(57)【要約】【課題】  合理的な定期作業計画を短時間で立案すること。【解決手段】  本発明の定期作業計画立案方法は、定期作業毎の作業間隔と、定期作業毎の作業間隔の公倍数である作業周期と、定期作業毎の作業間隔の公約数である単位作業間隔を決定する工程を実施する。また、この方法は、作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、各定期作業をそれぞれの作業間隔に従って割当てる工程を備える。その割当て工程では、各定期作業を順に割当てる。また割当て工程では、割当てる定期作業毎に、（１）当該定期作業を全ての割当てパターンのそれぞれに仮に割当てるとともに、仮に割当てられた全ての割当てパターンのそれぞれについて、作業点毎の「割当てられた定期作業群の合計作業時間」の標準偏差を算出し、（２）標準偏差が最小となる割当てパターンに当該定期作業を割当てる。【選択図】  図１２
2007102684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案する方法であり、
作業種類毎の定期作業間隔と、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期と、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔を決定する工程と、
作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を割当てる工程を備え、
その割当て工程では、
（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、
（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、
（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる
ことを特徴とする定期作業計画立案方法。
【請求項２】
前記割当て工程では、作業時間の長い順に作業種類を順序付け、
作業時間が最長の作業種類の定期作業の割当てパターンに対して、次順位の作業種類の定期作業の全ての割当てパターンを組合せ、その組合せ中で前記バラツキが最小となる割当てパターンの組合せを採用し、
採用した割当てパターンの組合せに対して、次順位の作業種類の定期作業の全ての割当てパターンを組合せ、その組合せ中で前記バラツキが最小となる割当てパターンの組合せを採用する工程を、その次順位の作業種類が最短の作業時間の作業種類となるまで繰返すことを特徴とする請求項１の定期作業計画立案方法。
【請求項３】
前記割当て工程では、同じ定期作業間隔の定期作業群をまとめて１種類の定期作業とした上で割当てることを特徴とする請求項１又は２の定期作業計画立案方法。
【請求項４】
複数の工具を使用するとともに工具毎に決まっている間隔で工具交換作業を必要とするシステムのための工具交換作業計画を立案する方法であり、
工具毎の工具交換作業間隔と、工具毎の工具交換作業間隔の公倍数である作業周期と、工具毎の工具交換作業間隔の公約数である単位作業間隔を決定する工程と、
作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、工具毎の工具交換作業間隔に従って、それぞれの工具の交換作業を割当てる工程を備え、
その割当て工程では、
（１）工具毎の工具交換作業を、その工具の工具交換作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、
（２）工具毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた工具交換作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、
（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って工具交換作業を作業点に割当てる
ことを特徴とする工具交換作業計画立案方法。
【請求項５】
複数種類の製品を生産するとともに生産する製品種類に応じて使用する工具を変える製品生産システムのための工具交換作業計画を立案する請求項４の方法であり、
前記決定工程では、製品の種類別の生産比率に基づいて、工具毎の工具交換作業間隔を決定することを特徴とする工具交換作業計画立案方法。
【請求項６】
複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案する装置であり、
作業種類毎の定期作業時間と、作業種類毎の定期作業間隔と、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期と、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔を記憶している装置と、
作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を割当てる装置を備え、
その割当て装置は、
（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、
（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、
（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる
ことを特徴とする定期作業計画立案装置。
【請求項７】
複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案するプログラムであり、コンピュータに下記の処理、すなわち、
作業種類毎の定期作業時間と、作業種類毎の定期作業間隔と、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期と、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔と、作業周期内を単位作業間隔で分割した作業点を特定する処理と、
各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を作業点に割当てる処理を実行させるものであり、
その割当て処理では、
（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる処理と、
（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化する処理と、
（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる処理
を実行させることを特徴とする定期作業計画立案プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、システムを保守管理するための定期作業計画を立案する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば製品生産現場では、複数の工作機械によって材料を順々に加工することによって製品を生産する。製品生産現場では、様々な工具が利用される。それぞれの工具は固有の寿命をもっている。例えば、材料を１０００回加工すると寿命となる工具が存在する一方において、材料を２００回加工すると寿命となる工具も存在する。１個の製品を生産するために工具が材料を加工する回数を１回とすると、前者の工具は１０００個の製品を生産する前に交換しなければならず、後者の工具は２００個の製品を生産する前に交換しなければならない。多数の工具を使用する製品生産現場では、工具の寿命内に各工具の交換作業を実施しなければならない。上記の製品生産システムでは、前者の工具を定期的に交換する作業と、後者の工具を定期的に交換する作業が必要とされる。保守管理のために、複数種類の定期作業を必要とするシステムが多く存在している。
【０００３】
従来の製品生産現場の中には、次のようにして工具交換作業を実施しているところがある。この内容について図面を参照にして説明する。図１４は、従来の手法によって立案された工具交換作業計画をグラフで表現したものである。図１４のグラフにおいて、横軸は製品生産個数であり、縦軸は作業時間である。
図１４の例は、１２００個の製品を生産する間に実施する工具交換作業計画を例示しており、製品を１００個生産するたびに工具交換作業を実施する。製品を１００個生産するタイミング毎に、そのタイミングで実施する工具交換作業に要する作業時間が縦方向に積み重ねられている。例えば、累積製品生産個数が１００個のタイミングで、工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅを実施する計画であるために、工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅに要する時間が積み重ねられている。なお図１４では、工具交換作業Ａ〜Ｅのみに符号を付している。グラフ中に示されている工具交換作業は、その工具交換作業を実施するのに必要な作業時間に相当する高さを有している。作業時間が長い工具交換作業は高く、作業時間が短い工具交換作業は低い。工具交換タイミング毎の工具交換作業群の高さの合計は、そのタイミングで実施する工具交換作業群を全て実施するのに必要な作業時間の合計である。
工具交換間隔は、工具毎に定められている。例えば、工具Ａの交換作業は、累積製品生産個数が１００個、４００個、７００個、及び１０００個となるタイミングに割当てられている。工具Ａは、製品を３００個生産するたびに交換される。各工具は、その工具の寿命がくる前に交換される計画となっている。
【０００４】
図１４に示される工具交換作業計画は次のようにして実行される。累積製品生産個数が１００個のタイミングで実施する工具交換作業群Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅを指示する１枚の作業カードが作成される。同様に、他のタイミング（２００個、３００個等）のそれぞれについて、そのタイミングで実施する必要がある工具交換作業群が記入された１枚の作業カードが作成される。図１４の例では、１２枚の作業カードが作成されることになる。１２枚の作業カードを１００個、２００個…の順に並べておく。作業者は、１００個の製品が生産されると１枚目の作業カードを見る。１枚目の作業カードには、累積生産個数が１００個のタイミングで実施するべき工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅが示されている。作業員は、１枚目の作業カードに示されている工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅを実施する。１枚目の作業カードが指示する工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅが終わると、１枚目の作業カードは１２枚の作業カードの最後に回される。これにより、２枚目の作業カードが先頭にくることになる。さらに１００個の製品が生産されると（即ち計２００個の製品が生産されると）、作業員は先頭の作業カード（２枚目の作業カード）を見る。２枚目の作業カードには、累積生産個数が２００個のタイミングで実施するべき工具交換作業Ｃ等が示されている。作業員は、２枚目の作業カードの工具交換作業Ｃ等を実施する。その工具交換作業が終わると、２枚目の作業カードは最後に回される。作業員は、１００個の製品が生産される毎に先頭の作業カードを見て、その作業カードに示されている工具交換作業群を実施し、それらの工具交換作業が終わるとその作業カードを最後に回す。
１２枚目の作業カードに示されている工具交換作業Ｃ等（１２００個の位置の工具交換作業群）が終了してその作業カードを最後に回すと、１枚目の作業カードが再び先頭にくる。累積して１３００個の製品が生産されると、１枚目の作業カードが再び使用される。これにより、１００個の位置に割当てられている工具交換作業Ａ，Ｄ，Ｂ，Ｅが再び実施される。１２枚の作業カードに示されている一連の工具交換作業は、１２００個の製品生産個数の周期で繰り返される。この周期のことを「作業周期」と呼ぶ。また、製品生産個数の１００個毎の位置のことを「作業点」と呼ぶ。即ち、作業点は、工具交換作業群が実施されるタイミングである。また、隣り合う２つの作業点の間の間隔（図１４の例では製品生産個数が１００個）のことを「単位作業間隔」と呼ぶ。
【０００５】
図１４に示される工具交換作業計画は、製品生産現場を管理する者の手作業によって作成されている。作成者は、各工具の寿命がくる前に各工具が交換されるようにして各工具交換作業を割当てる。例えば、図１４の工具交換作業Ａは、３００個程度の製品が生産されると寿命がくるために、３００個毎（３つの作業点毎）に割当てられている。
また作成者は、各作業点における工具交換作業群の合計作業時間のバラツキが少なくなるようにして各工具交換作業を割当てる。各作業点の合計作業時間が平準化されると、いずれの作業点においても同じ数の作業者によって同じ時間内に工具交換作業群を完了することができる。各作業点の合計作業時間が平準化されると、製品生産現場における全ての工具交換作業を実施するのに必要な作業員の数を把握し易い。
上述の工具交換作業計画には作業周期が存在する。作業周期をなくして、増えつづける製品生産個数に応じて工具交換作業群を割当てるようにすると、作業計画を作成し続けなければならない。作成者の負担が非常に大きい。また作業周期が存在すると、各作業員が担当する作業点を固定することができる。例えば、図１４の奇数番目の作業点をある１人の作業員に担当させ、偶数番目の作業点を別の１人の作業員に担当させることができる。この場合、作業員が同じ工具交換作業を繰り返して実施することになるために、作業員のスキルが向上し易く、作業員の作業負担が少なくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に例示した工具交換作業計画の作成者は、各作業点における合計作業時間が平準化されるようにして各工具交換作業を割当てなければならない。平準化を追求するために、各工具の寿命を超えない範囲内であれば、工具交換作業を不規則に割当てることが行なわれている。例えば、図１４の工具交換作業Ｂで交換される工具は、５００個の製品が生産されると寿命になる。工具交換作業計画の作成者は、前回の工具交換作業Ｂから次の工具交換作業Ｂまでの間隔が５００個の製品生産個数を超えない範囲で、平準化に重点をおいて割当てる。この結果、工具交換作業Ｂが１番目の作業点と６番目の作業点と１１番目の作業点に割当てられている。１番目の作業点から６番目の作業点までの間隔と、６番目の作業点から１１番目の作業点までの間隔は５００個である。しかしながら、１１番目の作業点から１番目の作業点までの間隔は２００個になっている。また例えば、図１４では、工具交換作業Ｅが１番目の作業点と３番目の作業点と６番目の作業点と８番目の作業点と１１番目の作業点に割当てられている。工具交換作業Ｅは、２００個間隔と３００個間隔で交互に実施される。
工具交換作業を不規則に割当てることが許容されているために、工具交換作業を割当てるパターンの数は膨大になる。このために、各作業点における合計作業時間が平準化される割当てパターンを見つけ出すのには、膨大な時間と労力がかかる。
時間さえかければ、各作業点における合計作業時間が平準化されている合理的な工具交換作業計画を作成できるように思える。しかしながら、明確なロジックがなく、作成者の経験と勘によって作成される工具交換作業計画は、どれだけ時間をかけても各作業点における合計作業時間がうまく平準化されないことが多い。図１４の例では、６番目の作業点（６００個）における合計作業時間が他の作業点における合計作業時間よりもかなり長くなっている。６番目の作業点（６００個）では、他の作業点と比べて作業員の負荷が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記した実情に鑑みて創作されたものである。定期的に実施しなければならない定期作業が複数種類存在しているシステムのために、従来よりも合理的な定期作業計画を短時間で立案することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、合理的な定期作業計画を短時間で立案するために、次の方法を創作した。この方法では、複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案する。図１を参照にして本方法について説明する。図１のグラフの横軸の単位は、定期作業の作業間隔と作業周期と単位作業間隔の単位が採られている。この単位としては、経時的に変化する要素（例えば時間や上述の累積製品生産個数等）を採用することができる。図１のグラフの縦軸は合計作業時間である。グラフ内に積み上げられている箱状のものは定期作業を示す。１つの箱が１つの定期作業に対応している。各定期作業の縦幅は、その定期作業に要する作業時間に対応している。
本方法では、定期作業の種類毎に１つの作業間隔を決定する。定期作業の作業間隔は、その種類の定期作業を実施するべき間隔であり、例えば工具交換作業の場合は工具の寿命より短い間隔に設定される。図１の表は、各作業種類の定期作業間隔を例示している。この例の場合、作業種類Ａの定期作業間隔は６（単位は任意である）であり、作業種類Ｂの定期作業間隔は３であり、作業種類Ｃの定期作業間隔は４である。この方法では、作業周期を決定する。作業周期は、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数になるように設定される。図１の例では、作業周期として１２が決定される。この作業周期（１２）は、定期作業Ａ，Ｂ，Ｃの定期作業間隔（６、３、４）の公倍数である。この方法では、単位作業間隔も決定する。単位作業間隔は、定期作業Ａ，Ｂ，Ｃの定期作業間隔（６、３、４）の公約数になるように設定される。図１の例では、単位作業間隔として１が決定される。
作業種類毎の定期作業間隔と、作業周期と、単位作業間隔を決定する順序は自由に決めることができる。例えば、作業種類毎の定期作業間隔を先に決定し、それに基づいて作業周期と単位作業間隔を決定してもよい。例えば、作業周期と単位作業間隔を先に決定し、それに基づいて作業種類毎の定期作業間隔を決定してもよい。
本方法では、作業周期内に期間を単位作業間隔で分割することによって作業点を設定する。図１の例では、１２個の作業点が設定されている。
【０００９】
作業種類毎の定期作業間隔と、作業周期と、単位作業間隔を決定し、作業点を設定すると、設定されている作業点に対して、各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を割当てる工程を実施する。この割当て工程では、
（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、
（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、
（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる。
例えば、図１の作業種類Ａ，Ｂの定期作業を作業点に割当てる場合を想定する。最初に定期作業Ａを、その作業Ａの定期作業間隔（この場合６）を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる。例えば作業点の１、７に定期作業Ａを割り当てる。この場合、作業点の２、８に定期作業Ａを割り当てても、作業Ａの定期作業間隔を満たすことができる。しかしながら、両者は作業点の開始番号が相違するだけであり、作業点の開始番号を揃えれば同一となる。割当てパターンとしては同一である。そのために、作業Ａを作業点の１、７に割当てれば、作業Ａの定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンを割当てたことになる。
次に、定期作業Ｂを、その作業Ｂの定期作業間隔（この場合３）を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる。例えばパターンＢ１に示すように、作業点の１、４、７、１０に定期作業Ｂを割り当てる。パターンＢ２に示すように、作業点の２、５、８、１１に定期作業Ｂを割り当てても、作業Ｂの定期作業間隔を満たすことができる。同様に、パターンＢ３に示すように、作業点の３、６、９、１２に定期作業Ｂを割り当てても、作業Ｂの定期作業間隔を満たすことができる。この場合、作業Ａの割当てパターンとの組合せが問題となることから、パターン１、２、３を同視することができない。作業種類Ｂの定期作業間隔を満たす割当てパターンには、パターンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が存在し、全部を考慮して初めて全てのパターンを考慮したことになる。
本発明では、割当てる定期作業について、その作業の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる。前記の場合であれば、パターンＢ１、Ｂ２、Ｂ３の夫々を仮に割当てる。そして、仮に割当てられた全ての割当てパターンの夫々について、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる。このために、バラツキが最小となる割当てパターンに定期作業を割当てることができる。上述した手順で全ての定期作業を順に割当てると、合理的な定期作業計画が完成する。
【００１０】
作業種類がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとある場合、定期作業Ａの定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って定期作業Ａを割当て、定期作業Ｂの定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って定期作業Ｂを割当て、定期作業Ｃの定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って定期作業Ｃを割当て、定期作業Ｄの定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って定期作業Ｄを割当てもよい。このうち、ひとつの定期作業の割当てパターンについてはそれを基準に考察すればよいことから、１種類の割当てパターンを考慮すればよい。定期作業Ａを基準とすれば、その定期作業Ａの割当てパターンに対して、定期作業Ｂの割当てパターンが複数種類存在し、定期作業Ｃの割当てパターンが複数種類存在し、定期作業Ｄの割当てパターンが複数種類存在する。
この場合、作業種類がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄである場合の全ての割当てパターンの組合せに対して、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当ててもよい。
【００１１】
それに対して、バラツキが最小となる割当てパターンの組合せを段階的に探索してもよい。
この場合、作業時間の長い順に作業種類を順序付け、作業時間が最長の作業種類の定期作業の割当てパターンに対して、次順位の作業種類の定期作業の全ての割当てパターンを組合せ、その組合せ中で前記バラツキが最小となる割当てパターンの組合せを採用する工程と、採用した割当てパターンの組合せに対して、次順位の作業種類の定期作業の全ての割当てパターンを組合せ、その組合せ中で前記バラツキが最小となる割当てパターンの組合せを採用する工程を実施する。その場合、後者の工程を、次順位の作業種類が最短の作業時間の作業種類となるまで繰返して実施する。
例えば、作業時間が長い順に、作業種類がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄであるとする。その場合、定期作業Ａをまず作業点に割当てる。前記したように、最初の定期作業については、その割当てパターンを基準に考察すればよいことから、１種類の割当てパターンを考慮すればよい。次に定期作業Ｂを割当てる。前記したように、図１に例示する場合、パターンＢ１、Ｂ２、Ｂ３が存在する。この段階で、「作業種類がＡの割当てパターンに対して作業種類Ｂの割当てパターンがＢ１である組合せ」と、「作業種類がＡの割当てパターンに対して作業種類Ｂの割当てパターンがＢ２である組合せ」と、「作業種類がＡの割当てパターンに対して作業種類Ｂの割当てパターンがＢ３である組合せ」の３通りの組合せが得られる。本方法では、この段階で得られる３通りの組合せに対して、「作業点毎に割当てられた定期作業Ａと定期作業Ｂの合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化する。そして、バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業Ｂを作業点に割当てる。これによって、作業時間が最長の作業種類Ａの定期作業の割当てパターンに対して、その次に作業時間が長い作業種類Ｂの定期作業の割当てパターンが決定される。
次に、先に決定された「作業種類Ａの割当てパターンと作業種類Ｂの割当てパターンの組合せ」に対して、次に作業時間が長い「作業種類Ｃの割当てパターン」を決定する。例えば、作業種類Ｃに対してはパターンＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が存在するとする。この場合、決定された「作業種類Ａの割当てパターンと作業種類Ｂの割当てパターンの組合せ」に対して作業種類Ｃの割当てパターンがＣ１である組合せと、Ｃ２である組合せと、Ｃ３である組合せと、Ｃ４である組合せという４通りの組合せが得られる。本方法では、この段階で得られる４通りの組合せのなかから、「作業点毎に割当てられた定期作業Ａと定期作業Ｂと定期作業Ｃの合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業Ｃを作業点に割当てる。これによって、作業時間が最長の作業種類Ａの割当てパターンと、その次に作業時間が長い作業種類Ｂの割当てパターンに対する、さらにその次に作業時間が長い作業種類Ｃの割当てパターンが決定される。
これを続けることによって、「作業点毎に割当てられた定期作業Ａと定期作業Ｂと定期作業Ｃと定期作業Ｄの合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、バラツキが最小となる「定期作業Ａと定期作業Ｂと定期作業Ｃと定期作業Ｄの割当てパターンの組合せを段階的に決定することが可能となる。
この方法では、段階的に決定することから、計算量が少なくてすむ。バラツキが大きい組合せについてまで無駄に計算することを防止できる。反面、本当には最もバラツキが少ない組合せを探索し損ねる可能性が絶無ではない。本方法では、作業時間の長い順にバラツキの少ない組合せを探求していくために、前記の探索漏れがあったとしても、探索された組合せによるときのバラツキの程度と、最もバラツキが少ない場合のバラツキの程度の間に大差がない組合せを探索することができる。
【００１２】
作業種類毎の定期作業間隔の公倍数となる作業周期を設定するとともに、作業種類毎の定期作業間隔の公約数となる単位作業間隔を設定すると、各定期作業がそれぞれの作業間隔で繰り返し実施されるような割当てパターンしか存在しなくなる。従来のように不規則な間隔で作業を割当てられることがないために、割当てパターンの数を少なくすることができる。
図１のグラフの上方には、定期作業Ｂの全ての割当てパターンＢ１，Ｂ２，Ｂ３が示されている。図１に示されるように、定期作業Ｂには３つの割当てパターンＢ１，Ｂ２，Ｂ３があり得る。定期作業Ｂの割当てパターンは、この３つの割当てパターンＢ１，Ｂ２，Ｂ３の中から選択すればよい。同様に、定期作業Ｃには４つの割当てパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４があり得る。定期作業Ｃの割当てパターンは、この４つの割当てパターンＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の中から選択すればよい。
本発明では、割当てる定期作業毎に、その定期作業の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンのそれぞれを仮に割当てる。上述の定期作業Ｂの場合は、３つの割当てパターンＢ１，Ｂ２，Ｂ３の全てを仮に割当てる。そして、仮に割当てられた全ての割当てパターンＢ１，Ｂ２，Ｂ３のそれぞれについて、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化する。割当てパターン毎にバラツキが数値化されているために、バラツキが最小となる割当てパターンを選択することができる。このために、バラツキが最小となる割当てパターンに定期作業を割当てることができる。上述した手順で全ての定期作業を順に割当てると、合理的な定期作業計画が完成する。
【００１３】
従来は、不規則な間隔で作業を割当てることが許容されており、割当てパターンの数が膨大であった。このために、定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンが検討されることはなく、比較的にバラツキが少ないと思われる割当てパターンを作成者の主観によって選択していた。作業点毎の合計作業時間の作業点によるバラツキが大きくて平準化されていない定期作業計画が作成されることがあった。これに対して本発明の方法では、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期が設定され、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔が設定されている。このために、各作業種類の割当てパターンの数が少ない。割当てパターンの数が少ないために、作業種類毎の割当てパターンの全ての組合せを検討対象とすることができる。このために、作業種類毎の全ての割当てパターンの組合せ毎に前記バラツキを数値化することができ、その結果を比較して最もバラツキが小さい割当てパターンの組合せを選択することができる。本発明の方法によると、従来よりもバラツキが小さくて平準化された定期作業計画を短時間で立案することができる。合理的な定期作業計画を自動的に短時間で立案することができる。
本発明によると、作業種類毎に検討するべき割当てパターンの数が少ないために、定期作業群を短時間で作業点に割当てることができる。定期作業計画をより短時間で作成するためには、コンピュータによって割当て工程を実施することが好ましい。
本発明では、「各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる」ことを実行する。この「全ての割当てパターン」は、作業点毎の合計作業時間に影響を与える割当てパターンを意味している。例えば、最初に割当てられる定期作業は、どのようなパターンで作業点に割当てても前記したバラツキに影響を与えない。このような場合は、１種類の割当てパターンで「全ての割当てパターン」とすることができる。
【００１４】
作業時間の長い定期作業を終盤に割当てなければならない場合、その定期作業を割当てたことによって生じるバラツキによって平準化を維持することが難しくなる場合がある。このために、段階的に割当てる場合には、作業時間の長い種類の定期作業から順に割当てることが好ましい。
このようにすると、各作業点における合計作業時間のバラツキをより小さくすることができる。平準化された定期作業計画を立案することができる。
【００１５】
上記した割当て工程は、同じ作業間隔の定期作業群をまとめて１種類の定期作業とした上で割当てるようにしてもよい。
このようにすると、割当てる定期作業の種類数を少なくすることができる。割当て工程をより短い時間で実行することができる。
【００１６】
上記した定期作業計画立案方法は、複数の工具を使用するとともに工具毎に決まっている間隔で工具交換作業を必要とするシステムのための工具交換作業計画を立案する方法に好適に利用することができる。この工具交換作業計画立案方法では、工具毎の工具交換作業間隔と、工具毎の工具交換作業間隔の公倍数である作業周期と、工具毎の工具交換作業間隔の公約数である単位作業間隔を決定する工程を実施する。また、作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、工具毎の工具交換作業間隔に従って、それぞれの工具の交換作業を割当てる工程を実施する。その割当て工程では、（１）工具毎の工具交換作業を、その工具の工具交換作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、（２）工具毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた工具交換作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って工具交換作業を作業点に割当てる。
この方法によると、合理的な工具交換作業計画を短時間で立案することができる。
【００１７】
工具交換作業計画を立案する方法は、複数種類の製品を生産する製品生産システムで利用することができる。このような製品生産システムでは、生産する製品の種類に応じて使用される工具の種類が変わることがある。例えば、製品Ｘと製品Ｙを生産する製品生産システムの場合、製品Ｘを生産する際には工具Ａが使用されるが、製品Ｙを生産する際には工具Ａが使用されないことがある。この場合、工具交換作業毎の作業間隔を、製品生産システムにおいて生産される全ての種類の製品の合計生産個数を単位として決定してもよい。上記の例の場合、製品Ｘと製品Ｙの合計生産個数をベースにして、工具交換作業毎の作業間隔等を設定する。この場合、工具交換作業毎の作業間隔は、製品生産システムにおいて生産される製品の種類の生産比率に基づいて決定することが好ましい。例えば、工具Ａの寿命が１００回であり、製品Ｘと製品Ｙを比率１：１で生産する場合には、製品を２００個生産するたびに工具Ａの交換作業を定期的に実施するとして立案作業を進めることができる。
【００１８】
本発明では、複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案する装置を提供する。この定期作業計画立案装置は、作業種類毎の定期作業時間と、作業種類毎の定期作業間隔と、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期と、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔を記憶している装置を備える。また、作業周期内の単位作業間隔毎に設定されている作業点に対して、各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を割当てる装置を備える。この割当て装置は、（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当て、（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化し、（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる。
この定期作業計画立案装置によると、合理的な定期作業計画を短時間で立案することができる。
【００１９】
また本発明では、複数種類の定期作業を必要とするシステムのための定期作業計画を立案するプログラムを提供する。このプログラムは、コンピュータに下記の処理、すなわち、作業種類毎の定期作業時間と、作業種類毎の定期作業間隔と、作業種類毎の定期作業間隔の公倍数である作業周期と、作業種類毎の定期作業間隔の公約数である単位作業間隔と、作業周期内を単位作業間隔で分割した作業点を特定する処理を実行させる。さらに、各作業種類の定期作業間隔に従って、各作業種類の定期作業を作業点に割当てる処理を実行させる。この割当て処理では、（１）各作業種類の定期作業を、その作業種類の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンに従って仮に割当てる処理と、（２）作業種類毎の割当てパターンの組合せ毎に、「作業点毎に割当てられた定期作業群の合計作業時間」の作業点毎のバラツキを数値化する処理と、（３）バラツキが最小となる割当てパターンの組合せに従って定期作業を作業点に割当てる処理を実行させる。
このプログラムによると、合理的な定期作業計画を短時間で立案することができる。
上記の装置及びプログラムのいずれの場合も、段階的に組合せを探索していってもよいし、全ての作業種類の組合せから最もバラツキが少ない組合せを一括に探察するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
最初に、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴をまとめておく。
（形態１）新たに割当てる定期作業毎に、その定期作業の定期作業間隔を満たす全ての割当てパターンを仮に割当てる。そして、仮に割当てられた全ての割当てパターンの組合せのそれぞれについて、作業点毎の合計作業時間を計算する。それぞれの割当てパターンの組合せについて、作業点毎の合計作業時間の標準偏差を計算する。標準偏差の最も小さい割当てパターンの組合せを選択する。
（形態２）作業周期と単位作業間隔を先に決定する。次いで、定期作業毎の作業間隔を決定する。工具交換作業の場合は、その工具の寿命よりも短い作業間隔に決定する。
（形態３）単位作業間隔は、作業種類毎の定期作業間隔の最大公約数である。このようにすると、作業周期内に設定される作業点の数を少なくすることができる。
（形態４）１つの機械で２種類以上の工具が使用されることがある。この場合、１つの機械について２種類以上の工具交換作業が存在する。それらの工具交換作業が同じ作業間隔である場合には、それらの工具交換作業をグループ化する。
【実施例】
【００２１】
（第１実施例）  図面を参照して本発明の実施例を説明する。本実施例では、複数種類の工具を使用する製品生産システムのための定期作業計画（主に工具交換作業計画）を立案する。図２は、本実施例の製品生産システム１０の概略図である。符号Ｍ１〜Ｍ２０は、製品生産ラインで使用される工作機械群を示している。素材２は、機械Ｍ１〜Ｍ２０を順に経て加工されることによって製品４として出来上がる。各機械Ｍ１〜Ｍ２０では各種の工具が使用される。１種類の工具が使用される機械Ｍ１等もあれば、複数種類の工具が使用される機械Ｍ１等も存在する。各工具には固有の寿命がある。各工具の工具交換作業は、工具の寿命がくる前に実施される。また本実施例の製品生産システム１０では、生産された製品４の品質チェック作業も実施される。
【００２２】
製品生産システム１０では、各種の定期作業（工具交換作業や品質チェック作業）のために作業カードを利用する。図３には、作業カードの一例を示す。本実施例では３０枚のカードを利用する。３０枚の作業カードのそれぞれには、カードＮｏ．１〜３０のいずれかが付けられている。カードＮｏ．の順に作業カードが並んでいる。カードＮｏ．１が先頭に置かれており、カードＮｏ．３０が最後に置かれている。
各作業カードには、作業Ｎｏ．と機番と作業内容が対応づけられた情報が示されている。作業Ｎｏ．は、定期作業を特定するための番号である。機番は、工作機械Ｍ１〜Ｍ２０（図２参照）を特定するための番号である。品質チェック作業ＷＸには機番が対応付けられていない。作業内容は、各作業の概略を示すものである。例えば、作業Ｗ４の欄には、機番Ｍ２の工具Ｙ１を２個交換することが示されている。
作業員は、製品生産システム１０において前回の定期作業から計１０００個の製品が生産されると、カードＮｏ．１の作業カードを引く。そして、その作業カードに示されている作業Ｗ４，Ｗ５等を上から順番に実施していく。カードＮｏ．１に示されている全ての作業が終了すると、その作業カードを作業カード群の一番後ろに回す。従って、カードＮｏ．２が先頭にくることになる。製品生産システム１０においてさらに１０００個の製品が生産されると（計２０００個の製品が生産されると）、先頭にあるカードＮｏ．２の作業カードの内容に従って作業員は定期作業を実施する。定期作業が終了すると、カードＮｏ．２の作業カードを一番後ろに回す。作業員は、１０００個の製品が生産される毎に、先頭にある作業カードに従って定期作業を実施し、定期作業が終了するとその作業カードを最後に回す。
カードＮｏ．３０の作業カードに従って定期作業を実施すると、カードＮｏ．３０が最後に回る。カードＮｏ．１が再び先頭にくる。作業員は、次に１０００個の製品が生産されると（即ち３１０００個の製品が生産されると）、カードＮｏ．１に示された作業カードに従って定期作業を実施する。本実施例では、１０００個の製品が生産される毎に１枚の作業カードが使用される。作業カードは計３０枚あるために、３００００個の製品が生産されると全ての作業カードが使用されることになる。３００００個を超える製品が生産されると、再びＮｏ．１の作業カードから順に使用する。即ち、本実施例では、３００００個を一周期として作業カード群が使用される。３００００個を一周期とする定期作業計画が立案されている。以下では、この周期（３００００個）のこと作業周期と呼ぶ。また、１枚の作業カードを使用してから次の作業カードを使用するまでの間隔（１０００個）のことを単位作業間隔と呼ぶ。
【００２３】
本実施例では、工具交換作業や品質チェック作業等の複数種類の定期作業が存在する。これらの定期作業が合理的に実施されるための作業計画を立案し、カードを作成する。そのための装置について次に説明する。
図４は、定期作業計画を立案する装置２０の概略構成図を示す。定期作業計画立案装置２０は、コンピュータ２２とキーボード４０とモニタ４２とプリンタ４４を有している。コンピュータ２２は、キーボード４０とモニタ４２とプリンタ４４に接続されている。コンピュータ２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等（これらは図示省略している）から構成される。ＲＯＭには、ＣＰＵが各種の処理を実行するためのプログラムが記憶されている。本実施例では、合理的な定期作業計画を立案するためのプログラムが記憶されている。コンピュータ２２には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等が機能することによって各部２４〜３４が構成される。これらの各部２４〜３４について詳しく説明する。
【００２４】
図５には、実工具データ記憶部２４の記憶内容が示されている。製品生産システム１０の管理者は、図４に示されるキーボード４０を利用して、実工具データ記憶部２４に情報を記憶させる。
実工具データ記憶部２４は、作業ＮＯ．と機番と作業内容と作業時間と寿命と係数と実寿命を対応づけて記憶している。作業ＮＯ．は、定期作業を特定するための番号である。作業ＮＯ．は、１つの工作機械Ｍ１等で使用される１種類の工具毎に設定されている。例えば、機械Ｍ１には、３種類の工具Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３が使用されるために、機械Ｍ１には３つの作業ＮＯ．（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）が設定されている。本実施例の製品生産システム１０では、生産された製品４の品質チェック作業ＷＸが所定の間隔で行なわれる。実工具データ記憶部２４の記憶内容には、この品質チェック作業ＷＸの情報も含まれる。
機番は、工作機械の番号である。機番としては、Ｍ１〜Ｍ２０（図２参照）が使用されている。品質チェック作業ＷＸには機番が付けられていない。
作業内容は、各定期作業の概略を示すものである。例えば、作業Ｗ１に対応づけて、機番Ｍ１の工具Ｘ１を１個交換することが記憶されている。
作業時間は、定期作業を実施するのに必要な時間である。例えば、作業Ｗ１を実施するためには（即ち機械Ｍ１において工具Ｘ１を１個交換するためには）、２４０秒の時間が必要であることを意味する。システム１０の管理者は、過去の実績等に基づいて各作業の作業時間を決定する。
寿命は、工具の寿命である。例えば、作業Ｗ１に対応づけられている工具Ｘ１は１００００個の製品を生産するための加工に使用されると寿命になることを意味している。品質チェック作業ＷＸの寿命の欄は寿命を示しているのではなく、品質チェックを行なわなければならない頻度を示している。本実施例では、１０００個の製品を生産する毎に品質チェック作業ＷＸを行なわなければならない。
【００２５】
係数と実寿命について説明する。本実施例の製品生産システム１０では、２種類の製品を交互に生産する。一方の種類の製品を生産すると、次は他方の種類の製品を生産する。従って、製品生産システム１０において１００００個の製品を生産すると、２種類の製品がそれぞれ５０００個ずつ生産される。例えば、作業Ｗ１に対応づけられている工具Ｘ１は、一方の製品を生産する際には使用されるが、他方の製品を生産する際には使用されない。このために、製品生産システム１０において併せて１００００個の製品を生産しても、工具Ｘ１は５０００個の製品を生産するためにしか使用されない。工具Ｘ１は、寿命の欄に示されるように、１００００個の製品を生産するための加工に使用されると寿命になる。この寿命をそのまま適用して、１００００個の製品が生産された時に工具Ｘ１を交換すると、５０００個の製品の加工しか行なっていないのに工具Ｘ１が交換されることになる。まだ充分に使用できる工具Ｘ１が交換されることになる。そこで、実寿命という概念を利用する。実寿命は、製品生産システム１０において生産された全ての製品個数に対しての寿命である。実寿命は、寿命に係数を乗じて得る。工具Ｘ１の場合、係数２を利用することによって、実寿命が２００００個になる。製品生産システム１０において２種類の製品が併せて２００００個生産されると、工具Ｘ１が１００００個の製品を生産するために使用される。この１００００個という数値は工具Ｘ１の寿命に一致する。
係数は、製品の生産比率に応じて設定される。例えば、製品Ｌ１と製品Ｌ２と製品Ｌ３を１：２：３の割合で生産する場合であって、製品Ｌ１の生産のためにしか使用されない工具が存在する場合は、その工具の係数は６になる。また、この例において製品Ｌ２とＬ３の生産のために使用されるが製品Ｌ１の生産のためには使用されない工具が存在する場合は、その工具の係数は６／５になる。
本実施例では、製品生産システム１０における各種製品の生産比率に対応した寿命（即ち実寿命）が各工具に設定されている。
【００２６】
続いて、図４の基本データ記憶部２６の記憶内容について説明する。図６には、基本データ記憶部２６の記憶内容が示されている。
基本データ記憶部２６は、単位作業間隔と作業点数を記憶している。単位作業間隔は、ある作業カード（図３参照）を使用してからその次の作業カードを使用するまでの間隔である。本実施例では、各工具の実寿命（又は品質チェック作業の頻度）の中で最も小さい実寿命（又は品質チェック作業の頻度）を単位作業間隔として選択する。図５に示されるように、本実施例では品質チェック作業ＷＸの頻度（１０００個）が最も小さい。このために、単位作業間隔として１０００個が採用されている。
作業点数は、作業点の数である。作業点は、作業周期内で作業員が１枚の作業カードに示された作業群を実施するタイミングである。本実施例では、３００００個の作業周期内で１０００個毎に作業点が設定されている。即ち、本実施例の場合、３０個の作業点数が存在する。作業点数は作業カード枚数に一致する。本実施例では、作業点数（即ち作業カード枚数）が３０に設定されている。任意の数を作業点数として選択することができる。作業点数が大きいとカード枚数が多くなる。カード枚数が多くなり過ぎない範囲で作業点数を設定することが好ましい。
【００２７】
図４の利用工具データ記憶部２８の記憶内容について説明する。図７には、利用工具データ記憶部２８の記憶内容が示されている。
利用工具データ記憶部２８は、作業ＮＯ．と機番と作業内容と作業時間と作業間隔が対応づけて記憶されている。作業ＮＯ．と機番と作業内容と作業時間については実工具データ記憶部２２の記憶内容（図５参照）と同様であるために、ここでは説明を省略する。作業間隔は、次のようにして設定される。
図８には、作業間隔を決定する処理のフローチャートである。この処理は、図４に示される計算部３２によって実行される。計算部３２は、まず、作業点数の約数を算出する（ステップＳ２）。本実施例では作業点数として３０を採用しているために、ステップＳ２において１，２，３，５，６，１０，１５，３０が算出される。算出された約数は、図４に示される一時記憶スペース３０に格納される。
続いて、ステップＳ２において算出された約数に単位作業間隔を乗じる。本実施例では単位作業間隔として１０００を採用しているために、ステップＳ４において１０００，２０００，３０００，５０００，６０００，１００００，１５０００，３００００が算出される。算出された数は一時記憶スペース３０に格納される。
続いてステップＳ６を実行する。ステップＳ６では、作業毎に、その作業の実寿命以下の数であって最も大きい数をステップＳ４で得られた数の中から選択する。例えば、図５に示される作業Ｗ１は、実寿命が２００００である。２００００以下の数であって、ステップＳ４で算出された数の中で最も大きい数は、１５０００である。このために、ステップＳ６においては、作業Ｗ１に対して１５０００が選択される。また例えば、図５に示される作業Ｗ２は、実寿命が６０００である。ステップＳ４で算出された数の中に６０００があるために、作業Ｗ２に対して６０００が選択される。同様にして、他の作業についても数値を選択する。
ステップＳ８では、ステップＳ６で選択された数値を利用工具データ記憶部２８の作業間隔として記憶させる。例えば、作業Ｗ１の作業間隔として１５０００を記憶させる。作業Ｗ２の作業間隔として６０００を記憶させる。
上記の各処理を経ることによって、利用工具データ記憶部２８の各作業に対応する作業間隔が設定される。
【００２８】
図４に示される一時記憶スペース３０は、計算部３２の計算結果等が一時的に記憶される。計算部３２は、各種の計算やその他の処理を実行する。出力制御部３４は、モニタ４２やプリンタ４４に対して出力するデータを統括的に制御する。
上述したように、システム１０の管理者はキーボード４０を利用して様々な情報を入力することができる。モニタ４２は、出力制御部３４から出力されたデータを表示する。プリンタ４４は、出力制御部３４から出力されたデータを印刷する。プリンタ４４によって上述した作業カード（図３参照）が印刷される。
【００２９】
続いて、定期作業計画を立案するための処理について説明する。この処理は、計算部３２によって実施される。図９には、定期作業計画立案処理のフローチャートが示されている。計算部３２は、まず、ステップＳ１０の処理を実行する。ステップＳ１０では、機番が同じであり、かつ、作業間隔が同じである作業群をグループ化する。この処理は、利用工具データ記憶部２８の記憶内容（図７参照）を検索することによって実行される。図７を例にすると、作業Ｗ４と作業Ｗ５は同じ機番Ｍ２に対応づけられており、それらの作業Ｗ４，Ｗ５の作業間隔は共に２０００である。このために、ステップＳ１０の処理では、作業Ｗ４と作業Ｗ５が１つのグループにされる。グループにされた作業群（Ｗ４とＷ５等）は、以降の処理において１つの作業として扱われる。ステップＳ１０では、利用工具データ記憶部２８の記憶内容を、作業群がグループ化された情報を含む内容に書換える。図１０は、書換え後の利用工具データ記憶部２８の記憶内容を示す。図１０に示されるように、書換え後の利用工具データ記憶部２８では、作業Ｗ４と作業Ｗ５がグループ化されて１つの作業ＷＭ１として書換えられている。作業ＷＭ１に対応する作業時間は、作業Ｗ４の作業時間（２０４秒）と作業Ｗ５の作業時間（２３６秒）の和（４４０秒）である。利用工具データ記憶部２８は、ステップＳ１０で書換えられた後でも、グループ化された各作業の情報が失われないようになっている。即ち、作業ＷＸ１は、作業Ｗ４と作業Ｗ５をグループ化したものであることがわかるようになっている。また、作業Ｗ４と作業Ｗ５のそれぞれに対応する機番と作業内容と作業時間と作業間隔が記憶されている。
【００３０】
図９のステップＳ１０を終えると、ステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、利用工具データ記憶部２８の記憶内容を作業時間が大きい順になるように書換える。図１１は、ステップＳ１２の書換え後の利用工具データ記憶部２８の記憶内容を示す。図１１では、作業時間が長い作業が表の上の方になるように作業の順番を並び替えている。作業Ｗ２０が最も作業時間（５２０秒）が長い。次いで、作業Ｗ２（４６０秒）や作業ＷＭ１（４４０秒）が続いている。ステップＳ１２では、最も作業時間が長い作業をＴ０とし、作業時間が短くなっていくにつれてＴ１，Ｔ２…となるようにナンバーを付している。
【００３１】
続いて、図９のステップＳ１４〜Ｓ２０の処理を実行する。ここでは、ステップＳ１４〜Ｓ２０の処理を容易に理解することができるように次のグラフを参照にする。図１２には、横軸に製品の累積生産個数（２種類の製品の合計生産個数）をとり、縦軸に合計作業時間をとったグラフを示している。
本実施例の作業周期は３００００個である。作業周期は、単位作業間隔（１０００個）に作業点数（３０）を乗じると得ることができる。作業周期は、各作業の作業間隔の公倍数になっている。このことは、図８の処理において、作業点数の約数のいずれかに単位作業間隔を乗じたものが各作業の作業間隔として設定されていることから明らかである。
単位作業間隔は、作業周期の約数である。また単位作業間隔は、各作業の作業間隔の最大公約数になっている。作業点数の約数のいずれかに単位作業間隔を乗じたものが各作業の作業間隔として設定されていることから、単位作業間隔が各作業の作業間隔の公約数になることは明らかである。
各作業点は、作業周期（３００００個）の中で単位作業間隔（１０００個）毎に設定されている。１番目の作業点は１０００個の位置になり、３０番目の作業点は３００００個の位置にある。なお以下では、ｎ番目（ｎは１〜３０）の作業点のことを第ｎ作業点と呼ぶ。各作業点には作業群が割当てられる。各作業は、その作業の作業間隔に従ったパターンで各作業点に割当てられている。即ち、作業Ｗ２０の作業間隔は１００００個であるために（図１１参照）、作業Ｗ２０は１００００個毎（１０個の作業点毎）に割当てられている。
各作業の縦の長さは、その作業の作業時間に相当する。最も長い作業時間の作業Ｗ２０は最も長い。
【００３２】
図９のステップＳ１４〜Ｓ２０では、各作業を順に割当てる。上述のグラフを参照しながら、ステップＳ１４〜Ｓ２０の処理について説明する。
ステップＳ１４では、Ｔ０（図１１参照）で示される作業Ｗ２０の割当てパターンを決定する。作業Ｗ２０の作業間隔は１００００個である。１００００個の作業間隔が保たれるようにして作業Ｗ２０を割当てる。ステップＳ１４を実行する段階では、いずれの作業も割当てられていない。作業Ｗ２０は、任意の割当てパターンで割当てる。本実施例では、作業Ｗ２０は、第６作業点と第１６作業点と第２６作業点に割当てられている。１００００個の作業間隔が保たれるようにして割当てられている。作業Ｗ２０の割当てに対する他の作業の割当てパターンを考察するためには、作業Ｗ２０の割当てパターンを複数個考える必要がない。
作業Ｗ２０の割当てパターンをステップＳ１４で決定すると、続いて、Ｔ１で示される作業Ｗ２（図１１参照）の割当てパターンを決定する（ステップＳ１６）。図１３を参照にしてステップＳ１６の処理について詳しく説明する。図１３には、図９のステップＳ１６の処理を具体化したフローチャートが示されている。図１３に示されるように、まず、Ｔｉ（現段階ではＴ１）で示される作業（現段階ではＷ２）の割当てパターンを仮決定する（ステップＳ３０）。図１２を参照にして、割当てパターンを仮決定する様子を説明する。ここでは、Ｔ１の作業Ｗ２の割当てパターンを仮決定する様子ではなくて、複数の作業が既に割当てられた後に作業Ｗ３０の割当てパターンを仮決定する様子を説明する。Ｔ１の作業Ｗ２や他の作業の割当てパターンも同様に仮決定される。図１２のグラフの上部には、作業Ｗ３０の３つの割当てパターンが示されている。作業Ｗ３０の作業間隔が３０００個であるために、作業Ｗ３０を各作業点に割当てるパターンは３通り存在する。即ち、図１２に示されるパターン１とパターン２とパターン３が存在する。パターン１は、第１作業点を起点にして３つの作業点毎に作業Ｗ３０が割当てられている。パターン２は、パターン１の全体を１つの作業点だけ右にずらしたものであり、第２作業点を起点にして３つの作業点毎に作業Ｗ３０が割当てられている。パターン３は、パターン２の全体を１つの作業点だけ右にずらしたものであり、第３作業点を起点にして３つの作業点毎に作業Ｗ３０が割当てられている。パターン３を１つの作業点だけ右にずらすとパターン１になる。従って、作業Ｗ３０を各作業点に割当てるパターンは３通りである。
ステップＳ３０では、考えられる全ての割当てパターンの中から１つの割当てパターンを仮決定する。上記した作業Ｗ３０の場合であれば、パターン１とパターン２とパターン３のいずれかが仮決定される。Ｔ１で示される作業Ｗ２は、作業間隔が６０００個であり（図１１参照）、６通りの割当てパターンが存在する。ステップＳ３０では、その６通りの割当てパターンのいずれかが選択される。
【００３３】
ステップＳ３２では、ステップＳ３０で仮決定された割当てパターンに従って作業を割当てた場合の目的関数値を算出する。本実施例では、各作業点における合計作業時間の分布の標準偏差を目的関数値として採用する。ステップＳ３２では、まず、作業点毎の合計作業時間を計算する。次いで、作業点毎の合計作業時間から標準偏差を計算する。計算された標準偏差は、一時記憶スペース３０（図４参照）において記憶される。
ステップＳ３４では、全ての割当てパターンの標準偏差を計算したか否かを判断する。例えば、図１２の作業Ｗ３０の場合であれば、３つのパターンに従って割当てた場合のそれぞれの標準偏差を計算したか否かを判断する。全ての割当てパターンの標準偏差を計算していない場合（ステップＳ３４でＮＯの場合）は、ステップＳ３０に戻って異なる割当てパターンを仮決定し、ステップＳ３２の処理を実行して標準偏差を計算する。
全ての割当てパターンの標準偏差を計算した場合（ステップＳ３４でＹＥＳの場合）は、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、各割当パターンの中から標準偏差が最も小さい割当てパターンを選択し、その割当てパターンで作業を割当てる。例えば、図１２の作業Ｗ３０において、パターン１〜パターン３の中でパターン２を選択したときの作業点毎の合計作業時間のバラツキが小さい場合（パターン２によるときの標準偏差が最も小さい場合）には、作業Ｗ３０をパターン２で割当てる。即ち、第２作業点を起点にして３つの作業点毎に作業Ｗ３０が割当てられる。図１２のグラフにおいては、パターン２で作業Ｗ３０が割当てられた様子を破線で示している。
なお、２つ以上の割当てパターンの場合の標準偏差が同じであって、その標準偏差が他の割当てパターンよりも小さい場合は、その中からいずれの割当てパターンを選択するようにしてもよい。
ステップＳ３０〜Ｓ３６の処理を実行することによって、作業の割当てパターンが決定される。
【００３４】
図９のステップＳ１６の処理（図１３の処理）が終了すると、ステップＳ１８に進んでＴｉの「ｉ」に１を加算する。即ち、Ｔ１の作業Ｗ２の割当てパターンをステップＳ１６で決定したのであれば、ステップＳ１８では「２」が求められる。ステップＳ２０では、「ｉ」がｍ（ステップＳ１２や図１１参照）より大きいか否かを判別する。即ち、全ての作業について割当てパターンが決定されたか否かが判別される。ステップＳ２０でＮＯと判別されると、次の作業の割当てパターンを決定する処理（ステップＳ１６）が実行される。Ｔ１の作業Ｗ２の割当てパターンをステップＳ１６で決定してステップＳ２０の判別が行なわれた場合は、ステップＳ２０でＮＯと判別されてステップＳ１６に戻る。この場合、ステップＳ１６では、Ｔ２の作業ＷＭ１（図１１参照）の割当てパターンが決定される。
ステップＳ２０でＹＥＳと判別されると、グループにした作業をばらす（ステップＳ２２）。例えば、図１２の第１作業点等に割当てられている作業ＷＭ１を作業Ｗ４と作業Ｗ５にばらす。ステップＳ２２では、グループ化された全ての作業についてグループ化が解除される。
グループ化を解除すると、各作業点に割当てられた作業群を作業Ｎｏ．順に並び替える（ステップＳ２４）。例えば、ある作業点において、作業Ｗ４、作業Ｗ５、作業Ｗ３０、作業Ｗ１５、作業Ｗ１の順で割当てられている場合、作業Ｗ１、作業Ｗ４、作業Ｗ５、作業Ｗ１５、作業Ｗ３０の順に並び替える。
ステップＳ２４を終えるとステップＳ２６を実行する。ステップＳ２６では、１つの作業点に割当てられている作業群の情報を１枚の作業カードに印刷する。３０の作業点が存在することから３０枚の作業カードが印刷されることになる。この処理は、出力制御部３４がプリンタ４４にデータを出力することによって実行される。ステップＳ２６の処理を実行することによって、図３に示される作業カードが作成される。作業カードには、作業Ｎｏ．の順に作業が並んでいる。作業者は、作業カードに示されている作業Ｎｏ．の順に作業を実施する。作業Ｎｏ．は機械Ｍ１〜Ｍ２０の順に並んでいる。このために、作業Ｎｏ．の順に作業が実施されると、作業者は機械Ｍ１，Ｍ２…と順に回っていくことになる。作業員の歩行距離を一定化することができる。なお、ステップＳ２６の処理では、各作業カードの内容をモニタ４２に表示するようにしてもよい。
上記したＳ１０〜Ｓ２６の処理を実行することによって、定期作業計画が立案されるとともに、作業カードが作成される。上記した実施例によると、合理的な定期作業計画を短時間で立案することができる。
【００３５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
上記した実施例では、各定期作業Ｗ１等を段階的に割当てていく手法を採用している。しかしながら、本発明の技術思想は、各定期作業の全ての割当てパターンの組合せから最もバラツキの小さい組合せを探索する手法にも適用することができる。
本実施例の技術は、工具交換作業や品質チェック作業以外の定期作業について作業計画を作成する場合にも利用することができる。例えば、介護支援サービスの巡回作業、システムの定期的なメンテナンス作業、定期的な営業（外回り）作業、パトロール作業、病院での患者診察作業等の定期作業計画を作成する場合にも利用することができる。
【００３６】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の内容を説明するための図である。経時的に変化する値（時間や製品生産個数等）を横軸にとり、合計作業時間を縦軸にとったグラフを示す。
【図２】実施例の製品生産システムの概略図を示す。
【図３】作業カード群を示す。
【図４】実施例の定期作業計画立案装置の構成を示す。
【図５】実工具データ記憶部の記憶内容を示す。
【図６】基本データ記憶部の記憶内容を示す。
【図７】利用工具データ記憶部の記憶内容を示す。
【図８】作業間隔決定処理のフローチャートを示す。
【図９】定期作業計画立案処理のフローチャートを示す。
【図１０】２つ以上の定期作業がグループ化された後の利用工具データ記憶部の記憶内容を示す。
【図１１】作業時間順に並び替えた後の利用工具データ記憶部の記憶内容を示す。
【図１２】定期作業の割当てパターンを決定する様子を説明するための図である。製品生産個数を横軸にとり、合計作業時間を縦軸にとったグラフを示す。
【図１３】割当てパターン決定処理のフローチャートを示す。
【図１４】従来技術を説明するための図を示す。製品生産個数を横軸にとり、合計作業時間を縦軸にとったグラフを示す。
【符号の説明】
【００３８】
１０：製品生産システム
２０：定期作業計画立案装置
２２：コンピュータ
２４：実工具データデータ記憶部
２６：基本データ記憶部
２８：利用工具データ記憶部
３０：一時記憶スペース
３２：計算部
３４：出力制御部
４０：キーボード
４２：モニタ
４４：プリンタ
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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