(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、
前記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、
前記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、前記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、
前記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される前記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる前記仮割り付け結果記憶処理とを、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、
前記仮割り付け試行処理の後に、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、
残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、
前記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、
最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段とを備えたことを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記最終調整時期判断手段は、前記いずれかの仮割り付け結果を記憶装置に記憶させるとき、残りの未割り付け製品の長さの合計が、最も長い材料の材料長以下であるとき、最終調整時期と判断することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記仮割り付け試行手段は、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなったときに、次に長い製品が初期割り付け処理で仮割り付けできるときは、次に長い製品を最も長い製品とみなして、前記初期割り付け処理と、前記続割り付け処理と、前記仮割り付け結果記憶処理とを実行することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記割り付け判定手段は、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果について、それぞれ残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返して、全ての製品について割り付け処理を終了し、前記複数の仮割り付け結果に対する割り付け処理の終了結果を所定の割り付け良否判定基準により比較して、前記複数の仮割り付け結果のいずれかを該当する製品の割り付けデータに採用するという処理を繰り返すことを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記割り付け判定手段は、前記最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを計算して、歩留まりが最大となる場合の仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用するという、割り付け良否判定基準を使用することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記割り付け判定手段は、最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを比較しても良否判定ができないとき、仮割り付け結果のみの歩留まりが最大なものを採用し、それでも良否判定ができないときは、仮割り付け結果のみの割り付け製品長が最大のものを採用するように、良否判定をすることを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項７】
請求項５に記載の材料取り合わせシステムにおいて、
前記割り付け判定手段は、最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを比較しても良否判定ができないとき、仮割り付け結果のみの割り付け製品長が最大のものを採用し、それでも良否判定ができないときは、仮割り付け結果のみの歩留まりが最大なものを採用するように、良否判定をすることを特徴とする材料取り合わせシステム。
【請求項８】
コンピュータを、
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、
前記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、
前記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、前記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、
前記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される前記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる前記仮割り付け結果記憶処理とを、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、
前記仮割り付け試行処理の後に、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、
残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、
前記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、
最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段、
として機能させる材料取り合わせプログラム。
【請求項９】
コンピュータを、
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、
前記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、
前記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、前記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、
前記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される前記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる前記仮割り付け結果記憶処理とを、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、
前記仮割り付け試行処理の後に、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、
残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、
前記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、
最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段、
として機能させる材料取り合わせプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項１０】
初期割り付け手段が、割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをするステップと、
続割り付け手段が、前記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返すステップと、
仮割り付け結果記憶手段が、前記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、前記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させるステップと、
仮割り付け試行手段が、前記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される前記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる前記仮割り付け結果記憶処理とを、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返すステップと、
割り付け判定手段が、前記仮割り付け試行処理の後に、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用するステップと、
繰り返し割り付け手段が、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返すステップと、
最終調整時期判断手段が、前記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断するステップと、
最終調整手段が、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行するステップを含むことを特徴とする材料取り合わせ方法。
【請求項１１】
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、
前記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、
前記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、前記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、
前記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される前記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる前記仮割り付け結果記憶処理とを、前記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、
前記仮割り付け試行処理の後に、前記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、
残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、前記初期割り付け処理から前記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、
前記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、
最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段と、
前記割り付けデータを使用して、材料を選択する材料選択供給装置と、材料切断装置とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料取り合わせシステムと材料取り合わせプログラムと記録媒体と材料取り合わせ方法とプレカット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅構造材のプレカットには、断面形状や樹種、等級、レイヤといった仕様ごとに数種類の長さ（３ｍ〜６ｍ）の原材料が用意される。そこから決められた長さの部材(製品)を切り出す。一般的な大きさの住宅の場合、梁、桁、土台など横架材と呼ばれる構造材には約２０種類の仕様がある。製品の仕様ごとに用意された数種類の長さの原材料から、これらの構造材がそれぞれ平均10本、１棟分を合計すると約２００本の製品が切り出される。製品の仕様と、製品のサイズと、切り出される原材料の組み合わせにより、原材料から切り落とされて無駄になる部分の量が異なる。そこで、材料取り合わせ方法を改善する技術が開発された（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３５６５２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような材料取り合わせ方法の計算の目的は、製品の仕様ごとに用意された数種類の長さの原材料群から要求製品をいかに少ない原材料（歩留まり最高）で切り出すかということにある。他にも、各種の技術が開発されているが、これらの技術を利用したプレカット工場での一次歩留は、一般には概ね９０％程度といわれている。一定の規格で設計生産される建物の場合には、原材料のサイズに適合する構造材のサイズを決めておくと、さらに歩留を向上させることができる。しかしながら、注文生産により多種多様の設計に基づき、構造材を原材料から切り出す場合には、さらに歩留まりを向上させる計算方法の開発が求められている。実際に、１％の歩留まりを向上させるだけでも、多量の廃棄物減量を図ることができる。
【０００４】
例えば、ある決められたアイテムの一群を一定の容積のビンに入れる時、ビンの使用数を最小にするというビンパッキング問題が知られている。この問題の解法のひとつがＦｉｒｓｔＦｉｔ法（ＦＦ法）と呼ばれる。これは「常にビンの並びの左から順にアイテムを入れる余地があるかを調べ、最初に見つかった余地のあるビンにアイテムを入れる。ビンが見つからなければ新たなビンを右端にならべそこにアイテムを入れる。」という方法である。この場合、アイテムを大きさの順に当てはめていくほうが良い結果が得られる。本発明はこの既知のビンパッキング問題の解法を応用して、複数材料種の材料取り合わせに適用でき高い歩留がえられるように改善した、材料取り合わせシステムと材料取り合わせプログラムと記録媒体と材料取り合わせ方法とプレカット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】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、上記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、上記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、上記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、上記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される上記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる上記仮割り付け結果記憶処理とを、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、上記仮割り付け試行処理の後に、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、上記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段とを備えたことを特徴とする材料取り合わせシステム。
【０００６】
初めに、最長の材料に最長の製品を割り付けて、その残材に残りの製品を仮割り付けする。長さの異なる複数の材料があるので、別の長さの材料についても同様の仮割り付けを試行する。複数の仮割り付けの結果を比較して、歩留まり最大、あるいは残材長最小といった基準で、最良の仮割り付け方法を選択し、割り付けデータとする。さらに、残りの未割り付け製品についても同様の手法で割り付けを進める。この繰り返し割り付けデータ取得処理の終了直前で、これまでの方法による仮割り付け処理を中断する。２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了することができる時期を最終調整時期と判断する。残り２回で終了する割り付け方法もあれば、残り３回とか４回で終了する割り付け方法もあり得る。いずれにしても、任意の方法で、残りの未割り付け製品をいずれかの材料に割り付ける割り付けパターンを取得する。そして、使用材料長が最小となる割り付けパターンを採用する。これにより、初めのほうで、最適な割り付けを選択して、最後にしわ寄せがくるのを防止することができる。
【０００７】
〈構成２〉
構成１に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記最終調整時期判断手段は、上記いずれかの仮割り付け結果を記憶装置に記憶させるとき、残りの未割り付け製品の長さの合計が、最も長い材料の材料長以下であるとき、最終調整時期と判断することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【０００８】
仮割り付け結果を取得するつど、残りの未割り付け製品の長さの合計と最も長い材料の材料長とを比較する。最も長い材料に残りの製品全てを割り付けできれば、残り２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了することができる。
【０００９】
〈構成３〉
構成１または２に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記仮割り付け試行手段は、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなったときに、次に長い製品が初期割り付け処理で仮割り付けできるときは、次に長い製品を最も長い製品とみなして、上記初期割り付け処理と、上記続割り付け処理と、上記仮割り付け結果記憶処理とを実行することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【００１０】
初期割り付け処理で、最も長い製品が仮割り付けできる場合のみを仮割り付けの対象とせず、次に長い製品が初期割り付け処理で仮割り付けできるときも、仮割り付けの対象にして、割り付けデータを採用するための選択肢を増やすことができる。
【００１１】
〈構成４〉
構成１乃至３に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記割り付け判定手段は、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果について、それぞれ残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返して、全ての製品について割り付け処理を終了し、上記複数の仮割り付け結果に対する割り付け処理の終了結果を所定の割り付け良否判定基準により比較して、上記複数の仮割り付け結果のいずれかを該当する製品の割り付けデータに採用するという処理を繰り返すことを特徴とする材料取り合わせシステム。
【００１２】
複数の仮割り付け結果のいずれか採用するために、各仮割り付け結果を採用した場合の最終的な割り付け処理の終了結果を、実際に計算して比較する。最終的に良い歩留まりが得られると予想される仮割り付け結果を採用できる。
【００１３】
〈構成５〉
構成４に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記割り付け判定手段は、上記最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを計算して、歩留まりが最大となる場合の仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用するという、割り付け良否判定基準を使用することを特徴とする材料取り合わせシステム。
【００１４】
最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりは、全ての製品長の総和と全ての材料長の総和から計算すると良い。
【００１５】
〈構成６〉
構成５に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記割り付け判定手段は、最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを比較しても良否判定ができないとき、仮割り付け結果のみの歩留まりが最大なものを採用し、それでも良否判定ができないときは、仮割り付け結果のみの割り付け製品長が最大のものを採用するように、良否判定をすることを特徴とする材料取り合わせシステム。
【００１６】
各仮割り付け結果を、最終的な割り付け処理の終了結果に従って良否判定をしたとき、最終歩留まりが等しければ、仮割り付け結果だけを比較すると良い。そのときには、仮割り付け結果の歩留まりを比較し、それでもだめなら、割り付け製品長が最大のものを採用する。このような制御により、判定処理も含めた最適化と自動化を図ることができる。
【００１７】
〈構成７〉
構成５に記載の材料取り合わせシステムにおいて、上記割り付け判定手段は、最終的な割り付け処理の終了結果における歩留まりを比較しても良否判定ができないとき、仮割り付け結果のみの割り付け製品長が最大のものを採用し、それでも良否判定ができないときは、仮割り付け結果のみの歩留まりが最大なものを採用するように、良否判定をすることを特徴とする材料取り合わせシステム。
【００１８】
仮割り付け結果を比較するための判定基準を構成６と逆にした。ケースに応じて、いずれか良い結果が得られる方法を採用すれば良い。
【００１９】
〈構成８〉
コンピュータを、割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、上記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、上記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、上記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、上記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される上記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる上記仮割り付け結果記憶処理とを、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、上記仮割り付け試行処理の後に、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、上記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段、として機能させる材料取り合わせプログラム。
【００２０】
〈構成９〉
コンピュータを、割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、上記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、上記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、上記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、上記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される上記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる上記仮割り付け結果記憶処理とを、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、上記仮割り付け試行処理の後に、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、上記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段、として機能させる材料取り合わせプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【００２１】
〈構成１０〉
初期割り付け手段が、割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをするステップと、続割り付け手段が、上記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返すステップと、仮割り付け結果記憶手段が、上記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、上記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させるステップと、仮割り付け試行手段が、上記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される上記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる上記仮割り付け結果記憶処理とを、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返すステップと、割り付け判定手段が、上記仮割り付け試行処理の後に、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用するステップと、繰り返し割り付け手段が、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返すステップと、最終調整時期判断手段が、上記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断するステップと、最終調整手段が、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行するステップを含むことを特徴とする材料取り合わせ方法。
【００２２】
〈構成１１〉
割り付け対象製品の中から最も長い製品を選択し、この製品を割り付けるために用意された材料の中から最も長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け手段と、上記仮割り付け後の材料の残材長を計算し、その残材に対して、残りの未割り付け製品の中から選択した、割り付け可能な製品のうちの最も長いものを仮割り付けする処理を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す続割り付け手段と、上記初期割り付け処理と続割り付け処理の終了後、上記選択した材料とそれに割り付けられた製品との関係を示す仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる仮割り付け結果記憶手段と、上記割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品を選択し、直前の初期割り付け処理で選択した材料の次に長い材料を選択して仮割り付けをする初期割り付け処理と、仮割り付け後の材料の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返される上記続割り付け処理と、仮割り付け結果を記憶装置に記憶させる上記仮割り付け結果記憶処理とを、上記最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す、仮割り付け試行手段と、上記仮割り付け試行処理の後に、上記記憶装置に記憶された複数の仮割り付け結果を比較して、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果を該当する製品の割り付けデータに採用する割り付け判定手段と、残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、上記初期割り付け処理から上記割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す、繰り返し割り付け手段と、上記繰り返し割り付け手段による割り付けデータ取得処理の繰り返し中に、現在の割り付けデータ取得処理を含めて２回の割り付けデータ取得処理で全ての製品について割り付けを終了する最終調整時期を判断する最終調整時期判断手段と、最終調整時期と判断されたとき、現在の割り付けデータ取得前における残りの未割り付け製品を、任意の材料に割り付ける複数の割り付けパターン候補を取得して比較し、使用材料長が最小となる割り付けパターンを、該当する製品の割り付けデータに採用する最終調整処理を実行する最終調整手段と、上記割り付けデータを使用して、材料を選択する材料選択供給装置と、材料切断装置とを備えたことを特徴とするプレカット装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明では、長さの順にソートした製品を、長さの順にソートした材料に割り付ける。長い製品を優先的に割り付けて、残材に残りの製品を割り付ける。しかし、この処理を全ての製品を割り付けるまで繰り返すと、必ずしも最適な割り付けができないことがある。良い割り付けを先取りしていくと、最後のほうにしわ寄せが来ることがあるからである。従って、例えば、最も短い１本の製品が残り、これを長い材料に割り付けて処理が終了するとき、最後は歩留まりが非常に悪い割り付けになる。これを解決するために、本発明では、一定の条件を満たす最終調整時期を判断して、この最終調整時期で、割り付けの最適化を図る。さらに、割り付けの対象になる材料が複数あることから、最適な割り付けを選ぶための選択肢を増やす。以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１の材料取り合わせシステム１０のブロック図である。
図の材料取り合わせシステム１０は、コンピュータ１２にインストールされたコンピュータプログラムにより動作する。このシステムは、例えば、コンピュータ１２に対してネットワーク１４を介して接続された端末装置１６により利用される。端末装置１６は、例えば、建物の構造材をプレカットするプレカット工場に設けられている。材料取り合わせシステム１０は、この端末装置１６からプレカットのための条件データを受け付けて、計算処理を実行して割り付けデータを返す。端末装置１６は、返された割り付けデータを使用して、プレカット装置１７を制御する。プレカット装置１７には、例えば、特許文献１に記載されたようなものを使用することができる。なお、材料取り合わせシステム１０として機能するコンピュータ１２全体が、プレカット装置１７に組み込まれていても構わない。
【００２５】
コンピュータ１２の本体ケース２には、演算処理装置２０と記憶装置４０とが収容されている。演算処理装置２０には、図のように、初期割り付け手段２１、続割り付け手段２２、仮割り付け結果記憶手段２３、仮割り付け試行手段２４、割り付け判定手段２５、繰り返し割り付け手段２６、最終調整時期判断手段２７、最終調整手段２８、入出力データ処理手段３０等のコンピュータプログラムがインストールされている。これらのコンピュータプログラムが連携して取り合わせ演算処理を実行する。記憶装置４０には、図のように、材料データ４１、割り付け対象製品データ４２、仮割り付け結果４３、割り付けデータ４４、未割り付け製品４５、割り付けパターン４６、割り付け良否判断基準５１，５２等のデータが記憶されている。これらのデータは、キーボード４やマウス５等の入力手段により入力され、入出力データ処理手段３０により処理される。また、あるいは、上記のコンピュータプログラムの動作により生成されて、記憶装置４０に記憶される。続いて、コンピュータのハードウエアと、コンピュータプログラムと、記憶装置４０に記憶されるデータの具体的な説明をする。
【００２６】
図２は、材料取り合わせシステム１０を構成するコンピュータのハードウエアブロック図である。
材料取り合わせシステム１０は、図のようなハードウエアにより構成される。なお、このハードウエア自体は、既知のコンピュータを採用することができる。図のように、コンピュータ１２（図１）の本体ケース３中に収められた内部バス１１０には、ＣＰＵ（中央処理装置）１１１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１１２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１１３と、ＨＤＤ（ハードディスク）１１４と、入出力インタフェース１１５と、ネットワークインタフェース１１６とが接続されている。入出力インタフェース１１５には、ディスプレイ２とキーボード４とマウス５とが接続されている。ネットワークインタフェース１１６には、ネットワーク１４を介して、プレカット工場の端末装置１６が接続されている。端末装置１６は、プレカット装置１７の材料選択供給装置１２０に、割り付けデータを供給する。これにより、指定された材料が選択されて材料切断装置１２１に供給され、指定された割り付けで切断される。切断された製品は製品搬送装置１２２により搬送され排出される。
【００２７】
図１に示した記憶装置４０は、ＲＯＭ１１２やＲＡＭ１１３やＨＤＤ１１４により構成される。図１に示した演算処理装置２０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３等により構成される。各種のデータは主としてＨＤＤ１１４に記憶されて保存される。ＣＰＵ１１１が実行するコンピュータプログラムは、ＲＯＭ１１２に記憶され、あるいはＲＡＭ１１３に適時ロードされる。端末装置も同様の構成で構わない。ネットワーク１４はインターネットでもイントラネットでも構わない。
【００２８】
図３は、初期割り付け処理と続割り付け処理の動作説明図である。
図の例では、７種類の長さの製品（１）〜（７）を３種類の材料１〜３に割り付ける。図１の記憶装置４０に記憶された材料データ４１は、材料１〜３の識別記号や材料長を示すデータを含む。また、図１の記憶装置４０に記憶された割り付け対象製品データ４２は、製品（１）〜（７）の識別記号や製品長を示すデータを含む。図１の初期割り付け手段２１は、まず、図３（ａ）の左側に示した割り付け対象製品の中から最も長い製品（１）を選択する。さらに、この製品（１）を割り付けるために用意された３種類の材料１〜３の中から最も長い材料１を選択する。このように、初期割り付け手段２１は、最初に材料１に製品（１）を仮割り付けする処理を実行する。
【００２９】
図１の続割り付け手段２２は、材料１に製品（１）を仮割り付けした後の、材料１の残材長Ｌを計算する。続割り付け手段２２は、その残材に対して、残りの未割り付け製品（２）〜（７）の中から、割り付け可能な製品を選択する。図３の例では、残材長Ｌは製品（２）の長さより短く、製品（３）〜（７）の長さより長い。ここで、製品（３）〜（７）のうちの最も長い製品（３）を、残材の部分に仮割り付けする。さらに、仮割り付け後の材料の残材長を計算する。続割り付け手段２２は、残材に割り付け可能な製品がなくなるまで、この処理を繰り返す。
【００３０】
図３（ａ）の例では、材料１に対して製品（１）と（３）とが仮割り付けされた。それ以上は割り付けできない。仮割り付け結果記憶手段２３（図１）は、選択した材料１とそれに割り付けられた製品（１）と（３）との関係を示す、仮割り付け結果４３（図１）を、記憶装置４０に記憶させる。次の処理では、別の仮割り付け結果を生成する。
【００３１】
仮割り付け試行手段２４（図１）は、割り付け対象製品の中から、再び最も長い製品（１）を選択する。これが新たな初期割り付け処理である。そして、今度は、２番目に長い材料２に仮割り付けをする。さらに、仮割り付け後の材料２の残材に対して、割り付け可能な製品がなくなるまで、上記の仮割り付けを実行する。その仮割り付け結果も、記憶装置４０（図１）に記憶される。
【００３２】
これらの処理は、仮割り付け試行手段２４が、初期割り付け手段２１と続割り付け手段２２と仮割り付け結果記憶手段２３を順に呼び出しながら実行すれば良い。図３（ａ）の例では、材料２に対して製品（１）と（６）とが仮割り付けされた。仮割り付け試行手段２４（図１）は、この一連の処理を、最も長い製品が、初期割り付け処理で仮割り付けできなくなるまで繰り返す。図３（ａ）の例では、材料３を選択したとき、製品（１）を割り付けすることができないので、仮割り付け試行処理を終了する。結果として、２種類の仮割り付け結果が、割り付けデータを取得するための選択肢となる。
【００３３】
割り付け判定手段２５（図１）は、仮割り付け試行処理の後に、記憶装置４０に記憶された複数の仮割り付け結果を比較する機能を持つ。割り付け判定手段２５は、割り付け良否判定基準に従って、いずれかの仮割り付け結果４３を該当する製品の割り付けデータに採用する。この判定のために、例えば、割り付けられた製品の長さの合計と材料長の比を求める。即ち、歩留まりが最大である仮割り付け結果を選択する。この他に、割り付けられた製品の長さと材料長の差である残材長が最小である仮割り付け結果を選択することもできる。図３（ａ）の例では、割り付け判定手段２５は、材料２に対して製品（１）と（６）を割り付けた仮割り付け結果を選択して、割り付けデータとして確定させた。
【００３４】
繰り返し割り付け手段２６（図１）は、図３の残りの未割り付け製品（２）〜（５）（７）についても全く同様の仮割り付け処理を実行する機能を持つ。図３（ｂ）に示すように、残りの未割り付け製品（２）〜（５）（７）を、新たな割り付け対象製品とみなして、上記の初期割り付け処理から割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す。従って、図３（ｂ）に示すように、初期割り付け処理では、割り付け対象製品の中から最も長い製品（２）を選択し、最も長い材料１に対して仮割り付けをする。さらに、続割り付け処理で、その残材に製品（３）を仮割り付けする。その他に、材料２に対して製品（２）と（５）を仮割り付けする。また、材料３に対して製品（２）を仮割り付けする。図の（ｂ）では、選択肢となる仮割り付け結果が３種類得られた。図３の例では、材料３に対して製品（２）を割り付けた結果が最も歩留まりが良いので、これを選択して、割り付けデータとして確定させた。
【００３５】
全く同様の要領で、残りの製品（３）〜（５）（７）の割り付けが可能である。しかし、図３に示した処理の後に、材料２に対して製品（３）と（４）を割り付けると、製品（５）と（７）が、その長さから見て、材料２または材料３に割り付けられることになる。材料３に丁度割り付けられると歩留まりが良い。しかし、材料２でなければ割り付けられないと、残材長が長くなり、歩留まりも低下する。即ち、長い製品から優先的に割り付けたことにより、最後にしわ寄せがくる場合がある。
【００３６】
これを解決するために、最終調整時期判断手段２７（図１）が、残り２回で割り付けが終了するかどうかの判断をする。この判断には、現在の割り付けデータ取得処理が終了後したとき、残りの未割り付け製品の長さの合計値を求めるという演算処理をすると良い。残りの未割り付け製品の長さの合計値が、最も長い材料の材料長以下であれば、残り２回で割り付けが終了する方法が少なくとも一つある。最終調整時期判断手段２７は、繰り返し割り付け手段２６（図１）が繰り返し割り付け処理を実行中に、所定のタイミングで、この判断を実行する。もちろん、最終調整時期は、最後まで割り付けをしてみてから判断することもできる。
【００３７】
図４は、最終調整処理の動作説明図である。
例えば、最終調整時期において、未割り付け製品４５が図のように４種類あるとする。割り付けられる材料は３種類である。ここで、図４のように、上記の仮割り付け処理の要領で、製品（１）と（２）とを材料１に仮割り付けする。このとき、残りの未割り付け製品（３）と（４）の長さの合計値は、材料１の長さ以下である。従って、最終調整時期判断手段２７（図１）は、残り２回で割り付けが終了すると判断する。
【００３８】
図３で説明した手順では、繰り返し割り付け手段２６は、製品（１）と（２）とを材料１に仮割り付けし、次に、製品（１）と（４）とを材料２に仮割り付けして両者を比較する。しかし、最終調整手段２８は、製品（１）と（２）とを材料１に仮割り付けすると、続いて、残りの未割り付け製品（３）と（４）の割り付けも実行する。製品（３）と（４）の割り付け対象には、最も短い材料２を選択する。こうして、製品（１）と（２）とを材料１に割り付け、製品（３）と（４）を材料２に割り付けるという１組の割り付けパターンデータを取得する。今回と最終回の２回で仮割り付けを終了するので、最終回の割り付けは一意的に確定する。これで、一組の割り付けパターンデータが得られる。
【００３９】
続いて、図４に示すように、製品（１）と（４）とを材料２に仮割り付けし、残りの未割り付け製品（２）と（３）を材料２に割り付けする。これで、製品（１）と（４）とを材料２に、製品（２）と（３）を材料２に割り付けるという２組目の割り付けパターンデータを取得する。なお、繰り返し割り付け手段２６（図１）の制御によれば、材料３に製品（１）を割り付けるという選択肢も存在する。この場合には、残りの未割り付け製品（２）〜（４）の長さの合計値が最長の材料１の長さを越えてしまう。従って、２回目では、材料２に製品（２）と（３）を割り付け、３回目に材料３に製品（４）を割り付けて３組目の割り付けパターンデータを取得する。３回で割り付ける場合には、さらに別の割り付けパターンが含まれることもある。４回で割り付けを終了するケースも含まれることがある。最終調整では、後で図６で説明するようなアルゴリズムで割り付けをすると良い。いずれにしても、残りの未割り付け製品の数が少ないので、総当たりで割り付けをしても、他の任意の割り付け方法を採用しても、それほど割り付けパターンの数は増えない。従って、この段階で、適切でより良い割り付けパターンデータを選択肢として生成することができる。
【００４０】
図１の最終調整手段２８は、上記の３組の割り付けパターンを相互に比較する。このとき使用する割り付け良否判定基準は、歩留まりが最大かというものである。この実施例では、最後の２回で使用する材料の合計長が最小の割り付けパターンを、歩留まりが最大のものとして、割り付けデータに採用する。図４のように、３組の割り付けパターンを比較すると、使用材料長の合計値は２組目が小さい。そこで、製品（１）と（４）とを材料２に、製品（２）と（３）を材料２に割り付けるという割り付けパターンを、最終の割り付けデータに採用する。
【００４１】
例えば、最終調整処理がなければ、１組目の割り付けパターンが自動的に確定していたかもしれない。しかし、この実施例のように最終調整処理をすると、２組目を採用して、全体として歩留まりの改善を図ることができる。これにより、割り付けの最終段階で、演算処理に大きな負荷をかけずに、歩留まりの最適化を図ることができる。
【実施例２】
【００４２】
図５は、コンピュータプログラムの実施例を示すフローチャートである。
これにより、実施例１の装置を制御するためのコンピュータプログラムの実施例を説明する。まず、入出力データ処理手段３０は、例えば、端末装置１６から入力された材料データ４１と割り付け対象製品データ４２とを、記憶装置４０に記憶させる。このとき、ステップＳ１１で、対象製品を製品長順にソートをする。さらに、ステップＳ１２で、材料を材料長順にソートする。この順番にデータを読み出すためである。ステップＳ１３で、最も長い材料を選択する。その後、ステップＳ１４で、仮割り付け処理を実行する。ステップＳ１４は、図３（ａ）で説明した処理である。
【００４３】
図６は、ステップＳ１４の処理の具体的な実施例フローチャートである。
ステップＳ３１では、まず、最も長い製品の選択をする。ステップＳ３２では、図５のステップＳ１３で選択された材料にその製品を仮割り付けする。これが初期割り付け手段２１（図１）による処理である。その後は、続割り付け手段２２（図１）による処理が開始される。ステップＳ３３では、仮割り付け後の残材長計算をする。ステップＳ３４では、既に仮割り付けした製品を除外した未割り付け製品を対象製品に設定する。ステップＳ３５では、割り付け可能な製品はあるかどうかという判断をする。
【００４４】
この判断の結果がイエスのときはステップＳ３１の処理に戻り、ノーのときはステップＳ３６の処理に移行する。従って、続割り付け手段２２（図１）は、ステップＳ３１からステップＳ３５の動作を、割り付け可能な製品がなくなるまで繰り返す。ステップＳ３６では、仮割り付け結果記憶手段２３（図１）が、仮割り付け結果４３を記憶装置４０に記憶する。仮割り付け結果４３の内容は、例えば、図３（ａ）の例でいえば、図６の下側に例示したように、材料１、製品（１）、製品（３）というデータを対応付けたものである。その後、図５のステップＳ１５に進む。
【００４５】
再び図５に戻って、ステップＳ１５では、前回ステップＳ１３で選択をした材料の次に長い材料を選択する。例えば、図３（ａ）において、材料２を選択した状態である。ステップＳ１６では、選択した材料に最も長い製品の仮割り付けが可能かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ１４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１７の処理に移行する。仮割り付け試行手段２４は、ステップＳ１４からステップＳ１６までの動作を、選択した材料に最も長い製品の仮割り付けができなくなるまで繰り返す制御を実行する。その結果、例えば、図３（ａ）に示した２つの仮割り付け結果が記憶装置４０に記憶される。
【００４６】
次に、割り付け判定手段２５は、ステップＳ１７で、記憶装置４０中の割り付け結果を参照する。さらに、ステップＳ１８で、記憶装置４０中の割り付け良否判定基準５０を参照して判定をする。これは、例えば、歩留まり最大という基準である。ステップＳ１９では、これにより、１回分の割り付けデータ４４を取得し、記憶装置４０に記憶させる。次に、繰り返し割り付け手段２６が、ステップＳ２０で、残りの未割り付け製品を対象製品に設定する。繰り返し処理のための変数の置き換え処理である。
【００４７】
同時に、最終調整時期判断手段２７は、ステップＳ２１で、最終調整時期かどうかという判断をする。既に説明したように、残りの未割り付け製品の合計長と最も長い材料の材料長とを比較すれば良い。この判断の結果がイエスのときはステップＳ２２の処理に移行し、ノーのときはステップＳ１３の処理に移行する。繰り返し割り付け手段２６は、ステップＳ１３からステップＳ２１までの繰り返し処理を制御する。ステップＳ２２では、最終調整処理をする。
【００４８】
図７は、最終調整処理の実施例フローチャートである。
ステップＳ４１では、未割り付け製品リストを取得する。ステップＳ４２では、割り付け方法の選択をする。図６で示した仮割り付け処理のアルゴリズムを選択しても良いし、別の方法を選択しても良い。ステップＳ４３では、選択した割り付け方法を使用して、一組の割り付けパターンを生成する。２回で割り付けても３回で割り付けても構わない。ステップＳ４４では、生成された割り付けパターンを記憶装置に記憶する。ステップＳ４５では、別の割り付け方があるかどうかという判断をする。別の割り付け方法があれば、この判断の結果がイエスになり、ステップＳ４２の処理に戻る。ノーのときはステップＳ４６の処理に移行する。
【００４９】
ステップＳ４６では、記憶装置中の割り付けパターンを参照する。そして、ステップＳ４７で、割り付け良否判定基準を参照する。その結果、ステップＳ４８で、いずれかの割り付けパターンを採用する。これにより、最終調整処理で、歩留まりが最大のものを採用して、図５のステップＳ２３で、最適化された全ての割り付けデータを出力することができる。
【実施例３】
【００５０】
図８は、実施例３の動作を示す説明図である。
図３（ａ）に戻って、仮割り付け試行手段２４（図１）は、選択する材料長を変更しながら、それぞれ仮割り付けをして、複数の仮割り付け結果を得た。図３（ａ）では、材料１と材料２に対する仮割り付け結果が選択肢となった。図３（ｂ）では、材料１と材料２と材料３に対する仮割り付け結果が選択肢となった。いずれの場合でも、２種類または３種類の選択肢のいずれかを採用するために、歩留まり最大とか、残材長最小という割り付け良否判定基準を採用した。
【００５１】
一方、この実施例では、例えば、図８のように、材料１と材料２と材料３に対する、３種類の仮割り付け結果が得られたとき、各割り付け結果を選択肢として、記憶装置に記憶しておく。そして、材料１と材料２と材料３を選択した場合について、それぞれ残りの未割り付け製品を新たな割り付け対象製品とみなして、実施例１で説明した初期割り付け処理から割り付け判定処理までの割り付けデータ取得処理を繰り返す。図５のステップＳ１３からステップＳ２３の処理を実行すれば良い。
【００５２】
その結果、３通りの割り付け終了結果が得られる。これらの結果を、上記と同様の割り付け良否判定基準により比較する。実施例１で説明した図３（ｂ）の場合には、材料１と材料２と材料３に仮割り付けをした結果だけを比較して、例えば、最終歩留まりの良いほうを採用した。実施例３では、材料１と材料２と材料３のそれぞれを選択したと仮定して、残りの未割り付け製品について割り付け処理を終了し、その結果を比較する。例えば、最も歩留まりの良い割り付け処理で終了したものを採用すれば良い。実施例１の方法では材料１に仮割り付けをした結果が採用されたとしても、実施例３の方法によれば、図８のように、材料２に仮割り付けをした結果が、最終歩留まりが９５．６％と最大になる。
【００５３】
この実施例３では、以上のようにして、いずれかの仮割り付け結果を採用するという処理を繰り返して、次々に仮割り付けの選択を行っていく。例えば図３で、材料２を選択した後に、さらに材料１、２、３に対する仮割り付けをして、その結果を比較する。即ち、それぞれ最後まで試行を行い、その結果として、例えば、材料２が選択される。次にまた材料１、２、３に対する仮割り付け結果が得られたなら、それぞれ最後まで試行を行い、その結果として、材料１が選択される。このように全ての製品が割り付けられるまで処理が繰り返される。実施例１の方法は既知のＦＦＤ法の最終処理を改善した改良型のＦＦＤ法である。これに対して、実施例３の方法は、Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅに仮割り付け結果を比較するので、以下ＲＦＦＤ法と呼ぶことにする。
【００５４】
なお、このＲＦＦＤ法では、仮割り付け結果を比較するための試行過程では、例えば、図８で最終歩留まり９５．６％が得られるから材料２を選択したとしても、次に続く仮割り付け結果を比較するための試行過程で最終歩留まりが９６．２％になるものを選択するかもしれない。つまり、「一つの仮割り付けを採用する」理由となった最大歩留９５．６％は、その後に引き続き実行される試行による材料と仮割り付けの選択の過程で「これ以上の歩留が得られるはず」という意味での「最低保証歩留」と言える。
【００５５】
図９は、実施例３の処理例フローチャートである。
ステップＳ６１では、仮割り付け処理（ステップＳ１１−１６で説明した処理）をする。ステップＳ６２では、記憶装置に記憶された仮割り付け処理結果を参照をする。ステップＳ６３で、記憶装置に複数の仮割り付け結果が記憶されているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６４の処理に移行し、ノーのときは選択の必要がないのでステップＳ７２へ移行する。ステップＳ６４では、一つの仮割り付け結果を記憶装置から取り出して参照する。ステップＳ６５では、未割り付け製品を対象製品に設定する。その後、ステップＳ６６で、割り付け処理（ステップＳ１１−２３で説明した処理）を実行する。
【００５６】
これで、ステップＳ６７では、割り付け終了結果を記憶装置に記憶する。ステップＳ６８では、記憶装置に別の仮割り付け結果が記憶されているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ６４の処理に移行し、ノーのときはステップＳ６９の処理に移行する。全ての仮割り付け結果について、未割り付け製品の割り付けが終了したら、ステップＳ６９に進む。ステップＳ６９では、割り付け良否判定基準を参照する。ステップＳ７０では割り付け終了結果の比較をする。そして、ステップＳ７１で、一つの仮割り付け結果を採用する。例えば、最終歩留まりが最大の仮割り付け結果を採用する。これで、複数の仮割り付け結果のうちの最適な仮割り付け結果を選択して採用できる。
【００５７】
次に、ステップＳ７１で、未割り付け製品が残っているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは、ステップＳ７３の処理に移行し、ノーのときはステップＳ７４の処理に移行する。ステップＳ７３では、未割り付け製品を対象製品に設定する。そして、ステップＳ６１に戻り、ステップＳ６１からステップＳ７３までの処理を、全ての製品について割り付け処理が終了するまで繰り返す。最後に、ステップＳ７４で、全割り付けデータを出力して処理を終了する。
【００５８】
上記の演算処理はほとんど比較演算と簡単な算術演算のみを含んでいるので、実験によれば、ほとんど数秒で全ての演算処理を終了させることができる。即ち、待ち時間が多くてストレスになるような演算処理は含まれない。しかも、最後のほうにしわ寄せがくるかどうかを検証しながら途中の仮割り付け結果を選択するので、より合理的な割り付け演算処理ができる。
【実施例４】
【００５９】
図１０は、実施例４の動作フローチャートである。
図５のステップＳ１３では、初期割り付け処理で、最も長い製品が仮割り付けできる場合のみを仮割り付け結果として、選択の対象にした。しかし、良否判定をする場合、選択肢が多いほうが良いこともある。そこで、次に長い製品が初期割り付け処理で仮割り付けできるときも選択の対象にする。即ち、仮割り付け試行手段２４は、次に長い製品を最も長い製品とみなして、初期割り付け処理と、続割り付け処理と、仮割り付け結果記憶処理とを実行する。なお、もっと短い製品が初期割り付け処理で仮割り付けできるときも選択の対象にすると良い。
【００６０】
図１０は、図５のステップＳ１６を展開したものである。まず、ステップＳ８１で、最も長い製品と材料を比較をする。ステップＳ８２では、仮割り付け可能かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは図５のステップＳ１４の処理に移行し、ノーのときは図１０のステップＳ８３の処理に移行する。ステップＳ８３では、次に長い製品と材料を比較する。ステップＳ８４では、仮割り付け可能かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは図５のステップＳ１４の処理に移行し、ノーのときは図５のステップＳ１７の処理に移行する。
【実施例５】
【００６１】
図１１は、実施例５の動作フローチャートである。
実施例３では、複数の仮割り付け結果のいずれかを選択するために、各仮割り付け結果を選択したと仮定したときの最終的な割り付け処理の終了結果を求めて比較をした。この試行処理で、最終歩留まりが最大（図１３のｅ７式）の仮割り付け結果を採用するとしても、最終歩留まりが同じ値になることがある。そのときは、複数の仮割り付け結果をそのまま比較する。このときには、その仮割り付け結果だけを見たとき、歩留まりが最大（図１３のｅ８式）のものとか、割り付け製品長が最大（図１３のｅ９式）のものといった基準を使用して、仮割り付け結果を比較すると良い。
【００６２】
ここで、仮割り付け結果だけを見たとき、歩留まりが同じものが複数あれば、割り付け製品長が最大のものを採用する。これは、歩留まり最大の基準を先の判断にし、割り付け製品長最大の基準を後の判断にするという方法である。一方、割り付け製品長が最大のものが複数あれば、歩留まりが最大のものを採用する。これは、割り付け製品長最大の基準を先の判断にし、歩留まり最大の基準を後の判断にするという方法である。いずれの方法を採用するかにより、結果が変わることがある。何を基準にすると最適な結果が得られるかは、製品長や材料長の組み合わせによる。従って、可能な限り各種の方法で試算をして最適なものを採用すると良い。
【００６３】
以上のことから、仮割り付け結果を選択するための判断は最大３回で行なわれる。図１１のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ９１で試行処理による最終割り付けの結果を比較する。歩留まりが最大かどうかのｅ７式の判断基準を採用する。ステップＳ９２で、判定不可かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは次のステップＳ９３の処理に移行し、ノーのときは、仮割り付け結果をこの基準で選択できるからステップＳ９８に進む。ステップＳ９３では、第１の割り付け良否判定基準を選択する。例えば、「歩留まり最大」というｅ８式の基準を選択する。ここでは「歩留まり最大（ｅ８式）」という基準か「割り付け製品長最大（ｅ９式）」という基準のどちらか優先するほうを選択すると良い。
【００６４】
ステップＳ９４では、仮割り付け結果を比較する。ステップＳ９５では、判定不可かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップＳ９６の処理に移行し、ノーのときは、仮割り付け結果をこの基準で選択できるからステップＳ９８に進む。ステップＳ９６では、第２の割り付け良否判定基準の選択をする。例えば、「割り付け製品長最大」という基準を選択する。ステップＳ９７では、この基準で仮割り付け結果の比較をする。ステップＳ９８では、比較結果に基づいていずれかの仮割り付け結果を採用する。
【００６５】
図１２は、図１３に示した演算式の記号の意味を示す説明図である。図１３は、主要な演算式の説明図である。
図１２と図１３を使用して、上記の実施例のプログラムを実行する場合に使用する主要な演算式の一例を紹介する。まず、図１３の演算式を説明する。
式（ｅ１）は、材料取り合わせ問題の目的関数を示す。左側の式は、トータルコストＪを最小にするという目的を表す。上記の実施例では、コストを材料長に置き換えて演算をした。即ち、右側の式を目的関数とした。右側の式の右辺は、製品を全て割り付けるために必要な全ての材料の合計長を表している。製品長の合計とこの式のＪとの比が歩留まりである。
式（ｅ２）は、図５のステップＳ２１で、最終調整時期かどうかを判定するために使用する演算式である。この式の左辺は、今回の仮割り付け後に残っている製品の合計長を示す。右辺は、最長の材料の長さを示す。中央は、今回残っている製品の合計長から今回仮割り付けをする製品の合計長を差し引くことを表している。このパラメータｔを繰り返し制御に使用しながら演算処理をすれば良い。この条件式を満たす場合と満たさない場合とで、条件分岐をする。
式（ｅ３）は、未割り付け製品に対して、ある材料が選択されたときに、残りの製品全てを割り付けるために必要な材料の長さの合計値を演算するものである。この式も、図５のステップＳ２１で利用できる。最後まで割り付けをしないでも、最終処理の時期を演算で判定できる。左辺が残りの製品全てを割り付けるために必要な材料の長さの合計値である。上側の式は、残り１回、即ち、今回を含めて２回で仮割り付けを終了する。下側の式は、最大母材長が最小母材長の２倍以下という条件の下で、２回の割り付けが終了しないときの式である。
式（ｅ４）は、式（ｅ３）の下側の式を一般化したもので、残りの必要母材の合計長を表す式である。
式（ｅ５）は、図５のステップＳ１８における、仮割り付け結果の良否判定に使用する演算式である。この式は、長さの降順に材料を取り出して、歩留まりが最大のものを選択するということを表している。
式（ｅ６）は図７のステップＳ４７における、割り付けパターンの良否判定に使用する演算式である。この式は、割り付けた材料の合計長の最小値を選択するということを表している。
式（ｅ７）と（ｅ８）と（ｅ９）は、それぞれ異なる割り付け良否判定基準の例を示す演算式である。式（ｅ７）は、最後まで試行した結果の最終歩留まりが最大となるものという基準である。式（ｅ８）は、ある仮割り付けステップでのある母材について個別の歩留まりが最大となるものという基準である。式（ｅ９）は、最も長い材料を割り付けたものという基準である。いずれも、後の負担を軽くする判定基準である。これらの基準の使用法は図１１で説明した。
【００６６】
図１４は、典型的な一般の木造住宅１０邸について、取り合わせ演算処理の結果を示す説明図である。
図１４と図１５とは実施例４（ＲＦＦＤ法）と実施例２（ＦＦＤ法）とを比較対象にした。この実施例４は実施例５の２種類の判断処理も採り入れている。比較例１は１次元材料取り合わせ問題を改良した方法できわめて高い歩留まりを得ることができる演算処理方法である。これは、精度が高い反面、演算処理が複雑で処理時間が長いという欠点を持つ。比較例２は特許文献１に記載された方法である。比較のための割り付け処理には汎用のパーソナルコンピュータを使用し、その演算速度は３ＧＨｚ（毎秒）であった。
【００６７】
比較例１の方法は、遺伝的アルゴリズムを採用したもので、確率的に割り付け結果が変化する。従って、演算処理回数を多く繰り返して歩留まりが最大値となった割り付け結果を採用する。この例ではそれぞれのロットで５０回演算処理を繰り返した歩留まりの最大値を採用したもので、邸２の結果については最適値であることが分かっている。比較例１の方法は、最終的には非常に良い結果が得られるが、演算処理時間が長くなるという欠点がある。１邸分全てのロットについて、取り合わせ演算処理を完了するまでの時間が、実施例４と実施例２についてはそれぞれ１秒であった。比較例１では、繰り返し処理の合計で約４０分の処理時間を要した。比較例２では、約２分の処理時間を要した。
【００６８】
以上の結果、実施例の方法はいずれも、他の方法に比べてきわめて短時間に演算処理を実行できるという効果がある。そして、得られた結果を比較すると、実施例の方法は、比較例１に匹敵する結果が得られることが分かった。また、比較例２よりも良い結果が得られるものがあることも分かった。その差はケースによって異なるが、実施例４と実施例２との両方を実行し、さらに、割り付け良否判定基準を取り替えたものも演算処理して、結果の良いものを選択するといったことにより、演算処理条件の差異を吸収できる。演算処理が速いので、こうした組み合わせができる点で有利である。
【００６９】
図１５は図１４の邸１と邸２についてロット別の演算処理結果を示したものである。
比較例１の演算処理では、邸１のロットＮｏ．８と邸２のロットＮｏ．７で差が生じた。邸１のロットＮｏ．８と邸２のロットＮｏ．７は、３ｍ〜６ｍの間の５種類の材料を使用し、半数以上が０．７ｍ〜１ｍの短い製品を割り付ける。従って、他のロットに比べて組み合わせの数が多い。組み合わせの数が多いロットは最適値が得られない可能性が高いからやむをえない。また、材料と製品の組み合わせにより、各演算処理方法に優劣が生じる。しかし、上記のように、実施例の演算処理方法は圧倒的に処理時間が短くて、比較例１や２と同等もしくはそれ以上の結果が得られる点で、実用性が高いといえる。
【００７０】
図１６は、実施例の性能向上効果の説明図である。
既に説明をした実施例３では、仮割り付け結果を選択するために、各仮割り付け結果について、最後まで割り付けをして評価をした。実施例４では、最長の製品を始めに割り付けるという条件を外して、選択肢を広げた。ここで、図１６のケース１は、実施例４を実行し最終歩留まりが最大（図１３のｅ７式）という基準で、仮割り付け結果を選択する。そして、最終歩留まりが同じものがあるときは、仮割り付け結果単独の判断に、「歩留まり最大（ｅ８式）」という基準を優先し（判定２）、「割り付け製品長最大（ｅ９式）」という基準を後にした（判定３）。
【００７１】
ケース２は実施例３を実行し最終歩留まりが最大（図１３のｅ７式）という基準で、仮割り付け結果を選択する。そして、最終歩留まりが同じものがあるときは、「歩留まり最大（ｅ８式）」という基準を優先し、「割り付け製品長最大（ｅ９式）」という基準を後にした。ケース３は実施例４を実行し最終歩留まりが最大（図１３のｅ７式）という基準で、仮割り付け結果を選択する。そして、最終歩留まりが同じものがあるときは、「割り付け製品長最大（ｅ９式）」という基準を優先し、「歩留まり最大（ｅ８式）」という基準を後にした。
【００７２】
この結果から分かるように、実施例４を実行したときには、選択肢が多くなる分だけ、有効であるということが分かった。また、判断の順序は、「割り付け製品長最大（ｅ９式）」を優先させるほうが有利であることが分かった。いずれも、全てのケースで結果が一致しているわけではないが、最後まで割り付けをしたときの判定基準、仮割り付け結果だけを相互に比較する判定基準、比較をしても結果が同じになったときの優先順位等を画一的に決めておくことで、多種の割り付け法を繰り返し試行して、最適なものを自動的に短時間で選択することができる。
【００７３】
なお、上記の演算処理装置で実行されるコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されても良いし、複数の機能ブロックを組み合わせて一体化されても良い。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用しても良い。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例１の材料取り合わせシステム１０のブロック図である。
【図２】材料取り合わせシステム１０を構成するコンピュータのハードウエアブロック図である。
【図３】初期割り付け処理と続割り付け処理の動作説明図である。
【図４】最終調整処理の動作説明図である。
【図５】コンピュータプログラムの実施例を示すフローチャートである。
【図６】ステップＳ１４の処理の具体的な実施例フローチャートである。
【図７】最終調整処理の実施例フローチャートである。
【図８】実施例３の動作を示す説明図である。
【図９】実施例３の処理例フローチャートである。
【図１０】実施例４の動作フローチャートである。
【図１１】実施例５の動作フローチャートである。
【図１２】図１３に示した演算式の記号の意味を示す説明図である。
【図１３】主要な演算式の説明図である。
【図１４】典型的な一般の木造住宅１０邸について、取り合わせ演算処理の結果を示す説明図である。
【図１５】図１４の邸１と邸２についてロット別の演算処理結果を示したものである。
【図１６】実施例３と４を組み合わせた性能向上効果の説明図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  材料取り合わせシステム
１２  コンピュータ
１４  ネットワーク
１６  端末装置
２０  演算処理装置
２１  初期割り付け手段
２２  続割り付け手段
２３  仮割り付け結果記憶手段
２４  仮割り付け試行手段
２５  割り付け判定手段
２６  繰り返し割り付け手段
２７  最終調整時期判断手段
２８  最終調整手段
３０  入出力データ処理手段
４０  記憶装置
４１  材料データ
４２  割り付け対象製品データ
４３  仮割り付け結果
４４  割り付けデータ
４５  未割り付け製品
４６  割り付けパターン
５０  割り付け良否判定基準
５１  割り付け良否判定基準
【図１】
0004993498.tif 000002
【図２】
0004993498.tif 000003
【図３】
0004993498.tif 000004
【図４】
0004993498.tif 000005
【図５】
0004993498.tif 000006
【図６】
0004993498.tif 000007
【図７】
0004993498.tif 000008
【図８】
0004993498.tif 000009
【図９】
0004993498.tif 000010
【図１０】
0004993498.tif 000011
【図１１】
0004993498.tif 000012
【図１２】
0004993498.tif 000013
【図１３】
0004993498.tif 000014
【図１４】
0004993498.tif 000015
【図１５】
0004993498.tif 000016
【図１６】
0004993498.tif 000017