JPH06314107A - 物流シミュレーション方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、確率的な発生加工ルートと処理時
間を有する複数工程の物流シミュレーション方法を提供
する。 【構成】 物流ネットワークモデル、材料情報、加工時
間モデル、加工ルート発生確率情報とその実行システム
からなり、各材料の予定加工ルートは、材料分類による
加工ルート発生確率情報により決められ、そのルート内
の各工程の処理時間は推定モデルにて計算され、物流ネ
ットワークに従って、材料情報を移動し、物流シミュレ
ーションを実行する。 【効果】 本発明によれば、追加発生工程を含む複雑な
加工ルートを持つ物流表現を効率的に行えるため、より
正確な物流シミュレーションを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に確率的な発生工程
を含む複数工程の物流シミュレーション方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物流の表現方法としては、特開昭６３−
８２２１２にあるように、ペトリネット表現を用いてい
る。この基本的な概念は場所をノード（プレイス）、条
件の成立や物の存在をマーク（トークン）、動作や遷移
をブランチ（トランジション）によって表現するもので
あり、これらの表現のみで材料情報の処理や搬送判定処
理等を記述する場合、単一工程や搬送のみならそれほど
複雑ではないが、工程数が多い場合や、加工仕様が材料
毎に変化する場合は、処理の流れと物の流れが混在状態
となる。

【０００３】またその他のより進んだシミュレーション
言語としては、ＳＬＡＭ−ＩＩ、ＳＩＭＡＮ等も上げら
れが、これは離散系のシミュレーションを目的として開
発されたものであり、工程を待ち行列による物流モデル
とした場合は、待ち行列表現と時間経過表現を用いて、
非常に効率的な表現が可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペトリ
ネット表現では表現要素が制限されており、実際の単純
な処理工程でも物流以外の情報管理や、搬送可否等の判
定、行き先の決定、加工時間予測のパラメータ設定等の
処理を必要とし、これらを限られた要素表現の組み合わ
せにて表現しなければならないため、記述はそれほど単
純にはならないばかりでなく、それらを全て記述すると
実際の物流が直感的に理解できなくなる。

【０００５】また、従来の物流シミュレーションが目的
とするのは、概して工程能力の評価であり、材料毎の情
報管理ではない。

【０００６】ところが、実際の操業では材料毎に加工方
法を変え、成品になるまでの一貫した情報管理が求めら
れるのが常であり、この様な要求に対しては満足に対応
できないのが実状である。

【０００７】そこで、本発明は、実際の物流とモデルと
の対応が明確であり、一品毎の加工情報管理が行える物
流シミュレーション方法を提供することを目的とする。

【０００８】さらに、従来の物流表現では、材料毎に複
数の加工ルートを持ち、しかも追加工程が確率的に発生
するような場合は、加工ルートや分岐先の判定、確率的
な表現をネットワーク上に表現しているため、情報処理
の流れが混在してプロセスの物流が直感的に把握出来な
くなり、多品種のものを多数工程にて生産する様な場合
は、それらの表現は爆発的に増大する。

【０００９】そこで、本発明は、物流ネットワーク上で
は物流そのものを表現し、必要な処理は事象発生表現を
用いて実行するようにし、該当材が物流ネットワーク内
に発生した時、予定加工ルートを確率的に決定し、その
情報を逐次移動させることで、実際の複雑な確率的プロ
セスも表現できる物流シミュレーション方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、工程の構成
と搬送方向、各分岐点での分岐判定を表現する物流ネッ
トワークモデルと、それ以外の加工ルートを決める初期
設定機能、工程完了時の次工程決定や搬送判定機能をそ
れぞれ分離して表現し、物流ネットワークモデル表現
は、より自然な物流の表現となるようにした後、プロセ
スへの材料情報をシミュレーションシステムのファイル
内へ必要個数用意し、所定のピッチにてこの材料情報を
シミュレータへ供給し、各材料毎に加工予定ルートの設
定を行い、シミュレータの物流制御情報として記憶し、
該当工程の指定時間経過後に順次移動させ、搬送先番号
に従って分岐し、各工程への進入、加工完了等の事象発
生時刻と事象番号を該当材料の履歴情報として記憶し、
指定された期間の物流シミュレーションを実行し、終了
時に該当材の結果実績ファイルへ記憶する。

【００１１】また、確率系の場合は材料分類と加工ルー
ト発生確率情報から予定加工ルートを決める機能、およ
びそのルート内の各工程の処理時間推定機能を追加し
て、物流表現自体は従来と同じように単純化し、より複
雑な物流シミュレーションが出来るようにした。

【００１２】シミュレーションを行う場合は、プロセス
供給する材料情報をシミュレーションシステムのファイ
ル内へ必要個数用意し、この材料情報を順番に所定のピ
ッチにて発生させ、その材料の分類に従って加工ルート
発生確率より予定加工ルートを決め、その加工ルート内
の各工程の処理時間を加工処理時間推定モデル式より計
算して、物流制御情報として記憶して置き、物流ネット
ワーク内を移動させ、該当工程に到達すると、その工程
の指定時間経過後に順次移動させ、搬送先番号に従って
分岐し、指定された期間の物流シミュレーションを実行
する。

【００１３】

【作用】図１は物流ネットワーク表現の構成を示してお
り、以下の通りである。

【００１４】材料発生表現１は、発生周期や回数を指定
して物の存在情報を発生させ、事象発生表現２は、その
地点に物が到着すると指定されたパラメータにて事象処
理ルーチンを実行し、待ち行列表現３は、工程の処理待
ちの時該当する物の情報をファイルに保存して置く処理
を示し、時間経過表現４は、加工時間の経過を表し、分
岐表現５は、指定された行き先への分岐を表し、材料消
去表現６は、その地点にて物の情報を消去することを示
す。

【００１５】この表現を用いるとプロセス内の任意の工
程は、前述の待ち行列表現３と時間経過表現４にて表現
される。物流表現の特徴を述べるため、具体的なプロセ
スを図２に示しており、このプロセスに関する物流シミ
ュレーションを行う場合、簡単な物流モデルの表現は図
３に示されるものである。

【００１６】従来の方法に依って表現すると図４のよう
になり、この中で、材料発生処理５１、Ｐ１進入５２、
Ｐ２進入５３、Ｐ１完了５５、Ｐ２完了５４、次工程決
定５６、５７、Ｐ３進入５９、Ｐ４進入５８、Ｐ３完了
５Ｂ、Ｐ４完了５Ａ、材料情報消去５Ｃは、情報の収集
処理や物流の制御を行うための表現であり、情報処理手
順を示すものである。さて、図５は本発明での表現であ
り、同じ図２のプロセスの物流モデルを表現している
が、図４と比較するとその違いがはっきりする。

【００１７】すなわち、図５の表現では、工程Ｐ１から
Ｐ４は、待ち行列と時間経過であり、事象Ｅ１からＥ１
０は、物がその地点に到着したときに該当事象を発生さ
せるようになっている。この様にすると、実際の物流を
直感的に理解できる。

【００１８】また、図６には各材料毎の加工履歴情報の
管理を行う機構が示されており、予め準備された材料情
報ファイルには区別するためのキーワードを持ってお
り、それぞれＫ＝１，Ｋ＝２，・・・・，Ｋ＝ｎとなっ
ている。この材料がプロセスの物流ネットワークモデル
内に進入するとき、該当材のキーワードを記憶し、物流
ネットワーク内では各工程の発生事象を記憶し、搬出さ
れるときにそのキーワードと共に該当材の結果情報を保
存し、シミュレーション終了時に結果情報ファイルへ転
送することで、材料情報ファイルと結果情報ファイルと
を対応させることができ、成品毎の加工履歴情報を管理
できる。

【００１９】さて、確率系に付いては以下の通りであ
る。図７のように工程０からそれぞれの確率で次の工程
へ分岐するようなプロセスの場合、従来の表現では図８
の様に、工程Ｐ０終了後、分岐点Ｂ０にて、次の分岐点
Ｂ１での分岐確率Ｋ１，Ｋ２，・・Ｋｎを品種Ｈ１，Ｈ
２，・・Ｈｎにより設定する処理Ｓ１，Ｓ２，・・Ｓｎ
が表現されており、物流と処理の流れが混在している
が、本発明による表現では確率的なルートの設定を初期
設定プログラムで実施するので、物流ネットワークモデ
ルが図９に示すようになり、Ｐ０から次の工程への分岐
は、指定された工程Ｐ１，Ｐ２，・・Ｐｎにて行うた
め、実際の物流との対応がわかりやすく、単純化されて
おり、多品種や工程数の多いプロセスでも表現し易くな
る。

【００２０】

【実施例】図２はプロセスの構成、図３はその物流モデ
ルである。まず、図２のプロセスについて以下に説明す
る。入り側から、材料が所定のピッチにてラインＬ１に
到着し、指定された加工ルートによりラインＬ２，もし
くはＬ３へ搬送される、工程１、２では加工機械の前に
いくつかの材料を置けるようにバッファを持っており、
加工中の場合は、そこで待たされる。工程３、４につい
ても同じように搬送され、加工が終了したものは、最終
的にラインＬ１に戻り出側へ搬送される。

【００２１】次に、図３の物流モデルについて説明す
る。材料情報がプロセスの入り側へ到着すると、分岐表
現Ｂ１にて指定されたラインへ分岐し、Ｐ１もしくはＰ
２へ移動する。ここでは置き場を待ち行列、加工機械を
時間経過表現しており、所定時間経過の後Ｂ４もしくは
Ｂ５に到着し、次の加工予定に従って分岐する。こうし
て、Ｐ３，Ｐ４についても同じように処理されＢ３に到
着した材料情報は、この物流ネットワークより削除され
る。物流の表現のみについては、図３の表現でも良い
が、実際のプロセスでは、材料の加工ルートは一品毎に
変化し、物流情報の移動方向を制御するためには、それ
らの搬送先情報の設定や搬送先の状態判定を必要とし、
シミュレーション結果を確認するには加工履歴情報等の
採取が必要になってくる。

【００２２】そこで、本発明に採用している物流ネット
ワーク表現が図５に示されているが、それを以下に説明
する。まず、事象Ｅ１にて予定されている材料の加工予
定ルートを設定し、最初の予定搬送先を決める。そし
て、仮にその搬送先が工程Ｐ１の場合は、分岐点Ｂ１に
到着時、その材料の搬送先はＰ＝１になっているため、
事象Ｅ３に向かって分岐し、そこではＰ１への進入事象
として、発生時間と事象番号を記憶し、工程Ｐ１では、
待ち行列を経由して経過時間表現にて所定の加工時間経
過後、事象Ｅ５に到着し、加工完了の事象情報採取し、
次の搬送先番号を決定し、搬送先の状態を調査して、搬
送可能ならば分岐点Ｂ４へ到着し、指定された搬送先に
よりＢ２側もしくはＥ７側へ分岐する。同じようにＥ
７、Ｐ３、Ｅ９、Ｂ３を経由してＥ１０に到着すると、
結果情報の保存を行い、該当の材料情報を削除する。

【００２３】さて、図１０は本発明のシミュレータ構成
を示しており、以下に詳しく説明する。ネットワークモ
デル１１は、前述のとおり図５にて示されたように記述
し、それぞれの材料毎に材料の一連番号、発生周期、種
類、加工予定ルート、各工程の加工時間からなる情報
を、必要個数分だけ供給順番にファイルした材料情報１
３を準備する。また、モデルの実用的な記述について
は、シミュレーション言語に依存するが、本例ではＳＬ
ＡＭ−ＩＩレベルの表現能力及びサポートシステムを前
提としている。以上の入力情報を準備した後、ネットワ
ーク実行機能１６を起動すると、最初に、初期状態設定
機能１７が実行され、シミュレーション開始時の仕掛か
り状態が各工程に設定される。

【００２４】初期状態設定の手順は、図１３に示される
ように、まず、初期情報ファイルを読み込み、工程の区
別ｉをセットし、該当工程の材料本数カウンタｊをセッ
トし、材料がある場合は、該当工程の待ち行列へ追加
し、材料カウンタを更新し、該当工程の処理が終了した
かどうかの判定をして、次の工程を処理するため工程の
区別を更新し、全工程の処理が終わるまで繰り返し、最
初の材料を発生させるため、ネットワーク実行機能に対
して発生ピッチ＝０のタイマをセットする。タイムアッ
プ後、最初の材料が発生すると、それが図５の事象Ｅ１
に到着し、図１４にて示される事象発生処理へ移り、事
象情報を保存し、事象番号に応じた処理がなされる。Ｅ
１の場合は発生処理へ移り、図１６および図１７にて示
されるように該当材の材料情報が、ファイルから読み込
まれ、シミュレータの材料情報テーブルへ書き込まれ、
表１に示される材質と加工ルート対応表から、加工ルー
ト番号を決定し、表２にあるルートと工程番号表から、
この材料の工程スケジュールを決め、工程毎の加工処理
時間を表３にある標準加工時間テーブルから設定する。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】 次に、その材料の最初の搬送先を設定し、次材情報を読
み込むためポインタを更新し、次材が存在する場合は、
それを発生させるためのタイマをセットし、ネットワー
クの処理へ戻り、材料が分岐点Ｂ１に到着すると、次工
程による分岐表現により、目的の工程へ移動し、材料が
Ｅ３に達すると図１７の進入処理を行い、Ｐ１を経由し
て、Ｅ５では図１８の完了処理へ移り、図２１の次工程
の決定処理は表４のように材料毎に持っている加工予定
表のポインターを更新することで次の搬送先を決め、図
２２の搬送判定をし、ネットワークへ戻る。

【００２８】

【表４】 さらに、所定の工程を終了してＥ１０に達すると図１９
の終了処理を実行し、結果情報が保存され、材料は消去
される。この様にして、所定時間シミュレーションを実
施することで予定された材料と全工程の物流情報とが得
られる。

【００２９】つぎに、確率系の場合の実施例について以
下に説明する。まず、本発明を適用するプロセスについ
ては、図１１に示すように工程０にて加工後、指定され
た次の工程へ搬送されるものである。また、図１２は、
その物流ネットワーク表現であり、事象Ｅ０にて材料を
発生させ、工程Ｐ０を経由して、分岐点Ｂ０では、次工
程番号により指定された工程Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３のいずれ
かに分岐し、分岐点Ｂ１を通り、事象Ｅ１にて材料情報
を消去するものである。

【００３０】図１０はシミュレータ構成を示しており、
図１２のモデルは汎用のシミュレ−ション言語（ＳＬＡ
Ｍ−ＩＩ等）にて記述し、シミュレーション開始時の仕
掛かり状態である初期情報１２、それぞれの材料毎に材
料の一連番号、発生周期、サイズ、種類、加工方法等か
らなる情報を、必要個数分だけ供給順番にファイルした
材料情報１３、および加工ルートを決定するための材料
分類別加工ルート発生確率情報１４を準備する。シミュ
レーション開始後最初の材料が発生すると、それが図１
２の事象Ｅ０に到着し、処理は図１４にて示される事象
発生処理へ移り、事象番号に応じた処理がなされる。

【００３１】事象Ｅ０の場合は発生処理へ移り、図１６
にて示されるように該当材の材料情報が、ファイルから
読み込まれ、シミュレータの材料情報テーブルへ書き込
まれ、加工ルート番号を決定し、工程毎の加工処理時間
を設定する。加工ルートの決定については、図２３にて
示すように、材料情報読み込み、０から１までの一様乱
数を発生させ、表５にて示される材質とルート確率よ
り、該当材の予定加工ルートを決定し、表６で示される
加工ルートと工程順との対応関係から、そのルートに含
まれる全工程を決める。

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】 次に、加工処理時間の計算手順については図２４あるよ
うに、加工順の区別を初期設定し、加工予定工程番号を
取り出し、その工程番号により表７に示す加工時間モデ
ルによって、各工程毎の加工時間を推定し、次の工程を
処理するため加工順を更新し、該当材の工程数ｎになる
まで処理をし、図２０の処理に戻り、最初の搬送先番号
を設定する。

【００３４】

【表７】 次に、再び図１６に戻って、次の材料情報を読み込むた
めのポインタ更新、次材有りの場合の次材発生タイマー
のセットを行い、ネットワークへ戻る。図１２のネット
ワーク上にて、材料が分岐点Ｂ０に到着すると、次工程
による分岐表現により、目的の工程へ移動し、材料がＥ
１に達すると、図１９の終了処理を実行し、結果情報が
保存され、材料は消去される。この様にして、所定時間
シミュレーションを実施することで予定された材料と全
工程の物流情報とが得られる。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、複数の加工工程を通過
する材料を持つプロセスに対しても、従来の汎用物流シ
ミュレーション言語を用いて、その物流表現を複雑にす
ることなく、大規模の物流シミュレーション方法を提供
でき、さらに、加工ルートが確率的なプロセスに対し
て、動的な物流シミュレーションが効率的に行えるの
で、高精度な物流予測を可能とする物流シミュレーショ
ン方法も提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネットワークモデル表現の要素構成を
示す図である。

【図２】確定系のプロセス構成を示す図である。

【図３】物流モデルを示す図である。

【図４】従来の表現によるネットワークモデルを示す図
である。

【図５】本発明でのネットワークモデル表現した図であ
る。

【図６】材料情報の流れを示す図である。

【図７】確率系のプロセスを示す図である。

【図８】従来の表現による確率系ネットワークモデルを
示す図である。

【図９】本発明による確率系のネットワークモデル表現
をした図である。

【図１０】シミュレータ構成図である。

【図１１】確率系プロセスの実施例を示す図である。

【図１２】実施例での本発明による物流ネットワーク表
現をした図である。

【図１３】初期状態設定の手順を示した図である。

【図１４】事象発生の処理手順を示した図である。

【図１５】事象情報保存手順を示した図である。

【図１６】材料発生の処理手順を示した図である。

【図１７】工程進入処理手順を示した図である。

【図１８】工程処理完了の処理手順を示した図である。

【図１９】終了処理手順を示した図である。

【図２０】加工ルート設定の手順を示した図である。

【図２１】次工程の決定手順を示した図である。

【図２２】搬送判定処理手順を示した図である。

【図２３】加工ルート決定の手順を示した図である。

【図２４】加工処理時間の計算手順である。

【符号の説明】

Ｌ１ ライン１ Ｌ２ ライン２ Ｌ３ ライン３ Ｐ１ 工程１の表現 Ｐ２ 工程２の表現 Ｐ３ 工程３の表現 Ｐ４ 工程４の表現 Ｅ１ 事象１の発生表現 Ｅ２ 事象２の発生表現 Ｅ３ 事象３の発生表現 Ｅ４ 事象４の発生表現 Ｅ５ 事象５の発生表現 Ｅ６ 事象６の発生表現 Ｅ７ 事象７の発生表現 Ｅ８ 事象８の発生表現 Ｅ９ 事象９の発生表現 Ｅ１０ 事象１０の発生表現 Ｂ１ 分岐１の表現 Ｂ２ 分岐２の表現 Ｂ３ 分岐３の表現 Ｂ４ 分岐４の表現 Ｂ５ 分岐５の表現 Ｋ１，Ｋ２，…，Ｋｎ 分岐確率 Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｎ 材料の分類ＨｉによるＢ１での
分岐確率設定処理 Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐｎ 搬送先番号 ｉ 工程番号カウンタ ｊ 該当工程での材料本数カウンタ Ｎ（ｉ） 工程ｉの材料本数 Ｎｐ 工程の最大番号 ＥＮ 事象番号 Ｐ 事象情報のカウンタ Ｎｅ 事象情報の最大数 ｐ 材料情報のカウンタ ｉ 工程数カウンタ ｎ 該当材の工程数

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各工程に番号を割り付けし、材料の加工
   ルートを一連の番号表にて指示し、該当工程での加工完
   了時に次工程の番号を取り出し、その材料の行き先を判
   定する物流ネットワークモデルを用いて物流シミュレ−
   ションを行う方法において、各工程を待ち行列と時間経
   過表現、物流の方向を搬送先番号による分岐表現、特殊
   処理を行うための事象発生表現のみを物流ネットワーク
   モデルで記述し、材料情報の入力と予定加工ルートの設
   定、各工程完了時の次工程番号の決定および搬送判定、
   材料の加工履歴情報採取を、処理プログラムとして一般
   の汎用言語を用いて記述し、一品毎の物流情報管理を行
   うことを特徴とする物流シミュレーション方法。
2. 【請求項２】 材料情報の入力と予定加工ルートの設定
   に際し、材料の分類による加工ルートの発生確率情報を
   用いて、加工予定材の加工ルートを決め、その中の各工
   程での予定処理時間を加工処理時間推定モデル式を用い
   て計算することを特徴とする請求項１記載の物流シミュ
   レーション方法。