(57)【要約】【課題】複数の作業指示書に基づいて製品を製造する場合に、作業計画の採用可否の判断材料となる指標を算出できる作業計画作成装置を提供する。【解決手段】部品組立作業によって製造される製品の作業指示データを持つ作業指示書を複数選定し、選定した作業指示書の個別の作業指示データに含まれる作業を、共通部品を用いる共通作業と、非共通部品を用いる個別作業に分類する。作業指示書毎に順次製品を製造する場合と比較して、複数の作業指示書の共通作業をまとめて先に処理するまとめ作業を先に行い、次に個別作業を行うように作業計画を立てる。まとめ作業を含む作業計画により削減できる作業削減工数を、まとめ作業採用可否の判断材料として算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品組立作業によって製造される製品の作業指示データを持つ作業指示書を複数選定し、選定した上記作業指示書の個別の上記作業指示データに含まれる作業を、複数の上記作業指示書に基づいて製造される上記製品の全てに共通となる共通部品を用いる共通作業と、非共通部品を用いる個別作業に分類するとともに、複数の上記製品を上記作業指示書毎に製造する場合と比較して、複数の上記作業指示書の上記共通作業をまとめて処理することで削減できる作業削減工数を算出することを特徴とする作業計画作成装置。
【請求項２】
上記作業指示書の情報を記憶するデータベース部、上記データベース部から、作業計画作成者が選定した複数の上記作業指示書の上記作業指示データを読み出して記憶する記憶部、上記記憶部に記憶された情報を基に、上記作業削減工数を算出する主制御部、選定した上記作業指示書の情報および上記作業削減工数の情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載の作業計画作成装置。
【請求項３】
上記主制御部は、上記作業指示データに含まれる上記製品の製造に使用する部品の情報を基に、上記製品に使用する全部品の数に対する上記共通部品の数より上記共通部品の割合を算出することを特徴とする請求項２記載の作業計画作成装置。
【請求項４】
上記主制御部は、上記作業指示データに含まれる上記製品の製造の作業手順の情報を基に、上記作業手順に依存した重みづけ係数を算出し、上記共通部品の上記重みづけ係数の合計よりなるまとめ作業採用率を算出することを特徴とする請求項２記載の作業計画作成装置。
【請求項５】
選定する複数の上記作業指示書の組み合わせを変更し、異なる組み合わせによって上記作業削減工数を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の作業計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多品種少量の部品集約組立型受注生産において、生産対象となる製品の複数の作業指示書の情報を基に、まとめ作業採用可否を判断するための生産性を示す値を算出する作業計画作成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品の生産過程においては、生産する製品と生産ラインが固定していることを前提とし、系統的な判断に基づいて、最適な生産ラインが選定されていた。
従来の生産ライン選定方式では、生産ラインをフローショップ、ＧＴショップ、ジョブショップに明確に分け、工程の共通性から各ラインをどのように選定すれば効率的かが示されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、多品種少量生産の組立作業を考えた場合、複数の製品について、仮に、製造工程を作業手順に置き換えて共通性を導き出すとしても、作業手順の順番に大きな意味があり、手順の共通性のみでは効率的生産ライン設計が難しかった。また、人手による組立作業であることから、生産ラインの選定により大きな生産性の向上は見込めない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６２９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多品種少量の部品集約組立型受注生産では、製品を作業指示書に記された作業手順に従って逐次生産するという方式で作業計画を立てていた。そのため、各製品の製造を担当する作業者は、個別に客先の仕様に合わせて、作業指示書毎に組立作業を行っていた。しかし、一つの作業指示書に含まれる繰返し作業は少なく、作業能率を向上させることは難しく、生産性が悪いという問題があった。
ところが、複数の作業指示書に基づいて機種の異なる製品を製造する上で、個々の作業指示書を詳細に見ると、同一機種ではなくても複数の作業指示書に共通となる同一の作業を繰り返している部分があることが分かった。この場合、複数の作業指示書の中の同一の作業（共通作業）部分をまとめて処理するように作業手順を入れ替えてまとめ作業とすれば、生産性を向上させることができる。しかし、複雑な組立作業の場合、複数の作業指示書のデータから見つけた共通作業をまとめ作業として連続的に処理する方が良いのか、または、従来の通り、作業指示書毎に順次製造する方が良いのかの判断をすることは難しく、実際に、共通作業をまとめて行うことは無かった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数の作業指示書の情報から共通作業を抽出し、共通作業をまとめて処理するまとめ作業を採用した場合の、生産性を示す値を算出し、まとめ作業採用可否の判断材料として提示する作業計画作成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わる作業計画作成装置は、部品組立作業によって製造される製品の作業指示データを持つ作業指示書を複数選定し、選定した上記作業指示書の個別の上記作業指示データに含まれる作業を、複数の上記作業指示書に基づいて製造される上記製品の全てに共通となる共通部品を用いる共通作業と、非共通部品を用いる個別作業に分類するととも
に、複数の上記製品を上記作業指示書毎に製造する場合と比較して、複数の上記作業指示書の上記共通作業をまとめて処理することで削減できる作業削減工数を算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の作業計画作成装置によれば、選定した複数の作業指示書に基づいて製造される製品の部品組立作業において、まとめ作業採用による生産性を示す作業削減工数を得ることができ、その作業削減工数を基に、まとめ作業採用の可否を判断し、作業計画を立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置による作業計画の説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置の構造を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１における作業計画作成のフローチャートを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置のデータベース部に保存されたデータの構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置の、共通部品率計算の第一次計算の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置の、共通部品率計算の第二次計算の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置の、まとめ作業採用率計算の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１における作業計画作成装置の、作業計画作成結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における作業計画作成装置について、図１から図８を参照して説明する。各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号（記号）を付して説明する。図１は、複数の作業指示書に基づいて製品を製造する場合に立てる作業計画の説明図である。本発明の作業計画作成装置では、複数の作業指示書の中から繰り返し性がある共通作業を抽出してまとめ作業として先に処理し、繰り返し性の無い作業を個別作業として後で行うように作業計画を立て、まとめ作業を採用して製造を行ったことによって、まとめ作業を採用しない場合と比較して、どれだけ生産性が向上するかを後述するいくつかの指標を算出することで示すものである。作業計画作成者（操作者）は、それらの指標を基に、まとめ作業採用の可否（作業計画を実行するか否か）を判断することができる。この作業計画によって製造する製品としては、例えば、発電所の電力制御に用いる制御盤内に組み込まれる製品ユニット等がある。
図１（ａ）は、従来から一般的に行われていた部品集約組立型受注生産方式を示すものであり、作業指示書毎に順番に作業を行う場合の作業計画を示している。
また、図１（ｂ）は、本発明の作業計画作成装置によって作成する作業計画を示しており、その作業計画の中に共通作業をまとめて先に処理するまとめ作業が含まれている。ここで、例えば、作業計画の中に含まれる作業の内容としては、製造工程では、コンデンサや抵抗などの電気・電子部品を、ユニットにねじ回しまたは半田付けにより組み込む作業が主である。
【００１１】
まず、図１（ａ）に示すように、多品種少量の部品集約組立型受注生産の組立作業で作業指示書に記載された順序で、順番に製品を製造する場合について考える。図１（ａ）において、作業指示書００１（作業指示書番号００１）の製品００１が、作業手順に従って製造された後、次に製造する製品００２が作業指示書００２の作業手順に従って製造される。
ここで、例えば、図１（ａ）に、作業指示書００１、００２に共通する一つの共通作業である作業手順２の内容を各作業手順の拡大図として示す。共通作業となる作業手順２では、準備作業の後に、製造する数量に応じて単位当たり作業が繰り返して行われる。作業指示書００１、００２では、作業手順５も繰り返し行われる作業を含む共通作業である。これら共通作業は、まとめ作業として連続して処理することで作業習熟による効率化ができ、工数削減が可能となる作業である。
【００１２】
そこで、図１（ｂ）に示すように、本発明では、作業手順を変更し、作業指示書００１および００２の作業手順については共通作業としてまとめて先に処理し（まとめ作業とし）、共通作業以外の組立作業である個別作業は後で行うように、まとめ作業を含む作業計画を立てる。
なお、図１中の作業手順１は、部品を用いない工程であり、例えば、材料運搬や初期設定などの部品組立作業の準備に必要となる工程である。図１（ｂ）に示すように、作業手順１は、共通作業と個別作業の両方に、作業指示書毎に発生する。
【００１３】
なお、作業計画繰り返し性のある共通作業をまとめて行うことで、作業の習熟性により生産を効率化し作業工数の削減が期待できるが、一方で、作業を共通作業と個別作業に分類し、作業の種類毎に分割して処理をすることで作業手順１のように、逆に工数が増加する場合もある。削減工数（作業削減工数）が、増加工数より大きい場合、作業分割して生産するメリットがある。そこで、本装置は、共通作業と個別作業に作業を分類し、工数削減のメリットがあるか否かを判断する指標を提供する。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態１による作業計画作成装置１０（または作業編成装置）の構成を示す図である。この作業計画作成装置１０は、複数の作業指示書内のデータを基に、共通部品を用いる共通作業と、非共通部品を用いる個別作業に効率的に分類する共通作業抽出機能を持ち、さらに、共通作業を連続的に行うまとめ作業を採用することで、まとめ作業を採用しない場合（つまり、各作業指示書の手順通りに順次組立作業を行う場合）と比較した作業削減工数を算出し、まとめ作業採用可否の判断材料として表示する機能を持っている。
【００１５】
図２に示すように、作業計画作成装置１０は、主に、主制御部１、入力操作部２、記憶部３、データベース部４、及び表示部５により構成されている。この内、主制御部１は、Ｓ０２からＳ０５の処理機能を有している。入力操作部２はキーボードやマウス、タッチパネル等の入力部であり、記憶部３は、主制御部１での情報処理において必要となるデータを記憶する部分である。記憶部３に必要なデータはデータベース部４に蓄積されており、必要に応じて記憶部３に記憶されるものである。主制御部１で処理された結果は、表示部５の表示画面（いわゆるＣＲＴや液晶ディスプレイ）に表示される。本装置の操作者は表示部５により演算した結果を見ることができる。結果の内容により、さらに条件を変えて作業計画を立て直したい場合、入力操作部２から条件変更の入力を行い再演算する。この再演算は何度でも実行可能であることは言うまでもない。
【００１６】
次に、主制御部１で動作するプログラム演算動作の順序について説明する。
図３は、作業計画作成にともなう演算動作の流れをフローチャートに示した図であり、作業計画作成者（操作者）は、データベース部４に格納された情報（作業指示データ）から、作業計画作成の対象となる複数の作業指示書を選択する（図３のＳ０１（作業指示書選択））。次に、主制御部１の共通作業抽出機能により、選択した複数の作業指示書の情報から、使用する部品を基にまとめ作業の可能性が高いものをグルーピングし、使用する部品に対する共通部品の割合である共通部品率を計算する（図３のＳ０２（共通部品率計算））。さらに、作業手順を基に、作業指示書内に含まれる作業を共通作業と個別作業に分類し、まとめ作業採用率を計算する（図３のＳ０３（共通作業採用率計算））。次に、まとめ作業採用の場合の削減工数を計算する（図３のＳ０４（削減工数計算））。Ｓ０２〜Ｓ０４の計算結果を表示し、操作者が最終判断を行う。まとめ作業を検討する複数の作業指示書を選択しなおして、共通部品率計算Ｓ０２から再度計算することも可能である（図３のＳ０５（結果表示・判断））。最終的に、まとめ作業を採用すると操作者が判断すれば、Ｓ０１で選択した複数の作業指示書についてまとめ作業をともなう製造の手配を行う（図３のＳ０６（製造手配））。
【００１７】
次に、図３の各工程について詳細に説明する。まず、図３の作業指示書選択Ｓ０１について説明する。主制御部１の演算動作は、データベース部４から記憶部３に必要な情報を記憶するところから開始する。操作者は入力操作部２に、データベース部４に存在する情報から記憶部３に記憶すべき情報の選択条件を指示する。操作者の条件に合致したデータが記憶部３に記憶され、記憶された内容が、表示部５に表示される。ここでデータベース部４に存在するデータは、主に客先名称（受注先の日本語名称）、機種名、オーダ番号（工場内への製造命令番号）、作業指示書番号（何をいつまでに製造するかをあらわす番号。図１等では作業指示書と略記。）、製造納期（工場内の製造完了期限）、製造数量、製造品目コード（特定製品をあらわすコード）、部品コード（製品に装着する部品をあらわすコード）、及び作業手順番号（詳細作業単位及び作業順番をあらわす番号。図１等では作業手順と略記。）である。これらの項目の関連性は後述するが、通常、操作者は機種名、製造納期等の情報を考慮して選択条件を変更し、まとめ作業採用可否を判断する対象となる作業指示書番号を選択する。
操作者は、選択した複数の作業指示書の情報に合致する文字列、数値範囲を入力操作部２から入力でき、表示部５の内容を見て選択条件の変更を繰り返し行うことが可能である。
【００１８】
図４は、図２のデータベース部４に存在する作業指示データの構成を表したものである。各項目を結ぶ線は、縦方向は１：Ｎ、横方向は１：１の関係を表している。データベース部４に格納されたデータは、製造品目コードにより、製造する製品が一意に決定し、製造するための構成部品及び、作業の順序と、その作業に使用する部品が指示されており、また、客先名称、機種名に合わせて作業指示書番号が採番され、製造品目コードと製造納期、製造数量が一意に決まっているという特徴がある。工作部門へは作業指示書番号をＫｅｙ項目として、これら情報が作業指示書として通達されており、製造納期までに所定の製造品目を製造するものである。そのため、本装置により、作業指示書の対象データを絞り込み、まとめて作業した方が生産効率が高いと思われる作業指示書を複数選択し、作業指示書に含まれる作業を共通作業と個別作業に作業分割した上で、まとめ作業採用可否を判断するため、次に示すような各種演算を行う。
【００１９】
次に、図３の共通部品率計算Ｓ０２について説明する。
組立生産においては、構成する部品の共通性により、作業の共通性が決まり、部品の共通率が高いほど作業の共通性が高まる傾向が見られる。そのため、まず、各製造品目を構成する部品の共通性を判断する。主制御部１において各作業指示書に記載された製品の製造に使用する部品の情報を基に、使用する全部品の数に対する共通部品の数の割合からなる共通部品率を、作業指示書毎に求め、部品の共通性を、求めた共通部品率から判断することができる。
図５は、共通部品率計算の第一次計算の説明図であり、図３の作業指示書選択Ｓ０１により、まとめ作業検討の対象となった複数の作業指示書の情報を作業指示書番号（列方向）と構成部品情報（行方向）によりマトリックスに表した例である。作業指示書番号００１、００２、００３によって製造される製品に部品としてＰ１〜Ｐ１１があるが、使用する部品に白丸○を付けている。各部品Ｐ１〜Ｐ１１で白丸○の合計数（部品数aとする）を算出し、作業指示書番号００１、００２、００３の種類数の合計（製造品目ｂとする）と比較し、ａ＝ｂの場合は、作業指示書番号００１、００２、００３で共通に使用される共通部品であると判定することができる。図５の場合、ｂは作業指示書番号００１、００２、００３の合計＝３であり、ａ＝３の時、用いる部品が共通部品であると判定している。つまり、図５の場合、部品Ｐ１、Ｐ１０、Ｐ１１が共通部品、部品Ｐ２、Ｐ５、Ｐ７、Ｐ８は非共通部品であることが分かる。
【００２０】
次に、図５のマトリックス表を逆転させ、構成品目情報を列方向、作業指示書番号を行方向に表示したものが、図６となる。本マトリックス表において、黒丸●は前の判定で共通部品になったもの、白丸○は共通部品以外の構成部品（非共通部品）となるものを示している。この表より、製造品目毎に部品数合計（ｃとする）と、共通部品数の合計（ｄとする）が得られ、これにより各作業指示番号毎に共通部品の割合を示した共通部品率を得られる。共通部品率（％）＝共通部品数合計／部品合計＝ｄ／ｃが算出できる。図６の作業指示書番号００１の場合、部品数合計ｃ＝６、共通部品数合計ｄ＝３、共通部品率＝３／６＝５０％となる。
【００２１】
次に、図３のまとめ作業採用率計算Ｓ０３について説明する。
共通部品率が高いものは、共通作業を連続的にまとめて作業する（まとめ作業とする）ことにより、効率的に生産できる可能性が高いものではあるが、共通部品をまとめて作業し、共通以外の部品を後で作業することが可能であるかは表してはいない。一般的に組立製造の場合、作業手順の早い時点の作業はまとめて作業できる可能性が高い事が知られている。
図７は、作業指示書番号００１の作業手順の例を示した、まとめ作業採用率計算の説明図である。図7に示すように、作業指示書番号毎の作業手順番号に対し、重みづけ係数が設定される。重みづけ係数は、作業手順に依存して算出される値であり、次の計算式によって求められる。全手順数／作業手順番号＝係数Ａ、係数Ａの合計＝Ｂ（図７では１３．７）であり、Ａ／Ｂ＝作業手順毎の重みづけ係数であり、手順の早い方が大きな値となる傾向がある。
作業手順毎に設定した重みづけ係数を基に、その作業手順で使用する部品が、共通部品である場合の手順の重みづけ係数を合計することで、まとめ作業採用率を得る。つまり、まとめ作業採用率＝その作業で使用する部品が共通部品の手順の重みづけ係数の合計となる。図７では、作業手順番号２、４、８が共通部品使用の工程にあたるため、まとめ作業採用率＝０．２９＋０．１５＋０．０７＝０．５１（５１％）となる。
まとめ作業採用率は、その値が大きい程、共通部品を作業手順の早い時点で作業できるものであり、まとめ作業を採用できる可能性が高いものである。
【００２２】
次に、図３の削減工数計算Ｓ０４について説明する。
ここでは、まとめ作業を採用した場合に削減できる工数（作業削減工数）と、増加する工数を計算する。図７に示す通り、工数は作業手順毎に準備作業工数と単位当たり作業工数が設定されている。準備作業工数は、作業を開始する時に発生する工数であり、単位当り作業工数は、１個製造する毎に発生する工数である。例えば、製品に部品の組み付け作業をする場合、必要な工具と部品を作業台に並べる作業が準備作業であり、作業を始めるにあたり、最初に１回のみ発生し、準備作業の内容に応じて準備作業工数が設定される。また、実際に製品に部品を組み付ける作業に応じて設定されるのが単位当り作業工数であり、製品１つ毎に必ず発生する工数である。なお、作業手順番号１、６は、使用部品がひとつも無い作業（図７に他の作業として示す。）は、使用部品に関係なく発生する作業で、例えば部品倉庫から作業台まで部品を持ち運ぶ作業等がこれにあたる。この作業（他の作業）は、共通作業、個別作業の両方に発生するため、分割時に増加する作業となる。
【００２３】
図７に示すように、作業手順番号毎の作業工数は、準備作業工数＋（単位当り作業工数×製造数量）で求められる。また、共通作業と個別作業は、共通部品の有無により区別することができる。加えて、使用部品が一つもない作業（他の作業）は、共通作業、個別作業に作業分割した場合、両方の作業に共通して必要となる作業である。
そのため、作業指示書毎に製造を行う場合と比較し、共通作業をまとめて処理するまとめ作業を採用した場合の削減工数は、繰り返し作業による作業能率向上比率分が削減可能なため、削減工数＝共通作業の工数合計×作業能率比率(%)で計算する。
図７のデータでは、作業指示書番号００１、００２、００３のまとめ作業を採用した場合、作業指示書番号００１の削減工数（作業削減工数）は、共通作業である作業手順番号２、４、８の作業工数の合計×作業能率比率で求めることができる。つまり、削減工数＝（３．０５＋３．０２＋１．５１）×作業能率比率となる。
作業能率比率は経験的に２０％を基準とするが、本基準は作業者の熟練度等を考慮し、定期的に見直しできるものとする。
また、増加する工数は使用部品が一つもない作業（他の作業）の合計で計算する。図７では作業手順番号１と６がそれに当たるため、増加工数＝０.２＋０.１＝０.３である。
【００２４】
次に、図３の結果表示・判断Ｓ０５について説明する。
前述の共通部品率計算Ｓ０２、まとめ作業採用率計算Ｓ０３、削減工数計算Ｓ０４までの計算結果を、作業指示書選択Ｓ０１の選択結果とあわせて、図２の表示部５に、作業計画作成結果として、図８の通り作業指示書番号毎に表示する。ここで操作者は、生産性を示す指標である共通部品率、まとめ作業採用率、削減工数、増加工数を評価し、また、その他の項目を参考値として、まとめ作業採用可否の判断をする。経験的に共通部品率は５０％以上、まとめ作業採用率は５０以上、削減工数＞増加工数の時に、まとめ作業採用可否の判断基準とするが、製造機種他の条件を勘案し操作者が判断する。なお、入力操作部２の操作で作業指示書を選択することにより、作業指示書毎の詳細計算内容（図５、図６、図７の情報）を表示可能である。また、対象にする作業指示書を追加または削除し、作業指示書選択Ｓ０１に戻り、何度でも作業指示書の組み合わせを変更して再計算することが可能である。
最終的にまとめ作業を採用すると判断された場合、選択された作業指示書は、図３の製造手配Ｓ０６により、作業者へ作業指示をする機能を持つ情報システムへデータが送付され、作業のスケジューリング他の処理を行い、部品組立作業に取りかかることができる。
【００２５】
図３のＳ０１からＳ０５までの処理は、図２において、全てその処理プログラムが記憶部３の適宜な領域に記憶されており、その実行の際に、主制御部１に読み込まれ処理されるものである。その記録の媒体としては磁気ディスク等の公知・周知の記憶媒体であり、逐次主制御部１に読み込まれるものとする。
【００２６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  主制御部、２  入力操作部、３  記憶部、４  データベース部、５  表示部、１０  作業計画作成装置。
【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１】
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