JP6850719B2 - スケジューリング装置、スケジューリング方法及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、スケジューリング装置およびスケジューリング方法に関する。

工場などの生産現場では、限られたリソースで多数の作業を効率よく実行するために、作業順序を決定するスケジューリングが重要である。

生産現場のスケジューリングに関する技術として、特許文献１が知られている。特許文献１には、工程の編成案の生成結果を用いて工程レイアウト案を生成し、工程設計案が目標値を満たしていないときには工程編成案と工程レイアウト案のいずれか一方を更新することによって適正な工程設計を行うものである。

特開２００４−３５５１４７号公報

実際の生産現場では、限られたスペースを有効に活用するため、複数の設備（または機械）が一つの作業スペースを空間的、時間的に共有して使用される場合がある。このような生産現場では、１スケジューリング期間の間に設備のレイアウトを動的に変更する必要があり、作業スペース内に任意の数の機械や設備をフレキシブルに配置する必要がある。上記特許文献１ではこのような動的かつ柔軟な設備のレイアウトを含むスケジューリングを考慮していない。

そこで、本発明は、動的かつ柔軟な設備のレイアウトを含むスケジューリング装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、プロセッサとメモリを有して、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを第１の空間と第２の空間で実施するスケジュールを生成するスケジューリング装置であって、前記第１の空間は、移動可能な設備を複数配置可能で、かつ、前記設備のレイアウトを変更可能で、前記配置された設備で並列的に可動作業を実施可能であって、前記第２の空間は、固定されたレイアウトで設備を配置し、前記設備に応じた固定作業を実施可能であって、前記メモリは、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含み、前記工程毎に使用する設備と作業時間が設定された作業予定情報と、複数の前記設備について、前記設備のサイズと、当該設備が可動作業と固定作業のいずれを実施可能であるかを予め設定した設備情報と、を格納し、前記プロセッサは、前記作業予定情報と設備情報を読み込んで、前記ジョブの工程毎に前記可動作業と固定作業のいずれであるかを判定し、前記プロセッサは、前記工程が前記可動作業であれば、前記設備情報から当該工程が使用する設備のサイズを取得し、前記作業予定情報から工程の作業時間を取得して、前記第１の空間のレイアウトの制約と他のジョブの前記第１の空間の設備と利用時間を第１の条件として、前記サイズと作業時間に適用し、前記プロセッサは、前記工程が前記固定作業であれば、前記第２の空間の設備を使用する他のジョブの利用時間を第２の条件として、当該工程の作業時間に適用し、前記プロセッサは、前記第１の条件と第２の条件を満たすように当該工程が使用する設備の開始時刻と終了時刻を算出し、前記第１の空間のレイアウトとスケジュールの組み合わせを生成する。

本発明によれば、動的かつ柔軟な設備のレイアウトを考慮したスケジューリングを行うことで、工場などの作業現場の作業効率の向上を可能とするスケジューリング装置を提供することができる。

本発明の実施例１を示し、工場と機械の一例を示す平面図である。 本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置の一例を示すブロック図である。 本発明の実施例１を示し、作業一覧の一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、設備テーブルの一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、コストテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、スケジュールテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、ガントチャートとレイアウト変遷図の関係を示す図である。 本発明の実施例１を示し、可動作業スペースの一例を示す平面図である。 本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置で行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例１を示し、スケジュールテーブルの一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、ガントチャートとレイアウト変遷図の関係を示す図である。 本発明の実施例３を示し、スケジューリング装置で行われる処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施例３を示し、優先条件の設定画面の一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、ガントチャートの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本実施例では、スケジューリング装置の例として、動的かつ柔軟な施設レイアウトを考慮したスケジューリング装置の例を説明する。

図１は、本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置を適用する工場の一例を示す平面図である。

工場１００は、作業者が歩行したり、物品、機械（または設備）１０−１〜１０−６を運搬するための通路１０１と、固定作業を行う固定作業スペース１０２−１〜１０２−３と、可動作業を行う可動作業スペース（フリースペース）１０３を有する。倉庫１０４には、可動作業スペース１０３で作業するための機械１０−２、１０−４、１０−６が格納されている。なお、以下の説明では、機械１０−１〜１０−６の全体について説明するときには、「−」以降を省略した符号「１０」を用いる。他の構成要素の符号についても同様である。

本実施例１において、固定作業は、機械１０を固定作業スペース１０２で機械１０のレイアウトを固定して所定の作業を実施する。例えば、固定作業スペース１０２−１には、機械（＃１）１０−１が所定のレイアウトで固定されており、機械１０−１で対応可能な作業が実施される。

一方、可動作業は、可動作業スペース１０３に倉庫１０４から１以上の機械１０−２、１０−４、１０−６を移動して配置し、可動作業スペース１０３に配置した機械１０で対応可能な作業を実施する。可動作業スペース１０３は、機械１０を自由にレイアウト可能なフリースペースである。

そして、可動作業は可動作業スペース１０３が許す限り（スペース制約条件）機械１０−２、１０−４、１０−６を配置して、他のジョブと同時に作業を実施可能であり、装置に関する制約条件（装置制約条件）はない。すなわち、可動作業用の機械１０−２、１０−４、１０−６は、それぞれ複数用意されている例を示す。

なお、本実施例１におけるスペース制約条件とは、１以上の機械１０を可動作業スペース１０３に配置する際に、同時に配置可能な機械１０の大きさ（または面積）と、機械１０の数の制約条件である。

また、装置制約条件とは、固定作業スペース１０２の１つの機械１０は１つのジョブに占有されて、複数のジョブで共有できないといいう制約条件を示す。

一方、固定作業は、固定作業スペース１０２−１〜１０２−３に設置された機械１０で対応可能な所定の作業しかできないので、スペース制約条件はないものの、装置制約条件が存在する。

なお、本実施例１では、ジョブは、１以上の工程を予め設定した時系列で接続した作業の定義であり、各工程で使用する機械１０（あるいは作業の種類）と処理時間が定義される。各工程は、可動作業または固定作業の少なくとも一方を含む。そして、工場１００では複数のジョブを並列的に実施することができる。

また、本実施例１では、１つの工程で、可動作業スペース１０３と固定作業スペース１０２を併用することを許容する。すなわち、１つの工程で可動作業スペース１０３を使用している可動作業の期間に、部品（あるいは製品）を他の固定作業スペース１０２の固定作業で処理してから、再び可動作業スペース１０３へ戻ることを許容する。この場合、図示はしないが、ガントチャート４１０には、ひとつの工程で複数の機械１０の番号が混在して表示される。

同様に、１つの工程で固定作業スペース１０２の機械１０を使用している固定作業の期間に、部品（あるいは製品）を可動作業スペース１０３の機械１０へ移動して可動作業を実施してから、再び固定作業スペース１０２へ戻ることを許容する。

また、本実施例１において、可動作業スペース１０３の可動作業と、固定作業スペース１０２の固定作業は、空間的に重複しない作業を示す。

図２は、可動作業スペース１０３のレイアウトを考慮してジョブのスケジュールを算出するスケジューリング装置２００の機能的要素を含むブロック図である。スケジューリング装置２００は、ＣＰＵ２０１と、メモリ２０２と、ストレージ装置２０３と入力装置２０４と、出力装置２０５を含む計算機である。入力装置２０４は、マウスやキーボードやタッチパネルを含む。出力装置２０５は、ディスプレイを含む。

メモリ２０２には、作業時間特定部２１１と、利用時間特定部２１２と、スケジュール決定部２１３と、出力部２１５と、入力部２１４と、を保持する。作業時間特定部２１１〜出力部２１５は、具体的には、例えば、コンピュータ上のメモリ２０２（記憶デバイス）に記憶されたプログラムをＣＰＵ２０１に実行させることにより実現する機能である。

ＣＰＵ２０１は、各機能部のプログラムに従って処理することによって、所定の機能を提供する機能部として稼働する。例えば、ＣＰＵ２０１は、作業時間特定プログラムに従って処理することで作業時間特定部２１１として機能する。他のプログラムについても同様である。さらに、ＣＰＵ２０１は、各プログラムが実行する複数の処理のそれぞれの機能を提供する機能部としても稼働する。計算機及び計算機システムは、これらの機能部を含む装置及びシステムである。

ストレージ装置２０３には、作業一覧３００と、スケジュールテーブル４００と、設備テーブル３１０と、コストテーブル３２０のテーブルが格納される。各テーブルの詳細については後述する。

図３は、本実施例１のスケジューリングを行う作業一覧３００の一例を示す。作業一覧３００は、工場１００で実施予定のジョブの工程と所要時間を定義したテーブルで、予め設定された作業予定情報である。スケジューリング装置２００は、作業一覧３００を入力してスケジューリングを実施する。

作業一覧３００は１つ以上のジョブ３０１と、各ジョブの１つ以上の作業３０２、３０３、３０４を一つのエントリに有する。ジョブ３０１には、ジョブを特定するための識別子が格納される。

作業順序３０２〜３０４はジョブの各工程で用いる機械１０を識別する番号（＃１〜＃６）を格納する。また、作業順序３０２〜３０４には当該工程がその機械１０を利用する処理時間が図中括弧内に設定される。なお、本実施例１では、一つのジョブが３つの工程（作業順序３０２〜３０４）を含む例を示したが、３つに限定されるものではなく、また、各ジョブ３０１の工程数（作業順序の数）は同一でなくても良い。

なお、作業一覧３００は、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含んで、工程毎に使用する機械１０と作業時間が設定された情報であれば、上記に限定されるものではない。

図４は、設備テーブル３１０の一例を示す図である。設備テーブル３１０は、工場１００が有する機械１０の概要を予め設定された情報である。

設備テーブル３１０は、機械１０を特定するための識別子が格納される機械ＮＯ３１１と、当該機械１０が可動と固定のいずれであるかを格納する可動／固定３１２と、機械１０の幅３１３と、機械１０の奥行き３１４を、ひとつのエントリに含む。

可動／固定３１２は、「可動」であれば倉庫１０４から可動作業スペース１０３へ移動可能な機械１０を示し、「固定」であれば固定作業スペース１０２に固定された機械１０を示す。

なお、図中「固定」の機械１０については、スペース制約条件が適用されないので、幅３１３と、奥行き３１４は空欄とした。

図５は、工場１００のコストテーブル３２０の一例を示す図である。コストテーブル３２０は、工場１００の作業スペース間を移動するコストが予め設定された情報である。

コストテーブル３２０は、移動元の作業スペース（または機械番号＃）を格納するＦＲＯＭ３２１と、移動先の作業スペース（または機械番号＃）を格納するＴＯ３２２と、移動に要するコスト３２３をひとつのエントリに含む。

ＦＲＯＭ３２１とＴＯ３２２には、可動作業スペース１０３から各機械＃１、＃３、＃５の固定作業スペース１０２までの移動に要するコスト３２３と、固定作業スペース１０２間の移動に要するコスト３２３が設定される。移動に要するコスト３２３は、例えば、時間に関する指標や、人員に関する指標を用いることができる。

図６は、スケジューリングの途中経過を表すスケジュールテーブル４００の一例を示す図である。スケジュールテーブル４００は、スケジュールの生成過程でスケジューリング装置２００の各機能部で利用されるテーブルである。

スケジュールテーブル４００は、ジョブの識別子を格納するジョブ４０１と、各工程で使用する機械１０の機械番号（＃１〜＃６）と開始時刻と終了時刻を格納する作業順序４０２〜４０４をひとつのエントリに含む。以下の説明では、機械１０を識別する場合には、機械番号＃を用いる。

図６の例では、ジョブ２の最初の工程は、機械＃１を用いて時刻ｔ０に開始し、時刻ｔ１で終了する。ジョブ２の２番目の工程は、機械＃４を用いて時刻ｔ１に開始され、時刻ｔ３に終了する。図中、開始時刻および終了時刻が空欄の工程「＃２（）」などは、まだスケジュールが決定していない工程である。

図８は、前記図６に示したスケジューリング途中経過における、時刻ｔ２のときの可動作業スペース１０３の利用状況を示す。時刻ｔ２のとき、可動作業スペース１０３では、倉庫１０４から移動した機械＃４（１０−４）が配置され可動作業がジョブ２により処理されている。

本実施例１では、機械１０の幅を通路１０１に沿った方向の寸法とし、機械１０の奥行きを通路１０１と直交する方向の寸法とする。なお、本実施例１では、可動作業スペース１０３に配置可能な機械１０の幅の最大値（または制限値）を「８」とする。したがって、複数の機械＃２、＃４、＃６を同時間帯に配置する場合、幅の和が「８」を超えないようにスケジューリングする。機械１０の幅の総和の制限が、上述のスペース制約条件となる。

なお、奥行きについても所定の最大値（「４」とする）が設定されて上記と同様にスペース制約条件となる。また、機械１０の幅と奥行きは、寸法の小さい方を幅としてもよい。

図７は、図６に対応してスケジューリングの途中経過を表すガントチャート４１０とレイアウト変遷図４２０の関係を示す図である。ガントチャート４１０は縦軸がジョブ、横軸が時刻を示し、各工程で使用する機械番号が設定される。レイアウト変遷図４２０は縦軸が機械１０の幅を示し、横軸が時刻を示す。なお、ガントチャート４１０とレイアウト変遷図４２０は、出力装置２０５に表示される。

図６のスケジュールテーブル４００及びガントチャート４１０では、ジョブ２の最初の工程が機械＃１を使用する固定作業スペース１０２で時刻ｔ０から開始され、時刻ｔ１で終了する。

ガントチャート４１０では、ジョブ２の２番目の工程が可動作業スペース１０３で機械＃４を使用して時刻ｔ１から開始され、時刻ｔ３で終了する。また、ジョブ１の最初の工程が機械＃１を使用して固定作業スペース１０２で時刻ｔ１から開始され、時刻ｔ２で終了する。

レイアウト変遷図４２０は、時刻ｔ１〜ｔ３の期間で、幅＝「６」の機械＃４が可動作業スペース１０３に配置され。その他の時刻では、まだ、可動作業スペース１０３に配置する機械１０が決定されていないことを示す。

図９は、スケジューリング装置２００で行われるスケジューリング処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、図６のスケジューリング途中経過における、ジョブ１の２番目の作業のスケジューリングを行う処理の例を示す。なお、スケジューリング処理が開始される前に、設備テーブル３１０と、コストテーブル３２０がストレージ装置２０３に登録されているものとする。

以下の説明では、各機能部（プログラム）を処理の主体として説明するが、ＣＰＵ２０１またはスケジューリング装置２００が処理の主体となっても良い。

図９において、入力部２１４は、作業一覧３００を受け付けて、作業時間特定部２１１が作業一覧３００から、ジョブ１の２番目の工程で機械＃２を利用する作業の作業時間を、図３に示すように、「３ｈ」と取得する（ステップＳ３０１）。

次に、スケジュール決定部２１３は、設備テーブル３１０を読み込んで、機械＃２の可動／固定３１２の値が「可動」であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。機械＃２が「可動」であればスケジュール決定部２１３は対象作業が可動作業と判定してステップＳ３０３へ進み、「固定」であれば固定作業と判定してステップＳ３０４に進む。

図４に示すように機械＃２で行う工程は可動作業であるため、利用時間特定部２１２は、機械＃２を倉庫１０４から移動させて可動作業スペース１０３を利用する時間を特定する（ステップＳ３０３）。

より具体的には、図６のスケジュールテーブル４００に示すように、時刻ｔ２において、ジョブ１の１番目の工程は終了しているため、２番目の工程を開始することが可能である。しかし、図８に示すように、可動作業スペース１０３にはジョブ２の２番目の工程で機械＃４が配置されており、ジョブ１の２番目の工程で機械＃２を可動作業スペース１０３に配置する余地がない場合を考える。

利用時間特定部２１２は、設備テーブル３１０を参照してジョブ２の２番目の工程で使用される機械＃４の奥行き３１４を取得し、可動作業スペース１０３の奥行きの最大値（＝４）を超えたか否かを判定する。

利用時間特定部２１２は、奥行き＝２．５の機械＃２は可動作業スペース１０３の奥行き最大値＝４を超えないので可動作業スペース１０３に配置できると判定する。

利用時間特定部２１２は、設備テーブル３１０を参照してジョブ２の２番目の工程で使用される機械＃４の幅３１３を取得し、ジョブ１の２番目の工程で使用する機械＃２の幅３１３を取得し、２つの機械１０の幅の和が、可動作業スペース１０３の最大値（＝８）を超えたか否かを判定する。

利用時間特定部２１２は、２つの機械１０の幅の和が最大値を超えている場合には、２つの機械１０を同じ時間帯で可動作業スペース１０３に配置できないと判定する。一方、利用時間特定部２１２は、２つの機械１０の幅の和が最大値以下の場合には、２つの機械１０を同じ時間帯で可動作業スペース１０３に配置できると判定する。

本実施例１では、通路１０１に沿った機械１０の幅方向で、複数の機械１０を配置する例を示すが、機械１０の奥行き方向で、複数の機械１０を配置する場合でも同様である。 利用時間特定部２１２は、時刻ｔ１〜ｔ３では、幅＝６の機械＃４が可動作業スペース１０３に配置されるので、幅＝３の機械＃２では、２つの機械の幅の和が最大値＝８を超えるので、スペース制約条件によって機械＃２、＃４を同じ時間帯に配置できないと判定する。

このため利用時間特定部２１２は、ジョブ１の２番目の工程は、ジョブ２の２番目の工程が終了する時刻ｔ３から、可動作業スペース１０３で機械＃２を用いて作業を開始することが可能となる、と判定する。

利用時間特定部２１２は、作業一覧３００から取得したジョブ１の２番目の工程の作業時間が「３ｈ」であるため、ジョブ１の２番目の工程の終了時刻を算出し、時刻ｔ６を出力する。

スケジュール決定部２１３はジョブ１の２番目の工程のスケジュールを開始時刻ｔ３、終了時刻ｔ６であると決定する（ステップＳ３０５）。そして、スケジュール決定部２１３は、決定したジョブ１の２番目の工程の内容をスケジュールテーブル４００に格納する。

次に、図９、図１０および図１１を用いて、ジョブ３の２番目の工程のスケジューリングを行う場合の処理の例を示す。図１０、図１１はスケジューリング途中経過を示すものであり、ジョブ３の１番目の作業は時刻ｔ６に終了している。

図９において、初めに、作業時間特定部２１１は、ジョブ３の２番目の工程で機械＃１を利用する作業時間を、図３に示す作業一覧３００から「１ｈ」を取得する（ステップＳ３０１）。

次に、スケジュール決定部２１３が、設備テーブル３１０を読み込んで、機械＃１の可動／固定３１２の値が「可動」であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。機械＃１が「固定」であるので、スケジュール決定部２１３は対象作業が固定作業と判定してステップＳ３０４へ進む。

スケジュール決定部２１３は、対象作業が固定作業であるジョブ３の２番目の工程の作業開始の時刻と終了時刻を決定する（ステップＳ３０４）。より具体的には、図１０、図１１に示すように、ジョブ３の１番目の工程は時刻ｔ６に終了するため、ジョブ３の２番目の工程は時刻ｔ６から作業を開始することが可能となる。

このとき、ジョブ１およびジョブ２が機械＃１を利用する工程は既にスケジュールが決定しており、機械＃１の作業終了時刻がどちらも時刻ｔ６よりも早いため、時刻ｔ６でジョブ３の２番目の工程を開始しても、機械＃１の利用が重複することはない。

したがって、スケジュール決定部２１３は、装置制約条件を受けることなくジョブ３の２番目の工程の作業開始時刻をｔ６と決定し、作業終了時刻はｔ７に決定する（ステップＳ３０４）。そして、スケジュール決定部２１３は、ジョブ３の２番目が機械＃１で作業開始時刻ｔ６と終了時刻ｔ７をスケジュールテーブル４００に格納する（ステップＳ３０５）。

スケジューリング装置２００は、入力された作業一覧３００の全てのジョブの全ての工程について、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の処理を繰り返して、後述する図１４のようにスペース制約条件と装置制約条件を満たすスケジュールとレイアウトの組み合わせを生成する。これにより、スケジュールテーブル４００は、図１０、図１１で示すようになる。

図１４は、スケジューリング装置２００が作業一覧３００を入力としてスケジューリングを行った結果を示すガントチャート４１０である。

まず、ジョブ１は、時刻ｔ１〜ｔ２で機械＃１を使用する１番目の工程となる固定作業がスケジュールされる。時刻ｔ２〜ｔ３は可動作業スペース１０３のスペース制約によって、ジョブ１は可動作業スペース１０３を確保できない。

次に、時刻ｔ３〜ｔ６では、機械＃２を可動作業スペース１０３に配置して２番目の工程となる可動作業がスケジュールされる。時刻ｔ３〜ｔ６では、ジョブ３の最初の工程が機械＃６で同時にスケジュールされるが、機械＃２の幅＝３、機械＃６の幅＝４、で同時に可動作業スペース１０３を利用する機械１０の幅の総和が最大値の８以下であるので、スペース制約を満たす。

最後に３番目の工程が時刻ｔ６〜ｔ７で、装置制約を満たしているので、機械＃５を使用した固定作業がスケジュールされる。

ジョブ２は、時刻ｔ０〜ｔ１で機械＃１を使用する１番目の工程となる固定作業がスケジュールされる。次に、時刻ｔ１〜ｔ３ではスペース制約条件を満たしているので、機械＃２を可動作業スペース１０３に配置してジョブ２の２番目の工程となる可動作業がスケジュールされる。最後にジョブ２の３番目の工程は、時刻ｔ３〜ｔ５で、機械＃５を使用した固定作業がスケジュールされる。

ジョブ３は、時刻ｔ３〜ｔ６で機械＃６を使用する１番目の工程となる可動作業がスケジュールされる。時刻ｔ３〜ｔ６ではジョブ１の２番目の工程が機械＃２で可動作業スペース１０３を同時に使用するスケジュールとなるが、上述のようにスペース制約条件を満たしているので、実行可能なスケジュールとなる。

次に、時刻ｔ６〜ｔ７では機械＃１を使用する装置制約条件を満たしているので、ジョブ３の２番目の工程となる固定作業がスケジュールされる。最後にジョブ３の３番目の工程は、時刻ｔ７〜ｔ８で、機械＃５を使用する装置制約条件を満たしているので固定作業がスケジュールされる。

なお、スケジュール決定部２１３は、図５に示したコストテーブル３２０を参照して、固定作業の機械１０間または固定作業の機械１０と可動作業スペース１０３間の移動のコスト３２３を取得して、複数のスケジュールを算出して、コスト３２３の総和が最小となるスケジュールを選択しても良い。

なお、上記実施例１では、可動作業について、スペース制約条件が存在し、装置制約条件がない例を示したが、可動作業用の機械１０−２、１０−４、１０−６がそれぞれ一つしかない場合がある。この場合には、可動作業にスペース制約条件と装置制約条件を適用することができる。

以上のように、本実施例１では、可動作業のスケジュールの作成時に、可動作業スペース１０３の利用可能時刻を考慮することで、動的かつ柔軟な施設レイアウトを考慮したスケジューリングを行うことが可能となり、作業効率が向上するという効果を奏する。

このように、本実施例１に係るスケジューリング装置２００は、作業一覧３００と設備テーブル３１０を読み込んで、可動作業と固定作業を判別し、可動作業であれば、当該工程が使用する機械１０のサイズと工程の作業時間に基づいて、可動作業スペース１０３のレイアウトの制約条件と他のジョブの可動作業スペース１０３の使用時間を第１の条件として、前記サイズと前記作業時間に適用し、前記固定作業であれば、固定作業スペース１０２の機械１０を使用する他のジョブの利用時間を第２の条件として、当該工程の作業時間に適用し、第１の条件と第２の条件を満たすように、当該工程が使用する設備の開始時刻と終了時刻を算出し、スケジュールと可動作業スペース１０３のレイアウトの組み合わせを生成する。

係る特徴により、生産作業や補修作業の効率を向上させることが可能となる。

本実施例２は、本発明のスケジューリング装置２００の別の例を示す。本実施例２では、可動作業スペース１０３で複数の機械１０を配置する際に、通路１０１への機械１０の出し入れを考慮するものである。その他の構成は、前記実施例１と同様である。

スケジューリング装置２００が可動作業スペース１０３に可動作業の機械１０を配置するときに、可動作業を可動作業スペース１０３の通路１０１に対して奥まった場所に配置した場合、前記可動作業と通路との間に別の可動作業の機械１０が配置されることがある。

このような場合、通路１０１側から奥まった場所に配置した機械１０の可動作業が終了したときに、通路１０１側の機械１０の工程が継続している場合には、工程が完了した可動作業用の機械１０の撤去が困難となる恐れがある。

可動作業の機械１０の配置を可動作業スペース１０３の通路１０１に面した場所に限定するなどの制約が設けられることがある。このような場合、可動作業スペース１０３の通路１０１に面する辺のどこからどこまでを可動作業が利用するのかを決定すると、前記可動作業用の機械１０の配置場所が一意に決定される。

図１１の下部に示すレイアウト変遷図４２０において、図中縦方向が可動作業スペース１０３の幅方向の利用範囲を表し、横方向が可動作業の機械１０で可動作業スペース１０３を専有する時間を表す。図１１のレイアウト変遷図４２０では、幅＝０が固定作業スペース１０２−１側とする。

図１１の例では、機械＃４の可動作業は、可動作業スペース１０３の幅０から６までを占有して、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで専有する。

そして、機械＃２の可動作業は、可動作業スペース１０３の幅０から３までを占有して、時刻ｔ３から時刻ｔ６まで専有する。機械＃６の可動作業は可動作業スペース１０３の幅３から７までを占有して、時刻ｔ３から時刻ｔ６まで専有する。

このように、本実施例２に係るスケジューリング装置２００は、変更できる領域のレイアウトを、幅または奥行きの大きさを一方の軸とし、可動作業の作業時間と他方の軸とを用いて出力装置２０５に表示することを特徴とする。係る特徴により、可動作業の配置スケジュールをスケジューリング装置２００の利用者が容易に把握可能な形で提示することができ、作業効率を向上させることが可能である。

本実施例では、図１２から図１４を用いて、本発明のスケジューリング装置２００の別の例を示す。

図１２は本実施例３のスケジュールを生成する処理の一例を示すフローチャートである。

初めに、入力部２１４を介して優先条件の設定を行う（ステップＳ９０１）。優先条件入力画面の一例を図１３に示す。優先条件入力画面１０００には、複数の優先条件１００１が表示され、スケジューリング装置２００の利用者は入力装置２０４を介して所望の優先条件を選択することができる。

優先条件１００１のうち「作業時間」は、作業時間が最小のスケジュールを優先することを示す。同様に「レイアウト利用期間」は、可動作業スペース１０３の利用開始から終了までの利用期間が最小のスケジュールを優先することを示す。「移動コスト」は、各工程間で移動コストが最小のスケジュールを優先することを示す。

なお、「レイアウト使用面積」の場合、可動作業スペース１０３の使用効率が最大のスケジュールを優先しても良い。可動作業スペース１０３の使用効率としては、機械１０を配置した面積と、機械１０を配置していない空き領域の面積の比や、空き領域の面積で表すことができる。

図１３の例では、作業時間が優先条件として選択されている。優先条件の設定方法は本実施例３で提示した方法に限定されるものではない。例えば優先条件と優先条件が満たすべき設定値を入力する項目を備えていてもよい。または、優先条件を一つ選択するのではなく、優先条件の優先順位を設定する項目を備えていてもよい。

次に、スケジュール決定部２１３は、スケジュールを生成する（ステップＳ９０２）。スケジュール決定部２１３は、複数の可動作業が同一の機械１０を利用する場合、機械１０の利用順序を決定する必要があり、機械１０の利用順序により複数のスケジュールが生成されうる。

スケジュールの生成手法は公知または周知の手法を利用することが可能であり、例えばＧｉｆｆｌｅｒ ａｎｄ Ｔｈｏｍｐｓｏｎのアルゴリズムなどが利用可能である。Ｇｉｆｆｌｅｒ ａｎｄ Ｔｈｏｍｐｓｏｎのアルゴリズムなどでは、作業の開始時刻や終了時刻を計算する必要がある。可動作業が可動作業スペース１０３を利用する場合の開始時刻および終了時刻の計算は、前記実施例１の図９の処理で算出される。

スケジュールの生成回数が予め設定された第１の閾値を超えた場合（ステップＳ９０３）、または生成したスケジュールの優先条件の値が予め設定された第２の閾値以下の場合（ステップＳ９０４）、スケジュール決定部２１３は算出されたスケジュールを決定する（ステップＳ９０５）。

優先条件を満たさない場合、スケジュール決定部２１３は、再度スケジュールの生成を行う（ステップＳ９０２）。スケジュール生成の反復条件は、予め定められた値を用いてもよいし、入力部２１４によりスケジューリング装置２００の利用者により設定してもよい。

また、スケジュール決定部２１３は本実施例３に記載の方法に限定されるものではなく、例えば繰り返し回数が第１の閾値を超えないなかで生成されたスケジュールのうち、最も優先条件の値が小さいものを選択してもよい。

最後に、出力部２１５は、決定されたスケジュールと可動作業スペース１０３のレイアウトの表示を行う（ステップＳ９０６）。表示するスケジュールの一例を図１１に、表示するレイアウトの一例を図１４のガントチャート４１０に示す。

ガントチャート４１０はジョブ１〜３毎の工程を示すスケジュール表で、各工程が各機械１０を利用する時間を示している。図１４に示したレイアウトの一例は図１１に示したものと同様である。スケジュールの表示方法は本実施例３に記載の方法に限定されるものではなく、例えば複数の候補をスケジューリング装置２００の利用者が比較できるように表示してもよい。

このように、本実施例３に係るスケジューリング装置２００は、作業時間、レイアウト利用時間または前記装置の移動コストのいずれか一つ以上を入力する入力部２１４を有し、スケジュール決定部２１３は、作業時間と、レイアウト利用時間またはレイアウトで用いる機械１０の移動コストのいずれか一つ以上が小さくなる第四の条件を満たすスケジュールと可動作業スペース１０３のレイアウトの組み合わせを特定し、特定された前記優先したスケジュールとレイアウトの組み合わせを表示することを特徴とする。

係る特徴により、スケジューリング装置２００の利用者の望む優良なスケジュールと可動作業スペース１０３のレイアウトを生成することが可能であり、さらにスケジューリング装置２００の利用者はスケジュールとレイアウトを、図１１で示したように、ガントチャート４１０とレイアウト変遷図４２０にて出力装置２０５の画面上で容易に把握することができ、作業効率を向上させることが可能である。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、又は置換のいずれもが、単独で、又は組み合わせても適用可能である。

また、上記の各構成、機能、処理部、及び処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、及び機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１００ 工場
１０４ 倉庫
２００ スケジューリング装置
２０１ ＣＰＵ
２０２ メモリ
２０３ ストレージ装置
２０４ 入力装置
２０５ 出力装置
２１１ 作業時間特定部
２１２ 利用時間特定部
２１３ スケジュール決定部
２１４ 入力部
２１５ 出力部
３００ 作業一覧
３１０ 設備テーブル
３２０ コストテーブル
４００ スケジュールテーブル

Claims (12)

1. プロセッサとメモリを有して、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを第１の空間と第２の空間で実施するスケジュールを生成するスケジューリング装置であって、
   前記第１の空間は、移動可能な設備を複数配置可能で、かつ、前記設備のレイアウトを変更可能で、前記配置された設備で並列的に可動作業を実施可能であって、
   前記第２の空間は、固定されたレイアウトで設備を配置し、前記設備に応じた固定作業を実施可能であって、
   前記メモリは、
   １以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含み、前記工程毎に使用する設備と作業時間が設定された作業予定情報と、
   複数の前記設備について、前記設備のサイズと、当該設備が可動作業と固定作業のいずれを実施可能であるかを予め設定した設備情報と、を格納し、
   前記プロセッサは、前記作業予定情報と設備情報を読み込んで、前記ジョブの工程毎に前記可動作業と固定作業のいずれであるかを判定し、
   前記プロセッサは、前記工程が前記可動作業であれば、前記設備情報から当該工程が使用する設備のサイズを取得し、前記作業予定情報から工程の作業時間を取得して、前記第１の空間のレイアウトの制約と他のジョブの前記第１の空間の設備と利用時間を第１の条件として、前記サイズと前記作業時間に適用し、
   前記プロセッサは、前記工程が前記固定作業であれば、前記第２の空間の設備を使用する他のジョブの利用時間を第２の条件として、当該工程の作業時間に適用し、
   前記プロセッサは、前記第１の条件と第２の条件を満たすように当該工程が使用する設備の開始時刻と終了時刻を算出し、前記第１の空間のレイアウトとスケジュールの組み合わせを生成することを特徴とするスケジューリング装置。
2. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   前記サイズは、前記設備の幅または奥行きの大きさであることを特徴とするスケジューリング装置。
3. 請求項２に記載のスケジューリング装置であって、
   前記第１の条件は、前記サイズのうち少なくとも幅または奥行きの大きさと、前記可動作業の開始時刻と終了時刻とを用いて前記第１の空間のレイアウトを特定する条件であることを特徴とするスケジューリング装置。
4. 請求項３に記載のスケジューリング装置であって、
   前記プロセッサの出力を表示する出力装置をさらに有し、
   前記プロセッサは、前記第１の条件で特定された前記第１の空間のレイアウトを、前記幅または前記奥行きの大きさを一方の軸とし、前記可動作業の開始時刻と終了時刻を他方の軸として前記出力装置に表示させることを特徴とするスケジューリング装置。
5. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   複数の前記ジョブはそれぞれ異なる前記工程の組み合わせからなることを特徴とするスケジューリング装置。
6. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   前記プロセッサは、さらに、前記ジョブの作業時間と、レイアウト利用期間または前記工程の移動コストのいずれか一つ以上が小さくなる第３の条件を満たすスケジュールと第１の空間のレイアウトの組み合わせを生成することを特徴とするスケジューリング装置。
7. 請求項６に記載のスケジューリング装置であって、
   利用者からの入力を受け付ける入力装置をさらに有し、
   前記第３の条件のうち、前記作業時間、前記レイアウト利用期間または前記工程の移動コストのいずれか一つ以上を前記入力装置から受け付けることを特徴とするスケジューリング装置。
8. 請求項７に記載のスケジューリング装置であって、
   前記プロセッサは、前記受け付けた前記第３の条件に基づいて前記作業時間、前記レイアウト利用期間または前記工程の移動コストのいずれかを優先したスケジュールとレイアウトの組み合わせを特定し、前記特定されたスケジュールとレイアウトの組み合わせを表示する出力装置を有することを特徴とするスケジューリング装置。
9. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   前記プロセッサの出力を表示する出力装置をさらに有し、
   前記プロセッサは、一つ以上のスケジュールとレイアウトの組み合わせを特定し、前記特定された前記複数のスケジュールとレイアウトの組み合わせを前記出力装置に表示させることを特徴とするスケジューリング装置。
10. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
    前記工程は、可動作業と固定作業の混在を許容することを特徴とするスケジューリング装置。
11. プロセッサとメモリを有する計算機で、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを第１の空間と第２の空間で実施するスケジュールを生成するスケジューリング方法であって、
    前記第１の空間は、移動可能な設備を複数配置可能で、かつ、前記設備のレイアウトを変更可能で、前記配置された設備で並列的に可動作業を実施可能であって、
    前記第２の空間は、固定されたレイアウトで設備を配置し、前記設備に応じた固定作業を実施可能であって、
    前記プロセッサは、前記メモリに格納された、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含み、前記工程毎に使用する設備と作業時間が設定された作業予定情報と、複数の前記設備について、前記設備のサイズと、当該設備が可動作業と固定作業のいずれを実施可能であるかを予め設定した設備情報と、を読み込む第１のステップと、
    前記プロセッサは、前記作業予定情報と設備情報を読み込んで、前記ジョブの工程毎に前記可動作業と固定作業のいずれであるかを判定する第２のステップと、
    前記プロセッサは、前記工程が前記可動作業であれば、前記設備情報から当該工程が使用する設備のサイズを取得し、前記作業予定情報から工程の作業時間を取得して、前記第１の空間のレイアウトの制約と他のジョブの前記第１の空間の設備と利用時間を第１の条件として、前記サイズと前記作業時間に適用する第３のステップと、
    前記プロセッサは、前記工程が前記固定作業であれば、前記第２の空間の設備を使用する他のジョブの利用時間を第２の条件として、当該工程の作業時間に適用する第４のステップと、
    前記プロセッサは、前記第１の条件と第２の条件を満たすように当該工程が使用する設備の開始時刻と終了時刻を算出し、前記第１の空間のレイアウトとスケジュールの組み合わせを生成する第５のステップと、
    を含むことを特徴とするスケジューリング方法。
12. プロセッサとメモリを有する計算機で、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを第１の空間と第２の空間で実施するスケジュールを生成させるためのプログラムを格納した記憶媒体であって、
    前記第１の空間は、移動可能な設備を複数配置可能で、かつ、前記設備のレイアウトを変更可能で、前記配置された設備で並列的に可動作業を実施可能であって、
    前記第２の空間は、固定されたレイアウトで設備を配置し、前記設備に応じた固定作業を実施可能であって、
    前記メモリに格納された、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含み、前記工程毎に使用する設備と作業時間が設定された作業予定情報と、複数の前記設備について、前記設備のサイズと、当該設備が可動作業と固定作業のいずれを実施可能であるかを予め設定した設備情報と、を読み込む第１のステップと、
    前記作業予定情報と設備情報を読み込んで、前記ジョブの工程毎に前記可動作業と固定作業のいずれであるかを判定する第２のステップと、
    前記工程が前記可動作業であれば、前記設備情報から当該工程が使用する設備のサイズを取得し、前記作業予定情報から工程の作業時間を取得して、前記第１の空間のレイアウトの制約と他のジョブの前記第１の空間の設備と利用時間を第１の条件として、前記サイズと前記作業時間に適用する第３のステップと、
    前記工程が前記固定作業であれば、前記第２の空間の設備を使用する他のジョブの利用時間を第２の条件として、当該工程の作業時間に適用する第４のステップと、
    前記プロセッサは、前記第１の条件と第２の条件を満たすように当該工程が使用する設備の開始時刻と終了時刻を算出し、前記第１の空間のレイアウトとスケジュールの組み合わせを生成する第５のステップと、
    を前記計算機に実行させるためのプログラムを格納した非一時的な計算機読み取り可能な記憶媒体。

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