JP3735079B2 - 自動車製造ラインの投入順計画立案装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の工程毎の投入順・作業順を作成する自動車製造ラインの投入順計画立案装置および方法に係り、特に、自動車製造業に代表される混流ラインを持った製造業において用いるに好適な自動車製造ラインの投入順計画立案装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車製造業では、一般に、車体工程（メイン、メタル）、塗装工程（ペイント）、組立工程（トリム）、最終試験工程（ファイナル）等の複数の工程を持って自動車を製造している。各々の工程内部では、レールで連結され、等間隔、等速度で車両が移動するが、各工程における作業負荷・作業時間は異なっている。これらの工程間に余分な滞留車両を持たせず、かつ車両順序の入れ替え作業等を発生させずに、つまり恰も連続したラインのように、各工程の作業順序を決定することが、ラインの効率化の点で必要となっている。
【０００３】
従来、全体工程を同時に満足させる投入順を決定することは、独特のノウハウを必要とするため熟練計画担当者の手作業に依存する形で行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、混流ラインと呼ばれる製造ラインでは、ライン分岐，ライン合流が発生し、ラインを移動する車両の順序を作業管理ポイントで把握することは、工程業務、ラインの特性、流れる車両の属性、仕様・オプションの作業内容等の全てを把握した熟練者でないと投入順を決定できないものであった。
【０００５】
さらに、消費者ニーズの多様化や、製造メーカー自身が他社との差別化のために用意する各種オプション設定等で、異なる仕様、オプションの車両が増加すると、計画担当者の負担が大きくなり、効率的な投入順が作成できない場合も生ずるという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、効率的な投入順が作成可能な自動車製造ラインの投入順計画立案装置および方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、製造すべき車両情報を入力する入力部と、この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ラインの投入順計画立案装置において、上記演算部は、上記入力部に入力された上記車両情報に基づき、初期の車両の投入順を作成する初期オフライン順列作成部と、上記初期オフライン順列作成部によって作成された車両の投入順に対して、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を展開する初期リードタイム展開部と、上記初期リードタイム展開部によって展開された投入順に対して、作業投入時の同一仕様車両の平準化分配，特定仕様車の最小投入間隔，連続投入台数の考慮，連続投入時の最大連続台数，最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求める順列評価部と、オフライン工程での投入順列の別パターンを作成するオフライン順列展開部と、上記オフライン順列展開部で作成された別パターンの投入順列に対して、上記リードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を展開するリードタイム展開部と、上記順列評価部によって求められた上記ペナルティ値に基づいて、前記ペナルティ最小となる投入順を求める評価判定記憶部とを備えたものである。
かかる構成により、効率的な投入順が作成可能となる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記リードタイム展開部は、分岐や合流を伴う混流ラインにおいても、工程間の滞留台数や蓄積台数を利用して、車両毎に異なるリードタイムを算出して、リードタイムずらしを行い、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を決定するようにしたものである。
【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記リードタイム展開部は、ツートンカラー塗装作業等でラインを２度通過する車両に対して、時間または台数を付加してリードタイムを補正するようにしたものである。
【００１６】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、入力された製造すべきの車両情報に基づき最適な投入順を決定する自動車製造ラインの投入順計画立案方法において、車両の投入順を作成するとともに、上記入力部から入力した作業投入時の同一仕様車両の平準化分配，特定仕様車の最小投入間隔，連続投入台数の考慮，連続投入時の最大連続台数，最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる投入順を求め、さらに、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を決定する
ようにしたものである。
かかる構成により、効率的な投入順が作成可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３２を用いて、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の全体構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の全体構成を示すシステムブロック図である。図２は、図１に示した本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の要部の詳細構成を示すシステムブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置は、入力部１と、演算部３と、出力部５の他に、メモリ２，４，６，７，８とか構成されている。
【００２０】
入力部１は、ＬＡＮ装置１ａと、キーボード１ｂと、表示装置１ｃと、入力記憶部１ｄとを備えている。キーボード１ｂ及び表示装置１ｃを用いて入力される情報及び外部の他装置からＬＡＮ装置１ａ等の通信手順で入力する情報は、入力記憶部１ｄに格納される。
【００２１】
入力部１から入力される情報としては、
１）順列作成ポイント工程毎の日々の生産台数情報としての順列作成ポイント毎工程計画台数情報、
２）順列作成ポイント工程の操業カレンダー情報、
３）投入順を作成すべき工程である順列作成ポイント情報、
４）投入順を作成する車両情報としての組立車両オーダー情報、
５）計画対象の工場のライン構成、工程構成等の工場諸元情報、
６）車体番号であるシャシーＮｏ情報、
７）前回作成投入順計画により実作業が行われた結果としての引継ぎ情報である繰越情報、
８）順列作成時に使用する仕様，オプションに対する投入順作成時の評価用基礎情報、
９）稼動、非稼動を加味した操業時間割情報、
等がある。キーボード１ｂ若しくはＬＡＮ装置１ａから入力したこれの情報は、入力記憶部１ｄに記憶される。入力記憶部１ｄに記憶された入力情報は、メモリ２を介して、演算部３に引き継がれる。
【００２２】
演算部３は、入力部１からの入力情報に基づき、投入順計画を作成する。メモリ４には、演算部３で実行されるプログラム群が記憶されている。演算部３は、メモリ４に記憶されたプログラム群に基づいて、処理を実行する。
【００２３】
演算部３は、順列作成部３ａと、時刻割付部３ｂと、シャシーＮｏ割付部３ｃとから構成されている。順列作成部３ａは、入力情報に基づいて、各工程に対する投入順列を作成する。作成された投入順列情報は、メモリ６に格納される。順列作成部３ａの詳細構成については、図２を用いて後述する。
【００２４】
時刻割付部３ｂは、メモリ６に記憶されている順列作成部３ａの出力結果である投入順列情報に、実暦の時刻を割り当てる処理を行う。割り当てられた実歴情報は、メモリ７に記憶される。
【００２５】
シャシーＮｏ割付部３ｃは、メモリ７に記憶された時刻付きの投入順列の車両１台毎に、車体管理番号であるシャシーＮｏを付与し、データをユニークなものとする。シャシーＮｏが付与された時点でエンドユーザが紐付けられる。シャシーＮｏの割り付けられた車両のデータは、メモリ８に記憶される。
【００２６】
出力部５は、プリンタ５ａと、表示装置５ｂと、計画記憶部５ｃと、ＬＡＮ装置５ｄを備えている。出力部５は、順列作成部３ａと、時刻割付部３ｂと、シャシーＮｏ割付部３ｃの処理結果が記憶されたメモリ６，７，８にアクセス可能であり、演算部３の処理結果である投入順情報を参照可能であり、また、順列作成ポイント毎仕様付車両投入時刻順情報を出力する。出力部５は、プリンタ５ａへの作業指示書等の出力や、ディスプレー等の表示装置５ｂへの表示や、ディスクファイル等の計画記憶部５ｄへの記憶や、ＬＡＮ装置等の通信手順を用いて、他装置への開示を行う。実際には、表示装置５ｂから対話形式での修正を可能としている。
【００２７】
次に、図２を用いて、順列作成部３ａの構成について説明する。
順列作成部３ａは、入力情報取込み部３１と、繰越し固定範囲決定部３２と、初期オフライン順列作成部３３と、初期リードタイム展開部３４と、順列評価部３５と、評価判定記憶部３６と、処理終了判定部３７と、オフライン順列作成部３８と、リードタイム展開部３９とを備えている。
【００２８】
ここで、図３を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順列作成部３ａの処理動作について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順列作成部３ａの処理を示すフローチャートである。
【００２９】
ステップｓ１０において、入力情報取込み部３１は、入力部１の入力記憶装置１ｄからメモリに情報を読み上げる。
【００３０】
次に、ステップｓ１５において、繰越し固定範囲決定部３２は、前回出力した投入順計画範囲で、まだ作業着手していない車両情報としての繰越し情報と前回出力した投入順計画とを比較し、繰越し情報で指定されない車両、つまり作業着手している車両を全工程において固定し、順序を入れ替えない設定を行う。繰越し情報は、作業が先頭工程から行われるために、先頭の順列作成ポイント工程で指示される。先頭順列作成ポイントから下流工程に対して、指定車両を追跡して投入順を固定する。但し、新たに受信した製造すべき車両が割り込むことは許している。
【００３１】
次に、ステップｓ２０において、初期オフライン順列作成部３３は、組立工程の完了工程であるオフライン（組立完了した車両がラインを離れるため、オフラインと呼ぶ）ポイントでの初期投入順を作成する。初期投入順はランダムでも良いが、初期並び順の出来が最適投入順としての並び順を得るまでの探索回数に影響を及ぼすことになる。実際には、仕様，オプションの平準化を考慮した初期並び順を作成し、最適投入順に到達する収束回数の短縮を図っている。
【００３２】
次に、ステップｓ２５において、初期リードタイム展開部３４は、初期オフライン順列作成部３３で作成した初期並び順を元に、リードタイムずらし，補正を行い、前後の順列作成対象工程に順列を展開する。リードタイムずらし及びリードタイム補正の詳細については、図１６〜図２０を用いて後述する。
【００３３】
次に、ステップｓ３０において、順列評価部３５は、初期リードタイム展開部３４で作成された全工程の投入順の評価を行う。ここでの評価は、仕様，オプションに設定された要求条件を満足しない部分をチェックし、検出都度、ペナルティ値を算出する。全ての仕様、オプションに対して、全工程の投入順をチェックし、ペナルティ合算値を求める。ペナルティ値については、図６〜図１５を用いて後述する。
【００３４】
次に、ステップｓ３５において、評価判定記憶部３６は、初期順列の評価時はその値をメモリ６に記憶する。また、評価判定記憶部３６は、２回目以降の場合は、記憶しているペナルティ値と比較し、ペナルティ値の良い方をメモリ６に記憶する。
【００３５】
次に、ステップｓ４０において、オフライン順列作成部３８は、乱数を用いて、オフライン工程での投入順列の別パターンを作成する。
【００３６】
次に、ステップｓ４５において、リードタイム展開部３９は、オフライン順列作成部３８の見直されたオフライン順列に従い、前後工程へのリードタイムずらし、補正を行い、全体工程の投入順列を作成する。
【００３７】
次に、ステップｓ５０において、順列評価部３５は、全体工程の投入順を評価して、評価値（ペナルティ値）を算出する。
【００３８】
次に、ステップｓ５５において、評価判定記憶部３６は、記憶している評価値と、新しく求めた評価値を比較する。
【００３９】
そして、ステップｓ６０において、評価判定記憶部３６は、評価値が改善されたか否かを判定し、改善された場合には、ステップｓ６５に進み、改善されていない場合には、ステップｓ７０に進む。
【００４０】
評価値が改善された場合には、ステップｓ６５において、評価判定記憶部３６は、新しく求めた順列作成ポイントの全ての投入順を採用して、メモリ６に記憶する。
【００４１】
評価値が改善されていない場合には、ステップｓ７０において、評価判定記憶部３６は、新しく求めた順列作成ポイント全ての投入順を破棄する。
【００４２】
さらに、ステップｓ７５において、処理終了判定部３７は、繰返し探索が指定された回数完了したかをチェックし、指定回数終了していれば処理を終了する。指定回数終了していなければ、ステップｓ４０に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。
【００４３】
以下、図４〜図２０を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順列作成部３３の処理動作について説明する。
最初に、図４を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造工場における基本的な工程及び製造ラインの一例について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造工場における基本的な工程及び製造ラインの一例の説明図である。
【００４４】
工程は、例えば、車体工程（メイン、メタル）Ｋ１，塗装工程（ペイント）Ｋ２，組立工程（トリム）Ｋ３，ファイナル工程（ファイナル）Ｋ４の４工程に大きく区分けされており、車体工程，塗装工程，組立工程，ファイナル工程の順で工程が進むものである。車体工程Ｋ１は、車両の枠組みを溶接加工する工程である。塗装工程Ｋ２は、塗装をする工程である。組立工程Ｋ３は、通常、トリミング工程と呼ばれ、仕様，オプションを組み込む工程である。
【００４５】
図中、矢印付き細線で示すのは、ラインＬである。車両は、このラインＬの上を台車に乗るイメージで矢印方向に進みながら作業が行われ、完成車両の形を整えて行く。車体工程Ｋ１，塗装工程Ｋ２，組立工程Ｋ３，ファイナル工程Ｋ４内は、各々、その工程内部ではラインＬに沿ってレールで連結され、等間隔，等速度で車両が移動する。
【００４６】
ラインＬとしては、例示するものでは、例えば、主たるラインＬ１，Ｌ２に対して、車体工程Ｋ１に設けられたラインＬ３は、ラインＬ２から分離して、ラインＬ１に合流するラインである。塗装工程Ｋ２に設けられたループ状のラインＬ４は、ラインＬ１の一部から分離するとともに、ラインＬ１とは逆方向に車両を移動して、再び、ラインＬ１に合流している。塗装工程Ｋ２に設けられたラインＬ５も、ラインＬ２の一部から分離するとともに、ラインＬ２とは逆方向に車両を移動して、再び、ラインＬ２に合流している。ラインＬ４，Ｌ５は、例えば、車両の塗装をツートンカラーにする場合に、２度塗装ブースを通して２度塗りする場合に用いられる。組立工程Ｋ３において設けられたラインＬ５は、ラインＬ１から分離するとともに、ファイナル工程Ｋ４では、再びラインＬ１に合流している。
【００４７】
また、太線は、車種毎の製造ルートＭＲを示している。例えば、セダンタイプの製造ルートＭＲ１，ミニバン・ワゴンタイプの製造ルートＭＲ２，ＲＶタイプの製造ルートＭＲ３を示している。車体工程Ｋ１では、ミニバン・ワゴンタイプの車両及びＲＶタイプの車両は、ラインＬ２で製造される。ミニバン・ワゴンタイプの車両の枠組みは、セダンタイプの車両よりも、ＲＶタイプの車両に近いため、ミニバン・ワゴンタイプの車両及びＲＶタイプの車両は、同一のラインＬ２で製造される。一方、塗装に関すると、ミニバン・ワゴンタイプの車両の塗装は、車高等の形状によりセダンタイプの車両の塗装に近いため、ラインＬ１で塗装される。ラインＬ２からラインＬ１に移動するために、ライン間の分離・合流のためのラインＬ３が設けられている。
【００４８】
組立工程Ｋ３では、搭載される仕様やオプションは、セダンタイプ，ミニバン・ワゴンタイプ，ＲＶタイプは、それぞれ異なるため、ラインＬ１，Ｌ２に加えて、独立したラインＬ６を備えている。
【００４９】
図中には示していないが、４個の大工程の間に車両を蓄積できるバッファを持つ場合がある。このバッファ内で順序の入れ替えを行える設備もあるが、以下の説明では、先入れ先出しの設備としている。
【００５０】
次に、図５を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる投入順序決定ポイントの一例について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる投入順序決定ポイントの一例の説明図である。なお、図４と同一符号は、同一部分を示している。
【００５１】
図５では、図４に示した大工程を更にブレークダウンした、製造工程上のチェックポイントＰを示している。通常、自動車製造業では、１５〜２０のチェックポイントを有するが、ここでは、説明を簡単にするため、代表的な６ポイントで説明する。すなわち、図示するように、車体工程Ｋ１の入口と出口に、それぞれ、セットアップポイントＰ１と、車体完ポイントＰ２を有する。また、塗装工程Ｋ２の出口に塗装完ポイントＰ３を有する。さらに、組立工程Ｋ３の入口と出口に、組立入りポイントＰ４とオフラインポイントＰ５を有する。また、さらに、ファイナル工程Ｋ４の出口に、ファイナル完ポイントＰ６を有する。
【００５２】
この６個のポイントを押さえることにより、製造しようとする車両の製造ルートを、図中に示す番号で表すことができる。例えば、図４に示したミニバンの製造ルートＭＲ２は、「セットアップ３」−「車体完１」−「塗装１」−「組立入１」−「オフライン２」−「ファイナル完１」となる。この番号をライン区分と称し、「３１１１２１」のように表している。
【００５３】
ライン区分で指定されるポイントで投入順列を決定すれば、工場全体の作業計画となる。但し、ポイントでの投入順とは、この投入順決定ポイントに対する車両の通過順番であり、ライン作業であるため、同時にポイントを通過できないため、時間差を持った通過順番を投入順または投入順列、単に順列と称している。
【００５４】
次に、図６を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる仕様，オプションに対して設定される投入順列作成上の制限条件の一例について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる仕様，オプションに対して設定される投入順列作成上の制限条件の一例の説明図である。
【００５５】
「仕様，オプション」とは、自動車を購入する場合、「ナビゲーション装置を付ける」とか、「４ＷＤ車にする」とか検討するが、「ナビゲーション装置」，「４ＷＤ」等は、全て、仕様，オプションである。さらに、付記すると、車種はセダンで、色は黒で、排気量は２０００ｃｃで等と検討する全てが、製造者側から見ると仕様となる。一般にスペックと呼でいる。車両のオーダーは基準車系、型式があり、あとは全て、仕様アドオンのスタイルとなっている。
【００５６】
本実施形態では、これら仕様，オプションに対して、投入順列を作成する上で、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示す５種類の条件（Ａ：構成比率平準化，Ｂ：最小間隔台数，Ｃ：最大連続台数，Ｄ：ロット条件，Ｅ：割付範囲指定）を付加可能としている。
【００５７】
第１は、図６（Ａ）に示す構成比率による平準化である。仕様Ａを持つ車両をＡ車とするとき、組立車両オーダー全体の中で、Ａ車が３０％を占める場合、Ａ車以外の７０％に対して、Ａ車が均等に配置されることが望ましいと言う条件である。例えば、図６（Ａ）に示すように、組立車両が２０台で、そのうちＡ車が６台の場合、Ａ車を１台目，４台目，８台目，１１台目，１４台目，１７台目のように、分散して配置するものである。
【００５８】
第２は、図６（Ｂ）に示す最小間隔台数であり、Ａ車とＡ車の間には少なくても指定されたＡ車以外の車両を挟むことが望ましいと言う条件である。例えば、図６（Ｂ）に示すように、最小間隔台数が１台の場合には、Ａ車を１台目，３台目，７台目，９台目，１４台目，２０台目のように配置して、Ａ車とＡ車の間に、Ａ車以外を１台以上挟むようにするものである。
【００５９】
第３は、図６（Ｃ）に示す最大連続台数であり、Ａ車が連続しても良いが、最大でも指定された台数以下に抑えることが望ましいと言う条件である。例えば、図６（Ｃ）に示すように、最大連続台数が３台の場合には、Ａ車を２台目，３台目，８台目，１０台目，１１台目，１２台目のように配置して、Ａ車を最大３台まで連続して配置可能とするものである。
【００６０】
第４は、図６（Ｄ）に示すロット条件であり、Ａ車を最小何台、最大何台の条件で連続するようにロットまとめすることが望ましいと言う条件である。例えば、図６（Ｄ）に示すように、組立車両が２４台で、そのうちＡ車が１０台の場合、ロット条件が最大５台，最小２台であるならば、Ａ車を１台目，２台目，３台目，９台目，１０台目，１１台目，１２台目，１３台目，２１台目，２２台目のように、最大５台まで連続して配置可能であり、また、最小２台まで連続して配置可能とするものである。
【００６１】
第５は、図６（Ｅ）に示す割付範囲指定であり、オーダー全体の中でどの範囲で投入を行いなさいと言う条件である。本来輸送トラックの荷まとめ等の条件から来る指定である。このため、何時から何時までと言った時間帯指定であるか、全オーダー内の先頭何％から何％以内で生産投入と言った比率指定で行われる。例えば、図６（Ｅ）に示すように、組立車両（オフライン車両）が３０台で、そのうちＡ車が７台の場合、割付け範囲指定が０〜５０％であるならば、Ａ車を１台目，４台目，６台目，９台目，１１台目，１３台目，１５台目のように、Ａ車を０〜５０％の範囲，すなわち、１台目〜１５台目の範囲に配置するものである。
【００６２】
上述の条件が、「望ましい」と言う、絶対的な命令形でない表現をするのは、全ての条件を必ず守れるオーダー投入順が存在しない場合が、オーダーパターンによってはあり得るため、「できれば条件を守って」の表現である「望ましい」になる。では、守れなかった場合、何かしらの罰則を設けないと、条件として成立しないことになる。そこで、本実施形態では、守れなかった場合は「ペナルティ」を与えることとし、各条件毎に、ペナルティを計算するようにしている。ペナルティの計算方法については、図７〜図９を用いて説明する。
【００６３】
投入順列作成上の制限条件としては、上述の条件の他に、他の条件を設けることも可能である。また、仕様，オプションに対して設定される投入順列作成上の制限条件としては、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示す５種類の条件の内、Ａ：構成比率平準化，Ｂ：最小間隔台数，Ｃ：最大連続台数，Ｄ：ロット条件は必須の条件である。Ｅ：割付範囲指定については、必要に応じて設定することができるものである。
【００６４】
次に、図７を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の構成比率平準化条件に対するペナルティの計算方法について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の構成比率平準化条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【００６５】
構成比率による平準化条件は、図６（Ａ）に示したように、組立車両オーダー全体の中で、Ａ車が３０％を占める場合、Ａ車以外の７０％に対して、Ａ車が均等に配置されることが望ましいと言う条件である。例えば、図７に示すように、組立車両が１０台で、そのうちＡ車が３台の場合、Ａ車を１台目，４台目，１０台目のように、分散して配置された場合のペナルティについて説明する。
【００６６】
全体の台数中、Ａ車とＡ車の間に、Ａ車以外が入れる台数（期待間隔台数）を求める。期待間隔台数は、（（全台数−Ａ車台数）／Ａ車台数）によって求めることができる。例えば、全体１０台中、Ａ車が３台含まれる場合、期待間隔台数は、２．３台（＝（１０−３）／３）となる。
【００６７】
図７に示したように３台のＡ車が１０台の中の１台目，４台目，１０台目に配置される並び順では、間隔台数が２台と、５台である。これは、期待間隔台数２．３台に対して、両者差異があるため、両方ともペナルティが課せられる。
【００６８】
ペナルティ値は、（ペナルティの重み）×（期待間隔台数との差分の絶対値の２乗）により求める。図７の例では、重みを「−５」とすると、間隔が２台の場合のペナルティ値は、−０．４５（＝（−５）×（０．３）×（０．３））であり、間隔が５台の場合のペナルティ値は、−３６．４５（＝（−５）×（２．３）×（２．３））となる。ペナルティとして、マイナスイメージを出している。ペナルティが増えると、負の値が増加するため、負の値が小さい（０に近い）方が良いことになる。間隔が２台の場合は、−０．４５ポイント、間隔が５台の場合は−３６．４５ポイントと、Ａ車は接近し過ぎても、離れ過ぎてもペナルティとなる。
【００６９】
次に、図８を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最小間隔台数条件に対するペナルティの計算方法について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最小間隔台数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【００７０】
ペナルティ値は、（ペナルティの重み）×（指定の最小間隔台数との差分の絶対値の２乗）により求める。例えば、最小間隔台数が２台の場合、図８に示すように、４台のＡ車が８台の中の１台目，３台目，７台目，８台目に配置される並び順では、１台目と３台目の間は、１台であるので、ペナルティが課せられ、３台目と７台目の間は、３台であるので、ペナルティが課せられない。７台目と８台目の間は０台であるので、ペナルティを課せられる。
【００７１】
図８の例では、重みを「−５」とすると、間隔が１台の場合のペナルティ値は、−５（＝（−５）×（１）×（１））であり、間隔が０台の場合のペナルティ値は、−２０（＝（−５）×（２）×（２））となる。
【００７２】
次に、図９を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最大連続台数条件に対するペナルティの計算方法について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最大連続台数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【００７３】
ペナルティ値は、（ペナルティの重み）×（指定の最大連続台数との差分の絶対値の２乗）により求める。例えば、最大連続小間隔台数が３台の場合、図９に示すように、９台のＡ車が１３台の中の１台目，２台目，６台目，７台目，８台目，９台目，１１台目，１２台目，１３台目に配置される並び順では、１〜２台目は、２台連続であるので、ペナルティが課せられない。６〜９台目の間は、４台連続であるので、ペナルティが課せられる。１１〜１３台目の間は３台であるので、ペナルティが課せられない。
【００７４】
図９の例では、重みを「−５」とすると、連続台数が４台の場合のペナルティ値は、−５（＝（−５）×（１）×（１））となる。
【００７５】
なお、図６（Ｄ）に示したロットまとめ条件や、図６（Ｅ）に示した割り付け範囲指定に対しても、同様にペナルティ値を求めることができる。
【００７６】
次に、図１０及び図１１を用いて、図３のステップｓ２０とステップｓ４０における投入順作成処理について説明する。
図１０及び図１１は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における投入順作成処理の説明図である。
【００７７】
図３のステップｓ２０において、初期オフライン順列作成部３３は、組立工程の完了工程であるオフラインポイントでの初期投入順を作成する。
【００７８】
例えば、図１０（Ａ）に示すように、セダン（Ｓ），ミニバン（Ｍ），４ＷＤ（ＷＤ）３種類の仕様，スペックを持つ２０台の車両があり、１つの車両に２つの仕様を設定した場合、例えば、セダンが３台，セダン＋４ＷＤが２台，ミニバンが１１台，ミニバン＋４ＷＤが４台の各台数に対して、乱数で初期の並び順を作成すると、例えば、図１０（Ｂ）のようになる。すなわち、先頭から、セダン，ミニバン，ミニバン＋４ＷＤ，セダン，ミニバン，セダン＋４ＷＤというような並び順である。
【００７９】
ステップｓ４０では、オフライン順列作成部３８は、乱数を用いて、オフライン工程での投入順列の別パターンを作成する。相互結合型ニューラルネットワーク，遺伝的アルゴリズムでは、オーダー数に併せた一様乱数（本例では１から２０の数値が等確率で出現する乱数である。）を２度発生させ、２度の乱数値が異なれば、その乱数の指す位置の車両を入れ替えることで、新しい並び順を生成する。例えば、図１１（Ａ）に示した並び順（図１０（Ｂ）と同じもの）に対して、乱数を用いて並び順を変えたものが、図１１（Ｂ）に示すようになる。
【００８０】
次に、図１２〜図１５を用いて、図３のステップｓ３０とステップｓ５０における評価値計算処理について説明する。
図１２〜図１５は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図である。
【００８１】
図１２は、仕様に対する制約条件及び構成比率の評価用テーブルを示している。制約条件としては、仕様「セダン」には、最小間隔台数１台が与えられている。また、仕様「４ＷＤ」には、最小間隔台数２台が与えられている。仕様「ミニバン」には、最大間隔台数３台が与えられている。
【００８２】
また、全ての仕様に、構成比率による平準化の条件が設定されいる。例えば、図１０（Ａ）に示した例では、全車２０台に対してセダンは５台であるので、図７に説明したように、セダンの期待間隔台数は、３台（＝（２０−５）／５）である。４ＷＤの期待間隔台数は、２．３台（＝（２０−６）／６）である。ミニバンの期待間隔台数は、０．２台（＝（２０−１５）／１５）である。
【００８３】
仕様に対する制約条件及び構成比率に対するペナルティ重みは、−５としている。
【００８４】
図３のステップｓ３０では、順列評価部３５は、初期リードタイム展開部３４で作成された全工程の投入順の評価を行う。ここでの評価は、仕様，オプションに設定された要求条件を満足しない部分をチェックし、検出都度、ペナルティ値を算出する。全ての仕様、オプションに対して、全工程の投入順をチェックし、ペナルティ合算値を求める。
【００８５】
ここで、図１３は、図１０（Ｂ）に示した初期投入順に対して、図１２の仕様に対する制約条件及び構成比率の評価用テーブルを用いて、評価した例を示している。
【００８６】
最初に構成比率の平準化のペナルティ値について説明する。仕様「セダン」の場合、期待間隔台数は、３台である。セダンは、１台目の次は、４台目にあるので、間隔は２台であるから、ペナルティ値は、図７に示した計算方法により、−５（＝（−５）×（３−２）×（３−２））となる。４台目のセダンの次のセダンは、６台目にあるので、間隔は１台であるから、ペナルティ値は、−２０（＝（−５）×（３−１）×（３−１））となる。同様にして、全てのセダンについて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、「０」，「−２０」，「−８０」，「−４５」となるので、ペナルティの合計値は、「−１５０」となる。
【００８７】
仕様「４ＷＤ」の場合、期待間隔台数は、２．３台である。４ＷＤは、３台目の次は、６台目にあるので、間隔は２台であるから、ペナルティ値は、−０．４５（＝（−５）×（２．３−２）×（２．３−２））となる。６台目の４ＷＤの次の４ＷＤは、１１台目にあるので、間隔は４台であるから、ペナルティ値は、−１４．４５（＝（−５）×（２．３−４）×（２．３−４））となる。同様にして、全ての４ＷＤについて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、「０」，「−０．４５」，「−１４．４５」，「−８．４５」，「−８．４５」，「−２．４５」となるので、ペナルティの合計値は、「−３４．２５」となる。同様にして、仕様「ミニバン」に対しても、構成比率のペナルティ値を求め、その合計値として、「−１７．６」が求められる。
【００８８】
次に、制約条件のペナルティ値について説明する。仕様「セダン」には、図１２に示したように、最小間隔台数「１台」の制約条件が付けられている。セダンは、１台目の次は、４台目，６台目，１４台目にあるが、それぞれの間隔は、２台，１台，７台であるので、ペナルティは課せられない。しかし、１４台目のセダンの次は、１５台目にセダンがあるので、間隔は０台であるから、ペナルティ値は、図８に示した計算方法により、−５（＝（−５）×（１−０）×（１−０））となる。同様にして、全てのセダンについて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、「０」，「０」，「０」，「−５」となるので、ペナルティの合計値は、「−５」となる。
【００８９】
仕様「４ＷＤ」の場合には、図１２に示したように、最小間隔台数「２台」の制約条件が付けられている。４ＷＤは、３台目の次は、６台目，１１台目にあるが、それぞれの間隔は、２台，４台であるので、ペナルティは課せられない。しかし、１１台目のセダンの次は、１３台目にセダンがあるので、間隔は２台であるから、ペナルティ値は、−５（＝（−５）×（３−２）×（３−２））となる。同様にして、全てのセダンについて、構成比率のペナルティを求めると、それぞれ、「０」，「０」，「０」，「−５」，「−５」，「０」となるので、ペナルティの合計値は、「−１０」となる。同様にして、仕様「ミニバン」に対しても、最大連続台数のペナルティ値を求め、その合計値として、「−１００」が求められる。なお、仕様「ミニバン」では、７台目から１３台目まで７台のミニバンが連続するが、この連続した最後の１３台目のミニバンに対して、ペナルティ値は、図９に示した計算方法により、−８０（＝（−５）×（７−３）×（７−３））とする。
【００９０】
したがって、図１３に示した並び順に対するペナルティ値の総合計は、「−３１６．８５」となる。
【００９１】
次に、図１４を用いて、図１１（Ｂ）に示した入れ替えを行った投入順に対して、図１２の仕様に対する制約条件及び構成比率の評価用テーブルを用いて、評価した例を示している。
【００９２】
図３のステップｓ４０において、オフライン順列作成部３８が、乱数を用いて、オフライン工程での投入順列の別パターンを作成した後、ステップｓ５０において、順列評価部３５は、全体工程の投入順を評価して、評価値（ペナルティ値）を算出する。算出の方法は、図１３において説明したものと同様である。
【００９３】
図１１（Ａ），（Ｂ）において説明したように、９台目と１１台目の入れ替えを行うと、セダン及びミニバンの構成比率による平準化のペナルティは、それぞれ「−１５０」，「−１７．６」と変化はないものである。しかし、４ＷＤの構成比率による平準化のペナルティは、「−３４．２５」から「−１４．２５」へと低下している。また、セダンの最小間隔台数とミニバンの最大間隔台数のペナルティは、それぞれ「−５」，「−１００」と変化はないものである。しかし、４ＷＤの最小間隔台数のペナルティは、「−１０」から「−５」へと低下している。
【００９４】
したがって、図１４に示した並び順に対するペナルティ値の総合計は、「−２９１．８５」となり、初期並び順より改善をしている。
【００９５】
次に、図１５は、ペナルティ合計値が最も小さくなった並び順、評価状態を示している。図３のステップｓ７５において説明したように、並び替えを行う探索は指定回数行われ、評価値（ペナルティ値）がその前の評価値より改善されると、ステップｓ６５において、新しく求めた順列作成ポイント全ての投入順が採用され記憶される。このようにして求められた投入順が、図１５に示すものである。
【００９６】
図１５に示すように、投入順に、「セダン＋４ＷＤ」，「ミニバン」，「ミニバン」，「セダン＋４ＷＤ」，「ミニバン」とすることにより、仕様「セダン」に対する構成比率のペナルティ値の合計値が、「−１５」となり、仕様「４ＷＤ」に対する構成比率のペナルティ値の合計値が、「−７．８」となり、仕様「ミニバン」に対する構成比率のペナルティ値の合計値が、「−１７．６」となり、仕様「セダン」，「４ＷＤ」，「ミニバン」に対する制約条件のペナルティ値の合計値が、それぞれ、「０」となり、全体のペナルティの総合計は、「−４０．４」となり、改善している。
【００９７】
さらに、ランダム検索ではなく、相互結合型ニューラルネットワークを用いることにより、最適並び順への収束の高速化を図かることができる。また、遺伝的アルゴリズムを使用することで、更に高速化することができる。さらに、評価式、重みの付け方で、出来上がりの順列を、作成者の意図するものにコントロールできる。
【００９８】
次に、図１６〜図２０を用いて、図３のステップｓ２５とステップｓ４５におけるリードタイムずらし処理について説明する。
図１６〜図２０は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【００９９】
最初に、図１６を用いて、リードタイムずらしの基本的な考え方について説明する。図１６では、図５の組立工程Ｋ３を例にして、リードタイムずらしを説明している。図１６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、各四角の枠は、１台ずつの車両を示している。
【０１００】
図１６（Ａ）において、組立入工程（図５のポイントＰ４）と、オフライン工程（図５のポイントＰ５）の間には、８台の車両が滞留する状況である。１台の作業時間が１時間である場合（ライン速度＝１台／Ｈｒの場合）、組立入工程からオフライン工程に到達するまで、８時間を要することになる。
【０１０１】
図１６（Ｂ）は、組立入工程における投入順を示し、図１６（Ｃ）は、オフライン工程における投入順を示している。図１６（Ｃ）に示すように、オフライン工程で１７：００に車両が欲しい場合は、組立工程におけるライン速度と、滞留台数とから、８台÷１台／Ｈｒにより、８時間前，すなわち、８：００に組立入工程で完了するように投入すれば良いことになる。以上のようにして、滞留台数，処理速度を用いて、前工程に並び順を伝達することができる。
【０１０２】
次に、図１７を用いて、ストレージがある場合のリードタイムずらしの考え方について説明する。図１７では、図５の塗装工程Ｋ２組立工程Ｋ３との間にストレージを設けた場合を例にして、リードタイムずらしを説明している。図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）において、各四角の枠は、１台ずつの車両を示している。
【０１０３】
工程間に能力差が合った場合に能力差を吸収する手段を講じないと、能力の高い方が車両待ちとなり、ライン停止に追い込まれることになる。そのために、ストレージと呼ばれるバッファを備えている。
【０１０４】
例えば、図１７（Ａ）に示すように、塗装工程Ｋ２のライン速度が１台／１Ｈｒとし、組立工程Ｋ３のライン速度が１台／３０分とした場合、図５に示した塗装工程Ｋ２の塗装完了ポイントＰ３と、組立工程Ｋ３の組立入りポイントＰ４の間に、８台のストレージと呼ばれるバッファを備える。能力が低い塗装工程は、組立工程側が休んでいる時間帯に、ストレージに車両を溜めこみ、速度バランスが保てるようにする。具体的には、能力が低い塗装工程が勤務時間を増やし、ストレージに蓄積する。能力が高い組立工程が、ストレージの蓄積車両を作業消化している間にも、塗装作業を行うことで、常にストレージに何台かが残る仕組みを作れば、能力の高い組立側がライン停止しないようにすることができる。
【０１０５】
図１７（Ｂ）は、塗装完了ポイントにおける投入順を示し、図１７（Ｃ）は、ストレージの残台数を示し、図１７（Ｄ）は、組立入工程における投入順を示している。
【０１０６】
ストレージにおけるリードタイムずらしは、ストレージの蓄積台数を用いて行える。例えば、図１７（Ｄ）に示すＡ車を１２：００に組立入ポイントに投入するには、そのときのストレージの残台数が「３台」であるならば、３台分遡って、８：００に塗装工程の塗装完了ポイントに投入すればよいことになる。
【０１０７】
ストレージがある場合のリードタイムずらしは、図１６に示した滞留台数に、図１７に示したストレージの蓄積台数を加味し、ストレージ台数の収支計算を行うことで、リードタイムずらしが行える。ここでの収支計算とは、ストレージに入る，出るの差引き残台数を前後工程の出入の時間断面で計算することである。
【０１０８】
次に、図１８を用いて、図１７に示したリードタイムずらしの考え方を、実際の稼動状況を加味して説明する。
【０１０９】
塗装完側は、図１８（Ａ）に示すように、休憩時間（例えば、３：００〜４：００，１２：００〜１３：００）を挟みながら連続で生産を行っている。組立入側の工程は、塗装完側と能力同期するために、図１８（Ｃ）に示すように、一部のシフトを休み（例えば、２３：００〜８：００，１２：００〜１３：００）にしながら生産を行う。組立入は、塗装完の２倍の能力で３０分に１台生産する。塗装完は、１時間に１台の能力で生産する。図１８（Ｂ）は、上述の場合のストレージ残台数の推移を示している。
【０１１０】
図１８の例は、２つの工程のバランスがとれた例である。組立入側の車両Ｚに注目すると、塗装完で２３：００に完了した車両である。車両Ｚを組立入工程で、８：００に割り付けるために、本実施形態では、図１８（Ｂ）に示したストレージの出入りを、出入りのあった時間断面で収支追跡を行なっている。組立入で車両Ｚを取り出した時間（８：００）における断面でのストレージ残台数は、８台を示している。したがって、この８台は、塗装完工程の車両生産枠８個を飛ばした（時間的に遡った）位置に車両Ｚが入ることを示している。塗装完工程で車両Ｚは、時刻８：００より、車両ｈ，ｇ，ｆ，ｅ，ｄ，ｃ，ｂ，ａが割り付く８台の生産枠を飛ばして、２２：００からの生産枠に割付けられてる。
【０１１１】
ここで、生産枠の数（タクトとも言いかえられる）で捕らえると、非稼動時間の考慮が非常に簡単になることがわかる。つまり、生産の枠の数を数えるだけのため、非稼動時間に生産枠を割り付けしなければ、考慮する必要がないことになるためである。
【０１１２】
また、図示の例では、前後の工程に能力差がある場合に、ストレージに溜めこむ台数をコントロールすれば、いかなる能力差も、稼動時間の差も吸収できることを示している。
【０１１３】
次に、図１９及び図２０を用いて、図３のステップｓ２５とステップｓ４５におけるリードタイムずらし処理の中のリードタイム補正について説明する。
図１９（Ａ）は、ツートンカラーの塗装の場合の例を示しており、ツートン塗装のＹ車は、２回塗装ブースを通過する必要がある。すなわち、塗装入工程後、塗装ブースで１度目の塗装を行った後、迂回ラインを経由して、再度２度目の塗装のため、塗装ブースを通過する。
【０１１４】
図１８（Ｂ）に示すように、１回目の塗装時に、Ｘ，Ｙ，１，２，３，４，５，６，７と並んでいたとすると、図１８（Ｃ）に示すように、Ｙ車が２回目のループに入るため、そのときには、Ｘ，Ｙ，１，２，３，４，５，６，Ｙ，７と並ぶことになる。したがって、図１８（Ｄ）に示すように、塗装完の順序は、Ｘ，Ｙ，１，２，３，４，５，６，Ｙ，７と並ぶことになり、塗装完了工程では、Ｘ，Ｙ，１，２，３，…の順で車両を得られないことになる。
【０１１５】
そこで、塗装完了工程でＸ，Ｙ，１，２，３，…の順で車両を得たい場合、２回目の塗装に回るルートの移動時間が把握できれば、順序を組替えることが可能である。図１８（Ａ）に示した例では、迂回ラインに掛かる時間を２時間とし、２時間早めた投入を塗装入り工程で行う頃ことで解決ができる。このように迂回ライン等に要する時間を補正することを、リードタイム補正と称する。リードタイム補正は、時間又は台数で行うことができる。
【０１１６】
次に、図２０を用いて、図１９に示したリードタイム補正の考え方を、より具体的な塗装ラインで説明する。
図２０（Ａ）に示すように、自動車製造業の塗装工程は、下塗り（一般に電着塗装），中塗り，上塗り，オーブン（焼き付け）により構成される。ここで、上塗り工程は、複数の塗装ブース（塗装色Ａの上塗りブース，塗装色Ｂの上塗りブース，塗装色Ｃの上塗りブース）で構成される。なお、塗装ブースの塗装色は、固定ではなく、変更若しくは切替が可能である。
【０１１７】
一般に、白は他の色よりも塗装回数（上塗り回数）が多いため、塗装時間がかかる。高級車の塗装も一般車に比べて厚く塗装するため時間がかかる。つまり、スペックにより塗装の通過時間が異なるのが一般的である。図２０に示す例では、塗装色Ａの車両の塗装ブースの通過時間を２０分とし、塗装色Ｂの車両の塗装ブースの通過時間を１５分とし、塗装色Ｃの車両の塗装ブースの通過時間を１０分としている、ツートンの戻り工程では、テープ作業も含め、通過に２５分かかるとしている。
【０１１８】
この場合に、図２０（Ｂ）に示すように、塗装完ポイントで、塗装色Ａ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ａ，ツートン（Ｂ＋Ｃ），Ａの車両の順で車両が欲しい場合、車体完では通過時間をリードタイムずらしの時間とすれば、簡単に順序を決定できる。例えば、ツートン（Ｂ＋Ｃ）は、Ｂ通過時間１５分＋テープ通過時間２５分＋Ｃ通過時間１０分の計５０分をリードタイムとしている。図２０（Ｂ）の点線は、５分の時間間隔を示している。
【０１１９】
以上のように、リードタイムずらし、リードタイム補正の考え方を使うと、プラント内部の細かい制約を飛ばして、投入順の欲しいポイントの投入順を決定することができる。
【０１２０】
図２０に示した例では、車体完工程で時間が重複していないが、リードタイムずらし結果は時間的に重複する可能性が多分にある。この時間が重なった場合の車両の順序付けのルールを確立しておけば、適切な投入順列を得ることができる。
【０１２１】
次に、図２１〜図２５を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例について説明する。
図２１〜図２５は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
図２１は、図１の入力部１に入力する組立車両オーダー情報の一例を示している。このオーダー情報を用いて、実際に、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置を動作させた例を、図２２以降を用いて説明する。
【０１２２】
オーダーは基準車系として、Ｓ（セダン），Ｍ（ミニバン），Ｒ（ＲＶ）の３種で、セダンとミニバンは各々８台，ＲＶは５台組立てる場合である。車両は、ＣＤ，カーナビ，４ＷＤ，ツートンカラーの４種類の仕様を持つ設定になっている。ライン区分は、製造ルートであり、図４で示した製造ラインを対象とし、図５で示した順列作成ポイントで投入順列を作成させる。オフライン日は、図５に示したファイナル完ポイントＰ６においてオフラインされる予定日である。
【０１２３】
例えば、Ｎｏ．１は、セダン（Ｓ）で、塗装色は、赤である。ライン区分が「１１１１１１」とは、図５における投入順序決定ポイントが、「セットアップ１」−「車体完１」−「塗装１」−「組立入１」−「オフライン１」−「ファイナル完１」となるものであり、図４のセダンの製造ルートＭＲ１であることを表している。オフライン日は、２０００年８月３０日となっている。仕様としては、ＣＤが装着される。また、例えば、Ｎｏ．１５は、ミニバン（Ｍ）で、塗装色は、赤黒である。ライン区分が「３１１１２１」とは、図５における投入順序決定ポイントが、「セットアップ３」−「車体完１」−「塗装１」−「組立入１」−「オフライン２」−「ファイナル完１」となるものであり、図４のミニバンの製造ルートＭＲ２であることを表している。オフライン日は、２０００年８月３０日となっている。仕様としては、ＣＤが装着されること、及び、赤と黒のツートン塗装であることを表している。。
【０１２４】
図２２は、図１の入力部１に入力する順列作成ポイント情報の一例を示している。
【０１２５】
図２２の横軸の項目の「ライン区分」は、「１１１１１１」，「３１１１２１」，「３３３３３３」の３種類であり、図４に示した３種類の製造ラインＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ３を示している。「月」は、製造月を示しており、「８月」であることを示している。「ポイント名」は、図５に示したセットアップポイントＰ１，車体完ポイントＰ２，塗装完ポイントＰ３，組立入りポイントＰ４，オフラインポイントＰ５，ファイナル完ポイントＰ６を示している。各ポイントは、各製造ライン毎に設けられている。
【０１２６】
さらに、「２４Ｄ」は２４日Ｄ勤（昼勤）、「２４Ｎ」は２４日Ｎ勤（夜勤）を示している。そして、各勤務毎の数値は、各工程の指定勤務での生産予定台数である。
【０１２７】
以上のようにして、順列作成ポイント情報は、各製造ライン毎の各ポイントにおける各勤務毎の生産予定台数を示す情報となっている。
【０１２８】
図２３は、図１６で説明した滞留指定台数の情報の一例を示している。
【０１２９】
図２３の横軸の項目の「ライン区分」は、「１１１１１１」，「３１１１２１」，「３３３３３３」の３種類であり、図４に示した３種類の製造ラインＭＲ１，ＭＲ２，ＭＲ３を示している。「月」は、製造月を示しており、「８月」であることを示している。「ポイント名」は、図２２に示したものと異なるが、「車体」はセットアップから車体完の工程間、「塗装」は車体完から塗装完の工程間、「ＰＢＳ」及び「組立」は塗装完から組立入の工程間、「ファイナル」はオフラインからファイナル完の工程間を示している。各ポイントは、各製造ライン毎に設けられている。
【０１３０】
さらに、「２４Ｄ」は２４日Ｄ勤（昼勤）、「２４Ｎ」は２４日Ｎ勤（夜勤）を示している。そして、各勤務毎の数値は、各工程の指定勤務での生産予定台数である。
【０１３１】
以上のようにして、滞留指定台数情報は、各製造ライン毎の各ポイントにおける各勤務毎の滞留指定台数を示す情報となっている。滞留指定台数は、該当する２つの工程間でリードタイムずらしを行う場合に、検討に加える必要がある情報である。
【０１３２】
図２４は、図１の入力部１に入力するスペック（仕様）に対する評価用基礎情報の一例を示している。評価用基礎情報は、評価条件のテーブルとして入力される。
【０１３３】
図２４の横軸の「ポイント」の番号は、図５に示したセットアップポイントＰ１からファイナル完了ポイントＰ６までの順列作成ポイントに対応している。「SPEC(仕様)」としては、ＣＤと、カーナビを例示している。
【０１３４】
図２４の例では、順列作成ポイントのＰ５において、重みについてのみ、ＣＤ及びナーナビに対して「５」としている。これは、Ｍｉｎ（最小間隔台数）、Ｍａｘ（最大連続台数）の指定は、全ての順列作成ポイントで行っていないことを示している。５番目の順列作成ポイント（オフライン工程Ｐ５）に重み５が設定されている。これは、オフライン工程の順列に構成比率の平準化の条件のみを適用して、順列作成をする指示である。
【０１３５】
図２４の表は指定変更可能であり、ここに条件設定を行なうことで、作成した順列のコントロールが行なえる。
【０１３６】
図２５は、ツートンカラーの補正条件を示している。「SPEC（仕様)」が、ツートン塗装の場合、「適用ライン区分」は、「-11---」となっている。すなわち、図５に示すように、車体完ポイントＰ２＝１と、塗装完ポイントＰ３＝１の間に、ツートン塗装のための補正条件が適用されることを示している。「補正時間」は、１２０分補正する必要があることを示している。
【０１３７】
なお、補正は、「台数」であってもよいものである。台数で指定できるメリットは、タクト（シフト作業時間／シフト内生産台数）長さに依存せずに期待する順序割り込みができる点にある。時間の場合メリット迂回するラインのような場合に、本線との合流を定義し易いものである。
【０１３８】
次に、図２６〜図３２を用いて、本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例について説明する。
図２６〜図３２は、本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
図２６に示すように、投入順列情報は、車系，塗色，ライン区分，セットアップポイントの時間，車体完ポイントの時間，塗装完ポイントの時間，組立入ポイントの時間，オフラインポイントの時間，ファイナル完ポイントの時間，仕様(SPEC1,SPEC2)から構成されている。
【０１３９】
例えば、第１列に示される車系「Ｓ（セダン）」は、塗色「赤」，ライン区分「１１１１１１」，セットアップポイントの時間「8/24 17:00」，車体完ポイントの時間「8/25 16:30」，塗装完ポイントの時間「8/28 16:30」，組立入ポイントの時間「8/29 17:00」，オフラインポイントの時間「8/30 17:00」，ファイナル完ポイントの時間「8/31 16:30，仕様(SPEC1,SPEC2)「CD」となっている。図２６に示される情報の中で、車系，塗色，ライン区分，オフラインポイントの時間，仕様(SPEC1,SPEC2)は、図２１に示したものと同様である。但し、図２１の車両を図２１で指定されたオフラインポイントの時間（いずれも、2001年8月30日）にオフラインポイントを終了するようになっており、その条件を満たすための投入順になっているとともに、各ポイントの時間が設定されている。
【０１４０】
車系は、セダン（Ｓ），ミニバン（Ｍ），ＲＶ（Ｒ）と異なる物であり、これらの３車系は、図３において説明したように、混流ラインで製造されるものである。このような混流ラインにより製造される車両に対しても、本実施形態を用いることにより、容易に効率的な投入計画を作成することができる。
【０１４１】
次に、図２７は、図２６に示したオフライン工程部の投入順列を取り出し、オフラインのライン１，２，３に配分して、各々の投入順列に書き直したものである。ラインが異なるため、同時刻の設定がなされている。
【０１４２】
このように、投入ポイント毎の投入順序も出力することができるので、各工程のポイント毎の投入順序も容易に知ることができる。
【０１４３】
次に、図２８は、オフライン工程から組立入工程へのリードタイムずらし状況を示している。この間はラインの分岐、合流はないため、オフライン順序が守られる形で、組立入工程の投入順が決定されている。
【０１４４】
一方、図２９は、組立入工程から、塗装完工程へのリードタイムずらし状況を示している。組立入の１，２ライン分が塗装完ライン１に集約されたことがわかる。
【０１４５】
また、図３０は、塗装完工程から車体完工程へのリードタイムずらし状況を示している。ツートンの仕様を持つＢ１５は、ツートン塗装のために、時間が掛かるため、車体完ラインでは、ツートン塗装に要する分だけリードタイムずらしされて投入されている。
【０１４６】
さらに、図３１は、車体完工程からセットアップへのリードタイムずらし状況を示している。車体完１の車両が、セットアップの１，３に分かれている。
【０１４７】
また、図３２は、オフラインからファイナル完工程へのリードタイムずらし状況を示している。
【０１４８】
自動車は、製造原価の非常に高い製品であるため、在庫を持つことは大きなリスクとなる。また、在庫をどのような仕様、オプションで製作しておくか等の問題で、自動車製造メーカーは、在庫を最小限に留める、または、持たないこととする必要がある。また、注文を受けてから納車までの期間（製造側ではリードタイムと呼ぶ）を短くすることで顧客満足度を向上させることが、競争力維持のために必要となる。更に、工場の操業効率を上げれば、日産の台数が向上し、製造原価を下げることができる。
【０１４９】
これらの条件により、工場は注文を受け付けて、注文を現在ラインに指示している組立完了予定の車両投入順に効率良く追加し、全工程の投入順に替え、製造の体制を早急に整えることが必須である。
【０１５０】
そこで、本実施形態では、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を作成し、リードタイムずらし、リードタイム補正を行いながら、前後工程の投入順列を決定する。この投入順列に対して、予め設定された仕様，オプションの評価条件に従い、チェックを行い違反箇所を検出毎に、予め設定された重みと評価式によりペナルティ値を計算し、合計のペナルティ値が最小となる投入順列を繰り返し検索することにより、作業性の良い投入順列計画が、短時間で作成することが可能となる。このため、計画担当者の負荷の軽減を図ることのみならず、投入順計画立案時間の短縮によるオーダー締め切り時間の延長が可能となり顧客サービス性の向上、オーダー精度の向上が図れる。また、作業効率の向上による製造枠（生産台数）の厳守が図れる等で、利益損失機会の減少を図ることができる。また、予測オーダー情報が作成できれば、その予測オーダーを入力し、未来の相当日数の予測生産順序情報を作成し、部品メーカー等に事前に提供することを可能とし、部品メーカーが生産計画、在庫計画を適格に行なえる環境を作り出す。未来の相当日数は、部品メーカーの部品製造に必要なリードタイム以上あれば、部品メーカーは在庫を０にすることが可能となる。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、分岐・合流を含む混流ラインで、複数工程の要求条件をバランス良く解決する投入順を、容易に作成可能となり、「早急に」、「効率良く」を実現可能としている。更に、投入順計画立案時間の短縮によるオーダー締め切り時間の延長、作業効率の向上による製造枠（生産台数）の厳守等の付加価値を生みだしている。
【０１５２】
【発明の効果】
本発明によれば、効率的な投入順が作成可能な自動車製造ラインの投入順計画立案装置および方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の全体構成を示すシステムブロック図である。
【図２】図１に示した本実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の要部の詳細構成を示すシステムブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置の中の順列作成部３３の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で投入順を作成する自動車製造工場における基本的な工程及び製造ラインの一例の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる投入順序決定ポイントの一例の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる仕様，オプションに対して設定される投入順列作成上の制限条件の一例の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の構成比率平準化条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最小間隔台数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置で用いる制限条件の中の最大連続台数条件に対するペナルティの計算方法の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における投入順作成処理の説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における投入順作成処理の説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図である。
【図１３】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図である。
【図１５】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置における評価値計算処理の説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【図１７】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【図１８】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【図１９】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【図２０】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置におけるリードタイムずらし処理の説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
【図２２】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
【図２３】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
【図２４】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
【図２５】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置に入力する情報の一例の説明図である。
【図２６】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図２７】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図２８】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図２９】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図３０】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図３１】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【図３２】本発明の一実施形態による自動車製造ラインの投入順計画立案装置によって作成された投入順列情報の一例の説明図である。
【符号の説明】
１…入力部
１ａ…ＬＡＮ装置
１ｂ…キーボード
１ｃ…表示装置
１ｄ…入力記憶部
２，４，６，７，８…メモリ
３…演算部
３ａ…順列作成部
３ｂ…時刻割付部
３ｃ…シャシーＮｏ割付部
５…出力部
５ａ…プリンタ
５ｂ…表示装置
５ｃ…計画記憶部
５ｄ…ＬＡＮ装置
３１…入力情報取込み部
３２…繰越し固定範囲決定部
３３…初期オフライン順列作成部
３４…初期リードタイム展開部
３５…順列評価部
３６…評価判定記憶部
３７…処理終了判定部
３８…オフライン順列作成部
３９…リードタイム展開部

Claims (4)

1. 製造すべき車両情報を入力する入力部と、この入力部に入力された上記車両情報に基づき最適な投入順を決定する演算部と、この演算部で求めた投入順計画を外部に出力する出力部とを有する自動車製造ラインの投入順計画立案装置において、
   上記演算部は、
   上記入力部に入力された上記車両情報に基づき、初期の車両の投入順を作成する初期オフライン順列作成部と、
   上記初期オフライン順列作成部によって作成された車両の投入順に対して、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を展開する初期リードタイム展開部と、
   上記初期リードタイム展開部によって展開された投入順に対して、作業投入時の同一仕様車両の平準化分配，特定仕様車の最小投入間隔，連続投入台数の考慮，連続投入時の最大連続台数，最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求める順列評価部と、
   オフライン工程での投入順列の別パターンを作成するオフライン順列展開部と、
   上記オフライン順列展開部で作成された別パターンの投入順列に対して、上記リードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を展開するリードタイム展開部と、
   上記順列評価部によって求められた上記ペナルティ値に基づいて、前記ペナルティ最小となる投入順を求める評価判定記憶部とを備えたことを特徴とする自動車製造ラインの投入順計画立案装置。
2. 請求項１記載の自動車製造ラインの投入順計画立案装置において、
   上記リードタイム展開部は、分岐や合流を伴う混流ラインにおいても、工程間の滞留台数や蓄積台数を利用して、車両毎に異なるリードタイムを算出して、リードタイムずらしを行い、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を決定することを特徴とする自動車製造ラインの投入順計画立案装置。
3. 請求項１記載の自動車製造ラインの投入順計画立案装置において、
   上記リードタイム展開部は、ツートンカラー塗装作業等でラインを２度通過する車両に対して、時間または台数を付加してリードタイムを補正することを特徴とする自動車製造ラインの投入順計画立案装置。
4. 入力された製造すべきの車両情報に基づき最適な投入順を決定する自動車製造ラインの投入順計画立案方法において、
   車両の投入順を作成するとともに、上記入力部から入力した作業投入時の同一仕様車両の平準化分配，特定仕様車の最小投入間隔，連続投入台数の考慮，連続投入時の最大連続台数，最小連続台数からなる制約条件に基づいて、作成された投入順の不満足度をペナルティ値として求め、複数の投入順を作成しながら、それぞれの投入順毎の制約条件に対するペナルティ値を求め、ペナルティ最小となる投入順を求め、
   さらに、組立完了工程であるオフライン工程の投入順列を、工程間の滞留台数や蓄積台数を使ったリードタイムずらしを用いて、前工程や後工程へ投入順を伝播させ、前後工程の投入順を決定することを特徴とする自動車製造ラインの投入順計画立案方法。

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