JP5027608B2 - 設備負荷計画作成方法、装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば銅板等の素材系工場の生産ラインのように多工程（または多設備）からなる生産ラインで、複数種類の製品を生産する場合に、既に受注を受け生産を開始し工場内に仕掛かっている仕掛品と数ヶ月先までの受注見込み品とを考慮し、所定の計画期間内において各工程（または各設備）で単位期間毎にどれだけの量を処理するかを表す設備負荷計画を作成する方法、装置およびプログラムに関する。

上記設備負荷計画とは、注文に対してそれぞれの注文量に応じて各工程（または各設備）での生産に必要な処理量（負荷）を計算し、各工程（または各設備）での能力の範囲内で負荷を処理する、所謂積む計画（注文をそれぞれの工程（または設備）で処理する計画）を示すものである。以下において、特に断らない限り、単に工程と言うときは設備をも意味する。

この設備負荷計画の決定に際し、バックワード負荷山積み計算と負荷山崩し計算とが用いられる。前者のバックワード負荷山積み計算は、各注文において処理が必要な工程での負荷の単位期間毎の量を計算し、それぞれの工程の能力を考慮せずに、納期に間に合うように下工程からの順序でかつ単位期間毎に、負荷を積んでいく計算である。一方、後者の負荷山崩し計算は、負荷山積み計算の結果として単位期間毎の負荷が設備能力を超過していた場合に行われる計算で、工程で処理可能となる最も早い日である着手可能日以降に処理しなければならないという着手可能日制約を緩和し、時間の流れと逆方向に負荷を崩していくバックワード負荷山崩し計算と、前記着手可能日制約を考慮して時間の流れと順方向に負荷を崩していくフォワード負荷山崩し計算とを含む。

そして、設備負荷計画では、生産ラインが複数工程から成り立っていて、或る工程で或る注文の負荷を調整した場合に、その影響が他の工程にも及ぶ可能性が高い。そのため、１つの工程で負荷を崩すことにより、他の設備の負荷をも崩さねばならず、設備能力を最大限利用できずに納期遅れが発生することが起こる虞がある。また、そもそもの受注量とそれに対する納期が工場全体の能力を超えていた場合、どの注文を納期遅れとするかの適切な決定や、或いは、納期調整の対象と量を適切に決定する必要がある。更には、工場では設備の計画的な修理等が予定されることが多く、納期のみを考慮して設備負荷計画を立てた場合は、修理計画日と処理日とが重なって実際には処理ができない可能性があり、このような場合には、負荷を繰り延べするのではなく、先行生産を行うことによって納期遅れを防ぐ必要がある。

例えば素材系製品に代表される業種における設備負荷計画は、注文に対して量や種類に応じて各工程での負荷を計算し、設備の能力の範囲内で負荷を積む単位期間（注文をそれぞれの設備で処理する単位期間）を注文が納期に間に合うように決定するものである。

そして、上述したように、生産ラインが複数工程から成り立っている場合に、或る工程で或る注文の負荷を調整したとき、その影響が他の工程にも及ぶ可能性が高いため、或る工程においては設備能力を最大限利用できず、納期遅れが発生する場合がある。また、納期に間に合わせるため、必要以上に先行生産を行ってしまい仕掛在庫が増加する要因となる可能性がある。

そこで、最も遅く処理を開始しても納期に間に合わすことができる最遅製造着手日と、一旦負荷山積みを行って得た計画製造日との差分を負荷調整の範囲とし、納期遅れを許さずかつ先行生産を可能な限り少なくするように負荷を調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この提案方法は、以下の特徴を有する。

（１）例えば実際の工場での作業実績時間に基づいた標準リードタイムを用いて、注文毎に受注日（本日）から各工程での最早製造可能日を計算し、その値に応じて負荷山積みを行って計画製造日を算出する。

（２）標準リードタイムを用いて、注文毎に納期から各工程での最遅製造可能日を計算する。

（３）上記（１）、（２）から算出される負荷山積み可能範囲の中で上工程から順に工程毎に負荷の調整を行う。この場合、負荷山積み可能範囲内で設備能力の範囲内に収まるように全ての負荷を積むことが可能なとき、全ての注文において納期遅れは発生しない負荷計画が立案可能となる（つまり、上工程の負荷調整の結果から下工程の最早製造可能日を更新することによって処理の先行関係制約は遵守される）。更に、この調整の際には、負荷山積み日と最遅製造可能日との差分を考慮することにより、仕掛在庫を削減するため可能な限り負荷山積み日を遅らせることを考えている。

（４）上記（３）において、各工程で負荷が調整できない場合には、製造制約条件の変更や設備の休止予定日の変更等を行う。これにより全ての注文の納期を満たした負荷計画を立案することができる。

（５）上記（３）、（４）を全ての工程にて行う。

上記手法によると、注文において、納期を満たしつつ仕掛在庫を極力減らす負荷計画を立案できる。これにより、納期変更や工場の環境変動にも柔軟に対応できる。
特開２００５−２１６０７４号公報

しかしながら、上記提案方法による場合には、以下のような問題がある。すなわち、注文の一部または全部について納期遅れが発生することが必然である場合に、納期調整や、設備能力変更等の前提条件の調整でしか対応できない虞があり、また、上工程から順に負荷調整を行っているため、下工程が上工程の都合によって決定されてしまい、設備能力を最大限に生かすことができないという問題がある。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、設備能力を最大限に生かすことができる設備負荷計画作成方法、装置およびプログラムを提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を作成する設備負荷計画作成装置において、注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定手段と、前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み手段と、前記負荷山積み手段により各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定手段と、前記負荷超過判定手段により処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し手段と、前記バックワード負荷山崩し手段により移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断手段と、前記判断手段による判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し手段とを含むことを特徴とする。

請求項２に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記バックワード負荷山崩し手段により負荷山崩しの対象となる負荷の注文に対して優先順を設定する優先順設定手段を備えることを特徴とする。

請求項３に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記フォワード負荷山崩し手段により負荷山崩しの対象となる負荷の注文に対して優先順を設定する優先順設定手段を備えることを特徴とする。

請求項４に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記バックワード負荷山崩し手段は、代替設備が存在する場合、負荷の山崩し先に前記代替設備を含めて山崩しを行うことを特徴とする。

請求項５に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記フォワード負荷山崩し手段は、前記設備の処理能力を超える負荷超過分を山崩しすることを特徴とする。

請求項６に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記フォワード負荷山崩し手段は、代替設備が存在する場合、負荷の山崩し先に前記代替設備を含めて山崩しを行うことを特徴とする。

請求項７に係る本発明の設備負荷計画作成装置は、前記フォワード負荷山崩し手段は、前記設備の処理能力を超える複数の負荷がある場合に、納期の遅い負荷を山崩しすることを特徴とする。

請求項８に係る本発明の設備負荷計画作成方法は、多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を作成する設備負荷計画作成方法において、注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定工程と、前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み工程と、前記負荷山積み工程で各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定工程と、前記負荷超過判定工程で処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し工程と、前記バックワード負荷山崩し工程で移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断工程と、前記判断工程での判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し工程とを含むことを特徴とする。

請求項９に係る本発明の設備負荷計画作成プログラムは、多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を、コンピュータを用いて作成するプログラムであって、コンピュータに、注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定機能と、前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み機能と、前記負荷山積み機能により各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定機能と、前記負荷超過判定機能により処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し機能と、前記バックワード負荷山崩し機能により移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断機能と、前記判断機能による判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し機能とを実行させるためのものである。

本発明の設備負荷計画作成方法、装置およびプログラムによる場合には、各製造工程で山積みした負荷が設備の処理能力を超えているとき、負荷山崩しを一旦バックワードで負荷山崩しを行い、その後フォワード負荷山崩しを行うことによって、計画期間において設備の処理能力を最大限に生かすように計画することが可能となる。このとき、請求項５を満たす構成とすることにより、設備の処理能力を最大限にまで活用することができる。

請求項２の発明による場合には、優先度の高い注文から順にバックワード負荷山崩しが実行されるようにすることができ、これにより納期の厳格な注文などに容易に対応することが可能となる。また、請求項３の発明による場合には、優先度の高い注文から順にフォワード負荷山崩しが実行されるようにすることができ、これにより納期の厳格な注文などに容易に対応することが可能となる。

請求項４の発明による場合には、バックワード負荷山崩しを行う際に最早製造着手日の制約を緩和することができ、納期遅れが発生せざるを得ない状況にも対応可能となる。

請求項６の発明による場合には、フォワード負荷山崩しを行う際に最早製造着手日の制約を充足させることが可能になる。更に、時間軸に沿って負荷山崩しを行うので、同一時期に納期がある注文において納期遅れ量に差が発生し難く、納期遅れを発生する場合にも納期遅れ量の平準化が達成される。

請求項７による場合は、設備の処理能力を超える複数の負荷がある場合に、納期の遅い負荷を時間の流れと順方向に山崩しを行うので、全注文に対する納期遅れ量の平準化が可能になる。

以下に、本発明を具体的に説明する。

図１は、本実施形態に係る設備負荷計画作成装置の構成を示すブロック図である。

この設備負荷計画作成装置１は、バックワード負荷山積み部２と負荷超過判定部３と負荷山崩し優先度決定部４とバックワード負荷山崩し部５と着手可能日制約充足判定部６とフォワード負荷山崩し部７とデータ記憶部８とを有する。なお、本実施形態では、上述したバックワード負荷山積み部２と負荷超過判定部３と負荷山崩し優先度決定部４とバックワード負荷山崩し部５と着手可能日制約充足判定部６とフォワード負荷山崩し部７との間の情報のやり取りは通信ネットワークを用いて行うようになっている。

データ記憶部８は、ＲＡＭ及びＲＯＭから構成され、ＲＡＭ領域には表１に示す設備（処理工程）情報とこれに対応する処理能力に関する値情報、表２に示す工程情報、表３に示す注文情報、実際の設備における作業実績時間に基づいた標準リードタイムなどが記憶され、ＲＯＭ領域には、設備負荷計画を作成するためのプログラムやプログラムの実行に必要な各種のデータ類が格納されている。

なお、上記工程情報としては、本実施形態では、受注した対象製品を注文Ａ〜注文Ｋの１１種類とし、工程１→工程２→工程３→工程４の順に製品を処理する生産ラインを想定している。また、注文情報としては注文Ａ〜注文Ｋの納期と注文数とを有する。更に、上記標準リードタイムとして全注文、全工程間で１日とすること、通常素材の工場では発生する、各工程を通過する際に発生する歩留り落ちは考慮しないこと、更に、製品を生産する際に、表２に示す設備の順序を遵守することなどの条件が設定されている。更にまた、上記標準リードタイムとしては、作業実績時間に代えて、目標時間などに基づいたものを用いてもよい。更にまた、設備負荷計画を作成するためのプログラムやプログラムの実行に必要な各種のデータ類は、ＲＯＭ領域に格納する必要は必ずしもなく、外部メモリからプログラム類が書き込まれる態様では、ＲＯＭに代えてＲＡＭで記憶部が構成されてもよい。

バックワード負荷山積み部２は、データ記憶部８から各種データを入力し、設備能力を考慮せず全注文について注文量に応じた製造のための負荷を、納期を基準に仮想的に山積みするものであり、図２に示すように前記各種データが入力されるバックワード作業日時決定部１１とバックワード負荷加算部１２とを有し、バックワード作業日時決定部１１にて明細・設備毎に作業日時を決定し、バックワード負荷加算部１２にて前記作業日時を基に該当する設備に負荷を加算する、仮想的に負荷の山積みを行う。

負荷超過判定部３は、バックワード負荷山積み部２による負荷山積みの結果、いずれかの日時、設備において、積まれた負荷の量が設備処理能力、すなわち加算値の設備処理能力に対応する値を超えているか否かを判断する。

バックワード負荷山崩し部５は、負荷超過判定部３により超えていると判断された場合に、時間の流れと逆方向に負荷を移動させる、仮想的な負荷山崩しを行うものであり、この負荷山崩しを行う注文の選択は、負荷山崩し優先度決定部４により決定される優先度に従って行われるようになっている。

バックワード負荷山崩し部５の具体的な構成は、図３に示すように、負荷超過判断・負荷山崩し対象設備決定部２１とバックワード負荷山崩し対象決定部２２とバックワード負荷山崩し部２３と先行関係制約充足部２４とを有し、バックワード負荷山崩し対象決定部２２に前記負荷山崩しのための優先度が入力される。

負荷超過判断・負荷山崩し対象設備決定部２１は、負荷が積まれている最も遅い日から、時間を遡る形で（時間の流れと逆方向に）各設備にて負荷が処理能力を超えていないかを判断する。そして、或る日時、或る設備で負荷超過が発生していた場合、バックワード負荷山崩し対象決定部２２は、負荷山崩し優先度決定部４で計算した優先度により負荷を崩す注文を決定し、バックワード負荷山崩し部２３は、対象注文の負荷を元々積まれていた日時より以前に移動させる（崩す）。ここで、時間を遡る過程で、着手可能日（本日）よりも過去に負荷を積むことを許す。先行関係制約充足部２４は、バックワード負荷山崩し部２３により負荷を崩すことにより同じ注文の他設備に影響を与える場合、製品の処理順序の先行関係制約を充足させるようになっている。

着手可能日制約充足判定部６は、バックワード負荷山崩し部５によるバックワード負荷山崩しの結果を入力すると、いずれかの注文の負荷が着手可能日（本日）よりも前に積まれているか否かを判定する。

フォワード負荷山崩し部７は、着手可能日制約充足判定部６が着手可能日（本日）よりも前に負荷が積まれていると判定した場合に、時間の流れと順方向に負荷を移動させる、仮想的な山崩しを行うことにより設備負荷計画を決定するものであり、この負荷山崩しを行う注文の選択は負荷山崩し優先度決定部４により決定される優先度に従って行われる。なお、このときの優先度は、バックワード負荷山崩しの時に用いる優先度でも、他の優先度を用いるようにしてもよい。

フォワード負荷山崩し部７の具体的な構成は、図４に示すように、着手可能日制約解消部３１と負荷超過判断・負荷山崩し対象設備決定部３２とフォワード負荷山崩し対象決定部３３とフォワード負荷山崩し部３４と先行関係制約充足部３５とを有する。

着手可能日制約解消部３１は、着手可能日（本日）以前に積まれている負荷を注文の処理先行関係制約を満たしつつ将来へと負荷を移動させ（崩し）、着手可能日以前の負荷を全て将来へと崩すようになっている。負荷超過判断・負荷山崩し対象設備決定部３２は、負荷が積まれている最も早い日から、時間の進む形で（時間の流れと順方向に）各設備において負荷が処理能力を超えていないかを判断する。そして、或る日時、或る設備で負荷超過が発生していた場合、フォワード負荷山崩し対象決定部３３は、負荷山崩し優先度決定装置４で計算した優先度により負荷を崩す注文を決定し、フォワード負荷山崩し部３４は対象注文の負荷を元々積まれていた日時より以前に崩すようになっている。先行関係制約充足部３５は、フォワード負荷山崩し部３４により負荷を崩すことにより同じ注文の他設備に影響を与える場合、製品の処理順序の先行関係制約を充足させるようになっている。

このように構成された本実施形態の設備負荷計画作成装置による設備負荷計画立案の処理流れを図５のフローチャートに基づき説明する。

まず、バックワード負荷山積み部２により、対象となる注文の量と種類に応じて、各工程で必要な負荷の量を決定する。そして、注文の納期を、その注文の最終工程の負荷山積み日とし、最終工程から上工程へと順々に、標準リードタイムを用いて各注文、設備単位での作業日時を決定し（ステップＳ１）、バックワード負荷山積み計算を行う（ステップＳ２）。そのバックワード負荷山積み計算については、設備処理能力を考慮せずに納期に間に合う最も遅いタイミングで各注文の負荷を該当する設備に加算する（仮想的に負荷の山積みを行う）。ここで、標準リードタイムは、例えば実際の工場の作業実績から算出した時間や、或いは最短時間などのうちの１つが選択使用される。

図６はバックワード負荷山積み計算の結果を示す。なお、図６〜図１０中の破線は設備処理能力を示す。

注文Ａにおいては、計画開始時点（１日）で設備４に仕掛っている。そして、納期は１日のため、注文Ａの設備４における負荷山積み日時は１日となる。また、注文Ａは設備３までの処理は終了しているため、注文Ａについての負荷山積み日時決定の処理は終了する。

また、注文Ｈにおいては、計画開始時点では、未着手のため、設備１〜設備４までの負荷を加算する（積む）必要がある。注文Ｈの納期は１０日のため、注文Ｈの最終工程である設備４の負荷山積み日時は１０日となる。この情報を基に上工程に遡って負荷を積んでいく。具体的には、前記標準リードタイムにより、工程３は９日、工程２は８日、工程１は７日といったように全ての工程で作業日時を決定する。

このような計算を全注文について繰り返し行い、全注文の各工程の作業日時を決定し、決定された作業日時に負荷（注文量）を加算する（積む）。ここで、負荷を積む際には、例えば１０日のように注文Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋの納期が集中する箇所では、積まれた負荷が設備処理能力を超えるといったことが多々発生するが、これについては次ステップ以降で解決されるため、本ステップでは考慮しないこととしている。

次に、負荷超過判定部３により、全ての工程、全ての日に積まれた負荷が設備処理能力の範囲内か否かを判断する（ステップＳ３）。そして、全ての工程、全ての日にて設備処理能力を超えて負荷が積まれていない場合は、図６の結果を最終的な負荷山崩し計算の結果とし、負荷山崩し計算は行わない（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ３において、負荷山積みの結果、負荷が設備能力を超過している場合、ステップ５を実行する。図６の負荷山積み計算の結果においては、２〜４日、６〜１０日について負荷が能力を超過している日時、設備が存在するため、ステップ５を実行する。すなわち、バックワード負荷山崩し部５および負荷山崩し優先度決定部４により、図７（バックワード負荷山崩し計算の途中の状態を示す図）に示すように、計画期間の最後の１０日から白抜矢符にて示すように時間の流れと逆方向に進みつつ、負荷が処理能力を超過している設備を選択し、負荷を崩していく。より詳細には、まず負荷が積まれている最も遅い日時（本例では１０日となる）にて、設備能力を超えて負荷を積んでいる設備があるか確認する。無い場合は１日進め、同様の処理を行っていく。ここでは、１０日の工程４において、設備処理能力を超えて負荷が積まれている。そこで、負荷が設備処理能力の範囲内に収まるまで、１０日に積まれている負荷を９日に移動させる（崩す）。ここで、注文Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋの納期は同じため、注文番号の若い順に選択する。よって、注文Ｈ、Ｉ、Ｊの負荷が９日に崩される（網掛けで示す）。この結果から各注文での処理の先行関係を満たすため、注文Ｈ、Ｉ、Ｊにおける工程３〜工程１の負荷も順に崩される。

また、他に１０日にて設備能力を超過して負荷が積まれている工程は無いため、日を１日進める。そして、この処理を繰り返し行うことにより、最終的には図８（バックワード負荷山崩し計算の結果を示す図）に示すような結果となる。

次に、着手可能日制約充足判定部６により、上記バックワード負荷山崩し計算の結果、全ての工程において着手可能日以前に負荷が積まれているか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、全ての工程において着手可能日以前に負荷が積まれていない場合は、図８に示す結果を最終的な負荷山崩し計算の結果とし（ステップＳ７）、終了する。本実施形態では工程１における注文Ｄの負荷と工程４における注文Ａの負荷が着手可能日以前に積まれているため、次のステップＳ８に進み、フォワード負荷山崩し計算を行う。なお、本実施形態では、便宜的に着手可能日を全ての注文において１日としているが、この日付は製品毎に可変的に設定を行ってもよい。また、本実施形態では、同一日に積まれている負荷を崩す基準にバックワード負荷山崩し計算の場合と同様に納期を選択するようになっている。勿論、別の指標でも良い。

ステップＳ８においては、まず着手可能日以前に注文の負荷がそれぞれの工程に積まれていないかが確認される。本実施形態では工程１と工程４に、このような負荷が積まれている（図８参照）。そして、このような負荷の全てを、図９（フォワード負荷山崩し計算の途中の状態を示す図）に示すように着手可能日以後に移動させる（崩す）。負荷を崩す工程の順序は、この場合どの工程から負荷を崩しても結果に影響は与えない。ここで、バックワード負荷山崩しのときと同じように、負荷を崩すことにより処理の先行関係制約が崩れる場合は、他工程の負荷を調整することにより制約が充足される。

このような着手可能日以前に積まれている負荷を全て崩した後に、各工程にて負荷が設備能力を超えていないかを確認する。超えている場合は、先ほど記述した納期を基準に超過量分の負荷を将来（次の日）に移動させる（崩す）。全ての工程で負荷超過が解消された場合、１日進め、同様の処理を行っていく。

次に、着手可能日以後の負荷山崩しが以下のように行われる。即ち負荷が積まれている最も早い日時（本例では１日）にて、負荷積み量が設備処理能力を超えていないかが確認される。本例においては、工程４にて負荷が能力を超過している。工程４に積まれている負荷は、注文Ａと注文Ｃである。ここで、注文Ａと注文Ｃの納期は注文Ｃの方が遅いため、図１０（フォワード負荷山崩し計算の結果を示す図）に示すように注文Ｃの負荷を将来（２日）へ移動させる（崩す）。注文Ｃにおいて工程４は最終工程のため、注文Ｃの他の工程に関する影響を考慮する必要は無い。ここで、１日において、全工程で負荷超過が解消された場合、日時を進める（２日へと進める）。これを全計画期間において全工程に積まれている負荷が設備処理能力を超過しなくなるまで繰り返す（ステップＳ８）。なお、負荷超過が同一日時で複数の工程で存在する場合は、超過量が大きい工程から負荷山崩しを行う。

そして、図１０に示すように負荷積み量が能力を超えていない最終的な負荷山崩し計算の結果が得られると（ステップＳ９）、終了する。上記ステップＳ８およびＳ９は、フォワード負荷山崩し部７および負荷山崩し優先度決定部４により行われる。

したがって、本実施形態による場合には、図１０に網掛けにて示すように、注文Ｃ、Ｇ、Ｋにて納期遅れが発生しているものの、工程４は設備能力を最大限に生かす計画を立てている。そのため、納期遅れを解消するためには、納期を調整する。或いは、工程４の能力を上げるなどの方法を採ることが考えられる。仮に、注文Ｃ、Ｇ、Ｋを先行的に処理すれば、その代わりに他の注文において納期遅れが発生するものの、それぞれの納期遅れ日数は１日と納期遅れの度合いも平準化される。更に、本実施形態においては、優先度の高い注文から順にバックワード負荷山崩しが実行されるので、これにより納期の厳格な注文などに容易に対応することが可能となる。また、優先度の高い注文から順にフォワード負荷山崩しが実行されるので、これにより納期の厳格な注文などに容易に対応することが可能となる。

なお、バックワード負荷山崩し先には、基本的に該当時点より過去（先行生産を行う）とし、仮に対象設備に１又は２以上の代替設備が存在する場合はその代替設備も候補としてもよい。これにより、バックワード負荷山崩しを行う際に最早製造着手日の制約を緩和することができ、納期遅れが発生せざるを得ない状況にも対応可能となる。代替設備も候補とする際には、負荷が注文受付日（本日）から計算される着手可能日よりも前に負荷が積まれることを許容する。このとき、着手可能日よりも前の設備能力は便宜的な値（例えば平均値等）を仮に定めておくことも含む。

また、フォワード負荷山崩し先には、基本的に該当時点より将来（処理を繰り延べる）と、仮に対象設備に代替設備が存在する場合は代替設備も候補としてもよい。これにより、フォワード負荷山崩しを行う際に最早製造着手日の制約を充足させることが可能になる。更に、時間軸に沿って負荷山崩しを行うので、同一時期に納期がある注文において納期遅れ量に差が発生し難く、納期遅れを発生する場合にも納期遅れ量の平準化を達成することができる。そして、代替設備も候補とする際には、着手可能日よりも前に積まれている負荷は全て繰り延べすることにより、着手可能日制約を充足させることができる。

図１は、本実施形態に係る設備負荷計画作成装置の構成を示すブロック図である。 バックワード負荷山積み部の構成を示すブロック図である。 バックワード負荷山崩し部の構成を示すブロック図である。 フォワード負荷山崩し部の構成を示すブロック図である。 本実施形態の設備負荷計画作成装置による設備負荷計画立案の処理流れを示すフローチャートである。 負荷山積み計算の結果を示す図である。 バックワード負荷山崩し計算の途中の状態を示す図である。 バックワード負荷山崩し計算の結果を示す図である。 フォワード負荷山崩し計算の途中の状態を示す図である。 フォワード負荷山崩し計算の結果を示す図である。

符号の説明

１ 設備負荷計画作成装置
２ バックワード負荷山積み部
３ 負荷超過判定部
４ 負荷山崩し優先度決定部
５ バックワード負荷山崩し部
６ 着手可能日制約充足判定部
７ フォワード負荷山崩し部
８ データ記憶部
１１ バックワード作業日時決定部
１２ バックワード負荷加算部

Claims (9)

1. 多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を作成する設備負荷計画作成装置において、
   注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定手段と、
   前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み手段と、
   前記負荷山積み手段により各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定手段と、
   前記負荷超過判定手段により処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し手段と、
   前記バックワード負荷山崩し手段により移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段による判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し手段とを含むことを特徴とする設備負荷計画作成装置。
2. 前記バックワード負荷山崩し手段により負荷山崩しの対象となる負荷の注文に対して優先順を設定する優先順設定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の設備負荷計画作成装置。
3. 前記フォワード負荷山崩し手段により負荷山崩しの対象となる負荷の注文に対して優先順を設定する優先順設定手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の設備負荷計画作成装置。
4. 前記バックワード負荷山崩し手段は、代替設備が存在する場合、負荷の山崩し先に前記代替設備を含めて山崩しを行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の設備負荷計画作成装置。
5. 前記フォワード負荷山崩し手段は、前記設備の処理能力を超える負荷超過分を山崩しすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の設備負荷計画作成装置。
6. 前記フォワード負荷山崩し手段は、代替設備が存在する場合、負荷の山崩し先に前記代替設備を含めて山崩しを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の設備負荷計画作成装置。
7. 前記フォワード負荷山崩し手段は、前記設備の処理能力を超える複数の負荷がある場合に、納期の遅い負荷を山崩しすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の設備負荷計画作成装置。
8. 多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を作成する設備負荷計画作成方法において、
   注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定工程と、
   前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み工程と、
   前記負荷山積み工程で各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定工程と、
   前記負荷超過判定工程で処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し工程と、
   前記バックワード負荷山崩し工程で移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断工程と、
   前記判断工程での判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し工程とを含むことを特徴とする設備負荷計画作成方法。
9. 多品種の製品を複数の製造工程を経て生産する場合の設備負荷計画を、コンピュータを用いて作成するプログラムであって、コンピュータに、
   注文毎に納期と所定の標準リードタイムとに基づいて、前記納期を基準に各製造工程での作業日時を決定する作業日時決定機能と、
   前記決定された作業日時を基に各製造工程に対応する設備に、注文量に応じた製造のための負荷を仮想的に山積みする負荷山積み機能と、
   前記負荷山積み機能により各設備に仮想的に積まれた負荷の量が設備の処理能力を超えているか否かを判断する負荷超過判定機能と、
   前記負荷超過判定機能により処理能力を超えていると判定された設備に山積みされている負荷を処理能力内とするべく、注文毎に時間の流れと逆方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うバックワード負荷山崩し機能と、
   前記バックワード負荷山崩し機能により移動された負荷の移動後の日時が、最早製造着手日よりも前か否かを判断する判断機能と、
   前記判断機能による判断が肯定である場合に、前記最早製造着手日よりも前に積まれた負荷を、時間の流れと順方向の日時に移動させる、仮想的な山崩しを行うフォワード負荷山崩し機能とを実行させるための設備負荷計画作成プログラム。

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