JPH0790450B2 - 多品種混合フローショップ生産方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は量産系の生産工場における生産方法に係り、と
くに生産品種類が多くかつ各工程に同一または同種の製
造装置が多く、その上ライン形態で生産を行っている生
産工場に好適な多品種混合フローショップ生産方法に関
する。

［従来技術］ 従来、工程ごとに作業に要する時間が異なる生産方法に
おいては、たとえば特開昭60−233763号公報に記載され
ているように、少なくとも１つの工程の実出来高に関す
るデータを作成する手段と、基準工程の基準出来高に関
するデータを作成する手段と、バランス係数の上，下限
値を入力する手段と、実出来高に関する基準高に関する
データを基準出来高に関するデータで除して得られるバ
ランス係数を算出する手段と、算出されたバランス係数
およびこれと上，下限値との関係を表示する表示装置を
備えた生産工程のライン・バランス管理システムが提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記の従来技術は単に情報を提供するのみであって、こ
の情報を活用するための手段について配慮がなされてお
らず、生産は情報を受けた操作者に依存して行われてい
るため、管理制度に個人差があったり、操作者あるいは
判断する者が必要であるなどの問題があった。

本発明の目的は、前記の従来技術の問題点を解決し、ラ
イン全体の生産効率の向上を可能とする多品種混合フロ
ーショップ生産方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の多品種混合フローショップ生産方法では、第１
生産工程の前、及び各生産工程の後の位置で、該各生産
工程対象ワークが流れた位置と時刻を検出し、該各生産
工程の生産対象ワークに対する作業実績としてのデータ
を入力する作業実績データ入力処理と、該作業実績デー
タ入力処理からの作業実績データを記憶する生産実績デ
ータ記憶処理と、任意の定期的なサイクルで、現時刻よ
り一定時間以前の間の該作業実績データを読み出し、該
作業実績データに基づき各生産工程毎に該生産対象ワー
クの該作業に要するピッチタイムを夫々算出するピッチ
タイム算出処理と、該算出された各生産工程毎のピッチ
タイムを比較し、該ピッチタイムが最大となる生産工程
をボトルネック工程として検出するボトルネック工程検
出処理と、該ボトルネック工程検出処理で検出されたボ
トルネク工程に対し、現時刻より一定時間以前の間の前
記作業実績データより各品種グループ毎の生産量の比率
を求め、該比率に最も近い整数比でかつ分配可能な整数
比率により、該ボトルネック工程の各製造装置の使用割
当てを該各グループ別に上記整数比率に分配して決定
し、前回の割当てに対し今回の割当てが異なる該製造装
置に対して段取り替えを支持するボトルネック工程対策
処理と、該段取り替え支持により、該当製造装置に対し
て、治工具の取付け替えを行う段取り替え処理とを有し
ていることを特徴とするものである。

［作用］ 本発明では、上述の如き作業実績データ入力処理，生産
実績データ記憶処理，ピッチタイム算出処理，ボトルネ
ック工程検出処理，ボトルネック工程対策処理，段取処
理を有して構成したので、作業実績データ入力処理が各
生産工程の生産実績を実時間で入力して生産実績時間を
自動収集し、入力された生産実績データを生産実績デー
タ記憶処理に一時記憶する。このような手順で蓄えられ
た生産実績データに基づき、ピッチタイム算出処理が各
生産工程毎のピッチタイムを算出すると、ボトルネック
工程検出処理が、ピッチタイムの最大となっている生産
工程を生産上のボトルネック生産工程と決定する。この
ボトルネック生産工程に対し、ボトルネック工程対策処
理が、以降の生産対象ワークに要する作業量の比率を品
種別に求めると共に、該品種別に求めた品種別生産対象
ワークの作業量の比率に基づき、各製造装置群の各製造
装置の使用割当てを品種別にかつ選択的に決定すると、
段取処理にその旨を指示し、これにより、段取処理が、
対応する生産工程の製造装置群における所望の製造装置
に対し、ワークの着脱，治工具の取付換えを行うもので
ある。

したがって、本発明においては、ライン上の全生産工程
を監視し、ボトルネックとなっている工程のみ集中的に
ピッチタイム降下のための製造装置の再配分および段取
り作業を行うことにより、ラインの全生産工程の生産効
率を向上することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を示す第１図乃至第５図につい
て説明する。

第１図において、１はホストコンピュータにして、生産
実績データ記憶部1aと、ピッチタイム算出部1bと、ボト
ルネック工程検出部1cと、ボルトネック工程対策部1dと
を有している。２はコンベア制御用コントローラにし
て、主幹コンベア４にて移送される生産対象ワーク（図
示せず）の物流制御を行っている。３は複数からなるバ
ーコードリーダにして、前記主幹コンベア４の各生産工
程間に生産実績（生産時間）入力手段として設置され、
各生産工程5a,5b,5cの生産対象ワークの流れを検出し、
各生産工程5a,5b,5cの生産実績として入力して前記ホス
トコンピュータ１に割り込みとして出力して、前記生産
実績データ記憶部1aに一時的に記憶される。

前記生産工程5a,5b,5cは、それぞれ前記主幹コンベア４
より一端分岐したのち、該コンベア４に合流する引込コ
ンベア6a,6b,6cと、製造装置7a,7b,7cと、ワーク着脱，
治工具セットなどの段取りを行う段取装置8a,8b,8cとか
ら構成されている。前記ホストコンピュータ１内のピッ
チタイム算出部1bは、前記生産実績データ記憶部1aで蓄
えられた生産実績データに基づいて定期的なサイクルで
各生産工程5a,5b,5cのピッチタイムを算出している。前
記ボトルネック工程検出部1cは、前記ピッチタイム算出
部1bで算出されたピッチタイムのうち最大となる各生産
工程5a〜5cの何れか一方を検出し、その結果をたとえば
第５図に示すように生産工程別ピッチタイム図を作成す
る。

すなわち、第５図に示す生産工程別ピッチタイム図は、
横軸に各生産工程における作業種類をとり、縦軸に作業
種類別のピッチタイムをとった場合の各生産工程におけ
る作業種類別ピッチタイム図で併せてボトルネック作業
も表示している。前記ボトルネック工程検出部1cにて検
出されたボトルネック工程5a〜5cの製造装置群の製造装
置7a〜7cの何れかを生産対象ワークの作業量に応じてピ
ッチタイムを下げるよう、その製造装置7a〜7cの使用割
当てを決定する。この場合、使用割当ての決定に際し、
ボトルネック工程対策部1dは、第４図に示すように、ボ
トルネック工程と判断された工程において、現時刻より
一定時間以前の間の作業実績データに基づいて作業量の
比率を品種別に求め、該求めた品種別の作業量の比率に
基づいて製造装置群の各製造装置7a,7b,7cの使用割当て
を選択的に決定するようにしている。

たとえば第２図（ａ），（ｂ）に示すように、第２生産
工程5bがボトルネック工程と決定されたと仮定した場合
について述べる。この場合、第２生産工程5bには引続き
ＡグループとＢグループとに分類された生産対象ワーク
のみ流れてくるものとし、かつこの生産対象ワークを分
類する基準は、段取作業の類似性によるものとする。

今、第２図（ａ）に示すように、前回のピッチタイム算
出サイクル（第ｔ期）では、ＡグループおよびＢグルー
プの生産量の比率をそれぞれ60％,40％とし、かつ第２
図（ｂ）に示すように、それを生産するために５台の製
造装置7bからなる製造装置群において、Ａグループに割
当てられた台数を３台、Ｂグループに割当てられた台数
を２台として決定されて生産されていたものが、つぎの
ピッチタイム算出サイクル（第ｔ＋１期）でボトルネッ
ク工程と判定され、そのときにＡグループ,Bグループの
それぞれの生産量の比率が第３図（ａ）に示すように、
80％,20％になると、生産実績データより判定される場
合、この生産量の比率で全製造装置5bを配分し、Ａグル
ープ用として４台,Bグループ用として１台と決定し、そ
の結果として第３図（ｂ）に示すように１号機から３号
機までをＡグループ専用とし、５号機をＢグループ専用
とし、４号機をA,B両グループ兼用とする。

このように、前回のピッチタイム算出サイクル（第ｔ
期）ではボトルネック工程ではなかった第２図に示す状
態のものが、次のピッチタイム算出サイクル（第ｔ＋１
期）でボトルネック工程と判定された場合、ボトルネッ
ク工程対策部1dが対策してその対策内容を前記コンベア
制御用コントローラ２に送信すると、コンベア制御用コ
ントローラ２は前記バーコードリーダ３より入力される
生産対象ワークの分類グループを認識して主幹コンベア
４および引込コンベア6bを制御し、次のサイクルでは前
記４号機に対象ワークを移送するとともに段取装置8bに
指令して前記４号機のワーク着脱および治工具の取付換
えなどを行うことにより、ボトルネックに対処する。

本発明による多品種混合フローショップ生産方法は、上
記の如く構成されているから、つぎに第４図に示すコン
ピュータによる処理フローチャートにより処理方法につ
いて説明する。

ピッチタイム算出部1bでは、一時的に記憶されている生
産実績データの中の現時点から一定時間前の生産実績デ
ータを読込み、読込まれた生産実績データに基づき各生
産工程において生産に要する時間の平均値を算出してこ
れをピッチタイムとする。

ボトルネック工程検出部1cでは、全ての生産工程のピッ
チタイムのうち、最大となる生産工程を検出し、その生
産工程をボトルネック工程とする。

ボトルネック工程対策部1dは、現時点から一定時間前ま
での範囲のボトルネック工程の生産実績データより今後
生産予定の作業データを予測して、品種グループ別の生
産量を求め、この品種グループ別の生産量の比率に応じ
て使用する製造装置の配分を行うとともに２つのグルー
プを兼用する製造装置用段取装置に指令してワーク着脱
および治工具セットなどの段取りを行わせる。これによ
り、ボトルネック工程となった生産工程のピッチタイム
を短縮することができ、生産効率を向上することが可能
となる。

ところで、ライン全体のピッチタイムは、定常的には各
工程のピッチタイムの最大値になる。これは、ピッチタ
イムの最大の工程（ラインの中で製品を一番少ししか作
れない工程）がラインのボトルネック工程となるため、
ボトルネック工程の生産速度でライン全体の生産速度が
決定するためである。したがって、ボトルネック工程の
ピッチタイムを小さくすることが、ライン全体のピッチ
タイムを小さくし、ライン全体の単位時間当たりの製品
の生産数量、すなわち生産効率を大きくすることがで
き、最終的にはライン全体の生産効率を向上できると考
える。

一方、生産工程5bがボトルネック工程と判定され、その
設備配分を見直しても、その設備配分がこれまでの設備
配分と同じだったりする場合、また設備配分の見直しに
よってピッチタイムを小さくしても、それが他の生産工
程のピッチタイムより依然大きいままの場合には、その
生産工程5bがボトルネック工程のままである。前者の如
く、設備配分がこれまでの設備配分と同じ場合には、そ
の工程5bのピッチタイムが変わらないので、生産効率は
向上しない。しかし後者の如く、ピッチタイムが他の生
産工程のそれより大きい場合でも、ライン全体のピッチ
タイムは小さくなるので、ラインの生産効率が向上す
る。

また、設備配分の見直しによって生産工程の段取り替え
を行ったとき、他の工程が新たにボトルネック工程とな
る可能性がある。しかし、その場合、新たにボトルネッ
ク工程になった他の工程のピッチタイムが、その工程の
改善前（見直し前）のピッチタイムより小さいならば、
そのピッチタイムの差の分だけ生産効率は良くなる。こ
のように、徐々に各工程のピッチタイムを小さくしてい
くことで、最終的には全工程のピッチタイムを最小化で
きる。

以上のことから、各工程のピッチタイムを算出し、各工
程のピッチタイムが最大となる工程をボトルネック工程
として検出し、該ボトルネック工程の装置の使用割当て
を見直すことにより、ライン全体のピッチタイムを小さ
くでき、ラインの生産効率を向上することができる。

さらに、さほど問題のない工程の設備配分を見直して
も、段取りを替えてしまうと、先々無駄な段取り替えに
なる可能性が高く、この段取り替えがライン全体のピッ
チタイムの低下にさほど寄与しない可能性も発生するお
それがある。

そこで、上述の如く、ピッチタイムの一番大きく、かつ
問題のある工程だけに着目し、そのため、各工程5a,5b
のピッチタイムを測定し、その結果、最大となるピッチ
タイムの工程をボトルネックとして判断すると、その判
断されたボトルネック工程において製品の作業量を品種
グループ別に生産実績データより求め、求めた品種グル
ープ別作業量の比率に基づいて製造装置群の各製造装置
の使用割当てを選択的に決定するので、各工程のピッチ
タイムを測定するといった簡単な方法でボトルネックを
判断するので、大型でかつ処理の速い計算機が不要にな
るばかりでなく、大がかりな生産状況予測のアルゴリズ
ムも不要になり、それだけ安価なシステムを構築するこ
とができる。

しかも、検出したボトルネック工程に対してかつ装置配
分の変更が必要と判断した工程のみ、製造装置用段取り
装置を介しワーク着脱および治工具設備などの段取りを
行うので、徒らに各工程の設備配分を行うのに比較する
と、迅速に対処することができ、ラインの生産効率を確
実に向上することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、作業時間の異なる多品種の製品を同一
ラインで流す場合、従来の方法では避けることのできな
かった、工程間での作業量をアンバランスによる生産効
率の降下を、生産工程の作業実績より求められるピッチ
タイムに着目してネック工程を検出し、そのネック工程
のピッチタイムが下がるように製品の品種の品種グルー
プ別に製造装置を再配分することで、避けることができ
る。すなわち、１ヶ所の生産工程だけ集中管理するだけ
で、ライン全体の生産速度を上げることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である多品種混合フローショ
ップ生産方法を示す構成図、第２図および第３図は第１
図に示すボトルネック工程対策部の対策内容を示し、第
２図（ａ）は変更する前の品種グループ別の生産量比率
の説明図、同図（ｂ）は変更する前の製造装置のグルー
プ別配分を示す説明図、第３図（ａ）は変更した品種グ
ループ別の生産量比率の説明図、同図（ｂ）は変更した
製造装置のグループ別配分を示す説明図、第４図は第１
図に示すホストコンピュータによる処理フローチャー
ト、第５図は第１図に示すピッチタイム算出部およびボ
トルネック工程検出部での結果を表示した生産工程別ピ
ッチタイムの説明図である。 １…ホストコンピュータ、1a…生産実績データ記憶部、
1b…ピッチタイム算出部、1c…ボトルネック工程検出
部、1d…ボトルネック工程対策部、２…コンベア制御用
コントローラ、３…バーコードリーダ、４…主幹コンベ
ア、5a〜5c…生産工程、6a〜6c…引込コンベア、7a〜7c
…各工程における製造装置群の製造装置、8a〜8c…各工
程における製造装置群の段取装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生産対象ワークが各種作業用の製造装置群
   を有する複数の生産工程を経ることにより、多品種の製
   品を生産するフローショップ生産方法において、 第１生産工程の前、及び各生産工程の後の位置で、該各
   生産工程対象ワークが流れた位置と時刻を検出し、該各
   生産工程の生産対象ワークに対する作業実績としてのデ
   ータを入力する作業実績データ入力処理と、 該作業実績データ入力処理からの作業実績データを記憶
   する生産実績データ記憶処理と、 任意の定期的なサイクルで、現時刻より一定時間以前の
   間の該作業実績データを読み出し、該作業実績データに
   基づき各生産工程毎に該生産対象ワークの該作業に要す
   るピッチタイムを夫々算出するピッチタイム算出処理
   と、 該算出された各生産工程毎のピッチタイムを比較し、該
   ピッチタイムが最大となる生産工程をボトルネック工程
   として検出するボトルネック工程検出処理と、 該ボトルネック工程検出処理で検出されたボトルネック
   工程に対し、現時刻より一定時間以前の間の前記作業実
   績データより各品種グループ毎の生産量の比率を求め、
   該比率に最も近い整数比でかつ分配可能な整数比率によ
   り、該ボトルネック工程の各製造装置の使用割当てを該
   各グループ別に上記整数比率に分配して決定し、前回の
   割当てに対し今回の割当てが異なる該製造装置に対して
   段取り替えを指示するボトルネック工程対策処理と、 該段取り替え指示により、該当製造装置に対して、治工
   具の取付け替えを行う段取り替え処理とを有しているこ
   とを特徴とする多品種混合フローショップ生産方法。