JPH02212053A - 機械加工ショップのスケジューリング処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばＮＣ機械等による加工ライン、組立て
ライン等で製品を製造するものにおいて、この生産管理
を行なう際に、資材計画後、所望の製品材料を複数の機
械により順次加工する複数の工程を経た後、製品を得る
機械加工ショップの加工スケジュールを作製する機械加
工ショップのスケジューリング処理装置に関する。

（従来の技術） 従来、ＮＣ機械による加工ラインにおいて、生産管理す
る詐に、資材計画後、作業日程計画を作製する機械加工
ショップののスケジューリングシステムは、個々のユー
ザー独自の事情に合わせ、専・用のプログラムか、又は
各作業場の熟練者等の人間系で行なわれていた。この場
合、与えられた複雑な条件下で最適なスケジュールを得
るには、その分野における“熟練者の経験的知識”に依
存せざるを得なかった。

ここで、−収約なスケジューリング方法としてディスパ
ッチング方法について説明する。第４図は、このディス
パッチング方法を用いた従来のスケジューリングシステ
ムのフローチャートである。まず、資材計画後、製造オ
ーダーの工程を展開して得られた各品目を製造するため
に必要な工程と、その順番及び各工程における作業時間
（段取り時間と実作業時間）等を作業オーダー入力部Ｅ
Ｅに入力する。

この作業オーダー入力部ＥＥに入力された作業オーダー
の作業時間を負荷として該当する機械加工ショップの複
数の機械に割付ける。この場合、算出された各機械の１
日毎の加工時間の累積値すなわち負荷を積む対象期間の
決め方には、最早開始日（部材が揃い、最も早く作業が
開始可能な期日）と、最遅開始日（納期遅れを起さない
最も遅い期日）の２つの方法がある。このどちらかの基
準日を選択して、工程別、期間別に負荷山積部ＦＦにお
いて、負荷を積み、これを負荷山積結果出力部ＧＧで棒
グラフとして出力する。そして、ステップＨＨにおいて
、負荷山積結果出力部ＧＧから出力された棒グラフに基
づいて負荷平準化の調整を行なう作業担当者は、工程単
位に積まれた期間別の負荷の平準化を行なうために、日
程の調整を行なう。これでも、作業を消化することがで
きない負荷については、工程能力の調整を行なう。

この：Ａ整の結果、得られた着可日より、後述するディ
スパッチングルールによるスケジューリング部ＩＩでス
ケジューリング処理を行なう。この場合のスケジューリ
ング処理は、時計を進めながら、実際の工程の流れをシ
ミュレートし、それぞれの工程の完成日時を求める。

ここで、ディスパッチングルールによるスケジューリン
グ部ＩＩの処理手順について説明する。

（１）着可日が来た工程をその工程の最初の機械加工を
するジョブ・ショップの待行列に積む。

（２）１つの工程の機械加工が終わったジョブ・ショッ
プは、加工していた工程を次の加工を行なうジョブ・シ
ョップの待行列に積み、自分の待行列の中から次に加工
する工程を選択する。この工程の選択は、ディスパッチ
ングルールに従って行なわれる。

このディスパッチングルールには次のようなものがある
。

ａ）Ｓｌルール・・・リードタイムの短い工程を優先し
て加工する。

ｂ）最早スラック・ジョブルール・・・納期までに待ち
時間に使える余裕が少ない工程を優先して加工する。

Ｃ）最早納期ルール・・・納期の早い工程を優先して加
工する。

ｄ）次工程負荷最少ジョブルール・・・次工程のジョブ
・ショップの待ち行列にある工程の負荷の合計が少ない
工程を優先する。

ｅ）ＦＩＦＯルール・・・先に待行列に着いた工程を優
先して加工する。

これらのルールによる優先順位付けを順次行ない、選択
対象が１工程に絞れたら、その工程を加工対象として決
定する。こうして、すべての工程の加工を決定したら、
作業日程表出力部ＪＪにより、製造品目別に作業日程表
を作製する。その結果、納期遅れ判断部ＫＫにおいて、
シミュレーション・スケジューリングで得られた各工程
の完成日時と、納期を比べ、納期が守れている品目につ
いては、スケジューリング決定部ＬＬで、スケジューリ
ング結果を作業日程として決定する。もし、納期遅れ判
断部Ｋ　Ｋにおいて、納期遅れを起していると判断され
ると、ステップＭＭに進み、ここで該当作業場の熟練者
が人間系でその対策をたて、調整を行なう。この３！Ｊ
整手法には、以下のようなものがある。

ア）着可日の変更・・・着可日を再設定する。

イ）リードタイムの短縮・・・標準に与えられているリ
ードタイムの余裕の部分を短縮させる。

つ）稼働時間の延長・・・残業や臨出によってジョブ・
ショップを稼働させる。

工）外注化・・・工程の一部または全部の工程を外注化
する。

オ）納期変更・・・納期内に生産することをあきらめ、
納期を遅らせる。

以上のような調整は、熟練者の“ノウハウ”により該当
工程に対して行なわれる。これに従い、再設定情報を、
作業オーダー入力部ＥＥへ入力して再度、負荷山積部Ｆ
Ｆ、負荷山積結果出力部ＧＧ、負荷平準化調整処理ステ
ップＨＨ，ディスパッチングルールによるスケジューリ
ング部ＩＩ。

作業日程表出力部ＪＪ、納期遅れの判断部ＫＫ。

２整処理ステップＭＭの一連の処理を行なう。そして、
すべての品目において納期が確保できるシミュレーショ
ン赤スケジューリング結果が得られるまでこれらの処理
を繰返し、納期遅れの判断部ＫＫにおいて、納期遅れが
ないという判断がでたら、スケジューリング決定部ＬＬ
でスケジュール結果を日程計画として決定する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べた従来のスケジューリングシステムでは、負荷
の平準化調整処理と、シミュレーション結果の調整処理
を、ユーザー独自に存在する“熟練者の知識”により依
存しており、最適スケジュールを作製する度に熟練者の
存在なしで得ることは困難である。

本発明は、最適スケジュールを作製する度に“経験熟練
者の知識″に依存することなく、最適スケジュールを得
ることができる機械加工ショップのスケジューリング処
理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ 本発明は、前記目的を達成するため、 所望の製品材料を複数の機械により順次加工する複数の
工程を経た後、製品を得る機械加工ショップにおいて、 この機械加工ショップで製作する製品名、前記複数の工
程毎に加工を行なう機械と、加工する順番、製品個数、
納期等の作業オーダーを入力可能な作業オーダー入力手
段と、 この作業オーダー入力手段で入力された製作個数から求
められる各機械毎の加工時間を期間単位毎の累積値を求
める負荷山積手段と、各機械の加工時間の累積値を平準
化する熟練者からの知識をルール化した負荷平準化知識
を格納した負荷平準化知識格納手段と、 この負荷平準化知識格納手段で格納された負荷平準化知
識に基づき、前記負荷山積手段で割付けられた各機械の
加工時間を期間単位毎に平準化する負荷調整手段と、 この負荷調整手段で平準化された各機械の作業時間を、
ディスパッチングルールにより、加工スケジュールを作
製するスケジューリング手段と、このスケジューリング
手段で作製された加工スケジュールと前記作業オーダー
入力手段に与えられた作業オーダーに与えられた納期と
を比較し、再スケジューリングの必要があるかどうかを
判断するスケジューリング終了判断手段と、スケジュー
ル結果の再設定を行なう熟練者からの知識をルール化し
た調整処理知識を格納してある調整処理知識格納手段と
、 前記スケジューリング終了判断手段から再スケジューリ
ングの必要が有ると判断されたとき、前記ａｍ処理知識
格納手段で格納されている調整処理知識を、ディスパッ
チングルールにより、加工スケジュールを再度作製する
ために前記スケジューリング手段に出力する２要処理手
段と、前記スケジューリング終了判断手段が再スケジュ
ーリングの必要が無いと判断したとき各機械における輝
適加工スケジュールとして決定するスケジュール決定手
段と からなるなるものである。

（作用） 本発明によれば、作業オーダー入力手段より作業オーダ
ーが入力されると、各機械毎に期間単位の加工時間の累
積値を求め、負荷平準化知識格納手段に格納されたルー
ルに従い、負荷平準化のための調整を負荷調整手段で行
ない、その結果をディスパッチングルールによるスケジ
ューリング手段で、ディスパッチングルールに従いスケ
ジューリングし、作業オーダー入力手段に与えられた納
期とスケジューリング結果の完了日時と比べて不具合が
生じており、スケジューリング終了判断手段で再スケジ
ューリングが必要であると判断された場合、調整処理知
識格納手段に格納されたルールに従い、調整処理手段で
前記不具合に対する調整を行ない、この調整後、再びデ
ィスパッチングルールによるスケジューリング手段でス
ケジューリングを行ない、スケジューリング終了判断手
段において、再スケジューリングが不要であると判断さ
れたら、スケジュール決定手段において最適スケジュー
ルとして決定される。

このように、従来最適スケジュールを作製する度に人間
系で行なわれている負荷平準化処理およびシミュレーシ
ョン結果の調整処理を、汎用的な形で経験的熟練者のノ
ウハウをルール化したエキスパートシステムとすること
により、最適スケジュールを作製する度に“経験的熟練
者の知識“に依存することなく、機械加工ショップの最
適スケジュールを得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は、本発明による機械加工ショップのスケジュ
ーリング処理装置の一実施例を示すブロック図であり、
これは、機械加工ショップで製作する製品名、前記複数
の工程毎の加工を行なう機械と、加工する順番、製品個
数、納期等の作業オーダーを入力可能な作業オーダー入
力手段Ａと、 この作声オーダー入力手段Ａで入力された製作個数に対
応した各機械の加工時間を期間単位毎例えば１０単位の
累積値を負荷として複数の機械に割付ける負荷山積手段
Ｂと、 各機械の加工時間の累積値を平準化する熟練者からの知
識を後述するルール（プロダクションルールと呼ばれる
ＩＦ　　条件　ＴＨＥＮ　　結論／行為型ルール）化し
た負荷平準化知識を格納した負荷平準化知識格納手段Ｃ
と、 この負荷平準化知識格納手段Ｃで格納された負荷平準化
知識に基づき、前記負荷山積手段Ｂで割付けられた各機
械の加工時間の累積値を平準化する負荷調整手段りと、 この負荷調整手段りで平準化された各機械の加工作業時
間を、前述したディスパッチングルールにより、加工日
程計画等のスケジュールを作製するディスパッチングル
ールによるスケジューリング手段Ｅと、 このスケジューリング手段Ｅで作製された加工日程計画
と作業オーダー入力手段Ａに入力された納期とを比較し
、再スケジューリングの必要があるかどうかを判断する
スケジューリング終了判断手段Ｈと、 スケジュール結果の再設定を行なう熟練者からの知識を
後述するルール（プロダクションルールと呼ばれるＩＦ
　　条件　ＴＨＥＮ　　結論／行為型ルール）化した調
整処理知識を格納してある調整処理知識格納手段Ｇと、 前記スケジューリング終了判断手段Ｈから再スケジュー
リングの必要が有ると判断されたとき、前記：Ｊ８整要
処理識格納手段Ｇで格納されている調要処理知識を、前
述のパッチングルールにより、加工日程計画を再度作製
するために前記スケジューリング部Ｅに出力する：Ａ整
処理手段Ｆと、前記スケジューリング終了判断手段Ｈが
再スケジューリングの必要が無いと判断したとき最適加
工日程計画、を決定するスケジュール決定手段Ｉとから
構成されている。

ここで、負荷平準化調整手段りについて第２図を参照し
て説明する。負荷山積部Ｂで負荷山積みされた作業オー
ダーは、１マシン取出し部Ｄ１、すべてのマシンについ
て調整が行なわれたかを判断するマシン終了判断部Ｄ２
、負荷率がある一定の期間内で１００％を越える時期が
あるか判断する負荷率判断部Ｄ３、負荷率が１００％を
越えている時期より前に負荷を積める空きがあるかとい
う判断を行なう負荷前だおし判断部Ｄ４、負荷率が１０
０％以内に収まるようにリードタイムの短縮又は外注に
出す処理を行なうリードタイム短縮化・外注化処理部Ｄ
６、負荷山積みの結果をマシン毎に棒グラフにしてみて
負荷の山を判断する負荷の山なだらか判断部Ｄ５、負荷
率が１００％をこえている期間の負荷をその期間より前
の空きに砧み変える負荷山崩し処理部Ｄ７とから構成さ
れている。

第２図において、ブロックＤ１〜Ｄ７は熟練者（専門家
）が負荷調整する際の思考単位を示している。第１図の
負荷平準化知識格納手段Ｃには、ブロックＤ２．Ｄ３．
Ｄ４．Ｄ５において、ＹＥＳ／Ｎｏの判断を下すための
ルール群が格納されている。ブロックＤ２．Ｄ３．Ｄ４
．Ｄ５で判断を行なう時に、前記負荷平準化知識格納手
段Ｃからルールを読込み、１つ１つのルールに対して真
であるか、偽であるかで確信度を持っていてその確信度
の合計によってＹＥＳ／Ｎｏの判断する。例えば、確信
度が８０％以上ならばＹＥＳと判断し、確信度の合計が
８０％未満ならばＮｏと判断する。

次に、シミュレーション結果の調整処理手段Ｆについて
第３図を参照して説明する。これは、第１図のケスジュ
ーリング終了判断手段Ｈからの加工日程と作業オーダー
入力手段Ａに与えられている納期とに差があるとき、納
期遅れを起している品目に対してリードタイムの短縮が
できるかを判断するリードタイム短縮可能判断部Ｆ１、
稼働時間の延長ができるかを判断する稼働時間延長可能
判断部Ｆ２、納期遅れを起している品目の全工程又は一
部が外注できるかを判断する外注化可能判断部Ｆ３、リ
ードタイムの短縮を行なうリードタイム再設定部Ｆ４、
時間外、休日出動等の処理を行なう稼働時間再設定部Ｆ
５、外注処理を行なう外注化部Ｆ６、現状の納期で製造
するのをあきらめ、納期を遅らせることができるかを判
断する納期変更判断部Ｆ７とから構成されている。

第３図において、ブロックＦ１〜Ｆ７は熟練者（専門家
）が負荷調整する際の思考単位を示している。第１図の
ｇａ処理知識格納手段Ｇには、ブロックＦｌ、Ｆ２．Ｆ
３において、ＹＥＳ／Ｎｏの判断を下すためのルール群
が格納されている。ブロックＦｌ、Ｆ２．Ｆ３で判断を
行なう時に、前記ｔＡ整処理知識格納手段Ｇからルール
を読込み、１つ１つのルールに対して真であるか、偽で
あるかで確信度を持っていてその確信度の合計によって
ＹＥＳ／Ｎｏの判断する。例えば、稼働時間延長可能判
断部Ｆ２に対して次の表に示すようなルールが第１図の
調整処理知識格納手段Ｇに格納されている。

表 全ルールについて真の確信度を合計し、８０％以上なら
ばＹＥＳと判断し、８０％未満ならばＮｏと判断する。

次に、以上のように構成された機械加工ショップのスケ
ジューリング処理装置の動作について説明する。いま、
負荷山積部Ｂにおいて、負荷山積処理後、１マシン取り
出し部Ｄ１で負荷山積みされた各機械毎に取出し、この
後負荷平準化知識格納手段Ｃから読み出したルールに基
づきマシン終了判断部Ｄ２で全機械について負荷平準化
調整が行なわれたかを判断する。もし、マシン終了判断
部Ｄ２で全機械について負荷平準化調整が行なわれなか
った場合には、負荷平準化知識格納手段Ｃから読み出し
たルールに基づき負荷率判断部Ｄ３において、各機械の
負荷率が１００％を越えたかどうかを判断し、越えてい
る機械に関しては、負荷平準化知識格納手段Ｃから読み
出したルールに基づき負荷の前だおし判断部Ｄ４で、負
荷の前だおしができるかを判断する。そして、前だおし
判断部Ｄ４で、負荷の前だおしができると判断された場
合には、この負荷の前だおしができる機械は、負荷山崩
し処理部Ｄ７で負荷の山崩し処理を行なう。

前記負荷の前だおし判断部Ｄ４で負荷率が１００％を越
えているが、その期間より前に空きがなく負荷の前だお
し処理のできない機械は、リードタイム短縮化・外注化
処理部Ｄ６でリードタイムの短縮又は外注の処理を行な
う。更に、負荷率判断部Ｄ３で１００％を越えていない
機械については、負荷平準化知識格納手段Ｃから読み出
したルールに基づき負荷の山はなだらかかを判断するな
だらか判断部Ｄ５で負荷重の判断を行ない、平準化でき
ないものは負荷山崩し処理部Ｄ７で負荷の平準化を行な
う。

前、記マシン終了判断部Ｄ１において、すべての機械に
ついて平準化が完了したと判断された場合には、ディス
パッチングルールによるスケジューリング部Ｅでスケジ
ューリングを行なう。このディスパッチングルールによ
るスケジューリング部Ｅでスケジューリングを行なった
結果を、スケジューリング終了判断手段Ｈに入力し、こ
こで作業オーダー入力手段Ａで入力された納期と比較し
納期遅れが発生しているかを判断し、もし納期遅れが発
生していたら、調整処理知識格納手段Ｇから読み出した
ルールに基づき、リードタイム短縮可能判断部Ｆ１でそ
の品目についてリードタイムが短縮できるかを判断する
。リードタイム短縮可能判断部Ｆ１でリードタイムが短
縮可能ならば、リードタイム再設定部Ｆ５でリードタイ
ムの短縮化を行ない、再びディスパッチングルールによ
るスケジューリング部Ｅでスケジューリングを行なう。

前記リードタイム短縮可能判断部Ｆ１において、リード
タイム短縮可能な品目がないと判断されたとき、調整処
理知識格納手段Ｇから読み出したルールに基づき、稼働
時間延長可能判断部Ｆ２で、稼働時間が延長ができるか
を判断し、延長可能なものは稼働時間再設定部Ｆ６で稼
働時間の延長を行ない、再びディスパッチングルールに
よるスケジューリング部Ｅでスケジューリングを行なう
。

前記稼働時間延長可能判断部Ｆ２において、稼働時間延
長が不可能なときは、調整処理知識格納手段Ｇから読み
出したルールに基づき、外注化可能判断部Ｆ３で、その
品目の全工程又は一部の工程が外注できるかを判断し、
外注化可能な品目は外注化部Ｆ６で外注処理を行ない、
再びディスパッチングルールによるスケジューリング部
Ｅでスケジューリングする。

前記外注化可能判断部Ｆ３で、その品目の全工程又は一
部の工程が外注できな、い場合には、作業オーダ入力手
段Ａで最初に与えられた納期で製造することをあきらめ
、納期を遅らせることができるかを判断し、可能な品目
は、納期再設定部Ｆ７で納期の変更処理を行ない、再び
ディスパッチングルールによるスケジューリング部Ｅで
スケジューリングを行なう。そして、前記スケジューリ
ング終了判断手段Ｈにおいて、納期遅れが発生していな
かったら、スケジューリングスケジューリング決定部Ｉ
において、スケジューリング結果を最適解としてスケジ
ュールを決定する。

以上述べた本発明の実施例によれば、従来ユーザーにお
いて機械加工ショップの最適加工日程を決定する度に、
該ユーザーで独自に存在する“熟練者の知識″に依存し
ていた負荷平準化処理およびスケジューリング結果の再
設定調整処理を、汎用的な形でその熟練者の知識をルー
ル化した工牛スパートシステムとして取込んだスケジュ
ーリング手段を構成することにより、最適スケジュール
を決定する度に熟練者に依存することなしに自動的に、
且つ効率的にスケジューリングの最適解を求めることが
でき、これにより生産性の大幅な向上が期待できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、最適スケジュールを作製する度に“経
験熟練者の知識″に依存することなく、最適スケジュー
ルを得ることができる機械加工ショップのスケジューリ
ング処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機械加工ショップのスケジューリング
処理装置の一実施例を説明するためのフローチャート、
第２図は第１図の負荷５１ｇ１部の構成および機能を説
明するためのフローチャート、第３図は第１図のスケジ
ューリング結果の調整処理部の構成および機能を説明す
るためのフローチャート、第４図は従来の機械加工ショ
ップのスケジューリングシステムの一例を説明するため
のフローチャートである。 Ａ・・・作業オーダー入力手段、Ｂ・・・負荷山積手段
、Ｃ・・・負荷平準化知識格納手段、Ｄ・・・負荷調整
手段、Ｅ・・・ディスパッチングルールによるスケジュ
ーリング手段、Ｆ・・・スケジューリング結果の調整処
理手段、Ｇ・・・調整処理知識格納手段、Ｈ・・・スケ
ジューリング終了判断手段、■・・・スケジュール決定
手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第４図 第１［１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 所望の製品材料を複数の機械により順次加工する複数の
   工程を経た後、製品を得る機械加工ショップにおいて、 この機械加工ショップで製作する製品名、前記複数の工
   程毎に加工を行なう機械と、加工する順番、製品個数、
   納期等の作業オーダーを入力可能な作業オーダー入力手
   段と、 この作業オーダー入力手段で入力された製作個数から求
   められる各機械毎の加工時間を期間単位毎の累積値を求
   める負荷山積手段と、 各機械の加工時間の累積値を平準化する熟練者からの知
   識をルール化した負荷平準化知識を格納した負荷平準化
   知識格納手段と、 この負荷平準化知識格納手段で格納された負荷平準化知
   識に基づき、前記負荷山積手段で割付けられた各機械の
   加工時間を期間単位毎に平準化する負荷調整手段と、 この負荷調整手段で平準化された各機械の作業時間を、
   ディスパッチングルールにより、加工スケジュールを作
   製するスケジューリング手段と、このスケジューリング
   手段で作製された加工スケジュールと前記作業オーダー
   入力手段に与えられた作業オーダーに与えられた納期と
   を比較し、再スケジューリングの必要があるかどうかを
   判断するスケジューリング終了判断手段と、 スケジュール結果の再設定を行なう熟練者からの知識を
   ルール化した調整処理知識を格納してある調整処理知識
   格納手段と、 前記スケジューリング終了判断手段から再スケジューリ
   ングの必要が有ると判断されたとき、前記調整処理知識
   格納手段で格納されている調整処理知識を、ディスパッ
   チングルールにより、加工日程計画を再度作製するため
   に前記スケジューリング手段に出力する調整処理手段と
   、 前記スケジューリング終了判断手段が再スケジューリン
   グの必要が無いと判断したとき各機械における最適加工
   スケジュールとして決定するスケジュール決定手段と、 からなる機械加工ショップのスケジューリング処理装置
   。