JP2023004628A - 生産計画変更支援装置、生産計画変更支援方法、そのプログラム、および生産管理システム - Google Patents

生産計画変更支援装置、生産計画変更支援方法、そのプログラム、および生産管理システム Download PDF

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Abstract

【課題】生産計画変更に係る判断モデルを作成した時点で使用されていた制約条件と、代替計画を作成する時点における制約条件との間に差異が生じている場合においても、変動に対応できる代替計画案を迅速に作成する。【解決手段】注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援装置であって、学習フェーズにおいて、過去計画変更情報から、注文変化に対して計画変更を行う箇所および内容を推定する計画変更モデルを作成する計画変更モデル作成部と、学習フェーズにおいて、前記計画変更モデルを用いて過去計画変更実施時に選ばれなかった計画変更案群を生成し、運用フェーズにおいては、注文変化に対して、学習済みの計画変更モデルを用いて代替計画候補案群を生成する計画作成部と、前記代替計画候補案群のうち前記計画変更評価指標を最良とする計画変更案を最新の生産計画として出力する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、割り込み注文などによる生産計画の修正を支援する生産計画変更支援技術に関する。
工業製品の生産や大規模構造物の施工、或いは、多数の運送車両の配車など、業務遂行のための各種リソースや制約条件が多岐に亘る事案に関しては、その計画立案の良否が、成果物の生産効率や品質、納期などに大きな影響を与えやすい。さらに、計画の実行当日に、設備や割当て人員の不具合、急な割り込み注文、その他道路混雑や天候の急変などの状況変化のため、事前に立案した計画をその通りに実行できなくなることが起こりやすい。こうした場合に、生産効率や品質、納期への悪影響を低減するため、実行可能な代替計画を迅速に立案する必要が起こる。
このような場合に、事前立案時に用いる従来技術によって代替計画を立案しようとすると、次のような問題がある。事前計画立案時には、時には１日以上の、十分な時間を用いて解を探索することが可能である一方で、当日の代替計画立案は多くの場合数分程度で立案し、さらに変更箇所について数分～数十分の間に関係各所に連絡し、変更について合意しなければならない。また、代替計画立案時には、オペレータは、例えば、メンテナンスや人員計画など生産計画システムのコントロールや外部の連携計画との整合性を取ることを考慮して、これらに影響を与える変更箇所を低減しようとすることが多いが、このような場合には生産計画変更支援システムが保持している情報だけから代替計画立案のための適切な目的関数を定めることが難しい。また、業務ヒアリングの際、オペレータは計画を変更する際に気にしている着眼点を挙げることはできるが、それらが各々どのような状態の組み合わせになっている場合にどのような計画変更をするかを明示することが難しい。このような時間的制約および目的関数の明示的な設定の難しさから、事前立案時の既存技術では、当日に期待する時間内で期待する精度の代替案を立案することが困難であった。
このような背景から、当日の代替計画立案技術として、特開2019-188868号公報（特許文献１）がある。この公報には、「列車の運行を総合的に管理し得る運行管理システムを提供することを目的とする。本実施形態に係る運行管理システムは、運転指令員による車両の運行管理を支援する運行管理システムであって、車両の運行管理の業務である運転整理を支援するのに必要な処理を行う運転整理支援処理部と、前記運転整理支援処理部の処理結果に基づいて、車両の運転管理を行う運転指令員の業務を支援する、運転指令員支援部と、を備え、前記運転整理支援処理部は、当日の列車の運行を予測したダイヤ予報を作成する、ダイヤ予報作成部を備えており、前記運転指令員支援部は、前記ダイヤ予報作成部で作成された前記ダイヤ予報を運転指令員に提示する、ダイヤ予報提示部を備える。」と記載されている（要約参照）。
特開2019－188868号公報
特許文献１には、鉄道分野において、運行計画変更案を過去実績ダイヤから学習して様々な状況に応じた運行計画変更要否を予測するモデルを作成し、それに照らし合わせて運行計画変更の要否を予測して運行管理を担当するオペレータに提示することで、当日の代替計画立案を支援する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１の方法では、ダイヤ改正や当日の運行計画の変更等によって、モデルを作成した時点で使われていた列車の運行計画と、運行計画変更の要否を予測する時点における列車の運行計画との間に差異が生じていると、作成したモデルの適合度が低くなるという課題があった。このため、本技術を、当日の予備の人員・設備の空き状況や、メンテナンス状況、生産進捗状況など、当日の環境条件変化のために計画立案の前提となる制約条件の揺らぎが頻繁に起こる生産計画システムに適用することが難しかった。
本発明の目的は、生産計画変更に係る判断モデルを作成した時点で使用されていた制約条件と、代替計画を作成する時点における制約条件との間に差異が生じている場合においても、判断モデル作成時の計画者の意図に近い代替計画案を迅速に作成することが可能な生産計画変更支援装置、生産計画変更支援方法、そのプログラム、および生産管理システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援装置であって、学習フェーズにおいて、過去計画変更情報から、注文変化に対して計画変更を行う箇所および内容を推定する計画変更モデルを作成する計画変更モデル作成部と、学習フェーズにおいて、前記計画変更モデルを用いて過去計画変更実施時に選ばれなかった計画変更案群を生成し、運用フェーズにおいては、注文変化に対して、学習済みの計画変更モデルを用いて代替計画候補案群を生成する計画作成部と、学習フェーズにおいて、過去計画変更時に選ばれなかった計画変更案よりも実施された計画変更案が最良となるような計画変更評価指標を生成する計画変更評価指標作成部と、運用フェーズにおいて、当日の計画実行状況情報と機器稼働情報からシミュレーション条件を変更してシミュレーションを実施し、学習済みの前記計画変更評価指標に基づいて、前記代替計画候補案群に対する計画変更評価指標の値を算出する生産シミュレータと、前記代替計画候補案群のうち前記計画変更評価指標を最良とする計画変更案を最新の生産計画として出力する制御部と、を備えるものである。
本発明によれば、生産計画変更に係る判断モデルを作成した時点で使用されていた制約条件と、代替計画を作成する時点における制約条件との間に差異が生じている場合においても、判断モデル作成時の計画者の意図に近い代替計画案を迅速に作成することができる。
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例における生産管理システムの構成図である。 実施例における生産計画変更支援装置の構成図である。 コンピュータの内部構成を示した図である。 注文情報管理システムから生産計画変更支援装置へ入力される注文の例である。 生産計画変更支援装置が出力する生産計画の例である。 生産管理システムの運用フローチャートである。 生産計画変更支援装置による全体処理のフローチャートである。 生産計画変更支援装置による学習(事前準備)のフローチャートである。 修正KPIの入力画面の例である。 生産計画変更支援装置による生産計画変更(運用フェーズ)のフローチャートである。 生産計画変更支援装置が出力する生産計画変更の例である。
以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし主旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。
本実施例では、製品の生産順序を表す生産計画および生産工程を管理する。
以下の生産計画変更支援装置の実施例の説明を分かり易くするために、各生産工程を第１工程、第２工程、・・・、および第ｎ工程と呼ぶ。
（システム構成）
本実施例のシステム構成につき、図１、図２を用いて説明する。
図１は、実施例における生産管理システムの構成を示したシステム構成図である。生産管理システム100は、注文情報管理システム101と、生産計画変更支援装置102と、生産計画管理装置103と、ネットワーク104と、第１工程制御装置105と、第１工程106と、第２工程制御装置107と、第２工程108と、・・・、第ｎ工程制御装置111と、第ｎ工程112と、機器稼働状況管理装置113とから構成される。
生産管理システム100は、注文情報管理システム101からの情報を入力とし、生産計画変更支援装置102を用いて生産計画を更新し、最新の生産計画を生産計画管理装置103に記憶させる。生産計画管理装置103は、最新の生産計画における第１工程制御出力と、第２工程制御出力と、・・・、第ｎ工程制御出力とを、それぞれ、第１工程制御装置105と、第２工程制御装置107と、・・・、第ｎ工程制御装置111とへ送信する。第１工程制御装置105と、第２工程制御装置107と、・・・、第ｎ工程制御装置111とは、それぞれ、第１工程106と、第２工程108と、・・・、第ｎ工程112とを制御する。各工程の機器の一部、または全部がメンテナンスや不具合により稼働しない時間帯があることがあり、このような工程機器の稼働状況情報は機器稼働状況管理装置113で管理される。各構成要素間の情報送受信は、ネットワーク104を介して行われる。
図２に、生産計画変更支援装置102のシステム構成を示す。生産計画支援装置102は、生産シミュレータ200と、計画作成部201と、計画変更モデル作成部202と、計画変更評価指標作成部203と、ユーザインタフェース204と、制御部205と、通信部206と、記憶装置210から構成される。記憶装置210には、シミュレーション条件211と、当日計画（元計画）212と、過去計画変更情報213と、サブKPI(評価指標)群214と、計画変更モデル215と、代替計画候補案群216と、計画変更評価指標217とが記憶される。
生産計画変更支援装置102は、生産計画管理装置103から最新の生産計画を受信し、当日計画（元計画）212として保存する。さらに、機器稼働状況管理装置113から機器稼働状況を受信し、生産シミュレータ200に用いるシミュレーション条件211を現在の稼働状況と一致するよう書き換える。
この際、通信部206は、生産管理システム100における構成要素間の信号送受信を制御し、制御部205は、生産計画変更支援装置102内の各装置を統合し、全体として入力から最新の生産計画を立案し、生産計画管理装置103に送信するよう、システムを制御する。
生産シミュレータ200は、シミュレーション条件211のもとで、代替計画候補案群を実行した場合のサブKPI群214の値を計算する装置である。
計画作成部201は、当日計画（元計画）212と、計画変更モデル215とから、代替計画候補案群216を作成する装置である。
計画変更モデル作成部202は、過去計画変更情報213から、計画変更モデル215を作成する装置である。
計画変更評価指標作成部203は、サブKPI群214の組み合わせから成る計画変更評価指標217を作成する装置である。
ユーザインタフェースは、生産計画変更支援装置102の管理者から、サブKPI群214の入力を受け付け、また、立案した生産計画結果を表示する装置である。
図３は、生産計画変更支援装置102を実現するコンピュータの構成例である。生産計画変更支援装置102は、一般のＰＣ（パーソナルコンピュータ）などのコンピュータにプログラムを実行させることで実現する。
コンピュータは、ＣＰＵ301、メモリ302、インターフェース303、ネットワークインタフェース304、キーボード305、ディスプレイ306、マウス307、およびハードディスク等の外部記憶装置308を有する。
ＣＰＵ301は中央処理装置(Central Processing Unit)であり、メモリ302に記録されている、またはあらかじめ外部記憶装置308からメモリ302に転送されたプログラムを実行することができる装置である。なお、プログラムは、必要に応じて、ＰＣが利用可能であり、着脱可能な記憶媒体によって導入されてもよい。この場合、前記記憶媒体を読み取るための装置をインターフェース303に接続する。なお、このような前記記憶媒体およびそれを読み取るための装置としては、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク等）を用いるものや、フラッシュメモリを用いるものが一般に知られており、これを用いることができる。また、プログラムは、必要に応じて、ネットワークインタフェース304によって、通信媒体（通信回線又は通信回線上の搬送波）を介して、ＰＣに導入されてもよい。
メモリ302はプログラムやデータを一時的に記録しておくものである。インターフェース303はPCシステム内の装置を接続するためのものである。ネットワークインタフェース304はPCシステム外のPC等と通信をするための装置である。キーボード305はPCシステムへの指令やデータ入力を行うために、PCシステムの操作者が操作する装置である。ディスプレイ306は処理結果等を表示するための装置である。マウス307は画面上に表示されるポインタを動かし、また任意の場所でオペレータにボタンを押し下げさせることで、画面上の位置を指定し、何らかのアクションをＣＰＵ301に伝える装置である。なお、タッチパネルによって代替することもでき、その場合通常ポインタは不要となる。
外部記憶装置308はプログラムおよびデータを格納する装置であり、例えば、磁気ディスクや不揮発性メモリ等によって構成することができる。この場合、外部記憶装置308に格納されたプログラムおよびデータは、外部記憶装置308の電源がＯＦＦとなった後にＯＮになった場合でも、通常保持される。なお、外部記憶装置308には、予めオペレーティングシステム（OS）が導入されていても良い。このようにすることで、ファイル名を用いてプログラムを指定することなどができるようになる。ここで、OSとは、計算機の基本ソフトウェアのことであり、一般に広く知られたOSを用いることができる。
なお、図３のコンピュータはクラウド上に構成されてもよい。
（データ構造）
図４は、注文情報管理システム101から生産計画変更支援装置102へ入力される注文の例である。注文は、注文ごとに注文ID401、製品の品種を示す品種ID402、製品の長さ（奥行）403、幅404、および高さ405の寸法、製品の数量406、製品１台当たりの質量407、並びに、納期408を有する。製品の長さ403、幅404、高さ405、および１台当たりの質量407は、規格品の場合、製品の品種を表す型式対応に決定されているので、品種ID402として型式を用い、製品の長さ403などを省略してもよい。
注文ID401は、注文を一意に識別する識別子である。図４に示す例は、注文ID401として「Ord-1」、「Ord-2」、「Ord-3」を表している。品種ID402は、製品の品種を一意に識別する識別子である。
製品の長さ403から納期408までの各項目は、文字通りの意味である。例えば、注文ID401が「Ord-1」の注文は、品種ID402は「Rcp-4」、長さ403は「1m」、幅404は「1m」、高さ405は「10cm」、数量406は「3」、質量407は「2.4kg」、および納期408は「2014/8/25 17:00」の、製品の注文を表している。
図５は、生産計画変更支援装置102が出力する生産計画の例である。生産計画は、生産計画ID501、注文ID502、製品の品種ID503、工程１ラインＡID504a、工程１ラインＢID504b、工程２ID505、工程３ID506、工程４ID507、長さ508、幅509、高さ510、数量511、質量512、および完成予定日時513を有する。
計画ID501は、計画を一意に識別する識別子である。図５の例は、計画IDとして「Pln-1」、「Pln-2」、および「Pln-3」の生産計画を表している。注文ID502は、製品の注文を一意に識別する識別子であり、注文ID401に対応する。品種ID503は、製品の品種を一意に識別する識別子であり、品種ID402に対応する。
図の例は、工程１はラインAとラインBの複数のラインを有しており、工程１はその何れかに割り当てられる。工程１ラインＡID504aは、製品の生産工程の一つである工程１ラインＡを、また工程１ラインＢID504bは、製品の生産工程の一つである工程１ラインＢを一意に識別する識別子である。工程２ID505は、製品の生産工程の一つである工程２を一意に識別する識別子である。工程３ID506は、製品の生産工程の一つである工程３を一意に識別する識別子である。工程４ID507は、製品の生産工程の一つである工程４工程を一意に識別する識別子である。
長さ508から質量512の項目は、製品に関して文字通りの意味であり、注文の長さ403から質量407の項目に対応する。完成予定日時513は、製品が完成する予定日時であり、生産計画としては注文の納期408以前の日時とする必要がある。
たとえば、計画ID501が「Pln-1」の生産計画は、注文ID502「Ord-2」に対応する生産計画であり、品種ID503は「Rcp-4」、工程１ラインＡID504aは「ChgA5-1」、工程２ID505は「Cst3-1」、工程３ID506は「Slb6-0」、工程４ID507は「Rol-4」、長さ508は「1m」、幅509は「1.2m」、高さ510は「50cm」、数量511は「2」、質量512は「1.0kg」、および完成予定日時513は「2014/8/24 04：24」である。
生産計画の立案は、注文に含まれる、品種ID402、長さ403、幅404、高さ405、数量406、質量407、および納期408に応じて、工程１ラインＡID504a、工程１ラインＢID504b、工程２ID505、工程３ID506、工程４ID507を割り当てることである。
工程１ラインＡ、工程１ラインＢ、工程２、工程３および工程４は、それぞれ何回目のものかという、順序が重要な情報となるため、本実施例では、工程１ラインＡID504a、工程１ラインＢID504b、工程２ID505、工程3ID506、および工程４ID507は、それぞれ順序数に対応させる。
（生産管理システム処理フロー）
図６は、実施例における生産管理システム100の処理フローチャートである。
生産計画管理装置103が、生産計画変更支援装置102から最新の生産計画を読み込む(S601)。
生産計画管理装置103が、生産計画に従い、各制御装置、すなわち第１工程制御装置105と、第２工程制御装置107と、・・・、第ｎ工程制御装置111とに制御出力を指示する(S602)。
各制御装置、すなわち第１工程制御装置105と、第２工程制御装置107と、・・・、第ｎ工程制御装置111とが、それぞれ、第１工程106、第２工程108、・・・、第ｎ工程112の製造機器を制御する。さらに、それぞれの機器稼働状況および計画実行状況を、機器稼働状況管理装置113と生産計画管理装置103に送信する(S603)。
生産計画管理装置103が、各制御装置からの出力を受け、遅延を含む計画実行状況を生産計画変更支援装置102に送信する(S604)。
注文情報管理システム101が、割り込み注文など、注文情報に更新があった場合に、最新の注文情報を生産計画変更支援装置102に出力する(S605)。
生産計画実行状況に遅延が生じた場合、または、注文情報に変更が生じた場合に、生産計画変更支援装置102は生産計画変更を実施し、その結果として最新の生産計画を生産計画管理装置103に出力する(S606)。
S601～S606までを、生産管理システム100の稼働中繰り返す(S607)。
(全体処理フロー)
図７は、実施例における生産計画変更支援装置による全体処理のフローチャートである。生産計画変更支援装置102による全体処理は、学習フェーズと運用フェーズから構成されている。
学習フェーズにおいて、計画変更モデル作成部202が、過去計画変更情報213から計画変更モデル215を作成する（S701）。
そして、計画変更評価指標作成部203が、過去計画変更情報213およびS701で生成した計画変更モデル215から、計画変更評価指標217を生成する(S702)。
S703で、生産計画変更指令を待ち受ける。生産計画変更指令がない場合は、待機し(S704)、生産計画変更指令があると、運用フェーズへ移る。
運用フェーズにおいて、計画作成部201が、元計画および計画変更モデルから、代替計画候補案群216を生成する(S705)。
そして、生成した代替計画候補案群216から、学習フェーズで作成した計画変更評価指標217を最良にする計画案を選び、これを代替計画として生産計画管理装置103に出力する(S706)。
学習フェーズおよび運用フェーズの詳細は、後述する。
(学習フェーズ)
図８は、生産計画変更支援装置の学習（事前準備）のフローチャートである。
制御部205が、ユーザインタフェース204を介して生産管理システム100のオペレータからサブKPI（評価指標）群214の入力を受け付ける(S801)。
図9は、S801において制御部205がオペレータよりサブKPI群の入力を受け付ける際の入力画面例である。図の修正KPI入力画面において、サブKPIの数は4個であり、1つめのサブKPIは「納期遅れ時間総和」、２つめのサブKPIは「総生産リードタイム」、３つめのサブKPIは「計画変更箇所数」、４つめのサブKPIは「１８：００～２４：００における労働時間数」である。修正KPI入力画面では、さらにサブKPIを追加することもできる。
計画変更モデル作成部202が、過去計画変更情報213から計画変更モデル215を作成する(S802)。ここで、過去計画変更情報213は、過去に割り込み注文等の注文情報に変更があった場合に、割り込み注文分を前に挿入した工程個所、およびこれに付随して工程順序の前後変更があった場所を記録した情報である。過去計画変更情報から機械学習等の数理手法を用いることにより、与えられた生産計画と割り込み注文に対して、割り込み注文を前に挿入する工程個所およびこれに付随して工程順序の前後変更を行う工程個所の確率モデルを算出することができる。このように既存の数理手法を用いて、計画変更モデル215を作成する。
計画作成部201が、過去計画変更情報213と計画変更モデル215を用いて、「選ばれなかった代替計画候補案群」を作成する(S803)。ここで、「選ばれなかった代替計画候補案群」は、過去計画変更情報213のうち、変更前の元計画212に対して計画変更モデル215を用いて、生成する。ここで生成された代替計画候補案群は、過去計画変更時に選ばれなかった候補案群である。
生産シミュレータ200が、過去計画変更情報213に含まれる過去に実施された計画変更案と、「選ばれなかった代替計画候補案群」に対し、サブKPI（評価指標）群214の値を算出する(S804)。
計画変更評価指標作成部203が、計画変更評価指標217を、サブKPI群の重みづけ和として作成する(S805)。この際、各サブKPIに対する重みは、過去に実施された計画変更案が、「選ばれなかった代替計画案群」に比べ評価指標が最良となるよう、カーブフィッティングなど既存の手法を用いて決定する。
図9の修正KPI入力画面で入力されたサブKPIに対して、例えば計画変更評価指標は次の（式１）となる。
ｆ（ｘ）＝ａ＊（納期遅れ時間総和）＋ｂ＊（総生産リードタイム）＋ｃ＊（計画変更箇所数）＋ｄ＊（18:00-24:00における労働時間数） …（式１）
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄは各サブKPIの重みである。
（運用フェーズ）
図１０は、実施例における生産計画変更支援装置による生産計画変更(運用フェーズ)のフローチャートである。
通信部206が、生産計画管理装置103と機器稼働状況管理装置113とから、計画実行状況情報および機器稼働状況情報を受け取る。また、注文情報管理システム101から、注文情報を受け取る(S1001)。
制御部205が、計画実行状況情報と機器稼働状況情報から、シミュレーション条件211を書き換える(S1002)
計画作成部201が、当日計画（元計画）212と計画変更モデル215から、代替計画候補案群を作成する(S1003)。ここで、本実施例における計画変更モデル215は、割り込み注文など注文情報に変更があった場合に、元計画の工程において、当該工程の前に割り込み注文分の工程を挿入する確率と、これに付随して元計画の工程で前後の順序交換を行う確率とを表すモデルである。この確率モデルに基づき、代替計画候補案群は、例えば割り込み注文を挿入する確率の最も高い箇所に挿入し、かつ工程順序を入れ替える確率が最も高い場所のみ入れ替える、また、割り込み注文を挿入する確率の最も高い箇所に挿入し、かつ工程順序を入れ替える確率の高い順に上から設定した数だけ工程個所を選んで前後順序を入れ替える、割り込み注文を挿入する確率の2番目に高い箇所に挿入し、設定した閾値以上である箇所の工程順序を前後で全て入れ替える、またはこれらの前述計画案から一部の工程をランダムに選んで入れ替えるなどして、異なる代替計画案を複数作成する。計画変更モデル215の作成方法は、生産計画変更支援装置の学習（事前準備）フローで説明したとおりである。
生産シミュレータ200が、S1003で作成された代替計画候補案群216に対し、シミュレーションを実行し、計画変更評価指標217の値を算出する(S1004)。計画変更評価指標217の作成方法は、生産計画変更支援装置の学習（事前準備）フローで説明したとおりである。
制御部が、代替計画候補群216の中から、計画変更評価指標217の値を最良にするものを最新の生産計画として、ユーザインタフェース204と通信部205に送信する(S1005)。
ユーザインタフェース204が、最新の生産計画と、これに対する計画変更評価指標217の値をオペレータに表示する(S1006)。
通信部205が、最新の生産計画を生産計画管理装置103に送信する(S1007)。そして、生産管理システム100において、最新の生産計画が実行される。
図１１に、図５に示される生産計画(元計画)に対して、特急注文が入った場合の計画変更例を示す。特急注文である「Pln-17」を工程１ラインAなどに割り込ませることにより、元計画の「Pln-1」～「Pln-3」を後ろ側に移動し、「完成予定日時」に示すように、「Pln-17」を特急で生産する。
本発明におけるプログラムの発明は、コンピュータに組み込まれ、コンピュータに生産計画変更支援方法を実行させるプログラムである。本発明のプログラムをコンピュータに組み込むことにより、図７，８，１０などのフローチャートに示される生産計画変更支援方法が実行される。
本発明におけるプログラムの発明を記載すると、
（１）コンピュータに、注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援方法を実行させるためのプログラムであって、
計画実行状況情報と機器稼働状況情報からシミュレーション条件を書き換えるステップと、
元の生産計画と学習済みの計画変更モデルから代替計画候補案群を作成するステップと、
前記代替計画候補案群に対し、シミュレーションを実行し、学習済みの計画変更指標に基づいて、前記代替計画候補案群のそれぞれの計画変更指標の値を出力するステップと、
前記代替計画候補案群の中から計画変更指標を最良にするものを最新の生産計画として選択するステップと、
を実行させるためのプログラムである。
（２）また、上記のプログラムにおいて、更に、学習フェーズとして、
オペレータより評価指標群の入力を受け付けるステップと、
過去計画変更情報から計画変更モデルを作成するステップと、
過去計画変更情報および前記計画変更モデルから計画変更評価指標を生成するステップと、を実行させるプログラムである。
（３）また、上記のプログラムにおいて、更に、
前記過去計画変更情報と前記計画変更モデルを用いて選ばれなかった代替計画候補案群を作成するステップと、
過去に実施された計画変更案と前記選ばれなかった代替計画候補案群に対し、評価指標群の値を算出するステップと、を実行させ、
前記計画変更評価指標は、前記評価指標群の重みづけ和であることを特徴とするプログラムである。
本実施例によれば、過去計画変更情報から環境変動に依らない計画変更モデルを学習した後、計画変更モデルの解を初期案とし、環境変動後の条件で初期案を修正するので、計画変更当日の予備の人員・設備の空き状況や、メンテナンス状況、生産進捗状況など、当日の環境条件変化のために計画立案の前提となる制約条件について、生産計画変更に係る判断モデルを作成した時点で使用されていた制約条件と、代替計画を作成する時点における制約条件との間に差異が生じている場合においても、変動に対応できる代替計画案を迅速に作成することができる。
１００ 生産管理システム
１０１ 注文情報管理システム
１０２ 生産計画変更支援装置
１０３ 生産計画管理装置
１０４ ネットワーク
１０５ 第１工程制御装置
１０６ 第１工程
１１３ 機器稼働状況管理装置
２００ 生産シミュレータ
２０１ 計画作成部
２０２ 計画変更モデル作成部
２０３ 計画変更評価指標作成部
２０４ ユーザインタフェース
２０５ 制御部
２０６ 通信部
２１０ 記憶装置
２１１ シミュレーション条件
２１２ 当日計画(元計画)
２１３ 過去計画変更情報
２１４ サブKPI(評価指標)群
２１５ 計画変更モデル
２１６ 代替計画候補案群
２１７ 計画変更評価指標

Claims (15)

  1. 注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援装置であって、
    学習フェーズにおいて、過去計画変更情報から、注文変化に対して計画変更を行う箇所および内容を推定する計画変更モデルを作成する計画変更モデル作成部と、
    学習フェーズにおいて、前記計画変更モデルを用いて過去計画変更実施時に選ばれなかった計画変更案群を生成し、
    運用フェーズにおいては、注文変化に対して、学習済みの計画変更モデルを用いて代替計画候補案群を生成する計画作成部と、
    学習フェーズにおいて、過去計画変更時に選ばれなかった計画変更案よりも実施された計画変更案が最良となるような計画変更評価指標を生成する計画変更評価指標作成部と、
    運用フェーズにおいて、当日の計画実行状況情報と機器稼働情報からシミュレーション条件を変更してシミュレーションを実施し、学習済みの前記計画変更評価指標に基づいて、前記代替計画候補案群に対する計画変更評価指標の値を算出する生産シミュレータと、
    前記代替計画候補案群のうち前記計画変更評価指標を最良とする計画変更案を最新の生産計画として出力する制御部と、
    を備える生産計画変更支援装置。
  2. 請求項１に記載の生産計画変更支援装置において、更に、
    前記計画実行状況情報と前記機器稼働情報を受け取る通信部を備えることを特徴とする生産計画変更支援装置。
  3. 請求項１に記載の生産計画変更支援装置において、更に、
    前記選択した最新の生産計画と、これに対する前記計画変更指標を表示するユーザインタフェースを備える生産計画変更支援装置。
  4. 請求項３に記載の生産計画変更支援装置において、
    前記ユーザインタフェースは、評価指標群の入力を受け付けることを特徴とする生産計画変更支援装置。
  5. 請求項1に記載の生産計画変更支援装置において、
    前記計画変更評価指標は、評価指標群の重みづけ和であることを特徴とする生産計画変更支援装置。
  6. 注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援方法であって、
    制御部が、計画実行状況情報と機器稼働状況情報からシミュレーション条件を書き換えるステップと、
    計画作成部が、元の生産計画と学習済みの計画変更モデルから代替計画候補案群を作成するステップと、
    生産シミュレータが、前記代替計画候補案群に対し、シミュレーションを実行し、学習済みの計画変更指標に基づいて、前記代替計画候補案群のそれぞれの計画変更指標の値を出力するステップと、
    制御部が、前記代替計画候補案群の中から計画変更指標を最良にするものを最新の生産計画として選択するステップと、
    を備える生産計画変更支援方法。
  7. 請求項６に記載の生産計画変更支援方法において、更に、
    ユーザインタフェースが、選択した最新の生産計画と、これに対する前記計画変更指標を表示するステップを備える生産計画変更支援方法。
  8. 請求項６に記載の生産計画変更支援方法において、更に、学習フェーズとして、
    制御部が、オペレータより評価指標群の入力を受け付けるステップと、
    計画変更モデル作成部が、過去計画変更情報から計画変更モデルを作成するステップと、
    計画変更指標作成部が、過去計画変更情報および前記計画変更モデルから計画変更評価指標を生成するステップと、
    を備える生産計画変更支援方法。
  9. 請求項８に記載の生産計画変更支援方法において、
    計画作成部が、前記過去計画変更情報と前記計画変更モデルを用いて、選ばれなかった代替計画候補案群を作成するステップと、
    生産シミュレータが、過去に実施された計画変更案と前記選ばれなかった代替計画候補案群に対し、評価指標群の値を算出するステップと、を備え、
    前記計画変更評価指標は、前記評価指標群の重みづけ和であることを特徴とする生産計画変更支援方法。
  10. 請求項８に記載の生産計画変更支援方法において、
    前記過去計画変更情報から計画変更モデルを作成するステップでは、機械学習を用いることを特徴とする生産計画変更支援方法。
  11. コンピュータに、注文情報の変化に対して、生産計画を変更する生産計画変更支援方法を実行させるためのプログラムであって、
    計画実行状況情報と機器稼働状況情報からシミュレーション条件を書き換えるステップと、
    元の生産計画と学習済みの計画変更モデルから代替計画候補案群を作成するステップと、
    前記代替計画候補案群に対し、シミュレーションを実行し、学習済みの計画変更指標に基づいて、前記代替計画候補案群のそれぞれの計画変更指標の値を出力するステップと、
    前記代替計画候補案群の中から計画変更指標を最良にするものを最新の生産計画として選択するステップと、
    を実行させるプログラム。
  12. 請求項１１に記載のプログラムにおいて、更に、学習フェーズとして、
    オペレータより評価指標群の入力を受け付けるステップと、
    過去計画変更情報から計画変更モデルを作成するステップと、
    過去計画変更情報および前記計画変更モデルから計画変更評価指標を生成するステップと、
    を実行させるプログラム。
  13. 請求項１２に記載のプログラムにおいて、更に、
    前記過去計画変更情報と前記計画変更モデルを用いて選ばれなかった代替計画候補案群を作成するステップと、
    過去に実施された計画変更案と前記選ばれなかった代替計画候補案群に対し、評価指標群の値を算出するステップと、を実行させ、
    前記計画変更評価指標は、前記評価指標群の重みづけ和であることを特徴とするプログラム。
  14. 注文情報を出力する注文情報管理システムと、
    前記注文情報管理システムから注文情報を入力する、請求項１に記載の生産計画変更支援装置と、
    前記生産計画変更支援装置から更新した生産計画を入力し、各工程制御装置へ工程制御出力を送信する生産計画管理装置と、
    を備える生産管理システム。
  15. 請求項１４に記載の生産管理システムにおいて、更に、
    各工程機器の稼働状況情報を受信し、前記生産計画変更支援装置に送信する機器稼働状況管理装置を備え、
    前記生産計画管理装置は、各工程機器の計画実行状況情報を受信し、前記生産計画変更支援装置に送信する
    ことを特徴とする生産管理システム。
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