JP2004326639A

JP2004326639A - 回収製品の分解、再生計画および製品の生産および製品の生産部品の調達計画立案方法ならびに装置

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Publication number: JP2004326639A
Application number: JP2003123144A
Authority: JP
Inventors: Tazu Nomoto; 多津野本; Yuuzou Hiroshige; 雄三弘重; Yasuhiro Nemoto; 康弘根本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP4572505B2

Abstract

【課題】回収した使用済み製品に含まれる部品や材料の予め決められた再利用率を満たしつつ、使用済み製品の分解作業量を必要最小限に抑える分解計画、およびこの分解計画と整合性がとれ消費コストの和が最小となるように生産、調達計画を作成する方法および装置を提供する。
【解決手段】回収製品の回収予定数量と、調達により使用することができるようになる部品毎の利用可能日と数量と、製品を必要とする要求日と数量の情報である生産要求量とが入力されると、予め定められた制約条件に基づいて線形計画法アルゴリズムに基づく計算を行い、分解、再生、生産、調達品目の数量を出力する。制約条件には、回収製品から取り出した部品の再利用率および消費コストの情報が含まれる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回収製品の分解計画、新規製品の生産計画、および新規製品の部品や材料の調達計画に関し、特に、回収製品を分解して得られた再生部品や材料の利用率が定められている場合の分解、再生、生産、調達計画に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境問題に対する人々の意識は、年々高まってきており、環境問題は、社会全体として取り組むべき課題となっている。そのような中、環境問題に対する意識が高い生産企業は、環境への負荷を小さくするため、ライフサイクルを終えた製品を回収して再利用する体制を構築しつつある。このような企業の自発的な動きだけでなく、すでに一部の産業機器においては企業目標として一定の再利用率を定めることを促進する省令が発令されており、再利用を前提とした生産体制の構築が必要となってきている。
【０００３】
また、回収された製品に含まれる部品の中には、プリント基板など適正な処理を行わないと環境に負荷がかかる物質を用いている部品もある。そのような部品については再利用するしないに関わらず、環境負荷物質を分解して取り出す必要がある。
【０００４】
従来、リサイクル部品の利用に関しては、新しい製品を生産する場合の部品の発注量決定方法として、部品を抽出することができる使用済み製品の回収台数を予測し、使用済み製品の予測台数から抽出することができるリサイクル部品の数を算出し、算出されたリサイクル部品の数と、部品の在庫数と、総生産計画とに基づいて部品の発注量を決定するというものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、リサイクルシステムとしては、回収される使用済み製品の数量が、回収時期の予測に反してずれた場合でもリサイクル製品の生産計画が確実に実行できる計画修正機能を備えたリサイクルシステムがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５００８３号公報
【特許文献２】
特開２００２−３２８９７６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
使用済みとなり回収した製品は、例えば、中間品まで分解して再利用してもよく、その中間品をさらに細かい中間品や部品にまで分解して再利用してもよい場合が数多く存在する。従来の技術においては、回収した使用済み製品を、いつ、どの段階まで分解するかを定めることまでは考慮されていない。つまり、生産計画から分解計画へのフィードバックはなく、回収した製品は、全て分解することを想定しているものであった。そのため、分解後のリサイクル部品の使用予定の有無とは関係なく分解作業が行われる可能性があった。
【０００７】
また、予め決められた再利用率を満たし、かつ不要な分解作業を行わずになるべく上位の中間品の状態で再利用することが重要である。
【０００８】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的は、回収した使用済み製品に含まれる部品や材料の予め決められた再利用率を満たしつつ、使用済み製品の分解作業量を必要最小限に抑える分解計画、およびこの分解計画と整合性がとれ消費コストの和が最小となるように生産、調達計画を作成する方法および装置を提供することにある。
【０００９】
また、従来の技術においては、設備や作業員などのリソースの使用可能量を考慮していないため、生産要求量がある期間に集中した場合、リソース不足で想定していた時期に生産や分解作業ができない可能性がある。
本発明の第二の目的は、リソースの制約の範囲で目標再利用率を満足し、かつ消費コストの和が最小となるように生産・分解・再生・調達品目（製品、中間品、部品）の日別数量を算出する計画方法および装置を提供することにある。
【００１０】
また、適正な処理を行わないと環境に負荷を与える物質を含有する部品（以下、要適正処理品目と称す）については、生産工程での再利用はないが分解作業は必須である。本発明の第３の目的は、要適正処理品目を取り出すための日別分解・再生数量を算出する計画方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、回収製品の回収予定数量と、調達により使用することができるようになる部品毎の利用可能日と数量と、製品を必要とする要求日と数量の情報である生産要求量とが入力されると、予め定められた制約条件に基づいて線形計画法アルゴリズムに基づく計算を行い、分解、再生、生産、調達品目の数量を出力するようにしたものである。制約条件としては、製品の生産に用いる部品のうち回収製品から取り出して製品再利用された部品の割合を示す再利用率に関する情報が含まれ、再利用率に関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力する。また、制約条件には回収した製品の分解、再生処理の際に消費するコストおよび製品の生産、部品の調達に要するコストに関する情報が含まれ、消費コストに関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力する。
【００１２】
【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説明する。
図１は、製品の生産および再利用の流れを示す図である。
まず、製品の生産および再利用の流れについて図１を用いて説明する。
本実施の形態においては、分解して再利用することをリユース、再生して再利用することをリサイクルと呼び、リユースとリサイクルの総称として再利用という言葉を用いる。
製品を生産する会社は、まず製品の生産に必要な部品を調達する（１０１）。そして、調達した部品から中間品を生産し（１０２）、さらに中間品や部品、材料を組み合わせてさらに上位の中間品の生産を行う（１０３）。そしてこの中間品から製品の生産を行い（１０４）、製品を出荷する（１０５）。製品は顧客に届けられる（１０６）。製品が顧客のもとで使用済みとなるとその製品は回収される（１０７）。そして、回収された使用済みの製品は、製品から中間品、部品へと分解される（１０８〜１１０）。
【００１３】
ここで、再利用には、製品を分解して取り出した上位の中間品（１１２）の状態で用いる場合、さらに分解した下位の中間品１１３の状態で用いる場合、部品、部材（１１４，１１５）まで分解して生産に再利用する場合がある。部材にまで分解する例としては、パソコンの筐体などがある。プラスチックでできた部品は、一旦粉砕、融解してプラスチックの粒として再生し、この粒から部品を再生して生産に再利用する。
このように、分解と再生が多段階で構成される場合、できるだけ上位の中間品で再利用できれば分解の作業量が少なくて済むという利点がある。逆に、部品まで分解すれば、再利用できる可能性が高いという利点がある。コストを抑えながら、目標とする再利用率を満足するような生産を行うためには、生産対象の製品に応じて、分解、再生作業を決定するのが望ましい。
【００１４】
一般的な生産、調達計画および分解再生計画の作成について図２を用いて説明する。
図２は、製品の生産、調達計画および回収製品の分解、再生計画を作成する装置の位置付けを説明する図である。
図２に示すように、一般的には生産する製品の需要予測２０１をもとに、生産、調達計画装置２０２で、部品調達、中間品生産計画、製品生産計画を作成する。そして、これとは独立して使用済み製品の回収予測２０３をもとに分解、再生計画装置２０４で製品、中間品の分解計画、および部品の再生計画を作成していた。このような構成のため生産の状況にあわせて回収製品をどこまで分解し何をいくつ取り出すのかを決めることができず、回収した製品を予め決めておいた状態（一定の中間品または部品）まで機械的に分解、再生をおこなっていた。
【００１５】
また、図２に示すような一般的な構成では、生産に使った部品のうち再利用品が占める割合である再利用率（リユース・リサイクル率）は、生産時点での再生品の在庫量に依存している。そのため生産、調達計画と分解、再生計画が同期していないので、環境対応などで再利用率の目標を掲げて製品を生産しなければならない場合、その再利用率を考慮した生産計画を立案するようにはなっていない。
【００１６】
一方、本発明の一実施形態の生産、調達計画および分解再生計画の作成について図３を用いて説明する。
図３は、本発明の一実施形態における製品の生産、調達計画および回収製品の分解、再生計画を作成する装置の位置付けを説明する図である。
図３に示すように、本実施の形態においては、生産する製品の需要予測２０１と回収予測２０３に基づき、決められた再利用率目標（リユース・リサイクル率目標）３１２と生産や調達、分解や再生により消費するコスト３１３を考慮し、分解、生産、調達計画装置３００にて、生産、調達計画と分解、再生計画とを整合性をとって同時に作成する。
なお、本実施の形態においては、前記のように再利用のうち、分解して再利用することをリユース、再生して再利用することをリサイクルと呼ぶ。そして、再利用率をリユース、リサイクルごとに管理することを前提とする。リユース、リサイクルの区別をしないで再利用率を管理する場合でも、本発明にて考慮することは可能である。
【００１７】
一般に、回収する製品および生産する製品は複数種類あり、部品構成も多段で複雑な構成をしている。実際の製品を扱うには膨大な処理を必要とする。本実施例では、本発明の内容を明確に示すために、製品の種類、部品構成を単純化して説明する。
【００１８】
次に、本実施形態の分解、生産、調達計画装置３００の構成を、図４を用いて説明する。
図４は、本発明の一実施形態における分解、生産、調達計画装置の構成を説明する図である。
本発明の一実施形態における分解、生産、調達計画装置３００は、大きく分けると入力情報を記憶する記憶部と、計算を行い結果を出力する処理部と、計算結果を記憶する記憶部の３つに分類される構成要素からなる。
【００１９】
まず、一つめの入力情報を記憶する記憶部について説明する。
入力情報を記憶する記憶部は、回収予定記憶部４０１とリサイクル部品表記憶部４０２と、在庫記憶部４０３と、入庫予定情報記憶部４０４と、部品表記憶部４０５と、生産要求記憶部４０６と、目標リサイクル率記憶部４０７と、コスト情報記憶部４０８と、互換性情報記憶部４１０と、リソース情報記憶部４１３と、リソース能力情報記憶部４１４と、要適正処理品目記憶部４１５である。以下各記憶部について説明する。
【００２０】
回収予定記憶部４０１は、製品毎の回収予定日と数量からなる回収予定情報を記憶する記憶部である。リサイクル部品表記憶部４０２は、回収した製品を分解・再生して得られる中間品および部品の構成と分解リードタイムもしくは再生リードタイムを記憶する記憶部である。在庫記憶部４０３は、回収した製品、および製品を分解・再生して得られる中間品および部品毎の在庫数量、および生産する製品、中間品および調達した部品の在庫数量を記憶する記憶部である。入庫予定情報記憶部４０４は、調達を行うことにより使用することができるようになる部品毎の利用可能日と数量を記憶する記憶部である。部品表記憶部４０５は、製品毎の部品構成と生産リードタイムを記憶する記憶部である。生産要求記憶部４０６は、製品を必要とする要求日と数量からなる生産要求情報を記憶する。目標リユース率、目標リサイクル率記憶部４０７は、リサイクルする分解部品の割合、再生部品の割合を記憶する。コスト情報記憶部４０８は、回収した製品を分解・再生するのに消費するコスト、および製品を生産するのに消費するコスト、および部品を調達するのに消費するコストを記憶する。互換性情報記憶部４１０は、回収した製品を分解・再生して得られる中間品および部品と、製品を生産するのに必要となる中間品および部品との互換性を記憶する。リソース情報記憶部４１３は、生産、分解、再生をするために必要となる設備や人などのリソース量を記憶する。リソース能力情報記憶部４１４は、生産、分解、再生をする設備や人の使用可能量を記憶する。要適正処理品目記憶部４１５は、適正処理を行う必要のある回収製品、および製品を分解・再生して得られる中間品および部品を記憶する記憶部である。
なお、記憶部４０３，４０４，４０７，４０８，４１０，４１３，４１４，４１５は、その記憶部に記憶する情報がない場合には構成から外してもよい。
【００２１】
次に、各種計算を行う処理部について説明する。
各種計算を行う処理部に含まれるのは、計画立案部４１１と計画出力部４１２である。
計画立案部４１１は、生産・分解・再生・調達する品目（製品、中間品、部品）の日別数量を計算し、計画記憶部４０９に出力する。計画出力部４１２は、計画記憶部から生産・分解・再生・調達計画を出力手段に出力する計画出力部４１２から構成される。
【００２２】
次に、計算結果を記憶する記憶部について説明する。
計算結果を記憶する記憶部に含まれるのは、計画記憶部４０９である。
計画記憶部４０９は、製品、中間品を分解する日と数量からなる分解計画と、部品を再生する日と数量からなる再生計画と、製品、中間品を生産する日と数量からなる生産計画と、新規に調達が必要な部品の必要な日、数量からなる調達計画を記憶する記憶部である。
【００２３】
入力情報を記憶する記憶部と、計算を行い結果を出力する処理部、計算結果を記憶する記憶部は、スタンドアロンの装置に全て搭載してもよいし、イーサーネット等で接続された複数の装置それぞれに分散して搭載し、必要に応じてネットワークを介して情報を送受信してもよい。
複数の装置それぞれに分散して搭載する例としては、例えば、生産や調達に関わる情報を記憶する記憶部を生産管理部門が管理する装置に搭載し、分解や再生に関わる情報を記憶する記憶部は回収部門が管理する装置に搭載し、計画立案部および計画記憶部および計画出力部は情報部門が管理する装置に搭載する形態が考えられる。
また、本発明は、以下に説明する本発明の処理内容をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現し、それをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納した形態での実施も考えられる。
【００２４】
次に、本発明の一実施形態の生産・分解・再生・調達計画装置３００の動作について説明する。
図５は、本発明の一実施形態における回収製品の部品構成および分解、再生リードタイムを示す図である。
図５において、回収製品はＡＰ＋番号で示している。また、回収製品を分解して取り出すことのできる中間品や部品、材料およびその下位の中間品、部品、材料についてはＡ＋番号で示している。Ｒ＋番号で示しているのは再生品で、回収製品または回収製品から取り出した中間品、部品、材料を組み合わせて再生したものである。
【００２５】
ここではＡＰ０１、ＡＰ０２、ＡＰ０３が回収製品である。部品構成ツリーの下の表は、例えばＡＰ０１からはリードタイム１日でＡ００、Ａ０１、Ａ０２、Ａ０３をそれぞれ１単位ずつ分解して取り出すことができることを示している。また、その下の再生の表は、ＡＰ０３を２単位、Ａ１１を３単位組み合わせてＲ２３をリードタイム１日で再生することができることを示している。この図５に示すデータは、リサイクル部品表記憶部４０２に記憶されている。
【００２６】
次に、本実施形態における生産製品の部品構成について説明する。
図６は、本実施形態における生産製品の部品構成および生産リードタイムを示す図である。
図６において、Ｐ＋番号は生産製品を示している。ｉ＋番号は中間品を、Ｂ＋番号は部品を示している。図６は、例えば生産製品Ｐ０１は、中間品ｉ１１および部品Ｂ１１、Ｂ１２から構成されており、生産リードタイムは１日である。この図６に示すデータは、部品表記憶部４０５に記憶されている。
【００２７】
回収製品の部品表を示す図５に戻り、図５の楕円で囲んでいる部品Ａ１２は、図６の生産製品の楕円で囲んでいる部品Ｂ１２にリユースできるリユース品である。Ｐ０１は、中間品ｉ１１、および２つの部品Ｂ１１、Ａ１２のから生産することができる。同様に、図５の四角で囲んでいる部品Ｒ１３、Ｒ２３はそれぞれ図６の四角で囲んでいる部品Ｂ１３、Ｂ２３にリサイクルすることができるリサイクル品である。これらの互換性関係情報は互換性情報記憶部４１０に記憶されている。なお、互換性関係情報は１対１でなく、１対ｎでもよい。例えば、パソコンを生産する場合に、１２８ＭＢのメモリを必要とする場合、その容量が１２８ＭＢ以上であればよいのなら、リユース可能な部品は複数となる。
【００２８】
図５の回収製品の部品表において下線でマークした部品Ａ０３は、図６の生産製品のどの部品とも互換性がないが、要適正処理品目として指定されているものである。このデータは要適正処理品目記憶部４１５に記憶されている。
生産、分解、再生をするために必要となる設備や人などのリソース量に関して１日に使用可能なリソース量が限られている場合には、リソース情報記憶部４１３に品目ごとに生産、分解、再生をするために必要となるリソースとその量を登録し、各リソースの日別の使用可能量をリソース能力情報記憶部４１３に登録しておく。
【００２９】
次に、コスト情報について図７および図８を用いて説明する。
図７は、分解および再生作業の際に消費されるコストのコスト情報を示す図である。
図８は、生産の際に消費される生産コストおよび部品の調達の際に消費される調達コストのコスト情報を示す図である。
図７に示されている分解コストは、親品目を分解して子品目を１単位取り出すのに必要となるコストである。例えば１つの親から子を２つ取り出すと、コストは２倍になる。生産コストは、親品目に子品目を１単位組み付けるのに必要となるコストである。新品を組み付ける場合と、再利用品を組み付ける場合との生産コストが異なっていてもよい。この図７、図８に示すコスト情報は、コスト情報記憶部４０８で記憶されている。
【００３０】
本実施の形態では、目標リユース率、目標リサイクル率は、製品Ｐ０１、Ｐ０２合計で２０％とする。目標リユース率、目標リサイクル率は、製品別、もしくは今回の例のように製品をグループ化した製品群別に設定し、その値は期間ごとに異なる率を設定できる。例えば、製品Ｐ０１は、４月１日から９月３０日は２０％、１０月１日から３月３１日までは１０％などと設定できる。このデータは記憶部４０７にて記憶されている。
【００３１】
次に、回収予定情報について説明する。
図９は、回収予定記憶部４０１に記憶される回収予定情報を示す図である。
回収予定情報は、回収済製品とその在庫数量、および回収製品毎の回収予定数量と回収予定部の情報を含むものである。
図９に示す製品は分解および再生する可能性のある製品である。図９に示す例では回収済み在庫はない。回収製品ＡＰ０１は４月１１日に１００個回収する予定である。図９に示すデータのうち、回収済み在庫のデータは在庫記憶部４０３で、回収予定のデータは回収予定記憶部４０１で記憶されている。
【００３２】
一方、生産要求情報の方を次に見てみる。
図１０は、在庫情報、入庫予定情報、生産要求情報を示す図である。
を図１０に示す例では、製品Ｐ０１は４月７日に生産要求が５０個ある。製品の在庫および製品の生産に必要となる部品等の在庫や入庫予定量は０である。図１０に示すデータのうち、在庫のデータは在庫記憶部４０３で、入庫予定のデータは入庫予定情報記憶部４０４で、生産要求のデータは生産要求記憶部４０６で記憶されている。この生産要求情報と図７に示した回収予定情報とに基づき、計画立案部４１１で生産、分解、再生、調達計画を作成する。
【００３３】
計画立案部４１１における生産、分解、再生、調達計画の作成ステップについて次に説明する。
生産、分解、再生、調達計画の作成ステップは、大きくは以下のステップ１から３からなる。
ステップ１：入力情報の読み込み
ステップ２：制約条件のモデル生成
ステップ３：最適化計算
各ステップにおける処理内容を以下に述べる。
まず、ステップ１の処理内容は以下の通りである。
＜ステップ１＞
前述の入力情報となる記憶部より計算に必要な情報をメモリ上に読み込む。
このとき、分解、再生する可能性がある製品（以下の説明においては品目と称する）の在庫および回収予定と、生産要求のデータが両方ともない場合、生産、分解、再生、調達するものがないとみなし、処理を終了する。
【００３４】
次に、ステップ２の処理内容を説明する。
＜ステップ２＞
ステップ２では、ステップ３の最適化計算にインプットするためのモデルを生成する。
本発明では、線形計画法アルゴリズムを最適化計算に利用する。線形計画法は、制約条件と目的関数を線形方程式で記述し、制約条件を満たす解集合の中から目的関数が最適となる解を検索するものである。
図１１に、本発明の一実施形態における制約条件を模式的に表した図を示す。
各品目について、その役割に応じて日別の変数を定義する。例えば、品目ＡＰ０１について変数となるのは、在庫量、出庫量、ＡＰ０１から分解したＡ０１の量、Ａ０１の分解量、入庫量、在庫量、出庫量、Ａ０１から分解したＡ１２の量である。図１１で四角で囲んで示している「回収」「入庫予定」は、記憶部より入力した定数であることを示している。四角で囲まれていない文字は変数であることを示している。
【００３５】
図１１において、モノの流れを矢印で表わす。モノの流れ方に従属して変数の値を決める必要があるので、おのおのの変数を結ぶ矢印を１つの制約条件として記述する必要がある。矢印と変数との関係は、以下の４パターンの制約条件で記述できる。
【００３６】
一つめの制約条件は在庫制約である。
（１）在庫制約
品目の在庫は、入庫量と出庫量と入庫予定量で記述する。例えば、図１１のＡ０２に関しては
ｔ日在庫量＝ｔ−１日在庫量＋ｔ日入庫量＋ｔ日入庫予定量−ｔ日出庫量
が成り立たなければならない。
【００３７】
二つめの制約条件は部品構成制約である。
（２）部品構成制約
品目の親子関係は、図５、図６に示すような親子関係であると定義する。そうすると、例えば、図１１のＰ０１を１単位作るためには、１日前にｉ１１が１単位必要となるので、
Ｐ０１のｔ日の生産量＝ｉ１１のｔ−１日の消費量
と記述する。Ｂ１１のように、複数の製品で消費される場合には、
Ｂ１１のｔ日の消費量＝Ｐ０１のｔ＋１日の生産量＋Ｐ０２のｔ＋１日の生産量
と記述する。
例えば、ＡＰ０１からＡ０１を１単位取り出すことができるので、
ＡＰ０１のｔ日の分解量≧１×ｔ＋１日にＡＰ０１から分解したＡ０１の量
と記述する。ここで分解の場合、親品目から全ての子品目と取り出すとは限らないので、不等式となっている。
【００３８】
三つめの制約条件は引当制約である。
（３）引当制約
分解、再生した品目が何に使えるのかを記述する。例えば、図１１でＡＰ０１から分解したＡ０２は、再生の材料として使用されるので、
ｔ日にＡＰ０１から分解したＡ０２の量＝Ａ０２のｔ日の入庫量
もし、分解場所と再生場所が離れていて、輸送するのに日数がかかるならば、その日数分だけオフセットすればいい。例えば輸送に３日かかるなら、上式は
ｔ日にＡＰ０１から分解したＡ０２の量＝Ａ０２のｔ＋３日の入庫量
となる。
【００３９】
四つめの制約条件は生産要求量引当制約である。
（４）生産要求量引当制約
製品を生産した量は、生産要求量を満たしたいので、例えば、図１１では
Ｐ０１のｔ日出荷量＝Ｐ０１のｔ日生産要求量（Ｓ１１１）
と記述する。ところが、リードタイムの関係や、回収量の関係で、この等式条件が常に成り立つとは限らない。そこで、生産要求量に対して出荷量の不足量を変数として定義し、
Ｐ０１のｔ日出荷量＋Ｐ０１のｔ日出荷未達量＝Ｐ０１のｔ日生産要求量（Ｓ１１１）
と記述し、等式条件が常に成り立つようにする。
【００４０】
（１）（２）（３）（４）の制約条件により、生産要求量（Ｓ１１１）が与えられると、従属的に変数の値を決めることができる。
【００４１】
次に、上記４つの制約条件にさらに追加する制約条件を説明する。
生産Ｓ１１３、Ｓ１１４、分解Ｓ１１５、Ｓ１１６、再生Ｓ１１７を行うために必要となる設備や人などのリソース量に対し、１日に使用可能な量が限られている場合には、制約条件（５）を更に追加する。
（５）リソース制約
例えば、生産Ｓ１１３で、設備を使って生産を行う場合には、
ｉ１１を１単位生産する際の設備占有時間×ｉ１１のｔ日入庫量≦設備のｔ日稼動時間と記述する。設備を複数の品目で共有する場合には、各品目の設備占有時間×入庫量を左辺に加算する。
【００４２】
次に、目標リユース率、目標リサイクル率について説明する。
本発明では、変数の値を決めるパラメータとして、目標リユース率、リサイクル率を与える。リユース率、リサイクル率は、製品の生産に対する分解および再生量を生産に引き当てた量の割合で記述するので次のようになる。
（分解量を生産に引き当てた量）÷（製品の生産量）＝目標リユース率
（再生量を生産に引き当てた量）÷（製品の生産量）＝目標リサイクル率
割合を求めるための「量」は、個数でもよいし、重量などの別の基準に換算した量でもよい。なお、この制約条件も、回収量の与え方によっては、目標となる量に必ずしも一致しないことがあるので、目標を超過した引当量、目標に満たない引当量変数を定義して、
（分解量を生産に引き当てた量−目標を超過した引当量＋目標に満たない引当量）÷（製品の生産量）＝目標リユース率
と記述する。
【００４３】
次に、目的関数を定義する。本実施形態においては、コスト、目標リユース、リサイクル率、生産要求の充足度を計画の評価指標とする。
コストは、今回の例では分解量、再生量、生産量、調達量にそれぞれ分解コスト、再生コスト、生産コスト、調達コストを乗算することで計算できる。別のコストとして、在庫コストや輸送コストなども考慮することができる。例えば、在庫コストは在庫量に単位あたり在庫コストを乗算すればよい。在庫コストを導入すれば、生産のタイミングにあわせて分解や再生の作業を行うような結果が得られる。以上のコストの和がなるべく小さくなればよい。
目標リユース、リサイクル率は、変数「目標に満たない引当量」がなるべく小さくなればよい。
生産要求の充足度は、変数「出荷未達量」がなるべく小さくなればよい。
本発明では、それぞれの「小さくなればよい」変数および数式の加重和を目的関数とする。
なお、要適正処置品目がある場合には、要適正処置品目の入庫量に負の係数を掛け、目的関数に加えることで、適正処理品目を分解したほうが解がよくなるように制御する。
【００４４】
次に、ステップ３について説明する。
＜ステップ３＞
ステップ３にて、制約条件を満たす解集合（＝変数の値の組み合わせパターン）の中で、目的関数が最小となる解を求める。線形計画法を解くソフトウエアにステップ２のモデル（＝制約条件と目的関数）を入力し、求解する。
計画立案部４１１で計算した結果（＝変数の値）は、計画記憶部４０９に出力する。
図１２は、計画記憶部に出力する計画立案部の計算結果情報のうち生産計画情報と調達計画情報を示す図である。
図１３は、計画記憶部に出力する計画立案部の計算結果情報のうち分解計画情報と再生計画情報を示す図である。
図１２に示している生産計画情報として出力するのは、図１１の生産Ｓ１１３、Ｓ１１４の直後にある入庫量変数の値である。図１２に示す調達計画情報として出力するのは、図１１の生産Ｓ１１３直前にある出庫量変数の値である。図１３に示す分解計画情報として出力するのは、図１１の分解Ｓ１１５、Ｓ１１６直後にある分解量である。図１３に示す再生計画情報として出力するのは、図１１の再生Ｓ１１７直後にある再生量である。
【００４５】
計画出力部４１２を介して計画の結果を評価するための情報として、目的関数に使用した各コストの計算結果と目標リユース、リサイクル率、計画充足度を計画記憶部４０９に出力してもよい。
また、変数全ての値を計画記憶部４０９に出力しておき、計画出力部４１２を介して計画担当者が必要に応じて編集して確認できるようにしてもよい。例えば、在庫量の変数を抽出して、在庫推移を確認するといった確認方法が考えられる。
【００４６】
最後に、計画出力部４１２が、計画記憶部４０８で図１２、図１３のように記憶された生産計画、調達計画、分解計画、調達計画を紙、またはディスプレイ、または別システムへの電子データとして出力する。
【００４７】
以上説明した本実施形態によれば、リユース・リサイクル率の目標を満たし、かつ生産・分解・再生・調達コストの合計が最小となる生産・分解・再生・調達計画を作成することができる。本実施形態では、発明の特徴的な内容を明確に示すために、製品の種類、部品構成を単純化して説明したが、回収する製品および生産する製品とも複数種類あり、部品構成も多段で複雑な構成をしている製品に対しても本発明は同様に適用できるものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、所与の再利用率（リユース・リサイクル率）を満たしながら、消費コストの和が最小となる生産・分解・再生・調達計画を立案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製品の生産およびリサイクルの流れを示す図である。
【図２】一般的な製品の生産、調達計画および回収製品の分解、再生計画を作成する装置の位置付けを説明する図である。
【図３】本発明に係る一実施形態における製品の生産、調達計画および回収製品の分解、再生計画を作成する装置の位置付けを説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態における生産、分解、再生、調達計画装置の構成を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における回収製品の部品構成および分解再生リードタイムを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における生産製品の部品構成および生産リードタイムを示す図である。
【図７】分解および再生作業の際に消費されるコストのコスト情報を示す図である。
【図８】生産の際に消費される生産コストおよび部品の調達の際に消費される調達コストのコスト情報を示す図である。
【図９】回収製品の在庫および回収予定情報を示す図である。
【図１０】在庫情報、入庫予定情報、生産要求情報を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態における制約条件を模式的に表した図である。
【図１２】計画立案部での計算結果の出力例を示す図である。
【図１３】計画立案部での計算結果の出力例を示す図である。
【符号の説明】
３００：リサイクルに対応した生産・分解・再生・調達計画装置
４０１：回収予定記憶部
４０２：リサイクル部品表記憶部
４０３：在庫記憶部
４０４：入庫予定情報記憶部
４０５：部品表記憶部
４０６：生産要求記憶部
４０７目標リユース率、目標リサイクル率記憶部
４０８：コスト情報記憶部
４０９：計画記憶部
４１０：互換性情報記憶部
４１１：計画立案部
４１２：計画出力部
４１３：リソース情報記憶部
４１４：リソース能力情報記憶部
４１５：要適正処理品目記憶部

Claims

回収した使用済み製品の分解、再生計画および製品の生産および製品の生産に用いる部品の調達計画作成装置であって、
回収製品の回収予定数量を記憶する回収予定情報記憶部と、調達により使用することができるようになる部品毎の利用可能日と数量を記憶する入庫予定記憶部と、線形計画法アルゴリズムに基づく計算により分解、再生、生産、調達計画を立案する計画立案部と、前記計画立案部における計算上の複数の制約条件に関する情報を記憶する制約条件記憶部とを有し、
前記計画立案部は、前記回収予定情報記憶部に記憶された回収予定情報と前記入庫予定情報記憶部に記憶された入庫予定情報と製品を必要とする要求日と数量の情報である生産要求量とが入力されると、前記制約条件記憶部に記憶された制約条件情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案装置。
前記制約条件記憶部には、製品の生産に用いる部品のうち回収製品から取り出して製品再利用された部品の割合を示す再利用率に関する情報が含まれ、
前記計画立案部は、前記再利用率に関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする請求項１に記載の分解、再生、生産、調達計画立案装置。
前記制約条件記憶部には、回収した製品の分解、再生処理の際に消費するコストおよび製品の生産、部品の調達に要するコストに関する情報が含まれ、
前記計画立案部は、前記消費コストに関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする請求項２に記載の分解、再生、生産、調達計画立案装置。
請求項３に記載の分解、再生、生産、調達計画立案装置であって、分解、生産、再生処理に要する設備や人的リソースに関する情報を記憶するリソース情報記憶部をさらに有し、
前記計画立案部は、リソースの使用可能量を制約条件とする線形方程式をさらに有し、
該リソース制約の範囲で分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案装置。
請求項３に記載の分解、再生、生産、調達計画立案装置であって、分解処理の際に適正な処理が必要な品目に関する情報を記憶する要適正処理品目情報記憶部をさらに有し、
前記計画立案部は、適正処理が必要な品目を取り出すための分解、再生数量をさらに出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案装置。
回収した使用済み製品の分解、再生計画および製品の生産および製品の生産に用いる部品の調達計画作成方法であって、
回収製品の回収予定数量と、調達により使用することができるようになる部品毎の利用可能日と数量と、製品を必要とする要求日と数量の情報である生産要求量とが入力されると、線形計画法アルゴリズムに基づく計算を、予め定められた制約条件に基づいて行い、分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案方法。
前記制約条件として、製品の生産に用いる部品のうち回収製品から取り出して製品再利用された部品の割合を示す再利用率に関する情報が含まれ、
前記再利用率に関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする請求項６に記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法。
前記制約条件として、回収した製品の分解、再生処理の際に消費するコストおよび製品の生産、部品の調達に要するコストに関する情報が含まれ、
前記消費コストに関する情報に基づいて分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする請求項７に記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法。
請求項８に記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法であって、分解、生産、再生処理に要する設備や人的リソースに関する情報として、リソースの使用可能量を制約条件として追加し、該リソース制約の範囲で分解、再生、生産、調達品目の数量を出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案方法。
請求項８に記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法であって、分解処理の際に適正な処理が必要な品目に関する情報さらに有し、
適正処理が必要な品目を取り出すための分解、再生数量をさらに出力することを特徴とする分解、再生、生産、調達計画立案方法。
請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法をコンピュータ実行させるためのプログラム。
請求項６ないし請求項１０に記載のいずれかに記載の分解、再生、生産、調達計画立案方法をコンピュータ実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。