JP7281938B2 - 処理計画作成装置、処理計画作成方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、処理計画作成装置、処理計画作成方法およびプログラムに関する。

複数種類の部品を一括して処理するバッチ処理を行う工程では、処理条件や部品形状、設備容量などの異なる複数の制約条件を考慮して同時処理可能な部品の組み合わせを決定する必要がある。この理由から人間がバッチ処理計画を立案するには時間を要し、また個人の能力によっては適切な計画を立案できない場合があるといった問題がある。そのため、バッチ処理計画を自動的に立案するバッチ処理スケジューラが用いられることが多い。

バッチ処理スケジューラでは、複数の制約条件をすべて満たすようにバッチ処理スケジューリングを行うため、例えばスケジューリング計算に個々の制約条件を考慮する計算アルゴリズムを組み込んでいる。図１３は、１つの熱処理設備１００で、複数種類の部品１０１～１０６の熱処理を行う例を示す模式図である。図１３に示すように１つの熱処理設備１００で複数種類の部品１０１～１０６の熱処理を行う場合、処理条件(熱処理温度、熱処理時間)、部品形状、熱処理炉の容量等の各制約条件を考慮するための計算アルゴリズムが必要となる。このため、対応する計算アルゴリズムが存在しない制約条件を持つ問題に対して計算が不可能であったり、制約条件が増加すると計算量が膨大となってしまったりするという課題がある（例えば特許文献１参照）。

特許第５４６７９６９号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる処理計画作成装置、処理計画作成方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する計画作成部とを備える処理計画作成装置である。

また、本発明の一態様は、前記記憶部が、前記第１部品に類似する第３部品と前記第１部品とを対応づける類似情報を記憶し、前記計画作成部が、複数の前記第３部品と複数の前記第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報に前記第３部品を処理した前記実績パターンが含まれていないとき、前記実績情報と前記類似情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する上記処理計画作成装置である。

また、本発明の一態様は、前記記憶部が、前記処理装置内の前記複数の部品の配置状態を示す配置画像を前記実績パターン毎に記憶し、前記処理計画を作成する際に基とした前記実績パターンの前記配置画像を、前記処理計画に対応づけて出力する出力部をさらに備える上記処理計画作成装置である。

また、本発明の一態様は、前記計画作成部は、前記実績情報が前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンを複数含む場合、納期、処理効率、処理品質、類似部品で置き換えた部品数または同一実績パターンの出現回数の少なくとも１つに係る評価値を前記複数の実績パターン間で比較して前記複数の実績パターンのいずれかを選択し、選択した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する上記処理計画作成装置である。

また、本発明の一態様は、前記計画作成部は、複数回、前記処理を連続的に行う場合に、前記選択する前記実績パターンを変えながら、前記処理計画を複数回作成し、連続的に行われる複数回の前記処理の全体的な評価に基づき、各前記処理計画を作成する上記処理計画作成装置である。

また、本発明の一態様は、複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、計画作成部とを備える処理計画作成装置において、種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記計画作成部によって、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する処理計画作成方法である。

また、本発明の一態様は、複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、前記処理装置による複数の実績パターンを示す実績情報を記憶する記憶部と、コンピュータによって構成される計画作成部とを備える処理計画作成装置において、種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する処理を前記計画作成部に実行させるプログラムである。

本発明の各態様によれば、実績情報を用いることで制約条件の充足を担保することができるので、個々の制約条件を考慮する計算アルゴリズムを組み込まなくても処理計画を作成することができる。

本発明の一実施形態に係るバッチ処理システムの構成例を示すブロック図である。 図１に示す処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す類似情報１２２を説明するための模式図である。 図１に示す部品情報１２４と類似情報１２２の一例を説明するための模式図である。 図１に示す実績情報１２１の一例を説明するための模式図である。 図１に示す配置画像１２１２の一例を説明するための模式図である。 図１に示す着手可能部品情報１２６の一例を説明するための模式図である。 図１に示す処理計画作成装置１の動作例を示すフローチャートである。 図８に示す処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す処理計画作成装置１の他の動作例を示すフローチャートである。 図１０に示す処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。 バッチ処理スケジューリングにおける課題を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において互いに同一または対応する構成には同一の符号を付けて説明を適宜省略する。

〈第１実施形態〉
図１は、本発明の第１実施形態に係るバッチ処理システム１の概略構成例を示すブロック図である。図１に示すバッチ処理システム１０は、処理計画作成装置１と、処理設備２を備える。図１に示す処理計画作成装置１と処理設備２は、所定の通信回線３で接続されている。

処理設備２は、処理装置２１と、制御装置２２を備える。処理装置２１は、複数種類の複数の部品を一括して処理する装置であって、例えば熱処理に用いられる熱処理炉、表面処理に用いられる表面処理槽等である。また、処理装置２１は、撮像部２１１を有し、処理する複数の部品の処理装置２１内の配置状態を表す画像を撮像部２１１によって撮像する。ただし、撮像部２１１を省略して、代わりに作業者がカメラや携帯端末のカメラ機能を用いて複数の部品の処理装置２１内の配置状態を表す画像を撮像してもよい。

制御装置２２は、表示部２２１と、図示していない入力部等を有し、入力操作に従って処理装置２１の動作を制御したり、表示部２２１に処理計画作成装置１が作成したバッチ処理計画（処理計画）を表示したり、撮像部２１１が撮像した画像（配置画像）を表すファイルを処理計画作成装置１へ送信したりする。制御装置２２は、例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等のコンピュータを備える電子機器とその周辺装置等から構成することができる。

処理計画作成装置１は、処理装置２１において一括して処理する部品の種類と個数を少なくとも決定するバッチ処理計画を作成する装置である。処理計画作成装置１は、例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等のコンピュータを備える電子機器とその周辺装置等から構成することができる。図１に示す処理計画作成装置１は、処理計画作成装置１が備えるコンピュータや周辺機器が有するハードウェアと、コンピュータが実行するソフトウェア（プログラム等）との組み合わせからなる機能的要素として、計画作成部１１と、記憶部１２と、出力部１３を備える。

記憶部１２は、実績情報１２１、類似情報１２２、処理計画情報１２３、部品情報１２４、生産進捗状況情報１２５および着手可能部品情報１２６を記憶するデータベースを構成する。

実績情報１２１は、処理装置２１による複数の実績パターン１２１１を含む。各実績パターン１２１１は、過去に実際に行われた各１回のバッチ処理の内容を示す情報（データあるいはファイル）であり、例えば、内容として、少なくとも一括して処理された部品の種類と個数を示す情報を含む。また、実績情報１２１は、各実績パターン１２１１と、各実績パターン１２１１に対応する各バッチ処理の際に撮像された各配置画像１２１２（を表すデータあるいはファイル）を対応づけて含んでいる。ただし、実績情報１２１は、各配置画像１２１２を含まず、各実績パターン１２１１と各配置画像１２１２を対応づける情報のみを含んでいてもよい。なお、本実施形態において、パターンとは、部品の組み合わせ（部品の種類と個数）の類型である。

類似情報１２２は、複数種類の部品において類似する部品同士を対応づける情報である。本実施形態において、互いに類似する部品とは、処理装置２１において互いに置き換えて処理することができる部品であり、少なくとも処理装置２１における処理内容が同一である部品であり、かつ、処理装置２１への充填（装填、設置等）の際に影響を及ぼす形状的な制約が互いに一定の範囲内に収まっている部品である。

処理計画情報１２３は、１または複数のバッチ処理計画１２３１を含む。バッチ処理計画１２３１は、処理装置２１による１回のバッチ処理の計画の内容を示す情報であり、例えばバッチ処理計画１２３１の識別符号に対応づけて、計画の内容として、処理する部品の種類と個数を示す情報を少なくとも含む。また、バッチ処理計画１２３１は、処理する部品の種類と個数を示す情報のほか、例えば、処理を実行する予定の日時を示す情報、先行および後続するバッチ処理計画１２３１を示す情報や、バッチ処理の処理内容を示す情報、配置画像１２１２を示す情報等を含んでいてもよい。

部品情報１２４は、処理装置２１で処理される複数種類の部品の一覧を示す情報であり、部品番号（部品識別符号）、部品名称、処理内容、材料、全長等の形状の情報、類似する部品を示す情報等を含む。ここで、部品番号は、各部品を識別する情報であり、部品番号が同一の部品は、同一の部品（種類が同一の部品）である。

生産進捗状況情報１２５は、処理装置２１で処理される（処理予定または処理中の）複数の部品の種類（部品番号）と個数、各部品の納期（処理装置２１で処理が完了する期限や処置装置２１の後工程まで含めた期限）、処理装置２１での処理の前工程における処理の進捗状況等を表す情報を含む。

着手可能部品情報１２６は、処理装置２１で処理することができる状態（処理待ちの状態あるいは処理することができる状態になる予定）の部品の種類（部品番号）と個数を示す情報である。

一方、計画作成部１１は、種類が異なる複数の部品を処理対象とする場合（例えば種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品が着手可能部品情報１２６に含まれている場合）、実績情報１２１を参照し、第１部品と第２部品を処理した実績パターン１２１１に基づき、バッチ処理計画１２３１を作成する。ここで、図２を参照して、処理計画作成装置１によるバッチ処理計画１２３１の作成例について説明する。図２は、処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。

図２に示す例では、着手可能部品情報１２６に、複数の部品Ａと、複数の部品Ｂと、複数の部品Ｃと、複数の部品Ｄと、複数の部品Ｅが含まれている。ここで、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」および「Ｅ」が、部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃ、部品Ｄおよび部品Ｅの部品番号である。この場合、処理計画作成装置１において、計画作成部１１が、実績情報１２１を探索し、着手可能部品情報１２６と複数の実績パターン１２１１を照合する。そして、計画作成部１１は、着手可能部品情報１２６が含む部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃ、部品Ｄ、または部品Ｅの少なくとも一部を含む実績パターン１２１１を１または複数、実績情報１２１から抽出する。照合の際、計画作成部１１は、部品が一致しているか否かを、部品番号が一致しているか否かで判断する。計画作成部１１は、複数の実績情報１２１を抽出した場合、複数の実績パターン１２１１から所定の選択基準に基づき１つの実績パターン１２１１を選択する。そして、計画作成部１１は、抽出または抽出および選択した実績パターン１２１１における部品の種類と個数を用いて、バッチ処理計画１２３１を作成する。なお、複数の実績パターン１２１１から１つの実績パターン１２１１を選択する際の選択基準は、例えば、各部品の納期、処理効率、処理品質、類似部品で置き換えた部品数または同一実績パターンの出現回数の少なくとも１つに係る評価値に基づく基準とすることができる。ここで、処理効率は、例えば、処理装置２１における部品の充填率や処理装置２１の稼働率に対応する。処理品質は、例えば、処理を実施した部品の品質検査の結果（例えば、優、良、可）に対応する。

図２に示す例において、処理計画作成装置１は、４個の部品Ａと２個の部品Ｃと１個の部品Ｄと１個の部品Ｅを一括して処理した実績パターン１２１１を、実績情報１２１から抽出および選択して、４個の部品Ａと２個の部品Ｃと１個の部品Ｄと１個の部品Ｅを一括して処理するバッチ処理計画１２３１を作成し、記憶部１２に記憶する。

実績情報１２１が含む実績パターン１２１１は、実際に処理装置２１で処理することができた部品の組み合わせである。すなわち、各実績パターン１２１１は、それぞれ制約条件を満たしている。したがって、計画作成部１１が実績パターン１２１１の部品の個数と組み合わせを用いて作成したバッチ処理計画１２３１は、制約条件を満たしている。すなわち、本実施形態の計画作成部１１によれば、バッチ処理計画を作成する際に、バッチ処理に係る制約条件の成否を判断する計算アルゴリズムを用いること無く、着手可能部品情報１２６に含まれている部品の組み合わせと、実績情報１２１が含む実績パターン１２１１における部品の組み合わせを照合することで（言うなればパターンマッチ型バッチ処理計算アルゴリズムによって）、制約条件を満たすバッチ処理計画を作成することができる。よって、本実施形態によれば、実績情報１２１を用いることで制約条件の充足を担保することができるので、個々の制約条件を考慮する計算アルゴリズムを組み込まなくても処理計画を作成することができる。したがって、本実施形態によれば、対応する計算アルゴリズムが存在しない制約条件を持つ問題に対して計算が不可能であったり、制約条件が増加すると計算量が膨大となってしまったりするという課題を解決することができる。なお、実績情報１２１は、初期値としては、例えば、作業者等が立案したバッチ処理計画に基づいて実際に処理が行われた結果を蓄積したもの、既存のバッチ処理スケジューラ等を用いて作成された計画で実際に処理されたものを蓄積したもの等とすることができる。

次に、図２と図３を参照して、実績情報１２１が含む実績パターン１２１１のいずれにも含まれていない部品の種類が、着手可能部品情報１２６に含まれていた場合に、計画作成部１１がバッチ処理計画１２３１を作成する例について説明する。この場合、図２に示した例では、実績情報１２１が含むいずれの実績パターン１２１１も部品Ｂを処理した実績を含んでいないとする。この場合、計画作成部１１は、図１に示す類似情報１２２を参照し、部品Ｂと類似する部品を処理した実績パターン１２１１に基づき、部品Ｂを処理するバッチ処理計画１２３１を作成する。図３は、類似情報１２２の構成例を説明するための模式図である。

図３に示す例では、類似情報１２２を構成する際に、まず、部品情報１２４中の複数の部品から、互いに類似する部品のグループであるメイングループＧＰ１を作成し、さらに、メイングループＧＰ１の中で互いにより類似するグループであるサブグループ（図３ではサブグループＳＧＰ１１とサブグループＳＧＰ１２）を作成する。そして、作成したサブグループＳＧＰ１１とサブグループＳＧＰ１２を表す情報として、類似情報１２２を構成する。この場合、メイングループＧＰ１は、部品名称と、処理内容と、材料が同一の部品のグループである。図３に示す例では、図２に示す部品Ａ、部品Ｂ、部品Ｃ、部品Ｄ、および部品Ｅが、同一のメイングループＧＰ１に属している。また、サブグループＳＧＰ１１とサブグループＳＧＰ１２は、互いに部品の全長が近い（全長の差が閾値以内）の部品のグループである。図３に示す例では、部品Ａと部品Ｂが、同一のサブグループＳＧＰ１１に属し、部品Ｃと部品Ｄが、同一のサブグループＳＧＰ１２に属している。この場合、類似情報１２２は、サブグループＳＧＰ１１に対応する互いに代替することができる部品のグループである類似部品グループ１と、サブグループＳＧＰ１２に対応する互いに代替することができる部品のグループである類似部品グループ２とを表す情報である。この例では、類似情報１２２を、部品Ａと部品Ｂに類似部品グループ１の属性を付与する情報と、部品Ｃと部品Ｄに類似部品グループ２の属性を付与する情報とを含む形で構成することができる。

図２に示した例で、上述したように、実績情報１２１が含むいずれの実績パターン１２１１も部品Ｂを処理した実績を含んでいないとすると、計画作成部１１は、図３に示す類似情報１２２を参照し、部品Ｂと類似する部品Ａを処理した実績パターン１２１１に基づき、部品Ａを処理した実績パターン１２１１が含む１または複数の部品Ａの一部または全部を部品Ｂに置き換えた代替パターンを作成し、作成した代替パターンに基づいて、バッチ処理計画１２３１を作成する。

図１に戻り、図１に示す出力部１３は、計画作成部１１がバッチ処理計画１２３１を作成する際に基とした実績パターン１２１１の配置画像１２１２を、当該バッチ処理計画１２３１に対応づけて制御装置２２へ向けて出力する。制御装置２２では、当該バッチ処理計画１２３１に基づき、各部品が処理装置２１に充填される際に、当該配置画像１２１２を表示部２２１に表示する。例えば作業者は、各部品を処理装置２１に充填する際に、表示部２２１に表示された配置画像１２１２を参照することで、実績のある配置で各部品を処理装置２１に充填することができる。配置画像１２１２の一例を図２に示した。図２に示す配置画像１２１２は、処理装置２１内で複数のバー２１２に引っ掛けるような形で４個の部品Ａと２個の部品Ｃと１個の部品Ｄと１個の部品Ｅが配置されている状態を示す。作業者は、このような配置画像１２１２を見ることで、処理装置２１内の各部品の実績のある配置を確認することができる。なお、表示部２２１は、例えば制御装置２２と異なる携帯端末の表示装置等であってもよい。

第１実施形態において、処理計画作成装置１は、複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置２１において一括して処理する部品の種類と個数を少なくとも決定するバッチ処理計画処理計画１２３１を作成する装置である。また、処理計画作成装置１は、処理装置２１による複数の実績パターン１２１１を示す実績情報１２１を記憶する記憶部１２と、種類が異なる複数の部品Ａ（第１部品）と複数の部品Ｃ（第２部品）を処理対象とする場合、実績情報１２１を参照し、部品Ａ（第１部品）と部品Ｃ（第２部品）を処理した実績パターン１２１１に基づき、バッチ処理計画１２３１を作成する計画作成部１１とを備える。この構成によれば、実績情報１２１を用いることで制約条件の充足を担保することができるので、個々の制約条件を考慮する計算アルゴリズムを組み込まなくてもバッチ処理計画１２３１を作成することができる。

また、第１実施形態において、記憶部１２は、部品Ｂ（第３部品）に類似する部品Ａ（第１部品）と部品Ｂ（第３部品）とを対応づける類似情報１２２を記憶し、計画作成部１１が、複数の部品Ｂ（第３部品）と複数の部品Ｃ（第２部品）を処理対象とする場合、実績情報１２１に部品Ｂ（第３部品）を処理した実績パターン１２１１が含まれていないとき、実績情報１２１と類似情報１２２を参照し、部品Ａ（第１部品）と部品Ｃ（第２部品）を処理した実績パターン１２１１に基づき、部品Ｂ（第３部品）と部品Ｃ（第２部品）を処理するバッチ処理計画１２３１を作成する。この構成によれば、例えば新規な部品等で実績パターンが無い部品についても、過去の実績に基づいてバッチ処理計画１２３１を作成することができる。

また、第１実施形態において、記憶部１２は、処理装置２１内の複数の部品の配置状態を示す配置画像１２１２を実績パターン１２１１毎に記憶する。また、処理計画作成装置１は、バッチ処理計画１２３１を作成する際に基とした実績パターン１２１１の配置画像１２１２を、バッチ処理計画１２３１に対応づけて出力する出力部１３をさらに備える。この構成によれば、配置画像１２１２を参照することで作業効率を向上させることができる。

なお、第１実施形態では、処理計画作成装置１が１つの処理装置２１を対象としてバッチ処理計画を作成することとして説明したが、処理計画作成装置１は複数の処理装置２１を対象としてバッチ処理計画を作成するようにしてもよい。この場合、実績情報１２１や類似情報１２２は、例えば処理装置２１毎に用意しておく。

〈第２実施形態〉
次に、図４～図９等を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態の処理計画作成装置１の基本的な構成および動作は、図１～図３を参照して説明した第１実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作と同じである（図１は共通である）。ただし、第２実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作は、第１実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作と以下で説明するように一部が異なる。

図４は、第２実施形態における図１に示す部品情報１２４と類似情報１２２の構成例を示す模式図である。図５は、第２実施形態における図１に示す実績情報１２１の構成例を示す模式図である。図６は、第２実施形態における図１に示す配置画像１２１２の一例を説明するための模式図である。図７は、第２実施形態における図１に示す着手可能部品情報１２６の構成例を示す模式図である。図８は、第２実施形態における図１に示す処理計画作成装置１の動作例を示すフローチャートである。そして、図９は、図８に示す処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。

図４に示す部品情報１２４と類似情報１２２の構成例では、両者が統合された形で部品情報１２４と類似情報１２２が構成されている。図４に示す例では、部品情報１２４は、部品番号と、部品名称、処理内容、材料および全長を表す情報を対応づける情報として構成されている。また、類似情報１２２は、部品番号と、類似部品のメイングループの識別符号（例えばＧＰ１）とサブグループの識別符号（例えばＳＧＰ１１）を対応づける情報として構成されている。例えば部品番号「Ｊ」の部品Ｊは、部品名称が「ＮＡ１」、処理内容が「Ｐ１」、材料が「Ｍ１」、全長が「Ｌ１」である。ここで、「ＮＡ１」、「Ｐ１」、「Ｍ１」、「Ｌ１」は、任意の文字列、数字や記号を表す。図４に示す例では、部品Ｊ、部品Ｋ、部品Ｌ、部品Ｍおよび部品Ｈの処理内容がすべて「Ｐ１」であり、同時に処理することができる。また、部品Ｊ、部品Ｋ、部品Ｌ、および部品Ｈは、部品名称と材料が同じであり、同一の類似部品メイングループ「ＧＰ１」に属する。また、部品Ｊと部品Ｈは、全長が同一であり、同一の類似部品メイングループ「ＳＧＰ１１」に属し、実績パターンとの照合の際に、互いに代替することがきる。

図５に示す実績情報１２１の構成例では、各実績パターン１２１１が、実績パターンの識別符号（例えば「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｘ」、「ｙ」、「ｚ」）と、部品番号（例えば「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」、「Ｍ」）毎の部品個数、当該実績パターンの使用回数、配置画像１２１２のファイル名（「Ｆ０１」等）、および品質指標を対応づける情報として構成されている。本実施形態では、実績パターン（部品の種類と部品数）の複数の組を実績パターンリストという。ここで、品質指標は、当該実績パターンの処理後の品質検査結果が優、良、可のいずれであったかを示し、この例では「２」が優、「１」が良、「０」が可を表す。なお、同一実績パターンで複数回処理が実施されていた場合（使用回数が複数の場合）、品質指標は、例えば、複数回の最高値、最低値、平均値等とすることができる。図５に示す例において、例えば、実績パターンａの実績パターン１２１１では、２個の部品Ｊと、３個の部品Ｋと、４個の部品Ｌと、５個の部品Ｍが一括して処理され、同パターンの実績は１回であり、配置画像１２１２のファイル名が「Ｆ０１」であり、品質指標が「１」である。なお、配置画像１２１２は、例えば図６に示すように、処理装置２１内の各部品の配置状態を俯瞰した画像とすることができる。なお、配置画像１２１２は、実績パターン毎に１枚の画像に限らず、例えば、処理装置２１内に複数段のトレイを設置して各トレイの上に部品を配置するような場合は複数の画像から構成されていてもよいし、あるいは部品の設置の仕方によっては撮像位置や角度が異なる複数の画像から構成されていてもよい。また、実績パターンが複数回の使用実績を有する場合、使用回毎の画像を記録しておいてもよい。

図７に示す着手可能部品情報１２６は、部品番号（例えば「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」、「Ｍ」）と、納期の種別（「特急品」、「準特急品」または「通常」）毎の部品個数を対応づける情報として構成されている。この場合、「特急品」は納期が最も近いこと、「準特急品」は納期が次に近いこと、そして「通常」は納期が「準特急品」より遅いことを示す。例えば、着手可能部品である部品Ｊは、特急品が８個、準特急品が０個、通常が３２個の合計４０個である。また、部品Ｋ、部品Ｌ、および部品Ｍの合計数は、それぞれ３個、５２個および０個である。本実施形態では、この部品毎の合計数の組を着手可能部品リストという。

次に、図８と図９を参照して、図１に示す処理計画作成装置１の第２実施形態における動作例について説明する。図８に示す処理が開始されると、まず、計画作成部１１は、記憶部１２の生産進捗状況情報１２５から部品の進捗状況データを取得し、処理可能な着手可能部品を特定して着手可能部品情報１２６として記憶部１２に記憶する（ステップＳ１０１）。次に、計画作成部１１は、着手可能部品情報１２６から着手可能部品リスト(とその納期等の詳細情報)を読み込むとともに、実績情報１２１から実績パターンリスト(とその使用回数や品質指標等の詳細情報)を読み込み（ステップＳ１０２）、使用するリソースをキーにして検索対象の実績パターンリストを絞り込む（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、例えば、処理計画作成装置１が複数の処理設備２や処理装置２１を処理計画の作成対象とする場合、実績情報１２１が含む複数の実績パターンリストを、現在、計画の作成対象とする１つの処理装置２１に対応する１つの実績パターンリストに絞り込む。次に、計画作成部１１は、着手可能部品リストと実績パターンリストを照合し、実績パターン毎に処理できる部品のリストを表す実績パターンリスト（３０１）を作成する（ステップＳ１０４）。

図９に示す例では、ステップＳ１０１において着手可能部品情報１２６が図７に示すように記憶され、ステップＳ１０２において着手可能部品情報１２６と図５に示す実績情報１２１が計画作成部１１によって読み込まれる。そして、ステップＳ１０３では、図９に示す例では、着手可能部品に対応する実績パターンとして、計画作成部１１が実績パターンｃと実績パターンｘと実績パターンｙと実績パターンｚを実績パターンとして実績パターン毎に処理できる部品のリストを表す実績パターンリスト３０１を作成する。この例では、計画作成部１１が着手可能部品と同じに部品Ｊと部品Ｋと部品Ｌのみを含む（部品Ｍを含まない）実績パターンを抽出している。

次に、計画作成部１１は、実績パターン毎に処理できる部品リストを表す実績パターンリスト３０１を基に、各実績パターンの評価値を算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において計画作成部１１は例えば図９に評価値リスト３０２として示すように、評価値として、（１）特急品処理数、（２）充填得点、（３）余裕時間得点、（４）処理品質、（５）類似部品で置き換えた部品数、（６）同一実績パターンの出現回数を算出（あるいは実績情報１２１から抽出）する。

（１）の特急品処理数は当該実績パターンで処理される特急品の個数である。図７に示すように、納期が「特急品」である部品の個数である。この場合、実績パターンｃ、ｘおよびｙで「８」となり、実績パターンｚで「４」となる。

（２）の充填得点は、処理装置２１の充填率を近似した指標である。充填得点は、例えば、充填できる最大数に対する処理できる部品数の割合や、装置の容量に対する処理できる部品の体積の割合や、装置の広さに対する処理できる部品の面積の割合に基づく値とすることができる。図９に示す例では、充填得点を、最大充填数に対する各パターンの充填数の部品毎の割合を全部品で合計した値に定数を掛けた値として求めている。図９に示す例では、実績パターンｃが「０．９」で、実績パターンｘおよびｙが「０．８」で、実績パターンｚが「０．７」であるとしている。

（３）の余裕時間得点は、納期に近い部品をどれだけ多く処理したかを表す指標である。例えば、特急品の未処理数に所定の重み係数ａを掛けた値と、準特急品の未処理数に所定の重み係数ｂ（係数ａ＞係数ｂ）を掛けた値の合計値を、定数から引いた値とすることができる。図９に示す例では、一例として、係数ａを２、係数ｂを１、定数を１０として、実績パターンｃが「９」、実績パターンｘが「１０」、実績パターンｙが「８」、実績パターンｚが「２」であるとしている。

（４）の処理品質は、図５を参照して説明した品質指標である。（５）の類似部品で置き換えた部品数は、類似部品で部品を置き換えた部品の個数である。（６）の同一実績パターンの出現回数は、図５を参照して説明した使用回数である。

次に、計画作成部１１は、評価値リスト３０２を基に、各実績パターンの評価値を比較し、最も評価値の高い実績パターンをバッチ処理計画１２３１として記憶部１２に記憶し、出力部１３が、最も評価値の高い実績パターンを配置画像１２１２とともに制御装置２２へ出力する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、計画作成部１１は、例えば、各評価値に、次のように優先順位を設定し、各実績パターンを比較する。すなわち、計画作成部１１は、各評価値の優先順位を、“（１）特急品処理数”＞“（２）充填得点”＞“（３）余裕時間得点”＞“（４）処理品質”＞“（５）類似部品で置き換えた部品数”＞“（６）同一実績パターンの出現回数”として、まず、“（１）特急品処理数”で比較し、次に、“（１）特急品処理数”が同じ場合に“（２）充填得点”で比較し、次に、“（２）充填得点”が同じ場合に“（３）余裕時間得点”で比較し、というようにして、優劣が決まるまで各実績パターンを比較する。図９に示す例では、“（２）充填得点”が他の実績パターンより大きい実績パターンｃが選択される。

なお、評価値や比較の仕方は上記に限らず、例えば、優先順位を定めず（１）～（６）の指標値を総合的に比較したり、（１）～（６）の指標値のいずれか１つのみを比較の基準値としたり、あるいは、さらに、他の指標値（例えば作業のしやすさを表す指標値等）を採用してもよい。

以上のように、第２実施形態において、計画作成部１１は、バッチに関する実績パターン（とその詳細情報）、着手可能部品（とその詳細情報）のデータをインプットとする。また、部品には部品番号があり、計画作成部１１は、着手可能部品と実績パターンの部品の部品番号が一致すれば、その実績パターンで当該部品を処理可能と判断する。さらに、各部品は類似部品グループの属性を持っており、計画作成部１１は、類似部品グループに含まれる部品同士は代替可能と見なす。そのため、計画作成部１１は、着手可能部品と実績パターンの部品の部品番号が一致しない場合でも、それらの部品が同一の類似部品グループに属している場合は、その実績パターンで処理可能と判断する。

なお、部品同士は“部品名称”、“処理内容”、“材料”が同一、かつ、“部品の全長”の差が予め設定された閾値内であれば、代替可能とし、これらの条件を満たす部品に対して同一の類似部品グループの属性が付与される。ただし、これらのグループ分けの項目は一例であって例えば処理内容等に応じて適宜変更することができる。また、図３を参照して説明した例では類似部品をメイングループとサブグループの２段階でグループ分けしているが、１段階のグループ分けであってもよい。

また、計画作成部１１は、着手可能部品に対して、上記の基準で、各実績パターンで実際に処理可能な部品のリストを作成し、実績パターン毎に評価値を算出する。計画作成部１１は、実績パターンの評価値として、特急品の処理数、充填得点、余裕時間得点、処理品質（過去の実績パターンで処理を実施した部品の品質検査の結果（優・良・可））、類似部品で置き換えた部品数、実績パターンの出現回数を使用する。計画作成部１１は、各評価値を基に現状の着手可能部品に対して、最も評価値が高い実績パターンを選出する。

また、出力部１３は、バッチ処理計画１２３１として、部品の組み合わせだけではなく、部品の配置を撮影した配置画像１２１２を出力する。

第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、実績パターンを基にバッチ処理制約の充足を担保したスケジューリングが可能となり、熱処理や表面処理などの工程において、実行不可能な作業計画を回避できるため、実際にスケジューラが計算した通りに作業を行うことが可能となる。

また、過去の実績パターンに対して、部品の組み合わせだけではなく、部品の配置を撮影した画像を記憶しておき、着手可能部品と実績パターンをマッチングして、結果出力時に選出されたパターンの画像を照合し、部品の配置を提示する。この構成によれば、過去の実績ある部品の配置がわかることで、部品の向きや配置決めの時間を短縮することができるため、スケジューラが計算した作業計画通りに作業を行うことができる可能性が高まる。

〈第３実施形態〉
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態の処理計画作成装置１の基本的な構成および動作は、上記第２実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作と同じである（図１は共通である）。ただし、第３実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作は、第２実施形態の処理計画作成装置１の構成および動作と以下で説明するように一部が異なる。

図１０は、第３実施形態における図１に示す処理計画作成装置１の動作例を示すフローチャートである。そして、図１１は、図１０に示す処理計画作成装置１の動作例を説明するための模式図である。

第３実施形態の図１に示す計画作成部１１は、複数回、バッチ処理を連続的に行う場合に、評価値に基づいて選択する実績パターン１２１１を変えながら、バッチ処理計画を複数回作成し、連続的に行われる複数回のバッチ処理の全体的な評価に基づき、各バッチ処理計画を作成する。すなわち、第３実施形態では、計画作成部１１に、実績パターンの選出基準を変更したバッチ処理計画を複数作成し、より良いバッチ処理計画を探索する処理（最適化計算）が組み込まれている。

図１０に示す処理を開始すると、計画作成部１１は、図８を参照して説明したように第２実施形態の計画作成部１１と同様に実績パターンを選出するアルゴリズムを繰り返し実行して、複数のバッチ処理計画を作成し、各バッチ処理計画について全体としての評価値を算出するとともに、複数のバッチ処理計画からなるバッチ処理計画を暫定解とする（ステップＳ２２）。

図１１に示すように、ステップＳ２１において、計画作成部１１は、例えば、実績パターンＡに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＧに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＺに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＤに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＢに基づくバッチ処理計画を作成し、そして、作成した実績パターンＡに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＧに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＺに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＤに基づくバッチ処理計画と、実績パターンＢに基づくバッチ処理計画（以下、実績パターンＡ、Ｂ、…に基づくバッチ処理計画を、単にパターンＡ、Ｂ、…という。）からなるバッチ処理計画４０１の評価値を算出する。また、計画作成部１１は、バッチ処理計画４０１を暫定解とする。ここで、バッチ処理計画４０１の評価値は、複数回のバッチ処理の処理時間の合計値である。ここで、バッチ処理計画４０１は、例えば、ある着手可能部品リストに含まれる全部品を処理する計画である。

次に、計画作成部１１は、作成したバッチ処理計画４０１を構成するパターンをランダムに１つ選択する（ステップＳ２２）。図１１に示す例では、計画作成部１１は、パターンＺを選択している。

次に、計画作成部１１は、選択したパターンとそれ以降に計画されているパターン（パターンＤとパターンＢ）を、バッチ処理計画４０１から削除する（ステップＳ２３）。

次に、計画作成部１１は、実績パターンの選択基準を変更し（例えば、最善から次点に変更し）、実績パターンの再選出を繰り返して新たなバッチ処理計画を作成、評価値を算出する（ステップＳ２４）。図１１に示す例では、新たなバッチ処理計画４０１ａが、パターンＡとパターンＢとパターンＶとパターンＰから構成されている。

次に、計画作成部１１は、新たなバッチ処理計画の評価値（この例では処理時間）と暫定解の評価値を比較し、新たなバッチ処理計画の評価値が暫定解の評価値よりも良い場合（ステップＳ２５で「Ｙｅｓ」の場合）、暫定解を更新する（ステップＳ２６）。図１１に示す例では、バッチ処理計画４０１ａの処理時間が、バッチ処理計画４０１の処理時間よりも短いため、バッチ処理計画４０１ａが暫定解に設定される。

ステップＳ２６で暫定解を更新した後、または、新たなバッチ処理計画の評価値が暫定解の評価値よりも良くない場合（ステップＳ２５で「Ｎｏ」の場合）、計画作成部１１は、繰り返し回数の上限に達したか否か、または、暫定解の非連続更新回数の上限に達した否かを判断する（ステップＳ２７）。ここで、暫定解の非連続更新回数とは、ステップＳ２５の判断が連続して「Ｎｏ」となった回数である。

計画作成部１１は、繰り返し回数の上限に達した場合、または、暫定解の非連続更新回数の上限に達した場合（ステップＳ２７で「Ｙｅｓ」の場合）、暫定解を記憶部１２に記憶し、出力部１３から制御装置２２へ暫定解のバッチ処理計画を出力する（ステップＳ２８）。一方、計画作成部１１は、繰り返し回数の上限に達しておらず、かつ、暫定解の非連続更新回数の上限に達していない場合（ステップＳ２７で「Ｎｏ」の場合）、ステップＳ２２～Ｓ２７の処理を再度実行する。

以上のように第３実施形態によれば、選出基準を変更したバッチ処理計画の生成、評価、比較を繰り返し行うことで、計画全体としてより評価の高い（総納期遅れ部品が少ない、総バッチ数が少ない等）バッチ処理計画を作成できる可能性がある。なお、全体としての評価は、時間に限らず、例えば、作業のしやすさや品質等に係るものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して説明してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記で処理装置２１の処理対象を部品としたが、部品に限らず製品であってもよい。また、処理装置２１への部品の充填は、一部または全部が自動化されていてもよい。

〈コンピュータ構成〉
図１２は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、インタフェース９４を備える。
上述の処理計画作成装置１は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。

プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

１ 処理計画作成装置
２ 処理設備
１０ バッチ処理システム
１１ 計画作成部
１２ 記憶部
１３ 出力部
２１ 処理装置
２２ 制御装置
１２１ 実績情報
１２２ 類似情報
１２３ 処理計画情報
１２１１ 実績パターン
１２１２ 配置画像
１２３１ バッチ処理計画（処理計画）

Claims (11)

1. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、
   前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、
   種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する計画作成部と
   を備え、
   前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
   処理計画作成装置。
2. 前記記憶部が、前記第１部品に類似する第３部品と前記第１部品とを対応づける類似情報を記憶し、
   前記計画作成部が、複数の前記第３部品と複数の前記第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報に前記第３部品を処理した前記実績パターンが含まれていないとき、前記実績情報と前記類似情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する
   請求項１に記載の処理計画作成装置。
3. 前記記憶部が、前記処理装置内の前記複数の部品の配置状態を示す配置画像を前記実績パターン毎に記憶し、
   前記処理計画を作成する際に基とした前記実績パターンの前記配置画像を、前記処理計画に対応づけて出力する出力部を
   さらに備える請求項１又は２に記載の処理計画作成装置。
4. 前記計画作成部は、前記実績情報が前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンを複数含む場合、納期、処理効率、処理品質、類似部品で置き換えた部品数または同一実績パターンの出現回数の少なくとも１つに係る評価値を前記複数の実績パターン間で比較して前記複数の実績パターンのいずれかを選択し、選択した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の処理計画作成装置。
5. 前記計画作成部は、複数回、前記処理を連続的に行う場合に、前記選択する前記実績パターンを変えながら、前記処理計画を複数回作成し、連続的に行われる複数回の前記処理の全体的な評価に基づき、各前記処理計画を作成する
   請求項４に記載の処理計画作成装置。
6. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、計画作成部とを備える処理計画作成装置において、
   種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記計画作成部によって、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成し、
   前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
   処理計画作成方法。
7. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、コンピュータによって構成される計画作成部とを備える処理計画作成装置において、
   種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する処理を前記計画作成部に実行させ、
   前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
   プログラム。
8. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、
   前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、
   種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する計画作成部と
   を備え、
   前記記憶部が、前記第１部品に類似する第３部品と前記第１部品とを対応づける類似情報を記憶し、
   前記計画作成部が、複数の前記第３部品と複数の前記第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報に前記第３部品を処理した前記実績パターンが含まれていないとき、前記実績情報と前記類似情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成し、
   前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
   処理計画作成装置。
9. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、
   前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、
   種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する計画作成部と
   を備え、
   前記記憶部が、前記処理装置内の前記複数の部品の配置状態を示す配置画像を前記実績パターン毎に記憶し、
   前記処理計画を作成する際に基とした前記実績パターンの前記配置画像を、前記処理計画に対応づけて出力する出力部をさらに備え、
   前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
   処理計画作成装置。
10. 複数種類の複数の部品を一括して処理する処理装置において一括して処理する前記部品の種類と個数を少なくとも決定する処理計画を作成する装置であって、
    前記処理装置による複数の実績パターンを含む実績情報を記憶する記憶部と、
    種類が異なる複数の第１部品と複数の第２部品を処理対象とする場合、前記実績情報を参照し、前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成する計画作成部と
    を備え、
    前記計画作成部は、前記実績情報が前記第１部品と前記第２部品を処理した前記実績パターンを複数含む場合、納期、処理効率、処理品質、類似部品で置き換えた部品数または同一実績パターンの出現回数の少なくとも１つに係る評価値を前記複数の実績パターン間で比較して前記複数の実績パターンのいずれかを選択し、選択した前記実績パターンに基づき、前記処理計画を作成し、
    前記実績パターンは、過去に実際に行われた各１回の前記処理において、一括して処理された部品の種類と個数を示す情報である、
    処理計画作成装置。
11. 前記計画作成部は、複数回、前記処理を連続的に行う場合に、前記選択する前記実績パターンを変えながら、前記処理計画を複数回作成し、連続的に行われる複数回の前記処理の全体的な評価に基づき、各前記処理計画を作成する
    請求項１０に記載の処理計画作成装置。

Images