JP2007034429A - 生産計画作成システム - Google Patents

Abstract

【課題】生産ラインを複数備える生産システムの稼働体制及び生産日程を、需要に応じて最適にすることが可能な生産計画作成システムを提供すること。
【解決手段】ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、各製造資源グループ２の負荷量及び／又は各製品の納期遅れ量に従って各製造資源グループ２の稼動体制及び／又は各製品の生産日程の割付優先度を変更し、生産計画を再作成させる。これにより、過剰な交替勤務及び残業の設定を抑制し、生産ラインを複数備える生産システムの稼働体制及び生産日程を需要に応じて最適にすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動機や手作業によって複数種類の製品を生産する生産ラインを複数有する生産システムにおける生産計画を作成する生産計画作成システムに関する。

一般に、見込生産方式及び受注生産方式の製品の生産システムでは、製品の多品種化や短納期要求に対応するために、需要に応じた最適なタイミングで製品を生産することが要求される。このため、このような生産システムでは、需要に応じて生産ラインの稼働体制を最適に制御しながら、最小限の稼働体制で納期遅れが発生しない生産計画を作成することが求められる。

このような背景から、従来より、生産ラインの通期の稼働体制を月等の所定期間毎にブロック分けし、各ブロックの負荷状況を算出し、算出結果に基づいてブロック毎に休日や残業の配分を最適化することにより、生産ラインの稼働体制が最適化された生産計画を作成する生産計画作成システムが提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００３−２８８４５１号公報

しかしながら、従来の生産計画作成システムは、生産ラインの通期の稼働体制を最適化する構成、換言すれば、稼働体制を総負荷量に対し平準化する構成になっているために、１年等の長期レンジにおいて生産ラインの稼働体制を最適化することはできるが、ブロック分けされた所定期間内の生産ラインの稼働体制、すなわち日々及び月間の稼働体制を需要に応じて最適化することはできない。また、従来の生産計画作成システムは、単一の生産ラインの稼働体制を最適化する構成になっているために、生産ラインを複数備える生産システム全体の稼働体制を最適化することはできず、また、各ライン相互の作業順序を考慮した日々の作業者編成を最適化することはできない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、生産ラインを複数備える生産システムの稼働体制及び生産日程を需要に応じて最適にすることが可能な生産計画作成システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る生産計画作成システムは、製品の種別，目標生産量，及び出荷納期のデータを少なくとも含む受注データが入力されるのに応じて、予め定められた各製品の先行生産可能日数に基づいて各製品の生産日程を設定し、所定の割付優先度に従って種別及び目標生産量に応じた生産資源を各製品の生産日程に順次割り付けることにより生産計画を作成する生産計画作成手段と、各生産資源の生産能力を示すデータを参照して、生産計画作成手段により作成された生産計画に割り付けられている各生産資源の負荷量を算出する負荷量算出手段と、負荷量算出手段により算出された各生産資源の負荷量及び／又は各製品の納期遅れ量に従って各生産資源の稼動体制及び／又は各製品の生産日程の割付優先度を変更し、生産計画作成手段に生産計画を再作成させる生産計画最適化手段とを備える。

本発明に係る生産計画作成システムによれば、各生産資源の負荷量及び／又は各製品の納期遅れ量に従って各生産資源の稼動体制及び／又は各製品の生産日程の割付優先度を変更し生産計画を再作成するので、生産ラインを複数備える生産システムの稼働体制及び生産日程を需要に応じて最適にすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる生産計画作成システムの構成及び生産計画作成処理の流れについて説明する。

〔生産計画作成システムの構成〕
本発明の実施形態となる生産計画作成システム１は、ワークステーション等の汎用の情報処理装置により構成され、図１に示すように、生産計画を作成する上で必要となる各種データを記憶するデータベース群として、品番マスタＤＢ（ＤＢ：データベース）２，工程マスタＤＢ３，資源工程マスタＤＢ４，資源グループ構成マスタＤＢ５，設備マスタＤＢ６，資源設備構成マスタＤＢ７，自動機稼動カレンダーＤＢ８，設備カレンダーＤＢ９，作業者マスタＤＢ１０，作業者カレンダーＤＢ１１，作業者スキルマップＤＢ１２，出荷計画情報ＤＢ１３，及び計画立案パラメータＤＢ１４を備える。

上記品番マスタＤＢ２は、図２に示すように、製品の品番毎に第１優先の生産工程コード，先行生産パターン，時産数，製造仕様，標準ロットサイズ，及び第１優先の工程コードに対応する製造資源グループ１，２のコードのデータを主として格納する。なお、本明細書中において、「先行生産パターン」とは、図３に示すように製品の品番毎の最大先行生産可能日数を示す。また、「製造資源グループ１」とは、課，班等の製品を製造する組織編成を意味し、「製造資源グループ２」とは、当該組織編成が使用する生産ラインや設備のことを意味する。

上記工程マスタＤＢ３は、図４に示すように、計画年月毎に製造する品番，その品番を生産可能な工程とその生産能力（時定数）、及びその品番を生産可能な製造資源グループ１，２のデータを主として格納する。なお、一つの品番に対して生産可能工程が複数ある場合には、生産工程の優先順位が工程優先順データとして設定されている。また、品番マスタＤＢ２及び工程マスタＤＢ３に格納されるデータはマスタ情報作成装置１５を介して入力される。

上記資源工程マスタＤＢ４は、図５に示すように、計画年月毎に各工程に関わる製造資源グループ１，２のデータを記憶する。上記資源グループ構成マスタＤＢ５は、図６に示すように、各製造資源グループ１（班）が関わる製造資源グループ２，資源区分，及び製造仕様パターンのデータを計画年月毎に格納する。また、資源グループ構成マスタＤＢ５には、後述する生産順序並び替え処理において使用するための図７に示すような製造仕様パターン毎の生産順序並び替えパラメータが格納されている。

上記設備マスタＤＢ６は、図８に示すように、各設備毎の設備区分，標準作業者数，及び最大／最小作業者数のデータを主として格納する。上記資源設備構成マスタＤＢ７は、図９に示すように、製造資源グループ２を構成する設備と設備優先順のデータを計画年月毎に格納する。上記自動機カレンダーＤＢ８及び設備カレンダーＤＢ９はそれぞれ後述する生産計画作成処理において作成される自動機及び設備毎の稼働カレンダーのデータを格納する（図１０参照）。

上記作業者マスタＤＢ１０は、図１１に示すように、各作業者の所属している製造資源グループ１，担当している製造資源グループ２，保有スキル，及び従事可能な製造資源グループ１，２のデータを格納する。上記作業者カレンダーＤＢ１１は、図１２に示すように、作業者毎の計画年月毎の稼働区分，稼働時間，所属する製造資源グループ１，２のデータを格納する。

上記作業者スキルマップＤＢ１２は、作業者マスタＤＢ１０に格納されている各作業者が保有しているスキルの情報を格納する。なお、上記資源工程マスタＤＢ４，資源グループ構成マスタＤＢ５，設備マスタＤＢ６，資源設備構成マスタＤＢ７，自動機稼働カレンダーＤＢ８，設備カレンダーＤＢ９，作業者カレンダーＤＢ１１，及び作業者スキルマップＤＢ１２に格納されるデータは入力装置１６を介して入力される。

上記出荷計画情報ＤＢ１３は、図１３に示すように、計画年月毎に生産する製品の品番，納期，数量，担当する製造資源グループ１，２のデータを主として格納する。なお、この出荷計画情報ＤＢ１３内に格納されるデータは、出荷計画作成装置１７を介して入力される。上記計画立案パラメータＤＢ１４は、上限負荷率，下限負荷率，先行生産パターン別の基準先行生産可能日数及び最大先行生産可能日数，最適化処理回数Ｎ１等の一般的な生産計画作成処理において必要となる各種パラメータを格納する。なお、計画立案パラメータＤＢ１４に格納されるデータは入力装置１６を介して入力される。

また、本発明の実施形態となる生産計画作成システム１では、図１に示すように、システム内部のＣＰＵ１８が図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置に記憶された生産計画作成プログラムを実行することにより、固定期間計画設定手段１９，能力工数計画立案手段２０，初期生産計画立案手段２１，初期生産計画評価手段２２，生産順序最適化手段２３，生産負荷最適化手段２４，及び作業者別作業割付最適化手段２５それぞれの手段の機能（処理）を実現する。なお、これら各手段の機能の詳細については後述する。

そして、このような生産計画作成システム１は、以下に示す生産計画作成処理を実行することにより製品の稼働体制及び生産日程を最適にする。以下、図１４及び図１７に示すフローチャートを参照して、本発明の第１及び第２の実施形態となる生産計画作成処理を実行する際の生産計画作成システム１の動作について詳しく説明する。

始めに、図１４及び図１５に示すフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理を実行する際の生産計画作成システム１の動作について説明する。なお、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理は、自動機により複数種類の製品を生産する生産ラインを複数備える生産システムの生産計画を作成する処理である。

図１４に示すフローチャートは、出荷計画作成装置１７を介して出荷計画情報ＤＢ１３に受注データとして品番毎の計画数量（出荷数量）及び納期が入力され、生産計画作成処理の実行が指示されるのに応じて開始となり、生産計画作成処理はステップＳ１の処理に進む。なお、この生産計画作成処理は、受注データの内容が入力又は変更されるのに応じて自動的に実行されるようにしてもよい。

ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ１８が、固定期間計画設定手段１９として機能することにより、生産計画立案対象期間内に既に設定されている生産計画のうち、固定設定されている生産計画以外の生産計画を削除し、出荷計画情報ＤＢ１３内に入力された納期及び計画数量に基づいて品番毎の出荷計画を作成する（生産計画固定処理及び稼働カレンダー固定処理）。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ２の処理に進む。

ステップＳ２の処理では、ＣＰＵ１８が、能力工数計画立案手段２０として機能することにより、各品番毎の計画数量と、工程マスタＤＢ３内に格納されている各品番の時産数と、設備マスタＤＢ６に格納されている標準作業者数，最小作業者数，及び最大作業者数と，図１２に示す作業者カレンダー中の各作業者の月次稼働時間とに基づいて、品番を計画数量生産するために必要な設備（製造資源グループ２）毎の月間の必要稼働時間及び必要作業者数（必要工数）を算出する（月次必要能力算出処理）。なお、必要稼働時間は各品番の計画数量を時産数で除算することにより算出され、必要作業者数は各品番の必要稼働時間を作業者の月次稼働時間で除算することにより算出される。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、ＣＰＵ１８が、能力工数計画立案手段２０として機能することにより、図１２に示す作業者カレンダーを参照して設備毎の保有稼働時間を集計し、集計結果に基づいて設備毎の月間の保有稼働時間及び保有作業者数を算出する（月次保有能力算出処理）。そして、ＣＰＵ１８は、設備毎の月間の保有稼動時間及び保有作業者数に基づいてステップＳ２の処理により算出された必要稼働時間に対応した基準作業者編成を作成する。なお、この処理においてＣＰＵ１８は必要稼働時間，必要作業者数，保有稼動時間，及び保有作業者数の設備（製造資源グループ２）毎のデータを図１６に示すような形態で能力工数計画情報ＤＢ２６に格納する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、ＣＰＵ１８が、能力工数計画立案手段２０として機能することにより、能力工数計画情報ＤＢ２６を参照して設備（製造資源グループ２）毎に必要稼働時間と保有稼働時間の差分値を算出する（月次過不足能力処理）。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ１８が、能力工数計画立案立案手段２０として機能することにより、設備（製造資源グループ２）毎の差分値の合計値が交替勤務（休日勤務及び夜勤務）を行った場合の稼動時間以上である場合、必要稼動時間が保有稼動時間以上である設備毎に必要稼働時間に対する差分値の比率を算出し、差分値が大きい順に従って各設備に算出された比率に応じた交替勤務の勤務数を配分する。

このような処理によれば、設備毎の納期遅れの発生リスクを平準化することができる。そして、ＣＰＵ１８は、基準作業者編成及び交替勤務の配分結果をそれぞれ作業者カレンダー及び交替勤務者カレンダーとして作業者カレンダーＤＢ１１に記憶する（稼動カレンダー設定処理）。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ６の処理に進む。

なお、ＣＰＵ１８は、交替勤務者を引き当てる際には、作業者スキルマップＤＢ１２から各交替勤務者のスキルを検索し、その設備に対する生産性が高い交替勤務者を引き当てることが望ましい。このような処理によれば、設備に対する最も生産性が高い生産計画を作成することができる。

また、交替勤務日を設定する際、ＣＰＵ１８は、設備毎に予め決められた連続勤務数の枠内で所定の連続単位で交替勤務日を設定することが望ましい。このような処理によれば、交替勤務の連続性が高くなるので、設備の立ち上げ／立ち下げ作業の回数を減らし、生産性を高くすることができる。

ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画立案手段２１として機能することにより、工程マスタＤＢ３及び資源設備構成マスタＤＢ７に規定されている優先順序（設備優先降順，オーダー優先降順）に従って各オーダーを抽出すると共に（出荷計画オーダー優先順抽出処理）、計画立案パラメータＤＢ１４から各オーダーの基準先行生産可能日数及び最大先行生産可能日数のデータを取得する。そして、ＣＰＵ１８は、取得された基準先行生産可能日数及び最大先行生産可能日数を各オーダーの生産日程の割付対象期間として設定する（オーダー別先行期間設定処理）。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ７の処理に進む。

ステップＳ７の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画立案手段２１として機能することにより、設備マスタＤＢ６に格納されている標準作業者数，最小作業者数，及び最大作業者数のデータと作業者カレンダーＤＢ１１内に記憶されている作業者カレンダー及び交替勤務者カレンダーを参照して前記優先順序に従って各オーダーの生産日程に必要な作業人員を引き当て、各オーダーの生産日程の割付を行う。そして、ＣＰＵ１８は、各オーダーの生産日程の割付結果を生産計画として出力する。

なお、納期を遵守すべきオーダーであって、納期までに設備保有時間及び作業者の引き当てができない場合には、ＣＰＵ１８は、そのオーダーを納期に強制的に割り付け、負荷オーバーフラグをオン状態に設定する（納期遵守パターン割付処理）。また、負荷量を遵守すべきオーダーであって、納期までに設備保有時間及び作業者の引き当てができない場合には、ＣＰＵ１８は、設備保有時間及び作業者の引き当てが可能な日程まで割り付け対象期間を進めて生産日程を割り付ける（負荷遵守パターン割付処理。この場合は納期遅れが発生する）。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８の処理では、ＣＰＵ１８が、作成された生産計画が最終的な評価指標（ステップＳ２０の処理参照）に基づいて作成された生産計画であるか否かを判別する。そして、判別の結果、最終的な評価指標に基づいて作成された生産計画である場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ２１の処理に進める。一方、最終的な評価指標に基づいて作成された生産計画でない場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ９の処理に進める。

ステップＳ９の処理では、ＣＰＵ１８が、評価回数を計数するためのカウンタの値Ｎが所定値Ｎ１（例えば１０）以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、カウンタの値Ｎが所定値Ｎ１以上である場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ２０の処理に進める。一方、カウンタの値が所定値Ｎ１未満である場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１０の処理に進める。

ステップＳ１０の処理では、ＣＰＵ１８は、カウンタの値Ｎを１増数する。これにより、ステップＳ１０の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ１１の処理に進む。ステップＳ１１の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、設備毎の平均負荷率，最大負荷率，負荷日数，及び負荷オーバー日数と、各オーダーの納期遅れ発生日数，納期遅れ時間、及び生産性（段取り替え回数，段取り替え時間）のデータを生産計画の評価指標値として算出する（評価指標値算出処理）。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ１２の処理に進む。

ステップＳ１２の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、ステップＳ１１の処理結果を参照して最大負荷率が所定の基準値以上の設備があるか否かを判別し、最大負荷率が所定の基準値以上の設備がある場合、最大負荷率が所定の基準値以上になる日以前に割付優先度が初期値（低い）のオーダーの生産日程があるか否かを判別する。

そして、判別の結果、割付優先度が初期値のオーダーの生産日程がない場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１４の処理に進める。一方、割付優先度が初期値のオーダーの生産日程がある場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１３の処理に進める。

ステップＳ１３の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、割付優先度が初期値のオーダーの割付優先度を大きく設定し、このオーダーの生産日程が他のオーダーの生産日程よりも早く割り付けられるようにした後（出荷計画優先度変更処理）、生産計画を再作成するように生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。

ステップＳ１４の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、ステップＳ１１の処理結果を参照して納期遅れのオーダーがあるか否かを判別し、納期遅れのオーダーがある場合、納期遅れのオーダーの発生順とステップＳ７の処理における交替勤務の引き当て順とが一致している否かを判別する。そして、判別の結果、一致している場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１６の処理に進める。一方、一致していない場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１５の処理に進める。

ステップＳ１５の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、納期遅れのオーダーの発生順に従って、納期遅れが発生している各オーダーについて設定可能な最速の日付に交替勤務を設定した後（交替勤務日設定変更処理）、生産計画を再作成するように生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。このような処理によれば、納期遅れの発生順に従ってオーダーの納期遅れを解消し、生産システム全体の納期遅れを解消することができる。

ステップＳ１６の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、生産計画を参照して納期遅れ発生日以前に能力余裕がある設備があるか否かを判別する。そして、判別の結果、能力余裕がある設備がない場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１８の処理に進める。一方、能力余裕がある設備がある場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１７の処理に進める。

ステップＳ１７の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、能力余裕がある設備の先行生産パターンを変更した後（先行生産パターン設定変更処理）、生産計画を再作成するように生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。

ステップＳ１８の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、納期遅れが発生する日以前に確定度が低いオーダーの生産日程があるか否かを判別する。そして、判別の結果、確定度が低いオーダーの生産日程がない場合、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ２０の処理に進める。一方、確定度が低いオーダーの生産日程がある場合には、ＣＰＵ１８は生産計画作成処理をステップＳ１９の処理に進める。

ステップＳ１９の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、確定度が最も低いオーダーの割付優先度を低めた後、生産計画を再作成するように生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。このような処理によれば、重要度が高いオーダーの納期遅れや負荷オーバーを抑制することができる。

ステップＳ２０の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、図１７に示すような今まで作成された生産計画の中から、（１）最大負荷率が最小（最大負荷率重視方式）、（２）平均負荷率が１００［％］に最も近い（平均負荷率重視方式）、（３）平均負荷率が基準範囲内であり品種切替回数が最小（品種切替重視方式）、（４）平均負荷率が基準範囲内で納期遅れが最小（納期遅れ重視方式）、（５）及び最大負荷率，平均負荷率，負荷オーバー件数，納期遅れ時間に対して重み付け係数を乗算した演算結果が最も大きいのうちの少なくとも一つの条件を満たす生産計画を選定する（最適評価指標選定処理）。そして、ＣＰＵ１８は、選定された生産計画の割付優先度を用いて最終的な生産計画を作成するように生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。なお、ＣＰＵ１８は、各生産計画の評価結果を組立計画評価情報データベース２７内に記憶する。

ステップＳ２１の処理では、ＣＰＵ１８が、生産順序最適化手段２３として機能することにより、各設備の負荷能力内、且つ、オーダー毎の基準先行生産可能日数及び最大先行生産可能日数の範囲内で、製造仕様により設定された並び替え条件に従って品種切替回数が最小になるように生産日程を並び替える（負荷状況保持生産順序最適化処理）。これにより、ステップＳ２０の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ２１の処理に進む。

ステップＳ２２の処理では、ＣＰＵ１８が、生産負荷最適化手段２４として機能することにより、週内に所定時間以上の能力余裕が存在していた場合、生産着手日が所定期間内の生産計画に対して、作業者負荷率を１００％にするために各設備毎に生産日程の前倒し処理を行う。このような処理によれば、不必要な稼動勤務数が削減され、生産ラインの停止・休止時間が削減されることによって、生産性を向上させることができる。これにより、ステップＳ２２の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ２３の処理に進む。

ステップＳ２３の処理では、ＣＰＵ１８が、ステップＳ２２の処理完了後の生産計画を設備別組立計画及び作業者別組立計画としてそれぞれ設備別組立計画データベース２８及び作業者別組立計画データベース２９に格納する。これにより、ステップＳ２３の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ２４の処理に進む。

ステップＳ２４の処理では、ＣＰＵ１８が、ステップＳ２２の処理完了後の生産計画を外部記憶装置３０及び出力装置３１に出力する。なお、出力装置３１として印刷装置や表示装置を用いることにより、最終的に作成された生産計画を帳票や表示画面に出力することができる。これにより、ステップＳ２４の処理は完了し、一連の生産計画作成処理は終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、各製造資源グループ２の負荷量及び／又は各製品の納期遅れ量に従って各製造資源グループ２の稼動体制及び／又は各製品の生産日程の割付優先度を変更し、生産計画を再作成させるので、過剰な交替勤務及び残業の設定を抑制し、生産ラインを複数備える生産システムの稼働体制及び生産日程を需要に応じて最適にすることができる。

また、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、生産順序最適化手段２３として機能することにより、各製品の仕様に基づいて品種切替回数が最小になるように各製品の生産日程の順序を変更するので、各製造資源グループ２の品種切替回数を最小にし、生産性が高い生産計画を作成することができる。

また、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、作成された生産計画の中に負荷量が所定値以上の製造資源グループ２がある場合、負荷量が所定値以上になる日より前に生産日程の割付優先度が低い製品の生産日程があるか否かを判別し、製品の生産日程がある場合、製品の生産日程の割付優先度を高め、初期生産計画立案手段２１に生産計画を再作成させるので、各製造資源グループ２の負荷量を最適にすることができる。

また、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、納期遅れの発生順序と交替勤務時間の引当順序とが一致しているか否かを判別し、一致していない場合、納期遅れが発生している製品に交替勤務時間を引き当て、初期生産計画立案手段２１に生産計画を再作成させるので、納期遅れ量を最小にすることができる。

また、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、生産能力に余裕がある製造資源グループ２の先行生産パターンを変更し、初期生産計画立案手段２１に生産計画を再作成させるので、納期遅れ量を最小にすることができる。

また、本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、納期遅れが発生する日より前に確定度の低い製品の生産日程があるか否かを判別し、当該製品の生産日程がある場合、当該製品の生産日程の割付優先度を低め、初期生産計画立案手段２１に生産計画を再作成させるので、納期遅れ量を最小にすることができる。

次に、図１８に示すフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態となる生産計画作成処理を実行する際の生産計画作成システム１の動作について説明する。なお、本発明の第２の実施形態となる生産計画作成処理は、複数種類の製品を手作業により組み立てる生産ラインを複数備える生産システムの生産計画を作成する処理である。

自動機により製品を生産する場合、生産能力は設備能力に依存するが、手作業により製品を組み立てる場合には、生産能力は作業者の数に依存する。従って、手作業により製品を組み立てる生産ラインを複数有する場合には、各生産ラインに振り分ける作業者を適切に設定しなければ、商品需要と生産体制が対応せず、最小限の資源及びコストで生産を行うことができなくなる。

図１８に示すフローチャートは、図１４に示すステップＳ９の処理においてカウンタの値ＮがＮ１である、又はステップＳ１８の処理において確定度が低いオーダーがないと判断されるのに応じて開始となり、生産計画作成処理はステップＳ５０の処理に進む。なお、この生産計画生産処理においても図１４に示すステップＳ１乃至ステップＳ１９の処理を同様に行うものとする。

ステップＳ５０の処理では、ＣＰＵ１８が、初期生産計画評価手段２２として機能することにより、今まで作成された生産計画の中から、（１）最大負荷率が最小（最大負荷率重視方式）、（２）平均負荷率が１００［％］に最も近い（平均負荷率重視方式）、（３）平均負荷率が基準範囲内であり品種切替回数が最小（品種切替重視方式）、（４）平均負荷率が基準範囲内で納期遅れが最小（納期遅れ重視方式）、（５）及び最大負荷率，平均負荷率，負荷オーバー件数，納期遅れ時間に対して重み付け係数を乗算した演算結果が最も大きいのうちの少なくとも一つの条件を満たす生産計画を選定する（最適評価指標選定処理）。そして、ＣＰＵ１８は、選定された生産計画の割付優先度を用いて最終的な生産計画を作成するように、生産計画作成処理をステップＳ６の処理に戻す。

ステップＳ５１の処理では、ＣＰＵ１８が、生産順序最適化手段２３として機能することにより、各設備の負荷能力内、且つ、オーダー毎の基準先行生産可能日数及び最大先行生産可能日数の範囲内で、製造仕様により設定された並び替え条件に従って品種切替回数が最小になるように生産日程を並び替える（負荷状況保持生産順序最適化処理）。これにより、ステップＳ５１の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ５２の処理に進む。

ステップＳ５２の処理では、ＣＰＵ１８が、生産負荷最適化手段２４として機能することにより、能力余裕を有する作業員を抽出し、所定の基準値以上の負荷オーバーが発生している設備に能力余裕を有する作業員の稼働時間を引き当てる。これにより、ステップＳ５２の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ５３の処理に進む。

ステップＳ５３の処理では、ＣＰＵ１８が、生産負荷最適化手段２４として機能することにより、週内に所定時間以上の能力余裕が存在していた場合、生産着手日が所定期間内の生産計画に対して、作業者負荷率を１００％にするために各設備毎に生産日程の前倒し処理を行う（能力余裕計画前詰処理）。これにより、ステップＳ５３の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ５４の処理に進む。

ステップＳ５４の処理では、ＣＰＵ１８が、作業者別作業割付最適化手段２５として機能することにより、各作業者の担当設備の移動，担当品番の切替回数が最小になるように作業者を割り当てる。また、作業者を割る当てる際、複数の作業者を必要とする作業がある場合には、ＣＰＵ１８はその作業に対して優先的に作業者を割り当てる。これにより、ステップＳ５４の処理は完了し、生産計画作成処理はステップＳ５５の処理に進む。なお、ステップＳ５５以後の処理は図１４に示すフローチャートのステップＳ２３以後の処理と同じであるので以下ではその説明を省略する。

従来、各生産ラインで発生した余裕工数を他の生産ラインで循環的に利用する生産計画を作成することにより、各ライン間での能力の過不足を調整する方法が考えられていた。しかしながら、このような方法によれば、各生産ライン相互の作業順序を考慮して日々の作業者編成を最適にすることはできないので、商品需要と生産体制が一致せず、不必要な残業が発生する等、最小限の資源及びコストで製品を生産できないことがあった。

これに対して、上述の通り、本発明の第２の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、生産負荷最適化手段２４として機能することにより、負荷量が所定値以上の製造資源グループ２が存在する場合、他の製造資源グループ２において稼動する工員の中から補間可能な生産能力を有する作業者を抽出し、当該作業者を負荷量が所定値以上の製造資源グループ２で稼動させる生産計画を初期生産計画立案手段２１に生産計画を再作成させるので、各ライン相互の作業順序を考慮した日々の作業者編成を最適化することができ、この結果、 最小限の資源及びコストで製品を生産することができる。

また、本発明の第２の実施形態となる生産計画作成処理によれば、ＣＰＵ１８が、作業者別作業割付最適化手段２５として機能することにより、作業者が直前又は月内に生産した品番に関する情報を記憶し、記憶している情報を参照して生産する品番の切替回数が最小になるように引き当てる作業者を選択するので、作業者の品種切替回数を最小にし、生産性が高い生産計画を作成することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となる生産計画作成システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態となる品番マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる先行生産パターンの設定例を示す図である。 本発明の実施形態となる工程マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる資源工程マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる資源グループ構成マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる製造仕様パターン毎の生産順序並び替えパラメータを示す図である。 本発明の実施形態となる設備マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる資源設備構成マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる自動機カレンダーの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる作業者マスタの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる作業者カレンダーの構成を示す図である。 本発明の実施形態となる出荷計画情報の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態となる生産計画作成処理の流れを示すフローチャート図である。 図１４に示すフローチャートの続きを示すフローチャート図である。 本発明の実施形態となる能力工数計画情報の一例を示す図である。 図１４に示す生産計画作成処理により作成される生産計画の一覧の示す図である。 本発明の第２の実施形態となる生産計画作成処理の流れを示すフローチャート図である。

符号の説明

１：生産計画作成システム
２：品番マスタＤＢ
３：工程マスタＤＢ
４：資源工程マスタＤＢ
５：資源グループ構成マスタＤＢ
６：設備マスタＤＢ
７：資源設備構成マスタＤＢ
８：自動機稼動カレンダーＤＢ
９：設備カレンダーＤＢ
１０：作業者マスタＤＢ
１１：作業者カレンダーＤＢ
１２：作業者スキルマップＤＢ
１３：出荷計画情報ＤＢ
１４：計画立案パラメータＤＢ
１８：ＣＰＵ
１９：固定期間計画設定手段
２０：能力工数計画立案手段
２１：初期生産計画立案手段
２２：初期生産計画評価手段
２３：生産順序最適化手段
２４：生産負荷最適化手段
２５：作業者別作業割付最適化手段

Claims (10)

1. 複数種類の製品を生産する生産ラインを複数備える生産システムにおける生産計画を作成する生産計画作成システムであって、
   前記製品の種別，目標生産量，及び出荷納期のデータを少なくとも含む受注データが入力されるのに応じて、予め定められた各製品の先行生産可能日数に基づいて各製品の生産日程を設定し、所定の割付優先度に従って種別及び目標生産量に応じた生産資源を各製品の生産日程に順次割り付けることにより生産計画を作成する生産計画作成手段と、
   各生産資源の生産能力を示すデータを参照して前記生産計画作成手段により作成された生産計画に割り付けられている各生産資源の負荷量を算出する負荷量算出手段と、
   前記負荷量算出手段により算出された各生産資源の負荷量及び／又は各製品の納期遅れ量に従って各生産資源の稼動体制及び／又は各製品の生産日程の割付優先度を変更し、前記生産計画作成手段に前記生産計画を再作成させる生産計画最適化手段と
   を備えることを特徴とする生産計画作成システム。
2. 請求項１に記載の生産計画作成システムであって、
   前記負荷量算出手段により算出された負荷量が所定値以上の生産資源が存在する場合、他の生産資源において稼動する工員の中から補間可能な生産能力を有する工員を抽出し、当該工員を負荷量が所定値以上の生産資源で稼動させる生産計画を前記生産計画作成手段に作成させる生産負荷最適化手段を備えることを特徴とする生産計画作成システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の生産計画作成システムであって、
   工員が所定期間内に生産した品番に関する情報を記憶し、記憶している情報を参照して生産する品番の切替回数が最小になるように前記稼動体制に引き当てる工員を選択する作業者別生産計画割付手段を備えることを特徴とする生産計画作成システム。
4. 請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
   各製品の仕様に基づいて品種切替回数が最小になるように各製品の生産日程の順序を変更することにより前記生産計画を変更する生産順序最適化手段を備えることを特徴とする生産計画作成システム。
5. 請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
   前記生産計画最適化手段は、作成された生産計画の中に負荷量が所定値以上の生産資源がある場合、負荷量が所定値以上になる日より前に生産日程の割付優先度が低い製品の生産日程があるか否かを判別し、当該製品の生産日程がある場合、当該製品の生産日程の割付優先度を高め、前記生産計画作成手段に前記生産計画を再作成させることを特徴とする生産計画作成システム。
6. 請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
   前記生産計画作成手段は、目標生産量に基づいて各生産資源の必要稼動時間を算出し、算出された必要稼動時間と引当可能な稼動時間の差分値を算出し、必要稼動時間に対する差分値の比率に応じた交替勤務時間を差分値が大きい順に各生産資源に引き当てて生産計画を作成することを特徴とする生産計画作成システム。
7. 請求項６に記載の生産計画作成システムであって、
   前記生産計画最適化手段は、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、納期遅れの発生順序と前記交替勤務時間の引当順序とが一致しているか否かを判別し、一致していない場合、納期遅れが発生している製品に交替勤務時間を引き当て、前記生産計画作成手段に前記生産計画を再作成させることを特徴とする生産計画作成システム。
8. 請求項１乃至請求項７のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
   前記生産計画最適化手段は、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、納期遅れが発生する日より前に生産能力に余裕がある生産資源があるか否かを判別し、当該生産資源がある場合、当該生産資源の先行生産日程を変更し、前記生産計画作成手段に前記生産計画を再作成させることを特徴とする生産計画作成システム。
9. 請求項１乃至請求項８のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
   前記生産計画最適化手段は、生産計画の中に納期遅れが発生している製品がある場合、納期遅れが発生する日より前に確定度の低い製品の生産日程があるか否かを判別し、当該製品の生産日程がある場合、当該製品の生産日程の割付優先度を低め、前記生産計画作成手段に前記生産計画を再作成させるを特徴とする生産計画作成システム。
10. 請求項２乃至請求項９のうち、いずれか１項に記載の生産計画作成システムであって、
    前記生産負荷全体最適化手段は、所定期間内に所定時間以上の生産能力余裕を有す生産資源が存在する場合、当該生産資源における製品の生産日程を前倒しした生産計画を前記生産計画作成手段に作成させることを特徴とする生産計画作成システム。

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