JP2005165899A - 生産計画システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 現状の計画は平均的なパラメータを用いておりラインの現状が反映されていなかった。このため、実状と合わない設定値で生産計画を立案している。本発明の課題は、工場の生産計画の精度を高めるため、製造ラインのパラメータ変動を管理し、シミュレーション評価する手段を有するシステムを提供することにある。
【解決手段】 パラメータの変動をイベントとして管理し、シミュレーションによりパラメータ変動の評価を行い、計画のマスタデータの修正を行うことを可能とするシステムの提供。
【選択図】 図１

Description

本発明は、生産計画システムに関するものであり、プロセス製造ラインのように製造能力が一定ではなく、また設計変更が多発するために、生産計画の精度が維持しにくい製造システムに好適な技術に関する。

生産計画は製造ラインの生産能力値を基に立案される。従来の生産計画では、ある一定期間の平均装置処理時間や平均稼働率、平均段取り時間などを生産能力値として用いていた。しかし実際の製造ラインでは設計変更などによるプロセスの状況が変更されたための処理時間の変動、装置の状況によりトラブルが多発したりする事による稼働率の変動、計画自身の変更により投入されるべき機種の組合せが変化し、その組合せと順序に依存する製造時機種切替段取り時間の変動や着工時の装置が変化してしまう為の搬送経路変更が発生する。以上のような個々の能力を表すパラメータの変動が起きた時に、そのパラメータをそのまま用いて生産計画を立ててしまうと、実際の生産において在庫や納期遅延などの問題が生じてしまう。

そこで、ライン能力を評価して計画に反映させる機構が提案されている。すなわち、ライン能力把握シミュレータを設け、その上で例えばライン稼働率の様なパラメータを意図的に変化させ、その変化が生産計画に大きく影響するかを評価するものである。さらに評価したときのパラメータを使って計画を立てるものである。

特開２０００−１７６７９９号公報

特許文献１に記載のライン能力シミュレータには、ラインの状況を把握する工程管理システムからのライン情報がリンクされて居らず、シミュレーションに於けるパラメータを人が意図的に変化させている。変化させたときのラインの挙動をシミュレータによって評価し、次の計画時のパラメータを決定する。この場合、実際のラインの能力値がシミュレータに直接反映されておらず、シミュレーション結果である能力値（パラメータ）が実際の能力をすべて表しているとは言えず、これを用いた計画の精度は保証出来ない。これはラインの能力を変化させる事象（イベント）の管理がされていないために、どの段階で何のパラメータが変動したかが把握でき無いからである。したがって、結果的に技術者が経験などを元に、シミュレータに対して意図的にあるパラメータを変化させる方式となっているのである。

一方で、ライン能力シミュレータは計画のための能力算出や出荷予想把握のために用いられている。生産計画の変更に伴うプロダクトミクスの変動による段取り発生／不発生や着工順の変更、搬送路の変更といったパラメータの変動については配慮されていない。

パラメータの変動は２種類に分けることが出来る。１つは装置などのラインの要素のプロセス変動、トラブル等の直接的能力変動である。もう一つは段取りや搬送などの付帯作業の変動による付帯的能力変動である。そして、これらは非同期に随時発生する。そこで、上記のようなライン能力の変動について、変動の発生時期とその内容を管理して、整合性を取りつつシミュレーションなどに用いるマスタデータを整理、管理するイベント管理機構を設ける。そしてラインの製造情報を管理する機構から、ライン内の能力変動の情報がイベント管理機構に伝えられ、また、設計情報を管理している機構から、設計変更の情報がイベント管理機構に伝えられる。これらによりイベント管理機構は直接的能力変動に対応する。

一方で計画用マスタデータを元に生産計画機構によりラインに対する計画が立てられ、これがイベント管理機構に伝えられる。これによりイベント管理機構は付帯的能力変動に対応する。イベント管理機構はイベントが起きるとそれらを整理して、製造シミュレーション機構を起動する。製造シミュレーション機構はイベント管理機構の中にある、マスタデータを利用して、ライン能力などのシミュレーション評価を行い、その結果を計画立案のための計画用マスタデータに反映させる。

以上のように本発明の特徴は、ラインや設計の情報と製造シミュレーションをリンクさせていることにある。また、計画について製造シミュレーションで事前に評価することにある。さらに、イベント管理機構により計画とラインの実際の能力との誤差要因となるイベントを全て管理し、イベントに対するシミュレーション評価を行うことで、計画を修正しその精度を向上させることにある。

本発明によれば、製造能力の変動が多く、生産計画と実ラインの能力ズレにより在庫や納期遅延が発生するような製品の生産に対し、その生産計画を精度良く作成することが可能となる。

以下、本発明の一実現形態について説明する。

図１は本発明の実現形態にかかる一実施例のシステム構成図である。

製造能力や在庫などを基に、工場全体の生産計画を立案して、出力する生産計画機構１、生産計画に必要な在庫情報や生産能力値などのマスタデータを管理するマスタデータ管理機構２、工場内の製造ライン８における各装置もしくは各工程の能力、製品の進捗、在庫状況などのラインパラメータとしての製造情報の管理を行う製造情報管理機構３、製品の製造工程や部品表などの設計情報を管理する設計情報管理機構４、生産計画立案や変更、設計変更、製造条件変更等のイベントを抽出、管理するイベント管理機構５、イベント管理機構５にはイベントとその時のパラメータを記録する製造パラメータ管理機構６を有する。このイベント管理機構５内のマスタデータを利用して、該生産計画、該設計情報、該製造情報から、歩留りや装置トラブルや、製造時機種切替えに伴う段取り、搬送経路変更など製造工程の変動分を考慮した製造能力値を求めると同時に、製品の製造時間や生産量を求める製造シミュレータ機構７からなる。

本発明の特徴的なイベント管理機構５と、製造シミュレーション機構７について説明する。イベント管理機構５は製造パラメータ管理機構６を有する。製造パラメータとは製造の諸元に関する情報で、装置能力、稼働率、段取り時間、部品表、工程表、計画、等の製造状況を再現できる各種パラメータのことを言う。装置能力や稼働率、段取り時間等は製造情報管理機構３から取得する。部品表や工程表等は設計情報管理機構４から取得する。計画は生産計画作成機構１から取得する。各パラメータの取得タイミングは、計画立案時には生産計画機構１、ラインパラメータ変動時には製造情報管理機構３、計画変更時には計画情報管理機構４からそれぞれイベントとして上がることとなっている。

製造シミュレーション機構７はイベント管理機構５の要請にしたがって、製造パラメータ管理機構６の情報を用いてシミュレーション評価を行う。ここで、個々のイベントは非同期に生じるものである。したがって製造パラメータ管理機構６の内容をそのままシミュレーション機構７が用いてしまうと、イベントの時間の前後関係が交錯した場合、正確なシミュレーションが行われなくなる。また、シミュレーション中に別のイベントが発生したときにはその情報を蓄えておく機構が必要である。そこで、イベント管理機構は非同期に起こるこれらイベントを管理して、設定が錯綜しないように調整を行う。

本発明における計画立案時のフローを図２に示す。

日常的な生産活動における流れについてまず説明する。通常生産を行うために一定の期間毎に、まず生産計画が立てられる。生産計画機構１は在庫情報やライン内の装置などの能力といったパラメータを持つ、計画用マスタデータ管理機構３から計画のためのデータもらい計画を作成する。従来はこの計画を製造ライン８に渡し、製造ライン８は自らの中で計画を基に投入順序などのスケジュールを立てて生産を行う。このとき計画時に評価した段取りや搬送について、実際の製造ラインでの挙動が大きく異なると、ライン内でのワークの停滞や装置空き等が発生してしまう。

本発明では、まず生産計画が立てられると、生産計画機構１はイベント管理機構５に計画立案のイベントと同時に計画を伝える。イベント管理機構５は製造シミュレーション機構７にシミュレーション開始を促し、計画立案後に実際の製造ラインの挙動に合うかどうかを、製造シミュレーション機構７にて確認する。製造シミュレーション機構７は最新のラインのパラメータをイベント管理用マスタデータ６から受け、そのデータを基にシミュレーションを行い評価する。その結果として払い出し量や出荷時期が大きく異なった場合、例えば払い出し量が減ったり、出荷時期が遅れた場合は計画に対して能力不足であり、また、払い出し量が多かったり、出荷時期が早まった場合計画に対して能力過剰と言うことになり、能力不足の場合は計画は実現不可能であると言うことになる。このとき、問題の度合いを人間が判断しても良いし、一定の閾値を設けておきその値よりも払い出し量が低かったり、出荷時期が遅延した場合、自動的に問題発生としてアラームを出すようにしても良い。問題が発生した場合、例えば、シミュレーションの中でＡ品種からＢ品種に切り替えたとき大きな段取りが発生し、これが原因で全体の能力低下が起きたとする。すると、本発明では、このＡ品種からＢ品種への順序と組合せは問題が発生するとして、製造シミュレーション機構７は計画用マスタデータ管理機構２に対し、この順序と組合せと出来るだけならないよう制約を加えるよう要求する。問題が発生しなければ計画は承認され、製造ラインに別途伝達される。

本発明における製造ラインでの変動発生時の動作を図３を用いて説明する。このときのフローを図４に示す。

ラインでの装置トラブル発生といった場合、製造情報管理機構３は、まずどの装置が変動したのかを抽出し、装置３２の能力が低下したものと判定し、自己の製造ラインパラメータ管理機構３１の中から復旧に要する時間を抽出する。次にイベントと同時に、トラブルとそれに関する復帰までの時間等の情報をイベント管理機構５に伝える。イベント管理機構５は製造シミュレーション機構７にシミュレーション開始を促し、計画立案後に実際の製造ラインの挙動に合うかどうかを、製造シミュレーション機構７にて確認する。その結果として例えば、払い出し量や出荷時期が大きく異と言った問題が発生する場合、製造シミュレーション機構７は計画用マスタデータ管理機構２に対しパラメータの変更を行う。問題が生じない場合はイベント登録の処理のみ行う。

本発明における設計変更発生時の動作を図５を用いて説明する。このときのフローを図６に示す。

設計変更が発生した場合、設計情報管理機構４は製品構造などの変更に伴う工程や部品の変更が反映された工程表や部品表等の情報がイベントと共にイベント管理機構３伝えられる。以降はラインでの変動発生と同様に、イベント管理機構５は製造シミュレーション機構７にシミュレーション開始を促し、計画立案後に実際の製造ラインの挙動に合うかどうかを、製造シミュレーション機構７にて確認する。その結果として例えば、払い出し量や出荷時期が大きく異と言った問題が発生する場合、製造シミュレーション機構７は計画用マスタデータ管理機構２に対しパラメータの変更を行う。問題が生じない場合はイベント登録の処理のみ行う。設計情報については別途ラインに伝達される。

全体の連携についてフロー図７に示す。

ラインの変動や設計の変動は非同期に発生するので、それぞれの場合に応じて前述の処理が行われる。また、計画立案時にはそれ以前の変動の状況が反映された製造パラメータを用いて計画が立てられ、シミュレーションによって実際にワークを流してみなければ判らない段取りや経路変更のチェックを行い、問題が無ければ計画が実施される。

本発明の一実現形態の構成を示すシステム図。 計画立案時のフロー図。 ラインの変動発生例を示す図。 ラインの変動発生時のフロー図。 設計変更発生例を示す図。 設計変更発生時のフロー図。 本発明の全体連携フロー図。

符号の説明

１…生産計画機構、２…マスタデータ管理機構、３…製造情報管理機構、４…設計情報管理機構、５…管理するイベント管理機構、６…製造パラメータ管理機構、７…製造シミュレータ機構、８…製造ライン。

Claims (5)

1. 製造能力や在庫などを基に、工場全体の生産計画を立案して、出力する生産計画機構と、
   マスタデータを管理するマスタデータ管理機構と、
   工場内の各製造ラインにおける各装置もしくは各工程の能力、製品の進捗、在庫状況などの製造情報の管理を行う製造情報管理機構と、
   製品の製造工程や部品表などの設計情報を管理する設計情報管理機構と、
   生産計画立案や変更、設計変更、製造条件変更等のイベントを抽出、管理するイベント管理機構と、
   該生産計画、該設計情報、該製造情報から、歩留りや装置トラブルや、製造時機種切替えに伴う段取り、搬送経路変更など製造工程の変動分を考慮した製造能力値を求めると同時に、製品の製造時間や生産量を求める製造シミュレーション機構と、
   を備えたことを特徴とする生産計画システム。
2. 請求項１の生産計画システムであって、マスタデータを用いて製造計画を立て、さらにその計画を基に該製造能力シミュレータにおいて製造能力を再評価する事で、生産計画が妥当かどうかを評価することを特徴とする生産計画システム。
3. 請求項１の生産計画システムであって、設計時に該設計情報を変更したときに、そのイベントを検知し、該製造能力シミュレータにおいて製造能力を評価することにより、設計変更により既作成の生産計画への影響度を評価することを特徴とする生産計画システム。
4. 請求項１の生産計画システムであって、製造ラインの改善等により装置の能力などの製造情報を変更したときに、そのイベントを検知し、該製造能力シミュレータにおいて製造能力を評価することにより、能力変更により既作成の生産計画への影響度を評価することを特徴とする生産計画システム。
5. 請求項２、３、４、において製造能力シミュレータにおけるパラメータを計画の元となる計画用マスタデータに反映させることで、計画の精度を向上させることを特徴とした生産計画システム。
   

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