JP5451166B2 - 生産改善支援システム - Google Patents
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Description
昨今、従来の量産ラインは、中品種中量生産、多品種少量生産へと変化すると共に、製品ライフサイクルも短小化が進んでいる。
この環境変化により、従来の改善手法では、時間がかかり過ぎて生産形態の変化へ追随できず、手間がかかり過ぎて改善案を適用しにくいという弊害があった。
その結果、現場製造ラインにおける生産性向上や原価低減が進みにくくなり、改善活動は低調気味になっていた。
従来の生産性を向上させるための試みとして、特許文献1には、生産品を識別する識別情報と、工程ごとの生産品の到来と完了とを検出した検出信号と、これらに付加された時刻情報を用いて、作業時間を算出するものが記載されている。
また、特許文献2には、設備の稼働情報が、設備コントローラから所定の時間間隔及び予め設定された条件により、情報集約解析装置に伝送され、そこで、解析され、表示されるものが記載されている。
また、特許文献3には、加工機械、治具、人員などの生産に必要なパラメータをシミュレーションにより最適化させるものが記載されている。
また、特許文献2のものでは、設備の稼働状況は確認できるものの、設備の稼働と人の動きを連合させて把握することはできなかった。
また、特許文献3のものでは、現場でのトラブル発生などの変動要因を考慮できない
という問題があった。
図1は、この発明の実施の形態1による生産改善支援システムを示す構成図である。
図1において、生産を行う設備1は、シーケンサ2(コントローラ)により制御され、ワークが作業台3に載置されて加工される。シーケンサ2の制御状況は表示装置4に設備画面として表示されるようになっている。作業台3には、ワークが所定位置に載置されたのを検知する在荷センサ5が設けられ、ワークの有り無しを検知する。在荷センサ5は赤外線センサであり、ワークを固定する治具に配置されている。設備1で作業する人6の在場を検知する在場センサ7が、人6の作業する位置に配置されている。在場センサ7は、人6がマットの上に乗ったときの時間を計測する圧力センサにより構成されている。
シーケンサ2は、データベースを有するサーバー8にLAN9により接続され、サーバー8は、クライアント端末10にLAN9を介して接続されている。シーケンサ2には在
場センサ7からの情報及び在荷センサ5からの情報が入力され、これらはサーバー8のデータベースに格納される。
サーバー8は、記憶装置に形成されたデータベースを有し、このデータベースには、作業の改善を支援するための諸情報が格納されている。例えば、TS(標準時間)データや、後述する図3に示す作業者作業状況テーブル、設備テーブル、作業者登録テーブルを含む。
クライアント端末10は、表示画面を表示する表示部を有し、サーバー8のデータベースを読み書きすることができ、データベースに格納された情報を取得して、設備稼働状況の表示、作業者作業状況の表示、人―設備連合作業状態を示すマンマシンチャート(作業連合状況表)の表示、人/設備投入リソース計画の半自動策定などの処理を行う。
図2において、クライアント端末10は、サーバー8のデータベースから作業状況のデータを取得するとともに、別途作成された生産計画11からも機種別の生産計画を取得するデータ取得手段12と、この取得したデータに基づきマンマシンチャートを表示部15に表示するマンマシンチャート表示手段13と、取得したデータに基づき、機種シリーズごと及び工程ごとに必要な作業者数及び設備台数を算出し、必要に応じて表示部15に表示するリソース算出手段14とを有している。
図3(a)は、作業者作業状況テーブルを示す図で、作業者IDと、在場か不在かを示す作業内容と、作業内容の開始日時と、作業内容の終了日時とを含むものである。このテーブルは、作業者IDごとに作成されてもよい。
図3(b)は、設備テーブルを示す図で、設備IDと、設備稼働状況コードと、そのコードの開始日時と、終了日時とを含む。設備稼働状況コードとしては、例えば、0000(正常稼働)、0001(ワーク待ち)、0002(チャック異常)、0003(クーラント液不足)などを有する。設備テーブルは設備ごとに作成されてもよい。
図3(c)は、作業者と設備との時点ごとの対応を示す作業者登録テーブルで、どの作業者がいつの期間にどの設備を操作するのかが予め登録されている。その対応付けられた期間を開始日時と終了日時により示している。このテーブルにより、時刻と設備を指定すれば、作業者を特定することができる。
データベースには、この他、設備とその指名作業者を関連付けたマスタテーブルを有し、設備を指定すれば、指名作業者が一覧できるようになっている。また、全製造機種の形名をもつ機種形名テーブルを有し、機種の形名から機種シリーズが区分できるようになっている。また、機種ごとに作業1サイクルの時間(標準時間、TSデータ)を持っている。
図4において、作業者Aが設備aと設備bと設備cで作業する状態を例にした場合の表示例を示している。
作業者Aの「在場」は、在場センサ7により検知された在場の時間であり、不在時間は「用足し」と表示される。「設備メンテ」は、設備aのトラブルにより発生したもの、また、「昼食」は、時間が予め定められたものである。
設備は、通常状態の「稼働中」と「ワーク待ち」が示され、これに加えて、異常時を示す「トラブル」が示されている。
ソース算出手段の処理を示すフローチャートである。
図1では、一人の作業者が3台の設備を使用してワークを加工する、多台持ちの場合を示している。ワークが設備1の作業台3の所定位置に載置されると、加工が実施される。
この加工の実施は、サーバー8のデータベースに記憶されたTSデータに基づき、シーケンサ2により、設備付属の表示装置4の画面を用いて1ワークごとに作業着手指示と、タイマーによる完了タイミング指示が行われる。
ワークが作業台3の所定位置に載置されると、在荷センサ5がワークの載置を検知し、作業の開始と終了を確認する。このため、在荷センサ5は、ワークが設備1に投入され、加工されるポジション(所定位置)にあるかどうかを検知するように、例えば取付け治具に配置されている。
また、在場センサ7により作業者がどの設備1に係わったかを含む作業状況を検知する。在場センサ7で設備1ごとの作業時間を検出することによって、一人が複数の設備で作業する多台持ちにおける作業内容とそれぞれの時間を把握することができる。
これらの情報は、シーケンサ2に送信されて、シーケンサの記憶部に記憶される。なお、設備と作業者との関連は、図3(c)の作業者登録テーブルによって把握できる。
シーケンサ2内に取り込んだ情報は、一定サイクルでサーバー8に送信されて、図3に示すデータ構造でデータベース化される。このサーバー8のデータベースには、シーケンサ2から読出し及び書込みができるようになっている。
すなわち、データベースから特定期間(例えば、立上げ期間など)の設備情報及び人の移動/在場情報を抽出し、マンマシン表示手段13によるマンマシンチャートの表示、及びリソース算出手段14による人と設備の投入リソースの算出処理を行う。
サーバー8のデータベースから、データ取得手段12を介して、サイクルタイム(ワークが投入されて次のワークが投入されるまでの時間であり、TSデータから求められる。)、作業時間等のライン生産性管理データを自動収集する。
これらのデータに基づき、生産状況の変動に応じて、そのつど必要になる最低限の人数と設備の台数を算出するようにする。このとき、実績データを基にして、設備のメンテナンスや人の作業台から離れる時間などの変動要因を加味して、上記の最適な投入リソースを算出する。これにより、蓋然性の高いリソース計画を策定することができる。
図5のステップS1で、データ取得手段12は、別途作成された生産計画11から製造機種(以下、単に機種という。)ごとの生産計画を取得し、また、サーバー8のデータベースから、機種及び工程毎に、作業時間と設備稼働時間を取得する。
次に、ステップS2で、データベースの機種情報を参照して、機種を同一シリーズで括り、機種シリーズごと及び工程別に下記のデータを抽出する。
作業時間として、単位当りの正味作業時間(W)と、単位当りの正味非作業時間(W_σ)とを算出する。
設備時間として、単位当りの正味稼働時間バラつき(O)と、単位当りの正味非稼働時間バラつき(O_σ)とを算出する。
ここで、単位はワーク1個についての時間を示し、正味作業時間は、価値が認められる作業の時間を示している。本発明では、在場センサで在場を検知している時間であり、図4の在場の時間である。また、正味稼働時間は、価値が認められる設備の稼働時間を示し、本発明では、図4の稼働中の時間である。
このため、ステップS3で、式(1)により多台持ち係数sを算出する。
ただし、式(3)中、i:機種シリーズ数、N:機種シリーズ別生産台数、β:設備稼働安全係数である。
また、設備加工時のサイクルタイムや作業時間などのライン生産性管理データを自動収集することができるので、このデータに基づいて、短期間で改善活動を進めることができる。
また、実績データに基づいて、設備、人のリソースの評価、計画策定をサポートすることができる。
2 シーケンサ
3 作業台
4 表示装置
5 在荷センサ
6 人
7 在場センサ
8 サーバー
9 LAN
10 クライアント端末
11 生産計画
12 データ取得手段
13 マンマシンチャート表示手段
14 リソース算出手段
15 表示部
Claims (3)
- 一人の作業者が複数の設備を操作してワークの生産を行う生産ラインの生産状態の改善を支援する生産改善支援システムであって、
上記設備とこの設備を操作する作業者を関連付けた作業者登録テーブルを予め格納したデータベースを有するサーバー、
上記設備におけるワークの有無を検出する在荷センサ、
上記設備ごとに作業者の在場を検出する在場センサ、
上記設備を制御するように構成され、上記在荷センサ及び上記在場センサの出力が入力され、この入力された上記在荷センサの出力を含む設備の稼働情報及び上記在場センサの出力を含む作業者情報を上記サーバーに送信し、上記データベースに格納させるコントローラ、
上記サーバーに接続され、上記データベースに格納された上記設備の稼働情報及び上記作業者情報を取得し、上記作業者登録テーブルを参照して、時間軸に沿って上記作業者の作業状況及びこの作業者の担当する複数の上記設備の稼働状況を連合した作業連合状況表を表示するクライアント端末を備えたことを特徴とする生産改善支援システム。 - 上記サーバーのデータベースには、上記ワークごとの標準時間が予め記憶され、上記コントローラは上記ワークごとの標準時間に基づき、上記作業者に作業指示を行うことを特徴とする請求項1記載の生産改善支援システム。
- 上記クライアント端末は、上記サーバーのデータベースに格納された上記設備の稼働情報及び上記作業者情報を用いて、上記ワークの機種ごとにかつ工程ごとに必要な設備台数及び作業者数を算出するリソース算出手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の生産改善支援システム。
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