(57)【要約】【課題】実際の運用に対してより精度の高いスケジューリングを実行できる、段取り替えを考慮したスケジューリング方法を提供する。【解決手段】スケジューリング方法は、時系列にしたがって生産設備における製品の生産スケジュールを立案するステップ（Ｓ１００）と、生産スケジュールに基づいて、生産設備における段取り替えが必要であるか否かを判断するステップ（Ｓ１２０）と、段取り替えが必要であると判断されると、外段取りの実行が可能であるか否かを考慮して段取り作業分のスケジューリングを行なうステップ（Ｓ１４０）と、立案された段取り作業のスケジュールに基づいて、製品の生産スケジュールを立案するステップ（Ｓ１６０、Ｓ１７０）とを含む。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列にしたがって生産設備における製品の生産スケジュールを立案するステップと、
前記生産スケジュールに基づいて、生産設備における段取り替えが必要であるか否かを判断するステップと、
段取り替えが必要であると判断されると、外段取りの実行が可能であるか否かを判断する判断ステップと、
生産設備における段取り替えが必要であって、かつ外段取りの実行が可能であると、段取り作業のスケジュールを立案するステップと、
立案された段取り作業のスケジュールに基づいて、製品の生産スケジュールを立案するステップとを含む、段取り替えを考慮したスケジューリング方法。
【請求項２】
時系列の逆順にしたがって生産設備における製品の生産スケジュールを立案するステップと、
前記生産スケジュールに基づいて、生産設備における段取り替えが必要であるか否かを判断するステップと、
段取り替えが必要であると判断されると、外段取りの実行が可能であるか否かを判断する判断ステップと、
生産設備における段取り替えが必要であって、かつ外段取りの実行が可能であると、段取り作業のスケジュールを立案するステップと、
立案された段取り作業のスケジュールに基づいて、製品の生産スケジュールを立案するステップとを含む、段取り替えを考慮したスケジューリング方法。
【請求項３】
前記判断ステップは、前記外段取りの実行条件に基づいて、外段取りの実行が可能であるか否かを判断するステップを含む、請求項１または２に記載の段取り替えを考慮したスケジューリング方法。
【請求項４】
前記判断ステップは、外段取りのための、治工具、人員および材料の少なくともいずれかの状態に基づいて、外段取りの実行が可能であるか否かを判断するステップを含む、請求項１または２に記載の段取り替えを考慮したスケジューリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生産設備工程内の製品のスケジューリングに関し、特に、生産に必要なリソースや条件を確認し、治工具および通い箱等の外段取りを含めて作業効率のよいスケジュールを計算する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、品種によって異なる段取りを必要とする工場内の生産設備のスケジューリングを実行する場合に、以下のようなシミュレーションが高い頻度で採用される。すなわち、イベント駆動方式で時間順（フォワード）でシミュレーションする際に、「後の製品の到着後に、その製品の処理直前に前段取りをする」という形式が用いられる。
【０００３】
さらに詳しく、生産設備工程内の製品の進捗状態を管理し、治工具および通い箱等の外段取りを必要とする工程における場合について説明する。
【０００４】
生産ラインの生産指示ならびに外段取りは、製造工程に対応して複数の生産設備が存在し、先頭設備には生産指示コンピュータとのデータ交換を行ない、他の生産設備には不良品排出機構が設けられ、さらに最終の生産設備に対応しては外段取り工程が付属されていると想定する。そして、コンピュータに対しては生産計画編集を行う端末装置が接続され、さらに生産計画出力用のプリンタが設けられて生産計画リストが出力される。
【０００５】
生産指示コンピュータにおいて生産計画の入力が行なわれ、先頭の生産設備に対して生産指示を行なうとともに、最終の生産設備において生産計画にしたがって治工具および通い箱等の外段取りが行なわれる。そして、このような生産管理を行なう場合には、予めプリンタから出力された生産計画リストを最終の生産設備に持ち込み、このリストに指示された情報に基づいて、この生産設備で必要とされる治工具および通い箱等の外段取り作業を行なう。
【０００６】
したがって、途中の工程である生産設備等で不良として排出される製品の数、ならびに手直し製品の途中設備での投入等によって、その都度外段取りを変更するようにしているものであり、必然的に段取り時間およびそのための設備スペース面で非効率的な外段取りとなっていた。
【０００７】
特開平５−２２８８０５号公報（特許文献１）は、このような点に鑑み、外段取り時間が効果的に短縮されるようにするとともに、この外段取りのためのスペースの削減を可能にして生産ラインが効率的に稼働されるようにする生産ライン管理装置を開示する。この生産ライン管理装置は、それぞれ加工を施すことによって製品を製造する複数の設備工程を備えた製造ラインにおいて、複数の設備工程にそれぞれ存在する製品種類さらに台数を把握して生産進捗情報を作成し記憶する進捗情報記憶部と、段取り品種類と製品種類の対応を示す段取り製品登録部と、複数の設備工程に対応する外段取り工程で、各段取り品毎に段取りに要する時間を登録する段取り時間登録部と、複数の各設備工程それぞれにおける製品１個当たりの加工時間を登録するタクトタイム登録部と、各段取りの項目毎に段取りに要する時間とライン内の製品種類に対応するリードタイムとから段取り情報を作成するタイミングの基準となる設備を演算に基づき求める基準設備演算部と、この基準設備演算部による演算結果に基づいて、基準設備に存在する製品種類および台数より段取り情報を作成し指示する段取り指示部とを具備する。
【０００８】
この特許文献１に開示された生産ライン管理装置においては、それぞれ加工を施すことによって製品を製造する複数の設備工程を備えた製造ラインにおいて、複数の設備工程にそれぞれ存在する製品種類さらに台数を把握して生産進捗情報を作成記憶すると共に、段取り品種類と製品種類の対応を登録する。また複数の設備工程の最終設備に対応する外段取り工程に関し、各段取り品毎に段取りに要する時間を登録する。さらに複数の各設備工程それぞれにおける製品１個当たりの加工時間を登録し、各段取りの項目毎に要する時間とライン内の製品種類に対応するリードタイムとから段取り情報を作成するタイミングの基準となる設備を演算に基づき求めるようにする。このように構成される生産ライン管理装置においては、先頭設備に対する生産指示に基づいた外段取りの指示のみではなく、外段取りの基準となる設備を製品の流動時間と段取りに要する時間に基づいて演算によって求め、その基準となる設備の生産進捗状況に基づく外段取り指示が行われるもので、外段取り時間の短縮が可能とされるようになり、またこの外段取りのためのスペースが確実に削減できるようになる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−２２８８０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献に開示された生産管理装置では、リードタイムと段取り時間および自工程加工時間との大小関係のみで外段取りを実施の要否を判断している。しかしながら、実際に外段取りを含む段取りが実行できる条件が成立していなければ、上述した特許文献１に開示された作用効果が発現するものではない。
【００１１】
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、実際の運用に対してより精度の高いスケジューリングを実行できる、段取り替えを考慮したスケジューリング方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るスケジューリング方法は、時系列にしたがって生産設備における製品の生産スケジュールを立案するステップと、生産スケジュールに基づいて、生産設備における段取り替えが必要であるか否かを判断するステップと、段取り替えが必要であると判断されると、外段取りの実行が可能であるか否かを判断する判断ステップと、生産設備における段取り替えが必要であって、かつ外段取りの実行が可能であると、段取り作業のスケジュールを立案するステップと、立案された段取り作業のスケジュールに基づいて、製品の生産スケジュールを立案するステップとを含む。
【００１３】
また、この発明の別の局面に係るスケジューリング方法は、時系列の逆順にしたがって生産設備における製品の生産スケジュールを立案するステップと、前記生産スケジュールに基づいて、生産設備における段取り替えが必要であるか否かを判断するステップと、段取り替えが必要であると判断されると、外段取りの実行が可能であるか否かを判断する判断ステップと、生産設備における段取り替えが必要であって、かつ外段取りの実行が可能であると、段取り作業のスケジュールを立案するステップと、立案された段取り作業のスケジュールに基づいて、製品の生産スケジュールを立案するステップとを含む。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るスケジューリング方法が適用される生産工程の構成について説明する。図１に示すように、この生産工程は、複数の生産設備から構成される、たとえば、製品の流れる順に、生産設備（１）１００、生産設備（２）２００、生産設備（３）３００、…、生産設備（Ｎ）４００（ここでは、Ｎ＝４とする）が設置されている。
【００１６】
このような生産設備は、ネットワーク５００を介してスケジューリング方法を実行するコンピュータである設備管理コンピュータ６００により管理される。この設備管理コンピュータ６００は、スケジューリング方法を実行するのみならず、ネットワーク５００を介して各生産設備から受信した情報に基づいて、各生産設備の稼働状況や、製品の進捗状況や、歩留まり状況等を管理する。この設備管理コンピュータ６００は、一般的なコンピュータであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。
【００１７】
図２を参照して、図１の設備管理コンピュータ６００で実行されるスケジューリングプログラムの制御構造について説明する。
【００１８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａの処理完了までスケジューリングを実行する。このとき、イベント駆動方式で時間順（フォワード）でシミュレーションする際に、「後の製品の到着後に、その製品の処理直前に前段取りをする」というフォワード形式が用いられる。ここでは、最後に製品Ａをスケジュールしたと想定する。
【００１９】
Ｓ１１０にて、設備管理コンピュータ６００は、次の製品Ｂが到着したか否かを判断する。この判断は、ネットワーク５００を介して設備管理コンピュータ６００に入力された情報に基づいて行なわれる。次の製品Ｂが到着したと判断されると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻され、次の製品Ｂが到着するまで待つ。
【００２０】
Ｓ１２０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａと製品Ｂとの作業間で段取り替え作業が必要か否かを判断する。この判断は、設備管理コンピュータ６００に予め記憶された情報に基づいて行なわれる。製品Ａと製品Ｂとの作業間で段取り替え作業が必要であると判断されると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１８０に移される。
【００２１】
Ｓ１３０にて、設備管理コンピュータ６００は、前の処理の同品種の作業開始までスケジューリング対象時間をさかのぼらせる。Ｓ１４０にて、設備管理コンピュータ６００は、必要なリソース（治工具、人員、材料等）や条件を考慮して製品Ｂのための段取り作業分のみスケジューリングを実行する。このとき、設備管理コンピュータ６００は、必要なリソースや条件が、予め定められた状態にない場合（製品Ｂのための段取り作業が実行できない場合）には、製品Ｂのための段取り作業分のみスケジューリングを実行しないようにしてもよい。すなわち、必要なリソースや条件に基づいて、段取り作業（外段取り作業）が実行可能か否かを判断することになる。
【００２２】
Ｓ１５０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂの到着と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ｂの到着が遅いか否かを判断する。製品Ｂの到着と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ｂの到着が遅いと（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１７０へ移される。
【００２３】
Ｓ１６０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂの到着後から、製品Ｂの作業分のスケジューリングを実行する。Ｓ１７０にて、設備管理コンピュータ６００は、段取り完了後から、製品Ｂの作業分のスケジューリングを実行する。Ｓ１８０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂの到着後から、製品Ｂの作業分のスケジューリングを実行する。
【００２４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、設備管理コンピュータ６００で実行されるスケジューリングの状態について図３を用いて説明する。
【００２５】
図３（Ａ）に示すように、フォワード（時間の流れと同じ方向）でシミュレーションして製品Ａのスケジューリングを行なう（Ｓ１００）。次に、図３（Ｂ）に示すように、製品Ｂが到着すると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、図３（Ｃ）に示すように、製品Ａと製品Ｂとの間で段取り替えが必要であるか否かが判断される（Ｓ１２０）。
【００２６】
製品Ａと製品Ｂとの間で段取り替えが不要である場合（Ｓ１２０にてＮＯ）には、図３（Ｄ）に示すようになり、製品Ａと製品Ｂとの間で段取り替えが必要である場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）には、図３（Ｅ）に示すようになる。
【００２７】
段取り替えが不要である場合には、図３（Ｄ）に示すように、製品Ｂの前に製品Ａが投入され、段取り替えをしないまま製品Ｂが処理されることになる。段取り替えが必要である場合には、図３（Ｅ）に示すように、前の処理の同品種の作業開始までスケジューリング対象時間をさかのぼらせて（Ｓ１４０）、必要なリソース（治工具、人員、材料等）や条件を考慮して製品Ｂのための段取り作業分のみスケジューリングを実行する（Ｓ１４０）。
【００２８】
図３（Ｆ）に示すように、製品Ｂの到着と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ｂのための段取り替え完了が遅いと（Ｓ１５０にてＮＯ）、段取り完了後から、製品Ｂの作業分のスケジューリングを実行する（Ｓ１７０）。
【００２９】
図３（Ｇ）に示すように、製品Ｂの到着と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ｂの到着が遅いと（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、製品Ｂの到着後から、製品Ｂの作業分のスケジューリングを実行する（Ｓ１６０）。
【００３０】
図４にこの場合のガントチャートを示す。図４の一番上が従来の方法によるものであって、下の２つが本実施の形態に係るものである。このように、実際の工場で実行している「必要なリソースや条件が整えば、外段取りの形式で段取り替えの準備を進めておく」スケジュールを計算することができる。また、製品Ｂの処理が早く終わっていることから、効率面でも優位であることがわかる。さらに、この場合には、スケジューリングの最初に戻って計算しなおすことをしないので、スケジューリングの計算量も不必要に増えない。
【００３１】
以上のようにして、本実施の形態に係るスケジューリング方法によると、外段取りの実行が現実に可能であるか否かを考慮して、段取りをスケジューリングする。このため、実際の運用に対してより精度の高いスケジューリングを実行できる、段取り替えを考慮したスケジューリング方法を提供することができる。
【００３２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るスケジューリング方法について説明する。なお、本実施の形態に係るスケジューリング方法が適用される生産工程の構成は、前述の第１の実施の形態に係るものと同じである。したがってそれらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００３３】
図５を参照して、設備管理コンピュータ６００で実行されるスケジューリングプログラムの制御構造について説明する。
【００３４】
Ｓ２００にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂの処理開始までスケジューリングを実行する。このとき、外段取りを考慮して通常通りのバックワードでスケジューリングされる。ここでは、最後に製品Ｂをスケジュールしたと想定し、その後さらに製品Ａをスケジューリングすると想定する。
【００３５】
Ｓ２１０にて、設備管理コンピュータ６００は、次の製品Ａのスケジューリングを実行する。Ｓ２２０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂを処理する前に製品Ａを処理するには、段取り替え作業が必要であるか否かを判断する。製品Ｂを処理する前に製品Ａを処理するには段取り替え作業が必要であると判断されると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２８０に移される。
【００３６】
Ｓ２３０にて、設備管理コンピュータ６００は、必要なリソース（治工具、人員、材料等）や条件を考慮して製品Ｂの処理前に段取り作業スケジューリングを実行する。このとき、設備管理コンピュータ６００は、必要なリソースや条件が、予め定められた状態にない場合（製品Ｂのための段取り作業が実行できない場合）には、製品Ｂのための段取り作業分のみスケジューリングを実行しないようにしてもよい。すなわち、必要なリソースや条件に基づいて、段取り作業（外段取り作業）が実行可能か否かを判断することになる。
【００３７】
Ｓ２４０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａの作業中に段取り替えが可能か否かを判断する。この判断は、設備管理コンピュータ６００に予め記憶された情報に基づいて行なわれる。製品Ａの作業中に段取り替えが可能であると判断されると（外段取りが可能であると判断されると）（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、処理はＳ２５０へ移される。
【００３８】
Ｓ２５０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａの作業完了予定と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ａの作業完了予定が早いか否かを判断する。製品Ａの作業完了予定と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ａの作業完了予定が早いと（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、処理はＳ２６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、処理はＳ２７０へ移される。
【００３９】
Ｓ２６０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａの作業完了前に製品Ａの作業分のスケジューリングを実行する。Ｓ２７０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ｂの段取り作業前に製品Ａの作業のスケジューリングを実行する。Ｓ２８０にて、設備管理コンピュータ６００は、製品Ａの作業完了予定前に製品Ａの作業分のスケジューリングを実行する。
【００４０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、設備管理コンピュータ６００で実行されるスケジューリングの状態について図６を用いて説明する。
【００４１】
図６（Ａ）に示すように、バックワード（時間の流れと逆の方向）でシミュレーションして製品Ｂの処理開始までのスケジューリングを行なう（Ｓ２００）。次に、図６（Ｂ）に示すように、製品Ａのスケジューリングを行なう（Ｓ２１０にてＹＥＳ）。製品Ｂを処理する前に製品Ａを処理するには段取り替え作業が必要であるか否かが判断され（Ｓ２２０）、段取り替えが必要であると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、図６（Ｃ）に示すようになり、段取り替えが必要でないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、図６（Ｄ）に示すようになる。
【００４２】
段取り替えが必要である場合には、図６（Ｃ）に示すように、必要なリソース（治工具、人員、材料等）や条件を考慮して、製品Ａの後に処理される製品Ｂのための段取り替えのスケジューリングが実行される（Ｓ２３０）。段取り替えが不要である場合には、図６（Ｄ）に示すように、製品Ｂの前に製品Ａが投入され、段取り替えをしないまま製品Ｂが処理されることになる（Ｓ２８０）。
【００４３】
図６（Ｃ）に示すように、製品Ａの処理作業中に作業可能であるか否かが判断される（Ｓ２４０）。製品Ａの作業中に段取り替えが可能であると判断されると（外段取りが可能であると判断されると）（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、図６（Ｅ）に示すように、製品Ａの作業中に段取り替えが不可能であると判断されると（外段取りが不可能であると判断されると）（Ｓ２４０にてＮＯ）、図６（Ｆ）に示すようになる。
【００４４】
図６（Ｆ）に示す場合には、製品Ａの作業完了予定と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ａの作業完了予定が早いか否かを判断される（Ｓ２５０）。製品Ａの作業完了予定と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ａの作業完了予定が早いと（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、製品Ａの作業完了前に製品Ａの作業分のスケジューリングを実行する。製品Ａの作業完了予定と製品Ｂのための段取り替え完了とで、製品Ｂのための段取り替え完了が早いと（Ｓ２５０にてＮＯ）、製品Ｂの段取り作業前に製品Ａの作業のスケジューリングを実行する（Ｓ２７０）。
【００４５】
図７にこの場合のガントチャートを示す。図７の一番上が従来の方法によるものであって、下の２つが本実施の形態に係るものである。このように、実際の工場で実行している「必要なリソースや条件が整えば、外段取りの形式で段取り替えの準備を進めておく」スケジュールを計算することができる。また、従来の方法に比べて製品Ａの処理開始が遅くてもよいことから、効率面でも優位であることがわかる。さらに、この場合には、スケジューリングの最初に戻って計算しなおすことをしないので、スケジューリングの計算量も不必要に増えない。
【００４６】
以上のようにして、本実施の形態に係るスケジューリング方法によると、外段取りの実行が現実に可能であるか否かを考慮して、段取りをスケジューリングする。このため、実際の運用に対してより精度の高いスケジューリングを実行できる、段取り替えを考慮したスケジューリング方法を提供することができる。
【００４７】
なお、上記した２つの実施の形態において、１台の生産設備を対象として、２つの製品（製品Ａ、製品Ｂ）がその生産設備に到着した場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。装置が２台以上である場合、３つ以上の製品がそれらの生産設備に到着した場合のいずれの場合であっても、上述した実施の形態と同様に、段取り替えが必要か否かを判断して、必要な場合には時間軸をさかのぼって段取り替えを行なうようなスケジューリングを行なうこともできる。このようにすると、実際の作業と同様にして、かつ効率を上げたスケジュールを作成することができる。
【００４８】
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】
【図１】本発明の実施の形態に係るスケジューリング方法が適用される生産工程の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るスケジューリング方法の制御構造を表わすフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るスケジューリング方法におけるタイミングチャートを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るスケジューリング方法におけるガントチャートを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスケジューリング方法の制御構造を表わすフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスケジューリング方法におけるタイミングチャートを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るスケジューリング方法におけるガントチャートを示す図である。
【符号の説明】
１００  生産設備（１）、２００  生産設備（２）、３００  生産設備（３）、４００  生産設備（Ｎ）、５００  ネットワーク、６００  設備管理コンピュータ。
【図１】
2005031794.tif 000003
【図２】
2005031794.tif 000004
【図３】
2005031794.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005031794.tif 000008
【図７】
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