JP5625780B2

JP5625780B2 - 在庫管理装置および在庫管理方法

Info

Publication number: JP5625780B2
Application number: JP2010254176A
Authority: JP
Inventors: 浩権藤; 忠司井上; 英之古林
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2014-11-19
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: JP2012104058A

Description

本発明は、設備の保全作業に必要な部品の在庫を管理する在庫管理装置および在庫管理方法に関するものである。

設備の保全作業に必要な部品の在庫管理を行うシステムとしては、たとえば、複数台の設備からなる生産ラインを対象とし、各設備の故障状況を反映した適切なタイミングで保全作業を行うとともに、保全品の在庫管理を適切に行う設備保全管理システムがある（特許文献１参照）。

また、定期保全だけでなく事後保全や改良保全も含めた広範な設備保全管理業務に関する情報を、個別管理ＩＤに基づく関連付けにより、一元管理し、定められた設備管理基準および予算に従って、確実に保全作業を行うことができる設備保全管理システムがある（特許文献２参照）。

特開２００１−９２５２０号公報特開２００４−２８７７８５号公報

上述した従来のシステムでは、保全作業に必要な部品の在庫数を確保するようにしている。たとえば、設備としての直流電動機に用いられるブラシを部品とすると、設備の稼働時間に応じてブラシが摩耗するので、予めこの消耗量を推定し、ブラシの交換時期を決定し、このときに使用するブラシ数を確保しておこうとするものである。

しかしながら、上述した直流電動機のブラシは、通常の摩耗交換での交換だけではなく、フラッシュオーバーと呼ばれる整流子面の異常が発生した場合には、この直流電動機の全てのブラシを交換しなくてはならない場合が生じる。すなわち、上述した従来のシステムでは、このような突発的な異常の発生を考慮せずに保全管理を行っていたため、異常発生時に必要な部品の在庫数を保有できていない場合が生じるという問題点があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、異常が発生する場合であっても必要な在庫数の部品を確保することができる在庫管理装置および在庫管理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る在庫管理装置は、設備の保全作業に必要な部品の在庫を管理する在庫管理装置であって、各設備の定期修理計画を保持する保全計画データベースと、各設備の故障情報履歴を管理する故障管理データベースと、各設備の現在までの在庫情報履歴を保持する在庫情報データベースと、各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数を少なくとも保持する設備情報データベースと、部品の発注から納期までの納期期間を保持する購入情報データベースと、前記故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測する故障発生予測部と、前記保全計画データベースの定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、前記故障発生予測部が予測した故障発生時点と前記故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、前記異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から前記納期期間遡った時点を前記異常時交換最少部品数の発注時点として決定して出力する発注制御部と、を備えたことを特徴とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る在庫管理方法は、設備の保全作業に必要な部品の在庫を制御部が管理する在庫管理方法であって、前記制御部が、保全計画データベースに各設備の定期修理計画を保持させ、故障管理データベースに各設備の故障情報履歴を管理させ、在庫情報データベースに各設備の現在までの在庫情報履歴を保持させ、設備情報データベースに各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数を少なくとも保持させ、購入情報データベースに部品の発注から納期までの納期期間を保持させる保持管理ステップと、前記故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測する故障発生予測ステップと、前記保全計画データベースの定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、前記故障発生予測ステップが予測した故障発生時点と前記故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、前記異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から前記納期期間遡った時点を前記異常時交換最少部品数の発注時点として決定して出力する発注制御ステップと、の各ステップの処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、故障発生予測部が、故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測し、発注制御部が、保全計画データベースの定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、前記故障発生予測部が予測した故障発生時点と前記故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から納期期間遡った時点を前記異常時交換最少部品数の発注時点として決定して出力するようにしているので、設備に異常が発生する場合であっても必要な在庫数の部品を確保することができる。

図１は、本発明の実施の形態である在庫管理装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、生産情報データベースの一例を示す図である。図３は、保全計画データベースの一例を示す図である。図４は、故障管理データベースの一例を示す図である。図５は、在庫情報データベースの一例を示す図である。図６は、設備情報データベースの一例を示す図である。図７は、購入情報データベースの一例を示す図である。図８は、制御部による在庫管理制御処理手順を示すフローチャートである。図９は、制御部による在庫管理制御処理の一例を示すタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態である在庫管理装置および在庫管理方法について説明する。

図１は、本発明の実施の形態である在庫管理装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、この在庫管理装置は、大きく、データベース部１０、制御部１１、および各種情報の入出力を行う入出力部１２を有する。データベース部１０は、生産情報データベース（ＤＢ）１、保全計画データベース（ＤＢ）２、故障管理データベース（ＤＢ）３、在庫情報データベース（ＤＢ）４、設備情報データベース（ＤＢ）５、および購入情報データベース（ＤＢ）６を有する。また、制御部１１は、故障発生予測部１３および発注制御部１４を有する。なお、データベース部１０内の各データベースは、制御部１１を介して入出力部１２によって更新管理されるが、各データベースがサーバなどによって実現される分散型のシステムであってもよい。

生産情報ＤＢ１は、たとえば生産ライン上の各設備の生産量計画を示すデータベースである。たとえば、この生産情報ＤＢ１は、図２に示すように、同じ部品であるブラシａを使用している設備２１，２５，２９，３５の日ごとの生産トン数計画を保持している。

保全計画ＤＢ２は、各設備の定期修理計画を保持するデータベースであり、生産情報ＤＢ１の生産情報をもとに作成される。たとえば、この保全計画ＤＢ２は、図３に示すように、ブラシａを使用している設備２１，２５，２９，３５の定期修理時の交換部品数と定期修理間隔が保持される。たとえば、設備２１のブラシａは、８月１日に定期修理が実施され、２０個のブラシａが交換される予定と、次の定期修理が８月２９日で、２０個のブラシａの交換が予定されている。各設備毎の定期修理間隔や交換部品数は、異なる場合があり、たとえば、設備３５では、交換部品数が１５であり、定期修理間隔は２週間となっている。

故障管理ＤＢ３は、各設備の故障情報履歴を管理するデータベースである。故障管理ＤＢ３は、たとえば図４に示すように、故障の発生した日付、設備停止時間（分）、故障名称、処理が保持される。なお、故障管理ＤＢ３は、部品の交換の有無に関わらず、故障情報履歴として保持される。たとえば、３月１０日では、ブラシのチャタリングが発生したため、ブラシを交換している。また、３月２６日では、コンミ面に火花が発生したため、コンミ面のキャンパス掛けを行った処置を保持している。

在庫情報ＤＢ４は、各設備の現在までの在庫情報履歴を保持する。たとえば、図５に示すように、在庫情報ＤＢ４は、日付、在庫の保有数、在庫の増減、および増減の理由が保持され、在庫の増減があったタイミングでブラシａの履歴情報として保持される。たとえば、１月２４日は、部品が入荷によって５０個増えて在庫の保有数が１７３個になったが、その後、１月２８日に設備２１で故障が発生し、２２個のブラシａが使用されることによって、在庫の保有数が１５１個に減少している。

設備情報ＤＢ５は、各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数を少なくとも保持する。たとえば、図６に示すように、設備情報ＤＢ５は、設備名、部品名、部品数、異常時交換最少部品数を保持する。具体的に、設備２１のブラシａの部品数は、２００個であり、異常時交換最少部品数は、５０個である。

購入情報ＤＢ６は、部品の購入情報を保持する。たとえば、図７に示すように、購入情報ＤＢ６は、部品名、取引先、納期期間、最少ロット、金額を保持する。具体的に、部品名がブラシａの場合、取引先はＡ社であり、発注から納期までの納期期間は、３０日であり、最少ロットの部品数は５０個であり、この最少ロットの金額は、１５００円である。なお、購入情報ＤＢ６の最少ロットの部品数は、購入可能な最少個数単位であり、５０個を１ロットとして購入可能であることを示す。たとえば、異常時に交換すべき部品数が５５個であっても、最少ロットが５０個である場合には、発注部品数は２ロットの１００個となる。

故障発生予測部１３は、故障管理ＤＢ３の故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測する。一方、発注制御部１４は、保全計画ＤＢ２の定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、故障発生予測部１３が予測した故障発生時点と故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、設備情報ＤＢ５内の異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から購入情報ＤＢ内の納期期間、遡った時点を異常時交換最少部品数の発注時点として決定して入出力部１２に出力する。また、発注制御部１４は、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合、最も早い発注時点を発注時点とする１つの発注にまとめて入出力部１２に出力する。

ここで、図８に示したフローチャートを参照して、制御部１１による在庫管理処理手順について説明する。なお、データベース部１０の各データベースには上述した情報が予め保持・更新されているものとして説明する。

まず、制御部１１は、各設備の部品の中から１つの部品を選択する（ステップＳ１０１）。その後、保全計画ＤＢ２から、選択した部品の今後の定期使用予測を取得する（ステップＳ１０２）。さらに、故障発生予測部１３は、故障管理ＤＢ３をもとに、選択した部品の今後の故障使用予測の演算を行う（ステップＳ１０３）。その後、制御部１１は、在庫情報ＤＢ４から、選択した部品の現在個数を取得する（ステップＳ１０４）。

その後、発注制御部１４は、ステップＳ１０２の定期使用予測結果およびステップＳ１０３の故障使用予測結果をもとに、すなわち、定期使用予測結果に故障使用予測結果を加味して、現時点からの部品使用予測を求め、この部品使用予測結果をもとに、設備情報ＤＢ５内の、選択した部品の異常時交換最少部品数以下となる時点（基準時点）を求める（ステップＳ１０５）。

さらに、発注制御部１４は、購入情報ＤＢ６をもとに、選択した部品の納期期間分、遡った時点を異常時交換最少部品数の発注時点として仮決定を行う（ステップ１０６）。

その後、全ての部品に対するステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理が行われたか否かを判断し、全ての部品に対する処理が行われていない場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）にはステップＳ１０１に移行して上述した処理を繰り返す。一方、全ての部品に対する処理が行われた場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）には、購入情報ＤＢ６内の取引先および仮決定された発注時点をもとに、取引先毎の発注内容（部品名、発注数量、発注時期）を本決定して入出力部１２に出力して（ステップＳ１０８）、本処理を終了する。

すなわち、ステップＳ１０８では、購入情報ＤＢ６内の取引先および仮決定された発注時点をもとに、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合であって、１つの発注にまとめることで購入価格の低減が期待でき、その低減額が早めに発注することで生じる在庫数の増加に伴う金利負担相当額よりも大きい場合には、最も早い発注時点を発注時点とする１つの発注にまとめ、取引先毎の発注内容（部品名、発注数量、発注時期）を本決定して入出力部１２に出力する。一方、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合であっても、発注をまとめることによる購入価格の低減効果がない場合、さらには、発注をまとめることによる購入価格の低減効果があっても、その低減額が早めに発注することで生じる在庫数の増加に伴う金利負担相当額より小さい場合には、それぞれの部品の発注時点で順次発注する発注内容に本決定して入出力部１２に出力する。

なお、ステップＳ１０６で発注の仮決定を行い、ステップＳ１０８で発注の本決定を行っているが、ステップＳ１０８の発注の本決定を行わず、ステップＳ１０６の発注の仮決定をそのまま本決定として入出力部１２に出力するようにしてもよい。

ここで、図９に示したタイムチャートを参照して、制御部１１による故障発生予測処理および発注制御処理についてさらに説明する。まず、故障発生予測部１３は、故障管理ＤＢ３内の故障情報履歴をもとに、故障が発生する毎に、現時点ｔ０からの故障発生予測時点ｔ３２と、この故障発生予測時点ｔ３２の故障使用予測数Ｎβとを予測推定を行う。

故障発生予測時点ｔ３２の予測は、前回の故障発生時点ｔ３１と故障発生予測時点ｔ３２との時間である故障間隔推定値ＴＡを算出することによって行う。たとえば、
故障間隔推定値ＴＡ＝ｋ１×（故障発生時点ｔ３１までの故障間隔）＋（１−ｋ１）×（故障発生時点ｔ３１までの（更新前の）故障間隔推定値）
として求めることができる。ここで、係数ｋ１は、０〜１の数値であり、たとえば、ｋ１＝０．５とする。この式を用いることによって、故障が発生した時点で次の故障が発生するであろう故障間隔推定値ＴＡを求めることができ、結果的に故障発生予測時点ｔ３２を求めることができる。

また、故障使用予測数Ｎβは、
故障使用予測数Ｎβ＝ｋ２×（故障発生時点ｔ３１での故障使用数Ｎｂ）＋（１−ｋ２）×（故障発生時点ｔ３１までの（更新前の）故障使用予測数）
として求めることができる。この係数ｋ２も、０〜１の数値であり、たとえば、ｋ２＝０．５とする。

なお、この故障間隔推定値ＴＡと故障使用予測数Ｎβとは、故障が発生する毎に求めておく。この場合、更新前の故障間隔推定値および更新前の故障使用予測数を用いているが、これに限らず、更新前のさらに前の故障間隔推定値および更新前のさらに前の故障使用予測数を加味した式としてもよい。また、係数ｋ１，ｋ２は、前回の故障と前回より前までの故障との重み付けを行っていることになる。

一方、発注制御部１４は、保全計画ＤＢ２をもとに、定期修理予測時点ｔ２２と、このときの定期使用予測数Ｎαとを取得する。そして、発注制御部１４は、この定期修理予測時点ｔ２２および定期使用予測数Ｎαと、故障発生予測時点ｔ３２および故障使用予測数Ｎβとを組み合わせ、現時点ｔ０の在庫数の時間予測変化を予測する。そして、発注制御部１４は、予測した在庫数が異常時交換最少部品数Ｎｔｈ以下となる基準時点ｔ２を求める。さらに、発注制御部１４は、購入情報ＤＢ６を参照して、この部品の納期期間ＴＮを求め、この納期期間ＴＮ分、遡った時点を発注時点ｔ１として決定する。

なお、上述した故障発生予測部１３は、各種の予測方法が可能であり、たとえば、現時点から過去一定期間内に生じた故障頻度をもとに故障発生予測を行ってもよいし、故障の重要度に応じた重み付けを行って故障発生予測を行ってもよい。

この実施の形態では、常に異常時交換最少部品数Ｎｔｈを保有することができ、異常（故障）が発生する場合であっても必要な在庫数の部品を確保することができ、故障時の設備復旧を短時間で行うことができる。

また、この実施の形態では、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合、最も早い発注時点を発注時点とする１つの発注にまとめ、取引先毎の発注するようにしているので、部品購入にかかるコストを削減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１生産情報データベース（ＤＢ）
２保全計画データベース（ＤＢ）
３故障管理データベース（ＤＢ）
４在庫情報データベース（ＤＢ）
５設備情報データベース（ＤＢ）
６購入情報データベース（ＤＢ）
１０データベース部
１１制御部
１２入出力部
１３故障発生予測部
１４発注制御部
１５冷却水量制御部
Ｎth 異常時交換最少部品数

Claims

設備の保全作業に必要な部品の在庫を管理する在庫管理装置であって、
各設備の定期修理計画を保持する保全計画データベースと、
各設備の故障情報履歴を管理する故障管理データベースと、
各設備の現在までの在庫情報履歴を保持する在庫情報データベースと、
各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数を少なくとも保持する設備情報データベースと、
部品の発注から納期までの納期期間を保持する購入情報データベースと、
前記故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測する故障発生予測部と、
前記保全計画データベースの定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、前記故障発生予測部が予測した故障発生時点と前記故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、前記異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から前記納期期間遡った時点を前記異常時交換最少部品数の発注時点として決定して出力する発注制御部と、
を備えたことを特徴とする在庫管理装置。
前記購入情報データベースは、部品の取引先毎の最少発注数量単位を保持し、
前記発注制御部は、前記部品の取引先、発注時点、および発注数量を少なくとも決定して出力することを特徴とする請求項１に記載の在庫管理装置。
前記発注制御部は、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合、最も早い発注時点を発注時点とする１つの発注にまとめて出力することを特徴とする請求項２に記載の在庫管理装置。
設備の保全作業に必要な部品の在庫を制御部が管理する在庫管理方法であって、
前記制御部が、
保全計画データベースに各設備の定期修理計画を保持させ、故障管理データベースに各設備の故障情報履歴を管理させ、在庫情報データベースに各設備の現在までの在庫情報履歴を保持させ、設備情報データベースに各設備に異常が発生した場合に交換すべき部品の最少数を示す異常時交換最少部品数を少なくとも保持させ、購入情報データベースに部品の発注から納期までの納期期間を保持させる保持管理ステップと、
前記故障情報履歴をもとに現時点からの故障発生時点と該故障発生時点の故障時部品使用数とを予測する故障発生予測ステップと、
前記保全計画データベースの定期修理計画をもとに現時点からの定期修理発生時点と該定期修理発生時点の定期部品使用数とを取得し、前記故障発生予測ステップが予測した故障発生時点と前記故障時部品使用数とを加味して現時点からの在庫部品数の変化を予測し、前記異常時交換最少部品数以下となる発注基準時点を求め、該発注基準時点から前記納期期間遡った時点を前記異常時交換最少部品数の発注時点として決定して出力する発注制御ステップと、
の各ステップの処理を実行することを特徴とする在庫管理方法。
前記保持管理ステップは、前記購入情報データベースに部品の取引先毎の最少発注数量単位を保持させ、
前記発注制御ステップは、前記部品の取引先、発注時点、および発注数量を少なくとも決定して出力することを特徴とする請求項４に記載の在庫管理方法。
前記発注制御ステップは、各部品毎に決定された発注時点が近く、同じ取引先の発注が複数である場合、最も早い発注時点を発注時点とする１つの発注にまとめて出力することを特徴とする請求項５に記載の在庫管理方法。