(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータにより複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置を用いた生産計画作成方法であって、
前記生産計画作成装置を構成する期情報設定手段により、評価指標に基づいて最適品種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、
前記生産計画作成装置を構成する製造ルート情報記憶手段により、前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムとを登録する製造ルート情報記憶ステップと、
前記生産計画作成装置を構成する設備情報記憶手段により、前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶ステップと、
前記生産計画作成装置を構成する生産量情報記憶手段により、前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、
前記生産計画作成装置を構成する設備負荷配分比率算出手段により、前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出ステップと、
前記生産計画作成装置を構成する最適品種構成計算手段により、前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種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】
前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求め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】
前記生産計画作成装置を構成する原料・売値登録手段により、前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録ステップと、
前記生産計画作成装置を構成する発生コスト登録手段により、前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録ステップと、を更に備え、
前記評価指標は、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定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】
前記評価指標は、前記全品種の生産量の総和と設定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５】
前記最適品種構成計算ステップは、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生産計画作成方法。
【請求項６】
コンピュータにおいて複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置として機能させるプログラムであって、
前記生産計画作成装置を構成する期情報設定手段により、評価指標に基づいて最適品種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、
前記生産計画作成装置を構成する製造ルート情報記憶手段により、前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムを登録する製造ルート情報記憶ステップ、
前記生産計画作成装置を構成する設備情報記憶手段により、前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶ステップ、
前記生産計画作成装置を構成する生産量情報記憶手段により、前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップ、
前記生産計画作成装置を構成する設備負荷配分比率算出手段により、前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出ステップ、
前記生産計画作成装置を構成する最適品種構成計算手段により、前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種構成計算ステップ、
を備え、コンピュータにおいて、記憶装置にインストールして、ＣＰＵにより読み出して各ステップの処理を実行させるためのプログラム。
【請求項７】
前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求めることを特徴とする請求項６に記載のプログラム。
【請求項８】
前記生産計画作成装置を構成する原料・売値登録手段により、前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録ステップ、
前記生産計画作成装置を構成する発生コスト登録手段により、前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録ステップ、
を更に備え、
前記評価指標は、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定することを特徴とする請求項６または７に記載のプログラム。
【請求項９】
前記評価指標は、前記全品種の生産量の総和と設定することを特徴とする請求項６または７に記載のプログラム。
【請求項１０】
前記最適品種構成計算ステップは、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項１１】
プログラムがインストールされる記憶装置やプログラムを読み出して実行するＣＰＵを備えるコンピュータにおいて実装される複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置であって、
評価指標に基づいて最適品種構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定手段と、
前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムとを登録する製造ルート情報記憶手段と、
前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶手段と、
前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶手段と、
前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出手段と、
前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種構成計算手段と、
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１２】
前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求めることを特徴とする請求項１１に記載の生産計画作成装置。
【請求項１３】
前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録手段と、
前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録手段と、を更に備え、
前記評価指標は、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の生産計画作成装置。
【請求項１４】
前記評価指標は、前記全品種の生産量の総和と設定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の生産計画作成装置。
【請求項１５】
前記最適品種構成計算手段は、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項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、工場等の多工程からなる生産プロセスにおいて、複数種類の品種の製品を生産する際に、各品種の生産量を最適化する生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄鋼、アルミ、銅等の素材加工系の生産プロセスに代表される多工程から構成される生産プロセスにおいては、複数種類の品種の製品を生産する場合が多い。そして、近年の多様化した顧客ニーズに適応しながら、企業として利益を上げていくには、従来の操業改善によるコストダウンに加えて、生産する品種構成（プロダクトミックス）、即ち、各品種の生産量を最適化することにより、限られた生産資源（設備等）を有効に活用し、利益を最大化することが必要になっている。しかも、多工程・多品種型の生産プロセスでは、品種毎に要求される販売レンジ（生産量の範囲である生産量の下限及び上限）、各設備の設備能力、通過工程ルートの自由度、需要の季節変動、品種による製造リードタイムの違い等の条件を考慮しつつ、最適な品種構成を決定することが要求される。
【０００３】
各設備の設備能力の範囲内で、利益を最大化する品種構成を得る技術としては、例えば、非特許文献１や特許文献１に示す技術がある。
【０００４】
非特許文献１に示す技術では、決定変数を各品種の生産量とし、設備負荷を不等式制約で表現し、線形計画法を用いて、利益を最大化する品種構成を求めている。
【０００５】
特許文献１に示す技術では、生産ラインにおけるボトルネック工程に着目し、前半の製造プロセスと後半の製造プロセスがそれぞれ複数の並列型の生産ラインから構成される場合に、前半・後半それぞれの生産ラインにおいて、どの品種を何個（何トン）作るかを、プロセス全体の利益を最大化するように決定する技術である。また、特許文献１に示す技術は、以下の特徴を持ち、結果として、各品種で使う通過工程ルートと、通過工程ルート毎の生産量を、利益の総和が最大となるように決定することができる。
・各生産ラインのボトルネック工程を事前に算出し、このボトルネック工程での利益速度（各品種の１個当たりの利益をボトルネック工程での処理時間で割った値）をもとに、利益の総和が最大化されるように各生産ラインでの製造品種と製造量を決定する。
・前半と後半の製造プロセスそれぞれにおいて、上記方法を適用することにより、プロセス全体として利益の総和が最大となる生産ラインの運用計画（各品種をどの工程でどれだけの量を作れるか）を作成する。
・各生産ラインの能力が異なる場合でも最適化を行うことができる。
・最適化計算には、線形計画法を用いることで、高速に最適解を求めることができる。
【０００６】
【非特許文献１】人見勝人著「生産システム工学」共立出版、１９９０年１０月２０日（第２刷発行）、ｐ．１１４−１１５
【特許文献１】特開２００３−３６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上述の非特許文献１の技術では、品種毎に使用する設備を事前に特定する必要がある。しかしながら、実際の生産プロセスにおいては、同じ品種であっても使用できる設備（代替設備）や設備群（代替工程ルート）が複数存在する場合、すなわち、複数の作り方（工程設計）が考えられる場合が多い。例えば、下記のケースが考えられる。
・鉄、アルミ、銅等の圧延ラインにおいて、冷間圧延機が複数あり、どの圧延機でも圧延できる場合。但し、どの圧延機を使うかによりパス回数（圧延回数）や処理時間が異なる。
・連続焼鈍炉でもバッチ焼鈍炉でも使える場合。但し、使う炉によって処理時間が大幅に異なる（バッチ焼鈍炉の方が長い）。
・内作でも加工できるが、負荷に応じて外注加工もできる場合。
従って、複数の作り方が考えられる場合には、非特許文献１に記載された技術を適用することができないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の技術では、選択対象となる各生産ラインのボトルネック工程が事前に特定できること、及び、ボトルネック工程はどの品種を生産する場合でも同じであることを前提としている。しかしながら、実際の生産プロセス（特に、鉄やアルミ等の素材加工系プロセス）では、品種や通過工程ルートにより、使用設備の種類や設備での処理時間が異なるために、品種構成が変わるとボトルネック工程が変化したり、１つの通過工程ルートの中でボトルネック工程が複数出現したりする場合がある。従って、素材系プロセス等の実際の生産プロセスのように、品種や通過工程ルートにより、使用設備の種類や設備での処理時間が異なる場合には、事前にボトルネック工程を特定することができず、特許文献１の技術を適用することができないという問題がある。
【０００９】
更に、非特許文献１及び特許文献１のいずれの技術においても、通過工程ルートによる製造リードタイム（各工程における工程間リードタイム）の違いを考慮できないため、時期（例えば、月）により需要変動がある場合には、最適な品種構成を決定することができない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、多工程からなる生産プロセスにおいて、複数種類の品種の製品を製造する際に、一つの品種の製品を生産する手順（通過工程ルート）が複数存在する場合や特定工程で代替設備が存在する場合等複数の工程設計が存在する場合に、製造リードタイムによる設備負荷の時期的な変動や需要の時期的な変動を考慮した上で、各品種の生産量を最適化することができる生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る生産計画作成方法は、コンピュータにより複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置を用いた生産計画作成方法であって、前記生産計画作成装置を構成する期情報設定手段により、評価指標に基づいて最適品種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、前記生産計画作成装置を構成する製造ルート情報記憶手段により、前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムとを登録する製造ルート情報記憶ステップと、前記生産計画作成装置を構成する設備情報記憶手段により、前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶ステップと、前記生産計画作成装置を構成する生産量情報記憶手段により、前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップと、前記生産計画作成装置を構成する設備負荷配分比率算出手段により、前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出ステップと、前記生産計画作成装置を構成する最適品種構成計算手段により、前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種構成計算ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るプログラムは、コンピュータにおいて複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置として機能させるプログラムであって、前記生産計画作成装置を構成する期情報設定手段により、評価指標に基づいて最適品種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、前記生産計画作成装置を構成する製造ルート情報記憶手段により、前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムを登録する製造ルート情報記憶ステップ、前記生産計画作成装置を構成する設備情報記憶手段により、前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶ステップ、前記生産計画作成装置を構成する生産量情報記憶手段により、前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶ステップ、前記生産計画作成装置を構成する設備負荷配分比率算出手段により、前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出ステップ、前記生産計画作成装置を構成する最適品種構成計算手段により、前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種構成計算ステップ、を備え、コンピュータにおいて、記憶装置にインストールして、ＣＰＵ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。
【００１３】
本発明に係る生産計画作成装置は、プログラムがインストールされる記憶装置やプログラムを読み出して実行するＣＰＵを備えるコンピュータにおいて実装される複数の工程で生産する複数の品種の製品の生産量を最適化する生産計画作成装置であって、評価指標に基づいて最適品種構成を計算する単位である期を記憶する期情報設定手段と、前記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以上の製造ルートを工程設計として登録するとともに、前記工程設計毎に、各工程の処理能力と各工程について当該工程と次工程との間の前後工程間のリードタイムである工程間リードタイムとを登録する製造ルート情報記憶手段と、前記各設備の前記期毎に、設備能力を登録する設備情報記憶手段と、前記品種毎に、使用可能な前記工程設計と、前記期毎に、要求される生産量の範囲である生産量下限値及び生産量上限値とを登録する生産量情報記憶手段と、前記各工程設計の工程毎に、最終工程から当該工程までの前記工程間リードタイムの合計である製造リードタイムだけ、所定の前記期に相当する時間区分を所定の前記期から過去方向に移動させて、所定の前記期以前に含まれる移動後の前記時間区分の長さに比例して、前記所定の期以前の前記各期に負荷を配分した設備負荷配分比率を算出する設備負荷配分比率算出手段と、前記処理能力と前記設備負荷配分比率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能力を超えないという設備能力制約と、前記各品種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、予め設定した前記評価指標が最大となる前記各工程設計の各期の生産量を前記最適品種構成として算出する最適品種構成計算手段と、から構成されることを特徴とする。
【００１４】
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製造ルートとして登録した工程設計毎の生産量は、期単位で決定され、この工程設計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、工程設計毎の期単位の生産量は、設備能力制約（処理能力と設備負荷配分比率から算出される各設備の総負荷が設備能力を超えない範囲。即ち、各設備の設備能力の範囲内。）を満たし、且つ、生産量の上下限範囲制約（各品種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。）を満たした上で、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、各品種の生産量の上下限値を期によって変えることにより、需要変動に対して最適な品種構成を決定することができる。その際、各設備の期毎の負荷は、従属的に決まるため、これらを決定変数とする場合に比べて、高速に最適化計算を実行することができる。また、工程間リードタイムに基づいて算出した設備負荷配分比率を考慮することにより、製造ルートによる製造リードタイムの違いから生じる時期的な設備の負荷変動に対して、設備能力の範囲内で最適な品種構成を決定することができる。また、同じ品種の製品を生産する場合でも、製造ルートが複数ある場合でも、予め設定した評価指標（総利益や総生産量）が最大となるように、各品種の製造ルート毎の生産量を工程設計毎の生産量として期毎に決定することができる。また、特定の品種の生産量下限値を大きくすることにより、現状の利益や生産量とは関係なく戦略的に生産したい品種を生産した上で、他の品種構成を最適化することができる。また、生産量上限値を設定することにより、販売または保管不可能な量を生産することなく、他の品種構成を最適化することができる。更に、特定品種の生産量下限値と生産量上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品種を生産した上で、他の品種構成を最適化することができる。以上により、複数の工程設計が存在する場合に、製造リードタイムによる設備負荷の時期的な変動や需要の時期的な変動を考慮した上で、予め設定した評価指標が最大となるような各工程設計の生産量が決定される。ここで、各設備の「設備能力」とは、各設備の稼働能力のことであり、例えば、設備を最大限稼動させた場合に正味の処理に費やすことができる時間（実働率等）のことを意味する。また、各工程で処理することができる「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のことであり、例えば、各工程での所定時間あたりに処理できる製品または中間製品の重量のことを意味する。そして、処理能力と設備負荷配分比率により求めた各設備の期毎の「総負荷」とは、各設備において実際の処理にかかる期毎の負荷の合計のことであり、例えば、各設備において製品を単位量生産するのに必要な期毎の処理時間の合計のことを意味し、処理能力と設備負荷配分比率をもとに計算される。
また、所定の期でのある工程設計の生産に対して、各工程が製造リードタイム（最終工程から当該工程までの工程間リードタイムの合計）だけ先行作業することを前提に、各工程での設備負荷配分比率が自動決定される。従って、例えば、Ｎ期に１００トン生産するために、前工程ではＮ−１期に１０トン、Ｎ期に９０トン、その前工程ではＮ−１期に１５トン、Ｎ期に８５トン処理するといった現実的な負荷配分が表現できる。また、製造リードタイムや期の長さを変更した場合でも容易に生産量の最適化の計算を実行することができる。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するまでのリードタイムである。
【００１５】
ここで、本発明に係る生産計画作成方法は、前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求めて良い。
【００１６】
本発明に係るプログラムは、前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求めて良い。
【００１７】
本発明に係る生産計画作成装置は、前記各設備の期毎の総負荷は、前記処理能力と前記設備負荷配分比率をもとに計算された前記期毎での単位製品あたりの生産に要する前記工程設計毎の前記各設備に対する設備負荷原単位から求めて良い。
【００１８】
これによると、各設備の期毎の総負荷が、期毎での単位製品あたりの生産に要する工程設計毎の各設備に対する設備負荷原単位に基づいて、具体的に算出される。ここで、各工程の期毎の設備負荷原単位＝各工程の期毎の設備負荷配分比率×各工程の負荷として、各工程の負荷＝各工程での原料重量÷各工程の処理能力として算出される。
【００１９】
そして、本発明に係る生産計画作成方法は、前記生産計画作成装置を構成する原料・売値登録手段により、前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録ステップと、前記生産計画作成装置を構成する発生コスト登録手段により、前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録ステップと、を更に備え、前記評価指標は、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定して良い。
【００２０】
本発明に係るプログラムは、前記生産計画作成装置を構成する原料・売値登録手段により、前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録ステップ、前記生産計画作成装置を構成する発生コスト登録手段により、前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録ステップ、更に備え、前記評価指標は、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定して良い。 
【００２１】
本発明に係る生産計画作成装置は、前記品種毎に、原料費と売値を登録する原料・売値登録手段と、前記工程設計毎に、各工程で発生する発生コストを登録する発生コスト登録手段と、を更に備え、前記評価指標を、（売値−原料費−発生コスト）の総和と設定して良い。
【００２２】
これによると、評価指標である利益（売値−原料費−発生コスト）の総和が最大となるように各工程設計の期毎の生産量が決定される。従って、同じ品種を生産する場合でも製造ルートが複数あり、それぞれの変動費や原料費が異なる場合においても、全体の利益を最大化するように、各工程設計の期毎の生産量を決定することができる。ここで、各工程で発生する「発生コスト」とは、例えば、各工程で処理するのに要する燃料費や消耗品費等の変動費のことを意味する。
【００２３】
また、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムは、前記評価指標を、前記全品種の生産量の総和と設定して良い。
【００２４】
これによると、評価指標である全品種の生産量の総和が最大となるように各工程設計の期毎の生産量が決定される。従って、シェアを優先する場合のように、総生産量を重視した品種構成を決定することが可能になる。
【００２５】
尚、本発明に係る生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムにおいて、前記評価指標は上述のものに限らず、評価指標を、上述した（売値−原料費−変動費）の総和と上述した全品種の生産量の総和との重み付きの和と設定しても良いし、品種毎に登録された売値の全品種の総和と設定しても良い。
【００２６】
これによると、評価指標である（売値−原料費−変動費）の総和と全品種の生産量の総和との重み付きの和が最大となるように各工程設計の期毎の生産量が決定された場合、利益と生産量のバランスを重み付きのパラメータで調整することができ、利益を確保しながら生産量を大きくしたり小さくしたりする品種構成を決定することが可能になる。また、評価指標である全品種の売値の総和が最大となるように各工程設計の生産量が決定された場合、利益よりも売上総額を重視した品種構成を決定することが可能になる。
【００２７】
ここで、本発明に係る生産計画作成方法は、前記最適品種構成計算ステップが、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出して良い。
【００２８】
本発明に係るプログラムは、前記最適品種構成計算ステップが、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出して良い。
【００２９】
本発明に係る生産計画作成装置は、前記最適品種構成計算手段が、線形計画法により前記各工程設計の各期の生産量を算出して良い。
【００３０】
これによると、工程設計毎の各期の生産量と、その工程設計での生産に必要な各設備の負荷が線形式で扱える場合は、評価指標の計算に線形計画法を適用することができる。従って、品種や設備の数が多い場合であっても、工程設計毎の生産量を高速に最適化することができる。
【００３１】
尚、本発明に係るプログラムは、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明である生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムを実施するための最良の形態について、具体的な一例に即して説明する。
【００３３】
まず、本実施の形態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、生産ラインを示す図である。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（品種）により使用する設備とその順序が異なるものとする（個別のルートについては表４に基づいて後述する。）
【００３４】
また、各設備の設備能力として、「実働率」が定義されている。ここで、実働率とは、設備を最大限稼動させた場合に、正味の処理に費やすことができる時間の割合で、設備の稼動実績から統計的に設定する。例えば、実働率が８０％であると、１日の中で、１９．２時間を正味の処理に費やすことができ、残りの時間は作業準備やメンテナンス等に消費されることを意味する。本実施形態では、１００％としている。
【００３５】
次に、本実施の形態で用いる品種テーブルを、表１に示す。表１に示すように、「品種（品目コード）」はＡ０１〜Ａ０５までの５種類存在し、それぞれの３種類の「工程設計（製造ルート）」が存在する。例えば、品種Ａ０３では、工程設計番号７〜９までの３種類の工程設計が存在する。また、表１に示すように、各品種には、１トンあたりの「原料費」と「売値」が与えられる。なお、本実施の形態においては、原料費は、各品種の工程設計毎に同じ値を設定しているが、工程設計毎に異なる値を設定しても良い。
【００３６】
【表１】
0004754894.tif 000002
【００３７】
また、表２及び表３に示すように、各品種には、想定される期（本実施の形態では、１ヶ月を想定）で生産するべき生産量下限値（「最小生産量」）と、これ以上は生産しても販売できない、或いは、保管できないという生産量上限値（「最大生産量」）と、が与えられている。従って、与えられたいずれかの工程設計を使って、表２に示す生産量下限値（「最小生産量」）と表３に示す生産量上限値（「最大生産量」）の範囲内において、生産を行う必要がある。
【００３８】
【表２】
0004754894.tif 000003
【００３９】
【表３】
0004754894.tif 000004
【００４０】
次に、本実施の形態で用いる各工程設計の通過工程テーブルを、表４に示す。ここで、通過工程テーブルでは、「品種」毎の各「工程設計」における製造ルートを示しており、表４に示す「工程番号」の順番に工程を通過して、中間製品が製造され、最終的にそれぞれの品種の製品が製造される。それぞれの工程では、表４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（設備コード）」が割り付けられている。表４に示すように、各工程での処理時間１時間あたりに処理できる製品または中間製品の重量が各工程における「処理能力」（ｔｏｎ／ｈｒ）として定義されている。例えば、Ｍ０１では、工程設計番号１の品種Ａ０１を第１工程（工程番号１）において１時間あたり２．０トン処理することができる。また、各工程で１時間処理するのに生じる発生コストが「変動費」（千円／ｈｒ）として定義されている。例えば、Ｍ０１では、工程設計番号１の品種Ａ０１を第１工程（工程番号１）において１時間処理するのに変動費が２千円かかる。また、設備の出側と入側の重量費が「工程歩留り」として定義されている。例えば、Ｍ０１では、工程設計番号１の品種Ａ０１を第１工程（工程番号１）において８トン完成させるには、１０トンの入力が必要である。なお、差の２トンは、不良部分として廃棄する量である。更に、前後工程間のリードタイムが「工程間リードタイム」（日）として定義されている。例えば工程設計番号１の第１工程（設備Ｍ０１）と第２工程（設備Ｍ０５）の間は、リードタイムとして２日を要する。尚、最終工程（工程番号３）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するまでのリードタイムである。尚、全ての工程設計において工程数を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。
【００４１】
【表４】
0004754894.tif 000005
【００４２】
次に、本実施の形態に係る生産計画作成装置について、図１に基づいて説明する。図１は、本実施の形態に係る生産計画作成装置のブロック図である。図１に示すように、生産計画作成装置１は、期情報記憶部（期情報記憶手段）１１と、製造ルート記憶部（製造ルート記憶手段）１２と、発生コスト情報記憶部（発生コスト登録手段）１３と、生産量情報記憶部（生産量情報記憶手段）１４と、原料・売値情報記憶部（原料・売値登録手段）１５と、設備情報記憶部（設備情報記憶手段）１６と、設備負荷配分比率計算部（設備負荷配分比率算出手段）２０と、負荷・コスト情報変換部２１と、最適品種構成計算部（最適品種構成計算手段）３０と、評価指標設定部３１と、結果出力部４０と、から構成され、コンピュータにおいて実装される。 
【００４３】
期情報記億部１１は、期に関する情報として、評価指標に基づいて最適品種構成を計算する単位である期に関する情報を記憶するためのものである。本実施の形態においては、期を１ヶ月としている。
【００４４】
製造ルート記憶部１２は、製造ルートに関する情報として、工程設計毎の使用設備と使用順序、工程設計毎の各工程の処理能力、工程歩留り、及び、工程間リードタイムを記憶するためのものである。本実施の形態においては、上述した表４の通過工程テーブルの「工程番号」における「設備」、「処理能力」、「工程歩留り」、及び、「工程間リードタイム」の列に相当する。
【００４５】
発生コスト情報記憶部１３は、発生コストに関する情報として、各工程の設備で１時間処理するのに発生するコスト、即ち、変動費を記憶するためのものである。本実施の形態においては、上述した表４の通過工程テーブルの「変動費」の列に相当する。
【００４６】
生産量情報記憶部１４は、生産量範囲に関する情報として、品種毎に使用可能な工程設計番号と期毎の最小生産量及び最大生産量に関する情報を記憶するためのものである。本実施の形態においては、上述した表１の品種テーブルの「工程設計番号」と表２の「最小生産量」及び表３の「最大生産量」の列に相当する。
【００４７】
原料・売値情報記憶部１５は、原料・売値に関する情報として、品種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。本実施の形態においては、上述した表１の品種テーブルの「原料費」と「売値」の列に相当する。なお、本実施の形態においては、品種が同じであれば、工程設計が異なっていても原料費と売値を同じにしているが、工程設計毎に原料費を設定するようにしても良い。
【００４８】
設備情報記憶部１６は、設備に関する情報として、各設備の設備能力に関する情報を記憶するためのものである。本実施の形態においては、上述した実働率に相当し、全設備１００％とする。
【００４９】
評価指標設定部３１は、各品種の期毎の生産量を最適化するための基準となる評価指標を設定するためのものである。本実施の形態においては、（売値−原料費−変動費）の総和である総利益を評価指標とする。
【００５０】
設備負荷配分比率計算部２０は、製造ルート記憶部１２で製造ルート情報に登録された工程設計毎の工程間リードタイムをもとに、当該工程設計を使って、ある月に生産した場合、工程毎に各月に対して負荷を配分する割合である設備負荷配分比率を計算する。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。尚、図４に示す例は、上述した表１の品種テーブル及び表４の通過工程テーブルに示す例とは異なるものである。図４は、上述の工程１〜工程３までの製造ルートを示しており、Ｌ１〜Ｌ３が工程１〜工程３のそれぞれの後工程（工程３の場合は後工程は出荷）間の工程間リードタイムである。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。尚、本実施の形態では、各月（Ｔ月、Ｔ−１月、Ｔ−２月）の日数を全て３０日とする。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隔月の時間に応じて、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。
ｒ1,T-2＝｛Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３−ＤT-1｝／ＤT
ｒ1,T-1＝｛ＤT＋ＤT-1−（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３−ＤT-1）｝／ＤT
【００５１】
表５に、上述した表４の通過工程テーブルに示す例に基づいて計算した本実施形態における工程設計毎の工程毎の各月に対する設備負荷配分比率の計算結果を示す。
【００５２】
【表５】
0004754894.tif 000006
【００５３】
負荷コスト変換部２１は、製造ルート記憶部１２に記憶された各工程の処理能力と、設備負荷配分比率計算部２０で計算された設備負荷配分比率をもとに、期毎（各月）での製品１トンあたりの生産に要する工程設計毎の各設備に対する設備負荷原単位（製品を１トン作るのに要する工程設計毎の各設備における処理時間を意味する。単位は、ｈｒ／製品ｔｏｎ。）を計算するとともに、発生コスト情報記憶部１３に記憶された各工程の設備毎の変動費と、原料・売値情報記憶部１５に記憶された品種毎の原料費と売値をもとに、工程設計毎の限界利益率（製品を１トンあたりの販売により得られる工程設計毎の利益を意味する。単位は、千円／製品ｔｏｎ。）を計算するためのものである。設備負荷原単位と限界利益率のそれぞれの計算方法を以下で説明する。
【００５４】
まず、本実施形態における設備負荷原単位は、工程設計毎の各設備に対して、以下の方法で計算する。即ち、工程設計毎の各設備に対する設備負荷原単位は、Ｔ月での製品１トン当りの生産に要する工程ｋ（ｋ＝１〜３）でのＴ´月（Ｔ´≦Ｔ）の負荷であり、以下のように計算する。
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）
表６に、本実施形態における月別の工程設計毎の各設備に対する設備負荷原単位の計算結果を示す。
【００５５】
【表６】
0004754894.tif 000007
【００５６】
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（即ち、工程歩留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）÷工程ｋの処理能力として計算する。また、本実施形態において、各工程設計では、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。
【００５７】
次に、本実施形態における限界利益率は、工程設計毎に、以下の方法で計算する。即ち、工程設計毎の限界利益率は、製品１トン当りの販売により得られる利益であり、以下のように計算する。
限界利益率（千円／製品ｔｏｎ）
＝売値（千円／製品ｔｏｎ）
−原料費単価（千円／原料ｔｏｎ）×製品１トンあたりの生産に要する原料（ｔｏｎ／製品ｔｏｎ）
−製品１トン当りの生産に要する各工程での発生費用の和（千円／製品ｔｏｎ）
表７に、本実施形態における工程設計毎の限界利益率の計算結果を示す。
【００５８】
【表７】
0004754894.tif 000008
【００５９】
ここで、原料費単価（千円／原料ｔｏｎ）は、表１の品種テーブルに示す原料費のことであり、製品１トンあたりの生産に要する原料（ｔｏｎ／製品ｔｏｎ）は、工程番号１での重量（即ち、工程歩留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）のことであり、これらをかけたものが表７に示す原料費である。また、製品１トン当りの生産に要する工程ｋでの発生費用は、本実施形態の場合、工程ｋでの重量（即ち、工程歩留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）÷工程ｋの処理能力×各工程の変動費として計算したものであり、表７に示す発生費用原単位である。そして、製品１トン当りの生産に要する各工程での発生費用の和（千円／製品ｔｏｎ）は、製品１トン当りの生産に要する工程ｋ（ｋ＝１〜３）での発生費用を合計したものであり、表７に示す変動費である。
【００６０】
最適品種構成計算部３０は、生産量情報記憶部１４で記憶した生産量情報に基づく各品種の期毎（月別）の生産量上下限範囲制約（即ち、各品種の期毎の生産量の合計が生産量情報記憶部１４で記憶した生産量下限値以上生産量上限値以内の範囲内である制約）と、設備情報記憶部１６で記憶した設備情報に基づく設備能力制約（即ち、負荷・コスト情報変換部２１で求めた各設備の期毎の設備負荷原単位から求まる各設備の総負荷が設備能力（各設備の実働率に基づく）を超えないという制約）を満たしつつ、負荷・コスト情報変換部２１で求めた限界利益率に基づいて計算される評価指標設定部３１で設定した評価指標（総利益）を最大化するような工程設計毎の期毎（月別）の生産量を、線形計画法により決定する。
【００６１】
本実施の形態においては、線形計画法を用いて以下の数１に示す式の最適化問題を解くことにより、工程設計毎の期毎（月別）の生産量を決定する。尚、本実施の形態においては、上述のとおり、期を１ヶ月（３０日）と想定している。
【００６２】
【数１】
0004754894.tif 000009
【００６３】
尚、本実施形態において、各工程設計では、工程間リードタイムの和が１ヶ月よりも短いので、当月生産に対する設備負荷原単位は、当月と前月だけを考えればよい（数１に示す式におけるｋ＝０，１に対応）。また、数１に示す式において、工程設計毎の限界利益率は、評価式における（Ｐi−Ｍi−Ｈi）として示されている。
【００６４】
結果出力部４０は、図示しない出力用インタフェースを介して、最適品種構成計算部３０での計算結果を表示するための出力装置（ディスプレイ、ハードディスク、またはプリンタ等）である。計算結果として、最適化された期毎の品種構成や、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、最適品種構成計算部３０での計算結果を、結果出力部４０（ディスプレイ、ハードディスク、またはプリンタ等）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。
【００６５】
本実施の形態において、結果出力部４０において出力される最適化された期毎（月別）の品種構成を以下の表８に、期毎（月別）の各設備の実働率を以下の表９に示す。
【００６６】
【表８】
0004754894.tif 000010
【００６７】
【表９】
0004754894.tif 000011
【００６８】
表８に示す最適化された期毎（月別）の品種構成から、下記のことがわかる。
・各品種の期毎（月別）の合計生産量が、表２に示される最小生産量と表３に示される最大生産量の範囲内となっている。尚、最小生産量及び最大生産量が共に０である品種Ａ０３の３月では、生産量が０トンとなっており、特定の月はある品種を生産しないという意図を反映させることができている。
・一部の品種では、期（月）により工程設計が使い分けられている。例えば、品種Ａ０４は工程設計番号１２でほぼ全ての生産を行うが、２月と６月は一部の生産を工程設計番号１０で実施している。一方、品種Ａ０３は、工程設計番号７と９の２種類を軸として生産を実施するが、６月は工程設計番号９のかわりに８を用いて生産を実施していることがわかる。
【００６９】
また、表９に示す期毎（月別）の各設備の実働率から、指定した設備の設備能力の範囲内で、品種構成が決定されていることがわかる。また、この結果からネックとなる設備等の下記のような設備の特徴を具体的に判断することができ、操業改善や設備の設備能力向上の検討に活用することができる。
・４月は設備Ｍ０１を除く全ての設備で実働率が１００％となっており、設備Ｍ０１でも約９６％で、工場の能力に最も余裕がない。
・設備Ｍ０５は、いずれの月も１００％となっており、常にフル生産が続く。
・設備Ｍ０３は、月により負荷の変動が大きくなる
【００７０】
次に、本実施の形態に係る生産計画作成方法の処理の手順について、図２に基づいて、説明する。図２は、本実施の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。尚、以下で説明する本実施の形態に係る生産計画作成方法の処理は、コンピュータにおいても同様に、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、このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＦＤ、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の記憶装置にインストールすることが可能である。
【００７１】
図２に示すように、まず、事前に期に関する情報、製造ルートに関する情報、発生コストに関する情報、生産量範囲に関する情報、原料・売値に関する情報、設備に関する情報、及び、評価指標に関するデータを入力し、それぞれ、磁気記憶装置等の期情報記憶部１１、製造ルート情報記憶部１２、発生コスト情報記憶部１３、生産量情報記憶部１４、原料・売値情報記憶部１５、設備情報記憶部１６、及び、評価指標記憶部３１に登録しておく（ステップＳ１：期情報記憶ステップ、製造ルート記憶ステップ、発生コスト登録ステップ、生産量情報記憶ステップ、原料・売値登録ステップ、設備情報記憶ステップ）。
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の期情報記憶部１１、製造ルート情報記憶部１２、発生コスト情報記憶部１３、生産量情報記憶部１４、原料・売値情報記憶部１５、設備情報記憶部１６、及び、評価指標記憶部３１の記載と同様であり、その説明を省略する。
【００７２】
そして、製造ルート記憶部１２で製造ルート情報に登録された工程設計毎の工程間リードタイムをもとに、設備負荷配分比率計算部２０において、当該工程設計を使って、ある月に生産した場合、工程毎に各月に対して負荷を配分する割合である設備負荷配分比率を計算する（ステップＳ２：設備負荷配分比率算出ステップ）。
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の設備負荷配分比率計算部２０の記載と同様であり、その説明を省略する。
【００７３】
次に、負荷コスト変換部２１において、製造ルート記憶部１２に記憶された各工程の処理能力と、設備負荷配分比率計算部２０で計算された設備負荷配分比率をもとに、期毎（各月）での製品１トンあたりの生産に要する工程設計毎の各設備に対する設備負荷原単位（製品を１トン作るのに要する工程設計毎の各設備における処理時間を意味する。単位は、ｈｒ／製品ｔｏｎ。）を計算するとともに、発生コスト情報記憶部１３に記憶された各工程の設備毎の変動費と、原料・売値情報記憶部１５に記憶された品種毎の原料費と売値をもとに、工程設計毎の限界利益率（製品を１トンあたりの販売により得られる工程設計毎の利益を意味する。単位は、千円／製品ｔｏｎ。）を計算する（ステップＳ３）。
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の負荷コスト変換部２１の記載と同様であり、その説明を省略する。
【００７４】
そして、最適品種構成計算部３０において、生産量情報記憶部１４で記憶した生産量情報に基づく各品種の期毎（月別）の生産量上下限範囲制約（即ち、各品種の期毎の生産量の合計が生産量情報記憶部１４で記憶した生産量下限値以上生産量上限値以内の範囲内である制約）と、設備情報記憶部１６で記憶した設備情報に基づく設備能力制約（即ち、負荷・コスト情報変換部２１で求めた各設備の期毎の設備負荷原単位から求まる各設備の総負荷が設備能力（各設備の実働率）を超えないという制約）を満たしつつ、負荷・コスト情報変換部２１で求めた限界利益率に基づいて計算される評価指標設定部３１で設定した評価指標（総利益）を最大化するような工程設計毎の期毎（月別）の生産量を、線形計画法により決定する（ステップＳ４：最適品種構成計算ステップ）。
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の最適品種構成計算部３０の記載と同様であり、その説明を省略する。
【００７５】
最後に、最適品種構成計算部３０での計算結果を、結果出力部４０、即ち、出力装置（ディスプレイ、ハードディスク、またはプリンタ等）に表示する（ステップＳ５）。
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４０の記載と同様であり、その説明を省略する。
【００７６】
このように、本実施形態の生産計画作成方法及び生産計画作成装置、並びにプログラムによれば、最適品種構成計算部３０において、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製造ルートとして登録した工程設計毎の生産量は、期単位で決定され、この工程設計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、最適品種構成計算部３０において、工程設計毎の期単位の生産量は、設備情報記憶部１６で設定した設備能力制約（処理能力と設備負荷配分比率から算出される各設備の総負荷が設備能力を超えない範囲。即ち、各設備の設備能力の範囲内。）を満たし、且つ、生産量情報記憶部１４で記憶した生産量の上下限範囲制約（各品種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。）を満たした上で、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、各品種の生産量の上下限値を期によって変えることにより、需要変動に対して最適な品種構成を決定することができる。その際、各設備の期毎の負荷は、従属的に決まるため、これらを決定変数とする場合に比べて、高速に最適化計算を実行することができる。また、最適品種構成計算部３０において、製造ルート情報記憶部１２で設定した工程間リードタイムに基づいて設備負荷配分比率計算部２０で算出した設備負荷配分比率を考慮する（即ち、設備負荷配分比率により負荷・コスト情報変換部２１で設備負荷原単位を求める）ことにより、製造ルートによる製造リードタイムの違いから生じる時期的な設備の負荷変動に対して、設備能力の範囲内で最適な品種構成を決定することができる。また、同じ品種の製品を生産する場合でも、製造ルートが複数ある場合でも、最適品種構成計算部３０において、予め設定した評価指標（総利益や総生産量）が最大となるように、各品種の製造ルート毎の生産量を工程設計毎の生産量として期毎に決定することができる。また、生産量情報記憶部１４において、特定の品種の生産量下限値を大きく設定することにより、現状の利益や生産量とは関係なく戦略的に生産したい品種を生産した上で、他の品種構成を最適化することができる。また、生産量情報記憶部１４において、生産量上限値を設定することにより、販売または保管不可能な量を生産することなく、他の品種構成を最適化することができる。更に、生産量情報記憶部１４において、特定品種の生産量下限値と生産量上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品種を生産した上で、他の品種構成を最適化することができる。以上により、複数の工程設計が存在する場合に、製造リードタイムによる設備負荷の時期的な変動や需要の時期的な変動を考慮した上で、予め設定した評価指標が最大となるような各工程設計の生産量が決定される。
【００７７】
また、設備負荷配分比率計算部２０において、所定の期でのある工程設計の生産に対して、各工程が製造リードタイム（最終工程から当該工程までの工程間リードタイムの合計）だけ先行作業することを前提に、各工程での設備負荷配分比率が自動決定される。従って、現実的な負荷配分が表現できる。また、製造リードタイムや期の長さを変更した場合でも容易に生産量の最適化の計算を実行することができる。
【００７８】
また、最適品種構成計算部３０において、評価指標である利益（売値−原料費−発生コスト）の総和が最大となるように各工程設計の期毎の生産量が決定される。従って、同じ品種を生産する場合でも製造ルートが複数あり、それぞれの変動費や原料費が異なる場合においても、全体の利益を最大化するように、各工程設計の期毎の生産量を決定することができる。
【００７９】
更に、最適品種構成計算部３０において、工程設計毎の各期の生産量と、その工程設計での生産に必要な各設備の負荷を線形式で扱い、評価指標の計算に線形計画法を適用している。従って、品種や設備の数が多い場合であっても、工程設計毎の生産量を高速に最適化することができる。
【００８０】
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。
【００８１】
上述の実施形態では、製造ルート情報記憶部１２において、品種毎に利用可能な製造ルートが工程設計として事前に設定されている場合について説明しているが、それに限らない。代替設備に関するルールが存在する場合は、事前に登録・記憶された代替設備ルールをもとに代替設備での製造ルートを新規の工程設計として作成し、製造ルート情報記憶部１２に記憶するようにして良い。かかる場合は、代替設備ルールに基づいて新たに作成した工程設計を、製造ルート情報記憶部１２に記憶することにより、代替設備への設備振り替えの最適な比率を得ることができる。
【００８２】
また、上述の実施形態においては、利益最大化を目的として、評価指標設定部３１で総利益を評価指標として設定しているが、それに限らない。生産量最大化を目的として、全品種の生産量の総和である総生産を評価指標として評価指標設定部３１で設定して良い。即ち、評価指標として、以下の数２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品種構成を決定することが可能になる。
【００８３】
【数２】
0004754894.tif 000012
【００８４】
また、評価指標設定部３１で設定する評価指標を、例えば、利益と生産量の重み和としてもよい。この場合は、下記のような場合に適用することができる。
・生産量を確保しながら利益を極力大きくする場合。
・生産量をなるべく小さくして利益を極量大きくする場合（評価指標について、生産量に負の重みを掛ける）。
・利益が同じであれば、生産量が大きい製品構成が望ましい場合。
【００８５】
また、評価指標設定部３１で設定する評価指標を、例えば、評価指標を品種毎の売値の合計とし、総売上を最大化しても良い。かかる場合は、利益よりも売上総額を重視した品種構成を決定したい場合に適用することができる。
【００８６】
更に、負荷・コスト情報変換部２１での計算方法は、上述の実施形態に限らず、設定された処理能力、変動費、原料費単価の単位に合わせて計算方法を変えて良い。
【００８７】
また、上述の実施形態においては、製品の売値と原料費を工程設計のみに依存するとしたが、工程設計と期により異なるものとして良い。この場合、数１に示す評価指標において、売値はＰij、原料費はＭijとなる。
【００８８】
更に、設備能力を設備のみに依存するとしたが、設備と期により異なるものとしても良い。この場合、数１に示す評価指標において、設備能力はＣmjとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】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】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３】本実施形態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。
【符号の説明】
【００９０】
１    生産計画作成装置
１１  期情報記憶部（期情報記憶手段）
１２  製造ルート記憶部（製造ルート記憶手段）
１３  発生コスト情報記憶部（発生コスト登録手段）
１４  生産量情報記憶部（生産量情報記憶手段）
１５  原料・売値情報記憶部（原料・売値登録手段）
１６  設備情報記憶部（設備情報記憶手段）
２０  設備負荷配分比率計算部（設備負荷配分比率算出手段）
２１  負荷・コスト情報変換部
３０  最適品種構成計算部（最適品種構成計算手段）
Ｓ１  期情報記憶ステップ、製造ルート記憶ステップ、発生コスト登録ステップ、生産量情報記憶ステップ、原料・売値登録ステップ、設備情報記憶ステップ
Ｓ２  設備負荷配分比率算出ステップ
Ｓ４  最適品種構成計算ステップ
【図１】
0004754894.tif 000013
【図２】
0004754894.tif 000014
【図３】
0004754894.tif 000015
【図４】
0004754894.tif 000016