JP4322571B2 - スケジューリング装置及びスケジューリングプログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するスケジューリング装置及びスケジューリングプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の工程からなる生産ラインにおいて、少なくとも１の工程での製造条件が互いに相異なる複数種類の製品を製造する場合に、各工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュールは、生産ライン全体をモデル化して１つの計画問題として捉え、１つのスケジューラ（生産スケジュールを生成するコンピュータ等からなる装置）で一括して処理（すなわち、生成または決定）されていた。
【０００３】
例えば、工程毎に製品の処理順序の順に製品の識別情報（例えば、製品番号）が格納されたマトリックス（行列）として生産ライン全体の生産スケジュールを表現し、マトリックス中の製品番号を入れ替える操作を「組合せ最適化法」を用いて行う方法がある。しかし、このような方法を用いる場合には、処理する製品の個数や生産ライン内の工程数が増加すると、処理に要する計算量が飛躍的に増大し、実用性が損なわれる原因となっていた。
【０００４】
そこで、近年、各工程の生産スケジュールをそれぞれ１つのスケジューラが生成し、各スケジューラ間で情報を交換することによって生産ライン全体の生産スケジュールを調整する「分散型スケジューリング」が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
この方法は以下の特徴を有する。
（１）各工程の生産スケジュールをそれぞれ１つのスケジューラが生成する。
（２）各スケジューラは、自工程の生産スケジュールとして、各製品の処理順序、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める。
（３）各スケジューラは、互いに直前、直後の工程のスケジューラとの間で情報を交換し、各製品の「直前工程の処理終了予定時刻」と、「直後工程の処理開始予定時刻」とを取得する。
（４）各スケジューラは、ＳＡ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法を用いて、以下の評価項目の重み付き加算である評価関数を最適化するように製品の処理順序を入れ替える。
ａ）異なる種類の製品を続けて処理する場合に発生する段取り作業（例えば、鉄鋼製造ラインにおける圧延工程でのロール交換作業等）の回数：段取り作業の回数が少ない程生産効率が向上する。
ｂ）各製品の処理終了予定時刻の工程納期（出荷納期と工程間の平均的なリードタイムとから計算した仮想的な納期であり、各工程で出荷納期を考慮した生産スケジュールを生成する目的で導入されている）からの遅れ：工程納期からの遅れが小さい程、納期管理の点で良好な生産スケジュールとなる。
ｃ）各製品の処理終了予定時刻の直後工程での処理開始予定時刻からの遅れ：本来は、直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが有ると工程間の生産スケジュールに不整合があることになる（すなわち、実行不可能な生産スケジュールとなる）が、「生産スケジュールを更新する過程で制約を満たす（すなわち、実行可能な）生産スケジュールを得る」方法を採用している。そのため、生産スケジュールの制約条件とはせずに、評価項目として評価関数に含めている。なお、各製品の処理開始予定時刻は、直前工程の処理終了予定時刻以降であることを制約条件としている。
（５）（３）及び（４）を繰り返すことにより、評価関数が最適化される。つまり、段取り作業の回数が少なく（生産効率が良好で）、工程納期からの遅れが少なく（納期が確保され）、実行可能な生産スケジュールが得られる。
【０００６】
上述の分散型スケジューリングを用いる場合には、工程毎のスケジューラの処理を並列して実行させることが可能となるため、処理の高速化を図ることができる。また、各スケジューラは互いに独立であるため、各工程に固有の条件を付加することが可能であり、その変更も容易である。更に、生産ライン内の工程が削除された場合や工程の追加が発生した場合にも、対応するスケジューラを削除または追加することができるため、生産ラインの変更に柔軟に対応できる。
【０００７】
【非特許文献１】
鉄鋼協会システムフォーラム第６回講演資料集：「探索的な組合せ最適化法に基づく分散協調型スケジューリング手法」、日本鉄鋼協会、２００２年２月
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の生産ラインの操業においては、生産性を特に重視すべき工程（いわゆる、ネック工程）とネック工程に同期させて稼動させる工程（非ネック工程）とがあるが、上記従来の分散型スケジューリング方法では、これらを峻別することなく生産スケジュールが生成されるため、例えば、ネック工程のスケジュールが生産性の良好ではないスケジュールとなる等の実操業上好ましくない生産スケジュールが生成される場合がある。
【０００９】
また、各スケジューラは、各製品の処理開始予定時刻が、直前工程の処理終了予定時刻以降であることを制約条件とし、且つ、各製品の処理終了予定時刻が、直後工程での処理開始予定時刻から遅れないように生産スケジュールが生成されるため、前工程での生産スケジュールが不適切であることに起因して後工程で納期遅延が発生している場合には、それを修正することが困難であり、適切な生産スケジュールが得られるまでに多大な計算時間を要する場合がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、適切な生産スケジュールを効率的に生成することの可能なスケジューリング装置及びスケジューリングプログラムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスケジューリング装置は、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するスケジューリング装置であって、前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段とを備え、各工程別スケジューリング手段が、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部とを備え、前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示される。ここで、各工程別スケジューリング手段において、工程スケジュール記憶部に自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報が格納され、データ取得部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報が取得される。また、予定時刻算出部によって、工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められ、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価される。更に、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて、工程別生産スケジュールが変更され、工程スケジュール記憶部に更新的に格納される。加えて、データ出力部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の処理終了予定時刻情報が出力される。
【００１３】
このようにして、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００１４】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００１５】
また、データ取得部によって、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報が取得され、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、データ出力部によって、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻が処理開始可能時刻情報として出力される。また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価されるため、効率的に適切な生産スケジュールが生成される。
【００１６】
このようにして、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００１７】
請求項２に記載のスケジューリング装置は、前記工程別スケジューリング手段が、前記評価部において使用される重み情報を格納する重み記憶部を備え、前記評価部が、前記重み記憶部の重み情報を用いて重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって評価することを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段の重み記憶部に、評価部において使用される重み情報が格納されており、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いて重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価される。
【００１９】
このようにして、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価が行われる。
【００２０】
請求項３に記載のスケジューリング装置は、前記工程別スケジューリング手段が、前記重み記憶部に格納する重みを設定する重み設定部を備え、前記重み設定部が、工程毎に重みを設定することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段の重み設定部によって、重み記憶部に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することが可能となる。例えば、生産のネック工程（生産ラインの生産量を規定するボトルネックとなっている工程）である場合には、生産効率を優先した重み付けをすることが好ましい。
【００２２】
請求項４に記載のスケジューリング装置は、前記工程別生産スケジュール変更部が、生産スケジュールの変更回数をカウントし、前記重み設定部が、前記変更回数の増大に応じて前記納期の達成度の重みを大きく設定することを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によれば、工程別生産スケジュール変更部によって、生産スケジュールの変更回数がカウントされ、重み設定部によって、変更回数の増大に応じて納期の達成度の重みが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールが得られる。
【００２４】
請求項５に記載のスケジューリング装置は、前記複数の工程の内、１の工程の前記重み設定部が、他の工程の前記重み設定部と比較して、前記変更回数の増大に応じた前記納期の達成度の重みの増加する程度が大きいことを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によれば、生産ラインを構成する複数の工程の内、１の工程の重み設定部によって、他の工程の重み設定部と比較して、変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みがより早く増加される。そこで、例えば、最終工程の重み設定部が他の工程の重み設定部と比較して変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みをより早く増加させると、納期を達成可能な生産スケジュールが生成される。
【００２６】
請求項６に記載のスケジューリングプログラムは、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するためのスケジューリングプログラムであって、コンピュータを、前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段として機能させ、各工程別スケジューリング手段が、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部として機能し、前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴としている。
【００２７】
上記のプログラムによれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示される。ここで、各工程別スケジューリング手段において、工程スケジュール記憶部に自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報が格納され、データ取得部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報が取得される。また、予定時刻算出部によって、工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められ、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価される。更に、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて、工程別生産スケジュールが変更され、工程スケジュール記憶部に更新的に格納される。加えて、データ出力部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の処理終了予定時刻情報が出力される。
【００２８】
このようにして、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００２９】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００３０】
また、データ取得部によって、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報が取得され、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、データ出力部によって、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻が処理開始可能時刻情報として出力される。また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価されるため、効率的に適切な生産スケジュールが生成される。
【００３１】
このようにして、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るスケジューリング装置の構成図の一例である。スケジューリング装置１は、２以上の所定数の工程（ここでは、４工程）からなり、４つの工程毎に前後工程が予め設定されており（ここでは、工程１、工程２、工程３、工程４の順に処理されるものとする）、４つの工程（工程１〜工程４）の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類（ここでは、６種類）の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品（ここでは、６つの製品）の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するものである。
【００３３】
スケジューリング装置１は、４つの工程毎に６つの製品の処理順序を決定する４つのスケジューラ（工程別スケジューリング手段に相当する）１１〜１４と、スケジューラ１１〜１４に対して、スケジューラ１１〜１４間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示する制御装置２（制御手段に相当する）とを備えている。ここで、スケジューラ１１〜１４と制御装置２とはＬＡＮ３で通信可能に接続されている。
【００３４】
スケジューラ１１〜１４は、自工程の直前及び直後の工程のスケジューラ１１〜１４からの情報を用いて自工程の生産スケジュールを生成し、生成した生産スケジュールを生産の効率及び納期の確保の観点から評価関数Ｅ１〜Ｅ４を用いて評価し、評価結果に基づいて生産スケジュールを変更するものである。
【００３５】
制御装置２は、スケジューラ１１〜１４間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示するものであって、スケジューリング装置１全体の処理の制御を司るものである。
【００３６】
図２は、スケジューラ１１〜１４のハード構成図の一例である。スケジューラ１１〜１４は、いずれも同様のハード構成を備えているため、ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。スケジューラ１２は、パーソナルコンピュータ等からなり、スケジューラ１２の全体の動作を制御する制御部１２ａと、外部からの操作を受け付ける操作部１２ｂと、外部に音声を出力するスピーカ１２ｃと、外部に画像を出力するモニタ１２ｄと、ＬＡＮ３を介して他のスケジューラ１２〜１４及び制御装置２と通信を行うネットワーク通信部１２ｅとがデータ伝送路であるバスＢＡ１２を介して接続されている。
【００３７】
制御部１２ａはスケジューラ１２の全体の動作を制御するもので、情報処理部（ＣＰＵ）１２ａ１と、処理途中の情報等を一時的に格納するＲＡＭ１２ａ２と、所定の画像情報等が予め記憶されたＲＯＭ１２ａ３とを備えている。
【００３８】
描画処理部１２ｄ１は制御部１２ａからの画像表示指示に従って所要の画像をモニタ１２ｄに表示させるもので、ビデオＲＡＭ等を備えている。音声再生部１２ｃ１は制御部１２ａからの指示に従って所定のメッセージやＢＧＭ等をスピーカ１２ｃに出力するものである。ＲＯＭ１２ａ３に記憶された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に記憶され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。
【００３９】
ネットワーク通信部１２ｅは、各種データをＬＡＮ３からなるネットワークを介して他のスケジューラ１１、１３、１４及び制御装置２と送受信するためのものである。インターフェイス部１２ｂ１は、操作部１２ｂとの間のデータの授受を行うためのものである。制御部１２ａは、このネットワーク通信部１２ｅを介して他のスケジューラ１１、１３、１４及び制御装置２から送信された種々の情報を用いて各種の処理を行う。
【００４０】
なお、本発明のスケジューリングプログラムの一部は、ＲＯＭ１２ａ３に記録されており、ＲＡＭ１２ａ２上にロードされ、ＣＰＵ１２ａ１によりＲＡＭ１２ａ２上のスケジューリングプログラムが順次実行されることによってそれぞれの機能が実現される。
【００４１】
図３は、制御部１２ａの機能構成図の一例である。ＣＰＵ１２ａ１は、制御装置２からの処理実行指示を受け付けて、自工程（工程２）の生産スケジュールの初期値を生成する初期スケジュール生成部１２ａ１０と、制御装置２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部１２ａ１１と、自工程（工程２）の生産スケジュール情報及び直前工程（工程１）の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部１２ａ１２と、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて自工程（工程２）の生産スケジュールの生産効率を評価する評価部１２ａ１３と、評価部１２ａ１３にて使用する評価関数Ｅ２の重みを設定する重み設定部１２ａ１４と、評価部１２ａ１３による評価結果に基づいて、自工程（工程２）の生産スケジュールを変更し、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１に更新的に格納するスケジュール変更部１２ａ１５（工程別生産スケジュール変更部に相当する）と、制御手段２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部１２ａ１６とを備える。
【００４２】
初期スケジュール生成部１２ａ１０は、制御装置２からの処理実行指示を受け付けて、例えば、自工程での製品の処理順序を乱数等を用いてランダムに生成することによって、自工程（工程２）の生産スケジュールの初期値を生成し、スケジュール記憶部１２ａ２１に格納するものである。
【００４３】
データ取得部１２ａ１１は、制御装置２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１（データ出力部１１ａ１６）から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得すると共に、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３（データ出力部１３ａ１６）から、当該直後工程（工程３）において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報を取得するものである。
【００４４】
予定時刻算出部１２ａ１２は、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１から自工程（工程２）の生産スケジュール情報を読み出して、製品毎に、この生産スケジュール情報及び直前工程（工程１）の処理終了予定時刻情報を用いて、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求めるものである。具体的には、前工程（工程１）での処理終了予定時刻に前工程（工程１）から自工程（工程２）への製品の搬送時間等の工程間リードタイムを加算した時刻と、自工程（工程２）で直前に処理される製品の処理終了予定時刻とを比較して、遅い方の時刻を処理開始予定時刻として求める。そして、処理開始予定時刻に当該製品の処理に要する時間である処理時間を後述する処理時間記憶部１２ａ２２から読み出して加算した時刻を処理終了予定時刻として求めるものである。ただし、当該製品を処理するために段取り替えが必要である場合には、処理開始予定時刻は、段取り替え時間分遅れることになる。
【００４５】
ここで、段取り替えとは、直前に処理する製品と今後処理する製品との自工程（工程２）での製造条件が異なるために、直前に処理する製品の製造条件から今後処理する製品の製造条件に変更するために要する作業のことである。例えば、圧延工程では、ロール表面区分が異なる製品を処理する場合に発生する圧延ロール交換作業等であり、メッキ工程では、メッキ種別が異なる製品を処理する場合に発生するメッキ槽の切り換え作業等である。
【００４６】
評価部１２ａ１３は、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて自工程（工程２）の生産スケジュールの生産効率を評価すると共に、データ取得部１２ａ１１によって取得された処理開始可能時刻を用いて生産スケジュールの納期の達成度を評価するものである。
【００４７】
ここでは、次の（１）式で定義される評価関数Ｅｉの値によって評価する。
【００４８】
Ｅｉ＝αｉ×（工程ｉでの段取り替え時間の総和）
＋βｉ×（工程ｉでの処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和）
＋γｉ×〔工程ｉでの処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和〕 （１）
ただし、ｉ＝１〜４であって、ここでは、ｉ＝２であり、重みαｉ、βｉ、γｉは、後述する重み記憶部１２ａ２３に格納されているものである。評価関数Ｅｉの第１項は、生産効率を評価するための評価項目であり、第２項及び第３項は、納期の達成度を評価するための評価項目である。なお、評価関数Ｅｉの第２項及び第３項の遅れ時間が「０」未満である場合には、「０」として取り扱うものとする。
【００４９】
ここで、評価関数Ｅｉで使用される納期の達成度を評価するための指標について図４及び図５を用いて説明する。図４は、後工程納期の説明図の一例であり、図５は、後工程処理可能時刻の説明図の一例である。図４及び図５において横軸は時間Ｔであり、縦方向に工程ｉ及びその直前工程である工程（ｉ−１）、直後工程である工程（ｉ＋１）の生産スケジュールの一部を上から下に通過工程順に示している。図中の処理時間Ｊ０、Ｊ１はそれぞれ製品Ｐ０、Ｐ１の各工程における処理時間である。また、ここでは、便宜上、工程間のリードタイムが「０」であるものとして（工程間のリードタイムを無視して）説明する。
【００５０】
図４、図５において、時刻Ｔ０は工程ｉにおける製品Ｐ１の工程納期の時刻である。ここで、工程納期とは、出荷納期と工程間の平均的なリードタイムとから計算した仮想的な納期の時刻であり、各工程で出荷納期を考慮した生産スケジュールを生成する目的で導入されている。時刻ＴＦ１は工程ｉにおける製品Ｐ１の処理終了予定時刻（処理時間Ｊ１の終了予定タイミング）である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、工程納期の時刻Ｔ０に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ａだけ遅れている。
【００５１】
図４において、時刻Ｔ１は工程（ｉ＋１）における製品Ｐ１の処理開始予定時刻である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ｂだけ遅れている。従来の生産スケジュールは、工程納期の時刻Ｔ０に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ａ及び直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ｂを用いて評価されていた。
【００５２】
図５において、時刻Ｔ２は工程（ｉ＋１）における製品Ｐ１の直前に処理される製品Ｐ０の処理終了予定時刻（この時刻Ｔ２から工程（ｉ＋１）において製品Ｐ１の処理を開始することが可能であるため、製品Ｐ１の処理開始可能時刻という）である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ｃだけ遅れている。本発明の生産スケジュールは、工程納期の時刻Ｔ０に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ａ及び直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ｃを用いて評価される。
【００５３】
遅れ時間Ｂは、直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れを表しており、これを「０」以下にしないと実行可能な生産スケジュールとはならない。これに対して、遅れ時間Ｃは、直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れを表しており、これを「０」に近づけることで工程（ｉ＋１）の生産効率が向上する。つまり、遅れ時間Ｂは、実行可能な生産スケジュールを生成する上で必須の条件（最低限満たすべき条件）を規定するものであるのに対して、遅れ時間Ｃは更に厳しい納期条件を規定するものである。
【００５４】
再び図３に示す構成図に戻って説明する。重み設定部１２ａ１４は、上記（１）式で定義される評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉ、γｉ（ここでは、ｉ＝２）を設定するものである。また、重み設定部１２ａ１４は、スケジュール変更部１２ａ１５によって求められるスケジュール変更回数Ｎｉの増加に伴って納期の達成度を評価するための評価項目の重みγｉを大きくするものである。例えば、重みγｉを次の（２）式を用いて求める。
【００５５】
γｉ＝Ｍ０＋Ｍ１×［１−ｅｘｐ（−Ｋｉ×Ｎｉ）］ （２）
ただし、係数Ｍ０、Ｍ１は正の定数（例えば、Ｍ０＝１、Ｍ１＝２）であり、係数Ｋｉ（ｉ＝１〜４）は、スケジュール変更回数Ｎｉの増加に伴う重みγｉの増大速度を決定する係数であって、係数Ｋｉの値が大きい程、重みγｉは速く増大する（図６（ａ）参照）。例えば、生産効率を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を小さく設定し、納期を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を大きく設定すると、適切な生産スケジュールが生成される。
【００５６】
ここで、図６を用いて、係数Ｋｉの意味について具体的に説明する。図６は、係数Ｋｉの重みγｉ及び生産スケジュールに及ぼす影響についての説明図の一例である。（ａ）は係数Ｋｉの変化に伴う重みγｉの変化のグラフであって、（ｂ）は係数Ｋｉの値の生産スケジュールへの影響を表す図である。
【００５７】
（ａ）のグラフの横軸は、スケジュール変更回数Ｎｉ（ここでは、工程ｉ１のスケジュール変更回数Ｎｉ１、工程ｉ２のスケジュール変更回数Ｎｉ２）であって、縦軸は重みγｉ（ここでは、工程ｉ１の重みγｉ１、工程ｉ２の重みγｉ２）である。ここでは、工程ｉ１の係数Ｋｉである係数Ｋｉ１が工程ｉ２の係数Ｋｉである係数Ｋｉ２より大きい場合を図示している。係数Ｋｉが大きい程、少ないスケジュール変更回数Ｎｉで重みγｉが増大する（増大速度が速い）。従って、工程ｉ１の重みγｉ１は、工程ｉ２の重みγｉ２より速く増大する。
【００５８】
（ｂ）の図において横軸は時間Ｔであり、縦方向に工程ｉ１及びその直後工程である工程ｉ２、さらにその直後工程について本発明のスケジューリング装置によって生成された生産スケジュールの一部を上から下に通過工程順に示している。工程ｉ１の重みγｉ１は速く増大するため、生産効率と比較して納期の達成度に関する評価が厳しく、逆に、工程ｉ２の重みγｉ２の増大する速度が遅いため、納期の達成度と比較して生産効率に関する評価が厳しい。そこで工程ｉ２は生産効率の良好なスケジュールが生成されている。つまり、生産効率を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を小さく設定し、納期を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を大きく設定すると、適切な生産スケジュールが生成される。
【００５９】
再び図３の構成図に戻って説明する。スケジュール変更部１２ａ１５は、評価部１２ａ１３による評価結果に基づいて、自工程（工程２）の生産スケジュールを変更し、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１に更新的に格納するものである。具体的には、（１）式で定義される評価関数Ｅｉの値を最小化するための生産スケジュールを求め、その生産スケジュールに変更するものである。評価関数Ｅｉの値を最小化するための生産スケジュールを求める手法としては、ＳＡ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｌｉｔｈｍ）、局所探索法等の最適化法を用いることができる。ここでは、ＳＡ法を用いるものとする。
【００６０】
データ出力部１２ａ１６は、制御手段２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３（データ取得部１３ａ１１）に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力すると共に、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１（データ取得部１１ａ１１）に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報を出力するものである。
【００６１】
ＲＡＭ１２ａ２は、自工程（工程２）における製品の処理順序である生産スケジュール情報を更新的に格納するスケジュール記憶部（工程別スケジュール記憶部に相当する）１２ａ２１と、自工程（工程２）における各製品の処理時間（処理に要する時間）情報を格納する処理時間記憶部１２ａ２２と、重み設定部１２ａ１４によって設定された重み情報を更新的に格納する重み記憶部１２ａ２３とを備えている。
【００６２】
スケジュール記憶部１２ａ２１は、自工程（工程２）における製品の処理順序である生産スケジュール情報を更新的に格納するものであって、初期スケジュール生成部１２ａ１０によって生成された生産スケジュールの初期値が格納されており、スケジュール変更部１２ａ１５によって生産スケジュールが変更された場合に更新されるものである。なお、生産スケジュールの初期値は、例えば、外部からの入力を受け付けて予め設定されている形態でもよい。
【００６３】
処理時間記憶部１２ａ２２は、予定時刻算出部１２ａ１２で使用する各製品の自工程（工程２）での処理時間情報を格納するものである。この処理時間情報は、予め外部からの入力を受け付けて設定する形態でもよいし、製品の重量、サイズ等の条件から算出して設定する形態でもよい。
【００６４】
重み記憶部１２ａ２３は、重み設定部１２ａ１４によって設定された重み情報を更新的に格納するものである。具体的には、評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉ、γｉの値を格納するものである。ここでは、重みαｉ、βｉは定数であり、重みγｉは上述の（２）式に従って、スケジュール変更回数Ｎｉによってその値が変化する変数である。
【００６５】
図７は、制御装置２のハード構成図の一例である。制御装置２は、パーソナルコンピュータ等からなり制御装置２の全体の動作を制御する制御部２ａと、外部からの操作を受け付ける操作部２ｂと、外部に音声を出力するスピーカ２ｃと、外部に画像を出力するモニタ２ｄと、ＬＡＮ３を介してスケジューラ１１〜１４２と通信を行うネットワーク通信部２ｅとがデータ伝送路であるバスＢＡ２を介して接続されている。
【００６６】
制御部２ａは制御装置２の全体の動作を制御するもので、情報処理部（ＣＰＵ）２ａ１と、処理途中の情報等を一時的に格納するＲＡＭ２ａ２と、所定の画像情報等が予め記憶されたＲＯＭ２ａ３とを備えている。
【００６７】
描画処理部２ｄ１は制御部２ａからの画像表示指示に従って所要の画像をモニタ２ｄに表示させるもので、ビデオＲＡＭ等を備えている。音声再生部２ｃ１は制御部２ａからの指示に従って所定のメッセージやＢＧＭ等をスピーカ２ｃに出力するものである。ＲＯＭ２ａ３に記憶された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に記憶され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。
【００６８】
ネットワーク通信部２ｅは、各種データをＬＡＮ３からなるネットワークを介してスケジューラ１１〜１４と送受信するためのものである。インターフェイス部２ｂ１は、操作部２ｂとの間のデータの授受を行なうためのものである。制御部２ａは、このネットワーク通信部２ｅを介してスケジューラ１１〜１４から送信された種々の情報を用いて各種の処理を行う。
【００６９】
なお、本発明のスケジューリングプログラムの一部は、ＲＯＭ２ａ３に記録されており、ＲＡＭ２ａ２上にロードされ、ＣＰＵ２ａ１によりＲＡＭ２ａ２上のスケジューリングプログラムが順次実行されることによってそれぞれの機能が実現される。
【００７０】
図８は、制御部２ａの機能構成図の一例である。ＣＰＵ２ａ１は、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示する処理実行制御部２ａ１１と、スケジューラ１１〜１４に対してスケジューラ１１〜１４間のデータの授受を指示する入出力制御部２ａ１２とを備える。
【００７１】
処理実行制御部２ａ１１は、スケジューラ１１〜１４の初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０、予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３、重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して処理の実行を指示するものである。各スケジューラ１１〜１４はそれぞれ独立に、且つ、並行して処理を行うため、処理実行制御部２ａ１１は、その処理の実行タイミングの調整を行うと共に、スケジューラ１１〜１４の評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値を用いて終了判定を行うものである。
【００７２】
入出力制御部２ａ１２は、スケジューラ１１〜１４のデータ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１に対してデータの取得を指示すると共に、データ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６に対してデータの出力を指示し、スケジューラ１１〜１４間のデータの授受を制御するものである。
【００７３】
図９は、制御部２ａの処理の概要を表すフローチャートの一例である。まず、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０に対して、初期生産スケジュールを生成する旨の指示情報が出力され、次いで、スケジューラ１１〜１４の予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して順次処理の実行が指示される（ステップＳ１）。ここでは、ステップＳ１で行われる処理の指示を初期スケジュールの処理指示という。
【００７４】
そして、制御部２ａの制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、によって、スケジューラ１１〜１４のデータ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１及びデータ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６に対してデータの授受の指示情報が出力される（ステップＳ３）。ここでは、ステップＳ３で行われる処理の指示を情報交換処理指示という。
【００７５】
つぎに、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して順次処理の実行が指示される（ステップＳ５）。ここでは、ステップＳ５で行われる処理の指示をスケジュール変更処理指示という。
【００７６】
そして、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２によって、ステップＳ３と同様の情報交換処理指示が行われる（ステップＳ７）。次いで、ステップＳ５での指示に従ってスケジューラ１１〜１４の評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって得られる評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値を用いて制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって終了判定処理が行われる（ステップＳ９）。終了判定処理とは、例えば、評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値が全て所定値（例えば、１）以下となった場合に処理を終了すると判定するものである。
【００７７】
ステップＳ９において処理を終了すると判定された場合には、処理が終了される。ステップＳ９において処理を終了しないと判定された場合には、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４に対して重みγｉを変更する旨の指示情報が出力され（ステップＳ１１）、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５からステップＳ９の処理が繰り返し実行される。
【００７８】
図１０は、図９のステップＳ１及びステップＳ３に対応するスケジューラ１１〜１４の処理を表すフローチャートの一例である。ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。まず、初期スケジュール生成部１２ａ１０によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの初期生産スケジュールを生成する旨の指示情報が受け付けられて、初期生産スケジュールが生成される（ステップＳ１０１）。次いで、予定時刻算出部１２ａ１２によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、処理開始予定時刻および処理終了予定時刻が求められる（ステップＳ１０３）。そして、データ出力部１２ａ１６によって、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２からのデータを出力する旨の指示情報が受け付けられて、処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報が出力され（ステップＳＴ５、７）、処理が終了される。
【００７９】
図１１は、図９のステップＳ５〜Ｓ１１に対応するスケジューラ１１〜１４の処理を表すフローチャートの一例である。ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。まず、データ取得部１２ａ１１によって、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２からのデータを取得する旨の指示情報が受け付けられて、各製品の直前工程（工程１）における処理終了予定時刻情報及び直後工程（工程３）の処理開始可能時刻情報が取得される（ステップＳ５０１、５０３）。そして、予定時刻算出部１２ａ１２によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、スケジュール記憶部１２ａ２１から自工程（工程２）の生産スケジュール情報が読み出され、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められる（ステップＳ５０５、５０７）。
【００８０】
つぎに、評価部１２ａ１３によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、評価関数Ｅｉ（ｉ＝２）の値が求められる（ステップＳ５１１）。そして、所定の終了条件（例えば評価関数Ｅｉ（ｉ＝２）の値が３回減少する、又は、スケジュールが３回更新された）を満たすか否かの判定が行われる（ステップＳ５１３）。終了条件を満たさないと判定された場合には、スケジュール変更部１１ａ１５によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、生産スケジュールが変更される（ステップＳ５１５）。そして、重み設定部１２ａ１４によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、重みγｉが変更され（ステップＳ５１６）、ステップＳ５０１に戻り、ステップＳ５０１からステップＳ５１３の処理が繰り返し実行される。
【００８１】
ステップＳ５１３において、終了条件を満たすと判定された場合には、データ出力部１２ａ１６によって、制御手段２の入出力制御部２ａ１２からのデータの授受の指示が受け付けられて、各製品の処理終了予定時刻及び処理開始可能時刻が出力され（ステップＳ５１７、５１９）、処理が終了される。
【００８２】
ここで、図１２〜図１６を用いてスケジューリング装置１によって生成される生産スケジュールの一例を説明する。ここでは、製品１〜製品６が工程１〜工程４の順に処理される場合の生産スケジュールについて説明する。図１２は、段取り替えの要否を表す図表の一例である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ工程１〜工程４の段取り替え要否を表す図表である。段取り替えの要否は、前に処理される製品とその直後に処理される製品との種類によって決定する。各図表において、各行が前に処理される製品であり、各列が後に処理される製品である。ここで、×印は段取り替えが必要であることを表し、○印は段取り替えが不要であることを表す。例えば、工程１において、製品１の後に製品４を処理する場合には製品４の処理開始の前に段取り替えが必要であり、製品１の後に製品２を処理する場合には製品２の処理開始の前の段取り替えは不要である。
【００８３】
図１３は、図１０のフローチャートのステップＳ１０１において生成される初期生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００８４】
例えば、工程２では、製品５、製品６、製品３、製品１、製品４、製品２の順に処理され、製品５の処理終了から製品６の処理開始までの間に５０分の待ち時間が発生しており、製品６と製品３、製品１と製品４、製品４と製品２との処理の間には段取り替えが発生している（図１２（ｂ）参照）。この初期スケジュールでは、全ての製品（製品１〜製品６）について工程４の工程納期に対して処理終了予定時刻が遅れており、工程納期遅延が発生している。
【００８５】
図１４は、図１０のフローチャートのステップＳ１０３において行われる情報交換処理の説明図の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１、工程２（または、工程１〜工程３）の生産スケジュールをこの順に記載している。（ａ）は、工程１の製品６に関する情報交換処理の説明図であり、（ｂ）は、工程２の製品４に関する情報交換処理の説明図である。
【００８６】
（ａ）において、工程２の製品６の処理の直前に製品５の処理が予定されており、製品５の処理終了予定時刻が８０分であるから、工程２における製品６の処理開始可能時刻は８０分である。そこで、図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理では、工程１における製品６の処理終了予定時刻が７０分（＝８０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程１の生産スケジュールの変更が行なわれる。
【００８７】
（ｂ）において、工程２の製品４に関して、直前工程（工程１）の処理終了予定時刻は８０分であり、直後工程（工程３）の処理開始可能時刻は２２０分である。そこで、図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理では、工程２における製品４の処理開始予定時刻が９０分（＝８０分＋１０分（＝工程間リードタイム））以降で、且つ、２１０分（＝２２０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程２の生産スケジュールの変更が行なわれる。
【００８８】
図１５は、図１３に示す初期生産スケジュールが図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理によって変更されて得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００８９】
例えば、図１４（ａ）を用いて説明した工程１の製品６については、処理終了予定時刻が７０分（＝８０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程１の生産スケジュールの変更が行なわれている。また、図１４（ｂ）を用いて説明した工程２の製品４については、工程２における製品４の処理開始予定時刻が９０分（＝８０分＋１０分（＝工程間リードタイム））以降で、且つ、２１０分（＝２２０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程２の生産スケジュールの変更が行なわれている。更に、工程１〜工程４の段取り替えの回数が、初期スケジュールでは、それぞれ２回、３回、３回、１回であったが、図１５に示す変更後の生産スケジュールでは、それぞれ１回、２回、１回、１回と全体的に減少し、生産効率が向上されている。
【００９０】
一方、製品４については、工程１での処理終了予定時刻よりも工程２での処理開始予定時刻が早く、製品５については、工程２での処理終了予定時刻よりも工程３での処理開始予定時刻が早く実行不可能な生産スケジュールとなっている。本来は、直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが有ると工程間の生産スケジュールに不整合があることになる（すなわち、実行不可能な生産スケジュールとなる）が、「生産スケジュールを更新する過程で制約を満たす（すなわち、実行可能な）生産スケジュールを得る」方法を採用しているため、各製品の処理終了予定時刻の直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが無いことを生産スケジュールの制約条件とはせずに、評価項目として評価関数に含めていることに起因している。
【００９１】
図１６は、図１３に示す初期生産スケジュールに対してスケジュール変更処理が施され最終的に得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００９２】
各工程１〜４での生産スケジュールが適正化され、全ての製品１〜６について工程４の工程納期Ｔ１０〜Ｔ６０に対する遅延が解消されている。また、生産効率を重視する工程である工程３では、段取り替えの回数が「０」となり、生産効率の高い生産スケジュールとなっている。
【００９３】
上述のように、スケジューラ１〜４によって、生産ラインを構成する４つの工程毎に複数（ここでは６つ）の製品の処理順序が決定され、制御装置２によって、スケジューラ１〜４に対して、スケジューラ１〜４間におけるデータの授受が指示されると共に、スケジューラ１〜４の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００９４】
また、スケジューラ１〜４において、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別の生産スケジュールの生産効率が評価され、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３による評価結果（評価関数Ｅｉの値）に基づいて工程別に生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００９５】
更に評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１により取得された処理開始可能時刻を用いて工程別の生産スケジュールの納期の達成度が評価され、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３による評価結果（評価関数Ｅｉの値）に基づいて工程別に生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００９６】
加えて、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、重み記憶部１１ａ２３〜１４ａ２３の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数Ｅｉの値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価が行われる。
【００９７】
また、スケジューラ１〜４の重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４によって、重み記憶部１１ａ２３〜１４ａ２３に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することが可能となる。
【００９８】
更に、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、生産スケジュールの変更回数Ｎｉがカウントされ、重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４によって、変更回数Ｎｉの増大に応じて納期の達成度の重みγｉが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールが得られる。
【００９９】
加えて、生産ラインを構成する複数の工程１〜４の内、１の工程（ここでは工程４）の重み設定部１４ａ１４によって、他の工程１〜３の重み設定部１１ａ１１４〜１３ａ１４と比較して、変更回数Ｎｉの増大に応じた納期の達成度の重みγｉがより早く増加される。そこで、工程４の重み設定部１４ａ１４が他の工程１〜３の重み設定部１１ａ１１４〜１３ａ１４と比較して変更回数Ｎｉの増大に応じた納期の達成度の重みγｉをより早く増加させるため、納期を達成可能な生産スケジュールが生成される。
【０１００】
なお、本発明は、以下の態様にも適用可能である。
【０１０１】
（Ａ）本実施形態では、生産ラインが全製品の処理される工程の順序が同一である（フローショップ型という）生産ラインである場合について説明したが、製品の種類によって処理される工程の順序が異なる（ジョブショップ型という）生産ラインである場合にも本発明は適用可能である。以下、ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１’について説明する。ただし、上述のフローショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１と同一の構成については省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【０１０２】
図１７は、ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１’の構成図の一例である。スケジューリング装置１’は、４つの工程毎に６つの製品の処理順序を決定する４つのスケジューラ１１’〜１４’と、スケジューラ１１’〜１４’に対して、スケジューラ１１’〜１４’間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１’〜１４’の処理の実行を指示する制御装置２と、スケジューラ１１’〜１４’間で授受されるデータを格納するスケジュールＤＢ４を備えている。スケジューラ１１’〜１４’は、各製品の処理開始予定時刻、処理終了予定時刻及び処理開始可能時刻をスケジュールＤＢ４を介して授受する。つまり、各スケジューラ１１’〜１４’は、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻、処理開始可能時刻を書き込み、評価関数Ｅｉの値に基づいて生産スケジュールを変更する際に使用するデータである直前工程の各製品の処理終了予定時刻情報及び直後工程の各製品の処理開始可能時刻をスケジュールＤＢ４から読み出すことによって取得する。
【０１０３】
なお、製品の種類によって処理される工程の順序が異なる場合だけでなく、製品の種類によって処理されない（処理を省略される）工程が存在する場合にも図１７に示すスケジューリング装置１’は適用可能である。
【０１０４】
（Ｂ）本実施形態では、生産ラインが４つの工程からなる場合について説明したが、複数の工程からなる形態であればよい。生産ラインを構成する工程の数が多い程、効率的に適切な生産スケジュールが生成されるという本願発明の効果が更に顕在化する。
【０１０５】
（Ｃ）本実施形態では、生産スケジュールを決定する対象となる製品の個数が６個である場合について説明したが、複数の製品であればよい。製品の個数が多い程、効率的に適切な生産スケジュールが生成されるという本願発明の効果が更に顕在化する。
【０１０６】
（Ｄ）本実施形態では、スケジューラ１１〜１４が各製品の各工程での処理時間格納する処理時間記憶部１１ａ２２〜１４ａ２２を備える場合について説明したが、処理時間を製品の条件（重量、サイズ、処理条件等）に基づいて求める形態でもよい。
【０１０７】
（Ｅ）本実施形態では、スケジューラ１１〜１４のデータ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６が処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報を出力し、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１が直前工程の処理終了予定時刻情報及び直後工程の処理開始可能時刻情報を取得する形態について説明したが、データ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６が、処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報のいずれか一方を出力し、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１が直前工程の処理終了予定時刻情報及び直後工程の処理開始可能時刻情報のいずれか一方を取得する形態でもよい。この場合には処理が簡略化される。
【０１０８】
（Ｆ）本実施形態では、評価関数Ｅｉが段取り替え時間の総和、処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和、及び処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和を用いて定義される場合について説明したが、段取り替え時間の総和、処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和、及び処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和の少なくとも１つを用いて定義される形態でもよいし、他の評価指標を用いる形態でもよい。
【０１０９】
（Ｇ）本実施形態では、評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉが固定値である場合について説明したが、重みγｉと同様にスケジュール変更回数に応じて変更する形態でもよい。この場合には、より効率的に適正な生産スケジュールを求めることが可能となる。
【０１１０】
（Ｈ）本実施形態では、初期生産スケジュールが初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０によって生成される場合について説明したが、予め所定のルールに則って生成されて格納されており、格納された初期生産スケジュールを読み出す形態でもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールを決定できる。
【０１１２】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１１３】
また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１１４】
請求項２に記載の発明によれば、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価を行うことができる。
【０１１５】
請求項３に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段の重み設定部によって、重み記憶部に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することができる。
【０１１６】
請求項４に記載の発明によれば、工程別生産スケジュール変更部によって、生産スケジュールの変更回数がカウントされ、重み設定部によって、変更回数の増大に応じて納期の達成度の重みが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールを得ることができる。
【０１１７】
請求項５に記載の発明によれば、生産ラインを構成する複数の工程の内、１の工程の重み設定部によって、他の工程の重み設定部と比較して、変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みがより早く増加される。そこで、最終工程の重み設定部が他の工程の重み設定部と比較して変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みをより早く増加させる場合には、納期を達成可能な生産スケジュールを生成できる。
【０１１８】
請求項６に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールを決定できる。
【０１１９】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１２０】
また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るスケジューリング装置の構成図の一例である。
【図２】 スケジューラのハード構成図の一例である。
【図３】 スケジューラの制御部の機能構成図の一例である。
【図４】 後工程納期の説明図の一例である。
【図５】 後工程処理可能時刻の説明図の一例である。
【図６】 係数Ｋｉの重みγｉ及び生産スケジュールに及ぼす影響についての説明図の一例である。
【図７】 制御装置のハード構成図の一例である。
【図８】 制御装置の制御部の機能構成図の一例である。
【図９】 制御装置の制御部の処理の概要を表すフローチャートの一例である。
【図１０】図９のステップＳ１及びステップＳ３に対応するスケジューラの処理を表すフローチャートの一例である。
【図１１】 図９のステップＳ５〜Ｓ１１に対応するスケジューラの処理を表すフローチャートの一例である。
【図１２】 段取り替えの要否を表す図表の一例である。
【図１３】 図１０のフローチャートのステップＳ１０１において生成される初期生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１４】 図１０のフローチャートのステップＳ１０３において行われる情報交換処理の説明図の一例である。
【図１５】 図１３に示す初期生産スケジュールが図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理によって変更されて得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１６】 図１３に示す初期生産スケジュールに対してスケジュール変更処理が施され最終的に得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１７】 ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置の構成図の一例である。
【符号の説明】
１ スケジューリング装置
１１〜１４ スケジューラ（工程別スケジューリング手段）
１１ａ〜１４ａ 制御部
１１ａ１〜１４ａ１ ＣＰＵ
１１ａ１０〜１４ａ１０ 初期スケジュール生成部
１１ａ１１〜１４ａ１１ データ取得部
１１ａ１２〜１４ａ１２ 予定時刻算出部
１１ａ１３〜１４ａ１３ 評価部
１１ａ１４〜１４ａ１４ 重み設定部
１１ａ１５〜１４ａ１５ スケジュール変更部
１１ａ１６〜１４ａ１６ データ出力部
１１ａ２〜１４ａ２ ＲＡＭ
１１ａ２１〜１４ａ２１ スケジュール記憶部（工程別スケジュール記憶部）
１１ａ２２〜１４ａ２２ 処理時間記憶部
１１ａ２３〜１４ａ２３ 重み記憶部
２ 制御装置（制御手段）
２ａ 制御部
２ａ１ ＣＰＵ
２ａ１１ 処理実行制御部
２ａ１２ 入出力制御部
２ａ２ ＲＡＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するスケジューリング装置及びスケジューリングプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の工程からなる生産ラインにおいて、少なくとも１の工程での製造条件が互いに相異なる複数種類の製品を製造する場合に、各工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュールは、生産ライン全体をモデル化して１つの計画問題として捉え、１つのスケジューラ（生産スケジュールを生成するコンピュータ等からなる装置）で一括して処理（すなわち、生成または決定）されていた。
【０００３】
例えば、工程毎に製品の処理順序の順に製品の識別情報（例えば、製品番号）が格納されたマトリックス（行列）として生産ライン全体の生産スケジュールを表現し、マトリックス中の製品番号を入れ替える操作を「組合せ最適化法」を用いて行う方法がある。しかし、このような方法を用いる場合には、処理する製品の個数や生産ライン内の工程数が増加すると、処理に要する計算量が飛躍的に増大し、実用性が損なわれる原因となっていた。
【０００４】
そこで、近年、各工程の生産スケジュールをそれぞれ１つのスケジューラが生成し、各スケジューラ間で情報を交換することによって生産ライン全体の生産スケジュールを調整する「分散型スケジューリング」が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
この方法は以下の特徴を有する。
（１）各工程の生産スケジュールをそれぞれ１つのスケジューラが生成する。
（２）各スケジューラは、自工程の生産スケジュールとして、各製品の処理順序、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める。
（３）各スケジューラは、互いに直前、直後の工程のスケジューラとの間で情報を交換し、各製品の「直前工程の処理終了予定時刻」と、「直後工程の処理開始予定時刻」とを取得する。
（４）各スケジューラは、ＳＡ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法を用いて、以下の評価項目の重み付き加算である評価関数を最適化するように製品の処理順序を入れ替える。
ａ）異なる種類の製品を続けて処理する場合に発生する段取り作業（例えば、鉄鋼製造ラインにおける圧延工程でのロール交換作業等）の回数：段取り作業の回数が少ない程生産効率が向上する。
ｂ）各製品の処理終了予定時刻の工程納期（出荷納期と工程間の平均的なリードタイムとから計算した仮想的な納期であり、各工程で出荷納期を考慮した生産スケジュールを生成する目的で導入されている）からの遅れ：工程納期からの遅れが小さい程、納期管理の点で良好な生産スケジュールとなる。
ｃ）各製品の処理終了予定時刻の直後工程での処理開始予定時刻からの遅れ：本来は、直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが有ると工程間の生産スケジュールに不整合があることになる（すなわち、実行不可能な生産スケジュールとなる）が、「生産スケジュールを更新する過程で制約を満たす（すなわち、実行可能な）生産スケジュールを得る」方法を採用している。そのため、生産スケジュールの制約条件とはせずに、評価項目として評価関数に含めている。なお、各製品の処理開始予定時刻は、直前工程の処理終了予定時刻以降であることを制約条件としている。
（５）（３）及び（４）を繰り返すことにより、評価関数が最適化される。つまり、段取り作業の回数が少なく（生産効率が良好で）、工程納期からの遅れが少なく（納期が確保され）、実行可能な生産スケジュールが得られる。
【０００６】
上述の分散型スケジューリングを用いる場合には、工程毎のスケジューラの処理を並列して実行させることが可能となるため、処理の高速化を図ることができる。また、各スケジューラは互いに独立であるため、各工程に固有の条件を付加することが可能であり、その変更も容易である。更に、生産ライン内の工程が削除された場合や工程の追加が発生した場合にも、対応するスケジューラを削除または追加することができるため、生産ラインの変更に柔軟に対応できる。
【０００７】
【非特許文献１】
鉄鋼協会システムフォーラム第６回講演資料集：「探索的な組合せ最適化法に基づく分散協調型スケジューリング手法」、日本鉄鋼協会、２００２年２月
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の生産ラインの操業においては、生産性を特に重視すべき工程（いわゆる、ネック工程）とネック工程に同期させて稼動させる工程（非ネック工程）とがあるが、上記従来の分散型スケジューリング方法では、これらを峻別することなく生産スケジュールが生成されるため、例えば、ネック工程のスケジュールが生産性の良好ではないスケジュールとなる等の実操業上好ましくない生産スケジュールが生成される場合がある。
【０００９】
また、各スケジューラは、各製品の処理開始予定時刻が、直前工程の処理終了予定時刻以降であることを制約条件とし、且つ、各製品の処理終了予定時刻が、直後工程での処理開始予定時刻から遅れないように生産スケジュールが生成されるため、前工程での生産スケジュールが不適切であることに起因して後工程で納期遅延が発生している場合には、それを修正することが困難であり、適切な生産スケジュールが得られるまでに多大な計算時間を要する場合がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、適切な生産スケジュールを効率的に生成することの可能なスケジューリング装置及びスケジューリングプログラムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスケジューリング装置は、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するスケジューリング装置であって、前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段とを備え、各工程別スケジューリング手段が、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部とを備え、前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴としている。
【００１２】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示される。ここで、各工程別スケジューリング手段において、工程スケジュール記憶部に自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報が格納され、データ取得部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報が取得される。また、予定時刻算出部によって、工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められ、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価される。更に、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて、工程別生産スケジュールが変更され、工程スケジュール記憶部に更新的に格納される。加えて、データ出力部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の処理終了予定時刻情報が出力される。
【００１３】
このようにして、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００１４】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００１５】
また、データ取得部によって、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報が取得され、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、データ出力部によって、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻が処理開始可能時刻情報として出力される。また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価されるため、効率的に適切な生産スケジュールが生成される。
【００１６】
このようにして、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００１７】
請求項２に記載のスケジューリング装置は、前記工程別スケジューリング手段が、前記評価部において使用される重み情報を格納する重み記憶部を備え、前記評価部が、前記重み記憶部の重み情報を用いて重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって評価することを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段の重み記憶部に、評価部において使用される重み情報が格納されており、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いて重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価される。
【００１９】
このようにして、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価が行われる。
【００２０】
請求項３に記載のスケジューリング装置は、前記工程別スケジューリング手段が、前記重み記憶部に格納する重みを設定する重み設定部を備え、前記重み設定部が、工程毎に重みを設定することを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、工程別スケジューリング手段の重み設定部によって、重み記憶部に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することが可能となる。例えば、生産のネック工程（生産ラインの生産量を規定するボトルネックとなっている工程）である場合には、生産効率を優先した重み付けをすることが好ましい。
【００２２】
請求項４に記載のスケジューリング装置は、前記工程別生産スケジュール変更部が、生産スケジュールの変更回数をカウントし、前記重み設定部が、前記変更回数の増大に応じて前記納期の達成度の重みを大きく設定することを特徴としている。
【００２３】
上記の構成によれば、工程別生産スケジュール変更部によって、生産スケジュールの変更回数がカウントされ、重み設定部によって、変更回数の増大に応じて納期の達成度の重みが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールが得られる。
【００２４】
請求項５に記載のスケジューリング装置は、前記複数の工程の内、１の工程の前記重み設定部が、他の工程の前記重み設定部と比較して、前記変更回数の増大に応じた前記納期の達成度の重みの増加する程度が大きいことを特徴としている。
【００２５】
上記の構成によれば、生産ラインを構成する複数の工程の内、１の工程の重み設定部によって、他の工程の重み設定部と比較して、変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みがより早く増加される。そこで、例えば、最終工程の重み設定部が他の工程の重み設定部と比較して変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みをより早く増加させると、納期を達成可能な生産スケジュールが生成される。
【００２６】
請求項６に記載のスケジューリングプログラムは、２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するためのスケジューリングプログラムであって、コンピュータを、前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段として機能させ、各工程別スケジューリング手段が、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部として機能し、前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴としている。
【００２７】
上記のプログラムによれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示される。ここで、各工程別スケジューリング手段において、工程スケジュール記憶部に自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報が格納され、データ取得部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報が取得される。また、予定時刻算出部によって、工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められ、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価される。更に、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて、工程別生産スケジュールが変更され、工程スケジュール記憶部に更新的に格納される。加えて、データ出力部によって、制御手段からのデータの授受の指示が受け付けられて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の処理終了予定時刻情報が出力される。
【００２８】
このようにして、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００２９】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００３０】
また、データ取得部によって、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報が取得され、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、データ出力部によって、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、予定時刻算出部により求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻が処理開始可能時刻情報として出力される。また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価されるため、効率的に適切な生産スケジュールが生成される。
【００３１】
このようにして、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るスケジューリング装置の構成図の一例である。スケジューリング装置１は、２以上の所定数の工程（ここでは、４工程）からなり、４つの工程毎に前後工程が予め設定されており（ここでは、工程１、工程２、工程３、工程４の順に処理されるものとする）、４つの工程（工程１〜工程４）の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類（ここでは、６種類）の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品（ここでは、６つの製品）の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するものである。
【００３３】
スケジューリング装置１は、４つの工程毎に６つの製品の処理順序を決定する４つのスケジューラ（工程別スケジューリング手段に相当する）１１〜１４と、スケジューラ１１〜１４に対して、スケジューラ１１〜１４間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示する制御装置２（制御手段に相当する）とを備えている。ここで、スケジューラ１１〜１４と制御装置２とはＬＡＮ３で通信可能に接続されている。
【００３４】
スケジューラ１１〜１４は、自工程の直前及び直後の工程のスケジューラ１１〜１４からの情報を用いて自工程の生産スケジュールを生成し、生成した生産スケジュールを生産の効率及び納期の確保の観点から評価関数Ｅ１〜Ｅ４を用いて評価し、評価結果に基づいて生産スケジュールを変更するものである。
【００３５】
制御装置２は、スケジューラ１１〜１４間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示するものであって、スケジューリング装置１全体の処理の制御を司るものである。
【００３６】
図２は、スケジューラ１１〜１４のハード構成図の一例である。スケジューラ１１〜１４は、いずれも同様のハード構成を備えているため、ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。スケジューラ１２は、パーソナルコンピュータ等からなり、スケジューラ１２の全体の動作を制御する制御部１２ａと、外部からの操作を受け付ける操作部１２ｂと、外部に音声を出力するスピーカ１２ｃと、外部に画像を出力するモニタ１２ｄと、ＬＡＮ３を介して他のスケジューラ１２〜１４及び制御装置２と通信を行うネットワーク通信部１２ｅとがデータ伝送路であるバスＢＡ１２を介して接続されている。
【００３７】
制御部１２ａはスケジューラ１２の全体の動作を制御するもので、情報処理部（ＣＰＵ）１２ａ１と、処理途中の情報等を一時的に格納するＲＡＭ１２ａ２と、所定の画像情報等が予め記憶されたＲＯＭ１２ａ３とを備えている。
【００３８】
描画処理部１２ｄ１は制御部１２ａからの画像表示指示に従って所要の画像をモニタ１２ｄに表示させるもので、ビデオＲＡＭ等を備えている。音声再生部１２ｃ１は制御部１２ａからの指示に従って所定のメッセージやＢＧＭ等をスピーカ１２ｃに出力するものである。ＲＯＭ１２ａ３に記憶された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に記憶され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。
【００３９】
ネットワーク通信部１２ｅは、各種データをＬＡＮ３からなるネットワークを介して他のスケジューラ１１、１３、１４及び制御装置２と送受信するためのものである。インターフェイス部１２ｂ１は、操作部１２ｂとの間のデータの授受を行うためのものである。制御部１２ａは、このネットワーク通信部１２ｅを介して他のスケジューラ１１、１３、１４及び制御装置２から送信された種々の情報を用いて各種の処理を行う。
【００４０】
なお、本発明のスケジューリングプログラムの一部は、ＲＯＭ１２ａ３に記録されており、ＲＡＭ１２ａ２上にロードされ、ＣＰＵ１２ａ１によりＲＡＭ１２ａ２上のスケジューリングプログラムが順次実行されることによってそれぞれの機能が実現される。
【００４１】
図３は、制御部１２ａの機能構成図の一例である。ＣＰＵ１２ａ１は、制御装置２からの処理実行指示を受け付けて、自工程（工程２）の生産スケジュールの初期値を生成する初期スケジュール生成部１２ａ１０と、制御装置２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部１２ａ１１と、自工程（工程２）の生産スケジュール情報及び直前工程（工程１）の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部１２ａ１２と、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて自工程（工程２）の生産スケジュールの生産効率を評価する評価部１２ａ１３と、評価部１２ａ１３にて使用する評価関数Ｅ２の重みを設定する重み設定部１２ａ１４と、評価部１２ａ１３による評価結果に基づいて、自工程（工程２）の生産スケジュールを変更し、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１に更新的に格納するスケジュール変更部１２ａ１５（工程別生産スケジュール変更部に相当する）と、制御手段２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部１２ａ１６とを備える。
【００４２】
初期スケジュール生成部１２ａ１０は、制御装置２からの処理実行指示を受け付けて、例えば、自工程での製品の処理順序を乱数等を用いてランダムに生成することによって、自工程（工程２）の生産スケジュールの初期値を生成し、スケジュール記憶部１２ａ２１に格納するものである。
【００４３】
データ取得部１２ａ１１は、制御装置２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１（データ出力部１１ａ１６）から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得すると共に、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３（データ出力部１３ａ１６）から、当該直後工程（工程３）において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報を取得するものである。
【００４４】
予定時刻算出部１２ａ１２は、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１から自工程（工程２）の生産スケジュール情報を読み出して、製品毎に、この生産スケジュール情報及び直前工程（工程１）の処理終了予定時刻情報を用いて、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求めるものである。具体的には、前工程（工程１）での処理終了予定時刻に前工程（工程１）から自工程（工程２）への製品の搬送時間等の工程間リードタイムを加算した時刻と、自工程（工程２）で直前に処理される製品の処理終了予定時刻とを比較して、遅い方の時刻を処理開始予定時刻として求める。そして、処理開始予定時刻に当該製品の処理に要する時間である処理時間を後述する処理時間記憶部１２ａ２２から読み出して加算した時刻を処理終了予定時刻として求めるものである。ただし、当該製品を処理するために段取り替えが必要である場合には、処理開始予定時刻は、段取り替え時間分遅れることになる。
【００４５】
ここで、段取り替えとは、直前に処理する製品と今後処理する製品との自工程（工程２）での製造条件が異なるために、直前に処理する製品の製造条件から今後処理する製品の製造条件に変更するために要する作業のことである。例えば、圧延工程では、ロール表面区分が異なる製品を処理する場合に発生する圧延ロール交換作業等であり、メッキ工程では、メッキ種別が異なる製品を処理する場合に発生するメッキ槽の切り換え作業等である。
【００４６】
評価部１２ａ１３は、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて自工程（工程２）の生産スケジュールの生産効率を評価すると共に、データ取得部１２ａ１１によって取得された処理開始可能時刻を用いて生産スケジュールの納期の達成度を評価するものである。
【００４７】
ここでは、次の（１）式で定義される評価関数Ｅｉの値によって評価する。
【００４８】
Ｅｉ＝αｉ×（工程ｉでの段取り替え時間の総和）
＋βｉ×（工程ｉでの処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和）
＋γｉ×〔工程ｉでの処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和〕 （１）
ただし、ｉ＝１〜４であって、ここでは、ｉ＝２であり、重みαｉ、βｉ、γｉは、後述する重み記憶部１２ａ２３に格納されているものである。評価関数Ｅｉの第１項は、生産効率を評価するための評価項目であり、第２項及び第３項は、納期の達成度を評価するための評価項目である。なお、評価関数Ｅｉの第２項及び第３項の遅れ時間が「０」未満である場合には、「０」として取り扱うものとする。
【００４９】
ここで、評価関数Ｅｉで使用される納期の達成度を評価するための指標について図４及び図５を用いて説明する。図４は、後工程納期の説明図の一例であり、図５は、後工程処理可能時刻の説明図の一例である。図４及び図５において横軸は時間Ｔであり、縦方向に工程ｉ及びその直前工程である工程（ｉ−１）、直後工程である工程（ｉ＋１）の生産スケジュールの一部を上から下に通過工程順に示している。図中の処理時間Ｊ０、Ｊ１はそれぞれ製品Ｐ０、Ｐ１の各工程における処理時間である。また、ここでは、便宜上、工程間のリードタイムが「０」であるものとして（工程間のリードタイムを無視して）説明する。
【００５０】
図４、図５において、時刻Ｔ０は工程ｉにおける製品Ｐ１の工程納期の時刻である。ここで、工程納期とは、出荷納期と工程間の平均的なリードタイムとから計算した仮想的な納期の時刻であり、各工程で出荷納期を考慮した生産スケジュールを生成する目的で導入されている。時刻ＴＦ１は工程ｉにおける製品Ｐ１の処理終了予定時刻（処理時間Ｊ１の終了予定タイミング）である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、工程納期の時刻Ｔ０に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ａだけ遅れている。
【００５１】
図４において、時刻Ｔ１は工程（ｉ＋１）における製品Ｐ１の処理開始予定時刻である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ｂだけ遅れている。従来の生産スケジュールは、工程納期の時刻Ｔ０に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ａ及び直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ｂを用いて評価されていた。
【００５２】
図５において、時刻Ｔ２は工程（ｉ＋１）における製品Ｐ１の直前に処理される製品Ｐ０の処理終了予定時刻（この時刻Ｔ２から工程（ｉ＋１）において製品Ｐ１の処理を開始することが可能であるため、製品Ｐ１の処理開始可能時刻という）である。ここでは、工程ｉにおける製品Ｐ１については、直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対して処理終了予定時刻ＴＦ１が時間Ｃだけ遅れている。本発明の生産スケジュールは、工程納期の時刻Ｔ０に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ａ及び直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れ時間Ｃを用いて評価される。
【００５３】
遅れ時間Ｂは、直後工程（ｉ＋１）の処理開始予定時刻Ｔ１に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れを表しており、これを「０」以下にしないと実行可能な生産スケジュールとはならない。これに対して、遅れ時間Ｃは、直後工程（ｉ＋１）の処理開始可能時刻Ｔ２に対する処理終了予定時刻ＴＦ１の遅れを表しており、これを「０」に近づけることで工程（ｉ＋１）の生産効率が向上する。つまり、遅れ時間Ｂは、実行可能な生産スケジュールを生成する上で必須の条件（最低限満たすべき条件）を規定するものであるのに対して、遅れ時間Ｃは更に厳しい納期条件を規定するものである。
【００５４】
再び図３に示す構成図に戻って説明する。重み設定部１２ａ１４は、上記（１）式で定義される評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉ、γｉ（ここでは、ｉ＝２）を設定するものである。また、重み設定部１２ａ１４は、スケジュール変更部１２ａ１５によって求められるスケジュール変更回数Ｎｉの増加に伴って納期の達成度を評価するための評価項目の重みγｉを大きくするものである。例えば、重みγｉを次の（２）式を用いて求める。
【００５５】
γｉ＝Ｍ０＋Ｍ１×［１−ｅｘｐ（−Ｋｉ×Ｎｉ）］ （２）
ただし、係数Ｍ０、Ｍ１は正の定数（例えば、Ｍ０＝１、Ｍ１＝２）であり、係数Ｋｉ（ｉ＝１〜４）は、スケジュール変更回数Ｎｉの増加に伴う重みγｉの増大速度を決定する係数であって、係数Ｋｉの値が大きい程、重みγｉは速く増大する（図６（ａ）参照）。例えば、生産効率を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を小さく設定し、納期を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を大きく設定すると、適切な生産スケジュールが生成される。
【００５６】
ここで、図６を用いて、係数Ｋｉの意味について具体的に説明する。図６は、係数Ｋｉの重みγｉ及び生産スケジュールに及ぼす影響についての説明図の一例である。（ａ）は係数Ｋｉの変化に伴う重みγｉの変化のグラフであって、（ｂ）は係数Ｋｉの値の生産スケジュールへの影響を表す図である。
【００５７】
（ａ）のグラフの横軸は、スケジュール変更回数Ｎｉ（ここでは、工程ｉ１のスケジュール変更回数Ｎｉ１、工程ｉ２のスケジュール変更回数Ｎｉ２）であって、縦軸は重みγｉ（ここでは、工程ｉ１の重みγｉ１、工程ｉ２の重みγｉ２）である。ここでは、工程ｉ１の係数Ｋｉである係数Ｋｉ１が工程ｉ２の係数Ｋｉである係数Ｋｉ２より大きい場合を図示している。係数Ｋｉが大きい程、少ないスケジュール変更回数Ｎｉで重みγｉが増大する（増大速度が速い）。従って、工程ｉ１の重みγｉ１は、工程ｉ２の重みγｉ２より速く増大する。
【００５８】
（ｂ）の図において横軸は時間Ｔであり、縦方向に工程ｉ１及びその直後工程である工程ｉ２、さらにその直後工程について本発明のスケジューリング装置によって生成された生産スケジュールの一部を上から下に通過工程順に示している。工程ｉ１の重みγｉ１は速く増大するため、生産効率と比較して納期の達成度に関する評価が厳しく、逆に、工程ｉ２の重みγｉ２の増大する速度が遅いため、納期の達成度と比較して生産効率に関する評価が厳しい。そこで工程ｉ２は生産効率の良好なスケジュールが生成されている。つまり、生産効率を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を小さく設定し、納期を重視する工程である場合には、係数Ｋｉの値を大きく設定すると、適切な生産スケジュールが生成される。
【００５９】
再び図３の構成図に戻って説明する。スケジュール変更部１２ａ１５は、評価部１２ａ１３による評価結果に基づいて、自工程（工程２）の生産スケジュールを変更し、後述するスケジュール記憶部１２ａ２１に更新的に格納するものである。具体的には、（１）式で定義される評価関数Ｅｉの値を最小化するための生産スケジュールを求め、その生産スケジュールに変更するものである。評価関数Ｅｉの値を最小化するための生産スケジュールを求める手法としては、ＳＡ（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＧＡ（Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｌｇｏｌｉｔｈｍ）、局所探索法等の最適化法を用いることができる。ここでは、ＳＡ法を用いるものとする。
【００６０】
データ出力部１２ａ１６は、制御手段２からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程（工程２）の直後工程（工程３）のスケジューラ１３（データ取得部１３ａ１１）に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力すると共に、自工程（工程２）の直前工程（工程１）のスケジューラ１１（データ取得部１１ａ１１）に対して、予定時刻算出部１２ａ１２によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報を出力するものである。
【００６１】
ＲＡＭ１２ａ２は、自工程（工程２）における製品の処理順序である生産スケジュール情報を更新的に格納するスケジュール記憶部（工程別スケジュール記憶部に相当する）１２ａ２１と、自工程（工程２）における各製品の処理時間（処理に要する時間）情報を格納する処理時間記憶部１２ａ２２と、重み設定部１２ａ１４によって設定された重み情報を更新的に格納する重み記憶部１２ａ２３とを備えている。
【００６２】
スケジュール記憶部１２ａ２１は、自工程（工程２）における製品の処理順序である生産スケジュール情報を更新的に格納するものであって、初期スケジュール生成部１２ａ１０によって生成された生産スケジュールの初期値が格納されており、スケジュール変更部１２ａ１５によって生産スケジュールが変更された場合に更新されるものである。なお、生産スケジュールの初期値は、例えば、外部からの入力を受け付けて予め設定されている形態でもよい。
【００６３】
処理時間記憶部１２ａ２２は、予定時刻算出部１２ａ１２で使用する各製品の自工程（工程２）での処理時間情報を格納するものである。この処理時間情報は、予め外部からの入力を受け付けて設定する形態でもよいし、製品の重量、サイズ等の条件から算出して設定する形態でもよい。
【００６４】
重み記憶部１２ａ２３は、重み設定部１２ａ１４によって設定された重み情報を更新的に格納するものである。具体的には、評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉ、γｉの値を格納するものである。ここでは、重みαｉ、βｉは定数であり、重みγｉは上述の（２）式に従って、スケジュール変更回数Ｎｉによってその値が変化する変数である。
【００６５】
図７は、制御装置２のハード構成図の一例である。制御装置２は、パーソナルコンピュータ等からなり制御装置２の全体の動作を制御する制御部２ａと、外部からの操作を受け付ける操作部２ｂと、外部に音声を出力するスピーカ２ｃと、外部に画像を出力するモニタ２ｄと、ＬＡＮ３を介してスケジューラ１１〜１４２と通信を行うネットワーク通信部２ｅとがデータ伝送路であるバスＢＡ２を介して接続されている。
【００６６】
制御部２ａは制御装置２の全体の動作を制御するもので、情報処理部（ＣＰＵ）２ａ１と、処理途中の情報等を一時的に格納するＲＡＭ２ａ２と、所定の画像情報等が予め記憶されたＲＯＭ２ａ３とを備えている。
【００６７】
描画処理部２ｄ１は制御部２ａからの画像表示指示に従って所要の画像をモニタ２ｄに表示させるもので、ビデオＲＡＭ等を備えている。音声再生部２ｃ１は制御部２ａからの指示に従って所定のメッセージやＢＧＭ等をスピーカ２ｃに出力するものである。ＲＯＭ２ａ３に記憶された各種データのうち装着脱可能な記録媒体に記憶され得るデータは、例えばハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、フレキシブルディスクドライブ、シリコンディスクドライブ、カセット媒体読み取り機等のドライバで読み取り可能にしてもよく、この場合、記録媒体は、例えばハードディスク、光ディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、半導体メモリ等である。
【００６８】
ネットワーク通信部２ｅは、各種データをＬＡＮ３からなるネットワークを介してスケジューラ１１〜１４と送受信するためのものである。インターフェイス部２ｂ１は、操作部２ｂとの間のデータの授受を行なうためのものである。制御部２ａは、このネットワーク通信部２ｅを介してスケジューラ１１〜１４から送信された種々の情報を用いて各種の処理を行う。
【００６９】
なお、本発明のスケジューリングプログラムの一部は、ＲＯＭ２ａ３に記録されており、ＲＡＭ２ａ２上にロードされ、ＣＰＵ２ａ１によりＲＡＭ２ａ２上のスケジューリングプログラムが順次実行されることによってそれぞれの機能が実現される。
【００７０】
図８は、制御部２ａの機能構成図の一例である。ＣＰＵ２ａ１は、スケジューラ１１〜１４の処理の実行を指示する処理実行制御部２ａ１１と、スケジューラ１１〜１４に対してスケジューラ１１〜１４間のデータの授受を指示する入出力制御部２ａ１２とを備える。
【００７１】
処理実行制御部２ａ１１は、スケジューラ１１〜１４の初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０、予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３、重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して処理の実行を指示するものである。各スケジューラ１１〜１４はそれぞれ独立に、且つ、並行して処理を行うため、処理実行制御部２ａ１１は、その処理の実行タイミングの調整を行うと共に、スケジューラ１１〜１４の評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値を用いて終了判定を行うものである。
【００７２】
入出力制御部２ａ１２は、スケジューラ１１〜１４のデータ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１に対してデータの取得を指示すると共に、データ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６に対してデータの出力を指示し、スケジューラ１１〜１４間のデータの授受を制御するものである。
【００７３】
図９は、制御部２ａの処理の概要を表すフローチャートの一例である。まず、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０に対して、初期生産スケジュールを生成する旨の指示情報が出力され、次いで、スケジューラ１１〜１４の予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して順次処理の実行が指示される（ステップＳ１）。ここでは、ステップＳ１で行われる処理の指示を初期スケジュールの処理指示という。
【００７４】
そして、制御部２ａの制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、によって、スケジューラ１１〜１４のデータ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１及びデータ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６に対してデータの授受の指示情報が出力される（ステップＳ３）。ここでは、ステップＳ３で行われる処理の指示を情報交換処理指示という。
【００７５】
つぎに、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３及びスケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５に対して順次処理の実行が指示される（ステップＳ５）。ここでは、ステップＳ５で行われる処理の指示をスケジュール変更処理指示という。
【００７６】
そして、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２によって、ステップＳ３と同様の情報交換処理指示が行われる（ステップＳ７）。次いで、ステップＳ５での指示に従ってスケジューラ１１〜１４の評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって得られる評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値を用いて制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって終了判定処理が行われる（ステップＳ９）。終了判定処理とは、例えば、評価関数Ｅｉ（ｉ＝１〜４）の値が全て所定値（例えば、１）以下となった場合に処理を終了すると判定するものである。
【００７７】
ステップＳ９において処理を終了すると判定された場合には、処理が終了される。ステップＳ９において処理を終了しないと判定された場合には、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１によって、スケジューラ１１〜１４の重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４に対して重みγｉを変更する旨の指示情報が出力され（ステップＳ１１）、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５からステップＳ９の処理が繰り返し実行される。
【００７８】
図１０は、図９のステップＳ１及びステップＳ３に対応するスケジューラ１１〜１４の処理を表すフローチャートの一例である。ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。まず、初期スケジュール生成部１２ａ１０によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの初期生産スケジュールを生成する旨の指示情報が受け付けられて、初期生産スケジュールが生成される（ステップＳ１０１）。次いで、予定時刻算出部１２ａ１２によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、処理開始予定時刻および処理終了予定時刻が求められる（ステップＳ１０３）。そして、データ出力部１２ａ１６によって、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２からのデータを出力する旨の指示情報が受け付けられて、処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報が出力され（ステップＳＴ５、７）、処理が終了される。
【００７９】
図１１は、図９のステップＳ５〜Ｓ１１に対応するスケジューラ１１〜１４の処理を表すフローチャートの一例である。ここでは、便宜上、スケジューラ１２について説明する。まず、データ取得部１２ａ１１によって、制御部２ａの入出力制御部２ａ１２からのデータを取得する旨の指示情報が受け付けられて、各製品の直前工程（工程１）における処理終了予定時刻情報及び直後工程（工程３）の処理開始可能時刻情報が取得される（ステップＳ５０１、５０３）。そして、予定時刻算出部１２ａ１２によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、スケジュール記憶部１２ａ２１から自工程（工程２）の生産スケジュール情報が読み出され、処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻が求められる（ステップＳ５０５、５０７）。
【００８０】
つぎに、評価部１２ａ１３によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、評価関数Ｅｉ（ｉ＝２）の値が求められる（ステップＳ５１１）。そして、所定の終了条件（例えば評価関数Ｅｉ（ｉ＝２）の値が３回減少する、又は、スケジュールが３回更新された）を満たすか否かの判定が行われる（ステップＳ５１３）。終了条件を満たさないと判定された場合には、スケジュール変更部１１ａ１５によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、生産スケジュールが変更される（ステップＳ５１５）。そして、重み設定部１２ａ１４によって、制御部２ａの処理実行制御部２ａ１１からの処理を実行する旨の指示情報が受け付けられて、重みγｉが変更され（ステップＳ５１６）、ステップＳ５０１に戻り、ステップＳ５０１からステップＳ５１３の処理が繰り返し実行される。
【００８１】
ステップＳ５１３において、終了条件を満たすと判定された場合には、データ出力部１２ａ１６によって、制御手段２の入出力制御部２ａ１２からのデータの授受の指示が受け付けられて、各製品の処理終了予定時刻及び処理開始可能時刻が出力され（ステップＳ５１７、５１９）、処理が終了される。
【００８２】
ここで、図１２〜図１６を用いてスケジューリング装置１によって生成される生産スケジュールの一例を説明する。ここでは、製品１〜製品６が工程１〜工程４の順に処理される場合の生産スケジュールについて説明する。図１２は、段取り替えの要否を表す図表の一例である。（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ工程１〜工程４の段取り替え要否を表す図表である。段取り替えの要否は、前に処理される製品とその直後に処理される製品との種類によって決定する。各図表において、各行が前に処理される製品であり、各列が後に処理される製品である。ここで、×印は段取り替えが必要であることを表し、○印は段取り替えが不要であることを表す。例えば、工程１において、製品１の後に製品４を処理する場合には製品４の処理開始の前に段取り替えが必要であり、製品１の後に製品２を処理する場合には製品２の処理開始の前の段取り替えは不要である。
【００８３】
図１３は、図１０のフローチャートのステップＳ１０１において生成される初期生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００８４】
例えば、工程２では、製品５、製品６、製品３、製品１、製品４、製品２の順に処理され、製品５の処理終了から製品６の処理開始までの間に５０分の待ち時間が発生しており、製品６と製品３、製品１と製品４、製品４と製品２との処理の間には段取り替えが発生している（図１２（ｂ）参照）。この初期スケジュールでは、全ての製品（製品１〜製品６）について工程４の工程納期に対して処理終了予定時刻が遅れており、工程納期遅延が発生している。
【００８５】
図１４は、図１０のフローチャートのステップＳ１０３において行われる情報交換処理の説明図の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１、工程２（または、工程１〜工程３）の生産スケジュールをこの順に記載している。（ａ）は、工程１の製品６に関する情報交換処理の説明図であり、（ｂ）は、工程２の製品４に関する情報交換処理の説明図である。
【００８６】
（ａ）において、工程２の製品６の処理の直前に製品５の処理が予定されており、製品５の処理終了予定時刻が８０分であるから、工程２における製品６の処理開始可能時刻は８０分である。そこで、図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理では、工程１における製品６の処理終了予定時刻が７０分（＝８０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程１の生産スケジュールの変更が行なわれる。
【００８７】
（ｂ）において、工程２の製品４に関して、直前工程（工程１）の処理終了予定時刻は８０分であり、直後工程（工程３）の処理開始可能時刻は２２０分である。そこで、図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理では、工程２における製品４の処理開始予定時刻が９０分（＝８０分＋１０分（＝工程間リードタイム））以降で、且つ、２１０分（＝２２０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程２の生産スケジュールの変更が行なわれる。
【００８８】
図１５は、図１３に示す初期生産スケジュールが図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理によって変更されて得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００８９】
例えば、図１４（ａ）を用いて説明した工程１の製品６については、処理終了予定時刻が７０分（＝８０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程１の生産スケジュールの変更が行なわれている。また、図１４（ｂ）を用いて説明した工程２の製品４については、工程２における製品４の処理開始予定時刻が９０分（＝８０分＋１０分（＝工程間リードタイム））以降で、且つ、２１０分（＝２２０分−１０分（＝工程間リードタイム））以前となるように工程２の生産スケジュールの変更が行なわれている。更に、工程１〜工程４の段取り替えの回数が、初期スケジュールでは、それぞれ２回、３回、３回、１回であったが、図１５に示す変更後の生産スケジュールでは、それぞれ１回、２回、１回、１回と全体的に減少し、生産効率が向上されている。
【００９０】
一方、製品４については、工程１での処理終了予定時刻よりも工程２での処理開始予定時刻が早く、製品５については、工程２での処理終了予定時刻よりも工程３での処理開始予定時刻が早く実行不可能な生産スケジュールとなっている。本来は、直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが有ると工程間の生産スケジュールに不整合があることになる（すなわち、実行不可能な生産スケジュールとなる）が、「生産スケジュールを更新する過程で制約を満たす（すなわち、実行可能な）生産スケジュールを得る」方法を採用しているため、各製品の処理終了予定時刻の直後工程での処理開始予定時刻からの遅れが無いことを生産スケジュールの制約条件とはせずに、評価項目として評価関数に含めていることに起因している。
【００９１】
図１６は、図１３に示す初期生産スケジュールに対してスケジュール変更処理が施され最終的に得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。横軸は工程１における製品（ここでは製品１）の処理を開始した時点を原点とする経過時間であり、縦方向には工程１〜工程４の生産スケジュールをこの順に記載している。ここで、各製品の処理時間は、白抜きの四角で表し、白抜きの四角内の数字は製品番号を表している。また、斜線付きの四角は段取り替えを表している。また、最下部の▲印は、製品１〜製品６の工程４における工程納期（工程４が最終工程である場合には納期となる）Ｔ１０〜Ｔ６０のタイミングを表している。
【００９２】
各工程１〜４での生産スケジュールが適正化され、全ての製品１〜６について工程４の工程納期Ｔ１０〜Ｔ６０に対する遅延が解消されている。また、生産効率を重視する工程である工程３では、段取り替えの回数が「０」となり、生産効率の高い生産スケジュールとなっている。
【００９３】
上述のように、スケジューラ１〜４によって、生産ラインを構成する４つの工程毎に複数（ここでは６つ）の製品の処理順序が決定され、制御装置２によって、スケジューラ１〜４に対して、スケジューラ１〜４間におけるデータの授受が指示されると共に、スケジューラ１〜４の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールが決定される。
【００９４】
また、スケジューラ１〜４において、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、予定時刻算出部１１ａ１２〜１４ａ１２により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別の生産スケジュールの生産効率が評価され、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３による評価結果（評価関数Ｅｉの値）に基づいて工程別に生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００９５】
更に評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１により取得された処理開始可能時刻を用いて工程別の生産スケジュールの納期の達成度が評価され、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３による評価結果（評価関数Ｅｉの値）に基づいて工程別に生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールが生成される。
【００９６】
加えて、評価部１１ａ１３〜１４ａ１３によって、重み記憶部１１ａ２３〜１４ａ２３の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数Ｅｉの値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価が行われる。
【００９７】
また、スケジューラ１〜４の重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４によって、重み記憶部１１ａ２３〜１４ａ２３に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することが可能となる。
【００９８】
更に、スケジュール変更部１１ａ１５〜１４ａ１５によって、生産スケジュールの変更回数Ｎｉがカウントされ、重み設定部１１ａ１４〜１４ａ１４によって、変更回数Ｎｉの増大に応じて納期の達成度の重みγｉが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールが得られる。
【００９９】
加えて、生産ラインを構成する複数の工程１〜４の内、１の工程（ここでは工程４）の重み設定部１４ａ１４によって、他の工程１〜３の重み設定部１１ａ１１４〜１３ａ１４と比較して、変更回数Ｎｉの増大に応じた納期の達成度の重みγｉがより早く増加される。そこで、工程４の重み設定部１４ａ１４が他の工程１〜３の重み設定部１１ａ１１４〜１３ａ１４と比較して変更回数Ｎｉの増大に応じた納期の達成度の重みγｉをより早く増加させるため、納期を達成可能な生産スケジュールが生成される。
【０１００】
なお、本発明は、以下の態様にも適用可能である。
【０１０１】
（Ａ）本実施形態では、生産ラインが全製品の処理される工程の順序が同一である（フローショップ型という）生産ラインである場合について説明したが、製品の種類によって処理される工程の順序が異なる（ジョブショップ型という）生産ラインである場合にも本発明は適用可能である。以下、ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１’について説明する。ただし、上述のフローショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１と同一の構成については省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
【０１０２】
図１７は、ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置１’の構成図の一例である。スケジューリング装置１’は、４つの工程毎に６つの製品の処理順序を決定する４つのスケジューラ１１’〜１４’と、スケジューラ１１’〜１４’に対して、スケジューラ１１’〜１４’間におけるデータの授受を指示すると共に、スケジューラ１１’〜１４’の処理の実行を指示する制御装置２と、スケジューラ１１’〜１４’間で授受されるデータを格納するスケジュールＤＢ４を備えている。スケジューラ１１’〜１４’は、各製品の処理開始予定時刻、処理終了予定時刻及び処理開始可能時刻をスケジュールＤＢ４を介して授受する。つまり、各スケジューラ１１’〜１４’は、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻、処理開始可能時刻を書き込み、評価関数Ｅｉの値に基づいて生産スケジュールを変更する際に使用するデータである直前工程の各製品の処理終了予定時刻情報及び直後工程の各製品の処理開始可能時刻をスケジュールＤＢ４から読み出すことによって取得する。
【０１０３】
なお、製品の種類によって処理される工程の順序が異なる場合だけでなく、製品の種類によって処理されない（処理を省略される）工程が存在する場合にも図１７に示すスケジューリング装置１’は適用可能である。
【０１０４】
（Ｂ）本実施形態では、生産ラインが４つの工程からなる場合について説明したが、複数の工程からなる形態であればよい。生産ラインを構成する工程の数が多い程、効率的に適切な生産スケジュールが生成されるという本願発明の効果が更に顕在化する。
【０１０５】
（Ｃ）本実施形態では、生産スケジュールを決定する対象となる製品の個数が６個である場合について説明したが、複数の製品であればよい。製品の個数が多い程、効率的に適切な生産スケジュールが生成されるという本願発明の効果が更に顕在化する。
【０１０６】
（Ｄ）本実施形態では、スケジューラ１１〜１４が各製品の各工程での処理時間格納する処理時間記憶部１１ａ２２〜１４ａ２２を備える場合について説明したが、処理時間を製品の条件（重量、サイズ、処理条件等）に基づいて求める形態でもよい。
【０１０７】
（Ｅ）本実施形態では、スケジューラ１１〜１４のデータ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６が処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報を出力し、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１が直前工程の処理終了予定時刻情報及び直後工程の処理開始可能時刻情報を取得する形態について説明したが、データ出力部１１ａ１６〜１４ａ１６が、処理終了予定時刻情報及び処理開始可能時刻情報のいずれか一方を出力し、データ取得部１１ａ１１〜１４ａ１１が直前工程の処理終了予定時刻情報及び直後工程の処理開始可能時刻情報のいずれか一方を取得する形態でもよい。この場合には処理が簡略化される。
【０１０８】
（Ｆ）本実施形態では、評価関数Ｅｉが段取り替え時間の総和、処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和、及び処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和を用いて定義される場合について説明したが、段取り替え時間の総和、処理終了予定時刻の工程納期からの遅れ時間の総和、及び処理終了予定時刻の［（直後工程の処理開始予定時刻）−（工程間リードタイム）］からの遅れ時間の総和の少なくとも１つを用いて定義される形態でもよいし、他の評価指標を用いる形態でもよい。
【０１０９】
（Ｇ）本実施形態では、評価関数Ｅｉの重みαｉ、βｉが固定値である場合について説明したが、重みγｉと同様にスケジュール変更回数に応じて変更する形態でもよい。この場合には、より効率的に適正な生産スケジュールを求めることが可能となる。
【０１１０】
（Ｈ）本実施形態では、初期生産スケジュールが初期スケジュール生成部１１ａ１０〜１４ａ１０によって生成される場合について説明したが、予め所定のルールに則って生成されて格納されており、格納された初期生産スケジュールを読み出す形態でもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールを決定できる。
【０１１２】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１１３】
また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１１４】
請求項２に記載の発明によれば、評価部によって、重み記憶部の重み情報を用いた重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって生産スケジュールが評価されるため、簡単な計算で生産スケジュールの評価を行うことができる。
【０１１５】
請求項３に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段の重み設定部によって、重み記憶部に格納する重みが工程毎に設定されるため、工程の特徴に応じた適切な重みを設定することができる。
【０１１６】
請求項４に記載の発明によれば、工程別生産スケジュール変更部によって、生産スケジュールの変更回数がカウントされ、重み設定部によって、変更回数の増大に応じて納期の達成度の重みが大きく設定されため、生産性及び納期に関して適切な生産スケジュールを得ることができる。
【０１１７】
請求項５に記載の発明によれば、生産ラインを構成する複数の工程の内、１の工程の重み設定部によって、他の工程の重み設定部と比較して、変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みがより早く増加される。そこで、最終工程の重み設定部が他の工程の重み設定部と比較して変更回数の増大に応じた納期の達成度の重みをより早く増加させる場合には、納期を達成可能な生産スケジュールを生成できる。
【０１１８】
請求項６に記載の発明によれば、工程別スケジューリング手段によって、生産ラインを構成する所定数の工程毎に複数の製品の処理順序が決定され、制御手段によって、工程別スケジューリング手段に対して、工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受が指示されると共に、工程スケジューリング手段の処理の実行が指示されるため、効率的にライン全体の生産スケジュールを決定できる。
【０１１９】
また、各工程別スケジューリング手段において、評価部によって、予定時刻算出部により求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて工程別生産スケジュールの生産効率が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【０１２０】
また、評価部によって、データ取得部により取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて工程別生産スケジュールの納期の達成度が評価され、工程別生産スケジュール変更部によって、評価部による評価結果に基づいて工程別生産スケジュールが変更されため、各工程の生産効率及び納期達成度に関して適切な生産スケジュールを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るスケジューリング装置の構成図の一例である。
【図２】 スケジューラのハード構成図の一例である。
【図３】 スケジューラの制御部の機能構成図の一例である。
【図４】 後工程納期の説明図の一例である。
【図５】 後工程処理可能時刻の説明図の一例である。
【図６】 係数Ｋｉの重みγｉ及び生産スケジュールに及ぼす影響についての説明図の一例である。
【図７】 制御装置のハード構成図の一例である。
【図８】 制御装置の制御部の機能構成図の一例である。
【図９】 制御装置の制御部の処理の概要を表すフローチャートの一例である。
【図１０】図９のステップＳ１及びステップＳ３に対応するスケジューラの処理を表すフローチャートの一例である。
【図１１】 図９のステップＳ５〜Ｓ１１に対応するスケジューラの処理を表すフローチャートの一例である。
【図１２】 段取り替えの要否を表す図表の一例である。
【図１３】 図１０のフローチャートのステップＳ１０１において生成される初期生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１４】 図１０のフローチャートのステップＳ１０３において行われる情報交換処理の説明図の一例である。
【図１５】 図１３に示す初期生産スケジュールが図１１のフローチャートのステップＳ５１５において行われるスケジュール変更処理によって変更されて得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１６】 図１３に示す初期生産スケジュールに対してスケジュール変更処理が施され最終的に得られた生産スケジュールを表す図表の一例である。
【図１７】 ジョブショップ型生産ラインに適用されるスケジューリング装置の構成図の一例である。
【符号の説明】
１ スケジューリング装置
１１〜１４ スケジューラ（工程別スケジューリング手段）
１１ａ〜１４ａ 制御部
１１ａ１〜１４ａ１ ＣＰＵ
１１ａ１０〜１４ａ１０ 初期スケジュール生成部
１１ａ１１〜１４ａ１１ データ取得部
１１ａ１２〜１４ａ１２ 予定時刻算出部
１１ａ１３〜１４ａ１３ 評価部
１１ａ１４〜１４ａ１４ 重み設定部
１１ａ１５〜１４ａ１５ スケジュール変更部
１１ａ１６〜１４ａ１６ データ出力部
１１ａ２〜１４ａ２ ＲＡＭ
１１ａ２１〜１４ａ２１ スケジュール記憶部（工程別スケジュール記憶部）
１１ａ２２〜１４ａ２２ 処理時間記憶部
１１ａ２３〜１４ａ２３ 重み記憶部
２ 制御装置（制御手段）
２ａ 制御部
２ａ１ ＣＰＵ
２ａ１１ 処理実行制御部
２ａ１２ 入出力制御部
２ａ２ ＲＡＭ
Claims (6)
- ２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するスケジューリング装置であって、
前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、
前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程別スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段とを備え、
各工程別スケジューリング手段は、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、
前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、
前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、
前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、
前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、
前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部とを備え、
前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、
前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、
前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴とするスケジューリング装置。 - 前記工程別スケジューリング手段は、前記評価部において使用される重み情報を格納する重み記憶部を備え、
前記評価部は、前記重み記憶部の重み情報を用いて重み付き加算を行う所定の評価関数の値を求めることによって評価することを特徴とする請求項１に記載のスケジューリング装置。 - 前記工程別スケジューリング手段は、前記重み記憶部に格納する重みを設定する重み設定部を備え、
前記重み設定部は、工程毎に重みを設定することを特徴とする請求項２に記載のスケジューリング装置。 - 前記工程別生産スケジュール変更部は、生産スケジュールの変更回数をカウントし、
前記重み設定部は、前記変更回数の増大に応じて前記納期の達成度の重みを大きく設定することを特徴とする請求項３に記載のスケジューリング装置。 - 前記複数の工程の内、１の工程の前記重み設定部は、他の工程の前記重み設定部と比較して、前記変更回数の増大に応じた前記納期の達成度の重みの増加する程度が大きいことを特徴とする請求４に記載のスケジューリング装置。
- ２以上の所定数の工程からなり、前記所定数の工程毎に前後工程が予め設定されており、前記所定数の工程の内少なくとも１の工程での製造条件の互いに相異なる複数種類の製品を製造する生産ラインの各工程における複数の製品の処理順序である工程別生産スケジュールを決定するためのスケジューリングプログラムであって、コンピュータを、
前記所定数の工程毎に前記複数の製品の処理順序を決定する前記所定数の工程別スケジューリング手段と、
前記工程別スケジューリング手段に対して、前記工程別スケジューリング手段間におけるデータの授受を指示すると共に、前記工程別スケジューリング手段の処理の実行を指示する制御手段として機能させ、
各工程別スケジューリング手段は、自工程における製品の処理順序である工程別生産スケジュール情報を格納する工程スケジュール記憶部と、
前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段から、各製品の処理終了予定時刻情報を取得するデータ取得部と、
前記工程別生産スケジュール情報及び直前工程の処理終了予定時刻情報を用いて、各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を求める予定時刻算出部と、
前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理開始予定時刻及び処理終了予定時刻を用いて前記工程別生産スケジュールの生産効率を評価する評価部と、
前記評価部による評価結果に基づいて、前記工程別生産スケジュールを変更し、工程スケジュール記憶部に更新的に格納する工程別生産スケジュール変更部と、
前記制御手段からのデータの授受の指示を受け付けて、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の処理終了予定時刻情報を出力するデータ出力部として機能し、
前記データ取得部は、自工程の直後工程の工程別スケジューリング手段から、当該直後工程において各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻である処理開始可能時刻情報をさらに取得し、
前記評価部は、前記データ取得部によって取得された処理開始可能時刻に対する自工程の各製品の処理終了予定時刻の遅れ時間を用いて前記工程別生産スケジュールの納期の達成度をさらに評価し、
前記データ出力部は、自工程の直前工程の工程別スケジューリング手段に対して、前記予定時刻算出部によって求められた各製品の直前に処理される製品の処理終了予定時刻を処理開始可能時刻情報としてさらに出力することを特徴とするスケジューリングプログラム。
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