JP7252160B2 - 生産管理システム、生産管理装置および生産管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、生産管理システム、生産管理装置および生産管理方法に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１５－７５７９５号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、複数の工程による製造が順に行われることにより製造される製品の、製造状況を可視化するコンピュータに実行される方法であって、複数の工程のうちの第一の工程と、該第一の工程に後続する第二の工程とのそれぞれについて、１の製品についての製造の開始から終了までを表す印を、該製造の開始から終了までにかかる時間に対応した幅で、第一の工程及び第二の工程のそれぞれについて同一の方向に延びるそれぞれの時間軸上に配置することが記載されている。

特開２０１５－７５７９５号公報

上記特許文献１に記載の技術では、工程順が一意に定まることを前提としており、その前提であればボトルネックとなる工程の特定および対策等を行うことができる。しかし、多品種を製造する生産現場においては全体を俯瞰する工程順を一意に定められず、ボトルネックの特定や表示において効率よく製造状況を把握することができない。

本発明の目的は、多品種を製造する生産現場において全体を俯瞰するのに適した工程順を一意に定めることにある。

本願は、上記課題の少なくとも一部を解決する手段を複数含んでいるが、その例を挙げるならば、以下のとおりである。上記課題を解決すべく、本発明の一態様に係る生産管理システムは、生産管理装置と生産現場装置とを含む生産管理システムであって、前記生産現場装置は、前記生産管理装置に自装置の稼働の開始終了時刻の実績を送信し、前記生産管理装置は、前記生産現場装置と通信する通信部と、前記通信部を介して前記生産現場装置から送信された前記稼働の開始終了時刻の実績を収集する生産実績収集部と、製造物ごとに製造工程の開始終了時刻の実績を特定する生産実績情報を記憶する生産実績記憶部を含む記憶部と、製造工程が互いに異なる複数の前記製造物を含む前記生産実績情報を用いて、前記複数の製造物を代表する前記製造工程の順を推定して特定する工程順推定部と、前記製造工程の順を所定の集計処理の結果表示に用いる画面生成部と、を備える。

本発明によれば、多品種を製造する生産現場において全体を俯瞰するのに適した工程順を一意に定めることができる。これにより、製造装置の稼働率向上、生産量の増加、製造リードタイム短縮、納期遵守など、目的に応じた生産指標の最適化が図れ、生産性の高い製造現場を実現できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第一の実施形態に係る生産管理システムの構成例を示す図である。 生産管理装置の構成例を示す図である。 生産実績記憶部のデータ構造例を示す図である。 生産計画記憶部のデータ構造例を示す図である。 工程順記憶部のデータ構造例を示す図である。 位置・工程情報記憶部のデータ構造例を示す図である。 生産管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 工程順推定処理のフローの例を示す図である。 工程順推定処理の出力画面の例を示す図である。 レイアウト検証処理のフローの例を示す図である。 レイアウト検証処理の出力画面の例を示す図である。 ボトルネック特定画面の例を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、「Ａからなる」、「Ａよりなる」、「Ａを有する」、「Ａを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。

製造業を営む企業の工場では、生産する製品について、各生産工程で使用する生産設備、各生産設備に投入する時間に基づき、将来の生産計画を立案し、その生産計画に従って日々の生産活動を行うことが多い。そのような製造現場では、作業者、設備、製造物そのもの、の様々な要因によって、計画に対する大小さまざまの遅延が発生する。

とくに、生産する製品が多品種であり品種混合比が時々刻々と変化する環境では、製造工程が品種に応じて多岐に渡り、複雑であるため、ボトルネック工程の特定や進捗把握、下流工程への影響分析が困難となりやすい。

また、品種の変動がめまぐるしい場合には、上流工程や下流工程が物理的なレイアウトと合致していないことも多くなるため、上流工程で発生した遅延や下流工程で発生しているトラブル、およびそれらの影響を知ることが相対的に困難であるといえる。これらを早期に知るためには、生産進捗状況を正確に取得し、活用することが必要であるが、品種の変動が目まぐるしい場合には、進捗を把握するための基礎となる工程自体が多様でありさらに変化するため、全体を俯瞰した進捗管理は困難である。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る生産管理システムの構成例を示す図である。生産管理システム１０には、製造エリア１００に設けられた生産現場装置群と、生産現場装置群とネットワーク５０を介して通信可能に接続される生産管理装置２００とが含まれる。生産管理システム１０は、外部の製造実行システム（ＭＥＳ： Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）３００とネットワーク５０を介して、あるいは直接に接続し、相互に通信する。

ネットワーク５０は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、インターネット等の一般公衆回線を一部または全部に用いた通信網、携帯電話通信網等、のいずれかまたはこれらの複合したネットワークである。なお、ネットワーク５０は、Wi-Fi（登録商標）や５Ｇ等の無線による通信網であってもよい。

生産現場装置には、実績入力端末１１０と、可視化端末１２０と、コントローラ１３０と、生産装置１３１と、その他各種の工具やセンサ設備等の装置が含まれる。実績入力端末１１０は、操作者１２１により製造対象の個体の識別子、工程の開始時刻、終了時刻等の実績情報の入力を受け付ける装置である。可視化端末１２０は、操作者１２１により操作される端末であり、生産管理装置２００が生成した画面情報を表示し、その画面上での操作入力を受け付けて生産管理装置２００に処理依頼等を行う。

生産管理装置２００は、製造実行システム３００から取得した生産管理情報および生産実績情報に基づいて、実績値に基づく工程順の推定およびその工程順に基づき、ボトルネック分析処理、進捗管理処理、レイアウト検証処理等の各種の処理を行う。

製造実行システム３００は、製造実績情報、生産計画情報、生産進捗情報など含む工場の生産実行に係るすべての情報を管理し、あらかじめ定められたときまたは生産管理装置２００からの要求に応じて、生産実績情報、生産管理情報等を生産管理装置２００に送信する。

図２は、生産管理装置の構成例を示す図である。生産管理装置２００は、記憶部２１０と、処理部２２０と、入力部２３０と、出力部２４０と、通信部２５０と、を備える。

記憶部２１０には、生産実績記憶部２１１と、生産計画記憶部２１２と、工程順記憶部２１３と、位置・工程情報記憶部２１４と、が含まれる。

生産実績記憶部２１１には、部品や製品などの製造物毎に、工程の作業（処理）と、前工程の作業（処理）が完了した時刻と、作業（処理）を開始した時刻と、作業（処理）を完了した時刻と、作業（処理）した生産設備、作業（処理）した作業者と、を特定する情報が格納される。

図３は、生産実績記憶部のデータ構造例を示す図である。生産実績記憶部２１１には、後述する生産実績収集部２２１が製造実行システム３００から取得した情報が格納される。

生産実績記憶部２１１は、製造物ＩＤ欄２１１ａと、品種名称欄２１１ｂと、員数欄２１１ｃと、工程名称欄２１１ｄと、工程Ｎｏ欄２１１ｅと、前工程完了時刻欄２１１ｆと、開始時刻欄２１１ｇと、完了時刻欄２１１ｈと、設備ＩＤ欄２１１ｉと、作業者ＩＤ欄２１１ｋと、を有する。

製造物ＩＤ欄２１１ａと、品種名称欄２１１ｂと、員数欄２１１ｃと、工程名称欄２１１ｄと、工程Ｎｏ欄２１１ｅと、前工程完了時刻欄２１１ｆと、開始時刻欄２１１ｇと、完了時刻欄２１１ｈと、設備ＩＤ欄２１１ｉと、作業者ＩＤ欄２１１ｋとは、それぞれ関連付けられている。

製造物ＩＤ欄２１１ａには、各々の製品や部品などの製造物を一意に識別することのできる識別情報である製造物ＩＤを特定する情報が格納される。

品種名称欄２１１ｂには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物の品種を特定する情報が格納される。

員数欄２１１ｃには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に含まれる製造物の数量を特定する情報が格納される。

工程名称欄２１１ｄには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を処理した工程を識別するための工程名称を特定する情報が格納される。

工程Ｎｏ欄２１１ｅには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する工程名称欄２１１ｄの工程が初工程から数えて第何番目の工程かを特定する情報が格納される。

前工程完了時刻欄２１１ｆには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の前工程を完了した時刻を特定する情報が格納される。

開始時刻欄２１１ｇには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の処理を開始した時刻を特定する情報が格納される。

完了時刻欄２１１ｈには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１１ｄで特定される工程の処理を完了した時刻を特定する情報が格納される。

設備ＩＤ欄２１１ｉには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を、開始時刻欄２１１ｇで特定される開始時刻から、完了時刻欄２１１ｈで特定される終了時刻までの期間に、工程名称欄２１１ｄで特定される工程での処理で利用した設備ＩＤを特定する情報が格納される。

作業者ＩＤ欄２１１ｋには、製造物ＩＤ欄２１１ａで特定される製造物を、開始時刻欄２１１ｇで特定される開始時刻から、完了時刻欄２１１ｈで特定される完了時刻までの期間に、工程名称欄２１１ｄで特定される工程での処理を担当した作業者ＩＤを特定する情報が格納される。

図２の説明に戻る。生産計画記憶部２１２には、生産計画が格納される。

図４は、生産計画記憶部のデータ構造例を示す図である。生産計画記憶部２１２には、後述する生産管理情報収集部２２２が製造実行システム３００から取得した情報が格納される。

生産計画記憶部２１２は、製造物ＩＤ欄２１２ａと、品種名称欄２１２ｂと、員数欄２１２ｃと、工程名称欄２１２ｄと、工程Ｎｏ欄２１２ｅと、開始予定時刻欄２１２ｆと、完了予定時刻欄２１２ｇと、設備ＩＤ欄２１２ｈと、作業者ＩＤ欄２１２ｉと、計画日欄２１２ｋと、を有する。

製造物ＩＤ欄２１２ａと、品種名称欄２１２ｂと、員数欄２１２ｃと、工程名称欄２１２ｄと、工程Ｎｏ欄２１２ｅと、開始予定時刻欄２１２ｆと、完了予定時刻欄２１２ｇと、設備ＩＤ欄２１２ｈと、作業者ＩＤ欄２１２ｉと、計画日欄２１２ｋとは、それぞれ関連付けられている。

製造物ＩＤ欄２１２ａには、各々の製品や部品などの製造物を一意に識別することのできる識別情報である製造物ＩＤを特定する情報が格納される。

品種名称欄２１２ｂには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物の品種を特定する情報が格納される。

員数欄２１２ｃには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物に含まれる製造物の数量を特定する情報が格納される。

工程名称欄２１２ｄには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物を処理した工程を識別するための工程名称を特定する情報が格納される。

工程Ｎｏ欄２１２ｅには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物に対する工程名称欄２１２ｄの工程が初工程から数えて第何番目の工程かを特定する情報が格納される。

開始予定時刻欄２１２ｆには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１２ｄで特定される工程の処理を開始する時刻の計画値を特定する情報が格納される。

完了予定時刻欄２１２ｇには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１２ｄで特定される工程の処理を完了する時刻の計画値を特定する情報が格納される。

設備ＩＤ欄２１２ｈには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物を、開始予定時刻欄２１２ｆで特定される開始予定時刻から、完了予定時刻欄２１２ｇで特定される完了予定時刻までの期間に、工程名称欄２１２ｄで特定される工程での処理で利用する計画の設備ＩＤを特定する情報が格納される。

作業者ＩＤ欄２１２ｉには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物を、開始予定時刻欄２１２ｆで特定される開始予定時刻から、完了予定時刻欄２１２ｇで特定される完了予定時刻までの期間に、工程名称欄２１２ｄで特定される工程での処理を担当する計画の作業者ＩＤを特定する情報が格納される。

計画日欄２１２ｋには、製造物ＩＤ欄２１２ａで特定される製造物に対する、工程名称欄２１２ｄで特定される工程で、開始予定時刻欄２１２ｆで特定される開始予定時刻から、完了予定時刻欄２１２ｇで特定される完了予定時刻までの期間に、設備ＩＤ欄２１２ｈで特定される設備ＩＤの設備を利用し、作業者ＩＤ欄２１２ｉで特定される作業者ＩＤの作業者が担当する処理を、計画した日を特定する情報が格納される。

図２の説明に戻る。工程順記憶部２１３には、複数の製造物をすべて統合して、製造物の相違をないものとして連続する工程間の実績件数（ジョブ数）と、複数の製造物を代表する製造工程の順を推定した工程順と、工程間の移動距離とに関する情報が格納される。

図５は、工程順記憶部２１３のデータ構造例を示す図である。工程順記憶部２１３には、後述する工程順推定部２２３が生産実績記憶部２１１から取得した情報が格納され、その後、後述する工程順推定部２２３により、随時更新される。

工程順記憶部２１３は、始工程名称欄２１３ａと、終工程名称欄２１３ｂと、件数欄２１３ｃと、順序欄２１３ｄと、移動距離欄２１３ｅとを有する。

始工程名称欄２１３ａと、終工程名称欄２１３ｂと、件数欄２１３ｃと、順序欄２１３ｄと、移動距離欄２１３ｅとは、それぞれ関連付けられている。

始工程名称欄２１３ａには、各々の製品や部品などの製造物の区別をせずに、連続する工程のうち先行する工程を一意に識別することのできる識別情報である工程名を特定する情報が格納される。

終工程名称欄２１３ｂには、各々の製品や部品などの製造物の区別をせずに、連続する工程のうち後続する工程を一意に識別することのできる識別情報である工程名を特定する情報が格納される。

件数欄２１３ｃには、始工程名称欄２１３ａで特定される工程と、終工程名称欄２１３ｂで特定される工程と、の順で実施された件数（ジョブ数あるいは製造個体数）を特定する情報が格納される。

順序欄２１３ｄには、始工程名称欄２１３ａで特定される工程と、終工程名称欄２１３ｂで特定される工程との組み合わせをシーケンシャルに繋げて、複数の製造物を代表する製造工程を推定した順序を特定する情報が格納されている。例えば、ある始工程名称欄２１３ａで特定される工程（仮に、工程Ａとする）に連続し、終工程名称欄２１３ｂで特定される工程（仮に、工程Ｂとする）がある場合、さらに別の組み合わせの始工程名称欄２１３aで特定される工程が工程Ｂと一致する場合には、これらを繋げることを繰り返した工程のうち、最大流となる工程の流れが、複数の製造物を代表する製造工程となる。その複数の製造物を代表する製造工程上の順序が、順序欄２１３ｄに格納されている順序である。

移動距離欄２１３ｅには、始工程名称欄２１３ａで特定される工程と、終工程名称欄２１３ｂで特定される工程との組み合わせにおける製造物の移動距離を特定する情報が格納される。

図２の説明に戻る。位置・工程情報記憶部２１４には、位置情報と工程を対応づける情報が格納される。

図６は、位置・工程情報記憶部のデータ構造例を示す図である。なお、位置・工程情報記憶部２１４に格納された情報は、工程設計情報の変更や工場のレイアウト変更に対応するため定期的に更新されなければならない。

位置・工程情報記憶部２１４には、設備ＩＤ欄２１４ａと、座標１欄２１４ｂと、座標２欄２１４ｃと、座標３欄２１４ｄと、座標４欄２１４ｅと、中心座標欄２１４ｆと、工程名称欄２１４ｇと、が対応付けられて格納される。

設備ＩＤ欄２１４ａには、製造エリアに配置され稼働している作業場内の製造設備を示す情報が格納される。

座標１欄２１４ｂと、座標２欄２１４ｃと、座標３欄２１４ｄと、座標４欄２１４ｅとには、設備ＩＤ欄２１４ａが配置されているエリアの角４点の座標を特定する情報が格納される。中心座標欄２１４ｆには、設備ＩＤ欄２１４ａが配置されているエリアの中心点の座標を特定する情報が格納される。

工程名称欄２１４ｇには、設備ＩＤ欄２１４ａで特定される設備が配置されているエリアにて実施している工程を識別するための工程名称を特定する情報が格納される。

図２の説明に戻る。生産管理装置２００の処理部２２０は、生産実績収集部２２１と、生産管理情報収集部２２２と、工程順推定部２２３と、ボトルネック特定部２２４と、レイアウト検証部２２５と、画面生成部２２６と、を備える。

生産実績収集部２２１は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または指定されたときに、製造実行システム３００、実績入力端末１１０、コントローラ１３０、生産装置１３１より、生産実績記憶部２１１に格納する情報を取得し、更新する。より具体的には、生産実績収集部２２１は、通信部２５０を介して生産現場装置から送信された稼働の開始終了時刻の実績を収集する。

生産管理情報収集部２２２は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または指定されたときに、生産計画記憶部２１２と、位置・工程情報記憶部２１４と、に格納する情報を取得し、更新する。

工程順推定部２２３は、製造工程が互いに異なる複数の製造物を含む生産実績を用いて、複数の製造物を代表する製造工程の順を推定して特定する。より具体的には、工程順推定部２２３は、生産実績における工程順の始工程から終工程をたどる最大流の工程順を抽出して代表する製造工程の順として推定する。また、推定した製造工程の順に対する編集入力を受け付けると、該編集入力に応じて製造工程の順を修正する。なお、工程順推定部２２３は、工場ごとに複数の製造物を代表する製造工程の順を推定して特定することも可能である。

ボトルネック特定部２２４は、製造物を生産する工程のいずれかにある滞留箇所であるボトルネックを特定する。このボトルネックを特定するアルゴリズムは、公知のものであってよい。具体的には、ボトルネック特定部２２４は、例えば、その系において工程の稼働率が高い反面、仕掛待ちの個体が多い工程をボトルネック工程であると特定する。

レイアウト検証部２２５は、工程順推定部２２３が推定した製造工程の順において、各工程間の移動距離を算出する。工程のレイアウトを変更して移動距離を短くすることができれば、よりスループットを上げられる可能性がある。一方で、工程を変更することでスループットが下がってしまうことがあるため、これを検証するためである。

画面生成部２２６は、製造工程の順を所定の集計処理の結果表示に用いる。例えば、画面生成部２２６は、工程順推定部２２３が推定した製造工程の順を前提として進捗管理のガントチャート画面を作成したり、工程順を編集する際の入出力画面を作成する。

入力部２３０は、例えば画面上で表示・操作されてキーボードあるいはマウスにて入力された入力情報を受け取る。

出力部２４０は、例えば、所定の処理を行った結果出力する情報が含まれる画面情報を、通信部２５０を介して可視化端末１２０に出力する。

通信部２５０は、ネットワーク５０を介した情報について他の装置との送受信を行う。

図７は、生産管理装置のハードウェア構成例を示す図である。生産管理装置２００は、中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）９０１と、メモリ９０２と、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）などの外部記憶装置９０３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などの可搬性を有する記憶媒体９０４に対して情報を読む読取装置９０５と、キーボードやマウス、バーコードリーダなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、インターネットなどの通信ネットワークを介して他のコンピュータと通信する通信装置９０８とを備えた一般的なコンピュータ９００、あるいはこのコンピュータ９００を複数備えたネットワークシステムで実現できる。なお、読取装置９０５は、可搬性を有する記憶媒体９０４の読取だけでなく、書き込みも可能なものであっても良いことは言うまでもない。

例えば、処理部２２０に含まれる生産実績収集部２２１と、生産管理情報収集部２２２と、工程順推定部２２３と、ボトルネック特定部２２４と、レイアウト検証部２２５とは、外部記憶装置９０３に記憶されている所定のプログラムをメモリ９０２にロードしてＣＰＵ９０１で実行することで実現可能であり、入力部２３０は、ＣＰＵ９０１が入力装置９０６を利用することで実現可能であり、出力部２４０は、ＣＰＵ９０１が出力装置９０７を利用することで実現可能であり、通信部２５０は、ＣＰＵ９０１が通信装置９０８を利用することで実現可能であり、記憶部２１０は、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２または外部記憶装置９０３を利用することにより実現可能である。

この所定のプログラムは、読取装置９０５を介して可搬性を有する記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワーク５０から、外部記憶装置９０３にダウンロードされ、それから、メモリ９０２上にロードされてＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。また、読取装置９０５を介して可搬性を有する記憶媒体９０４から、あるいは、通信装置９０８を介してネットワークから、メモリ９０２上に直接ロードされ、ＣＰＵ９０１により実行されるようにしてもよい。

なお、実績入力端末１１０、可視化端末１２０についても、図７に示すような一般的なコンピュータ９００で実現可能である。

図８は、工程順推定処理のフローの例を示す図である。工程順推定処理は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または生産管理装置２００に処理開始の指示がなされたときに、開始される。

まず、工程順推定部２２３は、工程順記憶部２１３に格納された情報を消去する（ステップＳ２２０１）。

そして、工程順推定部２２３は、対象期間の指定を受け付けてその期間の製造実績を取得する（ステップＳ２２０２）。具体的には、工程順推定部２２３は、生産実績収集部２２１に、生産実績記憶部２１１の情報の更新を行わせる。生産実績収集部２２１は、製造実行システム３００、実績入力端末１１０、コントローラ１３０、生産装置１３１より、生産実績記憶部２１１に格納する情報を取得し、生産実績記憶部２１１の情報を更新する。

そして、工程順推定部２２３は、抽出した製造実績に含まれる全ての製造物（製造物ＩＤ）に対し、後述するステップＳ２２０４～ステップＳ２２０５の処理を繰り返す（ステップＳ２２０３およびステップＳ２２０６）。

工程順推定部２２３は、製造物ＩＤの一つにより特定される製造物について、実績の工程順に従い隣接する工程（直接的に先行、後続する関係にある工程）の組をすべて抽出する（ステップＳ２２０４）。この抽出した組を、以降において基本要素と呼ぶことがある。

そして、工程順推定部２２３は、抽出した隣接する工程の組（始工程名称、終工程名称）が工程順記憶部２１３に記憶されていない場合、工程順記憶部２１３に新規データとして追加して件数欄２１３ｃに件数を格納し、記憶されている場合、既存データの件数欄２１３ｃに件数を加算して更新する（ステップＳ２２０５）。

そして、工程順推定部２２３は、工程順記憶部２１３から、始工程を抽出する（ステップＳ２２０７）。具体的には、工程順推定部２２３は、始工程名称欄２１３ａには存在するが、終工程名称欄２１３ｂには存在しない工程（つまり、先行工程のない工程）を抽出する。

そして、工程順推定部２２３は、工程順記憶部２１３から、終工程を抽出する（ステップＳ２２０８）。具体的には、工程順推定部２２３は、終工程名称欄２１３ｂには存在するが、始工程名称欄２１３ａには存在しない工程（つまり、後続工程のない工程）を抽出する。

そして、工程順推定部２２３は、工程順の始工程から工程順の終工程をたどる最大流の工程順を抽出し、順序欄２１３ｄに格納する（ステップＳ２２０９）。具体的には、工程順推定部２２３は、ステップＳ２２０７において抽出した工程順の始工程から、ステップＳ２２０８において抽出した工程順の終工程までの工程順に工程を繋げて有向グラフを作成し、その有向グラフにおけるリンク件数を対応付けて最大流問題を解き、工程順を推定する。なお、最大流問題を解くための処理に用いるアルゴリズムには、公知のさまざまなアルゴリズムを採用できる。例えば、フロー増加法や、ラベリング法等を用いることが可能である。

以上が、工程順推定処理の流れである。工程順推定処理によれば、実績のある先行後続関係のある工程をつないでできるフロー（件数）のうち、最大流となるフローを特定し、該フローの実施順を工程順として推定することができるようになる。すなわち、多品種を製造する生産現場において全体を俯瞰するのに適した工程順を一意に定めることが可能となる。

なお、工程順推定処理により推定された工程順は、常に最適なものとは限られないため、これを手動で編集することも可能としている。このような編集時の入出力例について、図９に示す画面４００を用いて説明する。

図９は、工程順推定処理の出力画面の例を示す図である。画面４００は、工程順の推定結果４０３および工程順の推定結果を視覚化した有向グラフ４０５を示すとともに、工程順を編集する入力を受け付ける編集領域４０６を示す画面である。

画面４００には、期間入力受付領域４０１と、抽出結果取得指示受付領域４０２と、工程順の推定結果４０３と、基本要素ごとの実績の件数４０４と、有向グラフ４０５と、編集領域４０６と、更新指示受付領域４０７と、が含まれる。

期間入力受付領域４０１は、工程順を推定する基となる生産実績の対象期間の開始および終了の日の入力を受け付ける。抽出結果取得指示受付領域４０２は、期間入力受付領域４０１において受け付けた生産実績の対象期間についての工程順推定処理の開始指示を受け付ける。

工程順の推定結果４０３は、工程順推定処理により推定された工程順、すなわち最大流となる工程順に工程名称を羅列して表示する。件数４０４は、基本要素すなわち連続する２工程ごとに、当該組み合わせで行われた実績件数を表示する。

有向グラフ４０５は、推定された工程順および編集領域４０６において編集された工程順を工程ネットワークの有向グラフとして表示する。すなわち、有向グラフ４０５には、始工程から終工程までの基本要素の連結関係が表示され、グラフの太さにより実施件数が表示される。

編集領域４０６は、工程順の編集内容の入力を受け付ける領域である。具体的には、推定された工程順を入れ替える指示を受け付ける。更新指示受付領域４０７は、編集領域４０６に入力された編集内容を工程順に反映する指示を受け付ける。具体的には、編集領域４０６に入力された編集内容を工程順記憶部２１３の件数欄２１３ｃを更新し、工程順の推定結果４０３と、件数４０４と、有向グラフ４０５と、に反映する。

図１０は、レイアウト検証処理のフローの例を示す図である。レイアウト検証処理は、予め定められたとき（例えば、１日毎）、または生産管理装置２００に処理開始の指示がなされたときに、開始される。

まず、レイアウト検証部２２５は、工程順記憶部２１３に格納された情報を取得する（ステップＳ２３０１）。

そして、レイアウト検証部２２５は、順序欄２１３ｄにゼロ以上の数字が格納された工程の組（始工程名称欄２１３ａ、終工程名称欄２１３ｂ）を取得する（ステップＳ２３０２）。すなわち、レイアウト検証部２２５は、最大流となる工程順を構成する基本要素を特定する。

そして、レイアウト検証部２２５は、位置・工程情報記憶部２１４に格納された情報を用い、基本要素ごとに、始工程を担当する設備と、終工程を担当する設備の間の距離を算出し、工程順記憶部２１３の移動距離欄２１３ｅに格納する。

以上が、レイアウト検証処理の流れである。レイアウト検証処理によれば、最大流を構成する基本要素ごとに設備間の移動距離を算出することができる。すなわち、最大流を構成する基本要素における移動距離を最小化するための基本的情報を得ることができる。これに従い移動距離を最小化できれば、基本要素の処理効率が上がり、それが最大流を構成するために工場全体の処理効率を効率よく上げることができるようになる。

図１１は、レイアウト検証処理の出力画面の例を示す図である。レイアウト画面５００は、工程順の推定結果５０３およびその基本要素ごとの移動距離５０５と、工程順の推定結果を視覚化した有向グラフ５０７を示す画面である。

レイアウト画面５００には、期間入力受付領域５０１と、抽出結果取得指示受付領域５０２と、工程順の推定結果５０３と、基本要素ごとの実績の件数５０４と、移動距離５０５と、改善要否フラグ５０６と、有向グラフ５０７と、が含まれる。

期間入力受付領域５０１は、工程順を推定する基となる生産実績の対象期間の開始および終了の日の入力を受け付ける。抽出結果取得指示受付領域５０２は、期間入力受付領域５０１において受け付けた生産実績の対象期間についてのレイアウト検証処理の開始指示を受け付ける。

工程順の推定結果５０３は、工程順推定処理により推定された工程順、すなわち最大流となる工程順に工程名称を羅列して表示する。件数５０４は、基本要素すなわち連続する２工程ごとに、当該組み合わせで行われた実績件数を表示する。

移動距離５０５は、基本要素すなわち連続する２工程ごとに、当該組み合わせの移動距離を表示する。改善要否フラグ５０６は、移動距離が所定の閾値以上であれば改善を要する旨を示す。あるいは、改善要否フラグ５０６は、基本要素の件数が所定以上であって、かつ移動距離が長い場合に改善を要する旨を示すようにしてもよいし、基本要素の移動距離と件数の積が所定の閾値以上となる場合に改善を要する旨を示すようにしてもよい。

有向グラフ５０７は、推定された工程順を工程ネットワークの有向グラフとして表示する。すなわち、有向グラフ５０７には、始工程から終工程までの基本要素の連結関係が表示され、グラフの太さにより実施件数が表示される。

図１２は、ボトルネック特定画面の例を示す図である。ボトルネック特定画面６００は、ボトルネック特定部２２４により特定されるボトルネック工程の表示画面である。

ボトルネック特定画面６００には、期間入力受付領域６０１と、生産指標表示領域６０２と、ボトルネック表示領域６０５と、が含まれる。

期間入力受付領域６０１は、ボトルネック分析を行う生産実績の対象期間の開始および終了の日の入力を受け付ける。生産指標表示領域６０２には、横軸６０３に生産日、縦軸６０４に工程を取ったガントチャート等の図が示される。また、生産日には将来日付を表示することも可能であり、将来日付については予測値が表示される。なお、この予測値をえるための予測処理は、一般的な生産予測アルゴリズムを用いて行うことができる。

ボトルネック表示領域６０５には、ボトルネック抽出機能の処理結果によるヒストグラム等の図が表示される。例えば、ヒストグラムの横軸６０６には、工程が示され、縦軸６０７には、生産指標が示される。つまり工程ごとに要している累積時間等の生産指標が示され、いずれの工程を効率化するべきかが示される。

なお、工程順推定処理の出力画面と、レイアウト検証処理の出力画面と、ボトルネック特定画面とは、画面生成部２２６により生成され、ネットワーク５０を介して可視化端末１２０に送信され、可視化端末１２０により操作者１２１に表示される。

以上が、本発明の第一の実施形態に係る生産管理システムの構成例である。第一の実施形態によれば、多品種を製造する生産現場において全体を俯瞰するのに適した工程順を一意に定めることができる。

上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、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。実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えることが可能であり、また、実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、実施形態の構成の一部について、削除をすることも可能である。

また、上記の各部、各構成、機能、処理部等は、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、上記の各部、各構成、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。

なお、上述した実施形態にかかる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。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えても良い。以上、本発明について、実施形態を中心に説明した。

１０：生産管理システム、５０：ネットワーク、１００：製造エリア、１１０：実績入力端末、１２０：可視化端末、１２１：操作者、１３０：コントローラ、１３１：生産装置、２００：生産管理装置、２１０：記憶部、２１１：生産実績記憶部、２１２：生産計画記憶部、２１３：工程順記憶部、２１４：位置・工程情報記憶部、２２０：処理部、２２１：生産実績収集部、２２２：生産管理情報収集部、２２３：工程順推定部、２２４：ボトルネック特定部、２２５：レイアウト検証部、２２６：画面生成部、２３０：入力部、２４０：出力部、２５０：通信部、３００：製造実行システム。

Claims (7)

1. 生産管理装置と生産現場装置とを含む生産管理システムであって、
   前記生産現場装置は、前記生産管理装置に自装置の稼働の開始終了時刻の実績を送信し、
   前記生産管理装置は、
   前記生産現場装置と通信する通信部と、
   前記通信部を介して前記生産現場装置から送信された前記稼働の開始終了時刻の実績を収集する生産実績収集部と、
   製造物ごとに製造工程の開始終了時刻の実績を特定する生産実績情報を記憶する生産実績記憶部を含む記憶部と、
   製造工程が互いに異なる複数の前記製造物を含む前記生産実績情報を用いて、前記複数の製造物を代表する前記製造工程の順を推定して特定する工程順推定部と、
   前記製造工程の順を所定の集計処理の結果表示に用いる画面生成部と、を備える、
   ことを特徴とする生産管理システム。
2. 請求項１に記載の生産管理システムであって、
   前記工程順推定部は、前記生産実績情報における工程順の始工程から終工程をたどる最大流の工程順を抽出して前記代表する前記製造工程の順として推定する、
   ことを特徴とする生産管理システム。
3. 請求項１に記載の生産管理システムであって、
   前記工程順推定部は、前記生産実績情報における工程順の始工程から終工程をたどる最大流の工程順を抽出して前記代表する前記製造工程の順として推定し、
   推定した前記製造工程の順に対する編集入力を受け付けると、該編集入力に応じて前記製造工程の順を修正する、
   ことを特徴とする生産管理システム。
4. 請求項１に記載の生産管理システムであって、
   前記記憶部には、前記製造工程を実施する位置を記憶する位置・工程情報記憶部が含まれ、
   前記生産管理装置には、
   推定した前記製造工程の順における各工程間の移動距離を算出するレイアウト検証部、
   が含まれることを特徴とする生産管理システム。
5. 請求項１に記載の生産管理システムであって、
   前記生産実績収集部は、前記生産現場装置が属する工場ごとに前記実績を収集し、
   前記工程順推定部は、前記工場ごとに前記複数の製造物を代表する前記製造工程の順を推定して特定する、
   ことを特徴とする生産管理システム。
6. 自装置の稼働の開始終了時刻の実績を送信する生産現場装置と通信する通信部と、
   前記通信部を介して前記生産現場装置から送信された前記稼働の開始終了時刻の実績を収集する生産実績収集部と、
   製造物ごとに製造工程の開始終了時刻の実績を特定する生産実績情報を記憶する生産実績記憶部を含む記憶部と、
   製造工程が互いに異なる複数の前記製造物を含む前記生産実績情報を用いて、前記複数の製造物を代表する前記製造工程の順を推定して特定する工程順推定部と、
   前記製造工程の順を所定の集計処理の結果表示に用いる画面生成部と、を備える、
   ことを特徴とする生産管理装置。
7. 生産管理装置と生産現場装置とを含む生産管理システムを用いた生産管理方法であって、
   前記生産管理装置は、
   前記生産現場装置と通信する通信部と、プロセッサと、を備え、
   前記生産現場装置が前記生産管理装置に自装置の稼働の開始終了時刻の実績を送信するステップと、
   前記プロセッサが、
   前記通信部を介して前記生産現場装置から送信された前記稼働の開始終了時刻の実績を収集する生産実績収集ステップと、
   製造工程が互いに異なる複数の製造物を含む前記稼働の開始終了時刻の実績を用いて、前記複数の製造物を代表する前記製造工程の順を推定して特定する工程順推定ステップと、
   前記製造工程の順を所定の集計処理の結果表示に用いる画面生成ステップと、を実施することを特徴とする生産管理方法。

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