JP2015032200A - 仕掛量算出装置、仕掛量算出方法、及び、仕掛量算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の製品を複数工程で生産する場合の、設備ごとの必要最小限度の仕掛量を求めることを目的とする。【解決手段】仕掛量算出装置は、設備において処理する製品の計画数量、１製品の処理時間、設備の稼働可能時間、及び、１製品の処理時間のバラツキの度合いを示すバラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出し、前記計画数量と、算出された前記予測数量とに基づいて、設備ごとの仕掛量を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、多品種製品を製造する場合の生産管理技術に関し、特に、設備の仕掛量に関する。

モノを生産する工場において、物流の効率化や健全なキャッシュフローを実現するためにも、極力仕掛や在庫を減らす事が望ましい。

しかし、設備トラブルや、受注リードタイムが製造リードタイムよりも短い場合などに、納期を遵守するためには、ある程度の仕掛を保有する必要がある。また、生産ライン内の各設備の能力が平準化されていない場合にも、仕掛を保有する事で対処される。

例えば鉄鋼・銅板・アルミ板等の素材系の生産ラインでは、各設備での作業が人手によるものが多く、同一のものを処理する際にも作業時間にばらつきが生じる。そのため、理想的なスケジュールが立案されたとしても、実際の操業では、ある設備での作業時間がばらつく事で次工程への物の供給が遅れ、結果として納期遅れを引き起こす可能性がある。このような納期遅れを起こさないためにも、仕掛を保有する必要がある。

しかし、仕掛を多く保有することは、その保管にコストがかかり、また、受注されなければ損失ともなり得ることから、仕掛量はできるだけ少ないことが望まれる。

そこで、工場での適切な仕掛量（在庫量）を算出する技術が提案されている。例えば、納入期限日と納入日実績の差分から工場全体の適正在庫日数を算出し、工場の状態を監視し適切な投入量を設定する事で、短リードタイム生産と低在庫を図る技術である（特許文献１参照）。

特開２０１１−１２３９１２号公報

しかし、上述の技術では、工場全体での製造のバラツキについて考慮しているため、注文が同一工程を通る際には、生産計画を達成できるが、異なる注文が異なる通過工程を通るなど複数種類の製品を生産する場合には、投入量を増やしたとしても、保有する在庫量によっては、或る設備では処理計画が未達となる可能性があり、生産計画が達成できない状況が発生し得る。

そこで、本発明は、複数種類の製品を複数工程（設備）で生産する場合の、設備ごとの必要最小限度の仕掛量を求めることを目的とする。

本発明にかかる一態様では、仕掛量算出装置は、複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出する仕掛量算出装置であって、前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段と、前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測手段と、前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出手段とを備えることを特徴とする。

そして、本発明の他の一態様に係る仕掛量算出方法は、複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出し、前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段とを有する仕掛量算出装置で用いられる仕掛量算出方法であって、前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測ステップと、前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測ステップで算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出ステップとを備えることを特徴とする。

そして、本発明の他の一態様に係る仕掛量算出プログラムは、複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出する仕掛量算出装置で用いられる仕掛量算出プログラムであって、前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段と、前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測手段と、前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

このような構成の仕掛量算出装置、仕掛量算出方法、及び、仕掛量算出プログラムは、設備ごとの処理時間のバラツキ度合いを考慮して仕掛量を算出するので、各設備において生産計画を達成するために必要最小限の仕掛量を算出する事が可能となる。

また、上述の仕掛量算出装置において、前記仕掛算出手段は、或る設備の前記計画数量と、当該或る設備に対し前記処理の順番で前の設備の前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とから、当該或る設備の仕掛量を算出することが好ましい。

この構成によれば、上工程の設備からの供給量を考慮して仕掛量を算出するので、より現実的な必要最小限度の仕掛量を算出することが可能となる。

また、上述の仕掛量算出装置において、前記設備の前記計画数量、前記処理時間、及び、前記稼働可能時間に基づいて、当該設備が当該計画数量より多く生産可能な数量である余裕数量を算出する余裕量予測手段を、更に備え、前記仕掛算出手段は、算出した前記或る設備の仕掛量から、前記或る設備に対し前記処理の順番で後の設備の前記余裕量予測手段により算出された前記余裕数量を減算した仕掛量を、当該或る設備の新たな仕掛量とすることが好ましい。

この構成によれば、下工程の設備の余力を考慮して仕掛量を算出するので、より必要最小限度の仕掛量を算出することが可能となる。

また、上述の仕掛量算出装置において、前記処理時間のバラツキ度合いは、正規分布で表現されることが好ましい。

この構成によれば、設備が供給できる製品の予測数量を、処理時間のバラツキ度合いを示す正規分布に従って算出するので、より正確に予測数量を算出することができ、結果として、より正確な仕掛量を算出することが可能となる。

本発明にかかる仕掛量算出装置は、複数種類の製品を複数工程（設備）で生産する場合の、設備ごとの必要最小限度の仕掛量を求めることができる。

実施形態における仕掛量算出装置の機能的構成を示すブロック図である。 生産ラインを説明するための図である。 図１に示す仕掛量算出装置における設備情報テーブルの構成及び内容の例を示す図である。 図１に示す仕掛量算出装置における設備情報テーブルの構成及び内容の例を示す図である。 図１に示す仕掛量算出装置における期間計画情報テーブルの構成及び内容の例を示す図である。 仕掛量の算出方法を説明するための表である。 仕掛量の算出方法を説明するための図である。 仕掛量算出処理のフローチャートである。

＜実施形態＞
＜概要＞
多品種多工程の製品を、製造する工場全体の生産スケジュールは、納期を遵守するのはもちろん、工場全体の生産性を最大化するものであることが望まれる。このような生産ラインとしては、例えば鉄鋼・銅板・アルミ板等の素材系工場の生産ラインが挙げられる。

このような生産ラインでは、各設備（工程）での処理時間のばらつきが大きくなる場合があり、各設備で必要とする生産計画量を達成するためには、仕掛量を保有しておく必要がある。

実施形態の仕掛量算出装置では、生産計画量を達成するための、各設備ごとに保有すべき必要最小限度の仕掛量を算出する。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。

＜構成＞
図１は、仕掛量算出装置１０００の機能ブロックの構成を示す図である。

仕掛量算出装置１０００は、仕掛量算出制御部１００１、入力部１００２、及び、出力部１００３を備えて構成される。

入力部１００２は、仕掛量を算出するプログラム等を起動するコマンド等の各種コマンド、及び、仕掛量の算出等を行う上で必要な各種データを仕掛量算出装置１０００に入力する機器である。例えば、キーボードやマウス等である。

出力部１００３は、入力部１００２から入力されたコマンドやデータ、及び、仕掛量算出装置１０００によって算出された仕掛量を出力（提示）する機器である。例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、及び、プラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。

仕掛量算出制御部１００１は、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路等を備えて構成され、機能的に、必要負荷時間算出部１１００、許容材欠時間算出部１２００、処理量バラツキ算出部１３００、必要仕掛算出部１４００、及び、マスタ情報記憶部１５００を備え、制御プログラムに従い入力部１００２、及び、出力部１００３を当該機能に応じてそれぞれ制御する。尚、仕掛量算出制御部１００１内の矢印は、機能ブロック間の主なデータの流れを表す。

必要負荷時間算出部１１００は、各設備の計画期間における必要負荷時間、つまり、計画通りの生産を行う場合の処理時間（以下、「必要負荷時間」という。）を算出する。必要負荷時間は、対象とする生産計画と１製品を処理する標準的な処理時間とから算出する。

許容材欠時間算出部１２００は、各設備が処理をしなくても良い計画期間内の時間(以下、「許容材欠時間」という。)を算出する。許容材欠時間は、設備が計画期間内に稼働出来る時間と、対象とする生産計画と、必要負荷時間とから算出する。

処理量バラツキ算出部１３００は、各設備の処理時間のバラツキを計算する。必要処理時間のバラツキは、設備の必要負荷時間と、製品を処理する処理時間のバラツキとから算出する。また、処理量バラツキ算出部１３００は、各設備の処理量、すなわち、下工程に供給できる製品の数（予測数量）を算出する。

必要仕掛算出部１４００は、各設備の生産計画を達成するための必要仕掛量を計算する。設備の必要仕掛量は、設備の処理時間のバラツキと、許容材欠時間とから、処理時間のバラツキを考慮したうえで算出する。必要仕掛算出部１４００は、上工程供給算出部１４１０、及び、下工程余力算出部１４２０を備え、上工程供給算出部１４１０は、上工程の設備が供給可能な製品量を予測し、下工程余力算出部１４２０は、下工程の設備の余力処理個数、つまり、生産計画以外に処理できるであろう製品の個数を予測する。必要仕掛算出部１４００が、必要仕掛量を算出する方法については、＜必要仕掛量の求め方＞の項で説明する。

マスタ情報記憶部１５００は、対象となる生産計画、設備の稼働可能時間等、各設備の必要仕掛量を算出する為に必要なデータを記憶している。マスタ情報記憶部１５００は、記憶されているデータの用途に応じて、例えば、仕掛量算出装置１０００のいわゆるワーキングメモリとなるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）や書換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性の記憶素子、ハードディスク等により構成される。 また、仕掛量算出装置１０００は、ユーザから入力部１００２を介して入力されたコマンドに応じて、マスタ情報記憶部１５００に記憶されている生産計画等の内容を出力部１００３に表示させたり、入力部１００２を介して設備情報等の内容を作成、修正等を行う機能も有している。

このような構成の仕掛量算出装置１０００は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成可能であり、ハードディスク等の記憶部に格納されている仕掛量算出方法をプログラムしたソフトウェアを実行することによって上述の必要負荷時間算出部１１００等がコンピュータに機能的に構成される。尚、コンピュータには、図１に示す他の機能部のうちの１または複数が構成されてもよい。

仕掛量算出方法等をプログラムしたプログラムが仕掛量算出装置１０００のハードディスク等の記憶部に格納されていない場合には、これらを記録した記録媒体から外部記憶部を介して仕掛量算出装置１０００内の記憶部にインストールされるように構成してもよく、また、これらプログラムを管理するサーバ（不図示）からネットワーク及び通信インタフェース部を介して各プログラムがダウンロードされるように構成してもよい。また、マスタ情報記憶部１５００に記憶されているデータは、このデータを記憶した記録媒体によって外部記憶部を介して仕掛量算出装置１０００に入力されるように構成してもよく、また、ユーザからネットワーク及び通信インタフェース部を介して仕掛量算出装置１０００に入力されるように構成してもよい。

＜仕掛量算出処理の対象＞
ここで、仕掛量算出装置１０００が、仕掛量を算出する対象例について説明する。以下、この対象例について仕掛量を算出する場合を説明する。

＜対象工程＞
実施形態では、複数種類の製品が、それぞれ複数工程を経て生産されるものとし、１工程に１設備が割り当てられているものとする。

図２は、生産ライン全体の設備のうちの一部の設備、つまり、設備Ａ、設備Ｂ、設備Ｃ、設備Ｘ、及び、設備Ｙを記載している。以下、設備Ｘの仕掛量を算出する場合を例に説明する。尚、図２において、製品の設備Ｘへ供給及び設備Ｘからの供給を実線矢印で示し、他は破線矢印で示している。設備Ｘの仕掛量を算出するのと同様に、他の設備の仕掛量を算出することが可能である。

設備Ｘには、設備Ａと設備Ｂとから、それぞれ異なる製品α、製品βが供給される。設備Ａは、設備Ｃに製品γを供給し、設備Ｘには製品αを供給する。また、設備Ｂは、設備Ｘにのみ製品βを供給する。そして、設備Ｘは、製品αと製品βとを設備Ｙに供給する。

＜対象生産計画＞
実施形態では、各設備の処理計画は、平準化されているとし、毎日、同一量の処理量を処理する計画とする。図２に示すように、設備Ａは、設備Ｃ向けに製品γを１日に４個処理し、設備Ｘ向けに製品αを１日に６個処理する。設備Ｂは、設備Ｘ向けに製品βを１日に６個処理する。設備Ｘは、製品αを１日に６個と製品βを１日に１０個処理する計画とする。また、この生産ライン全体で１０日の間に製品αを６０個、製品βを１００個生産する計画とする。

また、今回の生産計画においては、各設備は計画通りに処理するものとし、目の前に仕掛があり、且つ、処理が可能な時間があったとしても、計画通りの個数しか処理しないものとする。

尚、生産計画は平準化されていなくても良く、また従来技術によって立案したものでもよく、各設備での一日の製品毎の処理量と計画期間での最終製品の生産量が決定されていればよい。

図４に、設備計画情報テーブル１５２０の構成及び内容の例を示し、図５に、期間計画情報テーブル１５３０の構成及び内容の例を示す。設備計画情報テーブル１５２０及び期間計画情報テーブル１５３０は、マスタ情報記憶部１５００に予め記憶されているものとする。

設備計画情報テーブル１５２０は、設備ＩＤ１５２１、製品ＩＤ１５２２、及び、処理量１５２３を有する。

設備ＩＤ１５２１は、複数の設備のうち、ある設備を特定し区別するための識別子、例えば、Ａ、Ｂ等を示す。尚、実施形態では、設備の名称Ａ、Ｂ等を用いるものとするが、各設備を識別できるものであればよい。

製品ＩＤ１５２２は、設備ＩＤ１５２１で示す設備が処理する製品の識別子、例えば、α、γ等を示す。

処理量１５２３は、設備ＩＤ１５２１で示される設備において、１日に処理する製品の量（個数）を示す。

例えば、設備ＩＤ１５２１として「Ａ」が設定され、製品ＩＤ１５２２として「α」が設定されたレコードには、処理量１５２３として「６」が設定されているので、設備Ａでは、製品αを１日に６個処理する計画であることが分かる。

期間計画情報テーブル１５３０は、計画期間１５３１、製品ＩＤ１５３２、及び、生産量１５３３を有する。

計画期間１５３１は、生産計画の全体の期間を示す。単位は日である。

製品ＩＤ１５３２は、計画期間１５３１で示す生産期間で生産する製品の識別子、例えば、α、γ等を示す。

生産量１５３３は、計画期間１５３１で示す生産期間に、製品ＩＤ１５３２で示される製品を生産する量（個数）を示す。

例えば、計画期間１５３１として「１０」が設定され、製品ＩＤ１５３２として「α」が設定されたレコードには、生産量１５３３として「６０」が設定されているので、１０日間で、製品αを６０個生産する計画であることが分かる。

＜操業制約＞
実施形態では、各設備につき、以下のような操業制約を課すものとする。設備Ｘでは、製品α、製品βを処理する際に、１個につき１時間の処理時間を必要とし、設備Ａでは、製品α、製品γを処理する際に、１個につき１．５時間の処理時間を必要とし、設備Ｂでは、製品βを処理する際に、１個につき１．５時間の処理時間を必要とする。

また、設備Ｘは、一日に１８時間設備を稼働する事が可能であり、設備Ａ及び設備Ｂは、それぞれ一日に１６時間設備を稼働する事が可能とする。

また、設備Ａは製品１個を処理するに当たり、平均０、分散８１の正規分布に従い、処理時間がばらつくとし、設備Ｂは製品１個を処理するに当たり、平均０、分散１８２．２５の正規分布に従い、処理時間がばらつくとし、設備Ｘは、製品１個を処理するに当たり、平均０、分散３６の正規分布に従い、処理時間がばらつくとする。

これらの設備ごとの処理時間、バラツキ度合い等は、経験上から人手で値を設定しても、操業実績から自動的に計算するなど方法は問わない。

図３に、設備情報テーブル１５１０の構成及び内容の例を示す。設備情報テーブル１５１０は、マスタ情報記憶部１５００に予め記憶されているものとする。

設備情報テーブル１５１０は、設備ＩＤ１５１１、標準処理時間１５１２、稼働可能時間１５１３、平均１５１４、及び、分散１５１５を有する。

設備ＩＤ１５１１は、複数の設備のうち、ある設備を特定し区別するための識別子、例えば、Ａ、Ｂ等を示す。

標準処理時間１５１２は、設備ＩＤ１５１１が示す設備において、１個の製品を処理する標準的な処理時間を示す。単位は、時間である。尚、実施形態では、製品の種類、例えば、製品αと製品βとは同じ処理時間としているが、製品に応じて異なってもよい。

稼働可能時間１５１３は、設備ＩＤ１５１１が示す設備が、１日に稼働できる時間（期間）を示す。単位は、時間である。

平均１５１４、及び、分散１５１５は、設備ＩＤ１５１１が示す設備で製品を処理する場合に、標準処理時間１５１２が示す処理時間のバラツキ度合いを示す正規分布の平均と分散を示す。単位は、分である。実施形態では、正規分布に従って処理時間がばらつくものとする。

例えば、設備ＩＤ１５１１として「Ａ」が設定されたレコードには、標準処理時間１５１２として「１．５」が設定され、稼働可能時間１５１３として「１６」が設定され、平均１５１４として「０」が設定され、分散１５１５として「８１」が設定されているので、設備Ａでは、１日に１６時間稼働が可能であり、製品１個の標準処理時間が１．５時間であり、この標準処理時間は、平均０、分散８１の正規分布に従ってばらつくことが分かる。

＜設備Ｘの仕掛量の算出方法＞
次に、設備Ｘの仕掛量の算出方法について、図２、図６及び図７を用いて説明する。

図２に示すような生産ラインにおいて、設備Ｘの上工程の設備Ａ、Ｂから、予定通りの個数が供給されれば、仕掛量は０（ゼロ）でも良いことになる。しかし、設備Ａ及び設備Ｂでは、処理時間にそれぞれ一定のバラツキが生じることから、供給される製品の個数がばらつくことになり、予定通りの個数が供給されない可能性がある。そこで、実施形態の仕掛量算出装置１０００は、供給される製品個数の確率を考慮して仕掛量を算出する。

まず、上工程からの供給のバラツキとして、設備Ａは４７．７％の確率で、１０個の製品を処理するために１８時間が必要とされる（図３：設備情報テーブル１５１０参照）。詳細には、分散σ^２が８１分であることから、０〜２σの範囲、すなわち、４７．７％の確率で、１つの製品の処理時間が（１．５時間）から（１．５時間＋１８分）の間となる。尚、σは、バラツキ分布の標準偏差を表す。従って、標準処理時間であれば１５時間で処理できるところが、４７．７％の確率で１８時間かかることになる。

また、例えば、設備Ｘについては、一日当たり１６時間の計画に対して、処理時間のバラツキは平均０、分散３６の正規分布に従う事から、３４．１％の確率で１６時間〜１７．６時間、１３．６％の確率で１７．６時間〜１９．２時間、３４．１％の確率で１４．４時間、１３．６％の確率で１２．８時間の範囲で処理時間がばらつくことになる。

ここで、設備Ａの製品の供給量を予測する場合を考える。設備Ａの稼働可能時間は１６時間のため、２時間の処理時間が足りない。ここで、この２時間分の処理が製品αを予定していたものとする。とすると、設備Ｘへ製品αの供給は４７．７％の確率で、４個〜６個の間でばらつくことになる（図７参照）。

同様に設備Ｂについても計算すると、４７．７％の確率で、８個〜１０個の間でばらつくことになる。

ここで、図６に計算表１９００を示す。計算表１９００は、設備Ａでの処理時間バラツキ１９０１、設備Ｂでの処理時間バラツキ１９０２、発生確率１９０３、設備Ｘへの供給量のバラツキ１９０４、及び、状態１９０５で構成される。

設備Ａでの処理時間バラツキ１９０１は、設備Ａにおける１個の製品の処理時間のバラツキを示す。つまり、「０〜−２σの範囲」では、４７．７％の確率で、設備Ｘに製品αを６個供給できることを示し、「０〜２σの範囲」では、４７．７％の確率で、設備Ｘに製品αを４個〜６個供給できることを示す。また、「−２σ以下の範囲」では、３．３％の確率で、設備Ｘに製品αを６個供給できることを示し、「２σ以上の範囲」では、３．３％の確率で、設備Ｘに製品αを−２個以下、すなわち、４個以下の個数供給できることを示す。

また、設備Ｂでの処理時間バラツキ１９０２は、設備Ａと同様に、設備Ｂにおける１個の製品の処理時間のバラツキを示す。例えば、「０〜２σの範囲」では、４７．７％の確率で、設備Ｘに製品βを８個〜１０個供給できることを示すなどである。

発生確率１９０３は、設備Ａでの処理時間バラツキ１９０１と設備Ｂでの処理時間バラツキ１９０２とが同時に発生する確率を示す。

設備Ｘへの供給量のバラツキ１９０４は、発生確率１９０３が示す確率での、設備Ｘへの供給量のバラツキの範囲を示す。

状態１９０５とは、設備Ｘへの供給量のバラツキ１９０４の状態を示し、「○」は設備Ｘに予定通りの個数が供給されることを示し、「△」は、１２個〜１６個が供給されることを示し、「×」は、１２個以下が供給される可能性があることを示す。

計算表１９００を参照すると、設備Ｘへの製品α及び製品βの供給は、状態１９０５が「△」の発生確率１９０３を合計した値である約７０％の確率で１２個〜１６個の間でばらつく。また、状態１９０５が「○」の発生確率１９０３を合計した値である約２５%の確率で、予定量が供給される。状態１９０５が「×」の発生確率１９０３を合計した値である残り約５%の確率で１２個以下となる。

ここで、確率９５%までの事象に備え、常に下工程である設備Ｙに、製品α６個、製品β１０個の計１６個の予定量を供給する場合には、上工程である設備Ａ、Ｂからの供給バラツキを吸収するために、設備Ｘは製品α２個、製品β２個の計４個の仕掛を常に備えておけばよいことになる。

次に、設備の余力における仕掛保有量を考える。設備Ｘは１日あたり２時間の余裕がある。そのため、ある日の処理量が計画量に達しない場合でも、翌日以降にその分を取り返す事は可能である。そのため、設備Ｘのみで考えれば、必要仕掛量は計４個よりも少なくてもよいと考えることができる。しかし、設備Ｘの下工程の設備Ｙに余力が無い場合には、設備Ｘの処理量が計画未達となれば、その余波を受け、下工程の処理量が計画未達となる。その未達分は、取り返す事が出来ず、生産計画そのものが達成できなくなる。

従って、下工程の余力を考慮に入れて、設備Ｘの仕掛量を算出するのが望ましい。そこで、設備Ｘで処理する注文の下工程の設備について、以下の式（１）を用いて余裕処理個数を算出する。余剰処理個数は余分に処理可能な個数（整数）である。従って、右式の割り算の商が代入される。
余裕処理個数＝余裕時間÷処理時間 ・・・（１）
例えば、余裕時間が２時間で、処理時間が１．５時間の場合は、余裕処理個数は１個となる。

そして、下工程が複数ある場合には、それぞれの余裕処理個数を算出し、算出した余裕処理個数のうちの最小値を、上工程の処理量のバラツキから計算した仕掛量から減算した値を、設備Ｘでの適正仕掛量とする。つまり、下工程に、余裕が無い工程が１つでもある場合には、設備Ｘの適正仕掛量は、上工程の処理量のバラツキから計算した仕掛量となる。

例えば、図７に示すように、設備Ｙの１日の余裕処理個数が、製品α１個、製品β１個であるとした場合には、設備Ｘの仕掛量は、製品α１個、製品β１個の計２個となる。

このように各設備の仕掛量を、処理時間のバラツキを基に計算する事で、必要最小限の仕掛量を計算する事が可能となる。

＜動作＞
以下、仕掛量算出装置１０００の動作について、図８を用いて説明する。

図８は、仕掛量算出装置１０００の仕掛量算出処理のフローチャートである。以下、フローチャートに従い、処理の詳細を説明する。

ユーザは、入力部１００２を介して仕掛量の算出を指示するコマンドを入力する。尚、マスタ情報記憶部１５００には、必要なデータが記憶されているものとする。

仕掛量算出制御部１００１は、仕掛量の算出を指示するコマンドが入力された旨の通知を受けると、マスタ情報記憶部１５００から、設備情報テーブル１５１０等の必要な情報を作業領域に読み出し（ステップＳ１０）、必要負荷時間算出部１１００に必要負荷時間の算出を指示する。

指示を受けた必要負荷時間算出部１１００は、全設備の必要負荷時間を算出する（ステップＳ１１）。例えば、設備Ｘの必要負荷時間を算出する場合、必要負荷時間算出部１１００は、期間計画情報テーブル１５３０（図５参照）から、製品ＩＤ１５３２として「α」が設定されているレコードに生産量１５３３として設定されている「６０」を読み出し、また、製品ＩＤ１５３２として「β」が設定されているレコードに生産量１５３３として設定されている「１００」を読み出す。更に、必要負荷時間算出部１１００は、設備情報テーブル１５１０から設備ＩＤ１５１１として「Ｘ」が設定されているレコードに標準処理時間１５１２として設定されている「１」を読み出す。すなわち、設備Ｘは、計画期間中に、製品αを６０個、製品βを１００個処理する必要があり、１製品の処理時間は１時間である。従って、必要負荷時間算出部１１００は、（６０＋１００）×１＝１６０時間を、設備Ｘの必要負荷時間として算出する。

次に、許容材欠時間算出部１２００は、全設備の稼働可能時間を算出する（ステップＳ１２）。例えば、設備Ｘの稼働可能時間を算出する場合、期間計画情報テーブル１５３０（図５参照）から計画期間１５３１として設定されている期間「１０」を読み出し、また、設備情報テーブル１５１０から設備ＩＤ１５１１として「Ｘ」が設定されているレコードに稼働可能時間１５１３として設定されている「１８」を読み出す。そして、必要負荷時間算出部１１００は、読み出した期間「１０」と「１８」とを掛けて、計画期間１０日間での稼働可能時間として１８０時間を算出する。

次に、許容材欠時間算出部１２００は、全設備の許容材欠時間を算出する（ステップＳ１３）。例えば、設備Ｘの許容材欠時間を算出する場合、算出した設備Ｘの稼働可能時間「１８０時間」から、必要負荷時間算出部１１００が算出した設備Ｘの必要負荷時間「１６０時間」を減算して、許容材欠時間として２０時間を算出する。

次に、処理量バラツキ算出部１３００は、全設備の供給量のバラツキを算出する（ステップＳ１４）。詳細には、上述の＜設備Ｘの仕掛量の算出方法＞の項で説明したように、各設備について、「０〜２σの範囲」、「０〜−２σの範囲」、「２σ以上の範囲」、及び、「−２σ以下の範囲」における、下流工程の設備への製品の供給量を算出する。例えば、設備Ａの「０〜２σの範囲」においては、設備Ｘに製品αを６個供給でき、「０〜−２σの範囲」においては、設備Ｘに製品αを４個〜６個供給できるなどである。

次に、必要仕掛算出部１４００は、仕掛量を算出する設備（以下、「対象設備」という。）の上工程からの供給量を上工程供給算出部１４１０に依頼する。依頼を受けた上工程供給算出部１４１０は、上工程からの供給量を算出する（ステップＳ１５）。詳細には、上述の＜設備Ｘの仕掛量の算出方法＞の項で説明したように、設備Ｘへの製品α及び製品βの供給は、計算表１９００（図６参照）の状態１９０５が「△」の発生確率１９０３を合計した値である約７０％の確率での供給量、例えば、予定供給量が１６個ある場合に、１２個〜１６個の間で供給されることを算出する。尚、２５％の確率で予定供給量が供給される。

必要仕掛算出部１４００は、上工程供給算出部１４１０が算出した上工程からの供給量から、確率９５%までの事象に備え、上工程の設備からの供給バラツキを吸収するための仕掛量を算出する。例えば、必要仕掛算出部１４００は、上工程である設備Ａ、Ｂからの供給バラツキを吸収するために、設備Ｘの仕掛量として、製品α２個、製品β２個の計４個を算出する。

次に、必要仕掛算出部１４００は、対象設備の下工程における余裕処理個数の算出を下工程余力算出部１４２０に依頼する。依頼を受けた下工程余力算出部１４２０は、上述の式（１）を用いて余裕処理個数を算出する（ステップＳ１６）。

必要仕掛算出部１４００は、ステップＳ１５で求めた仕掛量から、ステップＳ１６で求めた余裕処理個数を減算して、対象設備の必要仕掛量を算出する（ステップＳ１７）。

すべての対象設備の仕掛量を算出していない場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、仕掛量算出制御部１００１は、ステップ１５からの処理を繰り返して対象設備の仕掛量を算出し、すべての対象設備の仕掛量を算出した場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）は、算出した仕掛量を出力部１００３に表示させ、処理を終了する。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

１０００ 仕掛量算出装置
１００１ 仕掛量算出制御部
１００２ 入力部
１００３ 出力部
１１００ 必要負荷時間算出部
１２００ 許容材欠時間算出部
１３００ 処理量バラツキ算出部（供給量予測手段）
１４００ 必要仕掛算出部
１４１０ 上工程供給算出部
１４２０ 下工程余力算出部
１５００ マスタ情報記憶部
１５１０ 設備情報テーブル
１５２０ 設備計画情報テーブル
１５３０ 期間計画情報テーブル

Claims (6)

1. 複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出する仕掛量算出装置であって、
   前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段と、
   前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、
   前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測手段と、
   前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出手段と
   を備えることを特徴とする仕掛量算出装置。
2. 前記仕掛算出手段は、或る設備の前記計画数量と、当該或る設備に対し前記処理の順番で前の設備の前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とから、当該或る設備の仕掛量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の仕掛量算出装置。
3. 前記設備の前記計画数量、前記処理時間、及び、前記稼働可能時間に基づいて、当該設備が当該計画数量より多く生産可能な数量である余裕数量を算出する余裕量予測手段を、更に備え、
   前記仕掛算出手段は、算出した前記或る設備の仕掛量から、前記或る設備に対し前記処理の順番で後の設備の前記余裕量予測手段により算出された前記余裕数量を減算した仕掛量を、当該或る設備の新たな仕掛量とする
   ことを特徴とする請求項２に記載の仕掛量算出装置。
4. 前記処理時間のバラツキ度合いは、正規分布で表現される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の仕掛量算出装置。
5. 複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出し、前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段とを有する仕掛量算出装置で用いられる仕掛量算出方法であって、
   前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測ステップと、
   前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測ステップで算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出ステップと
   を備えることを特徴とする仕掛量算出方法。
6. 複数設備によって順番に処理される製品を生産するための前記各設備の各仕掛量を算出する仕掛量算出装置で用いられる仕掛量算出プログラムであって、
   前記各設備において処理する製品の計画数量を記憶している計画記憶手段と、
   前記設備ごとに、１製品の処理を行う処理時間と、稼働が可能な時間である稼働可能時間と、前記処理時間のバラツキ度合いを示すバラツキ情報とを記憶している設備情報記憶手段と、
   前記設備の前記計画数量、前記処理時間、前記稼働可能時間、及び、前記バラツキ情報に基づいて、当該設備が供給する製品の予測数量を算出する供給量予測手段と、
   前記計画記憶手段に記憶されている計画数量と、前記供給量予測手段により算出された前記予測数量とに基づいて、前記設備ごとの前記仕掛量を算出する仕掛算出手段と
   してコンピュータを機能させることを特徴とする仕掛量算出プログラム。

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