JP7105204B2 - 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及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施するために、作業順序や製品配置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、非特許文献１が知られている。非特許文献１には、複数の設備と複数の機械及び製品が複数の作業スペースを空間的、時間的に共有して使用される生産現場において、一つのスケジューリング期間の間に機械及び製品の配置を動的に変更することで適切なスケジューリングを導出する方法が開示されている。

R. Kamoshida著、"Concurrent Optimization of Job Shop Scheduling and Dynamic and Flexible Facility Layout Planning"、5th International Conference on Industrial Engineering and Applications、pp.289-293, 2018年.

実際の生産現場では、機械及び製品の移動は人手やクレーン等の運搬用の機器が必要となるため、機械及び製品の移動が頻繁に行われる生産計画は生産効率を低下させる場合がある。

また、作業に必要な準備は、作業順序によって必要とする場合と不要とする場合があり、作業準備を頻繁に必要とするスケジュールは生産効率を低下させる場合がある。このような生産現場で生産効率を向上するためには、工程と次の工程の間のコストを評価してスケジュールに反映する必要がある。

上記非特許文献１では、移動に係るコストをランダムに算出しており、少ない人手で運搬用の機器を必要としない場合と、多い人手でクレーンを利用する場合とを区別することはできず、工程と次の工程の間のコストを適切に考慮することができない、という問題があった。

そこで、本発明は、工程と次の工程の間のコストの適切な評価を含むスケジューリング装置及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以上のジョブを所定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、前記プロセッサは、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空間の要求値と、当該工程の作業に要する作業時間と、当該工程の時系列の順序が設定された作業情報と、前記工程を実施するための作業空間が予め複数設定された空間情報と、を前記メモリに格納し、前記プロセッサは、前記作業情報を読み込んで前記工程のそれぞれについて、前記時系列の順序を満足し、かつ、前記空間の要求値を満足する前記作業空間を前記空間情報から選択して、各工程の時系列の順序と前記空間内の配置を決定した工程順序リストを初期解として生成し、当該初期解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を算出し、当該計画評価結果を暫定評価結果として保持し、前記プロセッサは、前記初期解の工程順序リストについて前記初期解として決定された時系列の順序を満たす範囲で前記工程の順序を入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解として生成し、当該近傍解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を前記工程順序リスト毎に算出し、計画評価結果の値が所定の条件を満たす工程順序リストの計画評価結果を比較評価結果として保持し、前記プロセッサは、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストに基づいてスケジュールを生成し、前記コストは、前記作業空間の状態を示す起点から工程に必要な状態である終点に変化させる場合の準備コストを予め設定した準備コスト表から、前記工程を実施する際の前記作業空間の状態を前記起点とし、前記工程の作業内容が必要とする状態を前記終点として算出される準備コストであって、前記評価値は、前記工程の作業内容に応じた準備コストを含み、前記計画評価結果は、前記準備コストの積算値を含む。

本発明によれば、作業準備コストを適切に評価することで、作業準備コストを抑えたスケジュールを策定することが可能となり、工場などの生産現場の効率を向上するスケジューリングを提供することができる。

本明細書において開示される主題の、少なくとも一つの実施の詳細は、添付されている図面と以下の記述の中で述べられる。開示される主題のその他の特徴、態様、効果は、以下の開示、図面、請求項により明らかにされる。

本発明の実施例１を示し、工場と設備とフリー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、スペース一覧の一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、設備一覧の一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、スケジュール表の一例を示す図である。 本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置で行われるスケジューリング処理の一例を示すスケジュール生成フローチャートである。 本発明の実施例１を示し、スケジュール表示であるガントチャートとスペース内の工程の位置と時刻の関係を示す図である。 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スケジュール改善処理の一例を示すスケジュール改善フローチャートである。 本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置で行われるスケジュール評価処理の一例を示すスケジュール評価フローチャートである。 本発明の実施例１を示し、スケジューリング装置で行われるスケジューリング処理シーケンスの一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施例１を示し、近傍生成回数に対する移動コストを含む計画評価結果をスケジューリング方法で比較した図である。 本発明の実施例２を示し、スケジューリング処理中のスケジュール表の一例を示す図である。 本発明の実施例２を示し、コストの項目選択画面の一例を示す図である。 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、準備コスト表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、工程と次の工程の間のコス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、物品や機械及び製品１０－１～１０－４を運搬するための通路１０１と、固定作業を行う固定設備１０２－１～１０２－３と、可動作業を行うフリースペース（可動作業スペース）１０３－１～１０３－３を有する。なお、以下の説明では、機械及び製品１０－１～１０－４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、機械及び製品１０を固定設備１０２で機械及び製品１０の配置を固定して所定の工程を実施する。固定設備１０２－１は、設備が所定のレイアウトで固定されており、固定設備１０２－１で対応可能な工程が実施される。

一方、可動作業は、機械及び製品１０をフリースペース１０３に配置し、フリースペース１０３で対応可能な工程を実施する。フリースペース１０３は、フリースペース１０３内に収まる範囲（スペース制約条件）で機械及び製品１０を自由にレイアウトすることが可能である。

なお、本実施例１では、スペース制約条件を幅と奥行きからなる２次元の空間における制約条件とする例を示すが、高さを加えた３次元の空間における制約条件としてもよい。 そして、可動作業はスペース制約条件を満たす限り、機械及び製品１０を配置して、他の機械及び製品と同時に工程を実施することが可能であり、設備を同時に使用できない制約条件（設備制約条件）を設けない。

なお、本実施例１におけるスペース制約条件とは、１以上の機械及び製品１０をフリースペース１０３に配置する際に、フリースペース１０３の大きさ（又は面積）の範囲で機械及び製品１０の大きさ（又は面積）を用いて機械及び製品１０を重複しないように配置する制約条件である。

一方、固定作業は、固定設備１０２に設置された設備で対応可能な所定の作業しかできないため、スペース制約条件はないが、設備制約条件が存在する。設備制約条件は、実行可能な工程の種類と、同時に実行可能な工程数の制約などが含まれる。なお、実行可能な工程数が１の場合は、複数の工程を処理できないことを示す。

なお、本実施例１では、ジョブは１つの製品を製造（又は修理や調整）する上で必要となる順序（作業＃）を有する１以上の工程群であり、各工程の作業内容（工程名）と、作業時間と、利用設備と、作業を行う上で必要とする空間の大きさを含む。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、利用設備と、作業を行う空間の大きさは、各工程が使用する空間に対する要求値となる。また、作業時間は、時間に対する要求値となる。

また、本実施例１では、１つの工程で、フリースペース１０３と固定設備１０２を併用することを許容する。すなわち、１つの工程でフリースペース１０３を使用する可動作業の期間に、機械及び製品１０の一部を固定設備１０２の固定作業で処理することを許容する。この場合、１つの工程で設備制約条件とスペース制約条件を満たすように作業予定を策定する。

同様に、１つの工程で固定設備１０２の設備を使用する固定作業の期間に、機械及び製品１０の一部をフリースペース１０３で処理することを許容する。

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

次に、本実施例１において、スケジュールを決定する評価値として、工場１００内の機械及び製品１０の移動距離や機械及び製品１０の重量及び作業内容を用いて移動コストを算出する方法を説明する。

図１の機械及び製品１０－１の次の工程が、フリースペース１０３－２の機械及び製品１０－１’の配置で作業する場合、スケジューリング装置２００は、工場１００内のフリースペース１０３－１の位置と、フリースペース１０３－１内の機械及び製品１０－１の位置と、工場１００内のフリースペース１０３－２の位置と、フリースペース１０３－２内の機械及び製品１０－１’の位置から移動距離１－１’を移動コストとして算出することができる。同様にして、スケジューリング装置２００は、移動距離１－１”を移動コストとして算出することができる。

評価値である移動コストは、後述するように、生成されるスケジュールの計画評価結果３５０に反映することが可能であり、計画評価結果３５０を用いることで工程間の移動距離を抑えたスケジュールを実現できる。

なお、移動コストは可動作業と次の可動作業の間だけでなく、固定作業と次の可動作業や可動作業と次の固定作業の間のように、他の組み合わせにおいても算出してよい。

図２は、工程と次の工程の間のコストを考慮したスケジュールを策定するスケジューリング装置２００の機能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み、出力装置２０５はディスプレイを含む。

メモリ２０２には、工程候補特定部２１０と、作業時間特定部２１１と、利用時間特定部２１２と、工程評価値特定部２１３と、スケジュール決定部２１４と、入力部２１５と、出力部２１６と、が保持される。工程候補特定部２１０～出力部２１６は、具体的には、例えば、コンピュータ上の記憶デバイスであるメモリ２０２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、工程候補特定プログラムに従って処理することで工程候補特定部２１０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。計算機は、これらの機能部を含む装置である。

ストレージ装置２０３には、作業一覧３１０と、スペース一覧３２０と、設備一覧３３０と、スケジュール表３４０と、計画評価結果３５０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３１０の一例を示す図である。作業一覧３１０は、工場１００で作業予定の各工程に割り当てられたユニークな値であるＩＤ３１１と、各ジョブの番号であるジョブ＃３１２と、ジョブが含む工程の作業順序である作業＃３１３と、作業内容を示す工程名３１４と、工程に必要となる利用設備３１５と、工程を完了するまでに要する作業時間３１６と、工程で要するスペースの必要幅３１７及び必要奥行３１８と、工程の機械及び製品１０の重量３１９と、工程に要する人員数である人員３１ａを定義したテーブルで、予め設定された作業情報である。

ジョブ＃３１２に含まれる工程は作業＃３１３の順番に従って処理する必要（先行順序制約条件）がある。例えば、ＩＤ３１１が「２」の工程は、作業＃３１３が「２」で、ＩＤ３１１が「１」の工程は作業＃３１３が「１」であり、ＩＤ３１１が「２」の工程はＩＤ３１１が「１」の工程の作業が完了した後でのみ作業を開始することができる。

本実施例１では、１つのジョブの工程数が３～５個の工程で構成される例を示したが、各ジョブを構成する工程数は限定されない。また、利用設備３１５や必要幅３１７及び必要奥行３１８の入力値は必要でない場合に空欄「－」としたが、値が必要でないことを表示可能な他の入力値でもよい。

なお、作業一覧３１０は、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブ３１２を含んで、工程毎に使用する利用設備３１５又は広さ（必要幅３１７及び必要奥行３１８）の少なくとも一方を含み、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。

また、必要幅３１７及び必要奥行３１８の値は、長さに関する指標が設定される。また、重量３１９には重さに関する指標が設定される。

図４は、スペース一覧３２０の一例を示す図である。スペース一覧３２０は、工場１００が有するフリースペース１０３の諸元が予め設定されたスペース情報である。

スペース一覧３２０は、フリースペース１０３に含まれる各フリースペースのスペース名３２１と、利用可能な最大のスペース幅３２２と、利用可能な最大のスペース奥行３２３と、工場１００内のフリースペース１０３の位置である工場内位置３２４と、フリースペース１０３の特徴３２５を含む。

なお、スペース幅３２２及びスペース奥行３２３の値は、長さに関する指標が設定される。また、工場内位置３２４は、工場１００内の平面上に２次元座標を設定し、スペースの代表点（例えば、左上の点）の位置が設定される。本実施例１では、特徴３２５には、クレーンの利用の可否が設定された例を示すが、これに限定されるものではない。

また、スペース一覧３２０は１以上のフリースペース１０３を含み、フリースペース１０３の大きさ（又は面積）含む情報であれば、上記に限定されるものではない。

図５は、設備一覧３３０の一例を示す図である。設備一覧３３０は工場１００が有する固定設備１０２の諸元が予め設定された設備情報である。

設備一覧３３０は、固定設備１０２の設備名３３１と、工場１００内の固定設備１０２の位置である工場内位置３３２と、固定設備１０２の特徴３３３を含む。

なお、設備一覧３３０は１以上の固定設備１０２に対する工場内位置３３２又は特徴３３３の少なくとも一方を含む情報であれば、上記に限定されるものではない。

図６は、各工程に対する作業計画を表すスケジュール表３４０の一例を示す図である。本実施例１のスケジュール表３４０は、所定時間～所定期間に行われるジョブの作業が時系列的に設定された例を示す。

スケジューリング装置２００は、入力部２１５を介してストレージ装置２０３に含まれる各テーブルを入力データとして、各機能部によって生成されたスケジュールを、出力部２１６を介してストレージ装置２０３に作業計画を示すスケジュール表３４０を格納する。

スケジュール表３４０は、作業一覧３１０のＩＤ３１１と同じＩＤ３４１と、ジョブ＃３１１と同じジョブ＃３４２と、作業＃３１２と同じ作業＃３４３と、作業の開始予定時刻である開始時刻３４４と、作業の終了予定時刻である終了時刻３４５と、利用設備３１５と同じ利用設備３４６と、工程が利用するスペース名３２１を示す利用スペース３４７と、利用スペース３４７のフリースペース１０３における機械及び製品１０の配置起点であるスペース内位置３４８と、機械及び製品１０の配置に許されるスペース利用量を示す大きさ３４９と、工程の評価値である評価値３４ａを含む。

なお、本実施例１ではスケジュール表３４０は、工程（作業）を特定可能なＩＤ３４１又はジョブ＃３４２及び作業＃３４３のいずれかひとつを含み、各工程に対する開始時刻３４４と終了時刻３４５を含み、工程がフリースペース１０３を利用する場合には利用スペース３４７と、機械及び製品１０の配置方法を示すスペース内位置３４８と大きさ３４９を含む情報であれば、上記に限定されるものではない。

図７は、スケジューリング装置２００で行われるスケジュール決定部２１４等のスケジューリング処理の一例を示すスケジュール生成フローチャートである。

入力部２１５は作業一覧３１０～設備一覧３３０を読み込み、工程候補特定部２１０は作業一覧３１０から処理可能な工程の候補を抽出して候補リストを生成する（ステップＳ１０１）。ここで候補リストは、上述の先行順序制約を満たす工程の集合である。なお、工程候補特定部２１０は、予め設定されたスケジューリング期間内で、先行順序制約を満たす工程を抽出する。

次に、候補リストに含まれる工程の内、フリースペース１０３へ機械及び製品１０の配置を必要とする工程に対して、利用時間特定部２１２は上述のスペース制約条件を満たすように、配置可能な配置予定及び開始可能時刻を算出する（ステップＳ１０２）。

ここで配置予定は、フリースペース１０３のスペース名３２１（利用スペース３４７）と、スペース内位置３４８と、機械及び製品１０の配置に許される大きさ３４９を含む。

次に、候補リストに含まれる工程に対して、作業時間特定部２１１はスペース制約条件を満たし、フリースペース１０３へ機械及び製品１０の配置を必要とする工程では開始可能時刻以降となるように、それぞれの工程の開始時刻３４４の算出を実施する。そして、作業時間特定部２１１は、開始時刻３４４と作業時間３１６から終了時刻３４５を算出し、作業予定を出力装置１０４へ提示する（ステップＳ１０３）。ここで、作業予定は、開始時刻３４４と、終了時刻３４５とを含み、固定作業であれば利用設備３４６を含む。

次に、候補リストに含まれる工程に対して、工程評価値特定部２１３は、移動コストを含む工程の評価値（３４ａ）を算出する（ステップＳ１０４）。

なお、本実施例１では、工場１００内のスペースの位置（座標）と、スペース内の機械及び製品１０の位置から工程間の移動距離を算出し、さらに、機械及び製品１０の重量やサイズに基づいて移動コストを算出する点が、移動コストをランダムに算出する前記従来例（非特許文献１）とは相違する。

また、工程評価値特定部２１３は、必要に応じて入力部２１５を介して準備コスト表３６０（後述）を読み込み、準備コストを含む工程の評価値を算出してもよい。

次に、工程評価値特定部２１３は、候補リストに含まれる工程から工程の選択を行い、選択された工程を候補リストから除く（ステップＳ１０５）。ここで、工程評価値特定部２１３は、上記工程の選択をランダムに行う。

次に、工程評価値特定部２１３は、選択された工程の配置予定と作業予定を、出力部２１６を介してストレージ装置２０３のスケジュール表３４０に格納する（ステップＳ１０６）。

次に、工程評価値特定部２１３は、候補リストに未処理の工程があればステップＳ１０１に戻ってスケジューリング処理を継続し、候補リストが空の集合であればステップＳ１０８に進む（ステップＳ１０７）。

最後に工程評価値特定部２１３は、格納されたスケジュール表３４０を所定の条件で評価し、出力部２１６を介して評価結果を計画評価結果３５０として格納する（ステップＳ１０８）。上記所定の条件は、例えば、重みｗ１と終了時刻３４５の最大値との積と、重みｗ２と評価値３４ａの積算値との積と、の和であり、値が小さいほど計画評価結果３５０として好ましい。なお、重みｗ１、ｗ２は予め設定された係数である。

また、計画評価結果３５０は、スケジュール表３４０のＩＤ３４１の順序（工程順序リスト）と、評価結果をペアとした情報とする。

以上のスケジュール生成フローチャートの処理では、スケジューリング装置２００が、作業一覧３１０と、スペース一覧３２０と、設備一覧３３０を読み込んで、作業一覧３１０の作業＃３１３（工程名３１４）から先行順序制約を満たす工程の候補リストを生成する。そして、スケジューリング装置２００は、候補リストの各工程についてスペース制約条件と設備制約条件を満たすように各工程の時系列の順序（開始時刻３４４）と配置を決定してから、工程間の移動コストを評価値３４ａとして算出する。

次に、スケジューリング装置２００は、処理済みの工程をランダムに選択して、スケジュール表３４０へ格納することで、初期解を生成することができる。なお、初期解は、ＩＤ３４１のリスト（工程順序リスト）と、評価値を対にした情報とすることができる。

図３～図５のテーブルを入力データとして、スケジュール生成フローチャート若しくは後述するスケジュール改善フローチャートの実行により生成されたスケジュール表３４０から、スケジュール決定部２１４が出力部２１６を介して出力装置２０５に表示した作業計画画面８００を図８に示す。

図８の作業計画画面８００は、各ジョブ＃１～＃３の各工程と時刻の関係を示すグラフを表示する領域と、フリースペースＳ１～Ｓ３（１０３－１～１０３－３）のそれぞれについて、実行予定の工程と時刻の関係を示すグラフを表示する領域を含む。作業計画画面８００の各グラフは、横軸が時刻で、縦軸が奥行き方向の使用状態を示す。

作業計画画面８００ではジョブ＃２の工程Ｅ２０－１を時刻「ｔ０」から時刻「ｔ２」まで固定設備１で固定作業することを示す。ここで、図中工程の矩形内の数字は固定設備１０２の設備名３３１の末尾の番号を指す。

工程Ｅ２０－２は時刻「ｔ２」から時刻「ｔ５」まで可動作業を行う。工程Ｅ２０－２の可動作業はフリースペース１０３のスペース名３２１が「Ｓ２」の場所を利用し、作業に許されるスペースはスペース名３２１「Ｓ２」内の位置「０」から「４」までである。

以下、同様に、工程Ｅ１０－１は時刻「ｔ２」から時刻「ｔ４」まで固定設備１で固定作業を行い、工程Ｅ１０－２は時刻「ｔ４」から時刻「ｔ６」までスペース名３２１「Ｓ１」内の位置「０」から「２」を利用して可動作業を行う。

工程Ｅ１０－３は時刻「ｔ６」から時刻「ｔ７」までスペース名３２１が「Ｓ１」内で位置「０」から「２」を利用して可動作業を行い、工程Ｅ１０－４は時刻「ｔ７」から時刻「ｔ１２」まで固定設備１で固定作業を行う。

工程Ｅ１０－５は時刻「ｔ１２」から時刻「ｔ１４」まで固定設備２で固定作業を行い、工程Ｅ２０－３は時刻「ｔ５」から時刻「ｔ８」まで固定設備２で固定作業を行う。工程Ｅ３０－１は時刻「ｔ４」から時刻「ｔ５」まで固定設備１で固定作業を行い、工程Ｅ３０－２は時刻「ｔ５」から時刻「ｔ７」までスペース名３２１「Ｓ２」内の位置「０」から「３」を利用して可動作業を行う。

工程Ｅ３０－３は、時刻「ｔ７」から時刻「ｔ８」までスペース名３２１「Ｓ２」内の位置「０」から「２」を利用して可動作業と固定設備３を利用して固定作業を行う。工程Ｅ３０－２は、時刻「ｔ８」から時刻「ｔ１２」までスペース名３２１「Ｓ２」内の位置「０」から「４」を利用して可動作業を行う。工程Ｅ３０－４は時刻「ｔ１２」から時刻「ｔ１４」まで固定設備１で固定作業を行う。なお、スペース名３２１が「Ｓ３」のフリースペース１０３では、作業が割り当てられない例を示す。

図９は、スケジューリング装置２００で行われるスケジュール決定部２１４のスケジュール改善処理の一例を示すスケジュール改善フローチャートである。

スケジュール決定部２１４は、図７のスケジュール生成フローチャートで述べたステップＳ１０１～ステップＳ１０８の処理を行うことで１つのスケジュール表３４０と計画評価結果３５０を生成する。そして、スケジュール決定部２１４は、生成されたスケジュール表３４０の工程処理順序であるＩＤ３４１のリスト（工程順序リスト）を初期解とする。また、スケジュール決定部２１４は、上記ステップＳ１０８で得られた計画評価結果３５０を暫定評価結果とする（ステップＳ２０１）。

次に、スケジュール決定部２１４は、初期解の工程順序リストの工程の順序を先行順序制約を満たす範囲で入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解とする（ステップＳ２０２）。なお、工程の順序の入れ替えは、予め設定した手法で行えばよく、例えば、ランダムな入れ替えや、予め設定したパターンで順序を入れ替えることができる。

スケジュール決定部２１４は、近傍解に含まれる１以上の工程順序リストに対して、後述するスケジュール評価フローチャートの手順で処理を行い、入力部２１５を介して複数の近傍解の計画評価結果３５０と、複数の近傍解のスケジュール表３４０を対応付けて生成する（ステップＳ２０３）。スケジュール決定部２１４は、近傍解の工程順序リストのそれぞれについて、工程毎に移動コストに基づく評価値を算出し、評価値の和を計画評価結果３５０として算出する。

なお、近傍解のスケジュール表（図示省略）は、工程順序リストのＩＤ３４１の順序を入れ替えた近傍解のそれぞれについて、ＩＤ３４１に対応するジョブ＃３４２や作業＃３４３及び評価値３４ａを対にしたテーブルである。

次に、スケジュール決定部２１４は、上記生成された複数の近傍解の計画評価結果から最も良い（最小の）近傍解の計画評価結果３５０を算出し、比較評価結果として選択する。また、スケジュール決定部２１４は、比較評価結果に対応する工程順序リストを新しい初期解とし、比較評価結果に対応する近傍解のスケジュール表を比較スケジュール表とする（ステップＳ２０４）。

なお、本実施例１では、計画評価結果３５０の値が小さいものが最良のスケジュールとする例を示すが、これに限定されるものではない。例えば、スケジュール決定部２１４は、計画評価結果３５０の値が所定の条件を満たすものを比較評価結果とすることができる。

次に、スケジュール決定部２１４は、比較評価結果と暫定評価結果を比較し、暫定評価結果より比較評価結果が良い場合はステップＳ２０６に進み、比較評価結果より暫定評価結果が良い場合はステップＳ２０７に進む（ステップＳ２０５）。なお、本実施例１のスケジュール決定部２１４は、比較評価結果と暫定評価結果の値が小さい方を、格納条件を満たすと判定してステップＳ２０６へ進む。なお、比較評価結果と暫定評価結果の格納条件は、値の小さい方に限定されるものではなく、上述のように所定の条件を満足する方を選択すればよい。

ステップＳ２０６では、スケジュール決定部２１４が、比較スケジュール表を出力部２１６を介してストレージ装置２０３に最も良いスケジュール表３４０として格納する。

ステップＳ２０７では、スケジュール決定部２１４が所定の終了条件を満たすか否かを判定し、終了条件を満たさない場合は上記ステップＳ２０２に戻って新しい初期解から近傍解の生成を行う。

一方、終了条件を満たす場合は、スケジュール決定部２１４がスケジュール改善処理を終了し、ストレージ装置２０３に格納された最も良いスケジュール表３４０を出力部２１６を介して出力装置２０５に作業計画として表示する。終了条件は、例えば、ステップＳ２０２の近傍解の生成回数をカウントし、予め設定された回数と近傍生成回数が一致するかを判定する。

上記処理によって、スケジュール決定部２１４は、初期解として生成されたＩＤ３４１のリスト（工程順序リスト）と、暫定評価結果に基づいて、先行順序制約に従ってＩＤ３４１の順序を入れ替えた近傍解を複数生成する。そして、スケジュール決定部２１４は、近傍解の評価値から計画評価結果３５０を算出する。スケジュール決定部２１４は、計画評価結果３５０が最も良い（例えば、評価値が最小）計画評価結果を比較評価結果として選択し、比較評価結果が暫定評価結果よりも良い値（評価値が小さい）であれば、当該比較評価結果に対応する近傍解の比較スケジュール表を最良のスケジュール表３４０としてストレージ装置２０３に格納する。

スケジュール決定部２１４は、終了条件を満たすまで、最良のスケジュール表を初期解として近傍解の生成と評価値の算出を繰り返して、スケジュール表３４０の最適化を実施する。

図１０は、スケジューリング装置２００で行われるスケジュール評価処理の一例を示すスケジュール評価フローチャートである。この処理は、上記ステップＳ２０３で行われる。

入力部２１５は作業一覧３１０～設備一覧３３０を読み込み、近傍解に含まれる工程順序リストを取得する。工程評価値特定部２１３は、工程順序リストの最初のＩＤ３４１と作業一覧３１０のＩＤ３１１を照合し、該当工程の作業内容を取得する（ステップＳ３０１）。なお、作業内容は、ジョブ＃３１２～人員３１ａを含む。

次に、該当工程の作業内容がフリースペース１０３への配置を必要とする場合は、利用時間特定部２１２が、スペース制約条件を満たすように、配置可能な配置候補及び開始可能時刻を算出する（ステップＳ３０２）。複数の配置可能な配置候補及び開始可能時刻がある場合、利用時間特定部２１２はランダムに１対を選択する。

次に、該当工程の作業内容に対して、作業時間特定部２１１は、設備制約条件を満たし、フリースペース１０３への配置を必要とする工程では開始可能時刻以降となるように、それぞれの工程の開始時刻３４４を算出し、作業時間３１６から終了時刻３４５を算出する（ステップＳ３０３）。

次に、該当工程の作業内容に対して、工程評価値特定部２１３は、移動コストを含む工程の評価値３４ａを算出する（ステップＳ３０４）。なお、工程評価値特定部２１３は、必要に応じて入力部２１５を介して準備コスト表３６０（後述）を読み込み、作業の準備コストを加味して工程の評価値３４ａを算出してもよい。

次に、工程評価値特定部２１３は、工程順序リストから該当工程のＩＤ３４１を削除する（ステップＳ３０５）。

次に、工程評価値特定部２１３は、該当工程の内容を出力部２１６を介してストレージ装置２０３のスケジュール表３４０に格納する（ステップＳ３０６）。

次に、工程評価値特定部２１３は、工程順序リストにＩＤ３４１があればステップＳ３０１に戻って上述の評価処理を継続し、工程順序リストが空の集合であればステップＳ３０８に進む（ステップＳ３０７）。

工程評価値特定部２１３は、最後に格納したスケジュール表３４０を所定の条件で評価し、評価の結果を出力部２１６を介して計画評価結果３５０として格納する（ステップＳ３０８）。所定の条件は、例えば、重みｗ１と終了時刻３４５の最大値との積と、重みｗ２と評価値３４ａの積算値との積と、の和であり、値が小さいほど計画評価結果３５０として好ましい。

本実施例１に係るスケジューリング装置２００で行われる処理のシーケンス図を図１１に示す。

図１１のクライアント１０１１は、スケジューリング装置２００の入力装置２０４と出力装置２０５で構成される。クライアント１０１１では、ユーザーが入力装置２０４を用いて入力した作業情報及びスペース情報をスケジューリング装置２００が受け付ける作業／スペース情報入力１０１６を行う。

入出力部１０１２は、スケジューリング装置２００のＣＰＵ２０１とメモリ２０２とストレージ装置２０３で構成される。入出力部１０１２は、クライアント１０１１から入力された作業／スペース情報１０１７を受け取り、作業／スペース情報１０１７をストレージ装置２０３に格納する作業／スペース情報格納１０１８を行う。

次に、クライアント１０１１から入出力部１０１２に送られた最適化要求１０１９を受け付けて、入出力部１０１２はスケジュール生成部１０１３に作業／スペース情報１０２０を送る。

スケジュール生成部１０１３は、スケジューリング装置２００のＣＰＵ２０１とメモリ２０２とストレージ装置２０３で構成される。スケジュール生成部１０１３は、受け付けた作業／スペース情報１０２０を用いて上述のスケジュール生成フローチャートで述べた手順で、スケジュール表３４０と計画評価結果３５０をストレージ装置２０３に格納し、スケジュール表３４０と計画評価結果３５０からなるスケジュール情報１０２２を生成する初期解生成処理１０２１を行う。そして、スケジュール生成部１０１３は、スケジュール改善部１０１４にスケジュール情報１０２２を送る。

スケジュール改善部１０１４は、スケジューリング装置２００のＣＰＵ２０１とメモリ２０２とストレージ装置２０３で構成される。スケジュール改善部１０１４は、受け付けたスケジュール情報１０２２を用いて、図９のスケジュール改善フローチャートのステップＳ２０１で述べた方法で暫定評価結果を取得し、工程順序リストを生成する工程順序リスト生成処理１０２３を行う。

次に、スケジュール改善部１０１４はスケジュール改善フローチャートのステップＳ２０２で述べた手順で工程順序リストから近傍解を生成する近傍解生成処理１０２４を行う。そして、スケジュール改善部１０１４は、近傍解に含まれる１以上の工程順序リストを工程順序情報１０２５としてスケジュール評価部１０１５に送る。

スケジュール評価部１０１５は、スケジューリング装置２００のＣＰＵ２０１とメモリ２０２とストレージ装置２０３で構成される。スケジュール評価部１０１５は、受け付けた工程順序情報１０２５を用いて、スケジュール評価フローチャートで述べた手順で、１以上の工程順序リストに対して、それぞれスケジュール表３４０と計画評価結果３５０を生成してストレージ装置２０３に格納する近傍解評価処理１０２６を行う。スケジュール評価部１０１５は、生成された１以上のスケジュール表３４０と計画評価結果３５０をスケジュール情報１０２７としてスケジュール改善部１０１４に送る。

スケジュール改善部１０１４は、受け付けたスケジュール情報１０２７を用いて、スケジュール改善フローチャートのステップＳ２０３～ステップＳ２０６で述べた手順でスケジュール表３４０と計画評価結果３５０を更新する改善処理１０２９を行う。

スケジュール改善部１０１４とスケジュール評価部１０１５とで行う一連のループ処理１０２８は、上記スケジュール改善フローチャートのステップＳ２０７で述べた手順で終了判定を行う。

スケジュール改善部１０１４は改善処理１０２９によって、最後に更新されたスケジュール表３４０と計画評価結果３５０を最適化情報１０３０として入出力部１０１２に送る。

入出力部１０１２は、受け付けた最適化情報１０３０を用いて、図６のスケジュール表３４０から図８の作業計画画面８００を表示するためのスケジュール表示処理１０３１を行い、クライアント１０１１に表示情報１０３２として送る。

クライアント１０１１は、出力装置２０５を用いて、受け付けた表示情報１０３２に基づいて作業計画をユーザーに表示するスケジュール情報出力１０３３を行う。ユーザーは出力結果から工場１００の作業計画を知ることができる。

以上のように、本実施例１のスケジューリング装置２００では、スケジュールの生成時に工程と次の工程の間のコストを考慮して計画評価結果３５０に反映することで、機械及び製品１０の移動を抑制できるため工場の生産性を改善することができる。

本実施例１の効果の一例として、移動コストを考慮した本実施例１のスケジューリング４０２と、移動コストをランダムに算出するスケジューリング４０１で、近傍解の生成回数に対する移動コストを含む計画評価結果３５０の変化を図１２に示す。

図中黒い丸印が、本実施例１のスケジューリング４０２による計画評価結果３５０を示す。また、図中白い丸印が、非特許文献１のように、移動に係るコストをランダムに算出するスケジューリング４０１による計画評価結果３５０である。上述のように、計画評価結果３５０の値が小さい方が、移動コストの小さい（効率の高い）スケジューリングを示す。

本実施例１のスケジューリング４０２は、従来のスケジューリング４０１より計画評価結果３５０を効率的に改善する効果を有する。

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３１０とスペース一覧３２０と設備一覧３３０を読み込んで、工程候補特定部２１０が先行順序制約を満たす工程の候補リストを生成する。そして、スケジューリング装置２００は、可動作業の工程では利用時間特定部２１２がスペース制約条件を満たす配置候補及び配置開始可能時刻を導出し、作業時間特定部２１１が配置開始可能時刻以降で先行順序制約及び設備制約条件を満たす作業時間を導出する。そして、工程評価値特定部２１３が評価値３４ａを導出し、スケジュール決定部２１４がスケジュール改善処理を行い評価値３４ａを含む計画評価結果３５０を用いて最も良いスケジュールを決定する。

係る特徴により、工場１００の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。

なお、図１１に示したスケジュール生成部１０１３と、スケジュール改善部１０１４と、スケジュール評価部１０１５は、図２に示した工程候補特定部２１０と、作業時間特定部２１１と、利用時間特定部２１２と、工程評価値特定部２１３と、スケジュール決定部２１４の機能の一部又は全部を利用する機能部である。

また、上記実施例１では、固定作業と可動作業を行う工場１００へスケジューリング装置２００を適用した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、固定作業を行う空間と、可動作業を行う空間を有する建屋等にも、本実施例１のスケジューリング装置２００を適用することができる。

また、上記実施例１では、評価値（計画評価結果３５０）が最小（最良）となる工程順序リストでスケジュール表３４０を生成する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、スケジューリング装置２００が、初期解の評価値（暫定評価結果）と、近傍解の評価値（計画評価結果）の小さい順で工程順序リストやスケジュール表３４０を出力するようにしてもよい。

また、上記実施例１では、評価値に重みを加味した値を計画評価結果３５０として算出する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、スケジューリング装置２００は、スケジュール毎に評価値の和を算出して、和が最小となるスケジュール表３４０を選択して出力するようにしてもよい。

また、上記実施例１では、固定設備１０２（固定作業）及びフリースペース１０３（可動作業）のいずれかで各作業（工程）を実施する例を示したが、これに限定されるものではない。

例えば、スケジューリング装置２００は、固定設備１０２のみを配置した工場１００では、各工程は設備制約条件（設備一覧３３０）を満足する工程の順序と配置を決定すればよい。また、スケジューリング装置２００は、フリースペース１０３のみを配置した工場１００では、スペース制約条件（スペース一覧３２０）を満足する工程の順序と配置を決定すればよい。

換言すれば、固定作業や可動作業に関わらず、スケジューリング装置２００は、各工程で使用される空間の種類又は大きさの要求値が、予め設定された工場１００内の空間の制約条件（設備制約条件及びスペース制約条件）を満足するように、工程の順序と配置を決定すればよい。

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、工程と工程に連なる次の工程との間の移動コストを工程の評価値として考慮し、スケジューリング装置２００が評価値を含む計画評価結果３５０に反映させることでスケジュールの目的を適したものとする方法について述べる。なお、スケジューリング装置２００の構成は、前記実施例１と同様である。

移動コストは、実施例１で述べた機械及び製品１０の移動距離だけでなく、フリースペース１０３の特徴や、各工程における人員や、機械及び製品１０の重量から算出することができる。

図１３は、処理の途中結果を示すスケジュール表３４０の一例を示す図である。

スケジューリング装置２００は、前記実施例１に示した図３～５のテーブルを入力データとして、図７のスケジュール生成フローチャート若しくは図１０のスケジュール評価フローチャートを用いて、工程の開始時刻３４４及び終了時刻３４５と、工程が可動作業であればスペース名３２１とスペース内位置３４８と作業に許される大きさ３４９と、を決定する途中経過を示し、工程のＩＤ３４１が「８」の工程までスケジュールの生成が完了したことを示す。

次の工程としてＩＤ３４１が「３」（図６参照）の工程（作業＃＝「３」）スケジューリングは、次の作業の開始可能時刻が先行順序制約を満たす必要があり、ＩＤ３４１が「２」の終了時刻３４５の「ｔ６」以降である。

ＩＤ３４１が「３」（図６参照）の工程は、設備制約について利用設備３１５に指定がないため考慮する必要がないが、可動作業のため、スペース制約を考慮する必要がある。ＩＤ３４１が「３」の工程の作業に必要なスペースは、必要幅３１７が「２」で必要奥行３１８が「３」である。

スケジューリング装置２００は、時刻「ｔ６」において、図１３からスペース名３２１が「Ｓ１」には利用予定がないこと、スペース名３２１が「Ｓ２」ではスペース内位置３４８が「０」～「３」に利用予定があり、スペース内位置３４８が「３」～「５」に利用予定がないことを判定できる。

また、スケジューリング装置２００は、図４のスペース一覧３２０からスペース名３２１が「Ｓ１」のスペース幅３２２が「２」で、スペース奥行３２３が「３」であり、スペース名３２１が「Ｓ２」のスペース幅３２２が「５」であり、スペース奥行３２３が「５」である。これらにより、スケジューリング装置２００は、スペース制約を満たす配置候補は、スペース名３２１が「Ｓ１」ではスペース内位置３４８が「０」～「２」であり、スペース名３２１が「Ｓ２」ではスペース内位置３４８が「３」～「５」であることを判定できる。

スケジューリング装置２００は、図１３においてＩＤ３４１が「２」の工程ではスペース名３２１が「Ｓ１」で、スペース内位置３４８「０」～「２」に配置する。このため、スケジューリング装置２００は、ＩＤ３４１が「３」の工程の配置を、スペース名３２１が「Ｓ１」のスペース内位置３４８が「０」～「２」とした場合は移動距離が「０」と算出する。また、スケジューリング装置２００は、スペース名３２１が「Ｓ２」のスペース内位置３４８が「３」～「５」とした場合、移動距離（マンハッタン距離）はスペース内位置３４８の差異で「７」と、スペース内位置３４８が「３」との合計で「１０」と算出できる。

また、単純に移動距離だけでなく、移動に掛かる人員を抑制したい場合、スケジューリング装置２００は、距離に人員３１ａの値で重み付けすることで、移動とそれに掛かる人員を評価値に導入することができる。

ＩＤ３４１が「３」の工程の人員３１ａは「２」（図３参照）であり、スペース名３２１が「Ｓ１」の移動距離は「０」で、スペース名３２１が「Ｓ２」の移動距離は「１０」である。この場合、スケジューリング装置２００は、人員３１ａの値で重み付けを行い、スペース名３２１が「Ｓ１」の評価値は「０」で、スペース名３２１が「Ｓ２」の評価値は「２０」となる。

機械及び製品１０の重量に対しても同様に、重量の大きい製品１０の移動を抑制したい場合、スケジューリング装置２００は、距離に重量３１９の値で重み付けすることで、重量を評価値に導入することができる。

例えば、ＩＤ３４１が「３」の工程の重量は「３」（図３参照）であり、スペース名３２１が「Ｓ１」の評価値は「０」で、スペース名３２１が「Ｓ２」の評価値は「３０」となる。

他に、スペースに特徴がある場合、例えば図４のスペース一覧３２０の特徴３２５を以下のように評価値として導入する。スペース名３２１が「Ｓ１」の特徴３２５は「クレーン可」であり、スペース名３２１が「Ｓ２」の特徴３２５は「クレーン不可」である。この例では、スケジューリング装置２００が、クレーン不可であるスペースへの移動を抑制したい場合、クレーン不可であるスペースへの移動に重み付けとして「１０」を与える。これにより、スペース名３２１が「Ｓ１」の移動距離が「０」で評価値は「０」であり、スペース名３２１が「Ｓ２」の移動距離が「１０」で評価値は「１００」となる。

なお、本実施例２において、人員や重量やスペースの特徴を距離に対する重み付けで評価値に導入する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、移動そのものの発生が人員や重量やスペースの特徴の観点から抑制すべき項目として重要である場合は、重み付けを評価値とするのではなく、移動のある場合に人員や重量値や特徴に応じた値を評価値として良く、評価値への人員や重量や特徴の導入方法は重み付けに限らない。

スケジューリング装置２００は、前記実施例１示したスケジュール生成フローチャート若しくはスケジュール評価フローチャートを用いてスケジュール表３４０の生成を完了させる。その後、計画評価結果３５０の算出式を、例えば、重みｗ１と終了時刻３５５の最大値との積と、重みｗ２と評価値３５ａの積算値との積との和とし、評価値を計画評価結果３５０の算出式に組み込んでおく。

これにより、スケジューリング装置２００は、計画評価結果３５０を最小化するスケジュール改善フローチャートの目的となり、評価値である移動コストが小さいスケジュールを最良解として選択することができる。

本実施例３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３では、工程の作業に必要な準備コストを工程の評価値として考慮する方法について述べる。

準備コストは、固定設備１０２やフリースペース１０３で工程の作業を行う場合に、その作業を行えるように固定設備１０２やフリースペース１０３で準備が必要となる場合に発生する。スケジューリング装置２００は、準備コストを評価値に導入することで計画評価結果３５０に準備コストの積算値を反映させることが可能となり、準備コストを抑制したスケジューリングを実現できる。

図１５は、工程と次の工程の間のコストを考慮したスケジュールを策定するスケジューリング装置２００の機能要素を含むブロック図である。ストレージ装置２０３には後述する準備コスト表３６０が格納される。その他の構成については前記実施例１と同様である。

図１６は、準備コスト表３６０の一例を示す図である。準備コスト表３６０は工場１００が有する固定設備１０２とはフリースペース１０３の状態の変化に対して予め設定された情報である。

準備コスト表３６０は、固定設備１０２やフリースペース１０３の名称又は識別子が格納される対象３６１と、対象の状態を示す起点３６２と、工程に必要とする状態を示す終点３６３と、起点３６２から終点３６３への状態の変化に必要な準備コスト３６４をひとつのエントリに含む。

工程が必要とする状態（終点３６３）は、工程名から抽出する方法や作業一覧に状態を追加する方法などが考えられ、本実施例では実装方法は問わない。終点３６３は、例えば、固定設備が真空含浸装置の場合では、含浸液の注入が工程に必要とする状態となる。

スケジュールを決定する指標の評価値として、作業準備コストを算出する方法を説明する。固定設備１０２又はフリースペース１０３の少なくとも一方に２以上の状態を含み、状態が変化する場合に作業準備コストが発生する。

作業準備コストは状態の変化に対して予め与えられた準備コスト表３６０の準備コスト３６４の値を用いる。例えば、「固定設備１」（１０２－１）の状態が「ｅｃ１１」であった場合、作業内容が「ｅｃ１１」の工程には作業準備コストが発生せず評価値は「０」であり、作業内容が「ｅｃ１２」の工程には作業準備コストが発生し評価値は「１」である。

また、フリースペース「Ｓ１」（１０３－１）が状態「ｓｃ１２」であった場合、作業内容が「ｓｃ１２」の工程には作業準備コストが発生せず評価値３４ａは「０」であり、作業内容が「ｓｃ１１」の工程には作業準備コストが発生し評価値３４ａは「２」である。

本実施例３では、スケジュール改善フローチャートの指標に、工程の準備コストを評価値３４ａとして採用する。そして、計画評価結果３５０の算出式を、例えば、重みｗ１と終了時刻３４５の最大値との積と、重みｗ２と評価値３４ａの積算値との積との和とする。これにより、準備コストを計画評価結果３５０の算出式に組み込むことが可能となり、スケジューリング装置２００は、計画評価結果３５０の値を最小化することで準備コストが小さいスケジュールを最良解として提示することができる。

また、図１４は最適化の指標の選択方法を示す。スケジューリング装置２００は、出力部２１６を介して出力装置２０５に図１４の選択画面５００を表示する。クライアントは評価値としてのコスト項目５０１を、スケジューリングの目的に応じて選択画面５００から選択できる。

例えば、図１４においてコスト項目５０１は「重量」が選択されており、評価値には重量が導入される。この結果、重量の大きい機械及び製品１０の移動を抑制したスケジューリングがスケジューリング装置２００で可能となる。また、評価値は適宜組み合わせることが可能であり、例えば、「人員」と「重量」を組み合わせた新たな指標とすることができる。

以上のように、本実施例３のスケジューリング装置２００は、「人員」や「重量」や「特徴」を評価値に反映することで、スケジュールの目的に抑制したい項目を導入することが可能となる。これにより、スケジューリング装置２００は、工程間の距離や人員や重量や特徴を考慮しつつ生産効率の優れたスケジュール生成を実現できる。

本実施例４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４では、工程の評価値を第一の方法と第二の方法を用いてスケジューリング処理に組み込むことで、より短時間に評価値を抑制したスケジュールを提示することができる。

第一の方法では、図７のスケジュール生成フローチャートのステップＳ１０５で、工程の候補から評価値が良い（低い）工程を選択する。例えば、評価値が低い方が良い場合、スケジューリング装置２００は、より評価値の低い工程を優先的に選択する。

ステップＳ１０５で工程の候補が２つあり、評価値が「０」の工程Ａと、評価値が「３」の工程Ｂがある場合、スケジューリング装置２００は、優先的に工程Ａを選択する。このように工程の選択を優先することで、計画評価結果３５０が低い初期解のスケジュールを生成することが可能となる。

第二の方法では、図１０のスケジュール評価フローチャートのステップＳ３０２で、配置候補から評価値がよい配置を選択する。例えば、評価値が低い（小さい）方が良い場合、スケジューリング装置２００は、より評価値の低い工程を優先的に選択する。

ステップＳ３０２で配置候補が２つあり、評価値が「４」の配置Ｃと、評価値が「１」の配置Ｄがある場合、スケジューリング装置２００は、優先的に配置Ｄを選択する。このように配置選択を優先することで、計画評価結果３５０が低い改善スケジュールを生成することが可能となる。

以上のようにして、本実施例４のスケジューリング装置２００は、工程候補や配置候補の選択において評価値を指標とした選択を行う際に、計画評価結果３５０を利用することでスケジューリングをより効果的に改善することができ、また、スケジューリング装置２００は短時間でスケジュールを提示することができる。

＜まとめ＞
以上のように、上記実施例１～４のスケジューリング装置は、以下のような構成とすることができる。

（１）プロセッサ（ＣＰＵ２０１）とメモリ（２０２）を有して、１以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを所定の空間（固定設備１０２、フリースペース１０３）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（２００）であって、前記プロセッサ（２０１）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空間の要求値（利用設備３１５、必要幅３１７、必要奥行３１８）と、当該工程の作業に要する作業時間（３１６）と、当該工程の時系列の順序（作業＃３１３）が設定された作業情報（作業一覧３１０）と、前記工程を実施するための作業空間（固定設備１０２、フリースペース１０３）が予め複数設定された空間情報（スペース一覧３２０、設備一覧３３０）と、を前記メモリ（２０２）に格納し、前記プロセッサ（２０１）は、前記作業情報（３１０）を読み込んで前記工程のそれぞれについて、前記時系列の順序（３１３）を満足し、かつ、前記空間の要求値（３１５、３１６、３１７）を満足する前記作業空間（１０２、１０３）を前記空間情報（３２０、３３０）から選択して、各工程の時系列の順序と前記空間内の配置を決定した工程順序リストを初期解として生成し、当該初期解の各工程毎のコストから評価値（３４ａ）を含む計画評価結果３５０を算出し、当該計画評価結果３５０を暫定評価結果として保持し、前記プロセッサ（２０１）は、前記初期解の工程順序リストの前記時系列の順序（３１３）を満たす範囲で前記工程を入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解として生成し、当該近傍解の各工程毎のコストから評価値（３４ａ）を含む計画評価結果３５０を前記工程順序リスト毎に算出し、計画評価結果（３５０）の値が所定の条件を満たす工程順序リストの計画評価結果を比較評価結果として保持し、前記プロセッサ（２０１）は、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストに基づいてスケジュール（スケジュール表３４０）を生成する。

上記の構成によって、スケジューリング装置２００は、初期解として生成されたＩＤ３４１のリスト（工程順序リスト）と、暫定評価結果に基づいて、先行順序制約に従ってＩＤ３４１の順序を入れ替えた近傍解を複数生成し、近傍解の評価値から計画評価結果３５０を算出する。そして、スケジュール決定部２１４は、計画評価結果３５０が最も良い（例えば、評価値が最小）計画評価結果を比較評価結果として選択し、比較評価結果が暫定評価結果よりも良い値（評価値が小さい）であれば、当該比較評価結果に対応する近傍解の比較スケジュール表を最良のスケジュール表と３４０として生成することができる。

（２）上記（１）に記載のスケジューリング装置（２００）であって、前記プロセッサ（２０１）は、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストを新たな初期解として、前記近傍解の生成を所定の終了条件（Ｓ２０７）となるまで繰り返す。

上記構成により、スケジューリング装置２００は、終了条件を満たすまで、最良のスケジュール表を初期解として近傍解の生成と評価値の算出を繰り返して、スケジュール表３４０の最適化を実施する。

（３）上記（１）に記載のスケジューリング装置（２００）であって、前記コストは、前記工程の作業空間と当該工程に連なる次の前記工程の作業空間の位置（工場内位置３２４、３３２）から算出される移動コストであって、前記評価値は、前記工程と前記工程に連なる次の前記工程との間の移動コストを含み、前記計画評価結果３５０は、前記移動コストの積算値を含む。

上記構成により、スケジューリング装置２００は、工程間で物品や機械及び製品の移動距離を抑えたスケジュールを実現できる。

（４）上記（１）に記載のスケジューリング装置（２００）であって、前記コストは、前記空間の状態の変化に対して予め与えられた値と、前記工程の作業内容が必要とする状態から算出される準備コスト（準備コスト表３６０）であって、前記評価値は、前記工程の作業内容に応じた準備コスト（３６４）を含み、前記計画評価結果（３５０）は、前記準備コスト（３６４）の積算値を含む。

上記構成により、スケジューリング装置２００は、準備コストを評価値に導入することで計画評価結果３５０に準備コストの積算値を反映させることが可能となり、工程間の準備コストを抑制したスケジューリングを実現できる。

（５）上記（３）に記載のスケジューリング装置（２００）であって、前記評価値は、前記工程で必要とされる人員の数（人員３１ａ）に関する重み又は前記工程で使用する物品の重量（３１９）に関する重みを前記移動コストに付与する。

上記構成により、スケジューリング装置２００は、「人員」や「重量」や「特徴」を評価値に反映することで、スケジュールの目的に抑制したい項目を導入することが可能となり、距離や人員や重量や特徴を考慮しつつ生産効率の優れたスケジュール生成を実現できる。

（６）上記（１）に記載のスケジューリング装置（２００）であって、前記工程順序リストを初期解として生成する際には、前記工程のうち処理可能な工程を抽出して候補リストを生成し、当該候補リストで前記時系列の順序（３１３）又は前記空間の要求値（３１５、３１７、３１８）を満足する工程の候補が複数存在する場合には、これらの工程の評価値（３４ａ）を算出し、算出された評価値（３４ａ）が所定の条件を満たす工程を選択し、前記工程順序リストに加える。

上記構成により、スケジューリング装置２００は、工程候補や配置候補の選択において評価値を指標とした選択を行うことによって、計画評価結果３５０によってスケジューリングをより効果的に改善することができ、また、スケジューリング装置２００は短時間でスケジュールを提示することができる。

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、又は、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。

１０ 製品
１００ 工場
１０２ 固定設備
１０３ フリースペース
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
２１０ 工程候補特定部
２１１ 作業時間特定部
２１２ 利用時間特定部
２１３ 工程評価値特定部
２１４ スケジュール決定部
３１０ 作業一覧
３２０ スペース一覧
３３０ 設備一覧
３４０ スケジュール表
３５０ 計画評価結果
３６０ 準備コスト表

Claims (8)

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以上のジョブを所定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、
   前記プロセッサは、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空間の要求値と、当該工程の作業に要する作業時間と、当該工程の時系列の順序が設定された作業情報と、前記工程を実施するための作業空間が予め複数設定された空間情報と、を前記メモリに格納し、
   前記プロセッサは、前記作業情報を読み込んで前記工程のそれぞれについて、前記時系列の順序を満足し、かつ、前記空間の要求値を満足する前記作業空間を前記空間情報から選択して、各工程の時系列の順序と前記空間内の配置を決定した工程順序リストを初期解として生成し、当該初期解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を算出し、当該計画評価結果を暫定評価結果として保持し、
   前記プロセッサは、前記初期解の工程順序リストについて前記初期解として決定された時系列の順序を満たす範囲で前記工程の順序を入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解として生成し、当該近傍解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を前記工程順序リスト毎に算出し、計画評価結果の値が所定の条件を満たす工程順序リストの計画評価結果を比較評価結果として保持し、
   前記プロセッサは、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストに基づいてスケジュールを生成し、
   前記コストは、前記作業空間の状態を示す起点から工程に必要な状態である終点に変化させる場合の準備コストを予め設定した準備コスト表から、前記工程を実施する際の前記作業空間の状態を前記起点とし、前記工程の作業内容が必要とする状態を前記終点として算出される準備コストであって、
   前記評価値は、前記工程の作業内容に応じた準備コストを含み、
   前記計画評価結果は、前記準備コストの積算値を含む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、
   前記プロセッサは、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストを新たな初期解として、前記近傍解の生成を所定の終了条件となるまで繰り返すことを特徴とするスケジューリング装置。
3. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   前記工程順序リストを初期解として生成する際には、前記工程のうち処理可能な工程を抽出して候補リストを生成し、当該候補リストで前記時系列の順序又は前記空間の要求値を満足する工程の候補が複数存在する場合には、これらの工程の評価値を算出し、算出された評価値が所定の条件を満たす工程を選択し、前記工程順序リストに加えることを特徴とするスケジューリング装置。
4. 請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
   さらに、前記プロセッサは、少なくとも、前記作業空間の情報と、前記作業空間における前記ジョブの実施予定の工程と時刻との関係を含むスケジュールを表示することを特徴とするスケジューリング装置。
5. 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以上のジョブを所定の空間で実施するスケジュールを生成させるスケジューリング方法であって、
   前記計算機が、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空間の要求値と、当該工程の作業に要する作業時間と、当該工程の時系列の順序が設定された作業情報と、前記工程を実施するための作業空間が予め複数設定された空間情報と、を前記メモリに格納する格納ステップと、
   前記計算機が、前記作業情報を読み込んで前記工程のそれぞれについて、前記時系列の順序を満足し、かつ、前記空間の要求値を満足する前記作業空間を前記空間情報から選択して、各工程の時系列の順序と前記空間内の配置を決定した工程順序リストを初期解として生成し、当該初期解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を算出し、当該計画評価結果を暫定評価結果として保持する初期解生成ステップと、
   前記計算機が、前記初期解の工程順序リストについて前記初期解として決定された時系列の順序を満たす範囲で前記工程の順序を入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解として生成し、当該近傍解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を前記工程順序リスト毎に算出し、計画評価結果の値が所定の条件を満たす工程順序リストの計画評価結果を比較評価結果として保持する近傍解生成ステップと、
   前記計算機が、前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストに基づいてスケジュールを生成するスケジュール生成ステップと、
   を含み、
   前記初期解生成ステップでは、
   前記コストが、前記作業空間の状態を示す起点から工程に必要な状態である終点に変化させる場合の準備コストを予め設定した準備コスト表から、前記工程を実施する際の前記作業空間の状態を前記起点とし、前記空間の状態の変化に対して予め与えられた値と、前記工程の作業内容が必要とする状態を前記終点として算出される準備コストであって、前記評価値が、前記工程の作業内容に応じた準備コストを含み、前記計画評価結果は、前記準備コストの積算値を含むことを特徴とするスケジューリング方法。
6. 請求項５に記載のスケジューリング方法であって、
   前記近傍解生成ステップでは、
   前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストを新たな初期解として、前記近傍解の生成を所定の終了条件となるまで繰り返すことを特徴とするスケジューリング方法。
7. 請求項５に記載のスケジューリング方法であって、
   前記初期解生成ステップでは、
   前記工程順序リストを初期解として生成する際に、前記工程のうち処理可能な工程を抽出して候補リストを生成し、当該候補リストで前記時系列の順序又は前記空間の要求値を満足する工程の候補が複数存在する場合には、これらの工程の評価値を算出し、算出された評価値が所定の条件を満たす工程を選択し、前記工程順序リストに加えることを特徴とするスケジューリング方法。
8. 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以上のジョブを所定の空間で実施するスケジュールを生成させるプログラムを格納した記憶媒体であって、
   １以上の工程を時系列的に設定した１以上のジョブを含み、前記工程毎に使用する空間の要求値と、当該工程の作業に要する作業時間と、当該工程の時系列の順序が設定された作業情報と、前記工程を実施するための作業空間が予め複数設定された空間情報と、を前記メモリに格納する格納ステップと、
   前記作業情報を読み込んで前記工程のそれぞれについて、前記時系列の順序を満足し、かつ、前記空間の要求値を満足する前記作業空間を前記空間情報から選択して、各工程の時系列の順序と前記空間内の配置を決定した工程順序リストを初期解として生成し、当該初期解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を算出し、当該計画評価結果を暫定評価結果として保持する初期解生成ステップと、
   前記初期解の工程順序リストについて前記初期解として決定された時系列の順序を満たす範囲で前記工程の順序を入替えることで、１以上の異なる工程順序リストを生成し、これらの工程順序リストを近傍解として生成し、当該近傍解の各工程毎のコストから評価値を含む計画評価結果を前記工程順序リスト毎に算出し、計画評価結果の値が所定の条件を満たす工程順序リストの計画評価結果を比較評価結果として保持する近傍解生成ステップと、
   前記暫定評価結果と前記比較評価結果のうち所定の条件を満たす方の工程順序リストに基づいてスケジュールを生成するスケジュール生成ステップと、
   を含み、
   前記初期解生成ステップでは、
   前記コストが、前記作業空間の状態を示す起点から工程に必要な状態である終点に変化させる場合の準備コストを予め設定した準備コスト表から、前記工程を実施する際の前記作業空間の状態を前記起点とし、前記空間の状態の変化に対して予め与えられた値と、前記工程の作業内容が必要とする状態を前記終点として算出される準備コストであって、前記評価値が、前記工程の作業内容に応じた準備コストを含み、前記計画評価結果が、前記準備コストの積算値を含んで、
   前記計算機に実行させる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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