JP2009265710A - 作業分割方法およびそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】従来、作業指示書を作成する場合、作業内容や順序などを含む作業情報に対して、作業者の記憶能力や作業の連続性などを考慮して、人手によって作業分割を行っていたため、作業指示書作成工数が多大となる問題があった。本発明では、複数の作業情報に対して、作業者の記憶能力や作業の連続性を考慮した作業集合として自動分割する。
【解決手段】作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の連続性や、作業情報量の限界値などを分割条件として入力することによって、分割条件によって複数の作業情報を作業指示書として適切な作業集合に自動分割する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の作業を含む製造作業の作業分割方法およびそのシステムに関する。

一般に、製造現場では、作業者が間違い無く作業を行うために、対象部品や作業内容などを文章や図面で示す作業指示書を示している。従来、作業指示書は、工程設計者が、製品の設計情報から、作業内容や順序などの作業情報を決定した後、作業者の記憶能力や作業の連続性などを考慮して、作業指示書として適切な作業集合に分割を決定し、その単位毎に作業指示書として作成する。また、近年の3D-CADの普及により、3D-CAD情報などの設計情報から作業指示書を容易に作成する方法やシステムが開発されている。ここでは、作業指示書を作成する手順として、以下の３つの手順について、それぞれの従来技術を説明する。
(1)製品の設計情報から、作業内容や順序などの作業情報を決定する。
(2)複数の作業情報に対して、作業者の記憶能力や作業の連続性などを考慮して、作業指示書として適切な作業集合に分割を決定する。
(3)作業集合の単位毎に作業指示書として作成する。

(1)特開2007-233762号公報に記載された方法では、各部品の作業順序のテーブルと、各作業が発生するか否かの条件判断式のテーブルを予め入力しておき、3D-CAD情報や部品情報や作業情報から作業要因となるファクタを抽出し、前記テーブルから読み込んだ作業順序と抽出ファクタとの比較により作業内容と順序を決定し、さらに、各作業の判定が分かれる場合には条件判断テーブルから読み込んだ条件判断式により作業順序を自動で決定する方式が考えられている。この方法により、作業情報の決定時間が短縮される。

(3)特開平11-161691号公報に記載された方法では、複数工程の各々の製造作業図面を作成する工程別製造作業図面作成システムとして、予め、工程別に部品の色や表示・非表示などの情報を入力した標準加工データを用いて、工程別製造作業図面を自動作成する方法が考えられている。この方法により、工程別製造作業図面の作成工数が削減される。

また、一般的にデジタルモックアップツールと呼ばれる、3DモデルをPC上の仮想空間に表示し、組立時の干渉チェックや組立アニメーションを表現するツールでは、ユーザが入力した組立アニメーションを用いて、3Dモデルと作業内容を作業指示書に自動作成する機能がある。この方法により、設計段階で組立性を検証したデータを用いることで、作業指示書作成工数が削減される。また、「（株）ラティステクノロジ」や「ADOBE SYSTEMS INCORPORATED（アドビ システムズ社）」に代表される3D-CADモデルの軽量化技術分野でも、3D-CAD情報を独自データ形式に変換した後、3Dモデルを用いた作業指示書の作成を支援するツールなどが開発されている。

しかし、(2)作業指示書として適切な作業集合に分割する手順については、従来、工程設計者の人手による入力を必要としていたため、特に、１製品の作業数が多い製品や、少・中量生産など作業内容が機種によって異なる製品分野では、作業指示書の作成に多大な工数を要するという問題があった。

作業指示書は、量産製品のように既に作業者が作業を記憶しているような製造環境では、作業者が作業を習得する教育の際に用いられるため、記憶しやすいように作業集合を決定しなければならない。また、少・中量生産製品や個別顧客対応製品のように毎回作業が異なる場合、常に作業指示書を見ながら作業しているような製造環境では、作業者の短時間記憶に合わせた作業集合を決定しなければならない。特に、常に作業指示書を確認しながら作業する製造環境では、作業指示書の作業集合の適切さが作業効率にも影響を及ぼす。しかし、従来は、作業指示書として適切な作業集合の決定を人手によって行っていたため、作業指示書作成工数が多大となる問題があった。

複数の作業情報から作業集合を決定する作業分割方法の従来技術としては、ラインバランスの効率化を目的として、作業時間や作業負荷が均等になるような作業分割方式がある。特開2003-263214号公報に記載された方法では、複数作業を複数工程に分割する工程分割支援システムとして、作業者の習熟度を考慮して各工程の作業時間のバランスが取れるように各作業を各工程に割り当てる工程設計手段が考えられている。これらの方法は、複数作業を複数作業者によって生産される流れ作業のような製造現場において、作業者（工程）間の作業時間のバランスが取れるように各作業を各工程に割り当てることが可能となり、生産効率向上を実現できる。しかし、この方法では、達成しようとする目的が異なるため、作業指示書として適切な作業分割を出力することができない。

特開2007-233762号公報 特開平11-161691号公報 特開2003-263214号公報

このように、従来、作業指示書を作成する場合、作業内容や順序などを含む作業情報に対して、作業者の記憶能力や作業の連続性などを考慮して、人手によって作業分割を行っていたため、作業指示書作成工数が多大となる問題があった。本発明は、このような複数作業を作業指示書として適切な作業集合に自動分割し、作業指示書作成工数を低減できるようにするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の連続性や、作業情報量の限界値などを分割条件として入力することによって、分割条件によって前記作業情報を作業指示書として適切な作業集合に自動分割することとした。

本発明によれば、複数作業を作業指示書として適切な作業集合に自動分割し、作業指示書作成工数を低減することができる。

図１に、本発明の作業分割支援システムの１実施例のシステム構成図を示す。本実施例では、作業内容や順序などを含む作業情報１と、作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の連続性や作業情報量の限界値などの分割条件２とを入力する入力部３と、前記作業情報を記憶する作業情報記憶部４と、前記分割条件を記憶する分割条件記憶部５と、前記分割条件記憶部に記憶された分割条件に従って、前期作業情報を作業指示書の単位に自動分割する作業分割計算部６と、前記入力部からの入力と実行命令によって各記憶部からデータを読み込み、作業分割計算部を実行させて得られた作業分割結果９を出力部に出力させる制御部７と、作業分割結果９を表示・出力させる出力部８とから構成されている。

図２に、作業情報の例として、作業情報を１作業１行毎に格納した表を示す。作業情報には、作業名称、作業対象となる部品を特定する部品情報（部品名、3DCADモデル名、部品番号、など）、作業指示文などがある。また、図２の例では、工程設計者が決定した作業の順序を「作業No.」で示す。作業の順序は、複数の作業情報に対して、作業内容や製造現場のライン構成などを考慮して、作業の順序を決定した結果として、「作業No」を格納した例である。このように、複数の作業情報に対して順序が決定されている場合に、その作業の連続性などを考慮して、作業指示書としての作業集合を決定する。

図３に、分割条件情報の例として、分割条件を1行毎に格納した表を示す。

本実施例では、分割条件として、「連続条件」と「限界値条件」を用いる場合を述べる。連続条件とは、複数の連続する作業情報において、作業情報の一部が一致している（作業内容が同一または似ている）作業を１つの作業指示書にするための条件である。これは、工程設計者が、複数の作業情報を１つの作業指示書として決定する場合に、作業内容が同一又は似ている作業は同じ作業指示書に示す方が、作業指示書を複数回確認する作業の無駄を排除し、工具の準備や設定などの効率化が図れるために作業し易い、という判断を条件化したものである。そこで、連続条件では、一致すべき作業情報の種類を条件として格納する。図３の例では、条件No.1では、「作業名称」が一致する連続作業を１つの作業指示書とする条件、条件No.2では、「部品名」と「穴径」の両方が一致する連続作業を一つの作業指示書とする条件、の例である。ここで、連続条件は、作業情報種類の一つもしくは複数のAND条件として設定できるようにする。そして、条件No.1とNo.2のように、連続条件が複数ある場合は、そのどちらかを満たしている場合に、一つの作業指示書とする条件となる。

ここで、複数の作業情報を一つの作業指示書に表示する場合、一致している情報以外の各々の作業情報を合計して表示する必要がある。図２の作業情報の例では、作業名称・部品名・穴径が同一でも、部品番号・作業指示文の一部が異なる場合、異なる情報全てを表示する必要がある。しかし、複数の作業情報を合計した場合に、その情報量が多くなりすぎると、作業者の記憶能力の限界を超えたり、作業指示書が見難くなるため、一つの作業指示書として適切でないと判断する場合がある。

そこで、本発明では、上記の連続条件によって、一つの作業指示書と判定された複数の作業に対しても、作業情報量の限界値を超えた場合には、次の作業指示書に分割する（同一作業指示書にしない）ための限界値条件を設ける。これは、連続条件で述べたように、工程設計者が、作業効率化を図るために複数作業を一つの作業指示書として決定するが、作業数や内容が多くなりすぎると、作業者の記憶能力の限界を超えたり、作業指示書が見難くなるため、次の作業指示書に分割する、という判断を条件化したものである。そこで、限界値条件では、作業情報の種類と条件値(数値)および単位を条件として格納する。図３の例では、条件No.3では、「作業数」が「５」を超えないという条件、条件No.4では、「作業指示文」が「80」「文字」を超えないという条件の例である。

図３の例では、条件No.1もしくはNo.2の連続条件によって一つの作業指示書と判定された場合に、条件No.3及びNo.4の限界値条件を超えない場合に、一つの作業指示書とする条件となる。

図４に、分割条件設定画面の実施例を示す。分割条件は、各製造現場の作業者能力や作業内容を考慮して工程設計者が決定しており、製造現場によって異なる条件設定を行うことが必要となるため、ユーザによる設定画面を設ける。(1)連続条件を設定する場合、連続条件に設定する作業情報の入力欄10を選択した後、図２で示したような作業情報の「項目名」をリストアップして表示する手段11から、ユーザが該当する「項目名」を選択し、入力ボタン12をクリックすることで、連続条件の作業情報として入力欄10に設定する。また、一つの連続条件について、複数の作業情報のAND条件を設定する場合、同様の方法で、１条件内に複数の項目を入力する。また、条件１，２，３、とそれぞれの入力欄に作業情報の項目名を入力した場合、いずれかが連続していること(OR)を条件として設定する。

次に、(2)限界値条件を設定する場合、作業数の最大値の入力欄14に対して数値入力することで設定する。また、作業情報の最大文字数を設定する場合、限界値条件に設定する作業情報の入力欄13を選択した後、作業情報の「項目名」をリストアップして表示する手段11から、ユーザが該当する「項目名」を選択し、設定ボタン12をクリックすることで、限界値条件の作業情報として入力欄13に設定し、その作業情報の最大文字数を入力欄14に対して数値入力することで設定する。

最後に、(1)連続条件、(2)限界値条件の必要項目を設定した後、「設定」ボタン15をクリックすることで、図３に示したような分割条件として格納する。

図５に、作業分割計算部の処理フローを示す。

まず、ステップS101で、作業情報記憶部から図２に示すような作業情報を読み込む。
次に、ステップS102で、分割条件記憶部から図３に示すような分割条件を読み込む。

ステップS103で、初期設定として、作業指示書No用のカウンタNを1、作業情報保持を削除、作業情報累積文字数を0、分割フラグを0に初期化する。ここで、作業指示書Noとは、作業情報を作業指示書の作業集合として分割した作業分割結果を表す情報の1例とする。作業指示書Noが同一の作業を作業指示書の作業集合とする。

ステップS104で、ステップS101で読み込んだ作業情報の作業数分繰返しを行う。

ステップS105で、ステップS102で読み込んだ分割条件の内、連続条件数分繰返しを行う。

ステップS106で、分割条件No=Jの作業情報数分繰返しを行う。

ステップS107で、作業No=Iの作業情報のうち、分割条件No=Jの作業情報K（例：分割条件No.1の作業情報1の場合、「作業名称」）と、作業情報保持(J,K)を比較し、一致する場合は、ステップS109で、分割フラグを1として、次の作業情報のステップS106に戻る。一致しない場合は、ステップS108で、分割フラグを0として、作業情報保持(J,K)に作業No=Iの作業情報（「作業名称」の内容）を格納し、作業情報数の繰返しループを抜け、次の連続条件に移る。このようにして、連続条件のうち、１回でも一致すれば、分割フラグ=1、一度も一致しなければ、分割フラグ=0がセットされる。

ステップS110で、ステップS102で読み込んだ分割条件の内、限界値条件数分繰返しを行う。

ステップS111で、作業No=Iの作業情報のうち、分割条件No=Lで設定されている作業情報（例：分割条件No.4の場合、「作業指示文」）の文字数を取得し、作業情報累積文字数(L)に加算する。ステップS112で、作業情報累積文字数(L)とその最大値（例：分割条件No.4の場合、80以下）を比較し、最大値を越えない場合、次の限界値条件のステップS110に戻る。最大値を超えた場合は、ステップS113で分割フラグを0として、限界値条件の繰返しループを抜け、ステップS114に移る。

ステップS114で、分割フラグの判定を行い、分割フラグ=0の場合、ステップS115で、作業指示書No用のカウンタNに1を加算し、ステップS116に進む。分割フラグ=1の場合、ステップS116に進む。

ステップS116で、作業情報(I)の作業指示書Noとして「N」を格納する。

このように、図５の処理フローの例では、連続条件の少なくとも１回が合致し、かつ、限界値条件を超えない場合に、同一の作業指示書Noが格納される。

図６に、図２の作業情報と図３の分割条件を例とした場合の、作業分割の考え方を述べる。図３の分割条件では、連続条件として、条件No.1「作業名称」、条件No.2「部品名」と「穴径」、のどちらかが一致する連続作業情報が、作業集合の候補となる。図６に、条件No.1「作業名称」が一致する連続作業、条件No.2「部品名」&「穴径」が一致する連続作業を枠で示す。このどちらかが一致する作業集合を求めると、表左の点線で示すような、作業No.1〜9、10〜18、19〜20、21〜24、25〜28の５つの作業集合となる。

次に、限界値条件として、条件No.3「作業数」が「5」以下、条件No.4「作業指示文」が「80」文字以下、の条件を適用する。作業No.1〜9の作業集合は、作業数：9、作業指示文の文字数：175となり、限界値条件を満足しない。そこで、作業No.1〜9について、限界値条件を満足するには、
(1)作業No.1〜3（作業数：3、作業指示文の合計文字数：63文字）
(2)作業No.4〜6（作業数：3、作業指示文の合計文字数：63文字）
(3)作業No.7〜9（作業数：3、作業指示文の合計文字数：49文字）
の３つの作業集合に分割することで、限界値条件を満たす。以下、同様にして、連続条件から求まる作業集合の候補に対して、限界値条件を満たす作業分割を決定すると、図６の左に示すような、８つの作業集合となる。

図６は、本発明の作業分割の考え方を示すものであるが、実際の処理フローは、図５で示したように、１つの作業情報毎に、前作業との連続状態の判断と、累積した作業数や文字数との限界値条件の判断を行うことによって、作業分割を決定するフローとなる。

次に、図６の例で示した作業分割に対して、同一の作業指示書であることを示す「作業指示書No.」を付与した結果を図７に示す。

図７に、作業分割処理を行った結果として、作業指示書Noが格納されている例を示す。図７の例では、図６で示した作業分割結果として、８つの作業集合に対して作業指示書Noが格納されており、作業指示書Noが同じ作業は、同一の作業指示書に出力されることを示す。

本発明の作業分割システムの機能構成図の一例を示す図。 本発明の入力となる作業情報のデータの一例を示す図。 本発明の入力となる分割条件のデータの一例を示す図。 本発明のシステムの分割条件の入力画面の一例を示す図。 本発明の作業分割処理の流れの一例を示す図。 本発明の作業分割の一例を示す図。 本発明の出力結果の一例を示す図。

符号の説明

１…作業情報、２…分割条件、３…データ入力部、４…作業情報記憶部、５…分割条件記憶部、６…作業分割計算部、７…制御部、８…出力部、９…作業分割結果。

Claims (4)

1. 複数の作業情報に対して作業集合を決定する作業分割方法であって、
   一つの作業情報と、当該作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部が一致している他の作業情報を作業集合として自動分割することを特徴とする作業分割方法。
2. 複数の作業情報に対して作業集合を決定する作業分割方法であって、
   複数の作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の累積値が限界値を超えないことを条件として、前記作業情報を作業集合に自動分割することを特徴とする作業分割方法。
3. 複数の作業情報に対して作業集合を決定する作業分割方法であって、
   一つの作業情報と、当該作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部が一致している他の作業情報のうち、作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の累積値が限界値を超えないことを条件として、前記作業情報を作業集合に自動分割することを特徴とする作業分割方法。
4. 複数の作業情報と、前記作業情報に含まれる内容の全てもしくは一部の連続条件を含む分割条件とを入力・記憶する手段と、前記分割条件に従って前記作業情報を自動分割する作業分割計算部を備えたことを特徴とする作業分割システム。

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