JP6628986B2 - 工程フロー作成システムおよび工程フロー作成方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、工程フロー作成システムおよび工程フロー作成方法に関する。

製品の生産管理をより効率的に行うために、生産スケジューラの導入が行われる場合がある。生産スケジューラを用いた生産管理のためには、工程フローのデータが必要とされる。
しかし、工程フローに含まれる工程数が多い場合や、工程間の接続関係が複雑な場合、工程フローの作成に時間を要する。
このため、工程フローをより効率的に作成可能とするシステムの開発が望まれている。

特許第４４４９２７６号明細書

本発明が解決しようとする課題は、工程フローをより効率的に作成可能な工程フロー作成システムおよび工程フロー作成方法を提供することである。

実施形態に係る工程フロー作成システムは、格納部と、抽出部と、第１工程フロー作成部と、第２工程フロー作成部と、を備える。
格納部は、複数の生産計画を格納している。
抽出部は、格納部に格納された複数の生産計画から、少なくとも１つの共通する工程を含む第１生産計画群を抽出する。
第１工程フロー作成部は、第１生産計画群に含まれる第１生産計画と整合する第１工程フローを作成する。
第２工程フロー作成部は、第１生産計画群のうち第１生産計画以外の他の生産計画と整合しない工程フローを、第１工程フローから削除することで第２工程フローを作成する。

実施形態に係る工程フロー作成システムの構成を表すブロック図である。 実施形態に係る工程フロー作成システムで実行されるプログラムのフローチャートである。 生産計画の一例を表す模式図である。 図３に例示された生産計画を用いた工程フロー作成の過程を表す模式図である。 図３に例示された生産計画を用いた工程フロー作成の過程を表す模式図である。 実施形態に係る工程フロー作成システムで実行される他のプログラムのフローチャートである。 生産計画、および各生産計画に対応した工程フローの一例を表す模式図である。 抽出部により算出された、乖離度と、それぞれの乖離度の頻度と、の相関の一例を表すグラフである。 実施形態に係る工程フロー作成システムで実行される他のプログラムのフローチャートである。

まず、図１を用いて、実施形態に係る工程フロー作成システムの構成について説明する。
図１は、実施形態に係る工程フロー作成システム１００の構成を表すブロック図である。

工程フロー作成システム１００は、第１工程フロー作成部１０、第２工程フロー作成部２０、格納部３０、および抽出部４０を備える。図１に表すように、工程フロー作成システム１００は、さらに入力部５０および表示部６０を備えていてもよい。

第１工程フロー作成部１０、第２工程フロー作成部２０、および抽出部４０は、例えば、ソフトウェアが格納されたＣＰＵである。第１工程フロー作成部１０、第２工程フロー作成部２０、および抽出部４０は、互いに異なるＣＰＵであってもよいし、これらが一体となった１つのＣＰＵであってもよい。
格納部３０は、例えば、ハードディスクである。
入力部５０は、例えば、キーボードまたはタッチパネルである。あるいは、入力部５０は、ＬＡＮを介して、図示しない管理システムから情報が入力されるものであってもよい。
表示部６０は、例えば、液晶ディスプレイである。

格納部３０は、複数の生産計画を格納している。
それぞれの生産計画には、例えば、生産計画のＩＤ、生産計画の名称、および当該生産計画で加工される部品の名称などの情報が含まれている。
また、各生産計画には複数の工程が含まれており、それぞれの生産計画には、当該生産計画で実行される複数の工程に関するデータが含まれている。具体的には、生産計画には、それぞれの工程について、工程のＩＤ、工程の名称、工程で用いられる資源、工程開始時刻、および工程終了時刻などの情報が含まれている。資源に関する情報としては、例えば、工程で用いられる装置、工程の実施に必要な作業者の数、および工程で使用されるスペースなどの情報が含まれている。

次に、本実施形態に係る工程フロー作成システム１００を用いて工程フローを作成する方法について、図２を用いて説明する。
図２は、実施形態に係る工程フロー作成システム１００で実行されるプログラムのフローチャートである。

図２に表すように、まず、ステップＳ２０１において、抽出部４０が、格納部３０から、複数の生産計画を含む第１生産計画群を抽出する。
抽出部４０は、例えば、格納部３０に含まれる複数の生産計画のうち、共通の工程を含む生産計画を選択し、第１生産計画群として抽出する。このとき、各生産計画に含まれる工程が全て同一となるように生産計画を抽出することができる。もしくは、各生産計画が少なくとも１つの共通の工程を有するように生産計画を抽出することもできる。
あるいは、抽出部４０は、格納部３０に含まれる複数の生産計画のうち、共通の被加工部品の名称を有する生産計画を選択することで、第１生産計画群を抽出してもよい。これは、典型的には、共通の被加工部品の名称を有する生産計画は、少なくとも１つの共通の工程を含むためである。

次に、ステップＳ２０２において、第１生産計画群に含まれる第１生産計画が抽出部４０から第１工程フロー作成部１０に入力される。抽出部４０は、例えば、第１生産計画群に含まれる生産計画のうち最も作成日時（更新日時）が新しい生産計画を、第１生産計画として抽出する。あるいは、第１生産計画は、入力部５０を介して作業者によって第１生産計画群の中から選択されても良い。

次に、ステップＳ２０３において、第１工程フロー作成部１０は、入力された第１生産計画と整合する第１工程フローを作成する。第１工程フローは、第１生産計画と整合する限り、複数の工程フローを含んでいてもよい。

ステップＳ２０４において、第１工程フロー作成部１０は、作成された第１工程フローを、第２工程フロー作成部２０に向けて出力する。同時に、第２工程フロー作成部２０には、抽出部４０から、第１生産計画群が入力される。

ステップＳ２０５において、第２工程フロー作成部２０は、第１生産計画群のうち第１生産計画以外の他の生産計画と整合しない工程フローを、第１工程フローから削除する。このステップにより、第１生産計画以外の他の生産計画とも整合する第２工程フローが作成される。

ここで、ステップＳ２０３およびＳ２０５において実行される処理の一例を、より具体的に図３〜図５を用いて説明する。

図３は、生産計画の一例を表す模式図である。
図３において、Ａ〜Ｃは資源としての製造装置を表し、Ａ〜Ｃのそれぞれの右側に並べられた工程は、各製造装置で実行される工程を表している。また、図３において横軸は時間を表している。
図４および図５は、図３に例示された生産計画を用いた工程フロー作成の過程を表す模式図である。

以降で説明する例では、ステップＳ２０１において、図３に表す２つの生産計画が第１生産計画群に含まれているものとする。ここでは、図３（ａ）に表す生産計画が第１生産計画である場合について説明する。

まず、図４（ａ）および（ｂ）を用いて、第１工程フローを作成する方法の一例を説明する。
初めに、図４（ａ）に表すように、第１生産計画に含まれる全ての工程について、それぞれの工程同士を結ぶ枝（アーク）を作成する。
なお本実施形態の説明において、「枝」とは、各工程を頂点として工程間をリンクさせるものであり、かつ方向性を有する。枝の終点として設定された工程は、枝の始点として設定された工程が実行された後に、実行される。

続いて、作成された全ての枝を第１生産計画と対比し、図４（ｂ）に表すように、第１生産計画と整合しない枝を削除する。なお、図４および図５において、破線で表される枝は、それぞれのステップで削除された枝を表している。
例えば、図３（ａ）に表される第１生産計画において、工程４が実行される時刻は、工程３が実行される時刻よりも後であるため、図４（ａ）に表される枝のうち、工程４から工程３に向かう枝は、第１生産計画と整合しない。同様の比較を他の枝についても行い、第１生産計画と整合する第１工程フローが作成される。

次に、図５（ａ）を用いて、第１工程フローから第２工程フローを作成する方法の一例を説明する。
ステップＳ２０５において、第２工程フロー作成部２０は、図５（ａ）に表すように、第２生産計画と整合しない枝をさらに削除する。例えば、図３（ｂ）に表す生産計画において、工程３が実行される時刻は、工程４が実行される時刻と同じであるため、図４（ａ）に表される枝のうち、工程３から工程４に向かう枝は、図３（ｂ）に表す生産計画と整合しない。

次に、ステップＳ２０６において、第２工程フロー作成部２０は、作成された第２工程フローに含まれる不要な工程フローを削除する。具体的には、２つの工程間を結ぶ経路が複数ある場合に、第２工程フロー作成部２０は、例えば、より経由する工程が少ない方の経路に含まれる枝を削除する。あるいは、第２工程フロー作成部２０は、より経由する工程が多い方の経路に含まれる枝を削除してもよい。

図５（ａ）に表す例では、工程１から工程３へは、工程２を経由する経路と、工程１から工程３へ直接接続される経路の、２つの経路が存在する。また、工程１から工程４へは、工程２を経由する経路と、工程１から工程４へ直接接続される経路の、２つの経路が存在する。

第２工程フロー作成部２０が、より経由する工程が少ない方の経路を削除するようにプログラムされている場合、ステップＳ２０６において、第２工程フロー作成部２０は、図５（ｂ）に表すように、工程１から工程３へ直接接続された枝と、工程２から工程４へ直接接続された枝を削除する。

以上のステップＳ２０１〜Ｓ２０６によって、複数の生産計画に基づいて第２工程フローが作成される。

次に、ステップＳ２０７において、第２工程フロー作成部２０は、ステップＳ２０６によって不要な枝が削除された第２工程フローを表示部６０に出力する。表示部６０は、入力された第２工程フローを、ユーザーが視認できるように表示させる。

なお、工程フロー作成システム１００で実行されるプログラムにおいて、ステップＳ２０６を省略することも可能である。その場合は、ステップＳ２０５で作成された第２工程フローを表示部６０に表示させることができる。また、ステップＳ２０７も省略可能であり、この場合、工程フロー作成システム１００は、表示部６０を備えていなくてもよい。

本実施形態に係る工程フロー作成システムを用いることで、既存の生産計画に基づいて自動で工程フローを作成することができ、工程フローをより効率的に作成することが可能となる。

（第１変形例）
実施形態に係る工程フロー作成システム１００において、図２に表すプログラムに代えて、図６に表すプログラムが実行されてもよい。
図６は、実施形態に係る工程フロー作成システムで実行される他のプログラムのフローチャートである。

まず、ステップＳ６０１において、抽出部４０は格納部３０から、互いに共通の工程を有する複数の生産計画を、第２生産計画群として抽出する。

続いて、ステップＳ６０２において、抽出部４０は、第２生産計画群に含まれるそれぞれの生産計画同士の間の乖離度を算出する。例えば、以下の方法により各生産計画同士の間の乖離度を求めることができる。
まず、それぞれが、各生産計画に基づく複数の工程フローを作成する。工程フローは、ステップＳ２０３と同様の方法により作成することが可能である。
続いて、一の工程フローと他の工程フローとを比較し、当該一の工程フローに対して、枝の追加や枝の接続先の変更、枝の接続先と接続元の反転などのステップを最低何回行えば、当該他の工程フローに含まれる工程フローが得られるかを計算する。このとき、最低限必要なステップの回数をカウントし、当該回数を乖離度とすることができる。

次に、ステップＳ６０３において、抽出部４０は、それぞれの生産計画について、他の生産計画との間の乖離度の平均を求める。
続いて、ステップＳ６０４において、抽出部４０は、当該乖離度の平均を用いて、第２生産計画群に含まれる複数の生産計画から、第１生産計画群を抽出する。

ここで、ステップＳ６０１〜Ｓ６０４において実行される処理を、より具体的に、図７を用いて説明する。
図７は、生産計画、および各生産計画に対応した工程フローの一例を表す模式図である。
図７(ａ)〜（ｃ）のそれぞれの上段には、生産計画の一例が表され、下段には、各生産計画に基づいて作成された工程フローの一例が表されている。

例えば、ステップＳ６０１において、抽出部４０によって、第２生産計画群として図７に表す生産計画ａ、ｂ、およびｃが抽出される。

次に、ステップＳ６０２において、抽出部４０は、それぞれの生産計画に基づいて、工程フローａ、ｂ、およびｃを作成する。続いて、抽出部４０は、それぞれの生産計画の間の乖離度を計算する。図７に表す例において、工程フローａと工程フローｂは、同じ工程フローを含んでいる。このため、工程フローａが得られた生産計画ａと、工程フローｂが得られた生産計画ｂと、の間の乖離度は０である。一方、工程フローａと工程フローｃは同じ工程を含んでいない。工程フローａに含まれる工程間の３つの枝を全て反転させることで工程フローｃが得られる。このため、生産計画ａと生産計画ｃとの間の乖離度は３である。同様に、生産計画ｂと生産計画ｃとの間の乖離度も３である。

次に、ステップＳ６０３において算出される乖離度の平均は、以下の通りである。
生産計画ａの、他の生産計画に対する乖離度の平均は、生産計画ｂに対する乖離度０と、生産計画ｃに対する乖離度３と、の平均により、１．５となる。同様に、工程フローｂの、他の工程フローに対する乖離度の平均も１．５となる。一方、工程フローｃの、他の工程フローに対する乖離度の平均は、３．０となる。

次に、ステップＳ６０４において、抽出部４０は、図７に表す第２生産計画群の中から、第１生産計画群をさらに抽出する。
例えば、抽出部４０は、第２生産計画群の中から乖離度が最も大きい生産計画ｃを除き、残った生産計画を第１生産計画群として抽出する。

あるいは、抽出部４０は、乖離度が大きいものから順に所定の数の生産計画を選択し、第２生産計画群からこの選択された生産計画を除くことで、残った生産計画を第１生産計画群として抽出してもよい。抽出部４０は、第２生産計画群に含まれる生産計画の中から、乖離度が小さいものから順に所定の数の生産計画を選択し、選択された生産計画を第１生産計画群として抽出することも可能である。

または、抽出部４０は、予め設定された乖離度に関する閾値に基づき、当該閾値以上の乖離度を有する生産計画を選択し、第２生産計画群からこの選択された生産計画を除くことで、残った生産計画を第１生産計画群として抽出してもよい。

もしくは、抽出部４０は、乖離度と、それぞれの乖離度が得られた生産計画の数（頻度）と、の相関を求め、この相関を用いて第１生産計画群を抽出してもよい。
例えば、抽出部４０には、あらかじめ、乖離度と頻度についての所定の相関が格納されている。この所定の相関は、乖離度の増加に伴い頻度が低下するように設定されている。この場合、抽出部４０は、それぞれの解離度において、所定の相関における頻度と、実際の相関における頻度と、の間の差を算出し、この差が閾値以上である生産計画を選択する。抽出部４０は、第２生産計画群からこの選択された生産計画を除いて、残った生産計画を第１生産計画群として抽出することができる。

図８は、抽出部４０により算出された、乖離度と、それぞれの乖離度の頻度と、の相関の一例を表すグラフである。
図８のグラフにおいて、破線は、予め抽出部４０に格納された乖離度と頻度との相関を表す。なお、図８に表すグラフは、図７に表される生産計画以外の他の生産計画も用いて求められた結果を表している。

図８に表す例では、予め設定された相関は正規分布に設定されている。乖離度の平均が１〜３の範囲では、予め設定された相関に沿って、解離度が増加するにつれて頻度が低下している。一方で、乖離度が７以上では、乖離度の増加に伴って頻度が大きくなっており、予め設定された相関から大きく外れている。例えばこの場合、抽出部４０は、乖離度の平均が７および８であった生産計画を選択し、第２生産計画群からこの選択された生産計画を除いて、残った生産計画を第１生産計画群として抽出する。

抽出部４０によって第１生産計画群が抽出された後は、ステップＳ２０２〜Ｓ２０７と同様に、ステップＳ６０５〜Ｓ６１０が実行され、複数の生産計画に基づく工程フローが作成される。

本変形例によれば、Ｓ６０２〜Ｓ６０４において、各生産計画間の乖離度を算出し、当該乖離度を用いて最終的な工程フローの作成に用いられる生産計画が抽出される。このため、例えば特注品などの、通常の汎用品の生産計画とは大きく異なる生産計画が第１生産計画群に含まれる可能性を低減することができる。この結果、工程フロー作成システムによって作成される工程フローの精度を向上させることが可能となる。

（第２変形例）
実施形態に係る工程フロー作成システム１００において、図２に表すプログラムに代えて、図９に表すプログラムが実行されてもよい。
図９は、実施形態に係る工程フロー作成システムで実行される他のプログラムのフローチャートである。

まず、ステップＳ９０１において、ステップＳ６０１と同様に、抽出部４０が格納部３０から第２生産計画群として抽出する。
続いて、ステップＳ９０２において、抽出部４０は、第２生産計画群に含まれる第１生産計画と、第２生産計画群に含まれるその他の生産計画と、の間の乖離度を算出する。

次に、ステップＳ９０３において、抽出部４０は、算出された乖離度を用いて、第２生産計画群から第１生産計画群を抽出する。第１生産計画群の抽出は、ステップＳ６０４において行われる第１生産計画群の抽出と同様の方法により行うことができる。
ただし、ステップＳ９０３は、第１生産計画と他の生産計画との間の乖離度に着目して第１生産計画群を抽出する点で、ステップＳ６０４と異なる。

例えば、抽出部４０は、第２生産計画群の中から、第１生産計画との間の乖離度が小さい順に所定の数の生産計画を第１生産計画群として抽出する。
あるいは、抽出部４０は、第２生産計画群から、第１生産計画との間の乖離度が大きい順に所定の数の生産計画を除き、残った生産計画を第１生産計画群として抽出してもよい。

次に、ステップＳ９０４において、第１生産計画群に含まれる第１生産計画が、抽出部４０から第１工程フロー作成部１０に入力される。
その後は、ステップＳ９０５〜Ｓ９０９が、ステップＳ６０６〜６１０と同様に実行され、複数の生産計画に基づく工程フローが作成される。

第１生産計画が特注品に関する生産計画である場合など、第１生産計画が他の一般的な生産計画と大きく異なるものである場合、第１変形例のプログラムを用いると、当該第１生産計画とその他の生産計画との間の乖離度の平均値は、他の生産計画同士の間の乖離度の平均値よりも高くなる傾向にある。
このため、第１変形例に係るプログラムを用いた場合、第１生産計画が第２生産計画群から除外されて第１生産計画群が抽出される場合がある。

これに対して、本変形例によれば、第２生産計画群に含まれる複数の生産計画について、第１生産計画とその他の生産計画との間で乖離度が算出され、当該乖離度を用いて第１生産計画群が抽出される。
このため、第１生産計画が他の生産計画と大きく異なる場合であっても、第２生産計画群から第１生産計画が除外されず、工程フロー作成システムによって作成される工程フローの精度を向上させることが可能である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１００…工程フロー作成システム １０…第１工程フロー作成部 ２０…第２工程フロー作成部 ３０…格納部 ４０…抽出部 ５０…入力部 ６０…表示部

Claims (10)

1. 複数の生産計画を格納する格納部と、
   前記格納部に格納された前記複数の生産計画から、少なくとも１つの共通する工程を含む第１生産計画群を抽出する抽出部と、
   前記第１生産計画群に含まれる第１生産計画と整合する第１工程フローを作成する第１工程フロー作成部と、
   前記第１生産計画群のうち前記第１生産計画以外の他の前記生産計画と整合しない工程フローを、前記第１工程フローから削除することで第２工程フローを作成する第２工程フロー作成部と、
   を備えた工程フロー作成システム。
2. 前記第１工程フロー作成部は、前記第１生産計画に含まれる複数の工程について、それぞれの前記工程同士を結ぶ複数の枝を作成し、前記複数の枝のうち前記第１生産計画と整合しない前記枝を削除することで前記第１工程フローを作成し、
   前記第２工程フロー作成部は、前記第１生産計画群のうち前記第１生産計画以外の前記生産計画と整合しない前記枝を、前記第１工程フローから削除することで第２工程フローを作成する請求項１記載の工程フロー作成システム。
3. それぞれの前記生産計画は、前記生産計画に含まれる各工程の開始時刻および終了時刻についての情報を含み、
   前記第１工程フロー作成部および前記第２工程フロー作成部は、前記開始時刻および前記終了時刻に基づいて前記枝を削除することで、前記第１工程フローおよび前記第２工程フローを作成する請求項２記載の工程フロー作成システム。
4. 前記抽出部は、前記格納部に格納された前記複数の生産計画から、互いに共通の工程を含む第２生産計画群を抽出し、前記第２生産計画群に含まれるそれぞれの前記生産計画について、前記第２生産計画群に含まれる他の前記生産計画との間の乖離度を算出し、前記第２生産計画群から前記乖離度を用いて前記第１生産計画群を抽出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の工程フロー作成システム。
5. 前記抽出部は、前記格納部に格納された前記複数の生産計画から、互いに共通の工程を含む第２生産計画群を抽出し、前記第２生産計画群に含まれる第１生産計画と、前記第２生産計画群に含まれるその他の前記生産計画と、の間の乖離度を算出し、前記第２生産計画群から前記乖離度を用いて前記第１生産計画を含む前記第１生産計画群を抽出する請求項１〜３のいずれか１つに記載の工程フロー作成システム。
6. 前記抽出部は、所定の閾値以上の前記乖離度を有する前記生産計画を、前記第２生産計画群から除くことで、前記第１生産計画群を抽出する請求項４または５に記載の工程フロー作成システム。
7. 前記抽出部は、前記乖離度が高い順から所定の個数の前記生産計画を、前記第２生産計画群から除くことで、前記第１生産計画群を抽出する請求項４または５に記載の工程フロー作成システム。
8. 前記抽出部は、乖離度と、それぞれの乖離度の頻度と、の所定の相関を有しており、
   前記抽出部は、算出された前記乖離度と、それぞれの前記乖離度における頻度と、を前記所定の相関と比較することで、それぞれの前記乖離度における前記頻度と前記相関との差を算出し、前記差が所定の閾値以上である前記生産計画を、前記第２生産計画群から除くことで、前記第１生産計画群を抽出する請求項４または５に記載の工程フロー作成システム。
9. 前記第２工程フロー作成部は、前記第２工程フローにおいて、１の工程から他の工程に向かう２通り以上の枝が存在する場合、少なくとも１つの前記枝を削除する請求項１〜８のいずれか１つに記載の工程フロー作成システム。
10. 工程フロー作成システムの格納部に格納された複数の生産計画から、互いに共通の工程を含む第１生産計画群を、前記工程フロー作成システムの抽出部に抽出させ、
    前記第１生産計画群に含まれる第１生産計画と整合する第１工程フローを、前記工程フロー作成システムの第１工程フロー作成部に作成させ、
    前記第１工程フローに含まれる枝について、前記第１生産計画群のうち前記第１生産計画以外の前記生産計画と整合しない枝を削除することで第２工程フローを、前記工程フロー作成システムの第２工程フロー作成部に作成させる工程フロー作成方法。

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