JP2816022B2

JP2816022B2 - スケジューリングにおける切替えの管理方式

Info

Publication number: JP2816022B2
Application number: JP33158890A
Authority: JP
Inventors: 匡和飯島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1998-10-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JPH04195678A

Description

【発明の詳細な説明】【概要】

スケジューリング対象である作業を時系列的に配置す
るためのスケジューリング処理方法及び装置に関し、作業と作業との間に発生する切替えを統一的に管理
し、スケジューリング処理装置の効率化を図ることを目
的とし、ある作業から別の作業への切替え時間についてのデー
タを格納した作業切替え時間テーブルと、ある資源から
別の資源への切替え時間についてのデータを格納した資
源切替え時間テーブルと、作業の実施に必要な資源を示
した作業規格情報とを設けておき、１つの作業の配置を
指示する際に、当該作業の型についての識別フラグを設
定し、当該作業に対して時系列的に直前に配置されてい
る他の作業から当該作業への切替え時間、及び当該作業
から直後の作業への切替え時間を、前記識別フラグに応
じて前記作業切替え時間テーブル又は前記資源切替え時
間テーブルのいずれかを参照して求め、当該作業に要す
る時間及び前記切替え時間の合計が、直前の作業と直後
の作業との間の時間よりも大きいときに、当該作業を配
置不可能とするように構成する。

【発明の属する技術分野】

本発明は、スケジューリング対象である作業を時系列
的に配置するためのスケジューリング処理方法及び装置
に関する。近年の人工知能の発展にともない、種々のスケジュー
リング問題をエキスパートシステムによって解決しよう
という要求が高まっている。これに応じて、エキスパー
トシステムの構築ツールが種々提供されているが、例え
ば工場での生産計画において、作業と作業との間に発生
する切替えを効率的に管理してスケジューリング処理を
行うことが可能な構築ツールは未だ提供されていない。

【従来の技術】

一般に、生産計画のスケジューリングを行う際には、
工場で稼働しているそれぞれの機械又は設備などについ
て、作業、仕事、人員、又は製品（本明細書では「作
業」という）などのスケジューリング対象を時系列的に
配置することによって時系列表が作成される。作業を時
系列的に配置するに当たっては、作業と作業との間にそ
れらの切替え（又は段取り替え）のための時間が必要と
なるケースが多いため、時系列表の作成の際にはその切
替え時間を考慮する必要がある。従来のスケジューリング装置においては、切替え時間
に関する情報を作業（スケジューリング対象）の中に持
たせており、それぞれの作業を配置する際に、ユーザ
（オペレータ）が切替えの発生の有無を確認しながらス
ケジューリングを行っていた。

【発明が解決しようとする課題】

そのため、作業の配置を行う毎に、切替えの発生を確
認し、切替えが発生した場合には切替え時間を求めて配
置が可能か否かを判断しなければならないため、作業の
配置が非常に煩わしいという問題があった。また、スケジュール案の変更によって作業を削除する
際にも、それによる切替えの発生の有無、及び切替え時
間を考慮をする必要があった。このように、切替えの管理が統一的でなく複雑である
ため、スケジューリング処理の効率化を図る上で問題が
あった。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、作業
と作業との間に発生する切替えを統一的に管理し、スケ
ジューリング処理の効率化を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

請求項１の発明に係る方法は、上述の課題を解決する
ため、第１図〜第７図に示すように、スケジューリング
対象である作業WRKを時系列的に配置するためのスケジ
ューリング処理方法であって、ある作業WRKから別の作
業WRKへの切替え時間TCHについてのデータを格納した作
業切替え時間テーブル20と、ある資源RESから別の資源R
ESへの切替え時間TCHについてのデータを格納した資源
切替え時間テーブル21と、作業WRKの実施に必要な資源R
ESを示した作業規格情報22とを設けておき、１つの作業
WRKの配置を指示する際に、当該作業WRKの型についての
識別フラグFGを設定し、当該作業WRKに対して時系列的
に直前に配置されている他の作業WRKから当該作業WRKへ
の切替え時間TCH、及び当該作業WRKから直後の作業WRK
への切替え時間TCHを、前記識別フラグFGに応じて前記
作業切替え時間テーブル20又は前記資源切替え時間テー
ブル21のいずれかを参照して求め、当該作業WRKに要す
る時間及び前記切替え時間TCHの合計が、直前の作業WRK
と直後の作業WRKとの間の時間よりも大きいときに、当
該作業WRKを配置不可能とする処理方法である。請求項２の発明に係る装置は、スケジューリング対象
である作業WRKを時系列的に配置するためのスケジュー
リング装置１であって、ある作業WRKから別の作業WRKへ
の切替え時間TCHについてのデータを格納した作業切替
え時間テーブル20と、ある資源RESから別の資源RESへの
切替え時間TCHについてのデータを格納した資源切替え
時間テーブル21と、作業WRKの実施に必要な資源RESを示
した作業規格情報22と、作業WRKの配置が指示されたと
きに、当該作業WRKの型についての識別フラグFGに応じ
て前記作業切替え時間テーブル20又は前記資源切替え時
間テーブル21のいずれかを参照し、当該作業WRKに対し
て時系列的に直前に配置されている他の作業WRKから当
該作業WRKへの切替え時間TCH、及び／又は当該作業WRK
から直後の作業WRKへの切替え時間TCHを求める切替え時
間計算手段31と、当該作業WRKに要する時間、前記切替
え時間TCH、及び直前の作業WRKと直後の作業WRKとの間
の時間を比較し、当該作業WRKの配置が可能な否かを判
断する作業配置管理手段32とを有する。作業WRKの配置が指示されると、その作業WRKの配置に
ともなう切替え時間TCHが求められ、求められた切替え
時間TCH、当該作業WRKに要する時間、直前の作業WRKと
直後の作業WRK間の時間などに応じて、その配置が可能
か否かが判断される。切替え時間TCHを求めるに当たり、作業切替え時間テ
ーブル20又は資源切替え時間テーブル21が用いられる。
これらのいずれかが用いられるかは、識別フラグFGの内
容によって判断される。また、資源切替え時間テーブル21を用いる際には、作
業WRKに必要な資源RESを求めるために、その他必要に応
じて作業規格情報22が用いられる。

【発明の実施の形態】

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第１図は本発明に係る知識ベースシステム１のブロッ
ク図である。本実施例の知識ベースシステム１は、製造工程におけ
るスケジューリング処理を行うためのエキスパートシス
テムである。知識ベースシステム１は、知識ベース11、推論エンジ
ン12、及び作業記憶13から構成されている。知識ベース11には、作業切替え時間テーブル20、資源
切替え時間テーブル21、及び作業規格情報22が設けられ
ている。第２図は作業切替え時間テーブル20の例を示す図であ
る。作業切替え時間テーブル20は、複数の作業WRKについ
て、１の作業WRKから別の作業WRKへの切替え時間TCHに
ついてのデータを格納したテーブルである。この作業切替え時間テーブル20には、作業名が「Ａ」
〜「Ｄ」の作業WRKについて、それら相互の間における
切替え時間TCHが示されている。例えば、作業「Ａ」から作業「Ｂ」への切替え時間１
時間を要し、その逆には３時間を要する。なお作業
「Ｄ」から作業「Ｃ」へは切替え不可能である。本明細書においては、第２図に示す作業切替え時間テ
ーブル20を、生産型の切替え時間マトリクスということ
がある。第３図は型機についての資源切替え時間テーブル21a
の例を示す図、第４図はカッターについての資源切替え
時間テーブル21bの例を示す図である。これらの資源切替え時間テーブル21a,bは、複数の資
源RESについて、１つの資源RESから別の資源RESへの切
替え時間TCHについてのデータを格納したテーブルであ
る。第３図の資源切替え時間テーブル21aには、資源RESで
ある型機「Χ」〜「Ｚ」について、それら相互の間にお
ける切替え時間TCHが示されている。第４図の資源切替
え時間テーブル21bには、資源RESであるカッター「Ｐ」
及び「Ｑ」について、それら相互の間における切替え時
間TCHが示されている。本明細書においては、これらの資源切替え時間テーブ
ル21a,bを、資源型の切替え時間マトリクスということ
がある。第５図は作業規格情報22の例を示す図である。作業規格情報22は、作業WRKの実施例に必要な資源RE
S、及びその性能能力MABを示したものである。この作業規格情報22には、作業「Ａ」〜「Ｃ」につい
て、それぞれの資源RESとして必要な型機及びカッター
の種類、及びそれらを用いた場合の生産能力MABが示さ
れている。第１図に戻って、推論エンジン12は、スケジュール作
成処理部23、及び切替え管理部24が設けられている。スケジュール作成処理部23は、スケジュール案SDRの
生成、評価、選択、修正時の検査などを行う。切替え管理部24は、作業WRKと作業WRKとの間に発生す
る切替えCHGについての管理を行うため、切替え時間計
算部31、作業配置管理部32、配置部33、及び識別フラグ
FGが設けられている。切替え時間計算部31は、スケジュール作成処理部23か
ら作業WRKの配置が指示されたときに、当該作業WRKの型
についての識別フラグFGに応じて作業切替え時間テーブ
ル20又は資源切替え時間テーブル21のいずれかを参照
し、当該作業WRKに対して時系列的に直前に配置されて
いる他の作業WRKから当該作業WRKへの切替え時間TCH、
及び当該作業WRKから直後の作業WRKへの切替え時間TCH
を求めるための計算を行う。作業配置管理部32は、切替え時間計算部31によって計
算された切替え時間TCHの合計と、直前の作業WRKと直後
の作業WRKとの間の時間とを比較し、当該作業WRKの配置
が可能か否かを判断する。推論エンジン12の処理動作については後で詳述する。作業記憶13には、時系列表25が設けられている。第６図及び第７図は時系列表25a,bの例を示す図であ
る。時系列表25a,bは、横軸が実時間（時刻）を示してお
り、この実時間上に、スケジュール案として選択された
作業WRKが配置される。これと同時に、作業WRKと作業WRKとの間に切替えCHG
が発生する場合には、それが切替え時間TCHを考慮して
配置される。例えば、第６図の時系列表25aでは、１〜４時までの
３時間は作業「Ｃ」を実行し、その後、作業「Ａ」に切
替えるための切替えCHG1を２時間の切替え時間TCHで実
行し、12〜16時の４時間は作業「Ａ」を実行するという
スケジュール案が示されている。但し、第６図及び第７図に示す時系列表25a,bはイメ
ージ上の便宜のために示したものであり、実際には、例
えば、各作業WRKについての時系列データが、ポインタ
によって次々に繋がれたものである。このような知識ベースシステム１は、例えばいわゆる
ワークステーションなどのコンピュータシステム上に実
現される。知識ベース11は、例えばハードディスク装
置、フロッピーディスク、又は主メモリ上に展開され、
推論エンジン12の推論制御その他の処理動作は中央処理
装置などによって行われ、オペレータによる種々の指令
やデータなどの入力はキーボード又はマウスなどから行
われ、生成されたスケジュール案などはディスプレイ装
置の画面に表示され又はプリンタ装置により印刷され
る。また、適当な通信回線を通じて他のコンピュータシ
ステム、ホスト、又はファイル装置などに接続され、種
々の指令やデータの授受が行われる。次に、フローチャートに基づいて、スケジューリング
処理における切替えCHGの管理方式についてさらに詳し
く説明する。スケジューリング処理においては、スケジュール作成
処理部23によって候補となる複数のスケジュール案が作
成され、作成された複数のスケジュール案を評価してそ
の中から最適案が決定され、決定されたスケジュール案
がチェックされ、スケジューリング処理の終わった後に
必要に応じてオペレータによるスケジュール案の修正が
行われる。スケジューリング処理は、製造すべき製品の名称、そ
の数量、納期などの作業要件についての情報をともなっ
て発行されるオーダ毎に実行される。つまり、それぞれのオーダを実施する（例えば製品を
製造する）設備、機械及び日時（実時間）などを確定す
ることによってスケジュール案が作成される。スケジューリング処理は、通常、適当な期間内におけ
る複数のオーダに対して同時期に一括して実行され、オ
ーダ毎に得られた複数のスケジュール案に基づいてスケ
ジュール表が作成される。さて、スケジューリング処理によって第６図に示す時
系列表25aが既に作成されており、これに対して、スケ
ジュール作成処理部23から切替え管理部24へ、作業
「Ｂ」の配置が可能か否かの確認指示があったとする。確認指示においては、作業「Ｂ」の配置位置が、実時
間、又は既に配置されている他の作業WRKに対する相対
的な位置関係によって指定される。ここでは、作業
「Ｃ」の後に配置するとの指示があったとする。また、
作業「Ｂ」においては、製品を80t（トン）製造する。第８図は作業配置管理部32による処理動作を示すフロ
ーチャートである。まず、配置が指示された作業WRKの位置に対し、その
前後に配置された作業名、及びそれらの時刻が求められ
る（ステップ＃11）。ここでは、前後に作業「Ｃ」「Ａ」がそれぞれ配置さ
れていること、及び時刻がそれぞれ１〜４時、12〜16時
であることが求められる。次に、既に配置されている前後の作業WRK間の時間t1
が計算される（ステップ＃12）。ここでは、12−４＝８として、t1＝８時間が求まる。
この場合に、作業「Ｃ」の後に配置されている切替えCH
G1は、作業「Ｂ」が配置された場合には不要になるの
で、考慮する必要がない。配置を指定された作業WRKについて、その作業WRKに必
要な時間t2を求める（ステップ＃13）。ここでは、作業規格情報22を参照して、作業「Ｂ」に
おける生産能力MABは20t/Hであるから、80÷20＝４とし
て、t2＝４時間が求まる。時間t1と時間t2とが比較され、時間t1の方が小さいか
否かが判断される（ステップ＃14）。ここでは、時間t1の方が大きいのでノーとなり、ステ
ップ＃15に進む。配置を指定されたWRKについて、その前後に必要な切
替えCHGのための切替え時間t3,t4が計算される（ステッ
プ＃15）。時間t1と時間（t2＋t3＋t4）とが比較され、時間t1の
方が小さいか否かが判断される（ステップ＃16）。ステップ＃16の判断がノーの場合には配置可能である
ため、その旨をスケジュール作成処理部23へ返答する
（ステップ＃17）。一方、ステップ＃14及び16での判断がイエスであった
場合には、配置不可能であるため、その旨をスケジュー
ル作成処理部23へ返答する（ステップ＃18）。第９図は切替え時間計算部31による処理動作を示すフ
ローチャートである。まず、識別フラグFGによって、配置を指定された作業
WRKが生産型か資源型かが判断される（ステップ＃2
1）。生産型である場合には、参照のための生産型の切替え
時間マトリクスが選択され（ステップ＃22）、そのマト
リクスから直接に時間t3,t4が求められる（ステップ＃2
3）。ここで参照されるマトリクスは、例えば第２図に示す
作業切替え時間テーブル20である。求めた時間t3,t4を元のルーチンへ返答する（ステッ
プ＃24）。資源型である場合には、作業規格情報22を参照し、使
用する資源RESを求める（ステップ＃25）。ここでは、作業「Ｂ」が資源型であり、使用する資源
RESとして、型機が「Ｙ」、カッターが「Ｐ」であるこ
とを得る。以降の計算のために、時間t3,t4を「０」とする（ス
テップ＃26）。それぞれの資源RESについて、前後の切替え時間t3a,t
4aを求める（ステップ＃27）。ここでは、まず型機について、作業「Ｃ」「Ａ」では
それぞれ「Ｚ」「Χ」を使用するので、「Ｚ」から
「Ｙ」及び「Ｙ」から「Χ」へのそれぞれの切替え時間
t3aが、第３図の資源切替え時間テーブル21aを参照し
て、t3a＝１時間、時間t4a＝３時間が得られる。次に、求めたそれぞれの時間t3a,t4aが、時間t3,t4よ
りも大きいか否かを判断し（ステップ＃28）、大きい場
合には、時間t3a,t4aを時間t3,t4にそれぞれ代入する
（ステップ＃29）。全部の資源RESについてステップ＃27以降を繰り返し
（ステップ＃30）、それが終了すると（ステップ＃30で
イエス）、最終的に得られた時間t3,t4を返答する（ス
テップ＃24）。ここでは、さらにカッターについて、第４図の資源切
替え時間テーブル21bを参照して、t3a＝１時間、t4a＝
０時間が得られる。その結果、これらの内の大きい値である、t3＝１時
間、t4＝３時間が返答される。そうすると、第８図のステップ＃16で、時間t2,t3,t4
の合計が、４＋１＋３＝８となり、時間t1＝８と等しく
なるため、ステップ＃17において配置可能である旨をス
ケジュール作成処理部23へ返答する。これを受けて、スケジュール作成処理部23から配置を
指示する配置指示があると、配置部33が時系列表25を更
新し、第７図の時系列表25bに示すように、作業「Ｂ」
及び切替えCHG2,3が、作業「Ｃ」と作業「Ａ」との間に
配置される。上述の実施例によると、作業WRKの配置又は削除な
ど、作業WRKの新しい配置状況に対して、切替えCHGの有
無、及び切替えCHGが必要な場合にその切替え時間TCHが
計算され、それに応じて配置が可能か否かが自動的に判
断される。このように、切替えCHGについて統一的に管理されて
いるので、スケジューリング処理に当たり、オペレータ
は切替えCHGについて意識することなく、スケジューリ
ング対象である作業WRKのみについて意識して配置して
いけばよいから、スケジューリング処理の効率化を図る
ことができ、またシステム構築における生産性の向上を
図ることができる。上述の実施例においては、作業WRKを前後の作業WRKの
間に配置する場合について説明したが、ある作業WRKの
後は、又はある作業WRKの前にのみ配置する場合におい
ても適用することができる。また、資源RESが型機及び
カッターである場合について説明したが、これ以外の機
械、設備、又は道具や人員などに適用することができ
る。また、切替え時間計算部31多び作業配置管理部32の処
理内容、これらや識別フラグFG又は時系列表25の格納場
所又は実現場所、または、知識ベース11、推論エンジン
12、作業記憶13、知識ベースシステム１の構成、処理内
容などは、上述した以外に種々変更することが可能であ
る。

【発明の効果】

本発明によると、作業と作業との間に発生する切替え
を統一的に管理し、スケジューリング処理の効率化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る知識ベースシステムのブロック
図、第２図は作業切替え時間テーブルの例を示す図、第３図は型機についての資源切替え時間テーブルの例を
示す図、第４図はカッターについての資源切替え時間テーブルの
例を示す図、第５図は作業規格情報の例を示す図、第６図及び第７図は時系列表の例を示す図、第８図は作業配置管理部による処理動作を示すフローチ
ャート、第９図は切替え時間計算部による処理動作を示すフロー
チャートである。図において、１は知識ベースシステム（スケジューリング装置）、 20は作業切替え時間テーブル、 21は資源切替え時間テーブル、 22は作業規格情報、 31は切替え時間計算部（切替え時間計算手段）、 32は作業配置管理部（作業配置管理手段）、 WRKは作業、 RESは資源、 TCHは切替え時間、 FGは識別フラグである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】スケジューリング対象である作業（WRK）
を時系列的に配置するためのスケジューリング処理方法
であって、ある作業（WRK）から別の作業（WRK）への切替え時間
（TCH）についてのデータを格納した作業切替え時間テ
ーブル（20）と、ある資源（RES）から別の資源（RES）への切替え時間
（TCH）についてのデータを格納した資源切替え時間テ
ーブル（21）と、作業（WRK）の実施に必要な資源（RES）を示した作業規
格情報（22）とを設けておき、１つの作業（WRK）の配置を指示する際に、当該作業（W
RK）の型についての識別フラグ（FG）を設定し、当該作業（WRK）に対して時系列的に直前に配置されて
いる他の作業（WRK）から当該作業（WRK）への切替え時
間（TCH）、及び当該作業（WRK）から直後の作業（WR
K）への切替え時間（TCH）を、前記識別フラグ（FG）に
応じて前記作業切替え時間テーブル（20）又は前記資源
切替え時間テーブル（21）のいずれかを参照して求め、当該作業（WRK）に要する時間及び前記切替え時間（TC
H）の合計が、直前の作業（WRK）と直後の作業（WRK）
との間の時間よりも大きいときに、当該作業（WRK）を
配置不可能とすることを特徴とするスケジューリング処理方法。
【請求項２】スケジューリング対象である作業（WRK）
を時系列的に配置するためのスケジューリング装置であ
って、ある作業（WRK）から別の作業（WRK）への切替え時間
（TCH）についてのデータを格納した作業切替え時間テ
ーブル（20）と、ある資源（RES）から別の資源（RES）への切替え時間
（TCH）についてのデータを格納した資源切替え時間テ
ーブル（21）と、作業（WRK）の実施に必要な資源（RES）を示した作業規
格情報（22）と、作業（WRK）の配置が指示されたときに、当該作業（WR
K）の型についての識別フラグ（FG）に応じて前記作業
切替え時間テーブル（20）又は前記資源切替え時間テー
ブル（21）のいずれかを参照し、当該作業（WRK）に対
して時系列的に直列に配置されている他の作業（WRK）
から当該作業（WRK）への切替え時間（TCH）、及び／又
は当該作業（WRK）から直後の作業（WRK）への切替え時
間（TCH）を求める切替え時間計算手段（31）と、当該作業（WRK）に要する時間、前記切替え時間（TC
H）、及び直前の作業（WRK）と直後の作業（WRK）との
間の時間を比較し、当該作業（WRK）の配置が可能か否
かを判断する作業配置管理手段（32）とを有してなることを特徴とするスケジューリング装置。