(57)【要約】【課題】  人手作業を含む生産工程において、作業者の疲労度合及び作業者習熟度合を考慮した生産工程の最適な生産計画の作成、効率的な管理方法を提供する。【解決手段】  人手作業を含む生産工程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、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い、その結果に基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した生産計画を自動的に作成することにより生産工程の効率的な管理を行う。【選択図】        図１
2007072755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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の効率的な管理方法であって、
人手作業を含む生産工程のデータを格納するデータベースと、
人の疲労度合及び習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる、人の疲労度合及び作業習熟度合を現す疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する推移データ作成手段と、生産計画を作成する生産計画作成手段と、
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等の稼働状況データを取り込み、作業工程及び作業者毎のデータを前記データベースに作成する第１の工程と、
前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベースのデータに基づき人の疲労度合及び人の作業習熟度合を組み入れたデータを前記データベースに作成する第２の工程と、
前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記推移データ作成手段で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを前記データベースに作成する第３の工程とを有し、
前記第３の工程のデータベースのデータ情報を基に、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実施し、前記シミュレーションの結果に基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した生産計画を前記生産計画作成手段で自動的に作成することを特徴とする人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
【請求項２】
前記生産計画を基に、生産工程とオンラインで生産工程のシミュレーションを生産工程シミュレーターで実施し、前記シミュレーションの結果と実際の生産工程の状況とをオンラインで比較し乖離がある場合に、前記データベースに格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定することで、生産計画を適宜修正することを特徴とする請求項１に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
【請求項３】
前記シミュレーションの結果に基づき、生産計画が見直された場合に、生産工程に支障が無いように前記生産計画の見直しに伴う生産工程の帳票類、材料納入等の変更を手配することを特徴とする請求項１または２に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
【請求項４】
前記シミュレーションの結果に基づき生産計画が見直された場合に、生産工程の勤務体系、人員数及び人員配置を見直し、生産工程の人員配置が常時最適になるようにすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、生産工程のシミュレーションの結果に基づき生産計画を自動的に作成する人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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多く知られている。
【０００３】
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）。
【０００４】
特許文献１は、作業者の作業時間、エネルギー消費量及び作業習熟度（以下、習熟度と略す）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。
【０００５】
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）。
【０００６】
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。
【０００７】
また、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）。
【０００８】
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。
【０００９】
また、生産工程モデル及び生産規則を用いて、事象ベースシミュレータが工場内の製品の動きをシミュレートすることにより生産計画の立案を行うことが開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
しかし、特許文献４では、工場内の製品の動きにのみ着目しており、人の疲労度及び習熟度の影響については言及されていないため、人手作業の多い生産工程では立案された生産計画が最適生産計画と乖離する恐れがある。
【００１１】
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。
【特許文献１】特開２００４−４６７１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４７１６号公報
【特許文献３】特許第３０５９２６４号公報
【特許文献４】特開２００４−９４９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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、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判定したデータベースを作成し、前記データベースを基に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い、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生産計画を自動的に作成することで人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の管理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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の効率的な管理方法であって、人手作業を含む生産工程のデータを格納するデータベースと、人の疲労度合及び習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる、人の疲労度合及び作業習熟度合を現す疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する推移データ作成手段と、生産計画を作成する生産計画作成手段と、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等の稼働状況データを取り込み、作業工程及び作業者毎のデータを前記データベースに作成する第１の工程と、前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベースのデータに基づき人の疲労度合及び人の作業習熟度合を組み入れたデータを前記データベースに作成する第２の工程と、前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記推移データ作成手段で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを前記データベースに作成する第３の工程とを有し、前記第３の工程のデータベースのデータ情報を基に、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実施し、前記シミュレーションの結果に基づき人の疲労度及び人の作業習熟度の予測結果に配慮した生産計画を前記生産計画作成手段で自動的に作成することを特徴とする人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
（２）前記生産計画を基に、生産工程とオンラインで生産工程のシミュレーションを生産工程シミュレーターで実施し、前記シミュレーションの結果と実際の生産工程の状況とをオンラインで比較し乖離がある場合に、前記データベースに格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定することで、生産計画を適宜修正することを特徴とする（１）項に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
（３）前記シミュレーションの結果に基づき、生産計画が見直された場合に、生産工程に支障が無いように前記生産計画の見直しに伴う生産工程の帳票類、材料納入等の変更を手配することを特徴とする（１）項または（２）項に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
（４）前記シミュレーションの結果に基づき生産計画が見直された場合に、生産工程の勤務体系、人員数及び人員配置を見直し、生産工程の人員配置が常時最適になるようにすることを特徴とする（１）項乃至（３）項の何れか１項に記載の人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法。
【発明の効果】
【００１４】
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含む）を考慮して生産工程のシミュレーションを行い、その結果を基に自動的に生産計画を作成することで、実際の生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な生産計画を作成することが可能となり、また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、生産工程の効率的な管理を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本実施の形態の人手作業を含む生産工程の効率的な管理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をデータベース４内に作成する（第一の工程）。
【００１７】
次に、生産工程シミュレーター３は前記第１の工程のデータベースのデータを基に、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベース４のデータに基づき作業者の疲労度及び習熟度を組み入れたデータをデータベース４内に作成する（第２の工程）。
【００１８】
推移データ作成手段５は、第２の工程のデータベース４に基づき、作業者の疲労度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者疲労推移データ、及び作業者の習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者習熟推移データを作成し、データベース４に格納する（第３の工程）。
【００１９】
ここで、作業者の疲労度合とは、ある作業に従事した時に、時間経過に伴い疲労が変化する度合を現す。図３は、疲労度と時間経過を現す疲労推移データの一例を示す模式図である。疲労推移データは、図３では疲労曲線としたが、これに限らず、例えばデータテーブルとすることも可能である。
【００２０】
また、作業者の習熟度合とは、ある作業者がある作業に従事した時に、予め設定された習熟度が時間経過に伴い変化する、習熟の度合を現す。図４は、習熟度と時間経過を現す習熟推移データの一例を示す模式図である。習熟推移データは、図４では習熟曲線としたが、これに限らず、例えばデータテーブルとすることも可能である。
【００２１】
生産工程シミュレーター３は、人手生産工程１に適用され稼働中の生産計画を基に、第３の工程のデータベース４に基づいて作業者の疲労度及び習熟度を考慮に入れた生産工程のシミュレーションをオンラインで実施する。次に、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較する。
【００２２】
前述のようにシミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較するすることにより、時間的誤差因子の少ない比較が可能になる。
【００２３】
生産計画作成手段６は、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１の稼働状況との比較に乖離がある場合に、前記シミュレーションの結果と第３の工程のデータベース４に格納されている人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定及び予測することで、作業者の疲労度及び習熟度の予測結果に考慮した生産計画を自動で作成する。前記生産計画に基づき最適な生産計画が人手生産工程１に指示されるとともに、生産計画見直しに伴う変更、例えば、帳票類の変更準備、材料変更及び手配の変更等が実施される。
【００２４】
同時に、生産工程内に設けられた情報表示部７に前記シミュレーションの結果及び前記生産計画に基づく、人員配置、人員数、勤務体系の変更及び生産工程に配設された生産機器のパラメータの変更等が表示され、それに基づき人手生産工程１で生産工程の変更が実施される。情報表示部７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。
【００２５】
図２は、図１に示す人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法を用いて生産工程の最適化を図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、必要に応じて実施することも可能であるが、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
次にステップＳ０７で生産工程シミュレーター３は、ステップＳ０６で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をデータベース４内に作成する。
【００２９】
次にステップＳ０８で生産工程シミュレーター３は、前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、データベース４のデータに基づき作業者の疲労度及び習熟度を組み入れたデータをデータベース４内に作成する。
【００３０】
次にステップＳ０９で推移データ作成手段５は、ステップＳ０８で作成されたデータベース４に基づき、作業者の疲労度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者疲労推移データ、及び作業者の習熟度合を判定及び予測する際のデータとなる作業者習熟推移データを作成し、データベース４に格納する。
【００３１】
次にステップＳ１０で生産工程シミュレーター３は、人手生産工程１に適用され稼働中の生産計画を基に、ステップＳ０９で作成されたデータベース４に基づいて作業者の疲労度及び習熟度を考慮に入れた生産工程のシミュレーションをオンラインで実施する。
【００３２】
次にステップＳ１１で前記シミュレーション結果と人手生産工程１の稼働状況とをオンラインで比較し乖離がある場合は、ステップ１２で修正した生産計画を作成する。
【００３３】
ステップ１２で生産計画作成手段６は、前記シミュレーションの結果とステップＳ０９でデータベース４に格納した人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを基にして人の疲労度合及び人の習熟度合を判定及び予測することで、作業者の疲労度及び習熟度の予測結果に考慮した生産計画を自動で作成する。また、作成された生産計画に基づき、生産計画変更に伴う準備作業、例えば帳票類の準備、材料変更手配等が実施される。
【００３４】
ステップＳ１３で、前記生産計画に基づき最適な生産計画が人手生産工程１に指示され、ステップＳ０３で人手生産工程１の生産計画の変更が実施される。
【００３５】
同時に、ステップＳ１４で生産工程内に設けられた情報表示部７に前記シミュレーションの結果及び前記生産計画に基づく、人員配置、人員数、勤務体系の変更及び生産工程に配設された生産機器のパラメータの変更等が表示され、ステップＳ０４で人手生産工程１の生産工程の変更が実施される。
【００３６】
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含む）を考慮して生産工程のシミュレーションを行い、その結果を基に生産計画を自動で作成することで、実際の生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な生産計画を作成することが可能となり、また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。
【００３７】
また、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生産計画作成及び生産計画変更実施までを所定周期毎に繰り返すことで、人手作業を含む生産工程の効率的な管理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法のブロック図である。
【図２】人手作業を含む生産工程の効率的な管理方法での生産計画最適化のワークフロー図である。
【図３】疲労度と時間経過を現す疲労曲線である。
【図４】習熟度と時間経過を現す習熟曲線である。
【符号の説明】
【００３９】
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  推移データ作成手段
６  生産計画作成手段
７  情報表示部
【図１】
2007072755.tif 000003
【図２】
2007072755.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007072755.tif 000006