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公開番号2025123962
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019775
出願日2024-02-13
発明の名称スケジューリング装置、スケジューリング方法、およびコンピュータプログラム
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社デンソー
代理人個人,個人
主分類G05B 19/418 20060101AFI20250818BHJP(制御;調整)
要約【課題】現実的な条件を踏まえた上で、生産ラインの能力を活用した円滑な生産計画を立案する。
【解決手段】生産計画を立案するスケジューリング装置は、製品の生産数および納期と、ロット単位で製品を処理する際の処理時間と、段取り時の制約と、段取り時に要する段取り替え時間と、を取得する取得部と、ロットの納期が近い納期共通グループに分割する第1分割部と、納期共通グループのそれぞれを段取り替えグループに更に分割する第2分割部と、下流側のブロックから順番に選択し、選択されたブロックで処理されるロットを生産ラインに引き当てることにより生産計画を立案する引当部と、を備え、引当部は、納期共通グループを納期が遅い順番に選択し、選択された納期共通グループの段取り替えグループを、処理終了時刻と納期との差が小さくなるとともに、処理開始時刻が最も遅くなるように、生産ラインに引き当てる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のブロックのそれぞれが備える複数の生産ラインと、前記生産ラインを構成する複数の設備と、２つの前記ブロックの間に配置され、製品の仕掛品を一次的に取り置く中間置き場とを備え、１種類の複数の製品で構成されるロット単位で製品を前記生産ラインで生産する場合のフローショップ型の生産計画を立案するスケジューリング装置であって、
生産予定の複数種類の製品の生産数および納期と、前記ロット単位で前記複数種類の製品を前記設備で処理する際に要する処理時間と、前記設備によりロットが処理された後に別のロットを処理する段取り時の制約と、前記段取り時に要する段取り替え時間と、を取得する取得部と、
生産予定の全てのロットを、ロットの納期が近い納期共通グループに分割する第１分割部と、
前記第１分割部により分割された前記納期共通グループのそれぞれを、前記制約を用いて、前記納期共通グループに含まれる前記段取り替え時間が短い複数のロットを結合した段取り替えグループに更に分割する第２分割部と、
複数の前記ブロックのうち、前記生産ラインの流れに沿って下流側の前記ブロックから順番に選択し、選択された前記ブロックで処理されるロットのそれぞれを前記生産ラインに引き当てることにより生産計画を立案する引当部と、
を備え、
前記引当部は、
選択された前記ブロックで処理される前記納期共通グループを納期が遅い順番に選択し、
選択された前記納期共通グループに含まれる複数の前記段取り替えグループを、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記生産ラインに引き当てる、スケジューリング装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
前記引当部は、タブーサーチアルゴリズムを用いて、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記段取り替えグループを前記生産ラインに引き当てる、スケジューリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスケジューリング装置であって、
前記引当部は、
前記生産ラインに全ての前記段取り替えグループが引き当てられた生産計画における前記ブロックを前記流れに沿って上流側から順番に選択し、
選択された前記ブロックで処理予定の前記納期共通グループを納期が早い順番に選択し、
選択された前記納期共通グループに含まれる複数の前記段取り替えグループを、前記納期共通グループの前記開始時刻が最も早くなるように前記生産ラインに引き当て直す、スケジューリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスケジューリング装置であって、
前記引当部は、
前記生産ラインに全ての前記段取り替えグループが引き当てられた生産計画において、前記流れに沿って下流側から連続する２つの前記ブロックを順番に選択し、
選択された２つの前記ブロックのうち、前記流れにおいて、上流側の前記ブロックにおける前記生産ラインの処理終了時刻と、下流側の前記ブロックにおける前記生産ラインの処理開始時刻との差の総和を最小にするように、前記段取り替えグループを前記生産ラインに引き当て直す、スケジューリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載のスケジューリング装置であって、さらに、
複数の前記設備により構成された前記生産ラインで順番に処理される２つのロットのうち、先に処理されるロットに対する前記生産ラインでの処理が終了する時刻と、後に処理されるロットに対する前記生産ラインでの処理が開始される時刻との差である遅延限界時間を作成する作成部を備え、
前記第２分割部は、作成された前記遅延限界時間を用いて、前記納期共通グループに含まれる前記段取り替え時間を前記段取り替えグループに更に分割する、スケジューリング装置。
【請求項６】
複数のブロックのそれぞれが備える複数の生産ラインと、前記生産ラインを構成する複数の設備と、２つの前記ブロックの間に配置され、製品の仕掛品を一次的に取り置く中間置き場とを備え、１種類の複数の製品で構成されるロット単位で製品を前記生産ラインで生産する場合のフローショップ型の生産計画を立案するスケジューリング方法であって、コンピュータが、
生産予定の複数種類の製品の生産数および納期と、前記ロット単位で前記複数種類の製品を前記設備で処理する際に要する処理時間と、前記設備によりロットが処理された後に別のロットを処理する段取り時の制約と、前記段取り時に要する段取り替え時間と、を取得する取得工程と、
生産予定の全てのロットを、ロットの納期が近い納期共通グループに分割する第１分割工程と、
前記第１分割工程により分割された前記納期共通グループのそれぞれを、前記制約を用いて、前記納期共通グループに含まれる前記段取り替え時間が短い複数のロットを結合した段取り替えグループに更に分割する第２分割工程と、
複数の前記ブロックのうち、前記生産ラインの流れに沿って下流側の前記ブロックから順番に選択し、選択された前記ブロックで処理されるロットのそれぞれを前記生産ラインに引き当てることにより生産計画を立案する引当工程と、
を実行し、
前記引当工程は、
選択された前記ブロックで処理される前記納期共通グループを納期が遅い順番に選択し、
選択された前記納期共通グループに含まれる複数の前記段取り替えグループを、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記生産ラインに引き当てる、スケジューリング方法。
【請求項７】
複数のブロックのそれぞれが備える複数の生産ラインと、前記生産ラインを構成する複数の設備と、２つの前記ブロックの間に配置され、製品の仕掛品を一次的に取り置く中間置き場とを備え、１種類の複数の製品で構成されるロット単位で製品を前記生産ラインで生産する場合のフローショップ型の生産計画を立案するコンピュータプログラムであって、
生産予定の複数種類の製品の生産数および納期と、前記ロット単位で前記複数種類の製品を前記設備で処理する際に要する処理時間と、前記設備によりロットが処理された後に別のロットを処理する段取り時の制約と、前記段取り時に要する段取り替え時間と、を取得する取得機能と、
生産予定の全てのロットを、ロットの納期が近い納期共通グループに分割する第１分割機能と、
前記第１分割機能により分割された前記納期共通グループのそれぞれを、前記制約を用いて、前記納期共通グループに含まれる前記段取り替え時間が短い複数のロットを結合した段取り替えグループに更に分割する第２分割機能と、
複数の前記ブロックのうち、前記生産ラインの流れに沿って下流側の前記ブロックから順番に選択し、選択された前記ブロックで処理されるロットのそれぞれを前記生産ラインに引き当てることにより生産計画を立案する引当機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記引当機能は、
選択された前記ブロックで処理される前記納期共通グループを納期が遅い順番に選択し、
選択された前記納期共通グループに含まれる複数の前記段取り替えグループを、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記生産ラインに引き当てる、コンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スケジューリング装置、スケジューリング方法、およびコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
複数種類の製品を生産する生産ラインのスケジューリング方法として、バックワードスケジューリングやフォーワードスケジューリングなどが知られている（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１には、１つの生産ラインに対するバックワードスケジューリングおよびフォーワードスケジューリングについて記載されている。特許文献１，２には、前後する生産ライン間に発生する中間在庫について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－１４５３３号公報
特許第５４４２５２６号公報
【非特許文献】
【０００４】
冬木正彦、井上一郎、「バックワード/フォワード・ハイブリッドシミュレーション法に基づく個別受注生産における納期重視型生産スケジューリング」、日本経営工学会誌１９９５年４６巻２号、ｐ.１４４－１５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フレキシブルフローショップ型の生産ラインを対象とする場合に、生産ラインで別のロットの生産する場合に発生する段取り替え時間などの現実的な条件を踏まえた上で生産計画が立案されることが好ましい。しかしながら、非特許文献１に記載されたスケジューリング方法では、段取り替え時間が考慮されていないため、現実的な好ましい生産計画が立案されないおそれがある。特許文献１，２に記載された技術では、ルールベースで生産計画が立案されているため、例えば、前後する２つの生産ラインでロットを処理する時刻を調整することによる中間在庫の抑制等について考慮されていない。そのため、立案者の要望に応じたフレキシブルフローショップ型の生産ラインの生産計画の立案には改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、現実的な条件を踏まえた上で、生産ラインの能力を活用した円滑な生産計画を立案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、複数のブロックのそれぞれが備える複数の生産ラインと、前記生産ラインを構成する複数の設備と、２つの前記ブロックの間に配置され、製品の仕掛品を一次的に取り置く中間置き場とを備え、１種類の複数の製品で構成されるロット単位で製品を前記生産ラインで生産する場合のフローショップ型の生産計画を立案するスケジューリング装置が提供される。このスケジューリング装置は、生産予定の複数種類の製品の生産数および納期と、前記ロット単位で前記複数種類の製品を前記設備で処理する際に要する処理時間と、前記設備によりロットが処理された後に別のロットを処理する段取り時の制約と、前記段取り時に要する段取り替え時間と、を取得する取得部と、生産予定の全てのロットを、ロットの納期が近い納期共通グループに分割する第１分割部と、前記第１分割部により分割された前記納期共通グループのそれぞれを、前記制約を用いて、前記納期共通グループに含まれる前記段取り替え時間が短い複数のロットを結合した段取り替えグループに更に分割する第２分割部と、複数の前記ブロックのうち、前記生産ラインの流れに沿って下流側の前記ブロックから順番に選択し、選択された前記ブロックで処理されるロットのそれぞれを前記生産ラインに引き当てることにより生産計画を立案する引当部と、を備え、前記引当部は、選択された前記ブロックで処理される前記納期共通グループを納期が遅い順番に選択し、選択された前記納期共通グループに含まれる複数の前記段取り替えグループを、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記生産ラインに引き当てる。
【０００９】
この構成によれば、納期を基準として分割された納期共通グループが、生産の流れに沿って下流側から順番に、処理されるそれぞれのブロックに割り当てられる。割り当て後に、各ブロックで処理される段取り替えグループは、段取り替え時間が短くなるロットの結合、すなわち、結合後のロットの処理時間のみではなく、段取り替え時間も考慮した総時間が短くなるように構成されている。そのため、本構成では、設備の交換に要する段取り替え時間といった現実的な条件を満たした生産計画が立案される。そして、ロットの生産ラインへの引き当てでは、各ブロックに割り当てられた後に、納期共通グループの割り当てを変更した生産計画の立案が行われない。そのため、各ブロック間での納期共通グループの変更を考慮した生産計画の立案と比較して、本構成の生産計画の立案に要する時間は短縮される。さらに、各ブロックでは、設定された納期が遅い納期共通グループに属する段取り替えグループから順番に、開始時刻が遅くなるように生産ラインに引き当てられるため、ロットの完成時間が納期に近いジャストインタイム方式の生産計画が立案される。すなわち、本構成では、生産ラインの能力や納期を活用した円滑な生産計画が立案される。
【００１０】
（２）上記態様のスケジューリング装置において、前記引当部は、タブーサーチアルゴリズムを用いて、前記納期共通グループの処理終了時刻と、前記納期共通グループの納期との差が小さくなるとともに、前記納期共通グループの処理の開始時刻が最も遅くなるように、前記段取り替えグループ前記生産ラインに引き当ててもよい。
この構成によれば、タブーサーチアルゴリズムが用いられてロットが生産ラインに引き当てられるため、生産ラインへのロットの引き当て時に局所最適解に陥るリスクが軽減され、好適な解が探索される。
（【００１１】以降は省略されています）

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