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公開番号2025101676
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218689
出願日2023-12-25
発明の名称生産計画立案支援装置及び方法
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類G06Q 50/04 20120101AFI20250630BHJP(計算;計数)
要約【課題】
最適化問題の精度と演算時間とをユーザがコントロールすることができ、ユーザの希望に合致した演算時間でユーザの希望に合致した精度の生産計画を立案し得る生産計画立案装置及び方法を提案する。
【解決手段】
生産計画を最適化問題の最適解として算出して立案する生産計画立案装置及び当該生産計画立案装置により実行される生産計画立案方法であって、生産計画に基づく前記最適化問題を複数の分割問題に複数の分割パターンで分割し、分割パターンごとに各分割問題の実行時間及び解精度の見積りをそれぞれ算出して提示するようにした。
【選択図】図15

特許請求の範囲【請求項１】
生産計画を最適化問題の最適解として算出して立案する、生産計画の立案を支援する生産計画立案支援装置において、
前記生産計画に基づく前記最適化問題を複数の分割問題に複数の分割パターンで分割する問題分割部と、
前記分割パターンごとに各前記分割問題の実行時間及び解精度の見積りをそれぞれ算出する見積算出部と、
前記見積算出部が算出した前記分割パターンごとの前記見積りを提示する見積提示部と
を備えることを特徴とする生産計画立案支援装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記見積りの中から選択された前記見積りに対応する前記分割パターンで分割された各前記分割問題の最適解をそれぞれ算出する最適解算出部と、
前記最適解算出部が算出した各前記分割問題の最適解に基づいて、前記最適化問題の最適解を算出して前記生産計画として提示する生産計画提示部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の生産計画立案支援装置。
【請求項３】
前記問題分割部は、
前記最適化問題を依存関係がなく独立して最適解を得ることができる複数の独立問題に分割し、各前記独立問題を、それぞれ当該独立問題における生産ライン間の依存度と、各前記生産ラインで生産される製品の品目間の依存度と、それぞれ異なる大きさの複数の期間の分割単位とに基づいて複数の第２の分割パターンで分割するようにして、前記最適化問題を複数の前記分割パターンで分割する
ことを特徴とする請求項１に記載の生産計画立案支援装置。
【請求項４】
前記問題分割部は、
前記独立問題ごとに、当該独立問題における前記生産ライン間の依存度に基づいて前記生産ラインを複数の第１のクラスタにクラスタリングすると共に、当該独立問題を各前記第１のクラスタにそれぞれ対応させて複数の第１の分割問題に分割し、
前記第１のクラスタごとに、前記製品の品目間の依存度に基づいて当該製品の品目を複数の第２のクラスタにクラスタリングすると共に、当該第１のクラスタに対応する前記第１の分割問題を各前記第２のクラスタにそれぞれ対応させて複数の第２の分割問題に分割し、
各前記第２の分割問題を、前記分割単位ごとの複数の期間にそれぞれ対応させて複数の第３の分割問題に分割するようにして、前記最適化問題を複数の前記分割パターンで分割する
ことを特徴とする請求項３に記載の生産計画立案支援装置。
【請求項５】
前記見積算出部は、
前記生産計画の立案対象となる前記製品の品目数と、前記第３の分割問題の総数とに基づいて、前記最適化問題の実行時間を予測する第１の予測モデルを立案実績に基づいて生成し、
生成した前記第１の予測モデルに基づいて、前記分割パターンごとの前記最適化問題の実行時間の見積りをそれぞれ算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の生産計画立案支援装置。
【請求項６】
前記見積算出部は、
前記第１のクラスタのクラスタ数と、前記第２のクラスタのクラスタ数と、前記第３の分割問題の総数とに基づいて、前記最適化問題の解精度を予測する第２の予測モデルを立案実績に基づいて生成し、
生成した前記第２の予測モデルに基づいて、前記分割パターンごとの前記最適化問題の解精度の見積りをそれぞれ算出する
ことを特徴とする請求項４に記載の生産計画立案支援装置。
【請求項７】
生産計画を最適化問題の最適解として算出して立案する、生産計画の立案を支援する生産計画立案支援装置により実行される生産計画立案支援方法において、
前記生産計画に基づく前記最適化問題を複数の分割問題に複数の分割パターンで分割する第１のステップと、
前記分割パターンごとに各前記分割問題の実行時間及び解精度の見積りをそれぞれ算出する第２のステップと、
算出した前記分割パターンごとの前記見積りを提示する第３のステップと
を備えることを特徴とする生産計画立案支援方法。
【請求項８】
前記見積りの中から選択された前記見積りに対応する前記分割パターンで分割された各前記分割問題の最適解をそれぞれ算出する第４のステップと、
算出した各前記分割問題の最適解に基づいて、前記最適化問題の最適解を算出して前記生産計画として提示する第５のステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の生産計画立案支援方法。
【請求項９】
前記第１のステップにおいて、前記生産計画立案支援装置は、
前記最適化問題を依存関係がなく独立して最適解を得ることができる複数の独立問題に分割し、各前記独立問題を、それぞれ当該独立問題における生産ライン間の依存度と、各生産ラインで生産される製品の品目間の依存度と、それぞれ異なる大きさの複数の期間の分割単位とに基づいて複数の第２の分割パターンで分割するようにして、前記最適化問題を複数の前記分割パターンで分割する
ことを特徴とする請求項７に記載の生産計画立案支援方法。
【請求項１０】
前記第１のステップにおいて、前記生産計画立案支援装置は、
前記独立問題ごとに、当該独立問題における前記生産ライン間の依存度に基づいて前記生産ラインを複数の第１のクラスタにクラスタリングすると共に、当該独立問題を各前記第１のクラスタにそれぞれ対応させて複数の第１の分割問題に分割し、
前記第１のクラスタごとに、前記製品の品目間の依存度に基づいて当該製品の品目を複数の第２のクラスタにクラスタリングすると共に、当該第１のクラスタに対応する前記第１の分割問題を各前記第２のクラスタにそれぞれ対応させて複数の第２の分割問題に分割し、
各前記第２の分割問題を、前記分割単位ごとの複数の期間にそれぞれ対応させて複数の第３の分割問題に分割するようにして、前記最適化問題を複数の前記分割パターンで分割する
ことを特徴とする請求項９に記載の生産計画立案支援方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は生産計画立案支援装置及び方法に関し、問題規模の大きい複雑な最適化問題の最適解を求めるようにして生産計画を立案する生産計画立案システムに適用して好適なものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、工場等における生産現場では、製品の生産量及び生産時期などを考慮した生産計画を立案し、立案した生産計画に従って製品を生産することが行われている。このような生産計画の立案方法としては、従来から種々の方法が利用されているが、近年では、生産計画を最適化問題に落とし込んでその最適解を求めるようにして行う方法が広く利用されている。
【０００３】
しかしながら、最適化問題は問題の規模に応じた計算時間を要するため、問題の規模が大きくなると現実的な時間内で最適化を求めることができなくなるという問題がある。そこで、大規模な最適化問題については、その最適化問題を複数の問題に分割し、分割した各問題の最適解をそれぞれ探索することにより、全体的な演算時間を短縮化する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１５９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に開示された技術では、問題を独立した問題として分割しているため、決定変数が互いに影響を与える問題の場合、分割することができない。また実際の問題では、多くの決定変数が互いに影響を与えるため、このような条件下での問題の分割が求められる。
【０００６】
さらに最適化問題において、解の精度と演算時間とは一般にトレードオフの関係を有しており、探索範囲を広げる方が解の精度は高くなるものの演算時間は長くなる。このため最適化問題を利用して生産計画を立案するに際しては、演算時間及び解精度がユーザの許容範囲内となるようコントロールできることが求められている。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、最適化問題の精度と演算時間とをユーザがコントロールすることができ、ユーザの希望に合致した演算時間でユーザの希望に合致した精度の生産計画の立案を支援し得る生産計画立案装置及び方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するため本発明においては、生産計画を最適化問題の最適解として算出して立案する生産計画立案装置において、前記生産計画に基づく前記最適化問題を複数の分割問題に複数の分割パターンで分割する問題分割部と、前記分割パターンごとに各前記分割問題の実行時間及び解精度の見積りをそれぞれ算出する見積算出部と、前記見積算出部が算出した前記分割パターンごとの前記見積りを提示する見積提示部とを設けるようにした。
【０００９】
また本発明においては、生産計画を最適化問題の最適解として算出して立案する生産計画立案装置により実行される生産計画立案方法であって、前記生産計画に基づく前記最適化問題を複数の分割問題に複数の分割パターンで分割する第１のステップと、前記分割パターンごとに各前記分割問題の実行時間及び解精度の見積りをそれぞれ算出する第２のステップと、算出した前記分割パターンごとの前記見積りを提示する第３のステップとを設けるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、最適化問題の演算時間及び解精度率をユーザがコントロールすることができ、ユーザの希望に合致した演算時間でユーザの希望に合致した精度の生産計画の立案を支援し得る生産計画立案支援装置及び方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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