(57)【要約】【課題】人手作業を含む生産工程からなる生産工程の効率化において、作業者の標準基本作業時間、作業者の疲労度合及び作業者習熟度合を考慮した、実際の生産工程に対し時間的誤差因子が少ない生産工程の最適な生産計画を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効率化支援方法を提供する。【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、その結果に基づき作業者の標準基本作業時間、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作成することにより生産工程の効率化を図る。【選択図】図１
2007133543.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前記人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法であって、
前記人手作業を含む生産工程の稼働における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作成する第１のステップと、前記作業工程及び作業者毎のデータに基づき、前記人手作業における作業動作を構成する基本動作の時間である標準基本作業時間を算出する標準基本作業時間の算出手段で、作業者毎の前記標準基本作業時間を算出する第２のステップと、前記作業工程及び作業者毎のデータを基に人手作業におけ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で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する第３のステップとを有し、前記第１乃至３のステップ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行い、前記シミュレーションの結果に基づき、生産計画を作成する生産計画作成手段で作業者の標準基本作業時間、疲労度合及び習熟度合に基づく工程設計及び人員配置計画を含む生産計画を作成することを特徴とする生産工程の効率化支援方法。
【請求項２】
前記標準基本作業時間の算出は、前記生産工程とは別途に設けられた前記基本動作の作業時間を測定する模擬工程を少なくとも一つ以上有し、前記模擬工程で少なくとも一人以上の作業者に模擬作業を行わせ前記基本動作の作業時間を測定し、前記測定により得られたデータに基づき前記標準基本作業時間の算出手段で算出することを特徴とする請求項１に記載の生産工程の効率化支援方法。
【請求項３】
前記基本動作は、前記作業動作を構成する最小単位の動作であることを特徴とする請求項１または２に記載の生産工程の効率化支援方法。
【請求項４】
前記作業者毎の標準基本作業時間の算出に際し、予め記録してある作業者個人の身体的特徴、個人情報を加味して前記標準基本作業時間を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
【請求項５】
前記標準基本作業時間は、該標準基本作業時間の算出に際し対象にした工程以外の工程においても標準基本作業時間として適用することができることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
【請求項６】
前記生産工程に適用された生産計画を基に、生産工程とリアルタイムで前記生産工程シミュレーターで前記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と実際の生産工程の稼働状況とをオンラインで比較し、前記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、生産計画を適宜作成し、生産工程に適用することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
【請求項７】
前記稼働状況データの取り込み、前記シミュレーション及び該シミュレーションの結果に基づく前記生産計画の作成及び生産工程での実施を所定周期毎に繰り返すことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人手作業を含むの生産工程からなる生産工程の効率化を図る、生産工程の効率化支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人手作業を含む生産工程で生産される製品は、複数の作業者（以下、人とも言う）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生産計画を最適化し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】
前記生産計画の最適化に関し、作業時間（基準時間）に加え、各作業に対する作業者個人の習熟度、および作業固有の習熟期間に基づいて生産ラインの作業編成を演算することにより、作業者の習熟度をも考慮した効率の良い編成を組むことができる作業編成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１では、作業時間（基準時間）に加え作業者の習熟度も考慮されているが、時間の経過に伴う作業者の疲労度の変化が考慮されていないため生産ラインの作業編成の演算結果が実稼働工程に対して乖離する恐れがある。
【０００５】
また、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２参照）。
【０００６】
特許文献２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。
【０００７】
また、製品を製造するための複数の作業の各々について作業の難易度のレベル、各作業を行い得る作業者の熟練度クラス、各作業を行い得る作業者の熟練度クラス別の作業時間等を勘案して、前記難易度の作業に前記難易度の作業を行い得る熟練度の作業者を生産量に応じて割り付けることが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
特許文献３では、各作業者及び各作業工程のスキルランク、すなわち習熟度及び作業時間を参照して人員配置を行っているが、作業者の疲労度の観点がなく、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】
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】特開平７−１４１４３２号公報
【特許文献２】特開２００４−４６７１３号公報
【特許文献３】特開２００２−４１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、前述の問題を解消すべく、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前記生産工程シミュレーターを用いて生産工程のシミュレーションを行い、人手作業を含む前記生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法において、実稼働工程に対して前記シミュレーションの最適化結果が乖離することのないシミュレーションを可能とし、これにより生産工程の最適な生産計画を作成し、前記生産計画を生産工程に適用することで生産工程を最適化する生産工程の効率化支援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】
【００１１】
上記目的は、下記の方法で達成される。
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前記人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法であって、
前記人手作業を含む生産工程の稼働における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作成する第１のステップと、前記作業工程及び作業者毎のデータに基づき、前記人手作業における作業動作を構成する基本動作の時間である標準基本作業時間を算出する標準基本作業時間の算出手段で、作業者毎の前記標準基本作業時間を算出する第２のステップと、前記作業工程及び作業者毎のデータを基に人手作業におけ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で人の疲労推移データ及び作業習熟推移データを作成する第３のステップとを有し、前記第１乃至３のステップ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行い、前記シミュレーションの結果に基づき、生産計画を作成する生産計画作成手段で作業者の標準基本作業時間、疲労度合及び習熟度合に基づく工程設計及び人員配置計画を含む生産計画を作成することを特徴とする生産工程の効率化支援方法。
２．前記標準基本作業時間の算出は、前記生産工程とは別途に設けられた前記基本動作の作業時間を測定する模擬工程を少なくとも一つ以上有し、前記模擬工程で少なくとも一人以上の作業者に模擬作業を行わせ前記基本動作の作業時間を測定し、前記測定により得られたデータに基づき前記標準基本作業時間の算出手段で算出することを特徴とする１に記載の生産工程の効率化支援方法。
３．前記基本動作は、前記作業動作を構成する最小単位の動作であることを特徴とする１または２に記載の生産工程の効率化支援方法。
４．前記作業者毎の標準基本作業時間の算出に際し、予め記録してある作業者個人の身体的特徴、個人情報を加味して前記標準基本作業時間を算出することを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
５．前記標準基本作業時間は、該標準基本作業時間の算出に際し対象にした工程以外の工程においても標準基本作業時間として適用することができることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
６．前記生産工程に適用された生産計画を基に、生産工程とリアルタイムで前記生産工程シミュレーターで前記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と実際の生産工程の稼働状況とをオンラインで比較し、前記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、生産計画を適宜作成し、生産工程に適用することを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
７．前記稼働状況データの取り込み、前記シミュレーション及び該シミュレーションの結果に基づく前記生産計画の作成及び生産工程での実施を所定周期毎に繰り返すことを特徴とする１乃至６の何れか１項に記載の生産工程の効率化支援方法。
【発明の効果】
【００１２】
上記方法により、人手作業を含むの生産工程からなる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、作業者の標準基本作業時間の算出をし、該標準基本作業時間、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、精度のよい最適な生産計画を作成することが可能となり、また最適な生産計画に基づく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、人手作業を含むの生産工程からなる生産工程の効率化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本実施の形態の人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援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の稼働における稼働率、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、データベース４に取り込まれるとともに、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に基づき作業工程及び作業者毎のデータを作成しデータベース４に格納する（第１のステップ）。
【００１５】
また、稼働状況データ２に基づき人手作業における作業動作を構成する基本動作の作業時間である標準基本作業時間の算出手段５で作業者毎の標準基本作業時間を算出しデータベース４に格納する（第２のステップ）。前記作業動作は前記基本動作の組み合わせで成り、かつ前記作業動作の最小単位の動作が前記基本動作である
前記標準基本作業時間の算出は、図２に示すように生産工程とは別途に基本動作の作業時間を測定する模擬工程５Ａを少なくとも一つ以上設け、前記模擬工程５Ａで少なくとも一人以上の作業者に模擬作業を行わせ前記基本動作の作業時間を測定し、前記測定により得られたデータに基づき前記標準基本作業時間の算出手段５で算出してもよい。これにより、実際の生産工程に対し時間的誤差因子は増すが、実際の生産工程とは条件を変えてのデータ収集が可能となる。
【００１６】
前記標準基本作業時間の算出に際し、予めデータベース４に記録してある作業者個人の身長、利き腕、技能レベル、性格及び長所等の身体的特徴、個人情報のデータを加味して前記標準基本作業時間を算出することが好ましい。前記作業者個人の身体的特徴、個人情報を取り込んでの標準基本作業時間の算出に際しては、例えば、身体的特徴、個人情報が基本動作に与える影響について予め実験で評価を行い指標化し、基本作業時間の補正を行う。これにより、後述の生産計画作成において、作業者の肉体的、精神的疲労の減少に配慮した生産計画を作成することができる。
【００１７】
次に、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の作業者の疲労度及び習熟度のデータを組み入れたデータを作成しデータベース４に格納する。
【００１８】
推移データ作成手段６は、前記データベース４のデータに基づき、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のステップ）。
【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４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４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５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５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】
前記推移データ作成手段６の機能は、生産工程シミュレーター３に持たせてもよい。
【００２２】
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、前記データベース４の情報に基づいて、作業者毎の標準基本作業時間、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リアルタイムで実施する。次に、前記シミュレーションの結果と人手生産工程１から取り込んだ稼働状況とをオンラインで比較する。
【００２３】
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。
【００２４】
生産計画作成手段７は、前記シミュレーションの結果と前記データベース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を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。
【００２５】
同時に、生産工程内に設けられた情報表示部８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８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。
【００２６】
図３は、図１及び２に示す人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法を用いて生産工程の最適化を図る場合のフローチャートを示す。
【００２７】
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。
【００２８】
次にステップＳ０６で人手生産工程１から作業工程及び作業者の稼働率、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。
【００２９】
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作成しデータベース４に格納する。
【００３０】
次にステップＳ０８で標準基本作業時間の算出手段５は、ステップＳ０７で格納されたデータベース４のデータを基に作業者毎の標準基本作業時間を算出しデータベース４に格納する。
【００３１】
次にステップＳ０９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作成しをデータベース４に格納する。
【００３２】
次にステップＳ１０で推移データ作成手段６は、ステップＳ０９で作成されたデータベース４のデータに基づき、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。
【００３３】
次にステップＳ１１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Ｓ１０で格納されたデータベース４のデータに基づいて作業者の標準基本作業時間、作業者の疲労度及び習熟度を加味した生産工程のシミュレーションをオンラインで実施し、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。
【００３４】
次にステップＳ１１での比較に基づき、ステップＳ１２で生産計画作成手段７は、前記シミュレーションの結果と前記標準基本作業時間、前記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を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。
【００３５】
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。
【００３６】
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８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。
【００３７】
次にステップＳ１５で生産継続か生産終了かが判断される。生産継続と判断されると（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、生産が継続され、生産終了と判断されると（ステップＳ１５；ＮＯ）、生産工程稼働は終了する。
【００３８】
同様に、ステップＳ１６で生産継続か生産終了かが判断される。生産継続と判断されると（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、シミュレーターの稼働は継続され、生産終了と判断されると（ステップＳ１６；ＮＯ）、シミュレーターの稼働は終了する。
【００３９】
上記により、作業者の標準基本作業時間の算出をし、該標準基本作業時間、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、精度のよ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。
【００４０】
更に、前記標準基本作業時間の算出に際し、作業者個人の身体的特徴、個人情報を加味して前記標準基本作業時間を算出することにより、生産計画作成において作業者の肉体的、精神的疲労の減少に配慮した生産計画とすることができる。
【００４１】
また、図３のフローチャート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化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法の別形態の構成を示すブロック図である。
【図３】人手作業を含む生産工程の効率化を図る生産工程の効率化支援方法での生産計画最適化のフローチャートである。
【図４】疲労度と時間経過を現す疲労曲線である。
【図５】習熟度と時間経過を現す習熟曲線である。
【符号の説明】
【００４３】
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  標準基本作業時間の算出手段
５Ａ  模擬工程
６  推移データ作成手段
７  生産計画作成手段
８  情報表示部
【図１】
2007133543.tif 000003
【図２】
2007133543.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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