(57)【要約】      （修正有）【課題】加工ショップの加工機の稼働率等の生産性指標を最大化する加工工程計画と生産計画を、利用者に提供する。【解決手段】加工工程計画時に、同一処理順での使用加工機の重複数を表示・評価し加工工程計画立案を支援する手段１１０と、稼働率などの生産性指標を最大化する加工工程を選択する手段１１３と、選択した加工工程に基づき、生産計画を作成する手段１１４と、作成した生産計画に対して生産性指標を最大化するように反復改善する手段１１６と、出力手段１０４により算出結果を計画策定者が確認し、算出結果に対して、修正する必要があるならば、入力手段１０３により加工工程を再選択し、生産計画を再計算する手段１１７を有する加工工程計画装置１００。【選択図】図１
2013186866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械加工ショップに対する加工工程計画と生産計画を作成する加工工程計画装置であって、
製品ＣＡＤモデルと素材ＣＡＤモデルを対比して表示し、ユーザがＣＡＤモデル上に加工領域を定義し、その加工領域を加工する加工条件、工具、加工機を選択して、加工工程計画データ、加工オペレーションデータを作成することを支援する入力手段を提供するユーザインタフェースと、
前記ユーザインタフェース上に、ユーザの既作成の加工オペレーションデータを参照表示する加工工程計画登録部と、
前記ユーザインタフェースを介して、ユーザが作成した加工オペレーションデータ、加工工程計画データを記憶する加工工程計画データ記憶部と、
前記加工工程計画データ記憶部より、加工工程計画データを読み出し、計画期間内に加工時間総和が最大となる加工機の加工時間総和を最小化して、加工機への負荷を平準化する加工工程計画を選択する加工工程計画選択部と、
投入日時からロットの処理順序を決定して、該当日時に処理可能なロット、工程から処理を割り付ける生産計画立案部と、
リードタイムの大きい順にロットをソーティングして、ロットの割付けを変更してリードタイムが削減するロットが存在すれば生産計画を変更する生産計画改善部とを備えることを特徴とする加工工程計画装置。
【請求項２】
前記加工工程計画選択部にて評価した、複数の加工工程計画のそれぞれにおける平均装置稼働率を比較してユーザに提示して、ユーザより加工工程計画の再選択を受け付けた場合には、再選択された加工工程計画に基づいて生産計画立案部、および生産計画改善部の処理を反復する工程計画再選択部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の加工工程計画装置。
【請求項３】
前記生産計画立案部の処理は、投入日時からロットの処理順序を決定して、ロットの選択のループと、工程の選択のループにおいて、該当日時にて処理が可能であれば該当日時に処理を実施するように割り付けることで加工ラインの生産計画を作成することを特徴とする請求項１に記載の加工工程計画装置。
【請求項４】
前記生産計画改善部の処理は、リードタイムの大きい順にロットをソーティングして、ロットの選択のループと工程の選択のループの中で、競合しているロットの中でリードタイム最小のロットの割付けを解除し、当該ロットの当該工程の割付けを実施し、当該工程から生産計画を立案して、当該ロットのリードタイムが削減されていれば改善された生産計画として作成することを特徴とする請求項１に記載の加工工程計画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、NC加工機を制御するNCデータの作成を行うためのソフトウェア、CAM(Computer Aided Manufacturing)の技術分野と、NC加工機への部品の投入・処理日時を決定する生産計画の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械加工生産ラインでは、生産すべき製品の図面から、工具選択、加工機選択、加工領域、加工条件、加工工程計画を実施し、NC工作機械への部品の投入日時を生産スケジューリングシステムにより決定し、各ＮＣ工作機械を制御するＮＣデータを作成する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、プロセス作業・オペレーション作業・加工作業の順序関係および部品の機械データ・冶工具データ・形状データ・加工特徴データ・作業時間データを関連付けた加工工程計画データから、代替機械を含む機械名・冶工具名・形状データ・加工特徴データ・作業時間データを形式変換して自動プログラミングシステムに転送し、自動プログラミングシステムでＮＣプログラムを生成することを特徴とする生産ラインの制御情報を自動生成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３７７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の機械加工生産ラインでは、加工工程計画を作成した後に、生産計画を作成する。そのため、加工工程計画作成時に、加工機の空き状況が分からず、加工ショップの加工機の稼働率を平準化するような加工工程を計画することができず、加工機の負荷に偏りが生じ設備の稼働率が低下するという課題があった。また、生産計画と加工工程計画を同時に計画すると膨大な組合せになるため、実用時間内(数十分)に加工工程と生産計画を算出できないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明では、機械加工ショップに対する加工工程計画と生産計画を作成する加工工程計画装置を、製品ＣＡＤモデルと素材ＣＡＤモデルを対比して表示し、ユーザがＣＡＤモデル上に加工領域を定義し、その加工領域を加工する加工条件、工具、加工機を選択して、加工工程計画データ、加工オペレーションデータを作成することを支援する入力手段を提供するユーザインタフェースと、前記ユーザインタフェース上に、ユーザの既作成の加工オペレーションデータを参照表示する加工工程計画登録部と、前記ユーザインタフェースを介して、ユーザが作成した加工オペレーションデータ、加工工程計画データを記憶する加工工程計画データ記憶部と、前記加工工程計画データ記憶部より、加工工程計画データを読み出し、計画期間内に加工時間総和が最大となる加工機の加工時間総和を最小化して、加工機への負荷を平準化する加工工程計画を選択する加工工程計画選択部と、投入日時からロットの処理順序を決定して、該当日時に処理可能なロット、工程から処理を割り付ける生産計画立案部と、リードタイムの大きい順にロットをソーティングして、ロットの割付けを変更してリードタイムが削減するロットが存在すれば生産計画を変更する生産計画改善部とを備えて構成した。
【０００７】
また、上記課題を解決するために本発明では、前記加工工程計画選択部にて評価した複数の加工工程計画のそれぞれにおける平均装置稼働率を比較してユーザに提示して、ユーザより加工工程計画の再選択を受け付けた場合には、再選択された加工工程計画に基づいて生産計画立案部、および生産計画改善部の処理を反復する工程計画再選択部を更に備えて構成した。
【０００８】
また、本発明は、稼働率などの生産性指標を最大化する加工工程を選択し、選択した加工工程に基づき、生産計画の初期計画を作成し、生産性指標を最大化するように生産計画を反復改善することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、出力手段により算出結果を計画策定者が確認し、算出結果に対して、修正する必要があるならば、入力手段により加工工程を再選択し、生産計画を再計算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、生産性指標を最大化する加工工程計画と生産計画を、利用者に提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実現形態である加工工程計画装置の概略図を示す図である。
【図２】切削加工装置を使用した際の切削加工条件のデータテーブル例を示す図である。
【図３】本発明の一実現形態である工具情報を示す図である。
【図４】本発明の一実現形態である装置情報を示す図である。
【図５】本発明の一実現形態である投入計画情報を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実現形態である製品形状情報を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実現形態である素材形状情報を示す図である。
【図７】本発明の一実現形態である加工工程計画データ記憶領域のデータ構成を示す図である。
【図８】本発明の一実現形態である加工工程計画立案支援画面を示す図である。
【図９】本発明の一実現形態である加工領域設定画面を示す図である。
【図１０】本発明の一実現形態である加工工程計画登録画面を示す図である。
【図１１】本発明の一実現形態である加工工程計画と生産計画の作成フローを示す図である。
【図１２】本発明の一実現形態である生産計画のガントチャート出力結果を示す図である。
【図１３】本発明の一実現形態である加工機割付ガントチャート出力結果を示す図である。
【図１４】本発明の一実現形態である加工機の平均稼働率の出力結果を示す図である。
【図１５】本発明の一実現形態である加工工程計画の再選択画面を示す図である。
【図１６】本発明の一実現形態である生産計画の最立案出力結果を示す図である。
【図１７】本発明の一実現形態である生産計画立案フローを示す図である。
【図１８】本発明の一実現形態である生産計画改善フローを示す図である。
【図１９】本発明の一実現形態であるハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実現形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の一実施形態である、加工工程計画装置１００の概略図である。図示するように、加工工程計画装置１００は、演算部１０１と、記憶部１０２と、入力部１０３と、出力部１０４と、通信部１０５とを備える。加工工程計画装置１００の通信部１０５は、ネットワーク１５０を介して３次元ＣＡＤ装置１３０、ＮＣ加工機１４０と接続される。
【００１４】
演算部１０１は、加工工程計画立案支援部１１０、３次元ＣＡＭ部１１１、工程計画登録部１１２、加工工程計画選択部１１３、生産計画立案部１１４、加工時間算出部１１５、生産計画改善部１１６、および加工工程計画再選択部１１７とを有する。
【００１５】
記憶部１０２は、加工条件データ記憶領域１２０、工具データ記憶領域１２１、装置データ記憶領域１２２、投入計画データ記憶領域１２３、製品ＣＡＤモデル記憶領域１２４、素材ＣＡＤモデル記憶領域１２５、加工工程計画データ記憶領域１２６とを有する。
【００１６】
加工条件データ記憶領域１２０は、機械加工ショップに在る全ての切削加工装置を使用した際の切削加工条件を予め加工条件データテーブル１２０ａに記憶する。例えば、本実施形態においては、図２に示すような加工条件データテーブル１２０aを記憶する。図示するように、加工条件データテーブル１２０aは、加工条件番号欄１２０ｂと、回転数欄１２０cと、送り速度欄１２０dと、一刃送り欄１２０eと、切削速度欄１２０fと、軸切込み欄１２０gと、径切込み欄１２０hと、を有する。
【００１７】
回転数欄１２０cは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、工具の回転数を特定する情報を格納する。
送り速度欄１２０dは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、工具の送り速度を特定する情報を格納する。
一刃送り欄１２０eは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、工具の一刃あたりの送り量の情報を格納する。
切削速度欄１２０fは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、工具の切削速度を特定する情報を格納する。
軸切込み欄１２０gは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、工具の軸方向の切込み深さを特定する情報を格納する。
径切込み欄１２０hは、加工条件番号欄１２０bで特定される条件で、径切込み量を特定する情報を格納する。
【００１８】
図１に戻り、工具データ記憶領域１２１には、機械加工ショップに在る全ての切削加工装置で使用される工具の情報を予め工具条件データテーブル１２１ａを記憶する。例えば、本実施形態においては、図３に示すような工具条件データテーブル１２１aを記憶する。
図示するように、工具条件データテーブル１２１aは、工具番号欄１２１ｂと、直径欄１２１cと、下側の半径欄１２１dと、工具長欄１２１eと、ホルダ直径欄１２１fと、ホルダ長さ欄１２１gと、を有する。
【００１９】
直径欄１２１cは、工具番号欄１２１bで特定される条件で、工具の直径を特定する情報を格納する。
下側の半径欄１２１dは、工具番号欄１２１bで特定される条件で、工具の下側の半径を特定する情報を格納する。
工具長欄１２１eは、工具番号欄１２１bで特定される条件で、工具の長さを特定する情報を格納する。
ホルダ直径欄１２１fは、工具番号欄１２１bで特定される条件で、ホルダの直径を特定する情報を格納する。
ホルダ長さ欄１２１gは、工具番号欄１２１bで特定される条件で、ホルダの長さを特定する情報を格納する。
【００２０】
図１に戻り、装置データ記憶領域１２２には、機械加工ショップに在る全ての切削加工機の装置情報を記憶する。例えば、本実施形態においては、図４に示すような装置条件データテーブル１２２aを記憶する。
図示するように、装置条件データテーブル１２２aは、加工機番号欄１２２bと、加工機名欄１２２cと、軸構成欄１２２dと、ストローク欄１２２eと、段取時間欄１２２ｆとを有する。
【００２１】
加工機番号欄１２２bには、切削加工機を特定する識別情報である加工機番号を格納する。
加工機名欄１２２cには、加工機の加工機名を特定する情報を格納する。
軸構成欄１２２dには、加工機の軸構成を特定する情報を格納する。
ストローク欄１２２eには、加工機の各軸における稼動範囲であるストロークを特定する情報を格納する。
段取時間欄１２２ｆには、加工機を段取り換えする平均時間を格納する。
【００２２】
図１に戻り、投入計画データ記憶領域１２３には、部品の投入日時情報を記憶する。例えば、本実施形態においては、図５に示すような投入計画データテーブル１２３aを記憶する。
図示するように、投入計画データテーブル１２３aは、製品欄１２３bと、部品欄１２３cと、ロット番号欄１２３dと、投入日時欄１２３eとを有する。
【００２３】
製品欄１２３bには、製品を特定する製品名を格納する。
部品欄１２３cには、製品を構成する部品を特定する部品名を格納する。
ロット番号欄１２３dには、部品のロットを特定する識別情報であるロット番号を格納する。
投入日時欄１２３eには、各ロットが生産ラインに投入される日時を特定する投入日時を格納する。
【００２４】
製品ＣＡＤモデル記憶領域１２４は、３次元ＣＡＤ装置１３０で作成された製品毎の加工形状を表す製品形状ＣＡＤモデルデータ(図６Ａに示す)を、ネットワーク１５０、通信部１０５を介して受け付けて、記憶する。
製品ＣＡＤモデルデータは、例えばＤＸＦファイル形式にて格納しており、フェイスモデルは要素定義部(ENTITIES)に図面を構成する各図形要素として定義されており、ソリッドモデルはブロック定義部(BLOCKS)にブロック図形要素として定義されている。本発明では、ＣＡＤファイル形式は特に限定はしない。
【００２５】
素材ＣＡＤモデル記憶領域１２５は、製品毎の素材形状を表わす３次元ＣＡＤデータ(図６Ｂに示す)を記憶する。フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを記憶する。３次元ＣＡＤ装置１３０において作成された３次元ＣＡＤデータを通信部を介して受信して、格納する。例えば、本実施形態においては、図８(ｂ)に示すような素材ＣＡＤモデル８０２を記憶する。素材ＣＡＤモデル記憶領域１２５のファイル形式についても、前記した製品ＣＡＤモデル記憶領域１２４と同じファイル形式にて格納する。
【００２６】
図１に戻り、加工工程計画データ記憶領域１２６には、部品の加工工程計画情報を記憶する。ユーザがユーザインタフェース画面を使用して、製品/部品の製品ＣＡＤモデルと素材ＣＡＤモデルから加工工程計画の候補を作成・入力した情報を記憶する。
例えば、本実施形態においては、図７に示すような加工工程計画データ１２６aを記憶する。図示するように、加工工程計画データ１２６aは、製品欄１２６bと、部品欄１２６cと、ロット番号欄１２６ｄと、加工工程番号欄１２６ｅと、加工工程計画番号欄１２６ｆと、加工オペレーション番号欄１２６ｇと、加工条件欄１２６ｈと、工具番号欄１２６ｉと、加工機欄１２６ｊと、加工時間欄１２６ｋと、加工領域ＣＡＤモデル欄１２６ｌとを記憶する。
製品欄１２６bには、製品を特定する製品名を格納する。
部品欄１２６cには、製品を構成する部品を特定する部品名を格納する。
ロット番号欄１２６ｄには、部品のロット番号を格納する。
加工工程番号欄１２６ｅには、例えば旋盤、ボール盤、３軸フライス盤、５軸フライス盤、ミリング加工機などによる各工程を識別する加工工程番号を格納する。
加工工程計画番号欄１２６ｆには、前記加工工程番号にて特定された工程における一連の加工シーケンスの候補をユーザが作成して、登録するときに付与される(ユーザが指定する)加工工程計画番号を格納する。
加工オペレーション番号欄１２６ｇには、前記加工工程計画番号で特定されるユーザが作成して登録した加工シーケンスの中の１つの加工オペレーションを登録する際に付与される(ユーザが指定する)加工オペレーション番号を格納する。
加工条件欄１２６ｈには、ユーザが作成した１つの加工領域を加工する際に使用する加工条件番号を格納する。
工具番号欄１２６ｉには、ユーザが作成した１つの加工領域を加工する際に使用する工具番号を格納する。
加工機欄１２６ｊには、ユーザが作成した１つの加工領域を加工する際に使用する加工機名を格納する。
加工時間欄１２６ｋには、加工オペレーション番号欄１２６ｇで特定されるユーザが作成した１つの加工領域を加工機欄に記載されている加工機での加工時間を格納する。
加工領域ＣＡＤモデル欄１２６ｌには、加工オペレーション番号欄１２６ｇで特定されるユーザが作成した１つの加工領域ＣＡＤモデルデータを格納する。製品ＣＡＤモデル、または素材ＣＡＤモデルと同様に、フェイスモデル、ソリッドモデルのいずれか、または両形式のデータを記憶する。
【００２７】
図１に戻り、加工工程計画立案支援部１１０は、ユーザインタフェースとして図８に示すような加工工程計画立案支援画面２００ａを出力部１０４の表示画面に表示して、ユーザが加工工程設計を立案することを支援する。
【００２８】
加工工程計画の立案は、例えば、ユーザが加工工程計画立案支援画面２００ａ上の加工工程計画部２００ｃの加工領域設定部２００ｆをクリックすることによって、図９に示す加工領域設定画面２１０ａの表示に推移する。
加工領域設定画面２１０ａは、領域選択画面２１０bと、加工オペレーション番号登録部２１０cと、X軸最小選択部２１０dと、X軸最大選択部２１０eと、Y軸最小選択部２１０fと、Y軸最大選択部２１０gと、Z軸最小選択部２１０hと、Z軸最大選択部２１０iと、座標の選択手段２１０kと、加工条件選択部２１０lと、工具選択部２１０mと、加工機選択部２１０nと、を有する。
【００２９】
領域選択画面２１０bは、視点が決められて、Ｘ-Ｙ-Ｚ座標軸が同様に定められた製品ＣＡＤモデル画面と素材ＣＡＤモデル画面上に、今回の対象製品(部品)の製品ＣＡＤモデルと、使用する素材の素材ＣＡＤモデルとを、両者の座標軸を対応させて表示する。ユーザは、マウスによる選択手段２１０kを使用して、製品ＣＡＤモデル、または素材ＣＡＤモデルのフェース形状モデルの図形要素、または、ソリッド形状モデルの図形要素を選択するか、または、３次元座標位置を指定する。ユーザは、素材ＣＡＤモデルから製品ＣＡＤモデルを製造するために必要となる加工オペレーションを、３次元ＣＡＭ部１１１が備えている既存の加工フィーチャ定義手段を使用して、１つ以上のプリミティブな加工領域を定義して、その加工領域をどのような加工条件で、工具、加工機は何を選択して加工するのかも定義して、それらの加工オペレーションの定義に加工オペレーション番号を付与する。それらの定義されたデータは、工程計画登録部１１２が加工工程計画データ記憶領域１２６へ登録する。工程計画登録部１１２は、加工オペレーション番号を入力部１０３を介してユーザより受け付ける。
【００３０】
上記のユーザが加工領域を定義する処理において、X軸最小選択部２１０dは、加工領域のX軸の最小値を設定する。加工領域は、例えば矩形領域で定義され、その領域内のX座標値の最小値となる。X軸の最小値は、X軸最小選択部２１０dのチェックボックスまたはラジオボタンをマウスでクリックすることによってプルダウンメニューが表示され、例えば、(1)ＣＡＤモデル基準方式、(2)座標値入力方式、などの設定方式を選択する。
【００３１】
(1) ＣＡＤモデル基準方式は、マウスによる選択手段２１０kにより、製品ＣＡＤモデル画面または素材ＣＡＤモデル画面に表示された製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのいずれかの面を、ユーザが選択・指定することにより該当座標値が設定される。
図９の領域選択画面２１０ｂ上おいて、製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのいずれかの面を、ユーザがマウスのカーソルによる選択手段２１０kによってポイントすることによって、ポイント位置を通る視線が達する製品ＣＡＤモデルまたは素材ＣＡＤモデルのフェース形状またはソリッド形状の図形要素を特定する。特定された図形要素上で、X軸座標値が最小値、(または最大値)となる点を探索する。探索した点のX軸座標値を該当する加工領域のX軸最小座標値とする。
【００３２】
(2) 座標値入力方式は、座標値を入力手段により入力することで、加工領域のX軸の最小値を設定する。設定したX軸座標値を該当する加工領域のX軸最小座標値とする
同様にして、X軸最大選択部２１０eは加工領域のX軸の最大値を、Y軸最小選択部２１０fは加工領域のY軸の最小値を、Y軸最大選択部２１０gは加工領域のY軸の最大値を、Z軸最小選択部２１０hは加工領域のZ軸の最小値を、Z軸最大選択部２１０iは加工領域のZ軸の最大値をそれぞれ設定する。図９に示す加工領域設定画面において、全ての選択部における選択、入力を終了することにより、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各最小値、最大値によって定義される直方体の加工領域が生成される。工程計画登録部１１２により、加工工程計画データ記憶領域１２６の加工領域ＣＡＤモデル欄１２６ｌに加工領域ＣＡＤモデルデータが格納される。
【００３３】
加工条件選択部２１０lは、加工条件データ記憶領域１２０に登録されている加工条件番号１２０ｂをプルダウンしたメニューからユーザが選択する、または画面より指定することで、設定した加工領域の加工に使用する加工条件を設定する。
工具選択部２１０mは、工具データ記憶領域１２１に登録されている工具番号１２１ｂをプルダウンしたメニューからユーザが選択する、または画面より指定することで、設定した加工領域の加工に使用する工具を設定する。
加工機選択部２１０nは、装置データ記憶領域１２２に登録されている加工機番号１２２ｂをプルダウンしたメニューからユーザが選択する、または画面より指定することで、設定した加工領域の加工に使用する加工機を設定する。
【００３４】
工程計画登録部１１２により、ユーザが指定した加工オペレーション番号２１０ｃに対応する加工工程計画データ記憶領域１２６のレコードへ上記設定データが格納される。
【００３５】
続いて、ユーザは図１０に示される加工工程計画登録画面からの登録処理に移行する。加工領域表示部２２０ｊに表示されるテクスチャを施した形状はユーザが加工領域設定画面２１０ａにて作成した加工領域を表す。１つの加工領域ごとに加工オペレーション番号が付与されており、加工オペレーション番号表示部２２０ｃに表示される。
【００３６】
３次元ＣＡＭ部１１１に備えられた既存のツールパス生成手段により、ユーザが作成した加工領域を、前記設定した加工条件、工具、加工機の情報に基づいて、ツールパスを生成して、ツールパス表示部２２０ｋに表示する。
【００３７】
また、加工時間算出部１１５は、前記ツールパス情報、加工条件データ、装置データに基づいて加工時間を算出して、加工時間表示部２２０ｇに表示するとともに、加工工程計画データ記憶領域１２６の加工時間欄１２６ｋに記録する。
【００３８】
また、３次元ＣＡＭ部１１１に備えられた既存の除去ボリューム算出手段により、ユーザが作成した加工領域を、前記設定した加工条件、工具、加工機、およびツールパスの情報に基づいて除去ボリュームを算出して、除去ボリューム表示部２２０ｈに表示する。
【００３９】
ユーザは、加工オペレーション番号を付与して作成した加工領域、加工条件、工具、および加工機の情報から成る加工オペレーションの適正を、上記の表示情報に基づいて確かめることが可能であり、更に、加工条件表示部２２０ｄ、工具番号表示部２２０ｅ、加工機番号表示部２２０ｆより修正を加えて、繰り返し適正を確認することが可能である。
【００４０】
ユーザは、個別に加工領域を定義して、加工オペレーションデータを作成して、加工工程計画データ記憶領域１２６に登録するが、それらの加工領域を組み合わせて加工工程計画を作成することができる。加工工程計画とは、１つの加工工程において加工オペレーションのシーケンスによって構成される加工処理と定義する。１つの加工工程が例えば3軸フライス加工とするならば、加工工程番号＝１として、加工オペレーション番号が1〜３の３つの加工オペレーションによって、加工工程計画番号＝１の加工工程計画を作成したことを図７の加工工程計画データ記憶領域１２６の第1行〜第３行のデータレコードは示している。ユーザは、図１０の加工工程計画登録画面２２０ａの加工領域組合せ表示部２２０ｉに個別の加工領域を読み出して、表示して、それらを加工工程計画番号表示部２２０ｂにおいて１と指定したことを示している。
【００４１】
図７の加工工程計画データ記憶領域１２６の第４行〜第６行のデータレコードは、加工オペレーション番号が４〜６の３つの加工オペレーションによって、加工工程計画番号＝２の加工工程計画をユーザが登録していることを示している。このように、ユーザは予め複数の加工工程計画を作成して、登録しておくものとする。
【００４２】
図８の加工工程計画立案支援画面２００aに戻り、ユーザは新たな加工オペレーション、加工工程計画を登録することを考慮する際に、作成した加工工程計画参照部２００ｄを参照することが可能である。
作成した加工工程計画参照部２００dは、加工工程計画データ記憶領域１２６に記憶されている加工オペレーションデータを、例えば、加工領域ＣＡＤモデル欄１２６ｌ、加工オペレーション番号欄１２６ｇ、工具番号欄１２６ｉ、加工条件欄１２６ｈ、および加工機欄１２６ｊに格納されたデータを選択的に表示する。第１列に配列した加工領域欄には、領域表示釦２００ｉが表示されており、ユーザは加工領域ＣＡＤモデルを確認したい場合には、領域表示釦２００ｉをマウスにてクリックすることによって、図１０の加工領域表示部２２０ｊの表示を確認することができる。ユーザは、加工工程計画参照部２００dを参照することで、加工工程計画部２００cで新たに加工オペレーション、加工工程計画を作成するときに、加工領域、工具、加工機が重複しないように検討することができる。
【００４３】
以上に記載した加工工程計画装置は、例えば、図１９（コンピュータ９００の概略図）に示すような、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９０１と、メモリ９０２と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の外部記憶装置９０３と、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の可搬性を有する記憶媒体９０４に対して情報を読み書きする読取装置９０８と、キーボードやマウスなどの入力装置９０６と、ディスプレイなどの出力装置９０７と、通信ネットワーク９０９に接続するためのＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｒｄ）等の通信装置９０５と、を備えた一般的なコンピュータ９００で実現できる。
【００４４】
図１１は加工工程計画の選択と生産計画を作成する処理を示すフローチャートである。
まず、入力部１０３、または通信部１０５を介して、外部のシステムで作成された加工条件データ、工具データ、装置データ、および投入計画データを入力して、予め、記憶部１０２の加工条件データ記憶領域１２０、工具データ記憶領域１２１、装置データ記憶領域１２２、および投入計画データ記憶領域１２３に格納する。続いて、加工工程計画立案支援部１１０、および工程計画登録部１１２により、ユーザが定義・入力した加工工程計画データを加工工程計画データ記憶領域１２６に記憶する。（S１０１）。
【００４５】
次に、加工工程計画選択部１１３により加工工程計画データ記憶領域１２６に登録された複数の加工工程計画データから、以下の処理に基づいて、１つの加工工程計画データを選択する（Ｓ１０２）。
【００４６】
加工工程計画選択部１１３では、下記数式１に示すように、投入計画データ１２３の全ロットが装置に割り当てられ、作り終えるまでの期間である計画期間において処理する加工時間総和が最大となる加工機の加工時間総和Ｌを最小化する。
【００４７】
【数１】
2013186866.tif 000003
【００４８】
加工工程計画選択部１１３は、数式１によりＬを最小化すると同時に、下記数式２、数式３、数式４を充足するようにｘWj,kを決定する。
【００４９】
【数２】
2013186866.tif 000004
【００５０】
【数３】
2013186866.tif 000005
【００５１】
【数４】
2013186866.tif 000006
【００５２】
上式においてｗ＝(δj,k,ｕj,k)はδj,kとｕj,kの項によって定義される。δj,kはロットｊ、加工工程番号ｋで指定される複数の加工工程計画の中より加工工程計画を選ぶことを表す。ｕj,kはロットｊ、加工工程番号ｋで使用する加工機を表す。ｘWj,kはロットｊ、加工工程番号ｋにおいて、加工工程計画δj,k、加工機ｕj,kを利用する場合１、そうでない場合０をとる。また、Πj,kはδj,kとｕj,kの全ての取りうる集合を表す。
【００５３】
よって数式２はロットｊ、加工工程番号ｋにおいてどれか一つの加工工程計画δj,k、加工機ｕj,kを利用することを表す。
【００５４】
λWj,kは下記数式５、数式６によって定義される。
【００５５】
【数５】
2013186866.tif 000007
【００５６】
【数６】
2013186866.tif 000008
【００５７】
数式５において、Ｏi(ｗ)は加工機ｉを使用するロットｊ、加工工程番号ｋの工程の集合である。S_{j,k,δ_{j,k}}は、加工工程計画番号で特定される加工オペレーションのシーケンスを表す。加工オペレーション番号で特定される加工オペレーションはS_{j,k,δ_{j,k}}のシーケンスの１つとなる。
数式６において、ｐ(ｏ)は工程ｏの加工時間であり、ｎはロット数、ｓjはロットｊの工程数である。λWj,kは加工機ｉにおけるロットｊ、加工工程番号ｋの加工時間の総和である。
数式３は、加工機ごとの加工時間の総和は加工時間総和が最大となる加工機の加工時間総和Ｌよりも小さいことを表す。
【００５８】
上記数式１〜数式６により、Ｌを最小化するようにｘWj,kの０、１の値を決定することで加工機への負荷を平準化する加工工程計画を選択することが可能となる。数式１〜数式６によって表される混合整数計画問題は分枝限定法などの混合整数計画問題の解法により最適解を求めることができる。
【００５９】
図１１に戻り、生産計画立案部１１４は、加工ラインの初期生産計画を作成する（Ｓ１０３）。なおこのステップＳ１０３の詳細は、図１７のフローチャートにより説明する。
【００６０】
次に、生産計画改善部１１６は、作成した生産計画を局所探索法により反復改善する。なおこのステップＳ１０４の詳細は、図１８のフローチャートにより説明する。
【００６１】
次に、選択した加工工程計画と作成した生産計画の結果を出力する（Ｓ１０５）。
【００６２】
図１２は、表示画面２３０の一例を示す概略図である。表示選択領域２３０aにおいて「生産計画表示」を選択した場合の例である。
図示するように、表示画面２３０は、表示選択領域２３０aと、生産計画ガントチャート表示領域２３０bと、を有する。
表示選択領域２３０aにおいて「生産計画表示」を選択した場合には、全工程における製品の処理日時をガントチャート方式により特定する情報を、生産計画ガントチャート表示領域２３０bに表示する。
【００６３】
図１３は、表示画面２３０の一例を示す概略図である。図１３の例では、表示選択領域２３０aにおいて「加工機割付表示」を選択した場合の例である。
図示するように、表示画面２３０は、表示選択領域２３０aと、加工機割付ガントチャート表示領域２３０cと、を有する。
表示選択領域２３０aにおいて「加工機割付表示」を選択した場合には、加工工程における加工機毎の処理製品と処理日時をガントチャート方式により特定する情報を、加工機割付ガントチャート表示領域２３０cに表示する。
【００６４】
図１４は、表示画面２３０の一例を示す概略図である。図１４の例では、製品選択領域２３０ｄにおいて「製品Ａ」を選択し、部品選択領域２３０ｅにおいて「部品Ａ」を選択した場合の例である。図示するように、表示画面では、選択した製品、部品で利用する加工工程計画に対する加工ショップの平均稼働率を縦軸に表示し、生産計画の該当週を横軸に表示する。
【００６５】
図１１に戻り、加工工程計画装置の利用者は、表示画面を参照することにより利用者の評価基準を満たすならば、修正をしないものとして（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、処理を終了し、利用者の評価基準を満たさないならば修正を行うものとして（ステップＳ１０６でＮＯ）、ステップＳ１０７に進む。
【００６６】
次に、加工工程計画再選択部１１７は、図１５に示す加工工程計画再選択画面２４０を表示して、ユーザによる加工工程計画の再選択を支援する。
図１５の例では、製品選択領域２４０aにおいて「製品Ａ」を選択し、部品選択領域２４０bにおいて「部品Ａ」を選択した場合の例である。図示するように表示画面では、加工工程再選択領域２４０cにおいて「加工工程２」を選択し、生産計画再立案指示釦２４０dを押すことで、選択した加工工程計画により生産計画を再立案する。
【００６７】
図１６は、生産計画の再立案結果の表示画面２４０の一例を示す概略図である。図１６の例では、製品選択領域２４０eにおいて「製品Ａ」を選択し、部品選択領域２４０fにおいて「部品Ａ」を選択した場合の例である。図示するように表示画面では、選択した製品、部品に対する当初の加工工程計画と、再選択した加工工程計画に対する加工ショップの平均稼働率を縦軸に表示し、生産計画の該当週を横軸に表示する。
【００６８】
このような表示画面２４０により、加工工程計画装置の利用者は、作成された加工工程計画と生産計画を評価し、利用者の評価基準を満たさない場合は、ルールを再設定し、加工工程計画と生産計画を再作成することができる。
【００６９】
図１７は、図１１におけるステップＳ１０３における生産計画を作成する処理を示すフローチャートである。
まず、生産計画立案部１１４は、投入日時の早い順にロットの処理順序を決定する（Ｓ１６１）。
次に、生産計画立案部１１４は、全ロットの数だけ処理ステップＳ１６３〜Ｓ１６８を繰り返す（Ｓ１６２）。
次に、生産計画立案部１１４は、当該のロットの全工程の数だけ処理ステップＳ１６４〜Ｓ１６８を繰り返す（Ｓ１６３）。
次に、生産計画立案部１１４は、当該ロットの当該工程が処理可能ならばステップＳ１６５に進み（ステップS１６４でYES）、当該ロットの当該工程が当該日時において処理できないならば、ステップＳ１６８に進む。
次に、生産計画立案部１１４は、当該日時においてロットを処理する（Ｓ１６５）。
次に、生産計画立案部１１４は、工程を一つ進める（Ｓ１６６）。
次に、生産計画立案部１１４は、処理時間の分だけ時間を進める（Ｓ１６７）。 
次に、生産計画立案部１１４は、単位時間分だけ時間を進める（Ｓ１６８）。
【００７０】
図１８は、図１１におけるステップＳ１０４おける生産計画を改善する処理を示すフローチャートである。
まず、生産計画改善部１１６は、リードタイムの大きい順にロットをソーティングする(Ｓ１７１)。
次に、生産計画改善部１１６は、全ロットの数だけＳ１７３〜Ｓ１８０を繰り返す（Ｓ１７２）。
次に、生産計画改善部１１６は、当該ロットの全工程の数だけＳ１７４〜Ｓ１７９を繰り返す（Ｓ１７３）。
次に、生産計画改善部１１６は、当該ロットの当該工程において競合している他のロットの中でリードタイム最小のロットの割付を解除する（Ｓ１７４）。
次に、生産計画改善部１１６は、当該ロットの当該工程の割付を実施する（Ｓ１７５）。
次に、生産計画改善部１１６は、生産計画立案部１１４により、当該工程から生産計画を立案する（Ｓ１７６）。
次に、生産計画改善部１１６は、当該ロットのリードタイムが削減するならばステップＳ１７９に進み（ステップ１７７でYES)。当該ロットのリードタイムが削減しないならばステップＳ１７３に進む。
次に、生産計画改善部１１６は、現在の生産計画を保存する（Ｓ１７８）。
次に、生産計画改善部１１６は、リードタイムが削減するロットがあったならばステップＳ１７１に進み（ステップ１７９でNO)。リードタイムが削減するロットがないならば処理を終了する。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、加工機の負荷を平準化する加工工程計画と生産計画を、利用者に提供することが出来る。
【符号の説明】
【００７２】
１００  加工工程計画装置
１０１  演算部
１０２  記憶部
１０３  入力部
１０４  出力部
１０５  通信部
１１０  加工工程計画立案支援部
１１１  ３次元ＣＡＭ部
１１２  工程計画登録部
１１３  加工工程計画選択部
１１４  生産計画立案部
１１５  加工時間算出部
１１６  生産計画改善部
１１７  加工工程計画再選択部
１２０  加工条件データ記憶領域
１２０ａ  加工条件データテーブル
１２１  工具データ記憶領域
１２１ａ  工具条件データテーブル
１２２  装置データ記憶領域
１２２a  装置条件データテーブル
１２３  投入計画データ記憶領域
１２３a  投入計画データテーブル
１２４  製品ＣＡＤモデル記憶領域
１２４ａ  製品形状ＣＡＤモデルデータ
１２５  素材ＣＡＤモデル記憶領域
１２５ａ  素材形状ＣＡＤモデルデータ
１２６  加工工程計画データ記憶領域
１２６a  加工工程計画データ
１３０  ３次元ＣＡＤ装置
１４０  ＮＣ加工機
１５０  ネットワーク
２００ａ  加工工程計画立案支援画面
２１０ａ  加工領域設定画面
２２０ａ  加工工程計画登録画面
２３０  生産計画結果出力画面
２４０  加工工程計画再選択画面
９００  コンピュータ
９０１  ＣＰＵ
９０２  メモリ
９０３  外部記憶装置
９０４  可搬性を有する記憶媒体
９０５  通信装置
９０６  入力装置
９０７  出力装置
９０８  読取装置
９０９  通信ネットワーク
【図１】
2013186866.tif 000009
【図２】
2013186866.tif 000010
【図３】
2013186866.tif 000011
【図４】
2013186866.tif 000012
【図５】
2013186866.tif 000013
【図６Ａ】
2013186866.tif 000014
【図６Ｂ】
2013186866.tif 000015
【図７】
2013186866.tif 000016
【図８】
2013186866.tif 000017
【図９】
2013186866.tif 000018
【図１０】
2013186866.tif 000019
【図１１】
2013186866.tif 000020
【図１２】
2013186866.tif 000021
【図１３】
2013186866.tif 000022
【図１４】
2013186866.tif 000023
【図１５】
2013186866.tif 000024
【図１６】
2013186866.tif 000025
【図１７】
2013186866.tif 000026
【図１８】
2013186866.tif 000027
【図１９】
2013186866.tif 000028