JP2013030019A - 生産計画立案装置、生産計画立案方法および生産計画立案プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】好適な生産計画を立案すること。
【解決手段】生産計画立案装置１０は、製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価する機能を提供する生産計画評価部１６７ｂと、生産計画評価部１６７ｂが提供する機能による評価結果に基づいて好適な生産計画を探索する機能を提供する生産計画探索部１６７ｃとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、生産計画立案装置、生産計画立案方法および生産計画立案プログラムに関する。

製品の効率的な生産を実現するためには、好適な生産計画を立案することが重要である。例えば、特許文献１では、生産ロット単位による丸め処理を考慮した生産計画を立案する技術が開示されている。

特開２００７−１２８３６８号公報

在庫や欠品が生じないように製品の生産数を適切に設定することができても、生産設備の稼働時間が長くなり、作業員の残業が増加することは好ましくない。すなわち、製品の効率的な生産を実現するためには、製品の生産数を適切に設定する以外に、生産設備の稼働時間を適切に調整することが好ましい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、好適な生産計画を立案することができる生産計画立案装置、生産計画立案方法および生産計画立案プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る生産計画立案装置は、製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価する生産計画評価部と、前記生産計画評価部の評価結果に基づいて好適な生産計画を探索する生産計画探索部とを備える。

ここで、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、製品の生産数を増減させた生産計画を第１の候補として、好適な生産計画を探索する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、製品の生産数の生産設備への配分を変更した生産計画を第２の候補として、好適な生産計画を探索する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、製品の生産数を他の日付に移動させた生産計画を第３の候補として、好適な生産計画を探索する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、生産数と出荷予定数との差が大きい製品の生産数を優先的に変動させて好適な生産計画を探索する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、稼働時間と標準稼働時間との差が大きい生産設備で生産される製品の生産数を優先的に変動させて好適な生産計画を探索する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画評価部は、生産設備で生産される製品を切り替える場合に要する段取時間を含めて前記生産計画による生産設備の稼働時間を算出する。

また、本発明の望ましい態様として、前記生産計画探索部は、局所探索法を用いて好適な生産計画を探索する。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る生産計画立案方法は、生産計画立案装置によって実行される生産計画立案方法であって、製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価するステップと、生産計画を評価した結果に基づいて好適な生産計画を探索するステップとを含む。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る生産計画立案プログラムは、生産計画立案装置に、製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価するステップと、生産計画を評価した結果に基づいて好適な生産計画を探索するステップとを実行させる。

本発明に係る生産計画立案装置、生産計画立案方法および生産計画立案プログラムは、好適な生産計画を立案することができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係る生産計画立案装置の構成を示すブロック図である。 図２は、生産情報の一例を示す図である。 図３は、段取情報の一例を示す図である。 図４は、評価パラメータの一例を示す図である。 図５は、出荷予定情報の一例を示す図である。 図６は、在庫情報の一例を示す図である。 図７は、生産計画情報の一例を示す図である。 図８は、生産計画の評価結果の一例を示す図である。 図９は、ある日のある製品の生産数をある数だけ減らした生産計画の評価結果の一例を示す図である。 図１０は、ある日のある製品の生産数をある数だけ増やした生産計画の評価結果の一例を示す図である。 図１１は、ある日のある製品の生産数をある数だけ他のラインに移した生産計画の評価結果の一例を示す図である。 図１２は、ある日のある製品の生産数をある数だけ他の日に移した生産計画の評価結果の一例を示す図である。 図１３は、生産計画立案処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１４は、生産計画の編集画面の一例を示す図である。

以下に、本発明に係る生産計画立案装置、生産計画立案方法および生産計画立案プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

まず、本実施例に係る生産計画立案装置の構成について説明する。図１は、本実施例に係る生産計画立案装置の構成を示すブロック図である。図１に示す生産計画立案装置１０は、生産管理システム２０と接続され、生産管理システム２０で管理される製品の出荷予定数等に基づいて製品の生産計画を立案する。

なお、本実施例において、「生産計画」とは、どの製品をどのライン（生産設備）を用いて、いつ、どれだけ生産するのかを示す計画をいう。また、本実施例において、「製品」とは、ラインで生産されるものを意味し、必ずしも最終製品を意味しない。すなわち、本実施例で説明する「製品」には、他の製品に組み込まれる部品も含まれる。

図１に示すように、生産計画立案装置１０は、表示部１１と、入力部１２と、通信部１３と、媒体読取部１４と、制御部１５と、記憶部１６とを備える。

表示部１１は、液晶パネルや有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネル等の表示装置を有し、制御部１５から送信される制御信号に基づいて、文字や図形等の各種情報を表示する。入力部１２は、キーボード等の入力装置を有し、利用者が入力装置に対して行った操作に対応する信号を制御部１５へ出力する。通信部１３は、所定の通信プロトコルに基づいて、他の装置との間での情報の送受信を制御する。媒体読取部１４は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムやデータを読み取る。

制御部１５は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１と、記憶手段であるメモリ１５２とを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。具体的には、制御部１５は、記憶部１６に記憶されているプログラムを読み出してメモリ１５２に展開し、メモリ１５２に展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵ１５１に実行させる。そして、制御部１５は、ＣＰＵ１５１による命令の実行結果に応じて、メモリ１５２および記憶部１６に対してデータの読み書きを行ったり、通信部１３等の動作を制御したりする。

記憶部１６は、磁気記憶装置や半導体記憶装置等の不揮発性を有する記憶装置からなり、各種のプログラムおよびデータを記憶する。記憶部１６に記憶されるデータには、生産情報１６１と、段取情報１６２と、評価パラメータ１６３と、出荷予定情報１６４と、在庫情報１６５と、生産計画情報１６６とが含まれる。また、記憶部１６に記憶されるプログラムには、生産計画立案プログラム１６７が含まれる。

なお、図１において記憶部１６が記憶していることとしたプログラムおよびデータの全体または一部は、媒体読取部１４が読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。また、図１において記憶部１６が記憶していることとしたプログラムおよびデータの全体または一部は、通信部１３による通信によって他の装置から取得されてもよい。

生産情報１６１は、製品の生産条件に関する情報を保持する。図２は、生産情報１６１の一例を示す図である。図２に示すように、生産情報１６１は、製品番号、ロットサイズ、ライン番号、ライン優先度、設定番号、生産数といった項目を有する。生産情報１６１は、１つの製品番号に対して、ライン番号、ライン優先度、設定番号、および生産数の組み合わせを複数保持できるように構成されている。

製品番号は、生産される製品を識別するための識別番号である。ロットサイズは、製品を生産する数の単位である。ライン番号は、製品を生産するために用いられるラインを識別するための識別番号である。ライン優先度は、製品を生産するためにそのラインを用いる優先順位を示す番号である。設定番号は、製品を生産するためにそのラインに施す設定を識別するための識別番号である。生産数は、そのラインを用いた場合の単位時間当たりの製品の生産数である。

図２に示す生産情報１６１の例においては、「Ｐ０１」という１つの製品番号に対して、「Ｌ０１」、「Ｌ０２」、および「Ｌ０３」という３つのライン番号が対応付けられている。そして、「Ｌ０１」というライン番号には「１」というライン優先度が対応付けられ、「Ｌ０２」というライン番号には「２」というライン優先度が対応付けられ、「Ｌ０３」というライン番号には「３」というライン優先度が対応付けられている。これは、「Ｐ０１」という製品番号で識別される製品を生産する場合、「Ｌ０１」、「Ｌ０２」、「Ｌ０３」の優先順位でその製品を生産するために用いるラインを選択すべきことを意味している。

段取情報１６２は、ラインの設定変更に要する段取時間に関する情報を保持する。図３は、段取情報１６２の一例を示す図である。図３に示すように、段取情報１６２は、変更前設定番号、変更後設定番号、段取時間といった項目を有する。変更前設定番号は、設定変更前のラインの設定を識別するための識別番号である。変更後設定番号は、設定変更後のラインの設定を識別するための識別番号である。段取時間は、設定変更前の設定から設定変更後の設定へラインを設定変更するのに要する時間である。

評価パラメータ１６３は、生産計画を評価するための各種パラメータを保持する。図４は、評価パラメータ１６３の一例を示す図である。図４に示すように、評価パラメータ１６３は、条件、ペナルティといった項目を有する。条件は、生産計画を評価するための条件である。ペナルティは、対応する条件が満たされる場合に、生産計画の評価値に加算される値である。

図４に示す例では、ライン「Ｌ０１」で稼動の超過時間が発生した場合、１時間当たり４０００を生産計画の評価値に加算し、ライン「Ｌ０２」または「Ｌ０３」で稼動の超過時間が発生した場合、１時間当たり２０００を生産計画の評価値に加算することが規定されている。また、図４に示す例では、ライン「Ｌ０１」で遊休時間が発生した場合、１時間当たり４００を生産計画の評価値に加算し、ライン「Ｌ０２」または「Ｌ０３」で遊休時間が発生した場合、１時間当たり２００を生産計画の評価値に加算することが規定されている。

ここで、遊休時間発生時よりも超過時間発生時の方がペナルティの値が大きいのは、超過時間が発生した場合には作業員の残業代等の余分なコストが生じるためである。また、ラインによってペナルティの値が異なるのは、ラインの運用コストの差を反映させるためである。

また、図４に示す例では、製品「Ｐ０１」の在庫が発生した場合、１個当たり１を生産計画の評価値に加算し、製品「Ｐ０２」または「Ｐ０３」の在庫が発生した場合、１個当たり４を生産計画の評価値に加算することが規定されている。また、図４に示す例では、製品「Ｐ０１」の欠品が発生した場合、１個当たり１００００を生産計画の評価値に加算し、製品「Ｐ０２」または「Ｐ０３」の欠品が発生した場合、１個当たり４００００を生産計画の評価値に加算することが規定されている。

ここで、在庫発生時よりも欠品発生時の方がペナルティの値が大きいのは、欠品が発生した場合には製品を出荷できないという重大な問題が生じるためである。また、製品によってペナルティの値が異なるのは、製品の大きさ等による在庫管理コストの差、および代替品の用意の困難性等の差を反映させるためである。

なお、図４に示したペナルティの値は一例であり、生産計画立案装置１０の管理者は、実情および戦略等に応じてペナルティの値を任意に変更することができる。

出荷予定情報１６４は、製品の出荷予定に関する情報を保持する。出荷予定情報１６４は、例えば、生産管理システム２０で作成され、生産計画立案装置１０へ送信される。図５は、出荷予定情報１６４の一例を示す図である。図５に示すように、出荷予定情報１６４は、製品別かつ日付別に所定の期間の出荷予定数を保持する。

在庫情報１６５は、製品の現在の在庫状況に関する情報を保持する。図６は、在庫情報１６５の一例を示す図である。図６に示すように、在庫情報１６５は、製品毎に現在の在庫数を保持する。

生産計画情報１６６は、製品の生産計画に関する情報を保持する。図７は、生産計画情報１６６の一例を示す図である。図７に示すように、生産計画情報１６６は、製品別、ライン別かつ日付別に所定の期間の生産数を保持する。

生産計画立案プログラム１６７は、好適な生産計画を立案するための機能を提供する。生産計画立案プログラム１６７は、初期計画作成部１６７ａと、生産計画評価部１６７ｂと、生産計画探索部１６７ｃとを含む。

初期計画作成部１６７ａは、出荷予定情報１６４等に基づいて、初期の生産計画（以下、「初期計画」ということがある）を作成する機能を提供する。初期計画は、出荷予定情報１６４および在庫情報１６５に基づいて、出荷予定情報１６４に含まれるそれぞれの日においてそれぞれの製品が出荷予定数出荷されように生産計画を作成することが好ましい。すなわち、初期計画は、在庫情報１６５に含まれる在庫を解消しつつ、欠品や新たな在庫が生じないように作成されることが好ましい。また、初期計画は、生産情報１６１に基づいて、それぞれの製品ができるだけ優先度の高いラインで生産されるように作成されることが好ましい。

初期計画作成部１６７ａが提供する機能に基づいて、例えば、図５に示した出荷予定情報１６４等から図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画が作成される。図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画は、在庫および欠品を生じることなく、製品が最も優先度が高いラインで生産されるように作成されている。なお、初期計画は、生産管理システム２０等の外部のシステムによって作成され、生産計画立案装置１０へ送信されてもよい。

生産計画評価部１６７ｂは、評価パラメータ１６３等に基づいて生産計画を評価する機能を提供する。具体的には、生産計画評価部１６７ｂが提供する機能によれば、以下のようにして生産計画の評価値が算出される。まず、評価対象の生産計画と、生産情報１６１と、段取情報１６２とに基づいて、各ラインの稼働時間と各製品の生産数とが日毎に算出される。そして、稼働時間と、既定の稼働時間である標準稼働時間との差から各ラインの超過時間および遊休時間が日毎に算出される。また、生産数と出荷予定情報１６４とに基づいて、各製品の在庫数および欠品数が日毎に算出される。そして、生産計画の評価値が、各日の超過時間、遊休時間、在庫数、および欠品数と、評価パラメータとに基づいて算出される。

生産計画探索部１６７ｃは、初期計画を起点として好適な生産計画を探索する機能を提供する。具体的には、生産計画探索部１６７ｃが提供する機能によれば、以下のように局所探索法によって好適な生産計画が探索される。まず、初期計画が現行の生産計画（以下、「現行計画」ということがある）とされる。そして、現行計画の評価値と、現行計画の一部を変更した近傍の生産計画の評価値とが比較され、近傍の生産計画の方が高評価の場合、近傍の生産計画が現行計画とされる。こうして、所定の終了条件が満たされるまで探索が繰り返し実行される。

近傍の生産計画としては、ある日のある製品の生産数をある数だけ減らした生産計画、ある日のある製品の生産数をある数だけ増やした生産計画、ある日のある製品の生産数をある数だけ他のラインに移した生産計画、ある日のある製品の生産数をある数だけ他の日に移した生産計画が作成される。このように、複数の近傍を作成することにより、最適な生産計画が探索される可能性を高めることができる。

次に、生産計画の評価について具体例を示しながら説明する。図８は、生産計画の評価結果の一例を示す図である。図８に示す評価結果は、図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画を評価した結果である。

図８に示す評価結果では、生産計画に従って各製品を生産する場合に各ラインが要する加工時間と段取時間とが日毎に算出されている。加工時間は、生産計画における各製品の生産数と、生産情報１６１に格納されている各製品の単位時間当たりの生産数とから算出される。この例の生産計画では、４月１日にライン「Ｌ０１」で製品「Ｐ０１」が１００個生産されることになっている。また、生産情報１６１によれば、ライン「Ｌ０１」では製品「Ｐ０１」が１時間当たり１０個生産されることになっている。このため、図８に示す評価結果では、４月１日のライン「Ｌ０１」の加工時間は、１０．０時間（１００÷１０）となっている。

また、この例の生産計画では、各ラインは、同じ製品を生産し続けることになるため、設定変更を必要としない。このため、図８に示す評価結果では、全てのラインの段取時間が全ての日において０．０時間となっている。

また、図８に示す評価結果では、加工時間と段取時間とを加算することによって、各ラインの稼働時間が日毎に算出されている。そして、稼働時間から標準稼働時間を減算することによって、各ラインの超過時間および遊休時間が算出されている。この例において、標準稼働時間は、１０時間である。図８に示す評価結果では、超過時間は、正の値として示され、遊休時間は、負の値として示されている。

また、図８に示す評価結果では、出荷予定数から生産数を減算することによって、各製品の在庫数および欠品数が算出されている。在庫数は、正の値として示され、欠品数は、負の値として示されるが、この例では、在庫および欠品が生じないように生産計画が作成されているため、全ての製品の在庫数および欠品数は、全ての日において０個となっている。

また、図８に示す評価結果では、超過時間と評価パラメータ１６３とに基づいて、各ラインの超過時間に関するペナルティが日毎に設定されている。例えば、ライン「Ｌ０１」では、４月２日に２．０時間の超過時間が生じており、評価パラメータ１６３によれば、ライン「Ｌ０１」には超過時間に関して１時間当たり４０００のペナルティが科されることになっている。このため、図８に示す評価結果では、４月２日のライン「Ｌ０１」の超過時間に対するペナルティとして８０００（４０００×２）が設定されている。

また、図８に示す評価結果では、遊休時間と評価パラメータ１６３とに基づいて、各ラインの遊休時間に関するペナルティが日毎に設定されている。例えば、ライン「Ｌ０３」では、４月１日に２．０時間の遊休時間が生じており、評価パラメータ１６３によれば、ライン「Ｌ０３」には遊休時間に関して１時間当たり２００のペナルティが科されることになっている。このため、図８に示す評価結果では、４月１日のライン「Ｌ０３」の遊休時間に対するペナルティとして４００（２００×２）が設定されている。

また、図８に示す評価結果では、在庫および欠品が生じていないため、全ての製品の在庫数に関するペナルティと欠品数に関するペナルティは、全ての日において０となっている。

そして、図８に示す評価結果では、生産計画が作成されている期間内の全てのペナルティの値を合計することにより、生産計画の評価値として１０４００が算出されている。こうして算出される評価値は、ペナルティを合計したものであるため、値が小さいほど好適な生産計画であることを示す。

図９は、ある日のある製品の生産数をある数だけ減らした生産計画の評価結果の一例を示す図である。図９に示す評価結果は、図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画を４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減るように変更した生産計画を評価した結果である。

図９に示す例では、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減ったことにより、４月２日におけるライン「Ｌ０１」の超過時間が０．０時間となり、その結果、４月２日のライン「Ｌ０１」の超過時間に対するペナルティは、８０００から０に減少している。しかしながら、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減ったことにより、４月２日以降の各日において、製品「Ｐ０１」に２０個の欠品数が生じている。評価パラメータ１６３によれば、製品「Ｐ０１」には欠品数に関して１個当たり１００００のペナルティが科されることになっている。そのため、図９に示す例では、４月２日以降の４日間の各日において、欠品数に関するペナルティとして製品「Ｐ０１」に２０００００が計上され、結果として、生産計画の評価値は８０２４００に悪化している。

図１０は、ある日のある製品の生産数をある数だけ増やした生産計画の評価結果の一例を示す図である。図１０に示す評価結果は、図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画を４月１日の製品「Ｐ０３」の生産数が２０個増えるように変更した生産計画を評価した結果である。

図１０に示す例では、４月１日の製品「Ｐ０３」の生産数が２０個増えたことにより、４月１日におけるライン「Ｌ０３」の遊休時間が０．０時間となり、その結果、４月１日のライン「Ｌ０３」の遊休時間に対するペナルティは、４００から０に減少している。しかしながら、４月１日の製品「Ｐ０３」の生産数が２０個増えたことにより、４月１日以降の各日において、製品「Ｐ０３」に２０個の在庫数が生じている。評価パラメータ１６３によれば、製品「Ｐ０３」には在庫数に関して１個当たり４のペナルティが科されることになっている。そのため、図１０に示す例では、４月１日以降の５日間の各日において、在庫数に関するペナルティとして製品「Ｐ０３」に８０が計上され、結果として、生産計画の評価値は１０４００のままとなっている。

図１１は、ある日のある製品の生産数をある数だけ他のラインに移した生産計画の評価結果の一例を示す図である。図１１に示す評価結果は、図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画を４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数のうち２０個をライン「Ｌ０２」で生産するように変更した生産計画を評価した結果である。

図１１に示す例では、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減ったことにより、４月２日におけるライン「Ｌ０１」の超過時間が０．０時間となり、その結果、４月２日のライン「Ｌ０１」の超過時間に対するペナルティは、８０００から０に減少している。

また、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個増え、ライン「Ｌ０２」では製品「Ｐ０１」が１時間あたり５個生産されることから、４月２日におけるライン「Ｌ０２」の加工時間が４．０時間（２０÷５）増加している。そして、ライン「Ｌ０２」を製品「Ｐ０２」用の設定「Ｓ２２」から製品「Ｐ０１」用の設定「Ｓ２１」に変更するために、段取情報１６２に従って、４月２日におけるライン「Ｌ０２」の段取時間に２．０時間が計上されている。さらに、ライン「Ｌ０２」を製品「Ｐ０１」用の設定「Ｓ２１」から製品「Ｐ０２」用の設定「Ｓ２２」に戻すために、段取情報１６２に従って、４月３日におけるライン「Ｌ０２」の段取時間に２．０時間が計上されている。その結果、４月２日のライン「Ｌ０２」の遊休時間が０．０時間となり、４月２日のライン「Ｌ０２」の遊休時間に対するペナルティは、１２００から０に減少している。また、４月３日のライン「Ｌ０２」の超過時間が２．０時間となり、４月３日のライン「Ｌ０２」の超過時間に対するペナルティは、０から４０００に増加している。

以上のペナルティの値の変化により、図１１に示す例では、生産計画の評価値は、５２００減少して、５２００に改善している。

図１２は、ある日のある製品の生産数をある数だけ他の日に移した生産計画の評価結果の一例を示す図である。図１２に示す評価結果は、図７に示した生産計画情報１６６に格納されている生産計画を４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数のうち２０個を４月３日に生産するように変更した生産計画を評価した結果である。

図１２に示す例では、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減ったことにより、４月２日におけるライン「Ｌ０１」の超過時間が０．０時間となり、その結果、４月２日のライン「Ｌ０１」の超過時間に対するペナルティは、８０００から０に減少している。また、４月２日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個減ったことにより、４月２日において、製品「Ｐ０１」に２０個の欠品数が生じている。評価パラメータ１６３によれば、製品「Ｐ０１」には欠品数に関して１個当たり１００００のペナルティが科されることになっている。その結果、４月２日の製品「Ｐ０１」の欠品数に関するペナルティは、０から２０００００に増加している。

また、４月３日の製品「Ｐ０１」の生産数が２０個増えたことにより、４月３日におけるライン「Ｌ０１」の遊休時間が０．０時間となり、その結果、４月３日のライン「Ｌ０１」の遊休時間に対するペナルティは、８０００から０に減少している。

以上のペナルティの値の変化により、図１２に示す例では、生産計画の評価値は、１９１２００増加して、２０１６００に悪化している。

次に、図１３を参照しながら、生産計画立案装置１０が実行する生産計画立案処理の処理手順について説明する。図１３は、生産計画立案処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示す処理手順は、制御部１５が生産計画立案プログラム１６７を実行することによって実現される。

図１３に示すように、制御部１５は、まず、初期計画を作成する（ステップＳ１０１）。制御部１５は、作成した初期計画を現行計画Ｐｃとし、生産計画情報１６６内に格納する（ステップＳ１０２）。現行計画Ｐｃは、その時点で探索された最も好適な生産計画である。そして、制御部１５は、現行計画Ｐｃの評価値を算出する（ステップＳ１０３）。

続いて、制御部１５は、近傍の生産計画を作成するために用いられる製品と日付が選択される確率を調整する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１５は、現行計画Ｐｃにおいて大きなペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性が高くなるように確率を調整する。

例えば、図８に示した生産計画が現行計画Ｐｃの場合、４月２日のライン「Ｌ０１」の超過時間に関するペナルティの値が最も大きい。そこで、制御部１５は、４月２日にライン「Ｌ０１」で生産される製品「Ｐ０１」が製品として選択されやすく、４月２日が日付として選択されやすいように確率を調整する。

また、図１２に示した生産計画が現行計画Ｐｃの場合、４月２日の製品「Ｐ０１」の欠品数に関するペナルティの値が最も大きい。そこで、制御部１５は、製品「Ｐ０１」が製品として選択されやすく、４月２日が日付として選択されやすいように確率を調整する。

このように、大きなペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性が高くなるように確率を調整することにより、ペナルティの値が小さい近傍に早期に達すること、すなわち、好適な生産計画が早期に探索されることが期待される。

なお、超過時間に関するペナルティまたは遊休時間に関するペナルティが大きいラインで生産される製品が選択される確率を上げる代わりに、稼働時間と標準稼働時間の差が大きいラインで生産される製品が選択される確率を上げても同様の効果が得られる。また、欠品数に関するペナルティまたは在庫数に関するペナルティが大きい製品が選択される確率を上げる代わりに、生産数と出荷予定数の差が大きい製品が選択される確率を上げても同様の効果が得られる。

また、制御部１５は、現行計画Ｐｃにおいて２番目以降に大きいペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性も高くなるように確率を調整してよい。確率を調整する程度は、例えば、最も大きいペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性を１０倍にし、２番目に大きいペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性を８倍にするというようにペナルティの大きさの順序に応じて決定してもよい。また、確率を調整する程度は、例えば、１００００００以上のペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性を１０倍にし、５０００００以上かつ１００００００未満のペナルティに関連している製品と日付が選択される可能性を８倍にするというようにペナルティの大きさそのものに応じて決定してもよい。

続いて、制御部１５は、調整後の確率に基づいて、現行計画Ｐｃに含まれる製品および日付の中から製品および日付を１つずつ選択し、さらに、予め設定された幅の中からロット数を１つ選択する（ステップＳ１０５）。ロット数は、例えば、１から５の範囲から選択される。製品等の選択には、乱数が用いられる。

こうして、製品、日付、およびロット数を選択した後、制御部１５は、以下のように第１の近傍を評価する。すなわち、制御部１５は、第１の近傍として、選択した日付における選択した製品の生産量を選択したロット数分だけ減らした生産計画Ｐ１を現行計画Ｐｃから作成する（ステップＳ１０６）。なお、制御部１５は、生産量を０より少なくはしない。そして、制御部１５は、生産計画Ｐ１の評価値を算出する（ステップＳ１０７）。

生産計画Ｐ１の評価値が現行計画Ｐｃの評価値よりも少ない場合、すなわち、生産計画Ｐ１が現行計画Ｐｃよりも高評価の場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画Ｐ１を現行計画Ｐｃとし、生産計画情報１６６内に格納する（ステップＳ１０９）。そして、制御部１５は、終了条件が充足されたかを判定する（ステップＳ１１０）。

制御部１５は、以下の場合に終了条件が充足されたと判定する。まず、制御部１５は、現行計画Ｐｃの近傍の生産計画を全て評価したが、現行計画Ｐｃよりも高評価の生産計画がなかった場合に、終了条件が充足されたと判定する。また、制御部１５は、生産計画の評価回数が所定の回数より多くなった場合に、終了条件が充足されたと判定する。また、制御部１５は、生産計画立案処理の処理時間が所定の時間より長くなった場合に、終了条件が充足されたと判定する。また、制御部１５は、現行計画Ｐｃの評価が十分に良好な場合、すなわち、現行計画Ｐｃの評価値が所定の条件を満たす場合に、終了条件が充足されたと判定する。所定の条件とは、例えば、評価値が０であること、または評価値が十分小さい閾値未満であることである。

終了条件が充足された場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画立案処理を終了させる。終了条件が充足されない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、制御部１５はステップＳ１０４以降を再実行する。

生産計画Ｐ１の評価値が現行計画Ｐｃの評価値以上の場合、すなわち、生産計画Ｐ１が現行計画Ｐｃよりも高評価でない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、制御部１５は、以下のように第２の近傍を評価する。すなわち、制御部１５は、第２の近傍として、選択した日付における選択した製品の生産量を選択したロット数分だけ増やした生産計画Ｐ２を現行計画Ｐｃから作成する（ステップＳ１１１）。そして、制御部１５は、生産計画Ｐ２の評価値を算出する（ステップＳ１１２）。

生産計画Ｐ２の評価値が現行計画Ｐｃの評価値よりも少ない場合、すなわち、生産計画Ｐ２が現行計画Ｐｃよりも高評価の場合（ステップＳ１１３，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画Ｐ２を現行計画Ｐｃとし、生産計画情報１６６内に格納する（ステップＳ１１４）。そして、制御部１５は、終了条件が充足されたかを判定する（ステップＳ１１０）。

終了条件が充足された場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画立案処理を終了させる。終了条件が充足されない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、制御部１５はステップＳ１０４以降を再実行する。

このように、まず、生産数を増減させた生産計画を第１の候補として探索することにより、好適な生産計画が達成される各製品の生産数が早い段階で確定し、探索処理が短い時間で終了することが期待される。

生産計画Ｐ２の評価値が現行計画Ｐｃの評価値以上の場合、すなわち、生産計画Ｐ２が現行計画Ｐｃよりも高評価でない場合（ステップＳ１１３，Ｎｏ）、制御部１５は、以下のように第３の近傍を評価する。すなわち、制御部１５は、生産情報１６１に基づいて、選択した製品を生産可能な他のラインを選択する（ステップＳ１１５）。選択は、ランダムに行われる。他のラインを選択できた場合（ステップＳ１１６，Ｙｅｓ）、制御部１５は、第３の近傍として、選択した日付における選択した製品の生産量を選択したロット数分だけ他のラインに移動させた生産計画Ｐ３を現行計画Ｐｃから作成する（ステップＳ１１７）。そして、制御部１５は、生産計画Ｐ３の評価値を算出する（ステップＳ１１８）。

生産計画Ｐ３の評価値が現行計画Ｐｃの評価値よりも少ない場合、すなわち、生産計画Ｐ３が現行計画Ｐｃよりも高評価の場合（ステップＳ１１９，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画Ｐ３を現行計画Ｐｃとし、生産計画情報１６６内に格納する（ステップＳ１２０）。そして、制御部１５は、終了条件が充足されたかを判定する（ステップＳ１１０）。

終了条件が充足された場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画立案処理を終了させる。終了条件が充足されない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、制御部１５はステップＳ１０４以降を再実行する。なお、制御部１５は、選択した製品を生産可能な他のラインが全て選択されるまで、ステップＳ１１５からステップＳ１２０を繰り返し実行してもよい。

このように、ラインの生産数の配分を変更した生産計画を第２の候補として探索することにより、好適な生産計画が達成される各製品のラインへの配分が早い段階で確定し、探索処理が短い時間で終了することが期待される。

他のラインを選択できなかった場合（ステップＳ１１６，Ｎｏ）、または生産計画Ｐ３の評価値が現行計画Ｐｃの評価値以上の場合、すなわち、生産計画Ｐ３が現行計画Ｐｃよりも高評価でない場合（ステップＳ１１９，Ｎｏ）、制御部１５は、以下のように第４の近傍を評価する。すなわち、制御部１５は、現行計画Ｐｃに含まれる他の日付を選択する（ステップＳ１２１）。選択は、ランダムに行われる。そして、制御部１５は、第４の近傍として、選択した日付における選択した製品の生産量を選択したロット数分だけ他の日付に移動させた生産計画Ｐ４を現行計画Ｐｃから作成する（ステップＳ１２２）。そして、制御部１５は、生産計画Ｐ４の評価値を算出する（ステップＳ１２３）。

生産計画Ｐ４の評価値が現行計画Ｐｃの評価値よりも少ない場合、すなわち、生産計画Ｐ４が現行計画Ｐｃよりも高評価の場合（ステップＳ１２４，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画Ｐ４を現行計画Ｐｃとし、生産計画情報１６６内に格納する（ステップＳ１２５）。そして、制御部１５は、終了条件が充足されたかを判定する（ステップＳ１１０）。生産計画Ｐ４が現行計画Ｐｃよりも高評価でない場合（ステップＳ１２４，Ｎｏ）、制御部１５は、現行計画Ｐｃを変更することなく、終了条件が充足されたかを判定する（ステップＳ１１０）。

終了条件が充足された場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、制御部１５は、生産計画立案処理を終了させる。終了条件が充足されない場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、制御部１５はステップＳ１０４以降を再実行する。なお、制御部１５は、現行計画Ｐｃに含まれる他の日付が全て選択されるまで、ステップＳ１２１からステップＳ１２５を繰り返し実行してもよい。

こうして生産計画立案処理が終了すると、探索された好適な生産計画が生産計画情報１６６内に格納される。生産計画情報１６６内に格納された生産計画は、そのまま生産管理システム２０に送信され、実際の製品の生産に用いられてもよい。また、生産計画情報１６６内に格納された生産計画を担当者が編集し、編集後の生産計画が生産管理システム２０に送信されることとしてもよい。

図１４は、生産計画の編集画面の一例を示す図である。図１４に示す編集画面２００は、例えば、生産計画立案プログラム１６７が提供する機能に基づいて、制御部１５により表示部１１に表示される。編集画面２００では、製品別の生産数に関する情報が上方に表示され、ライン別の生産数および稼働時間に関する情報が下方に表示される。

製品別の生産数に関する情報のうち、生産計画立案処理によって決定された生産計画数の項目２０１〜２０３は、値を変更可能な入力項目となっている。制御部１５は、担当者が入力部１２を操作して生産計画数の値を変更すると、変更を生産計画情報１６６と、下方に表示されているライン別の生産数および稼働時間に関する情報とに反映させる。そして、制御部１５は、在庫または欠品の発生、稼働時間の超過等の好ましくない状況が生じる場合には、項目２１１のように、該当する項目をハイライト表示させる等して担当者に注意を促す。

なお、上記の実施例で示した本発明の態様は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更することができる。例えば、上記の実施例で示したプログラムは、複数のモジュールに分割されていてもよいし、他のプログラムと統合されていてもよい。また、上記の実施例では、好適な生産計画を探索するために局所探索法を用いることとしたが、他の解探索手法を用いて好適な生産計画を探索してもよい。

また、上記の実施例では、値が小さいほど好適な生産計画であることを示すように評価値を算出する例について説明したが、生産計画立案装置１０は、値が大きいほど好適な生産計画であることを示すように評価値を算出してもよい。

また、上記の実施例では、独立した複数の製品を生産する例について説明したが、本発明は、互いに依存性がある複数の製品を生産する場合にも適用することができる。例えば、ある最終製品に用いられる複数の部品を生産する場合、最終製品の日付別の生産予定数と、最終製品の構成情報とに基づいて、各部品の日付別の出荷数予定数を決定すればよい。その後の処理は、上記の実施例と同様である。

１０ 生産計画立案装置
１１ 表示部
１２ 入力部
１３ 通信部
１４ 媒体読取部
１５ 制御部
１５１ ＣＰＵ
１５２ メモリ
１６ 記憶部
１６１ 生産情報
１６２ 段取情報
１６３ 評価パラメータ
１６４ 出荷予定情報
１６５ 在庫情報
１６６ 生産計画情報
１６７ 生産計画立案プログラム
１６７ａ 初期計画作成部
１６７ｂ 生産計画評価部
１６７ｃ 生産計画探索部
２０ 生産管理システム

Claims (10)

1. 製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価する生産計画評価部と、
   前記生産計画評価部の評価結果に基づいて好適な生産計画を探索する生産計画探索部と
   を備えることを特徴とする生産計画立案装置。
2. 前記生産計画探索部は、製品の生産数を増減させた生産計画を第１の候補として、好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項１に記載の生産計画立案装置。
3. 前記生産計画探索部は、製品の生産数の生産設備への配分を変更した生産計画を第２の候補として、好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項２に記載の生産計画立案装置。
4. 前記生産計画探索部は、製品の生産数を他の日付に移動させた生産計画を第３の候補として、好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項３に記載の生産計画立案装置。
5. 前記生産計画探索部は、生産数と出荷予定数との差が大きい製品の生産数を優先的に変動させて好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の生産計画立案装置。
6. 前記生産計画探索部は、稼働時間と標準稼働時間との差が大きい生産設備で生産される製品の生産数を優先的に変動させて好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の生産計画立案装置。
7. 前記生産計画評価部は、生産設備で生産される製品を切り替える場合に要する段取時間を含めて前記生産計画による生産設備の稼働時間を算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の生産計画立案装置。
8. 前記生産計画探索部は、局所探索法を用いて好適な生産計画を探索することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の生産計画立案装置。
9. 生産計画立案装置によって実行される生産計画立案方法であって、
   製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価するステップと、
   生産計画を評価した結果に基づいて好適な生産計画を探索するステップと
   を含むことを特徴とする生産計画立案方法。
10. 生産計画立案装置に、
    製品の生産計画を、当該生産計画による製品の生産数と出荷予定数との差と、当該生産計画による生産設備の稼働時間と標準稼働時間との差とに基づいて評価するステップと、
    生産計画を評価した結果に基づいて好適な生産計画を探索するステップと
    を実行させることを特徴とする生産計画立案プログラム。

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