JPH09278151A - タクト調節方法および自動タクト調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業ラインのタクトは、作業者のペース変化に
合わせて調節しにくかった。 【解決手段】組立図板１１が所定の作業ステーション１
４ｆから離れるごとに、出来高スイッチ１５がパルス信
号を出力する。この出来高信号が与えられるごとに、タ
クトをたとえば１秒ずつ短縮する。一方、各作業ステー
ション１４ａ〜１４ｆに備えられたワーニングスイッチ
１６ａ〜１６ｆのいずれかからワーニング信号が与えら
れると、タクトを予め定める時間、たとえば１秒延長す
る。これにより、作業者が追従可能な最も短い時間にタ
クトを調節できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンベアを利用
した製造作業ラインや組立作業ラインにおける作業時
間、いわゆるタクトの調節方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンベアを使用し、流れ作業によって製
品を製造したり組立てたりする作業ラインでは、各作
業者が担当する作業量が作業ステーションごとにばらつ
かずに均等であること、および作業ラインが最適なタ
クトに保たれていること、が重要である。

【０００３】一例としてワイヤーハーネスの組立作業ラ
インを例にとると、この作業ラインでは、通常、複数の
組立図板がコンベアにより無端ライン上を所定の速度で
搬送される。複数の作業者は、それぞれ自己が分担して
いる作業ステーションに組立図板が搬送されてくると、
予め指定されている組立作業を行う。たとえば、組立図
板への電線や仮結束回路の布線、コネクタへの端子挿
入、布線された電線に対するテープ止め、布線された電
線に対するクランプやコルゲートチューブ等の外装部品
の装着、布線された電線に対するジョイント部品の装
着、布線された電線の導通検査等である。かかる作業
は、作業ステーションごとにそれぞれ割り当てられてお
り、各作業者は、自己の作業ステーションに組立図板が
搬送されてきたときに、自己に割り当てられた作業を行
う。

【０００４】それゆえ、或る作業ステーションにおける
作業量が相対的に少なく、また或る作業ステーションに
おける作業量が相対的に多いと、相対的に作業量の少な
い作業ステーションでは、作業者が時間を持て余す。逆
に、相対的に作業量の多い作業ステーションでは、組立
図板がその作業ステーションを通過する間に、すべての
作業を完了できないことになる。

【０００５】そこで、各作業ステーションにおける作業
量は、実質的に均等になるようにバランス効率等が考慮
されて割り当てられている。それにより、上記の問題
は解消されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、たとえ各作
業ステーションにおける作業量が実質的に均等であって
も、作業ステーションにおける作業時間、いわゆるタク
トが最適でなければ、作業ラインにおける生産効率は向
上しない。たとえば、タクトが遅い場合、各作業者は時
間を持て余す。あるいは、遅いタクトに慣れて、効率の
良い作業を行わなくなってしまう。逆に、タクトが速す
ぎると、どの作業者も作業をこなしていくことができな
い。

【０００７】理想的なタクトは、上記の条件が満足さ
れている下で、どの作業者にとっても、必要最小限の作
業時間が確保されていることである。ところが、作業能
率というのは、人間が行うことであり、いつも一定して
いるわけではない。たとえば、当たり前のことではある
が、新規な製品の組立作業ラインにおいては、作業者が
慣れるまでは作業時間が多くかかり、作業者が習熟する
と作業時間は少なくてすむ。

【０００８】また、同じ作業者が作業を行う場合でも、
たとえば午前中は作業効率が良く、昼食後は作業効率が
悪く、その後次第に作業効率が良くなり、夕方の作業終
了間際は作業効率が再び悪くなる等、刻々と変化する。
このような作業者の作業効率の変化に合わせて、タクト
を常に変更していければよいが、かかるタクトの自動変
更装置は従来存在していなかった。

【０００９】また、通常、作業ラインのタクトは、たと
えばその作業ラインのラインリーダや、管理者が行うこ
とになる。しかし、その時々の各作業者のペース（作業
効率）の変化を細かく観察し、把握し、タクトをマニュ
アル操作で調節するのは非常に困難であった。また、各
作業者にしてみれば、たとえば管理者により、タクトを
頻繁に調節されることは、作業者心理上好ましいものと
は言えなかった。

【００１０】そこでこの発明は、従来作業者のペース変
化に合わせて調節しにくかった作業ラインのタクトを、
自動的に調整することのできる自動タクト調節装置およ
び調節方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、コンベアに
よって複数の作業ステーションに順次作業台が搬送され
る作業ラインに適用され、コンベアの速度を制御するこ
とによって、作業ステーションにおける作業時間である
タクトを自動的に調節する装置であって、標準となるタ
クトを設定する標準タクト設定手段、１回のタクト短縮
時間を設定する短縮時間設定手段、１回のタクト延長時
間を設定する延長時間設定手段、複数の作業ステーショ
ンの中のいずれかの作業ステーションに関連して設けら
れ、その作業ステーションに対して作業台が移動するこ
とに応答して出来高信号を出力する出来高信号出力手
段、複数の作業ステーションのそれぞれに関連して設け
られ、各作業ステーションの作業者が作業を完了できな
いときに操作することに応じて、ワーニング信号を出力
する複数のワーニング信号出力手段、および標準タクト
設定手段に設定されたタクトになるように、コンベアの
速度を制御し、出来高信号が出力されるごとに、短縮時
間設定手段に設定された時間だけタクトを短縮するよう
にコンベアの速度を増加させ、かつ、複数のワーニング
信号出力手段のいずれかからワーニング信号が出力され
たことに応答して、延長時間設定手段に設定された時間
だけタクトを延長するようにコンベアの速度を低下させ
る制御手段、を含むことを特徴とする自動タクト調節装
置である。

【００１２】また、この発明は、上述の構成に加え、さ
らに、ワーニング信号が出力されている間の作業台の移
動速度を設定するワーニング時移動速度設定手段を有
し、ワーニング信号が出力されている間は、作業台の移
動速度がワーニング時速度設定手段で設定されている速
度になるように、コンベア速度を制御する制御手段を含
むことを特徴とする自動タクト調節装置である。

【００１３】さらに、この発明は、複数の作業ステーシ
ョンにコンベアによって作業台が順次循環搬送される作
業ラインにおいて、作業ラインにおける作業時間である
タクトを調節する方法であって、作業台が所定の作業ス
テーションから離れることに応答して、予め定める短縮
時間分だけタクトを短縮し、複数の作業ステーションの
いずれかの作業ステーションから作業に追従できない旨
の信号が与えられたことに応答して、予め定める延長時
間分だけタクトを延長し、作業ラインのタクトが作業者
が追従可能な最も短い時間になるように調整することを
特徴とする方法である。

【００１４】上述の各発明によれば、１回の作業が完了
するごとに、すなわち出来高信号が与えられるごとに、
タクトは予め定められた短縮時間分だけ短縮される。そ
れゆえ作業ラインのタクトは徐々に短くなっていく。一
方、作業者が作業を完了できなくなったときにはその旨
のワーニング信号が出力される。そしてワーニング信号
に応じてタクトは予め定める延長時間分だけ延長され
る。

【００１５】したがって、作業ラインのタクトは、常に
作業者が追従可能な最も短い時間に調節される。特に、
作業者の作業能率は時事刻々と変化するが、その作業能
率の変化（ペース変化）に応じてタクトが自動的に調節
される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
かかる自動タクト調節装置が備えられたワイヤーハーネ
スの組立作業ラインの一例を示す図解的な図である。ワ
イヤーハーネスの組立作業ラインでは、複数の組立図板
１１がコンベア１２により搬送される。コンベア１２に
は、無端状に配置されたチェーン１７と、チェーン１７
を移動させるためのモータ１８とが含まれている。組立
図板１１は、チェーン１７に係合されており、チェーン
１７の移動に伴って、無端ライン上を所定の速度で搬送
される。

【００１７】作業者１３ａ〜１３ｆは、それぞれ自己が
分担している作業ステーション１４ａ〜１４ｆに組立図
板１１が搬送されてくると、予め指定されている組立作
業を行う。各作業ステーション１４ａ〜１４ｆにおける
作業量は、作業ステーションごとにばらつかないように
配分されている。つまりいずれの作業ステーション１４
ａ〜１４ｆにおいても、その作業ステーションで行うべ
き作業の時間が、ほぼ等しくなるように、作業量が配分
されている。

【００１８】所定の作業ステーション、たとえば最終の
作業ステーション１４ｆに関連して、出来高スイッチ１
５が備えられている。出来高スイッチ１５は、この作業
ステーション１４ｆにおける作業が終了し、組立図板１
１がこの作業ステーション１４ｆから次の作業ステーシ
ョン１４ａに移動することに関連して信号を出力する。
具体的には、組立図板１１が作業ステーション１４ｆか
ら移動するときに、組立図板１１によって出来高スイッ
チ１５がオンされる。

【００１９】各作業ステーション１４ａ〜１４ｆには、
それぞれ、ワーニングスイッチ１６ａ〜１６ｆが備えら
れている。ワーニングスイッチ１６ａ〜１６ｆは、作業
者１３ａ〜１３ｆにより、必要に応じて操作されるスイ
ッチである。具体的には、たとえば作業ステーション１
４ａにおいて、何らかの原因により、組立図板１１がそ
の作業ステーション１４ａにある間に作業を完了するこ
とができず、作業時間が足りなくなった場合に、その作
業ステーション１４ａの作業者１３ａによってワーニン
グスイッチ１６ａがオンされる。ワーニングスイッチ１
６ａがオンの間は、コンベア１２による組立図板１１の
搬送速度が通常速度よりも極端に遅くされる。それゆえ
作業者１３ａは、組立図板１１の搬送速度が遅い間に、
残りの作業を終えることが可能である。作業者１３ａに
よりワーニングスイッチ１６ａがオフされると、組立図
板１１の搬送速度は通常速度に戻される。

【００２０】組立作業ラインには、コンベアモータ１８
の回転速度を制御するための自動タクト調節装置２０が
備えられている。上述の出来高スイッチ１５および各ワ
ーニングスイッチ１６ａ〜１６ｆの信号は、この自動タ
クト調整装置２０へ与えられる。自動タクト調整装置２
０では、与えられる信号および後述する設定内容に基づ
いて、モータ１８の回転速度を制御する。

【００２１】図２は、自動タクト調節装置２０の構成を
示すブロック図である。図２を参照して説明すると、自
動タクト調節装置２０には、たとえばマイクロコンピュ
ータを含む電子回路等で構成された演算制御部２１が備
えられている。演算制御部２１では、後に詳述するよう
に、各種信号に応じて所定の演算を行い、モータ１８に
対する速度制御信号を出力する。

【００２２】自動タクト調節装置２０には、また、タク
ト設定スイッチ２２、ワーニング時速度設定スイッチ２
３、アップタイム設定部２４およびダウンタイム設定部
２５が備えられている。これら各スイッチ２２，２３お
よび設定部２４，２５からの信号は、演算制御部２１へ
与えられる。タクト設定スイッチ２２は、コンベア１２
により搬送する組立図板１１（図１参照）の標準速度
（通常状態における速度）を設定するためのスイッチで
ある。タクト設定スイッチ２２は、たとえば組立作業ラ
インの管理者によりマニュアル操作される。タクト設定
スイッチ２２には、アップスイッチ２６およびダウンス
イッチ２７が含まれている。アップスイッチ２６が押さ
れると、設定されるタクトが短縮され、ダウンスイッチ
２７が押されると、設定されるタクトが延長される。

【００２３】ワーニング時速度設定スイッチ２３は、ワ
ーニングスイッチ１６からの信号が与えられている期間
中、すなわちいずれかのワーニングスイッチ１６のオン
信号が入力されている期間中のモータ１８の速度を設定
するためのスイッチである。この速度設定スイッチ２３
は、たとえばボリュームつまみを備えており、ボリュー
ムを調整することにより、所望の速度がマニュアルで調
整できるものである。

【００２４】アップタイム設定部２４は、たとえばロー
タリスイッチ等のディジタルスイッチを有しており、後
述する１出来高信号当たりのタクト短縮時間を設定する
ためのものである。ダウンタイム設定部２５も、アップ
タイム設定部２４と同様の構成であり、後述する１ワー
ニング信号当たりのタクト延長時間を設定するためのも
のである。

【００２５】自動タクト調節装置２０には、さらに、前
述した出来高スイッチ１５および各作業ステーション１
４ａ〜１４ｆに備えられたワーニングスイッチ１６ａ〜
１６ｆからの信号が与えられる。図３は、演算制御部２
１の動作内容を示すフローチャートである。また、図４
は、出来高スイッチ１５の信号、ワーニングスイッチ１
６ａ〜１６ｆからの信号と、自動タクト調節装置によっ
て調節されるモータ１８の速度およびタクトの関係を示
すタイミング図である。

【００２６】次に、図３および図４を参照して、演算制
御部２１の動作について説明をする。自動タクト調節装
置２０の図示しない電源スイッチを投入した後、まず初
期設定を行う（ステップＳ０）。初期設定は、たとえば
組立作業ラインの管理者によりマニュアルで行われる。
初期設定では、タクト設定スイッチ２２により標準タク
トすなわち作業ステーションにおける作業時間、ワーニ
ング時速度設定スイッチ２３によりワーニング時の組立
図板１１の移動速度、アップタイム設定部２４により１
回分のタクト短縮時間、ダウンタイム設定部２５により
１回分のタクト延長時間がそれぞれ設定される。

【００２７】初期設定終了後、自動タクト調節装置２０
の制御動作が始まる。制御動作では、まず、タクト設定
スイッチ２２で設定されているタクトになるように、モ
ータ１８の回転速度が制御される。すなわち、図４に示
されているように、モータ１８の回転を速くすれば、コ
ンベア１２により搬送される組立図板１１の移動速度が
速くなり、作業ステーションにおける組立図板１１の存
在時間は短くなって、タクトは短縮される。逆に、モー
タ１８の回転速度を遅くすれば組立図板１１の移動速度
が遅くなり、タクトは延長される。

【００２８】タクトが標準タクトになるよう制御を行い
つつ、演算制御部２１では、ワーニングスイッチ１６ａ
〜１６ｆからの信号または出来高スイッチ１５から信号
が入力されたか否かを判別する（ステップＳ２，Ｓ
３）。ワーニングスイッチ１６ａ〜１６ｆからの信号
は、作業者により、いずれかのワーニングスイッチ１６
ａ〜１６ｆが押されたときに与えられる。一方、出来高
スイッチ１５からの信号は、図１で説明したように、組
立図板１１が作業ステーション１４ｆから移動する際に
与えられる。すなわち１回の作業（これを１タクトとい
うことにする）が終わるごとに与えられる。

【００２９】演算制御部２１では、出来高スイッチ１５
からのパルスが与えられると、それに応じてアップタイ
ム設定部２４で設定されているタクト短縮時間分だけタ
クトを短縮するよう、モータ１８の回転速度を増加する
（ステップＳ４）。さらに、初期設定により設定された
各種設定値が変更されたか否かの判別を行う（ステップ
Ｓ５）。設定値が変更されない場合は、ステップＳ２か
らの制御が繰返される。

【００３０】ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ２の
ルーチンが繰返されると、図４に示すように、出来高信
号の入力ごとに、アップタイム設定部２４で設定されて
いる設定時間、たとえば１秒ずつ、タクトが短くなって
いく。一方、各作業ステーション１４ａ〜１４ｆにおけ
るいずれかの作業者１３ａ〜１３ｆが組立図板１１の搬
送速度に追従して作業ができなくなったときには、その
作業ステーション１４ａ〜１４ｆに配置されたワーニン
グスイッチ１６ａ〜１６ｆをオンする。演算制御部２１
では、いずれかのワーニングスイッチ１６ａ〜１６ｆか
らの信号が与えられている間は、組立図板１１の移動速
度が通常の搬送速度に比べて極端に遅くなるよう、つま
りワーニング時速度設定スイッチ２３で設定されている
極端に遅い移動速度になるように、モータ１８の回転を
遅くする（ステップＳ７）。

【００３１】そしてワーニング信号が与えられなくなる
までは、その速度でモータを回転させる（ステップＳ
８）。通常、各作業ステーション１４ａ〜１４ｆの作業
者１３ａ〜１３ｆは、組立図板１１の移動に作業がつい
てゆけなくなったとき、一時的にワーニングスイッチ１
６ａ〜１６ｆをオンする。ワーニングスイッチ１６ａ〜
１６ｆのオンにより組立図板１１の移動速度が極端に遅
くなるから、その間にやり残した作業をやり終えること
ができる。そして作業をやり終えた後は、ワーニングス
イッチ１６ａ〜１６ｆをオフにする。

【００３２】演算制御部２１では、このワーニング信号
がなくなったことに応じて、ダウンタイム設定部２５で
設定されているタクト延長時間分、たとえば１秒分だけ
タクトを長くするよう、モータ１８の回転速度を遅くす
る（ステップＳ９）。この結果、図４のタイムチャート
に示すように、出来高信号に応じてタクトはたとえば１
秒ごとに短縮され、ワーニング信号に応じてタクトは１
秒単位で延長される。

【００３３】よって、組立図板１１の搬送速度、言い換
えればタクトは、各作業ステーション１４ａ〜１４ｆの
作業者１３ａ〜１３ｆが作業可能な最も短い時間に保た
れることになる。なお、初期設定された設定値が好まし
い値でない場合は、作業途中で作業ラインの管理者によ
って設定値が変更される。設定変更の場合は、その旨が
判別され（ステップＳ５）、設定値変更処理がマニュア
ルで行われる（ステップＳ６）。

【００３４】この実施形態によれば、従来作業者のペー
ス変化に合わせて調節しにくかった作業ラインのタクト
を、自動的に理想的な時間に調整できる。特に、作業者
の作業能率は、１日の間だけを見ても、午前の作業開始
直後、昼食後、および夕方では、細かく異なる。この実
施形態によれば、かかる作業者の作業能率の変化に合わ
せて、常に最も高効率の作業内容が維持できるようにタ
クトが自動調整される。したがって、生産能率の良い組
立作業ラインを実現できる。

【００３５】以上の実施形態では、ワイヤーハーネスの
組立作業ラインを例にとって説明したが、コンベアを利
用した同種の組立作業ラインや製造作業ラインに対して
も、この発明は同様に適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、作業ラインにおけるタクトを作業者が追従可能な
最も短い時間にすることができ、生産効率の良い作業ラ
インを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる自動タクト調節
装置が備えられたワイヤーハーネスの組立作業ラインの
一例を示す図解的な図である。

【図２】自動タクト調節装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】演算制御部の動作内容を示すフローチャートで
ある。

【図４】出来高信号、ワーニング信号、モータ回転速度
およびタクトの関係を表わすタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

１１ 組立図板 １２ コンベア １３ａ〜１３ｆ 作業者 １４ａ〜１４ｆ 作業ステーション １５ 出来高スイッチ １６ａ〜１６ｆ ワーニングスイッチ １８ モータ ２０ 自動タクト調節装置 ２１ 演算制御部 ２２ タクト設定スイッチ ２３ ワーニング時速度設定スイッチ ２４ アップタイム設定部 ２５ ダウンタイム設定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンベアによって複数の作業ステーション
   に順次作業台が搬送される作業ラインに適用され、コン
   ベアの速度を制御することによって、作業ステーション
   における作業時間であるタクトを自動的に調節する装置
   であって、 標準となるタクトを設定する標準タクト設定手段、 １回のタクト短縮時間を設定する短縮時間設定手段、 １回のタクト延長時間を設定する延長時間設定手段、 複数の作業ステーションの中のいずれかの作業ステーシ
   ョンに関連して設けられ、その作業ステーションに対し
   て作業台が移動することに応答して出来高信号を出力す
   る出来高信号出力手段、 複数の作業ステーションのそれぞれに関連して設けら
   れ、各作業ステーションの作業者が作業を完了できない
   ときに操作することに応じて、ワーニング信号を出力す
   る複数のワーニング信号出力手段、および標準タクト設
   定手段に設定されたタクトになるように、コンベアの速
   度を制御し、出来高信号が出力されるごとに、短縮時間
   設定手段に設定された時間だけタクトを短縮するように
   コンベアの速度を増加させ、かつ、複数のワーニング信
   号出力手段のいずれかからワーニング信号が出力された
   ことに応答して、延長時間設定手段に設定された時間だ
   けタクトを延長するようにコンベアの速度を低下させる
   制御手段、を含むことを特徴とする自動タクト調節装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の自動タクト調節装置におい
   て、 さらに、ワーニング信号が出力されている間の作業台の
   移動速度を設定するワーニング時移動速度設定手段を有
   し、 ワーニング信号が出力されている間は、作業台の移動速
   度がワーニング時速度設定手段で設定されている速度に
   なるように、コンベア速度を制御する制御手段を含むこ
   とを特徴とする自動タクト調節装置。
3. 【請求項３】複数の作業ステーションにコンベアによっ
   て作業台が順次搬送される作業ラインにおいて、作業ラ
   インにおける作業時間であるタクトを調節する方法であ
   って、 作業台が所定の作業ステーションから離れることに応答
   して、予め定める短縮時間分だけタクトを短縮し、 複数の作業ステーションのいずれかの作業ステーション
   から作業に追従できない旨の信号が与えられたことに応
   答して、予め定める延長時間分だけタクトを延長し、 作業ラインのタクトが作業者が追従可能な最も短い時間
   になるように調整することを特徴とする方法。