(57)【要約】【課題】プレカットライン１４に、材料１２を順番に投入し、製品２２を排出するための制御データを生成する。【解決手段】  まとめて製造される一群の製品２２の加工データ４２と加工ユニット１６群の諸元４４と搬送装置１８群の諸元４６とから、材料１２の加工時間４８搬送時間５０を算出し、プレカットライン１４に材料１２を所定の搬送順に投入し、加工ユニット１６群で加工し、搬送装置１８群で搬送し、製品２２を排出する動作を模擬することによって、まとめて製造される一群の製品２２のメイクスパン５２を算出する。複数種類の投入順２６でそれぞれメイクスパン５２を算出して、メイクスパン５２が最短となる投入順２６を選択して出力する。【選択図】図１
2018092343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工ユニット群と搬送装置群とで構成するプレカットラインに、材料を順番に投入し、前記材料を、前記加工ユニット群で製品に加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送して排出するための制御データを生成するものであって、
まとめて製造される一群の製品の加工データと前記加工ユニット群の諸元と前記搬送装置群の諸元とから、前記材料の、前記加工ユニット群での加工時間と、前記搬送装置群での搬送時間を算出し、
前記プレカットラインに前記材料を複数種類の投入順に投入し、それぞれ前記加工ユニット群で加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送し、製品を排出するまでの動作を模擬することによって、前記まとめて製造される一群の製品のメイクスパンを算出し、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択して、前記メイクスパンまたは前記投入順を出力する動作模擬手段を備えることを特徴とするプレカットラインの制御データ生成装置。
【請求項２】
前記動作模擬手段は、
前記プレカットラインに投入する材料を指定する遺伝子と、その遺伝子を前記材料の投人順に整列させる遺伝子座を有する染色体を生成し、その染色体を１つの個体を示すデータとして記憶装置に記憶させ、
前記材料の投入順を変えた複数の染色体を生成して、それぞれ複数の個体を示すデータとして記憶装置に記憶させ、
前記記憶装置に記憶させた個体を親個体とし、または交差処理、または突然変異処理、または選択処理を適用して、複数の子個体を生成して世代交代を実行した結果を記憶装置に記憶し、
前記世代交代を繰り返して、よりメイクスパンが短くなる染色体を有する個体を生成して、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択し出力する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプレカットラインの制御データ生成装置。
【請求項３】
前記交差処理においては、
前記親個体の任意の２つを「親１」と「親２」とし、その両方から遺伝子配列の一部を承継した子個体の遺伝子座の遺伝子を前記親個体と同数生成して記憶装置に記憶し、
前記突然変異処理においては、
前記いずれかの子固体に対して遺伝子座の任意の２つの遺伝子を交換して、新たな子個体を生成し、
前記個体の選択処理においては、
前記親個体と前記子個体の表す投入順のメイクスパンが短いものから前記親個体と同数選択して次世代とすることを特徴とする請求項２に記載のプレカットラインの制御データ生成装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプレカットラインの制御データ生成装置に  加えて、前記プレカットラインを構成する加工ユニット群と搬送装置群を制御する制御装置を備え、
この制御装置は、
前記一群の製品の加工のために選択した材料の投入順で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の予定位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを時系列で算出して記憶装置に記憶させてから、前記材料の投入を開始し、
前記一群の製品の加工を開始した後、前記材料の投入タイミングもしくは前記製品の排出タイミング、または一定の周期で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の現在位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを検出して、
前記記憶装置に記憶させた材料の予定位置と検出した材料の現在位置とを比較して、時間遅れを生じていると判定したとき、
前記プレカットラインに新たに投入される残りの材料に、同種のものが複数本あると判定した場合には、検出した前記材料及び半製品の位置と残加工時間と残搬送時間とを初期値として、前記模擬により、前記同種の材料の複数種類の投入順でそれぞれ前記メイクスパンを算出して、メイクスパンが最短になる投入順を選択して、投入順を変更するように制御することを特徴とするプレカットシステム。
【請求項５】
前記一群の製品の加工終了以前であって、前記材料を全て投入した後の状態で、
前記材料の投入タイミングもしくは前記製品の排出タイミング、または一定の周期で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の現在位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを検出して、
検出した前記材料及び半製品の位置と残加工時間と残搬送時間とを初期値として、前記模擬により、新たに材料を投入する別の一群の製品について、複数種類の投入順でそれぞれ前記メイクスパンを算出して、メイクスパンが最短になる投入順を選択して、投入順を変更するように制御することを特徴とする請求項４に記載のプレカットシステム。
【請求項６】
動作模擬手段が以下の手順で材料の投入順を選択することを特徴とするプレカットラインの制御データ生成装置。
（１）初期の個体集団（第１世代）をランダムにＭ個生成する。
（２）そのＭ個の個体集団から２個の親個体をランダムに選択する。
（３）２個の親個体から交叉処理で子個体をＭ個つくる。
（４）得られたＭ個の子個体のうち設定した数の子個体に突然変異処理を行う。
（５）親個体がＭ個、子個体がＭ個で合わせて２Ｍ個の個体について、メイクスパンを算出する。
（６）メイクスパンの短い方からＭ個の個体を取り出して、次世代（第２世代）の個体集団とする。
（７）上記（１）〜（６）の世代交代を繰り返し、メイクスパンの差が収束判定基準に達したとき模擬計算を終了する。
（８）最小もしくは最小に近い個体の中から、それらの染色体を参照して材料の投入順を選択する。
【請求項７】
加工ユニット群と搬送装置群とで構成するプレカットラインに、材料を順番に投入し、前記材料を、前記加工ユニット群で製品に加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送して排出する場合のメイクスパンを生成するためのものであって、
まとめて製造される一群の製品の加工データと前記加工ユニット群の諸元と前記搬送装置群の諸元とから、前記材料の、前記加工ユニット群での加工時間と、前記搬送装置群での搬送時間を算出し、
前記プレカットラインに前記材料を複数種類の投入順に投入し、それぞれ前記加工ユニット群で加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送し、製品を排出するまでの動作を模擬することによって、前記まとめて製造される一群の製品のメイクスパンを算出し、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択して、前記メイクスパンを出力する動作模擬手段を備えることを特徴とするプレカットラインのメイクスパンの生成装置。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至３のいずれかに記載のプレカットラインの制御データ生成装置として機能させるコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
コンピュータを、請求項４乃至６のいずれかに記載のプレカットラインの制御装置として機能させるコンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項７に記載のプレカットラインのメイクスパンの生成装置として機能させるコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレカットラインの制御データ生成装置とその制御データを使用してプレカットを制御するプレカットシステムと実効的なメイクスパンの生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の構造材をプレカットするためのプレカットラインには、材料を製品長に切り分けたり、材料に仕口やほぞ加工を施したりする加工装置が設けられている。こうした加工の自動化のための装置が各種開発されている（特許文献１等）。また、多種大量の製品をライン上で一挙に自動的にプレカット加工することができるように、様々な機能を持つ加工ユニット群と搬送装置群を効率よく制御する技術も開発されている（特許文献２と３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７８００１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０２９１８号公報
【特許文献３】特開２００９−４８４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プレカットラインは、多数の加工ユニット群と搬送装置群とで構成されることから、これらを全て効率よく稼働させることが製品のコスト低減につながる。本発明は、特に、建物一棟分の材料をプレカットラインに連続的に供給して、製品を自動生産するような場合の設備の効率的な利用と生産性の向上を目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
【０００６】
＜構成１＞
加工ユニット群と搬送装置群とで構成するプレカットラインに、材料を順番に投入し、前記材料を、前記加工ユニット群で製品に加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送して排出するための制御データを生成するものであって、
まとめて製造される一群の製品の加工データと前記加工ユニット群の諸元と前記搬送装置群の諸元とから、前記材料の、前記加工ユニット群での加工時間と、前記搬送装置群での搬送時間を算出し、
前記プレカットラインに前記材料を複数種類の投入順に投入し、それぞれ前記加工ユニット群で加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送し、製品を排出するまでの動作を模擬することによって、前記まとめて製造される一群の製品のメイクスパンを算出し、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択して、前記メイクスパンまたは前記投入順を出力する動作模擬手段を備えることを特徴とするプレカットラインの制御データ生成装置。
【０００７】
＜構成２＞
前記動作模擬手段は、
前記プレカットラインに投入する材料を指定する遺伝子と、その遺伝子を前記材料の投人順に整列させる遺伝子座を有する染色体を生成し、その染色体を１つの個体を示すデータとして記憶装置に記憶させ、
前記材料の投入順を変えた複数の染色体を生成して、それぞれ複数の個体を示すデータとして記憶装置に記憶させ、
前記記憶装置に記憶させた個体を親個体とし、または交差処理、または突然変異処理、または選択処理を適用して、複数の子個体を生成して世代交代を実行した結果を記憶装置に記憶し、
前記世代交代を繰り返して、よりメイクスパンが短くなる染色体を有する個体を生成して、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択し出力する手段を備えたことを特徴とする構成１に記載のプレカットラインの制御データ生成装置。
【０００８】
＜構成３＞
前記交差処理においては、
前記親個体の任意の２つを「親１」と「親２」とし、その両方から遺伝子配列の一部を承継した子個体の遺伝子座の遺伝子を前記親個体と同数生成して記憶装置に記憶し、
前記突然変異処理においては、
前記いずれかの子固体に対して遺伝子座の任意の２つの遺伝子を交換して、新たな子個体を生成し、
前記個体の選択処理においては、
前記親個体と前記子個体の表す投入順のメイクスパンが短いものから前記親個体と同数選択して次世代とすることを特徴とする構成２に記載のプレカットラインの制御データ生成装置。
【０００９】
＜構成４＞
構成１乃至構成３のいずれかに記載のプレカットラインの制御データ生成装置に  加えて、前記プレカットラインを構成する加工ユニット群と搬送装置群を制御する制御装置を備え、
この制御装置は、
前記一群の製品の加工のために選択した材料の投入順で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の予定位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを時系列で算出して記憶装置に記憶させてから、前記材料の投入を開始し、
前記一群の製品の加工を開始した後、前記材料の投入タイミングもしくは前記製品の排出タイミング、または一定の周期で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の現在位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを検出して、
前記記憶装置に記憶させた材料の予定位置と検出した材料の現在位置とを比較して、時間遅れを生じていると判定したとき、
前記プレカットラインに新たに投入される残りの材料に、同種のものが複数本あると判定した場合には、検出した前記材料及び半製品の位置と残加工時間と残搬送時間とを初期値として、前記模擬により、前記同種の材料の複数種類の投入順でそれぞれ前記メイクスパンを算出して、メイクスパンが最短になる投入順を選択して、投入順を変更するように制御することを特徴とするプレカットシステム。
【００１０】
＜構成５＞
前記一群の製品の加工終了以前であって、前記材料を全て投入した後の状態で、
前記材料の投入タイミングもしくは前記製品の排出タイミング、または一定の周期で、前記材料及び半製品の前記プレカットライン上の現在位置と、各加工ユニットの残加工時間と、各搬送装置の残搬送時間とを検出して、
検出した前記材料及び半製品の位置と残加工時間と残搬送時間とを初期値として、前記模擬により、新たに材料を投入する別の一群の製品について、複数種類の投入順でそれぞれ前記メイクスパンを算出して、メイクスパンが最短になる投入順を選択して、投入順を変更するように制御することを特徴とする構成４に記載のプレカットシステム。
【００１１】
＜構成６＞
動作模擬手段が以下の手順で材料の投入順を選択することを特徴とするプレカットラインの制御データ生成装置。
（１）初期の個体集団（第１世代）をランダムにＭ個生成する。
（２）そのＭ個の個体集団から２個の親個体をランダムに選択する。
（３）２個の親個体から交叉処理で子個体をＭ個つくる。
（４）得られたＭ個の子個体のうち設定した数の子個体に突然変異処理を行う。
（５）親個体がＭ個、子個体がＭ個で合わせて２Ｍ個の個体について、メイクスパンを算出する。
（６）メイクスパンの短い方からＭ個の個体を取り出して、次世代（第２世代）の個体集団とする。
（７）上記（１）〜（６）の世代交代を繰り返し、メイクスパンの差が収束判定基準に達したとき模擬計算を終了する。
（８）最小もしくは最小に近い個体の中から、それらの染色体を参照して材料の投入順を選択する。
【００１２】
＜構成７＞
加工ユニット群と搬送装置群とで構成するプレカットラインに、材料を順番に投入し、前記材料を、前記加工ユニット群で製品に加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送して排出する場合のメイクスパンを生成するためのものであって、
まとめて製造される一群の製品の加工データと前記加工ユニット群の諸元と前記搬送装置群の諸元とから、前記材料の、前記加工ユニット群での加工時間と、前記搬送装置群での搬送時間を算出し、
前記プレカットラインに前記材料を複数種類の投入順に投入し、それぞれ前記加工ユニット群で加工し、前記搬送装置群で前記加工ユニット群間を搬送し、製品を排出するまでの動作を模擬することによって、前記まとめて製造される一群の製品のメイクスパンを算出し、前記メイクスパンが最短となる投入順を選択して、前記メイクスパンを出力する動作模擬手段を備えることを特徴とするプレカットラインのメイクスパンの生成装置。
【００１３】
＜構成８＞
コンピュータを、構成１乃至３のいずれかに記載のプレカットラインの制御データ生成装置として機能させるコンピュータプログラム。
【００１４】
＜構成９＞
構成８に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【００１５】
＜構成１０＞
コンピュータを、構成４乃至６のいずれかに記載のプレカットラインの制御装置として機能させるコンピュータプログラム。
【００１６】
＜構成１１＞
構成１０に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【００１７】
＜構成１２＞
コンピュータを、構成７に記載のプレカットラインのメイクスパンの生成装置として機能させるコンピュータプログラム。
【００１８】
＜構成１３＞
構成１２に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の効果】
【００１９】
材料１２の投入順２６を各種変更した場合について模擬を実行して、その結果に基づいて最もメイクスパン５２が短くなる投入順２６を決定するので、プレカットラインを最大効率で稼働させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】プレカットラインの制御データ生成装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】プレカットラインの具体的な構造を示すブロック図である。
【図３】材料の投入順と製品の加工順の関係を示す説明図である。
【図４】模擬の方法を説明する説明図である。
【図５】実施例２の処理を実行する場合の記憶装置と演算処理装置の構成例を示す。
【図６】装置の動作を示すタイムチャートである。
【図７】装置の制御動作フローチャートである。
【図８】装置の制御動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１はプレカットラインの制御データ生成装置の実施例を示すブロック図である。
図１において、プレカットライン１４には各種の機能を持つ加工ユニット１６と搬送装置１８等が設けられている。このプレカットライン１４に材料１２を投入して製品２２を製造する。プレカットライン１４中の加工ユニット１６と搬送装置１８の運転を制御装置２０が制御する。制御装置２０の演算処理装置３０は、動作模擬手段３２と制御データ出力手段３４とを備えている。
【００２３】
また、制御装置２０の記憶装置３８には、制御データ４０と加工データ４２と加工ユニットの諸元４４と搬送装置の諸元４６と加工時間４８と搬送時間５０とメイクスパン５２等が記憶されている。なお、図１には、実施例１で説明する主要なモジュール（手段）とデータのみを表示した。
【００２４】
プレカットライン１４に投入される１種類または２種類以上の材料１２は、それぞれ
１種類または２種類以上の製品に切り分けられる。プレカットライン１４の複数の加工ユニット１６の間は、搬送装置１８により接続されている。各加工ユニット１６は、材料１２を切り分けたり、材料１２に仕口やほぞ加工を施したりする処理を行う。各材料１２には、それぞれ個別に切り分けられる製品２２が割付けられている。製品２２の加工データ４２は、製品毎に、それぞれその加工内容を示すデータである。
【００２５】
加工ユニットの諸元４４とは、プレカットライン１４中に配置された各加工ユニット１６の詳細な性能を示すデータである。材料１２は、例えば、いずれかの加工ユニット１６で切り分けられ、その半製品は次の加工ユニット１６まで搬送されて加工され、それぞれ必要な加工が施されて製品２２となる。
【００２６】
本発明では、例えば、建物一棟分の材料をこのように、プレカットライン１４を使用してまとめて製造される一群の製品を製造するための、最初の材料１２の投入開始から、全ての製品２２が排出されるまでの時間をメイクスパン５２と呼んでいる。材料１２の投入順２６によりメイクスパン５２が相異するとき、メイクスパン５２が最短の材料１２の投入順２６を選択して採用する。そのために、模擬（シミュレーション）により算出したメイクスパン５２と材料１２の投入順２６が生成されて制御装置２０の記憶装置３８に記憶され、その後任意の手段で出力される。
【００２７】
上記の動作模擬手段３２は、この模擬処理を実行するモジュールである。制御データ生成手段３４は、生成された制御データをプレカットライン１４に対して出力し、これを制御するモジュールである。材料１２は、一群の製品毎に投入順２６が設定される。
【００２８】
上記の制御装置２０は、加工ユニット１６群と搬送装置１８群とで構成するプレカットライン１４に、材料１２を順番に投入し、材料１２を、加工ユニット１６群で製品２２に加工し、搬送装置１８群で加工ユニット１６群間を搬送して、排出するための制御データを生成する。
【００２９】
動作模擬手段３２は、まとめて製造される一群の製品の加工データ４２と加工ユニット１６群の諸元と搬送装置１８群の諸元とから、材料１２の加工ユニット１６群での加工時間４８と、加工ユニット１６群間の搬送時間５０を算出する。さらに、プレカットライン１４に材料１２を、所定の投入順を定めて投入し、加工ユニット１６群で加工し、搬送装置１８群で半製品を順次搬送し、最終的に全ての製品２２を排出する動作を模擬する。この処理により、まとめて製造される一群の製品のメイクスパン５２を算出する。
【００３０】
動作模擬手段３２は、複数種類の投入順２６を設定して、それぞれメイクスパン５２を算出し、メイクスパン５２が最短となる投入順２６を選択する。この投入順２６が制御データ４０に組み込まれてプレカットライン１４が制御される。
【００３１】
図２は、プレカットライン１４の具体的な構造を示すブロック図である。
プレカットライン１４に対して、予め定めた投入順２６に材料１２が投入されると、最初に材料１２を加工する加工ユニット１６は、搬送されてきた材料１２の材料コードを読み取って、その材料１２に対してあらかじめ割り付けられた製品２２を製造するための切り分けを行う。
【００３２】
切り分けられた半製品は、その後に続く１台あるいは複数台の加工ユニット１６で、仕口やほぞ穴等の加工処理がされて、排出口１７から排出される。各加工ユニット１６は、搬送されてきた半製品の製品コードを読み取って、必要な加工処理を行う。
【００３３】
プレカットライン１４には図２の（ａ）に示すように、加工ユニット１６と搬送装置１８とが並んでいる。各搬送装置１８は加工ユニット１６の直前で半製品を待機させ、加工ユニット１６が現在の加工処理を終えると次の半製品を送り込む。全ての加工ユニット１６が搬送されてきた半製品を同じ時間で加工処理するわけではない。各加工ユニット１６の負荷にばらつきがあると、負荷の大きな加工ユニット１６の直前の搬送装置１８に半製品が滞留するおそれがある。
【００３４】
そこで、半製品の流れが円滑になるように、図２の（ｂ）に示すように、ラインの一部に同じ機能を持つ加工ユニット１６を複数設けて、加工処理を分担することが行われる。さらに、各加工ユニット１６の負荷を分散させるために、図２（ｃ）に示すように、プレカットライン１４に投入される材料１２を複数の加工ユニット１６で受け入れて、半製品の流れを複数にすることも行なわれる。
【００３５】
図３は材料の投入順と製品の加工順の関係を示す説明図である。
上記のようなプレカットライン１４は、予め建物一棟分のプレカット材を製造するための材料１２を投入順に並べて投入し、排出された製品２２を梱包して出荷するといった作業の多くが自動化されている。
【００３６】
図３に示すように、材料コード４３と製品コード４１とが関係付けられており、材料毎に製品が固定的に割付けられている。そして、製品コード４１毎に、その製品の加工方法を示す加工データ４２が関係付けられている。ここで、加工ユニット１６に対して投入順１で材料を投入した場合と、投入順２で材料を投入した場合とでは、加工される製品の順番が変わる。加工され搬送される製品や半製品の種類が変わると、各加工ユニットや搬送装置を通過する時間が相異する。その場合に、加工ユニットが一つの半製品を加工して、次の半製品を加工するまでの待ち時間等が変わるから、結果としてメイクスパンに差が生じる。
【００３７】
各加工ユニット１６が受け入れる材料１２や半製品の種類が多種の場合には、画一的に各加工ユニット１６の負荷を平均化することが難しいことがある。そこで、これからプレカットライン１４を使用して製造する一群の製品を製造するための材料１２が、プレカットライン１４の各加工ユニット１６で加工される場合に、全ての半製品の流れを、コンピュータにより時間を追って模擬（シミュレーション）する。
【００３８】
模擬をするときは、まず、材料の複数種類の投入順のうちのいずれかを選択し、投入される材料と半製品の、時間の経過とともに変化するプレカットライン上の予定位置や、各加工ユニットの加工時間や、各搬送装置の搬送時間を、時系列で算出するとよい。例えば、図３に示すようにして、各材料から切り分けられた全ての製品の流れを時系列で追って、最後に加工される製品の排出されるタイミングを算出する。
【００３９】
これにより、最初の材料１２の投入開始から、全ての製品２２が排出されるまでの時間が求められ、メイクスパンが算出できる。さらに、どの加工ユニット１６でどの半製品を加工すると最もメイクスパン５２が短くなるかを計算により求める。このとき、材料１２の投入順２６を各種変更した場合についても、模擬を実行して、その結果に基づいて最もメイクスパン５２が短くなる投入順２６を決定する。なお、この装置で、一群の製品毎に、予め最小のメイクスパンはどの程度の時間になるかを試算することができる。例えば、プレカットラインのユーザは、より高精度のメイクスパンの生成にこの装置を利用することができる。一群の製品の生産コストを試算するための実効的なメイクスパンを得るためである。そのときは、材料の投入順は記憶装置に記憶させるだけにして、計算結果からメイクスパンのみを出力すればよい。
【００４０】
（模擬の方法）
図４は模擬の方法を説明する説明図である。
模擬には、遺伝アルゴリズムを採用する。遺伝子５４には材料コードを付す。材料コードとは一群の製品を製造する場合に投入される全ての材料１２（Ｎ本）をそれぞれ区別するために付与される重複しない番号等（n1,n2,n3......nN）のことである。染色体５８は、材料１２の投入順２６を特定したデータである。遺伝子座５６は染色体５８中の遺伝子５４の位置を示すデータである。即ち、遺伝子座５６は遺伝子５４の個数（Ｎ個）だけあって、遺伝子５４の配列を特定する。
【００４１】
染色体５８は、１つの個体６０の固有の遺伝子配列を示すデータである。それぞれ固有の染色体５８を持つ個体６０を親個体６２にして、子個体６４を生成する。選択処理６８、交差処理７０、突然変異処理７２を繰り返して世代交代を実行する。親個体６０、６２の遺伝子配列の一部を引き継いだ次世代の子個体６４、６６、６８のうち、メイクスパン５２の短いものを選択して次世代の親個体にして、世代交代を繰り返す。得られるメイクスパン５２の値が収束してきたとき、その結果を最適値とし、該当する材料の投入順２６を選択する。
【００４２】
即ち、上記の制御装置２０は、プレカットライン１４に投入する材料１２を指定する遺伝子５４と、その遺伝子５４を材料１２の投人順に整列した遺伝子座５６を有する染色体５８を生成し、その染色体５８を１つの個体を示すデータとし、記憶装置３８に記憶させる。そして、材料１２の投入順２６を変えた遺伝子座５６を有する複数の染色体５８を生成し、複数の個体６０を示すデータとして記憶装置３８に記憶させる。
【００４３】
その後、記憶装置３８に記憶させた個体のうちのいずれか２個の個体を親個体６０、６２として選択処理し、その後、交差処理７０、または突然変異処理７２を適用して、複数の子個体６４〜６６等を生成し記憶装置３８に記憶させる。そして、メイクスパン５２が短くなるような材料１２の投人順に整列した遺伝子座５６を有する個体を選択して世代交代をさせる。その結果得られたより短いメイクスパンの材料投入順をプレカットラインの制御データにする。
【００４４】
交差処理７２においては、両方の親個体６０と６２の一部の配列を承継した子個体６４、６５を生成する。突然変異処理７２においては、いずれかの子固体に対して遺伝子座５６の任意の２つの遺伝子５４を交換して新たな子個体６６を生成する。
選択処理においては親個体と子個体の表す投入順のメイクスパンの短いものから親個体と同数のを選択して、次世代とする。以上の処理により、最も効率よくプレカットライン１４を稼働させることができる投入順を選択する。
【００４５】
さらに具体的には、動作模擬手段３２は、例えば、次のような処理を実行する。まず、初期の個体集団（第１世代）をランダムにＭ個生成する。次に、そのＭ個の個体集団から２個の親個体をランダムに選択する。これは上記の選択処理に該当する。次に、２個の親個体から上記の交叉処理で子個体をＭ個つくる。
【００４６】
なお、得られたＭ個の子個体のうちいくつかに突然変異処理を行う。例えば、設定値を１０％とし、設定した数の子個体について、上記の突然変異処理を実行する。こうして、親個体がＭ個、子個体がＭ個で合わせて２Ｍ個の個体について、メイクスパンを算出する。この計算の結果からメイクスパンを短い順に並べる。そして、短い方からＭ個の個体を取り出して、次世代（第２世代）とする。このような世代交代を繰り返すと、いずれの個体もメイクスパンの差がほとんど無くなる程度に収束する。この差が無視できる程度の収束判定基準を定めておいて、収束判定基準に達したとき模擬計算を終了する。そして、最小あるいは最小に近い個体の中から、染色体を参照して材料の投入順を選択するとよい。
【００４７】
図３に示したように、材料コード毎に切り分ける製品を特定している。各材料は、加工ユニットにおいて、列挙された製品コード順に切り分けられる。これらの製品コードの列挙された順番を変更しても、歩留には影響しない。従って、材料の投入順の最適化に加えて、製品コードを列挙する順列を考慮したメイクスパンを算出するとさらに効率化が期待できる。動作模擬手段３２が、製品コードの順列を種々変更した場合について、計算をおこなえばよい。図２（ｂ）のようなラインでは、加工ユニットを選ぶ必要がある。この場合には、搬送経路を種々変更した場合について、計算をおこなえばよい。
【実施例２】
【００４８】
図５は実施例２の処理を実行する場合の記憶装置３８と演算処理装置３０の構成例を示す。図６はその動作を示すタイムチャートである。
図１に示した制御装置２０の記憶装置には、材料位置８２と半製品位置８３と残加工時間８４と残搬送時間８６と投入タイミング８８と排出タイミング９０と時間遅れ９２といったデータを記憶して処理を行う。演算処理装置３０には、状態検出手段３６を追加した。状態検出手段３６は、プレカットライン１４中の材料位置８２や半製品位置８３や、各加工ユニット１６や搬送装置１８の状態を検出するモジュールである。
【００４９】
一群の製品の製造中に、なんらかの原因でプレカットライン１４中の材料や半製品の流れが、当初の模擬結果どおりのタイミングからシフトして、予定したメイクスパン５２では製造が終わらなくなる場合がある。即ち、材料１２の投入順２６を最適化したはずの工程の生産性が悪化してしまうことがある。
【００５０】
この実施例では、一群の製品の製造開始から全ての製品２２が排出されるまで、材料１２の投入タイミング８８やプレカットライン１４中の半製品の流れを一定時間ごとに検出する。そして、模擬結果と大きく相異が生じたとき、プレカットライン１４に新たに投入される残りの材料１２について、その投入順２６の最適化を行なうことができるように、模擬を実行する。
【００５１】
このとき、プレカットライン１４の各所には既に材料１２や半製品が流れているから、投入順２６を切換えるときのプレカットラインの現在の状態を初期値に設定する。従って、製造開始時の場合とは異なる条件で模擬を実行することになる。
【００５２】
即ち、まず、既に説明した要領で最適化した材料１２の投入順２６を算出し、この投入順で一群の製品の加工を開始する。なお、その際に、予め、一群の製品２２の加工のために設定した材料１２の投入順２６で、投入後の材料１２及び半製品２２のプレカットライン１４上の予定位置と、各加工ユニット１６の残加工時間８４と、各搬送装置１８の残搬送時間８６とを時系列で算出して記憶装置３８に記憶させておく。このとおりプレカットラインが稼働していれば予定どおりに全ての製品の製造が完了する。
【００５３】
その後、一群の製品２２の加工を開始した後、材料１２の投入タイミング８８もしくは製品２２の排出タイミング９０、または一定の周期で、材料１２及び半製品２２のプレカットライン１４上の現在位置と、各加工ユニット１６の残加工時間８４と、各搬送装置１８の残搬送時間８６とを検出する。
【００５４】
この検出結果と記憶装置に記憶させた予定とを比較すれば、順調に稼働しているかどうかを判断できる。即ち、検出処理をするたびに、記憶装置３８に記憶させた材料１２の予定位置と検出した材料１２の現在位置とを比較して、時間遅れを所定の閾値と比較する。
【００５５】
この比較の結果、閾値以上の時間遅れ９２を生じていると判定したときには、プレカットライン１４に新たに投入される残りの材料１２に、同種のものが複数本あるかどうかを判断する。同じ形状で同じ樹種の材料であっても、それぞれ割付けられている製品が相異すると、その投入順を変更しただけでメイクスパンが増減することがある。
【００５６】
そこで、同種のものが複数本あると判断したときには、検出した材料１２及び半製品２２の位置と残加工時間８４と残搬送時間８６とを初期値として、既に説明したとおりの模擬により、複数種類の投入順２６でそれぞれ前記メイクスパン５２を算出する。そして、メイクスパン５２が最短になる投入順２６を選択して、投入順２６を変更する。これより、図６に示すように、切換前は初期の材料投入順で製品を製造し、切換後は新たな材料投入順で製造をして、全体として生産効率を高めることができる。
【００５７】
なお、プレカットラインに投入する材料は、最初に設定された順序で投入できるように、投入順に並べられている。これをロポットアーム等により並べ替えてプレカットに投入することができればそれでよい。しかしながら、同種の材料であれば、コンピュータのデータ処理上で、投入された材料の材料コードを変更できる。即ち、実際に材料を並べ替えなくても、材料コード４３と製品コード４１の行を並べ替えるというデータ処理により、材料の投入順を変えたと同様の処理ができる。例えば、図３で説明した材料コード４３と製品コード４１の行を並べ替えたデータを、並べ変えた材料の投入順として加工ユニットに供給すればよい。
【実施例３】
【００５８】
上記の実施例２の機能を備えていると、例えば、ある建物一棟分の材料を供給して製品の製造を開始後、所定のタイミングで、別の建物一棟分の製品製造を開始することができる。プレカットラインの各加工ユニットを最大限に有効に活用するためである。
【００５９】
この場合には、一群の製品２２の加工終了以前であって、材料１２を全て投入した後の状態で、実施例２と同様に、材料１２の投入タイミング８８もしくは製品２２の排出タイミング９０、または一定の周期で、材料１２及び半製品２２のプレカットライン１４上の現在位置と、各加工ユニット１６の残加工時間８４と、各搬送装置１８の残搬送時間８６とを検出する。
【００６０】
そして、検出した材料１２及び半製品２２の位置と残加工時間８４と残搬送時間８６とを初期値として、既に説明したとおりの模擬により、新たに材料１２を投入する別の一群の製品２２について、複数種類の投入順２６でそれぞれメイクスパン５２を算出して、メイクスパン５２が最短になる投入順２６を選択することができる。
加工ユニット故障時には、使用禁止、搬送禁止など考慮してもよい。
【００６１】
図７は実施例２の装置の制御動作フローチャートである。
まず、ステップＳ１１で、材料１２の投入順を選択する。次に、ステップＳ１２で、図３で説明した時系列データの記憶をする。ステップＳ１３でプレカットラインを始動する。ステップＳ１４では材料の投入をする。ステップＳ１５では、一群の製品製造のための全ての材料の投入が終了したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはその後、全ての製品が排出されるまでプレカットラインをそのまま運転すればよい。
【００６２】
ステップＳ１５でまだ投入すべき材料が残っている場合には、ステップＳ１６の処理に移行する。なお、この制御は、材料投入順の見直しのためのものだから、材料の残り数が少なくなった場合には、見直しが不要になる。従って、ステップＳ１５で、材料の残り数が閾値以下になったらステップＳ１６に進まないという制御でもよい。ステップＳ１５で続行というのは、投入した材料を使用した製品の製造が終了するまでプレカットラインを稼働し続けるという意味である。
【００６３】
ステップＳ１６では、材料と半製品の現在位置の検出をする。ステップＳ１７では、各加工ユニットの残加工時間の算出をする。ステップＳ１８では、各搬送装置の残搬送時間の算出をする。ここで、ステップＳ１９で、材料の投入遅れは閾値以上かどうかという判断をする。この閾値は、投入順の見直しをすべきレベルかどうかを判断するための適当な値に設定するとよい。
【００６４】
ステップＳ１９の判断の結果がイエスのときはステップＳ２０処理に移行し、ノーのときはステップＳ１４の処理に戻る。投入順見直しのためのステップＳ２０では、ステップＳ１６〜１８の検出等の結果を初期値に設定する。そして、ステップＳ２１で、模擬を実行し、ステップＳ２２では、最小のメイクスパンを検出する。ステップＳ２３で材料の投入順を変更して、ステップＳ１４に戻り、変更後の投入順でプレカットラインの制御を続行する。
【００６５】
図８は実施例３の装置の制御動作フローチャートである。
ここでは、最初の一群の製品群のための材料投入終了を待って、次の一群の製品群の材料を投入する。このとき、プレカットラインの現状値を模擬の初期値することが重要だから、現状値を取得してから模擬を実行して材料の投入順を選択し、その後、材料の投入を開始する。
【００６６】
まず、ステップＳ３１では、直前の一群の製品群の材料投入は終了したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ３２の処理に移行し、ノーのときは待機する。ステップＳ３２では、材料と半製品の現在位置の検出をする。ステップＳ３３では各加工ユニットの残加工時間の算出をする。ステップＳ３４では、各搬送装置の残搬送時間の算出をする。
【００６７】
ステップＳ３２〜３４で、プレカットラインの現在の状態を検出した。ステップＳ３５では、その結果を利用して初期値設定をする。そして、ステップＳ３６で模擬を実行し、ステップＳ３７で最小のメイクスパンの検出をする。その結果、ステップＳ３８で材料の投入順を選択する。ステップＳ３９では、実施例２の制御のために、模擬で得た時系列データの記憶をする。その後、ステップＳ４０で、次製品群の材料投入を開始する。その後は、プレカットラインによる製品の製造を続行すればよい。次に製造する別の一群の製品があれば、図７の制御を再開してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１２  材料
１４  プレカットライン
１６  加工ユニット
１７  排出口
１８  搬送装置
２０  制御装置
２２  製品
２６  投入順
３０  演算処理装置
３２  動作模擬手段
３４  制御データ出力手段
３６  状態検出手段
３８  記憶装置
４０  制御データ
４１  製品コード
４２  加工データ
４３  材料コード
４４  加工ユニットの諸元
４６  搬送装置の諸元
４８  加工時間
５０  搬送時間
５２  メイクスパン
５４  遺伝子
５６  遺伝子座
５８  染色体
６０  親個体
６２  親個体
６４  子個体
６５  子個体
６６  子個体
６８  選択処理
７０  交差処理
７２  突然変異処理
８２  材料位置
８３  半製品位置
８４  残加工時間
８６  残搬送時間
８８  投入タイミング
９０  排出タイミング
９２  時間遅れ
【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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