(57)【要約】【課題】その時々の環境変化に対応して、複数工程に関する最適な生産稼動計画を作成または評価する生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置を提供することを目的とする。【解決手段】オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画立案装置であって、対象ラインとロット種類、ロットの大きさに関する制約条件データ、ライン間のリードタイム及び解法パターンに関するパラメータと通過予定ライン、計画対象重量や納期を含む計画対象オーダ情報を記憶する記憶手段と、少なくとも納期遵守、在庫最小、ロット重量最大の評価指標に対して、複数の解法パターンを具備し、その中から選択された解法パターンにもとづいて、生産稼働計画を演算する。【選択図】図１
2007079663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画立案装置であって、
対象ラインとロット種類、ロットの大きさに関する制約条件データ、ライン間のリードタイム及び解法パターンに関するパラメータと通過予定ライン、計画対象重量や納期を含む計画対象オーダ情報を記憶する記憶手段と、
少なくとも納期遵守、在庫最小、ロット重量最大の評価指標に対して、複数の解法パターンを具備し、その中から選択された解法パターンにもとづいて、生産稼働計画を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする生産稼動計画立案装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生産稼動計画立案装置において、
前記演算手段における演算処理は、
（Ａ）計画対象オーダ量とラインの処理能力から各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、
（Ｂ）前記（Ａ）で作成した余力係数を用いてチャンスフリー状態でオーダをスケジュール上に割り当て、
（Ｃ）前記（Ｂ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを遵守するように上工程のライン間の同期化を考慮してロット作成及びスケジュール上への配置を行い、
（Ｄ）前記（Ｃ）の上工程ロット配置に基づいて、チャンスフリー状態でオーダを下工程のスケジュール上に割り当て、
（Ｅ）前記（Ｄ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを下工程のスケジュールを遵守するように、下工程の各ライン独立で仮ロットを作成して、スケジュール上への配置を行い、
（Ｆ）前記（Ｅ）の下工程に配置された仮ロットへ再度オーダを割り当て、仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動を行い、
下工程のロットの大きさと製造スケジュールを確定することを特徴とする生産稼動計画立案装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の生産稼動計画立案装置において、
他の生産管理システムから入力されるオーダ情報や製造進捗実績情報を演算手段が演算において必要とするオーダ情報に変換するとともに、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集できるデータ管理部を更に備えたことを特徴とする生産稼動計画立案装置。
【請求項４】
オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画評価装置であって、
対象ラインとロット種類、ロットの大きさに関する制約条件データ、ライン間のリードタイム及び解法パターンに関するパラメータと通過予定ライン、計画対象重量や納期を含む計画対象オーダ情報を記憶する記憶手段と、
演算手段とを備え、
該演算手段は、少なくとも納期遵守、在庫最小、ロット重量最大の評価指標に対して、複数の解法パターンを具備し、複数の解法パターンに対応して複数の生産稼動計画を作成し、各生産稼動計画の評価値にもとづいて、採用する生産稼動計画を決定することを特徴とする生産稼動計画評価装置。
【請求項５】
請求項４に記載の生産稼動計画評価装置において、
前記演算手段は、
（Ａ）計画対象オーダ量とラインの処理能力から各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、
（Ｂ） 前記（Ａ）で作成した余力係数を用いてチャンスフリー状態でオーダをスケジュール上に割り当て、
（Ｃ）前記（Ｂ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを遵守するように上工程のライン間の同期化を考慮してロット作成及びスケジュール上への配置を行い、
（Ｄ）前記（Ｃ）の上工程ロット配置に基づいて、チャンスフリー状態でオーダを下工程のスケジュール上に割り当て、
（Ｅ）前記（Ｄ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを下工程のスケジュールを遵守するように、下工程の各ライン独立で仮ロットを作成して、スケジュール上への配置を行い、
（Ｆ）前記（Ｅ）の下工程に配置された仮ロットへ再度オーダを割り当て、仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動を行い、下工程のロットの大きさと製造スケジュールを確定し、
（Ｇ）前記（Ｆ）の結果に関し、納期達成率やロットの大きさや在庫量に関する集計値を作成し、コスト換算可能なものについてはコストを算出することを特徴とする生産稼動計画評価装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の生産稼動計画評価装置において、
他の生産管理システムから入力されるオーダ情報や製造進捗実績情報を演算手段が演算において必要とするオーダ情報に変換するとともに、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集できるデータ管理部を更に備えたことを特徴とする生産稼動計画評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置に関し、特に、オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置（従来技術１）には、初期ロットの大きさと配置を外部から与えて、オーダを割り当て過不足状況を担当者に提示して、担当者がマンマシン対話方式で修正するものがあった。
【０００３】
また別の従来の生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置（従来技術２）には、納期より逆算した連鋳の処理基準日に基づいて連鋳のロット作成と配置を行い、他のプロセス群はそれとは別に各々独立に生産稼動計画を作成するものがあった。
【０００４】
更に別の従来の生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価装置（特許文献１）には、部分工程ごとの評価関数に基づいた部分工程ごとのモデルを構築し、部分工程ごとに解を作成し、全体評価し、遺伝的アルゴリズムによって解の世代を進ませ全体評価を繰り返すという方法で生産計画を作成するものがあった。
【特許文献１】特開２００２−３２１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術１では、最適解が外部から与えた初期ロットに大きく左右され最適解が得られないうえ時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、従来技術２では、多くの在庫を抱えることとなり、全体最適化を追求した生産稼動計画を作成することは困難であった。
【０００７】
さらに、特許文献１に開示された技術では、評価基準となる納期達成率や生産性や在庫等の重みはその時々の環境条件で変化し、かつ納期達成率のような非価格競争力とロットサイズによる生産性や在庫のようなコスト換算可能なものを同一次元で比較することは難しく、この評価値の設定方法で解が大きく左右されてしまうとともに、初期解の作成精度によって演算時間が大きく左右されるため一定レベルに到達しないままの解となる危険性があった。従がって、その時々の環境変化に対応して、全体最適となる生産計画を短時間で作成することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その時々の環境変化に対応して、複数工程に関する最適な生産稼動計画を作成または評価する生産稼動計画立案装置及び生産稼動計画評価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】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画立案装置であって、対象ラインとロット種類、ロットの大きさに関する制約条件データ、ライン間のリードタイム及び解法パターンに関するパラメータと通過予定ライン、計画対象重量や納期を含む計画対象オーダ情報を記憶する記憶手段と、少なくとも納期遵守、在庫最小、ロット重量最大の評価指標に対して、複数の解法パターンを具備し、その中から選択された解法パターンにもとづいて、生産稼働計画を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする生産稼動計画立案装置である。なお、本発明の解法パターンとは、納期、在庫、ロットの評価項目に対する優先順を規定した組合せパターンのことを指す。
【００１０】
また本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の生産稼動計画立案装置において、
前記演算手段における演算処理は、（Ａ）計画対象オーダ量とラインの処理能力から各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、（Ｂ）前記（Ａ）で作成した余力係数を用いてチャンスフリー状態でオーダをスケジュール上に割り当て、（Ｃ）前記（Ｂ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを遵守するように上工程のライン間の同期化を考慮してロット作成及びスケジュール上への配置を行い、（Ｄ）前記（Ｃ）の上工程ロット配置に基づいて、チャンスフリー状態でオーダを下工程のスケジュール上に割り当て、（Ｅ）前記（Ｄ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを下工程のスケジュールを遵守するように、下工程の各ライン独立で仮ロットを作成して、スケジュール上への配置を行い、（Ｆ）前記（Ｅ）の下工程に配置された仮ロットへ再度オーダを割り当て、仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動を行い、下工程のロットの大きさと製造スケジュールを確定することを特徴とする生産稼動計画立案装置である。
【００１１】
また本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の生産稼動計画立案装置において、他の生産管理システムから入力されるオーダ情報や製造進捗実績情報を演算手段が演算において必要とするオーダ情報に変換するとともに、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集できるデータ管理部を更に備えたことを特徴とする生産稼動計画立案装置である。
【００１２】
また本発明の請求項４に係る発明は、オーダ情報に基づいて複数のラインを経て製品を製造し、各ラインでは同一仕様条件でロットにまとめて、かつロットにまとめる仕様条件がライン毎に異なる生産形態における生産稼動計画評価装置であって、対象ラインとロット種類、ロットの大きさに関する制約条件データ、ライン間のリードタイム及び解法パターンに関するパラメータと通過予定ライン、計画対象重量や納期を含む計画対象オーダ情報を記憶する記憶手段と、演算手段とを備え、該演算手段は、少なくとも納期遵守、在庫最小、ロット重量最大の評価指標に対して、複数の解法パターンを具備し、複数の解法パターンに対応して複数の生産稼動計画を作成し、各生産稼動計画の評価値にもとづいて、採用する生産稼動計画を決定することを特徴とする生産稼動計画評価装置である。
【００１３】
また本発明の請求項５に係る発明は、請求項４に記載の生産稼動計画評価装置において、前記演算手段は、（Ａ）計画対象オーダ量とラインの処理能力から各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、（Ｂ） 前記（Ａ）で作成した余力係数を用いてチャンスフリー状態でオーダをスケジュール上に割り当て、（Ｃ）前記（Ｂ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを遵守するように上工程のライン間の同期化を考慮してロット作成及びスケジュール上への配置を行い、（Ｄ）前記（Ｃ）の上工程ロット配置に基づいて、チャンスフリー状態でオーダを下工程のスケジュール上に割り当て、（Ｅ）前記（Ｄ）で割り当てられた各オーダのスケジュールを下工程のスケジュールを遵守するように、下工程の各ライン独立で仮ロットを作成して、スケジュール上への配置を行い、（Ｆ）前記（Ｅ）の下工程に配置された仮ロットへ再度オーダを割り当て、仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動を行い、下工程のロットの大きさと製造スケジュールを確定し、（Ｇ）前記（Ｆ）の結果に関し、納期達成率やロットの大きさや在庫量に関する集計値を作成し、コスト換算可能なものについてはコストを算出することを特徴とする生産稼動計画評価装置である。
【００１４】
さらに本発明の請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載の生産稼動計画評価装置において、他の生産管理システムから入力されるオーダ情報や製造進捗実績情報を演算手段が演算において必要とするオーダ情報に変換するとともに、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集できるデータ管理部を更に備えたことを特徴とする生産稼動計画評価装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、納期遵守、在庫最小、ロット最大という相反する狙いに対して、複数の解法パターンを具備し、その時々の環境条件にあった解法パターンの選択を可能としており、ロットの大きさ決定等の処理を解法パターンによって変えるとともに、各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、上工程での同期化を狙ったロット作成と配置を行い、下工程の仮ロット作成及び仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動によるロットの大きさと位置の確定を行うようにしたので、その時々の環境にあった最適な生産稼動計画を作成することができるとともに、大量データを対象とした複雑なスケジュール問題の解を短時間で得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明は、納期遵守、在庫最小、ロット最大という相反する狙いに対して、複数の解法パターンを具備し、複数の解法パターンに対して各々生産稼動計画を作成し、各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、上工程での同期化を狙ったロット作成と配置を行い、下工程の仮ロット作成及び仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動によるロットの大きさと位置の確定を行い、この時ロットの大きさ決定等の処理を解法パターンによって変えるようにしたので、解法パターンに従った最適な生産稼動計画を作成することができる。さらに、その結果に対して納期達成率・在庫・ロットの大きさ等を集計し、コスト換算可能なものはコスト換算するようにし、また大量データを対象とした複雑なスケジュール問題の複数パターンの解を短時間で得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施形態１
図３は、本発明の実施形態１および実施形態２（後述）で計画の対象とする製造ラインとロット種類、ロットの大きさ(重量)に関する条件及び当該ロットを当該製造ラインで製造する能率を示す処理能率を例として示した図である。各ラインでは生産効率及び品質の観点から同一属性のものをまとめてロット単位の処理を行っている。そのロットの集約要件は製造ライン毎に異なっており、例えば連鋳機(連続鋳造機)では成分、熱間圧延では材質と板厚、ＣＧＬやＥＴＬなどの鍍金ラインでは鍍金種類と鍍金厚となっている。またロット種類毎にロットの大きさ(重量)の最小値と最大値が決められ、生産効率や品質面では出来るだけロットが大きい方が望ましいが、納期達成率やライン前の在庫量の面に関してはロットが小さい方が望ましい。
【００１８】
図４は、実施形態１および２で生産稼動計画を立案するために使用されるオーダ情報を例として示した図である。オーダは通過予定工程(ライン)と対応するロット種類、生産稼動計画の対象とするロット重量である対象重量、使用開始可能時刻や納期情報を保有している。図中、使用開始可能時刻や納期情報の数値は、スケジュール開始時刻を基準(0)にして、そこから経過した時間(単位：分)で示している。
【００１９】
図５は、実施形態１および２で使用するリードタイムを例として示した図である。前工程の処理が完了して、次工程の処理を行うためには次工程への運搬に要するハンドリング時間等が必要であり、これらを基準にして最小値を設定して表に示している。一方工程間の在庫量は工程間のリードタイムの長さによって決まるため、在庫量をコントロールするものとして最大値を設定して使用する。
【００２０】
図６は、実施形態１および２で使用する休止予定を例として示した図(表)である。休止予定は、メンテナンス要員制約や設備保証(設備点検)の観点から予め決められる。
【００２１】
図７は、実施形態１および２で、評価項目に対する優先順を指示する解法パターンを示した図である。生産稼動枠を作成する時の狙いは、ロット最大・納期遵守・在庫最少であるが、ロット最大・納期遵守・在庫最少はトレードオフの関係にあり、かつその優先度はその時々の環境条件によって変化する。また納期のような非価格競争力とロットの大きさ等で決まるコストを同一次元で評価することは出来ない。これは、その時々の環境によって解法パターンを使い分けることによって、この課題を解決できるようにしたものである。
【００２２】
図１は、実施形態１に係る生産稼動計画立案装置のシステム構成の例を示した図である。システムの演算手段２０が読み込み可能なデータとして、生産稼動計画の作成に必要なパラメータが記憶手段２１に記憶されている。パラメータには、対象ラインとロット種類・ロットの大きさに関する条件及び処理能率、リードタイム、休止予定、解法パターン等が含まれる。このパラメータに変更が生じた場合には、入出力端末から新しいデータを入力し、データ管理部２３を介してデータが変更できるようになっている。
【００２３】
また記憶手段２１には、生産計画立案の対象となるオーダ情報が記憶されており、演算手段２０が読込むようになっている。データ管理部２３が、他の生産管理システムからのオーダ情報や進捗実績情報から演算手段２０が必要とするオーダ情報に変換している。期間によっては、オーダが受注されていないケースも存在するため、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集する機能も具備している。演算手段２０はデータ読み込み部２０aと生産稼動計画作成部２０bからなり、パラメータ及びオーダ情報を読み込んで、生産稼動計画を作成する。その作成された生産稼動計画の結果は結果記憶手段２５に記憶され、ディスプレイやプリンタ等からなる生産稼動計画出力部２６に出力される。
【００２４】
図２は、本発明の実施形態１に係る生産稼動計画を作成する際の処理の流れを示したフローチャートである。この生産稼動計画の作成は、図1に示されるシステム（計算機）によって自動的に行われるものとする。
【００２５】
まず演算手段２０は、例えば、工程管理部門の担当者による入力端末２２からの解法パターンの指示によって自動的に演算が開始されて、記憶手段２１からパラメータを読み込む（STEP０１）。
【００２６】
図８は、初期スケジュールの例を示した図であり、各ラインの休止予定の時間帯が配置されている。図９は、図８のスケジュールにオーダの各通過ラインの最早処理可能時刻と最遅処理限界時刻を加えたスケジュールの例を示した図である。また図９は、オーダを最早処理可能時刻と最遅処理限界時刻で示される範囲内でスケジュール上に割り当てるようにするための指標の図である。図１０はオーダの通過予定ラインにおける余力係数を示した例であり、他のオーダ群を考慮した場合の該当オーダに与えられた余裕時間を表すものであり、この余裕係数が小さい程優先的に割り当てる必要があることを示す。従来のスケジューリングではネック工程から割り当てるのが一般的であるが、ネック工程は時間帯によって変化するという問題があったがこの余裕係数は時間帯による影響を考慮する必要がない。
【００２７】
図１１は、チャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）でのオーダ単位の初期スケジュールへの割り当てから上工程ロット作成及び配置までの変化の例を示した図である。図１２は、上工程ロットの配置に基づいてのチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）でのオーダ単位の下工程への割り当てから下工程のロット作成から配置までの変化の例を示した図である。
【００２８】
以降これらの図を用いて、図２のフローチャートの各STEPを説明する。
【００２９】
まず、演算手段２０は、休止情報とシステム内のカレンダー情報から図８の初期スケジュール情報を作成する（STEP０２）。
【００３０】
次に演算手段２０は、オーダ情報を読み込み（STEP０３）、対象重量と処理能率から処理時間を求めオーダ情報に付加する。またリードタイムの最小値及び最大値等を付加する。さらに図９のように、初期スケジュール上で、通過予定工程順に最早の処理可能時刻を求める。また納期から通過予定工程を遡って最遅処理限界時刻を求める（STEP０４）。なお、図９中の使用開始可能時刻とは、そのラインで製造が可能とされる時刻であり、例えば、仕様付加の処理を行う時間分だけ、スケジュール開始時刻から使用開始可能時刻まで時間が遅れる。
【００３１】
次に演算手段２０は、図１０のようにラインごとに、初期スケジュールにおける時系列上の累積処理能力を求める。図１０においては、スケジュール開始時刻Ｐから、所定の単位時間間隔での各時刻での累積処理能力を示している。そして、該ラインを通過予定にもつオーダを最遅限界時刻上に割り当て、時系列上の累積処理時間を求める。そして該ラインにおける該オーダの余力係数を“（該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理能力−該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理時間）÷該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理オーダ数”として求める。また該オーダの代表余力係数を各ラインの余力係数の最小値とする（STEP０5）。なお、処理能力は、本発明では、例えば、図１３および下式に示すように定義されるものである。
【００３２】
時刻Qおける処理能力＝スケジュール開始から時刻Qまでの時間（T）−その間の休止予定時間（ｔ）
次に図１１の（その１）のように、対象オーダをチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）で、初期スケジュール上に割り当てる。例えば、一定ピッチで時刻を進め、順次オーダを割り当てる。該時刻で割り当て可能な対象オーダの中から、例えばSTEP０5で求めた代表余力係数が最も小さいオーダを選択し、最も余力係数の小さいライン(図１１に示す「割当て開始ライン」)から前後工程にオーダを割り当てることを繰り返す（STEP０６）。
【００３３】
熱間圧延機では、熱原単位低減の観点から、連鋳機で鋳造されたスラブを、加熱炉に短時間入れて加熱後圧延する。または加熱しないでダイレクトに圧延するという同期化操業が行われている。従がって連鋳機と熱間圧延機の間では、同期化操業を狙ったロットの作成及び配置が必要となる。
【００３４】
まず同期化対象材をロット種類別にSTEP０６の連鋳割り当て時刻の早い順にソートする（STEP０７）。
【００３５】
次に、例えばロット種類別に、割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめ同期化ロットとする。但し最早処理可能時刻と最遅限界時刻がラップする範囲でまとめる（STEP０８）。
【００３６】
次に図１４に示すように、例えば、“ロットに含まれる各オーダの（重量×STEP０６の割当て時刻）の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計”を算出して、その値をロットを配置する時刻とする。ここで、割当て時刻とは、スケジュール開始時刻を基準にした時刻であり、図１４では、例えば分単位で表して、計算している。例えば、同期化ロットを図１１の（その２）のように、順次スケジュール上に配置する（STEP０９）。
【００３７】
次に同期化ロットを割り当て時刻の早い順にチェックし、ロットの最大値に到達しないものが有れば、例えば同期化非対象であるが、同一ロットに組み込み可能なオーダを、STEP０６の連鋳割当て時刻がロットの割当て時刻に近いものから、順次組み込んでロットを大型化する（STEP１０）。
【００３８】
次に上記でロットに組み込まれなかったオーダを対象に時系列上で順次、作成可能な全種類のロットを作成し、そのうち最も納期、在庫、ロットなど評価指標の高いものを割り当てるという処理を繰り返し図１１の（その３）に示す連鋳のスケジュールを作成する。この時のロットの作成方法は例えば、STEP０６の割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめる。そしてロットの選択方法は、例えばロット重量の優先度が納期の優先度より高い場合はロット重量比が最大のものとし、逆の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP０６の割当て時刻)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最小のものとする（STEP１１）。
【００３９】
次に熱間圧延機の同期化ロットを割り当て時刻の早い順にチェックし、ロット重量の最大値に到達しないものが有れば、例えば同期化非対象で同一ロットに組み込み可能なオーダで、連鋳ロットの割り当て時刻が該ロットの割り当て時刻に近いものから順次チェックし組み込み可能であれば順次組み込んでロットを大型化する。この時、例えばロット重量の優先度が在庫の優先度より高い場合はライン間のリードタイムは無視する。逆の場合は、リードタイムがパラメータで与えられた最大値以下になるオーダの場合のみオーダを組込んでロットを大型化する（STEP１２）。
【００４０】
次に上記でロットに組み込まれなかったオーダを対象に時系列上で順次、作成可能な全種類のロットを作成し、そのうち最も納期、在庫、ロットなど評価指標の高いものを割り当てるという処理を繰り返し、図１１の（その４）に示す熱間圧延のスケジュールを作成する。この時のロットの作成方法は例えば、連鋳機への割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめる。そしてロットの選択方法は、例えばロット重量が最優先の場合はロット重量が最大のものとし、納期が最優先の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP０６の割当て時刻)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最小のものとし、在庫が最優先の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×リードタイム)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最大のものとする（STEP１３）。
【００４１】
次に図１２の（その１）のように、熱間圧延までのロット配置結果に基づいて、対象オーダをチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）で、下工程の初期スケジュール上に割り当てる。オーダの割り当て方法は、STEP０６の全工程チャンスフリー割当てに同じである（STEP１４）。
【００４２】
次に図１２の（その２）のように、ラインごとに仮ロットを作成して下工程の初期スケジュール上に配置していく。例えばロット種類別に、STEP１４の割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめて仮ロットとする。但し、最早処理可能時刻から最遅限界時刻までの時間帯がラップする範囲でまとめる。
【００４３】
仮ロットの下工程の初期スケジュール上への配置順は、“仮ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP１４の割当て時刻)の合計値”÷“仮ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が小さい順とする（STEP１５）。
【００４４】
STEP１５の処理はオーダの前後工程への配置時刻の整合性が取られていないため、この整合性を取り直す必要がある。
【００４５】
まず、図１２の（その３）のように、対象オーダをSTEP１５で作成した仮ロットに、前後工程の整合性を取って順次割り当てる。オーダの割り当て順と割り当て開始工程は、STEP１４の下工程チャンスフリー割り当てに同じである。納期最優先であれば、例えば仮ロットの大きさを無視しても最遅処理限界時刻以前の仮ロットに割り当てることを許容する。またリードタイム最優先であれば、例えばリードタイムを最大値以下とするために、仮ロットの大きさを無視して割り当てることを許容する。図１２の（その３）でスケジュールの上段に配置されているものは、仮ロットの大きさ以上に割り当てられたオーダ群を示す。また空白は、オーダが割り当てられないために発生した空き時間を表す（STEP１６）。
【００４６】
次に、ラインごとに順次オーバ割り当ての仮ロットを検索し、空き仮ロットの圧縮、消去と近傍仮ロットの割り当て位置の移動を行い、オーバ仮ロットの拡大や新規仮ロットの追加を行う。図１２の（その３）に処理のイメージを示す。図１２の（その４）に変更された結果を示す（STEP１７からSTEP２４）。
【００４７】
本実施形態１では、納期遵守、在庫最小、ロット最大という相反する狙いに対して、複数の解法パターンを具備し、その時々の環境条件にあった解法パターンの選択を可能としており、ロットの大きさ決定等の処理を解法パターンによって変えている。各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、上工程での同期化を狙ったロット作成と配置を行い、下工程の仮ロット作成及び仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動によるロットの大きさと位置の確定を行うことにより、その時々の環境にあった最適な生産稼動計画を作成することができる。また大量データを対象とした複雑なスケジュール問題の解を短時間で得ることができる。
【００４８】
実施形態２
図３は、本発明の実施形態１(前述)および実施形態２で計画の対象とする製造ラインとロット種類、ロットの大きさ(重量)に関する条件及び当該ロットを当該製造ラインで製造する能率を示す処理能率を例として示した図である。各ラインでは生産効率及び品質の観点から同一属性のものをまとめてロット単位の処理を行っている。そのロットの集約要件は製造ライン毎に異なっており、例えば連鋳機(連続鋳造機)では成分、熱間圧延では材質と板厚、ＣＧＬやＥＴＬなどの鍍金ラインでは鍍金種類と鍍金厚となっている。またロット種類毎にロットの大きさ(重量)の最小値と最大値が決められ、生産効率や品質面では出来るだけロットが大きい方が望ましいが、納期達成率やライン前の在庫量の面に関してはロットが小さい方が望ましい。
【００４９】
図４は、実施形態１および２で生産稼動計画を立案するために使用されるオーダ情報を例として示した図である。オーダは通過予定工程(ライン)と対応するロット種類、生産稼動計画の対象とするロット重量である対象重量、使用開始可能時刻や納期情報を保有している。図中、使用開始可能時刻や納期情報の数値は、スケジュール開始時刻を基準(0)にして、そこから経過した時間(単位：分)で示している。
【００５０】
図５は、実施形態１および２で使用するリードタイムを例として示した図である。前工程の処理が完了して、次工程の処理を行うためには次工程への運搬に要するハンドリング時間等が必要であり、これらを基準にして最小値を設定して表に示している。一方工程間の在庫量は工程間のリードタイムの長さによって決まるため、在庫量をコントロールするものとして最大値を設定して使用する。
【００５１】
図６は、実施形態１および２で使用する休止予定を例として示した図(表)である。休止予定は、メンテナンス要員制約や設備保証(設備点検)の観点から予め決められる。
【００５２】
図７は、実施形態１および２で、評価項目に対する優先順を指示する解法パターンを示した図である。生産稼動枠を作成する時の狙いは、ロット最大・納期遵守・在庫最少であるが、ロット最大・納期遵守・在庫最少はトレードオフの関係にあり、かつその優先度はその時々の環境条件によって変化する。また納期のような非価格競争力とロットの大きさ等で決まるコストを同一次元で評価することは出来ない。これは、その時々の環境によって解法パターンを使い分けることによって、この課題を解決できるようにしたものである。
【００５３】
図１５は、本実施形態２に係る生産稼動計画評価案装置のシステム構成の例を示した図である。なお、図１の実施形態１と異なるのは、生産稼動計画評価部２０ｃが付加されている点である。
【００５４】
システムの演算手段２０が読み込み可能なデータとして、生産稼動計画の作成に必要なパラメータが記憶手段２１に記憶されている。パラメータには、対象ラインとロット種類・ロットの大きさに関する条件及び処理能率、リードタイム、休止予定、解法パターン、評価係数等が含まれる。このパラメータに変更が生じた場合には、入出力端末から新しいデータを入力し、データ管理部２３を介してデータが変更できるようになっている。
【００５５】
また記憶手段２１には、生産計画立案の対象となるオーダ情報が記憶されており、演算手段２０が読込むようになっている。データ管理部２３が、他の生産管理システムからのオーダ情報や進捗実績情報から演算手段２０が必要とするオーダ情報に変換している。期間によっては、オーダが受注されていないケースも存在するため、過去実績オーダに基づいた予測オーダを追加編集する機能も具備している。演算手段２０はデータ読み込み部２０aと生産稼動計画作成部２０bと生産稼動計画評価部２０ｃからなり、パラメータ及びオーダ情報を読み込んで、生産稼動計画を作成し、その生産稼動計画に対して納期達成率等各種の評価値を作成する。その作成された生産稼動計画の結果は結果記憶手段２５に記憶され、ディスプレイやプリンタ等からなる生産稼動計画・評価出力部２７に出力される。
【００５６】
図１６は、本発明の実施形態２に係る生産稼動計画を作成及び評価する際の処理の流れを示したフローチャートである。この生産稼動計画の作成は、図1５に示されるシステム（計算機）によって自動的に行われるものとする。なお、図２に示す本発明の実施形態１に係る生産稼動計画を作成及び評価する際の処理の流れを示したフローチャートと異なる点は、STEP１０７とSTEP１２６で複数の解法パターンに対する繰り返し処理が付加されている点と、STEP１２７の生産稼動計画評価の工程が付加されている点である。
【００５７】
まず演算手段２０は、例えば、工程管理部門の担当者による入力端末２２からの解法パターンの指示によって自動的に演算が開始されて、記憶手段２１からパラメータを読み込む（STEP１０１）。
【００５８】
図８は、初期スケジュールの例を示した図であり、各ラインの休止予定の時間帯が配置されている。図９は、図８のスケジュールにオーダの各通過ラインの最早処理可能時刻と最遅処理限界時刻を加えたスケジュールの例を示した図である。また図９は、オーダを最早処理可能時刻と最遅処理限界時刻で示される範囲内でスケジュール上に割り当てるようにするための指標の図である。図１０はオーダの通過予定ラインにおける余力係数を示した例であり、他のオーダ群を考慮した場合の該当オーダに与えられた余裕時間を表すものであり、この余裕係数が小さい程優先的に割り当てる必要があることを示す。従来のスケジューリングではネック工程から割り当てるのが一般的であるが、ネック工程は時間帯によって変化するという問題があったがこの余裕係数は時間帯による影響を考慮する必要がない。
【００５９】
図１１は、チャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）でのオーダ単位の初期スケジュールへの割り当てから上工程ロット作成及び配置までの変化の例を示した図である。図１２は、上工程ロットの配置に基づいてのチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）でのオーダ単位の下工程への割り当てから下工程のロット作成から配置までの変化の例を示した図である。
【００６０】
以降これらの図を用いて、生産稼動計画作成および評価までを、図１６のフローチャートの各STEPを説明する。
【００６１】
まず、演算手段２０は、休止情報とシステム内のカレンダー情報から図８の初期スケジュール情報を作成する（STEP１０２）。
次に演算手段２０は、オーダ情報を読み込み（STEP１０３）、対象重量と処理能率から処理時間を求めオーダ情報に付加する。またリードタイムの最小値及び最大値等を付加する。さらに図９のように、初期スケジュール上で、通過予定工程順に最早の処理可能時刻を求める。また納期から通過予定工程を遡って最遅処理限界時刻を求める（STEP１０４）。なお、図９中の使用開始可能時刻とは、そのラインで製造が可能とされる時刻であり、例えば、仕様付加の処理を行う時間分だけ、スケジュール開始時刻から使用開始可能時刻まで時間が遅れる。
【００６２】
次に演算手段２０は、図１０のようにラインごとに、初期スケジュールにおける時系列上の累積処理能力を求める。図１０においては、スケジュール開始時刻Ｐから、所定の単位時間間隔での各時刻での累積処理能力を示している。そして、該ラインを通過予定にもつオーダを最遅限界時刻上に割り当て、時系列上の累積処理時間を求める。そして該ラインにおける該オーダの余力係数を“（該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理能力−該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理時間）÷該オーダが対応する(該ラインで製造される)時刻における累積処理オーダ数”として求める。また該オーダの代表余力係数を各ラインの余力係数の最小値とする（STEP０5）。なお、処理能力は、本発明では、例えば、図１３および下式に示すように定義されるものである。
【００６３】
時刻Qおける処理能力＝スケジュール開始から時刻Qまでの時間（T）−その間の休止予定時間（ｔ）
次に図１１の（その１）のように、対象オーダをチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）で、初期スケジュール上に割り当てる。例えば、一定ピッチで時刻を進め、順次オーダを割り当てる。該時刻で割り当て可能な対象オーダの中から、例えばSTEP１０５で求めた代表余力係数が最も小さいオーダを選択し、最も余力係数の小さいライン(図１１に示す「割当て開始ライン」)から前後工程にオーダを割り当てることを繰り返す（STEP１０６）。
【００６４】
以降パラメータとして読み込んだ解法パターンの個数分処理を繰り返し、解法パターンに対応した生産稼動計画を複数作成する（STEP１０７）。
【００６５】
熱間圧延機では、熱原単位低減の観点から、連鋳機で鋳造されたスラブを、加熱炉に短時間入れて加熱後圧延する。または加熱しないでダイレクトに圧延するという同期化操業が行われている。従がって連鋳機と熱間圧延機の間では、同期化操業を狙ったロットの作成及び配置が必要となる。
まず同期化対象材をロット種類別にSTEP１０６の連鋳割り当て時刻の早い順にソートする（STEP１０８）。
【００６６】
次に、例えばロット種類別に、割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめ同期化ロットとする。但し最早処理可能時刻と最遅限界時刻がラップする範囲でまとめる（STEP１０９）。
【００６７】
次に図１４に示すように、例えば、“ロットに含まれる各オーダの（重量×STEP１０６の割当て時刻）の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計” を算出して、その値をロットを配置する時刻とする。ここで、割当て時刻とは、スケジュール開始時刻を基準にした時刻であり、図１４では、例えば分単位で表して、計算している。例えば、同期化ロットを図１１の（その２）のように、順次スケジュール上に配置する（STEP１１０）。
【００６８】
次に同期化ロットを割り当て時刻の早い順にチェックし、ロットの最大値に到達しないものが有れば、例えば同期化非対象であるが同一ロットに組み込み可能なオーダを、STEP１０６の連鋳割当て時刻がロットの割当て時刻に近いものから、順次組み込んでロットを大型化する（STEP１１１）。
【００６９】
次に上記でロットに組み込まれなかったオーダを対象に時系列上で順次、作成可能な全種類のロットを作成し、そのうち最も納期、在庫、ロットなど評価指標の高いものを割り当てるという処理を繰り返し図１１の（その３）に示す連鋳のスケジュールを作成する。この時のロットの作成方法は例えば、STEP１０６の割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめる。そしてロットの選択方法は、例えばロット重量の優先度が納期の優先度より高い場合はロット重量が最大のものとし、逆の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP１０６の割当て時刻)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最小のものとする（STEP１１２）。
【００７０】
次に熱間圧延機の同期化ロットを割り当て時刻の早い順にチェックし、ロット重量の最大値に到達しないものが有れば、例えば同期化非対象で同一ロットに組み込み可能なオーダで、連鋳ロットの割り当て時刻が該ロットの割り当て時刻に近いものから順次チェックし組み込み可能であれば順次組み込んでロットを大型化する。この時、例えばロット重量の優先度が在庫の優先度より高い場合はライン間のリードタイムは無視する。逆の場合は、リードタイムがパラメータで与えられた最大値以下になるオーダの場合のみオーダを組込んでロットを大型化する。（STEP１１３）。
【００７１】
次に上記でロットに組み込まれなかったオーダを対象に時系列上で順次、作成可能な全種類のロットを作成し、そのうち最も納期、在庫、ロットなど評価指標の高いものを割り当てるという処理を繰り返し、図１１の（その４）に示す熱間圧延のスケジュールを作成する。この時のロットの作成方法は例えば、連鋳機への割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめる。そしてロットの選択方法は、例えばロット重量が最優先の場合はロット重量が最大のものとし、納期が最優先の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP１０６の割当て時刻)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最小のものとし、在庫が最優先の場合は“ロットに含まれる各オーダの(重量×リードタイム)の合計値”÷“ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が最大のものとする（STEP１１４）。
【００７２】
次に図１２の（その１）のように、熱間圧延までのロット配置結果に基づいて、対象オーダをチャンスフリー状態（ロット制約を考慮しない状態）で、下工程の初期スケジュール上に割り当てる。オーダの割り当て方法は、STEP１０６の全工程チャンスフリー割当てに同じである（STEP１１５）。
【００７３】
次に図１２の（その２）のように、ラインごとに仮ロットを作成して下工程の初期スケジュール上に配置していく。例えばロット種類別に、STEP１１５の割り当て時刻の早い順に、ロット重量の最小値、最大値の範囲でまとめて仮ロットとする。但し、最早処理可能時刻から最遅限界時刻までの時間帯がラップする範囲でまとめる。
【００７４】
仮ロットの下工程の初期スケジュール上への配置順は、““仮ロットに含まれる各オーダの(重量×STEP１１５の割当て時刻)の合計値”÷“仮ロットに含まれる各オーダの重量の合計値”が小さい順とする（STEP１１６）。
【００７５】
STEP１１６の処理はオーダの前後工程への配置時刻の整合性が取られていないため、この整合性を取り直す必要がある。
【００７６】
まず、図１２の（その３）のように、対象オーダをSTEP１１６で作成した仮ロットに、前後工程の整合性を取って順次割り当てる。オーダの割り当て順と割り当て開始工程はSTEP１１５の下工程チャンスフリー割り当てに同じである。納期最優先であれば、例えば仮ロットの大きさを無視しても最遅処理限界時刻以前の仮ロットに割り当てることを許容する。またリードタイム最優先であれば、例えばリードタイムを最大値以下とするために、仮ロットの大きさを無視して割り当てることを許容する。図１２の（その３）でスケジュールの上段に配置されているものは、仮ロットの大きさ以上に割り当てられたオーダ群を示す。また空白は、オーダが割り当てられないために発生した空き時間を表す（STEP１１７）。
【００７７】
次に、ラインごとに順次オーバ割り当ての仮ロットを検索し、空き仮ロットの圧縮、消去と近傍仮ロットの割り当て位置の移動を行い、オーバ仮ロットの拡大や新規仮ロットの追加を行う。図１２の（その３）に処理のイメージを示す。図１２の（その４）に変更された結果を示す（STEP１１８からSTEP１２５）。
【００７８】
全解法パターンに対して生産稼動計画を作成した段階で、図１７に示すような各種評価値を作成する（STEP１２７）。例えば、納期JUST(納期丁度のタイミング)までに製品として計上できる重量比率、各ライン前の日々の在庫の平均値、各ラインのロット種類別のロットサイズの平均値等を評価値として求める。さらに在庫の平均値から在庫金利を、平均ロットサイズ等から生産コストを計算することも可能である。担当者は、これらの評価値からどの生産稼動計画を採用するかを決定することになる。
【００７９】
本実施形態２では、納期遵守、在庫最小、ロット最大という相反する狙いに対して、複数の解法パターンを具備し、複数の解法パターンに対して各々生産稼動計画を作成する。各オーダの通過予定ラインごとの余力係数を算出し、上工程での同期化を狙ったロット作成と配置を行い、下工程の仮ロット作成及び仮ロットの追加・消去・大きさ変更・位置の移動によるロットの大きさと位置の確定を行う。この時ロットの大きさ決定等の処理を解法パターンによって変え、解法パターンに従った最適な生産稼動計画を作成することができる。さらにその結果に対して納期達成率・在庫・ロットの大きさ等を集計し、コスト換算可能なものはコスト換算する。また大量データを対象とした、複雑なスケジュール問題の複数パターンの解を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施形態１に係る生産稼動計画の立案装置のシステム構成の例を示した図である。
【図２】実施形態１に係る生産稼動計画を作成する際の処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】実施形態１および２で対象とするラインとロット種類、ロットの大きさに関する条件及び処理能率を例として示した図である。
【図４】実施形態１および２で生産稼動計画を立案するために使用されるオーダ情報を例として示した図である。
【図５】実施形態１および２で使用するリードタイムを例として示した図である。
【図６】実施形態１および２で使用する休止予定を例として示した図である。
【図７】実施形態１および２で、評価項目に対する優先順を指示する解法パターンを示した図である。
【図８】図２または図１６のフローチャートのSTEP０２において作成された初期スケジュールの例を示した図である。
【図９】図２または図１６のフローチャートのSTEP０４において作成されたオーダの各通過ラインの最早処理可能時刻と最遅処理限界時刻の例を示した図である。
【図１０】図２または図１６のフローチャートのSTEP０５において算出されるオーダ及び通過ラインごとの余力係数の求め方を示した図である。
【図１１】図２または（図１６）のフローチャートのSTEP０５〜STEP１３（以下括弧内は、図１６のステップを示す、STEP１０５〜STEP１１４）においてオーダ単位での初期スケジュールへの割当てから上工程のロット作成及び配置までの例を示した図であり、（その１）は、STEP０６によって作成されたオーダ単位で初期スケジュールへの割当ての例を示した図、（その２）は、STEP０7〜STEP０９（STEP１０８〜STEP１１０）によって上工程に配置された同期化ロットの例を示した図、（その３）は、STEP１０とSTEP１１（STEP１１１とSTEP１１２）によって配置された連鋳ロットの例を示した図、（その４）は、STEP１２とSTEP１３（STEP１１３とSTEP１１４）によって配置された熱間圧延ロットの例を示した図を、それぞれ表す。
【図１２】図２または（図１６）のフローチャートのSTEP１４〜STEP２４（STEP１１５〜STEP１２５）において上工程ロットの配置に基づいてオーダ単位での下工程への割当てから下工程のロット作成及び配置までの例を示した図であり、（その１）は、STEP１４（STEP１１５）によって作成された上工程ロットの配置に基づいてオーダ単位での下工程への割当ての例を示した図、（その２）は、STEP１５（STEP１１６）によって前後工程の時間の整合性を考慮しない状態で下工程に配置された仮ロットの例を示した図、（その３）は、STEP１６（STEP１１７）によって工程間の時間の整合性をとって下工程の仮ロットに割当てられたオーダの例を示した図、また次のその４における変更処理の内容を追記した図、（その４）は、STEP1７〜STEP２３（STEP１１８〜STEP１２４）によって仮ロットの大きさ変更、追加、消去及び位置の変更によって調整された仮ロットの例を示した図、（その５）は、STEP２４（STEP１２５）によって下工程の上流工程から順次再作成及び再配置された下工程のロットを示した図を、それぞれ表す。
【図１３】処理能力の定義を示す図である。
【図１４】「ロットに含まれる各オーダの（重量×STEP０６の割当て時刻）の合計値」÷「ロットに含まれる各オーダの重量の合計」を示す図である。
【図１５】実施形態２に係る生産稼動計画評価案装置のシステム構成の例を示す図である。
【図１６】本発明の生産稼動計画評価装置において、計画作成および評価処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】図１６のフローチャートのSTEP１２７で生成された生産稼動計画の評価結果の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
２０    演算手段
２０ａ  データ読み込み部
２０ｂ  生産稼動計画作成部
２０ｃ  生産稼動計画評価部
２１    記憶手段
２２    入出力端末
２３    データ管理部
２４    オーダ＆実績情報
２５    結果記憶手段
２６    生産稼動計画出力部
２７    生産稼動計画・評価出力部
【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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【図１５】
2007079663.tif 000017
【図１６】
2007079663.tif 000018
【図１７】
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