JP2011216014A - 作業管理システムおよび作業管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】非定常作業と定常作業を区別して作業管理を行うことが可能な作業管理システムを得ること。
【解決手段】作業者が非定常作業を行っている旨のアラーム情報を取得するアラーム情報取得部１と、作業実績情報を取得する作業実績取得部２と、前記アラーム情報と前記作業実績情報を関連付けた作業管理情報を記録するための作業管理ＤＢ３と、設備の稼動実績情報を取得する設備稼働実績取得部４と、製品の作業指示内容の情報を記憶するための工程マスタＤＢ７と、前記作業管理情報、前記稼働実績情報および前記作業指示内容の情報に基づいて、定常作業可能な作業者数に応じた各作業者への作業の割り振りを計算する作業割振計算部８と、前記アラーム情報取得部１、前記作業実績取得部２、および前記設備稼働実績取得部４の情報取得タイミングを制御するデータ取得制御部９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、非定常作業と定常作業を区別して作業管理を行うことが可能な作業管理システムに関する。

下記特許文献１には、生産ラインにおいて生産計画の作成および効果的な作業指示を行う作業管理システムに関する技術が開示されている。作業管理システムでは、作業者に対する作業計画の作成および作業指示を行い、作業者は、作業管理システムに対して作業中断連絡と作業実績登録を行うことが可能である。これにより、作業管理システムでは、作業管理と作業支援を同時に行いつつ、作業効率の向上を図ることができる。例えば、複数の作業者が定常作業を行う生産ラインを想定すると、複数の作業者を対象にある決まった作業（定常作業）の分担を行う場合、作業管理システムでは、作業開始時に作業負荷を平準化するように作業領域や作業範囲を割り振る。

特開２００２−３２８７１６号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、ある作業者が清掃や片付けなどの非定常作業を行うことになった場合、また怪我等により急にラインを抜けなければならない場合、作業者からオンラインで中断連絡を発信することは可能であるが、この作業管理システムでは、中断した作業内容をどの作業者が引き継ぐべきかを、自動的に指示することができない。そのため、このような場合には、作業者間で調整が行われることになると予想され、生産性の低下を招く恐れがある、という問題があった。また、作業者からは中断連絡を発信するのみであり、その後の作業者の動きを発信することはできないため、なぜ作業者が作業中断しなければならなかったか等の根本課題を追求することができない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非定常作業と定常作業を区別して作業管理を行うことが可能な作業管理システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、作業者が定常作業と異なる非定常作業を行っている旨のアラーム情報を取得するアラーム情報取得手段と、作業者の作業状態を示す作業実績情報を取得する作業実績取得手段と、前記アラーム情報と前記作業実績情報とを関連付けた作業管理情報を記憶するための作業管理記憶手段と、作業者が使用する設備の稼動実績情報を取得する設備稼働実績取得手段と、作業者が生産する製品の作業指示内容の情報を記憶するための工程情報記憶手段と、前記作業管理情報、前記稼働実績情報および前記作業指示内容の情報に基づいて、定常作業可能な作業者数に応じた各作業者への作業の割り振りを計算する作業割振計算手段と、前記アラーム情報取得手段、前記作業実績取得手段および前記設備稼働実績取得手段の情報取得タイミングを制御する情報取得制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、非定常作業と定常作業を区別して作業管理を行うことができる、という効果を奏する。

図１は、作業管理システムの構成例を示す図である。 図２は、通常稼動時の作業割り振り状態を示す図である。 図３は、通常稼動時の作業指示内容を示す図である。 図４は、作業の割り振り処理を示すフローチャートである。 図５は、作業管理データの構成例を示す図である。 図６は、非定常作業時の作業指示内容を示す図である。 図７は、非定常作業発生時の作業割り振りを示す図である。

以下に、本発明にかかる作業管理システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、作業管理システムの構成例を示す図である。作業管理システムは、アラーム情報取得部１と、作業実績取得部２と、作業管理データベース（ＤＢ）３と、設備稼働実績取得部４と、設備稼働実績データベース（ＤＢ）５と、生産計画データベース（ＤＢ）６と、工程マスタデータベース（ＤＢ）７と、作業割振計算部８と、データ取得制御部９と、非定常作業抽出部１０と、非定常作業データベース（ＤＢ）１１と、非定常作業分析部１２と、を備える。

アラーム情報取得部１は、非定常作業の発生を示す作業者からのアラームの情報を取得する。作業実績取得部２は、作業者から定期的に作業実績を取得する。作業管理ＤＢ３は、作業者から取得したアラームの情報および作業実績に基づいて、作業者の動作情報を蓄積した作業管理データを記録するためのデータベースである。設備稼働実績取得部４は、設備の稼動状態を取得する。単位時間あたりの投入数や生産数等のデータを取得することもできるが、設備が稼動しているかどうかの情報だけでもよい。設備稼働実績ＤＢ５は、設備の稼動状態を記録するためのデータベースである。生産計画ＤＢ６は、製造する製品の機種名や台数、生産順等を記録するためのデータベースである。工程マスタＤＢ７は、製造する製品ごとに生産工程における作業指示等を記録するためのデータベースである。作業割振計算部８は、作業管理ＤＢ３、設備稼働実績ＤＢ５、生産計画ＤＢ６および工程マスタＤＢ７から取得したデータに基づいて、作業の割り振り計算を行う。データ取得制御部９は、アラーム情報取得部１、作業実績取得部２、および設備稼働実績取得部４の動作を制御する。

非定常作業抽出部１０は、作業管理ＤＢ３から非定常作業に該当する記録を抽出する。非定常作業ＤＢ１１は、抽出した非定常作業の記録を保存するためのデータベースである。非定常作業分析部１２は、指定された条件に基づいて、非定常作業ＤＢ１１に保存されている非定常作業の記録を分析する。

つづいて、非定常作業が発生した場合の作業管理について説明する。具体例として、図２に示すプロセス生産ラインにおいて、５名の作業者Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが、プロセス装置に対するワーク投入や取り出し、プロセス装置間のワーク運搬の作業を定常的に行っている場合を想定する。図２は、通常稼動時の作業割り振り状態を示す図である。作業者Ａ〜Ｅには、作業開始時、担当する作業領域（装置への投入、取り出しおよび装置間の運搬領域）が予め指定されており、整理整頓や清掃業務等に従事する作業者が他に配置されているため、拘束時間中は定常作業のみの担当となっているものとする。

例えば、作業者Ａは、ワークＷ１のライン投入準備作業（例：開梱、積み重ね作業など）を行った後、台車等に乗せ替え、設備１の投入口まで運搬を行い、ワークＷ１を設備１へ投入するといった作業を、生産ライン＃１〜＃３の３ライン分（ワークＷ２、ワークＷ３に相当）担当する。また、作業者Ｂは、生産ライン＃１にて、設備１から出てきたＷ１を取り出し、台車等に乗せ替え、設備２の投入口まで運搬を行い、ワークＷ１を設備２へ投入するといった作業を生産ライン＃１〜＃３の３ライン分担当する。

この作業範囲は、本実施の形態における作業管理システムによって、自動で指示されたものとする。作業管理システムは、通常時においては、設備稼動状況により、設備毎のワーク投入可能数および取り出し可能数、と作業毎に必要となる時間等をパラメータとし、次にどの作業を行うべきかを常に指示し続けることができる。このときの作業指示は図３のように示すことができる。図３は、通常稼動時の作業指示内容を示す図である。作業指示内容は、作業内容と、各生産ライン名によって構成されており、各作業者が、どのラインのどの作業を担当するのかを示すものである。このように、作業管理システムが指示を出すことによって、生産ラインは無駄なく稼動を続けることができる。なお、作業の開始にあたり、作業の管理者等が、作業管理システムに対して、当該作業を作業者Ａ〜Ｅの５名で行うことを登録する。

ここで、ラインが稼働中、作業者Ｃがトラブル対処のため、一時的に作業中断する必要が生じた場合、すなわち、非定常作業が発生した場合を想定する。この間、ライン停止を防ぐためには作業者Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅの４名で作業を割り振る必要が生じる。

このときの、作業の割り振りについて、フローチャートに基づいて説明する。図４は、作業の割り振り処理を示すフローチャートである。まず、作業管理システムでは、定常作業が可能な作業者の確認を行う（ステップＳ１）。具体的には、作業管理システムでは、アラーム情報取得部１が定期的に作業者からの非定常作業の発生を示すアラームを取得している。アラーム情報取得部１が、作業者からのアラームを取得した場合に、非定常作業が発生したと認識することができる。ここでは、作業者Ｃが作業を中断したという情報（アラーム）を発信し、アラーム情報取得部１が、これを取得する。すなわち、アラーム情報取得部１では、作業者Ｃが非定常作業をしており、定常作業を行う作業者が１名減ったことを認識することができる。なお、アラーム情報取得部１は、取得した情報を作業管理ＤＢ３へ記録する。

つぎに、作業管理システムでは、作業者からの作業実績を取得する（ステップＳ２）。具体的には、作業実績取得部２が、定期的に作業者からの作業実績を取得している。ここで、作業者Ａ〜Ｅには、作業動作情報を管理するため、モーションセンサ・位置検知センサ（Ｗｉ−ＦｉタグやＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグなど）が付帯されており、拘束時間中の作業者情報（例えば、位置情報、作業者の各部の動き等）はすべて作業実績として、作業実績取得部２へ送信する。アラーム情報取得部１と同様、作業実績取得部２は、取得した情報を作業管理ＤＢ３へ記録する。

図５は、作業管理ＤＢ３で記録されている作業管理データの構成例を示す図である。作業管理データは、日付と、時刻と、作業者名と、状態区分と、位置Ｘ、位置Ｙと、手部と、肘部と、…、から構成される。状態区分は、アラーム情報取得部１からの情報に基づいたものであり、その他の情報は、作業実績取得部２からの情報に基づいて記録されたものである。取得した日付と日時が共通のアラーム情報と作業実績とを組み合わせることにより、図５に示すような表を生成することができる。一般的には、作業管理ＤＢ３では、日付や時刻、作業者名と各種センサの取得パラメータを蓄積していくが、本実施の形態では、「状態区分」なるパラメータを設定し、通常は「定常作業」として作業実績と同時に蓄積されているところ、例えば、作業者Ｃからの作業中断連絡直後（アラーム取得後）、「非定常作業」とパラメータが切り替わり、動作情報が蓄積されていく。作業管理ＤＢ３は、作業者ごとに図５に示すような表を記録している。

つぎに、作業管理システムでは、生産ラインの設備から、設備稼働実績情報を取得する（ステップＳ３）。具体的には、設備稼働実績取得部４が、各設備からの稼動実績を取得して、取得した情報を設備稼働実績ＤＢ５へ記録する。なお、各構成が情報を取得する順番を、アラーム情報取得部１、作業実績取得部２、設備稼働実績取得部４の順として説明したが、これに限定するものではなく、順番を入れ替えることも可能である。

つぎに、作業割振計算部８が、作業管理ＤＢ３、設備稼働実績ＤＢ５、生産計画ＤＢ６および工程マスタＤＢ７の各データベースからデータを取得して、作業者に対する作業の割り振り計算を行う（ステップＳ４）。前回までの計算では、作業者全員が定常作業であったため５名の作業者を対象として作業の割り振りをしていたが、作業者Ｃが非定常作業中としてアラーム情報を取得している。そのため、作業割振計算部８は、４名の作業者を対象に作業の割り振りを計算する。

図６は、非定常作業時の作業指示内容を示す図である。図３の通常稼動時の作業指示内容と比較すると、作業者Ａ，Ｂ，Ｄの３名について、担当する作業内容が１つ増えている。このように、作業可能な作業者の数に応じて、適宜作業の割り振りを行うことが可能となる。図７は、非定常作業発生時の作業割り振りを示す図である。図２と比較して、作業者Ａ，Ｂ，Ｄの３名について、担当する作業内容が１つ増えていることがわかる。なお、本実施の形態では、定期的に作業の割り振りを行うことを目的としているため、作業の割り振り計算の方法については従来同様でよい。

つぎに、作業割振計算部８では、定常作業可能な作業者に変更が有ったかどうかを確認する（ステップＳ５）。アラーム情報を誤って発した場合、誤ってアラーム情報を認識した場合等、作業指示内容の変更の乱発を回避するためである。ここでは、作業者Ｃが非定常作業に入っているため変更有りとして（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、つぎに、データ取得制御部９が、アラームを取得しているかどうかを確認する（ステップＳ８）。データ取得制御部９では、作業割振計算部８が取得しているデータ（作業実績データ）に基づいて確認することができる。ここでは、アラーム情報取得部１がアラームを取得中のため（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻って、定常作業可能な作業者の確認を行う。以降、ステップＳ４までの処理を前述の処理と同様に実行する。

再度、作業割振計算部８では、定常作業可能な作業者に変更があったかどうかを確認する（ステップＳ５）。ここでは、作業者Ｃが非定常作業に入っているが前回同様のため変更なしとして（ステップＳ５：Ｎｏ）、つぎに、作業割振計算部８は、計算結果、すなわち作業の割り振りを出力する（ステップＳ６）。出力方法としては、例えば、工程の作業者から視認可能なところに設置されたモニタ等に表示する等があるが、これに限定するものではない。これにより、作業管理システムは、４名の作業者Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅに対して図６に示す作業指示内容を提示することができる。

つぎに、データ取得制御部９が、作業時間終了合図を受けたかどうかを確認する（ステップＳ７）。休憩時刻や終業時刻のため作業時間終了合図を受けていた場合には、作業管理システムは、作業管理処理を終了する（ステップＳ７：Ｙｅｓ）。一方、作業時間終了合図を受けていない場合には（ステップＳ７：Ｎｏ）、データ取得制御部９が、アラームを取得しているかどうかを確認する（ステップＳ８）。ここでは、アラーム情報取得部１がアラームを取得中のため（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻って、定常作業可能な作業者の確認を行う。以降、前述の処理を繰り返し実行する。

なお、作業時間終了合図を受けていない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、データ取得制御部９が、アラームを取得しているかどうかを確認（ステップＳ８）しているが、これに限定するものではない。例えば、作業時間終了合図を受けていない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、データ取得制御部９が、ステップＳ８の処理を経由せず、直ちにステップＳ１からステップＳ３における情報の取得から１分経過したかどうかを確認（ステップＳ９）してもよい。

つづいて、作業者Ｃが定常作業に戻った場合について説明する。ステップＳ１〜Ｓ４までの処理は前述の通りであるが、ステップＳ１において、アラーム情報取得部１が、作業者Ｃからのアラームを取得していない点が異なる。そのため、作業割振計算部８では、５名の作業者を対象に作業の割り振りを計算する（ステップＳ４）。

この場合、ステップＳ５において、定常作業可能な作業者の変更があった（４名→５名）として（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、つぎに、データ取得制御部９が、アラームを取得しているかどうかを確認する（ステップＳ８）。ここでは、アラーム情報取得部１がアラームを取得していないため（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ１からステップＳ３における情報の取得から１分経過したかどうかを確認する（ステップＳ９）。１分経過前の場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、１分経過するまでこの処理を繰り返す。１分経過後（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１に戻って、定常作業可能な作業者の確認を行う。以降、ステップＳ４までの処理を前述の処理と同様に実行する。

再度、作業割振計算部８では、定常作業可能な作業者に変更があったかどうかを確認する（ステップＳ５）。ここでは、作業者が５名であり前回同様のため変更なしとして（ステップＳ５：Ｎｏ）、つぎに、作業割振計算部８は、計算結果、すなわち作業の割り振りを出力する（ステップＳ６）。これにより、５名の作業者Ａ〜Ｅに対して図３に示す作業指示内容を提示することができる。

なお、作業管理ＤＢ３では、作業者Ｃについて、状態区分が非定常から定常に変更された内容を記録する。この場合、図５の下段に示すように切り替え時期を記録することができる。

このように、作業指示システムに対し、作業者Ｃが作業中断したという情報（アラーム）を発信することにより、作業指示システムは、直ちに作業割り振りの自動計算を実行し、作業者Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅの４名に対し、作業指示を行うことができる。また、作業者Ｃがアラームの発信を停止した場合には、作業指示システムは、直ちに作業割り振りの自動計算を実行し、作業者Ａ〜Ｅの５名に対し、作業指示を行うことができる。

つづいて、取得した非定常作業のデータを分析する方法について説明する。作業管理システムでは、非定常作業抽出部１０が、作業管理ＤＢ３から、非定常作業に関するデータを抽出する。具体的には、図５に示す表において、状態区分の項目が非定常となっているデータを抽出する。そして、非定常作業抽出部１０は、抽出したデータを非定常作業ＤＢ１１へ記録する。これにより、非定常作業発生時の正確な作業者の動作状態を取得することができる。

つぎに、非定常作業分析部１２が、作業の管理者等から指定された条件に基づいて、非定常作業データの分析を実行する。例えば、非定常作業を行う作業者が特定の者に偏っているのか、非定常作業を行っている作業者が特定の時間に集中しているか、また、作業者の位置情報から特定の場所に移動する必要があったのか、等の観点からデータを分析することができる。これにより、特定の傾向が表れた場合には、非定常作業の発生要因を抑制することも可能となる。

なお、非定常作業分析部１２では、作業責任者等から条件を指定された場合に分析を実行するだけでなく、あらかじめ複数の条件が登録されており、定期的に非定常作業データの分析を行った結果、特定の傾向が表れた場合に、その分析結果を出力するようにしてもよい。これにより、作業管理者等が定期的に分析を行う必要が無く、作業管理システムが、自システムが取得したデータに基づいて分析を行い、特定の傾向が表れた場合に、その分析結果を作業管理者へ出力することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、個人または複数の作業者で運営する生産ラインにおいて、作業者が非定常作業を開始する場合、作業者が付帯する通信機器を使用してアラームを出すことにより、作業管理システムは、非定常作業を行っている作業者以外の作業者を対象に、最適作業負荷や作業順序を計算し、作業指示を行うようにする。これにより、複数の作業者で運営する生産ラインにおける非定常作業発生時の作業効率悪化を、最適作業割振りにより最小限に抑制することができる。

また、作業管理の対象となる作業者全員に、モーションセンサ（加速度センサ、ジャイロセンサ）と位置検出用のＲＦＩＤタグやＷｉ−Ｆｉタグ（ラインにより最適な機器を選択）を付帯させることにより、作業者の動作情報と位置情報の取得・蓄積を行う。これにより、作業管理者は、非定常作業の作業内容を分析し、非定常作業そのものを抑制する改善案を検討することが可能となり、生産性向上やコスト削減を図ることができる。

以上のように、本発明にかかる作業管理システムは、作業管理に有用であり、特に、非定常作業発生時の作業管理に適している。

１ アラーム情報取得部
２ 作業実績取得部
３ 作業管理ＤＢ
４ 設備稼働実績取得部
５ 設備稼働実績ＤＢ
６ 生産計画ＤＢ
７ 工程マスタＤＢ
８ 作業割振計算部
９ データ取得制御部
１０ 非定常作業抽出部
１１ 非定常作業ＤＢ
１２ 非定常作業分析部

Claims (10)

1. 作業者が定常作業と異なる非定常作業を行っている旨のアラーム情報を取得するアラーム情報取得手段と、
   作業者の作業状態を示す作業実績情報を取得する作業実績取得手段と、
   前記アラーム情報と前記作業実績情報とを関連付けた作業管理情報を記憶するための作業管理記憶手段と、
   作業者が使用する設備の稼動実績情報を取得する設備稼働実績取得手段と、
   作業者が生産する製品の作業指示内容の情報を記憶するための工程情報記憶手段と、
   前記作業管理情報、前記稼働実績情報および前記作業指示内容の情報に基づいて、定常作業可能な作業者数に応じた各作業者への作業の割り振りを計算する作業割振計算手段と、
   前記アラーム情報取得手段、前記作業実績取得手段および前記設備稼働実績取得手段の情報取得タイミングを制御する情報取得制御手段と、
   を備えることを特徴とする作業管理システム。
2. 前記情報取得制御手段は、アラーム情報の取得の有無に基づいて情報取得タイミングを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業管理システム。
3. 前記作業割振計算手段は、前回の作業割り振り時と今回の作業割り振り時との間でアラーム情報の取得有無に変更が無い場合に、作業割り振りの計算結果を出力する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業管理システム。
4. 前記作業実績情報を、作業者の位置情報および作業者の動作情報とする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の作業管理システム。
5. さらに、
   前記作業管理記憶手段から、アラーム情報取得時の作業管理情報を非定常作業情報として抽出する非定常作業情報抽出手段と、
   前記非定常作業情報を記憶するための非定常作業情報記憶手段と、
   前記非定常作業情報記憶手段を検索し、非定常作業情報に特定の傾向が表れている場合に、その旨を出力する非定常作業分析手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の作業管理システム。
6. 作業者への作業の割り振りを計算する作業管理システムにおける作業管理方法であって、
   前記作業管理システムが、
   作業者が定常作業と異なる非定常作業を行っている旨のアラーム情報と、作業者の作業状態を示す作業実績情報とを関連付けた作業管理情報を記憶するための作業管理記憶手段と、
   作業者が生産する製品の作業指示内容の情報を記憶するための工程情報記憶手段と、
   を備える場合に、
   アラーム情報を取得するアラーム情報取得ステップと、
   作業実績情報を取得する作業実績取得ステップと、
   前記アラーム情報と前記作業実績情報を関連付けた作業管理情報を前記作業管理記憶手段に記憶させる作業管理記憶ステップと、
   作業者が使用する設備の稼動実績情報を取得する設備稼働実績取得ステップと、
   前記作業管理情報、前記稼働実績情報および前記作業指示内容の情報に基づいて、定常作業可能な作業者数に応じた各作業者への作業の割り振りを計算する作業割振計算ステップと、
   前記アラーム情報取得ステップ、前記作業実績取得ステップおよび前記設備稼働実績取得ステップにおける情報取得タイミングを制御する情報取得制御ステップと、
   を含むことを特徴とする作業管理方法。
7. 前記情報取得制御ステップでは、アラーム情報の取得の有無に基づいて情報取得タイミングを制御する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の作業管理方法。
8. 前記作業割振計算ステップでは、前回の作業割り振り時と今回の作業割り振り時との間でアラーム情報の取得有無に変更が無い場合に、作業割り振りの計算結果を出力する、
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の作業管理方法。
9. 前記作業実績情報を、作業者の位置情報および作業者の動作情報とする、
   ことを特徴とする請求項６、７または８に記載の作業管理方法。
10. 前記作業管理システムが、さらに、
    アラーム情報取得時の作業管理情報を非定常作業情報として記憶するための非定常作業情報記憶手段、
    を備える場合に、
    さらに、
    前記作業管理記憶手段から非定常作業情報を抽出する非定常作業情報抽出ステップと、
    前記非定常作業情報を前記非定常作業情報記憶手段に記憶させる非定常作業情報記憶ステップと、
    前記非定常作業情報手段を検索し、非定常作業情報に特定の傾向が表れている場合に、その旨を出力する非定常作業分析ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の作業管理方法。

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