部品供給又はハンドリング方法の決定方法

【目的】担当者の経験に依存せず、客観的かつ正確な部品供給又はハンドリング方法を決定できる新規な方法を提供する。
【構成】部品供給又はハンドリング方法に関与する供給又は把持特性を抽出し、数量化理論II類により前記部品供給又はハンドリング方法の推定値及び供給又は把持特性のウェイトを算出し、前記推定値及びウェイトに基づいて前記部品供給又はハンドリング方法を画面に表示し、新規に供給される部品について数量化理論II類により供給又は把持特性のウェイトを算出し、その値に基づいて当該新規部品の供給又は把持特性を前記画面上に表示し、前記画面に表示された部品供給又はハンドリング方法と新規部品の供給又は把持特性との対比により、当該新規部品の供給又はハンドリング方法を決定する。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種機械や装置の自動組立において部品をその特性に応じて供給し或いは取り扱う部品供給又はハンドリング方法を決定するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種機械や装置の製造時にそれらを構成する部品を供給し或いは取り扱うために用いられる部品供給又はハンドリング方法は、経験を有する担当者が供給部品の特性を自らの経験と照合することによって決定されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のような部品供給又はハンドリング方法の決定には明確な選定基準がなく、担当者の経験に大きく依存しているため、同一の部品でも担当者の相違により方法が異なる場合がある。
【０００４】また、経験に依存する故に、部品供給方法を客観的に決定することが困難であり、未経験者には部品供給又はハンドリング方法の決定ができない。
【０００５】また、コンピュータ等の機械を利用するとしても、機械化は経験に基づくエキスパートシステムに依存しているので、パターンの一致がないと方法の判定は行えないという問題もあった。
【０００６】従って、本発明の目的は、担当者の経験に依存せず、客観的かつ正確な部品供給又はハンドリング方法を決定できる新規な方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明により部品の供給方法を決定する方法は、（ａ）部品供給方法に関与する供給特性を抽出し、（ｂ）数量化理論II類により前記部品供給方法の推定値及び供給特性のウェイトを算出し、（ｃ）前記推定値に基づいて前記部品供給方法を画面に表示し、（ｄ）新規に供給される部品について数量化理論II類により供給特性のウェイトを算出し、その値に基づいて当該新規部品の供給特性を前記画面上に表示し、（ｅ）前記画面に表示された部品供給方法と新規部品の供給特性との対比により、当該新規部品の供給方法を決定することを特徴とする。
【０００８】本発明により部品のハンドリング方法を決定する方法は、（ａ）部品のハンドリング方法に関与する把持特性を抽出し、（ｂ）数量化理論II類により前記把持特性のウェイト及びハンドリング方法の推定値を算出し、（ｃ）前記推定値に基づいて前記ハンドリング方法を画面に表示し、（ｄ）新規に供給される部品について数量化理論II類により把持特性のウェイトを算出し、その値に基づいて当該新規部品の把持特性を前記画面上に表示し、（ｅ）前記画面に表示されたハンドリング方法と新規部品の把持特性との対比により、当該新規部品のハンドリング方法を決定することを特徴とする。
【０００９】ここで、数量化理論II類とは多変量解析の一手法で、外的基準のある質的データの得点化を行う方法である。その目的は、要因（アイテム）、範疇（カテゴリー）及びサンプルを数量化する（実数を割り当てる）ことにより、分類を数量的に行い、分類に対する各要因の寄与の程度を数量的に表現し、データとして与えられていなかった新しいタイプのデータがどの分類に最も近いのかを数量的に表わすことである。つまり、数量化理論II類は、質的な要因（説明変数）に基づいて、質的に与えられた外的基準を説明するための手法である。以下、その概要を説明する。
【００１０】まず、要因数をＫ、各要因のカテゴリー数をそれぞれＬ1 ，Ｌ2 ，…，ＬK 、外的基準によって分類されたグループ数をＭ、各グループに属するサンプル（個体）数をそれぞれｎ1 ，ｎ2 ，…，ｎM とし、全サンプル数をＮとすると、
【００１１】
【数１】

となる。
【００１２】データを表現するため、次のような記号を用いる。すなわち、グループｒのｓ番目のサンプルが要因ｉのｔ番目のカテゴリーに対してとる値を、次のダミー変数で表わす。
【００１３】
【数２】

ここで、グループｒ、サンプルｓ、要因ｉ、カテゴリーｔがとる値の範囲は、ｒ＝１，２，…，Ｍ；ｓ＝１，２，…，ｎrｉ＝１，２，…，Ｋ；ｔ＝１，２，…，Ｌi である。
【００１４】各要因ｉにおいては、どれか１つのカテゴリーに反応するものとする。すなわち、
【００１５】
【数３】

であり、全要因数がＫであるから、次式が成り立つ。
【００１６】
【数４】

各サンプルの値（サンプルスコア）は
【００１７】
【数５】

なる線形式によって与えられるものとする。この式で係数ａi(s)は実数であり、カテゴリーウェイトと呼ばれる。
【００１８】この数量化II類の目的は、外的基準によって分類されている各グループがよく分離されるようにサンプルの値ｙr(s)を決定することである。このため、各グループ間の分離のよさを測る尺度として「相関比」を用いる。すなわち、ｙr(s)の全分散σ2 とグループ間分散（級間分散）σB2との比η2 ＝σB2／σ2 を用い、この値を最大にするｙr(s)の値（従って、カテゴリーウェイトａi(s)の値）を求める。
【００１９】こうしてカテゴリーウェイトａi(s)の値が決定されると、式(4) によりサンプルの値ｙr(s)が求められる。そして、各サンプル値を数直線上にプロットすることにより、数量化II類によるデータ分析結果を示すグラフが得られる。
【００２０】本発明においては、部品供給又はハンドリング方法の推定値及び供給特性又は把持特性のウェイトは、上記のような数量化理論II類により、サンプルスコア及びカテゴリーウェイトとして算出することができる。
【００２１】また、前記（ｃ）の部品供給又はハンドリング方法及び前記（ｄ）の新規部品の供給特性又は把持特性は、レーダーチャート上に表示することができる。
【００２２】
【作用】本発明によれば、部品供給又はハンドリング方法の推定値及び供給特性又は把持特性のウェイトを数量化理論II類により算出し、それらの推定値及びウェイトに基づいて部品供給方法をグラフに表示する。その後、新規に供給される部品についても、数量化理論II類により供給特性又は把持特性のウェイトを算出し、その値に基づいて、当該新規部品の供給特性又は把持特性を前記グラフ上に表示する。こうして、既知の部品供給又はハンドリング方法のグラフと新規部品の供給特性又は把持特性とが得られるので、それらの対比により当該新規部品の供給又はハンドリング方法が決定される。
【００２３】従って、正確かつ容易に部品供給方法を決定することができると共に、経験の少ない担当者でも部品供給方法の決定が可能となる。また、同一の手順でハンドリング方法を決定することができる。
【００２４】
【実施例】図１は本発明により部品供給方法を決定する方法の手順を示し、図２はこの方法を実施する装置の構成例を示す。
【００２５】図２の装置としては、汎用のコンピュータが用いられる。すなわち、この装置は、ＣＰＵ１を中心として、これに入力装置であるキーボード２、記憶装置であるハードディスク３、出力装置であるディスプレイ４及びプリンタ５を接続することで構成される。本発明の方法を実施するときは、図１の手順に従い、入力情報として供給特性がキーボード２から入力され、ＣＰＵ１において後述のように部品供給方法が決定され、その結果が部品供給情報として出力される。具体的には、入力情報に応じて部品供給方法を決定するために必要な操作、決定された部品供給方法その他必要な情報がディスプレイ４に表示され、或いはプリンタ５でプリントされる。
【００２６】図１の手順について説明すると、初めに、過去に利用された部品の事例から、その供給特性と部品供給方法とをダミー変数として入力する（ＳＴＥＰ１）。これらのダミー変数は、ＣＰＵ１によりディスプレイ４に表示され（ＳＴＥＰ２）、且つデータベースとしてハードディスク３に格納される（ＳＴＥＰ３）。ＣＰＵ１では、数量化理論II類により、部品供給方法の推定値と供給特性のウェイトを算出する（ＳＴＥＰ４）。更に、部品供給方法の特徴が強調されるように、各軸の標準偏差を利用して倍率を設定し、その部品供給方法をレーダーチャートとして画面上に表示する（ＳＴＥＰ５）。
【００２７】ここで、新規に供給される部品の供給特性を入力する（ＳＴＥＰ６）。これに基づき、ＣＰＵ１ではその新規部品の得点を算出し（ＳＴＥＰ７）、得点化した新規部品の供給特性を部品供給方法のレーダーチャート上に表示する（ＳＴＥＰ８）。そして、新規部品の供給特性と部品供給方法を対比し、その類似性により部品供給方法を決定する（ＳＴＥＰ９）。こうして決定された部品供給方法と供給特性とをデータベースに登録する（ＳＴＥＰ１０）。
【００２８】図３は、代表的な４種類の部品供給方法を示す。これらは、フープ、スティックマガジン、パーツトレイ又はパーツフィーダを使用するものである。
【００２９】図４は、上記のような部品供給方法のいずれかを決定するために用いられる供給特性を示す。これは、部品供給方法に関与する特性を樹系図として示したものである。
【００３０】この場合、供給特性は、部品特性と生産特性とに分けられる。部品特性の内容は、基本形状（円柱形、方形、特殊形状のいずれか）、大きさ（１辺の長さ或いは３辺の長さの合計）、重量（いくつかの範囲）、特殊性（定形か不定形か）、損傷性（あり／なし）、清浄性（要／否）、からみ性（あり／なし）である。更に、基本形状の円柱形は長さと直径の比の範囲で分けられ、方形は塊、棒、板に分けられる。一方、生産特性は、生産量で表わされ、いくつかの範囲に分けられる。
【００３１】上記の供給特性は、製品の相違により若干の修正はあるが、組立作業に用いられる部品には大部分対応することができる。
【００３２】図５は、現在までに使用された部品について、その部品供給方法と供給特性との関係を示したものである。ここでは、任意の製品を構成する１３種の部品を示しているが、実際には、特定の供給特性に偏らない多数の部品を使用して部品とその供給方法の関係を得る。
【００３３】図６及び図７は、数量化理論II類を用いて供給特性のウェイト及び部品供給方法の推定値を算出した結果を示す。ここでは、分類の正当性を向上させるためにレーダーチャートの第３軸までの推定値を計算している。第１軸、第２軸及び第３軸は、それぞれの部品供給方法の分類を最少かつ最も判定しやすい軸数で表現するため、サンプルの部品特性を表わす行列の固有値である。レーダーチャートの軸数は、部品供給方法の種類と画面表示の視認性に影響されるが、本方法では固有値の絶対値の大きい順に３種類使用し、決定精度の向上を図っている。
【００３４】図６に示された供給特性のウェイトは、数量化理論II類によるカテゴリーウェイト、図７に示された部品供給方法の推定値は、数量化理論II類によるサンプルスコアとそれぞれ対応する。これらの値は、次のようにして算出される。
【００３５】図６に示された供給特性のウェイトは、図５R>５の部品供給方法と供給特性との関係から求められる。すなわち、供給方法ごとの部品グループをよく分類するように供給方法と供給特性との関係を示すダミー変数に基づいて固有方程式を作成する。この固有方程式から得られる固有ベクトルが、図６の供給特性のウェイトとなる。また、図７に示された部品供給方法の推定値は、それぞれの供給方法ごとの供給特性のウェイトの平均値である。これらの数値を利用すると、レーダーチャート上のサンプルスコアは次のように計算される。
【００３６】第ｉ軸のサンプルスコアをＳi 、サンプルの部品特性ｊに対するダミー変数をＤj 、第ｉ軸の供給特性のウェイトをＡijとすると、
【００３７】
【数６】

となる。
【００３８】実施例では、新規に供給される部品について、図３に示された４種類の部品供給方法のいずれかを決定するため、数量化理論II類に修正を加え、レーダーチャートによる表示を行う。これにより、計算回数は多少増加するが、分類数が多くても精度の良い分類結果が得られる。
【００３９】図８は、供給方法にフープを使用する部品を例として、その供給特性を４種類の部品供給方法のレーダーチャート上に表示した場合を示す。ここで、（ａ）はフープ、（ｂ）はスティックマガジン、（ｃ）はパーツトレイ、（ｄ）はパーツフィーダのレーダーチャートである。図８に示されたサンプルの第１軸を例にとると、そのサンプルスコアは、上記(5) 式より次のようになる。
【００４０】
Ｓ1 ＝＋0.09×0 ＋0.07×0 −0.07×0 −0.07×0 ＋0.13×1 −0.06×0 −0.03×0 ＋0.02×0 −0.02×0 ＋0.15×1 −0.02×0 −0.03×0 ＋0.01×1 ＋0.02×1 −0.05×0 ＋0.06×0 ＋0.06×0 −0.01×0 ＋0.03×1 −0.04×0 ＋0.01×1 ＋0.07×0 ＋0.00×1 −0.09×0 ＋0.01×1 ＝0.36この例の新規部品の供給特性は、基本形状が方形（板）、大きさは１辺の長さが 1 mm より小さく或いは３辺の長さの合計が 2 mm より小さい、重量は 0.01kgより小さい、特殊性は不定形、損傷性は「なし」、清浄性は「否」、からみ性は「なし」で、生産量は１日当たり 1より大きく100 以下である。これらの供給特性は、部品供給方法を決定するための入力情報となる。そして、図６に示された供給特性のウェイトを利用し、各供給特性に対応するウェイトを各軸毎に加算することにより、新規部品の供給特性に関するデータ（得点）が得られる。
【００４１】こうして得られたデータに基づいて表示された４種類の部品供給方法のレーダーチャートのうち、形状がより近似した部品供給方法（図８の場合、（ａ）のフープ）が推奨される。
【００４２】同様に、供給方法にスティックマガジン、パーツトレイ、パーツフィーダを使用する部品の場合、図９、図１０及び図１１に示すようになる。
【００４３】次に、本発明によれば、図１と同様の手順を実施することにより、部品のハンドリング方法を決定することができる。
【００４４】図１２は、代表的な４種類のハンドリング方法を示す。これらは、把握（挟み）と保持（吸着）の２つに分類され、前者には「内つかみ」と「外つかみ」、後者には「電磁吸着」と「真空吸着」がそれぞれ含まれる。
【００４５】図１３は、上記のような部品ハンドリング方法のいずれかを決定するために用いられる把持特性を示す。これは、ハンドリング方法に関与する特性を樹系図として示したものである。
【００４６】この場合、把持特性は、部品特性と作業特性とに分けられる。部品特性の内容は、形状因子と材料因子であり、前者は、バキューム面（あり／なし）、つかみ面（あり／なし、「あり」の場合は、平行面（内側／外側）か円筒面（内側／外側）か）、特殊性（定形／不定形）であり、後者は、磁性面（あり／なし）、損傷性（あり／なし）である。
【００４７】一方、作業特性は、組立因子と供給因子であり、前者は、作業因子（ねじ締め、定置、挿入、圧入）と環境因子（周囲空間（あり／なし）、保持（要／不要））、後者は供給方法であって、この例の場合、前述のフープ、スティックマガジン、パーツトレイ、パーツフィーダの他に、テープフィーダ、ねじフィーダを用いる方法がある。
【００４８】図１４は、現在までに使用された部品について、そのハンドリング方法と把持特性との関係を示したものである。
【００４９】図１５及び図１６は、数量化理論II類を用いて把持特性のウェイト及びハンドリング方法の推定値を算出した結果を示す。ここで、第１軸、第２軸及び第３軸は、それぞれのハンドリング方法の分類を最少かつ最も判定しやすい軸数で表現するため、サンプルの把持特性を表わす行列の固有値である。レーダーチャートの軸数は、ハンドリング方法の種類と画面表示の視認性に影響されるが、本方法では固有値の絶対値の大きい順に３種類使用し、決定精度の向上を図っている。
【００５０】図１５に示された把持特性のウェイトは、数量化理論II類によるカテゴリーウェイト、図１６に示されたハンドリング方法の推定値は、数量化理論II類によるサンプルスコアとそれぞれ対応する。これらの値は、次のようにして算出される。
【００５１】図１５に示された供給特性のウェイトは、図１４のハンドリング方法と把持特性との関係から求められる。すなわち、ハンドリング方法ごとの部品グループをよく分類するようにハンドリング方法と把持特性との関係を示すダミー変数に基づいて固有方程式を作成する。この固有方程式から得られる固有ベクトルが、図１５R>５の把持特性のウェイトとなる。また、図１６に示されたハンドリング方法の推定値は、それぞれのハンドリング方法ごとの把持特性のウェイトの平均値である。これらの数値を利用すると、レーダーチャート上のサンプルスコアは次のように計算される。
【００５２】第ｉ軸のサンプルスコアをＳi 、サンプルの把持特性ｊに対するダミー変数をＤj 、第ｉ軸の把持特性のウェイトをＡijとすると、
【００５３】
【数７】

となる。
【００５４】実施例では、新規に供給される部品について、図１２に示された４種類のハンドリング方法のいずれかを決定するため、数量化理論II類に修正を加え、レーダーチャートによる表示を行う。
【００５５】図１７は、ハンドリング方法に「内つかみ」を使用する部品を例として、その把持特性を４種類のハンドリング方法のレーダーチャート上に表示した場合を示す。ここで、（ａ）は内つかみ、（ｂ）は外つかみ、（ｃ）は電磁吸着、（ｄ）は真空吸着のレーダーチャートである。図１７に示されたサンプルの第１軸を例にとると、そのサンプルスコアは、上記(6) 式より次のようになる。
【００５６】

この例の新規部品の把持特性は、バキューム面「なし」、つかみ面「円筒面内側」、特殊性「定形」、磁性面「あり」、損傷性「なし」、作業因子「圧入」、周囲空間「なし」、保持「不要」、供給方法「スティックマガジン」である。これらの供給特性は、ハンドリング方法を決定するための入力情報となる。そして、図１５に示された把持特性のウェイトを利用し、各把持特性に対応するウェイトを各軸毎に加算することにより、新規部品の把持特性に関するデータ（得点）が得られる。
【００５７】こうして得られたデータに基づいて表示された４種類のハンドリング方法のレーダーチャートのうち、形状がより近似したハンドリング方法（図１７の場合、（ａ）の「内つかみ」）が推奨される。
【００５８】同様に、ハンドリング方法に「外つかみ」、「電磁吸着」、「真空吸着」を使用する部品の場合、図１８、図１９及び図２０に示すようになる。
【００５９】
【発明の効果】本発明によれば、容易かつ客観的に部品供給又はハンドリング方法を決定することができ、それによって次のような効果が得られる。
【００６０】従来の部品供給又はハンドリング方法と一致するものが存在しなくても、レーダチャート上の類似性から部品供給又はハンドリング方法を決定できる。
【００６１】生産計画等の政策上の問題を加味して、部品供給又はハンドリング方法を決定できる。
【００６２】部品供給又はハンドリング方法の決定に客観性が増大し、製品組立作業の設定やレイアウトの計画に妥当性が得られる。
【００６３】事例の増加により、部品供給又はハンドリング方法の決定に対する信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する手順を示す。
【図２】図１の方法を実施する装置の構成例を示す。
【図３】代表的な４種類の部品供給方法を示す。
【図４】図３の部品供給方法のいずれかを決定するために用いられる供給特性を示す。
【図５】現在までに使用された部品について、その部品供給方法と供給特性との関係を示す。
【図６】数量化理論II類を用いて供給特性のウェイトを算出した結果を示す。
【図７】数量化理論II類を用いて部品供給方法の推定値を算出した結果を示す。
【図８】供給方法にフープを使用する部品の供給特性を４種類の部品供給方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図９】供給方法にスティックマガジンを使用する部品の供給特性を４種類の部品供給方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図１０】供給方法にパーツトレイを使用する部品の供給特性を４種類の部品供給方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図１１】供給方法にパーツフィーダを使用する部品の供給特性を４種類の部品供給方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図１２】代表的な４種類の部品ハンドリング方法を示す。
【図１３】図１２のハンドリング方法のいずれかを決定するために用いられる把持特性を示す。
【図１４】現在までに使用された部品について、そのハンドリング方法と把持特性との関係を示す。
【図１５】数量化理論II類を用いて把持特性のウェイトを算出した結果を示す。
【図１６】数量化理論II類を用いてハンドリング方法の推定値を算出した結果を示す。
【図１７】ハンドリング方法に内つかみを使用する部品の把持特性を４種類のハンドリング方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図１８】ハンドリング方法に外つかみを使用する部品の把持特性を４種類のハンドリング方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図１９】ハンドリング方法に電磁吸着を使用する部品の把持特性を４種類のハンドリング方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【図２０】ハンドリング方法に真空吸着を使用する部品の把持特性を４種類のハンドリング方法のレーダーチャート上に表示した例を示す。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ１、２…キーボード、３…ハードディスク、４…ディスプレイ、５…プリンタ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】（ａ）部品供給方法に関与する供給特性を抽出し、（ｂ）数量化理論II類により前記供給特性のウェイト及び部品供給方法の推定値を算出し、（ｃ）前記推定値に基づいて前記部品供給方法を画面に表示し、（ｄ）新規に供給される部品について数量化理論II類により供給特性のウェイトを算出し、その値に基づいて当該新規部品の供給特性を前記画面上に表示し、（ｅ）前記画面に表示された部品供給方法と新規部品の供給特性との対比により当該新規部品の供給方法を決定することを特徴とする決定方法。
【請求項２】前記供給特性のウェイト及び部品供給方法の推定値は、数量化理論II類により算出されるカテゴリーウェイト及びサンプルスコアである請求項１記載の決定方法。
【請求項３】前記（ｃ）の部品供給方法及び前記（ｄ）の新規部品の供給特性は、レーダーチャート上に表示されることを特徴とする請求項１記載の決定方法。
【請求項４】（ａ）部品のハンドリング方法に関与する把持特性を抽出し、（ｂ）数量化理論II類により前記把持特性のウェイト及びハンドリング方法の推定値を算出し、（ｃ）前記推定値に基づいて前記ハンドリング方法を画面に表示し、（ｄ）新規に供給される部品について数量化理論II類により把持特性のウェイトを算出し、その値に基づいて当該新規部品の把持特性を前記画面上に表示し、（ｅ）前記画面に表示されたハンドリング方法と新規部品の把持特性との対比により当該新規部品のハンドリング方法を決定することを特徴とする決定方法。

【図１】