JP2009070037A - キット生産板材加工のキット生産順決定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品板材キットを複数種類含み、かつキット毎に生産するネスティングを行い、また端材を加工に使用する場合に、生産途中の端材の溜まり枚数等を低減することができるキット生産板材加工のキット生産順決定装置を提供する。
【解決手段】 このキット生産順決定装置１は、素材板材Ｗから切り取られる複数の部品板材ｗの組である部品板材キットＫを複数種類含むネスティングオーダＤ１に対して、各部品板材キットＫをどの順に生産するかを定める装置である。この装置１は、ネティングオーダ記憶手段３、キット生産順序初期値設定手段４、ネスティング手段５、評価値算出手段６、評価値記録手段７、キット生産順序変更手段８、繰り返し手段９、および評価手段１０を有する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、パンチプレスやレーザ加工機等により、素材板材から部品板材を切り取る加工を行うにつき、１つの板金製品を構成する部品板材を１組のキットとして生産する場合の各キットの生産順を決定する装置に関する。

板金の組立製品として、複数の部品板材を組み立てるものがある。このような複数の板材部品の組をキットと呼ぶ。各部品板材は、パンチプレスやレーザ加工機等の板材加工機により、素材板材から切り取る。また、複数種類のキットを、同時期に生産することが必要な場合がある。

従来、このような部品板材の生産方式として、一般的には、できるだけ歩留りを上げるために、先読みして、一定範囲の生産計画をまとめてネスティングして生産する方式が取られる。図８は、キットＡを７組、キットＢを８組まとめて生産する場合を示す。生産予定は、例えば５月１日から５月５日の５日分である。これらのキットＡ，Ｂの全てをまとめてネスティングオーダとして、同じ素材板材（材質，板厚が同じ素材板材）の別に、できるだけ歩留りを上げるようにネスティングを行っている。同図における「ＳＰＣＣ」の符号は材質、この符号に続く数字「１．０」等は板厚を示す。
この生産方法は、欠点として、まとめて加工する結果、生産後に部品板材をばらして組み直すという手間がかかる問題がある。また、生産した部品板材を、保管するスペースや保管する手間が発生する。

このような生産方式の欠点を解消する方式として、図９に示す方式がある。これは、必要なときに必要な分だけ生産する方法である。同図では、５月１日には、キットＡを１組、キットＢを１組、５月２日にはキットＡを２組生産するように、ネスティングのファイルを作成している。また、端材を有効活用するために、端材を最優先して使用する。例えば、歩留りに関係なく、配置可能であれば端材を使用してネスティングを行う。

このような端材をできるだけ利用する生産方式を活用させる設備として、板材加工機に隣接する端材ストッカ等も、先に出願されている（例えば、特願２００７−２１８１１１号）。この端材ストッカは、端材を１枚ずつ棚に収容できるため、端材を重ねて保管するものに比べて、希望の端材を取り出し易く、端材の使用が促進できる。
特開２００７−０５２６２２号公報

上記の図９のような必要時に必要分だけ生産する方式は、キット生産する場合にも、生産後に部品板材をばらして組み直す手間が不要になるという利点がある。端材を優先的に使用することで、生産途中で端材が溜まる枚数を減らすことができる。
しかし、端材を優先的に使用する場合であっても、複数種類のキットをまとめてネスティングするときに、生産途中で端材の数が多くなることがある。上記のような、各段の棚に端材を１枚ずつ保管する端材ストッカを利用する場合は、保管できる端材の枚数が限られ、生産途中で溜まる端材の枚数が多くなると、運転に無理が生じる。

この発明の目的は、部品板材キットを複数種類含み、かつキット毎に生産するネスティングを行い、また端材を加工に使用する場合に、生産途中の端材の溜まり枚数、あるいは端材の種類数等を低減することができるキット生産板材加工のキット生産順決定装置を提供することである。
この発明の他の目的は、ネスティングに使用可能な端材を自動判別できて、端材使用のネスティングの効率化，標準化を図れるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、生産途中の端材の溜まり枚数をできるだけ削減することである。

この発明のキット生産板材加工のキット生産順決定装置（１）は、素材板材（Ｗ）から切り取られる複数の部品板材（ｗ）の組である部品板材キット（Ｋ）を複数種類含み、各種類の部品板材キット（Ｋ）の数が１または複数であるネスティングオーダ（Ｄ１）に対して、各部品板材キット（Ｋ）をどの順に生産するかを定める装置であって、次の構成のネスティングオーダ記憶手段（３）、キット生産順序初期値設定手段（４）、ネスティング手段（５）、評価値算出手段（６）、評価値記録手段（７）、キット生産順序変更手段（８）、繰り返し手段（９）、および評価手段（６）を有することを特徴とする。

前記ネスティングオーダ記憶手段（３）は、部品板材キット（Ｋ）を構成する各部品板材（ｗ）の形状および枚数のデータを含む部品板材キットデータ（Ｄ１ａ）、およびどの部品板材キット（Ｋ）を何キット生産するかのデータを含むネスティングオーダ（Ｄ１）を記憶する手段である。
前記キット生産順序初期値設定手段（４）は、前記ネスティングオーダ（Ｄ１）の全数の部品板材キット（Ｋ）を生産するにつき、各部品板材キット（Ｋ）をどの順で生産するかの順であるキット生産順序の初期値を仮決定する手段である。
前記ネスティング手段（５）は、前記の仮決定されたキット生産順序で生産すると仮定して、素材板材（Ｗ）、および素材板材（Ｗ）から部品板材（ｗ）が切り取られた残り部分として生じている端材（ＷＡ）に対して、生産する部品板材（ｗ）を割付ける処理であるネスティングを行う手段である。
前記評価値算出手段（６）は、前記ネスティングの結果に対して、所定の評価値を算出する手段である。
前記評価値記録手段（７）は、前記の算出された評価値を記録する手段である。
前記キット生産順序変更手段（８）は、前記評価値の記録後に仮決定のキット生産順序を変更して別の仮決定の生産順序とする手段である。
前記繰り返し手段（９）は、前記キット生産順序変更手段（８）で変更したキット生産順序で前記ネスティング手段（６）にネスティングを行わせ、前記評価値算出手段（６）による評価値の算出、前記評価手段（１０）による評価、前記評価値記録手段（７）による評価値の記録、この記録後の前記キット生産順序変更手段（８）によるキット生産順序の変更の処理を繰り返させる手段である。
前記評価手段（１０）は、前記評価値算出手段（６）で算出された評価値である判断対象評価値を、前記の評価値記録手段（７）に記録された評価値である基準側評価値と比較し、かつ所定の繰り返し条件が充足されたか否かを判断し、繰り返し条件が充足されたと判断したときに、最も優れた評価値のキット生産順序を決定順序として出力する手段である。

この構成のキット生産順決定装置（１）によると、キット生産順序変更手段（８）によるキット生産順序の変更、ネスティング手段（５）によるその変更後のキット生産順序によるネスティング、評価値算出手段（６）による評価値の計算、および評価手段（１０）による評価が繰り返される。この繰り返しにより、最も評価値の高いキット生産順序が出力される。したがって、評価値を端材溜まり枚数、あるいは端材の種類数を要因とする値として適宜定めることで、部品板材キット（Ｋ）を複数種類含み、かつキット（Ｋ）毎に生産するネスティングを行い、また端材（Ｋ）を加工に使用する場合に、生産途中の端材（ＷＡ）の溜まり枚数、あるいは端材（ＷＡ）の種類数等を低減することができる。

この発明において、前記ネスティング手段（５）は、前記端材（ＷＡ）が部品板材（ｗ）のネスティングに可能な再使用可能端材（ＷＡ）であるか否かを設定基準（Ｒ２）に従って判定する再使用可能端材判定手段（１１）を有し、再使用可能端材（ＷＡ）がある場合に、その再使用可能端材（ＷＡ）にネスティングを行うものであっても良い。
この構成の場合、再使用可能端材判定手段（１１）により、端材（ＷＡ）が部品板材（ｗ）のネスティングに可能な再使用可能端材（ＷＡ）であるか否かが設定規則（Ｒ２）に従って判定され、ネスティング手段（５）は、再使用可能端材（ＷＡ）がある場合に、その再使用可能端材（ＷＡ）にネスティングを行う。そのため、ネスティングに使用可能な端材（ＷＡ）を自動判別できて、端材使用のネスティングの効率化，標準化を図ることができる。

この発明において、前記評価値算出手段（６）は、ネスティングオーダ（Ｄ１）分の加工の間に同時に存在する前記再使用可能端材（ＷＡ）の最多の枚数を評価値とし、前記評価手段（１０）は、前記評価値である再使用可能端材（ＷＡ）の枚数が最も少ないキット生産順序を決定順序とするものであっても良い。
この構成の場合、評価値が同時に存在する枚数であり、評価手段（１０）は端材（ＷＡ）の枚数が最も少ないキット生産順序を決定順序とする。したがって、生産途中の端材の溜まり枚数をできるだけ削減することができる。

この発明のキット生産板材加工のキット生産順決定装置は、 素材板材から切り取られる複数の部品板材の組である部品板材キットを複数種類含み、各種類の部品板材キットの数が１または複数であるネスティングオーダに対して、各部品板材キットをどの順に生産するかを定める装置であって、部品板材キットを構成する各部品板材の形状および枚数のデータを含む部品板材キットデータ、およびどの部品板材キットを何キット生産するかのデータを含むネスティングオーダを記憶するネスティングオーダ記憶手段と、前記ネスティングオーダの全数の部品板材キットを生産するにつき、各部品板材キットをどの順で生産するかの順であるキット生産順序の初期値を仮決定するキット生産順序初期値設定手段と、この仮決定されたキット生産順序で生産すると仮定して、素材板材、および素材板材から部品板材が切り取られた残り部分として生じている端材に対して、生産する部品板材を割付ける処理であるネスティングを行うネスティング手段と、前記ネスティングの結果に対して、所定の評価値を算出する評価値算出手段と、この算出された評価値を記録する評価値記録手段と、この評価値の記録後に仮決定のキット生産順序を変更して別の仮決定の生産順序とするキット生産順序変更手段と、このキット生産順序変更手段で変更したキット生産順序で前記ネスティング手段にネスティングを行わせ、前記評価値算出手段による評価値の算出、前記評価手段による評価、前記評価値記録手段による評価値の記録、この記録後の前記キット生産順序変更手段によるキット生産順序の変更の処理を繰り返させる繰り返し手段と、前記評価値算出手段で算出された評価値である判断対象評価値を、前記評価値記録手段に記録された評価値である基準側評価値と比較し、かつ所定の繰り返し条件が充足されたか否かを判断し、繰り返し条件が充足されたと判断したときに、最も優れた評価値のキット生産順序を決定順序として出力する評価手段と、を備えるため、部品板材キットを複数種類含み、かつキット毎に生産するネスティングを行い、また端材を加工に使用する場合に、生産途中の端材の溜まり枚数、あるいは端材の種類数等を低減することができる。

前記ネスティング手段が、前記端材が部品板材のネスティングに可能な再使用可能端材であるか否かを設定基準に従って判定する再使用可能端材判定手段を有し、再使用可能端材がある場合に、その再使用可能端材にネスティングを行うものとした場合は、ネスティングに使用可能な端材を自動判別できて、端材使用のネスティングの効率化，標準化を図ることができる。

前記評価値算出手段が、ネスティングオーダ分の加工の間に同時に存在する前記再使用可能端材の最多の枚数を評価値とし、前記評価手段が、前記評価値である再使用可能端材の枚数が最も少ないキット生産順序を決定順序とする場合は、生産途中の端材の溜まり枚数をできるだけ削減することができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。このキット生産板材加工のキット生産順決定装置１は、コンピュータおよび、このコンピュータに実行させる図２のキット生産順決定プログラムからなり、これらコンピュータとキット生産順決定プログラムとで、図１に示す各手段を構成したものである。

このキット生産順決定装置１は、ネスティングオーダＤ１に対して、各部品板材キットＫをどの順に生産するかを定めてキット生産順序決定データＤ２を出力する装置であり、次の構成のネスティングオーダ読み込み手段２、ネスティングオーダ記憶手段３、キット生産順序初期値設定手段４、ネスティング手段５、評価値算出手段６、評価値記録手段７、キット生産順序変更手段８、繰り返し手段９、および評価手段１０を有する。
これらの各手段２〜１０は、図２の流れ図の次の各ステップの処理を行う手段である。すなわち、ネスティングオーダ読み込み手段２およびネスティングオーダ記憶手段３は、ステップＳ１、キット生産順序初期値設定手段４はステップＳ２、ネスティング手段５はステップＳ３、評価値算出手段６はステップＳ４、評価値記録手段７はステップＳ６、評価手段１０はステップＳ５の処理を行う手段であり、繰り返し手段９は、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ３の処理を繰り返す手段である。

部品板材キットＫは、素材板材Ｗから切り取られる複数の部品板材ｗの組であって、一つの板金組立製品を構成する各板材部品等のように、一つのまとまりとなる部品板材ｗの組である。
キット生産は、部品板材キットＫ毎に生産する方式であって、一つの部品板材キットＫの生産途中に他の部品板材の生産を行わない方式を言う。キット生産方式において、部品板材キットＫが複数種類ある場合に、同じ種類の部品板材キットＫを連続して生産する必要はなく、１組の部品板材キットＫの生産の後、他のどの部品板材キットＫの生産を行うようにしても良い。

ネスティングオーダＤ１は、一度に纏めてネスティングする単位となるデータである。この実施形態のネスティングオーダＤ１は、部品板材キットＫを複数種類含み、各種類の部品板材キットＫの数が１または複数とされる。
ネスティングオーダＤ１には、部品板材キットデータＤ１ａ、およびどの部品板材キットＫを何キット生産するかのデータが含まれる。
部品板材キットデータＤ１ａは、部品板材キットＫを構成する各部品板材ｗの形状、枚数および識別符号のデータを含む。部品板材ｗの形状のデータは、線データまたは線分データの集まり等からなる。なお、部品板材ｗの形状のデータは、適宜の記憶手段に記憶されていて、部品板材ｗの識別符号から呼び出されるようにしても良い。

ネスティングオーダ読み込み手段２は、このキット生産順決定装置１に対して、ネスティングオーダＤ１を読み込む手段である。読み込み元となるネスティングオーダＤ１は、このキット生産順決定装置１と通信ネットワーク等で接続されたコンピュータその他の情報機器であっても、またこのキット生産順決定装置１を構成するコンピュータの一部や、可搬の記録媒体であっても良い。また、ネスティングオーダ読み込み手段２は、キーボード等のオペレータに入力を行わせる機器であっても良い。
ネスティングオーダ記憶手段３は、ネスティングオーダ読み込み手段２により読み込まれたネスティングオーダＤ１を記憶する手段である。

キット生産順序初期値設定手段４は、ネスティングオーダＤ１の全数の部品板材キットＫを生産するにつき、各部品板材キットＫをどの順で生産するかの順であるキット生産順序の初期値を仮決定する手段である。この初期値は、任意の順で良く、例えばネスティングオーダ記憶手段３に記憶されている順であっても良い。また、キット生産順序は、部品板材キットＫが複数種類ある場合に、任意の１つの種類の部品板材キットＫの１組または複数組の生産の後、他の種類の部品板材キットＫを１組または複数組生産し、再度前記の１つの種類の部品板材キットＫの１組または複数組の生産を行う順序としても良い。

ネスティング手段５は、素材板材Ｗまたは端材ＷＡに対して、各部品板材ｗのネスティング、すなわち素材板材Ｗまたは端材ＷＡの形状を示す図形に対して、部品板材ｗの形状データで示される図形を配置する処理である板取りを、設定規則Ｒに従って行う手段である。素材板材Ｗの形状，寸法のデータは、所定の定まった形状，寸法としても、また、ネスティングオーダＤ１から得るようにしても良い。

前記設定規則Ｒとして、ネスティングオーダＤ１の全ての部品板材ｗをネスティングするにつき、上記の仮決定等で定められたキット生産順序で生産すると仮定して、ネスティングを行う。また、設定規則Ｒとして、再利用可能な端材ＷＡがある場合は、素材板材Ｗよりも端材ＷＡを優先的に使用してネスティングを行い、端材Ｗに対するネスティングが不可能な場合に、素材板材Ｗを使用するものとする。なお、ネスティングオーダＤ１分のネスティングを行うにつき、ネスティングの開始時は端材がないものとし、ネスティングを行う過程で生じた端材ＷＡに対してネスティングを行う。
前記設定規則Ｒには、これらの他に、種々の目的に応じて任意に各種の規則が設けられる。例えば、素材板材Ｗの所定の角部から、部品板材ｗを所定方向に順に並べる規則や、隣合う部品板材ｗ間の寸法をどれだけとするか等の規則とされる。

再使用可能な端材であるか否かは、ネスティング手段５に設けられた再使用可能端材判定手段１１により行う。この再使用可能端材判定手段１１は、設定規則Ｒ２に従って、再使用可能か否かの判定を行う手段である。上記設定規則Ｒ２は、例えば、歩留り、有効エリア、端材の重さ、端材の総面積のうちのいずれか一つまたは複数の判別項目を用い、その判別項目の値を設定基準に達しているか否かで、再使用可能か否かの判定を行う。この場合に、図５（Ａ）に示すように、歩留りを判別項目とする場合は、（部品板材ｗの面積の和／素材板材面積）×１００の値である歩留りが、設定基準（例えば７０％）よりも小さい場合に、再使用可能と判定する。有効エリアを判別項目とする場合は、縦横の寸法が設定値以上の矩形エリア（これを「有効矩形エリア」と称する）の面積が、設定値以上である場合に再使用可能と判定する。端材の重さまたは総面積を判別項目とする場合は、これら端材の重さまたは総面積が設定値以上であれば、再使用可能と判定する。

評価値算出手段６は、前記ネスティングの結果に対して、所定の評価値を算出する手段である。上記所定の評価値は、希望に応じて適宜定めれば良いが、この実施形態では、評価値は、ネスティングオーダＤ１分の加工の間に同時に存在する再使用可能な端材の枚数を評価値とする。なお、ネスティング手段５につき説明したように、ネスティングオーダＤ１分のネスティングを行うにつき、ネスティングの開始時は端材がないものとし、ネスティングを行う過程で生じた端材ＷＡに対してネスティングを行う。端材ＷＡに対してネスティングを行った場合は、溜まった端材ＷＡの枚数が減るが、このように変動する端材ＷＡの枚数につき、最も多く溜まるときの枚数が、同時に存在する再使用可能な端材ＷＡの枚数であり、これを評価値とする。この評価値は、枚数の逆数、つまり１／（端材枚数）の値としても良い。
評価値を端材の枚数の他の値とする例としては、端材の種類数が挙げられる。この場合に、例えば、１／（端材枚数）＋（端材の種類数）×αの値を評価値としても良い。αは１以下の任意に設定される数である。

評価値記録手段７は、前記の評価値算出手段６で算出された評価値を記録する手段である。評価値記録手段７による記録は、評価手段１０による評価の後に行う。評価値記録手段７は、例えば、記録する評価値を一つとし、先に記憶している評価値に対して、評価値算出手段６で算出された評価値の方が優れている場合のみ、記憶する評価値を更新するものとしても良い。また、評価値記録手段７は、評価値算出手段６で評価値が算出される都度、その算出された全ての評価値を記録するものとしても良い。評価値記憶手段７は、この評価値の更新等と共に、その更新した評価値に対応するキット生産順序を記憶する。

キット生産順序変更手段８は、前記評価値の記録後に、キット生産順序を変更する手段である。キット生産順序変更手段８において、キット生産順序の変更は、どのように行っても良いが、再ネスティング、再評価を経て繰り返す過程で変更するときに、同じキット生産順序が重複しないようにする。キット生産順序変更手段８によるキット生産順序の変更として、例えば、繰り返し過程で、可能な全ての順序が出力されるようにしても良い。また、キット生産順序変更手段８は、前記再評価等と共に、遺伝的アルゴリズムやＴＳＰ解放アルゴリズム等を用いて変更するようにしても良い。

繰り返し手段９は、キット生産順序変更手段８で変更したキット生産順序でネスティング手段５にネスティングを行わせ、評価値算出手段６による評価値の算出、評価手段１０よる評価、評価値記録手段７による評価値の記録、この記録後の前記キット生産順序変更手段８によるキット生産順序の再度の変更の処理を繰り返させる手段である。

評価手段１０は、評価値算出手段６で算出された評価値である判断対象評価値を、前記評価値記録手段７に記録された評価値である基準側評価値と比較し、かつ所定の繰り返し条件が充足されたか否かを判断し、繰り返し条件が充足されたと判断したときに、最も優れた評価値のキット生産順序を決定順序として出力する手段である。この決定順序は、キット生産順序の決定データＤ２として出力する。
前記所定の繰り返し条件は、任意に定めても良いが、例えば、キット生産順序変更手段８で全ての順序が出力されたこと、または任意に定めた設定回数以上の繰り返しが行われたこととされる。また、評価値として考えられる最高の値と評価された場合は、それ以上の繰り返しを行うことなく、そのキット生産順序を決定順序として出力しても良い。

この構成のキット生産順決定装置１による処理例を、図２の流れ図と共に説明する。まず、ネスティングオーダＤ１（図１）を読み込み（ステップＳ１）、キット生産順序の初期値を設定する（Ｓ２）。この初期値のキット生産順序で、ネスティングオーダＤ１の全体のネスティングを行う（Ｓ３）。このネスティングの結果に対して、評価値を算出する（Ｓ４）。評価値は、この例では、例えば、生産途中で同時に存在する最多の再使用可能端材ＷＡの枚数である。

この評価値を評価し（Ｓ５）、可能性のある最良の値でない場合、または所定の繰り返し条件を充足しない場合は、履歴記録のステップＳ６に進んで評価値を評価値記憶手段７に記憶する。この後、キット生産順序を変更する（Ｓ７）。

この変更したキット生産順序で、ネスティング（Ｓ３）と、そのネスティング結果に対する評価値の算出（Ｓ４）を行い、その算出した評価値を評価する（Ｓ５）。この場合、評価の過程（Ｓ５）では、評価値記憶手段７に記憶した評価値と比較し、今回の評価値の方が優れている場合は、評価値記憶手段７に記憶している評価値を更新する。なお、評価値記憶手段７は、この評価値の更新と共に、その更新した評価値に対応するキット生産順序を記憶する。この後、キット生産順序の変更過程（Ｓ７）に進み、再度、キット生産順序を変更する。上記評価の過程（Ｓ５）で、今回の評価値の方が悪い場合は、評価値の更新（Ｓ６）を行うことなく、キット生産順序の変更過程（Ｓ７）に進み、再度、キット生産順序を変更する。
この再度変更したキット生産順序で、ネスティング（Ｓ３）、そのネスティング結果に対する評価値の算出（Ｓ４）、その算出した評価値の評価、評価値の更新（Ｓ６）、キット生産順序の再度の更新（Ｓ７）を繰り返す。

このように繰り返しを行い、評価の過程（Ｓ５）で繰り返し条件を充足すると、そのときまでの最も評価値の良いキット生産順序を評価値記憶手段７から読み出し、キット生産順序の決定データＤ２（図１）として出力する。上記評価の過程（Ｓ５）で、所定の最良評価値が得られた場合は、繰り返しを止め、そのときのキット生産順序を、キット生産順序の決定データＤ２として出力する。

つぎに、キット生産順序の変更によって、生産途中の端材の溜まり枚数が削減できる２つの具体例を、図３および図４と共にそれぞれ説明する。各例は、説明をわかり易くするために、簡易な例としている。

図３は、同図（ａ）に示すように、一つのネスティングオーダの部品板材キットＫとして、部品名Ａ−１，Ａ−２で示す２枚の部品板材ｗからなるキットＡと、部品名Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３で示す３枚の部品板材ｗからなるキットＢとがあり、キットＡを１０組生産し、キットＢを５組生産する例を示す。

同図（ｂ）のように、キットＡにつき１０組の全てを生産してから、キットＢの５組の生産を行うとする。また、キットＡの部品板材ｗ（Ａ−１，Ａ−２）を素材板材Ｗに対してネスティングした場合に、残りの端材ＷＡが再使用可能な端材ＷＡになるとする。またその再使用可能な端材ＷＡに、キットＢの３枚の部品板材ｗ（Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３）がネスティングできるとする。
この場合に、最大で１０枚の端材ＷＡが発生する。すなわち、キットＡの１０組の生産が終わった時点で、１０枚の端材ＷＡが発生する。また、ネスティングオーダの生産が完了した時（キットＢの５組の生産が完了したとき）に、５枚の端材ＷＡが残る。

この生産順を、同図（ｃ）のように変えたとする。すなわち、キットＡとキットＢを交互に生産するとする。この場合に、キットＡの２枚の部品板材ｗ（Ａ−１，Ａ−２）を加工した残り部分に、キットＢの３枚の部品板材ｗ（（Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３）がネスティングできる。そのため、キットＢの生産完了時まで、端材ＷＡは生じない。キットＢの生産完了の後は、キットＡのキットＢよりも多い枚数分だけ端材ができ、生産完了時では５枚の端材ＷＡが残る。
この例では、生産完了時に残る端材ＷＡの枚数は変わらないが、生産途中で溜まる最大の端材枚数が、１０枚から５枚に削減できる。

図４は、同図（ａ）に示すように、一つのネスティングオーダの部品板材キットＫとして、部品名Ａ−１，Ａ−２で示す２枚の部品板材ｗからなるキットＡと、部品名Ｂ−１〜Ｂ−４で示す４枚の部品板材ｗからなるキットＢと、部品名Ｃ−１，Ｃ−２で示す２枚の部品板材ｗからなるキットＣとがあり、各キットＡ〜Ｃをそれぞれ１組ずつ生産する例を示す。

同図（ｂ）のように、キットＡ，Ｂ，Ｃの順に生産するとする。この場合、キットＡのネスティングにより発生した端材ＷＡに、キットＢのうちの部品名Ｂ−１の１枚の部品板材ｗがネスティングできる。その残りの端材ＷＡは再使用可能であるが、キットＢ，Ｃの部品板材ｗのネスティングは不可能なものであるとする。
キットＢのうちの残りの部品板材ｗ（Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４）は、新たな素材板材Ｗにネスティングする。これにより、別の端材ＷＡが生じる。
キットＣの２枚の部品板材ｗ（Ｃ−１，Ｃ２）ネスティングは、それぞれ別の端材ＷＡに行う。
この場合、生産途中で、最大で２枚の端材ＷＡが発生し、またその２枚は種類が異なり、２種類の端材ＷＡが発生することになる。

この生産順を、同図（ｃ）のように変えたとする。すなわち、キットＡ，Ｃ，Ｂの順に生産するとする。この場合、生産途中で発生する端材ＷＡは１枚であり、ネスティングオーダの生産完了後に残る端材ＷＡは零枚となる。
このように、この例においても、生産順序を変えることで、生産途中で溜まる最大の端材枚数が変わることがわかる。

この構成のキット生産順決定装置によると、このように、生産途中の端材ＷＡの溜まり枚数を減らすことができる。また、上記構成の再使用可能端材判定手段１１を設けたため、ネスティングに使用可能な端材ＷＡを自動判別できて、端材使用のネスティングの効率化，標準化を図ることができる。

図７は、このキット生産順決定装置１を応用した板材加工設備の斜視図である。この板材加工設備は板材加工機２１と、この板材加工機２１に隣合って設けられた端材ストッカ２２とを備える。

板材加工機２１は、テーブル２３上に素材板材Ｗから部品板材ｗを打ち抜き等によって切り取る加工を行う機能を備えたものてあり、パンチプレスまたはレーザ加工機等からなる。これの例では、板材加工機２１はパンチプレスであり、ダイ工具（図示せず）に対してパンチ工具（図示せず）を昇降させて加工を行う加工ヘッド２４と、この加工ヘッド２４に対して板材Ｗをテーブル２３上で前後（Ｙ軸方向）および左右（Ｘ軸方向）に移動させて位置決めする位置決め機構２５とを備えている。位置決め機構２５は、前後移動するキャリッジ２６に左右移動自在にクロススライド２７を設け、クロススライド２７に、素材板材Ｗを把持する複数のワークホルダ２８を取付けたものである。キャリッジ２６およびクロススライド２７は、サーボモータによりボールねじ機構（いずれも図示せず）を介して進退駆動される。

端材ストッカ２２は、板材加工機１で生じた再使用可能な端材ＷＡを保管する装置である。端材ストッカ２２は、端材ＷＡを１枚ずつ収納する複数段の収納部３０を有する。収納部３０は、昇降装置３１に片持ち状に取付けられていて、昇降装置３１の昇降により、任意の段の収納部３０が、板材加工機１のテーブル２３と同じ高さとなるように昇降させられる。また、収納部３０の前後に位置して、板材加工機１のテーブル２３と同じ高さに位置する収納部３０と上記テーブル２３との間で端材ＷＡを出し入れする搬入搬出機構３２が設けられている。搬入搬出機構３２は、レール３２ａに沿って走行する把持具３２ｂにより端材ＷＡの縁部を把持して搬送する。

図６は、この板材加工設備における制御系の概念構成のブロック図である。図７の板材加工機２１および端材ストッカ２２は、加工機制御装置４１により制御される。加工機制御装置４１は、コンピュータ式の数値制御装置およびプログラマブルコントローラからなり、加工プログラム（図示せず）を解読して実行することで、制御を行う。加工プログラムは、素材板材Ｗや端材ＷＡの各１枚に対して１本が設けられる。この加工プログラムは、自動プログラミング装置４２で複数種類生成され、加工プログラム記憶手段４４に記憶される。

自動プログラミング装置４２は、上記ネスティングオーダＤ１に対して、ネスティングを行うネスティング手段４５と、ネスティング結果に対してパンチ工具を配置する工具配置手段４６と、その工具配置結果から実行可能な加工プログラムに生成する実行ＮＣデータ化手段４７を有している。

スケジュール管理手段４３は、加工機制御装置４１の上位制御手段となるものであり、加工機制御装置４１により加工プログラムを実行する順であるスケジュールを作成し、スケジュール記憶手段４８に記憶し、そのスケジュールに従って加工機制御装置４１を運転させる。このスケジュール管理手段４３に、図１等と共に説明したキット生産順決定装置１が設けられている。このキット生産順決定装置１におけるネスティング手段５は、自動プログラミング装置４２におけるネスティング手段４５と、同じネスティング結果が得られる構成のものが用いられる。キット生産順決定装置１におけるネスティング手段５は、自動プログラミング装置４２におけるネスティング手段４５であっても良い。また、自動プログラミング装置４２が、上記キット生産順決定装置１を有し、ネスティングの過程で、ネスティングオーダＤ１分についての加工スケジュールまでを作成するものとしても良い。

このような板材加工機１に端材ストッカ２２が付設された板材加工設備の場合に、この実施形態のキット生産順決定装置１による、生産途中の端材ＷＡの溜まり枚数を削減できるという効果が、より効果的に発揮される。

この発明の一実施形態に係るキット生産順決定装置の概念構成を示すブロック図である。 同キット生産順決定装置の制御動作の流れ図である。 キット生産順の変更と端材溜まり枚数の変化の関係の一例を示す説明図である。 キット生産順の変更と端材溜まり枚数の変化の関係の他の例を示す説明図である。 同キット生産順決定装置における再使用可能端材判定手段の判定処理の例を示す説明図である。 同キット生産順決定装置を応用する板材加工設備の制御系の概念構成を示すブロック図である。 同板材加工設備の板材加工機および端材ストッカの斜視図である。 従来例の説明図である。

符号の説明

１…キット生産順決定装置
２…ネスティングオーダ読み込み手段
３…ネスティングオーダ記憶手段
４…キット生産順序初期値設定手段
５…ネスティング手段
６…評価値算出手段
７…評価値記録手段
８…キット生産順序変更手段
９…繰り返し手段
１０…評価手段
１１…再利用可能端材判定手段
２１…板材加工機
２２…端材ストッカ
４１…加工機制御装置
４２…自動プログラミング装置
Ａ，Ｂ，Ｃ…キットの名称
Ｄ１…ネスティングオーダ
Ｄ２…キット生産順序決定データ
Ｄ１ａ…部品板材キットデータ
Ｒ…設定規則
Ｒ２…設定規則
Ｋ…部品板材キット
Ｗ…素材板材
ＷＡ…端材
ｗ…部品板材

Claims (3)

1. 素材板材から切り取られる複数の部品板材の組である部品板材キットを複数種類含み、各種類の部品板材キットの数が１または複数であるネスティングオーダに対して、各部品板材キットをどの順に生産するかを定める装置であって、
   部品板材キットを構成する各部品板材の形状および枚数のデータを含む部品板材キットデータ、およびどの部品板材キットを何キット生産するかのデータを含むネスティングオーダを記憶するネスティングオーダ記憶手段と、
   前記ネスティングオーダの全数の部品板材キットを生産するにつき、各部品板材キットをどの順で生産するかの順であるキット生産順序の初期値を仮決定するキット生産順序初期値設定手段と、
   この仮決定されたキット生産順序で生産すると仮定して、素材板材、および素材板材から部品板材が切り取られた残り部分として生じている端材に対して、生産する部品板材を割付ける処理であるネスティングを行うネスティング手段と、
   前記ネスティングの結果に対して、所定の評価値を算出する評価値算出手段と、
   この算出された評価値を記録する評価値記録手段と、
   この評価値の記録後に仮決定のキット生産順序を変更して別の仮決定の生産順序とするキット生産順序変更手段と、
   このキット生産順序変更手段で変更したキット生産順序で前記ネスティング手段にネスティングを行わせ、前記評価値算出手段による評価値の算出、前記評価手段による評価、前記評価値記録手段による評価値の記録、この記録後の前記キット生産順序変更手段によるキット生産順序の変更の処理を繰り返させる繰り返し手段と、
   前記評価値算出手段で算出された評価値である判断対象評価値を、前記評価値記録手段に記録された評価値である基準側評価値と比較し、かつ所定の繰り返し条件が充足されたか否かを判断し、繰り返し条件が充足されたと判断したときに、最も優れた評価値のキット生産順序を決定順序として出力する評価手段と、
   を備えたキット生産板材加工のキット生産順決定装置。
2. 前記ネスティング手段は、前記端材が部品板材のネスティングに可能な再使用可能端材であるか否かを設定規則に従って判定する再使用可能端材判定手段を有し、再使用可能端材がある場合に、その再使用可能端材にネスティングを行う請求項１記載のキット生産板材加工のキット生産順決定装置。
3. 前記評価値算出手段は、ネスティングオーダ分の加工の間に同時に存在する前記再使用可能端材の最多の枚数を評価値とし、前記評価手段は、前記評価値である再使用可能端材の枚数が最も少ないキット生産順序を決定順序とする請求項２記載のキット生産板材加工のキット生産順決定装置。

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