JP2013065127A - 製造ライン設計装置および製造ライン設計方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製造ライン設計装置110は、製造ラインをシミュレーションにより、将来の生産能力や仕掛数を予測する生産シミュレーション実行部1112と、シミュレーション期間における最大バッファ数、平均バッファ数に対して、各工程のバッファ数の割合であるバッファ利用率を計算するバッファ利用率算出部1113と、バッファ利用効率が低い工程からバッファ数を順次削減させ、全体のバッファ数を最小化するまで繰返し演算し、工程間のバッファ数を決定するバッファ数削減実行部1115、を備える。
【選択図】図2
Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明では、工場レイアウトにおけるバッファ数の設計を対象とする。図1は、ある製造作業現場における作業工程フローの例である。以下、本例を対象として本発明の詳細を説明する。図1に示すように、対象とする製造作業現場の作業工程フローには、寸法旋盤、外形旋盤などの名称の作業工程があり、各作業工程の間には部品置き場が存在する。本発明における製造ライン設計装置では、例えば、製造ラインにおける作業工程の間の各部品置き場の仕掛品を置く最大容量(バッファ数)を算出し、利用者に提供する。
図10は、本発明に関わる製造ライン設計装置110が実行するバッファ数を決定する処理を示すフローチャートである。
次に、バッファ利用率算出部1113では、製造ラインシミュレーションの実行結果からバッファ利用率を算出し、目標生産量の到達を判定する(S30)。
なお、このステップS30の詳細は、図12を用いて説明する。
なお、このステップS40の詳細は、図13を用いて説明する。
なお、このステップS50の詳細は、図14を用いて詳細に説明する。
次に、実行結果表示部1116は、ステップS50までに計算した結果を表示する(S60)。なお、このステップS60の詳細は、図15、16、17、18、19を用いて詳細に説明する。
まず、生産シミュレーション実行部1112は、記憶部115に格納されている受注情報記憶部1151と、作業工程経路情報記憶部1152と、設備情報記憶部1153、作業時間情報記憶部1155から、対象製品、対象作業工程、対象設備、対象作業時間に関わる情報を取り込む(S201)。
次に、生産シミュレーション実行部1112は、対象製品の計画を立案するために全工程の数だけ処理ステップS204〜S208を繰り返す(S203)。
次に、生産シミュレーション実行部1112は、対象工程に該当する設備の数だけ処理ステップS205〜S206を繰り返す(S204)。
次に、生産シミュレーション実行部1112は、対象製品、対象工程の該当日時に使用可能な設備が存在しているか確認する(S205)。
WIPAVE,i:工程i前バッファにおけるシミュレーション対象期間内の平均仕掛り数 [台]
NBuffer,i:工程i前バッファ数(バッファに置ける仕掛り品の最大数) [台]
バッファ利用率は、シミュレーション期間内でそのバッファが実際にどの程度利用されているかを表す指標である。例えばある工程i前バッファにおいて、最大バッファ利用率αMAX,iが1より小さい場合、期間内の最大仕掛り数がバッファ数に達していないことを示しており、期間内に一度もバッファが満たされなかったことが分かり、不要なバッファがあることが分かり、削減可能である。また、平均バッファ利用率αAVE,iが小さい場合は、期間内にそのバッファに仕掛りが溜まる頻度が小さいことを表しており、そのバッファは削減することができる。一方、平均バッファ利用率αAVE,iが大きい場合は、そのバッファの利用頻度が大きいことを表しており、生産量が目標に達していない場合は、バッファ数を増加させる必要がある。
次に、バッファ利用率算出部1113は、製品置き場情報1154と、ステップS302で計算した平均仕掛り数WIPAVE,iから、数式2に基づき、平均バッファ利用率αAVE,iを計算する(S304)。
図13は、図10におけるステップS40におけるバッファ数の増加を実行し、再度、製造ラインシミュレーションを実行する処理であるバッファ数増加実行部1114の処理を示すフローチャートである。
次に、バッファ数増加実行部1114は、全工程の数だけ処理ステップS403〜S405を繰り返す(S402)。
次に、バッファ数増加実行部1114は、工程 i において、平均バッファ利用率αAVE,i と上限しきい値UBを比較し、平均バッファ利用率αAVE,iが大きい場合は、ステップ404へ進み、平均バッファ利用率αAVE,iが小さい場合は、ステップ405へ進む(S403)。
S404)
NBuffer,i = NBuffer,i + 1 (数式3)
上記、バッファ数増加実行部1114は、全工程の数だけ処理ステップS402〜S404を繰り返す(S405)。
次に、バッファ数削減実行部1115は、全工程の数だけ処理ステップS503〜S507を繰り返す(S502)。
次に、バッファ数削減実行部1115は、工程 i において、最大バッファ利用率αMAX,i と“1”を比較し、最大バッファ利用率αMAX,iが“1”より小さい場合は、ステップ504へ進み、最大バッファ利用率αMAX,iが“1”の場合は、ステップ505へ進む(S503)。
NBuffer,i = WIPMAX,i (数式4)
次に、バッファ数削減実行部1115は、工程 i において、平均バッファ利用率αAVE,i と下限しきい値LBを比較し、平均バッファ利用率αAVE,iが下限しきい値LBより小さい場合は、ステップ506へ進み、平均バッファ利用率αAVE,iが下限しきい値LBより大きい場合は、ステップ507へ進む(S505)。
NBuffer,i =NBuffer,i − 1 (数式5)
上記、バッファ数削減実行部1115は、全工程の数だけ処理ステップS502〜S506を繰り返す(S507)。
図15は、出力画面1000の一例を示す概略図である。出力画面1000は、製造ライン設計装置110が作成した平均バッファ利用率とバッファ数を表示する表示項目1001と、上限しきい値UB及び、下限しきい値LBを表示する表示項目1002を示している。表示項目1001は、平均バッファ利用率を左側の縦軸に示し、また、バッファ数を右側の縦軸に示し、横軸に工程NOを示しており、製造ライン設計装置110が作成した最終的な製造ラインシミュレーション結果のバッファ利用率及び、バッファ数を表示している。また、表示項目1001に示す2本の線は、上限しきい値UB及び、下限しきい値LBを表示している。本結果は、工程毎のバッファ利用率が、上限しきい値UB及び、下限しきい値LBの範囲内に収まっていることが分かる。
900…コンピュータ、 901…CPU(Central Processing Unit)、 902…メモリ、 903…外部記憶装置、 904…可搬性を有する記憶媒体、 905…読取装置、 906…入力装置、 907…出力装置、 908…通信装置、
1000…出力画面、 1001…表示項目1、 1002…表示項目2、 1010…出力画面、 1011…表示項目1、 1012…表示項目2、 1020…出力画面、 1021…表示項目1、 1022…表示項目2、 1030…出力画面、 1031…表示項目、 1040…出力画面、 1041…表示項目
1111…情報取得部、 1112…生産シミュレーション実行部、 1113…バッファ利用率算出部、 1114…バッファ数増加実行部、 1115…バッファ数削減実行部、 1116…実行結果表示部、
1151…受注情報記憶部、 1152…作業工程経路情報記憶部、 1153…設備情報記憶部、 1154…部品置き場情報記憶部、 1155…作業時間情報記憶部、 1156…作業履歴情報記憶部。
Claims (8)
- 製造ラインのバッファ数を設計する製造ライン設計装置であって、
将来予測される受注情報の全ての製品の作業の進行を計画して、作業履歴情報を作成する生産シミュレーション実行部と、
前記作業履歴情報より、各工程前バッファの仕掛り量、最大バッファ利用率、平均バッファ利用率、生産量を計算するバッファ利用率算出部と、
前記生産量が目標生産量を達成していない場合に、平均バッファ利用率が上限しきい値より大きい工程前バッファ数を増加させて、前記生産シミュレーション実行部の処理を再実行するバッファ数増加実行部と、
前記生産量が目標生産量を達成した場合に、最大バッファ利用率が1より小さい工程前バッファ数を最大仕掛り数として、または平均バッファ利用率が下限しきい値より小さい工程前バッファ数を削減させて、前記生産シミュレーション実行部の処理を再実行するバッファ数削減実行部と、
増加可能、または削減可能なバッファが無くなって前記処理を終了した際の最後のシミュレーション結果、各工程前バッファ数を出力する実行結果表示部と、を備えることを特徴とする製造ライン設計装置。 - 前記生産シミュレーション実行部は、
将来予測される受注情報の全ての対象製品、対象作業工程、対象設備、対象作業時間の情報に基づいて、全ての製品を使用可能な設備に順次、作業時間分だけ割り付け、時間の進行に従って、設備、または工程前バッファに仕掛かる時刻を記録した作業履歴情報を作成することを特徴とする請求項1に記載の製造ライン設計装置。 - 前記バッファ利用率算出部は、
前記作業履歴情報より、各工程i前バッファの最大仕掛り数WIPMAX,i、平均仕掛り数WIPAVE,iを計算し、
前記最大仕掛り数WIPMAX,i、平均仕掛り数WIPAVE,iを工程i前バッファ数NBuffer,iで割って、工程i前バッファの最大バッファ利用率αMAX,i、平均バッファ利用率αAVE,iを計算し、
前記作業履歴情報より、対象期間における平均生産量を計算することを特徴とする請求項1に記載の製造ライン設計装置。 - 前記バッファ数増加実行部は、工程i前バッファにおけるシミュレーション対象期間内の平均仕掛り数WIPAVE,iを、工程i前バッファ数NBuffer,iで割ることで計算できる工程i前バッファの平均バッファ利用率αAVE,iを用いて、目標生産量に到達していない場合に、平均バッファ利用率αAVE,iが大きい工程からバッファ数を順次増加させることで、目標生産量に到達することを特徴とする請求項1に記載の製造ライン設計装置。
- 前記バッファ数削減実行部は、工程i前バッファにおけるシミュレーション対象期間内の平均仕掛り数WIPAVE,iを、工程i前バッファ数NBuffer,iで割ることで計算できる工程i前バッファの平均バッファ利用率αAVE,iを用いて、平均バッファ利用効率αAVE,iが低い工程からバッファ数を順次削減させ、全体のバッファ数を最小化するまで繰返し演算し、工程間のバッファ数を決定することを特徴とする請求項1に記載の製造ライン設計装置。
- 前記実行結果表示部は、各工程のバッファ数に対して、シミュレーション期間における最大バッファ数、平均バッファ数の割合であるバッファ利用率を出力画面に表示することを特徴とする請求項1に記載の製造ライン設計装置。
- 製造ラインのバッファ数を設計する製造ライン設計方法であって、
将来予測される受注情報の全ての対象製品、対象作業工程、対象設備、対象作業時間の情報に基づいて、全ての製品を使用可能な設備に順次、作業時間分だけ割り付け、時間の進行に従って、設備、または工程前バッファに仕掛かる時刻を記録した作業履歴情報を作成する生産シミュレーションを行い、
前記作業履歴情報より、各工程i前バッファの最大仕掛り数WIPMAX,i、平均仕掛り数WIPAVE,iを計算し、前記最大仕掛り数WIPMAX,i、平均仕掛り数WIPAVE,iを工程i前バッファ数NBuffer,iで割って、工程i前バッファの最大バッファ利用率αMAX,i、平均バッファ利用率αAVE,iを計算し、および前記作業履歴情報より、対象期間における平均生産量を計算し、
前記生産量が目標生産量を達成していない場合に、平均バッファ利用率が上限しきい値より大きい工程前バッファ数を増加させて、前記生産シミュレーション処理を再実行し、
前記生産量が目標生産量を達成した場合に、最大バッファ利用率が1より小さい工程前バッファ数を最大仕掛り数として、または平均バッファ利用率が下限しきい値より小さい工程前バッファ数を削減させて、前記生産シミュレーション処理を再実行し、
増加可能、または削減可能なバッファが無くなって前記工程を終了した際の最後のシミュレーション結果、各工程前バッファ数を出力することを特徴とする製造ライン設計方法。 - 前記最後のシミュレーション結果、各工程前バッファ数を出力する処理は、各工程のバッファ数に対して、シミュレーション期間における最大バッファ数、平均バッファ数の割合であるバッファ利用率を出力画面に表示することを特徴とする請求項7に記載の製造ライン設計方法。
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