JP2018206000A - 生産計画システム、生産計画方法及び人員能力計算方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熟練度を考慮した人員能力を定量的に計算し、人員能力ベースで生産計画を行う。【解決手段】本発明の一態様は、作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求め、各作業者の作業従事時間と、一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間を一定期間内の累計の作業従事時間で割って求められる各作業者の熟練の度合いを示す熟練度との積で表される人員能力を算出する人員能力算出部と、日単位の作業量を計算する作業量算出部と、日単位で作業量と人員能力を対比可能に同一画面に表示する制御を行う表示制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、製造工程の各作業工程に、作業者を適確に配置するための生産計画システム、生産計画方法、及び人員能力計算方法に関する。

従来、各作業者の出欠を考慮して、各作業者を製造工程の各作業工程に配置する方法が知られている（特許文献１を参照）。特許文献１の方法では、作業者の就業時間（出勤時間）をそのまま消化可能な標準時間（Standard Time：以下「ＳＴ」と表記することがある）として、次式により必要な作業者人数を計算している。この「標準時間」は、標準の熟練度をもつ作業者が、一定の設備と作業方法により、既定された品質の製品を生産するために、通常の努力を払って、一定の仕事を行う場合の作業時間をいう。
（必要な作業者の人数）＝（生産台数）×｛ＳＴ／（就業時間）｝

例えば、ＳＴ＝４ｈ／台、生産台数＝４台／日、就業時間＝８ｈ／（人・日）の場合、必要な作業者の人数は２人（＝４×４／８）となる。

特開２００２−３７３２３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、作業者の１日の就業時間をそのまま消化可能な標準時間（ＳＴ）として、１日に必要な作業者人数を計算しているが、各作業者の熟練度により、必ずしも就業時間と同時間の標準時間を消化することができない。「熟練度」は、各作業者の（対象作業に対する）熟練の度合いである。特に多品種少量生産（受註生産）の組立現場において、製品毎の組立ノウハウがそれぞれ必要とされるため、作業者の熟練度により作業能率が大きく変わる。こういった作業者毎の熟練度を、消化可能な標準時間に考慮しないと、生産計画時に、必要な作業者人数の計算に大きな偏差が生じてしまう。そして、日単位での作業者人数の増減調整は困難であるため、計画した作業者人数に偏差が生じた場合には生産進捗が乱れ、生産遅延の原因となる。

特許文献１には、作業者の該当作業工程に対する過去の経験時間（作業時間）に基づいて、作業者毎にスキルランクＡ〜Ｄをつけているが、それは作業者が行える作業の難易度（作業工程）を示しており、該当作業工程に対する実際の作業従事時間と消化可能なＳＴの関係を示していない。経験時間が長くても（該当作業工程に対する）熟練度が上がらない、又は、経験時間が短くても技能の習得が速いケースがよくある。

上記の状況から、熟練度を考慮した人員能力を定量的に計算し、人員能力ベースで生産計画を行う手法が要望されていた。

本発明の一態様の生産計画システムは、作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求め、各作業者の日単位の作業従事時間と、一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間をその一定期間内の累計の作業従事時間で割ることにより求められる各作業者の熟練の度合いを示す熟練度との積で表される各作業者の日単位の人員能力を算出する人員能力算出部を備える。また、生産計画システムは、日単位の作業量を計算する作業量算出部と、作業量と人員能力を日単位で対比可能に同一画面に表示する制御を行う表示制御部と、を備える。ここで作業従事時間とは、作業者が実際に作業に従事できる時間をいう。

本発明の少なくとも一態様によれば、作業者の過去の実績に基づいて作業者毎に熟練度を統計的に求め、この熟練度を考慮して各作業者の人員能力を計算することにより、作業者毎の人員能力の精度が向上する。この人員能力と作業量を日単位で対比可能に同一画面に表示することにより、より適確な生産計画の立案作業を支援することができる。

本発明の第１の実施形態に係る生産計画システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る生産計画システムのコンピューターのハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る人員能力算出部による人員能力計算の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る人員能力データベースの構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る日単位の出勤情報テーブルを示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る作業実績データベースの構成例を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る作業者毎の作業実績集計テーブルの一例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る職場全体の人員能力の計算例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る人員能力ベースでの生産計画の一例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る生産情報データベースの構成例を示す説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る生産計画画面の一部を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に係る作業者別の資格情報の一例を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に係る品質補正係数の定義の一例を示す説明図である。

以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、添付図面は本発明の原理に則った具体的な実施形態と実装例を示しているが、これらは本発明の理解のためのものであり、決して本発明を限定的に解釈するために用いられるものではない。

＜１．第１の実施形態＞
［生産計画システムの全体構成］
まず、本発明の第１の実施形態に係る生産計画システムの全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る生産計画システムの全体構成例を示すブロック図である。

図１に示す生産計画システム１は、作業者毎の日単位の出勤予定の情報（以下「出勤情報」と称す）を予めデータベース化し、作業者毎に日単位の作業従事時間を求める。次いで、作業従事時間に対し、過去の作業実績から作業者の熟練度を統計的に求め、消化可能なＳＴを表す指標としての人員能力を作業者毎に算出する。人員能力は、ＳＴを消化する能力（以下「ＳＴ消化能力」とも称す）である。そして、生産計画システム１は、この作業者毎の人員能力を用いて生産計画を立案する。生産計画システム１は、生産計画部１０、人員能力データベース２０、生産情報データベース３０、及び作業実績データベース４０を備える。

生産計画部１０は、演算制御機能を有し、人員能力データベース２０、生産情報データベース３０、及び作業実績データベース４０に対してデータの読み出し及び書き込みを行うことができる。後述する図２に示すＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５２又は不揮発性ストレージ５７に格納されたプログラムを実行することにより、図１に示す各ブロックの機能が実現される。

人員能力データベース２０には、人員能力算出部１１が作業者の日単位の人員能力（消化可能なＳＴを示す指標）を計算する際に必要とする情報が蓄積されている。人員能力データベース２０の構成については、後述する図４を参照して詳細に説明する。

生産情報データベース３０には、作業量算出部１２が工場内の職場や製造工程等における日単位の作業量を算出する際に必要とする情報が保存されている。生産情報データベース３０の構成については、後述する図１０を参照して詳細に説明する。

作業実績データベース４０には、人員能力算出部１１が作業者の日単位の人員能力（特に熟練度）を計算する際に必要とする情報が蓄積されている。作業実績データベース４０の構成については、後述する図６を参照して詳細に説明する。

ここで生産計画部１０について更に説明する。生産計画部１０は、人員能力算出部１１と、作業量算出部１２と、作業量調整部１３と、表示制御部１４を備える。

人員能力算出部１１は、人員能力データベース２０及び作業実績データベース４０に蓄積された情報に基づいて、作業者の日単位の人員能力を作業者毎に計算し、その人員能力の計算結果を表示制御部１４へ送る。人員能力算出部１１は、まず作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求め、各作業者の日単位の作業従事時間に熟練度をかけて人員能力を計算する。熟練度は、各作業者の全ての作業又は対象作業に対する熟練の度合いを示す指標であり、一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間（以下「累計消化ＳＴ」と称す）をその一定期間内の累計の作業従事時間で割って求められる（後述する式（３）参照）。この人員能力算出部１１の詳細な動作については、後述する図３を参照して説明する。

作業量算出部１２は、日単位の作業すべき作業量を計算し、作業量の計算結果を表示制御部１４へ送る。作業量算出部１２の動作については、後述する図１０を参照して詳細に説明する。

作業量調整部１３は、作業量が人員能力を超えないように日単位で作業量の調整を行い、その調整結果を表示制御部１４へ送る。作業量調整部１３の動作については、後述する図９及び図１１を参照して詳細に説明する。

表示制御部１４は、作業量算出部１２で計算した作業量と、人員能力算出部１１で計算した人員能力とを同一画面に表示する制御を行う。このとき、表示制御部１４は、作業量と人員能力を、容易に対比可能となるような画像データを生成し、後述する表示部５５（図２参照）に出力する。この表示制御部１４は、作業量調整部１３により日単位の作業量が調整された場合には、作業量についての調整結果を上記作業量と上記人員能力とともに、同一画面に表示する制御を行う。

［生産計画システムのハードウェア構成］
図２は、生産計画システム１のハードウェア構成を示すブロック図である。ここでは、生産計画システム１が備えるコンピューターのハードウェア構成例を説明する。

コンピューター５０は、バス５４にそれぞれ接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）５１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５３を備える。さらに、コンピューター５０は、表示部５５、操作部５６、不揮発性ストレージ５７、ネットワークインターフェース５８を備える。

ＣＰＵ５１は、制御部の一例であり、本実施形態に係る各機能を実現するソフトウェアのプログラムコードをＲＯＭ５２から読み出して実行する。なお、コンピューター５０は、ＣＰＵ５１の代わりに、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の処理装置を備えるようにしてもよい。ＲＡＭ５３には、演算処理の途中に発生した変数やパラメーター等が一時的に書き込まれる。

表示部５５は、例えば、液晶ディスプレイモニタであり、コンピューター５０で行われる処理の結果等を表示する。操作部５６には、例えば、キーボード、マウス又はタッチパネル等が用いられ、ユーザーが所定の操作入力、指示を行うことが可能である。

不揮発性ストレージ５７としては、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等が用いられる。この不揮発性ストレージ５７には、ＯＳ（Operating System）や各種のパラメーターの他に、コンピューター５０を機能させるためのプログラムが記録されていてもよい。例えば不揮発性ストレージ５７には、人員能力データベース２０、生産情報データベース３０及び作業実績データベース４０が格納されている。

ネットワークインターフェース５８には、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等が用いられ、ＬＡＮ等のネットワークＮを介して生産計画システム１と外部装置間で各種のデータを送受信することが可能である。

［人員能力算出部の動作］
本実施形態では、図１に示す人員能力算出部１１の人員能力計算処理の手順を、図３のフローチャートを参照して説明する。図２に示すＣＰＵ５１が、ＲＯＭ５２又は不揮発性ストレージ５７に格納されたプログラムを実行することにより、図３に示すフローチャートの処理が実施される。前提として、本実施形態では、人員能力を式（１）により定義する。

人員能力Ｎ＝作業従事時間Ｔ×熟練度ｋ ・・・・（１）

人員能力算出部１１が作業者毎に人員能力を計算（Ｓ１０に対応）するには、上述のとおり作業者毎に作業従事時間（Ｓ６に対応）と熟練度（Ｓ９に対応）をそれぞれ求める必要がある。ここで作業従事時間を計算するためには、予め一定期間の出勤情報を人員能力データベース２０に保存しておく必要がある。例えば管理者が操作部５６を操作して、各作業者の一定期間の出勤情報として１ヶ月分（例えば工場稼働日の２１日分）の出勤情報を日単位で入力する（Ｓ１）。あるいは、又は、生産計画システム１が、ネットワークＮ（図２参照）を介して不図示の勤怠管理データベースから各作業者の出勤情報を受信して人員能力データベース２０に保存してもよい。

［人員能力データベースの構成］
図４に、人員能力データベース２０の構成例を示す。図４に示すように、人員能力データベース２０は作業者別の日単位出勤情報２１を保持しており、この作業者別の日単位出勤情報２１には、出勤状態２１１、標準就業時間２１２、控除時間２１３、及び残業時間２１４の情報が含まれる。各情報は以下の内容である。

・出勤状態２１１は、出勤、年休（年次有給休暇の略称）、出張、午後年休など、作業者が工場に出勤するかどうかを表す情報である。
・標準就業時間２１２は、作業者の出勤状態に合わせた所定の就業時間である。
・控除時間２１３は、教育、技能訓練など作業に従事しない時間である。名目は管理者が設定し、対象作業者に該当する名目があればその時間を入力する。
・残業時間２１４は、残業を行う予定の時間である。

図３のフローチャートの説明に戻る。人員能力算出部１１は、人員能力データベース２０から処理対象の作業者の出勤状態２１１、標準就業時間２１２、控除時間２１３、及び残業時間２１４の情報を読み出して、その内容を確認する（Ｓ２〜Ｓ５）。そして、人員能力算出部１１は、これらの情報を元に、作業者の作業従事時間を計算する（Ｓ６）。

ここで、本実施形態における作業従事時間の計算例について、図５を参照して説明する。図５は、日単位の出勤情報テーブルの一例を示す。図５に示す出勤情報テーブルは、「作業者名」、「出勤状態」、「項目」、「時間（ｈ）」のフィールドを備える。「項目」としては、「標準就業時間」、「控除時間」、「残業時間」、及び「作業従事時間」がある。本実施形態では、下記式（２）を用いて作業者の作業従事時間Ｔを計算する。

図５に示す例では、作業者１の出勤状態は“出勤”、標準就業時間は“８（ｈ）”、控除時間は“３（ｈ）”、残業時間は“２（ｈ）”である。したがって、作業者１の作業従事時間Ｔは、７ｈ（＝８−３＋２）と求められる。

図３のフローチャートの説明に戻る。一方で、人員能力算出部１１は、ステップＳ２〜Ｓ６の処理と並行して、熟練度を求めるために、作業実績データベース４０に記録された作業実績に基づいて、処理対象の作業者の過去一定期間に消化したＳＴの累計値である累計消化ＳＴ（ｈ）、及び過去一定期間の作業従事時間の累計値である累計作業従事時間（ｈ）（後述する図７を参照）を確認する（Ｓ７，Ｓ８）。そして、人員能力算出部１１は、下記式（３）を用いて作業者別の熟練度ｋを計算する（Ｓ９）。この式（３）は、作業スピードの観点から熟練度を求めるものである。

熟練度ｋ＝累計消化ＳＴ／累計作業従事時間 ・・・・（３）

式（３）から理解されるように、熟練度を計算するには、作業実績データベース４０に記録されている過去の作業実績に基づいて、累計消化ＳＴと累計作業従事時間を計算する必要がある。ここで、作業実績データベース４０は、下記内容を含む。

［作業実績データベースの構成］
図６に、作業実績データベース４０の構成例を示す。図６に示すように、作業実績データベース４０には、作業実績レコード４１と、品質不良発生件数レコード４２が格納される。

作業実績レコード４１は、製品及び工程毎の作業情報を記録したレコードであり、レコードＮｏ．４１０、作業者名４１１、製品番号４１２、工程名４１３、ＳＴ４１４、作業日付４１５、作業時間４１６、及び不良４１７のフィールドを備える。

・レコードＮｏ．４１０は、作業実績レコード４１を構成するレコードを識別するためのレコード番号（識別情報）である。
・作業者名４１１は、作業を行った作業者の氏名である。
・製品番号４１２は、該当作業者が作業した製品の番号である。
・工程名４１３は、該当作業者が作業した工程の名称である。
・ＳＴ４１４は、該当作業者が作業した工程のＳＴである。
・作業日付４１５は、該当作業者が作業を行った日の日付である。
・作業時間４１６は、該当作業者が作業にかかった実働時間である。
・不良４１７は、不良発生件数である。

例えば、図６に示す作業実績レコード４１の例では、レコードＮｏ．が“１１００３”のレコードの場合、作業者名は“作業者１”、製品番号は“２０１”、工程名は“Ａ”、ＳＴは“１０（ｈ）”、作業日付は“２０１７年２月３日”、作業時間は“８”、不良発生件数は“１”である。

なお、作業実績データベース４０内の品質不良発生件数レコード４２は、作業者毎の月別不良発生件数を記録したレコードであり、後述する図１３において詳細に説明する。

本実施形態では、作業者毎に過去一定期間の作業実績を集計し、一定期間における累計消化ＳＴと累計作業従事時間を求め、上記式（３）を用いて熟練度を計算する。各作業者について全ての工程の作業実績を集計すれば、作業者毎に一定期間の全工程にわたる熟練度（平均熟練度）を計算できる。なお、工程毎の作業実績を集計すれば、作業者別に工程毎の熟練度を計算できる。

ここで、本実施形態における作業者毎の作業実績集計及び熟練度の計算例について、図７を参照して説明する。

図７は、作業者毎の作業実績集計テーブルの一例を示す。
図７は、ある作業者（図７では作業者１）の一定期間（例えば３ヶ月）における工程毎の累計消化ＳＴ（ｈ）、累計作業従事時間（ｈ）、熟練度を示している。図７の例では作業実績集計期間は“３ヶ月”であるが、管理者が操作部５６を操作して作業実績集計期間を任意に指定することが可能である。例えば、熟練度を評価する方法に応じて、評価に必要な作業実績集計期間を指定することができる。

図７に示す作業実績集計テーブルでは、工程Ａ，工程Ｂ及び工程Ｃにわたる累計消化ＳＴは“３１５（ｈ）”、同累計作業従事時間は“３８４（ｈ）”である。したがって、図７の例では、作業者１の過去３ヶ月の熟練度ｋ（平均熟練度）は、“０．８２（ｈ）”（＝３１５／３８４）である。

最後に、人員能力算出部１１は、処理対象の作業者の人員能力Ｎを、式（１）を用いて計算する（Ｓ１０）。ステップＳ１０の処理後、人員能力算出部１１は本フローチャートの処理を終了する。

図７に示す作業実績集計テーブルの場合、作業者１の人員能力Ｎは、以下のとおりである。
人員能力Ｎ＝作業従事時間Ｔ×熟練度ｋ＝７×０．８２＝５．７４（ｈ）

作業者１の日単位の人員能力Ｎは、作業従事時間“７（ｈ）”に対し、“５．７４（ｈ）”となる。言い換えると、１日の標準就業時間８ｈ（図５参照）に対し、ＳＴを消化可能な時間（ＳＴ消化能力＝人員能力）は、５．７４（ｈ）である。作業者１のＳＴ消化能力は“１”を下回っているため、作業者１はまだ熟練度が低い作業者である。このように、作業者の就業時間（出勤時間）と消化可能なＳＴは、同じではないことが分かる。

上述のように構成された第１の実施形態によれば、作業者の過去の作業実績に基づいて作業者毎に熟練度を求め、その熟練度を用いて日単位の人員能力（消化可能な標準時間を表す指標）を計算する。それにより、作業者毎に日単位の人員能力を定量的にかつ精度よく計算することができる。そして、その日単位の人員能力と日単位の作業量を用いることにより、より適確な生産計画を立てることが可能となる。即ち、本実施形態は、作業者の過去の実績に基づいて作業者毎に熟練度を統計的に求め、この熟練度を考慮して各作業者の人員能力を計算することにより、作業者毎の人員能力の精度が向上する。また、この精度の高い人員能力と作業量を日単位で対比可能に同一画面に表示することにより、より適確な生産計画の立案作業を支援することができる。

＜２．第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態のように、作業者毎の人員能力を定量的に算出することにより、工場等における職場全体の人員能力を高精度で把握することができる。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る計算方法を職場全体の人員能力を把握することに利用する例を説明する。

図８は、第２の実施形態に係るある日の職場における各作業者の出勤情報を示す出勤情報テーブルの一例である。
図８に示す出勤情報テーブルは、「作業者名」、「出勤状態」、「項目」、「時間（ｈ）」のフィールドに加えて、「作業従事時間（ｈ）」、「熟練度」、「人員能力（ｈ）（ＳＴ消化能力）」のフィールドを備える。「項目」として、「標準就業時間」、「控除時間」、「残業時間」がある。

図８に示す出勤情報テーブルによれば、この職場のある日の作業者別の出勤情報は、およそ以下のとおりである。
・作業者１：工場出勤、残業を“２（ｈ）”時間予定。控除時間なし。
・作業者２：工場出勤、残業予定なし。技能教育“２”時間を控除する。
・作業者３：出張、残業を“２（ｈ）”時間予定。ただし、工場出勤しないため、作業者３は人員能力として含まれない。

なお、図８の例では、作業者１の人員能力は“８．２（ｈ）”であり、作業従事時間が“１０（ｈ）”であることを考えると高い。また作業者２の人員能力は“６．２（ｈ）”であり、作業従事時間が“６（ｈ）”であることを考えると普通である。

日単位の職場全体の人員能力は、該当組織に所属する全作業者（作業者１〜３）の人員能力の合計値となり、下記式（４）により求められる。

図８に示す出勤情報テーブルの計算結果は、工場内の職場全体の就業時間（残業込み）は“１８（ｈ）”であり、同じく作業従事時間は“１６（ｈ）”である。作業者１，２の熟練度を考慮した場合、職場全体の人員能力は“１４．４（ｈ）”である。この計算結果から、職場全体の人員能力は、就業時間のみを考慮した場合と比較して“−３．６（ｈ）”（−２０％）の差があることが分かる。

上述のように構成された第３の実施形態は、第２の実施形態に係る手法を利用して職場内等において作業に関わる作業者人数を計算することにより、特許文献１における（必要な作業者の人数）よりも、高精度に作業者人数を計算することが可能となる。

＜３．第３の実施形態＞
上述した第２の実施形態に係る手法を用い、職場全体の人員能力を定量的に把握することにより、日々の生産計画の精度を向上させることができる。第３の実施形態では、第２の実施形態に係る計算方法を職場の日々の生産計画に利用する例を説明する。

繰返し製品（同一製品）を大量に生産する職場では、在庫目標値から日単位の生産量を決め、その後、作業者の残業時間の増減や人員応援などの手段で人員能力を調整し、標準時間（ＳＴ）を消化できるように生産計画を立てるのが一般的である。このような生産計画方法は、残業や応援による人員能力の調整には限度があるが、繰返し製品を生産しているグループ間の人員応援が容易であり、且つ在庫がある。それゆえ、生産計画の人員と実際の人員に偏差が生じたとしても、偏差を吸収しやすい。

一方、多品種少量生産の製造現場においては、受注生産が多く、日単位の作業内容や作業量が変動しやすい。生産計画を立てる際に計画した日単位の人員に偏差が生じた場合には、作業者人数の増減の調整が困難であり、当該偏差を在庫品で吸収する手段もない。そのため、生産進捗が乱れ、納期遅延の原因となる。

この問題を根本的に解決するため、本実施形態では、日単位の作業量と人員能力の両方を同じ画面に可視化し、人員能力を超えないように作業量を調整する生産計画システムを発明した。その作業量を調整可能な生産計画システムの詳細について、図９を参照して説明する。

［生産計画画面］
図９は、第３の実施形態に係る人員能力ベースでの生産計画の一例を示す。作業量と人員能力を同一の画面（生産計画画面６０）に表示し、作業量が人員能力をオーバーしないよう、製品（作業量）の投入順序を計画する。

図９に示す生産計画画面６０は、表示制御部１４により職場全体の作業量と人員能力を同一画面に表示する。生産計画画面６０の横軸は日付、縦軸は標準時間（ＳＴ）を表す。生産計画画面６０において、作業量算出部１２（図１参照）で算出した職場全体の１５日分の日単位の作業量である計画作業量６１を棒グラフで表示し、人員能力算出部１１で算出した１５日分の日単位の人員能力である計画人員能力６２を折れ線で表示する。計画作業量６１の棒グラフにおける日単位のＳＴの算出値に対応する位置に黒丸を付し、計画人員能力６２の折れ線における日単位の人員能力の算出値に対応する位置に白丸を付している。

対象日の職場全体の作業量を算出する際には、作業量算出部１２（図１参照）が、生産情報データベース３０から必要な情報を読み出して、日単位の作業すべき作業量を計算する。

図１０に、生産情報データベース３０の構成例を示す。図１０に示すように、生産情報データベース３０には、工程情報３１、部品情報３２、作業原単位３３、及び生産要期３４の情報が保存されている。各情報は以下の内容である。

・工程情報３１は、１つの上位品目（例えば製品）を製造するのに必要な工程である。
・部品情報３２は、上記工程ごとに必要な下位品目（部品数）である。
・作業原単位３３は、各下位品目（部品）を上位品目（製品）に取り付けるのに必要となる時間である。
・生産要期３４は、製品の生産を完了する期日である。

作業量算出部１２は、生産情報データベース３０から読み出した工程情報３１、部品情報３２、作業原単位３３、及び生産要期３４を入力情報とし、職場全体の日単位の作業量を以下の式（５）及び式（６）により計算する。

工程作業量Ｍ＝作業原単位Ｇ×部品数Ｓ ・・・・（５）

まず、作業量算出部１２は、式（５）に示すとおり、作業原単位Ｇと部品数Ｓをかけて、対象工程の作業量（工程作業量Ｍ）を計算する。次いで作業量算出部１２は、式（５）で表される計算を、式（６）に示すように日単位毎で全工程について実施し、日単位の作業量Ｍｄを計算する。その計算結果は作業量算出部１２から表示制御部１４に送られ、生産計画画面６０に棒グラフとして表示される。

人員能力算出部１１は、第１の実施形態に係る人員能力算出及び第２の実施形態に係る職場全体の人員能力算出のアルゴリズムを用いて、職場全体の日単位の人員能力を算出し、折れ線で表示する。

［作業投入順序調整機能］
次に、第３の実施形態に係る作業投入順序調整機能について、図１１を参照して説明する。図１１は、第３の実施形態に係る生産計画画面６０（図９参照）の一部を示す。

図９に示す生産計画画面６０を見ると、２月１７日の計画作業量６１（ＳＴ）と計画人員能力６２を比較すると、計画作業量６１が計画人員能力６２を超えていることが確認できる。生産計画を実行する際に、計画作業量６１が計画人員能力６２より高い部分があれば、作業投入順序調整機能を用いて作業（製品）の投入順序を変更し、計画作業量６１が計画人員能力６２を超えないように調整する。

具体的には、作業量調整部１３（図１参照）が、作業量算出部１２で算出された日単位の作業量（ｈ）と人員能力算出部１１で算出された日単位の人員能力（ｈ）を取得し、日単位で作業量と人員能力を比較する。そして、作業量調整部１３は、作業量が人員能力を超えている場合には、同一日において作業量が人員能力を超えないように日単位で作業の投入順序を変更することにより、日単位で作業量を調整する。

日単位で作業の投入順序を変更する方法として、作業工程毎の生産要期を反映する方法がある。図１１の例では、２月１７日の１日分に含まれる作業として、生産要期が２月２４日、２月２７日、２月２８日、２月２８日、及び３月２日に設定されている作業６７ａ〜６７ｅがある。作業６７ａ〜６７ｅは、生産要期の早い順に上から下に並べられている。なお、２月１６日における作業６６の生産要期の記載は省略している。作業６６は、生産要期の異なる複数の作業で構成されていると考えてよい。

例えば、作業量が人員能力を超える日の作業（作業工程）の中から特定の作業を選択して該当作業の実施を他の日に振り替える場合を想定する。作業の投入を前倒しする場合、生産要期のより早い作業を該当日よりも前の日付に移動する。図１１では、矢印６３で示すように、２月１７日の中で生産要期（２月２４日）の最も早い作業６７ａが、前日の２月１６日に作業されるように生産計画が変更されている。逆に、作業の投入を後回しする場合、生産要期のより遅い作業を該当日よりも後の日付に移動する。このように、作業量調整部１３は、作業量が人員能力を超えないよう人員能力に沿って作業量を平均化する処理を行う。

人員能力を超えた分の作業量を、該当日の前の日又は後の日のいずれに移動するかは、作業量調整部１３が、日付ごとに作業量に対する人員能力の余裕度を自動的に計算して決定する。あるいは、管理者が操作部５６を操作して、予め作業量調整部１３に対し、人員能力を超えた分の作業量が発生した場合に該当作業量をいずれに移動するかを指示しておいてもよい。

上述した第３の実施形態によれば、作業量と人員能力を日単位で対比可能に同一画面に表示するため、管理者は、作業量が人員能力を超えていないかどうかを容易に判断することが可能となる。作業量調整部１３は、日単位で作業量に対する必要な人員能力（作業者人数）を計算し、作業量が人員能力を超えている場合には、人員能力を超えない範囲において日単位で作業の投入順序の変更を行い、生産計画を適確に行うことができる。

＜４．第４の実施形態＞
第１〜第３の実施形態において、作業量と人員能力を対象とした生産計画を説明した。一方で、各作業工程に対し、作業資格の認定が必要になる場合があり、作業できる人員能力が足りるかどうかは、職場全体の人員能力だけでは判断できない。第４の実施形態では、作業者の作業資格に関する情報を熟練度のパラメーターとして追加することにより、特定の工程に対する人員能力が足りるかどうかを判定する方法を説明する。

上述したように第１の実施形態では、式（１）において、（熟練度ｋ）＝（累計消化ＳＴ）／（累計作業従事時間）と定義した。しかし、ある作業者が対象作業に対する作業資格なし、又は、作業実績なしの場合には、計算式の分母が０となり、当該作業者には式（１）を適用できない。これを解決するためには、下記式（７）のように、資格情報をパラメーターとして、追加定義する必要がある。具体的に、作業資格を所有しない場合は、熟練度を“０”とする。作業資格を取得したばかりで、作業実績がない、又は、十分な累計作業従事時間がなく評価できない場合は、管理者が設定するデフォルト値を熟練度として利用する。また、デフォルト値を設定する条件としては、累計作業従事時間又は作業回数を閾値として用いることができる。

例えば、式（７）では、作業資格あり且つ累計作業従事時間が“２０（ｈ）”未満の場合における熟練度ｋのデフォルト値を、“０．５”に定義している。このように、作業資格が必要とされる工程に対する人員能力が十分であるかどうかは、図１２に示す資格情報データを用いて容易に検証できる。累計作業従事時間が“２０（ｈ）”以上の場合には、人員能力算出部１１は、式（３）をそのまま用いて熟練度ｋを計算する。

図１２は、本発明の第４の実施形態に係る作業者別の資格情報の一例を示し、〇印は作業資格あり、×印は作業資格なしを表す。図１２の例では、作業者１は、工程Ａ〜Ｄのすべてに作業資格を有し、作業者２は、工程Ａ〜Ｃに作業資格を有し、作業者３は、工程Ａ，Ｃに作業資格を有し、さらに作業者４は、工程Ａ，Ｄに作業資格を有する。

また、作業資格が必要とされない工程でも、工程毎の作業実績データ（例えば図７の作業実績集計レコード）により熟練度を集計すれば、工程毎に作業量が能力よりオーバーしているかどうかを確認できる。

上述した第４の実施形態によれば、作業者の作業資格に関する情報を熟練度のパラメーターとして追加することにより、特定の工程に対する人員能力を、より正確に計算することができる。それにより、特定の工程に対する人員能力が足りるかどうかを、より正確に判定することが可能となる。

＜５．第５の実施形態＞
第１の実施形態では、過去の作業実績から作業者の人員能力（ＳＴ消化能力）を定量的に計算する方法を説明した。その方法では、自工程が完了する前に品質不良を発見した場合に、修正作業のデータを含んだ複数の作業実績レコードを記録すればよい（同じ製品、同じ工程のＳＴは重複加算しない）。しかし、工程完了後に発見された品質不良は、作業者の熟練度に反映されていない。作業スピードが速くても、品質問題を起したならば、作業スピードをＳＴの消化能力に反映すべきではない。また、後工程で品質不良が発見された場合には、前工程で品質不良を発生させた作業者が修正作業を行うとは限らないため、作業実績に基づいて熟練度を計算する方法に対し熟練度を補正する仕組みが必要である。そこで、第５の本実施形態では、品質不良の発生件数をパラメーターとして熟練度に反映し、人員能力を補正する方法を説明する。

図６に示したように、作業実績データベース４０に作業者毎の品質不良発生件数レコード４２を記録している。本実施形態では、品質不良発生件数レコード４２に基づいて、一定期間内の品質不良発生件数に対して、件数に応じて品質補正係数を定義する。

図１３は、第５の実施形態に係る品質補正係数の定義の一例を示す。図１３に示す例では、直近３ヶ月間に品質不良発生件数が“０”件である場合、品質補正係数は“１”に定義されている。同様にして、直近３ヶ月間の品質不良発生件数が“１”,“２”,“３”,及び“４以上”である場合、それぞれ品質補正係数は“０．９”,“０．８”,“０．７”,及び“０．５”に定義されている。

人員能力算出部１１は、図１３に示す品質補正係数を用いて、熟練度を式（８）により計算できる。品質補正係数の値については、各職場の管理者が操作部５６（図２参照）を操作して、職種毎あるいは分野毎に設定することができる。

熟練度ｋ＝（累計消化ＳＴ／累計作業従事時間）×品質補正係数 ・・・・（８）

例えば、図７に示す作業実績集計テーブルによれば、作業者１は直近３ヶ月で１回の不良を起こしているため（図６参照）、熟練度に対し“０．９”の品質補正係数をかける。その結果、作業者１の熟練度ｋは、図７及び式（８）により、以下のように求められる。
熟練度ｋ＝（３１５／３８４）×０．９＝０．７４（ｈ）

上述した第５の実施形態によれば、作業者の過去の作業実績に基づく熟練度に対し、作業者の作業品質（例えば品質不良発生件数に基づく品質補正係数）を考慮して補正をかけている。このように、過去の作業実績から作業者の熟練度及び品質指標を統計的に求め、作業者による作業品質を熟練度に反映させることにより、より正確な作業者の人員能力（消化可能ＳＴ）を計算することができる。

なお、図１３のような品質補正係数の定義したテーブルを、作業工程の難易度に応じて作業工程ごとに用意してもよい。作業工程ごとの作業品質を作業者の熟練度に反映して作業者の人員能力を計算することにより、作業工程毎の人員能力の精度が向上する。

＜６．その他＞
上述した第１〜第５の実施形態では、作業量調整部１３が、自動的に日単位で作業量を調整する構成としたが、生産計画システム１が作業量調整部１３を備えていなくてもよい。例えば管理者は、生産計画画面６０に表示された作業量と人員能力を確認し、操作部５６を操作して人員能力を超えた分の作業量を該当日以外の日に移動することにより、日単位で作業量を調整可能な構成とする。

本発明は、多品種少量生産の製造現場に適用して好適ではあるが、繰返し製品（同一製品）を大量に生産する現場に適用できることは勿論である。

さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。

例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…生産計画システム、 １１…人員能力算出部、 １２…作業量算出部、 １３…作業量調整部、 １４…表示制御部、 １５…人員能力データベース、 ２１…作業者別の日単位出勤情報、 ２１１…出勤状態、 ２１２…標準就業時間、 ２１３…控除時間、 ２１４…残業時間、 ２２…作業者別の資格情報、 ２３…作業者別の熟練度、 ３０…生産情報データベース、 ３１…工程情報、 ３２…部品情報、 ３３…作業原単位、 ３４…生産要期、 ４０…作業実績データベース、 ４１…作業実績レコード、 ４１１…作業者名、 ４１２…製品番号、 ４１３…工程名、 ４１４…ＳＴ、 ４１５…作業日付、 ４１６…作業時間、 ４２…品質不良発生件数レコード、 ５１…ＣＰＵ、 ６０…生産計画画面、 ６１…計画作業量、 ６２…計画人員能力

Claims (9)

1. 作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求め、各作業者の日単位の前記作業従事時間と、一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間を前記一定期間内の累計の作業従事時間で割ることにより求められる各作業者の熟練の度合いを示す熟練度との積で表される各作業者の日単位の人員能力を算出する人員能力算出部と、
   日単位の作業量を計算する作業量算出部と、
   前記作業量と前記人員能力を日単位で対比可能に同一画面に表示する制御を行う表示制御部と、
   を備える生産計画システム。
2. 前記作業従事時間は、該当作業者が実際に作業に従事できる時間である
   請求項１に記載の生産計画システム。
3. 前記作業量が前記人員能力を超えないように日単位で前記作業量の調整を行う作業量調整部、を更に備え、
   前記表示制御部は、前記作業量調整部による調整結果を前記同一画面に表示する制御を行う
   請求項１又は２に記載の生産計画システム。
4. 前記人員能力算出部は、組織に所属する全作業者の前記人員能力の合計値を算出する
   請求項１に記載の生産計画システム。
5. 前記人員能力算出部は、作業者の作業工程毎の作業資格に関する情報を、前記人員能力に反映する
   請求項１に記載の生産計画システム。
6. 前記人員能力算出部は、各作業者の前記人員能力を各作業者の作業品質で補正する
   請求項１に記載の生産計画システム。
7. 前記作業量調整部は、前記作業量が前記人員能力を超える日の作業工程の中から特定の作業工程を選択して該当作業工程を他の日に移動する場合、生産要期のより早い作業工程を該当日よりも前の日に移動し、又は、生産要期のより遅い作業工程を該当日よりも後の日に移動する
   請求項３に記載の生産計画システム。
8. 作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求めるステップと、
   一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間を前記一定期間内の累計の作業従事時間で割ることにより各作業者の熟練の度合いを示す熟練度を求めるステップと、
   各作業者の日単位の前記作業従事時間に前記作業者毎の前記熟練度をかけて、各作業者の日単位の人員能力を算出するステップと、
   日単位の作業量を計算するステップと、
   前記作業量と前記人員能力を日単位で対比可能に同一画面に表示するステップと、
   を含む生産計画方法。
9. 作業者毎の日単位の出勤予定の情報から各作業者の日単位の作業従事時間を求めるステップと、
   一定期間内に消化した累計の標準時間である累計消化標準時間を前記一定期間内の累計の作業従事時間で割ることにより各作業者の熟練の度合いを示す熟練度を求めるステップと、
   各作業者の日単位の前記作業従事時間に前記作業者毎の前記熟練度をかけて、各作業者の日単位の人員能力を算出するステップと、
   を含む人員能力計算方法。

Images