JPH10261122A

JPH10261122A - 作業配分最適化方法

Info

Publication number: JPH10261122A
Application number: JP6417097A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Yuri; 英隆由利; Seiichi Kurihara; 清一栗原
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-29
Also published as: EP0866411A1; CN1197966A; US6249715B1

Abstract

(57)【要約】【課題】配分を容易且つ迅速に行なう。作業者の特性を
考慮した正確な配分を行なう。【解決手段】各作業工程の難易度と投入される各作業者
の熟練度とをそれぞれランキングする。ランキングされ
た作業難易度と熟練度との間で成立する時間変化係数を
設定する。設定された時間変化係数に基づいて作業時間
を補正する。補正された作業時間に基づいて、各作業者
に作業を配分する。【効果】「投入される各作業者の熟練度」と作業工程の
難易度との間で成立する係数を求めることによって、作
業者の欠員を考慮して作業工程を配分することが可能に
なる他、作業者の熟練度と作業の難易度とを最適配分の
要素に含めた作業時間を演算することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は作業配分最適化方法
に関し、特にワイヤハーネスやワイヤハーネスを構成す
るサブアセンブリ（以下、「ワイヤアセンブリ」と総称
する）の組立作業に利用される作業配分最適化方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般にワイヤアセンブリに代表されるよ
うな複雑で多数の工程を経て生産される工業製品におい
ては、複数の作業者による流れ作業が行なわれる。例え
ば、ワイヤアセンブリは車の「神経部分」に該当する部
品であり、端子付電線をコネクタに接続することによ
り、サブアセンブリを生産するサブアセンブリ工程、生
産された幾つかのサブアセンブリを選択して図板と呼称
される作業台の上に配索する配索工程、配索されたサブ
アセンブリにテーピングを施したり、外装部品を取り付
けて、グロスアセンブリするグロスアセンブリ工程等を
含んでいる。これらの各工程は、そのほとんどが、１０
人〜２０人程度で構成される組立ラインでの流れ作業、
且つ、手作業で行なわれる。そのような組立ラインで生
産変動や欠員発生などがあった場合、実際に組立作業を
行なう工数（組立実工数）が標準として定められた工数
（標準工数）から大きく変化してしまい、生産数や品質
に大きな悪影響を及ぼしてしまう場合がある。そこで、
従来、組立ラインでの人員構成は、通常、当該組立ライ
ンを管理する管理者が、経験や勘によって、個々の作業
者の経験数や作業能力を判断して配分していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような組立ライ
ンにおける作業配分は、人の作業習熟度や欠員、或いは
作業の特性による難易度等、定量化が困難な要因を考慮
する必要が頻発する。そのため、配分計算自身に多くの
時間を要し、しかも管理者によってばらつきが多くなる
結果、効率が必ずしも高くはならず、処理配分の最適化
は、至って困難であるという不具合があった。しかも、
ワイヤアセンブリのように、比較的大きな製品を製造す
る場合には、およそ０．８ｍ×４ｍもの図板（作業台）
に、優先順位の定められた作業手順に従って部品を配索
し、組み立てる必要があるため、その最適化を決定する
ことが一層困難になっていた。

【０００４】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、管理者の個人差によることなく、組立ラインでの
処理配分を迅速に最適化することのできる作業配分最適
化方法を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の要素作業からなる流れ作業を複数
の作業者で処理するに当たり、各作業者に対する作業配
分を最適化するための作業配分最適化方法であって、各
要素作業の難易度と投入される各作業者の熟練度とをそ
れぞれランキングするステップと、ランキングされた作
業難易度と熟練度との間で成立する時間変化係数を設定
するステップと、設定された時間変化係数に基づいて、
個々の要素作業の作業時間をそれが配分される作業者に
対応して補正するステップと、補正された作業時間に基
づいて各要素作業を優先順に配分することにより、各作
業者間で一人当たりの割り当て作業時間を均衡させるス
テップとを含んでいることを特徴とする作業配分最適化
方法である。

【０００６】この特定事項を含む発明では、流れ作業の
各要素作業の難易度と投入される各作業者の熟練度がそ
れぞれランキングされ、それに基づいて時間変化係数が
設定される。このステップでは、例えば、ＡＨＰ（Anal
ytic Hierachy Process)に基づくアンケートによって、
各要素作業の難易度が決定されるとともに、作業者の熟
練度が、当該作業者の経験年数や作業時間の実測テスト
等によって各作業者毎に定められる。そして、決定され
た難易度と熟練度とのマトリックスを作成し、個々の作
業者について、個々の要素作業を行なう際の時間変化係
数を割り当てる。これは、要素作業の難易度が高くなる
ほど、熟練した作業者とそうでない作業者との間の時間
増加率が大きくなることを本件発明者が知見したことに
基づくものである。「投入される作業者の熟練度」と要
素作業の難易度との間で成立する係数を求めることによ
って、作業者の欠員を考慮して要素作業を配分すること
が可能になる他、作業者毎に各作業の時間変化係数を割
り当てて、作業者の熟練度と作業の難易度とを最適配分
の要素に含めた予測作業時間を演算することが可能にな
る。そして、演算された予測作業時間に基づいて各作業
者間で予測作業時間が一人当たりの割り当て作業時間が
均衡するように各要素作業を各作業者に割り当てること
により、最小作業時間で各作業者の作業時間を可及的に
均一化することができる。

【０００７】各作業者間で一人当たりの割り当て作業時
間を均衡させるステップは、各作業者間での作業時間の
バランス率が予め定めた許容値を越えるように各作業者
間で要素作業を変更するステップを含むものであること
が好ましい。その場合には、個々の配分条件の中で最適
化に必要な作業時間の可及的な均一化が得られることに
なる。その許容値は、例えば９０パーセントを越えてい
ればよく、必ずしも１００パーセント均一であることを
要しない。

【０００８】本発明の別の態様は、優先順位が定められ
た複数の要素作業からなる流れ作業を、製品を搬送する
コンベヤーの流れに沿って複数の作業者で処理するに当
たり、各作業者に対する作業配分を最適化するための作
業配分最適化方法であって、総作業工数と投入される作
業者の総人数とに基づいて一人当たりの基準作業時間を
設定するステップと、コンベヤーとは逆の流れ方向に連
続して上記製品を分割する複数の作業エリアを割り当て
いるステップと、割り当てられた各エリア内で細分化可
能な要素作業からなるエリア分け対象作業群と各エリア
に分割不能な非エリア分け対象作業群とに上記複数の要
素作業を分類するステップと、上記複数の要素作業のう
ち、非エリア分け対象作業群に分類された各要素作業
を、エリア分け対象作業群の各要素作業に先立って処理
されるべき先処理群と後に処理されるべき後処理群とに
細分化するステップと、先処理群に分類された要素作業
を、その工程順を維持した状態で、流れ作業の上流端の
作業者から順に基準作業時間単位で配分するステップ
と、後処理群に細分化された要素作業を、その工程順を
維持した状態で、流れ作業の下流端の作業者から順に基
準作業時間単位で配分するステップと、両処理群の配分
の後に、エリア分け対象作業群に分類された要素作業
を、その工程順を維持した状態で、流れ作業の上流端の
作業者から順に基準作業時間単位でグループにするステ
ップとを備え、配分後に作業者間での作業時間のばらつ
きが生じた場合には、非エリア分け対象作業群の要素作
業とエリア分け対象作業群の要素作業とを選択的に、当
該要素作業に係るエリア内での優先順位を維持した状態
で隣接するグループ間で入れ替えることにより、各作業
者間で一人当たりの割り当て作業時間を均衡させるステ
ップとを含んでいることを特徴とする作業配分最適化方
法である。ここで特筆すべきことは、隣接するグループ
間で要素作業を入れ替えるため、各作業者に対して大幅
な構成要素作業の変更が発生しないことである。

【０００９】この特定事項を含む発明では、一人当たり
の基準作業時間を設定して、基準作業時間単位で要素作
業を配分するに当たり、先ず、各作業者に対し、コンベ
ヤーとは逆の流れ方向に連続して上記製品を分割する複
数の作業エリアが割り当てられる。この作業エリアを設
定することにより、作業者は、コンベヤーの搬送方向と
逆向きに作業を行なうことができるので、作業者の移動
量を可及的に低減し、作業効率を向上させることができ
る。そして、各要素作業を、上記作業エリア毎に細分化
可能な要素作業からなるエリア分け対象作業群と、各エ
リアに分割不能な非エリア分け対象作業群とに分類し、
非エリア分け対象作業群をエリア分け対象作業群に先立
つ先処理群と後続する後処理群とに細分化して、これら
の順位を特定しているので、全体の作業手順が前後する
ことなく、各作業群の配分を行なうことができる。さら
に、一人当たりの割り当て作業時間を均衡させるステッ
プでは、非エリア分け対象作業群の要素作業とエリア分
け対象作業群の要素作業とを選択的に、当該要素作業に
係るエリア内での優先順位を維持した状態で隣接するグ
ループ間で入れ替えているので、作業エリアの順位、並
びに各エリア内における作業手順を維持した状態で配分
の均衡を図ることが可能になる。ここで、「選択的に」
とは、そのばらつきの態様に応じて、非エリア分け対象
作業群の要素作業のみを入れ替える場合であってもよ
く、エリア分け対象作業群の要素作業のみを入れ替える
場合であってもよく、さらに両対象作業群の要素作業を
何れも入れ替える場合であってもよいことを示してい
る。加えて、入れ替えは、一人当たりの作業時間値を変
更することにより全体的に行なうものであってもよく、
個別に要素作業の配分を変更するものであってもよい。

【００１０】好ましい態様においては、決定された一人
当たりの割り当て作業時間に基づいて流れ作業を実行す
るステップと、実行しているラインから各作業者毎に作
業時間を測定するステップと、測定された実作業時間と
上記割り当て作業時間時間とを比較して、割り当て作業
時間よりも実作業時間が予め定めた許容範囲を越える場
合にその超過時間を求めるステップと、超過時間を二分
した作業時間に最も近い要素作業を隣接するグループ
に、その順位を維持した状態で振り分けるステップとを
さらに含んでいる。

【００１１】この特定事項を含む発明では、実際の作業
時間がフィードバックされることにより、一人当たりの
割り当て作業時間よりも実作業時間が予め定めた許容範
囲を越える場合に、各要素作業が、その順位が維持され
た状態で再配分される。また、上記エリア分け対象作業
群および非エリア分け対象作業群の要素作業は、複数の
要素作業を単一のものとみなして特定されたものを含ん
でいることが好ましい場合がある。

【００１２】この特定事項を含む発明では、一定の条件
下では、複数の要素作業が単一のものとみなされて、一
体的に配分され、組み替えられる。例えば、ワイヤアセ
ンブリを製造する際に電線の端末部分を処理する作業に
おいて、端末部分のテープ巻き作業、コルゲートチュー
ブの取り付け作業、コルゲートチューブをテープで固定
する作業という、三つの作業を伴う場合がある。これら
を要素作業として分離した場合、一連の作業が別々の作
業者によって途中で終了する可能性があり、全体として
は、個々の作業を行なう度に一回ずつ端末部分の取り置
きが行なわれることになるので、却って効率が悪くな
る。また、同一コネクタに複数の端子を挿入する作業を
別々の作業者が行なった場合には、挿入忘れが生じやす
くなる。そこで、そのような特定の作業については、複
数の要素作業を単一のものとみなすようにしたのであ
る。

【００１３】さらに、エリア分け対象作業群に分類され
た各要素作業をその工程順に基準作業時間単位でグルー
プにするステップに先立って、基準作業時間に満たない
グループが生じている場合には、当該グループの要素作
業が基準作業時間に達するように、エリア分け対象作業
群の要素作業を、その順位を維持した状態で配分するス
テップをさらに含むことが好ましい。

【００１４】この特定事項を含む発明では、非エリア分
け対象作業群をグループに分けた際に、一人当たりの基
準作業時間に満たないグループが最後に生じる場合があ
る。その場合には、エリア分け対象作業群の要素作業を
配分することによって、作業時間が端数となるグループ
を消去し、全てのグループの作業時間を均衡させること
が可能になる。

【００１５】また、作業要素をエリア分け対象作業群と
非エリア分け対象作業群とに分類する態様は、各要素作
業の難易度と投入される各作業者の熟練度とをそれぞれ
ランキングするステップと、ランキングされた作業難易
度と熟練度との間で成立する時間変化係数を設定するス
テップと、設定された時間変化係数に基づいて、個々の
要素作業の作業時間をそれが配分される作業者に対応し
て補正するステップと、補正された作業時間に基づいて
各要素作業を優先順に配分することにより、各作業者間
で一人当たりの割り当て作業時間を均衡させるステップ
とをさらに含んでいてもよい。

【００１６】この特定事項を含む発明では、各要素作業
をグループに分ける際に「投入される作業者の熟練度」
と要素作業の難易度との間で成立する係数を求めること
によって、作業者の欠員を考慮して要素作業を配分する
ことが可能になる他、作業者毎に各作業の時間変化係数
を割り当てて、作業者の熟練度と作業の難易度とを最適
配分の要素に含めることが可能になる。そして各作業者
間で一人当たりの割り当て作業時間が均衡するように各
要素作業を各作業者に割り当てることにより、最小作業
時間で各作業者の作業時間を可及的に均一化することが
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施の形態について詳述する。図１は
本発明の実施の一形態における組立設備の構成図であ
る。同図を参照して、この組立ラインは、ワイヤアセン
ブリの組立ライン１と、この組立ライン１の作動制御を
行なう制御装置２と、制御装置２と通信機能を有する作
業配分シミュレーター３とを有している。

【００１８】上記組立ライン１は、ワーク（図示の例で
はワイヤハーネス）Ｗを搬送する搬送板１１を無端コン
ベヤー１２で巡回させ、当該無端コンベヤー１２の周囲
に配設されたステーションＳＴ１〜ＳＴ１０に一人ずつ
作業者Ｐを配置して、流れ作業を行なうように構成され
ている。各ステーションＳＴ１〜ＳＴ１０には、作業ス
イッチ１３が作業者Ｐ毎に配置されている。作業スイッ
チ１３は、例えばワイヤレススイッチ等で具体化された
ものであり、各作業者Ｐは、自分に割り当てられた作業
が終了した直後に作業スイッチ１３を接続するように義
務づけられており、この作業スイッチ１３によって、図
２に示すように、各作業者Ｐが１サイクルの作業を完了
するのに実際に費やした時間（以下、これを「実作業時
間」という）を計測することができるようになってい
る。

【００１９】上記制御装置２は、組立ライン１の駆動系
の運転制御を行なう他、各ステーションＳＴ１〜ＳＴ１
０で操作される作業スイッチ１３の出力を受信して、作
業者Ｐ毎に実作業時間を集計することができるように構
成されている。上記作業配分シミュレーター３は、ハー
ドディスクドライブを有する周知のパーソナルコンピュ
ータ３１、このパーソナルコンピュータ３１に接続され
るディスプレイ４およびプリンタ５、並びに上記パーソ
ナルコンピュータ３に接続される作業者データベース３
２および製品データベース３３等で具体化されている。

【００２０】上記パーソナルコンピュータ３１のハード
ディスクには、組立ライン１に投入される作業者Ｐに各
作業を割り当てる作業配分プログラムがインストールさ
れており、後述するフローチャートに従って作業配分処
理を行なうように設定されている。上記作業者データベ
ース３２には、投入される作業者Ｐの名前や各工程に対
するスキルレベル等が入力されている。そして、この作
業者データベース３２において特筆されるべきことは、
各作業者Ｐ毎に、個々の要素作業に対する作業熟練度が
数値化され、記憶されている点である。この作業熟練度
のランキングは、最も数値化が困難なところであるが、
この実施の形態では、各作業者Ｐの熟練度が、当該作業
者Ｐの経験年数や作業時間の実測、或いは監督者の評価
等によって、各作業者Ｐ毎に例えば３段階で定められて
いるとともに、後述する幾つかの手法によって、その誤
差を除去することができるようなっている。

【００２１】上記製品データベース３３は、組立ライン
１で製造される製品の品番データや、この品番データを
インデックスデータとして、製造されるべき製品の各部
品や部品を組み立てるための最小単位の工程（以下、
「要素作業」という）等を記憶しているとともに、パー
ソナルコンピュータ３１によって、データの更新や変更
が可能になっている。ここで、上記製品データベース３
３において特筆されることの一つは、要素作業毎に難易
度データが含まれている点である。この難易度データ
は、ＡＨＰ（Analytic Hierachy Process)に基づくアン
ケートおよび作業時間の測定実験によって、設定された
ものが入力されている。

【００２２】図３は、製品の一例としてワイヤハーネス
を製造する場合に、このワイヤハーネスのテープ巻き工
程の難易度を示す表図である。同図に示すように、ワイ
ヤハーネスの製造において発明者が工場で作業者にアン
ケートを行なったところ、例えばテープ巻き作業におい
ては、比較的長いハーネスの幹線にテープを巻き付ける
作業が最も容易であり、次いで、枝線への水平方向のテ
ープ巻き、枝線から２インチ離れたところでのテープ巻
き、左上から右下への枝線へのテープ巻き、…の順に作
業が困難になり、治具が混み合ったところでのテープ巻
き作業が最も困難であるとの結果を得た。そして、これ
らのアンケート結果に基づいて、各要素作業に難易度ラ
ンキングが付与され、上記製品データベース３３に記憶
されている。

【００２３】次に、各要素作業には、作業者の熟練度別
に時間変化係数が割り当てられている。この時間変化係
数は、要素作業の難易度が高くなるほど、熟練した作業
者とそうでない作業者との間の時間増加率が大きくなる
ことを本件発明者が知見したことに基づくものであり、
以下の手順で決定されたものである。図４は、作業時間
計測の一例を示す表図である。同図を参照して、図示の
実施の形態では、先ず、監督者の経験などに照らし、熟
練作業者と未熟練作業者とのモデル作業者をそれぞれ決
定し、各モデル作業者に難易度の高い作業と比較的難易
度の低い作業を行わせて、その作業時間を測定した。

【００２４】その結果、難易度の比較的低い幹線へのテ
ープ巻き作業においては、熟練作業者が２０秒、未熟練
作業者が２２秒それぞれ要しており、その作業時間増加
率は、１．１であった。これに対して、難易度が中程度
の分岐部分での結束作業や難易度が高いプロテクターの
取り付け作業においては、熟練作業者については、何れ
も２０秒であったが、未熟練作業者では、それぞれ２
７．３秒、３３．７秒となった。

【００２５】この測定結果から明らかなように、難易度
が高くなるにつれて、熟練作業者と未熟練作業者との間
では、作業時間の増加率が大きくなる傾向がある。そこ
で、この実施の形態では、作業者のスキルレベルと要素
作業の作業難易度との関係を示すマトリックス図である
図５に示すように、両者を二次元の表にして対応する組
み合わせ毎に時間変化係数を個別に割り当て、これをデ
ータとして記憶している。

【００２６】次に、入力されている各要素作業には、そ
れぞれの特性毎に分類がなされている。この分類は、各
要素作業を投入される作業者Ｐの人数や、作業者Ｐに割
り当てられる作業ステーションによって、個々の作業が
錯綜し、作業者Ｐの動線が徒に乱れないようにするため
のものである。図６は作業者の動線モデルを示す概念図
であり、（Ａ）は効率のよい動作、（Ｂ）効率の悪い動
作をそれぞれ示している。

【００２７】同図（Ａ）に示すように、効率がよい動作
では、作業者Ｐは搬送板１１の流れＤ１と逆向きの方向
ＣＤ１に沿って順次作業を行なっており、これによっ
て、作業者は殆ど定位置で止まったままの状態で、個々
の作業を行なうことになる。これに対して、（Ｂ）に示
すように、効率が悪い動作では、作業者Ｐが搬送板１１
の流れに対して往復移動しており、動作が錯綜してい
る。このような動作環境では、作業者は、搬送板１１に
沿ってランダムに往復移動することになるので、動線が
長くなり、歩行ロスが生じることになる。

【００２８】しかし、ワイヤハーネスのような長尺の製
品を製造する際には図６（Ｂ）のような効率の悪い動作
が発生する場合がある。そこで、この実施の形態では、
作業者Ｐが一つの搬送板１１上で行なう作業エリアをコ
ンベヤー１２の流れ方向Ｄ１に対して逆に連続して上記
製品を分割する複数の作業エリアを割り当てている。

【００２９】図７は作業エリアの割り当て例を示す搬送
板１１の概略図である。同図を参照して、図示の例で
は、ワイヤハーネスに大きな分岐部分（幹線と枝線が別
れている部分）が例えば４箇所形成されており、作業エ
リアＡ〜Ｄは、この四箇所の分岐部分を中心に分割され
ている。そして、各作業エリアＡ〜Ｄ毎に、各要素作業
が分類され、上記製品データベース３３に、当該製品の
作業データとして登録されている。このエリア分けにつ
いては、人間工学的見地から、人が立ち止まって両手を
広げて作業できる範囲は約０．９ｍであるから、搬送板
１１が３．６ｍであればエリアは４つ、２．７ｍであれ
ばエリアは３つに分けられる。

【００３０】ここで、製品の作業によっては、上述した
各作業エリアＡ〜Ｄ毎に細分化可能な要素作業からなる
群と、細分化することのできない要素作業の群が存在す
る。例えば、ワイヤアセンブリの場合、電線に対するテ
ープ巻き作業やグロメット等の外装部品取り付け作業等
は、作業エリアＡ〜Ｄ毎に細分化することが可能である
が、サブアセンブリを作製する作業や、電線を搬送板１
１に配索する布線作業等は、作業エリア毎には分離する
ことができない。

【００３１】そこで、前者のように割り当てられた各作
業エリアＡ〜Ｄ内で細分化可能な要素作業からなる群を
「エリア分け対象作業群」として分類し、後者の作業群
を「非エリア分け対象作業群」に分類している。他方、
各作業群に分類される要素作業は、それぞれの優先順位
を有している。そこで、各要素作業を各作業群に分類す
る際には、個々の要素作業全体にわたって、要素作業の
優先順位が維持された状態で各要素作業がデータ化さ
れ、登録される。

【００３２】さらに、「非エリア分け対象作業群」に分
類された要素作業には、「エリア分け対象作業群」に先
立って行なわれるものと、エリア分け対象作業群の処理
後に行なわれるものとがある。そこで、前者を先処理
群、後者を後処理群に細分類し、より最適な要素作業の
配分を行なうことができるようにしている。上述したデ
ータベース３２、３３は、パーソナルコンピュータ３１
内のハードディスクに登録されているものであってもよ
く、フロッピーディスクやＭＯ等、外部記憶装置に登録
されているものであってもよい。何れの場合であって
も、データ内容は頻繁に更新されるので、パーソナルコ
ンピュータ３１の入力装置（例えばキーボードやマウ
ス）によって、容易に更新することができるようにして
おくことが好ましい。

【００３３】そして、上記パーソナルコンピュータ３１
に記憶されているプログラムを実行させることにより、
これらデータベース３２、３３に入力されたデータに基
づいて、各作業者Ｐの配分がシミュレートされる。さら
に、パーソナルコンピュータ３１は、制御装置２と通信
可能に接続されており、後述するフローチャートに従っ
て、上記制御装置２に配分結果を出力し、スキルレベル
データベースをメンテナンスすることができるように構
成されている。

【００３４】図８は本発明の実施の一形態における作業
配分プログラムのアウトラインを示すフローチャートで
あり、図９および図１０は図８のフローチャートの各ス
テップに基づいて配分された要素作業を模式的に示す図
である。なお、図８のフローチャートからは省略されて
いるが、この実施の形態を具体化するに当たり、作業配
分プログラムを実行するのに要する他のプログラムとし
て、初期設定プログラム、初期設定変更プログラム、管
理帳簿を印刷するための印刷プログラムが含まれてお
り、これらが必要に応じて選択され、実行されるように
なっている。

【００３５】図８並びに図９および図１０を参照して、
上記作業配分プログラムが実行されると、先ず、ステッ
プＳ１において、要素作業の登録や作業者の登録等の初
期設定がなされ、ステップＳ２において、要素作業デー
タの入力（製品データベース３３からの読取を含む）
が、主としてシステムオペレータによって行なわれる。
なお、ここでいう「システムオペレータ」とは、システ
ム取り扱い専任者を意味するのではなく、現場の主任技
術スタッフやラインリーダー等を指す。ここで、個々の
要素作業は、理想状態をモデリングするために、最も熟
練した作業者の作業時間値が用いられている。

【００３６】さらに一定の条件下で、複数の要素作業を
単一のものとみなして特定されたものが含まれている。
例えば、ワイヤアセンブリを製造する際に電線の端末部
分を処理する作業において、端末部分のテープ巻き作
業、コルゲートチューブの取り付け作業、コルゲートチ
ューブをテープで固定する作業という、三つの作業を伴
う場合がある。これらを要素作業として、分離した場
合、一連の作業が別々の作業者によって途中で終了する
ことになり、全体としては、個々の作業を行なう度に一
回ずつ端末部分の取り置きが行なわれることになるの
で、却って効率が悪くなる。また、同一のコネクタに複
数の端子を挿入する作業を別々の作業者が行なった場合
には、挿入忘れが生じやすくなる。そこで、そのような
特定の作業については、複数の要素作業をいわば、マク
ロ化して、単一のものとみなすようにしたのである。

【００３７】次に、データの読み込みが終了すると、ス
テップＳ３において、各データベース３２、３３に登録
されているデータに基づき、作業者Ｐの投入人数Ｚや製
品の品番名の入力がシステムオペレータによって行われ
る。次に、ステップＳ４において、要素作業のうち、非
エリア分け対象作業群から要素作業をその端から順に配
分され、ステップＳ５に示すように非エリア分け対象作
業群の要素作業が無くなるまで繰り返される。上述した
ように、非エリア分け対象作業群は、エリア分け対象作
業群に先立って処理される先処理群と、エリア分け対象
作業群の処理後に処理される後処理群とに分類されてい
るが、このステップＳ４において「端から順に」とは、
先処理群においては最先の要素作業から順に、後処理群
においては、最後の要素作業から順に取り出すことを意
図している。これにより、後述するステップを経て各要
素作業が配分されると、図９に示すように、各ステーシ
ョンＳＴ１〜ＳＴＺ（ＳＴ１０）において、ラインの上
流側からは先処理群の要素作業が、ラインの下流側から
は後処理群の要素作業が、それぞれステーション毎に作
業時間Ｔ単位で積み上げられる。積み上げられた各要素
作業は、その順番を変更することのできない各ステーシ
ョン毎における一つのかたまり（以下、「グループ」と
いう）として扱われる。

【００３８】要素作業の配分が終わると、ステップＳ６
において、例えば式Ｇ_T＜Ｔ−α （３）により、要素作業が配分されたステーションに、一人当
たりの作業時間値Ｔに満たないものがあるか否かが判別
される。（３）式において、Ｇ_Tは配分された要素作業
に要する一つのグループでの作業時間値の総和、αは許
容値であり、この値αを一人当たりの作業時間値Ｔから
差し引いても配分された作業時間値の総和Ｇ_Tの方が依
然小さい場合には、さらに要素作業を追加することがで
きると判断するのである。

【００３９】ステップＳ６において、要素作業をさらに
配分することができると判別された場合には、ステップ
Ｓ７において、エリア分け対象作業群に分類された要素
作業を端から優先順に配分する。また、Ｇ_T≧Ｔ−αの
場合には、エリア分け対象作業群の要素作業の配分（図
１１）に移行する。図１１は図８の配分プログラムにお
けるエリア分け対象作業群の配分ステップ以降のステッ
プを示すフローチャートであり、図１２は図１１のフロ
ーチャートの各ステップに基づいて配分された要素作業
を模式的に示す図である。

【００４０】これらの図を参照して、非エリア分け対象
作業群の配分からエリア分け対象作業群の配分に移行す
ると、ステップＳ８において、一般式

【００４１】

【数１】

【００４２】により、各グループに割り当てられるべき
要素作業の作業時間Ｅｔを作業エリア毎に演算する。こ
の一般式で、時間変化係数Ｃには最も熟練した作業者の
時間変化係数を当てて、最短時間をシミュレーションの
最初のモデルにしている。例えば、非エリア分け対象作
業群の配分が図１０のようになった場合、各作業エリア
における一人当たり（一ステーション当たり）の配分作
業時間Ｅｔ_(A)-(D)は、それぞれＴＬ_COMA-COMDをエリ
ア毎の総工数、Ｚを人数とした場合、

【００４３】

【数２】

【００４４】

【数３】

【００４５】

【数４】

【００４６】

【数５】

【００４７】となる。次に、ステップＳ９に移行して、
エリア分け対象作業群から作業エリア毎に要素作業を、
その優先順（下流側のエリアから工程順）に取り出す。
さらに、この要素作業に要する作業時間を演算するため
に、ステップＳ１０において、最も熟練した作業者の時
間変化係数を選んで、当該総作業の作業時間ｔを求め
る。

【００４８】そして、ステップＳ１１において、演算さ
れた作業時間ｔに基づいて、Ｅｔ_(A)≦Σｔ（７）Ｅｔ_(B)≦Σｔ（８）Ｅｔ_(C)≦Σｔ（９）Ｅｔ_(D)≦Σｔ（１０）（但しＥｔ_(A)＋Ｅｔ_(B)＋Ｅｔ_(C)＋Ｅｔ_(D)＝Ｔ）を順次満たすように、一のステーション当たりに配分さ
れるべき要素作業を当該要素作業に係るエリア毎に工程
順に積み重ねて当該要素作業をグループ化する。これに
より、図１２に示すように、上流側のステーションから
順に、各エリア毎の要素作業が、搬送方向下流側（図７
参照）のエリア順に配列され、個々のエリア内での要素
作業の順番は、工程順に配列される。

【００４９】要素作業の配分が（１０）式まで終了する
と、ステップＳ１２において、エリア分け対象作業群の
要素作業がなくなったか否かが判別され、要素作業が残
っている場合には、ステップＳ９に戻って、次のステー
ション毎に配分作業を繰り返し、残っていない場合に
は、次のステップＳ１３に移行する。ステップＳ１３に
おいては、配分された各ステーションでの配分のバラン
スがチェックされる。

【００５０】この過程では、ステーションの数をｎ（１
からＺ個）、各ステーションでの作業時間をＴｎ、最も
長い作業時間をＴ_n(MAX)とした場合に

【００５１】

【数６】

【００５２】で定義されるバランス率Ｒ_Bが９０パーセ
ントを越えているか否かが判別され、越えている場合に
は、良好なバランス率として演算結果を出力する（ステ
ップＳ２４）。他方、バランス率Ｒ_Bが９０パーセント
を越えていない場合には、後述する再配分処理に移行す
る。図１３は、配分後の各要素作業を模式的に示す基本
配分パターン（最も熟練した作業者による場合の時間
値）を示すピッチダイアグラムである。

【００５３】図１３の実線で示すように、配分の結果、
バランス率Ｒ_Bが９０パーセントを越えている場合に
は、各ステーションＳＴにおいては、何れも一人当たり
の作業時間値Ｔに近似するところで揃っている。これに
対し、９０パーセントに満たない場合には、図１３の二
点鎖線（ステーションＳＴ３、ＳＴ６のところ）で示す
ように、いずれかのステーションの作業時間値の総和Ｇ
_Tが一人当たりの作業時間値Ｔを突出する等のばらつき
が生じている。図１１のステップＳ１３で二点鎖線で示
すようなばらつきが検出された場合、図１４に示す再配
分処理に移行する。

【００５４】図１４は図１１における配分修正処理のフ
ローチャートである。同図を参照して、配分修正処理に
移行した場合、先ず、ステップＳ１４において、図８の
ステップＳ４で設定した作業時間Ｔに補正係数ＣＴ_Nを
設定可能か否かが判別される。この補正係数ＣＴ_Nは、
例えば、他の配分要因を考慮して設定された幾つかの数
値（例えば１．０１、１．０５等）であり、そのような
数値ＣＴ_Nを利用可能な場合には、ステップＳ１５に移
行して、Ｔ＝ＣＴ_N×Ｔ（５）を求め、上述した図８のステップＳ４以降の配分を再度
やり直すとともに、ＣＴ _Nを用い尽くした場合や設定で
きない場合には、ステップＳ１６においてその演算結果
を出力して終了する。

【００５５】これにより、各要素作業は可及的に各ステ
ーションに均等に配分される。また、その結果は、理想
状態のラインバランスを示すことになる。図１１に戻っ
て、ステップＳ１３での演算結果が図１３の実線で示す
状態に至った場合、ステップＳ１７に移行して演算結果
を出力し、さらにステップＳ１８において、各ステーシ
ョンに作業者Ｐを配分する。このステップＳ１８での作
業者の配分は、経験則上、難作業が集中していると考え
られるステーションに最も熟練した作業者が配分される
ように、予めステーション毎に難易度をランキングして
おき、自動的に作業者を割り当てるようにする。その
際、難ステーションか否かの判定は、各ステーション毎
に存在する要素作業の難易度をパーソナルコンピュータ
３１が自動的に計算する仕組みになっている。

【００５６】さらに、これまで繰り返し説明してきたよ
うに、各要素作業は、最も熟練した作業者の時間変化係
数Ｃを基準にして配分されているので、現実に投入され
た作業者Ｐをステーションに割り当てた場合、個々の作
業者Ｐの能力や作業時のコンディションによって、計算
通りに作業を処理することができない場合がある。そこ
で、以下のステップでは、これら作業者の人的要因を考
慮した再配分処理を行なうようにしている。

【００５７】その第１として、ステップＳ１９におい
て、各ステーションに配分された作業者の時間変化係数
に基づき、当該ステーションの各要素作業の作業時間を
再計算している。図１５は作業者Ｐを配置した後におけ
る各要素作業を模式的に示す基本配分パターンを示すピ
ッチダイアグラムである。同図に示すように、このステ
ップＳ１９では、多くの場合、図１３の状態にある配分
が、図１５のようにばらつくことになる。ステップＳ２
０では、このばらつきの程度が上記（１１）式によって
再度検討され、バランス率Ｒ_Bが９０パーセントを越え
ている場合には、良好なバランス率として演算結果を出
力し（ステップＳ２１）、越えていない場合には、後述
する再配分処理に移行する。

【００５８】仮にバランス率Ｒ_Bが９０パーセントを越
えている場合、或いは、後述する再配分処理によって９
０パーセントを越えた場合、ステップＳ２２において、
実作業時間に基づくフィードバック処理が行なわれる。
このステップでは、図１で説明した作業スイッチ１３に
よって、実際に組立作業をしている作業者Ｐに実作業時
間の測定を行い、その集計結果に基づいて、実際の作業
時間のばらつきを上記（１１）式に基づいて判別し（ス
テップＳ２３）、バランス率が低い場合には、再配分処
理が行なわれるとともに、バランス率が高い場合には、
演算結果が出力される（ステップＳ２４）。なお、上述
した各出力処理は、演算結果を図１に示すパーソナルコ
ンピュータ３１からディスプレイ４に表示したり、プリ
ンタ５で印刷したりする作業の他、制御装置２に演算結
果を送信して、組立ライン１を駆動できるようにするこ
とも含まれる。

【００５９】図１６は図１１のフローチャートにおける
再配分処理の各ステップを示すフローチャートである。
また、図１７〜図１９は、再配分の過程を模式的に示す
ピッチダイアグラムであり、（Ａ）は配分前、（Ｂ）は
配分後を示している。先ず、再配分処理にステップが進
むと、ステップＳ２５において、最も作業時間がかかっ
ているステーションに係る作業時間Ｔ_n(MAX)が検出され
る。図１７（Ａ）〜図１９（Ａ）では、ステーションＳ
Ｔ４の作業時間が最も突出している。

【００６０】次に、ステップＳ２６において、作業時間
Ｔ_n(MAX)に係るステーションに隣接するステーションの
作業時間が読み込まれる。図１７（Ａ）〜図１９（Ａ）
では、ステーションＳＴ３とステーションＳＴ５の各作
業時間Ｔ_n(MAX)-1、Ｔ_n(MAX) ₊₁がそれぞれ参照される。
さらに、ステップＳ２７において、Ｄ_-1＝Ｔ_n(MAX)−Ｔ_n(MAX)-1 （１２）Ｄ₊₁＝Ｔ_n(MAX)−Ｔ_n(MAX)+1 （１３）が演算される。この数値Ｄ_-1、Ｄ₊₁によって、Ｔ_n(MAX)
に係るステーションから要素作業が選択され（ステップ
Ｓ２８）、選択された要素作業を、それに対応する数値
Ｄ_-1、Ｄ₊₁に係るステーションに対し、順位を維持した
状態で移動させることにより、再配分が行なわれる（ス
テップＳ２９）。

【００６１】例えば図１７のようなケースの場合、ステ
ップＳ２７の（１２）、（１３）式からステーションＳ
Ｔ４の要素作業Ｄ₇（添字は工程順位を表す）が選択さ
れ、後続するステーションＳＴ５の作業エリアＤにおけ
る要素作業Ｄ₈の前に（要素作業Ｄ₈に先立って要素作
業Ｄ₇が処理されるように）再配分される。ここで、再
配分される作業を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…のいずれから選
択するかを決定する際の条件については、他のステーシ
ョンより時間が突出しているステーションの要素作業の
中で、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…のうち、最も時間比率の高い
エリアの中の要素作業を再配分対象作業とする。この理
由としては、最も時間のかかるところ（比率の高いエリ
ア）では、作業者がコンベヤーの流れとともに移動して
いる割合が大きくなっていることを示唆するからであ
る。

【００６２】また、図１８のようなケースの場合には、
ステーションＳＴ４の要素作業Ｄ₅が、先行するステー
ションＳＴ３の作業エリアＤにおける要素作業Ｄ₄の後
ろに（要素作業Ｄ₄の後で要素作業Ｄ₅が処理されるよ
うに）再配分される。さらに、図１９のようなケースの
場合には、Ｂ₇が先行するステーションＳＴ３の作業エ
リアＢにおける要素作業Ｂ₆の後ろに（要素作業Ｂ₆の
後で要素作業Ｂ₇が処理されるように）再配分されると
ともに、要素作業Ｄ₈が、後続するステーションＳＴ５
の作業エリアＤにおける要素作業Ｄ₉の前に（要素作業
Ｄ₉に先立って要素作業Ｄ₈が処理されるように）再配
分される。

【００６３】なお、不均衡が生じている場合に、要素作
業を再配分することができない場合もあるが、その場合
には、図１４で説明したステップＳ１４〜１６に準じて
作業時間Ｔを変更することにより、対処することが可能
になる。以上説明したように、上述した実施の形態で
は、複雑な配分要因を有する作業者配分ノウハウをロジ
ック化することにより、極めて容易且つ短時間に行なう
ことができるので、作業配分の効率を高め、もって組立
ラインの稼働率を向上することができる。

【００６４】しかも、品番を構成する作業難易度と投入
される作業者の人数や構成員のスキル特性に基づいて、
作業配分を最適化することが可能になるので、組立ライ
ンでの作業効率も高くなる。図２０は、本件発明者が実
際に上記実施の形態に基づいてワイヤハーネスを製造し
た際の作業能率を測定した結果を示すグラフである。同
図において、棒グラフは欠勤率を、折れ線グラフは能率
をそれぞれ示している。図２０に示すように、上述した
システムの導入前（２月６日以前）と導入後では、同じ
欠勤率（例えば１月３０日と２月１６日）であっても、
導入後では、能率を１１０パーセント以上に維持するこ
とが可能になった。

【００６５】このように、上述した実施の形態では、容
易に作業配分を決定することができ、しかも、それによ
って、各要素作業の作業順位を全く変更することなく、
各ステーションＳＴでの作業時間を均衡化し、可及的に
所望の作業時間Ｔに均一化することができるという顕著
な効果を奏する。上述した実施の形態は本発明の好まし
い具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実
施の形態に限定されない。本発明の特許請求の範囲内で
種々の設計変更が可能であることは云うまでもない。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製品特性やそれに基づく作業特性等に基づいて複数の作
業者に対し、作業を適切且つ迅速に配分することができ
るという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態における組立設備の構成
図である。

【図２】図１の組立設備において、作業者の作業時間を
示す図である。

【図３】製品の一例としてワイヤハーネスを製造する場
合に、このワイヤハーネスのテープ巻き工程の難易度を
示す表図である。

【図４】作業時間計測の一例を示す表図である。

【図５】作業者のスキルレベルと要素作業の作業難易度
との関係を示すマトリックス図である。

【図６】作業者の動線モデルを示す概念図であり、
（Ａ）は効率のよい動作、（Ｂ）効率の悪い動作をそれ
ぞれ示している。

【図７】作業エリアの割り当て例を示す搬送板の概略図
である。

【図８】本発明の実施の一形態における作業配分プログ
ラムのアウトラインを示すフローチャートである。

【図９】図８のフローチャートの各ステップに基づいて
配分された要素作業を模式的に示す図である。

【図１０】図８のフローチャートの各ステップに基づい
て配分された要素作業を模式的に示す図である。

【図１１】図８の配分プログラムにおけるエリア分け対
象作業群の配分ステップ以降のステップを示すフローチ
ャートである。

【図１２】図１１のフローチャートの各ステップに基づ
いて配分された要素作業を模式的に示す図である。

【図１３】配分後の各要素作業を模式的に示す基本配分
パターン（最も熟練した作業者による場合の時間値）を
示すピッチダイアグラムである。

【図１４】図８における配分修正処理のフローチャート
である。

【図１５】作業者を配置した後における各要素作業を模
式的に示す基本配分パターンを示すピッチダイアグラム
である。

【図１６】図１１のフローチャートにおける再配分処理
の各ステップを示すフローチャートである。

【図１７】再配分の過程を模式的に示すピッチダイアグ
ラムであり、（Ａ）は配分前、（Ｂ）は配分後を示して
いる。

【図１８】再配分の過程を模式的に示すピッチダイアグ
ラムであり、（Ａ）は配分前、（Ｂ）は配分後を示して
いる。

【図１９】再配分の過程を模式的に示すピッチダイアグ
ラムであり、（Ａ）は配分前、（Ｂ）は配分後を示して
いる。

【図２０】本件発明者が実際に上記実施の形態に基づい
てワイヤハーネスを製造した際の作業能率を測定した結
果を示すグラフである。

【符号の説明】

１組立ライン２作業配分シミュレーター３１パーソナルコンピュータ３２作業者データベース３３製品データベース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の要素作業からなる流れ作業を複数の
作業者で処理するに当たり、各作業者に対する作業配分
を最適化するための作業配分最適化方法であって、各要素作業の難易度と投入される各作業者の熟練度とを
それぞれランキングするステップと、ランキングされた作業難易度と熟練度との間で成立する
時間変化係数を設定するステップと、設定された時間変化係数に基づいて、個々の要素作業の
作業時間をそれが配分される作業者に対応して補正する
ステップと、補正された作業時間に基づいて各要素作業を優先順に配
分することにより、各作業者間で一人当たりの割り当て
作業時間を均衡させるステップとを含んでいることを特
徴とする作業配分最適化方法。
【請求項２】優先順位が定められた複数の要素作業から
なる流れ作業を、製品を搬送するコンベヤーの流れに沿
って複数の作業者で処理するに当たり、各作業者に対す
る作業配分を最適化するための作業配分最適化方法であ
って、総作業工数と投入される作業者の総人数とに基づいて一
人当たりの基準作業時間を設定するステップと、コンベヤーとは逆の流れ方向に連続して上記製品を分割
する複数の作業エリアを割り当ているステップと、割り当てられた各エリア内で細分化可能な要素作業から
なるエリア分け対象作業群と各エリアに分割不能な非エ
リア分け対象作業群とに上記複数の要素作業を分類する
ステップと、上記複数の要素作業のうち、非エリア分け対象作業群に
分類された各要素作業を、エリア分け対象作業群の各要
素作業に先立って処理されるべき先処理群と後に処理さ
れるべき後処理群とに細分化するステップと、先処理群に分類された要素作業を、その工程順を維持し
た状態で、流れ作業の上流端の作業者から順に基準作業
時間単位で配分するステップと、後処理群に細分化された要素作業を、その工程順を維持
した状態で、流れ作業の下流端の作業者から順に基準作
業時間単位で配分するステップと、両処理群の配分の後に、エリア分け対象作業群に分類さ
れた要素作業を、その工程順を維持した状態で、流れ作
業の上流端の作業者から順に基準作業時間単位でグルー
プにするステップとを備え、配分後に作業者間での作業
時間のばらつきが生じた場合には、非エリア分け対象作
業群の要素作業とエリア分け対象作業群の要素作業とを
選択的に、当該要素作業に係るエリア内での優先順位を
維持した状態で隣接するグループ間で入れ替えることに
より、各作業者間で一人当たりの割り当て作業時間を均
衡させるステップとを含んでいることを特徴とする作業
配分最適化方法。
【請求項３】請求項１または２記載の作業配分最適化方
法において、決定された一人当たりの割り当て作業時間に基づいて流
れ作業を実行するステップと、実行しているラインから各作業者毎に作業時間を測定す
るステップと、測定された実作業時間と上記割り当て作業時間時間とを
比較して、割り当て作業時間よりも実作業時間が予め定
めた許容範囲を越える場合にその超過時間を求めるステ
ップと、超過時間を二分した作業時間に最も近い要素作業を隣接
するグループに、その順位を維持した状態で振り分ける
ステップとをさらに含んでいる作業配分最適化方法。
【請求項４】請求項１、２または３記載の作業配分最適
化方法において、上記要素作業は、複数の要素作業を単一のものとみなし
て特定されたものを含んでいる作業配分最適化方法。
【請求項５】請求項２、３、または４記載の作業配分最
適化方法において、エリア分け対象作業群に分類された各要素作業をその工
程順に基準作業時間単位でグループにするステップに先
立って、基準作業時間に満たないグループが生じている
場合には、当該グループの要素作業が基準作業時間に達
するように、エリア分け対象作業群の要素作業を、その
順位を維持した状態で配分するステップをさらに含む作
業配分最適化方法。
【請求項６】請求項２、３、４、または５記載の作業配
分最適化方法において、各要素作業の難易度と投入される各作業者の熟練度とを
それぞれランキングするステップと、ランキングされた作業難易度と熟練度との間で成立する
時間変化係数を設定するステップと、設定された時間変化係数に基づいて、個々の要素作業の
作業時間をそれが配分される作業者に対応して補正する
ステップと、補正された作業時間に基づいて各要素作業を優先順に配
分することにより、各作業者間で一人当たりの割り当て
作業時間を均衡させるステップとをさらに含んでいる作
業配分最適化方法。