(57)【要約】【課題】生産ライン設計の際に生産能力と設備投資費用を最適化する生産ライン設計支援装置を提供する。【解決手段】生産ライン計画情報から生産ライン動作をシミュレーションする生産シミュレーション部１１と、シミュレーション結果が目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を対策情報記憶部１５から選択して生産シミュレーション部へ出力する対策手段分析部１２からなり、対策手段分析部１２で選択された設備により再度シミュレーションを実行することで生産ラインの計画に対して生産能力と投資費用が最適となる設備を自動的に選択する。【選択図】図１
2006031360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および各設備を設置するために必要な投資費用の情報、前記設備と同種の設備における動作履歴の情報を元に、前記生産ラインの動作をシミュレーションして、前記生産ライン全体の生産能力および投資費用を求めるシミュレーション手段と、
前記生産ラインにおいて用いられる可能性のある設備の生産能力と当該設備の設置にかかる投資費用を関連付けして記憶した記憶手段と、
前記シミュレーションによって得られた前記生産ラインの生産能力および投資費用があらかじめ決められている前記生産ラインの目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を前記記憶手段の中から選択して前記シミュレーション手段へ出力する生産能力対策手段と、
を有することを特徴とする生産ライン計画支援装置。
【請求項２】
前記シミュレーション手段は、前記シミュレーションにおいて前記生産ラインにおける複数の工程ごとに生産能力を求め、
前記生産能力対策手段は、前記求められた工程ごとの生産能力から最も生産能力の低い工程に設置されている設備と同種の設備であって、当該設備の生産能力が変わる設備を前記記憶手段の中から選択することを特徴とする請求項１記載の生産ライン計画支援装置。
【請求項３】
前記シミュレーションの結果、前記目標生産能力および前記目標投資費用に達したか否かを判断する判断手段を有し、
前記生産シミュレーション手段は、前記生産能力対策手段から出力された前記設備の前記生産能力と前記投資費用の情報を元に前記生産ラインの動作をシミュレーションすることを、前記シミュレーションの結果が前記判断手段によって前記目標生産能力および前記目標投資費用に達したと判断するまで継続することを特徴とする請求項１または２記載の生産ライン計画支援装置。
【請求項４】
前記設備は、前記生産ラインを構成する各工程に設置された加工機、前記各工程の間に設置された搬送装置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の生産ライン計画支援装置。
【請求項５】
設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および投資費用の情報、前記設備と同種の設備における動作履歴の情報を元に、前記生産ラインの動作をシミュレーションして、前記生産ライン全体の生産能力および投資費用を求めるシミュレーション段階と、
前記シミュレーションによって得られた前記生産ラインの生産能力および投資費用があらかじめ決められている前記生産ラインの目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を選択する段階と、
前記シミュレーション段階における前記生産ライン上の設備を前記選択された設備に変更する段階と、
前記シミュレーションを再度実行する段階と、
を有することを特徴とする生産ライン計画支援方法。
【請求項６】
前記シミュレーション段階は、前記生産ラインにおける複数の工程ごとに生産能力を求め、
前記少なくとも一つの設備を選択する段階は、前記求められた工程ごとの生産能力から最も生産能力の低い工程に設置されている設備と同種の設備であって、当該設備の生産能力が変わる設備を選択することを特徴とする請求項５記載の生産ライン計画支援方法。
【請求項７】
前記シミュレーション後、前記求められた生産ライン全体の生産能力および投資費用が前記目標生産能力および前記目標投資費用に達したか否かを判断する段階を有し、前記目標生産能力および前記目標投資費用に達するまで、前記少なくとも一つの設備を選択する段階と前記シミュレーション段階を繰り返すことを特徴とする請求項５または６記載の生産ライン計画支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産ライン計画支援装置および生産ライン計画支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインを計画する際、ラインのレイアウトや工程バランスを各作業や公邸内での作業設備の動きをシミュレーションして検討することが行われている。
【０００３】
このようなシミュレーションを利用した従来の生産ライン設計支援方法としては、シミュレーションを行った結果から、設計者が必要とする稼働率などの生産能力をラインレイアウトに自動的にフィードバックして最適化する方法（特許文献１参照）、生産原価に着目してシミュレーションを行う方法（特許文献２参照）、ラインそのものの設備上の問題点を見つけ出してフィードバックする方法（特許文献３参照）などがある。
【特許文献１】特開２００３−４４１１５号公報
【特許文献２】特開平１１−８５８５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の生産ライン設計支援方法では、設備費用などのコストに対して、生産能力が見合うものかどうか、逆に、生産能力に対して設備が過剰となっていないかなど、コスト面での評価が満足にできていないという問題があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、生産ラインの設計に際して、生産能力に対する設備投資費用を最適化することのできる生産ライン設計支援装置、および生産ライン計画支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および各設備を設置するために必要な投資費用の情報、前記設備と同種の設備における動作履歴の情報を元に、前記生産ラインの動作をシミュレーションして、前記生産ライン全体の生産能力および投資費用を求めるシミュレーション手段と、前記生産ラインにおいて用いられる可能性のある設備の生産能力と当該設備の設置にかかる投資費用を関連付けして記憶した記憶手段と、前記シミュレーションによって得られた前記生産ラインの生産能力および投資費用があらかじめ決められている前記生産ラインの目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を前記記憶手段の中から選択して前記シミュレーション手段へ出力する生産能力対策手段と、を有することを特徴とする生産ライン計画支援装置である。
【０００７】
また上記目的を達成するための本発明は、設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および投資費用の情報、前記設備と同種の設備における動作履歴の情報を元に、前記生産ラインの動作をシミュレーションして、前記生産ライン全体の生産能力および投資費用を求めるシミュレーション段階と、前記シミュレーションによって得られた前記生産ラインの生産能力および投資費用があらかじめ決められている前記生産ラインの目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を選択する段階と、前記シミュレーション段階における前記生産ライン上の設備を前記選択された設備に変更する段階と、前記シミュレーションを再度実行する段階と、を有することを特徴とする生産ライン計画支援方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による生産ライン計画支援装置によれば、シミュレーション手段により生産ラインの動作をシミュレーションし、生産能力対策手段が、シミュレーション結果が目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を記憶手段の中から選択してシミュレーション手段へ出力することとしたので、生産ラインの計画に対して生産能力と投資費用が最適となる設備が自動的に選択されるようになる。
【０００９】
本発明による生産ライン計画支援方法によれば、生産ラインの動作をシミュレーションし、その結果が目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な生産能力および／または投資費用となる少なくとも一つの設備を選択して、生産ラインの構成をその設備に変更後、再びシミュレーションを行うこととしたので、生産ラインの計画に対して生産能力と投資費用が最適となる設備が自動的に選択されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明を適用した一実施形態の生産ライン設計支援装置を説明するためのブロック図である。
【００１２】
この生産ライン設計支援装置１は、大別して、生産ラインとして計画された様々な情報からシミュレーションを実行する生産シミュレーション部１１と、シミュレーション結果を分析して、対策案を出力する対策手段分析部１２と、シミュレーションおよび結果分析に必要な様々なデータを記憶した記憶部（計画情報記憶部１３、保全情報記憶部１４、対策情報記憶部１５、設備価格原単位記憶部１６）と、シミュレーションの終了を判断するためのシミュレーション結果判断部１７とからなる。
【００１３】
なお、この生産ライン設計支援装置１には、図示しないキーボードやマウスなどの入力装置やディスプレイやプリンタなどの出力装置が接続されている。また、実質的には、コンピュータであり、後述する機能を実現するためのプログラムが実行されることで動作する。また、各部については、一つのコンピュータでの処理により機能させるものであってもよいし、別々のコンピュータがネットワークによって接続されることにより各部の機能が実施されるものであってもよい。
【００１４】
以下生産ライン設計支援装置１の機能について詳細に説明する。
【００１５】
生産シミュレーション部１１は、シミュレーション手段であり、設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および各設備を設置するために必要な投資費用の情報、各設備と同種の設備における動作履歴の情報を元に、生産ラインの動作をシミュレーションして、生産ライン全体の生産能力および投資費用を求める。
【００１６】
この生産シミュレーション部１１は、シミュレーション条件の変更を行うシミュレーション条件変更部２１と、計画情報およびシミュレーション条件変更部２１によって設定されたシミュレーション条件に応じてシミュレーションを実行する生産シミュレーション実行部２２とからなる。
【００１７】
シミュレーション条件変更部２１は、対策手段分析部１２からの対策案に応じてシミュレーション条件を変更する。なお、シミュレーション条件変更部２１においては、ユーザーが任意に生産ラインのシミュレーション条件を設定、変更することができるようにしてもよい。
【００１８】
生産シミュレーション実行部２２は、計画情報記憶部１３内の計画情報とシミュレーション条件変更部２１によって変更されたシミュレーション条件から、生産ラインのモデル化を行い、保線情報記憶部１４内の保全情報である、各設備と同種設備における動作履歴の情報を基にして生産ラインによる生産開始（原材料投入など）から出荷までの生産をシミュレーションする。
【００１９】
ここで計画情報には、設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および投資費用の情報が含まれている。また、シミュレーション条件は、後述するように、対策手段分析部１２からの対策案のパラメータにとして提供される変更後の設備の生産能力および投資費用の情報が含まれている。したがって、生産シミュレーション実行部２２では、このシミュレーション条件変更部２１からの指示により変更されたパラメータに従って生産ラインのモデル化を行い生産シミュレーションを行う。
【００２０】
ここで行われる生産シミュレーションにおいては、後述する対策分析に必要な項目のシミュレーション結果として、少なくとも生産ライン全体の生産能力、工程ごとの生産能力、生産ライン全体の投資費用、工程ごとの投資費用が出力される。より具体的には、たとえば、生産ライン全体および工程間の搬送能力（搬送機械がある場合には各搬送機械の搬送能力）、各工程における稼働率、各工程における自責率（自工程が原因で停止した割合）、各工程における他責率（他の工程の停止により停止した割合）、各工程のフルワーク／ワーク待ち時間、各工程の生産率（単位時間当たりの工程ごとの通過数）などであり、これらから、生産ライン全体の生産応力と工程ごとの生産能力が算出されている。一方、投資費用はシミュレーションを行った生産ラインモデル全体の設備投資費用および各工程の設備投資費用、工程間搬送装置の設備投資費用などである。
【００２１】
なお、生産ラインモデルの作成の際には、生産シミュレーション実行部２２によるモデル化が終了後、いったん処理を停止させ設計者（計画部署）による任意の変更も可能である。
【００２２】
このような生産シミュレーションは、既存の生産シミュレーターソフトを用いればよく、たとえば、Ｗｉｔｔｎｅｓｓ（株式会社ＣＲＣソリューションズ製）などがある。
【００２３】
生産シミュレーション実行部２２による生産シミュレーションの終了は、判断手段であるシミュレーション結果判断部１７によって行われる。生産シミュレーション終了の判断は、設定されたシミュレーション条件で目標に到達したか、および／または設定された所定回数生産シミュレーションを実行したかなどである。ここで生産目標とは、あらかじめ計画部署によって決められたその生産ラインの目標生産能力および目標投資費用である。そしてこの生産目標に達したシミュレーション結果が出た場合には、その時点でシミュレーションを終了する。また、所定回数は、後述する対策案による生産条件変更後に行われる生産シミュレーションの回数である。これは、後述する対策案による変更とそれを反映させたシミュレーションを繰り返し実行しても、生産目標に到達しない場合に備えて、任意の所定回数シミュレーションを実行させた時点で処理を終了させるために設けたものである。したがって、このような所定回数は、必ず到達するような生産目標を設定することで設定しないようにしてもよい。必ず到達するような生産目標は、たとえば生産目標の値をこれまでの経験から必ず起こりうるような値にしたり、シミュレーション結果が必ずその範囲内に入るような幅の大きな生産目標値を設定したりするなどである。
【００２４】
シミュレーション結果判断部１７は、シミュレーション終了と判断した時点で、それまでに行われた生産シミュレーションの結果を実施結果レポート５３として出力する。一方、生産シミュレーションが終了条件に満たない場合には、終了判断を行った生産シミュレーションの結果を対策手段分析部１２へ伝える。なお、生産シミュレーションの結果は、生産シミュレーション部１１内またはシミュレーション結果判断部１７内に設けられている記憶手段（通常のコンピュータが備えている記憶手段である（不図示））にそれぞれの生産シミュレーションの終了ごとに記憶される。
【００２５】
対策手段分析部１２は、生産能力対策手段であり、シミュレーションによって得られた生産ラインの生産能力および投資費用があらかじめ決められている前記生産ラインの目標生産能力および目標投資費用に近くなるようにするために必要な少なくとも一つの設備を前記記憶手段の中から選択して、その結果を生産シミュレーション部１１へ出力する。対策手段分析部１２は、ボトルネック工程分析部３１と対策項目選択部３２からなる。ボトルネック工程分析部３１は、生産シミュレーションの結果から、生産ライン上で最も時間が遅くなっている工程を検索する。対策項目選択部３２は、生産ラインの生産能力および投資費用の問題点を分析してその分析結果に応じた対策案を出力する。
【００２６】
出力された対策案は、生産シミュレーション条件として再度シミュレーション条件変更部２１へ渡される。シミュレーション条件変更部２１では、対策案の内容となるようにシミュレーション条件を変更して、シミュレーション実行部２２に変更された内容を渡す。シミュレーション実行部２２では、これにより変更された設備などを用いて再度生産ラインのモデル化を行い再び生産シミュレーションが実行される。
【００２７】
計画情報記憶部１３は、生産ラインの計画情報を計画部署５２から入力されて記憶する。計画情報は、少なくとも設計される生産ラインに設けられる複数の設備における各設備の生産能力および投資費用の情報ある。また、この他に、生産ラインの長さ、ライン最大速度、各加工機の種類、加工機の数、各加工機の諸元、各加工機の生産能力、計画予算、計画稼働率、材料原価、出荷価格などもきおくされている。
【００２８】
保全情報記憶部１４は、生産ライン上で使用される可能性のある様々な設備について、その動作履歴の情報を記憶している。動作履歴の情報は、たとえば、過去の故障履歴（故障率）やメンテナイスが必要となる稼動回数や必要停止時間などの保全に必要な情報などである。
【００２９】
対策情報記憶部１５は、記憶手段であり、生産ラインにおいて用いられる可能性のある設備の生産能力と当該設備の設置にかかる投資費用を関連付けして記憶している。詳細は後述するが、機械の種類とその生産能力、および投資費用が、対策案としてあらかじめ関連付けされたテーブルデータとして記憶されているものである。
【００３０】
設備価格原単位記憶部１６は、生産ラインで使用される可能性のある様々な設備についてその購入原価（設備費）と設備の生産能力、同様の工程を行うことのできる設備同士における設備費の差額、生産能力の差（アップ率）などを記憶している。
【００３１】
この生産ライン設計支援装置１に入力される計画情報５１は、生産ライン設計支援装置１外の計画部署５２において立案される。計画部署５２は、たとえば、新たな生産ラインの設計を行い、また実施結果レポート５３を参考に設計変更など行って計画情報５１を立案している。
【００３２】
以下、この生産ライン設計支援装置の作用を説明する。
【００３３】
まず、ボトルネック工程の分析について説明する。図２はボトルネック工程の処理手順を示すフローチャートであり、図３はボトルネック工程分析を説明するための説明図である。
【００３４】
生産ラインは、通常、複数の工程によって成り立ち、各工程間を製造途中のワークが搬送されている。この生産ラインおいて、その生産能力を左右する一つの因子としてボトルネック工程がある。
【００３５】
ボトルネック工程ができる原因は、大別して、工程における設備の生産能力に起因した設備能力ボトルネック、工程に受け入れるワークを待つために生じる搬送能力ボトルネックである。
【００３６】
ボトルネック工程の分析では、設備能力ボトルネック工程の有無、搬送能力ボトルネック工程の有無を見つけ出すことを行う。
【００３７】
以下、ボトルネック工程分析部３１における処理を図２を参照して説明する。
【００３８】
まず、工程数をカウントするための変数Ｎを０クリアする（Ｓ１）。なお、生産ラインにおける工程数は、第１工程から第ｎ工程までとする。
【００３９】
続いて、変数Ｎをインクリメントする（Ｓ２）。
【００４０】
続いて、生産シミュレーション結果から工程Ｎにおける稼働率と自責率を加算し、その結果を第１結果Ａ１（Ｎ）とする（Ｓ３）。同じく生産シミュレーション結果から、工程Ｎにおけるワーク待ちとフルワークの比（ワーク待ち／フルワーク）を算出し、その結果を第２結果Ａ２（Ｎ）とする（Ｓ４）。
【００４１】
続いて、変数Ｎが最終工程であるｎに達したか否かを判断する（Ｓ５）。
【００４２】
ここで、最終工程に達していなければ、ステップＳ２へ戻り移行の処理を継続する。一方、最終工程ｎに達していれば、第１結果Ａ１（Ｎ）が最も大きい工程を抽出して設備能力ボトルネック工程とする（Ｓ６）。また、同じく第２結果Ａ２（Ｎ）が１未満から１以上に変化している工程（すなわち、ワーク待ち＜フルワークからワーク待ち≧フルワークとなる工程）を抽出して搬送能力ボトルネック工程とする（Ｓ７）。
【００４３】
最後に抽出された両ボトルネック工程を対策項目選択部３２へ出力して処理を終了する（Ｓ８）。
【００４４】
図３は、モデルとする生産ラインにおけるシミュレーション結果のうち、各工程の実稼動率、自責率、フルワーク率（全稼働率に対するフルワークであった割合）、ワーク待ち率（全稼働率に対するワーク待ちであった割合）の一例を示すグラフである。なお、図においては、生産ライン全体の稼働率を１００％としている。
【００４５】
この例の場合、上記処理により工程２０が、実稼働率と自責率を加算した値が最も高いので、この工程２０が設備能力ボトルネック工程となる。これは、この工程２０が全稼働率のうち最も多く稼動いているかまたは自工程が原因で停止していることを示している。このため、生産能力の余裕が他の工程と比較して少なく、この工程に生産能力を超えたワークが来るとそれ以上の生産ができなくてボトルネックとなるか、または自責が高いために止まっている時間がなくボトルネック工程となっているのである。
【００４６】
同様に、工程４０では、工程４０と工程５０の間でフルワーク率よりワーク待ち率が多くなってその比率が逆転しているため、この工程４０を搬送能力ボトルネック工程となる。これは、工程４０においてフルワークになるまで搬送されるにもかかわらず、次工程の工程５０ではワーク待ちが多くなっていることから、その間の搬送装置に問題がありボトルネックとなっているのである。
【００４７】
なお、設備能力ボトルネック工程と搬送能力ボトルネック工程が同一工程であった場合、いずれか一方は無視するようにしてもよい。
【００４８】
次に対策項目選択について説明する。図４は、対策項目選択処理の手順を示すフローチャートである。以下、対策項目選択部３２における処理を説明する。
【００４９】
まず、生産シミュレーションの結果から、生産ライン全体の稼働率と計画稼働率を比較する（Ｓ１１）。ここで、稼働率が計画稼働率を超えていれば、続いて、シミュレーションを行った生産ラインモデルからその生産ラインの設備費と計画予算を比較し（Ｓ１２）、設備費が計画予算を超えていれば対策ゾーンＩ（詳細後述）とする（Ｓ１３）。一方、設備費が計画予算を超えていなければ対策ゾーンＩＩ（詳細後述）とする（Ｓ１４）。
【００５０】
ステップＳ１１において、稼働率が計画稼働率を超えていなければ、続いて、シミュレーションを行った生産ラインモデルからその生産ラインの設備費と計画予算を比較し（Ｓ１５）、設備費が計画予算を超えていれば対策ゾーンＩＩＩ（詳細後述）とする（Ｓ１６）。一方、設備費が計画予算を超えていなければ対策ゾーンＩＶ（詳細後述）とする（Ｓ１７）。
【００５１】
各対策ゾーンの分類後、下記の条件により対策一覧テーブル（詳細後述）から最適な対策案を一つ選択する（Ｓ２１）。対策案の選択は、ボトルネック工程における設備対策、および対策ゾーンによる対策である。
【００５２】
続いて、対策による設備費変動を計算して（Ｓ２２）、シミュレーション条件変更部２１へ対策案によって得られるシミュレーション条件のパラメータを出力して（Ｓ２３）、処理を終了する。
【００５３】
図５は、対策案のゾーン分けについて説明するための説明図である。この図は、縦軸にライン稼働率、横軸に設備費をとったマトリックスであり、最も計画稼働率と計画予算に近づけるために、対策ゾーンＩ〜ＩＶまで４つのゾーン分けがなされている。対策は最終的にこの図における目標ゾーンに近づくように対策を立てることになる。
【００５４】
対策ゾーンＩは、ライン能力があるが予算のオーバーとなっている領域である。このゾーンになった場合（ステップＳ１３の場合）、その対策は、計画稼働率を維持できる範囲で、仕様を削り、計画予算内とする対策案を立てる。
【００５５】
対策ゾーンＩＩは、ライン能力も予算も余裕がある領域である。このゾーンになった場合（ステップＳ１４の場合）、その対策は、計画稼働率を維持できる範囲で、仕様を削り、さらに予算として余裕が出た分の投資を削減する。
【００５６】
対策ゾーンＩＩＩは、ライン能力が不足しているが予算には余裕がある領域である。このゾーンになった場合（ステップＳ１６の場合）、その対策は、計画予算内で仕様を追加、改善を行い、計画稼働率を達成できるようにする。
【００５７】
対策ゾーンＩＶは、ライン能力が不足し、予算もオーバーしている領域である。このゾーンになった場合（ステップＳ１７の場合）、その対策は、計画予算内で仕様を追加、改善する一方で、計画稼働率への影響ができるだけ少ない設備の仕様を削り予算を削減するようにする。
【００５８】
次に、対策案の選択について説明する。
【００５９】
図６は、機械種類―対策有効項目対比テーブルの一例（図６（ａ））と対策一覧テーブルの一例（図６（ｂ））を示す図面である。
【００６０】
ボトルネック工程については、まず、そのボトルネック工程内にある機械を機械種類―対策有効項目対比テーブルから検索する。これにより対策対象機械種類の中から、機械ごとにどの対策を行うことができるか具体的な部位（機械仕様、工具、工程間バファなど）を特定する。
【００６１】
続いて、特定された対策部位のある対策案を対策一覧テーブルの中から抽出する。この時点では、複数の対策案が抽出される。そして、抽出された対策案の中から対策ゾーンにあった対策案を一つ選択する。対策一覧テーブルには、図示するように、対策案（図においては対策Ａ〜Ｇ）ごとに、変更による変動が対応付けされており、設備能力はこの対策による変更で向上する（または低下する）生産能力であり、設備費はこの対策による変更で増加（または減少）する設備費である。これら生産能力の差および設備費の差は設備価格原単位記憶部１６に記憶されているものである。
【００６２】
図７は、抽出された対策案の中から対策ゾーンにあった対策案を一つ選択するための優先順を決定するための図面である。この図は、縦軸に生産能力、横軸に設備費をとったものである。
【００６３】
図中、生産能力と設備費が正比例になる線に対して上側に対策ゾーンＩＩＩおよびＩＶを、下側に対策ゾーンＩ、ＩＩ、およびＩＶを配置している。そして、この図に前述の対策一覧テーブルの中から抽出された対策案をマッピングして、対策ゾーンごとに最も正比例の線から遠い対策案から先に選択する。つまり、図示する場合には、対策ゾーンＩおよびＩＶの場合、まず対策Ａから順に正比例の線方向に、同様に、対策ゾーンＩＩ、ＩＩＩ、およびＩＶの場合、まず対策Ｆから順に正比例の線方向に対策案を選択することになる。ここで、対策ゾーンＩＶは正比例の線の上下両方にあるが、これは、先の対策ゾーンＩＶについての説明からもわかるように、稼働率を上げることと、設備投資を減らすことの両方の対策が必要であるため、その対策案としては正比例の線の上下両方側に現れてしまうためである。この場合、本実施形態では、正比例の線に対して上下にかかわらず遠い方から選択することにする。
【００６４】
このようにして選択された一つの対策案に合致する設備を設備価格原単位記憶部１６の中から検出し、これをパラメータとしてシミュレーション条件変更部２１へ渡すことになる。
【００６５】
シミュレーション条件変更部では、その時点でモデル化されている生産モデルの中の設備を受け取ったパラメータに従って変更し、これをシミュレーション実行部に渡して、再度生産モデルを作成させ、生産シミュレーションを実行する。
【００６６】
以下、さらに具体例を挙げて説明する。
【００６７】
まず、計画部署５２において、生産ラインの計画情報５１が立案される。ここでは計画として、目標生産能力としてライン稼働率８５％以上で生産台数１００００台／月、この生産能力達成時の好ましいサイクルタイム１分／台、稼動時間１２０００分／月とし、目標投資費用として計画予算１億２千万円以下と設定した。
【００６８】
図８は、上記生産ラインの計画を満たすように設計された生産ラインのレイアウトを示す図面である。この生産ラインレイアウトは、計画部署５２により設計されたものである。図示するように、工程１０〜６０までの６工程からなり、工程１０〜５０までは加工機、工程６０に測定器を配置している。また各工程間はそれぞれの間に搬送１０〜５０までの搬送装置が配置されている。
【００６９】
この生産ラインによって行われる各加工工程の情報として、ワークに対する加工情報（たとえば穴加工の場合、加工する穴の大きさや付加さ、各穴に対する切削条件など）、各工程で何が行われるかを記した工程一覧、各工程に備えられている具体的な設備、搬送装置などの情報を先の設備投資費、ライン稼働率、計画予算などと合わせて計画情報５１にまとめ計画情報記憶部１３に入力する。
【００７０】
その後、計画部署５２からの本システムの起動指示により処理が開始される。このとき、目標数に達しない場合のシミュレーション実行回数を指定する。
【００７１】
生産シミュレーションの結果、ここでは、１ヶ月出来高９０００台、ライン稼働率７５％、設備投資費用９千５百万円という結果が出た。したがって、この結果を図５に示したライン稼働率と設備費のマトリックスに当てはめると、図９に示すように、対策ゾーンＩＩＩに該当し、ライン能力不足、予算余裕有りの結果となっている（図９中の星印）。
【００７２】
また、ボトルネック工程は、工程ごとの稼働率などが既に本実施形態の説明に使用した図３に示した結果となったので、工程２０が設備能力ボトルネック工程となっており、工程４０から５０の間でフルワーク率よりワーク待ち率が多くなってその比率が逆転しているため、工程４０が搬送能力ボトルネック工程となっている。
【００７３】
これらの結果から、まず、設備能力ボトルネック工程である工程２０に対して対策ゾーンＩＩＩにおける対策案を選択することになる。
【００７４】
工程２０は、加工機があるので機械種類−対策有効項目対比テーブル（図６（ａ）参照）の中から工程２０にある具体的な設備に対する対策部位を選択して、さらに、対策一覧テーブル（図６（ｂ）参照）から対策案を抽出する。
【００７５】
ここで対策部位に応じて抽出された対策案は、図７に示したものと同様に、対策Ａ〜Ｆである。そうすると、対策案は対策ゾーンＩＩＩの中にあるものから行うので、まず、対策Ａの案が選択される。対策Ａは、図６（ｂ）に示したように、生産能力が９．５％上昇し、そのために３００万円の設備投資が必要となる。また、この対策Ａは、生産能力を挙げるための工具の変更である。この対策を行うための設備は、設備価格原単位記憶部１６に蓄積されているものを使用する。
【００７６】
同様に、搬送能力ボトルネック工程である工程４０（４０と５０の間）についても対策案を選択する。搬送装置の対策となるので、図６（ａ）および（ｂ）から対策Ｃを選択することになる。対策Ｃは生産能力８．６％上昇、設備費１０００万円上昇となる。
【００７７】
これら対策案を用いて再度生産シミュレーションを行った結果、１ヶ月出来高９６００台、設備投資費１億８百万円、ライン稼働率８０％となった。
【００７８】
この結果からすると、目標に達していないのでさらに同様の処理を繰り返し、最終的に目標値となるまで、またはあらかじめ決めた指定回数が終了するまで生産シミュレーションを繰り返す。これにより、図１０に示すように、生産シミュレーションの結果（図１０中の星印）が徐々に目標ゾーン（すなわち目標生産能力および目標投資費用）に近づいてゆくことになる。
【００７９】
このようにして行われたシミュレーションの結果は、シミュレーション結果判断部１７から実施結果レポート５３として出力される。この実施結果レポート５３には、たとえば、図１１に示すように、計画情報と、実施した生産シミュレーションごとに、出来高、稼働率、対策ゾーン、設備能力ボトルネック工程（設備ネックと表示）、設備ネックに対する設備投資変更額（設備投資変更と表示）、搬送能力ボトルネック工程（搬送ネックと表示）、搬送ネックに対する投資変更額（搬送投資変更と表示）などの対策案とそれによるシミュレーション結果が記載されている。
【００８０】
計画部署５２では、この実施結果レポートを見て、生産ラインの具体的な設計や見直しなどを行うことになる。
【００８１】
以上説明したように本実施形態によれば、生産シミュレーションの結果からボトルネック工程を検出し、このボトルネック工程に対して、生産ラインの生産能力と投資費用が、目標生産能力および目標投資費用に近くなる設備を変更するための対策案を対策情報記憶部の中から選択して、その対策案によりシミュレーション条件を変更し、再びシミュレーションを実行することを繰り返し行うことで、計画を達成するために最適の設備構成と生産能力、そして、そのために必要な投資費用（費用）を割り出すことが可能となっている。
【００８２】
特にボトルネック工程の検出には、各工程における稼働率と自責率から背設備能力のボトルネックを求め、フルワークとワーク待ちから搬送能力のボトルネック工程を求めることとしているので、工程自体の作業にかかるボトルネックと、工程間の搬送にかかるボトルネックとを分離して求めることができ、これらを対策してゆくことで、搬送が速くて工程作業が遅かったり、逆に工程作業が速くて搬送が遅いといった工程間の連携の不具合も自動的に改善されることになる。
【００８３】
対策案の選択には、ライン稼働率と設備費からなるマトリックスを用いて、生産シミュレーションの結果がこのマトリックスのどのゾーンにあるかで基本対策方針を立て、その対策方針（対策ゾーン）にあった対策一覧テーブルにある個別の対策案を選択することとしている。このように具体的な対策案の選択方法が規定されているため、シミュレーション結果から、自動的に対策案が選択、決定され、次のシミュレーション条件として反映されて、自動的に生産応力および投資費用の最適解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明を適用した一実施形態の生産ライン設計支援システム（以下、単にシステムと称する場合がある）の機能を説明するためのブロック図である。
【図２】ボトルネック工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】ボトルネック工程分析を説明するための説明図である。
【図４】対策項目選択処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】対策案のゾーン分けについて説明するための説明図である。
【図６】機械種類―対策有効項目対比テーブルの一例（図６（ａ））と対策一覧テーブルの一例（図６（ｂ））を示す図面である。
【図７】抽出された対策案の中から対策ゾーンにあった対策案を一つ選択するための優先順を決定するための図面である。
【図８】生産ラインのレイアウトを示す図面である。
【図９】生産シミュレーションの結果をライン稼働率と設備費のマトリックスに当てはめて示した図面である。
【図１０】複数の生産シミュレーションの結果をライン稼働率と設備費のマトリックスに当てはめて示した図面である。
【図１１】実施結果レポートの一例を示す図面である。
【符号の説明】
【００８５】
１…生産ライン計画支援装置、
２…対策手段分析部、
１１…生産シミュレーション部、
１３…計画情報記憶部、
１４…保全情報記憶部、
１５…対策情報記憶部、
１６…設備価格原単位記憶部、
１７…シミュレーション結果判断部、
２１…シミュレーション条件変更部、
２２…生産シミュレーション実行部、
３１…ボトルネック工程分析部、
３２…対策項目選択部、
５１…計画情報、
５２…計画部署、
５３…実施結果レポート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【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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