홈   >   Special Report 이 기사의 입력시간 : 2014-08-05 (화) 12:24:54
비용효율적인 생산성 향상 도모
라인 밸런스 제어방법, 제어장치 및 부품실장기
2014-08  자료출처 : 특허청
목록 크게 작게 인쇄

종래, 전자부품 등의 부품을 프린트 배선 기판 등의 기판에 실장하는 부품 실장 라인에서는 보다 짧은 택트(실장시간)를 실현하기 위하여 부품 실장 라인을 구성하는 각 부품 실장기의 택트를 균등화(평준화)하는 것이 중요하다. 이러한 택트의 균등화의 수행이 필요한 때, 부품실장 라인의 각 부품 실장기의 상위에 위치하는 상위 장치를 별도로 설치하고, 이 상위 장치가 부품 실장 순서의 최적화 장치가 되고, 부품 실장기에 실장 대상 부품을 할당하는 기술이 있다. 하지만, 상술한 상위 장치는 높은 처리능력이 요구되는 것이라 비용면에서는 문제가 있었다.
 


발명의 상세한 설명  


본 발명은 상기 종래의 사정을 감안한 것으로, 상위 장치가 불필요한 라인 밸런스 제어방법, 라인 밸런스 제어장치 및 부품 실장기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 실제 생산상태를 반영한 라인 밸런스 제어방법, 라인 밸런스 제어장치, 및 부품 실장기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 라인 밸런스 제어방법은 부품을 기판에 실장하는 다수의 부품 실장기를 가지는 생산 라인을 대상으로 하고, 실장될 부품을 각 부품 실장기에 할당하여 라인 밸런스를 제어하는 라인 밸런스 제어방법으로서, 할당될 부품을 실장할 수 있는 지를 할당지가 되는 부품 실장기에, 해당 부품 실장기를 포함하는 상기 생산 라인을 구성하는 장치의 적어도 하나가 문의하는 가부 문의 단계; 상기 가부 문의 단계에서의 문의에 대한 응답을 상기 장치가 취득하는 가부 취득 단계; 및 상기 가부 취득 단계에서 취득된 응답에 기초하여 각 부품 실장기에서의 실장 시간이 균등화하도록 상기 장치 또는 상기 생산 라인을 구성하는 다른 장치가, 실장될 부품을 각 부품 실장기에 할당하는 할당 단계를 포함한다. 본 발명의 라인 밸런스 제어방법에 있어서, 상기 가부 문의 단계는 상기 생산 라인에 포함되는 장치 중 그 장치 자체의 최적화를 필요로 하지 않는 장치에 의해 수행된다.


실시예      

제 1 실시예            

본 실시예에서는 기판 생산 라인에 설치된 부품 실장기에, 실장 대상이 되는 부품을 할당하는 상위 장치를 설치하지 않는다. 그 대신에, 부품 실장기 자체 그 외 생산 라인을 구성하는 장치가 그러한 부품의 할당을 수행하여 각 부품 실장기의 택트를 균등화(평준화)하고, 전체 기판 생산시간을 단축하는 것(이하, 이러한 제어를 ‘라인 밸런스(제어)’라 함)을 하도록 설계되어 있다. 이러한 구성 하에서는 라인 밸런스 제어를 수행하는 장치에 처리 부하가 집중되는 것을 방지할 필요가 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는 라인 밸런스 제어를 수행하는 장치가 부품 실장기에 문의를 수행하고, 대화 방식으로 부품의 할당을 실행하는 것으로 하고 있다. 이러한 제어에 의해, 라인 밸런스 제어를 수행하는 장치에 처리 부하가 집중하는 것을 방지 할 수 있고, 생산 라인상의 장치 주도의 부품 할당이 실현된다.



그림 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판 생산라인(100)(이하, 생산 라인)을 나타낸 개략 구성도이다. 그림 1에 도시한 것과 같이, 생산 라인(100)은 기판(30)에 크림 땜납을 인쇄하는 인쇄기(120), 크림 땜납이 인쇄된 기판에 전자부품을 접착하기 위한 접착제를 도포하는 도포기(130), 전자부품을 기판상에 장착하는 다수의 부품 실장기(101,102), 및 부품 실장기(101,102)에서 부품이 장착된 기판에 대하여 크림 땜납을 녹여 땜납을 수행하는 리플로우(140)를 구비한다. 이러한 인쇄기(120), 도포기(130), 부품 실장기(101,102), 및 리플로우(140)는 무선 통신회선(110)을 통하여 접속되어 있다. 본 실시예에서는 통신회선의 예로서 LAN(Local Area Network)이 이용되는 경우에 대하여 설명한다.
그림 2는 라인 밸런스 제어 기능을 가지는 부품 할당부의 개략 구성을 나타낸 기능 블록도이다. 이 부품 할당부(200)는 그림 1에 도시한 인쇄기(120), 도포기(130), 부품 실장기(101,102), 및 리플로우(140) 중 적어도 어느 하나의 장치에 설치되어 있다. 즉, 생산 라인(100)을 구성하는 장치에 설치된 것이다. 부품 할당부(200)는 생산 라인(100)에 포함되는 부품 실장기(101,102) 각각의 실장시간이 균등화되도록 실장 부품을 부품(여기에서는, 부품의 종별) 단위로 할당하는 컴퓨터 장치 등이며, 기억부(240) 및 최적화 처리부(250)를 구비한다. 기억부(240)는 부품 할당에 필요한 정보나 일시적으로 발생하는 데이터 등을 기억하기 위한 메모리나 하드디스크 등이며, 예를 들어 각 부품 실장기(101~102)에 의한 부품 종별마다의 택트 및 실장 가부를 나타내는 일시적인 기억용 데이터 테이블인 택트 산출 테이블(241)을 유지한다.
최적화 처리부(250)는 부품 할당을 실행하는 프로그램 및 CPU 등으로 이루어지고, 초기 할당부(251), 부품 이동부(252), 부품 교환부(253), 및 종료 판정부(254)를 구비한다. 초기 할당부(251)는 대상 부품을 순차적으로 라인 택트가 균등화되도록 부품 실장기에 할당한다. 이 때, 대상 부품을 부품실장기가 실장할 수 있는 지를 확인한 후에 할당한다. 부품 이동부(252)는 2 대의 부품 실장기 사이에 이미 할당된 부품을 이동시킴으로써 할당을 변경하고, 라인 밸런스의 제어를 수행하여 라인 택트를 균등화한다. 예를 들면, 택트가 가장 큰 부품 실장기에 할당된 부품을 택트가 가장 작은 부품 실장기에 할당 변경함으로써, 라인 택트를 감소시킨다. 부품 교환부(253)는 2 대의 부품 실장기 사이에 이미 할당된 부품을 교환하여 라인 택트의 균등화를 실현한다. 예를 들면, 택트가 가장 큰 부품 실장기와 택트가 가장 작은 부품 실장기 사이에 할당된 부품을 교환함으로써 부품의 할당을 변경하여 라인 택트를 감소시킨다.
종료 판정부(254)는 라인 택트의 균등화가 충분히 도모되었는지를 판단한다. 즉, 예정된 일정한 조건을 만족하도록 부품 할당이 실행되었는지를 판단하고, 만족한 경우에 일련의 부품 할당 처리를 종료한다.



그림 3은 부품 할당부(200) 및 부품 실장기(101~102)의 소프트웨어 구성을 나타낸 도면이다. 부품 할당부(200) 및 부품 실장기(101~102)는 어는 것이든 부품 할당에 관한 소프트웨어로서 계층화된 구조를 가지며, 하위층에서 통신회선(110)을 통한 통신을 하기 위한 통신 드라이버(264 및 107), 부품 할당을 위한 공통 인터페이스 프로그램인 API(Application Program Interface)(262 및 106), 및 부품 할당을 위한 최적화 프로그램(261 및 105)을 구비한다. 부품 할당부(200)가 구비한 최적화 프로그램(261)은 최적화 처리부(250)의 기능을 실현하는 프로그램이며, API(262)를 통하여 부품 실장기(101~102)와 통신하면서 부품 할당을 행하는 처리가 기술되어 있다. 한편, 부품 실장기(101~102)가 구비하는 최적화 프로그램(105)은 API(106)를 통하여 부품 할당부(200)로부터 보내 온 정보를 취득하고, API(106)를 통한 부품 할당부(200)로부터의 문의에 대하여 응답을 생성하여 반송하는 등의 처리가 기술되어 있다.
그림 4는 API(262 및 106)의 예를 나타낸 도면이다. 예를 들면, API ‘TransInfo’는 부품 할당의 대상 부품에 대한 정보 등 부품 할당의 전제가 되는 각종 데이터를 부품 할당부(200)에서 부품 실장기(101~102)로 전달하는 서브 프로그램(최적화 프로그램(261)의 메인 루틴에서 불러 오는 함수)이다. 전달되는 각종 데이터에는 실장 위치 정보, 각 부품마다의 실장조건, 사용자에 의한 제약정보 등이 포함된다. 또한, API ‘MakeSetupValid’는 인수로 지정한 부품에 대하여 실장가능한 지를 부품 할당부(200)가 부품 실장기(101~102)에 문의하도록 하는 서브 프로그램이며, 이 문의에 대하여 부품 실장기(101~102)가 부품 할당부(200)에 진(True) 또는 위(False)를 응답한다. 또한, API ‘OptimizeSetup’는 인수로 지정된 부품을 실장한 경우의 실장 택트, 실장 순서, Z축 배열 등을 부품 할당부(200)가 부품 실장기(101~102)에 문의하도록 하는 서브 프로그램이며, 이 문의에 대하여 부품 실장기(101~102)는 부품의 실장 순서에 대하여 최적화를 수행한 후에, 그 결과로서 얻은 실장 택트, 실장 순서, Z축 배열 등을 부품 할당부(200)에 회답한다. 이와 같이, 부품 할당부(200)는 API(262)를 통하여 부품 실장기(101~102)에 각종 문의를 반복하면서 최적의 부품 할당을 행함으로써, 부품 실장기(101~102)의 기종에 의존하지 않은 공통의 처리에 의해 개개의 부품 실장기(101~102)의 제약 등을 고려한 파탄 없는 부품 할당을 행할 수 있다.

다음, 이상과 같이 구성된 부품 할당부(200)의 동작에 대하여 설명한다. 그림 5는 기판에 실장하는 부품을 부품 할당부(200)가 각 부품 실장기(101~102)에 할당하는 개략 순서를 나타낸 흐름도이다. 먼저, 부품 할당부(200)는 초기 할당을 행한다(S100). 즉, 부품 할당부(200)의 초기 할당부(251)는 부품 실장기(101~102)와 정보 교환하면서 대상이 되는 모든 부품에 대하여 부품의 종별마다 실장할 수 있는 모든 부품 실장기에 택트를 균등화시키면서 순차적으로 할당한다. 즉, 대상 부품을 실장할 수 있고, 또한 택트가 최소인 부품 실장기에 부품을 할당하는 처리를 전 부품이 되기까지 순차적으로 반복한다.
그림 6은 이러한 초기 할당의 예를 나타낸 도면이다. 지금, 부품 실장기(101)에 부품 A가 할당되고, 부품 실장기(102)에 부품 B가 할당되고, 지금부터 부품 C를 할당하는 형태가 도시되어 있다. 또한, 부품 할당부(200)는 사전의 문의에 의해 부품 실장기(101) 및 부품 실장기(102)중 어느 하나가 부품 C를 실장하는 것이 가능한 지를 확인하고 있는 것으로 한다. 이러한 경우에, 초기 할당부(251)는 현재의 각 부품 실장기(101~102)에 할당된 부품 A 및 부품 B의 실장 택트를 산출하고, 다음으로 할당하는 부품 C를 택트가 작은 부품 실장기(101)에 할당한다. 또한, 부품이 모두 할당되지 않은 경우나 모든 부품 실장기가 동일한 택트인 경우에는, 어떤 부품 실장기에 할당하여도 무방하다.
다음, 부품 할당부(200)는 부품의 이동을 행한다(그림 5의 S101). 예를 들면, 부품 할당부(200)의 부품 이동부(252)는 택트가 가장 큰 부품 실장기에서 다른 부품 실장기로 미리 할당된 부품을 이동시킴으로써, 택트의 균등화를 도모한다. 이 때, 이동시키는 부품으로서, 예를 들면, 이동후의 택트가 가장 균등화되는 부품을 선택한다.


그림 7은 이러한 부품 이동 예를 나타낸 도면이다. 지금, 부품 실장기(101)에 부품 A 및 C가 할당되어 있고, 부품 실장기(102)에 부품 B 및 D가 할당되어 있는 것으로 한다. 이러한 경우에, 부품 이동기(252)는 택트가 큰 부품실장기(101)에 할당된 부품 A 및 C중 보다 택트의 균등화가 도모되는 부품 A를 택트가 작은 부품 실장기(102)로 이동시킨다. 또한, 부품을 이동시켜도 라인 택트가 낮지 않은 경우, 즉 부품 실장기마다의 택트에서의 최대치가 이동전보다도 작아지지 않은 경우, 부품을 이동시키지 않고 다음 단계로 진행한다.
이어서, 부품 할당부(200)는 부품의 교환을 행한다(그림 4의 S102). 즉, 부품 할당부(200)의 부품 교환부(253)는 2대의 부품 실장기를 임의로 선택하고, 각각에 할당된 부품을 교환하고, 택트의 균등화가 도모된 경우에는 그 부품 교환을 채용한다. 예를 들면, 생산 라인(100)중 택트가 최대인 부품 실장기와 최소인 부품 실장기를 선택하고, 그들 2 대의 부품 실장기 사이에 할당된 부품 중 교환 가능한 2개 부품 조합의 모두에 대하여 부품 교환에 의해 최대 택트가 작아지는 지를 계산하고, 작아지는 경우에는 가장 택트가 균등화되는 부품 교환을 채용한다.
그림 8은 이러한 부품교환의 예를 나타낸 도면이다. 지금, 택트가 최소인 부품 실장기(101)에 부품 C가 할당되고, 택트가 최대인 부품 실장기(102)에 부품 A, B 및 D가 할당되어 있는 것으로 한다. 이러한 경우에, 부품 교환부(253)는 교환 가능한 모든 부품의 조합(여기에서는, 부품 C와 부품 A, 부품 C와 부품 B, 부품 C와 부품 D)에 대하여 부품 교환함으로써 택트가 작아지는 지를 계산하고, 작아지는 조합이 있는 경우에는 그들 중에서 가장 택트가 작아지는 조합을 채용한다. 여기에서는, 부품 실장기(101)에 할당된 부품 C와 부품 실장기(102)에 할당된 부품 A를 교환함으로써 택트가 작아지기 때문에, 이 부품 교환을 실시한다.
마지막으로, 부품 할당부(200)는 생산라인(100)의 택트(라인 택트)의 균등화가 충분히 도모되는 지를 판단한다(그림 5의 S103). 즉, 부품 할당부(200)의 종료 판정부(254)는 부품 할당의 종료 조건을 만족하였는지를 판단한다. 예를 들면, 부품 이동(그림 5의 S101) 및 부품 교환(그림 5의 S102)을 행하여도 라인 택트가 개선되지 않았다는 것 또는 일정 회수의 부품 이동 및 부품 교환이 실행되었다는 것 등을 확인한 경우에, 부품 할당의 종료 조건이 만족된 것으로 판단한다.
그림 9는 그림 5에 도시한 각 처리에서의 부품 할당부(200)와 부품 실장기(101~102) 간의 대응(문의와 응답)의 순서를 나타낸 흐름도이다. 즉, 상기 각 처리에서, 부품 할당부(200)와 부품 실장기(101~102) 사이에서 반복되는 공통의 순서가 도시되어 있다.
부품 할당부(200)는 먼저 실장상의 제약이 있는 지를 부품 실장기(101~102)에 문의함으로써(S110), 그 제약의 유무를 확인한다(S111). 예를 들면, 어느 부품을 부품 실장기에 할당하여 그 부품 실장기가 그 부품을 실장하는 것이 가능한 지를 그 부품 실장기에 문의하여 확인한다. 이 때, 부품 실장기(101~102)는 이 문의에 대하여 미리 내부에 유지하고 있는 제약조건으로 검증함으로써, 실장 가능한 지의 응답을 생성하고, 생성한 응답을 부품 할당부(200)로 반송한다.
다음, 제약이 없다는 것을 확인한 경우에, 부품 할당부(200)는 부품 실장기(101~102)에 구체적인 최적화를 지시함으로써(S112), 그 결과(택트)를 취득한다(S113). 예를 들면, 어떤 부품을 할당하는 경우에, 미리 그 부품을 실장한 경우에 필요한 시간(실장 택트)을 취득한다. 이 때, 부품 실장기(101~102)는 이 문의에 대하여 부품 실장 순서의 최적화를 실행함으로써, 응답을 생성하고, 생성한 응답을 부품 할당부(200)로 반송한다. 부품 할당부(200)는 이러한 순서를 반복하면서 택트 산출 테이블(241)을 갱신함으로써 초기 할당, 부품 이동, 부품 교환을 실행한다.
다음, 이상과 같은 부품 할당부(200)와 부품 실장기(101~102) 간의 대응을 포함하는 부품 할당의 구체 예를 설명한다. 여기에서는, 그림 10의 (a)에 도시한 것과 같이, 할당 대상이 되는 부품은 부품 A가 2점, 부품 B가 1점, 부품 C가 3점, 부품 D가 1점으로 하고, 그림 10의 (b)에 도시한 것과 같이 할당 대상이 되는 부품 실장기는 2 대로 한다. 이 경우에, 부품 할당부(200)는 그림 10의 (c)에 도시한 것과 같은 택트 산출 테이블(241), 즉 대상 부품 실장기마다 부품마다의 실장 시간을 기입하는 것이 가능한 테이블을 준비한다.





그림 11~그림 15는 그림 5에서의 초기 할당(S100)의 구체예를 나타낸 도면이다. 그림 11에 도시한 것과 같이, 초기 할당부(251)는 먼저 부품 한 형식의 단위로 부품 실장기(101~102)가 각 부품을 실장할 수 있는 지를 판단한다. 즉, 부품 할당부(200)는 그림 11의 (a)에 도시한 것과 같이 부품 실장기(101~102)에 각 부품 A ~ D에 대하여 실장가능한 지를 문의함으로써, 그림 11의 (b)에 도시한 것과 같이 그 결과를 택트 산출 테이블(241)에 반영한다. 그림 11의 (b)에서, ‘T’는 실장 가능한 것, ‘F’는 실장가능하지 않은 것을 나타낸다.
이어서, 그림 12에 도시한 것과 같이, 초기 할당부(251)는 실장 가능한 것으로 회답된 부품에 대하여 부품종 마다의 실장 택트를 산출한다. 즉, 부품 할당부(200)는 그림 12의 (a)에 도시한 것과 같이 부품 실장기(101~102)에 대하여 실장 가능한 것으로 회답된 각 부품에 대하여 실장 택트를 문의함으로써, 그림 12의 (b)에 도시한 것과 같이 그 결과를 택트 산출 테이블(241)에 반영한다. 또한, 그림 12의 (b)에 기재되어 수치는 부품 실장기가 그 종의 모든 부품을 실장하는 것에 필요한 시간(실장 택트)을 나타내고 있다. 예를 들면, 그림 12의 (b)에서, 2개의 부품 A를 부품 실장기(101)로 실장하는 데 필요한 시간이 0.2초 이다.
이어서, 그림 13에 도시한 것과 같이, 초기 할당부(251)는 실장 가능한 부품 실장기가 특정되는 경우에는 그 것을 우선한 부품 할당을 행한다. 여기에서는, 그림 12의 (b)의 택트 산출 테이블(241)에서 알 수 있듯이, 부품 A에 대해서는 부품 실장기(101)만이 실장될 수 있고, 부품 D에 대해서는 부품 실장기(102)만이 실장될 수 있기 때문에, 그림 13의 (a)에 도시한 것과 같이 부품 A를 부품 실장기(101)에, 부품 D를 부품 실장기(102)에 할당한다. 그 결과, 그림 13의 (b)의 택트 산출 테이블(241)에 도시한 것과 같이, 부품 A 및 부품 D에 대한 할당이 종료한다. 또한, 택트 산출 테이블(241)중의 점선 프레임으로 둘러싸인 수치는 명백히 할당이 종료하였다는 것을 나타낸다.
이어서, 그림 14에 도시한 것과 같이, 초기 할당부(251)는 할당될 부품 B에 대하여 택트가 작은 부품 실장기(101)로의 할당을 검토한다. 구체적으로는, 그림 14의 (a)에 도시한 것과 같이, 부품 A와 부품 B를 부품 실장기(101)가 실장될 수 있는 지를 검토하고, 실장될 수 있는 경우에는 그 실장 택트(부품 A 및 부품 B로 이루어진 전 부품에 대한 실장 택트)를 취득한다. 여기에서는, 부품 실장기(101)는 부품 A만 또는 부품 B만을 실장할 수 있다는 것을 알 수 있다.
그리고 부품 실장기(101)에 이미 할당되어 있는 부품 A에 더하여, 부품 B를 부품 실장기(101)에 할당하는 경우에는 1) 부품 공급부에 부품 B를 세트할 수 있는 공간이 있는지, 2) 부품 B를 흡착하는 노즐이 노즐 스테이션(노즐 ST)에 있는지, 3) 상기 2)에서 선택된 노즐이 헤드에 취부된 경우에 그 헤드로 상기 부품 흡착부에 부품 B를 흡착하였는지 등의 제약조건을 판정하고, 부품 B를 실장할 수 있는 것으로 판단하면 2개의 부품 A와 1개의 부품 B의 합계 2종류 3개의 부품으로 최적화 시뮬레이션을 실시한다. 노즐 스테이션은 실장 헤드에 탑재하는 교환용 노즐을 유지하는 스테이션이다. 노즐을 교환할 시에 실장헤드는 노즐 스테이션으로 이동하여 불필요한 노즐을 노즐 스테이션으로 복귀시키고, 대신에 새롭게 사용될 노즐을 노즐 스테이션으로부터 취출하여 실장 헤드에 탑재한다.
그림 13의 (b)에 도시한 것과 같이, 부품 A 2개의 시뮬레이션 택트는 0.2초이며, 부품 B1 개의 시뮬레이션 택트는 0.15초이지만, 합계 시뮬레이션 택트는 반드시 0.35초(=0.2초 + 0.15초)가 되지 않는다. 흡착 헤드의 흡착 위치로의 이동시간, 인식위치로의 이동시간, 장착 위치로의 이동시간 등도 가미되기 때문에, 단순히 각 부품의 실장시간을 가산한 것과는 다르기 때문이다. 여기에서는, 합계 시뮬레이션 택트는 0.4초로 가정한다. 이 택트 산출은 다수의 노즐을 가지는 장착 헤드가 XY 방향으로 이동하면서 부품을 실장하는 타입(이하, 모듈러기)의 부품 장착기에 적용되지만, 본 발명의 적용대상은 물론 모듈러 기에 한정되는 것은 아니고, 장착 헤드가 회전하면서 부품을 실장하는 타입(이하, 회전기), 장착 헤드가 XY 방향으로 이동하면서 부품을 실장하고, 비교적 대형의 전자부품이나 이형 부품, IC 부품 등의 실장에 대응한 타입(이하, 다기능기) 등 다른 실장기에도 적용된다.
실장 시뮬레이션 택트가 0.4초였기 때문에, 초기 할당부(251)는 그림 14의 (b)에 도시한 것과 같이 부품 B를 부품 실장기(101)에 할당하고 또한, 택트 산출 테이블(241)을 그림 14의 (c)에 도시한 것과 같이 갱신한다. 또한, 그림 13의 (b)와 비교하여 알 수 있듯이, 그림 14의 (c)의 택트 산출 테이블(241)에서의 부품 실장기(101)에 의한 부품 A와 부품 B의 실장 택트가 변경되어 있는(부품 A가 0.2 → 0.26초, 부품 B가 0.15 → 0.13초) 것은 부품 A와 부품 B의 양방을 실장한 경우의 실장 택트(0.4초)를 다음 식으로 한 부품수에 비례 배열하였기 때문이다.

부품 A의 실장택트 = 0.4 × 2(부품 A의 수)/3(부품 A 및 B의 수)=0.26(초)

부품 B의 실장택트 = 0.4 × 1(부품 B의 수)/3(부품 A 및 B의 수)=0.13(초)

이어서, 그림 15에 도시되어 있는 것과 같이, 초기 할당부(251)는 최후의 미할당 부품 C에 대하여 택트가 적은 부품실장기(102)로의 할당을 검토한다. 구체적으로는, 그림 15의 (a)에 도시한 것과 같이, 부품 A와 부품 B를 부품 실장기(102)가 실장할 수 있는 지를 검토하고, 실장할 수 있는 경우에는 그 실장 택트(부품 C 및 부품 D의 전 부품에 대한 실장 택트)를 취득한다. 여기에서는, 부품 실장기(102)는 부품 C 및 부품 D를 실장할 수 있고, 그 실장 택트가 1.5초였기 때문에, 초기 할당부(251)는 그림 15의 (b)에 도시한 것과 같이 부품 C를 부품 실장기(102)에 할당하고 또한, 택트 산출 테이블(241)을 그림 15의 (c)에 도시한 것과 같이 갱신한다.
또한, 그림 14의 (c)와 비교하여 알 수 있듯이, 그림 15의 (c)의 택트 산출 테이블(241)에서의 부품 실장기(102)에 의한 부품 C와 부품 D의 실장 택트가 변경되어 있는 것은 부품 C와 부품 D의 양방을 실장한 경우의 실장 택트(1.5초)를 각 부품수로 비례 배열하였기 때문이다. 이렇게 하여, 초기 할당부(251)에 의한 전 부품 A~D의 초기 할당이 완료되고, 이어서, 부품 이동부(252)는 부품 이동에 의해 택트의 평준화를 도모한다.



그림 16은 그림 5에서의 부품 이동(S101)의 구체 예를 나타낸 도면이다. 여기에서는, 그림 15의 (b)에 나타낸 초기 할당의 상태를 다시 평준화시키기 위하여 부품 이동부(252)는 택트가 큰 부품 실장기(102)에 할당된 부품 C를 택트가 작은 부품 실장기(101)로 이동시키는 것을 검토한다.
구체적으로는, 이동후의 상태를 검토하기 위하여, 먼저, 그림 16의 (a)에 나타낸 것과 같이 부품 A와 부품 B와 부품 C를 부품 실장기(101)가 실장할 수 있는 지를 검토하고, 실장할 수 있는 경우에는 그 실장 택트(부품 A와 부품 B와 부품 C로 이루어진 전 부품에 대한 실장 택트)를 취득한다. 여기에서는, 부품 실장기(101)는 부품 A와 부품 B와 부품 C를 실장할 수 있고, 그 실장택트 1.0초를 취득한다. 동일하게 하여, 그림 16의 (b)에 도시한 것과 같이, 부품 D만을 부품 실장기(102)가 실장할 수 있는지를 검토하고, 실장할 수 있는 경우에는 그 실장 택트를 취득한다. 여기에서는, 부품 실장기(102)는 부품 D만을 실장할 수 있고, 그 실장 택트 0.3초를 취득한다.
그 결과, 라인 택트가 1.5초에서 1.0초로 감소하는 것을 알 수 있기 때문에, 부품 이동부(252)는 그림 16의 (c)에 도시한 것과 같이 부품 C를 부품 실장기(102)에서 부품 실장기(101)로 이동시킨다. 이것에 의해, 그림 15의 (b)와 그림 16의 (c)를 비교하여 알 수 있듯이, 라인 택트가 보다 평준화되게 된다. 이상과 같이, 부품 할당부(200)가 각 부품 실장기(101~102)에 대하여 공통의 인터페이스(API)를 통하여 통신하면서 부품할당을 행함으로써, 각 부품 실장기(101~102) 고유의 정보를 미리 유지하지 않은 채 파탄내지 않고, 또한 고도로 평준화된 부품 할당을 행할 수 있다. 즉, 새로운 종류의 부품 실장기가 부품 실장 라인에 가담되고 다양한 기종의 부품 실장기가 혼재하는 부품 실장 라인을 대상으로 하는 경우라도, 개개의 부품 실장기에 대하여 제약 확인과 개별 최적화를 실행시키면서 정밀하게 라인 택트의 평준화를 도모하기 때문에, 고도로 평준화된 부품 할당을 확실히 행할 수 있다.
상술한 부품 할당부(200)는 생산 라인(100)을 구성하는 인쇄기(120), 도포기(130), 부품 실장기(101,102), 리플로우(140) 중 어느 하나에 설치되어도 무방하고, 다수로 설치되어 그 중 하나를 동작시켜도 무방하다.
먼저, 생산 라인을 구성하는 장치 중 어느 하나에 설치되는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 부품 할당부의 처리는 부품 실장기(101,102)에 최적화를 수행시키고 또한, 부품 할당 처리(라인 밸런스의 최적화)를 행한다. 따라서 부품 할당의 처리와, 그 장치 자체의 최적화(이하, 단체 최적화라 함)의 처리를 동시에 행하기 위하여, 그 장치의 CPU(연산처리부)에 과도한 부담이 걸리게 될 가능성이 있다.
따라서 부품 할당부(200)는 단체 최적화를 행하지 않는 장치에 설치되어 동작시키는 것이 바람직하다. 단체 최적화를 행하지 않는 장치로서는 인쇄기(120)나 리플로우(140)를 들 수 있다. 인쇄기(120) 및 리플로우(140)에 부품 할당부(200)를 설치함으로써, 비교적 CPU의 처리능력에 여유가 있는 장치에 부품 할당 처리를 할당하여 상위 장치가 불필요한 라인 밸런스 제어 시스템을 실현할 수 있다.
다음, 부품 할당부(200)가 생산 라인(100)을 구성하는 장치의 적어도 둘 이상의 장치에 설치된 경우에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 생산 라인(100)을 구성하는, 인쇄기(120), 도포기(130), 부품 실장기(101,102), 리플로우(140)의 모든 장치에 부품 할당부(200)가 설치되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 생산 라인을 구성하는 다수의 장치가 부품 할당부를 가지고, 그 중 하나의 장치가 부품 실장기에 대한 부품 할당처리를 행하는 것이다.



그림 17은 생산 라인을 구성하는 장치에서의 라인 밸런스 제어에 관련된 부분을 설명하는 개략 구성도이다. 통신부(300)는 통신회선(110)에 접속되고, 타 장치와의 정보통신을 행한다. 할당 제어부(400)는 자 장치의 상태를 취득하는 자 장치 상태 취득부(401)와, 통신부(300)를 통하여 타 장치의 상태를 취득하는 타 장치 상태 취득부(402)와, 자 장치가 할당 처리를 행할지를 판정하는 할당 실행 판정부(403)를 구비한다. 부품 할당부(200)는 할당 제어부(400)에 의해 자 장치가 할당 처리를 행하여야 된다고 판단한 경우에 부품 할당 처리를 행한다.
그림 18은 CPU 부하 정보를 이용하여 부품 할당을 행하는 장치를 결정하는 순서를 나타낸 흐름도이다. 먼저, 자 장치 상태취득부(401)에 있어서, 자 장치 CPU 부하를 취득한다(S181). 그리고 타 장치로부터 통신회선(110), 통신부(300)를 통하여 타 장치 상태 취득부(402)가 타 장치 CPU 부하를 취득한다(S182). 또한, 이 타장치 CPU 부하의 취득방법으로서는, 타 장치로부터 자발적으로 송신된 것을 수신함으로써 취득하여도 무방하고, 타 장치 상태 취득부(402)가 소정 주기로 타 장치에 문의를 행하고, 그 응답을 수신함으로써 취득하여도 무방하다. 타 장치로부터의 문의에 따라, 또는 자발적으로 취득한 자 장치 상태를 타 장치에 통지한다. 이렇게 하여, 생산 라인을 구성하는 각각의 장치가 자 장치 및 타 장치의 모든 CPU 부하를 유지할 수 있다.
다음, 할당 실행 판정부(403)는 취득한 자 장치 CPU 부하 및 타 장치 CPU 부하를 비교하고, 자 장치 CPU 부하가 가장 낮은지를 판단한다(S183). 자 장치 CPU 부하가 가장 낮은 경우에는 할당 실행 판정부(403)는 자 장치가 부품 실장기의 부품 할당을 행하는 것으로 판단하고, 자 장치가 할당을 행하는 것을 통신부(300)를 통하여 타 장치로 통지하여 부품 할당의 경합을 방지하고 또한, 부품 할당부(200)에 할당 처리의 실행을 지시한다(S184).



그림 19는 CPU 부하를 이용하여 할당 지시를 행하는 장치를 결정한 경우의 예를 나타낸 설명도이다. 그림 19에 도시한 것과 같이, CPU 부하가 가장 낮은 도포기(130)가 할당 지시를 행한다. 이것에 의해, CPU 부하가 가장 낮은, 즉 CPU의 처리능력에 가장 여유가 있는 장치에 할당 지시를 행하는 역할을 할당함으로써, 부품 할당시에 그 할당 지시의 처리를 추가하는
것에 기인한 처리 지연을 방지할 수 있다.
그림 20은 부품 할당을 행하는 장치를 결정하는 순서의 다른 예를 나타낸 흐름도이다. 먼저, 부품 실장의 제약으로서, 부품 실장기(101,102)에 의한 부품 실장의 순서가 부품 높이 순으로 장착되는 제약이 있는 지를 판정한다(S201). 그리고 부품 높이 순으로 장착하는 경우, 다른 장치와 통신을 행하여 자 장치의 접속 위치를 취득한다(S202). 그리고 자 장치가 가장 상류의 부품 실장기인 경우(S203의 Y), 할당 실행 판정부(403)는 자 장치가 리더가 되어 부품 할당을 행하는 것으로 판단하고, 자 장치가 리더가 되었다는 것을 통신부(300)를 통하여 타 장치에 통지하고 또한, 부품 할당부(200)에 할당 처리의 실행을 지시한다. 자 장치가 가장 상류의 부품 실장기가 아닌 경우(S203의 N), 부품 할당을 행하는 장치 결정의 처리를 종료한다. 즉, 자 장치가 할당 처리를 행하지 않는다.
(S201)에서, 부품 장착의 순서가 부품 높이순이 아닌 경우(S201의 N), 자 장치 상태 취득부(401) 및 타 장치 상태 취득부(402)는 각각 자 장치 및 타 장치의 생산 시간을 취득한다(S205). 그리고 자 장치가 생산시간이 가장 긴 부품 실장기인 경우(S206의 Y), (S204)로 진행하고, 자 장치가 부품 할당을 실행한다. 생산시간이 가장 긴 부품 실장기는 타 실장기에 부품을 이동시키는 입장에 있기 때문에, 할당을 실행하기에 적절하기 때문이다. 한편, 자 장치가 생산시간이 가장 긴 부품 실장기가 아닌 경우(S206의 N), 부품 할당을 행하는 장치 결정 처리를 종료한다.



그림 21은 부품 실장 룰로서, 부품 높이순의 장착 지시가 있던 경우의 할당 지시를 행하는 장치를 결정한 경우의 예를 나타낸 설명도이다. 부품 높이 순으로 기판에 부품을 장착하는 지시(설정)가 된 경우, 다수의 부품 실장기는 그 생산라인상의 접속 순으로 단계적으로 높이가 다른 부품의 실장을 담당하게 된다. 따라서 부품의 할당 방법으로서는 생산라인에서의 부품 실장기의 최상류 또는 최하단에서 부품 높이 순으로 순차적으로 할당 수순을 따르는 효율적인 할당 방법 중 하나이다. 예를 들면, 부품 높이가 낮은 (부품 두께가 작은) 순으로 기판에 부품을 장착하는 설정으로 되어 있는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 상류측의 부품 실장기부터 순으로, 순차적으로 부품 높이가 낮은 순으로 부품을 장착할 필요가 있다. 따라서 상술한 부품 할당 방법을 이용하면, 먼저 최상류의 부품 실장기로부터, 부품 높이가 낮은 부품을 할당하는 방법이 고려된다. 이 경우, 최상류의 부품 실장기가 할당 지시를 행하는 장치가 되면, 이 최상류의 부품 실장기가 자 장치의 부품 할당을 시작으로 하여 순차적으로 하류측의 부품 실장기로 할당 처리를 수행할 수 있다. 최상류의 부품 실장기는 타 실장기로 부품을 이동시키는 입장에 있기 때문에, 할당을 실행하기에 적절하기 때문이다.
그림 21에서는 가장 상류측의 부품 실장기가 할당 지시를 행하는 장치가 되는 경우를 나타낸 것으로, 부품 실장기(101)가 할당 지시를 행하는 장치가 된다. 또한, 순차적으로 부품 높이가 낮은 순으로 부품을 장착하기 위하여, 바꾸어 말하면 하류측의 부품 실장기에 부품 높이가 높은 부품을 장착할 필요가 있는 것이다. 따라서 부품 할당 방법으로서, 상기 예와는 역으로 부품 높이가 높은 부품부터 순서대로 부품을 할당하는 방법도 고려된다. 이 경우에는, 하류측의 장치부터 할당함으로써, 부품 실장기마다 상류측으로 향하여 순차적으로 할당 처리를 행할 수 있다. 이 경우, 최하류의 부품 실장기가 할당 지시를 행하는 장치가 되면, 이 최하류의 부품 실장기가 자 장치의 부품 할당을 시작으로 하여 순차적으로 상류측의 부품 실장기로 할당 처리를 수행 할 수 있기 때문에, 효율적으로 부품 할당 처리를 행할 수 있다. 또한, 그림 21의 경우에, 부품 실장기(102)가 할당 지시를 행하는 장치가 된다.

그림 22는 생산시간을 이용하여 할당 지시를 행하는 장치를 결정한 경우의 예를 나타낸 설명도이다. 그림 22에 도시한 것과 같이, 각각의 생산시간에서, 부품 실장기중 가장 생산시간이 긴 장치인 부품 실장기(102)가 할당 지시를 행하는 장치가 된다. 가장 생산시간이 긴 장치의 생산시간을 저감함으로써, 라인 전체의 생산시간을 저감시키는 것이 가능하게 된다. 생산시간이 가장 긴 부품 실장기는 가장 분주한 부품 실장기이기 때문에, 그 부품 실장기는 할당 지시를 행하는 장치가 됨으로써, 분주한 장치에서 여유가 있는 장치로의 할당 지시를 행하는 유연한 라인 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 부품 실장기에 한정되지 않고, 가장 긴 생산시간의 장치가 할당 지시를 행하는 장치로서도 무방하다.
또한, 그림 20 및 그림 22에 도시한 예에서는 생산 시간이 가장 긴 부품 실장기가 할당 지시를 행하는 장치가 되지만, 생산시간이 가장 짧은 부품 실장기를 할당 지시를 행하는 장치로서 할당하여도 무방하다. 생산시간이 가장 짧은 부품 실장기는 가장 여유가 있는 부품 실장기일 수 있기 때문에, 그 부품 실장기가 할당 지시를 행하는 장치가 됨으로써, 타 부품 실장기로부터 장착될 부품을 인수할 수 있는 유연한 라인 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 이 경우, 그림 22에서는 부품 실장기(101)가 할당 지시를 행하는 장치가 된다. 또한, 부품 실장기에 한정되지 않고, 가장 짧은 생산시간의 장치가 할당 지시를 행하는 장치로 하여도 무방하다. 이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 생산 라인을 구성하는 장치가 라인 밸런스를 제어하는 기능을 구비하고 있기 때문에, 상위 장치가 불필요한 라인 밸런스 제어방법 및 장치의 제공이 가능해진다. 또한, 본 실시예에서는 생산라인에 포함되는 장치에 있어서 자 장치 및 타 장치의 모든 정보의 유지시 각각의 장치가 할당 처리를 실행할 지를 판정하였지만, 생산라인에 포함되어 있는 특정 장치가 할당 처리를 행하는 장치의 결정을 행하여도 무방하다. 예를 들면, 할당 처리의 결정을 행하는 장치를 인쇄기로 하면, 인쇄기가 모든 장치의 정보를 유지하며, 그림 19에 도시한 예와 같이 된 경우에는 인쇄기는 도포기가 할당 장치가 되도록 결정하여 도포기에 할당 처리를 행하도록 지시하도록 하여도 무방하다. 또한, 할당 처리를 행하고 있던 장치가 다음 할당 처리를 행하는 장치를 결정하여도 무방하다. 예를 들면, 할당 처리로 되어 있던 장치가 모든 장치의 정보를 유지하더라도, 그 정보에 기초하여 다음 할당처리를 행하는 장치로 할당 지시의 실행을 지시하여도 무방하다. 여하튼, 각 장치의 정보에 기초하여 소정의 조건에 따라 그 중 한 대의 장치가 라인 밸런스의 제어를 행하도록 한 구성을 가지고 있으면 무방하다.
제 1 실시예에서는 부품 실장기 간의 대화 방식으로 부품의 할당을 실행하는 것으로 하고 있다. 따라서 생산 라인의 구성이 변경된 경우라도, 다시 부품 실장기 간의 대화를 행함으로써, 미연에 라인 밸런스를 제어하는 것이 가능하다. 하지만, 생산 라인의 변경 등에 따라 라인 밸런스 제어를 행하는 부품 실장기가 제거되는 경우도 있을 수 있다. 이 경우, 어느 실장기에 어느 부품을 할당하여 할당 데이터가 소실되기 때문에, 부품 실장기의 배치를 포함한 생산 라인의 재구성이 어렵게 된다. 이 때문에, 본 실시예에서는 라인 밸런스 제어를 행하는 부품 실장기가 제거될 때, 다음 라인 밸런스 제어를 행하는 다른 부품 실장기를 지정하고, 지정된 부품 실장기가 할당 데이터를 이어 받는다. 이러한 할당 데이터는 기판상의 부품과 그 부품의 실장기를 관련지은 데이터이다. 새롭게 지정된 부품 실장기가 라인 밸런스 제어를 행하기 위하여, 새로운 생산 라인이 구성된 후, 즉시 기판의 생산을 개시할 수 있다.
또한, 라인 밸런스 제어를 행하는 부품 실장기가 제거될 예정이 없어도, 미리 해당 부품 실장기가 적어도 하나의 다른 부품 실장기로 할당 데이터를 송신하고, 각 부품 실장기가 할당 데이터를 유지하도록 하여도 무방하다. 이러한 구성에서는 어떤 시점에서도 모든 부품 실장기가 할당의 주체가 될 수 있다.
본 발명의 라인 밸런스 제어방법 및 라인 밸런스 제어장치는 상위 장치가 불필요한 라인 밸런스 제어가 가능한 효과를 가지며, 또한 실제 생산상태를 반영한 라인 밸런스 제어가 가능한 효과를 가지고 있어 다수의 부품 실장기를 포함하는 기판 생산 라인 등에 유용하다. 
 

[저작권자(c)SG미디어. 무단전재-재배포금지]
목록 크게 작게 인쇄





100자평 쓰기
     
( Byte)
 
미디어정보 | 개인정보취급방침 | 이메일주소 무단수집 거부 | 온라인문의
SG미디어 | 대표이사 : 강희명 | 사업자등록번호 : 119-10-75482
(08639) 서울시 금천구 시흥대로 97 | 전화 : 02-808-7411 팩스 : 02-808-7412
Copyright ⓒ SG미디어 All rights reserved.