JPH0691495A - 製造工程負荷表示装置及び製造工程負荷算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】生産設備の効果的な稼働を支援する製造工程負
荷表示装置に関し、実際の負荷状況により近い負荷状況
を把握できることを目的とする。 【構成】日程計画部１２は生産計画ファイル１１の生産
計画データを入力し、各製品の納期に基づいて各製品に
要する各工程を、連続した状態で日程順に配置した日程
計画を作成する。負荷計算部１５は日程計画ファイル１
３から日程計画を入力し、各工程を処理する設備につい
て各製品の各工程を作業単位時間毎の負荷量に変換する
とともに、各設備について日程毎の負荷量を算出し、分
配関数に基づいて当該日程における各作業単位時間に均
等に分配する。表示制御部は１８は日程計画ファイル１
３から日程計画を、負荷データファイル１６から負荷量
を入力して表示器１９上に日程計画表及び負荷グラフを
表示させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製造ラインにおける生産
設備の効果的な稼働を支援するための製造工程負荷表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生産設備を効果的に稼働させるために、
生産量をどう決定するかに関しては多くの手法が考えら
れている。特に、今日のように多品種少量の生産をする
ラインでは、従来のフローショップ（ところ天）式の考
え方が適用できないようになっており、解決手法は複雑
になってきている。

【０００３】生産設備を効果的に稼働させるためには、
生産設備の負荷状況を正しく把握し、生産能力一杯の生
産計画を極限まで追求する必要がある。生産設備の負荷
状況の計算については、理論的には生産品目毎に必要な
装置の能力が十分かどうかを計算して調べればよいこと
になる。

【０００４】しかし、現実の生産ラインにこの方式を当
てはめるには困難を伴うことが多い。現在、山積み法に
よる工程負荷計算装置は比較的よく用いられている。山
積み法は製品納期からその製品を製造するために要する
各工程の負荷を積算する方法であるが、工程が複雑にな
ると問題が生じてくる。

【０００５】例えば、目的の製品を製造するための全工
程がいくつかの連続した工程で構成されている場合にお
いて、工程によってサイクルタイム（その工程を完了す
るための所要時間）が異なったり、サイクルタイムが非
常に大きい工程があったりする場合には、工程負荷の計
算に困難が生じる。

【０００６】従って、従来の山積み方式によると、評価
したい負荷の計算単位期間の長さが実際の工程のサイク
ルタイムより大きくなければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際の要求で
は、負荷の計算単位期間はなるべく短くしたいのであ
る。もし、負荷の計算単位期間が大きすぎる場合は、工
程の負荷をどの負荷の計算単位期間に山積みをするかで
納期が負荷の計算単位期間毎にずれることになり、場合
によっては現実とかなりずれた負荷計算となってしま
う。

【０００８】例えば、ある製品は工程１が実施された
後、工程２が実施されて製造されるとする。工程１はサ
イクルタイム６時間の工程であり、工程２は、サイクル
タイム２日の工程であるとする。

【０００９】図５はこの状況をガントチャート風に表現
したものである。尚、ガントチャートとは例えば何時か
ら何時までにどの品種をどれだけ加工するかを図示する
ものである。この場合、負荷の計算単位期間は、工程１
では１日、工程２では２日間に設定する。

【００１０】工程２の負荷の計算単位期間が２日間にな
ってしまうと、負荷の計算単位期間に合わせて作業日を
割り当てることになる。このため、計算上、工程１の完
了が１日目の終わりになるように工程１を設定しても、
工程２の開始は３日目の始めとなる。このため、図５に
示すように工程２と工程１との間には１日の空白が生じ
てしまう。尚、実際の生産ラインでは人為的に割り振る
ことによって上記のような空白は生じないかもしれな
い。

【００１１】従って、計算上の負荷と実際の負荷に食い
違いが生じてしまう可能性がある。また、工程１及び工
程２の計算単位期間を１日に設定すると、工程２のサイ
クルタイムは負荷の計算単位期間より長くなってしま
う。このため、負荷の計算単位期間に実際の製品は工程
を完了できないことになってしまい、現実との不整合が
問題となる。

【００１２】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、納期のみを考慮した日程表を作成し
ておき、その日程表内で平均的に作業がなされるように
各設備について作業単位時間毎の負荷量を求めることに
より、負荷の微小な変動を曖昧にして実際の負荷状況に
より近い負荷状況を把握できることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１発明は、一定時間を作業単位時間とし、製造ラ
インの生産計画における製造すべき各製品の納期に基づ
いて各製品を製造するために要する各工程を、任意の作
業単位時間を基準として連続した状態で日程順に配置し
た日程計画を作成する日程計画部と、各工程を処理する
設備について日程計画部により作成された日程計画にお
ける各製品の各工程を作業単位時間毎の負荷量に変換す
るとともに、各設備について日程毎の負荷量を算出し、
算出した日程毎の負荷量を分配関数に基づいて当該日程
における各作業単位時間に均等に分配する負荷計算部
と、表、グラフ等の表示事項を表示するための表示器
と、日程計画部により作成された日程計画を日程計画表
として、又、負荷計算部により算出された負荷量を負荷
グラフとして表示器に表示させる表示制御部とを備えて
構成した。

【００１４】又、第２発明は、一定時間を作業単位時間
とし、製造ラインの生産計画における製造すべき各製品
の納期に基づいて各製品を製造するために要する各工程
を、任意の作業単位時間を基準として連続した状態で日
程順に配置した日程計画を作成する日程計画部と、各工
程を処理する設備について日程計画部により作成された
日程計画における各製品の各工程を作業単位時間毎の負
荷量に変換するとともに、各設備について日程毎の負荷
量を算出し、算出した日程毎の負荷量を所定の重み付け
関数に基づいて当該日程における各作業単位時間に割り
振る負荷計算部と、表、グラフ等の表示事項を表示する
ための表示器と、日程計画部により作成された日程計画
を日程計画表として、又、負荷計算部により算出された
負荷量を負荷グラフとして表示器に表示させる表示制御
部とを備えて構成した。

【００１５】更に、第３発明は、負荷計算部により算出
された負荷量の平準度、日程計画の納期の遵守度等をパ
ラメータとする評価値を算出して日程計画の評価を行う
評価値計算部を備え、表示制御部は評価値計算部の評価
結果を表示器に表示させるものとした。

【００１６】

【作用】第１発明では、負荷計算部により各設備につい
て日程毎の負荷量が算出され、算出された日程毎の負荷
量が分配関数に基づいて当該日程における各作業単位時
間に均等に分配される。そして、負荷計算部により各設
備について日程毎に均等に分配された負荷量が表示制御
部によって負荷グラフとして表示器上に表示される。従
って、工程が複雑な場合においても、各設備について日
程毎の負荷状況を数値的に把握することが可能となる。

【００１７】又、第２発明では、負荷計算部により各設
備について日程毎の負荷量が算出され、算出された日程
毎の負荷量が所定の重み付け関数に基づいて当該日程に
おける各作業単位時間に割り振られる。そして、負荷計
算部により各設備について各作業単位時間に割り振られ
た負荷量が負荷グラフとして表示器に表示される。従っ
て、工程が複雑な場合においても、各設備について各日
程における作業単位時間毎の負荷状況を数値的に把握す
ることが可能となる。

【００１８】更に、第３発明では、評価値計算部により
負荷計算部により算出された負荷量の平準度、日程計画
の納期の遵守度等をパラメータとする評価値が算出され
る。この評価値が最適になるように日程計画の修正を繰
り返すことにより、最適日程計画の立案が可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図３に従って説明する。図１は半導体装置の製造ライン
における製造工程負荷表示装置１０を示し、製造工程負
荷表示装置１０には、生産計画通知装置３０及び生産状
況通知装置３１が通信回線３２，３３を介して接続され
ている。生産計画通知装置３０は受注状況等から生産計
画を立案し、その生産計画を製造工程負荷表示装置１０
に通知する。生産状況通知装置３１は生産状況をリアル
タイムに製造工程負荷表示装置１０に通知する。

【００２０】製造工程負荷表示装置１０は、生産計画フ
ァイル１１、日程計画部１１、日程計画ファイル１３、
進度データファイル１４、負荷計算部１５、負荷データ
ファイル１６、評価値計算部１７、表示制御部１８、Ｃ
ＲＴよりなる表示器１９等を備えて構成されている。

【００２１】生産計画ファイル１１には前記生産計画通
知装置３０から通知された生産計画が格納されている。
進度データファイル１４には前記生産状況通知装置３１
から通知された生産進度データが格納されている。

【００２２】日程計画部１２は生産計画ファイル１１の
生産計画データを入力する。日程計画部１２は生産予定
数量のデータに基づいてロット編成を行い、仮ロットを
作成する。生産予定数量とは向こう一ケ月程度の期間に
おける製品の数量、納期等の情報であり、仕込み依頼と
して通知されていないものである。

【００２３】日程計画部１２は図２に示すように１日の
６分の１、即ち、４時間を日程表を作成する際の最小単
位としての作業単位時間（単位をＷＵＴ）として設定す
る。日程計画部１２は各ロットについてその納期から工
程をさかのぼり、工程毎及び型格毎に予め設定されてい
る標準手番に従って各工程１，２，３，・・・を連続し
た状態で日程順に配置する。尚、手番とはロットがある
工程を通過するための所要時間である。手番は実際の作
業時間に加えて、作業待ち時間及び段取り換え時間等を
含むので、設備の製造能力から単純に計算できるもので
はなく、工程のオペレーションの実態に合わせて経験的
に設定される。

【００２４】この段階で、あるロットが仕込み予定日を
過ぎてしまっている場合には、日程計画部１２は工程の
早い方、即ち、図２に示す工程１から順に工程毎の手番
を、最短手番を下回らない範囲で１ＷＵＴずつ短縮して
ゆき、納期を守れるように手番変更をする。最短手番と
は作業待ち時間及び段取り換え時間等を省略した作業優
先度が高い手番である。

【００２５】又、日程計画部１２は仕掛中のロットのう
ち、前回作成済の日程表が無い場合には標準手番の日程
表を作成する。日程計画部１２は仕掛中のロットの日程
と進度データファイル１４の生産進度データとを比較す
る。日程計画部１２は進度が日程表より遅れているロッ
トについて、工程の早い方、即ち、図２に示す工程１か
ら順に工程毎の手番を、最短手番を下回らない範囲で１
ＷＵＴずつ短縮してゆき、納期に間に合うまで調整を行
い、日程表を作成し直す。

【００２６】日程計画部１２により作成された日程計画
は日程計画ファイル１３に格納される。負荷計算部１５
は前記日程計画ファイル１３から日程計画を入力する。
負荷計算部１５は各工程を処理する設備毎の負荷量を各
ロット毎に計算し、その結果を各設備について作業単位
時間毎に加算することにより、負荷量を算出する。この
際、負荷計算部１５は分配関数に基づいて任意の設備に
ついて作業単位時間毎の負荷が均等になるように負荷の
分散を行いながら加算する。

【００２７】即ち、負荷計算部１５は、分配製品数量kl
mtと、型格別設備処理能力smk と、稼働係数kmt とに基
づき、以下の式（１）に示すように設備負荷素量lmt を
算出する。分配製品数量klmtは当該工程を処理できる各
設備に当該ロットの製品数を時間的にも設備的にも均等
になるように分割した製品数量であり、型格別設備処理
能力smk は当該工程において、当該設備が１ＷＵＴ内に
処理できる当該型格の製品数である。稼働係数kmt は当
該工程の当該時間における実際の作業時間の１ＷＵＴに
対する割合であり、設備負荷素量lmt は当該作業時刻の
当該工程において、当該設備に掛かるロット毎の負荷の
値である。

【００２８】

【数１】

【００２９】但し、 ｋ：工程のパラメータ ｌ：ロットのパラメータ ｍ：設備のパラメータ ｓ：型格のパラメータ ｔ：時間のパラメータ である。

【００３０】次に、負荷計算部１５は、設備負荷素量lm
t を加算することにより、以下の式（２）に示すように
設備負荷量mtを算出する。この設備負荷量mtが「１」の
とき、当該設備の稼働率が１００パーセントとなる。

【００３１】

【数２】

【００３２】但し、条件として ｌ＝全てのロット、ｍ＝当該設備、ｔ＝当該時刻であ
る。負荷計算部１５により算出された各設備についての
作業単位時間毎の負荷量は負荷データファイル１６に格
納される。

【００３３】評価値計算部１７は前記負荷計算部１５に
より算出された負荷量の平準度及び前記日程計画部１２
により作成された日程計画の製品納期の遵守度等をパラ
メータとする評価値を算出する。尚、負荷量の平準度と
しては標準偏差を用いるのがよい。

【００３４】表示制御部は１８は前記日程計画ファイル
１３から日程計画を入力して表示器１９上に図２に示す
ような日程計画表２０を表示させる。又、表示制御部は
１８は前記負荷データファイル１６から各設備の作業単
位時間毎の負荷量を入力して表示器１９上に図３に示す
ような負荷グラフ２１を表示させる。負荷グラフ２１に
おいて各日程における各作業単位時間の負荷量は均等に
なっている。更に、表示制御部は１８は前記評価値計算
部１７により算出された評価値も表示器１９上に表示さ
せる。

【００３５】表示器１９にはマウス１９ａが設けられて
おり、このマウス１９ａを使用して、例えば表示器１９
上に表示された日程計画表２０（図２参照）における任
意のロットを指定してそのロットの日程計画を前又は後
ろにずらすことができる。表示器１９上のロットの日程
計画を前又は後ろにずらすことによって、日程計画ファ
イル１３の内容が書き換えられる。この書き換えられた
日程計画ファイル１３の内容に基づいて負荷計算部１５
により各設備について新たな負荷量が算出され、この新
たな負荷量に応じた負荷グラフが表示器１９上に表示さ
れる。

【００３６】このように、本実施例の製造工程負荷表示
装置１０は日程計画部１２により生産計画に基づいて日
程計画を作成し、この日程計画に基づいて負荷計算部１
５により各設備について日程毎の負荷量を算出するとと
もに日程毎の負荷量を分配関数に基づいて当該日程にお
ける各作業単位時間に均等に分配し、表示器１９上に日
程計画表とともに負荷グラフを表示させるようにした。
従って、この製造工程負荷表示装置１０は工程が複雑な
場合においても、各設備について日程毎の負荷状況を数
値的に把握することが可能となり、多くの生産システム
の負荷の平準化のために適用することができる。

【００３７】又、本実施例では負荷計算部１５により算
出された負荷量の平準度及び日程計画部１２により作成
された日程計画の製品納期の遵守度等をパラメータとす
る評価値を算出する評価値を算出する評価値計算部１７
を設けた。従って、この評価値が最適になるように表示
器１９に設けたマウス１９ａを使用して日程計画をずら
すことにより、最適日程計画の立案が可能となる。又、
最適日程計画の立案が可能となることによって、間接部
門のコストダウンを図ることができるとともに、最適負
荷の生産によって直接部門のコストダウンを図ることが
できる。

【００３８】尚、本実施例では負荷計算部１５を各設備
の日程毎の負荷量を分配関数に基づいて当該日程におけ
る各作業単位時間に均等に分配するようにしたが、前記
負荷計算部は設備毎に算出した日程毎の負荷量を所定の
重み付け関数に基づいて当該日程における各作業単位時
間に割り振るものとしてもよい。即ち、重み付け関数と
して正規分布関数を用いることにより、図２に示す日程
計画表２０から図４に示す負荷グラフ２２を得るように
してもよい。この場合には、工程が複雑な場合において
も、各設備について各日程における作業単位時間毎の負
荷状況を数値的に把握することが可能となる。

【００３９】又、本実施例では１日の６分の１を作業単
位時間として設定したが、これに限定されるものではな
く、例えば１日の８分の１を作業単位時間として設定し
てもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
納期のみを考慮した日程表を作成しておき、その日程表
内で平均的に作業がなされるように各設備について作業
単位時間毎の負荷量を求めることにより、負荷の微小な
変動を曖昧にして実際の負荷状況により近い負荷状況を
把握できる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の製造工程負荷表示装置を示すブロッ
ク図である。

【図２】日程計画を示す図である。

【図３】設備毎の負荷状態を示す負荷グラフである。

【図４】別例の負荷グラフである。

【図５】従来の日程計画を示す図である。

【符号の説明】

１２ 日程計画部 １５ 負荷計算部 １７ 評価値計算部 １８ 表示制御部 １９ 表示器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定時間を作業単位時間とし、製造ライ
   ンの生産計画における製造すべき各製品の納期に基づい
   て各製品を製造するために要する各工程を、任意の作業
   単位時間を基準として連続した状態で日程順に配置した
   日程計画を作成する日程計画部（１２）と、 各工程を処理する設備について前記日程計画部（１２）
   により作成された日程計画における各製品の各工程を作
   業単位時間毎の負荷量に変換するとともに、各設備につ
   いて日程毎の負荷量を算出し、算出した日程毎の負荷量
   を分配関数に基づいて当該日程における各作業単位時間
   に均等に分配する負荷計算部（１５）と、 表、グラフ等の表示事項を表示するための表示器（１
   ９）と、 前記日程計画部（１２）により作成された日程計画を日
   程計画表として、又、前記負荷計算部（１５）により算
   出された負荷量を負荷グラフとして前記表示器（１９）
   に表示させる表示制御部（１８）とを備えることを特徴
   とする製造工程負荷表示装置。
2. 【請求項２】 一定時間を作業単位時間とし、製造ライ
   ンの生産計画における製造すべき各製品の納期に基づい
   て各製品を製造するために要する各工程を、任意の作業
   単位時間を基準として連続した状態で日程順に配置した
   日程計画を作成する日程計画部（１２）と、 各工程を処理する設備について前記日程計画部（１２）
   により作成された日程計画における各製品の各工程を作
   業単位時間毎の負荷量に変換するとともに、各設備につ
   いて日程毎の負荷量を算出し、算出した日程毎の負荷量
   を所定の重み付け関数に基づいて当該日程における各作
   業単位時間に割り振る負荷計算部（１５）と、 表、グラフ等の表示事項を表示するための表示器（１
   ９）と、 前記日程計画部（１２）により作成された日程計画を日
   程計画表として、又、前記負荷計算部（１５）により算
   出された負荷量を負荷グラフとして前記表示器（１９）
   に表示させる表示制御部（１８）とを備えることを特徴
   とする製造工程負荷表示装置。
3. 【請求項３】 前記負荷計算部（１５）により算出され
   た負荷量の平準度、日程計画の納期の遵守度等をパラメ
   ータとする評価値を算出して日程計画の評価を行う評価
   値計算部（１７）を備え、 前記表示制御部（１８）は評価値計算部（１７）の評価
   結果を前記表示器（１９）に表示させることを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の製造工程負荷表示装
   置。
4. 【請求項４】 一定時間を作業単位時間とし、製造ライ
   ンの生産計画における製造すべき各製品の納期に基づい
   て各製品を製造するために要する各工程を、任意の作業
   単位時間を基準として連続した状態で日程順に配置した
   日程計画を作成する日程計画作成工程と、 各工程を処理する設備について前記日程計画工程におい
   て作成された日程計画における各製品の各工程を作業単
   位時間毎の負荷量に変換するとともに、各設備について
   日程毎の負荷量を算出し、算出した日程毎の負荷量を分
   配関数に基づいて当該日程における各作業単位時間に均
   等に分配する負荷計算工程とを備えることを特徴とする
   製造工程負荷算出方法。