JP5541610B2 - 優先度決定装置 - Google Patents

Description

本発明は、処理ラインにおけるワークの優先度を決定する優先度決定装置に関し、さらに詳しくは、確度の高い優先度を算出することができる優先度決定装置に関する。

従来、生産ラインや物流システムにおける作業の処理順序として、ラインに投入した順序でワークに対する作業を進めていく「先入れ先出し方式」（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ：ＦＩＦＯ）や納期が早い順で処理する「納期優先方式」などがある。

また、処理の総所要時間を予測し余裕日数が短い順に処理の優先度を高く設定する方式が提案されている（例えば特許文献１を参照）。ここで、「余裕日数」とは、ワークの納期までの日数からワークの完成までに要すると予測される残作業時間を差し引いた日数をいう。

ところで、少品種大量生産の工場の場合、すべてのワークを同じ工程順で各工程作業を行うフローショップ型ラインが採用されるのに対し、多品種少量生産の場合、たとえば、大型機械部品の修理や生産を行う工場では、ジョブショップ型ラインが採用される。

ジョブショップ型ラインとは、たとえば、機械加工、板金、塗装、検査等の作業工程（ジョブ）毎に作業場所（ワークセンター）が分かれており、修理や生産を行うワークは、ワーク毎に予め決められた工程順で各作業場所に移動して各工程の作業を行うものである。

特開平０６−２０３０４２号公報

ジョブショップ型ラインでは、ワーク（製品）を生産・修理するのに必要な処理工程の順序がワークごとに決まっており、ワークごとに作業内容（工程）が異なるか、作業内容が同じでも順序が異なる場合がある。このため、工程での作業所要時間や納期や経過工程が異なる複数のワークを処理する作業者にとっては、処理を優先すべきワークを自ら判断することは困難である。

また、ジョブショップ型ラインにおいて、上述した先入れ先出し方式や納期優先方式を採用すると、緊急性の高い物品に納期遅れが生じたり、生産設備を効率的に利用できず総合的な生産性が低くなったりする問題がある。

また、特許文献１のような、余裕日数から優先度を決定する方式を採用する場合において、工程の処理能力や時期による滞留時間の変動が大きいと、所要時間の予測精度が下がることから、確度の高い優先度の算出が困難である問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、確度の高い優先度を算出することができる優先度決定装置を提供することを課題とする。

上記の問題を解決するため、本発明の優先度決定装置は、以下の技術的手段を採用する。
（１）本発明は、複数の作業工程ごとに作業場所が分かれ、ワーク毎に予め決められた工程順で各工程の作業を行う処理ラインにおいて、各工程での作業を行う際のワークの優先度を決定する優先度決定装置であって、複数のワークを対象として、ワークの納期までの日数からワークの完成までに要すると予測される残作業時間を差し引いた余裕日数に基づいて、余裕日数が少ない順にワークの優先度を高く設定する優先度設定手段と、ワークの残作業時間と、ワークが現在工程に入ってからの作業着手待ち時間である滞留経過時間とを加味して、前記優先度設定手段により設定された優先度を補正する優先度補正手段と、を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、余裕日数に基づく優先度に対して、残作業時間と滞留経過時間を加味して優先度を補正するので、確度の高い優先度を算出することができる。これにより、物品の作業順序が適正化されるので、納期遅れを防止あるいは低減することが可能となる。また、作業者にとっても「優先度」として一意の指標で示すことにより、処理を優先すべきワークを判断しやすくなる。

（２）また上記（１）の優先度決定装置において、前記優先度補正手段は、（ａ）同じ余裕日数のワークが複数ある場合、残作業時間の長いワークの優先度を高く設定し、（ｂ）同じ残作業時間のワークが複数ある場合、滞留経過時間の長いワークの優先度を高く設定する。

上記の構成によれば、ます余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で決められない場合には残作業時間を考慮し、残作業時間で決められない場合には滞留経過時間を考慮するという、階層的な決定方式により、簡単なロジックで確度の高い優先度を算出することができる。

（３）また上記（１）の優先度決定装置において、前記優先度補正手段は、（ａ）同じ余裕日数のワークが複数ある場合、滞留経過時間の長いワークの優先度を高く設定し、（ｂ）同じ滞留経過時間のワークが複数ある場合、残作業時間の長いワークの優先度を高く設定する。

上記の構成によれば、ます余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で決められない場合には滞留経過時間を考慮し、滞留経過時間で決められない場合には残作業時間を考慮するという、階層的な決定方式により、簡単なロジックで確度の高い優先度を算出することができる。

（４）また上記（１）乃至（３）のいずれかの優先度決定装置において、前記優先度設定手段は、余裕日数が所定日数以下のワークを対象として優先度を設定する。

上記の構成によれば、余裕日数が少なく遅延の生じる可能性が相対的に高いワークのみを対象に優先度を決めることで、余裕日数が少ないワークを効率的な順序で処理できる。

本発明によれば、確度の高い優先度を算出することができる。

本発明の実施形態に係る優先度決定装置の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の優先度の算出手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の優先度の算出手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る優先度決定装置１０と、複数のワークを処理する処理ラインＬを示す構成図である。
図１の処理ラインＬは、複数の作業工程ごとに作業場所が分かれ、ワーク毎に予め決められた工程順で各工程の作業を行うジョブショップ型の生産ラインや修理ラインなどである。
図示例では、工程１〜工程５が存在するものとする。この場合、工程１は例えば板金、工程２は例えば塗装、工程３は例えば機械加工、工程４は例えば洗浄、工程５は例えば検査である。

工程順序はワーク毎に決められている。例えば図示例のように、ワークＡ、ワークＢ、ワークＣがあるとした場合、ワークＡは例えば工程１、３、２、４、５という順序で工程を移動することが決められ、ワークＢは例えば工程１、４、３、５という順序で工程を移動することが決められ、ワークＣは例えば工程２、３、５、４という順序で工程を移動することが決められている。

ここで、以下に使用する記号及び用語について定義する。
（記号）
ｉ：ワークＩＤ
ｋ：工程ＩＤ
Ｓｉ：ワークｉの納期までの日数
Ｐｉ：ワークｉの余裕日数
Ｗｉ：ワークｉの残作業時間
Ｄｉｋ：ワークｉの現在工程ｋにおける滞留経過時間

（用語）
「余裕日数」（Ｐｉ）は、ワークｉの納期までの日数Ｓｉから残作業時間Ｗｉを差し引いた日数をいう。
「残作業時間」（Ｗｉ）は、ワークｉの完成までに要すると予測される時間（期間）の予測値であり、残りの各工程における「標準作業時間」と「滞留時間」との総和である。
「標準作業時間」は、ある工程ｋにおいてワークｉを処理するのに要する作業時間の、実績あるいはシミュレーションによって得られる統計値であり、工程ごとに定められる。
「滞留時間」は、ワークが工程に入ってから作業を着手するまでの待ち時間の実績あるいはシミュレーションによって得られる統計値であり、工程ごとに定められる。
「滞留経過時間」（Ｄｉｋ）は、ワークｉが現在工程に入ってからの実際の作業着手待ち時間をいう。例えば、ワークＡは工程２に存在するが、工程２では別のワークの処理が優先されており、ワークＡが工程２に入ってから現時点（優先度を計算する時点）で３日経過し現在も着手待ちの状態の場合、滞留経過時間は３日となる。

本発明の優先度決定装置１０は、処理ラインにおいて各工程での作業を行う際のワークの優先度を決定する装置であり、優先度設定手段１１と、優先度補正手段１２とを備える。優先度決定装置１０は、以下に説明する優先度の算出処理を実行するプログラムがインストールされた汎用コンピュータ、あるいは優先度演算処理があらかじめプログラムされた専用コンピュータによって、構成することが可能である。

優先度設定手段１１は、複数のワークを対象として、ワーク毎の余裕日数Ｐｉに基づいて、余裕日数Ｐｉが少ない順にワークの優先度を高く設定する。
優先度補正手段１２は、ワークｉの残作業時間Ｗｉと、ワークｉの滞留経過時間Ｄｉｋとを加味して、優先度設定手段１１により設定された優先度を補正する。

優先度決定装置１０において、日々の進捗状況を反映して優先度を算出するために、計算を実施する時点でのワークに関する情報を使用する。例えば、優先度の算出は、処理ラインを稼働する所定の期間（日単位あるいは時間単位）の作業開始前に行って、処理対象となるすべてのワークに優先度を設定し、各工程での作業では優先度に従ってワークを処理していく。次の稼働期間（稼働日あるいは稼働時間）では現在の進捗状況を反映させるため、更新された情報、すなわち計算を実施する時点での情報を使用して新たに優先度の計算を行い、新たな優先度に従ってワークを処理していく。これを稼働期間毎に行う。

優先度の算出に必要な情報（データ）は入力装置１４から入力される。優先度決定装置１０において確度の高い優先度を算出するためには、ワークｉ毎の余裕日数Ｐｉ、残作業時間Ｗｉおよび滞留経過時間Ｄｉｋが必要である。

優先度の算出において、入力装置１４から余裕日数Ｐｉ、残作業時間Ｗｉおよび滞留経過時間Ｄｉｋを入力し、これをそのまま優先度決定装置１０で利用してよい。あるいは、余裕日数Ｐｉ、残作業時間Ｗｉ、滞留経過時間Ｄｉｋを計算するための情報を入力装置１４から入力し、これらの情報に基づいて優先度決定装置１０において余裕日数Ｐｉ、残作業時間Ｗｉ、滞留経過時間Ｄｉｋを計算してもよい。

この場合、余裕日数Ｐｉを算出するための情報は、納期までの日数（あるいは納期日時と現在日時）と残作業時間Ｗｉである。残作業時間Ｗｉを算出するための情報は、各工程での標準作業時間と滞留時間、ワークｉの工程経路、および現在の工程進捗状況である。滞留経過時間Ｄｉｋを算出するための情報は、ワークｉが現在工程に入った日時と現在日時である。

入力装置１４は、キーボードなど人が操作する入力手段でもよく、ワークの状態（所在場所や進捗状況）が管理されたデータベース（記憶装置）を保有する管理システムがある場合にはその管理システムでもよく、あるいは、ＩＣタグを利用してワークの状態（所在場所や進捗状況）がワークｉ毎に自動管理される場合にはその自動管理システムであってもよい。

優先度決定装置１０で算出された優先度は、数字、文字など、作業者が優先度を識別できる状態で、出力装置１５に出力される。出力装置１５による出力形態は、モニタによる画面表示でも、プリンタによる印刷でもよい。

図２は、優先度決定装置１０における優先度算出処理の第１実施形態のフローチャートである。
第１実施形態では、まず、複数のワークについて余裕日数Ｐｉの短い順に優先度を高く設定する（Ｓ１１）。この処理は、上記の優先度設定手段１１が行う。

次に、同じ余裕日数Ｐｉのワークが複数あるか否かを判断し（Ｓ１２）、ある場合には残作業時間の長いワークの優先度を高く設定して（Ｓ１３）、Ｓ１４の処理に進む。Ｓ１２の処理において、同じ余裕日数Ｐｉのワークが複数ない場合、Ｓ１４に進む。

次に、残作業時間Ｗｉの同じワークが複数あるか否かを判断し（Ｓ１４）、ある場合には滞留経過時間Ｄｉｋの長いワークの優先度を高く設定して（Ｓ１５）、終了する。Ｓ１４の処理において、残作業時間Ｄｉｋの同じワークが複数ない場合、終了する。
なお、Ｓ１２〜Ｓ１５の処理は、上記の優先度補正手段１２が行う。

図３は、優先度決定装置１０における優先度算出処理の第２実施形態のフローチャートである。
第２実施形態では、まず、複数のワークについて余裕日数Ｐｉの短い順に優先度を高く設定する（Ｓ２１）。Ｓ２１処理は、上記の優先度設定手段１１が行う。

次に、同じ余裕日数Ｐｉのワークが複数あるか否かを判断し（Ｓ２２）、ある場合には滞留経過時間Ｄｉｋの長いワークの優先度を高く設定して（Ｓ２３）、Ｓ２４の処理に進む。Ｓ２２の処理において、同じ余裕日数Ｐｉのワークが複数ない場合、Ｓ２４の処理に進む。

次に、滞留経過時間Ｄｉｋの同じワークが複数あるか否かを判断し（Ｓ２４）、ある場合には残作業時間Ｄｉｋの長いワークの優先度を高く設定して（Ｓ２５）、終了する。Ｓ２４の処理において、滞留経過時間Ｄｉｋの同じワークが複数ない場合、終了する。
なお、Ｓ２２〜Ｓ２５の処理は、上記の優先度補正手段１２が行う。

ここで、例えば、下記の表１に示す条件のワークＡ、ワークＢ、ワークＣをある工程において処理することを考える。

この場合、余裕日数はすべて同じであるため、余裕日数だけで優先度を決める方法では、優先度に差がないことになる。しかし、ワークＢは残作業時間が長く、滞留経過時間も長い。したがって、納期への遅延の可能性が相対的に最も高いのはワークＢであると予測される。

表１の条件のワークに対し、上述した第１実施形態による手順で優先度を決定すると、優先度は高い順に、Ｂ、Ｃ、Ａとなる。
表１の条件のワークに対し、上述した第２実施形態による手順で優先度を決定すると、優先度は高い順に、Ｂ、Ａ、Ｃとなる。
このように、第１実施形態、第２実施形態ともに、ワークＢの優先度が最も高くなる算出結果が得られる。

上述した本発明の優先度決定装置１０によれば、余裕日数に基づく優先度に対して、残作業時間と滞留経過時間を加味して優先度を補正するので、確度の高い優先度を算出することができる。これにより、ワークの処理順序が適正化されるので、納期遅れを防止あるいは低減することが可能となる。また、作業者にとっても「優先度」として一意の指標で示すことにより、処理を優先すべきワークを判断しやすくなる。

また第１実施形態の優先度の算出手順（図２）によれば、まず余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で決められない場合には残作業時間を考慮し、残作業時間で決められない場合には滞留経過時間を考慮するという、階層的な決定方式により、簡単なロジックで確度の高い優先度を算出することができる。

また第２実施形態の優先度の算出手順（図３）によれば、まず余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で決められない場合には滞留経過時間を考慮し、滞留経過時間で決められない場合には残作業時間を考慮するという、階層的な決定方式により、簡単なロジックで確度の高い優先度を算出することができる。

下記の［表２］は、優先度決定装置１０によって算出される優先度を用いて生産ラインを稼働した場合のシミュレーション結果を示す。表２では、製品（＝全構成部品がそろった状態）単位での下記の項目（ａ）〜（ｃ）の比較値を示している。
（ａ）平均超過日数：作業完了が納期を超過してしまった部品の、超過した日数の平均値
（ｂ）超過数率（％）：作業完了が納期を超過してしまった部品の、全部品数に対する割合
（ｃ）平均ＴＡＴ（日）：全製品のＴＡＴ平均値（ＴＡＴ：Ｔｕｒｎ Ａｒｏｕｎｄ Ｔｉｍｅは、製品の構成部品の中の、最早投入部品の投入日から再遅完了部品の完了日までの日数）

表２から、本発明の優先度決定装置１０により、ＦＩＦＯ（先入れ先出し方式）と比較し、納期を超過する部品数は３分の１程度まで減り、平均ＴＡＴも２１日低減されるなど、大きく改善できることが分かる。

なお、優先度設定手段１１による優先度の設定において、すべてのワークを対象とするのではなく、余裕日数が所定日数以下（例えば１０日以内）のワークを対象として優先度を設定するようにしてもよい。こうすることで、余裕日数が少なく遅延の生じる可能性が相対的に高いワークのみを対象に優先度を決めることで、余裕日数が少ないワークを効率的な順序で処理できる。

上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

Ｌ 処理ライン
１０ 優先度決定装置
１１ 優先度設定手段
１２ 優先度補正手段
１４ 入力装置
１５ 出力装置

Claims (3)

1. 複数の作業工程ごとに作業場所が分かれ、ワーク毎に予め決められた工程順で各工程の作業を行う処理ラインにおいて、各工程での作業を行う際のワークの優先度を決定する優先度決定装置であって、
   複数のワークを対象として、ワークの納期までの日数からワークの完成までに要すると予測される残作業時間を差し引いた余裕日数に基づいて、余裕日数が少ない順にワークの優先度を高く設定する優先度設定手段と、
   ワークの残作業時間と、ワークが現在工程に入ってからの作業着手待ち時間である滞留経過時間とを加味して、前記優先度設定手段により設定された優先度を補正する優先度補正手段と、を備え、
   まず余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で優先度を決められない場合には残作業時間を考慮し、残作業時間で優先度を決められない場合には滞留経過時間を考慮するように構成されており、
   前記優先度補正手段は、
   （ａ）同じ余裕日数のワークが複数ある場合、残作業時間の長いワークの優先度を高く設定し、
   （ｂ）同じ残作業時間のワークが複数ある場合、滞留経過時間の長いワークの優先度を高く設定する、ことを特徴とする優先度決定装置。
2. 複数の作業工程ごとに作業場所が分かれ、ワーク毎に予め決められた工程順で各工程の作業を行う処理ラインにおいて、各工程での作業を行う際のワークの優先度を決定する優先度決定装置であって、
   複数のワークを対象として、ワークの納期までの日数からワークの完成までに要すると予測される残作業時間を差し引いた余裕日数に基づいて、余裕日数が少ない順にワークの優先度を高く設定する優先度設定手段と、
   ワークの残作業時間と、ワークが現在工程に入ってからの作業着手待ち時間である滞留経過時間とを加味して、前記優先度設定手段により設定された優先度を補正する優先度補正手段と、を備え、
   まず余裕日数で優先度を設定し、余裕日数で優先度を決められない場合には滞留経過時間を考慮し、滞留経過時間で優先度を決められない場合には残作業時間を考慮するように構成されており、
   前記優先度補正手段は、
   （ａ）同じ余裕日数のワークが複数ある場合、滞留経過時間の長いワークの優先度を高く設定し、
   （ｂ）同じ滞留経過時間のワークが複数ある場合、残作業時間の長いワークの優先度を高く設定する、ことを特徴とする優先度決定装置。
3. 前記優先度設定手段は、余裕日数が所定日数以下のワークを対象として優先度を設定する、請求項１または２項記載の優先度決定装置。