(57)【要約】【課題】  必要最小限の計算時間で最も良好なスケジュール解を得る。【解決手段】  生産スケジュール装置は、製造ラインにおける生産スケジュールを作成する装置であって、製造ライン内の生産設備における稼動情報と仕掛情報とを含む生産状況情報を記録する生産状況情報記録装置５２０と、生産状況情報に基づいて、生産状況の変化によってスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を計算するとともに、スケジューリング開始時刻からスケジューリング変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間のスケジュールを重点的に作成する演算装置５３０とを含む。【選択図】        図１
2005267183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインにおける生産スケジュール装置であって、
前記製造ライン内の生産設備における、稼動情報と仕掛情報とを含む生産状況情報を取得するための取得手段と、
前記生産状況情報に基づいて、生産状況の変化によってスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を計算するための計算手段と、
スケジューリング開始時刻から前記スケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間のスケジュールを作成するための作成手段とを含む、生産スケジュール装置。
【請求項２】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備の数を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項３】
前記計算手段は、予期しない事態により前記生産設備が停止する時間を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項４】
前記計算手段は、予期しない事態により前記生産設備が停止する度合いを１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項５】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備の稼働率を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項６】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備の処理時間を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項７】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備の処理前の待ち時間を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項８】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備に仕掛っているワークの数を１つの要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項９】
前記計算手段は、前記製造ラインにおける前記生産設備の数、予期しない事態により前記生産設備が停止する時間、予期しない事態により前記生産設備が停止する度合い、前記製造ラインにおける前記生産設備の稼働率、前記製造ラインにおける前記生産設備の処理時間、前記製造ラインにおける前記生産設備の処理前の待ち時間、および前記製造ラインにおける前記生産設備に仕掛っているワークの数を要因として、前記時間間隔の期待値を計算するための手段を含む、請求項１に記載の生産スケジュール装置。
【請求項１０】
前記作成手段は、スケジューリング開始時刻から前記スケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間のスケジュールを重点的に作成するための手段を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の生産スケジュール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場の製造ラインにおいて、ワークの生産スケジュールを作成する技術に関し、特に、製造ラインにおける良好なスケジューリング結果を短時間で作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場の生産管理において、ＪＩＴ（Just In Time）と称する生産管理方法が多く用いられている。このＪＩＴは、製品の組み立てなどにおいて使用する部品を、製品の組み立て時間に合わせて生産、供給するようにして、部品在庫を減らし、在庫管理費用などを削減するものである。
【０００３】
したがって、このようなＪＩＴによる生産管理では、製品の生産スケジュールに合わせて、部品や半製品（ワーク）の生産スケジュールを決めることが必要である。規模の大きな工場では、このような製品や部品の生産スケジュールの決定にコンピュータを用いている。
【０００４】
半導体ＩＣ（Integrated Circuit）、液晶ディスプレイパネル、プラズマＣＲＴ（Cathode Ray Tube）などを製造する製造ラインにおいては、加工工程数が数百工程にもおよぶ場合がある。この場合、多種類、多数の生産設備を有しているとともに、半完成品として仕掛ワークも多数存在している。これら仕掛ワークのそれぞれに対して、その生産設備で、いつ加工処理を行なうべきかを指示する必要がある。このような指示の必要性から生産スケジューリングシステムが利用されることが多い。以下に示す公報に、生産スケジューリングシステムが開示されている。
【０００５】
特開平８−６６３２号公報（特許文献１）は、ジョブ・ショップ工場において、ロット単位までの正確な物流計算に基づいた工程スケジューリングが行なえ、しかも最適なスケジューリングを行なうためのスケジュールパターンの作成を目的とする工程処理順序の策定方法を開示する。このジョブ・ショップ工場における工程処理順序の策定方法は、ジョブ・ショップ工場における各工程について、各ロット単位で物流・仕掛りのシミュレーションを行ないながら、ロット単位の工程処理順序の最適化策定方法であって、離散事象シミュレーションを用いた所定の優先規則に基づいて選択するディスパッチング法によってロット単位の工程処理順序の初期解を作成するステップと、その初期解を反復改善法によって最適に近い解に改善するステップとを含む。
【０００６】
このジョブ・ショップ工場における工程処理順序の策定方法によると、各工程の処理時間が不等時間間隔でないことから、離散事象シミュレーションを用い、ある工程における次処理のロットを選択する場合、待ち行列内に格納された１または２以上のロットから、優先規則に基づいて選択するディスパッチング法によって選択する。これにより、順列組合せ等による多数回の演算を行なうことなく効率的にシミュレーションの解が得られる。このような処理によって初期解が得られるが、これは最適解である保証はないので、反復改善法を用いて（たとえば、各工程に入れるロットの入替え等を行なって別の処理手順を作りさらに離散事象シミュレーションを用いた所定の優先規則に基づいて選択するディスパッチング法を用いて）、２番目の解を得て、この反復挿入法を繰り返してｎ番目までの解を得る。そして、これらのｎ個の解を比較することにより、より最適に近い工程処理順序を得ることができる。
【０００７】
特開平１１−２２１７４０号公報（特許文献２）は、生産設備の異常の際に、スケジュール変更（リスケジュール）を行なうか否かの決定およびリスケジュールそのものを自動的に行なうことができるリスケジュール装置を開示する。このリスケジュール装置は、複数のワークが複数の生産設備により生産されている工場において、生産設備に異常が発生した場合に、その異常を検出して、ワークの生産スケジュールを変更するリスケジュール装置であって、複数の生産設備におけるワークの生産スケジュールを変更するためのリスケジュール手段と、複数の生産設備の異常を検出するための設備異常検出手段と、設備異常検出手段が検出した異常発生設備、その異常の発生した生産設備がその異常により停止した時間、および異常原因を蓄積するための異常履歴記憶手段と、設備異常検出手段が生産設備の異常を検出したときに、その異常が検出された生産設備の過去の異常履歴を異常履歴記憶手段の中から検索して、同じ異常原因があるか否かを判断し、同じ異常原因がある場合にはその異常により停止した時間と予め設定されている基準時間とを比較して、その異常が検出された生産設備が過去に同一の異常原因により基準時間以上停止している場合に、リスケジュール手段を動作させるためのリスケジュール判断手段とを含む。
【０００８】
このリスケジュール装置によると、生産設備にこれまで発生した異常を、その原因と停止時間と共に異常履歴記憶手段に記憶しておき、異常検出手段により異常が検出されたときには、この異常履歴の中から、過去に同一原因により異常が発生したことがあるか否か検索して、同一原因による異常が過去にある場合には、そのときの停止時間が基準時間以上である場合に、リスケジュールを実行することとしたので、生産設備に異常が発生したときには、即座にその異常による停止時間を過去の異常履歴から予測して、発生した異常により基準時間以上停止することが見込まれる場合には、ただちにリスケジュールが開始されるため、リスケジュール開始の判断遅れがなくなり、ワークの生産スケジュールの変更を適切に行なうことができるようになる。
【０００９】
特開平５−１２３０２号公報（特許文献３）は、製造業における生産に関する基準値を自動的に再設定することができる生産基準値の再設定の自動化方式を開示する。この生産基準値の再設定の自動化方式は、複数のコンピュータシステムから構成され、生産基準を上位コンピュータで初期設定し、下位コンピュータで製造実績情報を収集するシステムにおいて、生産基準値と製造実績値とを管理テーブルを用いて自動的に新しい生産基準値を導き出すステップと、上位のコンピュータの基準値を自動的に修正するステップとを含む。
【００１０】
この生産基準値の再設定の自動化方式によると、基準値を自動的に再設定できるので、最適の基準値を使った生産計画を立案できる。また、自動設定のため人手による基準値の見直し及び設定工数を低減できる。
【００１１】
特開平８−２２９７７９号公報（特許文献４）は、生産ラインを設計、変更する際の最適化を自動化する生産ライン構成評価装置を開示する。
【００１２】
この生産ライン構成評価装置は、生産外設備情報を入力する第１の入力装置と、設備情報を入力する第２の入力装置と、工程フロー情報を入力する第３の入力装置と、設備型式寸法と設備形状情報を入力する設備部品データ作成装置と、入力された情報により更新されるデータベースと、データベースの情報に基づいて生産ラインに必要とする生産設備台数と製品の製作期間とを算出し、算出されたデータに基づいて作業群を構成・評価する生産ライン構成評価シュミレータと、生産ラインの配置ルール情報を作成・修正し、レイアウト図面を作成するレイアウト装置と、設備能力を比較する設備能力比較装置とを含む。
【００１３】
この生産ライン構成評価装置によると、製作期間・設備台数を計算し、自動的に生産ライン構成を修正できる。その結果、（１）生産ラインの構成を変更して、制作期間が短くしかも必要な設備台数を少ない生産ライン計画を高速に探索でき、（２）能力ネック設備が生産ラインを立ち上げる前から把握でき、それに対する対策がライン立ち上げ時からできる。
【特許文献１】特開平８−６６３２号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１７４０号公報
【特許文献３】特開平５−１２３０２号公報
【特許文献４】特開平８−２２９７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に開示された工程処理順序の策定方法では以下に示す問題がある。グループ数の増加に伴いシミュレーションの回数が著しく増加する。具体的には、グループ数がＮ個の場合、シミュレーションを全てのグループの組合せ、すなわちＮの階乗（Ｎ！）回繰返す必要がある。これでは計算時間が長くなるので、計算時間を短縮させるためには１つのグループに含まれるワークの数を増やしてグループの数を少なくすればよい。そのようにすると、多くのワークがディスパッチングルールによって処理順序が決定されることになるので、考えられる数多くのケースの中から最良のものを選択するという、このシミュレーションの効果が発現しにくくなる。すなわち、計算対象が大きくなると良好なスケジューリング解を得ることが困難になるというトレードオフの問題がある。
【００１５】
特許文献２に開示されたリスケジュール装置は、生産設備の異常を検出し、リスケジューリングを行なう技術に関するものに過ぎず、特許文献３に開示された生産基準値の再設定の自動化方式は、生産基準情報と実績情報との誤差を照合チェックし、基準情報を変更する技術に関するものに過ぎない。そのため、これらの技術では、予めスケジュール変更が発生する場合を想定してスケジューリングを行なうものではない。
【００１６】
また、特許文献４に開示された生産ライン構成評価装置は、生産ラインを設計、変更する際の最適化を自動化する技術に関するものに過ぎない。この装置は、予め生産ラインのバッファ容量や生産設備能力について、生産ライン構成シミュレータを用いて設計するものであるが、予めスケジュール変更が発生する場合を想定してスケジューリングを行なうものではない。
【００１７】
すなわち、スケジュール作成時に予期できないスケジュール変更は、一般的な製造ラインでは必ず発生するものである。全ての生産設備が常に正常な状態にあることを想定してスケジューリングしていたのでは現実と乖離した結果しか得ることができない。上記した特許文献のいずれに記載されたスケジューリングに関する技術も、このような予期できない状況であるスケジュール変更を想定したスケジュールを計算することができない。そのため、一度予定が狂うとスケジュール結果の実行が困難となり、その時点で新しい状況に応じたスケジュールの作成が必要になり再計算することになる。つまり、スケジューリングのために多大な時間とコンピュータ資源とを用いてスケジュール計算したとしても、予定変更以降のスケジューリング結果は無駄なものになる。
【００１８】
このスケジュールの変更は、生産設備の稼動が不安定な製造ラインほど、その発生間隔が短く、頻繁に発生する。ところが、良好な（精度の高い）スケジュール解を得るためには、ある程度の計算時間が必要になる。つまり、このような稼動が不安定な状況にある製造ラインでは、良好なスケジューリング解を得るためには時間をかけて計算してもわずかの時間の経過で再計算しなければならない事態になる可能性が高い。このような場合では、次回スケジュールの変更が発生することが予測される時刻よりも将来の時刻、すなわち、スケジュール変更の発生時間間隔よりも長い期間のスケジュールは無駄になり、無駄な計算時間を費やしてしまう可能性がある。
【００１９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、必要最小限の計算時間で、最も良好なスケジュール解を得ることができる生産スケジュール装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この発明に係る生産スケジュール装置は、製造ラインにおける生産スケジュールを作成する装置であって、製造ライン内の生産設備における、稼動情報と仕掛情報とを含む生産状況情報を取得するための取得手段と、生産状況情報に基づいて、生産状況の変化によってスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を計算するための計算手段と、スケジューリング開始時刻からスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間のスケジュールを作成するための作成手段とを含む。
【００２１】
さらに好ましくは、計算手段は、製造ラインにおける生産設備の数、予期しない事態により生産設備が停止する時間、予期しない事態により生産設備が停止する度合い、製造ラインにおける生産設備の稼働率、製造ラインにおける生産設備の処理時間、製造ラインにおける生産設備の処理前の待ち時間、および製造ラインにおける生産設備に仕掛っているワークの数を要因として、時間間隔の期待値を計算するための手段を含むようにしてもよい。
【００２２】
さらに好ましくは、作成手段は、スケジューリング開始時刻からスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間のスケジュールを重点的に作成するための手段を含むようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２４】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置の構成について説明する。
【００２５】
この生産スケジュール装置は、入力装置５１０と生産状況情報記録装置５２０と、演算装置５３０と、出力装置５５０と、これらの装置を互いに接続するケーブル５４０とを含む。入力装置５１０は、オペレータによって、製造ライン内の生産設備の稼動統計情報と仕掛ワーク情報などが入力され、オペレータによる閲覧、削除、修正を行なうために用いられる。これらの稼動統計情報と仕掛ワーク情報等とを含むデータは、入力装置５１０に接続されているローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Local Area Network）のケーブル５４０を介して生産状況情報記録装置５２０に記録される。
【００２６】
演算装置５３０は、スケジュール変更の発生時間間隔の期待値を計算する。また、演算装置５３０は、生産スケジュールを算出する。演算装置においては、予め作成されたプログラムを実行することにより、スケジュール変更の発生時間間隔の期待値が計算されたり、生産スケジュールが算出されたりする。演算装置５３０による演算結果である生産スケジュールが出力装置５５０から出力される。これにより、オペレータが、生産スケジュールに関する情報を知ることができる。
【００２７】
なお、図１に示す構成例においては、入力装置５１０、出力装置５５０、生産状況情報記録装置５２０および演算装置５３０がそれぞれケーブル５４０で接続されているように示したが、これらは１台のパーソナルコンピュータで実現することもできる。また、ケーブル５４０は、ＬＡＮに限定されるわけではなく、たとえば、インターネットなどでもかまわない。
【００２８】
図２に、本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置の他の構成の一例を示す。図１に示す構成と比較して、設備コントローラ６１０を含む点が異なる。この設備コントローラ６１０は、製造ライン内の生産設備群６５０と通信を行ない、生産設備の稼動情報、仕掛ワーク情報などの生産状況情報を取得し、これらの生産状況情報をＬＡＮのケーブル６４０を介して生産状況情報記録装置６２０に記録させる。なお、演算装置６３０は、図１における演算装置５３０に相当し、スケジュール変更の発生時間間隔の期待値を計算したり、生産スケジューリングを算出したりするプログラムを実行する。
【００２９】
図３を参照して、生産スケジュール装置を実現する、図１に示す演算装置５３０または図２に示す演算装置６３０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００３０】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１１０にて、生産スケジュール装置は、生産状況情報の入力が実行される。このＳ１１０において、製造ライン内の生産設備の稼動統計情報と仕掛ワーク情報等とが含まれている生産状況情報がオペレータにより入力される。また、図２に示す場合には、設備コントローラ６１０を介して、生産設備群６５０における生産設備の稼動統計情報と仕掛ワーク情報等とを含む生産状況情報がオペレータを介さずに入力される。
【００３１】
Ｓ１２０にて、生産スケジュール装置は、スケジュール変更発生間隔の期待値を計算する。なお、このＳ１２０における詳細な計算方法については後述する。
【００３２】
Ｓ１３０にて、生産スケジュール装置は、スケジューリング開始時刻からＳ１２０にて算出されたスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻までの期間におけるスケジュールを重点的に作成する。
【００３３】
図４を参照して、本実施の形態に係る生産スケジュール装置で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図４に示すフローチャートは、演算装置５３０または演算装置６３０にて実行される図３のＳ１３０のスケジュール作成ステップを示すものである。
【００３４】
Ｓ１３１０にて、生産スケジュール装置は、スケジュール変更の発生時間間隔の期待値が入力される。これは、後述する計算方法により算出されたスケジュール変更の発生時間間隔の期待値がオペレータにより入力されたり、プログラム間でデータが受け渡されたりすることにより行なわれる。
【００３５】
Ｓ１３２０にて、生産スケジュール装置は、生産設備における生産状況の変化の監視を行ない、突発的設備故障などの予定変更の発生があったか否かを判断する。予定変更が発生すると、（Ｓ１３２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３２０にてＮＯ）、処理はＳ１３３０へ移される。
【００３６】
Ｓ１３３０にて、生産スケジュール装置は、現在時刻と見直し時刻を比較して見直し時刻に到達したか否かを判断する。現在時刻が見直し時刻に到達していれば計画変更の必要性は生じていないものの、良好なスケジュール解を維持するための再スケジューリングを行なう必要がある。これは、現在のスケジュールは、前回のスケジューリング時刻からスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を加えた時刻（つまり現在時刻）までの期間を重点的にスケジューリングしており、現在よりも将来部分のスケジューリングについては良好ではない可能性があるためである。現在時刻が見直し時刻に到達していると（Ｓ１３３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３３０にてＮＯ）、処理はＳ１３２０へ戻される。
【００３７】
Ｓ１３４０にて、生産スケジュール装置は、スケジューリング処理を実行する。Ｓ１３５０にて、生産スケジュール装置は、次回スケジュールの見直し時刻の設定を実行する。その後、処理はＳ１３２０へ戻される。
【００３８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る生産スケジュール装置の動作について説明する。
【００３９】
動作の説明をするにあたり、スケジュール変更の発生時間間隔の期待値を計算する処理について説明する。まず、スケジュールの変更がどのようにして発生するかを以下に示す。
【００４０】
図５は、時刻ｔ＝０において、ある生産設備（Ａ）２４０でワーク２１０が、まさに加工処理を完了する状況を示す。ワーク２１０の次工程では、ワーク２２０、ワーク２３０が生産設備（Ｂ）２５０での処理を受ける順番を待っている。予定通りにワーク２１０が生産設備（Ａ）２４０での処理を完了するならば、ワーク２１０は、ワーク２３０の後に順番を待ち、ワーク２２０→ワーク２３０→ワーク２１０という順番で予定通りに生産実行が行なわれる筈である。
【００４１】
図６は、図５に示す状態の後に、何らかのトラブル（たとえば、突発的生産設備の故障）が発生し、ワーク３１０の生産設備（Ａ）２４０での完了が遅れた状態を示す。しかし、このとき、ワーク３２０が生産設備（Ｂ）２５０で完了する前に、ワーク３１０を次工程の生産設備（Ｂ）２５０に到着させることができるのであれば、スケジュールの変更は発生しない。
【００４２】
図７は、図５の後の状態を示す。図６の状態よりもさらにワーク４１０の到着が遅れる場合を示す。この場合であっても、もし生産設備（Ｂ）２５０に若干の負荷の余裕時間があるならば、その余裕の範囲内でワーク４１０の到着を待つことも可能である。ところが、万が一、ワーク４１０が、ワーク４２０の完了後、生産設備（Ｂ）２５０の負荷余裕時間の範囲をも超えるほど到着が遅れるならば、生産設備（Ｂ）２５０はもはやワーク４１０を待つことはできない。ワーク４１０の後に着手される筈であった別のワーク（たとえば、ワーク４３０）を選び出して、生産実行させる必要に迫られる。このときスケジュールは見直されることになる。ところが、ワーク４１０は、常にトラブルに巻き込まれる危険性があるものの、必ず巻き込まれるという必然性もない。他方、運よくワーク４１０がトラブルに巻き込まれなかったとしても、すぐ次のワーク４４０がトラブルに遭遇する可能性もある。あるいは、生産設備（Ａ）２４０でトラブルを逃れたワーク４１０が、生産設備（Ｂ）２５０でトラブルに巻き込まれることも考えられる。
【００４３】
以上から、製造ラインにおけるスケジュール変更が発生する可能性についてまとめると、
（１）  スケジューリング終了後からの経過時間が長くなるほど、スケジュール変更が発生する確率は増加する、
（２）  トラブルの発生件数（確率）が大きいほど、スケジュール変更が発生する確率は増加する、
（３）  １回のトラブル時間が長いほど、スケジュール変更が発生する確率は増加する、
（４）  保有する生産設備の台数が多い大規模製造ラインほど、スケジュール変更が発生する確率は増加する、
（５）  仕掛ワークが少ないほど、スケジュール変更が発生する確率は増加する（なぜならば、仕掛ワークが少ないと、次工程におけるワークの到着と着手のタイミングに時間的余裕がなくなり、次工程への到着の遅れを吸収することができなくなるためである。）、
（６）  生産設備の負荷余裕が小さいほど（つまり、高負荷・高稼動な製造ラインほど）、スケジュール変更が発生する確率は増加する（なぜならば、負荷に余裕があると、生産設備を遊ばせていても、到着の遅れているワークを待つことができるためである）、
という関係がある。本発明の実施の形態におけるスケジュール装置においては、たとえば以下に述べる方法を用いて、スケジュール変更が発生する確率を計算する。
【００４４】
まず、各ワークの次工程生産設備に対する到着遅れ許容時間を計算する。製造ラインの全生産設備台数をＳｔａ（台）、１回のトラブルの平均的な停止時間をＭＴＴＲ（Ｈｒ）、生産設備の１台当りの平均故障（トラブル）率νとし、また生産設備が稼動可能な状態にも拘らずワークが到着しないために空運転となる空き時間率をＩｄｌｅ、生産設備における１工程当りの平均加工処理時間（途中での故障停止時間は含まず）をＲＰＴ（Ｈｒ）、ワーク１個１工程当りの生産設備の処理前の平均待ち時間をＷａｉｔ（Ｈｒ）、すべてのワークが１日当り進捗する工程数の総計をＭｏｖｅとする。
【００４５】
このとき、各ワークの次工程生産設備に対する到着遅れ許容時間ε（Ｈｒ）は、「ワーク１個１工程当りの生産設備の処理前の平均待ち時間（Ｗａｉｔ）」と「ワーク１個１工程当りに許される装置空き時間」の和であるから、
【００４６】
【数１】
2005267183.tif 000003
で表わすことができる。
【００４７】
次に、各ワークが次工程生産設備に対して遅れて到着する時間の期待値を計算する。ワークが時刻０からｔの期間内にトラブルに巻き込まれる総時間は、そのワークが時刻０からｔまでの時間の間に何回のトラブルに遭遇するかによって影響を受ける。そして製造ライン内の全仕掛ワークの数をＷＩＰ（個）とすれば、時刻０から時刻ｔの期間に進捗することができる工程数ｃは、
【００４８】
【数２】
2005267183.tif 000004
である。
【００４９】
さらに、平均故障率νの生産設備をｃ回通るときにｎ回のトラブルに巻き込まれる確率をＢＩＮ（ｎ，ｃ，ν）で表わし、このＢＩＮ（ｎ，ｃ，ν）はベルヌーイ試行とみなすならば、
【００５０】
【数３】
2005267183.tif 000005
である。
【００５１】
ところで、１回のトラブルによって停止する時間は、指数分布に近似されることが多い。図８は、ある生産設備のトラブルによって停止する時間の発生頻度を示す。このことを利用すれば、ｎ回のトラブルによって停止する時間の和は、ｎ個の指数分布の和、すなわちパラメータα＝ｎのΓ分布に近似することができる。図９は、１回および２回のトラブルが発生する場合における停止時間の確率分布を示している。そして、１回の平均的な停止時間がＭＴＴＲ（Ｈｒ）のトラブルにｎ回巻き込まれる場合、そのトラブルによって進捗が停止する時間がε以下になる時間は、Γ分布のＸ≦εの下側確率を用いて、ＧＡＭ（ε，ｎ，ＭＴＴＲ／ｎ）で表わすことができる。
【００５２】
以上から、１個のワークが時刻０から時刻ｔの期間内にトラブルに巻き込まれる総時間がε以下となる確率、すなわち、スケジュール変更が発生しない確率をＲ（ｔ，ε）とすれば、
【００５３】
【数４】
2005267183.tif 000006
で表わすことができる。
【００５４】
ここで、時刻０から時刻ｔの期間内に動くワークの数は、
【００５５】
【数５】
2005267183.tif 000007
である。これらのすべてのワークがトラブルに巻き込まれる総時間がε以下にならなければ、スケジュールの変更が発生する。つまり、時刻ｔまでにスケジュールの変更が発生する確率をＰ（ｔ）とすれば、
【００５６】
【数６】
2005267183.tif 000008
となる。そしてスケジュール変更が発生する時間間隔の期待値Ｅ（Ｈｒ）は、十分な大きな値Ｋ（たとえば２４Ｈｒ）を用いて、
【００５７】
【数７】
2005267183.tif 000009
となる。このような計算を行なうことで、スケジュール変更が発生する時間間隔の期待値Ｅを計算することができる。この計算方法に具体的な数値例を代入して説明する。ここでＳｔａ＝１００、ＭＴＴＲ＝３、ν＝５％、Ｉｄｌｅ＝１０％、ＲＰＴ＝２、Ｗａｉｔ＝３、Ｍｏｖｅ＝１０００、ＷＩＰ＝２０５とすれば、各ワークの次工程生産設備に対する到着遅れ許容時間ε＝３．２４となる。このときの時刻ｔまでにスケジュールの変更が発生する確率Ｐ（ｔ）の確率分布関数を図１０に示す。これによれば、スケジュール変更が発生する時間間隔の期待値Ｅ＝１．０（＝６０分）となる。
【００５８】
図１１は、生産設備の稼動統計情報の一例である。この例では、製造ラインの全生産設備台数、その製造ラインにおいて事前に取り決めしておいたある期間におけるトラブル平均停止時間、平均トラブル率、空き運転率、平均加工処理時間などの各稼動統計情報が含まれている。
【００５９】
また、図１２は、仕掛ワーク情報の一例を示す。この例では、製造ラインにおいて事前に取り決めしておいたある期間における平均仕掛ワーク数、平均ワーク進捗数総計、平均処理前待ち時間といった仕掛ワークの情報が含まれる。これらの情報は、オペレータが直接登録することも可能であるが、生産ライン内の各生産設備から自動的に稼動データを収集した後に計算させることもできる。このような統計的データを用いることでシミュレーション手法などに見られるような全生産設備個々の詳細な稼動情報を利用する方法に比べてデータ量が少ないため、情報記録装置の記憶容量を少なくすることができる。具体的には、生産設備を１０００台保有している製造ラインの場合、稼動統計情報は１件のみとなり、全生産設備の情報を記憶する場合に比べて１／１０００の容量で済む。図１１および図１２に示す情報を用いて、前述した数式を用いてスケジュール変更発生間隔期待値Ｅを演算し現在時刻からスケジュール変更発生間隔期待値を加算した時刻までを重点的にスケジューリングする。図１３に示すように、すべての生産設備、すべての仕掛ワークを対象として、スケジューリング開始時刻からスケジュール変更が発生する時刻までを現在時刻に近い方から将来に向かって順次計算することになる。具体的には図１０に示した例では生産スケジュール装置が計算するスケジューリング対象期間は、高々上記の期待値Ｅの値（１．０時間）程度の将来期間について計算すればよいことになり、計算時間を非常に少なくすることができる。
【００６０】
以上のようにして、本実施の形態に係る生産スケジュール装置によると、スケジュールの変更が発生する時間間隔を予め計算式によって予測しておいて、次回のスケジュール変更が発生するまでの期間に対して、重点的にスケジューリングの計算量を割当てることが可能となる。その結果、限られた時間内ででき得る限り良好なスケジュール解を得ることができる。具体的には、スケジュール結果の実行が困難となる事態を発生しにくい状況（つまり、生産設備の稼動が安定な製造ライン）では、できるだけ良好なスケジュール解を得るためにスケジューリングの時間間隔を長く設定し、スケジュール結果の実行が困難になる事態が発生しやすい状況（つまり、生産設備の稼動が不安定な製造ライン）では、スケジューリング時間を短く設定してスケジューリングを行なうことができる。従来は、このようなスケジュール結果の実行が困難になる事態は、同一の製造ラインにおいてさえ変化し得るものであり、スケジュール変更の発生時間間隔を事前に一意に定めることはできなかった。しかしながら、本実施の形態に係るスケジュール装置によると、常時生産設備の状況を監視し、スケジュール変更が発生する時間間隔の期待値を算出し、その期待値までのスケジューリングを重点的に演算することができる。その結果、スケジュールの変更が発生する時間間隔を予め演算により求めた上で、可変的にかつ自動的に現在時刻からその時間間隔を加算した時刻までのスケジュールを重点的に演算することにより、各製造ラインで必要最低限の計算時間で、最も良好なスケジュール解を得ることができる。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置の構成を示す図（その１）である。
【図２】本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置の構成を示す図（その２）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図４】本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図５】スケジュールの変更が発生する状況を説明するための図（その１）である。
【図６】スケジュールの変更が発生する状況を説明するための図（その２）である。
【図７】スケジュールの変更が発生する状況を説明するための図（その３）である。
【図８】生産設備のトラブルによって停止する時間の発生頻度を示す図である。
【図９】１回および２回のトラブルが発生する場合における停止時間の確率分布を示す図である。
【図１０】スケジュール変更が発生する確率の数値例を示す図である。
【図１１】生産設備の稼動統計情報を示す図である。
【図１２】生産設備の仕掛ワーク情報を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る生産スケジュール装置におけるスケジューリング方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６３】
２１０，２２０，２３０，３１０，３２０，４１０，４２０，４３０，４４０  ワーク、２４０  生産設備（Ａ）、２５０  生産設備（Ｂ）、２６０  生産設備（Ｃ）、５１０  入力装置、５２０，６２０  生産状況情報記録装置、５３０，６３０  演算装置、５４０，６４０  ケーブル、５５０  出力装置、６１０  設備コントローラ、６５０  生産設備群。
【図１】
2005267183.tif 000010
【図２】
2005267183.tif 000011
【図３】
2005267183.tif 000012
【図４】
2005267183.tif 000013
【図５】
2005267183.tif 000014
【図６】
2005267183.tif 000015
【図７】
2005267183.tif 000016
【図８】
2005267183.tif 000017
【図９】
2005267183.tif 000018
【図１０】
2005267183.tif 000019
【図１１】
2005267183.tif 000020
【図１２】
2005267183.tif 000021
【図１３】
2005267183.tif 000022