(57)【要約】【課題】製造業において、離散的に発生する注文、そして特急オーダー、生産遅れなどのイレギュラー発生に対しての全体最適の生産計画作成方法を提供する。【解決手段】生産計画に付加された余裕時間となるマージンを、時間経過に伴い調整するための調整関数を生産計画作成系の変動と連動して動的に変更する。このマージンを用いることにより、生産計画の変動、新たな生産計画の割り付け、生産の遅れに対する修正生産計画作成への対応を可能にし、同時にこれらの対応による他の生産計画への影響を最小限に抑えることを可能にする。【選択図】　図１
2004127170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産する製品情報、納期時刻、数量、確度の少なくとも１つを有する生産オーダーに対する生産計画を作成するに際し、時間軸上に、生産計画に基づく生産負荷ならびに前後の生産計画に関連する段取り負荷に加えて、見かけ上の負荷となるマージンを割り付けて、生産計画を作成する方法であって、前記マージンは、過去の受注変動実績、特急オーダーの発生実績などの生産計画作成系の変動に基づいて変化するマージン調整関数を用いて調整すると共に、前記マージン調整関数は、同マージン調整関数の係数を前回の値から変更して計算するステップと、この計算結果を前回と比較して評価するステップと、評価結果が良化した場合は、その良化傾向を維持するよう係数値を選択するステップを一定期間の生産計画に対して一定期間毎に繰り返し実行することにより、変動に対応させることを特徴とする生産計画作成方法。
【請求項２】
前記マージンを計算するマージン調整関数は、生産負荷に対するマージンの割合を示すマージン率ｒを現時刻ｔに関しての関数
ｒ＝Ｋ（ｔ−Ｏｊ）＋ｒ０＋Ｃ
Ｏｊ：生産オーダーｊに対する生産計画を割り付けた時刻、ｒ０：生産計画に割り付けた際の初期マージン率、Ｋ：時間項に対する係数、Ｃ：生産計画が実際に生産を開始する時点でのマージン率
で定義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】
該当生産計画におけるマージンの初期値を計算するステップと、前記マージンと生産負荷と段取り負荷を生産設備に割り付けて生産計画を作成するステップと、該当する生産計画が生産着手されているか否かを確認するステップと、確認の結果、未着手の場合は、マージンを再計算して更新するステップと、前記生産計画が生産着手済みの場合は、マージンを０として生産実績を消し込み、該当する生産計画における生産負荷を更新するステップと、前記更新したマージン、前記更新した生産負荷ならびに段取り負荷を生産設備に割り付けするステップと、その結果、発生した生産計画の隙間を解消して前詰め処理を行うステップを実行することにより生産計画を作成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４】
生産計画の遅れが発生しているケース、生産計画に対して生産オーダーを増加方向に変化するケース、生産負荷ならびに新しく生産オーダーを追加する（後続の計画への納期遅れはないものに限定）ケースにおいて、生産負荷の増加がある場合の生産計画を修正する生産計画作成方法であって、
該当生産オーダーの生産終了時刻が同生産オーダーの納期時刻を越えるか否かを判定する第１のステップと、
越える場合は、該当生産オーダーの納期遅れを警告する第２のステップを行い、
越えない場合は、前記「増加した生産負荷Ａ」と「該当生産計画に対するマージンとこのマージンの直後の生産計画に対する非稼動能力の和Ｂ」とを算出し、Ａ＜Ｂの場合は、
前記マージンから未稼動能力の順に、前記増加した生産負荷分の能力を開放して、この開放した能力に前記増加した生産負荷を割り付け、逆にＡ＞Ｂの場合は、ＡとＢとの差だけ、該当生産計画を後ろにずらす第３のステップと、
「該当生産計画に対するマージンとこのマージンの直後の生産計画に対する非稼動能力の和Ｂ」と生産計画を後方移動して発生した非稼動能力に前記増加した生産負荷分を割り付ける第４のステップとを有し、
該当生産終了時刻が納期時刻を越えるまで／もしくは後方に生産計画が存在しない、のいずれかが満足されるまで上記第１から第４のステップを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の生産計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造業等における生産計画の作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生産計画を自動的に作成し、それと同時に段取りロス削減による設備の高稼働および生産リードタイムの短縮を目的としたスケジューリングシステムが近年多く商品化されている。特にサプライチェーンマネージメント（ＳＣＭ）の導入が企業に求められている現在では、生産管理システムの中核としてこれまで以上に重要度が増している。
【０００３】
多種のスケジューリングシステムが存在するが、その基本的な考え方は、設備能力（稼働時間または工数）に対して最適な位置（時刻）に生産負荷、そしてそれに伴う段取り負荷を割り付けるものである。ここで最適な時刻とは、前後の生産計画に対しての段取り負荷が最小である、納期を確実に遵守できる、投入工程から完成工程までの生産リードタイムが最短、設備稼働率を１００％に近づけるなどの評価項目により決定される。
【０００４】
この割り付けは、余剰設備能力に対して、１日毎／１週間毎／２週間毎・・と一定期間毎に複数の生産要求をまとめて行われる。まとめて割り付けることにより、設備能力を無駄なく使った全体最適生産計画を作成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年の嗜好の多様化に伴い、多品種少量生産化、そして顧客対応力強化に伴い、受注生産化が急速に進行している。これに伴い、生産計画作成も、従来のような複数生産要求をまとめて割り付けるバッチ型処理から、生産要求が発生すると、逐一割り付ける、そしてその結果に基づき納期回答、さらには条件を変えて再度割り付けるといったようなインタラクティブ型処理への移行が必要である。
【０００６】
従来手法を用いて逐一生産要求を生産設備に割り付けると、生産計画の隙間に割り付けていくことになるため、設備能力に未割り付けが点在、すなわち虫食い状態になった生産計画となる。
【０００７】
この虫食いを解消するためには、定期的に全生産要求に対しての割り付けを解除し、再度割り付けを行う手法が考えられる。しかしこの方法の場合、前回の割り付け状態を考慮しないため、前回の割り付け状態から大きく変動する可能性が高く、生産現場での段取り変更、部材納期の変更など現場の混乱を招くことになる。
【０００８】
また逐一割り付けることにより、本来なら納期までに割り付けることができる生産オーダーが、その生産オーダーを割り付けるべき時刻に、その時刻以降でも納期遵守可能な生産計画が既に割り付いているため、新たに割り付けができない、といった問題が発生する。
【０００９】
さらには、従来手法による特急オーダーの割り込み、生産遅れ挽回などのイレギュラー対応は、それにより玉突き的に他の生産計画に影響、例えば納期遅れの新たな発生を与えることになる。この場合、その対処は人手で行うのが一般的であり、システムを導入したメリットが失われる。
【００１０】
以上からも明らかなように、従来手法では、離散的に発生する注文、そしてイレギュラー発生に対しての全体最適生産計画作成は困難であった。
【００１１】
本発明の生産計画作成方法は、生産計画に付加されたマージンを活用することを特徴とするものである。このマージンの考え方は、スケジューリング・シンポジウム２００１（平成１３年１０月１０日北海道大学にて開催）で発表された「不確実性を考慮したインタラクティブスケジューリングに関する研究」で提唱されたものである。
【００１２】
マージンとは、生産する製品／数量／納期情報を有する生産オーダーに対する生産計画を作成する際に、最適な位置（時刻）に生産負荷とその前後の生産計画に関連する段取り負荷に加えて割り付けられる見かけ上の負荷である。
【００１３】
マージンを活用することにより、生産オーダー変更／生産進捗／特急オーダー発生などの生産を取り巻く状況変化に対応しつつ、生産計画への影響を最小に抑え、かつ生産計画の全体最適を保持することを可能にするものである。このマージンは、生産オーダーの確度／現時刻から実際の生産時刻までの期間などに応じて適切に調整することにより、マージンによる不必要な負荷を軽減し、割り付けの自由度を向上することが出来る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つは、生産設備に対して生産計画を割り付ける際に、生産に必要な設備占有負荷に加え、マージンを付加する生産計画割り付け方法において、マージンを時間経過に伴い調整させ、かつその調整方法は生産計画作成系の変動と連動して動的に変更するものである。
【００１５】
マージンは、最初に生産計画を割り付けた時点では初期値が与えられ、そしてその生産計画が実際生産を開始する時点では０となるのが望ましい。従って、初期値から０に向かって適時調整する必要がある。本発明は、この調整方法を固定せず、過去の受注変動実績／特急オーダーの発生実績などで示される生産計画作成系の変動と連動して動的に変更し、マージンの最適化により生産計画変動に柔軟に対応、すなわちインタラクティブ性の向上を図るものである。
【００１６】
本発明の他の１つは、生産オーダーと設備能力データと製品マスタと生産実績データより、新たな生産計画を作成する際に、生産計画上存在する非稼動能力に加え、前記マージンを用いて既存の生産計画への影響を抑えながら、新たな生産計画を作成する方法である。
【００１７】
本発明の他の１つは、生産の遅れに対する修正生産計画を作成する際に、既存の生産計画に付与されているマージンと設備非稼動能力を用いるものである。遅れが発生した生産計画は、実行計画であるので、一般的にはマージンは付与されない。従って遅れ分を自分自身のマージンで吸収することは不可能である。そのため遅れが発生した生産計画以降の生産計画は、すべて後ろにずれることになる。ただし後ろにずれた生産計画は、その生産計画に付随するマージンを消費してそれ以降の生産計画への影響を最小限にする。この処理を繰り返すことにより生産遅れの影響を最小限に抑制するものである。
【００１８】
本発明の他の１つは、生産オーダーが設備占有負荷の増加方向に変動した場合でも、既存の生産計画に付加されたマージンと設備非稼動能力を用いることにより、変動による納期遅れを回避するのと、他の生産オーダーに対する生産計画への影響を最小限に抑えるものである。これは、該当生産オーダーの設備占有負荷の増加がその時点のマージン以下なら、増加負荷をマージンで吸収する。設備占有負荷の増加がその時点のマージンを越えるなら、マージンを全て使い、過剰分は、変動した生産オーダーの生産計画以降の生産計画を後ろにずらす。後ろにずれた生産計画は、その生産計画に付随するマージンを消費してそれ以降の生産計画への影響を最小限にする。以上の処理を直後の生産計画に影響を与えなくなるまで繰り返す。
【００１９】
逆に生産オーダーが設備占有負荷の減少方向に変動した場合は、設備占有負荷を減らすのと同時に、マージンを再計算して適切なマージンを付与する。この操作でマージン終端と次の生産計画の生産開始との間に隙間、すなわち非稼動能力が新たに発生した場合は、定期的に実行する生産計画再計算により前詰めを行い、その隙間を解消する。
【００２０】
本発明の他の１つは、新規な生産オーダーが追加される場合等において、割り付けの自由度が低下しており、生産オーダーが生産設備に割り付かない場合、マージンが占有している設備能力を開放して設備非稼動能力を創出し、その部分に生産オーダーを割り付けるものである。ただし、一つのマージンで生産オーダーを割り付けるための設備能力がない場合は、複数マージンの融合、または生産オーダーの分割割り付けなどが必要となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜７を用いて説明する。図１は、本発明に係る生産計画の作成を実行する装置を模式的に示したものである。１は各種データを入力する入力装置、２は各種データを常時記憶しておく記憶装置、３は各種データを表示する表示装置、４は各種データを印字する印字装置、５は前記入力装置、記憶装置、表示装置、印字装置を総括的に管理、制御し、各種方法を機能させる中央処理装置、６は生産する製品情報／納期時刻／生産開始時刻／数量／確度を含む生産オーダー、７は生産計画作成をする設備の保有能力を記録した設備能力データ、８は設備への割り付け条件／切替時間／標準工数またはタクトタイムを含む製品マスタ、９は生産オーダーに対する生産実績データ、１０は生産計画、１１は本発明によるマージン調整方法のプログラム、１２は本発明による生産計画作成方法のプログラムである。
【００２２】
図２は本発明による生産計画の割り付け状態を模式的に示したものである。なお生産計画は、一般的には複数工程、例えばプレス〜溶接〜塗装〜組立を経由し、かつ工程内に存在する複数設備を対象とするが、ここでは説明の都合上、１工程中の１設備に対する生産割り付けを例として説明する。
【００２３】
図中の記号はそれぞれ、ｓｊ：生産オーダーｊに対する生産計画の生産開始時刻、ｅｊ：生産オーダーｊに対する生産計画の生産終了時刻、Ｓｊ：生産オーダーｊの生産開始可能時刻、Ｅｊ：生産オーダーｊの納期時刻、Ｌｊ：生産オーダーｊに対する生産計画ｊによる生産に必要な設備占有負荷、Ｍｊ：生産計画ｊに対するマージンの設備占有負荷、Ｒｊ：生産計画ｊに対するマージンの終端から生産オーダーｊ＋１に対する生産計画の生産段取り開始時刻までの非稼動能力、Ｐｊ：生産計画ｊの生産段取りに要する設備占有負荷である。
【００２４】
従来の生産計画割り付け方法では、このマージンは存在せず、従って設備占有負荷の直後に非稼動能力が存在した。これに対し、本発明では、設備に生産計画を割り付ける段階でマージンも併せて割り付け、さらにそのマージンを時間経過に従い変動、さらには生産計画の変動を吸収するためのバッファとして活用する。
【００２５】
図３は生産計画再計算の処理の流れを図示したもので、この一連の処理の中でマージンの調整を行う。この一連の処理は、全ての生産計画に対して、１時間毎〜１日毎のように定期的に行われる。
【００２６】
まずマージン調整関数について説明する。
【００２７】
マージン調整関数は、生産負荷に対するマージンの割合を示すマージン率ｒを現時刻ｔの関数
ｒ＝Ｋ（ｔ−Ｏｊ）＋ｒ０＋Ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　▲１▼式
で定義される。Ｏｊ：生産計画ｊに対する生産計画を割り付けた時刻、ｒ０：生産計画を割り付けた際の初期マージン率、Ｋ：時間項に対する係数、Ｃ：生産計画が実際に生産を開始する時点でのマージン率を示す。Ｃ＝０とした場合、生産オーダーｊに対するマージン調整関数は、ｔ＝ｓｊにおいてｒ＝０となる必要があるため、
Ｋ＝−ｒ０／（ｓｊ−Ｏｊ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　▲２▼式
すなわち、
ｒ＝（−ｒ０／（ｓｊ−Ｏｊ））（ｔ−Ｏｊ）＋ｒ０＋Ｃ　　　　　　　▲３▼式
となる。▲３▼式には、ｓｊ、すなわち生産オーダーｊの生産開始時刻といった変動要素が含まれている。この変動要素は、生産開始時刻の他、生産開始可能時刻／納期時刻／数量／マージン残量など自オーダーに関すること以外に、工場または設備毎の残存処理能力／受注変動による生産計画変更発生頻度／特急オーダーの発生状況などが存在する。これらの変動要素を考慮して適切にマージンを設定しないと、マージンによるインタラクティブ性が損なわれることになる。すなわち生産計画変更が多発する生産計画作成系にもかかわらず、マージンが小さいため対処できない、逆に変更は余り発生しないが、マージンを大きく取り、それを生産開始まで保持するため、稼動ロスが発生するなどが例として考えられる。
【００２８】
上記の変動要素を▲１▼式に組み込むことは、変動要素とマージン関数の関係が一意に決定できないため困難である。
【００２９】
そこで本発明では、▲１▼式のＫおよびＣを決定する方法の一例として、強化学習を用いる。強化学習とは、試行錯誤により目標とする解を得る手法である。図４は強化学習によるマージン調整関数変更の流れを示したものである。１３は▲１▼式のＫおよびＣを前回の値から確率的に変更する処理である。ある変更により評価が良化した場合は、その変化の傾向を継承する変更を確率的に採用する。１４は変更した値を評価する処理であり、例えば各生産オーダーの納期遅れを用いる。１５は評価結果に基づき、ＫおよびＣの選択確立を変化させる処理である。この処理を１日／１週間／１ヶ月といった一定期間の生産計画に対して実行する。そして求められた結果を次の一定期間に対して適応すると同時に、ＫおよびＣの強化学習を行う。これにより、マージン調整関数は、生産計画作成系の変動に常に対応したものとなる。
【００３０】
マージン調整処理は、現時刻ｔに対してのマージンを、前記のマージン調整関数を用いて計算するものである。計算結果に基づきマージン率を調整し、調整した結果のマージン率に応じたマージンを設備に割り付ける。マージンの設備への割り付けと一連のマージン調整処理の流れは、図３に示す通りである。該当生産計画が生産着手または生産完了している場合は、マージンを０とし、生産実績の消し込み処理を行う。生産計画が生産未着手の場合は、前記マージン調整処理を行い、マージンを更新して生産負荷、段取り負荷と併せて、生産設備に再割り付けを行う。その結果、生産計画に隙間、すなわち非稼動能力が発生した場合は、生産計画の前詰め処理を行う。
【００３１】
前記生産実績の消し込み処理は、例えば数量：５０の生産計画に対して現時刻ｔで生産実績数：２０が上がっているとすると、生産計画を３０に減数する。
【００３２】
生産着手または生産完了した生産計画の場合、現時刻ｔでの予期した生産実績数と実際の生産実績数に差異が生じる場合がある。予期した生産実績数≦実際の生産実績数の場合は、生産計画より速いペースで実際の生産が行われたことになり、この場合は、その生産計画以降の生産計画へは悪影響を与えない。逆に予期した生産実績数＞実際の生産実績数の場合は、生産計画より遅いペースで実際の生産が行われたことになるため、その生産計画以降の生産計画へ悪影響を与える。
【００３３】
このような生産計画の遅れに対する生産計画の修正については、マージンを活用して上記の悪影響を回避することができる。
【００３４】
生産中の生産計画に付加されているマージンは、マージン調整関数にも拠るが、一般的にはゼロである。従って生産計画の遅れを、その生産計画に付加されているマージンで吸収することは不可能であるので、その遅れのために以降の生産計画は玉突き的に後ろにずれる。
【００３５】
ただし、生産オーダーｍにより発生した遅れ：ｄｍに対して、それ以降の生産オーダーｎが、
ΣＭｘ＋ΣＲｘ＋１≧ｄｍ（ｘ＝ｍ．．　ｎ−１）　　　　　　　▲４▼式
なら、遅れ：ｄｍを遅れが発生した生産計画と次生産計画の間に存在するマージンおよび非稼動能力で吸収できるため影響を受けない。
【００３６】
一方、
ΣＭｘ＋ΣＲｘ＋１＜ｄｍ（ｘ＝ｍ．．　ｎ−１）　　　　　　　▲５▼式
となる生産オーダーは、マージンおよび非稼動能力で遅れを吸収できないことになる。
ただし、
ｄｍ−（ΣＭｘ＋ΣＲｘ＋１）＜Ｅｍ−ｅｍ（ｘ＝ｍ．．　ｎ−１）　　▲６▼式
なら、生産オーダー納期と生産終了時刻の間の余裕で、マージンおよび非稼動能力で吸収できなかった遅れを吸収できることになる。上記条件にも合致できない生産オーダーは、納期遅れとなるため別途調整が必要となる。
【００３７】
以上の処理により、マージンの調整および生産計画に対しての生産実績の消し込みが完了する。最後に生産計画前詰め処理により、設備能力の虫食い状態を解消する。この虫食い状態は、マージンを減少方向に調整した／生産計画より遅いペースで実際の生産が行われた／後記する生産オーダーの変化で設備非稼動能力が生じた／生産オーダーが削除されたなどにより発生する。なおこの生産計画前詰め処理は、従来の生産計画作成方法と同じであるので、説明を省略する。
【００３８】
次に、マージンを用いて、生産遅れ以外の生産計画作成系の変動を吸収する方法について説明する。
【００３９】
生産遅れ以外の生産計画作成系の変動要因として、
Ａ）すでに割り付いている生産オーダーの変化
Ｂ）新たな生産オーダーの追加
が考えられる。まず「Ａ）すでに割り付いている生産オーダーの変化」に対してのマージン活用方法を説明する。生産オーダーの変化で、生産計画作成系の他の生産計画に影響を与えるものとして、数量の増加と生産開始可能時刻および納期時刻の変化が考えられる。これらの変化が発生した場合、生産計画もそれに伴い変化する。その変化が現在の割り付けを削除して再度割り付けなければ対処できない場合は、上記Ｂ）と同一の対処となる（後述）。ここでは、現在の割り付け状態を基準として、生産終了時刻の時間軸後方への移動のみで生産オーダーの変化に対処できる場合について説明する。なお生産終了時刻の時間軸前方への移動による対処については、生産計画作成系の他の生産計画に影響を与えないので、説明をしない。
【００４０】
生産終了時刻の時間軸後方への移動により、生産終了刻ｅｊがｅｊ’に増加したとする。この増加分、
Δｅｊ＝ｅｊ’−ｅｊ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　▲７▼式
に注目する。なお前述の生産計画の遅れ：ｄｍをこのΔｅｊと同意で扱うことにより、同一の手法で生産計画の遅れを吸収することができる。（図６）
すなわち次の段取り開始までの非稼動能力：Ｒｊ＋１≧Δｅｊなら、非稼動能力で増加分を吸収することにより、以降の生産計画への影響は発生しない。Ｒｊ＋１＜Δｅｊの場合は、さらに生産計画に付与されているマージンを用いる。すなわち非稼動能力で吸収できなかった負荷、Δｅｊ−Ｒｊ＋１をＭｊで吸収する。ただし、Δｅｊ−Ｒｊ＋１＞Ｍｊの場合は、マージンを用いても変化を吸収できず、
Δｅｊ−Ｒｊ＋１−Ｍｊの納期遅れが発生する。また以降の生産計画に対しても、
Δｅｊ−Ｒｊ＋１−Ｍｊの後ろずらしが発生する。なおこのずれは、以降の非稼動能力および生産オーダーｊ＋１以降の生産計画に付与されているマージンで吸収を行っていく。マージン関数にも依存するが、一般的には、時間軸に従ってマージンは増加する。従ってこのずれは、いずれかの生産計画のマージンで完全に吸収される可能性が高い。
【００４１】
この連続的な後ろずらしにより、納期遅れが発生した時点で、後ろずらしを完了する。この納期遅れが発生した生産計画については、一般的には、ロット分割／納期変更などの処理を行い、納期に間に合わせる対処をとることになる。この場合、対象となる生産計画は、現時点より未来に存在することから、ロット分割／納期変更などの処置に対する自由度が高いため、生産計画作成系全体に対する影響は抑えることが可能である。
【００４２】
次に、「Ｂ）新たな生産オーダーの追加」に対してのマージン活用方法について説明する。なおこれには、既存の生産計画を開放して、新たに割り付けを行う生産計画修正も含まれる。
【００４３】
生産オーダーの追加は、該当生産オーダーの割り付け可能設備に対して生産開始可能時刻から納期時刻の間で、生産オーダーの負荷以上の非稼動能力をまず検索する。検索に成功すれば、その設備に割り付けることにより追加は完了する。ただし検索に失敗した場合は、割り付け不可となるため、一般的にはロット分割／納期変更などの処理を行い、再度非稼動能力を検索する。従って生産オーダーに対して変更を行う必要があるため、例えばロット分割であれば、段取り回数の増加、納期変更であれば、顧客への納期変更のお願い、と悪影響を与えることになる。これらの悪影響を避けるために、割り付け対象として生産開始可能時刻から納期時刻の間の非稼動能力とマージンに注目する。生産オーダーｎの追加方法を図５を用いて説明する。
【００４４】
１）生産開始可能時刻から納期時刻の間に存在するマージンの中で、最も生産開始可能時刻に近い、すなわち時間軸方向で最も早いマージンＭｋを検索する（状態１）。
【００４５】
２）マージンＭｋの直後の非稼動能力Ｒｋ＋１との合計と、新たに割り付ける生産オーダーｎの設備占有負荷Ｌｎを比較し、Ｌｎ≦Ｍｋ＋Ｒｋ＋１なら、
マージンＭｋを開放し、Ｒｋ＋１と併せて生産オーダーｎの割り付けに用いる（状態２）。その際、Ｒｋ＋１を先に割り付けに用い、Ｌｎ−Ｒｋ＋１の負荷を、マージンを消費して割り付ける。
【００４６】
３）Ｌｎ＞Ｍｋ＋Ｒｋ＋１なら、マージンＭｋの開放のみでは対応できないため、マージンＭｋ＋１をさらに開放する（状態３）。ただし、Ｒｋ＋１とＭｋ＋１の間には生産オーダーｋ＋１に対する生産計画が割り付いているため、そのままでは連続して新たな生産計画を割り付けることができない。そのため、Ｌｋ＋１を、Ｌｎ−（Ｍｋ＋Ｒｋ＋１）分マージンＭｋ＋１を消費、すなわちＬｋ＋１を時間軸後方にずらす。この操作により、Ｌｋ＋１の前方、すなわちＲｋ＋１の直後に、Ｌｎ−（Ｍｋ＋Ｒｋ＋１）の余剰負荷が発生し、既存の余剰負荷と併せて、Ｌｎの余剰負荷となるので、この余剰負荷に生産計画を割り付ける（状態４）。ただし、
Ｌｎ−（Ｍｋ＋Ｒｋ＋１）＞Ｍｋ＋１なら、マージンＭｋ＋１でも吸収できないため、生産オーダーｎに対する生産計画割り付けは失敗する。（なお上記説明では、段取り負荷Ｐｎについては記述していないが、Ｌｎと併せて処理する必要がある。）
従来の、マージンを付与しない生産計画立案方法では、生産の遅れを吸収するのは、（Ｅｍ−ｅｍ）とＲｘ、すなわち生産オーダー納期と生産終了時刻の間の余裕と、非稼動能力であったため、遅れの吸収に限界があった。本発明では、これらに加え、マージンも遅れ吸収に用いるため、従来手法以上に生産遅れに起因する生産計画変動を吸収することが可能である。なお、新規生産オーダーの追加に関して、図７、図８に対処の流れを示すが、この場合も、生産オーダーｊの生産終了時刻の増大を招くことから、生産遅れならびに生産オーダーの変化（生産数の増大）の場合と同一の対応が可能であるため、図６とほとんど同じ流れになる。
【００４７】
以上の発明をＤＶＤメディア事業における生産計画作成に適用した例を次に示す。ＤＶＤメディア事業は、映画会社／ゲームソフト会社などから受注、そしてコンテンツデータを受領した後、マスタリング〜複製〜レーベル印刷〜梱包の製造工程を経て、指定出荷先に出荷する形態である。
【００４８】
ＤＶＤメディア事業の特徴は次の４点である。
・市場規模が毎年２倍以上拡大しており、多くの会社が参入しつつある。
・規格化製品のため顧客対応力がビジネスの他社への優劣を決める要因となる。
・納期直前での注文データ変更、特急注文が発生する可能性が高い。
・生産性が不安定なため計画に対しての遅れが発生する場合がある。
【００４９】
ＤＶＤメディア事業では、変動する注文、そして生産進捗に機敏に対応し、指定納期を完全に遵守することが事業の必須条件といえる。以下、本発明のＤＶＤメディア事業への適応事例を示す。
【００５０】
１）生産遅れに対する挽回生産計画作成
設備の小停止、あるいは歩留まり変動により、生産計画に対する実績の遅れが発生する場合がある。納期に余裕がある場合は、その余裕範囲で遅れを取り戻すことができるが、ＤＶＤメディア事業ではその納期余裕がほとんどない。従ってある注文に対する生産が１００枚遅れると、以降の生産計画は全て１００枚分遅れることになり、納期後れが発生する原因となる。
【００５１】
本発明を用いた生産計画作成方法では、各生産計画にマージンを付与しているため、このマージンを用いて挽回計画作成に起因する玉突き的な遅れ発生を抑制することができる。また納期遅れ分については、他の生産ラインのマージン部分に対して生産を割り付けるなどにより納期遅れを解消することが可能である。
【００５２】
２）注文変更に対する生産計画修正
一般的な商品と異なり、顧客から確定注文を受注しても、その注文が納期直前まで変動する可能性がある。変動要素としては、数量と納期の可能性が高く、かつ生産計画に与える影響が大きい。極端な場合は、生産開始後に数量の変更が発生することもある。台数減少の場合は、以降の生産を前倒しすることにより稼動ロスの発生を回避することが可能であるが、台数増加の場合は、前出の生産遅れと同じく、以降の生産計画は全て増加枚数分遅れることになり、納期後れが発生する原因となる。
【００５３】
本発明を用いた生産計画作成方法では、各生産計画にマージンを付与しているため、このマージンを用いて生産計画修正に起因する玉突き的な遅れ発生を抑制することができる。また納期遅れ分については、他の生産ラインのマージン部分に対して生産を割り付けるなどにより納期遅れの解消をすることが可能である。
【００５４】
３）特急注文に対する生産計画追加
受注から出荷までのリードタイムは規定されているが、そのリードタイムを下回ったタイミングでの受注、すなわち特急注文も存在する。例えば規定リードタイムが１０日だと、１２月２０日納期の注文は、１２月１１日以降であれば拒絶が可能である。ただし、拒絶すると、以降のその顧客からの注文が他社に流れる可能性があるため、可能な限り受注する傾向にある。その際、本発明による方法が特急注文に有効に機能する。
【００５５】
またこれらの発明で活用するマージンを適切な値に動的に調整するために、マージン調整方法が有効に機能する。マージン調整関数の係数を決定するための強化学習として、本実施の態様では、Ｑ−ｌｅａｒｎｉｎｇ法を用い、その有効性が検証できた。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、生産設備に対して生産計画の変動が発生した際に、生産に必要な設備占有時間に付加された余裕時間、すなわちマージンを用いることにより、生産計画の変動、新たな生産計画の割り付け、生産の遅れに対する修正生産計画の作成を行っても、他の生産計画への影響を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における生産計画作成装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における生産計画の割り付け状態を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態における生産計画再計算の処理の流れを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるマージン調整関数の変更処理の流れを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態における生産オーダー追加方法を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態の生産計画作成方法における生産遅れならびに生産計画の変動に対応する処理の流れを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の生産計画作成方法における新たな生産オーダーの追加に対応する処理の流れを示す図である。
【図８】図７と同じ処理の流れを示す図で、図７と▲１▼、▲２▼で接続する。
【符号の説明】
Ｌｊ　　生産負荷
Ｐｊ　　段取り負荷
Ｍｊ　　マージン
ｅｊ　　生産終了時刻
Ｅｊ　　納期時刻
Ｒｊ　　非稼動能力
【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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