(57)【要約】【課題】利益を多く得られる各原材料の発注量と製品の生産量を求めることができる計画決定方法、計画決定プログラムおよび計画決定装置を提供する。【解決手段】計画決定方法は、製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける。計画決定方法は、受け付けた原材料ごとのリードタイムと製品の需要予測量を用いて、製品の製造に関するコストが最小となる原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する。【選択図】図１１
2016181039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付け、
受け付けた前記原材料ごとのリードタイムと前記製品の需要予測量を用いて、前記製品の製造に関するコストが最小となる前記原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする計画決定方法。
【請求項２】
前記算出する処理は、前記原材料ごとの発注量と前記製品の生産量とを入力とし、前記製品の製造に関するコストを出力とする目的関数の最適化問題を解くことにより、前記コストが最小となる前記原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の計画決定方法。
【請求項３】
前記目的関数は、前記原材料ごとの発注量の発注にかかる発注コスト、前記製品の生産にかかる生産コスト、前記原材料ごとの在庫の保管にかかる原材料保管コスト、生産した前記製品の保管にかかる製品保管コスト、前記原材料ごとに所定の材料保管期間を過ぎた在庫の廃棄にかかる原材料廃棄コスト、および、前記生産されてから所定の製品保管期間を過ぎた製品の廃棄にかかる製品廃棄コストの一部または全部を含んだコストを出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の計画決定方法。
【請求項４】
前記算出する処理は、それぞれ生産上限を超えた場合に前記製品を生産する生産ラインを増やすものとして前記製品の生産量ごとに生産コストを記憶した生産コスト情報から、前記製品の生産量に応じた生産コストを求める
ことを特徴とする請求項３に記載の計画決定方法。
【請求項５】
前記目的関数は、前記製品の生産量と、前記製品の需要予測量とに基づいて算出される製品の在庫量が前記製品の次の需要予測量に満たない欠品量に応じた欠品コストをさらに含んだコストを出力する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の計画決定方法。
【請求項６】
製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付け、
受け付けた前記原材料ごとのリードタイムと前記製品の需要予測量を用いて、前記製品の製造に関するコストが最小となる前記原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする計画決定プログラム。
【請求項７】
製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける受付部と、
前記受付部により受け付けた前記原材料ごとのリードタイムと前記製品の需要予測量を用いて、前記製品の製造に関するコストが最小となる前記原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する算出部と、
を有することを特徴とする計画決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計画決定方法、計画決定プログラムおよび計画決定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、工場など製品を生産する製造業において、高い利益が得られるよう製品の出荷計画を求める技術がある。かかる技術では、例えば、製品の原材料を調達する調達費を考慮して、利益を高められるように製品の出荷数と価格を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４９４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、製品の原材料をどのように発注し、製品をどのように生産すれば利益を高くできるか求めることができない場合がある。
【０００５】
製品は、複数の原材料から生産される場合がある。それぞれの原材料は、発注してから到着するまでに期間がかかる。原材料を発注してから到着するまでの期間は、「リードタイム」と呼ばれる。リードタイムは、原材料ごとに異なる場合がある。このため、例えば、何れかの原材料のリードタイムが長い場合、製品を生産するタイミングに原材料が十分になく、製品を計画された数だけ生産できず、販売の機会を損失して利益が減少する場合がある。また、例えば、製造業では、生産設備や生産を担当する作業員のシフトなどの制約から製品の生産量に好ましい範囲があり、製品の生産量が好ましい範囲を外れた場合、コストが増加する。
【０００６】
一つの側面では、利益を多く得られる各原材料の発注量と製品の生産量を求めることができる計画決定方法、計画決定プログラムおよび計画決定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】
【０００７】
第１の案では、計画決定方法は、製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける処理をコンピュータが実行する。計画決定方法は、受け付けた原材料ごとのリードタイムと製品の需要予測量を用いて、製品の製造に関するコストが最小となる原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する処理をコンピュータが実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一の実施態様によれば、利益を多く得られる各原材料の発注量と製品の生産量を求めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、システム構成の一例を説明する図である。
【図２】図２は、製品の生産および流通を説明する説明図である。
【図３】図３は、計画決定装置の全体構成を示す図である。
【図４】図４は、製品情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、需要実績情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、需要予測情報の一例を示す図である。
【図７】図７は、生産コストの一例を示す図である。
【図８】図８は、予測期間の対象製品の需要予測量、各原材料の入荷量、対象製品の生産量、各原材料の在庫量、対象製品の在庫量を説明する図である。
【図９】図９は、経過日ごとに対象製品の在庫量を記憶する記憶領域の一例を説明する図である。
【図１０】図１０は、計画決定装置を用いた工場での計画決定の流れを示す図である。
【図１１】図１１は、計画決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、計画決定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明にかかる計画決定方法、計画決定プログラムおよび計画決定装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【００１１】
［システム構成］
最初に、実施例１に係る計画決定装置を用いて発注を行うシステムの一例を説明する。図１は、システム構成の一例を説明する図である。図１に示すように、システム１は、計画決定装置１０と、生産管理システム１１と有する。計画決定装置１０と生産管理システム１１は、ネットワーク１２を介して通信可能に接続され、各種の情報を交換することが可能とされている。かかるネットワーク１２の一態様としては、有線または無線を問わず、携帯電話などの移動体通信、インターネット（Internet）、ＬＡＮ（Local  Area  Network）やＶＰＮ（Virtual  Private  Network）などの任意の種類の通信網を採用できる。
【００１２】
生産管理システム１１は、製品の生産を管理するためのシステムである。例えば、生産管理システム１１は、１台または複数台のサーバコンピュータ上で動作するシステムである。生産管理システム１１は、工場など製品を生産する製造業において、製品や製品の原材料の受発注や在庫量を管理する。
【００１３】
計画決定装置１０は、製品を生産する生産計画や、製品の原材料を発注する発注計画の決定を支援する装置である。例えば、計画決定装置１０は、所定の予測期間についての製品の予測される予測需要量から予測期間の原材料ごとの発注量および製品の生産量を求めて生産計画および発注計画を出力する。本実施例では、１回の発注周期を１期間として、予測期間を５期間とする場合について説明する。例えば、発注周期が１日の場合、予測期間は５日間となる。計画決定装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどのコンピュータなどである。計画決定装置１０は、１台のコンピュータとして実装してもよく、また、複数台のコンピュータにより実装してもよい。なお、本実施例では、計画決定装置１０を１台のコンピュータとした場合を例として説明する。
【００１４】
ここで、本実施例にかかる製品について説明する。図２は、製品の生産および流通を説明する説明図である。図２の例は、製品Ａの生産および流通を示している。卸２０は、商品Ａを扱う流通業者であり、需要に応じて工場２１に製品Ａを発注する。工場２１は、製品Ａを生産しており、卸２０から製品Ａの発注を受け、発注された発注量の製品Ａを納入する。工場２１は、製品Ａを生産する生産ラインとしてライン１を有する。また、工場２１は、製品Ａを生産する生産ラインを増設することが可能であり、製品Ａの生産量に応じてライン２を増設する。工場２１では、３つの原材料ｕ、ｖ、ｗを用いて製品Ａを生産する。工場２１は、原材料ｕを原料卸２２ｕから購入し、原材料ｖを原料卸２２ｖから購入し、原材料ｗを原料卸２２ｗから購入する。原料卸２２ｕは、工場２１から原材料ｕの発注を受け、リードタイムＬ１で発注量の原材料ｕを出荷する。原料卸２２ｖは、工場２１から原材料ｖの発注を受け、リードタイムＬ２で発注量の原材料ｖを出荷する。原料卸２２ｗは、工場２１から原材料ｗの発注を受け、リードタイムＬ３で発注量の原材料ｗを出荷する。
【００１５】
本実施例に係る生産管理システム１１は、製品Ａを製造する工場２１において、製品Ａや原材料ｕ、ｖ、ｗの受発注や在庫量を管理する。例えば、生産管理システム１１は、卸２０への製品Ａの出荷量や生産ラインでの製品Ａの生産量等に基づいて、製品Ａの在庫量を管理する。また、生産管理システム１１は、生産ラインでの製品Ａの生産に使用される原材料ｕ、ｖ、ｗの消費量や、原料卸２２ｕ、２２ｖ、２２ｗからの原材料ｕ、ｖ、ｗの入荷量に基づいて、原材料ｕ、ｖ、ｗの在庫量を管理する。
【００１６】
本実施例に係る計画決定装置１０は、製品Ａを生産する生産計画や、原材料ｕ、ｖ、ｗを発注する発注計画の決定を支援する。
【００１７】
［計画決定装置の構成］
次に、実施例１に係る計画決定装置１０について説明する。図３は、計画決定装置の全体構成を示す図である。図３の例に示すように、計画決定装置１０は、通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）部３０と、入力部３１と、表示部３２と、記憶部３３と、制御部３４とを有する。なお、計画決定装置１０は、上記の機器以外の他の機器を有してもよい。
【００１８】
通信Ｉ／Ｆ部３０は、他の装置との間で通信制御を行うインタフェースである。通信Ｉ／Ｆ部３０としては、ＬＡＮカードなどのネットワークインタフェースカードを採用できる。
【００１９】
通信Ｉ／Ｆ部３０は、ネットワーク１２を介して他の装置と各種情報を送受信する。例えば、通信Ｉ／Ｆ部３０は、生産管理システム１１と各種情報を送受信が可能とされており、生産管理システム１１と計画の算出を行う対象製品に関する各種情報を送受信する。
【００２０】
入力部３１は、各種の情報を入力する入力デバイスである。入力部３１としては、マウスやキーボードなどの操作の入力を受け付ける入力デバイスが挙げられる。入力部３１は、各種の情報の入力を受付ける。例えば、入力部３１は、対象製品の生産計画および対象製品の原材料の発注計画の決定に関する各種の操作の入力を受け付ける。入力部３１は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報を制御部３４に入力する。
【００２１】
表示部３２は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部３２としては、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）やＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）などの表示デバイスが挙げられる。表示部３２は、各種情報を表示する。例えば、表示部３２は、計画の算出を行う対象製品を指定する製品指定画面や、対象製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを指定するリードタイム指定画面、原材料ごとの発注量、製品の生産量を表示した計画表示画面など各種の画面を表示する。
【００２２】
記憶部３３は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部３３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non  Volatile  Static  Random  Access  Memory）などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。
【００２３】
記憶部３３は、制御部３４で実行されるＯＳ（Operating  System）や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部３３は、発注計画の決定に用いる各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部３３は、制御部３４で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。例えば、記憶部３３は、製品情報４０と、需要実績情報４１と、需要予測情報４２と、生産コスト情報４３とを記憶する。
【００２４】
製品情報４０は、計画の算出を行う対象製品に関する各種の情報を記憶したデータである。製品情報４０には、計画の算出を行う対象製品の在庫量や、対象製品の原材料、原材料の在庫量、原材料の発注単価など、製品の製造に関するコストの算出に用いる各種の情報が記憶される。製品情報４０に記憶された各種の情報は、適宜更新されてもよい。例えば、製品情報４０に記憶された各種の情報は、発注タイミングごとに逐次更新される。
【００２５】
図４は、製品情報の一例を示す図である。製品情報４０は、設定ＩＤ（identification）、設定項目、設定の各項目を有する。設定ＩＤの項目は、設定項目を識別する識別番号を記憶する領域である。各種の設定項目には、それぞれを識別する識別番号が定められる。設定ＩＤの項目には、設定項目の応じた識別番号が格納される。設定項目の項目は、設定項目の項目名を記憶する領域である。設定の項目は、設定項目に関する設定内容を記憶する領域である。図４の例では、設定ＩＤ「１」は、計画の算出を行う対象製品を設定項目とするものであり、設定内容として、「製品Ａ」が設定されている。設定ＩＤ「２」は、対象製品の生産に用いる原材料を設定項目とするものであり、設定内容として、「原材料ｕ、原材料ｖ、原材料ｗ」が設定されている。設定ＩＤ「２」の設定内容は、製品Ａが原材料ｕ、原材料ｖ、原材料ｗから生産されることを示す。設定ＩＤ「３」は、対象製品の現在の在庫量を設定項目とするものであり、設定内容として「１００」が設定されている。設定ＩＤ「４」は、原材料の現在の在庫量を設定項目とするものであり、設定内容として「５０、６０、７０」が設定されている。設定ＩＤ「４」の設定内容は、原材料ｕの現在の在庫量が「５０」であり、原材料ｖの現在の在庫量が「６０」であり、原材料ｗの現在の在庫量が「７０」であることを示す。設定ＩＤ「５」は、対象製品を１つ生産する際に使用される原材料の消費量を設定項目とするものであり、設定内容として「ａｕ、ａｖ、ａｗ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「５」の設定内容は、対象製品である製品Ａを１つ生産する際に原材料ｕがａｕ消費され、原材料ｖがａｖ消費され、原材料ｗがａｗ消費されることを示す。例えば、製品Ａを１つ生産する際に原材料ｕが１つ消費される場合、ａｕは「１」となる。
【００２６】
設定ＩＤ「６」は、原材料の発注単価を設定項目とするものであり、設定内容として「ｃｕ、ｃｖ、ｃｗ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「６」の設定内容は、原材料ｕの発注単価がｃｕであり、原材料ｖの発注単価がｃｖであり、原材料ｗの発注単価がｃｗであることを示す。例えば、原材料ｕの発注単価が１００円の場合、ｃｕは「１００」となる。設定ＩＤ「７」は、対象製品の保管単価を設定項目とするものであり、設定内容として「ｃｓｐ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「７」の設定内容は、１つの製品Ａ当たりの保管単価がｃｓｐであることを示す。例えば、１つの製品Ａ当たりの保管単価が５円の場合、ｃｓｐは「５」となる。設定ＩＤ「８」は、原材料の保管単価を設定項目とするものであり、設定内容として「ｃｕｐ、ｃｖｐ、ｃｗｐ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「８」の設定内容は、１つの原材料ｕ当たりの保管単価がｃｕｐであり、１つの原材料ｖ当たりの保管単価がｃｖｐであり、１つの原材料ｗ当たりの保管単価がｃｗｐであることを示す。例えば、１つの原材料ｕ当たりの保管単価が１円の場合、ｃｕｐは「１」となる。設定ＩＤ「９」は、対象製品の廃棄単価を設定項目とするものであり、設定内容として「ｄｐｐ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「９」の設定内容は、１つの製品Ａ当たりの廃棄単価がｄｐｐであることを示す。例えば、１つの製品Ａ当たりの廃棄単価が５円の場合、ｄｐｐは「５」となる。設定ＩＤ「１０」は、原材料の廃棄単価を設定項目とするものであり、設定内容として「ｄｕｐ、ｄｖｐ、ｄｗｐ」が設定されている。例えば、設定ＩＤ「１０」の設定内容は、１つの原材料ｕ当たりの廃棄単価がｄｕｐであり、１つの原材料ｖ当たりの廃棄単価がｄｖｐであり、１つの原材料ｗ当たりの廃棄単価がｄｗｐであることを示す。例えば、１つの原材料ｕ当たりの廃棄単価が５円の場合、ｄｕｐは「５」となる。
【００２７】
図３に戻り、需要実績情報４１は、計画の算出を行う対象製品に関する過去の需要に関する情報を記憶したデータである。例えば、需要実績情報４１には、対象製品が過去に注文を受けた受注数や受注日が記憶される。
【００２８】
図５は、需要実績情報の一例を示す図である。需要実績情報４１は、対象製品、受注日、受注量の各項目を有する。対象製品の項目は、計画の算出を行う対象製品を記憶する領域である。受注日の項目は、注文を受け付けた日付を記憶する領域である。受注量の項目は、需要量として、製品の注文された受注量を記憶する領域である。図５の例では、製品Ａは、受注日「２０１４／１／２０」での受注量が「１００」であることを示す。
【００２９】
図３に戻り、需要予測情報４２は、計画の算出を行う対象製品の予測期間についての予測される需要予測量を記憶したデータである。例えば、需要予測情報４２には、後述する予測部５２により予測された対象製品の予測期間での需要予測量が記憶される。
【００３０】
図６は、需要予測情報の一例を示す図である。需要予測情報４２は、予測期間として、それぞれの発注周期に対応した期間が設けられ、各期間の需要予測量が記憶されている。図６の例では、予測期間として、「０」〜「４」の期間が設けられ、予測された需要予測量としてｄ（０）〜ｄ（４）が格納されている。このｄ（０）〜ｄ（４）には、後述する予測部５２により予測された需要予測量が格納される。
【００３１】
図３に戻り、生産コスト情報４３は、計画の算出を行う対象製品の生産にかかるコストを記憶したデータである。本実施例では、図２に示したように、製品Ａをライン１で生産しており、ライン１の生産上限を超えた場合に、製品Ａを生産する生産ラインを増やしてライン２でも生産を行う。生産ラインは、生産設備や生産を担当する作業員のシフトなどの制約から製品の生産量に好ましい範囲があり、製品の生産量が好ましい範囲を外れた場合、生産コストが増加する。特に、生産ラインを増やす場合、生産設備や生産を担当する作業員を増やすため、生産コストが大きく増加する。
【００３２】
図７は、生産コストの一例を示す図である。図７に示すように、ライン１のみの場合、生産量が範囲Ｒ１の場合、生産設備や生産を担当する作業員が効率よく活用されており、生産コストが抑えられる。一方、生産量が範囲Ｒ１から減少すると、生産設備や作業員が活用されていない遊休期間があり、生産コストが上昇する。生産量が範囲Ｒ１から生産上限までの範囲で上昇すると、作業員に残業など時間外の勤務を行わせるため、生産コストが上昇する。また、ライン１の生産上限を超えると、生産設備や生産を担当する作業員を増やしてライン２を増設して生産を行うため、生産コストが上昇する。
【００３３】
生産コスト情報４３には、例えば、図７に示すように、生産上限を超えた場合に製品Ａを生産する生産ラインを増やすものとして製品Ａの生産量ごとに生産コストが記憶されている。
【００３４】
制御部３４は、計画決定装置１０を制御するデバイスである。制御部３４としては、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路を採用できる。制御部３４は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部３４は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部３４は、受付部５０と、収集部５１と、予測部５２と、出力部５３とを有する。
【００３５】
受付部５０は、発注に関する各種の情報の入力を受け付ける。例えば、受付部５０は、計画の算出を行う対象製品の指定を受け付ける。例えば、受付部５０は、不図示の製品指定画面を表示させ、製品指定画面から計画の算出を行う対象製品の指定を受け付ける。受付部５０は、対象製品を示すコードの入力により、対象製品の指定を受け付けてもよい。また、受付部５０は、製品をカテゴリに分けてカテゴリを表示部３２に表示させ、選択されたカテゴリの製品を表示部３２に表示させて、製品を選択させることにより、対象製品の指定を受け付けてもよい。受付部５０は、指定された対象製品を製品情報４０に記憶させる。本実施例では、計画の算出を行う対象製品として製品Ａが指定され、対象製品として製品Ａが製品情報４０に記憶されている。
【００３６】
また、受付部５０は、製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける。例えば、受付部５０は、不図示のリードタイム指定画面を表示させ、リードタイム指定画面から原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける。
【００３７】
収集部５１は、各種の収集を行う。例えば、収集部５１は、受付部５０で指定された対象製品に関する各種の情報を収集する。例えば、収集部５１は、生産管理システム１１から対象製品の生産に用いられる原材料、対象製品の現在の在庫量、各原材料の現在の在庫量、対象製品を１つ生産する際に使用される各原材料の消費量を収集する。また、収集部５１は、生産管理システム１１から各原材料の発注単価、対象製品の保管単価、各原材料の保管単価、対象製品の廃棄単価、各原材料の廃棄単価を収集する。また、収集部５１は、各原材料の発注済みの発注量を収集する。収集部５１は、収集した各種の情報を製品情報４０に記憶させる。例えば、収集部５１は、対象製品の生産に用いられる原材料、対象製品の現在の在庫量、各原材料の現在の在庫量、対象製品を１つ生産する際に使用される各原材料の消費量を製品情報４０に記憶させる。また、収集部５１は、各原材料の発注単価、対象製品の保管単価、各原材料の保管単価、対象製品の廃棄単価、各原材料の廃棄単価を製品情報４０に記憶させる。また、収集部５１は、生産管理システム１１から対象製品の過去の需要量を収集し、対象製品の過去の需要量を需要実績情報４１に記憶させる。なお、本実施例では、収集部５１が生産管理システム１１から情報を収集して製品情報４０および需要実績情報４１に格納するが、これに限定されるものではない。製品情報４０および需要実績情報４１は、別のシステムや管理者が格納してもよい。また、製品情報４０の各種の情報の一部または全部は、受付部５０により入力を受け付けてもよい。例えば、対象製品および各原材料の現在の在庫量は、生産管理システム１１から収集してもよい。各原材料の発注単価や各種の単価は、受付部５０により入力を受け付けてもよい。
【００３８】
予測部５２は、各種の予測を行う。例えば、予測部５２は、計画の算出を行う対象製品の製造に関するコストが最小となる原材料ごとの発注量と対象製品の生産量を予測する。本実施例では、予測部５２は、製品Ａの製造に関するコストが最小となる原材料ｕ、ｖ、ｗごとの発注量と製品Ａの生産量を予測する。予測部５２は、取得部６０と、算出部６１とを有する。
【００３９】
取得部６０は、各種の取得を行う。例えば、取得部６０は、予測期間についての対象製品の需要予測量を取得する。例えば、取得部６０は、需要実績情報４１に記憶された製品Ａの過去の受注量に基づき、予測期間の需要を予測することにより、製品Ａの需要予測量を取得する。例えば、取得部６０は、ＡＲＩＭＡモデル（autoregressive  integrated  moving  average  model）などによる時系列分析を行って、製品Ａの需要を予測する。なお、需要の予測の手法は、これに限定されず、何れの手法であってもよい。例えば、サポートベクタマシンなどにより過去の需要を学習して需要量を予測してもよい。また、取得部６０は、需要実績情報４１に記憶された、予測期間と同じ日付の過去の期間の受注量を予測期間の需要として用いてもよい。また、本実施例では、取得部６０が需要を予測する場合について説明するが、これに限定されない。例えば、対象製品についての予測期間の需要を予測した結果を予測需要情報として記憶部３３に予め記憶させておき、取得部６０は、予測需要情報から対象製品の需要予測量を取得してもよい。また、予測期間の対象製品の需要の予測は別の情報処理装置が行ってもよい。取得部６０は、別の情報処理装置から予測結果を取得してもよい。
【００４０】
算出部６１は、各種の算出を行う。例えば、算出部６１は、受付部５０により受け付けた原材料ごとのリードタイムと、取得部６０により取得した対象製品の需要予測量を用いて、対象製品の製造に関するコストが最小となる原材料ごとの発注量と対象製品の生産量を算出する。例えば、算出部６１は、原材料ごとの発注量と対象製品の生産量とを入力とし、対象製品の製造に関するコストを出力とする目的関数の最適化問題を解くことにより、コストが最小となる原材料ごとの発注量と対象製品の生産量を算出する。
【００４１】
ここで、最適化問題に用いる目的関数および制約条件について説明する。最初に対象製品の製造に関するコストの算出に用いるパラメータについて説明する。
【００４２】
本実施例では、対象製品である製品Ａは、３つの原材料ｕ、ｖ、ｗにより生産される。原材料ｕは、リードタイムＬ１が「１」と指定を受け付けたものとする。原材料ｖは、リードタイムＬ２が「２」と指定を受け付けたものとする。原材料ｗは、リードタイムＬ３が「２」と指定を受け付けたものとする。また、原材料ｕは、何れの期間も発注可能であり、ｋ期間の発注量をｕ（ｋ）とする。原材料ｖは、何れの期間も発注可能であり、ｋ期間の発注量をｖ（ｋ）とする。原材料ｗは、１日ごとに通常発注が可能であり、ｋ期間の通常発注の発注量をｗ1（ｋ）とする。また、原材料ｗは、通常発注ができない期間も緊急発注が可能であり、例えば、通常発注ができないｋ＋１期間の緊急発注の発注量をｗ2（ｋ＋１）とする。
【００４３】
また、本実施例では、予測期間を５日間とする。この場合、予測期間である５日間の製品の需要予測量、各原材料の入荷量、対象製品の生産量、各原材料の在庫量、対象製品の在庫量は、例えば、図８のようになる。図８は、予測期間の対象製品の需要予測量、各原材料の入荷量、対象製品の生産量、各原材料の在庫量、対象製品の在庫量を説明する図である。図８の例は、予測期間である５日間のぞれぞれの日を０〜４の期間としている。
【００４４】
ｄ（０）〜ｄ（４）は、０〜４の期間のそれぞれの対象製品の需要予測量である。ｄ（０）〜ｄ（４）は、取得部６０により取得される。図８の例では、０〜４の期間の原材料ｕの入荷量がｕ（−１）〜ｄ（３）とされている。原材料ｕは、毎日発注が可能であり、リードタイムＬ１が「１」であるため、発注した１日後に納品される。このため、原材料ｕの入荷量は、それぞれ１日前の発注量ｕ（−１）〜ｄ（３）となっている。図８の例では、０〜４の期間の原材料ｖの入荷量がｖ（−２）〜ｖ（２）とされている。原材料ｖは、毎日発注が可能であり、リードタイムＬ２が「２」であるため、発注した２日後に納品される。このため、原材料ｖの入荷量は、それぞれ２日前の発注量ｖ（−２）〜ｖ（２）となっている。図８の例では、０〜４の期間の原材料ｗの入荷量がｗ1（−１）、ｗ2（−１）、ｗ1（０）、ｗ2（０）、ｗ1（１）とされている。ｗ1（−１）、ｗ1（０）、ｗ1（１）は、現時点を基準として１回前、今回、１回後の通常発注での発注量である。ｗ2（−１）、ｗ2（０）は、現時点を基準として１回前、今回の緊急発注での発注量である。原材料ｗは、１日ごとに交代で通常発注と緊急発注が可能であり、リードタイムＬ３が「２」であるため、発注した２日後に納品される。１回前の通常発注ｗ1（−１）は、２日前になされている。このため、期間０の原材料ｗの入荷量には、ｗ1（−１）が格納されている。また、１回前の緊急発注ｗ2（−１）は、１日前になされている。このため、期間１の原材料ｗの入荷量には、ｗ2（−１）が納品されている。
【００４５】
ｐ（０）〜ｐ（４）は、０〜４の期間の対象製品の製品Ａの生産量である。ｓｕ（０）〜ｓｕ（４）は、０〜４の期間の原材料ｕの在庫量である。ｓｖ（０）〜ｓｖ（４）は、０〜４の期間の原材料ｖの在庫量である。ｓｗ（０）〜ｓｗ（４）は、０〜４の期間の原材料ｗの在庫量である。ｓ（０）〜ｓ（４）は、０〜４の期間の対象製品である製品Ａの在庫量である。
【００４６】
０〜４の期間の対象製品の在庫量は、以下の式（１）から算出できる。
【００４７】
ｓ（ｋ）＝ｓ（ｋ−１）＋ｐ（ｋ）−ｄ（ｋ）    ・・（１）
【００４８】
ここで、ｓ（ｋ）は、ｋ期間の対象製品の在庫量である。
ｐ（ｋ）は、ｋ期間の対象製品の生産量である。
ｄ（ｋ）は、ｋ期間の需要量である。
【００４９】
この式（１）は、対象製品のｋ期間の在庫量が、１つ前のｋ−１期間の在庫量にｋ期間の生産量を加算し、ｋ期間の需要量を減算することで算出されることを示している。ｓ（０）を対象製品の現在の在庫量として、式（１）を用いることにより、ｓ（１）〜ｓ（４）を順に算出できる。
【００５０】
また、予測期間のｋ期間の原材料の予測される在庫量は、１つ前のｋ−１期間の原材料の在庫量にｋ期間の入荷量を加算し、ｋ期間の消費量を減算することで算出される。例えば、原材料ｕのｋ期間の在庫量は、以下の式（２）から算出される。なお、原材料は、発注すると、リードタイム後に発注量だけ納品されるものとする。すなわち、原材料の欠品は、発生しないものとする。
【００５１】
ｓｕ（ｋ）＝ｓｕ（ｋ−１）＋ｕ（ｋ−Ｌ１）−ｐ（ｋ）×ａｕ    ・・（２）
【００５２】
ここで、ｓｕ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｕの在庫量である。
ｕ（ｋ−Ｌ１）は、ｋ−Ｌ１期間の原材料ｕの発注量であり、ｋ期間の原材料ｕの入荷量である。
Ｌ１は、原材料ｕのリードタイムである。
ａｕは、製品Ａを１つ生産する際に使用される原材料ｕの消費量である。
【００５３】
この式（２）は、原材料ｕのｋ期間の在庫量が、１つ前のｋ−１期間の原材料ｕの在庫量にｋ−Ｌ期に発注した発注量を加算し、ｋ期間の製品の生産で消費される原材料ｕの消費量を減算することで算出されることを示している。ｓｕ（０）を対象製品の現在の在庫量として、式（２）を用いることにより、ｓｕ（１）〜ｓｕ（４）を順に算出できる。
【００５４】
製品の生産には、様々なコストが発生する。例えば、原材料には、原材料を購入するための発注コストが発生する。発注コストは、ｋ期間に納品される原材料の入荷量に原材料の発注単価を乗算することで算出される。例えば、原材料ｕの発注コストは、以下の式（３）から算出される。
【００５５】
ｏｃｕ（ｋ）＝ｕ（ｋ−Ｌ１）×ｃｕ    ・・（３）
【００５６】
ここで、ｏｃｕ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｕの発注コストである。
ｃｕは、原材料ｕの発注単価である。
【００５７】
同様に、算出部６１は、ｋ期間に納品される原材料ｖの入荷量に原材料ｖの発注単価ｃｖを乗算することでｋ期間の原材料ｖの発注コストｏｃｖ（ｋ）を算出できる。また、算出部６１は、ｋ期間に納品される原材料ｗの入荷量に原材料ｗの発注単価ｃｗを乗算することでｋ期間の原材料ｗの発注コストｏｃｗ（ｋ）を算出できる。なお、原材料ｗは、通常発注の場合、原材料ｗとして通常発注の発注単価を使用し、緊急発注の場合、原材料ｗとして緊急発注の発注単価を使用する。
【００５８】
なお、原材料が、１つ単位の単位発注と、所定数ずつロット発注が可能な場合、算出部６１は、単位発注での発注数と単位発注の発注単価を乗算した値と、ロット発注での発注数とロット発注の発注単価を乗算した値とを加算して発注コストを求める。例えば、原材料ｕが、１つ単位の単位発注と、所定数ずつロット発注が可能な場合、原材料ｕのｋ期間の発注コストは、以下の式（４）から算出される。
【００５９】
ｏｃｕ（ｋ）＝ｆｌｏｏｒ（ｕ（ｋ−Ｌ）／ｏｒｕ）×ｃｒｕ＋
＋ｒｅｍ（ｕ（ｋ−Ｌ），ｏｒｕ）×ｃｓｕ  ・・（４）
【００６０】
ここで、ｏｒｕは、原材料ｕを１つロット発注した際の入荷量である。例えば、原材料ｕが１ロッド発注で１２個入荷する場合、ｏｒｕは、「１２」となる。
ｃｒｕは、１つのロッド発注での原材料ｕの発注単価である。
ｃｓｕは、１つの単品発注での原材料ｕの発注単価である。
ｆｌｏｏｒ（ａ／ｂ）は、ａをｂで割った整数部分の値を求める演算である。
ｒｅｍ（ａ，ｂ）は、ａをｂで割った余りの値を求める演算である。
【００６１】
なお、発注コストを算出する式（４）は、一例であり、発注単位に応じて定める。また、発注コストは、配送コストなどその他のコストを加味して算出してもよい。原材料が、ロット発注および単品発注を行う場合、収集部５１は、生産管理システム１１から原材料のロッド発注での発注単価および単品発注での発注単価を収集して製品情報４０に記憶させる。
【００６２】
ｋ期間の発注コストｆ（ｋ）は、各原材料のｋ期間の発注コストを加算することで算出される。例えば、ｋ期間の原材料ｕ、ｖ、ｗの発注コストｆ（ｋ）は、以下の式（５）から算出される。
【００６３】
ｆ（ｋ）＝ｏｃｕ（ｋ）＋ｏｃｖ（ｋ）＋ｏｃｗ（ｋ）    ・・（５）
【００６４】
また、例えば、原材料や製品には、在庫の保管に保管コストが発生する。製品の保管コストは、例えば、それぞれの日の製品の在庫量に、製品の保管単価を乗算することで算出される。例えば、対象製品のｋ期間の保管コストは、以下の式（６）から算出できる。
【００６５】
ｈｐ（ｋ）＝ｓ（ｋ）×ｃｓｐ    ・・（６）
【００６６】
ここで、ｈｐ（ｋ）は、ｋ期間の対象製品の保管コストである。
ｃｓｐは、１つの製品当たりの保管単価である。
【００６７】
また、原材料の保管コストは、例えば、それぞれの日の原材料の在庫量に、原材料の保管単価を乗算することで算出される。例えば、原材料ｕのｋ期間の保管コストは、以下の式（７）から算出できる。
【００６８】
ｓｕ（ｋ）＝ｓｕ（ｋ）×ｃｕｐ    ・・（７）
【００６９】
ここで、ｓｕ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｕの保管コストである。
ｃｕｐは、１つの原材料ｕ当たりの保管単価である。
【００７０】
同様に、算出部６１は、ｋ期間の原材料ｖの在庫量に原材料ｖの保管単価ｃｖｐを乗算することでｋ期間の原材料ｖの保管コストｓｖ（ｋ）を算出できる。また、算出部６１は、ｋ期間の原材料ｗの在庫量に原材料ｗの保管単価ｃｗｐを乗算することでｋ期間の原材料ｗの保管コストｓｗ（ｋ）を算出できる。
【００７１】
ｋ期間の原材料の保管コストｈｍ（ｋ）は、各原材料のｋ期間の保管コストを加算することで算出される。例えば、ｋ期間の原材料ｕ、ｖ、ｗの保管コストｈｍ（ｋ）は、以下の式（８）から算出される。
【００７２】
ｈｍ（ｋ）＝ｏｃｕ（ｋ）＋ｏｃｖ（ｋ）＋ｏｃｗ（ｋ）    ・・（８）
【００７３】
また、例えば、原材料や製品に消費期限など保管期限があり、保管期限を過ぎた原材料や製品を廃棄する場合、原材料や製品には、廃棄コストが発生する。この場合、原材料や製品は、それぞれの日について生産日または入荷日ごとに在庫を管理する。例えば、製品は、保管期限をｗとした場合、予測期間のそれぞれの日について、生産された日からの経過日ごとに在庫を管理する。例えば、図９に示すように、経過日ごとに対象製品の在庫量を記憶する記憶領域ｓlを設ける。図９は、経過日ごとに対象製品の在庫量を記憶する記憶領域の一例を説明する図である。製品の在庫量は、例えば、以下のように記憶させる。
【００７４】
算出部６１は、ｋ期間の製品の需要が無い場合、日別の在庫量を１日分ずらす。例えば、算出部６１は、需要予測量ｄ（ｋ）＝０の場合、以下の式（９）に示すように、それぞれ日の在庫数を１日分ずつずらす。また、算出部６１は、ｋ期間に生産した在庫量を以下の式（１０）に示すように、ｋ期間の１日目の在庫量ｓ1（ｋ）として格納する。
【００７５】
ｓl（ｋ）＝ｓl-1（ｋ−１）    （ｌ＝２・・・Ｗ）    ・・（９）
ｓ1（ｋ）＝ｐ（ｋ）    ・・（１０）
【００７６】
一方、算出部６１は、ｋ期間の製品の需要がある場合、保管期限内で生産された日が古い製品から需要予測量分出荷するものとして生産された日ごとに在庫を更新する。例えば、算出部６１は、需要予測量ｄ（ｋ）が正の場合、例えば、ｌをｗ、ｗ−１、ｗ−２・・・と、ｌをｗから順に１つずつ減らしつつ、ｓlから需要予測量ｄ（ｋ）分の減算を行う。例えば、算出部６１は、以下の式（１１）に示すように、保管期限にもっとも近い在庫から需要予測量ｄ（ｋ）を減算する。
【００７７】
ｓｗ（ｋ）＝ｍａｘ（ｓw-1（ｋ−１）−ｄ（ｋ），０）    ・・（１１）
【００７８】
ここで、ｍａｘ（ａ，ｂ）は、ａとｂのうち大きい方を求める演算である。
【００７９】
式（１１）は、ｓw-1（ｋ−１）−ｄ（ｋ）がゼロ以上の場合、ｓw-1（ｋ−１）から需要予測量ｄ（ｋ）分の製品を出荷できたことになる。一方、ｓw-1（ｋ−１）−ｄ（ｋ）がゼロより小さい場合、ｓｗ（ｋ）＝０となり、需要予測量ｄ（ｋ）分の製品を減算しきれていない。このため、算出部６１は、以下の式（１２）に示すように、１つ前の日の在庫から減算しきれていない残り分を減算する。
【００８０】
ｓw-1（ｋ）＝ｍａｘ（ｓW-2（ｋ−１）−ｍａｘ（ｄ（ｋ）−ｓw-1（ｋ−１），０），０）
・・（１２）
【００８１】
ｓW-2（ｋ−１）−ｍａｘ（ｄ（ｋ）−ｓw-1（ｋ−１），０）がゼロより小さい場合、算出部６１は、同様に、減算しきれていない残り分を１つ前の日の在庫から減算する。算出部６１は、需要予測量ｄ（ｋ）分を在庫から減算しきれた期間よりも新しい期間は式（９）、（１０）により日別の在庫量を１日分ずらす。このように、算出部６１は、保管期限内で生産された日が古い製品から需要予測量分出荷するものとして生産された日ごとに在庫を更新する。
【００８２】
このように、生産された日からの経過日ごとに在庫を管理した場合、ｓｗ（ｋ）に記憶された在庫量は、次の日に保管期間を過ぎる在庫である。よって、製品の廃棄コストは、例えば、保管期間を過ぎる在庫量に、製品の廃棄単価を乗算することで算出される。例えば、対象製品のｋ期間の廃棄コストは、以下の式（１３−１）から算出できる。
【００８３】
ｇｐ（ｋ）＝ｓｗ（ｋ）×ｄｐｐ    ・・（１３−１）
【００８４】
ここで、ｇｐ（ｋ）は、ｋ期間の対象製品の廃棄コストである。
ｄｐｐは、１つの対象製品当たりの廃棄単価である。
【００８５】
なお、対象製品が、１つ単位の単位廃棄と、所定数ずつロット廃棄が可能な場合、廃棄コストは、以下の式（１３−２）から算出される。
【００８６】
ｇｐ（ｋ）＝ｆｌｏｏｒ（ｓｗ（ｋ）／ｄｒｕ）×ｃｄｒ＋
＋ｒｅｍ（ｓｗ（ｋ），ｄｒｕ）×ｃｄｓ
・・（１３−２）
【００８７】
ここで、ｄｒｕは、製品を１つロット廃棄した際の製品量である。
ｃｄｒは、１ロッド廃棄する際の廃棄単価である。
ｃｄｓは、１単品廃棄する際の廃棄単価である。
【００８８】
なお、廃棄コストを算出する式（１３−１）、（１３−２）は、一例であり、廃棄単位に応じて定める。対象製品が、ロット廃棄および単品廃棄を行う場合、収集部５１は、生産管理システム１１から対象製品のロッド廃棄での廃棄単価および単品廃棄での廃棄単価を収集して製品情報４０に記憶させる。
【００８９】
各原材料についても、製品の場合と同様に、入荷された日からの経過日ごとに在庫を管理することにより、廃棄コストを算出できる。例えば、原材料ｕ、ｖ、ｗのｋ期間の保管期限ｗを経過した在庫量をｓｕｗ（ｋ）、ｓｖｗ（ｋ）、ｓｗｗ（ｋ）とした場合、原材料ｕ、ｖ、ｗの廃棄コストは、以下の式（１４−１）〜（１４−３）から算出される。
【００９０】
ｄｕ（ｋ）＝ｓｕｗ（ｋ）×ｄｕｐ    ・・（１４−１）
ｄｖ（ｋ）＝ｓｖｗ（ｋ）×ｄｖｐ    ・・（１４−２）
ｄｗ（ｋ）＝ｓｗｗ（ｋ）×ｄｗｐ    ・・（１４−３）
【００９１】
ここで、ｄｕ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｕの廃棄コストである。
ｄｖ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｖの廃棄コストである。
ｄｗ（ｋ）は、ｋ期間の原材料ｗの廃棄コストである。
ｄｕｐは、原材料ｕの１つ当たりの廃棄単価である。
ｄｖｐは、原材料ｖの１つ当たりの廃棄単価である。
ｄｗｐは、原材料ｗの１つ当たりの廃棄単価である。
【００９２】
ｋ期間の原材料の廃棄コストｇｍ（ｋ）は、各原材料のｋ期間の廃棄コストを加算することで算出される。例えば、ｋ期間の原材料ｕ、ｖ、ｗの廃棄コストｇｍ（ｋ）は、以下の式（１５）から算出される。
【００９３】
ｇｍ（ｋ）＝ｄｕ（ｋ）＋ｄｖ（ｋ）＋ｄｗ（ｋ）    ・・（１５）
【００９４】
なお、原材料についても、１つ単位の単位廃棄と、所定数ずつロット廃棄により、廃棄コストを求めてもよい。
【００９５】
また、例えば、生産ラインで各原材料から製品を生産する場合、生産コストが発生する。ｋ期間の生産コストｐｃ（ｋ）は、生産コスト情報４３から、ｋ期間の対象製品の生産量ｐ（ｋ）に応じて求めることができる。例えば、算出部６１は、生産コスト情報４３から、ｋ期間の対象製品の生産量ｐ（ｋ）に応じた生産コストを読み出すことにより、ｋ期間の生産コストｐｃ（ｋ）を求める。
【００９６】
なお、ｋ期間の生産コストｐｃ（ｋ）は、対象製品を１つ生産する場合の単位生産コストに生産量を乗算して求めてもよい。
【００９７】
この結果、予測期間である０〜４の期間についての製品の製造に関するコストは、例えば、以下の式（１６）のように表せる。式（１６）は、原材料ｕ、ｖ、ｗの発注コストｆ（ｋ）、製品の生産コストｐｃ（ｋ）、原材料ｕ、ｖ、ｗの保管コストｈｍ（ｋ）、製品の保管コストｈｐ（ｋ）、原材料ｕ、ｖ、ｗの廃棄コストｇｍ（ｋ）、対象製品の廃棄コストｇｐ（ｋ）を０〜４の期間について加算している。
【００９８】
【数１】
2016181039.tif 000003
【００９９】
ここで、図８および図９に示す各変数のうち、生産量ｐ（０）〜ｐ（４）は、変更可能なパラメータである。また、各原材料の入荷量ｕ（ｋ）、ｖ（ｋ）、ｗ（ｋ）のうちｋ≧０となる部分は、今後の発注によって納品されるため、変更可能なパラメータである。一方、各原材料の入荷量ｕ（ｋ）、ｖ（ｋ）、ｗ（ｋ）のうちｋ＜０となる部分は、既に発注済みであるため、変更できないパラメータである。対象製品および各原材料の在庫量は、製品の生産量および各原材料の入荷量によって変化する。よって、上述した原材料ｕ、ｖ、ｗの発注コストｆ（ｋ）、製品の生産コストｐｃ（ｋ）、原材料ｕ、ｖ、ｗの保管コストｈｍ（ｋ）は、製品の生産量および各原材料の入荷量によって変化する。また、製品の保管コストｈｐ（ｋ）、原材料ｕ、ｖ、ｗの廃棄コストｇｍ（ｋ）、および、対象製品の廃棄コストｇｐ（ｋ）も、製品の生産量および各原材料の入荷量によって変化する。すなわち、式（１６）は、原材料ごとの発注量と製品の生産量とを入力とし、製品の製造に関するコストを出力とする関数である。
【０１００】
算出部６１は、式（１６）を目的関数として、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する。この際、算出部６１は、各種の制約条件の元、原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出してもよい。
【０１０１】
例えば、製品が在庫切れになる欠品の発生は、機会損失となるため、欠品の発生を回避することが好ましい。欠品の発生を回避するには、予測期間のそれぞれの日の在庫数が、その日の需要以上であればよい。例えば、以下の式（１７）のように予測期間の対象製品の在庫量ｓ（ｋ）は、ゼロ以上であることを条件とする。
【０１０２】
ｓ（ｋ）≧  ０  （ｋ＝０〜４）  ・・（１７）
【０１０３】
算出部６１は、各種の制約条件の元、取得部６０により取得された各種の情報を設定して、式（１６）に示した目的関数の最適化問題を解くことにより、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する。例えば、算出部６１は、取得部６０により取得されて製品情報４０に記憶された各種の情報を設定する。また、算出部６１は、ｋ＜０となる各原材料の入荷量ｕ（ｋ）、ｖ（ｋ）、ｗ（ｋ）に対応する既に発注済みの発注数を設定する。そして、算出部６１は、上述の式（１７）に示した在庫量の制限を制約条件として、目的関数の最適化問題を解いて、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する。例えば、算出部６１は、生産量ｐ（０）〜ｐ（４）およびｋ≧０である入荷量ｕ（ｋ）、ｖ（ｋ）、ｗ（ｋ）の値をそれぞれ所定の初期値からプラス、マイナスに変化させてコストの算出を繰り返す。そして、算出部６１は、算出されるコストが極小となって減少しなくなる原材料ごとの発注量と製品の生産量を求める。
【０１０４】
なお、式（１６）に示した製品の製造に関するコストの関数は、一例である。コストの関数は、原材料の発注コストｆ（ｋ）、製品の生産コストｐｃ（ｋ）、原材料の保管コストｈｍ（ｋ）、製品の保管コストｈｐ（ｋ）、原材料ｕ、ｖ、ｗの廃棄コストｇｍ（ｋ）、対象製品の廃棄コストｇｐ（ｋ）の一部のみで構成してもよい。また、コストの関数は、他のコストを加えてもよい。また、制約条件は、上述の条件に限定されるものではなく、様々な条件を用いることができる。
【０１０５】
例えば、算出部６１は、欠品の発生を回避する式（１７）の制約条件を加えずに、製品の欠品に応じたペナルティによる欠品コストを含んだコストを算出してもよい。例えば、算出部６１は、製品の生産量と、製品の需要予測量とに基づいて算出される製品の在庫量が製品の次の需要予測量に満たない欠品量を算出する。例えば、算出部６１は、在庫を算出した結果、以下の式（１８）からｋ期間の欠品量を求める。
【０１０６】
ｌｏｓｓ（ｋ）＝ｍｉｎ（０，ｓ（ｋ））      ・・（１８）
【０１０７】
ここで、ｌｏｓｓ（ｋ）は、対象製品のｋ期間の欠品量である。
ｍｉｎ（ａ，ｂ）は、ａとｂのうち小さい方を求める演算である。
【０１０８】
製品の在庫量が製品の次の需要予測量に満たない場合、対象製品の在庫量ｓ（ｋ）がマイナスとなり、ｌｏｓｓ（ｋ）にマイナスの値が格納される。
【０１０９】
欠品コストは、ｌｏｓｓ（ｋ）をパラメータとした、例えば、ｌｃ（ｌｏｓｓ（ｋ））の関数により算出する。このｌｃ（ｌｏｓｓ（ｋ））は、欠品による影響に応じて、様々定めることができる。例えば、欠品が多いほど製品の納入先への信頼が低下することを欠品コストとする場合、ｌｃ（ｌｏｓｓ（ｋ））は、ｌｏｓｓ（ｋ）の値がマイナスに大きいほど値が大きくなる指数関数あるいは２次関数を用いてもよい。一方、例えば、欠品が一定量までは欠品量に応じて製品の納入先への信頼が低下するが、一定量を超えた場合、需要の多い製品として信頼の低下が低減する場合がある。この場合、ｌｃ（ｌｏｓｓ（ｋ））は、ｌｏｓｓ（ｋ）の値がマイナスの一定量まで値が大きくなるが、ｌｏｓｓ（ｋ）の値がマイナスの一定量以上では値の増加が収束する関数を用いてもよい。
【０１１０】
製造に関するコストは、例えば、以下の式（１９）に示すように欠品コストｌｃ（ｌｏｓｓ（ｋ））を含んでもよい。
【０１１１】
【数２】
2016181039.tif 000004
【０１１２】
これにより、算出部６１は、コストが減る場合、製品の欠品を意図的に生じさせる計画を求めることもできる。
【０１１３】
また、本実施例では、原材料ｗは、通常発注と緊急発注が可能としている。緊急発注を許可せずに計画を求める場合、緊急発注の発注量をｗ2（ｋ）＝０  （ｋ≧０）として、算出部６１が、最適化問題を解くことにより、緊急発注をしない計画を求めることができる。一方、緊急発注可能な場合は、緊急発注の発注単価を通常発注よりも高くして、算出部６１が、最適化問題を解くことにより、緊急発注を許可した計画を求めることができる。この場合、製品情報４０には、生産管理システム１１から通常発注の発注単価と緊急発注の発注単価を記憶させる。
【０１１４】
出力部５３は、各種の出力を行う。例えば、出力部５３は、算出部６１により算出された原材料ごとの発注量、製品の生産量を表示した計画表示画面を表示部３２に出力する。なお、出力部５３は、原材料ごとの発注量を発注計画として生産管理システム１１へ出力して、自動的な発注を行うようにしてもよい。また、出力部５３は、製品の生産量を生産計画として生産管理システム１１へ出力して、自動的な生産管理を行うようにしてもよい。
【０１１５】
次に、計画決定装置１０を用いた工場での計画決定の流れについて説明する。図１０は、計画決定装置を用いた工場での計画決定の流れを示す図である。
【０１１６】
工場２１は、卸２０から製品Ａの発注を受ける。工場２１では、計画決定装置１０を用いて製品Ａの生産計画および製品Ａの原材料ごとの発注計画を求める。例えば、工場２１では、計画決定装置１０により製品Ａに関する各種の情報を収集する。また、計画決定装置１０では、予測期間の需要を予測することにより、製品Ａの需要予測量を取得する。また、計画決定装置１０では、原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける。計画決定装置１０は、原材料ごとのリードタイムと製品の需要予測量を用いて、目的関数の最適化問題を解くことにより、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する。工場２１では、計画決定装置１０により算出された発注量を原材料の原料卸２２に発注する。また、工場２１では、算出された生産量に応じて生産ラインを増設する対応を行う。工場２１は、算出された生産量に従い、製品Ａを生産し、生産した製品Ａを卸２０へ出荷する。
【０１１７】
このように計画決定装置１０が算出した原材料ごとの発注量に従い発注を行うことで、工場２１では、リードタイムや発注タイミングの異なる複数の原材料の発注を適切に行うことができる。また、計画決定装置１０は、原材料や製造ラインのコストに応じた最適な生産量を提示できる。また、計画決定装置１０は、上述の式（１７）に示した制約条件や、コストに欠品コストを含めることにより、工場２１での製品Ａの欠品のリスクを低減できる。また、計画決定装置１０は、工場２１の製造ラインの増設について判断を支援ができる。
【０１１８】
［処理の流れ］
次に、計画決定装置１０が計画を決定する計画決定処理の流れについて説明する。図１１は、計画決定処理の手順の一例を示すフローチャートである。この計画決定処理は、所定のタイミング、例えば、受付部５０により、計画の算出を行う対象製品の指定を受け付けたタイミングで実行される。
【０１１９】
図１１に示すように、収集部５１は、対象製品に関する各種の情報を収集して記憶部３３に格納する（Ｓ１０）。例えば、収集部５１は、生産管理システム１１から対象製品の生産に用いられる原材料、対象製品の現在の在庫量、各原材料の現在の在庫量、対象製品を１つ生産する際に使用される各原材料の消費量を収集する。また、収集部５１は、生産管理システム１１から各原材料の発注単価、対象製品の保管単価、各原材料の保管単価、対象製品の廃棄単価、各原材料の廃棄単価を収集する。また、収集部５１は、各原材料の発注済みの発注量を収集する。収集部５１は、対象製品の生産に用いられる原材料、対象製品の現在の在庫量、各原材料の現在の在庫量、対象製品を１つ生産する際に使用される各原材料の消費量を製品情報４０に記憶させる。また、収集部５１は、各原材料の発注単価、対象製品の保管単価、各原材料の保管単価、対象製品の廃棄単価、各原材料の廃棄単価を製品情報４０に記憶させる。また、収集部５１は、生産管理システム１１から対象製品の過去の需要量を収集し、対象製品の過去の需要量を需要実績情報４１に記憶させる。
【０１２０】
受付部５０は、リードタイム指定画面を表示部３２に表示させ、リードタイム指定画面から原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける（Ｓ１１）。
【０１２１】
取得部６０は、予測期間についての対象製品の需要予測量を取得する（Ｓ１２）。例えば、取得部６０は、需要実績情報４１に記憶された対象製品の過去の受注量に基づき、予測期間の需要を予測することにより、対象製品の需要予測量を取得する。
【０１２２】
算出部６１は、各種の制約条件の元、取得部６０により取得された各種の情報を設定して、式（１６）に示した目的関数の最適化問題を解くことにより、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する（Ｓ１３）。
【０１２３】
出力部５３は、算出部６１により算出された原材料ごとの発注量、製品の生産量を表示した計画表示画面を表示部３２に出力し（Ｓ１４）、処理を終了する。
【０１２４】
［効果］
上述してきたように、計画決定装置１０は、製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムを受け付ける。計画決定装置１０は、受け付けた原材料ごとのリードタイムと製品の需要予測量を用いて、製品の製造に関するコストが最小となる原材料ごとの発注量と前記製品の生産量を算出する。これにより、計画決定装置１０は、利益を多く得られる各原材料の発注量と製品の生産量を求めることができる。また、計画決定装置１０は、リードタイムや発注タイミングの異なる複数の原材料の発注を適切に行うことができる。
【０１２５】
また、計画決定装置１０は、原材料ごとの発注量と製品の生産量とを入力とし、製品の製造に関するコストを出力とする目的関数の最適化問題を解くことにより、コストが最小となる原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出する。これにより、計画決定装置１０は、コストが最小となる適切な原材料ごとの発注量と製品の生産量を求めることができる。
【０１２６】
また、目的関数は、原材料ごとの発注コスト、製品の生産にかかる生産コスト、原材料ごとの原材料保管コスト、生産した製品の製品保管コスト、原材料ごとの原材料廃棄コスト、および、製品の製品廃棄コストの一部または全部を含んだコストを出力する。このように、発注コスト、生産コスト、原材料保管コスト、製品保管コスト、原材料廃棄コスト、製品廃棄コストのうち考慮するものをコストに含ませることにより、計画決定装置１０は、それぞれのコストをトータルで最小に抑えた原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出できる。
【０１２７】
また、計画決定装置１０は、それぞれ生産上限を超えた場合に製品を生産する生産ラインを増やすものとして製品の生産量ごとに生産コストを記憶した生産コスト情報４３から、製品の生産量に応じた生産コストを求める。これにより、計画決定装置１０は、生産ラインを増やす場合の生産コストの増加も含めて、コストをトータルで最小に抑えた原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出できる。これにより、計画決定装置１０は、原材料や製造ラインのコストに応じた最適な生産量を提示できる。また、計画決定装置１０は、コスト面から製造ラインの増設を行うべきか否かを適切に判断ができる。
【０１２８】
また、計画決定装置１０は、製品の生産量と、製品の需要予測量とに基づいて算出される製品の在庫量が製品の次の需要予測量に満たない欠品量に応じた欠品コストをさらに含んだコストを出力する。これにより、計画決定装置１０は、欠品による影響を欠品コストとして含めて、コストをトータルで最小に抑えた原材料ごとの発注量と製品の生産量を算出できる。
【実施例２】
【０１２９】
さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。
【０１３０】
例えば、上記の実施例では、製品の原材料ごとに、当該原材料を発注から到着するまでのリードタイムをユーザの入力により受け付ける場合について説明したが、これに限定されない。例えば、生産管理システム１１が製品の原材料ごとにリードタイムを記憶する場合、生産管理システム１１から製品の原材料ごとにリードタイムを収集することにより、リードタイムを受け付けてもよい。
【０１３１】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的状態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、受付部５０、収集部５１、予測部５２（取得部６０、算出部６１）および出力部５３の各処理部が適宜統合されてもよい。また、各処理部の処理が適宜複数の処理部の処理に分離されてもよい。さらに、各処理部にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１３２】
［計画決定プログラム］
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図１２は、計画決定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
【０１３３】
図１２に示すように、コンピュータ３００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３１０、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）３２０、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）３４０を有する。これら３００〜３４０の各部は、バス４００を介して接続される。
【０１３４】
ＨＤＤ３２０には上記の受付部５０、収集部５１、予測部５２および出力部５３と同様の機能を発揮する計画決定プログラム３２０ａが予め記憶される。なお、計画決定プログラム３２０ａについては、適宜分離しても良い。
【０１３５】
また、ＨＤＤ３２０は、各種情報を記憶する。例えば、ＨＤＤ３２０は、ＯＳや発注量の決定に用いる各種データを記憶する。
【０１３６】
そして、ＣＰＵ３１０が、計画決定プログラム３２０ａをＨＤＤ３２０から読み出して実行することで、実施例の各処理部と同様の動作を実行する。すなわち、計画決定プログラム３２０ａは、受付部５０、収集部５１、予測部５２および出力部５３と同様の動作を実行する。
【０１３７】
なお、上記した計画決定プログラム３２０ａについては、必ずしも最初からＨＤＤ３２０に記憶させることを要しない。
【０１３８】
例えば、コンピュータ３００に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１３９】
さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ３００に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ３００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４０】
１    システム
１０  計画決定装置
１１  生産管理システム
３１  入力部
３２  表示部
３３  記憶部
３４  制御部
４０  製品情報
４１  需要実績情報
４２  需要予測情報
４３  生産コスト情報
５０  受付部
５１  収集部
５２  予測部
５３  出力部
６０  取得部
６１  算出部
【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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