JP2003271223A - 自動車製造ラインの投入順計画立案装置 - Google Patents
自動車製造ラインの投入順計画立案装置Info
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Abstract
の投入順計画立案装置を提供することにある。 【解決手段】製造すべき車両情報を入力する入力部1
と、この入力部1に入力された車両情報に基づき最適な
投入順を決定する演算部3と、演算部3で求めた投入順
計画を外部に出力する出力部5とを有する。演算部3
は、車両の投入順を作成するとともに、入力部1から入
力した作業投入時の制約条件に基づいて、作成された投
入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数の投入
順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条件に対
するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる投入順
を求める。
Description
入順・作業順を作成する自動車製造ラインの投入順計画
立案装置に係り、特に、自動車製造業に代表される混流
ラインを持った製造業において用いるに好適な自動車製
造ラインの投入順計画立案装置に関する。
(メイン、メタル)、塗装工程(ペイント)、組立工程
(トリム)、最終試験工程(ファイナル)等の複数の工
程を持って自動車を製造している。各々の工程内部で
は、レールで連結され、等間隔、等速度で車両が移動す
るが、各工程における作業負荷・作業時間は異なってい
る。これらの工程間に余分な滞留車両を持たせず、かつ
車両順序の入れ替え作業等を発生させずに、つまり恰も
連続したラインのように、各工程の作業順序を決定する
ことが、ラインの効率化の点で必要となっている。
を決定することは、独特のノウハウを必要とするため熟
練計画担当者の手作業に依存する形で行われていた。
呼ばれる製造ラインでは、ライン分岐,ライン合流が発
生し、ラインを移動する車両の順序を作業管理ポイント
で把握することは、工程業務、ラインの特性、流れる車
両の属性、仕様・オプションの作業内容等の全てを把握
した熟練者でないと投入順を決定できないものであっ
た。
ーカー自身が他社との差別化のために用意する各種オプ
ション設定等で、異なる仕様、オプションの車両が増加
すると、計画担当者の負担が大きくなり、効率的な投入
順が作成できない場合も生ずるという問題があった。
能な自動車製造ラインの投入順計画立案装置を提供する
ことにある。
るために、本発明は、製造すべき車両情報を入力する入
力部と、この入力部に入力された上記車両情報に基づき
最適な投入順を決定する演算部と、この演算部で求めた
投入順計画を外部に出力する出力部とを有する自動車製
造ラインの投入順計画立案装置において、上記演算部
は、車両の投入順を作成するとともに、上記入力部から
入力した作業投入時の制約条件に基づいて、作成された
投入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数の投
入順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条件に
対するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる投入
順を求めるようにしたものである。かかる構成により、
効率的な投入順が作成可能となる。
上記制約条件は、同一仕様車両の平準化分配,特定仕様
車の最小投入間隔,連続投入台数の考慮,連続投入時の
最大連続台数,最小連続台数としたものである。
上記演算部は、組立完了工程であるオフライン工程の投
入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリード
タイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播
させ、前後工程の投入順を決定するようにしたものであ
る。
上記演算部は、分岐や合流を伴う混流ラインにおいて
も、工程間の滞留台数や蓄積台数を利用して、車両毎に
異なるリードタイムを算出して、リードタイムずらしを
行い、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の
投入順を決定するようにしたものである。
ツートンカラー塗装作業等でラインを2度通過する車両
に対して、時間または台数を付加してリードタイムを補
正するようにしたものである。
上記演算部は、仕様,オプション毎にペナルティ計算時
の重みを変えられるようにしたものである。
上記演算部は、相互結合型ニューラルネットワークや遺
伝的アルゴリズム等の最適化手法を用いて、ペナルティ
値が最小となる投入順を求めるようにしたものである。
上記演算部は、上記制約条件を、投入順を決定する工程
毎に設定し得るようにしたものである。
は、製造すべき車両情報を入力する入力部と、この入力
部に入力された上記車両情報に基づき最適な投入順を決
定する演算部と、この演算部で求めた投入順計画を外部
に出力する出力部とを有する自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、上記演算部は、車両の投入順を
作成するとともに、上記入力部から入力した作業投入時
の制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度を
ペナルティ値として求め、複数の投入順を作成しなが
ら、それぞれの投入順毎の制約条件に対するペナルティ
値を求め、ペナルティ最小となる投入順を求め、さら
に、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を、
工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイムずら
しを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後
工程の投入順を決定するようにしたものである。かかる
構成により、効率的な投入順が作成可能となる。
明は、製造すべき車両情報を入力する入力部と、この入
力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投入順を
決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計画を外
部に出力する出力部とを有する自動車製造ラインの投入
順計画立案装置において、上記演算部は、車両の投入順
を作成するとともに、上記入力部から入力した作業投入
時の同一仕様車両の平準化分配,特定仕様車の最小投入
間隔,連続投入台数の考慮,連続投入時の最大連続台
数,最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成さ
れた投入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数
の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条
件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる
投入順を求め、さらに、組立完了工程であるオフライン
工程の投入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使っ
たリードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入
順を伝播させ、前後工程の投入順を決定するようにした
ものである。かかる構成により、効率的な投入順が作成
可能となる。
明は、製造すべき車両情報を入力する入力部と、この入
力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投入順を
決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計画を外
部に出力する出力部とを有する自動車製造ラインの投入
順計画立案装置において、上記演算部は、車両の投入順
を作成するとともに、上記入力部から入力した作業投入
時の同一仕様車両の平準化分配,特定仕様車の最小投入
間隔,連続投入台数の考慮,連続投入時の最大連続台
数,最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成さ
れた投入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数
の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条
件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる
投入順を決定するようにしたものである。かかる構成に
より、効率的な投入順が作成可能となる。
発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画
立案装置の構成及び動作について説明する。最初に、図
1及び図2を用いて、本実施形態による自動車製造ライ
ンの投入順計画立案装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの
投入順計画立案装置の全体構成を示すシステムブロック
図である。図2は、図1に示した本実施形態による自動
車製造ラインの投入順計画立案装置の要部の詳細構成を
示すシステムブロック図である。
車製造ラインの投入順計画立案装置は、入力部1と、演
算部3と、出力部5の他に、メモリ2,4,6,7,8
とか構成されている。
ド1bと、表示装置1cと、入力記憶部1dとを備えて
いる。キーボード1b及び表示装置1cを用いて入力さ
れる情報及び外部の他装置からLAN装置1a等の通信
手順で入力する情報は、入力記憶部1dに格納される。
ての順列作成ポイント毎工程計画台数情報、 2)順列作成ポイント工程の操業カレンダー情報、 3)投入順を作成すべき工程である順列作成ポイント情
報、 4)投入順を作成する車両情報としての組立車両オーダ
ー情報、 5)計画対象の工場のライン構成、工程構成等の工場諸
元情報、 6)車体番号であるシャシーNo情報、 7)前回作成投入順計画により実作業が行われた結果と
しての引継ぎ情報である繰越情報、 8)順列作成時に使用する仕様,オプションに対する投
入順作成時の評価用基礎情報、 9)稼動、非稼動を加味した操業時間割情報、等があ
る。キーボード1b若しくはLAN装置1aから入力し
たこれの情報は、入力記憶部1dに記憶される。入力記
憶部1dに記憶された入力情報は、メモリ2を介して、
演算部3に引き継がれる。
づき、投入順計画を作成する。メモリ4には、演算部3
で実行されるプログラム群が記憶されている。演算部3
は、メモリ4に記憶されたプログラム群に基づいて、処
理を実行する。
部3bと、シャシーNo割付部3cとから構成されてい
る。順列作成部3aは、入力情報に基づいて、各工程に
対する投入順列を作成する。作成された投入順列情報
は、メモリ6に格納される。順列作成部3aの詳細構成
については、図2を用いて後述する。
いる順列作成部3aの出力結果である投入順列情報に、
実暦の時刻を割り当てる処理を行う。割り当てられた実
歴情報は、メモリ7に記憶される。
憶された時刻付きの投入順列の車両1台毎に、車体管理
番号であるシャシーNoを付与し、データをユニークな
ものとする。シャシーNoが付与された時点でエンドユ
ーザが紐付けられる。シャシーNoの割り付けられた車
両のデータは、メモリ8に記憶される。
bと、計画記憶部5cと、LAN装置5dを備えてい
る。出力部5は、順列作成部3aと、時刻割付部3b
と、シャシーNo割付部3cの処理結果が記憶されたメ
モリ6,7,8にアクセス可能であり、演算部3の処理
結果である投入順情報を参照可能であり、また、順列作
成ポイント毎仕様付車両投入時刻順情報を出力する。出
力部5は、プリンタ5aへの作業指示書等の出力や、デ
ィスプレー等の表示装置5bへの表示や、ディスクファ
イル等の計画記憶部5dへの記憶や、LAN装置等の通
信手順を用いて、他装置への開示を行う。実際には、表
示装置5bから対話形式での修正を可能としている。
成について説明する。順列作成部3aは、入力情報取込
み部31と、繰越し固定範囲決定部32と、初期オフラ
イン順列作成部33と、初期リードタイム展開部34
と、順列評価部35と、評価判定記憶部36と、処理終
了判定部37と、オフライン順列作成部38と、リード
タイム展開部39とを備えている。
自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順列作成
部3aの処理動作について説明する。図3は、本発明の
一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装
置の中の順列作成部3aの処理を示すフローチャートで
ある。
部31は、入力部1の入力記憶装置1dからメモリに情
報を読み上げる。
定範囲決定部32は、前回出力した投入順計画範囲で、
まだ作業着手していない車両情報としての繰越し情報と
前回出力した投入順計画とを比較し、繰越し情報で指定
されない車両、つまり作業着手している車両を全工程に
おいて固定し、順序を入れ替えない設定を行う。繰越し
情報は、作業が先頭工程から行われるために、先頭の順
列作成ポイント工程で指示される。先頭順列作成ポイン
トから下流工程に対して、指定車両を追跡して投入順を
固定する。但し、新たに受信した製造すべき車両が割り
込むことは許している。
ライン順列作成部33は、組立工程の完了工程であるオ
フライン(組立完了した車両がラインを離れるため、オ
フラインと呼ぶ)ポイントでの初期投入順を作成する。
初期投入順はランダムでも良いが、初期並び順の出来が
最適投入順としての並び順を得るまでの探索回数に影響
を及ぼすことになる。実際には、仕様,オプションの平
準化を考慮した初期並び順を作成し、最適投入順に到達
する収束回数の短縮を図っている。
ドタイム展開部34は、初期オフライン順列作成部33
で作成した初期並び順を元に、リードタイムずらし,補
正を行い、前後の順列作成対象工程に順列を展開する。
リードタイムずらし及びリードタイム補正の詳細につい
ては、図16〜図20を用いて後述する。
部35は、初期リードタイム展開部34で作成された全
工程の投入順の評価を行う。ここでの評価は、仕様,オ
プションに設定された要求条件を満足しない部分をチェ
ックし、検出都度、ペナルティ値を算出する。全ての仕
様、オプションに対して、全工程の投入順をチェック
し、ペナルティ合算値を求める。ペナルティ値について
は、図6〜図15を用いて後述する。
記憶部36は、初期順列の評価時はその値をメモリ6に
記憶する。また、評価判定記憶部36は、2回目以降の
場合は、記憶しているペナルティ値と比較し、ペナルテ
ィ値の良い方をメモリ6に記憶する。
ン順列作成部38は、乱数を用いて、オフライン工程で
の投入順列の別パターンを作成する。
イム展開部39は、オフライン順列作成部38の見直さ
れたオフライン順列に従い、前後工程へのリードタイム
ずらし、補正を行い、全体工程の投入順列を作成する。
部35は、全体工程の投入順を評価して、評価値(ペナ
ルティ値)を算出する。
記憶部36は、記憶している評価値と、新しく求めた評
価値を比較する。
定記憶部36は、評価値が改善されたか否かを判定し、
改善された場合には、ステップs65に進み、改善され
ていない場合には、ステップs70に進む。
65において、評価判定記憶部36は、新しく求めた順
列作成ポイントの全ての投入順を採用して、メモリ6に
記憶する。
ップs70において、評価判定記憶部36は、新しく求
めた順列作成ポイント全ての投入順を破棄する。
了判定部37は、繰返し探索が指定された回数完了した
かをチェックし、指定回数終了していれば処理を終了す
る。指定回数終了していなければ、ステップs40に戻
り、上述の処理を繰り返し実行する。
による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順
列作成部33の処理動作について説明する。最初に、図
4を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入
順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造工場にお
ける基本的な工程及び製造ラインの一例について説明す
る。図4は、本発明の一実施形態による自動車製造ライ
ンの投入順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造
工場における基本的な工程及び製造ラインの一例の説明
図である。
ル)K1,塗装工程(ペイント)K2,組立工程(トリ
ム)K3,ファイナル工程(ファイナル)K4の4工程
に大きく区分けされており、車体工程,塗装工程,組立
工程,ファイナル工程の順で工程が進むものである。車
体工程K1は、車両の枠組みを溶接加工する工程であ
る。塗装工程K2は、塗装をする工程である。組立工程
K3は、通常、トリミング工程と呼ばれ、仕様,オプシ
ョンを組み込む工程である。
である。車両は、このラインLの上を台車に乗るイメー
ジで矢印方向に進みながら作業が行われ、完成車両の形
を整えて行く。車体工程K1,塗装工程K2,組立工程
K3,ファイナル工程K4内は、各々、その工程内部で
はラインLに沿ってレールで連結され、等間隔,等速度
で車両が移動する。
えば、主たるラインL1,L2に対して、車体工程K1
に設けられたラインL3は、ラインL2から分離して、
ラインL1に合流するラインである。塗装工程K2に設
けられたループ状のラインL4は、ラインL1の一部か
ら分離するとともに、ラインL1とは逆方向に車両を移
動して、再び、ラインL1に合流している。塗装工程K
2に設けられたラインL5も、ラインL2の一部から分
離するとともに、ラインL2とは逆方向に車両を移動し
て、再び、ラインL2に合流している。ラインL4,L
5は、例えば、車両の塗装をツートンカラーにする場合
に、2度塗装ブースを通して2度塗りする場合に用いら
れる。組立工程K3において設けられたラインL5は、
ラインL1から分離するとともに、ファイナル工程K4
では、再びラインL1に合流している。
示している。例えば、セダンタイプの製造ルートMR
1,ミニバン・ワゴンタイプの製造ルートMR2,RV
タイプの製造ルートMR3を示している。車体工程K1
では、ミニバン・ワゴンタイプの車両及びRVタイプの
車両は、ラインL2で製造される。ミニバン・ワゴンタ
イプの車両の枠組みは、セダンタイプの車両よりも、R
Vタイプの車両に近いため、ミニバン・ワゴンタイプの
車両及びRVタイプの車両は、同一のラインL2で製造
される。一方、塗装に関すると、ミニバン・ワゴンタイ
プの車両の塗装は、車高等の形状によりセダンタイプの
車両の塗装に近いため、ラインL1で塗装される。ライ
ンL2からラインL1に移動するために、ライン間の分
離・合流のためのラインL3が設けられている。
ションは、セダンタイプ,ミニバン・ワゴンタイプ,R
Vタイプは、それぞれ異なるため、ラインL1,L2に
加えて、独立したラインL6を備えている。
間に車両を蓄積できるバッファを持つ場合がある。この
バッファ内で順序の入れ替えを行える設備もあるが、以
下の説明では、先入れ先出しの設備としている。
動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる投入順序
決定ポイントの一例について説明する。図5は、本発明
の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案
装置で用いる投入順序決定ポイントの一例の説明図であ
る。なお、図4と同一符号は、同一部分を示している。
ークダウンした、製造工程上のチェックポイントPを示
している。通常、自動車製造業では、15〜20のチェ
ックポイントを有するが、ここでは、説明を簡単にする
ため、代表的な6ポイントで説明する。すなわち、図示
するように、車体工程K1の入口と出口に、それぞれ、
セットアップポイントP1と、車体完ポイントP2を有
する。また、塗装工程K2の出口に塗装完ポイントP3
を有する。さらに、組立工程K3の入口と出口に、組立
入りポイントP4とオフラインポイントP5を有する。
また、さらに、ファイナル工程K4の出口に、ファイナ
ル完ポイントP6を有する。
り、製造しようとする車両の製造ルートを、図中に示す
番号で表すことができる。例えば、図4に示したミニバ
ンの製造ルートMR2は、「セットアップ3」−「車体
完1」−「塗装1」−「組立入1」−「オフライン2」
−「ファイナル完1」となる。この番号をライン区分と
称し、「311121」のように表している。
列を決定すれば、工場全体の作業計画となる。但し、ポ
イントでの投入順とは、この投入順決定ポイントに対す
る車両の通過順番であり、ライン作業であるため、同時
にポイントを通過できないため、時間差を持った通過順
番を投入順または投入順列、単に順列と称している。
動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる仕様,オ
プションに対して設定される投入順列作成上の制限条件
の一例について説明する。図6は、本発明の一実施形態
による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる
仕様,オプションに対して設定される投入順列作成上の
制限条件の一例の説明図である。
する場合、「ナビゲーション装置を付ける」とか、「4
WD車にする」とか検討するが、「ナビゲーション装
置」,「4WD」等は、全て、仕様,オプションであ
る。さらに、付記すると、車種はセダンで、色は黒で、
排気量は2000ccで等と検討する全てが、製造者側
から見ると仕様となる。一般にスペックと呼でいる。車
両のオーダーは基準車系、型式があり、あとは全て、仕
様アドオンのスタイルとなっている。
に対して、投入順列を作成する上で、図6(A)〜
(E)に示す5種類の条件(A:構成比率平準化,B:
最小間隔台数,C:最大連続台数,D:ロット条件,
E:割付範囲指定)を付加可能としている。
平準化である。仕様Aを持つ車両をA車とするとき、組
立車両オーダー全体の中で、A車が30%を占める場
合、A車以外の70%に対して、A車が均等に配置され
ることが望ましいと言う条件である。例えば、図6
(A)に示すように、組立車両が20台で、そのうちA
車が6台の場合、A車を1台目,4台目,8台目,11
台目,14台目,17台目のように、分散して配置する
ものである。
あり、A車とA車の間には少なくても指定されたA車以
外の車両を挟むことが望ましいと言う条件である。例え
ば、図6(B)に示すように、最小間隔台数が1台の場
合には、A車を1台目,3台目,7台目,9台目,14
台目,20台目のように配置して、A車とA車の間に、
A車以外を1台以上挟むようにするものである。
あり、A車が連続しても良いが、最大でも指定された台
数以下に抑えることが望ましいと言う条件である。例え
ば、図6(C)に示すように、最大連続台数が3台の場
合には、A車を2台目,3台目,8台目,10台目,1
1台目,12台目のように配置して、A車を最大3台ま
で連続して配置可能とするものである。
り、A車を最小何台、最大何台の条件で連続するように
ロットまとめすることが望ましいと言う条件である。例
えば、図6(D)に示すように、組立車両が24台で、
そのうちA車が10台の場合、ロット条件が最大5台,
最小2台であるならば、A車を1台目,2台目,3台
目,9台目,10台目,11台目,12台目,13台
目,21台目,22台目のように、最大5台まで連続し
て配置可能であり、また、最小2台まで連続して配置可
能とするものである。
あり、オーダー全体の中でどの範囲で投入を行いなさい
と言う条件である。本来輸送トラックの荷まとめ等の条
件から来る指定である。このため、何時から何時までと
言った時間帯指定であるか、全オーダー内の先頭何%か
ら何%以内で生産投入と言った比率指定で行われる。例
えば、図6(E)に示すように、組立車両(オフライン
車両)が30台で、そのうちA車が7台の場合、割付け
範囲指定が0〜50%であるならば、A車を1台目,4
台目,6台目,9台目,11台目,13台目,15台目
のように、A車を0〜50%の範囲,すなわち、1台目
〜15台目の範囲に配置するものである。
的な命令形でない表現をするのは、全ての条件を必ず守
れるオーダー投入順が存在しない場合が、オーダーパタ
ーンによってはあり得るため、「できれば条件を守っ
て」の表現である「望ましい」になる。では、守れなか
った場合、何かしらの罰則を設けないと、条件として成
立しないことになる。そこで、本実施形態では、守れな
かった場合は「ペナルティ」を与えることとし、各条件
毎に、ペナルティを計算するようにしている。ペナルテ
ィの計算方法については、図7〜図9を用いて説明す
る。
の条件の他に、他の条件を設けることも可能である。ま
た、仕様,オプションに対して設定される投入順列作成
上の制限条件としては、図6(A)〜(E)に示す5種
類の条件の内、A:構成比率平準化,B:最小間隔台
数,C:最大連続台数,D:ロット条件は必須の条件で
ある。E:割付範囲指定については、必要に応じて設定
することができるものである。
動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件
の中の構成比率平準化条件に対するペナルティの計算方
法について説明する。図7は、本発明の一実施形態によ
る自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限
条件の中の構成比率平準化条件に対するペナルティの計
算方法の説明図である。
に示したように、組立車両オーダー全体の中で、A車が
30%を占める場合、A車以外の70%に対して、A車
が均等に配置されることが望ましいと言う条件である。
例えば、図7に示すように、組立車両が10台で、その
うちA車が3台の場合、A車を1台目,4台目,10台
目のように、分散して配置された場合のペナルティにつ
いて説明する。
外が入れる台数(期待間隔台数)を求める。期待間隔台
数は、((全台数−A車台数)/A車台数)によって求
めることができる。例えば、全体10台中、A車が3台
含まれる場合、期待間隔台数は、2.3台(=(10−
3)/3)となる。
中の1台目,4台目,10台目に配置される並び順で
は、間隔台数が2台と、5台である。これは、期待間隔
台数2.3台に対して、両者差異があるため、両方とも
ペナルティが課せられる。
(期待間隔台数との差分の絶対値の2乗)により求め
る。図7の例では、重みを「−5」とすると、間隔が2
台の場合のペナルティ値は、−0.45(=(−5)×
(0.3)×(0.3))であり、間隔が5台の場合の
ペナルティ値は、−36.45(=(−5)×(2.
3)×(2.3))となる。ペナルティとして、マイナ
スイメージを出している。ペナルティが増えると、負の
値が増加するため、負の値が小さい(0に近い)方が良
いことになる。間隔が2台の場合は、−0.45ポイン
ト、間隔が5台の場合は−36.45ポイントと、A車
は接近し過ぎても、離れ過ぎてもペナルティとなる。
動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件
の中の最小間隔台数条件に対するペナルティの計算方法
について説明する。図8は、本発明の一実施形態による
自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条
件の中の最小間隔台数条件に対するペナルティの計算方
法の説明図である。
(指定の最小間隔台数との差分の絶対値の2乗)により
求める。例えば、最小間隔台数が2台の場合、図8に示
すように、4台のA車が8台の中の1台目,3台目,7
台目,8台目に配置される並び順では、1台目と3台目
の間は、1台であるので、ペナルティが課せられ、3台
目と7台目の間は、3台であるので、ペナルティが課せ
られない。7台目と8台目の間は0台であるので、ペナ
ルティを課せられる。
間隔が1台の場合のペナルティ値は、−5(=(−5)
×(1)×(1))であり、間隔が0台の場合のペナル
ティ値は、−20(=(−5)×(2)×(2))とな
る。
動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件
の中の最大連続台数条件に対するペナルティの計算方法
について説明する。図9は、本発明の一実施形態による
自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条
件の中の最大連続台数条件に対するペナルティの計算方
法の説明図である。
(指定の最大連続台数との差分の絶対値の2乗)により
求める。例えば、最大連続小間隔台数が3台の場合、図
9に示すように、9台のA車が13台の中の1台目,2
台目,6台目,7台目,8台目,9台目,11台目,1
2台目,13台目に配置される並び順では、1〜2台目
は、2台連続であるので、ペナルティが課せられない。
6〜9台目の間は、4台連続であるので、ペナルティが
課せられる。11〜13台目の間は3台であるので、ペ
ナルティが課せられない。
連続台数が4台の場合のペナルティ値は、−5(=(−
5)×(1)×(1))となる。
件や、図6(E)に示した割り付け範囲指定に対して
も、同様にペナルティ値を求めることができる。
ステップs20とステップs40における投入順作成処
理について説明する。図10及び図11は、本発明の一
実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置
における投入順作成処理の説明図である。
ライン順列作成部33は、組立工程の完了工程であるオ
フラインポイントでの初期投入順を作成する。
ン(S),ミニバン(M),4WD(WD)3種類の仕
様,スペックを持つ20台の車両があり、1つの車両に
2つの仕様を設定した場合、例えば、セダンが3台,セ
ダン+4WDが2台,ミニバンが11台,ミニバン+4
WDが4台の各台数に対して、乱数で初期の並び順を作
成すると、例えば、図10(B)のようになる。すなわ
ち、先頭から、セダン,ミニバン,ミニバン+4WD,
セダン,ミニバン,セダン+4WDというような並び順
である。
部38は、乱数を用いて、オフライン工程での投入順列
の別パターンを作成する。相互結合型ニューラルネット
ワーク,遺伝的アルゴリズムでは、オーダー数に併せた
一様乱数(本例では1から20の数値が等確率で出現す
る乱数である。)を2度発生させ、2度の乱数値が異な
れば、その乱数の指す位置の車両を入れ替えることで、
新しい並び順を生成する。例えば、図11(A)に示し
た並び順(図10(B)と同じもの)に対して、乱数を
用いて並び順を変えたものが、図11(B)に示すよう
になる。
テップs30とステップs50における評価値計算処理
について説明する。図12〜図15は、本発明の一実施
形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置にお
ける評価値計算処理の説明図である。
比率の評価用テーブルを示している。制約条件として
は、仕様「セダン」には、最小間隔台数1台が与えられ
ている。また、仕様「4WD」には、最小間隔台数2台
が与えられている。仕様「ミニバン」には、最大間隔台
数3台が与えられている。
化の条件が設定されいる。例えば、図10(A)に示し
た例では、全車20台に対してセダンは5台であるの
で、図7に説明したように、セダンの期待間隔台数は、
3台(=(20−5)/5)である。4WDの期待間隔
台数は、2.3台(=(20−6)/6)である。ミニ
バンの期待間隔台数は、0.2台(=(20−15)/
15)である。
るペナルティ重みは、−5としている。
5は、初期リードタイム展開部34で作成された全工程
の投入順の評価を行う。ここでの評価は、仕様,オプシ
ョンに設定された要求条件を満足しない部分をチェック
し、検出都度、ペナルティ値を算出する。全ての仕様、
オプションに対して、全工程の投入順をチェックし、ペ
ナルティ合算値を求める。
初期投入順に対して、図12の仕様に対する制約条件及
び構成比率の評価用テーブルを用いて、評価した例を示
している。
ついて説明する。仕様「セダン」の場合、期待間隔台数
は、3台である。セダンは、1台目の次は、4台目にあ
るので、間隔は2台であるから、ペナルティ値は、図7
に示した計算方法により、−5(=(−5)×(3−
2)×(3−2))となる。4台目のセダンの次のセダ
ンは、6台目にあるので、間隔は1台であるから、ペナ
ルティ値は、−20(=(−5)×(3−1)×(3−
1))となる。同様にして、全てのセダンについて、構
成比率のペナルティを求めると、それぞれ、「0」,
「−20」,「−80」,「−45」となるので、ペナ
ルティの合計値は、「−150」となる。
2.3台である。4WDは、3台目の次は、6台目にあ
るので、間隔は2台であるから、ペナルティ値は、−
0.45(=(−5)×(2.3−2)×(2.3−
2))となる。6台目の4WDの次の4WDは、11台
目にあるので、間隔は4台であるから、ペナルティ値
は、−14.45(=(−5)×(2.3−4)×
(2.3−4))となる。同様にして、全ての4WDに
ついて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、
「0」,「−0.45」,「−14.45」,「−8.
45」,「−8.45」,「−2.45」となるので、
ペナルティの合計値は、「−34.25」となる。同様
にして、仕様「ミニバン」に対しても、構成比率のペナ
ルティ値を求め、その合計値として、「−17.6」が
求められる。
明する。仕様「セダン」には、図12に示したように、
最小間隔台数「1台」の制約条件が付けられている。セ
ダンは、1台目の次は、4台目,6台目,14台目にあ
るが、それぞれの間隔は、2台,1台,7台であるの
で、ペナルティは課せられない。しかし、14台目のセ
ダンの次は、15台目にセダンがあるので、間隔は0台
であるから、ペナルティ値は、図8に示した計算方法に
より、−5(=(−5)×(1−0)×(1−0))と
なる。同様にして、全てのセダンについて、構成比率の
ペナルティを求めると、それぞれ、「0」,「0」,
「0」,「−5」となるので、ペナルティの合計値は、
「−5」となる。
たように、最小間隔台数「2台」の制約条件が付けられ
ている。4WDは、3台目の次は、6台目,11台目に
あるが、それぞれの間隔は、2台,4台であるので、ペ
ナルティは課せられない。しかし、11台目のセダンの
次は、13台目にセダンがあるので、間隔は2台である
から、ペナルティ値は、−5(=(−5)×(3−2)
×(3−2))となる。同様にして、全てのセダンにつ
いて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、
「0」,「0」,「0」,「−5」,「−5」,「0」
となるので、ペナルティの合計値は、「−10」とな
る。同様にして、仕様「ミニバン」に対しても、最大連
続台数のペナルティ値を求め、その合計値として、「−
100」が求められる。なお、仕様「ミニバン」では、
7台目から13台目まで7台のミニバンが連続するが、
この連続した最後の13台目のミニバンに対して、ペナ
ルティ値は、図9に示した計算方法により、−80(=
(−5)×(7−3)×(7−3))とする。
るペナルティ値の総合計は、「−316.85」とな
る。
した入れ替えを行った投入順に対して、図12の仕様に
対する制約条件及び構成比率の評価用テーブルを用い
て、評価した例を示している。
ン順列作成部38が、乱数を用いて、オフライン工程で
の投入順列の別パターンを作成した後、ステップs50
において、順列評価部35は、全体工程の投入順を評価
して、評価値(ペナルティ値)を算出する。算出の方法
は、図13において説明したものと同様である。
うに、9台目と11台目の入れ替えを行うと、セダン及
びミニバンの構成比率による平準化のペナルティは、そ
れぞれ「−150」,「−17.6」と変化はないもの
である。しかし、4WDの構成比率による平準化のペナ
ルティは、「−34.25」から「−14.25」へと
低下している。また、セダンの最小間隔台数とミニバン
の最大間隔台数のペナルティは、それぞれ「−5」,
「−100」と変化はないものである。しかし、4WD
の最小間隔台数のペナルティは、「−10」から「−
5」へと低下している。
るペナルティ値の総合計は、「−291.85」とな
り、初期並び順より改善をしている。
小さくなった並び順、評価状態を示している。図3のス
テップs75において説明したように、並び替えを行う
探索は指定回数行われ、評価値(ペナルティ値)がその
前の評価値より改善されると、ステップs65におい
て、新しく求めた順列作成ポイント全ての投入順が採用
され記憶される。このようにして求められた投入順が、
図15に示すものである。
+4WD」,「ミニバン」,「ミニバン」,「セダン+
4WD」,「ミニバン」とすることにより、仕様「セダ
ン」に対する構成比率のペナルティ値の合計値が、「−
15」となり、仕様「4WD」に対する構成比率のペナ
ルティ値の合計値が、「−7.8」となり、仕様「ミニ
バン」に対する構成比率のペナルティ値の合計値が、
「−17.6」となり、仕様「セダン」,「4WD」,
「ミニバン」に対する制約条件のペナルティ値の合計値
が、それぞれ、「0」となり、全体のペナルティの総合
計は、「−40.4」となり、改善している。
型ニューラルネットワークを用いることにより、最適並
び順への収束の高速化を図かることができる。また、遺
伝的アルゴリズムを使用することで、更に高速化するこ
とができる。さらに、評価式、重みの付け方で、出来上
がりの順列を、作成者の意図するものにコントロールで
きる。
テップs25とステップs45におけるリードタイムず
らし処理について説明する。図16〜図20は、本発明
の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案
装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
らしの基本的な考え方について説明する。図16では、
図5の組立工程K3を例にして、リードタイムずらしを
説明している。図16(A),(B),(C)におい
て、各四角の枠は、1台ずつの車両を示している。
のポイントP4)と、オフライン工程(図5のポイント
P5)の間には、8台の車両が滞留する状況である。1
台の作業時間が1時間である場合(ライン速度=1台/
Hrの場合)、組立入工程からオフライン工程に到達す
るまで、8時間を要することになる。
順を示し、図16(C)は、オフライン工程における投
入順を示している。図16(C)に示すように、オフラ
イン工程で17:00に車両が欲しい場合は、組立工程
におけるライン速度と、滞留台数とから、8台÷1台/
Hrにより、8時間前,すなわち、8:00に組立入工
程で完了するように投入すれば良いことになる。以上の
ようにして、滞留台数,処理速度を用いて、前工程に並
び順を伝達することができる。
場合のリードタイムずらしの考え方について説明する。
図17では、図5の塗装工程K2組立工程K3との間に
ストレージを設けた場合を例にして、リードタイムずら
しを説明している。図17(A),(B),(C),
(D)において、各四角の枠は、1台ずつの車両を示し
ている。
収する手段を講じないと、能力の高い方が車両待ちとな
り、ライン停止に追い込まれることになる。そのため
に、ストレージと呼ばれるバッファを備えている。
工程K2のライン速度が1台/1Hrとし、組立工程K
3のライン速度が1台/30分とした場合、図5に示し
た塗装工程K2の塗装完了ポイントP3と、組立工程K
3の組立入りポイントP4の間に、8台のストレージと
呼ばれるバッファを備える。能力が低い塗装工程は、組
立工程側が休んでいる時間帯に、ストレージに車両を溜
めこみ、速度バランスが保てるようにする。具体的に
は、能力が低い塗装工程が勤務時間を増やし、ストレー
ジに蓄積する。能力が高い組立工程が、ストレージの蓄
積車両を作業消化している間にも、塗装作業を行うこと
で、常にストレージに何台かが残る仕組みを作れば、能
力の高い組立側がライン停止しないようにすることがで
きる。
る投入順を示し、図17(C)は、ストレージの残台数
を示し、図17(D)は、組立入工程における投入順を
示している。
は、ストレージの蓄積台数を用いて行える。例えば、図
17(D)に示すA車を12:00に組立入ポイントに
投入するには、そのときのストレージの残台数が「3
台」であるならば、3台分遡って、8:00に塗装工程
の塗装完了ポイントに投入すればよいことになる。
しは、図16に示した滞留台数に、図17に示したスト
レージの蓄積台数を加味し、ストレージ台数の収支計算
を行うことで、リードタイムずらしが行える。ここでの
収支計算とは、ストレージに入る,出るの差引き残台数
を前後工程の出入の時間断面で計算することである。
ードタイムずらしの考え方を、実際の稼動状況を加味し
て説明する。
休憩時間(例えば、3:00〜4:00,12:00〜
13:00)を挟みながら連続で生産を行っている。組
立入側の工程は、塗装完側と能力同期するために、図1
8(C)に示すように、一部のシフトを休み(例えば、
23:00〜8:00,12:00〜13:00)にし
ながら生産を行う。組立入は、塗装完の2倍の能力で3
0分に1台生産する。塗装完は、1時間に1台の能力で
生産する。図18(B)は、上述の場合のストレージ残
台数の推移を示している。
れた例である。組立入側の車両Zに注目すると、塗装完
で23:00に完了した車両である。車両Zを組立入工
程で、8:00に割り付けるために、本実施形態では、
図18(B)に示したストレージの出入りを、出入りの
あった時間断面で収支追跡を行なっている。組立入で車
両Zを取り出した時間(8:00)における断面でのス
トレージ残台数は、8台を示している。したがって、こ
の8台は、塗装完工程の車両生産枠8個を飛ばした(時
間的に遡った)位置に車両Zが入ることを示している。
塗装完工程で車両Zは、時刻8:00より、車両h,
g,f,e,d,c,b,aが割り付く8台の生産枠を
飛ばして、22:00からの生産枠に割付けられてる。
られる)で捕らえると、非稼動時間の考慮が非常に簡単
になることがわかる。つまり、生産の枠の数を数えるだ
けのため、非稼動時間に生産枠を割り付けしなければ、
考慮する必要がないことになるためである。
がある場合に、ストレージに溜めこむ台数をコントロー
ルすれば、いかなる能力差も、稼動時間の差も吸収でき
ることを示している。
ステップs25とステップs45におけるリードタイム
ずらし処理の中のリードタイム補正について説明する。
図19(A)は、ツートンカラーの塗装の場合の例を示
しており、ツートン塗装のY車は、2回塗装ブースを通
過する必要がある。すなわち、塗装入工程後、塗装ブー
スで1度目の塗装を行った後、迂回ラインを経由して、
再度2度目の塗装のため、塗装ブースを通過する。
時に、X,Y,1,2,3,4,5,6,7と並んでい
たとすると、図18(C)に示すように、Y車が2回目
のループに入るため、そのときには、X,Y,1,2,
3,4,5,6,Y,7と並ぶことになる。したがっ
て、図18(D)に示すように、塗装完の順序は、X,
Y,1,2,3,4,5,6,Y,7と並ぶことにな
り、塗装完了工程では、X,Y,1,2,3,…の順で
車両を得られないことになる。
3,…の順で車両を得たい場合、2回目の塗装に回るル
ートの移動時間が把握できれば、順序を組替えることが
可能である。図18(A)に示した例では、迂回ライン
に掛かる時間を2時間とし、2時間早めた投入を塗装入
り工程で行う頃ことで解決ができる。このように迂回ラ
イン等に要する時間を補正することを、リードタイム補
正と称する。リードタイム補正は、時間又は台数で行う
ことができる。
ードタイム補正の考え方を、より具体的な塗装ラインで
説明する。図20(A)に示すように、自動車製造業の
塗装工程は、下塗り(一般に電着塗装),中塗り,上塗
り,オーブン(焼き付け)により構成される。ここで、
上塗り工程は、複数の塗装ブース(塗装色Aの上塗りブ
ース,塗装色Bの上塗りブース,塗装色Cの上塗りブー
ス)で構成される。なお、塗装ブースの塗装色は、固定
ではなく、変更若しくは切替が可能である。
り回数)が多いため、塗装時間がかかる。高級車の塗装
も一般車に比べて厚く塗装するため時間がかかる。つま
り、スペックにより塗装の通過時間が異なるのが一般的
である。図20に示す例では、塗装色Aの車両の塗装ブ
ースの通過時間を20分とし、塗装色Bの車両の塗装ブ
ースの通過時間を15分とし、塗装色Cの車両の塗装ブ
ースの通過時間を10分としている、ツートンの戻り工
程では、テープ作業も含め、通過に25分かかるとして
いる。
塗装完ポイントで、塗装色A,B,C,A,B,C,
A,ツートン(B+C),Aの車両の順で車両が欲しい
場合、車体完では通過時間をリードタイムずらしの時間
とすれば、簡単に順序を決定できる。例えば、ツートン
(B+C)は、B通過時間15分+テープ通過時間25
分+C通過時間10分の計50分をリードタイムとして
いる。図20(B)の点線は、5分の時間間隔を示して
いる。
ドタイム補正の考え方を使うと、プラント内部の細かい
制約を飛ばして、投入順の欲しいポイントの投入順を決
定することができる。
が重複していないが、リードタイムずらし結果は時間的
に重複する可能性が多分にある。この時間が重なった場
合の車両の順序付けのルールを確立しておけば、適切な
投入順列を得ることができる。
態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力
する情報の一例について説明する。図21〜図25は、
本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計
画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。図2
1は、図1の入力部1に入力する組立車両オーダー情報
の一例を示している。このオーダー情報を用いて、実際
に、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立
案装置を動作させた例を、図22以降を用いて説明す
る。
ン),M(ミニバン),R(RV)の3種で、セダンと
ミニバンは各々8台,RVは5台組立てる場合である。
車両は、CD,カーナビ,4WD,ツートンカラーの4
種類の仕様を持つ設定になっている。ライン区分は、製
造ルートであり、図4で示した製造ラインを対象とし、
図5で示した順列作成ポイントで投入順列を作成させ
る。オフライン日は、図5に示したファイナル完ポイン
トP6においてオフラインされる予定日である。
装色は、赤である。ライン区分が「111111」と
は、図5における投入順序決定ポイントが、「セットア
ップ1」−「車体完1」−「塗装1」−「組立入1」−
「オフライン1」−「ファイナル完1」となるものであ
り、図4のセダンの製造ルートMR1であることを表し
ている。オフライン日は、2000年8月30日となっ
ている。仕様としては、CDが装着される。また、例え
ば、No.15は、ミニバン(M)で、塗装色は、赤黒
である。ライン区分が「311121」とは、図5にお
ける投入順序決定ポイントが、「セットアップ3」−
「車体完1」−「塗装1」−「組立入1」−「オフライ
ン2」−「ファイナル完1」となるものであり、図4の
ミニバンの製造ルートMR2であることを表している。
オフライン日は、2000年8月30日となっている。
仕様としては、CDが装着されること、及び、赤と黒の
ツートン塗装であることを表している。。
作成ポイント情報の一例を示している。
「111111」,「311121」,「33333
3」の3種類であり、図4に示した3種類の製造ライン
MR1,MR2,MR3を示している。「月」は、製造
月を示しており、「8月」であることを示している。
「ポイント名」は、図5に示したセットアップポイント
P1,車体完ポイントP2,塗装完ポイントP3,組立
入りポイントP4,オフラインポイントP5,ファイナ
ル完ポイントP6を示している。各ポイントは、各製造
ライン毎に設けられている。
勤)、「24N」は24日N勤(夜勤)を示している。
そして、各勤務毎の数値は、各工程の指定勤務での生産
予定台数である。
は、各製造ライン毎の各ポイントにおける各勤務毎の生
産予定台数を示す情報となっている。
の情報の一例を示している。
「111111」,「311121」,「33333
3」の3種類であり、図4に示した3種類の製造ライン
MR1,MR2,MR3を示している。「月」は、製造
月を示しており、「8月」であることを示している。
「ポイント名」は、図22に示したものと異なるが、
「車体」はセットアップから車体完の工程間、「塗装」
は車体完から塗装完の工程間、「PBS」及び「組立」
は塗装完から組立入の工程間、「ファイナル」はオフラ
インからファイナル完の工程間を示している。各ポイン
トは、各製造ライン毎に設けられている。
勤)、「24N」は24日N勤(夜勤)を示している。
そして、各勤務毎の数値は、各工程の指定勤務での生産
予定台数である。
各製造ライン毎の各ポイントにおける各勤務毎の滞留指
定台数を示す情報となっている。滞留指定台数は、該当
する2つの工程間でリードタイムずらしを行う場合に、
検討に加える必要がある情報である。
ック(仕様)に対する評価用基礎情報の一例を示してい
る。評価用基礎情報は、評価条件のテーブルとして入力
される。
5に示したセットアップポイントP1からファイナル完
了ポイントP6までの順列作成ポイントに対応してい
る。「SPEC(仕様)」としては、CDと、カーナビを例示
している。
において、重みについてのみ、CD及びナーナビに対し
て「5」としている。これは、Min(最小間隔台
数)、Max(最大連続台数)の指定は、全ての順列作
成ポイントで行っていないことを示している。5番目の
順列作成ポイント(オフライン工程P5)に重み5が設
定されている。これは、オフライン工程の順列に構成比
率の平準化の条件のみを適用して、順列作成をする指示
である。
条件設定を行なうことで、作成した順列のコントロール
が行なえる。
している。「SPEC(仕様)」が、ツートン塗装の場合、
「適用ライン区分」は、「-11---」となっている。すな
わち、図5に示すように、車体完ポイントP2=1と、
塗装完ポイントP3=1の間に、ツートン塗装のための
補正条件が適用されることを示している。「補正時間」
は、120分補正する必要があることを示している。
のである。台数で指定できるメリットは、タクト(シフ
ト作業時間/シフト内生産台数)長さに依存せずに期待
する順序割り込みができる点にある。時間の場合メリッ
ト迂回するラインのような場合に、本線との合流を定義
し易いものである。
態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によっ
て作成された投入順列情報の一例について説明する。図
26〜図32は、本発明の一実施形態による自動車製造
ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順
列情報の一例の説明図である。図26に示すように、投
入順列情報は、車系,塗色,ライン区分,セットアップ
ポイントの時間,車体完ポイントの時間,塗装完ポイン
トの時間,組立入ポイントの時間,オフラインポイント
の時間,ファイナル完ポイントの時間,仕様(SPEC1,SPE
C2)から構成されている。
ン)」は、塗色「赤」,ライン区分「111111」,
セットアップポイントの時間「8/24 17:00」,車体完ポ
イントの時間「8/25 16:30」,塗装完ポイントの時間
「8/28 16:30」,組立入ポイントの時間「8/29 17:0
0」,オフラインポイントの時間「8/30 17:00」,ファ
イナル完ポイントの時間「8/31 16:30,仕様(SPEC1,SPE
C2)「CD」となっている。図26に示される情報の中
で、車系,塗色,ライン区分,オフラインポイントの時
間,仕様(SPEC1,SPEC2)は、図21に示したものと同様
である。但し、図21の車両を図21で指定されたオフ
ラインポイントの時間(いずれも、2001年8月30日)に
オフラインポイントを終了するようになっており、その
条件を満たすための投入順になっているとともに、各ポ
イントの時間が設定されている。
RV(R)と異なる物であり、これらの3車系は、図3
において説明したように、混流ラインで製造されるもの
である。このような混流ラインにより製造される車両に
対しても、本実施形態を用いることにより、容易に効率
的な投入計画を作成することができる。
ン工程部の投入順列を取り出し、オフラインのライン
1,2,3に配分して、各々の投入順列に書き直したも
のである。ラインが異なるため、同時刻の設定がなされ
ている。
出力することができるので、各工程のポイント毎の投入
順序も容易に知ることができる。
入工程へのリードタイムずらし状況を示している。この
間はラインの分岐、合流はないため、オフライン順序が
守られる形で、組立入工程の投入順が決定されている。
工程へのリードタイムずらし状況を示している。組立入
の1,2ライン分が塗装完ライン1に集約されたことが
わかる。
程へのリードタイムずらし状況を示している。ツートン
の仕様を持つB15は、ツートン塗装のために、時間が
掛かるため、車体完ラインでは、ツートン塗装に要する
分だけリードタイムずらしされて投入されている。
アップへのリードタイムずらし状況を示している。車体
完1の車両が、セットアップの1,3に分かれている。
ル完工程へのリードタイムずらし状況を示している。
るため、在庫を持つことは大きなリスクとなる。また、
在庫をどのような仕様、オプションで製作しておくか等
の問題で、自動車製造メーカーは、在庫を最小限に留め
る、または、持たないこととする必要がある。また、注
文を受けてから納車までの期間(製造側ではリードタイ
ムと呼ぶ)を短くすることで顧客満足度を向上させるこ
とが、競争力維持のために必要となる。更に、工場の操
業効率を上げれば、日産の台数が向上し、製造原価を下
げることができる。
けて、注文を現在ラインに指示している組立完了予定の
車両投入順に効率良く追加し、全工程の投入順に替え、
製造の体制を早急に整えることが必須である。
あるオフライン工程の投入順列を作成し、リードタイム
ずらし、リードタイム補正を行いながら、前後工程の投
入順列を決定する。この投入順列に対して、予め設定さ
れた仕様,オプションの評価条件に従い、チェックを行
い違反箇所を検出毎に、予め設定された重みと評価式に
よりペナルティ値を計算し、合計のペナルティ値が最小
となる投入順列を繰り返し検索することにより、作業性
の良い投入順列計画が、短時間で作成することが可能と
なる。このため、計画担当者の負荷の軽減を図ることの
みならず、投入順計画立案時間の短縮によるオーダー締
め切り時間の延長が可能となり顧客サービス性の向上、
オーダー精度の向上が図れる。また、作業効率の向上に
よる製造枠(生産台数)の厳守が図れる等で、利益損失
機会の減少を図ることができる。また、予測オーダー情
報が作成できれば、その予測オーダーを入力し、未来の
相当日数の予測生産順序情報を作成し、部品メーカー等
に事前に提供することを可能とし、部品メーカーが生産
計画、在庫計画を適格に行なえる環境を作り出す。未来
の相当日数は、部品メーカーの部品製造に必要なリード
タイム以上あれば、部品メーカーは在庫を0にすること
が可能となる。
ば、分岐・合流を含む混流ラインで、複数工程の要求条
件をバランス良く解決する投入順を、容易に作成可能と
なり、「早急に」、「効率良く」を実現可能としてい
る。更に、投入順計画立案時間の短縮によるオーダー締
め切り時間の延長、作業効率の向上による製造枠(生産
台数)の厳守等の付加価値を生みだしている。
可能な自動車製造ラインの投入順計画立案装置を得るこ
とができる。
投入順計画立案装置の全体構成を示すシステムブロック
図である。
ンの投入順計画立案装置の要部の詳細構成を示すシステ
ムブロック図である。
投入順計画立案装置の中の順列作成部33の処理を示す
フローチャートである。
投入順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造工場
における基本的な工程及び製造ラインの一例の説明図で
ある。
投入順計画立案装置で用いる投入順序決定ポイントの一
例の説明図である。
投入順計画立案装置で用いる仕様,オプションに対して
設定される投入順列作成上の制限条件の一例の説明図で
ある。
投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の構成比率平
準化条件に対するペナルティの計算方法の説明図であ
る。
投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最小間隔台
数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最大連続台
数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
の投入順計画立案装置における投入順作成処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置における投入順作成処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図
である。
の投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理
の説明図である。
の投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理
の説明図である。
の投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理
の説明図である。
の投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理
の説明図である。
の投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理
の説明図である。
の投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図で
ある。
の投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図で
ある。
の投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図で
ある。
の投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図で
ある。
の投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図で
ある。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
の投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報
の一例の説明図である。
Claims (11)
- 【請求項1】製造すべき車両情報を入力する入力部と、
この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投
入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計
画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ライン
の投入順計画立案装置において、 上記演算部は、車両の投入順を作成するとともに、上記
入力部から入力した作業投入時の制約条件に基づいて、
作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求
め、複数の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎
の制約条件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最
小となる投入順を求めることを特徴とする自動車製造ラ
インの投入順計画立案装置。 - 【請求項2】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記制約条件は、同一仕様車両の平準化分配,特定仕様
車の最小投入間隔,連続投入台数の考慮,連続投入時の
最大連続台数,最小連続台数であることを特徴とする自
動車製造ラインの投入順計画立案装置。 - 【請求項3】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記演算部は、組立完了工程であるオフライン工程の投
入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリード
タイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播
させ、前後工程の投入順を決定することを特徴とする自
動車製造ラインの投入順計画立案装置。 - 【請求項4】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記演算部は、分岐や合流を伴う混流ラインにおいて
も、工程間の滞留台数や蓄積台数を利用して、車両毎に
異なるリードタイムを算出して、リードタイムずらしを
行い、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の
投入順を決定することを特徴とする自動車製造ラインの
投入順計画立案装置。 - 【請求項5】請求項3記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 ツートンカラー塗装作業等でラインを2度通過する車両
に対して、時間または台数を付加してリードタイムを補
正することを特徴とする自動車製造ラインの投入順計画
立案装置。 - 【請求項6】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記演算部は、仕様,オプション毎にペナルティ計算時
の重みを変えられることを特徴とする自動車製造ライン
の投入順計画立案装置。 - 【請求項7】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記演算部は、相互結合型ニューラルネットワークや遺
伝的アルゴリズム等の最適化手法を用いて、ペナルティ
値が最小となる投入順を求めることを特徴とする自動車
製造ラインの投入順計画立案装置。 - 【請求項8】請求項1記載の自動車製造ラインの投入順
計画立案装置において、 上記演算部は、上記制約条件を、投入順を決定する工程
毎に設定できることを特徴とする自動車製造ラインの投
入順計画立案装置。 - 【請求項9】製造すべき車両情報を入力する入力部と、
この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投
入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計
画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ライン
の投入順計画立案装置において、 上記演算部は、車両の投入順を作成するとともに、上記
入力部から入力した作業投入時の制約条件に基づいて、
作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求
め、複数の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎
の制約条件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最
小となる投入順を求め、 さらに、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列
を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイム
ずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、
前後工程の投入順を決定することを特徴とする自動車製
造ラインの投入順計画立案装置。 - 【請求項10】製造すべき車両情報を入力する入力部
と、この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適
な投入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入
順計画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ラ
インの投入順計画立案装置において、 上記演算部は、車両の投入順を作成するとともに、上記
入力部から入力した作業投入時の同一仕様車両の平準化
分配,特定仕様車の最小投入間隔,連続投入台数の考
慮,連続投入時の最大連続台数,最小連続台数からなる
制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペ
ナルティ値として求め、複数の投入順を作成しながら、
それぞれの投入順毎の制約条件に対するペナルティ値を
求め、ペナルティ最小となる投入順を求め、 さらに、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列
を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイム
ずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、
前後工程の投入順を決定することを特徴とする自動車製
造ラインの投入順計画立案装置。 - 【請求項11】製造すべき車両情報を入力する入力部
と、この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適
な投入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入
順計画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ラ
インの投入順計画立案装置において、 上記演算部は、車両の投入順を作成するとともに、上記
入力部から入力した作業投入時の同一仕様車両の平準化
分配,特定仕様車の最小投入間隔,連続投入台数の考
慮,連続投入時の最大連続台数,最小連続台数からなる
制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペ
ナルティ値として求め、複数の投入順を作成しながら、
それぞれの投入順毎の制約条件に対するペナルティ値を
求め、ペナルティ最小となる投入順を決定することを特
徴とする自動車製造ラインの投入順計画立案装置。
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