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特開2024-131039ジョブショップ型の工程設計装置、工程設計方法、およびコンピュータプログラム
(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】P2024131039
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】ジョブショップ型の工程設計装置、工程設計方法、およびコンピュータプログラム
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/04 20120101AFI20240920BHJP
G05B 19/418 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/04
G05B19/418 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023041060
(22)【出願日】2023-03-15
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100160691
【弁理士】
【氏名又は名称】田邊 淳也
(74)【代理人】
【識別番号】100182718
【弁理士】
【氏名又は名称】木崎 誠司
(72)【発明者】
【氏名】桑野 義正
(72)【発明者】
【氏名】野田 啓介
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 知弘
(72)【発明者】
【氏名】山田 健一
(72)【発明者】
【氏名】亀山 浩二
【テーマコード（参考）】
3C100
5L049
5L050
【Ｆターム（参考）】
3C100AA43
3C100AA70
3C100BB12
3C100BB13
5L049CC03
5L050CC03
(57)【要約】
【課題】多品種少量生産に対応し、生産効率を向上させた生産ラインの設計時間を抑制する。
【解決手段】ジョブショップ型の工程設計装置は、情報取得部と、少なくとも一部が共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、初期ショップ構成の生産費用が低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、初期ショップ構成のショップと工程との組み合わせを変更することで新たな再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、を備え、設備台数決定部は、再構築ショップ構成の生産費用が低くなるように、各ショップに設備を割り当て、再構成決定部は、再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、新たな再構築ショップ構成を決定し、設備台数決定部は、複数のショップ構成から、生産費用が小さいショップ構成を抽出する。
【選択図】図１
【解決手段】ジョブショップ型の工程設計装置は、情報取得部と、少なくとも一部が共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、初期ショップ構成の生産費用が低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、初期ショップ構成のショップと工程との組み合わせを変更することで新たな再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、を備え、設備台数決定部は、再構築ショップ構成の生産費用が低くなるように、各ショップに設備を割り当て、再構成決定部は、再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、新たな再構築ショップ構成を決定し、設備台数決定部は、複数のショップ構成から、生産費用が小さいショップ構成を抽出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジョブショップ型の工程設計装置であって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得部と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、
を備え、
前記設備台数決定部は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得部と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、
を備え、
前記設備台数決定部は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
【請求項2】
請求項１に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、連続して実施される２つの工程であるペア工程のうち、２つ以上の前記ペア工程を結合し、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成のうち、結合された前記ペア工程で生産される製品が結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を前記初期ショップ構成として決定する、工程設計装置。
前記初期構成決定部は、連続して実施される２つの工程であるペア工程のうち、２つ以上の前記ペア工程を結合し、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成のうち、結合された前記ペア工程で生産される製品が結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を前記初期ショップ構成として決定する、工程設計装置。
【請求項3】
請求項２に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成を、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数だけ作成し、
作成された全ての前記ショップ構成から、結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を初期ショップ構成として抽出する、工程設計装置。
前記初期構成決定部は、
結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成を、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数だけ作成し、
作成された全ての前記ショップ構成から、結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を初期ショップ構成として抽出する、工程設計装置。
【請求項4】
請求項３に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
前記ペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成し、
製品ごとに作成された各マトリックスを合算した第１の累積マトリックスを用いて、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する、工程設計装置。
前記初期構成決定部は、
前記ペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成し、
製品ごとに作成された各マトリックスを合算した第１の累積マトリックスを用いて、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する、工程設計装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に含まれる２つのショップを結合し、結合されたショップ間で、先に実施される先行ショップに属する工程のうちの最後に行われる最後工程と、後に実施される後行ショップに属する工程のうちの最初に行われる最初工程とが同じ種類の工程である場合で、かつ、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とのいずれか一方しか行われないと共に、結合されたショップ間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とを１つの工程に集約したショップとする新たな前記再構築ショップ構成を決定する、工程設計装置。
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に含まれる２つのショップを結合し、結合されたショップ間で、先に実施される先行ショップに属する工程のうちの最後に行われる最後工程と、後に実施される後行ショップに属する工程のうちの最初に行われる最初工程とが同じ種類の工程である場合で、かつ、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とのいずれか一方しか行われないと共に、結合されたショップ間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とを１つの工程に集約したショップとする新たな前記再構築ショップ構成を決定する、工程設計装置。
【請求項6】
請求項５に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな前記再構築ショップ構成の決定を、前記再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成および前記初期ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな前記再構築ショップ構成の決定を、前記再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成および前記初期ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
【請求項7】
請求項６に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、
前記初期ショップ構成または前記再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前の工程と直後に行われる後の工程との対応関係とを対応付けた第２の累積マトリックスを作成し、
前記第２の累積マトリックスから、製品ごとに分解して作成された分解マトリックスを用いて、２つのショップの結合時における前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とが同じ種類の工程であるか否かを判定する、工程設計装置。
前記再構成決定部は、
前記初期ショップ構成または前記再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前の工程と直後に行われる後の工程との対応関係とを対応付けた第２の累積マトリックスを作成し、
前記第２の累積マトリックスから、製品ごとに分解して作成された分解マトリックスを用いて、２つのショップの結合時における前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とが同じ種類の工程であるか否かを判定する、工程設計装置。
【請求項8】
ジョブショップ型の工程設計方法であって、コンピュータが、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得工程と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定工程と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定工程と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定工程と、
を実行し、
前記設備台数決定工程は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計方法。
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得工程と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定工程と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定工程と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定工程と、
を実行し、
前記設備台数決定工程は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計方法。
【請求項9】
コンピュータプログラムであって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得機能と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定機能と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定機能と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記設備台数決定機能は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程の組み合わせとを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、コンピュータプログラム。
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得機能と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定機能と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定機能と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記設備台数決定機能は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程の組み合わせとを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ジョブショップ型の工程設計装置、工程設計方法、およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
製品の生産ラインとして、工程の分岐・結合をなくし、設備を工程順に並べて製品を生産するフローライン型の生産ラインが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された生産ラインの設計方法では、半導体の生産ラインを対象として、複数の製品を１つのバッチにまとめて、工程を構成するモジュール式の生産におけるサイクルタイムを揃えることにより、生産効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平８－２２９７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
製品を効率良く生産するためには、製品に要する処理（加工等）や、製品の種類・生産数に適したライン構成（設備種類、設備台数、製品のロット数等）を生産に適するように決定する必要がある。ライン構成は、多数のパラメータで構成されるため、全ての条件から最適解を得ることが難しい。特許文献１に記載された技術では、複数の製品を集めたバッチ処理を対象としているため、多品種少量生産に対応するためには、工程の前に仕掛品バッファを設ける必要がある。バッファを設けると、バッファで待機する中間在庫が生じて生産効率が低下するおそれがある。また、生産ラインの設計シミュレーションでは、１パターンの計算だけでも多数の要素を考慮して生産ラインを組み立てるため、長い計算時間を要する。そのため、仮に遺伝的アルゴリズムを用いて最適化の計算回数を減らしても、適正解を得るために長い計算時間を要したり、適正解に収束しないおそれがある。
【0005】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、多品種少量生産に対応し、生産効率を向上させた生産ラインの設計時間を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【0007】
（１）本発明の一形態によれば、ジョブショップ型の工程設計装置が提供される。この工程設計装置は、複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得部と、前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、を備え、前記設備台数決定部は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、前記再構成決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する。
【0008】
この構成によれば、フローライン型ではなく、ジョブショップ型の工程設計により生産ラインが構成される。本構成では、設備台数が割り当てられる初期ショップ構成として、ショップ構成のうち、異なる種類の製品を生産する際に共通する少なくとも一部の工程がグループ化された初期ショップ構成に限定する。そのため、共通する工程をグループ化することにより、ショップと、ショップに属する工程との組み合わせ数が多いショップ構成を少なくできる。共通する工程がグループ化されたショップ構成は、グループ化されていないショップ構成よりも生産費用が相対的に低くなる。そのため、本構成では、生産費用が相対的に低いショップ構成を、より短時間で設計可能になる。また、初期ショップ構成を元にして、ショップと工程との組み合わせを変更した新たな再構築ショップ構成が決定される。再構築ショップ構成が初期ショップ構成と同じように、ショップ構成に属する工程に生産費用が相対的に低くなるように設備が割り当てられる。これにより、再構築ショップ構成を含む複数のショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成を設計できる。この結果、本構成では、多品種少量生産に対応し、生産効率を向上させた生産ラインの設計時間を抑制できる。
【0009】
（２）上記態様の工程設計装置において、前記初期構成決定部は、連続して実施される２つの工程であるペア工程のうち、２つ以上の前記ペア工程を結合し、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成のうち、結合された前記ペア工程で生産される製品が結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を前記初期ショップ構成として決定してもよい。
この構成によれば、複数種類の製品間で共通する工程をグループ化するために、結合ペア間で他のショップに属する工程が実施されないショップ構成のみが初期ショップ構成として決定される。結合ペア間の途中で他のショップに属する工程が実施されるショップ構成では、他のショップに輸送する輸送費等を要するため、当該ショップ構成は生産費用が高くなる傾向がある。本構成では、このような生産費用が高くなる傾向のショップ構成を除いた初期ショップ構成を元に、再構築ショップ構成が決定される。すなわち、生産費用を最適化するための評価対象のショップ構成の数を、生産費用が高くなるショップ構成から優先的に排除できるため、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
この構成によれば、複数種類の製品間で共通する工程をグループ化するために、結合ペア間で他のショップに属する工程が実施されないショップ構成のみが初期ショップ構成として決定される。結合ペア間の途中で他のショップに属する工程が実施されるショップ構成では、他のショップに輸送する輸送費等を要するため、当該ショップ構成は生産費用が高くなる傾向がある。本構成では、このような生産費用が高くなる傾向のショップ構成を除いた初期ショップ構成を元に、再構築ショップ構成が決定される。すなわち、生産費用を最適化するための評価対象のショップ構成の数を、生産費用が高くなるショップ構成から優先的に排除できるため、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0010】
（３）上記態様の工程設計装置において、前記初期構成決定部は、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成を、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数だけ作成し、作成された全ての前記ショップ構成から、結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を初期ショップ構成として抽出してもよい。
この構成によれば、ペア工程の結合の組み合わせに応じた数のショップ構成が作成される。その後、作成されたショップ構成から、結合されたペ工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としないショップ構成が初期ショップ構成として抽出される。すなわち、本構成では、ペア工程を結合した１つ１つのショップ構成に対して、他のショップに属する工程の実施有無をその都度判定するのではなく、組み合わせ数に応じたショップ構成の作成と、条件に基づく初期ショップ構成の抽出との２つの処理によって、初期ショップ構成が決定される。そのため、２つの処理を自動化した簡便な方法によって初期ショップを抽出できる。
この構成によれば、ペア工程の結合の組み合わせに応じた数のショップ構成が作成される。その後、作成されたショップ構成から、結合されたペ工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としないショップ構成が初期ショップ構成として抽出される。すなわち、本構成では、ペア工程を結合した１つ１つのショップ構成に対して、他のショップに属する工程の実施有無をその都度判定するのではなく、組み合わせ数に応じたショップ構成の作成と、条件に基づく初期ショップ構成の抽出との２つの処理によって、初期ショップ構成が決定される。そのため、２つの処理を自動化した簡便な方法によって初期ショップを抽出できる。
【0011】
（４）上記態様の工程設計装置において、前記初期構成決定部は、前記ペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成し、製品ごとに作成された各マトリックスを合算した第１の累積マトリックスを用いて、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成してもよい。
この構成によれば、製品ごとの生産時の工程順序で先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスが作成される。そのため、マトリックスからペア工程を簡単に特定できる。さらに、第１の累積マトリックスによりペア工程が実施される製品の種類数が表として作成されるため、組み合わせ数に応じた全ペア工程を簡単に抽出できる。
この構成によれば、製品ごとの生産時の工程順序で先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスが作成される。そのため、マトリックスからペア工程を簡単に特定できる。さらに、第１の累積マトリックスによりペア工程が実施される製品の種類数が表として作成されるため、組み合わせ数に応じた全ペア工程を簡単に抽出できる。
【0012】
（５）上記態様の工程設計装置において、前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に含まれる２つのショップを結合し、結合されたショップ間で、先に実施される先行ショップに属する工程のうちの最後に行われる最後工程と、後に実施される後行ショップに属する工程のうちの最初に行われる最初工程とが同じ種類の工程である場合で、かつ、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とのいずれか一方しか行われないと共に、結合されたショップ間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とを１つの工程に集約したショップとする新たな前記再構築ショップ構成を決定してもよい。
この構成によれば、結合されたショップ間で、先行ショップの最終工程と、後行ショップの最初工程とが同じ種類の工程の場合に、この２つの工程が１つの工程に集約されるため、実施されない重複した工程を省略できる。これにより、生産費用を抑制して、設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
この構成によれば、結合されたショップ間で、先行ショップの最終工程と、後行ショップの最初工程とが同じ種類の工程の場合に、この２つの工程が１つの工程に集約されるため、実施されない重複した工程を省略できる。これにより、生産費用を抑制して、設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0013】
（６）上記態様の工程設計装置において、前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな前記再構築ショップ構成の決定を、前記再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返し、前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成および前記初期ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出してもよい。
この構成によれば、初期構成決定部により決定されてた初期ショップ構成を元として、全てのショップが１つのショップとして構成されるまで決定される再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。すなわち、全ての組み合わせのショップ構成から初期ショップ構成へと好ましいショップ構成に構成数が限定された後、限定された初期ショップ構成および再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。その後、設備が割り当てられた全てのショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成が抽出される。そのため、本構成では、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
この構成によれば、初期構成決定部により決定されてた初期ショップ構成を元として、全てのショップが１つのショップとして構成されるまで決定される再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。すなわち、全ての組み合わせのショップ構成から初期ショップ構成へと好ましいショップ構成に構成数が限定された後、限定された初期ショップ構成および再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。その後、設備が割り当てられた全てのショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成が抽出される。そのため、本構成では、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0014】
（７）上記態様の工程設計装置において、前記再構成決定部は、前記初期ショップ構成または前記再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前の工程と直後に行われる後の工程との対応関係とを対応付けた第２の累積マトリックスを作成し、前記第２の累積マトリックスから、製品ごとに分解して作成された分解マトリックスを用いて、２つのショップの結合時における前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とが同じ種類の工程であるか否かを判定してもよい。
この構成によれば、第２の累積マトリックスから、初期ショップ構成または再構築ショップ構成でショップに属する工程の前後関係と、実施される工程ごとの製品の種類数とがマトリックスで表される。第２の累積マトリックスを製品ごとに分解された分解マトリックスを用いることにより、製品ごとに実施されていない工程を抽出できる。抽出された工程に対して、先行ショップの最後工程と後行ショップの最初工程との集約を判定すればよいため、簡単に集約する工程を判定できる。これにより、短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
この構成によれば、第２の累積マトリックスから、初期ショップ構成または再構築ショップ構成でショップに属する工程の前後関係と、実施される工程ごとの製品の種類数とがマトリックスで表される。第２の累積マトリックスを製品ごとに分解された分解マトリックスを用いることにより、製品ごとに実施されていない工程を抽出できる。抽出された工程に対して、先行ショップの最後工程と後行ショップの最初工程との集約を判定すればよいため、簡単に集約する工程を判定できる。これにより、短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0015】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、工程設計装置、工程編成装置、生産ライン製造装置、工程設計方法、工程編成方法、生産ライン製造方法、およびこれらの装置を備える又は方法を実現するシステム、これら装置または方法を実行するためのコンピュータプログラム、このコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態としての工程設計システムの概略ブロック図である。
【図2】工程情報の一例を表す図である。
【図3】負荷情報の一例を表す図である。
【図4】設備情報の一例を表す図である。
【図5】台数情報の一例を表す図である。
【図6】製品０１の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図7】製品０２の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図8】製品０１～０５の各マトリックスから作成された累積マトリックスを表す図である。
【図9】並び替え後の累積マトリックスを表す図である。
【図11】決定される初期ショップ構成の説明図である。
【図12】製品０１の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図13】製品０２の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図14】製品０３の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図15】製品０４の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図16】結合されたペア工程で各工程が実施される製品０１～０４の流れを表す概略図である。
【図17】製品０１の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図18】製品０３の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図19】製品０４の工程順序とペア工程との関係をマトリックスとして表す図である。
【図20】結合されたペア工程で各工程が実施される製品０１，０３，０４の流れを表す概略図である。
【図21】初期ショップ構成ＳＨ１１における生産中の製品０１～０５の流れの概略図である。
【図22】初期ショップ構成ＳＨ１の工程順序を累積マトリックスとして表す図である。
【図23】累積マトリックスから分解されて製品０１の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図24】累積マトリックスから分解されて製品０２の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図25】累積マトリックスから分解されて製品０３の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図26】累積マトリックスから分解されて製品０４の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図27】累積マトリックスから分解された製品０５の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図28】重複工程が集約された製品０１の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図29】重複工程が集約された製品０２の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図30】重複工程が集約された製品０３の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図31】重複工程が集約された製品０４の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図32】重複工程が集約された製品０５の工程順序がマトリックスで表された図である。
【図33】再構築ショップ構成ＳＨ１１１の生産中の製品０１～０５の流れの概略図である。
【図34】再構築ショップ構成ＳＨ１１２の生産中の製品０３の流れの概略図である。
【図35】本実施形態の工程設計方法のフローチャートである。
【図36】初期構成決定工程のサブフローチャートである。
【図37】設備台数決定工程のサブフローチャートである。
【図38】再構成決定工程のサブフローチャートである。
【図39】工程設計システムにより算出された解の候補の一例の説明図である。
【図40】ＫＰＩの一例の説明図である。
【図41】実施例の効果の説明図である。
【図42】比較例のショップ構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
＜実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態としての工程設計システム（工程設計装置）１００の概略ブロック図である。本実施形態の工程設計システム１００は、ジョブショップ型の生産ラインを設計する。工程設計システム１００は、複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程をショップに振り分け、各ショップに属する工程を実施するための設備を割り当てる。工程設計システム１００は、複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する。本実施形態では、共通する工程がグループ化されて初期ショップ構成の数が抑制されているため、生産費用を抑制した生産ラインの設計時間を抑制できる。
図１は、本発明の一実施形態としての工程設計システム（工程設計装置）１００の概略ブロック図である。本実施形態の工程設計システム１００は、ジョブショップ型の生産ラインを設計する。工程設計システム１００は、複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程をショップに振り分け、各ショップに属する工程を実施するための設備を割り当てる。工程設計システム１００は、複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する。本実施形態では、共通する工程がグループ化されて初期ショップ構成の数が抑制されているため、生産費用を抑制した生産ラインの設計時間を抑制できる。
【0018】
工程設計システム１００は、いわゆるパーソナルコンコンピュータ（Personal Computer）で構成されている。図１に示されるように、工程設計システム１００は、制御部１０と、工程情報データベース（工程情報ＤＢ）２１と、負荷情報データベース（負荷情報ＤＢ）２２と、設備情報データベース（設備情報ＤＢ）２３と、台数情報データベース（台数情報ＤＢ）２４と、制約情報データベース（制約情報ＤＢ）２５とを備えている。
【0019】
各種ＤＢ２１～２５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などで構成されている。工程情報ＤＢ２１には、製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報が記憶されている。図２は、工程情報の一例を表す図である。図２には、５つの製品０１～０５のそれぞれを生産するために実施が必要な工程が実施される順番に沿って一覧で示されている。例えば、製品０１が生産されるためには、工程Ａ，工程Ｂ，工程Ｃ，工程Ｄ，工程Ｅが順番に実施される必要がある。
【0020】
図１に示される負荷情報ＤＢ２２には、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報が記憶されている。図３は、負荷情報の一例を表す図である。図３では、製品１個を生産するための各工程の負荷が数値で一覧として示されている。例えば、製品０１を１個生産するためには、工程Ａでの負荷「５０」と、工程Ｂでの負荷「５０」と、工程Ｃでの負荷「５０」と、工程Ｄでの負荷「１００」と、工程Ｅでの負荷「５０」とが必要である。なお、本実施形態では、負荷情報ＤＢ２２には、図３に示される負荷情報に加えて、生産途中の各製品が後述するショップ間を移動するために必要な搬送費が記憶されている。本実施形態では、搬送費は、１００（円／個）である。
【0021】
図１に示される設備情報ＤＢ２３には、各工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報が記憶されている。図４は、設備情報の一例を表す図である。図４には、設備α１，α２，β１，γ１，θ１，δ１，τ１，ξ１が実施可能な工程と、ショップに割り当て可能な保有台数と、設備１台当たりの数値化された能力と、単位時間当たりの償却費（円／秒）とが一覧で示されている。例えば、設備α１は、工程Ａを実施可能である。設備α１の保有台数は２台である。設備α１の１台当たりの能力は「５０」である。設備α１の１秒当たりの償却費は１００円である。
【0022】
図１に示される台数情報ＤＢ２４には、複数の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報が記憶されている。図５は、台数情報の一例を表す図である。図５に示されるように、台数情報には、５つの各製品０１～０５の生産数量が一覧として示されている。図５に示される例では、製品０１～０５のいずれも１００台生産される。
【0023】
図１に示される制約情報ＤＢ２５には、ショップに属する工程の制約条件を表す制約情報が記憶されている。制約情報としては、例えば、ショップ構成を構成するショップの数の上限や特定の２つの工程が同一のショップに属することができない等の情報である。
【0024】
図１に示される制御部１０は、いわゆるＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）に格納されているコンピュータプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開して実行することにより工程設計システム１００の各部を制御する。また、制御部１０は、情報取得部１１と、初期構成決定部１２と、設備台数決定部１３と、再構成決定部１４として機能する。
【0025】
情報取得部１１は、各種ＤＢ２１～２５に記憶されている各種情報を取得する。具体的には、情報取得部１１は、工程情報と、負荷情報と、設備情報と、台数情報と、制約情報とを取得する。
【0026】
初期構成決定部１２は、情報取得部１１により取得された工程情報を用いて、複数種類の製品を生産する少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成である初期ショップ構成を決定する。初期構成決定部１２は、図２に示される工程情報を用いて、製品の生産時に連続して実施される２つの工程であるペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを、製品ごとに作成する。図２の工程情報に示される例では、５つの製品０１～０５に対応する５つのマトリックスが作成される。
【0027】
図６は、製品０１の工程順序がマトリックスで表された図である。初期構成決定部１２は、図６に示されるマトリックスを作成するために、初めに、製品０１～０５の生産のために実施される全ての工程である７つの工程Ａ～Ｇを行および列とするマトリックスを作成する。その後、初期構成決定部１２は、製品０１の生産のために実施される５つの工程Ａ～Ｅが行および列として対応するセル、すなわち図６のハッチングで示されている５箇所のセルに「１」を埋める。その後、５つの工程のそれぞれに対して、前工程の直後に実施される後工程を、後工程の行に対応し、かつ、前工程の列に対応するセルに「１」を埋める。例えば、図２に示される製品０１の生産では、初めに実施される工程は工程Ａである。その後に実施される工程は工程Ｂである。この場合には、後工程Ｂは、前工程が工程Ａであるため、初期構成決定部１２は、行が工程Ｂ、列が工程Ａのセルに「１」を埋める。同じようにして、工程Ｂの後工程である工程Ｃとして、行が後工程である工程Ｃ、列が前工程である工程Ｂであるセルに「１」が埋められる。５番目の工程Ｅは、製品０１を生産する際に最後に実施される工程である。そのため、図６に示されるマトリックスでは、列が「Ｅ」に対応している各行において、ハッチングが施された「Ｅ」の行に対応するセルのみに「１」が埋められている。このようにして、製品０１の工程順序が図６のマトリックスとして表される。
【0028】
図７は、製品０２の工程順序がマトリックスで表された図である。図７に示されるマトリックスでは、図２に示されるように、例えば、製品０２を生産するために実施される４番目の工程は工程Ｅである。そして、５番目に実施される工程が工程Ｄである。この場合に、前工程が工程Ｅ、後工程が工程Ｄであるため、図７に示されるように、行が「Ｄ」であり、列が「Ｅ」であるセルに「１」が埋められる。
【0029】
初期構成決定部１２は、製品ごとに作成された各マトリックスを合算した累積マトリックス（第１の累積マトリックス）を用いて、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する。図８は、製品０１～０５の各マトリックスのセルに埋められた「１」を合算した累積マトリックスを表す図である。なお、図２に示される製品０３～０５に対応して作成される各マトリックスの図を省略している。図８の累積マトリックスから、例えば、行および列が「Ａ」のハッチングされたセルの数字が「３」であるため、製品０１～０５の生産では、工程Ａが３回実施されていることがわかる。そして、行が「Ｂ」、かつ、列が「Ａ」のセルの数字が「３」であるため、前工程が工程Ａであると共に後工程が工程Ｂである工程順序が３つあることがわかる。なお、本実施形態では、連続して実施される２つの工程をペア工程とも呼ぶ。
【0030】
また、図８の累積マトリックスから、例えば、行および列が「Ｄ」のセルの数字が「５」であるため、製品０１～０５の生産では、工程Ｄが５回実施されることがわかる。そして、行が「Ｅ」、かつ、列が「Ｄ」のセルの数字が「３」であるため、前工程が工程Ｄであると主に後工程が工程Ｅであるペア工程が３つである。さらに、列が「Ｄ」で行が「Ｅ」以外の行に数字が埋められていないため、工程Ｄが生産時の最後の工程である製品が２つあることがわかる。
【0031】
初期構成決定部１２は、図８に示される累積マトリックスの行および列を、マトリックスの右上側に数値が埋められているセルの数がなるべく少なくなるように並び替えた累積マトリックスを作成する。図９は、並び替え後の累積マトリックスを表す図である。図９の累積マトリックスでは、行と列との工程の並び方が同じになるように、すなわち、行および列がＡ，Ｂ，Ｇ，Ｆ，Ｃ，Ｄ，Ｅの順番になるように並び替えられている。図８の累積マトリックスを図９の累積マトリックスのように並べ替えることで、マトリックスの右上側に数値が埋められているセルは、行が「Ｄ」で列が「Ｅ」の「１」のみである。図８で右上側に数値が埋められているセル数が５個であったのに対し、図９では、セル数が１個に減少している。
【0032】
初期構成決定部１２は、図９の累積マトリックスを使って、ペア工程が実施される製品の種類数が多い順にペア工程を抽出する。図１０は、図９のマトリックスからペア工程の抽出の説明図である。図１０では、ハッチングされていないセルの数値が「３」、すなわち３種類の製品で共通するペア工程の数値が丸で囲まれている。同じように、２種類の製品で共通するペア工程の数値が四角で囲まれている。また、１種類の製品のみのペア工程が三角で囲まれている。
【0033】
初期構成決定部１２は、ペア工程のうちの２つ以上のペア工程を結合し、結合後のペア工程と、結合されていないペア工程とのそれぞれを１つのショップとして構成されるショップ構成を決定する。初期構成決定部１２は、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせの数と同数のショップ構成を作成する。
【0034】
図１１は、決定される初期ショップ構成の説明図である。図１１に示されるように、初期構成決定部１２は、ペア工程に含まれる工程が実施可能な製品の種類が多いペア工程から順番にペア工程番号を付与する。初期構成決定部１２は、少なくとも２組のペア工程を結合して、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせのショップ構成を作成する。図１１に示されるように、２つのペア工程を結合する例では、ショップ構成ＳＨ１として、先工程がＡ工程で後工程がＢ工程であるペア工程番号１と、先工程がＣ工程で後工程がＤ工程であるペア工程番号２とを結合した工程がショップに割り当てられる。さらに、他のペア工程を結合していないペア工程（ペア工程番号３～１１）ごとに１つのショップが割り当てられる。結果として、初期構成決定部１２は、１０個のショップが含まれる１つのショップ構成ＳＨ１を決定する。このように、本実施形態の初期構成決定部１２は、図１１に示されるように、ペア工程の結合のバリエーションに応じた数のショップ構成を作成する。
【0035】
初期構成決定部１２は、決定した複数のショップ構成のそれぞれに対して、結合後のペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要とする製品が存在しないショップ構成を、設備の割り当て対象の初期ショップ構成として決定する。
【0036】
図１２から図１６までの各図は、ショップ構成ＳＨ１が結合後のペア工程間で他のショップで実施される工程を必要とするか否かの判定の説明図である。図１２～１５には、ショップ構成ＳＨ１における製品０１～０４のそれぞれの工程順序がマトリックスで表されている。図１２～１５の各マトリックスでは、結合された２つのペア工程で先に実施されるペア工程（工程Ａ，Ｂ）の４つのセルが太い実線で囲われ、後に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）の４つのセルが細い二重線によって囲われている。なお、製品０５については、結合された２つのペア工程のいずれのペア工程も実施されないため、マトリックスの説明を省略している。
【0037】
図１２，１５に示される製品０１，０４のマトリックスでは、結合された２つのペア工程の両方が存在する。一方で、図１３に示される製品０２のマトリックスでは、２つのペア工程のうちの先に実施されるペア工程（工程Ａ，Ｂ）のみが存在する。同じように、図１４に示される製品０３のマトリックスでは、２つのペア工程のうちの後に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）のみが存在する。これは、例えば、製品０２の場合には、図２，１３に示される工程情報のように、生産に必要な工程として工程Ｃ，Ｄが不要であるためである。
【0038】
図１６には、ショップ構成ＳＨ１において、結合されたペア工程で各工程が実施される生産中の製品０１～０４の流れが示されている。図１６に示されるように、太い実線で流れが表されている製品０１と、細い破線で流れが示されている製品０４とは、先に実施されるペア工程（工程Ａ，Ｂ）が実施された後、他のショップの工程が実施されずに、そのまま後に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）が実施される。一方で、太い破線で流れが表されている製品０２は、先に実施されるペア工程（工程Ａ，Ｂ）実施された後、他のショップへと搬送される。また、細い実線で流れが表されている製品０３は、他のショップの工程が実施された後、結合後のペ工程の先のペア工程（工程Ａ，Ｂ）が実施されずに、後のペア工程（工程Ｃ，Ｄ）が実施される。すなわち、ショップ構成ＳＨ１では、結合後のペア工程の間で製品０２，０３が他のショップで実施される工程を必要としている。そのため、初期構成決定部１２は、ショップ構成ＳＨ１を初期ショップ構成として抽出しない。
【0039】
次に、図１１に示されるショップ構成ＳＨ２について検討する。ショップ構成ＳＨ２は、ペア工程（工程Ｃ，Ｄ）が先工程であり、ペア工程（工程Ｄ，Ｅ）が後工程となるように結合されたペア工程を含んでいる。
【0040】
図１７から図２０までの各図は、ショップ構成ＳＨ２が結合後のペア工程間で他のショップで実施される工程を必要とするか否かの判定の説明図である。図１７～１９には、ショップ構成ＳＨ１における製品０１，０３，０４のそれぞれの工程順序がマトリックスで表されている。図１７～１９の各マトリックスでは、結合された２つのペア工程で先に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）の４つのセルが細い二重線によって囲われ、後に実施されるペア工程（工程Ｄ，Ｅ）の４つのセルが太い破線によって囲われている。なお、製品０２，０５については、結合された２つのペア工程のいずれのペア工程も実施されないため、マトリックスの説明を省略している。図１７～１９に示されるように、３種類の製品０１，０３，０４のいずれも、結合された２つのペア工程のうちの先に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）と、後に実施されるペア工程（工程Ｄ，Ｅ）との両方が実施される。
【0041】
図２０には、ショップ構成ＳＨ２において、結合されたペア工程で各工程が実施される生産中の製品０１、０３，０４の流れが示されている。図２０に示されるように、製品０１と、製品０３と、製品０４とは、先に実施されるペア工程（工程Ｃ，Ｄ）が実施された後、他のショップの工程が実施されずに、そのまま後に実施されるペア工程（工程Ｄ，Ｅ）が実施される。すなわち、ショップ構成ＳＨ２では、結合後のペア工程の間で他のショップで実施される工程を必要とする製品が存在していない。そのため、初期構成決定部１２は、ショップ構成ＳＨ２を初期ショップ構成として抽出する。このようにして、初期構成決定部１２は、作成されたペア工程の結合の総当たり数と同数のショップ構成から、初期ショップ構成の全てを抽出する。
【0042】
図１に示される設備台数決定部１３は、工程情報と、台数情報と、負荷情報と、設備情報と、制約情報とを用いて、決定された初期ショップ構成で複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる。なお、設備台数決定部１３は、後述する再構成決定部１４により初期ショップ構成を元に新たに決定された再構築ショップ構成に対しても、初期ショップ構成と同じように、生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる。設備台数決定部１３は、設備が割り当てられた再構築ショップ構成を含む複数のショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成を、最適化されたショップ構成として抽出する。
【0043】
本実施形態の設備台数決定部１３は、図２～５に示される各種情報を用いて、初期ショップ構成と再構築ショップ構成とのそれぞれの総生産費用（ＫＰＩ：Key Performance Indicator）を算出する。設備台数決定部１３は、算出された各ショップ構成のＫＰＩが最小となるショップ構成に基づいて、各ショップに割り当てられる設備の種類および設備の台数を決定する。本実施形態で算出されるＫＰＩは、下記式（１）のように表される。
ＫＰＩ＝全設備の償却費＋ショップ間の搬送費・・・（１）
全設備の償却費：Σ（各設備の時間単価×稼働時間）
ショップ間の搬送費：Σ（ショップ間の搬送数）×搬送単価
ＫＰＩ＝全設備の償却費＋ショップ間の搬送費・・・（１）
全設備の償却費：Σ（各設備の時間単価×稼働時間）
ショップ間の搬送費：Σ（ショップ間の搬送数）×搬送単価
【0044】
本実施形態の設備台数決定部１３は、初期ショップ構成および再構築ショップ構成のそれぞれに対して、制約条件としてのショップの数および各ショップに属する工程種類および設備台数を満たすように、ショップに割り当てられる設備を仮決定してＫＰＩを算出する。設備台数決定部１３は、同じショップ構成において、各ショップに割り当てた設備を変更して、再度ＫＰＩを算出する。設備台数決定部１３は、再度算出したＫＰＩと、直前に算出したＫＰＩとを比較して、小さい方のＫＰＩと、当該ＫＰＩの場合のショップに割り当てた設備とを対応付けて記憶する。設備台数決定部１３は、同様の再度ＫＰＩを算出する処理を、予め設定された規定回数Ｎｐ回繰り返す。Ｎｐ回繰り返されたＫＰＩ算出において、ＫＰＩの最小値が更新された場合には、設備台数決定部１３は、算出の総繰り返し回数を初期化して（１回に戻して）、再度Ｎｐ回ＫＰＩの算出を繰り返す。Ｎｐ回のＫＰＩの算出でもＫＰＩの最小値が更新されなかった場合、設備台数決定部１３は、この場合に記憶していた最小値としてのＫＰＩと、当該最小値のショップへの設備の割り当て台数とを、計算対象のショップ構成における最適値として記憶する。なお、他の実施形態では、設備台数の最適化に遺伝的アルゴリズム（ＧＡ：genetic algorithm）や線形最適化等の最適化手法が用いられてもよい。
【0045】
図１に示される再構成決定部１４は、初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する。決定された再構築ショップ構成のそれぞれは、設備台数決定部１３により設備が割り当てられて、ＫＰＩが算出される。
【0046】
再構成決定部１４は、初めに、初期構成決定部１２により決定された初期ショップ構成を取得する。再構成決定部１４は、初期ショップ構成における各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前工程と後工程との対応関係とを対応付けた累積マトリックス（第２の累積マトリックス）を作成する。
【0047】
図２１は、初期ショップ構成ＳＨ１１における生産中の製品０１～０５の流れの概略図である。本実施形態では、一例として、図２１に示される初期ショップ構成ＳＨ１１の場合について説明する。初期ショップ構成ＳＨ１１には、５つのショップナンバーがＳＰ１～ＳＰ５であるショップが含まれている。図２１に示されるように、太い実線で囲まれたショップＳＰ１には、工程Ａ，Ｂが属している。破線で囲まれたショップＳＰ２には、工程Ｂ，Ｇが属している。細い実線で囲まれたショップＳＰ３には、工程Ｃ，Ｄ，Ｅが属している。細い二重線で囲まれたショップＳＰ４には、工程Ｆ，Ｅ，Ｄが属している。一点鎖線で囲まれたショップＳＰ５には、工程Ｆ，Ｄが属している。
【0048】
図２２は、初期ショップ構成ＳＨ１１の工程順序を累積マトリックスとして表す図である。再構成決定部１４は、ショップＳＰ１～ＳＰ５で実施される工程を、ショップナンバーに沿って行および列に並べた累積マトリックスを作成する。再構成決定部１４は、作成した累積マトリックスのうち、行と列とが同じセルに、行および列で表されている工程で実施される製品の種類数を埋める。また、再構成決定部１４は、初期構成決定部１２と同じように、工程のそれぞれに対して、前工程の直後に実施される後工程を、後工程の行に対応すると共に前工程の列に対応するセルに、当該後工程が行われる製品の種類数を埋める。例えば、ショップＳＰ１の工程Ｂが行われる製品は、図２１に示されるように、製品０１，０２，０４である。そのため、製品の種類数は「３」である。よって、図２２の累積マトリックスにおいて行および列が２番目の「Ｂ」のセルには、「３」が埋められている。また、当該工程Ｂが実施された３種類の製品のうち、図２１に示されるように、２種類の製品０１，０４は、次にショップＳＰ３の工程Ｃが実施され、１種類の製品０２は、次にショップＳＰ４の工程Ｆが実施される。そのため、再構成決定部１４は、図２２の累積マトリックスに対して、行が後工程のショップＳＰ３の工程Ｃに対応し、かつ、列が前工程のショップＳＰ１の工程Ｂに対応するセルに「２」を埋める。また、再構成決定部１４は、行が後工程のショップＳＰ４の工程Ｆに対応し、かつ、列が前工程のショップＳＰ１の工程Ｂに対応するセルに「１」を埋める。なお、図２２の累積マトリックスでは、各ショップに属する工程のうち、最初の工程に対応する行および列のセルと、最後の工程に対応する行および列のセルと対角線とする矩形状のセルが、図２１で各ショップに対応する線種で囲まれている。なお、図２２の累積マトリックスは、図８の累積マトリックスを図９の累積マトリックスへと変換したように、マトリックスの右上側に数値が埋められているセルの数がなるべく少なくなるように並び替えたマトリックスである。すなわち、図２２の累積マトリックスは、各ショップに属する工程が実施される順序が逆向きにならないように並び替えられたマトリックスである。図２２の並べ替え後の累積マトリックスが作成された後に、初期ショップ構成ＳＨ１１の製品０１～０５の流れが図２１のように表される。
【0049】
再構成決定部１４は、前記第２の累積マトリックスの製品の種類数から、製品ごとに分解して分解マトリックスを作成する。具体的には、再構成決定部１４は、図２２に示される累積マトリックスを用いて、５つのショップＳＰ１～ＳＰ５から結合する２つのショップを選択する組み合わせのバリエーションを作成する。再構成決定部１４は、作成したバリエーションから、２つのショップの総当たりの組み合わせの結合のバリエーションを作成する。再構成決定部１４は、作成した総当たりの組み合わせから、１組の結合するショップ組み合わせを選択する。選択後に、再構成決定部１４は、ショップ構成ＳＨ１１のマトリックスを、各製品のマトリックスに分解する。
【0050】
図２３から図２７までの各図は、ショップ構成ＳＨ１１のマトリックスが製品０１～０５ごとに分解されてマトリックスで表された図である。図２３～２７の各図には、製品０１～０５の５つの商品のそれぞれがマトリックスで示されている。ここで、結合された１組のショップがショップＳＰ１（工程Ａ，Ｂ）とショップＳＰ２（工程Ｂ，Ｇ）との例について説明する。図２３，２４，２６に示されるように、製品０１，０２，０４には、結合前のショップＳＰ１の工程Ａ，Ｂが実施され、結合前のショップＳＰ２の工程Ｂ，Ｇが実施されない。換言すると、ショップＳＰ１とショップＳＰ２とが結合された新たなショップでは、製品０１，０２，０４に対して、ショップＳＰ２の工程が実施されないスルー工程となる。一方で、図２５，２７に示されるように、製品０３，０５には、ショップＳＰ１の工程Ａ，Ｂが実施されず、ショップＳＰ２の工程Ｂ，Ｇが実施される。換言すると、結合後のショップでは、製品０３，０５に対して、ショップＳＰ１の工程がスルー工程となる。すなわち、５つの全ての製品０１～０５では、ショップＳＰ１の工程またはショップＳＰ２の工程がスルー工程となっている。本実施形態の再構成決定部１４は、以上のように、作成したバリエーションの結合後のショップにおけるスルー工程を抽出する。
【0051】
また、結合後のショップでは、先に工程が実施される先行ショップであるショップＳＰ１に属する工程Ａ，Ｂのうちの最後に実施される最後工程である工程Ｂと、後に工程が実施される後行ショップであるショップＳＰ２に属する工程Ｂ，Ｇのうちの最初に実施される最初工程である工程Ｂとが同じ種類の工程である。この場合に、本実施形態の再構成決定部１４は、工程Ｂを重複工程とみなして抽出する。本実施形態の再構成決定部１４は、以上のように、２つのショップの結合時における先行ショップの最後工程と、後行ショップの最初工程とが同じであるか否かを判定する。
【0052】
再構成決定部１４は、抽出したスルー工程と重複工程とが同じ場合に、重複している工程を１つの工程に集約した新たな再構築ショップ構成を決定する。再構成決定部１４は、図２３～２７に示される製品０１～０５ごとのマトリックスから、結合後のショップにおける重複工程である工程Ｂを集約したマトリックスを作成する。図２８から図３２までの各図は、重複工程が集約された製品０１～０５の工程順序がマトリックスで表された図である。
【0053】
再構成決定部１４は、重複工程を集約した結合後のショップＳＰ１２に属する各工程Ａ，Ｂ，Ｇが製品０１～０５に順番に実施される際に、他のショップで実施される工程を必要とするか否かを判定する。ここで、再構成決定部１４は、ショップＳＰ１とショップＳＰ２とを結合して新たなショップＳＰ１２を１つのショップとして構成された再構築ショップ構成ＳＨ１１１を決定する。
【0054】
図３３は、再構築ショップ構成ＳＨ１１１の生産中の製品０１～０５の流れの概略図である。図３３に示されるように、再構築ショップ構成ＳＨ１１１では、結合前のショップＳＰ１と、ショップＳＰ２との間で、製品０１～０５のいずれの製品も他のショップに属する工程の実施が不要である。そのため、再構成決定部１４は、再構築ショップ構成ＳＨ１１１を、設備台数決定部１３により再度ＫＰＩを算出するショップ構成の候補として保存する。
【0055】
一方で、再構成決定部１４は、結合後のショップが含まれる新たなショップ構成において、結合後のショップの各工程が実施される途中で他のショップに属する工程の実施を必要する場合には、当該ショップ構成を再度ＫＰＩの算出候補として保存しない。
【0056】
図３４は、結合後のショップの各工程が実施される途中で他のショップの工程を必要するショップ構成の一例の説明図である。図３４には、図２１に示される初期ショップ構成ＳＨ１１に対して、ショップＳＰ２と、ショップＳＰ４とを結合した場合に、生産中の製品０３の流れが示されている。なお、図３４では、製品０１，０２，０４，０５の流れの図示が省略されている。図２に示されるように、製品０３の工程順序は、工程Ｂ，Ｇ，Ｃ，Ｄ，Ｅである。図３４に示されるように、ショップＳＰ２とショップＳＰ４とを結合すると、製品０３に対して、ショップＳＰ４に属する工程Ｆ，Ｅ，Ｄは、スルー工程になる。しかしながら、生産中の製品０３は、ショップＳＰ４に搬入される前に、結合されたショップＳＰ２，ＳＰ４とは異なるショップＳＰ３に属する工程の実施が必要になる。このような場合に、再構成決定部１４は、ショップＳＰ２とショップＳＰ４とを結合したショップ構成を再構築ショップ構成として保存しない。なお、図３４に示される製品０３の工程順序において、ショップＳＰ２とショップＳＰ４との間にショップＳＰ３の工程を必要とすることは、図２５に示される製品０３の工程順序がマトリックスで表された図でも確認できる。上述したように、図２５の製品０３のマトリックスは、図２２の並べ替え後の累積マトリックスを分解して得られたマトリックスである。図２２の累積マトリックスは、各ショップに属する工程が実施される順序が逆向きにならないように並び替えられている。図２５の製品０３の分解マトリックスにおいて、工程Ｂ，Ｇを実施するショップＳＰ２と、工程Ｆ，Ｅ，Ｄを実施するショップＳＰ４との間には、工程Ｃ，Ｄ，Ｅを実施するショップＳＰ３が存在している。この場合に、ショップＳＰ２とショップＳＰ４とを結合すると、間に存在するショップＳＰ３が、ショップＳＰ２とショップＳＰ４とを分断する分断ショップとなってしまう。そのため、図２２の並べ替え後の累積マトリックスを分解して作成された各製品の分解マトリックスを用いて、結合すると分断ショップが存在するショップの組み合わせを確認できる。
【0057】
再構成決定部１４により保存された再構築ショップ構成のそれぞれは、設備台数決定部１３によりＫＰＩが算出される。設備台数決定部１３は、初期ショップ構成に対して行った設備台数の割り当てと同様の処理を再構築ショップ構成にも行う。全ての再構築ショップ構成の設備の割り当ての評価が終了すると、再構成決定部１４は、評価後の再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな再構築ショップ構成を決定する。再構成決定部１４は、再構築ショップ構成を繰り返しの決定を、結合される前の再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返す。結果として、制約情報における制約条件を満たした上で、最も少ないショップ数の再構築ショップ構成が決定されるまで、設備台数決定部１３による評価が決定された再構築ショップ構成ごとに行われる。
【0058】
図３５は、本実施形態の工程設計方法のフローチャートである。図３５に示される工程設計フローでは、初めに、情報取得部１１が、工程情報と、負荷情報と、設備情報と、台数情報とを取得する情報取得工程を行う（ステップＳ１）。初期構成決定部１２は、取得された工程情報を用いて、初期ショップ構成を決定する初期構成決定工程を行う（ステップＳ２）。
【0059】
図３６は、初期構成決定工程のサブフローチャートである。図３６に示されるように、初期構成決定部１２は、図６，７に示されるように、生産する全製品のそれぞれについて、先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成する（ステップＳ２１）。初期構成決定部１２は、製品ごとに作成した各マトリックスを合算した累積マトリックス（図８）を作成する（ステップＳ２２）。初期構成決定部１２は、図８の累積マトリックスの行および列を、マトリックスの右上側に数値が埋められているセルの数がなるべく少なくなるように並び替える（ステップＳ２３）。並べ替えにより、図９に示される累積マトリックスが作成される。
【0060】
初期構成決定部１２は、図９の累積マトリックスを使って、図１０，１１に示されるように、ペア工程が実施される製品の種類数が多い順にペア工程を抽出する（ステップＳ２４）。初期構成決定部１２は、図１１に示されるように、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせの数と同数のショップ構成（ＳＨ１，ＳＨ２等）を作成する（ステップＳ２５）。初期構成決定部１２は、作成された総当たりの組み合わせの数のショップ構成から、１つのショップ構成（例えば、ＳＨ１）を選択する（ステップＳ２６）。
【0061】
初期構成決定部１２は、選択した１つのショップ構成において、結合後のペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要とする製品が存在しないか否かを判定する（ステップＳ２７）。例えば、図１６に示されるショップ構成ＳＨ１では、他のショップに属する工程の実施が必要な製品０２，０３が存在する。一方で、図１７に示されるショップ構成ＳＨ２では、製品０１．０３，０４のいずれでも他のショップに属する工程の実施が不要である。この場合に、初期構成決定部１２は、ショップ構成ＳＨ１では、ペア工程間で他のショップに属する工程の実施が必要と判定し、ショップ構成ＳＨ２では、ペア工程間で他のショップに属する工程が不要と判定する。
【0062】
ペア工程間で他のショップに属する工程の実施が必要と判定された場合には（ステップＳ２７：ＮＯ）、ステップＳ２９の処理が行われる。ペア工程間で他のショップに属する工程の実施が不要と判定された場合には（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、初期構成決定部１２は、選択したショップ構成を初期ショップ構成として抽出する（ステップＳ２８）。その後、初期構成決定部１２は、総当たりで作成された全ショップ構成に対してステップＳ２７が判定済かを判定する（ステップＳ２９）。まだステップＳ２７の判定が行われていないショップ構成がある場合には（ステップＳ２９：ＮＯ）、初期構成決定部１２は、判定が行われていない１つのショップ構成を選択する（ステップＳ２６）。全てのショップ構成に対してステップＳ２７の判定が行われている場合には（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、初期構成決定処理が終了して、図３５のステップＳ３の設備台数決定処理が行われる。
【0063】
図３７は、設備台数決定工程のサブフローチャートである。図３７に示される設備台数決定処理は、抽出された初期ショップ構成のそれぞれに対して行われる。図３７に示されるように、設備台数決定部１３は、情報取得部１１を介して、１つの初期ショップ構成と、工程情報と、台数情報と、負荷情報と、設備情報と、制約情報とを取得する（ステップＳ３１）。設備台数決定部１３は、ＫＰＩを算出する計算回数を初期化する（ステップＳ３２）。設備台数決定部１３は、制約条件を満たすように、ショップに割り当てられる設備を決定する（ステップＳ３３）。
【0064】
設備台数決定部１３は、初期ショップ構成を構成する各ショップに割り当てた設備に基づき、総生産費用を表すＫＰＩを算出する（ステップＳ３４）。設備台数決定部１３は、算出したＫＰＩが既に保存されているＫＰＩよりも小さい最小値か否かを判定する（ステップＳ３５）。算出されたＫＰＩが最小値ではないと判定された場合には（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３７の処理が行われる。算出されたＫＰＩが最小値であると判定された場合には（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、最小のＫＰＩが算出されたＫＰＩに更新される（ステップＳ３６）。
【0065】
設備台数決定部１３は、ＫＰＩを算出する現時点での計算回数が予め設定された規定回数Ｎｐ以下か否かを判定する（ステップＳ３７）。計算回数が規定回数Ｎｐ以下と判定された場合には（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、設備台数決定部１３は、計算回数を１回加えて更新して（ステップＳ３７Ａ）、ステップＳ３３以降の処理を行う。計算回数が規定回数Ｎｐを超える場合には（ステップＳ３７：ＮＯ）、規定回数Ｎｐの計算の中でＫＰＩの最小値が更新されたか否かを判定する（ステップＳ３８）。規定回数Ｎｐの計算内でＫＰＩの最小値が更新されたと判定された場合には（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、設備台数決定部１３は、計算回数を初期化して（ステップＳ３２）、ステップＳ３３以降の処理を行う。規定回数Ｎｐの計算内でＫＰＩの最小値が更新されなかったと判定された場合には（ステップＳ３８：ＮＯ）、設備台数決定部１３は、現時点のＫＰＩの最小値を、評価対象の初期ショップ構成のＫＰＩの最小値として保存し（ステップＳ３９）、設備台数決定処理が終了する。
【0066】
図３５のステップＳ３の処理が全ての初期ショップ構成に対して行われると、再構成決定部１４は、ＫＰＩを算出済の初期ショップ構成を元に再構築ショップ構成の決定が可能か否かを判定する（ステップＳ４）。再構成決定部１４は、初期ショップ構成が２つ以上のショップが含まれる場合に、２つのショップを結合した新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定可能と判定する。再構成決定部１４は、再構築ショップ構成を決定できると判定した場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、再構成決定工程を行う（ステップＳ５）。
【0067】
図３８は、再構成決定工程のサブフローチャートである。図３８に示されるように、再構成決定部１４は、複数のショップ構成として初期ショップ構成を取得する（ステップＳ４１）。再構成決定部１４は、図２２に示されるようなショップ構成の累積マトリックスと、累積マトリックスを分解した図２３～２７に示されるような製品ごとのマトリックスとを作成する（ステップＳ４２）。再構成決定部１４は、作成した累積マトリックス（図２２）を用いて、２つのショップの総当たりの組み合わせの結合のバリエーションを作成する（ステップＳ４３）。再構成決定部１４は、作成した結合のバリエーションの組み合わせから、１組の結合するショップ組み合わせを選択する（ステップＳ４４）。再構成決定部１４は、選択した１組のショップを結合した再構築ショップ構成を決定する（ステップＳ４５）。
【0068】
再構成決定部１４は、再構築ショップ構成における結合されたショップ間から、スルー工程および重複工程の抽出・集約を行う（ステップＳ４６）。再構成決定部１４は、図２８～３２に示される分解された製品ごとのマトリックスを用いて、スルー工程および重複工程を抽出し、集約する。再構成決定部１４は、結合された１組のショップ間で製品を生産するために他のショップに属する工程の実施が不要か否かを判定する（ステップＳ４７）。再構成決定部１４は、図３３に示される再構築ショップ構成ＳＨ１１１のように、結合されたショップＳＰ１とショップＳＰ２との間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に実施不要と判定する。一方で、再構成決定部１４は、図３４に示される再構築ショップ構成ＳＨ１１２のように、結合されたショップＳＰ２とショップＳＰ４との間で、製品０３のように他のショップＳＰ３に属する工程の実施を必要とする場合に、実施要と判定する。
【0069】
ステップＳ４７の処理において、結合された１組のショップ間で製品を生産するために他のショップに属する工程の実施が必要と判定された場合には（ステップＳ４７：ＮＯ）、ステップＳ４９の処理が行われる。結合された１組のショップ間で製品を生産するために他のショップに属する工程の実施が不要と判定された場合には（ステップＳ４７：ＹＥＳ）、判定された再構築ショップ構成が保存される（ステップＳ４８）。再構成決定部１４は、作成した結合のバリエーションの組み合わせから、全てのショップの組み合わせを選択したか否かを判定する（ステップＳ４９）。全ての組み合わせが選択されていないと判定された場合には（ステップＳ４９：ＮＯ）、再構成決定部１４は、まだ選択されていない１組のショップの組み合わせを選択して（ステップＳ４４）、ステップＳ４５以降の処理を行う。全ての組み合わせが選択されていると判定された場合には（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、再構成決定工程が終了する。
【0070】
図３５のステップＳ５の処理が行われると、設備台数決定部１３は、決定された再構築ショップ構成の全てに対して設備台数決定工程を行う（ステップＳ３）。ステップＳ４，５の処理は、判定対象のショップ構成を構成するショップ数が結合できなくなる、すなわち、１つのショップで構成されるまで繰り返される。ステップＳ４の処理において、再構築ショップ構成を決定できないと判定された場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、工程設計フローが終了する。
【0071】
図３９は、工程設計システム１００により算出された解の候補の一例の説明図である。図３９には、図２～５に示される各種情報の一例において、工程設計システム１００により算出された全ての１３４パターンの解のうちの一部が一覧表で示されている。図３９における０回目の「ＣＡＳＥ０」が初期ショップ構成である。１～４回目の各「ＣＡＳＥ」が再構築ショップ構成に相当する。本実施形態では、設備台数決定部１３は、１３４パターンのショップ構成のそれぞれについてＫＰＩの最小値を算出した。
【0072】
図４０は、ＫＰＩの一例の説明図である。図４０には、図３９においてハッチングが施されている「ＣＡＳＥ０３」、「ＣＡＳＥ０３１」、「ＣＡＳＥ０３１０」、「ＣＡＳＥ０３１００」の場合のＫＰＩの最小値が、ショップ構成と共に示されている。図４０に示される例では、１回目の「ＣＡＳＥ０３」のＫＰＩの最小値が、最も小さく、３．３×１０５であった。なお、「ＣＡＳＥ０３」のＫＰＩの最小値は、１３４パターン全てのＫＰＩの最小値の中で最も小さかった。
【0073】
図４１は、実施例の効果の説明図である。図４２は、比較例のショップ構成の概略図である。図４０における「ＣＡＳＥ０３」のＫＰＩの最小値を実施例として、熟練の工程編成者により編成されたショップ構成のＫＰＩの最小値を比較例とした場合に、それぞれのＫＰＩの最小値は、図４１に示されるようになった。図４１に示されるように、実施例の方が１０％ほど総生産費用を抑制できた。なお、比較例のショップ構成は、図４２に示されるように、実施例の「ＣＡＳＥ０３」のショップと工程とが同じであったが、工程Ｃ，Ｄ，Ｅを実施するショップにおいて、工程Ｃ，Ｅに割り当てられる設備台数が、実施例では１台であったが、比較例では２台であった。すなわち、実施例では、工程Ｃ，Ｅに割り当てられる設備が少なかったため、総生産費用を比較例よりも抑制できた。
【0074】
以上のように、本実施形態の工程設計システム１００では、初期構成決定部１２は、情報取得部１１により取得された工程情報を用いて、異なる種類の製品を生産するための工程の少なくとも一部が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する。設備台数決定部１３は、各種情報を用いて、決定された初期ショップ構成で複数種類の製品を生産する場合の総生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる。再構成決定部１４は、初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する。設備台数決定部１３は、後述する再構成決定部１４により初期ショップ構成を元に新たに決定された再構築ショップ構成に対しても、初期ショップ構成と同じように、総生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる。本実施形態の工程設計システム１００は、フローライン型ではなく、ジョブショップ型の工程設計により生産ラインを構成する。本実施形態では、設備が割り当てられる初期ショップ構成として、ショップ構成のうち、異なる種類の製品を生産する際に共通する少なくとも一部の工程がグループ化された初期ショップ構成に限定する。そのため、共通する工程をグループ化することにより、ショップと、ショップに属する工程との組み合わせ数が多いショップ構成を少なくできる。共通する工程がグループ化されたショップ構成は、グループ化されていないショップ構成よりも生産費用が相対的に低くなる。そのため、本実施形態では、生産費用が相対的に低いショップ構成を、より短時間で設計可能になる。また、初期ショップ構成を元にして、ショップと工程との組み合わせを変更した新たな再構築ショップ構成が決定される。再構築ショップ構成が初期ショップ構成と同じように、設備が割り当てられる。これにより、再構築ショップ構成を含む複数のショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成を設計できる。この結果、本実施形態では、多品種少量生産に対応し、生産効率を向上させた生産ラインの設計時間を抑制できる。
【0075】
また、本実施形態の初期構成決定部１２は、決定された複数のショップ構成のそれぞれに対して、結合後のペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要とする製品が存在しないショップ構成を、設備の割り当て対象の初期ショップ構成として決定する。本実施形態では、複数種類の製品間で共通する少なくとも一部の工程をグループ化するために、結合ペア間で他のショップに属する工程が実施されないショップ構成のみが初期ショップ構成として決定される。結合ペア間の途中で他のショップに属する工程が実施されるショップ構成では、他のショップに輸送する輸送費等を要するため、当該ショップ構成は生産費用が高くなる傾向がある。本実施形態では、このような生産費用が高くなる傾向のショップ構成を除いた初期ショップ構成を元に、再構築ショップ構成が決定される。すなわち、生産費用を最適化するための評価対象のショップ構成の数を、生産費用が高くなるショップ構成から優先的に排除できるため、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0076】
また、初期構成決定部１２は、ペア工程のうちの２つ以上のペア工程を結合し、結合後のペア工程と、結合されていないペア工程とのそれぞれを１つのショップとして構成されるショップ構成を作成する。初期構成決定部１２は、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせの数と同数のショップ構成を作成する。初期構成決定部１２は、作成された総当たりのく合わせ数のショップ構成から、初期ショップ構成を抽出する。この構成によれば、ペア工程の結合の組み合わせに応じた数のショップ構成が作成される。その後、作成されたショップ構成から、結合されたペ工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としないショップ構成が初期ショップ構成として抽出される。すなわち、本実施形態では、ペア工程を結合した１つ１つのショップ構成に対して、他のショップに属する工程の実施有無をその都度判定するのではなく、組み合わせ数に応じたショップ構成の作成と、条件に基づく初期ショップ構成の抽出との２つの処理によって、初期ショップ構成が決定される。そのため、２つの処理を自動化した簡便な方法によって初期ショップを抽出できる。
【0077】
また、初期構成決定部１２は、図２に示される工程情報を用いて、製品の生産時に連続して実施される２つの工程であるペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを、製品ごとに作成する。初期構成決定部１２は、製品ごとに作成された各マトリックスを合算した累積マトリックス（第１の累積マトリックス）を用いて、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する。そのため、マトリックスからペア工程を簡単に特定できる。さらに、第１の累積マトリックスによりペア工程が実施される製品の種類数が表として作成されるため、組み合わせ数に応じた全ペア工程を簡単に抽出できる。
【0078】
また、本実施形態では、図２３～２７に示されるように、ショップＳＰ１とショップＳＰ２とが結合された新たなショップＳＰ１２では、製品０１，０２，０４に対して、ショップＳＰ２の工程が実施されないスルー工程となる。本実施形態の再構成決定部１４は、作成したバリエーションの結合後のショップにおけるスルー工程を抽出する。また、結合後のショップＳＰ１２では、先行ショップであるショップＳＰ１に属する工程Ａ，Ｂのうちの最後工程である工程Ｂと、後行ショップであるショップＳＰ２に属する工程Ｂ，Ｇのうちの最初工程である工程Ｂとが同じ種類の工程である。この場合に、本実施形態の再構成決定部１４は、工程Ｂを重複工程とみなして抽出する。そのため、本実施形態では、結合されたショップ間で、先行ショップの最終工程と、後行ショップの最初工程とが同じ種類の工程の場合に、この２つの工程が１つの工程に集約されるため、実施されない重複した工程を省略できる。これにより、総生産費用を抑制して、設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0079】
また、本実施形態の再構成決定部１４は、評価後の再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな再構築ショップ構成を決定する。再構成決定部１４は、再構築ショップ構成を繰り返しの決定を、結合される前の再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返す。そのため、初期構成決定部により決定されてた初期ショップ構成を元として、全てのショップが１つのショップとして構成されるまで決定される再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。すなわち、全ての組み合わせのショップ構成から初期ショップ構成へと好ましいショップ構成に構成数が限定された後、限定された初期ショップ構成および再構築ショップ構成のそれぞれに対して設備が割り当てられる。その後、設備が割り当てられた全てのショップ構成から、生産費用が相対的に低いショップ構成が抽出される。そのため、本実施形態では、より短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0080】
また、本実施形態の再構成決定部１４は、初期ショップ構成および再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前工程と後工程との対応関係とを対応付けた累積マトリックス（第２の累積マトリックス）を作成する。再構成決定部１４は、前記第２の累積マトリックスの製品の種類数から、製品ごとに分解して分解マトリックスを作成する。すなわち、第２の累積マトリックスから、初期ショップ構成または再構築ショップ構成でショップに属する工程の前後関係と、実施される工程ごとの製品の種類数とがマトリックスで表される。第２の累積マトリックスを製品ごとに分解された分解マトリックスを用いることにより、製品ごとに実施されていない工程を抽出できる。抽出された工程に対して、先行ショップの最後工程と後行ショップの最初工程との集約を判定すればよいため、簡単に集約する工程を判定できる。これにより、短時間で設備台数が適正化されたショップ構成を設計できる。
【0081】
＜実施形態の変形例＞
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。また、上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
本発明は上記実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。また、上記実施形態において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【0082】
上記実施形態の工程設計システム１００は、一例であって、初期構成決定部１２が共通する少なくとも一部の工程をグループ化した初期ショップ構成を決定し、再構成決定部１４が２つのショップを結合する再構築ショップ構成を決定する範囲で変形可能である。例えば、工程設計システム１００は、各種ＤＢ２１～２５を備えていなくてもよく、他の装置等から各種情報を取得してもよい。工程設計システム１００は、モニタなどの出力部を備えており、図４０に示されるＫＰＩの算出結果などを出力部に出力させてもよい。
【0083】
上記実施形態では、再構成決定部１４は、初期ショップ構成に含まれる２つ以上のショップを結合することにより再構築ショップ構成を決定したが、初期ショップ構成から再構築ショップ構成を決定する方法は変形可能である。再構成決定部１４は、初期ショップ構成に含まれるショップと工程の組み合わせとを変更して再構築ショップ構成を決定すればよく、例えば、初期ショップ構成において、あるショップに属する工程が別のショップに属するように変更した再構築ショップ構成を決定してもよい。また、再構成決定部１４は、あるショップに属する工程と、別のショップに属する工程とを入れ替えて再構築ショップ構成を決定してもよい。上記実施形態では、設備台数決定部１３が、決定された全ての初期ショップ構成および再構築ショップ構成から総生産費用が相対的に低いショップ構成を抽出した。一方で、設備台数決定部１３は、再構築ショップ構成を含むと共に初期ショップ構成を含まない複数のショップ構成から総生産費用が相対的に低いショップ構成を抽出してもよい。設備台数決定部１３は、複数のショップ構成から、総生産費用が相対的に低い順に複数のショップ構成を抽出してもよい。上実施形態では、制約情報ＤＢ２５に記憶された制約情報を用いてショップ構成が限定されたが、ショップ構成の限定時に制約条件が用いられなくてもよい。
【0084】
上記実施形態の初期構成決定部１２は、ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数のショップ構成を作成した後、初期ショップ構成を抽出したが、総当たりのショップ構成を作成せずに直接初期ショップ構成を決定してもよい。初期構成決定部１２は、製品ごとの工程順序を表すマトリックス（例えば、図６，７）や累積マトリックス（例えば、図８）を用いて、ペア工程やペア工程における先と後の工程を判定したが、マトリックス以外の周知の方法を用いて、ペア工程を判定してもよい。
【0085】
上記実施形態の再構成決定部１４は、重複工程とスルー工程とを集約した再構築ショップ構成を決定したが、重複工程とスルー工程とを集約せずにショップ数だけ変化させた再構築ショップ構成のＫＰＩの最小値により、設備台数が最適化されてもよい。なお、上記実施形態では、「２つの結合」とは、２つ以上の結合の意味も含む。例えば、２つのペア工程の結合とは、図１１に示されるように、ペア番号１，２，３の３つのペア工程の結合も含んでいる。
【0086】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【0087】
本発明は、以下の形態としても実現することが可能である。
［適用例１］
ジョブショップ型の工程設計装置であって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得部と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、
を備え、
前記設備台数決定部は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
［適用例２］
適用例１に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、連続して実施される２つの工程であるペア工程のうち、２つ以上の前記ペア工程を結合し、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成のうち、結合された前記ペア工程で生産される製品が結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を前記初期ショップ構成として決定する、工程設計装置。
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成を、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数だけ作成し、
作成された全ての前記ショップ構成から、結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を初期ショップ構成として抽出する、工程設計装置。
［適用例４］
適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
前記ペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成し、
製品ごとに作成された各マトリックスを合算した第１の累積マトリックスを用いて、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する、工程設計装置。
［適用例５］
適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に含まれる２つのショップを結合し、結合されたショップ間で、先に実施される先行ショップに属する工程のうちの最後に行われる最後工程と、後に実施される後行ショップに属する工程のうちの最初に行われる最初工程とが同じ種類の工程である場合で、かつ、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とのいずれか一方しか行われないと共に、結合されたショップ間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とを１つの工程に集約したショップとする新たな前記再構築ショップ構成を決定する、工程設計装置。
［適用例６］
適用例１から適用例５までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな前記再構築ショップ構成の決定を、前記再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成および前記初期ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
［適用例７］
適用例１から適用例６までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、
前記初期ショップ構成または前記再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前の工程と直後に行われる後の工程との対応関係とを対応付けた第２の累積マトリックスを作成し、
前記第２の累積マトリックスから、製品ごとに分解して作成された分解マトリックスを用いて、２つのショップの結合時における前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とが同じ種類の工程であるか否かを判定する、工程設計装置。
［適用例８］
ジョブショップ型の工程設計方法であって、コンピュータが、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得工程と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定工程と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定工程と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップに属する工程を変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定工程と、
を実行し、
前記設備台数決定工程は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に属する工程を変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が小さい前記ショップ構成を抽出する、工程設計方法。
［適用例９］
コンピュータプログラムであって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得機能と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定機能と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定機能と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップに属する工程を変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記設備台数決定機能は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に属する工程を変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が小さい前記ショップ構成を抽出する、コンピュータプログラム。
［適用例１］
ジョブショップ型の工程設計装置であって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得部と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための少なくとも一部の工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定部と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定部と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定部と、
を備え、
前記設備台数決定部は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用が相対的に低くなるように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に含まれるショップと工程との組み合わせを変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
［適用例２］
適用例１に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、連続して実施される２つの工程であるペア工程のうち、２つ以上の前記ペア工程を結合し、結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成のうち、結合された前記ペア工程で生産される製品が結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を前記初期ショップ構成として決定する、工程設計装置。
［適用例３］
適用例１または適用例２に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
結合後の前記ペア工程と、結合されていない前記ペア工程とのそれぞれが１つのショップに属する前記ショップ構成を、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせ数だけ作成し、
作成された全ての前記ショップ構成から、結合された前記ペア工程の間で他のショップに属する工程の実施を必要としない前記ショップ構成を初期ショップ構成として抽出する、工程設計装置。
［適用例４］
適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記初期構成決定部は、
前記ペア工程における先に実施される工程と、後に実施される工程とを対応付けたマトリックスを作成し、
製品ごとに作成された各マトリックスを合算した第１の累積マトリックスを用いて、前記ペア工程の結合の総当たりの組み合わせを作成する、工程設計装置。
［適用例５］
適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に含まれる２つのショップを結合し、結合されたショップ間で、先に実施される先行ショップに属する工程のうちの最後に行われる最後工程と、後に実施される後行ショップに属する工程のうちの最初に行われる最初工程とが同じ種類の工程である場合で、かつ、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とのいずれか一方しか行われないと共に、結合されたショップ間で他のショップに属する工程の実施を必要としない場合に、前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とを１つの工程に集約したショップとする新たな前記再構築ショップ構成を決定する、工程設計装置。
［適用例６］
適用例１から適用例５までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、前記再構築ショップ構成に２つ以上のショップが含まれている場合に、さらに、２つのショップを結合させた新たな前記再構築ショップ構成の決定を、前記再構築ショップ構成に含まれるショップの数が１つになるまで繰り返し、
前記設備台数決定部は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成および前記初期ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が相対的に低い前記ショップ構成を抽出する、工程設計装置。
［適用例７］
適用例１から適用例６までのいずれか一項に記載の工程設計装置であって、
前記再構成決定部は、
前記初期ショップ構成または前記再構築ショップ構成に含まれる各ショップに属する工程と、各ショップに属する工程が実施される製品の種類数と、前の工程と直後に行われる後の工程との対応関係とを対応付けた第２の累積マトリックスを作成し、
前記第２の累積マトリックスから、製品ごとに分解して作成された分解マトリックスを用いて、２つのショップの結合時における前記先行ショップの前記最後工程と、前記後行ショップの前記最初工程とが同じ種類の工程であるか否かを判定する、工程設計装置。
［適用例８］
ジョブショップ型の工程設計方法であって、コンピュータが、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得工程と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定工程と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定工程と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップに属する工程を変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定工程と、
を実行し、
前記設備台数決定工程は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に属する工程を変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定工程は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が小さい前記ショップ構成を抽出する、工程設計方法。
［適用例９］
コンピュータプログラムであって、
複数種類の製品を生産するために必要な複数の工程についての工程情報と、前記複数種類の製品のそれぞれの生産台数についての台数情報と、工程が実施される際に発生する負荷についての負荷情報と、工程を実施可能な設備の種類および設備の保有台数についての設備情報とを取得する情報取得機能と、
前記工程情報を用いて、前記複数種類の製品を生産するための工程が共通する場合に、共通する工程をグループ化したショップ構成を初期ショップ構成として決定する初期構成決定機能と、
前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記初期ショップ構成で前記複数種類の製品を生産する場合の生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当てる設備台数決定機能と、
前記初期ショップ構成に含まれるショップに属する工程を変更することで新たなショップ構成である再構築ショップ構成を決定する再構成決定機能と、
をコンピュータに実行させ、
前記設備台数決定機能は、前記台数情報と、前記負荷情報と、前記設備情報とを用いて、前記再構築ショップ構成の前記生産費用を小さくするように、各ショップに設備を割り当て、
前記再構成決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成に属する工程を変更することで、さらに新たな前記再構築ショップ構成を決定し、
前記設備台数決定機能は、設備が割り当てられた前記再構築ショップ構成を含む複数の前記ショップ構成から、前記生産費用が小さい前記ショップ構成を抽出する、コンピュータプログラム。
【符号の説明】
【0088】
２１…工程情報ＤＢ
２２…負荷情報ＤＢ
２３…設備情報ＤＢ
２４…台数情報ＤＢ
２５…制約情報ＤＢ
ＳＨ１１１，ＳＨ１１２…再構築ショップ構成
ＳＨ１１，ＳＨ１２…初期ショップ構成
ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４，ＳＰ５，ＳＰ１１，ＳＰ１２…ショップ
１０…制御部
１１…情報取得部
１２…初期構成決定部
１３…設備台数決定部
１４…再構成決定部
１００…工程設計システム
２２…負荷情報ＤＢ
２３…設備情報ＤＢ
２４…台数情報ＤＢ
２５…制約情報ＤＢ
ＳＨ１１１，ＳＨ１１２…再構築ショップ構成
ＳＨ１１，ＳＨ１２…初期ショップ構成
ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ４，ＳＰ５，ＳＰ１１，ＳＰ１２…ショップ
１０…制御部
１１…情報取得部
１２…初期構成決定部
１３…設備台数決定部
１４…再構成決定部
１００…工程設計システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】