JP6215173B2 - 製造管理システム、製造管理方法、および製造管理プログラム - Google Patents
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Description
本明細書においては、最終製品および半製品をまとめて製品と称する。半製品とは、工程単位での処理は完了しているが、最終製品には至っていない製造過程における製品のことである。また、各工程において、処理が開始されるのを待っている製品のことを在庫と称する。
図1および図2を用いて、第1実施形態に係る製造管理システム10について説明する。
図1は、第1実施形態に係る製造管理システム10を表すブロック図である。
図2は、第1実施形態に係る製造管理システム10、製造ライン20、および搬送部30の関係を表すブロック図である。
製造管理システム10は、複数の製造ライン20を管理するものである。
図2が表すように、製造管理システム10は、複数の製造ライン20(20a、20b、および20c)、および複数の搬送部30(30a、30b、および30c)と接続されている。
図2では、一例として、製造管理システム10が、3つの製造ラインおよび3つの搬送部と接続されている場合を表している。製造管理システム10は、より多くの製造ラインおよび搬送部と接続されていてもよい。
まず、一例として、基準時刻が現在の時刻である場合について説明を行う。
上限値は、例えば、管理者によって下限値が設定部3へ入力され、設定部3において、下限値に、履歴取得部2からの搬送時間と各工程における単位時間あたりの製品の処理数との積が加えられて決定される。設定部3で設定された上限値は、上限値比較部4へ出力される。
判断部6は、搬送を行う工程および搬送数の情報を、製造ライン20および搬送部30へ出力する。
1つの過剰工程からの供給数が、2つ以上の不足工程からの要求数を合算した数以上である場合は、過剰工程からそれぞれの不足工程へ、それぞれの要求数だけ搬送すればよい。あるいは、供給数を、それぞれの不足工程の要求数に応じた比率に配分し、その配分された供給数をそれぞれの不足工程に搬送してもよい。
1つの不足工程からの要求数が、2つ以上の過剰工程からの供給数を合算した数以下である場合は、それぞれの過剰工程から不足工程へ、それぞれの供給数を搬送すればよい。あるいは、要求数を、それぞれの過剰工程からの供給数に応じた比率に配分し、その配分された要求数をそれぞれの過剰工程から搬送してもよい。
こうすることで、より効率的に在庫を不足工程へ供給することが可能となり、より一層、生産効率を改善することが可能となる。
判断部6は、所定の製造ライン20の間における搬送数の合計が、それらの製造ライン20の間における所定時間内の搬送可能な数以下となった場合に、過剰工程から不足工程への在庫の搬送を決定する。
上述した所定時間は、例えば、管理者によって任意の時間が判断部6へ入力されることで決定される。
判断部6が上述した機能を有することで、過剰工程から不足工程への在庫の搬送を実施しつつも、搬送部30における在庫の停滞を抑制し、生産効率を好適に改善することが可能となる。
第1の優先値のみが設定されていると、第1の優先値が低い工程に対して、在庫の搬送が行われ難い場合が生じうる。このような状態を改善するために、第1の優先値と第2の優先値とを用いて優先度を決定する方法が有効である。
第1判定部7は、搬送部30によって在庫の搬送が行われた後の、各々の工程における在庫の数を予測し、在庫の搬送による不足工程と過剰工程との状況の改善の有無を判定する。
一例として、第1判定部7は、在庫の搬送が行われた後の不足工程の数を集計し、在庫の搬送が行われる前の不足工程の数との比較を行うことで、状況の改善の有無を判定する。他の一例として、第1判定部7は、不足工程において、不足している在庫の数(要求数)の合計を、搬送の前後で比較し、状況の改善の有無を判定してもよい。
第1判定部7は、状況の改善の有無についての判定結果を、搬送部30に出力する。
設定部3によって新たな上限値が設定された場合、上限値比較部4は、各工程において、新たに設定された上限値と在庫数との比較を行い、過剰工程の抽出および供給数の算出を行う。同様に、設定部3によって新たな下限値が設定された場合、下限値比較部5は、各工程において、新たに設定された下限値と在庫数との比較を行い、不足工程の抽出および要求数の算出を行う。
第1判定部7によって、搬送による状況の改善の有無を判定することで、より好適に生産効率を改善することが可能となる。
この場合、搬送部30は、複数の建物の間において、在庫の搬送を行う。複数の建物の間で在庫の搬送を行う場合、同一の建物内で在庫の搬送を行う場合に比べて、より搬送時間が長くなりやすい。従って、本実施形態のように、搬送時間を考慮した上限値を設定することで、より好適に生産効率の改善を行うことが可能となる。
図3は、第1実施形態に係る製造管理プログラムのフローチャートである。
図3は、検出部1、履歴取得部2、設定部3、上限値比較部4、下限値比較部5、判断部6、および第1判定部7を備えた製造管理システム10で実行される製造管理プログラムを表している。
上限値比較部4で、各々の工程について、検出された在庫数と上限値との比較を行う(S102)。
検出された在庫数が上限値を上回っている過剰工程がある場合は、その工程を抽出するとともに、上限値を上回っている在庫数を供給数として算出する(S103)。
検出された在庫数が下限値を下回っている不足工程がある場合は、その工程を抽出するとともに、下限値に足りない在庫数を要求数として算出する(S105)。
なお、S104とS105は、S102とS103に先立って行われてもよい。
在庫の受け渡しが可能な過剰工程と不足工程がある場合、その過剰工程の供給数と、その不足工程の要求数と、を比較し、搬送数を算出する(S107)。
シミュレーション結果に、基準時刻X+1のデータがあるかどうかを判断する(S108)。例えば、時刻X+1は、時刻Xに対して15分後であり、15分後のシミュレーション結果が、検出部1に存在するかを判定する。
シミュレーション結果に、基準時刻X+1のデータが無い場合、過剰工程から不足工程への在庫の搬送を行ったときの状況の改善の有無を判定する(S109)。
搬送される在庫の数が、所定時間内に搬送可能である場合、搬送部30によって、在庫の搬送が開始される(S111)。
基準時刻X+1のデータが無い場合は、プログラムの動作を終了する(S113)。
基準時刻X+1のデータがある場合は、基準時刻XをX+1に置き換える(S114)。
基準時刻をX+1に置き換えた後は、S101から再度プログラムの動作を行う。
基準時刻Xにおける、各工程の在庫数を検出する(S116)。
検出された在庫数に対して、在庫の搬送が決定された過剰工程または不足工程から、搬送数の減算または加算を行う(S117)。すなわち、在庫の搬送が決定された過剰工程および不足工程については、搬送数を考慮して再度検証を行うことで、より正確に将来の基準時刻における過剰工程および不足工程を予測することが可能となる。
搬送数の減算または加算が行われた在庫数に対して、再度、S102が行われる。
修正された上限値および下限値に基づいて、再度、S102が行われる。
修正された上限値および下限値に基づいて、再度、S102が行われる。
図4を用いて、第2実施形態に係る製造管理システム50について説明する。
本実施形態では、第1実施形態と比較して、第2判定部8をさらに備える点で異なる。第2判定部8は、不足工程の前工程から、当該不足工程への在庫の搬入を考慮し、在庫の搬送による状況の改善の有無を判定する。
より具体的には、第2判定部8は、在庫の供給が行われる不足工程について、最新の搬送時間の間に、対象の不足工程の1つ前の工程から、当該不足工程に供給される在庫の数を算出する。
まず、第1実施形態と同様に、上限値比較部4および下限値比較部5から判断部6に、在庫の供給数および要求数が出力され、判断部6において、在庫の受け渡しの可否が判断される。
その後、判断部6は、在庫の供給が決定された不足工程の情報を、第2判定部8に出力する。また、第2判定部8には、履歴取得部2から、基準時刻Xに対して最新の搬送時間が入力される。
あるいは、当該前の工程における在庫の処理が行われている間に、さらにその前の工程から搬送される在庫についても考慮して、搬送時間中に1つ前の工程において処理が完了する在庫の数を算出してもよい。
処理待ち時間は、例えば、在庫数と、その工程の製造装置が1つの在庫の処理に要する時間と、の積により得られる。
判断部6は、第2判定部8によって判断部6の決定が肯定された場合、当該肯定された決定に係る過剰工程と不足工程の間の在庫の受け渡しの決定を維持する。一方で、判断部6は、第2判定部8によって判断部6の決定が否定された場合、当該否定された決定に係る過剰工程と不足工程の間の在庫の受け渡しの決定を取り消す。
この場合、第2判定部8から判断部6の決定を肯定する結果が入力された場合にのみ、製造ライン20および搬送部30は、過剰工程から不足工程への在庫の受け渡しを実行する。
また、本実施形態においても、第1実施形態で述べたように、各工程に優先度が付されていてもよい。
図5は、第2実施形態に係る製造管理プログラムのフローチャートである。なお、図5に表すフローチャートは、第1判定部7および第2判定部8を備え、検出部1において将来の基準時刻Xにおける在庫数の検出を行う製造管理システムに係るフローチャートである。
図5に表すフローチャートは、図3に表すフローチャートと比較して、S119をさらに有する点で異なる。S119以外のステップについては、図3に表すフローチャートと同様であるため、説明を省略する。
S119では、過剰工程から不足工程へ搬送される在庫の処理待ち時間に短縮が在るか否かを判定する。すなわち、前述した、第1の時間と第2の時間との比較を、S119において行う。
一方で、第2の時間が第1の時間より長く、S119で否定的な結果が出た場合は、S112に進む。
S108以降のステップ、およびS112以降のステップについては、図3に表すフローチャートと同様である。
図6を用いて、第3実施形態に係る製造管理システム60について説明する。
図6は、第3実施形態に係る製造管理システム60、製造ライン20、および搬送部30の関係を表すブロック図である。
本実施形態は、第2実施形態と比較して、主に、在庫の処理待ち時間の算出方法が異なる。
同様に、例えば、工程20a2は、4台の製造装置20a21、20a22、20a23、および20a24により実施されている。
当該工程を実施する装置が複数あり、在庫1つあたりの処理時間が製造装置によって異なる場合は、在庫1つあたりの平均の処理時間を求め、平均の処理時間を製造装置の台数で割ることで、当該工程における在庫1つあたりの処理時間を算出してもよい。
あるいは、複数の製造装置のうち、在庫1つあたりの処理時間が最も長い製造装置の処理時間を製造装置の台数で割ることで、当該工程における在庫1つあたりの処理時間を算出してもよい。
例えば、過剰工程である工程20a1から、不足工程である工程20b2に、在庫が搬送される場合について説明する。
このとき、工程20a1と工程20b2との間で在庫の受け渡しを行う前の、工程20a1における在庫数をA、工程20b2における在庫数をB、工程20a1から工程20b2に搬送される在庫の数をC、工程20a1から工程20b2への在庫の搬送時間をTとする。
そして、工程20a1における製造装置1台あたりの1つの在庫の処理時間をα、工程20b1における製造装置1台あたりの1つの在庫の処理時間をβ、工程20b2における製造装置1台あたりの1つの在庫の処理時間をγとする。
なお、在庫の搬送が行われなかった場合の、過剰工程における搬送が決定された在庫の処理は、基準時刻Xにおける当該過剰工程の他の在庫が全て処理された後に処理されるものとして扱う。
このとき、算出された各々の在庫の数について、小数点以下の端数は切り捨ててよい。
少なくとも1つの在庫の処理が行われるまでの時間を用いる場合、工程20a1における在庫の処理待ち時間は、α(A−C)/2となる。そして、工程20b2における在庫の処理待ち時間は、γ(B+(2T/β))/4となる。
従って、この場合、第2判定部8は、γ(B+(2T/β))/4が、α(A−C)/2よりも小さいときにのみ、判断部6により決定された在庫の受け渡しを肯定する。
このため、上述した比較例のように、各工程における装置台数に関わらずに、1つの製造装置による1つの在庫の処理時間を、当該工程における1つの在庫の処理時間として扱うと、シミュレーションにより求めた基準時刻X+Tにおける工程20b2の在庫数と、実際の在庫数と、の間の差が大きくなってしまう。
この差は、1つの工程を実施している装置の台数が多いほど、より顕著となる。
Claims (15)
- 各々が複数の工程からなる、複数の製造ラインを管理する製造管理システムであって、
前記複数の製造ラインにおける各々の前記工程の、基準時刻における在庫の数を検出する検出部と、
前記基準時刻以前の、前記複数の製造ラインの間における前記在庫の搬送状況を取得する履歴取得部と、
各々の前記工程の、前記基準時刻における前記在庫の数の下限値および上限値を設定する設定部であって、前記上限値を、前記下限値と、前記履歴取得部により取得された前記在庫の搬送に要している時間と、を用いて決定する設定部と、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記上限値を比較し、前記在庫の数が前記上限値を上回っている過剰工程を抽出する上限値比較部と、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記下限値を比較し、前記在庫の数が前記下限値を下回っている不足工程を抽出する下限値比較部と、
前記過剰工程と前記不足工程とが、前記在庫の受け渡しが可能な工程であるかを判定し、少なくとも1つの前記過剰工程から前記在庫の受け渡しが可能な少なくとも1つの前記不足工程へ、前記在庫の搬送を決定する判断部と、
を備えた製造管理システム。 - 前記設定部において、前記下限値は、前記工程における単位時間あたりの製品の処理数を用いて決定され、前記上限値は、前記工程における単位時間あたりの製品の処理数に前記搬送に必要な時間を乗じて得られた値と、前記下限値と、を用いて決定される請求項1記載の製造管理システム。
- 前記上限値比較部は、前記過剰工程において前記上限値を上回っている前記在庫の数を該過剰工程の供給数として算出し、
前記下限値比較部は、前記不足工程において前記下限値を下回っている前記在庫の数を該不足工程の要求数として算出し、
前記判断部は、前記供給数と前記要求数に基づいて、前記在庫の搬送数を算出する請求項1または2に記載の製造管理システム。 - 前記判断部で算出されたすべての工程における前記搬送数の合計が、所定時間内の搬送可能な数を上回っている場合、前記設定部は、各々の前記工程に設定された前記下限値の増加および前記上限値の減少の少なくとも一方を行い、
前記上限値比較部および前記下限値比較部は、新たに設定された前記上限値および前記下限値に基づいて、前記過剰工程と前記不足工程の抽出および前記供給数と前記要求数の算出を行い、
前記判断部は、新たに抽出された前記過剰工程と前記不足工程および新たに算出された前記供給数と前記要求数とについて前記搬送数を算出し、
前記設定部は、すべての工程における前記搬送数の合計が、所定時間内の搬送が可能な数以下となるまで、前記下限値の増加および前記上限値の減少の少なくとも一方を繰り返す請求項3記載の製造管理システム。 - 前記判断部により前記在庫の搬送が決定された前記過剰工程と前記不足工程について、前記過剰工程から前記不足工程へ前記在庫の搬送が行われなかった場合に、前記過剰工程において、搬送対象である前記在庫の処理が行われるまでに要する第1の時間と、前記過剰工程から前記不足工程へ前記在庫の搬送が行われた場合に、前記不足工程において、搬送対象である前記在庫の処理が行われるまでに要する第2の時間と、を算出し、前記第1の時間と前記第2の時間を比較する第2判定部をさらに備え、
前記第2判定部は、前記第2の時間が前記第1の時間よりも短い場合に、前記判断部の決定を肯定する結果を前記判断部に出力する請求項3または4に記載の製造管理システム。 - 前記第2判定部は、前記判断部により前記在庫の搬送が決定された前記不足工程について、前記履歴取得部により取得された該不足工程への前記在庫の搬送に要している時間中に、該不足工程の前の工程から、該不足工程へ搬送される在庫の数を用いて、前記第2の時間を算出する請求項5記載の製造管理システム。
- 前記第2判定部は、前記判断部により前記在庫の搬送が決定された前記不足工程が複数の製造装置により実施されている場合、前記製造装置の1台あたりの前記在庫の処理時間を前記製造装置の台数で割った時間を用いて、前記第2の時間を算出する請求項6記載の製造管理システム。
- 前記第2判定部は、前記判断部により前記在庫の搬送が決定された前記不足工程が複数の製造装置により実施されている場合、前記複数の製造装置のうち、前記在庫の処理時間が最も長い製造装置の処理時間を前記製造装置の台数で割った時間を用いて、前記第2の時間を算出する請求項6記載の製造管理システム。
- 各々の前記工程には優先度が設定されており、
前記優先度が高い前記工程には、前記優先度が低い前記工程に先立って、前記在庫が搬送される請求項1〜8のいずれか1つに記載の製造管理システム。 - 前記基準時刻は将来の時刻であり、
前記検出部は、将来の前記基準時刻における各々の前記工程の在庫の数を検出し、
前記設定部は、将来の前記基準時刻における下限値および上限値を設定する請求項1〜9のいずれか1つに記載の製造管理システム。 - 前記検出部が各々の前記工程の在庫の数を検出する将来の前記基準時刻は、現在時刻に、前記履歴取得部から出力された前記搬送に要する時間を加えた時刻である請求項10記載の製造管理システム。
- 前記在庫の搬送が行われた後の各々の前記工程における在庫の数を予測し、前記在庫の搬送による状況の改善の有無を判定する第1判定部をさらに備えた請求項10または11に記載の製造管理システム。
- 前記複数の製造ラインは、各々が異なる建物内に設けられており、
前記在庫は、複数の前記建物の間で搬送される請求項1〜12のいずれか1つに記載の製造管理システム。 - 各々が複数の工程からなる、複数の製造ラインを管理する製造管理方法であって、
前記複数の製造ラインにおける各々の前記工程の、基準時刻における在庫の数を検出する検出ステップと、
前記基準時刻以前の、前記複数の製造ラインの間における前記在庫の搬送状況を取得する履歴取得ステップと、
各々の前記工程の、前記基準時刻における前記在庫の数の下限値および上限値を設定する設定ステップであって、前記上限値を、前記下限値と、前記履歴取得ステップにより取得された前記在庫の搬送に要している時間と、を用いて決定する設定ステップと、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記上限値を比較し、前記在庫の数が前記上限値を上回っている過剰工程を抽出する上限値比較ステップと、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記下限値を比較し、前記在庫の数が前記下限値を下回っている不足工程を抽出する下限値比較ステップと、
前記過剰工程と前記不足工程とが、前記在庫の受け渡しが可能な工程であるかを判定し、少なくとも1つの前記過剰工程から前記在庫の受け渡しが可能な少なくとも1つの前記不足工程へ、前記在庫の搬送を決定する判断ステップと、
を備えた製造管理方法。 - 各々が複数の工程からなる複数の製造ラインを管理するコンピューターに対して、
前記複数の製造ラインにおける各々の前記工程の、基準時刻における在庫の数を検出する検出ステップと、
前記基準時刻以前の、前記複数の製造ラインの間における前記在庫の搬送状況を取得する履歴取得ステップと、
各々の前記工程の、前記基準時刻における前記在庫の数の下限値および上限値を設定する設定ステップであって、前記上限値を、前記下限値と、前記履歴取得ステップにより取得された前記在庫の搬送に要している時間と、を用いて決定する設定ステップと、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記上限値を比較し、前記在庫の数が前記上限値を上回っている過剰工程を抽出する上限値比較ステップと、
各々の前記工程における前記在庫の数と前記下限値を比較し、前記在庫の数が前記下限値を下回っている不足工程を抽出する下限値比較ステップと、
前記過剰工程と前記不足工程とが、前記在庫の受け渡しが可能な工程であるかを判定し、少なくとも1つの前記過剰工程から前記在庫の受け渡しが可能な少なくとも1つの前記不足工程へ、前記在庫の搬送を決定する判断ステップと、
を実行させる製造管理プログラム。
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JP2016028310A (ja) | 2016-02-25 |
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