JP2022135909A - 生産経路決定装置及び生産経路決定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の工程を有し、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインであって複数種類の製品が投入される生産ラインにおいて、負荷時間を最小化する理想解である複数の製品の生産経路、あるいは、当該理想解に近い複数の製品の生産経路を高速に決定可能とする。【解決手段】初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ１に最初に投入する製品である先頭製品と、当該先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する。負荷時間演算部２０は、未決定製品を生産経路が決定済みの製品の後に生産ラインＬ１に投入したときの負荷時間の増加分を、未決定製品と生産ラインＬ１で取り得る生産経路との製品経路組み合わせ全てについて演算する。生産経路決定部２２は、各製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に生産ラインＬ１に投入する未決定製品である次製品、及び、当該次製品の生産経路である次生産経路を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、生産経路決定装置及び生産経路決定プログラムに関する。

従来、製品（仕掛品）に対して作業を行うことで製品を生産する生産ラインにおいて、製品の生産計画を立案するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、入力された製造スケジュールを頂点と辺から構成されるグラフに変換するグラフ変換機能と、グラフ特徴量抽出部でグラフの特徴量を抽出し、割付け価値を計算して評価し、割付け価値が最も高い割付けを選択する割付け選択部と、入力された製造スケジュールと割付け選択された割付けに対する、評価値を出力するスケジュール評価部と、割付け選択部を用いてスケジュール案の作成の訓練を行い、スケジュール評価部を用いてスケジュール案を評価し、スケジュール案の評価値の改善に寄与する割付け選択部の教師データを作成し、勾配降下法を用いて割付け選択部のパラメータを更新する強化学習部と、製品のオーダのリストに対して、強化学習部で学習した割付け選択部を用いて、スケジュールを立案し出力するスケジュール立案部とを有する生産計画作成装置が開示されている。また、非特許文献１には、フレキシブルフローショップの生産計画立案に際し、２段階の遺伝的アルゴリズムを利用することが開示されている。

特開２０２０－１７７５６５号公報

Quadt, D, "Lot-Sizing and Scheduling for flexible flow lines", Springer(2004)

生産ラインの中には、複数の工程を有し、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインがある。このような生産ラインは、フレキシブルフローショップと呼ばれている。各製品は複数の工程を経て生産されるが、各製品は多くの生産経路を取り得る。ここでの生産経路とは、製品（仕掛品）が流れる処理ユニットの経路を意味する。例えば、３工程を有し、各工程が５つの処理ユニットで並列処理可能である場合、各製品が取り得る生産経路は１２５通り存在する。

また、フレキシブルフローショップに対して複数種類の製品が投入され、フレキシブルフローショップにおいて複数種類の製品が生産される場合がある。このような場合、フレキシブルフローショップを構成する各処理ユニットのサイクルタイム（作業に係る時間、工数とも呼ばれる）は、製品の種類に応じて異なる場合がある。

このように、フレキシブルフローショップにおいては、各製品が多くの生産経路を取り得る上、複数種類の製品が投入される場合、各処理ユニットのサイクルタイムが製品の種類によって異なる。したがって、フレキシブルフローショップに投入された製品に対する全ての作業に要する時間（換言すればフレキシブルフローショップに投入された製品の生産に要する時間、本明細書ではこれを「負荷時間」と呼ぶ）を最小化する理想解である複数種類の製品の生産経路、あるいは、当該理想解に近い複数種類の製品の生産経路を決定するには、膨大な計算量が必要となり得る。

例えば、上記の特許文献１の方法では、強化学習による方法が提案されているが、強化学習のための教師データを作成するためにかなりの時間（例えば数日間）を要する。また、生産ラインの編成が変化する度に強化学習を行わなければならず、その都度十分な量の教師データを得なければならない。また、上記の非特許文献１では、２段階の遺伝的アルゴリズムが提案されているが、フレキシブルフローショップのように、多くの生産経路を取り得るような場合、遺伝的アルゴリズムで理想的な解を得るには膨大な時間が必要となり得る。

本発明の目的は、複数の工程を有し、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインであって複数種類の製品が投入される生産ラインにおいて、負荷時間を最小化する理想解である複数の製品の生産経路、あるいは、当該理想解に近い複数の製品の生産経路を高速に決定可能とすることにある。

本発明は、複数の工程を有し各前記工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインにおける、前記複数の工程を経て生産される複数種類の製品の生産経路を決定する生産経路決定装置であって、前記生産ラインに最初に投入する先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する初期生産経路決定部と、前記生産経路が未決定の未決定製品を前記生産経路が決定済みの製品の後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入された製品の生産に要する時間である負荷時間の増加分を、前記未決定製品と前記生産経路との組み合わせである製品経路組み合わせ全てについて演算する負荷時間演算部と、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定製品である次製品、及び、前記次製品の生産経路である次生産経路を決定する生産経路決定部と、を備えることを特徴とする生産経路決定装置である。

望ましくは、前記初期生産経路決定部は、前記複数の工程のうちの最後の工程である最終工程に到達するまでの時間に基づいて前記先頭製品を決定し、当該先頭製品が前記最終工程に最も早く到達する生産経路を前記初期生産経路として決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記初期生産経路決定部は、複数の前記先頭製品の前記初期生産経路が互いに干渉しないように、複数の前記先頭製品の前記初期生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記複数種類の製品は、互いに異なる属性を有する製品を含み、前記処理ユニットが作業した製品と、当該処理ユニットが当該製品の次に作業する製品とが異なる属性の製品である場合、両製品に対する作業の間に作業切り替え時間を必要とし、前記負荷時間演算部は、前記作業切り替え時間を考慮して、前記負荷時間の増加分を演算する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産経路決定部は、前記負荷時間の増加分が最小となる前記製品経路組み合わせである最小組み合わせが複数ある場合、前記複数の工程のうちの最後の工程である最終工程に近い工程の作業時間の増加分を重視して、前記最小組み合わせの中から、前記次製品及び前記次生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産経路決定部は、前記負荷時間の増加分が最小となる前記製品経路組み合わせである最小組み合わせが複数ある場合、前記最小組み合わせのうち、前記初期生産経路と同じ生産経路を含む前記最小組み合わせを構成する前記未決定製品及び前記生産経路を、前記次製品及び前記次製品の生産経路として決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産ラインは、前記複数種類の製品をそれぞれ複数個生産するラインであり、同種類の複数の製品が連続して前記生産ラインに投入され、前記初期生産経路決定部は、前記生産ラインに最初に投入する先頭種類の前記初期生産経路を決定し、前記負荷時間演算部は、前記生産経路が未決定の製品の種類である未決定種類と前記生産経路との組み合わせである種類経路組み合わせ全てについて演算し、前記生産経路決定部は、演算した各前記種類経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定種類である次種類、及び、前記次種類の生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産ラインにおいて、同種類の複数の製品から成るロット毎に前記生産ラインが決定され、前記初期生産経路決定部は、前記生産ラインに最初に投入する先頭ロットの生産経路である初期生産経路を決定し、前記負荷時間演算部は、前記生産経路が未決定の未決定ロットを前記生産経路が決定済みのロットの後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入されたロットの生産に要する時間である負荷時間の増加分を、
当該ロットの１個目の製品の負荷時間＋（当該ロットの製品数－１）×当該生産経路のボトルネックのサイクルタイム
によって、前記未決定ロットと前記生産経路との複数の組み合わせである複数のロット経路組み合わせについて演算し、前記生産経路決定部は、演算された各前記ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定ロットである次ロット、及び、前記次ロットの生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産経路決定部は、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、互いに異なる前記属性を有する複数の前記次製品、及び、前記複数の次製品の前記次生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記負荷時間演算部は、下記式（２）により、各前記製品経路組み合わせについての評価値を演算し、前記生産経路決定部は、演算された、各前記製品経路組み合わせについての前記評価値に基づいて、互いに異なる前記属性を有する複数の前記次製品、及び、前記複数の次製品の前記次生産経路を決定する、ことを特徴とする。
評価値＝負荷時間×（１＋α×段取り替え回数）・・・式（２）
式（２）におけるαは、どれだけ段取り替え回数を重視するかを調整する、段取り替え回数の重み係数である。

望ましくは、前記初期生産経路決定部は、互いに異なる前記属性を有する複数の前記製品である前記先頭製品の前記初期生産経路を決定する、ことを特徴とする。

望ましくは、前記生産経路決定部は、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて決定された、前記複数の次製品の前記次生産経路の候補である生産経路候補が互いに干渉する場合、前記負荷時間の増加分が小さい方の前記次製品の前記生産経路候補を当該次製品の前記次生産経路として決定し、前記負荷時間の増加分が大きい方の前記次製品の前記次生産経路の決定を保留する、ことを特徴とする。

また、本発明、複数の工程を有し各前記工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインにおける、前記複数の工程を経て生産される複数種類の製品の生産経路を決定する生産経路決定プログラムであって、コンピュータを、前記生産ラインに最初に投入する先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する初期生産経路決定部と、前記生産経路が未決定の未決定製品を前記生産経路が決定済みの製品の後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入された製品の生産に要する時間である負荷時間の増加分を、前記未決定製品と前記生産経路との組み合わせである製品経路組み合わせ全てについて演算する負荷時間演算部と、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定製品である次製品、及び、前記次製品の生産経路である次生産経路を決定する生産経路決定部と、として機能させることを特徴とする生産経路決定プログラムである。

本発明によれば、複数の工程を有し、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインであって複数種類の製品が投入される生産ラインにおいて、負荷時間を最小化する理想解である複数の製品の生産経路、あるいは、当該理想解に近い複数の製品の生産経路を高速に決定することができる。

第１実施形態に係る生産経路決定装置の構成概略図である。 第１実施形態に係る生産ラインを示す図である。 第１実施形態に係る生産ラインで取り得る生産経路を示す図である。 １つの処理ユニットに含まれる複数のサブユニットを示す図である。 第１実施形態に係る生産ラインにおける、各種類の製品に対する各サブユニットのサイクルタイムの例を示すサイクルタイム表を示す図である。 第１実施形態における、複数の先頭製品についての初期生産経路を示す図である。 初期生産経路で生産される複数の先頭製品についてのガントチャートである。 品番ｗ００１－Ｌ１を生産経路１に流した場合のガントチャートである。 品番ｗ００１－Ｌ１を生産経路２６に流した場合のガントチャートである。 第１実施形態の効果を示す図である。 第２実施形態に係る生産ラインを示す図である。 第２実施形態に係る生産ラインで取り得る生産経路を示す図である。 第２実施形態に係る生産ラインにおける、各種類の製品に対する各サブユニットのサイクルタイムの例を示すサイクルタイム表を示す図である。 第２実施形態における、複数の先頭製品についての初期生産経路を示す図である。 フローショップの例を示す図である。 図１５に示されるフローショップについてのガントチャートである。 複数の製品経路組み合わせに対する評価値を示す評価値グラフである。 プランＡにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。 プランＢにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。 プランＣにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。 第１及び第２実施形態の効果を示す図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る生産経路決定装置１０の構成概略図である。第１実施形態に係る生産経路決定装置１０は、サーバコンピュータにより構成される。しかしながら、以下に説明する機能を発揮可能な限りにおいて、生産経路決定装置１０としてはどのような装置であってもよい。例えば、生産経路決定装置１０は、パーソナルコンピュータなどであってもよい。

入出力インターフェース１２は、生産経路決定装置１０に対して種々の情報を入力するためのインターフェース、あるいは、生産経路決定装置１０から種々の情報を出力するためのインターフェースである。具体的には、後述のプロセッサ１６による生産経路決定処理に必要な情報が入出力インターフェース１２から入力され、また、プロセッサ１６による生産経路決定処理の結果を示す情報が入出力インターフェース１２から出力される。

入出力インターフェース１２は、例えば、ネットワークアダプタなどから構成されるネットワークインターフェースであってよい。ネットワークインターフェースによれば、生産経路決定装置１０は、他の装置と通信可能となり、他の装置から種々の情報を受信することができ、また、他の装置に対して種々の情報を送信することができる。

また、入出力インターフェース１２は、例えば、キーボードやマウス、あるいはタッチパネルなどから構成される入力インターフェースであってよい。入力インターフェースによれば、ユーザは、生産経路決定装置１０に種々の情報を入力することができる。

また、入出力インターフェース１２は、例えば、液晶パネルなどから構成されるディスプレイあるいはスピーカなどから構成される出力インターフェースであってよい。出力インターフェースによれば、生産経路決定装置１０は、ユーザなどに向けて種々の情報を出力することができる。

メモリ１４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、あるいはＲＡＭ（Random Access Memory）などを含んで構成されている。メモリ１４は、後述のプロセッサ１６とは別に設けられてもよいし、少なくとも一部がプロセッサ１６の内部に設けられていてもよい。メモリ１４には、生産経路決定装置１０の各部を動作させるための、生産経路決定プログラムが記憶される。

プロセッサ１６は、汎用的な処理装置（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）など）、及び、専用の処理装置（例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、あるいは、プログラマブル論理デバイスなど）の少なくとも１つを含んで構成される。プロセッサ１６としては、１つの処理装置によるものではなく、物理的に離れた位置に存在する複数の処理装置の協働により構成されるものであってもよい。図１に示す通り、プロセッサ１６は、メモリ１４に記憶された生産経路決定プログラムにより、初期生産経路決定部１８、負荷時間演算部２０、及び、生産経路決定部２２としての機能を発揮する。

詳しくは後述するが、プロセッサ１６は、複数の工程を有し、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に処理可能な生産ラインにおける、当該複数の工程を経て生産される複数種類の製品の生産経路を決定する処理を実行する。特に、当該生産ラインに投入された製品の生産に要する時間である負荷時間を最小化する理想解である複数種類の製品の生産経路、あるいは、当該理想解に近い複数種類の製品の生産経路を決定する処理を実行する。本明細書では、当該処理を生産ラインにおける生産経路の最適化処理と呼ぶ。ただし、上述の通り、最適化処理は、理想解としての生産経路を得るもののみならず、理想解に近い生産経路を得る処理も含むものである。また、本明細書では、複数種類の製品の生産経路を生産計画と呼ぶ。

初期生産経路決定部１８、負荷時間演算部２０、及び、生産経路決定部２２の詳細を説明する前に、第１実施形態における生産ラインＬ１について説明する。

図２は、第１実施形態に係る生産ラインＬ１を示す図である。生産ラインＬ１は、工程１～３の３つの工程、及び、各工程間に設けられたバッファＢから構成されている。つまり、生産ラインＬ１において、各製品は工程１～３の３つの工程を順番に経ることで生産される。各工程はそれぞれ５つの処理ユニットＵを有している。すなわち、工程１の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃１～＃５があり、工程２の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃６～＃１０があり、工程３の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃１１～＃１５がある。なお、各処理ユニットＵにおける作業の対象となるのは生産途中の仕掛品であるが、本明細書では仕掛品も含めて製品と呼ぶ。

処理ユニット＃１～＃５のいずれかで工程１の作業が実施された製品は、一旦、工程１の後に設けられたバッファＢ１に集められる。なお、本実施形態では、バッファＢにストックできる製品の量の上限は無いものとしている。したがって、処理ユニット＃１～＃５における作業が完了した製品は、バッファＢ１にある製品の量に関わらず、待ち時間無く処理ユニット＃１～＃５からバッファＢ１に移動することができる。つまり、本実施形態における生産ラインＬ１には、前工程の処理が完了しても後工程の処理が完了していないために製品を後工程に渡すことができないブロッキングが生じない。その後、製品は、バッファＢ１から処理ユニット＃６～＃１０のいずれかに搬送され、処理ユニット＃６～＃１０のいずれかで工程２の作業が実施される。処理ユニット＃６～＃１０のいずれかで工程２の作業が実施された製品は、一旦、工程２の後に設けられたバッファＢ２に集められる。その後、製品は、バッファＢ２から処理ユニット＃１１～＃１５のいずれかに搬送され、処理ユニット＃１１～＃１５のいずれかで工程３の作業が実施される。処理ユニット＃１１～＃１５のいずれかで工程３の作業が実施された製品は、生産完了となり生産ラインＬ１から出力される。生産ラインＬ１から出力された製品（完成品）は、例えば完成品倉庫などに搬送される。

生産ラインＬ１においては、製品の生産経路は、図３にその一部が示されるように、５（工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）×５（工程２の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）×５（工程３の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）＝１２５本存在することとなる。例えば、生産経路１は、処理ユニット＃１→処理ユニット＃６→処理ユニット＃１１であり、生産経路２は、処理ユニット＃１→処理ユニット＃６→処理ユニット＃１２である。このように、本実施形態においては、生産経路とは、製品が流れる処理ユニットＵの経路を意味する。なお、生産ラインＬ１のように、複数の工程から成り、各工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインＬ１は、フレキシブルフローショップとも呼ばれる。図３に示されるような、生産ラインＬ１で取ることができる生産経路を示す情報は予めメモリ１４に記憶される。

図４は、１つの処理ユニットＵの構成を示す図である。生産ラインＬ１に含まれる各処理ユニットＵは、１又は複数のサブユニットＳから構成される。複数のサブユニットＳは一列に並ぶ直列となっている。サブユニットＳは、各工程における処理を実行する加工機であってよい。

本実施形態では、工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵは３つのサブユニットＳから構成され、工程２の作業を実行可能な処理ユニットＵは４つのサブユニットＳから構成され、工程３の作業を実行可能な処理ユニットＵは１つのサブユニットＳから構成されるものとする。もちろん、各処理ユニットＵを構成するサブユニットＳの数はこれには限られない。本明細書では、各サブユニットＳをサブユニットＰｘｘのように記載する。Ｐの後の１の位の数字が各処理ユニットＵにおける処理順番を示し、１０の位の数字が工程番号を示すものとする。例えば、工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵを構成する１番目のサブユニットＳをサブユニットＰ１１と記載し、工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵを構成する２番目のサブユニットＳをサブユニットＰ１２と記載し、工程２の作業を実行可能な処理ユニットＵを構成する１番目のサブユニットＳをサブユニットＰ２１と記載する。

サブユニットＳ間においては、バッファは設けられていない。したがって、サブユニットＳ間においてブロッキングが生じ得る。例えば、サブユニットＰ１１での作業が終わった時点でサブユニットＰ１２において前製品に対する作業が終わっていない場合、サブユニットＰ１１は作業済みの製品を後工程であるサブユニットＰ１２に流すことができず、サブユニットＰ１１は次製品についての作業を始めることができない。

なお、本実施形態では、サブユニットＳは作業を行う加工機であるが、サイクルタイム（サブユニットＳが作業に要する時間）が安定しているのであれば、サブユニットＳとしては人間（作業者）を含むものであってもよい。なお、１つのサブユニットＳは、１つの製品に対してのみ作業を実施することができ、同時に複数の製品に対する作業を行うことはできない。

各サブユニットＳにおける、製品に対する作業に要する時間であるサイクルタイムが予め取得される。その上で、各サブユニットＳのサイクルタイムを示すサイクルタイム表が予めメモリ１４に記憶される。図５には、各種類の製品に対するサイクルタイム表の例が示されている。

各サブユニットＳのサイクルタイムを説明する前に、本実施形態において生産ラインＬ１で生産される製品について説明する。本実施形態では、１００種類の製品が生産ラインＬ１で生産される。製品の種類は、製品の品番で表されている。換言すれば、品番が同じ製品は同じ種類の製品であり、品番が違う製品は異なる種類の製品である。具体的には、生産ラインＬ１では、品番ｗ００１～１００の１００個の品番（すなわち１００種類）の製品が生産される。

本実施形態では、生産ラインＬ１において、複数種類の製品（複数の品番の製品）がそれぞれ複数個生産される。具体的には、各品番の製品は、それぞれ１２ロットずつ生産される。すなわち、本実施形態では、生産ラインＬ１にて、１００個の品番をそれぞれ１２ロット、全部で１２００ロットの製品を生産するものとする。ロットとは、同種類の１又は複数個の製品から構成される生産の単位である。本実施形態では、１ロットは１つの製品から構成されるものとする。なお、各品番の製品は、必ずしも複数ロット生産されなくてもよく、１つのみ生産されてもよい。また、各品番の製品の生産数は同じでなくてもよい。

また、生産ラインＬ１で生産される複数種類の製品において、製品属性が互いに異なるものがある。本実施形態では、生産ラインＬ１で生産される複数種類の製品には、製品属性として１～５までの５つの属性がある。具体的には、図５に示される通り、品番ｗ００１～０２０までの製品は製品属性が「１」であり、品番ｗ０２１～０４０までの製品は製品属性が「２」であり、品番ｗ０４１～０６０までの製品は製品属性が「３」であり、品番ｗ０６１～０８０までの製品は製品属性が「４」であり、品番ｗ０８１～１００までの製品は製品属性が「５」となっている。つまり、品番が大きくなる程、製品属性の値も大きくなっている。

各品番（種類）に対する各サブユニットＳのサイクルタイムが予め取得され、図５に示すような表が作成される。例えば、図５の例では、工程１の作業を実施する各処理ユニットＵ（処理ユニット＃１～＃５）に含まれるサブユニットＰ１１の品番ｗ００１に対するサイクルタイムは２５秒であり、同じ工程１の作業を実施する処理ユニットＵに含まれるサブユニットＰ１２の品番ｗ００１に対するサイクルタイムは４０秒である。ちなみに、図５の例では、各サブユニットＳのサイクルタイムがかなり簡略化して表されているが、各品番に対する各サブユニットＳのサイクルタイムは互いに異なるのが一般的である。なお、本実施形態では、１ロットは１つの製品であるので、図５に示される表において、各サブユニットＳの１ロットに対するサイクルタイムが示されていることになる。

生産ラインＬ１に投入された製品の生産に要する時間、つまり負荷時間には、図５に示した各サブユニットＳにおける処理時間（サイクルタイム）の他、作業可能な状態（製品待ち状態）のサブユニットＳがあるにも関わらず、前工程の作業が終わっていないために生じる待ち時間（スタービングタイム）が含まれ得る。また、本実施形態では、あるサブユニットＳが作業した製品と、当該サブユニットＳが当該製品の次に作業を行う製品の製品属性が異なる場合、両製品に対する作業の間に作業切り替え時間を必要とし、当該作業切り替え時間も負荷時間に含まれ得る。作業切り替え時間とは、例えば異なる製品属性の製品に対する作業を行うために、治具を交換するなどの準備作業（当該準備作業を「段取り替え」と呼ぶ）に要する時間である。作業切り替え時間は、各サブユニットＳ毎に定められてもよいし、全てのサブユニットＳについて一律の時間が定められてもよい。本実施形態では、作業切り替え時間は、全てのサブユニットＳについて一律２５秒であるとする。

以下、初期生産経路決定部１８、負荷時間演算部２０、及び、生産経路決定部２２の詳細を説明すると共に、プロセッサ１６による生産ラインＬ１における生産計画の最適化処理のアルゴリズムについて説明する。本明細書では、以下に説明する最適化処理の方法を逐次振分け法と呼ぶ。なお、以下の実施形態においては、ロット毎に生産経路を決定する例について説明する。各ロットが１つの製品から構成されるならば、製品毎に生産経路が決定されると言うことができる。ただし、後述するように、同品番の製品はまとめて生産される（同品番の複数ロットが連続して生産ラインＬ１に投入される）場合を想定し、生産経路を品番毎に決定するようにしてもよい。

初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ１で生産が予定されている製品群の中から、生産ラインＬ１に最初に投入する製品である先頭製品と、当該先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する。本実施形態では、初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ１に最初に投入するロットである先頭ロットを決定する。

具体的には、初期生産経路決定部１８は、メモリ１４に記憶されているサイクルタイム表（図５参照）を参照し、製品群の中から、生産ラインＬ１に含まれる複数の工程のうちの最後の工程である最終工程（本実施形態では工程３）に到達するまでの時間に基づいて先頭製品を決定し、当該先頭製品が最終工程に最も早く到達する生産経路を初期生産経路として決定する。これは、先頭製品がいち早く最終工程に到達すれば、その後に生産ラインＬ１に投入される後続の製品が、先頭製品との関係においてブロッキングやスタービングが生じにくいと考えられることによるものである。図５を参照し、本実施形態では品番ｗ００２の１番目のロットが先頭製品として決定される。以後、品番ＸＸＸのＹ番目のロットを、ｗＸＸＸ－ＬＹと記載する。例えば、品番ｗ００２の１番目のロットを品番ｗ００２－Ｌ１と記載する。

初期生産経路決定部１８は、複数の先頭製品（及びその初期生産経路）を決定することができる。特に、初期生産経路決定部１８は、複数の先頭製品の初期生産経路が互いに干渉しないように、複数の先頭製品及びその初期生産経路を決定する。初期生産経路が互いに干渉しない、とは、複数の先頭製品を同時に生産ラインＬ１に投入したときに、当該複数の先頭製品の生産完了までの間に、ブロッキング、スタービング、あるいは段取り替えが生じないことを意味する。

本実施形態では、初期生産経路決定部１８は、品番ｗ００２－Ｌ１、品番ｗ０２２－Ｌ１、品番ｗ０４２－Ｌ１、品番ｗ０６２－Ｌ１、及び品番ｗ０８２－Ｌ１の５つのロットを先頭製品（先頭ロット）として決定する。そして、図６に示すように、初期生産経路決定部１８は、品番ｗ００２－Ｌ１の初期生産経路を生産経路１（処理ユニット＃１→処理ユニット＃６→処理ユニット＃１１）に決定し、品番ｗ０２２－Ｌ１の初期生産経路を生産経路３２（処理ユニット＃２→処理ユニット＃７→処理ユニット＃１２）に決定し、品番ｗ０４２－Ｌ１の初期生産経路を生産経路６３（処理ユニット＃３→処理ユニット＃８→処理ユニット＃１３）に決定し、品番ｗ０６２－Ｌ１の初期生産経路を生産経路９４（処理ユニット＃４→処理ユニット＃９→処理ユニット＃１４）に決定し、品番ｗ０８２－Ｌ１の初期生産経路を生産経路１２５（処理ユニット＃５→処理ユニット＃１０→処理ユニット＃１５）に決定する。

初期生産経路決定部１８は、決定した先頭製品を初期生産経路で生産したときの負荷時間を計算する。図７は、初期生産経路で生産される複数の先頭製品についてのガントチャートである。なお、図７においては、品番ｗ０４２－Ｌ１及び品番０６２－Ｌ１についてのガントチャートの図示は省略されている。上述の通り、複数の先頭製品の初期生産経路は互いに干渉していないから、複数の先頭製品の生産においてスタービングや段取り替えは生じない。したがって、図５のサイクルタイム表を参照して、各先頭製品の工程１の作業に要する時間は９０秒（サブユニットＰ１１の作業に２０秒、サブユニットＰ１２の作業に３０秒、サブユニットＰ１３の作業に４０秒）であり、各先頭製品の工程２の作業に要する時間は１４０秒（サブユニットＰ２１の作業に４０秒、サブユニットＰ２２の作業に３０秒、サブユニットＰ２３の作業に２５秒、サブユニットＰ２４の作業に４５秒）である。なお、簡単のため、各先頭製品についての工程１の作業に要する時間、及び、工程２の作業に要する時間は同じとなっているが、これは互いに異なっていてもよい。したがって、各先頭製品は、図７に示すように、投入から２３０秒後（工程１の作業に９０秒、工程２の作業に１４０秒）に工程３に到達する。

複数の先頭製品のうち、工程３の作業に要する時間が最も長いのは品番ｗ０８２－Ｌ１であり、品番ｗ０８２－Ｌ１の工程３の作業に要する時間は４０秒（サブユニットＰ３１の作業に４０秒）である。したがって、品番ｗ０８２－Ｌ１は、投入から２７０秒後に生産が完了する。つまり、複数の先頭製品を初期生産経路で生産したときの負荷時間は２７０秒となる。

初期生産経路決定部１８により、１２００ロットのうちの５ロットの生産経路が決定され、生産経路が未決定の製品（本明細書では「未決定製品」と呼ぶ）は１１９５ロットとなる。

負荷時間演算部２０は、未決定製品を生産経路が決定済みの製品の後に生産ラインＬ１に投入したときの負荷時間の増加分を、未決定製品と生産ラインＬ１で取り得る生産経路との組み合わせ（本明細書では当該組み合わせを「製品経路組み合わせ」と呼ぶ）全てについて演算する。

図８には、製品経路組み合わせの一例として、品番ｗ００１－Ｌ１を複数の先頭製品の後に生産経路１（処理ユニット＃１→処理ユニット＃６→処理ユニット＃１１）に流したときのガントチャート、つまり、未決定製品である品番ｗ００１－Ｌ１と生産経路１との組み合わせについてのガントチャートが示されている。未決定製品を生産ラインＬ１に投入した場合、先に投入されている複数の先頭製品との関係において、ブロッキング、スタービング、あるいは段取り替えが生じうる。したがって、各製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分は、ブロッキングタイム、スタービングタイム、及び段取り替えによる作業切り替え時間も考慮される。

例えば、図８において、工程２の処理ユニット＃６のサブユニットＰ２１では、品番ｗ００２－Ｌ１（先頭製品）についての処理が完了した後、次に処理する品番ｗ００１－Ｌ１の処理までの間にスタービングタイムが生じている。このようなスタービングタイムも考慮した上で、品番ｗ００１－Ｌ１と生産経路１との組み合わせについての負荷時間は、３２５秒となり、負荷時間の増加分は５５秒（３２５秒－２７０秒（複数の先頭製品の負荷時間））となる。

また、図９には、製品経路組み合わせの一例として、品番ｗ００１－Ｌ１を複数の先頭製品の後に生産経路２６（処理ユニット＃２→処理ユニット＃６→処理ユニット＃１１）に流したときのガントチャート、つまり、未決定製品である品番ｗ００１－Ｌ１と生産経路２６との組み合わせについてのガントチャートが示されている。

図９の例では、処理ユニット＃２において、先頭製品である品番ｗ０２２－Ｌ１の作業が行われ、その後、品番ｗ００１－Ｌ１の作業が行われる。ここで、品番ｗ０２２－Ｌ１の製品属性は２であり、品番ｗ００１－Ｌ１の製品属性は１である。したがって、処理ユニット＃２に含まれる各サブユニットＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３のそれぞれにおいて、品番ｗ００１－Ｌ１の作業の前に作業切り替え時間が掛かっている。図９では、作業切り替え時間は黒塗りで示されている。このような作業切り替え時間も考慮した上で、品番ｗ００１－Ｌ１と生産経路２６との組み合わせについての負荷時間は、３５０秒となり、負荷時間の増加分は８０秒（３５０秒－２７０秒（複数の先頭製品の負荷時間））となる。

このように、負荷時間演算部２０は、５つの先頭製品以外の１１９５個のロットと、１２５通りの生産経路との製品経路組み合わせ全て（１１９５×１２５＝１４９，３７５個の組み合わせ）について、負荷時間の増加分を演算する。

生産経路決定部２２は、負荷時間演算部２０により演算された各製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に生産ラインＬ１に投入する未決定製品である次製品、及び、当該次製品の生産経路である次生産経路を決定する。

原則的に、生産経路決定部２２は、複数の製品経路組み合わせのうち、負荷時間の増加分が最小である製品経路組み合わせ（本明細書ではこれを「最小組み合わせ」と呼ぶ）を選択し、選択された最小組み合わせに含まれる未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。

複数の製品経路組み合わせの中で、最小組み合わせが複数ある場合が考えられる。その場合、生産経路決定部２２は、以下の手順で次製品及び次生産経路を決定する。

生産経路決定部２２は、生産ラインＬ１の最終工程（本実施形態では工程３）に近い工程の作業時間の増加分を重視して、最小組み合わせから１つの組み合わせを選択し、選択された組み合わせに含まれる未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。

具体的には、最小組み合わせのうち、最終工程である工程３における作業時間の増加分が最小である最小組み合わせが１つである場合、生産経路決定部２２は、最小組み合わせのうち工程３における作業時間の増加分が最小である最小組み合わせを構成する未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。なお、ここでの工程３における作業時間とは、工程３におけるサイクルタイムのみならず、工程３におけるスタービングタイム及び作業切り替え時間も考慮された時間である。

工程３における作業時間の増加分が最小である最小組み合わせが複数ある場合、生産経路決定部２２は、最小組み合わせのうち、工程３における作業時間の増加分が最小である集合（複数の最小組み合わせ）と、最小組み合わせのうち、最終工程の１つ前の工程である工程２における作業時間の増加分が最小である集合（複数の最小組み合わせ）との共通集合である第１共通集合を取る。第１共通集合に含まれる最小組み合わせが１つである場合、生産経路決定部２２は、当該最小組み合わせを構成する未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。

第１共通集合に含まれる最小組み合わせが複数ある場合、生産経路決定部２２は、最小組み合わせのうち、第１共通集合と、工程２の１つ前の工程である工程１における作業時間の増加分が最小である集合（複数の最小組み合わせ）との共通集合である第２共通集合を取る。第２共通集合に含まれる最小組み合わせが１つである場合、生産経路決定部２２は、当該最小組み合わせを構成する未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。

第２共通集合に含まれる最小組み合わせが複数ある場合、生産経路決定部２２は、第２共通集合に含まれる複数の最小組み合わせのうち、初期生産経路決定部１８が決定した初期生産経路と同じ生産経路を含む最小組み合わせが有るか否かを判定する。第２共通集合に含まれる複数の最小組み合わせのうち、初期生産経路と同じ生産経路を含む最小組み合わせが１つである場合、生産経路決定部２２は、当該最小組み合わせを構成する未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。なお、本明細書では、初期生産経路と同じ生産経路を選択するルールを「直列優先ルール」と呼ぶ。直列優先ルールの適用可否は、ユーザなどによって選択することができるようになっていてよい。

第２共通集合に含まれる複数の最小組み合わせのうち、初期生産経路と同じ生産経路を有する最小組み合わせが無い場合、又は、複数ある場合は、生産経路決定部２２は、第２共通集合に含まれる複数の最小組み合わせのうち、品番が一番小さいロット（品番が同じ場合はロット番号が一番小さいロット）を含む最小組み合わせを構成する未決定製品及び生産経路を次製品及び次生産経路とする。

上述のようにして、生産経路決定部２２により、１つの次製品及び次生産経路が決定される。

生産経路決定部２２により、次製品及び次生産経路が決定されると、負荷時間演算部２０は、残りの１１９４個のロットと、１２５通りの生産経路との製品経路組み合わせ全て（１１９４×１２５＝１４９，２５０個の組み合わせ）について、負荷時間の増加分を演算する。そして、生産経路決定部２２は、負荷時間演算部２０が演算した負荷時間に基づいて、上述と同様の処理により、次製品の次に生産ラインＬ１に投入される製品と、その生産経路を決定する。

負荷時間演算部２０及び生産経路決定部２２は、全てのロットについて、上述の処理を繰り返す。これにより、１２００個の全ロットについての生産経路、つまり生産計画が決定される。

上述の実施形態においては、ロット毎に生産経路が逐次決定されていたが、同品番（同種類）の製品はまとめて生産される（同品番の複数ロットが連続して生産ラインＬ１に投入される）場合を想定し、生産経路を品番毎に決定するようにしてもよい。

具体的には、初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ１に最初に投入する、先頭種類としての先頭品番を選択した上で、当該選択についての初期生産経路を決定し、負荷時間演算部２０は、生産経路が未決定の品番である未決定種類としての未決定品番と生産経路との組み合わせである品番（種類）経路組み合わせ全てについて負荷時間を演算し、生産経路決定部２２は、演算した品番経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に生産ラインＬ１に投入する品番である次品番（次種類）、及び、当該次品番の生産経路を決定する。

品番毎に生産経路を決定することで、負荷時間演算部２０及び生産経路決定部２２の演算量を低減させることができる。これにより、複数種類の製品の生産経路を決定するために要する時間を低減することができる。一方、ロット毎に生産経路を決定する場合は、負荷時間演算部２０及び生産経路決定部２２の演算量が多くなり、複数種類の製品の生産経路を決定するために要する時間が長くなるが、最終的に出力される複数種類の製品の生産経路は、理想解により近いものとなり得る。

図１０には、プロセッサ１６による上述の処理にて決定された、複数種類の製品の生産経路についてのデータが示されている。図１０には、本実施形態の効果が示されているとも言える。図１０には、ロット毎に生産経路を決定した場合であって直列優先ルールを適用しなかった場合、ロット毎に生産経路を決定した場合であって直列優先ルールを適用した場合、品番毎に生産経路を決定した場合であって直列優先ルールを適用しなかった場合、及び、品番毎に生産経路を決定した場合であって直列優先ルールを適用した場合のそれぞれについて、当該負荷時間の理想解への到達度、及び、当該生産経路を決定するのに要した時間である立案時間が示されている。

まず、理想解について説明する。生産ラインＬ１における理想的な（負荷時間が最小となる）生産計画は、最終工程である工程３において、段取り替えが生じず（作業切り替え時間がなく）、スタービングが生じず（スタービングタイムがなく）、且つ、工程３に含まれる５つの処理ユニットＵにおける作業が同時刻に終了して全製品の生産が終了するような生産計画であるといえる。この理想的な生産計画の負荷時間は、図５に示したサイクルタイム表から見積もることができる。

最終工程である工程３における作業時間の総和は、工程３（すなわちサブユニットＰ３１）のロット毎のサイクルタイムの総和から求めることができる。図５、工程３におけるロット毎のサイクルタイムの総和はＮ秒である。さらに、工程３に含まれる５つの処理ユニットＵで同時刻に全ロットの生産が終了すると仮定すると、工程３における理想的な生産時間は、Ｎ秒を５（工程３に含まれる処理ユニットの数）で除算したＮ／５秒となる。

一方、各ロットが工程３に到達する時間は、工程１及び工程２のサイクルタイムから求めることができる。各品番の１ロット目が工程３に到達する時間は、品番毎の、工程１及び工程２のサイクルタイムの総和である。ただし、各品番の工程１及び工程２のサイクルタイムの総和は、品番毎に異なる。そこで、本実施形態では、全品番の工程１及び工程２のサイクルタイムの総和の平均値を、各品番の１ロット目が工程３に到達する時間と仮定する。ここでは、全品番の工程１及び工程２のサイクルタイムの総和の平均値はｍ秒であるとする。

上記２点から、理想的な生産計画の負荷時間は、Ｎ／５秒にｍ秒を加算した（Ｎ／５）＋ｍ秒となる。以下、理想的な生産計画の負荷時間のことを理想解の負荷時間と呼ぶ。図１０における理想解への到達度は、理想解の負荷時間を、プロセッサ１６が決定した生産計画の負荷時間で除して得られたものである。

図１０に示される通り、ロット毎に生産経路を決定する場合は、品番毎に生産経路を決定する場合に比して、理想解への到達度が高くなっているといえる。また、直列優先ルールを適用した場合は、直列優先ルールを適用しない場合に比して、理想解への到達度が高くなっている。これは、直列優先ルールを適用した方が、バッファにおける待ち時間やスタービングが起きる可能性が低くなる場合が多いと考えられるためである。特に、ロット毎に生産経路決定し、直列優先ルールを適用した場合は、理想解への到達度が９９．５％となっており、理想解へかなり近い生産計画が立案できている。

また、品番毎に生産経路を決定することで、ロット毎に生産経路を決定する場合に比して、立案時間をかなり短くすることができている。特に、品番毎に生産経路決定し、直列優先ルールを適用した場合は、理想解への到達度が９８％の生産計画を８分で立案できている。これは、従来に比してかなり早い立案時間であると言える。ロット毎に生産経路を決定した場合であっても、立案時間は（直列優先ルールを適用したとしても）１０４分程度であり、これは従来手法よりも短い時間である。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る生産経路決定装置１０の構成は、第１実施形態に係る生産経路決定装置１０の構成（図１参照）と同じであるため、その説明は省略する。ただし、第２実施形態においては、プロセッサ１６（初期生産経路決定部１８、負荷時間演算部２０、生産経路決定部２２）の処理内容が、第１実施形態とは異なる。

図１１は、第２実施形態に係る生産ラインＬ２を示す図である。生産ラインＬ２も、第１実施形態に係る生産ラインＬ１（図２参照）同様、工程１～３の３つの工程、及び、各工程間に設けられたバッファＢから構成されている。生産ラインＬ２においては、各工程はそれぞれ１０個の処理ユニットＵを有している。すなわち、工程１の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃１～＃１０があり、工程２の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃１１～＃２０があり、工程３の作業を実施可能な処理ユニットＵとして処理ユニット＃２１～＃３０がある。

処理ユニット＃１～＃１０のいずれかで工程１の作業が実施された製品は、一旦、工程１の後に設けられたバッファＢ１に集められる。なお、第２実施形態でも、バッファＢにストックできる製品の量の上限は無いものとしている。その後、製品は、バッファＢ１から処理ユニット＃１１～＃２０のいずれかに搬送され、処理ユニット＃１１～＃２０のいずれかで工程２の作業が実施される。処理ユニット＃１１～＃２０のいずれかで工程２の作業が実施された製品は、一旦、工程２の後に設けられたバッファＢ２に集められる。その後、製品は、バッファＢ２から処理ユニット＃２１～＃３０のいずれかに搬送され、処理ユニット＃２１～＃３０のいずれかで工程３の作業が実施される。処理ユニット＃２１～＃３０のいずれかで工程３の作業が実施された製品は、生産完了となり生産ラインＬ２から出力される。生産ラインＬ２から出力された製品（完成品）は、例えば完成品倉庫などに搬送される。

生産ラインＬ２においては、製品の生産経路は、図１２にその一部が示されるように、１０（工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）×１０（工程２の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）×１０（工程３の作業を実行可能な処理ユニットＵの数）＝１０００本存在することとなる。図１２に示されるような、生産ラインＬ２で取ることができる生産経路を示す情報は予めメモリ１４に記憶される。

生産ラインＬ２に含まれる各処理ユニットＵは、直列に並ぶ複数のサブユニットＳから構成される。本実施形態では、工程１の作業を実行可能な処理ユニットＵは７つのサブユニットＳから構成され、工程２の作業を実行可能な処理ユニットＵは９つのサブユニットＳから構成され、工程３の作業を実行可能な処理ユニットＵは１つのサブユニットＳから構成されるものとする。

生産ラインＬ２においては、品番ｗ００１～１００の１００個の品番の製品が生産されるものとする。ただし、第１実施形態では、１ロットが１つの製品から構成され、各品番の製品が１２ロットずつ生産されていたところ、第２実施形態では、１ロットは同種類の複数の製品から成るものとする。具体的には、第２実施形態では、１ロットが１２個の製品から構成され、各品番の製品は２ロットずつ（つまり２４個ずつ）生産されるものとする。すなわち、生産ラインＬ２においては、２００ロット（１００個の品番×２ロット）が生産され、全部で２４００個（２００ロット×１２個）の製品が生産される。なお、１ロットに含まれる複数の製品は、まとめて同じ生産経路で生産されるものである。

各サブユニットＳにおける、製品に対する作業に要する時間であるサイクルタイムが予め取得される。その上で、各サブユニットＳのサイクルタイムを示すサイクルタイム表が予めメモリ１４に記憶される。図１３には、生産ラインＬ２における、各種類の製品に対するサイクルタイム表の例が示されている。図１３の表に示されているサイクルタイムは、１つの製品に対する処理に各処理ユニットが要する時間が示されている。また、第１実施形態同様、生産ラインＬ２で生産される複数種類の製品には、製品属性として１～５までの５つの属性がある。具体的には、図１３に示される通り、品番ｗ００１～０２０までの製品は製品属性が「１」であり、品番ｗ０２１～０４０までの製品は製品属性が「２」であり、品番ｗ０４１～０６０までの製品は製品属性が「３」であり、品番ｗ０６１～０８０までの製品は製品属性が「４」であり、品番ｗ０８１～１００までの製品は製品属性が「５」となっている。つまり、品番が大きくなる程、製品属性の値も大きくなっている。

また、第２実施形態では、各品番の製品に対して納期が設定されている。図１３には、各品番の製品の納期も示されている。

第２実施形態における負荷時間にも、図１３に示した各サブユニットＳにおける処理時間（サイクルタイム）の他、スタービングタイムが含まれ得る。また、あるサブユニットＳが作業した製品と当該サブユニットＳが当該製品の次に作業を行う製品との製品属性が異なる場合に生じる段取り替えに要するだ作業切り替え時間も負荷時間に含まれ得る。本実施形態では、作業切り替え時間は、全てのサブユニットＳについて一律５７秒であるとする。

以下、第２実施形態における初期生産経路決定部１８、負荷時間演算部２０、及び、生産経路決定部２２の詳細を説明すると共に、プロセッサ１６による生産ラインＬ２における生産計画の最適化処理のアルゴリズムについて説明する。

初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ２で生産が予定されている製品群の中から、生産ラインＬ２に最初に投入する製品である先頭製品と、当該先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する。本実施形態では、初期生産経路決定部１８は、生産ラインＬ２に最初に投入するロットである先頭ロットを決定する。

初期生産経路決定部１８は、複数の先頭ロット（及びその初期生産経路）を決定することができる。特に、初期生産経路決定部１８は、複数の先頭ロットの初期生産経路が互いに干渉しないように、複数の先頭ロット及びその初期生産経路を決定する。また、初期生産経路決定部１８は、互いに異なる製品属性を有する製品に係る複数のロットを先頭ロットとし、当該複数の先頭ロットの初期生産経路を決定するとよい。

本実施形態では、初期生産経路決定部１８は、品番ｗ００１－Ｌ１（製品属性「１」）、品番ｗ０１１－Ｌ１（製品属性「１」）、品番ｗ０２１－Ｌ１（製品属性「２」）、品番ｗ０３１－Ｌ１（製品属性「２」）、品番ｗ０４１－Ｌ１（製品属性「３」）、品番ｗ０５１－Ｌ１（製品属性「３」）、品番ｗ０６１－Ｌ１（製品属性「４」）、品番ｗ０７１－Ｌ１（製品属性「４」）、品番ｗ０８１－Ｌ１（製品属性「５」）、及び、品番ｗ０９１－Ｌ１（製品属性「５」）の１０個のロットを先頭ロットとして決定する。そして、図１４に示すように、初期生産経路決定部１８は、品番ｗ００１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路１（処理ユニット＃１→処理ユニット＃１１→処理ユニット＃２１）に決定し、品番ｗ０１１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路１１２（処理ユニット＃２→処理ユニット＃１２→処理ユニット＃２２）に決定し、品番ｗ０２１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路２２３（処理ユニット＃３→処理ユニット＃１３→処理ユニット＃２３）に決定し、品番ｗ０３１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路３３４（処理ユニット＃４→処理ユニット＃１４→処理ユニット＃２４）に決定し、品番ｗ０４１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路４４５（処理ユニット＃５→処理ユニット＃１５→処理ユニット＃２５）に決定し、品番ｗ０５１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路５５６（処理ユニット＃６→処理ユニット＃１６→処理ユニット＃２６）に決定し、品番ｗ０６１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路６６７（処理ユニット＃７→処理ユニット＃１７→処理ユニット＃２７）に決定し、品番ｗ０７１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路７７８（処理ユニット＃８→処理ユニット＃１８→処理ユニット＃２８）に決定し、品番ｗ０８１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路８８９（処理ユニット＃９→処理ユニット＃１９→処理ユニット＃２９）に決定し、品番ｗ０９１－Ｌ１の初期生産経路を生産経路１０００（処理ユニット＃１０→処理ユニット＃２０→処理ユニット＃３０）に決定する。

初期生産経路決定部１８により、２００ロットのうちの１０ロットの生産経路が決定され、生産経路が未決定のロット（本明細書では「未決定ロット」と呼ぶ）は１９０ロットとなる。

初期生産経路決定部１８は、決定した先頭ロットを初期生産経路で生産したときの負荷時間を計算する。

負荷時間演算部２０は、生産経路が決定済みのロットの後に未決定ロットを生産ラインＬ１に投入したときの負荷時間の増加分を、未決定ロットと生産ラインＬ１で取り得る生産経路との複数の組み合わせ（本明細書では当該組み合わせを「ロット経路組み合わせ」と呼ぶ）について演算する。

ここで、本実施形態では、１ロットが複数個（本実施形態では１２個）の製品から構成されるところ、１つのロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分を演算する際、ガントチャートなどに基づいて、当該ロットに含まれる複数の製品を当該生産経路に逐次投入することをシミュレートする方法が考えられる。しかしながら、当該方法によれば、ガントチャートに基づく演算を複数個分（本実施形態では１２個分）繰り返す必要があるため、その演算量が増大するという問題がある。したがって、本実施形態では、負荷時間演算部２０は、以下に説明する方法によって、各ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分を演算する。

簡単な例として、図１５に示すような、直列に並んだマシン１～３（３つの工程）から成るフローショップを考える。ここで、マシン１のサイクルタイムが３秒であり、マシン２のサイクルタイムが５秒であり、マシン３のサイクルタイムが２秒であるとする。すなわち、３つのマシンの中でサイクルタイムが最も大きいのがマシン２であり、マシン２が当該フローショップのボトルネックとなる。

図１６は、当該フローショップに複数の製品を順次投入したときのガントチャートである。図１６に示す通り、１個目の製品の負荷時間（ｔ_１）は１０秒となる。次いで、２個目の製品を投入すると、上述のようにマシン２がボトルネックとなっているため、２個目の製品に対するマシン２の処理が完了するのは、マシン２が１個目の製品に対する処理を完了した時刻（８秒後）から５秒後であり、これにマシン３のサイクルタイムを加算して、２個目の製品までの負荷時間（ｔ_２）は１５秒となる。以後同様に、３個目の製品までの負荷時間（ｔ_３）は２０秒となり、４個目の製品までの負荷時間（ｔ_４）は２５秒となる。

このように、１個目の製品の負荷時間はガントチャートを用いて演算する必要があるが、２個目以降の製品までの負荷時間は、ボトルネックとなるマシンのサイクルタイムを加算していけば演算できる。

以上のことから、第２実施形態においては、負荷時間演算部２０は、以下の式（１）により、各ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分を演算する。

当該ロットの１個目の製品の負荷時間＋（当該ロットの製品数－１）×当該製品経路のボトルネックのサイクルタイム・・・（１）

式（１）における第２項の演算時間は無視できるほど短い。したがって、式（１）を用いることで、各ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分の演算量及び演算時間を低減することができる。なお、初期生産経路決定部１８が先頭ロットについての負荷時間を演算する際にも、上記式（１）を用いて演算するようにしてもよい。

本実施形態では、負荷時間演算部２０は、複数のロット経路組み合わせについて、演算した負荷時間に基づく評価値をさらに演算する。具体的には、負荷時間演算部２０は、評価値を以下の式（２）により演算する。

負荷時間×（１＋α×段取り替え回数）・・・（２）

ここで、式（２）における負荷時間とは、これまでに決定済みのロットについての負荷時間と、ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分とを合算したものである。なお、式（２）において、負荷時間を負荷時間の増加分に置き換えて評価値を演算するようにしてもよい。

また、段取り替え回数とは、当該ロット経路組み合わせに係る生産経路に当該ロット経路組み合わせに係る未決定ロットを投入したときに生じる段取り替えの回数である。式（２）によって演算される評価値は、段取り替え回数が生じたときにより大きくなるようになっている。すなわち、段取り替え回数を重要視した値であると言える。

また、式（２）におけるαは、どれだけ段取り替え回数を重視するかを調整する、段取り替え回数の重み係数である。本実施形態ではαは０．１としている。なお、αを０とすると、段取り替え回数の項が０となるため、段取り替え回数が考慮されない評価値が算出される。一方、αを極大にすると、評価値は、段取り替え回数がかなり強調された値となる。この場合、仮に、あるロットの生産経路の候補として、段取り替えが生じたとしても全体として負荷時間が短くすることができるような生産経路があったとしても、αが極大であると、段取り替え回数が生じたとたんに評価値がかなり大きくなってしまい、そのような生産経路が選択できなくなってしまう。したがって、αとしては適度な値が良く、本例では、０．１が適切な値、すなわち負荷時間を最小化できる値となっている。

なお、評価値が小さい程、当該ロット経路組み合わせが次ロット及びその生産経路としてより好適なものであることを示す。また、評価値として、負荷時間の増加分をそのまま用いるようにしてもよい。

負荷時間演算部２０が複数のロット経路組み合わせについての評価値を演算すると、図１７に示すような評価値グラフが得られる。図１７に示される評価値グラフでは、Ｘ軸が未決定ロット、Ｙ軸が生産経路Ｎｏ．、Ｚ軸が評価値を示すものとなっている。なお、図１７では、Ｚ軸は方向が反転しており、評価値が小さい程値Ｚ軸の正側に位置するようになっている。ここで、図１７は、図１４に示す１０個の先頭ロットを決定したときの各ロット経路組み合わせの評価値を示す評価値グラフであることに留意されたい。

後述するように、評価値グラフに基づいて、生産経路決定部２２が、生産ラインＬ２に次に投入する未決定ロットである次ロット、及び、当該次ロットの生産経路を決定する。つまり、評価値グラフに含まれる未決定ロットが次ロットの候補となる。ここで、当該評価値グラフに含まれる未決定ロット（すなわち負荷時間演算部２０が負荷時間及び評価値を演算したロット経路組み合わせに含まれる未決定ロット）は、残りの全ての未決定ロットであってもよいし、残りの未決定ロットのうちの一部の未決定ロットであってもよい。本実施形態では、負荷時間演算部２０は、各品番の納期（図１３参照）に基づいて、納期が近い品番の未決定ロットのみを次ロットの候補とし、納期が近い品番の未決定ロットのみについての評価値を演算しているため、図１７のグラフには、納期が近い品番の未決定ロットのみが示されている。図１７に示すように、Ｘ軸において、未決定ロットは、その品番毎にまとめられて並んでいる。

図１７の評価値グラフにおいては、Ａ～Ｅで示した領域において評価値が低下している。これは、Ａ～Ｅで示した領域においては、段取り替えが生じないことに起因する。このことについて、領域Ａに着目して説明する。

上述の通り、図１７は、図１４に示す１０個の先頭ロットを決定したときの各ロット経路組み合わせの評価値を示す評価値グラフである。したがって、製品属性「１」の先頭ロットが、生産経路Ｎｏ．「１」及び「１１２」に投入されることが決定されている。ここで、生産経路Ｎｏ．「１」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃１であり、生産経路Ｎｏ．「１１２」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃２である。つまり、処理ユニット＃１及び＃２においては、製品属性「１」の製品に対する作業が行われる。ここで、生産経路Ｎｏ．「１～１００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃１であり、生産経路Ｎｏ．「１０１～２００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃２である。したがって、製品属性が「１」ではない未決定ロットの生産経路を生産経路「１～２００」のいずれかとした場合、少なくとも工程１の処理ユニット（処理ユニット＃１又は＃２）において段取り替えの必要が生じてしまう。したがって、図１７においては、生産経路「１～２００」と、製品属性「１」以外（製品属性「２～５」）の未決定ロットとのロット経路組み合わせの評価値が大きくなっている。

一方、先頭ロットの処理において、処理ユニット＃３及び＃４においては、生産経路Ｎｏ．「２２３」及び「３３４」の工程１において製品属性「２」の製品に対する作業が行われ、処理ユニット＃５及び＃６においては、生産経路Ｎｏ．「４４５」及び「５５６」の工程１において製品属性「３」の製品に対する作業が行われ、処理ユニット＃７及び＃８においては、生産経路Ｎｏ．「６６７」及び「７７８」の工程１において製品属性「４」の製品に対する作業が行われ、処理ユニット＃９及び＃１０においては、生産経路Ｎｏ．「８８９」及び「１０００」の工程１において製品属性「５」の製品に対する作業が行われる。ここで、生産経路Ｎｏ．「２０１～３００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃３であり、生産経路Ｎｏ．「３０１～４００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃４であり、生産経路Ｎｏ．「４０１～５００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃５であり、生産経路Ｎｏ．「５０１～６００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃６であり、生産経路Ｎｏ．「６０１～７００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃７であり、生産経路Ｎｏ．「７０１～８００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃８であり、生産経路Ｎｏ．「８０１～９００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃９であり、生産経路Ｎｏ．「９０１～１０００」の工程１の処理ユニットは処理ユニット＃１０である。したがって、製品属性が「１」の未決定ロットの生産経路を生産経路「２０１～１０００」のいずれかとした場合、少なくとも工程１の処理ユニット（処理ユニット＃３～１０）において段取り替えの必要が生じてしまう。したがって、図１７においては、生産経路「２０１～１０００」と、製品属性「１」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの評価値が大きくなっている。

以上の通りであるので、生産経路「１～２００」と製品属性「１」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中に、段取り替えが生じないものが存在し得、段取り替えが生じないロット経路組み合わせが、領域Ａのように評価値が非常に小さいものとなり得る。なお、生産経路「１～２００」と製品属性「１」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中にも（工程２又は３において）段取り替えが生じ得るものがあり、そのようなロット経路組み合わせについては、評価値が高くなる。

領域Ａと同様の原理にて、生産経路「２０１～４００」と製品属性「２」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中に低評価値の領域Ｂが存在し、生産経路「４０１～６００」と製品属性「３」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中に低評価値の領域Ｃが存在し、生産経路「６０１～８００」と製品属性「４」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中に低評価値の領域Ｄが存在し、生産経路「８０１～１０００」と製品属性「５」の未決定ロットとのロット経路組み合わせの中に低評価値の領域Ｅが存在し得る。

生産経路決定部２２は、図１７に示すような評価値グラフに基づいて、次ロット及び当該次ロットの生産経路を決定する。具体的には、評価値グラフに基づいて、評価値が小さい（好適には最小の）評価値を有するロット経路組み合わせを決定し、決定したロット経路組み合わせに係る未決定ロットを次ロットとし、決定したロット経路組み合わせに係る生産経路を当該次ロットの生産経路とする。

特に、本実施形態では、生産経路決定部２２は、評価値グラフに基づいて、互いに異なる製品属性を有する複数の次製品（本実施形態では次ロット）、及び、複数の次製品の前記次生産経路を決定する。例えば、評価値グラフが図１７に示すものである場合、領域Ａ内において評価値が最小となるロット経路組み合わせを決定し、当該ロット経路組み合わせに係る未決定ロットを製品属性「１」の次ロットとし、当該ロット経路組み合わせに係る生産経路を当該次ロットの生産経路とする。同様に、領域Ｂ～Ｅからそれぞれ評価値が最小となるロット経路組み合わせを決定し、製品属性「２～５」の各次ロットと、各次ロットの生産経路をそれぞれ決定する。すなわち、本実施形態では、１つの評価値グラフから５つの次ロット及びその生産経路が決定される。

生産経路決定部２２により、次ロット及び次ロットの生産経路が決定されると、負荷時間演算部２０は、残りの１８５個の未決定ロット（又はその中から納期が近い未決定ロット）と、１０００通りの生産経路との製品経路組み合わせについて、上記評価値を演算して、再度評価値グラフを得る。そして、生産経路決定部２２は、得られた評価値グラフに基づいて、上述と同様の処理により、次ロットのさらに次に生産ラインＬ２に投入される複数の次ロットと、その生産経路を決定する。

負荷時間演算部２０及び生産経路決定部２２は、全てのロットについて、上述の処理を繰り返す。これにより、２００個の全ロットについての生産経路、つまり生産計画が決定される。

図１７のように、各製品属性の未決定ロットについて評価値の領域が存在するのは、１つ前に生産経路が決定された複数のロット（ここでは初期生産経路決定部１８が決定した複数の先頭ロットとする）に、製品属性「１～５」に係るロットが含まれているからである。仮に、先頭ロットが全て製品属性「１」に係るロットであった場合、製品属性「１」の未決定ロットを含むロット経路組み合わせについての評価値のみが低評価値となり得、評価値グラフにおいて、低評価値領域Ａ～Ｅは、Ｙ軸に沿って並ぶようになる。

このような場合、製品属性「２～５」に係る未決定ロットを含むロット経路組み合わせについては、必ず段取り替えが生じてしまい、評価値が必ずしも低くはないのであるが、生産経路決定部２２は、各製品属性についての未決定ロットを含むロット経路組み合わせをそれぞれ決定するようにする。例えば、製品属性「２」の未決定ロットを含むロット経路組み合わせの中から、評価値が最も低くなるロット経路組み合わせを特定し、当該ロット経路組み合わせに含まれる未決定ロットを次ロットとし、当該ロット経路組み合わせに含まれる生産経路を当該次ロットの生産経路とする。製品属性「３～５」についても（もちろん製品属性「１」についても）同様とする。

これにより、次に負荷時間演算部２０により演算される評価値グラフにおいては、前に生産経路が決定された複数のロットに、製品属性「１～５」に係るロットが含まれているため、評価グラフは図１７に示すように、各製品属性について低評価値領域を有するグラフとなる。

よって、例えば、何らかの事情によって、複数の先頭ロットに、製品属性「１～５」に係るロットを含めることができなかったとしても、できるだけ早い段階で複数の次ロットに製品属性「１～５」に係るロットを含めるようにすることで、以後、好適に、各製品属性について、低評価値領域からロット経路組み合わせを特定することができるようになる。

生産経路決定部２２が決定した複数の次ロットの生産経路が、互いに干渉してしまう場合が考えられる。したがって、生産経路決定部２２は、上述の処理によって、複数の次ロット、及び、当該複数の次ロットの複数の生産経路の候補である生産経路候補を決定するようにし、その後、複数の次ロットについての複数の生産経路候補が互いに干渉するか否かを確認するようにしてもよい。

仮に、複数の生産経路候補が互いに干渉する場合、生産経路決定部２２は、干渉する複数の生産経路候補のうち、評価値がより小さい生産経路候補を、当該生産経路候補に係る次ロットの生産経路として決定する。一方、干渉する複数の生産経路候補のうち、その他の生産経路候補（すなわち評価値が大きい生産経路候補）に係る次ロットの生産経路の決定は保留し、当該次ロットを未決定ロットに戻す。

第１実施形態では、次製品と次生産経路が決定する度に、全ての製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、１つの次製品と次生産経路の組み合わせを決定していたが、第２実施形態においては、次ロットと、当該次ロットの生産経路が決定する度に、複数の次ロットと生産経路の組み合わせを決定することができる。これにより、生産計画の決定のための演算量及び演算時間が低減される。なお、第２実施形態においても、生産経路決定部２２は、次ロットと、当該次ロットの生産経路が決定する度に、１つの次ロットと生産経路の組み合わせを決定するような実施形態を採用することができる。

以下、第２実施形態の効果について説明する。実際の生産ラインＬ２においては、あらゆる品番の製品に対する作業を全ての処理ユニットＵで行うことができることは稀であり、品番毎に作業可能な処理ユニットＵが限定されている場合が多い。このため、ここでは、品番毎に振り分けることができる処理ユニットＵを限定した３つのプランＡ～Ｃを検討することとした。各プランにおける、各品番の製品に対する作業を実行可能な処理ユニットＵが図１８～２０に示されている。

図１８は、プランＡにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。プランＡでは、工程１～３において、全ての処理ユニットＵが全ての品番の製品に対する作業を行うことができるものとした。図１９は、プランＢにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。プランＢでは、工程１～３において、各品番の製品に対する作業はそれぞれ５つの処理ユニットＵのみで行うことができるものとした。図２０は、プランＣにおける各処理ユニットが処理可能な品番を示す図である。プランＣでは、工程１～２において、全ての処理ユニットＵが全ての品番の製品に対する作業を行うことができるものとし、工程３において、各品番の製品に対する作業はそれぞれ５つの処理ユニットＵのみで行うことができるものとした。なお、プランＡ、Ｂ、及びＣの生産経路数は、それぞれ１０００本、１２５本、及び５００本となる。

プランＡ～Ｃに対して高速化の方策を織り込んだ逐次振分け法を試行することで生産計画を立案し、生産計画の演算時間を第１実施形態と比較する。図２１は、第１実施形態及び第２実施形態による生産計画の演算時間を示す図である。図２１においては、１ロットの製品数、負荷時間の増加分の演算方法、及び、次ロット及びその生産経路の決定方法の組み合わせ毎に、プランＡ～Ｃそれぞれの場合の生産計画を決定するために要した演算時間が示されている。なお、次ロット及びその生産経路の決定方法において、「複数の次ロットの生産経路を決定」とは、負荷時間演算部２０が各ロット経路組み合わせについての負荷時間（又は評価値）を演算する度に、複数の次ロットの生産経路を決定することを意味し、「１つの次ロットの生産経路を決定」とは、負荷時間演算部２０が各ロット経路組み合わせについての負荷時間（又は評価値）を演算する度に、１つの次ロットの生産経路を決定することを意味する。

１ロットの製品数が「１」、負荷時間の増加分の演算方法が「製品毎に演算」、次ロット及びその生産経路の決定方法が「１つの次ロットの生産経路決定」の組み合わせは、第１実施形態に係る組み合わせである。この組み合わせでは、プランＡの場合の生産経路の決定までに２８，２１４秒、プランＢの場合の生産経路の決定までに６，７９８秒、プランＣの場合の生産経路の決定までに１６，１９３秒、それぞれ要している。

１ロットの製品数が「１２」、負荷時間の増加分の演算方法が「式（１）を利用」、次ロット及びその生産経路の決定方法が「１つの次ロットの生産経路を決定」の組み合わせは、第２実施形態のうちの１態様に係る組み合わせである。当該組み合わせでは、負荷時間演算部２０が各ロット経路組み合わせについての評価値を演算する度に、次ロット及びその生産経路を１ロットずつ決定しているが、１ロットが１２個の製品から構成されるため、１２個の製品ずつ生産経路が決定されることになる。また、当該組み合わせは、第１実施形態に比して負荷時間の増加分の演算方法が異なっている。この組み合わせでは、プランＡの場合の生産経路の決定までの演算時間が２，０８２秒、プランＢの場合の生産経路の決定までの演算時間が５５７秒、プランＣの場合の生産経路の決定までの演算時間が１，２３２秒となっており、第１実施形態に比して短くなっていることが分かる。

１ロットの製品数が「１２」、負荷時間の増加分の演算方法が「式（１）を利用」、次ロット及びその生産経路の決定方法が「複数の次ロットの生産経路を決定」の組み合わせは、第２実施形態のうちのベストモードに係る組み合わせである。当該組み合わせでは、負荷時間演算部２０が各ロット経路組み合わせについての評価値を演算する度に、５ロットずつ、すなわち６０個の製品ずつ生産経路が決定されることになる。この組み合わせでは、プランＡの場合の生産経路の決定までの演算時間が６６９秒、プランＢの場合の生産経路の決定までの演算時間が１６８秒、プランＣの場合の生産経路の決定までの演算時間が３６０秒となっており、第１実施形態に比してかなり短くなっていることが分かる。

以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ 生産経路決定装置、１２ 入出力インターフェース、１４ メモリ、１６ プロセッサ、１８ 初期生産経路決定部、２０ 負荷時間演算部、２２ 生産経路決定部。

Claims (13)

1. 複数の工程を有し各前記工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインにおける、前記複数の工程を経て生産される複数種類の製品の生産経路を決定する生産経路決定装置であって、
   前記生産ラインに最初に投入する先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する初期生産経路決定部と、
   前記生産経路が未決定の未決定製品を前記生産経路が決定済みの製品の後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入された製品の生産に要する時間である負荷時間の増加分を、前記未決定製品と前記生産経路との組み合わせである製品経路組み合わせ全てについて演算する負荷時間演算部と、
   演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定製品である次製品、及び、前記次製品の生産経路である次生産経路を決定する生産経路決定部と、
   を備えることを特徴とする生産経路決定装置。
2. 前記初期生産経路決定部は、前記複数の工程のうちの最後の工程である最終工程に到達するまでの時間に基づいて前記先頭製品を決定し、当該先頭製品が前記最終工程に最も早く到達する生産経路を前記初期生産経路として決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
3. 前記初期生産経路決定部は、複数の前記先頭製品の前記初期生産経路が互いに干渉しないように、複数の前記先頭製品の前記初期生産経路を決定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生産経路決定装置。
4. 前記複数種類の製品は、互いに異なる属性を有する製品を含み、
   前記処理ユニットが作業した製品と、当該処理ユニットが当該製品の次に作業する製品とが異なる属性の製品である場合、両製品に対する作業の間に作業切り替え時間を必要とし、
   前記負荷時間演算部は、前記作業切り替え時間を考慮して、前記負荷時間の増加分を演算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
5. 前記生産経路決定部は、前記負荷時間の増加分が最小となる前記製品経路組み合わせである最小組み合わせが複数ある場合、前記複数の工程のうちの最後の工程である最終工程に近い工程の作業時間の増加分を重視して、前記最小組み合わせの中から、前記次製品及び前記次生産経路を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
6. 前記生産経路決定部は、前記負荷時間の増加分が最小となる前記製品経路組み合わせである最小組み合わせが複数ある場合、前記最小組み合わせのうち、前記初期生産経路と同じ生産経路を含む前記最小組み合わせを構成する前記未決定製品及び前記生産経路を、前記次製品及び前記次製品の生産経路として決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
7. 前記生産ラインは、前記複数種類の製品をそれぞれ複数個生産するラインであり、
   同種類の複数の製品が連続して前記生産ラインに投入され、
   前記初期生産経路決定部は、前記生産ラインに最初に投入する先頭種類の前記初期生産経路を決定し、
   前記負荷時間演算部は、前記生産経路が未決定の製品の種類である未決定種類と前記生産経路との組み合わせである種類経路組み合わせ全てについて演算し、
   前記生産経路決定部は、演算した各前記種類経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定種類である次種類、及び、前記次種類の生産経路を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
8. 前記生産ラインにおいて、同種類の複数の製品から成るロット毎に前記生産ラインが決定され、
   前記初期生産経路決定部は、前記生産ラインに最初に投入する先頭ロットの生産経路である初期生産経路を決定し、
   前記負荷時間演算部は、前記生産経路が未決定の未決定ロットを前記生産経路が決定済みのロットの後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入されたロットの生産に要する時間である負荷時間の増加分を、
   当該ロットの１個目の製品の負荷時間＋（当該ロットの製品数－１）×当該生産経路のボトルネックのサイクルタイム
   によって、前記未決定ロットと前記生産経路との複数の組み合わせである複数のロット経路組み合わせについて演算し、
   前記生産経路決定部は、演算された各前記ロット経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定ロットである次ロット、及び、前記次ロットの生産経路を決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の生産経路決定装置。
9. 前記生産経路決定部は、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、互いに異なる前記属性を有する複数の前記次製品、及び、前記複数の次製品の前記次生産経路を決定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の生産経路決定装置。
10. 前記負荷時間演算部は、下記式（２）により、各前記製品経路組み合わせについての評価値を演算し、
    前記生産経路決定部は、演算された、各前記製品経路組み合わせについての前記評価値に基づいて、互いに異なる前記属性を有する複数の前記次製品、及び、前記複数の次製品の前記次生産経路を決定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の生産経路決定装置。
    評価値＝負荷時間×（１＋α×段取り替え回数）・・・式（２）
    式（２）におけるαは、どれだけ段取り替え回数を重視するかを調整する、段取り替え回数の重み係数である。
11. 前記初期生産経路決定部は、互いに異なる前記属性を有する複数の前記製品である前記先頭製品の前記初期生産経路を決定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の生産経路決定装置。
12. 前記生産経路決定部は、演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて決定された、前記複数の次製品の前記次生産経路の候補である生産経路候補が互いに干渉する場合、前記負荷時間の増加分が小さい方の前記次製品の前記生産経路候補を当該次製品の前記次生産経路として決定し、前記負荷時間の増加分が大きい方の前記次製品の前記次生産経路の決定を保留する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の生産経路決定装置。
13. 複数の工程を有し各前記工程の作業を複数の処理ユニットで並列に実施可能な生産ラインにおける、前記複数の工程を経て生産される複数種類の製品の生産経路を決定する生産経路決定プログラムであって、
    コンピュータを、
    前記生産ラインに最初に投入する先頭製品の生産経路である初期生産経路を決定する初期生産経路決定部と、
    前記生産経路が未決定の未決定製品を前記生産経路が決定済みの製品の後に前記生産ラインに投入したときの、前記生産ラインに投入された製品の生産に要する時間である負荷時間の増加分を、前記未決定製品と前記生産経路との組み合わせである製品経路組み合わせ全てについて演算する負荷時間演算部と、
    演算された各前記製品経路組み合わせについての負荷時間の増加分に基づいて、次に前記生産ラインに投入する前記未決定製品である次製品、及び、前記次製品の生産経路である次生産経路を決定する生産経路決定部と、
    として機能させることを特徴とする生産経路決定プログラム。
    

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