JP2007072754A - 生産工程効率化支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 人手作業を含む生産工程において、作業者の疲労度及び作業者習熟度を考慮した生産工程の人員配置の最適化をはかる。
【解決手段】 人手作業を含む生産工程の稼働における、稼働率、作業時間、サイクルタイム及び良品率の稼働状況データを生産工程シミュレーターに取り込み、作業工程及び作業者毎のデータベースを作成するとともに、前記データベースに基づいて前記生産工程シミュレーターで、生産工程のシミュレーションを行うことで作業者の疲労度及び作業者の習熟度を考慮した生産工程の人員配置の最適化を図る。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人手作業を含む生産工程の効率化に関し、生産工程の稼働状況を取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを用い、生産工程の人員配置の最適化を行う生産工程効率化支援方法に関する。

人手作業を含む複数の生産工程で生産される製品は、複数の作業者による複数の作業により生産される。このような生産工程の効率化を図る手法として、生産工程シミュレーターを用い生産工程のシミュレートを行い、生産工程を最適化する方法が知られている。

前記生産工程を最適化する方法として、複数の作業者が従事する生産ラインにおける作業負荷のバランスを考慮して組み立て作業の配分を最適化するため、作業者の作業時間と作業者のエネルギー消費量とを考慮して生産工程を設計するシステムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１は、作業者の作業時間、エネルギー消費量及び習熟度等の作業者毎の特性データを考慮して生産工程を設計するシステムであるが、一旦作業者の作業時間及びエネルギー消費量等のデータを入力してシミュレートすることで、作業者毎の習熟度は算出されるが、時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度の変化が考慮されないため、実稼働工程に対してシミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。

また、生産ラインにおいて、シミュレーターを用いてライン能力を評価し、ボトルネックを割り出し、改善案と改善効果を自動的に提示するシステムが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載のシステムは、一旦作業者の作業時間及びエネルギー消費量等のデータを入力すると作業時間、エネルギー消費量等のパラメータが固定されるため、生産装置及び設備のように時間の経過により生産能力が変化しない生産工程には適用できたが、人手作業を含む生産工程のように人特有の作業による疲労度、習熟度が生じる生産工程の時間的変化が考慮されずシミュレーションが行われるため、時間の経過とともに実稼働工程に対してボトルネックとなる位置にずれが生じ、シミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。

更に、生産ラインの作業工程中の疲労度を評点化し、改善が必要とする場合には疲労度評価点に応じた改善策を行う生産ラインの製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３では、作業者の疲労度は考慮されているが、作業者の習熟度及び時間の経過に伴う作業者の疲労度が考慮されずシミュレーションが行われるため、時間の経過とともに実稼働工程に対してシミュレーションの最適化結果が乖離する恐れがある。

このように従来は作業者の疲労度及び習熟度の双方を考慮したシミュレーションは存在していないため、人手を含む生産工程でシミュレーションの乖離を防止するのは困難であった。
特開２００４−４６７１３号公報 特開２００２−２４４７１６号公報 特許第３０５９２６４号公報

本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、人手作業を含む生産工程の効率化において、生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターに稼働状況データを取り込み、生産工程シミュレーターで作業工程及び作業者毎のデータベースを作成するとともに、作業者の疲労度及び作業者の習熟度を評価し、かつ作業者の疲労度及び作業者の習熟度を考慮した生産工程の最適な人員配置を算出し生産工程を最適化する生産工程効率化支援方法を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）
人手作業を含む生産工程の稼働状況を示す稼働状況データを取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを有し、前記生産工程シミュレーターを用いて生産工程の効率化を図る生産工程効率化支援方法であって、
前記人手作業を含む生産工程の稼働における、稼働率、作業時間、サイクルタイム及び良品率の稼働状況データを前記生産工程シミュレーターに取り込み、作業工程及び作業者毎のデータベースを作成するとともに、前記データベースに基づき前記生産工程シミュレーターで、生産工程の進行と略同時進行となるリアルタイムで、もしくは生産工程の進行とは別途に進行するオフラインで、生産工程のシミュレーションを行うことで前記作業者の疲労度及び作業者の習熟度を考慮した生産工程の最適な人員配置を算出することを特徴とする生産工程効率化支援方法。
（２）
前記生産工程シミュレーターに稼働状況データを取り込み、シミュレーションを行う際に、取り込んだ前記稼働状況データを前記データベース上に格納されているデータと比較し、作業者の疲労度及び習熟度の評価を行うとともに、前記生産工程のシミュレーションを行うことを特徴とする（１）項に記載の生産工程効率化支援方法。
（３）
生産工程に生産工程内の作業者に情報伝達する情報伝達手段を有し、前記情報伝達手段で前記生産工程シミュレーターでのシミュレーションの結果を前記作業者に伝達するとともに、前記作業者は、伝達された前記シミュレーションの結果に基づき人員配置の変更と生産工程に配設された生産機器の稼働条件を設定する前記生産機器のパラメータの変更の一方または両方を実施することを特徴とする（１）項または（２）項に記載の生産工程効率化支援方法。
（４）
前記生産機器のパラメータの変更は、前記シミュレーションの結果に基づき前記生産機器に対し自動的に行われることを特徴とする（３）項に記載の生産工程効率化支援方法。
（５）
前記稼働状況データの取り込み、前記シミュレーション及び該シミュレーションの結果に基づく人員配置の変更と前記パラメータの変更の一方または両方の実施を所定周期毎に繰り返すことを特徴とする（１）項乃至（４）項の何れか１項に記載の生産工程効率化支援方法。

上記構成により、人手作業を含む生産工程の効率化を行うための生産工程シミュレーションにおいて、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度（学習による多能工化）を考慮して生産工程のシミュレーションを行うことで、実稼働生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な人員配置を算出することが可能となり、また前記最適な人員配置を生産工程に適用することで生産工程の作業の均一化を図ることができ、生産工程の効率化を図ることができる。

以下、図を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態の生産工程効率化支援方法の構成を示すブロック図である。図１において、人手作業を含む生産工程（以下、人手生産工程とも略す）１は、製品を生産する生産工程である。稼働状況データ２は、人手生産工程１の稼働率、サイクルタイム、作業時間及び良品率の稼働状況データであり、生産工程シミュレーター３に取り込まれる。生産工程シミュレーター３は取り込まれた稼働状況データ２を基に作業工程及び作業者毎のデータベースを作成し、既存のデータベース４を更新する。

また、生産工程シミュレーター３はデータベース４に基づいて作業者の疲労度及び習熟度の評価を行うとともに、前記評価を考慮に入れた生産工程のシミュレーションを行い生産工程の最適な人員配置を算出する。前記生産工程のシミュレーションにおける生産工程の最適な人員配置の算出時に、必要に応じて生産工程に配設された生産機器の稼働条件を設定する前記生産機器のパラメータが同時に算出される。生産工程シミュレーター３は図示しないコンピューターにより実行される。

前記シミュレーションによる生産工程の最適な人員配置は、情報伝達手段５により作業者に伝達され、作業者は人手生産工程１の人員配置を変更する。また、前記生産機器の前記パラメータは、生産機器の表示部６に表示され、作業者は前記パラメータを変更して生産工程の効率化を図る。前記パラメータの変更は、作業者を介さず自動で行うこともできる。

図２は、図１に示す生産工程効率化支援方法を用いて生産工程の人員配置を最適化する場合のワークフローを示す。また、生産機器のパラメータの算出及び変更は、必要に応じて実施されるが、図２のワークフローは、生産機器のパラメータの算出及び変更が実施される場合の例を示している。

最初にステップＳ０１で人手生産工程１の稼働が開始されると同時にステップＳ０５で生産工程シミュレーター３が稼働開始する。次にステップＳ０２で人手生産工程１が稼働継続状態となる。次にステップＳ０６で人手生産工程１から稼働率、サイクルタイム、作業時間及び良品率の稼働状況データ２が、オンラインで生産工程シミュレーター３に取り込まれる。次にステップＳ０７で生産工程シミュレーター３は、取り込まれた稼働状況データ２を基に作業工程及び作業者毎のデータベースを作成し、データベース４を更新する。

次にステップＳ０８で生産工程シミュレーター３は、データベース４に基づき作業者の疲労度及び習熟度を評価する。

ステップＳ０９では、データベース４及びステップＳ０８での評価に基づき生産工程のシミュレーションを実施し、生産工程の最適な人員配置及び生産機器のパラメータを算出する。

ステップＳ０９における生産工程のシミュレーションの実施において、生産工程シミュレーターを実行するコンピューターの処理能力が十分に有る場合には、生産工程のシミュレーションの進行を、人手生産工程１の進行と略同時進行となるリアルタイムで実行することが好ましい。これにより、人手生産工程１の進行と生産工程シミュレーター３による生産工程のシミュレーションの進行との時間的誤差を減少させることができ、より人手生産工程１の進行に即した生産工程の最適化ができる。しかしながら、前記コンピューターの処理能力等の関係から前述のようなリアルタイムでの実行が困難な場合には、人手生産工程１の進行とは別途に生産工程のシミュレーションの進行を実行させることも可能である。但し、リアルタイムでの実行に比較し前記時間的誤差は増加する。

図２のワークフローに戻り、ステップＳ１０では、ステップＳ０９で算出した生産工程の最適な人員配置を情報伝達手段５に表示し、作業者に伝達する。情報伝達手段５の表示は、生産工程内に設けられたディスプレイ、プリンター等のハードコピー装置、音声装置等で行うことができる。次に、ステップＳ１１では、ステップＳ０９で算出した生産機器のパラメータを各生産機器の表示装置のディスプレイ等に表示する。

次にステップＳ０３で、ステップＳ１０で作業者に伝達された最適な人員配置の情報に基づき、作業者は人員配置の変更を実施する。次に、ステップＳ０４で、ステップＳ１１で作業者に伝達された生産機器のパラメータに基づき、各生産機器パラメータの変更を実施する。前記ステップＳ０３及びステップＳ０４の実施順序は、逆にまたは同時に実施しても良い。更に、図２には図示しないが、前述のようにステップＳ０４の生産機器のパラメータの変更は、作業者を介さず自動で行うこともできる。この場合には、作業者の作業を減少させることができ、省力化の点で好ましい。

上記により、人手生産工程１の人員配置の変更及び生産機器のパラメータの変更が行われ、ステップＳ０２で人手生産工程１の稼働が継続される。

図２のワークフローに示す一連の稼働状況データ取り込みから人員配置までを所定周期毎に繰り返すことで、人手生産工程１の人員配置を常時最適な人員配置にすることができる。

上記により、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度及び習熟度（学習による多能工化）を考慮して生産工程のシミュレーションを行うことで、実稼働生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な人員配置を算出することが可能となり、また前記最適な人員配置を生産工程に適用することで生産工程の作業の均一化を図ることができ、生産工程の効率化を図ることができる。また、作業者の入れ替わりの多いような場合においても疲労度及び習熟度を考慮することにより、より実稼働生産工程に即した生産工程シミュレーションが可能になる。

本発明に係る生産工程効率化支援方法のブロック図である。 生産工程効率化支援方法での人員配置最適化のワークフロー図である。

符号の説明

１ 人手作業を含む生産工程
２ 稼働状況データ
３ 生産工程シミュレーター
４ データベース
５ 情報伝達手段
６ 生産機器表示部

Claims (5)

1. 人手作業を含む生産工程の稼働状況を示す稼働状況データを取り込み生産工程のシミュレーションを行う生産工程シミュレーターを有し、前記生産工程シミュレーターを用いて生産工程の効率化を図る生産工程効率化支援方法であって、
   前記人手作業を含む生産工程の稼働における、稼働率、作業時間、サイクルタイム及び良品率の稼働状況データを前記生産工程シミュレーターに取り込み、作業工程及び作業者毎のデータベースを作成するとともに、前記データベースに基づき前記生産工程シミュレーターで、生産工程の進行と略同時進行となるリアルタイムで、もしくは生産工程の進行とは別途に進行するオフラインで、生産工程のシミュレーションを行うことで前記作業者の疲労度及び作業者の習熟度を考慮した生産工程の最適な人員配置を算出することを特徴とする生産工程効率化支援方法。
2. 前記生産工程シミュレーターに稼働状況データを取り込み、シミュレーションを行う際に、取り込んだ前記稼働状況データを前記データベース上に格納されているデータと比較し、作業者の疲労度及び習熟度の評価を行うとともに、前記生産工程のシミュレーションを行うことを特徴とする請求項１に記載の生産工程効率化支援方法。
3. 生産工程に生産工程内の作業者に情報伝達する情報伝達手段を有し、前記情報伝達手段で前記生産工程シミュレーターでのシミュレーションの結果を前記作業者に伝達するとともに、前記作業者は、伝達された前記シミュレーションの結果に基づき人員配置の変更と生産工程に配設された生産機器の稼働条件を設定する前記生産機器のパラメータの変更の一方または両方を実施することを特徴とする請求項１または２に記載の生産工程効率化支援方法。
4. 前記生産機器のパラメータの変更は、前記シミュレーションの結果に基づき前記生産機器に対し自動的に行われることを特徴とする請求項３に記載の生産工程効率化支援方法。
5. 前記稼働状況データの取り込み、前記シミュレーション及び該シミュレーションの結果に基づく人員配置の変更と前記パラメータの変更の一方または両方の実施を所定周期毎に繰り返すことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の生産工程効率化支援方法。

Images