JP2000237937A

JP2000237937A - 生産システムの設計支援方法

Info

Publication number: JP2000237937A
Application number: JP4259399A
Authority: JP
Inventors: Masashi Hirata; 雅士平田; Satoshi Asano; 敏浅野; Yoshikazu Okishio; 良和沖汐
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】工場建設のような広範囲な生産システムの構築
を対象にして、複数の生産システムの改善シナリオを自
動的に立案し、最適な生産システムの構想及び設計を支
援する。【解決手段】生産システムの評価項目と目標値、及び総
合評価指標を定義する段階Ａ０１、生産システムの設計
項目の可変範囲を入力する段階Ａ０２、生産システムモ
デルについてシミュレーションを実施して改善候補評価
データを作成する段階Ａ０３、改善候補となりうるもの
を選択する段階Ａ０４、目標値を満足しない場合は設定
を変えてシミュレーションを実施する段階に戻り、目標
値を満足するか又は設定変更が不可能な場合にはシナリ
オ総合評価指標を更新し、改善候補評価データと共に改
善シナリオデータとする段階Ａ０６、改善シナリオデー
タを順序付けして出力する段階Ａ０８を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生産システムの設計
支援方法に関するものであり、特に構想及び設計段階に
ある生産システムにおける設計改善支援に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平５−１４３６１２号には、
生産ラインにおける製品の生産順序などの生産条件デー
タと、生産ラインの設備台数などの工程条件データを受
けて、生産ラインにおける設備の稼働などをシミュレー
ションして稼働率などのシミュレーション結果を得て、
前記シミュレーション結果が目標指標に対して満足して
いるかを評価し、満足しなければ予め定められた変更条
件に従って生産条件データ及び工程条件データを変更す
る条件最適化手段を具備した生産システム設計支援装置
が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】工場建設企画段階とい
った生産システムの構想段階においては、関係する業務
範囲が非常に広いため、通常は、例えばＡ工程担当、Ｂ
工程担当、調達業務担当といった具合いに個別に構想検
討が行われ、設計へと進展する。しかし、いざ開発及び
実施段階になると、個別に行われた設計間での不具合が
顕在化し、設計の再度見直し等といったことが発生し、
最悪の場合は、不具合点を抱えたまま見切り運用といっ
た事態が起こってしまう。また、前記のような不具合が
起こらないようにすることを目的とした生産システムの
最適化という従来技術としては、上記の特開平５−１４
３６１２号に開示されたようなものがあるが、従来技術
のものは局所的な生産システムの最適化についてのもの
であり、例えば工場建設などのような広範囲での生産シ
ステム設計の最適化に対して従来技術を適用することは
非常に困難と考えられる。

【０００４】本発明の課題は、例えば工場建設などのよ
うな広範囲な生産システムの構築を対象にして、複数の
生産システムの改善シナリオを自動的に立案することに
よって、最適な生産システムの構想及び設計を支援する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
課題を解決するために、図１に示すように、生産システ
ムの設計支援を行う方法であって、生産システムを評価
するための複数の評価項目と、各評価項目に対する具体
的な目標値を入力すると共に、各評価項目毎の重み付け
値を含む生産システムの総合評価指標の計算式を定義す
る段階Ａ０１と、生産システムの複数の設計項目につい
て設定可能な値の範囲を入力する段階Ａ０２と、前記範
囲内で複数の設計項目について具体的な設定値の組み合
わせを仮に決定し、該設定値に基づく生産システムモデ
ルについてシミュレーションを実施することにより、設
計項目についてのシミュレーション入力値と、評価項目
についてのシミュレーション出力値と、前記計算式に基
づく総合評価指標の組み合わせよりなる改善候補評価デ
ータを作成する段階Ａ０３と、作成された改善候補評価
データの中から生産システムの改善候補となりうるもの
を選択する段階Ａ０４と、選択された改善候補評価デー
タが生産システムの目標値のいずれかを満足しない場合
には、設計項目についてのシミュレーション入力値の組
み合わせを変更してシミュレーションを実施する段階に
戻り、選択された改善候補評価データが生産システムの
目標値全てを満足するか、又はシミュレーション入力値
の設定可能な値の組み合わせが尽きた場合には、その改
善候補評価データの総合評価指標をシナリオ総合評価指
標とし、前記選択されたすべての改善候補評価データと
共に改善シナリオデータとする段階Ａ０６と、改善シナ
リオデータを順序付けして出力する段階Ａ０８とを有す
ることを特徴とするものである。なお、図１において、
Ａ０５とＡ０７の段階は、Ａ０４で選択される改善候補
評価データが複数の場合に必要となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明による生産システム
の設計支援方法の処理の流れを示すフローチャートであ
る。以下、図１のＡ０１〜Ａ０８の各段階について説明
する。＜Ａ０１＞まず、Ａ０１の段階では、例えば表１に示さ
れるように、コストやリードタイムや技術開発の難易度
等の生産システムを評価するための評価項目と、「コス
ト１億円以内」や「製造リードタイム１日」等の評価項
目に対する具体的な目標値と、その評価項目毎の重み付
け値を入力し、総合評価指標を、例えば次式に示される
ように定義する。総合評価指標＝コスト（万円）×Ｗ₁＋リードタイム
（日）×Ｗ₂＋技術難易度（ポイント数）×Ｗ₃ ここで、重み付け値Ｗは定義した後は定数値であり、そ
の後の処理によって変化することはなく、正負のどちら
の値も取り得る。この重み付け値Ｗは、評価項目が目標
値に対して好ましい方になればなるほど、上式の総合評
価指標の値が大きくなるように調整するものである。

【０００７】

【表１】

【０００８】コストやリードタイム、技術難易度のよう
な生産システムの中心的な評価項目は、例えば「リード
タイムを短くするためには各品種毎に設備を用意すれば
よいが、コストは高くなる」、また、「設備のサイクル
タイムを短くすれば設備台数は少なくて済むが、技術的
には非常に困難」という具合のトレードオフの関係にあ
る。このような状況で総合的な評価を行うために、各評
価項目での重視度合いを定量化する手段として重み付け
値を用いる。そして、この重み付け値を含んだ総合評価
指標が上式のように定義されることにより、トレードオ
フになる評価項目をトータルとして扱うことが可能にな
る。

【０００９】＜Ａ０２＞図２は、生産システムの構想段
階の様子を示す。ものを作る手順としてのプロセスフロ
ーは多くの場合、決まっている。図２に示された例で
は、部品Ａと部品Ｂを組み付ける工程１、部品Ａ＋Ｂと
部品Ｃを組み付ける工程２、部品Ａ＋Ｂ＋Ｃと部品Ｄを
組み付ける工程３、部品Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄの性能検査を行
う工程４、完成品を梱包する工程５というプロセスフロ
ーは決まっている。したがって、中心となる検討は、レ
イアウトや設備台数や能力等の設備仕様に関することで
ある。さらに、生産システムの構想段階では、設計段階
とは違い、設備の台数や能力が大体これぐらいというよ
うな漠然としたなかで行われていく。例えば、図２に示
す設備仕様において、工程２の設備台数は１台から５台
くらいだが、不確定というような具合である。

【００１０】このような不確定なパラメータを含むなか
でシミュレーションを可能とするべく、図１のＡ０２の
段階では、図４に示すように、設備台数や設備サイクル
タイム等の項目、及びその初期値と最小値と最大値と刻
み値から成る可変パラメータデータを入力して、選択可
変パラメータ格納エリアに記憶する。生産システムをモ
デル化する時に必要な可変パラメータデータとしては、
上述の設備台数や設備サイクルタイムのほか、保管庫又
はスペースの数、保管庫又はスペースに保管することが
できるものの数、作業者の数などがある。

【００１１】この可変パラメータデータを用いて、図３
に示すような生産システムモデルを構築してコンピュー
タによるシミュレーションを実施する。図示された生産
システムモデルにおいて、「工程２の設備台数は１台か
ら５台」という状態は、５つの設備を示すモデルアイコ
ンのようになり、１台から５台という状態は、生産シス
テムモデルが認識できる設定値に対応して変更できるよ
うになっている。すなわち、見かけ上は工程２には５つ
の設備を示すアイコンがコンピュータ画面に表示されて
いるが、設備２の台数についての設定値が２であれば、
５つのアイコンのうち２つのアイコンの設備が有効モデ
ル、残りが無効という具合に変更される。ここでは、設
備台数について説明したが、設備サイクルタイムやバッ
ファ容量等も同様に変更が行われる。

【００１２】＜Ａ０３＞次に、図１のＡ０３の段階で
は、選択可変パラメータ格納エリアから読み出された可
変パラメータデータを用いて、複数の生産システムモデ
ルについてシミュレーションを実施する。そして、シミ
ュレーションによって得られた、生産システムの各評価
項目に対するシミュレーションの結果値と、各評価項目
に対する重み付け値を用いて、候補総合評価指標を作成
する。シミュレーションの入力値と出力値及び評価値の
組み合わせは、改善候補評価データとして記憶する。

【００１３】図５を用いてＡ０３の段階を具体的に説明
すると、Ａ０２の段階で選択可変パラメータ格納エリア
に記憶された可変パラメータデータのうち、変化させる
べき項目以外の項目については、可変パラメータデータ
のうちの初期値が設定される。そして、変化させるべき
項目、例えば「設備２の台数」という項目については、
同項目の可変パラメータデータのうち、最小値と最大値
と刻み値を参照して、最小値１から最大値５まで刻み値
１で順番にシミュレーション入力のための設定値とな
る。このシミュレーション入力のための設定値によっ
て、生産システムモデルによるシミュレーションが実施
され、生産システムの各評価項目に対応したシミュレー
ションの結果値が得られる。例えば、図５に示された例
では、「設備２の台数」が３台で、他の項目が初期値の
ときのシミュレーション結果は、コスト＝１００（万
円）、リードタイム＝１（日）、技術難易度＝５０（ポ
イント）となる。これにより、シミュレーション入力の
ための設定値と、シミュレーションから出力された結果
値、及び改善候補総合評価値の組み合わせから成る改善
候補評価データが作成される。

【００１４】ここまでの一連のプロセスを選択可変パラ
メータ格納エリアにある可変パラメータデータ全てにつ
いて行う。その様子を示すフローチャートは図６に描か
れている。図６は、図１のＡ０３の段階を詳細に示した
ものであり、まず、Ｂ０１の段階では、選択可変パラメ
ータ格納エリアから可変パラメータデータを１つずつ読
み込む。例えば、図４の「設備２の台数」について、最
小値＝１、最大値＝５、刻み値＝１というデータを可変
パラメータデータとして読み込む。次に、Ｂ０２の段階
では、可変パラメータデータからシミュレーションに入
力すべき値を１つずつ設定する。例えば、図５に示され
た例では、「設備２の台数」という項目について、最小
値１から最大値５まで刻み値１で順番にシミュレーショ
ンに入力すべき値として設定しており、図では「設備２
の台数」という項目に対する設定値＝３の場合が示され
ている。Ｂ０３の段階では、設定された値によりシミュ
レーションを実施し、生産システムの評価項目に対応す
る結果値を出力する。なお、設定値を変化させる可変対
象項目以外の項目については初期値を用いてシミュレー
ションを実施することは既に述べたとおりである。

【００１５】次に、Ｂ０４の段階では、シミュレーショ
ンにより得られた評価項目に対する結果値と、各評価項
目の重み付け値の積和計算により、候補総合評価指標を
作成し、可変対象項目と、その項目に対する設定値と、
シミュレーションの結果値と、その結果値に対する候補
総合評価指標の組み合わせを、１つの改善候補評価デー
タとして記憶する。Ｂ０５の段階では、Ｂ０２の段階で
設定され得るすべての値についてシミュレーションが行
われたか判定する。例えば、「設備２の台数」について
は、最小値１から最大値５まで刻み値１で順番にシミュ
レーションが実施され、それぞれの場合について改善候
補評価データが作成され、記憶される。Ｂ０６の段階で
は、すべての可変パラメータデータについてシミュレー
ションが行われたか判定される。図４の例では、次の可
変対象項目として、「設備３の台数」を１台から３台ま
で１台ずつ増加させた場合のシミュレーションが実施さ
れ、それぞれの場合について改善候補評価データが作成
され、記憶される。

【００１６】＜Ａ０４＞次に、図１のＡ０４の段階で
は、図７に示すように、Ａ０３で記憶された改善候補評
価データを読込み、生産システムの改善候補となり得る
状態を示す改善候補評価データを選択し、候補抽出格納
エリアに記憶する。ここでの選択の仕方にはバリエーシ
ョンがあり、大別すると、１）記憶された改善候補評価データ全部を鑑みて選択を
行う方法（請求項４、請求項５）と、２）改善候補評価データを例えば設備２の台数を項目と
するグループ、設備Ａの台数を項目とするグループとい
う具合にグループ毎に選択を行う方法（請求項６、請求
項７）と、３）上記の１），２）は改善候補評価データの中の候補
総合評価指標を用いる方法であるのに対し、生産システ
ムの評価項目に対応するシミュレーションの結果値と、
Ａ０１で入力された生産システムの評価項目に対応する
目標値を比較することによる方法（請求項８）とに分け
られる。以降では、１），２），３）の順番に沿うように、請求
項４〜８のそれぞれについての記述を行う。

【００１７】＜Ａ０４（請求項４）＞図８と図９は請求
項４の実施例を示したものである。例えば、図８（ａ）
のように、記憶された改善候補評価データが、「→
→→…」の順に並んでいたとして、同データ中の候
補総合評価指標の値の大きいものの順に並べ替えると、
図８（ｂ）のように「→→→…」という具合に
なり、さらに、予め設定された上位制限値を用いて、例
えば上位制限値＝３のときには、図８（ｂ）の上位から
３つのデータだけ選択し、図８（ｃ）のように「→
→」という具合になり、これを候補抽出格納エリアに
記憶する。

【００１８】以上のプロセスを示すフローチャートは図
９に描かれている。これを説明すると、Ａ０３で記憶さ
れた改善候補評価データを読み込み、候補総合評価指標
の値の大きいものの順に並べ替えて、予め設定された上
位制限値の順番目までを選択し、候補抽出格納エリアに
記憶させている。

【００１９】＜Ａ０４（請求項５）＞図１０と図１１は
請求項５の実施例を示したものである。例えば、図１０
（ａ）のように、記憶された改善候補評価データ中の候
補総合評価指標の値をプロットすると、図１０（ｂ）の
ようになる。この候補総合評価指標の値の総平均値を求
め、平均値ラインを描くと、図１０（ｃ）のようにな
る。この平均値に対して予め設定された管理範囲の設定
値（例えば±１０％）を用いて、管理範囲の上限値と下
限値を求めると、図１０（ｄ）のようになる。ここか
ら、図１０（ｅ）のように、管理範囲の上限値を越えて
いるものを選択し、候補抽出格納エリアに記憶する。図
示された例では、改善候補評価データ，，，の
候補総合評価指標の値は、それぞれ１００、２０５、１
３３、１９１となっており、改善候補評価データと
の候補総合評価指標の値が比較的高いが、管理範囲の上
限値を越えて改善が認められるものは、改善候補評価デ
ータということになる。

【００２０】以上のプロセスを示すフローチャートは図
１１に描かれている。これを説明すると、Ａ０３で記憶
された改善候補評価データを読み込み、上記データの候
補総合評価指標の値を用いて平均値を算出し、この算出
された平均値と予め設定された管理範囲の設定値（例え
ば±１０％）から管理範囲を算出し、この管理範囲の上
限値を越えた値を持つ改善候補評価データを選択し、候
補抽出格納エリアに記憶させている。なお、ここでは平
均値を用いて管理範囲を求めたが、標準偏差等の統計的
方法や最大／最小値からの算出等、その他の方法も適用
可能である。

【００２１】＜Ａ０４（請求項６）＞図１２は請求項６
の実施例を示したものである。図１２（ａ）はＡ０３で
記憶された改善候補評価データであり、このうち、同じ
項目（ここでは「設備Ａの台数」）を変化させたときの
改善候補評価データを取り出して、図１２（ｂ）のよう
にテーブル化する。この例では、設備Ａの台数が１台か
ら６台まで１台ずつ増加するにつれて、候補総合評価指
標の値は、１００→２００→３００→４００→４０１→
４０２と変化する。このことから、設備Ａの台数は４台
までは台数を増やすにつれて候補総合評価指標の値が大
きく増加するが、４台以上はたとえ増やしても候補総合
評価指標の伸びが鈍化することが分かる。そこで、候補
総合評価指標の値の伸びが、予め設定された基準伸び値
未満に変化する直前の項目に対する値（ここでは、「設
備Ａの台数」＝４）を持つ改善候補評価データを選択す
る。そのために、図１２（ｂ）に示すように、項目に対
する値を変化させた場合の候補総合評価指標の伸び値、
すなわち、（今回値−前回値）を計算する。この例で
は、候補総合評価指標の伸び値は１００→１００→１０
０→１→１と変化する。この候補総合表指標の伸び値
を、予め設定された基準伸び値（例えば２０）と１回１
回比較していくことによって、候補総合評価指標の伸び
が鈍化する直前の改善候補評価データを選択する。

【００２２】以上のプロセスを示すフローチャートは図
１３に描かれている。これを説明すると、Ａ０３で記憶
された改善候補評価データを読み込み、項目が共通なも
のを取り出し、候補総合評価指標の伸び値（今回値−前
回値）が、最初の判定で予め設定された基準伸び値未満
であれば、最初の改善候補評価データを選択し、２回目
以降の判定で基準伸び値未満となれば、基準伸び値未満
のものが検出されたときの前回値を持つ改善候補評価デ
ータを選択し、候補抽出格納エリアに記憶する。また、
候補総合評価指標の伸び値が、常に基準伸び値以上であ
れば、最後に判定が行われたときの今回値を持つ改善候
補評価データを選択し、候補抽出格納エリアに記憶す
る。以上の処理を改善候補評価データのすべてに対して
実行する。

【００２３】＜Ａ０４（請求項７）＞図１４〜図１６は
請求項７の実施例を示したものである。図１４の（ａ）
に示すリストは、Ａ０３で記憶された改善候補評価デー
タであり、このうち、同じ項目（ここでは「設備Ａの台
数」）を変化させたときの改善候補評価データを取り出
してテーブル化すると、図１４の（ｂ）に示すようにな
る。この例では、設備Ａの台数が１台から６台まで１台
ずつ増加するにつれて、候補総合評価指標の値は、１０
０→２００→３０４→４０２→４００→４０５と変化し
ている。このことから、設備Ａの台数は４台までは台数
を増やすにつれて候補総合評価指標の値が大きく増加す
るが、４台以上はたとえ増やしても候補総合評価指標の
値が大きく増加するとは限らないことが分かる。

【００２４】そこで、本実施例では、候補総合評価指標
の値の変化と、予め設定された基準変化幅値（例えば±
２０）を用いて、図１５に示すように、増加側の変化が
基準変化幅以上であれば１（改善効果有り）、変化が基
準変化幅以内であれば０（改善効果無し）、減少側の変
化が基準変化幅以上であれば２（逆効果）、というよう
にコード化を行う。そして、コード化されたパターンを
予め設定された基準パターンと比較して、パターンマッ
チングを行うことにより、候補総合評価指標の伸びが鈍
化する直前の改善候補評価データを選択する。

【００２５】生産システムにおいては、改善効果の有る
／無しが問題となるので、パターンマッチングの対象と
しては、図１５に示す基準パターンＡ（単調増加）又は
基準パターンＢ（単調増加後に伸びが鈍化）が用いられ
る。これらの基準パターンＡ又はＢは、生産システムの
評価項目の値を増加させると、生産システムの改善効果
が認められるパターンとなっている。ただし、生産シス
テムにおいて特別な評価が必要な場合は、逆効果が現れ
る例として、図１５に示すような基準パターンＣを定義
して、評価を行うことも可能である。

【００２６】以上のプロセスを示すフローチャートは図
１６に描かれている。これを説明すると、Ａ０３で記憶
された改善候補評価データを読み込み、項目が共通なも
のを取り出し、候補総合評価指標の値の変化具合と、予
め設定された基準変化幅を用いて、コード化されたパタ
ーンを作成する。そして、パターンマッチングの結果、
基準パターンＡであれば、コード化して最も右側に対応
する改善候補評価データを選択し、候補抽出格納エリア
に記憶させる。また、基準パターンＢであれば、コード
化した時の１から０に変化する箇所の０に対応する改善
候補評価データを選択し、候補抽出格納エリアに記憶さ
せる。以上の処理を改善候補評価データのすべてに対し
て実行する。

【００２７】＜Ａ０４（請求項８）＞図１７と図１８は
請求項８の実施例を示したものである。この請求項８は
他の請求項４〜７における候補総合評価指標を用いた改
善候補評価データ選択の補完的なものであり、一度は選
択されなかった改善候補評価データの残りから、Ａ０１
の生産システムの目標値との比較によって再び選択を行
うというものである。例えば、図１７の例では、図１０
で説明した原理による管理範囲の上限値を越えた改善候
補評価データとして、改善候補評価データ，を選択
し、候補抽出格納エリアに格納した後の残りのデータに
対して、補完的な選択を行う。図１７の（ａ）のよう
に、改善候補評価データの選択を行った後の残りの改善
候補評価データが「，，，，…」であったとし
て、これらの改善候補評価データ中の生産システムの評
価項目（例えばコストやリードタイム）に対応する値と
Ａ０１で入力された生産システムの評価項目に対応する
目標値（例えばコスト≦７０、リードタイム≦１）との
比較を、各生産システムの評価項目毎に行う。この比較
の結果として、目標値には到達していないが、最も目標
値に近い値を持つ改善候補評価データを補完的に選択さ
せる。これによって、図１７の（ｂ）の例では、改善候
補評価データがコストに対して選択され、改善候補評
価データがリードタイムに対して選択されて、候補抽
出格納エリアに追加されている。その結果、最終的な候
補抽出格納エリアの中身は、「，，，」とな
る。

【００２８】以上のプロセスを示すフローチャートは図
１８に描かれている。これを説明すると、改善候補評価
データから候補総合評価指標を用いた選択を行い、この
段階で選択されなかった残りの改善候補評価データにつ
いて、評価項目毎の値を目標値と比較し、目標値には未
達だが、最も近い値を有する改善候補評価データを選択
し、候補抽出格納エリアに追加記憶させる。

【００２９】＜Ａ０５＞次に、図１のＡ０５の段階で
は、図１９に示すように、候補抽出格納エリアに格納さ
れた改善候補評価データを読み込む。候補抽出格納エリ
アに格納された改善候補評価データが１つだけの場合
は、図１９の（ａ）に示すように、格納された改善候補
評価データを読み出して、Ａ０６の段階に進む。また、
候補抽出格納エリアに格納された改善候補評価データが
複数の場合は、図１９の（ｂ）に示すように、候補抽出
格納エリアにある全ての改善候補評価データをシナリオ
作成途中格納エリアに追加する。ここで言う追加とは、
シナリオ作成途中格納エリアに元々あった改善候補評価
データに続くように追加することを示す。そして、追加
が行われた後のシナリオ作成途中格納エリアから、引き
続き評価を継続させるために、１つだけ改善候補評価デ
ータを読み込み、Ａ０６に進む。なお、このシナリオ作
成途中格納エリアに一時的に格納された他の改善候補評
価データは、図１のＡ０６とＡ０７の段階を繰り返すた
めに使用される。

【００３０】＜Ａ０６＞次に、図１のＡ０６の判定部分
においては、Ａ０１の段階で入力された生産システムの
目標値全てを満足するか、又は、Ａ０３の段階で入力さ
れた選択可変パラメータデータが無い、のいずれかの条
件に合致するかを判定する。この条件に合致する場合は
図２０に示すような手順となる。例えば、Ａ０６の条件
に合致したものが改善候補評価データであったとすれ
ば、それを候補確定格納エリアに追加する。ここで言う
追加とは、候補確定格納エリアに元々あった改善候補評
価データに続くように追加を行うことを示している。そ
して、この例に従うと、改善候補評価データの中の候
補総合評価指標の値をシナリオ総合評価指標の値とし、
候補確定格納エリア内の全ての改善候補評価データと、
前記シナリオ総合評価指標とから成る改善シナリオデー
タを作成し、記憶する。

【００３１】改善シナリオデータの詳細例は、例えば図
２１に示すようになる。この改善シナリオデータのステ
ップ１では、「設備２の台数」を３台とすること、ステ
ップ２では、「設備２のサイクルタイム」を１５とする
こと、ステップ３では、「設備２−３間バッファ容量」
を１００とすることを改善シナリオとしており、最後の
ステップ３の改善候補評価データにおける候補総合評価
指標をシナリオ総合評価指標とする。

【００３２】また、Ａ０６の判定部分において、条件に
合致しない場合は、図２２に示すような手順となる。例
えば、Ａ０６の条件に合致しなかったものが、改善候補
評価データであったとすれば、それを候補確定格納エ
リアに追加する。ここで言う追加も前述のものと同様で
あり、候補確定格納エリアに元々あった改善候補評価デ
ータに続くように追加を行うことを示している。そし
て、この例では追加された改善候補評価データにおけ
る項目（例えば「設備２の台数」のような項目）と選択
可変パラメータ格納エリア内の可変パラメータデータの
中の項目が一致する可変パラメータデータを探す。ここ
では可変パラメータデータＱがそれに相当するものとす
る。そして、この可変パラメータデータＱを削除する。
ここで言う削除とは、上記可変パラメータデータＱを固
定値（例えば初期値に固定）とすることを示している。
図２２の例では、改善候補評価データを候補確定格納
エリアに追加する前は、可変パラメータデータＰ，Ｑ，
Ｒの３つが可変の状態であったのに対し、改善候補評価
データが候補確定格納エリアに追加された後は、可変
パラメータデータＰとＲの２つが可変の状態となってい
る。このような手順を経て再びＡ０３の段階に戻る。全
ての可変パラメータデータが可変の状態ではなくなった
場合には、生産システムの目標値全てを満足しなくて
も、Ａ０６の判定部分で条件に合致することになる。

【００３３】＜Ａ０７＞次に、図１のＡ０７の判定部分
においては、シナリオ作成途中格納エリアに改善候補評
価データの残りが有るか判定する。シナリオ作成途中格
納エリアに改善候補評価データの残りが無ければ、その
ままＡ０８の段階に進む。シナリオ作成途中格納エリア
に改善候補評価データの残りが有れば、図２３に示すよ
うに、シナリオ作成途中格納エリアから改善候補評価デ
ータを１つだけ読み込み、その改善候補評価データによ
ってＡ０６の先頭から評価を継続させる。同時に読み込
まれた改善候補評価データ、ここでは改善候補評価デー
タについてシナリオ作成途中格納エリアから完全に除
去してしまう。この処理を繰り返すことにより、シナリ
オ作成途中格納エリアに改善候補評価データの残りが無
くなれば、Ａ０８の段階に進む。

【００３４】＜Ａ０８＞図１のＡ０８の段階では、Ａ０
６で記憶した改善シナリオデータを読込み、改善シナリ
オデータの順序付けを行い、結果を出力する。そのプロ
セスの概要を示したものが図２４である。このＡ０８に
おける順序付けの仕方には、請求項９によるものと、請
求項１０によるものがある。なお、請求項９と１０は併
用が可能である。

【００３５】＜Ａ０８（請求項９）＞図２５は請求項９
の実施例を示したものである。例えば、図２５の（ａ）
のように、記憶された改善シナリオデータが「→→
→…」の順に並んでいたとして、このデータ中のシ
ナリオ総合評価指標の値の大きいものの順に並べ替える
と、図２５の（ｂ）のように、「→→→…」と
いう具合になる。さらに、予め設定された上位制限値を
用いて、例えば、上位制限値＝４のときには、上位から
４つのデータだけを選択し、図２５の（ｃ）のように
「→→→」という具合になり、順序付け結果と
して出力される。

【００３６】以上のプロセスを示すフローチャートは図
２６に描かれている。これを説明すると、記憶された改
善シナリオデータを読み込み、シナリオ総合評価指標の
値の大きいものの順に並べ替えて、上位から予め設定さ
れた順番目までを選択し、出力する。

【００３７】＜Ａ０８（請求項１０）＞図２７は請求項
１０の実施例を示したものである。例えば、図２７の
（ａ）のように、記憶された改善候補評価データが、改
善シナリオデータ「→→→…」の順に並んでい
たとする。これに対して、予め設定されたステップ値に
従い、順序付けが行われる。ここでは、ケース１の場合
について説明する。ケース１では、ステップ値には
“１”が設定されており、このステップ値の番号に対応
する候補総合評価指標の値が参照され、この候補総合評
価指標の値の大きいものの順に並べ替え、図２７の
（ｂ）のように、「→→→…」という具合にな
り、順序付け結果として出力される。同じように、ケー
ス２のように、ステップ値＝２ならば、図２７の（ｃ）
のようになり、ケース３のように、ステップ値＝３なら
ば、図２７の（ｄ）のようになる。このようにすれば、
各ケースについて、改善ステップ毎のレベルでの段階的
な改善実施の検討や、最終目標値に到達するまでの中間
的な管理指標の検討といった多角的な改善シナリオの検
討が可能になる。

【００３８】以上のプロセスを示すフローチャートは図
２８に描かれている。これを説明すると、記憶された改
善シナリオデータを読み込み、ステップ値を入力し、入
力されたステップ値に対応する候補総合評価指標につい
て値の大きいものの順に並べ替えて、出力する。

【００３９】以上の説明では、１つの戦略パターンにお
ける生産システムの改善シナリオの立案の方法を示した
が、複数の戦略パターンについて、同じプロセスを繰り
返すことにより、各戦略に沿った改善シナリオの立案が
可能となる。

【００４０】図２９は複数の戦略パターンについて、コ
ストやリードタイムや技術難易度のような生産システム
の評価項目に対する目標値と重み付け値を設定した例で
ある。図中、コストミニマム戦略は、技術難易度は高く
ても投資コストが少なくて済む設計思想であり、重み付
け値Ｗ₁₁，Ｗ₁₂，Ｗ₁₃はコストが低くなるシナリオを総
合的に高く評価するように設定される。また、技術開発
リスクミニマム戦略は、投資コストやリードタイムは少
し犠牲にする代わりに技術開発リスクを最小化しようと
する設計思想であり、重み付け値Ｗ₂₁，Ｗ₂₂，Ｗ₂₃は技
術開発の難易度が低くなるシナリオを総合的に高く評価
するように設定される。

【００４１】このような複数の戦略パターンについて、
生産システムの改善シナリオを自動的に立案するには、
図３０に示すように、戦略パターンを１つずつ読み込ん
で、各戦略パターンについて、既に説明したプロセスを
繰り返し実施すればよい。図中、太い線で記した部分が
図１のフローに対して変更されている。

【００４２】図３１は本発明の方法を実施するための装
置の構成を示している。この装置は、コンピュータと、
該コンピュータ上で実行される複数のプログラムと、各
プログラムから読み書きできる複数のデータ格納エリア
と、該コンピュータのデータ入出力手段から構成されて
いる。複数のデータ格納エリアとしては、既に説明した
ように、可変パラメータデータを格納する選択可変パラ
メータ格納エリア、改善候補評価データの格納エリア、
候補抽出格納エリア、シナリオ作成途中格納エリア、候
補確定格納エリア、改善シナリオデータの格納エリアが
ある。また、複数のプログラムとしては、フローチャー
ト等を用いて説明したように、可変パラメータデータか
らシミュレーションに入力する値を設定する手段、シミ
ュレーションを実施する手段、改善候補評価データを作
成する手段、生産システムの改善候補の選択手段、候補
抽出格納エリア内のデータ処理手段、生産システムの目
標値との比較判定手段、改善シナリオデータ作成手段、
シナリオ作成途中の判定手段、及び結果出力処理手段が
ある。なお、図中の生産システムを評価するためのデー
タとは、コストやリードタイムや技術難易度のような生
産システムを評価するための評価項目と、その目標値、
及び生産システムモデルの総合評価指標を定義するため
の重み付け値を指している。

【００４３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、可変範囲を制
限されたシミュレーション入力値に従う生産システムモ
デルを用いてシミュレーションを実施し、その結果とし
て得られた、評価項目に対するシミュレーション出力値
を、予め定義された重み付け値を含む総合評価指標で評
価することにより、生産システムに対する改善候補の選
択、及びその改善候補が順序付けられた生産システム改
善シナリオの出力を自動的に行うことができ、最適な生
産システムの構想及び設計の支援を行うことができる。

【００４４】請求項２の発明によれば、戦略パターンが
１つという制約条件下での生産システムの検討の場合に
比ベ、自由度が高く、且つ、より戦略に基づいた生産シ
ステムの検討が可能になる。請求項３の発明によれば、
コスト、リードタイム、技術難易度といった生産システ
ムの中心的な評価項目であるが互いにトレードオフの関
係になっている指標を、１つの総合指標として取り扱う
ことが可能になる。

【００４５】請求項４の発明によれば、改善シナリオの
増大を抑制することが可能になる。請求項５の発明によ
れば、改善候補評価データの全体を鑑みた候補の選択が
可能になる。請求項６の発明によれば、評価項目が設備
台数や作業者数、設備能力などの場合において、高速な
候補選択が可能になる。請求項７の発明によれば、特殊
な又は局所的な生産システムにおいても、基準パターン
の追加だけで評価が可能になる。請求項８の発明によれ
ば、総合評価指標による選択では選ばれなかったが、候
補となる可能性が高いものの洩れを防ぐことが可能にな
る。

【００４６】請求項９の発明によれば、データ数の増大
による混乱を回避することで、ポイントが絞られた改善
シナリオの吟味及び検討を行うことが可能になる。請求
項１０の発明によれば、多角的な改善シナリオの検討が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による生産システムの設計支援方法の全
段階を示すフローチャートである。

【図２】本発明による設計支援対象となる生産システム
のプロセスフローを一例として示す説明図である。

【図３】本発明によるシミュレーションに用いる生産シ
ステムモデルの説明図である。

【図４】本発明によるシミュレーションに用いる入力値
を設定するための可変パラメータを入力する段階の説明
図である。

【図５】本発明による可変パラメータを用いたシミュレ
ーションにより改善候補評価データを作成する段階の説
明図である。

【図６】本発明による可変パラメータを用いたシミュレ
ーションにより改善候補評価データを作成する段階のフ
ローチャートである。

【図７】図１のＡ０４の段階の説明図である。

【図８】請求項４によりデータを選択する段階の説明図
である。

【図９】請求項４によりデータを選択する段階のフロー
チャートである。

【図１０】請求項５によりデータを選択する段階の説明
図である。

【図１１】請求項５によりデータを選択する段階のフロ
ーチャートである。

【図１２】請求項６によりデータを選択する段階の説明
図である。

【図１３】請求項６によりデータを選択する段階のフロ
ーチャートである。

【図１４】請求項７によりデータを選択する段階の説明
図である。

【図１５】請求項７によるコード化のルールの説明図で
ある。

【図１６】請求項７によりデータを選択する段階のフロ
ーチャートである。

【図１７】請求項８によりデータを選択する段階の説明
図である。

【図１８】請求項８によりデータを選択する段階のフロ
ーチャートである。

【図１９】図１のＡ０５の段階の説明図である。

【図２０】図１のＡ０６の段階で条件に合致する場合の
手順の説明図である。

【図２１】図１のＡ０６の段階での改善シナリオデータ
の作成例を示す説明図である。

【図２２】図１のＡ０６の段階で条件に合致しない場合
の手順の説明図である。

【図２３】図１のＡ０７の段階の説明図である。

【図２４】図１のＡ０８の段階の説明図である。

【図２５】請求項９により改善シナリオデータを順序付
ける段階の説明図である。

【図２６】請求項９により改善シナリオデータを順序付
ける段階のフローチャートである。

【図２７】請求項１０により改善シナリオデータを順序
付ける段階の説明図である。

【図２８】請求項１０により改善シナリオデータを順序
付ける段階のフローチャートである。

【図２９】請求項２による戦略パターンの入力例を示す
フローチャートである。

【図３０】請求項２による処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【図３１】本発明の方法を実施するための装置の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

Ａ０１〜Ａ０８本発明を構成する複数の段階

フロントページの続き (72)発明者沖汐良和大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 3C042 RJ00 5B049 BB07 CC02 CC23 CC35 EE03 EE31 EE41 FF03 FF04 5H215 AA06 BB09 BB20 CC05 CX01 CX06 GG09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生産システムの設計支援を行う方法で
あって、生産システムを評価するための複数の評価項目と、各評
価項目に対する具体的な目標値を入力すると共に、各評
価項目毎の重み付け値を含む生産システムの総合評価指
標の計算式を定義する段階と、生産システムの複数の設計項目について設定可能な値の
範囲を入力する段階と、前記範囲内で複数の設計項目について具体的な設定値の
組み合わせを仮に決定し、該設定値に基づく生産システ
ムモデルについてシミュレーションを実施することによ
り、設計項目についてのシミュレーション入力値と、評
価項目についてのシミュレーション出力値と、前記計算
式に基づく総合評価指標の組み合わせよりなる改善候補
評価データを作成する段階と、作成された改善候補評価データの中から生産システムの
改善候補となりうるものを選択する段階と、選択された改善候補評価データが生産システムの目標値
のいずれかを満足しない場合には、設計項目についての
シミュレーション入力値の組み合わせを変更してシミュ
レーションを実施する段階に戻り、選択された改善候補
評価データが生産システムの目標値全てを満足するか、
又はシミュレーション入力値の設定可能な値の組み合わ
せが尽きた場合には、その改善候補評価データの総合評
価指標をシナリオ総合評価指標とし、前記選択されたす
べての改善候補評価データと共に改善シナリオデータと
する段階と、改善シナリオデータを順序付けして出力する段階とを有
することを特徴とする生産システムの設計支援方法。
【請求項２】いずれかの評価項目に対する目標値又
は重み付け値が異なる複数の戦略パターンを設定可能と
したことを特徴とする請求項１に記載の生産システムの
設計支援方法。
【請求項３】生産システムを評価するための複数の
評価項目には、少なくともコストとリードタイム及び技
術難易度が含まれることを特徴とする請求項１又は２に
記載の生産システムの設計支援方法。
【請求項４】作成された改善候補評価データの中か
ら生産システムの改善候補となりうるものを選択する段
階では、選択する改善候補評価データの数を制限するこ
とを特徴とする請求項１又は２又は３に記載の生産シス
テムの設計支援方法。
【請求項５】作成された改善候補評価データの中か
ら生産システムの改善候補となりうるものを選択する段
階では、作成された改善候補評価データの全体を統計的
に評価することにより管理範囲を設定し、この管理範囲
を越えるか否かを基準として選択を行うことを特徴とす
る請求項１又は２又は３に記載の生産システムの設計支
援方法。
【請求項６】作成された改善候補評価データの中か
ら生産システムの改善候補となりうるものを選択する段
階では、設計項目についてのシミュレーション入力値の
変化に対する、評価項目についてのシミュレーション出
力値の変化の大きさを基準として選択を行うことを特徴
とする請求項１又は２又は３に記載の生産システムの設
計支援方法。
【請求項７】作成された改善候補評価データの中か
ら生産システムの改善候補となりうるものを選択する段
階では、設計項目についてのシミュレーション入力値の
変化に対する、評価項目についてのシミュレーション出
力値の変化のパターンを求めて、予め設定された基準パ
ターンと比較することにより選択を行うことを特徴とす
る請求項１又は２又は３に記載の生産システムの設計支
援方法。
【請求項８】作成された改善候補評価データの中か
ら生産システムの改善候補となりうるものを選択する段
階では、改善候補評価データにおける生産システムの評
価項目に対応する値だけを参照して、いずれかの評価項
目の目標値に対して最も近い値を持つ改善候補評価デー
タを選択することを特徴とする請求項４乃至７のいずれ
かに記載の生産システムの設計支援方法。
【請求項９】改善シナリオデータを順序付けして出
力する段階では、出力する改善シナリオデータの数を制
限することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記
載の生産システムの設計支援方法。
【請求項１０】改善シナリオデータを順序付けして
出力する段階では、順序付けするための規則を変更可能
としたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記
載の生産システムの設計支援方法。