JP7502975B2 - Processing device, processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、処理装置、処理方法、およびプログラムに関し、特に、生産計画または物流計画を立案するための多目的最適化問題における目的関数に対して設定される重み係数を導出するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a processing device, a processing method, and a program, and is particularly suitable for use in deriving weighting coefficients to be set for objective functions in multi-objective optimization problems for creating production plans or logistics plans.
生産計画または物流計画を、数理計画問題を解くことにより立案することが行われている。数理計画問題は、制約式を満足する範囲で目的関数の値が最小または最大になるときの決定変数を求める問題である。生産計画または物流計画を立案する場合、決定変数は、生産計画または物流計画を定めるために決定する必要がある変数である。制約式は、生産計画または物流計画に従って生産または物流を実行する際に課せられる制約条件を表す数式である。目的関数は、生産計画または物流計画の良否の程度を評価する評価指標であって、決定変数に基づいて値が定められる評価指標を1つ以上含む。 Production plans or distribution plans are formulated by solving mathematical programming problems. A mathematical programming problem is a problem of finding decision variables when the value of an objective function is minimized or maximized within a range that satisfies a constraint equation. When formulating a production plan or distribution plan, the decision variables are variables that need to be determined in order to determine the production plan or distribution plan. The constraint equation is a mathematical formula that represents the constraint conditions imposed when carrying out production or distribution in accordance with the production plan or distribution plan. The objective function is an evaluation index that evaluates the quality of the production plan or distribution plan, and includes one or more evaluation indexes whose values are determined based on the decision variables.
生産計画や物流計画においては、複数の目的を同時に達成することが求められ、しかも、複数の目的は、相互にトレードオフの関係にあることが多く、それぞれの目的に対応する評価指標の間の評価のバランスをとることが重要である。トレードオフの関係とは、一方の評価指標の値を、生産計画または物流計画に対する評価が良くなるように変更すると、他方の評価指標の値が、生産計画または物流計画に対する評価が悪くなるように変更される関係をいう。例えば、生産計画を立案する際には、コスト、品質、生産性、および納期等の様々な目的を同時に達成することが求められる。この場合、例えば、コストを下げると生産計画または物流計画の評価は良くなり、品質を上げると生産計画または物流計画の評価は良くなる。また、一般に、コストを下げると品質は低下する。従って、コスト面での、生産計画または物流計画に対する評価が良くなるように変更すると、品質面での、生産計画または物流計画に対する評価が悪くなるように変更されるので、コストと品質とはトレードオフの関係にある。 In production planning and logistics planning, multiple objectives must be achieved simultaneously. Moreover, the multiple objectives are often in a trade-off relationship with each other, and it is important to balance the evaluations between the evaluation indexes corresponding to each objective. A trade-off relationship is a relationship in which if the value of one evaluation index is changed to improve the evaluation of the production plan or logistics plan, the value of the other evaluation index is changed to worsen the evaluation of the production plan or logistics plan. For example, when formulating a production plan, various objectives such as cost, quality, productivity, and delivery date must be achieved simultaneously. In this case, for example, lowering cost improves the evaluation of the production plan or logistics plan, and raising quality improves the evaluation of the production plan or logistics plan. Generally, lowering cost reduces quality. Therefore, if the evaluation of the production plan or logistics plan is changed to improve in terms of cost, the evaluation of the production plan or logistics plan is changed to worsen in terms of quality, so there is a trade-off relationship between cost and quality.
このような複数の評価指標を有する数理計画問題は、多目的最適化問題と称される。多目的最適化問題を解く際には、パレート最適解(実行可能領域の境界に存在する最適解の集合)を求める方法もあるが、ここでは多目的の目的毎に重み係数を付与して一目的化して(1つの目的関数として)単目的最適化問題を求解する方法を想定する。重み係数は、各評価指標の間の評価のバランスを表し、重み係数の値は、当該重み係数に対する評価指標を、他の評価指標に対して、どの程度重視するかによって決められる。尚、目的関数、重み係数は、それぞれ、コスト関数、コスト係数等と称されることもある。また、個々の評価指標を目的関数と称することもあるが、本明細書では、個々の目的関数を評価指標と称し、重み係数が設定された評価指標の和を目的関数と称し、これらを区別することとする。また、或る評価指標に対して基準となる重み係数を1に固定して、その他の評価指標に対する重み係数を設定する場合もある。 A mathematical programming problem with multiple evaluation indices is called a multi-objective optimization problem. When solving a multi-objective optimization problem, there is a method of finding a Pareto optimal solution (a set of optimal solutions that exist on the boundary of the feasible region), but here we assume a method of solving a single-objective optimization problem by assigning a weighting coefficient to each of the objectives of the multi-objectives to make it a single objective (as one objective function). The weighting coefficient represents the balance of evaluation between each evaluation index, and the value of the weighting coefficient is determined by how much importance is given to the evaluation index for that weighting coefficient relative to other evaluation indices. Note that the objective function and weighting coefficient are sometimes called cost functions, cost coefficients, etc., respectively. In addition, each evaluation index may be called an objective function, but in this specification, each objective function is called an evaluation index, and the sum of evaluation indexes to which weighting coefficients are set is called the objective function, and these are distinguished. In addition, there are also cases where a reference weighting coefficient for a certain evaluation index is fixed to 1, and weighting coefficients for other evaluation indexes are set.
多目的最適化問題を一目的化して解く際には、それぞれ全く異なる単位(次元)の異なる目的を表す複数の評価指標の値の大小を同じ土俵で比較する必要がある。このため、それぞれの評価指標に対する重み係数の調整は容易ではない。また、重み係数は、一度定めたら変更する必要はないというものではなく、変更が必要になる場合もある。生産計画や物流計画においては、例えば、外部環境、生産対象・物流対象、および操業状態等に応じて、複数の評価指標の重要度が変更されることがある。このような場合には、重み係数を変更しないと、適切な生産計画・物流計画を立案することができなくなる虞がある。 When solving a multi-objective optimization problem as a single objective, it is necessary to compare the magnitudes of the values of multiple evaluation indexes, each of which represents different objectives with completely different units (dimensions), on an equal footing. For this reason, it is not easy to adjust the weighting coefficients for each evaluation index. Also, weighting coefficients are not something that do not need to be changed once they have been determined; there are cases in which changes are necessary. In production plans and logistics plans, for example, the importance of multiple evaluation indexes may change depending on the external environment, production targets/logistics targets, operating conditions, etc. In such cases, if the weighting coefficients are not changed, there is a risk that appropriate production plans and logistics plans cannot be formulated.
重み係数の値を決定するための技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1には、最終品質を、各品質値もしくは製造条件の線形結合で表現し、それぞれの回帰係数を重回帰分析によって事前に求めることが記載されている。
One technique for determining the weighting coefficient value is described in
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、重回帰分析により回帰係数を重み係数として導出するので、教師データを作成するために、各品質値だけでなく各品質値に対応する最終品質の正解値も定める必要がある。このため、最終品質は、例えば、計測可能な値である必要がある。従って、目的関数(目的変数)の正解値が定まらない場合には、重み係数を正確に導出することができない虞がある。
However, in the technology described in
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、生産計画または物流計画を立案するための多目的問題における目的関数の正解値を定めなくても、目的関数に対して設定される重み係数を導出することができるようにすることを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to make it possible to derive weighting coefficients to be set for objective functions in multi-objective problems for creating production plans or logistics plans, without determining the correct solution value of the objective function.
本発明の処理装置は、生産計画または物流計画を立案するための多目的最適化問題を一目的化した目的関数であり、複数の計画立案用評価指標と、当該計画立案用評価指標に対して乗算される重み係数と、を有する計画立案用目的関数における当該重み係数を導出する処理を実行する処理装置であって、前記生産計画または物流計画として採用された複数の採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、前記生産計画または物流計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、を取得する取得手段と、前記採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である採用目的関数と前記非採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である非採用目的関数との差を示す目的関数値差分と、前記重み係数と、を含む決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する重み係数導出手段と、を有し、前記最適化問題における制約式である係数決定用制約式は、前記採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記採用目的関数と、前記非採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記非採用目的関数と、の差が、前記目的関数値差分に基づく制限値により制限されることを示す採用・非採用目的関数値差分制約式を含み、前記最適化問題における目的関数である係数決定用目的関数は、前記目的関数値差分を係数決定用評価指標として含むことを特徴とする。 The processing device of the present invention is a processing device that executes a process of deriving a weighting coefficient in a planning objective function that is an objective function that reduces a multi-objective optimization problem for planning a production plan or a logistics plan to a single objective, the planning objective function having a plurality of planning evaluation indexes and a weighting coefficient to be multiplied by the planning evaluation indexes, and includes an acquisition means for acquiring values of the plurality of planning evaluation indexes based on a plurality of adopted plans that have been adopted as the production plan or the logistics plan, and values of the plurality of planning evaluation indexes based on a plurality of non-adopted plans that have not been adopted as the production plan or the logistics plan, and a processing means for indicating the difference between an adopted objective function that is the planning objective function based on the adopted plans and a non-adopted objective function that is the planning objective function based on the non-adopted plans. and a weighting coefficient derivation means for deriving decision variables including the objective function value difference and the weighting coefficient by solving an optimization problem, wherein the coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation in the optimization problem, includes an adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation indicating that the difference between the adopted objective function in a state in which the value of the planning evaluation index based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, and the non-adopted objective function in a state in which the value of the planning evaluation index based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference, and the coefficient determination objective function, which is an objective function in the optimization problem, includes the objective function value difference as a coefficient determination evaluation index.
本発明の処理方法は、生産計画または物流計画を立案するための多目的最適化問題を一目的化した目的関数であり、複数の計画立案用評価指標と、当該計画立案用評価指標に対して乗算される重み係数と、を有する計画立案用目的関数における当該重み係数を導出する処理を実行する処理方法であって、前記生産計画または物流計画として採用された複数の採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、前記生産計画または物流計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、を取得する取得工程と、前記採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である採用目的関数と前記非採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である非採用目的関数との差を示す目的関数値差分と、前記重み係数と、を含む決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する重み係数導出工程と、を有し、前記最適化問題における制約式である係数決定用制約式は、前記採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記採用目的関数と、前記非採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記非採用目的関数と、の差が、前記目的関数値差分に基づく制限値により制限されることを示す採用・非採用目的関数値差分制約式を含み、前記最適化問題における目的関数である係数決定用目的関数は、前記目的関数値差分を係数決定用評価指標として含むことを特徴とする。 The processing method of the present invention is a processing method for executing a process of deriving a weighting coefficient in a planning objective function that is an objective function that reduces a multi-objective optimization problem for planning a production plan or a logistics plan to a single objective, the planning objective function having a plurality of planning evaluation indexes and a weighting coefficient to be multiplied by the planning evaluation indexes, the processing method including an acquisition process for acquiring values of the plurality of planning evaluation indexes based on a plurality of adopted plans that have been adopted as the production plan or the logistics plan, and values of the plurality of planning evaluation indexes based on a plurality of non-adopted plans that have not been adopted as the production plan or the logistics plan, and a process for indicating the difference between an adopted objective function, which is the planning objective function based on the adopted plans, and a non-adopted objective function, which is the planning objective function based on the non-adopted plans. and a weighting coefficient derivation process for deriving decision variables including the objective function value difference and the weighting coefficient by solving an optimization problem, wherein the coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation in the optimization problem, includes an adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation indicating that the difference between the adopted objective function in a state in which the value of the planning evaluation index based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, and the non-adopted objective function in a state in which the value of the planning evaluation index based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference, and the coefficient determination objective function, which is an objective function in the optimization problem, includes the objective function value difference as a coefficient determination evaluation index.
本発明のプログラムは、前記処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのものである。 The program of the present invention is intended to cause a computer to function as each of the means of the processing device.
本発明によれば、生産計画または物流計画を立案するための多目的問題における目的関数の正解値を定めなくても、目的関数に対して設定される重み係数を導出することができる。 According to the present invention, it is possible to derive a weighting coefficient to be set for an objective function in a multi-objective problem for creating a production plan or a logistics plan, without determining the correct solution value of the objective function.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態を説明する。
図1は、処理装置100の機能的な構成の一例を示す図である。処理装置100のハードウェアは、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または、専用のハードウェアを用いることにより実現される。図2は、本実施形態の処理装置100を用いた処理方法の一例を説明するフローチャートである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
First, the first embodiment will be described.
Fig. 1 is a diagram showing an example of the functional configuration of the processing device 100. The hardware of the processing device 100 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, a ROM, a RAM, a HDD, and various interfaces, or dedicated hardware. Fig. 2 is a flowchart explaining an example of a processing method using the processing device 100 of this embodiment.
<計画立案用目的関数Jr、計画立案用評価指標xk>
処理装置100は、生産計画または物流計画を立案するための多目的最適化問題を一目的化した目的関数(1つの等式の目的関数)であり、複数の計画立案用評価指標と、当該複数の計画立案用評価指標に対して乗算される重み係数と、を有する計画立案用目的関数における当該重み係数を導出する処理を実行する。本実施形態では、以下の(1)式に示す計画立案用目的関数Jrの値が最小になるときの複数の計画立案用評価指標xkを、数理計画法による最適化計算を実行することにより最適解として導出し、導出した最適解に基づいて生産計画または物流計画が定められる場合を例示する。(1)式において、kは、計画立案用評価指標xkを識別する変数であり、計画立案用評価指標xkの総数がKであるものとする(k∈K)。min.は、目的関数((1)式では計画立案用目的関数Jr)の最小値を求めることを示す。本実施形態では、数理計画問題が複数の計画立案用評価指標xkを有する多目的最適化問題であるので、Kは2以上の整数である。w[k]は、計画立案用評価指標xkに対して乗算される重み係数である。
<Planning objective function Jr, planning evaluation index x k >
The processing device 100 executes a process of deriving a weighting coefficient in a planning objective function (objective function of one equation) that is a multi-objective optimization problem for making a production plan or a logistics plan, the planning objective function having a plurality of planning evaluation indexes and a weighting coefficient to be multiplied by the plurality of planning evaluation indexes. In this embodiment, a case is illustrated in which a plurality of planning evaluation indexes x k when the value of the planning objective function Jr shown in the following formula (1) is minimized is derived as an optimal solution by performing an optimization calculation by mathematical programming, and a production plan or a logistics plan is determined based on the derived optimal solution. In formula (1), k is a variable that identifies the planning evaluation index x k , and the total number of planning evaluation indexes x k is K (k ∈ K). min. indicates that the minimum value of the objective function (planning objective function Jr in formula (1)) is obtained. In this embodiment, since the mathematical programming problem is a multi-objective optimization problem having a plurality of planning evaluation indexes x k , K is an integer of 2 or more. w[k] is a weighting coefficient by which the planning evaluation index x k is multiplied.
計画立案用評価指標xkは、生産計画または物流計画の良否の程度を評価する評価指標であり、生産計画または物流計画を立案する際の目的に応じて定められる。多目的最適化問題では、通常、複数の計画立案用評価指標xkのうち、少なくとも2つの計画立案用評価指標xkはトレードオフの関係にある。トレードオフの関係とは、一方の計画立案用評価指標xkの値を、生産計画または物流計画に対する評価が良くなるように変更すると、他方の計画立案用評価指標xkの値が、生産計画または物流計画に対する評価が悪くなるように変更される関係をいう。(1)式では、計画立案用目的関数Jrの値を最小にする最小化問題を例示するので、生産計画または物流計画に対する評価を良くすることは、計画立案用評価指標xkの値を小さくことに対応する。 The planning evaluation index x k is an evaluation index for evaluating the quality of a production plan or a logistics plan, and is determined according to the purpose of planning the production plan or the logistics plan. In a multi-objective optimization problem, at least two of the multiple planning evaluation indexes x k are usually in a trade-off relationship. The trade-off relationship refers to a relationship in which, when the value of one planning evaluation index x k is changed so as to improve the evaluation of the production plan or the logistics plan, the value of the other planning evaluation index x k is changed so as to worsen the evaluation of the production plan or the logistics plan. Since the formula (1) illustrates a minimization problem that minimizes the value of the planning objective function Jr, improving the evaluation of the production plan or the logistics plan corresponds to reducing the value of the planning evaluation index x k .
尚、一般に、多目的最適化問題を始めとする数理計画問題を求解する場合には、制約式を満足する範囲で目的関数の最適値を導出する。従って、(1)式に示す計画立案用目的関数Jrを用いて生産計画または物流計画を立案する際には、生産計画または物流計画に従って生産または物流を実行する際に課せられる制約条件を表す数式である制約式を満足する範囲で、(1)式に示す計画立案用目的関数Jrの最小値を導出することになる。制約式自体は、本実施形態の要旨と直接の関連性はないので、その詳細な説明を省略する。 In general, when solving mathematical programming problems such as multi-objective optimization problems, the optimal value of the objective function is derived within the range that satisfies the constraint equation. Therefore, when creating a production plan or a logistics plan using the planning objective function Jr shown in equation (1), the minimum value of the planning objective function Jr shown in equation (1) is derived within the range that satisfies the constraint equation, which is a mathematical expression that represents the constraint conditions imposed when executing production or logistics according to the production plan or logistics plan. The constraint equation itself is not directly related to the gist of this embodiment, so a detailed description of it is omitted.
計画立案用評価指標xkは、例えば、納期遅れ、納期早作り、およびロット変更の回数等である。
納期遅れとは、製品が納期に対してどのくらい遅れて出荷されるのか否かを示すものであり、例えば、製品の出荷予定日から納期を引いた値である(製品の出荷予定日が納期よりも早い場合(即ち、製品の出荷予定日から納期を引いた値が負の値である場合)、納期遅れは0(ゼロ)となる)。納期遅れとなる製品を抑制することを目的として有する生産計画または物流計画を立案する場合、納期遅れが計画立案用評価指標xkに含まれる。
The planning evaluation index x k is, for example, the number of times of delivery delay, early production, and lot changes.
The delivery delay indicates how late a product will be shipped relative to its delivery date, and is, for example, the value obtained by subtracting the delivery date from the scheduled shipping date of the product (if the scheduled shipping date of the product is earlier than the delivery date (i.e., if the value obtained by subtracting the delivery date from the scheduled shipping date of the product is a negative value), the delivery delay will be 0 (zero). When creating a production plan or logistics plan with the objective of suppressing products that will be late, the delivery delay is included in the planning evaluation index xk .
納期早作りとは、製品が納期に対してどのくらい早く出荷ができるかを示すものであり、例えば、製品の納期から出荷予定日を引いた値である(製品の納期が出荷予定日よりも早い場合(即ち、製品の納期から出荷予定日を引いた値が負の値である場合)、納期早作りは0(ゼロ)となる)。製品が納期よりも前に出荷できるようになると、製品は在庫となるため、当該製品に対する置場を確保しなければならない。このような余分な置場の確保を抑制することを目的として有する生産計画または物流計画を立案する場合、納期早作りが計画立案用評価指標xkに含まれる。 Early delivery indicates how far ahead a product can be shipped relative to its delivery date, and is, for example, the value obtained by subtracting the scheduled shipping date from the product's delivery date (if the product's delivery date is earlier than the scheduled shipping date (i.e., if the value obtained by subtracting the scheduled shipping date from the product's delivery date is a negative value), early delivery is 0 (zero). When a product is able to be shipped before its delivery date, the product becomes inventory, and storage space for that product must be secured. When creating a production plan or logistics plan with the objective of reducing the need to secure such excess storage space, early delivery is included in the planning evaluation index xk .
次に、ロット変更の回数について説明する。複数の工程を経て処理される生産プロセス・物流プロセスでは、例えば、操業条件、製造作業、仕分け作業等の簡略化および効率化のために、複数の製品をロットに纏めることが行われる。ロットとは、同一条件の操業(例えば、製造作業、仕分け作業、輸送作業)で処理可能な複数の製品を纏めた処理単位(例えば、生産単位、輸送単位)であり、各工程で処理される複数の製品を1つのグループに纏めたものである。同一のロットに属する製品には、同一のロット番号がロットを識別する情報として付与される。 Next, we will explain the number of lot changes. In production and logistics processes that are processed through multiple steps, for example, multiple products are grouped into lots in order to simplify and streamline operating conditions, manufacturing work, sorting work, etc. A lot is a processing unit (e.g., production unit, transportation unit) that groups together multiple products that can be processed using operations with the same conditions (e.g., manufacturing work, sorting work, transportation work), and groups together multiple products that are processed in each process. Products that belong to the same lot are assigned the same lot number as information to identify the lot.
生産または物流における各工程では、できるだけ多くの製品を1つのロットを纏めて処理するのが好ましい。処理が異なるロットに変わる際には、通常、段取り替え(ロットの変更に伴う作業準備)が必要になるからである。このため、例えば、処理効率を高めることを目的として生産計画または物流計画を立案する場合、段取り替え作業が少なくなるように、ロット変更の回数は少ないほどよい。このような目的を有する生産計画または物流計画を立案する場合、ロット変更の回数が計画立案用評価指標xkに含まれる。尚、ロット変更の回数は、工程ごとに計数されたロット変更の回数の和を指すものとする。 In each process in production or logistics, it is preferable to process as many products as possible in one lot. This is because when processing changes to a different lot, a changeover (preparation for work associated with the change of lot) is usually required. For this reason, for example, when a production plan or logistics plan is made with the objective of improving processing efficiency, the fewer the number of lot changes, the better so that the number of changeovers is reduced. When making a production plan or logistics plan with such an objective, the number of lot changes is included in the planning evaluation index x k . Note that the number of lot changes refers to the sum of the number of lot changes counted for each process.
ロット変更の回数を少なくするために、多くの製品を同一のロットにまとめると、同一のロットに含まれる複数の製品の納期がばらつく可能性が高くなる。例えば、納期までに時間的に余裕がある製品を先に処理(例えば、生産、輸送)し、その結果、本来先に処理すべき製品の処理が後回しになる場合がある。この場合、処理が後回しとなった製品が納期遅れになる虞がある。 When many products are grouped together in the same lot in order to reduce the number of lot changes, the delivery dates of multiple products in the same lot are likely to vary. For example, products that have ample time before their delivery date may be processed (e.g., produced or transported) first, resulting in the processing of products that should have been processed first being postponed. In this case, there is a risk that the delivery date of the products that are postponed will be delayed.
また、一般に、ロットを纏める際の条件は工程ごとに異なる。つまり、後の工程の処理順序が、先の工程の製品の処理順序を踏襲するとは限らない。このような場合には、ロット変更の回数を少なくすると、納期遅れおよび納期早作りとなる可能性がより高くなる。
以上のように、ロット変更の回数と納期(納期遅れおよび納期早作り)とはトレードオフの関係にある。
また、納期遅れが生じないようにすると、納期早作りが生じやすくなる。従って、納期遅れと納期早作りもトレードオフの関係にある。
In addition, the conditions for combining lots generally differ for each process. In other words, the processing order of the products in the later process does not necessarily follow the processing order of the products in the earlier process. In such cases, reducing the number of lot changes increases the possibility of delays in delivery or early production.
As described above, there is a trade-off between the number of lot changes and delivery time (delivery delays and early delivery).
Also, if you try to prevent late delivery, it becomes easier to make the delivery earlier. Therefore, there is a trade-off between late delivery and early delivery.
尚、計画立案用評価指標xkは、例えば、納期遅れ、納期早作り、およびロット変更の回数に限定されず、生産計画または物流計画の良否の程度を評価する評価指標であり、生産計画または物流計画を立案する際の目的に応じて定められるものであればよい。例えば、製品の品質やコストに関連する評価指標を、計画立案用評価指標xkとして用いてもよい。 The planning evaluation index x k is not limited to, for example, delays in delivery, early production, and the number of lot changes, but may be an evaluation index for evaluating the quality of a production plan or a logistics plan, and may be determined according to the purpose of formulating the production plan or the logistics plan. For example, an evaluation index related to the quality or cost of a product may be used as the planning evaluation index x k .
生産計画を立案する場合と物流計画を立案する場合とでは、(1)式における計画立案用評価指標xkの具体的な内容が異なるだけであり、重み係数w[k]を導出する処理装置100は、生産計画および物流計画の何れに対しても適用することができるが、以下では、説明を簡単にするため、生産計画または物流計画を、必要に応じて生産計画と称して説明を行う。 The only difference between creating a production plan and creating a logistics plan is the specific content of the planning evaluation index x k in equation (1), and the processing device 100 that derives the weighting coefficient w[k] can be applied to either a production plan or a logistics plan. However, in the following, for simplicity, the production plan or the logistics plan will be referred to as a production plan as necessary.
図1に示すように、処理装置100は、取得部101と、重み係数導出部102と、出力部103と、を有する。
As shown in FIG. 1, the processing device 100 has an
<取得部101>
取得部101は、生産計画として採用された複数の採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値(実績値)と、生産計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値(実績値)と、を取得する。採用計画は、実際に製品の生産に使用された生産計画であり、例えば、立案者(例えば熟練者)が立案した生産計画や、公知の生産シミュレータを用いて立案された生産計画である。非採用計画は、生産計画として立案されたものの、製品の生産には使用されていない生産計画であり、例えば、立案者(例えば非熟練者)が立案した生産計画や、公知の生産シミュレータを用いて立案された生産計画である。
<
The
本実施形態では、取得部101は、複数の採用計画の内容を特定する情報と、複数の非採用計画の内容を特定する情報と、を取得する。これらの情報の取得形態として、例えば、処理装置100のユーザーインターフェースに対する入力操作、外部装置から送信された情報の受信、および可搬型記憶媒体に記憶された情報の読み出しのうち、少なくとも1つが挙げられる。
In this embodiment, the
取得部101は、このようにして取得した情報により特定される、複数の採用計画および複数の非採用計画、のうち、1つの採用計画と1つの非採用計画とを1つのペアとすることを、複数の採用計画のそれぞれについて実行する。同一の採用計画に対し、相互に異なる2つ以上の非採用計画がペアとなることがある。即ち、或る採用計画と或る非採用計画とのペアと、当該採用計画と当該非採用計画とは異なる非採用計画とのペアと、が存在することがある。
The
ペアとなる採用計画および非採用計画は、計画立案の際の前提条件(計画立案に際して事前に設定される情報)が同じである生産計画である。計画立案の際の前提条件が同じである場合、計画立案用目的関数Jrの値の計算の際に定数(固定値)として用いられる値は同じ値になる。例えば、ペアとなる採用計画および非採用計画に含まれる製品のIDは同じである。また、計画立案用評価指標xkとして納期遅れ、納期早作りを用いる場合、ペアとなる採用計画および非採用計画に含まれる製品の納期は同じである。また、計画立案用評価指標xkとしてロット変更の回数を用いる場合、ペアとなる採用計画および非採用計画に含まれる製品のロット番号は同じになる。 The paired adopted and non-adopted plans are production plans that have the same preconditions for planning (information that is set in advance for planning). When the preconditions for planning are the same, the values used as constants (fixed values) for calculating the value of the planning objective function Jr are the same. For example, the IDs of the products included in the paired adopted and non-adopted plans are the same. Furthermore, when late delivery and early delivery are used as the planning evaluation index x k , the delivery dates of the products included in the paired adopted and non-adopted plans are the same. Furthermore, when the number of lot changes is used as the planning evaluation index x k , the lot numbers of the products included in the paired adopted and non-adopted plans are the same.
取得部101は、これらの情報(製品のID、納期、ロット番号)が全て同じある1つの採用計画および1つの非採用計画を、1つのペアとして作成する。また、このようにすることに代えて、例えば、採用計画および非採用計画のそれぞれに、計画立案の際の前提条件の識別情報が付与されている場合、取得部101は、当該識別情報が同じである1つの採用計画および1つの非採用計画を、1つのペアとして作成してもよい。
The
取得部101は、採用計画から計画立案用評価指標xkの値を取得すると共に、当該採用計画と同一のペアに属する非採用計画から計画立案用評価指標xkの値を取得することを、ペアごとに実行する。
例えば、計画立案用評価指標xkに、納期遅れおよび納期早作りが含まれる場合、採用計画および非採用計画には、例えば、製品の生産が完了して出荷ができる状態になる出荷予定日と、製品の納期とが含まれる。製品の納期から出荷予定日を引いた値が0(ゼロ)または正の値である場合、納期早作りとして当該値が特定され、納期遅れとして0(ゼロ)が特定される。また、製品の出荷予定日から納期を引いた値が0(ゼロ)または正の値である場合、納期遅れとして当該値が特定され、納期早作りとして0(ゼロ)が特定される。
The
For example, when the planning evaluation index x k includes late delivery and early delivery, the adopted plan and the non-adopted plan include, for example, the scheduled shipping date when the production of the product is completed and ready to be shipped, and the delivery date of the product. When the value obtained by subtracting the scheduled shipping date from the delivery date of the product is 0 (zero) or a positive value, the value is identified as an early delivery, and 0 (zero) is identified as a late delivery. Also, when the value obtained by subtracting the delivery date from the scheduled shipping date of the product is 0 (zero) or a positive value, the value is identified as a late delivery, and 0 (zero) is identified as an early delivery.
また、計画立案用評価指標xkに、ロット変更の回数が含まれる場合、採用計画および非採用計画には、例えば、ロット番号が設定された各製品の工程ごとの生産順が含まれる。ロット番号を製品の生産順に並べた場合のロット番号の変更回数を計数することを工程ごとに実行し、工程ごとのロット番号の変更回数を加算した値が、ロット変更の回数として特定される。 Furthermore, when the planning evaluation index x k includes the number of lot changes, the adopted plan and the non-adopted plan include, for example, the production order for each process of each product to which a lot number is set. The number of changes in the lot number when the lot numbers are arranged in the production order of the products is counted for each process, and the value obtained by adding up the number of changes in the lot number for each process is identified as the number of lot changes.
本実施形態で説明する各式において、以上のようにして取得部101により取得されるペアを識別する変数をi∈I(Iはペアの集合)とする。また、採用計画、非採用計画であることを、それぞれ、OK、NGと表記する。尚、前述したように、同一の採用計画に対し、相互に異なる2つ以上の非採用計画がペアとなることがあるが、これらのペアは異なる変数iで識別されるものとする。
In each formula described in this embodiment, the variable that identifies the pairs acquired by the
<重み係数導出部102>
重み係数導出部102は、採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである採用目的関数と非採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数との差を示す目的関数値差分ε[i]と、重み係数w[k]と、を含む決定変数を導出する。本実施形態では、計画立案用目的関数Jrの値の最小値を求める最小化問題を例示するので(即ち、計画立案用目的関数Jrの値が小さい方が良い計画であるので)、非採用目的関数の値が採用目的関数の値以上の値となる。そこで、本実施形態では、採用目的関数と非採用目的関数との差が、後者(非採用目的関数)から前者(採用目的関数)を減算した値で表される場合を例示する。
<Weighting
The weighting
ここで、以下の各式において、w[k]の[k]は、計画立案用評価指標xkに対する値であることを示すものとする。また、ε[i]の[i]はペアiに対する値であることを示すものとする。また、xk_i_OKの添え字k_i_OKは、重み係数w[k]に乗算され、且つ、ペアi(変数iで識別されるペア)に属し、且つ、採用計画に基づくものであることを示すものとする。同様に、xk_i_NGの添え字k_i_NGは、重み係数w[k]に乗算され、且つ、ペアi(変数iで識別されるペア)に属し、且つ、非採用計画に基づくものであることを示すものとする。 Here, in the following formulas, [k] in w[k] indicates a value for the planning evaluation index x k . Also, [i] in ε[i] indicates a value for pair i. Also, the subscript k_i_OK in x k_i_OK indicates that it is multiplied by the weight coefficient w[k], belongs to pair i (pair identified by variable i), and is based on the adoption plan. Similarly, the subscript k_i_NG in x k_i_NG indicates that it is multiplied by the weight coefficient w[k], belongs to pair i (pair identified by variable i), and is based on the non-adoption plan.
(1)式に示す例では、採用目的関数の値は、Σk∈Kw[k]・xk_i_OKである。尚、前述したように、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_OKの値は採用計画から特定されるので、採用目的関数のうち未知の値は重み係数w[k]である。同様に、非採用目的関数の値は、Σk∈Kw[k]・xk_i_NGである。非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_NGの値は非採用計画から特定されるので、採用目的関数のうち未知の値は重み係数w[k]である。 In the example shown in formula (1), the value of the adopted objective function is Σ k∈K w[k] x k_i_OK . As described above, the value of the evaluation index for planning based on the adopted plan x k_i_OK is identified from the adopted plan, so the unknown value of the adopted objective function is the weighting coefficient w[k]. Similarly, the value of the non-adopted objective function is Σ k∈K w[k] x k_i_NG . The value of the evaluation index for planning based on the non-adopted plan x k_i_NG is identified from the non-adopted plan, so the unknown value of the adopted objective function is the weighting coefficient w[k].
本実施形態では、重み係数w[k]を決定するための制約式である係数決定用制約式には、採用・非採用目的関数値差分制約式と、目的関数値差分制約式と、係数上下限値制約式と、が含まれる。また、本実施形態では、重み係数w[k]を決定するための目的関数である係数決定用目的関数Jcには、目的関数値差分ε[i]が係数決定用評価指標として含まれる。 In this embodiment, the coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation for determining the weight coefficient w[k], includes an adopted/unadopted objective function value difference constraint equation, an objective function value difference constraint equation, and an upper and lower coefficient limit value constraint equation. In addition, in this embodiment, the coefficient determination objective function Jc, which is an objective function for determining the weight coefficient w[k], includes the objective function value difference ε[i] as a coefficient determination evaluation index.
採用・非採用目的関数値差分制約式は、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_OKの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである採用目的関数(Σk∈Kw[k]・xk_i_OK)と、非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_NGの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数(Σk∈Kw[k]・xk_i_NG)と、の差が、目的関数値差分ε[i]に基づく制限値により制限されることを示す制約式である。採用・非採用目的関数値差分制約式は、例えば、以下の(2)式で表される。 The adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation is a constraint equation indicating that the difference between the adopted objective function (Σ k∈K w[k]· xk_i_OK ) which is the planning objective function Jr in a state where the value of the planning evaluation index xk_i_OK based on the adopted plan is substituted and the weight coefficient w[k] is unknown, and the non-adopted objective function (Σ k∈K w[k]· xk_i_NG ) which is the planning objective function Jr in a state where the value of the planning evaluation index xk_i_NG based on the non-adopted plan is substituted and the weight coefficient w[k] is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference ε[i]. The adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation is expressed, for example, by the following equation (2).
目的関数値差分制約式は、採用目的関数の値と非採用目的関数の値との大小関係が逆転しないことを示す制約式であり、例えば、以下の(3)式で表される。
係数上下限値制約式は、重み係数w[k]が、予め設定された上下限値の範囲内であることを示す制約式であり、例えば、以下の(4)式で表される。
The objective function value difference constraint equation is a constraint equation indicating that the magnitude relationship between the value of the adopted objective function and the value of the unadopted objective function is not reversed, and is expressed, for example, by the following equation (3).
The coefficient upper and lower limit value constraint equation is a constraint equation indicating that the weight coefficient w[k] is within a range of upper and lower limit values set in advance, and is expressed, for example, by the following equation (4).
(2)式において、採用目的関数と前記非採用目的関数との差は、Σk∈Kw[k]・xk_i_NG-Σk∈Kw[k]・xk_i_OKである。また、(2)式においては、目的関数値差分ε[i]に基づく制限値は、目的関数値差分ε[i]そのものであり、採用目的関数と前記非採用目的関数との差の下限値を示す。(2)式に示すように、本実施形態では、採用・非採用目的関数値差分制約式は、採用目的関数と非採用目的関数との差(Σk∈Kw[k]・xk_i_NG-Σk∈Kw[k]・xk_i_OK)が目的関数値差分ε[i]以上であることが、ペアiごとに実現されるようにすることを示す。 In formula (2), the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function is Σk∈Kw [k] .xk_i_NG - Σk∈Kw [k] .xk_i_OK . Also, in formula (2), the limit value based on the objective function value difference ε[i] is the objective function value difference ε[i] itself, and indicates the lower limit of the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function. As shown in formula (2), in this embodiment, the adopted/non-adopted objective function value difference constraint formula indicates that the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function ( Σk∈Kw [k] .xk_i_NG - Σk∈Kw [k] .xk_i_OK ) is realized for each pair i to be equal to or greater than the objective function value difference ε[i].
(2)式に示すようにして目的関数値差分ε[i]を定めることに伴い、(3)式に示すように目的関数値差分ε[i]を0以上とし、非採用目的関数の値が採用目的関数の値以上の値となるようにする。 By determining the objective function value difference ε[i] as shown in equation (2), the objective function value difference ε[i] is set to 0 or more as shown in equation (3), so that the value of the unadopted objective function is equal to or greater than the value of the adopted objective function.
(4)式において、重み係数w[k]の下限値wLBおよび上限値wUBは、重み係数w[k]としてとり得る範囲に基づいて予め設定される。(4)式は、主に、求解不能となることを防止するための制約式である。 In the formula (4), the lower limit wLB and the upper limit wUB of the weighting coefficient w[k] are preset based on the possible range of the weighting coefficient w[k]. The formula (4) is a constraint formula mainly for preventing the equation from becoming unsolvable.
本実施形態では、係数決定用目的関数Jcは、以下の(5)式で表される。 In this embodiment, the objective function for determining coefficients Jc is expressed by the following equation (5).
(5)式に示す例では、係数決定用目的関数Jcの値は、目的関数値差分ε[i]の全てのペアiについての総和である。max.は、目的関数((5)式では係数決定用目的関数Jc)の最大値を求めることを示す。(2)式および(3)式に示すようにして目的関数値差分ε[i]が定められるので、目的関数値差分ε[i]の全てのペアiについての総和を最大にすることは、非採用目的関数の値から採用目的関数の値をペアiごとに減算した値(Σk∈Kw[k]・xk_i_NG-Σk∈Kw[k]・xk_i_OK)の総和を最大にすることに対応する。従って、採用目的関数の値と非採用目的関数の値とが可及的に大きく乖離するときの重み係数w[k]が導出されることになる。尚、(2)式~(5)式に示すように本実施形態では、採用目的関数と非採用目的関数との差を、SVM(Support Vector Machine)における識別関数(分離超平面)のような他の関数を介さずに直接的に評価することができる。 In the example shown in formula (5), the value of the coefficient determination objective function Jc is the sum of the objective function value difference ε[i] for all pairs i. max. indicates that the maximum value of the objective function (coefficient determination objective function Jc in formula (5)) is obtained. Since the objective function value difference ε[i] is determined as shown in formulas (2) and (3), maximizing the sum of the objective function value difference ε[i] for all pairs i corresponds to maximizing the sum of the value (Σ k∈K w[k]·x k_i_NG -Σ k∈K w[k]·x k_i_OK ) obtained by subtracting the value of the adopted objective function from the value of the non-adopted objective function for each pair i. Therefore, the weight coefficient w[k] is derived when the value of the adopted objective function and the value of the non-adopted objective function are as largely separated as possible. As shown in equations (2) to (5), in this embodiment, the difference between the adopted objective function and the unadopted objective function can be evaluated directly without going through another function such as a discriminant function (separating hyperplane) in an SVM (Support Vector Machine).
重み係数導出部102は、(2)式~(4)式を満足する範囲で、(5)式に示す係数決定用目的関数Jcの値が最大になるときの重み係数w[k]および目的関数値差分ε[i]を数理計画法による最適化計算を実行することにより導出する。数理計画法による最適化計算は、例えば、線形計画問題を求解するための公知のソルバーを用いることにより実現されるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。尚、ここでは、重み係数導出部102は、数理計画法による最適化計算を実行することにより重み係数w[k]および目的関数値差分ε[i]を導出する場合を例示するが、必ずしも、最適化問題を求解していれば、数理計画法による最適化計算を実行する必要はない。例えば、遺伝的アルゴリズムを用いてもよい。
The weighting
<出力部103>
出力部103は、重み係数導出部102により導出された重み係数w[k]を示す情報を出力する。情報の出力形態として、例えば、コンピュータディスプレイへの表示、処理装置100の内部または外部の記憶媒体への記憶、および外部装置への送信のうち、少なくとも1つが挙げられる。
<Output Unit 103>
The output unit 103 outputs information indicating the weighting coefficient w[k] derived by the weighting
<フローチャート>
次に、図2のフローチャートを参照しながら、処理装置100を用いた処理方法の一例を説明する。
まず、ステップS201において、取得部101は、複数の採用計画の内容を特定する情報と、複数の非採用計画の内容を特定する情報と、を取得する。
次に、ステップS202において、取得部101は、同じ前提条件の下で立案された、1つの採用計画と1つの非採用計画とを1つのペアiとすることを、複数の採用計画のそれぞれについて実行する。
<Flowchart>
Next, an example of a processing method using the processing apparatus 100 will be described with reference to the flow chart of FIG.
First, in step S201, the
Next, in step S202, the
次に、ステップS203において、取得部101は、採用計画から計画立案用評価指標xk_i_OKの値を取得すると共に、当該採用計画と同一のペアiに属する非採用計画から計画立案用評価指標xk_i_NGの値を取得することを、ペアiごとに実行する。
Next, in step S203, the
次に、ステップS204において、重み係数導出部102は、ステップS203でペアiごとに取得された、計画立案用評価指標xk_i_OK、xk_i_NGと、予め設定されている重み係数w[k]の下限値wLBおよび上限値wUBと、を用いて、(2)式~(4)式を満足する範囲で、(5)式に示す係数決定用目的関数Jcの値が最大になるときの重み係数w[k]および目的関数値差分ε[i]を数理計画法による最適化計算を実行することにより導出する。
最後に、ステップS205において、出力部103は、ステップS204で導出された重み係数w[k]を示す情報を出力する。
Next, in step S204, the weighting
Finally, in step S205, the output unit 103 outputs information indicating the weighting coefficient w[k] derived in step S204.
<まとめ>
以上のように本実施形態では、処理装置100は、複数の採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xk_i_OKの値と、複数の非採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xk_i_NGの値と、を取得する。処理装置100は、採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである採用目的関数と非採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数との差を示す目的関数値差分ε[i]と、重み係数w[k]と、を含む決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する。この際、処理装置100は、(5)式に示す係数決定用目的関数Jcを用いる。また、処理装置100は、(2)式に示す採用・非採用目的関数値差分制約式を用いる。従って、実績計画である採用計画および非採用計画を用いて、多目的最適化問題における重み係数w[k]を導出することができる。よって、生産計画または物流計画を、最適化問題を求解することにより立案する際の調整パラメータである重み係数w[k]を、目的関数(目的変数)の正解値を定めなくても、自動的に導出することができる。このため、計画立案者の試行錯誤による調整期間および人的負荷を軽減することができる。
<Summary>
As described above, in this embodiment, the processing device 100 obtains the values of a plurality of planning evaluation indexes x k_i_OK based on a plurality of adopted plans and the values of a plurality of planning evaluation indexes x k_i_NG based on a plurality of non-adopted plans. The processing device 100 derives decision variables including the objective function value difference ε[i] indicating the difference between the adopted objective function, which is the planning objective function Jr based on the adopted plan, and the non-adopted objective function, which is the planning objective function Jr based on the non-adopted plan, and the weighting coefficient w[k], by solving the optimization problem. At this time, the processing device 100 uses the coefficient determination objective function Jc shown in formula (5). In addition, the processing device 100 uses the adopted/non-adopted objective function value difference constraint formula shown in formula (2). Therefore, the weighting coefficient w[k] in the multi-objective optimization problem can be derived using the adopted plan and the non-adopted plan, which are actual plans. Therefore, the weighting coefficient w[k], which is an adjustment parameter when creating a production plan or a logistics plan by solving an optimization problem, can be automatically derived without determining the correct value of the objective function (objective variable). This reduces the adjustment period and human burden of the planner, which is caused by trial and error.
また、本実施形態では、処理装置100は、複数の採用計画および複数の非採用計画に基づいて、生産計画の立案に際して事前に設定される情報が同じである、1つの採用計画と1つの非採用計画とを1つのペアiとすることを、複数の採用計画のそれぞれについて実行する。そして、処理装置100は、採用計画から計画立案用評価指標xk_i_OKの値を取得すると共に、当該採用計画と同一のペアiに属する非採用計画から計画立案用評価指標xk_i_NGの値を取得することを、ペアiごとに実行する。そして、処理装置100は、(2)式に示すように採用・非採用目的関数値差分制約式をペアiごとの制約式として、採用目的関数と非採用目的関数との差をペアiごとに定めた目的関数値差分ε[i]と、重み係数w[k]と、を含む決定変数を導出する。従って、重み係数w[k]を導出するための決定変数および制約式を少なくすることができる。 In this embodiment, the processing device 100 performs, for each of a plurality of adopted plans, pairing one adopted plan and one non-adopted plan, which have the same information set in advance when making a production plan, based on a plurality of adopted plans and a plurality of non-adopted plans. Then, the processing device 100 performs, for each pair i, acquiring the value of the planning evaluation index x k_i_OK from the adopted plan, and acquiring the value of the planning evaluation index x k_i_NG from the non-adopted plan that belongs to the same pair i as the adopted plan. Then, the processing device 100 derives decision variables including the objective function value difference ε[i] that defines the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function for each pair i, and the weight coefficient w[k], using the adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation as shown in equation (2) as the constraint equation for each pair i. Therefore, the decision variables and constraint equations for deriving the weight coefficient w[k] can be reduced.
また、本実施形態では、処理装置100は、係数決定用制約式として、(4)式に示す係数上下限値制約式を用いる。従って、重み係数w[k]が求解不能となることを、より確実に防止することができる。 In addition, in this embodiment, the processing device 100 uses the upper and lower coefficient limit constraint equations shown in equation (4) as the coefficient determination constraint equations. Therefore, it is possible to more reliably prevent the weight coefficient w[k] from becoming unsolvable.
<変形例>
本実施形態では、(1)式に示すように計画立案用目的関数Jrの値を最小にする最小化問題を例示した。しかしながら、本実施形態では、計画立案用目的関数Jrの値を最大にする最大化問題としてもよい。このようにする場合、例えば、(1)式は以下の(6)式に、(2)式は以下の(7)式に、(3)式は以下の(8)式に、(5)式は以下の(9)式にそれぞれ置き替えられる。
<Modification>
In this embodiment, a minimization problem for minimizing the value of the planning objective function Jr as shown in formula (1) has been exemplified. However, in this embodiment, a maximization problem for maximizing the value of the planning objective function Jr may be used. In this case, for example, formula (1) is replaced by the following formula (6), formula (2) by the following formula (7), formula (3) by the following formula (8), and formula (5) by the following formula (9).
また、係数決定用目的関数Jcは、(5)式に示すものに限定されない。係数決定用目的関数Jcは、例えば、係数決定用評価指標のそれぞれに対して乗算される係数であって、係数決定用評価指標の導出元となる採用計画に応じて異なる値を有する係数をさらに含んでいてもよい。係数決定用目的関数Jcは、例えば、以下の(10)式で表されるものであってもよい。 The objective function Jc for coefficient determination is not limited to that shown in formula (5). The objective function Jc for coefficient determination may further include, for example, a coefficient that is multiplied by each of the evaluation indexes for coefficient determination and has a different value depending on the adoption plan from which the evaluation indexes for coefficient determination are derived. The objective function Jc for coefficient determination may be, for example, one expressed by the following formula (10).
ここで、ρは、忘却係数であり、0超1未満の範囲で1に近い値が予め設定される。また、係数決定用目的関数Jcが(10)式で表される場合、iは、作成日時が新しい採用計画が属するペアから順に各ペアを並べた場合の並び順とする(先頭のペアに対するiを1(i=1)とし、先頭から2番目のペアに対するiを2(i=2)とし、最後尾のペアに対するiをI(i=Iとする)。(10)式のようにすれば、新しい採用計画が属するペアiであるほど、係数決定用目的関数Jcの値に与える影響を大きくし、古い採用計画が属するペアiであるほど、係数決定用目的関数Jcの値に与える影響を小さくすることができる。従って、例えば、外部環境、生産対象・物流対象、および操業状態等の変化により、各評価指標の重要度が変化する場合でも、当該変化に応じた適切な重みのバランスを提示することができる。 Here, ρ is a forgetting coefficient, and a value close to 1 in the range of more than 0 and less than 1 is preset. In addition, when the objective function for coefficient determination Jc is expressed by formula (10), i is the order in which the pairs are arranged in order from the pair to which the newest recruitment plan belongs (i for the first pair is 1 (i = 1), i for the second pair from the top is 2 (i = 2), and i for the last pair is I (i = I). By using formula (10), the pair i to which the newest recruitment plan belongs has a greater influence on the value of the objective function for coefficient determination Jc, and the pair i to which the older recruitment plan belongs has a smaller influence on the value of the objective function for coefficient determination Jc. Therefore, for example, even if the importance of each evaluation index changes due to changes in the external environment, production targets, logistics targets, operating conditions, etc., it is possible to present an appropriate balance of weights according to the changes.
また、重み係数w[k]のうちの1つを1に固定し、残りの重み係数w[k]を本実施形態で説明したようにして導出してもよい。 Alternatively, one of the weighting coefficients w[k] may be fixed to 1, and the remaining weighting coefficients w[k] may be derived as described in this embodiment.
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、採用計画と非採用計画との対応関係が明確になっている場合(即ち、計画立案の際の前提条件(計画立案に際して事前に設定される情報))が同じである場合を例示した。しかしながら、採用計画と非採用計画との対応関係が明確に残されていない場合もある。本実施形態では、このような場合であっても重み係数w[k]を導出することができるように、計画立案の際の前提条件に基づく採用計画および非採用計画のペアを作成せずに、重み係数w[k]を導出する。このように本実施形態は、第1の実施形態に対し、計画立案の際の前提条件に基づいて採用計画および非採用計画のペアを作成しないことによる構成および処理が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1~図2に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
Second Embodiment
Next, the second embodiment will be described. In the first embodiment, the case where the correspondence between the adopted plan and the non-adopted plan is clear (i.e., the preconditions at the time of planning (information set in advance at the time of planning)) are the same is exemplified. However, there are cases where the correspondence between the adopted plan and the non-adopted plan is not clearly left. In this embodiment, in order to be able to derive the weight coefficient w[k] even in such a case, the weight coefficient w[k] is derived without creating a pair of the adopted plan and the non-adopted plan based on the preconditions at the time of planning. Thus, the present embodiment differs from the first embodiment mainly in the configuration and processing by not creating a pair of the adopted plan and the non-adopted plan based on the preconditions at the time of planning. Therefore, in the description of this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG. 2, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の処理装置100も、図1に示すように、取得部101と、重み係数導出部102と、出力部103と、を有する。本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、処理装置100は、生産計画および物流計画の何れに対しても適用することができるが、以下では、生産計画または物流計画を、必要に応じて生産計画と称して説明を行う。
As shown in FIG. 1, the processing device 100 of this embodiment also has an
<取得部101>
第1の実施形態で説明したように、取得部101は、生産計画として採用された複数の採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値(実績値)と、生産計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値(実績値)と、を取得する。
<
As described in the first embodiment, the
本実施形態では、取得部101は、複数の採用計画の内容を特定する情報と、複数の非採用計画の内容を特定する情報と、を取得する。そして、取得部101は、複数の採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値と、複数の非採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkの値と、を取得する。採用計画・非採用計画から計画立案用評価指標xkの値を取得(特定)することができることは、第1の実施形態で説明した通りである。
In this embodiment, the
第1の実施形態では、取得部101は、1つの採用計画と1つの非採用計画とを1つのペアiとすることを、複数の採用計画のそれぞれについて実行し、採用計画から計画立案用評価指標xk_i_OKの値を取得すると共に、当該採用計画と同一のペアiに属する非採用計画から計画立案用評価指標xk_i_NGの値を取得することを、ペアiごとに実行する。しかしながら、本実施形態では、このようなペアiの作成と、採用計画・非採用計画からの計画立案用評価指標xk_i_OK・xk_i_NGのペアiごとの取得と、は行われない。本実施形態では、取得部101は、複数の採用計画のそれぞれから、複数の計画立案用評価指標xkの値を取得すると共に、複数の非採用計画のそれぞれから、複数の計画立案用評価指標xkの値を取得する。
In the first embodiment, the
ここで、以下の各式において、採用計画を識別する変数をu∈U(Uは採用計画の集合)とし、非採用計画を識別する変数をv∈V(Vは非採用計画の集合)とし、採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkをxk_Uと表記し、非採用計画に基づく複数の計画立案用評価指標xkをxk_vと表記する。このように、以下の各式においては、変数u、vにより、採用計画、非採用計画であることが識別される。 In the following equations, the variable for identifying the adopted plan is u∈U (U is a set of adopted plans), the variable for identifying the non-adopted plans is v∈V (V is a set of non-adopted plans), multiple planning evaluation indexes xk based on the adopted plans are denoted as xk_U , and multiple planning evaluation indexes xk based on the non-adopted plans are denoted as xk_v . In this way, in the following equations, the variables u and v identify whether the plan is adopted or not.
<重み係数導出部102>
第1の実施形態で説明したように、重み係数導出部102は、採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである採用目的関数と非採用計画に基づく計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数との差を示す目的関数値差分ε[u][v]と、重み係数w[k]と、を含む決定変数を導出する。
<Weighting
As described in the first embodiment, the weighting
ただし、第1の実施形態では、目的関数値差分ε[i]は、採用目的関数と非採用目的関数との差をペアiごとに定めたものである。これに対し、本実施形態では、目的関数値差分ε[u][v]は、採用目的関数と非採用目的関数との差を、採用計画ごと、非採用計画ごとに定めたものである。 However, in the first embodiment, the objective function value difference ε[i] is the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function determined for each pair i. In contrast, in the present embodiment, the objective function value difference ε[u][v] is the difference between the adopted objective function and the non-adopted objective function determined for each adopted plan and each non-adopted plan.
また、本実施形態では、ペア計数変数δ[u][v]が決定変数としてさらに含まれる。ペア計数変数δ[u][v]は、非採用目的関数の値が採用目的関数の値よりも生産計画に対する評価が低いことを示す採用計画および非採用計画のペアの数を計数するための変数である。本実施形態でも第1の実施形態と同様に、計画立案用目的関数Jrが(1)式である場合(即ち、最小化問題)を例示する。この場合、非採用目的関数の値が採用目的関数の値よりも生産計画に対する評価が低いことを示すことは、採用目的関数の値が非採用目的関数の値よりも大きくならないことを指す。具体的に、ペア計数変数δ[u][v]は、変数uで識別される採用計画に基づく採用目的関数の値が、変数vで識別される非採用計画に基づく非採用目的関数の値以下(採用目的関数の値≦非採用目的関数の値)である場合に「1」となり、そうでない場合に「0」となる0-1変数である。従って、ペア計数変数δ[u][v]の総和は、採用目的関数の値が非採用目的関数の値以下となる採用計画と非採用計画とのペアの総数になる。 In this embodiment, a pair counting variable δ[u][v] is further included as a decision variable. The pair counting variable δ[u][v] is a variable for counting the number of pairs of adopted plans and non-adopted plans in which the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan than the value of the adopted objective function. In this embodiment, as in the first embodiment, the case where the objective function for planning Jr is equation (1) (i.e., a minimization problem) is illustrated. In this case, indicating that the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan than the value of the adopted objective function indicates that the value of the adopted objective function is not greater than the value of the non-adopted objective function. Specifically, the pair counting variable δ[u][v] is a 0-1 variable that is "1" when the value of the adopted objective function based on the adopted plan identified by the variable u is equal to or less than the value of the non-adopted objective function based on the non-adopted plan identified by the variable v (the value of the adopted objective function≦the value of the non-adopted objective function), and is "0" otherwise. Therefore, the sum of the pair count variables δ[u][v] is the total number of pairs of adopted and unadopted plans for which the value of the adopted objective function is less than or equal to the value of the unadopted objective function.
本実施形態でも第1の実施形態と同様に、計画立案用目的関数Jrが(1)式である場合を例示する。そうすると、採用目的関数の値は、Σk∈Kw[k]・xk_uである。尚、前述したように、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_uの値は採用計画から特定されるので、採用目的関数のうち未知の値は重み係数w[k]である。同様に、非採用目的関数の値は、Σk∈Kw[k]・xk_vである。非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_vの値は非採用計画から特定されるので、採用目的関数のうち未知の値は重み係数w[k]である。 In this embodiment, as in the first embodiment, the case where the planning objective function Jr is equation (1) is exemplified. In this case, the value of the adopted objective function is Σ k∈K w[k] x k_u . As described above, the value of the planning evaluation index x k_u based on the adopted plan is identified from the adopted plan, so the unknown value of the adopted objective function is the weight coefficient w[k]. Similarly, the value of the non-adopted objective function is Σ k∈K w[k] x k_v . The value of the planning evaluation index x k_v based on the non-adopted plan is identified from the non-adopted plan, so the unknown value of the adopted objective function is the weight coefficient w[k].
本実施形態でも第1の実施形態と同様に、重み係数w[k]を決定するための制約式である係数決定用制約式には、採用・非採用目的関数値差分制約式と、目的関数値差分制約式と、係数上下限値制約式と、が含まれる。また、本実施形態では、重み係数w[k]を決定するための目的関数である係数決定用目的関数Jcには、目的関数値差分ε[i]とペア計数変数δ[u][v]とが係数決定用評価指標として含まれる。 In this embodiment, as in the first embodiment, the coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation for determining the weight coefficient w[k], includes an adopted/unadopted objective function value difference constraint equation, an objective function value difference constraint equation, and an upper and lower coefficient limit value constraint equation. In addition, in this embodiment, the coefficient determination objective function Jc, which is an objective function for determining the weight coefficient w[k], includes the objective function value difference ε[i] and the pair count variable δ[u][v] as coefficient determination evaluation indexes.
ただし、第1の実施形態では、採用・非採用目的関数値差分制約式、目的関数値差分制約式、係数上下限値制約式は、それぞれ、(2)式、(3)式、(4)式で表される。これに対し、本実施形態では、採用・非採用目的関数値差分制約式、目的関数値差分制約式、係数上下限値制約式は、それぞれ、以下の(11)式、(12)式、(13)式で表される。また、第1の実施形態では係数決定用目的関数Jcは、(5)式で表される。これに対し、本実施形態では、係数決定用目的関数Jcは、以下の(14)式で表される。尚、(13)式は(4)式と同じものであるが表記および説明の容易化のために再掲する。 However, in the first embodiment, the adopted/unadopted objective function value difference constraint equation, the objective function value difference constraint equation, and the coefficient upper and lower limit value constraint equation are expressed by the following equations (2), (3), and (4). In contrast, in the present embodiment, the adopted/unadopted objective function value difference constraint equation, the objective function value difference constraint equation, and the coefficient upper and lower limit value constraint equation are expressed by the following equations (11), (12), and (13). In addition, in the first embodiment, the coefficient determination objective function Jc is expressed by the equation (5). In contrast, in the present embodiment, the coefficient determination objective function Jc is expressed by the following equation (14). Note that although equation (13) is the same as equation (4), it is recited for ease of notation and explanation.
(11)式において、採用・非採用目的関数値差分制約式は、非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_vの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数(Σk∈Kxk_v・w[k])と、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_uの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである採用目的関数(Σk∈Kxk_u・w[k])と、の差が、目的関数値差分ε[u][v]に基づく制限値により制限されることを示す制約式である。 In equation (11), the adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation is a constraint equation indicating that the difference between the non-adopted objective function (Σ k∈K xk_v ·w[k]), which is the planning objective function Jr in a state in which the value of the planning evaluation index xk_v based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient w[k] is unknown, and the adopted objective function (Σ k∈K xk_u ·w[ k ]), which is the planning objective function Jr in a state in which the value of the planning evaluation index xk_u based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient w[k] is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference ε[u][v].
(12)式において、Mbigは、(12)式の右辺の絶対値としてとり得る値の上限を想定した正の値の定数であり、予め設定される。
従って、ペア計数変数δ[u][v]が0(ゼロ)である場合、(12)式は、自明な式となり、目的関数値差分ε[u][v]が負となることが許容される。それに伴い、(11)式による採用・非採用目的関数値差分制約式により、変数uで識別される採用計画に基づく採用目的関数と、変数vで識別される非採用計画に基づく非採用目的関数とにおいて採用目的関数の値よりも非採用目的関数の値が小さくなる(良くなる)ことが許容される。これは、本実施形態においては、変数uで識別される採用計画と変数vで識別される非採用計画の、計画立案の際の前提条件が同じでない場合があり、このような場合には、計画立案の際の前提条件が同じでない計画同士の比較となることから、常に採用目的関数の値が非採用目的関数の値より小さくなる(良くなる)わけではないことを考慮したものである。
In equation (12), M big is a positive constant that assumes the upper limit of the absolute value that can be taken on the right side of equation (12), and is set in advance.
Therefore, when the pair counting variable δ[u][v] is 0 (zero), the formula (12) becomes a self-evident formula, and the objective function value difference ε[u][v] is allowed to be negative. Accordingly, the adopted/non-adopted objective function value difference constraint formula of the formula (11) allows the value of the non-adopted objective function to be smaller (better) than the value of the adopted objective function in the adopted objective function based on the adopted plan identified by the variable u and the non-adopted objective function based on the non-adopted plan identified by the variable v. This is because, in this embodiment, the preconditions at the time of planning of the adopted plan identified by the variable u and the non-adopted plan identified by the variable v may not be the same, and in such a case, the comparison is made between plans with different preconditions at the time of planning, so that the value of the adopted objective function is not always smaller (better) than the value of the non-adopted objective function.
一方、ペア計数変数δ[u][v]が1である場合、目的関数値差分ε[u][v]には0(ゼロ)以上の制約が課されることになる(即ち、目的関数値差分ε[u][v]が負となることが許容されない)。それに伴い、変数uで識別される採用計画に基づく採用目的関数と、変数vで識別される非採用計画に基づく非採用目的関数とにおいて採用目的関数の値よりも非採用目的関数の値が小さくなる(良くなる)ことが許容されず、非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_vの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである非採用目的関数(Σk∈Kxk_v・w[k])と、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_uの値が代入され、且つ、重み係数w[k]が未知である状態の計画立案用目的関数Jrである採用目的関数(Σk∈Kxk_u・w[k])と、の差が、目的関数値差分ε[u][v]に基づく制限値により制限される。 On the other hand, if the pair counting variable δ[u][v] is 1, then the objective function value difference ε[u][v] is constrained to be greater than or equal to 0 (i.e., the objective function value difference ε[u][v] is not allowed to be negative). Accordingly, it is not permitted for the value of the non-adopted objective function based on the adopted plan identified by the variable u to be smaller (better) than the value of the adopted objective function, and the difference between the non-adopted objective function (Σk∈K xk_v·w[k]), which is the planning objective function Jr in a state where the value of the planning evaluation index xk_v based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient w[k] is unknown, and the adopted objective function ( Σk∈K xk_u ·w[k]), which is the planning objective function Jr in a state where the value of the planning evaluation index xk_u based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient w[k] is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference ε[u][v].
(11)式に示すように、本実施形態では、採用・非採用目的関数値差分制約式は、非採用目的関数と採用目的関数との差(Σk∈Kxk_v・w[k]-Σk∈Kxk_u・w[k])が目的関数値差分ε[u][v]以上であることが、任意の採用計画・任意の非採用計画ごとに実現されることを示す。(11)式に示すようにして目的関数値差分ε[u][v]を定めることに伴い、(12)式に示すようにして目的関数値差分ε[u][v]が負の値もとり得ることとする。こうすることにより、非採用目的関数と採用目的関数との差(Σk∈Kxk_v・w[k]-Σk∈Kxk_u・w[k])の下限であるε[u][v]が負となる好ましくない場合にも、目的関数(14)式の右辺第二項によりその影響を最小限にとどめることができる。 As shown in formula (11), in this embodiment, the adopted/unadopted objective function value difference constraint formula indicates that the difference between the unadopted objective function and the adopted objective function (Σ k∈K x k_v・w[k]-Σ k∈K x k_u・w[k]) is equal to or greater than the objective function value difference ε[u][v], for each adopted plan and each unadopted plan. By determining the objective function value difference ε[u][v] as shown in formula (11), the objective function value difference ε[u][v] can also take a negative value as shown in formula (12). By doing so, even in the undesirable case where ε[u][v], which is the lower limit of the difference between the unadopted objective function and the adopted objective function (Σ k∈K x k_v・w[k]-Σ k∈K x k_u・w[k]), becomes negative, the influence can be minimized by the second term on the right side of the objective function formula (14).
本実施形態では、係数決定用目的関数Jcの値は、(14)式に示すように、ペア計数変数δ[u][v]の、採用計画uおよび非採用計画vのペアとしてとり得る全てのペアについての総和と、目的関数値差分ε[u][v]の、採用計画uおよび非採用計画vのペアとしてとり得る全てのペアについての総和と、の重み付き線形和である。p1は、ペア計数変数δ[u][v]に乗算される重み係数であり、p2は、目的関数値差分ε[u][v]に乗算される重み係数であり、いずれも正の値を有する。 In this embodiment, the value of the coefficient determination objective function Jc is, as shown in formula (14), a weighted linear sum of the sum of the pair counting variables δ[u][v] for all possible pairs of the adopted plan u and the non-adopted plan v, and the sum of the objective function value difference ε[u][v] for all possible pairs of the adopted plan u and the non-adopted plan v. p1 is a weighting coefficient multiplied by the pair counting variable δ[u][v], and p2 is a weighting coefficient multiplied by the objective function value difference ε[u][v], both of which have positive values.
(11)式および(12)式に示すように目的関数値差分ε[u][v]が定められるので、目的関数値差分ε[u][v]の、採用計画uおよび非採用計画vのペアとしてとり得る全てのペアについての総和を大きくすることは、採用計画uおよび非採用計画vのペアごとに非採用目的関数の値から採用目的関数の値を減算した値(Σk∈Kxk_v・w[k]-Σk∈Kxk_u・w[k])の総和を大きくすることに対応する。従って、非採用目的関数の値と採用目的関数の値とが大きく乖離するときの重み係数w[k]が算出されることになる。 Since the objective function value difference ε[u][v] is determined as shown in formulas (11) and (12), increasing the sum of the objective function value difference ε[u][v] for all possible pairs of adopted plan u and non-adopted plan v corresponds to increasing the sum of the value (Σ k∈K x k_v·w[k] - Σ k∈K x k_u ·w[k]) obtained by subtracting the value of the adopted objective function from the value of the non-adopted objective function for each pair of adopted plan u and non-adopted plan v. Therefore, the weighting coefficient w[k] is calculated when the value of the non-adopted objective function and the value of the adopted objective function largely deviate from each other.
ただし、非採用目的関数の値が採用目的関数の値よりも生産計画に対する評価が低いことを示す採用計画および非採用計画のペア(即ち、δ[u][v]=1となるu、vのペア)が少なすぎると、適切な重み係数w[k]が導出されない虞がある。従って、非採用目的関数の値が採用目的関数の値よりも生産計画に対する評価が低いことを示す採用計画と非採用計画とのペア(即ち、δ[u][v]=1となるu、vのペア)が多くなるようにする。 However, if there are too few pairs of adopted and non-adopted plans where the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan than the value of the adopted objective function (i.e., pairs of u, v where δ[u][v] = 1), there is a risk that an appropriate weighting coefficient w[k] will not be derived. Therefore, it is recommended to increase the number of pairs of adopted and non-adopted plans where the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan than the value of the adopted objective function (i.e., pairs of u, v where δ[u][v] = 1).
以上のように(14)式は、非採用目的関数の値と採用目的関数の値とが大きく乖離することと、非採用目的関数の値が採用目的関数の値よりも生産計画に対する評価が低いことを示す採用計画と非採用計画とのペアが多くなることとの双方を実現するに際し、何れの評価を重要視するかを、重み係数p1、p2で調整することを示す。 As described above, equation (14) shows that in order to realize both a large deviation between the values of the non-adopted objective function and the adopted objective function and an increase in the number of pairs of adopted and non-adopted plans in which the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan than the value of the adopted objective function, the weighting coefficients p1 and p2 are used to adjust which evaluation is given more importance.
重み係数p1、p2は、重み係数w[k]と同様に、ペア計数変数δ[u][v]と目的関数値差分ε[u][v]との評価のバランスをとるためのものである。ただし、重み係数p1、p2は、(11)式~(14)式に基づいて重み係数w[k]、目的関数値差分ε[u][v]、およびペア計数変数δ[u]を導出するに際して予め設定される。ペア計数変数δ[u][v]および目的関数値差分ε[u][v]は、いずれも、採用目的関数の値と非採用目的関数の値との大きさの関係を評価する評価指標であり、目的は同じである。重み係数p1、p2の設定に際しては、例えば、p2=1とし、p1は、(u,v)の全ペアに対し6~7割程度以上がδ[u][v]=1となるまで、大きく設定する。 The weighting coefficients p 1 and p 2 , like the weighting coefficient w[k], are intended to balance the evaluation of the pair counting variable δ[u][v] and the objective function value difference ε[u][v]. However, the weighting coefficients p 1 and p 2 are set in advance when deriving the weighting coefficient w[k], the objective function value difference ε[u][v], and the pair counting variable δ[u] based on the formulas (11) to (14). The pair counting variable δ[u][v] and the objective function value difference ε[u][v] are both evaluation indexes that evaluate the relationship between the magnitude of the adopted objective function value and the non-adopted objective function value, and have the same purpose. When setting the weighting coefficients p 1 and p 2 , for example, p 2 = 1, and p 1 is set large until δ[u][v] = 1 for about 60 to 70% or more of all pairs of (u, v).
重み係数導出部102は、(11)式~(13)式を満足する範囲で、(14)式に示す係数決定用目的関数Jcの値が最大になるときの重み係数w[k]、目的関数値差分ε[u][v]、およびペア計数変数δ[u][v]を数理計画法による最適化計算を実行することにより導出する。数理計画法による最適化計算は、例えば、線形計画問題(混合整数計画問題)を求解するための公知のソルバーを用いることにより実現されるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。尚、第1の実施形態で説明したように、重み係数w[k]、目的関数値差分ε[u][v]、およびペア計数変数δ[u][v]の導出に際し、必ずしも、数理計画法による最適化計算を実行する必要はない。
The weighting
<フローチャート>
次に、図3のフローチャートを参照しながら、本実施形態の処理装置100を用いた処理方法の一例を説明する。
まず、ステップS301において、取得部101は、複数の採用計画の内容を特定する情報と、複数の非採用計画の内容を特定する情報と、を取得する。
次に、ステップS302において、取得部101は、採用計画から計画立案用評価指標xk_uの値を取得すると共に、非採用計画から計画立案用評価指標xk_vの値を取得する。
<Flowchart>
Next, an example of a processing method using the processing apparatus 100 of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S301, the
Next, in step S302, the
次に、ステップS303において、重み係数導出部102は、ステップS302で取得された、計画立案用評価指標xk_u、xk_vと、予め設定されている重み係数w[k]の下限値wLBおよび上限値wUBと、を用いて、(11)式~(13)式を満足する範囲で、(14)式に示す係数決定用目的関数Jcの値が最大になるときの重み係数w[k]、目的関数値差分ε[u][v]、およびペア計数変数δ[u][v]を数理計画法による最適化計算を実行することにより導出する。
最後に、ステップS304において、出力部103は、ステップS303で導出された重み係数w[k]を示す情報を出力する。
Next, in step S303, the weighting
Finally, in step S304, the output unit 103 outputs information indicating the weighting coefficient w[k] derived in step S303.
<まとめ>
以上のように本実施形態では、目的関数値差分ε[u][v]を、任意の採用計画および任意の非採用計画のペアごとに定める。また、重み係数w[k]および目的関数値差分ε[u][v]に加えて、ペア計数変数δ[u][v]を決定変数に含める。処理装置100は、これらの決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する。この際、処理装置100は、(14)式に示す係数決定用目的関数Jcを用いる。また、処理装置100は、(11)式に示す採用・非採用目的関数値差分制約式を用いる。従って、第1の実施形態で説明した効果に加えて、採用計画と非採用計画との対応関係が明確に残されていない場合でも、重み係数w[k]を導出することができるという効果が得られる。
<Summary>
As described above, in this embodiment, the objective function value difference ε[u][v] is determined for each pair of an arbitrary adopted plan and an arbitrary non-adopted plan. In addition to the weighting coefficient w[k] and the objective function value difference ε[u][v], the pair counting variable δ[u][v] is included in the decision variables. The processing device 100 derives these decision variables by solving an optimization problem. At this time, the processing device 100 uses the coefficient determination objective function Jc shown in equation (14). In addition, the processing device 100 uses the adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation shown in equation (11). Therefore, in addition to the effects described in the first embodiment, the effect of being able to derive the weighting coefficient w[k] can be obtained even when the correspondence between the adopted plan and the non-adopted plan is not clearly left.
<変形例>
本実施形態においても、第1の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。
例えば、本実施形態でも第1の実施形態と同様に、(1)式に示すように計画立案用目的関数Jrの値を最小にする最小化問題を例示した。しかしながら、第1の実施形態の変形例で説明したように、本実施形態でも、計画立案用目的関数Jrの値を最大にする最大化問題としてもよい。このようにする場合、例えば、(1)式は(6)式に書き替えられる。また、(11)式は以下の(15)式に置き替えられる。尚、最大化問題とした場合でも、(12)式~(14)式は、最小化問題と同様に用いられる。
<Modification>
In this embodiment as well, the various modified examples described in the first embodiment can be adopted.
For example, in this embodiment, as in the first embodiment, a minimization problem for minimizing the value of the planning objective function Jr as shown in formula (1) is exemplified. However, as described in the modified example of the first embodiment, this embodiment may also be a maximization problem for maximizing the value of the planning objective function Jr. In this case, for example, formula (1) is rewritten as formula (6). Furthermore, formula (11) is replaced by the following formula (15). Note that even in the case of a maximization problem, formulas (12) to (14) are used in the same way as in the minimization problem.
また、第1の実施形態の変形例で説明したように、本実施形態でも、係数決定用目的関数Jcは、(14)式に示すものに限定されない。係数決定用目的関数Jcは、例えば、以下の(16)式で表されるものであってもよい。 As explained in the modified example of the first embodiment, in this embodiment, the objective function Jc for determining the coefficients is not limited to that shown in equation (14). The objective function Jc for determining the coefficients may be, for example, that expressed by the following equation (16).
(16)式は、第1の実施形態の変形例で説明した(9)式に対応するものであり、ρは、忘却係数であり、0超1未満の範囲で1に近い値が予め設定される。また、係数決定用目的関数Jcが(16)式で表される場合、u、vは、例えば、作成日時が新しいものから順に各採用計画を並べた場合の並び順とする(先頭の採用計画u(v)を1(u(v)=1)とし、先頭から2番目の採用計画u(v)を2(u(v)=2)とし、最後尾の採用計画u(v)を|U|+|V|(u(v)=|U|+|V|とする))。あるいは、u、vは、現時刻を起点0(ゼロ)として、過去に遡りそのデータが採取された時点をあらわす量と考えてもよい。(16)式のようにすれば、新しい採用計画であるほど、係数決定用目的関数Jcの値に与える影響を大きくし、古い採用計画であるほど、係数決定用目的関数Jcの値に与える影響を小さくすることができる。 Formula (16) corresponds to formula (9) described in the modified example of the first embodiment, and ρ is a forgetting coefficient, which is set in advance to a value close to 1 in the range of more than 0 and less than 1. In addition, when the objective function for coefficient determination Jc is expressed by formula (16), u and v are, for example, the order in which the recruitment plans are arranged in order of the most recent creation date and time (the first recruitment plan u(v) is set to 1 (u(v) = 1), the second recruitment plan u(v) is set to 2 (u(v) = 2), and the last recruitment plan u(v) is set to |U| + |V| (u(v) = |U| + |V|)). Alternatively, u and v may be considered to be quantities that represent the time when the data was collected by going back in time, starting from the current time as 0 (zero). By using formula (16), the newer the recruitment plan, the greater the influence on the value of the objective function for coefficient determination Jc, and the older the recruitment plan, the smaller the influence on the value of the objective function for coefficient determination Jc.
(計算例)
次に、計算例を説明する。本計算例では、10個の製品を、2つの工程で生産する場合の生産計画として2つの工程における処理完了時刻を立案するための計画立案用目的関数Jrにおける重み係数w[1]、w[2]、w[3]を、第1の実施形態で説明した手法を用いて導出する場合について説明する。尚、本計算例は仮想事例である。
(Calculation example)
Next, a calculation example will be described. In this calculation example, the weight coefficients w[1], w[2], and w[3] in the planning objective function Jr for planning the processing completion times in two processes as a production plan for producing 10 products in two processes will be derived using the method described in the first embodiment. Note that this calculation example is a hypothetical case.
本計算例では、計画立案用目的関数Jrは、納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3の3つの計画立案用評価指標xkを有し、以下の(17)式で表されるものとする。 In this calculation example, the planning objective function Jr has three planning evaluation indexes xk , namely, delivery tardiness x1 , delivery early x2 , and the number of lot changes x3 , and is expressed by the following equation (17).
また、本計算例では、計画立案の際の前提条件(計画立案に際して事前に設定される情報)として5つの前提条件のそれぞれにおいて立案された生産計画(採用計画および非採用計画)を教師データとして用いた。ここでは、計画立案の際の前提条件(計画立案に際して事前に設定される情報)を入力データと称することとする。 In addition, in this calculation example, the production plans (adopted plans and non-adopted plans) drawn up for each of the five preconditions (information that is set in advance when drawing up a plan) were used as training data when drawing up a plan. Here, the preconditions when drawing up a plan (information that is set in advance when drawing up a plan) are referred to as input data.
図4A、図4B、図4C、図4D、図4Eは、それぞれ、第1の入力データ401、第2の入力データ402、第3の入力データ403、第4の入力データ404、第5の入力データ405を示す図である。
Figures 4A, 4B, 4C, 4D, and 4E are diagrams showing the
第1~第5の入力データ401~405には、製品ID、工程1ロット番号、工程2ロット番号、および納期が含まれる。製品ID、工程1ロット番号、工程2ロット番号、および納期は、納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3を導出するための前提条件で、定数(固定値)として用いられるものである。
The first to
図5は、第1~第5の入力データ401~405に基づいて立案された生産計画(採用計画および非採用計画)の数を表形式で示す図である。図5において、入力データ番号1、2、3、4、5は、それぞれ、第1の入力データ401、第2の入力データ402、第3の入力データ403、第4の入力データ404、第5の入力データ405を示す。図5では、第1の入力データ401、第2の入力データ402、および第4の入力データ404に基づいて、1つの採用計画および2つの非採用計画が立案されたことを示す。また、第3の入力データ403に基づいて、1つの採用計画および3つの非採用計画が立案されたことを示す。また、第5の入力データ405に基づいて、1つの採用計画および1つの非採用計画が立案されたことを示す。
Figure 5 is a diagram showing in table form the number of production plans (adopted plans and non-adopted plans) created based on the first to
本計算例では、採用計画は、重み係数w[1]、w[2]、w[3]を、それぞれ、3、1、10として(w[1]=3、w[2]=1、w[3]=10として)立案されたものである。従って、本計算例では、これらの値(w[1]=3、w[2]=1、w[3]=10)が、重み係数w[1]、w[2]、w[3]の正解値になる。一方、非採用計画は、重み係数w[1]、w[2]、w[3]の少なくとも1つを正解値と異ならせて立案されたものである。このように本計算例では、採用計画を作成する際に用いた重み係数w[k](w[1]=3、w[2]=1、w[3]=10)を、第1の実施形態の手法により再現できるかを調査するための仮想事例を示す。このように、重み係数w[1]、w[2]、w[3]の正解値は、第1の実施形態の手法による重み係数w[k]の導出結果と比較されるものであり、第1の実施形態の手法により重み係数w[k]を導出する際に用いられるものではない。 In this calculation example, the hiring plan is formulated with the weighting factors w[1], w[2], and w[3] set to 3, 1, and 10, respectively (w[1] = 3, w[2] = 1, and w[3] = 10). Therefore, in this calculation example, these values (w[1] = 3, w[2] = 1, and w[3] = 10) are the correct values for the weighting factors w[1], w[2], and w[3]. On the other hand, the non-hiring plan is formulated with at least one of the weighting factors w[1], w[2], and w[3] different from the correct value. In this calculation example, a hypothetical case is shown to investigate whether the weighting factor w[k] (w[1] = 3, w[2] = 1, and w[3] = 10) used in creating the hiring plan can be reproduced by the method of the first embodiment. In this way, the correct values of the weighting coefficients w[1], w[2], and w[3] are compared with the result of deriving the weighting coefficient w[k] using the method of the first embodiment, and are not used when deriving the weighting coefficient w[k] using the method of the first embodiment.
図6は、第1~第5の入力データ401~405に基づいて立案された生産計画(採用計画および非採用計画)から取得された、納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3を示す図である。図6において、採用は、採用計画に基づく値であることを示し、非採用は、非採用計画に基づく値であることを示す。
6 is a diagram showing the delivery delay x 1 , delivery early production x 2 , and the number of lot changes x 3 obtained from the production plans (adopted plan and non-adopted plan) drawn up based on the first to
ここで、納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3の導出過程を、図6の入力データ番号が1の第1の入力データ401に基づいて立案された採用計画および非採用計画を例に挙げて説明する。
図7は、第1の入力データ401に基づいて立案された採用計画から取得された納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3を示す図である。
Here, the process of deriving the delivery delay x 1 , delivery early production x 2 , and the number of lot changes x 3 will be explained using an adopted plan and a non-adopted plan drawn up based on the
FIG. 7 is a diagram showing the delivery delay x 1 , delivery early production x 2 , and the number of lot changes x 3 acquired from the adoption plan drawn up based on the
前述したように本計算例では、生産計画として2つの工程の処理時刻が立案される。図7(a)において、下工程(下流の工程である)工程2での処理時刻(工程2処理時刻)は、上工程(上流側の工程)である工程1での処理時刻(工程1処理時刻)より、早い時刻とすることはできないとする(即ち、工程2を工程1より早い時刻で実行できないとする).』。従って、例えば工程2での処理順が1番目の製品の、工程1での処理順がk番目の場合は、工程2での処理時刻(工程2処理時刻)はkとし、工程2での処理順が2番目以降の製品の処理時刻も(k+1)以上となるものとする。つまり、工程2での処理時刻(工程2処理時刻)は、工程間に伴う時間遅れが考慮された時刻であるものとする。納期についても工程2処理時刻と同様の考え方で設定されているとする。尚、図7(a)には、第1の入力データ401(製品ID、工程1ロット番号、工程2ロット番号、および納期)を、生産計画(工程1処理時刻、工程2処理時刻)と共に示す。また、図7(a)~図7(c)において、説明の都合上、納期、工程1処理時刻、工程2処理時刻を、実際の時刻ではなく、小さい値であるほど早い時刻に対応する0以上の整数で表すこととする。
As mentioned above, in this calculation example, the processing times of two processes are planned as a production plan. In FIG. 7(a), the processing time (
図7(a)において、工程2処理時刻から納期を減算した値が正の値である場合、当該値が納期遅れの値になる。工程2処理時刻から納期を減算した値が0(ゼロ)以下の値である場合、納期遅れの値は0(ゼロ)になる。一方、納期から工程2処理時刻を減算した値が正の値である場合、当該値が納期早作りの値になる。納期から工程2処理時刻を減算した値が0(ゼロ)以下の値である場合、納期早作りの値は0(ゼロ)になる。このような計算を各製品IDの製品について実行することにより、各製品IDの製品の納期遅れおよび納期早作りが導出される。図7(a)の納期遅れの欄に示す値の加算値(納期遅れの欄の下の欄外に示す数値(=3))が、図6の入力データ番号が「1」の採用計画における納期遅れx1の欄の値(=3)になる。同様に、図7(a)の納期早作りの欄に示す値の加算値(納期早作りの欄の下の欄外に示す数値(=3))が、図6の入力データ番号が「1」の採用計画における納期早作りx2の欄の値(=3)になる。
In FIG. 7A, if the value obtained by subtracting the delivery date from the
図7(b)は、図7(a)に示す工程1処理時刻が早い製品であるほど上位のレコードとなるように各製品を並べ替えたものである。図7(b)において、工程1ロット番号が変更されているのは、製品IDが6の製品から製品IDが3の製品に処理対象が変更されたときと、製品IDが3の製品から製品IDが1の製品に処理対象が変更されたときと、製品IDが10の製品から製品IDが2の製品に処理対象が変更されたときと、製品IDが5の製品から製品IDが9の製品に処理対象が変更されたときと、の4回である(ロット変更の欄の下の欄外に示す数値(=4)を参照)。
In Figure 7(b), the products shown in Figure 7(a) are rearranged so that the products with the earlier process times in
図7(c)は、図7(a)に示す工程2処理時刻が早い製品であるほど上位のレコードとなるように各製品を並べ替えたものである。図7(c)において、工程2ロット番号が変更されているのは、製品IDが7の製品から製品IDが8の製品に処理対象が変更されたときと、製品IDが1の製品から製品IDが10の製品に処理対象が変更されたときと、製品IDが9の製品から製品IDが6の製品に処理対象が変更されたときと、の3回である(ロット変更の欄の下の欄外に示す数値(=3)を参照)。
工程1ロット番号の変更回数(=4)と工程2ロット番号の変更回数(=3)の加算値(=7)が、図6の入力データ番号が「1」の採用計画におけるロット変更の回数x3の欄の値(=7)になる。
Fig. 7(c) shows the products rearranged so that the earlier the process time in
The sum (=7) of the number of changes in the lot number in process 1 (=4) and the number of changes in the lot number in process 2 (=3) becomes the value (=7) in the column for the number of lot changes x3 in the adopted plan whose input data number is “1” in FIG. 6.
図8は、第1の入力データ401に基づいて立案された非採用計画から取得された納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3を示す図である。図8では、図6の入力データ番号が「1」の1行目の非採用計画から取得された納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3を例示する。
8 is a diagram showing delivery delay x 1 , early delivery x 2 , and the number of lot changes x 3 obtained from the non-adopted plan drawn up based on the
図8(a)、図8(b)、図8(c)は、それぞれ、図7(a)、図7(b)、図7(c)に対応する。図7を参照しながら説明したのと同様の方法で、図8(a)の納期遅れの欄に示す値の加算値(納期遅れの欄の下の欄外に示す数値(=12))が導出され、図6の入力データ番号が「1」の1行目の非採用計画における納期遅れx1の欄の値(=12)が得られる。同様に、図8(a)の納期早作りの欄に示す値の加算値(納期早作りの欄の下の欄外に示す数値(=2))が、図6の入力データ番号が「1」の1行目の非採用計画における納期早作りx2の欄の値(=2)になる。また、工程1ロット番号の変更回数(=3)と工程2ロット番号の変更回数(=2)の加算値(=5)が、図6の入力データ番号が「1」の1行目の非採用計画におけるロット変更の回数x3の欄の値(=5)になる。 8(a), 8(b), and 8(c) correspond to FIG. 7(a), 7(b), and 7(c), respectively. In the same manner as described with reference to FIG. 7, the sum of the values shown in the column of late delivery date in FIG. 8(a) (the numerical value (=12) shown in the margin under the column of late delivery date) is derived, and the value (=12) of the column of late delivery date x 1 in the non-adopted plan in the first row of FIG. 6 with the input data number "1" is obtained. Similarly, the sum of the values shown in the column of early delivery date in FIG. 8(a) (the numerical value (=2) shown in the margin under the column of early delivery date) becomes the value (=2) of the column of early delivery date x 2 in the non-adopted plan in the first row of FIG. 6 with the input data number "1". Also, the sum (=5) of the number of changes of the lot number in process 1 (=3) and the number of changes of the lot number in process 2 (=2) becomes the value (=5) of the column of number of lot changes x 3 in the non-adopted plan in the first row of FIG. 6 with the input data number "1".
詳細な値を示すことは省略するが、その他の生産計画(採用計画および非採用計画)についても、納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3が導出され、その結果が図6に示される。 Although detailed values are omitted, the delivery tardiness x 1 , delivery advancement x 2 , and number of lot changes x 3 are derived for the other production plans (adopted plans and non-adopted plans), and the results are shown in FIG.
図6において、入力データ番号が同一の欄の採用および1つの非採用が1つのペアiとなる。例えば、入力データ番号が「1」の1行目の非採用と採用とが1つのペアiとなり、入力データ番号が「1」の2行目の非採用と採用とが1つのペアiとなる。このように、入力データ番号が「1」の第1の入力データ401から2つのペアiが作成される(図2のステップS202を参照)。同様に、入力データ番号が「2」、「3」、「4」、「5」の第2、第3、第4、第5の入力データ402、403、404、405から、2つ、3つ、2つ、1つのペアiがそれぞれ作成される(図2のステップS202を参照)。
In FIG. 6, one adoption and one non-adoption in the same input data number form one pair i. For example, a non-adoption and an adoption in the first row with input data number "1" form one pair i, and a non-adoption and an adoption in the second row with input data number "1" form one pair i. In this way, two pairs i are created from the
また、図6において、採用の欄の納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3が、採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_OKに対応する。また、非採用の欄の納期遅れx1、納期早作りx2、およびロット変更の回数x3が、非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_NGに対応する。このような採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_OKの値および非採用計画に基づく計画立案用評価指標xk_i_NGの値を、前述したようにして作成されるペアiごとに取得する(図2のステップS203を参照)。 6, late delivery date x1 , early delivery date x2 , and number of lot changes x3 in the adopted column correspond to the evaluation indexes xk_i_OK for planning based on the adopted plan. Also, late delivery date x1 , early delivery date x2 , and number of lot changes x3 in the non-adopted column correspond to the evaluation indexes xk_i_NG for planning based on the non-adopted plan. The values of the evaluation indexes xk_i_OK for planning based on the adopted plan and the evaluation indexes xk_i_NG for planning based on the non-adopted plan are obtained for each pair i created as described above (see step S203 in FIG. 2).
そして、ペアiごとの計画立案用評価指標xk_i_OK、xk_i_NGを用いて、(2)式~(4)式を満足する範囲で、(5)式に示す係数決定用目的関数Jcの値が最大になるときの重み係数w[k]および目的関数値差分ε[i]を数理計画法による最適化計算を実行することにより導出した(図2のステップS204を参照)。 Then, using the planning evaluation indexes xk_i_OK and xk_i_NG for each pair i, the weighting coefficient w[k] and the objective function value difference ε[i] when the value of the coefficient determination objective function Jc shown in equation (5) is maximized within the range satisfying equations (2) to (4) were derived by performing optimization calculations using mathematical programming (see step S204 in Figure 2).
その結果、重み係数w[1]、w[2]、w[3]として、それぞれ、4、1、10(w[1]=4、w[2]=1、w[3]=10)が導出された。重み係数w[1]のみ正解値(w[1]=3、w[2]=1、w[3]=10)と異なる値となったが、少数(5つ)の入力データであるのにも関わらず、正解値に近い結果が得られた。 As a result, the weighting factors w[1], w[2], and w[3] were derived as 4, 1, and 10 (w[1] = 4, w[2] = 1, w[3] = 10), respectively. Only the weighting factor w[1] was different from the correct value (w[1] = 3, w[2] = 1, w[3] = 10), but despite the small amount of input data (5), a result close to the correct value was obtained.
(その他の実施形態)
尚、以上説明した本発明の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び前記プログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。また、本発明の実施形態は、PLC(Programmable Logic Controller)により実現されてもよいし、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の専用のハードウェアにより実現されてもよい。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
Other Embodiments
The above-described embodiment of the present invention can be realized by a computer executing a program. A computer-readable recording medium on which the program is recorded and a computer program product such as the program can also be applied as an embodiment of the present invention. Examples of the recording medium that can be used include a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a non-volatile memory card, and a ROM. The embodiment of the present invention may be realized by a PLC (Programmable Logic Controller) or dedicated hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
Furthermore, the above-described embodiments of the present invention are merely examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited by these. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from its technical concept or main features.
100 処理装置
101 取得部
102 重み係数導出部
103 出力部
100
Claims (7)
前記生産計画または物流計画として採用された複数の採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、前記生産計画または物流計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、を取得する取得手段と、
前記採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である採用目的関数と前記非採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である非採用目的関数との差を示す目的関数値差分と、前記重み係数と、を含む決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する重み係数導出手段と、を有し、
前記最適化問題における制約式である係数決定用制約式は、前記採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記採用目的関数と、前記非採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記非採用目的関数と、の差が、前記目的関数値差分に基づく制限値により制限されることを示す採用・非採用目的関数値差分制約式を含み、
前記最適化問題における目的関数である係数決定用目的関数は、前記目的関数値差分を係数決定用評価指標として含むことを特徴とする処理装置。 A processing device that executes a process of deriving a weighting coefficient in a planning objective function that is an objective function that reduces a multi-objective optimization problem for planning a production plan or a logistics plan to a single objective, the planning objective function having a plurality of planning evaluation indexes and a weighting coefficient to be multiplied to the planning evaluation indexes,
an acquisition means for acquiring values of the plurality of evaluation indexes for planning based on a plurality of adopted plans adopted as the production plan or the logistics plan, and values of the plurality of evaluation indexes for planning based on a plurality of non-adopted plans not adopted as the production plan or the logistics plan;
a weighting coefficient derivation means for deriving decision variables including an objective function value difference indicating a difference between an adopted objective function, which is the planning objective function based on the adopted plan, and a non-adopted objective function, which is the planning objective function based on the non-adopted plan, and the weighting coefficient by solving an optimization problem;
The coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation in the optimization problem, includes an adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation indicating that a difference between the adopted objective function in a state in which a value of the planning evaluation index based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, and the non-adopted objective function in a state in which a value of the planning evaluation index based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference,
2. The processing device according to claim 1, wherein a coefficient determination objective function, which is an objective function in the optimization problem, includes the objective function value difference as a coefficient determination evaluation index.
前記採用・非採用目的関数値差分制約式は、前記採用目的関数と前記非採用目的関数との差が、前記目的関数値差分に基づく制限値により制限されることが、前記ペアごとに実現されることを示し、
前記目的関数値差分は、前記採用目的関数と前記非採用目的関数との差を、前記ペアごとに定めたものであることを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 Among the plurality of adopted plans and the plurality of non-adopted plans, one adopted plan and one non-adopted plan having the same information set in advance when the production plan or the logistics plan is formulated are regarded as one pair,
the adopted/unadopted objective function value difference constraint equation indicates that a difference between the adopted objective function and the unadopted objective function is limited by a limit value based on the objective function value difference for each pair;
2. The processing device according to claim 1, wherein the objective function value difference is a difference between the adopted objective function and the unadopted objective function, the difference being determined for each pair.
前記非採用目的関数の値が前記採用目的関数の値よりも前記生産計画または物流計画に対する評価が低いことを示す前記採用計画および前記非採用計画のペアに対する前記目的関数値差分は、前記非採用目的関数の値が前記採用目的関数の値よりも前記生産計画または物流計画に対する評価が高いことを示す値をとることが許容されず、前記非採用目的関数の値が前記採用目的関数の値よりも前記生産計画または物流計画に対する評価が低いことを示さない前記採用計画および前記非採用計画のペアに対する前記目的関数値差分は、前記非採用目的関数の値が前記採用目的関数の値よりも前記生産計画または物流計画に対する評価が高いことを示す値をとることが許容され、
前記係数決定用目的関数は、前記目的関数値差分と、前記ペア計数変数と、を係数決定用評価指標として含むことを特徴とする請求項1に記載の処理装置。 The decision variables further include a pair count variable for counting the number of pairs of the adopted plan and the non-adopted plan for which a value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan or the logistics plan than a value of the adopted objective function;
The objective function value difference for a pair of the adopted plan and the non-adopted plan, where the value of the non-adopted objective function indicates a lower evaluation of the production plan or logistics plan than the value of the adopted objective function, is not permitted to take a value indicating that the value of the non-adopted objective function is a higher evaluation of the production plan or logistics plan than the value of the adopted objective function, and the objective function value difference for a pair of the adopted plan and the non-adopted plan, where the value of the non-adopted objective function does not indicate a lower evaluation of the production plan or logistics plan than the value of the adopted objective function, is permitted to take a value indicating that the value of the non-adopted objective function is a higher evaluation of the production plan or logistics plan than the value of the adopted objective function,
2. The processing device according to claim 1, wherein the coefficient determination objective function includes the objective function value difference and the pair count variable as coefficient determination evaluation indexes.
前記生産計画または物流計画として採用された複数の採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、前記生産計画または物流計画として採用されなかった複数の非採用計画に基づく前記複数の計画立案用評価指標の値と、を取得する取得工程と、
前記採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である採用目的関数と前記非採用計画に基づく前記計画立案用目的関数である非採用目的関数との差を示す目的関数値差分と、前記重み係数と、を含む決定変数を、最適化問題を求解することにより導出する重み係数導出工程と、を有し、
前記最適化問題における制約式である係数決定用制約式は、前記採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記採用目的関数と、前記非採用計画に基づく前記計画立案用評価指標の値が代入され、且つ、前記重み係数が未知である状態の前記非採用目的関数と、の差が、前記目的関数値差分に基づく制限値により制限されることを示す採用・非採用目的関数値差分制約式を含み、
前記最適化問題における目的関数である係数決定用目的関数は、前記目的関数値差分を係数決定用評価指標として含むことを特徴とする処理方法。 A processing method for executing a process of deriving a weighting coefficient in a planning objective function which is an objective function that turns a multi-objective optimization problem for planning a production plan or a logistics plan into a single objective, the planning objective function having a plurality of planning evaluation indexes and a weighting coefficient by which the planning evaluation indexes are multiplied, comprising:
an acquisition step of acquiring values of the plurality of evaluation indexes for planning based on a plurality of adopted plans adopted as the production plan or the logistics plan, and values of the plurality of evaluation indexes for planning based on a plurality of non-adopted plans not adopted as the production plan or the logistics plan;
a weighting coefficient derivation step of deriving decision variables including an objective function value difference indicating a difference between an adopted objective function, which is the planning objective function based on the adopted plan, and a non-adopted objective function, which is the planning objective function based on the non-adopted plan, and the weighting coefficient by solving an optimization problem;
The coefficient determination constraint equation, which is a constraint equation in the optimization problem, includes an adopted/non-adopted objective function value difference constraint equation indicating that a difference between the adopted objective function in a state in which a value of the planning evaluation index based on the adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, and the non-adopted objective function in a state in which a value of the planning evaluation index based on the non-adopted plan is substituted and the weighting coefficient is unknown, is limited by a limit value based on the objective function value difference,
A processing method, characterized in that a coefficient determination objective function, which is an objective function in the optimization problem, includes the objective function value difference as a coefficient determination evaluation index.
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