JP3380814B2 - 環境適応型生産計画作成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、工場内または工場間
の生産システムの生産計画の立案を行う環境適応型生産
計画作成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工場の生産システムの生産ラインにおい
ては、どの機械でいつどの作業を行うかという具体的な
生産計画が立案される。この一例としては、計測自動制
御学会論文集、Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．２，２３６／２４
２，１９８９年，「ジャスト・イン・タイムを目的とし
たルール表現によるＦＭＳスケジューリング」とＶｏ
ｌ．２７，Ｎｏ．５，５９３／４９９，１９９１年，
「ジョブショップスケジューリングに対する遺伝アルゴ
リズムの一構成法」に記載されている。また、特願昭６
３ー２０１０７号公報，「生産計画シミュレーション装
置」や、特願平１ー１３３３１４号公報，「生産計画作
成装置」などにも報告されている。ところが、実際の生
産ラインでは計画通りに稼働しない。例えば、生産ライ
ン内の装置が故障した場合には、生産計画通りに生産で
きないので、生産ラインのモデルを変更し、生産計画を
初めから立案し直す必要があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の生産計画作成装
置は以上のように構成されており、生産ラインのモデル
を自動的に変更し、それに対応した計画を自動的に再立
案することができなかったし、自動的に計画を立案する
際に、局所最適解に陥ることがあり、真に最適な生産計
画を立案することが困難であった。

【０００４】この発明は、上記のような従来の問題点を
解消するためになされたもので、生産ラインの状態に応
じて生産ラインのモデルを自動的に変更し、それに対応
した計画を自動的に立案することができる環境適応型生
産計画作成装置を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る環境適応
型生産計画作成装置は、生産の制約条件に対応した生産
システムのモデルを構築するモデル構築手段を備え、こ
のモデル構築手段で構築した生産システムのモデルから
生成した決定変数の候補に基づき、遺伝アルゴリズムを
用いて生産システムの生産計画を作成する環境適応型生
産計画作成装置において、生産計画の決定変数を保存す
る決定変数保存手段と、この決定変数保存手段に保存さ
れた決定変数、及び上記生産システムのモデルから生成
した決定変数の候補から、遺伝アルゴリズムに従って決
定変数の候補を生成する決定変数候補生成手段と、上記
遺伝アルゴリズムに従って生成された決定変数の候補か
ら生産計画を生成する生産計画生成手段と、上記生成さ
れた生産計画を評価する生産計画評価手段と、上記生産
結果の評価結果に基づき決定変数の候補を選択し、この
選択された決定変数の候補に偏りがある場合に、ランダ
ムに新しい決定変数の候補を生成し、偏りのある決定変
数の候補を、上記新しい決定変数の候補で置き換え、上
記決定変数候補生成手段に、この置き換えられた決定変
数の候補を供給する決定変数調節手段とを備え、上記決
定変数候補生成手段は、上記置き換えられた決定変数の
候補の供給があったときは、この供給された決定変数の
候補に基づき遺伝アルゴリズムに従って決定変数の候補
を生成することを特徴とするものである。 この発明に係
る環境適応型生産計画作成装置は、生産システムにおけ
る初期の生産の制約条件を設定するための制約条件設定
手段と、この設定された生産の制約条件の変化の有無を
判断し、変化した場合には、上記設定された制約条件
を、変化した制約条件に変更し、これを生産の制約条件
とする制約条件判断手段とを備え、上記モデル構築手段
は、上記制約条件判断手段からの上記生産の制約条件に
基づいて、上記生産システムのモデルを構築することを
特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この発明は、生産システムのモデルと遺伝的ア
ルゴリズムを用いて生産システムの生産計画を作成する
環境適応型生産計画作成装置に関するものである。この
発明の決定変数調節手段は、生産システムのモデルと遺
伝的アルゴリズムに従って得られた生産計画の決定変数
の候補に偏りがある場合に、ランダムに新しい決定変数
の候補を生成することにより決定変数候補生成手段での
生産計画に対応した決定変数の候補の種類とその種類ご
との決定変数の候補数（以下決定変数の候補の数と種類
と略称）とを調節するものである。さらに、この発明の
制約条件判断手段は、生産の制約条件の、変化の有無を
監視・判断し、それが変化した場合に、モデル構築手段
は、その変化した生産の制約条件に基づいて、生産シス
テムのモデルを自動的に生成し、決定変数候補生成手段
は、これに基づき上記生産計画の決定変数の候補を生成
する。また、決定変数を保存する決定変数保存手段を備
え、決定変数候補生成手段は、この決定変数保存手段に
保存された生産計画の決定変数を利用して上記生産計画
の決定変数の候補を生成する。

【０００７】

【実施例】実施例１． 以下、この発明の一実施例による環境適応型生産計画作
成装置を図に基づいて説明する。図１はこの発明の一実
施例による環境適応型生産計画作成装置の構成とデータ
の流れを示すブロック図である。図において、１は、生
産計画作成着手時点での生産の制約条件を設定する制約
条件設定手段、２は、生産システムの状態を監視し、制
約条件設定手段で設定された生産の制約条件からの変化
の有無を判断し、変化した場合には、変化後の制約条件
に変更し、これを生産の制約条件とする生産システムの
制約条件判断手段、３は、制約条件判断手段２によって
得られた生産の制約条件に基づき生産システムのモデル
を自動的に構築するモデル構築手段、４は、生産計画の
決定変数を保存する決定変数保存手段、５は上記モデル
構築手段３により構築された生産システムのモデルに基
づき、探索に使用す る生産計画の決定変数の候補を生成
すると共に、この生成された決定変数の候補と決定変数
保存手段４に保存されている決定変数から、若しくは、
後述する決定変数調節手段からの決定変数候補から、遺
伝アルゴリズムに従って生産計画の決定変数の候補を生
成する決定変数候補生成手段、６は、決定変数候補生成
手段５によって生成される生産計画の決定変数の候補の
数と種類を調節する決定変数調節手段、７は、決定変数
候補生成手段５によって生成される生産計画の決定変数
の候補から生産計画を作成する生産計画生成手段、８
は、生産計画生成手段７によって得られた生産計画を評
価する生産計画評価手段、９は生産計画評価手段８によ
って得られた評価に基づいて生産計画の決定変数の候補
を選択する決定変数候補選択手段、１０は、決定変数候
補選択手段９で選択された生産計画の決定変数を汎化す
る決定変数汎化手段である。汎化した決定変数は、決定
変数保存手段４に保存される。１１は、生産計画評価手
段８で最高の評価が得られた生産計画を選択し、これに
従って生産システムを実行する生産システム実行手段で
ある。

【０００８】以下では、この装置の動作について説明す
る。図２はこの実施例に係る制約条件設定手段１によっ
て作成された工場の能力と生産の要求（以下、この工場
の能力と生産の要求を「生産の制約条件」という。）を
示す説明図である。図において、Ａは、注文(order)の
情報を表すデータ（ｏｒｄｅｒ．ｄａｔａ）であり、生
産要求である各注文に必要な工程の数(job_sum)と注文
の量(load)を示している。Ｂは、工場(node)の能力情報
を表すデータ（ｎｏｄｅ．ｄａｔａ）であり、各工場の
生産能力の最大値(max)と工場操業目標値となる基準処
理量(opt)を示している。Ｃは、各注文の各工程がどの
工場で処理できるかの情報を表すデータ（ｊｏｂ．ｄａ
ｔａ）であり、生産の要求と工場の能力を関係付けるも
のである。例えば、図２のＡの１行目は、注文(order)1
が４つの工程によって生産され、注文量が８０であるこ
とを示している。図２のＢの２行目は、工場(node)２の
生産能力の最大値が１５０で、操業目標値が１００であ
ることを示している。図２のＣの２及び３行目は、注文
(order)1の第２工程(job2)がそれぞれ工場(node)２と工
場(node)５の２つの工場で生産可能であることを示して
いる。このとき以下の制約がある。 ・各製品は四つの工程を経て製造される。 ・各製品の工程は、対応できる工場に制限がある。 ・次の工程は、別の工場で行われるため、一日、一工程
しか処理できない。 ・各工場の一日の処理能力には上限がある。 また、生産計画の評価は、工場の一日の処理量と基準処
理量との差を最小にするものが最適な生産計画とする。

【０００９】制約条件判断手段２は、制約条件設定手段
１によって作成し、設定された生産の制約条件であるｏ
ｒｄｅｒ．ｄａｔａＡ，ｎｏｄｅ．ｄａｔａＢ，ｊｏ
ｂ．ｄａｔａＣを、生産システムの状態に応じて変更す
る。即ち、注文の変動、ジョブの追加、装置の故障、装
置能力の変化が生じた場合には、制約条件判断手段２に
よって自動的に生産の制約条件が変更される。図３は生
産システムの計画モデルを示す説明図であり、製品が製
造されるためのルートのネットワークである。モデル構
築手段３は、制約条件判断手段２からｏｒｄｅｒ．ｄａ
ｔａＡ，ｎｏｄｅ．ｄａｔａＢ，ｊｏｂ．ｄａｔａＣを
得て、図３に示すようなネットワークを自動的に作る。

【００１０】図３では、全部で２４通りのルートが存在
することが示されている。生産計画の決定変数とは、例
えば製品の製造を各ルートに配分する割合、各製品の生
産量、工場の状態等を表すものであり、生産計画を作成
するために必要な情報を言う。例えば、図３において
は、製品１（o［１］）が４つのルート、製品２（o
［２］）が１２のルート、製品３（o［３］）が８つの
ルートに配分される。なお、括弧内の表記o［１］〜o
［３］は、後述の図５若しくは図６の１０行目以降の左
欄の表記を採用したものであり、それぞれ、製品１〜３
に対応している。図３では、等号のすぐ左側で括弧書き
してある[ １]〜[ ３]に対応している。決定変数保存
手段４は、後述するように、生産計画評価手段８で一定
の評価が得られた決定変数の候補、すなわち、各ルート
への配分の割合、各製品の生産量、工場の状態を表した
変数のセットを、この決定変数の候補と対応する、モデ
ル構築手段３で生成した生産計画モデルと対応させて保
存する。決定変数候補生成手段５は、モデル構築手段３
で得られる生産システムのモデルから決定変数の候補を
生成するとともに、この決定変数の候補と決定変数保存
手段４から得られる決定変数とを使って、遺伝アルゴリ
ズムの「交叉」と「突然変異」を用いて決定変数を組み
合わせることにより、決定変数の候補を数多く生成す
る。更に、次に述べる決定変数調節手段６から種類と数
を調節した決定変数の候補を得た場合には、この決定変
数の候補を使って、遺伝アルゴリズムの「交叉」と「突
然変異」を用いて決定変数を組み合わせることにより、
決定変数の候補を数多く生成する。

【００１１】遺伝アルゴリズムでは、生産計画評価手段
８での決定変数の候補に対応する生産計画の評価結果に
基づき、決定変数候補生成手段５において生成した決定
変数の候補の選択をくり返すことにより、いくつかの種
類の決定変数の候補（生産計画に対応）とその種類ごと
の決定変数の候補の数という形に収斂する。決定変数調
節手段６は、生産システムのモデルと遺伝アルゴリズム
に従って得られた決定変数の候補を、生産計画評価手段
８で得られた評価値に基づいて選択した特定の種類の決
定変数の偏りの有無により、種類ごとの決定変数の候補
数（以下決定変数の候補の数と種類と略称）を調節す
る。ここで、上記選択された生産計画の決定変数の候補
に偏りがある場合、すなわち特定の種類の決定変数の候
補の数が他に比べて多い場合、この多数の偏った決定変
数の候補が次の決定変数の候補に選ばれることになるた
め、遠方探索ができなくなる。そこで、これを改善する
ために、乱数によってランダムに新たな決定変数の候補
を複数個生成し、偏りのある種類の決定変数の候補を、
この新たな多数の異種の決定変数でおきかえて、決定変
数候補生成手段５に送る。上記のような偏りがない場合
で、繰り返し探索がある程度進んだ段階では、上記選択
された決定変数の候補の中から、同種の決定変数を多数
残し、決定変数候補生成手段５に送る。決定変数候補生
成手段５では、送られてきた決定変数の候補をもとに
「交叉」、「突然変異」の手順に従い、新たな決定変数
を生成することは既に述べた通りである。上記の異種の
決定変数を多数生成した場合は、遠方探索が可能とな
り、同種の決定変数を多数生成した場合は、近傍探索を
高速に実施することが可能となる。なお、遺伝アルゴリ
ズムによる決定変数の候補生成時に、「突然変異」の確
率を高くすると、最初の決定変数からの飛躍の程度を小
さくした、近傍探索が、「交叉」の確率を高めると、
「突然変異」よりも遠方の探索が可能となる。これを上
述の決定変数の偏りの有無の際の対応と組み合わせるこ
とにより、遠方探索を可能にすると共に、一旦遠方探索
を経た後は、近傍探索の高速化を図ることができ、局所
最適解を脱して大局的最適解を探索することができるよ
うになる。生産計画生成手段７は、決定変数候補生成手
段５によって得られた決定変数の候補から生産計画を作
成する。生産計画生成手段７によって生成された生産計
画は、生産計画評価手段８によって評価される。生産計
画評価手段８で得られる、決定変数の候補に対応する生
産計画の評価値は、決定変数候補選択手段９に送られ、
この評価された値に基づいて、決定変数候補選択手段９
は、決定変数候補生成手段５によって得られた変数の候
補を決定変数保存手段４に保存するか否かを決定する。
保存されることが決定された候補は、決定変数汎化手段
１０によって汎化された後、決定変数保存手段４に保存
される。また、上記決定変数の候補に対応する生産計画
の評価値はその都度全て決定変数候補選択手段９を経由
して決定変数調節手段６に送られ、上記決定変数調節手
段６の説明で述べたとおり、決定変数の数と種類の調節
に利用される。また、生産計画評価手段８で得られた結
果（＝決定変数の候補に対応する生産計画の評価値）
は、生産システム実行手段１１にも送られ、そこでは、
最も高い評価値に対応する生産計画を選択し、その通り
に生産計画を実行する。生産システム実行手段１１につ
いては、詳しくは例えば特開平３ー２８７３６０号公報
に記載されているものを用いる。

【００１２】図４はこの実施例に係わる環境適応型生産
計画作成装置の動作を示すフローチャートであり、図５
と図６は、それぞれ、初期の生産計画と、設備故障のあ
った場合にモデルを自動修正した後の生産計画を示す説
明図である。

【００１３】ステップ１でシステムを起動すると、制約
条件設定手段１によって図２に示されるようなｏｒｄｅ
ｒ．ｄａｔａＡ，ｎｏｄｅ．ｄａｔａＢ，ｊｏｂ．ｄａ
ｔａＣなどの生産の制約条件を作成・設定する（ステッ
プ２）。また、制約条件判断手段２によって生産システ
ムの状態を監視・認識するとともに、生産システムの状
態に変化が生じた場合は、この変化に合わせて生産の制
約条件を変更し（ステップ３）、モデル構築手段３によ
って図３に示されるような生産計画モデルを自動的に作
成する（ステップ４）。次に、決定変数候補生成手段５
では、上述のようにして作成された生産計画モデルから
生成した決定変数の候補と、決定変数保存手段４に保存
されている決定変数から、若しくは、後述のステップ９
で説明する決定変数調節手段６から決定変数の候補が供
給されるときはその中で、遺伝アルゴリズムに従って決
定変数の候補を複数個生成する（ステップ５）。上記、
保存された決定変数の利用については、最適計画の決定
変数から探索を開始するので、現在の状態がこの保存さ
れた決定変数の状態に近い場合は、最適解を高速に求め
ることができるという利点がある。ここでの決定変数の
候補は、図７に示されているようなＮ＋Ｍ＋Ｏ＋Ｐ個の
変数の集合である。このＮは各注文が各ルートに割り当
てられる割合を表す変数の集合、Ｍは各工場の生産能力
の上限を表す変数の集合で、Ｐは各工場の生産能力の目
標を表す変数の集合、Ｏは、図２のＡに記載の各注文の
量を表す変数の集合である。Ｎは、決定変数の候補生成
手段５によって生成される変数で、Ｍ、Ｐ、Ｏは、制約
条件設定手段１で設定された情報に基づいて決定される
固定値であるが、制約条件判断手段２により、変更され
ることがある。このＮの要素数はルートの数、ＭとＰの
要素数は工場の数、Ｏの要素数は注文の数である。以下
では、表記の簡便のためにＮ，Ｍ，Ｏ，Ｐをそれぞれ変
数の集合名と集合の要素数を兼ねるものとする。この変
数は、ｎ進数（ｎは正の整数）で表現されるが、ここで
は説明の簡単化のために、１０進数表現とする。例え
ば、Ｎの要素、ｎ１〜ｎＮは、各注文が各ルートに割り
当てられる割合を表す。

【００１４】例えばＮの要素が４個あるものとし、その
各要素であるｎ１〜ｎ４は各注文が各ルートに割り当て
られる割合とする。この場合、ルート１、ルート２、ル
ート３、ルート４に、それぞれ ｎ１／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｎ２／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｎ３／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｎ４／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４） が各ルートの規格化された割合として、具体的に割り当
てられる。ここで、記号“／”は、わり算を意味する。

【００１５】決定変数候補生成手段５では、モデル構築
手段３から、以上のようにして得られる決定変数の候補
と決定変数保存手段４に保存された決定変数、及び決定
変数調節手段６から得られる決定変数の候補から、遺伝
アルゴリズムにおける「交叉」と「突然変異」のプロセ
スを用いることによって、決定変数の候補を複数個生成
する。「交叉」と「突然変異」とは、以下のプロセスを
指す。例えば、ステップ５において、元の決定変数の構
成部分Ｎの候補を、 Ｘ１＝［１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０］ Ｘ２＝［２，４，５，７，９，９，３，４，９，１０］ とすると、「交叉」により生成される変数の候補は、例
えば４番目と５番目の文字列で交叉をさせて、 Ｘ１＝［１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０］ Ｘ２＝［２，４，５，７，９，９，３，４，９，１０］ Ｘ３＝［１，２，３，４，９，９，３，４，９，１０］ Ｘ４＝［２，４，５，７，５，６，７，８，９，１０］となる 。また、「突然変異」により生成される変数の候
補は、例えば決定変数の候補Ｘ１の３番目の文字に突然
変異が生じたとすれば、このＸ１は、 Ｘ１＝［１，２，３以外の数，４，５，６，７，８，
９，１０］ となる。

【００１６】次に、生産計画生成手段７によって、決定
変数の候補から生産計画を生成する（ステップ６）。例
えば、［００１４］の例にしたがい、ルート１、ルート
２、ルート３、ルート４が製品１（注文１）についての
ルートとすると、それぞれ、 ｏ１＊ｎ１／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｏ１＊ｎ２／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｏ１＊ｎ３／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４）、 ｏ１＊ｎ４／（ｎ１＋ｎ２＋ｎ３＋ｎ４） が各ルートの生産量として割り当てられる。ただし、ｏ
１は製品１（注文１）の注文量であり、図７に示す決定
変数の構成部分Ｏの構成要素に対応するものである。

【００１７】次に、生産計画評価手段８では、ステップ
６で決定変数の候補に対応して得られた生産計画につい
ての評価を行う（ステップ７）。以上のステップ５から
ステップ７はステップ５で得られる複数の決定変数の候
補に対して並列に行う。そして、ステップ７迄を終了条
件を満たすまでくり返した後に、ステップ７で得られた
生産計画毎の評価値に基づき、生産システム実行手段１
１によって最も評価値の高い生産計画を選択し（ステッ
プ１２）、続いてステップ１２で得られた生産計画どお
りに生産システムのラインを実行する（ステップ１
３）。一方、ステップ７で得られた決定変数の候補に対
応する生産計画の評価値に基づき、決定変数候補選択手
段８で評価値の高い決定変数の候補を選択する(ステッ
プ８)。選択された決定変数の候補は、続いて、決定変
数汎化手段１０によって、決定変数の汎化を行って（ス
テップ１０）、決定変数保存手段４によって汎化した決
定変数を保存する（ステップ１１）。なお、決定変数保
存手段４に保存されている決定変数は、既に説明したよ
うにステップ５の決定変数候補の生成に利用される。一
方、ステップ８では決定変数の候補に対応して得られた
生産計画についての評価に基づき、保存のための決定変
数の候補を選定すると同時に、決定変数と評価値を決定
変数調節手段６に送る（図１の決定変数候補選択手段９
と決定変数調節手段６間のデータの流れと図４のステッ
プ８からステップ９）。決定変数調節手段６では、［０
０１１］で、すでに述べたとおり、評価値に基づき決定
変数の候補を選択すると共に、これに偏りがある場合に
は、遠方探索を可能とするために、ランダムに生成した
決定変数の候補でこの偏りのある種類の決定変数の候補
を置き換えることにより、選択した決定変数の候補の数
と種類を調節し、この調節後の決定変数の候補を決定変
数候補生成手段５に送る(ステップ９)。 その後は、ステ
ップ３以降を繰り返すが、制約条件の変化がなかった場
合は、ステップ３とステップ４での処理は省略され、ス
テップ５以降に進む。従って、図１に示すデータの流れ
は、図４のステップ５以降の繰り返しに対応したものと
なっている。制約条件の変化が生じた場合は、ステップ
３、及びステップ４の処理が付加される。以上のステッ
プ１〜１３を制約条件判断手段２が処理中止の命令を受
け取るまで繰り返す。

【００１８】このように、この実施例によれば、モデル
構築手段３は、制約条件判断手段２から得た情報によっ
て、予め設定された生産の制約条件を変更し、生産計画
に必要なモデルを自動的に生成するため、生産システム
への要求や環境の変化に適応することが可能となり、生
産計画業務を自動化することができる。さらに、決定変
数候補生成手段５は、過去に求めた最適計画の決定変数
から探索を開始するので、現在の状態が過去に経験した
状態に近い場合には、最適解を高速に求めることができ
る。

【００１９】また、決定変数の候補数と種類を調節する
決定変数調節手段６は、最適な決定変数の探索の過程に
おいて、解の近傍探索を行う場合には同種の決定変数を
多数用意し、突然変異させる確率を高くすることによっ
て遺伝アルゴリズムによる探索を高速に行うことができ
る。一方、解の遠方探索を行う場合には異種の決定変数
を多数用意して多様性を高め、交叉させる確率を高くす
ることによって、遺伝アルゴリズムによる探索におい
て、局所最適解から脱出して大局的最適解を探索するこ
とができる。また、決定変数汎化手段１０は、生成した
多数の決定変数をまとめて装置の記憶容量を節約すると
いう効果もある。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る環境適応
型生産計画作成装置は、生産の制約条件に対応した生産
システムのモデルを構築するモデル構築手段を備え、こ
のモデ ル構築手段で構築した生産システムのモデルから
生成した決定変数の候補に基づき、遺伝アルゴリズムを
用いて生産システムの生産計画を作成する環境適応型生
産計画作成装置において、生産計画の決定変数を保存す
る決定変数保存手段と、この決定変数保存手段に保存さ
れた決定変数、及び上記生産システムのモデルから生成
した決定変数の候補から、遺伝アルゴリズムに従って決
定変数の候補を生成する決定変数候補生成手段と、上記
遺伝アルゴリズムに従って生成された決定変数の候補か
ら生産計画を生成する生産計画生成手段と、上記生成さ
れた生産計画を評価する生産計画評価手段と、上記生産
結果の評価結果に基づき決定変数の候補を選択し、この
選択された決定変数の候補に偏りがある場合に、ランダ
ムに新しい決定変数の候補を生成し、偏りのある決定変
数の候補を、上記新しい決定変数の候補で置き換え、上
記決定変数候補生成手段に、この置き換えられた決定変
数の候補を供給する決定変数調節手段とを備え、上記決
定変数候補生成手段は、上記置き換えられた決定変数の
候補の供給があったときは、この供給された決定変数の
候補に基づき遺伝アルゴリズムに従って決定変数の候補
を生成することにより、決定変数の候補の多様性を常に
維持することが可能となり、解の遠方探索を行うことが
でき、局所最適解に陥ることなく大局的最適解を探索す
ることができるため、真に最適な生産計画を得ることが
できる。更に、過去の類似した状態に基づき生産計画を
立案していくことができ、従来に比べ、少ない計算時間
で最適な生産計画を得ることができる。また、この発明
によれば、この発明に係る環境適応型生産計画作成装置
は、生産システムにおける初期の生産の制約条件を設定
するための制約条件設定手段と、この設定された生産の
制約条件の変化の有無を判断し、変化した場合には、上
記設定された制約条件を、変化した制約条件に変更し、
これを生産の制約条件とする制約条件判断手段とを備
え、上記モデル構築手段は、上記制約条件判断手段から
の上記生産の制約条件に基づいて、上記生産システムの
モデルを構築することにより、生産環境の変動に対して
も柔軟に対応して最適な生産計画を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による環境適応型生産計
画作成装置の構成及びデータの流れを示すブロック図で
ある。

【図２】 実施例１による環境適応型生産計画作成装置
によって作成された工場の能力と生産要求を示す説明図
である。

【図３】 実施例１による環境適応型生産計画作成装置
によって作成された生産計画モデルの製品が製造される
ためのルートのネットワークを示す説明図である。

【図４】 実施例１における動作を示すフローチャート
である。

【図５】 実施例１に係る初期の生産計画を示す説明図
である。

【図６】 実施例１に係る設備故障のあった場合の生産
計画を示す説明図である。

【図７】 実施例１に係る決定変数を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 制約条件設定手段、２ 制約条件判断手段、３ モ
デル構築手段、４ 決定変数保存手段、５ 決定変数候
補生成手段、６ 決定変数調節手段、７ 生産計画生成
手段、８ 生産計画評価手段、９ 決定変数候補選択手
段、１０ 決定変数汎化手段、１１ 生産システム実行
手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 豊生 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 産業システム研究所内 (56)参考文献 「ラインバランシング門題へのＧＡ的 アプローチ」システムシンポジウム講演 論文集，1991年10月31日，皆川雅章，嘉 数ゆう昇，第17巻，ｐ．145−148

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生産の制約条件に対応した生産システムの
   モデルを構築するモデル構築手段を備え、このモデル構
   築手段で構築した生産システムのモデルから生成した決
   定変数の候補に基づき、遺伝アルゴリズムを用いて生産
   システムの生産計画を作成する環境適応型生産計画作成
   装置において、 生産計画の決定変数を保存する決定変数保存手段と、 この決定変数保存手段に保存された決定変数、及び上記
   生産システムのモデルから生成した決定変数の候補か
   ら、遺伝アルゴリズムに従って決定変数の候補を生成す
   る決定変数候補生成手段と、 上記遺伝アルゴリズムに従って生成された決定変数の候
   補から生産計画を生成する生産計画生成手段と、 上記生成された生産計画を評価する生産計画評価手段
   と、 上記生産結果の評価結果に基づき決定変数の候補を選択
   し、この選択された決定変数の候補に偏りがある場合
   に、ランダムに新しい決定変数の候補を生成し、偏りの
   ある決定変数の候補を、上記新しい決定変数の候補で置
   き換え、上記決定変数候補生成手段に、この置き換えら
   れた決定変数の候補を供給する決定変数調節手段とを備
   え、 上記決定変数候補生成手段は、上記置き換えられた決定
   変数の候補の供給があったときは、この供給された決定
   変数の候補に基づき遺伝アルゴリズムに従って決定変数
   の候補を生成することを特徴とする環境適応型生産計画
   作成装置。
2. 【請求項２】生産システムにおける初期の生産の制約条
   件を設定するための制約条件設定手段と、 この設定された生産の制約条件の変化の有無を判断し、
   変化した場合には、上記設定された制約条件を、変化し
   た制約条件に変更し、これを生産の制約条件とする制約
   条件判断手段とを備え、上記モデル構築手段は、上記制約条件判断手段からの上
   記生産の制約条件に基づ いて、上記生産システムのモデ
   ルを構築することを特徴とする請求項１に記載の環境適
   応型生産計画作成装置 。