JP7709024B2 - 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム - Google Patents

情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム

Info

Publication number
JP7709024B2
JP7709024B2 JP2021117496A JP2021117496A JP7709024B2 JP 7709024 B2 JP7709024 B2 JP 7709024B2 JP 2021117496 A JP2021117496 A JP 2021117496A JP 2021117496 A JP2021117496 A JP 2021117496A JP 7709024 B2 JP7709024 B2 JP 7709024B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
objects
groups
work
product
constraint condition
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.)
Active
Application number
JP2021117496A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023013367A (ja
Inventor
利行 澁谷
大地 島田
賢次 五坪
隆史 安樂
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2021117496A priority Critical patent/JP7709024B2/ja
Priority to US17/691,166 priority patent/US12008499B2/en
Priority to EP22162119.6A priority patent/EP4120160A1/en
Priority to CN202210332670.8A priority patent/CN115619113B/zh
Publication of JP2023013367A publication Critical patent/JP2023013367A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7709024B2 publication Critical patent/JP7709024B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06316—Sequencing of tasks or work
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0633—Workflow analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04—Manufacturing
    • 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
    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

本件は、情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラムに関する。
作業対象物の作業ラインへ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２０００－３１７７７７号公報 特開平０４－０６９１３７号公報
多品種混流作業方式では、異なる種類の製品が作業ライン上を移動することになる。しかしながら、製品の流し方に偏りがあると、作業者への負担に偏りが生じるという問題がある。そこで、多品種混流作業方式では、順序に関する制約条件を考慮して作業順序を立案することが望まれる。しかしながら、制約条件が複雑化してくると、作業順序を立案するのに要する時間が長大化してしまう。
１つの側面では、本件は、短時間で作業順序を立案することができる情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラムを提供することを目的とする。
１つの態様では、作業計画立案プログラムは、コンピュータに、複数の対象物に対して順に作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には作業が行われる順序に関する制約条件が設定されている作業ラインについて、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分ける処理と、前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する処理と、を実行させることを特徴とする。
短時間で作業順序を立案することができる。
製品の順序を例示する図である。 数理計画ソルバーによる解法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。 （ａ）は製品データ格納部が格納している製品データを例示する図であり、（ｂ）は制約条件格納部が格納している制約条件を例示する図である。 （ａ）はラベルを例示する図であり、（ｂ）は出現率を例示する図である。 グループ内の順序を例示する図である。 最適化について例示する図である。 最適化について例示する図である。 情報処理装置の動作をフローチャートで表した図である。 （ａ）～（ｃ）はグループ数の決定手法についての詳細を説明するための図である。 （ａ）～（ｃ）はグループ内の製品を決める場合の決定手法の詳細を説明するための図である。
実施例の説明に先立って、多品種混流作業方式の作業ラインの概要について説明する。多品種混流作業方式では、１つの作業ラインに、異なる種類の製品が所定順序に従って順に投入され、作業ライン上を順に移動することになる。各製品は、この所定順序に従って、作業されることになる。図１の例では、製品番号が００１から０１２までの１２個の製品が、製品番号００１の製品を先頭に作業ラインに投入されている。製品００１から製品０１２までの製品について、同種類の製品が含まれることもあり、異なる種類の製品が含まれることもある。
多品種混流作業方式では、一本の作業ラインにおいて同じ種類の製品を作業する量（ロット）を小さくすることができ、需要変動に応じて、必要な量を必要なだけ作業することができる。これにより、作業ラインの一例である生産ラインでは、ムダな在庫や商品として価値の無い中間製品の量を削減できる。
一方、多品種混流作業方式では、異なる種類の製品が同時に作業ライン上を流れるために、流し方に偏りがあると作業者への負担に偏りが生じるという問題がある。例えば、サンルーフを取り付ける車両が連続して作業ライン上を流れると、サンルーフの担当者が休憩時間を確保できないまま働き続けることになる。この場合、最終的には作業ミスが生じ、品質、コスト、生産性などへの影響が大きくなるおそれがある。
そこで、多品種混流作業方式では、「特定の種類の製品と特定の種類の製品とは連続させて作業ラインに乗せない」などの「制約条件」を考慮して作業順序を立案することが望まれる。ここでの制約条件は、作業ラインを流れる各製品の順序に関する制約条件である。近年、付加価値向上のため、製品の種類の多様化が進み、この「制約条件」が複雑化し、多様で複雑な「制約条件」を守った作業順序を立案することが難しくなっている。
「制約条件」を考慮した多品種混流作業方式の作業順序を立案する方法として、数理計画ソルバーを使う方法がある。図２は、数理計画ソルバーによる解法を例示する図である。図２で例示するように、まず、数理計画ソルバーに、混流製品データが入力される。次に、数理計画ソルバーに、各製品に設定されている制約条件が入力される。次に、数理計画ソルバーは、各製品の作業順序を算出することで最適化する。次に、数理計画ソルバーは、最適化結果を出力する。
この数理計画ソルバーは、一般的には、小規模な問題には効率的に高品質な結果を求めることが可能という性質を有している。しかしながら、１日に１００個から１万個といった多数の製品に対して作業を行なう現場に数理計画ソルバーを適用した場合、立案結果を算出するまでに必要な現実的な時間（例えば数分）内に結果が出る保証がない。例えば、作業開始までに結果を得ることができないおそれがある。また、処理に必要とされるメモリ規模も莫大となり、現実的な計算機で処理できない場合もある。
並列処理により、処理時間を改善する方法があり、市販の数理計画ソルバーには、既に並列処理が実装されている。しかしながら、数倍程度の処理時間向上では、上記で述べた目的を達成することは現在の数理計画ソルバーでは難しい。また、決められた処理時間で最適化を切り上げることも可能ではあるが、作業順序の品質が低下することにより、品質、コスト、生産性などを悪化させることになる。
以下の実施例では、作業ラインにおける各製品の作業順序を短時間で立案することができる情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラムについて説明する。
図３（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３（ａ）で例示するように、情報処理装置１００は、製品データ格納部１０、制約条件格納部２０、グループ作成部３０、順序生成部４０、順序算出部５０、および出力部６０などを備える。
図３（ｂ）は、情報処理装置１００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図３（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、製品データ格納部１０、制約条件格納部２０、グループ作成部３０、順序生成部４０、順序算出部５０、および出力部６０が実現される。なお、製品データ格納部１０、制約条件格納部２０、グループ作成部３０、順序生成部４０、順序算出部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４（ａ）は、製品データ格納部１０が格納している製品データを例示する図である。製品データは、入力装置１０４などを介して製品データ格納部１０に格納される。図４（ａ）で例示するように、製品データ格納部１０は、作業ラインで作業が行われる製品番号と、制約条件番号と、を関連付けて格納している。上から下にかけての順番が、作業ラインへの各製品の初期投入順序を表している。図４（ａ）の初期投入順序では、製品００１から製品０１２までが製品番号順に作業ラインに投入されることになる。製品００１から製品０１２までの製品について、同種類の製品が含まれることもあり、異なる種類の製品が含まれることもある。同種類の製品には、同じ作業が行われる。同種類の製品には、同じ制約条件が設定されている。
図４（ｂ）は、制約条件格納部２０が格納している制約条件を例示する図である。制約条件は、入力装置１０４などを介して制約条件格納部２０に格納される。図４（ｂ）で例示するように、制約条件格納部２０は、他の製品１個分以上の間隔を空けて作業する（制約条件１）、他の製品２個分以上間隔を空けて作業する（制約条件２）、他の製品５個分以上間隔を空けて作業する（制約条件３）、の３種類の制約条件を格納している。例えば、制約条件１は、同じ色の塗装は連続させないといった理由により設けられている。制約条件２は、大型車両は組立に時間がかかるので、ある程度の間隔を空ける必要があるといった理由により設けられている。制約条件３は、サンルーフなどのオプション処理は人数が必要なのでリソースを分散するために大きく間隔を空ける必要があるといった理由により設けられている。図４（ａ）で例示するように、各製品に１以上の制約条件が設定されている場合もあれば、１つも制約条件が設定されていない場合もある。
グループ作成部３０は、製品データ格納部１０が格納している各製品に設定されている制約条件の種類が同じもの同士に、同ラベルを付す。例えば、グループ作成部３０は、各製品に対して、制約条件が設定されていない製品のグループａ、制約条件１だけが設定されている製品のグループｂ、制約条件２だけが設定されている製品のグループｃ、制約条件３だけが設定されている製品のグループｄ、制約条件１，２が設定されている製品のグループｅのラベルを付す。図５（ａ）の例では、例えば、製品００６および製品７にグループａのラベルが付され、製品００１、製品００３、製品００４、および製品００５にグループｂのラベルが付されている。
次に、グループ作成部３０は、製品データ格納部１０が格納している製品総数に対する、各ラベルの製品数の比率（出現率）を算出する。例えば、製品総数が１２であるのに対して、グループａのラベルが付されている製品数が２であるため、図５（ｂ）で例示するように、グループａのラベルが付されている製品数の出現率は、０．１７となる。グループｂのラベルが付されている製品数は４であるため、グループｂのラベルが付されている製品数の出現率は、０．３３となる。グループｃ～ｅの各ラベルが付されている製品数は２であるため、グループｃ～ｅの各ラベルが付されている製品数の出現率は、０．１７となる。
次に、グループ作成部３０は、算出した出現率を用いて、ラベルの種類の偏りが減るように、製品００１～０１２を複数のグループに分ける。例えば、グループ作成部３０は、ラベルの種類の分布が均一化されるように製品００１～０１２を複数のグループに分ける。グループｂのラベルが付されている製品数の出現率＝０．３３は、他のグループａ，ｃ～ｅのラベルが付されている製品数の出現率＝０．１７の２倍であるため、例えば、グループ作成部３０は、グループ＃１，＃２のそれぞれに、グループｂのラベルが付された製品を２個、グループａ，ｃ～ｅのラベルが付された製品を１個ずつ含ませる。グループ＃１は、グループ＃２よりも先に作業ラインに投入されるグループである。一例として、グループ＃１には、製品００１、製品００２、製品００３、製品００６、製品００８、および製品００９が含まれている。グループ＃２には、製品００４、製品００５、製品００７、製品０１０、製品０１１、製品０１２が含まれている。
次に、順序生成部４０は、グループ＃１，＃２のそれぞれにおいて、制約条件の分布が均一化されるように、順序を定める。例えば、順序生成部４０は、図６で例示するように、グループ＃１では、製品００１、製品００６、製品００２、製品００９、製品００８、製品００３の順に各製品を並べ替える。また、順序生成部４０は、グループ＃２では、製品００４、製品００７、製品０１０、製品０１２、製品０１１、製品００５の順に各製品を並べ替える。このようにすることで、制約条件１だけが設定されたグループｂに属する製品は最も遠くなり、残りのグループの製品は、グループｂの製品とグループｂの他の製品との間に配置される。
ここで、グループ＃１，＃２の各製品の制約条件について検討してみる。製品００８、製品００３、製品００４には制約条件１が設定されている。しかしながら、製品００８と製品００３との間に他の製品が挟まれておらず、製品００３と製品００４との間にも他の製品が挟まれていない。したがって、図６の順序は、制約条件１を満たさない。また、製品００２、製品００８には制約条件２が設定されている。しかしながら、製品００２と製品００８との間に、２以上の他の製品が挟まれていない。したがって、図６の順序は、制約条件２を満たさない。
そこで、順序算出部５０は、グループ＃１およびグループ＃２のそれぞれにおいて、数理計画ソルバーを用いて、各制約条件が成立するように製品の順序を算出することによって最適化する。
ここで、数理計画ソルバーについて説明する。まず、ｊ番目に作業される製品は、１つのみとする（下記式（１））。また、製品ｉが作業されるのは１回のみとする（下記式（２））。ｘｉ，ｊは、製品ｉをｊ番目に作業することを意味している。また、ｘｉ，ｊは、「０」か「１」である。
次に、間隔についての条件を下記式（３）のように定める。下記式（３）において、「Ｍ」は、間隔制約ｍの集合を表している。「Ｃｍ」は、間隔制約ｍで守るべき間隔の距離を表している。「Ｒｍ」は、間隔制約ｍが適用される製品の集合を表している。
図７は、最適化について例示する図である。図７で例示する結果では、各グループ内において、各制約条件（１）～（４）が成立している。次に、順序算出部５０は、隣接するグループ間で、制約条件が成立するか否かを判定する。図７の例では、製品００９と製品０１２との間に他の製品が５個以上挟まれていない。したがって、制約条件３が成立しないことになる。そこで、順序算出部５０は、隣接するグループ間でも各制約条件が成立するように、製品の順序を他の順序に入れ替える。図８の例では、隣接するグループ間でも制約条件が成立するようになる。したがって、出力部６０は、図８の最適化結果を出力する。例えば、出力部６０によって出力された結果は、表示装置１０５に表示される。
図９は、以上の情報処理装置１００の動作をフローチャートで表した図である。図９で例示するように、製品データ格納部１０は、入力装置１０４などを介して入力された製品データを格納する（ステップＳ１）。製品データは、図４（ａ）で説明したようなデータである。次に、制約条件格納部２０は、入力装置１０４などを介して入力された制約条件を格納する（ステップＳ２）。制約条件は、図４（ｂ）で説明したような条件である。
次に、グループ作成部３０は、製品データ格納部１０が格納している製品データを参照し、制約条件の種類が同じもの同士に、同ラベルを付す（ステップＳ３）。それにより、制約条件の種類に応じた分類が可能となる。例えば、グループ作成部３０は、図５（ａ）で説明したように、各製品にラベルを付す。
次に、グループ作成部３０は、ステップＳ３で得られた各グループの出現率に応じて、各製品をグループ分けする（ステップＳ４）。それにより、ステップＳ３での制約条件の分類に応じて、グループ分けが可能となる。例えば、グループ作成部３０は、図５（ｂ）で説明した出現率に応じて、各製品をグループ分けする。
次に、順序生成部４０は、ステップＳ４で得られた各グループ内で、制約条件の分布が均一化されるように、各グループにおける製品の投入順序を生成する（ステップＳ５）。例えば、順序生成部４０は、図６で説明したように、投入順序を生成する。
次に、順序算出部５０は、各グループにおいて各制約条件が成立するように、製品の順序を算出することによって最適化する（ステップＳ６）。この場合において、図７および図８で説明したように、順序算出部５０は、隣接するグループ間でも制約条件が成立するように、製品の順序を最適化する。
ここで、グループ作成部３０がステップＳ４でグループ分けする場合のグループ数の決定手法についての詳細を説明する。例えば、制約条件には、間に６個の間隔を空ける、といった制約がある。間に６個の間隔を空けるためには、図１０（ａ）で例示するように、少なくともグループ内の製品数を８個にする必要がある。しかしながら、グループに含まれる製品数を８個にすると、偶然に６個の間隔を空ける制約が設定された製品がグループ内に２個含まれると、両端に当該２個の製品が固定されてしまうことになる。そこで、各制約条件のうち最大間隔に着目し、各グループ内の製品数を、最大間隔数＋２＋α（マージン）とする。マージンαは、１以上とする。
図１０（ｃ）は、グループ作成部３０が、ステップＳ４でグループ分けする際にグループ数を算出する場合の処理の一例を表すフローチャートである。図１０（ｃ）で例示するように、グループ作成部３０は、各制約条件のうち、最大間隔Ｌを取得する（ステップＳ１１）。次に、グループ作成部３０は、Ｌ＋２＋αを、各グループに含まれる製品の個数Ｄとする（ステップＳ１２）。次に、グループ作成部３０は、製品データ格納部１０に格納されている製品データに含まれる全製品数を個数Ｄで割ることによって得られる値を、グループ数とする（ステップＳ１３）。各グループ内の製品数は同じにすることが好ましいが、全製品数を個数Ｄで割るときに余りが有る場合には、いずれかのグループに余り分を足してもよい。
次に、グループ作成部３０がステップＳ５でグループ内の製品を決める場合の決定手法の詳細を説明する。まず、グループ作成部３０は、全製品について、設定されている制約条件の種類が同じもの同士に、同ラベルを付す。例えば、各ラベルの集合Ｓを、Ｓ＝｛Ｓ１，Ｓ２，…，ＳＮ｝とする。各ラベルＳｉが付されている製品数を、｜Ｓｉ｜とする。各ラベルが設定されている製品数の出現確率Ｔ＝｜Ｓｉ｜／Ｂとする。ここで、「Ｂ」は、全製品数である。
グループ作成部３０は、出現確率の集合Ｔを、Ｔ＝｛｜Ｓ１｜／Ｂ，｜Ｓ２｜／Ｂ，…，｜ＳＮ｜／Ｂ｝とする（ＳＴＥＰ１）。図１１（ａ）は、出現確率Ｔを例示する図である。
次に、図１１（ｂ）で例示するように、グループ作成部３０は、累積出現確率Ｚ１に、出現確率Ｔを代入する（ＳＴＥＰ２）。次に、グループ作成部３０は、累積出現確率Ｚ１に出現確率Ｔを足し合わせて累積出現確率Ｚ２を算出し、累積出現確率が一番大きいタイプをスロットに割当て、そのタイプの累積出現確率から１を引く（ＳＴＥＰ３）。図１１（ｂ）の例では、制約条件（１）が「０．６６」になって最大値となり、１から「０．６６」を引いて「０．３４」となる。それにより、図１１（ｃ）で例示するように、制約条件（１）が設定されている製品００１が１番目のスロットに割り当てられている。同様の手順で、累積出現確率Ｚ３に出現確率Ｔが足し合わされる。この場合、「制約条件なし」が「０．５１」が最大値となり、１から「０．５１」を引いて「０．４９」となる。それにより、図１１（ｃ）で例示するように、制約条件が設定されていない製品００６が２番目のスロットに割り当てられている。以上の手順が繰り返され、割当対象の製品がなくなれば終了となる。
本実施例によれば、各製品に設定されている制約条件の種類に応じて、各製品が２以上のグループに分けられる。これにより、グループ分けの際に、制約条件の種類が考慮される。次に、このグループ内で、各製品に設定されている制約条件が成立するように、作業ラインへの投入順序が算出される。これにより、グループ内の製品数が、全製品数よりも少なくなる。以上のことから、制約条件が考慮された各グループ内で少ない製品数に対する投入順序を算出すればよいため、作業ラインにおける各製品の作業順序を短時間で立案することができる。例えば、数理計画ソルバーを用いる場合に、高精度に最適解を算出できるものの、計算時間が長大化するおそれがある。しかしながら、本実施例では各グループ内で作業順序を算出すればよいため、算出時間が短時間となる。
グループ内で投入順序を算出する際に、隣接するグループ間における制約条件も成立するようにすることで、より高精度に、作業ラインにおける各製品の作業順序を立案することができる。
各製品を各グループに分ける際に、各対象物に設定されている制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記２以上のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記２以上のグループに分けることで、最適解に近い条件が整う。それにより、最適解を探索する時間を短くすることができる。
なお、上記実施例では、制約条件として、同種類の製品を作業する場合の間隔について説明したが、それに限られない。作業ラインを流れる各製品の順序に関する他の制約条件についても、上記実施例に適用することができる。
例えば、「２台の同種類の車両まで連続して並べることを許す」という制約条件が考えられる。この制約条件は、右ハンドル車両と左ハンドル車両を交代に並べたいが、右ハンドル車両の台数が左ハンドル車両の台数よりも多く、右ハンドル車両が必要以上に連続することを防ぐことに着目した制約条件である。
または、部品を共有する台車には、部品が４個乗るものと仮定する。そして、その台車には、大きい部品は最大３個までしか乗らず、小さい部品は４個まで乗せることができるものと仮定する。この場合において、「３台の同種類の車両まで連続して並べることを許す」という制約条件が考えられる。その場合、大きい部品を乗せる車両にこの制約を設定すると、必ず台車には４個の部品を乗せることができる。
または、「連続する５台の車両の中に、同種類の車両は３台しか許さず、その３台が連続するかしないかは関係ない」という制約条件が考えられる。この制約条件は、部品棚には電気自動車用のパーツが常時最大３個しか置けない場合に、棚溢れを防ぐことができることに着目した制約条件である。
上記各例において、製品が、作業ラインで順に作業が行われる対象物の一例である。グループ作成部３０が、複数の対象物の各々に設定されている制約条件の種類に応じて、複数の対象物を複数のグループに分けるグループ作成部の一例である。順序算出部５０が、グループ内で、各対象物に設定されている制約条件が成立するように、対象物の順序を算出する順序算出部の一例である。
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。
（付記）
（付記１）
コンピュータに、
複数の対象物に対して順に作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には作業が行われる順序に関する制約条件が設定されている作業ラインについて、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分ける処理と、
前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する処理と、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。
（付記２）
前記順序を算出する際に、隣接するグループ間における各制約条件も成立するように、前記順序を算出することを特徴とする付記１に記載の作業計画立案プログラム。
（付記３）
前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける際に、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分けることを特徴とする付記１または付記２に記載の作業計画立案プログラム。
（付記４）
前記順序を算出する際に、数理計画ソルバーを用いることを特徴とする付記１から付記３のいずれか一項に記載の作業計画立案プログラム。
（付記５）
前記制約条件には、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める条件が含まれることを特徴とする付記１から付記４のいずれか一項に記載の作業計画立案プログラム。
（付記６）
複数の対象物に対して順に作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には作業が行われる順序に関する制約条件が設定されている作業ラインについて、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分け、
前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する、処理をコンピュータが実行することを特徴とする作業計画立案方法。
（付記７）
前記順序を算出する際に、隣接するグループ間における各制約条件も成立するように、前記順序を算出することを特徴とする付記６に記載の作業計画立案方法。
（付記８）
前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける際に、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分けることを特徴とする付記６または付記７に記載の作業計画立案方法。
（付記９）
前記順序を算出する際に、数理計画ソルバーを用いることを特徴とする付記６から付記８のいずれか一項に記載の作業計画立案方法。
（付記１０）
前記制約条件には、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める条件が含まれることを特徴とする付記６から付記９のいずれか一項に記載の作業計画立案方法。
（付記１１）
複数の対象物に対して順に作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には作業が行われる順序に関する制約条件が設定されている作業ラインについて、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分けるグループ作成部と、
前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する順序算出部と、備えることを特徴とする情報処理装置。
（付記１２）
前記順序算出部は、前記順序を算出する際に、隣接するグループ間における各制約条件も成立するように、前記順序を算出することを特徴とする付記１１に記載の情報処理装置。
（付記１３）
前記グループ作成部は、前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける際に、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分けることを特徴とする付記１１または付記１２に記載の情報処理装置。
（付記１４）
前記順序算出部は、前記順序を算出する際に、数理計画ソルバーを用いることを特徴とする付記１１から付記１３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
（付記１５）
前記制約条件には、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める条件が含まれることを特徴とする付記１１から付記１４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
１０ 製品データ格納部
２０ 制約条件格納部
３０ グループ作成部
４０ 順序生成部
５０ 順序算出部
６０ 出力部
１００ 情報処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ ＲＡＭ
１０３ 記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 表示装置

Claims (5)

  1. コンピュータに、
    複数の対象物に対して順に作業ラインにおいて作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には、前記複数の対象物に対する作業順序において、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める制約条件が設定されている場合において、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分ける処理と、
    前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する処理と、を実行させ、
    前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける処理は、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分ける処理であることを特徴とする作業計画立案プログラム。
  2. 前記順序を算出する際に、隣接するグループ間における各制約条件も成立するように、前記順序を算出することを特徴とする請求項１に記載の作業計画立案プログラム。
  3. 前記順序を算出する際に、数理計画ソルバーを用い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プログラム。
  4. 複数の対象物に対して順に作業ラインにおいて作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には、前記複数の対象物に対する作業順序において、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める制約条件が設定されている場合において、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分け、
    前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する、処理をコンピュータが実行し、
    前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける処理は、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分ける処理であることを特徴とする作業計画立案方法。
  5. 複数の対象物に対して順に作業ラインにおいて作業が行われ、前記複数の対象物の少なくとも一部には、前記複数の対象物に対する作業順序において、同じ作業が行われる２つの対象物の間に介在させる他の対象物の数を定める制約条件が設定されている場合において、前記複数の対象物の各々に設定されている前記制約条件の種類に応じて、前記複数の対象物を複数のグループに分けるグループ作成部と、
    前記複数のグループの各々において、各対象物に設定されている前記制約条件が成立するように、前記複数の対象物が前記作業ラインによって作業される順序を算出する順序算出部と、備え、
    前記グループ作成部は、前記複数の対象物を前記複数のグループに分ける際に、前記制約条件の種類が同じもの同士に同ラベルを付し、前記複数のグループ間でラベルの種類の偏りが減るように、各対象物を前記複数のグループに分けることを特徴とする情報処理装置。
JP2021117496A 2021-07-16 2021-07-16 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム Active JP7709024B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021117496A JP7709024B2 (ja) 2021-07-16 2021-07-16 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム
US17/691,166 US12008499B2 (en) 2021-07-16 2022-03-10 Information processing device, work planning method, and storage medium
EP22162119.6A EP4120160A1 (en) 2021-07-16 2022-03-15 Information processing device, work planning method, and work planning program
CN202210332670.8A CN115619113B (zh) 2021-07-16 2022-03-31 信息处理设备、作业计划方法及计算机可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021117496A JP7709024B2 (ja) 2021-07-16 2021-07-16 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023013367A JP2023013367A (ja) 2023-01-26
JP7709024B2 true JP7709024B2 (ja) 2025-07-16

Family

ID=80780742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021117496A Active JP7709024B2 (ja) 2021-07-16 2021-07-16 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12008499B2 (ja)
EP (1) EP4120160A1 (ja)
JP (1) JP7709024B2 (ja)
CN (1) CN115619113B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025029934A (ja) * 2023-08-22 2025-03-07 富士通株式会社 演算プログラム、演算方法、および情報処理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079124A1 (en) 2002-03-15 2003-09-25 Hitachi, Ltd. Automobile manufacturing line input order planning apparatus
JP2013218644A (ja) 2012-04-12 2013-10-24 Nippon Steel & Sumitomo Metal スケジューリング装置、スケジューリング方法およびコンピュータプログラム
JP2015146118A (ja) 2014-02-03 2015-08-13 富士通テレコムネットワークス株式会社 製造計画作成装置及び製造計画作成方法
WO2018198246A1 (ja) 2017-04-26 2018-11-01 富士通株式会社 生産計画生成装置、生産計画生成プログラム及び生産計画生成方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237508A (en) * 1989-08-10 1993-08-17 Fujitsu Limited Production control system
US5177688A (en) * 1989-12-01 1993-01-05 Texas Instruments Incorporated Assembly line balancer
US5347463A (en) * 1990-07-03 1994-09-13 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System and method for line production management
JPH0469137A (ja) 1990-07-11 1992-03-04 Toyota Motor Corp 混合生産ラインの生産計画立案方法
US5249120A (en) * 1991-01-14 1993-09-28 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Automated manufacturing costing system and method
US5630070A (en) * 1993-08-16 1997-05-13 International Business Machines Corporation Optimization of manufacturing resource planning
US6341240B1 (en) * 1997-07-28 2002-01-22 International Business Machines Corporation Method of allocating work in capacity planning
US5980084A (en) * 1997-11-24 1999-11-09 Sandia Corporation Method and apparatus for automated assembly
US6198980B1 (en) * 1998-11-06 2001-03-06 John Costanza Institute Of Technology System and method for designing a mixed-model manufacturing process
JP3705009B2 (ja) 1999-05-11 2005-10-12 Ｊｆｅスチール株式会社 生産計画作成方法
JP2001325016A (ja) * 2000-05-15 2001-11-22 Denso Corp 生産方法及び生産システム
JP2003091309A (ja) * 2001-07-11 2003-03-28 Class Technology Co Ltd 生産管理システムおよび生産管理方法
US7043820B2 (en) * 2001-07-27 2006-05-16 Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. Electric-component mounting system
US6829514B2 (en) * 2003-01-17 2004-12-07 Motorola, Inc. Balancing workloads in an electronics assembly factory
US8548838B1 (en) * 2005-09-28 2013-10-01 Kyyba, Inc. Method, software and/or process for optimizing the distribution of labor in a manufacturing environment
EP2033148A1 (en) * 2006-06-09 2009-03-11 Optimal Design SPRL Method for organising a manufacturing or assembling process
US7715936B2 (en) * 2006-08-25 2010-05-11 I-Factory Inc. System and method for the production of goods or products
US20090132319A1 (en) * 2007-11-21 2009-05-21 Maxager Technology, Inc. Method for generating an asset loading plan
JP5202177B2 (ja) * 2008-08-12 2013-06-05 株式会社日立製作所 生産計画立案方法、その実行プログラム及びその実行装置
CN107257987B (zh) * 2015-02-25 2021-04-20 西门子公司 根据包括多个生产步骤的生产计划制造产品的方法和制造设施
EP3451811B1 (en) * 2016-04-26 2023-02-01 Fujitsu Limited Production plan generation device, production plan generation method, and production plan generation program
US20180129192A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-10 Fujitsu Limited Job planning device and job planning method
JP6806890B2 (ja) * 2017-05-18 2021-01-06 ヤマハ発動機株式会社 生産管理装置
WO2018220744A1 (ja) * 2017-05-31 2018-12-06 株式会社日立製作所 生産計画作成装置、生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム
US20190139441A1 (en) * 2017-11-03 2019-05-09 Drishti Technologies, Inc. Contextual training systems and methods
JP6996323B2 (ja) * 2018-02-06 2022-01-17 トヨタ自動車株式会社 生産管理方法、生産管理システム及びプログラム
EP3540661A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-18 Siemens Industry Software Ltd. Method for balancing a production line
CN111582531A (zh) * 2019-02-19 2020-08-25 顺丰科技有限公司 模型创建方法和分配优化方法、装置、设备及存储介质
US20220122006A1 (en) * 2020-10-20 2022-04-21 Fujitsu Limited Production planning using optimization solver machines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003079124A1 (en) 2002-03-15 2003-09-25 Hitachi, Ltd. Automobile manufacturing line input order planning apparatus
JP2013218644A (ja) 2012-04-12 2013-10-24 Nippon Steel & Sumitomo Metal スケジューリング装置、スケジューリング方法およびコンピュータプログラム
JP2015146118A (ja) 2014-02-03 2015-08-13 富士通テレコムネットワークス株式会社 製造計画作成装置及び製造計画作成方法
WO2018198246A1 (ja) 2017-04-26 2018-11-01 富士通株式会社 生産計画生成装置、生産計画生成プログラム及び生産計画生成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
市来嵜 治，制約を用いた効果的な組立順序の導出方法に関する研究，日本経営工学会論文誌，Vol.70,No.2，公益社団法人日本経営工学会，2019年07月15日，p.72-80

Also Published As

Publication number Publication date
US12008499B2 (en) 2024-06-11
CN115619113A (zh) 2023-01-17
CN115619113B (zh) 2025-12-05
EP4120160A1 (en) 2023-01-18
US20230015306A1 (en) 2023-01-19
JP2023013367A (ja) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5946661A (en) Method and apparatus for identifying and obtaining bottleneck cost information
CN1173678A (zh) 对资源分配进行动态优化的设备、方法和介质
JP6536028B2 (ja) 発注計画決定装置、発注計画決定方法および発注計画決定プログラム
CN109429515A (zh) 生产线构成变更系统以及生产线构成变更方法
Brown A capacity constrained mathematical programming model for cellular manufacturing with exceptional elements
US9785918B2 (en) Predicting the severity of an active support ticket
JP7709024B2 (ja) 情報処理装置、作業計画立案方法、および作業計画立案プログラム
JP5911831B2 (ja) 生産管理装置および生産管理プログラム
Vaghefinezhad et al. A genetic algorithm approach for solving a flexible job shop scheduling problem
JP2009289056A (ja) 人員配置計画支援装置
Liang et al. Scheduling policies for a repair shop problem
Makki et al. An MCDM-based approach to compare the performance of heuristic techniques for permutation flow-shop scheduling problems
Yuniawan et al. Overall equipment effectiveness estimation for priority improvement in the production line
CN110147918A (zh) 用于零件盘点任务分配的方法和装置及存储介质
Vijaya Laxmi et al. Retrial inventory system with negative customers and service interruptions
Cheng et al. Computationally efficient approximate dynamic programming for multi-site production capacity planning with uncertain demands: C.-Y. Cheng et al.
Wegel et al. Developing a matheuristic for the integrated planning of a cold rolling steel plant
Ramya et al. Optimization of production cost for integrating job shop scheduling with production resources
JP7311270B2 (ja) スケジューリングシステム、スケジュール生成装置、および選好値計算装置、プログラム、並びにこれらの方法
US8185227B2 (en) Method and system for determining manufacturing throughput target
Zhang Expected time delay in multi‐item inventory systems with correlated demands
Tsigkas Successful Implementation
Vaez et al. Simultaneous scheduling and lot-sizing with earliness/tardiness penalties
Missaoui et al. Reinforcement learning based iterated greedy for parallel machine scheduling with weighted earliness tardiness
JP7746223B2 (ja) 生産計画作成装置、該方法および該プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250418

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20250418

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20250418

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: 20250603

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7709024

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150