JP2026082006A - 混流生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】コスト増大の抑制を図ることができる混流生産システムを提供すること。
【解決手段】本開示に係る混流生産システムは、複数種類のワークを混流し、複数の加工ステーションによりワークを加工する混流生産システムであって、複数の加工ステーションに複数種類のワークを加工する複数の加工ツールを設け、加工ツールによるワークへの加工数は、複数の加工ステーションに１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合における加工数よりも少ない。
【選択図】図１

Description

本開示は、混流生産システムに関する。

近年、複数種類のワークを生産ラインにおいて加工する技術が開示されている。例えば、特許文献１は、複数の機種のワークに対して第１加工を行う第１加工ラインや第２加工を行う第２加工ライン等からなる搬送システムに係る技術を開示している。特許文献１に係る搬送システムは、第１及び第２加工ラインのそれぞれに複数の第１加工機及び第２加工機を備えている。各加工機には、それぞれ対応するワークの機種が設定されている。第１搬入ローダは、第１受渡装置から第１加工機にワークを搬入し、第１搬出ローダは、第１加工機から第２受渡装置にワークを搬出する。これは、第２加工ラインにおいても同様である。

特開２０１４－１４０９４８号公報

特許文献１に係る搬送システムの工程は、第１加工ラインと第２加工ラインとが搬入ローダ、搬送ローダ及び受渡装置を介して直列に接続されている。そのため、搬入ローダ及び搬出ローダがある機種のワークを搬送している場合、他の機種のワークは待ち状態となる。これは例えば、加工機での加工が終了してワークが移動を待つ場合や、受渡装置から加工機への移動を待つ場合が考えられる。このような場合に待ち時間の発生を回避するためには、搬送システムの複列化が必要となる。しかし、システムを複列化することは、コストの増大につながる。

本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、コスト増大の抑制を図ることができる混流生産システムを提供することを目的とする。

本開示に係る混流生産システムは、複数種類のワークを混流し、複数の加工ステーションにより前記ワークを加工する混流生産システムであって、前記複数の加工ステーションに前記複数種類のワークを加工する複数の加工ツールを設け、前記加工ツールによる前記ワークへの加工数は、前記複数の加工ステーションに１種類の前記ワークを加工する前記加工ツールを設ける場合における前記加工数よりも少ない。本開示に係る混流生産システムにおいては、所定の種類のワークの加工に対して１つの加工ステーションに求められる生産能力を低くすることにより、当該加工ステーションにおける当該ワークを加工する加工ツールの数を少なくすることができる。そのため、１つの加工ステーションに複数種類のワークを加工する加工ツールを設けることができる。これにより、本開示に係る混流生産システムは、システムの複列化を回避することにより、コスト増大の抑制を図ることができる。

本開示により、コスト増大の抑制を図ることができる混流生産システムを提供することができる。

図１は、本開示に係る混流生産システム１の一例を示す概略図である。 図２は、混流生産システム１による動作の一例を示すフローチャートである。 図３は、混流生産ラインにおいてシステムを複列化した場合の一例を示す概略図である。

以下、図面を参照して本開示に係る実施の形態について説明する。図１は、本開示に係る混流生産システム１の一例を示す概略図である。混流生産システム１は、混流する複数種類のワークを加工するシステムである。図１において、矢印はワークの搬送方向を表す。ワークの種類は、２種類であってもよいし、３種類以上であってもよい。ワークは、例えば自動車部品に係るものであってもよい。自動車部品は、例えば、ステータやロータ、モータシャフト等である。

混流生産システム１は、異なる複数の車種における同一の自動車部品を混流生産するシステムであってもよいし、同一の車種における複数の自動車部品を混流生産するシステムであってもよいし、異なる複数の車種における複数の自動車部品を混流生産するシステムであってもよい。以降、混流生産システム１は、異なる複数の車種における同一の自動車部品を混流生産するシステムであるとして、説明を続ける。

本実施の形態において加工とは、切削や塗装、ネジ締め、溶接のいずれかであってもよいし、その他の加工であってもよい。ワークの加工は、ロボット等により行われてもよいし、作業員により行われてもよい。すなわち、本実施の形態における加工は、自動化されていてもよい。

混流生産システム１は、混流するワークを不規則に流してもよいし、規則的に流してもよい。換言すれば、混流生産システム１は、混流するワークをランダムに流してもよいし、そうでなくてもよい。混流するワークを不規則に流す場合、混流生産システム１による生産方式は、混流ランダム生産と称することができる。

混流生産システム１は、第１加工ステーション２及び第２加工ステーション３を備える。すなわち、混流生産システム１は、複数の加工ステーションによりワークを加工するシステムである。ここで、加工ステーションとは、ワークを加工するために設けられた設備や空間のことである。混流生産システム１において、各加工ステーションは、車種Ａ用のワーク及び車種Ｂ用のワークを加工するものとする。混流生産システム１は、加工ステーションを３つ以上備えてもよい。加工ステーションは、作業ステーションとも称され得る。

第１加工ステーション２は、流れてくるワークに対して第１加工を行う加工ステーションである。同様に、第２加工ステーション３は、流れてくるワークに対して第２加工を行う加工ステーションである。特に、第２加工ステーション３は、第１加工ステーション２による第１加工を終えたワークに対して第２加工を行う加工ステーションである。

第１加工ステーション２は、第１加工ツール４を備える。また、第２加工ステーション３は、第２加工ツール５を備える。具体的には、第１加工ステーション２は、車種Ａ用のワークに対して第１加工を行う第１加工ツール４ａと、車種Ｂ用のワークに対して第１加工を行う第１加工ツール４ｂとを備える。また、第２加工ステーション３は、車種Ａ用のワークに対して第２加工を行う第２加工ツール５ａと、車種Ｂ用のワークに対して第２加工を行う第２加工ツール５ｂとを備える。加工ツールとは、ワークを加工する際に用いるツールである。加工ツールは、ロボットアームにおけるエンドエフェクタであってもよいし、作業員が人力により加工を行う際に用いる工具等であってもよい。

すなわち、第１加工ステーション２及び第２加工ステーション３は、それぞれ複数種類のワークを加工する加工ツールを備える。それぞれの加工ステーションにおける加工ツールの数は、２つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、一部の加工ステーションにおいては、１つの加工ツールを備えてもよい。この場合、当該加工ツールは、複数種類のワークを加工することができるものとする。

本実施の形態に係る混流生産システム１において、車種Ａ用の第１加工ツール４ａは、車種Ａ用のワークに対する第１加工にのみ用いられるものとする。すなわち、車種Ａ用の第１加工ツール４ａを用いて車種Ｂ用のワークに第１加工を行うことはできないこととする。同様に、車種Ｂ用の第１加工ツール４ｂを用いて車種Ａ用のワークに第１加工を行うことはできないこととする。また、車種Ａ用の第２加工ツール５ａを用いて車種Ｂ用のワークに第２加工を行うことはできないこととし、車種Ｂ用の第２加工ツール５ｂを用いて車種Ａ用のワークに第２加工を行うことはできないこととする。

車種Ａ用の第１加工ツール４ａは、車種Ａ用のワークに対して１又は２以上の加工を行う。換言すれば、車種Ａ用の第１加工ツール４ａは、所定の加工数の加工を車種Ａ用のワークに対して行う。同様に、車種Ｂ用の第１加工ツール４ｂは、所定の加工数の加工を車種Ｂ用のワークに対して行う。車種Ａ用の第２加工ツール５ａ及び車種Ｂ用の第２加工ツール５ｂについても同様である。

第１加工ステーション２及び第２加工ステーション３における第１加工ツールによる車種Ａ用のワーク又は車種Ｂ用のワークを加工する加工ツールによる加工数は、１つの加工ステーションにおいて、１つのワークを加工する場合における加工数よりも少ない。すなわち、複数種類のワークを加工する複数の加工ツールを設けた加工ステーションにおける所定の加工ツールによるワークへの加工数は、当該加工ステーションに当該ワークのみを加工する加工ツールを設ける場合における当該ワークへの加工数よりも少ない。

例えば、第１加工ステーション２において車種Ａ用の第１加工ツール４ａが行う加工数は、第１加工ステーション２に車種Ａ用の第１加工ツール４ａのみが備えられていた場合に当該加工ツールが行う加工数よりも少ない。同様に、車種Ｂ用の第１加工ツール４ｂが行う加工数は、第１加工ステーション２に車種Ｂ用の第１加工ツール４ｂのみが備えられていた場合に当該加工ツールが行う加工数よりも少ない。第２加工ステーション３においても同様である。

それぞれの加工ツールによる加工数は、加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合における加工数の半分であってもよいし、３分の１であってもよいし、４分の１であってもよい。すなわち、それぞれの加工ツールによる加工数は、加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合における加工数の半分以下であってもよい。それぞれの加工ツールによる加工数は、それぞれの加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合における加工数を、加工ツールの種類の数により除算した数であってもよい。

加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合、当該加工ツールは、ワーク１つ分の加工を行うこととした場合、混流生産システム１に係る第１加工ステーション２及び第２加工ステーション３では、それぞれが当該ワークの半分の加工を行うこととしてもよい。

例えば、加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合において、加工ツールによる車種Ａ用及び車種Ｂ用のワーク１つ分の加工数が４８箇所であるとする。この場合、車種Ａ用の第１加工ツール４ａ及び車種Ｂ用の第１加工ツール４ｂによるワークの加工数は、それぞれ半分の２４箇所であってもよい。また、車種Ａ用の第２加工ツール５ａ及び車種Ｂ用の第２加工ツール５ｂによるそれぞれの加工数も、２４箇所であってもよい。すなわち、混流生産システム１の２つの加工ステーションは、加工ステーションが１種類のワークを加工する加工ツールを設ける場合における１つの加工ステーションでの加工を行うこととしてもよい。

混流生産システム１は、図１において図示しないリフタを備えてもよい。リフタは、搬送されたワークが加工ステーションに到着した際にワークを上昇させる装置である。すなわち、リフタは、加工ツールがワークの加工を行う高さまでワークを持ち上げる装置である。リフタは、ワークの位置や向きを調整するための割出機能を有していてもよい。このとき、リフタは、車種検知センサ（非図示）が判別した車種情報を受信してもよい。例えば、第１加工ステーション２において、車種Ａ用のワークが搬入された場合、第１加工ステーション２におけるリフタは、当該ワークを持ち上げ、又は回転させることによって、当該ワークを車種Ａ用の第１加工ツール４ａの加工位置まで移動させてもよい。すなわち、リフタによる割出位置が加工ツールの加工位置であってもよい。

次に、混流生産システム１による動作の流れについて説明する。図２は、混流生産システム１による動作の一例を示すフローチャートである。まず、混流生産システム１は、ワークを搬入する（ステップＳ１）。次に、混流生産システム１は、第１加工ステーション２において所定の加工数、当該ワークに対して第１加工を行う（ステップＳ２）。その後、混流生産システム１は、第２加工ステーション３において所定の加工数、当該ワークに対して第２加工を行う（ステップＳ３）。その後、混流生産システム１は、加工されたワークを搬出する（ステップＳ４）。

このように、本実施の形態に係る混流生産システム１は、システムを複列化することなく、混流する複数種類のワークを加工することができるため、コスト増大の抑制を図ることができる。混流生産システム１による効果について、以下に詳述する。

関連技術における混流生産ラインのシステム構造は、１つの加工ステーションが１つの種類のワークを加工するものである。すなわち、複数種類のワークが混流して加工ステーションに搬入される場合、当該加工ステーションの対応するワークの種類と、搬入されたワークの種類とが一致しなかった場合、当該加工ステーションにおいてワークの加工を行うことができない。この場合、ワークに対して待ち時間が生じてしまう。そのため、このようなシステム構造では、目標とするサイクルタイム（Cycle Time：ＣＴ）が未達になってしまうおそれがある。

この問題を解決するためには、システムを複列化することが考えられる。ここで、複列化したシステムの例を図面に示す。図３は、混流生産ラインにおいてシステムを複列化した場合の一例を示す概略図である。図３における混流生産システムは、異なる複数の車種における同一の自動車部品を混流生産するシステムである。図３において、搬送されたワークは、車種検知センサ（非図示）により当該ワークが車種Ａ用のワークなのか車種Ｂ用のワークなのかが判別される。そして、当該ワークは、車種Ａ用の加工ステーション又は車種Ｂ用の加工ステーションに振り分けられる。それぞれの加工ステーションでは１種類のワークを加工する。システムを複列化することによりワークに待ち時間が生じないため、目標ＣＴを満たすことができる。一方、システムを複列化するとコストの増大が懸念される。

本実施の形態に係る混流生産システム１は、システムを複列化することなく、複数種類のワークを加工することができるため、コスト増大の抑制を図ることができる。また、混流生産システム１によれば、目標ＣＴを満たすことができる。すなわち、混流生産システム１は、複数の加工ステーションに複数種類のワークを加工する複数の加工ツールを設けている。そのため、搬入されたワークがいかなる種類のワークであっても当該ワークに対応する加工ツールによりワークを加工することができる。そのため、混流生産システム１によれば、ワークの待ち時間を抑制できる。

本実施の形態に係る混流生産システム１の加工ステーションにおけるワークへの加工数は、加工ステーションが１種類のワークを加工する場合における加工数と比較して少ない。換言すれば、加工ステーションが１種類のワークを加工する場合と比較し、混流生産システム１の加工ステーションに求められる生産能力は低い。そのため、混流生産システム１の加工ステーションにおける所定の種類のワークに対する加工ツールの数は、加工ステーションが１種類のワークを加工する場合の加工ツールの数よりも少なくなる。その結果、加工ステーションにおいて所定の種類のワークに対する加工ツールの配置スペースが削減され、当該削減されたスペースに別の種類のワークに対する加工ツールを配置することができる。

これにより、混流生産システム１は、１つの加工ステーションに複数種類の加工ツールを設けることができる。そのため、混流生産システム１は、システムの複列化を回避することにより、コスト増大の抑制を図ることができる。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本開示に係る混流生産システムは、１個流し生産方式を用いてもよいし、ロット生産方式を用いてもよい。また、本開示に係る混流生産システムは、電子機器の生産に用いられてもよいし、産業機械の生産に用いられてもよい。

１ 混流生産システム、２ 第１加工ステーション、３ 第２加工ステーション、４ 第１加工ツール、５ 第２加工ツール

Claims (1)

1. 複数種類のワークを混流し、複数の加工ステーションにより前記ワークを加工する混流生産システムであって、
   前記複数の加工ステーションに前記複数種類のワークを加工する複数の加工ツールを設け、前記加工ツールによる前記ワークへの加工数は、前記複数の加工ステーションに１種類の前記ワークを加工する前記加工ツールを設ける場合における前記加工数よりも少ない、
   混流生産システム。