JP2013171520A - 生産計画作成装置、生産計画作成方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】一時保管されている中間生産物を、次工程の生産設備で消費しながら生産していく過程を生産計画に表し、効率良く立案する。
【解決手段】設備稼働による生産量と消費量とを、時刻をパラメータとして立案する生産計画作成装置であって、第１の時刻の経過に応じて中間生産物を生産する生産手段と、第１の時刻の経過後の第２の時刻の経過に応じて中間生産物を消費する消費手段と、中間生産物の生産量と消費量とに基づいて、生産手段による生産量と消費手段による消費量とを算出する算出手段と、を含む。
【選択図】図９

Description

本発明は、生産計画作成装置、生産計画作成方法、及びプログラムに関する。

一般的に生産計画の立案は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を用いて、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ（登録商標）で表された表形式のフォーマット上で、手書きの作図で実行されるが、生産計画を立案するための自動化されたツールとして、ガントチャート作成ツールがある。ガントチャートとは、作業の開始日から完了日までの期間をバーで示し、作業における依存関係を矢印等を使用して視覚的に表したもので、工場等で人員や工程の管理等に利用されるものである。

ここで、ガントチャートについて図１２を用いて説明する。図１２は、従来のガントチャートの一例について説明する図である。図１２において、横軸は時刻を示している。３つの設備Ａ、Ｂ、Ｃがあり、各設備名が縦に配置してあり、設備Ａには、４つの作業名ａ１、ａ２、ａ３、ａ４の処理時間に応じた長さのバー及びその作業名が、設備Ｂには、作業名ｂ１、ｂ２の処理時間に応じた長さのバー及びその作業名が、設備Ｃには、作業名ｃ１、ｃ２の処理時間に応じた長さのバー及びその作業名が、適当な時間を隔ててそれらの順番で配置してある。

作業名ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２のうち、奇数番号の作業名の作業は、各設備の資源を消費する作業であり、偶数番号の作業名の作業は、各設備に資源を供給する作業である。そして、各バーには、資源を消費する作業であるのか、資源を供給する作業であるのかを区別するために向きの異なるハッチングが施されている。

なお、本ガントチャートは、作業名ａ１及びａ２、作業名ａ３及びａ４、作業名ｂ１及びｂ２、作業名ｃ１及びｃ２は、それぞれ互いに対応する作業であり、また、作業名ａ１、ａ３、ｂ１、ｃ１は互いに作業時刻を重複させることができず、作業名ａ２、ａ４、ｂ２、ｃ２も互いに作業時刻を重複させることができないとの条件に従って作成されている。

したがって、図１２に示すように、設備Ａで作業名ａ１の作業が終了した後、設備Ｂで作業名ｂ１の作業を開始し、その作業が終了した後、設備Ｃで作業名ｃ１の作業を開始し、その作業が終了した後、設備Ａで作業名ａ３の作業を行い、作業名ａ２、ｂ２、ｃ２、ａ４の作業を、それらの作業に対応する前の作業が終了して所定時間が経過した後に開始する計画が作成されている。

ところで、このようなガントチャートでは、各設備の資源が枯渇する場合が発生するか否か、及び各設備の最大保有数量を超える資源の供給がなされる場合が発生するか否かを検討することができない。そのため、上述したＰＣに指令を与えることにより、図１３に示すように、各設備の資源数量の変化を示すグラフをガントチャートに基づいて作成し、作成されたグラフを表示装置に表示させたり、印刷装置に印刷させたりしている。図１３は、従来のガントチャートを用いた各設備の資源数量の変化を示す図である。

また、特許文献１には、各設備の資源が枯渇する場合があるか否か、及び各設備の最大保有量を超える資源の供給がなされる場合があるか否かを、短時間で効率良く検討するための作業計画の描画方法が開示されている。これについて図１４を用いて説明する。図１４は、従来のガントチャートを用いた作業計画の描画方法について説明する図である。

コンピュータは、初期画面において３つの座標を特定し、各座標を線分で結ぶことにより、右方向の時刻軸に対して、資源の消費に係る作業の場合は右下がりの直角三角形を、資源の供給に係る作業の場合は右上がりの直角三角形を形成し、その直角三角形に作業名（Ｐ１１〜Ｐ３２）を表示する。

そして、コンピュータによって、形成された直角三角形の開始時刻における頂点（それが２点存在する場合は、数量軸（縦軸）の上方に位置する点）と、時刻軸の上下流側に相隣接する直角三角形の終了時刻における頂点（それが２点存在する場合は、数量軸（縦軸）の上方に位置する点）とがそれぞれ線分で結ばれ、各設備の資源が枯渇する場合があるか否か、及び各設備の最大保有量を超える資源の供給がなされる場合があるか否かを認識することができる。

ここで、工業製品を製造する工場における生産ラインの流れについて説明する。図１５は、工業製品を製造する工場における生産ラインの流れについて説明するフロー図である。

図１５において、設備Ａにより生産物が生産されると（ステップ（以下、「Ｓ」という。）１１１）、生産された中間生産物がストックヤードＡに一時保管され（Ｓ１１２）、その中間生産物を使用して設備Ｂにより生産物が生産され（Ｓ１１３）、生産された中間生産物がストックヤードＢに一時保管され（Ｓ１１４）、その中間生産物を使用して設備Ｃにより最終生産物が生産される（Ｓ１１５）。

しかしながら、上述した特許文献１に開示されている作業計画の描画方法では、上記した鋳造工場や化学プラントにおいて、設備の稼動状況や各設備の資源が枯渇する場合があるか否か、及び各設備の最大保有量を超える資源の供給がなされる場合があるか否かを知ることはできるが、主として鋳造工場の炉や化学プラントのタンク等で扱う、液体状の材料の増減のみを対象としているのが実情である。

他方、図１５で説明した工業製品を製造する工場のように、生産設備と、一時的な中間生産物を保管するストックヤードとが交互に並んで組まれている生産ラインを対象とする生産計画を組むことに対して、特許文献１に開示されている作業計画の描画方法は不向きであるという課題がある。

また、特許文献１に開示されている作業計画の描画方法では、前工程で生産された中間生産物を消費しながら生産を進めていく過程を表示する場合、消費工程と生産工程とを別々に取り扱う必要があるため、生産計画を立案するのに非効率であった。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ストックヤードに一時保管されている中間生産物を、次工程の生産設備で消費しながら生産していく過程を、生産計画に表すことができ、効率良く生産計画を立案することが可能な生産計画作成装置、生産計画作成方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における生産計画作成装置は、設備稼働による生産量と消費量とを、時刻をパラメータとして立案する生産計画作成装置であって、第１の時刻の経過に応じて中間生産物を生産する生産手段と、前記第１の時刻の経過後の第２の時刻の経過に応じて前記中間生産物を消費する消費手段と、前記中間生産物の生産量と消費量とに基づいて、前記生産手段による生産量と前記消費手段による消費量とを算出する算出手段と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、設備の稼動状況と、稼動状況に応じて変化する中間生産物の増減と、ストックヤードに一時保管されている中間生産物を生産設備で消費しながら生産していく過程とを、同時に表示させながら効率的に生産計画を組むことができる生産計画作成装置、生産計画作成方法、及びプログラムを得ることができる。

本発明の実施形態における生産計画作成装置の全体構成を模式的に表す外観図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置の生産計画立案手順の動作について説明するフローチャート図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置の生産計画立案手順の動作について説明するフローチャート図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置の生産計画立案手順の動作について説明するフローチャート図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置の初期画面について説明する図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置において、生産を表す三角形のプロパティについて説明する図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線について説明する図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線先が右上がりの三角形に接続された場合について説明する図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置において、中間生産品を積算した場合について説明する図である。 本発明の他の実施形態における生産計画作成装置の全体構成を模式的に表す外観図である。 本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線先が右下がりの三角形に接続された場合について説明する図である。 従来のガントチャートの一例について説明する図である。 従来のガントチャートを用いた各設備の資源数量の変化を示す図である。 従来のガントチャートを用いた作業計画の描画方法について説明する図である。 工業製品を製造する工場における生産ラインの流れについて説明するフロー図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、設備の稼動状況と、稼動状況に応じて変化する中間生産品の増減と、ストックヤードに一時保管してある中間生産品を生産設備で消費しながら生産していく過程を、同時に表示させながら生産計画を立案することが特徴になっている。

まず、最初に、本発明の実施形態における生産計画作成装置について説明する。図１は、本発明の実施形態における生産計画作成装置の全体構成を模式的に表す外観図である。図１において、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１１には、キーボード及びマウス等の入力装置１２、及びＣＲＴ（Cathode Ray Tube）又は液晶ディスプレイ等の表示装置１３が接続されている。また、ＰＣ１１は、ネットワーク１５を介してサーバ１４に接続されている。ＰＣ１１は、ネットワーク１５を介して接続されたサーバ１４から必要な情報を取り込み、取り込んだ情報に基づいて生産計画を立案する。

次に、本発明の実施形態における生産計画作成装置による生産計画の立案手順について説明する。図２から図４は、図１に示したＰＣ１１によって実行される本発明の実施形態における生産計画作成装置の生産計画立案手順の動作について説明するフローチャート図である。

図２において、ＰＣ１１において、入力装置１２から生産計画の立案を開始する指令が入力されたか否かが判断され、指令が入力されていないと判断されたとき（Ｓ２０１：ＮＯ）は、指令が入力されるまで待機し、指令が入力されたと判断されたとき（Ｓ２０１：ＹＥＳ）は、Ｓ２０２へ移行する。そして、Ｓ２０２において、ＰＣ１１は、ネットワーク１５を介して接続されたサーバ１４から、生産計画の立案に必要な情報を取り込み、ＰＣ１１内の図示しない内蔵メモリに記憶し、Ｓ２０３において、内蔵メモリに記憶された情報に基づいて、初期画面を表示装置１３に表示する。

ここで、ＰＣ１１の表示装置１３に表示される初期画面について説明する。図５は、本発明の実施形態における生産計画作成装置の初期画面について説明する図である。図５において、初期画面には、時間軸を横軸とし、縦軸方向には、各設備Ａ、Ｂ、及びＣでの生産と消費の数量と、中間生産品の増減とが表示できるように、カラム状の欄が配置されている。

図２に戻り、Ｓ２０４では、ＰＣ１１において、表示装置１３上に三角形がドロップされたか否かが判断される。三角形がドロップされていないとき（Ｓ２０４：ＮＯ）は、三角形がドロップされるまで待機し、三角形がドロップされたとき（Ｓ２０４：ＹＥＳ）は、Ｓ２０５へ移行する。

ここで、表示装置１３上にドロップされる三角形について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態における生産計画作成装置において、生産を表す三角形のプロパティについて説明する図である。表示装置１３上に三角形がドロップされた場合、図６に示すように、時間軸（横軸）方向の位置は、左端の座標が基準となり、表示装置１３上に形成された三角形の形状は以下に示すデフォルトのプロパティで決定される。

図６において、時間軸（横軸）の１目盛りは１時間、生産量軸（縦軸）の１目盛りは１００個としている。図６に示すプロパティとしては、生産レート（又は消費レート）６１は６０個／時間、生産量（又は消費量）６２は３００個とされており、生産時間は、生産レート６０個／時間と生産量３００個とから、５時間と計算される。

なお、横軸（ｘ軸）の１目盛りは１時間を表し、縦軸（ｙ軸）の１目盛は、１００個を表している（Ｓ２０５）が、横軸（ｘ軸）、縦軸（ｙ軸）のスケール（１目盛り当たりの時間、生産量）は後から自由に変えることが可能である。

図２に戻り、Ｓ２０５において、生産開始時刻、生産時間、消費時間、及び終了時間の計算がなされると、計算された三角形の座標と形状に従い、表示装置４３に三角形が表示される（Ｓ２０６）と共に、生産名「ＰＡ１」と名前が付けられる。

次に、生産工程の時間的な関係を表すために、任意の三角形から、異なる三角形にスケジューリングするために結線７０１を接続する。図７は、本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線について説明する図である。任意の三角形に対し、時間的に上流となる三角形には結線７０１の矢尻（結線先７０３）とは反対側の結線元７０２を接続する。結線元７０２は、三角形の左端又は右端に接続することができる。図２に戻り、Ｓ２０７では結線元７０２が接続されるが、図７の場合、結線元７０２は、三角形の右端に接続されている。

図７に示した時点では、三角形の形状は図６に示したデフォルトのプロパティのままであるので、実際の生産計画に変更するために、図３のＳ３０１においては、プロパティの入力画面を表示装置１３（図１）に表示した状態で待機する。また、三角形に生産計画のスケジューリングのための結線７０１の矢尻部分（結線先７０３）が接続されるのを待機する。

図３のＳ３０２において、結線先７０３が三角形に接続された場合には、図８又は図１１に示すように生産開始時刻の座標８１、又は消費開始時刻の座標１２１が再計算される。図８は、本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線先が右上がりの三角形に接続された場合について説明する図であり、図１１は、本発明の実施形態における生産計画作成装置において、結線先が右下がりの三角形に接続された場合について説明する図である。

図３のＳ３０２において、図６に示した生産レート６１、生産量６２のプロパティが変更されたか否か、又は結線先を受けたか、受けている結線が動いた否かが判断される。

Ｓ３０２において、生産レート、生産量に変更があったとき（Ｓ３０２：ＹＥＳ）は、Ｓ３０３へ移行し、結線先を受けた三角形が右上がりであるか否かが判断され、結線先７０３が右上がりの三角形に接続されたとき（Ｓ３０３：ＹＥＳ）は、Ｓ３０５へ移行し、図８に示すように開始時刻の座標８１が再計算される。他方、結線先が右下がりの三角形に接続されたとき（Ｓ３０３：ＮＯ）は、Ｓ３０４へ移行し、右下がりの三角形のプロパティ（消費レートと消費量）は無効となり、図１１に示すように結線元７０２が接続されている右上がりの生産レートを消費レートが参照し、生産量を消費量が参照する。

つまり、生産レート６１、生産量６２の各プロパティが変更された場合には（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、右上がりの三角形であるならば生産時間が計算され、右下がりの三角形であるならば消費時間が計算され、終了時刻が再計算される（Ｓ３０５）のであるが、右下がりの三角形が、関連する右上がりの三角形を参照することにより、生産計画を編集する場合には、右上がりの三角形のプロパティを変えるだけで右下がりの三角形の形状が自動的に変化し、効率よく生産計画の立案が可能となる（Ｓ３０６）。

そして、Ｓ３０６では、これらの計算結果に基づいて三角形の形状が変更されたり、三角形が移動されたりして再表示される。また、Ｓ３０２において、生産レート、生産量に変更がないとき（Ｓ３０２：ＮＯ）は、変化があるまで待機する。

Ｓ３０７では、Ｓ３０６の処理において三角形の形状が変更したり移動したりすることにより、三角形から出ている結線元が接続されている結線の座標が変わったか否かが判断される。結線の座標が変わったと判断されたとき（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）は、Ｓ３０８へ移行し、結線を移動させると共に移動先に結線が表示される。そして、結線が移動した場合、Ｓ３０２へ戻り、結線先が繋がれている下流側に三角形がある場合には、最下流の三角形に移動するまで、三角形の移動と表示が繰り返される。

最下流の三角形の移動と表示が終了し、Ｓ３０７において、結線の座標が変わっていないと判断されたとき（Ｓ３０７：ＮＯ）はループを抜け出し、図４のＳ４０１へ移行し、図９に示すように設備Ａの中間生産品について積み上げがなされ、積算と表示が行われる。図９は、本発明の実施形態における生産計画作成装置において、中間生産品を積算した場合について説明する図である。

図９において、設備Ａで生産された中間生産品を使用して、設備Ｂでは次工程の生産が行われる。設備Ａの中間生産品（ストックヤードＡ）は、設備Ａで生産が行われる度毎に、所定の生産量が生産された分（設備Ａの生産欄における三角形の高さに相当する分）だけ増加される。そして、設備Ｂで消費される分（設備Ｂの消費欄における三角形の高さに相当する分）だけ減少される。

同様に、設備Ｂで生産された中間生産品を使用して、設備Ｃでは次工程の生産が行われる。設備Ｂの中間生産品（ストックヤードＢ）は、設備Ｂで生産が行われる度毎に、所定の生産量が生産された分（設備Ｂの生産欄における三角形の高さに相当する分）だけ増加される。そして、設備Ｃで消費される分（設備Ｃの消費欄における三角形の高さに相当する分）だけ減少される。

すなわち、設備Ａで生産される中間生産品の量と設備Ｂで消費される当該中間生産品の量、及び設備Ｂで生産される中間生産品の量と設備Ｃで消費される当該中間生産品の量とは、それぞれがバランスを維持するよう、図示しない生産計画立案のための演算手段により調整されるのである。

図４に戻り、生産計画を完成させるために、Ｓ４０２において、追加の三角形があるか否かが判断される。追加の三角形があると判断されたとき（Ｓ４０２：ＹＥＳ）は、図２のＡの位置に戻り（Ｓ２０４）、生産に関するものであれば右上がりの三角形が、消費に関するものであれば右下がりの三角形が、それぞれドロップされる。

追加の三角形がないと判断されたとき（Ｓ４０２：ＮＯ）は、Ｓ４０３において、プロパティや結線の変更があるか否か、すなわち、中間生産品の在庫量に問題が無いかどうかが判断され、プロパティや結線の変更があると判断されたとき（Ｓ４０３：ＹＥＳ）は、プロパティや結線に関する変更のため、図３のＢの位置に戻り（Ｓ３０２）、変更がなされる。プロパティや結線の変更がないと判断されたとき（Ｓ４０３：ＮＯ）は、処理を終了する。

なお、上記説明した本発明の実施形態では、ＰＣ１１の表示装置１３に時間、生産量、及び中間生産品について表示させるようにしているが、この表示形態に限定されることなく、プリンタ等の画像形成装置により時間、生産量、及び中間生産品のイメージ画像を印刷させても同様の効果が得られることはいうまでもない。

また、上述した生産計画立案のためのプログラムは、図１に示したＰＣ１１のＨＤＤ（Hard Disk Drive）に予め書き込んでおいても良く、図１０に示すようなＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等の記録媒体１００に予め書き込んでおき、ＰＣ１１のディスクドライブに装着して計画立案のために使用しても良い。図１０は、本発明の他の実施形態における生産計画作成装置の全体構成を模式的に表す外観図である。

さらに、上述した本発明の実施形態では、サーバ１４から、ネットワーク１５を経由して生産計画立案に必要な情報を読み込んでいるが、サーバからではなく、ネットワークに繋げられた他のＰＣから読み込んでもでも良く、また、ローカルのコンピュータから読み込んでも構わない。

そして、本発明の実施形態では、生産計画を一から作成することを前提とした立案手順を示したが、図４まで処理が終了し、立案された生産計画の複数パターンを予めサーバ１４に格納しておき、新たな生産計画を立案する際に、その生産計画に一番相応しい生産計画のパターンを呼び出し、プロパティや結線の変更から編集する（図４のＳ４０３の処理からからＢ（図３のＳ３０２）の処理へ移行する）生産計画の立案を行うようにしても構わない。

また、図２から図４に示した本発明の実施形態におけるフローチャートに係る動作は、コンピュータ上のプログラムに実行させることができる。すなわち、ＰＣ１１（図１）の動作を制御する図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体に格納されたプログラムをロードし、プログラムの処理ステップが順次実行されることによって行われる。

以上説明してきたように、本発明によれば、設備の稼動状況と、稼動状況に応じて変化する中間生産物の増減と、ストックヤードに一時保管されている中間生産物を生産設備で消費しながら生産していく過程とを、同時に表示させながら生産計画を立てることになるため、効率良く生産計画を立案することができるのである。

以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。

１１ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１２ 入力装置
１３ 表示装置
１４ サーバ
１５ ネットワーク
１００ 記録媒体
６１ 生産レート
６２ 生産量
７０１ 結線
７０２ 結線元
７０３ 結線先（矢尻）
８１ 開始時刻の座標

特開平１１−１９１１２３号公報

Claims (7)

1. 設備稼働による生産量と消費量とを、時刻をパラメータとして立案する生産計画作成装置であって、
   第１の時刻の経過に応じて中間生産物を生産する生産手段と、
   前記第１の時刻の経過後の第２の時刻の経過に応じて前記中間生産物を消費する消費手段と、
   前記中間生産物の生産量と消費量とに基づいて、前記生産手段による生産量と前記消費手段による消費量とを算出する算出手段と、
   を含むことを特徴とする生産計画作成装置。
2. 前記中間生産物が、不足しているか否かを判断する判断手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の生産計画作成装置。
3. 前記立案に必要な情報は、ネットワークを介して接続されたサーバから取り込まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の生産計画作成装置。
4. 前記サーバは、前記立案された生産計画の複数パターンを予め格納しておき、新たな生産計画が立案されるとき、前記格納された複数パターンの生産計画の中から最も相応しい生産計画が取り込まれることを特徴とする請求項３に記載の生産計画作成装置。
5. 前記立案に必要な情報は、前記情報が格納された記録媒体から取り込まれることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の生産計画作成装置。
6. 設備稼働による生産量と消費量とを、時刻をパラメータとして立案する生産計画作成方法であって、
   生産手段が、第１の時刻の経過に応じて中間生産物を生産する工程と、
   消費手段が、前記第１の時刻の経過後の第２の時刻の経過に応じて前記中間生産物を消費する工程と、
   算出手段が、前記中間生産物の生産量と消費量とに基づいて、前記生産する工程による生産量と前記消費する工程による消費量とを算出する工程と、
   を含むことを特徴とする生産計画作成方法。
7. 設備稼働による生産量と消費量とを、時刻をパラメータとして立案する生産計画作成装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
   生産手段が、第１の時刻の経過に応じて中間生産物を生産する処理と、
   消費手段が、前記第１の時刻の経過後の第２の時刻の経過に応じて前記中間生産物を消費する処理と、
   算出手段が、前記中間生産物の生産量と消費量とに基づいて、前記生産する処理による生産量と前記消費する処理による消費量とを算出する処理と、
   を含むことを特徴とするプログラム。

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