WO2022201436A1 - 作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置 - Google Patents

作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置 Download PDF

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    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management

Definitions

  • This case relates to a work planning method, a work planning program, and an information processing device.
  • the object of the present invention is to provide a work planning method, a work planning program, and an information processing apparatus that can formulate a work plan so as not to increase the computation time.
  • the work planning method is a work line in which a plurality of objects each having a predetermined work time are sequentially introduced at intervals of a first time, and the work of the object to be introduced first is completed. until the work on the object to be put in next does not start, and for the objects other than the object to be put in last among the plurality of objects, after the object is put into the work line, the work is performed on the work line.
  • the allocation process executed by a computer the total work time of the objects included in each block is equal to or less than the product of the number of objects included in each block and the first time, and the plurality of blocks is greater than or equal to 2 and less than the number of the plurality of objects, the computer executes the allocation process.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a lineout; (a) and (b) are diagrams exemplifying blocking of the input order.
  • 1A is a block diagram illustrating the overall configuration of an information processing device
  • FIG. 1B is a block diagram illustrating the hardware configuration of the information processing device
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating work plan formulation processing executed by an information processing device
  • FIG. 4 illustrates block generation
  • FIG. 10 is a diagram illustrating optimization of injection order
  • It is a flowchart which illustrates the detail of step S3.
  • product tact the working time required by the product
  • the product takt times differ for each product.
  • the product tact for product 1 is 50 minutes
  • the product tact for product 2 is 60 minutes
  • the product tact for product 3 is 90 minutes.
  • the numbers of products 1 to 12 represent the order of introduction to the work line.
  • a normal work area equal to the takt time
  • a buffer work area which is an additional work time allowed when work cannot catch up in the normal work area
  • the normal work area and the buffer work area are each set to 60 minutes. If the product takt time of each product is within the normal work area, the work for each product is completed within the normal work area, so that the next product to be put into the work line does not have work waiting time. However, there is a waiting time until the worker starts working on each product.
  • a line-out occurs when the work is not completed within a predetermined time exceeding the takt time after the product is placed on the work line. For example, a line-out occurs when the work is not completed within (takt time x 2) after the product is placed on the work line.
  • product 3 has a product takt time of 90 minutes, so it is necessary to perform additional work beyond the normal production area. During the period during which the additional work is being performed, the work on the product 4 cannot be performed. Therefore, the product 4 has an operation waiting time. However, since the next product 4 has a short product takt time, even if the product 4 has a waiting time, the product 4 can be completed within the normal work area. In this case, no lineout occurs.
  • the work for product 6 can be completed by performing additional work in the buffer work area. Since the work on the product 7 cannot be started while the additional work is being performed, the product 7 has work waiting time. Since the product takt time for this product 7 is 100 minutes, the work cannot be completed even if all the allowable buffer work areas are used. Therefore, as illustrated in FIG. 2, a lineout occurs.
  • the lineout has a very large impact on the work time required to complete the work for all products. On the other hand, even if the work in the normal work area is finished early, the workers will have to wait for a while because the products will flow periodically. In the work line, it is desirable to determine the product loading order that does not cause line-out while minimizing this waiting time.
  • FIG. 3(a) is a diagram exemplifying a case where products are introduced in order of delivery date. If products are introduced in order of delivery date, products that require longer work times may be subsequently introduced into the work line. In this case, a lineout may occur. Therefore, it is conceivable to search for a loading order in which line-out does not occur by searching for loading orders for all combinations of all products. However, in this case, the number of combinations becomes enormous, and the computation time becomes long.
  • FIG. 4A is a block diagram illustrating the overall configuration of the information processing device 100.
  • the information processing apparatus 100 includes a storage unit 10, a block generation unit 20, a product order replacement unit 30, a block replacement unit 40, a determination unit 50, an output unit 60, and the like.
  • FIG. 4B is a block diagram illustrating the hardware configuration of the storage unit 10, the block generation unit 20, the product order replacement unit 30, the block replacement unit 40, the determination unit 50, and the output unit 60 of the information processing apparatus 100.
  • the information processing apparatus 100 includes a CPU 101, a RAM 102, a storage device 103, an input device 104, a display device 105, and the like.
  • a CPU (Central Processing Unit) 101 is a central processing unit.
  • CPU 101 includes one or more cores.
  • a RAM (Random Access Memory) 102 is a volatile memory that temporarily stores programs executed by the CPU 101, data processed by the CPU 101, and the like.
  • the storage device 103 is a non-volatile storage device.
  • a ROM Read Only Memory
  • SSD solid state drive
  • the storage device 103 stores a work plan drafting program.
  • the input device 104 is an input device such as a keyboard and mouse.
  • the display device 105 is a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display).
  • the storage unit 10, the block generation unit 20, the product order replacement unit 30, the block replacement unit 40, the determination unit 50, and the output unit 60 are implemented by the CPU 101 executing the work plan formulation program.
  • Hardware such as a dedicated circuit may be used as the storage unit 10, the block generation unit 20, the product order replacement unit 30, the block replacement unit 40, the determination unit 50, and the output unit 60.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a work plan formulation process executed by the information processing apparatus 100.
  • the number of products m is the total number of products put into the work line.
  • Each product is assigned a product number i.
  • Each product has a product takt ti.
  • the product takt time of some products exceeds the takt time T, and the product takt time of some products is less than the takt time T.
  • the block generation unit 20 sets the initial value of the number of blocks N to the number of products m (step S2). As a result, first, the maximum value that the number of blocks N can take is set.
  • the block generator 20 performs an optimization calculation using the number of blocks N and the number of products nx in each block as variables (step S3).
  • the constraint on the optimization operation is T ⁇ n x ⁇ t i .
  • "x" is a block number and is a value from 1 to N; t i in the constraint is the product number contained in the block.
  • ⁇ t i is t 1 +t 2 +t 3 .
  • block 1 contains product numbers 1, 3, and 5, then ⁇ t i is t 1 +t 3 +t 5 .
  • the total product takt time of each product in each block is equal to or less than the number of products in the block ⁇ takt time. In other words, within each block, conditions are met to make it difficult to line out.
  • step S4 the block generation unit 20 determines whether or not there is a combination in which all products fit in each block as a result of the optimization calculation in step S3 (step S4). Since the product takt time for some products exceeds the takt time T, if the number of blocks N is equal to the number of products m, which is the initial value, the determination in step S4 is "No".
  • step S4 the block generator 20 reduces the number of blocks N by one (step S5). After that, the process is executed again from step S3. By repeatedly executing steps S3 to S5, the maximum block number N that satisfies the constraint condition T ⁇ n x ⁇ t i is obtained.
  • the number of blocks that can be packed is four for ten products.
  • the number of products n 1 is 3, satisfying the condition of T ⁇ n 1 ⁇ (40 minutes+60 minutes+80 minutes).
  • the number of products n2 is two , satisfying the condition of T ⁇ n2 ⁇ (70 minutes+50 minutes).
  • step S4 the product order change unit 30 changes the order of products in each block and obtains the order in which the products are not lined out by optimization calculation (step S6). In the example of FIG. 7, no lineout occurs in any block. Note that even if the order in which the products are not lined out is obtained, the work for the last product in the block may not be completed in the normal work area but completed in the buffer work area.
  • the block replacement unit 40 calculates a tact over value for each block (step S7).
  • the taktover value is the amount of time the last product in each block exceeds the normal work area. If the work for the last product is completed within the normal work area, the taktover value will be zero.
  • the block replacement unit 40 determines whether or not a deadline constraint has been input (step S8). If it is determined as "Yes” in step S8, the block replacement unit 40 sets the delivery date constraint (step S9). If it is determined as "No” in step S8, the block replacement unit 40 does not set the deadline constraint.
  • the deadline constraint is input via the input device 104 .
  • the block permutation unit 40 permutes the order of the blocks, thereby determining the block order in which no lineout occurs (step S10).
  • the block replacement unit 40 replaces the block order so that the delivery date is achieved.
  • step S11 determines whether or not the block order can be determined in step S10 (step S11). If “No” is determined in step S11, the process is executed again from step S5. If it is determined “Yes” in step S11, the output unit 60 outputs the determined block order and product order. The output information is displayed on the display device 105 .
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating details of the optimization calculation in step S3.
  • the block generation unit 20 puts tj into a block having a time of T ⁇ nx (step S23).
  • step S24 determines whether or not it is no longer possible to pack to T ⁇ nx.
  • step S25 adds 1 to j when it is determined as "No" in step S24 (step S25). After that, the process is executed again from step S23.
  • step S26 the block generation unit 20 determines whether or not there remains tj that has not been packed into the block (step S28). If the determination in step S28 is "Yes", the order of tj is changed (step S29). After that, the process is executed again from step S22.
  • step S30 determines whether or not the set number of repetitions is repeated. If it is determined as “Yes” in step S30, the block generation unit 20 outputs information indicating that "there is no combination that accommodates all products” (step S31). If “No” is determined in step S30, information indicating that "there is a combination that accommodates all products” is output (step S32).
  • a plurality of blocks are prepared, and all products are placed in the plurality of blocks so that the total product takt of each product in each block is (number of objects in the block x takt time) or less. is optimized to fit.
  • the order of each block produced in this way and also changing the order of the products in the block it is possible to obtain an optimized product introduction order as a whole. Also, by changing the order within the block, it is not necessary to verify the input order of all combinations of all products. Therefore, lengthening of calculation time can be suppressed.
  • One of the purposes of changing the order within the block is to reduce the waiting time as much as possible. It is desirable to take into consideration the restrictions on the order in which the products are put into this order, but in order to avoid constraint violations within blocks, the number of blocks should be as large as possible to avoid constraint violations. It is possible to make a plan that does not occur.
  • the block generation unit 20 generates blocks so that the number of blocks is at least 2 and less than the number of products m.
  • the block generator 20 may execute step S2a instead of step S2.
  • the initial value of the number of blocks N is randomly set to any value from 1 to m.
  • the block generator 20 executes step S5a instead of step S5.
  • N is set to a value different from the current value.
  • step S3 blocks are generated in step S3 so that T ⁇ n x ⁇ t i , which is the constraint condition of the optimization calculation, is satisfied in all blocks, but the present invention is not limited to this.
  • T ⁇ n x ⁇ t i may not hold in one block. This is because, even if the work for the last product is not completed within the buffer work area, there is no product to be put in next, so line-out does not occur. In this case, during the optimization operation of step S6, the last product need not be completed within the buffer work area.
  • Fig. 10 shows the verification results of a more complicated example.
  • the product type A the number of products is 6, and the product takt time is 20 minutes.
  • the product type B the number of products is 2, and the product takt time is 40 minutes.
  • the product type C the number of products is two, and the product takt time is 50 minutes.
  • the product type D the number of products is two, and the product takt time is 60 minutes.
  • product type E the number of products is 2 and the product tact is 80 minutes.
  • the product type F the number of products is 4 and the product tact is 80 minutes.
  • the product type G the number of products is 2, and the product takt time is 100 minutes.
  • the product type H the number of products is 3, and the product takt time is 120 minutes.
  • the total number of products is 23.
  • the tact time T is an example of the first time.
  • the sum of the normal work area and the buffer work area is an example of the second time.
  • the block generator 20 is an example of an allocation unit that allocates the plurality of objects to any of a plurality of blocks.
  • a product order changing unit 30, a block changing unit 40, and a determining unit 50 change the order of objects included in each block of the plurality of blocks, and change the order of the plurality of blocks to change the order of input. It is an example of the search part which searches.

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Abstract

第１時間の間隔で、作業時間が定められた複数の対象物が順に投入される作業ラインにおいて、先の対象物の作業が完了するまで次の対象物の作業が開始されず、最後に投入される対象物以外の対象物については作業ラインに対象物が投入されてから第２時間以内に当該対象物の作業を完了させる、という条件で複数の対象物の投入順序を立案する作業計画立案方法であって、複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て処理と、複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、複数のブロックの順序の入替とによって、投入順序を探索する探索処理と、をコンピュータが実行し、割当て処理において、各ブロックに含まれる対象物の作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と第１時間との積の値以下となり、複数のブロックの数は２以上であって複数の対象物の数よりも少なくなるように、コンピュータが前記割当て処理を実行する。

Description

作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置
　本件は、作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置に関する。
　多品種混流作業において、作業ラインへの対象物の投入順序を計画立案アルゴリズムによって生成する技術が求められている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００２－２１５８６０号公報 特開２００４－１９５６１５号公報」
　作業ラインに一定の時間間隔で対象物が投入されるタクトタイム作業において、投入順序によっては、対象物の作業が定められた規定時間内に完了せずに作業ラインを停止する場合がある。この場合、全体の作業時間に大きな影響を及ぼすことになる。しかしながら、全製品の全ての組み合わせの投入順序について検証しようとすると多大な演算時間を要することになる。
　１つの側面では、本件は、演算時間が長大化しないように作業計画を立案することができる作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置を提供することを目的とする。
　１つの態様では、作業計画立案方法は、第１時間の間隔で、作業時間がそれぞれ定められた複数の対象物が順に投入される作業ラインにおいて、先に投入される対象物の作業が完了するまで、次に投入される対象物の作業が開始されず、前記複数の対象物のうち最後に投入される対象物以外の対象物については、前記作業ラインに対象物が投入されてから前記第１時間よりも長い第２時間以内に当該対象物の作業を完了させる、という条件で、前記複数の対象物の投入順序を立案する作業計画立案方法であって、前記複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て処理と、前記複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、前記複数のブロックの順序の入替とによって、前記投入順序を探索する探索処理と、をコンピュータが実行し、前記割当て処理において、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となり、前記複数のブロックの数は２以上であって前記複数の対象物の数よりも少なくなるように、前記コンピュータが前記割当て処理を実行する。
　演算時間が長大化しないように作業計画を立案することができる。
製品タクトを例示する図である。 ラインアウトを例示する図である。 （ａ）および（ｂ）は投入順序のブロック化を例示する図である。 （ａ）は情報処理装置の全体構成を例示するブロック図であり、（ｂ）は情報処理装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。 情報処理装置によって実行される作業計画立案処理を例示するフローチャートである。 ブロック生成を例示する図である。 投入順序の最適化を例示する図である。 ステップＳ３の詳細を例示するフローチャートである。 情報処理装置によって実行される作業計画立案処理の他の例である。 複雑な例での検証結果である。 ブロック内で製品の順序を入れ替えてブロックの順序を最適化した結果である。
　多品種混流生産を行う場合、ある一定の期間のうちに製品の品種が何度も変わることになる。したがって、同一の作業ラインに、品種の異なる製品が混在して投入されていくことになる。このような混流作業の工場では、製品ごとに、必要とする作業時間が異なっている。以下、製品が必要とする作業時間のことを、製品タクトと称する。
　例えば、図１で例示するように、製品ごとに、製品タクトが異なっている。例えば、製品１の製品タクトは５０分であり、製品２の製品タクトは６０分であり、製品３の製品タクトは９０分である。製品１から製品１２の番号は、作業ラインへの投入順序を表している。
　作業ラインへ製品が一定の時間間隔（タクトタイム）で投入されるタクトタイム生産を実施している作業ラインにおいて、ラインを止めない生産を行うために、一例として、タクトタイムと等しい通常作業領域と、通常作業領域で作業が追い付かない場合に許容される追加の作業時間であるバッファ作業領域とを、等しい期間で設定するライン設計が行われている。
　図１の例では、通常作業領域およびバッファ作業領域は、それぞれ６０分に設定されている。各製品の製品タクトが通常作業領域以内に収まるのであれば、各製品についての作業が通常作業領域以内で完了するため、作業ラインに次に投入される製品に作業待ち時間が発生しない。しかしながら、作業者が各製品について作業を開始するまでの手待ち時間が発生することになる。
　通常作業領域で作業が完了しない製品は、バッファ作業領域で作業が行われる。しかしながら、バッファ作業領域で作業を行った場合、作業ラインに次に投入される製品に対して作業できない時間が発生する。そのため、次の製品も本来の作業時間に追加して前製品のバッファ作業時間を加味して、製品の投入順序を考えることが望まれる。この投入順序が適切でなく、バッファ作業領域で製品の作業が完了しなかった場合、次工程に作業時間がかかってしまうことを防ぐため、作業ライン全体を停止する処理がかかる。この作業ライン全体を停止する処理をラインアウトと称する。ラインアウトは、製品が作業ラインに投入されてから、タクトタイムを超える所定時間以内に作業が完了しない場合に発生する。例えば、ラインアウトは、製品が作業ラインに投入されてから（タクトタイム×２）以内に作業が完了しない場合に発生する。
　例えば、製品３は、製品タクトが９０分であるため、通常生産領域を超えて追加の作業を行なう必要がある。当該追加の作業を行なっている期間は、製品４の作業を行なうことができない。したがって、製品４に作業待ち時間が発生する。しかしながら、次に投入される製品４の製品タクトが短いため、製品４に作業待ち時間が発生しても通常作業領域以内に製品４の作業を完了させることができる。この場合、ラインアウトは発生しない。
　製品６の製品タクトは１２０分であるため、バッファ作業領域で追加の作業を行なうことによって、製品６の作業を完了させることができる。追加の作業を行なっている期間は製品７の作業を開始できないため、製品７に作業待ち時間が発生する。この製品７の製品タクトは１００分であるため、許容されるバッファ作業領域を全て使用しても作業を完了させることができない。したがって、図２で例示するように、ラインアウトが発生する。
　ラインアウトは、全製品の作業を完了させる作業時間に非常に大きな影響を及ぼしてしまう。一方で、通常作業領域での作業が早く終了したとしても、定期的に製品が流れてくるため、早く作業が終了した場合には作業者に手待ち時間が発生してしまう。作業ラインにおいては、この手待ち時間を極力少なくしながら、ラインアウトを発生させない製品投入順序を決定することが望まれる。
　図３（ａ）は、納期順に製品を投入する場合を例示する図である。納期順に製品を投入すると、作業時間が長くなる製品が続いて作業ラインに投入されることがあり得る。この場合、ラインアウトが発生することがある。そこで、全製品の全ての組み合わせの投入順序を探索することによって、ラインアウトが発生しない投入順序を探索することが考えられる。しかしながら、この場合、組み合わせ数が膨大となり、演算時間が長大化してしまう。
　そこで、図３（ｂ）で例示するように、製品の投入順序を、製品タクトが長い、製品タクトが短い、製品タクトが平均的、の順になるように決定することが考えられる。この製品タクトが長い、製品タクトが短い、製品タクトが平均的、の順に並び替えられた３つの製品ごとをブロックと称する。
　しかしながら、多品種混流作業における変種変量化が進むと、ブロックサイズを固定化すると、偏差が最小となる製品群を作ることが困難となる。また、平準化だけではラインアウトは発生しにくいが、納期が別指標となるため、必ずしも納期を守れなくなる。さらに、ブロック内の順序を、製品タクトが長い、製品タクトが短い、製品タクトが平均的、の順序で考慮したとしても、必ずしもラインアウトが発生しないとは限らないため、そのブロックの中で順序を入れ替えて演算する必要がある。
　そこで、以下の実施例では、演算時間が長大化しないように作業計画を立案することができる作業計画立案方法、作業計画立案プログラム、および情報処理装置について説明する。
　図４（ａ）は、情報処理装置１００の全体構成を例示するブロック図である。図４（ａ）で例示するように、情報処理装置１００は、格納部１０、ブロック生成部２０、製品順序入替部３０、ブロック入替部４０、判定部５０、出力部６０などを備える。
　図４（ｂ）は、情報処理装置１００の格納部１０、ブロック生成部２０、製品順序入替部３０、ブロック入替部４０、判定部５０、および出力部６０のハードウェア構成を例示するブロック図である。図４（ｂ）で例示するように、情報処理装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、入力装置１０４、表示装置１０５等を備える。
　ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。記憶装置１０３は、作業計画立案プログラムを記憶している。入力装置１０４は、キーボード、マウスなどの入力装置である。表示装置１０５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）などのディスプレイ装置である。ＣＰＵ１０１が作業計画立案プログラムを実行することで、格納部１０、ブロック生成部２０、製品順序入替部３０、ブロック入替部４０、判定部５０、および出力部６０が実現される。なお、格納部１０、ブロック生成部２０、製品順序入替部３０、ブロック入替部４０、判定部５０、および出力部６０として、専用の回路などのハードウェアを用いてもよい。
　図５は、情報処理装置１００によって実行される作業計画立案処理を例示するフローチャートである。まず、ブロック生成部２０は、製品数ｍ、各製品の製品タクトｔｉ（ｉ＝１～ｍ）、タクトタイムＴを受け付ける（ステップＳ１）。これらの情報は、入力装置１０４を介して入力される。製品数ｍは、作業ラインに投入される製品の総数である。各製品には製品番号ｉが付されている。各製品には、製品タクトｔｉが定められている。一部の製品の製品タクトはタクトタイムＴを上回り、一部の製品の製品タクトはタクトタイムＴを下回っている。
　次に、ブロック生成部２０は、ブロック数Ｎの初期値を、製品数ｍに設定する（ステップＳ２）。これによって、まずブロック数Ｎが取り得る最大値が設定されることになる。
　次に、ブロック生成部２０は、ブロック数Ｎと、各ブロック内の製品数ｎｘとを変数として最適化演算を行なう（ステップＳ３）。最適化演算の制約条件は、Ｔ×ｎｘ≧Σｔｉである。「ｘ」は、ブロック番号であり、１からＮまでの値である。制約条件におけるｔｉは、ブロック内に収められた製品の番号である。したがって、最適化演算の過程で、例えばブロック１に製品番号１，２，３が含まれる場合には、Σｔｉは、ｔ１＋ｔ２＋ｔ３のことである。例えばブロック１に製品番号１，３，５が含まれる場合には、Σｔｉは、ｔ１＋ｔ３＋ｔ５のことである。したがって、Ｔ×ｎｘ≧Σｔｉという制約条件を設けることで、各ブロック内において、各製品の製品タクトの合計が、ブロック内の製品数×タクトタイム以下となる。つまり、各ブロック内においては、ラインアウトしにくい条件が整うのである。
　次に、ブロック生成部２０は、ステップＳ３の最適化演算の結果として、全製品が各ブロックに収まる組み合わせがあるか否かを判定する（ステップＳ４）。一部の製品の製品タクトがタクトタイムＴを上回っていることから、ブロック数Ｎが初期値である製品数ｍであればステップＳ４では「Ｎｏ」と判定されることになる。
　ステップＳ４で「Ｎｏ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、ブロック数Ｎを１つ小さくする（ステップＳ５）。その後、ステップＳ３から再度実行される。ステップＳ３～Ｓ５が繰り返し実行されることによって、制約条件であるＴ×ｎｘ≧Σｔｉを満たすたす最大のブロック数Ｎが求められる。
　例えば、図６の例では、１０個の製品について詰込可能なブロック数は４つとなる。例えば、ブロック１では、製品数ｎ１が３つで、Ｔ×ｎ１≧（４０分＋６０分＋８０分）の条件を満たしている。ブロック２では、製品数ｎ２が２つで、Ｔ×ｎ２≧（７０分＋５０分）の条件を満たしている。
　ステップＳ４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、製品順序入替部３０は、ブロックごとにブロック内の製品順序を変更し、ラインアウトしない順序を最適化演算によって求める（ステップＳ６）。図７の例では、いずれのブロックでもラインアウトが発生していない。なお、ラインアウトしない順序が求まっても、ブロック内の最後の製品の作業が通常作業領域で完了せずに、バッファ作業領域で完了する場合がある。
　次に、ブロック入替部４０は、ブロックごとにタクトオーバー値を算出する（ステップＳ７）。タクトオーバー値とは、各ブロックにおいて、最後の製品について通常作業領域を超えた時間のことである。最後の製品についての作業が通常作業領域内で完了する場合には、タクトオーバー値はゼロになる。
　次に、ブロック入替部４０は、納期制約が入力されているか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ブロック入替部４０は、納期制約を設定する（ステップＳ９）。ステップＳ８で「Ｎｏ」と判定された場合、ブロック入替部４０は、納期制約を設定しない。納期制約は、入力装置１０４を介して入力される。
　次に、ブロック入替部４０は、ブロックの順序入替を行なうことで、ラインアウトが発生しないブロック順序を決定する（ステップＳ１０）。納期制約が設定されている場合には、ブロック入替部４０は、納期が実現されるようにブロック順序を入れ替える。
　次に、判定部５０は、ステップＳ１０でブロック順序の決定が可能か否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１で「Ｎｏ」と判定された場合、ステップＳ５から再度実行される。ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」と判定された場合、出力部６０は、決定されたブロック順序および製品順序を出力する。出力された情報は、表示装置１０５に表示される。
　図８は、ステップＳ３の最適化演算の詳細を例示するフローチャートである。図８で例示するように、ブロック生成部２０は、製品タクトｔｊ（ｊ＝１，２…ｍの通し番号）に並べる（ステップＳ２１）。次に、ブロック生成部２０は、ｘ＝１、ｊ＝１とする（ステップＳ２２）。次に、ブロック生成部２０は、Ｔ×ｎｘの時間を有するブロックにｔｊを詰める（ステップＳ２３）。
　次に、ブロック生成部２０は、Ｔ×ｎｘに詰められなくなったか否かを判定する（ステップＳ２４）。ブロック生成部２０は、ステップＳ２４で「Ｎｏ」と判定された場合、ｊに１を足す（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ２３から再度実行される。
　ステップＳ２４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、ｘ＝Ｎであるか否かを判定する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６で「Ｎｏ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、ｘに１を足す（ステップＳ２７）。その後、ステップＳ２３から再度実行される。
　ステップＳ２６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、ブロックに詰め切らなかったｔｊが残っているか否かを判定する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ｔｊの順番を変更する（ステップＳ２９）。その後、ステップＳ２２から再度実行される。
　ステップＳ２８で「Ｎｏ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、設定の繰り返す数を行なっても詰め切らないか否かを判定する（ステップＳ３０）。ステップＳ３０で「Ｙｅｓ」と判定された場合、ブロック生成部２０は、「全製品を納める組み合わせが無い」ことを表す情報を出力する（ステップＳ３１）。ステップＳ３０で「Ｎｏ」と判定された場合、「全製品を納める組み合わせが有る」ことを表す情報を出力する（ステップＳ３２）。
　本実施例によれば、複数のブロックを用意し、各ブロック内において各製品の製品タクトの合計が（ブロック内の対象物数×タクトタイム）以下となるように、当該複数のブロックに全製品が収まるよう最適化が行われる。このように作られたブロックを、ブロックごと順序を入れ替えながら、かつブロック内の製品順序も入れ替えることによって、全体として最適化製品投入順序を求めることが可能となる。また、ブロック内での順序入替を行なうことによって、全製品の全ての組み合わせの投入順序についての検証を行わなくても済む。したがって、演算時間の長大化を抑制することができる。以上のことから、本実施例によれば、演算時間の長大化を抑制しつつ作業計画の立案が可能になる。
　なお、ブロック内の順序を入れ替えるのは、極力待ち時間を少なくすることも目的の１つである。この順序入替には、製品の投入順序における制約などを加味することが望まれるが、ブロック内での制約違反を回避する際には、ブロックの数を可能な限り多くすることで、制約違反を起こさない計画を立案することが可能となる。
　ブロック生成部２０は、ブロック数として、少なくとも２以上であって製品数ｍよりも少ない値になるようにブロックを生成する。例えば、図９で例示するように、ブロック生成部２０は、ステップＳ２の代わりにステップＳ２ａを実行してもよい。ステップＳ２ａでは、ブロック数Ｎの初期値が１からｍのいずれかがランダムに設定される。この場合、ブロック生成部２０は、ステップＳ５の代わりにステップＳ５ａを実行する。ステップＳ５ａでは、Ｎが現在値とは異なる値に設定される。
　ただし、図５で例示したように、ブロック数を最大化することで、各ブロック内の製品数が少なくなる。この場合、ブロック内での順序入替による最適化が容易にできるようになり、演算時間をより抑制できるようになる。
　なお、上記例では、ステップＳ３で全てのブロックで最適化演算の制約条件であるＴ×ｎｘ≧Σｔｉが成立するようにブロックを生成したが、それに限られない。例えば、１つのブロックではＴ×ｎｘ≧Σｔｉが成立しなくてもよい。最後の製品についてはバッファ作業領域内に作業が完了しなくても、次に投入される製品が無いためにラインアウトが発生しないからである。この場合において、ステップＳ６の最適化演算の際に、最後の製品についてはバッファ作業領域内に作業が完了しなくてもよい。
　図１０は、より複雑な例での検証結果である。製品の品種は、ＡからＨまでの８種である。品種Ａについて、製品数は６個であり、製品タクトは２０分である。品種Ｂについて、製品数は２個であり、製品タクトは４０分である。品種Ｃについて、製品数は２個であり、製品タクトは５０分である。品種Ｄについて、製品数は２個であり、製品タクトは６０分である。品種Ｅについて、製品数は２個であり、製品タクトは８０分である、品種Ｆについて、製品数は４個であり、製品タクトは８０分である。品種Ｇについて、製品数は２個であり、製品タクトは１００分である。品種Ｈについて、製品数は３個であり、製品タクトは１２０分である。全製品数は、２３個である。
　これに対してブロック数が最大となるような最適化演算を行なった。この場合においては、１つのブロックではＴ×ｎｘ≧Σｔｉが成立しなくてもよいという条件にした。最適化演算の結果、ブロック数は８個となった。各ブロック内に製品が理想的に収まっていれば、製品タクト大、製品タクト小、製品タクト中の順序でブロック内の製品の順序を入れ替えれば、ラインアウトが発生しない製品投入順序が求まる。図１１は、ブロック内で製品の順序を入れ替え、ブロックの順序を最適化した結果である。数千ステップの演算によって最適解が得られている。
　遺伝的アルゴリズムを用いるシミュレーショソフトを用いて、ブロックという概念を用いずに、２３！通りの投入順序についてラインアウトしない作業計画を演算してみたが、１００世代１０００個体＝１０００００回の試行をしてみたが、解は求まらなかった。
　上記例において、タクトタイムＴが第１時間の一例である。通常作業領域とバッファ作業領域との合計が、第２時間の一例である。ブロック生成部２０が、前記複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て部の一例である。製品順序入替部３０、ブロック入替部４０、および判定部５０が、前記複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、前記複数のブロックの順序の入替とによって、前記投入順序を探索する探索部の一例である。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　１０　格納部
　２０　ブロック生成部
　３０　製品順序入替部
　４０　ブロック入替部
　５０　判定部
　６０　出力部
　１００　情報処理装置
　１０４　入力装置
　１０５　表示装置

Claims (12)

  1. 　第１時間の間隔で、作業時間がそれぞれ定められた複数の対象物が順に投入される作業ラインにおいて、先に投入される対象物の作業が完了するまで、次に投入される対象物の作業が開始されず、前記複数の対象物のうち最後に投入される対象物以外の対象物については、前記作業ラインに対象物が投入されてから前記第１時間よりも長い第２時間以内に当該対象物の作業を完了させる、という条件で、前記複数の対象物の投入順序を立案する作業計画立案方法であって、
    　前記複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て処理と、
    　前記複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、前記複数のブロックの順序の入替とによって、前記投入順序を探索する探索処理と、をコンピュータが実行し、
    　前記割当て処理において、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となり、前記複数のブロックの数は２以上であって前記複数の対象物の数よりも少なくなるように、前記コンピュータが前記割当て処理を実行することを特徴とする作業計画立案方法。
  2. 　前記割当て処理において、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となるという条件の下で、前記複数のブロックの数は最大数となるよう、前記コンピュータが前記割当て処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の作業計画立案方法。
  3. 　前記対象物の作業順序の制約条件に基づいて前記コンピュータが前記探索処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の作業計画立案方法。
  4. 　前記投入順序の探索結果を表示装置に表示させる処理を前記コンピュータが実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の作業計画立案方法。
  5. 　第１時間の間隔で、作業時間がそれぞれ定められた複数の対象物が順に投入される作業ラインにおいて、先に投入される対象物の作業が完了するまで、次に投入される対象物の作業が開始されず、前記複数の対象物のうち最後に投入される対象物以外の対象物については、前記作業ラインに対象物が投入されてから前記第１時間よりも長い第２時間以内に当該対象物の作業を完了させる、という条件で、前記複数の対象物の投入順序を立案する作業計画立案プログラムであって、
    　コンピュータに、
    　前記複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て処理と、
    　前記複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、前記複数のブロックの順序の入替とによって、前記投入順序を探索する探索処理と、を実行させ、
    　前記割当て処理において、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となり、前記複数のブロックの数は２以上であって前記複数の対象物の数よりも少なくなるように、前記コンピュータに前記割当て処理を実行させることを特徴とする作業計画立案プログラム。
  6. 　前記割当て処理において、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となるという条件の下で、前記複数のブロックの数は最大数となるよう、前記コンピュータに前記割当て処理を実行させることを特徴とする請求項５に記載の作業計画立案プログラム。
  7. 　前記対象物の作業順序の制約条件に基づいて前記コンピュータに前記探索処理を実行させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の作業計画立案プログラム。
  8. 　前記投入順序の探索結果を表示装置に表示させる処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の作業計画立案プログラム。
  9. 　第１時間の間隔で、作業時間がそれぞれ定められた複数の対象物が順に投入される作業ラインにおいて、先に投入される対象物の作業が完了するまで、次に投入される対象物の作業が開始されず、前記複数の対象物のうち最後に投入される対象物以外の対象物については、前記作業ラインに対象物が投入されてから前記第１時間よりも長い第２時間以内に当該対象物の作業を完了させる、という条件で、前記複数の対象物の投入順序を立案する情報処理装置であって、
    　前記複数の対象物を複数のブロックの何れかに割り当てる割当て部と、
    　前記複数のブロックの各ブロックに含まれる対象物の順序の入替と、前記複数のブロックの順序の入替とによって、前記投入順序を探索する探索部と、を備え、
    　前記割当て部は、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となり、前記複数のブロックの数は２以上であって前記複数の対象物の数よりも少なくなるようにすることを特徴とする情報処理装置。
  10. 　前記割当て部は、各ブロックに含まれる前記対象物の前記作業時間の合計が、各ブロックに含まれる対象物の数と前記第１時間との積の値以下となるという条件の下で、前記複数のブロックの数は最大数となるようにすることを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
  11. 　前記探索部は、前記対象物の作業順序の制約条件に基づいて前記投入順序を探索することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の情報処理装置。
  12. 　前記投入順序の探索結果を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
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