JP6870272B2 - 作業支援装置および作業支援方法 - Google Patents

Description

本発明は、作業支援装置および作業支援方法に関する。

工業製品を生産では、常に生産効率の向上が求められ、企業等の生産ラインでは日々改善活動が行われている。生産ラインでは、処理や組立などの作業が行われる他に、生産ラインへの部品の供給や、成果物の回収などの搬送作業が必要である。生産効率向上には、生産ラインでの処理と搬送作業とのタイミングを合わせることが不可欠である。

例えば特許文献１には、部品実装装置への部品供給が途切れることを防ぐ技術が開示されている。この技術では、管理装置が、部品実装装置の部品供給部に収容された部品の在庫数を監視し、各搬送作業者の作業順序を決定する。この作業順序は、設備の稼働状況やフロアレイアウトを勘案して効率が向上するように決定される。また、ある部品供給部の在庫数が所定値を下回った場合に、当該部品の供給を優先するように作業順序を組み替えて搬送作業者に報知する。以上のような、動作とすることにより、部品の供給切れを防ぎ、生産効率を向上することができる。

特開２０１６−１１５７３９号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、同じものを大量生産する場合には有効であるが、多品種少量生産に対しては有効でないという問題がある。多品種少量生産では、元々、同じ部品を大量に実装するケースがほとんどなく、数より種類に対応した搬送作業の効率向上策が必要になる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、搬送作業の効率化に寄与する作業支援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、作業支援装置は、部品トレース部と、工程管理部と、搬送体発着時刻記録部と、余裕時間算出部とを有する。部品トレース部は、製品を生産する工程で使用する部品を識別し、前記部品の所在をトレースする。工程管理部は、当該工程における個々の製品の工程開始時刻と工程完了時刻とを管理する。搬送体発着時刻記録部は、当該工程で製品を生産するための部品の供給と生産した製品の回収とを行う搬送体の発着時刻を記録する。余裕時間算出部は、記録された工程開始時刻と工程完了時刻の少なくとも一方と記録された発着時刻とに基づいて、工程の開始または工程の完了に対する搬送体の発着の適時性の指標となる余裕時間を算出する。

本発明の効果は、搬送作業の効率化に寄与する作業支援装置を提供できることである。

第１の実施形態の作業支援装置を示すブロック図である。 第２の実施形態の具体例を示す模式図である。 第３の実施形態の具体例を示す模式図である。 第４の実施形態の作業支援装置を示すブロック図である。 第４の実施形態の表示例を示すグラフである。 第４の実施形態を適用する生産ラインのレイアウト例を示すマップである。 第４の実施形態の別の表示例を示すグラフである。

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、第１の実施形態の作業支援装置を示すブロック図である。作業支援装置は、部品トレース部１と、工程管理部２と、搬送体発着時刻記録部３と、余裕時間算出部４とを有する。

部品トレース部１は、製品を生産する工程で使用する部品を識別し、前記部品の所在をトレースする。

工程管理部２は、当該工程における個々の製品の工程開始時刻と工程完了時刻とを管理する。

搬送体発着時刻記録部３は、当該工程で製品を生産するための部品の供給と生産した製品の回収とを行う搬送体の発着時刻を記録する。

余裕時間算出部４は、記録された工程開始時刻と工程完了時刻の少なくとも一方と記録された発着時刻とに基づいて、工程の開始または工程の完了に対する搬送体の発着の適時性の指標となる余裕時間を算出する。

以上のようにして、本実施形態によれば、搬送体の発着時刻の適時性を評価する余裕時間を算出することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、具体例を用いて余裕時間とその算出方法について説明する。図２は、余裕時間の算出例を示す模式図である。図は、製品を生産する生産ラインの工程の進捗と、搬送体の動きと、時刻との関係を表している。

いま、生産ライン＿１で複数の製品を生産しており、搬送体Ａ、Ｂは、それぞれの製品を生産するために用いる部品を生産ライン＿１に供給し、完成した製品を回収し次工程に配送しているものとする。この場合、生産ラインである製品の工程が完了したら、間をあけることなく、次の製品の工程を開始できると効率が良い。そのためには、先の工程が完了した時刻以前に、次の製品に用いる部品が届いている必要がある。そこで、先の製品の工程完了した時刻と、次の製品に使う部品が生産ラインに供給された時刻との差を余裕時間として定義する。余裕時間がマイナスの場合は、先の製品の工程完了に対し、次の製品の部品供給が遅れていることを意味する。部品の供給における余裕時間をＴｓとする。

図２では、ｎ−１台目、ｎ台目、ｎ−１台目の順に工程を実行する状況を表している。この例では、搬送体Ａが、ｎ台目の部品を供給してから、ｎ−１台目の工程が完了するまでの部品供給余裕時間はＴｓｎ＞０であり、ｎ−１台目の工程完了に続けて、ｎ台目の工程を開始することができる。同様に、搬送体Ｂは、ｎ＋１台目の部品を供給し、その時の余裕時間はＴｓｎ＋１＞０である。余裕時間がプラスなので、この場合も遅滞なくｎ＋１台目の工程を開始することができる。ただし、ｎ台目の時よりも余裕時間が短くなっている。一方、搬送体Ａの、ｎ＋２台目部品の供給は、ｎ＋１台目の工程完了に対して、遅れており、余裕時間はＴｓｎ＋２＜０である。なお、各製品に用いる部品は、互いに異なっていても問題ない。

上記の余裕時間はプラスであれば、生産の点では問題がないが、大きすぎると、搬送能力が過剰であり、効率を改善する余地があるということになる。

以上説明したように、本実施形態によれば、工程の進捗に対する部品の供給の適時性を定量的に評価し、効率改善の指針を得ることができる。

（第３の実施形態）
生産ラインでは、生産を開始するための部品の供給の他に、生産した完成品（半完成品でもよい）の引取りと次工程への配送が必要になる。この引取りにおいても、余裕時間を用いて適時性を評価することができる。引取り余裕時間をＴｃとする。

図３は、生産ライン＿１における工程の進捗と、搬送体Ｃ、Ｄ、Ｅの動きと、時刻との関係を表している。こおでは、第２の実施形態、図２と同様に、ｎ台目、ｎ＋１台目、ｎ＋２台目、・・・の製品の工程を実行しているとする。

製品の回収でも、第２の実施形態と同様に、先の工程の完了時刻にと、搬送体の到着時刻との差を余裕時間として定義することができる。この場合、工程の完了前に搬送体が到着していれば（Ｔｃ＞０）、搬送体は製品の工程完了を待つことになる。逆にＴｃ＜０であれば、完成した製品が生産ラインに滞留することになる。

図３の例では、搬送体Ｃが、ｎ台目の工程完了前に到着しているため、搬送体ＣはＴｃｎだけ待った後、ｎ台目の工程が完了し次第速やかに製品を引き取ることができる。しかしながら「待つ」という無駄な行為が発生していることにはなる。

一方、ｎ＋１台目の回収は、ｎ＋１台目の工程完了に対し搬送体Ｄの到着が遅れている（Ｔｃｎ＋１＜０）。この場合、搬送体Ｄは到着後ただちに製品を引き取ることができるが、工程が完了した製品が生産ラインに滞留するという無駄が発生している。

ｎ＋２台目の製品では、ｎ＋２台目の工程完了と搬送体Ｅの到着がほぼ同時（Ｔｃｎ＋２≒０）、ジャスト・イン・タイムであり、効率の点では理想的である。

以上説明したように、生産ラインからの製品の引取りにおいても、搬送体の適時性を定量的に評価し、効率改善の指針を得ることができる。

（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態の生産支援装置を示すブロック図である。生産支援装置は、第１の実施形態の構成に加えて、余裕時間推移表示部５と、警告報知部６と、イベント記録部７とを有している。

余裕時間推移表示部５は、各製品の各工程における余裕時間（Ｔｓ、Ｔｃ）の時間的な推移を表示する。この表示により、余裕時間の変化の傾向などを一目で把握することが可能になる。

警告報知部６は、余裕時間が所定の範囲を外れた時に、警告を報知する。報知は、表示、音、振動などで行うことができる。また、別のコンピュータにデータとして送信するなどとしても良い。

イベント記録部７は、工程で起きたイベントを記録する。余裕時間推移表示部５が、余裕時間の推移と、イベントの発生とを同じ時刻軸で表示するようにしておくと、利用者はより的確に工程と搬送作業の状況を把握することができる。

図５は、ある工程における、部品供給余裕時間Ｔｓの推移を示すグラフの表示例である。時間の経過とともに、余裕時間が小さくなり、ある時点でマイナス（供給遅れ）となっていることが分かる。また、イベント記録部で記録した、「部品欠品によるライン停止」のイベントを同じ時刻軸で表示している。このような表示を行うことにより、例えば、利用者は、部品の供給が徐々に遅れて、あるところで供給遅れが発生したことを把握することができる。そして、搬送体の能力を増強すれば、問題が改善できることを速やかに認識することができる。

ここまでの説明は、生産ラインが１つである例を用いて行ってきたが、多くの工場では、複数の生産ラインが同時に稼働し、複数の搬送体が搬送作業を行っている。図６は、このような工場のレイアウト例を示すマップである。３つの生産ラインがあり、３つの搬送体が、部品棚から生産ラインへの部品供給や、生産ラインから製品置場への製品の搬送などを行っている。図中にＡ１、Ａ２、・・・Ｂ１、Ｂ２．・・・と示したブロックは、搬送体の識別情報と位置と時刻とを取得するための搬送体位置情報取得装置である。搬送体位置情報取得装置を用いて、搬送体が生産ラインに部品を供給した時刻、製品を引き取った時刻を取得することができる。すなわち、余裕時間を算出するためのデータを得ることができる。搬送体位置取得装置には、例えば、ビーコンや、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などを利用することができる。

上記のような工場では、余裕時間推移表示部５が、複数の生産ライン（工程）の余裕時間の推移を一覧で表示させてもよい。このような表示により、利用者は、工場全体の搬送適時性を、一目で把握できる。そして、この情報利用して、的確な効率向上策を考案することが可能になる。

上述した第１乃至第４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 部品トレース部
２ 工程管理部
３ 搬送体発着時刻記録部
４ 余裕時間算出部
５ 余裕時間推移表示部
６ 警告報知部
７ イベント記録部

Claims (8)

1. 製品を生産する工程で使用する部品を識別し、前記部品の所在をトレースする部品トレース部と、
   前記工程における個々の前記製品の工程開始時刻と工程完了時刻とを管理する工程管理部と、
   前記工程で前記部品の供給と前記製品の回収とを行う搬送体の到着時刻を記録する搬送体発着時刻記録部と、
   前記工程開始時刻と前記工程完了時刻の少なくとも一方と前記到着時刻とに基づいて、前記工程の開始または前記工程の完了に対する前記搬送体の発着の適時性の指標となる余裕時間を算出する余裕時間算出部と
   を有することを特徴とする作業支援装置であって、
   前記余裕時間算出部は、
   第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の次に前記工程を実行する第２の製品に使用する前記部品を供給する前記搬送体の前記到着時刻を減算した値、及び、前記第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の回収を行う前記搬送体の前記到着時刻を減算した値のうちの、少なくとも一方を、前記余裕時間として算出する、
   作業支援装置。
2. 前記余裕時間が所定の範囲を外れた場合に警告を報知する警告報知部を
   有することを特徴とする請求項１に記載の作業支援装置。
3. 前記余裕時間の推移を表示する余裕時間推移表示部を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業支援装置。
4. 前記工程が複数あり、
   前記余裕時間推移表示部が、
   複数の前記工程における前記余裕時間の推移を並べて表示する
   ことを特徴とする請求項３に記載の作業支援装置。
5. 前記工程におけるイベントを記録するイベント記録部を有し、
   前記余裕時間推移表示部が、
   前記余裕時間の推移と前記イベントとを同じ時刻軸で表示する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の作業支援装置。
6. 製品を生産する工程で使用する部品を識別し、
   前記部品の所在をトレースし、
   前記工程における個々の前記製品の工程開始時刻と工程完了時刻とを管理し、
   前記工程で前記部品の供給と前記製品の回収とを行う搬送体の到着時刻を記録し、
   前記工程開始時刻と前記工程完了時刻の少なくとも一方と前記到着時刻とに基づいて、前記工程の開始または前記工程の完了に対する前記搬送体の発着の適時性の指標となる余裕時間を算出する
   ことを特徴とする作業支援方法であって、
   前記余裕時間を算出する場合、
   第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の次に前記工程を実行する第２の製品に使用する前記部品を供給する前記搬送体の前記到着時刻を減算した値、及び、前記第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の回収を行う前記搬送体の前記到着時刻を減算した値のうちの、少なくとも一方を、前記余裕時間として算出する、
   作業支援方法。
7. 前記余裕時間の推移を表示する余裕時間推移表示部を有する
   ことを特徴とする請求項６に記載の作業支援方法。
8. 製品を生産する工程で使用する部品を識別するステップと、
   前記部品の所在をトレースするステップと、
   前記工程における個々の前記製品の工程開始時刻と工程完了時刻とを管理するステップと、
   前記工程で前記部品の供給と前記製品の回収とを行う搬送体の到着時刻を記録するステップと、
   前記工程開始時刻と前記工程完了時刻の少なくとも一方と前記到着時刻とに基づいて、前記工程の開始または前記工程の完了に対する前記搬送体の発着の適時性の指標となる余裕時間を算出するステップと
   を有することを特徴とする作業支援プログラムであって、
   前記余裕時間を算出するステップは、
   第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の次に前記工程を実行する第２の製品に使用する前記部品を供給する前記搬送体の前記到着時刻を減算した値、及び、前記第１の製品の前記工程完了時刻から前記第１の製品の回収を行う前記搬送体の前記到着時刻を減算した値のうちの、少なくとも一方を、前記余裕時間として算出する、
   作業支援プログラム。

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