(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数工場での複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置において、
各製造ロットの製造可能な工場の情報と、各製造ロットの通過工程及び要望納期を含むオーダー情報とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する演算手段と
を備え、
前記演算手段は、
前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に含まれる製造ロットの通過工程に基づいて、各製造ロットの工場振り分けを行う第１の演算処理と、
前記第１の演算処理の後、前記記憶手段に記憶されたオーダー情報に含まれる製造ロットのオーダー単位の要望納期に基づいて各工場内での振り分けを実施する第２の演算処理と、
前記第２の演算処理の後、各工場に振り分けられた製造ロットの情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する第３の演算処理と、
前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に基づいて、各製造ロットが各工場で製造する設備の占有数の平準化と要望納期を満足する工場ごとの製造スケジュールを、複数工場を一括して扱って製造スケジュールを作成する第４の演算処理と
を行い、
前記第１、第２及び第３の演算処理と、前記第４の演算処理とを選択的に実行することを特徴とする生産計画作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製品に関わらず生産計画では、製造コスト、製造制約、製造ロットの納期を考慮しながら，熟練者が試行錯誤しながら計画を作成している。ところが、近年の計算機性能向上により、生産計画を自動的に策定し、しかも最適性を実現しようとする手法が提案されている。
【０００３】
上記の特許文献１では、製造順に係る制約条件を満たしている製造ロットの連々鋳セット（転炉チャージを複数つないで鋳造）を抽出し、その連々鋳セットと既に決められている連々鋳セットとの転炉における空き（未稼働）ポジションの状態から連々鋳セットを候補として求めている。以上の処理を繰り返して１日分の製造順序を決め、時間に係る制約条件に基づいて連々鋳セットの時刻情報を決定して製造スケジュールを作成する。そして、その製造スケジュールが評価基準（一次評価）を満たしているときにそれを生産計画の候補とする。所定数の候補を作成し、その中から評価基準（二次評価）に基づいて最適なものを選択する方法が提案されている。
【０００４】
また、上記の特許文献２では、各データベースから立案開始時点における最新の立案情報が取り込まれると、取り込まれた立案情報に基づいて、立案対象の注文を対象に、立案期間分の生産計画モデルを構築している。生産計画モデルは、注文の納期や製造フロー、各製造工程での処理所要時間、各製造工程の稼動スケジュール、及び生産計画の良し悪しを判断するための評価関数等から構成されており、構築された生産計画モデルを用いて、評価関数が最小（最良）となるような注文毎の各製造工程における処理タイミングと処理量を算出する、というものが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１５１０９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１のように、工場ごとを対象とした複数工程の製造ロットを生産するための生産計画作成では、製造コスト、製造制約、製造ロットの納期を考慮した生産計画は一工場単位であるため、それぞれの工場単位で生産計画を策定することができる。しかしながら、予め工場ごとに製造する製造ロットの量を決定してから、工場ごとに生産計画を作成する方法の場合には、各工場の設備負荷や製造ロットの納期などの最適な配分が損なわれる可能性がある。一方、同時に複数工場を対象とした複数工程の製造ロットの生産計画では、複数工場間の組合せまでも考慮することで、計画の規模が大きくなり、現状の計算機であっても現実的な時間で解くことができない場合が発生するという問題点があった。
【０００７】
また、上記の特許文献２においては、計画立案の対象期間を分割し、納期余裕とロットの大小の優先順位に基づいて解を得ているので、上記の特許文献１の問題点を一部解消しているが、製造ロットの通過工程の干渉を考慮していないため、各通過工程の負荷の平準化は考慮されない、という問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、第１には、各通過工程の負荷の平準化を可能にし、第２には、問題が大きい場合と小さい場合に応じて、問題を分割処理で解く場合と一括処理で解く場合とを用意し、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る生産計画作成装置は、複数工場における複数工程の製造ロットを生産するための計画を作成する生産計画作成装置において、各製造ロットの製造可能な工場の情報と、各製造ロットの通過工程及び要望納期を含むオーダー情報とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に含まれる製造ロットの通過工程に基づいて、各製造ロットの工場振り分けを行う第１の演算処理と、前記第１の演算処理の後、前記記憶手段に記憶されたオーダー情報に含まれる製造ロットのオーダー単位の要望納期に基づいて各工場内での振り分けを実施する第２の演算処理と、前記第２の演算処理の後、各工場に振り分けられた製造ロットの情報に基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する第３の演算処理と、前記記憶手段に記憶された各製造ロットの製造可能な工場の情報及びオーダー情報に基づいて、各製造ロットが各工場で製造する設備の占有数の平準化と要望納期を満足する工場ごとの製造スケジュールを、複数工場を一括して扱って製造スケジュールを作成する第４の演算処理とを行い、前記第１、第２及び第３の演算処理と、前記第４の演算処理とを選択的に実行する。
【００１１】
次に、本発明を具体例に基づいて説明する。
表１に示されるような、５種類の製造ロットを２つの工場（Ｆ１  ／Ｆ２）で製造する場合に、ロット番号がＦ１Ｔ１及びＦ２Ｔ１はそれぞれ工場が指定されており、残りのＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３はＦ１，Ｆ２のどちらの工場でも製造可能とする例について説明する。Ｆ１Ｔ１及びＦ２Ｔ１は工場Ｆ１とＦ２で製造と指定されているため、ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３をそれぞれの工場に製造ロットを振り分ける。このとき，ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３の製造ロットの通過工程Ａ，Ｂ，Ｃが占める個数及び工場を指定している製造ロットも含めて、各工場で均等化されるように算出する。
【００１２】
【表１】
0005119949.tif 000002
【００１３】
各工場で製造される製造ロットの各通過工程が占める量を算出する。（１）〜（３）式は，振り分け可能な製造ロットが、Ｆ１とＦ２に振り分けられた関係を示す。
ここで、ｎ３＿Ｆ１及びｎ３＿Ｆ２は製造ロットＦＦＴ１がＦ１工場及びＦ１工場に振り分けられたときの値を示す。同様に、ｎ４＿Ｆ１及びｎ４＿Ｆ２は製造ロットＦＦＴ２がＦ１工場及びＦ１工場に振り分けられたときの値を示し、ｎ５＿Ｆ１及びｎ５＿Ｆ２は製造ロットＦＦＴ３がＦ１工場及びＦ１工場に振り分けられたときの値を示す。また、Ｆ１＿Ａ，Ｆ１＿Ｂ，Ｆ１＿Ｃは、Ｆ１工場での通過工程Ａ，Ｂ，Ｃが占める個数、Ｆ２＿Ａ，Ｆ２＿Ｂ，Ｆ２＿Ｃは，Ｆ２工場での通過工程Ａ，Ｂ，Ｃが占める個数である。
【００１４】
【数１】
0005119949.tif 000003
【００１５】
ここで、（１）〜（３）式の条件を満たす状態で，Ｆ１工場とＦ２工場の通過工程Ａ，Ｂ，Ｃをなるべく均等になるような，ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３製造ロットの振り分けを算出する（第１の工程又は第１の演算処理）。その際には、Ｆ１＿ＡとＦ２＿Ａ，Ｆ１＿ＢとＦ２＿Ｂ，Ｆ１＿ＣとＦ２＿Ｃのそれぞれの差がなるべく小さくなる、ｎ３＿Ｆ１及びｎ３＿Ｆ２，ｎ４＿Ｆ１及びｎ４＿Ｆ２，ｎ５＿Ｆ１及びｎ５＿Ｆ２を決定する。
【００１６】
ここまでのステップで、ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３製造ロットのＦ１工場とＦ２工場への振り分け数が決まったので、それぞれの振り分け個数に応じて、どの納期を割り振るかを決定する。表１に示されるように、納期は通常範囲を持っている。これらの納期をいくつかに分類するために、納期の範囲の平均を用い、平均値の近いものを同一の納期として扱い分類する。ここでは、各製造ロットの納期の分類はＤ１，Ｄ２，Ｄ３の３種類で分類されるものとする。
【００１７】
次の（４）式は、各製造ロット内のそれぞれの納期をＦ１工場とＦ２工場に振り分ける場合の関係式を示す。（５）式は、前述の通過工程Ａ，Ｂ，Ｃをなるべく均等に振り分けたＦ１工場とＦ２工場への個数（ｎ３＿Ｆ１及びｎ３＿Ｆ２，ｎ４＿Ｆ１及びｎ４＿Ｆ２，ｎ５＿Ｆ１及びｎ５＿Ｆ２）と納期との関係を示す。（６）式は、Ｆ１工場とＦ２工場において３つに納期分類（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）された、それぞれの納期の個数を表す。
【００１８】
【数２】
0005119949.tif 000004
【００１９】
ここで、各工場での各納期の分類，Ｄ１＿Ｆ１，Ｄ２＿Ｆ１，Ｄ３＿Ｆ１の個数及びＤ１＿Ｆ２，Ｄ２＿Ｆ２，Ｄ３＿Ｆ２の個数がそれぞれの工場にて均等に配分されるｎ３１＿Ｆ１〜ｎ３３＿Ｆ１，ｎ４１＿Ｆ１〜ｎ４３＿Ｆ１，ｎ５１＿Ｆ１〜ｎ５３＿Ｆ１及びｎ３１＿Ｆ２〜ｎ３３＿Ｆ２，ｎ４１＿Ｆ２〜ｎ４３＿Ｆ２，ｎ５１＿Ｆ２〜ｎ５３＿Ｆ２を決定する（第２の工程又は第２の演算処理）。
【００２０】
これらの計算により、各工場で製造される製造ロット及びその製造ロットの中でどの納期をＦ１工場あるいはＦ２工場で製造されるかのデータが準備される。そして、そのデータに基づいて工場ごとの製造スケジュールを作成する（第３の工程又は第３の演算処理）。
【００２１】
即ち、本発明においては、上記の第１の工程〜第３の工程（第１の演算処理〜第３の演算処理）を経時的に処理する場合（時分割処理）と、上記第１の工程〜第３の工程を一括して処理する場合（一括処理）とがあり、それらは何れかが適宜選択されて実行されることになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、各通過工程の負荷を平準化した生産計画の作成が可能になっており、また、複数工場における複数工程の製造ロット及び納期が考慮された生産計画の作成が可能になっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明を一実施形態の構成を示したブロック図である。工場生産管理コンピュータはホスト計算機で構成されており、製造ロットのオーダーに基づいた納期、製造に必要な通過工程のデータが記憶されている（本発明の記憶手段として機能する）。これらのデータを計画用計算機（本発明の演算手段として機能する）に取り込み、計画を作成しホスト計算機へ戻すことで、工場の操業計画に反映される。注文や工場の稼動状態に基づいて決定される生産計画データベースから決定される製造ロットデータが、計画用計算機に取り込まれ、図２に示されるフローチャートに基づいた処理が実施される。以下、図２を参照しながら、問題を分割処理で解く場合と問題を一括処理する場合について、それぞれ説明する。
【００２４】
（１）問題を分割処理で解く場合
〔ＳＴＥＰ１〕
ＳＴＥＰ１では、製造ロットの通過工程に基づいて複数工場に振り分ける。
ここでは、例としてＦ１工場とＦ２工場の通過工程Ａ，Ｂ，Ｃをなるべく均等になるような、ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３の製造ロットの振り分けを算出する。Ｆ１＿ＡとＦ２＿Ａ，Ｆ１＿ＢとＦ２＿Ｂ，Ｆ１＿ＣとＦ２＿Ｃのそれぞれの差がなるべく小さくなる、ｎ３＿Ｆ１及びｎ３＿Ｆ２，ｎ４＿Ｆ１及びｎ４＿Ｆ２，ｎ５＿Ｆ１及びｎ５＿Ｆ２を決定する。その方法は、一例として、（１）〜（３）式を制約条件とし、それぞれの工場への振り分け数の均等化を評価関数として線形計画法（混合整数計画問題）として解くことができる。
【００２５】
〔ＳＴＥＰ２〕
上記のＳＴＥＰ１での処理により、ＦＦＴ１，ＦＦＴ２，ＦＦＴ３の製造ロットのＦ１工場とＦ２工場への振り分け数が決まったので、ＳＴＥＰ２では、それぞれの振り分け個数に応じて、どの納期を割り振るかを決定する。表１に示されるように、納期は範囲を持っている。これらの納期をいくつかに分類するために、納期の範囲の平均を用い、平均値の近いものを同一の納期として扱って分類する。ここでは、各製造ロットの納期の分類はＤ１，Ｄ２，Ｄ３の３種類で分類されるものとする（なお、この分類数は適宜設定されるものである）。ここでは、（４）〜（６）式を制約条件とし、それぞれ納期のロット数の均等化を評価関数とし、線形計画法（混合整数計画問題）として解くことができる。
【００２６】
〔ＳＴＥＰ３〕
上記のＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２での処理より、各工場で製造される製造ロット及びその製造ロットの中でどの納期をＦ１工場あるいはＦ２工場で製造されるかのデータが準備される。図３に示されるように、Ｆ１工場への振り分けの個数とＦ２工場への振り分けの個数に基づいて、各納期の製造ロットが、１〜５日までのそれぞれの日に製造される個数を決定する。その決定方法は、以下のとおりである。
【００２７】
上記のＳＴＥＰ１及びＳＴＥＰ２で得られた工場ごとに振り分けたロット数を制約条件とし、日々の通過工程数・納期の均等化を評価関数とし、工場ごとに線形計画法（混合整数計画問題）を適用することで解くことができる。ここでの実施形態による、Ｆ１工場日程計画とＦ２工場日程計画は図３の右欄となる。これらの計画結果では、納期内（図中）に製造ロットが配置され、日々の合計数も均等となっている。
【００２８】
（２）問題を一括処理で解く場合
製造ロットの複数工場に振り分けから、最終の日々の製造ロット数決定までの処理を一括で求める。
上記の（１）〜（６）式を制約条件とし、それぞれの工場への振り分け数、納期のロット数、及び日々の通過工程数を均等化する評価関数とし、線形計画法（混合整数計画問題）として解くことができる。
ここでの実施形態による、Ｆ１工場日程計画とＦ２工場日程計画は図４の右欄となる。
図４は問題を一括して処理しているため、処理を分割した図３の計画結果に比べて日々の各通過工程数が均等化されている。
【００２９】
但し、一括処理で解くと組合せ数が多くなり、問題の規模が大きい場合であると必ずしも実用的な時間で解くことができない場合が発生する。問題の規模はロット数、納期の条件、計画の期間などによって異なってくる。従って、その実施方法としては、まず一括処理で解く方法を適用し、解が出るまでの時間がかかるようであれば、分割処理で解く。又は、分割処理でまず解いて置き、時間的余裕があれば一括処理の解を適用する方法もある。また、製造ロットの内容が頻繁に変更することなり、再計画を繰り返す場合には分割処理のみを用いる方法もある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態を示したブロック図である。
【図２】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明による計画作成例を示した図である。
【図４】本発明による計画作成例を示した図である。
【図１】
0005119949.tif 000005
【図２】
0005119949.tif 000006
【図３】
0005119949.tif 000007
【図４】
0005119949.tif 000008