JP7102834B2 - 生産ライン管理システムおよび生産ライン管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、生産ライン管理システムおよび生産ライン管理方法に関する。

複数の工程を経て製品を製造する生産ラインでは、日々生産効率の改善が求められている。そのために、生産ラインの停滞を、いち早く検出し、速やかに対策を講じる必要がある。停滞の検出には、各工程の作業開始時刻と作業終了時刻を記録し、工程内の処理時間や工程間の作業間隔を、基準値と比較する方法が、一般的に用いられている。そして、ユーザが停滞を速やかに認識するための、ユーザインターフェイスを備えた、生産ライン管理システムが、種々開発されている。

例えば、特許文献１には、ワーク識別番号別に各工程の作業開始時刻と作業終了時刻とを記録し、各工程における各ワークの作業開始時刻及び作業終了時刻を表すタイミングチャートを表示する工程異常検知システムが開示されている。このシステムでは、各ワークのタイミングチャートの形状および、前後する２つのワーク間のタイミングチャートの関係性を、標準と比較して異常や停滞を検出する。そして、タイミングチャート上に、異常が検出された時刻及び工程を表す異常個所マークを表示することで、ユーザが、異常を起こした工程を一目で把握できるようにしている。また、異常を示すタイミングチャートの形から、作業抜け、作業順序の逆転、作業の異常、滞留時間の異常、作業間隔の異常などの異常のモードを判別できるようにしている。

特開２００６－３０２０９６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、異常のモードは判別できても、異常の原因までは推定することができないという問題があった。これは、タイミングチャートに、原因を推定するための情報が無かったためである。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、工程の停滞原因推定に有用な情報が得られる生産ライン管理システム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、生産ライン管理システムは、作業項目記憶手段と、作業時刻記録手段と、実施作業者情報記録手段と、作業記録表示手段とを有する。作業項目記憶手段は、複数の工程で製品を生産する生産ラインの、それぞれの工程における作業項目を記憶する。作業時刻記録手段は、各作業項目を実施した際の、作業開始時刻と、作業終了時刻とを対象製品の製造番号に紐づけて記録する。実施作業者情報記録手段は、上記の作業項目を実施した実施作業者と、製品の製造番号と、作業項目と、作業開始時刻と作業終了時刻とを紐づけた実施作業者情報を記録する。作業記録表示手段は、工程と作業項目と実施作業者情報とを含む作業記録を表示する。

本発明の効果は、工程の停滞原因推定に有用な情報が得られる生産ライン管理システムを提供できることである。

第１の実施形態の生産ライン管理システムを示すブロック図である。 第２の実施形態の生産ライン管理システムを示すブロック図である。 第２の実施形態の工程設計情報の一部を示す表である。 第２の実施形態の工程設計情報の別の一部を示す表である。 第２の実施形態の生産ライン管理システムの動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の作業履歴を記録する動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の作業記録を作成する動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の作業記録の一例を示す表である。 第２の実施形態の実施例１の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の実施例１の表示の一例である。 第２の実施形態の実施例２の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態の実施例２の表示の一例である。

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は本実施形態の生産ライン管理システムを示すブロック図である。生産ライン管理システムは、作業項目記憶手段１と、作業履歴記録手段２と、実施作業者情報記録手段３と、作業記録表示手段４とを有する。

作業項目記憶手段１は、複数の工程で製品を生産する生産ラインの、それぞれの工程における作業項目を記憶する。

作業時刻記録手段２は、各作業項目を実施した際の、作業開始時刻と、作業終了時刻とを対象製品の製造番号に紐づけて記録する。

実施作業者情報記録手段３は、上記の作業項目を実施した実施作業者と、製品の製造番号と、作業項目と、作業開始時刻と作業終了時刻とを紐づけた実施作業者情報を記録する
作業記録表示手段４は、工程と作業項目と実施作業者情報とを含む作業記録を表示する。

以上説明したように、本実施形態によれば、各作業項目を実施した作業者の情報を含む作業記録が表示される。このため、ユーザは、工程の停滞が、作業者に起因するものであるか、その他の要素に起因するものであるかを、を容易に推定することができる。

（第２の実施形態）
図２は本実施形態の生産ライン管理システム１０００を示すブロック図である。ハードウェアは、一般的なコンピュータをベースとして構成される。すなわち、プロセッサ１００と、記憶装置２００と、表示装置３００と、入力装置４００とを有する。また、生産ラインから作業履歴を取得する作業履歴取得手段５００を有している。

プロセッサ１００は、記憶装置制御部１１０と、作業記録作成部１２０と、作業記録表示制御部１３０とを有している。

記憶装置制御部１１０は、作業履歴取得部５００が取得した作業履歴を記憶装置２００に記憶させたり、記憶装置２００から工程情報を読み出したりする記憶装置２００の制御を行う。

作業記録作成部１２０は、記憶装置２００が保持する工程設計情報と、実施作業者情報を含む作業履歴と、に基づいて作業記録を作成する。

作業記録表示制御部１３０は、上記の作業記録に関する情報を、表示装置３００に表示させる制御を行う。

記憶装置２００は、工程設計情報を記憶する工程設計情報記憶部２１０と、作業履歴を記憶する作業履歴記憶部２２０と、作業記録を記憶する作業記録記憶部２３０とを有する。

工程設計情報には、工程２１１と、作業項目２１２と、作業標準時間２１３とが含まれる。ここで、工程設計情報の具体例について説明する。図３Ａ、Ｂは、工程設計情報の一例を示す表である。ここでは、ＩＤ－ＰＲＤ－０１～１０の１０種類の製品品種を生産している。図３Ａに示すように、製品品種それぞれは、２～１６の工程により製造され、各工程について、実施作業者を割り付けている。また、図３Ｂに示すように、それぞれの作業工程には、作業標準時間を設定している。作業標準時間は該当工程の作業に停滞があることを検出する基準となる。ここでは、図３Ａと図３Ｂとを分けて描画したが、表示装置３００に表示する際には、両者を結合して、１つの表としても良い。

作業履歴には、製品の製造番号２２１と、実施作業項目２２２と、作業開始時刻２２３と、作業終了時刻２２４と、実施作業者２２５とが含まれる。

作業記録には、工程設計情報と作業履歴とを紐付けた情報が含まれる。すなわち、工程２１１、作業項目２１２と、製造番号２２１、実施作業項目２２２、作業開始時刻２２３、作業終了時刻２２４、実施作業者２２５とを紐付けた情報となっている。

次に、生産ライン管理システム１０００の動作について説明する。図４は、生産ライン管理システム１０００の動作を示すフローチャートである。まず工程設計情報を受信する（Ｓ１）。工程設計情報は、例えば入力装置４００から入力される。次に、作業履歴を記録する（Ｓ２）。この詳細については後述する。次に、作業記録を作成する（Ｓ３）。作業記録は、工程設計情報と作業履歴とを結びつけた情報である。そこには、例えば、各製造番号の製品における、工程ごとの作業の合計時間も含まれる。そして、作業記録を表示する（Ｓ４）。

次にＳ２の作業履歴を記録、の詳細について説明する。図５は、作業履歴を記録の処理を示すフローチャートである。まず製品の製造番号と実施する作業項目とを記録する（Ｓ２１）。次に、実施作業者を記録する（Ｓ２２）。次に作業開始時刻を記録する（Ｓ２３）。次に作業終了時刻を記録する（Ｓ２４）。なお、Ｓ２２－Ｓ２４のステップは、順不同で良い。

次に、Ｓ３の作業記録を作成、の詳細について説明する。図６は作業記録を作成の動作を示すフローチャートである。まず、製造番号と実施した作業項目とを紐付ける（Ｓ３１）。次に作業項目と実施作業者を紐付ける（Ｓ３２）。次に作業項目と作業開始時刻を紐付ける（Ｓ３３）。次に作業項目と作業終了時刻とを紐付ける（Ｓ３４）。

図７は、作業記録の一例を示す表である。図７に示すように、例えば、製造番号をキーとして、作業項目と、実施作業者である作業担当者と、作業開始時刻と、作業終了時刻が記録される。

次にＳ４の作業記録を表示、の具体例について説明する。表示の仕方は任意であり、無限のバリエーションがあるが、ここでは、工程の遅延原因を推定するのに有効な表示の具体例について説明する。

（実施例１）
図８は作業記録を表示、の一例を示すフローチャートである。まず、製造番号をキーとして、作業項目を実施順に並べて表示する（Ｓ４１）。そして、作業項目の要素の欄に実施作業者を表示する（Ｓ４２）。さらに、製造番号ごとに、作業項目が属する工程における作業の合計時間を表示する（Ｓ４３）。

図９は、上記の動作による表示の一例である。縦軸に製造番号、横軸に作業項目を取り、実施作業者を表示している。ここでは、上から、製造した製品順、即ち製造番号順に表示するようにしている。また、表示部の右端には集計部で算出した全工程の作業合計時間を表示している。作業合計時間から、各製品の製造時間が分かり、製造の停滞や遅れ等を発見できる。更に、最上段に工程名を表示すると共に、それ以降の行には設計上の工程の境界線を示す縦線を表示している。これによって、設計上はこの縦線の左右で作業者が交代するため、応受援の時系列の状況が一見して把握できるようになっている。

図９の表示から、作業者ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤの４人共に、設計上の工程の境界を示す線の範囲を超えて作業をおこなっており、作業の応受援がおこなわれていることがわかる。さらに、作業者ＢＢ－ＣＣ間（図９のア部分）および作業者ＣＣ－ＤＤ間（図９のイ部分）では、作業者交代がおこなわれる作業項目が、設計上の交代位置と異なることがわかる。特に図５のイ部分から、作業者ＤＤは当初見込んでいたよりも狭い範囲でしか作業をおこなっておらず、前の作業者ＣＣが作業者ＤＤの範囲をフォローしていることがわかる。この原因は、例えば、作業者ＣＣはスキルが高いベテラン作業者、作業者ＤＤはまだ作業に不慣れであることにあると推定される。

また、製造番号「ＩＤ－ＰＲＤ０１－０００６」の行を見ると、作業合計時間２２分４２秒となっており、設計上の作業時間合計２０分１０秒と比べ、遅いことがわかる。即ちこの製品の生産において停滞が発生していることがわかる。この原因としては、作業に不慣れな作業者ＤＤが他の製品と比べ、より広い範囲で作業をおこなっているため、作業者起因による遅れが発生していることがわかる。

（実施例２）
図１０は作業記録を表示、の一例を示すフローチャートである。まず、製造番号をラベル、作業合計時間をデータとして、ヒストグラムを表示する（Ｓ４１１）。この時、データを構成するデータ要素に各作業者の作業項目の実施時間を合わせて表示する（Ｓ４１２）。

図１１は、上記の動作による表示の一例である。ラベルの製造番号を縦に配列し、横方向を時間軸としている。ヒストグラムの大きさは、作業合計時間である。グラフ中の色分けは、上から３行目に示した実施作業者の区別を表している。また、縦線は、各作業項目の作業標準時間を示している。すなわち、同じ色が縦線を跨いでいる場合には、当該担当の作業が遅れていることを意味する。

ここで、前述の図９の表示から作業者起因の遅れが発生していた製造番号「ＩＤ－ＰＲＤ０１－０００６」の行を見てみると、作業者ＣＣの作業時間が長いことがわかる（図６のウ部分）。即ち、作業者ＣＣが担当する作業において、作業遅れが発生し、それをフォローしようと作業者ＤＤが応受援をおこない、他よりも広い範囲で作業したことがわかる。即ち製造番号「ＩＤ－ＰＲＤ０１－０００６」における作業遅れの原因は、作業者ＣＣの担当する作業内での作業遅れと、作業者ＤＤが作業に不慣れであることの２つが原因であることがわかる。

なお、作業履歴取得部５００が、生産ラインから作業履歴を取得する方法は、任意であるが、以降に、具体例について説明する。

作業履歴取得部５００は、生産ラインから、製品の製造番号と、実施した作業項目番号と、作業項目毎の作業開始時刻・作業終了時刻とを取得する。生産ラインにおける製造番号の入力は、例えば製品毎に採番・発行されて製品に貼り付けたバーコードやＱＲコード（登録商標）、ＲＦＩＤなどをリーダーで読み取ることで行うことができる。なお、ＲＦＩＤとは、Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎの略である。

作業者毎の実施作業番号とその開始、終了時刻の収集は、例えば、作業項目毎に開始と終了のタイミングでボタンを押す等の信号入力を行うことができるが、ハンズフリーで行うことも可能である。例えば特開２０１８－２２３８９のような音声入力を用いることができる。この方法では、作業者が各々、音声入出力デバイスを装着し、各作業項目の開始時に作業指示が作業者に音声通知されるとともに、そのときの時刻を作業開始時刻として収集する。その作業項目が終了すると作業者が音声を発声することで、そのときの時刻を作業終了時刻として収集する。

音声入力だけでなく画像認識による入力や手作業による信号入力でも構わない。例えば、作業者毎に作業をカメラで撮影する。そして、各作業項目での特徴的な動作パターンと比較し一致すれば、その時刻を作業開始時刻、或いは作業終了時刻として収集する。

収集した作業データは、例えば図７のような形式で、作業履歴記憶部２２０に記憶される。作業履歴記憶部２２０では、製造番号はその作業者がバーコード等によって入力を変更するまで同じ値を保持する。更にその作業項目を終了した時点で、そのときの作業終了時刻を入力する。これを作業項目毎に入力し、複数の作業者が並行して入力する。

以上、説明したように、本実施形態によれば、工程で停滞が発生した場合に、原因を推定する情報を得ることができる。

上述した第１または第２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 作業項目記憶手段
２ 作業時刻記録手段
３ 実施作業者情報記録手段
４ 作業記録表示手段
１００ プロセッサ
１１０ 記憶装置制御部
１２０ 作業記録作成部
１３０ 作業記録表示制御部
２００ 記憶装置
２１０ 工程設計情報記憶部
２２０ 作業履歴記憶部
２３０ 作業記録記憶部
３００ 表示装置
４００ 入力装置
５００ 作業履歴取得部
１０００ 生産ライン管理システム

Claims (9)

1. 複数の工程で製品を生産する生産ラインの、それぞれの前記工程における作業項目を記憶する作業項目記憶手段と、
   前記作業項目の作業開始時刻と作業終了時刻とを記録する作業時刻記録手段と、
   前記作業項目を実施した実施作業者と、前記製品の製造番号と、前記作業開始時刻と前記作業終了時刻とを紐づけた実施作業者情報を記録する実施作業者情報記録手段と、
   前記工程と前記作業項目と前記実施作業者情報とを含む作業記録を表示する作業記録表示手段と、を有し、
   前記作業記録表示手段が、
   前記製造番号を表の行または列の一方に配列して表示し、
   前記作業項目を前記表の行または列の他方に、作業順にしたがって配列して表示し、
   前記実施作業者を前記製造番号および前記作業項目に対応するセルに配置して表示する
   ことを特徴とする生産ライン管理システム。
2. 前記工程の設計情報が、
   前記工程を実行する作業時間の標準となる作業標準時間を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産ライン管理システム。
3. 前記作業記録表示手段が、
   前記製造番号に対応する作業時間の合計である作業時間合計を、前記製造番号に対応する位置に表示する
   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生産ライン管理システム。
4. 前記作業記録表示手段が、
   前記作業項目が属する工程の境界に境界線を表示する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の生産ライン管理システム。
5. 前記作業記録表示手段が、
   前記製造番号をラベルとし、前記作業時間合計をデータとするヒストグラムを表示し、
   前記ヒストグラムのデータ要素として、前記実施作業者を作業順にしたがって表示する
   ことを特徴とする請求項３に記載の生産ライン管理システム。
6. 前記作業記録表示手段が、
   前記作業時間合計に対応する軸に前記工程の作業標準時間を示す境界線を表示する
   ことを特徴とする請求項５に記載の生産ライン管理システム。
7. 複数の工程で製品を生産する生産ラインの、それぞれの前記工程における作業項目を記憶し、
   前記作業項目の作業開始時刻と作業終了時刻とを記録し、
   前記作業項目を実施した実施作業者と、前記製品の製造番号と、前記作業開始時刻と前記作業終了時刻とを紐づけた実施作業者情報を記録し、
   前記工程と前記作業項目と前記実施作業者情報とを含む作業記録を、前記製造番号を表の行または列の一方に配列し、前記作業項目を前記表の行または列の他方に、作業順にしたがって配列し、前記実施作業者を前記製造番号および前記作業項目に対応するセルに配置して表示する
   ことを特徴とする生産ライン管理方法。
8. 前記工程の設計情報が、
   前記工程を実行する作業時間の標準となる作業標準時間を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の生産ライン管理方法。
9. 複数の工程で製品を生産する生産ラインの、それぞれの前記工程における作業項目を記憶するステップと、
   前記作業項目の作業開始時刻と作業終了時刻とを記録するステップと、
   前記作業項目を実施した実施作業者と、前記製品の製造番号と、前記作業開始時刻と前記作業終了時刻とを紐づけた実施作業者情報を記録するステップと、
   前記工程と前記作業項目と前記実施作業者情報とを含む作業記録を、前記製造番号を表の行または列の一方に配列し、前記作業項目を前記表の行または列の他方に、作業順にしたがって配列し、前記実施作業者を前記製造番号および前記作業項目に対応するセルに配置して
   表示するステップと
   を有することを特徴とする生産ラインプログラム。

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