JP2019211803A - 生産スケジュール作成装置、生産スケジュール作成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の工程を経て製品を生産する生産システムにおける生産スケジュールを一度に作成することを容易にする。【解決手段】製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出する工程納期算出手段と、複数の工程の各工程の着手可能時間を算出する着手可能時間算出手段と、複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成する第１のスケジュール生成手段と、複数の工程のうちの特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、特定の工程のスケジュールに基づいて修正する修正手段と、複数の工程のうちの特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成する第２のスケジュール生成手段とを備えたことを特徴とする生産スケジュール作成装置。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の工程を経て製品を生産する生産システムにおける生産スケジュールを作成する生産スケジュール作成装置、生産スケジュール作成方法及びプログラムに関する。

複数の設備が並列に設置された工程で処理予定の材料を選定し、選定した材料を処理する設備の設備指定、速度パターン、および納期といった諸元を読込み、その工程の上流である前工程における選定した材料の製造実績を読込み、その工程の設備諸元およびコストを読込み、その工程通過後の出側材料の状態を予測し、出側材料の設備毎の処理時間を計算し、計算した出側材料の設備毎の処理時間から入側材料の処理時間に換算し入側材料換算処理時間を計算し、入側材料換算処理時間に基づき、制約条件付き最適化問題として材料スケジューリングの求解を行う、鉄鋼製品の生産計画方法は、知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６０８６１０２号公報

複数の工程を経て製品を生産する生産システムにおける生産スケジュールを一度に作成するのは困難である。

本発明の目的は、複数の工程を経て製品を生産する生産システムにおける生産スケジュールを一度に作成することを容易にすることにある。

かかる目的のもと、本発明は、製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出する工程納期算出手段と、複数の工程の各工程の着手可能時間を算出する着手可能時間算出手段と、複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成する第１のスケジュール生成手段と、複数の工程のうちの特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、特定の工程のスケジュールに基づいて修正する修正手段と、複数の工程のうちの特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成する第２のスケジュール生成手段とを備えた生産スケジュール作成装置を提供する。

ここで、工程納期算出手段は、複数の工程の各工程の工程納期を、複数の工程の全体納期と、各工程の次の工程の処理時間とに基づいて算出し、着手可能時間算出手段は、複数の工程の各工程の着手可能時間を、各工程の前の工程の処理時間に基づいて算出し、第１のスケジュール生成手段は、特定の工程のスケジュールを、特定の工程の処理時間と、特定の工程の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成し、第２のスケジュール生成手段は、他の工程のスケジュールを、他の工程の処理時間と、他の工程の修正後の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成する、ものであってよい。

また、特定の工程及び他の工程のうちの一方の工程は、複数の製品を一度に処理可能な設備を含む工程であり、第１のスケジュール生成手段及び第２のスケジュール生成手段のうちの一方の工程のスケジュールを生成する手段は、一方の工程の工程納期と、設備で一度に処理可能な製品の量に対する一方の工程で処理可能な状態になっている製品の量の割合とに基づいて、一方の工程のスケジュールを生成する、ものであってよい。その場合、設備は、熱処理炉であり、熱処理炉で一度に処理可能な製品の量は、熱処理炉の容量である、ものであってよい。

更に、特定の工程及び他の工程のうちの一方の工程は、段取り替えが必要となる場合がある設備を含む工程であり、第１のスケジュール生成手段及び第２のスケジュール生成手段のうちの一方の工程のスケジュールを生成する手段は、一方の工程の工程納期と、一方の工程における段取り替えの必要性とに基づいて、一方の工程のスケジュールを生成する、ものであってよい。その場合、設備は、酸洗設備であり、段取り替えは、酸洗設備における処理モードの変更及び酸の交換の少なくとも何れか一方のために行われる、ものであってよい。

更にまた、本発明は、特定の工程のスケジュール及び他の工程のスケジュールの少なくとも何れか一方において、複数の工程の全体納期に遅れる製品がある場合に、製品について全体納期を補正する納期補正手段を更に備えた、ものであってよい。

また、本発明は、コンピュータの工程納期算出手段が、製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出するステップと、コンピュータの着手可能時間算出手段が、複数の工程の各工程の着手可能時間を算出するステップと、コンピュータの第１のスケジュール生成手段が、複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成するステップと、コンピュータの修正手段が、複数の工程のうちの特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、特定の工程のスケジュールに基づいて修正するステップと、コンピュータの第２のスケジュール生成手段が、複数の工程のうちの特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成するステップとを含む生産スケジュール作成方法も提供する。

更に、本発明は、コンピュータに、製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出する機能と、複数の工程の各工程の着手可能時間を算出する機能と、複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成する機能と、複数の工程のうちの特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、特定の工程のスケジュールに基づいて修正する機能と、複数の工程のうちの特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成する機能とを実現させるためのプログラムも提供する。

本発明によれば、複数の工程を経て製品を生産する生産システムにおける生産スケジュールを一度に作成することが容易になる。

鉄鋼製品の製造工程について示した図である。 本発明の第１の実施の形態における生産スケジュール作成装置の機能構成例を示したブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における生産スケジュール作成装置の動作例を示したフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態で参照される注文情報の一例を示した図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態で参照される設備情報の一例を示した図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態で参照される処理条件情報の一例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態で生成された工程時間情報の一例を示した図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態における焼鈍工程スケジュール生成処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第１の実施の形態で修正された後の工程時間情報の一例を示した図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態における酸洗工程スケジュール生成処理の流れを示したフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態における焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置の機能構成例を示したブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置の動作例を示したフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態で参照される注文情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態で生成された工程時間情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態における焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態で修正された後の工程時間情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態における焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態で納期が補正された後に生成された工程時間情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態で納期が補正された後に焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第２の実施の形態で納期が補正された後に酸洗工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報の一例を示した図である。 本発明の第１及び第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［鉄鋼製品の製造工程］
図１は、鉄鋼製品の製造工程３０について示した図である。図示するように、鉄鋼製品の製造工程３０は、酸洗工程４０と、焼鈍工程５０とを含む。この鉄鋼製品の製造工程３０では、鉄鋼製品の種類によって通過工程が異なる。図中、矢印で示すように、前工程である圧延工程で圧延された鉄鋼製品を酸洗工程４０で処理した後、焼鈍工程５０で処理して出荷することもあれば、焼鈍工程５０で処理してから再び酸洗工程４０で処理して出荷することもある。或いは、前工程である圧延工程で圧延された鉄鋼製品をそのまま焼鈍工程５０で処理して出荷することもある。

酸洗工程４０は、各々が複数の酸の槽を有する酸洗設備１，２，…，Ｍを含み、複数の槽の何れかに鉄鋼製品を浸す処理を行う工程である。この工程では、処理条件として、処理モードが決まっている。ここで、処理モードとは、例えば、どの酸にどの程度の時間浸すか等の条件である。処理モードを変更するには、どの酸にどの程度の時間浸すか等の例えばクレーンの動作設定を変更する段取り替えが必要となる。また、鉄鋼製品を処理することで、酸洗設備１，２，…，Ｍの酸は劣化する。そして、劣化度が一定割合を超えた場合も、酸を交換する段取り替えが必要となる。

焼鈍工程５０は、熱処理工程の一例であり、熱処理炉の一例としての焼鈍炉１，２，…，Ｎを含み、鉄鋼製品を加熱して一定時間保持した後に除冷する処理を行う工程である。この工程では、同一条件の鉄鋼製品を一度に複数個処理可能である。個数によって、処理時間は不変である。処理条件としては、処理パターンが決まっている。ここで、処理パターンとは、例えば、どの程度の温度でどの程度の時間加熱するか等の条件である。処理パターンは、鉄鋼製品の種類によって様々である。

一般に、生産スケジュール作成の主目的は、各工程の生産性を最大化するという目的と、納期を遵守するという目的とを達成しつつ、計画を立案することである。しかしながら、複雑な通過工程と処理条件の組み合わせの中、これらの目的を達成しつつ、十分な期間の計画（１ヶ月程度）を立案することは困難である。

そこで、本実施の形態では、全体納期を満たすために必要な各工程の工程納期を算出し、各工程ではその工程の工程納期を満たしつつ、その工程の生産性を考慮した計画を立案する。

［第１の実施の形態］
（生産スケジュール作成装置の構成）
図２は、第１の実施の形態における生産スケジュール作成装置１０の機能構成例を示したブロック図である。図示するように、生産スケジュール作成装置１０は、情報記憶部１１と、工程納期算出部１２と、着手可能時間算出部１３と、工程スケジュール生成部１４と、工程時間修正部１５とを備える。

情報記憶部１１は、各処理部で参照される各種情報又は各処理部で生成された各種情報を記憶する。

工程納期算出部１２は、各工程の工程納期を算出する。具体的には、各工程の工程納期を、全体納期と、各工程の次の工程の処理時間とに基づいて算出する。

着手可能時間算出部１３は、各工程の着手可能時間を算出する。具体的には、各工程の着手可能時間を、各工程の前の工程の処理時間に基づいて算出する。

工程スケジュール生成部１４は、各工程のスケジュールを生成する。具体的には、まず、焼鈍工程のスケジュールを、焼鈍工程の処理時間と、焼鈍工程の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成する。次に、酸洗工程のスケジュールを、酸洗工程の処理時間と、酸洗工程の修正後の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成する。本実施の形態では、特定の工程の一例として、焼鈍工程を用いており、特定の工程のスケジュールを生成する第１のスケジュール生成手段の一例として、工程スケジュール生成部１４のうちの焼鈍工程のスケジュールを生成する部分を設けている。また、他の工程の一例として、酸洗工程を用いており、他の工程のスケジュールを生成する第２のスケジュール生成手段の一例として、工程スケジュール生成部１４のうちの酸洗工程のスケジュールを生成する部分を設けている。

工程時間修正部１５は、工程スケジュール生成部１４により生成された各工程のスケジュールに基づいて、未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正する。具体的には、工程スケジュール生成部１４により生成された焼鈍工程のスケジュールに基づいて、酸洗工程の工程納期又は着手可能時間を修正する。尚、本明細書では、便宜上、工程納期と着手可能時間を合わせて「工程時間」とも称することにする。本実施の形態では、特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を修正する修正手段の一例として、工程時間修正部１５を設けている。

（生産スケジュール作成装置の動作）
図３は、第１の実施の形態における生産スケジュール作成装置１０の動作例を示したフローチャートである。

図示するように、生産スケジュール作成装置１０では、まず、工程納期算出部１２が、各工程の工程納期を算出する（ステップ１０１）。このステップ１０１の処理の詳細については後述する。

次に、着手可能時間算出部１３が、各工程の着手可能時間を算出する（ステップ１０２）。このステップ１０２の処理の詳細についても後述する。

次に、工程スケジュール生成部１４が、焼鈍工程スケジュール生成処理を行う（ステップ１０３）。このステップ１０３の処理の詳細についても後述する。

次に、工程時間修正部１５が、焼鈍工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を修正する（ステップ１０４）。このステップ１０４の処理の詳細についても後述する。

その後、工程スケジュール生成部１４が、酸洗工程スケジュール生成処理を行う（ステップ１０５）。このステップ１０５の処理の詳細についても後述する。

以下、図３の動作例について、具体例を用いて詳細に説明する。

まず、この動作例の説明に先立ち、この動作例で参照される情報について説明する。このような情報には、注文情報１１１、設備情報１１２、及び、処理条件情報１１３があり、これらの情報は、情報記憶部１１に記憶されているものとする。

図４は、注文情報１１１の一例を示した図である。図示するように、注文情報１１１は、注文番号と、注文量と、通過工程と、納期とを含む。

注文番号は、注文を識別する番号である。注文を識別できれば、番号以外の情報を採用してもよい。

注文量は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品の量である。その単位は、鉄鋼製品の種類に応じたものとすればよく、例えば、本数であってもよいし、重量であってもよい。

通過工程は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品が通過する工程である。

納期は、対応する注文番号で識別される注文の工程全体での納期（全体納期）である。納期は、日付で指定してもよいが、ここでは、計画立案日からの単位時間（例えば、日）の数で指定している。

尚、この例では、簡単のため、全ての注文を最初から作成し、全ての注文で通過工程が同じとしている。しかしながら、注文は、既に仕掛かっているものや、通過工程が異なるものを含んでも構わない。

図５は、設備情報１１２の一例を示した図である。図示するように、設備情報１１２は、設備種類と、設備番号と、容量とを含む。

設備種類は、設備の種類であり、ここでは、焼鈍炉と、酸洗設備とを想定している。

設備番号は、設備の種類ごとの設備の番号であり、ここでは、焼鈍炉について１、２が、酸洗設備について１が示されている。

容量は、対応する設備で一度に処理できる鉄鋼製品の量である。その単位は、鉄鋼製品の種類に応じたものとすればよく、例えば、本数であってもよいし、重量であってもよい。

即ち、設備情報１１２は、焼鈍炉は能力が同じものが２基あり、酸洗設備は１基あることを示している。しかしながら、焼鈍炉は、１基あってもよいし、能力が同じものが３基以上あってもよいし、能力が異なるものが複数あってもよい。ここで、「能力が異なる」とは、例えば、容量が異なること、処理可能な注文が異なること等である。また、酸洗設備も、複数基あってよい。

図６は、処理条件情報１１３の一例を示した図である。図示するように、処理条件情報１１３は、注文番号と、工程と、処理条件と、処理時間とを含む。

注文番号は、前述の通り、注文を識別する番号である。注文を識別できれば、番号以外の情報を採用してもよい。

工程は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品が通過する工程のうちの１つである。

処理条件は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を、対応する工程で処理する際の条件である。対応する工程が前酸洗又は後酸洗である場合は、処理条件として、処理モードが設定される。ここで、処理モードとは、上述したように、例えば、どの酸にどの程度の時間浸すか等の条件である。図では、処理モードを、モード１、モード２及びモード３の何れかとしている。また、対応する工程が焼鈍である場合は、処理条件として、処理パターンが設定される。ここで、処理パターンとは、上述したように、例えば、どの程度の温度でどの程度の時間加熱するか等の条件である。図では、処理パターンを、処理パターン１、処理パターン２及び処理パターン３の何れかとしている。尚、酸洗設備においては、処理モードが異なる注文を連続して処理する場合、段取り替えが必要となる。ここでは、段取り替えの時間を一律１単位時間とする。また、焼鈍炉においては、処理パターンが同じ注文をまとめて処理可能である。

処理時間は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を、対応する工程で処理するのに要する時間である。対応する工程が前酸洗又は後酸洗である場合は、処理時間として、鉄鋼製品の注文量における一単位を処理するのに要する時間が設定される。また、対応する工程が焼鈍である場合は、処理時間として、鉄鋼製品の注文量における全体を一括して処理するのに要する時間が設定される。尚、ここでも、処理時間は、単位時間の数で示している。

次に、実際の動作例について説明する。

まず、ステップ１０１及びステップ１０２の処理について説明する。

図７は、ステップ１０１で算出された各工程の工程納期と、ステップ１０２で算出された各工程の着手可能時間とを含む工程時間情報１１４の一例を示した図である。この工程時間情報１１４は、情報記憶部１１に記憶される。図示するように、工程時間情報１１４は、注文番号と、納期と、第１工程と、第１工程納期と、第１工程着手可能時間と、第２工程と、第２工程納期と、第２工程着手可能時間と、第３工程と、第３工程納期と、第３工程着手可能時間とを含む。

注文番号は、前述の通り、注文を識別する番号である。注文を識別できれば、番号以外の情報を採用してもよい。

納期は、前述の通り、対応する注文番号で識別される注文の工程全体での納期（全体納期）である。納期は、日付で指定してもよいが、ここでは、計画立案日からの単位時間（例えば、日）の数で指定している。

第１工程は、鉄鋼製品が１番目に通過する工程であり、ここでは、前酸洗としている。第１工程納期は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第１工程で処理する際の工程納期である。第１工程着手可能時間は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第１工程で処理する際の着手することが可能な時間である。

第２工程は、鉄鋼製品が２番目に通過する工程であり、ここでは、焼鈍としている。第２工程納期は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第２工程で処理する際の工程納期である。第２工程着手可能時間は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第２工程で処理する際の着手することが可能な時間である。

第３工程は、鉄鋼製品が３番目に通過する工程であり、ここでは、後酸洗としている。第３工程納期は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第３工程で処理する際の工程納期である。第３工程着手可能時間は、対応する注文番号で識別される注文における鉄鋼製品を第３工程で処理する際の着手することが可能な時間である。

ステップ１０１では、工程納期算出部１２が、注文ごとに、図７の工程時間情報１１４の第３工程納期に、図４の注文情報１１１の納期をセットする。また、図７の工程時間情報１１４の第２工程納期に、図４の注文情報１１１の注文量と図６の処理条件情報１１３の後酸洗に対する処理時間とを掛け合わせた時間を第３工程納期から減じた時間をセットする。更に、図７の工程時間情報１１４の第１工程納期に、図６の処理条件情報１１３の焼鈍に対する処理時間を第２工程納期から減じた時間をセットする。尚、この場合、図４の注文情報１１１の注文量と図５の処理条件情報１１３の処理時間とを掛け合わせた時間等だけでなく、工程間のリードタイム（搬送、検査待ち等）を減じてもよい。

ステップ１０２では、着手可能時間算出部１３が、注文ごとに、図７の工程時間情報１１４の第１工程着手可能時間に、基準時間をセットする。尚、基準時間は、注文番号順に設定しているが、例えば、鉄鋼製品の納入予定日等に基づいて設定してもよい。また、図７の工程時間情報１１４の第２工程着手可能時間に、図４の注文情報１１１の注文量と図６の処理条件情報１１３の前酸洗に対する処理時間とを掛け合わせた時間を第１工程着手可能時間に足した時間をセットする。更に、図７の工程時間情報１１４の第３工程着手可能時間に、図６の処理条件情報１１３の焼鈍に対する処理時間を第２工程着手可能時間に足した時間をセットする。

次に、ステップ１０３の焼鈍工程スケジュール生成処理について説明する。

図８は、焼鈍工程スケジュール生成処理の流れを示したフローチャートである。

図示するように、まず、工程スケジュール生成部１４が、複数の焼鈍炉から、最も早く処理可能な焼鈍炉を選択する（ステップ１３１）。尚、図５では、焼鈍炉は２基あることとしたが、ここでは、一般化して、焼鈍炉は複数基あることとしている。また、焼鈍炉は、複数の製品を一度に処理可能な設備の一例である。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１３１で選択した焼鈍炉で処理可能な注文を処理パターンでグルーピングする（ステップ１３２）。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１３２でグルーピングした処理パターンごとに工程納期及び充填率を計算し、その値に従って処理パターンを決定し、この決定した処理パターンに対応する注文から、納期が早い注文を、焼鈍炉の容量に達するまで抽出する（ステップ１３３）。ここで、焼鈍炉を一般化して、複数の製品を一度に処理可能な設備と捉えた場合、充填率は、設備で一度に処理可能な製品の量に対するこの工程で処理可能な状態になっている製品の量の割合と言うことができる。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１３１で選択した焼鈍炉に、ステップ１３３で抽出した注文を割り当てて、焼鈍工程スケジュール情報を生成し、処理開始時間及び処理終了時間を算出する（ステップ１３４）。

その後、工程スケジュール生成部１４は、全ての処理対象の注文について焼鈍工程スケジュール情報を生成したかどうかを判定する（ステップ１３５）。全ての処理対象の注文について焼鈍工程スケジュール情報を生成していないと判定すれば、工程スケジュール生成部１４は、処理をステップ１３１へ戻す。一方、全ての処理対象の注文について焼鈍工程スケジュール情報を生成したと判定すれば、工程スケジュール生成部１４は、処理を終了する。

ここで、図８に示した動作例について、図４〜図７の例を用いて、具体的に説明する。

この例では、図４の注文情報１１１の各注文に対する注文量が、図５の設備情報１１２の各焼鈍炉に対する容量を満たすので、工程スケジュール生成部１４は、図７の工程時間情報１１４の第２工程着手可能時間以降に第２工程納期の順に、注文を並べることとなる。これに対し、図４の注文情報１１１の各注文に対する注文量が、図５の設備情報１１２の各焼鈍炉に対する容量を満たさない場合、工程スケジュール生成部１４は、工程納期を考慮して、焼鈍炉の容量を満たすまで処理を待ちながら他の注文を処理するか、焼鈍炉の容量を満たさない状態で処理するかを決定するようにしてもよい。

さて、初期状態において、焼鈍炉の１号機及び２号機は何れも０から開始可能である。従って、まず、ステップ１３１において、工程スケジュール生成部１４は、どちらでもよいが、１号機での焼鈍工程スケジュール情報を生成するものとする。

次に、この例では、どの焼鈍炉においても全ての注文が処理可能とする。従って、ステップ１３２において、工程スケジュール生成部１４は、以下のように、注文を処理パターンごとにまとめる。即ち、処理パターン１に対する注文を注文１、４、７、１０とし、処理パターン２に対する注文を注文２、５、８、１１とし、処理パターン３に対する注文を注文３、６、９、１２とする。

次に、処理パターンに対する注文の最も早い工程納期については処理パターン１〜３で優劣はないため、ステップ１３３において、工程スケジュール生成部１４は、着手可能時間が最も早く納期も最も早い注文が対応付けられた処理パターン１を選択する。そして、処理パターン１の中で最も納期が早いものは注文１のため、注文１から順に焼鈍炉の容量が一杯になるまで、処理する注文を選択する。

次に、注文１に対する着手可能時間は１であるので、ステップ１３４において、工程スケジュール生成部１４は、単位時間１〜６に焼鈍工程での注文１の処理を割り当てる。

その後、ステップ１３５において、工程スケジュール生成部１４は、全ての処理対象の注文を処理していないと判定するので、処理をステップ１３１へ戻し、焼鈍炉の２号機での焼鈍工程スケジュール情報を生成する。そして、工程スケジュール生成部１４は、これを、処理対象の注文がなくなるまで繰り返す。

図９は、ステップ１０３の焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報１１５の一例を示した図である。この焼鈍工程スケジュール情報１１５は、情報記憶部１１に記憶される。

図中、焼鈍工程スケジュール情報１１５の横軸は時間（単位時間の番号）を示し、焼鈍工程スケジュール情報１１５内の四角は１つの注文の処理を示し、この四角内の数字は注文番号を示す。

次に、ステップ１０４の処理について説明する。

図１０は、ステップ１０４で修正された後の各工程の工程納期と着手可能時間とを含む工程時間情報１１４の一例を示した図である。この工程時間情報１１４は、情報記憶部１１に記憶される。図１０の工程時間情報１１４に含まれる各項目については、図７を参照して説明したので、ここでの説明は省略する。

ステップ１０３で第２工程のスケジュールが定まったので、ステップ１０４では、工程時間修正部１５が、第１工程の工程納期を、ステップ１３４で算出された第２工程の処理開始時間に間に合うようにバックワードで再計算する。つまり、図７の工程時間情報１１４の第１工程納期を、ステップ１３４で算出された第２工程の処理開始時間に書き換える。また、第３工程の着手可能時間を、ステップ１３４で算出された第２工程の処理終了時間後に処理を開始するようにフォワードで再計算する。つまり、図７の工程時間情報１１４の第３工程着手可能時間を、ステップ１３４で算出された第２工程の処理終了時間に書き換える。

次に、ステップ１０５の酸洗工程スケジュール生成処理について説明する。

図１１は、酸洗工程スケジュール生成処理の流れを示したフローチャートである。

図示するように、まず、工程スケジュール生成部１４が、複数の酸洗設備から、最も早く処理可能な酸洗設備を選択する（ステップ１５１）。尚、図５では、酸洗設備は１基しかないこととしたが、ここでは、一般化して、酸洗設備は複数基あることとしている。また、酸洗設備は、段取り替えが必要となる場合がある設備の一例である。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１５１で選択した酸洗設備の酸濃度の値に基づいて、処理可能な注文を抽出する（ステップ１５２）。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１５２で抽出した注文の複数の処理モードから、工程納期及び段取り替えの有無に従って、１つの処理モードを決定する（ステップ１５３）。

次に、工程スケジュール生成部１４は、ステップ１５１で選択した酸洗設備に、ステップ１５３で決定した処理モードに対応する注文を割り当てて、酸洗工程スケジュール情報を生成し、酸濃度、処理開始時間及び処理終了時間を算出する（ステップ１５４）。

その後、工程スケジュール生成部１４は、全ての処理対象の注文について酸洗工程スケジュール情報を生成したかどうかを判定する（ステップ１５５）。全ての処理対象の注文について酸洗工程スケジュール情報を生成していないと判定すれば、工程スケジュール生成部１４は、処理をステップ１５１へ戻す。一方、全ての処理対象の注文について酸洗工程スケジュール情報を生成したと判定すれば、工程スケジュール生成部１４は、処理を終了する。

図１２は、ステップ１０５の酸洗工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報１１６の一例を示した図である。この酸洗工程スケジュール情報１１６は、情報記憶部１１に記憶される。

図中、酸洗工程スケジュール情報１１６の横軸は時間（単位時間の番号）を示し、酸洗工程スケジュール情報１１６内の四角は１つの注文の処理を示し、この四角内の数字は注文番号を示す。また、四角の上の文字「前」は前酸洗を示し、四角の上の文字「後」は後酸洗を示す。更に、注文番号のない四角は、段取り替えを示す。

例えば、単位時間６において処理可能なものには、注文７の前酸洗工程と、注文１の後酸洗工程とがある。後者の方が納期が早いが、後者を処理する場合には、段取り替えが発生する。このように納期と生産性にトレードオフが発生する場合は、納期に一定以上の余裕があれば、段取り替えを発生させないようにすることで、生産性と納期遵守の両立を図ることとする。或いは、処理量に対して、処理能力に余裕がある工程であれば、納期を最優先としてもよい。

尚、第１の実施の形態では、工程スケジュール生成部１４が焼鈍工程スケジュールを生成した後に、工程時間修正部１５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部１４が酸洗工程スケジュールを生成するようにしたが、この限りではない。工程スケジュール生成部１４が酸洗工程スケジュールを生成した後に、工程時間修正部１５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部１４が焼鈍工程スケジュールを生成するようにしてもよい。

また、第１の実施の形態では、工程スケジュール生成部１４が焼鈍工程スケジュール及び酸洗工程スケジュールを直列に求めることとしたが、この限りではない。工程スケジュール生成部１４がこれらの工程のスケジュールを並列に求め、図示しない全体スケジュール生成部がこれらのスケジュールを結合して全体スケジュールとしてもよい。この場合、工程時間修正部１５は不要となる。

更に、第１の実施の形態では、３つの工程を経て製品を生産する生産システムを前提としたが、これには限らない。複数の工程を経て製品を生産する生産システムを前提としてもよい。その場合、工程スケジュール生成部１４が複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成した後に、工程時間修正部１５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部１４が複数の工程のうちのその特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成するようにしてもよい。

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、生産スケジュール作成装置１０が作成した生産スケジュールにおいて納期遅れが発生しない場合を例にとったが、第２の実施の形態では、生産スケジュール作成装置１０が作成した生産スケジュールにおいて納期遅れが発生する場合を例にとる。

（生産スケジュール作成装置の構成）
図１３は、第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置２０の機能構成例を示したブロック図である。図示するように、生産スケジュール作成装置２０は、情報記憶部２１と、工程納期算出部２２と、着手可能時間算出部２３と、工程スケジュール生成部２４と、工程時間修正部２５と、納期充足判定部２６と、納期補正部２７とを備える。

情報記憶部２１、工程納期算出部２２、着手可能時間算出部２３、工程スケジュール生成部２４、及び、工程時間修正部２５は、それぞれ、第１の実施の形態における情報記憶部１１、工程納期算出部１２、着手可能時間算出部１３、工程スケジュール生成部１４、及び、工程時間修正部１５と同じなので、ここでの説明は省略する。

納期充足判定部２６は、工程スケジュール生成部２４により生成されたスケジュールにおいて、納期遅れとなる注文があるかどうかを判定する。

納期補正部２７は、納期遅れとなる注文があると納期充足判定部２６により判定された場合に、納期遅れとなる注文についてその納期を補正する。

（生産スケジュール作成装置の動作）
図１４は、第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置２０の動作例を示したフローチャートである。

図示するように、生産スケジュール作成装置２０では、まず、工程納期算出部２２が、各工程の工程納期を算出する（ステップ２０１）。このステップ２０１の処理の詳細については後述する。

次に、着手可能時間算出部２３が、各工程の着手可能時間を算出する（ステップ２０２）。このステップ２０２の処理の詳細についても後述する。

次に、工程スケジュール生成部２４が、焼鈍工程スケジュール生成処理を行う（ステップ２０３）。このステップ２０３の処理の詳細についても後述する。

次に、工程時間修正部２５が、焼鈍工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を修正する（ステップ２０４）。このステップ２０４の処理の詳細についても後述する。

次に、工程スケジュール生成部２４が、酸洗工程スケジュール生成処理を行う（ステップ２０５）。このステップ２０５の処理の詳細についても後述する。

その後、納期充足判定部２６が、ステップ２０３で生成された焼鈍工程スケジュール及びステップ２０５で生成された酸洗工程スケジュールにおいて、納期遅れとなる注文があるかどうかを判定する（ステップ２０６）。このステップ２０６の処理の詳細についても後述する。納期遅れとなる注文がないと判定されれば、生産スケジュール作成装置２０は、処理を終了する。一方、納期遅れとなる注文があると判定されれば、１回目の生産スケジュール作成である、又は、納期遅れの度合いが改善した、という条件が満たされるかどうかを判定する（ステップ２０７）。

その結果、１回目の生産スケジュール作成である、又は、納期遅れの度合いが改善した、という条件が満たされると判定されれば、納期補正部２７は、納期遅れとなる注文の納期を補正する（ステップ２０８）。このステップ２０８の処理の詳細についても後述する。一方、１回目の生産スケジュール作成である、又は、納期遅れの度合いが改善した、という条件が満たされないと判定されれば、即ち、２回目以降の生産スケジュール作成において納期遅れの度合いが改善していないと判定されれば、生産スケジュール作成装置２０は、処理を終了する。

以下、図１４の動作例について、具体例を用いて詳細に説明する。

まず、この動作例の説明に先立ち、この動作例で参照される情報について説明する。このような情報には、注文情報２１１、設備情報２１２、及び、処理条件情報２１３があり、これらの情報は、情報記憶部２１に記憶されているものとする。

図１５は、注文情報２１１の一例を示した図である。図１５の注文情報２１１に含まれる各項目については、図４を参照して説明したので、ここでの説明は省略する。図１５の注文情報２１１は、注文９〜１２の納期として、納期遅れが発生するような値が設定されている点でのみ、図４の注文情報１１１とは異なる。

設備情報２１２及び処理条件情報２１３は、それぞれ、図５の設備情報１１２及び図６の処理条件情報１１３と同じなので、ここでの説明は省略する。

次に、実際の動作例について説明する。

まず、ステップ２０１及びステップ２０２の処理について説明する。

図１６は、ステップ２０１で算出された各工程の工程納期と、ステップ２０２で算出された各工程の着手可能時間とを含む工程時間情報２１４の一例を示した図である。この工程時間情報２１４は、情報記憶部２１に記憶される。図１６の工程時間情報２１４に含まれる各項目については、図７を参照して説明したので、ここでの説明は省略する。図４の注文情報２１１で注文９〜１２の納期として納期遅れが発生するような値が設定されていたことから、図１６の工程時間情報２１４は、納期、第１工程納期、第２工程納期、及び、第３工程納期の値のみ、図７の工程時間情報１１４とは異なる。

次に、ステップ２０３の焼鈍工程スケジュール生成処理について説明する。

焼鈍工程スケジュール生成処理の流れは、図８のフローチャートに示したものと同じなので、ここでの説明は省略する。

図１７は、ステップ２０３の焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報２１５の一例を示した図である。この焼鈍工程スケジュール情報２１５は、情報記憶部２１に記憶される。

図中、焼鈍工程スケジュール情報２１５の横軸は時間（単位時間の番号）を示し、焼鈍工程スケジュール情報２１５内の四角は１つの注文の処理を示し、この四角内の数字は注文番号を示す。

次に、ステップ２０４の処理について説明する。

図１８は、ステップ２０４で修正された後の各工程の工程納期と着手可能時間とを含む工程時間情報２１４の一例を示した図である。この工程時間情報２１４は、情報記憶部２１に記憶される。図１８の工程時間情報２１４に含まれる各項目については、図７を参照して説明したので、ここでの説明は省略する。図４の注文情報２１１で注文９〜１２の納期として納期遅れが発生するような値が設定されていたことから、図１８の工程時間情報２１４は、納期、第１工程納期、第２工程納期、及び、第３工程納期の値のみ、図１０の工程時間情報１１４とは異なる。

次に、ステップ２０５の酸洗工程スケジュール生成処理について説明する。

酸洗工程スケジュール生成処理の流れは、図１１のフローチャートに示したものと同じなので、ここでの説明は省略する。

図１９は、ステップ２０５の酸洗工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報２１６の一例を示した図である。この酸洗工程スケジュール情報２１６は、情報記憶部２１に記憶される。

図中、酸洗工程スケジュール情報２１６の横軸は時間（単位時間の番号）を示し、酸洗工程スケジュール情報２１６内の四角は１つの注文の処理を示し、この四角内の数字は注文番号を示す。また、四角の上の文字「前」は前酸洗を示し、四角の上の文字「後」は後酸洗を示す。更に、注文番号のない四角は、段取り替えを示す。

次に、ステップ２０６の処理について説明する。

ステップ２０６では、納期充足判定部２６が、図１５の注文情報２１１と、図１９の酸洗工程スケジュール情報２１６とから、注文１１及び注文１２について、何れも１単位時間の納期遅れが発生していると判定する。

次に、ステップ２０８の処理について説明する。

ステップ２０８では、納期補正部２７が、図１５の注文情報１１１の注文１１及び注文１２の納期を、２単位時間早める。

図２０は、ステップ２０８で納期が補正された後にステップ２０１で算出された各工程の工程納期と、ステップ２０８で納期が補正された後にステップ２０２で算出された各工程の着手可能時間とを含む工程時間情報２１４の一例を示した図である。

図２１は、ステップ２０８で納期が補正された後にステップ２０３の焼鈍工程スケジュール生成処理で生成された焼鈍工程スケジュール情報２１５の一例を示した図である。

図２２は、ステップ２０８で納期が補正された後にステップ２０５の酸洗工程スケジュール生成処理で生成された酸洗工程スケジュール情報２１６の一例を示した図である。

ステップ２０８で納期が補正された後のステップ２０６では、納期充足判定部２６が、図１５の注文情報２１１と、図２２の酸洗工程スケジュール情報２１６とから、注文１０について、納期遅れが発生していると判定する。そして、ステップ２０７では、納期充足判定部２６が、注文１０についての納期遅れが１単位時間であり、納期を補正する前のスケジュールよりも納期遅れの総量が改善されたと判定する。

一方、ステップ２０８で注文１０の納期を更に早めても、納期遅れの総量は改善されない。従って、生産スケジュール作成装置２０は、図２１の焼鈍工程スケジュール情報２１５及び図２２の酸洗工程スケジュール情報２１６を最終的なスケジュールとして採用する。

尚、第２の実施の形態では、工程スケジュール生成部２４が焼鈍工程スケジュールを生成した後に、工程時間修正部２５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部２４が酸洗工程スケジュールを生成するようにしたが、この限りではない。工程スケジュール生成部２４が酸洗工程スケジュールを生成した後に、工程時間修正部２５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部２４が焼鈍工程スケジュールを生成するようにしてもよい。

また、第２の実施の形態では、工程スケジュール生成部２４が焼鈍工程スケジュール及び酸洗工程スケジュールを直列に求めることとしたが、この限りではない。工程スケジュール生成部２４がこれらの工程のスケジュールを並列に求め、図示しない全体スケジュール生成部がこれらのスケジュールを結合して全体スケジュールとしてもよい。この場合、工程時間修正部２５は不要となる。

更に、第２の実施の形態では、３つの工程を経て製品を生産する生産システムを前提としたが、これには限らない。複数の工程を経て製品を生産する生産システムを前提としてもよい。その場合、工程スケジュール生成部２４が複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成した後に、工程時間修正部２５が未計画工程の工程納期又は着手可能時間を修正し、その後、工程スケジュール生成部２４が複数の工程のうちのその特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成するようにしてもよい。

［生産スケジュール作成装置のハードウェア構成］
図２３は、第１の実施の形態における生産スケジュール作成装置１０及び第２の実施の形態における生産スケジュール作成装置２０のハードウェア構成例を示す図である。

図示するように、生産スケジュール作成装置１０，２０は、例えば汎用のＰＣ（Personal Computer）等により実現され、演算手段であるＣＰＵ９１と、記憶手段であるメインメモリ９２及び磁気ディスク装置（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）９３とを備える。ここで、ＣＰＵ９１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行し、生産スケジュール作成装置１０，２０の各機能を実現する。また、メインメモリ９２は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域であり、ＨＤＤ９３は、記憶媒体の一例であって、各種プログラムに対する入力データ（例えば、注文情報）や各種プログラムからの出力データ（例えば、スケジュール情報）等を記憶する記憶領域である。

また、生産スケジュール作成装置１０，２０は、外部との通信を行うための通信Ｉ／Ｆ９４と、ビデオメモリやディスプレイ等からなる表示機構９５と、キーボードやマウス等の入力デバイス９６と、記憶媒体に対してデータの読み書きを行うためのドライバ９７とを備える。尚、図２３は、生産スケジュール作成装置１０，２０をコンピュータシステムにて実現した場合のハードウェア構成を例示するに過ぎず、生産スケジュール作成装置１０，２０は図示の構成に限定されない。

［本実施の形態の効果］
以上述べたように、本実施の形態では、全体納期を満たすために必要な各工程の工程納期を算出し、各工程ではその工程の工程納期を満たしつつ、その工程の生産性を考慮した計画を立案するようにした。これにより、結果として納期と生産性を考慮した生産スケジュールが立案可能となった。

また、本実施の形態では、各工程において個別に計画を立案するようにした。これにより、不整合が生じた場合は、工程納期を調整することにより、不整合を解消することが可能となった。

１０，２０…生産スケジュール作成装置、１１，２１…情報記憶部、１２，２２…工程納期算出部、１３，２３…着手可能時間算出部、１４，２４…工程スケジュール生成部、１５，２５…工程時間修正部、２６…納期充足判定部、２７…納期補正部

Claims (9)

1. 製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出する工程納期算出手段と、
   前記複数の工程の各工程の着手可能時間を算出する着手可能時間算出手段と、
   前記複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成する第１のスケジュール生成手段と、
   前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、当該特定の工程のスケジュールに基づいて修正する修正手段と、
   前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成する第２のスケジュール生成手段と
   を備えたことを特徴とする生産スケジュール作成装置。
2. 前記工程納期算出手段は、前記複数の工程の各工程の工程納期を、当該複数の工程の全体納期と、当該各工程の次の工程の処理時間とに基づいて算出し、
   前記着手可能時間算出手段は、前記複数の工程の各工程の着手可能時間を、当該各工程の前の工程の処理時間に基づいて算出し、
   前記第１のスケジュール生成手段は、前記特定の工程のスケジュールを、当該特定の工程の処理時間と、当該特定の工程の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成し、
   前記第２のスケジュール生成手段は、前記他の工程のスケジュールを、当該他の工程の処理時間と、当該他の工程の修正後の工程納期又は着手可能時間とに基づいて生成することを特徴とする請求項１に記載の生産スケジュール作成装置。
3. 前記特定の工程及び前記他の工程のうちの一方の工程は、複数の製品を一度に処理可能な設備を含む工程であり、
   前記第１のスケジュール生成手段及び前記第２のスケジュール生成手段のうちの前記一方の工程のスケジュールを生成する手段は、当該一方の工程の工程納期と、前記設備で一度に処理可能な製品の量に対する当該一方の工程で処理可能な状態になっている製品の量の割合とに基づいて、当該一方の工程のスケジュールを生成することを特徴とする請求項１に記載の生産スケジュール作成装置。
4. 前記設備は、熱処理炉であり、
   前記熱処理炉で一度に処理可能な製品の量は、当該熱処理炉の容量であることを特徴とする請求項３に記載の生産スケジュール作成装置。
5. 前記特定の工程及び前記他の工程のうちの一方の工程は、段取り替えが必要となる場合がある設備を含む工程であり、
   前記第１のスケジュール生成手段及び前記第２のスケジュール生成手段のうちの前記一方の工程のスケジュールを生成する手段は、当該一方の工程の工程納期と、当該一方の工程における前記段取り替えの必要性とに基づいて、当該一方の工程のスケジュールを生成することを特徴とする請求項１に記載の生産スケジュール作成装置。
6. 前記設備は、酸洗設備であり、
   前記段取り替えは、前記酸洗設備における処理モードの変更及び酸の交換の少なくとも何れか一方のために行われることを特徴とする請求項５に記載の生産スケジュール作成装置。
7. 前記特定の工程のスケジュール及び前記他の工程のスケジュールの少なくとも何れか一方において、前記複数の工程の全体納期に遅れる製品がある場合に、当該製品について当該全体納期を補正する納期補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の生産スケジュール作成装置。
8. コンピュータの工程納期算出手段が、製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出するステップと、
   コンピュータの着手可能時間算出手段が、前記複数の工程の各工程の着手可能時間を算出するステップと、
   コンピュータの第１のスケジュール生成手段が、前記複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成するステップと、
   コンピュータの修正手段が、前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、当該特定の工程のスケジュールに基づいて修正するステップと、
   コンピュータの第２のスケジュール生成手段が、前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成するステップと
   を含むことを特徴とする生産スケジュール作成方法。
9. コンピュータに、
   製品を生産するための複数の工程の各工程の工程納期を算出する機能と、
   前記複数の工程の各工程の着手可能時間を算出する機能と、
   前記複数の工程のうちの特定の工程のスケジュールを生成する機能と、
   前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の各工程の工程納期又は着手可能時間を、当該特定の工程のスケジュールに基づいて修正する機能と、
   前記複数の工程のうちの前記特定の工程以外の他の工程のスケジュールを生成する機能と
   を実現させるためのプログラム。