JP6036432B2 - スケジューリングプログラム、スケジューリング装置及びスケジューリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、製品の製造工程をスケジューリングするスケジューリングプログラム、スケジューリング装置及びスケジューリング方法に関する。

従来から、工場におけるピーク電力やエネルギー消費量を削減するように製品の製造工程をスケジューリングする技術が知られている。スケジューリングの技術では、一般に、ピーク電力やエネルギー消費量を削減すると、製品の製造に係る時間が増加する。すなわちスケジューリングの技術では、電力平準化や省エネルギー化・ローカーボン化等で実現されるピーク電力やエネルギー消費量と、生産効率向上とがトレードオフの関係にある。

しかし近年では、環境問題への対策は必須であり、生産効率に対する影響を最小限としつつエネルギー使用量を削減する製造工程のスケジュールを立案していくことが望まれている。

その手法として、例えば複数のスケジュールを評価し、評価の高いスケジューリング条件を組み合わせて再評価することを繰り返すことによって、エネルギー使用量を最小とするスケジュールを立案する技術が既に知られている。

特開２００５−９２８２７号公報

従来の手法では、スケジューリング条件を組み合わせて再評価を繰り返す処理を行うため、計算数の増加や高度な計算手法が必要となり、処理に時間がかかる。さらに従来の手法では、再評価の繰り返しにより得られたスケジューリング条件を組み合わせが、エネルギー使用量を最小とする最適な組み合わせか否かを判断することが困難である。

１つの側面では、制約条件を満たし且つ生産効率に対する影響を最小限にするスケジュールを作成することが可能なスケジューリングプログラム、スケジューリング装置及びスケジューリング方法を提供することを目的とする。

開示の技術の一様態によれば、各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶装置を参照する参照処理と、前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を、前記工程で前記装置を稼働させた際の消費電力を削減する動作条件に変更したスケジュールを作成するスケジュール作成処理と、をコンピュータに実行させる。

上記各処理は、上記各処理を実現する機能部、上記各処理を手順としてンピュータにより実行させる方法、プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とすることもできる。

開示の技術によれば、ピーク電力又はエネルギー消費量に係る制約条件を満たし且つ生産効率に対する影響を最小限にするスケジュールを作成することができる。

スケジューリングシステムを説明する図である。 スケジューリング装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 第一の実施例の電力・時間関係データを説明する図である。 スケジューリング装置によるスケジュールの作成を説明するフローチャートである。 制御装置へ出力されるスケジュールと電力推移データの例を示す図である。 スケジュールの作成を説明する第一の図である。 スケジュールの作成を説明する第二の図である。 スケジュールの作成を説明する第三の図である。 判定部の処理を説明するフローチャートである。 測定データと電力推移データとの比較について説明する図である。 第二の実施例の電力・時間関係データを説明する図である。 エネルギー消費量・時間関係データを説明する図である。

（第一の実施例）
以下に図面を参照して第一の実施例について説明する。図１は、スケジューリングシステムを説明する図である。

本実施例のスケジューリングシステム１００は、スケジューリング装置２００、制御装置３００を有する。本実施例のスケジューリングシステム１００において、制御装置３００は、スケジューリング装置２００により作成されたスケジュールに基づき制御対象装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・，Ｎを制御する。

本実施例のスケジューリングシステム１００は、具体的には例えば各種製品を製造する工場内に適用される。本実施例の制御装置３００により制御される制御対象装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・，Ｎは、例えば工場内に設置され、製品を製造するために稼働する装置であり、具体的には例えば、リフロー炉や試験装置等である。

本実施例のスケジューリング装置２００は、後述する制約条件を満たし、且つ製造リードタイムが最も短くなるように、製造工程のスケジュールを作成する。製造リードタイムとは、製品、組立品、部品等をある工程で加工するとき、その製造オーダが発行されてから完成するまでの期間を示す。

本実施例の制御装置３００は、スケジューリング装置２００が作成したスケジュールに沿った動作条件で、制御対象装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・，Ｎを動作させる。

以下に本実施例のスケジューリング装置２００について説明する。本実施例のスケジューリング装置２００は、工場内の各制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件毎の消費電力と時間の関係を示す電力・時間関係データを用いてスケジュールを作成する。本実施例のスケジュールとは、例えば各制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件及び稼働時間等を含む情報である。

本実施例のスケジューリング装置２００は、データベース２１０、消費電力算出部２２０、スケジュール作成部２３０、電力推移算出部２４０、判定部２５０を有する。

本実施例のデータベース２１０には、制約条件２１１と、電力・時間関係データ２１２とが格納されている。

本実施例の制約条件２１１とは、例えば稼働している制御対象装置Ａ〜Ｎの消費電力の合計値のピーク目標値であっても良い。本実施例の制約条件２１１は、スケジューリング装置２００において予め工場管理者等により設定される値である。また制約条件２１１は、例えば例えば所定の時間帯毎にピーク目標値が設定されていても良い。

本実施例の電力・時間関係データ２１２は、各工程における制御対象装置の動作条件毎の消費電力と工程時間との関係を示すデータである。工程時間とは、工程を開始してから終了するまでにかかる時間である。電力・時間関係データ２１２は、工程毎に予め算出された値である。電力・時間関係データ２１２の詳細は後述する。

本実施例の消費電力算出部２２０は、制約条件を無視した製造リードタイムが最短となるスケジュールにより、制御対象装置Ａ〜Ｎを動作させた場合の制御対象装置Ａ〜Ｎの消費電力を算出する。より具体的には消費電力算出部２２０は、消費電力の推移を算出するものとしても良い。また本実施例では、制約条件を無視した製造リードタイムが最短となるスケジュールは、例えば予めデータベース２１０に格納されていても良いし、スケジュール作成時にスケジューリング装置２００に入力されても良い。

スケジュール作成部２３０は、制約条件２１１を参照し、電力・時間関係データ２１２と、消費電力算出部２２０により算出された消費電力の推移とに基づき制約条件２１１を満たすスケジュールを作成する。スケジュール作成部２３０は、作成したスケジュールを制御装置３００へ提供する。また本実施例のスケジュール作成部２３０は、後述する判定部２５０の判定結果に基づき、スケジュールを再度作成する。

電力推移算出部２４０は、スケジュール作成部２３０により作成されたスケジュールにより、制御対象装置Ａ〜Ｎを稼働させた場合の消費電力の推移を算出する。

判定部２５０は、制御装置３００により測定された消費電力と、電力推移算出部２４０により算出された消費電力とを比較し、差分が閾値以上であるか否かを判定する。閾値は、予め設定された値である。判定部２５０は、差分が閾値以上である場合、スケジュール作成部２３０に、再度スケジュールの作成を指示する。判定部２５０の処理の詳細は後述する。

本実施例の制御装置３００は、電力測定部３１０を有する。電力測定部３１０は、制御対象装置Ａ〜Ｎ毎に、稼働中の消費電力を測定し、スケジューリング装置２００の判定部２５０へ供給する。本実施例の電力測定部３１０は、例えば測定結果をリアルタイムで判定部２５０へ供給しても良いし、測定結果を所定間隔毎に判定部２５０へ供給しても良い。

以下に図２を参照してスケジューリング装置２００のハードウェア構成を説明する。図２は、スケジューリング装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

本実施例のスケジューリング装置２００は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置２１、出力装置２２、ドライブ装置２３、補助記憶装置２４、メモリ装置２５、演算処理装置２６及びインターフェース装置２７を有する。

入力装置２１はキーボードやマウス等を含み、各種信号を入力するために用いられる。出力装置２２はディスプレイ装置等を含み、各種ウインドウやデータ等を表示するために用いられる。インターフェース装置２７は、モデム，ＬＡＮ（Local Area Network）カード等を含み、ネットワークに接続する為に用いられる。

本発明のスケジューリングプログラムは、スケジューリング装置２００を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。スケジューリングプログラムは例えば記録媒体２８の配布やネットワークからのダウンロードなどによって提供される。スケジューリングプログラムを記録した記録媒体２８は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

また、スケジューリングプログラムを記録した記録媒体２８がドライブ装置２３にセットされると、スケジューリングプログラムは記録媒体２８からドライブ装置２３を介して補助記憶装置２４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされたスケジューリングプログラムは、インターフェース装置２７を介して補助記憶装置２４にインストールされる。

スケジューリング装置２００は、インストールされたスケジューリングプログラムを格納すると共に、必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置２５は、コンピュータの起動時に補助記憶装置２４からスケジューリングプログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置２６はメモリ装置２５に格納されたスケジューリングプログラムに従って、各部の機能を実現している。

次に図３を参照して本実施例の電力・時間関係データ２１２について説明する。図３は、第一の実施例の電力・時間関係データを説明する図である。図３（Ａ）は、ある工程における消費電力のピーク値を説明する図であり、図３（Ｂ）は電力・時間関係データ２１２の例を示す図である。

図３（Ａ）では、例えば工程１において動作する制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件毎の消費電力と工程時間の関係を示している。尚工程１において動作する制御対象装置は、１台であっても良いし複数台であっても良い。動作する制御対象装置が複数台であった場合、工程１における消費電力は、複数台の制御対象装置の消費電力の合計となる。以下の説明では、工程１において動作する制御対象装置を制御対象装置Ａとする。

図３（Ａ）に示すグラフ３１は、工程１において制御対象装置Ａを動作条件１で動作させた場合のグラフである。この場合工程１の消費電力のピーク値はＰ１であり、工程時間はＴ１である。グラフ３２は、工程１において制御対象装置Ａを動作条件２で動作させた場合のグラフである。この場合工程１における消費電力のピーク値はＰ２であり、工程時間はＴ２である。グラフ３２では、ピーク値Ｐ２がピーク値Ｐ１より低くなる代わりに、工程時間Ｔ２が工程時間Ｔ１より長くなる。したがって動作条件２における工程時間は、動作条件１の場合より増加する。

グラフ３３は、工程１において制御対象装置Ａを動作条件３で動作させた場合のグラフである。この場合工程１の消費電力のピーク値はＰ３であり、工程時間はＴ３である。グラフ３３では、ピーク値Ｐ３がピーク値Ｐ２より低くなる代わりに、工程時間Ｔ３が工程時間Ｔ２より長くなる。したがって動作条件３における工程時間は、動作条件２の場合よりさらに増加する。

図３（Ｂ）に示す電力・時間関係データ２１２は、工程１における制御対象装置Ａの動作条件毎のピーク値と、工程時間との関係を示している。

電力・時間関係データ２１２における点Ｓ１は、工程１において動作条件１で制御対象装置Ａを動作させた場合のピーク値Ｐ１と工程時間Ｔ１をプロットした点である。点Ｓ２は、工程１において動作条件２で制御対象装置Ａを動作させた場合のピーク値Ｐ２と工程時間Ｔ２をプロットした点である。点Ｓ３は、工程１において制御対象装置Ａを動作条件３で動作させた場合のピーク値Ｐ３と時間Ｔ３をプロットした点である。

すなわち図３（Ｂ）に示す電力・時間関係データ２１２は、工程１における制御対象装置Ａの動作条件毎のピーク値と工程時間との関係を示している。言い換えれば電力・時間関係データ２１２は、各工程の制約条件（目標値）が設定された使用電力に係る値の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである。

本実施例では、以上のように工程１における制御対象装置Ａの動作条件毎のピーク値と工程時間を予め測定することで、工程１における電力・時間関係データ２１２を得ることができる。

本実施形態のスケジュール作成部２３０は、電力・時間関係データ２１２から得られるピーク値と工程時間との関係に基づきスケジュールを作成する。具体的にはスケジュール作成部２３０は、電力・時間関係データ２１２の傾きの逆数を用いてスケジュールを作成する。以下の説明では、電力・時間関係データ２１２の傾きの逆数をΔＴ／ΔＰとする。本実施例では、ΔＴ／ΔＰが小さい工程ほど、ピーク値の変動による工程時間の変動が小さくなる。これはすなわち、ピーク値の削減に対する工程時間の増加が小さいことを示す。

尚本実施例では、電力・時間関係データ２１２の傾きの逆数を用いるものとしたが、これに限定されない。スケジュール作成部２３０は、電力・時間関係データ２１２の傾きであるΔＰ／ΔＴを使用しても良い。この場合、傾きであるΔＰ／ΔＴが大きい工程ほど、ピーク値の削減に対する工程時間の増加が小さいことを示す。

次に図４を参照して本実施例のスケジューリング装置２００の動作を説明する。図４は、スケジューリング装置によるスケジュールの作成を説明するフローチャートである。

本実施例の消費電力算出部２２０は、制約条件２１１を無視した製造リードタイムが最短となるスケジュールを取得し、このスケジュールで制御対象装置Ａ〜Ｎを動作させた場合の消費電力の推移を示す電力推移データを算出する（ステップＳ４１）。ここで算出される消費電力の推移は、稼働している制御対象装置全ての消費電力の合計値の推移である。続いてスケジュール作成部２３０は、データベース２１０から制約条件２１１を読み出す（ステップＳ４２）。次にスケジュール作成部２３０は、工程毎の電力・時間関係データ２１２を読み出す（ステップＳ４３）。

続いてスケジュール作成部２３０は、工程毎の電力・時間関係データ２１２を参照し、制約条件２１１を満たすスケジュールを作成する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の処理の詳細は後述する。

続いて電力推移算出部２４０は、作成されたスケジュールで制御対象装置Ａ〜Ｎを稼働させた場合の各制御対象装置の消費電力の合計値の推移を示す電力推移データを算出し、メモリ装置２５等に保持する（ステップＳ４５）。続いてスケジュール作成部２３０は、作成したスケジュールを制御装置３００へ出力する（ステップＳ４６）。

図５は、制御装置へ出力されるスケジュールと電力推移データの例を示す図である。本実施例のスケジューリング装置２００から制御装置３００へ供給されるスケジュールは、例えば各工程毎に動作する制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件と、稼働開始時間と稼働終了時間を含む情報である。尚電力推移データ５１は、ステップＳ４５で算出された消費電力の合計値の推移を示している。

以下に図６乃至図８を参照してスケジュール作成部２３０の処理の詳細について説明する。図６は、スケジュールの作成を説明する第一の図である。図６の曲線６１はステップＳ４１で算出した、制約条件を無視した場合の電力推移データの例を示している。曲線５１は、電力推移データ５１である。

曲線６１では、時間帯Ｔｓ１において消費電力のピーク値はＰｓ１１であり、時間帯Ｔｓ２において消費電力のピーク値はＰｓ２１である。

ここで本実施例の制約条件２１１を、時間帯Ｔｓ１における消費電力のピーク目標値がＰｓ１２、時間帯Ｔｓ２における消費電力のピーク目標値がＰｓ２２とする。

図６の例では、Ｐｓ１１＞Ｐｓ１２，Ｐｓ１２＞Ｐｓ２２である。したがってスケジュール作成部２３０は、時間帯Ｔｓ１におけるピーク値がＰｓ１２以下、時間帯Ｔｓ２におけるピーク値がＰｓ２２以下となり、且つ工程時間の増加が最も少ないスケジュールを作成する。

具体的には本実施例のスケジュール作成部２３０は、時間帯Ｔｓ１において実行される工程のうち、電力・時間関係データ２１２におけるΔＴ／ΔＰの値が小さい工程から順に選択し、選択した工程から制約条件２１１を満たすまで消費電力を削減する。

以下に図７を参照して消費電力の削減について具体的に説明する。図７は、スケジュールの作成を説明する第二の図である。図７（Ａ）は工程２の電力・時間関係データの例を示し、図７（Ｂ）は工程３の電力・時間関係データの例を示している。

以下の説明では、工程２では制御対象装置Ｂが動作し、工程３では制御対象装置Ｃが動作するものとする。以下に、時間帯Ｔｓ１に実行される工程が、工程２と工程３であった場合のスケジュールの作成について説明する。

本実施例のスケジュール作成部２３０は、工程２と工程３のそれぞれの電力・時間関係データ２１２を参照し、ΔＴ／ΔＰの値が小さい工程を選択する。

図７の例では、時間帯Ｔｓ１におけるΔＴ／ΔＰは、工程２の方が小さい。したがってスケジュール作成部２３０は、工程２を選択する。

スケジュール作成部２３０は、工程２において、制約条件２１１を満たすまで消費電力を削減する。すなわちスケジュール作成部２３０は、工程２と工程３の消費電力の合計であるＰｓ１１がＰｓ１２以下となるように、工程２の消費電力を削減する。ここで、工程２で削減すべき消費電力ΔＰｓ＝Ｐｓ１１−Ｐｓ１２である。

図７の例では、工程２において制御対象装置Ｂのピーク値をＰｂ１からＰｂ３まで削減すれば、消費電力ΔＰｓを削減できるものとした。したがってスケジュール作成部２３０は、工程２の電力・時間関係データ２１２から、工程２で動作する制御対象装置Ｂの動作条件をピーク値Ｐｂ１３、工程時間Ｔ３としたスケジュールを作成する。

この場合工程２の工程時間は、制約条件２１１がない場合の工程時間Ｔ１より長い工程時間Ｔ３となる。

ここで工程２と並行して実行されている工程３において消費電力ΔＰｓを削減することを考える。工程３では、ピーク値の減少に対して増加する工程時間が工程２と比べて長い。したがって工程３において消費電力ΔＰｓを削減した場合、工程時間は工程時間Ｔ３よりも長くなることがわかる。したがってスケジュール作成部２３０は、工程３における制御対象装置Ｃの動作条件は変更しない。

本実施例では、このようにピーク値の減少に対して増加する工程時間が短い工程からピーク値を削減することで、ピーク値の削減による工程時間の増加を最低限に抑えることができる。

次に図８を参照して、時間帯Ｔｓ１に実行される工程が、工程２と工程４であった場合について説明する。

図８は、スケジュールの作成を説明する第三の図である。図８（Ａ）は工程２の電力・時間関係データの例を示し、図８（Ｂ）は工程４の電力・時間関係データの例を示している。

図８の例では、工程２と工程４の両方からピーク電力を削減する場合を示す。図８の例において、工程２のピーク値を削減して消費電力ΔＰｓを削減する場合、工程２の工程時間はＴ３となる。この場合、制約条件２１１がない場合の工程２の工程時間Ｔ１から増加した工程時間ΔＴｓは、Ｔ３−Ｔ１である。

次に工程４のピーク値を削減して消費電力ΔＰｓを削減する場合を考える。この場合工程４において増加した工程時間ΔＴｓは工程２により消費電力ΔＰｓを削減した場合よりも長くなる。

ここで工程４においてピーク値をＰｄ１からＰｄ２に削減するときのΔＴ／ΔＰの値に着目する。この場合のΔＴ／ΔＰの値は、工程２においてピーク値をＰｂ２からＰｂ３に削減するときのΔＴ／ΔＰの値よりも小さい。

よって本実施例のスケジュール作成部２３０は、工程２と工程４のそれぞれのピーク値を削減する組み合わせにより、消費電力ΔＰｓを削減するスケジュールを作成する。

具体的にはスケジュール作成部２３０は、工程２の制御対象装置Ｂの動作条件をピーク値Ｐｂ２、工程時間Ｔ２とする。工程２では、この動作条件とすることで、消費電力ΔＰｓのうち、消費電力ΔＰｓ１を削減できる。工程２において消費電力ΔＰｓ１を削減することで増加した工程時間はΔＴｓ１となる。

またスケジュール作成部２３０は、工程４の制御対象装置Ｄの動作条件をピーク値Ｐｄ２、工程時間Ｔ１．５とする。工程４では、この動作条件とすることで、消費電力ΔＰｓのうち、消費電力ΔＰｓ２を削減できる。尚削減すべき消費電力ΔＰｓ＝ΔＰｓ１＋ΔＰｓ２である。工程４において消費電力ΔＰｓ２を削減することで増加した工程時間はΔＴｓ２となる。

図８の例では、上記のように工程２と工程４からピーク値を削減することで、増加する工程時間は、ΔＴｓ１＋ΔＴｓ２である。この値は、工程２のみでピーク値を削減して消費電力ΔＰｓを削減した場合に増加する工程時間ΔＴｓよりも短く、ΔＴｓ＞ΔＴｓ１＋ΔＴｓ２となる。

以上のように本実施例のスケジュール作成部２３０は、並行して複数の工程が実行されている場合、消費電力ΔＰｓを削減する場合に増加する工程時間が最も短くなるように、ピーク値を削減する工程を選択する。そしてスケジュール作成部２３０は、選択された工程において、制約条件を満たし、且つ工程時間が最短となるように制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件と稼働時間を決定する。

次に図９を参照して本実施例の判定部２５０の処理について説明する。図９は、判定部の処理を説明するフローチャートである。

本実施例の判定部２５０は、例えばスケジュール作成部２３０が作成したスケジュールが制御装置３００へ渡され、制御対象装置Ａ〜Ｎが動作を開始したときに、図９の処理を開始しても良い。

本実施例の判定部２５０は、制御装置３００の電力測定部３１０が測定した各制御対象装置Ａ〜Ｎの消費電力の測定データを取得する（ステップＳ９１）。ここで取得される測定データは、稼働している制御対象装置全ての消費電力の合計値である。

続いて判定部２５０は、電力推移算出部２４０により算出された電力推移データを取得する（ステップＳ９２）。

続いて判定部２５０は、測定データと、電力推移データとを比較し、差分が閾値を越えるか否かを判断する（ステップＳ９３）。ステップＳ９３における比較の詳細は後述する。ステップＳ９３において、差分が閾値を越えない場合、判定部２５０は処理を終了する。

ステップＳ９３において差分が閾値を越えた場合、判定部２５０は、スケジュール作成部２３０に測定データを渡し、スケジュールの再作成を要求する（ステップＳ９４）。スケジュール作成部２３０は、渡された測定データと電力・時間関係データ２１２とから、制約条件２１１を満たすように再度スケジュールを作成し、制御装置３００へ出力する（ステップＳ９５）。

以下に図１０を参照して測定データと電力推移データとの比較について説明する。図１０は、測定データと電力推移データとの比較について説明する図である。

図１０の曲線７１は、判定部２５０が制御装置３００から取得した測定データを示す。本実施例の判定部２５０は、測定データと電力推移データ５１の値とを比較し、その差分ΔＰｔが所定の閾値以上となった場合に、再スケジューリングの要求を行う。

本実施例のスケジュール作成部２３０は、再スケジューリングを行う際には、測定データと電力推移データ５１の値との差分が閾値以上となった時刻を開始時刻としてスケジュールを作成しても良い。

本実施例の判定部２５０は、例えば所定時間毎に測定データを取得し、測定データを取得した時刻における電力推移データ５１の値と測定データとを比較しても良い。また本実施例の判定部２５０は、制御装置３００からリアルタイムに測定データを取得し、連続的に電力推移データ５１との比較を行っても良い。

本実施例では判定部２５０を有することで、実際の制御対象装置Ａ〜Ｎの稼働状況に基づき、リアルタイムにスケジュールを修正することができる。

また本実施例では、各工程の制御対象装置Ａの動作条件毎のピーク値と工程時間との関係を示す電力・時間関係データ２１２を参照し、ピーク値が制約条件として設定された目標値となるように、制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件と稼働時間を決定する。よって本実施例では、制約条件（目標値）として設定された値と工程時間との関係を示すデータを参照し、制約条件を満たし且つ最適なスケジュールを作成することができる。

（第二の実施例）
以下に図面を参照して第二の実施例について説明する。第二の実施例では、ある工程において同時に稼働する装置が複数台（Ｎ台とする）あった場合に、それらの制御方法として、各装置のタイミングをずらして稼働させるという方法をとる点が第一の実施例と相違する。すなわち、装置単体での動作条件（動作条件５とする）には変更の余地がなくとも、その装置が複数台同時に稼働する場合には、それらの稼働のタイミングをずらすことによって新たな動作条件とすることができることを示すものである。よって以下の第二の実施例の説明では、第一の実施例との相違点についてのみ説明し、第一の実施例と同様の機能構成を有するものには、第一の実施例の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

本実施例では、制約条件２１１としてエネルギー消費量の目標値が設定される。エネルギー消費量とは、制御対象装置Ａ〜Ｎが稼働を開始してから終了するまでに各制御対象装置Ａ〜Ｎで消費された電力量の合計である。

本実施例は、ある工程のピーク値を削減する際に、稼働させる制御対象装置を稼働させるタイミングをずらすことでピーク値を削減する場合等に適用される。

図１１は、第二の実施例の電力・時間関係データを説明する図である。図１１（Ａ）は、ある工程における消費電力のピーク値を説明する図であり、図１１（Ｂ）は電力・時間関係データ２１２Ａの例を示す図である。

図１１（Ａ）では、例えば工程１において動作する制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件毎の消費電力と工程時間の関係を示している。以下の説明では、工程１において動作する制御対象装置を制御対象装置Ａとする。

図１１（Ａ）に示すグラフ１１１は、工程１においてＮ台の制御対象装置Ａを同時に所定の動作条件５で動作させた場合のグラフである。この場合工程１の消費電力のピーク値はＰ１であり、工程時間はＴ１である。グラフ１１２は、工程１において制御対象装置ＡをＮ／２台毎にタイミングをずらして所定の動作条件５で動作させた場合のグラフである。この全体の動作を新たに動作条件６とする。この場合工程１における消費電力のピーク値はＰ２であり、工程時間はＴ２である。グラフ１１２では、稼働させる制御対象装置ＡをＮ／２台毎としたため、ピーク値Ｐ２がピーク値Ｐ１の約１／２となり、工程時間Ｔ２が工程時間Ｔ１の約２倍となる。

グラフ１１３は、工程１において制御対象装置ＡをＮ／３台毎にタイミングをずらして所定の動作条件５で動作させた場合のグラフである。この全体の動作を新たに動作条件７とする。この場合工程１の消費電力のピーク値はＰ３であり、工程時間はＴ３である。グラフ１１３では、稼働させる制御対象装置ＡをＮ／３台毎としたため、ピーク値Ｐ３がピーク値Ｐ１の約１／３となり、工程時間Ｔ３が工程時間Ｔ１の約３倍となる。

図１１（Ｂ）に示す電力・時間関係データ２１２Ａは、工程１において所定の動作条件５で稼働する制御対象装置Ａの台数毎のピーク値と、工程時間との関係を示している。

電力・時間関係データ２１２における点Ｓ１１は、工程１において動作条件５でＮ台の制御対象装置Ａを一度に動作させた場合のピーク値Ｐ１と工程時間Ｔ１をプロットした点である。点Ｓ２１は、工程１においてＮ／２台毎に動作条件５で制御対象装置Ａを動作させた場合（すなわち動作条件６）のピーク値Ｐ２と工程時間Ｔ２をプロットした点である。点Ｓ３１は、工程１においてＮ／３台毎に制御対象装置Ａを動作条件５で動作させた場合（すなわち動作条件７）のピーク値Ｐ３と時間Ｔ３をプロットした点である。

すなわち図１１（Ｂ）に示す電力・時間関係データ２１２Ａは、工程１において所定の動作条件で稼働する制御対象装置Ａの同時稼働台数によるピーク値と工程時間との関係を示している。

本実施例の電力・時間関係データ２１２Ａは、離散的な点からなり、ある点とある点の間のΔＴ／ΔＰは、それらの点と点を結ぶ直線の傾き、すなわち工程時間の変化を示す値ΔＴとピーク値の変化を示す値ΔＰの割り算によって計算される。よって工程のピーク値を削減する際に取り得るピーク値の変化を示す値ΔＰも離散的な値となる。前述の第一の実施例においては、装置の種類によっては制約条件を満たすまでΔＰを連続的に調整することも可能であったが、本実施例においては、ΔＰは離散的な値によってのみ調整される。

本実施例においても、電力・時間関係データ２１２Ａから得られるピーク値と工程時間との関係に基づいてスケジュールを作成する。スケジュールの作成については、前述の第一の実施例と同様となるため説明を省略する。

（第三の実施例）
以下に図面を参照して第三の実施例について説明する。第三の実施例では、制約条件として目標値が設定される値をエネルギー消費量（電力量［Ｗｈ］）とした点のみ第一ないし第二の実施例と相違する。よって以下の第三の実施例の説明では、第一ないし第二の実施例との相違点についてのみ説明し、第一ないし第二の実施例と同様の機能構成を有するものには、第一ないし第二の実施例の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

本実施例では、制約条件２１１としてエネルギー消費量の目標値が設定される。エネルギー消費量とは、制御対象装置Ａ〜Ｎが稼働を開始してから終了するまでに各制御対象装置Ａ〜Ｎで消費された電力量の合計である。

図１２は、エネルギー消費量・時間関係データを説明する図である。

図１２に示すエネルギー消費量・時間関係データ２１３は、工程１において所定の動作条件で稼働する制御対象装置Ａのエネルギー消費量と、工程時間との関係を示している。

電力・時間関係データ２１３における点Ｓ２１は、工程１において動作条件８で制御対象装置Ａを動作させた場合のエネルギー消費量Ｅ１と工程時間Ｔ１をプロットした点である。点Ｓ２２は、工程１において動作条件９で制御対象装置Ａを動作させた場合のエネルギー消費量Ｅ２と工程時間Ｔ２をプロットした点である。点Ｓ２３は、工程１において制御対象装置Ａを動作条件１０で動作させた場合のエネルギー消費量Ｅ３と時間Ｔ３をプロットした点である。

すなわち図１２に示すエネルギー消費量・時間関係データ２１３は、工程１において所定の動作条件で稼働する制御対象装置Ａの動作条件によるエネルギー消費量と工程時間との関係を示している。言い換えればエネルギー消費量・時間関係データ２１３は、各工程の制約条件（目標値）が設定された使用電力に係る値の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである。

本実施例のスケジュール作成部２３０は、エネルギー消費量・時間関係データ２１３の逆数を用いてスケジュールを作成する。以下の説明では、エネルギー消費量・時間関係データ２１３の傾きの逆数をΔＴ／ΔＥとする。本実施例では、ΔＴ／ΔＥが小さい工程ほど、エネルギー消費量の変動による工程時間の変動が小さくなる。これはすなわち、エネルギー消費量の削減に対する工程時間の増加が小さいことを示す。

尚本実施例では、エネルギー消費量・時間関係データ２１３の傾きの逆数を用いるものとしたが、これに限定されない。スケジュール作成部２３０は、エネルギー消費量・時間関係データ２１３の傾きであるΔＥ／ΔＴを使用しても良い。この場合、傾きであるΔＥ／ΔＴが大きい工程ほど、エネルギー消費量の削減に対する工程時間の増加が小さいことを示す。

以上のように本実施例では、エネルギー消費量・時間関係データ２１３を参照し、エネルギー消費量が制約条件として設定された目標値となるように、制御対象装置Ａ〜Ｎの動作条件と稼働時間を決定する。よって本実施例では、制約条件を満たし且つ最適なスケジュールを作成することができる。

また本実施例では、瞬間値である各工程における消費電力のピーク値から得られたエネルギー消費量・時間関係データ２１３を用いてスケジュールを作成する。よって本実施例では、実際の制御対象装置Ａ〜Ｎの稼働状況に基づき、リアルタイムにスケジュールを修正することができる。

尚本実施例では、第一の実施例のピーク値に対応する制約条件をエネルギー消費量とした例を説明したが、第二の実施例のピーク値に対応する制約条件をエネルギー消費量とすることもできる。第二の実施例のピーク値とは、所定の動作条件で稼働する制御対象装置Ａの同時稼働台数によるピーク値である。この場合、エネルギー消費量・時間関係データは図１１と対応する離散的な値となる。

開示の技術では、以下に記載する付記のような構成が考えられる。
（付記１）
各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶装置を参照する参照処理と、
前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を変更して前記制約条件を満足させるスケジュールを作成するスケジュール作成処理と、をコンピュータに実行させるスケジューリングプログラム。
（付記２）
前記スケジュール作成処理は、
各工程の工程時間が最短となる最短スケジュールで前記装置を稼働させた際の消費電力を算出する処理を含み、
前記最短スケジュールに含まれる工程のうち、前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を前記消費電力を削減する動作条件に変更する付記１記載のスケジューリングプログラム。
（付記３）
各工程で稼働する装置において測定された消費電力を取得する処理と、
前記スケジュール作成処理により作成されたスケジュールで前記装置を稼働させた際の消費電力を算出する処理と、
測定された消費電力と、算出された消費電力との差分が所定閾値以上であったとき、前記スケジュール作成処理を実行させる判定処理と、をコンピュータに実行させる付記１又は２記載のスケジューリングプログラム。
（付記４）
前記使用電力に係る値は、各工程における消費電力のピーク値であり、
前記関係データは、各工程において稼働する装置の動作条件毎のピーク値の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである付記１乃至３の何れか一項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記５）
前記使用電力に係る値は、各工程におけるエネルギー消費量であり、
前記関係データは、各工程において稼働する装置の動作条件毎のエネルギー消費量の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである付記１乃至３の何れか一項に記載のスケジューリングプログラム。
（付記６）
各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶部と、
前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を変更して前記制約条件を満足させるスケジュールを作成するスケジュール作成部と、を有するケジューリング装置。
（付記７）
コンピュータによるスケジューリング方法であって、該コンピュータが、
各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶装置を参照し、
前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を変更して前記制約条件を満足させるスケジュールを作成するスケジューリング方法。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から
逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１００ スケジューリングシステム
２００ スケジューリング装置
２１０ データベース
２２０ 消費電力算出部
２３０ スケジュール作成部
２４０ 電力推移算出部
２５０ 判定部
３００ 制御装置
３１０ 電力測定部

Claims (7)

1. 各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶装置を参照する参照処理と、
   前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を、前記工程で前記装置を稼働させた際の消費電力を削減する動作条件に変更したスケジュールを作成するスケジュール作成処理と、
   をコンピュータに実行させるスケジューリングプログラム。
2. 前記スケジュール作成処理は、
   各工程の工程時間が最短となる最短スケジュールで前記装置を稼働させた際の消費電力を算出する処理を含み、
   前記最短スケジュールに含まれる工程のうち、前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を前記消費電力を削減する動作条件に変更する請求項１記載のスケジューリングプログラム。
3. 各工程で稼働する装置において測定された消費電力を取得する処理と、
   前記スケジュール作成処理により作成されたスケジュールで前記装置を稼働させた際の消費電力を算出する処理と、
   測定された消費電力と、算出された消費電力との差分が所定閾値以上であったとき、前記スケジュール作成処理を実行させる判定処理と、をコンピュータに実行させる請求項１又は２記載のスケジューリングプログラム。
4. 前記使用電力に係る値は、各工程における消費電力のピーク値であり、
   前記関係データは、各工程において稼働する装置の動作条件毎のピーク値の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである請求項１乃至３の何れか一項に記載のスケジューリングプログラム。
5. 前記使用電力に係る値は、各工程におけるエネルギー消費量であり、
   前記関係データは、各工程において稼働する装置の動作条件毎のエネルギー消費量の変化と工程時間の変化との関係を示すデータである請求項１乃至３の何れか一項に記載のスケジューリングプログラム。
6. 各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶部と、
   前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を、前記工程で前記装置を稼働させた際の消費電力を削減する動作条件に変更したスケジュールを作成するスケジュール作成部と、を有するスケジューリング装置。
7. コンピュータによるスケジューリング方法であって、該コンピュータが、
   各工程における制約条件が設定された使用電力に係る値の変化と、工程時間の変化との関係を示す関係データが格納された記憶装置を参照し、
   前記使用電力に係る値の変化に対する前記工程時間の変化が小さい工程から順に、前記工程で稼働する装置の動作条件を、前記工程で前記装置を稼働させた際の消費電力を削減する動作条件に変更したスケジュールを作成するスケジューリング方法。

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