JP2000317779A - 離散事象のシミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マクロレベルのシミュレーションシステムとミ
クロレベルでのシミュレーションシステムを融合する離
散事象のシミュレーションシステムを提供する。 【解決手段】複数の離散事象に対するそれぞれのシミュ
レーションを実行するミクロシミュレータと、複数の離
散事象に対する全体スケジューリングを行なうスケジュ
ーラと、前記全体スケジューリングに対するシミュレー
ションを行なうマクロシミュレータを有する。前記ミク
ロシミュレータによるシミュレーション結果の情報を、
ミクロシミュレータから前記スケジューラに送り、スケ
ジューラで前記シミュレーション結果の情報に基づき再
スケジューリングを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、離散事象のシミュ
レーションシステムに関する。特に、物流／生産システ
ム等の離散事象系として把握されるシステムに対する模
擬（シミュレーション）を可能とする離散事象のシミュ
レーションシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】システムシミュレーションを行なうシミ
ュレーションシステムが知られている。シミュレーショ
ンシステムは、自動車、電気機器等の量産メーカでは、
生産計画に活用されつつあり、設備投資の事前検証など
に役立っている。

【０００３】具体的には、従来技術に係るこの種のシミ
ュレーションシステムは、工場などの日程計画を検討す
る際に用いられており、スケジューラとシミュレータと
から構成されている。

【０００４】ここで、スケジューラとは、日程を計画す
るスケジューリングシステムであり、所定の作業の開始
から当該作業の終了に至る迄の時系列的な一連の工程計
画を基に日程計画を行うためのものである。

【０００５】また、シミュレータとは、工場の設備能力
等の当該シミュレータでのデータ処理の基礎となるデー
タをデータベースとして有しており、スケジューラで計
画した日程を時間軸を考慮しながら模擬（シミュレーシ
ョン）することができるようにしたものである。

【０００６】従来技術に係るこの種のシミュレーション
システムは、スケジューラで計画した日程を忠実にシミ
ュレーションを行うことで、計画した日程の妥当性を検
証する目的で用いられている。このためシミュレーショ
ン中に日程計画の不具合があっても日程計画を変更する
ことができない。

【０００７】換言すれば、従来技術に係るこの種のシミ
ュレーションシステムは、規格化された大量生産品製造
工場の日程計画の妥当性の検証に用いることを予定して
作られている。すなわち、製造工法、物量等が規格化さ
れていることを前提として設備の配置や能力を変更する
ことによってどの様な影響があるかを検証することを目
的として構築されている。

【０００８】したがって、スケジューラで計画した日程
をシミュレータで模擬（シミュレート）した結果、該当
日程による作業が不可能であることが判明した場合に
は、これが判明した時点で、スケジューラに付与する条
件を変更してこのスケジューラによるスケジューリング
をやり直し、そのスケジューリング結果を再度、シミュ
レータでシミュレートするという作業を行わなければな
らない。

【０００９】しかも、再シミュレート結果が該当日程に
よる作業が不可能であるというものである場合には、前
記と同様にスケジューリングの変更及びその結果のシミ
ュレートを更に継続して行う必要がある。

【００１０】かかる場合は、例えば、造船の様な大型一
品生産の組立産業への適用を考えた場合、次の様な理由
により不適切なシステムとなってしまう。 造船作業においては部品数が多く、個々の詳細な日程
計画がなされていないことと相俟って、シミュレーショ
ンを行ないながら定量化した手法により部品の日程を妥
当な量適化した日程へと変更することが不可能である。

【００１１】ここで、「定量化した手法」とは、例えば
実作業で言う残業や人員の増強等に相当し、それを定量
化したものの意である。 シミュレーション中に、状況に応じて定量化した手法
により設備の能力をある範囲を持たせて変更することが
不可能である。

【００１２】すなわち、従来技術に係るシミュレーショ
ンシステムを造船のような大型一品生産の組立産業に適
用する場合には、日程計画の融通性がないため日程の不
具合が発生する度に計算を中断若しくは停止してその都
度日程計画を変更する必要がある。このため、従来技術
に係るシミュレーションシステムは、前述の如き日程計
画の融遍性のなさが円滑なシステムの運用の阻害要因と
なるという本質的な欠点を有している。

【００１３】したがって、本願発明者等は、先の出願
（特願平１０−２０２，５５２号）において上記従来技
術に鑑み、造船等、大型一品生産の組立産業における工
程管理に適用して工程管理を円滑に行うことを可能と
し、経時的要素を含む事象の時系列的な管理を円滑に行
うことができるシミュレーションシステムを提案してい
る。

【００１４】かかる先願発明の基本的特徴は、工場にお
ける生産作業等、経時的な要素を有する事象の開始から
その終了に至る迄の時系列的な一連の計画をたてるスケ
ジューラと、工場の設備能力等、スケジューラが計画し
たスケジュールを模擬するために必要な基礎となるデー
タをデータベースとして有し、スケジューラで計画した
作業日程等の事象を時間軸を考慮しながらシミュレート
計算を行って模擬するシミュレータとを有するシミュレ
ーションシステムを対象とする。

【００１５】さらに、シミュレータは、例えば作業能率
を増大させることができる場合にこれを定量化したもの
等、スケジューラで計画した事象の内容を変更し得るよ
うな条件であるリ・スケジューリング条件をデータベー
スに有している。そして、シミュレーション計算の途中
で、スケジューラが計画するスケジュールの実現が不可
能であることが判明した場合にはリ・スケジューリング
条件を用いて当該スケジュールを変更し、その後再度シ
ミュレーション計算を行うように構成している。

【００１６】このように、スケジューラが計画したスケ
ジュールが遂行不可能な場合には、自動的にリ・スケジ
ューリングを行なって、スケジューリング作業の短縮化
及び適正化を達成することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、造船のように
大型組み立て産業用のシミュレーションシステムを考え
た時、工場規模の大きさと取り扱う部品点数の多さから
上記先の特許出願におけるリ・スケジューリング条件を
用いてスケジュールを変更する技術のみでは未だ充分で
はない。

【００１８】すなわち、先の特許出願では、造船等にお
ける生産／物流システムにおいて、システム全体のスケ
ジューリングを行ない、これに対するシミュレーション
を行なう上位レベル即ち、マクロレベルのシミュレーシ
ョンシステムを有する。

【００１９】一方、造船等の例では、複数の工場等にお
いて離散的に多数部位に対する製造が行なわれ、各工場
棟毎にシミュレーションを行っている。この工場等毎の
シミュレーションは、上記マクロレベルに対し、ミクロ
レベルのシミュレーションシステムである。

【００２０】したがって、このようなマクロレベルでの
システムシミュレーションと、ミクロレベルのシミュレ
ーションが必要となる産業では、ミクロレベルのシミュ
レーション結果がマクロレベルのスケジューリングに反
映されるべく、それぞれのシステム間の同期と融合が重
要である。

【００２１】本発明の目的は、かかる観点からマクロレ
ベルのシミュレーションシステムとミクロレベルでのシ
ミュレーションシステムを融合する離散事象のシミュレ
ーションシステムを提供することにある。

【００２２】さらに、本発明の目的は複数のミクロモデ
ルに基づく１つのマクロモデルを構築し、工場全体ある
いはシステム全体のシミュレーションから工場棟内ある
いは部分的設備シミュレーションまでを一貫して実施で
きる離散事象のシミュレーションシステムを提供するこ
とにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の本発明の課題を達
成する離散事象のシミュレーションシステムは、複数の
離散事象に対するそれぞれのシミュレーションを実行す
るミクロシミュレータと、この複数の離散事象に対する
全体スケジューリングを行なうスケジューラと、全体ス
ケジューリングに対するシミュレーションを行なうマク
ロシミュレータを有する。

【００２４】そして、前記ミクロシミュレータによるシ
ミュレーション結果の情報を、ミクロシミュレータから
前記スケジューラに送り、スケジューラで前記シミュレ
ーション結果の情報に基づき再スケジューリングを行な
うことを特徴とする。

【００２５】一の形態として好ましくは、前記ミクロシ
ミュレータは、ミクロシミュレータによるシミュレーシ
ョンの実行を前記マクロシミュレータから前記ミクロシ
ミュレータに送られる同期情報を基準に開始するように
構成されることを特徴とする。

【００２６】また、一の形態として好ましくは前記複数
の離散事象は、経時的要素を有し、前記マクロシミュレ
ータから前記ミクロシミュレータに送られる同期情報
は、作業スケジュールにおける作業開始日付であること
を特徴とする。

【００２７】さらに、一の形態として好ましくは前記複
数の離散事象に対するスケジューリングは、生産工程の
日程であって、更に前記マクロシミュレータからミクロ
シミュレータに送られる同期情報は、該生産工程におけ
る生産対象の生産開始日付であることを特徴とする。

【００２８】さらにまた一の形態として好ましくは、前
記マクロシミュレータは、生産工場全体の工程をシミュ
レーションし、前記ミクロシミュレータは、前記生産工
場の複数の工場棟毎の作業工程をシミュレーションする
ことを特徴とする。

【００２９】また、一の形態として好ましくは、前記マ
クロシミュレータは、前記複数の工場棟毎の負荷量を規
制して、負荷変動を山均し調整することを特徴とする。

【００３０】さらに、一の形態として好ましくは、前記
マクロシミュレータと、スケジューラの機能を第１のコ
ンピュータで実行し、前記ミクロシミュレ−タの機能を
第２のコンピュータで実行し、且つ第１及び２のコンピ
ュータ間をイーサネットで接続して構成されることを特
徴とする。

【００３１】さらにまた、一の形態として好ましくは、
前記第２のコンピュータは、前記複数の工場棟の夫々に
対応して配置されることを特徴とする。

【００３２】本発明の更なる特徴は、以下の図面を参照
して説明される発明の実施の形態から明らかになる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下図面に従い本発明の実施の形
態を説明する。なお、図において、同一又は、類似のも
のには同一の参照数字又は、参照記号を付して説明す
る。

【００３４】図１は、本発明の実施の形態を説明する概
念構成図である。本発明に従う離散事象のシミュレーシ
ョンシステムは、マクロシミュレータ部１、ミクロシミ
ュレータ部２及びスケジューラ部３を有して構成され
る。

【００３５】スケジューラ部３は、図示のように独立し
て構成されることも、あるいはマクロシミュレータ部１
に含まれるように構成されることも可能である。スケジ
ューラ部３は、スケジュール管理者により入力される入
力データ３０に基づき、生産／物流システム全体に対す
るマクロスケジューリングを行ない、実施例として離散
事象に対応する一連の業務１〜４（例えば、生産工程の
各工程）のスケジューリングを行なう。

【００３６】マクロシュミレータ部１は、スケジューラ
部３によるスケジューリングに対するマクロシミュレー
ションを実行する。例えば、工場全体のシミュレーショ
ン（ＭＡＳ）により工場内にある全工場棟における作業
負荷をスケジュール期間に渡って山積みし（ＳＳ１）、
また、職種毎の作業負荷をスケジュール期間に渡って山
積みする（ＳＳ２）。

【００３７】一方、ミクロシミュレータ部２は離散事象
に対応する一連の業務１〜４に対するシミュレーション
を実行する。例えば、各工場棟におけるシミュレーショ
ン（ＭＩＳ）として、装置毎の作業負荷をスケジュール
期間に渡って山積みする（ＳＳ３）。

【００３８】ここで、本発明の特徴は、上記マクロシュ
ミレータ部１とミクロシミュレータ部２によるそれぞれ
のシミュレーションを、通信手段４によりデータ交換
し、融合した点にある。

【００３９】すなわち、通信手段４によりマクロシミュ
レータ部１からの指示に対応して、ミクロシミュレータ
部２からシミュレーション期間の日々の作業結果のデー
タ情報がマクロシュミレータ部１に送られる。

【００４０】このミクロシミュレータ部２からの日々の
作業結果のデータ情報によりマクロシミュレータ部１に
おいて、スケジューラ部３による再スケジューリングに
反映される。これにより、マクロレベルでのシミュレー
ションシステムとミクロレベルでのシミュレーションシ
ステムを融合する離散事象のシミュレーションシステム
が提供される。

【００４１】図２は、かかる本発明のマクロシュミレー
タ部１とミクロシミュレータ部２の融合を更に説明する
図である。

【００４２】マクロシュミレータ部１とミクロシミュレ
ータ部２のそれぞれの機能は、専用装置又は、コンピュ
ータにより実現可能である。マクロシュミレータ部１
は、それぞれ制御部１０、パラメ−タ設定部１１及び、
出力部１２として機能する機能部を有する。

【００４３】コンピュータにより構成する場合は、それ
ぞれの機能部は、ソフトウエアの実行により実現可能で
ある。制御部１０は、図示しないメモリに格納保持され
る制御プログラムにより実施例として、工場全体モデル
に対するスケジューリング及び、シミュレーションを実
行制御する。

【００４４】この制御プログラムを制御部１０において
実行制御することにより、工場全体モデルのシミュレー
ションが実現される。

【００４５】パラメータ設定部１１は、図２において図
示されないデータベースからパラメータ設定データを読
み取り、制御部１０に送る。制御部１０では、送られた
パラメータを参照してスケジューリングを行なう。そし
て、スケジューリングに対してシミュレーションを実行
し、その結果が出力部１２に出力される。

【００４６】同様に、ミクロシミュレータ部２におい
て、制御部２０、パラメータ設定部２１及び出力部２２
となる機能部を有する。制御部２０において、実施例と
して各工場棟モデルのミクロシミュレーションを実行す
る制御プログラムをメモリに格納して保持する。

【００４７】この制御プログラムを制御部２０において
実行することにより、工場棟モデルのシミュレーション
が実現される。パラメータ設定部２１は、図示しないデ
ータベースからパラメータ設定データを読み取り制御部
２０に送る。制御部２０では、送られたパラメータを参
照してミクロシミュレーションを行なう。このシミュレ
ーションの結果は、出力部２２に出力される。

【００４８】ミクロシミュレータ部２において、更に制
御部２４を有する。制御部２４は、ミクロシミュレーシ
ョンの過程での日々のデータ情報を更新し、且つ制御部
２０及び、マクロシュミレータ部１に日々の更新データ
情報を送信する機能を有する。

【００４９】本発明の実施例として、マクロシミュレー
タ部１及びミクロシミュレータ部２間のデータ情報及び
制御信号の伝送を行なう通信回線としてイーサネット(E
thernet)４により接続する。

【００５０】このために、マクロシミュレータ部１及び
ミクロシミュレータ部２には、ＴＣＰ／ＩＰネットワー
ク内のトランスポート層上でプロセス間通信によるデー
タの送受信を行なうアプリケーション作成用インタフェ
ースとなるＴＣＰ／ＩＰソケット１３、２３をそれぞれ
有する。

【００５１】ここで、本発明の理解のために、具体例動
作を造船工場における製造工程管理のシミュレーション
を行う実施例により説明する。

【００５２】図３は、本発明に従うシミュレーションシ
ステムの実施例構成を説明する図であり、特に上記マク
ロシュミレータ部１とミクロシュミレータ部２との通信
回線としてイーサネット４を通してデータ情報交換を説
明する図である。

【００５３】図３において、実施例として、マクロシュ
ミレータ部１とミクロシュミレータ部２のそれぞれはコ
ンピュータで構成される。

【００５４】図４は、図３の実施例の動作フロー図であ
る。したがって、図４を参照しながら図３の動作を説明
する。

【００５５】処理がスタートする（ステップＳ１）と、
マクロシュミレータ部１は図示しないデータベースから
項目データを読出し入力する（ステップＳ２）。入力デ
ータ項目として、全体工程スケジュール、工場主要能
力、工場間運搬物量、部材オーダ番号、部材アイテム番
号、部材幅、部材長さ、溶接長、工期、作業開始年月
日、作業終了予定月日が入力される。

【００５６】これに基づいて、マクロシュミレータ部１
においてマクロスケジューリングを行なう（ステップＳ
３）。このマクロスケジューリングに対して、シミュレ
ーションを開始し（ステップＳ４）、マクロシミュレー
タ部１において、マクロシミュレーションを実行する
（ステップＳ５）。

【００５７】この時、マクロシュミレータ部１からミク
ロシミュレータ部２に対し、同期用の日付と作業開始部
材アイテム番号がイーサネット４を通して通知される
（ステップＳ６）。

【００５８】したがって、ミクロシミュレータ部２で
は、通知された同期用の日付において、作業開始部材ア
イテム番号に対応する作業について、ミクロシミュレー
ションを実行する（ステップＳ７）。この際、先のステ
ップＳ２において、ミクロシミュレータ部２には入力項
目として部材オーダ番号、部材アイテム番号、部材幅、
部材長さ、溶接長、工期、作業開始年月日、作業終了予
定月日が入力されている。

【００５９】この入力項目データに基づき、ミクロシュ
ミレータ部２において工場棟毎の対応するミクロシミュ
レーションが実行される。このシミュレーション結果と
して工場等における作業部材数、作業使用面積、作業
量、必要作業員数及びコストが出力される（ステップＳ
８）。

【００６０】さらに、上記マクロシミュレータ部から通
知された作業開始部材アイテム番号に対するシミュレー
ション結果として日々の作業量及び、作業終了部材アイ
テム番号がマクロシミュレータ部１に通知される（ステ
ップＳ９）。

【００６１】マクロシミュレータ部１では、ミクロシミ
ュレータ部２からの日々の作業量と対応する作業終了部
材アイテム番号に基づき、リスケジューリング（再スケ
ジューリング）を行なう（ステップＳ１０）。

【００６２】すなわち、ミクロシミュレータ部２での作
業量により、先のスケジューリングの要件が変わること
になるので、必要に応じてリスケンジューリングを行な
う。これによりマクロシミュレータ部1では、ミクロシ
ミュレータ部２における各工場棟の作業工程の全体調整
が可能になる。

【００６３】図４において、マクロシミュレータ部1で
は、リスケジューリングの後、作業量の山均し調整を行
なう（ステップＳ１１）。この山均し調整は、後に具体
例で更に説明するが、作業工程期間中に作業量に不均一
が生じる場合、最大作業量に規制を設け、作業量の均一
化を行なうものである。

【００６４】全部材作業アイテム番号について終了する
まで上記処理がすると繰り返される（ステップＳ１
２）。そして、全部材作業アイテム番号について処理が
終了すると、マクロシミュレーション結果が出力される
（ステップＳ１３）。ここでのマクロシミュレータ部１
からの出力項目は、実施例として各工場負荷、各工場工
程スケジュールである。

【００６５】図５は、図３、図４の動作過程における制
御信号とデータの流れを説明する図である。図５の例で
は、ミクロシミュレータ部２は複数の各棟に対応するシ
ミュレータ＃1〜＃ｎを構成する。

【００６６】マクロシミュレータ部１からミクロシミュ
レータ部２に対し、同期用日付と作業開始アイテム番号
が制御信号として通信回線としてのイーサネット４を通
して送られる（ステップＳ６）。

【００６７】これに対してミクロシミュレータ部２で
は、図２に示す制御部２４により、制御信号を受信し、
送られた同期用日付及び作業開始部材アイテム番号に対
応する棟シミュレータによるスケジュールに対するミク
ロシミュレーションを実行制御する。

【００６８】この様に、マクロシミュレータ部１からの
同期用日付に基づきミクロシミュレータ部２において、
作業開始部材アイテム番号に対応するミクロシミュレー
ションの実行が行なわれるので、マクロシミュレータ部
１とミクロシミュレータ部２のシミュレーション実行の
同期制御が可能である。

【００６９】ミクロシミュレータ部２でのシミュレーシ
ョンが終了すると、当該作業日の作業量及び、作業終了
部材アイテム番号のデータ情報がマクロシミュレータ１
に返送される（ステップＳ９）。

【００７０】さらに、マクロシミュレータ部１では、ミ
クロシミュレータ部２から送られる日々作業量及び、作
業終了部材アイテム番号に基づき、マクロシミュレータ
部１に対する入力項目（図３参照）を修正し、マクロシ
ミュレーションにおける再スケジューリングを行なう
（ステップＳ１０）。これにより全工程自動調整を行な
われる。

【００７１】図５では、シミュレーション期間中のＮ日
目と、Ｎ＋１日目の工程を示し、同様にマクロシミュレ
ータ部１とミクロシミュレータ部２との間の制御信号と
データの流れが、シミュレーション期間中繰り返され
る。

【００７２】次に本発明の実施例として、マクロシミュ
レータ部1とミクロシミュレータ部２の夫々の詳細機能
構成を説明する。

【００７３】図６は、1つのマクロシミュレータ部1とミ
クロシミュレータ部２の関係を示し、マクロシミュレー
タ部１とミクロシミュレータ部２として複数（図６の例
では５個)のシミュレータ２１０、２１１、２１２，２
１３，２１４で構成されるミクロシミュレータ部２が示
される。

【００７４】ここで、ミクロシミュレータ部２のシミュ
レータ２１０〜２１４は、造船工程における例えばマー
キング工程、切断工程、小組工程、中組工程及び大組工
程にそれぞれ対応して工程管理を行うシミュレータであ
る。

【００７５】マクロシミュレータ部１は、これらの各工
程を統括する造船工程の全体の工程管理を行う上位スケ
ジューリングシステムである。

【００７６】また、マクロシミュレータ１とミクロシミ
ュレータ部２のシミュレータ２１０〜２１４の各々と
は、例えばイーサネット（Ethernet）である通信回線４
で接続してあり、先に説明したようにデータ情報の授受
を行うように構成される。

【００７７】マクロシミュレータ１は、スケジューラ１
００とシミュレータ１０１を有する。スケジューラ１０
０で、全体工程のスケジューリングを行なう。このスケ
ジューラ１００とシミュレータ１０１は、個別の機能ブ
ロックとして構成することでも、あるいは制御プログラ
ムの実行により図２に示した制御部１０、２０において
実現される機能として構成することも可能である。

【００７８】なお、図６において、図２におけるミクロ
シミュレータ部２の制御部２４に対応する機能部は図示
省略されている。

【００７９】スケジューラ１００は、造船工程の全体の
日程を計画するシステムである。所定の作業の開始から
当該作業の終了に至る迄の時系列的な一連の工程計画を
基に、自動又は手動による入力データ３０（図１参照）
に基づき日程計画を行う。

【００８０】この処理の限りにおいては従来技術に係る
スケジューラと機能的に変わるところはない。また、シ
ミュレータ１０１は、工場の設備能力等、当該シミュレ
ータ１０１でのデータ処理の基礎となるデータをデータ
ベース５に有している。スケジューラ１００で計画した
日程を時間軸を考慮しながらデータベース５のデータを
参照しながら模擬する。

【００８１】本実施の形態に係るシミュレータ１０１
は、例えば実作業で言う残業や人員の増強等に基づいて
作業能力が増大する分を定量化したもの及び、例えば作
業の終了日迄の日程的な余裕を表す量としてのプライオ
リティを定量化したもの(以下、リ・スケジューリング
条件と称す。)をデータベース５に有している。

【００８２】スケジューラ１００が出力するスケジュー
ルに基づきシミュレーション計算を行っている最中に該
当日程に基づく作業の進行が工場の生産設備・能力等と
の関係で不可能なことが判明した場合には、前記リ・ス
ケジューリング条件を用いて作業条件を変更する。

【００８３】この変更した条件の下で再度シミュレーシ
ョン計算を行うとともに、かかる条件下での作業の進行
が可能であることが確認された場合には変更した条件を
スケジューラ１００にフィードバックする。

【００８４】そして、このスケジューラ１００のスケジ
ュールを書き換えるという機能を有する。この機能を
「リ・スケジューリング機能」と称す。

【００８５】ミクロシミュレータ部２の各シミュレータ
２１０〜２１４は、対応するシミュレーションを行な
い、その結果をイーサネット４を通してマクロシミュレ
ータ部1に送る。

【００８６】データベース５にはスケジューラ１００で
作成するスケジュールの作成のための基礎データを格納
してある。スケジューラ１００ではこのデータベース５
のデータを参照して所定のスケジュールを作成する。

【００８７】実施例としてのシミュレーションシステム
が造船作業の工程管理システムである点を考慮してデー
タベース５の構築は、次の内容を有する。 １）部品の製造、組立などの作業毎にグループ(工程)を
設け、それぞれモデル化されている。 ２)各部品の製造・組立に関してその部品のデータベー
スが５が構築される。データベース５の内容は次の様な
内容である。 ａ．船番 ｂ．部品(ブロック)名称 ｃ．次部品(当該部品に基づき次工程で作製される部品)
名称 ｄ.前部品(当該部品の作製工程の直前の工程で作製され
る部品で、当該部品の要素となる部品)名称 ｅ.作業開始日時 ｆ.作業終了日時 ｇ.余裕日数(プライオリティ) ｈ.作業場所(当該作業を行う工場の名称等) ｉ．作業内容(鋼板の切断・溶接等・当該工程における
作業の具体的内寄) ｊ．物量(当該工程に投入し得る作業員の人数、作業時
間、生産、作業機械の能力等) ｋ.進捗状況 ｌ.構成ブロックの数 ここで「部品」とは、船舶の各建造工程における大小様
々なブロックをいう。船舶の建造は完成品である船舶を
分割した形で行なうが、この場合の各々の部品はブロッ
クと呼ばれ、最終的には造船所ドックにあるクレーンに
よって搭載して組立てられる。

【００８８】したがって、造船所ドックのクレーンの搭
載能力によって最終的なブロックの大きさが決定され
る。また、ブロックは別々のブロックを組み合わせて一
つのブロックとして造られて行く。つまりブロックの構
成要素がより小さい複数のブロックであり、原始的には
鉄板、鋼板等の素材にまで分解される。

【００８９】このように、ｃ．次部品名称、ｄ．前部品
名称を設けることにより当該部品がどの部品からでき、
どの部品になるのかを系統付けて記述することができ
る。この結果、構成要素とこの構成要素を要素とする部
品自体が次にどの構成要素になるのかを明確にすること
ができる。

【００９０】図７は上記データベース５のデータに基づ
いて得られる部品データの構成を概念的に示す図であ
る。同図に示すように部品データは、対象となる船の船
番に対応させて各ブロック(部品)毎に、当該ブロックを
特定する一連のデータとして構成されている。

【００９１】各ブロックは、図８に示すように、例えば
一つの製品Ａに関してその構成部品が二つの中間製品Ａ
１，Ａ２として存在している木（ツリー）構造を形成す
る組立ツリーとして表現できる。

【００９２】図８の中間製品Ａ１１〜Ａ１３が図７のブ
ロック名称Ａ１１〜Ａ１３の部品データに対応してい
る。図９は、図８に示す組立ツリー、図５に示す部品デ
ータ及び、この部品データに基づきスケジューラ１００
で形成さえる日程計画表の関係を説明する図である。

【００９３】同図に示すように、例えば組立ツリーの中
間製品Ａ１１，Ａ１２、Ａ１３に対応して部品データ５
１〜５３が構築してあり、これらの部品データ５１〜５
３に基づいて日程計画表５４が形成される。

【００９４】この場合の日程計画表５４は、１０月３日
〜１０月１３日の間で中間製品Ａ１１を、１０月７日〜
１０月１５日の間で中間製品Ａ１２を、１０月９日〜１
０月１９日の間で中間製品Ａ１３をそれぞれ作製する計
画である。

【００９５】これらの中間製品Ａ１１〜Ａ１２を構成要
素とする中間製品Ａ１を１０月１６日〜１０月３０日に
作製するととともに、中間製品Ａ１１、Ａ１２は、１０
月１６日までに、中間製品Ａ１３は１０月２１日迄に納
入すれば良いという日程計画をその内容としている。

【００９６】したがって、部品データ５３を例に採った
場合、この部品データ５３の作業開始日時には１０月９
日が記述され、作業終了日時には１０月１９日が記述さ
れてる。また、余裕日(プライオリティ)の欄には作業終
了日と納入日との差である２日が記述してある。

【００９７】シミュレータ１０１がリ・スケジューリン
グ機能を発揮すべく、次のような固有のデータベース及
び情報処理機能を有する。 １）各作業グループの工程内で一日に行える作業量(物
量)を予め定めておき、更に部品毎に余裕としてプライ
オリティ(作業を完了すべき日迄の日数)を定めておく。 ２）プライオリティは、作業を開始したときは、その日
から1日毎に値が小さくなり、最終的に０になる。この
ように「０」になった時が当該部品の当該工程における
作業の終了、若しくは当該部品が次工程へ引き渡される
ことを意味する。 ３）各作業グループの工程に部品が多数引き渡された場
合、先ず部品のプライオリティを検索し、このプライオ
リティが高い順番に作業待ち行列に並べ替える。同じプ
ライオリティの部品が複数個ある場合には、その部品数
に応じて作業能力が(予め与えられた定量的手法によっ
て)分担される。 ４）もし、同一作業グループの工程内で複数個の部品の
製造、組立があり、更にそのグループ内の一日に作業で
きる物量を各部品の合計の物量が越える様な時は、優先
順位の高い方から許容範囲内の部品の作業を実施し、残
る部品は後の日程に回す処理を行う。このとき後日程に
回す分だけプライオリティ(余裕)を高めて優先順位を上
げておく。つまり、所定の作業グループである特定の工
程の部品理造能力に応じて部品の優先順位を操作する事
により部品の製造、組立の計画日程を妥当な日程に変更
する機能をもたせる。 ５）同様に、所定の作業グループである特定の工程の作
業能力についても、人員の増員、残業、交代制対応を模
擬した判断及び処理機能を持たせる。これはシミュレー
タのモデルに対する処置で実現することができる。

【００９８】次に、本実施例に係るスケジューラ１００
及びシミュレータ１０１、２１０〜２１４の処理動作の
一例をフローチャートに基づき説明する。

【００９９】図１０乃至図１３は、ミクロシミュレータ
部２における処理の一例を示す処理フローである。かか
る処理フローは、ミクロシミュレータ部２の制御装置と
してのＣＰＵによりプログラムを実行制御することによ
り実現可能である。

【０１００】図１４は、ミクロシミュレータ部２のシミ
ュレーションの実行により出力表示される一例である。
図の例は、工場内の工場Ｆ棟内における大組立て作業、
従って、図６の例ではシミュレータ２１４による大組立
てのシミュレーション結果を表示している。

【０１０１】図１４において、Ｆ棟には、１Ａ，１Ｂ，
２Ｂ及び２Ｃの作業エリアを有する。部材ロジック処理
を行なう図１０に戻り説明すると、スケジュールに従
い、先ず各作業エリアに対し、部材が１個づつ発生する
（ステップＳ２０）。

【０１０２】データファイルをデータベース５から読込
む（ステップＳ２１）。この読込まれたデータファイル
により発生した部材のアイコンデータが得られ、図１４
の表示画面において、対応する作業エリアに部材アイコ
ンが配置表示される（ステップＳ２２）（Ａ参照）。

【０１０３】さらに、該当の部材の配置に必要な面積
（幅×長さ）が計算される（ステップＳ２３）。そし
て、シミュレーション期間における溶接開始日まで待機
される（ステップＳ２４）。

【０１０４】図１１は、溶接開始から溶接終了までのミ
クロシミュレーション処理である。自エリアのストレッ
ジに部材が滞留すると（ステップＳ３０）、自エリアの
使用面積に部材面積を加算する（ステップＳ３１）。次
いで、自エリアの作業量に１日当りの自作業量を加算す
る（ステップＳ３２）。そして、溶接終了日まで待機す
る（ステップＳ３３）。

【０１０５】図１２は、溶接終了日の処理フローであ
る。まず２４時間即ち、１日分遅延させ（ステップＳ４
０）、自エリアの使用面積から自面積を減算し、且つ自
エリアの作業量から一日当りの自作業量を減算する（ス
テップＳ４１）。

【０１０６】そして、自エリアの使用面積が無くなると
（ステップＳ４２、ＹＥＳ）、部材ロジックに関するシ
ミュレーションが終了する（ステップＳ４３）。

【０１０７】このようにして、図14の画面に、Ｆ棟にお
ける所定の作業期間中のエリア毎の部材の表示（図１
４：Ａ）が行なわれる。さらに、エリア毎に投入された
部材の投入数が表示される（図１４：Ｃ）。

【０１０８】また、部材の計算されたサイズによるエリ
ア毎の使用面積が表示される（図１４：Ｄ）。さらに、
図１４は、シミュレーション期間中であって表示される
日付（図１４：Ｂ）におけるおける状態を表示してい
る。

【０１０９】図１３は、工程監視及び作業員ロジックの
シミュレーション処理フローである。スケジュールファ
イルを読込み（ステップＳ５０）、エリア毎に必要な従
業員数を計算する（ステップＳ５１）。

【０１１０】該当日は、人口グラフを書かない日である
かを判断する（ステップＳ５２）。例えば、休日等で作
業を休止する場合は作業人工グラフ（図１４：Ｆ）を書
かない。この場合は、２４時間遅延し（ステップＳ５
３）、翌日の処理のためのステップＳ５０〜Ｓ５１の処
理に移行する。

【０１１１】ステップＳ５２の判断で、ＮＯであれば、
エリア棟毎の必要な作業員数を発生、表示する（図１
４：Ｅ）。次いで、棟全体の作業員数の合計を計算し、
表示する（ステップＳ５５）（図１４：Ｆ）。

【０１１２】該当日の棟全体の作業員数の合計が計算さ
れると、２４時間遅延し（ステップＳ５３）、翌日の処
理のためのステップＳ５０〜Ｓ５１の処理に移行する。

【０１１３】一方、シフト作業に対応するシミュレーシ
ョン計算を行なう。すなわち、昼夜勤交代作業を考慮し
て、８時間遅延（ステップＳ５６）を行なう。８時間遅
延後の状態を自エリア内に格納し（ステップＳ５７）、
更に、午前作業時間（ステップＳ５８）、昼食時間（ス
テップＳ５９）及び午後作業時間（ステップＳ６０）分
遅延する。

【０１１４】かかる作業時間の経過処理を行なうことに
より、作業部材が消滅し（ステップＳ６１）、作業はス
ケジュールどおりに進行することがシミュレーションか
ら読み取れることになる。

【０１１５】次に、先に図３に関連して言及した山均し
について、更に説明する。図１５、図１６は、マクロシ
ミュレータ部１において、全工程スケジュールにおける
負荷偏重の山均しを説明する図である。

【０１１６】図１５は、初期のスケジュール（図４：ス
テップＳ３）に対してマクロシミュレーションを行なっ
た例であり、一例としてある工場棟の作業負荷をある期
間に渡って示している。

【０１１７】番号１２１５２、１２１４２等は建造対象
の船舶番号である。所定期間に渡って６隻の船舶を同時
進行的に建造する過程における工場棟負荷変動を示して
いる。この例の場合は、負荷ピークに大きな変動が見ら
れ工場稼動率は好ましくない。

【０１１８】これに対し、図１６は、ミクロシミュレー
タ部２からのシミュレーション結果の更新データに基づ
きマクロシミュレータ部１で再スケジューリングを行な
い、工場棟に対する負荷を山均し調整した結果を示す図
である。この結果は、工場棟毎に工作部材数に制限を設
け、作業量を再スケジューリングすることにより可能で
ある。

【０１１９】

【発明の効果】以上図面に従い説明したように、本発明
は、物流／生産システム等の離散事象系として把握され
るシステムのシミュレーションシステムであって、複数
の離散事象に対する全体スケジューリングを行なうスケ
ジューラと、これに対するシミュレーションを行なうマ
クロシミュレータと、複数の離散事象に対するシミュレ
ーションを行なうミクロシミュレータを有する。

【０１２０】そして、前記ミクロシミュレータにおける
シミュレーション結果の情報を、前記ミクロシミュレー
タから前記スケジューラに送り、前記シミュレーション
結果の情報に基づき再スケジューリングを行なう。

【０１２１】これにより、マクロレベルでのシステムシ
ミュレーションと、ミクロレベルのシミュレーションが
必要となる産業では、ミクロレベルのシミュレーション
結果がマクロレベルのスケジューリングに反映されるべ
く、それぞれのシステム間の融合が図れる。

【０１２２】また、前記ミクロシミュレータのシミュレ
ーションを前記マクロシミュレータからミクロシミュレ
ータに送られる同期情報を基準に開始するように構成さ
れる。これにより、マクロシミュレータとミクロシミュ
レータのシミュレーション実行における同期を得ること
が可能である。

【０１２３】さらに、前記複数の離散事象に対するそれ
ぞれのスケジューリングは、生産工程の日程であって、
更に前記マクロシミュレータからミクロシミュレータに
送られる同期情報は、同期日付であることにより、生産
工程のシミュレーションにおいて、マクロシミュレータ
とミクロシミュレータのシミュレーション同期を取るこ
とが可能である。

【０１２４】また、前記ミクロシミュレータにおけるシ
ミュレーション結果の情報を、ミクロシミュレーション
システムから前記マクロシミュレータに送り、前記マク
ロシミュレータで、前記情報に基づき再スケジューリン
グを行なう。これにより生産全工程に渉って、生産工程
負荷を山均しすることが可能である。

【０１２５】尚、上記説明では、造船工場における例に
して、本発明を説明した。しかし、本発明はかかる実施
例に限定されない。離散事象として物流施設における荷
物仕分け作業、生産加工工場における部材運送作業並び
に、石油生産における輸送作業等が想定される。したが
って、本発明は、これらの離散事象に対し適用して最適
コスト、効率を可能とするシミュレーションを行ないを
実行することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明する概念構成図であ
る。

【図２】本発明のマクロシュミレータ部１とミクロシミ
ュレータ部２の融合を説明する図である。

【図３】本発明に従うシミュレーションシステムの実施
例構成を説明する図である。

【図４】図３の実施例の動作フロー図である。

【図５】図３、図４の動作過程における制御信号とデー
タの流れを説明する図である。

【図６】1つのマクロシミュレータ部1とミクロシミュレ
ータ部２の関係を示す図である。

【図７】データベース５のデータに基づいて得られる部
品データの構成を概念的に示す図である。

【図８】構成部品が中間製品として存在している木構造
の概念図である。

【図９】図８に示す組立ツリー、図５に示す部品データ
及び、この部品データに基づきスケジューラ１００で形
成さえる日程計画表の関係を説明する図である。

【図１０】ミクロシミュレータ部２において部材ロジッ
ク処理を行なうフローを説明する図である。

【図１１】ミクロシミュレータ部２において溶接開始日
から終了日までの処理を行なうフローを説明する図であ
る。

【図１２】ミクロシミュレータ部２において溶接終了日
後の処理を行なうフローを説明する図である。

【図１３】ミクロシミュレータ部２において溶接工程監
視及び、作業員ロジックを行なうフローを説明する図で
ある。

【図１４】ミクロシミュレータ部２のシミュレーション
の実行により出力表示される一例である。

【図１５】初期のスケジュール（図４：ステップＳ３）
に対してマクロシミュレーションを行なった例を示す図
である。

【図１６】マクロシミュレータ部１において、全工程ス
ケジュールにおける負荷偏重のヤマナラシを結果を説明する
図である。

【符号の説明】

１ マクロシミュレータ部 ２ ミクロシミュレータ部 ３ スケジューラ部 ４ 通信回線（イーサネット） ５ データベース １０，２０ 制御部 １１、２１ パラメータ設定部 １２、２２ 出力部 １３、２３ ＴＣＰ／ＩＰソケット ２４ 更新制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 正美 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 飯田 昭男 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Ｆターム(参考） 3C042 RH05 RJ01 5B049 AA01 AA02 BB05 BB07 CC21 EE31 EE41 EE43 9A001 HH32 JJ46 JJ51 KK54

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の離散事象に対するそれぞれのシミュ
   レーションを実行するミクロシミュレータと、 該複数の離散事象に対する全体スケジューリングを行な
   うスケジューラと、 該全体スケジューリングに対するシミュレーションを行
   なうマクロシミュレータを有し、 該ミクロシミュレータによるシミュレーション結果の情
   報を、該ミクロシミュレータから該スケジューラに送
   り、該スケジューラで該シミュレーション結果の情報に
   基づき再スケジューリングを行なうことを特徴とする離
   散事象のシミュレーションシステム。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ミクロシミュレータは、該ミクロシミュレータによ
   るシミュレーションの実行を前記マクロシミュレータか
   ら該ミクロシミュレータに送られる同期情報を基準に開
   始するように構成されることを特徴とする離散事象のシ
   ミュレーションシステム。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記複数の離散事象は、経時的要素を有し、前記マクロ
   シミュレータから前記ミクロシミュレータに送られる同
   期情報は、作業スケジュールにおける作業開始日付であ
   ることを特徴とする離散事象のシミュレーションシステ
   ム。
4. 【請求項４】請求項２において、 前記複数の離散事象に対するスケジューリングは、生産
   工程の日程であって、更に前記マクロシミュレータから
   ミクロシミュレータに送られる同期情報は、該生産工程
   における生産対象の生産開始日付であることを特徴とす
   る離散事象のシミュレーションシステム。
5. 【請求項５】請求項１において、 前記マクロシミュレータは、生産工場全体の工程をシミ
   ュレーションし、前記ミクロシミュレータは、該生産工
   場の複数の工場棟毎の作業工程をシミュレーションする
   ことを特徴とする離散事象のシミュレーションシステ
   ム。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記マクロシミュレータは、前記複数の工場棟毎の負荷
   量を規制して、負荷変動を山均し調整することを特徴と
   する離散事象のシミュレーションシステム。
7. 【請求項７】請求項１において、 前記マクロシミュレータと、スケジューラの機能を第1
   のコンピュータで実行し、前記ミクロシミュレ−タの機
   能を第２のコンピュータで実行し、且つ該第１及び該２
   のコンピュータ間をイーサネットで接続して構成される
   ことを特徴とする離散事象のシミュレーションシステ
   ム。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記第２のコンピュータは、前記複数の工場棟の夫々に
   対応して配置されることを特徴とする離散事象のシミュ
   レーションシステム。