JPH11120248A - 生産スケジューリング・システムおよびスケジューリング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 計画と実績との間のずれを小さくする再スケ
ジューリングのためのシステムおよび方法を提供する。 【解決手段】製品製造のオーダーを記憶するオーダーフ
ァイル、製品の品種属性を記憶する品種属性ファイル、
および上記製造設備の属性を記憶する設備属性ファイル
のデータに基づき、処理すべきオーダーに対応して複数
台の製造設備による製造スケジュールを作成するスケジ
ューリング手段と、製造スケジュールを図表形式で表示
する表示手段と、表示された図表に修正を加えることの
できる入力手段と、修正入力に応じて上記製造スケジュ
ールを修正する手段と、製造設備現場に設けられ、上記
製造スケジュールに対応するそれぞれの製造設備の実際
の製造着手時刻、現時点での製造量、および製造終了時
刻を含む製造実績情報を所定のタイミングで送信する通
信手段と、を備え、上記図表上に上記製造スケジュール
と対比して製造実績を表示させるようにした生産スケジ
ューリング・システム。

Description

【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複数
品種の製品を復数台の製造機械で同時平行かつ連続的に
製造する際に、納期、生産性等を評価としてその値が良く
なるように生産計画を立案する生産スケジューリングシ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、ある評価値をもとに生産計画を立
案する場合は、対象とする期間内で全設備同一の評価基
準を用いていた。例えぱ評価基準として、α・（納期遅
れの和）十β・（製造製品切替え時間の和）（但し、α、
βは重み付けされた定数）を採用し、その値が最小とな
るようスケジュールを求める効率の良いアルゴリズムが
数多く提唱されている。

【０００３】また、各設備毎の特徴を生かして設備毎に
異なるアルゴリズムを用いてスケジューリングを行なう
方法として「着工順序決定方法及ぴ装置」と題する特開
平8-16206号公報に一例が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】連続操業している工場
では再スケジューリングのタイミングが難しく、スケジ
ュール作成中にも製造は続行されており、スケジュール
作成時間が一オーダーの製造時間と比較して長い場合に
は、再スケジューリングに基づいて新たな製造指示を出
した後、製造をスタートした時点で既に計画と実績がず
れてしまっている場合がある。上述の特開平8-16206号公
報に記載される方法では現在仕掛かっている被処理物の
被処理物NO.、品種・工程および処理条件等の情報を得て
再スケジューリングを行なっているが、計画と実績のず
れを小さくすることには寄与できていない。

【０００５】したがって、この発明の目的は、計画と実
績との間のずれを小さくする再スケジューリングのため
のシステムおよび方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の課題は、次の
システムによって解決することができる。すなわち、複
数台の製造設備の生産スケジュールをたてる生産スケジ
ューリングシステムであって、製品製造のオーダーを記
憶するオーダーファイル、製品の品種属性を記憶する品
種属性ファイル、上記製造設備の属性を記憶する設備属
性ファイル、および製造スケジュールを記憶する計画フ
ァイルを格納する記憶装置と、上記記憶装置から上記オ
ーダーファイル、上記品種属性ファイル、上記設備属性
ファイルのデータを読み出し、処理すべきオーダーに対
応して上記複数台の製造設備による製造スケジュールを
作成し、上記記憶装置の計画ファイルに格納するスケジ
ューリング手段と、上記計画ファイルに格納された製造
スケジュールを図表形式で表示する表示手段と、上記表
示された図表に修正を加えることのできる入力手段と、
上記スケジューリング手段に含まれ、上記入力手段から
の修正入力に応じて上記製造スケジュールを修正する手
段と、上記製造設備のある現場に設けられ、上記製造ス
ケジュールに対応するそれぞれの製造設備の実際の製造
着手時刻、現時点での製造量、および製造終了時刻を含
む製造実績情報を一定周期または所定のタイミングで上
記生産スケジューリング・システムに送る通信手段と、
を備え、上記図表上に上記製造スケジュールと対比して
製造実績を表示させるようにした生産スケジューリング
・システム。

【０００７】上記の製造実績の表示には、現時点での製
造実績に基づいて計算された設備ごとのオーダー処理の
終了予測時刻を含めることができる。

【０００８】所定のスケジューリング・アルゴリズムに
より作成された製造スケジュールまたはこれを立案者が
修正した製造スケジュールと、製造現場の通信手段から
送られてくる製造実績情報に基づいて表示される製造実
績とが図表形式で対比して表示装置に表示される。再ス
ケジューリングを行うオペレータすなわち立案者は、図
表形式で表示される製造スケジュールと製造実績を対比
して観察し、図表に修正を入力することにより製造スケ
ジュールの変更を行いまたは次のオーダーの製造スケジ
ュールを作成することができる。

【０００９】このように所定のタイミングでシステムに
入力される製造実績に基づいて再スケジューリングが行
われるので、計画と実際とのずれを最小にすることがで
きる。

【００１０】この発明の一形態において、この製造実績
に現時点での製造実績に基づいて計算された設備ごとの
オーダー処理の終了予測時刻を含めることができる。こ
のように製造実績に基づいて仕掛かり中のオーダーの終
了時刻を予測したものを含めて製造実績として表示し、
再スケジューリングに使用することができるので、計画
と実績のずれを小さくすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照してこの発明の実施形
態を説明する。この発明のスケジューリングシステム
は、ホストコンピュータ１、並びにこのホストコンピュ
ータに結合した典型的には磁気ディスク装置である記憶
装置に格納されたオーダーファイル３、計画ファイル
４、品種属性ファイル５、および設備属性ファイル６を
備えている。システムには、ホストコンピュータ１は、
営業部門のコンピュータシステム８と通信し、これから
製品製造の注文すなわちオーダーを受け取る。

【００１２】スケジューリング・システムは、ホストコ
ンピュータ１にＬＡＮ接続された１または複数のスケジ
ューリング・ワークステーション２０、および製品の製
造設備群１０のある製造現場に設置された１または複数
の現場ワークステーション９を含んでいる。

【００１３】営業部門のコンピュータシステム８は、製
品名、数量、納期、および担当者名、納入先、特記事項
など付随的な情報を含むオーダーをスケジューリング・
システムのホストコンピュータ１に送信する。ホストコ
ンピュータ１は、このオーダーを磁気ディスク装置のオ
ーダーファイル３に格納する。

【００１４】計画ファイル４には生産計画のフォーマッ
トが含まれており、これをスケジューリング・ワークス
テーション２０がオーダーファイル３とともにダウンロ
ードし、後述するスケジューリング処理によって作成さ
れた生産計画がこのフォーマットに入れられて計画ファ
イル４となり、スケジューリング・ワークステーション
２０からホストコンピュータ１にアップロードされる。

【００１５】品種属性ファイル５には、品名、品名コー
ド、製品の寸法、材料、各製品につきその製造に使用さ
れる設備、製品の製造優先順、などの情報が格納されて
いる。設備属性ファイル６には、それぞれの設備の設備
コード、設備の生産能力、歩留まりデータ、稼働の優先
順などの情報が格納されている。

【００１６】スケジューリング・ワークステーション２
０は、社内ＬＡＮを介してホストコンピュータ１に接続
されており、プロセッサ２１と、マウス、キーボードな
どの入力装置２２、典型的にはＣＲＴディスプレイまた
は液晶ディスプレイである表示装置２３、プロセッサ２
１を用いてスケジューリングを実行するスケジューラ２
４を備えている。スケジューリング・ワークステーショ
ン２０は、小型ないし中型のコンピュータまたは高性能
のパーソナル・コンピュータで構成することができ、こ
の場合スケジューラ２４は、コンピュータ・プログラム
で構成される。

【００１７】スケジューラ２４は、オーダーファイル
３、計画ファイル４、品種属性ファイル５、および設備
属性ファイル６のそれぞれからのデータに基づいて工場
の製造設備の稼働計画を作成するスケジューリング・ア
ルゴリズムを含むプログラムで構成されるスケジュール
部２５（本発明のスケジューリング手段の一例）を有す
る。スケジュール部２５で作成されたスケジュールは、
図表フォーマット部２６で典型的にはガントチャートで
ある図表形式にまとめられ、表示装置２３に表示され
る。

【００１８】オペレータすなわち立案者は、表示装置２
３に表示される図表を観察し、これにマウス、キーボー
ドなどの入力装置２２を使って修正を加えることができ
る。スケジューラ２４の修正部２７（本発明の、製造ス
ケジュールを修正する手段の一例）がこの修正を取り扱
い、図表上での修正入力によってスケジュールが修正さ
れる。

【００１９】現場ワークステーション９は、担当する製
造設備群の各設備について製造実績の情報を所定のタイ
ミングでホストコンピュータ１に送り、ホストコンピュ
ータは、この情報に基づいて計画ファイル４の内容を更
新し、スケジューリング・ワークステーション２０の計
画ファイルを強制的に更新する。図表フォーマット部２
６は、たとえば所定時間ごとにこの更新された計画ファ
イルを読み出し、表示装置２３に表示させる。尚、次回
にスケジューリング・ワークステーション２０が計画フ
ァイル４をダウンロードすると、更新された実績情報が
図表に含められて表示装置２３に表示される。

【００２０】図表フォーマット部２６は、仕掛かり中の
オーダーについてその製造実績からそのオーダーの終了
時刻を予想し、この終了予想時刻を実績データに含めて
実績表示の一部として図表形式で表示装置２３に表示す
る。

【００２１】スケジューリング・ワークステーション２
０は、完成したスケジュールをホストコンピュータ１に
送り、ホストコンピュータ１は、これを計画ファイル４
に格納する。製造現場のワークステーション９は、製造
工程の節目でホストコンピュータ１から計画ファイル４
をダウンロードし、自己に関係する生産スケジュールを
表示装置に表示し、またはプリンタに出力し、スケジュ
ールに従って製造設備群１０を稼働させる。

【００２２】

【実施例】次いで好ましい実施例を説明する。ホストコ
ンピュータ１は、営業コンピュータ・システム８から
「これこれの製品をいつまでにどれだけ納入せよ」と言
った内容のオーダーを受け取ると、このオーダーをオー
ダーファイル３に格納する。

【００２３】スケジューリング・ワークステーション２
０は、ホストコンピュータ１からオーダーファイル、品
質属性ファイル、設備属性ファイル、計画ファイルをダ
ウンロードし、生産スケジューリング対象の各オーダー
を優先順位の高い設備から順次割当てていき、全設備へ
の割り当てが終わると、設備ごとの負荷状況を求める。
各設備の負荷は、ここでは設備属性ファイル６に登録さ
れている歩留りデータとオーダー毎の品種属性から設備
別の生産能力を導いて計算する。こうして求められた負
荷状況は、図表フォーマット部２６で棒グラフの形式に
フォーマットされ、この棒グラフが表示装置２３に表示
される。

【００２４】次に計画立案者は設備群別に負荷平準化を
狙ってオーダーの製造設備および製造日を変更させる。
例えば、同一設備群内での各設備の負荷時間のうち最大
のものを小さくすると言う指標に基づいて、計画立案者
が表示装置２３に表示される前述の棒グラフを参照して
負荷の確認をし、この棒グラフに対応したオーダーの製
造設備や製造日を修正する。

【００２５】各オーダーの製造設備と製造日が決定した
ら、スケジューラ２４は、スケジュール部２５に含まれ
る設備あるいは設備群別の評価基準およびアルゴリズム
を用いてオーダーの製造順番を決定し、計画ファイルに
順序データを入れる。

【００２６】例えぱ設備群１の各設備では一日の製造オ
ーダー数が１０個以下なので、そのオーダーについての
スケジュールの全組み合せ（１０！個の組み合わせがあ
る）を探索して評価基準１を満足させる最適解を求め
る。評価基準１としては、上述の評価基準を用いる。す
なわち、α・（納期遅れの和）十β・（製造製品切替え
時間の和）が最小になるようにオーダーの製造順を決定
する。ここで、α、βは重み付けされた定数である。

【００２７】設備群２では一日での製造オーダーが１０
個を超えるので全組み合せの探索では実用的な時間内に
解を求めることができない。そこでシミュレーテッド・
アニーリング法（Simulated Anealing Method、ＳＡ
法）を用いて次の評価基準２の大局的最小値が得られる
解を求める。シミュレーテッド・アニーリング法自体
は、周知の手法である。

【００２８】計画立案者は、こうして求められ表示装置
に表示される製造スケジュールのガントチャートを観察
しながら、入力手段２２から修正を入力して各オーダー
についての製造設備及び製造順番を最終的に決定するこ
とができる。

【００２９】こうして得られた生産計画は、図２に示す
ようなガントチャートの形の進捗画面として表示装置２
３に表示される。図２において、製造予定バーは、各オ
ーダーの製造開始予定時刻から製造終了予定時刻まで延
びている。従って、その長さは、製造負荷を示す。な
お、製造実績バーにおいて、現在時刻から終了予想時刻
までの間は、他の部分と色を変えて表示してもよい。ま
た、製造予定バーと製造実績バーは、オーダーごとに接
続線で結ばれている。

【００３０】図２においてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ
は、同じ製品の製造に使用することのできる個々の設備
を示す。この例ではＡからＧまでの７基の設備を設備群
と称し、設備群に含まれる各設備の間での負荷の分担が
適正になり、かつオーダーの処理が迅速になされるよう
に負荷の分担の調整が行われる。設備群に含まれる各設
備の能力は同じであってもよく、それぞれ異なっていて
もよい。一般的には設備の機種、設置時期などの違いに
より能力に差がある。

【００３１】時間スケール３１は、１日を０時から２３
時の１時間刻みの時間で表示している。図２の例では、
設備群は、３交代制で１日２４時間の稼働が可能なもの
として示してある。バーＡ１ないしＦ１は、それぞれ対
応する設備ＡないしＦの製造予定を示し、細いバーＡ２
ないしＦ２は、それぞれ対応する設備ＡないしＦの製造
実績を示す。後に図３および図４を参照して詳細に説明
するように、実績バーＡ２ないしＦ２は、製造実績に加
えて製造終了の予想時刻を含めて表示される。したがっ
て、オペレータは、この製造実績バーを参照しながら各
設備の次の稼働予定を組んだり、設備の負荷の分担を変
更したりするスケジュールの立案および修正、すなわち
再スケジューリングを行うことができる。

【００３２】メニューボタン３２には、オーダー取込ボ
タンが備えられている。このボタンは、ホストコンピュ
ータ１を介してオーダーファイル、品質属性ファイル、
設備属性ファイル、計画ファイルをスケジューリング・
ワークステーション２０に取り込むためのものである。
LOADボタンは、最新の製造スケジュールを表示装置２３
に表示させるものである。

【００３３】スケジューラ２４で作成された生産計画の
ファイルは、ホストコンピュータ１に送られ、計画ファ
イル４に格納される。製造設備のある製造現場では、こ
うして完成されたスケジュールを現場のワークステーシ
ョン９で見ることができ、このスケジュールに従って設
備を稼働させる。また、コンピュータ制御で稼働する設
備については、コンピュータがこのスケジュールに従っ
た指示をそれぞれの設備に与える。

【００３４】現場ではこの指示に従って製造を行い、そ
の実績を一定周期または所定のタイミングでホストコン
ピュータ１に送る。所定のタイミングとは製造着手時、終
了時の他に、製造物が固体で数えられる場合には1オーダ
ーの要求数量に対して1個ずつ製造が完了した時などを
指す。実績データとはオーダーＩＤ、製造設備、製造着手
時刻、製造終了時刻、製造進度（%や製造個数）等である。

【００３５】ここで図３を参照して、製造終了予測の方
法を説明する。今ある設備においてオーダーＡが仕掛か
り中であり、製造予定バーｆで示されるようにスケジュ
ール上このオーダーは時刻ａに着手し、時刻ｂに終了す
るものとする。実績バーｇで示されるように現在の時刻
をｃ、実際の製造着手時刻をｄとすると、このオーダー
の終了予想時刻ｅは、次の式で表されるように、着手時
刻のずれをそのままスライドさせて求めることができ
る。

【００３６】

【数１】ｅ＝ｂ＋（ｄ−ａ）

【００３７】または、次の式で表されるように製造実績
の要求量に対する割合でオーダーの終了予想時刻を求め
ることができる。

【００３８】

【数２】ｅ＝ｄ＋(オーダーAの製造要求量)/(現時点ｃ
での製造実績量)x（ｃーａ） 但し、(現時点ｃでの製造実績量)＞０

【００３９】図４には図２の棒グラフの設備Ａに関連す
る製造予定バーＡ１および実績バーＡ２の詳細を示す。
この例では、予定バーＡ１の中に複数のオーダーＡ１
１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、Ａ１６が含まれ
ており、Ａ１４が現時点で製造中のオーダーである。実
績バーＡ２は、オーダーＡ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１
４に対応する部分バーＡ２１、Ａ２２、Ａ２３およびＡ
２４が含まれる。

【００４０】部分バーＡ２４には、現在時刻の位置に続
いて終了予想時刻を示す部分が含まれ、この部分は、異
なる色で表示される（図４では網掛けで示す）。部分バ
ーＡ２４の現在時刻を示す位置は、予定バーＡ１のオー
ダーＡ１４に接続され、その接続位置は、製造中のオー
ダーＡ１４の進捗度合いを示す。

【００４１】再スケジューリングを行なう際には各設備
毎の仕掛かりオーダーの終了予測時刻をもとに次のオー
ダーの開始時刻を決定する。スケジュール作成時間が１
つのオーダーの製造時間に比べて長い場合や、次のオー
ダーの製造準備に手間がかかるような場合は仕掛かりオ
ーダーから予定していたいくつかのオーダー分は固定し
て、その先のオーダー分からスケジューリングを行なう
こともできる。

【００４２】ホストコンピュータ１は、営業部門のコン
ピュータ・システム８から入力されるオーダーおよびこ
れに基づいてスケジューリング・ワークステーション２
０が作成するスケジュールに従って計画ファイル４を更
新する。例えばオーダーデータが１日２回更新され、生
産計画立案は１日２回なされ、実績データは１日５００
回送信されるとすると、計画ファイル４は色々なタイミ
ングで更新することができる。古いデータによって計画
ファイルのデータが更新されることがないように計画フ
ァイルの各レコードにはデータ更新時刻及びそのレコー
ドを更新したプログラム名を記録しておく。他のプログ
ラムがデータを更新するときは、この記録を見ながら更
新の可否、あるいは該当するレコードで更新しても良い
データ項目を判断する。

【００４３】

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明によると、製
造予定と製造実績とを対比しながら生産計画の再スケジ
ューリングを行うことができるから、予定と実際とのず
れを小さくすることができる。また、この発明の一形態
では製造実績をリアルタイムに収集し、製造中のオーダ
ーの終了時刻予想を含めて再スケジューリングを行うの
で、連続操業工場における計画と実績とのずれを小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】生産スケジューリング・システムの全体的構成
を示すブロック図。

【図２】生産スケジュールの棒グラフの一例を示す図。

【図３】製造終了時刻の予想と計画とを対比したチャー
ト図。

【図４】図２の棒グラフの一部の詳細を示す図。

【符号の説明】

１ ホストコンピュータ ３ オーダーファイル ４ 計画ファイル ５ 品種属性ファイル ６ 設備属性ファイル ８ 営業部門コンピュータ・システム ９ 現場ワークステーション １０ 設備群 ２０ スケジューリング・ワークステーション ２１ プロセッサ ２２ 入力装置 ２３ 表示装置 ２４ スケジューラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数台の製造設備の生産スケジュールをた
   てるスケジューリングシステムであって、 製品製造のオーダーを記憶するオーダーファイル、製品
   の品種属性を記憶する品種属性ファイル、上記製造設備
   の属性を記憶する設備属性ファイル、および製造スケジ
   ュールを記憶する計画ファイルを格納する記憶装置と、 上記記憶装置から上記オーダーファイル、上記品種属性
   ファイル、上記設備属性ファイルのデータを読み出し、
   処理すべきオーダーに対応して上記複数台の製造設備に
   よる製造スケジュールを作成し、上記記憶装置の計画フ
   ァイルに書き込むスケジューリング手段と、 上記計画ファイルに格納された製造スケジュールを図表
   形式で表示する表示手段と、 上記表示された図表に修正を加えることのできる入力手
   段と、 上記製造設備のある現場に設けられ、上記製造スケジュ
   ールに対応するそれぞれの製造設備の現時点での製造量
   および製造終了時刻を含む製造実績情報を一定周期また
   は所定のタイミングで上記生産スケジューリング・シス
   テムに送る現場の通信手段と、 を備え、上記図表上に上記製造スケジュールと対比して
   製造実績を表示させるようにした生産スケジューリング
   ・システム。
2. 【請求項２】上記製造実績情報に基づいて稼働中の上記
   製造設備について現に仕掛かっているオーダーの終了予
   想時刻を計算し、上記実績表示手段は、該計算された終
   了予想時刻を上記製造実績に含めて表示させるようにし
   た請求項１に記載のスケジューリング・システム。
3. 【請求項３】オーダーの製造着手予定時刻をａ、製造終
   了予定時刻をｂ、現在の時刻をｃ、実際の製造着手時刻
   をｄ、このオーダーの終了予想時刻をｅとすると、ｅ＝
   ｂ＋（ｄ−ａ）を計算する請求項２に記載のスケジュー
   リング・システム。
4. 【請求項４】オーダーの製造着手予定時刻をａ、製造終
   了予定時刻をｂ、現在の時刻をｃ、実際の製造着手時刻
   をｄ、このオーダーの終了予想時刻をｅとすると、ｅ＝
   ｄ＋（このオーダーの製造要求量）／（ｃでの製造実績
   量）ｘ（ｃ−ａ）を計算（ただし、ｃでの製造実績量＞
   ０）する請求項２に記載のスケジューリング・システ
   ム。
5. 【請求項５】上記生産スケジューリング・システムはホ
   ストコンピュータを含み、上記オーダーファイル、上記
   品種属性ファイル、上記設備属性ファイルおよび上記計
   画ファイルは、該ホストコンピュータが管理する記憶装
   置に格納されている請求項１または２に記載のスケジュ
   ーリング・システム。
6. 【請求項６】複数台の製造設備の生産スケジュールをた
   てるスケジューリング方法であって、 製品製造のオーダーを記憶するオーダーファイル、製品
   の品種属性を記憶する品種属性ファイル、上記製造設備
   の属性を記憶する設備属性ファイル、および製造スケジ
   ュールを記憶する計画ファイルを格納する記憶装置から
   上記オーダーファイル、上記品種属性ファイル、上記設
   備属性ファイルのデータを読み出し、処理すべきオーダ
   ーに対応して上記複数台の製造設備による製造スケジュ
   ールを作成し、 上記製造スケジュールを図表形式で表示手段に表示し、 入力手段からの入力に応答して表示された図表を修正
   し、 上記製造設備のある現場から一定周期または所定のタイ
   ミングで送信されてくる、上記製造スケジュールに対応
   するそれぞれの製造設備の現時点での製造量および製造
   終了時刻を含む製造実績情報に基づき、上記図表上に上
   記製造スケジュールと対比して製造実績を表示させるよ
   うにした生産スケジューリング方法。