JP4479316B2

JP4479316B2 - 生産計画立案装置および方法

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Publication number: JP4479316B2
Application number: JP2004113730A
Authority: JP
Inventors: 多津野本; 充博榎本; 雅之戸田; 充伸中村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-04-08
Filing date: 2004-04-08
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-04-08
Also published as: US20050228521A1; US7092775B2; JP2005301466A

Description

本発明は、工業製品の生産計画立案装置および方法に関し、特に、生産形態の異なる複数の工程を経て生産される製品についての生産計画立案装置および方法に関する。

製造業界においては、営業部門や製品の販売代理店からの要求、つまり、「どの製品を、いつ、いくつ欲しい」に対し、要求通り製造して納品できるかを確認し、「どの製品を、いつ（納期）、いくつ（数量）納品するか」を回答する「納期回答」と呼ばれる業務を行っている会社が多い。納期回答した製品とその納期、数量は製造会社のその製品の生産工場に伝達され、生産工場においてはその納期、数量を守るように製品を生産・出荷する。納期回答を行っていない会社の場合には、営業部門や販売代理店からの要求を受けて、その要求に従って製品を生産・出荷する。
納期回答を行う場合には、以下の点について注意が必要である。まず、近年、市場の競争が激化しているため、納期回答に時間がかかる場合には他社へ注文が流れてしまうリスクが高くなる。また、回答した納期通り納品できなかった場合にも、信頼の低下を招き、以降の注文が他社へ流れてしまうというリスクがある。

このようなリスクを回避し確実な納期回答をするために、生産計画の立案装置を用いて、生産の制約を考慮した納期を算出する技術が数多く提案されている。例えば特許文献１がその一例である。
生産計画立案装置の立案部で実行される生産計画立案アルゴリズムとしては様々なアルゴリズムが提案されているが、従来の技術はいずれも単一のアルゴリズムを用いて全生産工程の生産計画を立案するものであった。製品の生産工程に含まれる複数の生産工程の性格の違いを考慮した技術として、特許文献２に記載の生産計画作成装置がある。この生産計画作成装置においては、製品組立工程とボトルネックとなる源泉工程の両方でバケット単位の負荷平準化を図ることができるアルゴリズムを提案しているが、両方の工程で用いるアルゴリズムは共通のものである。

複数のアルゴリズムの併用に関する技術としては、生産計画立案アルゴリズムについて具体例を示すものではないが情報システム分野において、複数の異種の制約ソルバ（アルゴリズム）を協調的・競争的に並列動作させることにより，単一のアルゴリズムをチューニングする以上の効果を得ることを目的としたものが非特許文献１で紹介されている。非特許文献１の協調制約解消システムは、各種ソルバとそれらを管理するスケジューラ部とから成り、スケジューラが並列動作する制約ソルバを協調・競争させ、効率よく解を求めるよう管理するというものである。

特開2000-353190号公報特開2001-34321号公報番原他、「Javaによる異種協調制約解消システムの開発」情報処理振興事業協会（現独立行政法人情報処理推進機構） 2002年度成果報告集第二版未踏分野未踏ソフトウェア www.ipa.go.jp/SPC/report/02fy-pro/report/895/paper.pdf

１つの製品を生産するために、部品を加工する部門、加工した部品を組み立てて製品を作る部門など、複数の部門で作業を分担して実行している企業が多い。企業では、需要の変動に合わせて製品の供給をスピーディーに行うため、部門間でサプライチェーンを構成して、お互いがモノと情報の同期化をとりながら製品を生産するのが主流になっている。このサプライチェーンの規模は、かつては一企業内の部門間であったのが近年では複数の企業間へと拡大する傾向にある。例えば、パソコンを製造・販売している企業が、上流の作業であるパソコンの部品を製造する企業（以下、サプライヤと呼ぶ）に対して、かつては自工場の生産計画を基に供給量を伝達するだけであったのが、近年ではサプライヤの工場の供給能力までチェックして、パソコンの生産計画を立案するようになってきた。サプライヤの供給能力までチェックして生産計画を立案することにより、今までは対応していなかったサプライヤから約束の供給量通りの供給が得られないリスクや、製品を確実に生産して市場に供給するために多めの部品在庫をもつことによるリスクの最小化を目指す。

需要の変動に合わせて製品の供給制御をスピーディーに行うためには、生産計画の作成や変更を迅速に行うことが必要となる。それを実現する手段の１つとして、製品を生産するために作業を分担している全ての部門の工場の生産計画を同時に立案する情報システムの利用が考えられる。
ところが、各工場で行う生産の形態は必ずしも一致しない。生産形態をプロセス型、組立型に大別すると、生産計画の精度を左右する制約条件が各々異なる。組立型では、組み付ける部品が多く、必要な部品が揃うかどうかが生産計画のポイントとなる。部品さえ揃えば、組立作業は一定の工数で行うことができる。逆に、プロセス型では、製造装置の品種切り替えによる段取り作業の効率化や歩留まりが制約となるため、作業順序が生産計画のポイントとなる。先のパソコンの例では、生産の上流である部品加工の中に、半導体というプロセス型の製造工程があるハードディスクやメモリモジュールがある一方で、下流の工程は部品を組み付ける組立型の製造工程である。一般に、モノ作りの上流にある工程ほど、プロセス型の生産形態が多い。

組立型のような部品を制約とする生産計画に優れたアルゴリズムとして、MRP計算方法がある。MRPとは、生産予定のある製品に関して部品展開を行って生産に必要となる部品の総量を算出し、そこから在庫量と発注残を差し引くことで、発注が必要な部品数量を算出する方法である。工程での作業時間は、ある固定の値で実行するとみなすため、作業順序は計算しない。例えば、ある製品A,Bを３月３１日までに生産しなければならない場合、この製品を生産するのに１日かかるなら、製品A,Bは３月３０日に投入し、３月３１日に生産が完了する、という結果を計算することができるが、製品A,Bのどちらから先に生産を行うかは計算しない。
一方、プロセス型のような作業順序を制約とする生産計画に優れたアルゴリズムとして、スケジューリング計算方法がある。スケジューリングとは、ある工程で、生産しなければならない製品が複数あるときに、工程の稼働時間と製品の納期を制約として、作業順序（どういう順番で製品を生産すれば良いか）を求める方法である。生産に必要な部品、特に複数の工程を使って生産する場合には、工程間の在庫があっても考慮されない。

このように工程の性格によって生産計画の立案に適するアルゴリズムはそれぞれ異なっているため、背景技術において述べたような単一のアルゴリズムを搭載した生産計画装置では、組立型とプロセス型の両工程を含む生産計画を、双方の制約条件を同時に考慮して計画立案することができない。もし仮に、MRPをプロセス型に適用した場合、作業順序を考慮することができず、また逆に、スケジューリング計算方法を組立型に適用した場合、部品の在庫や発注残を考慮することができない。MRPとスケジューリングの両方機能を備え、組立型・プロセス型それぞれで作業順序も在庫も考慮した生産計画を立案することができる単一アルゴリズムを開発することも考えられる。しかし、全工程に対してそこまで計算するのは過品質であるだけでなく、計算時間も増大するという問題点が生じる。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、複数の性格の異なる工程を経て生産される製品についても納期を速く正確に回答するために必要な情報である、生産計画を立案することができるようにすることにある。
より具体的には、本発明の目的は拠点や工程間の在庫・仕掛と作業間の段取りを考慮した生産計画を立案することにある。
また、背景技術の非特許文献１に記載された技術においては、開発した３種類の確率的制約ソルバを使った近似最適解探索およびＳＡＴプランニングを例にとって複数の異種の制約ソルバを協調的・競争的の並列動作による有効利用が示されているものである。異種ソルバを選択する基準がない場合には、候補となるソルバでそれぞれ解を求め、一番よい解を選択する方式が提案されている。しかし本発明が対象とする生産計画に適用しようとした場合、生産計画立案アルゴリズムはは大規模であるため、複数のソルバを同時に起動するためには、一般的なコンピュータ以上の高性能の演算装置が必要となる。そこで、
本発明の具体的な目的として、生産計画特有の問題点を鑑みつつ複数の生産計画立案アルゴリズムを用いた生産計画立案装置および方法を提供することがある。
また、複数の企業もしくは複数の拠点にまたがる製品の生産計画立案において、それぞれの企業、生産拠点の互いに独立な生産計画を立案する生産計画立案装置および方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決するために本願発明においては、製品の出荷計画情報と部品表に基づい
て生産計画を立案する際、予め製品の生産工程を、生産計画立案時に考慮すべき制約に基
づいて複数の生産工程に分け、その複数の生産工程について識別子を設定して予め工程識
別情報として記憶部に記憶するとともに、生産工程と品目との対応を少なくとも有する工
程情報を記憶部に記憶しておき、計算処理部は、記憶部に記憶しておいた出荷計画情報と部品表と工程情報とに基づいて、製品の生産に含まれる生産工程および計算順序を判定し、その計算順序に基づいて、各生産工程について記憶しておいた工程識別情報に基づいて第１または第２の生産計画計算アルゴリズムのいずれを実行するか判定し、判定したアルゴリズムを用いて生産計画を計算するようにしたものである。

または記憶部に各生産工程において作業順序別に段取り占有量を示した段取り時間情報を記憶しておき、計算処理部は、段取り時間情報に基づいて第１または第２の計算アルゴリズムのいずれを実行するか判定し、判定したアルゴリズムを用いて生産計画を計算するようにしたものである。

本発明では、投入順序によりスループットが左右される製造工程を有する製品の生産計画に対し、順序制約がある工程へはスケジューリング計算を適用することで、従来のMRPだけではできなかった、正確な生産計画に基づく迅速な納期回答が実現できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

まず、本実施形態における製品の生産の流れについて図２を用いて説明する。
図２に示すように、本実施形態で例にとって説明する製品は、まずサプライヤが、原料を調達し（２０１）、原料から部品の生産を行う（２０２）。そしてサプライヤは下流工程であるメーカーへ生産した部品を供給する。メーカーはサプライヤから供給された部品から中間品の生産を行ない（２０３）、さらに中間品や部品からより大きな中間品の生産を行う（２０４）。そして、これらの中間品から製品の生産を行ない（２０５）、製品を出荷する。出荷した製品は顧客（２０６）に届けられる。

本実施形態においては、製品の出荷計画に基づき、計算制御部が、製品、中間品、部品の生産制約に基づいて複数の計算処理部うち起動する計算処理部を判定し、生産計画を計算する。一般に、１つの企業において生産する製品は複数種類ある。それらの製品のうち、組立型の生産工程で扱う部品構成は一般的に多段で複雑な構成をしている。また、プロセス型の生産工程数も１００を超える場合があり、実際の製品を例にとり全ての工程について実施形態を示すことは現実的ではない。そこで本実施例では、本発明の内容を明確に示すために、製品の種類、部品構成、工程数を単純化して説明するものとする。
また、この実施形態での「工程」とは、1つの設備や作業者により行われるひとまとまりの作業のことであってもよいし、複数の設備や複数の作業者が行う作業の集合体であってもよい。また、工場を１つの工程とみなしてもよい。一般に、製造業では、勤労や原価など、何らかの都合で設備や作業者を集合体（組織）で管理していることが多く、その集合体の単位で「工程」とみなしてもよい。

まず、本実施形態における生産計画立案装置１００を、図1を用いて説明する。本実施形態の生産計画立案装置は、大きく分けて「入力情報を記憶する記憶部」と、「計算し結果を出力する処理部」、「計算結果を記憶する記憶部」の３つから構成される。

このうち、入力情報を記憶する記憶部は、製品毎の出荷要求日と数量を記憶する出荷計
画情報を記憶する出荷計画記憶部１０１、製品毎の部品構成と生産リードタイムを記憶す
る部品表記憶部１０２、製品または部品（総称して品目と呼ぶ）を生産する工程とその工
程の使用順序、使用時間を記憶する工程情報記憶部１０３、工程の識別子を記憶する工程
識別情報記憶部１０４、を有する。また必要に応じて、品目の在庫数量を記憶する在庫情
報記憶部１０５、調達を行ったことにより部品を使用することができるようになる部品毎
の利用可能日と数量を記憶する入庫予定情報記憶部１０６、品目を生産する工程において、品目を生産するのに必要となる段取り時間を記憶する段取り時間情報記憶部１０７を有
するようにしてもよい。なお、これらの記憶部１０５、１０６、１０７は、記憶しておく
情報がない場合には構成から外してもよい。

計算を行う処理部は、出荷計画情報に基づき、部品表、在庫情報、入庫予定情報を用いて、品目の着手日、完成日、および完成量を算出するＭＲＰ計算処理部１０８、出荷計画情報に基づき、工程情報、段取り時間情報を用いて、品目の着手日時、完成日時、および完成量を算出する作業順序計算処理部１０９、出荷計画情報に基づき、工程識別情報を用いて、ＭＲＰ計算処理部もしくは作業順序計算処理部を起動する計算制御部１１０
生産・調達する品目の日別数量を計画記憶部に出力する計画出力部１１２から構成される。

計算結果を記憶する記憶部は、製品、中間品、部品を生産する日と数量からなる生産計画と、新規に調達が必要な原料の必要な日、数量からなる調達計画を記憶する計画記憶部111が該当する。

本実施形態の生産計画立案装置はパーソナルコンピュータなどの計算機に搭載されてお
り、ハードディスクに「入力情報を記憶する記憶部」「計算結果を記憶する記憶部」、お
よび「計算し結果を出力する処理部」のプログラムを格納する。プログラムに記述された
処理をCPUが実行する。具体的には、プログラムで指定した入力情報をハードディスクの
「入力情報を記憶する記憶部」よりメモリに読み込み、CPUにてプログラムで指定した演
算を行ない、演算結果をメモリに一時保管する。メモリに保存された演算結果のうち、プ
ログラムで指定したものをハードディスクの「計算結果を記憶する記憶部」に出力する。
「入力情報を記憶する記憶部」と、「計算し結果を出力する処理部」、「計算結果を記
憶する記憶部」は、スタンドアロンの計算機に全て搭載してもよいし、イーサーネット等のネットワークで接続された装置それぞれに分散して搭載し、必要に応じてネットワークを介して情報を送受信してもよい。例えば、部品の生産や調達に関わる記憶部をサプライヤが管理する装置に搭載し、中間品や製品の生産に関わる記憶部をメーカーが管理する装置に搭載し、計画立案部および計画記憶部および計画出力部をメーカーの情報部門が管理する装置に搭載する形態が考えられる。

次に、この実施形態の生産計画立案装置１００の動作について具体的に説明する。
この実施形態で扱う製品の部品構成を図３に示す。図３に示すように、生産製品P01は、中間品i11、および部品B11から構成されており、リードタイムは１日である。図３に示すデータは、部品表記憶部１０２で記憶されている。なお、P01、i11、B11などの名称は便宜上つけられたコードであり、例えば、製品が液晶モニターなら、P01は液晶モニター、i11は液晶パネル、B11はバックライト、B12はＴＦＴ基板、M13はガラス基板というようになる。液晶モニターは、ガラス基板にTFTを形成してTFT基板を作る。TFT基板は、液晶剤を封入してドライバを装着することで液晶パネルとなる。液晶パネルにバックライトを組み付けて液晶モニターになる。

図４に、生産をするために必要となる工程とその占有量、および１日に各工程で生産可
能な量を示す。例えば、品目P01は製組立工程で生産され、P01を生産するために製組立工程を占有する量は１単位あたり２０である。製組立工程は、１日の生産能力は２０００である。なお、製組立、中組立、部製造の名称は便宜上つけられたコードである。先の液晶モニターの例だと、製組立は液晶モニターを生産する工程、中組立はTFT基板から液晶パネルを生産する工程、部製造はTFT基板を生産する工程を表す。図４に示すデータは、工程情報記憶部１０３で記憶されている。

図５に、品目切り替えの際に工程を占有する量を示す。例えば、B11からB12に切り替える場合、部製造工程を占有する量は１０００である。図５に示すデータは、段取り時間情報記憶部１０７で記憶されている。

図６に、工程種別を示す。工程種別を用いて、どの計算処理部を使って生産計画を計算
するかを判定する。この例では、工程識別フラグが「０」の場合、MRP計算、「１」の場
合、作業順序計算で計算する。この図６に示すデータは、工程識別情報記憶部１０４で記
憶されている。

図７に、在庫、入庫予定、および出荷計画の情報を示す。部品B11は在庫が10ある。在
庫のデータは在庫情報記憶部１０５で、入庫予定のデータは入庫予定情報記憶部１０６で、出荷計画は出荷計画記憶部１０１で記憶されている。出荷計画情報は、図示したように各製品の出荷要求数量と出荷予定日を含むもので、この出荷計画に基づき、計算制御部１１０、MRP計算処理部１０８、作業順序計算処理部１０９で生産計画を作成する。

計算制御部１１０は図８に示すステップで、CPUとメモリを用い生産計画作成処理を行う。図８に示す各ステップの処理を以下に述べる。
＜ステップ８０１＞
前述の「入力情報となる記憶部」より計算に必要な入力情報１０１〜１０７をメモリ上に読み込む。このとき、出荷計画のデータがない場合、生産するものがないとみなし、処理を終了する。

＜ステップ８０２＞
出荷計画、部品表、工程情報から、出荷計画に登録されている製品を作るための工程の並びを部品の生産も含めて特定する。例えば、P01は、部品表からB12、i11、B11、P01の順に生産するので、工程の並びは部製造、中組立、製組立となる。同様に、P02の工程の並びも部製造、中組立、製組立となる。計算順序は、工程の並びの逆順とする。この例では、製組立、中組立、部製造の順になる。一般に、この順序を計算するアルゴリズムとしてトポロジカルソートがよく用いられるので、このアルゴリズムを計算制御部に搭載して順序を計算すると計算効率がよい。

以下のステップ８０３〜８０５においては、ステップ８０２で定めた計算順序に従い、工程ごとに処理する。ステップ８０２でのソートの結果、順序に主従関係がない工程の場合、その情報を用いて計算制御部が同時にステップ８０３〜８０５を起動し、並列計算をさせてもよい。なお、並列計算のためには、並列計算に対応したMRP計算処理部１０８、作業順序計算処理部１０９を搭載する必要がある。

＜ステップ８０３＞
対象工程の生産計画を立案するアルゴリズムを後述する識別子もしくは基準値に基づき判定する。判定フローを図９に示す。まず、メモリ上に工程識別情報１０４があるかどうかを検索する。工程識別情報１０４は、ある場合には、ステップ８０３１にて、対象工程の工程識別フラグが「１」なら、作業順序計算アルゴリズム、「０」なら、ＭＲＰ計算アルゴリズムを選択する。工程識別情報１０４がない場合には、ステップ８０３２にて、対象工程の段取り時間情報１０７を参照する。段取り情報は、図５の説明で述べたように、作業順序によりその占有量が決まる。この値が大きいと、作業順序によって工程の占有量が大きく異なってくる。例えば、B11とB12を生産しなければならない場合に、B11、B12の順序で生産すると、生産の占有量に加え、図５に示す段取り占有量が１０００かかる。一方、B12、B11の順序で生産すると段取り占有量が２０００となる。段取り占有量の時間だけ、工程の能力を生産に充てることができないため、この値が大きい場合には、作業順序を計算する「作業順序計算アルゴリズム」を選択したほうがよい。よって、本実施形態では、段取り占有量が予め設定した基準以上なら作業順序計算アルゴリズム、基準以下なら、ＭＲＰ計算アルゴリズムを選択する。基準は、製品や工程の特徴により一意に決められないものであるが、例えば段取り占有量に工程の生産能力の半分の量といった、ある一定の閾値を設けておき、対象工程で閾値以上のデータが１件でもある場合には基準以上とするなどが考えられる。この基準は、計算制御部の処理としてプログラミングされていてもよいし、別に記憶部を設けて、そこからメモリ上に読み込むのでもよい。また、段取り占有量は、工程での作業を実測した値に基づき予め設定しておけばよい。もし、段取り占有量が作業者の熟練度などにより変動するのであれば、作業実績（何をいくつ、いつ投入していつ完成したか）を基に段取り占有量を割り出し、それを自動で本装置の段取り時間情報記憶部に入力させてもよい。

＜ステップ８０４＞
各計算処理部にて生産計画を立案する。具体的には、品目と出荷要求日もしくは前工程での投入日を基に、投入日、完成日、生産数量を決定する。MRP計算、作業順序計算については多くのアルゴリズムが提案されている。本実施形態においては、アルゴリズムの詳細については説明を省略する。

＜ステップ８０５＞
ステップ８０４で計算した生産計画（品目、工程、投入日、完成日、生産数量）を計画記憶部１１１に出力する。
計画記憶部に出力する情報を図１０に示す。計画記憶部１１１で記憶された生産計画、調達計画は、紙、またはディスプレイ、または別システムへの電子データとして出力することで、結果を確認することができる。

ステップ８０３〜８０５を、図３〜図７に例示したデータで実現すると、（１）製組立、（２）中組立、（３）部製造の順に以下のような処理となる。

まず、製組立の場合について説明する。
（１）製組立：
＜ステップ８０３＞
製組立のアルゴリズムを、工程識別情報の工程識別フラグ「０」により「ＭＲＰ計算アルゴリズム」と判定する。
＜ステップ８０４＞
ＭＲＰ計算アルゴリズムにより、生産数量、投入日、完成日をMRP計算処理部１０８にて計算する。製組立で生産する品目はP01,P02である。まず、完成日は、出荷計画記憶部１０１の出荷計画の出荷要求日をメモリからセットするので、P01、P02共に2004/4/30となる。生産数量は、出荷計画記憶部１０１の出荷要求量、P01、P02の生産量５０をメモリからセットし、この５０から、在庫情報記憶部１０５、入庫予定記憶部１０６にある在庫や入庫予定を減算する。この例では在庫や入庫予定がないため、生産数量は各５０となる。次に、完成日から部品表記億部１０２に記載のリードタイムだけ減算した日を投入日とする。P01については、親がP01になっている情報を検索すると、子i11のリードタイムが１、子B11のリードタイムが１である。リードタイムの最大値をとって１とする。P02も同様に計算し、P01、P02とも投入日は2004/4/29となる。これら投入日の情報はメモリにて保管される。
＜ステップ８０５＞
計画記憶部１１１に、メモリに保管していた以下の情報を出力する。
品目：P01、工程：製組立、投入日：2004/4/29、完成日：2004/4/30、生産数量50
品目：P02、工程：製組立、投入日：2004/4/29、完成日：2004/4/30、生産数量50
次に中組立の場合について説明する。
（２）中組立：
＜ステップ８０３＞
中組立のアルゴリズムを、工程識別フラグにより「ＭＲＰ計算アルゴリズム」と判定する。
＜ステップ８０４＞
ＭＲＰ計算アルゴリズムにより、生産数量、投入日、完成日をMRP計算処理部１０８にて計算する。中組立で生産する品目はi11,i21である。まず、i11の完成日は、部品表の親がP01なので、計画記憶部１１１に格納してあるP01の投入日をセットするので、2004/4/29となる。i21も同様に2004/4/29となる。生産数量は、部品表記億部１０２に記載の部品表の親であるP01、P02の生産量５０に、部品表記億部１０２に記載の部品表の構成数を掛け、在庫情報記憶部１０５、入庫予定記憶部１０６にある在庫や入庫予定を減算する。この例では構成数１、在庫や入庫予定はないため、生産数量は各５０となる。次に、完成日から部品表に記載のリードタイムだけ減算した日を投入日とする。これにより、i11、i21ともに投入日は2004/4/28と計算される。
＜ステップ８０５＞
計画記憶部１１１に、以下の情報を出力する。
品目：i11、工程：中組立、投入日：2004/4/28、完成日：2004/4/29、生産数量50
品目：i21、工程：中組立、投入日：2004/4/28、完成日：2004/4/29、生産数量50
次に、部製造の場合について説明する。
（３）部製造：
＜ステップ８０３＞
部製造のアルゴリズムを、工程識別フラグにより「作業順序計算アルゴリズム」と判定する。
＜ステップ８０４＞
作業順序計算アルゴリズムにより、生産数量、投入日、完成日を作業順序計算処理部１０９にて計算する。部製造で生産する品目はB11、B12、B22である。まず、完成しなければいけない日（完成要求日と呼ぶ）を計算する。B11の完成日は、部品表の親がP01、P02なので、計画記憶部に格納してあるP01の投入日、P02の投入日をセットするので、2004/4/29となる。B12、B22も同様に参照し、B12、B22の完成日は、部品表の親がそれぞれi11、i21なので、計画記憶部に格納してあるi11、i21の投入日をセットするので、2004/4/28となる。
生産数量は、部品表記億部１０２に記載の親の生産量５０に、部品表記億部１０２に記載の部品表の構成数を掛け、在庫情報記憶部１０５、入庫予定記憶部１０６にある在庫や入庫予定を減算する。この例ではB12、B22は構成数１、在庫や入庫予定はないため、生産数量は各５０となる。B11は、P01、P02からの構成数は１、在庫が１０あるので、５０×１＋５０×１−１０＝９０と計算される。

次に、工程情報記憶部１０３の工程情報から各品目の占有時間を求める。B11は、１単
位あたり占有量が２０なので、生産数量９０を積算して、１８００となる。B12、B22も同様に計算し、B12は１０００、B22は１０００と計算される。次に、段取り時間情報記憶部１０７の段取り占有量を参照しながら、完成要求日よりも完成日が前で、かつなるべく投入日が遅くなる作業順序を検索する。まず、考えられる作業順序を列挙する。この例では、「B11、B12、B22」「B11、B22、B12」「B12、B11、B22」「B12、B22、B11」「B11、B12、B22」「B11、B22、B12」の６通りが考えられる。このうち、どれを採用するかについてはさまざまなアルゴリズムが提唱されている。例えば、完成要求日の遅い順、段取り時間の少ない順に、工程の生産能力を割り当てていくアルゴリズムで例を解いてみる。
まず、最初にB11の１８００を2004/4/29の生産能力２０００から差し引く。これにより、B11の投入日は2004/4/29、完成日は2004/4/29と計算される。生産能力残は２００となる。生産能力残はメモリに保管する。

次の割り当て候補となるB12、B22については、完成要求日が同じ2004/4/28なので、B11へ切り替える段取り時間を段取り時間情報記憶部１０７の段取り占有量にて比較する。B12からB11への段取り時間は２０００、B22からB11への段取り時間は１０００なので、B22を割り付け候補とする。
まず、段取り時間１０００を2004/4/29の生産能力残２００から差し引くと、８００マイナスとなるので、これを2004/4/28の生産能力２０００から減算し、2004/4/28の生産能力残は１２００と計算される。ここからB22の占有時間１０００を差し引くと、2004/4/28の１２００のうち１０００を消費する。これにより、B22の投入日は2004/4/28、完成日は2004/4/28と計算される。
次の割り当て候補となるB12も同様に、段取り時間情報記憶部１０７の段取り占有量を参照し、まずB12からB22に切り替える段取り時間１０００を生産能力から差し引くと、2004/4/27の生産能力残は１２００となる。ここからB12の占有時間１０００を差し引くと、2004/4/27の生産能力残１２００のうち１０００を消費する。これにより、B12の投入日は2004/4/27、完成日は2004/4/27となる。
＜ステップ８０５＞
計画記憶部１１１に、以下の情報を出力する。
品目：B11、工程：部製造、投入日：2004/4/29、完成日：2004/4/29、生産数量90
品目：B22、工程：部製造、投入日：2004/4/28、完成日：2004/4/28、生産数量50
品目：B12、工程：部製造、投入日：2004/4/27、完成日：2004/4/27、生産数量50
以上により、計算対象の工程の生産計画が確定する。今回の例のM13、M23のように、材料の情報が部品表としてつながっている場合には、計算制御部１１０にて調達計画を出力することができる。部品表記憶部１０２に記載の部品表を参照し、M13、M23の親となるB12、B22の投入日を調達日にセットすればよい。この例で計画記憶部に記憶された生産計画、調達計画を図１０に示す。

以上のように、この実施形態では、投入順序によりスループットが左右される製造工程を有する製品の生産計画に対し、順序制約がある工程へはスケジューリング計算を適用することで、従来のMRPだけではできなかった、正確な生産計画に基づく迅速な納期回答が実現できる。本実施例では、本発明の内容を明確に示すために、製品の種類、部品構成を単純化して説明したが、製品が複数種類あり、部品構成も多段で複雑な構成をしている生産形態に対しても同様に適用できる。

本発明の一実施形態における生産計画立案装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態におけるものの流れを説明する図である。本発明の一実施形態の説明に用いる生産製品の部品構成図である。工程情報を説明する図である。段取り時間情報を説明する図である。工程識別情報を説明する図である。在庫情報、入庫予定情報、出荷計画情報を説明する図である。本発明の一実施形態における生産計画立案装置の計算制御部の処理の流れを示す図である。本発明の一実施形態における生産計画立案装置の計算制御部の計算アルゴリズム判定処理を示す図である。生産計画、調達計画情報を説明する図である。

符号の説明

１００生産計画立案装置
１０１出荷計画記憶部
１０２部品表記憶部
１０３工程情報記憶部
１０４工程識別情報記憶部
１０５在庫情報記憶部
１０６入庫予定情報記憶部
１０７段取り時間情報記憶部
１０８ MRP計算処理部
１０９作業順序計算処理部
１１０計算制御部
１１１計画記憶部
１１２計画出力部

Claims

少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案装置であって、
該生産計画立案装置は、計算処理部と、記憶部と、入出力手段と、を有し、
前記記憶部は、製品の出荷計画情報と、部品表と、品目の在庫数量情報と、部品の入庫予定情報と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、前記各生産工程と起動する計算処理部との対応を示す工程識別情報と、前記各生産工程において作業順序別に段取り占有量を示した段取り時間情報と、を記憶し、
前記計算処理部は、第１の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記部品表、前記在庫情報、前記入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の計算処理部と、
第２の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記工程情報、前記段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の計算処理部と、
前記第１、第２の計算処理部を制御する計算制御部とを有し、
前記計算制御部は、前記出荷計画情報と、前記部品表と、前記工程情報と、に基づいて、製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を判定するとともに、
前記計算順序に従い、前記工程識別情報の内容に基づき前記各生産工程において前記第１または前記第２の計算処理部のいずれかを起動して生産計画を計算するよう制御することを特徴とする生産計画立案装置。
少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案装置であって、
該生産計画立案装置は、計算処理部と、記憶部と、入出力手段と、を有し、
前記記憶部は、製品の出荷計画情報と、部品表と、品目の在庫数量情報と、部品の入庫予定情報と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、前記各生産工程において作業順序別に段取り占有量を示した段取り時間情報と、前記段取り占有量の基準値とを記憶し、
前記計算処理部は、第１の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記部品表、前記在庫情報、前記入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の計算処理部と、
第２の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記工程情報、前記段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の計算処理部と、
前記第１、第２の計算処理部を制御する計算制御部とを有し、
前記計算制御部は、前記出荷計画情報と、前記部品表と、前記工程情報と、に基づいて、製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を判定するとともに、
前記計算順序に従い、前記段取り占有量と前記段取り占有量の基準値との比較に基づき前記各生産工程において前記第１または前記第２の計算処理部のいずれかを起動して生産計画を計算するよう制御することを特徴とする生産計画立案装置。
少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案装置であって、
該生産計画立案装置は、計算処理部と、記憶部と、入出力手段と、を有し、
前記記憶部は、製品の出荷計画情報と、部品表と、品目の在庫数量情報と、部品の入庫予定情報と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、前記各生産工程と起動する計算処理部との対応を示す工程識別情報と、前記各生産工程において作業順序別に段取り占有量を示した段取り時間情報と、前記段取り占有量の基準値とを記憶し、
前記計算処理部は、第１の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記部品表、前記在庫情報、前記入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の計算処理部と、
第２の計算アルゴリズムに基づいて、前記出荷計画情報、前記工程情報、前記段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の計算処理部と、
前記第１、第２の計算処理部を制御する計算制御部とを有し、
前記計算制御部は、前記出荷計画情報と、前記部品表と、前記工程情報と、に基づいて、製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を判定するとともに、
前記計算順序に従い、前記各生産工程における前記工程識別情報の有無を判定し、
前記各生産工程において、前記工程識別情報がある場合には、前記工程識別情報の内容に基づき前記第１または前記第２の計算処理部のいずれかを起動して生産計画を計算し、
前記工程識別情報がない場合には、前記段取り占有量と前記段取り占有量の基準値との比較に基づき前記第１または前記第２の計算処理部のいずれかを起動して生産計画を計算するよう制御することを特徴とする生産計画立案装置。
前記第１の計算処理部はＭＲＰ計算処理を行うものであり、前記第２の計算処理部は作業順序計算処理を行うものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の生産計画立案装置。
前記第１、第２の計算処理部および前記計算制御部は、並列計算に対応しているものであり、前記計算制御部は、前記第１、第２の計算処理部を並列に動作させるように制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の生産計画立案装置。
少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案方法であって、
製品の出荷計画情報と、部品表と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、に基づいて、
製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を計算するとともに、
前記計算順序に従い、各生産工程において、前記各生産工程と生産計画アルゴリズムとの対応を示す工程識別情報に基づき、
出荷計画情報、部品表、在庫情報、入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の生産計画アルゴリズムと、
出荷計画情報、工程情報、段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の生産計画アルゴリズムと、
のいずれかを用いて生産計画を計算することを特徴とする生産計画立案方法。
少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案方法であって、
製品の出荷計画情報と、部品表と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、に基づいて、
製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を計算するとともに、
前記計算順序に従い、前記各生産工程において、作業順序別に段取り占有量を示す段取り時間情報と前記段取り占有量の基準値との比較に基づき、
各生産工程において、出荷計画情報、部品表、在庫情報、入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の生産計画アルゴリズムと、
出荷計画情報、工程情報、段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の生産計画アルゴリズムと、
のいずれかを用いて生産計画を計算することを特徴とする生産計画立案方法。
少なくとも製品の出荷計画情報と部品表に基づいて複数の生産工程を有する製品の生産計画を立案する生産計画立案方法であって、
製品の出荷計画情報と、部品表と、生産計画立案時に考慮すべき制約に基づいて複数の生産工程に分けられる製品の各生産工程と品目との対応を少なくとも有する工程情報と、に基づいて、
製品の生産に含まれる前記各生産工程および各生産工程間の計算順序を計算するとともに、
前記計算順序に従い、各生産工程において、前記各生産工程と生産計画計算アルゴリズムとの対応を示す工程識別情報がある場合は、前記工程識別情報に基づいて、
出荷計画情報、部品表、在庫情報、入庫予定情報より、少なくとも品目の着手日、完成日、完成量を算出する第１の生産計画アルゴリズムと、
出荷計画情報、工程情報、段取り時間情報より、少なくとも品目の着手日時、完成日時、完成量を算出する第２の生産計画アルゴリズムと、
のいずれかを用いて生産計画を計算し、
前記各生産工程と生産計画計算アルゴリズムとの対応を示す工程識別情報がない場合は、前記各生産工程において作業順序別に段取り占有量を示す段取り時間情報と前記段取り占有量の基準値との比較に基づき、
前記第１の生産計画アルゴリズムと、前記第２の生産計画アルゴリズムと、のいずれかを用いて生産計画を計算することを特徴とする生産計画立案方法。