JP2009205446A - 置場運用計画装置および運用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数置場の製品移動作業の負荷平準化など長期的な視点のニーズに応える、置場運用計画装置および運用方法を提供することを目的にする。
【解決手段】置場に未割当の注文データおよび置場に割当済であるが未搬入の注文データを入力し、搬出ロットデータを作成する搬出ロット作成処理手段と、該搬出ロット作成処理手段にて作成された搬出ロットデータと置場内山積状態データをそれぞれ入力し、物流機器による計画期間内の搬入移動と搬出移動および置場内で積み順序を変更する際に発生する製品移動の総回数を評価値として作成する製品移動回数評価値作成処理手段と、該製品移動回数評価式作成処理手段で作成した評価値を使用した評価関数に基づいて、移動回数最小または置場間の移動回数平準化を可能にする、未割当搬出ロットと置場との組合せを見出す搬出ロット置場割当処理手段と、該搬出ロット置場割当処理手段で決定した搬出ロットと置場との組合せを作業指示として出力する置場指示処理手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状製品または中間製品の置場運用を計画・指示する置場運用計画装置および運用方法に関するものである。

板状製品または中間製品を対象としたハンドリング手順を計画・指示する、従来の置場運用技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術がある。この技術は、搬出順が決定している対象を扱っており、搬入搬出時の中間製品移動回数は前もって正確に予測することが可能であることを前提に、数値実験によりシミュレーションを行い、最も評価の高い運用方法を決定するものである。このように、中間製品の搬出順が予め決定している場合には、実行可能な複数の部分山積パターンを作成しておき、目的関数が最大（または最小）となる山積パターンの組合せを求める方法が適用可能である。
特開２００７−８４２０１号公報

しかしながら、一般に製品の搬出順は需要家の生産計画の変動に影響されるため、確定するのは製品が置場に山積された後であることがほとんどである。したがって、上記した特許文献１に開示された技術では、計画期間が至近の短い時間である場合には有効であるものの、複数置場の製品移動作業の負荷平準化など長期的な視点のニーズに応えるには難しい。よって長期間の計画では、短期間とは異なる新たなアプローチが必要となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数置場の製品移動作業の負荷平準化など長期的な視点のニーズに応える、置場運用計画装置および運用方法を提供することを目的にする。

本発明の請求項１に係る発明は、置場に未割当の注文データおよび置場に割当済であるが未搬入の注文データを入力し、搬出ロットデータを作成する搬出ロット作成処理手段と、該搬出ロット作成処理手段にて作成された搬出ロットデータと置場内山積状態データをそれぞれ入力し、物流機器による計画期間内の搬入移動と搬出移動および置場内で積み順序を変更する際に発生する製品移動の総回数を評価値として作成する製品移動回数評価値作成処理手段と、該製品移動回数評価式作成処理手段で作成した評価値を使用した評価関数に基づいて、移動回数最小または置場間の移動回数平準化を可能にする、未割当搬出ロットと置場との組合せを見出す搬出ロット置場割当処理手段と、該搬出ロット置場割当処理手段で決定した搬出ロットと置場との組合せを作業指示として出力する置場指示処理手段とを備えることを特徴とする置場運用計画装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の置場運用装置において、前記製品移動回数評価式作成処理手段は、搬出ロット一対を同一置場に割付けた場合の置場滞留期間の重なり日数および遅く搬出されるロット枚数に関連する数値として評価値を作成し、前記搬出ロット置場割当処理手段は、製品移動回数が最小となる、または複数置場間の製品移動回数の大小の差が最小となる、未割当搬出ロットと置場との組合せを見出すことを特徴とする置場運用計画装置である。

さらに、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の置場運用計画装置により出力された作業指示に従って製品の置場を運用する置場運用方法である。

本発明によれば、複数の製品置場の長期間山積計画を対象とし、製品搬入よりも前の段階で搬出ロットと置場の割付を決定するようにしたので、予測により製品移動回数の最小化や置場間平準化などを実現できるようになった。また、物流ボトルネックを解消し一貫工程における製造能力を拡大できる効果もある。

本発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。図２は、本発明に係るシステム構成例を示す図である。図中、１は置場運用計画装置、２はデータベース、３は端末、および４は物流機器をそれぞれ表す。

置場運用計画装置１は、データベース２の中の各種ファイルとデータをやり取りしながら、板状製品または中間製品を対象としたハンドリング手順を計画し、端末３に表示するとともに、ハンドリングを司るクレーンなどの物流機器４に指示を送り、その指示に基づいて製品の置場運用がされる。

図１は、本発明に係る置場運用計画装置における全体演算処理手順例を示す図である。図に示すように、開始から終了までStep01〜Step04の処理を順に行いながら処理を進める。処理の途中には、図２に示したデータベース２に収められた複数のファイル(置場未割当注文ファイル、置場割当済未搬入注文ファイル、置場滞留マスターファイル、置場内山積状態ファイル、置場運用計画ファイル)とデータのやり取りをしながら処理を行う。なお、これらファイルの一部または全部は、置場運用計画装置１の外部記憶装置のデータベース２に記憶するのではなく、置場運用計画装置１の内部の記憶装置に記憶する形態をとってもよい。

先ず、Step01搬出ロット作成処理では、置場未割当の注文データおよび置場割当済であるが置場未搬入の注文データをそれぞれ入力し、搬出ロットデータを作成する処理を行う。

次に、Step02製品移動回数評価値作成処理では、Step01にて作成された搬出ロットとデータベース２に記憶された置場内山積状態データをそれぞれ入力し、物流機器による計画期間内の置場への搬入移動と置場からの搬出移動および置場内で積み順序を変更する際に発生する製品移動の総回数を評価値として作成する処理を行う。

そして、Step03搬出ロット置場割当処理では、Step02で作成した評価値を使用した評価関数に基づいて、移動回数最小または置場間の移動回数平準化を可能にする、搬出ロットと置場との組合せを求める処理を行う。

そして、最後のStep04置場指示処理では、Step03で決定した搬出ロットと置場との組合せを作業指示として出力する処理を行う。

図３は、Step03の搬出ロット置場割当処理での処理フロー例を示す図である。なお説明の都合から、前処理も図３に載せている。すなわち、Step101〜Step103までは、図１示したStep01搬出ロット作成処理を、さらに、Step104については、図１で示したStep02製品移動回数評価値作成処理をそれぞれ表している。

図１で示したStep03搬出ロット置場割当処理は、図３に示すStep105〜Step107であり、評価関数および制約条件を設定して解の探索を行う処理である。以下に示す実施例にて、処理の詳細を説明することとする。

厚板製品を対象とした実施例について、以下に説明を行う。まず、置場未割当の注文データおよび置場割当済であるが未搬入の注文データを入力して搬出ロットデータを作成して、未割当搬出ロットと合わせて計画対象の材源とする。図４は、本実施例での計画対象材源を示す図である。

注文は５５種類で、合計２０１枚である。縦軸は注文Ｎｏ．順に注文(注文の前の数字は種類を示し、後の数字は枚数を示す)を並べ、横軸は日単位の置場滞留時間を表す。各注文は、５つの置場に搬入されてから１０日間滞留し、搬出される。搬入・搬出は注文毎にまとめて行われることを前提としている。

なお、実際には搬出ロット内の製品が一括ではなく分散して到着し、また分割されて搬出されることがありうるが、本実施例では簡単化するために、一括で搬入・搬出を扱っている。また、初期の状態では置場内に製品が存在しないものとしている。

置場内で積み順序を変更する際に発生する製品移動回数を推定するために、搬出ロット一対を同一置場に割付けた場合の置場滞留期間の重なり日数および遅く搬出されるロット枚数に関連する数値として評価値を、以下の（１）式にて構成する。

製品移動回数評価値（置場別・日別）
＝搬入枚数＋搬出枚数＋搬出日に当該置場に残る枚数×２・・・（１）
（１）式の第３項は、移動回数の最大値を想定している。同じ置場に複数の注文が搬入される場合、例えば、ある日に搬出されるロットが置場の下のほうに積まれている場合では、上に積まれていて当日搬出されない製品すべてをいったん別の置場に仮置きするために移動する必要がある。このように、製品搬出後に移動した全数をもとの置場に戻す場合も、（１）式で表されている。

図５は、製品移動回数の評価方法を説明する図である。Ａ，Ｂ，Ｃ３種類の合計５枚の注文が同じ置場に搬入されており、Ａ，Ｂ，Ｃの順にそれぞれ別の日に搬出される場合の配替・搬出の様子を示している。この例で、前述の考え方で製品移動回数を計算すると計８回になる。

次に、評価関数としては以下の2種類を設定した。
評価関数１）：製品移動回数評価値の合計
評価関数２）：置場別日別（搬入枚数合計＋搬出枚数合計＋製品移動回数評価値の合計）
上記１）の評価関数の最小化は、ハンドリング量最小化を狙ったアプローチである。前述の（１）式を、置場・日別に総合計した数値を最小化することで求めることができる。

上記２）の評価関数の最大値の最小化は、置場別日別のハンドリング量の平準化を図るアプローチである。前述の（１）式の置場・日別最大値を最小化することで求めることができる。

また、制約条件としては、例外的に制約条件なしと言うこともあるが、例えば以下の山積高さ制約である（２）式を設定する。本実施例では２ｍという上限を設定している。実際には、適用する対象に合わせた制約条件を、適宜設定するようにすればよい。
設定置場別日別山積高さ≦最大値複数搬出ロット・・・（２）
解の探索として、評価関数最小化となる解を数理計画ソルバーで求解する。なお、数理計画ソルバーは、特に限定するものでなく、一般に使用される手法のものを用いればよい。

図６は、評価関数１）すなわち製品移動回数評価値の合計を最小化した場合の解を示す図である。割付材源には偏りがあり、３日目に搬入される材源が４１種類１７０枚と大半を占めている。製品移動回数合計を最小化するためには、搬入・搬出日が同じ注文は極力同じ置場に割り付けることが望ましい。一方で（２）式の山積高さ制限があるので、同一搬出日でも置場を分割する必要に迫られることもある。

３日目に搬入される材源は、図６では山番号１(山_００１)と山番号４(山_００４)に分割して配置されている。これは山番号４(山_００４)が、（２）式の山積高さ制限によってそれ以上搬入できないためである。製品ハンドリング回数は最小化されるが、山(置場)毎の枚数は注文の分布に大きく影響されていることがわかる。

図７は、評価関数２）すなわち置場別日別（搬入枚数合計＋搬出枚数合計＋製品移動回数評価値の合計）を最小化した場合の解を示す図である。図６では搬入枚数が最大１０３枚だが、図７では最大４３枚となり置場毎の搬入枚数の平準化が図られている。

本実施例をもって以上説明したように、本発明は、製品移動回数の最小化や置場間平準化などを実現できる。また置場がボトルネック工程の場合にはそれを解消し、一貫工程における製造能力を拡大できる効果もある。

本発明に係る置場運用計画装置における全体演算処理手順例を示す図である。 本発明に係るシステム構成例を示す図である。 Step03の搬出ロット置場割当処理での処理フロー例を示す図である。 本実施例での計画対象材源を示す図である。 製品移動回数の評価方法を説明する図である。 製品移動回数評価値の合計を最小化した場合の解を示す図である。 置場別日別を最小化した場合の解を示す図である。

符号の説明

１ 置場運用計画装置
２ データベース
３ 端末
４ 物流機器

Claims (3)

1. 置場に未割当の注文データおよび置場に割当済であるが未搬入の注文データを入力し、搬出ロットデータを作成する搬出ロット作成処理手段と、
   該搬出ロット作成処理手段にて作成された搬出ロットデータと置場内山積状態データをそれぞれ入力し、物流機器による計画期間内の搬入移動と搬出移動および置場内で積み順序を変更する際に発生する製品移動の総回数を評価値として作成する製品移動回数評価値作成処理手段と、
   該製品移動回数評価式作成処理手段で作成した評価値を使用した評価関数に基づいて、移動回数最小または置場間の移動回数平準化を可能にする、未割当搬出ロットと置場との組合せを見出す搬出ロット置場割当処理手段と、
   該搬出ロット置場割当処理手段で決定した搬出ロットと置場との組合せを作業指示として出力する置場指示処理手段とを備えることを特徴とする置場運用計画装置。
2. 請求項１に記載の置場運用装置において、
   前記製品移動回数評価式作成処理手段は、
   搬出ロット一対を同一置場に割付けた場合の置場滞留期間の重なり日数および遅く搬出されるロット枚数に関連する数値として評価値を作成し、
   前記搬出ロット置場割当処理手段は、
   製品移動回数が最小となる、または複数置場間の製品移動回数の大小の差が最小となる、未割当搬出ロットと置場との組合せを見出すことを特徴とする置場運用計画装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の置場運用計画装置により出力された作業指示に従って製品の置場を運用する置場運用方法。

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