JP2007148635A - 生産スケジューリングプログラム及び生産スケジューリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する。
【解決手段】生産スケジューリング装置１は、製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられた製造オーダデータ２１と、製品品目の識別子と製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられた製品品目データ２５と、製品品目の識別子と製造資源別の段取時間とが関連づけられた品目別段取時間データ２７と、計画期間の各時間単位及び製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データ３２と、製造資源及び時間単位で最初に製造する初期製品データ３１とを記憶する製品割付手段１１と、計画期間における着工計画データ３３を記憶する着工計画算出手段１２を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生産ラインを構成する製造資源について、製造する製品品目、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する生産スケジューリングプログラム及び生産スケジューリング装置に関する。

一般的に、電気製品などの製造を行う生産ラインは、複数の工程から構成され、その工程毎に製造設備や製造ショップなどの代替可能な複数の製造資源で構成されている。又、ある製品品目を製造するにあたっては、その製品品目毎に、製造時の製造工程の順序と工程毎に使用可能な製造資源が決められている。その製造資源は、製造する製品品目に応じて段取換えを行うことで、複数の製品品目の製造に対応することが可能になっている。

従来、生産スケジューリング装置は、製品品目、要求数量及び納期（要求日）の情報を持つ製造オーダについて、計画期間内に製造する製品品目、製造数量及び製造開始時刻を各製造資源装置について出力する。このとき、生産スケジューリング装置ではディスパッチング方法や最適化手法を用いた方法が使われている。

ディスパッチング方法は、設定した評価項目に従って製造オーダを順位付けし、その順位が上位の製造オーダから順に、納期遅れや段取発生時間といった評価指標を考慮して、各製造オーダの製造資源での製造開始時刻を決めていく方法である。この評価項目として、製造オーダの要求日順や、製造オーダ毎に設定する優先度などが用いられる。又複数の評価項目を用いる場合、評価項目の優先順位を設定し、その優先順位に従って製造オーダを並べ替えることで、製造オーダの順位付けが行われる。

一方最適化手法は、全製造オーダを対象に、計画期間を分割した時間単位毎に、各製造資源で製造する製品品目及び数量を、評価指標が最小（もしくは最大）となるように決める方法である。この評価指標として、製造オーダの要求日に対する製造日の納期遅れ日数の合計や総段取時間等が用いられる。例えば、最適化手法に基づいた生産スケジューリング装置では、製品を割付時に図１８に示したようなデータを出力する。具体的には時間単位それぞれについて、製造する製品品目が関連づけられている。

しかし、従来の方法では、それぞれ以下のような問題が発生していた。

ディスパッチング方法では、製造オーダ毎に生産計画を決めていくため、一つの製造オーダを複数の製造資源に分割するなどの、予め設定された製造オーダのロット数量を自由に変更することができない。このため、製造の効率が悪化し、製造資源の能力に余裕があるにも関わらず要求された納期が守れなくなる場合があった。又、評価項目に沿って決められた製造オーダの順位に従って、上位の製造オーダから順に製造資源に割り付けていく。このため、例えば、割付済みの製造オーダを別の使用可能な製造資源に割付し直したり、製造開始時刻を変更したりすれば、別の製造オーダの要求された納期を守れるような場合でも対応できず、評価指標と照らしてスケジューリング結果が全体として適切ではない場合があった。

一方最適化手法は、全製造オーダ及び全期間を通して評価指標に照らして適切な着工計画を決定できる反面、ロット毎、工程毎の最も短い製造時間に合わせて時間単位を設定する必要がある。従って、サイクルタイムが短い場合や、ロット毎、工程毎の製造時間がばらつく場合、時間単位を非常に細かく設定する必要が生じるため、計算時間が膨大になってしまう場合があった。更に計画期間を通しての各ロットの製造順序が互いに影響を及ぼすことから、例えばある装置でｎ種類の製品の製造を割り付ける場合、ｎの階乗の選択肢があり、その選択肢毎に、次にその装置に割付ける製品によって段取り時間が異なる可能性があることからわかるように、生産計画策定の計算処理量が、工程数、製造オーダ数、計画期間などのデータ規模に応じて爆発的に増加する問題があった。このため、一般に電気機器の製造で扱うような比較的大規模の対象では、必要な計算機のリソース、処理時間の面で実現が困難な場合があった。

従って本発明の目的は、生産ラインを構成する製造資源について、製造する製品品目、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを効率的に出力する生産スケジューリングプログラム及び生産スケジューリング装置を提供することである。

本発明の第１の特徴は、生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する生産スケジューリングプログラムに関する。本発明の第１の特徴に係る生産スケジューリングプログラムは、製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられた製造オーダデータを記憶装置に記憶する製造オーダデータ記憶手段と、製品品目の識別子と製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられた製品品目データを記憶装置に記憶する製品品目データ記憶手段と、製品品目の識別子と製造資源別の段取時間とが関連づけられた品目別段取時間データを記憶装置に記憶する品目別段取時間データ記憶手段と、記憶装置から製造オーダデータ、製品品目データ及び品目別段取時間データを読み出して、計画期間の各時間単位及び製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データと、製造資源及び時間単位で最初に製造する初期製品データとを記憶装置に記憶する製品割付手段と、記憶装置から初期製品データ及び割付製品データを読み出して、計画期間における着工計画データを記憶装置に記憶する着工計画算出手段をコンピュータに実行させる。

この様な本発明に係る生産スケジューリングプログラムの製品割付手段によれば、製造資源毎に、時間単位毎の最初に生産する製品品目と、当該時間単位で製造する製品品目群のみを最適化計算によって算出し、この算出結果から後処理により製造設備毎の着工順序を算出することで、最適化計算での時間単位を大きく設定することができ計算項目を削減することができる。従って、処理負荷を減らして着工計画データを出力することができる。

このとき、製造オーダの納期違反、製造オーダの製品保持コスト及び総段取時間のいずれか一つ以上の評価指標を最適化パラメータデータとして記憶装置に記憶する最適化パラメータデータ記憶手段を更に備えても良い。製品割付手段は、更に記憶装置から最適化パラメータデータを読み出して、最適の評価指標を得られる割付製品データ及び初期製品データを記憶装置に記憶する。又、製造資源毎の稼働日、製品品目毎の製造可能な製造資源、同時着工可能資源、最小ロットサイズ及び各製造資源の製造能力のいずれか一つ以上の制約条件を最適化制約条件データとして記憶装置に記憶する最適化制約条件データ記憶手段を更に備えても良い。製品割付手段は、更に記憶装置から最適化制約条件データを読み出して、制約条件を満たす割付製品データ及び初期製品データを記憶装置に記憶する。

これによれば、大規模な対象データの生産スケジューリング問題に対しても最適化手法を適用することが可能となる。

ここで、製品割付処理手段は、製造資源毎及び時間単位毎の初期製品及び割付製品を決定変数として、最適化計算して、決定された初期製品データ及び割付製品データを記憶装置に記憶する。着工計画算出処理手段は、製造資源毎の着工順序を算出し、着工順序と段取時間及び製造に要する単位処理時間から、製造資源毎のロット別の着工時刻及び完工時刻を算出するとともに、算出された各ロットと製造オーダデータを関連づけた着工計画データを記憶装置に記憶する。

本発明の第２の特徴は、生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する生産スケジューリング装置に関する。即ち、本発明の第２の特徴に係る生産スケジューリング装置は、製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられた製造オーダデータを記憶装置に記憶する製造オーダデータ記憶手段と、製品品目の識別子と製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられた製品品目データを記憶装置に記憶する製品品目データ記憶手段と、製品品目の識別子と製造資源別の段取時間とが関連づけられた品目別段取時間データを記憶装置に記憶する品目別段取時間データ記憶手段と、記憶装置から製造オーダデータ、製品品目データ及び品目別段取時間データを読み出して、計画期間の各時間単位及び製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データと、製造資源及び時間単位で最初に製造する初期製品データとを記憶装置に記憶する製品割付手段と、記憶装置から初期製品データ及び割付製品データを読み出して、計画期間における着工計画データを記憶装置に記憶する着工計画算出手段を備える。

本発明によれば、生産ラインを構成する製造資源について、製造する製品品目、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを効率的に出力する生産スケジューリングプログラム及び生産スケジューリング装置を提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

（最良の実施の形態）
図１に示す生産スケジューリング装置１は、製品品目の切替を行いながら複数の製品品目の製造を行う生産ラインを対象に、製造オーダに応じてその生産ラインを構成する各製造資源へ製品の製造指示を行う。生産スケジューリング装置１は、生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データ３３を出力する。

図２に示すように、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１は、中央処理制御装置１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３及び入出力インタフェース１０９が、バス１１０を介して接続されている。入出力インタフェース１０９には、入力装置１０４、表示装置１０５、通信制御装置１０６、記憶装置１０７及びリムーバブルディスク１０８が接続されている。

中央処理制御装置１０１は、入力装置１０４からの入力信号に基づいてＲＯＭ１０２から生産スケジューリング装置１を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、更に記憶装置１０７に記憶されたオペレーティングシステムを読み出す。更に中央処理制御装置１０１は、入力装置１０４や通信制御装置１０６などの入力信号に基づいて、各種装置の制御を行ったり、ＲＡＭ１０３や記憶装置１０７などに記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ１０３にロードするとともに、ＲＡＭ１０３から読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、データの計算又は加工など、後述する一連の処理を実現する処理装置である。

入力装置１０４は、操作者が各種の操作を入力するキーボード、マウスなどの入力デバイスにより構成されており、操作者の操作に基づいて入力信号を作成し、入出力インタフェース１０９及びバス１１０を介して中央処理制御装置１０１に送信される。表示装置１０５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイなどであり、中央処理制御装置１０１からバス１１０及び入出力インタフェース１０９を介して表示装置１０５において表示させる出力信号を受信し、例えば中央処理制御装置１０１の処理結果などを表示する装置である。通信制御装置１０６は、ＬＡＮカードやモデムなどの装置であり、生産スケジューリング装置１をインターネットやＬＡＮなどの通信ネットワークに接続する装置である。通信制御装置１０６を介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号又は出力信号として、入出力インタフェース及びバス１１０を介して中央処理制御装置１０１に送受信される。

記憶装置１０７は半導体記憶装置や磁気ディスク装置であって、中央処理制御装置１０１で実行されるプログラムやデータが記憶されている。リムーバブルディスク１０８は、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インタフェース１０９及びバス１１０を介して中央処理制御装置１０１に送受信される。

本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１の記憶装置１０７には、生産スケジューリングプログラムが記憶されるとともに、製造オーダデータ２１、最適化制約条件データ２２、最適化パラメータデータ２３、製造資源データ２４、製品品目データ２５、計画期間データ２６及び品目別段取時間データ２７が記憶される。又、生産スケジューリングプログラムが生産スケジューリング装置１の中央処理制御装置１０１に読み込まれオペレーションシステムと協働して実行されることによって、製品割付手段１１、着工計画算出手段１２及び着工計画出力手段１３が生産計画出力装置１に実装される。

図１においては、記憶装置１０７ａ及び１０７ｂにそれぞれデータが記憶されているが、これらのデータは物理的に複数の記憶装置に記憶されても良いし、一つの記憶装置に記憶されても良い。又、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１は、一つのハードウェアコンピュータ上に実装されても良いし、複数のハードウェアコンピュータ上に実装されても良い。具体的には、図１の記憶装置１０７ａ及び１０７ｂのそれぞれに記憶された各データは、通信制御装置１０６などを介してデータ送受信可能な異なるコンピュータに実装される記憶装置に記憶されても良い。

製造オーダデータ２１は、顧客からのデマンドデータに基づいて出力された製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられたデータである。例えば、図３に示すようなデータ構造を備える。図３に示す製造オーダデータ２１は、オーダ番号及び製品品目をキーとして、オーダされた数量、要求日（納期）及び優先度が関連づけられている。

最適化制約条件データ２２は、後述する製品割付手段１１による最適化処理において、満たさなければならない条件が記憶されている。図４に示す最適化制約条件データ２２として、例えば、製造資源毎の稼働日、品目毎の製造可能な製造資源、同時着工可能資源、最小ロットサイズ及び製造能力などが挙げられる。製造資源毎の稼働日の制約は、製造資源毎の稼働スケジュールで定義された期間内の時間単位のみ製品製造を割り付けできる制約である。製造可能な製造資源の制約は、製品品目毎に適用可能と定義した製造資源にのみ製品製造を割付できる制約である。同時着工可能資源の制約は、ある工程で複数の製造資源に割付可能であるとされた製品品目の、同一の時間単位に割付可能な製造資源数の制限の制約である。最小ロットサイズの制約は、割付時の製品品目毎の製造数量の最小単位が、設定された最小ロットサイズ値より大きくなくてはならない制約である。製造能力の制約は、製造資源毎及び時間単位毎に割り付けられた製造数量とサイクルタイムの積で求められる製品製造に要する時間と、それら割り付けられた製品の段取に要する時間が、その時間単位の製造可能な時間内でなければならない制約である。

最適化パラメータデータ２３は、後述する製品割付手段１１による最適化処理において、最適解を求めるための評価指標に関するデータが記憶されている。図５に示す最適化パラメータデータ２３は、評価指標として製造オーダ納期違反、製造オーダ製品保持、総段取時間が挙げられ、更にこれらの複数の評価指標を一つの評価指標として示す場合の各評価指標の重み付けが含まれている。オーダ納期違反は、製造オーダデータ２１の要求日が割り付けられた時間単位の製造日よりも早い場合に、製造日が要求日から遅れた日数に遅れた数量を積算した指標である。オーダ製品保持は、製造オーダデータ２１の要求日が、割り付けられた時間単位の製造日よりも遅い場合に、その要求日までの製品保持日数に保持する数量を積算した指標である。総段取時間は、全ての製造資源、全ての計画期間において発生した段取時間を合算した指標である。

製造資源データ２４は、製品品目の製造可能な時間を表す稼働スケジュールを含む製造資源のデータである。図６に示す製造資源データ２４は、製品品目及び製造資源をキーとして、穴明工程などの所属する工程とその製造資源の稼働スケジュールのデータが関連づけられている。

製品品目データ２５は、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１によって着工計画データ３３が出力される対象となる製品品目の識別子と製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられている。図７に示すように製品品目データ２５は、製品品目をキーとして、その製品品目を製造するための工程順序、工程毎の適用可能な製造資源、及び製品品目毎に定義される１台の製品を製造するために要する時間である製造資源別のサイクルタイムが関連づけられている。

計画期間データ２６は、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１によって着工計画データ３３が出力される対象となる期間のデータである。図８に示す計画期間データ２６は、計画開始日、計画終了日、時間単位感覚及び時間単位毎の製造可能時間が関連づけられている。

品目別段取時間データ２７は、製品品目の識別子と製造資源別の段取時間とが関連づけられている。図８に示すように品目別段取時間データ２７は、製品品目をキーとして製造資源別の段取時間が関連づけられている。ここで段取時間とは、ある製造資源について、新たに製品品目を製造する場合に必要な部品や金型などを備え付けるための時間である。一般的に、既に製造された製品のために取り付けられた部品や金具などを外す時間は、新たな製品を製造するための段取時間に比べると微小である。従って本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１では、新たな製品品目を製造する場合に必要な時間のみを考慮して着工計画データ３３を出力している。

製品割付手段１１は、記憶装置１０７ａから製造オーダデータ２１、製造資源データ２４、製品品目データ２５、計画期間データ２６及び品目別段取時間データ２７を読み出して、計画期間データ２６で定義された計画期間の各時間単位及び製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データ３２と、製造資源及び時間単位で最初に製造する初期製品データ３１とを記憶装置１０７ｂに記憶する。このとき製品割付手段１１は、更に記憶装置１０７ａから最適化制約条件データ２２及び最適化パラメータデータ２３を読み出して、混合整数計画法などの最適化手法を用いて、制約条件を満たし、かつ最適の評価指標を得られる割付製品データ３２及び初期製品データ３１を記憶装置１０７ｂに記憶する。具体的には、製品割付処理手段１１は、製造資源毎及び時間単位毎の初期製品及び割付製品を決定変数として、最適化計算して、決定された初期製品データ３１及び割付製品データ３２を記憶装置１０７ｂに記憶する。

図１０に示すように初期製品データ３１は、製造資源及び時間単位をキーとして、その製造資源及び時間単位の最初に製造する製品品目の識別子が関連づけられている。図１１に示すように割付製品データ３２は、製造資源及び時間単位をキーとして、その期間で製造する製品品目の識別子と製造数量が関連づけられている。割付製品データ３２に含まれる製品品目は、初期製品データ３１の同じ製造資源及び同じ時間帯の製品品目を含む。本発明の最良の実施の形態においては、製品割付手段１１によってまず、製造資源及び時間単位毎に製造する製品品目と、その時間単位で最初に製造する製品品目が出力される。

次に図１２を参照して、本発明の最良の実施の形態に係る製品割付手段１１の処理を説明する。
まず、ステップＳ１０１において、計画諸元が読み出される。ここで計画諸元とは、具体的に、製造オーダデータ２１、製造資源データ２４、製品品目データ２５、品目別段取時間データ２７及び計画基準日の初期製品である。この計画基準日の初期製品は、今回製品割付手段１１によって割り付けされる計画期間の直前の期間、具体的には既に計画が割り付けられた最後の期間において、最後に割り当てられた製品である。一方、ステップＳ１０２において、計画作成条件が読み出される。ここで計画作成条件とは、最適化制約条件データ２２、最適化パラメータデータ２３及び計画期間データ２６である。
次に、ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で読み出された計画作成条件と、ステップＳ１０１で読み出された計画諸元とが、スケジューリングモデルに設定されるデータ設定処理が行われる。
更に、ステップＳ１０４において、製造資源毎及びタイムバケット（時間単位）毎の初期製品及び割付製品を決定変数として、最適化計算が実行され、スケジューリング処理が行われる。スケジューリング処理が終了すると、ステップＳ１０５において、その結果ステップＳ１０４のスケジューリング処理により決定された初期製品及び割付製品が、初期製品データ３１及び割付製品データ３２として記憶装置１０７ｂに記憶される。

この様に本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１の製品割付手段１１は、製造資源毎に時間単位内に割り付けられた製品の製造順序を出力せず、製造資源毎及び時間単位毎の初期製品データ３１及び割付製品データ３２のみを出力している。この際に、製造資源の製造可能な時間の損失である製品品目の切替時の段取に要する時間は、各製造資源に割り付けられた製品品目を各時間単位の中で複数回に分けて製造しないとの条件で出力される。初期製品データ３１及び割付製品データ３２から、段取発生回数が最小となるように、割り付けられた製品の製造順序を算出し、品目別段取時間データ２７により、その順序で製造した場合の段取時間を算出して用いている。これにより、図１８に示した従来の最適化手法を用いた生産スケジューリングで、時間単位を短く設定し、全ての製品品目の製造順序を出力する場合より、扱うデータ量を少なくし、最適化処理に伴う処理時間、要求される計算機のリソースを軽減することを可能にしている。

着工計画算出手段１２は、記憶装置１０７ｂから初期製品データ３１及び割付製品データ３２を読み出して、計画期間における着工計画データ３３を記憶装置１０７ｂに記憶する。更に着工計画算出処理手段１２は、製造資源毎の着工順序を算出し、着工順序と段取時間及び製造に要する単位処理時間から、製造資源毎のロット別の着工時刻及び完工時刻を算出するとともに、算出された各ロットと製造オーダデータ２１を関連づけて、前記各ロットの着工時刻及び完工時刻と、製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた着工計画データ３３を記憶装置１０７ｂに記憶する。具体的には、製造数量に、製品品目毎及び製造資源毎に定義される製品１台あたりの製造に要する時間であるサイクルタイムを積算して、製品製造に要する時間を算出する。又割付製品データ３２の製造順序を、その前後の時間単位の初期製品データ３１を考慮して段取回数が最小となるように決定して、その製造順序にそって製造を行った場合の製品品目の切替時に必要となる段取時間を、品目別段取時間を用いて求める。これらの結果と計画期間データ２６で決められた時間単位の製造可能な時間と、各時間単位が計画期間内のいずれの日時を指すのかを示す情報から、割り付けられた製品それぞれの製造開始時間を算出し、着工計画データ３３として出力する。

図１３に示すように着工計画データ３３は、製造資源及び製造資源をキーに、製造開始時刻、製造終了時刻及び製造数量が関連づけられている。

次に図１４を参照して、本発明の最良の実施の形態に係る着工計画算出手段１２の処理を説明する。
まず、ステップＳ２０１において、計画諸元が読み出される。ここで計画諸元とは、具体的に、製造オーダデータ２１、製造資源データ２４、製品品目データ２５、品目別段取時間データ２７及び計画基準日の初期製品である。一方、ステップＳ２０２において、着工基本データが読み出される。ここで着工基本データとは、製造資源毎及び時間単位毎の初期製品データ３１、割付製品データ３２及び計画期間データ２６である。
次に、ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で読み出された着工基本データと、ステップＳ２０１で読み出された計画諸元とが、スケジューリングモデルに設定されるデータ設定処理が行われる。
ステップＳ２０４において、着工順序の算出ロジックに従って、生産資源毎に着工順序が計算される。更に、ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で算出された着工順序と、製造するために必要な段取時間及び単位処理時間とから、製造資源毎のロット別の着工時刻及び完工時刻とが算出される。
次に、ステップＳ２０６において、ステップＳ２０５で算出された製造資源毎のロット別の着工時刻及び完工時刻に基づいて、各ロットと製造オーダデータ２１とが紐づけられる。更に、ステップＳ２０７において、各ロットの着工時刻、完工時刻と、製造する製品品目及び製造数量を含む製造要求とが関連づけられた着工計画データ３３として記憶装置１０７ｂに記憶される。

着工計画出力手段１３は、入力装置１０４等からの入力に基づいて、記憶装置１０７ｂから着工計画データ３３を読み出し、製造現場や製造設備への製造指示として出力する。

次に図１５乃至図１６を参照して、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１について、具体的なデータを用いて説明する。

図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）は、製品割付手段１１に入力されるデータの一部である。図１５（ａ）は製品品目データ２５を、図１５（ｂ）は計画期間データ２６を、図１５（ｃ）は品目別段取時間データ２７を示している。図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示されたデータが製品割付手段１１に入力されることにより、図１５（ｄ）及び図１５（ｅ）に示されたデータが出力される。図１５（ｄ）は初期製品データ３１を、図１５（ｅ）は割付製品データ３２を示している。初期製品データ３１では、時間単位「１」の最初に製造する製品として製品「Ａ」が、時間単位「２」の最初に製造する製品として「Ｂ」が関連づけられている。又、割付製品データ３２では、時間単位「１」に製造する製品として「Ａ」を６０個、「Ｃ」を６０個、「Ｄ」を６０個が、更に時間単位「２」に製造する製品として「Ｃ」を６０個、「Ｂ」を６０個が関連づけられている。

図１５（ｄ）及び図１５（ｅ）に示された初期製品データ３１及び割付製品データ３２が着工計画算出手段１２に入力され、処理されることによって、図１６に示す着工計画データ３３が出力される。この着工計画データ３３は、時間単位「１」において製品品目「Ａ」を６０個、製品品目「Ｄ」を６０個、製品品目「Ｃ」を６０個作った後に、時間単位「２」において製品品目「Ｃ」を６０個、製品品目「Ｄ」を６０個製造することが示されている。この着工計画データ３３に基づいて、生産ラインの担当者は、作業を進める。

図１７は、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１に基づいて算出された初期製品データ３１及び割付製品データ３２に基づいた着工計画を模式的に説明する図である。図１７に示すように、各時間単位において、初期製品と割付製品群のみを出力した後、各時間単位の生産スケジュールを決定することにより、生産スケジューリング装置１製品割付手段１１による計算量を軽減し、又製造オーダに対して柔軟に対応できる着工計画データ３３を出力することができる。本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１において時間単位は、日や週などの単位や、時間単位は作業員のシフト時間などが挙げられる。

上述したように、本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置１によれば、製品品目の切替に伴う段取換えによる製造資源の製造可能な時間の損失や、製造オーダの要求日に対する製造日の遅れなどの複数の評価指標を考慮し、計画期間全体でこの評価指標が最も適切な値となるように、着工計画を決定することができる。又この着工計画を決める上で、各製造オーダに設定されたロット数量にとらわれず、自由に複数の製造資源に製造数量を分割したり、同一の製品品目の複数の製造オーダのロット数量が統合された着工計画データを出力することができる。

又最適化手法を用いる場合、時間単位内での製造順序を扱わず、時間単位毎に製造する製品品目及び製造数量と、各時間単位の最初の製品品目のみを出力し、その後で各時間単位内での製造順序とその開始時刻を算出することで、最適化手法による製造割付で用いる時間単位の分割することができる。更に最適化で決定する変数を低減することにより、従来最適化手法を適用することが難しいとされていた比較的大規模な対象データの生産スケジューリング問題に対しても最適化手法を適用することが可能となる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の最良の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置の機能ブロック図である。 本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置のハードウェア構成図である。 本発明の最良の実施の形態に係る製造オーダデータのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る最適化制約条件データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る最適化パラメータデータのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る製造資源データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る製品品目データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る計画期間データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る品目別段取時間データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る初期製品データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る割付製品データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る製品割付手段による製品割付処理を説明するフローチャートである。 本発明の最良の実施の形態に係る着工計画データのデータ構造を説明する図である。 本発明の最良の実施の形態に係る着工計画算出手段による着工計画算出処理を説明するフローチャートである。 本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置の入力データの例である。 本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置によって出力される着工計画データの例である。 本発明の最良の実施の形態に係る生産スケジューリング装置によって出力される着工計画データを模式的に示した図である。 従来の生産スケジューリング装置によって出力される着工計画データを模式的に示した図である。

符号の説明

１…生産スケジューリング装置、１１…製品割付手段、１２…着工計画算出手段、１３…着工計画出力手段、２１…製造オーダデータ、２２…最適化制約条件データ、２３…最適化パラメータデータ、２４…製造資源データ、２５…製品品目データ、２６…計画期間データ、２７…品目別段取時間データ、３１…初期製品データ、３２…割付製品データ、３３…着工計画データ、１０１…中央処理制御装置、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…入力装置、１０５…表示装置、１０６…通信制御装置、１０７…記憶装置、１０７ａ…記憶装置、１０７ａ，１０７ｂ…記憶装置、１０７ｂ…記憶装置、１０８…リムーバブルディスク、１０９…入出力インタフェース、１１０…バス

Claims (6)

1. 生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する生産スケジューリングプログラムであって、
   製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられた製造オーダデータを記憶装置に記憶する製造オーダデータ記憶手段と、
   前記製品品目の識別子と前記製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられた製品品目データを前記記憶装置に記憶する製品品目データ記憶手段と、
   前記製品品目の識別子と前記製造資源別の段取時間とが関連づけられた品目別段取時間データを前記記憶装置に記憶する品目別段取時間データ記憶手段と、
   前記記憶装置から前記製造オーダデータ、前記製品品目データ及び前記品目別段取時間データを読み出して、計画期間の各時間単位及び前記製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データと、前記製造資源及び前記時間単位で最初に製造する初期製品データとを前記記憶装置に記憶する製品割付手段と、
   前記記憶装置から前記初期製品データ及び前記割付製品データを読み出して、前記計画期間における着工計画データを記憶装置に記憶する着工計画算出手段
   をコンピュータに実行させることを特徴とする生産スケジューリングプログラム。
2. 製造オーダの納期違反、製造オーダの製品保持コスト及び総段取時間のいずれか一つ以上の評価指標を最適化パラメータデータとして前記記憶装置に記憶する最適化パラメータデータ記憶手段を更に備え、
   前記製品割付手段は、更に前記記憶装置から前記最適化パラメータデータを読み出して、最適の評価指標を得られる割付製品データ及び初期製品データを前記記憶装置に記憶する
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産スケジューリングプログラム。
3. 前記製造資源毎の稼働日、前記製品品目毎の製造可能な製造資源、同時着工可能資源、最小ロットサイズ及び各製造資源の製造能力のいずれか一つ以上の制約条件を最適化制約条件データとして前記記憶装置に記憶する最適化制約条件データ記憶手段を更に備え、
   前記製品割付手段は、更に前記記憶装置から前記最適化制約条件データを読み出して、前記制約条件を満たす割付製品データ及び初期製品データを前記記憶装置に記憶する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生産スケジューリングプログラム。
4. 前記製品割付手段は、製造資源毎及び前記時間単位毎の初期製品及び割付製品を決定変数として、最適化計算して、決定された前記初期製品データ及び前記割付製品データを前記記憶装置に記憶する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の生産スケジューリングプログラム。
5. 前記着工計画算出手段は、前記製造資源毎の着工順序を算出し、前記着工順序と段取時間及び製造に要する単位処理時間から、製造資源毎のロット別の着工時刻及び完工時刻を算出するとともに、算出された各ロットと製造オーダデータを関連づけて、前記各ロットの着工時刻及び完工時刻と、製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた前記着工計画データを前記記憶装置に記憶する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の生産スケジューリングプログラム。
6. 生産ラインを構成する製造資源の識別子に、製造する製品品目の識別子、製造数量及び製造開始日時が関連づけられた着工計画データを出力する生産スケジューリング装置であって、
   製造する製品品目の識別子、製造数量及び納期が関連づけられた製造オーダデータを記憶装置に記憶する製造オーダデータ記憶手段と、
   前記製品品目の識別子と前記製品品目の製造に割付可能な製造資源の識別子とが関連づけられた製品品目データを前記記憶装置に記憶する製品品目データ記憶手段と、
   前記製品品目の識別子と前記製造資源別の段取時間とが関連づけられた品目別段取時間データを前記記憶装置に記憶する品目別段取時間データ記憶手段と、
   前記記憶装置から前記製造オーダデータ、前記製品品目データ及び前記品目別段取時間データを読み出して、計画期間の各時間単位及び前記製造資源で製造する製品品目及び製造数量が関連づけられた割付製品データと、前記製造資源及び前記時間単位で最初に製造する初期製品データとを前記記憶装置に記憶する製品割付手段と、
   前記記憶装置から前記初期製品データ及び前記割付製品データを読み出して、前記計画期間における着工計画データを記憶装置に記憶する着工計画算出手段
   を備えることを特徴とする生産スケジューリング装置。

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