JP2005284415A - 組立製造ラインにおける作業工程別タクトタイム推定方法、全体工程編成方法、装置およびプログラム - Google Patents
組立製造ラインにおける作業工程別タクトタイム推定方法、全体工程編成方法、装置およびプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】複数の作業者で処理すべき組立製造ラインにおいて実行した作業工程の実績データから、その作業工程を作業要素に区分し、それぞれの作業要素に対応させて作業時間を求めた作業要素習熟曲線を、作業者ごとに作成準備しておき、組立製造ラインで組立、製造すべき製品が選択され、その工程を処理すべき作業者が編成されたときには、その作業工程の作業者について、作業要素習熟曲線から、予定している累積作業回数時の作業時間を算出して、算出した作業時間を製品別に集計し、さらに、集計時間をもとに、所定の演算を行うことによって、組立製造すべき製品に応じた作業工程のタクトタイムを算出する。
【選択図】図1
Description
そのような結果、多品種生産の生産現場では、効率的な生産がおこなわれていないことがあった。
そして、複数の工程からなる生産ラインにおいて、そのような推定方法を利用することによって、多品種生産を目的とする効率的なライン編成をダイナミックに策定、修正できるようにすることを第2の目的とする。
この方法を実施すれば、作業要素を考慮した工程別タクトタイムが、編成される作業者に応じて予測され、工程編成にロスの少ない作業配分を決定することができる。
また、請求項8に記載の全体工程の作業者編成プログラムは、請求項3に記載の全体工程の作業者編成方法を、コンピュータで実行できるようにしたものである。
特に、単なる製品ごとの実績データではなく、作業要素に分解した実績データにもとづく習熟曲線と、作業要素ごとの累積作業回数とを利用しているので、製品間で共通する作業要素が多く発生する多品種組立製造ラインに適用すれば、精度の高い工程別タクトタイムの推定値が得られる。
また、編成作業者を適宜変更して種々のタクトタイムを予測すれば、それらの中からタクトタイムの値が小さくなるような、ロスの少ない工程編成を選択、決定することができる。
実施例で示す作業工程別タクトタイム推定方法は、複数の作業者が作業する多品種製品の組立製造(検査も含む)ラインの各工程におけるタクトタイムの推定に適用される。図2には、工程が直列に並べられた多品種組立ラインを示しており、このラインを構成する工程P、Q、Rのそれぞれのタクトタイム算出に適用されるものである。
また、実施例で示す全体工程の作業者編成方法は、工程P、Q、Rからなるライン全体の作業者編成方法を示すものである。
図示するように、本発明の作業工程別タクトタイム推定方法は、作業要素習熟曲線準備ステップ(101)、作業要素別の作業時間算出ステップ(102)、製品別の作業時間集計ステップ(103)、工程別のタクトタイム算出ステップ(104)を順次実行するものである。
これらのステップによる方法は、コンピュータのCPUとそれにより動作するソフトウェア(プログラム)およびデータ資源等で構成されたコンピュータシステムにより実現される。
本システムは、工程別タクトタイム推定装置20と工程別編成修正装置30とを含んで構成され、工程別タクトタイム推定装置20によって、作業工程別タクトタイム推定方法が実行され、工程別編成修正装置30によって、推定されたタクトタイムを利用した後述の工程編成方法が実行される。なお、両方法は別装置で実施されるものに限られず、1台のコンピュータにより実現されるものであってもよい。
この習熟曲線生成手段21およびタクトタイム推定手段22は、CPUが各部に相当するプログラムおよびハードウェアを稼動させることにより、生産計画実行時などに、その計画に対応する工程別タクトタイムを算出するものである。
ここまでの処理が、作業要素習熟曲線準備ステップ(101)に相当する。
以下の各ステップの説明は、図2の多品種組立製造ラインを前提としたものである。工程Pには4人、工程Qには8人、工程Rには2人の作業者が配置されており、この連続する複数工程において、5種類の製品ア〜オが生産計画にしたがって生産される場合を想定している。
また工程Pの作業要素として、上記の共通作業以外にも製品特有の作業も発生する。製品ア〜オに対応するこれらの非共通作業要素を、B1〜B5とする。
例えば製品イの場合、非共通作業B2、コネクタ差込作業A1、非共通作業B2、グリス作業A2、非共通作業B2、コネクタ差込作業A1(2回目)、非共通作業B2、ネジ締め作業A5、非共通作業B2が順に発生しており、棒グラフには、各作業時間(縦軸に相当する時間)が上から下へと時系列に積み上げられる。
このように、ある生産計画にもとづいて実施された組立製造について、作業者ごとに作業要素別の実績作業時間を集計し、少なくとも2回の生産段階で得られた作業実績時間から習熟曲線を求める。
このようにして、作業要素ごとの習熟曲線の関数を決定するための、2段階(時点)での作業回数cと作業実績時間dとが決定される。
このようにして作業要素習熟曲線準備ステップ(101)は終了する。
この図例は、製品ア〜オの累積生産台数がaで示される累積台数となったときの作業時間dを予測するものである。すなわち、生産計画開始時の累積生産台数aが実績データから判断できれば、その生産開始時点での作業要素ごとの累積作業回数cが決定され、その作業回数cを習熟曲線算出式(図8)に代入することにより、作業要素別作業時間dが求められる。
こうして算出された作業時間dを製品別にあてはめてみると、eに示すように、製品を構成する各作業要素の作業時間として展開される。そして、図9(b)に示すように、製品ごとに、その製品を構成する全作業要素の作業時間を集計すると、製品別の作業時間(たとえば、製品アの場合P11)が得られる。
こうして、各工程の製品別作業時間が予測されると、その作業時間をもとにして所定の演算によって工程別タクトタイムが推定される。ここで、所定の演算とは、生産計画に従って、作業者と生産する製品(作業要素)との組み合わせパターンごとにタクトタイムを算出するようにしたものであり、どの製品を生産するかによって異なってくるものである。
なお、工程別タクトタイムは次の一般式で算出される。
タクトタイム=作業者全員の各品種ごとの作業時間合計/(n×m)/m
この式は、複数品種について作業者が均等に作業することを前提としたものであり、nは製品品種数、mは工程を編成する作業者の人数を示している。
工程Pタクトタイム(PHei1)=((P11+P21+P31+P41)/4)/4
工程Qタクトタイム(QHei1)=((Q11+Q21+・・・+Q81)/8)/8
工程Rタクトタイム(RHei1)=((R11+R21)/2)/2
工程Pタクトタイム(PHei1)=((P11+P21+P31+P41+P12+P22+P32+P42+P13+P23+P33+P43)/12)/4
工程Qタクトタイム(QHei1)=((Q11+Q21+Q31+・・・+Q71+Q81+Q12+Q22+Q32+・・・+Q72+Q82+Q13+Q23+Q33+・・・+Q73+Q83)/24)/8
工程Rタクトタイム(RHei1)=((R11+R21+R12+R22)/4)/2
この式は作業者に均等に配分するパターンを示しているが、作業者ごとに異なる製品を割り当てたり重み付けさせるような組み合わせパターンについても、同様に工程タクトタイムを算出することができる。
特に、単なる製品ごとの実績データではなく、作業要素に分解した実績データにもとづく習熟曲線と、作業要素ごとの累積作業回数とを利用しているので、本実施例のごとく製品間で共通する作業要素が多く発生する多品種組立製造ラインに適用すれば、精度の高い工程別タクトタイムの推定値が得られる。
工程ごとの最適編成は、工程のタクトタイムを個別にシミュレーションすることにより決定できるものであるが、図2で示すように、工程P、Q、Rが直列に並んでいる場合、工程ごとに最適編成を決定しても、ライン全体としては効率のよい編成とならないことがある。
つまり、工程が直列に並んでいるため、ある1つの工程のタクトタイムを短くするように調整しても、他の工程のタクトタイムが長いものとなってしまえば、全体の製品タクトタイムは長いほう(最大のもの)に律せられてしまう。
そこで、ライン全体工程の最適編成を行うべく、次の全体工程編成方法を実行する。
工程編成効率は、例えば工程P、Q、Rが製品アのみを生産する場合、次式により算出される。
工程編成効率(C1)=(PHei1+QHei1+RHei1)/(最大タクトタイム値×3)
この工程編成効率は、工程間のバランスを示す指標となるものであり、この数値が1に近い値であれば、工程間でタクトタイム推定値に差がなく、工程間のバランスがとれていることを示すものである。
工程Pタクトタイム(PHei2)=((P11+P21+P31+P41+P51)/5)/5
工程Qタクトタイム(QHei2)=((Q11+Q21+・・・+Q71)/7)/7
工程Rタクトタイム(RHei1)=((R11+R21)/2)/2
これにより、RHei1<PHei2<QHei2(最大タクトタイム値)となり、QHei2が振替前のPHei1より小さい値となれば、算出式(PHei2+QHei2+RHei1)/(QHei2×3)により求められた工程編成効率(C2)は、より1に近づくことになる。
この例は、工程編成効率を編成の作業者編成の決定基準とはせず、作業要素別の作業時間が長い作業者のスキルアップを目的とするものである。つまり、この方法では、工程別タクトタイムは長くなる。
21 習熟曲線生成手段
22 タクトタイム推定手段
1 データ入力部
2 作業者別作業要素回数変換部
3 作業者別作業要素の習熟曲線演算部
4 作業者別製品別作業時間見積部
5 工程別タクトタイム演算部
30 工程別編成修正装置
Claims (8)
- 複数の作業者で処理すべき組立製造ラインにおいて実行した作業工程の実績データから、その作業工程を作業要素に区分し、それぞれの作業要素に対応させて作業時間を求めた作業要素習熟曲線を、作業者ごとに作成準備しておき、
組立製造ラインで組立あるいは製造すべき製品が選択され、その作業工程を処理すべき作業者が編成されたときには、
その作業工程を処理すべき作業者について、上記作業要素習熟曲線から、予定している累積作業回数時の作業時間を算出して、算出した作業時間を製品別に集計し、
さらに、かくして算出した集計時間をもとに、所定の演算を行うことによって、組立製造すべき製品に応じた作業工程のタクトタイムを算出することを特徴とする、
組立製造ラインにおける作業工程別タクトタイム推定方法。 - 請求項1において、
上記作業要素習熟曲線は、異なる製品に共通な作業要素、共通ではない個別の作業要素に応じて作成準備されている、
組立製造ラインにおける作業工程別タクトタイム推定方法。 - 直列する複数の工程からなる製造組立ラインに適用され、
請求項1または2に記載の作業工程別タクトタイム推定方法を利用して、所定のシミュレーションを実行し、全体工程の最適な作業者編成を決定する、
組立製造ラインにおける全体工程の作業者編成方法。 - 複数の作業者で処理すべき組立製造ラインにおいて実行した作業工程の実績データから、その作業工程を作業要素に区分し、それぞれの作業要素に対応させて作業時間を求めた作業要素習熟曲線を、作業者ごとに作成準備する習熟曲線生成手段と、
組立製造ラインで組立あるいは製造すべき製品が選択され、その作業工程を処理すべき作業者が編成されたときには、その作業工程を処理すべき作業者について、上記作業要素習熟曲線から、予定している累積作業回数時の作業時間を算出して、算出した作業時間を製品別に集計し、さらに、かくして算出した集計時間をもとに、所定の演算を行うことによって、組立製造すべき製品に応じた作業工程のタクトタイムを算出するタクトタイム推定手段とを備えている、
組立製造ラインの作業工程別タクトタイム推定装置。 - 請求項4において、
上記作業要素習熟曲線は、異なる製品に共通な作業要素、共通ではない個別の作業要素に応じて作成準備されている、
組立製造ラインの作業工程別タクトタイム推定装置。 - 直列する複数の工程からなる製造組立ラインに適用され、
請求項1または2に記載の作業工程別タクトタイム推定方法を利用して、所定のシミュレーションを実行し、全体工程の最適な作業者編成を決定する、工程編成手段を備えている、
組立製造ラインの全体工程作業編成装置。 - 請求項1または2に記載の作業工程別タクトタイム推定方法を、コンピュータで実行できるようにした、組立製造ラインにおける作業工程別タクトタイム推定プログラム。
- 請求項3に記載の全体工程の作業者編成方法を、コンピュータで実行できるようにした、組立製造ラインにおける全体工程の作業者編成プログラム。
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