WO2020070867A1 - 作業管理装置および作業管理方法 - Google Patents

作業管理装置および作業管理方法

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WO2020070867A1
WO2020070867A1 PCT/JP2018/037318 JP2018037318W WO2020070867A1 WO 2020070867 A1 WO2020070867 A1 WO 2020070867A1 JP 2018037318 W JP2018037318 W JP 2018037318W WO 2020070867 A1 WO2020070867 A1 WO 2020070867A1
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WO
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time
worker
work
cycle time
units
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Application number
PCT/JP2018/037318
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English (en)
French (fr)
Inventor
亮輔 佐々木
松尾　光恭
博吉 岸本
高聡 小林
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三菱電機株式会社
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Publication date
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a work management device and a work management method.
  • the tact time is calculated from the planned number of production units, and the arrangement of personnel is determined so as to satisfy the tact time.
  • the latest cycle time is used for each element work of each worker.
  • the cycle time for each element work of each worker becomes shorter as the user becomes more skilled, the use of the latest value is considered effective.
  • the work is slow and the cycle time is long, but in the afternoon the work speed increases and the cycle time is shortened for some workers.
  • the work speed is fast and the cycle time is short.
  • the latest cycle time value is used and the staffing that is expected to produce the planned number of units is adopted, the estimation accuracy of the number of units that can be produced is low. There was a problem that production might not be possible.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and has as its object to provide a device and a method capable of more accurately estimating the number of processable units.
  • a work management device relates to a plurality of work processes constituting a series of processes, and stores worker cycle information for each of a plurality of workers in a plurality of time zones. Section, and for each of a plurality of time zones constituting the operating time of a series of processes among the plurality of time zones, read the process cycle time of the worker in the corresponding time zone from the worker information storage unit, and read the read process cycle time. Calculating the number of processable units in a series of processes for each time period, and adding the number of processable units calculated for each time period to calculate the number of processable units in the operating time. is there.
  • the work management method calculates a process cycle time for each of a plurality of workers arranged in each of a plurality of work processes constituting a series of processes, for each time zone constituting an operation time, for each of the plurality of workers.
  • the device reads out from the storage device, and the arithmetic unit calculates the number of processable units in a series of processes for each time zone using the read process cycle time, and the arithmetic unit adds up the number of processable units calculated for each time zone. Then, the number of processable units during the operation time is calculated.
  • the number of processable units is calculated by using the reference cycle time for each time zone. This has the effect of enabling more accurate estimation of the number of units that can be processed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a system configuration of a work management device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a work management device according to an embodiment of the present invention. It is a figure showing an example of composition of a process of a production line concerning an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing work result data according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing analysis standard data concerning an embodiment of the invention. It is a figure showing analysis standard data concerning an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing work result data according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing worker data concerning an embodiment of the invention. It is a figure showing worker data concerning an embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for determining staffing according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing worker data concerning an embodiment of the invention. 5 is a flowchart illustrating a method for determining staffing according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing worker data concerning an embodiment of the invention. 5 is a flowchart illustrating a method for determining staffing according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing work result data according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a calculation method when reviewing the configuration of the process according to the embodiment of the present invention. It is a figure showing the calculation method of the number of productions concerning the embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of a work management device according to an embodiment of the present invention.
  • the work management device includes a storage device 100, a computing device 110, a data input unit 121, a display unit 122, and a communication unit 123.
  • the storage device 100 includes a plurality of storage units.
  • the device operation data storage unit 101 is a storage area for storing operation data of devices at a production site.
  • the sensing data storage unit 102 is a storage area for storing sensor output data (sensing data) at the production site.
  • the moving image data storage unit 103 is a storage area for storing photographing data of each production site.
  • the analysis reference data storage unit 104 is a storage area for storing analysis reference data when analyzing various data.
  • the work result data storage unit 105 is a storage area for storing work result data at the production site.
  • the worker data storage unit (worker information storage unit) 106 is a storage area for storing data on workers.
  • the production plan data storage unit (plan storage unit) 107 is a storage area for storing a production plan including information on staffing at a production site and operation time information.
  • the calculation device 110 includes a data analysis unit (analysis unit) 111, a staffing calculation unit (calculation unit) 112, and a trend visualization unit (visualization unit) 113.
  • the data analysis unit 111 analyzes various data such as device operation data, sensing data, and moving image data by using the analysis reference data, aggregates the data into work performance data, and generates software or hardware modules for generating worker data.
  • the staffing calculation unit 112 is a software or hardware module for evaluating and reviewing the staffing information in the production plan stored in the production plan data storage unit 107 using the worker data, or a combination thereof.
  • the trend visualization unit 113 is a software or hardware module that generates image data for displaying the worker data on the display unit 122, or a combination thereof.
  • Various data stored in the storage device 100 are data processed by the arithmetic device 110, data collected from various devices at the production site via the communication unit 123, and input to the user via the data input unit 121. Included data.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the work management device according to the embodiment of the present invention.
  • the work management device is a general computer as hardware, and is used to connect the processor 202, a memory 203 including a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and the outside of the work management device.
  • the input / output interface 204 of FIG. The processor 202, the memory 203, and the input / output interface 204 are connected to the bus 201, and can exchange data and control information via the bus 201 with each other.
  • the storage device 100 is realized by the memory 203.
  • the arithmetic device 110 is realized by the processor 202. When the processor 202 executes the various programs stored in the memory 203, various processes of the arithmetic device 110 are executed.
  • the data input unit 121 and the communication unit 123 are realized by the input / output interface 204.
  • the display unit 122 is a display device such as a liquid crystal display connected via the input / output interface 204. Note that a plurality of processors and a plurality of memories may cooperate to realize each unit of the communication device. Further, the work management device according to the embodiment of the present invention may be realized by a plurality of pieces of hardware working together.
  • each storage unit may be realized by hardware independent of a computer that performs data analysis and the like, such as a data server.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a process of a production line.
  • the production line is composed of a series of three work steps of a process A, a process B and a process C. Further, the process A includes six element operations A-1 to A-6.
  • FIG. 4 is a diagram showing the work result data stored in the work result data storage unit 105 after the sensing data and the device operation data are analyzed by the data analysis unit 111 and aggregated.
  • the worker position is data acquired from the sensing data storage unit 102, and is output data of a position sensor installed at a production site.
  • the work position of the worker (here, worker a) acquired at one second intervals is shown.
  • the operation state of the device ⁇ at the production site stored in the device operation data storage unit 101 is also shown at one-second intervals.
  • the analysis reference data stored in the analysis reference data storage unit 104 and analyzing the sensing data and the device operation data by the data analysis unit 111 the work area where the worker was present and the worker at each time are analyzed.
  • the element work that has been performed is specified. The analysis will be described below.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing analysis reference data.
  • FIG. 5A shows correspondence between the worker's work area and the operation state of the apparatus ⁇ for each element work which is a requirement for specifying each element work.
  • FIG. 5B shows the correspondence between each work area and coordinate information (x, y).
  • FIG. 6 shows the work result data of FIG. 4 stored in the work result data storage unit 105 arranged so that the required time for each element work can be grasped. By summing up the times at which the same elementary work has been performed continuously, the required time for each elementary work is shown together with the start time. The required time for one cycle of the process A is also shown in the column of “process required time” in the table of FIG. 6 as the required time of the process.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C show the reference cycle time (process cycle time) and the average value of the reference cycle time for each time zone of the process A, the process B, and the process C for each worker.
  • the reference cycle time for each hour is shown.
  • the reference cycle time is calculated by averaging the required process time of each process in the corresponding time zone (time range in a 24-hour cycle) for each worker from the work result data as shown in FIG. be able to.
  • the reference cycle time is the average value of the process required time.
  • the reference cycle time is not limited to the average value, and may be a value that takes into account variations and the like.
  • the average value of the reference cycle time for each worker can be calculated, for example, by taking a harmonic average of the reference cycle times for each worker and for each time zone.
  • the harmonic mean is the reciprocal of the arithmetic mean of the reciprocal.
  • FIG. 8A is a diagram showing certain production plan data stored in the production plan data storage unit 107.
  • a production date a planned production number (planned processing number), a work start time, a work end time, a pause time, an operation time, a tact time, and a worker for each process are shown.
  • the user sets the arrangement of the workers with reference to the tact time and the average value of the reference cycle time for each worker in each process.
  • the average value of the reference cycle time of the worker c in the process A is 119.5 seconds
  • the average value of the reference cycle time of the worker a in the process B is 117.4 seconds
  • the reference value of the worker b in the process C is shown.
  • the average cycle time is 119.7 seconds, which is less than 120 seconds of the tact time (time obtained by dividing the operating time by the planned production number). Therefore, the production plan shown in FIG. 8A is a production plan (allocation of workers) in which it is determined that production can be performed according to the plan based on a conventional standard that does not consider a variation in cycle time for each time zone.
  • FIG. 8B is a diagram showing an example in which the number of producible units at the time of the production plan data in FIG. 8A is calculated by the staffing calculation unit 112 using the reference cycle time for each time zone.
  • the column of “Process A” in FIG. 8B includes, in addition to the name of the worker in charge (Worker c), the reference cycle time for each time zone when the worker c is in charge of Process A (“Worker c in FIG. 7A”). "Value).
  • the column of “process B” includes, in addition to the name of the worker in charge (worker a), a reference cycle time for each time zone when the worker a is in charge of the process B (“worker a in FIG. 7B”). "Value).
  • the reference cycle time for each time zone (“Worker b” in FIG. "Value).
  • the largest cycle time (maximum cycle time) among the cycle times of the process A, the process B, and the process C is a substantial cycle time of the line, and the value is shown in the column of “maximum CT” in FIG. 8B. .
  • the cycle times of the process A, the process B, and the process C are 118 seconds, 118 seconds, and 119 seconds, respectively.
  • 119 seconds is the effective cycle time of the 9 o'clock line.
  • the staffing calculation unit 112 calculates the number of units that can be produced for each time slot by dividing each time slot width by the maximum cycle time. Specifically, in the case of 9 o'clock, the staffing calculation unit 112 divides one hour (3600 seconds), which is the time zone width, by 119 seconds of the above-described substantial cycle time to obtain the time zone. Is calculated as 30.25 units. The number of vehicles that can be produced for each time zone is shown in the column of “production volume (forecast)” in FIG. 8B. Lastly, the staffing calculation unit 112 calculates the number of producible units during the operation time by adding up the number of producible units calculated for each time zone.
  • the staffing calculation unit 112 determines whether or not production is possible for the planned production number by comparing the producible number with the planned production number.
  • the staffing calculation unit 112 presents (notifies) the determination result to the user via the display unit 122. Therefore, the user can determine that the production plan needs to be reviewed. It is also possible to estimate the number of units that can be produced by a calculation method in which the operating time (in this case, 7 hours) is divided by the harmonic average of the maximum cycle time for each time zone (in this case, 120.09 seconds).
  • This calculation method is equivalent to the case where the number of producible units for each time zone is calculated and summed, and the mathematical formula is equivalent, and is substantially the same.
  • the maximum cycle time harmonic average for each time zone exceeds the tact time of 120 seconds, it can be determined that the production plan needs to be reviewed.
  • FIG. 9A is a diagram showing production plan data that has been reviewed.
  • the workers in the process A and the process B are switched with respect to the staffing in FIG. 8A.
  • FIG. 9B shows the estimated number of units that can be produced at the time of the production plan data in FIG. 9A, which is estimated by the staffing calculation unit 112 using the reference cycle time for each time zone.
  • the number of units that can be produced exceeds the number of units that are planned for production, and production is possible as planned.
  • the workers in the process A and the process B are exchanged, but it is also possible to change the worker according to the time zone. For example, in the case described above, it is also possible to switch the workers in the process A and the process B only at the 15:00 and 16:00 hours. In addition, it is of course possible to change the worker in the process A to another worker (for example, the worker x) who can understand that the process can be performed without any problem only during the same time period. It is also possible to make a change such that the number of workers in the process A is increased (for example, two workers c and y are arranged) only at the 15:00 and 16:00 hours. At this time, when one process is handled by a plurality of workers, the reference cycle time for each time zone of each process is stored as the reference cycle time for each worker for each combination of workers. It is good.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process performed by the staffing calculation unit 112 when determining the staffing.
  • the configuration of the production line is assumed to be composed of three processes A, B, and C as shown in FIG.
  • the arrangement of the workers a, b, and c in the production plan data of FIG. 8A is determined by the user, here, workers d, e, and f different from the workers a, b, and c are used.
  • G, h, i, j, and k the worker to be assigned to each process is determined by the staffing calculation unit 112.
  • FIG. 11 shows data stored in the worker data storage unit 106.
  • the worker data storage unit 106 also stores, for each worker, a reference cycle time for each process in each process (not shown).
  • the staffing calculation unit 112 calculates the tact time based on the production plan stored on the production plan data storage unit 107 on the planning target day (S01).
  • the production plan here is similar to the production plan shown in FIG. 8A, in which the number of production plans is 210 and the operation time is 7 hours.
  • the staffing calculation unit 112 calculates the tact time as 120 seconds by dividing the operating time of 7 hours by the planned production number of 210 units.
  • the staffing calculation unit 112 determines the order in which the assignment is performed when considering the assignment of the worker to each process from the calculated tact time and the average value of the reference cycle time in FIG. 11 (S02). .
  • the number of workers whose reference cycle time average value is smaller than the tact time is counted, and the workers are assigned in the order of the process whose count number is smaller.
  • the five workers d, e, f, i, and j have the reference cycle time average value smaller than the tact time, and are counted as five workers.
  • the staffing calculation unit 112 determines that the assignment of the workers is performed in the order of the process C, the process A, and the process B.
  • the staffing calculation unit 112 performs the assignment of the workers in the order determined in step S002 (S03).
  • the staffing calculation unit 112 performs the assignment using the average value of the reference cycle time. Workers are allocated in the order of the process C, the process A, and the process B.
  • the staffing calculation unit 112 assigns, to each process, a worker whose reference cycle time average value is lower than the tact time and which is closest to the tact time. Assign. Specifically, comparing the average cycle values of the process C of the five workers d, e, f, i, and j, the average cycle time of the worker i is 119.8 seconds, and the takt time is reduced. It is lower than that and is closest to the tact time of 120 seconds.
  • the staffing calculation unit 112 first assigns the worker i to the process C. Next, the assignment of the workers in the process A is performed, and the staffing calculation unit 112 makes a determination based on the same criteria for the workers except for the worker i previously assigned. Person j is assigned. Finally, the assignment of the worker in the process B is performed, and the staffing calculation unit 112 assigns the worker k to the process B based on the same determination criteria.
  • the staffing calculation unit 112 calculates the number of units that can be produced based on the assignment of the workers in step S03 (S04). Using the reference cycle time for each time zone stored in the worker data storage unit 106 for each worker, the number of producible units is calculated.
  • the specific method is as described above, and the description is omitted here.
  • the staffing calculation unit 112 compares the producible number calculated in step S04 with the planned production number stored in the production plan data storage unit 107 (S05), and performs production for the planned production number. Is determined as possible or impossible.
  • the producible number is equal to or larger than the planned production number
  • production for the planned production number is possible, and the assignment of the workers in the step of S03 is added to the production plan data as personnel arrangement information.
  • the process returns to the step of assigning workers (S03). Until the assignment of workers equal to or more than the planned production number is found, the assignment change of the workers (S03), the calculation of the producible number (S04), and the evaluation of the producible number (S05) are repeated.
  • the assignment of workers is changed in the order from the process after the assignment of workers. In other words, the assignment of workers is performed last, and the assignment of workers in the process is reviewed first. The worker of the process is changed from the assignable workers to the worker whose tact time is next to the previously assigned worker. If the number of producible units does not exceed the planned number of production units even if the number of workers in the process is changed, the assignment of workers is changed in the process to which workers were assigned immediately before.
  • a method of determining another staffing by the staffing calculation unit 112 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, a tact time is calculated (S11). The method of calculating the takt time is as described above. Next, the staffing calculation unit 112 uses the calculated tact time and the average value of the reference cycle time for each process to create a staffing pattern in which the average value of the reference cycle time for each process is less than the tact time, and The data is stored in the data storage unit 107 (S12). Next, the staffing calculation unit 112 calculates the number of products that can be produced for each created staffing pattern, and compares the calculated number of products that can be produced with the number of planned productions, whereby each staffing pattern satisfies the production plan.
  • the staffing calculation unit 112 presents (notifies) the determination result to the user via the display unit 122 (S14).
  • the arrangement pattern of personnel satisfying the production plan and the number of units that can be produced at that time may be displayed on the display unit 122 as the determination result.
  • the user may be able to confirm all the staffing patterns that satisfy the production plan, or, among the staffing patterns that satisfy the production plan, select a pattern in which the number of products that can be produced is close to the number of production plans. The upper limit may be displayed.
  • the user selects a staffing pattern to be adopted from the presented patterns via the data input unit 121 (S15), and the staffing calculation unit 112 determines the staffing (S16).
  • the determined staffing is stored in the production plan data storage unit 107.
  • the user has selected the staffing pattern to be adopted, but instead of selecting the staffing pattern, the staffing calculation unit 112 selects the staffing pattern based on the selection conditions input in advance via the data input unit 121. You may do so.
  • As the selection condition for example, a condition is conceivable in which, among the staffing patterns satisfying the production plan, a pattern whose available number is closest to the production plan number is selected.
  • the staffing may be reviewed by the user via the data input unit 121 with reference to the average value of the reference cycle tact time for each worker.
  • the staffing calculation unit 112 estimates the number of units that can be produced with respect to the plan after the review by the user, and presents it to the user via the display unit 122 as an evaluation result of the staffing set by the user.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example in which a work time and a required time for a specific element work are extracted from the work result data in FIG. 6 and the extraction result is displayed on the display unit 122.
  • the moving image data stored in the moving image data storage unit 103 is divided by the data analysis unit 111 based on the start time and the end time of each element work in the work result data. Then, when the user selects a link button provided for each element work via the data input unit 121, a work moving image of the corresponding element work is displayed on the display unit 122, and the state of the past element work is confirmed. be able to. As a result, it becomes easy to confirm a sample element work having a short required time or an element work requiring a long time to be improved, and the work can be improved.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams summarizing the reference cycle times of the element works A-1 and A-6 for each worker and for each time zone. From the work result data as shown in FIG. 6, the average of the element work required time of the element work in the corresponding time zone (time range in a 24-hour cycle) is obtained for each worker, thereby obtaining a reference cycle for each element work. Time can be calculated.
  • the reference cycle time (element work cycle time) for each worker and for each time zone is similarly summarized for other element works. Have been.
  • the reference cycle time of each worker for each element work and for each time zone is stored in the worker data storage unit 106.
  • FIGS. 15A and 15B are image diagrams in which the trend visualizing unit 113 graphs the reference cycle time for each worker of the element work A-1 and A-6 for each time zone, and outputs the graph to the display unit 122.
  • the trend visualizing unit 113 graphs the reference cycle time for each worker of the element work A-1 and A-6 for each time zone, and outputs the graph to the display unit 122.
  • FIG. 16 is a flowchart in a case where the staffing calculation unit 112 changes the configuration of each process (combination of element works assigned to the same worker) for each time period and reviews the staffing.
  • the configuration of each process is reviewed for each time zone and the personnel allocation is changed based on the configuration and the personnel allocation of each process in the production plan shown in FIG. 8A described above.
  • the following processing will be described on the assumption that the calculation of the number of producible units for each time zone as shown in FIG. 8B has been completed.
  • a value calculated in advance and stored in the production plan data storage unit 107 may be used.
  • the staffing calculation unit 112 extracts a time zone in which the process configuration is to be reviewed based on the data on the number of products that can be produced for each time zone stored in the production plan data storage unit 107, and prioritizes the review.
  • the order is determined (S31).
  • a time zone whose actual cycle time (maximum cycle time) is longer than the tact time is extracted as a time zone to be reviewed, and a priority order is set based on a time zone having a large difference between the two.
  • the personnel assignment calculation unit 112 sets the 15:00 and the 16:00 as a review target. Extract.
  • the personnel allocation calculation unit 112 determines that the 16:00 o'clock has the highest priority and the 15:00 o'clock Is determined to be the second priority.
  • the staffing calculation unit 112 reviews (re-evaluates) the configuration of the process in order of priority (S32).
  • the reference cycle time for each element work of each worker is read from the worker data storage unit 106, and the element work to be assigned to each process is determined.
  • the configuration of the process at 16:00 which is the first priority
  • FIG. 17 is a diagram in which the reference cycle time for each element work of the workers a, b, and c at the 16:00 level is extracted from the worker data storage unit 106.
  • the lower part shows, for reference, a reference cycle time for each process in the configuration of the process before the review.
  • the process A assigned to the worker c is the element work A-1 to A-6
  • the process B assigned to the worker a is the element work B-1 to B-5
  • the process C assigned to the worker b is the element work C. -1 to C-5
  • the reference cycle time for each lower step is the sum of the reference cycle times for each upper element operation.
  • a process break is provided between the element work A-6 and the element work B-1 and between the element work B-5 and the element work C-1.
  • the reference cycle time for each process is calculated for each pattern at the process break position (distribution of element work to each process), and the pattern with the smallest maximum cycle time is extracted.
  • the calculation performed by the staffing calculation unit 112 at that time will be described with reference to FIG.
  • the worker in charge of each process is fixed, and each process is configured in the order of the process A in which the worker c is in charge, the process B in which the worker a is in charge, and the process C in which the worker b is in charge.
  • the number of patterns at the process separation position is 105 patterns
  • the staffing calculation unit 112 calculates the reference cycle time of each process with respect to all the patterns, and extracts the pattern having the minimum maximum cycle time from the calculated reference cycle time. I do.
  • the calculation performed by the staffing calculation unit 112 using the pattern of “Configuration 6-5-5” which is the configuration of the process before the review will be described.
  • the process A is the element works A-1 to A-6
  • the process B is the element works B-1 to B-5
  • the step C is the element works C-1 to C-5. -5.
  • the cycle time of the process A is obtained by reading out the reference cycle times of the elementary works A-1 to A-6 of the worker c in charge of the process A from the worker data storage unit 106 by the staffing operation unit 112 and summing them. Is calculated. In this case, the cycle time of the process A is 125 seconds.
  • the cycle time of the process B is the sum of the reference cycle times of the element works B-1 to B-5 of the worker a, and is 116 seconds.
  • the cycle time of the process C is the total of the reference cycle times of the element works C-1 to C-5 of the worker b, and is 120 seconds.
  • the staffing calculation unit 112 extracts the maximum values of these process cycle times, and calculates the maximum cycle time of the pattern of “Configuration 6-5-5” to be 125 seconds.
  • the staffing calculation unit 112 performs the same calculation for other patterns, and extracts a pattern having the minimum maximum cycle time.
  • the maximum cycle time in the pattern of “Configuration 5-6-5” is the minimum, and the configuration of the process of this pattern is adopted.
  • process A is composed of element works A-1 to A-5
  • step B is composed of element works A-6 to B-5
  • step C is composed of element works C-1 to C5. That is, the element work A-6, which was the last element work of the process A before the review, was moved to the head of the process B by the review.
  • the calculation of the reference cycle time and the calculation of the maximum cycle time for each process are performed for all the patterns at the break positions of the process. However, the calculation is not necessarily performed for all the patterns. . With reference to the configuration of the process before the withdrawal, only the pattern whose delimiter position is close to the configuration of the process before the withdrawal may be evaluated.
  • the staffing calculation unit 112 calculates the number of products that can be produced (S33).
  • FIG. 19 shows an image of the calculation performed by the staffing calculation unit 112 in the case of the specific example.
  • the calculation method is as described above, but here, since the configuration of the process at the 16:00 is reviewed, only the value at the 16:00 is changed from the value in FIG. 8B. Since the maximum cycle time of the 16:00 unit is 120 seconds, the number of units that can be produced at the 16:00 unit is 30 units, and the total number of units that can be produced is 211.04 units.
  • the staffing calculation unit 112 compares the calculated producible number with the planned production number (S34). If the number of units that can be produced is equal to or greater than the planned number of production units, the personnel allocation calculation unit 112 calculates the personnel allocation plan for which the process configuration has been reviewed, outputs the calculated personnel allocation plan to the production plan data storage unit 107 (S35), and reviews the personnel allocation. To end. On the other hand, if the number of producible units is less than the planned production number in step S34, the process returns to step S32, and the process in the next priority time zone is reviewed. When the process review is completed for all the time zones extracted and prioritized as the review target in the step of S31, the staffing calculation unit 112 can produce a staffing plan in which the process configuration is reviewed. The output is output to the production plan data storage unit 107 together with the number of units, and the review of the staffing is completed.
  • the work management device of the present embodiment grasps the reference cycle time of the element work for each time zone, the effect of changing the allocation of the element work for each time zone to each process is reduced. It is possible to estimate and to appropriately review the configurations of workers and processes so as to achieve the planned production quantity.
  • the present invention is not limited to the production process.
  • the present invention can be applied to a case where a process other than only the production process is targeted, such as an inspection process, a transportation process, and a process in which the production process and the inspection process are combined.
  • 100 storage device 101 device operation data storage, 102 sensing data storage, 103 moving image data storage, 104 analysis reference data storage, 105 work performance data storage, 106 worker data storage, 107 production plan data storage , 110 arithmetic unit, 111 data analysis unit, 112 staffing operation unit, 113 trend visualization unit, 121 data input unit, 122 display unit, 123 communication unit, 201 bus, 202 processor, 203 memory, 204 input / output interface.

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Abstract

本発明の作業管理装置は、一連の工程を構成する複数の作業工程の各々に関し、複数の時間帯の各々の各作業者の工程サイクルタイムを、複数の作業者分記憶する作業者情報記憶部１０６と、複数の時間帯のうち一連の工程の稼働時間を構成する複数の時間帯の各々について、作業者の当該時間帯の工程サイクルタイムを作業者情報記憶部から読み出し、読み出した工程サイクルタイムを用い時間帯毎に一連の工程における処理可能台数を算出し、時間帯毎に算出した処理可能台数を合算することで、稼働時間における処理可能台数を算出する演算部１１２と、を備える。

Description

作業管理装置および作業管理方法
　この発明は、作業管理装置および作業管理方法に関するものである。
　従来の生産管理システムにおいては、生産計画台数から、タクトタイムを算出し、当該タクトタイムを満たすよう、人員の配置を決定している。
　例えば、製造工程における各作業者の要素作業別のサイクルタイムを算出し、タクトタイムと各作業者の要素作業別のサイクルタイムとを用いて、人員配置を決定するものがある(特許文献１参照)。
特開２００７－２９３６９０号公報
　上記した従来のシステムにおいては、各作業者の要素作業別のサイクルタイムはそれぞれ最新の値が用いられるものであった。各作業者の要素作業別のサイクルタイムは、熟練するに従い、短くなる一方の場合は、最新の値を用いることが有効と考えられる。しかしながら、午前中は、作業が遅く、サイクルタイムが長いが、午後には、作業速度が上がり、サイクルタイムが短くなる作業者もいれば、逆に、午前中は作業速度が速く、サイクルタイムが短いが、午後には、疲れから作業速度が低下し、サイクルタイムが長くなってしまう作業者も存在する。このような場合、最新のサイクルタイムの値を用いて、生産計画台数分の生産が見込まれる人員配置を採用しても、生産可能台数の見積もりの精度が低く、実際には生産計画台数分の生産ができない場合があるという課題があった。
　この発明は上記した問題点を解決するためのものであり、より精度の高い処理可能台数の見積もりを可能とする装置および方法を提供することを目的とするものである。
　この発明にかかる作業管理装置は、一連の工程を構成する複数の作業工程の各々に関し、複数の時間帯の各々の各作業者の工程サイクルタイムを、複数の作業者分記憶する作業者情報記憶部と、複数の時間帯のうち一連の工程の稼働時間を構成する複数の時間帯の各々について、作業者の当該時間帯の工程サイクルタイムを作業者情報記憶部から読み出し、読み出した工程サイクルタイムを用い時間帯毎に一連の工程における処理可能台数を算出し、時間帯毎に算出した処理可能台数を合算することで、稼働時間における処理可能台数を算出する演算部と、を備えたものである。
　この発明にかかる作業管理方法は、一連の工程を構成する複数の作業工程の各々へ配置される作業者の、稼働時間を構成する時間帯毎の、工程サイクルタイムを複数の作業者分について演算装置が記憶装置から読み出し、演算装置が、読み出した工程サイクルタイムを用いて、時間帯毎の一連の工程の処理可能台数を算出し、演算装置が、時間帯毎に算出した処理可能台数を合算し、稼働時間における処理可能台数を算出するものである。
　この発明の作業管理装置および作業管理方法においては、時間帯毎の基準サイクルタイムを用いて、処理可能台数を算出するため、時間帯毎に基準サイクルタイムが変動するような場合において、従来に比べ、より正確な処理可能台数の見積もりを可能とするという効果を有する。
この発明の実施の形態にかかる作業管理装置のシステム構成例を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産ラインの工程の構成例を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業実績データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる分析基準データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる分析基準データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業実績データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産計画データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産可能台数の計算方法を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産計画データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産可能台数の計算方法を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる人員配置の決定方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる人員配置の決定方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかる作業実績データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる作業者データのグラフである。 この発明の実施の形態にかかる作業者データのグラフである。 この発明の実施の形態にかかる人員配置の決定方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかる作業者データを示す図である。 この発明の実施の形態にかかる工程の構成を見直す際の計算方法を示す図である。 この発明の実施の形態にかかる生産可能台数の計算方法を示す図である。
　以下に、本発明の実施の形態にかかる作業管理装置および作業管理方法について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態にかかる作業管理装置のシステム構成図である。作業管理装置は、記憶装置１００、演算装置１１０、データ入力部１２１、表示部１２２および通信部１２３を備える。記憶装置１００は複数の記憶部を含む。装置稼働データ記憶部１０１は生産現場における装置の稼働データを記憶する記憶領域である。センシングデータ記憶部１０２は生産現場におけるセンサの出力データ（センシングデータ）を記憶する記憶領域である。動画データ記憶部１０３は各生産現場の撮影データを記憶する記憶領域である。分析基準データ記憶部１０４は各種データを分析する際の分析基準データを記憶する記憶領域である。作業実績データ記憶部１０５は生産現場における作業実績データを記憶する記憶領域である。作業者データ記憶部（作業者情報記憶部）１０６は作業者に関するデータを記憶する記憶領域である。生産計画データ記憶部（計画記憶部）１０７は生産現場での人員配置情報や稼働時間情報を含む生産計画を記憶する記憶領域である。演算装置１１０は、データ分析部（分析部）１１１、人員配置演算部（演算部）１１２および傾向可視化部（可視化部）１１３を含む。データ分析部１１１は、分析基準データを用い、装置稼働データ、センシングデータ、動画データ等の各種データを分析し、作業実績データに集約するとともに、作業者データを生成するソフトウェアまたはハードウェアのモジュール、もしくはその組み合わせである。人員配置演算部１１２は、作業者データを用い、生産計画データ記憶部１０７に記憶された生産計画における人員配置情報の評価および見直しを行うソフトウェアまたはハードウェアのモジュール、もしくはその組み合わせである。傾向可視化部１１３は、作業者データを表示部１２２に表示するための画像データを生成するソフトウェアまたはハードウェアのモジュール、もしくはその組み合わせである。記憶装置１００に記憶される各種データは、演算装置１１０によって処理されたデータの他、生産現場の各種装置から通信部１２３を介して収集されたデータや、データ入力部１２１を介してユーザに入力されたデータを含む。
　図２は、本発明の実施の形態にかかる作業管理装置の、ハードウェア構成例を示す図である。作業管理装置は、ハードウェアとしては一般的なコンピュータであり、プロセッサ２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成されるメモリ２０３と、作業管理装置外部と接続するための入出力インタフェース２０４とにより実現することが可能である。プロセッサ２０２、メモリ２０３および入出力インタフェース２０４はバス２０１に接続され、バス２０１を介してデータや制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。
　記憶装置１００はメモリ２０３により実現される。また、演算装置１１０はプロセッサ２０２により実現される。メモリ２０３に格納された各種プログラムをプロセッサ２０２が実行することにより、演算装置１１０の種々の処理が実行される。データ入力部１２１および通信部１２３は入出力インタフェース２０４により実現される。表示部１２２は入出力インタフェース２０４を介して接続される液晶ディスプレイ等の表示装置である。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して通信装置の各部を実現するようにしてもよい。また、本発明の実施の形態にかかる作業管理装置は、複数のハードウェアが連携して実現してもよい。例えば、データ分析部１１１におけるデータ分析と、人員配置演算部１１２における人員配置の評価とは、別々のコンピュータにおいて実行されてもよい。また、各記憶部は、データサーバ等、データ分析等を行うコンピュータから独立したハードウェアにより実現されてもよい。
　図３は、生産ラインの工程の構成例を表す図である。生産ラインは、工程Ａ、工程Ｂおよび工程Ｃの一連の３つの作業工程で構成されている。また、工程Ａは、要素作業Ａ－１～要素作業Ａ－６の６つの要素作業で構成されている。
　図４は、センシングデータおよび装置稼働データが、データ分析部１１１により分析され、集約された後の作業実績データ記憶部１０５に記憶された作業実績データを示す図である。作業者位置は、センシングデータ記憶部１０２から取得したデータであり、生産現場の設置された位置センサの出力データである。１秒間隔で取得された作業者（ここでは、作業者ａ）の作業位置が示されている。また、装置稼働データ記憶部１０１に記憶されていた生産現場における装置αの稼働状態も、１秒間隔で示されている。また、分析基準データ記憶部１０４に記憶された分析基準データを用いて、データ分析部１１１がセンシングデータおよび装置稼働データを分析することで、各時刻において、作業者のいた作業エリアと作業者に実行されていた要素作業とが特定されている。当該分析については、次に説明する。
　図５Ａ、Ｂは、分析基準データを表す図である。図５Ａには、各要素作業を特定するための要件となる各要素作業に対する作業者の作業エリアおよび装置αの稼働状態の対応が示されている。図５Ａの“装置α”の列において、“１”は装置αの稼働を要件とすること、“０”は装置αの非稼働を要件とすること、“＊”は装置αの稼働状態は任意である（要件としない）ことをそれぞれ示す。図５Ｂには、各作業エリアと座標情報（ｘ，ｙ）の対応関係が示されている。このような分析基準データを用いることで、データ分析部１１１は、時刻に関連付けて収集された作業者の位置情報を表すセンシングデータおよび装置αの稼働情報を表す装置稼働データから、各時刻に処理されていた要素作業を特定することができる。この分析の結果として、図４の作業実績データにおける“要素作業”の列には、各時刻に処理されていた要素作業が示されている。
　図６は、作業実績データ記憶部１０５に記憶されている図４の作業実績データを、要素作業毎の所要時間が把握できるように、整理したものである。連続して同一の要素作業を行っていた時刻をまとめることで、要素作業毎の所要時間が開始時刻とともに示されている。また、工程Ａの１サイクル分の所要時間も、工程所要時間として、図６の表中の“工程所要時間”の列に示されている。
　図７Ａ、Ｂ、Ｃは、工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃの時間帯毎の基準サイクルタイム（工程サイクルタイム）と基準サイクルタイム平均値とを、作業者毎に表したものである。ここでは、１時間毎の基準サイクルタイムが示されている。この基準サイクルタイムは、図６に示したような作業実績データから、作業者毎に、該当時間帯（２４時間周期における時刻の範囲）における各工程の工程所要時間の平均をとることで算出することができる。なお、ここでは、基準サイクルタイムを工程所要時間の平均値としたが、基準サイクルタイムは、平均値には限定されず、ばらつき等を考慮した値を用いてもよい。また、作業者毎の基準サイクルタイム平均値は、例えば、作業者毎且つ時間帯毎の基準サイクルタイムの調和平均をとることにより算出することができる。調和平均とは、逆数の算術平均の逆数である。
　図８Ａは、生産計画データ記憶部１０７に記憶されているある生産計画データを表す図である。ここでは、生産を行う日付、生産計画台数（処理計画台数）、作業開始時間、作業終了時間、休止時間、稼働時間、タクトタイム、工程毎の作業者が示されている。ここでは、タクトタイムと各工程の作業者毎の基準サイクルタイム平均値とを参考に、ユーザが作業者の配置を設定した。図７を参照すると、工程Ａの作業者ｃの基準サイクルタイム平均値は１１９．５秒、工程Ｂの作業者ａの基準サイクルタイム平均値は１１７．４秒、工程Ｃの作業者ｂの基準サイクルタイム平均値は１１９．７秒と、いずれもタクトタイム（稼働時間を生産計画台数で除した時間）の１２０秒を下回っている。したがって、図８Ａに示される生産計画は、時間帯毎のサイクルタイムの変動を考えない従来の基準では、計画通りの生産が可能と判断される生産計画（作業者の配置）である。
　図８Ｂは、図８Ａの生産計画データ時における生産可能台数を、人員配置演算部１１２が時間帯毎の基準サイクルタイムを用いて計算した事例を示す図である。図８Ｂの “工程Ａ”の列には、担当作業者名（作業者ｃ）とともに、工程Ａを作業者ｃが担当した場合の、時間帯毎の基準サイクルタイム（図７Ａの“作業者ｃ”の値）が示されている。図８Ｂの “工程Ｂ”の列には、担当作業者名（作業者ａ）とともに、工程Ｂを作業者ａが担当した場合の、時間帯毎の基準サイクルタイム（図７Ｂの“作業者ａ”の値）が示されている。図８Ｂの “工程Ｃ”の列には、担当作業者名（作業者ｂ）とともに、工程Ｃを作業者ｂが担当した場合の、時間帯毎の基準サイクルタイム（図７Ｃの“作業者ｂ”の値）が示されている。工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃのサイクルタイムの内、最も大きいサイクルタイム（最大サイクルタイム）が実質的なラインのサイクルタイムとなり、その値が図８Ｂの“最大ＣＴ”の列に示されている。具体的には、９時台の場合は、工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃのサイクルタイムは、それぞれ、１１８秒、１１８秒、１１９秒であるため、“最大ＣＴ”の列には１１９秒と示されており、この１１９秒が9時台のラインの実質的なサイクルタイムである。人員配置演算部１１２は、各時間帯幅をこの最大サイクルタイムで除することで、時間帯毎の生産可能台数を算出する。具体的には、９時台の場合は、人員配置演算部１１２は、時間帯幅である１時間（３６００秒）を前述の実質的なサイクルタイムの１１９秒で除することで、当該時間帯における生産可能台数を３０．２５台と算出する。時間帯毎の生産可能台数が、図８Ｂの”生産台数（見込み）”の列に示されている。最後に、人員配置演算部１１２は、時間帯毎に算出した生産可能台数を合算することで、稼働時間における生産可能台数を計算する。この場合、１５時台および１６時台に、最大サイクルタイムが悪化しており、時間帯毎の生産可能台数を合計した生産可能台数（合計）の見込み値が、２０９．８４台と生産計画台数を下回っている。人員配置演算部１１２は、生産可能台数を生産計画台数と比較することで、生産計画台数分の生産が可能か否かの判定を行う。人員配置演算部１１２は、この判定結果を、表示部１２２を介し、ユーザに提示（通知）する。このため、ユーザは生産計画の見直しが必要と判断できる。なお、稼働時間（この場合、７時間）を時間帯毎の最大サイクルタイムの調和平均（この場合、１２０．０９秒）で除する計算方法でも、生産可能台数を見積もることが可能である。この計算方法は、時間帯毎の生産可能台数を計算し、合算する場合と、数学的な計算式は等価であり、実質的に同じである。また、時間帯毎の最大サイクルタイム調和平均が、タクトタイムの１２０秒を上回っていることからも、生産計画の見直しが必要と判断することもできる。
　図９Ａは、見直しが行われた生産計画データを表す図である。ここでは、図８Ａの人員配置に対し、工程Ａと工程Ｂの作業者が入れ替わっている。図９Ｂは、図９Ａの生産計画データ時における生産可能台数を、人員配置演算部１１２が、時間帯毎の基準サイクルタイムを用い、見積もったものである。この生産計画においては、生産可能台数が生産計画台数を上回っており、計画通り生産が可能である。
　上述の形態では、工程Ａと工程Ｂの作業者が入れ替わったが、時間帯によって作業者を変更することも可能である。例えば、上述の事例では、１５時台、１６時台のみ、工程Ａと工程Ｂの作業者を入れ替えることも可能である。また、同時間帯のみ、工程Ａの作業者を、問題なく処理できることが把握できている他の作業者（例えば、作業者ｘ）に変更することももちろん可能である。また、１５時台、１６時台のみ、工程Ａの作業者を増員 (例えば、作業者ｃと作業者ｙの２人を配置)するような変更も可能である。この際、１つの工程を複数の作業者で担当するような場合、作業者の組み合わせ毎に、各工程の、時間帯毎の基準サイクルタイムを、作業者毎の基準サイクルタイムとして、記憶しておけばよい。
　次に、人員配置の決定方法について説明する。図１０は、人員配置を決定する際に、人員配置演算部１１２で行われる処理を表すフローチャートである。生産ラインの構成は、図３のように、工程Ａ、Ｂ、Ｃの３つで構成されているものとする。なお、図８Ａの生産計画データにおける作業者ａ、ｂ、ｃの配置はユーザが決定したものであったが、ここでは、作業者ａ、ｂ、ｃとは別の作業者ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋの中から各工程に配置する作業者を人員配置演算部１１２が決定するものとする。図１１は、作業者データ記憶部１０６に記憶されたデータであり、工程Ａ、Ｂ、Ｃに関し、作業者ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋの基準サイクルタイム平均値をまとめたものである。作業者データ記憶部１０６には、作業者毎に、各工程の、時間帯毎の基準サイクルタイムも記憶されている（図示なし）。
　まず、人員配置演算部１１２は、生産計画データ記憶部１０７に記憶された、計画立案対象日の生産計画を基に、タクトタイムを算出する（Ｓ０１）。ここでの生産計画は、図８Ａに示した生産計画と同様、生産計画台数は２１０台、稼働時間は７時間とする。人員配置演算部１１２は、稼働時間の７時間を生産計画台数の２１０台で除することで、タクトタイムを１２０秒と算出する。
　次に、人員配置演算部１１２は、算出されたタクトタイムと、図１１の基準サイクルタイム平均値から、各工程への作業者の割付けを検討する際に割付けを行う順番を決定する（Ｓ０２）。ここでは、工程毎に、タクトタイムより基準サイクルタイム平均値が小さい作業者の人数をカウントし、カウント数が小さい工程の順に、作業者の割付けを行う。ここでは、工程Ａについては、作業者ｄ、ｅ、ｆ、ｉ、ｊの５人の基準サイクルタイム平均値がタクトタイムより小さいため、５人とカウントする。同様に、工程Ｂについては、８人、工程Ｃについては３人とカウントできる。したがって、人員配置演算部１１２は、工程Ｃ、工程Ａ、工程Ｂの順に作業者の割付けを実施するものと決定する。
　次に、人員配置演算部１１２は、Ｓ００２のステップで決定された順に、作業者の割付けを実施する（Ｓ０３）。人員配置演算部１１２は、基準サイクルタイム平均値を用いて割付けを行う。工程Ｃ、工程Ａ、工程Ｂの順に作業者の割付けが行われるが、人員配置演算部１１２は、基準サイクルタイム平均値がタクトタイムを下回り、且つタクトタイムに最も近い作業者を、各工程に割付ける。具体的には、作業者ｄ、ｅ、ｆ、ｉ、ｊの５人の工程Ｃ基準サイクルタイム平均値を比較すると、作業者ｉの基準サイクルタイム平均値が１１９．８秒と、タクトタイムを下回り、且つ最もタクトタイムの１２０秒に近い。したがって、人員配置演算部１１２は、まず、工程Ｃには作業者ｉを割付ける。次に、工程Ａの作業者の割付けが行われるが、人員配置演算部１１２は先に割付けられた作業者ｉを除いた作業者を対象として同様の基準で判断を行い、工程Ａには作業者ｊを割付ける。最後に、工程Ｂの作業者の割付けが行われ、人員配置演算部１１２は同様の判断基準により工程Ｂに作業者ｋを割付ける。
　次に、人員配置演算部１１２は、Ｓ０３のステップにおける作業者の割付けに基づき、生産可能台数の算出を行う（Ｓ０４）。作業者データ記憶部１０６に作業者毎に記憶された、時間帯毎の基準サイクルタイムを用い、生産可能台数の算出を行う。具体的な方法は、前述のとおりであり、ここでは説明を割愛する。
　次に、人員配置演算部１１２は、Ｓ０４のステップで算出した生産可能台数と、生産計画データ記憶部１０７に記憶された生産計画台数と、の比較を行い（Ｓ０５）、生産計画台数分の生産が可能か不可能かの判定を行う。ここで、生産可能台数が生産計画台数以上の場合は、生産計画台数分の生産が可能であり、Ｓ０３のステップにおける作業者の割付けを、人員配置情報として、生産計画データに追加する。一方で、生産可能台数が生産計画台数を下回っていた場合は、生産計画台数分の生産が不可能であり、作業者の割付けのステップ（Ｓ０３）に戻る。そして、生産計画台数以上の作業者の割付けが見つかるまで、作業者の割付け変更（Ｓ０３）、生産可能台数の算出（Ｓ０４）、生産可能台数の評価（Ｓ０５）を繰り返す。
　作業者の割付けの変更は、作業者の割付けを後に行った工程から順に行う。つまり、作業者の割付けを最後に行った、工程の作業者の割付けの見直しを最初に行う。当該工程の作業者を、割り当て可能な作業者の中から、前回割り当てられた作業者の次に、タクトタイムに近い作業者に変更する。当該工程の作業者を変更しても、生産可能台数が、生産計画台数を上回らない場合は、一つ前に作業者の割付けを行った工程の、作業者の割付けの変更を行う。
　時間帯毎の基準サイクルタイムの調和平均を使った基準サイクルタイム平均値が、タクトタイムを上回っている作業者を、工程に配置した場合、生産可能台数は確実に生産計画台数を下回ってしまう。このため、このような基準サイクルタイム平均値を用いて作業者の割付けを検討することで、無駄な処理を省くことができる。また、基準サイクルタイムタイム平均値がタクトタイムに近くなるように、作業者を選択・配置することで、計画に近い台数の生産が可能となり、在庫増大の原因となる過剰な生産を防ぐことができる。
　人員配置演算部１１２による他の人員配置の決定方法について、図１２のフローチャートを用いて説明する。まず、タクトタイムを算出する（Ｓ１１）。タクトタイムの算出方法は先に説明した通りである。次に、人員配置演算部１１２は、算出したタクトタイムと工程毎の基準サイクルタイム平均値とを用い、工程毎の基準サイクルタイム平均値がタクトタイムを下回る全人員配置パターンを作成し、生産計画データ記憶部１０７に記憶する（Ｓ１２）。次に、人員配置演算部１１２は、作成した人員配置パターン毎に生産可能台数を算出し、算出した生産可能台数を生産計画台数と比較することで各人員配置パターンが生産計画を満たす人員配置パターンであるか否かの判定を行う（Ｓ１３）。次に、人員配置演算部１１２は表示部１２２を介し判定結果をユーザに提示（通知）する（Ｓ１４）。ここでは、生産計画を満たす人員の配置パターンと、そのときの生産可能台数を判定結果として表示部１２２に表示すればよい。生産計画を満たす全ての人員配置パターンをユーザが確認できるようにしてもよく、あるいは、生産計画を満たす人員配置パターンのうち生産可能台数が生産計画数に近いパターンを、事前に定めたパターン数を上限として、表示するようにしてもよい。次に、ユーザが、提示されたパターンから、データ入力部１２１を介し、採用する人員配置パターンを選択し（Ｓ１５）、人員配置演算部１１２が人員配置を決定する（Ｓ１６）。決定された人員配置は生産計画データ記憶部１０７が記憶する。ここでは、採用する人員配置パターンをユーザが選択したが、ユーザが選択する代わりに、人員配置演算部１１２が事前にデータ入力部１２１を介し入力された選定条件を基に人員配置パターンを選定するようにしてもよい。選定条件としては、例えば、生産計画を満たす人員配置パターンのうち生産可能台数が生産計画数に最も近いパターンを選定するといった条件が考えられる。なお、人員配置の見直しは、作業者毎の基準サイクルタクトタイム平均値を参考にデータ入力部１２１を介してユーザが行ってもよい。この場合、人員配置演算部１１２は、ユーザが見直した後の計画に対し、生産可能台数の見積もりを行い、ユーザが設定した人員配置の評価結果として、表示部１２２を介してユーザに提示する。
　このように、時間帯毎の基準サイクルタイムを用いることで、より正確な生産可能台数を見積もることが可能であり、生産計画台数の見直しによって、生産計画の最適化が可能となる。
　図１３は、図６の作業実績データから、特定の要素作業分の作業時刻と所要時間を抽出し、抽出結果を表示部１２２に表示した例を表す図である。動画データ記憶部１０３に記憶された動画データは、作業実績データ中の各要素作業の開始時間および終了時間に基づき、データ分析部１１１により分割されている。そして、ユーザがデータ入力部１２１を介し、要素作業毎に設けられたリンクボタンを選択することで、対応する要素作業の作業動画が表示部１２２に表示され、過去の要素作業の様子を確認することができる。これにより、見本となる所要時間の短かった要素作業や、改善が必要な所要時間が長くなってしまった要素作業の確認が容易となり、作業の改善が可能となる。
　図１４Ａ、Ｂは、それぞれ、要素作業Ａ－１、Ａ－６の基準サイクルタイムを作業者毎且つ時間帯毎にまとめた図である。図６に示したような作業実績データから、作業者毎に、該当時間帯（２４時間周期における時刻の範囲）における要素作業の要素作業所要時間の平均をとることで、要素作業毎の基準サイクルタイムを算出することができる。ここでは、要素作業Ａ－１、Ａ－６についてのみ例に挙げて説明したが、他の要素作業についても同様に、作業者毎且つ時間帯毎の基準サイクルタイム（要素作業サイクルタイム）がまとめられている。各作業者の要素作業毎且つ時間帯毎の基準サイクルタイムは、作業者データ記憶部１０６に記憶されている。
　図１５Ａ、Ｂは、それぞれ、要素作業Ａ－１、Ａ－６の作業者毎の、時間帯別の基準サイクルタイムを、傾向可視化部１１３がグラフ化し、表示部１２２に出力したイメージ図である。このように、要素作業毎、作業者毎に、時間帯変化に伴う基準サイクルタイムの変動を可視化することができる。そのため、作業者毎に、作業速度が低下する要素作業や時間帯を特定することが容易となり、サイクルタイムの変動の要因解析および工程の改善につなげることができる。
　本実施の形態にかかる作業管理装置では、時間帯毎の要素作業の基準サイクルタイムを把握しているため、律速している時間帯や工程の特定が可能であり、また、その時間帯の各工程の構成を、要素作業単位で変更した場合の、生産可能台数の評価を容易に行うことができる。
　図１６は、人員配置演算部１１２が、時間帯毎に各工程の構成（同一の作業者が担当する要素作業の組み合わせ）を変更して、人員配置を見直す場合のフローチャートである。ここでは、具体例として、先に示した図８Ａの生産計画における各工程の構成および人員配置から、時間帯毎に各工程の構成を見直し、人員配置を変更する場合について説明する。なお、ここでは、図８Ｂに示したような時間帯毎の生産可能台数の算出まで完了しているものとして、以降の処理について説明する。図８Ｂに示したような時間帯毎の生産可能台数は、事前に計算され生産計画データ記憶部１０７に記憶されている値を用いればよい。
　まず、人員配置演算部１１２は、生産計画データ記憶部１０７に記憶された時間帯毎の生産可能台数に関するデータを基に工程の構成の見直しを実施する時間帯を抽出するとともに、見直しを行う優先順位を決定する（Ｓ３１）。ここでは、実質的なサイクルタイム（最大サイクルタイム）がタクトタイムより大きいものを見直し対象の時間帯として抽出し、両者の差が大きいものから優先順位をつける。具体例では、図８Ｂにおいて、１５時台および１６時台の最大サイクルタイムがタクトタイムの１２０秒を上回っているため、人員配置演算部１１２は、１５時台および１６時台を、見直し対象として抽出する。そして、１５時台の最大サイクルタイムに比べ、１６時台最大サイクルタイムの方が、タクトタイムとの差が大きいため、人員配置演算部１１２は、１６時台が優先順位１番、１５時台が優先順位の２番と判断する。
　次に、人員配置演算部１１２は優先順位順に工程の構成の見直し（再評価）を行う（Ｓ３２）。ここでは、対象となる時間帯に関し、各作業者の要素作業毎の基準サイクルタイムを作業者データ記憶部１０６から読み出し、各工程に振り分ける要素作業を決定する。具体例の場合は、まず優先順位が１番である１６時台の工程の構成の見直しを行う。図１７は、作業者データ記憶部１０６から１６時台の作業者ａ、ｂ、ｃの要素作業毎の基準サイクルタイムを抽出したものである。また、下段は、参考用に、見直し前の工程の構成のときの工程毎の基準サイクルタイムを示している。作業者ｃが担当する工程Ａは要素作業Ａ－１～Ａ－６、作業者ａが担当する工程Ｂは要素作業Ｂ－１～Ｂ－５、作業者ｂが担当する工程Ｃは要素作業Ｃ－１～Ｃ－５でそれぞれ構成され、下段の工程毎の基準サイクルタイムは上段の要素作業毎の基準サイクルタイムの合計値となっている。見直し前の工程の構成においては、要素作業Ａ－６と要素作業Ｂ－１との間と、要素作業Ｂ－５と要素作業Ｃ－１との間とに、工程の区切りが設けられていた。ここでは、工程の区切り位置（各工程への要素作業の振り分け）のパターン毎に工程毎の基準サイクルタイムを算出し、最大サイクルタイムが最小となるパターンの抽出を行う。その際の、人員配置演算部１１２が行う計算を、図１８を用いて説明する。ここでは、各工程を担当する作業者は固定であり、作業者ｃが担当する工程Ａ、作業者ａが担当する工程Ｂ、作業者ｂが担当する工程Ｃの順で、各工程が構成されるものとする。この場合、工程の区切り位置のパターン数は１０５パターンであり、人員配置演算部１１２は、それら全パターンに関し各工程の基準サイクルタイムを算出し、その中から最大サイクルタイムが最小となるパターンを抽出する。見直し前の工程の構成である「構成６－５－５」のパターンを用いて、人員配置演算部１１２が行う計算について説明する。「構成６－５－５」のパターンでは、工程Ａは要素作業Ａ－１～Ａ－６で、工程Ｂは要素作業Ｂ－１～Ｂ－５で、工程Ｃは要素作業Ｃ－１～Ｃ－５で構成されている。この工程Ａのサイクルタイムは、工程Ａを担当する作業者ｃの要素作業Ａ－１～Ａ－６の基準サイクルタイムを、人員配置演算部１１２が作業者データ記憶部１０６から読み出し、合計することで算出される。この場合、工程Ａのサイクルタイムは１２５秒となる。同様に、工程Ｂのサイクルタイムは、作業者ａの要素作業Ｂ－１～Ｂ－５の基準サイクルタイムの合計であり、１１６秒である。また、工程Ｃのサイクルタイムは、作業者ｂの要素作業Ｃ－１～Ｃ－５の基準サイクルタイムの合計であり、１２０秒となる。そして、人員配置演算部１１２は、これら工程サイクルタイムの最大値を抽出し、「構成６－５－５」のパターンの最大サイクルタイムを１２５秒と算出する。人員配置演算部１１２は、同様の計算を他のパターンに対しても行い、最大サイクルタイムが最小となるパターンを抽出する。ここでは、計算の結果、「構成５－６－５」のパターンの際の最大サイクルタイムが最小であり、このパターンの工程の構成が採用される。この構成では、工程Ａが要素作業Ａ－１～Ａ－５で、工程Ｂが要素作業Ａ－６～Ｂ－５で、工程Ｃが要素作業Ｃ－１～Ｃ５で構成される。つまり、見直し前は工程Ａの最後の要素作業であった要素作業Ａ－６が、見直しにより工程Ｂの先頭に移された。なお、本実施の形態では、工程の区切り位置の全てのパターンについて、工程毎の基準サイクルタイムの算出および最大サイクルタイムの算出を行ったが、必ずしも、全てのパターンについて、算出を行う必要はない。見合わせ前の工程の構成を基準として、見合わせ前の工程の構成に区切り位置が近いパターンだけを評価の対象としてもよい。
　次に、前ステップで採用した工程の構成パターンを用いて、人員配置演算部１１２は生産可能台数を算出する（Ｓ３３）。具体例の場合に、人員配置演算部１１２が行う計算のイメージを図１９に示す。計算方法は前述のとおりであるが、ここでは、１６時台の工程の構成を見直したため、１６時台の値のみ、図８Ｂの値から変更となっている。１６時台の最大サイクルタイムが１２０秒であるため、１６時台の生産可能台数は３０台であり、生産可能台数の合計は２１１．０４台である。
　次に、人員配置演算部１１２は、算出した生産可能台数と、生産計画台数との比較を行う（Ｓ３４）。生産可能台数が生産計画台数以上の場合は、人員配置演算部１１２は、工程の構成を見直した人員配置計画を算出したおとともに生産計画データ記憶部１０７に出力し（Ｓ３５）、人員配置の見直しを終了する。一方で、Ｓ３４のステップにおいて、生産可能台数が生産計画台数を下回っている場合は、Ｓ３２のステップに戻り、次の優先順の時間帯の工程の見直しを行う。また、Ｓ３１のステップにおいて見直し対象として抽出し優先順位をつけた全ての時間帯について、工程の見直しが完了した場合は、人員配置演算部１１２は、工程の構成を見直した人員配置計画を生産可能台数とともに生産計画データ記憶部１０７に出力し、人員配置の見直しを終了する。
　このように、本実施の形態の作業管理装置は、時間帯毎の要素作業の基準サイクルタイムを把握しているため、時間帯毎の要素作業の各工程への割り付けを変更した際の効果を見積もることができ、また、生産計画台数を達成できるよう、作業者や工程の構成を適切に見直すことができる。
　なお、本実施の形態においては、生産工程を対象に、処理（生産）可能台数の算出や、作業者の配置について、説明を行ったが、本発明の対象は生産工程のみに限定されない。例えば、検査工程や運搬工程、さらには、生産工程と検査工程とを組み合わせた工程等、生産工程のみ以外の工程を対象とした場合にも、適用可能である。
　１００　記憶装置、１０１　装置稼働データ記憶部、１０２　センシングデータ記憶部、１０３　動画データ記憶部、１０４　分析基準データ記憶部、１０５　作業実績データ記憶部、１０６　作業者データ記憶部、１０７　生産計画データ記憶部、１１０　演算装置、１１１　データ分析部、１１２　人員配置演算部、１１３　傾向可視化部、１２１　データ入力部、１２２　表示部、１２３　通信部、２０１　バス、２０２　プロセッサ、２０３　メモリ、２０４　入出力インタフェース。

Claims (8)

  1. 一連の工程を構成する複数の作業工程の各々に関し、複数の時間帯の各々の各作業者の工程サイクルタイムを、複数の作業者分記憶する作業者情報記憶部と、
    　前記複数の時間帯のうち前記一連の工程の稼働時間を構成する複数の時間帯の各々について、前記作業者の当該時間帯の前記工程サイクルタイムを前記作業者情報記憶部から読み出し、読み出した前記工程サイクルタイムを用い前記時間帯毎に前記一連の工程における処理可能台数を算出し、前記時間帯毎に算出した前記処理可能台数を合算することで、前記稼働時間における処理可能台数を算出する演算部と、
    　を備える、作業管理装置。
  2. 前記演算部は、算出した前記処理可能台数を処理計画台数と比較することで、前記一連の工程において、前記稼働時間の内に前記処理計画台数分の処理が可能か不可能かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の作業管理装置。
  3. 前記演算部が、前記処理計画台数の処理が可能か不可能かの判定結果を表示部を介してユーザに通知することを特徴とする、請求項２に記載の作業管理装置。
  4. 前記演算部は、前記複数の作業工程の各々への前記作業者の配置の情報である人員配置情報を、複数パターン分作成し、
    　前記演算部は、前記パターン毎に、前記処理可能台数を算出し、前記処理計画台数分の処理が可能か不可能かを判定することを特徴とする、請求項２および３のいずれか１項に記載の作業管理装置。
  5. 前記演算部は、前記稼働時間を構成する前記時間帯により、前記複数の作業工程の各々への前記作業者の配置が異なる人員配置情報を生成することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業管理装置。
  6. 前記作業者情報記憶部は、前記複数の作業工程の各々を構成する要素作業毎のサイクルタイムである要素作業サイクルタイムを、前記時間帯毎に、前記複数の作業者分記憶することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業管理装置。
  7. 前記要素作業サイクルタイムの時間帯変化に伴う変動を、前記作業者毎に表示する画像データを生成する可視化部をさらに備える、請求項６に記載の作業管理装置。
  8. 一連の工程を構成する複数の作業工程の各々へ配置される作業者の、稼働時間を構成する時間帯毎の、工程サイクルタイムを複数の前記作業者分について演算装置が記憶装置から読み出し、
    　前記演算装置が、読み出した前記工程サイクルタイムを用いて、前記時間帯毎の前記一連の工程の処理可能台数を算出し、
    　前記演算装置が、前記時間帯毎に算出した前記処理可能台数を合算し、前記稼働時間における処理可能台数を算出する、
    　作業管理方法。
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