(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023179119
(43)【公開日】2023-12-19
(54)【発明の名称】生産計画作成装置、該方法および該プログラム
(51)【国際特許分類】
G05B 19/418 20060101AFI20231212BHJP
【ＦＩ】
G05B19/418 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022092211
(22)【出願日】2022-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100111453
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻井 智
(72)【発明者】
【氏名】堀尾 明久
(72)【発明者】
【氏名】梅田 豊裕
(72)【発明者】
【氏名】吉野 悟
【テーマコード（参考）】
3C100
【Ｆターム（参考）】
3C100AA01
3C100AA22
3C100BB12
3C100BB13
3C100EE10
(57)【要約】
【課題】本発明は、より短い時間で生産計画を作成できる生産計画作成装置、該方法および該プログラムを提供する。
【解決手段】本発明は、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成するものであって、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備による第１工程と、第２設備による第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の第１処理時間は、前記第２工程の第２処理時間より長く、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶し、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成するものであって、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備による第１工程と、第２設備による第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の第１処理時間は、前記第２工程の第２処理時間より長く、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶し、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する生産計画作成装置であって、
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部と、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部とを備え、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成装置。
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部と、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部とを備え、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成装置。
【請求項2】
前記ディスパッチングルールは、さらに、前記第２設備によって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化することを含む、
請求項１に記載の生産計画作成装置。
請求項１に記載の生産計画作成装置。
【請求項3】
前記作成部は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、前記生産計画を作成し、
前記サイクルを、複数、繰り返して前記生産計画を作成する場合に、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付ける、
請求項２に記載の生産計画作成装置。
前記サイクルを、複数、繰り返して前記生産計画を作成する場合に、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付ける、
請求項２に記載の生産計画作成装置。
【請求項4】
前記作成部は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、前記生産計画を作成し、
前記ディスパッチングルールは、さらに、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を最大化することを含む、
請求項２に記載の生産計画作成装置。
前記ディスパッチングルールは、さらに、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を最大化することを含む、
請求項２に記載の生産計画作成装置。
【請求項5】
前記作成部は、
前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、生産計画を作成するサイクル処理部と、
前記第１工程を実施した前記第１設備について、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を第１評価値として求める第１評価値演算部と、
前記第１工程を実施した前記第１設備について、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を第２評価値として求める第２評価値演算部と、
前記作成対象である複数の製品それぞれについて、今回のサイクルの生産計画で割り付けられた量に基づいて、次回のサイクルの生産計画で割り付ける量の優先度を第３評価値として求める第３評価値演算部とを備え、
前記サイクル処理部は、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で前記第３評価値演算部で求められた第３評価値に基づき作成可能な全ての生産計画のパターンそれぞれについて前記第１および第２評価値演算部によって前記第１および第２評価値を求め、前記全ての生産計画のパターンのうち、前記求めた第１および第２評価値に基づいて最も評価の高いパターンの生産計画を、前記今回のサイクルの生産計画とし、前記作成対象である複数の製品の各量がなくなるまで、前記サイクルを繰り返して前記生産計画を作成する、
請求項１に記載の生産計画作成装置。
前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、生産計画を作成するサイクル処理部と、
前記第１工程を実施した前記第１設備について、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を第１評価値として求める第１評価値演算部と、
前記第１工程を実施した前記第１設備について、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を第２評価値として求める第２評価値演算部と、
前記作成対象である複数の製品それぞれについて、今回のサイクルの生産計画で割り付けられた量に基づいて、次回のサイクルの生産計画で割り付ける量の優先度を第３評価値として求める第３評価値演算部とを備え、
前記サイクル処理部は、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で前記第３評価値演算部で求められた第３評価値に基づき作成可能な全ての生産計画のパターンそれぞれについて前記第１および第２評価値演算部によって前記第１および第２評価値を求め、前記全ての生産計画のパターンのうち、前記求めた第１および第２評価値に基づいて最も評価の高いパターンの生産計画を、前記今回のサイクルの生産計画とし、前記作成対象である複数の製品の各量がなくなるまで、前記サイクルを繰り返して前記生産計画を作成する、
請求項１に記載の生産計画作成装置。
【請求項6】
コンピュータによって実行され、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する生産計画作成方法であって、
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成ステップとを備え、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成方法。
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶部に記憶する記憶ステップと、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成ステップとを備え、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成方法。
【請求項7】
複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する生産計画作成プログラムであって、
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
コンピュータを、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部、および、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部として機能させ、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成プログラム。
前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、
前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、
前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、
コンピュータを、
前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部、および、
前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部として機能させ、
前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、
前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である、
生産計画作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の工程を経て製造される製品について、複数の製品を生産する順序を決めた生産計画を作成する生産計画作成装置、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
製品は、一般に、複数の工程（作業）を経て製造される。製品は、注文（オーダ）を受けてから、その納期に間に合うように製造する必要があるため、通常、複数の製品に対する生産順序が生産計画として作成される。この生産計画の作成に関する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。
【0003】
この特許文献１に開示された操業計画作成装置は、処理対象物をオーダー単位で並列的に処理する１又は２以上の処理手段よりなる処理工程が２以上接続された操業ラインにおける操業計画を作成する操業計画作成装置において、上記処理対象物の上記オーダー毎の属性を設定するオーダー情報設定手段と、上記各処理手段における操業条件を設定する操業条件設定手段と、上記オーダー情報設定手段で設定された上記オーダー毎の属性と、上記操業条件設定手段で設定された各処理手段における操業条件と、予め設定された所定のルールとに基づいて、上記オーダーの順列及びそれら各オーダーを処理する処理手段とで構成されるオーダー配列を生成するオーダー配列生成手段と、上記オーダー配列生成手段で生成されたオーダー配列に基づいて、上記各処理工程の各処理手段における上記オーダーの処理順序を生成する処理順序生成手段と、上記処理順序生成手段により決定された上記各処理工程の各処理手段における上記オーダーの処理順序に従って上記操業ラインにおける操業状態をシミュレートするシミュレート手段と、上記シミュレート手段によるシミュレート結果に基づいて所定の評価関数による評価値を求める評価値算出手段と、上記評価値算出手段で得られた上記評価値に基づく所定の終了条件が満たされるまで、上記オーダー配列生成手段で生成された上記オーダー配列における上記オーダーの順列及び／若しくはそれら各オーダーを処理する処理手段を変更しながら上記処理順序生成手段、上記シミュレート手段、及び上記評価値算出手段による処理を繰り返す最適化手段とを具備してなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１１－２７２７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、生産計画を作成する場合、製品やその製品を製造する設備等に応じて様々な制約が存在することがある。例えば、バッチ処理可能な製造工程後に、連続的に実施する製造工程が続く場合、バッチ処理に伴う制約条件とホール処理に伴う制約条件が存在することになる。前記バッチ処理に伴う制約条件は、複数の製品に対し、同時に処理が開始され、同時に処理が完了する制約である。前記ホール処理に伴う制約条件は、前処理のバッチ処理を経た前記複数の製品間でしか当該処理での順序が変更できない制約である。
【0006】
前記特許文献１に開示された操業計画作成装置で、このようなバッチ処理の製造工程後に、ホール処理の製造工程が続く場合について、生産計画を作成すると、最適化により高い生産性を実現する生産計画が立案される可能性があるが、情報処理量が制約条件の個数に指数関数的に増大する前記最適化によって生産計画が立案されるので、その立案に時間がかかってしまうことがある。特に、計画対象の規模（製品の個数や計画期間）が大きくなると、実用的な時間内に計画が立案されない虞がある。
【0007】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より短い時間で生産計画を作成できる生産計画作成装置、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる生産計画作成装置は、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する装置であって、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部と、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部とを備え、前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である。
【0009】
このような生産計画作成装置は、生産計画の作成に、ディスパッチングルールを用い、対象工程に対する数理最適化を用いないので、より短い時間で生産計画を作成できる。上記生産計画作成装置では、複数の第１設備および単数の第２設備という設備に関する制約条件、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間が前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長いという処理時間に関する制約条件、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するというバッチ処理に伴う制約条件およびホール処理に伴う制約条件、ならびに、第１工程を実施する第１設備に応じて第２設備で第２工程を行う量が変わるという、処理量に関する制約条件が存在するため、最適化を用いた生産計画は、情報処理量が多く、実用的な時間内に作成できない虞があるが、上記生産計画作成装置は、ディスパッチングルールを用いるので、生産計画の作成が可能となる。上記生産計画作成装置は、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化するディスパッチングルール（第１ディスパッチングルール）を用いるので、設備を効率的に用いた生産計画の作成が可能となり、作成される生産計画における開始時刻から終了時刻までの時間であるメイクスパンの短縮化が可能となる。
【0010】
他の一態様では、上述の生産計画作成装置において、前記ディスパッチングルールは、さらに、前記第２設備によって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化することを含む。
【0011】
このような生産計画作成装置は、前記第２設備によって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化するディスパッチングルール（第３ディスパッチングルール）を用いるので、前記第２工程より下流側の工程の実施を平準化することが可能となり、前記下流側の工程を実施する設備において稼働してない設備が減るから、生産性の向上が可能となる。
【0012】
他の一態様では、上述の生産計画作成装置において、前記作成部は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、前記生産計画を作成し、前記サイクルを、複数、繰り返して前記生産計画を作成する場合に、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付ける。
【0013】
このような生産計画作成装置は、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付けるので、前記第２設備によって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化できる。
【0014】
他の一態様では、上述の生産計画作成装置において、前記作成部は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、前記生産計画を作成し、前記ディスパッチングルールは、さらに、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を最大化することを含む。
【0015】
このような生産計画作成装置は、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を最大化するディスパッチングルール（第２ディスパッチングルール）を用いるので、充填率の最大化が可能となる。
【0016】
他の一態様では、上述の生産計画作成装置において、前記作成部は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、生産計画を作成するサイクル処理部と、前記第１工程を実施した前記第１設備について、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を第１評価値として求める第１評価値演算部と、前記第１工程を実施した前記第１設備について、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を第２評価値として求める第２評価値演算部と、前記作成対象である複数の製品それぞれについて、今回のサイクルの生産計画で割り付けられた量に基づいて、次回のサイクルの生産計画で割り付ける量の優先度を第３評価値として求める第３評価値演算部とを備え、前記サイクル処理部は、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で前記第３評価値演算部で求められた第３評価値に基づき作成可能な全ての生産計画のパターンそれぞれについて前記第１および第２評価値演算部によって前記第１および第２評価値を求め、前記全ての生産計画のパターンのうち、前記求めた第１および第２評価値に基づいて最も評価の高いパターンの生産計画を、前記今回のサイクルの生産計画とし、前記作成対象である複数の製品の各量がなくなるまで、前記サイクルを繰り返して前記生産計画を作成する。
【0017】
このような生産計画作成装置は、前記第１ないし第３評価値に基づいて生産計画を作成するので、前記第１ないし第３ディスパッチングルールに基づく生産計画を作成できる。
【0018】
本発明の他の一態様にかかる生産計画作成方法は、コンピュータによって実行され、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する方法であって、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶部に記憶する記憶ステップと、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成ステップとを備え、前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である。
【0019】
このような生産計画作成方法は、生産計画の作成に、ディスパッチングルールを用い、対象工程に対する数理最適化を用いないので、より短い時間で生産計画を作成できる。前記生産計画作成方法は、設備を効率的に用いた生産計画の作成が可能となり、メイクスパンの短縮化が可能となる。
【0020】
本発明の他の一態様にかかる生産計画作成プログラムは、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成するプログラムであって、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長く、コンピュータを、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部、および、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部として機能させ、前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である。
【0021】
このような生産計画作成プログラムは、生産計画の作成に、ディスパッチングルールを用い、対象工程に対する数理最適化を用いないので、より短い時間で生産計画を作成できる。前記生産計画作成プログラムは、設備を効率的に用いた生産計画の作成が可能となり、メイクスパンの短縮化が可能となる。
【発明の効果】
【0022】
本発明にかかる生産計画作成装置、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、より短い時間で生産計画を作成できる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】実施形態における生産計画作成装置の構成を示すブロック図である。
【図2】生産計画を作成する対象の生産プラントを説明するための図である。
【図3】バッチ処理に伴う制約条件およびホール処理に伴う制約条件を説明するための図である。
【図4】製品情報テーブルの一例を示す図である。
【図5】使用設備情報テーブルの一例を示す図である。
【図6】処理時間情報テーブルの一例を示す図である。
【図7】バッチサイズ情報テーブルを示す図である。
【図8】前記生産計画作成装置の動作を示すフローチャートである。
【図9】前記生産計画作成装置によって作成された生産計画の一例を示す図である。
【図10】一般的なディスパッチルールによって作成された比較例の生産計画の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【0025】
実施形態における生産計画作成装置は、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する装置である。この生産計画作成装置では、前記複数の工程は、バッチ処理を行う第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含み、前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長い。前記生産計画作成装置は、前記生産計画の作成に関わる所定の情報を生産計画情報として記憶する記憶部と、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成部とを備える。前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化することを含み、前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である。以下、このような生産計画作成装置ならびにこれに実装される生産計画作成方法および生産計画作成プログラムについて、より具体的に説明する。
【0026】
図１は、実施形態における生産計画作成装置の構成を示すブロック図である。図２は、生産計画を作成する対象の生産プラントを説明するための図である。図３は、バッチ処理に伴う制約条件およびホール処理に伴う制約条件を説明するための図である。図４は、製品情報テーブルの一例を示す図である。図５は、使用設備情報テーブルの一例を示す図である。図６は、処理時間情報テーブルの一例を示す図である。図７は、バッチサイズ情報テーブルを示す図である。
【0027】
実施形態における生産計画作成装置Ａは、例えば、図１に示すように、入力部１と、出力部２と、インターフェース部（ＩＦ部）３と、制御処理部４と、記憶部５とを備え、複数の工程を経て製造される製品を、複数、製造する場合において、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する。
【0028】
生産計画を作成する対象の生産プラントＰＬは、例えば、図２に示すように、製品を製造するための複数の工程を実施する複数の設備を備える。前記複数の工程は、第１設備によって実施される第１工程と、第２設備によって実施される第２工程とを含む。前記第１設備は、複数であって、前記第２設備は、単数であり、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間は、前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長い。図２に示す例では、第１工程は、３個の第ａ１ないし第ａ３設備ａ１～ａ３（第ａｙ設備ａｙ、ｙ＝１、２、３）で実施され、これら第ａ１ないし第ａ３設備ａ１～ａ３は、同時に複数の製品を処理でき、バッチ処理する設備であり、適宜、「前設備」と呼称する。第２工程は、１個の第ｂ設備ｂで実施され、この第ｂ設備ｂは、同時には１個の製品しか処理できない単処理の設備であり、適宜、「後設備」と呼称する。
【0029】
例えば、アルミ板製品を製造する場合、製造工程は、大略、溶解・鋳造処理の工程、均熱処理の工程、熱延処理の工程、冷延処理の工程および精整処理の工程の５工程に分けられるが、一例では、この均熱処理の工程が第１工程に相当し、熱延処理の工程が第２工程に相当する。均熱工程は、熱延工程を実施するために、実施される工程であるから、この場合、均熱工程（第１工程）と熱延工程（第２工程）とは、図３に示すように、連続して処理する必要があり、均熱工程（第１工程）および熱延工程（第２工程）には、連続処理の制約条件が存在することになる。あるいは、均熱工程と熱延工程とは、テーブルロールで繋がっているプラントも有り得るため、連続して処理する必要がある場合も有り得る。例えば、図３に示すように、アルミ板製品１、２、３は、バッチ処理で同時に均熱処理され、続いて順次に熱延処理され、アルミ板製品４、５、６は、バッチ処理で同時に均熱処理され、続いて順次に熱延処理される。熱延処理の際に、前処理のバッチ処理を経たアルミ板製品１、２、３間では、適宜に熱延処理の順序を変更できるが、アルミ板製品１、２、３間にアルミ板製品４、５、６の全部または一部を挟み込むような順序の変更はできない。このため、均熱工程（第１工程）および熱延工程（第２工程）には、複数の製品に対し、同時に処理（工程）が開始され、同時に処理（工程）が完了する制約であるバッチ処理に伴う制約条件が存在し、前処理（前工程）のバッチ処理を経た前記複数の製品間でしか当該処理での順序が変更できない制約であるホール処理に伴う制約条件が存在する。すなわち、前記ホール処理は、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品を順次に処理し、前記処理の順番を、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品内でのみ変更可能な処理である。
【0030】
図１に戻って、入力部１は、制御処理部４に接続され、例えば、生産計画の作成開始を指示するコマンド等の各種コマンド、および、生産計画の名称や、前記生産計画の作成に関わる所定の情報（生産計画情報）等の、生産計画作成装置Ａを動作させる上で必要な各種データを生産計画作成装置Ａに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチ、キーボードおよびマウス等である。なお、前記生産計画情報等は、ＩＦ部３を介して生産計画作成装置Ａに入力されてもよい。出力部２は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、入力部１から入力されたコマンドやデータおよび作成した生産計画等を出力する機器であり、例えばＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示装置）および有機ＥＬディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
【0031】
なお、入力部１および出力部２は、タッチパネルより構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部１は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部２は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な１または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置に触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容として生産計画作成装置Ａに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易い生産計画作成装置Ａが提供される。
【0032】
ＩＦ部３は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、例えば、外部の機器との間でデータを入出力する回路であり、例えば、シリアル通信方式であるＲＳ－２３２Ｃのインターフェース回路、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格を用いたインターフェース回路、および、ＵＳＢ規格を用いたインターフェース回路等である。また、ＩＦ部３は、例えば、データ通信カードや、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路等の、外部の機器と通信信号を送受信する通信インターフェース回路であってもよい。
【0033】
記憶部５は、制御処理部４に接続され、制御処理部４の制御に従って、各種の所定のプログラムおよび各種の所定のデータを記憶する回路である。前記各種の所定のプログラムには、例えば、制御処理プログラムが含まれ、前記制御処理プログラムには、例えば、生産計画作成装置Ａの各部１～３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する制御プログラムや、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成する作成プログラム等が含まれる。前記各種の所定のデータには、例えば、前記生産計画の名称や前記生産計画情報等の、これら各プログラムを実行する上で必要なデータが含まれる。このような記憶部５は、例えば不揮発性の記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書き換え可能な不揮発性の記憶素子であるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備える。そして、記憶部５は、前記所定のプログラムの実行中に生じるデータ等を記憶するいわゆる制御処理部４のワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。また、記憶部５は、比較的記憶容量の大きいＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等を備えて構成されてもよい。
【0034】
前記生産計画情報は、本実施形態では、例えば、製品情報、使用設備情報、処理時間情報およびバッチサイズ情報等であり、これら製品情報、使用設備情報、処理時間情報およびバッチサイズ情報それぞれを記憶するために、記憶部５は、製品情報記憶部５１、使用設備情報記憶部５２、処理時間情報記憶部５３およびバッチサイズ情報記憶部５４を機能的に備える。
【0035】
製品情報記憶部５１は、製品に関する所定の情報である製品情報を記憶するものである。前記製品情報は、本実施形態では、製品ごとの要求量Ｐｘおよびサイクル最大量Ｍｘであり、例えばテーブル形式で製品情報記憶部に記憶される。前記要求量Ｐｘは、生産計画を作成する製品Ｄｘの量であり、例えば注文量に応じて設定される。前記サイクル最大量Ｍｘは、１サイクルで処理可能な製品Ｄｘの最大量である。これら要求量Ｐｘおよびサイクル最大量Ｍｘは、生産計画を作成する作成対象である複数の製品Ｄｘそれぞれについて設定される。前記生産計画は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第ｂ設備ｂによって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、作成される。ここで、前記サイクルにおける製品の種類は、生産計画が、通常、製品の注文ごとに順序を決めて作成されることから、製品自体は同種であっても注文が異なれば、異なる種類の製品として取り扱われる。前記サイクルは、前記作成対象である複数の製品ごと（あるいは注文度ごと）に要素とする集合（１サイクル製品集合Ｓ）によって表される。
【0036】
この製品情報をテーブル形式で登録する製品情報テーブルＰＴは、例えば、図４に示すように、製品ＩＤを登録する製品フィールド２１１と、要求量Ｐｘを登録する要求量フィールド２１２と、サイクル最大量Ｍｘを登録するサイクル最大量フィールド２１３とを備え、製品（あるいは注文品）ごとにレコードを備える。製品ＩＤは、製品を特定し製品を識別するための識別子であり、例えば、注文品ごとに割り当てられる。この例では、製品Ｄｘは、４個の第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４である（ｘ＝１、２、３、４）。製品Ｄ１～Ｄ４が上述のアルミ板製品の場合、要求量Ｐｘおよびサイクル最大量Ｍｘの単位は、［本］となる。
【0037】
使用設備情報記憶部５２は、製品ごとに、当該製品を当該工程で処理する際に、使用可能な設備を表す情報である使用設備情報を記憶するものである。図２に示す例では、第２工程は、１個の第ｂ設備ｂが用いられるので、第１工程で使用可能な第ａｙ設備ａｙを表す情報が製品ごとに使用設備情報として、例えばテーブル形式で使用設備情報記憶部に記憶される。より具体的には、この使用設備情報をテーブル形式で登録する使用設備情報テーブルＭＴは、例えば、図５に示すように、設備ＩＤを登録する設備フィールド２２１と、当該製品を第１工程で処理する際に、使用可能な第ａｙ設備ａｙを登録する使用可能設備フィールド２２２とを備え、第ａｙ設備ａｙごとにレコードを備える。設備ＩＤは、設備を特定し設備を識別するための識別子である。使用可能設備フィールド２２２は、製品ごとにサブフィールド２２２ｘを備える。この例では、４個の第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４があるので、使用可能設備フィールド２２２は、４個の第１ないし第４使用可能設備サブフィールド２２２１～２２２４を備える。第１使用可能設備サブフィールド２２２１には、第１製品Ｄ１を第１工程で処理する際に、使用可能な第ａｙ設備ａｙが登録される。図４に示す例では、使用可能な第ａｙ設備ａｙのレコードに、使用可能であることを表す符号（マーク）「○」が登録され、使用できない第ａｙ設備ａｙのレコードに、使用できないことを表すために、空欄（Ｖａｃａｎｔ）にされている。図４に示す例では、第１製品Ｄ１を第１工程で処理する際に、第ａ１ないし第ａ３設備ａ１～ａ３が使用可能である。同様に、第２使用可能設備サブフィールド２２２２には、第２製品Ｄ２を第１工程で処理する際に、使用可能な第ａｙ設備ａｙが登録され、第３使用可能設備サブフィールド２２２３には、第３製品Ｄ３を第１工程で処理する際に、使用可能な第ａｙ設備ａｙが登録され、第４使用可能設備サブフィールド２２２４には、第４製品Ｄ４を第１工程で処理する際に、使用可能な第ａｙ設備ａｙが登録される。
【0038】
処理時間情報記憶部５３は、製品および設備それぞれごとに、当該製品を当該設備で処理する場合に、処理に要する時間を表す情報である処理時間情報を例えばテーブル形式で記憶するものである。より具体的には、この処理時間情報をテーブル形式で登録する処理時間情報テーブルＴＴは、例えば、図６に示すように、設備ＩＤを登録する設備フィールド２３１と、当該製品を当該設備で処理する場合に、処理に要する時間を登録する処理時間フィールド２３２と、前記処理時間フィールド２３２に登録された処理時間の単位を登録する単位フィールド２３３とを備え、設備ごとにレコードを備える。この例では、４個の第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４があるので、処理時間フィールド２３２は、４個の第１ないし第４処理時間サブフィールド２３２１～２３２４を備える。第１処理時間サブフィールド２３２１には、第１製品Ｄ１を、設備フィールド２３１に登録された設備で処理する場合に、処理に要する時間が登録され、第２処理時間サブフィールド２３２２には、第２製品Ｄ２を、設備フィールド２３１に登録された設備で処理する場合に、処理に要する時間が登録され、第３処理時間サブフィールド２３２３には、第３製品Ｄ３を、設備フィールド２３１に登録された設備で処理する場合に、処理に要する時間が登録され、第４処理時間サブフィールド２３２４には、第４製品Ｄ４を、設備フィールド２３１に登録された設備で処理する場合に、処理に要する時間が登録される。例えば、第１製品Ｄ１を第ａ１設備ａ１で処理する場合、１回の処理に、３０［ｍｉｎ］を要し、第２製品Ｄ２を第ａ２設備ａ２で処理する場合、１回の処理に、２０［ｍｉｎ］を要し、第３製品Ｄ３を第ａ３設備ａ３で処理する場合、１回の処理に、２４［ｍｉｎ］を要し、第４製品Ｄ４を第ｂ設備ｂで処理する場合、１本の処理に、２［ｍｉｎ］を要する。製品がアルミ板であり、第１工程が均熱処理であり、第２工程が熱延処理である場合、第１工程の均熱処理には、１回の処理に、数時間から１日の処理時間がかかり、第２工程の熱延処理には、１本の処理に、数分の処理時間がかかる。このように第１工程の均熱処理の実施にかかる第１処理時間と第２工程の熱延処理の実施にかかる第２処理時間とは、２桁～３桁で異なる。
【0039】
バッチサイズ情報記憶部５４は、バッチ処理する設備において、１回のバッチ処理で処理可能な製品量を表す情報であるバッチサイズ情報を記憶するものである。図２に示す例では、第１工程の第ａｙ設備ａｙがバッチ処理する設備であるので、第ａｙ設備ａｙごとに、バッチサイズ情報が例えばテーブル形式でバッチサイズ情報記憶部に記憶される。より具体的には、このバッチサイズ情報をテーブル形式で登録するバッチサイズ情報テーブルＢＴは、例えば、図７に示すように、設備ＩＤを登録する設備フィールド２４１と、設備フィールド２４１に登録された設備において、１回のバッチ処理で処理可能な製品量を登録するバッチサイズフィールド２４２とを備え、バッチ処理する設備ごとにレコードを備える。製品Ｄ１～Ｄ４が上述のアルミ板製品の場合、製品量の単位は、［本］となる。
【0040】
制御処理部４は、生産計画作成装置Ａの各部１～３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、生産計画を作成するための回路である。制御処理部４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）およびその周辺回路を備えて構成される。制御処理部４は、制御処理プログラムが実行されることによって、制御部４１および作成部４２を機能的に備える。
【0041】
制御部４１は、生産計画作成装置Ａの各部１～３、５を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、生産計画作成装置Ａの全体制御を司るものである。
【0042】
作成部４２は、前記生産計画情報および所定のディスパッチングルールに基づき、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品の処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するように、前記作成対象である複数の製品に対する生産計画を作成するものである。したがって、生産計画作成装置Ｄは、最適化手法ではなく、ルールベースで生産計画を作成する。
【0043】
前記ディスパッチングルールは、処理可能な状態にある設備に、着手可能な仕事群（工程群）の中から、次に割り当てる仕事（工程）を決定するために用いられる規則であり、本実施形態では、前記ディスパッチングルールは、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を最小化する第１ディスパッチングルールを含む。本実施形態では、前記ディスパッチングルールは、さらに、前記第２設備によって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化する第３ディスパッチングルールを含む。本実施形態では、前記ディスパッチングルールは、さらに、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量である前記サイクル最大量に対する充填率を最大化する第２ディスパッチングルールを含む。
【0044】
前記平準化のために、前記作成部４２は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、前記生産計画を作成し、前記サイクルを、複数、繰り返して前記生産計画を作成する場合に、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付ける。
【0045】
より具体的には、前記生産計画情報およびこれら３個の第１ないし第３ディパッチングルールに基づきサイクルごとの生産計画を作成することによって、全体の生産計画を作成するために、作成部４２は、本実施形態では、サイクル処理部４２１、第１評価値演算部４２２、第２評価値演算部４２３および第３評価値演算部４２４を機能的に備える。
【0046】
サイクル処理部４２１は、前記作成対象である複数の製品を１種類ずつ全て前記第２設備によって前記第２工程を実施するサイクルを１単位として、生産計画を作成するものである。
【0047】
第１評価値演算部４２２は、前記第１工程を実施した前記第１設備について、一の前記第２工程の実施終了から、次の前記第２工程の実施開始までの空き時間を第１評価値として求めるものである。この第１評価値によって、前記生産計画の作成に、前記第１ディスパッチングルールが考慮される。
【0048】
第２評価値演算部４２３は、前記第１工程を実施した前記第１設備について、前記作成対象である複数の製品それぞれについて設定された１サイクルで処理可能な最大量に対する充填率を第２評価値として求めるものである。この第２評価値によって、前記生産計画の作成に、前記第２ディスパッチングルールが考慮される。
【0049】
第３評価値演算部４２４は、前記作成対象である複数の製品それぞれについて、今回のサイクルの生産計画で割り付けられた量に基づいて、次回のサイクルの生産計画で割り付ける量の優先度を第３評価値として求めるものである。この第３評価値によって、前記生産計画の作成に、前記第３ディスパッチングルールが考慮される。
【0050】
そして、前記サイクル処理部４２１は、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で前記第３評価値演算部で求められた第３評価値に基づき作成可能な全ての生産計画のパターンそれぞれについて前記第１および第２評価値演算部によって前記第１および第２評価値を求め、前記全ての生産計画のパターンのうち、前記求めた第１および第２評価値に基づいて最も評価の高いパターンの生産計画を、前記今回のサイクルの生産計画とし、前記作成対象である複数の製品の各量がなくなるまで、前記サイクルを繰り返して前記生産計画を作成する。
【0051】
これら入力部１、出力部２、ＩＦ部３、制御処理部４および記憶部５は、例えば、デスクトップ型やノート型等のコンピュータによって構成可能である。これら各部１～５を構成するコンピュータは、例えば、生産プラントＰＬにおけるオペレーションルームに配置され、コンソールに組み込まれてよく（コンソールと兼用されてよく）、あるいは、コンソールと別体であってもよい。
【0052】
次に、本実施形態の動作について説明する。図８は、前記生産計画作成装置の動作を示すフローチャートである。
【0053】
このような構成の生産計画作成装置Ａは、その電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。制御処理部４には、その制御処理プログラムの実行によって、制御部４１および作成部４２が機能的に構成され、作成部４２には、サイクル処理部４２１、第１評価値演算部４２２、第２評価値演算部４２３および第３評価値演算部４２４が機能的に構成される。また、記憶部５における製品情報記憶部５１、使用設備情報記憶部５２、処理時間情報記憶部５３およびバッチサイズ情報記憶部５４それぞれには、製品情報、使用設備情報、処理時間情報およびバッチサイズ情報それぞれが記憶されているものとする。
【0054】
生産計画の作成開始の指示が入力部１を介して受け付けられると、図８において、生産計画作成装置Ａは、まず、制御処理部４の作成部４２におけるサイクル処理部４２１によって、各製品の計画残量Ｐ’ｘを初期設定し、記憶する（Ｓ１）。各製品の計画残量Ｐ’ｘは、生産計画（全体の生産計画）に割り付けられていない製品Ｄｘの量である。より具体的には、初期設定なので、図２ないし図７に示す例では、製品情報記憶部５１に記憶されている製品情報テーブルＰＴが参照され、第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４それぞれについての各計画残量Ｐ’１～Ｐ’４に、第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４それぞれについての各要求量Ｐ１～Ｐ４が代入される（Ｐ’１←Ｐ１、Ｐ’２←Ｐ２、Ｐ’３←Ｐ３、Ｐ’４←Ｐ４）。そして、生産計画作成装置Ａは、生産計画の割付け行う起点時刻を表す変数（割付け起点時刻）ｔａｚ等を必要に応じて初期化する（例えばｔａｚ←０［分］）。
【0055】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、１サイクル製品集合Ｓを定義し、記憶する（Ｓ２）。１サイクル製品集合Ｓは、図２ないし図７に示す例では、第１ないし第４製品Ｄ１～Ｄ４である（Ｓ＝｛Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４｝）。１サイクル製品集合Ｓは、例えば、ユーザによって入力部１を介して、１サイクル製品集合Ｓに属する要素の製品が入力され、１サイクル製品集合Ｓが定義されてよく、あるいは、例えば、製品情報テーブルＰＴの製品フィールド２１１を登録されている製品ＩＤを、１サイクル製品集合Ｓに属する要素の製品として抽出することによって、１サイクル製品集合Ｓが定義されてよい。
【0056】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、後述の処理Ｓ５で仮割り付けする次の製品Ｄｘを１サイクル製品集合Ｓから選定し、記憶する（Ｓ３）。最初の処理Ｓ３では、１サイクル製品集合Ｓから適宜に１個の製品Ｄｘ、例えば第１製品Ｄ１が選択される。
【0057】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、後述の処理Ｓ５で仮割付けする次の第ａｙ設備ａｙを、処理Ｓ３で選定した製品Ｄｘを第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕｙから選定し、記憶する（Ｓ４）。最初の処理Ｓ４では、処理Ｓ３で選定した製品Ｄｘを第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕｙから適宜に１個の第ａｙ設備ａｙ、例えば第ａ１設備ａ１が選択される。なお、図５に示す例では、製品Ｄ１を第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕ１は、｛ａ１、ａ２、ａ３｝であり（Ｕ１＝｛ａ１、ａ２、ａ３｝）、製品Ｄ２を第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕ２は、｛ａ２、ａ３｝であり（Ｕ２＝｛ａ２、ａ３｝）、製品Ｄ３を第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕ３は、｛ａ１、ａ２、ａ３｝であり（Ｕ３＝｛ａ１、ａ２、ａ３｝）、製品Ｄ４を第１工程で処理する際に使用可能な第ａｙ設備ａｙの集合Ｕ４は、｛ａ１、ａ３｝である（Ｕ４＝｛ａ１、ａ３｝）。
【0058】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、処理Ｓ３で選定した製品Ｄｘを、処理Ｓ４で選定した第ａｙ設備ａｙに、以下に従って仮に割り付け（仮割付けし）、記憶する（Ｓ５）。この仮に割り付ける数量は、Ｍｉｎ｛Ｍ’ｘ、Ｂａｙ｝である。ただし、Ｐ’ｘ＜Ｍｉｎ｛Ｍ’ｘ、Ｂａｙ｝の場合、前記仮に割り付ける数量は、計画残量Ｐ’ｘの全量である。仮に割り付ける起点は、前回のサイクルにおける、前設備の第ａｙ設備ａｙの最終完了時刻（＝今回のサイクルにおける、割り付け可能な最早時刻）を表す変数（前設備ａｙの最早時刻）ｔａｙ（＝ｔａｚ）であり、この前設備ａｙの最早時刻ｔａｙから後設備の第ｂ設備ｂまで、連続処理の制約条件等の制約条件を遵守して仮に割り付けが実行される。ここで、変数（更新サイクル最大量）Ｍ’ｘは、製品Ｄｘにおけるサイクル最大量Ｍｘを、後述のように更新した更新後のサイクル最大量である。なお、この更新サイクル最大量Ｍ’ｘは、前記第３評価値の一例に相当する。サイクル最大量Ｍｘは、製品情報記憶部５１に記憶された製品情報から取得される。変数（バッチサイズ）Ｂａｙは、第ａｙ設備ａｙのバッチサイズであり、バッチサイズ情報記憶部５４に記憶されたバッチサイズ情報から取得される。Ｍｉｎ｛α、β｝は、αおよびβのうち小さい方を求めて出力する演算子である。
【0059】
次に、生産計画作成装置Ａは、制御処理部４の作成部４２における第１および第２評価値演算部４２２、４２３によって、第１よび第２評価値ｐａｙ／Ｍｘ、Ｔｂ－ｔｂを求め、記憶する（Ｓ６）。ここで、変数（前設備ａｙの仮割付け同時処理量）ｐａｙは、処理Ｓ４で選定した第ａｙ設備ａｙに、処理Ｓ５で仮に割り付けられた数量（同時にバッチ処理される数量）である。変数（後設備ｂの仮割付け開始時刻）Ｔｂは、処理Ｓ５で仮に割り付けられた第ｂ設備ｂの開始時刻であり、前設備ａｙの最早時刻ｔａｙから、前設備ａｙの仮割付け同時処理量ｐａｙにその処理時間Ｔ（ａｙ、ｘ）を乗算した乗算結果だけ経過した時刻である。処理時間Ｔ（ａｙ、ｘ）は、製品Ｄｘを第ａｙ設備ａｙで処理するために要する時間であり、処理時間情報記憶部５３に記憶された処理時間情報から取得される。変数（後設備ｂの割付け可能最早時刻）ｔｂは、現時点での、後述の処理Ｓ９で割り付けられた第ｂ設備ｂの最終完了時刻（＝割付け可能な最早時刻）である。
【0060】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、処理Ｓ３で選定した製品Ｄｘにおいて、第１工程で使用可能な全ての第ａｙ設備ａｙについて処理Ｓ４での選定を終了したか否かを判定する（Ｓ７）。この判定の結果、全ての選定を終了している場合（Ｙｅｓ）には、生産計画作成装置Ａは、次に、処理Ｓ８を実行する。一方、前記判定の結果、全ての選定を終了していない場合（Ｎｏ）には、生産計画作成装置Ａは、処理を処理Ｓ４に戻す。したがって、処理Ｓ３で選定した製品Ｄｘにおいて、第１工程で使用可能な全ての第ａｙ設備ａｙそれぞれについて、処理Ｓ４ないし処理Ｓ７の各処理が実行される。
【0061】
この処理Ｓ８では、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、１サイクル製品集合Ｓの全ての製品Ｄｘについて処理Ｓ３での選定を終了したか否かを判定する。この判定の結果、全ての選定を終了している場合（Ｙｅｓ）には、生産計画作成装置Ａは、次に、処理Ｓ９を実行する。一方、前記判定の結果、全ての選定を終了していない場合（Ｎｏ）には、生産計画作成装置Ａは、処理を処理Ｓ３に戻す。したがって、１サイクル製品集合Ｓの全ての製品Ｄｘそれぞれについて、処理Ｓ３ないし処理Ｓ７の各処理が実行される。
【0062】
これら各処理によって、１サイクル分の仮の生産計画が計画可能な全てのパターンについて生成され、更新サイクル最大量Ｍ’ｘを考慮した上で、前記全てのパターンそれぞれでの第１および第２評価値ｐａｙ／Ｍｘ、Ｔｂ－ｔｂが求められる。
【0063】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、ディスパッチングルールに基づき、所定の基準を満たす製品Ｄｘを第ａｙ設備ａｙに割り付け、記憶する（Ｓ９）。より具体的には、サイクル処理部４２１は、前記全ての仮の生産計画のパターンのうち、前記求めた第１および第２評価値ｐａｙ／Ｍｘ、Ｔｂ－ｔｂに基づいて最も評価の高いパターンの仮の生産計画を、今回のサイクルの生産計画とする。後述の処理Ｓ１０の説明のために、この処理によって製品Ｄｘが割付け量ｐａｚで第ａｚ設備ａｚに割り付けられたものとする（ｚ＝１、２、３）。例えば、第１評価値が互いに等しい場合には、第２評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択される。あるいは、例えば、第２評価値が互いに等しい場合には、第１評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択される。あるいは、例えば、第１評価値が第２評価値より優先され、第１評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択され、第１評価値が互いに等しい場合には、第２評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択される。あるいは、例えば、第２評価値が第１評価値より優先され、第２評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択され、第２評価値が互いに等しい場合には、第１評価値によって最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択される。あるいは、例えば、第１評価値と第２評価値との線形和が評価関数とされ、前記評価関数で最も評価の高いパターンの仮の生産計画が選択される。なお、この場合において、第１および第２評価値それぞれに重みが付けられた第１評価値と第２評価値との線形和が評価関数とされてもよい（（評価関数）＝ｗ１×（第１評価値）＋ｗ２×（第２評価値）、ｗ１、ｗ２；重み）。
【0064】
次に、生産計画作成装置Ａは、制御処理部４の作成部４２におけるサイクル処理部４２１および第３評価値演算部４２４によって、各変数ｔａｚ、ｔｂ、Ｍ’ｘ、Ｐ’ｘ、Ｓを更新し、記憶する（Ｓ１０）。より具体的には、サイクル処理部４２１によって、割付け起点時刻ｔａｚは、前設備ａｚの最終完了時刻に更新され（ａｙ＝ａｚ）、後設備ｂの割付け可能最早時刻ｔｂは、後設備ｂの最終完了時刻に更新される。更新サイクル最大量Ｍ’ｘは、第３評価値演算部４２４によって、現状の更新サイクル最大量Ｍ’ｘに、サイクル最大量Ｍｘを加算し、この加算結果から、処理Ｓ９で第ａｚ設備ａｚに割り付けた製品Ｄｘの割付け量ｐａｚを減算した減算結果に更新される（Ｍ’ｘ←Ｍ’ｘ＋Ｍｘ－ｐａｚ）。サイクル処理部４２１によって、計画残量Ｐ’ｘは、現状の計画残量Ｐ’ｘから、処理Ｓ９で第ａｚ設備ａｚに割り付けた製品Ｄｘの割付け量ｐａｚを減算した減算結果に更新される（Ｐ’ｘ←Ｐ’ｘ－ｐａｚ）。サイクル処理部４２１によって、１サイクル製品集合Ｓは、現状の１サイクル製品集合Ｓから、処理Ｓ９で第ａｚ設備ａｚに割り付けた製品Ｄｘを削除した削除結果に更新される。
【0065】
次に、生産計画作成装置Ａは、サイクル処理部４２１によって、１サイクル製品集合Ｓが空集合か否かを判定する（Ｓ１１）。すなわち、１サイクル製品集合Ｓに属する製品Ｄｘが無くなったか否かが判定される。この判定の結果、１サイクル製品集合Ｓに属する製品Ｄｘが無く、１サイクル製品集合Ｓが空集合である場合（Ｙｅｓ）には、今回のサイクルの生産計画が作成されたので、生産計画作成装置Ａは、次に、処理Ｓ１２を実行する。一方、前記判定の結果、１サイクル製品集合Ｓに属する製品Ｄｘが有り、１サイクル製品集合Ｓが空集合ではない場合（Ｎｏ）には、生産計画作成装置Ａは、処理を処理Ｓ３に戻す。すなわち、１サイクル製品集合Ｓに属する全ての製品Ｄｘが処理Ｓ９で割り付けられるまで、処理Ｓ３ないし処理Ｓ１１の各処理が実行される。
【0066】
この処理Ｓ１２では、生産計画作成装置Ａは、１サイクル製品集合Ｓに属する全ての製品Ｄｘについての、製品Ｄｘの計画残量Ｐ’ｘの総和ΣＰ’ｘが０より大きいか否かを判定する。すなわち、１サイクル製品集合Ｓに属する各製品Ｄｘの各計画残量Ｐ’ｘが、いずれかの製品Ｄｘについて残っているか否かが判定される。この判定の結果、前記総和ΣＰ’ｘが０より大きくない場合（前記総和ΣＰ’ｘが０以下である場合、Ｎｏ）には、各製品Ｄｘの各要求量Ｐｘが少なくとも割り付けられ、生産計画が作成されたので、生産計画作成装置Ａは、次に、この作成した生産計画（各サイクルの各生産計画を順次に連結した全体の生産計画）を出力部２に出力し（Ｓ１３）、本処理を終了する。一方、前記判定の結果、前記総和ΣＰ’ｘが０より大きい場合（Ｙｅｓ）には、各製品Ｄｘの各要求量Ｐｘで未割付が有るので、生産計画作成装置Ａは、処理を処理Ｓ２に戻す。すなわち、１サイクル製品集合Ｓに属する全ての製品Ｄｘについて、各製品Ｄｘの各計画残量Ｐ’ｘが無くなるまで、処理Ｓ２ないし処理Ｓ１２の各処理が実行される。
【0067】
なお、処理Ｓ１３では、必要に応じて、前記生産計画は、ＩＦ部３から外部の機器へ出力されてもよい。
【0068】
以上説明したように、実施形態における生産計画作成装置Ａならびにこれに実装された生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、生産計画の作成に、ディスパッチングルールを用い、対象工程に対する数理最適化を用いないので、より短い時間で生産計画を作成できる。上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムでは、複数の第ａｙ設備ａｙおよび単数の第ｂ設備ｂという設備に関する制約条件、前記第１工程の実施にかかる第１処理時間が前記第２工程の実施にかかる第２処理時間より長いという処理時間に関する制約条件、前記第１工程でバッチ処理された複数の製品Ｄｘの処理を、前記第１工程の完了後に連続的に続けてホール処理で前記第２工程を実施するというバッチ処理に伴う制約条件およびホール処理に伴う制約条件、ならびに、第１工程を実施する第ａｙ設備ａｙに応じて第ｂ設備ｂで第２工程を行う量が変わるという、処理量に関する制約条件が存在するため、最適化を用いた生産計画は、情報処理量が多く、実用的な時間内に作成できない虞があるが、上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、ディスパッチングルールを用いるので、生産計画の作成が可能となる。
【0069】
上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、前記第１ディスパッチングルールを用いるので、設備を効率的に用いた生産計画の作成が可能となり、メイクスパンの短縮化が可能となる。
【0070】
上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、前記第３ディスパッチングルールを用いるので、前記第２工程より下流側の工程の実施を平準化することが可能となり、前記下流側の工程を実施する設備において稼働してない設備が減るから、生産性の向上が可能となる。
【0071】
上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、第３評価値の一例である更新サイクル最大量Ｍ’ｘの更新により（Ｍ’ｘ←Ｍ’ｘ＋（Ｍｘ－ｐａｚ））、今回のサイクルの生産計画を作成する際に、前回のサイクルの生産計画で割り付けられた量が少ない製品ほど優先的に多くなるように、量を割り付けるので、前記第ｂ設備ｂによって前記第２工程を実施した、前記作成対象である複数の製品の各量を平準化できる。
【0072】
上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、第２ディスパッチングルールを用いるので、充填率の最大化が可能となる。
【0073】
上記生産計画作成装置Ａ、生産計画作成方法および生産計画作成プログラムは、前記第１評価値ｐａｙ／Ｍｘ、第２評価値Ｔｂ－ｔｂ、および、第３評価値の一例である更新サイクル最大量Ｍ’ｘに基づいて生産計画を作成するので、前記第１ないし第３ディスパッチングルールに基づく生産計画を作成できる。
【0074】
次に、一実施例と比較例について説明する。図９は、前記生産計画作成装置によって作成された生産計画の一例を示す図である。図１０は、一般的なディスパッチルールによって作成された比較例の生産計画の一例を示す図である。図１０Ａは、連続処理の制約条件が無い場合の比較例の生産計画の一例を示し、図１０Ｂは、連続処理の制約条件を満たすように、図１０Ａに示す生産計画を、前設備の開始タイミングを後ろ倒しすることによって作成した比較例の生産計画の一例を示す。図９および図１０において、横軸は、生産計画の開始時刻を０とした時刻（経過時間）であり、縦軸は、設備である。横軸の１目盛りは、１分であり、０分から１５０分までが図示されている。縦軸の１目盛りは、製品Ｄｘの数量１本であり、第ａ１設備ａ１について、０本から６本までが図示され、第ａ２設備ａ２について、０本から６本までが図示され、第ａ３設備ａ３について、０本から３本までが図示され、第ｂ設備ｂについて、０本から３本までが図示されている。図９および図１０Ｂでは、第ｂ設備ｂにおける０本から３本までのうちの１個が用いられている。図９の丸数字は、割り付け順である。相対的に密度の高い複数の点（・）から成るハッチングは、製品Ｄ１の生産計画を示し、正面視にて右上がり斜め線（／）のハッチングは、製品Ｄ２の生産計画を示し、相対的に密度の低い複数の点（・）から成るハッチングは、製品Ｄ３の生産計画を示し、正面視にて右下がり斜め線（＼）のハッチングは、製品Ｄ４の生産計画を示す。
【0075】
比較例の生産計画作成装置は、実施形態における生産計画作成装置Ａに対し、ディスパッチルールのみを変更した装置である。この比較例の生産計画作成装置では、一般的なディスパッチルールとして、前詰めで前設備の充填率およびメイクスパンの短縮化を優先するルールが用いられ、上述した図４ないし図７に示す各データが用いられ、その結果、図１０Ａに示す生産計画が作成された。図１０Ａに示す生産計画では、第ｂ設備ｂの生産計画から分かるように、連続処理の制約条件が満たされていない。そこで、マニュアルで、連続処理の制約条件を満たすように、図１０Ａに示す生産計画を、前設備ａｙの開始タイミングを後ろ倒しすることによって、図１０Ｂに示す生産計画が作成された。
【0076】
【0077】
図９に示す生産計画と図１０Ｂに示す生産計画とを比較すると分かるように、メイクスパンが比較例の１５０分から、実施形態では、１４０分に短縮化され、比較例で生じている後設備ｂにおける無駄な空白時間が、実施形態では減少しており、比較例で生じている、後設備ｂで製造された製品Ｄｘの偏りが、実施形態では減少して平準化しており、各製品Ｄｘを後設備ｂで１回ずつ製造する製品Ｄｘのサイクル性が改善されている。
【0078】
また、連続処理の制約条件を含めて最適化手法によりコンピュータによって生産計画を作成すると、計算規模が極端に大きくなり過ぎ、計算が終了しなくなったため生産計画が作成されなかったが、実施形態における生産計画作成装置Ａでは、図９に示すように、生産計画が作成できた。
【0079】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【0080】
Ａ 生産計画作成装置
４ 制御処理部
５ 記憶部
４１ 制御部
４２ 作成部
５１ 製品情報記憶部
５２ 使用設備情報記憶部
５３ 処理時間情報記憶部
５４ バッチサイズ情報記憶部
４２１ サイクル処理部
４２２ 第１評価値演算部
４２３ 第２評価値演算部
４２４ 第３評価値演算部
４ 制御処理部
５ 記憶部
４１ 制御部
４２ 作成部
５１ 製品情報記憶部
５２ 使用設備情報記憶部
５３ 処理時間情報記憶部
５４ バッチサイズ情報記憶部
４２１ サイクル処理部
４２２ 第１評価値演算部
４２３ 第２評価値演算部
４２４ 第３評価値演算部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
