JPWO2018092305A1 - Manufacturing plan formulation device, production plan formulation method, and production plan formulation program - Google Patents
Manufacturing plan formulation device, production plan formulation method, and production plan formulation program Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018092305A1 JPWO2018092305A1 JP2018550997A JP2018550997A JPWO2018092305A1 JP WO2018092305 A1 JPWO2018092305 A1 JP WO2018092305A1 JP 2018550997 A JP2018550997 A JP 2018550997A JP 2018550997 A JP2018550997 A JP 2018550997A JP WO2018092305 A1 JPWO2018092305 A1 JP WO2018092305A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- products
- search
- combination
- plan formulation
- dynamic programming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 135
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 44
- 238000009472 formulation Methods 0.000 title claims description 42
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 60
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 60
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 23
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Factory Administration (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
適切な製造計画を短時間で策定するため、整数計画最適化演算部は、同時に複数の図番をセットできる製造装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索し(S10)、設定時間内に組み合わせを探索できない場合(S12:否定)に、動的最適化演算部は、製造装置にセット可能な製品の組み合わせの一部を動的計画法により探索する(S18)。そして、整数計画最適化演算部は、ステップS18の探索が行われた場合には、動的最適化演算部34が探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、製造装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により再探索する(S20)。In order to devise an appropriate manufacturing plan in a short time, the integer plan optimization calculation unit searches for a combination of products to be set in a manufacturing apparatus capable of setting a plurality of drawing numbers at the same time by the integer programming method (S10), and within the set time If the combination cannot be searched for (S12: No), the dynamic optimization calculation unit searches for a part of the combination of products that can be set in the manufacturing apparatus by the dynamic programming (S18). When the search in step S18 is performed, the integer plan optimization calculation unit excludes the products included in the combination searched by the dynamic optimization calculation unit 34, and the combination of products set in the manufacturing apparatus Are searched again by integer programming (S20).
Description
本発明は、製造計画策定装置、製造計画策定方法及び製造計画策定プログラムに関する。 The present invention relates to a production plan formulation device, a production plan formulation method, and a production plan formulation program.
従来、製造現場においては、同様の製品が決まったラインに理路整然と流れる大量生産が主流であったが、現在は個々の製品のカスタム性があがったため、多品種少量生産が主流になってきている。このような生産現場においては、1つの装置において異なる種類の製品を複数製造することがある。このような装置の場合、可能な限り製品をセットして稼動させることが望まれるが、多品種少量生産の現場においては各製品の条件が複雑化しており、現場の作業員の勘や経験に頼っている状況では1つの装置にセットすべき製品の適切な組み合わせを求めることは難しい。 Traditionally, mass production has been the mainstream in manufacturing sites, where the same products flow in an orderly manner, but now that individual products have become more customizable, multi-product small-volume production has become mainstream. . In such a production site, a plurality of different types of products may be manufactured in one apparatus. In the case of such a device, it is desirable to set and operate the product as much as possible. However, the conditions of each product are complicated at the site of high-mix low-volume production, and the insight and experience of the workers at the site are It is difficult to find an appropriate combination of products to be set in one device in a situation where it depends.
1つの装置にセットすべき適切な製品の組み合わせを求める場合、数値演算として最適化計算を行うことが一般的である(例えば特許文献1〜3等参照)。しかしながら、複数種類存在する製品から装置にセットするのに適切な組み合わせを算出する場合には、組み合わせ数が多くなったときに適切な解が求まらないおそれがある。
When obtaining an appropriate combination of products to be set in one apparatus, it is common to perform optimization calculation as numerical calculation (see, for example,
1つの側面では、本発明は、装置にセットする製品の適切な組み合わせを短時間で探索することが可能な製造計画策定装置、製造計画策定方法及び製造計画策定プログラムを提供することを目的とする。 In one aspect, an object of the present invention is to provide a manufacturing plan formulation device, a manufacturing plan formulation method, and a manufacturing plan formulation program that can quickly search for an appropriate combination of products to be set in a device. .
一つの態様では、製造計画策定装置は、複数種類の製品の製造計画を策定する製造計画策定装置であって、同時に複数の製品をセットできる装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索する第1探索部と、前記第1探索部が所定時間内に前記組み合わせを探索できない場合に、前記装置にセット可能な前記複数種類の製品の一部の組み合わせを動的計画法により探索する第2探索部と、を備え、前記第1探索部は、前記第2探索部により探索が行われた場合に、該第2探索部が探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、探索を再度実行する。 In one embodiment, the production plan formulation device is a production plan formulation device that formulates a production plan for a plurality of types of products, and searches for a combination of products set in a device that can set a plurality of products at the same time by integer programming. A first search unit and a second search unit that searches for a combination of a plurality of types of products that can be set in the device by dynamic programming when the first search unit and the first search unit cannot search for the combination within a predetermined time. A search unit, and when the search is performed by the second search unit, the first search unit excludes products included in the combination searched by the second search unit and executes the search again. To do.
装置にセットする製品の適切な組み合わせを短時間で探索することができる。 An appropriate combination of products to be set in the apparatus can be searched in a short time.
以下、製造計画策定装置の一実施形態について、図1〜図8に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a production plan formulation device will be described in detail with reference to FIGS.
図1には、一実施形態に係る製造計画策定装置10のハードウェア構成が示されている。本実施形態の製造計画策定装置10は、多品種少量生産の製造現場において、複数の異なる製品を同一の製造装置にセットして製造する状況において、製造装置にセットする製品の適切な組み合わせを求めることで、製品の製造計画を策定する装置である。なお、同一仕様で製造される製品のくくり、すなわち同一種類の製品を、以下においては「図番」と呼ぶものとする。製造計画策定装置10は、PC(Personal Computer)等を含み、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)90、ROM(Read Only Memory)92、RAM(Random Access Memory)94、記憶部(ここではHDD(Hard Disk Drive))96、表示部93、入力部95、及び可搬型記憶媒体用ドライブ99等を備えている。これら製造計画策定装置10の構成各部は、バス98に接続されている。入力部95は、キーボードやマウス、タッチパネル等を含み、表示部93は、液晶ディスプレイ等を含む。ユーザ(作業者)は、製造装置を用いて製造したい製品(図番)の情報として、図4に示すような図番データを入力部95を介して入力する。製造計画策定装置10では、ROM92あるいはHDD96に格納されているプログラム(製造計画策定プログラムを含む)、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ99が可搬型記憶媒体91から読み取ったプログラム(製造計画策定プログラムを含む)をCPU90が実行することにより、図2に示す各部の機能が実現される。
FIG. 1 shows a hardware configuration of a production
図2は、CPU90がプログラムを実行することにより製造計画策定装置10で実現される機能を示す機能ブロック図である。図2に示すように、製造計画策定装置10は、整数計画最適化エンジン40、動的最適化エンジン30、テキスト分析エンジン20、入出力部50を有する。入出力部50は、ユーザが入力部95を介して入力した図番データ(図4参照)を取得し、整数計画最適化エンジン40、動的最適化エンジン30、テキスト分析エンジン20に入力する。また、入出力部50は、整数計画最適化エンジン40で得られた製造装置にセットする製品(図番)の組み合わせの情報(製造計画)を取得し、表示部93に表示させる。
FIG. 2 is a functional block diagram showing functions realized by the manufacturing
なお、本実施形態では、一例として、図3に示すような製造装置に、複数の製品をセットして製品を製造する。この場合、製造計画策定装置10は、例えば、総図番数a、総製品数bの製品を、所定数nの製造装置を利用して製造する場合に、「同一図番の製品は複数の製造装置にまたがらない」という拘束条件を満たし、製造装置の利用回数mが最小となるように製造装置にセットする製品の組み合わせを求めるものとする。
In this embodiment, as an example, a product is manufactured by setting a plurality of products in a manufacturing apparatus as shown in FIG. In this case, for example, when manufacturing a product having a total figure number a and a total product number b by using a predetermined number n of manufacturing apparatuses, the manufacturing
ここで、図4の図番データは、図番テキスト、製品数、セット数のデータを含む。図番テキストは、図番の識別情報を意味し、製品数は、各図番に含まれる製品数、セット数は、1つの製造装置にセットできる製品の数を意味する。なお、1つの製造装置に異なる図番の製品をセットする場合には、セットする図番に対応するセット数のうち最も小さい数が、1つの製造装置にセットできる数となる。 Here, the figure number data in FIG. 4 includes figure number text, product number, and set number data. The figure number text means identification information of the figure number, the number of products means the number of products included in each figure number, and the number of sets means the number of products that can be set in one manufacturing apparatus. When a product with a different drawing number is set in one manufacturing apparatus, the smallest number among the number of sets corresponding to the set drawing number is the number that can be set in one manufacturing apparatus.
図2の整数計画最適化エンジン40は、図番情報入力部42、第1探索部としての整数計画最適化演算部44、演算可能判定部46を有する。図番情報入力部42は、入出力部50から入力された図番データを取得し、整数計画最適化演算部44に対して入力する。整数計画最適化演算部44は、図4の図番データに基づいて、製造装置にセットする製品の組み合わせを、整数計画法により探索する。整数計画最適化演算部44は、探索が完了した場合には、探索結果を入出力部50に送信する。演算可能判定部46は、整数計画最適化演算部44による探索が所定時間内に完了したか否かを判定する。演算可能判定部46は、探索が所定時間内に完了しなかったと判定した場合に、その旨を動的最適化エンジン30の図番情報入力部32に通知する。
The integer
動的最適化エンジン30は、図番情報入力部32、第2探索部としての動的最適化演算部34を有する。図番情報入力部32は、入出力部50から入力された図番データと、テキスト分析エンジン20から入力される図番ソート結果とを取得する。また、図番情報入力部32は、整数計画最適化演算部44が所定時間内に演算を完了できなかった旨の通知を演算可能判定部46から受けた場合に、取得した図番データと図番ソート結果とを動的最適化演算部34に入力する。動的最適化演算部34は、図番データと図番ソート結果とを用いて、動的計画法により、1つの装置にセット可能な製品の組み合わせを探索する。動的計画法としては、いわゆるナップザック問題の解法などを用いることができる。なお、動的最適化演算部34が、図番ソート結果のみを用いて探索を行う場合には、入出力部50から図番情報入力部32に対して図番データが入力されなくてもよい。
The
テキスト分析エンジン20は、図番テキスト入力部22、対応分析演算部24、図番ソート部26、を有する。図番テキスト入力部22は、入出力部50から入力された図番データから、図番テキストを抽出して、抽出した図番テキストを対応分析演算部24に入力する。対応分析演算部24は、演算可能判定部46から通知を受けた場合に、対応分析などのテキスト分析手法を用いて図番テキストを座標として示し、図番の位置を座標として表示する分析結果を図番ソート部26に対して送信する。図番ソート部26は、巡回セールスマン問題の解法を用いて、図番テキストの分析結果から探索順番を決定し、決定した探索順番(図番ソート結果)を動的最適化エンジン30の図番情報入力部32に送信する。
The
(製造計画策定装置10の処理)
次に、本実施形態の製造計画策定装置10の処理について、図5のフローチャートに沿ってその他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。(Processing of the manufacturing plan formulation device 10)
Next, the process of the manufacturing
ここで、複数の製品が同一の製造装置にセットされる場合、セットする製品の組み合わせ(製造計画)の策定は最適化問題に落とし込むことができる。最適化問題は、前述したように、製造装置の利用回数が最小となるように製造装置にセットする製品の組み合わせを求める問題である。本実施形態では、同一の製造装置が複数台あるものとし、複数種類の製品(複数の図番)を同一の製造装置にセットすることができるものとする。一般に同一の製造装置にセットできる図番としては製造装置の稼動条件が同じ場合が考えられるが、図番の詳細が異なる場合もある。例えば、製品サイズなどが異なる場合である。 Here, when a plurality of products are set in the same manufacturing apparatus, formulation of a set of products to be set (manufacturing plan) can be reduced to an optimization problem. As described above, the optimization problem is a problem for obtaining a combination of products to be set in the manufacturing apparatus so that the number of times the manufacturing apparatus is used is minimized. In this embodiment, it is assumed that there are a plurality of the same manufacturing apparatuses, and a plurality of types of products (a plurality of drawing numbers) can be set in the same manufacturing apparatus. In general, the drawing numbers that can be set in the same manufacturing apparatus are considered to have the same operating conditions of the manufacturing apparatus, but the details of the drawing numbers may be different. For example, the product size is different.
同一の製造装置にセットできる異なる図番の製品において、セットできる条件が異なる場合、最適化問題としては制約条件として考慮することが多い。例えば、図3に示すように、異なる2つの図番(01,02)の製品を製造する場合において、図番(01)を12個、図番(02)を9個製造するものとし、同種の製造装置を6機利用するものとする。この場合、図番(01)は製造装置に投入できる最大製品数(図4のセット数)が5個までと制限されており、図番(02)は製造装置に投入できる最大製品数(セット数)が4個までと制限されているとすると、これらの図番を同一の製造装置にセットするときには、セット数の少ないほうに合わせるようにする。このような運用は、各種現場や製造装置によって異なるが、拘束条件として最適化問題に考慮することになる。上記のような図番数、製造装置数であれば、5機の製造装置を稼動させれば全ての製品を製造することができるというように、最適化問題を容易に解くことができる。 In the case of products with different figure numbers that can be set in the same manufacturing apparatus, if the conditions that can be set differ, the optimization problem is often considered as a constraint condition. For example, as shown in FIG. 3, when manufacturing products with two different drawing numbers (01, 02), 12 drawing numbers (01) and 9 drawing numbers (02) are manufactured, It is assumed that six manufacturing apparatuses are used. In this case, the drawing number (01) is limited to the maximum number of products that can be input to the manufacturing apparatus (the number of sets in FIG. 4) is five, and the drawing number (02) is the maximum number of products that can be input to the manufacturing apparatus (set). If the number is limited to four, when these figure numbers are set in the same manufacturing apparatus, the number is set to the smaller number. Such operation varies depending on various sites and manufacturing apparatuses, but is considered as a constraint condition in optimization problems. With the number of drawings and the number of manufacturing apparatuses as described above, the optimization problem can be easily solved, such that all products can be manufactured by operating five manufacturing apparatuses.
また、上記例よりも図番数や製品数、製造装置の数をさらに多くしたとする(例えば、総図番数を12とし、総製品数を57としたとする)。この場合でも、最適化問題の解法の一つである整数計画法を利用することで、6機の製造装置を2サイクル回せばすべての製品を製造することができることを、短時間で求めることができる。なお、この場合には、製造計画策定装置10は、合計12機の製造装置に拘束条件を満足するように製品をセットしていき、総稼動数が最小となる解を導くことになる。なお、製造計画策定装置10が市販のパーソナルコンピュータ程度の処理能力を有していれば、上記の規模の計算であれば、数分程度で解を得ることができる。
Further, it is assumed that the number of drawing numbers, the number of products, and the number of manufacturing apparatuses are further increased than the above example (for example, the total number of drawing numbers is 12 and the total number of products is 57). Even in this case, by using integer programming, which is one of the solutions for the optimization problem, it is possible to obtain in a short time that all the products can be manufactured by rotating 6 manufacturing apparatuses for 2 cycles. it can. In this case, the production
これに対し、さらに図番数や製品数を増やし、総図番数を18とし、総製品数を81とした場合には、総図番数12、総製品数57の場合に比べ、組み合わせ数は数百万倍以上となり情報爆発を起こす。このため、整数計画法を利用して解を得ることは不可能となる。例えば、市販のパーソナルコンピュータ程度の処理能力では、数時間かけても解が得られない。 On the other hand, when the number of figure numbers and the number of products are further increased, the total number of figure numbers is 18 and the total number of products is 81, the number of combinations is larger than the case of the total number of figure numbers 12 and the total number of products 57. Causes millions of times more information explosion. For this reason, it is impossible to obtain a solution using integer programming. For example, with a processing capacity comparable to that of a commercially available personal computer, a solution cannot be obtained even over several hours.
このように、組み合わせ最適化を整数計画法で解こうとすると、拘束条件を満足する解をひたすら探しに行くため、総図番数や総製品数の規模が僅かに変わるだけで途端に解けなくなる。現在の、多品種少量生産の現場では図番の量が日に日に変わるため、整数計画法のみを用いて解を導き出すのでは、あるときは解けて、あるときは解けないということになり、実際の現場での運用が困難である。そこで、本実施形態では、図5のフローチャートに沿った処理を採用することとしている。 In this way, if you try to solve combinatorial optimization with integer programming, you will be searching for a solution that satisfies the constraint conditions, so you can solve it as soon as the total number of figures and the total number of products change slightly. Disappear. At present, the quantity of figure numbers changes day by day in the field of high-mix low-volume production, so if you derive a solution using only integer programming, you can solve it in some cases but not in others. The actual on-site operation is difficult. Therefore, in the present embodiment, processing according to the flowchart of FIG. 5 is adopted.
なお、図5の処理は、入出力部50に図番データが入力され、図番データが各エンジン20,30,40に送信された段階で開始されるものとする。
5 is started when the figure number data is input to the input /
まず、図5のステップS10では、整数計画最適化演算部44が、整数計画問題として製造装置にセットする最適解を探索する。すなわち、整数計画最適化演算部44は、整数計画法により、製造装置にセットする製品の最適な組み合わせを探索する。
First, in step S10 of FIG. 5, the integer plan
次いで、ステップS12では、演算可能判定部46が、ステップS10の処理において、設定時間内(例えば数分以内)に解が求まったか否かを判断する。このステップS12の判断が肯定された場合には、ステップS24に移行し、整数計画最適化演算部44は、入出力部50に対して解(製造装置にセットする製品の組み合わせ)を出力する。なお、入出力部50は、解を取得した場合には、表示部93に解を表示する。このように、表示部93に製造装置にセットする製品の組み合わせが表示されると、図5の全処理が終了する。なお、整数計画法により解が得られるまでの時間は使用する環境(製造計画策定装置10のスペックなど)にも依存するため、設定時間は、環境に応じて設定することが好ましい。
Next, in step S12, the calculation
一方、ステップS12の判断が否定された場合には、演算可能判定部46は所定時間内に解を求めることができなかったことを、対応分析演算部24と図番情報入力部32に対して通知する。対応分析演算部24は、演算可能判定部46から通知を受け取ると、ステップS14において、図番テキスト入力部22から入力された図番テキスト情報を用いて図番を座標化する。ここで、似通った図番に対しては、一般的に、同様の(類似する)図番テキストが付与されることが多い。対応分析演算部24は、図番テキストを対応分析などのテキスト分析手法を用いて座標として示し、図番の位置を座標として表示する。図6には、対応分析の結果の一例が示されている。この処理により、図番テキストを数値化することができる。対応分析演算部24は、対応分析の結果を図番ソート部26に送信する。
On the other hand, if the determination in step S12 is negative, it is determined to the correspondence
次いで、ステップS16では、図番ソート部26が、巡回セールスマン問題の解法を用いて探索順番を決定する。具体的には、図番ソート部26は、ステップS14で得られた座標値に基づいて、巡回セールスマン問題の解法を用いて似通った図番テキストの順に沿って、探索順番を決定する。なお、図番のテキスト情報に限らず、もともと数値化されている製品サイズなどの情報に基づいて、多変量解析によって図番をグループ化することとしてもよい。この場合、グループ化された結果も座標表示することができるため、図番ソート部26は、このような座標に基づいて製品の探索順番を決定することが可能である。図番ソート部26は、決定した探索順番を図番情報入力部32に送信する。図番情報入力部32は、演算可能判定部46からの通知を受けた場合に、図番ソート部26から受信した探索順番を動的最適化演算部34に送信する。
Next, in step S <b> 16, the figure
次いで、ステップS18では、動的最適化演算部34は、探索順番に沿って製造装置にセット可能な製品の組み合わせを動的計画法を用いて(動的最適化によって)探索する。ここで、動的計画法としては、いわゆるナップザック問題の解法を用いることができる。ナップザック問題は複数の異なる価値やサイズを有する物をナップザックに詰めた場合に、どのような組み合わせでナップザックに製品を詰めれば、ナップザック全体としての価値が最大となるか、という問題を解くための方法である。この方法の特徴はナップザックに詰められる物のみを考慮し、詰められない物は問題の範囲では考慮しないことにある。このため、ナップザックを製造装置、ナップザックに詰める物を製品と見做すことで、製造装置にセットする製品の価値が最大となる組み合わせを必ず出力することができる。なお、ここでは、動的最適化演算部34は、製造装置の1サイクル分だけ、セットする製品の組み合わせを決定するものとする。
Next, in step S18, the dynamic
ここで、一般的な動的最適化においては、製造装置にセットできる図番だけを優先的に決めるため、残った図番について最適解を求められる保証はない。そこで、本実施形態では、動的最適化において、似通った図番から優先的に製造装置にセットするようにしている。これにより、製品をセットする順番が複雑にならず、現場の運用性の低下を抑制し、現場の作業効率を向上させることが可能となる。 Here, in general dynamic optimization, only the figure numbers that can be set in the manufacturing apparatus are preferentially determined, so there is no guarantee that an optimum solution will be obtained for the remaining figure numbers. Therefore, in the present embodiment, in the dynamic optimization, the similar drawing numbers are preferentially set in the manufacturing apparatus. As a result, the order in which the products are set is not complicated, it is possible to suppress a decrease in on-site operability, and to improve on-site work efficiency.
動的最適化演算部34は、ステップS18で決定した製造装置の1サイクル分にセットする製品の組み合わせの情報を、図番情報入力部42に送信する。なお、図番情報入力部42は、受信した組み合わせの情報を整数計画最適化演算部44に送信する。
The dynamic
次いで、ステップS20では、整数計画最適化演算部44は、残った図番に対して整数計画問題として解を探索する。この場合、整数計画最適化演算部44は、動的最適化演算部34が決定した製造装置の1サイクル分にセットされる製品を除いて、図番データに含まれる図番(製品)を製造装置にセットする組み合わせを整数計画法を用いて探索する。
Next, in step S20, the integer plan
次いで、ステップS22では、演算可能判定部46が、ステップS20の処理において、設定時間内に解が求まったか否かを判断する。このステップS22の判断が否定された場合には、ステップS18に戻り、ステップS18、S20、S22の処理・判断を繰り返す。すなわち、ステップS18において、動的最適化演算部34が、製造装置の1サイクル分にセットされる図番(製品)の組み合わせを更に探索し、ステップS20において、整数計画最適化演算部44が、残った製品(図番)を製造装置にセットする組み合わせを探索する。そして、ステップS22では、演算可能判定部46が、ステップS20の処理において、設定時間内に解が求まったか否かを判断する。このように、本実施形態では、ステップS22の判断が否定される間は、ステップS18において、最終的に整数計画問題として解ける規模まで図番数及び製品数を縮小する処理を繰り返す。そして、ステップS20において解を探索できた場合には、ステップS22の判断が肯定され、ステップS24において、整数計画最適化演算部44が、解(製造装置にセットする製品の組み合わせの探索結果)を入出力部50に対して出力する。この場合、入出力部50は、探索結果を表示部93に表示させる。ここで、整数計画最適化演算部44から入出力部50に出力される解には、動的最適化演算部34における探索結果も含まれる。以上のようにして、表示部93に製造装置にセットする製品の組み合わせ(製造計画)が表示されると、図5の全処理が終了する。
Next, in step S22, the calculation
以下、具体例として、図4に示すような総図番数16、総製品数75の製品を6機の製造装置にセットするときの製造計画を作成した例について説明する。この例では、整数計画法により最適解を探索した結果(S10)、設定時間内に解が求まらなかった(S12:否定)。このため、図番情報をテキスト分析し、似通った図番から動的計画法で6機の製造装置の1サイクル分にセットできる製品を求めた(S14〜S18)。その結果、図7において太線枠で示すような24個の製品(4つの図番)が6つの製造装置の1サイクル分へセットする製品として決定された。その後、残り12個の図番に対して整数計画問題で解を求めた(S20)。その結果、図8において破線枠で示す図番が、2サイクル目にセットする図番として決定され、太線枠で示す図番が、3サイクル目にセットする図番として決定された。以上のような結果が得られるまでに要した時間は数分であった。このように、整数計画法のみでは、短時間で解くことができない場合であっても、図5の処理を実行することで、合計3サイクルで総図番数16、総製品数75の製品を製造できることを短時間で求めることが可能である。 Hereinafter, as a specific example, a description will be given of an example in which a production plan is created when products having a total figure number of 16 and a total number of products of 75 as shown in FIG. 4 are set in six production apparatuses. In this example, as a result of searching for the optimal solution by integer programming (S10), no solution was found within the set time (S12: No). For this reason, the text information of the figure number information was analyzed, and a product that can be set in one cycle of six manufacturing apparatuses from similar figure numbers by dynamic programming was obtained (S14 to S18). As a result, 24 products (four figure numbers) as indicated by thick line frames in FIG. 7 were determined as products to be set in one cycle of six manufacturing apparatuses. Then, the solution was calculated | required by the integer programming problem with respect to the remaining 12 figure numbers (S20). As a result, the figure number indicated by the broken line frame in FIG. 8 is determined as the figure number set in the second cycle, and the figure number indicated by the thick line frame is determined as the figure number set in the third cycle. It took several minutes to obtain the above results. As described above, even if integer programming alone cannot solve the problem in a short time, the process of FIG. 5 is executed, so that a total of 16 product numbers and 75 products can be obtained in a total of 3 cycles. It can be obtained in a short time that it can be manufactured.
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、整数計画最適化演算部44は、同時に複数の図番をセットできる製造装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索し(S10)、設定時間内に組み合わせを探索できない場合に、動的最適化演算部34は、製造装置にセット可能な製品の組み合わせの一部を動的計画法により探索する(S18)。そして、整数計画最適化演算部44は、ステップS18の探索が行われた場合には、動的最適化演算部34が探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、製造装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により再探索する(S20)。これにより、整数計画法のみでは解くことができない規模の総図番数、総製品数の製品の製造計画を策定する場合であっても、動的計画法を併用することで、短時間(数分程度)で適切な製造計画を策定することができる。この場合、動的計画法を繰り返し用いて、最終的に整数計画法で解くことができる規模まで縮小するため、どのような規模であっても、適切な製造計画を短時間で策定することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the integer plan
また、本実施形態では、動的最適化演算部34は、図番テキストの対応分析結果から得られる製品の探索順番に沿って、動的最適化により製品の組み合わせを探索する。これにより、製品をセットする順番が複雑にならず、現場の運用性の低下を抑制し、現場の作業効率を向上させることが可能となる。
In the present embodiment, the dynamic
また、本実施形態では、整数計画最適化演算部44が実際に探索を行った結果、設定時間内に組み合わせを探索できなかった場合(S12:否定の場合)に、動的最適化演算部34が動的計画法により探索を行うこととしている。これにより、実際に情報爆発が起こる場合にのみ、動的計画法を併用した探索を行うことができる。
Further, in the present embodiment, when the integer plan
なお、上記実施形態では、実際に整数計画法を用いた探索が設定時間内にできなかった場合に、動的計画法による探索を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、動的計画法による探索を併用しなければ解を得られないような条件が予め定まっている場合には、条件を満たす場合に最初から動的計画法を実行することとしてもよい。 In the above embodiment, the case where the search using the dynamic programming is performed when the search using the integer programming is not actually performed within the set time has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, when a condition that cannot be obtained unless a search by dynamic programming is used together is determined in advance, dynamic programming may be executed from the beginning when the condition is satisfied.
なお、上記実施形態では、図3の各製造装置がまとまって、1つの製造装置を形成してもよい。すなわち、1つの製造装置が複数の区分けされた部分(例えば、段)を有している場合には、1つ1つの部分(段)が図3の各製造装置に相当してもよい。この場合、図4に示す「セット数」は、各段にセット可能な製品数を意味することになる。 In the above embodiment, each manufacturing apparatus in FIG. 3 may be integrated to form one manufacturing apparatus. That is, when one manufacturing apparatus has a plurality of divided parts (for example, stages), each part (stage) may correspond to each manufacturing apparatus in FIG. In this case, the “number of sets” shown in FIG. 4 means the number of products that can be set in each stage.
なお、上記実施形態では、動的計画法としてナップザック問題の解法を採用した場合について説明したが、これに限らず、その他の動的計画法を用いてもよい。また、探索順番を決定する際に、巡回セールスマン問題の解法を用いる場合について説明したが、その他の解法を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the knapsack problem solving method is adopted as the dynamic programming method has been described. However, the present invention is not limited to this, and other dynamic programming methods may be used. Further, the case of using the traveling salesman problem solving method when determining the search order has been described, but other solving methods may be used.
なお、上記実施形態では、製造計画策定装置10が、表示部93や入力部95を有しており、ユーザが入力部95を介して図番データを入力し、処理結果が表示部93に表示される場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、製造計画策定装置10に接続されている利用者端末(PC等)から図番データを入力し、利用者端末の表示部に製造計画策定装置10の処理結果が表示されるようにしてもよい。また、例えば、図2の各機能を、図9に示すような、インターネットなどのネットワーク80に接続されたクラウドサーバ100が有していてもよい。この場合、利用者端末70から入力された図番データをクラウドサーバ100が受信し、クラウドサーバ100において図5の処理を実行することで解(製造計画)を求める。そして、クラウドサーバ100から利用者端末70に解を送信し、利用者端末70にて受信した解を表示するようにする。なお、クラウドサーバ100は、国内、海外のいずれに設置されてもよい。
In the above embodiment, the production
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体(ただし、搬送波は除く)に記録しておくことができる。 The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the processing apparatus should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium (except for a carrier wave).
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDVD(Digital Versatile Disc)、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When the program is distributed, for example, it is sold in the form of a portable recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) on which the program is recorded. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10 製造計画策定装置
34 動的最適化演算部(第2探索部)
44 整数計画最適化演算部(第1探索部)10 Manufacturing
44 Integer plan optimization calculation unit (first search unit)
Claims (11)
同時に複数の製品をセットできる装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索する第1探索部と、
前記第1探索部が所定時間内に前記組み合わせを探索できない場合に、前記装置にセット可能な前記複数種類の製品の一部の組み合わせを動的計画法により探索する第2探索部と、を備え、
前記第1探索部は、前記第2探索部により探索が行われた場合に、該第2探索部が探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、探索を再度実行する、ことを特徴とする製造計画策定装置。A production plan formulation device for formulating a production plan for multiple types of products,
A first search unit for searching for a combination of products to be set in an apparatus capable of setting a plurality of products simultaneously by integer programming;
A second search unit that searches for a partial combination of the plurality of types of products that can be set in the device by dynamic programming when the first search unit cannot search the combination within a predetermined time. ,
When the search is performed by the second search unit, the first search unit excludes products included in the combination searched by the second search unit and executes the search again. Manufacturing plan development device.
同時に複数の製品をセットできる装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索し、
前記整数計画法により探索する処理において、所定時間内に前記組み合わせを探索できない場合に、前記装置にセット可能な前記複数種類の製品の一部の組み合わせを動的計画法により探索する、処理をコンピュータが実行し、
前記動的計画法により探索する処理を実行した場合には、前記動的計画法により探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、前記整数計画法により探索する処理を再度実行する、ことを特徴とする製造計画策定方法。A manufacturing plan formulation method for formulating a production plan for multiple types of products,
Search for combinations of products to be set in a device that can set multiple products at the same time by integer programming,
In the process of searching by the integer programming method, when the combination cannot be searched within a predetermined time, the computer searches for a partial combination of the plurality of types of products that can be set in the device by the dynamic programming method. Runs and
When the process of searching by the dynamic programming is executed, the product included in the combination searched by the dynamic programming is excluded, and the process of searching by the integer programming is executed again. Manufacturing plan formulation method.
同時に複数の製品をセットできる装置にセットする製品の組み合わせを整数計画法により探索し、
前記整数計画法により探索する処理において、所定時間内に前記組み合わせを探索できない場合に、前記装置にセット可能な前記複数種類の製品の一部の組み合わせを動的計画法により探索する、処理をコンピュータに実行させ、
前記動的計画法により探索する処理を実行させた場合には、前記動的計画法により探索した組み合わせに含まれる製品を除外して、前記整数計画法により探索する処理を再度実行させる、ことを特徴とする製造計画策定プログラム。
A manufacturing plan formulation program for formulating a production plan for multiple types of products,
Search for combinations of products to be set in a device that can set multiple products at the same time by integer programming,
In the process of searching by the integer programming method, when the combination cannot be searched within a predetermined time, the computer searches for a partial combination of the plurality of types of products that can be set in the device by the dynamic programming method. To run
When the process of searching by the dynamic programming is executed, the product included in the combination searched by the dynamic programming is excluded, and the process of searching by the integer programming is executed again. A featured manufacturing planning program.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/084431 WO2018092305A1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Production plan formulation device, production plan formulation method, and production plan formulation system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018092305A1 true JPWO2018092305A1 (en) | 2019-10-10 |
JP6806164B2 JP6806164B2 (en) | 2021-01-06 |
Family
ID=62146346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018550997A Expired - Fee Related JP6806164B2 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | Manufacturing plan formulation equipment, manufacturing plan formulation method and manufacturing plan formulation program |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6806164B2 (en) |
WO (1) | WO2018092305A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07319848A (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Fujitsu Ltd | System and method for retrieving optimum solution |
JP2007210699A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | System for preparing schedule for procuring article from supplier and delivering it to demander |
JP2009277095A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Steel Corp | Production plan making device, production plan making method, program, and computer-readable storage medium |
-
2016
- 2016-11-21 WO PCT/JP2016/084431 patent/WO2018092305A1/en active Application Filing
- 2016-11-21 JP JP2018550997A patent/JP6806164B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07319848A (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-08 | Fujitsu Ltd | System and method for retrieving optimum solution |
JP2007210699A (en) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | System for preparing schedule for procuring article from supplier and delivering it to demander |
JP2009277095A (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Nippon Steel Corp | Production plan making device, production plan making method, program, and computer-readable storage medium |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018092305A1 (en) | 2018-05-24 |
JP6806164B2 (en) | 2021-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9591028B2 (en) | Visualization and analysis of complex security information | |
JP6841339B2 (en) | Staffing formulation equipment, staffing formulation method and staffing formulation program | |
US11475081B2 (en) | Combining catalog search results from multiple package repositories | |
JP6696568B2 (en) | Item recommendation method, item recommendation program and item recommendation device | |
US10235711B1 (en) | Determining a package quantity | |
JP5509062B2 (en) | Production simulation equipment | |
JPWO2018185899A1 (en) | Library search apparatus, library search system, and library search method | |
JP2012128818A (en) | Manufacturing process improvement support system, manufacturing process improvement support, and manufacturing process improvement program | |
US20170124455A1 (en) | Generating business intelligence analytics data visualizations with genomically defined genetic selection | |
WO2018092305A1 (en) | Production plan formulation device, production plan formulation method, and production plan formulation system | |
US9792706B2 (en) | Graph processing system, graph processing method, and non-transitory computer readable medium | |
US20130326378A1 (en) | Ui creation support system, ui creation support method, and non-transitory storage medium | |
JP5921379B2 (en) | Text processing method, system, and computer program. | |
JPWO2015163322A1 (en) | Data analysis apparatus, data analysis method and program | |
JP2011060062A (en) | Support system, support method, and support program for system specification change | |
JP2016076182A (en) | Demand adjusting device and method for summarizing demand conditions | |
JP7058498B2 (en) | Structural analysis simulation program, structural analysis simulation method and information processing equipment | |
US20180182047A1 (en) | Operation support apparatus, operation support system, and information processing apparatus | |
WO2020235020A1 (en) | Mapping support device, mapping support method, and program | |
Nahavandi et al. | A new lower bound for flexible flow Shop Problem with unrelated parallel machines | |
JP7456486B2 (en) | Item classification support system, method and program | |
JP2006268080A (en) | Patent data analysis method, device, program and recording medium | |
JPWO2014168199A1 (en) | Logic operation method and information processing apparatus | |
TWI849270B (en) | Article recommendation method and system which presents articles in map | |
JP5417359B2 (en) | Document evaluation support system and document evaluation support method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190515 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200713 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6806164 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |