JP5781465B2 - 着工日計画の作成システム及び作成プログラム - Google Patents
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Description
この場合、例えば、
(1)ステーションS1では、切削装置が備えられており、切削作業者が切削作業をし、
(2)ステーションS2では、溶接装置が備えられており、溶接作業者が溶接作業をし、
(3)ステーションS3では、塗装装置が備えられており、塗装作業者が塗装作業をし、
(4)ステーションS4では、組立装置が備えられており、組立作業者が組立作業をし、
(5)ステーションS5では、検査装置が備えられており、検査作業者が検査作業をする。
製品Aは、ステーションS1で切削作業がされ、その後にステーションS2で溶接作業がされ、その後にステーションS3で塗装作業がされ、その後にステーションS4で組立作業がされ、その後にステーションS5で検査作業がされる。
製品B,C,D・・・も同様に、それぞれ、ステーションS1で切削作業がされ、その後にステーションS2で溶接作業がされ、その後にステーションS3で塗装作業がされ、その後にステーションS4で組立作業がされ、その後にステーションS5で検査作業がされる。
つまり、ライン式工場のラインLにおいては、製品の種類が異なっていても、製品を製造するための作業順序は同一になっている。
製品B,C,D・・・も同様に、それぞれ、ステーションS1での切削作業に要する時間、ステーションS2での溶接作業に要する時間、ステーションS3での塗装作業に要する時間、ステーションS4での組立作業に要する時間、ステーションS5での検査作業に要する時間は、予め決まっている。
そして、同じ作業、例えばステーションS1で行う切削作業であっても、製品ごとに、必要とされる時間は、基本的には異なっている。なお、異なる製品であっても、同じ作業において必要とされる時間が、偶然に、同じになることもある。
なお、ラインLの最初のステーションS1に製品を投入することを「着工」といい、着工した日を「着工日」という。
つまり、製品Aについては、4月5日を着工日にするのが希望であるが、4月5日から前倒し可能日数(2日)前の4月3日から、4月5日から遅れ可能日数(2日)後の4月7日の間の日に着工してもよいことが、設定される。なお、この例では、4月3日から4月7日までの5日間が「着工日許容期間」である。
製品B、C、Dについても、それぞれ、「着工希望日」と、「前倒し可能日数」と、「遅れ可能日数」と「着工日許容期間」が、製品の製造依頼と共に設定されてくる。
しかし、各ステーションS1,S2,S3,S4,S5において日々の作業量(作業時間)の変動(バラツキ)を抑えて作業者負担を平準化するように着工日を適切に決めることは、実際には難しいことであった。
しかし、ベテランの計画者であっても、このように膨大な着工日計画を作って、その中から各ステーションでの日々の作業量を的確に平準化するものを探し出すことは、実際には困難であった。
製品に対して順に作業をする複数のステーションが備えられているラインに、製品を投入する着工日を決める着工日計画を作成する着工日計画の作成システムであって、
前記ラインに投入されて作業がされる複数種類の製品と、各製品の着工日許容期間と、各製品の各ステーションでの製品毎に予め決められた作業時間を入力する入力手段と、
複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定する割付順番決定機能部と、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、各製品の着工日をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、前記入力手段で入力された各製品の各ステーションでの作業時間を基に、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決める着工日割付機能部と、
前記着工日割付機能部で決定した第1回目から第n回目の着工日計画のうち、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる着工日計画を最終的な着工日計画として決定する着工日計画決定機能部とを有することを特徴とする。
前記割付順番決定機能部は、乱数生成アルゴリズムを用いて、複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
前記着工日割付機能部は、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決めることを特徴とする。
前記着工日割付機能部は、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、1番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けると共に2番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、1番目に着工日を割り付ける製品と2番目に着工日を割り付ける製品の着工日を確定し、
先行して割り付けた製品の着工日を確定した状態で3番目以降に着工日を割りつける各製品につきその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けたときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、3番目以降に着工日を割り付ける各製品の着工日を一つずつ確定していくことにより、第1回目から第n回目の着工日計画を決めることを特徴とする。
製品に対して順に作業をする複数のステーションが備えられているラインに投入されて作業がされる複数種類の製品と、各製品の着工日許容期間と、各製品の各ステーションでの製品毎に予め決められた作業時間が入力されるコンピュータに、前記ラインに製品を投入する着工日を決める着工日計画を作成させるプログラムであって、
複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、各製品の着工日をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、前記の各製品の各ステーションでの作業時間を基に、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決め、
決定した第1回目から第n回目の着工日計画のうち、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる着工日計画を最終的な着工日計画として決定する処理を前記コンピュータに行わせることを特徴とする。
乱数生成アルゴリズムを用いて、複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決めることを特徴とする。
第1回目から第n回目の着工日計画を決める際に、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、1番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けると共に2番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、1番目に着工日を割り付ける製品と2番目に着工日を割り付ける製品の着工日を確定し、
先行して割り付けた製品の着工日を確定した状態で3番目以降に着工日を割りつける各製品につきその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けたときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、3番目以降に着工日を割り付ける各製品の着工日を一つずつ確定していくことにより、第1回目から第n回目の着工日計画を決めることを特徴とする。
なお実際の工場では、1つのラインに備えるステーションの数は工場やラインによって異なり、また、製造する製品の種類は多数種類(例えば10〜数百種類)であるが、以下の実施例では、理解を容易にするため、ステーションの数を5個、製品の種類を4種類(製品A,B,C,D)の例を挙げて説明する。
図1は本発明の実施例に係る着工日計画の作成システム1を示す構成図である。この作成システム1は、入力装置10と演算装置(コンピュータ)20と記憶装置30と出力装置40を有している。
入力装置10は、図2に示すラインLで製造するよう依頼があった製品A,B,C,Dと、各製品A,B,C,Dの「着工希望日」、「前倒し可能日」、「遅れ可能日」、「着工日許容期間」を演算装置20に入力する。
例えば、
(1)製品Aについては、「着工希望日」が4月5日、「前倒し可能日」が2日、「遅れ可能日」が2日、「着工日許容期間」が5日であること、
(2)製品Bについては、「着工希望日」が4月9日、「前倒し可能日」が2日、「遅れ可能日」が2日、「着工日許容期間」が5日であること、
(3)製品Cについては、「着工希望日」が4月12日、「前倒し可能日」が4日、「遅れ可能日」が4日、「着工日許容期間」が9日であること、
(4)製品Dについては、「着工希望日」が4月17日、「前倒し可能日」が3日、「遅れ可能日」が3日、「着工日許容期間」が7日であること、
を演算装置20に入力する。
入力装置10は、各製品A,B,C,Dの各ステーションS1,S2,S3,S4,S5での作業時間を、演算装置20に入力する。
演算装置20は、割付順番決定機能部21と、着工日割付機能部22と、着工日計画決定機能部23を有している。演算装置20の各演算機能部21,22,23は、ソフトウエア(プログラム)とハードウエア資源(コンピュータ)とが共働して、下記に示す情報演算をするものである。
演算装置20の割付順番決定機能部21は、製品A,B,C,Dについて、「着工日を割り付ける製品の順番」を複数セット決定するものである。この割付順番決定機能部21は、割付順番の各セットごとに、「着工日を割り付ける製品の順番」が異なるように、乱数生成アルゴリズムを用いて、ランダムに「着工日を割り付ける製品の順番」を決定する。
例えば、「着工日を割り付ける製品の順番」を
第1回目では、A→B→D→Cと決定し、
第2回目では、B→A→D→Cと決定し、
第3回目では、B→A→C→Dと決定し、
第4回目では、D→A→B→Cと決定し、
第5回目では、C→B→D→Aと決定し、
第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)では、A→D→C→Bと決定する、
というように、第1回から第n回の決定回数(セット)ごとに、「着工日を割り付ける製品の順番」をランダムに決定する。
演算装置20の着工日割付機能部22では、第1回目から第n回目までの「着工日を割り付ける製品の順番」にしたがって、第1回目から第n回目までの「着工日計画」を作成する。
ここで、着工日割付機能部22により、第1回目の「着工日を割り付ける製品の順番」にしたがって、第1回目の「着工日計画」を作成する演算手順を説明する。
第1回目の「着工日を割り付ける製品の順番」は、A→B→D→Cの順である。
先ず製品Aと製品Bによる「部分着工日計画」を求める。
製品Aの着工日は、製品Aについての「着工日許容期間」の5日間のいずれかの日に割りつけることができ、製品Bの着工日は、製品Bについての「着工日許容期間」の5日間のいずれかの日に割りつけることができるため、製品Aと製品Bによる「部分着工日計画」としては、5×5=25個を作成することができる。
・ステーションS1での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS2での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS3での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS4での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS5での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
を加算した、総合標準偏差値を求める。
このようにして、製品Aと製品Bによる25個の「部分着工日計画」のそれぞれについて、総合標準偏差値が求められる。
次に、着工日が確定した製品A,Bと、着工日が未確定の製品Dによる「部分着工日計画」を求める。
製品A及び製品Bの着工日は確定しており、製品Dの着工日は、製品Dについての「着工日許容期間」の7日間のいずれかの日に割りつけることができるため、製品A,Bと製品Dによる「部分着工日計画」としては7個を作成することができる。
各「部分着工日計画」にしたがって製品A,Bと製品Dを製造した場合の、
・ステーションS1での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS2での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS3での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS4での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS5での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
を加算した、総合標準偏差値を求める。
このようにして、製品A,Bと製品Dによる7個の「部分着工日計画」のそれぞれについて、総合標準偏差値が求められる。
次に、着工日が確定した製品A,B,Dと、着工日が未確定の製品Cによる「部分着工日計画」を求める。
製品A,B,Dの着工日は確定しており、製品Cの着工日は、製品Cについての「着工日許容期間」の9日間のいずれかの日に割りつけることができるため、製品A,B,Dと製品Cによる「部分着工日計画」としては9個を作成することができる。
各「部分着工日計画」にしたがって製品A,B,Dと製品Cを製造した場合の、
・ステーションS1での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS2での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS3での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS4での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
・ステーションS5での予め決めた一定期間(例えば4月中の期間)におけるある単位時間毎(例えば各日毎)の作業量(作業時間)の標準偏差値と、
を加算した、総合標準偏差値を求める。
このようにして、製品A,B,Dと製品Cによる9個の「部分着工日計画」のそれぞれについて、総合標準偏差値が求められる。
このようにして製品A,B,D、Cについて着工日が決まったものを、第1回目の「着工日計画」として確定する。このときの、確定した第1回目の「着工日計画」とその総合標準偏差値を、記憶装置30に記憶する。
第2回目の「着工日を割り付ける製品の順番」にしたがって、第2回目の「着工日計画」を作成する演算手順は、前述した、第1回目の「着工日を割り付ける製品の順番」にしたがって、第1回目の「着工日計画」を作成する演算手順と同様の演算手順である。
なお、第1回目の「着工日を割り付ける製品の順番」は、A→B→D→Cの順であるが、第2回目の「着工日を割り付ける製品の順番」は、B→A→D→Cの順である点は異なる。
第3回目〜第n回目についても、その回の「着工日を割り付ける製品の順番」にしたがって、その回の「着工日計画」を作成する演算をして、第3回目〜第n回目の「着工日計画」として決める。このときの、確定した第3回目〜第n回目の「着工日計画」とその総合標準偏差値を、記憶装置30に記憶する。
演算装置20の着工日計画決定機能部23は、記憶装置30に記憶した、確定した第1回目〜第n回目の「着工日計画」のうち、総合標準偏差値が最も小さい「着工日計画」を選択して、これを最終的な「着工日計画」として決定する。
このように本実施例では、乱数生成アルゴリズムを用いて決定した「着工日を割り付ける製品の順番」を複数セット作成し、「着工日を割り付ける製品の順番」に従い、且つ、ラインの各ステーションでの予め決めた一定期間(例えば1か月間)における予め決めた単位時間(一日)毎の作業量(作業時間)の標準偏差が小さくなるように、各製品の着工日を順に割り振っていって、各セット毎の着工日計画とその総合標準偏差を求める。
そして、各セットの着工日計画のうち、総合標準偏差が最も小さい着工日計画を、最終的な着工日計画とする。
なお上記実施例で、「部分着工日計画」を作成する際において、ある製品(例えば製品A)と他の製品(例えば製品B)を同時着工すると決めている場合には、先に着工日が決まった製品(例えば製品B)の着工日と同じ日を、後に着工日を決める製品(例えば製品A)の着工日と決める。
10 入力装置
20 演算装置
21 割付順番決定機能部
22 着工日割付機能部
23 着工日計画決定機能部
30 記憶装置
40 出力装置
Claims (6)
- 製品に対して順に作業をする複数のステーションが備えられているラインに、製品を投入する着工日を決める着工日計画を作成する着工日計画の作成システムであって、
前記ラインに投入されて作業がされる複数種類の製品と、各製品の着工日許容期間と、各製品の各ステーションでの製品毎に予め決められた作業時間を入力する入力手段と、
複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定する割付順番決定機能部と、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、各製品の着工日をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、前記入力手段で入力された各製品の各ステーションでの作業時間を基に、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決める着工日割付機能部と、
前記着工日割付機能部で決定した第1回目から第n回目の着工日計画のうち、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる着工日計画を最終的な着工日計画として決定する着工日計画決定機能部と、
を有することを特徴とする着工日計画の作成システム。 - 前記割付順番決定機能部は、乱数生成アルゴリズムを用いて、複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
前記着工日割付機能部は、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決める、
ことを特徴とする請求項1の着工日計画の作成システム。 - 前記着工日割付機能部は、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、1番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けると共に2番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、1番目に着工日を割り付ける製品と2番目に着工日を割り付ける製品の着工日を確定し、
先行して割り付けた製品の着工日を確定した状態で3番目以降に着工日を割りつける各製品につきその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けたときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、3番目以降に着工日を割り付ける各製品の着工日を一つずつ確定していくことにより、第1回目から第n回目の着工日計画を決める、
ことを特徴とする請求項1または請求項2の着工日計画の作成システム。 - 製品に対して順に作業をする複数のステーションが備えられているラインに投入されて作業がされる複数種類の製品と、各製品の着工日許容期間と、各製品の各ステーションでの製品毎に予め決められた作業時間が入力されるコンピュータに、前記ラインに製品を投入する着工日を決める着工日計画を作成させるプログラムであって、
複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、各製品の着工日をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、前記の各製品の各ステーションでの作業時間を基に、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決め、
決定した第1回目から第n回目の着工日計画のうち、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の変動が最も小さくなる着工日計画を最終的な着工日計画として決定する処理を前記コンピュータに行わせることを特徴とする着工日計画の作成プログラム。 - 前記着工日計画の作成プログラムは、
乱数生成アルゴリズムを用いて、複数種類の製品について着工日を割り付ける製品の割付順番が各回で異なるように、着工日を割り付ける製品の割付順番を、第1回目から第n回目(但しnは予め決めた任意の回数)まで決定し、
予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなる各製品の着工日を、第1回目から第n回目の着工日計画として決める、
ことを特徴とする請求項4の着工日計画の作成プログラム。 - 前記着工日計画の作成プログラムは、
第1回目から第n回目の着工日計画を決める際に、
第1回目から第n回目の着工日を割り付ける製品の割付順番ごとに、各回の着工日を割り付ける製品の割付順番にしたがい、1番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けると共に2番目に着工日を割り付ける製品をその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けていったときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、1番目に着工日を割り付ける製品と2番目に着工日を割り付ける製品の着工日を確定し、
先行して割り付けた製品の着工日を確定した状態で3番目以降に着工日を割りつける各製品につきその製品の着工日許容期間のいずれかの日に割り付けたときに、予め決めた期間での予め決めた単位時間毎の各ステーションでの作業時間の標準偏差値が最も小さくなるように、3番目以降に着工日を割り付ける各製品の着工日を一つずつ確定していくことにより、第1回目から第n回目の着工日計画を決める、
ことを特徴とする請求項4または請求項5の着工日計画の作成プログラム。
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