JP7070124B2 - 製造管理装置、製造管理方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、製品製造前に工程設計を行うための装置等に関する。

従来の製造管理方式において事前に標準作業時間を設定し、該標準作業時間に基づいて工程設計を行うことが知られている。ここで、標準作業時間は製造工程ごとに設定された、該製造工程を標準的な熟練度を有する作業員が実施した場合に要する時間を示している。また、標準作業時間を適切に設定するための技術も知られている。例えば、特許文献１には既存の製造工程について実際に作業を行ったときの作業時間から算出した時間係数を用いて新規の製造工程の作業時間を推定する作業時間推定システムが開示されている。

特開２０１１－１５８９３１号公報（２０１１年８月１８日公開） 特開平８－１９４８５４号公報（１９９６年７月３０日公開）

しかしながら、前述のような従来技術は作業員の熟練度の上昇や前後の製造工程の状況等による異常値の存在および異常値の補正が考慮されておらず、正確に標準作業時間を設定することができないという問題があった。例えばある製造工程について、該製造工程の前の製造工程における作業が遅延することによって、該製造工程の作業速度を上げることができない場合等が考慮されていなかった。特許文献１に記載の発明は、ある製造工程に対する時間係数の算出時に異常値を除去することは開示しているが、前後の製造工程の状況等による異常値が考慮されていなかった。特許文献２に記載の発明は、ある製造工程における生産実績情報に異常情報が含まれていた場合に補正を行うことは開示しているが、前後の製造工程の状況等による異常値が考慮されていなかった。

本発明の一態様は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、適切な作業時間に基づいて工程設計を行うことができる製造管理装置を提供することを目的とする。することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る製造管理装置は、作業員による作業を含む所定の製造工程における製造対象物の在庫数の計画値である計画在庫数を取得する計画在庫数取得部と、前記製造工程における前記作業員による実際の作業の作業時間と、該作業時の在庫数である実在庫数とを取得する実作業データ取得部と、前記計画在庫数と前記実在庫数とに基づいて前記作業時間を補正し、補正作業時間を算出する作業時間補正部とを備える構成である。

この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程における作業時間について、在庫数の計画値と実在庫数とに基づいて補正することができる。したがって、在庫数の計画値と実在庫数との間の乖離に基づいて補正した、適切な作業時間に基づいて工程設計を行うことができる製造管理装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記計画在庫数が、前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理前計画在庫数であり、前記実在庫数が、前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理前実在庫数である構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程の作業時間について、該所定の製造工程の前の製造工程に起因して生じた在庫数の計画値と実在庫数との間の乖離に基づいて補正することができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記計画在庫数が、前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理後計画在庫数であり、前記実在庫数が、前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理後実在庫数である構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程の作業時間について、該所定の製造工程の後の製造工程に起因して生じた在庫数の計画値と実在庫数との間の乖離に基づいて補正することができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記作業時間および前記補正作業時間の少なくともいずれか一方の履歴に基づいて、当該製造工程における標準作業時間を算出する標準作業時間算出部をさらに備える構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程の作業時間について、該所定の製造工程に対する過去の履歴に基づいて標準作業時間を算出することができる。これにより、例えば製造工程ごとに算出した標準作業時間を組み合わせて正確な工程設計を行うことができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記実作業データ取得部が、前記作業時間および前記実在庫数に対応する作業員を特定する作業員情報を取得するとともに、前記標準作業時間算出部が、前記作業員毎の前記標準作業時間を算出する構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程の作業時間について、該所定の製造工程を実施した作業員毎に標準作業時間を算出することができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記作業時間補正部が、前記作業時間が異常値であるか否かを判定し、前記標準作業時間算出部が、前記作業時間補正部によって異常値であると判定された前記作業時間を前記標準作業時間の算出に用いない構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程の作業時間について、過去の履歴のうち、異常値以外の履歴を用いて標準作業時間を算出することができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記実作業データ取得部が、前記作業時間が所定の下限値を下回っているか否かを判定し、下回っていると判定した場合、前記製造管理装置はワーニングを出力することができる。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程における実際の作業時間が下限値を下回る異常値であればワーニングを出力することができる。これにより、例えば異常値が所定の製造工程を飛ばして次段階の製造工程へ進んだ「工程飛ばし」によるものであるか否かを作業員に確認させることができる。

本発明の一態様に係る製造管理装置において、前記作業時間補正部が、前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の実在庫数が０である期間、および、前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の実在庫数が最大在庫数である期間を前記作業時間からマイナスした時間に基づいて、前記補正作業時間を算出する構成としてもよい。この構成によれば、製造管理装置は所定の製造工程における作業時間について、該所定の製造工程で使用する準備が整った製造対象物の実在庫数が０である期間と後の製造工程で使用する準備が整った製造対象物の実在庫数が最大在庫数である期間とを除外した後、補正を行って補正作業時間を算出することができる。これにより、所定の製造工程の作業時間に関する履歴について、該所定の製造工程の前後の製造工程に起因して生じた待ち時間の影響を除外することができる。

本発明の一態様に係る製造管理方法は、作業員による作業を含む所定の製造工程における製造対象物の在庫数の計画値である計画在庫数を取得する計画在庫数取得ステップと、前記製造工程における前記作業員による実際の作業の作業時間と、該作業時の在庫数である実在庫数とを取得する実作業データ取得ステップと、前記計画在庫数と前記実在庫数とに基づいて前記作業時間を補正し、補正作業時間を算出する作業時間補正ステップを含む方法である。この構成によれば、前記態様１と同様の作用効果を奏する。

本発明の一態様によれば、適切な作業時間に基づいて工程設計を行うことができる製造管理装置を提供することができる。

図１は、実施の形態に係る製造管理装置の要部構成の一例を示すブロック図である。 図２は、適用例に係る製造管理装置を用いて過去の作業実績から標準作業時間を用いた作業計画の立案および実施を行うまでの流れの一例を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係る製造管理装置が算出した標準作業時間を用いて作成される工程設計書の一例を示す模式図である。 図４は、工程順に作業を実施する場合において、正常に全行程が完了した場合と特定の工程において異常が生じた場合とを示す模式図である。 図５は、製造ラインにおいて前工程の故障に基づく作業時間の補正例を示す模式図である。 図６は、製造ラインにおいて後工程の故障に基づく作業時間の補正例を示す模式図である。 図７は、実施の形態に係る製造管理装置において該当工程の実作業時間に対して適用する補正係数の適用例を示すグラフであり、（ａ）は前工程の在庫数と補正係数との関係を示し、（ｂ）は後工程の在庫数と補正係数との関係を示す。 図８は、実施の形態に係る製造管理装置が作業員の作業時間の分布および目標値を示すグラフである。 図９は、実施の形態に係る製造管理装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０は、変形例に係る製造管理装置および作業計画端末の要部構成の一例を示すブロック図である。

§１ 適用例
まず、図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図２は、本適用例に係る製造管理装置１を用いて過去の作業実績から標準作業時間を用いた作業計画の立案および実施を行うまでの流れの一例を示す模式図である。

製造管理装置１は、製造対象物を製造する際の工程設計において、各工程の作業時間を管理する装置である。具体的には、製造管理装置１は製造対象物を製造する複数の製造工程において、各工程の作業時間を個々の工程の前後の工程の状況に基づいた補正を行うことができる。

製造管理装置１は、各工程の作業時間について、補正した値を用いて標準作業時間を算出することができる。ここで、標準作業時間は製造工程ごとに設定された、該製造工程を標準的な熟練度を有する作業員が実施した場合に要する時間を示している。すなわち、適用例に係る製造管理装置１は複数の製造工程を含む工程設計において、個々の製造工程の前後の状況に基づいて作業時間の補正を行い、さらに標準作業時間を算出することができる。

例２０１は、過去のある時点における製造工程の作業状況を示している。例２０１は前工程、該当工程、および後工程の３つの製造工程について、前工程→該当工程→後工程の作業順で実施されることを示している。また、前工程と該当工程との間に積み上げられたブロックは、前工程による製造物であって、かつ該当工程における製造対象物の在庫数を示している。同様に、該当工程と後工程との間に積み上げられたブロックは、該当工程による製造物であって、かつ後工程における製造対象物の在庫数を示している。なお、作業員は該当工程に対応する位置にのみ記載されているが、前工程および後工程のそれぞれに対応する別の作業員が配置され得ることは言うまでもない。

該当工程に着目すると、該当工程における製造対象物の在庫数を示すブロックと製造物の在庫を示すブロックの数が一致していない。これは、何らかの理由によって該当工程による製造物について後工程の処理が間に合わなかった結果、該当工程による製造物が滞留していることを示している。この場合、該当工程の作業者は後工程の処理が間に合うように、自身の作業速度を低下させることが考えられる。これは、該当工程における実作業時間について、当初の目標値から時間差を生じさせるので、該当工程における適切な標準作業時間を作業時間の履歴から算出する場合に妨げとなる。そのため、作業時間の実績値に対して適切な補正を行うことが望ましい。

製造管理装置１は、例２０１に示した作業時間の実績値を収集し、必要に応じて補正を行った上で蓄積することにより、今後同様の工程設計を実施する際に適切な標準作業時間を算出できるようにする。補正は、例えば前工程に在庫がなく、該前工程に在庫が追加されるまで該当工程が待った時間を減算する等の演算によって行われる。

例２０２は、製造管理装置１が補正した作業時間を用いて算出した標準作業時間を用いて生成した作業計画に基づいて製造対象物を製造する場合の作業状況を示している。図示の例では、該当工程における製造対象物の在庫数を示すブロックと製造結果を示すブロックの数が一致しており、該当工程の作業速度が前工程および後工程の作業速度と釣り合っていることを示している。

このようにして、製造管理装置１は過去の作業実績に基づいて個々の製造工程における作業時間を前後の製造工程を考慮して補正し、さらに補正した作業時間を用いて標準作業時間を算出することができる。これにより、正確な作業計画を立てることができる。

§２ 構成例
以下、本発明の一実施形態について、図１、図３～図１０を用いて詳細に説明する。

（製造管理装置の構成）
本構成例に係る製造管理装置１の構成について、図１を用いて説明する。図１は、製造管理装置１の要部構成の一例を示すブロック図である。製造管理装置１は、入力部１０、出力部２０、記憶部３０、および制御部４０を備えており、記憶部３０は計画在庫データ３１、実在庫データ３２、作業員情報３３、作業時間履歴３４、および標準作業時間３５を備えている。また、制御部４０は、計画在庫数取得部４１、実作業データ取得部４２、作業時間補正部４３、および標準作業時間算出部４４を備えている。

入力部１０は、製造管理装置１に対する各種入力を受け付けると、入力内容に応じた情報を制御部４０へ送信する。入力部１０は、例えばキーボードやマウスといった入力装置であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。入力部１０は、製造管理装置１に対して何らかの入力を行う外部の装置から入力情報を受け付けるインターフェースであってもよい。

出力部２０は、制御部４０から受信した情報を出力することができる。出力部２０は、画面に情報を出力するディスプレイであってもよく、音声を出力するスピーカーといった出力装置であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。

記憶部３０は、製造管理装置１にて扱う各種情報を格納する。計画在庫データ３１は、様々な製造工程について、個々の製造工程における製造対象物の在庫数の計画値である計画在庫数を格納する。計画在庫データ３１は、例えば製造工程ごとの適正な在庫数について、製造工程単位および１日単位で管理することができる。計画在庫データ３１は計画在庫数について、１日の開始時の値を格納してもよいし、１日の終了時の値を格納してもよい。

実在庫データ３２は、様々な製造工程について、個々の製造工程を実施したときの実際の在庫数である実在庫数を格納する。実在庫データ３２は、例えば個々の製造工程の現場において、該製造工程で使用する準備が整った製造対象物の実在庫数をセンサ等で検知した結果に基づいてリアルタイムで更新されてもよい。

作業員情報３３は、作業員を特定するための情報を格納する。逆に言えば、作業現場における作業員は、作業員情報３３を用いて一意に識別することができる。作業員情報３３は、作業員を特定するための情報以外の情報として、例えば様々な製造工程に対する作業員の熟練度合いに関する情報を格納してもよい。

作業時間履歴３４は、様々な製造工程について、該製造工程に着手してから完了するまでに要した作業時間に対する過去の履歴を格納している。換言すれば、作業時間履歴３４は、様々な製造工程に関する過去の作業実績を格納している。本構成例において、製造管理装置１は作業時間履歴３４を用いて標準作業時間を算出する。

標準作業時間３５は、個々の製造工程における標準作業時間を格納している。すなわち、標準作業時間３５は、標準的な熟練度を有する作業員が個々の製造工程を実施した場合に要する時間を格納している。

制御部４０は、製造管理装置１の各部を統括して制御する。制御部４０は、入力部１０にて受け付けた入力内容に応じて各部に指示を送信する。制御部４０は各部にて処理が行われた結果について、出力部２０を用いて外部へ出力する。また、制御部４０は入力部１０から後述する図８に示す、作業員の作業時間の分布および目標値を示すグラフを出力させる旨の入力を受け付けると、記憶部３０が備える各種情報から該グラフを生成し、出力部２０を用いて外部へ出力する。

計画在庫数取得部４１は、制御部４０からの指示にしたがって、計画在庫データ３１から所定の製造工程に対する計画在庫数を取得し、作業時間補正部４３へ送信することができる。

実作業データ取得部４２は、制御部４０からの指示にしたがって、実在庫データ３２から所定の製造工程に対する実在庫数を取得し、作業時間補正部４３へ送信することができる。実作業データ取得部４２は、作業時間履歴３４から所定の製造工程を過去に実施したときの作業時間または後述する補正作業時間の履歴を取得して作業時間補正部４３へ送信することができる。なお、実作業データ取得部４２は、所定の製造工程を過去に実施したときの作業時間または後述する補正作業時間の履歴について、該履歴を登録したときの作業員を示す情報とともに作業時間補正部４３へ送信してもよい。実作業データ取得部４２は、作業時間履歴３４から取得した作業時間が所定の下限値を下回っているか否かを判定し、下回った場合は該作業時間は異常値であると判定してもよい。

作業時間補正部４３は、所定の製造工程における計画在庫数および実在庫数のそれぞれを計画在庫数取得部４１および実作業データ取得部４２から取得する。作業時間補正部４３は所定の製造工程の実作業時間を実作業データ取得部４２から受信し、受信した実作業時間が異常値であるか否かを判定することができる。作業時間補正部４３は異常値であった実作業時間について、停滞時間が明確である補正可能なデータであるか、設備故障などの外乱を含む補正不可能なデータであるかを判定することができる。作業時間補正部４３は、異常値であった実作業時間が補正可能なデータである場合は計画在庫数と実在庫数との間の乖離に基づいて実作業時間を補正した補正作業時間を算出することができる。補正の具体的な方法については図５および図６を用いて後述する。作業時間補正部４３は、算出した補正作業時間を標準作業時間算出部４４へ送信する。

標準作業時間算出部４４は、標準作業時間の算出を行う所定の製造工程に関する過去の作業時間履歴を作業時間履歴３４から取得することができる。標準作業時間算出部４４は、作業時間履歴３４から取得した作業時間履歴に対応する作業員の情報を作業員情報３３から取得することができる。標準作業時間算出部４４は、作業時間履歴３４から取得した作業時間および作業時間補正部４３から受信した補正作業時間の少なくともいずれか一方の履歴に基づいて、該所定の製造工程における標準作業時間を算出することができる。なお、標準作業時間算出部４４は、作業時間補正部４３によって異常値であると判定された作業時間を標準作業時間の算出に用いなくてもよい。標準作業時間は、例えば該当工程の作業時間を集計し、平均・分散・中央値を算出することで求めてもよい。標準作業時間算出部４４は、該当工程の作業時間に関するヒストグラムを作成して出力部２０から出力してもよい。

（工程設計書について）
本構成例に係る製造管理装置１が算出した標準作業時間を用いて作成可能な工程設計書について、図３を用いて説明する。図３は、製造管理装置１が算出した標準作業時間を用いて作成される工程設計書の一例を示す模式図である。

図示の例において、製造工程は「作業内容」列に記載されている工程１～６の６つの工程から構成されている。また、工程１～６は、「作業順」列に記載の順番で、「作業時間／稼働時間（秒）」列に記載された矢印または横棒の長さに応じた時間で実施される。なお、矢印の長さとして示された工程１～工程４の時間は、本構成例に係る製造管理装置１によって算出された標準作業時間であり、横棒の長さとして示された工程５および工程６の時間は、自動機が処理に要する稼働時間である。また、図示の例において「作業時間／稼働時間（秒）」列が矢印で示されている工程１～４は作業員による手作業を示しており、横棒で示されている工程５および工程６は自動機によって自動化されている作業を示す。

図に示すように、作業員は工程１～４を順番に実施する。具体的には、作業者ははじめに工程１に着手した後、２０秒後に該工程１を完了し、工程２に着手する。そして工程２の着手から１０秒後、すなわち工程１の着手から３０秒後に工程２を完了し、工程３に着手する。このようにして作業者は工程設計書に基づいて製造工程を順番に実施することができる。

（特定の工程において異常が生じた場合の取り扱い）
工程順に各製造工程を実施する場合において、特定の工程で異常が生じた場合の取り扱いについて、図４を用いて説明する。図４は、工程順に作業を実施する場合において、正常に全行程が完了した場合と特定の工程において異常が生じた場合とを示す模式図である。

図示の例において、製造工程は工程１～５の５つの製造工程から構成されており、各製造工程は１～５の数字が付されたブロックで示されている。なお、製造工程は工程１、工程２、工程３、工程４、および工程５の順番で順に実行される。また、前工程が完了するまで次の工程を実施することはできず、例えば工程２は必ず工程１の完了後に着手される。なお、各製造工程に着手してから完了するまでの作業時間は、各製造工程を示すブロックの左右方向の長さに対応する。すなわち、紙面上側に記載されている「正常」と付した横棒状の図は、工程１～５が略同一の作業時間で実施されることを示している。一方、紙面下側に記載されている「異常」と付した横棒状の図は、工程１および工程３～５は「正常」のものと同一の作業時間で実施されるが、工程２に異常が発生した結果として作業に待ちが生じ、「正常」の工程２よりも多くの作業時間を要することを示している。

「正常」に示した製造工程を実施した場合、工程１～工程５のいずれの工程にも異常が生じなかったとして、工程１～工程５のそれぞれに要した実作業時間は、補正することなく標準作業時間を算出するために使用することができる。一方、「異常」に示した製造工程を実施した場合、異常が生じた工程２の実作業時間を標準作業時間の算出に使用するためには補正を行う必要がある。また、工程１および工程３～５には異常が生じなかったとしても、工程２の影響を考慮した補正を行うことが好ましい。

実作業時間に対する補正は、異常による作業の停滞時間が明確にわかる場合にのみ行うことができる。逆に言えば、設備故障等の理由によって作業の停滞時間が不明である場合は、該停滞時間を含む工程の実作業時間を補正することができない。このような場合、製造管理装置１は、異常が生じた工程の実作業時間であり、かつ停滞時間が不明であるために補正できない実作業時間を、標準作業時間の算出に用いないようにする。

（前工程の状況に基づく作業時間の補正例）
本構成例に係る製造管理装置１が実施済みである該当工程の作業時間を補正するために用いる補正係数を算出する方法について、図５を用いて説明する。図５は、製造ラインにおいて前工程の故障に基づく作業時間の補正例を示す模式図である。図５の（ａ）は前工程、該当工程、および後工程がすべて正常に実施される場合を示し、図５の（ｂ）は該当工程および後工程は正常であるが、前工程に故障が生じている場合を示す。

図中には「前工程」、「該当工程」、「後工程」の３つの製造工程がブロックで示されており、各ブロックの下側には「実作業時間（タクトタイム）」と記載された矢印が示されている。また、図中に「前工程の在庫」と記載された、前工程と該当工程との境界上に配置されたブロックは前工程による製造物であり、かつ該当工程の作業を実施可能な状態で待機している製造対象物を示している。同様に「後工程の在庫」と記載された、該当工程と後工程との境界上に配置されたブロックは該当工程による製造物であり、かつ後工程の作業を実施可能な状態で待機している製造対象物を示す。換言すれば、該当工程は前工程による製造物を前工程から引き取ると、該製造物に対して該当工程による作業を行い、「後工程の在庫」として後工程へ引き渡す。

図５の（ａ）は前工程、該当工程、および後工程がそれぞれ正常に実施された場合を示している。ここで、前工程が製造物を製造するペース、該当工程が製造物を製造するペース、および後工程が製造物を製造するペースが釣り合っている。すなわち、図中に「前工程の在庫」として示されたブロックが前工程の処理によって追加されるペースと、該当工程の処理によって「前工程の在庫」として示されたブロックが「後工程の在庫」として示されたブロックに加工されるペースが等しい。そして、「後工程の在庫」として示されたブロックが該当工程の処理によって追加されるペースと、後工程の処理によって該ブロックが加工されるペースが等しい。これにより、該当工程を実施する作業員は、「前工程の在庫」として示されたブロックと「後工程の在庫」として示されたブロックの数が一定の数（＝適正在庫数）で保たれた状態で作業を実施することができる。この場合、製造管理装置１は該当工程の実作業時間を補正する必要がない。なお、適正在庫数は各製造工程が正常に実施される場合の在庫数なので、在庫数の計画値である計画在庫数として予め設定することが可能である。すなわち、図５の（ａ）において「前工程の在庫」として示されたブロックは、該当工程における処理を実施する前の計画在庫数である処理前計画在庫数である。

図５の（ｂ）は該当工程および後工程は正常であるが前工程に故障が生じ、前工程の製造のペースが低下した状態で各工程が実施された場合を示す。換言すれば、故障のために前工程による製造物の実際の在庫数（＝実在庫数）が適正在庫数から乖離し、該当工程等において実作業時間が工程設計時の計画値から乖離した場合を示している。すなわち、図５の（ｂ）において「前工程の在庫」として示されたブロックは、該当工程の作業時の実際の在庫数である処理前実在庫数を示している。

前述したように、該当工程では前工程による製造物に対して作業を行う。したがって、故障等の理由によって前工程が製造物を製造するペースが低下し、前工程の在庫が少なくなった場合、心理的な影響により該当工程での作業速度も低下するケースが多い。よって、このような作業速度低下が生じている状況における該当工程の実作業時間をそのまま履歴として格納し、該履歴を用いて工程設計を行うと適切に標準作業時間を設定することができない。そこで、製造管理装置１は前工程の製造のペースが低下した場合における該当工程の実作業時間について、前工程の状況に基づく補正を行って格納することで、該履歴を用いて適切に標準作業時間が設定できるようにする。

該当工程の実作業時間に対する補正は、例えば在庫数に基づいて以下の方法によって行われる。前工程の製造のペースが低下すると「前工程の在庫」の実在庫数が、計画在庫数から乖離する。このとき、製造管理装置１は、該当工程における計画在庫数と実在庫数とに基づいて実作業時間を補正し、補正作業時間を算出する。具体的には、製造管理装置１の作業時間補正部４３は、計画在庫数取得部４１から該当工程の計画在庫数を取得し、実作業データ取得部４２から該当工程の実在庫数および該当工程の実作業時間を取得する。そして、作業時間補正部４３は該当工程の計画在庫数に対する該計画在庫数からの乖離の割合を算出し、これを実作業時間に適用する補正係数とする。作業時間補正部４３はさらに、該当工程の実作業時間に補正係数を適用することで、該当工程の補正作業時間を算出する。すなわち、
（該当工程の補正係数）＝１－（（該当工程の計画在庫数）－（該当工程の実在庫数））／（該当工程の計画在庫数）
であり、
（該当工程の補正作業時間）＝（該当工程の実作業時間）×（該当工程の補正係数）
である。

なお、実在庫数が適正在庫数より多くなっても、作業時間は頭打ちになるため、補正係数の最大値は１．０とする（詳細は後述）。

このようにして、製造管理装置１は該当工程の実作業時間を補正することができる。そして、補正作業時間を用いて該当工程の標準作業時間を設定することで、適切な工程設計を行うことができる。

なお、実際の現場においては前工程が完全に停止するなどの理由によって「前工程の在庫」が０となり、該当工程の作業員に作業待ちが発生する場合も考えられる。このような場合、製造管理装置１は例えば前工程の停止時間と「前工程の在庫」が１となるまでの待ち時間とを前工程のロス時間とし、前述の補正係数および該ロス時間に基づいて該当工程の補正作業時間を算出してもよい。すなわち、
（前工程のロス時間）＝（前工程の停止時間）＋（該当工程の実在庫数が０から１になるまでの時間）
であり、
（該当工程の補正作業時間）＝（（該当工程の実作業時間）－（前工程のロス時間））×（該当工程の補正係数）
である。このようにして、製造管理装置１は前工程の実在庫の有無に基づいて該当工程の補正作業時間を算出することができる。

（後工程の状況に基づく作業時間の補正例）
本構成例に係る製造管理装置１が実施済みである該当工程の作業時間を補正するために用いる補正係数を算出する方法について、図６を用いて説明する。図６は、製造ラインにおいて後工程の故障に基づく作業時間の補正例を示す模式図である。図６の（ａ）は前工程、該当工程、および後工程がすべて正常に実施される場合を示し、図６の（ｂ）は前工程および該当工程は正常であるが、後工程に故障が生じている場合を示す。なお、図中の各項目は図５の各図における同名の項目に対応している。

図６の（ａ）は図５の（ａ）と同一の内容を示しており、前工程、該当工程、および後工程がそれぞれ正常に実施される場合を示している。すなわち、図において「前工程の在庫」として示されたブロックが追加されるペースと、該ブロックが「後工程の在庫」として示されたブロックに加工されるペースとが等しい。また、「前工程の在庫」および「後工程の在庫」は、ともに計画在庫数に等しい。すなわち、図６の（ａ）において「後工程の在庫」として示されたブロックは、該当工程の処理を実施した後であり、かつ次段階の製造工程である後工程における処理を実施する前の計画在庫数である処理後計画在庫数である。「前工程の在庫」および「後工程の在庫」が計画在庫数に等しい場合、製造管理装置１は該当工程の実作業時間を補正する必要がない。

図６の（ｂ）は、前工程および該当工程は正常であるが後工程に故障が生じ、後工程の製造のペースが低下した状態で各工程が実施された場合を示す。この場合、後工程の製造のペースに合わせて、前工程および該当工程の製造のペースが低下すると考えられる。すなわち、該当工程の作業員は、該当工程の次段階の製造工程である後工程の製造のペースが故障によって低下し、後工程の在庫が多くなっている場合、心理的な影響により該当工程での作業速度も低下するケースが多い。「後工程の在庫」として後工程にて製造可能な状態で待機している製造対象物の実在庫数は、該当工程の処理後の実在庫数である処理後実在庫数である。このとき、処理後実在庫数は待機可能な最大数である最大在庫数を越えないように該当工程の製造のペースを低下させることが好ましい。製造管理装置１は、このような場合における該当工程の実作業時間について、後工程の状況に基づく補正を行って格納することで、該履歴を用いて適切に標準作業時間が設定できるようにする。

該当工程の実作業時間に対する補正は、図５の（ｂ）を用いて説明した方法と同様にして行われる。後工程の製造のペースが低下すると「後工程の在庫」の実在庫数が、計画在庫数から乖離する。このとき、製造管理装置１は、後工程における計画在庫数と実在庫数とに基づいて実作業時間を補正し、補正作業時間を算出する。すなわち、
（該当工程の補正係数）＝１－（（後工程の実在庫数）－（後工程の計画在庫数））／（後工程の計画在庫数）
であり、
（該当工程の補正作業時間）＝（該当工程の実作業時間）×（該当工程の補正係数）
である。

なお、実在庫数が適正在庫数より少なくなっても、作業時間は頭打ちになるため、補正係数の最大値は１．０とする（詳細は後述）。

このようにして、製造管理装置１は該当工程の実作業時間を補正することができる。そして、補正作業時間を用いて該当工程の標準作業時間を設定することで、適切な工程設計を行うことができる。

なお、実際の現場においては後工程が完全に停止するなどの理由によって「後工程の在庫」が最大在庫数に到達し、該当工程の作業員に作業待ちが発生する場合も考えられる。このような場合、製造管理装置１は例えば後工程の停止時間と「後工程の在庫」が最大在庫数である期間とを後工程のロス時間とし、前述の補正係数および該ロス時間に基づいて該当工程の補正作業時間を算出してもよい。すなわち、
（後工程のロス時間）＝（後工程の停止時間）＋（後工程の実在庫数が最大在庫数である期間）
であり、
（該当工程の補正作業時間）＝（（該当工程の実作業時間）－（後工程のロス時間））×（該当工程の補正係数）
である。このようにして、製造管理装置１は後工程の実在庫数に基づいて該当工程の補正作業時間を算出することができる。

なお、製造管理装置１は該当工程の標準作業時間について、該当工程を実施した作業員毎に算出してもよい。例えば作業時間補正部４３は、該当工程を実施した作業員の作業員情報を実作業データ取得部４２から受信し、受信した作業員情報を標準作業時間算出部４４へ送信してもよい。そして、標準作業時間算出部４４は、該当工程を実施した作業員が過去に該当工程を実施したときの作業時間および補正作業時間の少なくともいずれかを作業時間履歴３４から取得し、作業員毎の標準作業時間を算出してもよい。

製造管理装置１は、例えば前工程および後工程の停止時間等を各製造工程の現場に設置されているアンドンから取得してもよい。ここでアンドンとは、生産ラインの作業員が異常等を周囲に通知するために操作する報告システムである。例えば、製造管理装置１は異常を通知するためのボタンが押下された日時から該異常の対処が完了して復旧を通知するためのボタンが押下された日時までの期間を停止時間として取得してもよい。

（補正係数の適用例）
本構成例に係る製造管理装置１が該当工程の実作業時間に対して適用する補正係数の適用例について、図７を用いて説明する。図７は、製造管理装置１において該当工程の実作業時間に対して適用する補正係数の適用例を示すグラフであり、（ａ）は前工程の在庫数と補正係数との関係を示し、（ｂ）は後工程の在庫数と補正係数との関係を示す。

図７の（ａ）は、縦軸は前工程における実在庫数を示し、横軸は該当工程の実作業時間に適用される補正係数を示している。なお、適正在庫数は当初の作業計画とおりに各製造工程が実行された場合に前工程の実在庫として維持される在庫数を示している。図示の例において、補正係数は前工程在庫数が在庫なしの状態から適正在庫数までの範囲で該前工程在庫数と正比例の関係にあり、前工程在庫数が在庫なしの場合の補正係数は０である。これは、前工程による製造物の在庫がなければ該当工程を実施することができないので該当工程を停止させる必要があることを示している。また、前工程在庫数が適正在庫数である場合の補正係数は１．０であり、前工程在庫数が適正在庫数をさらに越えた場合であっても補正係数は１．０が維持される。これは、前工程在庫数が適正在庫数である場合に該当工程における作業速度が最大となるよう作業計画が生成されている場合、前工程在庫数が適正在庫数を越えたとしても該当工程の作業速度を速めることができないことを示している。

図７の（ｂ）は、縦軸は後工程における実在庫数を示し、横軸は該当工程の作業時間に適用される補正係数を示している。なお、適正在庫数は当初の作業計画とおりに各製造工程が実行された場合に後工程の実在庫として維持される在庫数を示している。図示の例において、補正係数は後工程在庫数が最大在庫数と適正在庫数との間の範囲で該後工程在庫数に比例している。具体的には、後工程在庫数が最大在庫数である場合の補正係数は０である。これは、該当工程を実施して製造物を追加しようとしても後工程が新たに在庫を抱え込むことができないので、該当工程を停止させる必要があることを示している。また、後工程在庫数が適正在庫数である場合の補正係数は１．０であり、後工程在庫数が適正在庫数をさらに下回った場合であっても補正係数は１．０が維持される。これは、後工程在庫数が適正在庫数である場合に該当工程における作業速度が最大となるよう作業計画が生成されている場合、後工程在庫数が適正在庫数を下回ったとしても該当工程の作業速度を速めることができないことを示している。

（作業時間の分布および目標値の設定）
本構成例に係る製造管理装置１が標準作業時間を算出するために用いた作業時間の実績値の分布および目標値について、図８に示す。図８は、本構成例に係る製造管理装置１が作業員の作業時間の分布および目標値を示すグラフである。

図示の例において、グラフの横軸は作業時間を示し、縦軸は作業時間の実績値の回数を示している。また、実線にて示されているのが熟練者である「作業者Ａ」による実績値の分布であり、点線で示されているのが「作業者Ａ」ほど作業に熟練していない別の作業員である「作業者Ｂ」による実績値の分布である。

図示の例において、作業時間が非常に低い値は、例えば測定対象であった製造工程を飛ばして次の製造工程へ進んでしまった「工程飛ばし」や、計測機器の誤動作などによる異常値と考えることができる。なお、製造管理装置１は作業時間の値が所定の下限値を下回った場合に異常値であると判定してもよい。そして、異常値を検知した場合はワーニングを出力する等の動作を実施して、作業員に「工程飛ばし」等の該作業員の作業による異常であるか否かを確認させてもよい。

一方、作業時間が非常に大きい値については、設備故障などの外乱によるものであると考えることができる。「作業者Ａ」のグラフおよび「作業者Ｂ」のグラフを比較すると、縦軸の値が最も大きい、作業時間の最頻値について「作業者Ａ」の方が「作業者Ｂ」よりも低いことがわかる。このことから、例えば「作業者Ｂ」は、作業に熟練することによって「作業者Ａ」のグラフの最頻値が示す作業時間まで、自身の作業時間を短縮し得ると考えられる。

製造管理装置１は、例えば図中に「目標値（Ｂ）」として示した、「作業者Ｂ」のグラフの最頻値より作業時間の値がわずかに低い値を「作業者Ｂ」の直近の目標として示す。これにより、「作業者Ｂ」に対して作業時間の分布および目標値のフィードバックを行うことができる。すなわち、製造管理装置１は、出力部２０にて図８に示すグラフを出力することで、「作業者Ｂ」に作業時間の分布および目標値のフィードバックを行ってもよい。

（処理の流れ）
本構成例に係る製造管理装置１が実行する処理の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、製造管理装置１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

なお、後述の説明は特定の製造工程（＝該当工程）について作業時間の補正および標準作業時間の算出を行う場合について説明したものであり、例えば一連の処理を任意の製造工程に適用してもよい。

まず、実作業データ取得部４２は該当工程における作業時間を作業時間履歴３４から取得し、取得した作業時間が所定の下限値を下回っているか否かを判定する（Ｓ１）。下回っていると判定した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、制御部４０はワーニングを出力部２０より出力する（Ｓ２）。その後、一連の処理を終了する。一方、下回っていないと判定した場合（Ｓ１でＮＯ）、処理はＳ３へ進む。

Ｓ３において、作業時間補正部４３は、実作業データ取得部４２が実在庫データ３２から取得した該当工程の前工程の実在庫が、計画在庫数取得部４１が計画在庫データ３１から取得した該当工程の前工程の直近の計画在庫の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ３）。前工程の直近の計画在庫の範囲内にあると判定した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、処理はＳ４へ進む。一方、前工程の直近の計画在庫の範囲内にないと判定した場合（Ｓ３でＮＯ）、作業時間補正部４３は、実作業データ取得部４２が作業時間履歴３４から取得した該当工程の実作業時間について、停滞時間が明確な、補正可能なデータであるか否かを判定する（Ｓ４）。補正可能なデータであると判定した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、作業時間補正部４３は図５を用いて前述した方法によって該当工程の実作業時間を補正して補正作業時間を算出する（Ｓ５）。一方、補正可能なデータではないと判定した場合（Ｓ４でＮＯ）、一連の処理を終了する。

Ｓ６において、作業時間補正部４３は、実作業データ取得部４２が実在庫データ３２から取得した該当工程の後工程の実在庫が、計画在庫数取得部４１が計画在庫データ３１から取得した該当工程の後工程の直近の計画在庫の範囲内にあるか否かを判定する（Ｓ６）。後工程の直近の計画在庫の範囲内にあると判定した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、処理はＳ７へ進む。一方、後工程の直近の計画在庫の範囲内にないと判定した場合（Ｓ６でＮＯ）、作業時間補正部４３は、実作業データ取得部４２が作業時間履歴３４から取得した該当工程の実作業時間について、停滞時間が明確な、補正可能なデータであるか否かを判定する（Ｓ７）。補正可能なデータであると判定した場合（Ｓ７でＹＥＳ）、作業時間補正部４３は図６を用いて前述した方法によって該当工程の実作業時間を補正して補正作業時間を算出する（Ｓ８）。一方、補正可能なデータではないと判定した場合（Ｓ７でＮＯ）、一連の処理を終了する。

Ｓ９において、作業時間補正部４３は、実作業データ取得部４２が作業時間履歴３４から取得した該当工程の実作業時間と、Ｓ３およびＳ６でそれぞれ算出した補正作業時間との中から、標準作業時間の算出に使用可能な該当工程の作業時間を決定する（Ｓ９）。その後、標準作業時間算出部４４は、作業時間履歴３４から取得した該当工程に関する作業時間の過去の履歴と、作業時間補正部４３がＳ７で決定した作業時間と、を用いて、該当工程の作業時間を集計し、標準作業時間を算出する（Ｓ１０）。その後、標準作業時間算出部４４は、Ｓ１０で算出した標準作業時間を標準作業時間３５に格納する（Ｓ１１）。

以上の処理によって、本構成例に係る製造管理装置１は該当工程の作業時間について、その前後の工程の実績在庫等に基づいて補正することができる。また、補正後の作業時間を用いて該当工程の標準作業時間を算出することができる。これにより、補正した作業時間を用いて正確な作業計画を立てることができる。

§３ 変形例
以下、本発明の変形例について、図１０を用いて説明する。図１０は、変形例にかかる製造管理装置１および作業計画端末２の要部構成の一例を示すブロック図である。

（製造管理装置の構成）
本変形例に係る製造管理装置１の基本的な構成は前記構成例に係る製造管理装置１と同一であるが、一部構成が異なっている。本変形例では、製造管理装置１は作業計画端末２と通信可能に構成されており、標準作業時間算出部４４を持たない構成である。

（作業計画端末の構成）
作業計画端末２は製造管理装置１が補正した製造工程の作業時間を用いて、該製造工程の標準作業時間を算出して出力することができる端末である。作業計画端末２は、例えば製造管理装置１と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の通信端末である。作業計画端末２は、端末入力部２１０、端末出力部２２０、および端末制御部２４０を備えており、端末制御部２４０は、標準作業時間算出部２４４を備えている。

端末入力部２１０は、作業計画端末２に対する各種入力を受け付けると、入力内容に応じた情報を端末制御部２４０へ送信する。端末入力部２１０は、例えばキーボードやマウスといった入力装置であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。入力部１０は、製造管理装置１に対して何らかの入力を行う外部の装置から入力情報を受け付けるインターフェースであってもよい。

端末出力部２２０は、端末制御部２４０から受信した情報を出力することができる。端末出力部２２０は、画面に情報を出力するディスプレイであってもよく、音声を出力するスピーカーといった出力装置であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。

端末制御部２４０は、作業計画端末２の各部を統括して制御する。端末制御部２４０は、例えば標準作業時間算出部２４４が算出した作業工程の標準作業時間を用いて作業計画を生成し、端末出力部２２０から出力することができる。

標準作業時間算出部２４４は、前記構成例において製造管理装置１が備えていた標準作業時間算出部４４と同様の機能を備えている。具体的には、標準作業時間算出部２４４は標準作業時間の算出を行う所定の製造工程に関する過去の作業時間履歴について、製造管理装置１の制御部４０を介して作業時間履歴３４から取得することができる。標準作業時間算出部２４４は、制御部４０を介して作業員の情報を作業員情報３３から取得することができる。標準作業時間算出部２４４は、制御部４０を介して作業時間履歴３４から作業時間を取得することができる。標準作業時間算出部２４４は作業時間と、同じく制御部４０を介して作業時間補正部４３から受信した補正作業時間の少なくともいずれか一方の履歴に基づいて、該所定の製造工程における標準作業時間を算出することができる。

本変形例に係る製造管理装置１は、構成例と同様にして所定の製造工程における実作業時間を補正することができる。そして作業計画端末２は、製造管理装置１が補正した実作業時間を用いて所定の製造工程の標準作業時間を算出することができる。これにより、例えば製造管理装置１をデータセンタとして常時稼働させるとともに、標準作業時間の算出や該標準作業時間を用いた作業計画の作成時にのみ作業計画端末２を稼働させるように運用することができる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
製造管理装置１および作業計画端末２の制御ブロック（特に作業時間補正部４３、標準作業時間算出部４４、および標準作業時間算出部２４４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、製造管理装置１および作業計画端末２は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 製造管理装置
１０ 入力部
２０ 出力部
３０ 記憶部
３１ 計画在庫データ
３２ 実在庫データ
３３ 作業員情報
３４ 作業時間履歴
３５ 標準作業時間
４０ 制御部
４１ 計画在庫数取得部
４２ 実作業データ取得部
４３ 作業時間補正部
４４ 標準作業時間算出部
２ 作業計画端末
２１０ 端末入力部
２２０ 端末出力部
２４０ 端末制御部
２４４ 標準作業時間算出部

Claims (8)

1. 作業員による作業を含む所定の製造工程における製造対象物の在庫数の計画値である計画在庫数を取得する計画在庫数取得部と、
   前記製造工程における前記作業員による実際の作業の作業時間と、該作業時の在庫数である実在庫数とを取得する実作業データ取得部と、
   前記計画在庫数と前記実在庫数とに基づいて前記作業時間を補正し、補正作業時間を算出する作業時間補正部とを備え、
   前記計画在庫数が、（１）前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理前計画在庫数、および、（２）前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理後計画在庫数、の少なくともいずれか一方であり、
   前記実在庫数が、（３）前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理前実在庫数、および、（４）前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理後実在庫数、の少なくともいずれか一方であり、
   前記作業時間補正部は、（５）前記処理前実在庫数が前記処理前計画在庫数より少ないときに、前記補正作業時間を前記作業時間より短くなるように算出する、および、（６）前記処理後実在庫数が前記処理後計画在庫数より多いときに、前記補正作業時間を前記作業時間より短くなるように算出する、の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする製造管理装置。
2. 前記作業時間および前記補正作業時間の少なくともいずれか一方の履歴に基づいて、当該製造工程における標準作業時間を算出する標準作業時間算出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の製造管理装置。
3. 前記実作業データ取得部が、前記作業時間および前記実在庫数に対応する作業員を特定する作業員情報を取得するとともに、
   前記標準作業時間算出部が、前記作業員毎の前記標準作業時間を算出することを特徴とする請求項２に記載の製造管理装置。
4. 前記作業時間補正部が、前記作業時間が異常値であるか否かを判定し、
   前記標準作業時間算出部が、前記作業時間補正部によって異常値であると判定された前記作業時間を前記標準作業時間の算出に用いないことを特徴とする請求項２または３に記載の製造管理装置。
5. 前記実作業データ取得部が、前記作業時間が所定の下限値を下回っているか否かを判定し、下回っていると判定した場合、前記製造管理装置はワーニングを出力することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の製造管理装置。
6. 前記作業時間補正部が、前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の実在庫数が０である期間、および、前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の実在庫数が最大在庫数である期間を前記作業時間からマイナスした時間に基づいて、前記補正作業時間を算出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の製造管理装置。
7. 作業員による作業を含む所定の製造工程における製造対象物の在庫数の計画値である計画在庫数を取得する計画在庫数取得ステップと、
   前記製造工程における前記作業員による実際の作業の作業時間と、該作業時の在庫数である実在庫数とを取得する実作業データ取得ステップと、
   前記計画在庫数と前記実在庫数とに基づいて前記作業時間を補正し、補正作業時間を算出する作業時間補正ステップを含み、
   前記計画在庫数が、（１）前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理前計画在庫数、および、（２）前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の適正な在庫数である処理後計画在庫数、の少なくともいずれか一方であり、
   前記実在庫数が、（３）前記作業を実施可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理前実在庫数、および、（４）前記作業が完了し、次段階の製造工程で製造可能な状態で待機している製造対象物の前記作業時の在庫数である処理後実在庫数、の少なくともいずれか一方であり、
   前記作業時間補正ステップにおいて、（５）前記処理前実在庫数が前記処理前計画在庫数より少ないときに、前記補正作業時間を前記作業時間より短くなるように算出する、および、（６）前記処理後実在庫数が前記処理後計画在庫数より多いときに、前記補正作業時間を前記作業時間より短くなるように算出する、の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする製造管理方法。
8. 請求項１から６のいずれか一項に記載の製造管理装置としてコンピュータを機能させるための製造管理プログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるための製造管理プログラム。

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