(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-06
(54)【発明の名称】缶生産ツール、並びに缶の重量、コスト及び寸法を制御するプロセス
(51)【国際特許分類】
B21D 51/26 20060101AFI20220629BHJP
B21D 22/28 20060101ALI20220629BHJP
B21D 37/00 20060101ALI20220629BHJP
【FI】
B21D51/26 X
B21D22/28 L
B21D37/00 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021565753
(86)(22)【出願日】2020-05-07
(85)【翻訳文提出日】2021-12-13
(86)【国際出願番号】 US2020031833
(87)【国際公開番号】W WO2020227499
(87)【国際公開日】2020-11-12
(32)【優先日】2019-05-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521480053
【氏名又は名称】インテグレイティド パッケイジング ソリューション、エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110000855
【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ギレスト、ケヴィン マイケル
(72)【発明者】
【氏名】キャラハン、マイケル ダブリュー.
(72)【発明者】
【氏名】ジョーナラジス、カルヴィス
(72)【発明者】
【氏名】ロード、リチャード
【テーマコード(参考)】
4E137
【Fターム(参考)】
4E137AA10
4E137AA11
4E137CA07
4E137CA09
4E137CA24
4E137DA15
4E137EA01
4E137FA02
4E137FA10
4E137FA12
4E137GA02
4E137GB17
(57)【要約】
本発明は、缶/円筒体の生産においてツールを測定及び研削し、生産の運転停止時間を削減し、コストを削減し、ツール摩耗の予測を可能にするプロセスを教示し、このプロセスは、使用中の個々のツールを追跡し、ツール室に高度な診断を提供することによって、ツールインベントリのより正確な保管を可能にする。これには、QAからの規格外アラームだけでなく、各ツールで生産した缶に関する予測アラーム、規格内の缶の重量や壁の厚さ、生産で使用されるツールサイズの情報、インベントリにあるツール、インベントリから引き出されたツール、その他のストックバランス情報等が含まれる。本発明は更に、最適なツールインベントリレベルを維持するために、研削に優先順位を付けるための方程式系を教示する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
生産の運転停止時間を減らし、コストを削減し、ツール摩耗の予測を可能にする、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する改良された方法であって、前記改良された方法は、
前記ツールショップで研削ストック、ツールインベントリ、及びツール選択ステーションを提供する工程と、
前記ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、前記第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
前記ツールインベントリが、前記ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
前記第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、前記生産ラインは、前記第1のツールを使用して生産された前記複数の円筒体の数を前記ツールショップに通知する工程と、
前記品質保証ステーションが、前記複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、前記ツール選択ステーションに前記缶壁の厚さを通知し、前記第1の円筒体が前記予め設定された閾値を超えた場合には、前記生産ラインと前記ツールショップの両方に通知する一方、前記生産ラインは、前記第1のツールセットの前記第1のツールを前記研削ストックに戻し、前記第1のツールを、前記ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、前記第2のツールは前記第1のサイズを有する、工程と、
前記第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【請求項2】
生産の運転停止時間を減らし、コストを削減し、ツール摩耗の予測を可能にする、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する改良された方法であって、前記改良された方法は、
前記ツールショップで研削ストック、研削スケジューリングステーション、及びツールインベントリを提供する工程と、
前記ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、前記第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
前記ツールインベントリが、前記ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
前記第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、前記生産ラインは、前記第1のツールを使用して生産された前記複数の円筒体の数を前記ツールショップに通知し、前記ボディメーカーで使用されている前記第1のツールセットのサイズセットを前記研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
前記品質保証ステーションが、前記複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、前記第1の円筒体が前記予め設定された閾値を超えた場合には、前記生産ラインと前記ツールショップの両方に通知する一方、前記生産ラインは、前記第1のツールセットの前記第1のツールを前記研削ストックに戻し、前記第1のツールを、前記ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、前記第2のツールは前記第1のサイズを有する、工程と、
前記ツールインベントリが、前記第1のサイズを有する前記ツールインベントリ内のツールの数を前記研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
前記第1のサイズを有する前記ツールインベントリ内のツールの数及び前記第1のツールを使用して生産された前記複数の円筒体の数、ならびに前記第1のツールセットの前記サイズセットを使用して、前記第1のツールを再研削するタスクに優先度を割り当てる工程と、
前記第1のツールの優先度が前記再研削のスケジュールにおいて最高の優先度である場合に、前記第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【請求項3】
生産の運転停止時間を減らし、コストを削減し、ツール摩耗の予測を可能にし、並びに生産ラインの運転停止時間と生産コストを削減する、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する改良された方法であって、前記改良された方法は、
前記ツールショップで研削ストック、研削スケジューリングステーション、ツールインベントリ、及びツール選択ステーションを提供する工程と、
前記ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、前記第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
前記ツールインベントリが、前記ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
前記第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、前記生産ラインは、前記第1のツールを使用して生産された前記複数の円筒体の数を前記ツールショップに通知し、前記ボディメーカーで使用されている前記第1のツールセットのサイズセットを前記研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
前記品質保証ステーションが、前記複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、前記ツール選択ステーションに前記缶壁の厚さを通知し、前記第1の円筒体が前記予め設定された閾値を超えた場合には、前記生産ラインと前記ツールショップの両方に通知する一方、前記生産ラインは、前記第1のツールセットの前記第1のツールを前記研削ストックに戻し、前記第1のツールを、前記ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、前記第2のツールは前記第1のサイズを有する、工程と、
前記ツールインベントリが、前記第1のサイズを有する前記ツールインベントリ内のツールの数を前記研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
前記第1のサイズを有する前記ツールインベントリ内のツールの数及び前記第1のツールを使用して生産された前記複数の円筒体の数、ならびに前記第1のツールセットの前記サイズセットを使用して、前記第1のツールを再研削するタスクに優先度を割り当てる工程と、
前記第1のツールの優先度が前記再研削のスケジュールにおいて最高の優先度である場合に、前記第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【請求項4】
生産の運転停止時間を減らし、コストを削減し、ツール摩耗の予測を可能にし、並びに生産ラインの運転停止時間と生産コストを削減する、品質保証ステーションを有する生産施設において製缶に使用するパンチ及びダイを含む、直径を有する円筒体作製ツールを再研削するためのプロセスであって、前記プロセスは、
a)ツールショップに、研削機、ツールインベントリ、研削ストック、及びツール選択ステーションを提供する工程であって、前記ツールインベントリは、前記生産施設で使用する準備ができている第1の複数のツールを含み、前記ツールインベントリ内の各ツールは、関連する直径を有し、前記研削ストックは、前記生産施設から返却された第2の複数のツールを含み、前記研削ストック内の各ツールは、関連する直径を有し、ツールの関連する直径は複数存在する、工程と、
b)第1の関連直径に対するツールの最小M
^数を設定する工程と、
c)前記第1の関連直径に対するツールの最大Mv数を設定する工程と、
d)閾値製品直径を設定する工程と、
e)前記生産施設で第1のツールを用いて生産された第1の円筒体を測定する工程と、前記第1の円筒体が閾値製品直径を超えた場合、生産中の前記第1のツールを、前記ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換する工程であって、前記第1及び第2のツールは前記第1の関連直径を有する、工程と、
f)前記第1のツールを前記研削ストックに戻す工程と、
g)M
^から、前記第1の関連直径を有する前記ツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって不足量Dの値を導出する工程と、
h)Mvから、前記第1の関連直径を有する前記ツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって研削量G
qの値を導出する工程と、
I)前記第1の関連直径を有する生産中のツールの数P
qをカウントし、P
qから前記第1の関連直径を有する前記ツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって潜在的不足量D
pの値を導出する工程と、
j)前記潜在的不足量D
pがゼロより大きい場合、第1の優先度レベルを前記第1の関連直径に割り当てる工程と、
k)前記潜在的不足量D
pが1未満で、前記不足量Dがゼロより大きい場合、第2の優先度レベルを前記第1の関連直径に割り当てる工程と、
L)前記潜在的不足量D
pが1未満で、前記不足量Dが1未満の場合、第3の優先度レベルを前記第1の関連直径に割り当てる工程と、
m)前記複数の関連直径の各メンバーについて、各関連直径にA、M
^、Mv、P
q、D、G
q、及びD
pの値がそれぞれ割り当てられるまで、工程b)から工程L)を繰り返す工程と、
n)前記第1の優先度レベルが割り当てられた前記複数の関連直径の各メンバーの前記潜在的不足量D
pを比較し、前記第1の優先度レベルが割り当てられた前記複数の関連直径の各メンバーに優先度番号が割り当てられるまで、潜在的不足量D
pに関してそれぞれを最高から最低へと順序付けし、最も高いものは優先度番号1を受け取り、2番目に高いものは優先度番号2を受け取る工程と、
O)前記第2の優先度レベルを割り当てられた前記複数の関連直径の各メンバーの前記不足量Dを比較し、不足量Dに関してそれぞれを最高から最低へと順序付けすることにより、最初からやり直すことなく、同じ番号順で優先度番号を割り当て続ける工程と、
p)前記第3の優先度レベルを割り当てられた前記複数の関連直径の各メンバーの関連直径を比較し、直径に関してそれぞれを順序付けすることにより、最初からやり直すことなく、同じ番号順で優先度番号を割り当て続ける工程と、
q)前記研削ストックから再研削用に選択されたツールを選択する工程であって、前記再研削用に選択されたツールは、最高の優先度番号を受け取った前記関連直径を有する、工程と、
r)前記再研削用に選択されたツールを再研削する工程と、
s)前記再研削用に選択されたツールを前記研削ストックから取り外し、前記ツールインベントリに追加する工程と、
t)工程g)から工程s)を繰り返す工程と、
を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔著作権表示〕
本特許文書の開示の一部には、著作権保護の対象となる資料が含まれている。著作権所有者は、特許商標局の特許書類又は記録に記載されているように、特許文書または特許開示のいずれかによる複製に異議を唱えることは無いものの、全ての著作権を留保する。(連邦規則法典第37巻§1.71(d))
【0002】
〔関連出願の相互参照〕
本出願は、2019年5月9日に出願された米国非仮特許出願第16/407,759号の利益を主張し、その内容は、全体が本明細書に組み込まれる。
【0003】
本発明は、概して製缶ツール、特にボディメーカーの機械に使用されるダイとパンチに関するものであり、より具体的には、製缶プロセスにおけるパンチとダイの再研削やツールパックの交換時に、缶のコストを削減し、生産される缶の重量と寸法を制御し、仕損品を減らし、金属を削減し、製造の信頼性を高め、運転停止の可能性を減らすためのボディメーカー及び関連ツールパック並びに手順に関するものである。
【0004】
〔連邦政府の資金による研究に関する声明〕
本発明は、米国政府機関との契約に基づいて行われたものではなく、また米国政府機関によって行われたものでもない。
【背景技術】
【0005】
アルミ缶等の円筒体を作る現代の方法においては、「ボディメーカー」と呼ばれる装置を使用する。この装置は、カップに繰り返しパンチを加えることで、カップを、フランジやコーティング等を除いた状態の完成した缶にするものであり、蓋は別個の独立体/ユニットで、後で縫い付けられる。
【0006】
缶の設計は、缶の仕様と要件、ドームとコラムの強度、薄肉と厚肉の両方を含む壁の厚さから始まる。これらは、入ってくる材料の金属の厚さ、カップの設計、そしてボディメーカーのダイの削減に加えて、パンチとドーマーのツール設計に対するボディメーカーの缶の要件を決定する。
【0007】
先行技術である
図9は、ボディメイキングマシンの古いデザインである。
図9の参照符号は、本特許出願とは無関係なので無視してよい。ボディメーカーは、ドローイングとアイロニングと呼ばれる一連の工程でアルミ缶のボディを形成しなければならない。これらの工程(再ドローイング、アイロニングの繰り返し)には、様々な工程のための一連のパンチとダイが必要であり、高速で行われ、しかも非常に正確な重量/缶壁の厚さの材料を持つ缶を生産することが要求される。材料が少なすぎると缶は仕様や要件を満たさず、材料が多すぎると缶において材料が、従って費用が無駄になってしまう。
【0008】
あるサイズの缶に対して、缶の重量は、缶の直径のわずかな誤差よりも、壁の厚さに大きく依存する。0.0001インチ未満の誤差でも問題になりうるため、使用するツールは高い精度で測定される。
【0009】
手順は次のように一般化できる。
1)最初のパンチは大凡のカップの形を変えるが、再ドローイング後の缶はまだ適切なサイズと形ではない。
2)次に、缶は幾つか(例えば、3つ)のアイロニングダイにパンチされ、それぞれが徐々に壁の厚さを薄くする。
3)缶は、壁の厚さ、缶の重量、規則性等を確認するQA工程を通過する。この工程は驚くほど重要で、缶壁の厚さがわずかに変化するだけでも、アイロニングプロセスでアルミニウムを使いすぎてしまうために、100,000個の缶(かなり少ない数)のコストが10ドルや20ドル増加してしまう。
【0010】
このプロセスは一見単純に見えるものの、実際には、潜在的な問題を連鎖的に発生させる追加の要素がある。特に、ダイとパンチが摩耗する。摩耗するとサイズが変化し、変化したダイやパンチで生産された缶は、許容できる重量から外れてしまう。QAの段階でこのズレが記録され、その時点で、新しいダイやパンチ、あるいはその両方を摩耗したものと交換する間、生産を停止するのが普通である。一般的に、使用、摩耗及び再研削によって、ダイの内径(ID)は大きくなり、一方でパンチの外径(OD)は小さくなる。
【0011】
更に悪いことに、フルスケールの生産では、1つのダイが約2日(又は100万個未満の缶)かかる。パンチ1個とダイ3~4個でフルセットであるため、それらがランダム且つ無関係な間隔で摩耗すると、交換のためにボディメーカーが停止する期間が5倍にもなる。
【0012】
ただし、実際にはダイのサイズが関係しているため、ダイとパンチを適切に一致させる「ツールセット」が実際に必要である。
図3に示すように、パンチとダイのセットは互いに非常に密接に一致している必要があり、更に各ダイから次のダイへの変更はわずかな削減である。0.0001インチの変動でも問題になりうることを思い出されたい。これは、ツールセットが整然としたサイズのシーケンスでなければならないことを意味する。
図3の12オンスコンテナの仮想的な例に示すように、外径2.6030インチのパンチの後に、内径2.6258インチの再ドローイングダイ、並びに2.6196、2.6149、及び2.6090インチのアイロニングダイが続く場合がある。問題は、再ドローイングダイがIDで上向きに摩耗し始めて交換する必要がある場合、全く同じサイズのものと交換する必要があることである。交換品が厳密に同じサイズではない場合は、パンチとダイのシーケンス全体を生産に使用できないため、全体を交換する必要がある。
【0013】
運転停止には費用がかかり、使用する金属が増え、缶や本体のコストが増加する。不必要なツール交換には費用がかかり、生産性が失われる。更に、缶が薄くなりすぎて検査に合格できない場合は、缶が厚くなりすぎるのと同様に費用がかかる。厚さが不適切であるが故に、千缶あたり0.10ドルから0.20ドルが無駄になると言われている。生産ラインは毎日数百万の缶を生産し、殆どの施設は多数のラインが稼働しているため、この金額は急速に加算されていく。
【0014】
通常のダイは約100ドルなので、ダイ/パンチを生産施設のツールショップに送って再研削することが望ましい。これでも、特定のダイを約半ダース回しか使用できず、サイズ設定が更に複雑になる。特に、ダイはサイズの点で上向きにしか研削できないため、同じツールセット内の他のダイも、生産ラインから外れたときに一致するように、上向きに研削しなければならない。前の例に戻ると、再ドローイングダイを0.0002インチだけ研削して直径を新たに大きくする場合、ダイセットの残りの部分も研削して大きくする必要がある。これにより、直径が非常にわずかに大きい缶/円筒体が得られるが、それでも生産終了時に必要な壁の厚さを有する。
【0015】
生産ダイの再研削の先行技術プロセスの類似物を
図8に示す。このプロセス802は、缶生産業界で使用されるものと大凡似ているが、様々な施設がそれらの正確な操作を非公開に保つ傾向があるため、これは先行技術の「類似物」とラベル付けされる。これはフローチャートではなく、ツール室、インベントリ、研削ストック、生産ラインを通るツールの流れを示す図である。特に、研削ストック806は、再研削に利用可能なツール室804の棚に置かれた使用済み(又は新品)のダイ及びパンチの量を備える。当然のことながら、所定のダイを研削する際には、所定のツールセットを整然とした順序に戻すために必要な最小限の量だけを研削することが望ましいので、ツール室では、一致したセットをより柔軟に維持するために、一定量の研削ストック806を蓄積することができる。機械工は、研削ストック806から研削機810まで選択されたツールを使用し、そこで実際に希望のサイズに再研削される。これは、機械工が主に業界及び特定の生産施設での経験に基づいて推定する。その後、ツール室のスタッフは、ダイ/パンチのサイズ検査812を行い、ダイに正確なサイズ(1万分の1インチ以下)のラベルを貼り、パンチ/ダイがインベントリ814に置かれたときに正確なサイズがすぐに分かるようにする。交換ツールが必要な場合、選択816はインベントリ814から行われ、ツールは生産818に流れ込む。最終的に、生産された缶(820の品質保証に流れる)は、特定のボディメーカーマシンのツールの摩耗によって缶が逸脱し、QAから生産へのアラート832がトリガーされるある時点で測定される。ラインは(おそらく)停止され、新しいツール又は新しいツールセットがボディメーカーにインストールされる。
【0016】
使用されたツール/セット(この場合、4つのダイと1つのパンチのセット、又は1つのダイ、又はその他の奇数の量、例えば1つのダイと4つのパンチが仮想的に同時に取り外される可能性がある)は、次に工程826で研削インベントリ806に流れ戻る。
【0017】
この手順の処理には、かつてはツールショップの経験豊富な機械工による時間毎の臨時の判断が必要だった。一般的には、ツール室のスタッフは、覚えていれば、生産ライン(より可能性が高いのは、同時に稼動している複数の生産ライン)でどういったサイズのツールセットが使われているかを思い出す必要がある。そして、ツール室のスタッフはインベントリにあるダイを文字通り見て、次に摩耗する可能性が高く、すぐに交換する必要があるサイズを推測する。ツール室はダイを再研削するのに一定の時間(数時間)を必要とするため、「オンザフライ」でそれを行う経済的可能性はない。適切なツールを用意しておくのが良いため、機械工はニーズに合わせて行うのではなく、単にインベントリを持ち、自分の経験に基づいてニーズを先取りしようとする。
【0018】
既知のフィードバックの非常に具体的な項目が1つ存在する。それは、缶の重量と壁の厚さのQA測定である(QAから生産に戻る、チャートの下部近くの行832を参照)。この情報は頻繁に収集され、重量又は厚さ(2つは明らかに関連している)が制限を超えると、生産ラインのスタッフに、特定のラインで変更を加える必要があることが通知される。ただし、ダイ/パンチの変更が行われ、交換品がインベントリから消えると、ツール室はこれを認識する。
【0019】
それどころか、ツール室のスタッフが、所定のダイで既に行われた生産量や、その時点での正確な生産中ツールサイズを積極的に把握し、規格外の缶に対するQAアラームや、規格内で生産されている缶の重量や壁の厚さに関する情報をも即座に受け取ることができるようなプロセスを導入することが望ましい。
【0020】
また、ツール室では、どのような研削可能なストックがあり、どのようなサイズが現在の生産に必要とされる可能性が高いのかを把握し、ツール室のスタッフが既知のインベントリレベルとのバランスを取り、ストックのバランス調整をすることができるような手順を実施することが望ましい。
【発明の概要】
【0021】
一般的な概要
本出願は、ボディメーカー及び関連するツールパック、並びにその手順を使用することで可能となる改良に直接関するもので、ツール交換のための運転停止時間の短縮と、仕損品の削減と、余分な金属をトリムに入れてスクラップとして販売し、必要でない場合は缶に戻さないという金属使用の改善と、ツールパックの準備に伴うツールパックの交換/設置の時間の短縮とを含むが、これに限定されるものではない。更に、このプロセスは、仕様外の状態が発生する前にツールを交換するためのツール摩耗の予測にも使用できる。
【0022】
本発明は、缶/円筒体の生産においてツールを測定及び研削するプロセスを教示し、このプロセスは、使用中の個々のツールを追跡し、ツール室に高度な診断を提供することによって、ツールインベントリのより正確な保管を可能にする。これには、QAからの規格外アラームだけでなく、各ツールで生産した缶に関する予測アラーム、規格内の缶の重量や壁の厚さ、生産で使用されるツールサイズの情報、インベントリにあるツール、インベントリから引き出されたツール、その他のストックバランス情報等が含まれる。本発明は更に、最適なツールインベントリレベルを維持して生産性を高めるために、研削に優先順位を付けるための方程式系を教示する。
【0023】
本発明によれば、ツールを選択して生産に移す作業は、多くの要素から情報を得ることができ、これには、QA部門が缶の重量や缶壁の厚さについて継続的に、あるいはリアルタイムで見つけた結果(そしてQAは、缶がどの特定のボディメーカーマシンから来たかを示す缶IDを受け取る)が含まれる。これにより、製品が、要求された仕様から実際に変化する前、つまり仕様外アラームが生じる前に、どのダイ又はパンチが(摩耗のせいで)最適から外れる可能性があるかを、事前に測定できる。もう1つの「フィードバック」は、ツール生産データであり、これはツールの選択にも使用できる。更に、特定のツールがインベントリから削除されたり、インベントリに追加されたりすると、生産チームとツール室がツールの選択に従事するときに、ストックバランス情報を提供するのに役立つ。
【0024】
本発明は更に、別の実施形態において、研削スケジュールが作成された場合、ツール室における研削ツールの作業がより有利に実行され得ることを教示する。これにより、ツール室のスタッフは、どのツールを研削ストックから取り外し、研削してツールのインベントリに戻すかを決定する際に、数値基準に基づいて操作を行うことができる。一態様では、生産機械から引き出されて研削ストックに戻されるツールは、それらがどのツールであるかに関する情報を伴っていてもよく、更に、その後使用されるツールは、研削スケジューラに知られていてもよい。しかしながら、研削の準備ができたツールストックの利用可能なインベントリレベルは、本発明の更に大きな利点を提供する。ツール室の機械工は、(ここで紹介する)簡単な方程式を使って、ツールインベントリにある所定サイズのツールの数、インベントリの好ましい最大値と最小値、及び生産に使用されている所定サイズのツールの数に基づいて、計画された作業の優先度を客観的に決定することができ、これらの値から、不足量、潜在的不足量、望ましい研削量、優先度レベル、及びその特定の研削に対する優先度番号という、5つの追加値を決定することができる。
【0025】
請求項に関する要約
従って、本発明の別の態様、利点、目的、及び実施形態は、前述のものに加えて、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する、改良された方法を提供することであり、この改良された方法は、
ツールショップで研削ストック、ツールインベントリ、及びツール選択ステーションを提供する工程と、
ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
ツールインベントリが、ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、生産ラインは、第1のツールを使用して生産された複数の円筒体の数をツールショップに通知する工程と、
品質保証ステーションが、複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、ツール選択ステーションに缶壁の厚さを通知し、第1の円筒体が予め設定された閾値を超えた場合には、生産ラインとツールショップの両方に通知する一方、生産ラインは、第1のツールセットの第1のツールを研削ストックに戻し、第1のツールを、ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、第2のツールは第1のサイズを有する、工程と、
第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【0026】
従って、本発明の別の態様、利点、目的、及び実施形態は、前述のものに加えて、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する、改良された方法を提供することであり、この改良された方法は、
ツールショップで研削ストック、研削スケジューリングステーション、及びツールインベントリを提供する工程と、
ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
ツールインベントリが、ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、生産ラインは、第1のツールを使用して生産された複数の円筒体の数をツールショップに通知し、ボディメーカーで使用されている第1のツールセットのサイズセットを研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
品質保証ステーションが、複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、第1の円筒体が予め設定された閾値を超えた場合には、生産ラインとツールショップの両方に通知する一方、生産ラインは、第1のツールセットの第1のツールを研削ストックに戻し、第1のツールを、ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、第2のツールは第1のサイズを有する、工程と、
ツールインベントリが、第1のサイズを有するツールインベントリ内のツールの数を研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
第1のサイズを有するツールインベントリ内のツールの数及び第1のツールを使用して生産された複数の円筒体の数、ならびに第1のツールセットのサイズセットを使用して、第1のツールを再研削するタスクに優先度を割り当てる工程と、
第1のツールの優先度が再研削のスケジュールにおいて最高の優先度である場合に、第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【0027】
従って、本発明の別の態様、利点、目的、及び実施形態は、前述のものに加えて、ボディメーカー、ツールショップ、及び品質保証ステーションを有する生産ラインで円筒体を生産する、改良された方法を提供することであり、この改良された方法は、
ツールショップで研削ストック、研削スケジューリングステーション、ツールインベントリ、及びツール選択ステーションを提供する工程と、
ボディメーカーに第1のツールセットを提供する工程であって、第1のツールセットは、第1のサイズを有する第1のツールを含む第1の複数のツールを備える工程と、
ツールインベントリが、ボディメーカーで使用されていない第2の複数のツールを含む工程と、
第1のツールセットを使用して複数の円筒体を再ドローイング及びアイロニングする工程であって、生産ラインは、第1のツールを使用して生産された複数の円筒体の数をツールショップに通知し、ボディメーカーで使用されている第1のツールセットのサイズセットを研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
品質保証ステーションが、複数の円筒体のうちの第1の円筒体を、缶壁の厚さの予め設定された閾値に対して測定し、ツール選択ステーションに缶壁の厚さを通知し、第1の円筒体が予め設定された閾値を超えた場合には、生産ラインとツールショップの両方に通知する一方、生産ラインは、第1のツールセットの第1のツールを研削ストックに戻し、第1のツールを、ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換し、第2のツールは第1のサイズを有する、工程と、
ツールインベントリが、第1のサイズを有するツールインベントリ内のツールの数を研削スケジューリングステーションに通知する工程と、
第1のサイズを有するツールインベントリ内のツールの数及び第1のツールを使用して生産された複数の円筒体の数、ならびに第1のツールセットのサイズセットを使用して、第1のツールを再研削するタスクに優先度を割り当てる工程と、
第1のツールの優先度が再研削のスケジュールにおいて最高の優先度である場合に、第1のツールを再研削する工程と、
を備える。
【0028】
従って、本発明の別の態様、利点、目的、及び実施形態は、前述のものに加えて、品質保証ステーションを有する生産施設において製缶に使用するパンチ及びダイを含む、直径を有する円筒体作製ツールを再研削するためのプロセスを提供することであり、このプロセスは、
a)ツールショップに、研削機、ツールインベントリ、研削ストック、及びツール選択ステーションを提供する工程であって、ツールインベントリは、生産施設で使用する準備ができている第1の複数のツールを含み、ツールインベントリ内の各ツールは、関連する直径を有し、研削ストックは、生産施設から返却された第2の複数のツールを含み、研削ストック内の各ツールは、関連する直径を有し、ツールの関連する直径は複数存在する、工程と、
b)第1の関連直径に対するツールの最小M^数を設定する工程と、
c)第1の関連直径に対するツールの最大Mv数を設定する工程と、
d)閾値製品直径を設定する工程と、
e)生産施設で第1のツールを用いて生産された第1の円筒体を測定する工程と、第1の円筒体が閾値製品直径を超えた場合、生産中の第1のツールを、ツールインベントリから引き出された第2のツールと交換する工程であって、第1及び第2のツールは第1の関連直径を有する、工程と、
f)第1のツールを研削ストックに戻す工程と、
g)M^から、第1の関連直径を有するツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって不足量Dの値を導出する工程と、
h)Mvから、第1の関連直径を有するツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって研削量Gqの値を導出する工程と、
I)第1の関連直径を有する生産中のツールの数Pqをカウントし、Pqから第1の関連直径を有するツールインベントリ内のツールの数Aを差し引き、それによって潜在的不足量Dpの値を導出する工程と、
j)潜在的不足量Dpがゼロより大きい場合、第1の優先度レベルを第1の関連直径に割り当てる工程と、
k)潜在的不足量Dpが1未満で、不足量Dがゼロより大きい場合、第2の優先度レベルを第1の関連直径に割り当てる工程と、
L)潜在的不足量Dpが1未満で、不足量Dが1未満の場合、第3の優先度レベルを第1の関連直径に割り当てる工程と、
m)複数の関連直径の各メンバーについて、各関連直径にA、M^、Mv、Pq、D、Gq、及びDpの値がそれぞれ割り当てられるまで、工程b)から工程L)を繰り返す工程と、
n)第1の優先度レベルが割り当てられた複数の関連直径の各メンバーの潜在的不足量Dpを比較し、第1の優先度レベルが割り当てられた複数の関連直径の各メンバーに優先度番号が割り当てられるまで、潜在的不足量Dpに関してそれぞれを最高から最低へと順序付けし、最も高いものは優先度番号1を受け取り、2番目に高いものは優先度番号2を受け取る工程と、
O)第2の優先度レベルを割り当てられた複数の関連直径の各メンバーの不足量Dを比較し、不足量Dに関してそれぞれを最高から最低へと順序付けすることにより、最初からやり直すことなく、同じ番号順で優先度番号を割り当て続ける工程と、
p)第3の優先度レベルを割り当てられた複数の関連直径の各メンバーの関連直径を比較し、直径に関してそれぞれを順序付けすることにより、最初からやり直すことなく、同じ番号順で優先度番号を割り当て続ける工程と、
q)研削ストックから再研削用に選択されたツールを選択する工程であって、再研削用に選択されたツールは、最高の優先度番号を受け取った関連直径を有する、工程と、
r)再研削用に選択されたツールを再研削する工程と、
s)再研削用に選択されたツールを研削ストックから取り外し、ツールインベントリに追加する工程と、
t)工程g)から工程s)を繰り返す工程と、
を備える。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【
図1】
図1は、本発明の第1の実施形態のブロック図であり、4つのダイ及び1つのパンチの仮想的なツールセットを示している。
【
図2】
図2は、ボディメーカーでの様々な生産段階における単一の円筒体の立面図である。
【
図3】
図3は、仮想的なツールセットのペアを示す表であり、共に直径約2.600インチの缶又は12オンスの容器を生産するように設計されており、厚さ約0.0060インチの厚い壁を生成する。
【
図4】
図4は、生産施設の4つのメインエリアと幾つかのサブエリアをツール室に重点を置いて示し、施設の様々な部分を通過するときのツールの動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートである。これは、ツールの選択と研削のスケジューリングの両方を有する本発明の第1の実施形態を示している。
【
図5】
図5は、生産施設をツール室に重点を置いて示し、ツール選択を使用した第2の実施形態で、施設の異なる部分を通過するときのツールの動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートである。
【
図6】
図6は、生産施設をツール室に重点を置いて示し、計画された研削スケジューリングを使用した第3の実施形態で、施設の異なる部分を通過するときのツールの動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートである。
【
図7】
図7は、本明細書で教示する式に示されている様々な要因に基づく研削の優先度決定を示す表である。
【
図8】
図8は、現在の生産施設で使用されているツールの取り扱いと再研削の先行技術プロセスの類似物の例である。この図は、施設で使用される特定の既知のプロセスを表すものではない。
【
図9】
図9は、1970年代の特許からの先行技術のボディメーカーマシンである。
【発明を実施するための形態】
【0030】
用語集
本明細書で使用される場合、「研削ストック」という用語は、研削に利用できる摩耗したツールと新しいツールの両方を指し、また一般に、それらが保管されるツールショップの領域を指す。
【0031】
「サイズ検査」という用語は、再研削されたツールが特定のツールセットに必要な正確な寸法であることを確認し、ツールの新しい正確なサイズにラベルを付けることを指す。これにより、ツールの「関連直径」が生成される。ツールの直径を知ることは、適切な生産に不可欠である。ツールには様々なサイズがあるため、実際には、ツールのほとんどのグループに「複数の関連直径」が存在する。例えば、
図3又は
図7に示す様々な直径である。
【0032】
本明細書で使用される場合、「ツール」という用語は、缶等の円筒体を生産する際に使用される少なくとも1つのダイ又はパンチを指す。
【0033】
「ツールセット」という用語は、関連するサイズ(例えば
図3に示す)で非常に接近していて、単一のボディメーカーで同時に使用される可能性が高いダイ/パンチのグループを指す。
【0034】
「ツールインベントリ」又は「インベントリ」又は「利用可能なインベントリレベル」という用語は、手元にあり、再研削され、サイズが決められ、必要に応じて生産に入る準備ができているツールを指し、より一般的には、生産の準備ができたときにツールが保管されるツールショップの領域を指す。
【0035】
「ツールショップ」、「生産」(又は「生産ライン」)、QA又は「品質保証」、及び管理という用語は、ツール選択、研削、円筒体の生産等に関与する生産施設の4つの主要な領域を指す。
【0036】
「缶」及び「円筒体」という用語は交換可能に使用することができるが、この用途の目的のために、円筒体という用語は缶を含むが缶に限定されず、従ってすべての円筒体が缶であるとは限らず、故に本発明は、缶だけではなく、より多くの種類の生産に適用され得る。多くの消費財は、缶ではない円筒体で販売されており、例えば、化粧品用のアルミボトルやジャー等が挙げられる。
【0037】
「ツール生産レベル」という用語は、生産に使用される各種類のツールの各サイズのサイズと数のことであり、例えば「直径3.1005のダイ#16543は、再研削後に、1,234,567サイクル(又は生産缶数、ストローク数等)走る」、「直径3.1004のダイ#08765は、再研削後、456,789サイクル走る、…」といったもので、この情報は、ツールショップのツールセレクターに送られる。また、「生産中ツールサイズ」は、任意のある瞬間でボディメーカーにあるツールのサイズを指すことができる。これは、ツールショップの研削スケジューラに送信される通知になる。
【0038】
「規格外アラーム」という用語は、缶が許容値/閾値の範囲内にない(壁の厚さ、缶の重量、又はその他のパラメーターで測定)というQA部門から生産施設への通知を指す。これらの通知は、先行技術ではQAから生産に行くことが知られている場合があり、本発明では、ツールショップのスタッフが使用するために、ツールショップに直接行ってもよい。これは、生産を許容可能な寸法に戻すための緊急アクションを生成することが期待されるという点で、現実のアラームにいくぶん似ている。
【0039】
一方、「予測アラーム」という用語は、特定のツールで何本の缶がドローイングされたか、アイロニングされたかについて、生産施設からツールショップに送信される通知である。これは、ツールが生産で使用されている時間が長いほど(生産された缶で測定)、短期間の交換が必要になる可能性が高いという点で役立つ。この通知はリアルタイムで頻繁に更新される場合があるか、又はポリシーにより、事前に定義した閾値で通知が行われるように指示される場合がある。
【0040】
ストックバランス調整レベルとは、リソースのかなり微妙な使用を指す。これは、インベントリに余剰のサイズのツールがあることに基づいて、ボディメーカーに特定のサイズのツール(つまり、下の図のようなチャートの行)を発行するアクションとして表示される。工場内のすべてのボディメーカーがまったく同じサイズのツールを実行している場合の結果を考えると、そのサイズのツールはすぐに使い果たされるため、これらのサイズではインベントリレベルが低くなり、他のサイズではインベントリレベルが高くなる。この不均衡なストックは、生産の混乱につながる可能性があるか、又は、ツールショップが同じサイズの多数のツールを急いで再研削することを余儀なくされる可能性がある。各ボディメーカーがわずかに異なるサイズを実行し、利用可能なサイズ範囲全体に均等に分散していると、より効率的である。現実の世界では、ボディメーカーは利用可能なサイズ範囲全体に均等に分散した異なるサイズを実行するように設定されていない可能性があるため、ストックのバランス調整では、ボディメーカーのツールセットを完全に変更して(とにかく変更が必要な場合)、ストックのバランスをとることでこれに対処する。
【0041】
缶の重量/壁の厚さ及び同様の測定値は、缶が仕様の範囲内であるか(つまり、缶の壁が厚すぎるか薄すぎるか)どうかを示す。厚さは缶の重さで測ることができる。缶の重量は、缶に入る壁の厚さ及び母材の厚さに依存するため、「壁の厚さの測定」という用語は、缶の重量を含み得る。
【0042】
「インベントリ切れツール」とは、インベントリから削除するために選択されたツールを指し、そのツールはボディメーカーで使用するために生産に送られ、更に本発明のプロセスでは、もはやインベントリで利用できず、従ってインベントリのレコードから削除する必要がある。これは、インベントリにおける実際の数を変更し、ツールの不足量又は潜在的不足量レベルを変更する可能性があるため重要である。これにより、同じ種類及びサイズの追加のツールの再研削の優先度が上がる可能性がある。
【0043】
「利用可能なインベントリレベル」は、インベントリで利用可能であり、必要に応じて生産に移行する準備ができているツールの数を示すという通常の意味を持つ。
【0044】
本明細書で使用される「実際の」又は「A」は、インベントリ内の実際のツールの数を指す。
【0045】
「最小」又は「M^」は、ポリシー毎にインベントリに保持されるツールの最小レベルを指す。
【0046】
「最大」又は「Mv」は、ポリシーに従ってインベントリに保持されるツールの最大レベルを指す。
【0047】
「生産中の数量」又は「Pq」は、実際に生産で使用されている特定のサイズのツールの数を指す。
【0048】
「不足量」又は「D」は、以下の式1に従って、インベントリ及び生産(Pq)で、生産レベルと最小レベルの両方、又は最小と実際の差として、十分なツールが手元にないことを意味する。
【0049】
「研削量」又は「Gq」は、以下の式3に従って、最大と実際の差を指す。
【0050】
「潜在的不足量」又は「D
p」は、
図7、式2を参照して説明した、生産中の数量(P
q)と実際の差を指す。
【0051】
現在の生産方法では、ダイとパンチをより簡単に入手でき、より効率的に優先順位を付けることで、運転停止時間と生産コストを削減でき、これにより、材料の消費量が削減され、工場/生産ライン/ボディメーカーの稼働時間が増加する。
【0052】
用語集の終了
図1は、本発明の第1の実施形態のブロック図であり、4つのダイ及び1つのパンチの仮想ツールセットを示している。
図1は、ツールセット100を示している。これは、ツールセット内の様々なツールのサイズの順序によって、生産ライン/生産施設で使用できるオプションが必然的に制限されるためである。特に、リドローダイ102、アイロニングダイ#1(104)、アイロニングダイ#2(106)及びアイロニングダイ#3(108)は、IDによって測定した、密接に順序付けられたサイズの順序でなければならなす、パンチ110は、異なるサイズ(明らかにODで測定したもの)も一致していなければならない。これは、ボディメーカーの単一工程の操作で、缶等の円筒体がパンチされないためである。それどころか、
図2は、ボディメーカーでの様々な生産段階における単一の円筒体の立面図である。再ドローイングされたカップ/缶/円筒体202a、202b、202c、202dは、何段階かに分けて処理され、パンチング及びアイロニングされ、繰り返す毎に、缶の重量(つまり、材料費)と缶の厚さ(厚さが重量を部分的に決定)の望ましい公差に近づけられていく。缶壁の厚さをこのように少しずつ変化させるには、ダイとパンチのサイズを段階的に小さく変える必要がある。
【0053】
図3は、仮想的なツールセットのペアを示す表であり、共に直径約2.600インチの缶又は12オンスの容器(約346ml)を生産するように設計されている。異なるダイのサイズの違いは、大きなギャップなしに整然とした進行をたどり、最初のダイでは2.6007IDで、次のダイでは2.6006になり、その次のダイでは2.6005等になることがすぐに分かる。
【0054】
2番目の行は、ほぼ同じ寸法の2番目のツールセット用である。
【0055】
従って、ツールは、ボディメーカーで使用されているセットのサイズに非常に密接に研削されていなければならない。これは、ツールセットによって、1つのツールが使用によって摩耗し、交換する必要がある場合に交換できるツールの選択肢が制限されることを意味しており、大量生産では1日か2日で発生する。
【0056】
図8は、現在の生産施設で使用されているツールの取り扱いと再研削の先行技術プロセスの類似物の例である。この図は、特定の施設で使用される特定の特許取得済みプロセスを表すものではない。ツール使用/研削/QAプロセス802は、ツール室804で開始されると考えることができ、ここでは、オペレータによる必要性の推定に基づいて、ツールが研削ストック806から選択され、そこから研削ステーション810に行って、生産ラインのツールインベントリに再導入できるように(再研削によって)準備される。再研削の直後に、測定と検査(812)が行われ、ツールに正確な寸法のラベルが付けられるため、適切なサイズの順序で適合するツールセットでのみ使用される。すぐに生産を再開する必要がない限り、ツールは直接生産に入るのではなく、代わりに、ツールは通常、ツールインベントリ814に参加し、選択816が生産818に入るのを待つ。
【0057】
ツールが使用されているボディメーカー上で生成された円筒体は、ツール室の人員812によって測定される。一般に、品質保証は、唯一の厳密な測定と返品のシーケンスを開始する。缶壁の厚さ又は缶の重量の閾値を超えると、QA820は、問題があることを生産部門818に通知する832。その時点で生産が行われ、摩耗したツールがボディメーカーから取り外され、研削ストック806に戻される826。
【0058】
管理824は、恐らく、QA情報を監視し、缶を移動し、必要に応じて、又は必要があると想定されれば、新しいツールインベントリを注文する。
【0059】
図4は、生産施設の4つのメインエリアと幾つかのサブエリアをツール室に重点を置いて示し、施設の様々な部分を通過するときのツールの動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートである。これは、ツール選択と研削のスケジューリングの両方を行う本発明の第1の実施形態を示しており、ツールインベントリのダイとパンチをより安定した流れで提供することを目的としており、それによって必要以上にツールを交換する必要がないようにするものである(1つのツールを交換する方が、ツールセット全体を交換するよりも早い)。
【0060】
そうするために、ツールショップのスタッフがダイを再研削する際の選択をガイドするための手順を用意しておくと役に立つ。
図4は、ツールのより複雑なフローと、これを可能にする缶工場のある部分から別の部分への通知を示している。
【0061】
生産施設には、実際の生産施設/ライン自体、ツールショップ、品質保証ステーション、及び管理の4つの主要部分がある。「ステーション」とは、部門又は1人の従業員、特定のツールが使用可能な作業室、有用な通信又は自動化機器(電話、コンピューター)等を指す場合があることに注意されたい。本発明の要点は、生産ライン全体を再発明することではなく、1つのステーション/プロセス(研削スケジューリングステーション)を追加し、ツールショップスタッフの経験によるのではなく、体系的な順序でツールをリグラインドすることである。
【0062】
従って、ツール使用/研削/QAプロセス402は、ツール室404、生産ライン418、及び品質保証420を前提として動作する。
【0063】
研削ストック406は、再研削を待つ複数のツールを有するであろう。ただし、再研削する順序によって、不必要な生産停止、不必要に大きなツールインベントリ、無駄な人件費、その他の問題と最適な生産効率の違いが生じる可能性がある。
【0064】
研削スケジュール408は、生産ラインやQA部門からの情報に基づいて、特に研削スケジュールの作成や、スケジュール上の研削ストックの優先度決定を可能にする情報等、施設の異なるステーション/部門間の協力度を高める必要がある手順に従って実施されるものである。
【0065】
研削機械410は、各ツールの物理的研削が行われるステーションである。研削ステーションの機械工は研削スケジュールにアクセスできるため、必要となる可能性が最も高いツールサイズを素早く推測する必要がなくなる。
【0066】
サイズ検査412は、研削ステーションから出てくるときに各ツールの実際のサイズを単に確認し、ツールの正確な寸法、特にパンチのOD及びダイのIDでツールにラベルを付ける。各ツールは、シーケンスされたサイズの他のツールのセットで使用する必要があるため、これは必須である。このように、すべてのツールには関連直径があり、研削ストックのツールには複数の関連直径があり、ツールインベントリのツールには別の複数の関連直径があり、実際に生産に使用される(ボディメーカーの)ツールには更に別の複数の関連直径がある。
【0067】
その後、インベントリ414は、寸法が決められたツールを受け取り、知られている限りの先行技術とは対照的に、所定の関連直径のユニットのインベントリへの追加は、研削機スケジューリングステーションに逆報告され、その特定のサイズのツールの優先度レベル又は優先度番号(
図7に関して後述する)を減少させることができる。また、本発明に固有に、ストックバランシング情報は、インベントリからツール選択ステーション416に転送報告される。
【0068】
ツール選択ステーション416は、本発明では、本発明の手順の次の工程に関連して説明されるように、生産人員から受け取った情報によって通知されるので、先行技術よりも体系的なプロセスである。
【0069】
生産ライン418は、ツールを使用してボディメーカーによって生産された円筒体を品質保証420に送り、製品が許容値/閾値内にあることを検証するために測定を行う。しかしながら、本発明では、QA420は、缶が許容値の外である場合に、生産418に警告するだけではない(工程432)。本発明を実施した管理424では、QA420はまた、缶が閾値を超えておらず、完全に許容可能である場合でも、缶の重量及び壁の厚さ440のデータをツール選択ステーション416に通知する。更に、QA420が、閾値を超える/下回る缶の生産418に警告するとき、QA420はまた、同じ通知428をツールショップ404に送信し、これもまた先行技術には見られない工程である。
【0070】
更に、生産418は、生産438で使用されている実際のツールサイズ(複数の関連するツール直径、及び各異なる直径のツールの数)をツールショップ404に通知し、これは既知の先行技術には見られない通知である。更に、生産418は、所与のツールによって生産された缶の数に関する情報の形で、予測情報を積極的にツールショップ404に提供する(工程430)。この革新は、所与のツールが、例えば100万を超える缶をドローイングしたため、交換が必要になる可能性が高いことを、ツールショップ404が確認できるようにする点で有用である。同じ情報がツール選択ステーションに提供される(工程434)。
【0071】
施設の異なるボディメーカー間で様々なサイズ範囲のバランスの取れた使用を維持するためにはサイズ毎にどのツールセットを使用すべきかを詳述するストックバランス調整レベル436は、ツールインベントリステーション414によってツール選択ステーション416に提供される。ツール選択ステーション416は、ツールがインベントリから引き出されたときにツールインベントリ414に通知し(工程442)、次に、インベントリ414は、利用可能なインベントリレベルを研削スケジューリング408に通知する(444)。
【0072】
次に、ツールは、工程426でツールショップ研削ストック406に戻されるが、ツール自体と共に、ツールに関するデータも送信される(これは、2つの別個の工程と見なされ得るが、図解を明確にするために、単一工程として示される)。
【0073】
本発明は、部分的な形態でも使用することができる。
【0074】
図5は、生産施設をツール室に重点を置いて示し、ツール選択を使用した第2の実施形態で、施設の異なる部分を通過するときのツールの動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートである。
図5は、ツールのより複雑なフローと、これを可能にする缶工場のある部分から別の部分への通知を示している。
【0075】
生産施設には、実際の生産施設/ライン自体、ツールショップ、品質保証ステーション、及び管理の4つの主要部分がある。「ステーション」とは、部門又は1人の従業員、特定のツールが使用可能な作業室、有用な通信又は自動化機器(電話、コンピューター)等を指す場合があることに注意されたい。
【0076】
研削ストック506は、再研削を待つ複数のツールを有するであろう。ただし、再研削する順序によって、不必要な生産停止、不必要に大きなツールインベントリ、無駄な人件費、その他の問題と最適な生産効率の違いが生じる可能性がある。
【0077】
研削機械510は、各ツールの物理的研削が行われるステーションである。
【0078】
サイズ検査512は、研削ステーションから出てくるときに各ツールの実際のサイズを単に確認し、ツールの正確な寸法、特にパンチのOD及びダイのIDでツールにラベルを付ける。各ツールは、シーケンスされたサイズの他のツールのセットで使用する必要があるため、これは必須である。また、本発明に固有に、ストックバランシング情報は、インベントリからツール選択ステーション516に転送報告される。
【0079】
ツール選択ステーション516は、本発明では、本発明の手順の次の工程に関連して説明されるように、生産人員から受け取った情報によって通知されるので、先行技術よりも体系的なプロセスである。
【0080】
生産ライン518は、円筒体を品質保証520に送り、製品が許容値/閾値の範囲内にあることを検証するために測定を行う。しかしながら、本発明では、QA520は、缶が許容値の外である場合に、生産518に警告するだけではない(工程532)。本発明を実施した管理524では、QA520はまた、缶が閾値を超えておらず、完全に許容可能である場合でも、缶の重量及び壁の厚さのデータをツール選択ステーション516に通知する540。更に、QA520が、閾値を超える/下回る缶の生産518に警告するとき、QA520はまた、同じ通知528をツールショップ504に送信し、これもまた先行技術には見られない工程である。
【0081】
更に、生産518は、所与のツールによって生産された缶の数に関する情報の形で、予測情報を積極的にツールショップ504に提供する(工程530)。同じ情報がツール選択ステーションに提供される(工程534)。
【0082】
ストックバランス調整レベル536は、ツールインベントリステーション514によってツール選択ステーション516に提供される。ツール選択ステーション516は、ツールがインベントリから引き出されたときにツールインベントリ514に通知する(工程542)。
【0083】
次に、ツールは、工程526でツールショップ研削ストック506に戻されるが、ツール自体と共に、ツールに関するデータも送信される(これは、2つの別個の工程と見なされ得るが、図解を明確にするために、単一工程として示される)。
【0084】
一方、
図6は、生産施設をツール室604に重点を置いて示し、計画された研削スケジューリング608を使用した第3の実施形態で、施設の異なる部分を通過するときのツール602の動き(及びツールに関するアラームと情報)を示すプロセスチャートであり、ツール選択は、インベントリ614から生産618への移動以外の何物でもない。
【0085】
研削ストック606は、研削スケジュール608に従って研削の準備ができており、アイテムが最高の優先度番号に達すると、研削機610に行き、再研削され、検査され、サイジングされ、サイズ612に関連付けられ、インベントリ614に入れられる。インベントリ614は、インベントリレベル644のスケジュール608に警告する。
【0086】
生産ライン618は、ツール630毎の予測アラーム/缶をスケジューリング部門608に直接送信するとともに、現在生産で使用されている関連直径638の通知を送信する。
【0087】
品質保証620は、従来の生産へのアラーム(632)及び革新的なアラームの両方の仕様外アラームをツール室628に送り、そして勿論、これにより、ツール及びツールデータは、工程626でツールに戻る。
【0088】
重要なのは、生産とツールのすべての段階が連携して機能することで、幾つかの有用なパラメーターも発明される可能性があるということであり、特筆事項を以下に示す。
【0089】
図7は、本明細書で教示する式に示されている様々な要因に基づく研削の優先度決定を示す表である。特に、「不足量」、「潜在的不足量」及び「研削量」は、本明細書に記載されているように情報を共有するすべての部門で収集できる統計に基づいて導き出され、計算され得る。
【0090】
「A」は、生産で使用できるツールインベントリ内の実際のツール数である。
【0091】
「M^」は、品質保証からの情報を使用して、管理、生産、及びツール室によって作成されたポリシーに従ってインベントリに保持されるツールの最小レベルである。
【0092】
「Mv」は、2番目の施設ポリシーに従ってインベントリに保持されるツールの最大数を指す。
【0093】
最後に、任意の瞬間に生産で使用されているツールの数「Pq」は、実際に生産で使用されている特定のサイズのツールの数を指す。
【0094】
ツールの各異なるサイズ(2.6184や2.6196等)毎に、これらの番号のそれぞれはほとんど独立しているため、実際には複数の番号セットがあり、それぞれがツールの複数の関連直径の異なるものに関連していることに注意されたい。また、ツールは3つの主要な場所(研削ストック、ツールインベントリ、生産)に配置されているため、実際には、各サイズと各場所に対して3セット分の番号がある。研削スケジューリングスタッフは、優先度を比較して決定するために、多数の数値グループを追跡する必要がある。
【0095】
新しいメトリックの導出が可能となった。
【0096】
「不足量」又は「D」とは、インベントリ414及び生産(Pq)において、生産418と最小レベルの両方に対して十分な数のツールが手元にないこと、又は代わりに、以下の式1により、最小と実際のツールの数の差としてのことを指す。
式1 D=M^-A
【0097】
例えば、ポリシーとしてサイズ2.6184の最小3つのツール(
図7の最初の行)を定めているが、実際にはインベントリに2つのツールしかないため、1つのツールが不足量としてあるといったように、これは、ポリシーが特定の最小値をインベントリに保持することを指示しているが、最小値を満たすのに十分なストックがない場合、不足があることを示している。
【0098】
ただし、実際には、これは最優先度のメトリックではなく、追加の作業が必要であることが分かっている。
【0099】
特に、実際に生産で使用され、生産ライン418で使用されている各サイズの数に重み付けされたツールサイズは、ほぼ決定的であることが見出された。これは、短期的な潜在的不足量「Dp」を表し、生産中の数量(Pq)とツールインベントリ414の実際の数との差として計算される。
式2 Dp=Pq-A
【0100】
この高優先度のメトリックは、短期的には重要であることが判明し、ツールサイズを優先度順に番号付けするだけでなく(
図7を参照、ツールサイズ2.6182、優先度番号1)、優先度レベルを作成するためのシステムの基盤になる。従って、正の潜在的不足量D
pを有するアイテムサイズ(関連直径)は、不足量Dのサイズに関係なく、最高の優先度レベルに分類され、このような全ての関連直径は最初に、最大のD
pから最小の順に処理する必要がある。
【0101】
不足量Dを有するがDpがないアイテムは、第2レベルの優先度になり、第1レベルのアイテムの後に、第2レベルのアイテムがD値の大きいものから小さいものの順に処理される。
【0102】
第3の優先度として、アイテムは最大直径から最小直径まで処理が可能であり、或いは他のルールを導出して使用することもできる。
【0103】
研削するアイテムの数も重要である。ツール室では、各ツールの後に研削機等の機器を異なるサイズに調整するよりも、単一サイズのツールを繰り返し研削する方が簡単であると想定して、複数のツール研削を実行できる。この場合、「研削量」又は「Gq」は、以下の式3に従って、インベントリに保持する最大数とインベントリにおける実際の数との差を指す。
式3 Gq=Mv-A
【0104】
他方、他の実施形態では、Gqは、各ツールが研削され、インベントリに送られ、生産から戻される等の後に研削スケジュールを更新することを支持して、無視され得る。そのような実施形態では、計算は、ツール可用性データの個々の変更の後に再実行され得る。
【0105】
このプロセスの一部は自動化されているか、少なくとも部分的に自動化されていてもよい。すなわち、アラーム、情報の転送等は、これらのタスクの一部、例えばスプレッドシート、自動QA測定、又はその他の部分を実行するように命令する不揮発性メモリプログラミングを有するプログラム可能なコンピュータを使用して実行してもよい。
【0106】
本開示は、現在企図されている最良のモード及び現在好ましい実施形態を含む、過度の実験なしに当業者によって本発明を実行可能にするために提供される。本開示のいかなる内容も、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の変更、同等物、及び置換の影響を受けやすい本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲から理解されるべきである。
【0107】
方法及び構成要素は、本明細書に記載されている。しかしながら、本明細書に記載されたものと類似又は同等の方法及び構成要素を使用して、本発明の変形を得ることができる。材料、物品、部品、方法、及び例は、例示にすぎず、限定することを意図したものではない。
【0108】
上記で詳細に開示された実施形態はごくわずかであるが、他の実施形態も可能であり、本発明者らは、これらが本明細書に含まれることを意図している。本明細書では、別の方法で達成できる、より一般的な目標を達成するための具体的な例について説明している。本開示は例示を意図しており、特許請求の範囲は、当業者に予測可能である可能性のある任意の修正又は代替を包括することを意図している。
【0109】
例示的な実施形態において本発明の原理を例示及び説明したので、記載された実施例は例示的な実施形態であり、そのような原理から逸脱することなく配置及び詳細を変更できることは当業者には明らかであるはずである。いずれかの例の技法を、他の例のいずれかのうちの1つ以上に組み込むことができる。本明細書及び実施例は例示としてのみ見なされることが意図されており、本発明の真の範囲及び精神は以下の特許請求の範囲によって示されている。
【符号の説明】
【0110】
図1
100 ツールセット
102 リドローダイ
104 アイロニングダイ#1
106 アイロニングダイ#2
108 アイロニングダイ#3
110 パンチ
図2
202a,202b,202c,202d 缶/円筒体
図4
402 ツール使用/研削/QAプロセス
404 ツール室
406 研削ストック
408 研削スケジュール
410 研削ステーション
412 サイズ検査
414 インベントリ
416 ツール選択
418 生産ライン
420 品質保証
424 管理
426 ツールとツールデータがツーリングに戻る
428 仕様外アラームが直接ツーリングへ
430 ツール毎の予測アラーム/缶
432 仕様外アラーム
434 ツール生産レベル
436 ストックバランス調整レベル
438 生産中ツールサイズ
440 缶重量/壁の厚さの測定値
442 インベントリ切れツールアラーム
444 利用可能なインベントリレベル
図5
502 ツール使用/研削/QAプロセス
504 ツール室
506 研削ストック
510 研削
512 サイズ検査
514 インベントリ
516 ツール選択
518 生産ライン
520 品質保証
524 管理
526 ツールとツールデータがツーリングに戻る
528 仕様外アラームが直接ツーリングへ
530 ツール毎の予測アラーム/缶
532 仕様外アラーム
534 ツール生産レベル
536 ストックバランス調整レベル
540 缶重量/壁の厚さの測定値
542 インベントリ切れツールアラーム
図6
602 ツール使用/研削/QAプロセス
604 ツール室
606 研削ストック
608 研削スケジュール
610 研削ステーション
612 サイズ検査
614 インベントリ
618 生産ライン
620 品質保証
624 管理
626 ツールとツールデータがツーリングに戻る
628 仕様外アラームが直接ツーリングへ
630 ツール毎の予測アラーム/缶
632 仕様外アラーム
638 生産中ツールサイズ
644 利用可能なインベントリレベル
図7
A 実際のインベントリ
M
^ 最小
Mv 最大
P
q 生産中の数量
D 不足量
G
q 研削量
D
p 潜在的不足量
図8-先行技術の類似物
802 ツール使用/研削/QAプロセス
804 ツール室
806 研削ストック
810 研削機械
812 サイズ検査
814 インベントリ
816 ツール選択
818 生産ライン
820 品質保証
824 管理
826 ツールがツーリングに戻る
832 仕様外アラーム
【国際調査報告】