セル生産システム

【課題】セル生産システムにおいて、簡単な構成により、セル生産の柔軟性を活かしなが
ら作業性の向上を図る。
【解決手段】システム１は、作業者Ｍ，Ｍ１，Ｍ２（代表してＭ）がワークＷと共に移動
しつつワークＷに対する処理を行うことによりワークＷを製品化する作業を繰り返して製
品を順次生産するためのシステムであり、ワークＷを移送するコンベア２と、作業者Ｍを
認識する検出装置３と、コンベア２を制御する制御装置４と、を備え、制御装置４は検出
装置３による認識結果に基づいてコンベア２の駆動速度を作業者Ｍごとに変化させる。検
出装置３による作業者Ｍの認識は、作業者Ｍの腕に取り付けたデータ送信部５を用いて行
われる。セル生産の柔軟性を活かしながら、コンベア２によるワークＷの移動速度を各作
業者Ｍに合わせることができ、作業時間短縮と作業性向上を実現できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者がワークと共に移動しつつ生産を行うセル生産システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流れ作業方式の生産システムにおいて、コンベアで移動するワークに対し、
作業者が処理を施してワークを製品に仕上げる生産システムが多数用いられている。この
ような生産システムにおいて、コンベアを停止させることなく、複数種類の製品をロット
単位で切り替えながら生産することが行われる。ところが、コンベア上でのワークの処理
時間（タクト）が製品種類ごとに異なる場合に、製品種類の切り替えとコンベアの移動速
度との整合が不適切であると、作業者に待ち時間が発生したり、逆に、作業者の負担が増
大したりする。そこで、各製品種類ごとのタクトとその余裕幅を考慮して、各製品の投入
順序、コンベア速度、ワークの投入時間間隔等を最適化することにより、生産ロスの最小
化を図るシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２７４５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるような生産システムにおけるコンベアを
セル生産システムに適用する場合、次のような課題がある。セル生産システムは、作業者
がセルと呼ばれる作業場所で作業対象であるワークに複数の作業工程を行って１つの製品
、または途中段階の完成品を作り上げるためのシステムである。セル生産システムにおい
て、作業者は、固定された作業台で作業したり、ワークと共に歩行移動しつつ作業したり
する。作業者がワークと共に移動する場合に、ワークを手で持つ以外に、コンベアで移動
させることも行われる。セル生産システムは、作業者の多能工化を推進でき、製品仕様変
更への対応が容易であり、設備投資が少なくて済むという利点があり、種々の意味で柔軟
性を有するシステムである。その反面、セル生産システムにおいては、生産性が各作業者
の作業ペースに依存するので、生産性を向上させるような仕組みが望まれる。ところが、
特許文献１に示される生産システムのコンベアでは、各製品種類ごとのタクトについて考
慮されているものの、作業者各人の能力や能力向上について何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、セル生産の柔軟性を
活かしながら作業性向上を実現できるセル生産システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本発明のセル生産システムは、作業者がワークと共に移動
しつつワークに対する処理を行うことによりワークを製品化する作業を繰り返して製品を
順次生産するためのセル生産システムにおいて、ワークを移送するコンベアと、作業者を
認識する検出装置と、コンベアの駆動速度を制御する制御装置と、を備え、制御装置は検
出装置による認識結果に基づいてコンベアの駆動速度を変化させることを特徴とする。
【０００７】
このセル生産システムにおいて、作業者によるワークに対する処理を行うに要する時間
を測定する測定装置を備え、制御装置は測定装置による測定結果に基づいてコンベアの駆
動速度を変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセル生産システムによれば、セル生産の柔軟性を活かしながら作業性向上を実
現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るセル生産システムの平面図。
【図２】同システムにおけるコンベアの側面図。
【図３】同システムにおけるコンベア制御を説明するブロック図。
【図４】第２の実施形態に係るセル生産システムの平面図。
【図５】同システムにおけるコンベアの側面図。
【図６】同システムにおけるコンベア制御を説明するブロック図。
【図７】同システムにおけるコンベア制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係るセル生産システムについて、図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１、図２、図３は第１の実施形態に係るセル生産システムについて示す。セル生産シ
ステム１（以下、システム１）は、図１に示すように、作業者Ｍ，Ｍ１，Ｍ２（代表して
Ｍ）が、それぞれ個別にワークＷと共に移動しつつワークＷに対する処理を行うことによ
りワークＷを製品化する作業を繰り返して製品を順次生産するためのシステムである。シ
ステム１は、ワークＷを移送するコンベア２と、作業者Ｍを認識する検出装置３と、コン
ベア２の駆動速度を制御する制御装置４と、を備え、制御装置４は検出装置３による認識
結果に基づいてコンベア２の駆動速度を作業者Ｍごとに変化させる。検出装置３による作
業者Ｍの認識は、作業者Ｍの腕に取り付けたデータ送信部５を用いて行われる。
【００１１】
システム１は、例えば、電子機器を製品陳列用に梱包したパックを生産するためのシス
テムである。コンベア２を含む各種の設備で囲まれた作業領域がセルを構成している。作
業者Ｍは、図示のように複数人で、各人がセル内を矢印で示すように左回りに巡回し、各
周回ごとに１つの製品を完成させる。作業者Ｍの人数は、生産計画によって１人のことも
ある。セル内には、ワークＷに組み込む部品を供給したり、ワークＷを加工したり組み立
てたりするための各種の設備（セル設備）１１〜１７が左回り順に配列されており、セル
設備１７の隣には、奥側の部品置き台１８と、手前側のコンベア２とが配置されている。
部品置き台１８には、部品トレイａ〜ｄが配置されている。部品トレイａ〜ｄに収納され
ている部品は、コンベア２を用いて作業する際に消費される部品である。作業台１０は、
完成した製品の置場であり、製品は、適宜他所へと回収される。
【００１２】
セル設備１１〜１７は、例えば、作業用の作業台、電気検査用の測定器、ネジ止めなど
の加工機械、部品供給器などである。作業者Ｍは、歩いて移動しながら、筐体や回路基板
などからなる部品を部品台からピックアップし、これらの組み付けやネジ止め、動作チェ
ックなどを行い、電子製品と電池と説明書などを順次、梱包用の透明ケースに入れて、最
終的に電子製品の梱包パックを完成する。従って、ワークＷは、これらの部品や説明書、
透明ケースなどの、１つの最終製品を構成する物品の総体である。また、これらを持って
移動するため補助的に用いる載せ台（トレイ）なども、一時的にワークＷを構成する。
【００１３】
コンベア２は、例えば、ベルトコンベアであり、図１、図２に示すように、ワークＷを
載置固定するためにコンベア２上に設けられている複数のワークセット治具２２と、制御
装置４によって回転速度を制御されてコンベアを駆動するモータ２１と、を備えている。
このコンベア２により、作業者Ｍは、歩行移動しながらコンベア２上のワークＷに対して
作業を行うことができる。治具２２は、コンベア２のベルト上に固定されており、ベルト
上面が水平移動する間、ワークＷまたはワーク載置用のトレイなどを支持し、モータ２１
の回転速度に従ってワークＷを水平移動させる。コンベア２は、駆動速度（コンベア送り
速度）を連続的に可変自在とされており、例えば、制御装置４およびモータ２１によって
、インバータ制御のような駆動方法を用いて周波数および電流値を変化させることで速度
制御される。コンベア２を用いる作業は、梱包用の透明ケースなどから成るワークＷを治
具２２の上にセットし、部品置き台１８上に配置された部品トレイａ〜ｄから順次部品を
取って透明ケースに収納して製品を完成し、治具２２からワークＷを取り外すまでの作業
である。部品トレイａ〜ｄには、例えば、電池、付属コード、説明書、透明ケースの上蓋
などが収められている。
【００１４】
作業者Ｍは、図３に示すように、腕にデータ送信部５を取り付けて作業する。データ送
信部５は、例えば、ＲＦＩＤを用いる無線タグであり、通信の指向性や通信限界距離を有
し、検出装置３はＲＦＩＤリーダであり、データ送信部５と検出装置３との距離が所定距
離内にあるときのみ、データ送信部５からＩＤデータ等が読み出される。従って、検出装
置３は、他の作業者Ｍが有するデータ送信部５の信号の影響を受けずに、特定工程を実施
する作業者Ｍが有するデータ送信部５の信号のみを選択的に受信することができる。検出
装置３は、コンベア２による作業開始位置に配置されており、コンベア２の位置における
作業（コンベア作業）を行う作業者Ｍが携帯しているデータ送信部５からＩＤデータを読
み取り、作業者Ｍを認識し、その認識結果を制御装置４に出力する。
【００１５】
制御装置４は、予め設定された作業者Ｍごとのコンベア送り速度のデータを保持してい
る。制御装置４は、検出装置３によって認識された作業者Ｍに対応するコンベア送り速度
を呼び出し、そのコンベア送り速度のデータに基づいてモータ２１を制御することにより
、コンベア２の駆動速度を作業者Ｍごとに変化させる。コンベア送り速度のデータは、検
出装置３が保持するようにしてもよく、この場合、検出装置３は、認識された作業者Ｍに
対応するコンベア送り速度を呼び出して制御装置４に出力する。本実施形態によれば、セ
ル生産の柔軟性を活かしながら、コンベア２によるワークＷの移動速度を各作業者Ｍに合
わせることができ、全ての作業者に一律に一定のコンベア移動速度（ワーク移動速度）と
する場合に比べて、作業時間短縮と作業性向上を実現できる。
【００１６】
（第２の実施形態）
図４乃至図７は第２の実施形態に係るセル生産システムについて示す。本実施形態のシ
ステム１は、図４、図５に示すように、第１の実施形態において、作業者Ｍによる特定の
処理作業に要する作業時間を測定する測定装置６を備え、制御装置４は測定装置６による
測定結果に基づいてコンベア２の駆動速度を変化させるものである。作業時間を測定する
対象の処理作業として、例えば、コンベア２を用いるコンベア作業そのものを取り上げる
が、コンベア作業に限らず、コンベア作業の前工程や後工程の作業でもよい。これは、作
業者Ｍを固定した場合、種々の作業速度が、ある作業の作業速度によって類推可能（ある
作業が速い人は、通常、他の作業をやっても作業が速い）と考えられるからである。
【００１７】
測定装置６は、作業者Ｍが携帯しているデータ送信部５からデータを読み取るための、
互いに離間した２つの検出装置、すなわち開始データ受信部６１および完了データ受信部
６２と、両データ受信部６１，６２間の距離とその間の移動時間とから移動速度を算出す
るデータ処理部６３と、を備えている。データ送信部５は、第１の実施形態と同様にＲＦ
ＩＤタグであり、データ受信部６１，６２は、第１の実施形態における検出装置３と同様
に、ＲＦＩＤリーダである。開始データ受信部６１は、コンベア２におけるワークＷの移
動開始端側に配置され、完了データ受信部６２は、コンベア２におけるワークＷの移動終
了端側に配置されて、作業者Ｍの認識、作業者Ｍのコンベア２への接近時刻の取得および
離脱時刻の取得を行う。
【００１８】
図６に示すように、作業者Ｍは、データ送信部５を腕にはめて、コンベア２上のワーク
Ｗの移動に追随または前後しつつ、データ受信部６１，６２の前を順番に通過するように
移動して作業を行う。作業者Ｍがコンベア作業中におけるコンベア移動速度は一定である
が、作業者Ｍが、作業を早く終えてコンベア２からワークＷを回収し、コンベア２の移動
よりも早く、完了データ受信部６２の前を通過すると、コンベアの移動時間よりも短い移
動時間が計測される。逆に、作業者Ｍの作業が遅く、作業者ＭがワークＷの移動に引きず
られるように移動すると、コンベアの移動時間よりも長い移動時間が計測される。測定装
置６のデータ処理部６３は、データ受信部６１，６２から出力される作業者Ｍの認識結果
と認識時刻の情報に基づいて作業時間を求めて制御装置４に出力する。制御装置４は、受
け取った作業時間と、作業者Ｍの移動距離（データ受信部６１，６２間の距離）とから、
作業者Ｍの作業速度を算出する。このようにして求められた作業速度は、制御装置４によ
って、作業者Ｍごとに、時系列的に記録される。制御装置４は、測定装置６による測定結
果と作業速度に基づいて、コンベア２の駆動速度を変化させる。駆動速度を変化させる処
理方法等については後述する（図７のステップＳ９）。
【００１９】
システム１における上述の一連の処理を、図７のフローチャートによって説明する。作
業者Ｍが、生産作業を開始し、コンベア２の端部にさしかかると、開始データ受信部６１
が作業者Ｍを認識し、その認識結果が測定装置６から制御装置４に出力される（Ｓ１）。
その後、測定装置６は時間計測を開始する（Ｓ２）。この場合、開始時刻の記録でもよい
。制御装置４は、測定装置６から受け取った作業者Ｍの認識結果に基づいて、記憶してい
るデータからコンベア速度を呼び出し（Ｓ３）、そのコンベア速度に基づいてコンベア２
を稼動させる（Ｓ４）。測定装置６は、完了データ受信部６２による作業者Ｍの認識の有
無によってコンベア作業完了か否かを判断する（Ｓ５）。完了データ受信部６２が作業者
Ｍを認識するとデータ処理部６３によって作業時間が決定されると共に時間計測が停止さ
れ（Ｓ６）、認識結果が制御装置４に出力されてコンベア２が停止される（Ｓ７）。制御
装置４は、測定装置６から作業時間を受け取り、受け取った作業者Ｍの作業時間と、作業
者Ｍの移動距離に基づいて作業者Ｍの作業速度を算出し、その作業速度を新たなコンベア
速度として、作業者Ｍについて時系列的にデータベースに格納する（Ｓ８）。その後、制
御装置４によってコンベア速度変更（Ｓ９）が行われた後、ステップ（Ｓ１）に戻って処
理が繰り返される。
【００２０】
コンベア速度変更（Ｓ９）について説明する。ステップ（Ｓ９）において、制御装置４
は、作業者Ｍの過去のコンベア作業速度の実績に基づいて、次回のコンベア作業時にステ
ップ（Ｓ３）で呼び出されるコンベア速度（呼出用コンベア速度と称する）を設定する。
呼出用コンベア速度は、例えば、前回の呼出用コンベア速度に、所定の速度向上率に基づ
く加算量を加算して速度上昇したコンベア速度とする。コンベア速度には上限が設定され
ており、呼出用コンベア速度は、その上限以下に設定される。また、速度の加算量は、複
数の作業者Ｍの過去の実績や、対象作業者Ｍの今回算定されたコンベア作業速度に至るま
での速度上昇率の実績などに基づいて、予め設定しておけばよい。また、前回、前々回等
のコンベア作業速度の実績の伸び率に基づいて今後の伸び率を予測し、その予測値に基づ
いて呼出用コンベア速度を決定することもできる。なお、作業速度の算出や記録、作業者
Ｍとコンベア速度のデータなどの記録などを、制御装置４ではなく、測定装置６で行うよ
うにしてもよい。この場合、制御装置４は、単に与えられたコンベア速度となるようにコ
ンベア２を駆動する駆動装置であればよい。本実施形態によれば、コンベア速度、したが
って、ワークＷの移動速度を段階的に上昇させるので、セル生産の柔軟性を活かしながら
作業時間を短縮でき、作業性向上を実現できる。
【００２１】
なお、本発明は、上記第１、第２の実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可
能である。例えば、上述したように、検出装置３または測定装置６と制御装置４とは、互
いにそれらの機能の一部、または全てを交換した構成とすることができ、計算機能や記憶
機能はマイコンや記憶装置を有する計算機とソフトウエアとを用いて構成できる。また、
各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。例えば、複数のコンベ
ア２を用いるシステムの場合、各コンベアの作業工程に応じて、第１、第２の実施形態の
いずれかを適用すればよい。また、コンベア２を、同時に、複数の作業者Ｍが使用するこ
ともできる。システム１内で複数の作業者Ｍが作業する場合、作業者Ｍごとではなく、前
後して作業する作業者Ｍのグループごとや、作業者Ｍの全員に対して、コンベア２の移動
速度の設定をしてもよい。この場合、生産性の向上が図れるように、事前調査に基づいて
、同一コンベア速度で作業する作業者Ｍの平均の作業速度や、より速い作業者Ｍの作業速
度に呼出用コンベア速度を設定すればよい。また、検出装置３または測定装置６は、デー
タ送信部５を介して作業者Ｍを認識するものに限らず、作業者Ｍの動作に基づいて認識す
る構成とすることができる。例えば、作業者Ｍが通過する位置や操作ボタンの操作や、作
業者別に設定した治具の使用などで作業者Ｍを識別可能としておけばよい。
【符号の説明】
【００２２】
１セル生産システム
２コンベア
３検出装置
４制御装置
６測定装置
Ｍ，Ｍ１，Ｍ２作業者
Ｗワーク

【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者がワークと共に移動しつつワークに対する処理を行うことにより前記ワークを製
品化する作業を繰り返して製品を順次生産するためのセル生産システムにおいて、
前記ワークを移送するコンベアと、
作業者を認識する検出装置と、
前記コンベアの駆動速度を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は前記検出装置による認識結果に基づいて前記コンベアの駆動速度を変化
させることを特徴とするセル生産システム。
【請求項２】
作業者によるワークに対する処理を行うに要する時間を測定する測定装置を備え、
前記制御装置は前記測定装置による測定結果に基づいて前記コンベアの駆動速度を変化
させることを特徴とする請求項１に記載のセル生産システム。

【図１】