JP2005092726A - Push-pull mixed optimal complex production planning method, push-pull mixed optimal complex production planning device, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同一工程により注文品と見込み品との複合生産が可能な複合生産方式において最適生産計画を作成するためのプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画装置、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a push-pull mixed type optimal mixed production planning method and a push-pull mixed type optimal combined production for creating an optimal production plan in a combined production method capable of combined production of an ordered product and a prospective product in the same process. The present invention relates to a planning device and a program.
一般に、多工程、多機械から成る生産システムでは、多様な注文を複数の品目に分類して切り換え生産をするのが一般的である。この種の生産システム、つまり多品目多工程生産システムでは、どの工程及びどの機械設備においても処理する品目が切り替わる度に段取が伴う。この段取には、段取時間(セットアップタイム)と段取り費がかかる。この段取時間と段取り費は、いずれも処理する品目に依存する。一方、品目の在庫には期間に比例して保管費がかかり、これは品目に依存する。 In general, in a production system composed of multiple processes and multiple machines, various orders are generally classified into a plurality of items for switching production. In this type of production system, that is, a multi-item multi-step production system, setup is involved each time the item to be processed is switched in any process and any mechanical equipment. This setup requires setup time and setup costs. Both the setup time and setup cost depend on the item to be processed. On the other hand, the inventory of items incurs storage costs in proportion to the period, which depends on the item.
そこで、品目の品切れあるいは納期遅れを起こさないで、計画対象期間に亙る総費用ができるだけ少なくて済むように、システム全体のスケジュール(最適スケジュール)を求める多品目多工程生産システムのロットサイズスケジューリング方法(多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法)が提案されている(例えば、特許文献1または非特許文献1参照)。この多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法では、各品目及び各機械別に、かつ計画対象期間が一定の時間間隔で分割された各タイムスロット毎に、そのタイムスロットが当該品目の生産のために当該機械により使用されているか否かを示す決定変数(プリミティブオブジェクト)を用い、全体最適化問題を部分最適化問題に分解することで、計算時間の短縮を図っている。また多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法では、部分最適化問題を結合して全体を1つの問題として構成するために、多様な相互関係制約(例えば、品目間の機械干渉に関する制約及び仕掛品在庫量を非負とする制約)が設定される。また、目的関数の最適化と同時に相互関係制約を充足させるために、ラグランジュ分解・調整法が適用される。この多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法によれば、多品目多工程のスケジューリングの問題に含まれる、ロットサイズ、ロット順序、差し立てなどの多様な異質の決定の諸局面を一つ一つ列挙することも意識することもなく、また人為的な制約を必要とすることなく、当該諸局面を全体最適化の視点から解決して経済的かつ合理的な実行可能スケジュールを生成することができる。
Therefore, a lot size scheduling method for a multi-item multi-step production system that determines the overall system schedule (optimum schedule) so that the total cost over the target period can be minimized as long as the item does not run out or is delayed. A multi-item multi-process lot size scheduling method) has been proposed (see, for example,
上記文献に記載のスケジューリングはO2O(Object oriented Optimization)−テクノロジと呼ばれるアルゴリズムを用いている。O2O−テクノロジはオブジェクト指向技術と、最適化技術を融合させて、リアルタイム性、高い解像能、全体最適化を追求するテクノロジであり、以下の特徴を有する。 The scheduling described in the above document uses an algorithm called O2O (Object oriented Optimization) -technology. O2O-technology is a technology that pursues real-time performance, high resolution, and overall optimization by fusing object-oriented technology and optimization technology, and has the following characteristics.
1.複数の添字付の0−1変数をプリミティブオブジェクトとして多用して、人為的制約を置かないで正確に時間最適化問題を高い解像能の混合整数計画法に定式化する。 1. Using multiple 0-1 variables with subscripts as primitive objects, the time optimization problem is accurately formulated into a mixed integer programming with high resolution without placing artificial constraints.
2.プリミティブオブジェクト自体は単独では意味を持たないが、複数がまとまって計画における状態および決定の局面を表す。 2. Primitive objects themselves have no meaning by themselves, but multiple together represent the state of the plan and the aspect of the decision.
3.問題の加算分離可能性に注目し全体最適化問題を部分最適化問題に分解して、部分最適化問題の数学的次元を落とし、計算時間の大幅な短縮を図る。 3. Focusing on the possibility of adding and separating problems, the overall optimization problem is decomposed into partial optimization problems, the mathematical dimension of the partial optimization problem is dropped, and the calculation time is greatly reduced.
4.部分最適化問題を結合して全体を一つの問題として構成するために、多様な相互関係制約を置く。 4). In order to combine the partial optimization problems and configure the whole as one problem, various interrelation constraints are placed.
5.目的関数の最適化と同時に相互関係制約を充足させるために、ラグランジュ分解・調整法を使う。
最近、顧客需要や製品の多様化、ライフサイクルの短縮などの傾向がますます加速している。これに伴い、多品目多工程生産システムにおいて、注文品と見込み品(つまり注文が確定してから手配したのでは間に合わないため、見込みで発注または見越し生産をする品目、例えば製造リードタイムの長いキーデバイス)とを区別して処理することが難しくなってきている。このような多品目多工程生産システムでは、注文品及び見込み品の2つのタイプを含む2品目以上の品目が、共通して同一工程を使用して生産される。また、この種の多品目多工程生産システムでは、注文品及び見込み品に共通して使用される品目(例えば共通部品や色塗り前の半製品など)が前工程で生産されこともある。このような生産システムを複合生産システムと称する。この複合生産システムでは、注文品及び見込み品の区別をしないで、当該注文品及び見込み品とそれらに必要な品目も併せて一括して最適な処理の計画(生産計画)を立案する方法、つまり全体最適化指向で生産計画を立案する方法が望まれる。 Recently, the trend of customer demand, product diversification, life cycle shortening, etc. is accelerating. As a result, in a multi-item multi-process production system, an order item and a prospective item (that is, an item that is expected to be ordered or forecasted because it is not in time to arrange it after the order is confirmed, such as a key with a long production lead time, for example. It is becoming difficult to distinguish them from devices. In such a multi-item multi-step production system, two or more items including two types of order items and prospective items are commonly produced using the same process. Also, in this type of multi-item multi-step production system, items that are commonly used for ordered products and prospective products (for example, common parts and semi-finished products before coloring) may be produced in the previous process. Such a production system is called a complex production system. In this complex production system, without distinguishing between ordered items and prospective items, an optimal processing plan (production plan) is formulated together for the ordered items and prospective items and their necessary items. A method of planning a production plan with global optimization is desired.
一方、上記文献(特許文献1または非特許文献1)に記載された多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法は、ロットサイズ、ロット順序、差し立てなどの多様な異質の決定の諸局面を計画対象期間に亘って同時に最適化できることで知られている。
On the other hand, the multi-item multi-process lot size scheduling method described in the above-mentioned document (
そこで、注文品及び見込み品とそれらに必要な品目も併せて一括して最適な処理の計画
を立案するのに、上記多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法(を実現するアルゴリズム)を適用することが考えられる。最適な処理の計画を立案することにより、注文品及び見込み品の2つのタイプを含む2品目以上の品目を、共通して同一工程を使用して効果的に生産するためには、計画対象期間における当該各品目の期首在庫水準と期間末在庫水準とがそれぞれ予め適切に決められていなくてはならない。例えば、製造リードタイムの長い品目が品切れをきたせば、製品も売り損じ、或いは納期遅れをきたすから、適切な水準の仕掛品、或いは製品在庫を持つことは避けられない。したがって、各時点で各品目ががそれぞれ適切な在庫水準にあることが望まれる。
Therefore, the above-mentioned multi-item multi-process lot size scheduling method (algorithm for realizing) can be applied to formulate an optimal processing plan collectively for ordered items and prospective items and necessary items. Conceivable. In order to effectively produce two or more items, including two types of order items and prospective items, by using the same process in common by formulating an optimal processing plan, The initial stock level and the end-of-period stock level for each item in the above must be appropriately determined in advance. For example, if an item with a long production lead time is out of stock, the product will also be lost in sales or will be delayed in delivery, so it is inevitable to have an in-process product or product inventory at an appropriate level. Therefore, it is desirable that each item has an appropriate inventory level at each time point.
しかし、上記した従来の多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法では、注文品及び見込み品を含む各品目を同一工程で混合して生産する複合生産システムへの適用は考慮されておらず、計画対象期間における当該各品目の初期在庫水準と期間末在庫水準とを全体最適化の視点から決定することについても考慮されていない。特に、注文品の生産には、注文(出荷要求)に応じて生産するプル型生産方式を適用するのが一般的であるのに対し、見込み品の生産には、出荷計画に基づいて生産するプッシュ型生産方式を適用するのが一般的であり、プッシュ・プル混在型の生産を許すスケジューリングについては考慮されていない。 However, the conventional multi-item multi-process lot size scheduling method described above does not consider application to a complex production system that mixes and produces each item, including ordered items and prospective items, in the same process. The determination of the initial stock level and the end-of-period stock level of each item in the above from the viewpoint of overall optimization is not considered. In particular, the pull-type production method that produces products according to orders (shipment requests) is generally applied to the production of ordered items, while the production of prospective products is produced based on a shipment plan. The push type production method is generally applied, and scheduling that allows push-pull mixed type production is not considered.
本発明は上記事情を考慮してなされたものでその目的は、注文品と見込み品とを含む品目を同一工程を使用して生産する複合生産システムにおいて一括して最適な生産計画を立案できるプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法及びプッシュ・プル混在型複合生産管理システムを提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is a push that enables an optimal production plan to be created collectively in a complex production system that produces items including ordered items and prospective items using the same process. -To provide a mixed-pull optimal mixed production planning method and a mixed push-pull mixed production management system.
本発明の1つの観点は、同一工程による注文品と見込み品との複合生産方式に対して、最適生産計画を立案するための2段階生産計画法(プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法と称する)を提案する。1段目では、長い計画期間の計画をO2O−テクノロジのアルゴリズムを用いて作成して、その結果から2段目の計画の計画期間末における品目別在庫水準を決定し、2段目の計画では、計画期間にわたる出荷要求と期間末の品目別目標仕掛在庫水準に対して、同じくO2O−テクノロジのアルゴリズムを用いて最適スケジューリングを行う。 One aspect of the present invention is that a two-stage production planning method (push-pull mixed type optimum combined production planning method) for creating an optimum production plan for a combined production method of an ordered product and a prospective product in the same process. Proposed). In the first stage, a plan with a long plan period is created using an O2O-technology algorithm, and the stock level by item at the end of the plan period of the second stage plan is determined from the result. Similarly, optimal scheduling is performed using the algorithm of the O2O-technology for the shipping request over the planning period and the target in-process inventory level at the end of the period.
複合生産システムにおいて注文品及び見込み品の区別をしないで、当該注文品及び見込み品とそれらに必要な品目も併せて一括して最適な処理の計画(生産計画)を立案する、つまり全体最適化指向で生産計画を立案することができる。 Without distinguishing between ordered and prospective products in a complex production system, the optimal processing plan (production plan) is created collectively for the ordered and prospective products and their necessary items. A production plan can be made in an oriented manner.
以下、本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るプッシュ・プル混在型複合生産管理システム(以下、複合生産管理システムと称する)の構成を示すブロック図である。この複合生産管理システムは、複合生産システムにおける最適生産計画を立案するための2段階生産計画法(以下、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法と称する)を適用する。複合生産システムは、多工程、多機械から成り、注文品及び見込み品の2つのタイプを含む複数品目を、同一工程を使用して生産するシステムである。プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法は、フェーズ1(第1段)の計画(以下、生産計画と称する)と、フェーズ2(第2段)の計画(以下、スケジューリングと称する)とから構成される。生産計画では、O2O−テクノロジのアルゴリズムを用いて長い計画対象期間に亘る生産在庫計画が立案される。スケジューリングでは、O2O−テクノロジのアルゴリズムを用いて生産計画に比べて比較的短期間の計画対象期間(スケジューリング対象期間)が設定される。生産計画及びスケジューリングの何れにも、上記特許文献1または非特許文献1に記載された多品目多工程ロットサイズスケジューリング方法を実現する多品目多工程ロットサイズスケジューリングアルゴリズムが適用される。本実施形態では、1回の生産計画につき、スケジューリングのサイクルの終了条件が成立するまで、スケジューリングが繰り返される。また、生産計画は、生産計画のサイクルの終了条件が成立するまで繰り返される。生産計画で用いられる品目別の期首の在庫水準(期首在庫水準)には、当該生産計画の計画対象期間の期首に対応する、最新の生産スケジュールにおけるタイムスロットの在庫水準が用いられる。一方、スケジューリングで用いられる品目別の期末の在庫水準(目標期間末在庫水準)には、当該スケジューリングの計画対象期間の期末に対応する、最新の生産計画におけるタイムスロットの在庫水準が用いられる。また、スケジューリングで用いられる品目別の期首の在庫水準(期首在庫水準)には、当該スケジューリングの計画対象期間の期首に対応する、先行するスケジューリングにおけるタイムスロットの在庫水準が用いられる。スケジューリングでは、計画対象期間における出荷要求量(確定出荷データ)と、対応する生産計画から決定される期間末における目標在庫水準の両者に対して、多品目多工程ロットサイズスケジューリングアルゴリズム(以下、最適化スケジューリングアルゴリズムと称する)を用いた最適スケジューリングが行われる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a push-pull mixed type combined production management system (hereinafter referred to as a combined production management system) according to an embodiment of the present invention. This complex production management system applies a two-stage production planning method (hereinafter referred to as a push-pull mixed type optimum complex production planning method) for creating an optimum production plan in the complex production system. The complex production system is a system that consists of multiple processes and multiple machines, and uses a single process to produce a plurality of items including two types of ordered items and prospective items. The push-pull mixed type optimal combined production planning method is composed of a phase 1 (first stage) plan (hereinafter referred to as a production plan) and a phase 2 (second stage) plan (hereinafter referred to as scheduling). Is done. In production planning, a production inventory plan over a long planning target period is created using an O2O-technology algorithm. In the scheduling, a relatively short planning target period (scheduling target period) is set using an algorithm of O 2 O-technology compared to the production plan. A multi-item multi-process lot size scheduling algorithm that realizes the multi-item multi-process lot size scheduling method described in
図1の複合生産管理システムは、例えば図2に示すブロック構成のパーソナルコンピュータ等の計算機によって実現される。図2の計算機は、CPU21と、主メモリ22と、磁気ディスク装置(以下、HDDと称する)23と、CD−ROM装置24と、キーボード25と、ディスプレイ26とを備えている。これら、CPU21、主メモリ22、HDD23、CD−ROM装置24、キーボード25及びディスプレイ26は、システムバス27により相互接続されている。CPU21は、計算機の主制御装置である。主メモリ22は、CPU21によって実行される各種プログラム、及びデータ等を格納する。HDD23は上記計算機の外部記憶装置である。CD−ROM装置24は、記録媒体としての例えばCD−ROM242に予め格納されている情報を計算機内に読み込む機能を有する。CD−ROM242には、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法による最適生産計画を実現するためのプッシュ・プル混在型最適複合生産計画プログラム241が予め格納されている。このプログラム241は、CD−ROM装置24によりCD−ROM242から計算機内に読み込まれて、HDD23に格納(インストール)されているものとする。なお、プログラム241を、図示せぬ通信回線を介してHDD23にダウンロードすることも可能である。キーボード25は最適スケジュールの生成に必要な生産データ等を入力するための入力装置であり、ディスプレイ26は表示用の出力装置である。本実施形態において、図1の複合生産管理システムの機能構成は、HDD23にインストールされたプッシュ・プル混在型最適複合生産計画プログラム241をCPU21が主メモリ22上に読み込んで当該プログラム241を実行することにより実現される。
The complex production management system of FIG. 1 is realized by a computer such as a personal computer having the block configuration shown in FIG. The computer of FIG. 2 includes a
図3は、図1の複合生産管理システムによる管理の対象となるプッシュ・プル混在型の生産を許す複合生産システム(プッシュ・プル混在型複合生産システム)の一例を示す。図3において、丸数字は品目を表す。但し、品目0は市場(システム外)を示す。品目11乃至23のうち品目16,17,18は注文品の最終品目である。また、品目22,23は見込み品の最終品目である。なお、品目16,17,18が注文品を一括して処理するための、或いは計画に組み込むための架空の品目であっても良い。図3の複合生産システムは、品目1乃至23を機械1乃至12で処理する多品目多工程生産システムであり、プル型のプロセス(工程)である注文品組立プロセス301と、プッシュ型のプロセスである見込み品組立プロセス302と、プッシュ型のプロセスであるキーデバイス生産プロセス303と、プル型のプロセスである一般部品調達プロセス304とから構成される。キーデバイスとはその会社でしか作れない会社の特長のある商品、ビジネスのキーになる製品であり、計画的に生産するものである。一般部品は注文が来てから用意しても間に合うものである。品目2は機械1、機械2の両方により生産され、品目14は機械7、機械8の両方により生産され、品目20は機械10、機械11の両方により生産される。ただし、同時期に両方の機械により生産される訳ではなく、一時期にはいずれか一方の機械にのみにより生産される。
FIG. 3 shows an example of a mixed production system (push / pull mixed type combined production system) that permits push-pull mixed type production to be managed by the combined production management system of FIG. In FIG. 3, a circled number represents an item.
さて、上記最適化スケジューリングアルゴリズムは、上記特許文献1または非特許文献1に記載されている。しかし、このアルゴリズムは、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法による最適生産計画を実現するのに用いられる重要なアルゴリズムである。そこで、最適化スケジューリングアルゴリズムについて以下に説明する。
(用いる記号)
まず、上記最適化スケジューリングアルゴリズムで用いられる記号(上記特許文献1または非特許文献1に記載された記号)について、以下に整理して示す。
(1)添字とその集合
まず、本実施形態で適用される添字とその集合を、次のように定義する。
i:品目またはその処理番号,i∈I(1,2,…,ni)
但しi=0は市場(システムの外)を表す
k:機械番号,k∈K(1,2,…,nk)を表す
t:タイムスロット番号,t∈T(1,2,…,nt)を表す
A:仕掛品目の集合
S(i):品目iの後続直結点の集合
K(i):品目iの処理に利用できる機械の集合
M(i):機械kが処理できる品目の集合
P(i):品目iの先行直結点の集合
(2)入力データ
次に、本実施形態で適用される、予め設定される入力データ(生産データ及び出荷要求量データ)を、次のように定義する。
pi k:機械kにおけるタイムスロット当りの品目iの処理量
simax k:機械kの品目iに対する段取時間
si0 k:機械k,品目iのタイムスロットt=0における段取りの残り時間、即ち初期値
xi0:品目iのタイムスロットt=0における実際の在庫量,在庫を持たない問題に対しては0とする
δi0 k:機械kにおける品目iのタイムスロットt=0における処理の状態、即ち初期値
ri0t:タイムスロットtにおける品目iの外部需要を示す出荷要求量データであり、システムの外へ例えば補修部品などとして引かれる分(本実施形態では説明の簡略化のために、最終品目(製品)以外の品目iについてri0t=0とする)
ρij:品目jに組み込まれる品目iの、品目j 1単位あたりの所要量
ci k:機械kにおける品目iの段取費用
hi:品目iの処理によって新たに付加される価値に対する、タイムスロット当たりの在庫保管費(エシェロン在庫保管費)
rijt:タイムスロットtにおいて品目jを生産するために使用される品目iの所要量
ri・t:品目iのタイムスロットtにおける所要量
τij:品目jに組み込まれるまでの品目iのリードタイム
(3)決定変数と状態変数
次に決定変数と状態変数を次のように定義する。
δit k:タイムスロットtにおける機械kの品目iの処理(“処理するか、しないか”を)表す決定変数(プリミティブオブジェクト)。決定変数(プリミティブオブジェクト)は、複数の添字付きの0または1の変数(0−1変数)であり、それ自体は単独では意味を持たないが、複数がまとまって計画における状態及び決定の局面を表す。例えば、ある品目と機械設備に対して連続するタイムスロットが値1を取れば、それはロットのサイズを表すことになる。
δit kは品目iがタイムスロットtにおいて機械kにより処理されるとき1、それ以外のとき0
ここに、δitはδit l,l∈K(i)を要素とするベクトル,
δi=(δi1,…,δit,…δint)
δ =(δ1,…,δi,…δni)
sit k:品目iのタイムスロットtにおける機械kの段取りの残り時間
0≦sit k≦simax k
ここに、
sitはsti l,l∈K(i)を要素とするベクトル
si=(si1,…,sit,…sint)
s =(s1,…,si,…sni)
xit:品目iのタイムスロットt末における見かけ上の在庫量で、定義式は次のように表される。
(Symbol used)
First, symbols used in the optimization scheduling algorithm (symbols described in
(1) Subscripts and their sets First, subscripts and their sets applied in this embodiment are defined as follows.
i: Item or its processing number, i∈I (1, 2,..., n i )
Where i = 0 represents a market (outside the system) k: machine number, kεK (1, 2,..., N k ) t: time slot number, tεT (1, 2,..., N t ) A: Set of work-in-progress items S (i): Set of subsequent direct connection points of item i K (i): Set of machines that can be used to process item i M (i): Set of items that machine k can process Set P (i): Set of preceding direct connection points of item i (2) Input data Next, preset input data (production data and requested shipping quantity data) applied in the present embodiment are as follows. Defined in
p i k : processing amount of item i per time slot in machine k s imax k : setup time for item i of machine k s i0 k : remaining time of setup in time slot t = 0 of machine k and item i, That is, initial value x i0 : actual inventory quantity of item i at time slot t = 0, 0 for problems that do not have inventory δ i0 k : processing of item i at machine k at time slot t = 0 State, that is, initial value r i0t : Shipment request amount data indicating the external demand of the item i in the time slot t, which is drawn out of the system as, for example, a repair part (for the sake of simplification of explanation in this embodiment) , R i0t = 0 for items i other than the final item (product))
ρ ij : the required amount of the item i to be incorporated into the item j per unit of the item j c i k : the setup cost of the item i in the machine k h i : time for the value newly added by the processing of the item i Inventory storage cost per slot (Echelon inventory storage cost)
r ijt : requirement of item i used to produce item j in time slot t r i · t : requirement of item i in time slot t τ ij : lead of item i until it is incorporated into item j Time (3) Decision variable and state variable Next, the decision variable and the state variable are defined as follows.
δ it k : a decision variable (primitive object) indicating the processing (“processing or not”) of the item i of the machine k in the time slot t. A decision variable (primitive object) is a plurality of subscripted 0 or 1 variables (0-1 variables), which are not meaningful by themselves. Represent. For example, if a consecutive time slot for an item and machinery takes the
δ it k is 1 when item i is processed by machine k in time slot t, 0 otherwise
Where δ it is a vector having δ it l , l∈K (i) as elements,
δ i = (δ i1 ,…, δ it ,… δ int )
δ = (δ 1 ,…, δ i ,… δ ni )
s it k : remaining time for setup of machine k in time slot t of item i
0 ≦ s it k ≦ s imax k
here,
s it is a vector whose elements are s ti l and l∈K (i)
s i = (s i1 , ..., s it , ... s int )
s = (s 1 , ..., s i , ... s ni )
x it : Apparent stock quantity of the item i at the end of the time slot t. The definition formula is expressed as follows.
なお、xi0は仕掛品i∈Aに対しては、見かけの在庫量xitのタイムスロットt=0における値、即ち初期値である。しかし、式(1)では、xi0は実際の初期在庫を表す。 Note that x i0 is a value at the time slot t = 0 of the apparent stock quantity x it , that is, an initial value for the work in progress iεA. However, in equation (1), x i0 represents the actual initial inventory.
〈制約条件〉
次に、上記最適化スケジューリングアルゴリズムで用いられる制約条件について説明する。上記文献(特許文献1または非特許文献1)に記載されているように、部分最適化問題を結合して全体を一つの問題として構成するために、多様な相互関係制約が用意される。
(1)各種所要量の関係
品目jの所要量は、当該品目jに品目iが組み込まれるまでの品目iのリードタイムτijを考慮して品目iに展開される。ここに品目iは仕掛品である。したがって、rijtはρijとリードタイムτijが反映されたrj・(t-τij)とを用いて下記式(2)のように表される。また、rj・tはrijtとri0tを用いて下記式(3)のように表される。
Next, constraint conditions used in the above optimization scheduling algorithm will be described. As described in the above documents (
(1) Relationship between various requirements The requirement of item j is expanded to item i in consideration of the lead time τ ij of item i until item i is incorporated into item j. Here, item i is a work in progress. Therefore, r ijt is expressed by the following equation (2) using ρ ij and r j · (t−τij) reflecting the lead time τ ij . Further, r j · t is expressed by the following equation using the r ijt and r i0t (3).
上記式(3)では、rj・tは、右辺第1項で示される累積量と、右辺第2項で示される、タイムスロットtにおいてシステムの外へ引かれる量との和により表されている。右辺第1項は、S(i)に含まれる全品目jについての、タイムスロットtにおいて品目jを生産するために使用される品目iの所要量rijtの総和、つまり後工程(後続直結点)の品目jに組み込まれる量を表す。 In the above equation (3), r j · t is expressed by the sum of the cumulative amount indicated by the first term on the right side and the amount drawn outside the system in the time slot t indicated by the second term on the right side. Yes. The first term on the right side is the sum of the required amount r ijt of the item i used to produce the item j in the time slot t for all items j included in S (i), that is, the subsequent process (following direct connection point) ) Represents the amount incorporated into item j.
(2)状態推移
機械の段取時間の残り時間(残り段取時間)の推移方程式:
sit kは、上述のように、タイムスロットtにおける各品目iの段取時間の残り時間(残り段取時間)を表す。sit kは、機械(生産ライン)の遊休中はsit k=0で、品目を切り換えたとき、即ち処理状態がδit-1 k=0からδit k=1へ変わったときにsimax kとなる。以後sit kは、時間が1タイムスロット経過する毎に1づつ0になるまで減少し、それ以後は再び切り換えが起こるまでその状態を維持する。したがってsit kは次式に従う。
As described above, s it k represents the remaining setup time (remaining setup time) of each item i in the time slot t. s it k is s it k = 0 when the machine (production line) is idle, and is changed when the item is switched, that is, when the processing state is changed from δ it -1 k = 0 to δ it k = 1. imax k . Thereafter, s it k decreases by 1 every time when one time slot elapses until it becomes 0, and thereafter, the state is maintained until switching occurs again. Therefore, s it k follows:
在庫の推移方程式:
タイムスロットtにおける各品目iの実処理は、δit k=1かつsit k=0の状態のときに限られる。したがって、在庫推移は以下の式に従う。
Actual processing of each item i in the time slot t is limited to a state where δ it k = 1 and s it k = 0. Therefore, the inventory transition follows the following formula.
上記式(5)中のxitは、品目iのタイムスロットt−1末における見かけの在庫量(右辺第1項)とタイムスロットtにおける処理量(右辺第2項)との和から所要量ri・t(右辺第3項)を引いたものとして表されている。ri・tは、外部需要を展開して得られるタイムスロットtの所要量である。したがって、xitは仕掛品i∈Aに対しては、タイムスロットt末における見かけの在庫量を表す。しかしxitは、t=0に対しては実在庫を表す。またxitは、最終品に対しても実在庫を表す。 In the above equation (5), x it is a required amount based on the sum of the apparent inventory amount (first item on the right side) of the item i at the end of the time slot t-1 and the processing amount (second item on the right side) in the time slot t. It is expressed as r i · t (right side third term) minus. r i · t is the required amount of time slot t obtained by developing external demand. Thus, x it for work in process I∈A, it represents the amount of stock apparent in the time slot t end. However, x it represents the actual stock for t = 0. The x also represents the actual stock on the final product.
機械干渉に関する制約:
どのタイムスロットtにおいても、機械kは高々1品目しか処理できない。ある品目の段取り中または処理中に、別の品目の段取りを行うこともできない。この制約を機械干渉に関する制約と呼び、次式が成立する必要がある。
In any time slot t, machine k can process at most one item. During the setup or processing of one item, it is not possible to set up another item. This restriction is called a restriction on mechanical interference, and the following equation must be satisfied.
品切れを生じないための条件(品切れ禁止制約):
どのタイムスロットtにおけるどの品目iに対しても品切れは許されない。これを在庫の非負条件と呼ぶ。最終品目については、見かけの在庫が同時に実在庫を表す。このため、在庫の非負条件は、部分最適化問題の中で陽に取り扱われる。ところが、仕掛品については実際の仕掛品を定式化して、これの非負条件を設定しなくてはならない。
Conditions for preventing out of stock (restrictions on out of stock restrictions):
Out of stock is not allowed for any item i in any time slot t. This is called the non-negative condition of inventory. For the final item, the apparent inventory simultaneously represents the actual inventory. For this reason, the non-negative condition of inventory is handled explicitly in the partial optimization problem. However, for work-in-progress, the actual work-in-progress must be formulated and a non-negative condition for this must be set.
タイムスロットtにおける品目iの仕掛品在庫量は、初期在庫量xi0と累積生産量との和から累積払い出し量を除いた量である。但し、直接外部へ出荷された量ri0tは予め差し引いておかなくてはならない。したがって、タイムスロットtにおける品目iの仕掛品在庫量の非負条件は次式のように表される。
上記式(7)の左辺第2項は、各タイムスロットにおいて品目iの処理量から直接外部へ出荷された量を予め差し引いた処理量のタイムスロットt末までの累積量、つまり累積生産量を表す。左辺第3項はタイムスロットt末までの累積払い出し量を表す。 The second term on the left side of the above equation (7) is the cumulative amount up to the end of the time slot t of the processing amount obtained by subtracting the amount shipped directly from the processing amount of the item i in each time slot, that is, the cumulative production amount. Represent. The third term on the left side represents the cumulative payout amount up to the end of time slot t.
ところが品目が最終品の場合には、式(7)左辺の第1項及び第2項の部分のみとなる。上記式(7)の制約式に見かけの在庫量の定義式(1)を代入して整理すると、次式を得る。
ここに、左辺第2項は、リードタイムτij=0の場合には式(2),(3)から値0となって消える。
Here, the second term on the left side disappears as a
使用できる機械台数の制約:
同時に使用できる機械は高々c台に限られる。したがって次式が成立する必要がある。
The number of machines that can be used simultaneously is limited to at most c. Therefore, the following formula must be satisfied.
〈コスト〉
スケジューリング問題で関連する費用には2種ある。1つは、機械kが品目iへの切り換え時に発生する段取費ci kである。もう1つは、各タイムスロットt末毎に見かけの在庫量xitに比例して発生するエシェロン在庫保管費hiである。これらは、それぞれci k(1−δit-1 k)δit k,hixitにより表される。したがって品目iのタイムスロットtにおけるコストをfi(δi,si,xi)で表すと、このコストfi(δi,si,xi)、即ち品目iにおけるコスト関数は次式(10)で表される。
There are two types of costs associated with scheduling problems. One is the setup cost c i k that is incurred when machine k switches to item i. Another is the echelon inventory holding cost h i generated in proportion to the amount of inventory x it apparent to each end of each time slot t. These are represented by c i k (1−δ it−1 k ) δ it k and h i x it , respectively. Therefore, if the cost of the item i in the time slot t is represented by f i (δ i , s i , x i ), the cost f i (δ i , s i , x i ), that is, the cost function for the item i is It is represented by (10).
ここで、タイムスロットtにおけるコストは、タイムスロットt−1における決定変数δit-1 kにも依存する。 Here, the cost in the time slot t also depends on the decision variable δ it−1 k in the time slot t−1.
〈問題〉
以上により、結局、取り扱うべき最適化問題は、式(10)のコストfi(δi,si,xi)の全品目についての総和を表す関数の値、つまり目的関数の値を、一定の制約のもとで最小とすることである。よって、最適化問題は次式に定式化される。
As a result, the optimization problem to be dealt with in the end is that the value of the function representing the sum of all items of the cost f i (δ i , s i , x i ) of Equation (10), that is, the value of the objective function is constant. Is to be minimized under the constraints of. Therefore, the optimization problem is formulated as
なお、式(11)中のs.t.(4),(5),(6),(8),(9)は、取り扱うべき問題が式(4),(5),(6),(8),(9)の制約を受けることを示す。 It should be noted that st (4), (5), (6), (8), (9) in equation (11) is a problem to be handled in equations (4), (5), (6), (8). , (9).
《ラグランジュ分解調整法に基づく解法》
〈制約条件の取り扱い〉
この問題には、制約条件として、式(2),(3),(4),(5),(6),(8),(9)が関係している。ここに提案する解法ではこれらの制約条件の取り扱い方が大きく2通りに分かれる。第1は部分問題の中に取り込まれて、個々の問題を解く際に陽に取り扱われるものである。第2は相互関係制約として複数の部分問題に亙って関係するものである。
《Solution based on Lagrangian decomposition adjustment method》
<Handling of constraints>
This problem is related to equations (2), (3), (4), (5), (6), (8), and (9) as constraints. In the solution proposed here, these constraints are handled in two ways. The first is taken into the subproblem and handled explicitly when solving each problem. The second is related to a plurality of subproblems as a mutual relation constraint.
式(2),(3)は入力データ間の関係を表すもので決定変数を含まないから、上記のいずれにも入らない。式(4)及び(5)は推移方程式であり、品目に固有である。このため、式(4)及び(5)は、品目別の部分問題を動的計画法で解くときに欠かすことができない。したがってこれらは第1の種類に属する。同時(一度)に使用できる機械の制約式(9)についても品目に固有である。よって、式(9)も第1の種類に属し、やはり部分問題の中で取り扱うことにする。 Expressions (2) and (3) represent the relationship between input data and do not include a decision variable, and therefore do not fall into any of the above. Equations (4) and (5) are transition equations and are specific to the item. Therefore, equations (4) and (5) are indispensable when solving the item-specific subproblem by dynamic programming. They therefore belong to the first type. The machine constraint equation (9) that can be used simultaneously (once) is also unique to the item. Therefore, equation (9) also belongs to the first type, and is also handled in the partial problem.
ところが、機械干渉に関する式(6)は複数の品目に関係している。このため式(6)は、第2の種類である相互関係制約に属する。次に、品切れを避けるための制約式(8)については注意が必要である。即ち、品目が最終品目の場合には、式(7)において左辺第3項が関係しないから、初めから処理の独立性が成り立っている。この場合、在庫の非負制約は、部分問題の中で陽に取り扱うことができる。これに反して品目が仕掛品の場合には、上記第3項が関係して、処理の独立性が犯される。この場合、在庫の非負制約は、部分問題の中で取り扱うことはできない。そこで本実施形態では、処理の整合性を保証するために、式(8)を第2の種類である相互関係制約として取り扱う。
However, the equation (6) relating to the mechanical interference relates to a plurality of items. For this reason, Expression (6) belongs to the mutual relationship constraint that is the second type. Next, attention should be paid to the constraint equation (8) for avoiding out of stock. That is, when the item is the final item, since the third term on the left side is not related in Expression (7), the processing is independent from the beginning. In this case, inventory non-negative constraints can be handled explicitly in the subproblem. On the other hand, if the item is a work-in-progress, the
〈ラグランジュ関数〉
相互関係制約、即ち、機械干渉の制約(6)と仕掛品在庫に対する非負制約(8)とを緩和して、次式に示すラグランジュ関数を導く。
The Lagrangian function shown in the following equation is derived by relaxing the interrelationship constraint, that is, the mechanical interference constraint (6) and the non-negative constraint (8) on the work-in-process inventory.
ここに、μt kとλitとは、それぞれ、機械干渉制約条件(6)と仕掛品在庫の非負条件(8)に対するペナルティコスト(ラインの使用料)を表すラグランジュ乗数である。但し、μtはμt l,l∈K(i)を要素とするベクトルであり、μ=(μ1,μt,…,μnt)とする。同様に、λiもベクトルであり、λi=(λi1,…,λit,…,λint),λ=(λ1,…,λi,…,λnt)とする。 Here, μ t k and λ it are Lagrange multipliers representing penalty costs (line usage fees) for the machine interference constraint condition (6) and the non-negative condition (8) of the work-in-process inventory, respectively. Here, μ t is a vector whose elements are μ t l and lεK (i), and μ = (μ 1 , μ t ,..., Μ nt ). Similarly, λ i is also a vector, and λ i = (λ i1 ,..., Λ it ,..., Λ int ), λ = (λ 1 ,..., Λ i ,..., Λ nt ).
〈ラグランジュ問題〉
結局、制約条件として式(2),(3),(4),(5),(6),(8),(9)が関係している上記式(11)の問題は、次式(13)に示すラグランジュ問題と同値になる。この式(13)は、式(11)と関係している制約式(2),(3),(4),(5),(6),(8),(9)中の式(4),(5),(9)を制約条件とする。
After all, the problem of the above equation (11) in which the equations (2), (3), (4), (5), (6), (8), (9) are related as constraints is as follows: It is equivalent to the Lagrangian problem shown in 13). This equation (13) is expressed by the equation (4) in the constraint equations (2), (3), (4), (5), (6), (8), (9) related to the equation (11). ), (5), (9) are constraints.
ここで、問題を品目別に分解するために、式(12)をまず品目iについて整理して、以下のラグランジュ関数を導く。
ここで、a(i)を、品目iが後続直結点を持つとき(つまり仕掛品となり得るとき)1、それ以外のとき0と表現すれば、上記式(14)は次式のように表すことができる。
〈部分最適化問題〉
上記式(15)から、式(11)で示される問題は、所与のμ,λに対して、以下の部分問題(部分最適化問題)に分解することができる。つまり、問題の加算分離可能性に注目することにより全体最適化問題を部分最適化問題に分解することができる。これによりる、部分最適化問題の数学的次元を落とし、計算時間の短縮を図ることが可能となる。
From the above equation (15), the problem represented by equation (11) can be decomposed into the following subproblem (partial optimization problem) for a given μ and λ. In other words, the global optimization problem can be decomposed into a partial optimization problem by paying attention to the possibility of adding and separating problems. As a result, it is possible to reduce the mathematical dimension of the partial optimization problem and shorten the calculation time.
品目iに対する、式(16)で示される部分最適化問題は、所与のμ,λに対して、他と独立に解くことができる。この解法については後述する。 The partial optimization problem shown in equation (16) for item i can be solved independently for others for a given μ, λ. This solution will be described later.
〈ラグランジュ乗数の調整〉
本実施形態では、ラグランジュ乗数として、μt kとλitとの2種が用いられる。このため、繰返し計算の第ν回目でのラグランジュ乗数の更新には、機械干渉に用いるラグランジュ乗数の更新ルールと、仕掛品の在庫充足に用いるラグランジュ乗数の更新ルールとの2つが必要となる。
<Adjustment of Lagrange multiplier>
In the present embodiment, as Lagrange multiplier, two and mu t k and lambda it is used. For this reason, the update of the Lagrange multiplier at the νth iteration of the iterative calculation requires two rules: an update rule for the Lagrange multiplier used for machine interference and an update rule for the Lagrange multiplier used for inventory fulfillment of work in progress.
機械干渉に用いるラグランジュ乗数の更新ルール:
まず、機械干渉に用いるラグランジュ乗数の更新ルールは次式に示される通りである。
First, a Lagrange multiplier update rule used for mechanical interference is as shown in the following equation.
仕掛品の在庫充足に用いるラグランジュ乗数の更新ルール:
次に、仕掛品の在庫充足に用いるラグランジュ乗数の更新ルールは次式に示される通りである。
Next, the update rule of the Lagrange multiplier used for stock fulfillment of work in progress is as shown in the following equation.
なお、上記式(18)においてα,βはスカラーステップサイズである。このα,βの値は数値計算で試行錯誤的に決められる。ここで、α,βをそれぞれk(機械),i(品目)に依存させることも可能である。 In the above equation (18), α and β are scalar step sizes. The values of α and β are determined by trial and error by numerical calculation. Here, α and β can be made to depend on k (machine) and i (item), respectively.
《部分最適化問題の動的計画法》
次に、式(16)で示される部分最適化問題を動的計画法に再定式化して解く方法について説明する。
《Dynamic programming of partial optimization problem》
Next, a method for resolving the partial optimization problem represented by Expression (16) by re-formulation into dynamic programming will be described.
〈取り得る状態〉
タイムスロットtにおいて取り得る決定δit kは、先行するタイムスロットt−1における在庫状態xに依存するばかりでない。即ち決定δit kは、先行するタイムスロットt−1における利用可能なすべての機械の状態、及び同じタイムスロットtにおける残り段取時間sit-1 kにも依存する。(δit k,sit k)が(0,0)の状態(第1の状態)が次のタイムスロットで取り得る状態は、同じ第1の状態または(1,simax k)の状態(第2の状態)のいずれかである。第1の状態は、機械kの遊休中を示す。また、第2の状態は、品目を切り換えたとき、つまりセットアップの開始時を示す。この第2の状態、即ち(1,simax k)の状態が次のタイムスロットに取り得る状態は、(1,simax k−1)の状態(第3の状態)のみである。第3の状態は、セットアップ開始時から時間が1タイムスロットだけ経過し、残り段取時間がsimax k−1となったことを示す。以下、同様にして、時間が1タイムスロット経過する毎に、(δit k,sit k)のうちのδit kが1のままの状態で、sit kだけが1ずつ減少していく。やがて(δit k,sit k)は、(1,1)の状態(第4の状態)に遷移する。第4の状態は残り段取時間が1(1タイムスロット分)であり、セットアップ終了直前の状態となったことを示す。第2の状態から第4の状態までの期間がセットアップ中(生産中)の期間となる。第4の状態、即ち(1,1)の状態が、次のタイムスロットに取り得る状態は、(1,0)の状態(第5の状態)のみである。第5の状態、即ち(1,0)の状態が、次のタイムスロットに取り得る状態は、同じ第5の状態または(0,0)の状態(第1の状態)のいずれかである。
<Available conditions>
The decision δ it k that can be taken in time slot t is not only dependent on the inventory status x in the preceding time slot t−1. That is, the decision δ it k also depends on the state of all available machines in the preceding time slot t−1 and the remaining setup time s it−1 k in the same time slot t. The state that (δ it k , s it k ) is (0, 0) (first state) can be taken in the next time slot is the same first state or state (1, s imax k ) ( 2nd state). The first state indicates that machine k is idle. The second state indicates when the item is switched, that is, when the setup is started. The second state, that is, the state (1, s imax k ) that can be taken in the next time slot is only the (1, s imax k −1) state (third state). The third state indicates that one time slot has elapsed since the start of setup and the remaining setup time is s imax k −1. Hereinafter, similarly, each time the time passes one time slot, at [delta] it k is left 1 state of the (δ it k, s it k ), only s it k decreases by 1 . Eventually, (δ it k , s it k ) transitions to the (1,1) state (fourth state). The fourth state is that the remaining setup time is 1 (for one time slot), indicating that the state is just before the end of setup. A period from the second state to the fourth state is a period during setup (during production). The state that the fourth state, ie, the state (1, 1) can take in the next time slot is only the state (5, 0). The state that the fifth state, ie, the (1, 0) state can take in the next time slot is either the same fifth state or the (0, 0) state (first state).
〈最適コスト関数とその計算〉
次に、最適コスト関数とその計算について説明する。本実施形態では、所与のラグランジュ乗数μ,λiに対して、最適コスト関数を
Vt(δit,sit,xit,μ,λi)
で表す。この最適コスト関数Vtを、タイムスロット0からタイムスロットtまでの各タイムスロットにおいて採られた最適決定に伴って発生するコストの和であると定義する。但し、タイムスロットtにおいて、品目iの決定変数(機械のセッティングの状態)、残り段取時間、在庫状態(タイムスロット末の在庫量)を、それぞれδit,sit,xitであるとする。
<Optimum cost function and its calculation>
Next, the optimal cost function and its calculation will be described. In this embodiment, for a given Lagrangian multiplier μ, λ i , the optimal cost function is V t (δ it , s it , x it , μ, λ i ).
Represented by This optimal cost function V t is defined as the sum of the costs that accompany the optimal decision taken in each time slot from
ここで重要なことは、上記最適コスト関数に、状態変数のベクトルとして、ベクトルsitと変数xitの他に、決定変数のベクトルδitが入っている点である。つまり、決定変数δitが状態変数の役割も担っている点である。これはタイムスロットtにおいて発生する段取りコストが、タイムスロットt−1の決定にも依存することに起因している。言い換えるならば、タイムスロットtにおいて発生するコストを計算するために、先行タイムスロットt−1におけるの情報が必要になるからである。この場合、最適コスト関数は動的計画法による次の再帰関係式で表すことができる。
ここでxit-1が許容範囲にないときは、任意のδit-1 k,sit-1 kに対して、Vt(δit,sit,xit,μ,λi)は常に+∞である。このとき、δit-1 *(δit,sit,xit,μ,λi)は上記式(20)の最適決定を表すものとする。 Here, when x it-1 is not within the allowable range, V t (δ it , s it , x it , μ, λ i ) is always given for any δ it-1 k , s it-1 k . + ∞. At this time, it is assumed that δ it-1 * (δ it , s it , x it , μ, λ i ) represents the optimum determination of the above equation (20).
sit l=0(l∈K(i))の場合には、所与のδit l,sit l(l∈K(i)),xit,μ,λiと選択された決定δit-1 l(l∈K(i))に対して、前記式(4),(5)からsit-1 k,xit-1を求めれば、タイムスロットt−1における最適コスト関数の値が決まる。ところが、sit l=0の場合、そのsit l=0の状態に推移するタイムスロットt−1におけるsit-1 lの状態は、sit-1 l=0とsit-1 l=1のいずれをとるか、特定できない。そこで、これに対処するために、上記式(20)で示される最小値(min)が、δit-1の他に、sit-1に対してもとられている。一方、タイムスロットtにおいて発生するすべてのコストは確定している。したがって上記式(20)が計算できる。 If s it l = 0 (lεK (i)), then the decision δ selected as given δ it l , s it l (lεK (i)), x it , μ, λ i If it is determined that s it-1 k and x it-1 from the equations (4) and (5) for it-1 l (l∈K (i)), the optimal cost function in the time slot t-1 The value is determined. However, s it l = 0, the state of the s it s in time slot t-1 transitioning to the state of the l = 0 it-1 l is, s it-1 l = 0 and s it-1 l = It cannot be specified which of 1 is taken. Therefore, in order to deal with this, the minimum value (min) represented by the above equation (20) is determined for s it-1 in addition to δ it-1 . On the other hand, all costs incurred in time slot t are fixed. Therefore, the above equation (20) can be calculated.
〈最適解の決定〉
今、品目iについて、上記式(20)の最適コスト関数値Vt(δit,sit,xit,μ,λi)と、最適決定即ちδit-1 *(δit,sit,xit,μ,λi)とが、各タイムスロットt(t=1,…,nt)に対してすべて求められているものとする。また、品目iの各タイムスロット毎のVt(δit,sit,xit,μ,λi)及びδit-1 *(δit,sit,xit,μ,λi)とが、例えば表の形でメモリ(ここではコスト記憶エリア223)内に格納されているものとする。さらに、sit l=0(l∈K(i))に対しては、最適な残り段取時間sit-1 *(δit,sit,xit,μ,λi)についても、メモリに同様に格納されているものとする。このときの、品目の最適解、即ちスケジュールと状態推移とを確定するための手続きについてを図14(その説明は後述する)に示す。
<Determination of optimal solution>
Now, for the item i, the optimal cost function value V t (δ it , s it , x it , μ, λ i ) of the above equation (20) and the optimal determination, that is, δ it-1 * (δ it , s it , Assume that x it , μ, λ i ) are all obtained for each time slot t (t = 1,..., n t ). Also, V t (δ it , s it , x it , μ, λ i ) and δ it-1 * (δ it , s it , x it , μ, λ i ) for each time slot of item i are For example, it is assumed that it is stored in a memory (here, cost storage area 223) in the form of a table. Further, for s it l = 0 (lεK (i)), the optimum remaining setup time s it-1 * (δ it , s it , x it , μ, λ i ) is also stored in the memory. Are stored in the same manner. The procedure for determining the optimal solution for the item, that is, the schedule and the state transition at this time is shown in FIG.
以上、本実施形態で適用する最適化スケジューリングアルゴリズムについて説明した。 The optimization scheduling algorithm applied in the present embodiment has been described above.
次に、図1のシステムの構成について説明する。図1の複合生産管理システムは、上記した最適化スケジューリングアルゴリズムを適用してプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法による最適生産計画を実行するために、主制御部11と、前処理部12と、多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13とを備えている。これら各部11〜13は、図2の計算機内のCPU21がプッシュ・プル混在型最適複合生産計画プログラム241を実行することにより実現される機能要素である。
Next, the configuration of the system of FIG. 1 will be described. The complex production management system of FIG. 1 applies a
主制御部11は、入出力制御部111と、生産計画制御部112と、スケジューリング制御部113とを備えている。入出力制御部111は、最適生産計画に必要な各種システムパラメータ、生産計画(フェーズ1の計画)に必要な各種データ、及びスケジューリング(フェーズ2の計画)に必要な各種データをユーザの操作により入力するための制御を行う。生産計画制御部112は、生産計画(フェーズ1の計画)を立案するための生産計画モードを設定して、前処理部12及び多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13を用いて最適生産計画を生成するための制御を行う。スケジューリング制御部113は、スケジューリング(フェーズ2の計画)を立案するためのスケジューリングモードを設定して、前処理部12及び多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13を用いて最適生産スケジュールを生成するための制御を行う。前処理部12は、生産計画(フェーズ1サイクル)毎に、その生産計画のための前処理を行う。また前処理部12は、スケジューリング(フェーズ2サイクル)毎に、そのスケジューリングのための前処理を行う。多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13は、生産計画(フェーズ1サイクル)毎に、最適化スケジューリングアルゴリズムを用いて最適生産計画を生成する。同様に多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13は、スケジューリング(フェーズ2サイクル)毎に、最適化スケジューリングアルゴリズムを用いて最適生産スケジュールを生成する。
The
多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13は、最適化部131と、在庫量抽出部132と、残り段取時間抽出部133と、機械干渉判定部134と、機械干渉制御部135と、最適生産計画/スケジュール生成部136と、充足判定部137と、在庫制御部138とを備えている。最適化部131は、各品目iについて、式(16)の部分最適化問題を、他の品目とは独立に解き、その解を求める動作を実行する。この際、最適化部131は、上記部分最適化問題を、在庫推移と残り段取時間推移の制約のもとで、式(20)の最適コスト関数を用いて解く。在庫量抽出部132は、最適化部131での動作に必要な在庫量を抽出する。残り段取時間抽出部133は、最適化部131での動作に必要な残り段取時間を抽出する。
The multi-item multi-process lot
機械干渉判定部134は、最適化部131により求められた品目i毎の解から、機械干渉が解消されていると見なせるか否かを判定する。機械干渉制御部135は、機械干渉が解消されていない場合に、機械干渉が減少するように最適化部131を制御する。具体的には、最適化部131により用いられる最適コスト関数中の、機械干渉の制御(調整)に必要なラグランジュ乗数(μt k)を更新する。
The machine
充足判定部137は、最適化部131により求められた品目i毎の解から、仕掛品在庫が充足しているか否かを判定する。在庫制御部138は、仕掛品在庫が充足していない場合、つまり仕掛品在庫の品切れを起こしている場合に、仕掛品在庫が充足するように最適化部131を制御する。具体的には、最適化部131により用いられる最適コスト関数中の、仕掛品の充足の制御(調整)に必要なラグランジュ乗数(λit)を更新する。最適生産計画/スケジュール生成部136は機械干渉及び仕掛品在庫の品切れが解消されたものと判定された場合、その際に求められている解を用いて生産計画または生産スケジュールを生成する。
The
主メモリ22には、システムパラメータ記憶エリア220と、生産データ記憶エリア221と、スケジューリングデータ記憶エリア222と、コスト記憶エリア223とが確保されている。エリア220は、後述する各種システムパラメータを格納するのに用いられる。エリア221は、生産技術データを格納するのに用いられる。この生産技術データは、品目i及び機械k別のpi k,simax k,ci k(第2の生産技術データ)の各データと、品目i及び機械k別のsi0 k,δi0 k,ci kの各データと、品目i別のxi0,,ρij(第1の生産技術データ)の各データと、品目i別のhi,τijの各データと、品目i毎の各タイムスロットtにおけるrijt,ri・tの各データとを含む。エリア222は、生産計画(フェーズ1の計画)で必要なデータ(在庫保管費データ、期首在庫データ、目標期間末在庫データ、需要予測データ及び確定注文データ)を格納するのに用いられる。エリア223は、最適化部131で算出されたタイムスロットtまでのコストの和Vt(δit,sit,xit,μ,λi)及び当該和Vt(δit,sit,xit,μ,λi)に対応するδit *,sit *,xit *を表形式で格納するのに用いられる。ここで、δit *,sit *,xit *を格納するエリアを別に確保することも可能である。
In the
主メモリ22には更に、中間結果記憶エリア224と、最終結果記憶エリア225と、生産計画/スケジュール記憶エリア226とが確保されている。エリア225は、最適化部131で最適部分問題を解くことにより求められた解の中間結果を格納するのに用いられる。エリア226は、最適化部131で最適部分問題を解くことにより求められた解の最終結果を格納するのに用いられる。エリア227は、最適生産計画/スケジュール生成部136により生成された生産計画または生産スケジュールを格納するのに用いられる。
The
次に、図1の複合生産管理システムにおいて、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法(2段階生産計画法)により、図3に示したような複合生産システムに適用される最適生産計画及び最適生産スケジュールを立案する場合の動作の概要について説明する。図4を参照して説明する。 Next, in the mixed production management system shown in FIG. 1, the optimum production plan and optimum applied to the mixed production system as shown in FIG. 3 by the push-pull mixed type optimum mixed production planning method (two-stage production planning method). An outline of the operation when planning a production schedule will be described. This will be described with reference to FIG.
まず、第1段の計画(フェーズ1の計画)である生産計画401では、最適生産計画が多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13により生成される。生産計画401は、当該生産計画401の終了条件が成立するまで繰り返される。生産計画401の対象期間(計画対象期間)402は比較的長期間(例えば1年)に設定される。生産計画401の立案時点(計画立案時点)403から当該生産計画401の計画対象期間402の開始時点(期首)までの期間を計画リードタイム404と呼ぶ。また、生産計画401の繰り返しにおいて、ある生産計画401の立案時点403から次の生産計画401の立案時点403までの期間を計画サイクルタイム405と呼ぶ。
First, in the
一方、第2段の計画(フェーズ2の計画)であるスケジューリング411では、最適生産スケジュールが多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13により生成される。スケジューリング411は、1回の生産計画401が実行される毎に、当該スケジューリング411の終了条件が成立するまで繰り返される。スケジューリング411の対象期間(計画対象期間)412は生産計画401の計画対象期間402に比べて短期間(例えば2週間)に設定される。スケジューリング411の立案時点(計画立案時点)413から当該スケジューリング411の計画対象期間412の開始時点(期首)までの期間を計画リードタイム414と呼ぶ。また、スケジューリング411の繰り返しにおいて、あるスケジューリング411の立案時点413から次のスケジューリング411の立案時点413までの期間を計画サイクルタイム415と呼ぶ。
On the other hand, in the
生産計画401の実行により得られるタイムスロット毎の品目別在庫水準の推移データのうち、スケジューリング411における計画対象期間412の期末(計画対象期間末)に対応するタイムスロットの品目別在庫水準のデータ406は、当該スケジューリング411における期間末の目標となる在庫水準(目標期間末在庫水準)を与える。生産計画401の計画対象期間402における期首の品目別在庫水準は、最新のスケジューリング411の実行により得られるタイムスロット毎の品目別在庫水準の推移データのうち、計画対象期間402の期首に対応するタイムスロットの品目別在庫水準のデータ416により与えられる。
Of the inventory level change data for each time slot obtained by the execution of the
スケジューリング411では、スケジューリングの計画対象期間412における出荷要求量(確定出荷データ)とデータ406により与えられる品目別目標期間末在庫水準の両者に対して、多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13を用いて最適スケジューリングが行われる。ここでは、スケジューリング411の計画対象期間412の期首の品目別在庫水準(品目別の期首在庫水準)が、先行するスケジューリング411の実行により得られるタイムスロット毎の品目別在庫水準の推移データのうち、当該計画対象期間412の期首に対応するタイムスロットの品目別在庫水準のデータ417により与えられる。
In the
複合生産方式は、注文品と見込み品の2つのタイプを含む二品目以上の品目を、共通して同一工程を使用して生産する方式であって、少なくとも見込み品の需要には季節変動、傾向変動、新・旧製品の切換えなどの時間変動があるとする。 The compound production method is a method of producing two or more items including two types of order items and prospective products using the same process in common. Suppose that there are time fluctuations such as fluctuations, switching between new and old products.
複合生産方式は、前工程で生産されて注文品と見込み品に共通して使用される品目(たとえば共通部品や色塗り前の半製品など)を持った構成であり、少なくとも1つの品目の需要が季節変動等の時間変動があるとする。 The complex production method is a configuration with items that are produced in the previous process and used in common for the ordered and prospective products (for example, common parts and semi-finished products before coloring), and demand for at least one item. Suppose that there is time variation such as seasonal variation.
複合生産方式は、注文品と見込み品の2つのタイプを含む二品目以上の品目を、共通して同一工程を使用して生産する方式であって、見込み品には季節変動等の時間変動があり、前工程で生産されて見込み品と注文品の両タイプに共通して使用される品目(たとえば共通部品や色塗り前の半製品など)を持った構成であり、少なくとも1つの品目の需要に季節変動等の時間変動があるとする。 The compound production method is a method of producing two or more items including two types of order items and prospective products using the same process in common. There is a configuration with items that are produced in the previous process and used in common for both types of prospective items and order items (for example, common parts and semi-finished products before coloring), and demand for at least one item Suppose that there is time variation such as seasonal variation.
上述したプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法(2段階生産計画法)の特徴を以下に整理して示す。まず、最適複合生産計画法では、スケジューリングのみでなく、生産計画においても多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13が用いられる。この計画法によれば、(1)生産計画自体の解像能をスケジューリング並に上げることができる、(2)解像能を上げたにも拘わらず、計算時間を合理的時間(スケジューリングの計算時間×生産計画の計画対象期間/スケジューリングの計画対象期間)に抑えることができる、(3)解像能を上げて、予め人為的な制約を殆ど置かないで定式化して問題を解くので、多様な異質の決定局面を多品目多工程ロットサイズスケジューリングアルゴリズムによって最適化できる、という効果が期待できる。これにより、生産計画にシミュレーション機能と最適化機能とを同時に組み込むことが可能になるという格別な効果を得ることができる。例えば、既存の生産在庫計画では、タイムバケットを基準にして、予め登録された固定標準リードタイムや固定ロットサイズによって立案され、しかも、計画の実行可能性を事前に保証するために、これらの品目の固定標準リードタイムは長めに設定されている。したがって実際には処理の仕方次第で短縮できるはずの各品目の累積リードタイムが、既に所要量展開の段階で実際よりも長く設定される欠陥がある。その上、計画は名称こそ生産在庫計画であるが、負荷の水準を調整するところまでが限界で、工程間に亙る処理の状況を取扱うことには成功していない。これに対して本実施形態では、タイムバケットの概念は存在しないし、固定リードタイムも固定ロットサイズも予め登録することはしないで計画を立てることができる。したがって、品目リードタイムも品目ロットサイズも、共に、最適化スケジューリングアルゴリズムによって問題を解いたときに、初めて状況に応じてタイムヴァリアントに決まってくる。この計画が実際と異なるのは需要データが確定でなく予測データであることである。このような意味で、提案法はシミュレーション機能と最適化機能を持つといえる。
The characteristics of the above-described push-pull mixed type optimal combined production planning method (two-stage production planning method) are summarized below. First, in the optimum composite production planning method, the multi-item multi-process lot
また、季節の繁忙期に向かって、生産のピークを前倒しして仕掛品や在庫や製品在庫を積み上げ、季節的変動を平準化することができる。2段階の計画のうち、計画対象期間が第2段の生産計画(フェーズ1の計画)より長期間の第1段のスケジューリング(フェーズ2の計画)で、第2段に対する与件となる計画期末在庫を最適にすることによって、より最適で頑健性の高い生産管理システムを実現することができる。第2段の最適な生産スケジューリングを得るための境界条件を第1段の生産計画で最適に求めておくことで、より全体最適性を確保することができる。
In addition, it is possible to level up seasonal fluctuations by accumulating work-in-progress, inventories and product inventories by moving ahead of the production peak toward the busy season. Of the two-stage plans, the target period for the second stage in the first-stage scheduling (
次に、図1の複合生産管理システムで適用されるシステムパラメータについて説明する。システムパラメータは、生産計画(フェーズ1の計画)のパラメータとスケジューリング(フェーズ2の計画)のパラメータとに大別される。生産計画のパラメータは、生産計画のタイムスロットと、図4に示す、計画対象期間402、計画リードタイム404及び計画サイクルタイム405とを含む。スケジューリングのパラメータは、スケジューリングのタイムスロットと、図4に示す、計画対象期間412、計画リードタイム414及び計画サイクルタイム415とを含む。ここでは管理を容易にするために、生産計画のタイムスロット及びスケジューリングのタイムスロットの時間幅は等しい値に設定される。
Next, system parameters applied in the complex production management system of FIG. 1 will be described. System parameters are roughly classified into production planning (
次に、プッシュ・プル混在型最適複合生産計画法の手順について、図5のフローチャートを参照して説明する。まず、図1の複合生産管理システムにより最適生産計画及び最適生産スケジュールを立案するには、ユーザに各種システムパラメータを決定させる必要がある。主制御部11内の入出力制御部111は、図1の複合生産管理システムのユーザ(生産管理者)に対し、生産計画及びスケジューリングの各々について、予め定められた種類のシステムパラメータを決定(定義)するように要求する画面を、例えばディスプレイ26に表示して、当該画面を通して対応するシステムパラメータを決定(定義)させる(ステップS1)。ここでは、ユーザがキーボード25を操作することで、システムパラメータが入力されるものとするが、システムパラメータのファイルが、記憶媒体、或いはネットワーク等を介して入力されるものであっても構わない。
Next, the procedure of the push-pull mixed type optimal combined production planning method will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in order to make an optimum production plan and an optimum production schedule by the complex production management system of FIG. 1, it is necessary for the user to determine various system parameters. The input /
ステップS1では、生産計画に固有のシステムパラメータとして、生産計画の計画対象期間、計画リードタイム、計画サイクルタイム及びタイムスロットが定義され、スケジューリングに固有のシステムパラメータとして、スケジューリングの計画対象期間、計画リードタイム、計画サイクルタイム及びタイムスロットが定義される。ここでは、生産計画の計画対象期間として1年が定義される。但し、説明を簡略化するために、1ヶ月を4週間として、1年が48週であるとする。また、スケジューリングの計画対象期間として2週間が定義される。つまり、スケジューリングの計画対象期間は、生産計画の計画対象期間の24分の1の長さである。生産計画及びスケジューリングのタイムスロットの時間幅として、生産計画の計画対象期間/2640=スケジューリングの計画対象期間/110が定義される。つまり、生産計画及びスケジューリングの各々の計画対象期間のタイムスロット数として、それぞれ2640及び110が定義される。各システムパラメータは、入出力制御部111により主メモリ22のシステムパラメータ記憶エリア220に格納される。
In step S1, the planning target period, the planning lead time, the planning cycle time, and the time slot of the production plan are defined as system parameters specific to the production plan, and the scheduling target period, the planning lead are set as system parameters specific to scheduling. Time, planned cycle time and time slot are defined. Here, one year is defined as the planning target period of the production plan. However, to simplify the explanation, it is assumed that one month is four weeks and one year is 48 weeks. Also, two weeks are defined as the scheduling target period. That is, the scheduling target period of scheduling is 1/24 of the planning target period of the production plan. As the time width of the time slot of the production plan and scheduling, the plan target period of production plan / 2640 = the schedule target period of scheduling / 110 is defined. That is, 2640 and 110 are defined as the number of time slots in the planning target period of each of the production plan and scheduling. Each system parameter is stored in the system
ステップS1が実行されると、主制御部11内の生産計画制御部112は、図1のシステムを生産計画モード(フェーズ1)に設定する。主制御部11内の入出力制御部111は、生産計画モードにおいて、生産計画のためのデータの準備を行う(ステップS2)。ここでは、生産計画のためのデータとして、第1及び第2の生産技術データと、在庫保管費データと、期首在庫データと、目標期間末在庫データと、需要予測データと、確定注文データとが用意される。
When step S1 is executed, the production
第1の生産技術データは、各品目jに組み込まれる品目iの、品目j 1単位あたりの所要量ρijを示すデータであり、例えば図6に示す表形式で用意される。第2の生産技術データは、各機械kにおけるタイムスロット当りの品目iの処理量pi kを示すデータと、機械kの品目iに対する段取時間simax kを示すデータと、機械kにおける品目iの段取費用ci kを示すデータを含み、例えば図7に示す表形式で用意される。 The first production technology data is data indicating the required amount ρ ij per unit of the item j of the item i to be incorporated in each item j, and is prepared, for example, in a table format shown in FIG. The second production technology data includes data indicating the processing amount p i k of the item i per time slot in each machine k, data indicating the setup time s imax k for the item i of the machine k, and items of the machine k. i includes data indicating the setup cost c i k of, are provided in tabular form as shown in FIG. 7, for example.
在庫保管費データは各品目iの在庫保管費hiを示すデータ、期首在庫データは各品目iの生産計画のタイムスロットt=0(生産計画の計画対象期間の期首)における在庫量(在庫水準)xi0を示すデータである。目標期間末在庫データは各品目iの生産計画のタイムスロットt=nt(生産計画の計画対象期間の期末)における目標とする在庫量(目標期間末在庫)zintを示すデータ、需要予測データは各最終品目iの季節変動を考慮した月別の需要予測値Di mである。在庫保管費データ、期首在庫データ、目標期間末在庫データ及び需要予測データは例えば図8に示す表形式で用意される。 The inventory storage cost data is data indicating the inventory storage cost h i of each item i, and the beginning inventory data is the inventory amount (inventory level) at the time slot t = 0 of the production plan of each item i (the beginning of the target period of the production plan). ) Data indicating x i0 . Stock goal period end inventory data to target in the time slot t = n t of production plans for each item i (end of the time horizon of the production plan) data indicating the (target period end stock) z int, forecast data is a forecast value D i m monthly considering seasonal variation of the end item i. The inventory storage cost data, the beginning inventory data, the target period end inventory data, and the demand forecast data are prepared, for example, in a table format shown in FIG.
1回目の生産計画では、図6乃至図8の表形式のデータが、例えばユーザがキーボード25を操作することで入出力制御部111により入力される。そして、図6及び図7の表形式のデータは生産データ記憶エリア221に、図8の表形式のデータはスケジューリングデータ記憶エリア222に、それぞれ格納される。図6乃至図8の表形式のデータがファイルとして管理され、そのファイルが、記憶媒体、或いはネットワーク等を介して入力されるものであっても構わない。2回目以降の生産計画の場合、期首在庫データには、最新の生産スケジュールにおける対応するタイムスロットtの品目別在庫水準のデータ(図4中のデータ417)が用いられる。
In the first production plan, the tabular data in FIGS. 6 to 8 is input by the input /
需要予測データは、例えば図9に示す各最終品目(製品)iについての年間に亙って用いられる月別の需要予測値(月次需要予測値)と、図10に示す見込み品と注文品それぞれの製品の季節指数(つまり製品別季節指数)とを掛け合わせることで作成される。この需要予測データが、ユーザの操作によって用意される構成としても、図9に示す表形式で用意される月次需要予測値と図10に示す表形式で用意される製品別季節指数とをもとに、前処理部12によって生成される構成としても良い。また、確定注文データは、確定された注文品目iについて、タイムスロット別に与えられる注文数量を示す。例えば図11に示す表形式で用意される。ここでは、確定注文データは、確定された注文品目(ここでは品目16,17,18)について、タイムスロット別に与えられる注文数量を示す。なお、図11の表形式データは、確定注文データの他に、スケジューリングにおける品目別期首在庫水準を示すデータ、即ち各品目iのスケジューリングのタイムスロットt=0(スケジューリングの計画対象期間の期首)における在庫量xi0を示すデータ(期首在庫データ)を含む。図11の表形式データは更に、スケジューリングにおける品目別目標期間末在庫水準を示すデータ、即ち各品目iのスケジューリングのタイムスロットt=nt(生産計画の計画対象期間の期末)における目標とする在庫量(目標期間末在庫)zintを示すデータ(目標期間末在庫データ)を含む。
The demand forecast data includes, for example, monthly demand forecast values (monthly demand forecast values) used over the year for each final item (product) i shown in FIG. It is created by multiplying the product by the seasonal index of the product (that is, the seasonal index by product). Even if the demand forecast data is prepared by the user's operation, the monthly demand forecast value prepared in the table format shown in FIG. 9 and the seasonal index for each product prepared in the table format shown in FIG. In addition, it may be configured to be generated by the preprocessing
ステップS2が実行されると、主制御部11内の生産計画制御部112は、図1のシステムを生産計画モード(フェーズ1)に設定する。そして、生産計画制御部112は前処理部12を起動する。前処理部12は生産計画モードにおいて、生産計画立案のための前処理を次のように実行する(ステップS3)。まず前処理部12は、図8に示す表形式のデータに含まれている需要予測データ、即ち品目別でかつ月別の需要予測値をタイムスロット別に分解する(ステップS3a)。次に前処理部12は、図11に示す表形式のデータに含まれている確定注文データ、即ち確定された注文品目についてタイムスロット別に与えられる注文数量を、対応する品目でかつタイムスロットの需要予測値に加算する(ステップS3b)。次に前処理部12は、確定注文データが反映された需要予測データ、即ち注文数量が反映された品目別でかつタイムスロット別の需要予測値を、図6に示す表形式の第1の生産技術データに基づいて部品展開する(ステップS3c)。需要予測データの部品展開とは、品目別でかつタイムスロット別の需要予測値を、部品を含めた品目別でかつタイムスロット別の需要予測値を示す、例えば表形式のデータに変換することである。図12は、この部品展開後のタイムスロット別に分解された需要予測データの一例を示す。部品展開後のタイムスロット別に分解された需要予測データは主メモリ22のスケジューリングデータ記憶エリア222に格納される。
When step S2 is executed, the production
このように、前処理部12による生産計画立案のための前処理が行われて、部品展開後のタイムスロット別に分解された需要予測データが主メモリ22のスケジューリングデータ記憶エリア222に格納されたものとする。すると、生産計画制御部112は、主メモリ22の生産データ記憶エリア221に格納されている図6及び図7に示した第1及び第2の生産技術データと、主メモリ22のスケジューリングデータ記憶エリア222に格納されている図12に示した部品展開後のタイムスロット別に分解された需要予測データとを用いて、多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13により最適生産計画を生成させる(ステップS4)。
As described above, the preprocessing for the production planning by the preprocessing
以下、生産計画制御部112及び多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13の動作について、図13のフローチャートを参照して説明する。この図13のフローチャートは、特許文献1の図3のフローチャートに相当する。
Hereinafter, operations of the production
まず生産計画制御部112は、繰り返し数(繰り返し番号)νを初期値0に設定する(ステップS11)。また生産計画制御部112は、中間結果記憶エリア224上の品目i(i∈I(1,2,…,ni))別、タイムスロットt(t∈T(1,2,…,nt))別及び機械k(k∈K(1,2,…,nk))別の、それぞれ決定変数δit kν及びsit kνを初期値0に設定する(ステップS12)。また生産計画制御部112は、タイムスロットt(t∈T(1,2,…,nt))別及び機械k(k∈K(1,2,…,nk))別のラグランジュ乗数μt kνを、初期値0に設定する(ステップS13)。このステップS13では、タイムスロットt(t∈T(1,2,…,nt))別のラグランジュ乗数λt νも初期値0に設定される。
First, the production
生産計画制御部112はステップS11〜S13を実行すると、最適化部131を起動する。最適化部131はまず、品目iを1に初期設定する(ステップS14)。次に最適化部131は、品目iの式(16)に示す部分最適化問題を、残り段取時間推移方程式(4)及び在庫推移方程式(5)の制約のもとで解く(ステップS15)。ここでは、上記部分最適化問題を解くのに、式(20)の最適コスト関数が用いられる。また、部分最適化問題を解いた結果、品目iについて、当該品目iの処理に利用可能な各機械k別に、各タイムスロット毎の解δit kν(∀t∈T,k∈K(i))が求められる。
The production
図14は、このステップS15の詳細な手順を示したものである。ここでは最適化部131は、品目iの部分最適化問題を解くために、以下に述べる最適コスト関数値Vt(δit,sit,xit,μ,λi)と最適決定δit-1 *(δit,sit,xit)とを求める。そのため最適化部131は、まずタイムスロットtを1に設定する(ステップS31)。そして最適化部131は、品目iについて、取り得る(実行し得る)すべての組み合わせの(δit,sit,xit)に対し、最適コスト関数値Vt(δit,sit,xit,μ,λi)を算出する(ステップS32)。この最適コスト関数値の算出は、品目iの処理(生産)に使用可能な機械kの範囲(k∈K(i))で前記式(20)の最適コスト関数を用いて実行される。上記ステップS32では、上記算出された最適コスト関数値Vt(δit,sit,xit,μ,λi)が、そのときの最適決定δit-1 *(δit,sit,xit)と共に、コスト記憶エリア223に表形式で格納される。
FIG. 14 shows the detailed procedure of step S15. Here, in order to solve the partial optimization problem of the item i, the
次に最適化部131は、tを1だけインクリメントする(ステップS33)。もし、インクリメント後のtがntより大きくなければ(ステップS34)、最適化部131は、そのインクリメント後のtに対して上記ステップS32,S33の処理を行う。このステップS32,S33の処理は、t=ntまで繰り返される(ステップS34)。
Next, the
やがて、インクリメント後のtがntより大きくなると、最適化部131はtをntに設定する(ステップS35)。そして最適化部131は、コスト記憶エリア223上の最適コストVt(δit,xit,sit)をt=ntから逆に辿る。即ち最適化部131は、先に説明したように、まず、t=ntのタイムスロットに対して取り得るすべてのδit,sit,xitの組み合わせ(δit,sit,xit)の中からVt(δit,sit,xit,μ,λi)の最小値(最適コスト)を探し、その際のδit,sit,xitを最適解δit *,sit *,xit *とする(ステップS36)。
Then, when t the incremented is greater than n t, the
次に最適化部131は、δit *,sit *,xit *に対し最適な決定δit-1 *(δit *,sit *,xit *)を特定する(ステップS37)。最適化部131は、このδit *,sit *,xit *を用いて、最適コストVtに至った直前のタイムスロットt−1でのsit-1 *,xit-1 *を求める(ステップS38)。ここでは、δit *,sit *,xit *を前記式(4),(5)に代入することで、sit-1 *,xit-1 *を求めるものとする。しかし、先に述べたように、コスト記憶エリア223に表形式で格納されている、品目iの各タイムスロット毎のδit-1 *(δit,sit,xit,μ,λi)をもとにsit-1 *,xit-1 *を求めることも可能である。最適化部131は、上記ステップS36〜S38を、tを1ずつデクリメントしながら(ステップS39)、t=1まで繰り返す(ステップS40)。
The
以上のようにして、品目iについて最適コストを与えるδit kν(t=1,…,nt,k∈K(i))が最適化部131により求められる(ステップS15)。すると最適化部131は、中間結果記憶エリア224上のδit kνを、求めた最新のδitkνに更新する(ステップS16)。
As described above, δ it kν (t = 1,..., N t , kεK (i)) giving the optimum cost for the item i is obtained by the optimization unit 131 (step S15). Then, the
次に最適化部131はiを1だけインクリメントする(ステップS17)。このインクリメント後のiがniより大きくないならば(ステップS18)、最適化部131は未処理の品目が存在するものと判定する。この場合、最適化部131は、インクリメント後のiで示される品目iについて、上記ステップS15〜S17を実行する。
Next, the
やがて、インクリメント後のiがniより大きくなると、最適化部131は、i=1,…,niのすべての品目について解δit kν(∀i∈I,t∈T,k∈K(i))が求められれたと判断する。この場合、最適化部131は、機械干渉判定部134及び充足判定部137を起動する。
Eventually, when i after increment becomes larger than n i , the
機械干渉判定部134は、機械k毎に、その機械kで処理(生産)されるすべての品目i(i∈M(i))の解δit kνから、各品目i間のδit k=1のタイムスロットの重なりの回数を表す機械干渉数を算出する。ここでは、平均機械干渉数が算出される。この平均機械干渉数は、全機械についての繰り返し数νにおける全品目、全期間(全計画対象期間)に亙る機械干渉数の総和を、nt×nk(全タイムスロット数×全機械数)で除することで算出される。判定部14は、算出した機械干渉数(平均機械干渉数)が予め定められた閾値より小さいかにより、機械干渉が解消されていると見なせるかを判定する(ステップS19)。
For each machine k, the machine
一方、充足判定部137は、全品目i(i∈I(1,2,…,ni))について、仕掛品在庫量がマイナスとなる(つまり非負条件を満たさなかった)タイムスロットの総数を求める。判定部18は、求めたタイムスロットの総数から、仕掛品在庫が充足しているか否かを、上記ステップS19において判定する。具体的には、全品目について、仕掛品在庫量がマイナスとなるタイムスロットの総数が求められる。このタイムスロットの総数をni×nt(全品目数×全タイムスロット数)で除することで、平均的な仕掛品在庫の不足の割合が求められる。そこで、この割合が予め定められた閾値より小さいかにより、仕掛品在庫が充足しているかが判定される。ここで、各仕掛品在庫量は、ステップS15で求められた対応する解δit kνと組をなすxitを用いて、前記式(8)に従って算出される。
On the other hand, the
もし、機械干渉が解消されているという条件及び仕掛品在庫量が充足しているととう条件の少なくとも一方の条件を満たさない場合、繰り返し数(反復回数)νが1だけインクリメントされる(ステップS20)。すると、機械干渉制御部135及び在庫制御部138の少なくとも一方が起動される。ここでは、機械干渉が解消されていないときは機械干渉制御部135が、仕掛品在庫量が充足していないときは充足判定部137が、それぞれ起動される。上記両条件が成立していないときは、機械干渉制御部135及び充足判定部137の両方が起動される。
If at least one of the condition that the machine interference is eliminated and the condition that the work-in-process inventory quantity is satisfied is not satisfied, the number of repetitions (the number of repetitions) v is incremented by 1 (step S20). ). Then, at least one of the machine
機械干渉制御部135は、自身が起動された場合、機械干渉に用いるラグランジュ乗数μt kνを前記式(17)により更新(調整)して、最適化部131に通知する(ステップS21)。一方、充足判定部137は、自身が起動された場合、上記ステップS21において、仕掛品の在庫充足に用いるラグランジュ乗数λt νを前記式(18)により更新(調整)して、最適化部131に通知する。
When the machine
すると最適化部131は、更新後のラグランジュ乗数μt kν及び/またはλt νを用いて、ステップS15〜S17を品目数分繰り返し実行する(ステップS18)。これにより、品目別、機械別の解δit kνがタイムスロット毎に求められる。やがて、上記ステップS19において、機械干渉判定部134により、機械干渉が解消されていると見なせると判定されたものとする。また、ステップS19において、充足判定部137により、仕掛品在庫量が充足していると判定されたものとする。すると、そのときの品目別、機械別の解δit kνが最終結果記憶エリア225に格納され、最適生産計画/スケジュール生成部136が起動される(ステップS22)。
Then, the
最適生産計画/スケジュール生成部136は、最終結果記憶エリア225に格納されている品目別、機械別の解δit kνをもとに最適生産計画を生成して、生産計画/スケジュール記憶エリア226に格納する(ステップS23)。前記したように品目別、機械別の解δit kνは0−1変数により表される。そこで解δit kνは、生産計画上では、時間軸上に刻まれたタイムスロットt毎に、品目i別、機械k別に、当該スロットで機械kにより品目iを処理(セットアップまたは生産)すれば1で、そうでなければ0で表される。したがって最適生産計画/スケジュール生成部136は、解δit kνにおける1の並びとその時間的位置により、品目別及び機械別にロットサイズとそれらのロットの時間的位置を表す生産計画を生成することができる。ロットの時間的位置は実行可能な生産計画においてロットの順序を決定するための情報を与える。つまり本実施形態においては、品目間の解(生産計画)の機械干渉が解消されていると見なせ、かつ仕掛品在庫量が充足していると判定される解δit kνが求まった時点で、ロットサイズとロット順序を同時に生成することができる。ここでは、タイムスロットt毎の品目別、機械別の解δit kνを用いて、生産計画対象期間に亙る品目別のガントチャートを示すデータが生成される。また、各品目iのタイムスロット別の実在庫yitが、前記式(8)に従って次式のように求められ、生産計画対象期間に亙る品目別の在庫推移を示すデータが生成される。
生産計画/スケジュール記憶エリア226に格納された生産計画を表すデータ、即ち生産計画対象期間に亙る品目別の在庫推移を示すデータ、及び生産計画対象期間に亙る品目別のガントチャートを示すデータは、入出力制御部111によって、図2中のディスプレイ26に表示されると共に、キーボード25からの印刷指示入力に応じて、または自動的に、プリンタ装置(図示せず)から印刷出力される(ステップS5)。図15は品目別の在庫推移を示すデータの一例を示す。
The data representing the production plan stored in the production plan /
生産計画制御部112はステップS5が終了すると、スケジューリング制御部113に制御を渡す。するとスケジューリング制御部113は図1のシステムをスケジューリングモード(フェーズ2)に設定する。入出力制御部111は、スケジューリングモードにおいて、先の生産計画モードの場合と同様に、スケジューリングのためのデータを準備する(ステップS6)。ここでは、スケジューリングのためのデータとして、図6及び図7に示した第1及び第2の生産技術データと、図11に示した確定注文データとに加えて、図8に示した在庫保管費データ、期首在庫データ、目標期間末在庫データが用意される。期首在庫データは、品目別(または工程別)の期首在庫水準を示すデータである。2回目以降のスケジューリングの場合、この期首在庫データには、当該スケジューリングの開始時点に対応する、前回のスケジューリングで生成された最新の生産スケジュールの在庫水準を示すデータ(図4中のデータ318)が用いられる。目標期間末在庫データは、スケジューリングの計画対象期間末の品目別(または工程別)の在庫水準を示すデータである。この目標期間末在庫データには、最新の生産計画の対応する時点における品目別(または工程別)の在庫水準を示すデータ(図4中のデータ407)が用いられる。期首在庫データ及び目標期間末在庫データは、例えば、確定注文データと共に、図11に示す表形式で与えられる。
When step S5 ends, the production
ユーザによって用意されたスケジューリングのためのデータ(つまり第1及び第2の生産技術データと、在庫保管費データと、期首在庫データと、目標期間末在庫データと、確定注文データ)は、入出力制御部111により主メモリ22の生産データ記憶エリア221、スケジューリングデータ記憶エリア222に(ユーザによって用意された生産計画のためのデータのうち第1及び第2の生産技術データは主メモリ22の生産データ記憶エリア221に、期首在庫データと、目標期間末在庫データと、確定注文データは主メモリ22のスケジューリングデータ記憶エリア222に、それぞれ)格納される。
Data for scheduling prepared by the user (that is, first and second production technology data, inventory storage cost data, opening inventory data, target period end inventory data, and firm order data) are input / output controlled. In the production
すると、スケジューリング制御部113は前処理部12を起動する。前処理部12はスケジューリングモードにおいて、生産スケジュール立案のための前処理を次のように実行する(ステップS7)。即ち前処理部12は、図11に示す確定注文データ(つまり確定された注文品目についてタイムスロット別に与えられる注文数量)を、図6に示す表形式の第1の生産技術データに基づいて部品展開する。確定注文データの部品展開とは、品目別でかつタイムスロット別の注文数量を、部品を含めた品目別でかつタイムスロット別の注文数量を示すデータに変換し、例えば表形式の注文データ(受注データ)を得ることである。図16は、この部品展開後の受注データの一例を示す。部品展開後の受注データは主メモリ22の中間結果記憶エリア224に格納される。
Then, the
このように、前処理部12による生産スケジュール立案のための前処理が行われて、部品展開後の受注データが主メモリ22の中間結果記憶エリア224に格納されたものとする。すると、スケジューリング制御部113は、主メモリ22の生産データ記憶エリア221に格納されている図6及び図7に示した第1及び第2の生産技術データと、主メモリ22の中間結果記憶エリア224に格納されている図16に示した部品展開後の受注データとを用いて、先の生産計画制御部112の制御による最適生産計画の作成の場合と同様に、多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13により図13のフローチャートに従って最適生産スケジュールを生成させる(ステップS8)。ここでは、品目別、機械別の解δit kνがタイムスロット毎に求められ、機械干渉が解消され、かつ仕掛品在庫量が充足していると判定された際の品目別、機械別の解δit kνが最終結果記憶エリア225に格納される。そして、最終結果記憶エリア225に格納されている品目別、機械別の解δit kνをもとに、多品目多工程ロットサイズスケジューリング部13内の最適生産計画/スケジュール生成部136によって生産スケジュールが生成される。この生産スケジュールは、主メモリ22の生産計画/スケジュール記憶エリア226に格納される。
As described above, it is assumed that the preprocessing for planning the production schedule by the preprocessing
生産計画/スケジュール記憶エリア226に格納された生産スケジュールを表すデータ、即ちスケジューリング対象期間に亙る品目別(またはファミリ別)の在庫推移(図17)を示すデータ、及びスケジューリング対象期間に亙る品目別(またはファミリ別)のガントチャート(図18)を示すデータは、入出力制御部111によって、ディスプレイ26に表示されると共に、キーボード25からの印刷指示入力に応じて、または自動的に、プリンタ装置(図示せず)から印刷出力される(ステップS9)。
Data representing a production schedule stored in the production plan /
ステップS10でフェーズ2サイクル終了条件が成立するか否かを判定する。フェーズ2はスケジューリングの期間末時点が次の生産計画の期首時点以降になるまで繰り返し実行される。
In step S10, it is determined whether or not a
ステップS11でフェーズ1サイクル終了条件が成立するか否かを判定する。フェーズ1サイクル終了条件は今ある計画立案時点にいて向こう(例えば)1年間を超えたか否かで判定し、1年間を超えるまで継続して繰り返し実行される。
In step S11, it is determined whether or not a
図5から分かるように、本実施形態はスケジューリングのプロセスをある一定の回数だけ実行する毎に生産計画のプロセスを1回実行するループを繰り返すことになる。これは、逐次的に、各品目の期間末在庫水準のみならず初期在庫水準をも最適化する方法と言える。ただし、制約違反件数の減少状況に応じて途中で計算を打ち切ることも可能である。 As can be seen from FIG. 5, in this embodiment, every time the scheduling process is executed a certain number of times, a loop for executing the production planning process once is repeated. This can be said to be a method of sequentially optimizing not only the end-of-period stock level of each item but also the initial stock level. However, it is also possible to abort the calculation in the middle depending on the reduction situation of the number of violations of constraints.
本実施形態によれば、計画立案のために、スケジューリングのみでなく、生産計画においてもO2O−テクノロジのアルゴリズムを使用する。これによって、第一に、生産計画自体の解像能をスケジューリング並に上げることができる。第二に、解像能を上げたにもかかわらず、計算時間を合理的時間(スケジューリングの計算時間×両者の計画対象期間の比)に抑えることができる。第三に、解像能を上げて、予め人為的な制約をほとんど置かないで定式化して問題を解くので、多様な異質の決定局面をアルゴリズムによって最適化できる。 According to the present embodiment, the O2O-technology algorithm is used not only for scheduling but also for production planning for planning. As a result, firstly, the resolution of the production plan itself can be improved as well as the scheduling. Second, although the resolution is improved, the calculation time can be suppressed to a reasonable time (scheduling calculation time × ratio of both planning target periods). Third, the resolution is improved and the problem is solved by formulating it with few artificial constraints in advance, so that various heterogeneous determination aspects can be optimized by the algorithm.
その結果、生産計画にシミュレーション機能と最適化機能とを同時に組み込むことが可能になる。例えば、既存の生産在庫計画では、タイムバケットを基準にして、予め登録された固定標準リードタイムや固定ロットサイズによって立案され、しかも、計画の実行可能性を事前に保証するために、これらの品目の固定標準リードタイムは長めに設定されている。したがって実際には処理の仕方次第で短縮できるはずの各品目の累積リードタイムが、既に所要量展開の段階で実際よりも長く設定される欠陥がある。その上、計画は名称こそ生産在庫計画であるが、負荷の水準を調整するところまでが限界で、工程間にわたる処理の状況を取扱うことには成功していない。これに対して、本発明の提案法では、タイムバケットの概念は存在しないし、固定リードタイムも固定ロットサイズも予め登録することはしないで計画を立てることができる。したがって、品目リードタイムも品目ロットサイズも、共に、O2O−テクノロジの最適化アルゴリズムによって問題を解いたときに、初めて状況に応じてタイムヴァリアントに決まってくる。この計画が実際と異なるのは需要データが確定でなく予測データであることである。このような意味で、提案法はシミュレーション機能と最適化機能をもつといえる。 As a result, the simulation function and the optimization function can be simultaneously incorporated into the production plan. For example, in an existing production inventory plan, a fixed standard lead time and a fixed lot size registered in advance based on a time bucket, and these items are used to guarantee the feasibility of the plan in advance. The fixed standard lead time is set longer. Therefore, there is a defect in which the accumulated lead time of each item, which should be able to be shortened depending on the method of processing, is already set longer than actual at the stage of developing the required amount. In addition, the name of the plan is a production inventory plan, but the limit to the adjustment of the load level is the limit, and it has not succeeded in handling the situation of processing across processes. On the other hand, in the proposed method of the present invention, there is no concept of a time bucket, and a plan can be made without registering a fixed lead time and a fixed lot size in advance. Therefore, both the item lead time and the item lot size are determined to be time variant depending on the situation for the first time when the problem is solved by the optimization algorithm of O2O-technology. This plan is different from the actual one in that demand data is not fixed but forecast data. In this sense, it can be said that the proposed method has a simulation function and an optimization function.
季節の繁忙期に向かって、仕掛品や在庫や製品在庫を積み上げ、季節的変動を平準化することもできる。 It is also possible to level up seasonal fluctuations by accumulating work-in-progress, inventory and product inventory toward the busy season.
2段目より長期期間の1段目の計画で、2段目に与件となる計画期末在庫を最適にすることによって、より最適で頑健性の高い生産管理方式を得ることもできる。 By optimizing the planned end-of-period inventory, which is a requirement in the second stage in the first stage plan, which is longer than the second stage, a more optimal and robust production management system can be obtained.
2段目の最適な計画を得るための境界条件を1段目で最適に求めておくことで、より全体最適性を確保することもできる。 By obtaining the boundary condition for obtaining the optimal plan for the second stage optimally in the first stage, it is possible to further ensure the overall optimization.
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
また、本発明は、コンピュータに所定の手段を実行させるための、コンピュータを所定の手段として機能させるための、あるいはコンピュータに所定の機能を実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体としても実施することもできる。 The present invention also provides a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute predetermined means, causing a computer to function as predetermined means, or causing a computer to realize predetermined functions is recorded. Can also be implemented.
11…主制御部、12…前処理部、13…多品目多工程ロットサイズスケジューリング部、22…主メモリ、111…入出力制御部、112…生産計画制御部、113…スケジューリング制御部、131…最適化部、135…機械干渉制御部、138…在庫制御部、220…システムパラメータ記憶エリア、221…生産データ記憶エリア、222…スケジューリングデータ記憶エリア、241…プッシュ・プル混合型最適複合生産計画プログラム。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
第1の計画期間の生産計画を作成し、各時点における仕掛在庫水準の推移データを出力する第1のステップと、
前記第1のステップから出力された仕掛在庫水準の推移データに基づいて第1の計画期間より短い第2の計画期間のスケジューリングを行い、計画期間末の工程別目標仕掛在庫水準を決定する第2のステップとを具備し、
最新の生産計画における生産計画データから、スケジュールの計画対象期間末にあたるタイムスロットの在庫水準データを取り出して、これを新たに立てるスケジュールの期間末在庫水準データとし、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データから、生産計画の期首にあたるタイムスロットの在庫水準データを取り出して、これを生産計画の期首在庫水準データとし、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データから、次期スケジューリングの期首にあたるタイムスロットの在庫水準データを取り出して、これを次期スケジューリングの期首在庫水準データとするプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法。 It is a push-pull mixed type optimal combined production planning method for creating an optimal production plan in a combined production method that allows combined production of ordered products and prospective products in the same process,
A first step of creating a production plan for the first planning period and outputting transition data of the in-process inventory level at each time point;
Second scheduling for scheduling a second planned period shorter than the first planned period based on the transition data of the in-process inventory level output from the first step and determining a target in-process inventory level by process at the end of the planned period Comprising the steps of:
From the production plan data in the latest production plan, take the inventory level data of the time slot corresponding to the end of the schedule target period of the schedule, and use this as the end-of-period inventory level data of the schedule to be established,
Take out the inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the production plan from the transition data of the inventory level by item in the latest schedule, and use this as the initial inventory level data of the production plan.
A push-pull mixed type optimal mixed production planning method that extracts the inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the next scheduling from the change data of the inventory level by item in the latest schedule, and uses this as the beginning inventory level data of the next scheduling.
計画対象期間、計画リードタイム、計画サイクルタイム、タイムスロットを決定するサブステップと、
生産技術データ、在庫保管費データ、期首在庫データ、目標期間末在庫データ、需要予測データ、確定注文データを入力するサブステップと、
需要予測データをタイムスロット別に分解し、分解後の需要予測データに確定注文データを反映し、反映結果を生産技術データに基づいて部品展開し、部品展開後の需要予測データを得るサブステップと、
部品展開後の需要予測データと、生産技術データとに基づいて生産計画を立案するサブステップとを具備する請求項1記載のプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法。 The first step includes
Sub-steps to determine the target period, planned lead time, planned cycle time, time slot,
Sub-steps for entering production technology data, inventory storage cost data, opening stock data, target end-of-life stock data, demand forecast data, firm order data,
Sub-step for decomposing the demand forecast data by time slot, reflecting the confirmed order data in the demand forecast data after disassembly, deploying the reflection result based on the production technology data, and obtaining the demand forecast data after parts deployment;
2. The push-pull mixed type optimal combined production planning method according to claim 1, further comprising a sub-step of making a production plan based on demand forecast data after parts development and production technology data.
生産技術データ、在庫保管費データ、期首在庫データ、目標期間末在庫データ、確定注文データを入力するサブステップと、
確定注文データを品目別、タイムスロット別に分解し、受注データを得るサブステップと、
生産技術データと受注データとに基づいてスケジューリングを行なうサブステップとを具備する請求項1または請求項2記載のプッシュ・プル混在型最適複合生産計画法。 The second step includes
Sub-steps for entering production technology data, inventory storage cost data, opening inventory data, target period end inventory data, firm order data,
Sub-step to obtain final order data by disassembling firm order data by item and time slot,
The push-pull mixed type optimal combined production planning method according to claim 1, further comprising a substep of performing scheduling based on the production technology data and the order data.
コンピュータに、
第1の計画期間の生産計画を作成し、各時点における仕掛在庫水準の推移データを出力する第1のステップと、
前記第1のステップで出力された仕掛在庫水準の推移データに基づいて第1の計画期間より短い第2の計画期間のスケジューリングを行い、計画期間末の工程別目標仕掛在庫水準を決定する第2のステップとを実行させ、
最新の生産計画における生産計画データ内のスケジュールの計画対象期間末にあたるタイムスロットの在庫水準データが新たに立てるスケジュールの期間末在庫水準データであり、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データ内の生産計画の期首にあたるタイムスロットの在庫水準データが生産計画の期首在庫水準データであり、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データ内の次期スケジューリングの期首にあたるタイムスロットの在庫水準データが次期スケジューリングの期首在庫水準データであるプログラム。 A program for realizing a push-pull mixed type optimal combined production planning method for creating an optimal production plan in a combined production method capable of combined production of ordered products and prospective products in the same process,
On the computer,
A first step of creating a production plan for the first planning period and outputting transition data of the in-process inventory level at each time point;
Second scheduling for scheduling a second planned period shorter than the first planned period based on the transition data of the in-process inventory level output in the first step and determining a target in-process inventory level for each process at the end of the planned period And execute the steps
The inventory level data at the end of the schedule of the schedule newly established by the inventory level data of the time slot corresponding to the end of the planning target period of the schedule in the production plan data in the latest production plan,
The inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the production plan in the transition data of the inventory level by item in the latest schedule is the initial inventory level data of the production plan,
A program in which the inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the next scheduling in the transition data of the inventory level by item in the latest schedule is the initial inventory level data of the next scheduling.
第1の計画期間の生産計画を作成し、各時点における仕掛在庫水準の推移データを出力する第1の手段と、
前記第1の手段から出力された仕掛在庫水準の推移データに基づいて第1の計画期間より短い第2の計画期間のスケジューリングを行い、計画期間末の工程別目標仕掛在庫水準を決定する第2の手段とを具備し、
最新の生産計画における生産計画データ内のスケジュールの計画対象期間末にあたるタイムスロットの在庫水準データが新たに立てるスケジュールの期間末在庫水準データであり、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データ内の生産計画の期首にあたるタイムスロットの在庫水準データが生産計画の期首在庫水準データであり、
最新のスケジュールにおける品目別在庫水準の推移データ内の次期スケジューリングの期首にあたるタイムスロットの在庫水準データが次期スケジューリングの期首在庫水準データであるプッシュ・プル混在型最適複合生産計画装置。 A push-pull mixed type optimal combined production planning device for creating an optimal production plan in a combined production method that enables combined production of ordered products and prospective products in the same process,
A first means for creating a production plan for the first planning period and outputting transition data of the in-process inventory level at each time point;
Second scheduling for scheduling a second planned period shorter than the first planned period based on the transition data of the in-process inventory level output from the first means and determining a target in-process inventory level by process at the end of the planned period Comprising the following means:
The inventory level data at the end of the schedule of the schedule newly established by the inventory level data of the time slot corresponding to the end of the planning target period of the schedule in the production plan data in the latest production plan,
The inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the production plan in the transition data of the inventory level by item in the latest schedule is the initial inventory level data of the production plan,
A push-pull mixed type optimal mixed production planning device in which the inventory level data of the time slot corresponding to the beginning of the next scheduling in the transition data of the inventory level by item in the latest schedule is the beginning inventory level data of the next scheduling.
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