(57)【要約】【課題】工程の割付内容に伴う作業時間の変動を考慮した上で、混在ラインの特徴を活かした効率的な編成を可能とする。【解決手段】  各作業者に割り付けられる複数の工程について、工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する段階（ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９）と、前記製品種類別の作業時間に製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する段階（ステップＳ３１０）と、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける段階と、を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける生産工程編成装置であって、
各作業者に割り付けられる工程について、前記工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する第１の算出手段と、
前記製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する第２の算出手段と、
所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける割付手段と、を有することを特徴とする生産工程編成装置。
【請求項２】
前記変動時間は、工程の割付内容によって変動する作業者の歩行時間であることを特徴とする請求項１に記載の生産工程編成装置。
【請求項３】
工程の順番に関する情報と、同一作業者によって連続して実行せねばならない工程についての情報と、同一作業者によって連続して実行できない工程についての情報とを含む編成ルールを予め格納する格納手段を有し、
前記割付手段は、前記編成ルールにしたがって、工程を割り付けることを特徴とする請求項１に記載の生産工程編成装置。
【請求項４】
さらに、前記生産ライン内での製品の流れをシミュレーションして前記生産ラインでの生産台数を予測する工程フローシミュレーション手段と、
前記生産ラインでの予測された生産台数が前記要求生産台数に達するように、前記割付手段による工程の割付内容を自動修正する修正手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の生産工程編成装置。
【請求項５】
前記工程は、製品複数個の生産当たり一定の頻度または不定期に発生する頻度作業を含んでおり、
前修正手段は、頻度作業が生じている状態と生じていない状態とで異なるように、工程の割付内容を自動修正することを特徴とする請求項４に記載の生産工程編成装置。
【請求項６】
複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける生産工程編成方法であって、
各作業者に割り付けられる工程において、前記工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する段階と、
前記製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する段階と、
所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける段階と、を有することを特徴とする生産工程編成方法。
【請求項７】
前記変動時間は、工程の割付内容によって変動する作業者の歩行時間であることを特徴とする請求項６に記載の生産工程編成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産工程編成装置およびその方法に関し、特に、複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける生産工程編成装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の作業者への工程の割付（編成）は、製品の組付順（工程順）、および生産ライン内に設置される設備の制約に基づいて実行される。しかしながら、エンジンなど精密機械の生産ラインは、多くの工程を含む。この結果、これらの工程の割付の組合せは多岐にわたり、かつ複雑となるため、人手による割付作業には限界がある。したがって、従来から、複数の作業者に工程を割り付けるための生産工程編成装置が提案されている。
【０００３】
一方、現在で、複数種類の製品が混在して流れる生産ライン（以下、「混在ライン」と称する）が一般的になっている。混在ラインでは、複数種類の製品が生産され、製品一台当たりに要する作業時間が個々の製品種類毎に異なるといった特徴を有する。
【０００４】
したがって、一の種類の製品について、ある作業者に割り付けられた工程における作業時間が、目標とするタクト時間を超過する場合であっても、他の種類の製品についての作業時間がタクト時間に未達であり、余裕がある場合には、未達分により超過分を相殺することによって、より効率的な編成が可能となる。ただし、このような効率的な編成を可能とするためには、基準となる作業時間を高精度に算出することが要求される。
【０００５】
近年、混在ラインに適用しうる生産工程編成装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１に開示されている作業編成システムは、車種別の生産比率に基づいて、各作業工程単位における一製品当たりの平均作業時間を算出するように構成された生産工程編成装置であるといえる。
【０００６】
しかしながら、工程の割付内容が変わると作業者の歩行時間などの時間要素が変わるため、作業時間も変動しうる。上記特許文献１に示される作業編成システムでは、このような工程の割付内容の変更に伴う作業時間の変動を全く考慮していなため、作業時間を高精度に算出することができない。したがって、上記特許文献１に示される作業編成システムでは、上述したような混在ラインの特徴を利用した効率的な編成を実現する上で困難がある。
【特許文献１】特開２０００−２１８４７５号公報（段落番号「００２２」乃至「００２５」、図７、図９など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的は、工程の割付内容に伴う作業時間の変動を考慮した上で、混在ラインの特徴を活かした効率的な編成が可能な生産工程編成装置および生産工程編成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
（１）本発明の生産工程編成装置は、複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける生産工程編成装置であって、各作業者に割り付けられる工程について、前記工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する第１の算出手段と、前記製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する第２の算出手段と、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける割付手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
（２）本発明の生産工程編成方法は、複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける生産工程編成方法であって、各作業者に割り付けられる工程において、前記工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する段階と、前記製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する段階と、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける段階と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の生産工程編成装置および方法によれば、工程の割付内容に応じて作業時間が変動することを考慮しつつ、混在ラインの特徴を活かした効率的な編成が可能な生産工程編成装置および生産工程編成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態の生産工程編成装置は、作業工程の編成を実行する装置であり、具体的には、複数種類の製品が混在して流れる生産ラインで複数の工程を複数の作業者に割り付ける装置である。特に、生産工程編成装置は、工程の割付内容に伴う作業時間の変動を考慮して作業時間を求める。そして、一の種類の製品についての作業時間が、目標とするタクト時間（基準時間）を超過する場合であっても、他の種類の製品についての作業時間がタクト時間に未達であり、余裕がある場合には、未達分により超過分を相殺することによって、そのまま工程を割り付けることを特徴とする。以下、図面を参照しつつ、本実施の形態の生産工程編成装置について説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態における生産工程編成装置の概略構成の一例を示す図である。生産工程編成装置１は、たとえば、パーソナルコンピュータまたはエンジニアリングワークステーションなどのコンピュータで構成される。図１に示されるとおり、生産工程編成装置１は、プロセッサ１１、表示部１２、メモリ１３、操作部１４、およびハードディスク１５を備えている。
【００１４】
表示部１２は、たとえば、液晶ディスプレイやＣＲＴなどのディスプレイ装置であり、生産工程編成処理の中間結果や最終結果を表示するものである。
【００１５】
メモリ１３は、ＲＡＭおよびＲＯＭを含んでおり、種々のデータおよびパラメータを格納するとともに、処理が実行されるワーキング領域を提供するものである。
【００１６】
操作部１４は、キーボード、マウス、およびタッチパネルなどのポインティングデバイスであり、利用者が種々の情報を入力し指示する際に使用されるものである。
【００１７】
ハードディスク１５は、プロセッサ１１によって実行されるプログラムを格納する格納部である。また、ハードディスク１５は、生産工程編成処理を実行するために必要な種々のデータを予め格納する。これら必要なデータは、たとえば、工程一覧、要素作業一覧、要求生産台数、稼動時間、ライン配置データ、歩行速度データ、製品種類の比率、製品投入スケジュール、および設備諸元を含む。
【００１８】
工程一覧は、生産ラインで実行される工程の一覧である。生産工程編成装置１は、この工程一覧に含まれる複数の工程を複数の作業者に割り付けるものといえる。一方、要素作業一覧は、各工程に含まれる作業の一覧である。要素作業一覧は、各工程における製品一個あたり製品種類別の作業時間を算出するために用いられる。なお、工程一覧は、要素作業一覧とともに一つのデータにまとめられて、提供されてもよい。
【００１９】
要求生産台数は、生産ラインで要求される製品の生産台数である。要求生産台数は、生産計画に基づいて事前に決定される。稼働時間は、生産ラインを稼動する時間である。これら要求生産台数と稼動時間とは、目標となるタクト時間を計算するために用いられる。
【００２０】
ライン配置データは、設備配置、棚位置、および製品を一時的に貯めておくためのバッファ領域配置などのレイアウト情報を含むＣＡＤデータである。具体的には、配置可能な各工程の組み合わせに応じて、複数通りのライン配置データが格納されていることが望ましい。ライン配置データは、工程フローシミュレーションにおいて使用されるのみならず、本実施の形態の特徴点の一つである工程割付に応じた歩行時間の変化を考慮する際に使用される。歩行速度データは、作業者の歩行速度であり、事前に設定される。歩行速度データも、歩行時間を算出するために用いられる。
【００２１】
製品種類の比率は、混在ラインを流れる製品種類の比率である。製品種類の比率は、製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間（平均作業時間）を算出するために用いられる。
【００２２】
また、製品投入スケジュールは、製品を混在ラインに投入する順番である。設備諸元は、サイクルタイムおよび稼動率を含む。製品投入スケジュールと設備諸元とは、主として、工程フローシミュレーションによって使用される。
【００２３】
また、必要なデータには、編成ルールが含まれる。編成ルールには、工程の順番に関する情報である工程順、工程による制約（以下、「工程制約」と称する）、および設備による制約（以下、「設備制約」と称する）が含まれる。工程制約および設備制約は、同一作業者によって連続して実行せねばならない工程についての情報（以下、「同一作業者実行制約」と称する）、および同一作業者によって連続して実行できない工程についての情報(以下、「掛け持ち不可制約」と称する）を与える。
【００２４】
なお、これら必要なデータを格納する格納部として、ハードディスク１５以外の記録媒体を用いることもできる。また、ネットワーク（不図示）を介して、他の装置から必要なデータを取得することもできる。
【００２５】
次に、プロセッサ１１について説明する。プロセッサ１１は、いわゆるＣＰＵ（中央演算装置）であり、ハードディスク１５などに格納されているプログラムを実行することによって、算出部、割付部、シミュレーション部、および修正部などの種々の役割を果たす。
【００２６】
算出部は、大別して、第１算出部と第２算出部とを含む。第１算出部は、各作業者に割り付けられる複数の工程について、工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する第１算出手段である。ここで、作業時間には、図２に示されるとおり、工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と、割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とが含まれる。したがって、第１算出部は、変動時間と固定時間とを加えて、工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出するものである。ここで、変動時間は、たとえば、工程の割付内容によって変動する作業者の歩行時間である。また、変動時間には、工程の内容に応じて必要な作業者の振り返り動作に掛かる時間（振り返り時間）が含まれていてもよい。
【００２７】
一方、第２算出部は、第１算出部によって算出された製品種類別の作業時間に対して、製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する第２算出手段である。
【００２８】
割付部は、複数の工程を複数の作業者に割り付ける割付手段である。具体的には、目標とするタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程が割り付けられる。特に、割付部は、上述した編成ルールにしたがって、工程を割り付ける。ここで、タクト時間は、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られる。
【００２９】
シミュレーション部は、動的な工程フローシミュレーションを実行する工程フローシミュレーション手段である。シミュレーション部は、生産ライン内での製品の流れをシミュレーションして前記生産ラインでの生産台数を予測する。
【００３０】
修正部は、動的な工程フローシミュレーションの結果を受けて、生産ラインでの予測された生産台数が要求生産台数に達するように、割付部による工程の割付内容を自動修正する修正手段である。
【００３１】
以上のように構成される生産工程編成装置１は、次のように生産工程編成処理を実行する。以下に、本実施の形態の生産工程編成装置１の処理内容、言い換えれば、本実施の形態の生産工程編成方法について説明する。なお、以下の説明では、複数種類の製品である製品ａ、製品ｂ、および製品ｃが混在して流れる生産ラインにおいて、複数の作業者Ａ，作業者Ｂ，および作業者Ｃに複数の工程を割り付ける場合を例にとって説明する。
【００３２】
図３は、本実施の形態の生産工程編成装置１による処理手順を示すフローチャートである。フローチャートに示される処理内容は、コンピュータプログラムとしてハードディスク１５などの格納部に記憶されており、このコンピュータプログラムは、プロセッサ１１によって実行される。
【００３３】
まず、必要な種々のデータが取得される（ステップＳ１０１）。具体的には、工程一覧、要素作業一覧、要求生産台数、稼動時間、ライン配置データ（ＣＡＤデータ）、歩行速度データ、および製品種類の比率が取得される。
【００３４】
図４は、工程順（部品組付順）を示している。具体的には、各部品と工程との関係が示されている。（図示していない）製品図面に基づいて、必要な構成部品が選択される。そして、図４を用いて、必要な構成部品に対応した工程が選択される。この結果、生産ラインに必要な工程の一覧である工程一覧が取得される。
【００３５】
図５および図６は、各工程に含まれる要素作業一覧を示している。図５に示されるとおり、たとえば、工程Ｉ（シリンダヘッドダウエル組付）に含まれる複数の要素作業（ヘッドダウエル取り、ハンマー取り、ダウエルセット、繰り出す、叩く、ハンマー置き、および次工程歩行）が示される。以下、同様に、工程ＩＩ乃至ＩＶについても、それぞれの工程に含まれる要素作業が示される。このような要素作業一覧に基づいて、各要素作業に要する時間（固定時間と変動時間）が計算されて、各工程（作業グループ）毎に、すべての各要素作業に要する時間を足し合わせることによって、各工程別の作業時間が計算される。図５および図６に示されるとおり、固定時間については、各要素作業別に、それぞれ事前に設定されている。一方、工程Ｉの作業番号７「次工程歩行」のように、工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間については、工程の割付内容にしたがって、適宜に算出される。
【００３６】
次に、編成ルールが取得される（図３のステップＳ１０２）。編成ルールには、上述した図４に示されるような工程順に加えて、上述した同一作業者実施制約および掛け持ち不可制約と（不図示）が含まれる。編成ルールは、事前に格納されている。
【００３７】
次いで、第１作業編成処理が実行される（ステップＳ１０３）。ここで、第１作業編成処理は、以下のような処理である。
（第１作業編成処理）
図７および図８は、第１作業編成処理の一例を示すフローチャートである。図７および図８は、ステップＳ１０３のサブルーチンに対応する。
【００３８】
まず、作業者が選択される（ステップＳ２０１）。たとえば、最初に、作業者Ａ（第１作業者）が選択される。次に、図４に示される工程順にしたがって、工程が選択される（ステップＳ２０２）。次いで、選択された工程が掛け持ち不可制約に抵触するか否かが判断される（ステップＳ２０３）。掛け持ち不可制約に抵触する場合には（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、同一作業者Ａにより、この選択された工程を実行することができないので、図８のステップＳ２１２に進み、次の作業者Ｂ（第２作業者）が選択される。そして、この選択された次の作業者Ｂに工程が割り付けられる（ステップＳ２１１）。一方、掛け持ち不可制約に抵触しない場合には（ステップＳ２０３：ＮＯ）、そのままステップＳ２０４に進む。
【００３９】
ステップＳ２０４では、選択された工程の次工程についても、同一作業者で実行する必要があるか否かが判断される。すなわち、選択された工程に関連する同一作業者実行制約が存在するか否かが判断される。同一作業者で次工程も実行する必要がある場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、次工程も同時に選択される（ステップＳ２０５）。一方、同一作業者で次工程を実行する必要がない場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ステップＳ２０５の処理をスキップして、ステップＳ２０６に進む。
【００４０】
次いで、選択された作業者Ａに工程を割り付けた場合における固定時間が製品種類ごとに算出される（ステップＳ２０６）。具体的には、図５および図６に示される要素作業一覧に基づいて、選択された工程に含まれる要素作業のうち、工程の割付内容によって変動しない各要素作業に要する時間の総和を求めることによって、固定時間が算出される。
【００４１】
次に、ステップＳ２０７およびステップＳ２０８において、選択された工程に含まれる要素作業のうち、工程の割付内容によって変動する要素作業に要する変動時間が算出される。具体的には、変動時間は、工程の割付内容によって変動する作業者の歩行時間である。
【００４２】
まず、ステップＳ２０７では、ライン配置データ（ＣＡＤデータ）に基づいて、作業者の歩行経路である作業動線が取得される。そして、取得された作業動線から作業者の歩行距離が算出される。そして、ステップＳ２０８では、選択された作業者に工程を割り付けた場合における変動時間、具体的には歩行時間が製品種類毎に算出される。歩行時間は、事前に設定されている歩行速度データを読み出して、歩行速度を上記の歩行距離に乗ずることによって算出される。
【００４３】
次いで、各作業者に割り付けられる複数の工程について、ステップＳ２０６で算出された固定時間と、ステップＳ２０７およびステップＳ２０８で算出された歩行時間とを加えることによって、これらの工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間が算出される（ステップＳ２０９）。
【００４４】
図９は、工程の割付内容によって変動する歩行時間を考慮した作業時間の算出例を模式的に示す図である。図９（Ａ）は、工程１乃至工程３が作業者Ａに割り付けれ、工程４および工程５が作業者Ｂに割り付けられた場合を示している。一方、図９（Ｂ）は、工程１および工程２が作業者Ａに割り付けられ、工程３乃至工程５が作業者Ｂに割り付けられている場合を示している。
【００４５】
まず、図９（Ａ）に示される編成では、作業者Ａに割り付けられる工程１乃至工程３における製品一個あたりの製品種類別の作業時間、および作業者Ｂに割り付けられる工程４および工程５における製品一個あたりの製品種類別の作業時間は、以下の表１のとおりとなる。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
工程別に考えれば、以下のとおりとなる。工程１の作業時間における固定時間が０．１６である。また、次工程への歩行時間は、歩行距離１．５ｍ×歩行速度０．０１５分／ｍ＝０．０２２５分となる。この次工程への歩行時間が、工程１の作業時間における変動時間となる。したがって、工程１の作業時間は、全体で、０．１６分＋０．０２２５分＝０．１８２５分となる。
【００４８】
同様に、工程２では、固定時間が０．２１分であり、歩行時間が２ｍ×０．０１５分／ｍ＝０．０３分であるので、工程２の作業時間は、０．２１＋０．０３＝０．２４分である。また、工程３では、固定時間が、０．１３分であり、歩行時間が（３＋３．２）ｍ×０．０１５分／ｍ＝０．０９４５分であるので、工程３の作業時間は、０．１３＋０．０９４５分＝０．２２４５分となる。
【００４９】
したがって、工程１乃至３が作業者Ａに割り付けられた場合、工程１乃至３の作業時間は、０．１８２５＋０．２４＋０．２２４５≒０．６５分となる。
【００５０】
また、同様に、工程４および工程５が作業者Ｂに割り付けられた場合、工程４および工程５の作業時間は、固定時間が０．１８＋０．１４分であり、変動時間である歩行時間が０．１１分であるので、０．４３分となる。
【００５１】
一方、図９（Ｂ）に示される編成では、作業者Ａに割り付けられる工程１および工程２における製品一個あたりの製品種類別の作業時間、および作業者Ｂに割り付けられる工程３乃至工程５における製品一個あたりの製品種類別の作業時間は、以下の表２のとおりとなる。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
次いで、ステップＳ２０９までの処理が完了し、固定時間のみならず、歩行時間などの変動時間をも考慮して工程の作業時間が計算されると、ステップＳ２１０に進む。なお、作業時間は、各製品ａ，ｂ、ｃ別に算出される。
【００５４】
ステップＳ２１０では、現在選択されている作業者（たとえば、作業者Ａ）に対して、上記のステップ２０２（またはステップＳ２０２およびステップＳ２０４）で選択された工程を割り付けた場合に、作業時間がタクト時間内に収まらない製品があるか否かが判断される。なお、タクト時間は、要求生産台数を満たすための目標となる基準時間であり、たとえば、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られる。全ての製品についての作業時間がタクト時間(基準時間）内に収まる場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、選択された作業者に工程が割り付けられる（ステップＳ２１１）。一方、作業時間がタクト時間内に収まらない製品が存在する場合には（ステップＳ２１０:ＹＥＳ）、ステップＳ２１２に進み、次の作業者（たとえば、作業者Ｂ）が新たに選択され、選択された作業者に工程が割り付けられる（ステップＳ２１１）。
【００５５】
図１０は、作業時間がタクト時間内に収まらない場合に、次の作業者Ｂが選択されて、この作業者Ｂに工程７が割り付けられた状態を模式的に示している。図１０に示される例では、工程７を作業者Ａに割り付けた場合には、作業者Ａにおける製品ａについての作業時間がタクト時間を上回ることになる。したがって、新たに作業者Ｂが選択され、この作業者Ｂに工程７が割り付けられる。
【００５６】
次いで、すべての工程の割付が完了したか否かが判断される（ステップＳ２１３）。まだ、割付が完了していない工程が存在している場合には（ステップＳ２１３：ＮＯ）、図７のステップＳ２０２に戻り、すべての工程の割付が完了するまで（ステップＳ２１３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０１〜ステップＳ２１３の処理が繰り返される。すべての工程の割付が完了すると、第１作業編成処理が完了したものとして、図３に示されるメインルーチンに戻る。
【００５７】
図１１は、第１作業編成処理が完了した状態の各工程の割り付け状態を示している。第１作業編成処理は、従来の処理と同様に、すべての製品についての作業時間についてもタクト時間内に収まるように工程を割り付ける処理といえる。
【００５８】
第１作業編成処理が完了し、図３に示されるメインルーチンに戻ると、次いで、ステップＳ１０４の処理が実行される。ステップＳ１０４では、各製品種類別の作業時間について、製品種類の比率を考慮した平均が算出される。具体的には、各製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間（平均作業時間）が算出される。
【００５９】
次いで、第２作業編成処理が実行される（ステップＳ１０５）。ここで、第２作業編成処理は、以下のような処理である。
（第２作業編成処理）
図１２および図１３は、第２作業編成処理の一例を示すフローチャートである。図１２および図１３は、ステップＳ１０５のサブルーチンに対応する。
【００６０】
まず、作業者が選択される（ステップＳ３０１）。まず、最も上流に位置する作業者Ａが選択される。次に、下流の作業者（たとえば、作業者Ｂ）に割り付けられた工程が選択される（ステップＳ３０２）。工程は、上述した工程順に沿って選択される。次に、選択された工程が掛け持ち不可制約に抵触するか否かが判断される（ステップＳ３０３）。すなわち、選択された工程を作業者Ａに移すと、掛け持ち不可制約に抵触する場合には（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、作業者Ａに、選択された工程を移すことができないので、図１３のステップＳ３１３に進み、次の作業者が存在するか否かが判断され、次の作業者が存在する場合には（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、この次の作業者が選択され（ステップＳ３１４）、ステップＳ３０２の以下の処理が実行される。一方、掛け持ち不可制約に抵触しない場合には（ステップＳ３０３：ＮＯ）、そのままステップＳ３０４に進む。
【００６１】
ステップＳ３０４では、選択された工程の次工程についても、同一作業者で実行する必要があるか否かが判断される。すなわち、選択された工程に関連する同一作業者実行制約が存在するか否かが判断される。同一作業者で次工程も実行する必要がある場合には（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、次工程も同時に選択される（ステップＳ３０５）。一方、同一作業者で次工程を実行する必要がない場合には（ステップＳ３０４：ＮＯ）、ステップＳ３０５の処理をスキップして、ステップＳ３０６に進む。
【００６２】
次いで、作業者Ａに、選択された工程を移動した場合における固定時間が製品種類ごとに算出される（ステップＳ３０６）。また、作業者Ａに、選択された工程を作業者Ａに移動した場合における新たな歩行距離が算出される（ステップＳ３０７）。次いで、選択された工程を作業者Ａに移動した場合における変動時間、具体的には、歩行時間が製品種類毎に算出される（ステップＳ３０８）。次いで、作業者Ａへ工程を移動した状態において、作業者Ａに割り付けられている複数の工程について、ステップＳ３０６で算出された固定字時間と、ステップＳ３０７およびステップＳ３０８で算出された歩行時間とを加えることによって、これらの工程における製品一個あたりの製品種類別の作業時間が算出される（ステップＳ３０９）。なお、この第２作業編成処理におけるステップＳ３０６乃至ステップＳ３０９の処理は、各作業者へ工程を移動した場合における作業時間や重み付け時間が算出する処理であるが、この点を除いて、上記の第１作業編成処理におけるステップＳ２０６乃至ステップＳ２０９の処理と略同様である。
【００６３】
次いで、第２作業編成処理においては、ステップＳ３０９で算出された製品種類別の作業時間に対して製品比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間が算出される（ステップＳ３１０）。重み付け時間が算出されると、続いて、ステップＳ３１１以下の処理に進む。
【００６４】
ステップＳ３１１では、現在選択されている作業者（たとえば、作業者Ａ）に対して、上記のステップＳ３０２（またはステップＳ３０２およびステップＳ３０４）で選択された工程を割り付けた場合に、重み付け時間がタクト時間内に収まるか否かが判断される。重み付け時間がタクト時間内に収まる場合には（ステップＳ３１１：ＹＥＳ）、選択された作業者に対して工程を移動し、工程を割り付ける（ステップＳ３１２）。一方、重み付け時間がタクト時間内に収まらない場合には（ステップＳ３１１：ＮＯ）、選択された作業者への工程の移動が不可能であるので、工程の移動を中止し、ステップＳ３１３に進む。ステップＳ３１３では、さらに下流の作業者が存在するか否かが判断され、さらに下流の作業者が存在する場合には（ステップＳ３１３：ＹＥＳ）、この次の作業者が選択されて（ステップＳ３１４）、ステップＳ３０２に戻る。そして、ステップＳ３１４で新たに選択された作業者について、ステップＳ３０２〜Ｓ３１３の処理が繰り返し実行され、工程の割り付けがなされる。
【００６５】
下流の作業者が存在しない場合には（ステップＳ３１３：ＮＯ）、すべての第２作業編成処理が完了したものとして、図３に示されるメインルーチンに戻る。
【００６６】
図１４および図１５は、第２作業編成処理の内容を模式的に示す図である。図１４は、第２作業編成処理によって作業者間で工程を移動した場合における重み付け時間とタクト時間との関係を示す。一方、図１５は、図１４に対応する状態における各製品種類別の作業時間とタクト時間との関係を示す。図１４および図１５に示されるとおり、第２作業編成処理によれば、タクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程が割り付けれられる。
【００６７】
以上の第２作業編成処理において、ステップＳ３０６〜ステップＳ３０９の処理は、各作業者に割り付けられる複数の工程について、工程の割付内容によって変動する作業に要する変動時間と前記割付内容によって変動しない作業に要する固定時間とを加えて、前記工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出する第１の算出手段に対応する。また、ステップＳ３１０の処理は、前記製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出する第２の算出手段に対応する。また、ステップＳ３１１およびステップＳ３１２の処理は、所定の要求生産台数を稼動時間で除算して得られるタクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、当該タクト時間を前記重み付け時間が超過しないように工程を割り付ける割付手段に対応する。
【００６８】
図３のメインルーチンに戻ると、ステップＳ１０６の処理が実行される。ステップＳ１０６では、工程フローシミュレーションに必要な製品投入スケジュールおよび設備諸元などの種々のデータが取得される。
【００６９】
次いで、工程フローシミュレーションが実行される。工程フローシミュレーションは、生産ライン内での製品の流れをシミュレーションして生産ラインでの生産台数を予測する動的なシミュレーションである。
【００７０】
動的なシミュレーションは、時間的な流れを考慮したシミュレーションであり、工程が頻度作業を含む場合に特に有効である。ここで、頻度作業は、製品複数個当たり（複数サイクル当たり）一定の頻度または不定期に発生する要素作業である。製品複数個当たり一定の頻度で発生する作業には、部品供給作業など種々の作業が含まれており、不定期に発生する作業には、品質や設備不具合に関する作業が含まれる。
【００７１】
図１６は、工程が頻度作業を含む場合の作業時間の算出例を模式的に示す図である。図１６に示される例は、図９（Ａ）に示される例に対して、さらに工程３において製品６個あたり１回の頻度で必要となる供給部品の受け取り作業を付加した場合が示されている。この場合、以下の表３に示すように頻度作業を静的に作業時間に反映することができる。
【００７２】
【表３】
2006079287.tif 000005
【００７３】
ここで、頻度作業において、歩行距離が５ｍ（片道２．５ｍ)であるので、歩行時間は、５ｍ×０．１５となる。また、頻度作業おける固定時間は、０．１２分となる。これらを加えた（５ｍ×０．１５＋０．１２）に頻度（１／６）を乗じることによって、頻度作業を静的に作業時間に反映することができる。
【００７４】
しかしながら、動的な視点によれば、作業者Ａが頻度作業を実行している時点では、工程Ａの実行の開始ができないため、処理が遅れることとなる。したがって、実際に動的な工程フローシミュレーションを実行してみると、要求生産台数を達成できない場合がある。したがって、このような点を考慮するために、ステップＳ１０７では、工程フローシミュレーションが実行される。
【００７５】
次に、図３のステップＳ１０８では、工程フローシミュレーションの結果を受けて、要求生産台数が達成できるか否かが判断される。要求生産台数を達成できる場合には（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５の第２作業編成処理での工程の割付内容を修正する必要がないので、処理が完了する。一方、要求生産台数を達成できない場合には（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０９に進み、編成の修正処理が実行される。ここで、編成の修正処理は、以下のような処理である。
【００７６】
図１７は、編成の修正処理の一例を示すフローチャートである。図１７は、ステップＳ１０９のサブルーチンに対応する。
【００７７】
まず、作業者が選択される（ステップＳ４０１）。そして、工程順にしたがって、工程が選択され（ステップＳ４０２）、掛け持ち不可制約（ステップＳ４０３）および同一作業者実行制約（ステップＳ４０４）を考慮しつつ、必要に応じて、次工程も選択される。次いで、図１８に示されるとおり、選択された工程を下流の作業者へ移動させ、工程の割付内容が修正される（ステップＳ４０６）。なお、工程順は、変更可能な場合がある。たとえば、図４の工程順に示されている場合であれば、工程Ｉ乃至工程ＶＩまでは、工程順を変更できない一方、工程ＶＩＩから工程Ｘについては、図に示された範囲で、工程順が変更できる。ステップＳ４０６では、このような工程順の変更可能な範囲を考慮して、工程を他の作業者へ移動することもできる。
【００７８】
また、ステップＳ４０６の処理では、上述した頻度作業を工程割付に動的に反映させることもできる。具体的には、頻度作業が生じている状態と生じていない状態とで異なるように、工程の割付内容を自動修正することができる。
【００７９】
図１９は、頻度作業が生じている状態と生じていない状態とで異なるように、工程の割付内容を自動修正した状態を模式的に示す図である。図１９に示されるとおり、頻度作業が生じていない状態では、工程１乃至工程３が作業者Ａに割り付けれ、工程４および工程５が作業者Ｂに割り付けられる。一方、頻度作業が生じている状態では、工程１および工程２が作業者Ａに割り付けられ、工程３乃至工程５が作業者Ｂに割り付けられる。このような動的な工程割付によれば、作業者Ａが部品供給に伴う頻度作業を実行している場合には、作業者Ａが本来的に担当している工程３についても、作業者Ｂが一時的に担当することとなる。
【００８０】
すべての作業者について工程の移動の処理が完了し、下流の作業者が存在しない状態となると（ステップＳ４０７：ＮＯ）、編成の修正処理が完了したものとして、図３に示されるメインルーチンに戻る。
【００８１】
図３のメインルーチンに戻ると、再度、工程フローシミュレーションが実行されて（ステップＳ１１０）、要求生産台数が達成されたか否かが判断される（ステップＳ１１１）。図２０の第３編成に示されるとおり、要求生産台数が達成されていれば（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、その時点で処理が完了する。一方、要求生産台数が達成されていない場合には（ステップＳ１１１：ＮＯ）、作業者間の工程の移動に関して、すべての可能な工程の組合せが試行されるまで、編成の修正処理（ステップＳ１１０）が繰り返される。
【００８２】
なお、作業者間の工程の移動に関して、すべての可能な工程の組合せが試行されたにもかかわず、要求生産台数が達成できない場合には（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３以下の処理に進む。ステップＳ１１３以下の処理では、製品投入スケジュールが変更された後（ステップＳ１１３）、工程フローシミュレーションが実行され（ステップＳ１１４）、要求生産台数が達成されたか否かが判断される（ステップＳ１１５）。製品投入スケジュールを変更することによって、要求生産台数が達成された場合には（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、その時点で処理が完了する。製品投入スケジュールを変更しても要求生産台数を達成できない場合には、作業者の増員などその他の処理が実行され（ステップＳ１１６）、処理が完了する。
【００８３】
以上のように、各ステップでの処理内容を説明したが、上記のステップＳ１０７における工程フローシミュレーションによる処理は、前記生産ライン内での製品の流れをシミュレーションして前記生産ラインでの生産台数を予測する工程フローシミュレーション手段に対応する。また、ステップＳ１０９（すなわち、図１７のステップＳ４０１〜ステップＳ４０７）の処理は、生産ラインでの予測された生産台数が要求生産台数に達するように、割付手段による工程の割付内容を自動修正する修正手段に対応する。
【００８４】
（変形例）
上記の例では、工程の割付を第１作業編成処理と第２作業編成処理の二段階に分けて実行する場合が示されたが、工程の割付を二段階に分けることなく実行することもできる。
【００８５】
図２１は、変形例の生産工程編成装置による処理手順を示すフローチャートである。図２１のステップＳ５０１およびＳ５０２は、図３のステップＳ１０１およびステップＳ１０２と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
【００８６】
本変形例では、ステップＳ５０３において、製品種類の比率を考慮した作業編成処理が実行される。ここで、製品種類の比率を考慮した作業編成処理は、以下のような処理である。
（製品種類の比率を考慮した作業編成処理）
図２２および図２３は、製品種類の比率を考慮した作業編成処理の一例を示すフローチャートである。図２２および図２３は、図２１のステップＳ５０３のサブルーチンに対応する。
【００８７】
まず、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０９の処理は、図７に示されるステップＳ２０１〜ステップＳ２０９の処理と同様である。すなわち、選択された作業者に対して割り付けられる工程について、変動時間と固定時間とを加えて、製品種類別の作業時間が算出される。
【００８８】
次いで、ステップＳ６０９で算出された製品種類別の作業時間に対して製品比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間が算出される（ステップＳ６１０）。
【００８９】
そして、ステップＳ６１１では、現在選択されている作業者（たとえば、作業者Ａ）に対して、上記のステップＳ６０２（またはステップＳ６０２およびステップＳ６０４）で選択された工程を割り付けた場合に、重み付け時間がタクト時間内に収まるか否かが判断される。重み付け時間がタクト時間内に収まる場合には（ステップＳ６１１：ＹＥＳ）、選択された作業者に対して工程が割り付けられる（ステップＳ６１２）。一方、重み付け時間がタクト時間内に収まらない場合には（ステップＳ６１１：ＮＯ）、ステップＳ２１３に進み、次の作業者（たとえば、作業者Ｂ）が新たに選択され、選択された作業者に工程が割り付けられる（ステップＳ６１２）。
【００９０】
次いで、すべての工程の割付が完了したか否かが判断される（ステップＳ６１４）。ｌまだ、割付が完了していない工程が存在している場合には（ステップＳ６１４：ＮＯ）、図２２のステップＳ６０２に戻り、すべての工程の割付が完了するまで（ステップＳ６１４：ＹＥＳ）、ステップＳ６０１〜ステップＳ６１４の処理が繰り返される。すべての工程の割付が完了すると、製品種類の比率を考慮した作業編成処理が完了したものとして、図２１に示されるメインルーチンに戻る。
【００９１】
図２１のメインルーチンに戻ると、ステップＳ５０４以下の処理が実行される。ステップＳ５０４以下の処理は、図３のステップＳ１０６〜ステップＳ１１６の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
【００９２】
本変形例によっても、工程の割付内容に伴う作業時間の変動を考慮した上で、混在ラインの特徴を活かした効率的な編成が可能となる。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の生産工程編成装置および方法について説明したが、本実施の形態の生産工程編成装置および方法によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００９４】
変動時間と固定時間とを加えて、工程における製品一個当たりの製品種類別の作業時間を算出するとともに、製品種類別の作業時間に対して製品種類の比率に応じて重み付けして平均をとった重み付け時間を算出し、タクト時間を前記製品種類別の作業時間の少なくとも一つが超過することを許容しつつ、タクト時間を重み付け時間が超過しないように工程を割り付けるので、工程の割付内容に応じて作業時間が変動することを考慮しつつ、混在ラインの特徴を活かした効率的な編成が可能な生産工程編成装置および生産工程編成方法を提供することができる。特に、工程に割付内容によって変動する作業者の歩行時間を考慮することができるので、工程の割付の前提となる作業時間を精度良く算出することができ、高精度の工程の割付が可能となる。
【００９５】
工程の順番に関する情報と、同一作業者によって連続して実行せねばならない工程についての情報と、同一作業者によって連続して実行できない工程についての情報とを含む編成ルールを予め格納し、前記編成ルールにしたがって、工程が割り付けられるので、実行不可能な工程割付がなされることを事前に防止することができる。
【００９６】
生産ライン内での製品の流れをシミュレーションして生産ラインでの生産台数を予測する工程フローシミュレーションが実行されるので、工程に頻度作業が含まれる場合のように、静的な作業時間の把握では十分でない事象についても、工程の割付に反映することができる。特に、頻度作業が生じている状態と生じていない状態とで異なるように、工程の割付内容を自動修正することができるので、作業者の人数を必要以上に増加させることなく、効率的な割付が可能となる。
【００９７】
以上のように、本実施の形態の生産工程編成装置および方法を説明したが、本発明は、これらの場合に限られるものではなく、当業者によって種々の省略、追加、および変更が可能であることは明らかである。
【００９８】
本発明は、歩行時間のような変動時間を考慮して工程割付の内容によって変化する作業時間を高精度に求めた上で、タクト時間を重み付け時間が超過しないように工程を割り付けるものであればよく、上述した種々のデータの形式、およびフローチャートに示された処理順序は適宜に変更することが可能である。
【００９９】
また、上記の説明では、プロセッサがコンピュータプログラムを実行することによって算出部、割付部、シミュレーション部、および修正部などの種々の役割を果たす場合を説明したが、本発明は、この場合に限られない。専用の論理集積回路などを用いて、各部の役割を果たすように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態における生産工程編成装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】作業時間に含まれる変動時間と固定時間とを示す図である。。
【図３】図１の生産工程編成装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図４】工程順を示す図である。
【図５】要素作業一覧を示す図である。
【図６】図５に後続する図である。
【図７】図３のステップＳ１０３における第１作業編成処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】図７に後続するフローチャートである。
【図９】工程の割付内容によって変動する歩行時間を考慮した作業時間の算出例を模式的に示す図である。
【図１０】作業時間がタクト時間内に収まらない場合に、次の作業者Ｂが選択されて、この作業者Ｂに工程７が割り付けられた状態を模式的に示す図である。
【図１１】第１作業編成処理が完了した状態の各工程の割り付け状態を示す図である。
【図１２】図３のステップＳ１０５における第２作業編成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１２に後続するフローチャートである。
【図１４】第２作業編成処理によって作業者間で工程を移動した場合における重み付け時間とタクト時間との関係を示す図である。
【図１５】第２作業編成処理によって作業者間で工程を移動した場合における各際品種類別の作業時間とタクト時間との関係を示す図である。
【図１６】工程が頻度作業を含む場合の作業時間の算出例を模式的に示す図である。
【図１７】図３のステップＳ１０９における編成の修正処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】編成の修正処理によって作業者間で工程を移動する状態を示す図である。
【図１９】頻度作業が生じている状態と生じていない状態とで異なるように、工程の割付内容を自動修正した状態を模式的に示す図である。
【図２０】要求生産台数が達成されるまで編成の修正処理がなされることを模式的に示す図である。
【図２１】変形例の生産工程編成装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図２２】図２１のステップＳ５０３における製品種類の比率を考慮した作業編成処理の一例を示すフローチャートである。
【図２３】図２２に後続するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１    生産工程編成装置、
１１    プロセッサ、
１２    表示部、
１３    メモリ、
１４    操作部、
１５    ハードディスク。
【図１】
2006079287.tif 000006
【図２】
2006079287.tif 000007
【図３】
2006079287.tif 000008
【図４】
2006079287.tif 000009
【図５】
2006079287.tif 000010
【図６】
2006079287.tif 000011
【図７】
2006079287.tif 000012
【図８】
2006079287.tif 000013
【図９】
2006079287.tif 000014
【図１０】
2006079287.tif 000015
【図１１】
2006079287.tif 000016
【図１２】
2006079287.tif 000017
【図１３】
2006079287.tif 000018
【図１４】
2006079287.tif 000019
【図１５】
2006079287.tif 000020
【図１６】
2006079287.tif 000021
【図１７】
2006079287.tif 000022
【図１８】
2006079287.tif 000023
【図１９】
2006079287.tif 000024
【図２０】
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【図２１】
2006079287.tif 000026
【図２２】
2006079287.tif 000027
【図２３】
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