JP2022014574A - 作業指示装置、作業指示システムおよび作業指示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 現場データを用いて生産ロスを減らす。
【解決手段】 作業指示装置であって、製造現場において製造された製造物ごとの生産実績情報と、製造現場の作業者に取り付けたセンサから得た作業者動態情報と、製造現場の設備の稼働履歴の情報と、を含む現場データを格納する記憶部と、現場データを所定の方法で分析して生産ロス発生パターンを生成する生産ロス発生パターン抽出部と、生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する作業指示生成部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業指示装置、作業指示システムおよび作業指示方法に関する。

特許文献１には、ベースワークモデルとは大きさが異なり形状が類似する類似ワークモデルの構造情報を取得し、ベースワークモデルの作業経路情報を利用して、取得した類似ワークモデルの構造情報から類似ワークモデルの作業経路情報を作成する類似溶接線情報を作成することが記載されている。

特開２０１４－１９４６５８号公報

上記特許文献１に記載の技術では、推奨される対策案を都度生成することはできるが、帰納して汎用的なパターンを生成するに至っていないため、予測や汎用性に不十分な点がある。

本発明の目的は、現場データ（４Ｍデータ：Ｍａｎ、Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍａｔｅｒｉａｌ、Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて生産ロスを減らすことにある。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る作業指示装置は、製造現場において製造された製造物ごとの生産実績情報と、前記製造現場の作業者に取り付けたセンサから得た作業者動態情報と、前記製造現場の設備の稼働履歴の情報と、を含む現場データを格納する記憶部と、前記現場データを所定の方法で分析して生産ロス発生パターンを生成する生産ロス発生パターン抽出部と、前記生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、前記生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する作業指示生成部と、を備える。

本発明によれば、現場データ（４Ｍデータ）を用いて生産ロスを減らすことができる。これにより、製造装置の稼働率向上、生産量の増加、製造リードタイム短縮、納期遵守など、生産性の高い製造現場を実現できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第一の実施形態に係る作業指示システムの構成例を示す図である。 作業指示装置の構成例を示す図である。 生産実績記憶部のデータ構造例を示す図である。 作業者動態記憶部のデータ構造例を示す図である。 設備稼働履歴記憶部のデータ構造例を示す図である。 作業手順記憶部のデータ構造例を示す図である。 生産ロス発生パターン記憶部のデータ構造例を示す図である。 作業指示記憶部のデータ構造例を示す図である。 作業指示装置のハードウェア構成例を示す図である。 設備別生産ロス発生パターン抽出処理のフローの例を示す図である。 生産ロス抽出処理のフローの例を示す図である。 生産ロス抽出処理の例を示す図である。 作業者別の作業指示表示処理のフローの例を示す図である。 作業者向け作業指示画面の例を示す図である。 設備別の作業指示表示処理のフローの例を示す図である。 設備向け作業指示画面の例を示す図である。 ロス発生基準設定画面の例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。

製造業を営む企業の工場では、生産する製品について、各生産工程で使用する生産設備、各生産設備に投入する時間に基づき、将来の生産計画を立案し、その生産計画に従って日々の生産活動を行うことが多い。そのような製造現場では、作業者、設備、製造物そのもの、の様々な要因によって、計画に対する大小さまざまの遅延が発生する。

とくに、生産する製品が多品種であり品種混合比が時々刻々と変化する環境では、製造工程が品種に応じて多岐に渡り、複雑であるため、起こりやすい事象を事前に予測することが困難になりやすい。

これらを早期に知るためには、生産進捗状況を正確に取得し、活用することが必要であるが、品種の変動が目まぐるしい場合には、過去に起こっている事象を統計的に分析して生産ロスの発生しやすい曜日、時間帯、エリア、作業順等をパターンとして特定し、作業者、生産設備、製品等に応じて生産ロスの予測を行うことが考えられる。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る作業指示システムの構成例を示す図である。作業指示システム１０には、製造現場（エリア）１００に設けられた生産現場装置群と、生産現場装置群とネットワークを介して通信可能に接続される作業指示装置２００とが含まれる。

このネットワークは、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット等の一般公衆回線を一部または全部に用いた通信網、携帯電話通信網等、のいずれかまたはこれらの複合したネットワークである。なお、ネットワークは、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）や５Ｇ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）等の無線による通信網であってもよい。

生産現場装置群には、実績入力端末１１０と、作業指示端末１２０と、コントローラ１３０と、生産装置１３１と、その他各種の工具や作業者の動作等を取得するセンサ１４０等の装置が含まれる。実績入力端末１１０は、操作者により製造対象の個体の識別子、工程の開始時刻、終了時刻等の実績情報の入力を受け付ける生産実績収集装置である。作業指示端末１２０は、操作者により操作される端末であり、作業指示装置２００が生成した画面情報を表示し、その画面上での操作入力を受け付けて作業指示装置２００に処理依頼等を行う。

コントローラ１３０は、生産装置１３１の動作を制御する装置である。コントローラ１３０は、生産装置１３１の稼働開始、稼働状態、不稼働状態、稼働終了等の時刻等の情報を監視し、作業指示装置２００の設備稼働履歴取得部２２３にネットワークを介して送信する。生産装置１３１は、生産に用いる装置であり、例えば数値制御加工装置（ＮＣ装置）等の装置である。なお、生産装置１３１の稼働情報は、コントローラ１３０が作業指示装置へ送信する例を挙げているが、これに限られず、生産装置１３１自身が稼働情報を作業指示装置２００へ送信するようにしてもよい。

センサ１４０は、生産装置１３１を稼働させる作業者の動作情報を取得する装置、例えば加速度センサやカメラ、あるいは心拍センサ、温度センサを含む。センサ１４０は、作業者の稼働開始、稼働状態、不稼働状態、稼働終了等の時刻等の情報を監視し、作業指示装置２００の作業者動態取得部２２２にネットワークを介して送信する。

作業指示装置２００は、生産現場装置群から取得した、作業者動態情報と、設備稼働履歴情報と、生産実績情報と、作業手順とを含む現場データ（４Ｍデータ：Ｍａｎ、Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍａｔｅｒｉａｌ、Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて、生産ロス発生パターン抽出処理、生産ロス抽出処理、作業者別の作業指示表示処理、設備別の作業指示表示処理等の各種の処理を行う。

図２は、作業指示装置の構成例を示す図である。作業指示装置２００は、記憶部２１０と、処理部２２０と、通信部２３０と、入力部２４０と、出力部２５０と、を備える。

記憶部２１０には、生産実績記憶部２１１と、作業者動態記憶部２１２と、設備稼働履歴記憶部２１３と、作業手順記憶部２１４と、生産ロス発生パターン記憶部２１５と、作業指示記憶部２１６と、が含まれる。

生産実績記憶部２１１には、部品や製品などの製造物毎に、工程の作業（処理）と、前工程の作業（処理）が完了した時刻と、作業（処理）を開始した時刻と、作業（処理）を完了した時刻と、作業（処理）した生産設備、作業（処理）した作業者と、を特定する情報が格納される。

図３は、生産実績記憶部のデータ構造例を示す図である。生産実績記憶部２１１には、後述する生産実績収集部２２１が実績入力端末１１０から取得した情報が格納される。

生産実績記憶部２１１は、製造物ＩＤ欄２１１ａと、品種名称欄２１１ｂと、員数欄２１１ｃと、工程名称欄２１１ｄと、工程Ｎｏ欄２１１ｅと、前工程完了時刻欄２１１ｆと、開始時刻欄２１１ｇと、完了時刻欄２１１ｈと、設備ＩＤ欄２１１ｉと、作業者ＩＤ欄２１１ｋと、を有する。

製造物ＩＤ欄２１１ａと、品種名称欄２１１ｂと、員数欄２１１ｃと、工程名称欄２１１ｄと、工程Ｎｏ欄２１１ｅと、前工程完了時刻欄２１１ｆと、開始時刻欄２１１ｇと、完了時刻欄２１１ｈと、設備ＩＤ欄２１１ｉと、作業者ＩＤ欄２１１ｋとは、それぞれ関連付けられている。

製造物ＩＤ欄２１１ａには、各々の製品や部品などの製造物を一意に識別することのできる識別情報である製造物ＩＤを特定する情報が格納される。

品種名称欄２１１ｂには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物の品種を特定する情報が格納される。

員数欄２１１ｃには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に含まれる製造物の数量を特定する情報が格納される。

工程名称欄２１１ｄには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を処理した工程を識別するための工程名称を特定する情報が格納される。

工程Ｎｏ欄２１１ｅには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する工程名称欄２１１ｄの工程が初工程から数えて第何番目の工程かを特定する情報が格納される。

前工程完了時刻欄２１１ｆには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の前工程を完了した時刻を特定する情報が格納される。

開始時刻欄２１１ｇには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の処理を開始した時刻を特定する情報が格納される。

完了時刻欄２１１ｈには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の処理を完了した時刻を特定する情報が格納される。

設備ＩＤ欄２１１ｉには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を、開始時刻欄２１１ｇで特定される開始時刻から、完了時刻欄２１１ｈで特定される終了時刻までの期間に、工程名称欄２１１ｄで特定される工程での処理で利用した設備ＩＤを特定する情報が格納される。

作業者ＩＤ欄２１１ｋには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を、開始時刻欄２１１ｇで特定される開始時刻から、完了時刻欄２１１ｈで特定される完了時刻までの期間に、工程名称欄２１１ｄで特定される工程での処理を担当した作業者ＩＤを特定する情報が格納される。

図４は、作業者動態記憶部のデータ構造例を示す図である。作業者動態記憶部２１２には、後述する作業者動態取得部２２２がセンサ１４０から取得した情報が格納される。

作業者動態記憶部２１２は、作業者ＩＤ欄２１２ａと、作業エリア欄２１２ｂと、開始時刻欄２１２ｃと、終了時刻欄２１２ｄと、作業時間欄２１２ｅと、設備ＩＤ欄２１２ｆと、を有する。

作業者ＩＤ欄２１２ａと、作業エリア欄２１２ｂと、開始時刻欄２１２ｃと、終了時刻欄２１２ｄと、作業時間欄２１２ｅと、設備ＩＤ欄２１２ｆとは、それぞれ関連付けられている。

作業者ＩＤ欄２１２ａには、作業者を特定することのできる識別情報が格納される。

作業エリア欄２１２ｂには、作業者ＩＤ欄２１２ａで特定される作業者の工場内の位置（作業エリア）を特定する情報が格納される。

開始時刻欄２１２ｃには、作業者ＩＤ欄２１２ａで特定される作業者が作業エリア欄２１２ｂで特定される作業エリアにおいて作業を開始した時刻を特定する情報が格納される。

終了時刻欄２１２ｄには、作業者ＩＤ欄２１２ａで特定される作業者が作業エリア欄２１２ｂで特定される作業エリアにおいて作業を終了した時刻を特定する情報が格納される。

作業時間欄２１２ｅには、作業者ＩＤ欄２１２ａで特定される作業者が作業エリア欄２１２ｂで特定される作業エリアにおいて作業を開始した時刻から終了した時刻までの間の作業時間を特定する情報が格納される。

設備ＩＤ欄２１２ｆには、作業者ＩＤ欄２１２ａで特定される作業者が作業エリア欄２１２ｂで特定される作業エリアにおいて作業を行う際に用いた設備を特定する情報が格納される。

図５は、設備稼働履歴記憶部のデータ構造例を示す図である。設備稼働履歴記憶部２１３には、後述する設備稼働履歴取得部２２３がコントローラ１３０または生産装置１３１から取得した情報が格納される。

設備稼働履歴記憶部２１３は、設備ＩＤ欄２１３ａと、状態欄２１３ｂと、開始時刻欄２１３ｃと、終了時刻欄２１３ｄと、を有する。

設備ＩＤ欄２１３ａと、状態欄２１３ｂと、開始時刻欄２１３ｃと、終了時刻欄２１３ｄとは、それぞれ関連付けられている。

設備ＩＤ欄２１３ａには、生産設備のコントローラ１３０または生産装置１３１を特定することのできる識別情報が格納される。

状態欄２１３ｂには、設備ＩＤ欄２１３ａで特定される設備の稼働状態を特定する情報が格納される。

開始時刻欄２１３ｃには、設備ＩＤ欄２１３ａで特定される設備が状態欄２１３ｂで特定される状態になった時刻を特定する情報が格納される。

終了時刻欄２１３ｄには、設備ＩＤ欄２１３ａで特定される設備が状態欄２１３ｂで特定される状態から脱した時刻を特定する情報が格納される。

図６は、作業手順記憶部のデータ構造例を示す図である。作業手順記憶部２１４には、予め定められた作業手順が格納される。

作業手順記憶部２１４は、製造物ＩＤ欄２１４ａと、工程Ｎｏ欄２１４ｂと、工程名称欄２１４ｃと、使用設備欄２１４ｄと、送り先工程Ｎｏ欄２１４ｅと、標準作業時間欄２１４ｆと、Ｍａｎ欄２１４ｇと、Ｍａｃｈｉｎｅ欄２１４ｈと、Ｍａｔｅｒｉａｌ欄２１４ｉと、を有する。また、使用設備欄２１４ｄには、複数の設備が含まれ得るため、各設備を区別する場合にはそれぞれを設備１ＩＤ欄２１４ｋと、設備２ＩＤ欄２１４ｍと、設備３ＩＤ欄２１４ｎとして説明する。

製造物ＩＤ欄２１４ａと、工程Ｎｏ欄２１４ｂと、工程名称欄２１４ｃと、使用設備欄２１４ｄと、送り先工程Ｎｏ欄２１４ｅと、標準作業時間欄２１４ｆと、Ｍａｎ欄２１４ｇと、Ｍａｃｈｉｎｅ欄２１４ｈと、Ｍａｔｅｒｉａｌ欄２１４ｉとは、それぞれ関連付けられている。

製造物ＩＤ欄２１４ａには、各々の製品や部品などの製造物を一意に識別することのできる識別情報である製造物ＩＤを特定する情報が格納される。

工程Ｎｏ欄２１４ｂには、工程を特定する番号が格納される。この番号は、実施順を特定する情報となる。

工程名称欄２１４ｃには、工程Ｎｏ欄２１４ｂで特定される工程の名称が格納される。使用設備欄２１４ｄには、工程Ｎｏ欄２１４ｂで特定される工程において使用する設備を特定する情報が格納される。

送り先工程Ｎｏ欄２１４ｅには、工程Ｎｏ欄２１４ｂで特定される工程の次に送られる工程を特定する番号が格納される。

標準作業時間欄２１４ｆには、工程Ｎｏ欄２１４ｂで特定される工程の標準とされる作業時間を特定する情報が格納される。

Ｍａｎ欄２１４ｇには、現場データを構成する４ＭデータのうちＭａｎの要素、例えば作業者が作業するエリアを特定する情報が格納される。

Ｍａｃｈｉｎｅ欄２１４ｈには、現場データを構成する４ＭデータのうちＭａｃｈｉｎｅの要素、例えば作業に用いる設備の稼働状態を特定する情報が格納される。

Ｍａｔｅｒｉａｌ欄２１４ｉには、現場データを構成する４ＭデータのうちＭａｔｅｒｉａｌの要素、例えば作業に用いる材料の有無を特定する情報が格納される。なお、標準作業時間欄２１４ｆと、Ｍａｎ欄２１４ｇと、Ｍａｃｈｉｎｅ欄２１４ｈと、Ｍａｔｅｒｉａｌ欄２１４ｉとは、作業モデルデータと総称することがある。

図７は、生産ロス発生パターン記憶部のデータ構造例を示す図である。生産ロス発生パターン記憶部２１５には、生産ロスが発生するパターン、例えば所定の頻度以上で発生する３Ｍの不稼働や、所定の時間以上の３Ｍの不稼働が発生する際の条件を特定する情報を含む生産ロス発生パターンが格納される。

生産ロス発生パターン記憶部２１５は、設備ＩＤ欄２１５ａと、パターン分類欄２１５ｂと、時間帯欄２１５ｃと、３Ｍ欄２１５ｄと、発生時間欄２１５ｅと、件数欄２１５ｆと、基準時間欄２１５ｇと、基準件数欄２１５ｈと、を有する。

設備ＩＤ欄２１５ａには、生産ロスが発生する生産設備を特定する情報が格納される。パターン分類欄２１５ｂ、時間帯欄２１５ｃ、３Ｍ欄２１５ｄ、発生時間欄２１５ｅ、件数欄２１５ｆには、それぞれ、生産ロスが発生する曜日、生産ロスが発生する所定の時間帯、生産ロスに関連する３Ｍ（Ｍａｎ、Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍａｔｅｒｉａｌ）の要素、生産ロスの規模を示す停止時間、生産ロスの頻度を示す件数を特定する情報が格納される。

基準時間欄２１５ｇには、生産ロスであるか否かを判定する停止時間の基準が格納される。基準件数欄２１５ｈには、生産ロスが多発しているか否かを判定する発生件数の基準が格納される。

図８は、作業指示記憶部のデータ構造例を示す図である。作業指示記憶部２１６は、製造物ＩＤ欄２１６ａと、品種名称欄２１６ｂと、員数欄２１６ｃと、工程名称欄２１６ｄと、工程Ｎｏ欄２１６ｅと、開始予定時刻欄２１６ｆと、完了予定時刻欄２１６ｇと、設備ＩＤ欄２１６ｈと、作業者ＩＤ欄２１６ｉと、計画日欄２１６ｋと、を有する。

製造物ＩＤ欄２１６ａと、品種名称欄２１６ｂと、員数欄２１６ｃと、工程名称欄２１６ｄと、工程Ｎｏ欄２１６ｅと、開始予定時刻欄２１６ｆと、完了予定時刻欄２１６ｇと、設備ＩＤ欄２１６ｈと、作業者ＩＤ欄２１６ｉと、計画日欄２１６ｋとは、それぞれ関連づけられている。

製造物ＩＤ欄２１６ａには、各々の製品や部品などの製造物を一意に識別することのできる識別情報である製造物ＩＤを特定する情報が格納される。

品種名称欄２１６ｂには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物の品種を特定する情報が格納される。

員数欄２１６ｃには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物に含まれる製造物の数量を特定する情報が格納される。

工程名称欄２１６ｄには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物を処理した工程を識別するための工程名称を特定する情報が格納される。

工程Ｎｏ欄２１６ｅには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物に対する工程名称欄２１６ｄの工程が初工程から数えて第何番目の工程かを特定する情報が格納される。

開始予定時刻欄２１６ｆには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１６ｄで特定される工程の処理を開始する予定の時刻を特定する情報が格納される。

完了予定時刻欄２１６ｇには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１６ｄで特定される工程の処理を完了する予定の時刻を特定する情報が格納される。

設備ＩＤ欄２１６ｈには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物を、開始予定時刻欄２１６ｆで特定される開始予定時刻から、完了予定時刻欄２１６ｇで特定される終了予定時刻までの期間に、工程名称欄２１６ｄで特定される工程での処理で利用した設備ＩＤを特定する情報が格納される。

作業者ＩＤ欄２１６ｉには、製造物ＩＤ欄２１６ａで特定される製造物を、開始予定時刻欄２１６ｆで特定される開始予定時刻から、完了予定時刻欄２１６ｇで特定される完了予定時刻までの期間に、工程名称欄２１６ｄで特定される工程での処理を担当する作業者ＩＤを特定する情報が格納される。

計画日欄２１６ｋには、作業指示を作成した日を特定する情報が格納される。

図２の説明に戻る。作業指示装置２００の処理部２２０は、生産実績収集部２２１と、作業者動態取得部２２２と、設備稼働履歴取得部２２３と、４Ｍデータ管理部２２４と、生産ロス発生パターン抽出部２２５と、作業指示生成部２２６と、を含む。

生産実績収集部２２１は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または指定されたときに、実績入力端末１１０から生産実績記憶部２１１に格納する情報を取得し、更新する。より具体的には、生産実績収集部２２１は、通信部２３０を介して生産現場装置から送信された製造工程の開始終了時刻の実績を収集する。

作業者動態取得部２２２は、予め定められた周期（例えば、５秒毎）、あるいは指定された周期で、センサ１４０から作業者動態記憶部２１２に格納する情報を取得し、更新する。より具体的には、作業者動態取得部２２２は、通信部２３０を介して生産現場装置から送信された作業者の位置、作業の実績を収集する。

設備稼働履歴取得部２２３は、予め定められた周期（例えば、５秒毎）、あるいは指定された周期で、コントローラ１３０、生産装置１３１から設備稼働履歴記憶部２１３に格納する情報を取得し、更新する。より具体的には、設備稼働履歴取得部２２３は、通信部２３０を介して生産現場装置から送信された設備の稼働実績を収集する。

４Ｍデータ管理部２２４は、４Ｍデータ（生産実績（Ｍａｔｅｒｉａｌ）、設備稼働（Ｍａｃｈｉｎｅ）、作業者（Ｍａｎ）、作業手順（Ｍｅｔｈｏｄ））を管理する。具体的には、４Ｍデータ管理部２２４は、生産実績記憶部２１１と、作業者動態記憶部２１２と、設備稼働履歴記憶部２１３と、作業手順記憶部２１４と、を用いて、さまざまな分析や学習を行い、必要とされる情報の要求を受け付けると分析結果を提供する。

生産ロス発生パターン抽出部２２５は、現場データを所定の方法で分析して生産ロスの発生パターンを生成する。具体的には、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、４Ｍデータ管理部２２４から得た分析結果を用いて、生産ロスの発生パターンを抽出し、生産ロス発生パターン記憶部２１５に格納する。

作業指示生成部２２６は、生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する。また、作業指示生成部２２６は、作業指示情報を無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークを介して作業指示端末１２０に送信し、表示させる。

通信部２３０は、ネットワークを介した情報について他の装置との送受信を行う。

入力部２４０は、例えば画面上で表示・操作されてキーボードあるいはマウスにて入力された入力情報を受け取る。

出力部２５０は、例えば、所定の処理を行った結果出力する情報が含まれる画面情報を、通信部２３０を介して作業指示端末１２０に出力する。

図９は、作業指示装置のハードウェア構成例を示す図である。作業指示装置２００は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１と、メモリ９０２と、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶装置９０３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性を有する記憶媒体９０４に対して情報を読む読取装置９０５と、キーボードやマウス、バーコードリーダ、タッチパネルなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、ＬＡＮやインターネットなどの通信ネットワークを介して他のコンピュータと通信する通信装置９０８とを備えた一般的なコンピュータ９００、あるいはこのコンピュータ９００を複数備えたネットワークシステムで実現できる。なお、読取装置９０５は、可搬性を有する記憶媒体９０４の読取だけでなく、書き込みも可能なものであっても良いことは言うまでもない。

例えば、処理部２２０に含まれる生産実績収集部２２１と、作業者動態取得部２２２と、設備稼働履歴取得部２２３と、４Ｍデータ管理部２２４と、生産ロス発生パターン抽出部２２５と、作業指示生成部２２６とは、外部記憶装置９０３に記憶されている所定のプログラムをメモリ９０２にロードしてプロセッサ９０１で実行することで実現可能であり、入力部２４０は、プロセッサ９０１が入力装置９０６を利用することで実現可能であり、出力部２５０は、プロセッサ９０１が出力装置９０７を利用することで実現可能であり、通信部２３０は、プロセッサ９０１が通信装置９０８を利用することで実現可能であり、記憶部２１０は、プロセッサ９０１がメモリ９０２または外部記憶装置９０３を利用することにより実現可能である。

この所定のプログラムは、読取装置９０５を介して可搬性を有する記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、外部記憶装置９０３にダウンロードされ、それから、メモリ９０２上にロードされてプロセッサ９０１により実行されるようにしてもよい。また、読取装置９０５を介して可搬性を有する記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、メモリ９０２上に直接ロードされ、プロセッサ９０１により実行されるようにしてもよい。

なお、実績入力端末１１０、作業指示端末１２０についても、図９に示すような一般的なコンピュータ９００で実現可能である。

図１０は、設備別生産ロス発生パターン抽出処理のフローの例を示す図である。設備別生産ロス発生パターン抽出処理は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または作業指示装置２００に処理開始の指示がなされたときに、開始される。

まず、生産実績収集部２２１は、指定した期間の生産実績を取得する（ステップＳ００１）。具体的には、生産実績収集部２２１は、指定された期間の生産実績を実績入力端末１１０から取得し、生産実績記憶部２１１に格納する。

そして、作業者動態取得部２２２は、生産実績と同期間の作業者動態を取得する（ステップＳ００２）。具体的には、作業者動態取得部２２２は、ステップＳ００１にて生産実績を取得した期間と同期間に係る作業者動態をセンサ１４０から取得し、作業者動態記憶部２１２に格納する。

そして、設備稼働履歴取得部２２３は、生産実績と同期間の設備稼働履歴を取得する（ステップＳ００３）。具体的には、設備稼働履歴取得部２２３は、ステップＳ００１にて生産実績を取得した期間と同期間に係る設備稼働履歴をコントローラ１３０および生産装置１３１から取得し、設備稼働履歴記憶部２１３に格納する。

そして、４Ｍデータ管理部２２４は、データを曜日別に分割する（ステップＳ００４）。具体的には、４Ｍデータ管理部２２４は、ステップＳ００１～Ｓ００３において取得して格納した情報（３Ｍデータ）を、そのデータに係る時に着目して、曜日別に分割する。例えば、４Ｍデータ管理部２２４は、生産実績記憶部２１１であれば、生産した日時に係る曜日に応じレコードを分割する。同様に、４Ｍデータ管理部２２４は、作業者動態記憶部２１２であれば、作業者の動作した日時に係る曜日に応じレコードを分割する。また、設備稼働履歴記憶部２１３であれば、設備が稼働した、または停止していた日時に係る曜日に応じレコードを分割する。

そして、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、曜日ごとに、後述するステップＳ００６～ステップＳ０１０を実施する（ステップＳ００５、ステップＳ０１１）。

生産ロス発生パターン抽出部２２５は、所定の時間帯（例えば、１時間単位の時間帯）ごとに、後述するステップＳ００７～ステップＳ００９を実施する（ステップＳ００６、ステップＳ０１０）。

生産ロス発生パターン抽出部２２５は、設備（例えば、数値制御工作機械）ごとに、後述するステップＳ００８を実施する（ステップＳ００７、ステップＳ００９）。

生産ロス発生パターン抽出部２２５は、生産ロス抽出フローに従い、設備の不稼働時間を抽出し、その原因を３Ｍ（Ｍａｎ、 Ｍａｃｈｉｎｅ、 Ｍａｔｅｒｉａｌ）の観点で分類し、要素毎に件数と発生時間を集計し、生産ロス発生パターン記憶部２１５に格納する（ステップＳ００８）。

以上が、設備別生産ロス発生パターン抽出処理のフローの例である、設備別生産ロス発生パターン抽出処理によれば、設備の不稼働時間とその原因に応じて分類して生産ロス発生パターンとして特定できる。

図１１は、生産ロス抽出処理のフローの例を示す図である。生産ロス抽出処理は、設備別生産ロス発生パターン抽出処理のステップＳ００８において実施される。

まず、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、指定した期間における、指定した設備の生産実績を取得する（ステップＳ００８１）。

そして、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、生産実績に含まれる作業のすべてに対し、作業手順記憶部２１４に格納された作業モデルを取得する（ステップＳ００８２）。

そして、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、生産実績に含まれる開始時刻を起点として、単位時間(例えば、分)ごとに生産実績と作業モデルと比較して原因の要因を判定するステップＳ００８４～ステップＳ００８６の処理を実施する（ステップＳ００８３、ステップＳ００８７）。

生産ロス発生パターン抽出部２２５は、生産実績と作業モデルとの比較により、作業モデルにない設備不稼働時間を抽出する（ステップＳ００８４）。

そして、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、抽出した設備不稼働時間のうち、予定稼働時間未満で設備が停止した不稼働時間を設備（Ｍａｃｈｉｎｅ）起因の不稼働時間としてカウントする（ステップＳ００８５）。

そして、生産ロス発生パターン抽出部２２５は、抽出した設備不稼働時間のうち、予定稼働時間以上稼働して設備が停止した不稼働時間を作業者（Ｍａｎ）起因の不稼働時間としてカウントする（ステップＳ００８６）。

以上が、生産ロス抽出処理のフローの例である。生産ロス抽出処理によれば、設備の不稼働時間を抽出し、その原因を３Ｍ（Ｍａｎ、 Ｍａｃｈｉｎｅ、 Ｍａｔｅｒｉａｌ）の観点で分類することができる。

図１２は、生産ロス抽出処理の例を示す図である。イレギュラーな生産ロスが発生しないモデルを作業モデル４００とする。作業モデル４００では、時間軸に沿ってＭａｔｅｒｉａｌ、Ｍａｃｈｉｎｅ、Ｍａｎの３Ｍの要素が稼働状態にあるか不稼働状態にあるかが規定されている。これに対し、生産の実績についても稼働状態／不稼働状態を同じ時間軸上にプロットし、３Ｍそれぞれの要素の差分を抽出し、稼働時間に満たずに不稼働状態になったか、稼働時間を超えて稼働して停止したかに応じて、Ｍａｃｈｉｎｅが原因となるＭａｃｈｉｎｅの不稼働時間４０１と、Ｍａｃｈｉｎｅが原因となるＭａｎの不稼働時間４０２および４０３と、Ｍａｎが原因となるＭａｔｅｒｉａｌの遅延すなわち生産ロス４０４と、が抽出される。

図１３は、作業者別の作業指示表示処理のフローの例を示す図である。作業者別の作業指示表示処理は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または作業指示装置２００に処理開始の指示がなされたときに、開始される。

まず、作業指示生成部２２６は、画面で選択された作業者ＩＤを読み込む（ステップＳ１０１）。具体的には、作業指示生成部２２６は、図１４に示す作業者向け作業指示画面５００を生成し、その作業者入力領域５０１に入力された作業者ＩＤを受け付ける。

そして、作業指示生成部２２６は、作業者ＩＤに紐づいたすべての作業指示を作業指示記憶部２１６から抽出し、表示させる（ステップＳ１０２）。

そして、作業指示生成部２２６は、抽出した作業指示について、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５を実行する（ステップＳ１０３、ステップＳ１０６）。

作業指示生成部２２６は、作業者向け作業指示画面５００において、対象の製造物ＩＤ、作業する設備ＩＤを表示し、工程名を表示する（ステップＳ１０４）。具体的には、作業指示生成部２２６は、ステップＳ１０２にて抽出した作業指示について、時間軸に沿って製造物ＩＤ欄２１６ａ、設備ＩＤ欄２１６ｈ、工程名称欄２１６ｄに格納された情報を作業者向け作業指示画面５００において作業指示５０２として表示させる。

そして、作業指示生成部２２６は、生産ロス発生パターン記憶部２１５に格納されたデータから、作業する設備ＩＤを対象に、作業開始予定の時間帯にて、生産ロスの発生時間あるいは発生件数が基準時間欄２１５ｇ、基準件数欄２１５ｈに格納された値以上となる場合は、その時間帯に注意を促す記号、例えば作業者待ち注意記号５０３、ワーク待ち注意記号５０４を表示させる（ステップＳ１０５）。

以上が、作業者別の作業指示表示処理のフローの例である。作業者別の作業指示表示処理によれば、作業者向けの作業指示画面に、作業者が注意すべき生産ロスのリスクを表示することができ、生産ロスを未然に防ぐ準備を行うことが可能となり、生産効率等の重要業績評価指標値（ＫＰＩ）を向上させることが可能となる。

図１５は、設備別の作業指示表示処理のフローの例を示す図である。設備別の作業指示表示処理は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または作業指示装置２００に処理開始の指示がなされたときに、開始される。

まず、作業指示生成部２２６は、画面で選択されたエリア、設備ＩＤを読み込む（ステップＳ２０１）。具体的には、作業指示生成部２２６は、図１６に示す設備向け作業指示画面６００を生成し、そのエリア入力領域６０１、設備ＩＤ入力領域６０２に入力されたエリア、設備ＩＤをそれぞれ受け付ける。

そして、作業指示生成部２２６は、設備ＩＤに紐づいたすべての作業指示を作業指示記憶部２１６から抽出し、表示させる（ステップＳ２０２）。

そして、作業指示生成部２２６は、抽出した作業指示について、ステップＳ２０４およびステップＳ２０５を実行する（ステップＳ２０３、ステップＳ２０６）。

作業指示生成部２２６は、設備向け作業指示画面６００において、対象の製造物ＩＤ、作業する作業者ＩＤを表示し、工程名を表示する（ステップＳ２０４）。具体的には、作業指示生成部２２６は、ステップＳ２０２にて抽出した作業指示について、時間軸に沿って製造物ＩＤ欄２１６ａ、作業者ＩＤ欄２１６ｉ、工程名称欄２１６ｄに格納された情報を設備向け作業指示画面６００において作業指示６０３として表示させる。

そして、作業指示生成部２２６は、指定設備ＩＤを対象に、生産ロス発生パターン記憶部２１５に格納されたデータを用いて、生産ロスの発生時間あるいは発生件数が基準時間欄２１５ｇ、基準件数欄２１５ｈに格納された値以上となる場合は、その時間帯に注意を促す記号、例えば作業者待ち注意記号６０４、ワーク待ち注意記号６０５を表示させる（ステップＳ２０５）。

以上が、設備別の作業指示表示処理のフローの例である。設備別の作業指示表示処理によれば、設備向けの作業指示画面に、作業者が注意すべき生産ロスのリスクを表示することができ、生産ロスを未然に防ぐ準備を行うことが可能となり、生産効率等の重要業績評価指標値（ＫＰＩ）を向上させることが可能となる。

図１７は、ロス発生基準設定画面の例を示す図である。ロス発生基準設定画面７００では、設備ＩＤ入力欄７０１と、基準時間入力欄７０２と、基準件数入力欄７０３と、の入力を受け付ける。設備ＩＤ入力欄７０１においては、設備ＩＤの入力を受け付ける。設備ＩＤ入力欄７０１においては、例外的に「ＡＬＬ」の入力を受け付けると全設備のＩＤを一律に受け付ける。基準時間入力欄７０２においては、作業指示表示処理のステップＳ１０５、ステップＳ２０５における生産ロスの発生判定の基準となる基準時間を受け付ける。基準件数入力欄７０３においては、作業指示表示処理のステップＳ１０５、ステップＳ２０５における生産ロスの発生判定の基準となる発生件数を受け付ける。そして、受け付けられた各設備の基準時間、基準件数は、生産ロス発生パターン記憶部２１５の基準時間欄２１５ｇと基準件数欄２１５ｈと、を更新する。

以上が、本発明の第一の実施形態に係る作業指示システムの構成例である。第一の実施形態によれば、現場データを用いて生産ロスを減らすことができる。

上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、削除をすることも可能である。

また、上記の各部、各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各部、各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

なお、上述した実施形態にかかる制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。

１０：作業指示システム、１００：製造現場（エリア）、１１０：実績入力端末、１２０：作業指示端末、１３０：コントローラ、１３１：生産装置、２００：作業指示装置、２１０：記憶部、２１１：生産実績記憶部、２１２：作業者動態記憶部、２１３：設備稼働履歴記憶部、２１４：作業手順記憶部、２１６：作業指示記憶部２１６、２２０：処理部、２２１：生産実績収集部、２２２：作業者動態取得部、２２３：設備稼働履歴取得部、２２４：４Ｍデータ管理部、２２５：生産ロス発生パターン抽出部、２２６：作業指示生成部、２３０：通信部、２４０：入力部、２５０：出力部。

Claims (8)

1. 製造現場において製造された製造物ごとの生産実績情報と、前記製造現場の作業者に取り付けたセンサから得た作業者動態情報と、前記製造現場の設備の稼働履歴の情報と、を含む現場データを格納する記憶部と、
   前記現場データを所定の方法で分析して生産ロス発生パターンを生成する生産ロス発生パターン抽出部と、
   前記生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、前記生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する作業指示生成部と、
   を備える作業指示装置。
2. 請求項１に記載の作業指示装置であって、
   前記生産ロス発生パターン抽出部は、
   前記設備の稼働履歴において曜日別に稼働していない時間帯を抽出し、基準となる時間と件数とを超える場合に前記生産ロスと判定する、
   ことを特徴とする作業指示装置。
3. 請求項１に記載の作業指示装置であって、
   前記生産ロス発生パターン抽出部は、
   前記設備の稼働履歴において曜日別に作業モデルに含まれない不稼働の時間帯を抽出し、前記設備が作業モデルに含まれる予定稼働時間未満で前記設備が停止した場合には前記設備が前記生産ロスの原因と判定する、
   ことを特徴とする作業指示装置。
4. 請求項１に記載の作業指示装置であって、
   前記生産ロス発生パターン抽出部は、
   前記設備の稼働履歴において曜日別に作業モデルに含まれない不稼働の時間帯を抽出し、前記設備が作業モデルに含まれる予定稼働時間を超えて稼働して前記設備が停止した場合には前記作業者が前記生産ロスの原因と判定する、
   ことを特徴とする作業指示装置。
5. 請求項１に記載の作業指示装置であって、
   前記作業指示生成部は、
   前記作業者ごとの作業のそれぞれについて、前記作業に用いる設備と、前記作業の開始時刻と、前記作業者と、が前記生産ロス発生パターンに該当し、該生産ロス発生パターンの発生時間あるいは発生件数が所定の基準以上である場合には、前記作業指示情報に注意を促す記号を表示する、
   ことを特徴とする作業指示装置。
6. 請求項１に記載の作業指示装置であって、
   前記作業指示生成部は、
   前記設備ごとの作業のそれぞれについて、前記作業に用いる前記設備と、前記作業の製造物と、前記作業の開始時刻と、が前記生産ロス発生パターンに該当し、該生産ロス発生パターンの発生時間あるいは発生件数が所定の基準以上である場合には、前記作業指示情報に注意を促す記号を表示する、
   ことを特徴とする作業指示装置。
7. 作業指示装置と、生産装置と、実績入力端末と、作業者動態を取得するセンサと、を含む作業指示システムであって、
   前記生産装置は、前記作業指示装置に自装置の時刻ごとの稼働状態の履歴を送信し、
   前記実績入力端末は、前記作業指示装置に、製造物ごとに製造工程の開始終了時刻の実績を特定する生産実績情報を送信し、
   前記センサは、前記作業指示装置に、取得した作業者動態情報を送信し、
   前記作業指示装置は、
   前記生産装置と、前記実績入力端末と、前記センサと、のそれぞれと通信する通信部と、
   前記通信部を介して前記稼働状態の履歴を収集する設備稼働履歴取得部と、
   前記通信部を介して前記生産実績情報を収集する生産実績収集部と、
   前記通信部を介して前記作業者動態情報を収集する作業者動態取得部と、
   前記前記稼働状態の履歴と、前記生産実績情報と、前記作業者動態情報と、を所定の方法で分析して生産ロス発生パターンを生成する生産ロス発生パターン抽出部と、
   前記生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、前記生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する作業指示生成部と、
   を備える作業指示システム。
8. 作業指示装置を用いた作業指示方法であって、
   前記作業指示装置は、プロセッサと、製造現場において製造された製造物ごとの生産実績情報と、前記製造現場の作業者に取り付けたセンサから得た作業者動態情報と、前記製造現場の設備の稼働履歴の情報と、を含む現場データを格納する記憶部と、を備え、
   前記プロセッサは、
   前記現場データを所定の方法で分析して生産ロス発生パターンを生成する生産ロス発生パターン抽出ステップと、
   前記生産ロス発生パターンに相当する日時、設備、作業者に該当する作業について作業計画から生産ロスの発生を推定して、前記生産ロスの原因に関する情報を含む作業指示情報を生成する作業指示生成ステップと、
   を実施する作業指示方法。

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