JP2021170239A - Apparatus, method and program for assisting process design - Google Patents

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Abstract

To provide an apparatus for assisting process design capable of producing an operation sequence helpful in designing a production process.SOLUTION: An apparatus for assisting a process design in the present invention is adapted to assist a design of a production process to obtain an object through a plurality of operations. The apparatus for assisting a process design comprises: temporary candidate generating means that generates a temporary candidate that an operation sequence as an order to perform each operation is randomly supposed; matching means that makes the temporary candidate as a matching candidate that the temporary candidate is matched to an operation restriction that is a scheduled order between particular operations; and output means that outputs an evaluation value of the matching candidate based on a predetermined indicator. The temporary candidate consists of an operation sequence set by utilizing, for example, a pseudo-random number order. According to the present invention, a matching candidate matched to an operation restriction can be considered on the basis of a number of temporary candidates randomly set by a system. For this reason, there is a room that a process design more excellent in productivity is to be made freely from the conventional framework.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、生産工程の設計に有用な支援装置等に関する。 The present invention relates to a support device or the like useful for designing a production process.

製品の生産性は、生産工程に大きく依存している。生産工程は、通常、複数の工程からなり、各工程は複数の作業からなる。作業数や工程数が膨大になると、人手のみで効率的な生産工程を設計することは困難となる。そこで、生産工程の設計を支援する装置(シミュレーション装置)が提案されており、例えば、下記の特許文献に関連する記載がある。 Product productivity is highly dependent on the production process. The production process usually consists of a plurality of processes, and each process consists of a plurality of operations. When the number of operations and the number of processes becomes enormous, it becomes difficult to design an efficient production process only by humans. Therefore, an apparatus (simulation apparatus) that supports the design of a production process has been proposed, and for example, there is a description related to the following patent documents.

特開2003−15723号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-15723

特許文献1では、自動車の生産ライン(組立ライン)のように、ワークが搬送されるラインに沿って直列的に配置されたステージ(工程)毎に種々の作業がなされる工程設計の支援装置(ビジュアル表示画面を利用する作業配分立案支援装置)を提案している。具体的にいうと、その支援装置は、各作業員毎(つまり各工程毎)に割り振られる作業時間と歩行時間の合計時間を画面表示して、工程設計者がそれらを画面上で変更できるようにしている。このような支援装置により、工程設計者の負荷が軽減され得る。 In Patent Document 1, a process design support device (process design support device) in which various operations are performed for each stage (process) arranged in series along a line through which a work is conveyed, such as an automobile production line (assembly line). We are proposing a work allocation planning support device that uses a visual display screen). Specifically, the support device displays the total time of working time and walking time allocated to each worker (that is, each process) on the screen so that the process designer can change them on the screen. I have to. With such a support device, the load on the process designer can be reduced.

しかし、従来の支援装置を用いた工程設計では、担当者の力量(経験、知識等)内で、既存の工程や作業順序等が部分的に最適化されるに留っていた。 However, in the process design using the conventional support device, the existing process, work order, etc. are only partially optimized within the competence (experience, knowledge, etc.) of the person in charge.

本発明は、既存の工程に囚われない新たな工程の検討により全体的に好適な工程設計を可能にする支援装置等を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a support device or the like that enables an overall suitable process design by examining a new process that is not bound by an existing process.

本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、工程設計に際して、既存の工程や設計者の能力等に囚われず任意に生成された複数の作業順序(仮候補)をベースに、各作業間の順番等に関する作業制約を充足するように生成された作業順序(整合候補)を検討することを着想し、そのような作業順序の生成を具現化した。このような成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to solve this problem, the present inventor has made each work based on a plurality of work sequences (provisional candidates) arbitrarily generated without being bound by the existing process or the ability of the designer when designing the process. The idea was to examine the work order (matching candidate) generated so as to satisfy the work restrictions related to the order between them, and the generation of such a work order was realized. By developing such results, the present invention described below has been completed.

《工程設計支援装置》
(1)本発明は、複数の作業を経て目的物を得る生産工程の設計を支援する工程設計支援装置であって、各作業を行う順番である作業順序を無作為に仮定した仮候補を生成する仮候補生成手段と、該仮候補を特定の作業間で予定されている順番である作業制約に整合させた整合候補とする整合化手段と、所定の指標による該整合候補の評価値を出力する出力手段と、を備える工程設計支援装置である。
<< Process design support device >>
(1) The present invention is a process design support device that supports the design of a production process for obtaining a target product through a plurality of operations, and generates a tentative candidate that randomly assumes a work order that is the order in which each operation is performed. Outputs the evaluation value of the matching candidate according to a predetermined index, the provisional candidate generation means for making the provisional candidate, the matching means for making the provisional candidate a matching candidate matched to the work constraint in the order scheduled between specific works, and the matching candidate. It is a process design support device including an output means for performing.

(2)本発明の工程設計支援装置(単に「支援装置」という。)によれば、先ず、装置(システム、コンピュータ)により無作為(機械的、任意的、暫定的)な作業順序(仮候補)が仮設定される。次に、その仮候補をベースにして、作業制約に整合する作業順序(整合候補)が得られる。そして、整合候補は所定の指標で評価される。評価された整合候補(作業順序)は、それ以降の工程設計(作業順序に沿った作業の各工程への区割り等)に活用され得る。 (2) According to the process design support device (simply referred to as "support device") of the present invention, first, a random (mechanical, arbitrary, provisional) work sequence (provisional candidate) is performed by the device (system, computer). ) Is temporarily set. Next, based on the provisional candidate, a work order (matching candidate) that matches the work constraint is obtained. Then, the matching candidate is evaluated by a predetermined index. The evaluated matching candidates (work order) can be utilized for subsequent process design (division of work according to the work order into each process, etc.).

こうして本発明の支援装置によれば、従来の枠(既存の工程、設計者の能力等)に囚われない作業順序やそれに基づく工程についても、検討することが可能となる。この結果、単に、工程編成に要する時間(リードタイム)の短縮や工程設計者の負担軽減に留まらず、生産性の向上に貢献する好適さらには最適な作業順序や工程群の創出も可能になり得る。 In this way, according to the support device of the present invention, it is possible to study a work sequence and a process based on the work sequence that are not bound by the conventional framework (existing process, ability of the designer, etc.). As a result, it is possible not only to shorten the time required for process organization (lead time) and reduce the burden on the process designer, but also to create suitable and optimal work sequences and process groups that contribute to the improvement of productivity. obtain.

《工程設計支援方法》
本発明は、工程設計の支援方法(単に「支援方法」という。)としても把握できる。つまり本発明は、複数の作業を経て目的物を得る生産工程の設計を支援する工程設計支援方法であって、各作業を行う順番である作業順序を無作為に仮定した仮候補を生成する仮候補生成ステップと、該仮候補を特定の作業間で予定されている順番である作業制約に整合させた整合候補とする整合化ステップと、所定の指標による該整合候補の評価値を出力する出力ステップと、を備える工程設計支援方法でもよい。
<< Process design support method >>
The present invention can also be grasped as a process design support method (simply referred to as a "support method"). That is, the present invention is a process design support method that supports the design of a production process for obtaining a target product through a plurality of operations, and generates a tentative candidate that randomly assumes the work order in which each operation is performed. Output that outputs the candidate generation step, the matching step that makes the provisional candidate a matching candidate that is matched to the work constraint in the order scheduled between specific works, and the evaluation value of the matching candidate by a predetermined index. It may be a process design support method including steps.

《工程設計支援プログラム》
本発明は、上述した各ステップをコンピュータに実行させる工程設計支援プログラム(単に「支援プログラム」という。)としても把握されてもよい。
<< Process design support program >>
The present invention may also be understood as a process design support program (simply referred to as a "support program") that causes a computer to execute each of the above steps.

《その他》
(1)本発明による工程設計支援は、コンピュータと、そのコンピュータで実行させるプログラムとにより実現される。コンピュータは、通常、演算部(CPU等)、記憶部(メモリー等)、表示部(ディスプレー等)、入力部(キーボード等)を備える。コンピュータは、孤立したものでも、通信網により連携されたもの(例えばサーバーとクライアント)でもよい。
"others"
(1) The process design support according to the present invention is realized by a computer and a program executed by the computer. A computer usually includes a calculation unit (CPU or the like), a storage unit (memory or the like), a display unit (display or the like), and an input unit (keyboard or the like). The computer may be isolated or linked by a communication network (for example, a server and a client).

(2)本発明に係る各手段または各ステップは、通常、そのコンピュータで実行されるプログラムにより構成または実現される。本明細書でいう「〜手段」と「〜ステップ」は、本発明の対象(物の発明か方法の発明)に応じて相互に言換えることができる。「〜手段」は「〜部」へ、「支援装置」は「支援システム」へ、それぞれ換言してもよい。また、連携した複数の装置(コンピュータ、記憶装置(サーバ等)、端末等)により構成される支援装置は「支援システム」としても把握される。 (2) Each means or each step according to the present invention is usually configured or realized by a program executed by the computer. The "-means" and "-step" referred to in the present specification can be paraphrased with each other according to the object of the present invention (invention of a product or invention of a method). "-Means" may be paraphrased as "-department", and "support device" may be paraphrased as "support system". In addition, a support device composed of a plurality of linked devices (computer, storage device (server, etc.), terminal, etc.) is also grasped as a "support system".

(3)工程設計支援は、実際の作業(単に「実作業」という。)に対応して設定(データ化)された仮想の作業(解析モデル)に関して、数値解析(シミュレーション)してなされる。このため本明細書でいう「作業」は、特に断らない限り、実作業を反映したデータ群からなる。 (3) Process design support is provided by numerical analysis (simulation) of a virtual work (analysis model) set (converted into data) corresponding to an actual work (simply referred to as "actual work"). Therefore, unless otherwise specified, the "work" referred to in the present specification consists of a group of data reflecting the actual work.

「作業」(データ)は、例えば、実作業毎に付される識別子(番号、符号等)と、実作業の特徴量(作業内容、作業位置、作業時間、使用する治具・工具等/「作業情報」という。)と、作業制約を有する。作業制約には、作業順序の生成に必要な情報であり、例えば、作業を行う順番の先後関係に関する情報(順序制約)、その順番の連続関係に関する情報(連続制約)、その順番の非連続(連続不可)に関する情報(断続制約)、その順番の順番位置を近づける情報(近傍制約)等がある。作業制約は、少なくとも、特定の作業間または作業群について、全作業に設定されていても、その一部の作業に設定されていてもよい。なお、本明細書でいう「作業順序」には、個別な作業(単体)の順序と、連続制約を充足するグループ化した作業群(一作業からなる場合を含む)の順序とがある。 "Work" (data) includes, for example, an identifier (number, code, etc.) assigned to each actual work, and features of the actual work (work content, work position, work time, jigs / tools to be used, etc./" It is called "work information") and has work restrictions. The work constraint is information necessary for generating a work order, for example, information on the predecessor-sequential relationship of the work order (order constraint), information on the continuous relationship of the order (continuous constraint), and discontinuity of the order (continuous constraint). There is information about (continuity not possible) (intermittent constraint), information that brings the order position closer to each other (neighborhood constraint), and the like. Work constraints may be set for all tasks or for some of the tasks, at least between specific tasks or for a group of tasks. The "work order" referred to in the present specification includes an order of individual work (single work) and an order of grouped work groups (including a case consisting of one work) that satisfy continuous constraints.

(4)工程設計の対象である目的物は、最終製品の他、中間製品(半製品や仕掛品)等でもよい。各作業の内容は問わず、部品の組立てや接合等の他、原材料の製造等でもよい。 (4) The target object for process design may be an intermediate product (semi-finished product or work-in-process) as well as a final product. Regardless of the content of each work, in addition to assembling and joining parts, manufacturing of raw materials may be performed.

作業情報、順序制約および連続制約を例示した表である。It is a table exemplifying work information, order constraint and continuous constraint. 作業IDからグループIDへの変換を例示した表である。It is a table which exemplifies conversion from work ID to group ID. グループIDに基づいて生成した作業順序の仮候補を例示した表である。It is a table exemplifying the provisional candidate of the work order generated based on the group ID. 仮候補の一例を示したマトリックスである。It is a matrix showing an example of a tentative candidate. その仮候補に基づいて類似作業を集約したマトリックスである。It is a matrix that aggregates similar work based on the provisional candidates. その集約した類似作業の集約過程を示した樹状図である。It is a dendrogram showing the aggregation process of the aggregated similar work. その類似作業の集約をした整合候補を示すマトリックスである。It is a matrix showing matching candidates that aggregates the similar works. その類似作業の集約をしなかった整合候補を示すマトリックスである。It is a matrix showing matching candidates that did not aggregate the similar work. 整合候補の作業順序と評価値を示した一覧表例である。This is an example of a list showing the work order and evaluation values of matching candidates. その作業順序と評価値を整合候補毎に表示したマトリックスである。It is a matrix in which the work order and the evaluation value are displayed for each matching candidate. 作業順序の生成手順を例示したフローチャートである。It is a flowchart which exemplifies the generation procedure of the work order.

上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、工程設計の支援装置(システム)のみならず、その支援方法や支援プログラム等にも適宜該当する。 One or more components arbitrarily selected from the present specification may be added to the above-described components of the present invention. The contents described in this specification appropriately apply not only to the process design support device (system) but also to the support method, support program, and the like.

《仮候補生成》
仮候補生成(「手段」または「ステップ」の表記は省略する。以下同様)は、各作業を行う順番である作業順序を無作為に仮設定した仮候補を生成する。仮候補は、一定のルール(アルゴリズム等)に沿って生成された作業順序でもよい。例えば、仮候補は、遺伝的アルゴリズム(GA:Genetic Algorithms)等の最適化アルゴリズムに基づいて生成されてもよい。無作為に仮定された作業順序は、全作業順序の一部でもよい。
《Temporary candidate generation》
Temporary candidate generation (the notation of "means" or "step" is omitted; the same applies hereinafter) generates a provisional candidate in which the work order in which each work is performed is randomly set. The tentative candidate may be a work order generated according to a certain rule (algorithm, etc.). For example, tentative candidates may be generated based on optimization algorithms such as Genetic Algorithms (GA). The randomly assumed work sequence may be part of the entire work sequence.

仮候補は、例えば、擬似乱数列に基づいて設定された作業順序からなってもよい。m個の作業があるとき、その作業順序は、m!(階乗)通りあり得る。作業数(m)が多くなると、その数(m!)は膨大になるため、全ての作業順序について検討することは不可能となる。 The tentative candidate may consist of, for example, a work order set based on a pseudo-random number sequence. When there are m works, the work order is m! (Factial) There can be streets. As the number of works (m) increases, the number (m!) Becomes enormous, and it becomes impossible to consider all the work sequences.

そこで、例えば、識別子(ID/番号)を付与した各作業を擬似乱数列(単に「乱数列」という。)に基づいて配列すれば、無作為な作業順序(仮候補)群を所望数だけ生成することが可能となる。なお、作業順序(ID)の配列は、重複を排除した乱数列により生成されるとよい。仮候補の作業順序は、必ずしも乱数列自体である必要はない。 Therefore, for example, if each work to which an identifier (ID / number) is assigned is arranged based on a pseudo-random number sequence (simply referred to as a "random number sequence"), a desired number of random work order (provisional candidates) groups are generated. It becomes possible to do. The array of work order (ID) may be generated by a random number sequence excluding duplicates. The work order of the tentative candidates does not necessarily have to be the random number sequence itself.

《整合化》
整合化は、仮候補の作業順序を、特定の作業間で予定されている順番(作業制約)に整合した作業順序(整合候補)とする。作業制約の代表例として、特定の作業間で予定されている順番の先後関係である順序制約、特定の作業群に予定されている順番の連続関係である連続制約の他、特定の作業間の連続を禁止する非連続関係である(断続制約)、特定の作業間・作業群の順番を所定範囲内に収める(近傍制約)などがある。
《Alignment》
In the harmonization, the work order of the provisional candidate is set to the work order (alignment candidate) that is consistent with the order (work constraint) scheduled between specific works. Typical examples of work constraints are the order constraint, which is the predecessor relationship of the order scheduled between specific tasks, the continuous constraint, which is the continuous relationship of the order scheduled for a specific work group, and the work constraints. There is a discontinuous relationship that prohibits continuity (intermittent constraint), and the order of specific work intervals / work groups is kept within a predetermined range (neighborhood constraint).

整合候補は、特に、類似作業を近接させた作業順序を生成するとよい。作業の類否は、例えば、各作業に付与・設定された情報(作業情報または作業制約)から求まる情報距離に基づいて判断される。この場合、情報距離が所定範囲内にある作業が類似作業となる。情報距離が所定範囲内にある作業(単に「近い作業」という。)は、例えば、利用する治具や工具、対象部品などが共通または関連する作業である。このように関連する類似作業が集約された作業順序により、生産性の向上を図れる工程設計が可能となる。 Consistency candidates are particularly good at generating work sequences in which similar works are close together. The similarity of work is determined based on, for example, the information distance obtained from the information (work information or work constraint) given / set to each work. In this case, the work in which the information distance is within the predetermined range is a similar work. Work in which the information distance is within a predetermined range (simply referred to as “close work”) is, for example, work in which jigs, tools, target parts, and the like to be used are common or related. The work order in which related similar works are aggregated in this way enables process design that can improve productivity.

連続制約に係る作業群は一括して整合化されて、整合候補(作業順序)が生成されるとよい。これにより、連続した一群の作業があるときでも、効率的な整合化がなされ得る。なお、一括処理された作業群は、作業順序の確定後に、個々の作業に分解(グループ解除)されるとよい。これにより、個々の作業が連続制約を充足する状態となった作業順序(整合候補)が得られる。 It is preferable that the work groups related to the continuous constraint are collectively aligned and a matching candidate (work order) is generated. As a result, efficient matching can be achieved even when there is a continuous group of work. The batch-processed work group may be decomposed (ungrouped) into individual works after the work order is determined. As a result, a work order (alignment candidate) in which each work satisfies the continuous constraint can be obtained.

《出力》
整合候補について、所定の指標に基づく評価値が出力されるとよい。評価値は、整合候補の識別子またはその作業順序と共に示されるとよい。さらに、その評価値に基づいて、ソートされた整合候補が表示されてもよい。
"output"
It is preferable that the evaluation value based on a predetermined index is output for the matching candidate. The evaluation value may be shown together with the identifier of the matching candidate or its work order. Further, sorted matching candidates may be displayed based on the evaluation value.

評価値は、例えば、各作業情報(作業場所、作業時間等)に基づいて算出され得る。評価値の一例として、整合候補の作業順序に沿って作業者が移動する総距離(例えば、一作業の遂行に伴う移動距離と異なる作業場所間の移動距離との合計)がある。 The evaluation value can be calculated based on, for example, each work information (work place, work time, etc.). As an example of the evaluation value, there is a total distance that the worker moves along the work order of the matching candidate (for example, the sum of the movement distance associated with the performance of one work and the movement distance between different work places).

本発明に係る工程設計の支援装置(システム)を説明するため、仮想事例(モデル)を示しつつ、本発明をより具体的に説明する。 In order to explain the process design support device (system) according to the present invention, the present invention will be described more concretely while showing a virtual case (model).

《装置構成》
本実施例に係る支援装置(システム)は、コンピュータと、そのコンピュータ上で実行されるプログラムとで構成される。コンピュータは、演算部(CPU等)、データやプログラムを一時的または長期的に保存する保存部(ROM、RAM、HDD、SSD等の記憶装置)、表示部(ディスプレー等)、入出力部(キーボード、マウス、通信インターフェース等)などを備える。コンピュータは、専用機でも汎用機(パーソナルコンピュータ(PC)等)でもよい。プログラムは、コンピュータに一時的または長期的にインストールされて、後述する工程設計の支援方法に係る各ステップを実行する。なお、本発明に係る各手段は、各ステップを実行するプログラム部分により構成される。
"Device configuration"
The support device (system) according to this embodiment is composed of a computer and a program executed on the computer. A computer is an arithmetic unit (CPU, etc.), a storage unit (storage device such as ROM, RAM, HDD, SSD, etc.) that temporarily or long-term stores data and programs, a display unit (display, etc.), and an input / output unit (keyboard). , Mouse, communication interface, etc.). The computer may be a dedicated machine or a general-purpose machine (personal computer (PC) or the like). The program is temporarily or long-term installed on the computer to perform each step of the process design support method described below. Each means according to the present invention is composed of a program portion that executes each step.

《モデル》
工程設計を行う一事例として、自動車の組立ラインのように、膨大な作業要素(単に「作業」という。)からなる生産ライン(生産工程)を設計する場合を想定する。生産ラインは、直列状(直線状)のラインのみの場合もあるが、通常、上流側で分岐した多数のライン(支流ライン)が、下流側で合流して主たるライン(本流ライン)へ集約されていくことが多い。いずれのラインも、1以上の工程に区分(区画)され、各工程には1以上の作業(「作業群」という。)が割り振られる。
"model"
As an example of process design, it is assumed that a production line (production process) consisting of a huge number of work elements (simply referred to as "work") is designed, such as an automobile assembly line. The production line may be only a series (straight line) line, but usually, a large number of lines (tributary lines) branched on the upstream side are merged on the downstream side and integrated into the main line (main stream line). I often go. Each line is divided into one or more processes, and one or more operations (referred to as "work group") are assigned to each process.

あるラインの各工程に割り振る作業(群)を検討する際、そのライン上で処理されるべき全作業が、時系列に沿って順に配列された作業順序(候補)として与えられると、工程設計を効率的に行える。所定の指標(例えば一工程の所要時間、タクトタイム、作業性等)に基づいて、一連の作業順序を区切るだけで各工程が決定されるからである。 When considering the work (group) to be assigned to each process of a certain line, if all the work to be processed on that line is given as a work order (candidate) arranged in order in chronological order, the process design is performed. It can be done efficiently. This is because each process is determined only by dividing a series of work sequences based on a predetermined index (for example, required time of one process, tact time, workability, etc.).

このような状況を踏まえて、本実施例では、工程設計の際に必要となる作業順序の生成を支援する方法(装置、システム)について説明する。なお、理解を容易にすると共に説明の便宜を図るため、本実施例では、検討する作業数を敢えて少数とした。 Based on such a situation, in this embodiment, a method (device, system) for supporting the generation of the work sequence required for process design will be described. In addition, in order to facilitate understanding and for convenience of explanation, the number of tasks to be examined was intentionally reduced in this embodiment.

《作業順序の生成》
工程設計に有意義な作業順序の候補を生成する処理手順(フローチャート)を図7に示した。そのフローチャートに沿って、各手順(ステップ)について詳述する。
《Generation of work order》
FIG. 7 shows a processing procedure (flow chart) for generating a work sequence candidate that is meaningful for process design. Each procedure (step) will be described in detail according to the flowchart.

(1)情報取得(入力)
ステップS1で、データベースから作業順序の生成に必要な各種の情報を取得する。具体的にいうと、ステップS11で作業情報を入力する。作業情報は、例えば、図1の表1Aに示すように、作業内容(作業名)、作業単体に要する時間(作業時間)、作業位置(X・Y座標)等である。
(1) Information acquisition (input)
In step S1, various information necessary for generating the work order is acquired from the database. Specifically, the work information is input in step S11. The work information is, for example, as shown in Table 1A of FIG. 1, a work content (work name), a time required for a single work (work time), a work position (XY coordinates), and the like.

各作業には、識別子である数字(ID)を付与した。各作業を区別するときは、そのIDに基づいて、「作業1」、「作業2」・・・のように表記(呼称)する。この点は、以下に説明するグループ、候補等についても同様である。 A number (ID), which is an identifier, was assigned to each work. When distinguishing each work, it is written (named) as "work 1", "work 2", etc. based on the ID. This point also applies to the groups, candidates, etc. described below.

ステップS12で作業制約を入力する。作業制約は、例えば、順序制約と連続制約である。順序制約は、図1の表1Bに示すように、各作業を行う順番の先後関係である。例えば、作業1には、先行する作業7が対応づけられている。この場合、作業1は作業7の後順となる。なお、本実施例では、全作業ではなく一部の作業にだけ、順序制約が設けられる場合を例示した。 The work constraint is input in step S12. Work constraints are, for example, order constraints and continuous constraints. As shown in Table 1B of FIG. 1, the order constraint is a first-to-back relationship of the order in which each work is performed. For example, work 1 is associated with preceding work 7. In this case, work 1 is in the order after work 7. In this embodiment, the case where the order constraint is provided only for a part of the work, not all the work, is illustrated.

連続制約は、図1の表1Cに示すように、各作業を行う順番の連続関係である。連続制約毎に識別子が付与される。例えば、1番目の連続制約(単に「連続1」という。)は、作業6、作業8、作業9および作業10を、その順番で連続して行うことを規定している。 As shown in Table 1C of FIG. 1, the continuous constraint is a continuous relationship in the order in which each operation is performed. An identifier is assigned to each continuous constraint. For example, the first continuous constraint (simply referred to as "continuous 1") stipulates that work 6, work 8, work 9 and work 10 are continuously performed in that order.

ステップS13で、本実施例のシステムにより提示を望む作業順序の候補数(n:自然数)を入力する。ステップS11〜S13をまとめてステップS1という。 In step S13, the number of work sequence candidates (n: natural number) desired to be presented by the system of this embodiment is input. Steps S11 to S13 are collectively referred to as step S1.

なお、後述するステップS8で示すように、作業順序の提示数(i:自然数/iはインクリメントされる。)が、その候補数(n)となるまで、ステップS3〜S8の処理が繰り返される。 As shown in step S8 described later, the processes of steps S3 to S8 are repeated until the number of presented work orders (i: natural number / i is incremented) becomes the number of candidates (n).

(2)連続作業のグループ化
ステップS2で、連続制約に係る作業をグループ化して、それら作業の一括処理を可能にする。例えば、既述した一つの連続制約(連続1)に係る各作業(6、8、9、10)を一つのグループ1とする。本実施例では、連続制約がない作業IDにも、グループIDを付与した。その一例を図2の表2に示した。これにより、作業6、8、9、10はグループ6、作業1はグループ1、作業2はグループ2等として、全作業がグループIDにより画一的に処理される。
(2) Grouping of continuous work In step S2, the work related to the continuous constraint is grouped so that the work can be collectively processed. For example, each work (6, 8, 9, 10) related to one continuous constraint (continuous 1) described above is designated as one group 1. In this embodiment, a group ID is also assigned to a work ID having no continuous constraint. An example thereof is shown in Table 2 of FIG. As a result, work 6, 8, 9, and 10 are group 6, work 1 is group 1, work 2 is group 2, and all the work is uniformly processed by the group ID.

(3)作業順序の仮候補生成
ステップS3で、各作業をグループIDに基づいて、無作為(アットランダム)に配列した作業順序からなる仮候補を生成する。こうして得られた各候補にも識別子(候補ID)を付与した。グループIDの無作為な配列には、擬似乱数列を利用した。
(3) Generation of provisional candidates for work order In step S3, provisional candidates consisting of work orders randomly arranged (at random) for each work are generated based on the group ID. An identifier (candidate ID) was also given to each candidate obtained in this way. A pseudo-random sequence was used for the random array of group IDs.

こうして得られた仮候補の一例を図3の表3に示した。表3を見れば明らかなように、仮候補の作業順序は、基本的に、順序制約(表1B)を充足していない。 An example of the provisional candidates thus obtained is shown in Table 3 of FIG. As is clear from Table 3, the work order of the provisional candidates basically does not satisfy the order constraint (Table 1B).

(4)類似作業の集約
ステップS4で、仮候補として提示された各作業を、それらに属する情報距離に基づいて集約する。一例として、順序制約に基づいて類似作業を集約する場合を説明する。表3の候補1に示したグループID(作業順序)を、行と列にそれぞれ示したマトリックスを作成する。そのマトリックス中に、表1Bに示した順序制約(先行作業IDから変換された先行グループID)を、フラグ”1”として付加する。これにより、図4Aの表4Aに示すマトリックスが得られる。
(4) Aggregation of similar works In step S4, each work presented as a provisional candidate is aggregated based on the information distance belonging to them. As an example, a case where similar work is aggregated based on an order constraint will be described. Create a matrix in which the group IDs (work order) shown in Candidate 1 in Table 3 are shown in rows and columns, respectively. The order constraint (predecessor group ID converted from the predecessor work ID) shown in Table 1B is added to the matrix as the flag "1". This gives the matrix shown in Table 4A of FIG. 4A.

行に付したグループIDを見ると、例えば、グループ1(作業1)にはグループ7(作業7)が先行作業として存在することがわかる。但し、表4Aからもわかるように、順序制約を示す”1”はマトリックス全体に分散した状態となっている。 Looking at the group ID attached to the row, it can be seen that, for example, group 7 (work 7) exists as a preceding work in group 1 (work 1). However, as can be seen from Table 4A, "1" indicating the order constraint is in a state of being dispersed over the entire matrix.

この表4Aに示したマトリックスに対して、階層的クラスタリング処理を行うと、図4Bの表4Bに示すように、順序制約を示す”1”はマトリックスの対角線付近に配置される。そして各作業(グループ)は、マトリックスの左上側と右下側に集約される。その結果、全作業は、グループ1、2、7からなる集合と、グループ5、6、3、4からなる集合とに分類(クラスタリング)される。なお、表4Bを見れば明らかなように、この段階でも、グループIDの順序(行順)は順序制約(表1B)を充足していない。 When the matrix shown in Table 4A is subjected to a hierarchical clustering process, as shown in Table 4B of FIG. 4B, "1" indicating an order constraint is arranged near the diagonal line of the matrix. Then, each work (group) is aggregated on the upper left side and the lower right side of the matrix. As a result, all the work is classified (clustered) into a set consisting of groups 1, 2, and 7 and a set consisting of groups 5, 6, 3, and 4. As is clear from Table 4B, the order (row order) of the group IDs does not satisfy the order constraint (Table 1B) even at this stage.

表4Bに示したマトリックスの生成過程(階層的クラスタリングの過程)を、樹状図として図4Cに示す。図4Cの下方は情報距離が近い(類似度が大きい)ことを示す。 The matrix generation process (hierarchical clustering process) shown in Table 4B is shown in FIG. 4C as a dendrogram. The lower part of FIG. 4C shows that the information distance is short (the degree of similarity is large).

ここでは、説明を簡便にするために、順序制約に基づき類似作業を集約したが、作業位置、作業対象である部品の種類、材質、利用する治具や工具などに関する情報に基づいてなされてもよい。勿論、類似作業の集約は、複数種の情報を組み合わせてなされてもよい。また類似作業の集約は、階層的クラスタリング以外の手法を利用してもよい。さらには工程設計者が、予備実験により、集約の入力情報や手法を選択してもよい。 Here, for the sake of simplicity, similar work is summarized based on the order constraint, but it may be done based on information on the work position, the type and material of the part to be worked, the jig and tool to be used, etc. good. Of course, the aggregation of similar work may be performed by combining a plurality of types of information. Further, a method other than hierarchical clustering may be used for aggregating similar works. Further, the process designer may select the aggregated input information and method by the preliminary experiment.

いずれにしても、類似作業の集約を事前に行うことにより、類似する作業(例えば、同じ工具を使う作業等)がまとめられ、生産性に優れた作業順序(候補)が提案され易くなる。 In any case, by aggregating similar works in advance, similar works (for example, works using the same tool) are put together, and it becomes easy to propose a work order (candidate) having excellent productivity.

(5)作業制約の整合(順序制約の充足)
ステップS5で、類似作業を集約した作業順序の候補に基づいて、作業制約(順序制約)を満たすように再配列される。例えば、表4Bに示した作業順序を、表1Bに示す順序制約を満たすように並び替えると、表5Aに示す作業順序(整合候補)が得られる。具体的にいうと、マトリックスの第1行から順に、順序制約に違反していたグループIDの順序だけを、順に並び替える。逆にいえば、順序制約に違反していないグループIDは、その順序が維持される。このようなパーティショニング処理により、左から右に下がる対角線の下側にのみ、順序制約を示す”1”が表示されたマトリックス(表5A)が得られる。
(5) Consistency of work constraints (satisfaction of order constraints)
In step S5, the similar works are rearranged so as to satisfy the work constraint (order constraint) based on the aggregated work sequence candidates. For example, when the work order shown in Table 4B is rearranged so as to satisfy the order constraint shown in Table 1B, the work order (matching candidate) shown in Table 5A can be obtained. Specifically, only the order of the group IDs that violated the order constraint is sorted in order from the first row of the matrix. Conversely, the order of group IDs that do not violate the order constraint is maintained. By such a partitioning process, a matrix (Table 5A) in which "1" indicating an order constraint is displayed only below the diagonal line extending from left to right is obtained.

なお、整合候補の生成は、順序制約の充足のみに着目してなされてもよいし、他の評価指標(例えば、近傍制約:「作業Aと作業Bを順序が近い位置で実施する」)の充足等を加味してなされてもよい。ちなみに、上述した類似作業の集約を行わず、順序制約の整合のみを行うと、例えば、図5Bの表5Bに示すような作業順序(整合候補)が得られる。このような作業順序を検討対象とすることも可能である。但し、一般的に、類似する作業間の順番が離れている作業順序からは、高効率な生産工程が得られ難い。 The matching candidates may be generated by focusing only on the satisfaction of the order constraint, or of other evaluation indexes (for example, the neighborhood constraint: "Perform work A and work B at positions close to each other"). It may be done in consideration of satisfaction and the like. Incidentally, if only the alignment of the order constraint is performed without aggregating the similar operations described above, for example, the operation order (alignment candidate) as shown in Table 5B of FIG. 5B can be obtained. It is also possible to consider such a work sequence. However, in general, it is difficult to obtain a highly efficient production process from a work order in which the orders of similar works are separated.

(6)連続作業のグループ解除
ステップS6で、一括して扱ってきた連続作業のグループを解除する。例えば、グループ6を解除して作業6、8、9、10に戻す。こうして、各作業全体について、整合候補である作業順序が得られる(図6Aの表6参照)。
(6) Canceling the group of continuous work In step S6, the group of continuous work handled collectively is released. For example, the group 6 is released and returned to work 6, 8, 9, and 10. In this way, the work order that is a matching candidate is obtained for each work as a whole (see Table 6 in FIG. 6A).

(7)整合候補と評価値の出力
ステップS7で、整合候補である作業順序全体と、その整合候補の評価値が出力される。その一例を表6に示した。
(7) Output of matching candidate and evaluation value In step S7, the entire work order as the matching candidate and the evaluation value of the matching candidate are output. An example is shown in Table 6.

評価値は、例えば、整合候補を構成する隣接作業間の移動距離の合計(総移動距離)である。隣接作業間の移動距離は、例えば、作業情報(表1A)に含まれる作業位置(座標)から求まる。 The evaluation value is, for example, the total movement distance (total movement distance) between adjacent works constituting the matching candidate. The moving distance between adjacent works can be obtained from, for example, the work position (coordinates) included in the work information (Table 1A).

出力形成は、表6に示すような一覧表形式でも良いし、図6Bに示すような整合候補毎の個別形式でもよい。なお、図6Bに示したマトリックスは、各作業位置を色別表示により視覚化している。また、先行作業との順序距離も視覚化して表示している。この場合、対角線に近いほど、先行作業との順序距離が近いことを意味している。対角線右上に1が存在しないことは、順序制約の違反がないことを示している。 The output formation may be in a list format as shown in Table 6 or in an individual format for each matching candidate as shown in FIG. 6B. In the matrix shown in FIG. 6B, each working position is visualized by color-coded display. In addition, the order distance from the preceding work is also visualized and displayed. In this case, the closer it is to the diagonal line, the closer the order distance to the preceding work is. The absence of a 1 in the upper right corner of the diagonal indicates that there is no violation of the order constraint.

(8)候補数
設定した候補数(n)の作業順序が得られるまで、上述した各ステップが繰り返しなされる(ステップS8)。これにより、例えば、表6に示す一覧表が完成される。
(8) Number of Candidates Each of the above steps is repeated until the work order of the set number of candidates (n) is obtained (step S8). As a result, for example, the list shown in Table 6 is completed.

複数の整合候補は、例えば、評価値に基づいてソート表示されてもよい。また、整合候補が多数あるとき、所定の観点でグループ分けして、各グループ毎に代表的な整合候補が示されてもよい。 The plurality of matching candidates may be sorted and displayed based on the evaluation value, for example. Further, when there are a large number of matching candidates, representative matching candidates may be shown for each group by grouping them from a predetermined viewpoint.

以上のように提示される多数の作業順序を利用することにより、全体的に最適または最適に近い生産工程の設計、検討等を効率的に行えるようになる。 By utilizing the large number of work sequences presented as described above, it becomes possible to efficiently design and examine the optimum or near-optimal production process as a whole.

Claims (6)

複数の作業を経て目的物を得る生産工程の設計を支援する工程設計支援装置であって、
各作業を行う順番である作業順序を無作為に仮定した仮候補を生成する仮候補生成手段と、
該仮候補を特定の作業間で予定されている順番である作業制約に整合させた整合候補とする整合化手段と、
所定の指標による該整合候補の評価値を出力する出力手段と、
を備える工程設計支援装置。
It is a process design support device that supports the design of a production process that obtains a target product through multiple operations.
A tentative candidate generation means that generates a tentative candidate that randomly assumes a work order that is the order in which each work is performed, and
A matching means that makes the provisional candidate a matching candidate that is matched to work constraints that are in the order scheduled between specific works, and
An output means for outputting the evaluation value of the matching candidate according to a predetermined index, and
Process design support device equipped with.
前記仮候補は、擬似乱数列に基づいて設定された作業順序からなる請求項1に記載の工程設計支援装置。 The process design support device according to claim 1, wherein the tentative candidate has a work order set based on a pseudo-random number sequence. 前記作業制約は、特定の作業間で予定されている順番の先後関係である順序制約を含み、
前記整合候補は、類似作業の順番を近接させた作業順序からなる請求項1または2に記載の工程設計支援装置。
The work constraint includes an order constraint that is a pre-existing relationship of the order scheduled between specific tasks.
The process design support device according to claim 1 or 2, wherein the matching candidate has a work order in which similar work orders are brought close to each other.
前記作業制約は、特定の作業群に予定されている順番の連続関係である連続制約を含み、
前記整合化手段は、該連続制約に係る作業群を一括して扱う請求項1〜3のいずれかに記載の工程設計支援装置。
The work constraint includes a continuous constraint which is a continuous relationship of the order scheduled for a specific work group.
The process design support device according to any one of claims 1 to 3, wherein the matching means collectively handles a work group related to the continuous constraint.
複数の作業を経て目的物を得る生産工程の設計を支援する工程設計支援方法であって、
各作業を行う順番である作業順序を無作為に仮定した仮候補を生成する仮候補生成ステップと、
該仮候補を特定の作業間で予定されている順番である作業制約に整合させた整合候補とする整合化ステップと、
所定の指標による該整合候補の評価値を出力する出力ステップと、
を備える工程設計支援方法。
It is a process design support method that supports the design of a production process that obtains a target product through multiple operations.
A tentative candidate generation step that generates a tentative candidate that randomly assumes the work order that is the order in which each work is performed,
A matching step that makes the provisional candidate a matching candidate that is matched to work constraints that are in the order scheduled between specific tasks, and a matching step.
An output step that outputs the evaluation value of the matching candidate according to a predetermined index, and
Process design support method equipped with.
請求項5に記載の各ステップをコンピュータに実行させる工程設計支援プログラム。 A process design support program that causes a computer to execute each step according to claim 5.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09225784A (en) * 1996-02-14 1997-09-02 Mazda Motor Corp Process drawing preparing device and work organizing device
JP2000040106A (en) * 1998-07-22 2000-02-08 Zexel Corp Process arrangement method for production system, process arrangement device for production system and storage medium stored with process arrangement program of production system
JP2002149220A (en) * 2000-11-06 2002-05-24 Fujitsu Ten Ltd Production stage adjusting method and medium with recorded program thereof
JP2002215220A (en) * 2001-01-23 2002-07-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System and method for scheduling taking subcontract into account
JP2005038081A (en) * 2003-07-17 2005-02-10 Tohoku Univ Method and device for generating random number
JP2013025509A (en) * 2011-07-20 2013-02-04 Fujitsu Ltd Program, method, and device for determining traveling route
US20170220016A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-03 Sap Se Optimizing manufacturing schedule with time-dependent energy cost
JP2020052663A (en) * 2018-09-26 2020-04-02 日本電気株式会社 Process design support device and process design support method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09225784A (en) * 1996-02-14 1997-09-02 Mazda Motor Corp Process drawing preparing device and work organizing device
JP2000040106A (en) * 1998-07-22 2000-02-08 Zexel Corp Process arrangement method for production system, process arrangement device for production system and storage medium stored with process arrangement program of production system
JP2002149220A (en) * 2000-11-06 2002-05-24 Fujitsu Ten Ltd Production stage adjusting method and medium with recorded program thereof
JP2002215220A (en) * 2001-01-23 2002-07-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System and method for scheduling taking subcontract into account
JP2005038081A (en) * 2003-07-17 2005-02-10 Tohoku Univ Method and device for generating random number
JP2013025509A (en) * 2011-07-20 2013-02-04 Fujitsu Ltd Program, method, and device for determining traveling route
US20170220016A1 (en) * 2016-02-03 2017-08-03 Sap Se Optimizing manufacturing schedule with time-dependent energy cost
JP2020052663A (en) * 2018-09-26 2020-04-02 日本電気株式会社 Process design support device and process design support method

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