JP2566018B2

JP2566018B2 - 運転運用計画作成装置

Info

Publication number: JP2566018B2
Application number: JP1249085A
Authority: JP
Inventors: 善行佐藤
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1996-12-25
Anticipated expiration: 2011-12-25
Also published as: JPH03111156A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は例えば製造工場等で複数種類の製品を各製品
毎に予え定められた各条件に従って、各製造機器に割当
てる運転運用計画作成装置に関する。

（従来の技術）近年製造工場においても、多品種少量生産が主流とな
り、どの製品をどの製品機器に、また、１か月等の予め
設定さた所定期間内のうちでの期間に割当てるかを前の
月の月末に計画立案する。そして、各製品を生産する業
務を各製造器機に割当てる場合に、例えばその期間は稼
働停止する必要のある点検補修期間等の各製造機器側の
前提条件や、各製品においても、例えば製品Ａの生産業
務は製品Ｂの生産業務の後に割当る必要がある、また、
製品Ｃの生産業務と製品Ｄの生産業務とは同一期間に割
当てる必要がある、さらに、製品Ｅは月の後半に生産業
務を割当てる必要がある、等の各製品の生産業務毎に前
提条件や制約条件がつけられる。また、当然各製品毎に
製造量が設定されているので、各生産業務を実行するた
めに必要とする要求期間もそれそれ異なる。

このように実行条件がそれぞれ個別に設定された各業
務を各機器に割当てる場合、従来、例えば製品番号順に
製品を抽出して該当製品の各条件を考慮しながら各機器
に対して該当製品を生産する業務の期間を割当ていた。
一つの業務の割当が済むと次の業務をその残り期間のな
かから条件に合致するように割当てる。このように、順
次各業務を割当てるようにしていた。

そして、例えば、大部分の業務の割当が終了して、未
割当業務が少なくなった時点で、前述した条件の厳しい
業務が残った場合は、この時点における残り割当期間で
はその条件を満足しない場合が生じる。このような場合
は、既に割当済の業務を取消して、残り割当期間を広く
した状態で、その条件の厳しい業務を先に割付けるよう
にしている。

しかしながら、このように、条件の異なる各業務を順
番に又は無作為に抽出して割当てると、条件の厳しい業
務が後に残った場合には、その都度割当をやり直さなけ
ればならず、全部の業務を例えば１か月期間等の所定期
間内に正しく割当てるために多大の時間と労力が必要と
なる。

また、試行錯誤で割当を実施すれば、最終的に最良の
割当結果が得られるとは限らず、各製造機器において無
駄時間の多い運転運用計画となってしまう懸念もある。

（発明が解決しようとする課題）このように従来の各業務の割当方法であれば、各業務
を順番に又は無作為に抽出して割当てているので、条件
の厳しい業務が後に残った場合には、再度割当をやり直
す必要があり、割当業務に多大の労力と時間を必要とし
た。また、常に最良の割当結果が得られるとは限らない
問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、現在時点における各業務の割当可能期間を該当業務
の要求期間で除算した期間比でもってこの割当可能期間
な割当てる業務を選択することによって、各割当時点に
おいて最も条件の厳しい業務を最初に割当てることがで
き、後になるほど条件の緩やかな業務を割当てることが
でき、結果として、割当業務をやり直す確率を大幅に低
減でき、全体の割当業務の作業能率を大幅に向上でき、
かつ常時最良の割当結果が得られる運転運用計画作成装
置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために本発明は、複数種類の業務
を予め定められた各条件に従って所定期間内に実行する
ように各機器に割当る運転運用計画作成装置において、各業務における業務実行に要する要求期間および前提
条件や制約条件等を入力するための条件入力手段と、前
記所定期間から現在までの割当済期間を差引いた残り期
間からさらに入力された各条件で排除される期間を除い
た割当可能期間を各業務毎に算出する割当可能期間算出
手段と、この算出された各割当期間を該当各業務の要求
期間で除算した期間比を各業務毎に算出する期間比算出
手段と、この算出された各期間比のうちの最も小さい期
間比に対応する業務を選択する業務選択手段と、この業
務選択手段にて選択された業務の要求期間を割当可能期
間に割当る業務割当手段と、この業務割当手段にて割当
られた要求期間および前回までに割当られた各業務の要
求期間を含む現在までの割当済期間を算出する割当済期
間算出手段とを備えたものである。

（作用）このように構成された運転運用計画装置において、条
件入力部から各業務の各要求期間，各前提条件，各制約
条件等が入力されると、割当可能期間算出手段によっ
て、現在時点における各業務毎の割当可能期間が算出さ
れる。この割当可能期間は、例えば製造期間等のように
予め設定された所用期間から現時点で既に割当済の各業
務の割当済期間を差引いた残り期間から、さらに入力さ
れた該当業務の各条件で排除される期間を除いた期間で
ある。

そして、算出された各割当可能期間を該当業務の要求
期間で除算して各期間比が得られる。したがって、この
期間比は該当業務を割当可能期間に割当てる場合の自由
度が見なすことができる。よって、この期間比が大きい
場合は自由度が大きく、期間比が小さい場合は自由度が
小さい。したがって、自由度の小さい業務を優先して割
当てればよい。

よって、期間比が最小の業務を現在の割当可能期間に
割当てる。そして、割当が終了すると、今回割当が終了
した業務の要求時間を含む現在までの割当剤期間を更新
する。

このように、期間比の小さい、すなわち割当の自由度
小さい業務から順次割当てることによって、最後の業務
まで円滑に割り当てることができる。また、たとえ途中
で割当が不可能になったとしても、最小限の再割当処理
で対処できる。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例の運転運用計画作成装置を示すブロッ
ク図である。なお、この実施例においては、製紙工場に
おける生産工程計画を立案するシステムを示す。

具体的には第３図および第４図に示すように、パルプ
を原料としてロール紙を生産する２台の抄紙機I,IIの１
日から30日までの１か月期間の生産計画を作成するもの
であり、生産されるロール紙の製品の種類としてＡ〜Ｆ
の６種類がある。

第２図は各製品Ａ〜Ｆを製造する場合に前提条件とな
る割当機器と各製品毎に割当てられた生産量に対応する
生産要求期間T₂に示す図である。例えば製品Ａ〜Ｃは抄
紙機Ｉが割当られ、製品Ｄ〜Ｆは抄紙機IIが割当てられ
る。また、製品Ａは割当量を生産するのに10日間の生産
要求時間T₂を必要とし、製品Ｃは５日間の生産要求期間
T₂を必要とする。

また、第３図は各製品Ａ〜Ｆの各制約条件を示す図で
ある。例えば製品Ａは納期が10日であるので、10日まで
に生産を終了する必要がある。また、製品Ｂおよび製品
Ｄは互いに同一期間に生産業務を割当てることが禁止さ
れる。すなわち、紙は通常数種類のパルプを混合して生
産されるが、複数の抄紙機で同一期間に生産される紙が
共に同一パルプを多量に必要とした場合で、かつそのパ
ルプの合計必要量が生産設備能力を越えてしまう場合
は、このような生産業務割当は禁止される。

また、製品Ｃは生産期間が相対的に指定されている。
すなわち、抄紙機は、運転開始直後には運転が安定しな
い場合があり、この期間に生産される製品は、運転が安
定している期間に生産される製品に比較して品質的に劣
る場合がある。そこで、要求品質水準の高い製品Ｃは割
当禁止期間終了後に５日間以上経過した後に実際に割当
可能とする。

さらに、第４図は、各抄紙機I,IIの前提条件を示し、
抄紙機Ｉは11日から15日まで例えば点検補修のための停
止期間を必要とし、抄紙機IIは21日から25日までの停止
期間を有している。

そして、第１図の運転運用計画作成装置は、大きく分
けて、条件入力手段1,割当可能期間算出手段2,期間比算
出手段3,業務選択手段4,業務割当手段5,割当済期間算出
手段６で構成されており、実際の装置においては、各手
段１〜６は一連の制御プログラムにおける各処理手順で
構成される。

次に、各部の動作を第５図の流れ図を用いて説明す
る。

まず、装置全体の電源が投入されると、Ｓ（ステッ
プ）１にて、例えば図示しない外部記憶部に記憶されい
る第２図乃至第４図の各製品Ａ〜Ｆの各生産要求期間
T₂,1か月の製造期間，各抄紙機I,IIの前提条件，各製品
Ａ〜Ｆの制約条件等を入力手段１を介して読込む。

S2にて、各製品Ａ〜Ｆのうちまだ割当が終了していな
い未割当製品の生産業務が存在することを確認の後、S3
へ進み、割当可能期間算出手段２にて全部の未割当製品
の割当可能期間T₁を算出する。具体的には、１日から30
日までの１か月の製造期間（所定期間）T₀から、割当済
期間産出手段６にて算出された現在までに割当てられて
いる各抄紙機I,II毎の各製品における生産業務の合計要
求期間から求められた割当済期間T₃を差し引く。そし
て、差し引いた残り期間（T₀−T₃）から各製品毎に設定
された第３図の各制約条件および第４図の各抄紙機I,II
の前提条件で排除される期間を除いて、現在時点で未割
当の各製品Ａ〜Ｆ毎の各割当可能時間T₁を算出する。

各割当可能時間T₁の算出が終了すると、S4にて各割当
可能時間T₁を該当製品の各生産要求期間T₂で除算して未
割当の各製品Ａ〜Ｆ毎の各期間比Ｒを算出する。

Ｒ＝T₁/T₂ 次に、S5にて算出した全未割当製品に対応する全期間
比Ｒがすべて１以上であることを確認する。そして、S6
へ進み、業務選択手段４にて算出された全期間比Ｒのう
ち最小の期間比Ｒに対応する未割当製品を選択する。S7
にて選択された１個の製品の生産業務の生産要求期間T₂
を先の割当可能期間T₁内へ割当てる。

S8へ進み、割当済期間算出手段６にて、今回割当てた
生産要求期間T₂を前回までの割当済期間T₃に加算して現
時点における新たな割当済期間T₃を算出する。

以上で一つの未割当製品に対する割当処理が終了した
ので、S2へ戻りまだ未割当製品が存在するか否かを調べ
る。そして、存在すれば、その全未割当商品に対する新
たな割当可能期間T₁の算出処理を開始する。

S5にて、１個でも１未満の期間比Ｒが存在すれば、こ
の時点で実際に割当ができない生産業務が存在すること
になるので、S9へ進む。そして、現在時点で最終に割当
てた製品の生産業務の生産要求期間T₂を取消して、前回
までの残り割当済期間T₃を算出する。そして、その割当
済期間T₃を用いて前回までの各製品毎の割当可能期間T₁
を再度算出する。S10にて今回取消した生産業務を含め
た全部の未割当製品に対する各期間比Ｒを算出する。

S11にて、今回は期間比Ｒが２番目に小さい未割当製
品の生産業務を今回の割当て製品として選択する。その
後、S7へ進み、該当製品の生産業務の生産要求期間T₂を
S9で求めた該当割当可能期間T₁内へ割当てる。そして、
S2へ戻る。

なお、割当をやり直した後においても、S5にて再度期
間比Ｒが１未満になると、S9にて再割当した製品の生産
業務を再度取消す。そして、S11にて期間比Ｒが３番目
に小さい製品の生産業務を今回の割当生産業務として選
択する。

このように、全部の期間比Ｒが１以上になるまで生産
業務の割当を順次期間比Ｒの大きい方へ移動させてい
く。

そして、S2にて未割当製品が無くなくなれば、全ての
製品Ａ〜Ｆの生産業務の割当で終了したのでこの流れ図
を終了する。

このような構成であれば、各製品Ａ〜Ｆの各生産業務
を所定期間T₀内へ順次割当てていく過程で、一つの製品
の生産業務を割当た時点で、その時点における各未割当
生産業務毎の割当可能期間T₁を算出して、各未割当生産
業務毎の割当に関する自由度を示す期間比Ｒを算出し
て、その期間比の最も小さい、すなわちその時点で割当
の自由度が最も小さい製品の生産業務を最優先に割当る
ようにしている。

よって、結果的に、割当に当たって条件が厳しい順に
割当られるので、割当処理の後半部分において、割当の
条件が満たされない生産業務が多発してその都度割当を
やり直す事態の発生する確率が大幅に低減する。したが
って、従来手法のように、各製品の生産業務をただ単に
製品順に割当てていた場合や、無作為の順番で割当てて
いた場合に比較して、各生産機器に各生産業務を割当る
運転運用計画の作成業務の作業能率を大幅に向上でき
る。

さらに、一定の法則に基づいて各生産業務を割当てる
ので、常時最良の割当結果が得られる。例えば、製造期
間T₁が長くて各生産業務を余裕をもって割当てることが
可能な場合であっても、この実施例においては、製造期
間T₁の最終部分に余裕をもって各生産業務を割当ること
ができる。ちなみに、従来手法においては、割当状態が
一義的に定まらないので常時最良の割当結果が得られる
とは限らない。

次に、上述した運転運用計画作成装置を用いて前述し
た各製品Ａ〜Ｆを各抄紙機I,IIに第２図乃至第４図の条
件で割当る場合の実際の処理手順を第６図乃至第８図を
用いて説明する。

第６図は、製造期間（所定期間）T₀内における各抄紙
機I,IIの実稼働可能期間と、各製品Ａ〜Ｆの生産業務に
おけ各生産要求期間T₂と、各製品Ａ〜Ｆの生産業務を全
く割当ていない状態における各製品毎に割当可能期間T₁
と、その時点における各製品毎の期間比Ｒを示す図であ
る。

例えば製品Ａにおいては、第３図において納期が10日
であるので、割当可能期間T₂は１日から10日までの10日
間である。一方、生産要求時間Ｔは10日間であるので、
期間比Ｒは１（＝10/10）である。

また、製品Ｂは、第３図にて制約条件が与えられるて
いるが、製品Ｄが未割当であるので、現時点では制約と
はならない。よって、抄紙機Ｉの運転停止期間以外の割
当可能期間T₁となり、１日から10日までと16日から30日
間での25日間となる。よって、期間比Ｒは2.5となる。

製品Ｃは第３図の制約条件のために割当可能期間T₁と
して、21日か30日までの10日間となり、期間比Ｒは２と
なる。

製品Ｄは製品Ｄと同様に現時点では制約条件がないた
めに、抄紙機IIの運転停止期間以外が割当可能期間T₁と
なり、１日から20日までと26日から30日までの25日間と
なる。よって、期間比Ｒは2.5となる。

製品Ｅと製品Ｆに対しては最初から制約条件がないた
めに、抄紙機IIの運転停止期間以外が割当可能期間T₁と
なり、１日から20日までと26日から30日までの25日間と
なる。よって、期間比Ｒはそれぞれ2.5および５とな
る。

したがって、各製品Ａ〜Ｆの期間比Ｒを比較すると、
最小の期間比Ｒは１であり、その期間比Ｒに対応する製
品Ａの生産業務が最初に割当られる。そして、この場
合、割当可能期間T₁と生産要求期間T₂とは等しいので、
１日から10日の期間に製品Ａの生産業務が抄紙機Ｉに対
して割当られる。

第７図は製品Ａの生産業務を抄紙機Ｉに対して割当ら
れた後の各未割当製品Ｂ〜Ｆにおける各割当可能期間T₁
および各間比Ｒを示す図である。

抄紙機Ｉに対して１日から10日までの期間に製品Ａの
生産業務が割当られたので、製品Ｂに対する割当可能期
間T₁は前半が排除されるために、後半の16日から30日ま
での15日間となる。よって、現在時点での期間比Ｒは1.
5となる。なお、この時点では製品Ｄが未割当であるで
第３図の制約条件はまだ考慮する必要ない。

製品Ｃに対しては、製品Ａが割当られたことにより割
当可能期間T₁が制限されることはないので、現在時点に
おける期間比Ｒは変化せずに２のままである。

さらに、抄紙機IIに割当られる各製品D,E,Fの割当可
能期間T₁および期間比Ｒは変化しない。

したがって、製品Ａの割当が終了した時点において
は、最小の期間比Ｒは1.5であり、その期間比Ｒに対応
する製品Ｂの生産業務が割当られる。そして、この場
合、割当可能期間T₁は16日から30日までの15日間であ
り、生産要求期間T₂は10日間である。よって、16日から
25日までの期間に製品Ｂの生産業務が抄紙機Ｉに対して
割当られる。

第８図は製品ＡおよびＢの各生産業務が抄紙機Ｉに対
して割当られた後の各未割当製品Ｃ〜Ｆにおける各割当
可能期間T₁および各期間比Ｒを示す図である。

抄紙機Ｉに対して16日から25日までの期間に製品Ｂの
生産業務が割当られたので、製品Ｃに対する割当可能期
間T₁は前半が排除されるために、後半の26日から30日ま
での５日間となる。よって、現在時点での期間比Ｒは１
となる。

また、製品Ｄに対しては、製品Ｂが割当られたことに
よって第３図の制約条件が効力を発生して、従来の割当
可能期間T₁から製品Ｂの生産業務が割当られた期間を排
除した１日から15日までと26日から30日までの合計20日
間が新たな割当可能期間T₁となる。よって期間比Ｒは２
となる。なお、製品E,Fの各値T₁,Rは変化しない。

したがって、今回は製品Ｃの生産業務が抄紙機Ｉに対
して割当られる。

このように、一つの製品の生産業務を割当てる毎に未
割当製品の期間比Ｒを算出して、その期間比Ｒの最小の
製品の生産業務を順次割当ていく。

そして、最終には第９図に示す各製品Ａ〜Ｆに対する
各抄紙機I,IIへの割当結果が自動的に得られる。

このように、たとえ複雑な前提条件や制約条件が存在
したとしても、これらを統一した基準でもって自動的に
判断して、最良の割当結果を短時間で得ることができ
る。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。実施例においては、各製品を生産する生産機器を
各製品毎に指定したが、この指定を解除しても上述した
手順で各製品の生産業務を割当ることができるのは勿論
である。

［発明の効果］以上説明したように本発明の運転運用計画作成装置に
よれば、現在時点における各業務の割当可能期間を該当
業務の要求時間で除算して期間比でもってこの割当可能
期間に割当てる業務を選択するようにしている。したが
って、各割当段階において最も条件の厳しい、すなわち
割当の自由度が少ない業務を最初に割当てることがで
き、後になるほど条件の緩やかな業務を割当てることが
できる。その結果、割当業務をやり直す確率を大幅に低
減でき、全体の割当業務の作業能率を大幅に向上でき、
かつ常時最良の割当結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例に関わる運転運用計画装置を示す
ものであり、第１図は全体の概略構成を示すブロック
図、第２図は各製品の割当抄紙機および生産要求期間を
示す図、第３図は各製品の各制約条件を示す図、第４図
は各抄紙機の前提条件を示す図、第５図は動作を示す流
れ図、第６図乃至第８図は各割当段階における割当可能
期間および期間比を示す図、第９図は割当結果を示す図
である。１……条件入力手段、２……割当可能期間算出手段、３
……期間比算出手段、４……業務選択手段、５……業務
割当手段、６……割当済期間算出手段。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の業務を予め定められた各条件に
従って所定期間内に実行するように各機器に割当る運転
運用計画作成装置において、前記各業務における業務実行に要する要求期間および前
提条件や制約条件等を入力するための条件入力手段と、
前記所定期間から現在までの割当済期間を差引いた残り
期間からさらに前記入力された各条件で排除される期間
を除いた割当可能期間を各業務毎に算出する割当可能期
間算出手段と、この算出された各割当可能期間を該当各
業務の要求期間で除算した期間比を各業務毎に算出する
期間比算出手段と、この算出された各期間比のうちの最
も小さい期間比に対応する業務を選択する業務選択手段
と、この業務選択手段にて選択された業務の要求期間を
前記割当可能期間に割当る業務割当手段と、この業務割
当手段にて割当られた要求期間および前回までに割当ら
れた各業務の要求期間を含む現在までの割当済期間を算
出する割当済期間算出手段とを備えた運転運用計画作成
装置。