JP2019008501A - 生産管理システムおよび生産管理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用する。【解決手段】生産管理システムは、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、評価テーブルに、その工程評価値と、その総合評価値を設定し、算出された総合評価値に基づいて、受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定する。【選択図】 図11
Description
本発明は、生産管理システムおよび生産管理方法に係り、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散して、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用するのに好適な生産管理システムおよび生産管理方法に関する。
昨今、経済情勢の変化や、金融危機、テロ、自然災害といったリスク事象など、サプライチェーン(SC)の変動要因が増加している。このようなサプライチェーンの変化に、フレキシブルに対応可能な生産システムの構築が急がれている。そのため、複数の工場・企業の生産リソースを接続し、バリューチェーンを最適化するクラウドマニュファクチャリングの考え方が生まれている。従来では、人(Man)、機械(Machine)、材料(Material)、工法(Method)の4Mを自前で確保していたが、クラウドマニュファクチャリングのパラダイムによれば、必要な4Mリソースを必要に応じて、工場・企業間で融通し合うことが可能である。生産リソースを融通し合うことによって、従来製造業では大手が受注していた製品を、複数の中小企業があたかも1本の生産ライン(仮想的な生産ライン)を構成するように工程を構築することが可能である。クラウドマニュファクチャリングでは、複数の中小企業が一つの大きな生産のための複合体となる。したがって、クラウドマニュファクチャリングでは、中小企業同士が共生し合って、この複合体全体として運営をしていく必要がある。
以下、図15を用いてクラウドマニュファクチャリングにおける仮想工場、仮想ラインの概念を説明する。
クラウドマニュファクチャリングでは、図15に示されるように、複数の(実)工場を仮想工場と見立て、仮想工場として企画会社が需要者から製品を受注し、その製品製造に必要な工程を抽出して、それぞれの工程を仮想工場内の工場に割り当てて、一つの仮想ラインを構築する。それぞれの工場は、受け持った工程のみを担当して、次の工程を受け持つ工場へ製品や部品を渡していく。図15では、工程1、工程2、工程3を含む仮想ラインAと仮想ラインBが定義され、仮想ラインAでは、それらの工程を受け持つ工場が工場A、工場B、工場Cであり、仮想ラインBでは、それらの工程を受け持つ工場が工場B、工場D、工場Eであることを示している。また、図15の下に記載されているのは、仮想ラインAにおける実際の製造物の流れ(実線矢印)と仮想ラインBにおける実際の製造物の流れ(破線矢印)である。
ここで課題として、仮想工場の中でどの工場のどのラインを採って仮想ラインを構築するのかという問題が発生する。特許文献1では、この問題に対して、サプライチェーン全体のリードタイム(LT)を最小化するための最適化方法を提案している。特許文献1では、購買オーダPOに対して、配送資源と生産資源を割当てることにより、最終的にサプライチェーン全体でLT最小化を実現している。
特許文献1では、一つのサプライチェーンのみを対象としたものである。例えば、特許文献1の技術を図15に示した状況下に適用した場合、一つの仮想ライン最適化を行うことが可能である。しかしながら、図15に示した例では、工場Bが仮想ラインAと仮想ラインBの両方に属し、それぞれの製品製造の工程を担当している。特許文献1の技術を利用して仮想的なサプライチェーンをそれぞれ独立に構築してしまうと、各工程を担う工場が同時利用されるなど、競合が発生し、各工場の余剰リソースを有効活用できないことになる。
本発明の目的は、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用することのできる生産管理システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の好ましい実施形態に係る生産管理システムは、情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理システムであって、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持する。そして、情報処理装置は、生産計画テーブルと、設備稼働状況テーブルと、工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、評価テーブルに、各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、受注に係る製品を製造する工程の組合せごとの総合評価値を設定し、算出された総合評価値に基づいて、受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定する。
本発明によれば、複数の工場群のリソースを連携させて、それぞれの工場に製品製造工程を分散させる場合に、トータルとして複数の工場群のリソースを有効活用することのできる生産管理システムを提供することができる。
以下、本発明に係る各実施形態を、図1から図14を用いて説明する。
〔実施形態1〕
以下、本発明に係る実施形態1を、図1から図12を用いて説明する。
以下、本発明に係る実施形態1を、図1から図12を用いて説明する。
先ず、図1から図4を用いて本実施形態に係る生産管理システムの構成とそれに関するビジネスモデルについて説明する。
本実施形態の生産管理システムは、図1に示されるように、統合管理サーバ10、企画会社3の入出力端末30、工場2の工場管理サーバ20がネットワーク4により接続された構成である。
本実施形態の生産管理システムは、図1に示されるように、統合管理サーバ10、企画会社3の入出力端末30、工場2の工場管理サーバ20がネットワーク4により接続された構成である。
統合管理サーバ10は、各工場管理サーバ20から各工場における生産設備の情報、工場における生産スケジュール情報を収集して、クラウドマニュファクチャリングにより生産スケジュールを立てるためのサーバである。工場2は、通常複数有り(図1では、工場A、工場B、工場C…)、生産設備40と、その生産設備40の生産設備情報と工場における生産スケジュールを入力して管理するための工場管理サーバ20が配置されている。なお、各工場における生産設備情報の表現は、現実的には、統一されていないことがままあるが、本実施形態では、工場管理サーバ20に格納された情報は、共通の辞書を用いるなどの手段により、統一された形で、統合管理サーバに保持されることにする企画会社3は、クラウドマニュファクチャリングにおいて需要者から製品を受注して生産計画を立案する会社であり、入出力端末30が設置されており、需要者から製品を受注して、受注状況を入力したり、統合管理サーバ10により立案された生産計画情報を表示する。統合管理サーバ10は、企画会社3が運営してもよいし、別のシステム運用会社が運用してもよい。また、特定の司令塔となる工場2が企画会社3の業務を担うようにしてもよい。図1では、各工場2に工場管理サーバ20を配置しているが、各工場にクライアント端末を置き、各々の工場2における生産設備情報、生産スケジュールを統合管理サーバ10にアップロードするようにしてもよい。
ネットワーク4は、配線としては、光ファイバー網等を利用した有線の形態、4Gなどのプロトコルを利用した無線の形態のいずれでもよい。また、接続形態としては、グローバルなインターネット回線での利用が主として考えられるが、ローカルネットワークであってもよい。
次に、図2を用いて本実施形態のクラウドマニュファクチャリングにおけるビジネスモデルの一例について説明する。
需要者5が企画会社3に製品を発注する。企画会社3は、生産管理システム運営会社6へクラウドマニュファクチャリングで受注した状況を登録する。生産管理システム運営会社6は、企画会社3が立案した生産計画に従って、各工場2の状況を踏まえて最適な仮想ラインを選択し、各工場2へ発注をかける。この一連の流れの中で、需要者5が企画会社3へ発注した製品の代金を支払う。その代金の一部を生産管理システム運営会社6の運用費としてまかない、各工場2へ発注した代金の支払いにも当てるという例である。この構成では、企画会社3が需要者5から受注した受注額の一部を、生産管理システム運営会社6が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。図2中の点線で示しているが、需要者5は企画会社3を経ずに、自ら生産管理システム運営会社6に登録するといったルートを採る場合も有り得る。この場合も、生産管理システム運営会社6が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。
需要者5が企画会社3に製品を発注する。企画会社3は、生産管理システム運営会社6へクラウドマニュファクチャリングで受注した状況を登録する。生産管理システム運営会社6は、企画会社3が立案した生産計画に従って、各工場2の状況を踏まえて最適な仮想ラインを選択し、各工場2へ発注をかける。この一連の流れの中で、需要者5が企画会社3へ発注した製品の代金を支払う。その代金の一部を生産管理システム運営会社6の運用費としてまかない、各工場2へ発注した代金の支払いにも当てるという例である。この構成では、企画会社3が需要者5から受注した受注額の一部を、生産管理システム運営会社6が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。図2中の点線で示しているが、需要者5は企画会社3を経ずに、自ら生産管理システム運営会社6に登録するといったルートを採る場合も有り得る。この場合も、生産管理システム運営会社6が運用費や利益等のためにマージンを得るというビジネスモデルである。
次に、図3および図4を用いて統合管理サーバと工場管理サーバのハードウェア、ソフトウェア構成について説明する。
統合管理サーバ10のハードウェア構成としては、例えば、図3に示されるような一般的なサーバコンピュータで実現される。
統合管理サーバ10は、CPU(Central Processing Unit)102、主記憶装置104、ネットワークI/F106、表示I/F108、入出力I/F110、補助記憶I/F112が、バスにより結合された形態になっている。
統合管理サーバ10は、CPU(Central Processing Unit)102、主記憶装置104、ネットワークI/F106、表示I/F108、入出力I/F110、補助記憶I/F112が、バスにより結合された形態になっている。
CPU102は、統合管理サーバ10の各部を制御し、主記憶装置104に必要なプログラムをロードして実行する。主記憶装置104は、通常、RAMなどの揮発メモリで構成され、CPU102が実行するプログラム、参照するデータが記憶される。ネットワークI/F106は、ネットワーク4と接続するためのインタフェースである。表示I/F108は、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示装置120を接続するためのインタフェースである。入出力I/F110は、入出力装置を接続するためのインタフェースである。図3の例では、キーボード130とポインティングデバイスのマウス132が接続されている。補助記憶I/F112は、HDD(Hard Disk Drive)140やSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置を接続するためのインタフェースである。
HDD140は、大容量の記憶容量を有しており、本実施形態を実行するためのプログラムが格納されている。統合管理サーバ10には、本実施形態の生産管理システムにより、生産管理をおこなうためのクラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400がインストールされている。クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400は、製品の受注状況、各工場における生産設備の情報から、製品を製造するための工程を各工場のラインに割当てて、複数の工場を横断するライン(仮想ライン)による製造計画を立案するプログラムである。
また、データベースのテーブルとして、設備稼働状況テーブル60と、工場受注状況テーブル70、指標アルゴリズムテーブル90、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80、仮想ライン管理テーブル100、評価テーブル300を保持している。なお、各テーブルの詳細については後に詳説する。
工場管理サーバ20のハードウェア構成も、統合管理サーバ10と同様に、例えば、図4に示されるような一般的なサーバコンピュータで実現される。
工場管理サーバ20に接続されたHDD240には、工場内生産管理プログラム500がインストールされている。工場内生産管理プログラム500は、各工場内の生産計画を立案するプログラムである。
また、HDD240には、設備稼働管理テーブル160と工場受注管理テーブル170が保持されている。設備稼働管理テーブル160と工場受注管理テーブル170のデータ構成は、後に説明する設備稼働状況テーブル60や工場受注状況テーブル70と同様のデータ構成を有する。
次に、図5から図10を用いて本実施形態に係る生産管理システムに用いられるデータ構造について説明する。
設備稼働状況テーブル60は、クラウドマニュファクチャリングで構成される工場2の生産設備情報や、その稼働状況等が格納され、各工場2が持つラインやマシン(製造機械)種別、その工場で対応可能な工程、その工場での稼働率、工場の場所等の情報を管理するテーブルである。設備稼働状況テーブル60は、図5に示されるように、工場欄61、ライン欄62、マシン種別欄63、対象工程欄64、生産量欄65、生産時間欄66、稼働率欄67、工場場所欄68、部品在庫率69の各フィールドを有する。
工場欄61には、当該設備を保持する工場2の識別子が登録される。ライン欄62には、当該設備が設置されているラインの識別子が登録される。マシン種別欄63には、当該設備のラインに設置されているマシン種別情報が登録される。このマシン種別63には、複数のマシン種別が登録されてもよい。対象工程欄64には、当該設備において受け持ち可能な工程の識別子が登録される。ここで工程とは、ある製品を製造する上で必要な一つまたは複数からなるプロセスを示している。本実施形態では、プロセス(工程)を指定することにより、一意の作業が可能であるものとする。生産量欄65には、当該設備における単位時間当たりの生産量が登録される。一般的にロット数が登録されるが、その他の生産量に関する数値でもよい。生産時間欄66には、当該設備において、生産量欄65に登録された生産量分の製造物が生産される時間が登録される。稼働率欄67には、当該設備の稼働状況が登録される。例えば、1ヵ月当たりの稼動率などが登録される。工場場所欄68には、当該設備を保持する工場欄61の工場2の所在地情報が登録される。部品在庫率69には、その工程を実施するラインで用いられる部品の在庫率が登録される。
設備稼働状況テーブル60により、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品を製造するにあたって必要な工程や生産量、生産時間などを、どの工場で受け持ち可能なのかを把握することができる。
工場受注状況テーブル70は、各工場2の受注状況や、受注により稼動する予定のラインとその日時の情報が格納され、各工場が持つラインと、そのラインの稼動状況(受注によりラインの稼動がスケジュールされている時間)を管理するテーブルである。工場受注状況テーブル70は、図6に示されるように、工場欄71、受注NO欄72、稼動ライン欄73、ライン開始日時欄74、ライン終了日時欄75の各フィールドを有する。
工場欄71には、当該設備が稼動する工場2の識別子が登録される。受注NO欄72には、各工場2において受注した受注番号が登録される。稼動ライン欄73には、当該工場2において受注した製品を製造するラインの識別子が登録される。ライン開始日時欄74には、当該ラインが稼動開始する予定あるいは現実に稼動した日時が登録される。ライン終了日時欄75には、当該ラインが稼動終了する予定あるいは現実に稼動終了した日時が登録される。
工場受注状況テーブル70に登録された情報により、各工場2の各ラインがいつ稼動しているのか、逆に言えば、いつ稼動していないのかを把握することができる。
クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80は、受注した製品を製造するために必要な工程や、生産量などの情報を格納し、クラウドマニュファクチャリングとして需要者5から受注した製品の受注情報と、その製品製造に必要な工程を管理するテーブルである。
クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80は、図7に示されるように、受注NO欄81、必要ライン欄82(必要工程欄821、必要生産量欄821)、受注額欄83、納期欄84の各フィールドを有する。
受注NO欄81には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品に対する受注番号が登録される。必要ライン欄82は、必要工程欄821と必要生産量欄822から成り、それぞれ受注した製品を製造するために必要な工程情報と、受注した製品の生産量情報が登録される。必要工程欄821には、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400が事前に定義された製品毎の工程情報を当該欄へ登録する。必要生産量欄822には、必要工程欄821に記載された工程での必要な生産量が登録される。受注額欄83には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品の受注額が登録される。納期欄84には、クラウドマニュファクチャリングとして受注した製品の納期情報が登録される。
本実施形態の生産管理システムでは、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400を実行することにより、受注した製品毎に予め決められた工程を抽出して、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80へ登録することを想定している。そして、生産計画テーブル80へ登録された情報を基にして製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るか決定していく。
指標アルゴリズムテーブル90は、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400が工程評価値を算出するための指標やアルゴリズムが登録されるテーブルである。指標アルゴリズムテーブル90は、図8に示されるように、指標欄91、アルゴリズム欄92、対象欄93の各フィールドを有する。
指標欄91には、製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るかを定めるための指標を登録する。図8に示された例では、「部品在庫率」「稼働率」が定義されている。アルゴリズム欄92には、製造に必要な工程をどの工場のどのラインに割振るかを定めるためのアルゴリズムが格納される。例えば、指標アルゴリズムテーブル90の一番目のレコードでは、「部品在庫率」の割合に応じて、その工程に対して、工場のラインを割振るアルゴリズムが適用され、二番目のレコードでは、「稼働率」が低い順に、その工程に対して、工場のラインを割振るアルゴリズムが適用される。対象欄93には、指標欄91、アルゴリズム欄92を適用される対象が登録される。例えば、指標アルゴリズムテーブル90の一番目のレコードでは、全ての工場のラインが対象となることを示し、三番目のレコードでは、「稼働率」が低い工場のラインの三箇所が対象となることを示している。
以上のように工場の生産のための余剰リソースが余っている工場に優先的に稼動させるようにすることにより、工場群の工場全体を有効活用することができ、企業の活性化を図ることができる。
仮想ライン管理テーブル100は、クラウドマニュファクチャリングとして採用した仮想ラインの情報を管理するテーブルである。仮想ライン管理テーブル100は、図9に示されるように、受注NO欄101、仮想ラインNO欄102、仮想ライン欄103(工場欄1031、工程欄1032、ライン欄1033)の各フィールドが格納される。
受注NO欄101には、受注NO欄72には、各工場2において受注した受注番号が登録される。これは、図6の工場受注状況テーブル72の受注NO欄72と同じものである。仮想ラインNO欄102には、仮想ラインを識別するための番号が格納される。仮想ライン欄103には、仮想ラインNO欄102により示される過仮想ラインの情報が登録される。仮想ラインNO欄102は、工場欄1031、工程欄1032、ライン欄1033よりなる。工場欄1031には、工程を実行するラインの属する工場が登録される。工程欄1032には、対象となる工程が登録される。ライン欄1033には、工程を実行する工場での実ラインが登録される。図9に示した例では、仮想ラインNOの「VP1」で示される仮想ラインは、工程「Z1」に対して、工場Aのライン「L001」が割当てられ、工程「Z2」に対して、工場Cのライン「L202」が割当てられている。また、仮想ラインNOの「VP1」にこれ以上の工程が割当てられるときには、さらに該当のレコード情報が追加される。
仮想ライン管理テーブル100は、次に説明する評価テーブル300に登録された情報の中で、所定のルールに従って評価値を評価した結果、各々の情報が登録される。
評価テーブル300は、設備稼働状況テーブル60と工場受注状況テーブル70に登録されている情報に基づいて、指標アルゴリズムテーブル90の指標とアルゴリズムに従って、クラウドマニュファクチャリング生産管理プログラム400が工程評価値や総合評価値を算出した結果を管理するテーブルである。評価テーブル300は、登録する工程の数によって欄の構成が異なるが、図10では、仮想ラインの対象としてある工程とその工程の次の工程が対象となる場合、すなわち、仮想ラインが二工程からなる場合ついて説明する。図10に示された評価テーブル300では、第一工程欄301、対象工場欄302、対象ライン欄303、空き時間(開始)欄304、空き時間(終了)欄304、生産量欄306、生産時間欄307、工程評価値308、第二工程欄309、対象工場欄310、対象ライン欄311、空き時間(開始)欄312、空き時間(終了)欄313、生産量欄314、生産時間欄315、工程評価値欄316、工場間LT欄317、総合評価値欄318の各フィールドからなる。第一工程欄301〜工程評価値欄308までが、仮想ラインを構成する第一工程に関する情報であり、第二工程欄309〜工程評価値欄316までが、仮想ラインを構成する第二工程に関する情報であり、工場間LT欄317が第一工程と第二工程の関係に関する情報であり、総合評価値欄318は、評価テーブル300の全ての工程に関する情報である。ここで、この仮想ラインにおいては、第一工程の次に、第二工程が実施されるものとする。また、この仮想ラインにおいて、第二工程の後に、第三工程、第四工程…と続く場合も同様である。第二工程の次に、第三工程が続く場合には、第三工程欄〜工程評価値欄が続き、その後に、工場間LT欄が来る。
第一工程欄301は、第一工程を表す識別子が登録される。対象工場欄302には、その工程を実行する工場を表す識別子が登録される。対象ライン欄303には、その工程を実行する工場のラインを表す識別子が登録される。空き時間(開始)欄304には、対象工場のラインで空いている時間(使用可能時間)の開始時刻が登録される。時間空き時間(終了)欄305には、対象工場のラインで空いている時間(使用可能時間)の終了時刻が登録される。生産量欄306には、そのラインでの製造物の生産量が登録される。生産時間欄307には、生産量欄306の生産量を製造するための時間が格納される。工程評価値308には、そのレコードにおける工程を工場とラインに割当てるために使用される工程評価値(詳細は後述)が格納される。
空き時間(開始)欄304、時間空き時間(終了)欄305に登録する情報は、各工場のライン毎に図6に示したライン開始日時欄74、ライン終了日時欄75から求めることができる。
第二工程欄309〜工程評価値欄316については、対象が第二工程に関するものになる外は、同様である。
工場間LT欄317には、第一工程の工場から第二工程の工場に移動させて、段取りなども含めて、第二工程を実行するためにラインに流せるようになるまでのリードタイムが格納される。一般に、工場間LT欄には、第n個目の工場間LT欄は、第n工程と第n+1工程間の工場間LTが格納される。第n工程と第n+1工程が同一の工場で実施される場合には、第n個目の工場間LT欄には、0が格納される。
総合評価値欄308には、そのレコードにおける工程を工場とラインに割当てるための組合せに対する総合評価値(詳細は後述)が格納される。
次に、図11および図12を用いて生産管理システムの生産管理方法の処理について説明する。
先ず、図11を用いてクラウドマニュファクチャリングにおける製品受注から最適な仮想ラインを構築するまでの一連の処理につて説明する。
図11では、製品受注して、その製品の製造工程を各工場のラインに割振り、その各工場のラインから仮想ラインを構築する処理を示している。
図11では、製品受注して、その製品の製造工程を各工場のラインに割振り、その各工場のラインから仮想ラインを構築する処理を示している。
先ず、企画会社3が需要者5から製品を受注する(S01)。
次に、企画会社3は、受注した製品を製造するにあたって必要な工程を決定する(S02)。ここで、製品毎にどの工程が必要なのかということが事前に与えられているものとする。
そして、工程、生産量、受注額、納期を入出力端末30より入力し、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80に登録する。
次に、企画会社3は、受注した製品を製造するにあたって必要な工程を決定する(S02)。ここで、製品毎にどの工程が必要なのかということが事前に与えられているものとする。
そして、工程、生産量、受注額、納期を入出力端末30より入力し、クラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80に登録する。
以下のS04からS11にかけて評価テーブル11を登録するステップになる。S04からS08にかけてが、一つの工程分の登録になる。
先ず、統合管理サーバ10は、図5に示した設備稼働状況テーブルから、S02で決定した工程を受け持ち可能な工場とラインを抽出する(S04)。次に、S03で登録された情報の納期に間に合うような空きラインを抽出する(S05)。そして、指標とアルゴリズムに基づいた工程ごとの評価値(工程評価値)を算出する(S06)(詳細は、次の図12により説明)。次に、工程、工場、対象ライン、空き時間(開始−終了)、生産量、工程評価値、工場間LT(もし、前の工程があれば)を、図10に示した評価テーブル300に登録する。ここで、工場間LTは、図5、図6のテーブルには含まれていないが、企画会社3が予め情報を保持しておくか、設備稼働状況テーブル60の工場場所欄68の情報により計算できるものとする。そして、次のステップの有無をクラウドマニュファクチャリング生産計画テーブル80に登録された工程情報に基づき確認し、次の工程があるときには(S08:YES)、S04に戻り、無ければ(S08:NO)、S09に行く。
次の工程がない場合には、全ての工程情報が出揃ったことになるので、工程評価値と工場間LTを評価した値とを足しこんで総和を(式1)により算出して、総合評価値とする。
ここで、eiは、第i工程の工程評価値、Liは、第i工程と第(i+1)工程間の工場間LT、f(Li)は、第i工程と第(i+1)工程間の工場間LTを評価する関数である。f(Li)は、Li:0−99のとき、0、Li:100−199のとき、1、Li:200−299のとき、2…のように階段状にしてもよいし、Liがある一定の閾値を超えたときは、十分大きくとり、ある一定の閾値を超えたときに、その工程の組合せの総合評価値を大きくして、その工程の組合せが候補から落とされるようにしてもよい。また、工場間LTを考慮しないときには、f(Li)を常に0にとるようにすればよい。
本実施形態中では、工程評価値は優先度付けされた順位情報であり、工程評価値が小さいほど優先度が高いことを意味する。そのため、総和をとって、そのレコードの工程評価値の総和数が小さいほど優先度が高いことを意味する。また、工場間LTを評価するのは、各工程は、異なる工場が生産現場となりえるため、次工程を受け持つ工場までの移動にかかる時間も含めた最適化が必要なためである。
次に、以上で算出した総合評価値を、評価テーブル300の総合評価値欄318に登録する(S10)。
次に、以上で算出した総合評価値を、評価テーブル300の総合評価値欄318に登録する(S10)。
そして、総合評価値欄318に登録された総合評価値の中で最も値が小さいレコード情報(各工程を、どの工場のどのラインで稼動させるか)を仮想ラインとして抽出する(S11)。
次に、S11で抽出した仮想ラインの各工程やラインの情報を、図8に示した仮想ライン管理テーブル100に登録する(S12)。
そして、これらに従って各工場に発注がかかることになり、これに基づき、工場管理サーバ20が保持する工場受注管理テーブル170に登録されることになる。また、統合管理サーバ10が保持する工場受注状況テーブル70を更新する(S13)。
次に、図12を用いて指標とアルゴリズムに基づいて工程評価値を算出する処理について説明する。
先ず、図8に示された指標アルゴリズムテーブル90から指標とアルゴリズムを選択する(S061)。
対象となる工程を対象93に指定された対象の工場のラインに対して、指標とアルゴリズムに従って割振り、工程評価値を算出する(S062)
そして、算出された工程評価値を評価テーブル50の工程評価値欄に登録する(S063)。
先ず、図8に示された指標アルゴリズムテーブル90から指標とアルゴリズムを選択する(S061)。
対象となる工程を対象93に指定された対象の工場のラインに対して、指標とアルゴリズムに従って割振り、工程評価値を算出する(S062)
そして、算出された工程評価値を評価テーブル50の工程評価値欄に登録する(S063)。
本実施形態によれば、各工場の業務の受注量やリソース状況を取得して、例えばリソースの空きを利用して、製品製造に必要な工程を担える工場の余剰な生産リソース量に基づいて、稼働率が一定量になるような業務の分配を各工場へおこなうような仮想ラインを構築することで、クラウドマニュファクチャリング全体としての最適化が可能である。例えば、稼働率といった指標に基づいた平等な生産リソース割り当てを行うことで、各工場が共生したクラウドマニュファクチャリングの構築が可能である。また、クラウドマニュファクチャリング全体として、余剰な生産リソースを有効活用できるため、より多くの受注を受けることが可能となる。
〔実施形態2〕
以下、本発明に係る実施形態2を、図13および図14を用いて説明する。
実施形態1のクラウドマニュファクチャリングによる生産管理方法の処理では、各工場の余剰リソースを平等に消費するという観点から、指標として、部品在庫率、稼働率をとり、それらの指標に基づいて、対象となる工程を各工場のラインに割振る例について説明した。
以下、本発明に係る実施形態2を、図13および図14を用いて説明する。
実施形態1のクラウドマニュファクチャリングによる生産管理方法の処理では、各工場の余剰リソースを平等に消費するという観点から、指標として、部品在庫率、稼働率をとり、それらの指標に基づいて、対象となる工程を各工場のラインに割振る例について説明した。
本実施形態では、指標として、生産コストをとり、各工場での経費を抑えて、生産能力を向上させるという観点に基づいたクラウドマニュファクチャリングによる生産管理方法の処理について説明する。本実施形態では、主に実施形態1と異なった観点のみを説明する。
実施形態2に係る設備稼働状況テーブル60′では、実施形態1に係る設備稼働状況テーブル60と比較して、生産コスト欄601、部品種類数欄602、歩留まり率欄602が付け加えられている。
生産コスト欄601には、そのライン上で対象工程を実施するにあたり必要となる生産コストが登録される。部品種類数欄602には、対象工程を実施するにあたりそのライン上で使用される部品の種類数が登録される。歩留まり率欄602には、そのライン上で対象工程を実施するときの歩留まり率(全生産数に対する良品の割合い)が登録される。
本実施形態では、生産コスト141や部品種類数142を利用し、図14に示した指標アルゴリズムテーブル90′の生産コスト指標に関するアルゴリズムによって、生産コストの低い工場を優先的に抽出したり、生産コスト低減を狙って例えば購買コスト減を行うために部品種類数を削減できるような工場への業務割振りなどが考えられる。
歩留まりという観点では、図14の歩留まり率143を用いて、歩留まり率の高い工場に業務割振り、生産コストを低減することが考えられる。
本実施形態では、受注した製品を製造するための工程に対して、特に生産コストの低いライン、歩留まり率の高いラインを選択することにより、クラウドマニュファクチャリングによるコスト低減、製品品質の向上を見込むことができる。
2…工場、3…企画会社、4…ネットワーク、10…統合管理サーバ、20…工場管理サーバ、30…入出力端末、40…生産設備
Claims (12)
- 情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理システムであって、
受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、
各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、
各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、
受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、前記工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持し、
前記情報処理装置は、
前記生産計画テーブルと、前記設備稼働状況テーブルと、前記工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、
前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出し、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出し、
前記評価テーブルに、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を設定し、
前記算出された総合評価値に基づいて、前記受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から前記受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定することを特徴とする生産管理システム。 - 前記評価テーブルは、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程の前工程と後工程での工場間LT(Lead Time)を記憶し、
前記総合評価値は、前記工場間LTを加味して算出することを特徴とする請求項1記載の生産管理システム。 - 前記工程ごとの工程評価値は、工場での余剰リソースが多い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項1記載の生産管理システム。
- 前記工程ごとの工程評価値は、工場での稼働率が低い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項1記載の生産管理システム。
- 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、生産コストが低いものを高くすることを特徴とする請求項1記載の生産管理システム。
- 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、歩留まり率が高いものを高くすることを特徴とする請求項1記載の生産管理システム。
- 情報処理装置により、複数の工場における生産のためのラインを利用して製品を生産する生産計画を立案する生産管理方法であって、
前記情報処理装置は、
受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程を記憶する生産計画テーブルと、
各工場における工程、ライン、生産に関する情報を対応付けて記憶する設備稼働状況テーブルと、
各工場の受注とラインの稼動状況を対応付けて記憶する工程受注状況テーブルと、
受注に係る製品を製造する工程の組合せに対して、前記工程ごとに各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を記憶する評価テーブルとを保持し、
前記情報処理装置が、前記生産計画テーブルと、前記設備稼働状況テーブルと、前記工程受注状況テーブルとに記憶された情報に基づいて、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程に割当てる各工場と各ラインを評価して、工程ごとの工程評価値を算出するステップと、
前記情報処理装置が、各々の工程ごとの各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値より、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を算出するステップと、
前記情報処理装置が、前記評価テーブルに、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときの工程評価値と、前記受注に係る製品を製造する工程に工場とラインを割当てた情報の組合せごとの総合評価値を設定するステップと、
前記情報処理装置が、前記算出された総合評価値に基づいて、前記受注に係る製品を製造する工程の各工場と各ラインに割当てたとき組合せの候補の中から前記受注に係る製品を製造する工程を各工場と各ラインに割当てたときの組合せを、仮想ラインとして選定するステップとを有することを特徴とする生産管理方法。 - 前記評価テーブルは、前記受注ごとにその受注に係る製品を製造する工程の前工程と後工程での工場間LT(Lead Time)を記憶し、
前記総合評価値は、前記工場間LTを加味して算出することを特徴とする請求項7記載の生産管理方法。 - 前記工程ごとの工程評価値は、工場での余剰リソースが多い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項7記載の生産管理方法。
- 前記工程ごとの工程評価値は、工場での稼働率が低い工場の工程評価値を高くすることを特徴とする請求項7記載の生産管理方法。
- 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、生産コストが低いものを高くすることを特徴とする請求項7記載の生産管理方法。
- 前記工程ごとの工程評価値は、前記各々の工程を各工場と各ラインに割当てたときに、歩留まり率が高いものを高くすることを特徴とする請求項7記載の生産管理方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021103588A1 (zh) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | 青岛海尔工业智能研究院有限公司 | 智能制造*** |
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JP2022069924A (ja) * | 2020-10-26 | 2022-05-12 | 三菱電機株式会社 | 遠隔操作システム |
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