JP4769920B2 - 鉄鋼製品の生産計画作成システム及びその生産計画作成方法 - Google Patents
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Description
生産計画の立案に関しては、例えば、自動車のような組み立て産業における部品供給コントロール(即ち、在庫管理)を中心とした内容のものが開示されているが、この生産計画では、主として自製原料を取り扱う素材産業に対応できるものではなかった。この素材産業としての特異性として、例えば、鉄鋼業においては、各製造工程の生産効率化の因子(例えば、製鋼転炉は成分単位、熱延は加熱温度)が異なるため、各製造工程の最大能力を指向すると、二律背反の要素を有する等の恐れがある。
また、特許文献2には、遡り計画作成処理工程で作成された生産計画の注文群を第1の取り合わせ制約に基づいて処理をして、上工程の製造ロットの粗生産計画を作成する上工程粗計画処理工程と、この上工程粗計画処理工程で作成された生産計画の注文群のうち至近の着手分を第2の取り合わせ制約に基づいて処理をして、上工程の製造ロットの精生産計画を作成する上工程精計画処理工程とを有する鉄鋼中間製品の生産計画作成方法が開示されている。
そして、特許文献3には、注文情報、注文投入情報、及び納期情報から対象材源を抽出して、揚港ごと又は河岸ごとに情報を集約し、その結果に基づいて予定配船ロット番号を付与する方法が開示されている。
以上の方法により、納期遅れが発生しにくく、更には中間製品の在庫量も抑制した設備運用が可能になる。
特許文献1の方法は、選択された注文群のみを対象にしたものであるが、実際の注文群は1ケ月分から2ケ月分存在しており、販売計画に基づいて製造計画を策定し、1週間単位に至近の注文群を選択して製造につなげているため、この点において適用範囲及び処理内容に改善の余地を残している。
また、特許文献2は、生産計画を作成する際の制約条件が1種類に固定されており、作成した生産計画の精度を十分に高めることができず、その結果より高収益を志向するには至っていない。
そして、特許文献3においても、生産計画を作成する際の制約条件が1種類に固定されており、高収益を志向するには至っていない。
更に、特許文献1〜3においては、製品の輸送方法、例えば、国内陸送、国内海送、又は国外海送を考慮することなく、いずれの輸送方法においても同様に製品の契約納期日を修正して作成した生産計画に基づき製品の出荷を行っている。このため、同一の輸送方法で搬送する製品でもその出荷時期が異なり易く、製品の多くが同一時期に搬送できないので、製品の輸送効率が悪く経済的でない。
過去の実績から推定される製品の見込み注文に基づいて、出荷する品種ごとに各製造ラインの製品工程から順に転炉まで遡って粗生産計画を立案し、作成した前記粗生産計画のうち転炉の粗生産計画の並べ替えを行い、この並べ替えた前記粗生産計画に基づいて転炉から製造ラインの製品工程まで下る計画を立案することにより複数の見込み生産計画を作成し、この各見込み生産計画ごとに、予め定められた設定期間内の製品の出荷量から算出する販売価格の合計と、製品を出荷可能とするまでに要する前記設定期間内の製品の処理量の変動費の合計の差を算出し、その差が最も大きくなる見込み生産計画を選択する見込み計画作成手段と、
実際の製品の品種と、その契約納期日を満たす見込み注文の製品の品種とを照合し、その適合する部分の見込み注文を実際の注文に置き換え、該実際の注文の契約納期日に基づいて、前記見込み生産計画から実生産計画を作成する実計画作成手段と、
前記実計画作成手段による前記実生産計画の作成の際に、製品が国内陸送される場合は前記契約納期日を需要者の製品の使用予定日に、製品が国内海送される場合は前記契約納期日を船舶の配船日にそれぞれ修正し、製品が国外海送される場合は前記契約納期日を船舶の着岸日として前記実生産計画を修正する修正手段とを有する。
これにより、製品の輸送効率を従来よりも向上でき経済的である。
ここで、図1は本発明の一実施の形態に係る鉄鋼製品の生産計画作成システムを使用した生産計画作成方法のフローチャート、図2は同生産計画作成システムで作成した能力制約無し条件の日別生産計画の説明図、図3は同生産計画作成システムで作成した能力制約有り条件の日別生産計画の説明図、図4は同生産計画作成システムを適用したコンピュータの配置構成の説明図である。
データ記憶手段は、注文記憶部、設備能力記憶部、設備稼働記憶部、設備修繕記憶部、通過工程記憶部、工程毎のロット纏め記憶部、販売価格記憶部、及び変動費記憶部を有している。
ここで、注文は、見込み(過去の実績)注文と実際の注文を有する。
また、品種とは、最終製品の種類を意味し、月別生産計画と日別生産計画とではその分類のレベル(階層)が異なる。
月別生産計画の作成に使用する品種とは、例えば、熱間圧延(熱延)コイル、冷間圧延(冷延)コイル、薄板、電磁鋼板、ステンレス鋼板、厚板、条鋼、又は形鋼を意味する。
一方、日別生産計画の作成に使用する品種は、月別生産計画の品種よりも更に細かいものを意味し、主要な通過工程によって細分化したものを意味する。このため、日別生産計画の品種は、例えば、同じ溶融亜鉛めっき鋼板でも、めっき処理に使用する鋼板の通過工程(熱間圧延又は冷間圧延)の違いで別品種となり、また同じブリキでも、連続焼鈍を行うか、又は箱型焼鈍を行うかで異なる。
製造ラインは複数の製造装置、即ち、転炉とこれに付帯する二次精錬及び連続鋳造を行う製造手段からなる鉄源製造装置と、更に鉄源製造装置の下流側に配置される1以上の加工装置(例えば、熱延、冷延、焼鈍、及び表面処理(亜鉛めっきなど)のいずれか1又は2以上の処理を行う装置)で構成されている。
ここで、鉄源製造装置は、鉄源工程(製鋼工程ともいう)に配置されている。
国内陸送としては、例えばトラック輸送があり、国内海送としては、例えば小型の船舶による内航船輸送がある。
国外海送としては、中型(最大積載量が例えば、2千トン以上3千トン以下程度)又は大型(最大積載量が例えば、1万トン程度)の船舶による輸送がある。この船舶による輸送は、内航船輸送と比較して入港可能な頻度が少なく(例えば、月に3回以上5回以下程度)、しかも複数品種の製品を積載し搬送することができる。
そして、稼働シフトとは、各製造装置の稼働状況、即ち稼働させる作業者の勤務形態(例えば、2交代又は3交代)で決定されるものである。
なお、同じ製造装置が複数設置されている場合、例えば、A〜C(複数)の冷延装置が設置されている場合は、採用可能な複数の設備能力パターンのデータ、及び複数の設備稼働パターンのデータ、即ち(1)A〜Cのいずれの冷延装置も使用可、(2)Aのみ使用可、(3)Bのみ使用可、のようなデータを、設備能力記憶部又は設備稼働記憶部に格納しておくことが好ましい。
このように、A〜Cの冷延装置が設置されている場合、採用可能な複数の工事の順番、即ち(1)A→B→C、(2)B→A→C、(3)C→B→A、のような設備修繕パターンのデータを、設備修繕記憶部に格納しておくことが好ましい。
通過工程記憶部は、品種ごとに前記した製造ラインの必要通過工程の指定、即ち通過必須工程のデータを格納するものである。
工程毎のロット纏め記憶部は、各工程の製造装置を稼働するに際しての管理条件、例えば、冷間圧延工程では圧延を行う鋼板の厚みの上限値及び下限値を、また焼鈍工程では焼鈍温度の上限値及び下限値を、それぞれ規定したデータを格納するものである。
変動費記憶部は、製造ラインの各通過工程及び品種ごとの変動費(円/トン)を格納するものである。ここで、変動費は、例えば、鉄源工程の場合は2基の各転炉について、熱延工程の場合は1基の熱延について、表面処理工程の場合は電気亜鉛めっき及びブリキめっきについて、製造に要する費用がそれぞれ設定される。
以上の各記憶部により、データ記憶手段が構成されている。なお、各記憶部のデータはデータベース化して蓄積されている。
この複数の月別生産計画の立案に際しては、注文記憶部の各データに基づいて、各品種ごとの契約納期日を使用する。なお、月別生産計画の立案に際しては、注文の大部分が見込み注文であるが、実際の注文が含まれていてもよい。
なお、この月別生産計画の作成処理に関しては、アスペンテック・ブローナー社が販売している「プロダクションプランナー」というソフトウェアを使用することも可能である。
(TP)=(販売単価)×(出荷量)−(変動費単価)×(処理量)
ここで、処理量には、製品の出荷をしなくても、その期間内に処理した量(即ち、製品在庫量)も含まれるため、在庫相当分の変動費を低減し、変動費単価と処理量との積を小さくすることで、スループットを大きくしてより高収益が可能となる計画を立案できる。
なお、この算出処理に際しては、注文記憶部、販売価格記憶部、及び変動費記憶部の各データを使用する。
ここで、日別生産計画を作成するに際しては、注文記憶部の実際の製品の品種と、その契約納期日を満たす見込み注文の製品の品種とを照合し、その適合する部分の見込み注文を実際の注文に置き換える。そして、置き換えた実際の注文に基づき、前記した転炉から製造ラインの最終工程まで下る日別生産計画を立案する。
この日別生産計画の作成に際しては、設備能力記憶部、設備稼働記憶部、設備修繕記憶部、工程毎のロット纏め記憶部の各データを用いて作成する。
なお、この日別生産計画の作成処理に関しても、前記した「プロダクションプランナー」というソフトウェアを使用することが可能である。
国内陸送の場合は、製品の契約納期日を、客先の要求(需要者の製品の使用予定日)に応じて、Just in timeデリバリー(指定日搬送)又は生産完了時の自動出荷(客先近くの港倉庫までの出荷又は直納もある)の日に修正する。
また、国内海送の場合は、製品の契約納期日を船舶の配船日、即ちどの船舶がどの岸壁にどの程度の期間(接岸して離岸するまでの期間)停泊するかの計画から得られる船舶の着岸日に修正する。
そして、この船舶の着岸日を変更することなく、設備能力記憶部、設備稼働記憶部、及び設備修繕記憶部の例えば各制約条件を使用して、日別生産計画を作成する。
まず、日別生産計画を作成するための月別生産計画のデータを入力する。また、前日の操業実績又は見込み生産から得られるデータも入力し、例えば、各製造装置の能力の誤差(実績差)を修正し、製造ラインの余力を修正する。
この月別生産計画は、見込み計画作成手段により作成されるもので、注文記憶部に入力された注文情報、即ち品種及び向け先に基づき、この条件に適した輸送方法を選択して、製品の注文を製品の出荷に使用する輸送方法毎に集計して作成されるものである。
更に、並べ替えた転炉の粗生産計画でそれぞれ配置された各鉄源の品種の製造日を基準とし、設備能力記憶部、設備稼働記憶部、設備修繕記憶部、及び通過工程記憶部の各データを用いて、転炉から各製造ラインの最終工程まで下る計画を作成する。
これにより、各製造装置の製造能力、稼働時期、及び修繕時期を考慮した計画を作成できる。
以上の方法で作成される複数の月別生産計画を、見込み計画作成手段によって格納する。
ここで、販売価格の合計は、作成した複数の精生産計画の製品の出荷量と、販売価格記憶部の各販売価格単価との積を求めることで算出する。また、変動費の合計は、作成した複数の精生産計画で、製品を出荷可能とするまでに通過した製造ラインの各工程ごとの処理量(在庫量も含む)と、変動費記憶部の変動費単価との積を求めることで算出する。
以上の方法により、スループットが最大となる月別生産計画を選択し、見込み計画作成手段によって格納する。
そして、前記した月別生産計画の下り計画について、日別生産計画を作成する。なお、この日別生産計画の作成に際しては、製品の輸送方法毎に、契約納期日又は日別生産計画の修正を行い、設備稼働記憶部、設備修繕記憶部、及び工程毎のロット纏め記憶部の各データを使用する。このとき、製品が国内陸送される場合は、製品の契約納期日を客先の製品の要求日に修正し、製品が国内海送される場合、船舶の配船日に修正する。しかし、製品が国外海送される場合は、製品の契約納期日を修正することなく日別生産計画を修正する。
例えば、製品の最終納期日を3月30日とした場合に、この期日に製品を出荷可能な二隻の船舶(配船日が3月20日と3月25日)があるとする。
ここで、3月20日の配船日に基づいて日別生産計画を作成し、その結果得られた製品の出荷可能日が3月23日になった場合、製品の搬送を、3月20日が配船日の船舶から、3月23日〜3月30日に配船日が設定される船舶へ変更する。
この船舶としては、3月25日が配船日の船舶がある。従って、この船舶で製品の搬送を行う。
以上の操作を、例えば毎日行うことで、更に緻密な生産計画を作成できる。
能力制約無し条件の日別生産計画とは、図2に示すように、設備稼働記憶部及び設備修繕記憶部の例えば各制約条件を考慮することなく、鉄源工程から製造ラインの製品工程まで下る計画を作成し、各製造装置の最大稼働能力を把握可能とする計画である。この計画の作成に際しては、設備能力記憶部の各製造装置における品種ごとの単位時間当たり生産量(トン/時間)のデータと、実際の注文に基づく製品の品種ごとの量から、この量を製造するために要する時間を算出する。これにより、各製造装置の稼働可能な時間と、製品の製造に要する稼働時間から、各製造装置の稼働率が得られる。
ここで、稼働率が100%を超えれば、この製造装置の製造能力が限界であることを意味する。
ここで、日別生産計画の納期が契約納期日よりも後になれば、納期が間に合わないことを意味する。
また、製品の納期を優先させる場合は、能力制約有り条件の日別生産計画において、製品の注文毎に納期を調整し、納期に余裕がある注文については、その製造日時を遅らせて、日別生産計画を決定する。
ここでは、納期管理を最優先としているため、設備稼働記憶部及び設備修繕記憶部の各データをそれぞれ選択し直し、契約納期日を満足するように、再度日別生産計画を作成する。
そして、この日別生産計画を決定し、実計画作成手段によって格納した後、この計画に基づき各輸送方法でそれぞれ製品の出荷を行う。
また、前記実施の形態においては、見込み生産計画を月別生産計画とし、実生産計画を日別生産計画とした場合について説明したが、見込み生産計画を複数月又は年単位で作成することも、また、実生産計画を複数日又は数週間単位で作成することも可能である。
Claims (4)
- 製造ラインを品種に応じて1又は複数有する鉄鋼製造設備で製造された製品を出荷するための生産計画作成システムにおいて、
過去の実績から推定される製品の見込み注文に基づいて、出荷する品種ごとに各製造ラインの製品工程から順に転炉まで遡って粗生産計画を立案し、作成した前記粗生産計画のうち転炉の粗生産計画の並べ替えを行い、この並べ替えた前記粗生産計画に基づいて転炉から製造ラインの製品工程まで下る計画を立案することにより複数の見込み生産計画を作成し、この各見込み生産計画ごとに、予め定められた設定期間内の製品の出荷量から算出する販売価格の合計と、製品を出荷可能とするまでに要する前記設定期間内の製品の処理量の変動費の合計の差を算出し、その差が最も大きくなる見込み生産計画を選択する見込み計画作成手段と、
実際の製品の品種と、その契約納期日を満たす見込み注文の製品の品種とを照合し、その適合する部分の見込み注文を実際の注文に置き換え、該実際の注文の契約納期日に基づいて、前記見込み生産計画から実生産計画を作成する実計画作成手段と、
前記実計画作成手段による前記実生産計画の作成の際に、製品が国内陸送される場合は前記契約納期日を需要者の製品の使用予定日に、製品が国内海送される場合は前記契約納期日を船舶の配船日にそれぞれ修正し、製品が国外海送される場合は前記契約納期日を船舶の着岸日として前記実生産計画を修正する修正手段とを有することを特徴とする鉄鋼製品の生産計画作成システム。 - 請求項1記載の鉄鋼製品の生産計画作成システムにおいて、前記見込み生産計画は月を単位とする月別生産計画であり、前記実生産計画は日を単位とする日別生産計画であることを特徴とする鉄鋼製品の生産計画作成システム。
- 請求項1又は2記載の鉄鋼製品の生産計画作成システムにおいて、前記製造ラインを構成する複数の製造装置は、転炉及びそれに付帯する製造手段からなる鉄源製造装置と、該鉄源製造装置の下流側に配置される1以上の加工装置であることを特徴とする鉄鋼製品の生産計画作成システム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の鉄鋼製品の生産計画作成システムを使用して、製品の生産から出荷までの計画を作成することを特徴とする鉄鋼製品の生産計画作成方法。
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