JP5549117B2 - 製造プロセスのスケジュール管理方法、装置及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、例えば鉄鋼業における厚板の製造プロセスに代表されるように、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュールを管理するのに用いて好適なスケジュール管理方法、装置及びプログラムに関する。
鉄鋼業の代表的な製品である厚板は、規格やサイズ等が多岐にわたる。厚板の製造プロセスでは、スラブを加熱した状態で所定の厚みや幅まで圧延した後、複数のプレートに剪断し、精整した上で、製品を倉庫に配置するが、圧延後に行われる精整は矯正、手入・・・等多数あり、製品毎に必要とされる工程も異なる。その上で、製品の納期遵守が要求されることから、製造スケジュールを管理することが非常に重要となる。
この種の技術として、例えば特許文献１及び２に開示されている技術は、製造ロットと製造着手時期の決定方法に関するものであり、既に決定されている納期を生産プロセスにおいて遵守するために、各工程においてどのようなスケジュールで処理するかを求めるものではない。
また、特許文献３に開示されている技術は、製造工期の変動を予測する際に、生産・物流シミュレーターを使用することを特徴としており、製造工期を確率論的に求めるものではない。
また、特許文献４に開示されている技術は、既決定の生産／製造工程フローを変更する際に、代替工程フローの適用可否決定及び選択方法に関するものであり、工程フロー及び工期を確率論的に求めるものではない。
また、特許文献５、６、７、８に開示されている技術は、製造工程フロー及び工期（リードタイム）が既定の場合の工程フロー計画に関するものであり、工程フロー及び工期を確率論的に求めるものではない。
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスにおいて、納期を遵守するための個々の工程の処理タイミングまで求められるようにすることを目的とする。
本発明の製造プロセスのスケジュール管理方法は、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理方法であって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１のステップと、
前記第１のステップで決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３のステップとを有し、
前記第２のステップでは、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１のステップで決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
本発明の製造プロセスのスケジュール管理装置は、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理装置であって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段とを備え、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
本発明のプログラムは、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理のためのプログラムであって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段としてコンピュータを機能させ、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１のステップと、
前記第１のステップで決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３のステップとを有し、
前記第２のステップでは、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１のステップで決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
本発明の製造プロセスのスケジュール管理装置は、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理装置であって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段とを備え、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
本発明のプログラムは、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理のためのプログラムであって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段としてコンピュータを機能させ、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする。
本発明によれば、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスにおいて、製造工期を最短とするとともに、納期を遵守する各工程の処理タイミングを求めることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態では、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスとして、鉄鋼業における厚板の製造プロセスを例にして説明する。
厚板の製造プロセスでは、スラブを加熱した状態で所定の厚みや幅まで圧延した後、複数のプレートに剪断し、精整した上で、製品を倉庫に配置する。本実施形態において圧延後に行われる工程は、エンドシャー（ＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３）、本検査（ＨＫ１、ＨＫ２）、徐冷（ＪＹ１、ＪＹ２、ＪＹ３）、段積徐冷（ＤＪ１、ＤＪ２、ＤＪ３、ＤＪ４、ＤＪ５）、手入れ（ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、ＴＥ４、ＴＥ５）、ＣＬ（矯正）（ＣＬ１、ＣＬ４）、ＯＬ（ＯＬ１、ＯＬ２）、ガス（ＧＣ１、ＧＣ２、ＧＣ３、ＧＣ４、ＧＣ５）、塗装（ＰＲ１）、ＵＳＴ(Ultrasonic tester)（ＳＵ１、ＳＵ３、ＳＵ５）、電溶（ＤＥ１、ＤＥ３）、ＳＢ（マーキング）（ＳＢ２）、ＳＤ（ＳＤ１）、熱処理（ノルマ（ＮＲ１）、クエンチ（ＱＵ１）、テンパー（ＴＭ１、ＴＭ３））、立会（ＲＩ１、ＲＩ２）、倉庫入庫配山（ＳＯ１、ＳＯ２）があり、製品毎に適宜な工程が組み合わせて実施される。なお、同工程でも複数種存在することがあり、例えばエンドシャーには３つ存在し、ＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３のように数字を付して区分している。
図１に、本実施形態に係る製造プロセスのスケジュール管理装置１００の概略構成を示す。本実施形態では、圧延後の工程についてスケジュールを管理する。圧延開始〜倉庫入庫配山までにおいて、圧延そのものの時間よりも圧延後の剪断及び精整工程が占める時間の割合が大きいことから、圧延後の工程についてスケジュールを管理するものである。
プレート毎情報設定部１０１は、プレート毎に、プレートＮｏ、加熱Ｎｏ、中切Ｎｏ（予定／実績）、チャージＮｏ、スラブＮｏ、鋼種区分、板厚区分、板厚（称呼厚）、板幅、板長、目標成分、ＣＲＮｏ、ＣＬＣＮｏ、製品ＣＡＰＳ名、圧延終了時刻（予定／実績）、荷揃納期、管理納期、予定工程履歴、実績工程履歴、工程毎予定処理ピッチ等のプレート毎情報を設定する。このうち、プレートＮｏ、加熱Ｎｏ、中切Ｎｏ（予定／実績）、チャージＮｏ、スラブＮｏ、鋼種区分、板厚区分、板厚（称呼厚）、板幅、板長、目標成分、ＣＲＮｏ、ＣＬＣＮｏ、製品ＣＡＰＳ名、圧延終了時刻（予定／実績）、荷揃納期、管理納期、工程毎予定処理ピッチは、不図示の上位コンピュータから入力される。また、予定工程履歴は、以下に説明する処理により設定される。また、実績工程履歴は、製品完成後に実績として設定される。
圧延終了時刻（予定）、荷揃納期、管理納期等は、１０桁（年４桁、月２桁、日２桁、時２桁）の数字として与えられる。また、圧延終了時刻（実績）は、１４桁（年４桁、月２桁、日２桁、時２桁、分２桁、秒２桁）の数字として与えられる。また、工程毎予定処理ピッチは、実績に基づいて、分、整数部３桁、小数点以下１桁の数字として与えられる。また、予定工程履歴は、工程名（３桁）、予定工程通過時刻（１０桁の数字）、発生率×Ｍパターン、最も発生率の高い予定工程履歴を代表予定工程履歴として与えられる。また、実績工程履歴は、工程名（３桁）、工程通過時刻（１２桁の数字）として与えられる。
鋼種板厚分類部１０２では、プレート毎情報に含まれる鋼種区分及び板厚区分を参照して、スケジュール管理の対象プレートの製品分類として鋼種板厚分類を決定する。鋼種分類は、例えば普通鋼４０Ｋ、普通鋼５０Ｋ、普通鋼ＣＬＣ、特殊鋼、特殊鋼ＣＬＣ、ＵＯ普通鋼、ＵＯ特殊鋼、ＵＯ特殊鋼ＣＬＣ、その他に分類されている。板厚分類は、例えば＜６ｍｍ、＜８ｍｍ、＜１２ｍｍ、＜２４ｍｍ、＜４０ｍｍ、４０ｍｍ≦に分類されている。
予定工程履歴決定部１０３では、対象プレートについて、複数の工程パターン（予定工程履歴と称する）及びその発生率を決定する。圧延開始前であれば、鋼種板厚分類部１０２で決定した鋼種板厚分類及び注文仕様により確定している工程に基づいて、工程パターン−鋼種板厚分類テーブル１０８を参照して、例えば最大Ｍパターンの予定工程履歴を決定する。注文仕様による確定している工程を含む予定工程履歴がＭパターンより少なければその全てを、Ｍパターン以上であれば例えば発生率の高い順にＭパターンの予定工程履歴を工程パターン−鋼種板厚分類テーブル１０８から抽出する。なお、最大Ｍパターンとしたが、注文仕様による確定している工程を含む予定工程履歴を全て抽出するようにしても良い。
図４に、工程パターン−鋼種板厚分類テーブル１０８の例を示す。横欄には鋼種板厚分類が、縦欄には工程の組み合わせである工程パターンの全てが記述されており、各組み合わせでの発生率の実績が記されている。例えば鋼種板厚分類「４０Ｋ＜６」の製品は、「ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＯ１」という工程パターンとなるものが「０．１４０（１４％）」の割合で発生する。ここで、「ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＯ１」とは、圧延（ＦＭ１）、エンドシャー（ＥＳ１）、本検査（ＨＫ１）、倉庫入庫配山（ＳＯ１）という最も少ない工程からなる工程パターンである。同様に鋼種板厚分類「４０Ｋ＜６」の製品は、「ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＵ１ＳＯ１」という工程パターンとなるものが「０．０００（０％）」の割合で発生する。ここで、「ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＵ１ＳＯ１」とは、圧延（ＦＭ１）、エンドシャー（ＥＳ１）、本検査（ＨＫ１）、ＵＳＴ（ＳＵ１）、倉庫入庫配山（ＳＯ１）という工程からなる工程パターンである。その他も同様である。
抽出した予定工程履歴の発生率の合計が１．０（１００％）とならない場合（注文仕様により確定している工程を含む予定工程履歴がＭパターンより少ない場合）、合計が１．０となるように、下式（１）、（２）により発生率を修正する。
修正率＝１／Σ選択予定工程履歴発生率・・・（１）
予定工程履歴発生率（修正後）＝予定工程履歴発生率（修正前）×修正率・・・（２）
修正率＝１／Σ選択予定工程履歴発生率・・・（１）
予定工程履歴発生率（修正後）＝予定工程履歴発生率（修正前）×修正率・・・（２）
図１に説明を戻して、予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部１０４では、予定工程履歴決定部１０３で決定した予定工程履歴及び発生率（必要に応じて式（１）、（２）により修正したもの）を用いて、製造工期を最短とする予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する。
まず、予定工程履歴毎予定工期の算出について説明する。図２は、予定工程履歴毎予定工期を算出する処理を説明するためのフローチャートであり、予定工期を以下の手順で算出する。ここでは、予定工期は、狙いとする荷揃達成率（初期値９５％）を満足するのに必要とされる工期とする。
予定工程履歴の全構成工程（ｋ：１〜ｎ）について、工程毎集計値テーブル１０９を参照して、通過所要時間の平均Ｅk、分散Ｖk（＝標準偏差2）、対数平均μk、対数標準偏差σkを決定する（ステップＳ２０１）。
図５に、工程毎集計値テーブル１０９の例を示す。工程毎に、成品数、通過所要時間の平均、標準偏差、対数平均、対数標準偏差、ｅｘｐ(対数平均)、ｅｘｐ(対数標準偏差)の実績が記されている。更に図５の例では、荷揃達成率（０．５０、０６０、・・・）を満足するのに必要な荷揃所要時間の実績が記されている。
ここで、図６には、いくつかの工程（ＣＬ１、ＣＬ４、ＤＥ２、ＤＥ３、ＥＳ１）について時間とその構成比率との分布関係の一例を示す。図６（ｂ）〜（ｆ）に示すように、いずれの工程においても、大部分は早い段階で工程が終了し、近似曲線をとると対数正規分布に従うことがわかる（なお、図６（ｄ）はＮ数（サンプル数）が少ないため参考とはしない）。ここでは、工程ＣＬ１、ＣＬ４、ＤＥ２、ＤＥ３、ＥＳ１しか図示していないが、他の工程についても同様に近似曲線をとると対数正規分布に従うことがわかっている。全工程をトータルした場合にも、図６（ａ）に示すように、近似曲線をとると対数正規分布に従う。
工程の組み合わせである工程パターンの工期もまた、近似曲線をとると対数正規分布に従う。図７には、いつくかの工程パターン（ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＵ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＣＬ４ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＰＲ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＣＬ４ＳＵ１ＳＯ１）について時間とその構成比率との分布関係の一例を示す。図７（ｂ）〜（ｆ）に示すように、いずれの工程パターンにおいても、大部分は早い段階で工程パターンが終了し、近似曲線をとると対数正規分布に従うことがわかる。なお、構成工程数が増えるに従って、ピークが右方向（時間がかかる方向）に移動する。ここでは、工程パターンＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＳＵ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＣＬ４ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＰＲ１ＳＯ１、ＦＭ１ＥＳ１ＨＫ１ＣＬ４ＳＵ１ＳＯ１しか図示していないが、他の工程パターンについても同様に近似曲線をとると対数正規分布に従うことがわかっている。全工程パターンをトータルした場合にも、図７（ａ）に示すように、近似曲線をとると対数正規分布に従う。
続いて、予定工期の平均Ｅn及び分散Ｖnを下式（３）、（４）により算出する（ステップＳ２０２）。
続いて、予定工期の対数平均μn及び対数標準偏差σnを下式（５）、（６）により算出する（ステップＳ２０３）。
そして、予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数より、狙いとする荷揃達成率（初期値：９５％）となる工期ｘnを算出する（ステップＳ２０４）。ここで、通過所要時間の対数正規分布は、対数平均をμ、対数標準偏差をσとして下式（７）と表され、その累積確率密度分布関数は下式（８）となる。この累積確率密度分布関数の逆関数を用いて、予定工期ｘn(Ｐ＝０．９５)は下式（９）により算出できる。
図８Ａ〜図８Ｃには、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４により算出した平均Ｅn、分散Ｖn、対数平均μn、対数標準偏差σn、予定工期の算出結果、それらの実績等の例を纏めた表を示す。
ここまでは、予定工程履歴毎予定工期について述べたが、対象プレートの予定工期は、予定工程履歴毎予定工期の積算として算出される。すなわち、予定工程履歴毎予定工期（パターンｍ：最大Ｍ）の対数平均μmn及び対数標準偏差σmnを用いて、予定工程履歴毎予定工期が対数正規分布に従うものとして、確率密度分布を工期１Ｈｒ間隔で下式（１０）により算出する。そして、予定工程履歴毎の確率密度分布に発生率を乗じたものを、工期間隔毎に積算することにより（下式（１１））、合計の確率密度分布を算出する。
そして、予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数を用いて、狙いとする荷揃達成率（初期値：９５％）となる工期ｘを下式（１２）により算出する。
次に、図３は、工程毎の通過所要時間を算出する処理を説明するためのフローチャートであり、予定工期を達成するために必要とされる全構成工程の通過所要時間を以下の手順で算出する。
第１工程の通過所要時間は、予定工期と第２工程から最終第ｎ工程までの予定残工期の差異として決定される。予定工程履歴の第２工程から最終第ｎ工程までの構成工程（ｋ：２〜ｎ）について、工程毎集計値テーブル１０９を参照して、通過所要時間の平均Ｅk、分散Ｖk（＝標準偏差2）、対数平均μk、対数標準偏差σkを決定する（ステップＳ３０１）。
続いて、予定残工期の平均Ｅn-1及び分散Ｖn-1を下式（１３）、（１４）により算出する（ステップＳ３０２）。
続いて、予定残工期の対数平均μn-1及び対数標準偏差σn-1を下式（１５）、（１６）により算出する（ステップＳ３０３）。
続いて、予定工期と同様に、予定残工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数より、狙いとする荷揃達成率（初期値：９５％）となる残工期ｘn-1を下式（１７）により算出する（ステップＳ３０４）。
そして、第１工程の通過所要時間ｔ1を下式（１８）により算出する（ステップＳ３０５）。
ｔ1＝ｘn−ｘn-1・・・（１８）
ｔ1＝ｘn−ｘn-1・・・（１８）
以降、第２工程から最終第ｎ工程まで同様の手順を繰り返し、全構成工程の通過所要時間を算出する（ステップＳ３０６）。
すなわち、第ｉ工程の通過所要時間は、第ｉ工程から最終第ｎ工程までの予定残工期と第ｉ＋１工程から最終第ｎ工程までの予定残工期の差異として決定される。予定工程履歴の第ｉ＋１工程から最終第ｎ工程までの構成工程（ｋ：ｉ＋１〜ｎ）について、工程毎集計値テーブル１０９を参照して、通過所要時間の平均Ｅ k 、分散Ｖk（＝標準偏差2）、対数平均μk、対数標準偏差σkを決定する（ステップＳ３０１）。
続いて、予定残工期の平均Ｅn-i及び分散Ｖn-iを下式（１９）、（２０）により算出する（ステップＳ３０２）。
続いて、予定残工期の対数平均μn-i及び対数標準偏差σn-iを下式（２１）、（２２）により算出する（ステップＳ３０３）。
続いて、予定工期と同様に、予定残工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数より、狙いとする荷揃達成率（初期値：９５％）となる残工期ｘn-i を下式（２３）により算出する（ステップＳ３０４）。
そして、第ｉ工程の通過所要時間ｔiを下式（２４）により算出する（ステップＳ３０５）。
ｔ i ＝ｘ n-i+1 −ｘ n-i ・・・（２４）
ｔ i ＝ｘ n-i+1 −ｘ n-i ・・・（２４）
以上述べた予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部１０４での算出処理では、各工程の工期及び各予定工程履歴の工期が対数正規分布に従うものとして、工程毎集計値テーブル１０９に基づいて、製造工期の期待値を最小とし、かつ、そのばらつきを最小化する予定工期及び工程毎の通過所要時間、換言すれば、製造工期を最短とする予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出していることになる。
図１に説明を戻して、通過予定時刻算出部１０５では、予定履歴工程（最大Ｍパターン）毎に、各工程の通過予定時刻を基準時間から算出する。まず、各工程の通過予定時刻の基準時刻を下記のように決定する。
予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期以前：基準時刻＝圧延終了時刻
予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期後：基準時刻＝荷揃納期
予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期以前：基準時刻＝圧延終了時刻
予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期後：基準時刻＝荷揃納期
次に、予定履歴工程毎に、各工程の通過予定時刻（１０桁：年４桁、月２桁、日２桁、時２桁）を基準時刻から算出する。すなわち、基準時刻＝圧延終了時刻の場合は、圧延終了時刻より順次決定する。それに対して、基準時刻＝荷揃納期の場合は、まず所要時間短縮係数を下式（２５）により算出する。
所要時間短縮係数＝予定工程履歴毎予定工期／（圧延終了時刻〜荷揃納期時間）・・・（２５）
続いて、工程毎の通過所要時間を下式（２６）により修正する。
工程毎通過所要時間（修正後）＝工程毎通過所要時間（修正前）×所要時間短縮係数・・・（２６）
そして、圧延終了時刻より順次決定する。
所要時間短縮係数＝予定工程履歴毎予定工期／（圧延終了時刻〜荷揃納期時間）・・・（２５）
続いて、工程毎の通過所要時間を下式（２６）により修正する。
工程毎通過所要時間（修正後）＝工程毎通過所要時間（修正前）×所要時間短縮係数・・・（２６）
そして、圧延終了時刻より順次決定する。
以上述べた予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部１０４及び通過予定時刻算出部１０５での算出処理により、製造工期を最短とするとともに、納期を遵守する各工程の処理タイミングを求めることができる。ここでの目的は、通過所要時間（通過時刻）を予測することではなく、これから行う作業が最終的な目標である荷揃納期を守るために、各工程での目標時間（時刻）を定めるものである。逆にいえば、予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期後の場合に修正なしで作業をすると、荷揃納期を守れない確率が高いことが作業開始前から分かっており、そのようなプレートについては一種の「特急指示」を出す必要があるので、短縮させた通過所要時間を算出している。
なお、ここまでは圧延開始前に、製造工期を最短とするとともに、納期を遵守する各工程の処理タイミングを求めることを説明したが、圧延開始後に実施する工程が変更されることもある。したがって、圧延開始後にも、予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部１０４及び通過予定時刻算出部１０５での算出処理を繰り返すのが望ましい。
圧延開始後であれば、予定工程履歴決定部１０３では、複数の工程パターン（予定工程履歴）及びその発生率を決定する際に、鋼種板厚分類部１０２で決定した鋼種板厚分類及び注文仕様により確定している工程に基づいて、工程パターン−鋼種板厚分類テーブル１０８を参照して、既選択の予定工程履歴（最大Ｍパターン）より既通過工程が一致する予定工程履歴のみを選択する。一致しない工程（予定から除外される工程履歴）については発生率を０．０に修正する。
この場合も、選択した予定工程履歴の発生率の合計が１．０（１００％）とならない場合（注文仕様により確定している工程を含む予定工程履歴がＭパターンよりも少ない場合及び発生率が０．０に修正された予定工程履歴がある場合）、合計が１．０となるように、式（１）、（２）により発生率を修正する。
既通過工程が一致する予定工程履歴がない場合、実績工程履歴の既通過工程中最終工程を除外して一致する工程履歴を探索する。すなわち、「既通過工程履歴＋次予定工程」が予定工程履歴（最大Ｍパターン）中に該当ない場合、「既通過工程履歴−最終通過工程＋次予定工程」を探索し、予定工程履歴中に該当する予定工程履歴が見つかるまで最終通過工程の除外を繰り返す。
予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部１０４では、予定工程履歴決定部１０３で決定した予定工程履歴及び発生率（必要に応じて式（１）、（２）により修正したもの）を用いて、製造工期を最短とする予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する。この処理は圧延開始前と同様であり、ここではその説明を省略する。
通過予定時刻算出部１０５では、予定履歴工程毎に、各工程の通過予定時刻を基準時間から算出する。まず、各工程の通過予定時刻の基準時刻を下記のようにして決定する。
予定倉庫入庫配山時刻（前工程通過時刻＋予定工期）が荷揃納期以前：基準時刻＝前工程通過時刻
予定倉庫入庫配山時刻（前工程通過時刻＋予定工期）が荷揃納期後：基準時刻＝荷揃納期
予定倉庫入庫配山時刻（前工程通過時刻＋予定工期）が荷揃納期以前：基準時刻＝前工程通過時刻
予定倉庫入庫配山時刻（前工程通過時刻＋予定工期）が荷揃納期後：基準時刻＝荷揃納期
次に、予定履歴工程毎に、各工程の通過予定時刻（１０桁：年４桁、月２桁、日２桁、時２桁）を基準時刻から算出する。すなわち、基準時刻＝前工程通過時刻の場合は、前工程通過時刻より順次決定する。それに対して、基準時刻＝荷揃納期の場合は、まず所要時間短縮係数を下式（２５）´により算出する。
所要時間短縮係数＝予定工程履歴毎予定工期／（前工程通過時刻〜荷揃納期時間）・・・（２５）´
続いて、工程毎の通過所要時間を式（２６）により修正する。
そして、前工程通過時刻より順次決定する。
所要時間短縮係数＝予定工程履歴毎予定工期／（前工程通過時刻〜荷揃納期時間）・・・（２５）´
続いて、工程毎の通過所要時間を式（２６）により修正する。
そして、前工程通過時刻より順次決定する。
図１に説明を戻して、工程毎予定処理／仕掛集計部１０６では、集計時点仕掛中及び集計時点後Ｘ（初期値２４Ｈｒ）時間以内に圧延予定のプレートについて、工程（３桁）×通過予定時刻（１０桁）毎の成品数を集計する。プレート×予定工程履歴×予定工程（予定工程履歴の中に記述されている）から工程と予定通過時刻が一致するものを抽出し、発生率を積算する。ここでは、同時期にどれだけ処理しなければならないかを求めている。
工程・予定通過時刻毎成品数＝Σ工程・予定通過時刻が一致する発生率
工程・予定通過時刻毎成品数＝Σ工程・予定通過時刻が一致する発生率
また、集計時点仕掛中及び集計時点後Ｘ（初期値２４Ｈｒ）時間以内に圧延予定のプレートについて、工程（３桁）×通過予定時刻（１０桁）毎のピッチ（プレート毎情報に含まれる工程毎予定処理ピッチ）を集計する。プレート×予定工程履歴×予定工程から工程と予定通過時刻が一致するものを抽出し、発生率×ピッチを積算する。ここでは、稼働率がどの程度になるかを求めている。
工程・予定通過時刻毎必要稼動時間＝Σ工程・予定通過時刻が一致する発生率×ピッチ
工程・予定通過時刻毎必要稼動時間＝Σ工程・予定通過時刻が一致する発生率×ピッチ
また、集計時点仕掛中及び集計時点後Ｘ（初期値２４Ｈｒ）時間以内に圧延予定のプレートについて、工程（３桁）×通過予定時刻（１０桁）毎の成品数を集計する。プレート×予定工程履歴×予定工程から工程と前工程の予定通過時刻が一致するものを抽出し、発生率を積算する。ここでは、どれくらいの仕掛品が生じるかを求めている。
工程・予定発生時刻毎成品数＝Σ工程・前工程予定通過時刻が一致する発生率
工程・時刻毎仕掛成品数＝Σ工程・予定発生時刻毎成品数−Σ工程・予定通過時刻毎成品数＋現時点仕掛成品数
工程・予定発生時刻毎成品数＝Σ工程・前工程予定通過時刻が一致する発生率
工程・時刻毎仕掛成品数＝Σ工程・予定発生時刻毎成品数−Σ工程・予定通過時刻毎成品数＋現時点仕掛成品数
出力部１０７では、上述した計算結果を画面表示する等の出力処理を行う。予定倉庫入庫配山時刻（圧延終了時刻＋予定工期）が荷揃納期後の場合に修正なしで作業をすると、荷揃納期を守れない確率が高いことが分かった場合には、短縮させた通過所要時間を一種の「特急指示」として出力する。
具体的には、例えば、集計時点仕掛中及び集計時点後Ｘ（初期値２４Ｈｒ）時間以内に圧延予定のプレートについて、工程（３桁）×通過予定時刻（１０桁）毎の成品情報（下記項目）を通過予定時刻順にリスト化する。このリストは、主として現場作業員向けの指示として出力される。
通過予定時刻：１０桁（年４桁、月２桁、日２桁、時２桁）
予定ピッチ：分
通過予定時刻毎予定ピッチ積算値
プレートＮｏ
サイズ（厚×幅×長）
代表予定履歴工程：最も発生率の高い予定工程履歴
荷揃納期
荷揃納期余裕：予定通過時刻＋予定残工期〜荷揃納期の時間（同一通過予定時間内では荷揃納期余裕順にソート）
現工程：当成品がリスト作成時にある工程
発生率：当工程の通過が確定していない場合（複数の予定工程履歴中に同一工程が異なる複数の通過予定時刻で含まれる場合、それぞれの発生率を表示）
実績山：現工程における配山位置
予定山
山内成品位置：山内の積上げトップからの枚数
通過予定時刻：１０桁（年４桁、月２桁、日２桁、時２桁）
予定ピッチ：分
通過予定時刻毎予定ピッチ積算値
プレートＮｏ
サイズ（厚×幅×長）
代表予定履歴工程：最も発生率の高い予定工程履歴
荷揃納期
荷揃納期余裕：予定通過時刻＋予定残工期〜荷揃納期の時間（同一通過予定時間内では荷揃納期余裕順にソート）
現工程：当成品がリスト作成時にある工程
発生率：当工程の通過が確定していない場合（複数の予定工程履歴中に同一工程が異なる複数の通過予定時刻で含まれる場合、それぞれの発生率を表示）
実績山：現工程における配山位置
予定山
山内成品位置：山内の積上げトップからの枚数
また、集計時点仕掛中及び集計時点後Ｘ（初期値２４Ｈｒ）時間以内に圧延予定のプレートについて、ＰＬＮｏ／荷揃納期（８桁）／予定倉庫配山時刻（１０桁）／圧延時刻（１０桁）順に成品情報（下記項目）をリスト化する。このリストは、主として作業指示者向けの指示として出力される。
プレートＮｏ
荷揃納期：８桁（年４桁、月２桁、日２桁）
管理納期：８桁（年４桁、月２桁、日２桁）
輸送機関
１次需要家名
予定倉庫配山時刻：１０桁（年４桁、月３桁、日２桁、時２桁）
圧延時刻：１０桁（年４桁、月３桁、日２桁、時２桁）
サイズ（厚×幅×長）
代表予定履歴工程：最も発生率の高い予定工程履歴
代表予定履歴工程発生率
狙い荷揃達成率
現工程：当成品がリスト作成時にある工程
実績山：現工程における配山位置
山内成品位置：山内の積上げトップからの枚数
プレートＮｏ
荷揃納期：８桁（年４桁、月２桁、日２桁）
管理納期：８桁（年４桁、月２桁、日２桁）
輸送機関
１次需要家名
予定倉庫配山時刻：１０桁（年４桁、月３桁、日２桁、時２桁）
圧延時刻：１０桁（年４桁、月３桁、日２桁、時２桁）
サイズ（厚×幅×長）
代表予定履歴工程：最も発生率の高い予定工程履歴
代表予定履歴工程発生率
狙い荷揃達成率
現工程：当成品がリスト作成時にある工程
実績山：現工程における配山位置
山内成品位置：山内の積上げトップからの枚数
以上述べたように、処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセス、ここでは厚板の製造プロセスにおいて、製造工期を最短とするとともに、納期を遵守する各工程の処理タイミングを求めることができる。したがって、各工程へ的確な指示を出すことが可能となり、生産性向上、仕掛削減、工期短縮等を図ることができる。
本発明を適用した製造プロセスのスケジュール管理装置は、具体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムにより構成することができ、ＣＰＵがプログラムを実行することによって実現される。
また、スケジュール管理装置における処理は、ソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
１００：製造プロセスのスケジュール管理装置
１０１：プレート毎情報設定部
１０２：鋼種板厚分類部
１０３：予定工程履歴決定部
１０４：予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部
１０５：通過予定時刻算出部
１０６：工程毎予定処理／仕掛集計部
１０７：出力部
１０８：工程パターン−鋼種板厚分類テーブル
１０９：工程毎集計値テーブル
１０１：プレート毎情報設定部
１０２：鋼種板厚分類部
１０３：予定工程履歴決定部
１０４：予定工期及び工程毎の通過所要時間算出部
１０５：通過予定時刻算出部
１０６：工程毎予定処理／仕掛集計部
１０７：出力部
１０８：工程パターン−鋼種板厚分類テーブル
１０９：工程毎集計値テーブル
Claims (4)
- 処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理方法であって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１のステップと、
前記第１のステップで決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３のステップとを有し、
前記第２のステップでは、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１のステップで決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする製造プロセスのスケジュール管理方法。 - 前記第２のステップでは、工程毎の通過所要時間を算出するために、
第ｉ工程の通過所要時間は、第ｉ工程から最終第ｎ工程までの予定残工期と第ｉ＋１工程から最終第ｎ工程までの予定残工期の差異として決定されるものとし、第ｉ＋１工程から最終第ｎ工程までの構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定残工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定残工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数より、狙いとする荷揃達成率となる残工期ｘn-iを算出し、
第ｉ工程の通過所要時間ｔiを、
ｔ i ＝ｘ n-i+1 −ｘ n-i
により算出することを特徴とする請求項１に記載の製造プロセスのスケジュール管理方
法。 - 処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理装置であって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段とを備え、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とする製造プロセスのスケジュール管理装置。 - 処理能力が異なる多段複数工程を有し、工程毎の処理発生率が異なる複数種類の製品を組み合わせて製造する製造プロセスのスケジュール管理のためのプログラムであって、
対象製品について、工程の組み合わせである工程パターン及び製品分類毎の発生率の実績情報に基づいて、複数の工程パターン及び発生率を決定する第１の手段と、
前記第１の手段で決定した工程パターン及び発生率を用いて、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期及び工程毎の通過所要時間を算出する第２の手段と、
前記第２の手段で算出した予定工期及び工程毎の通過所要時間を用いて、納期を遵守するための各工程の処理タイミングを求める第３の手段としてコンピュータを機能させ、
前記第２の手段では、狙いとする荷揃達成率を満足する予定工期を算出するために、
前記第１の手段で決定した工程パターンの全構成工程について、通過所要時間の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を決定し、
前記決定した平均、分散、対数平均、対数標準偏差を用いて、予定工期の平均、分散、対数平均、対数標準偏差を算出し、
予定工期が対数正規分布に従うものとして、対数正規分布の累積確率密度分布関数の逆関数により、狙いとする荷揃達成率となる工期を算出することを特徴とするプログラム。
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