(57)【要約】【課題】生産計画量調整において、各生産ラインの負荷率を略均等にすることである。【解決手段】初期計画を取得（Ｓ２２）し、各生産ラインについて負荷率を計算し、均等負荷率か否か判断する（Ｓ２４）。均等負荷率でないと判断されると、負荷率差異合計の式の値であるＳｉを算出する（Ｓ２６，Ｓ２８）。つぎに、各製品の生産計画総量を一定とする制約条件のもとで割当量変数を順次変更し、その都度負荷率差異合計の式の値Ｓｉを算出して、前のＳｉ−１と比較し、Ｓｉ＜Ｓｉ−１か否かを判断し、これを繰り返し（Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６）、負荷率差異合計が最小になるときの割当量変数の組み合わせを求める。このようにして各生産ラインの負荷率を略均等にできる。優先的に負荷率を高める優先ラインを設定し、他の生産ラインの負荷率を略均等にすることもできる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置であって、
各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶する記憶手段と、
複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする手段と、
記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、
各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する手段と、
各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする手段と、
を備えることを特徴とする生産計画量調整装置。
【請求項２】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置であって、
各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶する記憶手段と、
優先ラインの優先負荷率を設定する手段と、
優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当手段と、
優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化手段と、
を備え、
優先割当手段は、
記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める手段と、
記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める手段と、
を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする生産計画量調整装置。
【請求項３】
請求項２に記載の生産計画量調整装置において、
均等化手段は、
複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする手段と、
記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、
各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する手段と、
各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする手段と、
を含むことを特徴とする生産計画量調整装置。
【請求項４】
請求項２に記載の生産計画量調整装置において、
優先負荷率は、略１００％であることを特徴とする生産計画量調整装置。
【請求項５】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置上で実行される生産計画量調整プログラムであって、
複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする処理手順と、
記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、
各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する処理手順と、
各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする処理手順と、
を実行することを特徴とする生産計画量調整プログラム。
【請求項６】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置上で実行される生産計画量調整プログラムであって、
優先ラインの優先負荷率を設定する処理手順と、
優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当処理手順と、
優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化処理手順と、
を備え、
優先割当処理手順は、
記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める処理手順と、
記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める処理手順と、
を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする生産計画量調整プログラム。
【請求項７】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整方法であって、
複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする工程と、
記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、
各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する工程と、
各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする工程と、
を備えることを特徴とする生産計画量調整方法。
【請求項８】
複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整方法であって、
優先ラインの優先負荷率を設定する工程と、
優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当工程と、
優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化工程と、
を備え、
優先割当工程は、
記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める工程と、
記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める工程と、
を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする生産計画量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産ラインにおける製品の生産計画量の調整に係り、特に複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときの各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産ラインを複数本有し、これらの生産ラインで複数種類の製品を生産しようとするとき、各生産ラインは必ずしもどの種類の製品の生産でも対応できるとは限らないことがあり、そのようなときは、どの製品をどれくらいどの生産ラインに割り付けるかの生産計画を立てなければならない。
【０００３】
生産ラインの数が少なく、あるいは製品の種類が少なくて、条件式の数が決めるべき割り当て項目の分だけあるときは、各割り当てもそれなりに計算により求めることができる。しかし、生産ラインの種類が増加し、製品の種類も増加し、決めるべき割り当て項目の数が条件式の数より多くなると、もはや単純な計算では済まなくなり、生産計画を立てても、生産ラインによっては生産能力を超える割り当てとなり、あるいは製品によっては計画生産量を達成できなくなることがある。
【０００４】
この問題に関し、特許文献１には、製品情報や生産予定を入力し、負荷チェックの単位である設備グループに負荷を割り付けた後、設備グループの生産能力と負荷とを比較し、負荷が能力を越える設備グループがなければ生産可能であると判断する負荷判定手段を設けることが開示される。また、特許文献２には、さらに生産量を追加削除したときに設備の負荷が生産能力内か否かを判定可能とすることが開示される。
【０００５】
また、特許文献３には、数理計画法を適用した関数及び係数を用い、各生産ラインに割り当てる製品の組み合わせを決定し、決定された組み合わせの製品それぞれについて、その製造に用いるリソースの作業開始時刻及び作業終了時刻を含む作業スケジュールをシミレーションにより求め、その作業スケジュールの可否を判断することを含む作業計画作成方法が開示される。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４５１４５号公報
【特許文献２】特開２０００−２６３３９０号公報
【特許文献３】特開平９−２８２３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産ラインにそれぞれ各製品を適当に割り当てても、各生産ライン間の負荷の状況が異なってしまうことが多い。いま、生産ラインの生産能力に対し、割り当てられた生産計画量の比を負荷率と呼ぶことにすると、各生産ラインの間での負荷率のばらつきが生じやすい。
【０００８】
特許文献１，２の技術では、設備の負荷が生産能力を越えるか否かについて判定するので、各設備（生産ライン）が負荷率１００％を越えないようにはできる可能性があるが、各生産ラインの負荷率のばらつきについては考慮されていない。特許文献３の技術では、複雑な数理計画法を用いて各生産ラインに割り当てる製品の組み合わせを決定することができる。しかし、この場合でもその組み合わせの可否判断は、作業スケジュールが実施可能か否かという観点で行われ、各生産ラインの負荷率のばらつきについては考慮されていない。
【０００９】
また、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、特定の生産ラインの負荷率をできるだけ高くしたいことがある。例えば、ある生産ラインが最新鋭で、それを優先的に用いて納期を短縮し、品質を向上させ、生産コストを下げたいという場合がある。あるいは、すでに枯れていてその生産ラインを優先的に用いるほうが生産コストをかなり下げることができるという場合がある。その他、特定の生産ラインの償却を速めたい、等の政策的な立場があることがある。このような、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高めたときに、全体の生産計画をどのようにするかについては、上記従来技術は考慮していない。
【００１０】
本発明の目的は、各生産ラインの負荷率を略均等にすることを可能にする生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法を提供することである。他の目的は、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高めることを可能にする生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法を提供することである。また、他の目的は、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高め、その他の各生産ラインの負荷率を略均等にすることを可能にする生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法を提供することである。本願の各請求項は、上記目的の少なくとも１つに貢献するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１．本発明の原理  
一般的に、各生産ラインに割り当てる各製品の割当量を変数としたときに、各製品の生産計画総量を与える条件式の数と、各生産ラインの負荷率を均等にする条件式の数よりも、割当量変数の数が多いときは、そのままでは各生産ラインの負荷率を均等にする各割当量の解を求めることができない。
【００１２】
本発明の原理は、各生産ライン間の負荷率差異の全生産ライン組み合わせについての合計が最小になるときに各生産ラインの負荷率が略均等になることに着目し、これに基づき、各生産ラインの負荷率を略均等にする各割当量の解を求める技術的手段を構築するものである。
【００１３】
典型的な場合で、各生産ラインの負荷率が等しいときは、各生産ライン間の負荷率差異合計はゼロとなり、最小である。また、負荷率差異合計がゼロのときは、各生産ラインの負荷率が等しいとき以外にない。つまり、負荷率差異合計がゼロであることは、各生産ラインの負荷率が均等であることの必要十分条件である。負荷率差異合計の最小がゼロとならない場合とは、例えばある生産ラインに割り当てられる生産量に制限があるような場合であって、この場合には、負荷率差異合計が最小であることが、各生産ラインの負荷率の差異が最小であることの必要十分条件となる。
【００１４】
したがって、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産ラインの負荷率が略均等となるためには、各製品の生産計画総量一定を示す式（１）と、負荷率差異最小を示す式（２）を制約条件として、各生産ラインにおける各製品の割当量を順次変更し最適解を求める線形計画法を実行すればよい。本発明は、その実行を可能とする技術的手段を備える生産計画量調整装置等を提供するものである。
【００１５】
いま、生産ラインの数がｎ本あり、製品がｍ種類あるとし、生産ラインｉの製品ｋの割当量をｘｉｋとする。各製品の生産計画総量一定を示す式（１）は、次のように与えられる。
（Σｘｉｋ＝製品ｋの生産計画総量、Σの加算範囲はｉ＝１からｉ＝ｎまで）・・（１）
ここで式（１）は、ｋ＝１からｋ＝ｍまでのｍ個の式の集合である。
【００１６】
負荷率差異最小を示す式（２）は、次のように与えられる。
Ｍｉｎ｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝・・・・（２）
ここで｜Ｆｐｑ｜は、生産ラインｐと生産ラインｑとの間の負荷率の差異の絶対値で、Σの加算範囲は、全生産ラインの組み合わせについてであり、ｎ本の生産ラインについては、{ｎ（ｎ−１）／２}個の組み合わせのＦｐｑについて加算される。例えば対象生産ラインが３本のときは、３通りの組み合わせの負荷率差異の絶対値が加算される。その加算値が負荷率差異合計である。
【００１７】
このようにして、制約条件の下で割当量の順次変更手段を備えることで、負荷率均等を図ることができる。そして、ある特定の生産ラインの負荷率を優先的に高める必要があるときは、その優先ラインの各製品の割当量を先に決め、その下で定まる他の生産ラインへの割当制約条件を、式（１）、式（２）にさらに加え、割当量を順次変更し、最適解を求めるようにできる。
【００１８】
優先ラインの各製品の割当量は、優先ラインの負荷率、すなわち優先負荷率の設定値の範囲内で、各製品を割り当てることで求めることができる。いま優先ラインｕの負荷率から定まる優先ラインｕの生産容量をＧｕとして、優先ラインｕでのみ生産される製品の生産計画量の合計をＨｕとすると、優先ラインｕの余裕生産量は、Ｇｕ−Ｈｕであるので、その範囲内で、他の生産ラインと共同して生産する製品の割当量を定めればよい。理想的には、余裕生産量のＧｕ−Ｈｕの枠一杯を使うのが好ましいが、上記の負荷率分配のときに略均等のことがあるように、さまざまな理由から枠一杯を必ずしも使えないことがある。したがって、余裕生産量と、割当量との差異を最小にする式（３）を用いて、優先ラインｕと他の生産ラインにまたがる製品についての優先ラインｕにおける割当量ｘｕを求める。
Ｍｉｎ{Ｇｕ−（ｘｕｋ−Ｈｕ）}・・・・（３）
ｘｕｋは複数の製品であってもよい。そのときには、優先ラインｕにおける割当量は、その複数の製品についての総枠量について定めることができるので、式（３）においてｘｕｋを（Σｘｕｋ）とし、その複数の製品ｋについて合計したものとすればよい。
【００１９】
このように、本発明の生産計画量調整装置等によれば、各製品の生産計画総量を与える条件式の数と、各生産ラインの負荷率を均等にする条件式の数よりも、割当量変数の数が多いときでも、式（１）、式（２）を制約条件として、割当量を順次変更して、各生産ラインの負荷率を略均等にする最適解を求めることができる。また、優先ラインを設定するときは、式（３）を制約条件として、優先ラインにおける優先割当量を求めることができる。さらに、そのもとで、式（１）、式（２）を制約条件として、優先ラインと他の生産ラインにまたがる製品について割当量を順次変更して、各生産ラインの負荷率を略均等にする最適解を求めることができる。
【００２０】
２．課題解決手段  
本発明に係る生産計画量調整装置は、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置であって、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶する記憶手段と、複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする手段と、記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する手段と、各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る生産計画量調整装置は、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置であって、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶する記憶手段と、優先ラインの優先負荷率を設定する手段と、優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当手段と、優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化手段と、を備え、優先割当手段は、記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める手段と、記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める手段と、を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする。
【００２２】
また、均等化手段は、複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする手段と、記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する手段と、各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする手段と、を含むことが好ましい。
【００２３】
また、優先負荷率は、略１００％であることが好ましい。
【００２４】
また、本発明に係る生産計画量調整プログラムは、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置上で実行される生産計画量調整プログラムであって、複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする処理手順と、記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する処理手順と、各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする処理手順と、を実行することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る生産計画量調整プログラムは、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整装置上で実行される生産計画量調整プログラムであって、優先ラインの優先負荷率を設定する処理手順と、優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当処理手順と、優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化処理手順と、を備え、優先割当処理手順は、記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める処理手順と、記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める処理手順と、を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る生産計画量調整方法は、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率が略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整方法であって、複数の生産ラインにまたがって生産する各製品ごとに、記憶装置から当該製品の生産計画総量を読み出し、その生産計画総量を当該製品の生産を担当する各生産ラインの間で仮に割り当て、これを複数の割当量変数とする工程と、記憶装置から読み出される各生産ラインの生産能力に基づき、各生産ラインの各製品にそれぞれ該当する割当量変数を割り当てたときの各生産ラインの負荷率をそれぞれ算出する手段と、各生産ライン間の負荷率の差異をそれぞれ求め、すべての生産ライン間の組み合わせについての負荷率差異を合計して負荷率差異合計値を算出する工程と、各割当量変数を順次変更し、負荷率差異合計値を最小にする割当量変数の組み合わせを求め、これを負荷率が略均等となる各生産ラインにおける各製品の生産計画量とする工程と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る生産計画量調整方法は、複数の生産ラインで複数の種類の製品を生産するときに、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量と、各生産ラインの生産能力とを記憶手段に記憶し、優先ラインに優先的に生産を割り当てた後、優先ライン以外の各生産ラインにおける生産能力に対する生産計画量の比である負荷率を略均等になるように、各生産ラインにおける各製品の生産期間単位ごとの生産計画量を調整する生産計画量調整方法であって、優先ラインの優先負荷率を設定する工程と、優先ラインについて、設定された優先負荷率を満たすように当該生産期間単位における各製品の生産量を割り当てる優先割当工程と、優先ライン以外の各生産ラインについて、当該生産期間単位における各生産ラインの負荷率を略均等にする均等化工程と、を備え、優先割当工程は、記憶手段より、優先ラインのみで生産する製品の生産計画量である専用生産量と、優先ラインの生産能力とを読み出し、設定された優先負荷率と優先ラインの生産能力とから優先ラインの生産計画総量を求め、それより専用生産量を減算して余裕生産量を求める工程と、記憶装置から読み出される優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品の生産計画総量について、余裕生産量の範囲で優先ラインに割り当てる優先割当量を求める工程と、を含み、優先ラインのみで生産する製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
上記のように、本発明に係る生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法によれば、各生産ラインの負荷率を略均等にすることが可能になる。また、本発明に係る生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法によれば、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高めることが可能になる。また、本発明に係る生産計画量調整装置、生産計画量調整プログラム及び生産計画量調整方法によれば、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高め、その他の各生産ラインの負荷率を略均等にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下の例では、生産ラインが３つ、複数の生産ラインにまたがって生産計画量の調整を行う製品の種類を２つとし、この調整対象の製品はそれぞれ２つの生産ラインで生産可能なものとしている。また、優先ラインは１つのラインとし、そのときの優先ラインにおける調整対象の製品は１つとしている。この例は、単に説明の便宜のためのモデル的なものであり、生産ラインの数、調整対象の製品の数、優先ラインの数、優先ラインにおける調整対象の製品数等は、これと異なるものであってもよい。
【００３０】
図１は、生産計画量調整装置１０のブロック図である。生産計画量調整装置１０は、ＣＰＵ１２と図示されていないネットワークを介し外部の生産管理装置や生産ライン管理端末と交信する通信制御部１４、キーボード等の入力部１６、ディスプレイやプロッタ等の出力部１８、プログラムや設計結果等を記憶する記憶装置２０を含み、これらは内部バスで相互に接続される。通信制御機能は必要がなければ省略してもよい。かかる生産計画量調整装置１０は、生産計画の実行に適したコンピュータ等で構成することができる。
【００３１】
ＣＰＵ１２は、入力部１６等から取得した条件により、複数の生産ラインの生産配分を優先ラインを設けて行うかどうか等の設定をする配分条件設定部２２と、配分条件設定に従い、記憶装置２０の生産計画総量ファイル３０と各ラインの生産能力ファイル３２等を用い、各生産ラインの負荷率を略均等とする処理を行う負荷率均等配分部２４と、優先ラインを設けるときの優先割当の処理を行う優先割当部２６と、負荷率均等配分や優先割当に基づいて各生産ラインの各製品についての各生産計画割当量を出力する生産計画量割当部２８を含む。これらの機能は、ソフトウエアによって実現することができ、具体的には対応する生産計画量調整プログラムを実行することで実現できる。また、各機能の一部をハードウエアで実現するように構成してもよい。
【００３２】
ＣＰＵ１２の各機能について、生産計画量調整の手順に従って説明する。図２は、生産計画量調整の全体手順を示すフローチャートである。最初に、配分条件設定部２２の機能により、配分条件の入力を受けて、これを取得し、以後の処理の前提となる配分条件として設定する。ここで配分条件とは、対象とする複数の生産ラインの間で負荷率を均等にするように配分を決めるのか、特定の生産ラインの負荷率を優先的に高め、その下で対象とする複数の生産ラインの間で負荷率を均等にするように配分を決めるのか、の条件をいう。具体的には、入力部１６あるいは通信制御部１４を介してユーザが入力する配分条件の指示を取得し、優先ラインを設定する内容の指示かどうか判断（Ｓ１２）し、優先ラインを設定する指示でないときは、Ｓ１４，Ｓ１６の手順に進むように設定し、優先ラインを設定する指示のときは、Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ１６の手順に進むように設定する。
【００３３】
優先ラインを設定する指示でないときは、対象とする複数の生産ラインの間で負荷率を均等にするように配分する負荷率均等配分の処理を行う（Ｓ１４）。この処理は、負荷率均等配分部２４の機能により行われるが、詳細には図３の内部フローチャートの手順に従ってすすめられる。
【００３４】
負荷率均等配分の処理を行うには、まず初期計画を取得する（Ｓ２２）。初期計画とは、対象となる全生産ラインにつき、全製品の生産計画総量を割り当て、これを負荷率均等になるように配分する元のデータである。生産が連続的に流れているときは、その生産計画が作成され、顧客の要望、ラインの都合等により、新しく数量が増加し、また削減される。その都度負荷率均等になるように調整することが必要であるが、ここでいう初期計画とは、負荷率均等調整前の元の生産計画データのことである。具体的には、記憶装置２０から最新の生産計画データを読み出す。最新の生産計画データがないときは、生産計画の今までの経験に基づき、適当な生産計画を立て、それを初期計画とすることができる。生産計画データは、各生産期間単位ごとに、各ラインにおける各製品の割当量を並べて構成される。生産計画データにおいては、各生産期間単位ごとに、各製品の生産計画総量が要求を満たすように、各ラインに割り当てられる。すなわち、ある製品について、ある生産期間単位において、全ラインのその製品の生産計画割当量を合計すると、その製品のその生産期間単位の要求生産数量になるように割り当てが行われている。
【００３５】
図４に、ラインＡ、ラインＢ、ラインＣの３つの生産ラインについての初期計画データの例を示す。図４において、０６／１から０６／１１は、各生産期間単位である。通常は１日単位で各生産期間単位が設定されるが、半日ごとに設定してもよく、あるいは２日を単位としてもよい。１週間、１月単位という設定でもよい。製品１−製品６は、１つの生産ラインでのみ生産され、複数の生産ラインにまたがって生産されることのない種類の製品である。この例では、製品１、製品２はラインＡでのみ生産され、製品３、製品４はラインＡでのみ生産され、製品５、製品６はラインＡでのみ生産される製品種類である。新製品１もラインＡでのみ生産される。また、製品Ｘ、製品Ｙは、複数のラインにまたがって生産が可能な種類の製品で、この例では、製品ＸはラインＡとラインＢとで生産を分担でき、製品ＸはラインＡとラインＢとで生産を分担できる。したがって、製品Ｘ、製品Ｙは、その生産単位期間における生産計画総量を一定の条件の下で、その生産を担当する生産ラインの間で割り当てを行うことができる。すなわち、製品Ｘ、製品Ｙの各生産ラインにおける割当量は、式（１）の制約条件の下の変数ｘｉｋに対応する。
【００３６】
なお、図４で日当合計とは、各生産期間単位におけるその生産ラインの生産計画総量である。定時能力とは、各生産期間単位におけるその生産ラインについて定時稼動のときの生産能力である。例えば８時間の稼動時間における生産能力である。参考のため、残業稼動したときの生産能力を「残」という欄に示されている。以下で負荷率というときは、定時能力に対する生産計画量の比をいうものとする。
【００３７】
図５は、初期計画データをラインＡ、ラインＢ、ラインＣのそれぞれについて、横軸に生産期間である日を取り、縦軸に生産計画量を取り、定時能力を破線で、残業稼動能力を一点鎖線で示したものである。なお図５は、図４に比べ長い期間のデータを示し、図４のデータは、図５における終わりのほうの１１日分のデータに示されている。図５からよく理解できるように、初期計画において、ラインＡはほとんどの生産期間単位において定時能力以上、あるいは残業稼動能力以上の生産計画量となっている。これに対し、ラインＢ、ラインＣは、多くの生産期間単位において定時能力以下の生産計画量となっている。すなわち、初期計画において、各ラインの負荷率がアンバランスとなっているのがわかる。
【００３８】
初期計画を取得すると、まず各生産ラインについて負荷率を計算し、均等負荷率か否か判断する（Ｓ２４）。具体的には、記憶装置２０の各ラインの生産能力ファイル３２から、当該の生産期間単位につき、各ラインの生産能力等のデータを読み出し、負荷率＝生産計画量／生産能力を計算する。そして、各生産ラインの負荷率の差異を求め、ゼロとならないものがあれば均等配分でないとすることができる。均等不可率か否かは、各生産期間単位ごとに行われる。均等負荷率のときは、さらに処理をすすめることなく、そのままの配分をもって生産計画割当とすることができる。図４の例では、負荷率は全部の生産期間単位にわたって均等でないので、Ｓ２６以下の工程に進む。
【００３９】
均等負荷率でないと判断されると、以後の処理の繰り返しをカウントするカウンタの設定をｉ＝０とする（Ｓ２６）。このカウンタの設定は、単に繰り返しを行うためにもちいるもので、他の繰り返し管理手段を用いてもよい。
【００４０】
そして、負荷率差異合計の式の値であるＳｉを算出する（Ｓ２８）。Ｓｉは、式（２）で説明した負荷率差異合計の式に出てくる｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝である。すなわち、Ｓｉ＝｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝である。図４の例では、ラインＡ、ラインＢ、ラインＣの３つがあるので、それらの全組み合わせであるラインＡ−ラインＢ、ラインＢ−ラインＣ、ラインＣ−ラインＡについて、初期計画におけるＳ０が算出される（ｉ＝０）。例えば、生産期間単位０６／１について、各生産ラインの負荷率を計算すると、ラインＡは、１２５１／９１０＝１．３７、ラインＢは、８０４／９１０＝０．８８、ラインＣは、１４４０／１８１８＝０．７９である。負荷率差異の絶対値｜Ｆｐｑ｜をそれぞれ求めると、｜ＦＡＢ｜＝０．４９、｜ＦＢＣ｜＝０．０９、｜ＦＣＡ｜＝０．５８となり、Ｓｉ＝｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝＝１．１６となる。
【００４１】
つぎに、カウンタをひとつ進め（Ｓ３０）割当量変数を変更する（Ｓ３２）。上記のように、製品Ｘ、製品Ｙの各生産ラインにおける割当量は、式（１）の制約条件の下の変数ｘｉｋに対応する。すなわち、ラインＡにおける製品Ｘの割当量はｘＡＸ、ラインＢにおける製品Ｘの割当量はｘＢＸで製品Ｙの割当量はｘＢＹ、ラインＣにおける製品Ｙの割当量はｘＣＹである。式（１）の制約条件は、記憶装置２０の生産計画総量ファイル３０から読み出すことができ、これらは、式（１）で説明したように、対象とする生産期間単位における各製品の生産計画総量を一定とする制約条件のもとで変更することができる。今の場合、生産期間単位０６／１について、式（１）の制約条件は、ｘＡＸ＋ｘＢＸ＝８００、ｘＢＹ＋ｘＣＹ＝４００である。この２つの制約条件の下で、割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹの値を順次変更してゆく。
【００４２】
順次変更の仕方は、予めプログラム等で定めておくことができる。例えば、ｘＡＸ＋ｘＢＸ＝８００の下でｘＡＸ，ｘＢＸの数量を１個づつ変更し、その都度負荷率差異合計の式の値Ｓｉ＝｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝を算出し（Ｓ３４）、前のＳｉと比較し、Ｓｉ＜Ｓｉ−１か否かを判断（Ｓ３６）し、Ｓｉ＜Ｓｉ−１のときは再びＳ３０，Ｓ３２，Ｓ３４，Ｓ３６を繰り返す。そして、ＳｉとＳｉ−１の差が適当な値となれば、次にｘＢＹ＋ｘＣＹ＝４００の下でｘＢＹ，ｘＣＹの数量を１個づつ変更する等の仕方を定めることができる。また、増減の方向及びその変更の時期等も予め定めることができる。
【００４３】
いずれにせよ、割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹの値を変更するたびに値Ｓｉ＝｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝を算出し（Ｓ３４）、前のＳｉ−１と比較し、Ｓｉ＜Ｓｉ−１か否かを判断（Ｓ３６）する。そして、Ｓｉ＜Ｓｉ−１から、Ｓｉ＞Ｓｉ−１に逆転するときを求める。すなわち、負荷率差異合計が最小になるように、割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹの値を順次変更する。好ましくは、負荷率差異合計はゼロがよいが、さまざまな条件の下では、ゼロにできないこともあるので、最小になるところでよい。
【００４４】
上記の例で、生産期間単位０６／１について、ｘＡＸ＋ｘＢＸ＝８００、ｘＢＹ＋ｘＣＹ＝４００の下で割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹの値を順次変更し、式（２）を満たすようにすると、ｘＡＸ＝２２３、ｘＢＸ＝５７７、ｘＢＹ＝９３、ｘＣＹ＝３０７のとき、値Ｓｉ＝｛Σ｜Ｆｐｑ｜｝＝０となる。すなわち、各生産ラインの負荷率を計算すると、ラインＡは、（２２３＋６５１）／９１０＝０．９６、ラインＢは、（５７７＋９３＋２０４）／９１０＝０．９６、ラインＣは、（３０７＋１４４０）／１８１８＝０．９６となり、負荷率均等になっている。
【００４５】
このように、各生産期間単位ごとに図３の手順を行い、これを全部の生産期間単位について行うことで、全生産期間につき、各生産ラインの負荷率を略均等にすることができる。図４、図５について、図３の手順を実行した結果を図６、図７に示す。図７によく表されるように、各生産ラインの負荷率が、各生産期間単位ごとに略均等となっている。
【００４６】
こうして、式（１）の制約条件の下で式（２）を満たす割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹの組み合わせを求め、これをもって、生産計画割当とすれば、各製品の生産計画総量を守りつつ、各生産ラインの負荷率を略均等にできる。生産計画割当が決まるまでの割当量変数ｘＡＸ，ｘＢＸ，ｘＣＹは、いわば、仮に割り当てたものに相当する。
【００４７】
再び図２に戻り、Ｓ１２で、優先ラインを設定するものと判断されると、優先割当工程の処理が行われる（Ｓ１８）。この処理は、優先割当部２６の機能により行われるが、詳細には図８の内部フローチャートの手順に従ってすすめられる。
【００４８】
優先配分工程の処理を行うときは、優先負荷率の設定を行う（Ｓ４０）。優先ラインを設定するとのユーザの指示には、どのラインを優先ラインとし、その優先ラインの負荷率、すなわち優先負荷率をいくらにするかの指示が含まれるので、それらのデータを取得し、優先負荷率を以後の工程の計算等の前提として設定する。再び図４を例にとると、ラインＡを優先ラインとし、そのときの優先負荷率は１＝１００％、すなわち、ラインＡの生産能力を目一杯用いるものとする入力指示があるとして、「ラインＡ，１００％」というデータを設定する。
【００４９】
そして、優先ラインでのみ生産される製品の生産計画総量である専用生産量と、優先ラインの生産能力を取得する（Ｓ４２）。具体的には、記憶装置２０の生産計画総量ファイル３０から専用計画量を、各ラインの生産能力ファイル３２から優先ラインの生産能力をそれぞれ読み出すことができる。前者は、Ｓ２２で説明した初期計画取得と同様にして取得することができる。上記の例では、図４より、優先ラインＡの生産能力は、定時能力９１０（残業稼動能力１０１５）であり、生産期間単位０６／１における専用生産量は６５１である。
【００５０】
次に、優先ラインの余裕生産量を算出する（Ｓ４４）。余裕生産量とは、（生産能力）×優先負荷率−専用生産量で、優先ラインを優先負荷率で用いるときに、専用生産量を確保した上で余裕となる生産能力である。上記の例では、ラインＡにおける生産期間単位０６／１における余裕生産量＝{ＧＡ−ＨＡ}＝９１０×１−６５１＝２５９である。
【００５１】
余裕生産量が求められると、優先割当量を決める（Ｓ４６）。優先割当量とは、優先ラインを含め複数の生産ラインにまたがって生産が可能な製品についての、優先ラインにおける割当量である。図４の例では、製品ＸのラインＡにおける割当量ｘＡＸである。優先割当量は、余裕生産量の範囲内で決める。具体的には、式（３）の制約条件の下で決定される。通常は、式（３）の最小値はゼロとできるが、製品Ｘの生産計画総量が余裕生産量{ＧＡ−ＨＡ}より少ないときは、式（３）の最小化の対象である{ＧＡ−（ｘＡＸ−ＨＡ）}はゼロにできないので、その場合には、製品Ｘの生産計画総量を上記式中のｘＡＸに置き、それを最小値とできる。図４の例では、生産期間単位０６／１における製品Ｘの生産計画総量は８００であるので、式（３）をゼロとでき、ｘＡＸ＝２５９が優先割当量となる。
【００５２】
こうして、優先ラインのみで生産される製品については専用生産量をその生産計画量とし、優先ラインを含めた複数の生産ラインで生産される製品については優先割当量を優先ラインにおける生産計画量として、優先ラインの生産計画割当が行われる（Ｓ４８）。
【００５３】
そして、再び図２に戻り、優先ラインの生産計画割当を制約条件として、負荷率均等配分の工程が実行される（Ｓ２０）。この内容は、図３と同様で、ただ、優先ラインの生産計画割当を変更することができないという制約条件が追加されるだけである。上記の例では、生産期間単位０６／１におけるラインＡの製品Ｘの割当量はｘＡＸ＝２５９となっているので、製品Ｘの生産計画総量が８００という制約条件のもとで、ラインＢにおける製品Ｘの割当量はｘＢＸ＝５４１となる。この条件で、ラインＢとラインＣの負荷率が略均等になるように、図３のフローチャートが実行される。
【００５４】
図４、図５について、図８及び図３の手順を実行した結果を図９、図１０に示す。図１０７によく表されるように、優先ラインＡの負荷率は１＝１００％で、ラインＢとラインＣの負荷率が、各生産期間単位ごとに略均等となっている。
【００５５】
図２に再び戻り、上記のように、優先ラインが設定されないときは図３のフローチャートに従い、優先ラインが設定されるときは図８、図３のフローチャートに従い、各生産ラインの各製品の割当量が求められれば、これをもって、生産計画割当とできる。この生産計画割当は、優先ラインが設定されるときは優先ラインの負荷率を優先負荷率を有効に使ってその他の生産ラインの負荷率を略均等にし、優先ラインの設定がないときには全生産ラインの負荷率を略均等にできる。
【００５６】
なお、図８のフローチャートのあとは、負荷率均等の方法として図３のフローチャートの手順を用いるものとしたが、その他の負荷率均等の方法が見出されれば、その方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る実施の形態における生産計画量調整装置のブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における生産計画量調整の全体手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る実施の形態における負荷率均等配分の手順を示すフローチャートである。
【図４】初期計画データの例を示す図である。
【図５】初期計画データにつき、定時能力を破線で、残業稼動能力を一点鎖線で示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態における負荷率均等配分の手順を実行した結果の生産計画データの例を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態における負荷率均等配分の手順を実行した結果の生産計画データにおいて、定時能力等との関係を示す図である。
【図８】本発明に係る実施の形態における優先割当の手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る実施の形態における優先割当及び負荷率均等の手順を実行した結果の生産計画データの例を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態における優先割当及び負荷率均等の手順を実行した結果の生産計画データにおいて、定時能力等との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０  生産計画量調整装置、１２  ＣＰＵ、１４  通信制御部、１６  入力部、１８  出力部、２０  記憶装置、２２  配分条件設定部、２４  負荷率均等配分部、２６  優先割当部、２８  生産計画量割当部、３０  生産計画総量ファイル、３２  各ラインの生産能力ファイル。
【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】
2005284870.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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