JP2023160440A - 生産管理装置、生産管理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】生産計画と生産実績との乖離が生じた場合、より適切な生産計画、工程計画およびリソース制御情報の変更案を生成することができる。【解決手段】 製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を用いて製品の生産管理を行う生産管理装置であって、第１の前記生産計画情報、第１の前記工程計画情報、および、第１の前記リソース制御情報を用いて前記生産管理を行う中で、製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、の間に乖離が生じた場合、前記第１の工程計画情報および前記第１のリソース制御情報に代えて、当該第１の工程計画情報および当該第１のリソース制御情報とは異なる第２の前記工程計画情報および第２の前記リソース制御情報を用いることを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、生産管理装置、生産管理方法およびプログラムに関する。

従来の生産管理では、生産計画と生産実績との間に乖離が生じた場合、生産実績に追従するように生産計画を変更することで、乖離幅が縮小するような対応が行われている。

一方で、近年のマスカスタマイゼーションやパーソナライズ生産の進展により、多品種少量生産の受注が増加傾向にある。このような傾向を考慮して生産計画と生産実績との乖離という問題に対処するためには、品種に対する生産リソース（生産設備）の割り付けについても見直す必要がある。

また、労働者の多様化や汎用ロボットの導入により、作業の遅延や設備不具合も増加している。このような傾向を考慮して生産計画と生産実績との乖離という問題に対処するためには、生産リソースの動作制御に関する情報についても見直す必要がある。

このように、生産計画と生産実績との乖離という問題に対して生産計画のみを変更するという対処だけでは、目標の生産効率を達成することが難しくなっている。

なお、特許文献１には、適切な工程計画を得るための作業計画の編集支援方法に関する技術が開示されている。具体的には、同文献には、人に割り当てられている作業をロボットアームに変更する場合、変更後におけるロボットの作業時間が人の作業時間よりも長い場合に警告が出力されることが記載されている。

特開２０１９－１４８９５８号公報

前述の通り、特許文献１の技術では、適切な工程計画を得るために、作業の割付先を変更することで作業計画の見直しを行っている。しかしながら、この技術では、作業計画の変更によって製品の生産量がどのように変化するか、といった製品製造全体に与える影響については考慮されていない。

通常、製品は、生産時期や生産量に関する生産計画、生産ラインで使用される設備種類とそれらの台数とによって示される設備構成や生産ラインにおける生産リソースの割り当てや作業内容に関する工程計画、および、各生産リソースの動作制御に関するリソース制御情報が相互に関わり合いながら連動（連携）して全体の生産量（あるいは生産効率）が決定される。すなわち、作業計画を見直すだけでは全体の生産量に与える影響を適切に判断することができない。そのため、生産計画と生産実績との乖離が生じた場合に特許文献１の技術を適用しても、目標の生産効率を達成することは難しい、という課題がある。

また、前述の通り、生産計画のみの変更によって対応する従来の生産管理では、生産計画と生産実績との乖離が生じた場合、目標の生産効率を達成することができない、という課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、生産計画と生産実績との乖離が生じた場合、より適切な生産計画、工程計画およびリソース制御情報の変更案を生成することを目的とする。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記の課題を解決する本発明の一態様に係る生産管理装置は、製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を用いて製品の生産管理を行う生産管理装置であって、第１の前記生産計画情報、第１の前記工程計画情報、および、第１の前記リソース制御情報を用いて前記生産管理を行う中で、製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、の間に乖離が生じた場合、前記第１の工程計画情報および前記第１のリソース制御情報に代えて、当該第１の工程計画情報および当該第１のリソース制御情報とは異なる第２の前記工程計画情報および第２の前記リソース制御情報を用いることを決定する。

本発明によれば、生産計画と生産実績との乖離が生じた場合、より適切な生産計画、工程計画およびリソース制御情報の変更案を生成することができる。

本実施形態に係る生産管理装置の概略構成の一例を示した図である。 生産実績情報の一例を示した図である。 生産計画情報の一例を示した図である。 工程計画情報の一例を示した図である。 リソース制御情報の一例を示した図である。 生産物量情報の一例を示した図である。 部品形状情報の一例を示した図である。 生産管理処理の一例を示したフロー図である。 生産管理装置のハードウェア構成の一例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る生産管理装置１００の概略構成の一例を示した図である。生産管理装置１００は、生産計画と、生産計画に対する進捗を示す生産実績と、の間に乖離が発生した場合、工程計画情報およびこれに対応するリソース制御情報の変更案を生成し、製造コストや生産スループットなど所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：重要業績評価指標）が最適化されるように、工程計画等の変更案と連携して生産計画の変更案を立案する装置である。

このような生産管理装置１００は、図１に示すように、処理部１１０と、記憶部１２０と、入力部１３０と、出力部１４０と、通信部１５０と、を有している。

処理部１１０は、生産管理装置１００で実行される様々な処理を行う機能部である。具体的には、処理部１１０は、実績乖離検知部１１１と、計画変更要否判定部１１２と、計画情報生成部１１３と、リソース制御情報生成部１１４と、計画連携最適化部１１５と、を有している。

実績乖離検知部１１１は、生産計画と生産実績との乖離を検知する機能部である。具体的には、実績乖離検知部１１１は、日数遅れの乖離または生産量の乖離を検知する。

より具体的には、実績乖離検知部１１１は、生産計画情報１２２および生産実績情報１２１を用いて、同一の対象製品における計画値（例えば、生産計画情報１２２から特定される工程の終了時間）と、実績値（生産実績情報１２１から特定される工程の終了時間）との差分を特定する。また、実績乖離検知部１１１は、特定した差分が所定の閾値以上（例えば、１日以上）の場合、生産計画と生産実績との乖離（日数遅れの乖離）を検知したと判定する。

また、実績乖離検知部１１１は、生産計画情報１２２、生産実績情報１２１および生産物量情報１２５を用いて、同一の対象製品における計画値（例えば、生産計画情報１２２および生産物量情報１２５から特定される予定生産数）と、実績値（生産実績情報１２１から特定される実績予測生産数）との差分の割合を特定する。また、実績乖離検知部１１１は、特定した差分の割合が所定の閾値未満の場合、生産計画と生産実績との乖離（生産量の乖離）を検知したと判定する。

計画変更要否判定部１１２は、生産計画と生産実績との乖離の大きさに基づき、工程計画および生産計画を連携した変更が必要か否かを判定する機能部である。具体的には、計画変更要否判定部１１２は、乖離の大きさが所定の閾値以上の場合、工程計画および生産計画の連携した変更が必要と判定する。

計画情報生成部１１３は、各種の計画情報を生成する機能部である。具体的には、計画情報生成部１１３は、生産計画情報１２２と、工程計画情報１２３と、それらの変更案と、を生成する。

リソース制御情報生成部１１４は、リソース制御情報１２４を生成する機能部である。具体的には、リソース制御情報生成部１１４は、生産リソースの動作を規定するリソース制御情報１２４およびその変更案を生成する。

計画連携最適化部１１５は、複数の計画を連携して最適化する機能部である。具体的には、計画連携最適化部１１５は、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案を用いて生産計画の変更案を連携して立案する。

次に、記憶部１２０について説明する。記憶部１２０は、処理部１１０により実行される様々な処理に用いられる各種の情報を記憶する機能部である。具体的には、記憶部１２０は、生産実績情報１２１と、生産計画情報１２２と、工程計画情報１２３と、リソース制御情報１２４と、生産物量情報１２５と、部品形状情報１２６と、コスト情報１２７と、を有している。

図２は、生産実績情報１２１の一例を示した図である。生産実績情報１２１には、生産計画に対応する実績（進捗結果）を示す情報が登録されている。具体的には、生産実績情報１２１の製品ＩＤ１２１ａは、製品を識別するための情報である。部品ＩＤ１２１ｂは、部品を識別するための情報である。工程ＩＤ１２１ｃは、工程を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２１ｄは、生産リソースを識別するための情報である。日時１２１ｅは、対応付けられている製品ＩＤ１２１ａにより識別される製品の生産において、例えば対応する部品ＩＤ１２１ｂの部品を組み付け等する所定工程が実施された日時を示す情報である。着手時間１２１ｆは、対応付けられている工程ＩＤ１２１ｃにより識別される工程が着手された時間を示す情報である。終了時間１２１ｇは、当該工程が終了した時間を示す情報である。

図３は、生産計画情報１２２の一例を示した図である。生産計画情報１２２には、例えば製品製造の各工程を行う日時、着手時間および終了時間といった生産タイミングを示す情報が登録されている。具体的には、生産計画情報１２２の製品ＩＤ１２２ａは、製造対象の製品を識別するための情報である。部品ＩＤ１２２ｂは、製品を構成する部品を識別するための情報である。工程ＩＤ１２２ｃは、工程を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２２ｄは、生産リソースを識別するための情報である。日時１２２ｅは、対応付けられている製品ＩＤ１２２ａにより識別される製品の製造において、例えば対応する部品ＩＤ１２２ｂの部品を組み付け等する所定工程の実施日時を示す情報である。着手時間１２２ｆは、対応付けられている工程ＩＤ１２２ｃにより識別される工程の着手予定の時間を示す情報である。終了時間１２２ｇは、当該工程の終了予定の時間を示す情報である。

なお、生産計画情報１２２の各項目は、生産実績情報１２１の各項目に対応しており、生産計画情報１２２の製品ＩＤ１２２ａおよび部品ＩＤ１２２ｂで特定される対象について工程ＩＤ１２２ｃで特定される工程が終了すると、当該対象に関する情報が生産実績として生産実績情報１２１に登録される。

図４は、工程計画情報１２３の一例を示した図である。工程計画情報１２３には、製品の製造工程に関する情報が登録されている。具体的には、工程計画情報１２３の製品ＩＤ１２３ａは、製造対象の製品を識別するための情報である。部品ＩＤ１２３ｂは、製品を構成する部品を識別するための情報である。工程ＩＤ１２３ｃは、各工程を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２３ｄは、各工程で使用される生産リソースを識別するための情報である。

図５は、リソース制御情報１２４の一例を示した図である。リソース制御情報１２４には、生産リソースの動作を規定するための制御情報が登録されている。具体的には、リソース制御情報１２４の各レコードには、工程ＩＤ１２４ｃで識別される工程作業を生産リソースＩＤ１２４ｄによって識別される生産リソース（例えば、製造ロボットなどの設備）が行う際の作業軌跡（例えば、アームの可動軌跡）やその最大作業速度といった情報が登録されている。より具体的には、製品ＩＤ１２４ａおよび部品ＩＤ１２４ｂは、工程ＩＤ１２４ｃで識別される工程作業の対象となる製品および部品を識別する情報である。工程ＩＤ１２４ｃは、工程の作業を識別するための情報である。生産リソースＩＤ１２４ｄは、工程作業を行う生産リソースを識別するための情報である。作業軌跡１２４ｅは、生産リソースの動作軌跡を示す情報であって、所定の座標系における座標値を示す情報が登録されている。最大作業速度１２４ｆは、生産リソースの最大の作業速度を示す情報である。

図６は、生産物量情報１２５の一例を示した図である。生産物量情報１２５は、生産計画に従って製造される製品の期間別における予定生産数を示す情報である。具体的には、生産物量情報１２５の製品ＩＤ１２５ａは、製品を識別するための情報である。また、月別生産物量１２５ｂは、所定の対象期間における対象製品の予定生産数を示す情報である。

図７は、部品形状情報１２６の一例を示した図である。部品形状情報１２６は、製品を構成する構成部品の形状に関する情報である。具体的には、部品形状情報１２６の部品ＩＤ１２６ａは、部品を識別するための情報である。部品名１２６ｂは、部品の名称を示す情報である。形状特性１２６ｃは、例えば円筒や矩形あるいは円柱などの部品の形状的特徴を示す情報である。幅１２６ｄ、長さ１２６ｅ、径１２６ｆおよび重量１２６ｇは各々、部品の幅、長さ、径および重量を示す情報である。

コスト情報１２７は、各種のコストが登録されている情報である。また、コスト情報１２７には、例えば生産計画や工程計画の変更に伴って発生するコストについても登録されている。具体的には、コスト情報１２７には、例えば工場レイアウトにおける生産リソースなどの設備の配置変更にかかる設備コスト、生産リソースの運用コスト、生産出来高に対する利益率、作業者の単位時間当たりのコストおよび作業者の残業コストを含む外注コスト、製品の納期遅延に関するペナルティーコスト、作業遅延に関するペナルティーコストなどが含まれる。

図１に戻って説明する。入力部１３０は、生産管理装置１００が備える入力装置を介して、生産管理装置１００の使用者（オペレータ）からの指示や情報の入力を受け付ける機能部である。また、入力部１３０は、通信部１５０を介して外部装置２００からの指示や情報の入力を受け付ける。

出力部１４０は、出力情報（表示情報を含む）を生成し、生産管理装置１００あるいは外部装置２００が備える出力装置３２０（ディスプレイを含む）に表示情報を表示する機能部である。また、出力部１４０は、生産リソースの動作制御を行うための制御指示情報を生成し、通信部１５０を介して、生産ラインにおける各生産リソースに出力（送信）する。

通信部１５０は、外部装置２００との間で情報通信を行う機能部である。具体的には、通信部１５０は、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワーク（通信回線網）Ｎを介して、外部装置２００との間で各種の情報を送受信する。

以上、生産管理装置１００の概略構成（機能ブロック）の一例について説明した。

［動作の説明］
次に、生産管理装置１００で実行される生産管理処理について説明する。

図８は、生産管理処理の一例を示したフロー図である。生産管理処理は、生産計画と、生産計画に対する進捗を示す生産実績と、の間に乖離が発生した場合、工程計画情報１２３およびこれに対応するリソース制御情報１２４の各々の変更案を生成し、製造コストや生産スループットなど所定のＫＰＩが最適化されるように、工程計画等の変更案と連携して生産計画の変更案を立案する処理である。

なお、生産管理処理は、例えば生産管理装置１００の使用者（オペレータ）からの実行指示を受け付けた場合や、一定の周期（例えば、１日１回あるいは１週間に１回など）で実行される。

処理が開始されると、実績乖離検知部１１１は、生産計画と生産実績との乖離を検知したか否かを判定する（ステップＳ０１０）。具体的には、実績乖離検知部１１１は、生産実績情報１２１と、生産計画情報１２２と、を記憶部１２０から取得し、同一対象における生産実績情報１２１の実績値と、生産計画情報１２２の計画値とを比較する。

より具体的には、実績乖離検知部１１１は、本ステップの処理が未実施である生産実績情報１２１のレコードを特定する。また、実績乖離検知部１１１は、特定した各レコードの製品ＩＤ１２１ａ、部品ＩＤ１２１ｂ、工程ＩＤ１２１ｃおよび生産リソースＩＤ１２１ｄを特定する。また、実績乖離検知部１１１は、特定したこれらのＩＤと同一のＩＤが登録されている生産計画情報１２２のレコードを特定する。

また、実績乖離検知部１１１は、特定した生産実績情報１２１および生産計画情報１２２のレコードにおける終了時間同士を比較する。そして、生産実績情報１２１の終了時間が生産計画の終了時間から所定の閾値以上（例えば、１日以上）遅れているレコードがある場合、実績乖離検知部１１１は、生産計画と生産実績との乖離（日数遅れの乖離）を検知したと判定する。

あるいは、実績乖離検知部１１１は、生産実績情報１２１と、生産計画情報１２２と、生産物量情報１２５と、を用いて、生産計画に基づく予定生産数と、生産実績に基づく実績予測生産数と、の乖離（生産量の乖離）を検知しても良い。

具体的には、実績乖離検知部１１１は、生産実績情報１２１と、生産計画情報１２２と、生産物量情報１２５と、を記憶部１２０から取得する。また、実績乖離検知部１１１は、本ステップの処理が未実施である生産実績情報１２１のレコードを特定する。また、実績乖離検知部１１１は、特定した各レコードの製品ＩＤ１２１ａが登録されている生産物量情報１２５の該当する月の生産物量を生産計画に基づく予定生産数として特定する。

また、実績乖離検知部１１１は、生産実績情報１２１における特定した各レコードの終了時間１２１ｇに基づき生産計画からの遅れ度を算出する。また、実績乖離検知部１１１は、当該遅れ度に基づき、該当する月の生産物量予測値として、対応する製品ＩＤ１２１ａの製品について生産実績に基づく実績予測生産数を算出する。そして、予定生産数に対する実績予測生産数の割合が所定の閾値未満（例えば、９０％未満）の場合、実績乖離検知部１１１は、当該製品ＩＤ１２１ａの製品について生産計画と生産実績との乖離（生産量の乖離）を検知したと判定する。

実績乖離検知部１１１は、いずれかの方法による判定を行い、生産計画と生産実績との乖離を検知していないと判定した場合（ステップＳ０１０でＮｏ）、再度、ステップＳ０１０の処理を行う。一方で、当該乖離を検知したと判定した場合（ステップＳ０１０でＹｅｓ）、実績乖離検知部１１１は、処理をステップＳ０２０に移行する。

ステップＳ０２０では、計画変更要否判定部１１２は、乖離の大きさに基づき、工程計画および生産計画を連携した変更が必要か否かを判定する。具体的には、計画変更要否判定部１１２は、乖離の大きさが所定の閾値以上の場合、工程計画および生産計画の連携した変更が必要と判定する。なお、閾値の一例としては、日数遅れの乖離の場合は３日以上の遅れ、生産量の乖離の場合は、予定生産数に対する実績予測生産数の割合が７０％未満などである。

そして、工程計画および生産計画の連携した変更が必要ではないと判定した場合（ステップＳ０２０でＮｏ）、計画変更要否判定部１１２は、処理をステップＳ０６０に移行する。なお、ステップＳ０６０では、計画情報生成部１１３により生産計画情報１２２の変更案が生成される。生産計画と生産実績との乖離が小さいため、生産計画情報１２２のみを変更することで対応可能なためである。なお、計画情報生成部１１３は、生産計画情報１２２と、生産実績情報１２１と、その他記憶部１２０内の各種情報と、を用いて、公知技術により生産計画情報１２２の変更案を生成する。

また、計画情報生成部１１３は、生産計画情報１２２を変更案に変更し（ステップＳ０７０）、処理をステップＳ０１０に戻す。

一方で、工程計画および生産計画の連携した変更が必要であると判定した場合（ステップＳ０２０でＹｅｓ）、計画変更要否判定部１１２は、処理をステップＳ０３０に移行する。

ステップＳ０３０では、計画情報生成部１１３およびリソース制御情報生成部１１４は、工程計画情報１２３およびそれらの各々に対応するリソース制御情報１２４の複数の変更案を生成する。具体的には、計画情報生成部１１３は、生産ラインで使用される設備種類とそれらの台数とによって示される設備構成や生産ラインにおける生産リソースの割り当てや作業内容に関する工程計画情報１２３の変更案と、各々の工程計画情報１２３の変更案に対応し、各生産リソースの動作を規定するためのリソース制御情報１２４の変更案と、を生成する。なお、工程計画情報１２３（変更案を含む）およびリソース制御情報１２４（変更案を含む）の生成方法は特に限定されないが、以下にその一例を示す。

まず、計画情報生成部１１３は、工程に対応する構成部品およびこれに類似する部品の部品ＩＤ１２６ａを部品形状情報１２６から特定し、これらの部品ＩＤ１２６ａが対応付けられている生産リソースを生産実績情報１２１から特定する。

また、計画情報生成部１１３は、特定した複数の生産リソースを当該工程の生産リソースの候補とし、所定数（例えば、１０個）の生産リソース候補であって、かつ、工程の作業時間がより小さくなる生産リソース候補を各工程に割り付ける。

また、計画情報生成部１１３は、対象となる全製品の全構成部品について同様の処理を行うことで、製品ごとに、各構成部品に対応する各工程に対して所定数の生産リソース候補を割り付けた複数通りの工程計画情報１２３を生成する。なお、このような工程計画情報１２３の生成方法は、例えば特願２０２０－１４４５３７号に記載の技術が用いられれば良い。

また、工程計画の生成方法に係る他の一例としては、例えば特願２０２０－０３０４７９号に記載の技術が用いられても良い。具体的には、計画情報生成部１１３は、算出された所定数の設備（モジュールグループ）を対応する工程に割り付けた工程および設備の組を複数通り生成する。また、計画情報生成部１１３は、当該設備（モジュールグループ）の工場レイアウトにおけるセル内での配置や動作ルール等に基づく作業時間を見積もる。また、計画情報生成部１１３は、セル内での作業時間がより小さくなる所定数の工程および設備の組を特定し、対象となる全製品における全構成部品の作業順序を考慮した複数の工程計画情報１２３を生成する。なお、工程に対して設備を割り付けると、これに伴い各工程における必要な設備台数が決定される。そのため、生成される工程計画情報１２３には、生産ラインで使用される設備種類とその台数とにより示される生産ラインの設備構成が含まれる。

なお、このような方法によって工程計画情報１２３を生成する場合、必要情報（例えば、部品属性情報、モジュールグループ仕様情報、モジュール仕様情報、モジュール動作パターン情報およびレイアウト情報など）は予め記憶部１２０に格納されていれば良く、あるいは、通信部１５０を介して外部装置２００から取得されても良い。

また、リソース制御情報生成部１１４は、生成された工程計画情報１２３の各変更案に対応し、当該変更案に係る工程計画を生産リソースに実行させるためのリソース制御情報１２４の変更案を生成する。なお、リソース制御情報１２４の生成方法は特に限定されないが、例えばＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ－ｅｘｐｌｏｒｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）アルゴリズムなど公知のロボット軌道生成手法が用いられれば良い。

なお、工程計画情報１２３およびそれらに対応するリソース制御情報１２４の複数の変更案は、予め記憶部１２０に格納されていても良い。

次に、計画連携最適化部１１５は、所定の生産ＫＰＩを目的関数とし、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の複数の変更案と、生産計画情報１２２と、を連携して同時最適化することで生産計画の変更案を立案する（ステップＳ０４０）。

具体的には、計画連携最適化部１１５は、製造コストや生産スループットといった所定の生産ＫＰＩが最大化（最適化）されるように、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の複数の変更案と、生産計画情報１２２との組み合わせに関する最適化問題を解くことで、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と連携して生産計画情報１２２の変更案を立案する。

なお、最適化の手法としては、例えばＭＩＰ（Ｍｉｘｅｄ Ｉｎｔｅｇｅｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ） ＳｏｌｖｅｒあるいはＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等のメタヒューリスティック法などの公知技術が用いられれば良い。

具体的には、計画連携最適化部１１５は、工程計画情報１２３およびこれに対応するリソース制御情報１２４の各々の変更案の１つと、記憶部１２０内の各種情報と、を用いて、生産計画情報１２２における生産のタイミング（例えば、日時、着手時間および終了時間）を変更しながら生産シミュレーションを行うことで、各タイミングにおける所定の生産ＫＰＩを算出する。また、計画連携最適化部１１５は、異なる工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案を記憶部１２０から取得し、当該変更案と生産計画情報１２２と、を用いて同様の生産シミュレーションを行うことで所定の生産ＫＰＩを算出する。また、計画連携最適化部１１５は、このようにして全ての工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案について、生産計画情報１２２を用いた生産シミュレーションを繰り返し行う。これにより、計画連携最適化部１１５は、所定の生産ＫＰＩが最大化される生産計画情報１２２の変更案を立案することができる。また、このような処理により、立案された生産計画情報１２２の変更案に対応する１組の工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案が決定される。

なお、生産ＫＰＩは、製造コストや生産スループットに限定されるものではなく、ユーザの重視する観点に基づいて適宜設定されれば良い。そのため、生産ＫＰＩには、製造コストや生産スループット以外にも、例えば製品の歩留まり率やその他の生産ＫＰＩが対象であっても良い。

ここで、各生産ＫＰＩとその算出に用いられる情報種類について説明する。製造コストは、生産計画や工程計画の変更に伴って発生するコストである。具体的には、製造コストには、工場レイアウトにおける生産リソースなどの設備の配置変更にかかる設備コスト、生産リソースの運用コスト、生産出来高に対する利益率、作業者の単位時間当たりのコストおよび作業者の残業コストを含む外注コスト、製品の納期遅延に関するペナルティーコストおよび作業遅延に関するペナルティーコストのうち、少なくともいずれか１つが含まれる。なお、このような製造コストの具体値は、生産計画情報１２２、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と、コスト情報１２７を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

また、生産スループットは、所定期間（例えば、１ヶ月）における所定時間ごと（例
えば、毎分）の製品生産数の平均である。このような生産スループットは、生産計画情報１２２と、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と、生産物量情報１２５と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出される予測値に基づき特定することができる。

なお、計画連携最適化部１１５は、工程計画情報１２３および対応するリソース制御情報１２４を用いて、生産リソースによる正味の作業時間と、生産リソースが作業するための段取り時間と、を特定し、これらの正味作業時間および段取り時間を考慮して生産スループットを算出しても良い。例えば、生産リソースの各工程ＩＤに対応付けて正味の作業時間が工程計画情報１２３（工程計画情報１２３の変更案を含む）またはリソース制御情報１２４（リソース制御情報１２４の変更案を含む）に登録されている場合、計画連携最適化部１１５は、これらの情報から生産リソースの正味の作業時間を特定する。また、計画連携最適化部１１５は、例えば各工程間における時間間隔を段取り時間として算出し、特定した正味作業時間および段取り時間を用いて生産シミュレーションを実行することで生産スループットを算出する。このような正味作業時間および段取り時間を考慮した生産シミュレーションを行うことにより、より精度の高い生産スループットの予測値が算出されることになる。

また、製品の歩留まり率とは、所定期間（例えば、１ヶ月間）における目標生産数に対して実際に生産が行われた生産数の割合である。このような製品の歩留まり率は、例えば生産計画情報１２２と、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と、生産物量情報１２５と、を用いた生産シミュレーションを行うことで算出することができる。

なお、製造コストの最大化（最適化）とは、製造コストがより低い値の場合である。また、生産スループットの最大化（最適化）とは、生産スループットがより高い値の場合である。また、製品の歩留まり率の最大化（最適化）とは、歩留まり率がより高い値の場合である。

また、ステップＳ０４０の処理は、少なくとも１つの生産ＫＰＩが最大化されるように工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と連携して生産計画情報１２２の変更案が立案されても良く、任意の複数の生産ＫＰＩが最大化するように当該処理が行われても良い。

以上のように、生産ＫＰＩが最大化される生産計画情報１２２、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案を採用し、これらの変更案に基づき生産管理を行うことで、生産スループットや製造コストが最大化されると共に、生産計画と生産実績との乖離は縮小されることになる。例えば、生産スループットが最大化される変更案は、生産効率を向上させる生産計画や工程計画に相当する。そのため、このような変更案に基づく生産管理が行われれば、日数遅れや生産量の乖離幅は縮小されることになり、目標の生産効率は達成されることになる。

また、例えば製造コストには、生産出来高に対する利益率、作業者の単位時間当たりのコストおよび作業者の残業コストを含む外注コスト、製品の納期遅延に関するペナルティーコストおよび作業遅延に関するペナルティーコストが含まれる。これらのコストは生産計画の遅れにより増加するものであるため、製造コストを最大化（製造コストがより低い値）する変更案は、当初の生産計画からの遅れが少ない生産計画および工程計画に相当する。そのため、このような変更案に基づく生産管理が行われれば、日数遅れや生産量の乖離幅は縮小されることになり、目標の生産効率は達成されることになる。

次に、計画連携最適化部１１５は、立案された生産計画情報１２２の変更案と、対応する工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４の変更案と、により、生産計画情報１２２、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４を更新する（ステップＳ０５０）。これにより、生産計画および生産実績の乖離に対して生産ＫＰＩが最適化された状態における生産計画情報１２２、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４に従って生産管理が行われる。

具体的には、生産管理装置１００の所定の機能部（例えば、出力部１４０）は、更新された生産計画情報１２２に従って、更新された工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４に基づき生産リソースの制御を行うための制御指示情報を生成し、通信部１５０を介して生産ラインにおける各生産リソースに向けて当該制御指示情報を出力（送信）する。このように、生産管理装置１００は、変更された生産計画情報１２２、工程計画情報１２３およびリソース制御情報１２４に基づき、生産リソースによる各工程の動作制御を行う。

また、計画連携最適化部１１５は、ステップＳ０５０の処理を行うと、処理をステップＳ０１０に戻す。

以上、生産管理処理の一例について説明した。

このような生産管理装置によれば、生産計画と生産実績との乖離が生じた場合、より適切な生産計画、工程計画情報およびリソース制御情報の変更案を生成することができる。

特に、生産管理装置は、工程計画情報およびリソース制御情報の変更案と連携して、所定観点における生産ＫＰＩが最大化されるように生産計画情報の変更案を立案する。そのため、例えば製造コストや生産スループットといった生産ＫＰＩを最適化しつつ、それに応じて生産計画と生産実績との乖離幅が縮小される適切な生産計画情報、工程計画情報およびリソース制御情報を生成することができる。その結果、生産管理装置によれば、生産計画と生産実績との乖離を縮小させ、目標の生産効率を達成することが可能となる。

図９は、生産管理装置１００のハードウェア構成の一例を示した図である。図示するように、生産管理装置１００は、入力装置３１０と、出力装置３２０と、処理装置３３０と、主記憶装置３４０と、補助記憶装置３５０と、通信装置３６０と、これらを電気的に相互接続するバス３７０と、を有している。

入力装置３１０は、例えばタッチパネルやキーボードあるいはマウスなどの入力デバイスである。出力装置３２０は、液晶ディスプレイや有機ディスプレイなどの表示デバイスである。

処理装置３３０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。主記憶装置３４０は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ装置である。

補助記憶装置３５０は、デジタル情報を記憶可能ないわゆるハードディスク（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）あるいはフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。

通信装置３６０は、ネットワークケーブルを介して有線通信を行う有線の通信装置、またはアンテナを介して無線通信を行う無線通信装置である。

以上、生産管理装置１００のハードウェア構成の一例について説明した。

このような生産管理装置１００の処理部１１０は、処理装置３３０に処理を行わせるプログラムによって実現される。このプログラムは、主記憶装置３４０あるいは補助記憶装置３５０に記憶され、プログラムの実行にあたって主記憶装置３４０上にロードされ、処理装置３３０により実行される。

また、入力部１３０は、入力装置３１０により実現される。また、出力部１４０は、出力装置３２０により実現される。また、記憶部１２０は、主記憶装置３４０または補助記憶装置３５０あるいはこれらの組合せにより実現される。また、通信部１５０は、通信装置３６０により実現される。

また、生産管理装置１００の上記の各構成、機能、処理部および処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記構成、機能は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリやハードディスク、ＳＳＤ等の記憶装置またはＩＣカード、ＳＤカードおよびＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、本発明は上記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、同一の技術的思想の範囲内において様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

また、上記説明では、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。

１００・・・生産管理装置、１１０・・・処理部、１１１・・・実績乖離検知部、１１２・・・計画変更要否判定部、１１３・・・計画情報生成部、１１４・・・リソース制御情報生成部、１１５・・・計画連携最適化部、１２０・・・記憶部、１２１・・・生産実績情報、１２２・・・生産計画情報、１２３・・・工程計画情報、１２４・・・リソース制御情報、１２５・・・生産物量情報、１２６・・・部品形状情報、１２７・・・コスト情報、１３０・・・入力部、１４０・・・出力部、１５０・・・通信部、２００・・・外部装置、３１０・・・入力装置、３２０・・・出力装置、３３０・・・処理装置、３４０・・・主記憶装置、３５０・・・補助記憶装置、３６０・・・通信装置、３７０・・・バス、Ｎ・・・ネットワーク

Claims (14)

1. 製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を用いて製品の生産管理を行う生産管理装置であって、
   第１の前記生産計画情報、第１の前記工程計画情報、および、第１の前記リソース制御情報を用いて前記生産管理を行う中で、製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、の間に乖離が生じた場合、
   前記第１の工程計画情報および前記第１のリソース制御情報に代えて、当該第１の工程計画情報および当該第１のリソース制御情報とは異なる第２の前記工程計画情報および第２の前記リソース制御情報を用いることを決定する
   ことを特徴とする生産管理装置。
2. 請求項１に記載の生産管理装置であって、
   前記第２の工程計画情報および前記第２のリソース制御情報を用いて、所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記生産計画の変更案である第２の生産計画情報を立案する
   ことを特徴とする生産管理装置。
3. 請求項２に記載の生産管理装置であって、
   複数ある前記工程計画情報の中から、前記生産ＫＰＩが最大化される前記工程計画情報が前記第２の工程計画情報として選択される
   ことを特徴とする生産管理装置。
4. 請求項２に記載の生産管理装置であって、
   複数ある前記リソース制御情報の中から、前記生産ＫＰＩが最大化される前記リソース制御情報が前記第２のリソース制御情報として選択される
   ことを特徴とする生産管理装置。
5. 請求項２に記載の生産管理装置であって、
   前記生産ＫＰＩは、
   工場レイアウトにおける生産リソースなどの設備の配置変更にかかる設備コスト、生産リソースの運用コスト、生産出来高に対する利益率、作業者の単位時間当たりのコストおよび作業者の残業コストを含む外注コスト、製品の納期遅延に関するペナルティーコストおよび作業遅延に関するペナルティーコストのうち、少なくともいずれか１つを含む製造コスト、または、
   所定期間における前記製品の生産数である生産スループットであり、
   前記製造コストがより低い値、または、前記生産スループットがより高い値となるように前記第２の生産計画情報が立案される
   ことを特徴とする生産管理装置。
6. 製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、乖離を検知する乖離検知部と、
   製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を記憶する記憶部と、
   前記乖離が検知されると、前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を生成する計画情報生成部と、
   前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を用いて、所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記生産計画情報の変更案を立案する計画連携最適化部と、を備える
   ことを特徴とする生産管理装置。
7. 請求項６に記載の生産管理装置であって、
   前記計画連携最適化部は、
   前記工程計画情報および前記リソース制御情報の各々の変更案と、前記生産計画情報と、を用いて、生産シミュレーションを行うことで、所定期間における前記製品の生産数である生産スループットの予測値を算出する
   ことを特徴とする生産管理装置。
8. 請求項７に記載の生産管理装置であって、
   前記計画連携最適化部は、
   前記工程計画情報の変更案またはリソース制御情報の変更案から前記生産リソースの正味作業時間および段取り時間を特定し、
   当該正味作業時間および段取り時間を考慮した前記生産シミュレーションを行うことで、前記生産スループットの予測値を算出する
   ことを特徴とする生産管理装置。
9. 請求項６に記載の生産管理装置であって、
   前記生産計画情報の変更案、前記工程計画情報の変更案および前記リソース制御情報の変更案を用いて、前記生産リソースの制御を行うための制御指示情報を生成し、生産ラインにおける前記生産リソースに当該制御指示情報を出力する出力部をさらに備える
   ことを特徴とする生産管理装置。
10. 請求項６に記載の生産管理装置であって、
    前記生産ＫＰＩは、工場レイアウトにおける生産リソースなどの設備の配置変更にかかる設備コスト、生産リソースの運用コスト、生産出来高に対する利益率、作業者の単位時間当たりのコストおよび作業者の残業コストを含む外注コスト、製品の納期遅延に関するペナルティーコストおよび作業遅延に関するペナルティーコストのうち、少なくともいずれか１つを含む製造コストに関する評価指標であって、
    前記計画連携最適化部は、前記生産計画情報と、前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案と、を用いて生産シミュレーションを行うことで、当該製造コストに関する前記生産ＫＰＩを算出する
    ことを特徴とする生産管理装置。
11. 製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を用いて生産管理装置により行われる製品の生産管理方法であって、
    前記生産管理装置は、
    第１の前記生産計画情報、第１の前記工程計画情報、および、第１の前記リソース制御情報を用いて前記生産管理を行う中で、製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、の間に乖離が生じた場合、
    前記第１の工程計画情報および前記第１のリソース制御情報に代えて、当該第１の工程計画情報および当該第１のリソース制御情報とは異なる第２の前記工程計画情報および第２の前記リソース制御情報を用いることを決定するステップを行う
    ことを特徴とする生産管理方法。
12. 生産管理装置による生産管理方法であって、
    前記生産管理装置は、
    製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、乖離を検知する乖離検知ステップと、
    製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を記憶する記憶ステップと、
    前記乖離が検知されると、前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を生成する計画情報生成ステップと、
    前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を用いて、所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記生産計画情報の変更案を立案する計画連携最適化ステップと、を行う
    ことを特徴とする生産管理方法。
13. コンピュータを、生産管理装置として機能させるプログラムであって、
    前記コンピュータに、
    製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を用いて製品の生産管理を実行させ、
    第１の前記生産計画情報、第１の前記工程計画情報、および、第１の前記リソース制御情報を用いて前記生産管理を行う中で、製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、の間に乖離が生じた場合、
    前記第１の工程計画情報および前記第１のリソース制御情報に代えて、当該第１の工程計画情報および当該第１のリソース制御情報とは異なる第２の前記工程計画情報および第２の前記リソース制御情報を用いて生産管理を行わせる
    ことを特徴とするプログラム。
14. コンピュータを、生産管理装置として機能させるプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    製品の生産計画と、生産の進捗を示す生産実績と、乖離を検知する乖離検知部と、
    製品の生産計画情報、製品の生産工程に関する工程計画情報、および、製造設備である生産リソースの動作を規定するリソース制御情報を記憶する記憶部と、
    前記乖離が検知されると、前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を生成する計画情報生成部と、
    前記工程計画情報および前記リソース制御情報の変更案を用いて、所定の生産ＫＰＩ（Ｋｅｙ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）が最大化されるように、前記生産計画情報の変更案を立案する計画連携最適化部と、して機能させる
    ことを特徴とするプログラム。

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