JPH0453657A - 多品種混合生産ラインのシミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ワークの搬入から完成された製品の搬出まで
の作業を一貫して行う製品搬送ラインと、この製品搬送
ライン上を流れてくるワークに対して組み付けを行うた
めの部品を供給する複数の部品供給ラインとからなる多
品種混合生産ラインのシミュレーション方法に関する。

（従来の技術） 製品搬送ラインと複数の部品供給ラインとからなる多品
種混合生産ラインにおいては、生産ライン上において、
ラインの停止や作業待ちの状態が極力発生しないように
、生産工程の日程計画表を管理者の経験則に基づいて作
成し、この作成した日程計画表に従って組み付は作業等
を行うようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、作成した日程計画裏通りに実績がでなか
った場合、その日程計画表自体に問題があったのか、そ
れとも実績が本当に少なかったのかといったことが分か
らず、次にどういう処置をすればよいか明確化できない
といった問題があった。また、いつ、どのような部材が
必要なのかが明確でないと、在庫を必要以上に多く持た
なければならないといった問題もあった。

本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は
、多品種混合生産ラインの能力の評価の信顧性を高める
ことができると共に、適正な計画生産量の設定が可能な
多品種混合生産ラインのシミュレーション方法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明に係わる多品種混合生
産ラインのシミュレーション方法は、製品搬送ライン上
を流れる各製品の各工程毎の負荷量と、各製品の計画生
産量と、製品搬送ライン及び部品供給ラインの各ライン
長及び各ラインスピードと、製品搬送ラインの各工程毎
のワーク搬入時間及びワーク搬出時間と、部品供給ライ
ンの製品搬送ラインへの部品供給時間と、各製品の生産
ラインへの投入順序とを入力し、これらの入力データか
ら前記製品搬送ライン及び前記部品供給ラインの動作の
シミュレーションを行い、このシミュレーションの結果
に基づいて、各製品の各工程毎の作業開始時刻及び作業
終了時刻の設定を行うものである。

（作用） 製品搬送ライン上を流れる各製品の各工程毎の負荷量と
、各製品の計画生産量と、製品搬送ライン及び部品供給
ラインの各ライン長及び各ラインスピードと、製品搬送
ラインの各工程毎のワーク搬入時間及びワーク搬出時間
と、部品供給ラインの製品搬送ラインへの部品供給時間
と、各製品の生産ラインへの投入順序とを入力し、これ
らの入力データから前記製品搬送ライン及び前記部品供
給ラインの動作のシミュレーションを行い、各製品の各
工程での作業に重なりがある場合には、これを調整して
、各製品の各工程毎の作業開始時刻と作業終了時刻とを
設定する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第２図は、本発明の一実施例に使用する装置の電気的構
成を示すブロック図である。

図において、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピ
ュータ本体１１には、データの入力を行うキーボード１
２の出力が導かれており、また生産計画データの表示や
生産ラインのアニメーション表示等を行う表示装置１３
及び表示装置１３に表示されたデータの打ち出しを行う
プリンタ１４には、コンピュータ本体１１の出力が導か
れている。

第１図は、本発明の一実施例を示すフローチャートであ
り、第２図を併せて参照しつつ、本発明に係るシミュレ
ーション方法の動作について以下に説明する。ただし、
本実施例では、ユニット住宅の生産ラインに本発明のシ
ミュレーション方法を適用した場合について説明する。

動作が開始されると、データの入力を促すメツセージが
表示されるので（図示省略）、そのメツセージに従い、
ワークの搬入から完成された製品の搬出までの作業を一
貫して行−う製品搬送ラインに関するデータの入力を行
う（ステップ５１１）。

次に、この製品搬送ライン上を流れてくるワークに対し
て組み付けを行うための部品を供給する複数の部品供給
ラインに関するデータの入力を行う（ステップ５１２）
。

第３図は、製品搬送ラインに関するデータと部品供給ラ
インに関するデータとに基づいて表示装置１３に表示さ
れる表示画面を示している。

ステップ３１１において入力された製品搬送ラインに関
するデータは、製品搬送ラインのレイアウトと、各工程
のライン長及びラインスピードとである。またステップ
Ｓ１２において入力された部品供給ラインに関するデー
タは、部品供給ラインのレイアウトと、そのライン長及
びラインスピードとである。

製品搬送ラインのレイアウトについては、オーバーハン
グ工程（第１工程）２１、バッファ領域゛２２を介して
の外壁桁工程（第２工程）２３、外壁妻工程（第３工程
）２４、バッファ領域２５を介しての複合作業工程（第
４工程〜第８工程）、階段投入工程（第９工程）３】、
間仕切り工程（第１０工程）３２、押入工程（第１１工
程）３３、バスコア投入工程（第１２工程）３４によっ
て構成されている。また、前記複合作業工程は、第１内
壁工程（第４工程）２６、第２内壁工程（第５工程）２
７、電気配線工程（第６エ程）２８、軒天シャッタ工程
（第７エ程）２９、ガスケット取付工程（第８工程）３
０によって構成されている。

オーバーハング工程２１、外壁桁工程２３、外壁妻工程
２４、階段投入工程３１、間仕切り工程３２、押入工程
３３、バスコア投入工程３４の各工程は、ラインが間欠
駆動する工程であって、ワークを一定の位置に停止させ
て作業を行い、予め設定されたタクトタイムに合わせて
ワークの移動を行うようになっている。

また、複合作業工程（第４工程〜第８工程）は、ライン
が連続駆動する工程であって、一定の速度でワークが移
動し、作業者もワークの移動に伴って移動しながら作業
を行うようになっている。また、この複合作業工程では
、各工程での作業負荷量と、各ラインのライン長及びラ
インスピードとに基づいて、各工程での作業可能領域を
設定し、作業中のワークがその設定された作業可能領域
を越える場合には、その作業が完了するまで、対応する
ラインをストップさせるようになっている。

第７図は、各ラインの作業可能領域の一例を示しており
、例えばこの作業可能領域に３つのワークがある場合、
作業者はまずワークＡから作業を開始し、終了すれば次
のワークＢに作業を移し、それが終われば次のワークＣ
に作業を移すようになっており、作業中のワークが作業
可能領域の境界線りを越えた場合には、ラインをストッ
プさせるようになっている。

また、バッファ領域２２．２５に投入されたワークは、
前詰めされて格納されるので、ワークの間隔は一定とな
る。また、バッファ領域２２．２５のバッファ容量は、
そのバッファ長と、その領域に格納されるワークのサイ
ズとによって決まる。

部品供給ラインのレイアウトについては、製品配送ライ
ンの外壁桁工程２３に外壁桁側サブ組部品を供給する外
壁妻側サブ組部品ン４１、外壁妻工程２４に外壁妻側サ
ブ組部品を供給する外壁妻側サブ組ライン４２、階段投
入工程３１に階段サブ組部品を供給する階段サブ組ライ
ン４３、押入工程３３に押入サブ組部品を供給する押入
サブ組工程４４、バスコア投入工程３４にバスコアサブ
組部品を供給するバスコアサブ組うイン４５の５つのラ
インによって構成されており、各ラインは、タクトライ
ン４ａとバッファライン４ｂとの組み合わせによって構
成されている。゛タクトライン４ａは、間欠駆動するラ
インであって、サブ組み作業をライン上の一定の位置に
停止させて行い、予め設定されたタクトタイムに合わせ
てワークの移動を行うようになっている。また、バッフ
ァライン４ｂに投入されたサブ組部品は、前詰めされて
格納されるので、サブ組部品の間隔は一定となる。

以上の生産ラインの構成を指示するデータの入力に続き
、生産を行う各製品の計画生産量と、各製品の生産ライ
ンへの投入順序と、製品搬送ラインの各工程毎のワーク
搬入時間及びワーク搬出時間と、各サブ組ライン４１〜
４５から対応する各工程への部品供給時間との入力を行
う（ステップ５１３）。

また、各製品の各工程毎の負荷量を演算して入力する（
ステップ５１４）。

各製品の各工程毎の負荷量は、次のようにして求める。

すなわち、コンピュータ本体１１には、各製品の生産に
必要な部品名とその部品点数とを示すデータ（第４図参
照）がデータベースに格納されており、また前記した各
工程における各部品の負荷量（第５図参照）が同じくデ
ータベースに格納されている。この負荷量には、各工程
に配置される作業者の数も考慮して決定されている。し
たがって、オペレータは、これらの各データベースから
必要なデータを読み出し、第６図に示す演算によって各
製品の工程毎の負荷量を求める。例えば、製品Ｎａｌは
、第４図よりＡ部品が２個、８部品が３個で構成されて
おり、その負荷量は第５図に示すように、Ａ部品につい
ては１分（ただし、第１工程において使用。）、Ｂ部品
については２分（ただし、第２工程において使用。）と
なっている。そして、これらのデータから、第６図に示
すように、製品ＮｃＬ１の各工程毎の負荷量は、第１工
程において２分（１分×２）、第２工程において６分（
２分×３）となる、ただし、上記した製品阻１に対する
各工程の負荷量は、説明を分かりやすくするために、実
際の工程より少ない工程及び実際の部品点数より少ない
部品点数に設定して説明しており、実際には、これより
多くの工程とより多くの部品とによって構成されている
。

これらのデータの入力が完了すると、表示装置１３に第
３図に示す初期画面の表示が行われ（ステップ５１５）
、生産ラインのシミュレーションの開始となる（ステッ
プ５１６）。ただし、各サブ組ライン４１〜４５は、そ
の初期状態として、製品搬送ラインに流れてくる各ワー
クに供給するための部品（サブ組部品）が、前詰めされ
て各バッファライン４ｂの先端部分まで搬送されている
ものとする。

生産ラインの動作のシミュレーションは、まずローディ
ングステーションから第１工程であるオーバーハング工
程２１に、生産計画に基づく最初の製品のワークを搬入
し、この工程での所定の作業を終了した後、バッファ領
域２３へ搬出する。

この後、オーバーハング工程２１への搬入が可能であれ
ば、生産計画に基づく次の製品のワーク（同一製品を複
数個連続して生産する場合には、同一の製品のワーク）
が搬入されるが、ここでは説明の便宜上、この製品のシ
ミュレーションの説明は省略する。

バッファ領域２３に搬入されたワークは前詰めされて搬
出待ちの状態となる。この後、バッファ領域２３に前詰
めされたワークを第２工程である外壁桁工程２３に搬入
し、外壁妻側サブ組部品ン４１から供給された外壁桁側
サブ組部品の組み付けを行った後、第３工程である外壁
妻工程２４に搬入し、外壁妻側サブ組ライン４２から供
給された外壁妻側サブ組部品の組み付けを行った後、バ
ッファ領域２５へ搬出する。バッファ領域２５に搬入さ
れたワークは前詰めされて搬出待ちの状態となる。この
後、バッファ領域２５に前詰めされたワークを第４工程
〜第８工程である複合作業工程に搬入する。

この複合作業工程では、各工程２６〜３０の作業領域が
重複しているので、作業間の関係を設定する必要がある
。ただし、第１内壁工程２６と第２内壁工程２７との２
つの工程は従属関係にあり、両工程２６．２７の作業を
平行して行うことはできない。また、これら内壁工程２
６．２７と電気配線工程２８と軒天シャッタ工程２９と
ガスケット取付工程３０との４つの工程は独立関係にあ
り、作業を平行して行うことが可能となっている。例え
ば、第１内壁工程２６と電気配線工程２８とを同時に平
行して行い、第２内壁工程２７と軒天シャッタ工程２９
及びガスケット取付工程３０とを同時に平行して行うこ
とが可能である。これらの関係は、前記で求めた各工程
での作業負荷量と、各ラインのライン長及びラインスピ
ードとに基づいて設定する。

この後、複合作業工程での作業を終了したワークを階段
投入工程３１に搬入し、階段サブ組ライン４３から供給
された階段サブ組部品の組み付けを行った後、間仕切り
工程３２に搬入する。そして、間仕切り工程３２での作
業を終了したワークを押入工程３３に搬入し、押入サブ
組ライン４４から供給された押入サブ組部品の組み付け
を行っｔ、−後、バスコア投入工程３４に搬入し、バス
コアサブ組工程４５から供給されたバスコアサブ組部品
の組み付けを行った後、アンローディングステーション
に搬出するようになっている。ただし、上記した生産ラ
インのシミュレーションは、全ての工程において作業を
行った場合について説明しているが、製品搬送ライン上
を流れる製品にょうては、上記した各工程の一部が省略
されることは当然である。例えば、バスコアサブ組工程
４５は、風呂場を構成するワークに適用される工程であ
って、その他のワークには適用されない工程である。

上記のようなシミュレーションを、生産計画にしたがっ
てライン上を流れる全ての製品について順次行い、各製
品の各工程での作業開始時刻と作業終了時刻とを求める
（ステップ５１７）。そして後、まず第１工程であるオ
ーバーハング工程２１において、先に流れたワークと次
に流れるワークとの間に時間の重複がないかを調べ（ス
テップＳ１８、Ｓ１９，５２０）、先に流れたワークの
作業終了時刻と次に流れるワークの作業開始時刻とが重
複する場合には、ステップ３２１に動作を進めて、次に
流れるワークの作業開始時刻を重複分だけ後にずらせる
修正を加える。次に、第２工程である外壁桁工程２３に
おいて、先に流れたワークと次に流れるワークとの間に
時間の重複がないかを調べ（ステップ３１８．Ｓ１９，
５２０）、先に流れたワークの作業終了時刻と次に流れ
るワ−りの作業開始時刻とが重複する場合には、ステッ
プＳ２１に動作を進めて、次に流れるワークの作業開始
時刻を重複分だけ後にずらせる修正を加える。このよう
な操作を最終工程であるハスコア投入工程３４まで行う
。また、複合作業工程において、作業中のワークが作業
可能領域を越えると、その作業が完了するまでラインを
ストップさせるので、この場合にも、その後の工程の作
業開始時刻及び作業終了時刻をラインのストップ時間分
だけ後にずらせる修正を加える（ステップＳ１９゜Ｓ２
２，５２３）。

このようにして、最終的に修正が加えられた各製品の各
工程での作業開始時刻と作業終了時刻（すなわち、各工
程において重複することなく秒刻みで設定された作業開
始時刻と作業終了時刻）とを示すデータを得る。このデ
ータの一覧表の一例を第８図に示す。このデータは、メ
ニュー選択によって画面表示を選択することにより（ス
テップＳ２４，５２５）、表示装置１３の表示画面に表
示させることができるようになっている。また、メニュ
ー選択によってプリントを選択することにより（ステッ
プＳ２４，５２６）、プリンタ１４からデータの一覧表
を打ち出すことができるようになっている。

生産工場では、この打ち出された設定データ（計画デー
タ）を目標値として実際の生産を行う。

そして、生産実績と計画データとに大きな差が生じた場
合には、その原因の追求を行って問題となっている工程
及びワークを顕在化し、これに対する対策を実施して、
生産性の向上を図ることになる。

（発明の効果） 本発明に係わる多品種混合生産ラインのシミュレーショ
ン方法は、製品搬送ライン上を流れる各製品の各工程毎
の負荷量と、各製品の計画生産量と、製品搬送ライン及
び部品供給ラインの各ライン長及び各ラインスピードと
、製品搬送ラインの各工程毎のワーク搬入時間及びワー
ク搬出時間と、部品供給ラインの製品搬送ラインへの部
品供給時間と、各製品の生産ラインへの投入順序とを示
す入力データから製品搬送ライン及び部品供給ラインの
動作のシミュレーションを行い、各製品の適正な計画生
産量の設定と各工程毎の作業開始時刻及び作業終了時刻
の設定とを行うように構成したので、シミュレーション
結果と実績との間に大きな差が生じた場合、問題となっ
ている工程及びワークを顕在化することができ、これに
対して即座に対応することができるので、生産性の向上
が図れるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフローチャート、第２
図は本発明の一実施例に使用する装置の電気的構成を示
すブロック図、第３図は表示装置に表示されるアニメー
ション画面を示す説明図、第４図は各製品の生産に必要
な部品名とその部品点数とを示す表、第５図は各工程に
おける各部品の負荷量を示す表、第６図は各製品の各工
程における負荷量を示す表、第７図は複合作業工程にお
ける各ラインの作業可能領域の一例を示す図、第８図は
作業開始時刻及び作業終了時刻の一覧表の−例を示す図
である。 １・・・コンピュータ本体 ２・・・キーボード ３・・・表示装置 ４・・・プリンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ワークの搬入から完成された製品の搬出までの作業
   を一貫して行う製品搬送ラインと、この製品搬送ライン
   上を流れてくるワークに対して組み付けを行うための部
   品を供給する複数の部品供給ラインとからなる多品種混
   合生産ラインのシミュレーション方法であって、前記製
   品搬送ライン上を流れる各製品の各工程毎の負荷量と、
   各製品の計画生産量と、前記製品搬送ライン及び前記部
   品供給ラインの各ライン長及び各ラインスピードと、前
   記製品搬送ラインの各工程毎のワーク搬入時間及びワー
   ク搬出時間と、前記部品供給ラインの前記製品搬送ライ
   ンへの部品供給時間と、各製品の生産ラインへの投入順
   序とを入力し、これらの入力データから前記製品搬送ラ
   イン及び前記部品供給ラインの動作のシミュレーション
   を行い、このシミュレーションの結果に基づいて、各製
   品の各工程毎の作業開始時刻及び作業終了時刻の設定を
   行うことを特徴とする多品種混合生産ラインのシミュレ
   ーション方法