JP6075139B2 - 生産計画作成方法および生産計画作成用プログラム - Google Patents

Description

本発明は生産計画作成方法および生産計画作成用プログラムに関する。

自動車等の製造工程では、複数の生産ラインにおいて複数種類の対象物がロット単位で処理される。各々の生産ラインにおける生産計画は、各生産ラインにおける各ロットの処理の順序、処理開始のタイミング、処理時間を決定することで作成される。

特許文献１には、複数種類の対象物をロット単位で処理する処理工程において、所定の判断基準に従って容易に仕掛かりパターンを作成可能な仕掛かりパターン作成方法が開示されている。

特開２００６−２２１２７９号公報

特許文献１にかかる技術では、生産計画を作成する際に、生産ライン（以下、ラインと記載する）単位で在庫が最小になるように生産計画を作成している。このため、全てのラインにおいて必要な単位時間帯当たりの要員数が時間帯によって増減し、時間帯によっては要員が余剰となる場合があった。このように要員が余剰となる時間帯が存在すると、生産設備の生産効率が低下するという問題があった。

上記課題に鑑み本発明の目的は、生産効率を向上させることができる生産計画作成方法および生産計画作成用プログラムを提供することである。

本発明にかかる生産計画作成方法は、複数のラインで複数のロットをそれぞれ処理する生産設備の仮生産計画を取得し、前記複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である目標要員数を設定し、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が前記目標要員数よりも大きい場合、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が減少するように、前記複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて前記複数のロットの処理計画を変更する。

本発明にかかる生産計画作成用プログラムは、複数のラインで複数のロットをそれぞれ処理する生産設備の仮生産計画を取得し、前記複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である目標要員数を設定し、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が前記目標要員数よりも大きい場合、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が減少するように、前記複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて前記複数のロットの処理計画を変更する、処理をコンピュータに実行させるための生産計画作成用プログラムである。

本発明により、生産効率を向上させることができる生産計画作成方法および生産計画作成用プログラムを提供することができる。

実施の形態にかかる生産計画作成方法を説明するためのフローチャートである。 ロット処理計画変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。 仮生産計画の一例を示す図である。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（特定ロットの抽出）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理順序の入れ替え）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（特定ロットの抽出）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理順序の入れ替え）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（特定ロットの抽出）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理順序の入れ替え）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（特定ロットの抽出）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理順序の入れ替え）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 ロット処理計画変更処理を説明するための図である（処理開始タイミングのシフト）。 仮生産計画の一例を示す図である（３ラインの場合）。 ロット処理計画変更処理後の生産計画の一例を示す図である（３ラインの場合）。 本発明の課題を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる生産計画作成方法を説明するためのフローチャートである。本実施の形態にかかる生産計画作成方法は、以下で説明する生産計画作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータにおいて実行することで実施することができる。

本実施の形態にかかる生産計画作成方法では、まず複数のラインで複数のロットをそれぞれ処理する生産設備の仮生産計画を取得する（ステップＳ１）。図３は、仮生産計画の一例を示す図である。図３では、ＡラインとＢラインの２つのラインを備える生産設備の仮生産計画を示している。Ａラインは複数のロットＡ１〜Ａ３を処理する。Ｂラインは複数のロットＢ１〜Ｂ３を処理する。「ロット」は処理の単位であり、各ロットにおいて所定の対象物が所定の量だけ生産される。なお、図３では生産設備が２つのラインを備える場合を例示しているが、ラインの数は複数であればいくつであってもよい。

図３において、符号ｔ１は単位時間帯を示しており、符号ｔ２は生産設備の稼働時間（つまり、各ラインの稼働時間）を示している。以下では一例として、単位時間帯を３０分（１マス当たり３０分）、生産設備の稼働時間を６時間として説明する。各ロットに記載されている数字は、各ロットを処理するのに必要な単位時間帯当たりの要員数を示している。例えばロットＡ１は、単位時間帯当たりに２人の要員が必要であることを示している。なお、図３の各ラインにおける縦方向のマスの数は要員数を示している。

図３の最下段に記載している「要員数」は、生産設備（この場合は、ＡラインとＢラインの２つのラインを備える生産設備）において必要な単位時間帯当たりの要員数を示している。生産現場では、複数のラインを備える生産設備単位（組単位）で運営を管理する。このため各々のラインで必要な要員数の合計が生産設備の運営に必要な要員数となる。例えば、ＡラインのロットＡ１とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯では、単位時間帯当たりの要員数は６人となる。また、ＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯では、単位時間帯当たりの要員数は７人となる。

図１に示す所定の記録媒体（メモリ等）１１には、予め作成された仮生産計画のデータが格納されている。また、所定の記録媒体（メモリ等）１２には、各ロットを処理するのに必要な単位時間帯当たりの要員数のデータが格納されている。コンピュータは、記録媒体１１から仮生産計画を読み出すことで、また記録媒体１２から各ロットを処理するのに必要な単位時間帯当たりの要員数を読み出すことで、これらの情報を取得することができる。なお、単位時間帯（ｔ１）や生産設備の稼働時間（ｔ２）はユーザが任意に設定することができる。

また、仮生産計画は、ステップＳ１においてその都度、新たに作成してもよい。仮生産計画は特許文献１等に記載されている従来の技術を用いて作成することができる。

次に、目標要員数を設定する（ステップＳ２）。目標要員数とは、複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である。図３を用いて目標要員数の設定方法について説明する。まず、複数のラインが備える複数のロットの全てについて、単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数と単位ロットの処理時間とを乗算して負荷値を求め、当該各々の負荷値を加算して総負荷値を求める。

具体的に説明すると、ロットＡ１の処理に必要な単位時間当たりの要員数は２人であり、またロットＡ１の処理時間は１時間（単位時間帯を３０分としている）であるので、ロットＡ１の負荷値は２（＝２人×１時間）となる。同様に、ロットＡ２の負荷値は４．５（＝３人×１．５時間）、ロットＡ３の負荷値は２（＝１人×２時間）となる。同様に、ロットＢ１の負荷値は６（＝４人×１．５時間）、ロットＢ２の負荷値は２（＝２人×１時間）、ロットＢ３の負荷値は１（＝１人×１時間）となる。よって、総負荷値は１７．５（＝２＋４．５＋２＋６＋２＋１）となる。

次に、この総負荷値１７．５を生産設備の稼働時間（６時間）で除算して仮目標要員数（この時点では目標要員数が決定していないので、仮目標要員数とする）を求める。つまり、１７．５／６＝２．９１であるので、仮目標要員数は３人となる。なお、仮目標要員数は人数であるので自然数となる。よって、小数点以下を繰り上げるものとする。

ここで、上記のようにして求めた仮目標要員数が単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数よりも少ない場合、仮目標要員数を目標要員数に設定すると単位ロットを処理する要員数が予定よりも少なくなり、単位ロットを予定通りに処理できなくなる。よって、上記のようにして求めた仮目標要員数と、単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数の最大値とを比較し、これらの値のうち大きい方の値を目標要員数として設定する。つまり、上記のようにして求めた仮目標要員数は３人であり、単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数の最大値は４人（ロットＢ１）であるので、この場合はロットＢ１の処理に必要な単位時間当たりの要員数である４人を目標要員数として設定する。

次に、生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数よりも大きいか判定する（ステップＳ３）。そして、単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数よりも大きい場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、単位時間帯当たりの要員数が減少するように、仮生産計画の複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて複数のロットの処理計画を変更する（ステップＳ４）。

図３に示す例では、単位時間帯当たりの要員数の最大値は７人である（ロットＡ２とロットＢ１とが重なる時間帯）。また、ステップＳ２において設定した目標要員数は４人である。よって、単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数よりも大きいので、単位時間帯当たりの要員数が減少するように、ロットの処理計画を変更する必要がある。

例えば、各々のラインが備える各々のロットの処理順序を入れ替えることで、ロットの処理計画を変更することができる。具体的には、図３に示すＡラインのロットＡ１〜Ａ３の処理順序を入れ替える。また、ＢラインのロットＢ１〜Ｂ３の処理順序を入れ替える。

また、例えば、各々のラインが備える各々のロットの処理開始のタイミングをシフトすることで、ロットの処理計画を変更することができる。具体的には、図３に示すＡラインのロットＡ１〜Ａ３の各々の処理開始のタイミングをシフトする。また、ＢラインのロットＢ１〜Ｂ３の各々の処理開始のタイミングをシフトする。

更に、各ラインが備える各ロットの処理順序を入れ替える処理と、各ラインが備える各ロットの処理開始のタイミングをシフトする処理とを組み合わせて、ロットの処理計画を変更してもよい。

すなわち、本実施の形態にかかる生産計画作成方法では、各々のロットの処理順序および処理開始のタイミングの少なくとも一つを変更する処理（ロット処理計画変更処理）と、ロット処理計画を変更した後に生産設備における単位時間帯当たりの要員数を求める処理とを繰り返す。そして、単位時間帯当たりの要員数の最大値が最も小さい生産計画を最良の生産計画として採用する（ステップＳ５）。換言すると、単位時間帯当たりの要員数が目標要員数に最も近づくロットの配置を最良解とする。このとき、各々のロットが取り得る全ての組み合わせについて検証してもよい。

図２は、ロット処理計画変更処理の一例を説明するためのフローチャートである。図４〜図７は、ロット処理計画変更処理を説明するための図である。図２に示すロット処理計画変更処理では、各々のラインが備える各々のロットの処理順序を入れ替える処理と、各々のラインが備える各々のロットの処理開始のタイミングをシフトする処理とを組み合わせた処理を行っている。

図２に示すように、ロットの処理計画を変更する際、まず、生産設備の単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロット（第１の特定ロット）を抽出する（ステップＳ１１）。図４Ａに示す仮生産計画（図３に示した仮生産計画に対応）において、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯である。よって、この場合の特定ロットはロットＡ２とロットＢ１となる。

次に、特定ロットと、当該特定ロットと同一のラインに存在する他のロットの処理順序を入れ替える（ステップＳ１２）。例えば、Ａラインの特定ロットはＡ２であるので、特定ロットＡ２と、当該特定ロットＡ２と同一のライン（Ａライン）に存在する他のロットＡ１の処理順序を入れ替える（図４Ｂ参照）。

特定ロットＡ２と他のロットＡ１の処理順序を入れ替えた後、再度、単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロット（第２の特定ロット）を抽出する（ステップＳ１３）。図４Ｂに示すように、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯である。よって、この場合の特定ロットはロットＡ２とロットＢ１となる。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。Ａラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＡ２であるので、ロットＡ２の処理開始のタイミングを図４Ｃに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ２の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＡ２、Ａ１、Ａ３を右方向に３マス、シフトする。Ａラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人（ロットＡ２とロットＢ２とが重なる時間帯）となる。

一方、Ｂラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＢ１であるので、ロットＢ１の処理開始のタイミングを図４Ｄに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ２の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ１、Ｂ２、Ｂ３を右方向に３マス、シフトする。Ｂラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は６人（ロットＡ１とロットＢ１とが重なる時間帯）となる。

図４Ｃに示すように、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人である。また、図４Ｄに示すように、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は６人である。よって、これらの値は目標要員数である４人よりも大きいため最良解ではない。この場合は、再度、特定ロットの抽出処理（ステップＳ１３）と、特定ロットのシフト処理（ステップＳ１４）を繰り返す（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）。

ここで、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人であり（図４Ｃ参照）、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は６人である（図４Ｄ参照）。よって、単位時間帯当たりの要員数の最大値が小さい方の図４Ｃに示す仮生産計画について、ステップＳ１３、Ｓ１４の処理を繰り返す。

図４Ｃに示す仮生産計画において、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ２とが重なる時間帯である。よって、ロットＡ２とロットＢ２を特定ロットとして抽出する（ステップＳ１３）。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。図４Ｃに示す場合は、Ａラインの特定ロットＡ２の処理開始のタイミングをシフトすることができない。よって、Ｂラインの特定ロットＢ２の処理開始のタイミングを図４Ｅに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ２の処理時間帯と特定ロットＢ２の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ２、Ｂ３を右方向に３マス、シフトする。図４Ｅに示すように、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人であり、目標要員数である４人に到達している。よって再度のシフト処理は不要となる（ステップＳ１５：Ｎｏ）。なお、各ラインの稼働時間の上限がオーバーして各々のロットを右方向にシフトできない場合も、ステップＳ１５において再度のシフト処理は不要と判定される。

次に、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施したか判定する（ステップＳ１６）。現時点では、ロットＡ１およびロットＡ２を入れ替えたのみであるので、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施していない（ステップＳ１６：Ｎｏ）。よって、再度、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。

なお、図４Ｅに示す仮生産計画では生産設備の単位時間帯当たりの要員数の最大値が４人であり、目標要員数である４人に到達している（つまり、最良解を得ている）。よって、最良解を得た時点でロット処理計画変更処理を終了してもよい。
一方、複数の最良解を求め、これらの最良解の中から特定の最良解を選択するような場合は、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施して、最良解を求める必要がある。本実施の形態では、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施する場合について説明する。

ステップＳ１２において、再度、特定ロットと、当該特定ロットと同一のラインに存在する他のロットの処理順序を入れ替える。図５Ａに示す仮生産計画（図３に示した仮生産計画に対応）において、特定ロットはロットＡ２とロットＢ１である。よって、図５Ｂに示すように、特定ロットＡ２と、当該特定ロットＡ２と同一のライン（Ａライン）に存在する他のロットＡ３の処理順序を入れ替える。

特定ロットＡ２と他のロットＡ３の処理順序を入れ替えた後、再度、単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロット（第２の特定ロット）を抽出する（ステップＳ１３）。図５Ｂに示すように、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ１とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯である。よって、この場合の特定ロットはロットＡ１とロットＢ１となる。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。Ａラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＡ１であるので、ロットＡ１の処理開始のタイミングを図５Ｃに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ１の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＡ１、Ａ３、Ａ２を右方向に３マス、シフトする。Ａラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人となる。

一方、Ｂラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＢ１であるので、ロットＢ１の処理開始のタイミングを図５Ｄに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ１の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ１、Ｂ２、Ｂ３を右方向に２マス、シフトする。Ｂラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人となる。

図５Ｃに示すように、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人である。また、図５Ｄに示すように、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人である。よって、図５Ｃに示す仮生産計画では、単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数である４人に到達しているので再度のシフト処理は不要となる（ステップＳ１５：Ｎｏ）。

次に、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施したか判定する（ステップＳ１６）。現時点では、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施していない（ステップＳ１６：Ｎｏ）。よって、再度、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。

すなわち、ステップＳ１２において、再度、特定ロットと、当該特定ロットと同一のラインに存在する他のロットの処理順序を入れ替える。図６Ａに示す仮生産計画（図３に示した仮生産計画に対応）において、特定ロットはロットＡ２とロットＢ１である。よって、図６Ｂに示すように、特定ロットＢ１と、当該特定ロットＢ１と同一のライン（Ｂライン）に存在する他のロットＢ２の処理順序を入れ替える。

特定ロットＢ１と他のロットＢ２の処理順序を入れ替えた後、再度、単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロット（第２の特定ロット）を抽出する（ステップＳ１３）。図６Ｂに示すように、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯である。よって、この場合の特定ロットはロットＡ２とロットＢ１となる。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。Ａラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＡ２であるので、ロットＡ２の処理開始のタイミングを図６Ｃに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ２の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＡ２、Ａ３を右方向に３マス、シフトする。Ａラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人となる。

一方、Ｂラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＢ１であるので、ロットＢ１の処理開始のタイミングを図６Ｄに示すようにシフトする。このとき、特定ロットＡ２の処理時間帯と特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ１、Ｂ３を右方向に３マス、シフトする。Ｂラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人となる。

図６Ｃに示すように、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人である。また、図６Ｄに示すように、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人である。よって、図６Ｃに示す仮生産計画では、単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数である４人に到達しているので再度のシフト処理は不要となる（ステップＳ１５：Ｎｏ）。

次に、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施したか判定する（ステップＳ１６）。現時点では、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施していない（ステップＳ１６：Ｎｏ）。よって、再度、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。

すなわち、ステップＳ１２において、再度、特定ロットと、当該特定ロットと同一のラインに存在する他のロットの処理順序を入れ替える。図７Ａに示す仮生産計画（図３に示した仮生産計画に対応）において、特定ロットはロットＡ２とロットＢ１である。よって、図７Ｂに示すように、特定ロットＢ１と、当該特定ロットＢ１と同一のライン（Ｂライン）に存在する他のロットＢ３の処理順序を入れ替える。

特定ロットＢ１と他のロットＢ３の処理順序を入れ替えた後、再度、単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロット（第２の特定ロット）を抽出する（ステップＳ１３）。図７Ｂに示すように、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ１とが重なる時間帯である。よって、この場合の特定ロットはロットＡ２とロットＢ１となる。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。Ａラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＡ２であるので、ロットＡ２の処理開始のタイミングを図７Ｃに示すようにシフトする。Ａラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は７人となる。

一方、Ｂラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＢ１であるので、ロットＢ１の処理開始のタイミングを図７Ｄに示すようにシフトする。このとき、ＡラインのロットＡ３の処理時間帯とＢラインの特定ロットＢ１の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ１を右方向に５マス、シフトする。Ｂラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人となる。

図７Ｃに示すように、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は７人である。また、図７Ｄに示すように、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人である。よって、これらの値は目標要員数である４人よりも大きいため最良解ではない。この場合は、再度、特定ロットの抽出処理（ステップＳ１３）と、特定ロットのシフト処理（ステップＳ１４）を繰り返す（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）。

ここで、Ａラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は７人であり（図７Ｃ参照）、Ｂラインの特定ロットをシフトした場合は単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人である（図７Ｄ参照）。よって、単位時間帯当たりの要員数の最大値が小さい方の図７Ｄに示す仮生産計画について、ステップＳ１３、Ｓ１４の処理を繰り返す。

図７Ｄに示す仮生産計画において、単位時間帯当たりの要員数が最大となるのはＡラインのロットＡ２とＢラインのロットＢ２とが重なる時間帯である。よって、ロットＡ２とロットＢ２を特定ロットとして抽出する（ステップＳ１３）。

その後、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする（ステップＳ１４）。Ａラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＡ２であるので、ロットＡ２の処理開始のタイミングを図７Ｅに示すようにシフトする。このとき、Ａラインの特定ロットＡ２の処理時間帯とＢラインの特定ロットＢ２の処理時間帯とが重ならないように、ロットＡ２、Ａ３を右方向に２マス、シフトする。Ａラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は５人となる。

一方、Ｂラインの特定ロットをシフトする場合、特定ロットはロットＢ２であるので、ロットＢ２の処理開始のタイミングを図７Ｆに示すようにシフトする。このとき、Ａラインの特定ロットＡ２の処理時間帯とＢラインの特定ロットＢ２の処理時間帯とが重ならないように、ロットＢ２を右方向に３マス、シフトする。Ｂラインの特定ロットをシフトした場合、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人となる。

図７Ｆに示すように、シフト後の仮生産計画における単位時間帯当たりの要員数の最大値は４人であり、目標要員数である４人に到達している。よって再度のシフト処理は不要となる（ステップＳ１５：Ｎｏ）。

次に、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施したか判定する（ステップＳ１６）。今回は全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施しているので（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ロット処理計画変更処理を終了する。

このように、全ての組み合わせについてロットの入れ替えを実施した場合は、複数の最良解が得られる場合がある。本実施の形態では、最良解として、図４Ｅ、図５Ｃ、図６Ｃ、図７Ｆに示す４つの仮生産計画を得ることができた。本実施の形態にかかる生産計画作成方法では、これら４つの仮生産計画のうちのいずれかを選択して最終的な生産計画として採用することができる。４つの仮生産計画のうちどの仮生産計画を選択するかについては、任意の判断基準に基づき決定することができる。

次に、本実施の形態にかかる生産計画作成方法を３つのラインを備える生産設備に適用した場合について説明する。図８Ａは、仮生産計画の一例を示す図である。図８Ａでは、Ａライン、Ｂライン、およびＣラインの３つのラインを備える生産設備の仮生産計画を示している。ＡラインはロットＡ１〜Ａ４を処理する。ＢラインはロットＢ１〜Ｂ４を処理する。ＣラインはロットＣ１〜Ｃ４を処理する。なお、これ以外については２ラインを備える生産設備の場合と同様であるので、重複した説明は省略する。

図８Ａに示す仮生産計画において、総負荷値は２８であり、生産設備の稼働時間は６時間である。よって、仮目標要員数は５（２８／６＝４．６６）となる。一方、単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数の最大値は４（ロットＡ３、ロットＢ２）である。よってこの場合は、上記のようにして求めた仮目標要員数の方が大きいので、仮目標要員数を目標要員数として設定する。

その後、図８Ａに示す仮生産計画に対して、図２に示したロット処理計画変更処理を実施して、単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数と同一になるように（または目標要員数に近づくように）、ロットの処理計画を変更する。なお、ロット処理計画変更処理については、上記で説明した２ラインの場合と同様であるので重複した説明は省略する。

図８Ｂは、ロット処理計画変更処理後の生産計画の一例を示す図である。図８Ｂに示す生産計画では、図８Ａに示した仮生産計画と比べて、ＡラインのロットＡ３とロットＡ４とが入れ替わっている。また、Ｂラインの処理順序がロットＢ１、ロットＢ４、ロットＢ２、ロットＢ３の順になっている。更に、各々のロットの処理開始のタイミングをシフトしている。また、Ｃラインの処理順序がロットＣ２、ロットＣ１、ロットＣ４、ロットＣ３の順になっている。更に、各々のロットの処理開始のタイミングをシフトしている。

このように、３つのラインを備える生産設備においても、ロット処理計画変更処理を実施することで、単位時間帯当たりの要員数の最大値を目標要員数（５人）と同一にすることができる。

特許文献１にかかる技術では、生産計画を作成する際に、生産ライン単位で在庫が最小になるように生産計画を作成している。このため、全てのラインにおいて必要な単位時間帯当たりの要員数が時間帯によって増減し、時間帯によっては要員が余剰となる場合があった。このように要員が余剰となる時間帯が存在すると、生産設備の生産効率が低下するという問題があった。

図９は、本発明の課題を説明するための図である。従来技術では、生産ライン単位で在庫が最小になるように生産計画を作成している。このため、ＡラインとＢラインとを備える生産設備の要員数の推移を見てみると、単位時間帯当たりの要員数の増減が大きい。例えば、図９に示す時間帯ｔ１１では単位時間帯当たりの要員数が７人であるのに対して、時間帯ｔ１２では単位時間帯当たりの要員数が０人である。このように、従来技術を用いて生産計画を作成した場合は、単位時間帯当たりの要員数の増減が大きくなる場合があった。

また、図９に示す生産計画で生産設備を運営する場合は、要員数の最大値が７人であるので、要員を７人にする必要がある。しかし、要員を７人にすると、要員が余剰となる時間帯（符号２０で示す）が多く発生する。特に、時間帯ｔ１２では要員数が０人となり、全ての要員がロットを処理しない時間帯が発生しており、生産効率が著しく低下している。

そこで本実施の形態にかかる生産計画作成方法では、複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である目標要員数を設定し、生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が目標要員数よりも大きい場合、生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が減少するように、複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて複数のロットの処理計画を変更している。よって、複数のラインを備える生産設備において必要な要員数を最低限必要な要員数とすることができるので、効率的に生産設備を運営することができる。

また、図２に示したロット処理計画変更処理では、単位時間帯当たりの要員数が最大となる特定ロットを抽出し、この特定ロットについて処理順序の入れ替えや処理開始タイミングのシフトを行っている。このように、特定ロットに注目してロット処理計画変更処理を行うことで、効率的に生産計画を作成することができる。

また、本実施の形態にかかる生産計画作成方法は、図１、図２で説明した処理をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータにおいて実行することで実施してもよい。このようにコンピュータを用いて自動的に生産計画を作成することで、目標要員数の設定やロット処理計画変更処理を容易かつ迅速に実施することができる。

以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、生産効率を向上させることができる生産計画作成方法および生産計画作成用プログラムを提供することができる。

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。

１１、１２ 記録媒体
２０ 要員が余剰となる時間帯

Claims (7)

1. 複数のラインで複数のロットをそれぞれ処理する生産設備の仮生産計画を取得し、
   前記複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である目標要員数を設定し、
   前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が前記目標要員数よりも大きい場合、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が減少するように、前記複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて当該ラインが備える各々のロットの処理順序を入れ替える、
   生産計画作成方法。
2. 前記目標要員数を設定する際、
   前記複数のラインが備える前記複数のロットの全てについて、単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数と前記単位ロットの処理時間とを乗算して負荷値を求め、当該各々の負荷値を加算して総負荷値を求め、当該総負荷値を前記生産設備の稼働時間で除算して仮目標要員数を求め、
   前記単位ロットの処理に必要な単位時間当たりの要員数の最大値および前記仮目標要員数のうち大きい方の値を前記目標要員数として設定する、
   請求項１に記載の生産計画作成方法。
3. 前記複数のロットの処理計画を変更する際、前記ラインが備える各々のロットの処理開始のタイミングをシフトする、請求項１または２に記載の生産計画作成方法。
4. 前記複数のロットの処理計画を変更する際、
   前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数が最大となる第１の特定ロットを抽出し、
   前記第１の特定ロットと、当該第１の特定ロットと同一のラインに存在する他のロットとの処理順序を入れ替える、
   請求項１または２に記載の生産計画作成方法。
5. 前記第１の特定ロットと前記他のロットとの処理順序を入れ替えた後、
   再度、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数が最大となる第２の特定ロットを抽出し、
   前記複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて、前記第２の特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする、
   請求項４に記載の生産計画作成方法。
6. 前記各々のラインの前記第２の特定ロットの処理時間帯が互いに重ならないように、前記第２の特定ロットの処理開始のタイミングをシフトする、請求項５に記載の生産計画作成方法。
7. 複数のラインで複数のロットをそれぞれ処理する生産設備の仮生産計画を取得し、
   前記複数のラインを備える生産設備において最低限必要な単位時間帯当たりの要員数である目標要員数を設定し、
   前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が前記目標要員数よりも大きい場合、前記生産設備における単位時間帯当たりの要員数の最大値が減少するように、前記複数のラインの少なくとも一つのラインにおいて当該ラインが備える各々のロットの処理順序を入れ替える、
   処理をコンピュータに実行させるための生産計画作成用プログラム。

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