JP2020166314A - 作業者配置装置および作業者配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率の良い作業者配置を設計できる作業者配置装置を提供する。【解決手段】作業者配置装置は、作業実績記憶手段と、工程別作業時間ばらつき算出手段と、作業者の工程適性算出手段と、作業者割付優先順位設定手段とを有する。作業実績記憶手段は、生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶する。工程別作業時間ばらつき算出手段は、それぞれの工程における作業時間のばらつきを工程別に算出する。作業者の工程適性算出手段は、それぞれの作業者の各工程に対する適性である作業者の工程適性を算出する。作業者割付優先順位設定手段は、作業時間のばらつきが大きい工程に対し、作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定する。そして、作業者割付優先順位が高い工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加する。【選択図】 図１

Description

本発明は、作業者配置装置および作業者配置方法に関する。

電子・電気産業などの組立製造プロセスにおいて複数の作業者によるリレー生産を行う際、各作業者が担当する作業工程を割り付ける工程設計を行う。一般的には、各作業工程に設定される標準作業時間（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｉｍｅ、以下ＳＴと表す）を基に、各工程の作業時間バランスができる限り均一になるよう作業範囲を決め、各工程に対して作業者をそれぞれ割り当てる。

しかしながら、各作業者の作業スキルには差があるため、作業者毎の作業時間にズレが生じる。その結果、ＳＴを基に設計された工程割り付けでは作業時間バランスが崩れるという課題がある。例えば、新人とベテランが隣り合って工程割り付けされた場合、新人の作業が遅くてベテランに作業待ちが発生する。この問題を解決するために、作業者のスキルを考慮した工程割付方法が検討されている。

このような工程割付方法を開示した文献として、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１では、同じ時間内で消化できるＳＴを作業者ごとに係数化して、各作業者を投入した時に期待できる消化ＳＴ量を算出している。これにより、作業者能力を考慮した工程設計を可能としている。

特開２０１８−０２０６００号公報

しかし、一般的には作業者スキルは工程ごとに差があるため、特許文献１のように総合的に評価したスキルで見積もった作業量が、消化できるとは限らないという問題がある。また、作業者毎に作業スキルを身に付ける期間も異なるため、短期的あるいは長期的な視点で作業スキルを考慮する必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生産効率の良い作業者配置を設計できる作業者配置装置を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、作業者配置装置は、作業実績記憶手段と、工程別作業時間ばらつき算出手段と、作業者の工程適性算出手段と、作業者割付優先順位設定手段とを有する。作業実績記憶手段は、生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶する。工程別作業時間ばらつき算出手段は、それぞれの工程における作業時間のばらつきを工程別に算出する。作業者の工程適性算出手段は、それぞれの作業者の各工程に対する適性である作業者の工程適性を算出する。作業者割付優先順位設定手段は、作業時間のばらつきが大きい工程に対し、作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定する。そして、作業者割付優先順位が高い工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加する。

本発明の効果は、生産効率の良い作業者配置を設計できる作業者配置装置を提供できることである。

第１の実施形態の作業者配置装置を示すブロック図である。 第１の実施形態の作業者配置装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の工程優先度算出動作を示すフローチャートである。第２の実施形態の習熟度算出動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態の優先度決定の具体例を示す表である。 第３の実施形態の作業習熟度の変化の具体例を表すグラフである。 第３の実施形態の見込み作業習熟度の算出の具体例を表すグラフである。 第３の実施形態の作業者の優先順位設定動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態の作業者の優先順位設定動作の詳細を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の作業者配置装置を示すブロック図である。作業者配置装置は、
作業実績記憶手段１と、工程別作業時間ばらつき算出手段２と、作業者の工程適性算出手段３と、作業者割付優先度設定手段４とを有する。

作業実績記憶手段１は、生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶する。工程別作業時間ばらつき算出手段２は、それぞれの工程における作業時間のばらつきを工程別に算出する。作業者の工程適性算出手段３は、それぞれの作業者の各工程に対する適性である作業者の工程適性を算出する。作業者割付優先度設定手段４は、作業時間のばらつきが大きい工程に対し、作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定する。そして、作業者割付優先順位が高い工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加する。

図２は、この動作を示すフローチャートである。まず、作業実績に基づいて、工程ごとに作業時間のばらつきを算出する（Ｓ１）。ばらつきの評価は、例えばレンジや、分散や、標準偏差を用いて行うことができる。なお、以降の説明は、標準偏差を例に用いて行う。次に、作業時間のばらつきが大きい順に、作業者を割付ける工程の優先順位を設定する（Ｓ２）。次に、作業実績に基づいて作業者の各工程に対する工程適性を順位付けする（Ｓ３）。そして、業者割付優先順位の高い工程に、適性の高い順に作業者を割り付ける（Ｓ４）。

作業時間のばらつきが大きい工程は、作業者の適性（スキル）による作業時間の差が大きいと考えられる。すなわちこの工程に適性の低い作業者を配置すると、工程の遅れが大きくなる。一方で、作業時間のばらつきが小さい工程では、適性の高い作業者を配置しても、適性の低い作業者を配置しても、作業時間があまり変わらない。したがって、作業時間のばらつきの大きな工程に、この工程に適性の高い作業者を配置することで、全体の作業時間を短縮し、高い生産効率を得ることができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、工程に対する作業者割付優先順位の設定動作について説明する。図３は、この動作を示すフローチャートである。まず各工程における作業時間の標準偏差を算出する（Ｓ１０１）。次に、標準偏差の大きい順に工程の優先度を付加する（Ｓ１０２）。ここで、優先度が同じ、すなわち標準偏差が同じ工程が無かった場合は（Ｓ１０３＿Ｎｏ）、優先度を確定して終了する。

一方で、優先度が同じ工程があった場合は（Ｓ１０３＿Ｙｅｓ）、優先度が同じ対象工程の工程難易度を算出する（Ｓ１０４）。そして難易度が高い順に、高い優先度を付加する（Ｓ１０５）。ここで、工程難易度が同じ工程が無かった場合は（Ｓ１０６＿Ｎｏ）、優先度を確定して終了する。

一方で、工程難易度が同じ工程があった場合は（Ｓ１０６＿Ｙｅｓ）、先に実施する工程に対し高い優先度を付加する（Ｓ１０７）。

次に、上記の説明で用いた工程難易度の算出方法について説明する。本実施形態では工程難易度は値が小さいほど、その工程の標準作業時間に対して時間的余裕を持つ作業者が少ない、つまり作業者にとって難しい作業であることを示すものとする。そして次式により、工程難易度を算出する。ここで、作業者の番号をｉ、作業者の人数をｍとする。
工程難易度＝Σ（ＳＴ−作業者ｉの作業時間）／ｍ ・・・・・（１）
次に、工程の優先度産出の具体例について説明する。図４は、ある生産ラインにおける作業実績を示す表である。表には、作業者と、工程と、作業者が工程を担当した時の作業時間が記入されている。表の縦のデータは、ある工程を各作業者が担当した時の作業時間である。この縦のデータを用いることで、当該工程における作業時間のばらつきを評価することができる。ここでは標準偏差を計算している。計算された標準偏差の大きさは、工程２＞工程４＞工程３＞工程５＞工程１の順番なので、優先度もこの順番となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、作業者割付を行う工程の優先度をスムーズに決定することができる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、優先度の高い工程に割付ける作業者を決定するための、作業者の優先順位の付け方について説明する。

まず、作業実績から過去の時点における作業者の各工程に対する作業習熟度について説明出する。ここでは習熟度を、次式で定義する。
作業習熟度＝作業時間／ＳＴ ・・・・・（２）
すなわち、標準作業時間ＳＴの作業を行うのに要した作業時間で表す。したがって、値が小さいほど作業習熟度が高くなる。

作業回数を重ねていくうちにスキルが上がることで作業時間は短くなり、作業習熟度は小さくなる。スキルは作業者毎に異なるため、作業習熟度も作業者毎に異なる。横軸に作業実績Ｎ、縦軸に作業習熟度を取った例を図５に示す。作業実績Ｎは、例えば、製品の生産台数や、作業者割当の検討期間などで表すことができる。ここでは例として作業者１、２、６の３名分の作業習熟度を表示している。

なお作業実績がなく、作業習熟度がわからない新人作業者などにおいては、新人当時の作業実績を元に標準モデルを作成して使用する。

上記のように、作業習熟度は作業実績Ｎの増加と共に高まるものなので、過去の所定期間における作業習熟度の変化量と、現在の作業習熟度とに基づいて、将来の改善を見込んだ見込み習熟度を推定することができる。見込み作業習熟度は、以下のようにして算出することができる。作業実績がΔＮだけ経過したときの作業習熟度を求める。ここでΔＮは作業実績の変化量であり、製品の生産台数や作業者割当の検討期間に応じて任意に設定することができる。

まず、期待作業時間を算出する。期待作業時間を求める式は以下で定義する。ここで、習熟後の作業時間とは、予測される将来の作業習熟度の改善を見込んだ時の作業時間である。
期待作業時間＝（現在の作業時間＋習熟後の作業時間）の平均 ・・・・・（３）
習熟後の作業時間
＝現在の作業時間×｛１−（現在の作業習熟度−見込み作業習熟度）｝・・・・（４）
ΔＮおよび見込み作業習熟度の具体例を図６に示す。この例では、現在の作業習熟度については、作業者１と作業者６は、ほぼ同じである。しかし、作業者１の作業習熟度が大きく改善することが見込め、作業者６の習熟度はあまり改善が見込めないことが分かる。したがって、この工程を作業者１に担当させた方が、この工程の効率が上がることが期待できる。

次に、作業者の優先順位決定の動作について説明する。図５は、作業者の優先順位の決定動作を示すフローチャートである。

まず、各作業者の、作業者を割付ける優先度の高い工程に対する現在の作業習熟度を算出する（Ｓ２０１）。次に、作業実績から現時点における作業者の各工程に対する作業習熟度を算出する（Ｓ２０２）。次に、作業習熟度の変化率に基づいて所定期間経過後の見込み習熟度を算出する（Ｓ２０３）。そして、見込み習熟度が高い順に作業者の適性を順位付けする（Ｓ２０４）。以上により、優先度の高い工程に、当該工程の作業習熟度が高い作業者を割付けることができる。

上記のように優先順位を決定すると、優先順位の算出結果が同じになることが起こり得る。図８は、その場合の動作を示すフローチャートである。まず当該工程の見込み作業習熟度が高い順に、作業者の優先順位付けを行う（Ｓ３０１）。ここで、優先順位の同じ作業者がいなかった場合は（Ｓ３０２＿Ｎｏ）、優先順位を確定して終了する。一方、優先順位が同じ作業者がいた場合は（Ｓ３０２＿Ｙｅｓ）、対象となる作業者達の、次に優先度の高い工程に対する見込み作業習熟度の順位を算出する（Ｓ３０３）。そして、次に優先度の高い工程に対する見込み作業習熟度が低い作業者の優先順位を高くする（Ｓ３０４）。その理由は、対象とする優先度の高い工程には、どちらの作業者を割付けても同じであるが、次位の工程に、当該工程の見込み作業習熟度が低い作業者を割付けると、当該工程の作業効率が低下するからである。一方、次位の工程に当該工程の見込み作業習熟度が高い作業者を配置すれば、次位の作業効率が高くなる。その結果、２つの工程を合わせた場合、上記の優先順位決定方法を採用すると、作業効率を高くすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、生産効率を高くする作業者配置を的確に決定することができる。

上述した第１乃至第３の実施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

１ 作業実績記憶手段
２ 工程別作業時間ばらつき算出手段
３ 作業者の工程適性算出手段
４ 作業者割付優先度設定手段

Claims (10)

1. 複数の作業者がリレー生産する生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶する作業実績記憶手段と、
   それぞれの前記工程における作業時間のばらつきを工程別に算出する工程別作業時間ばらつき算出手段と、
   それぞれの前記作業者の各前記工程に対する適性である作業者の工程適性を算出する作業者の工程適性算出手段と、
   前記作業時間のばらつきが大きい前記工程に対し、前記作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定し、前記作業者割付優先順位が高い前記工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加する作業者割付優先順位設定手段と
   を有することを特徴とする作業者配置装置。
2. 前記作業時間のばらつきが同じ工程がある場合は、
   前記作業者割付優先順位設定手段が
   前記作業実績に基づいてそれぞれの前記工程の難易度を算出し、
   難易度が高い工程に高い割付優先順位を付加する
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業者配置装置。
3. 前記作業者の工程適性算出手段が
   前記工程適性を作業の速さを表す作業習熟度で順位付けする
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の作業者配置装置。
4. 前記作業習熟度として
   前記作業者の過去の所定期間における前記作業習熟度の変化量と、現在の前記作業習熟度とに基づいて予測される将来の作業習熟度である見込み作業習熟度を用いる
   ことを特徴とする請求項３に記載の作業者配置装置。
5. 前記作業時間のばらつきを標準偏差で表す
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の作業者配置装置。
6. 複数の作業者がリレー生産する生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶し、
   それぞれの前記工程における作業時間のばらつきを工程別に算出し、
   それぞれの前記作業者の各前記工程に対する適性である作業者の工程適性を算出し、
   前記作業時間のばらつきが大きい前記工程に対し、前記作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定し、前記作業者割付優先順位が高い前記工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加する
   を有することを特徴とする作業者配置方法。
7. 前記作業時間のばらつきが同じ工程がある場合は、
   前記作業実績に基づいてそれぞれの前記工程の難易度を算出し、
   難易度が高い工程に高い割付優先順位を付加する
   ことを特徴とする請求項６に記載の作業者配置方法。
8. 前記工程適性を作業の速さを表す作業習熟度で順位付けする
   ことを特徴とする請求項６または７のいずれか一項に記載の作業者配置方法。
9. 前記作業習熟度として
   前記作業者の過去の所定期間における前記作業習熟度の変化量と、現在の前記作業習熟度と、に基づいて予測される将来の作業習熟度である見込み習熟度を用いる
   ことを特徴とする請求項８に記載の作業者配置方法。
10. 複数の作業者がリレー生産する生産ラインの複数の工程における作業者の作業実績を記憶するステップと、
    それぞれの前記工程における作業時間のばらつきを工程別に算出するステップと、
    それぞれの前記作業者の各前記工程に対する適性である作業者の工程適性を算出するステップと、
    前記作業時間のばらつきが大きい前記工程に対し、前記作業者を割付ける作業者割付優先順位を高く設定し、前記作業者割付優先順位が高い前記工程に対して割付ける作業者について、当該工程の適性が高い作業者に高い割付優先順位を付加するステップと
    を有することを特徴とする作業者配置プログラム。

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