JP2013254261A - 作業支援方法等 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者を変更することなく効率的な作業運用が可能な作業支援方法等を提供する。
【解決手段】生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業支援方法であって、１の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得し、当該平均作業値に基づきポアソン分布にしたがって算出される出力値及び前記規定値を用いて、規定時間に至るまでに前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管する作業物の数量を算出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数の工程で構成される作業ラインにおいて効率的に作業を支援するための作業支援方法等に関する。

従来から保険会社等が各代理店宛に資料（例えば、書類）を送る場合、各代理店宛に送られる書類の種類は夫々異なるため、代理店毎に必要な書類を揃える必要がある。

この場合、予め複数種類の書類が、作業机上に複数並べられた多段式の棚の各棚板上に載置されており、作業者が代理店毎に必要な書類が記載されているピッキングリストを見ながら、必要な書類をピッキングし、検品等した後、梱包して各代理店宛に送るようになっている。

このような作業は、書類をピッキングするピッキング工程と、ピッキングされた書類を検品する工程と、検品された書類を梱包する工程とに分かれており、各工程には作業員が配置されて、各工程の作業が行われる。

また、上述したような複数の工程からなる生産ラインにおいて、効率化を図るべく、作業者の負荷を考慮して作業者に効率的に作業指示を行う手法は種々、存在する（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示す作業管理手法は、より処理能力の高い作業者を配置することで効率的な作業運用を行うものである。

特開２００６−１６３８８９号公報

一方、作業者を変更せずに、作業負荷の差が大きい複数の工程を有する生産ラインにおいて効率的に作業を行う手法に関して、有効な手法は存在しない。

また、作業負荷の差が大きいと、作業負荷の高い作業工程の後の処理工程において、手待ち時間が発生してしまう。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、作業者を変更することなく効率的な作業運用が可能な作業支援方法等を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の作業支援方法は、生産ライン（Ｌ）を構成する１の工程（Ａ）とその後工程（Ｂ）の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者（Ｙ又はＺ）が前記バッファ部（５）に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者（Ｘ）とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業支援方法であって、１の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得し、当該平均作業値に基づきポアソン分布にしたがって算出される出力値及び前記規定値を用いて、規定時間に至るまでに前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管する作業物の数量を算出することを特徴とする。

また、請求項２に記載の作業支援装置は、生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業工程において、前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管される作業物の数量を算出する作業支援装置であって、１の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得するデータ取得手段と、取得した１の工程における単位当たりの平均作業値に基づいてポアソン分布にしたがって算出される出力値及び前記規定値を用いて、規定時間に至るまでに前記後工程の作業者の手待ち時間がなくなるように前記バッファ部に保管する作業物の数量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された作業物の数量を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項３に記載の作業支援装置は、生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業工程において、前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管される作業物の数量を算出する作業支援装置であって、１の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得するデータ取得手段と、取得した単位当たりの平均作業値に基づいてポアソン分布にしたがって作業件数に対する作業値を示す出力値を算出する出力値算出手段と、前記出力値及び前記規定値を用いて、異なる作業物の数量に対応し、各工程における作業件数と作業時間の相関関係を示す線形式を算出する演算手段と、前記線形式を異なる作業物の数量毎に表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明における作業支援装置によれば、作業負担の大きい作業者の負担を軽減できるとともに、作業負担の大きい工程の後工程の作業者の手待ち時間を減らせるため効率的な作業運用を行うことができ、生産性を高めることができる。

生産ラインの一例を示し、図１（ａ）は従来の生産ライン、図１（ｂ）は本発明の生産ラインである。 各工程と作業時間の相関関係を示す図である。 従来の生産ラインにおける各工程の作業状態を示す図である。 各工程における作業時間と作業件数の相関関係を示す線形図であって、図４（ａ）はバッファ数が０の場合の線形図、図４（ｂ）はバッファ数が最適な場合の線形図、図４（ｃ）はバッファ数が多い場合の線形図である。 ポアソン分布を用いて算出した所定回数における各工程の作業時間を示す図である。 情報処理装置の構成図の一例である。 入力画面の一例を示す図である。

以下に、本願発明の最良の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

まず、本実施形態の基本概念を説明し、その後、具体的な実施例について説明する。ただし、本実施形態は一例であって、本実施形態によって本発明が限定されるものではない。

（基本概念）
まず、本発明の作業支援方法は、複数の異なる作業工程を有する作業ラインにおいて、作業負荷の高い工程の作業を、他の作業工程（後工程）の作業者が一時的に手伝うことで、作業負荷の高い作業工程後の作業工程に配置される作業者の手待ち状態を極力なくして、作業の効率化を図り生産性を向上させるとともに、作業者の負担の均一化を図るものである。

例えば、保険会社が代理店宛に書類を送る場合において、各代理店に送られる書類の種類は夫々異なるため、代理店毎に必要な書類を揃える必要がある。

このような場合、図１（ａ）に示すように、複数の異なる作業工程を有する作業ラインＬを用いて作業者Ｘによって必要な書類が揃えられ、作業者Ｙ及びＺによって当該書類が検品及び梱包された上で各代理店へと送られる。

この作業ラインＬは、複数の棚に予め複数種類の書類が載置された棚台２からピッキングリストにしたがって必要な書類がピッキングされるピッキング工程Ａと、ピッキングされた書類が検品される検品工程Ｂと、検品された書類が梱包される梱包工程Ｃと、を有している。

各工程Ａ〜Ｃには、ピッキング作業を行うピッキング作業者Ｘ、検品作業を行う検品作業者Ｙ、梱包作業（具体的には、再度、重要度の高い書類を検品した後、梱包作業を行う）を行う梱包作業者Ｚがそれぞれ配置される。

また、ピッキングリストには、ピッキングすべき書類の種類の数（以下、「アイテム数」と称する場合がある。）が記載されており、ピッキング作業者Ｘによって当該ピッキングリストに従って１種類〜複数種類の書類が所定の数だけピッキングされる。

一方、各工程Ａ〜Ｃにおける作業者Ｘ〜Ｚの作業負荷を検証すると、各工程Ａ〜Ｃにおいて作業負荷が異なることは当然ながら、図２に示すように、１つの単位処理における作業時間がピッキング工程Ａ、検品工程Ｂ、梱包工程Ｃの順に多く、特に作業者Ａに多大な負荷がかかっていた。よって、この工程順に作業を開始すると、図３に示すように、検品工程Ｂ、梱包工程Ｃにおいて、ピッキング工程Ａによる書類待ち状態（手待ち状態）がかなりの頻度で発生し、生産性が悪くなるとともに、他の作業者Ｙ、Ｚと比較してピッキング作業者Ｘへの負担が大きいことがわかる。

そこで、本実施形態では、最も作業負荷がかかる工程の一部を全員で行うことで、最も負荷のかかる作業者の負担を軽減するとともに、生産性の向上を図っている。具体的には、本実施形態では、ピッキング作業に最も作業負荷がかかるため、検品作業者Ｙ、梱包作業者Ｚに作業開始とともにピッキング作業を行わせ、所定数量の書類のピッキング作業を行った後、検品作業者Ｙ及び梱包作業者Ｚは通常の各工程Ｂ、Ｃの作業を行う。このようにすれば、最も作業負荷がかかる作業者への負担を軽減可能であるとともに、検品作業者Ｙ及び梱包作業者Ｚの手待ち状態を減らせるため、生産性の向上を図れる。

また、上述したようにピッキング作業を作業者全員で行う場合、ピッキング作業によってピッキングされた書類（本願の作業物）を一時的に保管する必要があるため、本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、ピッキング工程Ａとその後工程である検品工程Ｂとの間に、書類を一時的に保管するための書類載置台５（以下、「バッファ部」と称する場合がある。）を設けている。この書類載置台５には、書類を順番に置くための棚が区分けされて設けられており、各棚には、例えば、ピッキングリストの順序でピッキングされた書類が保管される。なお、保管された書類は、適宜、バッファ部５から検品作業者Ｙによって順次検品工程Ｂへと搬送される。

また、ピッキング作業を一時的に作業者全員で行う場合、効率的に作業を進めるためには、規定時間に至るまでに検品工程Ｂにおいて作業者の手待ち時間を減らすように、バッファ部５に溜める書類のバッファ数を決定する必要がある。本実施形態では、図４に示すように、各工程Ａ〜Ｃにおける作業負荷（作業件数と作業時間の相関関係）を示す線形図Ｓ１〜Ｓ３に基づいてバッファ数が決定される。

なお、線形図Ｓ１はピッキング工程Ａの作業負荷を示し、線形図Ｓ２は検品工程Ｂの作業負荷を示し、線形図Ｓ３は梱包工程Ｃの作業負荷を示すものである。

ここで、各工程Ａ〜Ｃにおいて作業に要する時間は、（アイテム数×標準工数＋固定時間）×ピッキングリストの枚数で算出される。なお、標準工数とは、１アイテム当たりの各工程の作業に必要な作業時間である。また、固定時間とは、１アイテム当たりの各工程Ａ〜Ｃに必要な全体の時間から各工程Ａ〜Ｃにおける作業時間を除いた時間であって、例えば、移動に要する時間や不定期に発生する書類の補充作業時間などである。この標準工数や固定時間は例えば、所定の期間の作業状態によって規定することができるものである。なお、工程の種類によって、固定時間のみ、又は固定時間が必要ない場合がある。また、本実施形態において、梱包作業は、アイテム数によって適宜決定されるものである。

また、アイテム数は、本願の単位当たりの平均作業値を示し、標準工数（又は固定時間）は、本願の単位当たりの作業時間の規定値を示すものである。

すなわち、その性質上予め規定しにくいアイテム数や梱包作業における時間が規定されれば、ピッキングリストの１枚当たりの所要時間が算出できるとともに、各工程Ａ〜Ｃにおける作業件数と作業時間の関係を示す線形図Ｓ１〜Ｓ３を求めることが可能である。

そこで、本実施形態では、アイテム数及び梱包作業における時間がポアソン分布に従うものとして各工程Ａ〜Ｃの線形図Ｓ１〜Ｓ３を求めることとしている。

ここで、ある１ヶ月の統計をとった結果、アイテム数の平均が１５．７件であった場合に、ポアソン分布にしたがってシミュレーション（算出）するとアイテム数の出現推移は、図３に示すように、作業枚数Ｎの増加に応じて、１３、１７、１０、１１、１０、１０、９、・・・となる。一方、この時の梱包作業における平均時間が８０（ｓ）であった場合に、ポアソン分布にしたがってシミュレーション（算出）すると、梱包作業の時間の出現推移は、図３に示すように、作業枚数Ｎの増加に応じて、７５、８４、６８、７１、６８、６９、６５、・・・となる。

また、ある１ヶ月の統計をとった結果、ピッキング工程における標準工数の平均時間が４．９（ｓ）、固定時間の平均が３２．２（ｓ）、検品工程における標準工数の平均時間が３．９（ｓ）、固定時間の平均が３５．４（ｓ）であった場合、単位あたりのピッキング工程及び検品工程における作業時間は、図５に示す結果となった。この結果に基づいて、作業時間と作業件数の相関関係を図で表わすと、図４に示す線形図Ｓ１〜Ｓ３となり、一次方程式で表現される線形式で表現可能である。

また、線形図Ｓ１〜Ｓ３は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、バッファ数の変化に応じて、適宜移動する。例えば、図４（ｂ）に示すように、バッファ数を６とした場合、作業枚数が６枚までは、作業者Ａ〜Ｃの全員で作業するため、線形図Ｓ１の始端は、バッファ数が０の時（図４（ａ））と比較して上方へと推移し、線形図Ｓ２及び線形図Ｓ３は、ピッキング作業を行う分だけ作業者Ａよりも作業開始時間が遅れる。また、線形図Ｓ３は、検品工程Ａの後に行われる梱包工程Ｃであるため、作業者Ｂよりも作業開始時間は遅れることになる。

また、バッファ数の設定に関し、例えば、設定時間を３時間として、３時間単位におけるバッファ数の適正値を考えた場合、本実施形態では、図４（ｂ）に示すようにバッファ数を６とすることで、ほぼ作業者全員が手待ち状態がなく作業を終了することができるものの、バッファ数を多くとりすぎると、図４（ｃ）に示すように、検品工程Ｂ及び梱包工程Ｃにおいて手待ち状態が発生しないものの、設定時間終了後には、バッファ部に書類が溜まる状態が発生する。一方で、バッファ数が少なすぎると、図４（ａ）に示すように、検品工程Ａによって書類が送られてくる前に検品工程Ｂ及び梱包工程Ｃの作業者は作業を終えてしまうために、手待ち状態が発生することがわかる。

このように、本実施形態の作業支援方法では、バッファ数の増減による線形図Ｓ１〜Ｓ３の変化を視覚によって容易に認識可能となるように、予め規定された複数の異なるバッファ数に対応する線形図Ｓ１〜Ｓ３を表示することとした。この場合、管理者は、設定時間を決定して、各バッファ数における線形図Ｓ１〜Ｓ３を視認することで容易に最適なバッファ数を決定することが可能である。

また、設定時間を決定した上で、バッファ数毎に各線形図を示す線形式が比較されて、自動的に最適なバッファ数を算出しても良い。具体的には、設定時間に対する工程Ａの作業件数に検品工程Ｂ及び梱包工程Ｃの線形式によって導かれる作業件数が最も近似する時のバッファ数が算出される。

このようにして決定されたバッファ数にしたがって、各工程Ａ〜Ｃに従事する作業者が作業を進めることで、設定時間において、作業負荷がかかる作業者の負担を軽減可能であって、特に、工程Ｂ及び工程Ｃにおいて手待ち状態が極力発生しないようにすることができる。よって、効率的な生産管理の運用が可能であって、生産性の向上が図れる
なお、実際のアイテム数は不明であるため、経験則をもとに、バッファ数を適宜増減することで更に効率的な生産管理の運用が可能となる。

（情報処理装置の構成など）
次に、本実施形態の具体的内容について説明する。上述した線形図及び線形式の算出、表示、バッファ数の算出等は以下に説明する情報処理装置によって行われる。

図６及び図７を参照して、情報処理装置の構成について説明する。

情報処理装置Ｓは、データ入力部１１、記憶部１２、データ演算部１３、及び出力表示部１４を備えて構成され、図示しない制御部１１〜１３によって各部が制御されるものであって、例えば、一般的にコンピュータと称される装置である。

データ入力部１１（本願のデータ取得手段）は、図示しないキーボードやマウス等によって構成されており、例えば、条件設定を行う入力画面において、管理者によって、図７に示す空欄２１〜２７にデータを入力する。当該データは、各工程Ａ〜Ｃにおける線形式を求めるためのデータである。なお、負荷率とは、アイテム数であって、例えば、１ヶ月当たりに処理した作業単位当たりの書類のピッキング枚数である。また、梱包工程における標準工数は、例えば、当該負荷率を求める際に用いたデータの時の梱包時間の平均である。その他の空欄（ピッキング工程における標準工数、固定時間、検品工程における標準工数、及び固定時間）は予め規定された値が入力されるが、予め規定された値が入力されていて変更不可能としても構わない。

記憶部１２には、ポアソン分布に従うアイテム数の出現推移を求めるための計算式が記憶される。本実施形態では、この計算式により、Ｎ回目のアイテム数及び梱包作業の標準工数を求める。

データ演算部１３（本願の演算手段）は、Ｎ回目の各工程Ａ〜Ｃにおいて作業に要する時間を求めるとともに、各工程Ａ〜Ｃの線形式を求める。また、データ演算部１３は、バッファ数を予め規定された値だけ連続的に変化させたときの各工程Ａ〜Ｃの線形式を求める。さらに、バッファ数を変化させた時の設定時間に対する各線形式の作業件数を求め、設定時間に対するピッキング工程Ａの作業件数に最も近似する線形式を選択してバッファ数を求める。

出力表示部１４（本願の表示手段）は、算出結果に基づいて、バッファ数を連続的に変化させたときの各工程Ａ〜Ｃの線形図Ｓ１〜Ｓ３を表示するとともに、最適なバッファ数を表示する。

このように構成された情報処理装置Ｓによれば、管理者が条件設定となる空欄にデータを入力することで、バッファ数を連続的に変化したときの線形図Ｓ１〜Ｓ３が表示されるため、管理者は当該線形図Ｓ１〜Ｓ３を視認することで容易にバッファ数を決定することができる。また、設定時間を入力することで、バッファ数を自動的に算出することもできる。このようにして決定されたバッファ数に基づいてピッキング工程以外の各工程の作業者が作業を進めることによって、作業効率が容易に高められるので、生産性の向上が図れる。

なお、以上説明した実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。そして、上記実施形態の中で説明されている構成の組み合わせのすべてが発明の課題解決に必須の手段であるとは限らない。

具体的には、本実施形態では、情報処理装置において、線形図とバッファ数を表示するようになっているが、単にバッファ数のみを表示（算出）したり、線形図のみを表示したり、表示形態をバッファ数と線形図に切替可能としても構わない。

また、本実施形態では、３工程により生産ラインが構成されているが、２工程であっても、３工程よりも複数の工程から構成されていても構わない。

Ｓ 情報処理装置
Ｌ 生産ライン
５ バッファ部
１１ データ入力部
１２ 記憶部
１３ データ演算部
１４ 出力表示部

Claims (3)

1. 生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業支援方法であって、
   １の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得し、当該平均作業値に基づきポアソン分布にしたがって算出される出力値及び前記規定値を用いて、規定時間に至るまでに前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管する作業物の数量を算出することを特徴とする作業支援方法。
2. 生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業工程において、前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管される作業物の数量を算出する作業支援装置であって、
   １の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得するデータ取得手段と、
   取得した１の工程における単位当たりの平均作業値に基づいてポアソン分布にしたがって算出される出力値及び前記規定値を用いて、規定時間に至るまでに前記後工程の作業者の手待ち時間がなくなるように前記バッファ部に保管する作業物の数量を算出する演算手段と、
   前記演算手段により算出された作業物の数量を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする作業支援装置。
3. 生産ラインを構成する１の工程とその後工程の間に作業物を一時的に保管するバッファ部を備え、１の工程において、後工程の作業者が前記バッファ部に規定の数量の作業物が作業されるまで前記１の工程の作業者とともに作業を行い、その後、後工程に戻る作業工程において、前記後工程の作業者の手待ち時間を減らすために前記バッファ部に保管される作業物の数量を算出する作業支援装置であって、
   １の工程における単位当たりの平均作業値及び各工程における単位当たりの作業時間の規定値を取得するデータ取得手段と、
   取得した単位当たりの平均作業値に基づいてポアソン分布にしたがって作業件数に対する作業値を示す出力値を算出する出力値算出手段と、
   前記出力値及び前記規定値を用いて、異なる作業物の数量に対応し、各工程における作業件数と作業時間の相関関係を示す線形式を算出する演算手段と、
   前記線形式を異なる作業物の数量毎に表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする作業支援装置。

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