JP2005050009A - 生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステム - Google Patents
生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】オーダ毎のリードタイムをより短くなし得る生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムを提供する。
【解決手段】ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングシステムＫであって、割付演算部１と、入力部２と、出力部３と、工順データベース４と、作業時間データベース５と、オーダ情報データベース６とを備え、前記割付演算部が、指定された作業処理基準に従って各作業の１回目の割付順を決定し、前記決定された割付順に従って指定された割付方法により各作業の各資源への割付をなし、前記割付結果に基づいて各オーダにおける固定作業を選定し、２回目の前記作業処理基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定し、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の割付方法により他の作業の割付をなすものである。
【選択図】 図１
【解決手段】ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングシステムＫであって、割付演算部１と、入力部２と、出力部３と、工順データベース４と、作業時間データベース５と、オーダ情報データベース６とを備え、前記割付演算部が、指定された作業処理基準に従って各作業の１回目の割付順を決定し、前記決定された割付順に従って指定された割付方法により各作業の各資源への割付をなし、前記割付結果に基づいて各オーダにおける固定作業を選定し、２回目の前記作業処理基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定し、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の割付方法により他の作業の割付をなすものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムに関する。さらに詳しくは、製品を製造する作業工程に設備や人員等の資源を割り付けるための生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ジョブショップ・スケジューリングを実行する場合、資源（生産設備、装置、人員、治工具など）への作業の割付手法として、一般的にフォワード割付あるいはバックワード割付が行われている。
【０００３】
フォワード割付は、図２２に示すように、与えられたオーダ（どの製品を、何個、いつからいつまでに製造するかという属性を有する情報。ここではそのような情報に対応する具体的な作業の集合）Ｎ１〜Ｎ４を達成するために実行すべき各作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…、Ｊ４．３を、優先度等に応じた順序で装置Ｍ１〜Ｍ４に対して可能な限り早い時間に順次前詰に割り付けていく手法である。同図に示すように、この手法は、各オーダの第１工程が最長の工程である場合、オーダ毎のリードタイム（オーダ毎の着手から終了までの時間）を最短にすることができる。
【０００４】
ここで、作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…はそれぞれオーダＮ１の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ２．１、Ｊ２．２、…はそれぞれオーダＮ２の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ３．１、Ｊ３．２、…はそれぞれオーダＮ３の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ４．１、Ｊ４．２、…はそれぞれオーダＮ４の第１工程、第２工程、…に対応する。なお、この表現方法は、以下同様である。
【０００５】
しかしながら、図２３に示すように、第１工程以外の工程（図示例では最終工程）が最長である場合には、フォワード割付においては各オーダの作業の間に待ち時間が発生し、リードタイムが長くなってしまうといった難点がある。
【０００６】
一方、バックワード割付は、図２４に示すように、オーダＮ１〜Ｎ４の各作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…、Ｊ４．３を、フォワード割付とは逆の順序で可能な限り遅い時間に後詰に割り付けていく手法である。同図に示すように、この手法では、フォワード割付とは逆に、各オーダの最終工程が最長であるときにはオーダ毎のリードタイムは最短になる。
【０００７】
しかしながら、図２５に示すように、第１工程が長くなるとオーダ毎のリードタイムが長くなってしまうという難点がある。
【０００８】
また、従来より、遺伝的アルゴリズムや焼鈍し法による最適化手法を利用したジョブショップ職場向けのスケジューリング手法も数多く提案されているが、使用される資源の数、ワークの種類、作業の種類が多い場合には計算量が膨大となって計算時間が長大となってしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムをより短くなし得る生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムを提供することを主たる目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の生産スケジューリング方法は、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリング方法であって、作業割付基準および割付方法を設定する手順と、１回目の前記作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を決定する手順と、前記決定された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、２回目の前記作業割付基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定する手順と、前記固定作業を基準に、前記２回目の割付順に従って、２回目前記割付方法により他の作業の割付をなす手順とを含んでいることを特徴とする。
【００１１】
本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度が最少の作業を固定作業とする手順が付加されているのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の生産スケジューリング方法においては、１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされるのも好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされるのも好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１５】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間の長いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１８】
本発明の生産スケジューリングシステムは、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングシステムであって、割付演算部と、入力部と、出力部と、工順データベースと、作業時間データベースと、オーダ情報データベースとを備え、前記割付演算部が、指定された１回目の作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を決定し、前記決定された割付順に従って指定された１回目の割付方法により各作業の各資源への割付をなし、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定し、２回目の前記作業割付基準に従って各作業の２回目の割付順を決定し、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなすよう構成されてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度が最少の作業を固定作業とするようにされてなるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされてなるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされてなるのも好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされなるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされてなるのも好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２３】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２５】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間の長いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２６】
本発明のコンピュータに読み取り可能なプログラムは、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングに用いられるコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、作業割付基準および割付方法を設定する手順と、１回目の前記作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を作成する手順と、前記作成された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、２回目の前記作業割付基準に従って各作業の２回目の割付順を作成する手順と、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなす手順と、を含んでいることを特徴とする。
【００２７】
【作用】
本発明は、前記の如く構成されているので、複数のオーダが存在する生産現場において、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムのより短い生産計画を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２９】
図１に、本発明の一実施形態に係る生産スケジューリング方法が適用される生産スケジューリングシステムＫを機能ブロック図で示す。
【００３０】
システムＫは、割付演算部１と、各種情報を入力する入力部２と、割付演算部１による演算結果である生産計画を含む各種情報を出力する出力部３と、ワーク（あるいは製品、部品など）毎の製造手順である工順（あるいは加工経路など）に関する情報を格納する工順データベース４と、各作業の作業時間に関する情報を格納する作業時間データベース５と、各オーダ（あるいはロットなど）、すなわち顧客などからの製品製造の要請に基づいて生成される情報であり、どの製品（あるいは部品）を何個、いつから、いつまでに製造するかという属性、つまり製品種類、製造数量、素材入手日時（あるいは最早着手日時）及び納期（あるいは最遅終了日時）という属性を有する情報を格納するオーダ情報データベース６とを主要構成要素として備えてなる。
【００３１】
なお、前記生産スケジューリングシステムＫは、具体的にはコンピュータを中心に構成され、そして前記各部１〜６の機能はコンピュータが対応するプログラムを実行することによって実現される。
【００３２】
ここで、製品種類は、スケジューリング対象の製造職場あるいは工場から出荷される製品あるいは部品の種類であり、製品種類毎に工順は定義される。
【００３３】
工順（あるいは加工経路）は、製品あるいは部品（製品種類）を素材から完成品に製造するための手順であり、作業の順序付きネットワークで表現される。なお、作業の順序関係は基本的には変更することができない。
【００３４】
また、工順の要素としての作業は、製品（あるいは部品）を製造する際にある状態から別の状態に変化させるものであり、２つの作業の間には中間仕掛品が搬送される。作業の例としては、機械加工によって素材に穴を開ける、２つの部品をねじ止めするなどがある。そして、スケジューリングにおける作業という概念は、使用可能な資源、着手日時、終了日時といった属性を有し、着手から終了までの間は、作業は継続しているものと認識される。したがって、作業時間は、原則的には作業の終了日時と着手日時との差により定義される。ただし、作業には昼勤作業のみのものもあるので、そのような場合には夜間の時間は前記作業時間から除かれる。
【００３５】
資源（あるいは工程）とは、作業を実施する主体であり、１つの資源は１つの作業で占有される。資源の具体例として、素材に穴を開ける際に使用されるボール盤、円筒素材の外面を切削する旋盤などの装置があげられる。
【００３６】
また、スケジューリングにおけるオーダという概念は、最早着手日時、最遅終了日時といった属性を有し、最早着手日時は素材が工場に納入され、オーダの製造を開始できる日時で、最遅終了日時顧客や下流側の部門に製品や部品を引き渡す期限となる日時である。
【００３７】
また、作業の割付は、作業を実行するために使用される資源の使用開始日時と使用終了日時を決定することである。ただし、作業を実行するために使用可能な資源が複数ある場合には、１つの資源を選択することも含む。
【００３８】
図２に、本実施形態における割付処理の手順を示す。なお、同図において符号Ｓ１，Ｓ２，…はステップ番号を示す。
【００３９】
ステップＳ１：所定のディスパッチングルール（作業割付基準）に従って、各作業の割付順序を決定する。ここで用いられるディスパッチングルールとしては、先着順、最小加工時間順、最早納期順、残りの作業時間の大きい順、残りの作業の多い順、納期までのゆとりの小さい順などがある。
【００４０】
ステップＳ２：前記ステップＳ１で決定された順序に応じて、フォワード割付やバックワード割付により、各作業の各資源への割付を行う。
【００４１】
ステップＳ３：前記ステップＳ２の割付結果を用いて資源毎の割付自由度を算出する。割付自由度の算出方法の詳細は、後述する各実施例において説明する。
【００４２】
ステップＳ４：前記ステップＳ３で求められた資源毎の割付自由度に基づいて各オーダの固定作業、すなわち前記ステップＳ２における割付結果、つまり割り付けられた資源、当該資源の使用開始日時および当該資源の使用終了日時を変更しない作業を選出する。この固定作業の選出方法についても後述する各実施例で説明する。
【００４３】
ステップＳ５：再度、前記ステップＳ１と同様にして割付順序の決定を行う。
【００４４】
ステップＳ６：前記ステップＳ４で選出された固定作業を基準に、前記ステップＳ５で決定された割付順序に従って他の作業の割付を行う。
【００４５】
【実施例】
以下、前記実施形態のシステムＫを用いたスケジューリングの各実施例について説明する。
【００４６】
実施例１
図３に、実施例１として所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ５を達成するために実行すべき作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ５．４の作業順序を前記ステップＳ１の手順により決定し、前記ステップＳ２の手順において例えばフォワード割付により、作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ５．４を装置Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ４に割り付けた割付結果を示す。
【００４７】
同図に示すように、実施例１ではすべてのオーダＮ１〜Ｎ５は、いずれかの工程で装置Ｍ２を使用している。また、その装置Ｍ２がすべての装置の中で最も作動時間（装置が使用されている時間）の長い資源（以下、ボトルネック資源と称する）となっている。
【００４８】
この場合には、オーダＮ１のみは各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・の間に待ち時間が発生しておらず、リードタイムが最小となっているが、他のオーダＮ２，Ｎ３，・・・については、ボトルネック資源である装置Ｍ２に割り付けられた作業Ｊ２．２，Ｊ３．２，Ｊ４．２，Ｊ５．２と他の作業（図示例では，作業Ｊ２．１，Ｊ３．１，Ｊ４．１，Ｊ５．１）との間に待ち時間が発生しており、それぞれリードタイムが増大している。
【００４９】
したがって、この場合には、ボトルネック資源である装置Ｍ２に割り付いた各オーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ５の作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２，Ｊ４．２，Ｊ５．２を最も割付自由度の少ない固定作業として選出し（前記ステップＳ４）、これを基準に第２回目の割付を行う。
【００５０】
具体的には、各オーダにおいて固定作業の上流側（時間軸上で前側）の各作業は固定作業の開始日時に対して後詰めで割付を行い、下流側（時間軸上で後側）の各作業は固定作業の終了日時に対して前詰めで割付を行う。
【００５１】
図４に、実施例１の前記ステップＳ６、つまり２回目の割付結果を示す。
【００５２】
同図に示すように、実施例１では前記ステップＳ２の手順において、フォワード割付により割付を行っていたため、固定作業とその上流側の作業との間で待ち時間の発生するオーダ（Ｎ２〜Ｎ５）が存在していたが、それら上流側の作業を固定作業に対して後詰め（バックワード割付）に割り付けることによって、それぞれの待ち時間が解消されて各オーダのリードタイムが最小となっている。
【００５３】
その逆に、前記ステップＳ２の手順においてバックワード割付により割付を行った場合には、固定作業の下流側の作業を固定作業に対して前詰め（フォワード割付）に割り付けることでリードタイムが短縮される。
【００５４】
このように、実施例１のスケジューリングによれば、すべてのオーダがボトルネック資源を使用する場合には，そのボトルネック資源に割り付いた作業を、各オーダの最も割付自由度が少ない固定作業として選出し、その固定作業の上流側の各作業は固定作業に対して後詰めで割付を行い、下流側の各作業は固定作業に対して前詰めで割付を行う。これにより、各オーダのリードタイムを短くすることが可能となる。
【００５５】
比較例１
図５に、実施例１の比較例として、前記ステップＳ１の処理により所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ１２の各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ１２．２の作業順序を決定し、前記ステップＳ２の処理によりフォワード割付により各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ１２．２の各装置Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ４への割付を実行した結果を示す。
【００５６】
この比較例１では、最も作動時間の長い装置Ｍ２がボトルネック資源であり、すべてのオーダＮ１〜Ｎ１２の内、オーダＮ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ９，Ｎ１０，Ｎ１１，Ｎ１２はいずれかの工程でこのボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用するが、他のオーダＮ１，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８はボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用しないものとなっている。
【００５７】
図６に、比較例１において実施例１と同様に、ボトルネック資源（装置Ｍ２）に割り付けられた作業のみを固定作業として選出し、その上流側の各作業は固定作業に対して後詰めで割付を行い、下流側の各作業は固定作業に対して前詰めで割付を行った割付結果を示す（前記ステップ６）。同図から明らかなように、この比較例１においては、ボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用する工程を含まないオーダＮ１，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８が存在するため、リードタイムを短縮することはできない。
【００５８】
実施例２
比較例１において生じた問題に対処するため、実施例２においては各資源について稼働率（＝当該資源の作動時間の合計／当該資源の作動可能時間の合計）を算出するとともに、オーダ毎に最も稼働率の高い資源に割り付けられた作業を固定作業として選出する。すなわち、実施例２においては、各オーダの作業が割り付けられる資源の中で、最も稼働率が高い資源に割り付いた作業がその割付自由度が最も少ないものとして、その作業を固定作業として選出し、選出された固定作業を中心にその上流側の各作業は後詰めで割付を行い、下流側の各作業は前詰めで割付を行う。
【００５９】
ここで、資源の作動可能時間は、当該資源により作業を実施するために必要なもの（人員、動力等）が揃っている時間、すなわち資源が使用可能な総時間である。
【００６０】
図７に、実施例２における前記ステップＳ２の手順による割付結果を示す。この実施例２では、所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ９の各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ９．３が資源Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ８に割り付けられている。このとき、各資源Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ８の稼働率は、それぞれ２０％，７２％，７１％，３６％，４０％，２６％，５２％，２８％である。
【００６１】
図８に、実施例２における前記ステップＳ６の手順による割付結果を示す。ここでは、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３については、使用する資源が資源Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４であり、この中で最も稼働率が高い資源Ｍ２に割り付いた作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２が固定作業として選出され、選出された作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２を基準に他の作業の割付が行われる。すなわち、固定作業の上流側の作業は後詰めに、下流側の作業は前詰めにそれぞれ割り付けられる。
【００６２】
また、オーダＮ４，Ｎ５，Ｎ６については、使用する資源が資源Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６であり、この中で最も稼働率が高い資源Ｍ２に割り付いた作業Ｊ４．２，Ｊ５．２，Ｊ６．２が固定作業として選出され、選出された固定作業を基準に他の作業の割付が行われる。
【００６３】
また、オーダＮ７，Ｎ８，Ｎ９については使用する資源が資源Ｍ３，Ｍ７，Ｍ８であり，この中で最も稼働率が高い資源Ｍ３に割り付いた作業Ｊ７．２，Ｊ８．２，Ｊ９．２が固定作業として選出され、選出された固定作業を基準に他の作業の割付が行われる。
【００６４】
以上の手順により、図示例では、作業Ｊ２．１と作業Ｊ２．２との間の待ち時間、作業Ｊ３．１と作業Ｊ３．２との間の待ち時間、および作業Ｊ６．１と作業Ｊ６．２との間の待ち時間がそれぞれ解消されて、リードタイムが短縮されている。
【００６５】
このように、実施例２のスケジューリングによれば，すべてのオーダＮ１，…Ｎ９がいわゆるボトルネック資源を使用しない場合においても、各オーダＮの作業が割り付けられる資源の中で、最も稼働率の高い資源に割り付いた作業をその割付自由度が最も少ないものとして当該オーダＮの固定作業として選出し，その固定作業を基準に他の作業の割付を行う。これによって、各オーダＮのリードタイムをより短くすることができる。
【００６６】
なお、この実施例２においては、稼働率により割付自由度の多少を決定するようにされているが、余裕時間、つまり作業可能時間と作業時間との差により割付自由度の多少を決定するようにされてもよい。この場合、余裕時間の最も少ないものが割付自由度が最も少ないものとされる。
【００６７】
実施例３
実施例３においては、各資源の平均負荷分布を算出し、これを用いて当該資源に割り付いた作業の代表負荷量を算出し、各オーダ毎に代表負荷量が最大となる作業を割付自由度が最も少ない固定作業として選出し、選出された固定作業を基準に他の作業の割付を行う。
【００６８】
以下、設例により実施例３のスケジューリングについて説明する。この設例では、オーダ情報、すなわちその属性値「製品種類」／「製造数量」／「最早着手日時」／「最遅着手日時」が下記のものであるオーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４について、平均負荷分布および代表負荷量を算出する。
【００６９】
オーダＮ１：ワークＷ１／Ｙ１／ＥＳＴ１／ＬＥＴ１
【００７０】
オーダＮ２：ワークＷ２／Ｙ２／ＥＳＴ２／ＬＥＴ２
【００７１】
オーダＮ３：ワークＷ２／Ｙ３／ＥＳＴ３／ＬＥＴ３
【００７２】
オーダＮ４：ワークＷ１／Ｙ４／ＥＳＴ４／ＬＥＴ４
【００７３】
ここで、各ワークＷ１，Ｗ２の工順情報は下記の通りである。
【００７４】
ワークＷ１：作業ＪＷ１．１→作業ＪＷ１．２→作業ＪＷ１．３→作業ＪＷ１．４→作業ＪＷ１．５
【００７５】
ワークＷ２：作業ＪＷ２．１→作業ＪＷ２．２→作業ＪＷ２．３→作業ＪＷ２．４
【００７６】
また、各作業の使用資源／作業時間は下記の通りである。
【００７７】
作業ＪＷ１．１：資源Ｍ１／Ｔ１．１．１
【００７８】
作業ＪＷ１．２：資源Ｍ２／Ｔ１．２．２
【００７９】
作業ＪＷ１．３：資源Ｍ３／Ｔ１．３．３
【００８０】
作業ＪＷ１．４：資源Ｍ４／Ｔ１．４．４
【００８１】
作業ＪＷ１．５：資源Ｍ５／Ｔ１．５．５
【００８２】
作業ＪＷ２．１：資源Ｍ２／Ｔ２．１．２
【００８３】
作業ＪＷ２．２：資源Ｍ３／Ｔ２．２．３
【００８４】
作業ＪＷ２．３：資源Ｍ４／Ｔ２．３．４
【００８５】
作業ＪＷ２．４：資源Ｍ１／Ｔ２．４．１
【００８６】
図９に、前記設例におけるボトルネック資源である資源Ｍ３について、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４毎の平均負荷量ＷＬ３．１，ＷＬ３．２，ＷＬ３．３，ＷＬ３．４を計算する原理を示す。なお、この設例では全てのオーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４がボトルネック資源である資源Ｍ３を使用する作業を有している。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、オーダＮ１の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．１（図の矩形斜線部の高さ）は，下記式１で表される。
【００８８】
ＷＬ３．１＝（Ｔ１．３．３ × Ｙ１）／（ＬＥＴ１．３−ＥＳＴ１．３） （１）
【００８９】
ただし、ＥＳＴ１．３はオーダＮ１の作業Ｊ１．３の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ１＋Ｔ１．１．１×Ｙ１＋Ｔ１．２．２×Ｙ１）であり、ＬＥＴ１．３はオーダＮ１の作業Ｊ１．３の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ１−Ｔ１．４．４×Ｙ１−Ｔ１．５．５×Ｙ１）である。
【００９０】
図９（ｂ）に示すように、オーダＮ２の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．２（図の矩形斜線部の高さ）は、下記式２で表される。
【００９１】
ＷＬ３．２＝（Ｔ２．２．３ × Ｙ２）／（ＬＥＴ２．２−ＥＳＴ２．２） （２）
【００９２】
ただし、ＥＳＴ２．２はオーダＮ２の作業Ｊ２．２の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ２＋Ｔ２．１．２×Ｙ２）であり，ＬＥＴ２．２はオーダＮ２の作業Ｊ２．２の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ２−Ｔ２．３．４×Ｙ２−Ｔ２．４．１×Ｙ２）である。
【００９３】
図９（ｃ）に示すように、オーダＮ３の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．３（図の矩形斜線部の高さ）は，下記式３で表される。
【００９４】
ＷＬ３．３＝（Ｔ２．２．３ × Ｙ３）／（ＬＥＴ３．２−ＥＳＴ３．２） （３）
【００９５】
ただし、ＥＳＴ３．２はオーダＮ３の作業Ｊ３．２の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ３＋Ｔ２．１．２×Ｙ３）であり、ＬＥＴ３．２はオーダＮ３の作業Ｊ３．２の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ３−Ｔ２．３．４×Ｙ３−Ｔ２．４．１×Ｙ３）である。
【００９６】
図９（ｄ）に示すように、オーダＮ４の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．４（図の矩形斜線部の高さ）は、下記式４で表される。
【００９７】
ＷＬ３．４＝（Ｔ１．３．３ × Ｙ４）／（ＬＥＴ４．３−ＥＳＴ４．３） （４）
【００９８】
ただし、ＥＳＴ４．３はオーダＮ４の作業Ｊ４．３の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ４＋Ｔ１．１．１×Ｙ４＋Ｔ１．２．２×Ｙ４）であり、ＬＥＴ４．３はオーダＮ４の作業Ｊ４．３の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ４−Ｔ１．４．４×Ｙ４−Ｔ１．５．５×Ｙ４）である。
【００９９】
このようにして求められる資源Ｍ３についての平均負荷量を、各時間帯について積み重ねた様子を図１０（ａ）に示す。また、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）における重なりの高さ（各時間帯における平均負荷量の加算値）を時系列的に表したものを示す。また、図１０（ｃ）に資源Ｍ３についてのガントチャートを示す。
【０１００】
図１０（ｃ）に示すように、資源Ｍ３に対して、オーダＮ１の第３工程の作業（作業Ｊ１．３）、オーダＮ２の第２工程の作業（作業Ｊ２．２）、オーダＮ３の第２工程の作業（作業Ｊ３．２）およびオーダＮ４の第３工程の作業（作業Ｊ４．３）が割り付いており、これら各作業の代表負荷量ＯＬ（１，３）、ＯＬ（２，２）、ＯＬ（３，２）、ＯＬ（４，３）とすると、各代表負荷量は、当該作業の開始時刻から終了時刻までの平均負荷分布の積分値を当該作業の開始時刻から終了時刻までの時間で除した値として算出される。
【０１０１】
前記図９および図１０に示した要領で、各資源Ｍについての平均負荷量と当該資源に割り付いた作業の代表負荷量とを算出し、各オーダＮにおいて代表負荷量が最大となる作業を固定作業として選出し、選出された固定作業を基準に他の作業の割付を行うことによって、各オーダＮのリードタイムを短縮することができる。
【０１０２】
なお、ここではオーダの属性値（最早着手日時と最遅終了日時）を用いた代表負荷量（図１０中のＷＬ３（ｔ））の計算方法を紹介したが、本方法は１回目の割付結果が、各オーダの最早着手日時と最遅終了日時の間に作業が割り付いている場合に有効である。ただし、生産システムの製造能力に対して作業量が多い場合には、１回目にバックワード割付を採用したときには、最早着手日時を越えて過去側に作業が割り付く一方、１回目にフォワード割付を採用したときには、最遅終了日時を超えて未来側に作業が割り付くことがある。このような場合には、オーダの属性値を用いた代表負荷量を用いて固定作業を選択しても、２回目の割付によって製造リードタイム短縮の効果を得ることが困難となる。このようなときには、各オーダの「最早着手日時」を「１回目割付結果における第１工程の着手日時」に置き換え、各オーダの「最遅終了日時」を「１回目割付結果における最終工程の終了日時」に置き換えて、代表負荷量を計算することにより、固定作業を適切に選択することが可能となる。
【０１０３】
実施例４〜実施例７
実施例４〜実施例７としてより具体的な設例のスケジューリングについて説明する。この実施例４〜実施例７では工順およびオーダは、次の通りに設定されている。
【０１０４】
工順
ワークＷ１：装置Ｍ１（２０分／個）→装置Ｍ２（１０分／個）→装置Ｍ３（６０分／個）→装置Ｍ４（２０分／個）→装置Ｍ５（３０分／個）
【０１０５】
ワークＷ２：装置Ｍ１（１０分／個）→装置Ｍ２（４０分／個）→装置Ｍ４（１０分／個）→装置Ｍ５（１０分／個）
【０１０６】
オーダ：製品種別／製品数量／最早着手日時／最遅終了日時
【０１０７】
オーダＮ１：ワークＷ１／１０個／ＥＳＴ１（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ１（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１０８】
オーダＮ２：ワークＷ２／１０個／ＥＳＴ２（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ２（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１０９】
オーダＮ３：ワークＷ２／５個／ＥＳＴ３（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ３（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１０】
オーダＮ４：ワークＷ１／５個／ＥＳＴ４（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ４（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１１】
オーダＮ５：ワークＷ２／１５個／ＥＳＴ５（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ５（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１２】
オーダＮ６：ワークＷ１／１０個／ＥＳＴ６（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ６（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１３】
オーダＮ７：ワークＷ１／２０個／ＥＳＴ７（２００２／１０／１０ １７：００）／ＬＥＴ７（２００２／１０／１３ １７：００）
【０１１４】
オーダＮ８：ワークＷ２／２０個／ＥＳＴ７（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ７（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１５】
前記情報に基づいて、各資源毎、つまり装置Ｍ１〜Ｍ５の平均負荷量を算出してその結果を図１１に示す。図１１より、２００２年１０月８日１７時から２００２年１０月１１日４時までは装置群の中で装置Ｍ２の平均負荷量が最大値を示し、２００２年１０月１１日４時から２００２年１０月１２日８時までは装置群の中で装置Ｍ３の平均負荷量が最大値を示すのがわかる。
【０１１６】
図１２および図１３に１回目の割付結果を示す。割付方向はフォワードとし、割付順序は作業時間の短いものから順番（昇順）に行った。この割付における平均リードタイムは２８．９６時間であった。また、装置Ｍ１〜Ｍ５の作業時間の合計は、装置Ｍ１が２３．３３時間であり、装置Ｍ２が４０．８３時間であり、装置Ｍ３が４５．００時間であり、装置Ｍ４が２３．３３時間であり、装置Ｍ５が３０．８３時間であった。このことから、作業時間の合計が最大の資源（装置）は装置Ｍ３であることがわかる。
【０１１７】
図１４および図１５に、作業時間が最大の資源つまり装置Ｍ３をボトルネック資源として選定し、装置Ｍ３に割り付いた作業（オーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７の各第３工程）を全て固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例４）。この割付における平均リードタイムは２４．９２時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると、４．０４時間短縮されているのがわかる。
【０１１８】
図１６および図１７に、各オーダに使用する資源の中で最も割付自由度が少ない資源に割り付いた作業を固定して、つまりワークＷ１を製造するオーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７については装置Ｍ３に割り付いた作業を固定し、ワークＷ２を製造するオーダＮ２，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ８については装置Ｍ２に割り付いた作業を固定して割付を行った結果を示す（実施例５）。この割付における平均リードタイムは２３．２３時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．７３時間短縮され、また実施例４の平均リードタイムは２４．９２時間よりも１．６９時間短縮されているのがわかる。なお、実施例５においては、オーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７については装置Ｍ３における作業が最も長い作業時間となり、またオーダＮ２，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ８については装置Ｍ２における作業が最も長い作業時間となるので、この実施例５においては、各ワークＷの工順において、最も長い作業時間である作業を選択していることにもなる。
【０１１９】
図１８および図１９に、資源毎の平均負荷量の時間推移および１回目の割付結果から、割り付けられた日時によって代表負荷量を算出し、オーダＮの工順の中で最も代表負荷量が大きな作業を固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例６）。実施例６では、具体的には、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ８については装置Ｍ２の作業を固定し、オーダＮ７ついては装置Ｍ３の作業を固定した。この実施例６の割付における平均リードタイムは２３．２３時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．７３時間短縮され、また実施例４の平均リードタイム２４．９２時間よりも１．６９時間短縮されているのがわかる。なお、この短縮時間は実施例５と同一である。
【０１２０】
図２０および図２１に、１回目の割付においては作業時間の短い順に作業をフォワード割付で行って、ボトルネック資源をワークＷ１，Ｗ２についてそれぞれ選定し、当該ボトルネック資源に割り付いた作業を固定するとともに、その下流側の作業についても固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例７）。実施例７では、具体的には、ワークＷ１については装置Ｍ３の作業およびその下流側の作業を固定し、ワークＷ２については装置Ｍ２の作業およびその下流側の作業を固定し２回目の割付を行った。この実施例７の割付における平均リードタイムは２２．９２時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．９８時間短縮され、また実施例５の平均リードタイム２３．２３時間よりも０．３１時間短縮されているのがわかる。
【０１２１】
ところで、図２１と図１７とを比較すると、装置Ｍ５に割り付いたオーダＮ２の第４工程の作業と、同装置Ｍ５に割り付いたオーダＮ４の第５工程の作業の着手順が異なっているのがわかる。このように作業の着手順が変化したのは、たとえ１回目の割付と２回目の割付において同一のディスパッチング・ルールを適用しても、１回目の割付においては第１工程の作業から順に割り付けられるのに対し、２回目の割付においては固定作業に隣合う作業から割り付けられるため、作業の割付順序そのものが全く同一となるわけではないからである。このため、資源の競合（複数の作業が同一資源に同一時間帯に割り付く可能性）がある場合には、相対的な割付順序の変化によって、割り付けられる日時が変化することがあり得る。
【０１２２】
なお、１回目にバックワードで割り付けた場合には、固定作業の上流側作業全て固定することにより、実施例７と同様に平均リードタイムを短縮でき、また相対的な割付順序の変化によって割り付けられる日時が変化することがあり得る。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば複数のオーダが存在する生産現場において、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムのより短い生産計画を得ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に生産スケジューリング方法に用いられる生産スケジューリング装置のブロック図である。
【図２】同実施形態における作業割付の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例１の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図４】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図５】比較例１の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図６】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図７】実施例２の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図８】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図９】実施例３の工程を資源Ｍ３の平均負荷量とともに示す工程表である。
【図１０】資源Ｍ３の負荷の推移を示す図である。
【図１１】実施例４〜実施例７の各資源毎の平均負荷量の推移を示すグラフである。
【図１２】実施例４〜実施例７の１回目の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１３】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１４】実施例４の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１５】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１６】実施例５の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１７】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１８】実施例６の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１９】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図２０】実施例７の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図２１】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図２２】フォワード割付による割付結果のガントチャートである。
【図２３】フォワード割付おける問題を示すガントチャートである。
【図２４】バックワード割付による生産スケジュールのガントチャートである。
【図２５】バックワード割付における問題を示すガントチャートである。
【符号の説明】
１ 割付演算部
２ 入力部
３ 出力部
４ 工順データベース
５ 作業時間データベース
６ オーダ情報データベース
Ｋ 生産スケジューリングシステム
【発明の属する技術分野】
本発明は生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムに関する。さらに詳しくは、製品を製造する作業工程に設備や人員等の資源を割り付けるための生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ジョブショップ・スケジューリングを実行する場合、資源（生産設備、装置、人員、治工具など）への作業の割付手法として、一般的にフォワード割付あるいはバックワード割付が行われている。
【０００３】
フォワード割付は、図２２に示すように、与えられたオーダ（どの製品を、何個、いつからいつまでに製造するかという属性を有する情報。ここではそのような情報に対応する具体的な作業の集合）Ｎ１〜Ｎ４を達成するために実行すべき各作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…、Ｊ４．３を、優先度等に応じた順序で装置Ｍ１〜Ｍ４に対して可能な限り早い時間に順次前詰に割り付けていく手法である。同図に示すように、この手法は、各オーダの第１工程が最長の工程である場合、オーダ毎のリードタイム（オーダ毎の着手から終了までの時間）を最短にすることができる。
【０００４】
ここで、作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…はそれぞれオーダＮ１の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ２．１、Ｊ２．２、…はそれぞれオーダＮ２の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ３．１、Ｊ３．２、…はそれぞれオーダＮ３の第１工程、第２工程、…に対応し、作業Ｊ４．１、Ｊ４．２、…はそれぞれオーダＮ４の第１工程、第２工程、…に対応する。なお、この表現方法は、以下同様である。
【０００５】
しかしながら、図２３に示すように、第１工程以外の工程（図示例では最終工程）が最長である場合には、フォワード割付においては各オーダの作業の間に待ち時間が発生し、リードタイムが長くなってしまうといった難点がある。
【０００６】
一方、バックワード割付は、図２４に示すように、オーダＮ１〜Ｎ４の各作業Ｊ１．１、Ｊ１．２、…、Ｊ４．３を、フォワード割付とは逆の順序で可能な限り遅い時間に後詰に割り付けていく手法である。同図に示すように、この手法では、フォワード割付とは逆に、各オーダの最終工程が最長であるときにはオーダ毎のリードタイムは最短になる。
【０００７】
しかしながら、図２５に示すように、第１工程が長くなるとオーダ毎のリードタイムが長くなってしまうという難点がある。
【０００８】
また、従来より、遺伝的アルゴリズムや焼鈍し法による最適化手法を利用したジョブショップ職場向けのスケジューリング手法も数多く提案されているが、使用される資源の数、ワークの種類、作業の種類が多い場合には計算量が膨大となって計算時間が長大となってしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムをより短くなし得る生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステムを提供することを主たる目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の生産スケジューリング方法は、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリング方法であって、作業割付基準および割付方法を設定する手順と、１回目の前記作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を決定する手順と、前記決定された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、２回目の前記作業割付基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定する手順と、前記固定作業を基準に、前記２回目の割付順に従って、２回目前記割付方法により他の作業の割付をなす手順とを含んでいることを特徴とする。
【００１１】
本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度が最少の作業を固定作業とする手順が付加されているのが好ましい。
【００１２】
また、本発明の生産スケジューリング方法においては、１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされるのも好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされるのも好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１５】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１６】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１７】
さらに、本発明の生産スケジューリング方法においては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間の長いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００１８】
本発明の生産スケジューリングシステムは、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングシステムであって、割付演算部と、入力部と、出力部と、工順データベースと、作業時間データベースと、オーダ情報データベースとを備え、前記割付演算部が、指定された１回目の作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を決定し、前記決定された割付順に従って指定された１回目の割付方法により各作業の各資源への割付をなし、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定し、２回目の前記作業割付基準に従って各作業の２回目の割付順を決定し、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなすよう構成されてなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度が最少の作業を固定作業とするようにされてなるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされてなるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされてなるのも好ましい。
【００２１】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされなるのが好ましく、また１回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされてなるのも好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２３】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２４】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２５】
さらに、本発明の生産スケジューリングシステムにおいては、割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間の長いものが割付自由度が少ないとされてもよい。
【００２６】
本発明のコンピュータに読み取り可能なプログラムは、ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングに用いられるコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、作業割付基準および割付方法を設定する手順と、１回目の前記作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を作成する手順と、前記作成された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、２回目の前記作業割付基準に従って各作業の２回目の割付順を作成する手順と、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなす手順と、を含んでいることを特徴とする。
【００２７】
【作用】
本発明は、前記の如く構成されているので、複数のオーダが存在する生産現場において、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムのより短い生産計画を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００２９】
図１に、本発明の一実施形態に係る生産スケジューリング方法が適用される生産スケジューリングシステムＫを機能ブロック図で示す。
【００３０】
システムＫは、割付演算部１と、各種情報を入力する入力部２と、割付演算部１による演算結果である生産計画を含む各種情報を出力する出力部３と、ワーク（あるいは製品、部品など）毎の製造手順である工順（あるいは加工経路など）に関する情報を格納する工順データベース４と、各作業の作業時間に関する情報を格納する作業時間データベース５と、各オーダ（あるいはロットなど）、すなわち顧客などからの製品製造の要請に基づいて生成される情報であり、どの製品（あるいは部品）を何個、いつから、いつまでに製造するかという属性、つまり製品種類、製造数量、素材入手日時（あるいは最早着手日時）及び納期（あるいは最遅終了日時）という属性を有する情報を格納するオーダ情報データベース６とを主要構成要素として備えてなる。
【００３１】
なお、前記生産スケジューリングシステムＫは、具体的にはコンピュータを中心に構成され、そして前記各部１〜６の機能はコンピュータが対応するプログラムを実行することによって実現される。
【００３２】
ここで、製品種類は、スケジューリング対象の製造職場あるいは工場から出荷される製品あるいは部品の種類であり、製品種類毎に工順は定義される。
【００３３】
工順（あるいは加工経路）は、製品あるいは部品（製品種類）を素材から完成品に製造するための手順であり、作業の順序付きネットワークで表現される。なお、作業の順序関係は基本的には変更することができない。
【００３４】
また、工順の要素としての作業は、製品（あるいは部品）を製造する際にある状態から別の状態に変化させるものであり、２つの作業の間には中間仕掛品が搬送される。作業の例としては、機械加工によって素材に穴を開ける、２つの部品をねじ止めするなどがある。そして、スケジューリングにおける作業という概念は、使用可能な資源、着手日時、終了日時といった属性を有し、着手から終了までの間は、作業は継続しているものと認識される。したがって、作業時間は、原則的には作業の終了日時と着手日時との差により定義される。ただし、作業には昼勤作業のみのものもあるので、そのような場合には夜間の時間は前記作業時間から除かれる。
【００３５】
資源（あるいは工程）とは、作業を実施する主体であり、１つの資源は１つの作業で占有される。資源の具体例として、素材に穴を開ける際に使用されるボール盤、円筒素材の外面を切削する旋盤などの装置があげられる。
【００３６】
また、スケジューリングにおけるオーダという概念は、最早着手日時、最遅終了日時といった属性を有し、最早着手日時は素材が工場に納入され、オーダの製造を開始できる日時で、最遅終了日時顧客や下流側の部門に製品や部品を引き渡す期限となる日時である。
【００３７】
また、作業の割付は、作業を実行するために使用される資源の使用開始日時と使用終了日時を決定することである。ただし、作業を実行するために使用可能な資源が複数ある場合には、１つの資源を選択することも含む。
【００３８】
図２に、本実施形態における割付処理の手順を示す。なお、同図において符号Ｓ１，Ｓ２，…はステップ番号を示す。
【００３９】
ステップＳ１：所定のディスパッチングルール（作業割付基準）に従って、各作業の割付順序を決定する。ここで用いられるディスパッチングルールとしては、先着順、最小加工時間順、最早納期順、残りの作業時間の大きい順、残りの作業の多い順、納期までのゆとりの小さい順などがある。
【００４０】
ステップＳ２：前記ステップＳ１で決定された順序に応じて、フォワード割付やバックワード割付により、各作業の各資源への割付を行う。
【００４１】
ステップＳ３：前記ステップＳ２の割付結果を用いて資源毎の割付自由度を算出する。割付自由度の算出方法の詳細は、後述する各実施例において説明する。
【００４２】
ステップＳ４：前記ステップＳ３で求められた資源毎の割付自由度に基づいて各オーダの固定作業、すなわち前記ステップＳ２における割付結果、つまり割り付けられた資源、当該資源の使用開始日時および当該資源の使用終了日時を変更しない作業を選出する。この固定作業の選出方法についても後述する各実施例で説明する。
【００４３】
ステップＳ５：再度、前記ステップＳ１と同様にして割付順序の決定を行う。
【００４４】
ステップＳ６：前記ステップＳ４で選出された固定作業を基準に、前記ステップＳ５で決定された割付順序に従って他の作業の割付を行う。
【００４５】
【実施例】
以下、前記実施形態のシステムＫを用いたスケジューリングの各実施例について説明する。
【００４６】
実施例１
図３に、実施例１として所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ５を達成するために実行すべき作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ５．４の作業順序を前記ステップＳ１の手順により決定し、前記ステップＳ２の手順において例えばフォワード割付により、作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ５．４を装置Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ４に割り付けた割付結果を示す。
【００４７】
同図に示すように、実施例１ではすべてのオーダＮ１〜Ｎ５は、いずれかの工程で装置Ｍ２を使用している。また、その装置Ｍ２がすべての装置の中で最も作動時間（装置が使用されている時間）の長い資源（以下、ボトルネック資源と称する）となっている。
【００４８】
この場合には、オーダＮ１のみは各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・の間に待ち時間が発生しておらず、リードタイムが最小となっているが、他のオーダＮ２，Ｎ３，・・・については、ボトルネック資源である装置Ｍ２に割り付けられた作業Ｊ２．２，Ｊ３．２，Ｊ４．２，Ｊ５．２と他の作業（図示例では，作業Ｊ２．１，Ｊ３．１，Ｊ４．１，Ｊ５．１）との間に待ち時間が発生しており、それぞれリードタイムが増大している。
【００４９】
したがって、この場合には、ボトルネック資源である装置Ｍ２に割り付いた各オーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ５の作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２，Ｊ４．２，Ｊ５．２を最も割付自由度の少ない固定作業として選出し（前記ステップＳ４）、これを基準に第２回目の割付を行う。
【００５０】
具体的には、各オーダにおいて固定作業の上流側（時間軸上で前側）の各作業は固定作業の開始日時に対して後詰めで割付を行い、下流側（時間軸上で後側）の各作業は固定作業の終了日時に対して前詰めで割付を行う。
【００５１】
図４に、実施例１の前記ステップＳ６、つまり２回目の割付結果を示す。
【００５２】
同図に示すように、実施例１では前記ステップＳ２の手順において、フォワード割付により割付を行っていたため、固定作業とその上流側の作業との間で待ち時間の発生するオーダ（Ｎ２〜Ｎ５）が存在していたが、それら上流側の作業を固定作業に対して後詰め（バックワード割付）に割り付けることによって、それぞれの待ち時間が解消されて各オーダのリードタイムが最小となっている。
【００５３】
その逆に、前記ステップＳ２の手順においてバックワード割付により割付を行った場合には、固定作業の下流側の作業を固定作業に対して前詰め（フォワード割付）に割り付けることでリードタイムが短縮される。
【００５４】
このように、実施例１のスケジューリングによれば、すべてのオーダがボトルネック資源を使用する場合には，そのボトルネック資源に割り付いた作業を、各オーダの最も割付自由度が少ない固定作業として選出し、その固定作業の上流側の各作業は固定作業に対して後詰めで割付を行い、下流側の各作業は固定作業に対して前詰めで割付を行う。これにより、各オーダのリードタイムを短くすることが可能となる。
【００５５】
比較例１
図５に、実施例１の比較例として、前記ステップＳ１の処理により所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ１２の各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ１２．２の作業順序を決定し、前記ステップＳ２の処理によりフォワード割付により各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ１２．２の各装置Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ４への割付を実行した結果を示す。
【００５６】
この比較例１では、最も作動時間の長い装置Ｍ２がボトルネック資源であり、すべてのオーダＮ１〜Ｎ１２の内、オーダＮ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ９，Ｎ１０，Ｎ１１，Ｎ１２はいずれかの工程でこのボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用するが、他のオーダＮ１，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８はボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用しないものとなっている。
【００５７】
図６に、比較例１において実施例１と同様に、ボトルネック資源（装置Ｍ２）に割り付けられた作業のみを固定作業として選出し、その上流側の各作業は固定作業に対して後詰めで割付を行い、下流側の各作業は固定作業に対して前詰めで割付を行った割付結果を示す（前記ステップ６）。同図から明らかなように、この比較例１においては、ボトルネック資源（装置Ｍ２）を使用する工程を含まないオーダＮ１，Ｎ６，Ｎ７，Ｎ８が存在するため、リードタイムを短縮することはできない。
【００５８】
実施例２
比較例１において生じた問題に対処するため、実施例２においては各資源について稼働率（＝当該資源の作動時間の合計／当該資源の作動可能時間の合計）を算出するとともに、オーダ毎に最も稼働率の高い資源に割り付けられた作業を固定作業として選出する。すなわち、実施例２においては、各オーダの作業が割り付けられる資源の中で、最も稼働率が高い資源に割り付いた作業がその割付自由度が最も少ないものとして、その作業を固定作業として選出し、選出された固定作業を中心にその上流側の各作業は後詰めで割付を行い、下流側の各作業は前詰めで割付を行う。
【００５９】
ここで、資源の作動可能時間は、当該資源により作業を実施するために必要なもの（人員、動力等）が揃っている時間、すなわち資源が使用可能な総時間である。
【００６０】
図７に、実施例２における前記ステップＳ２の手順による割付結果を示す。この実施例２では、所定のオーダＮ１，Ｎ２，・・・，Ｎ９の各作業Ｊ１．１，Ｊ１．２，・・・，Ｊ９．３が資源Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ８に割り付けられている。このとき、各資源Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ８の稼働率は、それぞれ２０％，７２％，７１％，３６％，４０％，２６％，５２％，２８％である。
【００６１】
図８に、実施例２における前記ステップＳ６の手順による割付結果を示す。ここでは、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３については、使用する資源が資源Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４であり、この中で最も稼働率が高い資源Ｍ２に割り付いた作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２が固定作業として選出され、選出された作業Ｊ１．２，Ｊ２．２，Ｊ３．２を基準に他の作業の割付が行われる。すなわち、固定作業の上流側の作業は後詰めに、下流側の作業は前詰めにそれぞれ割り付けられる。
【００６２】
また、オーダＮ４，Ｎ５，Ｎ６については、使用する資源が資源Ｍ２，Ｍ５，Ｍ６であり、この中で最も稼働率が高い資源Ｍ２に割り付いた作業Ｊ４．２，Ｊ５．２，Ｊ６．２が固定作業として選出され、選出された固定作業を基準に他の作業の割付が行われる。
【００６３】
また、オーダＮ７，Ｎ８，Ｎ９については使用する資源が資源Ｍ３，Ｍ７，Ｍ８であり，この中で最も稼働率が高い資源Ｍ３に割り付いた作業Ｊ７．２，Ｊ８．２，Ｊ９．２が固定作業として選出され、選出された固定作業を基準に他の作業の割付が行われる。
【００６４】
以上の手順により、図示例では、作業Ｊ２．１と作業Ｊ２．２との間の待ち時間、作業Ｊ３．１と作業Ｊ３．２との間の待ち時間、および作業Ｊ６．１と作業Ｊ６．２との間の待ち時間がそれぞれ解消されて、リードタイムが短縮されている。
【００６５】
このように、実施例２のスケジューリングによれば，すべてのオーダＮ１，…Ｎ９がいわゆるボトルネック資源を使用しない場合においても、各オーダＮの作業が割り付けられる資源の中で、最も稼働率の高い資源に割り付いた作業をその割付自由度が最も少ないものとして当該オーダＮの固定作業として選出し，その固定作業を基準に他の作業の割付を行う。これによって、各オーダＮのリードタイムをより短くすることができる。
【００６６】
なお、この実施例２においては、稼働率により割付自由度の多少を決定するようにされているが、余裕時間、つまり作業可能時間と作業時間との差により割付自由度の多少を決定するようにされてもよい。この場合、余裕時間の最も少ないものが割付自由度が最も少ないものとされる。
【００６７】
実施例３
実施例３においては、各資源の平均負荷分布を算出し、これを用いて当該資源に割り付いた作業の代表負荷量を算出し、各オーダ毎に代表負荷量が最大となる作業を割付自由度が最も少ない固定作業として選出し、選出された固定作業を基準に他の作業の割付を行う。
【００６８】
以下、設例により実施例３のスケジューリングについて説明する。この設例では、オーダ情報、すなわちその属性値「製品種類」／「製造数量」／「最早着手日時」／「最遅着手日時」が下記のものであるオーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４について、平均負荷分布および代表負荷量を算出する。
【００６９】
オーダＮ１：ワークＷ１／Ｙ１／ＥＳＴ１／ＬＥＴ１
【００７０】
オーダＮ２：ワークＷ２／Ｙ２／ＥＳＴ２／ＬＥＴ２
【００７１】
オーダＮ３：ワークＷ２／Ｙ３／ＥＳＴ３／ＬＥＴ３
【００７２】
オーダＮ４：ワークＷ１／Ｙ４／ＥＳＴ４／ＬＥＴ４
【００７３】
ここで、各ワークＷ１，Ｗ２の工順情報は下記の通りである。
【００７４】
ワークＷ１：作業ＪＷ１．１→作業ＪＷ１．２→作業ＪＷ１．３→作業ＪＷ１．４→作業ＪＷ１．５
【００７５】
ワークＷ２：作業ＪＷ２．１→作業ＪＷ２．２→作業ＪＷ２．３→作業ＪＷ２．４
【００７６】
また、各作業の使用資源／作業時間は下記の通りである。
【００７７】
作業ＪＷ１．１：資源Ｍ１／Ｔ１．１．１
【００７８】
作業ＪＷ１．２：資源Ｍ２／Ｔ１．２．２
【００７９】
作業ＪＷ１．３：資源Ｍ３／Ｔ１．３．３
【００８０】
作業ＪＷ１．４：資源Ｍ４／Ｔ１．４．４
【００８１】
作業ＪＷ１．５：資源Ｍ５／Ｔ１．５．５
【００８２】
作業ＪＷ２．１：資源Ｍ２／Ｔ２．１．２
【００８３】
作業ＪＷ２．２：資源Ｍ３／Ｔ２．２．３
【００８４】
作業ＪＷ２．３：資源Ｍ４／Ｔ２．３．４
【００８５】
作業ＪＷ２．４：資源Ｍ１／Ｔ２．４．１
【００８６】
図９に、前記設例におけるボトルネック資源である資源Ｍ３について、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４毎の平均負荷量ＷＬ３．１，ＷＬ３．２，ＷＬ３．３，ＷＬ３．４を計算する原理を示す。なお、この設例では全てのオーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４がボトルネック資源である資源Ｍ３を使用する作業を有している。
【００８７】
図９（ａ）に示すように、オーダＮ１の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．１（図の矩形斜線部の高さ）は，下記式１で表される。
【００８８】
ＷＬ３．１＝（Ｔ１．３．３ × Ｙ１）／（ＬＥＴ１．３−ＥＳＴ１．３） （１）
【００８９】
ただし、ＥＳＴ１．３はオーダＮ１の作業Ｊ１．３の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ１＋Ｔ１．１．１×Ｙ１＋Ｔ１．２．２×Ｙ１）であり、ＬＥＴ１．３はオーダＮ１の作業Ｊ１．３の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ１−Ｔ１．４．４×Ｙ１−Ｔ１．５．５×Ｙ１）である。
【００９０】
図９（ｂ）に示すように、オーダＮ２の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．２（図の矩形斜線部の高さ）は、下記式２で表される。
【００９１】
ＷＬ３．２＝（Ｔ２．２．３ × Ｙ２）／（ＬＥＴ２．２−ＥＳＴ２．２） （２）
【００９２】
ただし、ＥＳＴ２．２はオーダＮ２の作業Ｊ２．２の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ２＋Ｔ２．１．２×Ｙ２）であり，ＬＥＴ２．２はオーダＮ２の作業Ｊ２．２の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ２−Ｔ２．３．４×Ｙ２−Ｔ２．４．１×Ｙ２）である。
【００９３】
図９（ｃ）に示すように、オーダＮ３の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．３（図の矩形斜線部の高さ）は，下記式３で表される。
【００９４】
ＷＬ３．３＝（Ｔ２．２．３ × Ｙ３）／（ＬＥＴ３．２−ＥＳＴ３．２） （３）
【００９５】
ただし、ＥＳＴ３．２はオーダＮ３の作業Ｊ３．２の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ３＋Ｔ２．１．２×Ｙ３）であり、ＬＥＴ３．２はオーダＮ３の作業Ｊ３．２の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ３−Ｔ２．３．４×Ｙ３−Ｔ２．４．１×Ｙ３）である。
【００９６】
図９（ｄ）に示すように、オーダＮ４の資源Ｍ３についての平均負荷量ＷＬ３．４（図の矩形斜線部の高さ）は、下記式４で表される。
【００９７】
ＷＬ３．４＝（Ｔ１．３．３ × Ｙ４）／（ＬＥＴ４．３−ＥＳＴ４．３） （４）
【００９８】
ただし、ＥＳＴ４．３はオーダＮ４の作業Ｊ４．３の割付可能時間帯の開始時刻（＝ＥＳＴ４＋Ｔ１．１．１×Ｙ４＋Ｔ１．２．２×Ｙ４）であり、ＬＥＴ４．３はオーダＮ４の作業Ｊ４．３の割付可能時間帯の終了時刻（＝ＬＥＴ４−Ｔ１．４．４×Ｙ４−Ｔ１．５．５×Ｙ４）である。
【００９９】
このようにして求められる資源Ｍ３についての平均負荷量を、各時間帯について積み重ねた様子を図１０（ａ）に示す。また、図１０（ｂ）に、図１０（ａ）における重なりの高さ（各時間帯における平均負荷量の加算値）を時系列的に表したものを示す。また、図１０（ｃ）に資源Ｍ３についてのガントチャートを示す。
【０１００】
図１０（ｃ）に示すように、資源Ｍ３に対して、オーダＮ１の第３工程の作業（作業Ｊ１．３）、オーダＮ２の第２工程の作業（作業Ｊ２．２）、オーダＮ３の第２工程の作業（作業Ｊ３．２）およびオーダＮ４の第３工程の作業（作業Ｊ４．３）が割り付いており、これら各作業の代表負荷量ＯＬ（１，３）、ＯＬ（２，２）、ＯＬ（３，２）、ＯＬ（４，３）とすると、各代表負荷量は、当該作業の開始時刻から終了時刻までの平均負荷分布の積分値を当該作業の開始時刻から終了時刻までの時間で除した値として算出される。
【０１０１】
前記図９および図１０に示した要領で、各資源Ｍについての平均負荷量と当該資源に割り付いた作業の代表負荷量とを算出し、各オーダＮにおいて代表負荷量が最大となる作業を固定作業として選出し、選出された固定作業を基準に他の作業の割付を行うことによって、各オーダＮのリードタイムを短縮することができる。
【０１０２】
なお、ここではオーダの属性値（最早着手日時と最遅終了日時）を用いた代表負荷量（図１０中のＷＬ３（ｔ））の計算方法を紹介したが、本方法は１回目の割付結果が、各オーダの最早着手日時と最遅終了日時の間に作業が割り付いている場合に有効である。ただし、生産システムの製造能力に対して作業量が多い場合には、１回目にバックワード割付を採用したときには、最早着手日時を越えて過去側に作業が割り付く一方、１回目にフォワード割付を採用したときには、最遅終了日時を超えて未来側に作業が割り付くことがある。このような場合には、オーダの属性値を用いた代表負荷量を用いて固定作業を選択しても、２回目の割付によって製造リードタイム短縮の効果を得ることが困難となる。このようなときには、各オーダの「最早着手日時」を「１回目割付結果における第１工程の着手日時」に置き換え、各オーダの「最遅終了日時」を「１回目割付結果における最終工程の終了日時」に置き換えて、代表負荷量を計算することにより、固定作業を適切に選択することが可能となる。
【０１０３】
実施例４〜実施例７
実施例４〜実施例７としてより具体的な設例のスケジューリングについて説明する。この実施例４〜実施例７では工順およびオーダは、次の通りに設定されている。
【０１０４】
工順
ワークＷ１：装置Ｍ１（２０分／個）→装置Ｍ２（１０分／個）→装置Ｍ３（６０分／個）→装置Ｍ４（２０分／個）→装置Ｍ５（３０分／個）
【０１０５】
ワークＷ２：装置Ｍ１（１０分／個）→装置Ｍ２（４０分／個）→装置Ｍ４（１０分／個）→装置Ｍ５（１０分／個）
【０１０６】
オーダ：製品種別／製品数量／最早着手日時／最遅終了日時
【０１０７】
オーダＮ１：ワークＷ１／１０個／ＥＳＴ１（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ１（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１０８】
オーダＮ２：ワークＷ２／１０個／ＥＳＴ２（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ２（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１０９】
オーダＮ３：ワークＷ２／５個／ＥＳＴ３（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ３（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１０】
オーダＮ４：ワークＷ１／５個／ＥＳＴ４（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ４（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１１】
オーダＮ５：ワークＷ２／１５個／ＥＳＴ５（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ５（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１２】
オーダＮ６：ワークＷ１／１０個／ＥＳＴ６（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ６（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１３】
オーダＮ７：ワークＷ１／２０個／ＥＳＴ７（２００２／１０／１０ １７：００）／ＬＥＴ７（２００２／１０／１３ １７：００）
【０１１４】
オーダＮ８：ワークＷ２／２０個／ＥＳＴ７（２００２／１０／８ １７：００）／ＬＥＴ７（２００２／１０／１２ １７：００）
【０１１５】
前記情報に基づいて、各資源毎、つまり装置Ｍ１〜Ｍ５の平均負荷量を算出してその結果を図１１に示す。図１１より、２００２年１０月８日１７時から２００２年１０月１１日４時までは装置群の中で装置Ｍ２の平均負荷量が最大値を示し、２００２年１０月１１日４時から２００２年１０月１２日８時までは装置群の中で装置Ｍ３の平均負荷量が最大値を示すのがわかる。
【０１１６】
図１２および図１３に１回目の割付結果を示す。割付方向はフォワードとし、割付順序は作業時間の短いものから順番（昇順）に行った。この割付における平均リードタイムは２８．９６時間であった。また、装置Ｍ１〜Ｍ５の作業時間の合計は、装置Ｍ１が２３．３３時間であり、装置Ｍ２が４０．８３時間であり、装置Ｍ３が４５．００時間であり、装置Ｍ４が２３．３３時間であり、装置Ｍ５が３０．８３時間であった。このことから、作業時間の合計が最大の資源（装置）は装置Ｍ３であることがわかる。
【０１１７】
図１４および図１５に、作業時間が最大の資源つまり装置Ｍ３をボトルネック資源として選定し、装置Ｍ３に割り付いた作業（オーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７の各第３工程）を全て固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例４）。この割付における平均リードタイムは２４．９２時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると、４．０４時間短縮されているのがわかる。
【０１１８】
図１６および図１７に、各オーダに使用する資源の中で最も割付自由度が少ない資源に割り付いた作業を固定して、つまりワークＷ１を製造するオーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７については装置Ｍ３に割り付いた作業を固定し、ワークＷ２を製造するオーダＮ２，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ８については装置Ｍ２に割り付いた作業を固定して割付を行った結果を示す（実施例５）。この割付における平均リードタイムは２３．２３時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．７３時間短縮され、また実施例４の平均リードタイムは２４．９２時間よりも１．６９時間短縮されているのがわかる。なお、実施例５においては、オーダＮ１，Ｎ４，Ｎ６，Ｎ７については装置Ｍ３における作業が最も長い作業時間となり、またオーダＮ２，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ８については装置Ｍ２における作業が最も長い作業時間となるので、この実施例５においては、各ワークＷの工順において、最も長い作業時間である作業を選択していることにもなる。
【０１１９】
図１８および図１９に、資源毎の平均負荷量の時間推移および１回目の割付結果から、割り付けられた日時によって代表負荷量を算出し、オーダＮの工順の中で最も代表負荷量が大きな作業を固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例６）。実施例６では、具体的には、オーダＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６，Ｎ８については装置Ｍ２の作業を固定し、オーダＮ７ついては装置Ｍ３の作業を固定した。この実施例６の割付における平均リードタイムは２３．２３時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．７３時間短縮され、また実施例４の平均リードタイム２４．９２時間よりも１．６９時間短縮されているのがわかる。なお、この短縮時間は実施例５と同一である。
【０１２０】
図２０および図２１に、１回目の割付においては作業時間の短い順に作業をフォワード割付で行って、ボトルネック資源をワークＷ１，Ｗ２についてそれぞれ選定し、当該ボトルネック資源に割り付いた作業を固定するとともに、その下流側の作業についても固定して２回目の割付を行った結果を示す（実施例７）。実施例７では、具体的には、ワークＷ１については装置Ｍ３の作業およびその下流側の作業を固定し、ワークＷ２については装置Ｍ２の作業およびその下流側の作業を固定し２回目の割付を行った。この実施例７の割付における平均リードタイムは２２．９２時間であった。１回目の平均リードタイム２８．９６時間と比較すると５．９８時間短縮され、また実施例５の平均リードタイム２３．２３時間よりも０．３１時間短縮されているのがわかる。
【０１２１】
ところで、図２１と図１７とを比較すると、装置Ｍ５に割り付いたオーダＮ２の第４工程の作業と、同装置Ｍ５に割り付いたオーダＮ４の第５工程の作業の着手順が異なっているのがわかる。このように作業の着手順が変化したのは、たとえ１回目の割付と２回目の割付において同一のディスパッチング・ルールを適用しても、１回目の割付においては第１工程の作業から順に割り付けられるのに対し、２回目の割付においては固定作業に隣合う作業から割り付けられるため、作業の割付順序そのものが全く同一となるわけではないからである。このため、資源の競合（複数の作業が同一資源に同一時間帯に割り付く可能性）がある場合には、相対的な割付順序の変化によって、割り付けられる日時が変化することがあり得る。
【０１２２】
なお、１回目にバックワードで割り付けた場合には、固定作業の上流側作業全て固定することにより、実施例７と同様に平均リードタイムを短縮でき、また相対的な割付順序の変化によって割り付けられる日時が変化することがあり得る。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば複数のオーダが存在する生産現場において、実用的な時間でオーダ毎のリードタイムのより短い生産計画を得ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に生産スケジューリング方法に用いられる生産スケジューリング装置のブロック図である。
【図２】同実施形態における作業割付の手順を示すフローチャートである。
【図３】実施例１の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図４】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図５】比較例１の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図６】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図７】実施例２の１回目の割付結果のガントチャートである。
【図８】同２回目の割付結果のガントチャートである。
【図９】実施例３の工程を資源Ｍ３の平均負荷量とともに示す工程表である。
【図１０】資源Ｍ３の負荷の推移を示す図である。
【図１１】実施例４〜実施例７の各資源毎の平均負荷量の推移を示すグラフである。
【図１２】実施例４〜実施例７の１回目の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１３】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１４】実施例４の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１５】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１６】実施例５の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１７】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図１８】実施例６の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図１９】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図２０】実施例７の割付におけるリードタイムを示すテーブル図である。
【図２１】同割付によるスケジュールの概略図である。
【図２２】フォワード割付による割付結果のガントチャートである。
【図２３】フォワード割付おける問題を示すガントチャートである。
【図２４】バックワード割付による生産スケジュールのガントチャートである。
【図２５】バックワード割付における問題を示すガントチャートである。
【符号の説明】
１ 割付演算部
２ 入力部
３ 出力部
４ 工順データベース
５ 作業時間データベース
６ オーダ情報データベース
Ｋ 生産スケジューリングシステム
Claims (21)
- ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリング方法であって、
作業割付基準および割付方法を設定する手順と、
１回目の前記作業割付基準に従って、各作業の１回目の割付順を決定する手順と、
前記決定された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、
前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、
２回目の前記作業割付基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定する手順と、
前記固定作業を基準に、前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなす手順
とを含んでいることを特徴とする生産スケジューリング方法。 - 割付自由度が最少の作業を固定作業とする手順が付加されていることを特徴とする請求項１記載の生産スケジューリング方法。
- １回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされる
ことを特徴とする請求項１記載の生産スケジューリング方法。 - １回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされる
ことを特徴とする請求項１記載の生産スケジューリング方法。 - １回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされる
ことを特徴とする請求項１記載の生産スケジューリング方法。 - １回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされる
ことを特徴とする請求項１記載の生産スケジューリング方法。 - 割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項２記載の生産スケジューリング方法。
- 割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項２記載の生産スケジューリング方法。
- 割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項２記載の生産スケジューリング方法。
- 割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間が長いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項２記載の生産スケジューリング方法。
- ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングシステムであって、
割付演算部と、入力部と、出力部と、工順データベースと、作業時間データベースと、オーダ情報データベースとを備え、
前記割付演算部が、指定された１回目の作業割付基準に従って各作業の１回目の割付順を決定し、前記決定された割付順に従って指定された１回目の割付方法により各作業の各資源への割付をなし、前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定し、２回目の前記作業割付基準に従って、各作業の２回目の割付順を決定し、前記固定作業を基準に前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法ににより他の作業の割付をなすよう構成されてなる
ことを特徴とする生産スケジューリングシステム。 - 割付自由度が最少の作業を固定作業とするようにされてなることを特徴とする請求項１１記載の生産スケジューリングシステム。
- １回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされてなる
ことを特徴とする請求項１１記載の生産スケジューリングシステム。 - １回目の前記割付方法がフォワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業を固定しながら同固定作業の上流側の作業をバックワード割付で割付をなすものとされてなる
ことを特徴とする請求項１１記載の生産スケジューリングシステム。 - １回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の下流側の作業をフォワード割付によりなしかつ同固定作業の上流側の作業をバックワード割付によりなすものとされなることを特徴とする請求項１１記載の生産スケジューリングシステム。 - １回目の前記割付方法がバックワード割付とされ、
２回目の前記割付方法が、固定作業の上流側の作業を固定しながら同固定作業の下流側の作業をフォワード割付で割付をなすものとされてなる
ことを特徴とする請求項１１記載の生産スケジューリングシステム。 - 割付自由度の多少が割り付けられた資源の稼動率の大小に基づいて決定され、前記稼動率の大であるものが割付自由度が少ないとされてなることを特徴とする請求項１２記載の生産スケジューリングシステム。
- 割付自由度の多少が割り付けられた資源の余裕時間の長短に基づいて決定され、前記余裕時間の短いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項１２記載の生産スケジューリングシステム。
- 割付自由度の多少が代表負荷量の高低に基づいて決定され、前記代表負荷量の高いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項１２記載の生産スケジューリングシステム。
- 割付自由度の多少が割り付けられた資源の作業時間の長短に基づいて決定され、前記作業時間が長いものが割付自由度が少ないとされることを特徴とする請求項１２記載の生産スケジューリングシステム。
- ワークを製造する製造現場における生産スケジュールを設定する生産スケジューリングに用いられるコンピュータに読み取り可能なプログラムであって、
作業割付基準および割付方法を設定する手順と、
１回目の前記作業割付基準に従って、各作業の１回目の割付順を作成する手順と、
前記作成された割付順に従って、１回目の前記割付方法により各作業の各資源への割付をなす手順と、
前記割付結果に基づいて各ワークを製造するために順序付けられた作業の集合の中から固定作業を選定する手順と、
２回目の前記作業割付基準に従って、各作業の２回目の割付順を作成する手順と、
前記固定作業を基準に、前記２回目の割付順に従って、２回目の前記割付方法により他の作業の割付をなす手順
とを含んでいることを特徴とするコンピュータに読み取り可能なプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003204254A JP2005050009A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003204254A JP2005050009A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005050009A true JP2005050009A (ja) | 2005-02-24 |
Family
ID=34263311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003204254A Pending JP2005050009A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 生産スケジューリング方法および生産スケジューリングシステム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022118879A (ja) * | 2021-02-03 | 2022-08-16 | 株式会社日立製作所 | 生産計画立案支援装置および方法 |
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