JP2019008501A - 生産管理システムおよび生産管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用する。【解決手段】生産管理システムは、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、評価テーブルに、その工程評価値と、その総合評価値を設定し、算出された総合評価値に基づいて、受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定する。【選択図】 図１１

Description

本発明は、生産管理システムおよび生産管理方法に係り、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散して、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用するのに好適な生産管理システムおよび生産管理方法に関する。

昨今、経済情勢の変化や、金融危機、テロ、自然災害といったリスク事象など、サプライチェーン（ＳＣ）の変動要因が増加している。このようなサプライチェーンの変化に、フレキシブルに対応可能な生産システムの構築が急がれている。そのため、複数の工場・企業の生産リソースを接続し、バリューチェーンを最適化するクラウドマニュファクチャリングの考え方が生まれている。従来では、人（Ｍａｎ）、機械（Ｍａｃｈｉｎｅ）、材料（Ｍａｔｅｒｉａｌ）、工法（Ｍｅｔｈｏｄ）の４Ｍを自前で確保していたが、クラウドマニュファクチャリングのパラダイムによれば、必要な４Ｍリソースを必要に応じて、工場・企業間で融通し合うことが可能である。生産リソースを融通し合うことによって、従来製造業では大手が受注していた製品を、複数の中小企業があたかも１本の生産ライン（仮想的な生産ライン）を構成するように工程を構築することが可能である。クラウドマニュファクチャリングでは、複数の中小企業が一つの大きな生産のための複合体となる。したがって、クラウドマニュファクチャリングでは、中小企業同士が共生し合って、この複合体全体として運営をしていく必要がある。

以下、図１５を用いてクラウドマニュファクチャリングにおける仮想工場、仮想ラインの概念を説明する。

クラウドマニュファクチャリングでは、図１５に示されるように、複数の（実）工場を仮想工場と見立て、仮想工場として企画会社が需要者から製品を受注し、その製品製造に必要な工程を抽出して、それぞれの工程を仮想工場内の工場に割り当てて、一つの仮想ラインを構築する。それぞれの工場は、受け持った工程のみを担当して、次の工程を受け持つ工場へ製品や部品を渡していく。図１５では、工程１、工程２、工程３を含む仮想ラインＡと仮想ラインＢが定義され、仮想ラインＡでは、それらの工程を受け持つ工場が工場Ａ、工場Ｂ、工場Ｃであり、仮想ラインＢでは、それらの工程を受け持つ工場が工場Ｂ、工場Ｄ、工場Ｅであることを示している。また、図１５の下に記載されているのは、仮想ラインＡにおける実際の製造物の流れ（実線矢印）と仮想ラインＢにおける実際の製造物の流れ（破線矢印）である。

ここで課題として、仮想工場の中でどの工場のどのラインを採って仮想ラインを構築するのかという問題が発生する。特許文献１では、この問題に対して、サプライチェーン全体のリードタイム（ＬＴ）を最小化するための最適化方法を提案している。特許文献１では、購買オーダＰＯに対して、配送資源と生産資源を割当てることにより、最終的にサプライチェーン全体でＬＴ最小化を実現している。

特開２０１１−９６１４１号公報

特許文献１では、一つのサプライチェーンのみを対象としたものである。例えば、特許文献１の技術を図１５に示した状況下に適用した場合、一つの仮想ライン最適化を行うことが可能である。しかしながら、図１５に示した例では、工場Ｂが仮想ラインＡと仮想ラインＢの両方に属し、それぞれの製品製造の工程を担当している。特許文献１の技術を利用して仮想的なサプライチェーンをそれぞれ独立に構築してしまうと、各工程を担う工場が同時利用されるなど、競合が発生し、各工場の余剰リソースを有効活用できないことになる。

本発明の目的は、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用することのできる生産管理システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の好ましい実施形態に係る生産管理システムは、情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理システムであって、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持する。そして、情報処理装置は、生産計画テーブルと、設備稼働状況テーブルと、工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、評価テーブルに、各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、受注に係る製品を製造する工程の組合せごとの総合評価値を設定し、算出された総合評価値に基づいて、受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定する。

本発明によれば、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用することのできる生産管理システムを提供することができる。

生産管理システムに係る全体構成を示すブロック図である。 生産管理システムにより実現されるクラウドマニュファクチャリングのビジネスモデルを示す図である。 統合管理サーバのハードウェア、ソフトウェア構成を示すブロック図である。 工場管理サーバのハードウェア、ソフトウェア構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る設備稼働状況テーブル６０の一例を示す図である。 工場受注状況テーブル７０の一例を示す図である。 クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０の一例を示す図である。 実施形態１に係る指標アルゴリズムテーブル９０の一例を示す図である。 仮想ライン管理テーブル１００の一例を示す図である。 評価テーブル３００の一例を示す図である。 クラウドマニュファクチャリングにおける製品受注から最適な仮想ラインを構築するまでの一連の処理を示すフローチャートである。 指標とアルゴリズムに基づいて工程評価値を算出する処理を示すフローチャートである。 実施形態２に係る設備稼働状況テーブル６０′の一例を示す図である。 実施形態２に係る指標アルゴリズムテーブル９０′の一例を示す図である。 クラウドマニュファクチャリングにおける仮想工場、仮想ラインの概念図である。

以下、本発明に係る各実施形態を、図１から図１４を用いて説明する。

〔実施形態１〕
以下、本発明に係る実施形態１を、図１から図１２を用いて説明する。

先ず、図１から図４を用いて本実施形態に係る生産管理システムの構成とそれに関するビジネスモデルについて説明する。
本実施形態の生産管理システムは、図１に示されるように、統合管理サーバ１０、企画会社３の入出力端末３０、工場２の工場管理サーバ２０がネットワーク４により接続された構成である。

統合管理サーバ１０は、各工場管理サーバ２０から各工場における生産設備の情報、工場における生産スケジュール情報を収集して、クラウドマニュファクチャリングにより生産スケジュールを立てるためのサーバである。工場２は、通常複数有り（図１では、工場Ａ、工場Ｂ、工場Ｃ…）、生産設備４０と、その生産設備４０の生産設備情報と工場における生産スケジュールを入力して管理するための工場管理サーバ２０が配置されている。なお、各工場における生産設備情報の表現は、現実的には、統一されていないことがままあるが、本実施形態では、工場管理サーバ２０に格納された情報は、共通の辞書を用いるなどの手段により、統一された形で、統合管理サーバに保持されることにする企画会社３は、クラウドマニュファクチャリングにおいて需要者から製品を受注して生産計画を立案する会社であり、入出力端末３０が設置されており、需要者から製品を受注して、受注状況を入力したり、統合管理サーバ１０により立案された生産計画情報を表示する。統合管理サーバ１０は、企画会社３が運営してもよいし、別のシステム運用会社が運用してもよい。また、特定の司令塔となる工場２が企画会社３の業務を担うようにしてもよい。図１では、各工場２に工場管理サーバ２０を配置しているが、各工場にクライアント端末を置き、各々の工場２における生産設備情報、生産スケジュールを統合管理サーバ１０にアップロードするようにしてもよい。

ネットワーク４は、配線としては、光ファイバー網等を利用した有線の形態、４Ｇなどのプロトコルを利用した無線の形態のいずれでもよい。また、接続形態としては、グローバルなインターネット回線での利用が主として考えられるが、ローカルネットワークであってもよい。

次に、図２を用いて本実施形態のクラウドマニュファクチャリングにおけるビジネスモデルの一例について説明する。
需要者５が企画会社３に製品を発注する。企画会社３は、生産管理システム運営会社６へクラウドマニュファクチャリングで受注した状況を登録する。生産管理システム運営会社６は、企画会社３が立案した生産計画に従って、各工場２の状況を踏まえて最適な仮想ラインを選択し、各工場２へ発注をかける。この一連の流れの中で、需要者５が企画会社３へ発注した製品の代金を支払う。その代金の一部を生産管理システム運営会社６の運用費としてまかない、各工場２へ発注した代金の支払いにも当てるという例である。この構成では、企画会社３が需要者５から受注した受注額の一部を、生産管理システム運営会社６が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。図２中の点線で示しているが、需要者５は企画会社３を経ずに、自ら生産管理システム運営会社６に登録するといったルートを採る場合も有り得る。この場合も、生産管理システム運営会社６が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。

次に、図３および図４を用いて統合管理サーバと工場管理サーバのハードウェア、ソフトウェア構成について説明する。

統合管理サーバ１０のハードウェア構成としては、例えば、図３に示されるような一般的なサーバコンピュータで実現される。
統合管理サーバ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、主記憶装置１０４、ネットワークＩ／Ｆ１０６、表示Ｉ／Ｆ１０８、入出力Ｉ／Ｆ１１０、補助記憶Ｉ／Ｆ１１２が、バスにより結合された形態になっている。

ＣＰＵ１０２は、統合管理サーバ１０の各部を制御し、主記憶装置１０４に必要なプログラムをロードして実行する。主記憶装置１０４は、通常、ＲＡＭなどの揮発メモリで構成され、ＣＰＵ１０２が実行するプログラム、参照するデータが記憶される。ネットワークＩ／Ｆ１０６は、ネットワーク４と接続するためのインタフェースである。表示Ｉ／Ｆ１０８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置１２０を接続するためのインタフェースである。入出力Ｉ／Ｆ１１０は、入出力装置を接続するためのインタフェースである。図３の例では、キーボード１３０とポインティングデバイスのマウス１３２が接続されている。補助記憶Ｉ／Ｆ１１２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４０やＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置を接続するためのインタフェースである。

ＨＤＤ１４０は、大容量の記憶容量を有しており、本実施形態を実行するためのプログラムが格納されている。統合管理サーバ１０には、本実施形態の生産管理システムにより、生産管理をおこなうためのクラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００がインストールされている。クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００は、製品の受注状況、各工場における生産設備の情報から、製品を製造するための工程を各工場のラインに割当てて、複数の工場を横断するライン（仮想ライン）による製造計画を立案するプログラムである。

また、データベースのテーブルとして、設備稼働状況テーブル６０と、工場受注状況テーブル７０、指標アルゴリズムテーブル９０、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０、仮想ライン管理テーブル１００、評価テーブル３００を保持している。なお、各テーブルの詳細については後に詳説する。

工場管理サーバ２０のハードウェア構成も、統合管理サーバ１０と同様に、例えば、図４に示されるような一般的なサーバコンピュータで実現される。

工場管理サーバ２０に接続されたＨＤＤ２４０には、工場内生産管理プログラム５００がインストールされている。工場内生産管理プログラム５００は、各工場内の生産計画を立案するプログラムである。

また、ＨＤＤ２４０には、設備稼働管理テーブル１６０と工場受注管理テーブル１７０が保持されている。設備稼働管理テーブル１６０と工場受注管理テーブル１７０のデータ構成は、後に説明する設備稼働状況テーブル６０や工場受注状況テーブル７０と同様のデータ構成を有する。

次に、図５から図１０を用いて本実施形態に係る生産管理システムに用いられるデータ構造について説明する。

設備稼働状況テーブル６０は、クラウドマニュファクチャリングで構成される工場２の生産設備情報や、その稼働状況等が格納され、各工場２が持つラインやマシン（製造機械）種別、その工場で対応可能な工程、その工場での稼働率、工場の場所等の情報を管理するテーブルである。設備稼働状況テーブル６０は、図５に示されるように、工場欄６１、ライン欄６２、マシン種別欄６３、対象工程欄６４、生産量欄６５、生産時間欄６６、稼働率欄６７、工場場所欄６８、部品在庫率６９の各フィールドを有する。

工場欄６１には、当該設備を保持する工場２の識別子が登録される。ライン欄６２には、当該設備が設置されているラインの識別子が登録される。マシン種別欄６３には、当該設備のラインに設置されているマシン種別情報が登録される。このマシン種別６３には、複数のマシン種別が登録されてもよい。対象工程欄６４には、当該設備において受け持ち可能な工程の識別子が登録される。ここで工程とは、ある製品を製造する上で必要な一つまたは複数からなるプロセスを示している。本実施形態では、プロセス（工程）を指定することにより、一意の作業が可能であるものとする。生産量欄６５には、当該設備における単位時間当たりの生産量が登録される。一般的にロット数が登録されるが、その他の生産量に関する数値でもよい。生産時間欄６６には、当該設備において、生産量欄６５に登録された生産量分の製造物が生産される時間が登録される。稼働率欄６７には、当該設備の稼働状況が登録される。例えば、１ヵ月当たりの稼動率などが登録される。工場場所欄６８には、当該設備を保持する工場欄６１の工場２の所在地情報が登録される。部品在庫率６９には、その工程を実施するラインで用いられる部品の在庫率が登録される。

設備稼働状況テーブル６０により、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品を製造するにあたって必要な工程や生産量、生産時間などを、どの工場で受け持ち可能なのかを把握することができる。

工場受注状況テーブル７０は、各工場２の受注状況や、受注により稼動する予定のラインとその日時の情報が格納され、各工場が持つラインと、そのラインの稼動状況（受注によりラインの稼動がスケジュールされている時間）を管理するテーブルである。工場受注状況テーブル７０は、図６に示されるように、工場欄７１、受注ＮＯ欄７２、稼動ライン欄７３、ライン開始日時欄７４、ライン終了日時欄７５の各フィールドを有する。

工場欄７１には、当該設備が稼動する工場２の識別子が登録される。受注ＮＯ欄７２には、各工場２において受注した受注番号が登録される。稼動ライン欄７３には、当該工場２において受注した製品を製造するラインの識別子が登録される。ライン開始日時欄７４には、当該ラインが稼動開始する予定あるいは現実に稼動した日時が登録される。ライン終了日時欄７５には、当該ラインが稼動終了する予定あるいは現実に稼動終了した日時が登録される。

工場受注状況テーブル７０に登録された情報により、各工場２の各ラインがいつ稼動しているのか、逆に言えば、いつ稼動していないのかを把握することができる。

クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０は、受注した製品を製造するために必要な工程や、生産量などの情報を格納し、クラウドマニュファクチャリングとして需要者５から受注した製品の受注情報と、その製品製造に必要な工程を管理するテーブルである。

クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０は、図７に示されるように、受注ＮＯ欄８１、必要ライン欄８２（必要工程欄８２１、必要生産量欄８２１）、受注額欄８３、納期欄８４の各フィールドを有する。

受注ＮＯ欄８１には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品に対する受注番号が登録される。必要ライン欄８２は、必要工程欄８２１と必要生産量欄８２２から成り、それぞれ受注した製品を製造するために必要な工程情報と、受注した製品の生産量情報が登録される。必要工程欄８２１には、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００が事前に定義された製品毎の工程情報を当該欄へ登録する。必要生産量欄８２２には、必要工程欄８２１に記載された工程での必要な生産量が登録される。受注額欄８３には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品の受注額が登録される。納期欄８４には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品の納期情報が登録される。

本実施形態の生産管理システムでは、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００を実行することにより、受注した製品毎に予め決められた工程を抽出して、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０へ登録することを想定している。そして、生産計画テーブル８０へ登録された情報を基にして製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るか決定していく。

指標アルゴリズムテーブル９０は、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００が工程評価値を算出するための指標やアルゴリズムが登録されるテーブルである。指標アルゴリズムテーブル９０は、図８に示されるように、指標欄９１、アルゴリズム欄９２、対象欄９３の各フィールドを有する。

指標欄９１には、製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るかを定めるための指標を登録する。図８に示された例では、「部品在庫率」「稼働率」が定義されている。アルゴリズム欄９２には、製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るかを定めるためのアルゴリズムが格納される。例えば、指標アルゴリズムテーブル９０の一番目のレコードでは、「部品在庫率」の割合に応じて、その工程に対して、工場のラインを割振るアルゴリズムが適用され、二番目のレコードでは、「稼働率」が低い順に、その工程に対して、工場のラインを割振るアルゴリズムが適用される。対象欄９３には、指標欄９１、アルゴリズム欄９２を適用される対象が登録される。例えば、指標アルゴリズムテーブル９０の一番目のレコードでは、全ての工場のラインが対象となることを示し、三番目のレコードでは、「稼働率」が低い工場のラインの三箇所が対象となることを示している。

以上のように工場の生産のための余剰リソースが余っている工場に優先的に稼動させるようにすることにより、工場群の工場全体を有効活用することができ、企業の活性化を図ることができる。

仮想ライン管理テーブル１００は、クラウドマニュファクチャリングとして採用した仮想ラインの情報を管理するテーブルである。仮想ライン管理テーブル１００は、図９に示されるように、受注ＮＯ欄１０１、仮想ラインＮＯ欄１０２、仮想ライン欄１０３（工場欄１０３１、工程欄１０３２、ライン欄１０３３）の各フィールドが格納される。

受注ＮＯ欄１０１には、受注ＮＯ欄７２には、各工場２において受注した受注番号が登録される。これは、図６の工場受注状況テーブル７２の受注ＮＯ欄７２と同じものである。仮想ラインＮＯ欄１０２には、仮想ラインを識別するための番号が格納される。仮想ライン欄１０３には、仮想ラインＮＯ欄１０２により示される過仮想ラインの情報が登録される。仮想ラインＮＯ欄１０２は、工場欄１０３１、工程欄１０３２、ライン欄１０３３よりなる。工場欄１０３１には、工程を実行するラインの属する工場が登録される。工程欄１０３２には、対象となる工程が登録される。ライン欄１０３３には、工程を実行する工場での実ラインが登録される。図９に示した例では、仮想ラインＮＯの「ＶＰ１」で示される仮想ラインは、工程「Ｚ１」に対して、工場Ａのライン「Ｌ００１」が割当てられ、工程「Ｚ２」に対して、工場Ｃのライン「Ｌ２０２」が割当てられている。また、仮想ラインＮＯの「ＶＰ１」にこれ以上の工程が割当てられるときには、さらに該当のレコード情報が追加される。

仮想ライン管理テーブル１００は、次に説明する評価テーブル３００に登録された情報の中で、所定のルールに従って評価値を評価した結果、各々の情報が登録される。

評価テーブル３００は、設備稼働状況テーブル６０と工場受注状況テーブル７０に登録されている情報に基づいて、指標アルゴリズムテーブル９０の指標とアルゴリズムに従って、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム４００が工程評価値や総合評価値を算出した結果を管理するテーブルである。評価テーブル３００は、登録する工程の数によって欄の構成が異なるが、図１０では、仮想ラインの対象としてある工程とその工程の次の工程が対象となる場合、すなわち、仮想ラインが二工程からなる場合ついて説明する。図１０に示された評価テーブル３００では、第一工程欄３０１、対象工場欄３０２、対象ライン欄３０３、空き時間（開始）欄３０４、空き時間（終了）欄３０４、生産量欄３０６、生産時間欄３０７、工程評価値３０８、第二工程欄３０９、対象工場欄３１０、対象ライン欄３１１、空き時間（開始）欄３１２、空き時間（終了）欄３１３、生産量欄３１４、生産時間欄３１５、工程評価値欄３１６、工場間ＬＴ欄３１７、総合評価値欄３１８の各フィールドからなる。第一工程欄３０１〜工程評価値欄３０８までが、仮想ラインを構成する第一工程に関する情報であり、第二工程欄３０９〜工程評価値欄３１６までが、仮想ラインを構成する第二工程に関する情報であり、工場間ＬＴ欄３１７が第一工程と第二工程の関係に関する情報であり、総合評価値欄３１８は、評価テーブル３００の全ての工程に関する情報である。ここで、この仮想ラインにおいては、第一工程の次に、第二工程が実施されるものとする。また、この仮想ラインにおいて、第二工程の後に、第三工程、第四工程…と続く場合も同様である。第二工程の次に、第三工程が続く場合には、第三工程欄〜工程評価値欄が続き、その後に、工場間ＬＴ欄が来る。

第一工程欄３０１は、第一工程を表す識別子が登録される。対象工場欄３０２には、その工程を実行する工場を表す識別子が登録される。対象ライン欄３０３には、その工程を実行する工場のラインを表す識別子が登録される。空き時間（開始）欄３０４には、対象工場のラインで空いている時間（使用可能時間）の開始時刻が登録される。時間空き時間（終了）欄３０５には、対象工場のラインで空いている時間（使用可能時間）の終了時刻が登録される。生産量欄３０６には、そのラインでの製造物の生産量が登録される。生産時間欄３０７には、生産量欄３０６の生産量を製造するための時間が格納される。工程評価値３０８には、そのレコードにおける工程を工場とラインに割当てるために使用される工程評価値（詳細は後述）が格納される。

空き時間（開始）欄３０４、時間空き時間（終了）欄３０５に登録する情報は、各工場のライン毎に図６に示したライン開始日時欄７４、ライン終了日時欄７５から求めることができる。

第二工程欄３０９〜工程評価値欄３１６については、対象が第二工程に関するものになる外は、同様である。

工場間ＬＴ欄３１７には、第一工程の工場から第二工程の工場に移動させて、段取りなども含めて、第二工程を実行するためにラインに流せるようになるまでのリードタイムが格納される。一般に、工場間ＬＴ欄には、第ｎ個目の工場間ＬＴ欄は、第ｎ工程と第ｎ＋１工程間の工場間ＬＴが格納される。第ｎ工程と第ｎ＋１工程が同一の工場で実施される場合には、第ｎ個目の工場間ＬＴ欄には、０が格納される。

総合評価値欄３０８には、そのレコードにおける工程を工場とラインに割当てるための組合せに対する総合評価値（詳細は後述）が格納される。

次に、図１１および図１２を用いて生産管理システムの生産管理方法の処理について説明する。

先ず、図１１を用いてクラウドマニュファクチャリングにおける製品受注から最適な仮想ラインを構築するまでの一連の処理につて説明する。
図１１では、製品受注して、その製品の製造工程を各工場のラインに割振り、その各工場のラインから仮想ラインを構築する処理を示している。

先ず、企画会社３が需要者５から製品を受注する（Ｓ０１）。
次に、企画会社３は、受注した製品を製造するにあたって必要な工程を決定する（Ｓ０２）。ここで、製品毎にどの工程が必要なのかということが事前に与えられているものとする。
そして、工程、生産量、受注額、納期を入出力端末３０より入力し、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０に登録する。

以下のＳ０４からＳ１１にかけて評価テーブル１１を登録するステップになる。Ｓ０４からＳ０８にかけてが、一つの工程分の登録になる。

先ず、統合管理サーバ１０は、図５に示した設備稼働状況テーブルから、Ｓ０２で決定した工程を受け持ち可能な工場とラインを抽出する（Ｓ０４）。次に、Ｓ０３で登録された情報の納期に間に合うような空きラインを抽出する（Ｓ０５）。そして、指標とアルゴリズムに基づいた工程ごとの評価値（工程評価値）を算出する（Ｓ０６）（詳細は、次の図１２により説明）。次に、工程、工場、対象ライン、空き時間（開始−終了）、生産量、工程評価値、工場間ＬＴ（もし、前の工程があれば）を、図１０に示した評価テーブル３００に登録する。ここで、工場間ＬＴは、図５、図６のテーブルには含まれていないが、企画会社３が予め情報を保持しておくか、設備稼働状況テーブル６０の工場場所欄６８の情報により計算できるものとする。そして、次のステップの有無をクラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル８０に登録された工程情報に基づき確認し、次の工程があるときには（Ｓ０８：ＹＥＳ）、Ｓ０４に戻り、無ければ（Ｓ０８：ＮＯ）、Ｓ０９に行く。

次の工程がない場合には、全ての工程情報が出揃ったことになるので、工程評価値と工場間ＬＴを評価した値とを足しこんで総和を（式１）により算出して、総合評価値とする。

ここで、ｅ_ｉは、第ｉ工程の工程評価値、Ｌ_ｉは、第ｉ工程と第（ｉ＋１）工程間の工場間ＬＴ、ｆ（Ｌ_ｉ）は、第ｉ工程と第（ｉ＋１）工程間の工場間ＬＴを評価する関数である。ｆ（Ｌ_ｉ）は、Ｌ_ｉ：０−９９のとき、０、Ｌ_ｉ：１００−１９９のとき、１、Ｌ_ｉ：２００−２９９のとき、２…のように階段状にしてもよいし、Ｌ_ｉがある一定の閾値を超えたときは、十分大きくとり、ある一定の閾値を超えたときに、その工程の組合せの総合評価値を大きくして、その工程の組合せが候補から落とされるようにしてもよい。また、工場間ＬＴを考慮しないときには、ｆ（Ｌ_ｉ）を常に０にとるようにすればよい。

本実施形態中では、工程評価値は優先度付けされた順位情報であり、工程評価値が小さいほど優先度が高いことを意味する。そのため、総和をとって、そのレコードの工程評価値の総和数が小さいほど優先度が高いことを意味する。また、工場間ＬＴを評価するのは、各工程は、異なる工場が生産現場となりえるため、次工程を受け持つ工場までの移動にかかる時間も含めた最適化が必要なためである。
次に、以上で算出した総合評価値を、評価テーブル３００の総合評価値欄３１８に登録する（Ｓ１０）。

そして、総合評価値欄３１８に登録された総合評価値の中で最も値が小さいレコード情報（各工程を、どの工場のどのラインで稼動させるか）を仮想ラインとして抽出する（Ｓ１１）。

次に、Ｓ１１で抽出した仮想ラインの各工程やラインの情報を、図８に示した仮想ライン管理テーブル１００に登録する（Ｓ１２）。

そして、これらに従って各工場に発注がかかることになり、これに基づき、工場管理サーバ２０が保持する工場受注管理テーブル１７０に登録されることになる。また、統合管理サーバ１０が保持する工場受注状況テーブル７０を更新する（Ｓ１３）。

次に、図１２を用いて指標とアルゴリズムに基づいて工程評価値を算出する処理について説明する。
先ず、図８に示された指標アルゴリズムテーブル９０から指標とアルゴリズムを選択する（Ｓ０６１）。
対象となる工程を対象９３に指定された対象の工場のラインに対して、指標とアルゴリズムに従って割振り、工程評価値を算出する（Ｓ０６２）
そして、算出された工程評価値を評価テーブル５０の工程評価値欄に登録する（Ｓ０６３）。

本実施形態によれば、各工場の業務の受注量やリソース状況を取得して、例えばリソースの空きを利用して、製品製造に必要な工程を担える工場の余剰な生産リソース量に基づいて、稼働率が一定量になるような業務の分配を各工場へおこなうような仮想ラインを構築することで、クラウドマニュファクチャリング全体としての最適化が可能である。例えば、稼働率といった指標に基づいた平等な生産リソース割り当てを行うことで、各工場が共生したクラウドマニュファクチャリングの構築が可能である。また、クラウドマニュファクチャリング全体として、余剰な生産リソースを有効活用できるため、より多くの受注を受けることが可能となる。

〔実施形態２〕
以下、本発明に係る実施形態２を、図１３および図１４を用いて説明する。
実施形態１のクラウドマニュファクチャリングによる生産管理方法の処理では、各工場の余剰リソースを平等に消費するという観点から、指標として、部品在庫率、稼働率をとり、それらの指標に基づいて、対象となる工程を各工場のラインに割振る例について説明した。

本実施形態では、指標として、生産コストをとり、各工場での経費を抑えて、生産能力を向上させるという観点に基づいたクラウドマニュファクチャリングによる生産管理方法の処理について説明する。本実施形態では、主に実施形態１と異なった観点のみを説明する。

実施形態２に係る設備稼働状況テーブル６０′では、実施形態１に係る設備稼働状況テーブル６０と比較して、生産コスト欄６０１、部品種類数欄６０２、歩留まり率欄６０２が付け加えられている。

生産コスト欄６０１には、そのライン上で対象工程を実施するにあたり必要となる生産コストが登録される。部品種類数欄６０２には、対象工程を実施するにあたりそのライン上で使用される部品の種類数が登録される。歩留まり率欄６０２には、そのライン上で対象工程を実施するときの歩留まり率（全生産数に対する良品の割合い）が登録される。

本実施形態では、生産コスト１４１や部品種類数１４２を利用し、図１４に示した指標アルゴリズムテーブル９０′の生産コスト指標に関するアルゴリズムによって、生産コストの低い工場を優先的に抽出したり、生産コスト低減を狙って例えば購買コスト減を行うために部品種類数を削減できるような工場への業務割振りなどが考えられる。

歩留まりという観点では、図１４の歩留まり率１４３を用いて、歩留まり率の高い工場に業務割振り、生産コストを低減することが考えられる。

本実施形態では、受注した製品を製造するための工程に対して、特に生産コストの低いライン、歩留まり率の高いラインを選択することにより、クラウドマニュファクチャリングによるコスト低減、製品品質の向上を見込むことができる。

２…工場、３…企画会社、４…ネットワーク、１０…統合管理サーバ、２０…工場管理サーバ、３０…入出力端末、４０…生産設備

Claims (12)

1. 情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理システムであって、
   受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、
   各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、
   各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、
   受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、前記工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持し、
   前記情報処理装置は、
   前記生産計画テーブルと、前記設備稼働状況テーブルと、前記工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、
   前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、
   前記評価テーブルに、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を設定し、
   前記算出された総合評価値に基づいて、前記受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から前記受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定することを特徴とする生産管理システム。
2. 前記評価テーブルは、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程の前工程と後工程での工場間ＬＴ（Lead Time）を記憶し、
   前記総合評価値は、前記工場間ＬＴを加味して算出することを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
3. 前記工程ごとの工程評価値は、工場での余剰リソースが多い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
4. 前記工程ごとの工程評価値は、工場での稼働率が低い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
5. 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、生産コストが低いものを高くすることを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
6. 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、歩留まり率が高いものを高くすることを特徴とする請求項１記載の生産管理システム。
7. 情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理方法であって、
   前記情報処理装置は、
   受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、
   各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、
   各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、
   受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、前記工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持し、
   前記情報処理装置が、前記生産計画テーブルと、前記設備稼働状況テーブルと、前記工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出するステップと、
   前記情報処理装置が、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出するステップと、
   前記情報処理装置が、前記評価テーブルに、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を設定するステップと、
   前記情報処理装置が、前記算出された総合評価値に基づいて、前記受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から前記受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定するステップとを有することを特徴とする生産管理方法。
8. 前記評価テーブルは、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程の前工程と後工程での工場間ＬＴ（Lead Time）を記憶し、
   前記総合評価値は、前記工場間ＬＴを加味して算出することを特徴とする請求項７記載の生産管理方法。
9. 前記工程ごとの工程評価値は、工場での余剰リソースが多い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項７記載の生産管理方法。
10. 前記工程ごとの工程評価値は、工場での稼働率が低い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項７記載の生産管理方法。
11. 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、生産コストが低いものを高くすることを特徴とする請求項７記載の生産管理方法。
12. 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、歩留まり率が高いものを高くすることを特徴とする請求項７記載の生産管理方法。

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