WO1997047170A1 - Facility operating method - Google Patents

Description

明細書

設備運用方法

技術分野

本発明は、 電子部品をプリント基板に搭載することができる複数の実装設備集 合体から、 特定のプリント基板の製造に対し、 初期設定のラインタク卜以下とな るライン構成を求める設備の運用方法に関するものである。

背景技術

従来から、 電子部品の実装工程では、 各実装設備の特徴を活かしたライン構成に よりプリント基板の実装を実現している。 例えば、 微小チップ部品の実装工程で は、 表面実装タイプの高速設備で部品を搭載し、 Q F P等、 リード間ピッチが狭 く装着精度を要する部品の場合は、 前記高速実装の工程後、 ロボットタイプの高 精度設備で部品を搭載する等の運用を行い、 ライン全体での品質、 稼動率の向上 を図っている。 また、 ライン夕クトを上げるために、 同一種額の設備を同一ライ ンに複数台配置する運用方法も良く知られている。 従来からこのようなライン構 成を決定し運用する際に、 設備管理者は以下のような手作業を必要としていた。 まず、 特定のブリント基板の実装に必要な部品リストから、 部品の員数、 部品 カ搭载可能な設備、 部品の設備毎の搭載タク卜、 設備の最大搭¾部品数等の情報 を籙める。

次に、 本プリント基板の実装に複数ラインが必要かを決める。 例えば、 挿入ェ 程、 表面実装工程、 半導体実装工程等をそれぞれ別ラインにするかを決定する。 各部品をどのラインで割り付けるかを決定後、各ラインについて以下を適用する。 通常、 高速で装着できる設備から設備の最大搭載数を満たすまで部品リス卜か ら部品を設備に割り付ける。 設備の最大搭載数を越えたか、 あるいは設備で部品 が実装できない場合には、 次の候補の設備に対し残りの部品を同様に順次割り付 けていく。

全部品の割り付け後、割り付けられた設備のライン平滑化を実施する。 これは、 特定の設備の実装タクトが大とならないように、 ライン内で部品の設備割り付け を再度実施することであり、 従来から計算機を用 こ各種の最適化シミュレーシ ョン方法が公知である。 平滑化後、 ラインタク卜が所望の結果を満足すれば、 本設備からなるラインが 最終の実装ラインとなる。 ラインタク卜を満足しない場合は、 最適化シミュレ一 シヨンの結果が所望のラインタク卜以下になるように、 先のラインに次の 1»と なる設備を順½a加する。

しかしながら、 上記のような従来のライン決 法では、 以下のような課題が ある。

it己のような手 pmでは、 所望のライン構成を決定するために多大な時間と労 力を' とする。 特に、 年間の事 afH® ¾g時等、 複数のプリント基板に対して 共通のライン構成を決定する際には、 全てのプリント基板のラインタクト力、^ i J¾下となるまで、 複数のプリン卜基板に対して! ^誤の計算を繰り返し行う がある。 また、 試作段階、 仕様変更等の際にも、 同様の計算を繰り返し行う i ^がある。

また、 設備集合体力大きい工場においては、 複数のプリント基板に财る各々 のライン構成を決定した後に、 ラインタク卜間にバラツキがある場合には、 工場 全体での最適運用とならない。この場合、各プリン卜基板に るライン構成は、 プリント基板と設備の大 な組合せで試算する があり^ ϋでは不可能で める。

また、脑の^や手続きは、 全設備の部品別のタクト等、 設備実装条件を熟 知した特定の 者だけが実施可能であり "^の健者では不可能である。

発明の開示

上記の^!を するために本発明は、 部品を加工 に搭 i¾ ることができ る複数の設備集合体にお t、て、 当該集合体から特定の製品加工に ^な設備を選 択し、 初期 のラインタクト以下となるよう設備ラインを する設備運用方 法であつて、 各部品を割り付ける設備の^ を iia^合体から設備の特徴に より複数にグループ化し、 当該グループ内での設備間の^ rowと、 グループ間 の と、 設備カヾ搭載可能な部品の搭載タクトと、 設備固有のタクトの情報 を外部記憶手段で管理する第 1工程と、 iia^品加工に な部品がすべて搭載 されるまでライン構成に 設備集合体から優 に従って選択した設備を追 加した後、 mis管理龍に基づきラインタクトを演算する第 2工程と、 認初期 ^のラインタクト以下になるまで第 2工程のラィン構成に mi己設備集合体から

ライン構成のラインタクトを演算する 第 3工程から構成したものである。

本発明によれば、 設備集合体から特定の製品加工に な設備を選択し、 初期 I ^のラインタクト以下となるライン構成を自動的に決定できる。

図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の設備運用方法に用いるハ一ドウエアの構成図である。

第 2図は、本発明の実施の形態における管理龍構 法を示す説明図である。 第 3図は、 本発明の実施の形態における管理 1»のデータ構成図である。

第 4図は、 本発明の実施の形態におけるライン構成を決定する処理のフローチ ヤートである。

第 5図は、 本発明の実施の形態におけるライン構成を決定する処理のフローチ ヤートである。

第 6図は、 本発明の実施の形態におけるライン構成を決定する処理のフローチ ヤー卜である。

第 7図は、 本発明の実施の形態におけるライン構成を決定する処理のフローチ ヤートである。

発明を実施するための最良の形態

本発明の請求項 1に言^の発明は、 部品を加工 に搭 «r ることができる複 数の設備集合体において、 当該集合体から特定の製品加工に な設備を選択し 、 初期 のラインタクト以下となるよう設備ラインを運用する設備運用方法で あって、 各部品を割り付ける設備の^ JWを ΙίίΙ己集合体から設備の特徴により 複数にグループ化し、 当該グループ内での設備間の優 序とグループ間の優先

»と設備力 載可能な部品の搭載タク卜と設備固有のタク卜の を外部記憶 手段で籠する第 1工程と、 編 品加工に な部品がすべて搭載されるまで ラィン構成に i 設備集合体から^ に従って選択した設備を追加した後、 liiia管理 に基づきラインタクトを演算する第 2工程と、 ia初期 I ^のライ ンタクト以下になるまで第 2工程のライン構成に鶴己設備集合体から に 従って選択した設備を追加し、 ライン構成のラインタクトを演算する第 3工程か らなることを 2|«とする設備運用方法であり、 複数の設備集合体から特定の加工 を する場合に、 設備のライン構成を初期設定のラインタク卜以下となる ように自動的に決定することができる。

請求項 2に言己載の発明は、 電子部品をプリント基板に搭載することができる複 数の実装設備集合体において、 当該集合体から特定のプリン卜基板への部品搭載 に ^な実装設備を翻し、 初期 13 ^のラインタクト以下となるよう設備ライン を運用する設備運用方法であつて、 各電子部品を割り付ける実装設備の^ を雄己実装設備集合体から設備の により複数にグループ化し、 当該グループ 内での設備間の とグノレープ間の^ JWと、 実装設備が搭載可能な電子 部品の搭載タクトと実装設備固有のタクトの を外部記憶手段で管理する第 1 工程と、 己プリント基板に な電子部品力すべて搭載されるまでライン構成 に ¾m己実装設備集合体から eran^に従って選択した実装設備を追加した後、 前 記 に基づきラインタクトを演算する第 2工程と、 己初期!^のライン タクト以下になるまで第 2工程のライン構成に ΙΪΙ己実装設備集合体から ^BfeflW に従って ¾ ^した実装設備を追加し、 ライン構成のラインタクトを演算する第 3 工程からなる設備運用方法であり、 複数の実装設備集合体から特定のプリント基 板を する場合に、 実装設備のライン構成を初期設定のラインタクト以下とな るように自動的に決定することができる。

以下、 本発明の一実施形態を示す設備運用方法について、 図面を参照しながら 説明する。 なお、 ここでは、 電子部品の実^ X程に適用した場合を例に挙げて説 明する。

図 1は本発明の設備運用方法に用いるハードウェアの構成図である。

図 1において、管理 を記 1TTる外部記憶手段 1で管理される管理 1fffg2に 対し、 演算処理部 3が入出力を行い処理を実 i る構成となっている。 なお、 外 部記憶手段 1は公知である関係データベースシステムあるいはファイル形式であ つてもよい。

本発明の設備運用方法は、 以下に説明する第 1工程、 第 2工程、 および第 3ェ 程から構成される。

第 1工程である 龍の構 法を図 2に基づき説明する。 プリント基板 5 には電子部品 4力各種の実装設備 8により搭載されている。 また、 部品はその形 状や ttに応じて搭載可能な設備、 あるいは させる設備があり、設備の特徴 を考慮して、 部品の設備への割り付け 1 2をおこなう。 配列表 6はプリント基板 1 の部品體であり、 部分 B^iJ表 7は配列表 6の部分集合である。 割り付け の^ OTll^を、 設備の體によりグループ化し、 ライン構成を決定する手続きを 第 2ェ 下で行う。

グループ化の方法として、 実装設備集合体 9を設備グループ 1 0と、 各設備グ ループが包^ "する設備タイプ 1 1と、 各設備タイプが包會する実装設備 8に する。

設備グループは、 実装の工 件が異なる場合等、 設備グループ別にラインを 構成するために用い表面実装グループ、 挿入設備グループ、 ^^実装グループ 等のように分類する。 グループ間には部品を割り付ける ^1序をつける。

設備タイプは、同一設備グループ内の各設備の特徴により設備タイプを分類し、 高速鶴機、 多機能 機等のように設備の特徴により^^する。 グループ間に は部品を割り付ける β^Ι¾?をつける。

設備タィプ内の各設備間にも部品を割り付ける優 序をつける。

図 3に基づき、 のグループ化を含めた管理龍 2の構成を詳細に説明する。 管理舊 2は関連議 IJに され、 テーブルごとに管理される。 各テーブル間 は関舰目をキーとして参照できる構造としている。

各テーブルは リ表 2 1、'部品属性 2 2、 設備マスター 2 3、 設備動作 2 4、 ユーザ設備 2 5、設備タイプ 2 6、 設備グループ 2 7、 ライン構成 2 8より構成 される。

特定のプリント繊の 1 の属性は、 配列表 2 1の配列表番号で一意的に管 理されて t、る。 部分！^表番号は g¾¾表番号の部分集合を特定する番号であり、 部品番号は電子部品を一意に特定する管理番号であり、 員数はプリント基板に搭 ϋ^Τる同 品の員数であり、 設備番号は部品を割り付ける設備を特定する番号 であり、 部品搭載タクトは部品の iia設備での搭載タクトである。 設備番号と部 品搭載タクトは演算処理部の処 果として される。 ただし、 特定の電子部 を特定の設備で搭 « "ることを予め指定した 、場合には、 設備番号を演算処理 以前に設定できる。

部品属性 2 2は、 部品番号をキーとして結合され、 電子部品の属性力、 ^され ている。 本 例では、 部品の形状を一意に特定する部品形状番号を設定してい るが、 部品の 、 Q F Pや S O P等の部品 ¾ ^等をデータとして用いることも 可能である。

設備動作 2 4は、 部品形状番号に対応する部品を @ ^番号で特定される設備で 搭 る際の部品搭載タクトカ^ ¾される。

設備マスター 2 3は、 設備の緒言を するものである。 翻《番号は設備の種 別を一意に特定する番号であり、 タイプ番号は設備の體をグノレ一プ化する番号 であり、 部品搭 は設備で搭載可能な最大の部品搭 であり、 ローディング タクトは設備のプリント基板を搬送する時間である。 ツールチヱンジタクトは、 ロボットタイプ等の汎用タイプの設備で、 部品を搭載する際に、 部品を搬送する チャックやノズルを する場合に、 その切換時間を^するものである。

であれば、 その他の設備固有の各種タクトをこのテーブルに追加することもでき る。

ユーザ設備 2 5は、ユーザが工場等で保有して t、る設備を管理するものである。 設備番号は設備を—意に特定するものであり、 種別番号は前記設備マスターで管 理されている設備種別に結合される。 割り付け^！^は、 ラインに同一タイプ の設備を割り付ける際の^ である。

設備タイプ 2 6は、 n己設備マスターのタイプ番号の ^ΜΙΙ^を ^SSする。 タ イブ番号は、 設備マスターのタイプ番号と結合されている。 割付^) Wは、 設 備タイプの割り付け優^) 序である。 設備グループ番号は、 1枚のプリント基板 で異なるラインを構成する場合等に用いる。

設備グループ 2 7は、 設備タイプの設備グループを管理する。 設備グルー プ番号は設備タイプの設備グループ番号と結合され、 割り付け優 序は設備グ ループの割り付け優 5¾ 序である。

ラィン構成 2 8には演算結果が書き込まれる。 ラィン番号は演算結果を特定す る番号であり、 設»号はラインを構成する設備番号であり、 ユーザ設備 2 5の 設備番号と結合される。 設備タクトは本ラインの設備毎のタクトであり、 構成順 序は本ラインを構成する設備の JlH^である。

以下、 ライン構成を決定する手続きを処理のフローチヤ一トである図 4〜図 7 に従って説明する。 図において、 S1〜S5で第 2工程を処理し、 S6で第 3ェ 程を処理する。

爾己第 1工程の管理 を読み込み （ S 1 ) 、 プリント基板を特定するためプ リント基板に対応する配列表の配列表番号を選択し （S2)、 部品を設備グルー プ別に割り付ける。 （S3)

S 3の処理を詳細に説明する。 配列表： A Rから任意の電子部品： pを 1個取 り出し（S 31)、その部品を の高い設備グループから順次割り付ける。 また、 nが小なる設備グループの を大とする。 この部品に対し当^:備 グループに属する搭載可能 （S32) な設備があれば、 当該設備グループに対応 する部分配列表： AR (n) に電子部品を割り付ける。 （S33)

電子部品がどの設備グループの設備にも搭載できな 、場合は、 エラ-処理を実 行し処理を終了する。 （S34)

if己、 部分配列表： AR (n) から部品を取り出し、 該当設備グループ G (n

) に属する設備タイプ T (m) だけで搭載可能な設備に部品を割り付け、 該当設 備を設備タイプ固有の部分ライン： L (m) に追加する。 （S4)

Htjia (S4) の処理を詳細に説明する。 部分配列表： AR (n) 力、ら任意の電 子部品を 1個取り出し （S41) 、 当該部品力、'設備グノレープ： G (n) に厲する 設備タイプ： T (m) の設備で搭載可能かを判定する。 （S42) この際、 当該 部品は唯一の設備タイプに属する設備でのみ搭載できるものとする。 また、 mの 小なる設備タイプの^^を大とする。 tufaの条件を満たす設備について、 順序の高 、設備から選択し、 （ S 42 ) の条件を満たす部品は部品を割り付けた 結果 （S43) 、 その設備の現在の部品搭載可能数： NUM (M (s) ) >0で あれば （S45)、 その設備を新たに設備タイプ： T (m) に対応する部分ライ ン： L (m) に追加する。 （S46)

(S42) の条件を満たさない部品は条件に合うまで、 設備タイプを^ で変え （S47) 同様の処理を行う。 ϋί 処理において、 全ての設備タイプに対 し条件カ洽わない場合は、 当該部品を部分配列表に戻す。 (S48) 部分配列表： AR (n) の残部品、 すなわち複数の設備タイプに属する設備で 搭載可能な部品について処理を行う。 （S5)

HtjfS (S5) の処理を詳細に説明する。 部分配列表： AR (n) から任意の電 子部品を 1個取り出し （S51)、 当該部品力設備グループ： G (n) に属する 設備タイプ： T (m) の設備で搭載可能かを判定する。 (S52)認の条件を 満たす設備が既存の部分ライン： L (m) 内の設備： M (S 53) であり、 部品 を割り付けた結果、 当該設備の現在の部品搭載可能数： NUM (M) >0であれ ば （S54) 、 当該部品を当^:備に割り付ける。

上記の （S52) の条件を満足しない場合、 設備タイプの^ Wを 1つ下げ 同様の処理を順次行う。 この結果、 部品がどの設備タイプにも割り付けられない 場合 （S 55) は、 繊の設備を部分ライン： L (m) に追加する。 （S 56) 各部分 S^iJ表から部品を取り出し設備へ割り付ける の処理を全て終了 （S 57)後、 第 3工程の処理を行う。

以下、 第 3工程の処理を詳細に説明する。 iia第 2工程で設備タイプ別で作成 した部分ライン内の設備を統合し、 設備グループ： G (n) のライン （S6) と する。 次に、 当該ラインに対し、 ライン平滑化処理 (S7) を行い、 ライン内の 各設備夕クト間の差力最小になるようにする。 この際、 各設備夕クトは管理† S の設備マスタ一 23のローディングタク ト、 ツールチェンジタク卜と設備動作 2 4の部品搭載タクト X員数の合計値となる。 また、 ラインタクトは各設備の設備 タク卜の最大値とする。

ラインタクト〉初期設定値 (S8)であれば、 当該ラインに設備グループ^ t 順序、 設備タイプ 序、 設備^ i 序の^^で新規設備を追加する。 （s

9)

iiaの追加ラインに対し、 ライン平滑化 を行い、 ラインタク卜の減少率が ^値：厶以上であれば （S 7) の判定を行い、 設定値未満なら 新規設備を ラインカヽら取り除く。 （S10)

すべてのラインについて処理終了 （S11) した後、 演算結果をデータ管理情 報へ書き込み （S 12)、 すべての処理を終了する。

産業上の利用可能性 以上のように本発明によれば、 複数の実装設備集合体から特定のプリント基板 の ^itに対し、 初期設定のラインタクト以下となるライン構成を自動的に決定で さる。

そのため、 従来の手 での所望のライン構成を決定する多大な時間と労力を としない。

また、 年間の事 HtH®立案時、 複数のプリン卜基板に対して共通のライン構成 を決定する際にも全てのプリント基板のラインタク卜が満足されるまで複数のプ リント基板に対して自動計算を繰り返し行うだけでよい。

また、 管理 を予め入力するだけで、 誰でもライン構成を求めることができ 設備実装条件を,した特定の管理者の能力に頼る' がな t、。

Claims

請求の範囲

1. 部品を加工 に搭«¾^ることができる複数の設備集合体において、 当該集 合体から特定の製品加工に な設備を選択し、 初期^のラインタクト以下と なるよう設備ラインを決定する設備運用方法であって、 各部品を割り付ける設備 の^ を 己集合体から設備の により複数にグループ化し、 当該グルー プ内での設備間の優 5^ 序と、 グループ間の優¾序と、 設備が搭載可能な部品 の搭載タクトと、設備固有のタクトの 1t#を外部記憶手段で管理する第 1工程と、 ¾tf¾品加工に' ^な部品がすべて搭載されるまでライン構成に 己設備集合体 から^ に従って した設備を追加した後、 liiia管理 に基づきライン タクトを演算する第 2工程と、 己初期^のラインタクト以下になるまで第 2 工程のライン構成に ¾tn己設備集合体から に従って選択した設備を追加し、 ラィン構成のラインタクトを演算する第 3工程からなることを特徴とする設備運 用方法。

2. 電子部品をプリント基板に搭載することができる複数の実装設備集合体にお いて、 当該集合体から特定のプリント基板への部品搭載に必要な実装設備を選択 し、 初期 1¾¾のラインタクト以下となるよう設備ラインを決定する設備運用方法 であって、 各電子部品を割り付ける実装設備の^ ^1^を 実装設備集合体か ら設備の により複数にグループ化し、 当該グループ内での設備間の^ ¾w と、 グループ間の^ と、 実装設備が搭載可能な電子部品の搭載タク卜と、 実装設備固有の夕クトの體を外部記憶手段で管理する第 1工程と、 プリン ト基板に な電子部品がすべて搭載されるまでライン構成に 己実装設備集合 体から^ Wに従って選択した実装設備を追加した後、 ίίΕ管理 に基づき ラインタクトを演算する第 2工程と、 己初期^のラインタクト以下になるま で第 2工程のラィン構成に 実装設備集合体から^ JWに従つて した実 装設備を追加し、 ライン構成のラインタクトを演算する第 3工程からなることを とする設備運用方法。