(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段工程における製品の製造計画を作成する製造計画作成方法であって、
製造計画作成対象の製品の注文情報の入力を受け付ける注文情報入力ステップと、
各注文情報に対応する各工程における母材の処理時間に基づいて、全母材の処理時間合計値が最長となるボトルネック工程と、該ボトルネック工程の次に全母材の処理時間合計値が長い次ボトルネック工程とを特定するボトルネック工程識別ステップと、
前記ボトルネック工程における母材の処理時間を昇順にソートし、ソートした母材の処理時間を積算した処理時間積算値を所定のロット分類条件値と比較することにより、各母材を複数の製造ロットに分類する製造ロット分類ステップと、
前記製造ロット分類ステップで分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索する製造ロット配置ステップと、
前記製造ロット配置ステップでの探索結果に基づいて製造計画を作成し出力する製造計画出力ステップと、
前記製造ロット配置ステップで前記ボトルネック工程での処理時間平均値が最短の製造ロットに分類された母材について、前記次ボトルネック工程における処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する第２製造ロット分類ステップと、
前記第２製造ロット分類ステップで分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記次ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索する第２製造ロット配置ステップと、
を含み、
前記製造計画出力ステップは、前記製造ロット配置ステップでの探索結果と、前記第２製造ロット配置ステップでの探策結果とに基づいて製造計画を作成し出力し、
前記製造ロット配置ステップおよび前記第２製造ロット配置ステップにおいて探索された前記製造ロットの処理順は、各工程共通の処理順であることを特徴とする製造計画作成方法。
【請求項２】
前記製造ロット配置ステップは、前記製造ロット分類ステップで分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索することを特徴とする請求項１に記載の製造計画作成方法。
【請求項３】
前記第２製造ロット配置ステップは、前記第２製造ロット分類ステップで分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記次ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索することを特徴とする請求項１に記載の製造計画作成方法。
【請求項４】
多段工程における製品の製造計画を作成する製造計画作成装置であって、
製造計画作成対象の製品の注文情報の入力を受け付ける注文情報入力手段と、
各注文情報に対応する各工程における母材の処理時間に基づいて、全母材の処理時間合計値が最長となるボトルネック工程と、該ボトルネック工程の次に全母材の処理時間合計値が長い次ボトルネック工程とを特定するボトルネック工程識別手段と、
前記ボトルネック工程における母材の処理時間を昇順にソートし、ソートした母材の処理時間を積算した処理時間積算値を所定のロット分類条件値と比較することにより、各母材を複数の製造ロットに分類する製造ロット分類手段と、
前記製造ロット分類手段により分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索する製造ロット配置手段と、
前記製造ロット配置手段による探索結果に基づいて製造計画を作成し出力する製造計画出力手段と、
を備え、
前記製造ロット配置手段により前記ボトルネック工程での処理時間平均値が最短の製造ロットに分類された母材について、前記次ボトルネック工程における処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する第２製造ロット分類手段と、
前記第２製造ロット分類手段により分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、各工程間の待機時間を含む全母材の処理時間合計値が最短となる、前記次ボトルネック工程での製造ロットの処理順を探索する第２製造ロット配置手段と、
を含み、
前記製造計画出力手段は、前記製造ロット配置手段による探索結果と、前記第２製造ロット配置手段による探策結果とに基づいて製造計画を作成し出力し、
前記製造ロット配置手段および前記第２製造ロット配置手段において探索された前記製造ロットの処理順は、各工程共通の処理順であることを特徴とする製造計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄鋼製品の製造ラインでの多品種の製造計画を作成する製造計画作成方法および製造計画作成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の工程を経て製造される多品種の製品の多段工程からなる製造ラインでは、特定の装置に予想外の負荷がかかったり、半製品の滞留が発生したり、装置の空き状態が発生したりする場合がある。このような背景から、特許文献１には、製造ラインにおいて生産性が最も低く物流および生産の障害となっているボトルネック工程を抽出して、そのボトルネック工程での最適な処理順を実用的な時間にて決定する製造計画計技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１９２０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、次工程の仕掛り数が少ない場合や自工程の仕掛り数が多い場合に、その工程がボトルネック工程とみなされているが、現時刻の仕掛り情報を初期値としているため、現時刻までの操業に故障や修理などの変動が含まれている場合には、真のボトルネック工程を見誤るおそれがある。また、この特許文献１記載の技術では、設備能力が劣る場合にその設備で処理される工程がボトルネック工程とみなされているが、その設備で処理されるプロダクトミックスが変化する場合には、真のボトルネック工程を見誤るおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、多段工程における製品の製造能率を向上させることが可能な製造計画を作成する製造計画作成方法および製造計画作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る製造計画作成方法は、多段工程における製品の製造計画を作成する製造計画作成方法であって、製造計画作成対象の製品の注文情報の入力を受け付ける注文情報入力ステップと、各注文情報に対応する各工程における母材の処理時間に基づいて、全母材の処理時間合計値が最長となるボトルネック工程と、該ボトルネック工程の次に全母材の処理時間合計値が長い次ボトルネック工程とを特定するボトルネック工程識別ステップと、前記ボトルネック工程における母材の処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する製造ロット分類ステップと、前記製造ロット分類ステップで分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、前記ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索する製造ロット配置ステップと、前記製造ロット配置ステップでの探索結果に基づいて製造計画を作成し出力する製造計画出力ステップと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る製造計画作成方法は、上記発明において、前記製造ロット配置ステップは、前記製造ロット分類ステップで分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、前記ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る製造計画作成方法は、上記発明において、前記製造ロット配置ステップで前記ボトルネック工程での処理時間平均値が最短の製造ロットに分類された母材について、前記次ボトルネック工程における処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する第２製造ロット分類ステップと、前記第２製造ロット分類ステップで分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、前記次ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索する第２製造ロット配置ステップと、を含み、前記製造計画出力ステップは、前記製造ロット配置ステップでの探索結果と、前記第２製造ロット配置ステップでの探策結果とに基づいて製造計画を作成し出力することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る製造計画作成方法は、上記発明において、前記第２製造ロット配置ステップは、前記第２製造ロット分類ステップで分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、前記次ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る製造計画装置は、多段工程における製品の製造計画を作成する製造計画作成装置であって、製造計画作成対象の製品の注文情報の入力を受け付ける注文情報入力手段と、各注文情報に対応する各工程における母材の処理時間に基づいて、全母材の処理時間合計値が最長となるボトルネック工程と、該ボトルネック工程の次に全母材の処理時間合計値が長い次ボトルネック工程とを特定するボトルネック工程識別手段と、前記ボトルネック工程における母材の処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する製造ロット分類手段と、前記製造ロット分類手段により分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、前記ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索する製造ロット配置手段と、前記製造ロット配置手段による探索結果に基づいて製造計画を作成し出力する製造計画出力手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る製造計画装置は、上記発明において、前記製造ロット配置手段により前記ボトルネック工程での処理時間平均値が最短の製造ロットに分類された母材について、前記次ボトルネック工程における処理時間に基づいて、各母材を複数の製造ロットに分類する第２製造ロット分類手段と、前記第２製造ロット分類手段により分類された製造ロットについて、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、前記次ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする製造ロットの処理順を探索する第２製造ロット配置手段と、を含み、前記製造計画出力手段は、前記製造ロット配置手段による探索結果と、前記第２製造ロット配置手段による探策結果とに基づいて製造計画を作成し出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る製造計画作成方法および製造計画作成装置によれば、多段工程における製品の製造能率を向上させることが可能な製造計画を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である製造計画作成システムが作成する製造計画の対象となる鉄鋼製品の製造ラインで行われる工程を例示する模式図である。
【図２】図２は、各工程の処理対象材を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である製造計画作成システムの全体構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、母材情報のデータ構成を例示する図である。
【図５】図５は、製品情報のデータ構成を例示する図である。
【図６−１】図６−１は、各工程設備諸元情報のデータ構成を例示する図である。
【図６−２】図６−２は、各工程設備諸元情報のデータ構成を例示する図である。
【図６−３】図６−３は、各工程設備諸元情報のデータ構成を例示する図である。
【図７】図７は、ロット分類条件のデータ構成を例示する図である。
【図８】図８は、ロット配置条件のデータ構成を例示する図である。
【図９】図９は、作業指示情報のデータ構成を例示する図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態である製造計画作成処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、ボトルネック工程識別処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、製造ロット分類処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、製造ロット配置処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の比較例の処理順を示すガントチャートである。
【図１５】図１５は、本発明の実施例の処理順を示すガントチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の実施例の処理順を示すガントチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である製造計画作成システムの構成およびその動作について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１５】
〔鉄鋼製品の製造ライン〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態である製造計画作成システムが製造計画を作成する対象となる鉄鋼製品の製造ラインについて説明する。但し、本発明が製造計画を作成する対象とする製造ラインは、図１に示す鉄鋼製品の製造ラインに限定されることはない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態である製造計画作成システムが作成する製造計画の対象となる鉄鋼製品である厚鋼板の製造ラインで行われる工程を示す模式図である。図１に示すように、この製造ラインＬでは、始めに、圧延機において厚鋼板に対する圧延工程Ｐ１が行われる。次に、切断機において厚鋼板を長手方向に切断する切断１工程Ｐ２が行われ、続いて、厚鋼板を幅方向に切断する切断２工程Ｐ３が行われる。その後、検査機において厚鋼板に対する検査工程Ｐ４が行われる。圧延機、切断機、検査機の各設備は、厚鋼板の搬送装置を介して連結されている。
【００１７】
なお、本実施の形態において、１つの母材から複数の製品が製造される場合がある。例えば、図２に例示するように、１つの母材（母材ＩＤ＝Ａ００１）から切断１工程および切断２工程を経て４つの製品（製品ＩＤ＝Ａ００１−０１，Ａ００１−０２，Ａ００１−０３，Ａ００１−０４）が製造される。本実施の形態では、各工程における処理は、母材ごとに一括して行われるものとする。すなわち、本実施の形態の製造計画の製造順は母材の処理順を単位として決定される。
【００１８】
〔製造計画作成システムの構成〕
次に、図３〜９を参照して、本発明の一実施形態である製造計画作成システムの構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態である製造計画作成システムの全体構成例を示すブロック図である。図４は、図３に示すデータベース１４に格納されている母材情報のデータ構成例を示す図である。図５は、図３に示すデータベース１４に格納されている製品情報のデータ構成例を示す図である。図６−１〜６−３は、図３に示すデータベース１４に格納されている各工程設備諸元情報のデータ構成例を示す図である。図７は、図３に示すデータベース１４に格納されているロット分類条件のデータ構成例を示す図である。図８は、図３に示すデータベース１４に格納されているロット配置条件のデータ構成例を示す図である。図９は、図３に示すデータベース１４に格納されている作業指示情報のデータ構成例を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、本発明の一実施形態である製造計画作成システム１０は、製造計画作成装置としての製造計画計算機１１と、端末１２と、製造装置１３と、データベース１４とを含み、端末１２、製造装置１３、およびデータベース１４が製造計画計算機１１と接続され互いにデータの送受を可能に構成されている。
【００２０】
製造計画計算機１１は、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの情報処理装置によって構成され、ＣＰＵ、更新記録可能なフラッシュメモリなどのＲＯＭやＲＡＭなどの各種メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体といった各種記録装置、通信装置、表示装置や印刷装置などの出力装置、入力装置などを備えている。製造計画計算機１１は、情報処理装置内部のＣＰＵなどの演算処理装置がメモリに記憶された製造計画作成プログラムを実行することによって、後述する製造計画作成処理を実行する。
【００２１】
端末１２は、例えばパーソナルコンピュータなどで実現され、製造計画計算機１１との間でデータ通信を行って、製造計画計算機１１が実行する製造計画作成処理の結果などを表示する。
【００２２】
製造装置１３は、板状鉄鋼製品である厚鋼板を製造するためのものであり、圧延機、切断機１、切断機２、検査機の他、前述の搬送装置などを含む。
【００２３】
データベース１４は、製造計画作成処理に用いるデータを記録・管理する。このデータベース１４は、後述の図１０に示す母材情報と、製品情報と、各工程設備諸元情報と、ロット分類条件と、ロット配置条件と、作業指示情報とを含む。
【００２４】
母材情報は、図４に示すように、各鉄鋼製品の母材に付与された固有の識別情報（母材ＩＤ）と、母材ＩＤに対応する母材の厚み、幅、長さ、重量、母材内製品枚数、代表納期（最早納期）とを含む。なお、母材内製品枚数とは、母材から製造される鉄鋼製品の数を意味する。代表納期（最早納期）とは、母材から製造される鉄鋼製品の納期のうちの最も早いものを意味する。
【００２５】
製品情報は、図５に示すように、各鉄鋼製品に付与された固有の識別情報（製品ＩＤ）と、製品ＩＤに対応する母材ＩＤ、鉄鋼製品の母材における長手位置、幅位置、鉄鋼製品の厚み、幅、長さ、重量、納期とを含む。なお、母材の長手位置とは、母材における長手方向の位置を意味し、例えば、長手方向の前方には１、長手方向の後方には２が設定される。母材における幅位置とは、母材の幅方向の位置を意味する。
【００２６】
各工程設備諸元情報は、図１に示す製造ラインＬの各工程に設けられた設備の処理能力に関する情報を設備諸元情報として格納している。具体的には、圧延工程Ｐ１についての設備諸元情報は、図６−１に示すように、圧延機で圧延可能な母材の寸法（厚み、幅、長さ）の範囲とその処理時間の情報を有し、母材寸法範囲（厚み、幅、長さ）と、圧延処理時間とを含む。切断１工程Ｐ２および切断２工程Ｐ３についての設備諸元情報は、図６−２に示すように、切断機で切断可能な母材についての処理時間の情報を有し、母材切断回数と、固定処理時間と、切断処理時間とを含む。なお、処理時間は、通過や先尾端処理などにかかる固定処理時間と、母材長や切断回数などによって変動する切断処理時間との和で算出される。検査工程Ｐ４についての設備諸元情報は、図６−３に示すように、検査機における処理時間の情報を有し、検査有無と、固定処理時間と、検査処理時間とを含む。なお、処理時間は、通過などに要する固定処理時間と、製造された製品長によって変動する検査処理時間との和で算出される。
【００２７】
ロット分類条件は、図７に示すように、製造ロットの分類と、対応するロット分類条件値（番号および条件内容を表す数値）とを含む。本実施例では、周知のＡＢＣ分析により、ある工程で処理される全母材を各母材の処理時間に応じて大ロット、中ロット、小ロットの３つの製造ロットに分類する。ある工程における大ロットとは、この工程で処理される母材のうち、処理時間が短く母材数が多いものの集合を意味する。小ロットとは、この工程で処理される母材のうち、処理時間が長く母材数が少ないものの集合を意味する。中ロットとは、それ以外の母材の集合を意味する。図７のロット分類条件値は、この工程における全母材を、その処理時間合計の７０％を占める大ロット（Ａ）と、この工程における全母材の処理時間合計の２０％を占める中ロット（Ｂ）と、この工程における全母材の処理時間合計の１０％を占める小ロット（Ｃ）とに分類することを示す。なお、この場合に大ロット、中ロット、小ロットの数の比率は、概ね７対２対１になる。
【００２８】
ロット配置条件は、後述の製造ロット配置処理の探索結果を意味し、図８に例示するように、ロット配置順と製造ロットの分類とを含む。ロット配置順とは、製造ロットの各分類に属する母材の集合の処理順を意味する。図８は、分類Ａ，Ｂ，Ｃの製造ロットが各々１ロットの場合に、分類Ｃの製造ロット（小ロット）に属する母材群、分類Ｂの製造ロット（中ロット）に属する母材群、分類Ａの製造ロット（大ロット）に属する母材群の順に処理すること示す。
【００２９】
作業指示情報は、後述する結果出力処理の結果に出力される製造計画を意味し、図９に例示するように、製造順と、母材ＩＤと、幅方向の切断回数と、長手方向の切断回数とを含む。
【００３０】
〔製造計画作成処理〕
このような構成を有する製造計画作成システム１０では、製造計画計算機１１が以下に示す製造計画作成処理を実行することによって、多段工程における製品の製造能率の向上させることが可能な製造計画を作成する。以下、図１０に示すフローチャートを参照して、製造計画作成処理を実行する際の製造計画計算機１１の動作について説明する。なお、以下に示す製造計画計算機１１の動作は、ＣＰＵがＲＯＭ内に記憶されている製造計画作成プログラムを実行することによって実現される。また、上述したように、実施の形態では、各工程の処理は、母材ごとに一括して行われる。すなわち、本実施の形態で作成される製造計画では、母材の処理順を単位に製造順が決定される。
【００３１】
図１０は、本発明の一実施形態である製造計画作成処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施の形態の製造計画作成処理は、注文情報入力処理、ボトルネック工程識別処理、製造ロット分類処理、製造ロット配置処理、第２製造ロット分類処理、第２製造ロット配置処理、および製造計画出力処理を含んでいる。なお、図１０に示すフローチャートは、例えば、オペレータが端末１２を操作することによって製造計画作成処理の実行を指示したタイミングで開始となり、製造計画作成処理はステップＳ１の処理に進む。
【００３２】
ステップＳ１の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４に格納されている母材情報と製品情報とを含む注文情報の入力を受け付ける。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ２の処理に進む。
【００３３】
ステップＳ２の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４に格納されている各工程設備諸元情報を参照して算出した処理対象の母材についての各工程での処理時間に基づいて、製造ラインＬにおいて製造能率が低く製造の妨げとなっているボトルネック工程と、ボトルネック工程の次に製造能率が低い次ボトルネック工程とを識別するボトルネック工程識別処理を行う。このボトルネック工程識別処理の詳細については、図１１に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ３の処理に進む。
【００３４】
ステップＳ３の処理では、製造計画計算機１１が、ボトルネック工程で処理される全母材を各母材の処理時間に応じて複数の製造ロットに分類する製造ロット分類処理を行う。本実施の形態では、製造計画計算機１１は、周知のＡＢＣ分析により、処理時間が短く母材数が多い大ロットと、処理時間が長く母材数が少ない小ロットと、それ以外の中ロットとの３つの製造ロットに母材を分類する。この製造ロット分類処理の詳細については、図１２に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ４の処理に進む。
【００３５】
ステップＳ４の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ３の処理で分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする最適な製造ロットの処理順を探索する製造ロット配置処理を行う。探索に際しては、４工程の離散事象シミュレーションを適用する。また、製造計画計算機１１は、探索結果をロット配置条件としてデータベース１４に格納する。この製造ロット配置処理の詳細については、図１３に示すフローチャートを参照して後述する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ５の処理に進む。
【００３６】
ステップＳ５の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ２で算出された全母材の各工程における処理時間の情報から、ステップＳ３の処理で分類されたボトルネック工程での大ロットに属する（最短処理時間かつ多数の）母材について、ステップＳ２の処理で識別された次ボトルネック工程における処理時間を抽出する。以下のステップＳ６，Ｓ７の処理では、このステップＳ５の処理で抽出された母材の処理時間に基づいた処理を行う。これは、例えば、ボトルネック工程の前工程から待機することなくボトルネック工程に移行している場合には、次ボトルネック工程により製造能率が制限されていると考えられることから、ボトルネック工程での大ロットに属する母材について、次ボトルネック工程での処理順の最適化を検討するための処理である。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ６の処理に進む。
【００３７】
ステップＳ６の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ５の処理で抽出されたボトルネック工程での大ロットに属する母材についての次ボトルネック工程での処理時間に応じて、ステップＳ３の処理と同様に、各母材を大ロット、中ロット、小ロットの３つの製造ロットに分類する第２製造ロット分類処理を行う。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ７の処理に進む。
【００３８】
ステップＳ７の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ４の処理と同様に、ステップＳ６の処理で分類された製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合について、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、次ボトルネック工程での処理時間合計値を最短とする最適な製造ロットの処理順を探索する第２製造ロット配置処理を行う。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、製造計画作成処理はステップＳ８の処理に進む。
【００３９】
ステップＳ８の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ７の処理で探索された最適な製造ロットの処理順に基づいて変更した注文情報に対応する母材の処理順について、さらに製造能率を改善できるか否かを判別する。例えば、後述するように、製造計画計算機１１は、ガントチャートなどを参照して製造能率の改善可否を判別する。判別の結果、能率改善が可能な場合には、製造計画計算機１１は、製造計画作成処理をステップＳ９の処理に進め、処理順を変更する。一方、能率改善が見込めない場合には、製造計画計算機１１は、製造計画作成処理をステップＳ１０の処理に進める。
【００４０】
ステップＳ１０の処理では、製造計画計算機１１が、注文情報に対応する母材の処理順（製造順）を含む製造計画を端末１２の表示装置などに出力する製造計画出力処理を行う。また、製造計画計算機１１は、製造計画を作業指示情報としてデータベース１４に格納する。これにより、ステップＳ１０の処理は完了し、一連の製造計画作成処理は終了する。
【００４１】
なお、ステップＳ４の処理で探索された最適な製造ロットの処理順に基づいて変更した注文情報に対応する母材の処理順についても、ステップＳ８〜Ｓ１０の処理と同様の処理を行うように構成してもよい。
【００４２】
〔ボトルネック工程識別処理〕
次に、図１１に示すフローチャートを参照して、上記ステップＳ２のボトルネック工程識別処理について説明する。図１１に示すフローチャートは、ステップＳ１の処理が完了したタイミングで開始となり、ボトルネック工程識別処理はステップＳ２０１の処理に進む。
【００４３】
ステップＳ２０１の処理では、製造計画計算機１１が、製造ラインＬの工程に付与された固有の識別情報（工程ＩＤ、本実施の形態では、例えば、０：圧延工程、１:切断１工程、２：切断２工程、３：検査工程）を初期化する。工程ＩＤは、例えば、本実施の形態では、０：圧延工程、１:切断１工程、２：切断２工程、３：検査工程とし、初期化の際に０を設定する。ここで設定された工程ＩＤに対応する工程が以降の処理の対象となる。これにより、ステップＳ２０１の処理は完了し、ボトルネック工程識別処理はステップＳ２０２の処理に進む。
【００４４】
ステップＳ２０２の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４に格納されている各工程設備諸元情報を参照して処理対象の母材についての各工程での処理時間を算出し、ステップ２０１の処理で設定された工程ＩＤに対応する工程について、注文情報に対応する全母材の処理時間を積算する。これにより、ステップＳ２０２の処理は完了し、ボトルネック工程識別処理はステップＳ２０３の処理に進む。
【００４５】
ステップＳ２０３の処理では、製造計画計算機１１が、全工程ＩＤについてステップＳ２０２の処理が終了したか否かを確認する。確認の結果、終了していない場合には、製造計画計算機１１は、ボトルネック工程識別処理をステップＳ２０４の処理に進め、工程ＩＤを１繰り上げたうえで、ステップＳ２０２の処理に戻す。一方、終了している場合には、製造計画計算機１１は、ボトルネック工程識別処理をステップＳ２０５の処理に進める。
【００４６】
ステップＳ２０５の処理では、製造計画計算機１１が、全工程について算出された処理時間積算値を降順にソートする。これにより、ステップＳ２０５の処理は完了し、ボトルネック工程識別処理はステップＳ２０６の処理に進む。
【００４７】
ステップＳ２０６の処理では、製造計画計算機１１が、処理時間積算値が最も大きい工程をボトルネック工程に決定し、処理時間積算値がこのボトルネック工程の次に大きい工程を次ボトルネック工程に決定する。これにより、ステップＳ２０６の処理は完了し、一連のボトルネック工程識別処理は終了する。
【００４８】
〔製造ロット分類処理〕
次に、図１２に示すフローチャートを参照して、上記ステップＳ３の製造ロット分類処理について説明する。図１２に示すフローチャートは、ステップＳ２の処理が完了したタイミングで開始となり、製造ロット分類処理はステップＳ３０１の処理に進む。
【００４９】
ステップＳ３０１の処理では、製造計画計算機１１が、ボトルネック工程での母材を対象として、これらの母材を処理時間の昇順にソートする。これにより、ステップＳ３０１の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３０２の処理に進む。
【００５０】
ステップＳ３０２の処理では、製造計画計算機１１が、処理時間積算値と処理時間平均値とを０に設定する。これにより、ステップＳ３０２の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３０３の処理に進む。
【００５１】
ステップＳ３０３の処理では、製造計画計算機１１が、処理対象の母材の処理時間を積算する。これにより、ステップＳ３０３の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３０４の処理に進む。
【００５２】
ステップＳ３０４の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４のロット分類条件を参照し、処理時間積算値がロット分類条件値の番号１に対応する数値以上になったかを確認する。本実施の形態では、ロット分類条件値の番号１に対応する数値は、処理時間積算値が全母材の処理時間合計の７０％となる大ロットを分類するためのものである。確認の結果、処理時間積算値がロット分類条件値の番号１に対応する数値未満の場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３０５に進め、母材順を１繰り上げたうえで、ステップＳ３０３の処理に戻す。一方、処理時間積算値がロット分類条件値の番号１に対応する数値以上になった場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３０６の処理に進める。
【００５３】
ステップＳ３０６の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ３０３の処理で算出された処理時間積算値から処理時間平均値（＝処理時間積算値／母材数）を算出し、この処理時間平均値を番号１のロット分類条件値に対応する大ロット（Ａ）の処理時間として設定する。そして、製造計画計算機１１は、処理時間積算値および処理時間平均値を０に設定する。これにより、ステップＳ３０６の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３０７の処理に進む。
【００５４】
ステップＳ３０７の処理では、製造計画計算機１１が、処理対象の母材の処理時間を積算する。これにより、ステップＳ３０７の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３０８の処理に進む。
【００５５】
ステップＳ３０８の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４のロット分類条件を参照し、処理時間積算値がロット分類条件値の番号２に対応する数値以上になったかを確認する。本実施の形態では、ロット分類条件値の番号２に対応する数値は、処理時間積算値が全母材の処理時間合計の２０％となる中ロットを分類するためのものである。確認の結果、処理時間積算値がロット分類条件値の番号２に対応する数値未満の場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３０９に進め、母材順を１繰り上げたうえで、ステップＳ３０７の処理に戻す。一方、処理時間積算値がロット分類条件値の番号２に対応する数値以上になった場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３１０の処理に進める。
【００５６】
ステップＳ３１０の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ３０７の処理で算出された処理時間積算値から処理時間平均値（＝処理時間積算値／母材数）を算出し、この処理時間平均値を番号２のロット分類条件値に対応する中ロット（Ｂ）の処理時間として設定する。そして、製造計画計算機１１は、処理時間積算値および処理時間平均値を０に設定する。これにより、ステップＳ３１０の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３１１の処理に進む。
【００５７】
ステップＳ３１１の処理では、製造計画計算機１１が、処理対象の母材の処理時間を積算する。これにより、ステップＳ３１１の処理は完了し、製造ロット分類処理はステップＳ３１２の処理に進む。
【００５８】
ステップＳ３１２の処理では、製造計画計算機１１が、データベース１４のロット分類条件を参照し、処理時間積算値がロット分類条件値の番号３に対応する数値以上になったかを確認する。本実施の形態では、ロット分類条件値の番号３に対応する数値は、処理時間積算値が全母材の処理時間合計の１０％となる小ロットを分類するためのものである。確認の結果、処理時間積算値がロット分類条件値の番号３に対応する数値未満の場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３１３に進め、母材順を１繰り上げたうえで、ステップＳ３１１の処理に戻す。一方、処理時間積算値がロット分類条件値の番号３に対応する数値以上になった場合には、製造計画計算機１１は、製造ロット分類処理をステップＳ３１４の処理に進める。
【００５９】
ステップＳ３１４の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ３１１の処理で算出された処理時間積算値から処理時間平均値（＝処理時間積算値／母材数）を算出し、この処理時間平均値を番号３のロット分類条件値に対応する小ロット（Ｃ）の処理時間として設定する。これにより、ステップＳ３１４の処理は完了し、一連の製造ロット分類処理は終了する。
【００６０】
なお、ステップＳ６の第２製造ロット分類処理は、上述したとおり、ステップＳ５の処理で抽出されたボトルネック工程での大ロットに属する母材についての次ボトルネック工程での処理時間に基づいて、上記と同様の処理を行うものである。これは、例えば、次ボトルネック工程により製造能率が制限されているために、ボトルネック工程の前工程から待機することなくボトルネック工程に移行している場合に、ボトルネック工程での大ロットに属する母材について、次ボトルネック工程での最適な処理順を探索するための処理である。
【００６１】
〔製造ロット配置処理〕
次に、図１３に示すフローチャートを参照して、上記ステップＳ４の製造ロット配置処理について説明する。図１３に示すフローチャートは、ステップＳ３の処理が完了したタイミングで開始となり、製造ロット配置処理はステップＳ４０１の処理に進む。
【００６２】
ステップＳ４０１の処理では、製造計画計算機１１が、製造ロット配置処理の対象の製造計画データとして、ステップＳ３の処理で分類された各製造ロットに属する母材数の比率を再現する母材の集合を設定する。本実施の形態では、大ロット（Ａ）の数と中ロット（Ｂ）の母材数と小ロット（Ｃ）の母材数とを７対２対１として、最小の母材数でこのプロダクトミックスを再現するよう、大ロット（Ａ）７枚、中ロット（Ｂ）２枚、小ロット（Ｃ）１枚からなる１０枚の母材を製造計画データとして設定する。これにより、ステップＳ４０１の処理は完了し、製造ロット配置処理はステップＳ４０２の処理に進む。
【００６３】
ステップＳ４０２の処理では、製造計画計算機１１が、ステップＳ４０１で設定した１０枚の母材の処理順の候補を最適化処理の対象（入力データ）として作成する。なお、１０枚の母材の処理順は、高々３６０通り（＝１０！／（７！×２！×１！））である。これにより、ステップＳ４０２の処理は完了し、製造ロット配置処理はステップＳ４０３の処理に進む。
【００６４】
ステップＳ４０３の処理では、製造計画計算機１１が、４工程の離散事象シミュレータにより、ステップＳ４０３で作成された処理順候補の全てについて、それぞれのボトルネック工程での処理時間合計値を算出する。ここで、各母材の処理時間は、ステップＳ３の処理で算出された各製造ロットの処理時間平均値を適用する。これにより、ステップＳ４０３の処理は完了し、製造ロット配置処理はステップＳ４０４の処理に進む。
【００６５】
ステップＳ４０４の処理では、製造計画計算機１１が、ボトルネック工程での処理時間合計値が最短となる処理順を最適解として決定する。これにより、ステップＳ４０４の処理は完了し、一連の製造ロット配置処理は終了する。
【００６６】
上記の製造ロット配置処理では、各母材の処理時間を製造ロットの処理時間平均値としているため、母材の処理順は、製造ロットの処理順として探索される。このように、高々３６０通りの処理順について、各製造ロットの処理時間平均値を用いてボトルネック工程での処理時間合計値を算出することで、ボトルネック工程での母材（製造ロット）の処理順の最適解を抽出できる。探索結果は、ロット配置条件としてデータベース１４に格納される。
【００６７】
なお、ステップＳ７の第２製造ロット配置処理は、上述したとおり、ステップＳ５の処理で抽出されたボトルネック工程での大ロットに属する母材についての次ボトルネック工程での処理時間に基づいて、上記と同様の処理を行う。これにより、例えば、次ボトルネック工程により製造能率が制限されているために、ボトルネック工程の前工程から待機することなくボトルネック工程に移行している場合にも、ボトルネック工程での大ロットに属する母材について、次ボトルネック工程での処理順を最適化できる。
【００６８】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である製造計画作成処理では、注文情報の母材を製造ロットに分類し、各製造ロットの処理時間平均値を各母材の処理時間として、最適な母材の処理順を製造ロット単位の処理順に簡略化して探索する。また、製造ロットに属する母材数の比率（プロダクトミックス）を再現する母材の集合を対象として、簡略化して最適な母材の処理順を探索する。これにより、現実的な時間内に、多段工程における製品の製造能率の向上させることが可能な製造計画を作成することができる。
【００６９】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者などによりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
【００７０】
〔実施例〕
図１４は、注文情報に対応する母材の処理順をランダムに決定した場合のガントチャートである。図１４の縦軸は製造ラインＬ上での位置を示し、縦軸値７付近が圧延工程Ｐ１、縦軸値５付近が切断１工程Ｐ２、縦軸値３付近が切断２工程Ｐ３、縦軸値１付近が検査工程Ｐ４に相当する。横軸は経過時間（秒）を示す。図１４に示すように、この場合の全母材の処理時間合計値は２２６０秒であった。
【００７１】
これに対し、図１５は、注文情報に対応する母材の処理順を、ボトルネック工程を考慮した上記ステップＳ４の処理で探索された最適処理順に基づいて決定した場合のガントチャートである。図１５に示す例では、ボトルネック工程は切断１工程Ｐ２と識別され、処理順は、切断１工程Ｐ２での小ロットに属する１枚、中ロットに属する２枚、大ロットに属する７枚の順である。この場合の全母材の処理時間合計値は２１００秒であり、図１４に示す例より製造能率が向上した。
【００７２】
ここで、このガントチャートは、各工程での処理、待機、移動の順に折れ線がつながった形態であるが、図１５に示す例では、切断１工程Ｐ２での大ロットのうちの処理順が後半の４本について、待機時間が短く（折れ線の傾きが大きく立っている）ほとんどないことがわかる。これは、切断１工程Ｐ２での大ロットに属する母材の間で、前工程の圧延工程Ｐ１がボトルネック工程となっていることを示す。なお、次ボトルネック工程は圧延工程Ｐ１と識別された。
【００７３】
また、図１６は、注文情報に対応する母材の処理順を、ボトルネック工程および次ボトルネック工程を考慮した上記ステップＳ７の処理で探索された最適処理順に基づいて決定した場合のガントチャートである。図１６に示す例は、図１５に示す例の切断１工程Ｐ２での大ロットに属する７枚について、次ボトルネック工程である圧延工程Ｐ１での処理順を最適化したものである。この場合の全母材の処理時間合計値は２０１０秒であり、図１５に示す例よりさらに製造能率が向上した。以上、図１４〜図１６に示すように、本実施の形態の製造計画作成処理により、製造能率を向上させる製造計画を作成できた。
【符号の説明】
【００７４】
１０  製造計画作成システム
１１  製造計画計算機
１２  端末
１３  製造装置
１４  データベース
Ｌ  製造ライン
Ｐ１  圧延工程
Ｐ２  切断１工程
Ｐ３  切断２工程
Ｐ４  検査工程
【図１】
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【図２】
0006036581.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0006036581.tif 000006
【図６−１】
0006036581.tif 000007
【図６−２】
0006036581.tif 000008
【図６−３】
0006036581.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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