたり、部品実装機２０やフィーダ保管庫６０からフィーダ３０を取り外してローダ５０に収納したり、上部移載エリア５０Ａと下部移載エリア５０Ｂとの間でフィーダ３０を移動させたりするものである。ローダ５０は、また、図４に示すように、エンコーダ５５と、ローダ制御装置５７とを備える。エンコーダ５５は、ローダ５０のＸ方向の移動位置を検出するものである。ローダ制御装置５７は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ローダ制御装置５７は、エンコーダ５５からの検知信号を入力し、ローダ移動機構５１やフィーダ移載機構５３に駆動信号を出力する。

【0017】

フィーダ保管庫６０は、複数のフィーダ３０を収容するために、部品実装機２０に設けられるフィーダ台４０と同じ構成のフィーダ台４０を有している。

【0018】

ＡＧＶ１００は、ロジスティックプロセス（特に運搬）を担う自動化設備の一つである。ＡＧＶ１００は、第１エリアＡ１のフィーダ保管庫６０と第２エリアＡ２の部品収納倉庫１８との間を移動しながら、フィーダ保管庫６０に生産に必要な部品を搭載したフィーダ３０を補給したり、フィーダ保管庫６０から使用済みのフィーダ３０を回収したりする。ＡＧＶ１００は、図４に示すように、ＡＧＶ移動機構１０１と、フィーダ移載機構１０３とを備える。ＡＧＶ移動機構１０１は、予め定められた走行ルートに沿ってＡＧＶ１００を走行させるものであり、走行用のモータや操舵装置を備える。フィーダ移載機構１０３は、上述したローダ５０のフィーダ移載機構５３と同様の装置であり、フィーダ保管庫６０との間や部品収納倉庫１８との間でフィーダ３０を自動交換可能である。ＡＧＶ１００は、また、図４に示すように、位置センサ１０５と、ＡＧＶ制御装置１０７とを備える。位置センサ１０５は、ＡＧＶ１００の走行位置を検出するものである。ＡＧＶ制御装置１０７は、周知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ＡＧＶ制御装置１０７は、位置センサ１０５からの検知信号を入力し、ＡＧＶ移動機構１０１やフィーダ移載機構１０３に駆動信号を出力する。

【0019】

管理装置８０は、図４に示すように周知のＣＰＵ８１やＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、ストレージ（ＨＤＤ又はＳＳＤ）８４などで構成されており、キーボードやマウスなどの入力デバイス８５やＬＣＤなどのディスプレイ８６に接続されている。管理装置８０は、実装制御装置２８、ローダ制御装置５７及びＡＧＶ制御装置１０７と双方向通信可能に接続される。管理装置８０は、実装制御装置２８から部品実装機２０の実装状況に関する情報を受信したり、ローダ制御装置５７からローダ５０の駆動状況に関する情報を受信したり、ＡＧＶ制御装置１０７からＡＧＶ１００の駆動状況に関する情報を受信したりする。管理装置８０は、実装制御装置２８へ実装に関する指令信号を送信したり、ローダ制御装置５７へローダ５０に関する指令信号を送信したり、ＡＧＶ制御装置１０７へＡＧＶ１００に関する指令信号を送信したりする。管理装置８０は、フィーダ保管庫６０に保管されたフィーダ３０のフィーダ制御装置３４と通信可能に接続され、保管されたフィーダ３０の情報を取得可能となっている。管理装置８０は、生産計画をストレージ８４に記憶している。生産計画には、生産情報や生産目標などが含まれる。生産情報には、製品基板を作製するにあたり必要になる部品に関する情報や製品基板を作製する目標枚数に関する情報などが含まれる。生産計画には、複数種類の製品基板の生産が計画されている。そのため、生産情報は、製品基板の種類ごとに記憶されている。生産目標には、その生産計画を実行するのに要する目標生産時間などが含まれる。

【0020】

次に、管理装置８０が実施する第１シミュレーションについて説明する。第１シミュレーションは、実装ライン１３に対するフィーダ３０の提供及び回収が滞ることなく行われることを前提として実行されるシミュレーションである。図５は第１シミュレーションのフローチャートである。第１シミュレーションでは、多種類の製品基板を連続して生産するにあたり、実装ライン１３での生産効率が可能な限り高くなるように各部品実装機２０に与える生産ジョブを最適化すると共に、実装ライン１３を構成する部品実装機２０の数を生産目標に合うように設定する。生産ジョブは、部品実装機２０ごとに、どのフィーダ３０をどういう順番でフィーダ台４０にセットし、どの部品種の部品をどういう順番で基板Ｓへ実装するかなどを定めたジョブである。

【0021】

この第１シミュレーションが開始されると、管理装置８０のＣＰＵ８１は、今回の生産計画をストレージ８４から読み込む（Ｓ１１０）。次に、ＣＰＵ８１は、実装ライン１３を構成する部品実装機の台数に予め定められた初期値（例えば４）をセットする（Ｓ１２０）。次に、ＣＰＵ８１は、実装ライン１３を構成するすべての部品実装機２０を対象として最適化処理を実行して生産ジョブセット（すべての部品実装機２０の生産ジョブを含む）を生成する（Ｓ１３０）。ここでは、多種類の製品基板がそれぞれの目標枚数ずつ順次作製されることを想定している。そのため、生産ジョブセットは、製品基板の種類ごとに生成される。次に、ＣＰＵ８１は、今回の生産計画を実行するのに要する予定生産時間を算出する（Ｓ１４０）。ＣＰＵ８１は、予定生産時間を算出するにあたり、ある種類の製品基板を目標枚数作製したあと次の種類の製品基板の作製を開始する際にローダ５０によるフィーダ３０の交換作業が必要ならば、そのローダ５０の作業時間も考慮して予定生産時間を算出する。次に、ＣＰＵ８１は、その予定生産時間が目標生産時間以内か否かを判定し（Ｓ１５０）、その予定時間が目標生産時間を超えていたならば、実装ライン１３を構成する部品実装機２０の台数を１インクリメントし（Ｓ１６０）、再びＳ１３０に戻る。一方、Ｓ１５０で予定生産時間が目標生産時間以内だったならば、ＣＰＵ８１は、そのときの部品実装機２０の台数と最適化された生産ジョブセットとをストレージ８４に保存する（Ｓ１７０）。その後、ＣＰＵ８１は、Ｓ１７０で得られた結果に基づいて時間に対する製品基板の生産枚数の推移を表すグラフ（図６参照）を作成してそのグラフをストレージ８４に保存し（Ｓ１８０）、本シミュレーションを終了する。

【0022】

ここで、ある種類の製品基板を作製する場合の生産ジョブセットの最適化処理について説明する。ＣＰＵ８１は、各部品実装機２０における生産ジョブの予定処理時間（予定サイクルタイム）が所定の許容範囲内に収まり、且つ、実装ライン１３での生産時間が最短になるような生産ジョブセットを見つけ出す。ＣＰＵ８１は、生産ジョブを生成するにあたっては、生産計画に基づいて装着シーケンスを設定し、その装着シーケンスを各部品実装機２０へ配分し、部品実装機２０ごとに配分された部品の実装順を設定し、部品実装機２０ごとにフィーダ３０の並べ方を設定して、すべての部品実装機２０の生産ジョブを生成する。装着シーケンスは、装着順に部品種、装着位置及び使用するノズルの種類（使用ノズル種）を指定することにより設定される。各部品実装機２０への装着シーケンスの配分は、各部品実装機２０に配分される装着シーケンスの数が均等又はできるだけ均等になるように行われる。部品の装着順は、例えば部品を基板Ｓに装着するときに先に装着された部品によってその部品の装着が妨げられることのないように設定される。フィーダ３０の並べ方は、例えば各部品実装機２０において基板Ｓへ実装する数が多い部品を供給するフィーダ３０ほどフィーダ台４０の中央に近くなるように設定される。装着シーケンス、装着シーケンスの配分、配分された部品の実装順及びフィーダ３０の並べ方はそれぞれ複数通り存在するため、生産ジョブセットの組合せは膨大な数になる。ＣＰＵ８１は、各部品実装機２０の予定サイクルタイムを演算するにあたっては、シミュレーション又は過去に蓄積されたデータに基づいて予定サイクルタイムを演算する。ＣＰＵ８１は、膨大な数の生産ジョブセットの組合せの中から、すべての部品実装機２０の予定サイクルタイムが所定の許容範囲内に収まり、且つ、生産時間が最短になるような生産ジョブセットを見つけ出す。

【0023】

図６は、第１シミュレーションの結果を示すグラフであり、多種類の製品基板を作製する場合の時間に対する製品基板の生産枚数の推移を表すグラフである。図６では、製品基板は、タイプＴ１～Ｔ２１の２１種類存在するものとした。このグラフでは、右肩上がりの線分が多数存在するが、各線分は１つの種類の製品基板を目標枚数生産する過程を示す。例えば、タイプＴ１の製品基板が目標枚数生産されるまでの過程は、図６で最も左側の右肩上がりの線分で表される。その過程が終了すると、基板枚数は一旦ゼロにリセットされる。その後、タイプＴ２の製品基板が目標枚数生産されるまでの過程は、図６で左から２番目の右肩上がりの線分で表される。また、タイプＴ５の製品基板が目標枚数生産されたあとタイプＴ６の製品基板が生産開始されるまでの区間は、右肩下がりの線分になっているが、この区間では基板生産ライン１０のローダ５０によるフィーダ３０の交換作業が行われる。

【0024】

次に、管理装置８０が実施する第２シミュレーションについて説明する。図７は第２シミュレーションのフローチャートである。第２シミュレーションは、実装ライン１３に対するフィーダ３０の提供及び回収が自動化設備（ＡＧＶ１００や自動倉庫など）や作業者Ｗによって行われることを前提として実行されるシミュレーションであり、上述した第１シミュレーションの終了後に実行される。第２シミュレーションは、例えばシーメンス製のＰｌａｎｔ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎによって実現される。

【0025】

この第２シミュレーションが開始される前に、オペレータは第２シミュレーションに必要な情報を入力デバイス８５を用いて入力する。第２シミュレーションに必要な情報としては、例えば、ロジスディックプロセスを担当する作業者Ｗの人数や自動化設備の種類とその数のほか、ピッキングに要する作業時間、キッティングに要する作業時間、運搬に要する時間、後処理に要する作業時間などが挙げられる。ピッキングに要する作業時間としては、部品収納倉庫１８から部品を取り出す時間やピッキング作業場所からキッティング作業場所へ部品を移動する時間などが挙げられる。キッティングに要する作業時間としては、フィーダ３０をフィーダ置き場から取り出す時間やテープリール３２をフィーダ３０に取り付ける時間などが挙げられる。運搬に要する時間としては、第２エリアＡ２のフィーダ３０を第１エリアＡ１の基板生産ライン１０へ供給する運搬時間や第１エリアＡ１の基板生産ライン１０からフィーダ３０を回収して第２エリアＡ２に移動する運搬時間などが挙げられる。こうした運搬時間は、作業者Ｗが運搬する場合には作業者Ｗの移動速度と移動距離から算出可能であり、ＡＧＶ１００が運搬する場合にはＡＧＶ１００の移動速度と移動距離から算出可能である。後処理に要する時間としては、テープリール３２をフィーダ３０から取り外す時間やフィーダ３０をフィーダ置き場に戻す時間などが挙げられる。オペレータによって入力された情報はストレージ８４に保存される。

【0026】

第２シミュレーションが開始されると、管理装置８０のＣＰＵ８１は、今回の生産計画、第１シミュレーションで得られた結果（台数と生産ジョブセット）及び第２シミュレーションに必要な情報を、ストレージ８４から読み込む（Ｓ２１０）。次に、ＣＰＵ８１は、実装ライン１３に対するフィーダ３０の提供及び回収が自動化設備や作業者Ｗによって行われることによる遅れを算出する（Ｓ２２０）。この遅れは、Ｓ２１０で読み込んだ情報に基づいて算出される。例えば、第１シミュレーションで得られた図６のグラフにおいて、タイプＴ８の製品基板の生産を終了してからタイプＴ９の製品基板の生産を開始するまでの時間はｔｘとなっている。しかし、実装ライン１３において交換が必要なフィーダ３０の数が多い場合、作業者Ｗの人数や自動化設備の台数によっては、ロジスティックプロセスにおけるピッキングやキッティングの作業がタイプＴ８の製品基板の生産を終了してから時間ｔｘが経過しても終わらないことがある。Ｓ２２０ではそのような遅れを算出する。次に、ＣＰＵ８１は、第２シミュレーションの結果を示すグラフを作成してそのグラフをストレージ８４に保存し（Ｓ２３０）、本シミュレーションンを終了する。具体的には、ＣＰＵ８１は、第１シミュレーションのＳ１８０で得られたグラフをベースに、Ｓ２２０で算出した遅れを加味したグラフを作成する（図９の点線のグラフを参照）。

【0027】

次に、管理装置８０が実施するシミュレーション結果表示ルーチンについて説明する。図８はこのルーチンのフローチャートである。このルーチンは、上述した第２シミュレーションの終了後に実行される。このルーチンが開始されると、管理装置８０のＣＰＵ８１は、第１及び第２シミュレーションのグラフをストレージ８４から読み込む（Ｓ３１０）。次に、ＣＰＵ８１は、その２つのグラフをディスプレイ８６の同一画面上に表示し（Ｓ３２０）、本ルーチンを終了する。Ｓ３２０では、図９に示すように、２つのグラフを、横軸を時刻、縦軸を製品基板の生産枚数とする座標上に生産開始時刻を一致させたグラフとして出力する。図９では、実線が第１シミュレーションで得られた結果を示し、点線が第２シミュレーションで得られた結果を示す。図９によれば、実線に比べて点線の方が遅れていることが一目瞭然でわかる。これにより、入力された作業者Ｗの人数あるいは自動化設備の種類とその数が適切でないため、ロジスティックプロセスに遅延が発生し、プロダクションプロセスが理想通りに生産できていないことがわかる。こうした場合には、オペレータは、作業者Ｗの人数や自動化設備の種類とその数を変更して再度第２シミュレーションを行う。そして、同一画面に出力される２つのグラフが一致するまで（あるいは２つのグラフのずれが許容範囲に収まるまで）、この操作を繰り返す。

【0028】

ここで、本実施形態の構成要素と本開示の基板生産シミュレーション方法の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の第１シミュレーションが本開示の工程（ａ）に相当し、第２シミュレーションが工程（ｂ）に相当し、シミュレーション結果表示ルーチンが工程（ｃ）に相当する。

【0029】

以上説明した本実施形態では、第１シミュレーションの結果は、基板生産ライン１０に対するフィーダ３０の提供及び回収が滞ることなく行われることを前提としてシミュレーションした結果である。第２シミュレーションの結果は、基板生産ライン１０に対するフィーダ３０の提供及び／又は回収が自動化設備及び／又は作業者Ｗによって行われることを前提としてシミュレーションした結果である。そして、第１の結果と第２の結果は、時間に対する製品基板の生産枚数の推移を示す形態で同一画面に出力される。そのため、第２の結果が第１の結果に比べて遅れているか否かを容易に確認できる。また、第２の結果は、第１の結果に比べて、シミュレーションの前提の中に自動化設備や作業者Ｗの作業が含まれている。そのため、第２の結果が第１の結果に対して時間的に遅れが生じていた場合には、その遅れは自動化設備や作業者Ｗに起因したもの（ロジスティックプロセスに起因したもの）といえる。したがって、本実施形態によれば、自動化設備や作業者Ｗに起因する製品基板の生産の遅れを容易に確認することができる。

【0030】

また、第１及び第２シミュレーションの結果を、横軸を時刻、縦軸を製品基板の生産枚数とする座標上に生産開始時刻を一致させたグラフとして出力する（図９参照）。そのため、時間に対する製品基板の生産枚数の推移を表形式で出力する場合に比べて、製品基板の生産の遅れが生じているか否かをより容易に確認することができる。

【0031】

更に、第１シミュレーションの結果に対して第２シミュレーションの結果が遅れていた場合には、その遅れが解消されるように自動化設備の数及び／又は作業者Ｗの数を変更し、変更後の数を用いて再び第２シミュレーションを実行して両シミュレーションの結果を同一画面に出力するという操作を、第１シミュレーションの結果に対する第２シミュレーションの結果の遅れが許容範囲に収まるまで繰り返す。そのため、製品基板の生産の遅れが生じないような自動化設備の数及び／又は作業者Ｗの数を知ることができる。

【0032】

更にまた、フィーダ３０の提供及び／又は回収には、倉庫から基板生産に必要な部品を取り出す作業、部品実装機２０に用いられるフィーダ３０にテープリール３２をセットする作業、部品がセットされたフィーダ３０を基板生産ライン１０に運搬する作業及び不要になったフィーダ３０を基板生産ライン１０から回収する作業が含まれる。これらの作業は、製品基板の生産の遅れの要因になりやすい。

【0033】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0034】

例えば、上述した実施形態の基板生産ライン１０は、図１０に示すように、部品が実装されていない未実装基板を実装ライン１３の上流側に位置する印刷装置１１へ供給する基板供給装置１１２と、製品基板を実装ライン１３の下流側に位置するリフロー炉１５から収容する基板収容装置１１４とを備えていてもよい。そして、第１シミュレーションでは、未実装基板を基板供給装置１１２に搭載する搭載作業及び製品基板を基板収容装置１１４から引き取る引取作業が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションしてもよく、第２シミュレーションでは、搭載作業及び引取作業が自動化設備（例えばＡＧＶ１００）及び／又は作業者Ｗによって行われることも前提としてシミュレーションしてもよい。搭載作業や引取作業はロジスティックプロセスである。こうすれば、基板供給装置１１２や基板収容装置１１４を含む基板生産ライン１０において、自動化設備や作業者Ｗに起因する基板生産の遅れを容易に確認することができる。具体的には、未実装基板の搬入準備の遅れや製品基板の収容の遅れによる生産の停滞状況を推定することができる。

【0035】

上述した実施形態では、基板生産ライン１０は、印刷装置１１を含んで構成されている。この場合、第１シミュレーションでは、印刷装置１１の準備作業（例えば印刷装置１１へのはんだペーストの供給作業やマスクやスキージの交換作業など）が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションしてもよく、第２シミュレーションでは、印刷装置１１の準備作業が自動化設備（例えばＡＧＶ）や作業者Ｗによって行われることを前提としてシミュレーションしてもよい。印刷装置１１の準備作業はロジスティックプロセスである。こうすれば、印刷装置１１を含む基板生産ライン１０において、自動化設備や作業者Ｗに起因する基板生産の遅れを容易に確認することができる。

【0036】

上述した実施形態では、第１及び第２シミュレーションの結果を、横軸を時刻、縦軸を製品基板の生産枚数とする座標上に生産開始時刻を一致させたグラフとして出力したが、それぞれの結果を表すグラフを画面上の上下又は左右に並べて出力してもよい。また、第１及び第２シミュレーションの結果を、時間に製品基板の生産枚数を対応づけた表形式で出力してもよい。

【0037】

上述した実施形態では、管理装置８０が第１及び第２シミュレーションを実行したが、特にこれに限定されない。例えば、管理装置８０以外の１又は複数のコンピュータが第１及び第２シミュレーションを実行してもよい。

【0038】

上述した実施形態では、部品供給装置としてフィーダ３０を例示したが、フィーダ３０の代わりに又はフィーダ３０と共に、部品を載せたトレイを用いてもよい。

【0039】

上述した実施形態において、ＣＰＵ８１は、シミュレーション結果表示ルーチンのＳ３２０で得られた２つのグラフのずれが許容範囲に収まっているか否かを判定し、収まっていなかったならば、自動的に作業者Ｗの人数及び自動化設備の種類とその数の少なくとも１つを増加して再度第２シミュレーションを実行し、２つのグラフのずれが許容範囲に収まるまでその操作を繰り返し行うようにしてもよい。

【0040】

本開示の基板生産シミュレーション方法は、以下のように構成してもよい。

【0041】

本開示の基板生産シミュレーション方法において、前記工程（ｃ）では、前記第１の結果と前記第２の結果とを、横軸を時刻、縦軸を前記製品基板の生産枚数とする座標上に生産開始時刻を一致させたグラフとして出力してもよい。こうすれば、時間に対する製品基板の生産枚数の推移を表形式で出力する場合に比べて、基板生産の遅れが生じているか否かをより容易に確認することができる。

【0042】

本開示の基板生産シミュレーション方法は、更に、（ｄ）前記工程（ｃ）で前記第１の結果に対して前記第２の結果が遅れていた場合には、前記第２の結果の遅れが解消されるように前記自動化設備の数及び／又は前記作業者の数を変更し、変更後の数を用いて再び前記工程（ｂ）及び（ｃ）を実行する工程と、（ｅ）前記工程（ｃ）で前記第１の結果に対する前記第２の結果の遅れが許容範囲に収まるまで前記工程（ｄ）を繰り返す工程と、を含んでいてもよい。こうすれば、基板生産の遅れが生じないような自動化設備の数及び／又は作業者の数を知ることができる。

【0043】

本開示の基板生産シミュレーション方法において、前記部品供給装置の提供及び／又は回収には、倉庫から前記基板生産に必要な前記部品を取り出す作業、前記部品実装機に用いられる前記部品供給装置に前記部品をセットする作業、前記部品がセットされた前記部品供給装置を前記基板生産ラインに運搬する作業及び不要になった前記部品供給装置を前記基板生産ラインから回収する作業の少なくとも１つが含まれるようにしてもよい。

【0044】

本開示の基板生産シミュレーション方法において、前記基板生産ラインは、前記部品が実装されていない未実装基板を前記実装ラインの上流側へ供給する基板供給装置及び／又は前記部品の実装が完了した前記基板を前記実装ラインの下流側から収容する基板収容装置を含み、前記工程（ａ）では、前記未実装基板を前記基板供給装置に搭載する搭載作業及び／又は前記製品基板を前記基板収容装置から引き取る引取作業が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションし、前記工程（ｂ）では、前記搭載作業及び／又は前記引取作業が自動化設備及び／又は作業者によって行われることも前提としてシミュレーションしてもよい。こうすれば、基板供給装置や基板収容装置を含む基板生産ラインにおいて、自動化設備や作業者に起因する基板生産の遅れを容易に確認することができる。

【0045】

本開示の基板生産シミュレーション方法において、前記基板生産ラインは、前記基板にはんだペーストを印刷する印刷装置を前記実装ラインの上流側に含み、前記工程（ａ）では、前記印刷装置の準備作業が滞ることなく行われることも前提としてシミュレーションし、前記工程（ｂ）では、前記印刷装置の前記準備作業が自動化設備及び／又は作業者によって行われることも前提としてシミュレーションしてもよい。こうすれば、印刷装置を含む基板生産ラインにおいて、自動化設備や作業者に起因する基板生産の遅れを容易に確認することができる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本開示の基板生産シミュレーション方法は、基板生産ラインを用いて部品の実装が完了した製品基板を生産する際に利用可能である。

【符号の説明】

【0047】

１０ 基板生産ライン、１１ 印刷装置、１２ 印刷検査装置、１３ 実装ライン、１４ 外観検査装置、１５ リフロー炉、１６ Ｘ軸レール、１８ 部品収納倉庫、２０ 部品実装機、２０Ａ 供給エリア、２０Ｂ ストックエリア、２１ 基板搬送装置、２２ ヘッド、２３ ヘッド移動機構、２４ タッチパネルディスプレイ、２５ マークカメラ、２６ パーツカメラ、２７ ノズルステーション、２８ 実装制御装置、３０ フィーダ、３２ テープリール、３３ テープ送り機構、３４ フィーダ制御装置、４０ フィーダ台、４２ スロット、４５ コネクタ、５０ ローダ、５０Ａ 上部移載エリア、５０Ｂ 下部移載エリア、５１ ローダ移動機構、５３ フィーダ移載機構、５５ エンコーダ、５７ ローダ制御装置、６０ フィーダ保管庫、８０ 管理装置、８１ ＣＰＵ、８２ ＲＯＭ、８３ ＲＡＭ、８４ ストレージ、８５ 入力デバイス、８６ ディスプレイ、１００ ＡＧＶ、１０１ ＡＧＶ移動機構、１０３ フィーダ移載機構、１０５ 位置センサ、１０７ ＡＧＶ制御装置、１１２ 基板供給装置、１１４ 基板収容装置、Ａ１ 第１エリア、Ａ２ 第２エリア、Ｆ 基板生産フロア、Ｗ 作業者。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】