JP2023173748A - 生産計画立案方法 - Google Patents

Abstract

【課題】段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減する。【解決手段】対象物の納期に基づいてバックワードで対象物の生産において実施される複数のジョブを、それぞれの生産設備に仮割り当てをして、ジョブそれぞれの最遅開始時刻を算出する第１ステップと、仮割り当ての結果に基づいて、ボトルネック生産設備に割り当てられる予定の対象ジョブそれぞれについて、ボトルネック生産設備へ割り当て可能な最早開始時刻と対象ジョブの最遅開始時刻との差である納期余裕時間と、対象ジョブの段取り替えの有無を表す生産ロス値とを用いて評価値を算出する第２ステップと、評価値が最小である対象ジョブをフォワードでボトルネック生産設備に割り当てる第３ステップと、対象ジョブすべてがボトルネック生産設備に割り当てられるまで、第２ステップと第３ステップとを繰り返す第４ステップと、が実行されることにより、生産計画が作成される。【選択図】図６

Description

本開示は、生産計画立案方法に関する。

特許文献１に記載の生産計画作成方法においては、納期を基準としてバックワードで計算した結果から生産順序計画データが作成された後、設備の稼働率とロットのリードタイムの平均とからボトルネック設備が決定される。そして、ボトルネック設備以降の工程についてフォワードで割り付けが行われることにより生産順序計画データが再度作成される。

特開２００４－１４５４３６号公報

特許文献１に記載されている技術においては、段取り替えの有無、稼働時間の空き時間が考慮されておらず、段取り替えの回数の削減および稼働時間の空き時間の削減を解消することができない。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
（１）本開示の一形態によれば、生産計画を作成する生産計画立案方法が提供される。この生産計画立案方法は、複数の対象物について、前記対象物に設定された納期に基づいてバックワードで、前記対象物の生産において実施される複数のジョブを、前記ジョブを実施するそれぞれの生産設備に仮割り当てをして、前記ジョブそれぞれの最遅開始時刻を算出する第１ステップと、前記仮割り当ての結果に基づいて、複数の生産設備のうちからあらかじめ決定されたボトルネック生産設備に割り当てられる予定の対象ジョブそれぞれについて、前記ボトルネック生産設備へ前記対象ジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻と前記対象ジョブの前記最遅開始時刻との差である納期余裕時間と、前記対象ジョブの段取り替えの有無を表す生産ロス値とを用いて評価値を算出する第２ステップと、前記ボトルネック生産設備へ割り当てられていない前記対象ジョブのうち、前記評価値が最小である前記対象ジョブをフォワードで前記ボトルネック生産設備に割り当てる第３ステップと、前記対象ジョブすべてが前記ボトルネック生産設備に割り当てられるまで、前記第２ステップと前記第３ステップとを繰り返す第４ステップと、前記第４ステップが完了した後、前記ボトルネック生産設備を除く前記生産設備に、前記対象ジョブを除く前記ジョブを割り当てる第５ステップと、を含む。
上記形態によれば、段取り替えの有無、ボトルネック生産設備へジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻とジョブの最遅開始時刻との差である納期余裕時間、即ち、稼働時間の空き時間を考慮して、生産計画が作成される。よって、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減することができる。
（２）上記形態の生産計画立案方法において、前記第５ステップが実行された後、前記ボトルネック生産設備において割り当てられている前記対象ジョブの終了時刻と、前記対象ジョブにかかる前記対象物の前記納期とに基づいて、時間的制約が最も大きい前記対象物を選択し、選択された前記対象物の前記納期と、前記第３ステップにおいて前記対象ジョブが前記ボトルネック生産設備に割り当てられた順序と、を制約条件として、前記ボトルネック生産設備への割り当てを時間軸上において後ろにずらすように修正する第６ステップ、をさらに含んでもよい。
上記形態によれば、納期を含む制約条件の下、ボトルネック生産設備への割り当てを時間軸上に後ろにずらすように修正するので、対象品の完成品の在庫を削減することができる。
（３）上記形態の生産計画立案方法において、前記第１ステップの実行の前に、ユーザから、前記ボトルネック生産設備を指定する指定値を受け付ける受付ステップが実行され、受け付けた指定値が示す前記ボトルネック生産設備をあらかじめ決定された前記ボトルネック生産設備として、前記第２ステップが実行されてもよい。
上記形態によれば、ユーザにより選択されたボトルネック生産設備における段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減することができる生産計画が作成される。よって、生産計画の作成の自由度を高めることができる。

実施形態にかかる情報処理装置のブロック図である。 生産リスト情報の一例を示した図である。 ジョブ情報の一例を示した図である。 作業時間情報の一例を示した図である。 段取り替え時間情報の一例を示した図である。 計画立案処理のフローチャートである。 計画立案処理の内容を説明するための図である。 計画立案処理の内容を説明するための図である。 計画立案処理の内容を説明するための図である。 計画立案処理の内容を説明するための図である。

Ａ．実施形態
図１は、実施形態にかかる情報処理装置１００のブロック図である。情報処理装置１００は、実施形態にかかる生産計画立案方法を実行することにより、生産計画を立案する。実施形態においては、生産計画を立案することと、生産計画を作成する、とは同義であるとする。情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、メモリ１２０と、入力デバイス１３０と、表示部１４０と、通信インターフェイス１５０とを備える。メモリ１２０と、入力デバイス１３０と、表示部１４０と、通信インターフェイス１５０とは不図示のバスを介してＣＰＵ１１０に接続されている。ＣＰＵ１１０は、メモリ１２０に記憶されているプログラムを実行することにより様々な機能を実現する。メモリ１２０は、情報処理装置１００が実行する各種処理に使用されるプログラムおよびデータを記憶する。メモリ１２０に記憶されているデータの詳細については後述する。入力デバイス１３０は、例えば、キーボード、マウスである。表示部１４０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイである。通信インターフェイス１５０は、ＣＰＵ１１０の制御に従って外部の装置と通信する。

実施形態において、メモリ１２０に記憶されているデータは、生産リスト情報１２１と、ジョブ情報１２２と、作業時間情報１２３と、段取り替え時間情報１２４とを含む。メモリ１２０に記憶されているこれらのデータは、外部の上位サーバから通信により情報処理装置１００が受信したものである。上位サーバは、生産計画を含む生産管理を統合管理するサーバである。

図２は、生産リスト情報１２１の一例を示した図である。生産リスト情報１２１は、品番と連番とにより特定される対象品の生産個数と納期とを示す。例えば、生産リスト情報１２１は、品番が「Ｘ」であり、連番が「１」である対象品の生産個数が１であり、納期が「２０２２／５／１ １５：００」であることを示す。品番は、対象品の種類を区別するため付けられている番号である。同一の種類の対象品には同じ品番が付けられている。連番は、個々の対象品を区別するため付けられている番号である。

図３は、ジョブ情報１２２の一例を示した図である。ジョブは、対象品の生産のため実施される作業である。ジョブ情報は、対象品の生産のため実施される作業の順序を示す。例えば、ジョブ情報１２２は、品番Ｘの対象品の生産のため、ジョブ１、ジョブ２、ジョブ３がこの順序で実施されることを示す。また、ジョブ情報１２２は、ジョブ１の作業は設備Ｆ１で、ジョブ２の作業は設備Ｆ２で、ジョブ３の作業は設備Ｆ３で実施されることを示す。設備Ｆ１、設備Ｆ２、設備Ｆ３を生産設備ともよぶ。実施形態において、対象品は、例えば、自動車のエンジンの試作品である。生産設備は、例えば、ホーニング加工機、マシニングセンタ、リークテスタである。

図４は、作業時間情報１２３の一例を示した図である。作業時間情報１２３は、品番毎の、各ジョブにおける作業にかかる時間を示す。例えば、作業時間情報１２３は、品番Ｘのジョブ１における作業時間が６０分、品番Ｘのジョブ２における作業時間が６０分、品番Ｘのジョブ３における作業時間が６０分であることを示す。

図５は、段取り替え時間情報１２４の一例を示した図である。段取り替え時間情報１２４は、品番間の段取り替えにかかる時間を示す。例えば、段取り替え時間情報１２４は、設備Ｆ２における品番Ｘから品番Ｙへの段取り替えにかかる段取り替え時間が３０分、設備Ｆ２における品番Ｙから品番Ｘへの段取り替えにかかる段取り替え時間が３０分であることを示す。実施形態においては、いずれの品番間においても段取り替えの時間が同じ例を説明する。段取り替えは、例えば、生産設備であるマシニングセンタにおける刃物および固定用の治具の交換である。段取り替えは、前段取りと後段取りとを含むものであってもよい。あるいは、段取り替えは、前段取りだけを含むものであってもよい。また、あるいは、段取り替えは、後段取りだけを含むものであってもよい。

図６は、生産計画を作成するための計画立案処理のフローチャートである。図７～図９は、計画立案処理を説明するための図である。情報処理装置１００のＣＰＵ１１０が、メモリ１２０に格納されている専用のプログラムを実行することにより、計画立案処理にかかる各ステップが実行される。情報処理装置１００をコンピュータともよぶ。

実施形態においては、情報処理装置１００は、ボトルネック設備の稼働効率を向上させることを目的として生産計画を立案する。ボトルネック設備とは、複数の生産設備のうち、生産性の低下に最も大きな影響を与える生産設備である。実施形態においては、設備Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３のうち、設備Ｆ２がボトルネック設備としてあらかじめ決定されている。ボトルネック設備は、例えば、あらかじめ決められたルールに則って決定されてもよい。例えば、段取り替えの発生回数が最も多い生産設備をボトルネック設備として決定するというルールを採用してもよい。例えば、生産ラインの管理者が、ルールに則って決定された生産設備を、入力デバイス１３０を用いてあらかじめ入力しておく。例えば、図６に示すステップＳ１０の実行の前に、情報処理装置１００は、ユーザから、ボトルネック生産設備を指定する値を受け付けるステップを実行する。このステップを受付ステップともよぶ。入力されるボトルネック設備を表す値を指定値ともよぶ。あるいは、生産ラインの管理者は、経験則に基づいてボトルネック設備を選択し、入力デバイス１３０を用いて選択した設備を入力してもよい。この場合、ユーザにより選択されたボトルネック生産設備における段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減することができる生産計画が作成される。よって、生産計画の作成の自由度を高めることができる。

以下、図２の生産リスト情報１２１に示すように、品番「Ｘ」、連番「１」の対象品と、品番「Ｘ」、連番「２」の対象品と、品番「Ｙ」、連番「１」の対象品と、品番「Ｙ」、連番「２」の対象品とがそれぞれ１個ずつ生産される際の生産計画を立案する例を説明する。以下、品番「Ｘ」、連番「１」の対象品を、単にＸ１とよぶ。品番「Ｘ」、連番「２」の対象品を、単にＸ２とよぶ。品番「Ｙ」、連番「１」の対象品を、単にＹ１とよぶ。品番「Ｙ」、連番「２」の対象品を、単にＹ２とよぶ。対象品を対象物ともよぶ。

Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２について、異なる時刻に納期が設定されている。Ｘ１の納期は１５時、Ｙ１の納期は１８時、Ｘ２の納期は２１時、Ｙ２の納期は２４時である。

図３のジョブ情報１２２と、図４の作業時間情報１２３に示すように、同じ品番を有するＸ１、Ｘ２はいずれも、設備Ｆ１におけるジョブ１、設備Ｆ２におけるジョブ２、設備Ｆ３におけるジョブ３を順に経て生産される。また、同じ品番を有するＹ１、Ｙ２はいずれも、設備Ｆ２におけるジョブ５、設備Ｆ３におけるジョブ６、設備Ｆ２におけるジョブ７を順に経て生産される。以下、Ｘ１について設備Ｆ１で実施されるジョブ１を、ジョブ１１とよび、Ｘ２について設備Ｆ１で実施されるジョブ１をジョブ２１とよぶ。Ｘ１について設備Ｆ２で実施されるジョブ２を、ジョブ１２とよび、Ｘ２について設備Ｆ２で実施されるジョブ２をジョブ２２とよぶ。Ｘ１について設備Ｆ３で実施されるジョブ３を、ジョブ１３とよび、Ｘ２について設備Ｆ３で実施されるジョブ３をジョブ２３とよぶ。Ｙ１について設備Ｆ２で実施されるジョブ５を、ジョブ１５とよび、Ｙ２について設備Ｆ２で実施されるジョブ５をジョブ２５とよぶ。Ｙ１について設備Ｆ３で実施されるジョブ６を、ジョブ１６とよび、Ｙ２について設備Ｆ３で実施されるジョブ６をジョブ２６とよぶ。Ｙ１について設備Ｆ２で実施されるジョブ７を、ジョブ１７とよび、Ｙ２について設備Ｆ２で実施されるジョブ７をジョブ２７とよぶ。

図６に示すように、ステップＳ１０において、情報処理装置１００は、それぞれのジョブを各対象品の納期に応じてバックワードで対応する設備に仮割り当てをする。なお、各対象品のジョブの順序は、図３のジョブ情報に示す順序となるようにする。ジョブをバックワードで割り当てるとは、納期から後ろ詰めでジョブを各設備に割り当てていくことをいう。図２に示すように、４つの対象品のうちＹ２の納期が最も遅い。Ｙ２の最後のジョブ２７の終了時刻がＹ２の納期の２４時となるように、ジョブ２７の仮割り当てが行われる。図４の作業時間情報１２３に示すように、ジョブ２７の作業時間は６０分である。よって、図７の１番上の段に示すように、２３時～２４時にジョブ２７が設備Ｆ２に割り当てられる。

続いて、ジョブ２７の前に実施されるジョブ２６の終了時刻が２３時となるように、ジョブ２６の仮割り当てが行われる。ジョブ２６の作業時間は６０分である。よって、図７の１番上の段に示すように、２２時～２３時にジョブ２６が設備Ｆ３に割り当てられる。さらに、ジョブ２６の前に実施されるジョブ２５の終了時刻が２２時となるように、ジョブ２５の仮割り当てが行われる。ジョブ２５の作業時間は６０分である。よって、図７の１番上の段に示すように、２１時～２２時にジョブ２５が設備Ｆ２に割り当てられる。

図２に示すように、４つの対象品のうちＸ２の納期が２番目に遅い。Ｘ２と、Ｘ２の後に生産されるＹ２とは品番が異なる。このため、Ｘ２の生産の後、Ｙ２の生産に取りかかる前に設備Ｆ２における段取り替えが必要となる。図５の段取り替え時間情報１２４に示すように、設備Ｆ２における品番Ｘから品番Ｙへの段取り替えにかかる時間は３０分である。よって、図７の１番上の段に示すように、Ｙ２のジョブ２５が実施される前の２０時３０分～２１時に段取り替えが設備Ｆ２に割り当てられる。図７において、段取り替えが割り当てられた範囲をクロスのハッチングで表す。なお、ボトルネック設備である設備Ｆ２以外についても段取り替えを行う必要がある。実施形態においては、技術の理解を容易にするため、ボトルネック設備である設備Ｆ２以外の段取り替えについての説明を省略する。

続いて、Ｘ２の最後のジョブ２３の終了時刻がＸ２の納期の２１時となるように、ジョブ２３の仮割り当てが行われる。ジョブ２３の作業時間は６０分である。よって、図７の上から２番目の段に示すように、２０時～２１時にジョブ２３が設備Ｆ３に割り当てられる。

その後、ジョブ２３の前に実施されるジョブ２２の終了時刻が２０時となるように、ジョブ２２の仮割り当てが行われる。ジョブ２２の作業時間は６０分である。よって、図７の上から２番目の段に示すように、１９時～２０時にジョブ２２が設備Ｆ２に割り当てられる。さらに、ジョブ２２の前に実施されるジョブ２１の終了時刻が１９時となるように、ジョブ２１の仮割り当てが行われる。ジョブ２１の作業時間は６０分である。よって、図７の上から２番目の段に示すように、１８時～１９時にジョブ２１が設備Ｆ１に割り当てられる。

図２に示すように、４つの対象品のうちＹ１の納期が３番目に遅い。Ｙ１と、Ｙ１の後に生産されるＸ２とは品番が異なる。このため、Ｙ１の生産の後、Ｘ２の生産に取りかかる前に設備Ｆ２における段取り替えが必要となる。図５の段取り替え時間情報１２４に示すように、設備Ｆ２における品番Ｙから品番Ｘへの段取り替えにかかる時間は３０分である。よって、図７の上から２番目の段に示すように、Ｘ２のジョブ２２が実施される前の１８時３０分～１９時に段取り替えが設備Ｆ２に割り当てられる。

続いて、Ｙ１のジョブ１７、ジョブ１６、ジョブ１５の設備Ｆ２、設備Ｆ３、設備Ｆ２への仮割り当てがそれぞれ行われる。よって、図７の上から３番目の段に示すように、ジョブ１７が１７時～１８時に設備Ｆ２に割り当てられ、ジョブ１６が１６時～１７時に設備Ｆ３に割り当てられ、ジョブ１５が１５時～１６時に設備Ｆ２に割り当てられる。

図２に示すように、４つの対象品のうちＸ１の納期が１番早い。Ｘ１と、Ｘ１の後に生産されるＹ１とは品番が異なる。このため、Ｘ１の生産の後、Ｙ１の生産に取りかかる前に設備Ｆ２における段取り替えが必要となる。よって、図７の上から３番目の段に示すように、Ｙ１のジョブ１５の作業が実施される前である１４時３０分～１５時に段取り替えが設備Ｆ２に割り当てられる。

その後、Ｘ１のジョブ１３、ジョブ１２、ジョブ１１の設備Ｆ３、設備Ｆ２、設備Ｆ１への仮割り当てが行われる。よって、図７の１番下の段に示すように、ジョブ１３が１４時～１５時に設備Ｆ３に割り当てられ、ジョブ１２が１３時～１４時に設備Ｆ２に割り当てられ、ジョブ１１が１２時～１３時に設備Ｆ１に割り当てられる。さらに、Ｘ１のジョブ１２の作業が実施される前である１２時３０分～１３時に段取り替えが設備Ｆ２に割り当てられる。

図６に示すように、ステップＳ１５において、情報処理装置１００は、設備Ｆ２におけるそれぞれのジョブの最遅開始時刻をメモリ１２０に記憶させる。ステップＳ１０およびＳ１５を第１ステップともよぶ。最遅開始時刻は、納期までに対象品を完成させるため、各ジョブが遅くとも開始されなくてはいけない時刻である。図６に示すように、ステップＳ１０では、各対象品に設定されている納期に応じてバックワードでジョブの仮割り当てが行われた。よって、設備Ｆ２に仮割り当てされたジョブの開始時刻が、そのジョブの最遅開始時刻となる。図７に示す例では、設備Ｆ２に仮割り当てされた各ジョブの最遅開始時刻は以下の通りである。
Ｘ１のジョブ１２の最遅開始時刻：１３時
Ｙ１のジョブ１５の最遅開始時刻：１５時
Ｙ１のジョブ１７の最遅開始時刻：１７時
Ｘ２のジョブ２２の最遅開始時刻：１９時
Ｙ２のジョブ２５の最遅開始時刻：２１時
Ｙ２のジョブ２７の最遅開始時刻：２３時

図６に示すように、ステップＳ２０において、情報処理装置１００は、すべてのジョブの仮割り当てを解除する。

ステップＳ２５において、情報処理装置１００は、ボトルネック設備である設備Ｆ２に割り当てられるジョブの評価値Ｓ１をそれぞれ算出する。ステップＳ２５を第２ステップともよぶ。ボトルネック設備である設備Ｆ２に割り当てられる予定のジョブを対象ジョブともよぶ。ジョブごとに算出される評価値Ｓ１は、そのジョブがボトルネック設備の稼働効率の低下に影響を与える程度を示すものである。評価値Ｓ１は、ジョブの実施順序を決定するために使用される。

評価値Ｓ１は、以下の式（１）により算出される。
評価値Ｓ１
＝納期余裕時間×重み付け係数Ｋ１＋生産ロス値×重み付け係数Ｋ２・・・（１）

納期余裕時間は、設備Ｆ２へジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻と、ジョブの最遅開始時刻との差である。最早開始時刻は、設備Ｆ２にジョブが割り当てられていない最も早い時刻である。最早開始時刻は、例えば、ステップＳ２０の仮割り当ての解除の後、最初に設備Ｆ２へジョブを割り当てる場合、生産開始時刻の１０時である。図７に示すように、設備Ｆ２におけるＸ１のジョブ１２の最遅開始時刻は１３時であるので、納期余裕時間は３時間である。

生産ロス値は、設備Ｆ２に割り当てられるジョブの実施の前に段取り替えが必要であるか否かを示す値である。前述のように、実施形態においては、いずれの品番間においても段取り替えの時間が同じである。よって、評価値Ｓ１の算出の際には、段取り替えの有無を表す値を生産ロス値として使用する。設備Ｆ２に割り当てられるジョブの実施の前に段取り替えが必要である場合、生産ロス値に１が設定される。設備Ｆ２に割り当てられるジョブの実施の前に段取り替えが不要である場合、生産ロス値に０が設定される。例えば、図７に示すようにＹ１のジョブ１５の実施の前には段取り替えが必要なので、生産ロス値が１となる。また、Ｙ１のジョブ１７については、段取り替えが不要なので、生産ロス値が０となる。このように、生産ロス値に１または０を設定することにより、例えば、生産ロス値として、段取り替えに要する時間を使用する場合に比べて、評価値Ｓ１の演算を簡易なものとすることができる。

重み付け係数Ｋ１、Ｋ２は、あらかじめ設定された係数である。実施形態においては、重み付け係数Ｋ１と重み付け係数Ｋ２との和が１となるように、重み付け係数Ｋ１、Ｋ２が設定されている。重み付け係数Ｋ１、Ｋ２は生産ラインの管理者によりあらかじめ決定されている。実施形態においては、段取り替えの有無を、納期余裕時間より重視して評価値を算出する。このため、重み付け係数Ｋ１を０．０５、重み付け係数Ｋ２を０．９５と設定する。

情報処理装置１００は、最早開始時刻における、設備Ｆ２に割り当てられる予定のジョブの評価値Ｓ１をそれぞれ算出する。

評価値の具体的な算出方法は以下のとおりである。例えば、最早開始時刻が生産開始時刻の１０時であるとする。この場合、図７に示すように、Ｘ１のジョブ１２の最遅開始時刻は１３時であるので、納期余裕時間は３時間である。生産開始時刻後に初めて実施されるジョブについては必ず段取り替えが必要であるものとする。よって、生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、３×０．０５＋１×０．９５＝１．１である。

Ｙ１のジョブ１５の最遅開始時刻は１５時であるので、納期余裕時間は５時間である。生産が開始された初めて実施されるジョブについては必ず段取り替えが必要であるので、生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、５×０．０５＋１×０．９５＝１．２である。Ｙ１のジョブ１７の最遅開始時刻は１７時であるので、納期余裕時間は７時間である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、７×０．０５＋１×０．９５＝１．３である。Ｘ２のジョブ２２の最遅開始時刻は１９時であるので、納期余裕時間は９時間である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、９×０．０５＋１×０．９５＝１．４である。Ｙ２のジョブ２５の最遅開始時刻は２１時であるので、納期余裕時間は１１時間である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、１１×０．０５＋１×０．９５＝１．５である。Ｙ２のジョブ２７の最遅開始時刻は２３時であるので、納期余裕時間は１３時間である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、１３×０．０５＋１×０．９５＝１．６である。

図６に示すように、ステップＳ３０において、情報処理装置１００は、ステップＳ２５で算出した評価値Ｓ１のうち値が最も小さいジョブを選択する。情報処理装置１００は、評価値Ｓ１のうち値が最も小さいジョブを設備Ｆ２に割り当てる。ステップＳ３０を第３ステップともよぶ。

最早開始時刻が生産開始時刻の１０時である場合、Ｘ１のジョブ１２の評価値Ｓ１が１．１であり、最も小さい。図８の１番上の段に示すように、情報処理装置１００は、Ｘ１のジョブ１２を設備Ｆ２に割り当てる。ジョブ１２の実施の前に段取り替えが必要であるので、ジョブ１２は、１０時３０分～１１時３０分に割り当てられる。

図６に示すように、ステップＳ３５において、情報処理装置１００は、ボトルネック設備である設備Ｆ２に割り当てられる予定のジョブが、すべて割り当てられていない場合（ステップＳ３５；ＮＯ）、ステップＳ２５の処理を再び実行する。ステップＳ３５を第４ステップともよぶ。最早開始時刻は、設備Ｆ２にジョブが割り当てられていない最も早い時刻である。例えば、ジョブ１２が、１０時３０分～１１時３０分に割り当てられた後においては、最早開始時刻は１１時３０分である。

ステップＳ２５において、情報処理装置１００は、未割り当てのジョブそれぞれについて評価値Ｓ１を算出する。図７に示すように、Ｙ１のジョブ１５の最遅開始時刻は１５時であるので、納期余裕時間は３時間３０分である。Ｘ１の生産の後、Ｙ１の生産に取りかかる場合、設備Ｆ２における段取り替えが必要である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、３.５×０．０５＋１×０．９５＝１．１２５である。

Ｙ１のジョブ１７の前に実施されるジョブ１５が未割り当てであるので、ジョブ１７の割り当てを行うことができない。よって、ジョブ１７の評価値Ｓ１の算出は行われない。Ｘ２のジョブ２２の納期余裕時間は７．５時間である。Ｘ１の生産の後、Ｘ２の生産に取りかかる場合、設備Ｆ２において段取り替えが不要である。生産ロス値は０である。評価値Ｓ１は、７．５×０．０５＋０×０．９５＝０．３７５である。

Ｙ２のジョブ２５の納期余裕時間は９．５時間である。Ｘ１の生産の後、Ｙ２の生産に取りかかる場合、設備Ｆ２において段取り替えが必要である。生産ロス値は１である。評価値Ｓ１は、９．５×０．０５＋１×０．９５＝１．４２５である。Ｙ２のジョブ２７の前に実施されるジョブ２５が未割り当てであるので、ジョブ２５の割り当てを行うことができない。よって、ジョブ２５の評価値Ｓ１の算出は行われない。

また、ステップＳ２５においては、設備Ｆ２以外の設備でのジョブを経た後でなければ、設備Ｆ２に割り当てることができないジョブについても、評価値Ｓ１の算出は行われない。例えば、図８の上から３段目に示すように、Ｙ１のジョブ１５を設備Ｆ２に割り当てたとする。このタイミングで設備Ｆ２には、Ｙ１のジョブ１７を割り当てることができない。設備Ｆ３でジョブ１６の作業を実施してから、ジョブ１７の作業を設備Ｆ２で実施する必要があるからである。この場合、Ｙ１のジョブ１７についての評価値Ｓ１の算出は行われない。

図６に示すように、ステップＳ３０において、情報処理装置１００は、ステップＳ２５で算出した評価値Ｓ１のうち値が最も小さいジョブを設備Ｆ２に割り当てる。最早開始時刻が１１時３０分である場合、Ｘ２のジョブ２２の評価値Ｓ１が０．３７５であり、最も小さい。図８の上から２番目の段に示すように、情報処理装置１００は、Ｘ２のジョブ２２を設備Ｆ２に割り当てる。なお、ジョブ２２の前に割り当てられているのは、同じ品番のジョブ１２であるので段取り替えは不要である。ジョブ１２は、１１時３０分～１２時３０分に割り当てられる。このように、情報処理装置１００は、ステップＳ３０において、評価値Ｓ１の値が小さいジョブから順に、フォワードで設備Ｆ２への割り当てを行う。ジョブをフォワードで割り当てるとは、基準時点から前詰めでジョブを割り当てていくことをいう。基準時点は、例えば、生産開始時点である。

図６に示すように、ステップＳ３５において、ボトルネック設備である設備Ｆ２に割り当てられる予定のジョブがすべて設備Ｆ２に割り当てられた場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）、ステップＳ４０の処理が実行される。この時点で、図８の１番下の段に示すように、ボトルネック設備である設備Ｆ２に、設備Ｆ２に割り当てられる予定のジョブがすべて割り当てられている。

図６に示すように、ステップＳ４０において、情報処理装置１００は、設備Ｆ２へのジョブの割り当てに合わせて、設備Ｆ１、Ｆ３にジョブを割り当てる。具体的には、情報処理装置１００は、図３に示すジョブの順序に従って、設備Ｆ２に割り当てられたジョブの前に実行されるジョブと、設備Ｆ２に割り当てられたジョブの後に実行されるジョブとをそれぞれの設備に割り当てる。なお、設備Ｆ１、Ｆ３にジョブを割り当てる際に評価値Ｓ１の算出は不要である。ステップＳ４０を第５ステップともよぶ。この結果、図９の上の段に示すように、設備Ｆ１～Ｆ３にすべてのジョブが割り当てられる。なお、設備Ｆ１、Ｆ３については段取り替えの図示を省略している。図９の上の段に示すように、各対象品の最終のジョブの実施完了時点は、各対象品に設定された納期より早い。図９の上の段に示すようなスケジュールで各対象品を生産した場合、対象品が完成した後、納期まで完成品の在庫を保管する必要がある。このため、以下に説明するように、スケジュールを繰り下げるような処理が行われる。

図６に示すように、ステップＳ４５において、情報処理装置１００は、納期までの時間が最も短いジョブに合わせて、スケジュールを繰り下げるように、ジョブの割り当てを修正する。具体的には、情報処理装置１００は、ボトルネック生産設備において割り当てられている対象ジョブの終了時刻と、対象ジョブにかかる対象物の納期とに基づいて、時間的制約が最も大きい対象物を選択する。情報処理装置１００は、選択された対象物の納期と、第３ステップにおいて対象ジョブがボトルネック生産設備に割り当てられた順序と、を制約条件として、ボトルネック生産設備へのジョブの割り当てを時間軸上において後ろにずらす。ステップＳ３０において割り当てられたジョブの順序は固定されたままとする。ステップＳ４５を第６ステップともよぶ。

図９の上の段に示すように、Ｘ１の最後のジョブ１３が割り当てられた終了時刻と、Ｘ１の納期との差は、２時間３０分である。Ｘ２の最後のジョブ２３が割り当てられた終了時刻と、Ｘ２の納期との差は、７時間３０分である。Ｙ１の最後のジョブ１７が割り当てられた終了時刻と、Ｙ１の納期との間の差は、２時間である。Ｙ２の最後のジョブ２７の終了時刻と、Ｙ１の納期との差は、７時間である。よって、４つの対象品それぞれの最後のジョブのうち、割り当てられた終了時刻と納期との差が最も小さいのは、Ｙ１のジョブ１７である。納期遵守の観点から、Ｙ１のジョブ１７の割り当てを変更することができる時間的な幅が最も小さい。ジョブの割り当てを変更することが可能な時間的な幅のことを、時間的制約ともよぶ。ここでは、Ｙ１が、時間的制約が最も大きい対象品である。よって、いずれの対象品の納期も超えないように、ジョブの割り当てを時間軸上でずらすことができる最大限の範囲は２時間である。従って、図９の上の段に示すジョブの割り当てが、時間軸上で２時間だけ後ろにずらされる。図９の下の段に、ずらされたジョブの割り当てを示す。図示するように、各対象品の最後のジョブは、設定された納期以前に完了する。よって、納期を含む制約条件の下、ボトルネック生産設備への割り当てを時間軸上に後ろにずらすように修正するので、対象品の完成品の在庫を削減することができる。

情報処理装置１００のＣＰＵ１１０は、各ジョブの開始時刻および終了時刻を含むスケジュールのデータをメモリ１２０に記憶させる。また、情報処理装置１００のＣＰＵ１１０は、スケジュールのデータを表す画像を表示部１４０に表示させてもよい。

以上、説明したように、実施形態においては、段取り替えの有無、ボトルネック生産設備へジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻とジョブの最遅開始時刻との差である納期余裕時間、即ち、稼働時間の空き時間を考慮して、生産計画が作成される。よって、ボトルネック設備における、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減することができる。これにより、設備全体の、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間の削減にもつながる。また、ボトルネック設備における稼働時間の空き時間を削減できるので、ボトルネック設備の稼働効率を向上させることができる。

例えば、多品種少量生産の場面においては、段取り替えが多発することが想定される。このような場面においては、実施形態にかかる方法を採用することにより、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間の削減に大きな効果を奏すると考えられる。

Ｂ１．他の実施形態１
図６に示す計画立案処理において、情報処理装置１００は、ステップＳ４５の後に、以下のような処理をさらに実行してもよい。図９の下の段に示すように、最初に開始されるのは設備Ｆ１におけるジョブ１１であり、開始時刻は１１時３０分である。情報処理装置１００は、設備Ｆ２およびＦ３におけるジョブおよび段取り替えのうち、最初に開始されるジョブ１１に合わせて、開始時刻をずらすことができるジョブおよび段取り替えがあるか否かを判定する。図９の下の段に示す例では、設備Ｆ２におけるジョブ１２の前の段取り替えが、１２時に開始されるが、この段取り替えを、３０分前にずらすことができる。よって、図１０に示すように、情報処理装置１００は、設備Ｆ２におけるジョブ１２の前の段取り替えの設備Ｆ２への割り当てを時間軸上で３０分前にずらす。これにより、ジョブ１２の割り当てられている期間と、その前の段取り替えが割り当てられている期間との間に３０分間の時間の余裕が生じる。このように、納期および在庫管理に影響が出ない範囲で、ジョブおよび段取り替えを前倒しで割り当てることができる。

Ｂ２．他の実施形態２
また、図６に示す計画立案処理において、ステップＳ４５の実行を省略してもよい。この場合、図９の上の段に示すように、各対象品の最終のジョブの実施完了時点は、各対象品に設定された納期より早いので、対象品が完成した後、納期まで完成品の在庫を保管することになる。しかしながら、ステップＳ４５の処理を省略したとしても、ボトルネック設備における段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減できる。

Ｂ３．他の実施形態３
実施形態においては、重み付け係数Ｋ１が０．０５、重み付け係数Ｋ２が０．９５である例を説明したが、重み付け係数Ｋ１、Ｋ２は、変更可能である。段取り替えをできるだけ避けたい場合には、例えば、重み付け係数Ｋ１を０．０１、重み付け係数Ｋ２を０．９９と設定してもよい。あるいは、段取り替えの発生を重視しない場合には、重み付け係数Ｋ１の値を、重み付け係数Ｋ２より大きく設定してもよい。例えば、重み付け係数Ｋ１を０．９９、重み付け係数Ｋ２を０．０１と設定することができる。いずれの場合も、重み付け係数Ｋ１と重み付け係数Ｋ２との和が１となるように、重み付け係数Ｋ１、Ｋ２を設定する。

Ｂ４．他の実施形態４
実施形態においては、いずれの品番間においても段取り替えの時間が同じであるとの前提の下、評価値Ｓ１の算出の際には、段取り替えの有無を表す値を生産ロス値として使用した。あるいは、品番間における段取り替えの時間が異なる場合、生産ロス値として、段取り替えの有無を表す値ではなく、段取り替えに要する時間を使用することができる。この場合、段取り替えの時間、ボトルネック生産設備へジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻とジョブの最遅開始時刻との差である納期余裕時間を考慮して、生産計画が作成される。よって、実施形態と同様に、ボトルネック設備における、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間を削減することができる。これにより、設備全体の、段取り替えの回数および稼働時間の空き時間の削減にもつながる。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００…情報処理装置、１１０…ＣＰＵ、１２０…メモリ、１２１…生産リスト情報、１２２…ジョブ情報、１２３…作業時間情報、１２４…時間情報、１３０…入力デバイス、１４０…表示部、１５０…通信インターフェイス、Ｋ１，Ｋ２…重み付け係数、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…設備、Ｓ１…評価値

Claims (3)

1. 生産計画を作成する生産計画立案方法であって、
   複数の対象物について、前記対象物に設定された納期に基づいてバックワードで、前記対象物の生産において実施される複数のジョブを、前記ジョブを実施するそれぞれの生産設備に仮割り当てをして、前記ジョブそれぞれの最遅開始時刻を算出する第１ステップと、
   前記仮割り当ての結果に基づいて、複数の前記生産設備のうちからあらかじめ決定されたボトルネック生産設備に割り当てられる予定の対象ジョブそれぞれについて、前記ボトルネック生産設備へ前記対象ジョブを割り当てることが可能な最早開始時刻と前記対象ジョブの前記最遅開始時刻との差である納期余裕時間と、前記対象ジョブの段取り替えの有無を表す生産ロス値とを用いて評価値を算出する第２ステップと、
   前記ボトルネック生産設備へ割り当てられていない前記対象ジョブのうち、前記評価値が最小である前記対象ジョブをフォワードで前記ボトルネック生産設備に割り当てる第３ステップと、
   前記対象ジョブのすべてが前記ボトルネック生産設備に割り当てられるまで、前記第２ステップと前記第３ステップとを繰り返す第４ステップと、
   前記第４ステップが完了した後、前記ボトルネック生産設備を除く前記生産設備に、前記対象ジョブを除く前記ジョブを割り当てる第５ステップと、
   を含む、
   生産計画立案方法。
2. 請求項１に記載の生産計画立案方法であって、
   前記第５ステップが実行された後、前記ボトルネック生産設備において割り当てられている前記対象ジョブの終了時刻と、前記対象ジョブにかかる前記対象物の前記納期とに基づいて、時間的制約が最も大きい前記対象物を選択し、選択された前記対象物の前記納期と、前記第３ステップにおいて前記対象ジョブが前記ボトルネック生産設備に割り当てられた順序と、を制約条件として、前記ボトルネック生産設備への割り当てを時間軸上において後ろにずらすように修正する第６ステップ、
   をさらに含む、
   生産計画立案方法。
3. 請求項１または２に記載の生産計画立案方法であって、
   前記第１ステップの実行の前に、ユーザから、前記ボトルネック生産設備を指定する指定値を受け付ける受付ステップが実行され、
   受け付けた前記指定値が示す前記ボトルネック生産設備をあらかじめ決定された前記ボトルネック生産設備として、前記第２ステップが実行される、
   生産計画立案方法。

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