(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の習熟度合を考慮した生産工程の人員配置の最適化をはかる。【解決手段】  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、生産工程のシミュレーションを行い、稼働率を指標とするボトルネック（隘路）を抽出し、前記ボトルネックの抽出の結果に基づき各工程の生産性の均一化を図るための作業者の配置の最適化を行う際に、作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合を考慮した最適な人員配置を行う。【選択図】        図１
2007079768.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効率化支援方法であって、
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、
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作業者の疲労度合及び作業者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の工程とを有し、
前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記生産工程シミュレーターを用いて、生産工程の進行と略同時進行となるリアルタイムで、もしくは生産工程の進行とは別途に進行するオフラインで生産工程のシミュレーションを行い、
稼働率を指標とするボトルネック（隘路）を抽出し、前記ボトルネックの抽出の結果に基づき各工程の生産性の均一化を図るための作業者の配置の最適化を行う際に、
作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合を考慮した生産工程の人員配置を行うことを特徴とする人手作業を含む生産工程の効率化支援方法。
【請求項２】
作業者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作業者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、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作業者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推移データ作成工程を有し、
前記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際に、作業工程毎の作業者の疲労度合、習熟度合を前記データベースのデータと比較し、前記疲労推移データ及び作業習熟推移データによる変動予測を行い、
前記変動予測の結果に基づき人員配置の最適化を図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化支援方法。
【請求項３】
生産工程に生産工程内の管理者、作業者を含む人員に情報伝達する設置型の情報伝達手段と、作業者が各々所持する、ハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方の情報伝達手段とを有し、
前記生産工程シミュレーターでのシミュレーションの結果に基づく人員配置の最適化の実施に際し、前記設置型の情報伝達手段で前記人員に人員配置変更の指示を伝達するとともに、前記作業者が各々所持するハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方で人員配置変更に該当する作業者に配置変更の指示を伝達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、生産工程の人員配置の最適化を行う人手作業を含む生産工程の効率化支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人手作業を含む複数の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】
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】
また、作業者情報データベース内の出勤している各作業者の総合スキルランクと作業内容データベース内の各作業工程の総合スキルランクを参照して、難易度の高い作業工程に総合スキルランクの高い作業者を配置し、難易度の低い作業工程に総合スキルランクの低い作業者を配置することで、作業者を的確に配置することが開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【００１２】
特許文献５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。
【００１３】
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
【特許文献５】特開２００２ー３７３２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
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のおいて、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用いて、稼働率を指標としてボトルネックを抽出し、その情報に基づき行われる各工程の生産性を均一化するための人員配置の最適化に際し、
作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合を評価し、かつ作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合を考慮した生産工程の最適な人員配置を行うことで生産工程の効率化を図る人手作業を含む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】
【００１５】
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効率化支援方法であって、
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、
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作業者の疲労度合及び作業者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の工程とを有し、
前記第２の工程のデータベースのデータを基に、前記生産工程シミュレーターを用いて、生産工程の進行と略同時進行となるリアルタイムで、もしくは生産工程の進行とは別途に進行するオフラインで生産工程のシミュレーションを行い、
稼働率を指標とするボトルネック（隘路）を抽出し、前記ボトルネックの抽出の結果に基づき各工程の生産性の均一化を図るための作業者の配置の最適化を行う際に、
作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合を考慮した生産工程の人員配置を行うことを特徴とする人手作業を含む生産工程の効率化支援方法。
（２）作業者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作業者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、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作業者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推移データ作成工程を有し、
前記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際に、作業工程毎の作業者の疲労度合、習熟度合を前記データベースのデータと比較し、前記疲労推移データ及び作業習熟推移データによる変動予測を行い、
前記変動予測の結果に基づき人員配置の最適化を図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化支援方法。
（３）生産工程に生産工程内の管理者、作業者を含む人員に情報伝達する設置型の情報伝達手段と、作業者が各々所持する、ハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方の情報伝達手段とを有し、
前記生産工程シミュレーターでのシミュレーションの結果に基づく人員配置の最適化の実施に際し、前記設置型の情報伝達手段で前記人員に人員配置変更の指示を伝達するとともに、前記作業者が各々所持するハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方で人員配置変更に該当する作業者に配置変更の指示を伝達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化支援方法。
【発明の効果】
【００１６】
人手作業を含む生産工程の効率化において、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用いて、稼働率を指標としてボトルネックを抽出し、その情報に基づき行われる各工程の生産性を均一化するための人員配置の最適化に際し、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度合及び習熟度合（学習による多能工化）を考慮して最適な人員配置を算出することにより、実稼働生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な人員配置が可能となり、また前記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、人手作業を含む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】
【００１７】
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。
【００１８】
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の稼働率、サイクルタイム、作業時間及び良品率等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。
【００１９】
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に作成し（第一の工程）、前記データベース４を基に前記作業工程及び作業者毎のデータに加えて、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に作成する（第２の工程）。
【００２０】
次に、生産工程シミュレーター３は、前記データベース４を基に稼働率を指標とする生産工程のボトルネックを抽出し各工程の生産性の均一化を図るため、前記データベース４を基に作業者の疲労度合及び作業者の習熟度合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行い生産工程の最適な人員配置を算出する。前記生産工程のシミュレーションをオンラインで行うことにより時間的誤差因子の少ない算出が可能になる。
【００２１】
前記生産工程の最適な人員配置の算出において、前記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際に、作業工程毎の作業者の疲労度合、習熟度合を前記データベースのデータと比較し、後述の疲労推移データ及び作業習熟推移データによる変動予測を行い、前記変動予測の結果に基づき人員配置の算出をすることが好ましい。これにより、時間経過に伴う時間的誤差因子をより減少させることができる。
【００２２】
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の疲労推移データ、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の習熟推移データを作成し、データベース４に格納する（推移データ作成工程）。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
前記生産工程のシミュレーションで算出された人員配置を基に、生産工程最適化処理６で人員配置の見直しが行われ、人手生産工程１に最適な人員配置が指示される。
【００２６】
同時に、生産工程内に設けられた情報伝達手段である情報表示部７で前記シミュレーションの結果及び前記最適な人員配置に伴う人員配置の変更の指示が伝達される。
【００２７】
前記情報表示部７は、生産工程内の管理部門、管理者及び作業者に情報伝達するディスプレイ、プリンター等のハードコピー装置、音声装置等の設置型情報表示装置と作業者が各々所持するハンディ端末もしくはモバイル端末等の携帯型情報表示装置とで構成され、前記生産工程シミュレーターでのシミュレーションの結果に基づく人員配置の最適化の実施に際し、前記設置型情報表示装置で主に管理部門、管理者に人員配置変更の指示を伝達するとともに、前記作業者が所持する前記ハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方で人員配置変更に該当する作業者に配置変更の指示を伝達する。これにより、前記人員配置の変更を短時間でかつ円滑に行うことができる。
【００２８】
図２は、図１に示す人手作業を含む生産工程の効率的支援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、図２では前記生産工程の最適な人員配置の算出において、前記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際に、作業工程毎の作業者の疲労度合、習熟度合を前記データベースのデータと比較し、前記疲労推移データ及び作業習熟推移データによる変動予測を行い、前記変動予測の結果に基づき人員配置の算出をする例を示している。
【００２９】
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。
【００３０】
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等の稼働状況データ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。
【００３１】
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に作成する。
【００３２】
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合及び習熟度合を組み入れたデータをデータベース４に作成する。
【００３３】
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の疲労推移データ、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の習熟推移データを作成し、データベース４に格納する。
【００３４】
次にステップＳ１０で生産工程シミュレーター３は、データベース４を基に、稼働率を指標とするボトルネックを抽出し、その情報に基づき各工程の生産性の均一化図るため、作業工程毎の作業者の疲労度合、習熟度合をデータベース４のデータと比較し、疲労推移データ及び作業習熟推移データによる変動予測を行い、前記変動予測を考慮した生産工程の最適化のシミュレーションをオンラインで行い最適な人員配置を算出する。
【００３５】
本実施の形態では、ステップＳ１０における生産工程のシミュレーションの実施は人手生産工程１の進行と略同時進行となるリアルタイムで実行している。これにより、人手生産工程１の進行と生産工程シミュレーター３による生産工程のシミュレーションの進行との時間的誤差を減少させることができ、より人手生産工程１の進行に即した生産工程の最適化ができる。
【００３６】
しかしながら、生産工程シミュレーターを実行するコンピューターの処理能力が十分に有る場合には、前記リアルタイムでの実行が可能であるが、前記コンピューターの処理能力等の関係から前記リアルタイムでの実行が困難な場合には、人手生産工程１の進行とは別途にオフラインで生産工程のシミュレーションの進行を実行させることも可能である。但し、リアルタイムでの実行に比較し前記時間的誤差は増加する。
【００３７】
図２のワークフローに戻り、Ｓ１１では、ステップＳ１０で算出された人員配置を基に、生産工程最適化処理６で人員配置の見直しが行われ、生産工程の最適化の指示が人手生産工程１に出される。ステップＳ０３では、生産工程の最適化の指示が生産工程にされるとともに生産工程の最適化が実施される。
【００３８】
同時に、ステップＳ１２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Ｓ１１での人員配置見直しの結果に基づく人員配置の最適化の指示が伝達される。情報表示部７の設置型情報表示装置で、主に生産工程の管理部門、管理者に人員配置の最適化の指示を伝達するとともに、前記作業者が所持する前記ハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方で人員配置変更に該当する作業者に配置変更の指示を伝達する。
【００３９】
ステップＳ０４ではステップＳ１２で指示された人員配置の最適化のための人員配置変更が行われる。
【００４０】
上記のように稼働率を指標とするボトルネックを抽出し、その結果を基に生産工程の均一化を図る際に、人特有の時間の経過に伴う作業者の疲労度合及び習熟度合（学習による多能工化）及びそれら変動予測の結果を考慮して生産工程のシミュレーションを行うことで、実稼働生産工程に対し時間的誤差因子が少ない最適な人員配置を算出することが可能となり、また前記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。また、作業者の入れ替わりの多いような場合においても疲労度及び習熟度を考慮することにより、より実稼働生産工程に即した生産工程のシミュレーションが可能になる。
【００４１】
上記のように生産工程のシミュレーションの実施を実稼働生産工程の進行とリアルタイムで実行することが困難な場合には、実稼働生産工程の進行とは別途にオフラインで生産工程のシミュレーションを実行させることも可能である。但し、リアルタイムでの実行に比較し前記時間的誤差は増加する。
【００４２】
更に、人員配置を最適化する際に、情報伝達及び指示を、前記設置型情報表示装置で生産工程に行うことに加え、前記作業者が所持する前記ハンディ端末及びモバイル端末のうち少なくとも一方で人員配置変更に該当する作業者に直接配置変更の指示を伝達することにより、前記人員配置の変更を短時間でかつ円滑に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る人手作業を含む生産工程の効率化支援方法のブロック図である。
【図２】本発明に係る人手作業を含む生産工程の効率化支援方法での人員配置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】
【００４４】
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  生産工程最適化処理
７  情報表示部
【図１】
2007079768.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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