JP6996323B2 - 生産管理方法、生産管理システム及びプログラム - Google Patents

生産管理方法、生産管理システム及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、生産管理方法、生産管理システム及びプログラムに関する。
生産計画の立案を支援する生産管理方法が知られている。例えば、特許文献１には、生産ラインの負荷状況を可視化して負荷の偏りを抑制する生産管理方法が開示されている。また、特許文献２には、各指標における制約の優先度を重みとして与え、目的関数（評価関数）を当該重みの線形加重和により表し、当該線形加重和を最小化するときの解を数理計画法により算出する生産管理方法が開示されている。なお、特許文献２では、製鋼圧延計画の立案を目的としており、指標が製造品種、計算により得られる解が製造品種別充当枠である。
特開平９－２２５７８６号公報 特開２０１７－０６８７８８号公報
自動車などの多品種に及ぶ製品の生産の場合、製品の種類別といった大分類だけでなく、選択されるオプションのタイプ別、グレード別といった小分類についても考慮して生産計画を立案する必要がある。このため、多品種に及ぶ製品の生産の場合、特許文献１に記載の生産計画システムのように単純に負荷の見える化をしただけでは最適な生産台数を導き出すことができない。
また、多品種に及ぶ製品の生産の場合、生産計画の立案において、上記小分類を指標（オプション）とし、それらの制約を考慮して解を算出する必要がある。しかしながら、特許文献２に記載の生産管理方法では、多数のオプションにおける制約の優先度に対し、定量的な重みを与えることは困難である。このため、多品種に及ぶ製品の生産の場合、特許文献２に記載の計算方法では、得られる解が最適なものにならない場合があった。
さらに、多品種に及ぶ製品の生産において、各オプション仕様がそれぞれ何台欲しいかについての内訳を示す仕様別希望台数の情報（調整前オーダー）が販売店などから提示される場合がある。ここで、オプション仕様とは、複数あるオプションのうちどれを選択するかについてのパターン、すなわち、オプションの組み合わせパターンである。このような場合に、特許文献２に記載の計算方法では、各オプションにおける制約の優先度を重みとした線形加重和を最小化するだけなので、当然ながら、上記調整前オーダーで示された各オプション仕様の割り当て台数の内訳を考慮に入れた計算を行うことはできない。
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、調整前オーダーについて考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる生産管理方法を提供することを目的とする。
本発明は、大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限を制約として、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための生産管理方法であって、前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込むステップと、読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定するステップと、前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させるステップと、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させるステップと、を備え、制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである。
各オプションに対し、それぞれ、制約の優先順位を設定し、制約の優先順位の高いオプションから値を確定させることで、制約の優先順位の高いオプションについては、割り当てが上限を上回らないよう守らせることができる。制約の優先順位の同じオプションにおける上限破り量の計算では、制約の優先順位が同じオプションにおいて、各オプションの上限の値に基づいて、上限破り量の按分を行うので、制約の優先順位の同じオプション間では、上限破り量を平準化することができる。そして、制約に対して余裕のあるオプションを対象として、さらに巻き替え調整を行い、調整後オーダーを決定する。調整後オーダーの計算では、各オプション仕様における、調整後オーダーにおける割り振り台数と調整前オーダーにおける割り当て台数との差分を調整前オーダーにおける割り当て台数で按分するようにしている。このようにすることで、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
本発明は、大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限を制約として、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための生産管理システムであって、演算部と、記憶部と、入力部と、を備え、前記入力部が、前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込んで前記記憶部に記憶させ、前記演算部が、読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定し、前記演算部が、前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させ、前記演算部が、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させ、制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである。これにより、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
本発明は、大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限を制約として、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための処理手順をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込む処理手順と、読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定する処理手順と、前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させる処理手順と、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させる処理手順と、を含み、制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである。これにより、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
本発明によれば、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
実施の形態１にかかる生産管理方法の処理の概略を示すフローチャートである。 図１のステップＳ１で読み込みする、自動車の生産における、調整前オーダーとオプションとの対応表の一例を示す図である。 各オプションにおける制約の優先順位の設定について説明する模式図である。 図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。 図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。 図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。 図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。 図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。 調整後オーダーを決定するための目標関数において、調整後オーダーと調整前オーダーとの差分を、調整前オーダーに基づいて按分する場合と按分しない場合との対照表である。 実施の形態２にかかる生産管理システムの概略構成を示す模式図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
［実施の形態１］
実施の形態１にかかる生産管理方法は、生産計画の立案において、大分類に含まれるグループ内での生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限（上限値）を制約として、オプション仕様の生産台数の巻き替え調整（割り振り）を行うためのものである。
ここで、大分類に含まれるグループとは、大分類としての基本仕様が同じグループのことである。基本仕様が同じ、とは、例えば、自動車生産の場合、車種、販売地域、エンジンタイプおよびトランスミッションの種類などの基本仕様が同じであることを意味する。
オプションとは、選択が可能な個別機能のことである。例えば、自動車生産の場合、オプションは、Ａ社製オーディオ、Ｂ社製オーディオ、ムーンルーフ、皮シート、ｆａｂシートといったものになる。オプションの制約は、当該オプションの供給数量の上限を意味する。例えば、上記自動車生産の例の場合、各オプションの上限は、Ａ社製オーディオが１８０台、Ｂ社製オーディオが８０台、ムーンルーフが４５台、皮シートが１８０台、ｆａｂシートが５０台、といった案配になる。
オプション仕様とは、複数あるオプションのうち、どれを選択するかについてのパターン、すなわち、オプションの組み合わせパターンである。生産台数の巻き替え調整とは、大分類ごとの総台数を変えずにオプション仕様別の割り振りのみを変える調整を意味する。
調整前オーダー情報は、販売店などから提示される、各オプション仕様がそれぞれ何台欲しいかについての内訳を示す仕様別希望台数の情報である。
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる生産管理方法における処理の流れについて説明する。
図１は、本実施の形態にかかる生産管理方法の処理の概略を示すフローチャートである。図１に示すように、まず、調整前オーダーに関する情報、複数のオプションのそれぞれに対する制約に関する情報、調整前オーダーとオプションとの対応表、複数のオプションのそれぞれに対する制約の優先順位情報、をそれぞれ読み込む（ステップＳ１）。続いて、読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定する（ステップＳ２）。ここで、上限破り量は、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である。また、二次計画問題とは、数理最適化問題の一種で、幾つかの変数からなる二次関数を線形制約の下で最適化するためのものである。
ステップＳ２に続いて、複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、当該オプションの上限破り量を確定させる（ステップＳ３）。続いて、上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、調整前オーダーを考慮して、複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行い、複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数（調整後オーダーにおける割り振り台数）を確定させる（ステップＳ４）。この調整後オーダーにおける割り振り台数が、生産計画における生産予定台数となる。そして、ステップＳ３、ステップＳ４で算出した各オプションの上限破り量と調整後オーダーにおける割り振り台数を出力する（ステップＳ５）。
なお、二次計画問題の最適化計算には、既存の数理計画計算ソルバーを使用することができる。
図２は、図１のステップＳ１で読み込みする、自動車の生産における、調整前オーダーとオプションとの対応表の一例を示す図である。図２に示すように、大分類は、グループ１、グループ２の２つとしている。ここで、グループ１は、車種がＲＶ車、販売地域が北米、エンジンタイプが１ＧＲ型、トランスミッションの種類がＣＶＴである自動車で、グループ２は、車種がＲＶ車、販売地域が北米、エンジンタイプが１ＧＲ型、トランスミッションの種類がＭＴの自動車である。オプションは、オプション１からオプション５の５つとしている。ここで、オプション１はＡ社製オーディオ、オプション２はＢ社製オーディオ、オプション３はムーンルーフ、オプション４は皮シート、オプション５はｆａｂシートである。
大分類のグループ内における生産台数は、グループ１が１００台、グループ２が１５０台である。この大分類のグループ内における生産台数は固定された値、すなわち確定値である。調整前オーダーにおける割り当て台数の内訳は、グループ１のオプション仕様では、ＯＰ仕様１の台数Ｐ１が７０台、ＯＰ仕様２の台数Ｐ２が３０台、グループ２のオプション仕様では、ＯＰ仕様３の台数Ｐ３が３０台、ＯＰ仕様４の台数Ｐ４が１００台、ＯＰ仕様５の台数Ｐ５が２０台となっている。
グループ１のＯＰ仕様１では、オプション１とオプション４を選択する。グループ１のＯＰ仕様２では、オプション１とオプション３とオプション５を選択する。グループ２のＯＰ仕様３では、オプション２とオプション３とオプション５を選択する。グループ２のＯＰ仕様４では、オプション１とオプション４を選択する。グループ２のＯＰ仕様５では、オプション２とオプション４を選択する。各オプションにおける制約条件としての上限は、オプション１が１８０個、オプション２が８０個、オプション３が４５個、オプション４が１８０個、オプション５が５０個である。
本実施の形態にかかる生産管理方法の処理の実行に先立ち、各オプションにおける制約の優先順位をそれぞれ設定する必要がある。
図３は、各オプションにおける制約の優先順位の設定について説明する模式図である。図３には、図２に示す対応表に対し、さらに各オプションにおける制約の優先順位、調整前オーダーに対する必要数が入力されている。図３に示すように、調整前オーダーにおけるオプション仕様の台数を生産した場合、各オプションの必要数は、オプション１は２００個、オプション２は５０個、オプション３は６０個、オプション４は１９０個、オプション５は６０個となる。
各オプションにおける制約の優先順位は、優先度の高いものから、1番目、２番目、３番目、とし、最も優先度の低いものを０番目とする。なお、各オプションにおける制約の優先順位の数は、説明の便宜上、１、２、３、０の４つとしているが、これに限るものではなく、２つ以上であればよい。また、制約の優先順位が同じオプションが複数存在してもよい。
各オプションにおける制約の優先順位は、例えば、現実の業務では、制約としての上限が調整前オーダーに対する必要数に対してどれだけ余裕があるか、上限にどれだけ調整代があるか、などを基準に決める。つまり、上限が調整前オーダーに対する必要数を大幅に下回り、かつ、上限にほとんど調整代がないものは、融通が利かないので、優先順位を相対的に高くする。一方、上限が調整前オーダーに対する必要数を大幅に上回るか、または、上限に多少の調整代があるものは、ある程度融通が利くので、優先順位を相対的に低くする。
すなわち、現実の業務において、図３の例では、オプション２は、必要数が５０個であるのに対して上限が８０個で、上限が調整前オーダーに対する必要数を大幅に上回っている。このため、オプション２の優先順位は最も低い“優先順位０”に設定する。これに対し、オプション１は、上限が調整前オーダーに対する必要数を大幅に下回っており、加えて、上限の調整代はほとんどないとする。このため、オプション１の優先順位は最も高い“優先順位１”に設定する。
上述したように、上限破り量は、オプションの割り当て数量が上限を上回る量で、オプションの必要数が上限を下回る場合、上限破り量は０とする。上限破り量および調整後オーダーにおける各オプション仕様の割り振り台数ついては、生産管理方法の処理を実行することにより求める。
次に、図１を参照して説明した、本実施の形態にかかる生産管理方法の処理について、より具体的に説明する。
図１のステップＳ２において、制約の優先順位が同じオプションごとの上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は以下に示す、式（１）から式（４）により設定する。なお、目的関数をこのように設定することで、解が按分されることはラグランジュの未定乗数法を用いて証明できる。
Figure 0006996323000001
式（１）は、優先順位１の各オプションについて上限破り量を確定させるための目標関数（目的関数）である。式（１）における、ｙａｉは優先順位１に含まれるオプションの上限破り量、ｕａｉは当該オプションの上限、ＮＡは優先順位が１番目に含まれるオプション数である。式（１）は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、上限破り量ｙａｉの二乗を上限ｕａｉで除した値を総和したものである。すなわち、優先順位１に含まれる各オプションにおける上限破り量ｙａｉを各オプションの制約ｕａｉで按分するようにしている。
式（２）は、優先順位２の各オプションについて上限破り量を確定させるための目標関数である。式（２）における、ｙｂｉは優先順位２に含まれるオプションの上限破り量、ｕｂｉは当該オプションの上限、ＮＢは優先順位が２番目に含まれるオプション数である。式（２）は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、上限破り量ｙｂｉの二乗を上限ｕｂｉで除した値を総和したものである。すなわち、優先順位２に含まれる各オプションにおける上限破り量ｙｂｉを各オプションの制約ｕｂｉで按分するようにしている。

式（３）は、優先順位３の各オプションについて上限破り量を確定させるための目標関数である。式（３）における、ｙｃｉは優先順位３に含まれるオプションの上限破り量、ｕｃｉは当該オプションの上限、ＮＣは優先順位が３番目に含まれるオプション数である。式（３）は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、上限破り量ｙｃｉの二乗を上限ｕｃｉで除した値を総和したものである。すなわち、優先順位３に含まれる各オプションにおける上限破り量ｙｃｉを各オプションの制約ｕｃｉで按分するようにしている。
式（４）は、優先順位０の各オプションについて上限破り量を確定させるための目標関数である。式（４）における、ｙｄｉは優先順位０に含まれるオプションの上限破り量、ｕｄｉは当該オプションの上限、ＮＤは優先順位が０番目に含まれるオプション数である。式（４）は、式（４）は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、上限破り量ｙｄｉの二乗を上限ｕｄｉで除した値を総和したものである。すなわち、優先順位０に含まれる各オプションにおける上限破り量ｙｄｉを各オプションの制約ｕｄｉで按分するようにしている。
図１のステップＳ２において、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は以下に示す式により設定する。
Figure 0006996323000002
式（５）における、ｘｉはＯＰ仕様ｉの調整後オーダーにおける割り振り台数、ＰｉはＯＰ仕様ｉの調整前オーダーにおける割り当て台数、Ｎはオプション仕様の数である。式（５）は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数である調整後オーダーｘｉと調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉとの差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである。すなわち、調整後オーダーにおける割り振り台数ｘｉと調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉとの差分を調整前オーダーＰｉで按分するようにしている。
上述したように、図１のステップＳ３では、オプションのうちで制約の優先順位の高いものから順に二次計画問題の最適化計算を行う。ここで、目的関数の最適化計算とは、目的関数の最小化を意味する。図４から図８は、図１のステップＳ３、ステップ４において、二次計画問題の最適化計算を行う順序について模式的に説明する図である。まず、図４に示すように、優先順位１に含まれるオプション１の上限破り量を確定させる。なお、式（１）のオプション数ＮＡは１（オプション１だけ）である。式（１）の目標関数を用いて最適化計算を行った結果、オプション１の上限破り量は０個となったので、オプション１の上限破り量を０個で確定させる。
次に、図５に示すように、優先順位２に含まれるオプション３及びオプション４の上限破り量を確定させる。オプション１の上限破り量を０個で固定した上で、式（２）の目標関数を用いて最適化計算を行う。なお、式（２）のオプション数ＮＢは２（オプション３とオプション４）である。その結果、オプション３の上限破り量は５個、オプション４の上限破り量は２０個となったので、オプション３の上限破り量を５個、オプション４の上限破り量を２０個で確定させる。
次に、図６に示すように、優先順位３に含まれるオプション５の上限破り量を確定させる。なお、オプション数ＮＣは１（オプション５だけ）である。オプション１の上限破り量を０個、オプション３の上限破り量を５個、オプション４の上限破り量を２０個で固定した上で、式（３）の目標関数を用いて最適化計算を行う。その結果、オプション５の上限破り量は０個となったので、オプション５の上限破り量を０個で確定させる。
次に、図７に示すように、優先順位０に含まれるオプション２の上限破り量を確定させる。なお、式（４）のオプション数ＮＤは１（オプション２だけ）である。オプション１の上限破り量を０個、オプション３の上限破り量を５個、オプション４の上限破り量を２０個、オプション５の上限破り量を０個で固定した上で、式（４）の目標関数を用いて最適化計算を行う。その結果、オプション２の上限破り量は０個となったので、オプション２の上限破り量を０個で確定させる。
上述したように、図１のステップＳ４では、複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、複数のオプション仕様のそれぞれの調整後オーダーの台数を確定させる。なお、式（５）におけるオプション仕様の数Ｎは５（ＯＰ仕様１～ＯＰ仕様５）である。図８に示すように、オプション１の上限破り量を０個、オプション２の上限破り量を０個、オプション３の上限破り量を５個、オプション４の上限破り量を２０個、オプション５の上限破り量を０個で固定した上で、式（５）の目標関数を用いて最適化計算を行う。その結果、グループ１のオプション仕様では、ＯＰ仕様１の台数ｘ１が８４台、ＯＰ仕様２の台数ｘ２が１６台、グループ２のオプション仕様では、ＯＰ仕様３の台数ｘ３が３４台、ＯＰ仕様４の台数ｘ４が８０台、ＯＰ仕様５の台数ｘ５が３６台と算出された。これが、調整後オーダーにおける、各オプション仕様に対する割り当て台数である。
このように、本実施の形態にかかる生産管理方法で生産計画の立案を行うと、調整後オーダーにおける、各オプション仕様の台数の比率は、調整前オーダーにおける、各オプション仕様の台数の比率を踏まえて按分される。
ここで、式（５）の調整後オーダーにおける割り振りを決定するための目標関数において、調整後オーダーにおける割り振り台数ｘｉと調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉとの差分を調整前オーダーの割り振り台数Ｐｉに基づいて按分することの効果について説明する。図９は、調整後オーダーの割り振りを決定するための目標関数において、調整後オーダーにおける割り振り台数ｘｉと調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉとの差分を、調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉに基づいて按分する場合と按分しない場合との対照表である。ここで、調整後オーダーの割り当ての決定において、調整後オーダーにおける割り振り台数ｘｉと調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉとの差分を、調整前オーダーにおける割り当て台数Ｐｉに基づいて按分しない場合の目標関数は、以下の式（６）で表される。
Figure 0006996323000003
図９の右側における太線で囲った部分に、式（５）の目標関数に基づく調整後オーダーにおける割り当ての計算結果、式（６）の目標関数に基づく調整後オーダーにおける割り当ての計算結果、をそれぞれ示す。図９に示すように、グループ２のＯＰ仕様４では、オプション１の上限が原因で、調整前オーダーＰ４＝１００台から、調整後オーダーｘ４＝８０台に減らされている。その差分２０台は、グループ２のＯＰ仕様３かＯＰ仕様５に巻き替えなければならない。
式（６）の目標関数に基づいて計算した場合、差分２０台の全てが、調整前オーダーの割り振り台数がより多いＯＰ仕様５の方に巻き替えられる。これにより、ＯＰ仕様３は、調整前オーダーの割り振り台数がＰ３＝３０台であるのに対し、調整後オーダーの割り当て台数がｘ３＝３０台になり、ＯＰ仕様５は、調整前オーダーの割り振り台数がＰ５＝２０台であるのに対し、調整後オーダーの割り当て台数がｘ５＝４０台になる。また、調整後オーダーにおける割り振り台数の、調整前オーダーにおける割り当て台数からのずれの絶対値の総和を示す“絶対値総和”は６０になる。
一方、式（５）の目標関数に基づいて計算した場合、差分２０台のうち、４台はＯＰ仕様３に、１６台はＯＰ仕様５に巻き替えられる。これにより、ＯＰ仕様３は、調整前オーダーにおける割り当て台数がＰ３＝３０台であるのに対し、調整後オーダーにおける割り振り台数がｘ３＝３４台になり、ＯＰ仕様５は、調整前オーダーにおける割り当て台数がＰ５＝２０台であるのに対し、調整後オーダーにおける割り振り台数がｘ５＝３６台になる。また、“絶対値総和”は６８になる。
このように、式（６）の目標関数に基づいて計算すると、巻き替え先は調整前オーダーの割り振り台数と独立（無相関）になってしまう。一方、式（５）の目標関数に基づいて計算した場合、このような巻き替えの偏りは抑制できる。すなわち、式（５）の目標関数に基づいて計算した場合には、式（６）の目標関数に基づいて計算した場合と比べ、絶対値総和が若干大きくなってしまう場合はあるものの、調整後オーダーにおける割り振り台数が調整前オーダーにおける割り当て台数の比率を加味して按分されるので、より最適な解が得られる。
以上より、本実施の形態にかかる生産管理方法では、各オプションに対し、それぞれ、制約の優先順位を設定し、制約の優先順位の高いオプションから値を確定させることで、制約の優先順位の高いオプションについては、割り当てが上限を上回らないよう厳守させることができる。制約の優先順位の同じオプションにおける上限破り量の計算では、制約の優先順位が同じオプションにおいて、各オプションの上限の値に基づいて、上限破り量の按分を行うので、制約の優先順位の同じオプション間では、上限破り量を平準化することができる。そして、制約に対して余裕のあるオプションを対象として、さらに巻き替え調整を行い、調整後オーダーを決定する。調整後オーダーの計算では、各オプション仕様において、調整後オーダーにおける割り振り台数と調整前オーダーにおける割り当て台数との差分を調整前オーダーにおける割り当て台数で按分するようにしている。このようにすることで、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
また、特許文献２に記載された生産管理方法では、計算において、オプションにおける制約を、定量的な基準である優先度の重みとして設定しなければならないので、ユーザーの負担が大きかった。これに対して、本実施の形態にかかる生産管理方法では、オプションにおける制約を、定性的な基準である優先順位で設定すればよいので、ユーザーの負担が大幅に軽減される。さらに、制約の優先順位の高いオプションから、順次、最適化計算を行って上限破り量を確定させ、その後で調整後オーダーの計算を行う、といったように、多段階に計算を実行するため、計算を途中で打ち切った場合にも全ての計算をやり直しする必要がなくなる。
［実施の形態２］
実施の形態２にかかる生産管理システム１は、実施の形態１にかかる生産管理方法の処理を実現するためのシステムである。
図１０は、本実施の形態にかかる生産管理システム１の概略構成を示す模式図である。図１０に示すように、生産管理システム１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算部２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクなどの記憶部３と、各種インターフェースである入力部４と、ディスプレイ等の表示部５と、を備えている。
実施の形態１にかかる生産管理方法の処理フロー（図１参照）のステップＳ１で、調整前オーダーに関する情報、オプションの制約に関する情報、調整前オーダーとオプションとの対応表、オプションの制約の優先順位情報は、それぞれ、入力部４より読み込む。そして、読み込みしたこれらの情報は、記憶部３に記憶させる。当該処理フローのステップＳ２において、二次計画問題として目的関数の設定は演算部２により行う。また、当該処理フローのステップＳ３、ステップＳ４における二次計画問題の最適化計算は演算部２で行う。そして、当該処理フローのステップＳ５における、ステップＳ３、ステップＳ４で算出した各オプションの値と調整後オーダーの台数の出力は表示部５で行う。
以上より、本実施の形態にかかる生産管理システム１によれば、調整前オーダー情報について考慮された、より最適な生産台数を導き出すことができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態は、それぞれのオプションの制約の下、調整後オーダーにおける各オプション仕様の割り振りを決定する生産計画に関するものであるが、本発明の適用対象はこれのみに限られない。例えば、製品の生産をどのラインで何台行うか、を割り振る配分計画に本発明を適用することも可能である。
上述の実施の形態２では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、各処理を、ＣＰＵにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｒｅａｄａｂｌe Ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（Ｔａｎｇｉｂｌｅ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭを含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｒｅａｄａｂｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
１ 生産管理システム
２ 演算部
３ 記憶部
４ 入力部
５ 表示部

Claims (3)

  1. 大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限が設定され、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための生産管理方法であって、
    前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込むステップと、
    読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定するステップと、
    前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させるステップと、
    前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させるステップと、を備え、
    制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、
    前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである、生産管理方法。
  2. 大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限が設定され、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための生産管理システムであって、
    演算部と、記憶部と、入力部と、を備え、
    前記入力部が、前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込んで前記記憶部に記憶させ、
    前記演算部が、読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定し、
    前記演算部が、前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させ、
    前記演算部が、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させ、
    制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、
    前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである、生産管理システム。
  3. 大分類に含まれるグループ内の生産台数を維持しつつ、複数のオプションにおけるそれぞれの上限が設定され、前記複数のオプションの組み合わせパターンである複数のオプション仕様の生産台数の割り振りを行うための処理手順をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記複数のオプション仕様の希望内訳としての調整前オーダー、前記複数のオプションのそれぞれに対する制約、および、前記複数のオプションそれぞれに対する制約の優先順位を読み込む処理手順と、
    読み込んだ情報に基づいて、制約の優先順位が同じオプションごとに、各オプションに対する割り当て数量が当該オプションの上限を上回る量である上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数を設定すると共に、複数のオプション仕様の生産台数の割り振りする二次計画問題の目的関数を設定する処理手順と、
    前記複数のオプションのうち、制約の優先順位の高いものから順に、前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って当該オプションの上限破り量を確定させる処理手順と、
    前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の最適化計算が全て完了した後に、前記複数のオプション仕様の生産台数を割り振りする二次計画問題の最適化計算を行って、前記複数のオプション仕様のそれぞれの生産台数を確定させる処理手順と、を含み、
    制約の優先順位が同じオプションごとの前記上限破り量を割り振りする二次計画問題の目的関数は、制約の優先順位が同じである各オプションにおける、前記上限破り量の二乗を上限で除した値を総和したものであり、
    前記複数のオプション仕様の生産台数の割り振りをするための二次計画問題の目的関数は、各オプション仕様における、割り振りされた生産台数と前記調整前オーダーにおける割り当て台数との差分の二乗を前記調整前オーダーにおける割り当て台数で除した値を総和したものである、プログラム。
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