JP5119949B2 - Production plan creation device - Google Patents
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Description
本発明は、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置に関する。 The present invention relates to a raw production planning system to develop a plan for producing production lot of a plurality of steps in a plurality plants.
従来、製品に関わらず生産計画では、製造コスト、製造制約、製造ロットの納期を考慮しながら,熟練者が試行錯誤しながら計画を作成している。ところが、近年の計算機性能向上により、生産計画を自動的に策定し、しかも最適性を実現しようとする手法が提案されている。 Conventionally, regardless of the product, in the production plan, a skilled person creates a plan through trial and error while taking into consideration the production cost, production constraints, and the delivery date of the production lot. However, with recent improvements in computer performance, a method has been proposed that automatically formulates a production plan and achieves optimality.
上記の特許文献1では、製造順に係る制約条件を満たしている製造ロットの連々鋳セット(転炉チャージを複数つないで鋳造)を抽出し、その連々鋳セットと既に決められている連々鋳セットとの転炉における空き(未稼働)ポジションの状態から連々鋳セットを候補として求めている。以上の処理を繰り返して1日分の製造順序を決め、時間に係る制約条件に基づいて連々鋳セットの時刻情報を決定して製造スケジュールを作成する。そして、その製造スケジュールが評価基準(一次評価)を満たしているときにそれを生産計画の候補とする。所定数の候補を作成し、その中から評価基準(二次評価)に基づいて最適なものを選択する方法が提案されている。
In the
また、上記の特許文献2では、各データベースから立案開始時点における最新の立案情報が取り込まれると、取り込まれた立案情報に基づいて、立案対象の注文を対象に、立案期間分の生産計画モデルを構築している。生産計画モデルは、注文の納期や製造フロー、各製造工程での処理所要時間、各製造工程の稼動スケジュール、及び生産計画の良し悪しを判断するための評価関数等から構成されており、構築された生産計画モデルを用いて、評価関数が最小(最良)となるような注文毎の各製造工程における処理タイミングと処理量を算出する、というものが提案されている。
In
上記の特許文献1のように、工場ごとを対象とした複数工程の製造ロットを生産するための生産計画作成では、製造コスト、製造制約、製造ロットの納期を考慮した生産計画は一工場単位であるため、それぞれの工場単位で生産計画を策定することができる。しかしながら、予め工場ごとに製造する製造ロットの量を決定してから、工場ごとに生産計画を作成する方法の場合には、各工場の設備負荷や製造ロットの納期などの最適な配分が損なわれる可能性がある。一方、同時に複数工場を対象とした複数工程の製造ロットの生産計画では、複数工場間の組合せまでも考慮することで、計画の規模が大きくなり、現状の計算機であっても現実的な時間で解くことができない場合が発生するという問題点があった。
As in the above-mentioned
また、上記の特許文献2においては、計画立案の対象期間を分割し、納期余裕とロットの大小の優先順位に基づいて解を得ているので、上記の特許文献1の問題点を一部解消しているが、製造ロットの通過工程の干渉を考慮していないため、各通過工程の負荷の平準化は考慮されない、という問題点があった。
Further, in the above-mentioned
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、第1には、各通過工程の負荷の平準化を可能にし、第2には、問題が大きい場合と小さい場合に応じて、問題を分割処理で解く場合と一括処理で解く場合とを用意し、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. First, it enables leveling of the load of each passing process, and secondly, when the problem is large and small. Correspondingly, prepared as in solving a batch process and when solving division processing problems, and aims to provide a raw production planning system to develop a plan for producing production lot of a plurality of steps in a plurality plant To do.
本発明に係る生産計画作成装置は、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置において、各製造ロットの製造可能な工場の情報と、各製造ロットの通過工程及び要望納期を含むオーダー情報とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に含まれる製造ロットの通過工程に基づいて、各製造ロットの工場振り分けを行う第1の演算処理と、前記第1の演算処理の後、前記記憶手段に記憶されたオーダー情報に含まれる製造ロットのオーダー単位の要望納期に基づいて各工場内での振り分けを実施する第2の演算処理と、前記第2の演算処理の後、各工場に振り分けられた製造ロットの情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する第3の演算処理と、前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に基づいて、各製造ロットが各工場で製造する設備の占有数の平準化と要望納期を満足する工場ごとの製造スケジュールを、複数工場を一括して扱って製造スケジュールを作成する第4の演算処理とを行い、前記第1、第2及び第3の演算処理と、前記第4の演算処理とを選択的に実行する。 The production plan creation device according to the present invention is a production plan creation device for creating a plan for producing a production lot of a plurality of processes in a plurality of factories. A storage means for storing order information including a process and a requested delivery date; and a calculation means for creating a manufacturing schedule for each factory based on the information stored in the storage means, wherein the calculation means is stored in the storage means. Based on the stored manufacturing lot information of each manufacturing lot and the manufacturing lot passing process included in the order information, the first calculation processing for factory distribution of each manufacturing lot, and the first calculation processing After that, a second calculation for performing distribution within each factory based on the requested delivery date for each order of the production lot included in the order information stored in the storage means Management and, after said second arithmetic processing, the third arithmetic processing and, each production lot, which is stored in the storage means to create a production schedule for each plant based on the information of the production lot distributed to each plant Based on the information of factory that can be manufactured and order information, each manufacturing lot handles the manufacturing schedule for each factory that satisfies the leveling of the number of facilities that each factory manufactures and the requested delivery date. The fourth calculation process for creating the manufacturing schedule is performed, and the first, second and third calculation processes and the fourth calculation process are selectively executed.
次に、本発明を具体例に基づいて説明する。
表1に示されるような、5種類の製造ロットを2つの工場(F1 /F2)で製造する場合に、ロット番号がF1T1及びF2T1はそれぞれ工場が指定されており、残りのFFT1,FFT2,FFT3はF1,F2のどちらの工場でも製造可能とする例について説明する。F1T1及びF2T1は工場F1とF2で製造と指定されているため、FFT1,FFT2,FFT3をそれぞれの工場に製造ロットを振り分ける。このとき,FFT1,FFT2,FFT3の製造ロットの通過工程A,B,Cが占める個数及び工場を指定している製造ロットも含めて、各工場で均等化されるように算出する。
Next, the present invention will be described based on specific examples.
When five kinds of production lots as shown in Table 1 are produced in two factories (F1 / F2), the lot numbers F1T1 and F2T1 are designated as factories, and the remaining FFT1, FFT2, FFT3 Will describe an example in which both F1 and F2 can be manufactured. Since F1T1 and F2T1 are designated to be manufactured at factories F1 and F2, the production lots are assigned to FFT1, FFT2, and FFT3, respectively. At this time, the calculation is performed so that the factories including the number of the process lots A, B, and C occupied by the passing lots of FFT1, FFT2, and FFT3 and the manufacturing lot designating the factories are equalized.
各工場で製造される製造ロットの各通過工程が占める量を算出する。(1)〜(3)式は,振り分け可能な製造ロットが、F1とF2に振り分けられた関係を示す。
ここで、n3_F1及びn3_F2は製造ロットFFT1がF1工場及びF1工場に振り分けられたときの値を示す。同様に、n4_F1及びn4_F2は製造ロットFFT2がF1工場及びF1工場に振り分けられたときの値を示し、n5_F1及びn5_F2は製造ロットFFT3がF1工場及びF1工場に振り分けられたときの値を示す。また、F1_A,F1_B,F1_Cは、F1工場での通過工程A,B,Cが占める個数、F2_A,F2_B,F2_Cは,F2工場での通過工程A,B,Cが占める個数である。
The amount occupied by each passing process of the production lot manufactured at each factory is calculated. Equations (1) to (3) show the relationship in which the production lots that can be assigned are assigned to F1 and F2.
Here, n3_F1 and n3_F2 indicate values when the production lot FFT1 is allocated to the F1 factory and the F1 factory. Similarly, n4_F1 and n4_F2 indicate values when the production lot FFT2 is allocated to the F1 factory and the F1 factory, and n5_F1 and n5_F2 indicate values when the production lot FFT3 is allocated to the F1 factory and the F1 factory. F1_A, F1_B, and F1_C are the numbers occupied by the passage processes A, B, and C in the F1 factory, and F2_A, F2_B, and F2_C are the numbers occupied by the passage processes A, B, and C in the F2 factory.
ここで、(1)〜(3)式の条件を満たす状態で,F1工場とF2工場の通過工程A,B,Cをなるべく均等になるような,FFT1,FFT2,FFT3製造ロットの振り分けを算出する(第1の工程又は第1の演算処理)。その際には、F1_AとF2_A,F1_BとF2_B,F1_CとF2_Cのそれぞれの差がなるべく小さくなる、n3_F1及びn3_F2,n4_F1及びn4_F2,n5_F1及びn5_F2を決定する。 Here, the distribution of the FFT1, FFT2, and FFT3 production lots is calculated so that the passing processes A, B, and C of the F1 factory and the F2 factory are made as uniform as possible while satisfying the expressions (1) to (3). (First step or first arithmetic processing). At that time, n3_F1, n3_F2, n4_F1, n4_F2, n5_F1, and n5_F2 are determined such that the differences between F1_A and F2_A, F1_B and F2_B, and F1_C and F2_C become as small as possible.
ここまでのステップで、FFT1,FFT2,FFT3製造ロットのF1工場とF2工場への振り分け数が決まったので、それぞれの振り分け個数に応じて、どの納期を割り振るかを決定する。表1に示されるように、納期は通常範囲を持っている。これらの納期をいくつかに分類するために、納期の範囲の平均を用い、平均値の近いものを同一の納期として扱い分類する。ここでは、各製造ロットの納期の分類はD1,D2,D3の3種類で分類されるものとする。 In the steps so far, the number of distribution of the production lots of the FFT1, FFT2, and FFT3 to the F1 factory and the F2 factory has been determined, and it is determined which delivery date is allocated according to each distribution number. As shown in Table 1, the delivery date has a normal range. In order to classify these delivery dates into several categories, the average delivery date range is used, and those with similar average values are treated and classified as the same delivery date. Here, it is assumed that the delivery date of each production lot is classified into three types D1, D2 and D3.
次の(4)式は、各製造ロット内のそれぞれの納期をF1工場とF2工場に振り分ける場合の関係式を示す。(5)式は、前述の通過工程A,B,Cをなるべく均等に振り分けたF1工場とF2工場への個数(n3_F1及びn3_F2,n4_F1及びn4_F2,n5_F1及びn5_F2)と納期との関係を示す。(6)式は、F1工場とF2工場において3つに納期分類(D1,D2,D3)された、それぞれの納期の個数を表す。 The following equation (4) shows a relational expression in the case where the respective delivery dates in each production lot are allocated to the F1 factory and the F2 factory. Equation (5) shows the relationship between the number of delivery steps A, B, and C to the F1 and F2 factories (n3_F1, n3_F2, n4_F1, n4_F2, n5_F1, and n5_F2) and the delivery time as evenly distributed as possible. Equation (6) represents the number of delivery dates that are classified into three delivery dates (D1, D2, D3) in the F1 factory and the F2 factory.
ここで、各工場での各納期の分類,D1_F1,D2_F1,D3_F1の個数及びD1_F2,D2_F2,D3_F2の個数がそれぞれの工場にて均等に配分されるn31_F1〜n33_F1,n41_F1〜n43_F1,n51_F1〜n53_F1及びn31_F2〜n33_F2,n41_F2〜n43_F2,n51_F2〜n53_F2を決定する(第2の工程又は第2の演算処理)。 Here, the classification of each delivery date in each factory, the number of D1_F1, D2_F1, D3_F1 and the number of D1_F2, D2_F2, D3_F2 are equally distributed in each factory n31_F1 to n33_F1, n41_F1 to n43_F1, n51_F1 to n53_F1 and n31_F2 to n33_F2, n41_F2 to n43_F2, n51_F2 to n53_F2 are determined (second step or second arithmetic processing).
これらの計算により、各工場で製造される製造ロット及びその製造ロットの中でどの納期をF1工場あるいはF2工場で製造されるかのデータが準備される。そして、そのデータに基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する(第3の工程又は第3の演算処理)。 By these calculations, the production lot manufactured at each factory and the data on which delivery date within the production lot is manufactured at the F1 factory or the F2 factory are prepared. And the manufacturing schedule for every factory is created based on the data (3rd process or 3rd arithmetic processing).
即ち、本発明においては、上記の第1の工程〜第3の工程(第1の演算処理〜第3の演算処理)を経時的に処理する場合(時分割処理)と、上記第1の工程〜第3の工程を一括して処理する場合(一括処理)とがあり、それらは何れかが適宜選択されて実行されることになる。 That is, in the present invention, when the first to third steps (first arithmetic processing to third arithmetic processing) are processed over time (time-division processing), the first step There are cases where the third process is processed in a lump (collective process), and any one of them is appropriately selected and executed.
本発明によれば、各通過工程の負荷を平準化した生産計画の作成が可能になっており、また、複数工場における複数工程の製造ロット及び納期が考慮された生産計画の作成が可能になっている。 According to the present invention, it is possible to create a production plan in which the load of each passing process is leveled, and it is also possible to create a production plan that takes into account production lots and delivery dates of a plurality of processes in a plurality of factories. ing.
図1は、本発明を一実施形態の構成を示したブロック図である。工場生産管理コンピュータはホスト計算機で構成されており、製造ロットのオーダーに基づいた納期、製造に必要な通過工程のデータが記憶されている(本発明の記憶手段として機能する)。これらのデータを計画用計算機(本発明の演算手段として機能する)に取り込み、計画を作成しホスト計算機へ戻すことで、工場の操業計画に反映される。注文や工場の稼動状態に基づいて決定される生産計画データベースから決定される製造ロットデータが、計画用計算機に取り込まれ、図2に示されるフローチャートに基づいた処理が実施される。以下、図2を参照しながら、問題を分割処理で解く場合と問題を一括処理する場合について、それぞれ説明する。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. The factory production management computer is composed of a host computer, and stores delivery date based on the production lot order and passing process data necessary for production (functions as a storage means of the present invention). These data are taken into the planning computer (functioning as the computing means of the present invention), and the plan is created and returned to the host computer, thereby being reflected in the factory operation plan. Production lot data determined from the production plan database determined based on the order and the operating state of the factory is taken into the planning computer, and processing based on the flowchart shown in FIG. 2 is performed. Hereinafter, with reference to FIG. 2, a case where the problem is solved by the division process and a case where the problem is collectively processed will be described.
(1)問題を分割処理で解く場合
〔STEP1〕
STEP1では、製造ロットの通過工程に基づいて複数工場に振り分ける。
ここでは、例としてF1工場とF2工場の通過工程A,B,Cをなるべく均等になるような、FFT1,FFT2,FFT3の製造ロットの振り分けを算出する。F1_AとF2_A,F1_BとF2_B,F1_CとF2_Cのそれぞれの差がなるべく小さくなる、n3_F1及びn3_F2,n4_F1及びn4_F2,n5_F1及びn5_F2を決定する。その方法は、一例として、(1)〜(3)式を制約条件とし、それぞれの工場への振り分け数の均等化を評価関数として線形計画法(混合整数計画問題)として解くことができる。
(1) When solving a problem by division processing [STEP 1]
In STEP1, it is distributed to a plurality of factories based on the production lot passing process.
Here, as an example, distribution of the production lots of FFT1, FFT2, and FFT3 is calculated so that the passage processes A, B, and C of the F1 factory and the F2 factory are made as uniform as possible. N3_F1 and n3_F2, n4_F1, and n4_F2, n5_F1, and n5_F2 are determined so that differences between F1_A and F2_A, F1_B and F2_B, and F1_C and F2_C are as small as possible. As an example, the method can be solved as a linear programming method (mixed integer programming problem) using the equations (1) to (3) as constraints and equalizing the number of distribution to each factory as an evaluation function.
〔STEP2〕
上記のSTEP1での処理により、FFT1,FFT2,FFT3の製造ロットのF1工場とF2工場への振り分け数が決まったので、STEP2では、それぞれの振り分け個数に応じて、どの納期を割り振るかを決定する。表1に示されるように、納期は範囲を持っている。これらの納期をいくつかに分類するために、納期の範囲の平均を用い、平均値の近いものを同一の納期として扱って分類する。ここでは、各製造ロットの納期の分類はD1,D2,D3の3種類で分類されるものとする(なお、この分類数は適宜設定されるものである)。ここでは、(4)〜(6)式を制約条件とし、それぞれ納期のロット数の均等化を評価関数とし、線形計画法(混合整数計画問題)として解くことができる。
[STEP2]
With the processing in
〔STEP3〕
上記のSTEP1及びSTEP2での処理より、各工場で製造される製造ロット及びその製造ロットの中でどの納期をF1工場あるいはF2工場で製造されるかのデータが準備される。図3に示されるように、F1工場への振り分けの個数とF2工場への振り分けの個数に基づいて、各納期の製造ロットが、1〜5日までのそれぞれの日に製造される個数を決定する。その決定方法は、以下のとおりである。
[STEP3]
From the processing in
上記のSTEP1及びSTEP2で得られた工場ごとに振り分けたロット数を制約条件とし、日々の通過工程数・納期の均等化を評価関数とし、工場ごとに線形計画法(混合整数計画問題)を適用することで解くことができる。ここでの実施形態による、F1工場日程計画とF2工場日程計画は図3の右欄となる。これらの計画結果では、納期内(図中)に製造ロットが配置され、日々の合計数も均等となっている。
Applying the linear programming method (mixed integer programming problem) to each factory, using the number of lots assigned to each factory obtained in
(2)問題を一括処理で解く場合
製造ロットの複数工場に振り分けから、最終の日々の製造ロット数決定までの処理を一括で求める。
上記の(1)〜(6)式を制約条件とし、それぞれの工場への振り分け数、納期のロット数、及び日々の通過工程数を均等化する評価関数とし、線形計画法(混合整数計画問題)として解くことができる。
ここでの実施形態による、F1工場日程計画とF2工場日程計画は図4の右欄となる。
図4は問題を一括して処理しているため、処理を分割した図3の計画結果に比べて日々の各通過工程数が均等化されている。
(2) When solving a problem by batch processing The processing from the allocation of manufacturing lots to multiple factories to the final determination of the number of daily manufacturing lots is determined in a batch.
Using the above formulas (1) to (6) as constraints, linear programming (mixed integer programming problem) with an evaluation function that equalizes the number of distribution to each factory, the number of lots for delivery, and the number of daily passing processes ).
The F1 factory schedule plan and the F2 factory schedule plan according to this embodiment are shown in the right column of FIG.
In FIG. 4, since the problems are processed in a lump, the number of passing steps every day is equalized compared to the plan result of FIG. 3 in which the processing is divided.
但し、一括処理で解くと組合せ数が多くなり、問題の規模が大きい場合であると必ずしも実用的な時間で解くことができない場合が発生する。問題の規模はロット数、納期の条件、計画の期間などによって異なってくる。従って、その実施方法としては、まず一括処理で解く方法を適用し、解が出るまでの時間がかかるようであれば、分割処理で解く。又は、分割処理でまず解いて置き、時間的余裕があれば一括処理の解を適用する方法もある。また、製造ロットの内容が頻繁に変更することなり、再計画を繰り返す場合には分割処理のみを用いる方法もある。 However, when solving by batch processing, the number of combinations increases, and when the scale of the problem is large, it may not always be possible to solve in a practical time. The scale of the problem depends on the number of lots, delivery date conditions, planning period, and the like. Therefore, as an implementation method, first, a method of solving by batch processing is applied, and if it takes time until a solution is obtained, it is solved by division processing. Alternatively, there is a method of solving by dividing processing first and applying a batch processing solution if time is available. In addition, when the contents of the production lot are frequently changed and the re-planning is repeated, there is a method using only the division processing.
Claims (1)
各製造ロットの製造可能な工場の情報と、各製造ロットの通過工程及び要望納期を含むオーダー情報とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する演算手段と
を備え、
前記演算手段は、
前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に含まれる製造ロットの通過工程に基づいて、各製造ロットの工場振り分けを行う第1の演算処理と、
前記第1の演算処理の後、前記記憶手段に記憶されたオーダー情報に含まれる製造ロットのオーダー単位の要望納期に基づいて各工場内での振り分けを実施する第2の演算処理と、
前記第2の演算処理の後、各工場に振り分けられた製造ロットの情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する第3の演算処理と、
前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に基づいて、各製造ロットが各工場で製造する設備の占有数の平準化と要望納期を満足する工場ごとの製造スケジュールを、複数工場を一括して扱って製造スケジュールを作成する第4の演算処理と
を行い、
前記第1、第2及び第3の演算処理と、前記第4の演算処理とを選択的に実行することを特徴とする生産計画作成装置。 In a production plan creation device that creates a plan for producing production lots of multiple processes at multiple plants,
Storage means for storing factory information of each production lot and order information including a passing process and a desired delivery date of each production lot;
Computation means for creating a manufacturing schedule for each factory based on the information stored in the storage means,
The computing means is
Based on the manufacturing lot passing process included in the information of the factory that can be manufactured and the order information of each manufacturing lot stored in the storage means, a first calculation process that performs factory allocation of each manufacturing lot;
After the first calculation process, a second calculation process for performing distribution within each factory based on the requested delivery date of the order of the production lot included in the order information stored in the storage means;
After the second calculation process, a third calculation process for creating a manufacturing schedule for each factory based on information on the manufacturing lot distributed to each factory ;
Based on the factory information and order information of each manufacturing lot stored in the storage means, each manufacturing lot equalizes the number of occupying facilities manufactured in each factory and manufactures each factory satisfying the requested delivery date. A fourth calculation process that creates a manufacturing schedule by handling a plurality of factories at once.
And
A production plan creation device that selectively executes the first, second, and third arithmetic processes and the fourth arithmetic process .
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