JP2002169609A - 生産計画作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製品の期ごとの要求量から、工程能力や資材の
調達制約を考慮して、期ごとの生産量を算出する。 【解決手段】製品の生産量を算出する期の１期あたりの
時間間隔が、要求量を設定している期の１期あたりの時
間間隔と同等もしくは短く、要求量を設定している製品
を示す呼称１種類に対し、生産量を算出するときの製品
を示す呼称を１種類以上で関連付けしている場合に、工
程能力・資材の使用量が使用可能量を超えない範囲で、
要求量の充足率が最大となる生産計画を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製品の生産計画を
作成する方法に関する。本明細書が指すところの製品と
は、顧客からの要求で需要が発生する商品やサービス部
品などの独立需要品目を指し、生産計画とは、製品ごと
期ごとの出荷要求量から、期ごとの生産量を決定するこ
とを指す。

【０００２】

【従来の技術】製造業では、製品の販売見込みを基に、
各生産拠点別の期ごとの出荷要求量を作成し、生産拠点
へ連絡している。出荷要求量の１期あたりの長さ（仮に
タイムバケットｗと呼ぶ）は、詳細な数量が出せないな
どの理由で販売拠点ごとに異なることがある。また、同
様の理由で複数の製品の総称など（仮に機種と呼ぶ）の
単位で出荷要求量を算出することがある。生産拠点で
は、タイムバケットｗと同等もしくは短い期の長さ（仮
にタイムバケットｔと呼ぶ）ごとに、製品の生産計画を
作成しているので、タイムバケットｗからタイムバケッ
トｔへの分割や機種から製品への分割のために、単純に
等分したり、適当なルールで決めた按分率で分割するな
どの方法をよく用いる。分割した後、製品の在庫量と仕
掛（作業中の）量を差し引いた残りの量を新たに製品を
生産する量としている。

【０００３】以上の方法で作成された製品の生産計画
は、基準日程計画（Master Production Schedule）と呼
ばれ、資材所要量計画や工程の稼動計画などの詳細な計
画を作成するための基準情報となる。詳細な計画を作成
する際には、生産活動に関する制約が守られているかど
うかをチェックすることが多い。例えば、資材の調達に
関しては、発注から納入までの時間の制約がある。例え
ば発注から納入までの時間が５日かかる資材を３日後に
納入することはできない。また、工程の稼動計画に関し
ても、機械の処理能力や作業員に対する労働契約などの
制約により、１日に稼動可能な時間は有限である。制約
により製品が生産できない場合には、製品の生産量や生
産時期を修正しなければならない。製品の生産計画が変
更になると、詳細な計画もそれに伴って変更することに
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】出荷要求量から製品の
生産計画を作成する際に、従来技術のように制約を考慮
しないで単純に分割すると、詳細な計画を作成する際に
制約を守れないことが多い。制約を守れない理由のなか
でも、例えば作業員の残業など、関係部門との交渉で制
約を緩和することが可能な場合には、製品の生産計画を
変更することなく実行可能な詳細計画へと変更できる。
しかし、例えば労働契約を違反するような場合には、製
品の生産計画を変更せざるを得ない。製品の生産計画が
変更になると、それに伴って詳細な計画全てが変更にな
るため、出荷要求量が決まってから詳細な計画が決まる
までに多くの時間を費やすことになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の生産計画作成方法は、製品が属する機種レ
ベルでの出荷要求量から、製品の生産量を算出する生産
計画作成方法であって、製品を構成する品目を示す品目
構成情報と、前記製品を構成する品目の生産工程とその
工程で使用する作業量とを示す生産工程情報と、前記製
品を構成する品目の調達先とその調達に必要な期間を示
す調達情報と、前記製品が属する機種レベルでの出荷要
求期と数量とを示す出荷要求量情報と、前記生産工程が
備える使用可能量を示す工程能力情報とを記憶手段から
読み出すステップと、前記製品の生産量を算出する期の
１期あたりの時間間隔（タイムバケットｔと呼ぶ）が、
要求量を設定している期の１期あたりの時間間隔（タイ
ムバケットｗと呼ぶ）よりも短く定められ、かつ、前記
機種レベルでの１種類（機種と呼ぶ）に対し、生産量を
算出するときの製品を１種類以上（製品型式と呼ぶ）で
関連付けしている場合に、製品型式の在庫量と、製品型
式を生産するために使用する工程又は品目のうち、少な
くとも１つ以上の工程又は品目について、工程で使用す
る作業量又は品目の使用量が使用可能量を超えない範囲
で、かつ、前記品目構成情報と生産工程情報と調達情報
と出荷要求量情報と工程能力情報とに基づく所定の制約
条件下で、機種の要求量の充足率が最大となる生産計画
を演算処理手段によりタイムバケットｔ毎に算出するス
テップと、を有する。

【０００６】また、上記課題を解決するために、本発明
の生産計画作成方法は、 （１）機種から製品型式への按分比率を指定する条件 （２）各製品型式の生産量をタイムバケットｗからタイ
ムバケットｔに分割するときに、タイムバケットｔごと
の各製品型式の生産量を均等にする条件 （３）製品型式を生産するために使用する工程の１期あ
たり使用可能量に４つの種類、すなわち通常使用可能
量、予定追加使用可能量、予定外追加使用可能量、特別
使用可能量を持たせ、通常使用可能量、予定追加使用可
能量、予定外追加使用可能量、特別使用可能量の順に作
業量を引き当てる条件 （４）各製品型式の出荷量を指定する条件 （５）生産期間を出荷要求量の期を基準として、一定範
囲内に限定する条件 （６）２つ以上の工程について、各々の作業量を均等に
する条件 のうち、少なくとも１つ以上の条件を加えた上で生産計
画を算出する。

【０００７】また、上記課題を解決するために、本発明
の生産計画作成方法は、上記記憶手段に、請求項１もし
くは請求項２記載の方法にて作成した製品の生産計画情
報を更に有し、製品を生産計画に従って生産するために
使用する資材使用量と使用時期を算出する処理と、製品
を生産計画に従って生産するために使用する工程の作業
量と使用時期を算出する処理と、資材使用量と使用可能
量との差、および工程の作業量と使用可能量との差を算
出する処理とを前記演算処理手段により行ない、製品を
生産計画どおり生産するために必要な工程・資材の使用
量と使用時期、および使用可能量との差を算出する。

【０００８】また、上記課題を解決するために、本発明
の生産計画作成方法は、製品が属する上位製品レベルで
の出荷要求量から、製品の生産量を算出する生産計画作
成方法であって、製品を構成する品目を示す品目構成情
報と、前記製品を構成する品目の生産工程とその工程で
使用する作業量とを示す生産工程情報と、前記製品を構
成する品目の調達先とその調達に必要な期間を示す調達
情報と、前記上位製品レベルでの出荷要求期と数量とを
示す出荷要求量情報と、前記生産工程が備える使用可能
量を示す工程能力情報とを記憶手段から読み出すステッ
プと、前記製品の生産量を算出する際の時間間隔（タイ
ムバケットｔと呼ぶ）が、前記上位製品レベルでの出荷
要求期の時間間隔（タイムバケットｗと呼ぶ）よりも短
く定められる場合に、前記製品の在庫量と、製品を生産
するために使用する工程又は品目のうち、少なくとも１
つ以上の工程又は品目について、工程で使用する作業量
又は品目の使用量が使用可能量を超えない範囲で、か
つ、前記品目構成情報と生産工程情報と調達情報と出荷
要求量情報と工程能力情報とに基づく所定の制約条件下
で、上位製品レベルでの要求量の充足率が最大となるタ
イムバケットｔ毎の生産計画を演算処理手段により算出
するステップと、を有する。

【０００９】また、上記課題を解決するために、本発明
の生産計画プログラムは、製品が属する上位製品レベル
での出荷要求量から、製品の生産量を算出する生産計画
プログラムであって、製品を構成する品目を示す品目構
成情報と、前記製品を構成する品目の生産工程とその工
程で使用する作業量とを示す生産工程情報と、前記製品
を構成する品目の調達先とその調達に必要な期間を示す
調達情報と、前記上位製品レベルでの出荷要求期と数量
とを示す出荷要求量情報と、前記生産工程が備える使用
可能量を示す工程能力情報とを記憶手段から読み出すス
テップと、前記製品の生産量を算出する際の時間間隔
（タイムバケットｔと呼ぶ）が、前記上位製品レベルで
の出荷要求期の時間間隔（タイムバケットｗと呼ぶ）よ
りも短く定められる場合に、前記製品の在庫量と、製品
を生産するために使用する工程又は品目のうち、少なく
とも１つ以上の工程又は品目について、工程で使用する
作業量又は品目の使用量が使用可能量を超えない範囲
で、かつ、前記品目構成情報と生産工程情報と調達情報
と出荷要求量情報と工程能力情報とに基づく所定の制約
条件下で、上位製品レベルでの要求量の充足率が最大と
なるタイムバケットｔ毎の生産計画を演算処理手段によ
り算出するステップと、を実行させることを特徴とす
る。

【００１０】また、当該方法を実行するためのプログラ
ムを保管した記憶媒体により、当該方法を必要とする部
門に提供することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。理解を助けるために、パーソ
ナルコンピューター（以下パソコンと呼ぶ）の生産計画
作成方法を実施例にとり、具体的に説明する。

【００１２】図２〜図４にて、記憶手段に保持する情報
を説明する。図２は、パソコンの部品構成を示す。本発
明の例では、デスクトップとノートという２種類のパソ
コンを生産しており、デスクトップの種類がタワー型と
一体型の２種類、ノートの種類は１種類とする。出荷要
求量は、デスクトップとノートの別で指定され、製品の
生産計画は、タワー型、一体型、ノート型の３種類で作
成する。すなわち、デスクトップの出荷要求量は、タワ
ー型と一体型で按分する。

【００１３】生産には、図２の部品構成のうち、「タワ
ー型、一体型、ノート型」以降の階層を用いる。「タワ
ー型、一体型、ノート型」より上の階層は単なる製品の
カテゴリーであり、生産に不要である。本実施例の「デ
スクトップ、ノート」というカテゴリーは、一般的に、
製品グループ、機種などと呼び、「タワー型、一体型、
ノート型」というカテゴリーは「製品」「製品型式」
「製品型名」などと呼ぶことが多い。以降の記述では、
出荷要求量を作成するときの製品呼称を「機種」、生産
計画を作成するときの製品呼称を「製品」と呼ぶことに
する。

【００１４】タワー型は、部品として筐体１、基板１、
付属１を使用し、基板１は部品としてＣＰＵとメモリを
使用する。いずれの部品もタワー型のパソコン１台あた
り１単位使用するものとする。一体型、ノート型も同様
に、１台あたりの部品使用量を１単位とする。一般に、
パソコンの部品は数十点以上あるが、本実施例では簡単
のために各製品ごとに５種類を記載した。

【００１５】図３に、生産工程とその工程が備える使用
可能量（工程能力とも呼ばれる）、生産できる品目、お
よび品目１単位を生産するのに使用する作業時間、およ
びリードタイムを示す。稼動可能時間は、簡単のため、
一律同じ時間としたが、日別もしくは任意の期間ごとに
異なってもよい。また、この情報におけるリードタイム
とは、当該品目を生産するのに使用する部品が、当該品
目の完成日から数えて何日前に納入していなければなら
ないかをあらわす数である。例えば、タワー型に必要な
部品（基板１、筐体１など）は、タワー型の完成日の１
日前に納入していなければならない。

【００１６】図４に、部品メーカーとそのメーカーから
調達できる部品、および発注から使用工程に納入するま
でに必要なリードタイム（日数）を示す。

【００１７】以上の情報から、部品の調達から製品の生
産までのモノの流れが図５の通り記述できる。

【００１８】さて、このようなモノの流れを持つ製品に
関して、以下のような出荷要求量があったとする。

【００１９】 ・１０月第１週（10/1〜10/7）：デスクトップ１００台 ・１０月第１週（10/1〜10/7）：ノート１００台 この要求量を１００％充たすためには、タワー型、一体
型を合計１００台、ノート１００台を生産する必要があ
るが、10/1〜10/7の期間で、日ごとに何を何台生産する
かを図１に示す手順で決定していく。

【００２０】ステップ１０１にて、入力情報を記憶手段
より読み込む。本実施例では、図２から図４、および出
荷要求量がそれにあたる。

【００２１】ステップ１０２にて、最適化条件を読み込
む。このステップについての詳細は後述する。

【００２２】ステップ１０３にて、制約条件として使用
する工程、資材（品目）情報を編集する。本発明では、
生産計画を作成する際に、工程が備える使用可能量制約
（工程能力制約）と部品の在庫制約を線形方程式で記述
し、出荷要求量充足が最大となるように目的関数を記述
して、線形計画法にて生産量を求解する。本発明におけ
る生産計画方法では、製品を生産するのに使用する工
程、および部品のなかで、少なくとも１つ以上の制約を
考慮すればよい。例えば、ボトルネックとなる工程や、
発注から納入までの期間（調達リードタイム）の長い部
品だけを制約として生産計画を作成すればよい。もちろ
ん、全ての工程、および部品も制約条件として記述して
もよいが、工程や部品が何百、何万とあるような製品に
対して全ての制約を考慮すると、求解までの時間がかな
り長くなるとともに、記憶装置の容量や処理装置のメモ
リ容量を相当多く用意しなければならない。本当に生産
できないようなきつい制約をもつ工程や部品だけで計算
する方法をステップ１０３に具備することで、求解時間
を早くする方法を選択することができる。制約を減らす
手段の別の方法として、ステップ１０１で入力する情報
自体を減らしておき、ステップ１０３を省略するのでも
よい。

【００２３】今回のパソコンの例では、制約をかける工
程を製品生産工程、制約をかける部品をＣＰＵ、筐体１
〜３とする。本ステップでは、ステップ１０１で読み込
んだ情報から、計算に必要な情報のみに編集するため
に、部品構成を、製品から１階層の構成に変換するとと
もに、製品から見たときの各品目のリードタイム、およ
び所要量を算出する。１階層の構成、および製品から見
たときの各品目のリードタイム、および所要量は、ステ
ップ１０１で読み込んだ部品情報を、製品から順に検索
していきながら、リードタイムと所要量を計算すればよ
い。本実施例では、図２の部品構成が図６に示すように
「タワー型−ＣＰＵ、筐体１」、「一体型−ＣＰＵ、筐
体２」、「ノート型−ＣＰＵ、筐体３」となる。また、
製品の完成時点を基準としたときの各品目の完成時点ま
での期間（＝リードタイム）、およびその所要量は、図
７に示すように計算できる。例えば、タワー型の部品で
ある筐体は、所要量が１、リードタイムは「製品生産の
リードタイム」＝１日となり、ＣＰＵは、所要量が「基
板１の所要量１日×基板からみたときのＣＰＵ所要量１
日」＝１日、リードタイムが「製品生産のリードタイム
１日＋基板生産のリードタイム１日」＝２日となる。ま
た、タワー型の生産にもリードタイムがあるが、この例
ではゼロとなる。ゼロにならない例としては、各製品を
倉庫に輸送してから出荷するような、生産工程と出荷元
工程が離れている場合がある。そのときには、倉庫まで
の輸送時間、出荷手続き（出荷伝票の貼り付け、トラッ
ク等の輸送手段への積み込みなど）の時間をリードタイ
ムに加算する。このように生産の生産工程と出荷元工程
が異なる場合には、出荷元工程と製品の組み合わせを
「製品」と定義し、生産工程と製品との組み合わせを前
記製品の部品とみなして部品構成を作成すればよい。

【００２４】同様に、基板生産工程から製品生産工程が
離れているなどの理由で、基板１を運ぶリードタイムが
必要な場合はその情報もステップ１０１にて読み込み、
タワー型からみたＣＰＵのリードタイムに加算する。本
実施例では、簡単のため、工程間の輸送リードタイムを
ゼロとする。

【００２５】ステップ１０４にて、線形計画法で生産量
を求めるための生産計画モデルを生成する。生産計画モ
デルは、制約条件と目的関数とからなり、それぞれ線形
方程式にて記述する。

【００２６】一般化のため、記号の定義をし、記号にて
線型方程式を記述する。なお、カッコ[ ]内に本実施例
を用いて具体的に記述したものを記す。

【００２７】T ：生産計画対象期間 ( 1,...,T ) [10/1
〜10/7を１〜７と採番する] W ：生産計画対象期間における週[10月第１週] F ：機種種[デスクトップ、ノートの２種] N ：製品種[タワー型、一体型、ノート型の３種] M ：ステップ１０３にて抽出した工程を通る品目種[製
品組立工程を通るタワー型、一体型、ノート型の３種]
B ：ステップ１０３にて抽出した部品種[ＣＰＵ、筐体
１、筐体２、筐体３の３種] P ：ステップ１０３にて抽出した生産工程種[製品組立
工程の１種] S ：出荷元となる工程種[製品組立工程の１種]とおき、
添字を t：任意の期 ( t=1,...,T ) w：任意の週 ( w∈W ) f：機種 ( f∈F ) i：品目（ i∈ N∪M∪B )[タワー型、一体型、ノート
型、ＣＰＵ、筐体１、筐体２、筐体３] p：任意の生産工程 ( p∈ P ) s：任意の出荷元となる工程 ( s∈ S ) とおく。使用する定数を

【００２８】

【数１】

【００２９】と定義する。なお、本実施例における定数
は ・品目iの工程pにおける0期末（1期期首）の在庫量：い
ずれもゼロとなる。

【００３０】・品目jの工程p'における完成から、品目i
の工程pにおける完成までのリードタイム：図７の７０
２となる。

【００３１】・工程pにおいて、品目iを1単位生産する
のに必要な品目jの所要量 図７の７０１となる。

【００３２】・品目iの工程pにおけるt期発注残・仕掛
入庫量 いずれもゼロとなる。

【００３３】・工程pのt期の稼動可能時間 図３の３０１となる。ただし基板組立工程の情報は不
要。

【００３４】：品目iの工程pでの作業時間 ( i ∈ M),
( p ∈ P) 図３の３０２となる。ただし基板組立工程の情報は不
要。

【００３５】・機種f のw週出荷要求量 １０月第１週（10/1〜10/7）：デスクトップ１００台 １０月第１週（10/1〜10/7）：ノート１００台 となる。

【００３６】変数を

【００３７】

【数２】

【００３８】とする。なお、i∈Bに関する使用先工程p
への入庫量Ｒは、新たに発生する（発注残を除いた）部
品の調達量を表し、i∈Mに関する生産工程pでの入庫量
Ｒは工程pでの生産量を表し、そのうちi∈N∩Mなるiの
入庫量Ｒが最終的に求めたい製品の生産計画となる。

【００３９】続いて、制約条件を以降に記す。

【００４０】＜制約条件１＞品目iの工程p、および出荷
元工程sにおけるt期在庫は、t-1期在庫にt-1期入庫とt-
1期入庫予定（発注残または仕掛）を加え、t期出庫差し
引いた量であるから、

【００４１】

【数３】

【００４２】となる。

【００４３】＜制約条件２＞品目jがt期に出庫する量
は、後続品目（ jを部品として生産する品目）iの「入
庫予定×品目jの所要量」となるので、

【００４４】

【数４】

【００４５】となる。

【００４６】＜制約条件３＞製品、中間製品iの入庫量
と入庫予定量は、それを生産する工程の稼動可能時間に
より制約される。すなわち、工程pでt期に生産される製
品、中間製品iは、工程pがt期に有する稼動可能時間以
上生産できないので、iの入庫量は

【００４７】

【数５】

【００４８】となる。

【００４９】＜制約条件４＞品目iのt期における入庫の
ために、当該品目に使用する部品の出庫（部品の場合は
発注）は、遅くともリードタイム前に発生するが、それ
が過去の期ならば生産（発注）不可能であるので、

【００５０】

【数６】

【００５１】となる。

【００５２】＜制約条件５＞出荷要求量に引き当てる量
は、出荷要求量を上回らないので、

【００５３】

【数７】

【００５４】となる。左辺はw期における機種fの出荷要
求量、右辺は機種fに属する品目iについて、w期に含ま
れるt期ごとの「出荷要求量に引き当てる量」を加算し
たものである。例えば、本実施例における機種「デスク
トップ」の10月第１週の出荷要求量を左辺とすると、右
辺は品目「タワー型」「一体型」それぞれの１０月１日
〜７日における「出荷要求量に引き当てる量」を加算し
たものとなる。この制約条件により、タイムバケットｗ
の機種ｆが、タイムバケットｔの品目iに分配すること
ができる。

【００５５】＜目的関数＞出荷要求量と出荷要求量に引
き当てる量との差が小さくなればよいので、

【００５６】

【数８】

【００５７】となる。

【００５８】ステップ１０５の最適化計算では、制約条
件１〜５の元で、目的関数が最小となるように変数の値
を定める。本実施例では、一例として、変数の値のうち
製品の入庫量Ｒが図８の通り決定する。この入庫量が製
品の生産計画となる。

【００５９】ステップ１０６にて、製品の入庫量Ｒを生
産計画としてＣＲＴやプリンタなどの出力手段、もしく
は記憶手段に出力する。本実施例では、図８に示す情報
８０１を出力する。なお、このとき、８０２に示す合計
値の例のように、出荷要求量に対する充足割合がわかる
情報を同様に出力してもよい。具体的には、

【００６０】

【数９】

【００６１】を計算する。これにより、出荷要求量を充
たしているかどうかを把握しやすくなる。

【００６２】本発明における第２の実施の形態として、
いくつかの最適化条件を用いた生産計画作成方法を、上
記と同じ実施例を用いながら説明する。パラメータとし
ては、 （１）機種から製品への按分比率を指定する条件 （２）各製品の生産量を出荷要求量のタイムバケットｗ
から生産計画のタイムバケットｔに分割するときに、タ
イムバケットｔごとの各製品の生産量を均等にする条件
（日別生産量平準化） （３）製品を生産するために使用する工程の１期あたり
使用可能量に４つの種類、すなわち通常使用可能量、予
定追加使用可能量、予定外追加使用可能量、特別使用可
能量を持たせ、通常使用可能量、予定追加使用可能量、
予定外追加使用可能量、特別使用可能量の順に作業量を
引き当てる条件（自動能力変更） （４）各製品の出荷量を指定する条件 （５）生産期間を出荷要求量の期を基準として、一定範
囲内に限定する条件（生産期間の限定） （６）２つ以上の工程について、各々の作業量を均等に
する条件（負荷平準化） を用意し、ステップ１０２にて、最適化条件を用いるた
めに使用する情報を読み込み、ステップ１０４にて生産
計画モデルに最適化条件を組み込む。最適化条件は、
「こうしたい」という値もしくは式（以下、目標と呼
ぶ）を線形方程式で表現し、制約条件の一つとする。最
適化条件は、制約条件１〜５を考慮した上で、「こうし
たい」という条件が成立しない場合に「解なし」という
計算結果を出さないために、 実際の値（変数）＝目標＋目標との正の乖離（０以上の
変数）−目標との負の乖離（０以上の変数） という式で記述する。例えば、目標を５０としたとき
は、 実際の値＝５０＋目標との正の乖離−目標との負の乖離 となる。線形計画問題を解いた結果、目標５０に実行可
能解が存在せず、結果として「実際の値」が４０だった
場合、制約条件上では、 ４０＝５０＋０−１０ となり、「＝」の条件を満たすことになる。このように
定式化することで、「解なし」という状況を回避するこ
とができる。ただし、「解なし」を回避しなくてもよい
場合には、目標との正の乖離（変数）、目標との負の乖
離（変数）を外せばよい。以下、それぞれの最適化条件
について詳述する。

【００６３】（１）機種から製品への按分比率 １機種に複数の製品が登録されているときに、按分比率
を設定する。例えば、本実施例では、デスクトップとい
う機種に対して、タワー型、一体型という２つの製品が
登録されている。按分比率を考慮せずに生産計画を作成
すると、図８に示す結果のように、どちらか一方しか生
産しないような結果になることがある。それを回避した
いときに、この最適化条件を下記の通り定式化し、制約
条件の１つとする。

【００６４】

【数１０】

【００６５】正（負）の乖離に適当な０以上の係数をつ
けた項を目的関数へ加算する。なお、按分比率を厳密に
設定したい場合には、正（負）の乖離を外せばよい。按
分比率はステップ１０２にて読み込む。

【００６６】（２）日別生産量平準化：出荷要求量のタ
イムバケットｗが生産計画のタイムバケットｔよりも長
いとき、例えば本実施例では、出荷要求量のタイムバケ
ットが週、生産計画のタイムバケットが日になってい
る。このような場合、図８に示す結果のように、週の中
の適当な日で生産するような計画となる。しかし、計画
を実行する時期が現在日に近づき、出荷要求の具体的な
日時が決まったときに、それがある一定の日に集中する
ことは少ない。そこで、タイムバケットｔごとの生産量
をタイムバケットｗの中で平準化したいときに、この最
適化条件を下記の通り定式化し、制約条件の１つとす
る。

【００６７】

【数１１】

【００６８】正（負）の乖離に適当な０以上の係数をつ
けた項を目的関数へ加算する。なお、平準化を厳密に設
定したい場合には、正（負）の乖離を外せばよい。

【００６９】（３）自動能力変更：生産拠点が保有する
工程の使用可能量は、変更できることが多い。特に、計
画期間が現在よりもかなり未来であるか、人手作業工程
の使用可能量は変更しやすい。使用可能量の種類として
は、以下の４つの分類ができる。

【００７０】・通常使用可能量（定時稼働時間など、作
業の有無に関係なく確保している能力） ・予定追加使用可能量（残業稼働時間など、予算化して
いる能力） ・予定外追加使用可能量（深夜残業や休日出勤など、予
算外で確保できる能力） ・特別使用可能量（人員の増加、設備のリースなど、予
算外で特別に確保できる能力） それぞれの時間には上限がある。生産計画作成時には、
まず通常使用可能量だけで出荷要求を充たせるかを検討
し、出荷要求量を充たせるまで、予定追加使用可能量、
予定外追加使用可能量、予定外追加使用可能量、特別使
用可能量の順に使用可能量を追加する。そこで、この４
つの使用可能量を加味して、制約条件３を以下のように
変更する。

【００７１】

【数１２】

【００７２】C2〜C4に適当な０以上の係数をつけた項を
目的関数へ加算する。この係数は、使用優先度の高い順
にその大きさが小さくなるようにする。なお、４分類の
全てを設定しなくてもよいし、逆に４分類以上ある場合
にも、変数を新たに定義し、C2〜C4と同様に制約条件の
右辺へ変数を加算すると共に、適当な０以上の係数をつ
けた項を目的関数へ加算すればよい。各使用可能量の上
限値はステップ１０２にて読み込む。

【００７３】（４）各製品の出荷量：最適化条件（１）
の別の手段として、具体的な数量を指定する最適化条件
を提供する。この最適化条件は、例えば出荷要求量の中
で、特定の製品の要求量が確実に決まっているときに使
用する。例えば、本実施例で、デスクトップの出荷要求
量１００台のうち１０台は確実に一体型に関するもの、
という情報が入っているときなどを指す。図８の結果だ
と一体型の生産量が０台なので要求量を充たせない。確
保したい量を指定したい場合、この最適化条件を下記の
通り定式化し、制約条件の１つとする。

【００７４】

【数１３】

【００７５】正（負）の乖離に適当な０以上の係数をつ
けた項を目的関数へ加算する。なお、確保したい量を厳
密に設定したい場合には、正（負）の乖離を外せばよ
い。確保したい量はステップ１０２にて読み込む。

【００７６】（５）生産期間の限定：この最適化条件で
は、出荷要求量の不確実性が高く、直近で要求量が変更
になったとき、生産量の変更が間に合うように生産期間
を限定する。生産期間を指定したい場合、この最適化条
件を下記の通り定式化し、制約条件の１つとする。

【００７７】

【数１４】

【００７８】生産期間はステップ１０２にて読み込む。

【００７９】（６）負荷平準化 ある品目iについて、生産可能な工程が複数あって、各
工程への生産比率が厳密に決まっていない場合に、各工
程の作業量を平準化したいとき、最適化条件を下記の通
り定式化し、制約条件の１つとする。

【００８０】

【数１５】

【００８１】最大負荷量と最小負荷量の差に適当な０以
上の係数をつけた項を目的関数へ加算する。負荷平準化
工程グループの指定はステップ１０２にて読み込む。ま
た、負荷平準化を行う場合には、実施例の図７に示す所
要量がステップ１０３にて決められないので、制約条件
２を

【００８２】

【数１６】

【００８３】に置き換える。

【００８４】以上の最適化条件のうち、少なくとも１つ
以上を生産計画モデルに組み込み、生産計画を作成す
る。以下に、本実施例において、最適化条件の（２）
（３）を組み込んだ例を記載する。

【００８５】まず、ステップ１０２にて、最適化条件
（２）を製品生産工程に設定することを表す信号を記憶
手段から読み込む。また、同ステップにて、最適化条件
（３）を製品生産工程に設定することを表す信号、およ
び定数を ・通常使用可能量上限：３８０分/日（これはステップ
１０１にて読み込み済み） ・予定追加使用可能量上限：１０分/日 ・予定外追加使用可能量上限：２０分/日 ・特別使用可能量上限：０分/日 と読み込む。

【００８６】ステップ１０５にて最適化計算を行った結
果、一例として、変数の値のうち、製品の入庫量Ｒが図
９の通り決定する。図８と比較すると、入庫量が最適化
条件（２）によって日ごとにほぼ平準化されているのが
わかる。また、最適化条件（２）によって予定追加使用
量を上限の１０まで使い、それでも不足する量を予定外
追加使用可能量で補うことで、出荷要求量を充たしてい
る。

【００８７】以上のように、最適化条件を必要に応じて
生産計画モデルに組み込むことで、計画担当者の意図す
る生産計画を作成できる。

【００８８】本発明における第３の実施の形態として、
上記までの方法で作成した製品の生産計画を用いて、資
材の所要量計画を作成する方法を上記と同じ実施例を用
いながら説明する。処理の流れは、図１０に示すよう
に、図１のステップにステップ１００１から１００３を
追加したものとなる。

【００８９】ステップ１００１では、ステップ１０６の
生産計画、および１０１で読み込んだ入力情報を用い
て、必要な工程の作業量と使用時期・資材の使用量と使
用時期、およびそれぞれの量と使用可能量との差をＭＲ
Ｐなどの計算方法を使って処理装置にて計算する。本実
施例では、図８もしくは図９に示す生産計画を用いて、
部品の所要量計算を行う。例えば、図９に示す生産計画
を用いて、所要量計算をした結果を図１１に示す。例え
ば、ノート型を10/6に２５台生産するためには、ステッ
プ１０１にて読み込んだノート型のリードタイム分だけ
過去、つまり１日前の10/5に筐体１を２５、基板１を２
５、付属１を２５だけ完成（入庫）しておかなければな
らない。基板１を10/5に２５台生産するためにはは、ス
テップ１０１にて読み込んだ基板１のリードタイム分だ
け過去、つまり１日前の10/4にＣＰＵを２５、メモリを
２５だけ入庫しておかなければならない。以上のよう
に、各製品の生産計画から、リードタイムを使って、部
品の必要時期、および必要量を計算する。このとき、在
庫や入庫予定（仕掛、発注残）がある場合は、必要量を
その量だけ減算する。次に、各部品について、必要時期
に必要量だけ完成（入庫）できるかどうかをチェックす
る。生産して完成するものは、工程別日別の作業量合計
を、ステップ１０１にて読み込んだ作業時間と必要量と
を使って計算し、生産工程が備える使用可能量との差を
算出する。使用可能量が下回っている場合には、実行不
可能と判定する。また、部品メーカーから調達するもの
は、ステップ１０１にて読み込んだ調達リードタイムを
必要時期から減算した時期に少なくとも発注しなければ
ならなので、その時期以前が過去日、もしくは発注不可
能な日であれば、実行不可能と判定する。

【００９０】ステップ１００２にて、ＣＲＴもしくはプ
リンタに各品目の必要時期、必要量、実行可能か不可能
かを識別できる記号を出力し、計画担当者は出力内容を
確認する。実行不可能がなければ処理を終了し、実行不
可能がある場合にはステップ１００３にて何らかの修正
を行う。例えば、生産工程が備える使用可能量が不足し
ているのであれば、使用可能量を追加する。部品の調達
が不可能なのであれば、部品メーカーと交渉して、入庫
予定量を追加、もしくは入庫予定時期を前倒しする。修
正は、キーボードなどの入力手段を用いて、ステップ１
０１で読み込んだ情報を書きかえる、修正が終わった
ら、再度ステップ１００１の処理に戻り、ステップ１０
０２にて内容を確認する。もし、使用可能量の追加など
が不可能な場合には、製品の生産計画を修正することに
なる。ところが、本実施形態では、ステップ１０６にて
作成した生産計画を修正することなく実行可能な調達計
画を作成するために、修正が困難な部品・工程を、ステ
ップ１０３にて指定しておくことができる。ステップ１
０６で作成された生産計画は、修正が困難な部品・工程
の実行可能性を保証しているので、ステップ１００３に
てステップ１０１の情報を書きかえるだけで、実行可能
な調達計画を作成できる。

【００９１】図１２は、本発明による生産計画作成方法
の具体的な装置構成例である。１２０１は処理装置であ
り、本発明を実行するための各種演算を行う。１２０２
は補助出力装置としてのＣＲＴである。１２０３はは補
助入力装置としてのキ−ボ−ドである。１２０４は磁気
ディスク装置であり、図１のステップ１０１、１０２で
読み込む情報等を記憶している。１２０５は補助出力装
置としてのプリンタ、１２０６は補助入力装置としての
磁気媒体読み取り装置である。各装置の接続手段１２０
７は、有線もしくは無線のケーブルもしくはネットワー
クである。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、製品の生産量を算出す
る期の１期あたりの時間間隔（仮にタイムバケットｔと
呼ぶ）が、要求量を設定している期の１期あたりの時間
間隔（仮にタイムバケットｗと呼ぶ）と同等もしくは短
く、要求量を設定している製品を示す呼称１種類（仮に
機種と呼ぶ）に対し、生産量を算出するときの製品を示
す呼称を１種類以上（仮に製品型式と呼ぶ）で関連付け
している場合に、製品型式の在庫量と、製品型式を生産
するために使用する工程・資材のうち、少なくとも１つ
以上の工程・資材について、工程で使用する作業量・資
材の使用量が使用可能量を超えない範囲で、機種の要求
量の充足率が最大となる生産計画を線形計画法にて算出
することができる。

【００９３】また、本発明によれば、 （１）機種から製品型式への按分比率を指定する条件 （２）各製品型式の生産量をタイムバケットｗからタイ
ムバケットｔに分割するときに、タイムバケットｔごと
の各製品型式の生産量を均等にする条件 （３）製品型式を生産するために使用する工程の１期あ
たり使用可能量に４つの種類、すなわち通常使用可能
量、予定追加使用可能量、予定外追加使用可能量、特別
使用可能量を持たせ、通常使用可能量、予定追加使用可
能量、予定外追加使用可能量、特別使用可能量の順に作
業量を引き当てる条件 （４）各製品型式の出荷量を指定する条件 （５）生産期間を出荷要求量の期を基準として、一定範
囲内に限定する条件 （６）２つ以上の工程について、各々の作業量を均等に
する条件 のうち、少なくとも１つ以上の条件を考慮することによ
り、生産計画の最適性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】生産計画作成までの処理の流れを示す図であ
る。

【図２】本発明の例におけるパソコンの部品構成を示す
図である。

【図３】本発明の例におけるパソコンの生産工程に関す
る情報を示す図である。

【図４】本発明の例におけるパソコンの部品に関する情
報を示す図である。

【図５】本発明の例におけるパソコンのモノの流れを示
す図である。

【図６】本発明の例におけるパソコンの部品構成を編集
した結果を示す図である。

【図７】本発明の例におけるパソコンの製品からみた部
品の所要量、リードタイムを計算した結果を示す図であ
る。

【図８】本発明の例におけるパソコンの製品生産計画を
計算した結果の一例を示す図である。

【図９】本発明の例におけるパソコンの製品生産計画
を、第２の実施形態で計算した結果の一例を示す図であ
る。

【図１０】調達計画作成までの処理の流れを表す図であ
る。

【図１１】本発明の例におけるパソコンの調達計画を、
第３の実施形態で計算した結果の一例を示す図である。

【図１２】本発明による生産計画作成方法の具体的な装
置構成例を表す図である。

【符号の説明】

１２０１…処理装置 １２０２…ＣＲＴ装置 １２０３…キ−ボ−ド １２０４…磁気ディスク装置 １２０５…プリンタ １２０６…磁気媒体読み取り装置 １２０７…各装置の接続手段

フロントページの続き (72)発明者 榎本 充博 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 田村 公孝 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア事業部内 Ｆターム(参考） 3C100 AA01 AA05 AA45 AA65 BB02 BB04 BB11

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製品が属する機種レベルでの出荷要求量か
   ら、製品の生産量を算出する生産計画作成方法であっ
   て、 製品を構成する品目を示す品目構成情報と、前記製品を
   構成する品目の生産工程とその工程で使用する作業量と
   を示す生産工程情報と、前記製品を構成する品目の調達
   先とその調達に必要な期間を示す調達情報と、前記製品
   が属する機種レベルでの出荷要求期と数量とを示す出荷
   要求量情報と、前記生産工程が備える使用可能量を示す
   工程能力情報とを記憶手段から読み出すステップと、 前記製品の生産量を算出する期の１期あたりの時間間隔
   （タイムバケットｔと呼ぶ）が、要求量を設定している
   期の１期あたりの時間間隔（タイムバケットｗと呼ぶ）
   よりも短く定められ、かつ、前記機種レベルでの１種類
   （機種と呼ぶ）に対し、生産量を算出するときの製品を
   １種類以上（製品型式と呼ぶ）で関連付けしている場合
   に、 製品型式の在庫量と、製品型式を生産するために使用す
   る工程又は品目のうち、少なくとも１つ以上の工程又は
   品目について、工程で使用する作業量又は品目の使用量
   が使用可能量を超えない範囲で、かつ、前記品目構成情
   報と生産工程情報と調達情報と出荷要求量情報と工程能
   力情報とに基づく所定の制約条件下で、機種の要求量の
   充足率が最大となる生産計画を演算処理手段によりタイ
   ムバケットｔ毎に算出するステップと、を有することを
   特徴とする生産計画作成方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の生産計画作成方法におい
   て、 （１）機種から製品型式への按分比率を指定する条件 （２）各製品型式の生産量をタイムバケットｗからタイ
   ムバケットｔに分割するときに、タイムバケットｔごと
   の各製品型式の生産量を均等にする条件 （３）製品型式を生産するために使用する工程の１期あ
   たり使用可能量に４つの種類、すなわち通常使用可能
   量、予定追加使用可能量、予定外追加使用可能量、特別
   使用可能量を持たせ、通常使用可能量、予定追加使用可
   能量、予定外追加使用可能量、特別使用可能量の順に作
   業量を引き当てる条件 （４）各製品型式の出荷量を指定する条件 （５）生産期間を出荷要求量の期を基準として、一定範
   囲内に限定する条件 （６）２つ以上の工程について、各々の作業量を均等に
   する条件 のうち、少なくとも１つ以上の条件を加えた上で生産計
   画を算出することを特徴とする生産計画作成方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載の前記記憶手段には、請求
   項１もしくは請求項２記載の方法にて作成した製品の生
   産計画情報を更に有し、 製品を生産計画に従って生産するために使用する資材使
   用量と使用時期を算出する処理と、製品を生産計画に従
   って生産するために使用する工程の作業量と使用時期を
   算出する処理と、資材使用量と使用可能量との差、およ
   び工程の作業量と使用可能量との差を算出する処理とを
   前記演算処理手段、もしくは別の演算処理手段により実
   行し、製品を生産計画どおり生産するために必要な工程
   ・資材の使用量と使用時期、および使用可能量との差を
   算出することを特徴とする資材所要量計画の作成方法。
4. 【請求項４】請求項１もしくは請求項２記載の生産計画
   の作成方法において、当該プロセスを実行するためのプ
   ログラムを保管した記憶媒体。
5. 【請求項５】製品が属する上位製品レベルでの出荷要求
   量から、製品の生産量を算出する生産計画作成方法であ
   って、 製品を構成する品目を示す品目構成情報と、前記製品を
   構成する品目の生産工程とその工程で使用する作業量と
   を示す生産工程情報と、前記製品を構成する品目の調達
   先とその調達に必要な期間を示す調達情報と、前記上位
   製品レベルでの出荷要求期と数量とを示す出荷要求量情
   報と、前記生産工程が備える使用可能量を示す工程能力
   情報とを記憶手段から読み出すステップと、 前記製品の生産量を算出する際の時間間隔（タイムバケ
   ットｔと呼ぶ）が、前記上位製品レベルでの出荷要求期
   の時間間隔（タイムバケットｗと呼ぶ）よりも短く定め
   られる場合に、前記製品の在庫量と、製品を生産するた
   めに使用する工程又は品目のうち、少なくとも１つ以上
   の工程又は品目について、工程で使用する作業量又は品
   目の使用量が使用可能量を超えない範囲で、かつ、前記
   品目構成情報と生産工程情報と調達情報と出荷要求量情
   報と工程能力情報とに基づく所定の制約条件下で、上位
   製品レベルでの要求量の充足率が最大となるタイムバケ
   ットｔ毎の生産計画を演算処理手段により算出するステ
   ップと、を有することを特徴とする生産計画作成方法。
6. 【請求項６】製品が属する上位製品レベルでの出荷要求
   量から、製品の生産量を算出する生産計画プログラムで
   あって、 製品を構成する品目を示す品目構成情報と、前記製品を
   構成する品目の生産工程とその工程で使用する作業量と
   を示す生産工程情報と、前記製品を構成する品目の調達
   先とその調達に必要な期間を示す調達情報と、前記上位
   製品レベルでの出荷要求期と数量とを示す出荷要求量情
   報と、前記生産工程が備える使用可能量を示す工程能力
   情報とを記憶手段から読み出すステップと、 前記製品の生産量を算出する際の時間間隔（タイムバケ
   ットｔと呼ぶ）が、前記上位製品レベルでの出荷要求期
   の時間間隔（タイムバケットｗと呼ぶ）よりも短く定め
   られる場合に、前記製品の在庫量と、製品を生産するた
   めに使用する工程又は品目のうち、少なくとも１つ以上
   の工程又は品目について、工程で使用する作業量又は品
   目の使用量が使用可能量を超えない範囲で、かつ、前記
   品目構成情報と生産工程情報と調達情報と出荷要求量情
   報と工程能力情報とに基づく所定の制約条件下で、上位
   製品レベルでの要求量の充足率が最大となるタイムバケ
   ットｔ毎の生産計画を演算処理手段により算出するステ
   ップと、を実行させることを特徴とする生産計画プログ
   ラム。