(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の生産工程にある複数の設備を用いて生産対象物を生産するに際して、複数の設備にそれぞれ対応付けられた複数の計算機を用いて複数の生産工程に対する生産対象物の割付順序をスケジュールする方法において、
(a)生産対象物ごとに、一意の識別子、納期、作業状態、該生産対象物の生産に関係する複数の工程、及び現在の工程番号の各項目に関する作業情報を定義して、第１の計算機の記憶部に記憶するステップと、
(b)第１の計算機は、該生産工程への投入前の複数の前記生産対象物の投入順序を、該生産対象物の作業情報の項目に基づいて決定し、決定された投入順序を出力するステップと、
(c) 第１の計算機は、投入順序の決定した前記生産対象物の作業情報を最初の生産工程に対応する第２の計算機へ送信するステップと、
(d)該第２の計算機は、送信された前記生産対象物の前記作業情報を受信して、記憶部に記憶するステップと、
(e)該第２の計算機は、前記作業情報を受信した複数の前記生産対象物について当該生産工程における作業順序を、該生産対象物の作業情報の項目に基づいて決定し、決定された作業順序を出力するステップと、
(f)該第２の計算機は、該生産工程における作業の終了した生産対象物の作業情報を次の生産工程に対応する第３の計算機へ送信するステップと、
(g)該第３の計算機は、送信された前記生産対象物の前記作業情報を受信して、記憶部に記憶するステップと、
(h)前記(e)〜(g)のステップを、該生産対象物の全工程が終了するまで、以降の生産工程に対応する計算機に対して行うこと
を特徴とする生産計画におけるダイナミックスケジューリング方法。
【請求項２】
前記投入順序をスケジューリングするステップと、前記作業順序をスケジューリングするステップとは、各々の計算機ごとに独立して実行可能であることを特徴とする請求項１記載のダイナミックスケジューリング方法。
【請求項３】
前記投入順序をスケジューリングするステップと前記作業順序をスケジューリングするステップとは、各々の計算機ごとに独立して随時再スケジューリング可能であることを特徴とする請求項１記載のダイナミックスケジューリング方法。
【請求項４】
複数の生産工程にある複数の設備を用いて生産対象物を生産するに際して、複数の設備にそれぞれ対応付けられた複数の計算機を用いて複数の生産工程に対する生産対象物の割付順序をスケジュールするためのプログラムであって、
(a)生産対象物ごとに、一意の識別子、納期、作業状態、該生産対象物の生産に関係する複数の工程、及び現在の工程番号の各項目に関する作業情報を定義して、第１の計算機の記憶部に記憶する機能と、
(b)第１の計算機は、該生産工程への投入前の複数の前記生産対象物の投入順序を、該生産対象物の作業情報の項目に基づいて決定し、決定された投入順序を出力する機能と、
(c) 第１の計算機は、投入順序の決定した前記生産対象物の作業情報を最初の生産工程に対応する第２の計算機へ送信する機能と、
(d)該第２の計算機は、送信された前記生産対象物の前記作業情報を受信して、記憶部に記憶する機能と、
(e)該第２の計算機は、前記作業情報を受信した複数の前記生産対象物について当該生産工程における作業順序を、該生産対象物の作業情報の項目に基づいて決定し、決定された作業順序を出力する機能と、
(f)該第２の計算機は、該生産工程における作業の終了した生産対象物の作業情報を次の生産工程に対応する第３の計算機へ送信する機能と、
(g)該第３の計算機は、送信された前記生産対象物の前記作業情報を受信して、記憶部に記憶する機能と、
(h)前記(e)〜(g)の機能を、該生産対象物の全工程が終了するまで、以降の生産工程に対応する計算機に対して行う機能を実現させるためのプログラム。
【請求項５】
前記投入順序をスケジューリングする機能と、前記作業順序をスケジューリングする機能とは、各々の計算機ごとに独立して実行可能な機能であることを特徴とする請求項４記載のプログラム。
【請求項６】
前記投入順序をスケジューリングする機能と、前記作業順序をスケジューリングする機能とは、各々の計算機ごとに独立して随時再スケジューリング可能な機能であることを特徴とする請求項４記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製造業において不定期に発生する作業の追加や遅延などといった生産状況の変動に対応した作業指示をダイナミックに作成する生産計画におけるスケジューリング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の生産スケジューリング方式としては、生産開始前に生産ショップ全体を対象とした一定期間分の計画を作成するスケジューリング方式が使われていた。従来方式において、急な作業の追加や生産の遅延などといった生産変動が発生した場合には、再スケジューリングを実施し計画を見直すことで対応していた。このような生産変動に対応するためのスケジューリング方式としては、例えば特開平８−２１５９９３号公報に開示されるように生産状況の変化を監視して再スケジューリングの必要性を自動的に判定するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスケジューリング方式では、生産現場全体を対象としてスケジューリングを行うため、生産現場で同時並行的に発生する生産変動に迅速に対応することは困難であった。従来方式では、生産変動が発生した場合、その時点での作業の実績情報を収集し、再スケジューリングを行う必要があった。このため生産現場で使用する設備数または作業数の規模が大きくなると、実績情報の収集および再スケジューリングにかかる時間が増大し、生産変動へ迅速に対応することが困難であった。また従来方式では、実績情報収集および再スケジューリングにかかる時間が生産変動の発生間隔を上回る場合、対応することは不可能である。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するものであり、生産スケジュールの作成機能を分散させ、作業の実施順序を生産時に動的に決定可能とすることで、生産変動に迅速に対応し、円滑な生産活動の支援を行うことを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生産対象物の生産工程への割付順序をスケジューリングする技術において、計算機によって生産工程への投入前の複数の生産対象物の投入順序を決定し決定された投入順序を出力し、投入順序の決定した生産対象物の作業情報を最初の生産工程に対応する計算機へ送信し、各生産工程に対応する計算機の各々によって、生産対象物の作業情報を受信し、この作業情報を受信した複数の生産対象物について当該生産工程における作業順序を決定し決定された作業順序を出力し、当該生産工程における作業の終了した生産対象物の作業情報を次の生産工程に対応する計算機へ送信する生産計画におけるダイナミックスケジューリング方式を特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、生産対象物の投入順序をスケジューリングする機能と、各生産工程対応に作業順序をスケジューリングする機能とを、各々の計算機ごとに分散独立して実行可能なように構成することによって、上記のような生産変動の発生に対し迅速かつ柔軟に対応可能である。また再スケジューリングも随時各々独立して実行可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【０００８】
図1は、本実施形態のシステム構成を示す図である。計算機１１―１、計算機１１―２、計算機１１―３、計算機１１―４及びこれら計算機１１間を接続するネットワーク６０を含む。計算機１１―１は、作業指示端末５０―１を接続し、また投入順序決定部１００と呼ぶプログラムを搭載して実行する。計算機１１―２，３，４は、各々作業指示端末５０―２，３，４を接続し、また作業順序決定部２００と呼ぶプログラムを搭載して実行する。
【０００９】
計算機１１―２は設備２０―１に対応して設けられ、計算機１１―３は設備２０―２に対応して設けられ、計算機１１―４はワークセンタ３０に対応して設けられている。ワークセンタ３０は、設備２０―３及び設備２０―４を備えている。設備２０―３と設備２０−４は同じ加工機能を有するものとする。設備２０は、生産現場に設置され、各生産工程の作業を実施可能な作業機械である。
【００１０】
ロット４０は加工作業など生産対象物あるいは作業の対象物である。図１の例では、ロット４０−１，２，３は設備２０への投入待ちの状態にあり、ロット４０―４〜４０―８が投入済の状態にあるロットを示している。また４０―４は設備２０―１で作業中であり、ロット４０―５及びロット４０―６は設備２０―１で作業待ちの状態にある。またロット４０―７は設備２０―３で作業中であり、ロット４０―８はワークセンタ３０で作業待ちの状態にある。
【００１１】
投入順序決定部１００は、作業指示端末５０−１からの指示に従って投入待ち状態のロット４０の投入順序を決定して作業指示端末５０―１に投入指示し、また投入済のロットの作業情報を第１工程の設備２０又はワークセンタ３０に対応する計算機１１へ送信する。各作業順序決定部２００は、計算機１１―１から作業情報を受信し、対応する設備２０又はワークセンタ３０に対する作業順序を決定して接続されている作業指示端末５０に作業指示する。また作業順序決定部２００は、対応する設備２０又はワークセンタ３０による作業を終了したロットの作業情報を次の工程の設備２０又はワークセンタ３０に対応する計算機１１へ送信する。
【００１２】
図２は、投入順序決定部１００の構成および作業順序決定部２００の構成を示す図である。投入順序決定部１００は、作業情報記憶部１０２及び図示の各処理部を有する。作業情報記憶部１０２は、投入待ち状態のロットの作業情報を格納する。作業情報入力部１０１は入力された作業情報を作業情報記憶部１０２に登録する。投入順序決定部１０３は作業情報記憶部１０２に作業情報が入力されたロットの投入順序を決定する。投入指示出力部１０４は投入順序の決まったロットの投入指示を作業指示端末５０−１に出力する。作業情報通信部１０５は投入されたロットの作業情報を第１工程に対応する計算機１１へ送信する。作業状況取得部１０６は作業指示端末５０−１を介して投入済のロットについての情報を受け取る。
【００１３】
作業順序決定部２００は、作業情報記憶部２０１および図示の各処理部を有する。作業情報記憶部２０１は、作業待ち又は作業中のロットの作業情報を格納する。作業順序決定部２０２は作業待ちのロットの作業順序を決定する。作業順序出力部２０３は接続されている作業指示端末５０に作業順序の決まったロットの作業指示を出力する。作業情報通信部２０４は、他の計算機１１から作業情報を受信し、また作業の終了したロットの作業情報を次工程に対応する計算機１１へ送信する。作業状況取得部２０５は接続されている作業指示端末５０を介して作業開始および作業終了したロットについての情報を受け付ける。
【００１４】
図３は、作業情報記憶部１０２及び作業情報記憶部２０１が記憶する作業情報のデータ構成を示す図である。作業情報は各ロットに対応して設定され、ロット名３０１、納期３０２、作業状態３０３、現在工程番号３０４及び工程設備（あるいは工程名）３０５の各データ項目から構成される。ロット名３０１は各作業の対象物を一意に識別するための識別子である。納期３０２は当該作業対象物の納期である。
【００１５】
作業状態３０３は当該作業対象物についての投入状態あるいは作業状態を格納する。作業情報記憶部１０２に格納される作業状態の作業状態３０３はすべて投入待ちの状態にある。作業情報記憶部２０１に格納される作業情報の作業状態３０３は、「作業中」及び「作業待ち」の状態が区別される。「作業中」は、そのロットが当該計算機１１に対応する設備２０又はワークセンタ３０で作業中の状態を示す。「作業待ち」は、そのロットが当該計算機１１に対応する設備２０又はワークセンタ３０で作業待ちしている状態を示す。
【００１６】
現在工程番号３０４は、工程設備３０５で示される一連の工程のうちの何番目の工程の作業を行っているか、もしくは何番目の工程の作業待ちをしているかを示すものである。作業情報記憶部１０２に格納される投入待ちの作業情報の現在工程番号３０４は０又はスペースに設定される。工程設備３０５は、１つ以上設定され、そのロットが必要とする一連の工程をその工程順にその工程で使用される設備２０もしくはワークセンタ３０の名称で示す。Ｍ１は設備２０−１、Ｍ２は設備２０−２、Ｗ１はワークセンタ３０を示す。工程設備３０５―１は第１工程、工程設備３０５―２は第２工程のように対応する。例えばロット名がＬ４のロットは、第２工程で終了する作業対象物であることを示している。図３の例では、ロット名がＬ４のロットは第１工程の作業を作業中であり、Ｌ５のロットは第２工程で作業待ちをしており、Ｌ６のロットは第３工程で作業待ちをしている。作業状態３０３及び現在工程番号３０４は、ロットの投入状態あるいは作業の進行状態に応じて動的に更新されるが、他のデータ項目は入力時の情報が固定される。
【００１７】
図４は、本システム全体の処理の概略手順を示すフローチャートである。この処理手順のうち、ステップ４０１〜４０４は投入順序決定部１００が行う処理、ステップ４０５〜４０９は作業順序決定部２００が行う処理である。まず作業情報入力部１０１は、作業指示端末５０−１から投入する各ロットの作業情報の入力を受け付け、入力された作業情報を作業情報記憶部１０２に登録する（ステップ４０１）。通常各ロットの納期３０２は受注ファイル等（図示せず）から入力され、工程設備３０５に関する情報は工程マスタファイル（図示せず）から入力されるので、作業指示端末５０−１からは最小限ロット名だけを入力すればよい。登録された作業情報の現在工程番号３０４は０又はスペースに設定される。次に投入順序決定部１０３を起動し、登録されたロットの作業情報を基にしてロットの投入順序を決定する処理を行い、投入順序を作業指示端末５０−１に出力する（ステップ４０２）。処理の詳細は後述する。
【００１８】
作業員によってロットが第１工程の設備まで運搬されたとき、作業状況取得部１０６は、作業指示端末５０−１からロット投入通知を受け取る（ステップ４０３）。ロット投入通知は、投入されたロットのロット名又はロット名のリストである。次に作業情報通信部１０５は、作業情報記憶部１０２を参照して投入通知のあったロットの作業情報を第１工程の設備に対応する計算機１１へ送信する（ステップ４０４）。なお作業情報のうち納期３０２、工程設備３０５など他の計算機１１でロット名３０１と対応づけが可能な固定情報を必ずしも他の計算機１１へ送信する必要はない。最小限送信が必要な作業情報はロット名３０１である。作業情報通信部１０５は、送信したロットの作業情報を作業情報記憶部１０２から消去する。
【００１９】
生産現場での生産の遅れが発生し、投入前のロット４０が貯まったとき、ステップ４０１の作業情報入力を制限することができる。あるいは投入前の新しいロット４０が生じるごとにステップ４０２により再スケジューリングを行い、再スケジューリングごとに投入順序出力を更新してもよい。
【００２０】
第１工程に対応する作業順序決定部２００の作業情報通信部２０４がこのロットの作業情報を受信し、作業情報記憶部２０２に登録する（ステップ４０５）。登録した作業情報の作業状態３０３に「作業待ち」、現在工程番号３０４に当該工程の工程番号を設定する。ここで作業順序決定部２００が受信したロットについての情報を接続される作業指示端末５０に表示すると、作業員は当該工程に到着したロットの状況を知ることができる。次に作業順序決定部２０２を起動し、登録されたロットの作業情報を基にロットの作業順序を決定する処理を行い、作業順序を当該計算機１１に接続された作業指示端末５０に出力する（ステップ４０６）。処理の詳細は後述する。
【００２１】
当該工程の設備によって作業指示されたロットの作業が開始されたとき、作業状況取得部２０５は、当該作業指示端末５０から作業開始通知を受け取る（ステップ４０７）。作業開始通知は、作業開始されたロットのロット名又はロット名のリストである。次に作業状況取得部２０５は、作業情報記憶部２０１を参照して作業開始通知のあったロットの作業情報の作業状態３０３を「作業待ち」から「作業中」に変更する（ステップ４０８）。ステップ４０７及び４０８の処理は、ロットの作業が開始された時点で随時行われる。なお作業情報記憶部２０１に登録された各ロットの作業状態を接続される作業指示端末５０に表示すると、作業員は当該工程における作業の進行状況を知ることができる。作業状況取得部２０５は、当該作業指示端末５０から作業終了通知を受け取ると、作業終了処理（詳細は後述）を行う（ステップ４０９）。作業終了したロットに次工程があれば、次工程に対応する計算機１１へ作業情報を送信する。この作業情報を受信した計算機１１は、上記ステップ４０５〜ステップ４０９の処理を実行する。
【００２２】
当該工程での生産の遅れが発生し、受信する作業情報が貯まる傾向にあるとき、適当なタイミングでステップ４０６による再スケジューリングを行い、再スケジューリングごとに作業順序出力を更新してもよい。
【００２３】
図５は、ステップ４０２で示された投入順序決定部１００の投入順序決定部１０３の処理の流れを示すフローチャートである。まず作業状況取得部１０６は、作業指示端末５０−１から投入順序決定要求を受け付け、投入順序決定部１０３を起動する（ステップ５０１）。投入順序決定部１０３は、作業情報記憶部１０２に作業情報があるか否かを判定する（ステップ５０２）。なければ処理を終了する。あれば作業情報記憶部１０２に記憶されている作業情報のキー項目を比較し、ロットの投入順序を決定する（ステップ５０３）。例えば優先順位を決めるためのキー項目が納期３０２であれば、各作業情報の納期３０２を比較し、納期の早い順に投入を行う。次に投入順序決定部１０３は、投入指示出力部１０４を介して決定したロットの投入順序を投入指示として作業指示端末５０−１に出力する（ステップ５０４）。出力される情報は、ロット名とその第１工程名の組をロットの投入順に並べたリストである。
【００２４】
投入順序決定部１０３の起動は作業情報の入力とは非同期に随時行えるから、緊急ロットの発生や生産現場での生産状況などに応じて随時再スケジューリングを行い、その都度新しい作業指示を出力することができる。
【００２５】
図６は、ステップ４０６で示した作業順序決定部２００の作業順序決定部２０２の処理の流れを示すフローチャートである。まず作業状況取得部２０５は、接続されている作業指示端末５０から作業順序決定要求を受け付け、作業順序決定部２０２を起動する（ステップ６０１）。作業順序決定部２０２は、作業情報記憶部２０１に「作業待ち」の状態の作業情報があるか否かを判定する（ステップ６０２）。なければ処理を終了する。あれば作業情報記憶部２０１に記憶されている作業情報のキー項目を比較し、ロットの作業順序を決定する（ステップ６０３）。例えば優先順位を決めるためのキー項目が納期３０２であれば、各作業情報の納期３０２を比較し、納期の早い順に作業を開始する。次に作業順序決定部２０２は、作業順序出力部２０３を介して当該作業指示端末５０に決定したロットの作業順序を作業指示として出力する（ステップ６０４）。出力される情報は、ロット名を作業順に並べたリストである。
【００２６】
作業順序決定部２０２の起動はロットの作業情報の受信とは非同期に随時行えるから、緊急ロットの発生や当該工程での生産状況などに応じて随時再スケジューリングを行い、その都度新しい作業指示を出力することができる。
【００２７】
図７は、ステップ４０９で示された作業終了時の作業順序決定部２００の作業状況取得部２０５及び作業情報通信部２０４の処理の流れを示すフローチャートである。作業状況取得部２０５は、接続されている作業指示端末５０から作業終了通知を受け取る（ステップ７０１）。作業状況取得部２０５は、作業情報記憶部２０１上の作業通知のあったロットの作業情報を参照し、作業の全工程を終了したか否かを判定する（ステップ７０２）。現在工程番号３０４が当該作業の最後の工程番号であれば作業の全工程を終了したことになる。作業の全工程を終了していなければ、当該作業の作業情報の作業状態３０３を「作業中」から「作業待ち」に変更する（ステップ７０３）。次に作業情報通信部２０４は、当該作業情報を次工程の設備に対応する計算機１１へ送信する（ステップ７０４）。作業情報通信部２０４は、送信したロットの作業情報を作業情報記憶部２０１から消去する。作業の全工程を終了していれば、作業状況取得部２０５は、作業情報記憶部２０１から当該作業の作業情報を消去する（ステップ７０５）。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、生産対象物の投入順序スケジューリング機能と、各生産工程における作業順序スケジューリング機能とを各々実行させる計算機ごとに分散独立して実行可能なように構成したので、生産変動の発生に対し迅速かつ柔軟に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のシステム構成を示す図である。
【図２】実施形態の投入順序決定部１００および作業順序決定部２００の構成を示すブロック図である。
【図３】記憶される作業情報の一例を示す図である。
【図４】実施形態のシステム全体の処理の概略手順を示すフローチャートである。
【図５】実施形態の投入順序決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施形態の作業順序決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施形態の作業終了時の処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１：計算機、２０：設備、３０：ワークセンタ、５０：作業指示端末、１００：投入順序決定部、２００：作業順序決定部、１０２，２０１：作業情報記憶部
【図１】
0004327403.tif 000002
【図２】
0004327403.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004327403.tif 000005
【図５】
0004327403.tif 000006
【図６】
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【図７】
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