(57)【要約】【課題】実際の作業時間の短縮化を図った作業計画作成方法、プログラムおよび装置を提供する。【解決手段】作業計画作成方法は、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法であって、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法であって、
前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する、作業計画作成方法。
【請求項２】
前記ルールは、前記設備の稼働開始に伴う作業および前記設備の稼働停止に伴う作業をそれぞれ前作業および後作業と定義した場合において、
作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備が直前に停止した停止時点においていずれかの設備が稼働している場合には、前記停止時点以降で最も早く停止して停止に伴う後作業が発生した設備の当該後作業を次の作業として選択し、
作業者が後作業を実施中であって前記停止時点において全ての設備が停止している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択するルールである、請求項１に記載の作業計画作成方法。
【請求項３】
前記ルールは、前記設備の稼働開始に伴う作業および前記設備の稼働停止に伴う作業をそれぞれ前作業および後作業と定義した場合において、
作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備が直前に稼働を開始した開始時点においていずれかの設備が停止している場合には、前記開始時点以降で最も早く稼働を開始してその後稼働停止に伴う後作業が発生した設備の当該後作業を次の作業として選択し、
作業者が後作業を実施中であって前記開始時点において全ての設備が稼働している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択するルールである、請求項１に記載の作業計画作成方法。
【請求項４】
前記ルールは、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している現在地設備の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備の中から現在地設備に最も距離の近い設備の作業を次の作業として選択するルールである、請求項１に記載の作業計画作成方法。
【請求項５】
前記ルールは、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している設備の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備の中から所定の順序においてに最も近い順の設備の作業を次の作業として選択するルールである、請求項１に記載の作業計画作成方法。
【請求項６】
前記設備は、稼働する前および稼働停止後にそれぞれ前作業および後作業が必要であり、稼働を開始するとジョブを自動的に処理する設備である、請求項１〜５のいずれかに記載の作業計画作成方法。
【請求項７】
複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記作業計画作成方法は、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成することを含む、作業計画作成方法のプログラム。
【請求項８】
複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成装置であって、
前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する演算部を備える、作業計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法、プログラムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、全てのジョブの総処理時間を最小化するジョブショップスケジューリング問題が知られている。この問題の解決方法として、種々のスケジューリング方法が提案されている。たとえば、特許文献１の製造ショップコントロール方法では、製品の工程手順、製品の投入予定日および納期などの計画情報、ならびに、特定時点の仕掛り品の状態に基づいて、ディスパッチングルールを選定している。このディスパッチングルールには、生産設備ごとの作業順序が規定されている。
【０００３】
また、特許文献２のジョブショップスケジューリング方法では、ジョブを処理する機械の技術的順序とその処理時間に基づいて、総作業時間が最も短くなるように、局所近傍探索を行っている。これにより、総作業時間に関して最適化した、機械ごとのジョブの処理順序が定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−６１８９号公報
【特許文献２】特開平８−３１５０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１および２などの従来技術では、作業者の動作が考慮されていない。このため、作業効率化に基づく作業時間の短縮化という観点から未だ改善の余地があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、実際の作業時間の短縮化を図った作業計画作成方法、プログラムおよび装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様に係る作業計画作成方法は、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法であって、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上に説明した構成を有し、実際の作業時間の短縮化を図った作業計画作成方法、プログラムおよび装置を提供することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態１に係るジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置を示すブロック図である。（ｂ）は、（ａ）のジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置により管理されるジョブショップ型生産システムを示すブロック図である。
【図２】図１（ａ）のジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置による作業計画作成方法の一例を示すフローチャートである。
【図３】図２の作業計画作成方法に用いられる生産計画を示す表である。
【図４】図２の作業計画作成方法に用いられる作業者の作業時間帯を示す表である。
【図５】図２の作業計画作成方法に用いられるジョブショップ型生産システムにおける設備の非稼働時間帯を示す表である。
【図６】図２の作業計画作成方法に用いられる作業者担当設備情報を示す表である。
【図７】図２の作業計画作成方法に用いられる部品の工程表である。
【図８】図２の作業計画作成方法に用いられる設備の仕掛品に関する情報を示す表である。
【図９】図２の作業計画作成方法に用いられる設備間の歩行時間の一部を示す表である。
【図１０】図２の作業計画作成方法により作成された作業者Ｉの作業予定表である。
【図１１】図２の作業計画作成方法により作成されたジョブショップ型生産システムの生産完了予定表である。
【図１２】図２の作業計画作成方法において、処理停止順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。
【図１３】図２の作業計画作成方法において、処理開始順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。
【図１４】図２の作業計画作成方法において、歩行時間順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となる知見）
本発明者らは、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成において、各ジョブの作業時間の短縮化を図るために鋭意検討をした。その結果、本発明者らは従来技術には下記のような問題があることを見出した。
【００１２】
特許文献１の方法では、製品の計画情報および生産設備の仕掛り品の状態に基づいてディスパッチングルールが選定されている。また、特許文献２の方法では、機械の技術的順序とその処理時間に基づいて総作業時間を最短化するようにスケジューリングされている。このように、特許文献１および２のような従来技術では、製品および生産設備（機械）をスケジューリングの要素としており、実際に製品を生産設備で処理する作業者の動作についてはスケジューリングに考慮されていない。
【００１３】
よって、従来の方法で作成された予定表上では、製品および生産設備（機械）の観点からは作業時間の短縮化されたものになっている。しかしながら、そのような予定表は、現実に作業する作業者にとってはわかり難いものになっている。
【００１４】
つまり、実際に作業者が製品を、生産設備を用いて生産する際、たとえば、生産設備が停止した順、または、作業している生産設備に近い順など、作業者は一定の判断基準に従って行動している。つまり、作業者は、ある行動パターンに従って行動している。これに対して、このような作業者の行動パターンが反映されていない予定表では、作業者が直感的に次の作業を把握することができない。
【００１５】
従って、作業者は次の作業を円滑に行うことができず、効率的に行動することができなくなる。このため、予定表通りに事が運ばず、予定表には現れない時間のロスが発生し、却って作業時間が長くなってしまっている。
【００１６】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、作業者の行動パターンを考慮することにより、実際の作業者の作業時間の短縮化を図った予定表作成方法である。
【００１７】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る作業計画作成方法は、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法であって、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する。
【００１８】
作業計画作成方法では、前記ルールは、前記設備の稼働開始に伴う作業および前記設備の稼働停止に伴う作業をそれぞれ前作業および後作業と定義した場合において、作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備が直前に停止した停止時点においていずれかの設備が稼働している場合には、前記停止時点以降で最も早く停止して停止に伴う後作業が発生した設備の当該後作業を次の作業として選択し、作業者が後作業を実施中であって前記停止時点において全ての設備が停止している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択するルールであってもよい。
【００１９】
作業計画作成方法では、前記ルールは、前記設備の稼働開始に伴う作業および前記設備の稼働停止に伴う作業をそれぞれ前作業および後作業と定義した場合において、作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備が直前に稼働を開始した開始時点においていずれかの設備が停止している場合には、前記開始時点以降で最も早く稼働を開始してその後稼働停止に伴う後作業が発生した設備の当該後作業を次の作業として選択し、作業者が後作業を実施中であって前記開始時点において全ての設備が稼働している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択するルールであってもよい。
【００２０】
作業計画作成方法では、前記ルールは、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している現在地設備の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備の中から現在地設備に最も距離の近い設備の作業を次の作業として選択するルールであってもよい。
【００２１】
作業計画作成方法では、前記ルールは、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している設備の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備の中から所定の順序においてに最も近い順の設備の作業を次の作業として選択するルールであってもよい。
【００２２】
作業計画作成方法では、前記設備は、稼働する前および稼働停止後にそれぞれ前作業および後作業が必要であり、稼働を開始するとジョブを自動的に処理する設備であってもよい。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る作業計画作成方法のプログラムは、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記作業計画作成方法は、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成することを含む。
【００２４】
本発明の実施の形態に係るジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置は、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備と１人の作業者とが配置されたジョブショップ型生産システムにおける作業計画作成装置であって、前記処理ブロックにおいて、前記作業者が、所定の作業者行動パターンに基づくルールに従って、前記複数の設備の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして前記作業者の作業計画を作成する演算部を備える。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
（ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置の構成）
図１（ａ）は、実施の形態１に係るジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０を示すブロック図である。図１（ａ）に示すように、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０は、たとえば、コンピュータによって構成される。ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０は演算部１１および記憶部１２を備えている。演算部１１は、たとえば、コンピュータのＣＰＵにより構成され、記憶部１２はコンピュータの内部メモリにより構成されている。
【００２７】
記憶部１２には、作業計画作成プログラムおよびジョブショップ型生産システム２０に関する情報が記憶されている。作業計画作成プログラムは、演算部１１に作業計画作成方法を実行させるためのプログラムである。なお、作業計画作成プログラムおよびジョブショップ型生産システム２０に関する情報は、コンピュータに内蔵された記憶部１２に記憶されたものに限定されず、演算部１１がアクセス可能な記憶媒体や他の記憶部に記憶されたものであってもよい。
【００２８】
作業計画作成方法は、ジョブショップ型生産システムにおける作業計画を作成するための方法である。このジョブショップ型生産システムでは、複数のジョブにそれぞれ対応する複数の処理ブロックを有し、各処理ブロックにその対応するジョブを遂行するための複数の設備２１と１人の作業者とが配置されている。複数の設備２１は互いに機能が類似していて、同一のジョブを処理可能な設備で構成されている。作業計画作成方法では、処理ブロックにおいて、作業者が、作業ルールに従って、複数の設備２１の中から次の作業を行うべき設備を選択するようにして作業者の作業計画を作成する。作業ルールは、所定の作業者の行動パターンに基づくルールであって、ジョブショップ型生産システム２０に特有の事情を考慮して規定されたルールである。
【００２９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０により管理されるジョブショップ型生産システム２０を示すブロック図である。図１（ｂ）に示すように、ジョブショップ型生産システム２０は、ジョブショップ型生産レイアウトを有する生産システムであって、たとえば、製品や部品を製造する工場である。
【００３０】
ジョブは、ジョブショップ型生産システム２０における処理対象の仕事（工程）であって、たとえば、製品や部品の組み立てや加工である。設備２１は、稼働を開始するとジョブを自動的に処理する設備であって、たとえば、原材料や部品を組み立てや加工する機械である。設備２１は、稼働開始前に前作業が必要であり、稼働停止後に後作業が必要である。
【００３１】
ジョブショップ型生産システム２０では、複数種の設備２１が配置されている。この実施の形態では、たとえば、９台の設備Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、α、β、γ、δおよびεが設けられている。なお、これらの設備Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗ、α、β、γ、δおよびεを区別する必要がない場合、設備２１と称することがある。
【００３２】
各作業者は、複数の設備２１のうちの１つまたは複数の設備２１を担当する。このような設備２１を担当する作業者を、作業担当者と称する。この実施の形態では、たとえば、９台の設備２１を３人の作業者Ｉ、ＪおよびＫに割り当てている。設備Ｘ、Ｙおよびεの作業担当者を作業者Ｉと設定し、設備Ｚ、γおよびδの作業担当者を作業者Ｊと設定し、設備Ｗ、αおよびβの作業担当者を作業者Ｋとし設定している。この作業者Ｉ、ＪおよびＫは個人を特定しているものではなく、各時間帯に勤務する作業者の中から任意に設定される。時間帯としては、たとえば、１日を２つの時間帯に分けた昼間および夜間が挙げられる。
【００３３】
（作業計画作成方法）
図２は、作業計画作成方法の一例を示すフローチャートである。作業計画作成方法はジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０の演算部１１により実行される。なお、この実施の形態では、ジョブショップ型生産システム２０の生産対象を部品とする。
【００３４】
図２に示すように、まず、生産計画を読み込む (ステップＳ１)。生産計画は、ジョブショップ型生産システム２０に関する情報として記憶部１２に予め記憶されている。生産計画は、所定期間にジョブショップ型生産システム２０で生産する部品とその日程を示すものである。通常、生産計画は、数日単位、週単位や月単位などの所定期間ごとに定められる。この実施の形態では、７月１日８：００〜７月４日３１：００の生産計画を求める。
【００３５】
生産計画は、ジョブショップ型生産システム２０の生産能力および生産対象情報に基づいて公知の方法により作成される。このジョブショップ型生産システム２０の生産能力は、たとえば、ジョブショップ型生産システム２０における、設備２１の単位時間当たり生産能力、設備２１の稼働時間、および、作業者の作業時間により定められる。また、ジョブショップ型生産システム２０の生産対象情報には、たとえば、ジョブショップ型生産システム２０において生産すべき部品の数量、納期およびリードタイムにより定められる。
【００３６】
たとえば、部品の納期およびリードタイムから部品の生産を開始する順序（投入順序）を決める。そして、この投入順序、部品の数量、および、ジョブショップ型生産システム２０の生産能力に応じて、各部品の生産に着手する日（着手日）を決定する。図３は、生産計画を示す表である。図３の表に示すように、たとえば、７月１日には、２個の部品Ａ、２個の部品Ｂおよび２個の部品Ｃのそれぞれについて生産を開始する予定が定められる。
【００３７】
次に、稼働条件を取得する（ステップＳ２）。この稼働条件は、作業者および設備２１に関する前提や制約であって、カレンダー情報、作業者担当設備情報、各部品の生産方法情報から定められる。
【００３８】
稼働条件として、カレンダー情報が入力される。カレンダー情報としては、たとえば、ジョブショップ型生産システム２０における作業者の作業時間情報および設備２１の稼働時間情報が挙げられる。なお、カレンダー情報は、ジョブショップ型生産システム２０に関する情報として記憶部１２に予め記憶されたものであってもよい。または、カレンダー情報は、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０のユーザによって作業計画作成装置１０に直接入力されたものであってもよい。
【００３９】
作業者の作業時間情報は、作業者が作業に従事する時間帯（作業時間帯）を示す。図４は、作業者の作業時間帯を示す表である。この実施の形態では、昼間に勤務する作業者（日勤作業者）は、８時〜１２時および１３時〜１９時に作業する。夜間に勤務する作業者（夜勤作業者）は、２０時〜２４時、および、２５時〜２９時または３１時に作業する。なお、作業者の勤務時刻に合わせて、作業日程は８時から開始し３２時で終了する。この開始時刻８時はＡＭ８時に相当し、終了時刻３２時は開始時刻の２４時間後の次の日のＡＭ８時に相当する。
【００４０】
よって、１２時〜１３時、１９時〜２０時、２４時〜２５時、および、２９時または３１時〜８時の時間帯（非作業時間帯）には、基本的に、作業者による作業が行われない。つまり、この非作業時間帯には、設備２１による処理（ジョブ遂行）は行われるが、作業者による処理（ジョブ遂行）は行われない。このため、非作業時間帯における作業者の処理が排除されるように稼働条件が設定される。
【００４１】
設備２１の稼働時間情報は、設備２１が稼働しない時間帯を示す。通常、設備２１は１日中稼働することを基本とするが、メンテナンスなどにより稼働できない時間帯（非稼働時間帯）がある。このため、この非稼働時間を所定期間の稼働時間から差し引いて、設備２１の稼働時間を求める。図５は、ジョブショップ型生産システム２０における設備２１の非稼働時間帯を示す表である。図５の表に示すように、設備Ｘについては７月１日の８時〜３２時および７月３日の８時〜２０時の非稼働時間帯、設備Ｚについては７月４日の１７時〜３２時の非稼働時間帯が挙げられている。よって、この設備２１の非稼働時間帯における設備２１の処理が排除されるように、稼働条件が設定される。
【００４２】
また、稼働条件として、作業者担当設備情報が入力される。作業者担当設備情報は、各作業者が担当する設備２１を示す。図６は、作業者担当設備情報を示す表である。図６の表に示すように、作業者Ｉの担当は設備Ｘ、Ｙおよびεであり、作業者Ｊの担当は設備Ｚ、γおよびδであり、作業者Ｋの担当は設備Ｗ、αおよびβである。このように、設備２１と、設備２１を担当する作業者（作業担当者）との対応付けが設備２１の稼働条件として設定される。なお、作業担当者設備情報は、作業者が担当する設備２１をジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０のユーザが任意に選択することにより得られる。ただし、作業担当者設備情報は、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０が設備２１の配置や部品製作方法情報などに基づいて各設備２１の作業担当者を選択することにより得られてもよい。
【００４３】
また、稼働条件として、部品製作方法情報が入力される。部品製作方法情報は、部品を製作する工程を示す。図７は、部品の工程表である。図７の工程表には、各部品の工程および各工程における処理、ならびに、各処理に要する時間（分）が表されている。各工程は、設備、前手扱い（前作業）、機械処理（機械）、後手扱い（後作業）、および、段取り替え（段取替）で構成されている。設備２１はその工程で使用する機械である。前手扱い、後手扱いおよび段取り替えは作業者が各設備２１において行う手作業である。機械処理は、設備２１が自動的に行う処理である。
【００４４】
図７の工程表によれば、部品Ａについては２つ方法で生産することができる。第１の方法では、工程１において設備Ｘで処理した後、工程２において設備Ｚで処理する。第２の方法では、工程１において設備Ｘで処理した後、工程２において設備εで処理する。このように１つの部品について複数の製作方法がある場合、そのいずれかの製作方法を選択する。この製作方法で定められた設備２１が稼働条件として設定される。なお、製作方法の選択は、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０のユーザが任意に行う。ただし、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０が各生産方法のリードタイムや設備２１の稼働状況などに基づいて部品の製作方法を選択してもよい。
【００４５】
次に、作業ルールを取得する（ステップＳ３）。作業ルールは、作業者が設備２１で作業を行う行動パターンに基づいて、作業者が作業する順序を定めるためのルールである。複数の作業ルールから１つの作業ルールがジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０のユーザにより選択される。この作業ルールに関しては後で詳述する。
【００４６】
なお、作業ルールの数は、１つであってもよい。この場合には、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０がその作業ルールを設定する。
【００４７】
また、作業ルールの選択は、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０が学習情報などに基づいて行ってもよい。たとえば、勤務時間帯や曜日により作業員の構成が決まる。この場合、その作業者の趣向で作業ルールが選択されると、勤務時間帯や曜日に応じて選択される作業ルールに特定の傾向が現れる。このため、ジョブショップ型生産システムの作業計画作成装置１０は、傾向を学習し、この学習情報に基づいて作業ルールを選択する。
【００４８】
次に、シミュレーションを実施する（ステップＳ４）。具体的には、付加情報を参照しながら、ステップＳ１で読み込まれた生産計画に、ステップＳ２およびＳ３のそれぞれで設定された稼働条件および作業ルールを適用して、シミュレーションを実施することにより、各種予定表を作成する。付加情報は、部品および時間に関する情報であって、たとえば、工程情報、仕掛品情報、歩行時間情報が挙げられる。
【００４９】
工程情報は、図７の部品の工程表に示される情報であって、各部品の工程、各工程における設備２１および処理内容、ならびに、各処理に要する時間（分）である。ここでは、複数の製作方法がある部品については、ステップ２で設定された製作方法の工程の情報が用いられる。
【００５０】
仕掛品情報は、各設備２１で加工された、または、加工中の部品であって、まだ、部品として完成していない部品の情報である。図８は、設備２１の仕掛品に関する情報を示す表である。この実施の形態では７月１日８時からの生産計画を立てるため、この計画開始時における仕掛品がある設備２１、部品、工程番号、着手日時および終了予定日時が図８の表に示されている。
【００５１】
図８の表における１行目に示すように、設備Ｚには、工程２の処理が６月３０日１８時から開始し、７月１日８時３０分に終了する予定の部品Ａが計画開始時における仕掛品としてある。また、設備Ｘに関しては、図８の表における２行目に示す処理中の部品Ａと、５行目に示す処理済みの部品Ａとが、計画開始時における仕掛品として存在する。処理中の部品Ａは、設備Ｘにおいて工程１の処理が６月３０日２３時５分から開始し、７月１日１０時に終了する予定である。処理済みの部品Ａは、計画開始時において設備Ｘにより工程１の処理が既に終了している。
【００５２】
歩行時間情報は、ジョブショップ型生産システム２０における設備２１間を作業者が歩行するのに要する時間を示す。図９は、設備２１間の歩行時間（秒）の一部を示す表である。この歩行時間は、設備２１間の距離を実測平均分速で割って算出されてもよいし、実際に歩いて求められてもよい。たとえば、図９に示すように、設備Ｘと設備Ｙとの間の歩行時間は５秒であり、設備Ｘと設備εとの間の歩行時間は１０秒である。
【００５３】
そして、このような付加情報、生産計画、稼働条件および作業ルールに基づきシミュレーションを実施した結果、各種予定表が作成される。各種予定表としては、作業予定表および生産完了予定表が挙げられる。作業予定表には設備２１ごとの予定表および作業者ごとの予定表がある。設備２１ごとの予定表には、設備２１が処理する日時および部品が時系列に示されている。
【００５４】
作業者ごとの予定表には、作業者が作業を行う日時、設備２１および部品が時系列に示されている。たとえば、図１０は、作業者Ｉの予定表である。図１０の作業者Ｉの作業予定表に示すように、作業者Ｉは、７月１日８：０５に仕掛品の部品Ａについて設備εで作業する。次に、図８の表に示すように設備Ｙでは９：３０に部品Ｃによる工程１の処理が終了するため、作業者Ｉは、図１０の表に示すように９：４０に設備Ｙで部品Ｃの作業を行う。
【００５５】
生産完了予定表には、各部品の生産が完了する日時が示されている。図１１は、ジョブショップ型生産システム２０の生産完了予定表である。図１１の表には、生産の着手日、部品および生産完了日時が対応付けて示されている。
【００５６】
次に、各予定表の妥当性を判定する（ステップＳ５）。ここでは、ステップ４で作成された各予定表に問題がないかを判定する。たとえば、生産完了予定表における生産完了日が納期を満たしていなければ、問題があると判定する。設備２１の稼働率や作業者の作業時間に偏りがあれば、問題があると判定する。問題があれば、各予定表に妥当性がないとして、ステップＳ２の処理に戻り、ステップＳ２〜Ｓ５の処理を繰り返す。
【００５７】
ただし、問題の内容を判断し、その判断結果に応じて戻る処理を変更してもよい。たとえば、図６に示す作業者の担当設備２１を変更することにより解決できる問題の内容であれば、ステップＳ２に戻る。そして、ステップＳ２において、各設備２１の作業担当者を変更し、稼働条件を取得し直す。これに対し、作業ルールを変更することにより解決できる問題の内容であれば、ステップＳ３に戻る。ステップＳ３において、作業ルールを変更する。
【００５８】
一方、各予定表に問題がなければ、各予定表をディスプレイやプリンタにより出力する（ステップＳ６）。各予定表は作業ルールに従ったものになっている。
【００５９】
（作業ルールに基づく作業計画作成方法）
作業計画作成方法では、作業ルールに従って、作業担当者に予め割り当てられている複数の設備２１の中から、作業担当者が作業を行う設備２１の順序が定められる。作業ルールは、作業者が設備２１で作業を行う行動パターンに基づいていれば特に限定されないが、以下の４つのルールが例示される。この４つの作業ルールは、処理停止順に基づくルール、処理開始順に基づくルール、歩行時間順に基づくルール、および、指定順に基づくルールである。これらのルールにおいては、設備２１の機械処理が開始可能なタイミングは、ステップS１で読み込まれた生産計画に基づいて、逐次与えられる。ここでは、設備Ｘ、Ｙおよびεの作業担当者である作業者Ｉが作業を行う設備２１の順序（作業者予定表）について説明する。ただし、他の作業者ＪおよびＫについても、作業者Ｉと同様に作業者予定表を定めることができる。
【００６０】
（処理停止順に基づく作業ルール）
処理停止順に基づく作業ルールは、設備２１が機械処理を停止した順に従って作業者が作業を行っていく作業者の行動パターンに基づいたルールである。このルールに従って作業者予定表を作成する場合、演算部１１は、作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備２１が直前に停止した停止時点においていずれかの設備２１が稼働している場合には、停止時点以降で最も早く停止して停止に伴う後作業が発生した設備２１の当該後作業を次の作業として選択する。また、作業者が後作業を実施中であって停止時点において全ての設備２１が停止している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択する。ここで、設備２１の稼働開始に伴う作業を前作業と定義し、たとえば、段取り替えおよび前手扱いが挙げられる。設備２１の稼働停止に伴う作業を後作業と定義し、たとえば、後手扱いが挙げられる。
【００６１】
具体的には、図１２は、処理停止順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。設備予定表は、作業者Ｉの担当設備Ｘ、Ｙおよびεごとの予定表である。各設備予定表において、矢印が付された升目は各設備２１が自動的に行う機械処理の時間を表し、網掛けが付された升目は作業者Ｉが手作業を行う作業者処理の時間を表している。作業者処理としては、前手扱い、後手扱い、および、段取り替えが挙げられる。作業者予定表は、設備Ｘ、Ｙおよびεの作業担当者である作業者Ｉの予定表である。作業者予定表において、網掛けが付された升目は作業者Ｉの作業者処理の時間を表し、升目内の文字は作業者Ｉの作業対象である設備２１を表している。
【００６２】
図１２では、設備Ｘに対し、１回目の機械処理が停止すれば、その後、２回目の機械処理の開始が可能であるという条件が与えられている。図１２における矢印ｐ１に示す時点（時点ｐ１）に、設備Ｘでは作業者Ｉが部品を取り外す後手扱いＷ１３を行っている。この作業を実施している設備Ｘは、矢印ｑ１の時点（停止時点ｑ１）において直前に停止している。この停止時点ｑ１において、設備Ｙおよびεが機械処理中であって稼働している。この場合、停止時点ｑ１以降において、最も早く停止し、かつ、停止に伴う作業が発生した設備は、設備Ｙである。このため、設備Ｙの作業Ｗ１４を設備Ｘの次の作業として選択する。
【００６３】
続いて、設備Ｙの作業中において、この作業を実施している設備Ｙは、矢印ｒ１に示す時点（停止時点ｒ１）で直前に停止している。この停止時点ｒ１では、設備εのみが稼働している。この場合、設備εは、停止時点ｒ１以降で最も早く停止し、かつ、停止に伴う作業が発生している。よって、設備Ｙの次の作業として設備εの作業Ｗ１５を選択する。
【００６４】
次に、設備εの作業中において、この設備εは、矢印ｓ１に示す時点（停止時点ｓ１）で直前に停止している。この停止時点ｓ１では、全ての設備２１が停止している。また、この停止時点ｓ１では設備Ｘが稼働開始可能である。このため、この設備εの停止時点ｓ１以降で、最も早く次の作業、すなわち、稼働開始に伴う作業Ｗ１６が発生している設備は、Ｘである。よって、設備εの次の作業として設備Ｘの作業Ｗ１６を選択する。
【００６５】
なお、稼働開始に伴う前作業（Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１６）を実施中である場合には次に発生した作業を次の作業として選択する。例えば設備εの前作業Ｗ１１を実施中である場合は設備Ｙの前作業Ｗ１２を選択する。また、手作業を必要とする設備２１がない場合には、作業者Ｉは次の作業対象設備２１が発生するまで待機し、その後、次に発生した作業を次の作業として選択する。例えば、設備Ｙの前作業Ｗ１２の終了後は待機し、その後、次に発生した設備Ｘの後作業Ｗ１３を次の作業として選択する。このような処理停止順に基づく作業ルールに基づいて、作業者Ｉが手作業を行う設備２１の順番が定められる。
【００６６】
（処理開始順に基づく作業ルール）
処理開始順に基づく作業ルールは、設備２１が機械処理を開始した順に従って作業者が作業を行っていく作業者の行動パターンに基づいたルールである。このルールに従って作業者予定表を作成する場合、演算部１１は、作業者が後作業を実施中であってその後作業を実施している設備２１が直前に稼働を開始した開始時点においていずれかの設備２１が停止している場合には、開始時点以降で最も早く稼働を開始してその後稼働停止に伴う後作業が発生した設備２１の当該後作業を次の作業として選択する。また、作業者が後作業を実施中であって開始時点において全ての設備２１が稼働している場合、作業者が作業待機中である場合、または作業者が前作業を実施中である場合には、次に発生した作業を次の作業として選択する。ここで、設備２１の稼働開始に伴う作業を前作業と定義し、設備２１の稼働停止に伴う作業を後作業と定義する。
【００６７】
具体的には、図１３は、処理開始順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。設備予定表および作業者予定表の記載方法は、図１２と同様である。
【００６８】
図１３における矢印ｐ２に示す時点（時点ｐ２）に、設備Ｘでは作業者Ｉが部品を取り外す後手扱いＷ２３を行っている。この作業Ｗ２３を実施している設備Ｘは、矢印ｑ２の時点（開始時点ｑ２）において直前に開始している。この開始時点ｑ２では、設備Ｙおよびεが停止している。このうち、開始時点ｑ２以降において、最も早く稼働を開始し、かつ、稼働停止に伴う作業が発生した設備２１は、設備εである。このため、設備εの作業Ｗ２４を設備Ｘの次の作業として選択する。
【００６９】
続いて、設備εの作業中において、この作業Ｗ２４を実施している設備εは、矢印ｒ２に示す時点（開始時点ｒ２）で直前に稼働を開始している。この開始時点ｒ２では、設備Ｙのみが停止している。この設備Ｙは、開始時点ｒ２以降で最も早く稼働を開始し、かつ、稼働停止に伴う作業が発生している。よって、設備εの次の作業として設備Ｙの作業Ｗ２５を選択する。
【００７０】
次に、設備Ｙの作業中において、この設備Ｙは、矢印ｓ２に示す時点（開始時点ｓ２）で直前に稼働を開始している。この開始時点ｓ２では、全ての設備２１が稼働している。このため、次に発生した作業を設備Ｙの次の作業とする。この場合、設備Ｘの作業Ｗ２６が次に発生した作業であるため、設備Ｙの次の作業として設備Ｘの作業Ｗ２６を選択する。
【００７１】
なお、稼働開始に伴う前作業（Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２６）を実施中である場合には次に発生した作業を次の作業として選択する。例えば設備εの前作業Ｗ２１を実施中である場合は設備Ｙの前作業Ｗ２２を選択する。また、手作業を必要とする設備２１がない場合には、作業者Ｉは次の作業対象設備２１が発生するまで待機し、その後、次に発生した作業を次の作業として選択する。例えば、設備Ｙの前作業Ｗ２２の終了後は待機し、その後、次に発生した設備Ｘの後作業Ｗ２３を次の作業として選択する。このような稼働開始順に基づく作業ルールに基づいて、作業者Ｉが手作業を行う設備２１の順番が定められる。
【００７２】
（歩行時間順に基づく作業ルール）
歩行時間順に基づく作業ルールは、設備２１が近い順に従って作業者が作業を行っていく作業者の行動パターンに基づいたルールである。このルールに従って作業者予定表を作成する場合、演算部１１は、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している現在地設備の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備の中から現在地設備に最も距離の近い設備の作業を次の作業として選択する。ここでは、設備２１間の距離を設備２１間の歩行時間で評価しているが、設備２１間の距離を、設備２１間の長さで評価してもよい。
【００７３】
具体的には、図１４は、歩行時間順に基づく作業ルールに従って定められた設備予定表および作業者予定表である。設備予定表および作業者予定表の記載方法は、図１２と同様である。
【００７４】
図１４における矢印ｐ３に示す時点（時点ｐ３）に、設備Ｘでは後手扱いＷ３３を行っている。この作業を実施している設備Ｘ（現在地設備）は、矢印ｑ３に示す時点（終了時点ｑ３）に、作業を終了する。この終了時点ｑ３において、設備Ｙおよびεでは機械処理が終了している。このため、設備Ｘ、Ｙおよびεのいずれも作業を必要としている。このうち、現在地設備Ｘに最も近い設備２１の作業Ｗ３４を次の作業とする。この場合、図９に示す歩行時間表により、各設備２１について設備Ｘからの歩行時間が求められる。設備Ｘ、Ｙおよびεのうち、現在地設備Ｘに最も近い設備２１は設備Ｘ自体であるため、設備Ｘの作業Ｗ３４を設備Ｘの次の作業とする。
【００７５】
次に、矢印ｒ３に示す時点（終了時点ｒ３）に作業中の現在地設備Ｘの作業Ｗ３４が終了する。この終了時点ｒ３では、設備Ｙおよび設備εが作業を必要としている。このうち、図９に示す歩行時間表によれば、現在地設備Ｘと設備Ｙとの歩行時間は５秒で、現在地設備Ｘと設備εとの歩行時間は１０秒である。よって、現在地設備Ｘから近い設備Ｙの作業Ｗ３５を設備Ｘの次の作業とする。
【００７６】
続いて、矢印ｓ３に示す時点（終了時点ｓ３）に作業中の現在地設備Ｙの作業Ｗ３５が終了する。この終了時点ｓ３では、設備εのみが作業を必要としている。このため、設備εの作業Ｗ３６を設備Ｙの次の作業とする。
【００７７】
なお、手作業を必要とする設備２１がない場合には、作業者Ｉは次の作業対象設備２１が発生するまで待機し、その後、次に発生した作業を次の作業として選択する。例えば、設備Ｙの前作業Ｗ３２終了後は待機し、その後、次に発生した設備Ｘの後作業Ｗ３３を次の作業として選択する。このような歩行時間順に基づく作業ルールに基づいて、作業者Ｉが手作業を行う設備２１の順番が定められる。
【００７８】
（指定順に基づく作業ルール）
指定順に基づく作業ルールは、予め定められた作業者が設備２１を作業する順に従って作業者が作業を行っていく作業者の行動パターンに基づいたルールである。このルールに従って作業者予定表を作成する場合、演算部１１は、作業者が作業中であるとき、その作業を実施している設備２１の当該作業が終了した時点において作業が必要な設備２１の中から所定の順序においてに最も近い順の設備２１の作業を次の作業として選択する。
【００７９】
具体的には、作業者Ｉが作業する設備２１の順序が、たとえば、設備Ｘ、設備Ｙおよび設備εの順に予め設定されている。この場合、作業者Ｉは設備Ｘにおける作業を終了した時点において、設備Ｘ、Ｙおよびεが作業を必要としている。このうち、設備Ｘ、設備Ｙおよび設備εの設備２１の順序において、最も近い順の設備Ｙの作業を設備Ｘの次に作業とする。なお、手作業を必要とする設備２１がない場合には、作業者Ｉは次の作業対象設備２１が発生するまで待機と作業者予定表に定められる。このような指定順に基づく作業ルールに基づいて、作業者Ｉが手作業を行う設備２１の順番が定められる。
【００８０】
（作用、効果）
上記実施の形態によれば、作業ルールに従って作業者が作業を行う設備２１の順序を定めている。この作業ルールは作業者の行動パターンに基づくものであるため、定められた作業設備２１の順序は作業者の行動が反映されたものとなっている。よって、作業者は、この順序を直感的に把握できるため、ほぼ作業者予定表通りに作業を行うことができる。この結果、作業の効率化が図られ、実際の作業者の作業時間の短縮化が図られる。
【００８１】
処理停止順、処理開始順、歩行時間順および指定順は、作業者の一定の判断基準に沿った行動パターンである。よって、このような行動パターンに基づいた作業ルールにより、実際の作業者の作業時間の短縮化が図られる。
【００８２】
なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。
【００８３】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の作業計画作成方法、プログラムおよび装置は、実際の作業時間の短縮化を図った作業計画作成方法、プログラムおよび装置等として有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  作業計画作成装置
１１  演算部
１２  記憶部
２０  ジョブショップ型生産システム
２１  設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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