(57)【要約】【課題】  設備負荷の変動や需要の変動が発生した場合であっても、設備能力の範囲内で、最適な製品製造構成を決定する。【解決手段】  期、通過工程ルート、原料費・売値、生産量の範囲（生産量上限値及び生産量下限値）、設備能力（設備稼働能力及び残業可能能力）、残業コスト、評価指標（限界利益率から残業コストを引いた値）に関する基本情報を読み込む（ＳＴＥＰ１）。通過工程ルート毎に、期毎の限界利益率及び設備負荷原単位の計算を行う（ＳＴＥＰ２、３）。設備負荷原単位から求めた各設備の期毎の総負荷が設備稼働能力に残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、各製品の期毎の生産量の合計が生産量下限値以上生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、評価指標が最大となる各通過工程ルートの各期の生産量を線形計画法により算出し、計算結果を出力する（ＳＴＥＰ４、５）。【選択図】      図１
2015109056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算部と、記憶部と、入力部と、出力部とを有する計算機において、
演算部により実行される処理が、
評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定ステップと、
製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶ステップと、
前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶ステップと、
前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、
前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算ステップと、
を備えることを特徴とする生産計画作成方法。
【請求項２】
前記各設備の前記期毎に、残業コストを登録する残業コスト情報記憶ステップと、
前記製品毎に、原料費と売値を登録する原料費・売値情報記憶ステップと、
前記通過工程ルート毎に、各工程で発生する変動費を登録する変動費情報記憶ステップと、を更に備え、
前記評価指標として、限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から残業コストから計算される値の総和である残業代を差し引いたものを設定する、
又は、
前記評価指標として、前記全製品の生産量の総和である総生産量を設定することを特徴とする請求項１に記載の生産計画作成方法。
【請求項３】
前記残業可能能力は、前記各設備の前記期毎に登録するのに替えて、全ての前記期を通じて前記設備毎に登録する、前記期毎に設備全体で登録する、又は、全ての前記期を通じて設備全体で登録することを特徴とする請求項１または２に記載の生産計画作成方法。
【請求項４】
評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定ステップと、
製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶ステップと、
前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶ステップと、
前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、
前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算ステップと、
を備え、計算機において演算部により読み出して各ステップの処理を実行させることを特徴とする生産計画作成プログラム。
【請求項５】
前記各設備の前記期毎に、残業コストを登録する残業コスト情報記憶ステップと、
前記製品毎に、原料費と売値を登録する原料費・売値情報記憶ステップと、
前記通過工程ルート毎に、各工程で発生する変動費を登録する変動費情報記憶ステップと、を更に備え、
前記評価指標として、限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から残業コストから計算される値の総和である残業代を差し引いたものを設定する、
又は、
前記評価指標として、前記全製品の生産量の総和である総生産量を設定することを特徴とする請求項４に記載の生産計画作成プログラム。
【請求項６】
前記残業可能能力は、前記各設備の前記期毎に登録するのに替えて、全ての前記期を通じて前記設備毎に登録する、前記期毎に設備全体で登録する、又は、全ての前記期を通じて設備全体で登録することを特徴とする請求項４または５に記載の生産計画作成プログラム。
【請求項７】
演算部と記憶部と入力部と出力部とを有する計算機において、生産計画の作成を行う生産計画作成装置であって、
前記演算部は、
評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定部と、
製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶部と、
前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶部と、
前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶部と、
前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算部と、
から構成されることを特徴とする生産計画作成装置。
【請求項８】
前記演算部が、
前記各設備の前記期毎に、残業コストを登録する残業コスト情報記憶部と、
前記製品毎に、原料費と売値を登録する原料費・売値情報記憶部と、
前記通過工程ルート毎に、各工程で発生する変動費を登録する変動費情報記憶部と、を更に備え、
前記評価指標として、限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から残業コストから計算される値の総和である残業代を差し引いたものを設定する、
又は、
前記評価指標として、前記全製品の生産量の総和である総生産量を設定することを特徴とする請求項７に記載の生産計画作成装置。
【請求項９】
前記残業可能能力は、前記各設備の前記期毎に登録するのに替えて、全ての前記期を通じて前記設備毎に登録する、前記期毎に設備全体で登録する、又は、全ての前記期を通じて設備全体で登録することを特徴とする請求項７または８に記載の生産計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多工程からなる生産ラインで、複数種類の製品を生産する場合に、所定の計画期間内において、製品毎に最適な生産量を計算して、生産計画を立案する生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに生産計画作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄鋼等の素材系工場等の多工程からなる生産ラインで、複数種類の製品を生産する場合、どの時期にどれだけ生産するかといった生産計画を立案する。即ち、生産計画の立案では、所定の計画期間内にて、各設備の能力や各製品の需要といった制約を満たしつつ、製品毎に最適な生産量を計算することが行われている。
【０００３】
生産計画の立案にあたり、生産計画はある一定の範囲内で要求を受ける注文量に対して、予め設定されている設備の能力の範囲内で、各種評価指標を最大化するように、各時期における、それぞれの製品の生産量を決定する。この際、特に、複数工程・複数注文型の生産ラインでは、１つの製品の製造方法について、複数の通過工程ルートが存在する、または、１つの通過工程において、処理できる設備が複数存在する、といった通過工程ルートの自由度を考慮しなければならないため、たとえ全体の生産量が同じでも設備負荷は大きく異なる。そのため、どの時期にどれだけの製品を生産するかといった最適な生産計画を立案することは非常に困難である。
【０００４】
更に、通常の工場では、全ての設備が２４時間、３６５日稼働しているわけではなく、生産量に応じて設備の稼働計画を決定している。そこで、通常の勤務形態による設備の稼働のみで、所定の生産量を満たすことができる場合は良いが、残業という勤務形態により追加で設備を稼働させる必要がある場合には、追加の残業代が必要となり、利益を考慮した最適な生産計画を立案することがますます困難となる。
【０００５】
そこで、従来から、多工程からなる生産ラインにおいて、複数種類の品種の製品を製造する際に、決められた生産量の製品を決められた期間で製造するのに必要な生産設備の能力を計算する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に示す技術は、下記のステップに基づいて、生産計画を立案する。
１）決められた生産量の製品を決められた期間で製造する際に、残業なしとして、予め工程計画を作成する。ここで、工程計画は、本発明の生産計画に相当する。
２）作成された工程計画と各ロットの納期を元にして、納期遅れとなっているロットについて、ネックとなっている工程を抽出する。ここで、ロットは、本発明の製品に相当する。
３）ネック工程に残業時間を設定することで設備能力を変更し、納期遅れを再計算する。
４）納期遅れが解消するまで、２）及び３）のステップを繰り返す。
以上のステップにより、決められた生産量を決められた期間で製造する際に最低限必要な設備の能力を計算する事が可能となり、生産計画に対して、設備稼働コストが最小となる生産計画を立案することができる。ここで、設備稼働コストは、本発明の変動費に相当する。
【０００６】
しかしながら、従来の技術では、以下の問題がある。
１）事前に作成した生産計画を元に、納期遅れを解消する生産計画を策定するように設備能力を変更しているため、試行錯誤的に計算を実施する必要がある。
２）事前に作成した生産計画において、納期遅れとなるロットのネック工程に対して、設備能力を変更するため、設備能力が変更不可能である場合に対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３０８１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、残業による設備の稼働及びコストの増加を考慮しつつ、最適な製品製造構成を決定することができる生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに生産計画作成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る生産計画作成方法は、演算部と、記憶部と、入力部と、出力部とを有する計算機において、演算部により実行される処理が、評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定ステップと、製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶ステップと、前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶ステップと、前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る生産計画作成プログラムは、評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定ステップと、製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶ステップと、前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶ステップと、前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算ステップと、を備え、計算機において演算部により読み出して各ステップの処理を実行させることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る生産計画作成装置は、演算部と記憶部と入力部と出力部とを有する計算機において、生産計画の作成を行う生産計画作成装置であって、前記演算部は、評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定部と、製品毎に、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てた１以上の通過工程ルートを登録するとともに、前記通過工程ルート毎に、各工程の処理能力を登録する通過工程ルート情報記憶部と、前記各設備の前記期毎に、通常稼働する能力である設備稼働能力と残業することが可能な能力である残業可能能力を登録する設備能力情報記憶部と、前記各製品の前記期毎に、要求される生産量の範囲として、生産量下限値と生産量上限値とを登録する生産量情報記憶部と、前記処理能力により求めた前記各設備の前記期毎の総負荷が前記設備稼働能力に前記残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、前記各製品の前記期毎の生産量の合計が前記生産量下限値以上前記生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約を満たしつつ、予め設定した評価指標が最大となる前記各通過工程ルートの各期の生産量を算出する最適製品製造構成計算部と、から構成されることを特徴とする。
【００１２】
これによると、製品を製造するための複数の工程について処理可能な設備を割り当てて登録した通過工程ルート毎の生産量は、期単位で決定され、この通過工程ルート毎の生産量を得るために必要な各設備の期毎の負荷は、従属的に決定される。そして、通過工程ルート毎の期単位の生産量は、処理能力から算出される各設備の総負荷が設備稼働能力と残業可能能力を加えたものを超えない範囲であるという、設備能力制約を満たし、かつ、各製品の期毎の生産量の合計が生産量下限値以上生産量上限値以内の範囲内であるという、生産量の上下限範囲制約を満たしたうえで、予め設定した評価指標が最大となるように決定される。従って、下記の利点がある。
・残業をして追加の残業代を支払っても、利益が出て生産量を確保したい場合には、残業を許容して生産量を増やすという選択をする事が出来る。尚、残業代とは、残業により生じる費用のことを意味する。
・各製品の生産量の上下限値を期毎に変更することにより、需要変動に対して最適な製品製造構成を決定することができる。
・１つの製品に対して複数の通過工程ルートが設定されている場合にも、各ルートを予め設定することにより、予め設定した評価指標を最大化するように、各製品の通過工程ルートごとの生産量を期毎に決定することができる。
・ある製品について、利益は少ないものの、戦略的にシェアを確保したい場合には、生産量下限値を大きく設定することにより、その製品を一定値以上生産し、余力において、残りの製品の生産量を最適化することができる。
・生産量上限値を設定することにより、利益が大きいからといって、販売又は保管が不可能な量を生産することを防ぎ、他の製品を含めた上で、生産量を最適化することができる。
・生産量上限値と生産量下限値を同じ値にすることにより、必ず、一定量生産する必要がある製品を生産した上で、残りの製品の生産量を最適化することができる。
尚、「通過工程ルート」とは、製品を製造するために通過する複数の工程について処理可能な設備を割り当てた製造ルートのことを意味する。「設備稼働能力」とは、各設備が通常の勤務形態で稼働する能力を意味し、例えば、通常の勤務形態で稼働する時間などを表す。「残業可能能力」とは、各設備が通常の勤務形態を超えて、残業として稼働することが可能な能力を意味し、例えば、残業として稼働することが可能な時間などを表す。「処理能力」とは、各工程における製品または中間製品を処理する能力を意味し、例えば、所定の時間内に処理できる重量などを表す。「総負荷」とは、各設備において実際に処理にかかる期毎の負荷の合計を意味し、必要な処理時間の合計などで表す。
【００１３】
ここで、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成プログラムは、前記各設備の前記期毎に、残業コストを登録する残業コスト情報記憶ステップと、前記製品毎に、原料費と売値を登録する原料費・売値情報記憶ステップと、前記通過工程ルート毎に、各工程で発生する変動費を登録する変動費情報記憶ステップと、を更に備え、前記評価指標として、限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から残業コストから計算される値の総和である残業代を差し引いたものを設定する、又は、前記評価指標として、前記全製品の生産量の総和である総生産量を設定して良い。
そして、本発明に係る生産計画作成装置は、前記演算部が、前記各設備の前記期毎に、残業コストを登録する残業コスト情報記憶部と、前記製品毎に、原料費と売値を登録する原料費・売値情報記憶部と、前記通過工程ルート毎に、各工程で発生する変動費を登録する変動費情報記憶部と、を更に備え、前記評価指標として、限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から残業コストから計算される値の総和である残業代を差し引いたものを設定する、又は、前記評価指標として、前記全製品の生産量の総和である総生産量を設定して良い。
【００１４】
これによると、評価指標に総限界利益から残業代を引いたものを用いることにより、利益が最大になるように、期毎の各製品の生産量が通過工程ルート毎に決定される。これにより、例えば１つの製品に、複数の通過工程ルートが設定されている場合にも、設備稼働能力及び残業可能能力を基づいて残業を許容した上で、残業代を支払いつつ最も利益が高くなるような、通過工程ルートを選択することが可能になる。
また、評価指標に生産量を用いることにより、生産量が最大になるように、期毎の各製品の生産量が通過工程ルート毎に決定される。これにより、例えば１つの製品に、複数の通過工程ルートが設定されている場合にも、設備稼働能力及び残業可能能力に基づいて残業を許容した上で、最も生産量が大きくなるような、通過工程ルートを選択することが可能になる。
尚、「限界利益率」は、通過工程ルート毎の期毎の（売値−原料費−変動費）の値を意味する。また、「残業コスト」は、設備毎の期毎の残業による処理に要するコストを意味する。また、「総和」とは、全通過工程ルートの全期における和を意味する。
【００１５】
また、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに、生産計画作成装置は、前記残業可能能力は、前記各設備の前記期毎に登録するのに替えて、全ての前記期を通じて前記設備毎に登録する、前記期毎に設備全体で登録する、又は、全ての前記期を通じて設備全体で登録して良い。
【００１６】
これにより、残業可能能力の設定方法を選択する事により、例えば特定の人しか操作できない設備が存在する工場においては、設備毎に残業可能能力を与え、誰でもどの設備を操作できる工場では、設備全体で残業可能能力を与えるなど、工場の特徴に応じた制約を与える事が可能となり、工場の実態に応じた生産計画が立案可能となる。
【００１７】
尚、本発明に係る生産計画作成プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのリムーバブル型記録媒体やハードディスクなどの固定型記録媒体に記録して配布可能である他、有線又は無線の電気通信手段によってインターネットなどの通信ネットワークを介して配布可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに生産計画作成装置は、残業による設備の稼働及びコストの増加を許容しつつ、最適な製品製造構成を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る生産計画作成方法の処理の手順について説明したフローチャートである。
【図２】本実施形態に係る生産計画作成装置のブロック図である。
【図３】本実施例の対象とする生産ラインの一例を示す図である。
【図４】設備負荷配分比率の具体的な計算例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに生産計画作成装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
まず、本実施形態に係る生産計画作成装置について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る生産計画作成装置のブロック図である。図２に示すように、生産計画作成装置１は、期情報記憶部Ｂ１と、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２と、原料費・売値情報記憶部Ｂ３と、生産量情報記憶部Ｂ４と、設備能力情報記憶部Ｂ５と、残業コスト情報記憶部Ｂ６と、評価指標設定部Ｂ７と、限界利益率計算部Ｂ８と、設備負荷原単位計算部Ｂ９と、最適製品製造構成計算部Ｂ１０と、結果出力部Ｂ１１と、から構成されて、計算機上に実装される。ここで、図２に示されている生産計画作成装置１の各部Ｂ１〜Ｂ１０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等の計算機によって構成されている。かかる計算機には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、プログラムを含む各種のソフトウェアが記録されている。ここで、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどのリムーバブルな記憶媒体に記録しておくことにより、様々なコンピュータにインストールすることが可能である。そして、これらのハードウェアおよびソフトウェアが組み合わされることによって、上述の各部Ｂ１〜Ｂ１０が構築される。また、通信ネットワークを用いて上述の各部Ｂ１〜Ｂ１０の情報のやり取りが行われても良い。
【００２２】
期情報記億部Ｂ１は、期に関する情報として、評価指標に基づいて最適製品製造構成を計算する単位である期を記憶するためのものである。例えば、月、旬、週などの単位で期を設定する。
【００２３】
通過工程ルート情報記憶部Ｂ２は、通過工程ルートに関する情報として、各製品について、その製品を製造するために利用する１つまたは複数の通過工程ルートを記憶するためのものである。ここで、通過工程ルートとは、製品を製造するために通過する複数の工程について処理可能な設備を割り当てた製造ルートであって、製品を製造するための製造順序のことを意味する。更に、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２は、通過工程ルート毎の使用設備と使用順序、通過工程ルート番号毎の各工程の処理能力、工程歩留り、変動費、工程間リードタイムを記憶する。ここで、処理能力とは、各工程で処理時間１時間あたりに処理できる製品または中間製品の重量である。工程歩留りとは、設備の出側と入側の重量比である。変動費とは、各工程で１時間処理するのに要する発生費用である。工程間リードタイムは、前後工程間のリードタイムである。
【００２４】
原料費・売値情報記憶部Ｂ３は、原料費・売値に関する情報として、製品毎の原料費と売値に関する情報を記憶するためのものである。尚、原料費と売値は、製品が同じであれば、通過工程ルートが異なっても同じものとして、製品毎に設定しても良いし、通過工程ルート毎に設定しても良い。
【００２５】
生産量情報記憶部Ｂ４は、生産量の範囲に関する情報として、各製品について、期毎に要求される生産量の範囲を示す生産量下限値及び生産量上限値に関する情報を記憶するためのものである。ここで、「生産量下限値」は、生産するべき下限量を意味する。また、「生産量上限値」は、これ以上は生産しても販売できないという上限量を意味する。
【００２６】
設備能力情報記憶部Ｂ５は、設備能力に関する情報として、各設備の期毎の通常稼働する時間である設備稼働能力と、各設備の期毎の残業することが可能な時間である残業可能能力に関する情報を記憶するためのものである。
【００２７】
残業コスト情報記憶部Ｂ６は、残業コストに関する情報として、各設備の期毎の残業コストを記憶するためのものである。ここで、「残業コスト」は、各期における各設備が残業する際にかかるコストを意味する。尚、残業コストは、処理１時間当たりの単価を用いても良いし、処理１トン当たりの単価を用いても良い。
【００２８】
評価指標設定部Ｂ７は、製品構成を決定する際に目標とする評価指標を設定するためのものである。本実施形態においては、評価指標として、通過工程ルート番号毎の各期における限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から各設備の各期における残業コストから計算される値の総和である残業代を引いたものを設定する。
【００２９】
限界利益率計算部Ｂ８は、通過工程ルート情報記憶部Ｂ３で通過工程ルート情報に登録された通過工程ルート毎の各工程の工程歩留りと変動費、及び、原料費・売値情報記憶部Ｂ４で原料費・売値に関する情報として登録された製品毎の原料費と売値をもとに、通過工程ルート毎に期毎での製品１トン当たりの販売により得られる利益である限界利益率を計算する。ここで、限界利益率は、製品を１トンあたりの販売により得られる通過工程ルート毎の利益を意味する。例えば、単位は、千円／製品ｔｏｎとなる。
【００３０】
ここで、本実施形態では、限界利益率は、下記の通り計算される。
限界利益率（千円／製品ｔｏｎ）
＝売値（千円／製品ｔｏｎ）−原料費（千円／製品ｔｏｎ）−変動費（千円／製品ｔｏｎ）
【００３１】
尚、本実施形態では、原料費（千円／製品ｔｏｎ）は、原料費（千円／ｔｏｎ）×製品１トンあたりの生産に要する原料（ｔｏｎ／製品ｔｏｎ）として算出する。即ち、原料費（千円／製品ｔｏｎ）は、原料費（千円／ｔｏｎ）が製品毎に設定されている場合、製品毎に設定された原料費に工程ｋでの重量をかけた値となる。ここで、ｋは通過工程ルートにおける各工程を意味する。また、工程ｋでの重量とは、工程歩留りから計算される製品１トンあたりの生産に要する原料重量を意味する。以下、同様である。
【００３２】
また、本実施形態では、変動費（千円／製品ｔｏｎ）は、製品１トンあたりの生産に要する各工程での発生費用原単位（千円／製品ｔｏｎ）の全工程の和として算出する。ここで、工程ｋでの発生費用原単位（千円／製品ｔｏｎ）は、工程ｋでの重量÷工程ｋの処理能力×工程ｋの変動費として計算した値である。
【００３３】
そして、本実施形態では、売値（千円／製品ｔｏｎ）は、売値（千円／ｔｏｎ）が製品毎に設定されている場合、製品毎に設定された製品情報の売値（千円／ｔｏｎ）と等しくなる。
【００３４】
尚、限界利益率は、上述の計算方法に限らず、通過工程ルート情報記憶部Ｂ３で通過工程ルート情報に登録された通過工程ルート毎の各工程の工程歩留りと変動費、及び、原料費・売値情報記憶部Ｂ４で原料費・売値に関する情報として登録された製品毎の原料費と売値の単位に合わせて、計算方法を変更することが好ましい。また、通過工程ルートそれぞれについて、製品１トン当たりの販売により得られる利益である限界利益率（千円／製品ｔｏｎ）が予めわかっている場合は、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２で通過工程ルート情報に限界利益率を記憶するようにして、上述の限界利益率計算部Ｂ８の構成はなくてもよい。
【００３５】
設備負荷原単位計算部Ｂ９は、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２で通過工程ルート情報として登録された通過工程ルート毎の工程間リードタイムをもとに計算された、当該通過工程ルートに従ってある期に生産した場合の工程毎に各期に対して負荷を配分する割合である設備負荷配分比率に基づいて、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２で通過工程ルート情報として登録された通過工程ルート番号毎の各工程の処理能力、工程歩留りに基づいて、通過工程ルートそれぞれについて、期毎での製品１トンあたりの生産に要する期毎の設備に処理する負荷である設備負荷原単位（ｈｒ／製品ｔｏｎ）を計算する。
【００３６】
ここで、設備負荷配分比率の具体的な計算例について、図４に基づいて説明する。ここで、図４に示す例では、期情報において期を１ヶ月とし、１ヶ月を３０日としている。図４では、上述の工程１〜工程３までの製造順序である通過工程ルートを示している。また、Ｌ１〜Ｌ３が工程１〜工程３のそれぞれの前後工程間の工程間リードタイムである。尚、工程３の場合は、後工程は出荷となる。また、ＤＴ、ＤＴ−１、ＤＴ−２は、それぞれ、Ｔ月、Ｔ−１月、Ｔ−２月の日数である。更に、製品はＴ月に均等に出荷され、各工程での処理は、出荷と同じピッチで工程間リードタイムだけ先行して実行されるとする。この時、工程１から工程３の処理時間は、図４のハッチング部分となり、それぞれのハッチング部分に含まれる各月の時間に応じて、工程の負荷を配分するものとする。例えば、工程１では、Ｔ−２月への設備負荷配分比率（ｒ１，Ｔ−２）及びＴ−１月への設備負荷配分比率（ｒ１，Ｔ−１）は下記となる。
Ｔ−２月への設備負荷配分比率（ｒ１，Ｔ−２）
ｒ１，Ｔ−２＝｛Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３−ＤＴ−１｝／ＤＴ
Ｔ−１月への設備負荷配分比率（ｒ１，Ｔ−１）
ｒ１，Ｔ−１＝｛ＤＴ−（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３−ＤＴ−１）｝／ＤＴ
【００３７】
次に、期毎の設備負荷原単位の具体的な計算例について説明する。
Ｔ月での製品１トンあたりの生産に要する工程ｋでのＴ’月（Ｔ’≦Ｔ）の負荷のことであり、通過工程ルート毎に以下を計算する。
Ｔ月生産に対する工程ｋでのＴ’月の設備負荷原単位（ｈｒ／製品ｔｏｎ）
＝Ｔ月の生産に対する工程ｋでのＴ’月の設備負荷配分比率
×製品１トンあたりの生産に要する工程ｋでの負荷（ｈｒ／製品ｔｏｎ）
尚、本実施形態の場合、製品１トンあたりの生産に要する工程ｋでの負荷（ｈｒ／製品ｔｏｎ）は、工程ｋでの重量÷工程ｋの処理能力として計算する。また、図４に示す例において、各通過工程ルートでは、工程間リードタイムの和が１ヶ月よりも短いので、Ｔ月生産に対するＴ’月の設備負荷原単位は、Ｔ月とＴ−１月だけとなる。
【００３８】
そして、設備負荷原単位は通過工程ルート毎の各設備で設定されるため、算出された設備負荷原単位は、各通過工程ルートの期毎に、各工程で計算された設備負荷原単位に対応する設備の設備負荷原単位として、後述する最適製品製造構成計算部Ｂ１０における最適化問題の計算に用いられる。
【００３９】
尚、設備負荷原単位は、上述の計算方法に限らず、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２で通過工程ルート情報に登録された通過工程ルート毎の工程間リードタイム、通過工程ルート番号毎の各工程の処理能力、及び、工程歩留りの単位に合わせて、計算方法を変更することが好ましい。また、通過工程ルートそれぞれについて、期毎での製品１トンあたりの生産に要する期毎の設備に処理する負荷である設備負荷原単位（ｈｒ／製品ｔｏｎ）が予めわかっている場合は、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２で通過工程ルート情報に設備負荷原単位を記憶するようにして、上述の設備負荷原単位計算部Ｂ９の構成はなくてもよい。
【００４０】
最適製品製造構成計算部Ｂ１０は、生産量情報記憶部Ｂ４で記憶した生産量情報に基づく製品毎の総生産量上下限範囲制約と、設備能力情報記憶部Ｂ５で記憶した各設備の期毎の設備稼働能力と残業可能能力の情報に基づく設備稼働能力制約及び残業可能能力制約の範囲内で、残業コスト情報記憶部Ｂ６で記憶した残業コスト情報と限界利益率計算部Ｂ８で計算した限界利益率に基づいて算出される評価指標設定部Ｂ７で設定した評価指標を最大化するような期毎の通過工程ルート毎の生産量を決定する。尚、最適製品製造構成計算部Ｂ９では、評価指標を線形式で表せる場合は、線形計画法を用いて評価指標を表す評価式の最適化問題を解くことにより、通過工程ルート毎の期毎の生産量を決定することが好ましい。これにより、品種や設備の数が多い場合であっても、通過工程ルート毎の生産量を高速に最適化することができる。
【００４１】
本実施形態においては、線形計画法を用いて以下の数１に示す評価式の最適化問題を解くことにより、決定変数である通過工程ルート毎の期毎の生産量及び各設備の期毎の残業時間を決定する。尚、数１に示す評価式においては、期を１ヶ月と想定している。
【００４２】
【数１】
2015109056.tif 000003
【００４３】
ここで、数１に示す式は、限界利益率から求まる総限界利益から残業コストから求まる残業代を差し引いた値を評価指標とする場合の評価式である。本実施形態において、限界利益率は、限界利益率計算部Ｂ８で算出した限界利益率に相当する。また、残業コストは、残業コスト情報記憶部Ｂ６で記憶した残業コストに相当する。
【００４４】
また、数１に示す評価式の制約式は、以下の数２に示す式となる。
【００４５】
【数２】
2015109056.tif 000004
【００４６】
ここで、数２に示す制約式は、設備負荷原単位計算部Ｂ９で計算された設備負荷原単位により求めた各設備の期毎の総負荷が設備稼働能力に残業可能能力を加えたものを超えないという設備能力制約と、各製品の期毎の生産量の合計が生産量下限値以上生産量上限値以内の範囲内であることを満たすという生産量の上下限範囲制約に関する制約式が定義されている。
【００４７】
具体的には、設備能力制約は、設備負荷原単位計算部Ｂ９で計算された設備負荷原単位により求めた各設備の期毎の総負荷が設備稼働能力と残業時間を加えたものを超えないという設備能力制約と、各設備の各期において、残業時間が残業可能能力を超えないという残業可能能力制約と、各設備の期毎の残業時間は負にならないという残業の非負制約である。本実施形態では、設備稼働能力は、設備能力情報記憶部Ｂ５で記憶した設備稼働能力に相当する。また、残業可能能力は、設備能力情報記憶部Ｂ５で記憶した残業可能能力に相当する。
【００４８】
また、生産量の上下限範囲制約は、各製品の各期において、生産量下限値を生産しなければならない生産量の下限制約と、各製品の各期において、生産量上限値を超えて生産することはできないという生産量の上限制約と、各設備の期毎の生産量は負にならないという生産量の非負制約である。本実施形態では、生産量下限値は、生産量情報記憶部Ｂ４で記憶した最小生産量に相当する。また、生産量上限値は、生産量情報記憶部Ｂ４で記憶した最大生産量に相当する。
【００４９】
尚、残業可能能力制約は、数２の制約式に替えて、数３〜５のいずれかの制約式を用いてもよい。
【００５０】
【数３】
2015109056.tif 000005
【００５１】
数３に示す制約式では、残業可能能力が、設備毎の計画期間全体で設定されている場合に用いることができる。
【００５２】
【数４】
2015109056.tif 000006
【００５３】
数４に示す制約式では、残業可能能力が、期毎の設備全体で設定されている場合に用いることができる。
【００５４】
【数５】
2015109056.tif 000007
【００５５】
数５に示す制約式では、残業可能能力が、設備全体の計画期間全体で設定されている場合に用いることができる。
【００５６】
結果出力部Ｂ１１は、図示しない出力用インタフェースを介して、最適製品製造構成計算部Ｂ１０での計算結果を表示するための、ディスプレイ、ハードディスク、または、プリンタ等の出力装置である。計算結果として、最適化された期毎の製品製造構成や、設備の負荷状況等を出力する。尚、出力用インタフェースは、最適製品製造構成計算部Ｂ１０での計算結果を、出力装置に出力するためのデータ変換や通信を行うプログラム又はハードウェアである。
【００５７】
次に、本実施形態に係る生産計画方法の処理の手順について、図１に基づいて、説明する。図１は、本実施形態に係る生産計画方法の処理の手順について説明したフローチャートである。
尚、以下で説明する本実施形態に係る生産計画方法の処理は、計算機においても同様に、生産計画プログラムとしてＣＰＵにより読み出して実行することができる。また、この生産計画プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどのリムーバブルな記憶媒体に記録しておくことにより、様々な計算機の記憶装置にインストールすることが可能である。
【００５８】
ＳＴＥＰ１では、計算機において、入力部から入力されたり、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどのリムーバブルな記憶媒体に記録されて与えられたり、有線又は無線の電気通信手段によってインターネットなどの通信ネットワークを介して与えられた基本情報として、期に関する情報、製造工程ルートに関する情報、原料費・売値に関する情報、生産量の範囲に関する情報、設備能力に関する情報、残業コストに関する情報、評価指標を読み込む。ここで、ＳＴＥＰ１は、期情報記憶ステップ、通過工程ルート情報記憶ステップ、原料費・売値情報記憶ステップ、生産量情報記憶ステップ、設備能力情報記憶ステップ、残業コスト情報記憶ステップ、評価指標設定ステップに相当する。
尚、上述した生産計画作成装置１の期情報記億部Ｂ１、通過工程ルート情報記憶部Ｂ２、原料費・売値情報記憶部Ｂ３、生産量情報記憶部Ｂ４、設備能力情報記憶部Ｂ５、残業コスト情報記憶部Ｂ６、評価指標設定部Ｂ７で記憶される情報が基本情報であり、本ステップの詳細については、それらの記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００５９】
次に、ＳＴＥＰ２では、通過工程ルートに関する情報及び原料費・売値に関する情報に基づいて、通過工程ルート毎に、各工程の工程歩留りと変動費、及び、製品毎の原料費と売値をもとに、各通過工程ルートの期毎での製品１トン当たりの販売により得られる利益である限界利益率の計算を行う。
尚、本ステップの詳細については、上述した生産計画作成装置１の限界利益率計算部Ｂ８の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００６０】
また、ＳＴＥＰ３では、期に関する情報及び通過工程ルートに関する情報に基づいて、通過工程ルートに設定された工程毎に期毎の設備負荷配分比率の計算し、計算された設備負荷配分比率に基づいて、通過工程ルートに設定された工程毎に期毎の設備負荷原単位の計算を行う。
尚、本ステップの詳細については、上述した生産計画作成装置１の設備負荷原単位計算部Ｂ９の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００６１】
そして、ＳＴＥＰ４では、生産量の範囲に関する情報、設備能力に関する情報、残業コストに関する情報に基づいて、評価指標を最大化するような最適製品製造構成の計算を行う。ここで、ＳＴＥＰ４は、最適製品製造構成計算ステップに相当する。
尚、本ステップの詳細については、上述した生産計画作成装置１の最適製品製造構成計算部Ｂ１０の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００６２】
最後に、ＳＴＥＰ５では、計算結果を出力する。
尚、本ステップの詳細については、上述した生産計画作成装置１の結果出力部Ｂ１１の記載内容と同様であり、その説明を省略する。
【００６３】
このように、本実施形態の生産計画作成装置及び生産計画作成方法、並びに生産計画作成プログラムによれば、残業による設備の稼働及びコストの増加を許容しつつ、最適な製品製造構成を決定することができる。
【００６４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
【００６５】
上述の実施形態においては、評価指標設定部Ｂ７で、評価指標として、通過工程ルート番号毎の各期における限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から各設備の各期における残業コストから計算される値の総和である残業代を引いたものを設定しているが、それに限らない。評価指標は、上記に替えて、全製品の生産量の総和である総生産量を設定しても良い。総生産を評価指標とする場合は、以下の数６に示す式を用いればよい。かかる場合は、シェアを優先する場合のように、総生産量を重視した製品製造構成を決定することが可能になる。
【００６６】
【数６】
2015109056.tif 000008
【００６７】
また、本実施形態では、製品の売値、原料費を通過工程ルートのみに依存するとしたが、製造時期によって異なるものとして良い。この場合、上述の数１に示す式においては、売値がＰij、原料費がＭijと定義される。
【実施例】
【００６８】
次に、上記実施形態に係る生産計画作成装置及び生産計画作成方法、並びに生産計画作成プログラムを用いた実施例について、具体的な一例に即して説明する。尚、以下に説明する実施例は、例示にすぎず、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成プログラム、並びに生産計画作成装置の適用限界を示すものではない。
【００６９】
まず、本実施例で対象とする生産ラインの一例について、図３に基づいて説明する。図３は、生産ラインの一例を示す図である。
【００７０】
図３に示すように、原料から出荷に至るまでの生産ラインは、Ｍ０１，Ｍ０２，Ｍ０３，Ｍ０４，Ｍ０５の設備から構成されており、製造途中の中間製品や完成した製品は必要に応じてバッファに保管される。ここでは、製品の種類により使用する設備とその順序が異なるものとし、個別の製造手順である通過工程ルートについては表１及び表７に基づいて後述する。
【００７１】
次に、上記の本実施形態に係る生産計画作成方法に即して、本実施例について説明する。
【００７２】
まず、ＳＴＥＰ１で、基本情報である、期に関する情報、通過工程ルートに関する情報、原料費・売値に関する情報、生産量の範囲に関する情報、設備能力に関する情報、残業コストに関する情報、評価指標を読み込む。
【００７３】
本実施例では、期に関する情報として、１ヶ月が読み込まれる。また、各月の日数を全て３０日とする。
【００７４】
また、本実施例において、通過工程ルートに関する情報、原料費・売値に関する情報として、表１に示す製品情報が読み込まれる。本実施例においては、表１の「製品コード」欄に示すように、製品は、Ａ０１〜Ａ０５の５種類存在する。また、表１の「通過工程ルート番号」欄に示すように、製品毎に、３種類の通過工程ルートが存在する。例えば、製品Ａ０３では、通過工程ルート番号７〜９までの３種類の通過工程ルートが存在する。更に、表１に示すように、各製品には、トン当たりの「原料費」と「売値」が与えられる。なお、本実施例においては、製品が同じであれば、通過工程ルートが異なっても原料費と売値を同じにしているが、通過工程ルート毎に原料費を設定するようにしても良い。
【００７５】
【表１】
2015109056.tif 000009
【００７６】
また、本実施例において、生産量の範囲に関する情報として、表２に示す最小生産量と、表３に示す最大生産量とが読み込まれる。本実施例においては、各製品の期毎には、生産するべき下限量である「生産量下限値」が、表２に示す「最小生産量」として与えられていると共に、これ以上は生産しても販売できないという上限量である「生産量上限値」が、表３に示す「最大生産量」として与えられている。
【００７７】
【表２】
2015109056.tif 000010
【００７８】
【表３】
2015109056.tif 000011
【００７９】
また、本実施例において、設備能力に関する情報として、表４に示す設備稼働能力と、表５に示す残業可能能力とが読み込まれる。「設備稼働能力」として、表４に示すように、各期における各設備が通常稼働する時間（ｈｒ）が定義されている。また、「残業可能能力」として、表５に示すように、各期における各設備が残業することが可能な時間（ｈｒ）が定義されている。表４では、各月において各設備が６００時間稼働可能であることを示している。また、表５では、後述する所定の残業コストを支払うことで、各月において各設備が１００時間残業可能であることを示している。
【００８０】
【表４】
2015109056.tif 000012
【００８１】
【表５】
2015109056.tif 000013
【００８２】
また、本実施例において、残業コストの情報として、表６に示す残業コストが読み込まれる。「残業コスト」として、表６に示すように、各期における各設備が残業する際にかかるコスト（千円／ｈｒ）が定義されている。表６では、各月において設備Ｍ０１，Ｍ０３，Ｍ０５が１時間当たり５千円の残業コストがかかり、また、設備Ｍ０２，Ｍ０４が１時間当たり１０千円の残業コストがかかることを示している。
【００８３】
【表６】
2015109056.tif 000014
【００８４】
更に、本実施例において、通過工程ルートに関する情報として、表７に示す通り、通過工程ルート毎の使用設備と使用順序、通過工程ルート番号毎の各工程の処理能力、工程歩留り、変動費、工程間リードタイムが読み込まれる。ここで、表７に示す通過工程ルートに関する情報では、「通過工程ルート番号」毎の製造手順を示しており、「工程番号」の順番に工程を通過して、中間製品が製造され、最終的に完成した製品が製造されることを意味している。そして、それぞれの工程では、表７の「設備コード」欄に示すように、Ｍ０１，Ｍ０２，Ｍ０３，Ｍ０４，Ｍ０５の設備の中から処理可能な設備が割り付けられている。そして、表７に示すように、「処理能力」として、各工程で処理時間１時間あたりに処理できる製品または中間製品の重量（ｔｏｎ／ｈｒ）が定義されている。また、表７に示すように、各工程で１時間処理するのに要する発生費用が「変動費」（千円／ｈｒ）として定義されている。更に、表７に示すように、設備の出側と入側の重量比である「工程歩留り」と、前後工程間のリードタイムである「工程間リードタイム」（日）が定義されている。
【００８５】
【表７】
2015109056.tif 000015
【００８６】
本実施例において、表７では、例えば、
・「処理能力」に基づいて、設備Ｍ０１では、通過工程ルート番号が１の製品Ａ０１を１時間あたり２トン処理できる。
・「変動費」に基づいて、設備Ｍ０１では、通過工程ルート番号が１の製品Ａ０１を１時間処理するのに変動費が２千円かかることがわかる。
・「工程歩留り」に基づいて、設備Ｍ０１では、通過工程ルート番号が１の製品Ａ０１を８トン完成させるには、１０トンの入力が必要であることがわかる。尚、差の２トンは、例えば不良部分として廃棄する量である。
・「工程間リードタイム」に基づいて、通過工程ルート番号１では、工程番号１で設備コードＭ０１である第１工程と、工程番号２で設備コードＭ０５である第２工程の間は、リードタイムとして２日を要することがわかる。
尚、最終工程に設定された工程間リードタイムは、最終工程を完了してから出荷までのリードタイムである。尚、全ての通過工程ルート番号において工程数を３つとしているが、それに限らず、様々な工程設計が可能である。
【００８７】
また、本実施例において、評価指標として、通過工程ルート番号毎の各期における限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から各設備の各期における残業コストから計算される値の総和である残業代を引いたものを設定する。
【００８８】
次に、ＳＴＥＰ２で、通過工程ルートに関する情報及び原料費・売値に関する情報に基づいて、通過工程ルート毎に、各工程の工程歩留りと変動費、及び、製品毎の原料費と売値をもとに、各通過工程ルートの期毎での製品１トン当たりの販売により得られる利益である限界利益率の計算を行う。
【００８９】
本実施例では、限界利益率は、上述した通り、次式に基づいて計算される。
限界利益率（千円／製品ｔｏｎ）
＝売値（千円／製品ｔｏｎ）−原料費（千円／製品ｔｏｎ）−変動費（千円／製品ｔｏｎ）
【００９０】
表８に、本実施例における原料費（千円／製品ｔｏｎ）の計算結果を示す。また、表８に、本実施例における各工程での発生費用原単位（千円／製品ｔｏｎ）と、変動費（千円／製品ｔｏｎ）の計算結果を示す。尚、本実施例における売値（千円／製品ｔｏｎ）は、表１に示す製品情報の売値（千円／ｔｏｎ）と等しい。以上により計算した本実施例における限界利益率の計算結果を、表８に示す。
【００９１】
【表８】
2015109056.tif 000016
【００９２】
また、ＳＴＥＰ３で、期に関する情報及び通過工程ルートに関する情報に基づいて、通過工程ルートに設定された工程毎に期毎の設備負荷配分比率の計算し、計算された設備負荷配分比率に基づいて、通過工程ルートに設定された工程毎に期毎の設備負荷原単位の計算を行う。
【００９３】
表９に、上述した表７の通過工程ルート情報に基づいて計算した本実施例における設備負荷配分比率と設備負荷原単位の計算結果を示す。
【００９４】
【表９】
2015109056.tif 000017
【００９５】
そして、ＳＴＥＰ４で、生産量の範囲に関する情報、設備能力に関する情報、残業コストに関する情報に基づいて、評価指標を最大化するような最適製品製造構成の計算を行い、ＳＴＥＰ５で、計算結果を出力する。
【００９６】
本実施例において、最適化された各通過工程ルートの期毎の生産量を表１０に示す。
【００９７】
【表１０】
2015109056.tif 000018
【００９８】
また、各設備の期毎の設備稼働時間を表１１に示す。表１１では、設備稼働時間が稼働可能時間を超えた場合は残業時間を加えた時間が記載されており、カッコ内の数値は設備稼働時間内の残業時間を示している。
【００９９】
【表１１】
2015109056.tif 000019
【０１００】
表１０，１１より、以下のことが分かる。
１）各製品の期毎の合計生産量は、表２及び表３で示す製品情報で定義された最小・最大生産量の範囲内で決定されている。
２）各設備の期毎の設備稼働時間は、表４及び表５で示す設備能力情報で定義された設備稼働可能能力に残業可能能力を加えた時間内で決定されている。例えば、４月において、設備Ｍ０１及び設備Ｍ０２は、稼働時間が６００ｈｒであり、追加の残業代を払えば、通常の設備稼働能力である６００ｈｒに更に残業可能能力である１００ｈｒ分追加した範囲内で稼働出来ることがわかる。設備Ｍ０３は、稼働時間が５０５ｈｒであり、通常の設備稼働能力の範囲内で稼働出来ることが分かる。また、設備Ｍ０４及び設備Ｍ０５は、稼働時間が７００ｈｒであり、追加の残業代を払っても、これ以上、追加稼働が出来ない事がわかる。
３）設備Ｍ０１，Ｍ０２，Ｍ０３の設備稼働時間は、各期において、設備能力情報で定義された設備稼働能力に残業可能能力を加えた時間の範囲内である。一方、製品コードＡ０２を生産するための通過工程ルート番号５は設備Ｍ０１，Ｍ０２，Ｍ０３を使用して生産でき、また、計算された製品コードＡ０２の生産量は最大生産量に達していない事からまだ生産の余地はある。ここで、表８に示す処理能力と工程歩留りから求められる製品１トンを生産するために必要な処理時間は、設備Ｍ０１が０．４６（ｈｒ）、設備Ｍ０２が１．２５（ｈｒ）、設備Ｍ０３が０．８３（ｈｒ）となる。ここで、設備Ｍ０１及び設備Ｍ０２は、全期で設備稼働能力である６００ｈｒを超えているため、これ以上生産するためには、追加の残業代が必要になる。ここで、表６に示す各設備の各期における残業コストに基づいて、製品１トンを生産するための各設備の残業コストを計算すると、設備Ｍ０１が０．４６Ｈｒ×５（千円／ｈｒ）＝２．３千円、設備Ｍ０２が１．２５Ｈｒ×１０（千円／ｈｒ）＝１２．５千円、設備Ｍ０３が０．８３Ｈｒ×５（千円／ｈｒ）＝４．２千円となる。そのため、製品１トンを生産するための設備Ｍ０１の残業コストと設備Ｍ０２の残業コストとを加えると、表８で示す限界利益率１５．６５５（千円／製品ｔｏｎ）を超えおり、作れば作るほど赤字になるため、通過工程ルート番号５を用いて製品コードＡ０２の製品を生産しないという計算結果となっていることが分かる。また、同じく製品コードＡ０２に属する通過ルート４、６は、設備稼働能力に残業可能能力を加えた時間でフル稼働している設備Ｍ０５を必要とするため、制約的に生産する事が出来ないことが分かる。
４）製品コードＡ０３〜Ａ０５は、上記と同様に計算した製品１トンを生産するための各設備の残業コストを限界利益率から引いても負にならず、利益率の高いため、ネックとなる設備Ｍ０４とＭ０５を残業可能能力までフル稼働させてでも可能な限り生産量を増やそうとしている事が分かる。
【０１０１】
また、別の実施例として、上記の実施例の評価指標に替えて、全製品の生産量の総和である総生産量を評価指標として設定した場合、最適化された各通過工程ルートの期毎の生産量を表１２に示す。
【０１０２】
【表１２】
2015109056.tif 000020
【０１０３】
また、各設備の期毎の設備稼働時間を表１３に示す。表１３では、表１１と同様に、設備稼働時間が稼働可能時間を超えた場合は残業時間を加えた時間が記載されており、カッコ内の数値は設備稼働時間内の残業時間を示している。
【０１０４】
【表１３】
2015109056.tif 000021
【０１０５】
表１２，１３より、以下のことが分かる。
・全設備及び全期間での残業時間が１００ｈｒとなり、設備を最大限活用している事が分かる。
・また、評価指標として、通過工程ルート番号毎の各期における限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から各設備の各期における残業コストから計算される値の総和である残業代を引いたものを設定した場合の表１０に示す生産量総和８，８１２ｔｏｎに対し、表１２では、９，０５７ｔｏｎと生産量が上昇していることがわかる。
【０１０６】
尚、表１０及び表１２の結果から、残業を最大限行ったとしても、生産量は２．７％しか増加しない事から、利益を重視して、評価指標設定部Ｂ７で、評価指標として、通過工程ルート番号毎の各期における限界利益率（売値−原料費−変動費）から計算される値の総和である総限界利益から各設備の各期における残業コストから計算される値の総和である残業代を引いたものを設定して、生産をする事が望ましいとの判断が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明を利用すれば、残業による設備の稼働及びコストの増加を許容しつつ、最適な製品製造構成を決定することができる生産計画作成装置及び生産計画作成方法、並びに生産計画作成プログラムを提供することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１    生産計画作成装置
Ｂ１  期情報記憶部
Ｂ２  通過工程ルート情報記憶部
Ｂ３  原料費・売値情報記憶部
Ｂ４  生産量情報記憶部
Ｂ５  設備能力情報記憶部
Ｂ６  残業コスト情報記憶部
Ｂ７  評価指標設定部
Ｂ１０  最適製品製造構成計算部
ＳＴＥＰ１  期情報記憶ステップ、通過工程ルート情報記憶ステップ、原料費・売値情報記憶ステップ、生産量情報記憶ステップ、設備能力情報記憶ステップ、残業コスト情報記憶ステップ、評価指標設定ステップ
ＳＴＥＰ４    最適製品製造構成計算ステップ
【図１】
2015109056.tif 000022
【図２】
2015109056.tif 000023
【図３】
2015109056.tif 000024
【図４】
2015109056.tif 000025