JPH09109000A - 生産工程計画作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運用開始後に生産条件が大きく変化したため
に、制約条件の変更が必要になった場合でも、その制約
条件の変更を可能とする。 【解決手段】 複数の生産ラインにおいてそれぞれ種類
の異なる複数個の製品が同時平行的に生産される生産シ
ステムに適用されるもので、複数種類の制約条件（生産
要求量重視、納期重視等）を格納する制約条件格納部５
と、この制約条件格納部５に格納された制約条件から最
適な制約条件を選択する制約条件選択部４と、生産工程
計画を立案するときに制約条件に従って順序付けされる
基礎データ（生産能力、生産設備、段取り替え、製品情
報等）を格納するデータベース部３と、制約条件選択部
４によって選択された制約条件、データベース部に格納
されている基礎データ３、及び入力された製品毎の生産
要求量に基づいて生産工程計画を立案する生産工程計画
立案部１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の生産ライン
においてそれぞれ種類の異なる複数個の製品が同時平行
的に生産される生産システムに適用されるもので、制約
条件が変更された場合にも適用可能な生産工程計画作成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、人間の経験則に頼っていたプラス
チック成形プラントにおける生産工程の計画を、コンピ
ュータによって行う技術が開発されている。

【０００３】このような生産工程計画装置の一例とし
て、例えば特開平４−８１９６８号公報に開示された知
的計画支援システム、特開平２−２６７６６１号公報に
開示されたスケジュール作成支援方式がある。

【０００４】この従来の知的計画支援システムは、蓄積
装置内のルールを用いて、割り付けデータをスケジュー
リング表に割り当てていき、割り付け不能なデータが発
生した場合には、他に制御を渡して待機するスケジュー
リングロジックと、割り付け不能なデータが発生した場
合に、通信回路を介して既作成のスケジューリング表と
割り付け不能データとをスケジューリングロジックから
受け取り、これらを格納するワークメモリと、スケジュ
ーリングロジックから起動されることにより、ワークメ
モリの内容を読み込み、緩和すべき制約条件を決定し
て、該当時点で緩和すれば処理条件を満たすことが可能
な複数の制約条件を検出し、制約条件を緩和した結果の
スケジューリングを求めてこれをワークメモリに格納
し、スケジューリングロジックに通知する制約緩和シス
テムとを備えている。

【０００５】つまり、この知的計画支援システムは、あ
る制約条件をもとに自動的にスケジューリングを行い、
その制約が満たされない場合は、制約条件を緩和してス
ケジューリングを行い、計画を立案するものである。

【０００６】また、上記した従来のスケジュール作成支
援方式は、スケジューリング作業に必要なオブジェクト
及び順序制約並びにスケジューリング作業の作業結果等
を格納する記憶装置と、記憶装置内のオブジェクト、順
序制約及びスケジューリング作業の作業結果等の情報の
登録、参照、追加、変更及び可視化処理等を行う入出力
装置と、記憶装置内のオブジェクト及び順序制約並びに
利用者により指定された評価関数に基づいて順序化され
ていない順序対象オブジェクトの集合の中から最終オブ
ジェクトを選択し、順序化されていない順序化対象オブ
ジェクトの集合から当該最終オブジェクトを除去する機
能を有し、順序化されていない順序化対象オブジェクト
の集合が空集合になるまでその機能を繰り返してスケジ
ューリング作業の作業結果を記憶装置に出力する順序決
定手段とを備えている。

【０００７】つまり、このスケジュール作成支援方式
は、スケジューリングにおける順序制約について、対話
形式により利用者が制約条件を手入力するようにしたも
のである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の知的計
画支援システム及びスケジュール作成支援方式では、こ
れらのシステムを一旦導入した後は、スケジューリング
に必要な制約条件を利用者が任意に変更できない構成と
なっている。

【０００９】すなわち、現状の生産条件にあった制約条
件に基づいてスケジューリングを行うため、運用開始後
に生産条件が大きく変化した場合には、多大な時間をか
けて制約条件を作り直す必要があるといった問題があっ
た。

【００１０】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、運用開始後に生産条件が
大きく変化したために、制約条件の変更が必要になった
場合でも、その制約条件の変更を容易に行うことができ
る生産工程計画作成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の生産工程計画作成装置は、複数の生産ライ
ンにおいてそれぞれ種類の異なる複数個の製品が同時平
行的に生産される生産システムにおいて、複数種類の制
約条件を格納する制約条件格納部と、この制約条件格納
部に格納された制約条件から最適な制約条件を選択する
制約条件選択部と、生産工程計画を立案するときに制約
条件に従って順序付けされる基礎データを格納するデー
タベース部と、前記制約条件選択部によって選択された
制約条件と、前記データベース部に格納されている基礎
データと、入力された製品毎の生産要求量とに基づいて
生産工程計画を立案する生産工程計画立案部とを備えた
構成とする。また、前記制約条件選択部は、現状の制約
条件に基づいて立案された生産工程計画に不備がある場
合に、その不備を解消可能な制約条件を選択するように
構成する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の生産工程計画作成装置の
電気的構成を示すブロック図である。

【００１４】複数種類の製品の生産を生産機械別に自動
的に割り付けて生産工程計画を立案する生産工程計画立
案部１には、インターフェイスファイル２の出力と、デ
ータベース部３の出力とが導かれている。

【００１５】インターフェイスファイル２には、図示し
ない上位システムから出力された生産要求量のデータが
格納され、データベース部３には、生産工程計画を立案
するときに制約条件に従って順序付けされる基礎データ
が格納されている。

【００１６】また、生産工程計画立案部１は、制約条件
選択部４と双方向の接続となっており、制約条件選択部
４には、制約条件格納部５の出力が導かれている。ま
た、生産工程計画立案部１の出力は、画面表示や印字出
力を行う結果出力部６に導かれた構成となっている。

【００１７】制約条件格納部５には、複数種類の制約条
件が格納されている。また、制約条件選択部４は、制約
条件格納部５に格納された制約条件から最適な制約条件
を選択して、生産工程計画立案部１に出力するようにな
っている。

【００１８】ここで、データベース部３に格納されてい
る基礎データとは、生産能力、生産設備、段取り替え、
生産時間帯、製品情報、副資材情報、原料情報、使用工
具情報などの各種データのことである。

【００１９】また、制約条件格納部５に格納されている
制約条件は、本例では８種類あって、生産要求を重視し
た制約条件（これを、制約条件１という）、納期を重視
した制約条件（これを、制約条件２という）、在庫量を
重視した制約条件（これを、制約条件３という）、生産
設備を重視した制約条件（これを、制約条件４とい
う）、優先順位を重視した制約条件（これを、制約条件
５という）、段取り替えを重視した制約条件（これを、
制約条件６という）、ロット生産を重視した制約条件
（これを、制約条件７という）、平準化を重視した制約
条件（これを、制約条件８という）となっている。

【００２０】制約条件１は、各製品品番ごとの生産要求
量（受注量）に重点をおいた制約条件で、生産要求量の
多い製品を優先して製造するような工程計画を立案する
場合に用いられる。

【００２１】制約条件２は、生産要求のある各製品の納
期に重点をおいた制約条件で、納期の早い製品を優先し
て製造するような工程計画を立案する場合に用いられ
る。

【００２２】制約条件３は、各製品品番ごとの在庫量に
重点をおいた制約条件で、在庫量の少ない製品を優先し
て製造するような工程計画を立案する場合に用いられ
る。

【００２３】制約条件４は、各製品品番ごとの製造に必
要な設備に重点をおいた制約条件で、各製品品番ごとに
製造設備を固定して製造するような工程計画を立案する
場合に用いられる。

【００２４】制約条件５は、各製品品番ごとの優先度に
重点をおいた制約条件で、各製品品番の優先度の高い製
品を優先して製造するような工程計画を立案する場合に
用いられる。

【００２５】制約条件６は、製造における段取り替え時
間に重点をおいた制約条件で、段取り替え時間が最も短
くなるような工程計画を立案する場合に用いられる。

【００２６】制約条件７は、各製品品番ごとにロットま
とめすることに重点をおいた制約条件で、ロットにまと
めて工程計画を立案する場合に用いられる。

【００２７】制約条件８は、各生産設備の負荷を平準化
することに重点をおいた制約条件で、作業量のバランス
をとった工程計画を立案する場合に用いられる。

【００２８】制約条件選択部４では、制約条件格納部５
に格納されたこれら８種類の制約条件の中から、次に示
すような基準に従って、最適な制約条件を選択する。

【００２９】すなわち、現状の制約条件（例えば、制約
条件１）を使用して工程計画を立案した結果、納期の制
限が厳しくなっている場合には、納期を重視した制約条
件２に変更し、若しくは制約を追加する。また、在庫量
が必要以上に増加している場合には、在庫量を重視した
制約条件３に変更し、若しくは制約を追加する。

【００３０】また、製品を製造する設備を固定して作業
を簡略化したい場合には、生産設備を重視した制約条件
４に変更し、若しくは制約を追加する。また、利用者の
経験を生かした工程計画を立案する必要が生じた場合に
は、優先順位を重視した制約条件５に変更し、若しくは
制約を追加する。

【００３１】また、段取り替え時間が製造時間に対して
増加傾向にある場合には、段取り替えを重視した制約条
件６に変更し、若しくは制約を追加する。また、設備の
生産能力が不足しているために、同一品種の製品をロッ
トまとめして製造する必要が生じた場合には、ロット生
産を重視した制約条件７に変更し、若しくは制約を追加
する。また、設備の更新等により各生産設備の能力に大
きな違いが発生した場合には、平準化を重視した制約条
件８に変更し、若しくは制約を追加する。

【００３２】図２は、本発明の生産工程計画作成装置に
おいて工程計画を立案するときの全体的な動作の流れを
示したものである。

【００３３】すなわち、生産工程計画立案部１では、イ
ンターフェイスファイル２から読み込まれた生産要求量
のデータに基づき（ステップＳ１）、制約条件の変更の
有無を判断する（ステップＳ２）。そして、変更の必要
がある場合には、制約条件選択部４により制約条件格納
部５に格納されている制約条件から変更条件に合った制
約条件を求めて生産工程計画立案部１に入力する（ステ
ップＳ３）。生産工程計画立案部１では、制約条件選択
部４によって選択された制約条件と、データベース部３
に格納されている基礎データと、入力された生産要求量
データとに基づいて工程計画を立案する（ステップＳ
４）。そして、立案した工程計画が制約条件を満たして
いない場合には（ステップＳ５）、再びステップＳ２に
戻って制約条件の変更を行う。また、ステップＳ５にお
いて制約条件を満たしていると判断した場合には、その
立案結果を例えば画面等に表示して（ステップＳ６）、
工程計画の立案を終了する。

【００３４】次に、上記構成の生産工程計画作成装置に
ついて、具体的数値を示して動作説明を行う。ただし、
説明を簡略化するために、生産設備の号機台数を２台
（以下、１号機，２号機という）とする。また、現状の
制約条件は、生産要求量を重視した制約条件１であると
する。

【００３５】いま、製品Ａに対して１００個、製品Ｂに
対して５０個、製品Ｃに対して３０個、製品Ｄに対して
１０個、製品Ｅに対して８０個、製品Ｆに対して６０
個、製品Ｇに対して３０個、製品Ｈに対して５０個の生
産要求量を示すデータがインターフェイスファイル２に
格納されており、生産工程計画立案部１は、インターフ
ェイスファイル２に格納されているこれらの生産要求量
データに基づいて、図３に示すようなオーダの工程計画
を立案するものとする。

【００３６】ただし、図３において、品種ａと記された
製品Ａ，Ｂ，Ｆ，Ｈ間、及び品種ｂと記された製品Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｇ間では、製造する製品の変更に際して段取り
替え時間（段取時間）は発生しないものとする。

【００３７】生産工程計画立案部１では、この図３に示
すオーダに基づき、まず現状の制約条件である制約条件
１（生産要求量重視型）を用いて工程計画を立案する。
立案した工程計画を図４に示す。

【００３８】すなわち、生産要求量の最も多い製品Ａ
（１００個）を１号機の最初の製造品番として割り付
け、次に生産要求量の多い製品Ｅ（８０個）を２号機の
最初の製造品番として割り付ける。

【００３９】その結果、製品Ｅは製品Ａより２０時間早
く製造を終了することから、次に生産要求量の多い製品
Ｆ（６０個）は、２号機の次の製造品番として割り付け
る。このとき、製品Ｅと製品Ｆとは品種が異なる（製品
Ｅは品種ｂ、製品Ｆは品種ａ）ことから、製品Ｅと製品
Ｆとの間に１０時間（８０時間から９０時間まで）の段
取り替え時間が発生している。

【００４０】次に生産要求量の多い製品として、製品Ｂ
（５０個）と製品Ｈ（５０個）とがあるが、この場合、
本例ではアルファベットの若い方の製品を先に割り付け
ることとする。すなわち、次に生産要求量の多い製品Ｂ
（５０個）は、製品Ａが製品Ｆより５０時間早く製造を
終了することから、１号機の製品Ａの次の製造品番とし
て割り付ける。

【００４１】そして、次に生産要求量の多い製品Ｈ（５
０個）を割り付けるのであるが、このとき、１号機での
製品Ｂの製造終了時間と、２号機での製品Ｆの製造終了
時間とが同じ時間（共に１５０時間）となっている。こ
の場合、本例では号数の若い機械に優先的に割り付ける
こととする。

【００４２】すなわち、次に生産要求量の多い製品Ｈ
（５０個）は、１号機の製品Ｂの次の製造品番として割
り付ける。

【００４３】次に生産要求量の多い製品として、製品Ｃ
（３０個）と製品Ｇ（３０個）とがあるが、この場合も
アルファベットの若い方の製品を先に割り付けることと
する。この場合、製品Ｆは製品Ｈより５０時間早く製造
を終了することから、次に生産要求量の多い製品Ｃ（３
０個）は、２号機の製品Ｆの次の製造品番として割り付
ける。このとき、製品Ｆと製品Ｃとは品種が異なる（製
品Ｆは品種ａ、製品Ｃは品種ｂ）ことから、製品Ｆと製
品Ｃとの間に２０時間（１５０時間から１７０時間ま
で）の段取り替え時間が発生している。

【００４４】そして、次に生産要求量の多い製品Ｇ（３
０個）を割り付けるのであるが、このときも、１号機で
の製品Ｈの製造終了時間と、２号機での製品Ｃの製造終
了時間とが同じ時間（共に２００時間）となっているの
で、この場合には号数の若い１号機に、製品Ｈの次の製
造品番として割り付ける。このとき、製品Ｈと製品Ｇと
は品種が異なる（製品Ｈは品種ａ、製品Ｇは品種ｂ）こ
とから、製品Ｈと製品Ｇとの間に２０時間（２００時間
から２２０時間まで）の段取り替え時間が発生してい
る。

【００４５】その結果、製品Ｃは製品Ｇより５０時間早
く製造を終了することから、次に生産要求量の多い製品
Ｄ（１０個）は、２号機の製品Ｃの次の製造品番として
割り付ける。

【００４６】以上のようにして、図４に示す生産要求量
を重視した工程計画が立案されている。

【００４７】そして、この図４に示す工程計画では、製
品Ｄと製品Ｇに納期遅れが発生することになる。すなわ
ち、製品Ｄでは、図３の表に示された納期（１５０時
間）に対して、製造を終了するのが２１０時間であり、
差し引き６０時間の納期遅れを生じている。また、製品
Ｇでは、図３の表に示された納期（１９０時間）に対し
て、製造を終了するのが２５０時間であり、これも差し
引き６０時間の納期遅れを生じている。

【００４８】そこで、納期遅れをできるだけ発生させな
いようにするために、制約条件選択部４により、制約条
件を現状の制約条件１から制約条件２（納期重視型）に
切り替える。

【００４９】生産工程計画立案部１では、図３に示すオ
ーダに基づき、制約条件２（納期重視型）を用いて工程
計画を立案する。立案した工程計画を図５に示す。

【００５０】すなわち、納期の最も厳しい製品Ｄ（１５
０時間）を１号機の最初の製造品番として割り付け、次
に納期の厳しい製品Ｇ（１９０時間）を２号機の最初の
製造品番として割り付ける。

【００５１】次に納期の厳しい製品として、製品Ｃ（２
００時間）と製品Ｆ（２００時間）とがあるが、この場
合、本例ではアルファベットの若い方の製品を先に割り
付けることとする。すなわち、次に納期の厳しい製品Ｃ
（２００時間）は、製品Ｄが製品Ｇより２０時間早く製
造を終了することから、１号機の製品Ｄの次の製造品番
として割り付ける。

【００５２】その結果、製品Ｇは製品Ｃより１０時間早
く製造を終了することから、次に納期の厳しい製品Ｆ
は、２号機の製品Ｇの次の製造品番として割り付ける。
このとき、製品Ｇと製品Ｆとは品種が異なる（製品Ｇは
品種ｂ、製品Ｆは品種ａ）ことから、製品Ｇと製品Ｆと
の間に１０時間（３０時間から４０時間まで）の段取り
替え時間が発生している。

【００５３】その結果、製品Ｃは製品Ｆより６０時間早
く製造を終了することから、次に納期の厳しい製品Ｂ
（２１０時間）は、１号機の製品Ｃの次の製造品番とし
て割り付ける。このとき、製品Ｃと製品Ｂとは品種が異
なる（製品Ｃは品種ｂ，製品Ｂは品種ａ）ことから、製
品Ｃと製品Ｂとの間に１０時間（４０時間から５０時間
まで）の段取り替え時間が発生している。

【００５４】次に、納期の厳しい製品Ｈ（２２０時間）
を割り付けるのであるが、このとき、１号機での製品Ｂ
の製造終了時間と、２号機での製品Ｆの製造終了時間と
が同じ時間（共に１００時間）となっている。この場
合、本例では号数の若い機械に優先的に割り付けること
とする。

【００５５】すなわち、次に納期の厳しい製品Ｈ（２２
０時間）は、１号機の製品Ｂの次の製造品番として割り
付ける。

【００５６】その結果、製品Ｆは製品Ｈより５０時間早
く製造を終了することから、次に納期の厳しい製品Ｅ
（２４０時間）は、２号機の製品Ｆの次の製造品番とし
て割り付ける。このとき、製品Ｆと製品Ｅとは品種が異
なる（製品Ｆは品種ａ，製品Ｅは品種ｂ）ことから、製
品Ｆと製品Ｅとの間に２０時間（１００時間から１２０
時間まで）の段取り替え時間が発生している。

【００５７】その結果、製品Ｈは製品Ｅより５０時間早
く製造を終了することから、次に納期の厳しい製品Ａ
（２５０時間）は、１号機の製品Ｈの次の製造品番とし
て割り付ける。

【００５８】以上のようにして、図５に示す納期を重視
した工程計画が立案されている。

【００５９】図５に示す工程計画では、納期遅れは発生
していない。そのため、生産工程計画立案部１では、こ
の工程計画を結果出力部６に出力する。

【００６０】仮に、制約条件２を用いて立案した工程計
画に一つでも納期遅れが生じていた場合には、制約条件
選択部４により、制約条件を制約条件２から制約条件３
に切り替えて、再び工程計画の立案を行う。そして、こ
のような処理を順次行った結果、いずれかの制約条件を
用いて立案した工程計画が制約条件の全てを満たしてい
る場合には、その時点で立案した工程計画を最終的な工
程計画として結果出力部６に出力する。上記説明では、
図５に示す工程計画が最終的な工程計画となっている。

【００６１】なお、制約条件３〜制約条件８を用いて工
程計画を立案する場合の具体例については説明を省略し
ているが、上記した制約条件１及び制約条件２を用いて
工程計画を立案する場合と全く同様であるので、これら
を参照すれば工程計画の立案は容易である。

【００６２】生産条件、特にオーダの傾向は刻々と変化
していくので、その変化に対応した制約条件を用いて工
程計画を立案できることは、極めて重要なことである。

【００６３】

【発明の効果】本発明の生産工程計画作成装置は、複数
の生産ラインにおいてそれぞれ種類の異なる複数個の製
品が同時平行的に生産される生産システムにおいて、複
数種類の制約条件を格納する制約条件格納部と、この制
約条件格納部に格納された制約条件から最適な制約条件
を選択する制約条件選択部と、生産工程計画を立案する
ときに制約条件に従って順序付けされる基礎データを格
納するデータベース部と、前記制約条件選択部によって
選択された制約条件と、前記データベース部に格納され
ている基礎データと、入力された製品毎の生産要求量と
に基づいて生産工程計画を立案する生産工程計画立案部
とを備えた構成としたので、この生産工程計画作成装置
を導入した後でも、生産条件に合った制約条件にその都
度変更して、工程計画を立案することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の生産工程計画作成装置の電気的構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の生産工程計画作成装置において工程計
画を立案するときの全体的な動作の流れを示すフローチ
ャートである。

【図３】各製品の生産計画の一例を示す表である。

【図４】生産要求量重視型の制約条件を用いて立案した
工程計画を、時間軸を横軸にとって示した図である。

【図５】納期重視型の制約条件を用いて立案した工程計
画を、時間軸を横軸にとって示した図である。

【符号の説明】

１ 生産工程計画立案部 ２ インターフェイスファイル ３ データベース部 ４ 制約条件選択部 ５ 制約条件格納部 ６ 結果出力部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の生産ラインにおいてそれぞれ種類
   の異なる複数個の製品が同時平行的に生産される生産シ
   ステムにおいて、 複数種類の制約条件を格納する制約条件格納部と、 この制約条件格納部に格納された制約条件から最適な制
   約条件を選択する制約条件選択部と、 生産工程計画を立案するときに制約条件に従って順序付
   けされる基礎データを格納するデータベース部と、 前記制約条件選択部によって選択された制約条件と、前
   記データベース部に格納されている基礎データと、入力
   された製品毎の生産要求量とに基づいて生産工程計画を
   立案する生産工程計画立案部とを備えたことを特徴とす
   る生産工程計画作成装置。
2. 【請求項２】 前記制約条件選択部は、現状の制約条件
   に基づいて立案された生産工程計画に不備がある場合
   に、その不備を解消可能な制約条件を選択することを特
   徴とする請求項１記載の生産工程計画作成装置。