JP4969059B2 - 生産日程計画方法 - Google Patents

Description

この発明は、量産型の製品における部品加工工程を計画する生産日程計画方法に関するものである。

従来のフィーダ板金プレス加工における日程計画を対象としたパッケージでは、最終の設備毎に日程割付、時間割付を行っている。すなわち、組立計画から部品展開し、各設備毎、日毎に計画割付する機能と、さらに同一日内で時間別に割り付ける機能を合わせもっているものが一般的である。

特開２０００−２６３３９０号公報（第６〜９頁、図１）

このようなフィーダ板金プレス加工における日程計画では、板金プレス工程において複数設備を用いた加工手順の組み合わせが無数に存在し、また生産当日の職場状況によって、生産順序や加工設備の変更を行うケースが多いため、これらの市販パッケージではうまく対応できないという問題があった。
特許文献１には、生産設備の能力と製品の負荷とを比較して、追加生産可能性を検証するため、設備をグループ分けして、設備のグループ毎に負荷チェックを行うものが示されている。
しかしながら、特許文献１では、負荷チェックの効率はよくなるが、生産日程計画を立案するものではなく、上述の問題を解決するものではなかった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、設備の組合せを単純化して生産状況に柔軟に対応できる生産日程を計画できる生産日程計画方法を得ることを目的にしている。

この発明に係わる生産日程計画方法においては、モデルを構成する部品の生産工程に対応させ、各工程で利用できるように予め設備を属性によって分類した設備グループを形成し、モデルの組立日程を示す中日程情報に基き、モデルごとの部品構成を定義した部品構成情報及び部品ごとの工程を定義した工程ルート情報を参照して、設備グループへの部品生産の展開を行う第一の手順、この第一の手順により展開された部品に対して生産着手の基準日を算出する第二の手順、この第二の手順により生産着手の基準日が算出された部品について、工程内で生産着手日が近接している同じ部品をまとめて生産するように部品の生産順を入れ替えてロットまとめを行う第三の手順、およびこの第三の手順の実行後に設備グループ毎の一日の負荷を計算し、この計算された負荷が設備グループの一日の許容量を超える日の負荷を近接日に振り分けて負荷の平準化を行う第四の手順を含み、第四の手順の終了後に、設備グループごとの日別生産予定部品とその数量を含む設備グループ別日程計画を出力するものである。

この発明は、以上説明したように、モデルを構成する部品の生産工程に対応させ、各工程で利用できるように予め設備を属性によって分類した設備グループを形成し、モデルの組立日程を示す中日程情報に基き、モデルごとの部品構成を定義した部品構成情報及び部品ごとの工程を定義した工程ルート情報を参照して、設備グループへの部品生産の展開を行う第一の手順、この第一の手順により展開された部品に対して生産着手の基準日を算出する第二の手順、この第二の手順により生産着手の基準日が算出された部品について、工程内で生産着手日が近接している同じ部品をまとめて生産するように部品の生産順を入れ替えてロットまとめを行う第三の手順、およびこの第三の手順の実行後に設備グループ毎の一日の負荷を計算し、この計算された負荷が設備グループの一日の許容量を超える日の負荷を近接日に振り分けて負荷の平準化を行う第四の手順を含み、第四の手順の終了後に、設備グループごとの日別生産予定部品とその数量を含む設備グループ別日程計画を出力するので、設備の組合せを単純化でき、生産状況に柔軟に対応できると共に、処理を高速化できるという効果がある。

実施の形態１．
以下、量産型の製品におけるフィーダ板金プレス加工工程をモデルにして、実施の形態１による生産日程計画方法について説明する。
本発明は、従来のフィーダ板金プレス工程においては、複数設備を用いた加工手順の組み合わせが無数に存在し、また生産当日の職場状況によって、生産順序や加工設備の変更を行うケースが多く、これらのものではうまく対応できないのに対処するため、複数の設備をグルーピングし、設備グループを単位として生産日程計画を行うことにより、設備のファクターを単純化し、生産状況に柔軟に対応できるようにしている。

図１は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムを示す全体構成図である。
図１において、フィーダ日程展開部１は、記憶装置に格納された組立中日程情報２、部品構成情報３、設備グループ（Ｇ）別ＴＳ情報４、設備グループ別カレンダー５などを参照して、主処理装置により、部品の生産日程を展開し、板金日程情報６を出力する。板金日程情報６から設備グループ別日程計画７を作成、出力し、これに基き、設備別時間割付８を手入力する手入力装置を有する。
ここで、設備グループ（Ｇ）別ＴＳ情報４は、部品毎、工程毎、設備グループ毎の生産能力（時間当りの生産量）である。また、設備グループ別カレンダー５は、設備グループ毎の稼動カレンダーであり、日単位にその日が休日かどうか、残業があるかどうか、夜勤があるかどうかの情報を保持している。現場では、設備グループ毎に勤務形態を変える必要があり、このため設備グループ毎のカレンダーをもつようにしている。

図２は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムのプレス設備のグルーピングを示す図である。
図２において、プレス毎に、プレス名、シリースタイプ、モデルシリース名、モデルタイプ、プレス設備のグルーピングを示すロットグルーピング、設備に投入されるロットサイズ、この設備を使うときのリードタイムが設定されている。ロットグルーピングでは、８０〜１６０ｔプレスを一つのグループとし、２００〜３００ｔプレスを他のグループにしている。
図３は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程展開処理の流れを示すフローチャートである。
図３において、ステップＳ１〜Ｓ４により、設備グループ別日程計画７が出力される。

図４は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程展開処理の中日程部品展開処理を示すイメージ図である。
図４（ａ）は、中日程情報を示す図、図４（ｂ）は、部品構成情報を示す図、図４（ｃ）は、部品毎の工程ルート情報を示す図、図４（ｄ）は、部品展開イメージを示す図である。
図４（ａ）の中日程情報には、モデル毎の生産台数と組立日が示され、図４（ｂ）の部品構成情報によりモデル毎の部品名（パネル）が示され、図４（ｃ）の工程ルート情報は、パネル毎の工程と実施順位が示され、図４（ｄ）の部品展開イメージでは、モデルとパネルと工程が示されている。

図５は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程割付処理を示すイメージ図である。
図６は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムのロットまとめ処理を示す図である。
図６において、ＡおよびＢで示す部品（パネル）が、ロットまとめ可能なことを示している。

図７は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの負荷平準化処理の後倒し処理を示すイメージ図である。
図８は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの負荷平準化処理の前倒し処理を示すイメージ図である。
図９は、この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの設備グループ別日程計画を示す図である。
図９において、部品毎に、生産する設備グループ（ライン）と生産日と生産数量が示されている。

次に、動作について説明する。
まず、プレス設備のグルーピングについての考え方を説明する。プレス設備には、重量を基準として大物プレス機と小物プレス機に分類を行う。図２では、その分類結果をロットグルーピング欄に示している。
次に、プレス設備のグルーピングを用いた日程展開について説明する。
日程展開処理は、対象月の組立中日程計画から各モデルに必要な部品（パネル）を列挙し、それらの部品の生産工程毎（プレス設備のグループ）の着手日を求める処理である。生産工程は、部品毎に必要な工程があり、決められた順序で進んでいく。従って、各工程の計画は、組立日または次工程の着手日に間に合うように生産していかなければならない。これは、各部品の工程毎に持っているリードタイムを、次工程の着手日（最終工程の場合は組立日）からさかのぼって計算することで解消することができる。
また、工程によっては、一日の負荷がその日の負荷容量を超えないように調整する必要のある工程も存在する。これらの工程は、一日の負荷を超えた日の生産計画を、次工程の着手日から最大先行日（組立日からの着手先行可能日）までの間で、前日または後日にシフトしていき、一日の負荷を超えないようにする。

図３に、日程展開処理の一連の処理の流れを示している。
ステップＳ１は、中日程部品展開処理（第一の手順）であり、ステップＳ２は、日程割付処理（第二の手順）であり、ステップＳ３は、ロットまとめ処理（第三の手順）であり、ステップＳ４は、負荷平準化処理（第四の手順）であり、後倒し処理と前倒し処理を含む。これらの各処理については、以下に詳述する。このステップＳ１〜Ｓ４により、設備グループ別日程計画７が出力される。

次いで、ステップＳ１の中日程部品展開処理について説明する。
中日程部品展開処理とは、組立中日程情報２に存在する各モデルの組立データを、必要な部品及び生産工程で展開し、読み込む処理である。ここで読み込んだデータを使用し、以降の処理を行う。
読み込むデータの内容は、必要なすべての情報であり、以後必要とされるデータの大半（一部例外はあります）は、ここでメモリ上に読み込まれる。モデルから部品、工程に展開されるイメージは図４に示すとおりである。
図４（ａ）の組立中日程情報から、モデル毎の生産台数と組立日が得られ、図４（ｂ）の部品構成情報から、モデル毎の部品名（パネル）が得られ、図４（ｃ）の工程ルート情報から、部品（パネル）毎の工程が得られ、これらに基き、図４（ｄ）の部品展開イメージが得られる。この展開は、設備グループ別ＴＳ情報４を参照して行う。

次に、ステップＳ２の日程割付処理について、説明する。
日程割付処理とは、展開した部品情報に対して生産着手の基準日を算出する処理である。ここで算出する着手日を基準日という扱いにしているのは、工程によっては、この処理の後の処理で着手日が変更されるためである。基本的な考え方としては、部品（パネル）の生産が組立計画日に間に合うように、後ろの工程から各工程の着手日を、部品のリードタイムなどを使用し計算する。この日程割付には、設備グループ別カレンダー５が用いられる。
したがって、最初に処理されるのは、各部品の最終工程であり、組立計画日からリードタイム分さかのぼった日を着手日とする。それより前の工程は、次工程の着手日からリードタイムさかのぼった日を基準日としていく。そのイメージを図５に示す。

ここでの日程の割付は、各部品毎に後の工程から着手日を計算していくので、処理する順序を部品毎に工程順の降順で処理していけば、問題なく割付けることができる。しかし、後述する“ロットまとめ処理”と“負荷平準化処理”の日程調整のある場合には、各工程毎に全部品を一括で処理する必要があり、一つの工程を処理するためには、その工程で処理される部品全ての着手日をここで決めておく必要がある。
したがって、ある工程で処理される部品の中で、一つでも次工程の着手日が決まっていない部品が存在すると、この処理は完了しない。具体的な例を挙げると、「工程１」は、ほとんどの部品で最初の工程になっており、「工程１」の処理をするときには、すべての部品の次工程の着手日は決定している。しかし、「工程３」の場合は、図４（ｃ）のように、「ＰＡＮＥＬ２」で「工程４」が次工程になっているが、「工程４」を処理するときには、「ＰＡＮＥＬ３」で「工程３」が次工程になっている。これではどちらの工程を先に処理することもできない。要するにこのような順序が存在する工程は、“ロットまとめ処理”や“負荷平準化処理”の日程調整はできないということになる。
逆から考えると、日程調整がある工程は、部品単位で工程順序が逆になるようなケースがあってはいけないということになる。また、割付け処理の順序も、日程調整がない工程を処理した後に、日程調整がある工程を処理するということになるため、日程調整がある工程は、各部品の先頭から連続している必要がある。

これらをまとめると、（１）日程調整のある工程は、各部品の先頭工程から連続（複数可）していなければいけない。（２）日程調整のある工程で、部品単位で工程順が逆になるようなケースがあってはいけない。ということになる。
すべての部品に日程が割り付けられた後、同一日に割り付けられた部品の順序を決定する。この順序は、中日程情報の同一日に割付けられている機種の生産順にしたがって決定される。

次に、ステップＳ３のロットまとめ処理について説明する。
図２のプレス（８０／１６０）グループ、プレス（２００／３００）グループ各々について、日程割付後の日程に基づきロットまとめを行う。ロットまとめ処理とは、工程内で生産着手日が近接している同じ図面番号の部品を、まとめて生産できるように生産順を入れ替える処理のことである。
図６に示すように、部品毎にロットまとめ範囲（組立日）、最大ロットサイズが決まっており、その範囲内で、該当工程の着手日の早いものから順に、図面番号をキーにロットまとめを行っていく。この処理は、工程内のすべての部品を考慮する必要があるため、全部品の日程割付が済んでいることが前提になる。

図６で、Ａで示す図面番号ＰＡＮＥＬ１については、ロットまとめ範囲４日（着手日１／５〜１／８）で、ロットまとめ後の数量３００であり、最大ロットサイズ４００以下であるため、ロットまとめ可能である。
また、図６で、Ｂで示す図面番号ＰＡＮＥＬ３については、ロットまとめ範囲４日（着手日１／５〜１／８）で、ロットまとめ後の数量６００であり、最大ロットサイズ４００を超えるため、まとめ不可である。このため、図６のＢで示す最下段の部品を一つ減らして、再度ロットまとめを行う。これによれば、まとめ後の数量が３００となり、最大ロットサイズ４００以下であるため、ロットまとめ可能となる。

次に、ステップＳ４の負荷平準化処理について説明する。
日程調整の必要のある工程に対しては、負荷の平準化処理を行う必要がある。負荷平準化処理は、日程割付処理、ロットまとめ処理で決定した日程で、一日の負荷を計算していき、一日の許容量を超えた日の負荷を、前日または翌日の近接日に振り分ける処理である。この一日の許容量の算出には、設備グループ別ＴＳ情報４および設備グループ別カレンダー５が用いられる。
このとき振り分けられる範囲は、最大先行日（組立日−最大先行日数）から次工程の着手日までの間で、その範囲を超えないように振り分けていく。前日に振り分けるのを「前倒し」、翌日に振り分けるのを「後倒し」とし、それぞれの詳細を以下に説明する。

まず、負荷のあふれた分を、後の日に向かって振り分けていく後倒しの処理を行う。対象月の最初の生産計画日から最終の組立日まで繰り返し処理を行う。負荷があふれていても、翌日が次工程の着手日の場合は、振り分けることはできない。したがってこの時点ではまだ、一日の負荷を超えている日が存在している可能性は高くなる。
図７は、後倒し処理のイメージを示している。図７では、１／５と１／７の８Ｈを超える負荷を、翌日に後倒しした様子が示されている。

次に、前倒し処理について説明する。
後倒し処理で負荷を抑え切れなかった分を、今度は前日に振り分けていって一日の許容量内に抑える処理が前倒し処理である。前倒しの処理は、後倒しで振り分けられた部品から前日に振り分けていくので、後倒しの処理を戻していくようなイメージだが、前倒しできる範囲が最大先行日までなので、日程割付で割り付けた着手日より前の日まで振り分けることができ、結果的に後倒しで押さえ切れなかった分も、一日の許容量内に抑えることができるようになる。しかし、組立中日程計画があまりに多い場合などは、この処理の後も一日の許容量を超えた日が残る場合がある。
図８は、前倒し処理のイメージを示している。図８では、図７の処理結果８Ｈをはみ出した１／８の負荷を８Ｈ内に収まるように、前日の１／７に前倒しし、前日１／７でも８Ｈを超える分を、さらに前日１／６に前倒ししている。

前倒し、後倒しの両方に言えることであるが、これらの処理することによって、着手日が変っても生産順は変らないようにしなくてはいけない。ここで生産順を変えてしまうと、ロットまとめ処理で変更した生産計画の順序が崩れてしまうからである。このため、後倒しのときは、振り分ける部品を翌日の先頭に、前倒しのときは前日の最後に移動する。（図７、図８参照）

以上説明したステップＳ１〜ステップＳ４の処理結果として、板金日程６が作成され、これから設備グループ別の日程計画表を出力する。これは、図９に示す出力様式で、画面系への表示を行い、紙としての出力をも可能とする。図９では、生産する設備グループ（ライン）と生産日と生産数量が示されている。

次に、図９の設備グループ別日程計画表に基き、個々の設備プレスへの時間割付（第五の手順）を行う。以下に時間割付を人間が行う場合について説明する。
図９の設備グループ別日程計画は、設備グループ毎の当日生産予定部品と数量を指示しており、最終的な加工設備への時間単位割付は、ホワイトボードを用いた人間が行う。
図９の設備グループ別日程計画表を用いて、毎朝、当日分の生産計画として設備別、時間別に生産部品の時間割付を行っていく。この時、記入者（現場のスーパバイザ）は、当朝の現場コンディション（昨日までの生産状況、設備状況、人員状況）や型換え時間などを考慮しながら、当日生産する部品の計画（生産設備と工程順序）を順次策定していく。
この策定された当日分の設備別、時間別の生産部品の時間割付は、現場ホワイトボードに記入される。

なお、上述では当日分の生産部品の時間割付を人間で行うものとして説明したが、主処理装置により同様にして行うこともできる。

実施の形態１によれば、設備をグルーピングして生産日程計画を作るので、設備の組合せを単純化でき、生産状況に柔軟に対応できると共に、処理が簡単になるという効果がある。
また、設備のグルーピングしたため、ロットまとめ処理しやすくなると共に、負荷平準化処理もしやすくする。
さらに、主処理装置の処理速度を早くすることができる。

この発明の実施の形態１による生産日程計画システムを示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムのプレス設備のグルーピングを示す図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程展開処理の流れを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程展開処理の中日程部品展開処理を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの日程割付処理を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムのロットまとめ処理を示す図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの負荷平準化処理の後倒し処理を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの負荷平準化処理の前倒し処理を示すイメージ図である。 この発明の実施の形態１による生産日程計画システムの設備グループ別日程計画を示す図である。

符号の説明

１ フィーダ日程展開
２ 組立中日程情報
３ 部品構成情報
４ 設備グループ別ＴＳ情報
５ 設備グループ別カレンダー
６ 板金日程情報
７ 設備グループ別日程計画
８ 設備別時間割付

Claims (3)

1. モデルを構成する部品の生産工程に対応させ、各工程で利用できるように予め設備を属性によって分類した設備グループを形成し、モデルの組立日程を示す中日程情報に基き、モデルごとの部品構成を定義した部品構成情報及び部品ごとの工程を定義した工程ルート情報を参照して、上記設備グループへの部品生産の展開を行う第一の手順、
   この第一の手順により展開された部品に対して生産着手の基準日を算出する第二の手順、
   この第二の手順により生産着手の基準日が算出された部品について、工程内で生産着手日が近接している同じ部品をまとめて生産するように部品の生産順を入れ替えてロットまとめを行う第三の手順、
   およびこの第三の手順の実行後に上記設備グループ毎の一日の負荷を計算し、この計算された負荷が上記設備グループの一日の許容量を超える日の負荷を近接日に振り分けて負荷の平準化を行う第四の手順を含み、
   上記第四の手順の終了後に、設備グループごとの日別生産予定部品とその数量を含む設備グループ別日程計画を出力することを特徴とする生産日程計画方法。
2. 上記設備グループ別日程計画に基き、当日の各設備別の時間割付を行う第五の手順を含むことを特徴とする請求項１記載の生産日程計画方法。
3. 上記第四の手順は、上記設備グループの一日の許容量を超える日の負荷を翌日に振り分ける後倒し処理を行った後、上記設備グループの一日の許容量を超える日の負荷を前日に振り分ける前倒し処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の生産日程計画方法。

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