(57)【要約】      （修正有）【課題】作業者に負担をかけることなく、かつ無意識のうちに、作業者・加工対象物の動きとともに、材料、部品、仕掛品、及び製品の数量等と作業者並びに生産設備の稼働等に関する情報を収集することにより生産実績を把握する。  【解決手段】管理したい工程の単位に作業者の出入りと加工対象物の出入りを無意識のうちに本システムが把握し、現品の数量管理、並びに直接労務費を管理する。工程の入口に入門ゲート２、出口に出門ゲート４を設け、ＲＦＩＤタグ６，７を持った、作業者および加工対象物がゲートをくぐるだけで、その工程の付加価値高を正確に捉えることができる。この情報からデータの分析を行うことで生産状況を克明に把握出来る。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物には部品ＲＦＩＤタグが添付され、その生産にかかわる作業者も作業者ＲＦＩＤタグを持ち、生産活動を行う加工場の入口には入門ゲート、出口には出門ゲートを持ち、その入門ゲートを通過してから出門ゲートを通過するまでに付加された加工活動、及び人の生産活動により付加された価値は出力ゲートを通過することにより自動的に収集されることを特徴としたスループット最大化システム。
【請求項２】
前記自動的に収集されたデータは、各加工工程の負荷状態が集計され、生産工程のキャパシティとの差から生産のネック工程を常に把握することができる請求項１のスループット最大化システム。
【請求項３】
前記ネック工程解消のために、過去の統計データから、ネック工程解消案を自動作成する請求項２のスループット最大化システム。
【請求項４】
スループット会計でのスループットは直接材料費と直接労務費を自動収集及び自動算出し、売上高から直接材料費と直接労務費を差し引いたものであることを特徴とする請求項１のスループット最大化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いて工場での材料、仕掛品、及び製品と作業者並びに生産設備に関する情報を収集し、生産活動によって生み出されるスループットを最大化するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−３１２１８    商品管理システ厶
【特許文献２】特開２００３−３６４７９    ＲＦＩＤを用いた店員および業務の管理のための販売支援管理装置
【特許文献３】特開２００３−１２８２１３    売場在庫管理システム
【０００３】従来の生産実績収集の技術では、工場の工程内においては、ＰＯＰ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）システムを導入し、ＰＯＰ端末により作業者が工程において現品に添付されたバーコードから作業オーダを読み取り、担当作業者、着手時刻、完了時刻、使用設備、完成数量、不良数を入力して、もって工場内の物流管理を行っていた。また資材部門においては、注文書に発注オーダをバーコードで印刷し発注先よりの資材搬入時にバーコードを読み取り受入処理を行っていた。なお、多くの企業ではこのような記録作業は手書きの台帳で行われているのが一般的である。【０００４】一般的に工場での部品の流れは、資材倉庫で受入、加工工程、組立工程を経て製品となり出荷に至る加工対象物であるが、ＰＯＰシステム等を導入している如何にかかわらず、材料、部品、仕掛品、製品の数量の把握は正確性を維持すること自体に多くの負荷がかかっている。また、一方で付加価値高を正確に把握するためには機械の稼働時間並びに作業者の加工時間を正確に把握する必要があるが、この点においてはＰＯＰによる管理であれ、作業日報による管理であれ、情報を捕捉するための労力が大きいため、精度を追求することが困難である。【０００５】ＰＯＰにおけるデータ入力の難点は、作業開始時点並びに完了時点でＰＯＰ端末を作業者が現品に添付されたバーコードを読む必要があること、つまり、都度作業者が現品のそばに移動し、ＰＯＰ端末を操作しバーコードを読み取るとともに、完成数、不良数の入力を必要とし、使用設備に入力を必要とする。さらに加えてバーコードにおいては汚損などによる誤読の発生も大きな問題である。【０００６】また、機械の稼働時間を把握するためには、開始時間と終了時間の入力が必要であり、入力することは作業者にとっては直接的な利益を生まないため入力が疎かになりがちである。【０００７】また、ＲＦＩＤを生産管理に応用した先行技術としては、
【特許文献１】にあるように在庫をリアルタイムに把握するシステムに例や、
【特許文献２】にあるように従業員にＲＦＩＤタグを所持させて、従業員の業務管理に応用した例や、
【特許文献３】にあるように、売場の在庫高を把握するために用いた例はあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】本発明の目的は作業者に負担をかけることなく、かつ無意識のうちに、作業者・加工対象物の動きとともに、材料、部品、仕掛品、及び製品の数量等と作業者並びに生産設備の稼働等に関する情報を収集することにより生産実績を把握することである。【０００９】昨今の製造業は、生産設備が高速化し、複雑化した組織体系により生産数量に比例しない固定費の割合が増大している。
企業の費用構造は格段に変化したにもかかわらず、従来の管理会計手法いわゆる仕掛品・完成品の全てに費用配賦が行なわれるため、適切な原価を把握することが難しく、経営者による誤った判断（生産量をあげる、又は生産量を抑える等）が下されてしまう。
売れない製品でも生産をし、在庫を積むと、その生産月の原価が安くなり、利益が増えたように思えてしまう。【００１０】また、各工程における仕掛品・完成品は作業者の手書の日報や電子的日報により、当日の作業終了後に行なわれることが多く、いい加減な記載や誤謬等により正確かつ迅速な情報を収集することは極めて困難な状況にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】本発明は、管理したい工程の単位に作業者の出入りと加工対象物の出入りを無意識のうちに本システムが把握し、現品の数量管理、並びに直接労務費を管理する。
【図１】
に示すように工程の入口に入門ゲート２、出口に出門ゲート４を設け、現品に添付されたＲＦＩＤタグ７並びに作業者個人毎に付与された作業者ＩＤを記録したＲＦＩＤタグ６がゲートをくぐる時点で、送受信装置９は各ゲートが作業者の出入りと加工対象物の出入りを認識し、その情報はＬＡＮ１１を経由してサーバのデータつまりトランザクションとして蓄えられる。
【００１２】基本的に入門ゲートの通過は作業の着手であり出門ゲートの通過は作業完了である。この前提からサーバ上でデータの分析を行うことで生産状況を克明に把握出来る。生産実績を正確に把握することで製品別等の原価を把握し、かつ生産上の制約条件であるネック工程を発見することでスループット最大化の視点から経営管理上の意思決定を支援するものである。
【発明の効果】
【００１３】効果１：基準値の精度向上
生産計画立てる上では、標準工数、標準日程、標準歩留等が必要になる、この標準を設定改訂することに多いに寄与する。また、工場全体の能力の制約となるネック工程の把握が、能力を最大限に生かすつまり、ムダなモノを作らない、又は工程改善の対象として認識することが出来る。これらの生産状況の把握で計画の精度の大幅な向上を実現出来る。
【００１４】標準工数（人間）は、計測または作業者の申告による実績標準により定められる。本発明により、作業者が実際に作業に拘束された時間を求めることが出来る。これを生産高で除すると、より正確な単位個数当たりの標準工数を求めることが出来る。
【００１５】同様に設備の稼働時間を求めれば、同様の方法で標準工数（機械）を求めることが出来る。
【００１６】標準日程はモノの投入から完成迄期間と滞留期間を含めて定めるものである。従来は標準的なモノの流れを設定した標準日程を新規流動品に推定で当てはめるといった方法がとられていた。本発明では部品ＩＤ単位にモノの流れた日付をトレースすることが可能となる。したがって、個別のケースでの実際の日程が把握出来る。
【００１７】このデータを分析し、最頻値、或いは最も標準的な生産状況での日程を標準として定めることが出来る。一方、滞留期間を求めることも可能になる。滞留しているということは、滞留の前工程が次工程よりも、能力が大きい可能性が高い。ラインバランスを是正するための基礎数値としての活用が可能になる。また、ぎりぎり迄生産に着手をしないことによって、無駄なモノを作らないといった観点でのラインコントロールが出来る。
【００１８】効果２：ネック工程の把握
生産実績の精度の向上により、ネック工程を経験的なものでなく、具体的な数値をもとに把握出来る。各工程の１日当たりの生産能力は作業者では作業者数×就業時間÷標準工数（人間）機械設備においては、機械台数×稼働可能時間÷標準工数（機械）と考えられる。これに対して生産計画の数量×標準工数が負荷となる。能力に対して負荷が大きい工程がネック工程である。単一品目の生産においては、各工程の中での最大の実績工数がネック工程である。ネック工程の発見を生産品目の変動等にかかわらず、常時正確に把握することが出来る。
【００１９】ネック工程の能力は工場全体の能力を規定するものであり、ネック工程の能力を超えて他の工程がモノ作りをすると、結果として作り過ぎのムダが発生する。
【００２０】  経営上の意思決定を生産活動と連動すべく、販売実績を収集しＰＰＭ（Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｐｏｒｔｆｏｌｉｏ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）分析を製品群・製品別に行うとともにＰＬＣ（Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｌｉｆｅ  Ｃｙｃｌｅ）分析を行い、その結果は即時にＲＦＩＤを通じて、生産指示に反映される。
【００２１】生産計画は
【図９】
に示す手順で立てる。生産計画ための情報は
【図７】
【図８】
で示すように作業ＩＤを読み込む時にＲＦＩＤに対して計画情報を生産指示として与えられ、以下工程の着手・完了へと連なるものである。生産計画にはＰＰＭ分析ＰＬＣ分析が織り込まれており、特に生産中止の情報は既に投入されているモノの加工を止める働きをする。
【００２２】販売計画を全うすべく計画担当者が生産計画を立てる。この時ネック工程の能力と負荷のバランスを調整して、生産計画を確定する。
【表４】
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【表４】
はネック工程を示す例である。第１週の負荷は工程キャパシティの８０ｈを越えた１００ｈとなっている。ここがネック工程となり、スループットはネック工程のキャパシティとなってしまう。スループットを最大には、この常に変化するネック工程迅速に、しかも正確に把握し、ネック工程解消のためのオペレーションを必要とする。
【００２３】
【表４】
に示す手順でネック工程の製造日程を起点に後工程、前工程の製造計画を立案する。手順を
【図１０】
に示す。ネック工程を手空きにしないため、ネック工程の前工程の在庫を維持すべく、過去の変動要因を統計的に把握し、多変量解析等によりネック工程の稼働分析を行い、適正在庫を算出するものとする。
【００２４】効果３：スループット会計
本発明により、棚卸資産の正確な評価、製品別の原価の把握が出来る。つまりトランザクションから、どの資材・部品が製品に組み込まれたかが認識でき、実際に加工に要した作業者別の工数がとれる、かつまた、機械設備の稼働時間が把握出来る。
【００２５】従来は費用を何らかの比率で案分して配賦していたが、製品原価に直課出来る費目を増やすものである。支払労務費を作業者毎に把握し、作業者毎に労務費レートの設定が出来る。作業者がどの製品を作ったかも明確に把握出来る。よって労務費も直課出来る。また減価償却費を稼働時間で除すれば償却費レートが算出出来る、よって製品に要した稼働時間にこのレートを乗ずれば減価償却費を直課出来る。
【数１】
に示す直接製造原価の内、外注加工費を除いて実際原価となる。したがって製品別原価の精度は大幅に向上する。（
【図１１】
参照）。
【数１】
直接製品製造原価＝材料費＋買入部品費＋直接労務費＋外注加工賃＋減価償却費
【００２６】一般的なスループット会計でのスループットの定義では、直接労務費は含まれない。本発明ではスループットの定義にＲＦＩＤによって集計された直接労務費を含むものである。もってより正確なキャッシュフローを把握出来る。よってキャッシュ効率の観点から経営を行うことが出来る。
一般的なスループット＝売上高−（材料費＋買入部品費＋外注加工賃）
本発明のスループット＝売上高−（直接労務費＋材料費＋買入部品費＋外注加工賃）
【数２】
一般的なスループット＝売上高−（材料費＋買入部品費＋外注加工賃）
【数３】
本発明のスループット＝売上高−（直接労務費＋材料費＋買入部品費＋外注加工賃）
【数１】
スループット＝売上高−（減価償却費＋直接労務費＋材料費＋買入部品費＋外注加工賃）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】本発明を実施するにあたり最良の形態は、生産のすべての工程において、人の生産行動と、加工対象物の価値、個数、品質情報などが、リアルタイムに把握でき、この情報が生産現場のネック工程是正のための情報に利用されることにより、スループット最大化が可能になり、経営効率の向上が図られる。
【実施例】
【００２８】以下に、スループット最大化システムの実施の形態を図面において説明する。
【図２】
は一般的な製造業のモノの流れ図に対し、本発明の特徴である入門ゲート２と出門ゲート４を各所に設置した図である。モノの流れを管理したい作業ブロックとして入出力ゲートで区切り、そこへの作業者並びに加工対象物の入りと出をトランザクション情報として収集するものである。
【００２９】入門ゲート２、出門ゲート４をＲＦＩＤが通過するときにゲートを構成するアンテナを介し、タグリーダ９とＲＦＩＤは通信を行い情報の交換が行われる。この情報はＬＡＮ１１を介しサーバ１０に伝送される。
【００３０】
【図２】
において資材倉庫から作業場にモノが運搬され、加工待ち１の状況となるが、入門ゲートを通過して初めて着手として認識される。入門ゲート２と出門ゲート４はハード的には同一のものであるが入門ゲート２並びに出門ゲート４は固有のゲートＩＤを保有する。
【００３１】
【図１】
は加工場のイメージ図である。又、
【図３】
は
【図１】
のフローチャート図である。作業者５が入門ゲート６を通過すると、入門ゲート２は作業者ＩＤ、開始時刻、ゲートＩＤをサーバ１０にデータを送信する。
【００３２】次に部品ＲＦＩＤタグ７が添付された加工対象物８が入門ゲート２を通過すると、入門ゲート２は部品ＩＤ、開始時間、ゲートＩＤをサーバ１０に送信する。作業完了後、作業者５が不要になるときは、作業者５は入門ゲート２もしくは出門ゲート４を通過する。このとき各ゲートは作業員ＩＤ、終了時刻、ゲートＩＤをサーバに情報を送信する。
【００３３】加工対象物８は加工３完了後、出門ゲート４を通過する。このとき出門ゲートは部品ＩＤ，終了時間、ゲートＩＤをサーバ１０に情報を送信する。
【００３４】
【図１】
におけるデータ管理例を示す。
【表１】
に示すように、入門ゲート２と出門ゲート４の両者を識別するためにサーバ上にゲートの位置づけをマスターとして登録しておき、入門か出門かの識別を行う。
【表１】
2005100298.tif 000004
【００３５】
【図１】
の加工場３では、加工を行うために材料と作業者と設備とが必要である。したがって加工対象物８（材料または加工の施される部品）は資材置場または前工程から加工場へ搬入され加工待ち１となる。この加工待ち１の加工対象物８は加工指示により入門ゲート２を通過する。
【００３６】
【表２】
は加工トランザクションの例である。
【表２】
2005100298.tif 000005
加工対象物が入門ゲートを通過した時点を加工対象物の受入時点ととらえ、出門ゲート４を通過した時点を加工対象物の払出時点ととらえる。払出回数から受入回数を引いたものが当該工程の在庫数である。
【００３７】
【表３】
は作業者入出に関するトランザクションの例である。
【表３】
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作業者が入門ゲート２を通過した時点を作業開始の時点ととらえ、再度入門ゲート２又は出門ゲート４を通過した時点を作業の完了時点ととらえる。したがって、作業開始の時点で入門ゲート２からサーバ１０に伝送され蓄積されるデータは作業者ＩＤと作業開始時刻である。同様に作業完了時に伝送され蓄積されるデータは作業者ＩＤと作業完了時刻である。作業終了時刻から作業開始時刻を差し引くと直接労働時間が算出出来る。例えば設備に加工対象物をセットして機械設備が稼働し、作業者が加工場を離れた場合にも正確な労働時間の把握が可能となる。
【００３８】設備の稼働時間については
【００３６】と同様であるが、入門ゲート２を通過した時点を稼働開始時点ととらえ、出門ゲート４を通過した時点を稼働終了時点ととらえる。したがって、稼働開始の時点でサーバ１０に伝送され蓄積されるデータはゲートＩＤと稼働開始時刻である。同様に稼働完了時に伝送され蓄積されるデータはゲートＩＤと稼働完了時刻である。稼働終了時刻から稼働開始時刻を差し引くと設備の稼働時間が算出出来る。
【００３９】加工又は組立においては、不良が発生した場合には、修理、または廃棄等の処置が必要となる。これらの作業は通常の作業とは別途識別されるべきものであり、かつ不良内容等を記録し、品質管理のための情報として活用すべきものである。よって
【図４】
に示すＲＦＩＤリーダ＆ライタ１２では、部品ＲＦＩＤタグ７の情報を読み取り、不良数並びに不良属性をキーボードより入力し、タグに書き込むと同時に不良発生トランザクションがサーバに１０伝送される。
【００４０】ロット単位で生産を行っている場合にはロット構成時に
【図５】
に示すようにＲＦＩＤリーダ＆ライタ１２にてロットＩＤを複数（ロット数）の部品ＲＦＩＤタグ７に書き込みロット単位での直接労働時間と設備の稼働時間の管理を可能にする。但し、部品ＲＦＩＤタグ７はモノ１に対して１個添付するのが原則として考える。何故ならば最終消費者には１個単位で製品は届けられるものであり、品質管理的にトレーサビリティの観点から必要な行為であり、ロット単位での加工時間の把握を可能とするためのものである。但し、ロット単位でモノの管理を行う場合にはパレットに部品ＲＦＩＤタグ７を添付して運用することも出来る。
【００４１】資材の受入時点での処理を
【図６】
に示す。全ての部品をユニークに管理するための部品ＲＦＩＤタグ７を１対１に対応させる。本発明では単品での管理を前提としている。
【図６】
では一品一葉の形式で印刷された納品書１８とともに納品物１７が納品された時点で、納品書に印字されたバーコードリーダ１６によりバーコードを読み取り、部品ＲＦＩＤタグ７に対してＲＦＩＤ情報１９の内容に示す発注ＩＤ、品目コード、納期、単価を書き込むものである。以下、部品ＲＦＩＤタグ７を添付して工場内での加工・組立工程へと連なる。
【００４２】加工においては、ひとつの材料或いは部品から、複数のモノが出来ることがある。この場合、
【図７】
に示すように１対Ｎの関係をデータとして保持するため、着手時点で作業票２１からバーコード読み、作業ＩＤ、品目コード、納期等を部品ＲＦＩＤタグ７に書き込んでおき、加工完了後に新たな部品ＲＦＩＤタグ７を起こし、加工前のタグからＲＦＩＤ内情報２２に示すような作業ＩＤ、品目コード、納期等を書き込む。これにより個々の部品がどの材料、又は部品から作られたかを認識する。
【００４３】組立では、複数の部品から一つのモノが出来る。この場合、
【図８】
に示すようにＮ対１の関係をデータとして保持する必要がある。着手時点で作業票２４からバーコード読み、作業ＩＤ、品目コード、納期等を部品ＲＦＩＤタグ７に書き込んでおき、加工完了後に新たな部品ＲＦＩＤタグ７を起こし、ＲＦＩＤ内情報２５に示すような作業ＩＤ、品目コード、納期等と並びに使用された子部品の部品ＩＤを書き込む。このことにより、最終製品が、個別のどの部品で構成されているかが認識される。
【００４４】モノの動きにともなって、発生するトランザクションは
【図８】
に示す通りである。これらのトランザクションはサーバ上で集計される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】置場から加工対象物を加工場に運搬し、加工を行い、完了時に置場にモノを運搬して、ひとつの加工単位が終了する加工場のイメージ図。
【図２】工場の一般的なモノの流れと、管理を必要とするポイントに入門ゲート、出門ゲートの配置した例を示す加工場のブロック図。
【図３】 
【図１】の内容を説明するフローチャート図
【図４】ＲＦＩＤリーダ＆ライタにより不良が発生した時の情報を読書きする概念図。
【図５】ロットを構成する場合にＲＦＩＤリーダ＆ライタにロットＩＤを入力する概念図。
【図６】資材の受入処理において、バーコード情報の発注ＩＤと部品ＲＦＩＤタグ７の関係付けをＲＦＩＤリーダ＆ライタにより行う概念図。
【図７】加工工程において、１対Ｎの生産物が発生するときの措置についての概念図。
【図８】組立工程において、組立完成時に使用された部品の構成に扱いについての概念図。
【図９】販売計画、生産計画の立案手順から実際のＲＦＩＤによるモノの動きまでの関係図。
【図１０】ネック工程を中心とした、負荷の山積山崩の手順を示すフローチャート図。
【図１１】製造原価構成図
【符号の説明】
【００４６】    １．      加工待ち
２．      入門ゲート
３．      加工
４．      出門ゲート
５．      作業者
６．      作業者ＲＦＩＤタグ
７．      部品ＲＦＩＤタグ
８．      加工対象物
９．      タグリーダ
１０．    サーバ
１１．    ＬＡＮ
１２．    ＲＦＩＤリーダ＆ライタ
１３．    パソコン
１４．    ＲＦＩＤ内情報
１５．    ＲＦＩＤ内情報
１６．    バーコードリーダ
１７．    納品物
１８．    納品書
１９．    ＲＦＩＤ内情報
２０．    材料
２１．    作業表
２２．    ＲＦＩＤ内情報
２３．    部品
２４．    作業表
２５．    ＲＦＩＤ内情報
【図１】
2005100298.tif 000007
【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】
2005100298.tif 000012
【図７】
2005100298.tif 000013
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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