JPH06259111A - 工程立案システム検証装置 - Google Patents

工程立案システム検証装置

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JPH06259111A
JPH06259111A JP4092793A JP4092793A JPH06259111A JP H06259111 A JPH06259111 A JP H06259111A JP 4092793 A JP4092793 A JP 4092793A JP 4092793 A JP4092793 A JP 4092793A JP H06259111 A JPH06259111 A JP H06259111A
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JP
Japan
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production
time
optimal
lot
Prior art date
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Pending
Application number
JP4092793A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuhiro Uetake
信弘 植武
Yasumasa Otomo
康雅 大友
Shigemichi Sato
重道 佐藤
Toshiyuki Nakazato
敏行 中里
Hiroyuki Ichikawa
弘幸 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06259111A publication Critical patent/JPH06259111A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • General Factory Administration (AREA)
  • Control By Computers (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】従来手法では有限時間内に検証が不可能であっ
た、ジョブショップ型製造ラインの最適作業順序決定装
置を評価・検証を行うこと。 【構成】最適作業順序決定装置の評価・検証を行うた
め、最適投入順序解12とそれを生成するデータ生成部
11を持ち、さらに最適投入順序解と評価・検証を行う
評価部13を持ち、マンマシンインターフェイス2によ
り評価・検証を行う。 【効果】従来手法では有限時間内に検証が不可能であっ
た、ジョブショップ型製造ラインの最適作業順序決定装
置の評価・検証が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、いわゆるジョブショ
ップ型製造ラインのような製造ラインにおける最適な作
業順序を導く工程立案システムで決定される最適作業順
序の最適化を検証および評価する装置及び方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の手法では多くの作業の最適作業順
序の決定を有限時間内に行うことは殆ど不可能に近かっ
た。これを説明するため、50ロットを投入する場合の
最適作業順序を決定する方法を考えてみる。ここで、何
に対して最適化するかという問題があるが、全てのロッ
トの納期余裕を最大にすることを目的関数と仮に定義す
る。最適作業順序とは製造ラインに対しロットを投入す
る順序であると言い換えることができる。単純な方法と
して、全ての投入順の組合せを投入した場合に目的関数
を計算し、目的関数が最大になる組合せを求めればよい
と思われるが、50ロットでは50!(=3×1064)の
投入順が存在する。これは、現在最速のスーパーコンピ
ュータを使用して解いた場合でも概算で約9.6×10
48 年必要となる。このため、従来はエキスパートシス
テムを利用した特開平4−195633 号公報のような試行錯
誤的に人に判断を求めながら最適に近づくように立案を
行うシステムであり、本来の意味の最適作業順序追及を
放棄していたため最適作業順序の評価・検証は作業者の
主観的判断に委ねられ、客観的な評価・検証装置は無か
った。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】つまり、上記従来技術
は、最適作業順序決定ではなく目的関数満足型作業順序
決定装置であった。ニューラルネット技術等を取り入れ
ていなかった為、最適作業順決定がほとんど不可能であ
り、納期が全て満足すれば良いとし計画立案を行ってい
た。言い換えれば納期余裕を目的関数とした場合、目的
関数があるしきい値を満足すればよいとの考えから、し
きい値を満足する中のさらなる最適解を求めることを放
棄していた。しかし、ニューラルネット技術等の利用に
より最適解が求まる可能性がでてきた為、評価・検証を
する必要が発生した。最適解を検証する方法は取りうる
投入順全てを算出すれば良いが、上記のとおり組合せ数
の爆発が発生し検証する手段が無かった。本発明の目的
は組合せの爆発を起こさずに工程立案システムを評価・
検証する方法及び装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的を達
成するため、本発明では、工程立案システム検証装置と
して、最適投入順序解を持つ、品種情報部,ロット情報
部,設備情報部からなる生産情報を生成するデータ生成
部と、その生産情報を使用し工程立案システムにより求
められた各種投入順を評価・検証する評価部を設けた。
【0005】
【作用】従来技術では目的関数のしきい値を満足してい
れば良いとなっていたために最適投入順序を評価・検証
することが不可能であった。本発明によれば、最適解を
求める工程立案システムの評価・検証が有限時間内に可
能となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1には本発明を適用する工程
立案システムを示す。工程立案システムは計算機1とそ
れを運用管理するマンマシンインターフェイス部2から
構成され、計算機1内部には、最適作業順序を求めるべ
き品種情報部4,ロット情報部5,設備情報部6からな
る生産情報部3と、それを情報源として最適作業順序決
定を行う最適計画立案部7と、それにより求まる最適計
画部8より構成されている。
【0007】図2に本発明の構成を示す。本発明は、工
程立案システムが組み込まれる計算機1の内部に検証装
置14として構築される。本発明は、最適投入順序解1
2を生成し、同時に生産情報部3を生成するデータ生成
部11と、生産情報部3を参照し従来のエキスパートシ
ステムや人手による手法で計画立案する従来手法計画立
案部9と従来手法計画立案部9により作成される従来手
法計画部10と、最適計画部8,従来手法計画部10,
最適投入順序解部12を比較検討する評価部13で構成
されている。
【0008】つぎにジョブショップ型製造ラインおよび
工程立案システムの構成を図3〜図8を用いて説明す
る。図3にジョブショップ型製造ラインの概念モデルを
示す。このモデルは加工1工程,加工2工程,加工3工
程の3つの作業工程からなり、加工1工程には加工1−
A,加工1−Bと2つの機械があり、加工2工程には加
工2−A,加工2−B,加工2−Cと3つの機械があ
り、さらには加工3工程に加工3−A,加工3−B2つ
の機械がある。これらの各工程は一般的な製造ラインの
ように処理順序はラインにより決まっているのではな
く、どの機械からどの機械へも自由に製品を流すことが
出来る。しかし、実際製品の流れを決定するのは品種と
いう単位であり、図4に示すように各品種毎に処理順
序,処理時間がロットサイズにより決定されている。つ
まり、図4の例では品種Aはロットサイズが1のとき加
工1工程で加工1−Aにより10分間の加工を行い、次
に加工2工程に運ばれ、加工2−Aで20分もしくは加
工2−Bで30分の加工を行った後、加工3工程に送り
出され加工3−Aで50分の加工を施されたのちに完成
品となる。品種B,品種Cも同様に工程の流れが決定し
ている。また、ロットサイズが2のときは処理にそれぞ
れ2倍の時間が必要となる。工程立案システムではこの
情報を品種情報部4と設備情報部6に定義している。品
種情報4は図5のように、図4で示すような各品種の工
程毎の処理時間等を表す処理条件により定義される。設
備情報部6は図6のような処理情報部と図7の搬送時間
情報部により成っている。処理情報部は各々処理条件毎
の処理時間及び、作業の準備時間である段取替え時間が
定義されており、搬送時間情報は機械間でロットを運ぶ
為に要する時間を搬送時間とし定義している。また、各
品種に対する生産単位はロット単位で定義される。これ
を図8の例で示すと投入すべきロット単位にロットの品
種,納期,ロットサイズが定義されている。最適計画立
案部7はこれらの情報を基に納期を守るように機械の割
付けを行い目的関数が最適となるロット投入順序を決定
する。
【0009】つぎに図9〜図17を用いて最適投入順序
解を作成するデータ生成部11のデータ生成方法を示
す。先ず、マンマシンインターフェイス部2より図9で
示す最適投入順序解を生成するために必要な品種&ロッ
ト生成パラメータを入力する。品種&ロット生成パラメ
ータは7つの要素からなり、 1.工程最大数 :品種作成時に1品種に割り付け
る工程の最大数を指定する。
【0010】2.機器数 :品種作成時に生産
ラインに存在する機器数。
【0011】3.機器使用最大時間:品種作成時の1工
程の最大割付け処理時間。
【0012】4.機器使用最小時間:品種作成時の1工
程の最小割付け処理時間。
【0013】5.段取替え時間係数:品種作成時に段取
替え時間を決定する為の係数。
【0014】6.開始時刻 :ロット情報を作成
するために割付けを開始する時刻。 7.終了時間 :ロット情報を作成するために割
付けを終了する時刻。 以上7つの情報が指定されている。
【0015】データ生成部11は品種&ロット生成パラ
メータの機器使用最大時間と機器使用最小時間を使用
し、図10のように各機械の使用時間を分割する。この
時の分割方法を図10を用いて説明すると、機器数が5
と指定されているので機器A,B,C,D,Eと5つの
機器があると仮定し、開始時刻(8:00)から終了時
刻(14:00)の間を全ての機器を機器使用最大時間
以下、機器使用最小時間以上の間で乱数などにより機器
使用時間として分割する。図10では機器Aは70分,
110分,70分,65分,45分に分割された例を示
す。次に図11のように分割された機器使用時間に対し
て処理条件を割り付ける。
【0016】機器使用時間を図12のように品種1の工
程1番目から順番に品種&ロット生成パラメータの工程
最大数3まで品種を割り付けてゆく(例:品種A−1,
品種A−2,品種A−3)、この場合の条件は以下の通
りである。
【0017】 1.第N工程終了時間≦第(N+1)工程開始時間 (0<N<工程最大数) 2.第(N+1)工程開始時間と第N工程終了時間の間
に第(N+1)工程が使用する機器に、他の工程終了時
間が2つ以上存在しないこと。
【0018】3.上記条件を満足できる工程が存在しな
いときは工程最大数以下であっても割付けを終了する。
【0019】この割付け条件を使用し、品種B,品種
C,品種Dと順次割付けを機器使用時間がなくなるまで
行う。割付けが終了したならば、各割付け済品種情報を
基に品種情報4,ロット情報5,設備情報6を作成す
る。このとき、品種情報4,ロット情報5,設備情報6
は図13で示すように品種&ロット生成パラメータを使
用し生成する。各種情報決定方法は 1.作成品種情報(図14) 上記手順により割り付けた図11,図12の情報を基に
品種の処理の流れを作成する。
【0020】例えば、品種Aは、図11,図12から工
程1が処理条件1,工程2が処理条件12,工程3が処
理条件23となる。
【0021】2.作成処理情報(図15) 図10,図11を基に、処理条件毎の処理時間及び段取
替え時間を計算し作成する。計算方法は次式で行う。
【0022】(段取替え時間)=(機器使用時間)×
(段取替え時間係数) (処理時間)=(機器使用時間)−(段取替え時間) 図13の例で示すと処理条件1では機器使用時間が70
分であり、段取替え時間係数は品種&ロット生成パラメ
ータにより0.05 が指定されているので、 (段取替え時間=3分)=(70分)×0.05 (処理時間=67分)=(70分)−(3分) と算出できる。
【0023】3.作成搬送時間(図16) 図13で示すように前工程の処理終了時刻から次工程の
開始時刻までを搬送時間とする。このとき、(品種B−
1〜品種B−2)と(品種D−2〜品種D−3)のよう
に機器Bから機器Aへ搬送が2つ以上ある場合には、搬
送時間の短い方を搬送時間とする。
【0024】4.作成ロット情報(図17) 図12で作成した品種情報でロット1を品種A,ロット
2を品種Bというように1品種を1ロットと対応付けて
割付ける。このとき図13で示すように各ロットの終了
時間を納期とする。
【0025】この方法により、作成された生産情報の最
適解は図12から明らかなように、各機器の稼働率が最
大の100%である。また、稼働率が100%を超える
割りつけは存在しないため、この生産情報を使用して、
工程立案システムがこれ以外の割付けを行った場合10
0%以下になることは明確である。
【0026】また、納期余裕も図13より明らかなよう
に、これ以外の割付けでは、納期を守れなくなることは
明確であり、納期余裕最大を満足する最適解であるとい
える。
【0027】上記手法により作成された生産情報は稼働
率最大かつ、納期余裕最大となる最適投入順序解をもつ
生産情報部であるといえる。
【0028】図18に実際に計画評価をする手順を示
す。B#10でデータ生成部11を使用し、上記方法に
より、生産情報3および最適投入順序解12を生成す
る。次にB#20で最適計画立案部7で最適計画8を作
成する。次に、B#30従来手法計画立案部9で従来手
法計画10を作成する。B#40で評価部13で各種目
的関数に対しどれほどの精度で最適投入順序解12に近
づいたか比較・評価・検証を行うことにより本発明の目
的を達成できる。
【0029】
【発明の効果】上記の詳細な説明からも明らかなよう
に、本発明によれば従来方法では評価が出来ない最適解
を実証でき、評価・検証試験が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】工程立案システムを示す図である。
【図2】工程立案システム検証装置の位置付けを示す図
である。
【図3】ジョブショップ型製造ライン例を示す図であ
る。
【図4】品種別工程フロー例を示す図である。
【図5】品種情報例を示す図である。
【図6】処理情報定義例を示す図である。
【図7】搬送時間情報定義例を示す図である。
【図8】ロット情報例を示す図である。
【図9】品種&ロット生成パラメータを示す図である。
【図10】ロット生成方法1を示す図である。
【図11】ロット生成方法2を示す図である。
【図12】ロット生成方法3を示す図である。
【図13】ロット生成方法4を示す図である。
【図14】作成品種情報を示す図である。
【図15】作成処理情報を示す図である。
【図16】作成搬送時間情報を示す図である。
【図17】作成ロット情報を示す図である。
【図18】最適作業順序決定装置検証手順を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…計算機、2…マンマシンインターフェイス、3…生
産情報、4…品種情報、5…ロット情報、6…設備情
報、7…最適計画立案部、8…最適計画(ロット投入
順)、9…従来手法計画立案部、10…従来手法計画、
11…データ生成部、12…最適投入順序解、13…評
価部、14…検証装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 重道 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中里 敏行 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 市川 弘幸 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多品種少量生産を行うジョブショップ型製
    造ライン管理システムにおいてロット情報,品種情報,
    設備情報などの生産情報を用いて、設備稼働率,納期余
    裕等の目的関数を指標として、ニューロ等の最適化技術
    により目的関数を最適化し、ロットの投入順を決定する
    工程立案システムにおいて、最適投入順序解を予め作成
    し、その最適投入順序解から生産情報を生成するデータ
    生成部と、データ生成部が作成した最適投入順序解を持
    つ生産情報を使用して工程立案システムが求めた最適工
    程計画と、上記で作成した最適投入順序解を比較する評
    価部を有し、工程立案システムが求めた、最適工程計画
    の目的関数が最適化されていることを検証・評価するこ
    とを特徴とする工程立案システム検証装置。
JP4092793A 1993-03-02 1993-03-02 工程立案システム検証装置 Pending JPH06259111A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207575A (ja) * 1998-01-26 1999-08-03 Fujitsu Ltd 工数管理システム
JP2009217757A (ja) * 2008-03-13 2009-09-24 Kobe Steel Ltd 生産計画作成装置及び生産計画作成方法、並びにプログラム
JP2012008730A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nets:Kk 生産ラインシミュレーション装置およびプログラム
JP2012008729A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nets:Kk 生産ラインシミュレーション装置およびプログラム

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JP2012008730A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Nets:Kk 生産ラインシミュレーション装置およびプログラム
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