JP4473467B2

JP4473467B2 - 生産計画立案装置

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Publication number: JP4473467B2
Application number: JP2001137454A
Authority: JP
Inventors: 真哉久保; 泰介衛藤; 貴久立山
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP2002333911A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製品を複数工程を経て製造する際における生産計画の立案装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製造工程の生産計画を精度良く立案することは、製造工程の生産性を向上し、しかも、製造コストを低減するためには重要なものである。このため、近年、この生産計画を人手に頼らずコンピュータを利用して自動的に、且つ、容易に立案する方法が種々提案されている。
この生産計画立案方法として、例えば、特開２０００ー１７６６３４公報の提案がある。これは、高炉で製造して銑鉄を製造する製品の成分になるように調整し、この成分調整された溶鋼を連鋳機で鋳造してスラブにする製鋼工程を有する鉄鋼製造業が対象となっており、その製鋼工程の操業条件から鋳造設備での鋳造枠、すなわち、製造ロット枠を予め決めておき、この決めた鋳造枠に対して、注文の有った製品（注文品）を割り付けて鋳造する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、製鋼工程の操業条件を基にして、予め決められた鋳造枠に注文品を割り付けるため、注文の納期や在庫量の適正化を図り難いものであり、特に、注文の品種が多い場合において、各注文品に対して納期を満足し、在庫量の適正化を図るための最適製造ロット構成で、しかも、比較的長期間（１週間程度）の生産計画を立案するのは大変に難しいものであった。
更に、納期や在庫量を適正化するために製造ロット（鋳造枠）を修正すると、ひとつの修正が他の製造ロットの構成やスケジュールに影響を及ぼすため、修正負荷が高くなり過ぎる問題を有するものであった。
本発明は、この様に、１週間程度であっても、多品種の注文に対して、納期を満足し在庫量を適正化して操業制約や操業コストを満足させる事が可能な生産計画を効率よく立案することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その手段１は、複数工程を経て製品を製造する際に、製造ロット単位の製造を行なう予め設定した工程を基準として生産計画を立案する装置において、注文情報データベースに記憶している注文製造品の特性と、注文納期日から求めた各工程の製造基準期日と、注文製造量とから、製造基準期日別で、且つ、注文製造品の特性別に注文製造量を集約する注文一次集約部と、前記集約した製造基準期日別、特性別の注文製造量と予め入力した各工程での製造基準期日別の製造処理能力を比較して過不足状態を判断し、該注文製造量が製造処理能力を超えている場合には前記集約した注文製造品の中から製造を遅らせる注文製造品について決定し、前記注文製造量が製造処理能力以下の場合には納期日の遅い注文を前倒しして、生産対象となる注文製造品とその製造量を修正決定する注文一次集約修正部と、前記修正決定した製造基準期日別、特性別の注文製造品とその製造量に基づいて注文に紐付いた製造ロットの構成を決定し、これを基に前記基準工程における各製造ロットの製造予定日を決定する製造ロット構成及び製造スケジュール決定部と、前記決定した基準工程での各製造ロットの製造予定日から各工程での製造予定期日とその製造量を計算し、この計算した各工程の製造予定日別の製造量と予め入力した該各工程の設備稼働量を比較し、前記製造量が前記設備稼働量を超えていない場合には修正否とし、超えている場合には前記決定した製造ロット、製造予定日の修正要とし、修正が必要な場合には製造ロット、製造予定日、又は前記設備稼働量の修正を実行するロット評価部と、前記修正、又は修正の必要がなかった製造ロット、製造予定日、及び前記基準工程における各製造ロットの製造予定日、更には前記注文製造品の特性を基にして、該各製造ロットの製造条件の詳細製造条件の設計を行なう製造ロット詳細設計部とを有する生産計画立案装置である。
これにより、納期日に基づき注文を徐々に製造ロットの形に集約し、且つ、途中段階で、仕掛品のバランスなどの評価を行い、その時点で修正し、次のステップへ移行することで、生産計画の精度を向上させることが可能となる。
【０００５】
更に、手段２は、前記手段１に記載の製造ロットを、同一の特性を有する注文から構成する部分製造ロットとそれ以外の製造ロットに区分し、前記製造ロットの編成、修正を前記部分ロット単位に行う生産計画立案装置である。
これにより、製造ロットを構成する前に相対的に設計が容易な部分ロットを構成し、この段階でバランス評価を実施することが可能であるため、早期に生産計画の評価が可能となり、生産計画の立案作業の後半での手介入を未然に防止し、精度の高い生産計画を効率的に立案することが可能となる。
手段３は、前記手段１、２に記載の製造ロット、製造予定日の修正は、各工程の製造バランスを満足させるため、前記製造ロットに紐付けられている注文製造品の除外、入れ替え、製造ロットに紐付いていない注文製造品を製造ロットへの組み込み、或いは、製造ロットそのものの変更、製造ロットの製造予定日の修正である生産計画立案装置である。
【０００６】
また、手段４は、前記手段１〜３に記載の注文製品の構成変更、製造ロットそのものの変更、或いは、製造ロットの製造予定日の変更があった場合に、再度、前記決定した製造ロットを構成する注文製品について、各工程での製造予定期日とその製造量を計算し、この計算結果と注文製品の納期日を比較して、該納期日に間に合うか否かを判断して、前記決定した製造ロット、製造予定日の修正が必要か否かを決定する生産計画立案装置である。
手段５は、前記手段１〜４において、各工程の製造予定日別における製造量と予め入力した該各工程における設備稼働量を比較し、この比較結果に基づいて製造ロット、製造予定日の修正の要否を決定する際に、各工程における製造途中の仕掛注文製品とその数量を求め、この求めた仕掛注文製品とその数量を加味する生産計画立案装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態では、製鋼工程、熱間圧延工程を有する鉄鋼製造業の生産計画の立案装置を例にして説明する。
鉄鋼製造業においては、転炉等で溶けた銑鉄に対して成分の調整を行って溶鋼とし、連鋳機等で該溶鋼をスラブ等の鋼材に鋳造する製鋼工程が、製造物に注文が紐付いている最初の工程であり、注文納期を決定する上で重要な工程であるため、以下では製鋼工程を主要工程として一週間の生産計画を立案する場合を例として説明する。
立案した結果は、一週間分の製鋼工程のロットの構成と、ロットごとの製造ラインと製造日時が決められた製造スケジュールであり、ロットには注文が紐付いているだけでなく、製造される鋼材が紐付いており、鋼材の化学成分や寸法や質量、チャージの精錬やキャストの鋳造などの製鋼工程内の各プロセスの処理内容など製造に必要な情報を製造命令として設計してある。
なお、すべてのロットについて製造命令を設計せず、週の後半にスケジュールされるロットは注文が紐付いているようにしてもよい。
【０００８】
本発明の実施の形態を図１に示す機能ブロック図及び図２に示すフローチャートを参照して説明する。
図中、１は注文情報データベースであり、注文の番号、製品の規格や寸法などの製品仕様、注文量（個数や質量）、納期日、さらにはその注文の製造工程の経路、各製造工程毎の製造基準期日や要求処理プロセス等の注文情報を記憶している。
尚、１つの注文であっても納期日が複数に分割されている場合には、注文量や製造基準期日も分割した納期日に対応した個数分だけ保持している。また、前記製造基準期日は、製造基準日設定部１８で算定するものであり、例えば、各工程で製造するために要する標準の時間、即ち、標準工期を、納期日から各工程を製造の逆順にたどって減算して求めるものである。
２は前記製鋼工程、熱間圧延工程毎に注文を一次集約するための注文一次集約部であり、前記注文情報データベース１に記憶している全ての注文品のうち、未計画なもの、あるいは、注文された量のうち一部分が未計画な注文を選択し、その選択した注文品の注文情報の１項目である各工程の製造基準期日と、製造ロットへの注文組み込みの最重要条件である製造品の特性の２つを軸とする表形式に、注文を各工程毎に一次集約する（ステップ１０１）。
【０００９】
そして、その結果を注文一次集約情報データベース３に渡して記憶させる。
なお、製造品の特性とは、同一製造ロットに組み込むすべてあるいは大半の注文あるいは製造品が有する特性であり、すなわち製造ロットを特徴づけるキーでもあり、そのキーは、製造品の規格や寸法や形状などの製品仕様であったり、製造工程内の処理プロセスであったり、納品先（注文先）であったり、それらの組み合わせであったりする。
【００１０】
例えば、製鋼工程では転炉や二次精錬装置（脱ガス装置等）において、多量の溶鋼（２００トン〜３００トン程度）を１つの単位（１チャージ）として成分調整などの処理を施している。この結果、１チャージの溶鋼には複数の注文が混在する場合がある。このため、溶鋼の処理方法や炭素当量や添加合金種類などの化学成分を組み合わせて表現した鋼種という製造上の仕様が製鋼工程のロットを設計する上で最も重要な特性であるため、本例では、鋼種を注文一次集約のための製鋼工程の製造ロットの特徴を示すキーとする。表１に製鋼工程における注文一次集約の結果の例を示す。なお、例えば熱間圧延工程では鋼材の厚みや巾や加工強度がロットを特徴づけるキーとなり、出荷工程では納品先（注文先）がロットを特徴づけるキーとなる。このように各工程ごとに製造品の特性を決める値やその範囲や内容は事前に決定される。また、注文一次集約をする際に、製鋼工程と熱間圧延工程の２つの工程の両方をまとめて生産計画するような場合には、２つの工程の製造品の特性を組み合わせたものを新たなキーとしてもよい。
【００１１】
【表１】

【００１２】
この注文一次集約の結果は、表１の様に、まだ製造ロットの形にはなっておらず、単に製造基準期日と製造ロットの特性を示すキーの２軸に基づいて注文を集めて区分しただけの状態である。
４は、注文一次集約情報データベース３に記憶した各工程別の注文一次集約結果を取り込み、これを修正する注文一次集約修正部である。
この取り込んだ各工程別の注文一次集約結果から各工程の製造基準日ごとの製造処理量、計画対象期間（一週間など）の製造処理量の総計を算出し、この算出した各製造処理量と予め入力している工程別の製造処理能力（設備の休止予定計画を加味した製造処理量）と比較して評価する。そして、工程の処理量がその工程の処理能力を越える場合は、注文情報の納期日や予め調査・集計してある鋼種別の在庫量情報や注文情報の納期日などを基にして、どの注文、あるいは集約された注文全体の製造を遅らせるかについて決定する。つまり、納期日の最も遅い注文を遅らせたり、在庫量の最も多い鋼種の注文を遅らせる。また、逆に、工程の処理量が予め設定した値以下の場合は、その工程の設備稼働率が低くなり非効率であるため、納期日の遅い注文を早めに製造するように前倒しして、その工程が一定の処理量を担保するように修正を行う（ステップ１０２）。そして、この修正結果を注文一次集約修正情報データベース５に記憶する。
【００１３】
６は主要工程の製造ロットの構成及び製造スケジュールを決定する決定部であり、注文情報データベース１に記憶した注文情報、注文一次集約修正情報データベース５に記憶した注文一次集約結果の修正情報を取り込み、この修正情報と予め設定された各工程の操業制約条件、操業コストなども取り込んで、これらの条件を満たすように注文を集めてひとつの集合体とすることにより主要工程である製鋼工程の製造ロットの構成を決定する。この時、同時に他の工程、即ち、熱間圧延工程における製造ロットのキーである鋼材の厚みや巾、あるいは総圧延長などの製造条件を満足するように注文を集めて、製鋼工程と熱間圧延工程の両製造ロットを同時に決定してもよい。なお、１つの製鋼工程の製造ロットに複数の熱間圧延工程の製造ロットを対応させてもよいし、その逆でもよい。
【００１４】
そして、１つの製造ロットの構成を決定する毎に、あるいは、複数又はすべての製造ロットの構成を決定すると、その決定した製造ロットの製造ラインと製造日を表現するスケジュールを、予め入力している設備処理量計画や設備休止計画、操業制約、操業コストなどを基にして決定する（ステップ１０３）。
この製造スケジュールを決定した製造ロットについては、その製造ロットの構成及びスケジュールを製造ロット構成結果情報データベース７に記録、保持する。尚、この製鋼工程における製造ロットとは、連鋳機で連続的に鋳造する事が出来る１つもしくは複数のチャージの集合体であり、これをキャストと呼ぶ。
【００１５】
ここで、注文一次集約修正情報からキャストの構成を決定する具体例を以下に述べる。
先ず、製鋼工程での操業制約として、１チャージの質量の範囲が設備条件などに基づき事前に決められており、例えば、１５０トンから２００トンの間とする。また、操業コストの観点からは、できるかぎり２００トンに近い量で製造する。なお、本例の説明では判りやすくするために歩留まりは考慮しないが、実際のシステムにおいては、歩留まりを考慮することが好ましい。
例えば、注文一次集約情報データベース３に記憶されている注文一次集約結果が、表１に示すように、製造基準期日として６月１日にＡ鋼種の注文の合計が１０００トンあった場合には、５チャージから成る１つのキャストを構成し、６月１日以前に製造するようにスケジュール配置すればよい。
しかし、ここで新たに、１つのキャスト内のＡ鋼種の最大チャージ数（連々鋳数）が４チャージとする操業制約が有る場合には、１つのキャストとする事が出来ないために、Ａ鋼種は２つのキャストに分割することになる。この２つのキャストは、４チャージと１チャージとする解も存在するが、操業コスト的に連々鋳（連鋳機で連続的に鋳造する状態）を出来る限り多くする様にするのが好ましいため、３チャージと２チャージにする解を採用する。
【００１６】
また、別のケースとして、前記注文一次集約修正情報においてＡ鋼種の製造基準期日が６月１日において１０００トン、６月３日にも１０００トンあった場合には、１日と３日を合算した２０００トンを対象として、各キャストのチャージを３チャージ、４チャージ、３チャージとしてもよい。この場合には４チャージのキャストには、６月１日と６月３日の製造基準期日の注文が混在しているので、このキャストは６月１日よりも以前にスケジュール配置する。なお、合算する日付の範囲が広くなると、キャストは大きくなるが、在庫は増加するため、範囲の広さは事前に規則を決めておく事が好ましい。
【００１７】
またＢ鋼種の注文が９００トンであった場合、製造ロットは５チャージとなるが、１チャージを２００トンとして合計で１０００トンの溶鋼の内、１００トンは注文の紐付かない鋼材（余材と呼ぶ）を製造するようにしてもよいし、１チャージを１９０トンとして余材を製造しないようにしてもよい。
また、Ｃ鋼種の注文が６月３日に６０００トンある場合、これを１日で製造してしまうと、他の鋼種の納期遅れやＣ鋼種の製造に使用する設備ばかりが稼動するなど設備使用の偏りなどを引き起こすため、２０００トン程度に分割して製造するようにスケジュール配置する。
また、１つのキャストに異なる鋼種のチャージを混在させることが可能な場合には、例えばＡ鋼種３チャージ、Ｂ鋼種５チャージの合計８チャージから成るキャストを製造ロットとしてもよい。
【００１８】
このように、構成した製造ロットは注文を集めて決定され、その結果は、どの製造ロットにどの注文がいくらの量だけ紐付いているか、そして、その製造ロットはどの製造ライン（どの連続鋳造機）で、いつ製造されるかという情報で表現される。
【００１９】
８は、ロット構成結果情報データベース７に記憶した前記構成した製造ロットと製造スケジュールと、注文情報データベース１に記憶した注文情報を取り込んで製造予定期日情報の作成、製造量の予測及びその評価をするロット評価部である。
まず、製造ロット構成結果情報データベース７から取り込んだ各製造ロットと製造スケジュールの情報を基に、製鋼工程における各製造ロットの製造予定日を算出し、更に、この製造予定日を各製造ロットに紐付いている注文品の製鋼工程の製造予定期日とする。さらに、その注文品の製鋼工程より後方の最終工程（出荷工程）に至るまでの全工程における製造予定期日を、予め決められた工程ごとの標準工期や設備稼働計画などを基にして、製鋼工程の製造予定期日に順に日数を加算することによって算出する。
１つの注文の注文量が多い場合や少量づつ分割して出荷をする場合などでは、１つの注文が複数の製造ロットに分割されて紐付けられることがある。さらに、分割された注文の一部の量は、すでに製造中であり生産計画対象外である場合も存在する。上述ような場合においても、表２に示すように予定期日情報を保持すればよい。表２では１つの注文を製造進度（どの工程まで製造が完了したかを示す指標）の違いを日別にまとめて、横軸に分割して記述している。この分割単位ごとに、それぞれの工程の製造予定期日を算出して製造予定期日情報データベース９に記憶する。
【００２０】
【表２】

【００２１】
次に、製造予定期日情報データベース９から取り込んだ、注文品毎に設定された工程別の製造予定期日情報と予め入力した各工程の設備稼働計画から求めた各工程の設備稼働量に基づいて、日別、工程別の在庫量や製造予定量を算出する。この算出した日別、工程別の製造予定量に関するバランス表の例を表３に示す。表３のバランス表では縦軸に製鋼工程、熱間圧延工程、精整工程、出荷工程の４つの工程を順に並べているが、すべての注文品が４つの工程を通過するわけではなく、例えば精整工程を経由せずに熱間圧延工程の後、出荷工程へ進む注文品もある。各工程毎に製造予定量と設備稼働量を記載している。製造予定量は注文品ごとに設定した工程ごとの製造予定期日を参照して、工程別、期日別に集計した量である。設備稼働量は、例えば月次計画などで予め設定された工程ごとの設備の稼動量、すなわち工程別の処理計画量である。これにより在庫の変動や設備能力などを検証できる。例えば、６月１日の熱間圧延工程では製造予定量が設備稼働量を１０００トン上回り、この量だけの仕掛品在庫が発生することがわかる。この時、仕掛品在庫として製造を後回しされる注文品は注文情報の１項目である製造基準期日の遅いものから選択するが、製造基準期日が６月１日より遅いものが１０００トン分なければ、その分量だけ納期遅れを起こす可能性があると評価する。
【００２２】
【表３】

【００２３】
また、６月２日の精整工程の設備稼働量は０トンとなっており、これは設備休止を意味するが、製造予定量が４０００トンもあり、６月３日の製造予定量が１０００トンであることから、設備休止を６月３日に遅らせることも検討すべきことが判る。また、計画対象期間の製造処理量などを評価する。この評価は、注文一次集約の結果でも実施するが、製造ロットの形に構成した際に余材量も含めてしまい、全体の製造量が増加するため、製造ロットの構成定義後にも再度製造処理量を評価する（ステップ１０４）。そして、これらの評価結果は製造ロット評価情報として、ロット評価情報データベース１０に記録する。
最後に、仕掛在庫量や納期遅れの程度などに関して評価結果が一定の水準を越えず、設備休止スケジュールの変更などで対応できず、十分な結果が得られてないと判断できる場合には、製造ロットの構成やスケジュールの修正や再実行を決定する。決定内容や評価結果はＭＭＩ（Man Machine Interface ）部１１を通して生産計画立案担当者へ知らせて、担当者が手動で製造ロットやスケジュールの修正を行うようにしてもよいし、評価結果をパラメータとして自動的に製造ロット構成及びスケジュール決定部において修正を行うようにしてもよい。
【００２４】
１２は製造ロット詳細設計部であり、製造ロット構成結果情報データベース７から製造ロット構成結果情報と、注文情報データベース１から注文情報と、ロット評価情報データベース１０から製造ロット評価情報を読み込み、製造ロット内の製造品の製造順番や具体的な製造仕様を決定する。
前記製造ロット構成結果情報データベース７から取り込んだ製造ロットの構成は、製造ロットの形、すなわちキャストがどの鋼種の何チャージから成るかということと、製造ロットの製造スケジュール、ロットに紐付く注文は決定されているが、製造ロット内での製造品の製造順番や、製造品の具体的製造仕様は決定されていない。
従って、この製造ロット詳細設計部１２では製造ロット内での製造品の製造順番や、製造品の具体的な製造仕様を設計し（ステップ１０５）、その結果を製造ロット詳細設計結果情報データベース１３に記録、保持すると共にＭＭＩ部１１に製造命令として出力する。
【００２５】
例えば、製鋼工程における製造ロット詳細設計では、いわゆるスラブ設計やキャスト内スラブ配置、そしてチャージ設計を行う。注文情報に基づき注文量だけの１つ又は複数個のスラブの質量やサイズを決定し、さらにキャスト内のスラブの製造順、すなわち連続鋳造時のスラブの鋳造順を決定する。また、キャストを構成する各チャージにどのスラブが含まれるかをスラブの鋳造位置から求め、含まれるスラブの化学成分を集約することにより、各チャージごとに炭素や添加合金などの科学成分や精錬方法などを決定する。
製造ロット詳細設計の結果は製造命令として、製造現場、製造装置へ伝送され、操業されるものであり、生産計画として製造ロットに組み込む注文とスケジュールはこのステップで最終的に決定される。
【００２６】
次に、請求項２に記載の発明は、前記主要工程の製造ロットが複数の部分要素である部分ロットから構成される場合に、より効率的に生産計画を立案できる装置に関するものであり、これを図１と図３を参照して説明する。
注文一次集約部２の処理（ステップ２０１）と注文一次集約修正部４の処理（ステップ２０２）は上記説明した実施形態の処理（ステップ１０１、ステップ１０２）と同じであり説明を省略する。
しかし、部分ロット構成及び製造スケジュール決定部１７で部分ロットの構成と製造予定期日を決定する（ステップ２０３）点と、ロット評価部８で部分ロットの状態まま、日別、工程別の在庫量や処理量に関するバランスの評価などを行うと共に製造ロットを部分ロットの結合により構成する（ステップ２０５）点が異るため、この点を以下に説明する。
【００２７】
前記部分ロットとは、ある１つの製造ロットをさらに複数の小さな製造ロットとして意味のあるかたまりに分割できる場合に、その分割された小さな製造ロットのことである。従って、製造ロットは、複数の部分ロットを結合させたものになる。
例えば、鉄鋼業における製鋼工程でＡ鋼種３チャージから成る製造ロットとＢ鋼種５チャージから成る製造ロットの２つの製造ロットを部分ロットとみなし、この２つを合わせて連続鋳造する８チャージから成るキャストを１つの製造ロットとする場合や、組み立て加工業において、基本的な製造ライン装置は変更せずに加工工具Ｔ１を使用する製造ロットと他の加工工具Ｔ２を使用する製造ロットをそれぞれ部分ロットとし、これらを合わせた同一製造ライン装置での加工作業を１つの製造ロットとする場合や、加工工具などの変更もないが、作業時間や製造量などが一定値に達したものを部分ロットとして取り扱う場合などが考えられる。
【００２８】
前記部分ロット構成及び製造スケジュール決定部１７は、注文情報データベース１に記憶した注文情報、注文一次集約修正情報データベース５に記憶した注文一次集約結果の修正情報を取り込み、この修正情報と予め設定された各工程の操業制約条件、操業コストなども取り込んで、これらの条件を満たすように注文を集めてひとつの集合体とすることにより主要工程である製鋼工程の同一鋼種のひとつ又は複数のチャージから構成される部分ロットの構成を決定する。
そして、１つの部分ロットの構成を決定する毎に、あるいは、複数又はすべての部分ロットの構成を決定すると、その決定した部分ロットの製造予定日を表現するスケジュールを、予め入力した設備処理量計画や設備休止計画、操業制約、操業コストなどを基にして決定する（ステップ２０３）。
この製造スケジュールを決定した部分ロットについては、その製造ロットの構成及びスケジュールを部分ロット構成結果情報データベース１４に記録、保持する。表４に部分ロット構成結果の例を示す。表の数値はチャージ数である。
【００２９】
【表４】

【００３０】
この注文一次集約集約修正情報から部分ロット（同鋼種チャージ群）の構成を決定する方法は、前述のステップ１０３でキャストを決定する具体例において、キャストを同鋼種チャージ群とみなした場合と同じである。
また、ロット評価部８に於ける、部分ロット構成定義と基準期日決定の結果の評価（ステップ２０４）もまた、前記ステップ１０４の製造ロット構成とスケジュールの評価と同様の処理となる。
【００３１】
しかし、仕掛在庫量や納期遅れの程度などに関して評価結果が一定の水準を越えず、設備休止スケジュールの変更などで対応できず、十分な結果が得られてないと判断できる場合には、部分ロットの構成やスケジュールの修正や再実行を決定する。
この評価においては、前記ステップ１０４の製造ロットを構成した後に行なう評価に比べて、部分ロットの形のままの評価であるため、精度は低くなるものの、早い段階で、各工程のバランスを評価し、必要に応じて修正することができるため、生産計画の立案の手戻りを減少させ効率的に実行できるようになる。
【００３２】
また、製造ロット構成及び製造スケジュール決定部６においては、操業制約や操業コストなどを考慮した上で、部分ロットを合成したり、あるいは分割したりすることによって、主要工程の製造ロット、すなわち製鋼工程のキャストを構成する（ステップ２０５）。例えばＡ鋼種３チャージの部分ロットとＢ鋼種５チャージの部分ロットの２つを結合して８チャージのキャストを構成する。
【００３３】
また、例えば１つのキャスト内にＡ鋼種とＢ鋼種が混在する場合には、Ｂ鋼種は最大３チャージまでという操業制約があった場合には、Ａ鋼種３チャージ、Ｂ鋼種３チャージの６チャージのキャストとする。操業コストの観点からキャストはできるだけ多くのチャージを結合した方が好ましいので、残りの２チャージのＡ鋼種は結合可能な他のチャージに結合させて新たなキャストを構成する。
また、操業制約上、Ｃ鋼種はＤ鋼種ともＥ鋼種とも結合してキャストを作れる場合、表４に示すように、６月８日のＣ鋼種２チャージの部分ロットは、６月６日のＤ鋼種の部分ロットと結合するか、６月９日のＥ鋼種の部分ロットと結合するかの選択が可能となる。この時、ステップ２０４の部分ロットの評価において計算されたバランス表において、下工程の精整工程では、６月８日にスケジューリングされたＣ鋼種２チャージの部分ロットが原因で６月１２日の精整工程の製造予定量が設備稼働量よりも多くなっており、かつそれ以前の製造予定量には余裕があることが示されている場合には、６月８日より早めに出鋼することが好ましい、すなわち、６月６日のＤ鋼種と結合させてキャストを構成し、そのキャストを６月６日、又はそれ以前にスケジューリングすることが好ましいので、そのように製造ロット（キャスト）を決定し、スケジュール配置する。
更に、ロット評価部８での処理（ステップ２０６）は前記説明した実施の形態の処理（ステップ１０４、１０５）と同様の処理となるのでここでは説明を省略する。
【００３４】
更に、請求項３に記載の発明は、製造ロット詳細設計部１２において、いわゆるスラブ設計やチャージ設計を行った際に、操業制約条件を満足しない注文を製造ロットから組み外したり、その代わりの新たな注文を組みこんだりするステップを有するものである。
製造ロット詳細設計を行なった結果、例えば連続鋳造時の鋳造サイズや連続鋳造可能時間や添加合金の量や精錬方法などの操業条件やそれらの複合制約のため、前記ステップ１０５（又はステップ２０７）で紐付けられた注文が、注文の要求仕様を満たさず、製造ロットに組み込むことができないことが判明した場合には、当該注文、あるいは制約違反の原因となった別の注文を製造ロットから組み外す（或いは、注文の一部、例えば２００トンのうち５０トンだけを製造ロットから組み外す場合もある）。組み外した場合にはチャージの溶鋼量が減り操業コスト的に好ましくないので、別の組みこみ可能な注文品を選択してスラブ設計をしてキャストに組みこむ場合もある。この場合は通常、納期日の遅い注文品を組み込むことになるため結果として在庫を増やすことになる。また組み外しや組み込みの際には、ステップ１０４やステップ２０６でロット評価情報データベース１０に格納されたバランス表を参照し、在庫変動の少ない注文、納期遅れにならないような注文品を選択するようにしてもよい。さらに、納期を考慮して製造ロットの構成やスケジュールを修正してもよい。
【００３５】
請求項４に記載の発明は、製造ロットの詳細設計を行なった後、ロット評価部８においては、製造ロット詳細設計結果情報データベース１３から製造ロット詳細設計結果情報を取り込んで、バランス表を作成してそれを評価し、必要に応じて、取り込んだ製造ロットの詳細設計の修正や再実行を決定するステップを有すものである。
これは、製造ロットを詳細設計する際に、製造ロットの構成を決定した段階で、注文情報修正部１９から紐付いていた注文が組み外されたり新たな注文が組み込まれたりした情報が入力した場合に、ロット評価部８において、前記ステップ１０４やステップ２０４、ステップ２０６で行なう評価と同様の処理で、詳細設計後の製造ロットに紐ついた注文について製造予定期日を計算し、工程別、日別のバランス表を作成し、在庫量や設備稼働スケジュールや納期日に問題が発生しないか評価するものである。
さらに評価結果が一定の水準を超えてないと判断できる場合には、製造ロットの構成やスケジュールの修正や再実行を決定する。
【００３６】
また、請求項５に記載の発明は、ロット評価部８において、バランス表を作成する際に実績データベース１５に登録されてある仕掛在庫（当日の操業開始直前の製造処理待ち在庫）情報を取りこむことにより、バランス評価の精度を高めることが可能とする。
表５は仕掛在庫情報を取り組んだ時のバランス表である。工程毎の仕掛在庫量は実績データベース１５に登録されている本日の工程別の仕掛在庫品からその総量を読みこんで記入する。例えば本日が６月１日であれば熱間圧延工程の仕掛在庫量２０００トンを６月１日の欄に記入する。工程毎の設備稼働量は、例えば月次計画などで予め与えられた工程ごとの設備の稼動量、すなわち工程別の処理計画量を記入する。なお、表５では熱間圧延工程の設備稼働量の内訳として精整工程経由のものを表現している。例えば６月２日では３０００トンが精整工程へ進むものであり、残り４０００トンは直接出荷工程へ進むものである。工程毎の設備稼働量はステップ１０５と同様の方法で計算する。このようにして６月１日の各工程の仕掛在庫量、製造予定量、設備稼働量が決定される。次に、６月２日の仕掛在庫量を計算する。
【００３７】
【表５】

【００３８】
一般に連続する２つの工程、Ｘ工程とＹ工程があった場合に、
Ｙ工程のＮ日の仕掛在庫量＝（Ｎ−１日のＹ工程の仕掛在庫量）＋（Ｎ−１日のＸ工程の設備稼働量）−（Ｎ−１日のＹ工程の設備稼働量）
で計算出来る。従って、６月２日の熱間圧延工程の仕掛在庫量は、
１２０００＋８０００ − ６０００＝１４０００トン
である。同様にして、各工程の仕掛在庫量を翌日、翌々日と計算していく。なお、この際には、精整工程を経由するものと経由しないものを区別して計算する必要がある。
この計算結果により、仕掛在庫量が日別にどのように変動していくかがより実際的に予測できる。そして、例えば、６月３日の出荷工程の仕掛在庫量が少なくなっており、出荷機会を損失する可能性も考えられるので、６月２日の精整工程の設備休止を遅らせるなどの処置を検討しなければならないことが判る。
【００３９】
更に、前記ステップ１０４、ステップ２０４、ステップ２０６でバランス表の製造予定量を計算する際に、既に製造途中の仕掛在庫になっている注文に関しては、製造着手前の生産計画時に計算した製鋼工程の製造予定期日から標準工期を加算した製造予定期日を用いるのではなく、操業ダイア情報データベース１６に格納されている仕掛在庫品ごとの操業スケジュールを製造予定期日として用いることにより、計画評価の精度をより高める。操業ダイア情報は各工程別に、作業待ちの仕掛在庫品に対する現在以降の一定期間の作業スケジュールを保持しているものであり、換言すれば、この作業スケジュールに記載されている注文は、操業変動がない限り、この計画通りに製造されるものである。従って、極めて確度の高い製造予定期日として、バランス評価などに活用でき、評価結果の信頼性を向上させることができるので好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、注文を積み上げて徐々に製造ロットを設計し、その途中、途中の段階で在庫バランスなどの評価を行うことで、納期日を満足しつつ操業制約や操業コストを満足させる精度の高い生産計画を効率よく立案することが可能となり、この分野に於ける効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１：注文情報データベース、２：注文一次集約部、３：注文一次集約情報データベース、４：注文一次集約修正部、５：注文一次集約修正情報データベース、６：製造ロット構成及び製造スケジュール決定部、７：製造ロット構成結果情報データベース、８：ロット評価部、９：製造予定期日情報データベース、１０：ロット評価情報データベース、１１：ＭＭＩ部、１２：製造ロット詳細設計部、１３：製造ロット詳細設計結果情報データベース、１４：部分ロット構成結果情報データベース、１５：実績データベース、１６：操業ダイア情報データベース、１７：部分ロット構成及び製造スケジュール決定部、１８：製造基準日設定部、１９：注文情報修正部

Claims

複数工程を経て製品を製造する際に、製造ロット単位の製造を行なう予め設定した工程を基準として生産計画を立案する装置において、
注文情報データベースに記憶している注文製造品の特性と、注文納期日から求めた各工程の製造基準期日と、注文製造量とから、製造基準期日別で、且つ、注文製造品の特性別に注文製造量を集約する注文一次集約部と、
前記集約した製造基準期日別、特性別の注文製造量と予め入力した各工程での製造基準期日別の製造処理能力を比較して過不足状態を判断し、該注文製造量が製造処理能力を超えている場合には前記集約した注文製造品の中から製造を遅らせる注文製造品について決定し、前記注文製造量が製造処理能力以下の場合には納期日の遅い注文を前倒しして、生産対象となる注文製造品とその製造量を修正決定する注文一次集約修正部と、
前記修正決定した製造基準期日別、特性別の注文製造品とその製造量に基づいて注文に紐付いた製造ロットの構成を決定し、これを基に前記基準工程における各製造ロットの製造予定日を決定する製造ロット構成及び製造スケジュール決定部と、
前記決定した基準工程での各製造ロットの製造予定日から各工程での製造予定期日とその製造量を計算し、この計算した各工程の製造予定日別の製造量と予め入力した該各工程の設備稼働量を比較し、前記製造量が前記設備稼働量を超えていない場合には修正否とし、超えている場合には前記決定した製造ロット、製造予定日の修正要とし、修正が必要な場合には製造ロット、製造予定日、又は前記設備稼働量の修正を実行するロット評価部と、
前記修正、又は修正の必要がなかった製造ロット、製造予定日、及び前記基準工程における各製造ロットの製造予定日、更には前記注文製造品の特性を基にして、該各製造ロットの製造条件の詳細製造条件の設計を行なう製造ロット詳細設計部とを有することを特徴とする生産計画立案装置。
請求項１記載の生産計画立案装置において、製造ロットを同一の特性を有する注文から構成する部分製造ロットとそれ以外の製造ロットに区分し、前記製造ロットの編成、修正を前記部分ロット単位に行うことを特徴とする生産計画立案装置。
請求項１又は２記載の生産計画立案装置において、製造ロット、製造予定日の修正は、各工程の製造バランスを満足させるため、前記製造ロットに紐付けられている注文製造品の除外、入れ替え、製造ロットに紐付いていない注文製造品を製造ロットへの組み込み、或いは、製造ロットそのものの変更、製造ロットの製造予定日の修正であることを特徴とする生産計画立案装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の生産計画立案装置の製造ロットにおいて、注文製品の構成変更、製造ロットそのものの変更、或いは、製造ロットの製造予定日の変更があった場合に、再度、前記決定した製造ロットを構成する注文製品について、各工程での製造予定期日とその製造量を計算し、この計算結果と注文製品の納期日を比較して、該納期日に間に合うか否かを判断して、前記決定した製造ロット、製造予定日の修正が必要か否かを決定することを特徴とする生産計画立案装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の生産計画立案装置において、各工程の製造予定日別における製造量と予め入力した該各工程における設備稼働量を比較し、この比較結果に基づいて製造ロット、製造予定日の修正の要否を決定する際に、各工程における製造途中の仕掛注文製品とその数量を求め、この求めた仕掛注文製品とその数量を加味することを特徴とする生産計画立案装置。