作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法
【課題】作業負荷を平準化した製造工程の日程を、設計日程に影響を及ぼすことなく決定する処理の所要時間を短縮し、迅速な生産計画の立案を可能にする。
【解決手段】作業負荷平準化装置１０００は、各工程の作業負荷および能力をそれぞれ計算する負荷計算部２１０および能力計算部２２０と、各工程のうち作業負荷が能力を超過する量が最大となるネック工程を特定するネック工程特定部２３０と、ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷を山崩しするネック工程山崩し部２４０と、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程の期限日の変更に伴い、そのネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、当該非ネック工程の負荷がその能力以下となり、かつ、その期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部２５０と、を含んで構成される。
【解決手段】作業負荷平準化装置１０００は、各工程の作業負荷および能力をそれぞれ計算する負荷計算部２１０および能力計算部２２０と、各工程のうち作業負荷が能力を超過する量が最大となるネック工程を特定するネック工程特定部２３０と、ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷を山崩しするネック工程山崩し部２４０と、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程の期限日の変更に伴い、そのネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、当該非ネック工程の負荷がその能力以下となり、かつ、その期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部２５０と、を含んで構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備など受注設計・生産される製品の生産管理に好適な作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受注を受けてから設計・生産する製品では、その製品ごとに設計・製造の各工程の作業日程を定め、その作業日程に従って、製品の設計・生産が進められる。この作業日程の立案に際しては、通常、週次や月次など所定の日数ごとに現場の設計能力、生産能力、作業負荷が計算され、各工程の負荷が能力を超えないように、作業日程が定められる。このとき、負荷が能力を超える工程（以下、ネック工程という）が生じる場合には、作業日程を変更しながら作業負荷の平準化が図られる。
【０００３】
このような作業負荷の平準化を行うと、ネック工程の作業日程の変更のために、その前後の工程の日程の間隔が短くなったり、長くなったりする可能性がある。そして、次工程の待ち時間や仕掛かり在庫が増大したり、製品の製造遅延が生じたり、さらには、製品品質の劣化を招くような事態も生じる。
【０００４】
特許文献１には、ネック工程の日程変更後に非ネック工程の日程変更を行う生産管理システムの例が開示されている。その生産管理システムでは、各工程に対し、最長リードタイム、最短リードタイム、標準リードタイムの３つのリードタイムが設定されており、ネック工程の作業日程の変更に際しては、各工程の作業日程がこれら最長と最短のリードタイムの範囲内に収まり、かつ、各工程の作業負荷が能力を超過しないように、各工程の作業日程が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、受注設計・生産される製品では、製品設計着手後に製品の納期や設計仕様が変更されたり、設計作業の遅延が生じたりするケースは、頻繁に発生する。そのような場合には、生産現場においても作業日程が変更され、各工程の負荷が変動し、その結果、負荷が能力を超過する工程も現れる。そこで、工程管理者には、製品の設計作業が進行している時点でも、適宜、作業負荷平準化を実施することが求められる。
【０００７】
特許文献１に開示された作業負荷平準化の方法によれば、負荷が能力を超過するネック工程が存在する場合、ネック工程の負荷の山崩し処理により、ネック工程日程は、その負荷が小さくなるように変更される。さらに、そのネック工程の山崩し処理により、ネック工程前後の非ネック工程のリードタイムが設定した最短リードタイムより短くなる場合、または、最長リードタイムより長くなる場合には、その非ネック工程の日程は、最短リードタイム以上、かつ、最長リードタイム以下となる範囲で、しかも、装置などの着工タイミングの日程に合致するように前倒しまたは後倒しされる。
【０００８】
すなわち、非ネック工程の日程は、ネック工程から上流または下流に向かって、逐次的に、その非ネック工程のリードタイムが最短リードタイムと最長リードタイムとの間で装置などの着工タイミングが合致する日程を選択しながら決定される。
【０００９】
従って、この作業負荷平準化の方法では、ネック工程から上流に向かって非ネック工程の日程を変更する場合には、その非ネック工程の日程を着工タイミングなどの条件を満たすように決定する必要があるため、その日程変更に時間が掛かることになる。そのため、この方法では、生産計画の立案に時間が掛かることになる。とくに、もともと作業負荷と能力に大幅な差があり、人手による調整を加味して作業負荷平準化をシミュレーションするプロセスを繰り返して生産計画を立案するような場合などには、迅速な計画立案が困難となる。
【００１０】
本発明は、以上に説明した従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、迅速な生産計画の立案が可能となる作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る作業負荷平準化装置は、複数の工程からなる製造工程の各工程の作業負荷を各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化装置であって、各工程についての生産期限データと生産能力データと作業物量データとリードタイムデータとを含む入力データの入力を受付ける入力受付部と、各工程の作業の負荷を計算する負荷計算部と、各工程の作業の能力を計算する能力計算部と、工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定部と、そのネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の生産期限データの期限日を変更して、当該ネック工程の作業負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し部と、その山崩し処理による前記ネック工程の期限日の変更に伴い、ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、当該非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る作業負荷平準化装置において、前記非ネック工程日程変更部は、前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、迅速な生産計画の立案が可能となる作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法を提供することにある。
【００１４】
本発明によれば、ネック工程の作業負荷平準化後の非ネック工程の日程決定に要する時間を短縮することが可能となるため、迅速な生産計画の立案が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る作業負荷平準化装置の構成の例を示した図。
【図２】生産期限データのデータ構造の例を示した図。
【図３】生産能力データのデータ構造の例を示した図。
【図４】作業物量データのデータ構造の例を示した図。
【図５】リードタイムデータのデータ構造の例、および、最長リードタイムおよび最短リードタイムの具体例を示した図。
【図６】作業負荷平準化処理部における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図。
【図７】負荷計算部の処理よって生成される時期別負荷状況データのデータ構造の例を示した図。
【図８】ネック工程特定部の処理によって生成される負荷ｖｓ能力比較表のデータ構造の例を示した図。
【図９】ネック工程山崩し部によるネック工程山崩し処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１０】図９の山崩し処理で用いられる山積み作業対象リストの例を示した図。
【図１１】非ネック工程日程変更部による非ネック工程日程変更処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１２】図１１の非ネック工程日程変更処理において、各作業対象に対する非ネック工程の期日変更処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１３】非ネック工程の期日を前倒しする処理の計算過程の例を模式的に示した図。
【図１４】ネック工程山崩し処理および非ネック工程日程変更処理によって生成され、結果出力部に表示される「工程日程変更一覧」画面の例を示した図。
【図１５】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「日程変更状況図示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示される「日程変更状況図示」画面の例を示した図。
【図１６】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「負荷推移状況表示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示される「負荷推移状況表示」画面の例を示した図。
【図１７】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「負荷推移状況表示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示されるグラフ形式の「負荷推移状況表示」画面の例を示した図。
【図１８】能力調整が必要であることを通知する「要能力調整通知」画面の例を示した図。
【図１９】実施形態の第１の変形例において入力されるリードタイムデータの例を示した図。
【図２０】実施形態の第１の変形例において、負荷超過合計時間を算出する過程の例を示した図。
【図２１】実施形態の第１の変形例において、各工程の余裕日数および最短リードタイムを算出する過程の例を示した図。
【図２２】実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る作業負荷平準化装置１０００の構成の例を示した図である。作業負荷平準化装置１０００は、図１に示すように、入力受付部１００と、作業負荷平準化処理部２００と、結果出力部３００と、を含んで構成され、パーソナルコンピュータやワークステーションなど一般的なコンピュータによって実現される。
【００１８】
ここで、作業負荷平準化処理部２００は、負荷計算部２１０、能力計算部２２０、ネック工程特定部２３０、ネック工程山崩し部２４０、非ネック工程日程変更部２５０などの機能ブロックを含んで構成される。また、作業負荷平準化処理部２００は、ハードウエア的には、図示しない演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、図示しない記憶装置（半導体メモリ、ハードディスク装置など）を含んで構成され、前記の機能ブロックの諸機能は、前記の演算処理装置が前記の記憶装置に格納されているプログラムを実行することによって実現される。
【００１９】
また、入力受付部１００は、外部からの様々な入力データ（生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０など）の入力を受付け、その受付けた入力データを作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。なお、入力受付部１００は、一般的には、キーボードやマウスなどの入力装置によって構成されるが、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信インタフェース装置や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの入出力ポートなどを含んで構成されてもよい。
【００２０】
また、結果出力部３００は、作業負荷平準化処理部２００によって生成され、平準化された各工程の日程、負荷、能力などのデータを表示する装置であり、一般的には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やプリンタなどによって構成されるが、ＬＡＮなどの通信インタフェース装置や、ＵＳＢなどの入出力ポートを含んで構成されてもよい。
【００２１】
図２は、生産期限データ１１０のデータ構造の例を示した図である。生産期限データ１１０は、所定の作業対象に対して各工程の作業を実施する期限を設定したデータであり、そのデータフィールドとして「作業対象１１１」、「工程１１２」、「期日１１３」などを有する。ここで、「工程１１２」には、設計日程の完了と製造日程の開始である出図工程を初工程としたとき、出図工程に後続する製造工程の各工程の名称が設定されている。また、「作業対象１１１」には、当該工程（「工程１１２」で指定される工程）で作業の対象となる部品の名称などが格納されている。また、「期日１１３」には、当該工程の当該当該作業対象（「作業対象１１１」で指定される作業対象）に対する作業を完了させる期限日が設定されている。
【００２２】
図３は、生産能力データ１２０のデータ構造の例を示した図である。生産能力データ１２０は、所定の期間（例えば、１週間）ごとの生産能力を作業投入可能時間として設定したデータであり、そのデータフィールドとして「集計日１２１」、「工程１２２」、「能力１２３」などを有する。本実施形態では、各「工程１２２」の「能力１２３」のデータは、１週ごとに集計されるものとする。そして、この「能力１２３」のデータは、「工程１２２」の作業に従事する作業員数やその作業に必要な装置数などに基づき、能力計算部２２０によって算出される。
【００２３】
図４は、作業物量データ１３０のデータ構造の例を示した図である。作業物量データ１３０は、各作業対象の各工程の作業で必要となる作業物量や作業所要時間を設定したデータであり、そのデータフィールドとして「作業対象１３１」、「工程１３２」、「作業物量１３３」、「作業所要時間１３４」などを有する。
【００２４】
図５は、（ａ）リードタイムデータ１４０のデータ構造の例、ならびに、（ｂ）最長リードタイムおよび最短リードタイムの具体例を示した図である。リードタイムデータ１４０は、初工程から当該工程完了までの日数を表すデータであり、そのデータフィールドとして「工程１４１」、「最長リードタイム１４２」、「最短リードタイム１４３」を有する。すなわち、本実施形態では、各工程に対し、最長リードタイムと最短リードタイムとが設定されており、また、各工程の日程は、最短リードタイムよりも長く、最長リードタイムよりも短くなるように設定されることが求められる。
【００２５】
図６は、作業負荷平準化処理部２００における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図である。作業負荷平準化処理部２００は、入力受付部１００を介して入力される生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０などのデータを用いて各工程の作業負荷が平準化された生産計画日程を生成する。
【００２６】
作業負荷平準化処理部２００の図示しない演算処理装置（以下、単に、演算処理装置という）は、ステップＳ１０以下の作業負荷平準化処理を開始するに当たって、まず、入力受付部１００を介して外部から入力される生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０などの入力データを入力し、図示しない記憶装置に格納する。
【００２７】
演算処理装置は、作業負荷平準化処理を開始すると、まず、負荷計算部２１０による負荷計算処理を実行する（ステップＳ１０）。すなわち、演算処理装置は、生産期限データ１１０と作業物量データ１３０とに基づき、所定の期間の集計日ごとに各工程の負荷を作業所要時間として算出し、図７に示す時期別負荷状況データ１５０を生成する。そして、その生成した時期別負荷状況データ１５０を作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。
【００２８】
図７は、負荷計算部２１０の処理によって生成される時期別負荷状況データ１５０のデータ構造の例を示した図である。図７に示すように、時期別負荷状況データ１５０は、データフィールドとして、「集計日１５１」、「工程１５２」、「負荷１５３」などを有する。なお、本実施形態では、「集計日１５１」は、１週間隔の日付となっている。従って、「負荷１５３」には、「集計日１５１」が含まれる週における「工程１５２」での作業所要時間を集計したデータが格納される。
【００２９】
すなわち、演算処理装置は、生産期限データ１１０の「工程１１２」に含まれる各工程名について、その工程名（例えば、工程Ｘ）を有し、かつ、「期日１１３」の日付が時期別負荷状況データ１５０の「集計日１５１」の週（例えば、２０１０／０３／１２）に相当するレコードをすべて抽出し、さらに、その抽出したレコードの「作業対象１１１」から作業対象（例えば、部品Ａ、部品Ｂ）を抽出する。
【００３０】
続いて、演算処理装置は、作業物量データ１３０を参照し、その「作業対象１３１」が前記抽出した作業対象と一致するレコードを抽出する。そして、その抽出したレコードに含まれる「作業所要時間１３４」を合計して、時期別負荷状況データ１５０における当該「集計日１５１」（例えば、２０１０／０３／１２）の当該「工程１５２」（例えば、工程Ｘ）に対する「負荷１５３」とする。
【００３１】
図６の説明に戻ると、演算処理装置は、次に、ネック工程特定部２３０によるネック工程特定処理を実行する（ステップＳ２０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ１０で生成した時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」と生産能力データ１２０の「能力１２３」とを比較し、「能力１２３」に対する「負荷１５３」の超過が最も大きい工程を特定する。
【００３２】
具体的には、演算処理装置は、集計日および工程をキーとして、時期別負荷状況データ１５０と生産能力データ１２０とを結合して、図８に示す負荷ｖｓ能力比較表１６０を生成し、生成した負荷ｖｓ能力比較表１６０を作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。
【００３３】
図８は、ネック工程特定部２３０の処理によって生成される負荷ｖｓ能力比較表１６０のデータ構造の例を示した図である。図８に示すように、負荷ｖｓ能力比較表１６０は、データフィールドとして「集計日１６１」、「工程１６２」、「負荷１６３」、「能力１６４」などを有する。ここで、「負荷１６３」は、時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」をコピーしたものであり、「能力１６４」は、生産能力データ１２０の「能力１２３」をコピーしたものである。
【００３４】
そこで、演算処理装置は、能力負荷比較表１６０において「負荷１６３」と「能力１６４」とを比較し、「負荷１６３」が「能力１６４」を超過している超過量を工程ごとに合計し、その合計した超過量が最も大きい工程をネック工程と特定する。
【００３５】
再度、図６の説明に戻ると、演算処理装置は、次に、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程山崩し処理を実行する（ステップＳ３０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ２０で特定したネック工程について負荷が能力を超過した状態を、生産期限データ１１０の「期日１１３」を変更することにより解消する。
【００３６】
次に、演算処理装置は、非ネック工程日程変更部２５０により、非ネック工程日程変更処理を実行する（ステップＳ４０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ２０で作業日程を変更したネック工程の作業対象について、ネック工程以外の工程の日程を変更する処理を行う。
【００３７】
次に、演算処理装置は、すべてのネック工程について山崩し処理を終了したか否かを判定し（ステップＳ５０）、終了していない場合には（ステップＳ５０でＮｏ）、ステップＳ３０へ戻って、ステップＳ３０以下の処理を再度実行する。また、すべてのネック工程について山崩し処理が終了した場合には（ステップＳ５０でＹｅｓ）、演算処理装置は、日程変更結果表示処理を実行して（ステップＳ６０）、当該作業負荷平準化処理を終了する。
【００３８】
なお、以上の処理のうち、ネック工程山崩し処理（ステップＳ３０）の詳細な処理フローのついては、別途、図９および図１０を用いて説明する。また、非ネック工程日程変更処理（ステップＳ４０）の詳細な処理フローのついては、別途、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００３９】
図９は、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程山崩し処理の詳細な処理フローの例を示した図である。図９に示すように、演算処理装置は、まず、図８に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０を参照して、処理対象のネック工程の「集計日１６１」のうち最も遅い日を評価対象週にセットし（ステップＳ３１０）、評価対象週の「負荷１６３」が「能力１６４」を超過しているか否か判定する（ステップＳ３２０）。
【００４０】
その判定の結果、評価対象週の「負荷１６３」が「能力１６４」を超過している場合には（ステップＳ３２０でＹｅｓ）、演算処理装置は、山崩し可能な作業対象を選択して、その期日を１週前の期日にセットする（ステップＳ３３０）、すなわち、生産期限データ１１０の「期日１１３」を１週前倒しする。ここで、前倒し可能な作業対象は、当該作業対象の山崩し前の期日と山崩し後の期日との日数の差が、ネック工程の最長リードタイム１４２と最短リードタイム１４３との差以下であるものとする。また、本実施形態では、山崩し可能な作業対象を選択する優先順位を、（１）前倒しした日数が小さい順、（２）同じ前倒し日数の場合には、「負荷１６３」が大きい順、とするが、これに限定されるものではない。
【００４１】
次に、演算処理装置は、ステップＳ３３０までの山崩し処理の結果に基づき、「負荷１６３」を再計算し（ステップＳ３４０）、負荷ｖｓ能力比較表１６０を更新する。
【００４２】
一方、ステップＳ３２０の判定の結果、「負荷１６３」が「能力１６４」を超過していなかった場合には（ステップＳ３２０でＮｏ）、演算処理装置は、ステップＳ３３０およびＳ３４０の処理をスキップする。
【００４３】
次に、演算処理装置は、最初の週を評価対象週として山崩し処理をした（ステップＳ３２０〜Ｓ３４０を処理した）か否かを判定し（ステップＳ３５０）、処理済でなかった場合には（ステップＳ３５０でＮｏ）、評価対象週を１週前にセット（１週前倒し）した上で（ステップＳ３５０）、ステップＳ３２０へ戻り、ステップＳ３２０以下の処理を、再度、実行する。また、最初の週を評価対象週として処理済であった場合には（ステップＳ３５０でＹｅｓ）、当該ネック工程山崩し処理を終了する。
【００４４】
続いて、図１０を参照しながら、図９に示したネック工程山崩し処理におけるステップＳ３３０およびＳ３４０の処理（以下、これらのステップの処理を、単に、山崩し処理という）の具体例について説明する。ここで、図１０は、図９の山崩し処理で用いられる山積み作業対象リスト１７０の例を示した図で、（ａ）は、ステップＳ３３０処理前の山積み作業対象リスト１７０の例、（ｂ）は、ステップＳ３３０処理後の山積み作業対象リスト１７０の例である。この山積み作業対象リスト１７０は、作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に記憶される。
【００４５】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、山積み作業対象リスト１７０は、「作業対象１７１」、「山崩し可否１７２」、「山崩し候補１７３」、「作業負荷１７４」、「山崩し前の期日１７５」、「山崩し後の期日１７６」を有する。なお、ここでいう「山崩し前の期日１７５」は、図９のネック工程山崩し処理を開始する前に清算期限データに設定されていた「期日１１３」であり、「山崩し後の期日１７６」は、ステップＳ３３０およびＳ３４０処理後に得られる期日をいう。
【００４６】
図１０（ａ）によれば、２０１０年４月２日の、例えば、工程Ｚの作業負荷の合計は、「山崩し後の期日１７６」の値が「２０１０／０４／０２」であるレコードの「作業負荷１７４」の値を合計した値であり、この例では、「９０（時間）」である。一方、２０１０年４月２日の週の能力は、図８に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０の「能力１６４」の値から「５０（時間）」が得られる（ただし、図８の工程Ｘを工程Ｚと読み替える）。
【００４７】
演算処理装置は、ステップＳ３３０の処理では、まず、山崩し可能な作業対象を特定する。図１０（ａ）の例では、部品Ｃが山崩し不可能、それ以外の部品が山崩し可能と特定される。そこで、演算処理装置は、図１０（ｂ）に示すように、その山崩し可否の情報を「山崩し可否１７２」のデータフィールドに記録する。なお、部品Ｃが山崩し不可能となるのは、図１０（ａ）において「山崩し前の期日１７５」と「山崩し後の期日１７６」との差が２８日であり、一週間さらに前倒しした場合、その差が３５日となり、工程Ｚの最長リードタイムと最短リードタイムの差３０日を超えるためである。
【００４８】
また、ステップＳ３３０の処理では、山崩し可能な作業対象のうち、作業負荷が大きい順に、作業負荷の合計が作業能力「５０（時間）」を下回るまで順番に山崩し対象として選択し、その選択した山崩し可能な作業対象の「山崩し後の期日１７６」を２０１０年４月２日の１週前に設定している。なお、前倒しの期間を１週間としているのは、負荷計算処理（図６、ステップＳ１０参照）を、例えば、１週単位で行っていることによるもので、前倒しの期間が１週間に限定されるわけではない。
【００４９】
また、図１０（ｂ）では、「山崩し候補１７３」のデータフィールドに「対象」の値が記録されたものを山崩し対象として選択している。その結果、２０１０年４月２日の工程Ｚで山積みされた作業対象のうち、「山崩し後の期日１７６」の値が「２０１０／０４／０２」となっているのは、「部品Ｃ」、「部品Ｅ」、「部品Ｆ」のみとなり、２０１０年４月２日の工程Ｚの作業負荷は、「部品Ｃ」、「部品Ｅ」、「部品Ｆ」のそれぞれの「作業負荷１７４」を合計して得られる４５時間となり、能力の５０時間を下回る。
【００５０】
図１１は、非ネック工程日程変更部２５０による非ネック工程日程変更処理の詳細な処理フローの例を示した図である。図１１に示すように、演算処理装置は、生産期限データ１１０に含まれるすべての作業対象について、作業対象を指定しつつ、繰り返し処理終了（ステップＳ４５０）までの繰り返し処理を開始する（ステップＳ４１０）。
【００５１】
演算処理装置は、まず、指定された作業対象について、その作業対象の期日（生産期限データ１１０の当該非ネック工程の当該作業対象に対する「期日１１３」）が、直前に実行されたネック工程山崩し処理（図９、ステップＳ３０）で変更されたか否かを判定する（ステップＳ４２０）。
【００５２】
そして、その判定の結果、当該作業対象の期日が変更されていた場合には（ステップＳ４２０でＹｅｓ）、演算処理装置は、当該作業対象の非ネック工程の前倒し日数を計算し、その非ネック工程の期日（生産期限データ１１０の非ネック工程の当該作業対象に対する「期日１１３」）を、その計算した前倒し日数分前の期日に変更する（ステップＳ４３０）。次に、演算処理装置は、その期日の変更に合わせて当該作業対象の集計日を変更し、非ネック工程の負荷を再計算し（ステップＳ４４０）、再計算した負荷を、時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」のデータフィールドに再設定する。
【００５３】
また、ステップＳ４２０の判定で、当該作業対象の期日が変更されていなかった場合には（ステップＳ４２０でＮｏ）、演算処理装置は、ステップＳ４３０およびＳ４４０の処理をスキップする。
【００５４】
次に、演算処理装置は、すべての作業対象についてステップＳ４２０以下の処理を実行したか否かを判定し、すべての作業対象について実行していない場合には、その実行していない作業対象についてステップＳ４２０以下の処理を再度実行し、また、すべての作業対象について実行していた場合には、当該非ネック工程日程変更処理を終了する（ステップＳ４５０）。
【００５５】
図１２は、図１１の非ネック工程日程変更処理において、各作業対象に対する非ネック工程の期日変更処理（ステップＳ４３０）の詳細な処理フローの例を示した図である。図１２に示すように、演算処理装置は、まず、ネック工程山崩し処理で得られた前倒し日数Ｄを、残調整日数Ｒにセットする（ステップＳ４３１）。
【００５６】
次に、演算処理装置は、前倒し日数計算の対象となる日程変更工程として、出図工程の次の工程を設定し（ステップＳ４３２）、当該日程変更工程の余裕日数Ｓおよび消費可能日数Ｃを算出する（ステップＳ４３３）。ここで、余裕日数Ｓとは、当該工程の「最長リードタイム１４２」から「最短リードタイム１４３」を差し引いた日数をいい、消費可能日数Ｃとは、当該工程の余裕日数から、当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数をいう。
【００５７】
次に、演算処理装置は、残調整日数Ｒが当該工程の消費可能日数Ｃ以下であるか否かを判定し（ステップＳ４３４）、残調整日数Ｒが消費可能日数Ｃより大きい場合には（ステップＳ４３４でＹｅｓ）、日程変更工程の期日を消費可能日数Ｃの日数分前倒しし（ステップＳ４３５）、残調整日数Ｒを、そのときの残調整日数Ｒから消費可能日数Ｃを減じた日数（すなわち、Ｒ−Ｃ）によって更新する（ステップＳ４３６）。さらに、演算処理装置は、日程変更工程として当該工程の次の工程を設定し（ステップＳ４３７）、ステップＳ４３３に戻り、ステップＳ４３３以下の処理を繰り返し実行する。
【００５８】
一方、ステップＳ４３４の判定で、残調整日数Ｒが消費可能日数Ｃ以下であった場合には（ステップＳ４３４でＮｏ）、日程変更工程の期日を、残調整日数Ｒに当該工程の前の工程の前倒し日数を加算して得られる日数分前倒しし（ステップＳ４３８）、図１２の非ネック工程の期日変更処理を終了する。
【００５９】
図１３は、非ネック工程の期日を前倒しする処理の計算過程の例を模式的に示した図である。図１３（ａ）には、日程変更前の各工程の期日、および、ネック工程山崩し処理により変更されたネック工程（工程Ｚ）の期日が示されている。すなわち、この例では、ネック工程（工程Ｚ）の期日は、９月９日から８月２５日に前倒しされている。この例の場合、図１２のステップＳ４３１の処理では、残調整日数Ｒには、ネック工程の前倒し日数Ｄである１５日がセットされる。
【００６０】
次に、図１３（ｂ）には、図１２のステップＳ４３２〜Ｓ４３５の処理によって、出図の次の工程である工程Ｘの期日が６月１日から５月２２日に前倒しされる例が示されている。
【００６１】
この例の場合、ステップＳ４３２で、日程変更工程として、出図の次工程である工程Ｘがセットされる。また、ステップＳ４３３では、工程Ｘの余裕日数Ｓとして、工程Ｘの最長リードタイム５０日と最短リードタイム４０日との差１０日がセットされ、消費可能日数Ｃとして、工程Ｘの余裕日数１０日から工程Ｘの前工程である出図の余裕日数０日を引いた１０日がセットされる。さらに、ステップＳ４３４では、残調整日数Ｒの１５日が工程Ｘの消費可能日数Ｃの１０日より大きいので、ステップＳ４３５が実行され、工程Ｘの期日は、工程Ｘの消費可能日数Ｃの１０日、前倒しされる。
【００６２】
次に、図１３（ｃ）には、図１２のステップＳ４３６、Ｓ４３７，Ｓ４３３，Ｓ４３４，Ｓ４３８の処理によって、工程Ｙの期日が７月２１日から７月６日に前倒しされる例が示されている。
【００６３】
この例の場合、ステップＳ４３６で、残調整日数Ｒが１５日から消費可能日数Ｃの１０日が差し引かれ、新たな残調整日数Ｒは、５日となる。また、ステップＳ４３７では、日程変更工程に、工程Ｙがセットされ、ステップＳ４３３では、工程Ｙの余裕日数Ｓとして、２０日がセットされ、消費可能日数Ｃとして、工程Ｙの余裕日数２０日から工程Ｘの余裕日数１０日を差し引いた１０日がセットされる。さらに、ステップＳ４３４では、残調整日数Ｒの５日が工程Ｙの消費可能日数Ｃの１０日より小さいので、ステップＳ４３８が実行され、日程変更工程である工程Ｙの期日は、残調整日数Ｒの５日に１つ前の工程（工程Ｘ）の前倒し日数の１０日を加算して得られる１５日分前倒しされる。
【００６４】
図１４は、ネック工程山崩し処理および非ネック工程日程変更処理によって生成され、結果出力部３００に表示される「工程日程変更一覧」画面３１０の例を示した図である。図１４に示すように、「工程日程変更一覧」画面３１０には、各工程、各作業対象について、「変更前日程」、「変更後日程」、「日程差」および「余裕日数」の各データが表示されるとともに、表示内容切り替えなどのためのボタンとして、例えば、「日程変更状況図示」ボタン３１１、「負荷推移状況表示」ボタン３１２が表示される。
【００６５】
図１５は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「日程変更状況図示」ボタン３１１が押下されたときに結果出力部３００に表示される「日程変更状況図示」画面３１０ａの例を示した図である。図１５に示すように、「日程変更状況図示」画面３１０ａには、各工程の変更前と変更後の日程の変更状況が図示されるとともに、各工程の余裕日数および前倒し日数が併せて表示される。なお、図１５では、作業対象が部品Ｂの日程変更状況しか表示されていないが、すべての作業対象の日程変更状況を表示するようにしてもよく、また、ユーザによって適宜選択された複数の作業対象の日程変更状況を表示するようにしてもよい。
【００６６】
図１６は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「負荷推移状況表示」ボタン３１２が押下されたときに結果出力部３００に表示される「負荷推移状況表示」画面３１０ｂの例を示した図である。
図１６に示すように、「負荷推移状況表示」画面３１０ｂには、ネック工程またはユーザが指定する工程について、各集計日ごとに「平準化処理前作業負荷」、「平準化処理後作業負荷」、「能力」が表示される。さらに、作業負荷平準化処理の効果を示す指標として、各集計日における負荷と能力の偏差（差の絶対値）の合計が表示される。
【００６７】
図１７は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「負荷推移状況表示」ボタン３１２が押下されたときに結果出力部３００に表示されるグラフ形式の「負荷推移状況表示」画面３１０ｃの例を示した図である。
図１７に示すように、「負荷推移状況表示」画面３１０ｃには、作業負荷平準化処理前後の集計日ごとの作業負荷および工程の能力の推移がグラフで表示されるので、作業負荷平準化処理の効果が一目で分かるようになる。
【００６８】
なお、本実施形態の場合、その作業負荷平準化処理（図６参照）を実行したとき、負荷が能力を超過する工程や時期が残存する可能性を全く否定することはできない。そこで、本実施形態では、作業負荷平準化処理を実行に負荷が能力を超過する工程、時期が残存していた場合には、負荷が能力を超過する工程、時期をユーザに提示し、その工程、時期に対して、何らかの能力調整が必要であることを通知する。
【００６９】
図１８は、能力調整が必要であることを通知する「要能力調整通知」画面３１０ｄの例を示した図である。図１８に示すように、「要能力調整通知」画面３１０ｄでは、集計日が「２０１０／０３／２６」である「工程Ｙ」の負荷は、９０時間であり、その能力８０時間を上回っている。このような場合、そのデータをハイライトして表示したり、表示色を周囲と異なる色にしたりして、ユーザに注意を促す。また、能力調整が必要なことを通知するメッセージを表示してもよく、さらには、その能力調整に必要な調整後の能力を表示するようにしてもよい。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、ネック工程の作業負荷平準化後の非ネック工程の日程決定に要する時間を短縮することが可能となり、その結果、迅速な生産計画の立案が可能となる。とくに、作業負荷と能力の乖離が大きい場合などには、その作業負荷と能力の乖離の調整を、人手による調整を加えながら繰り返して行うことが可能となるので、より適正な生産計画立案が可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、設計日程を変更せずに作業負荷を平準化することが可能となる。その結果、すでに設計が進捗している作業対象の日程圧迫を抑止することができ、また、設計部門と製造部門との間での日程調整の手間を省くことが可能となる。なお、本実施形態では、出図日を変更できない初工程としたが、これに限らず、部品の着荷日や作業着手可能日などを、日程変更できない初工程とし、後続する工程の負荷の山崩しを本実施形態と同様の方法で作業負荷の平準化をすることも可能である。
【００７２】
（実施形態の第１の変形例）
以上、ここまでに説明した実施形態における作業負荷平準化装置１０００では、各工程の最短リードタイムは、入力受付部１００を介して外部から入力されるものとしているが、以下に説明する実施形態の第１の変形例では、作業負荷平準化装置１０００は、各工程の負荷超過量を先に計算し、その後、その計算された負荷超過量に応じて各工程の最短リードタイムを設定する。
【００７３】
図１９は、実施形態の第１の変形例において入力されるリードタイムデータ１４０ａの例を示した図である。
図１９に示すように、実施形態の第１の変形例では、最短リードタイムは、終工程（Ｅ工程）のみ設定され、他の工程については設定されていない。ちなみに、リードタイムデータ１４０ａでは、終工程（工程Ｅ）の最長リードタイムは２００日、最短リードタイムは１５０日である。従って、終工程の余裕日数は５０日である。
【００７４】
この実施形態の第１の変形例において、作業負荷平準化処理部２００の演算処理装置が実行する作業負荷平準化処理は、図６に示した作業負荷平準化処理とほぼ同じであるが、一部に相違があるので、ここでは、その相違する処理についてのみ説明する。
【００７５】
図２０は、実施形態の第１の変形例において、負荷超過合計時間を算出する過程の例を示した図である。
演算処理装置は、ネック工程特定処理（図６：ステップＳ２０）により、図２０（ａ）に示すような負荷ｖｓ能力比較表１６０を生成するが、そのとき、併せて、図２０（ｂ）に示すような各工程の負荷超過合計時間を算出する。負荷超過合計時間とは、負荷ｖｓ能力比較表１６０において、「工程１６２」に含まれる工程ごとに、各「集計日１６１」についての「負荷１６３」が「能力１６４」を超過する時間を合計した時間をいう。なお、図２０（ａ）に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０の例では、負荷ｖｓ能力のデータは、工程Ｘについてだけしか記載されていないが、実際には、工程Ｙ、工程Ｚ，工程Ｅについてのデータも存在するものとする。
【００７６】
図２１は、実施形態の第１の変形例において、各工程の余裕日数および最短リードタイムを算出する過程の例を示した図である。
演算処理装置は、図２０（ｂ）のように算出した各工程の負荷超過合計時間に基づき、図２１（ａ）に示すような負荷超過合計時間データ１８０を生成する。ここで、負荷超過合計時間データ１８０は、データフィールドとして「工程１８１」、「負荷超過合計時間１８２」、「累積負荷超過合計時間１８３」を有している。なお、各工程の「累積負荷超過合計時間１８３」の値は、当該工程の「負荷超過合計時間１８２」の値に、当該工程に先行する工程の「負荷超過合計時間１８２」の値を累積した値である。
【００７７】
次に、演算処理装置は、各工程の「余裕日数Ｓ」を「累積負荷超過合計時間１８３」の値に比例するように設定する。ここで、終工程である工程Ｅについては、余裕日数Ｓが与えられているので（図１９参照）、演算処理装置は、余裕日数Ｓの「累積負荷超過合計時間１８３」の値に対する比（＝５０／１０００）を算出することができる。従って、演算処理装置は、その比を用いて他の工程の余裕日数Ｓを算出する。
【００７８】
次に、演算処理装置は、最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数という余裕日数Ｓの定義に基づき、各工程の最短リードタイムを算出する。
【００７９】
以上のような手順に基づき、最短リードタイムおよび余裕日数Ｓを定めるようにすれば、負荷超過が大きい工程に対して、より大きい余裕日数を与えることが可能になる。この場合には、負荷超過が大きい工程の負荷超過解消が容易となるため、演算処理装置の計算量が減少し、作業負荷平準化処理の効率が向上する。
【００８０】
（実施形態の変形例２）
図２２は、実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図である。この実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローは、図６に示した作業負荷平準化処理の処理フローを、ネック工程特定処理（図６：ステップＳ２０）で特定したネック工程だけでなく、すべての工程の負荷超過を解消するように変更したものである。
【００８１】
従って、図２２の処理フローでは、図６の処理フローにおけるネック工程特定処理（ステップＳ２０）は削除されており、代りに、終工程をネック工程とする処理（ステップＳ２０ａ）が追加されている。さらに、ネック工程を現ネック工程の１つ前の工程に設定する処理（ステップＳ５１）およびネック工程が初工程であるか否かを判定する処理（ステップＳ５２）が追加されている。
【００８２】
すなわち、各工程の負荷超過は、終工程から初工程まで、工程の進行とは逆の順に解消されることになる。なお、この実施形態の第２の変形例の場合、非ネック工程日程変更処理（ステップＳ４０）では、すでに山崩し処理を終了した工程については、日程変更をしないものとする。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 入力受付部
１１０ 生産期限データ
１２０ 生産能力データ
１３０ 作業物量データ
１４０ リードタイムデータ
１５０ 時期別負荷状況データ
１６０ 負荷ｖｓ能力比較表
１７０ 山積み作業対象リスト
１８０ 負荷超過合計時間データ
２００ 作業負荷平準化処理部
２１０ 負荷計算部
２２０ 能力計算部
２３０ ネック工程特定部
２４０ ネック工程山崩し部
２５０ 非ネック工程日程変更部
３００ 結果出力部
１０００ 作業負荷平準化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備など受注設計・生産される製品の生産管理に好適な作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受注を受けてから設計・生産する製品では、その製品ごとに設計・製造の各工程の作業日程を定め、その作業日程に従って、製品の設計・生産が進められる。この作業日程の立案に際しては、通常、週次や月次など所定の日数ごとに現場の設計能力、生産能力、作業負荷が計算され、各工程の負荷が能力を超えないように、作業日程が定められる。このとき、負荷が能力を超える工程（以下、ネック工程という）が生じる場合には、作業日程を変更しながら作業負荷の平準化が図られる。
【０００３】
このような作業負荷の平準化を行うと、ネック工程の作業日程の変更のために、その前後の工程の日程の間隔が短くなったり、長くなったりする可能性がある。そして、次工程の待ち時間や仕掛かり在庫が増大したり、製品の製造遅延が生じたり、さらには、製品品質の劣化を招くような事態も生じる。
【０００４】
特許文献１には、ネック工程の日程変更後に非ネック工程の日程変更を行う生産管理システムの例が開示されている。その生産管理システムでは、各工程に対し、最長リードタイム、最短リードタイム、標準リードタイムの３つのリードタイムが設定されており、ネック工程の作業日程の変更に際しては、各工程の作業日程がこれら最長と最短のリードタイムの範囲内に収まり、かつ、各工程の作業負荷が能力を超過しないように、各工程の作業日程が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、受注設計・生産される製品では、製品設計着手後に製品の納期や設計仕様が変更されたり、設計作業の遅延が生じたりするケースは、頻繁に発生する。そのような場合には、生産現場においても作業日程が変更され、各工程の負荷が変動し、その結果、負荷が能力を超過する工程も現れる。そこで、工程管理者には、製品の設計作業が進行している時点でも、適宜、作業負荷平準化を実施することが求められる。
【０００７】
特許文献１に開示された作業負荷平準化の方法によれば、負荷が能力を超過するネック工程が存在する場合、ネック工程の負荷の山崩し処理により、ネック工程日程は、その負荷が小さくなるように変更される。さらに、そのネック工程の山崩し処理により、ネック工程前後の非ネック工程のリードタイムが設定した最短リードタイムより短くなる場合、または、最長リードタイムより長くなる場合には、その非ネック工程の日程は、最短リードタイム以上、かつ、最長リードタイム以下となる範囲で、しかも、装置などの着工タイミングの日程に合致するように前倒しまたは後倒しされる。
【０００８】
すなわち、非ネック工程の日程は、ネック工程から上流または下流に向かって、逐次的に、その非ネック工程のリードタイムが最短リードタイムと最長リードタイムとの間で装置などの着工タイミングが合致する日程を選択しながら決定される。
【０００９】
従って、この作業負荷平準化の方法では、ネック工程から上流に向かって非ネック工程の日程を変更する場合には、その非ネック工程の日程を着工タイミングなどの条件を満たすように決定する必要があるため、その日程変更に時間が掛かることになる。そのため、この方法では、生産計画の立案に時間が掛かることになる。とくに、もともと作業負荷と能力に大幅な差があり、人手による調整を加味して作業負荷平準化をシミュレーションするプロセスを繰り返して生産計画を立案するような場合などには、迅速な計画立案が困難となる。
【００１０】
本発明は、以上に説明した従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、迅速な生産計画の立案が可能となる作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る作業負荷平準化装置は、複数の工程からなる製造工程の各工程の作業負荷を各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化装置であって、各工程についての生産期限データと生産能力データと作業物量データとリードタイムデータとを含む入力データの入力を受付ける入力受付部と、各工程の作業の負荷を計算する負荷計算部と、各工程の作業の能力を計算する能力計算部と、工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定部と、そのネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の生産期限データの期限日を変更して、当該ネック工程の作業負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し部と、その山崩し処理による前記ネック工程の期限日の変更に伴い、ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、当該非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る作業負荷平準化装置において、前記非ネック工程日程変更部は、前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、迅速な生産計画の立案が可能となる作業負荷平準化装置および作業負荷平準化方法を提供することにある。
【００１４】
本発明によれば、ネック工程の作業負荷平準化後の非ネック工程の日程決定に要する時間を短縮することが可能となるため、迅速な生産計画の立案が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る作業負荷平準化装置の構成の例を示した図。
【図２】生産期限データのデータ構造の例を示した図。
【図３】生産能力データのデータ構造の例を示した図。
【図４】作業物量データのデータ構造の例を示した図。
【図５】リードタイムデータのデータ構造の例、および、最長リードタイムおよび最短リードタイムの具体例を示した図。
【図６】作業負荷平準化処理部における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図。
【図７】負荷計算部の処理よって生成される時期別負荷状況データのデータ構造の例を示した図。
【図８】ネック工程特定部の処理によって生成される負荷ｖｓ能力比較表のデータ構造の例を示した図。
【図９】ネック工程山崩し部によるネック工程山崩し処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１０】図９の山崩し処理で用いられる山積み作業対象リストの例を示した図。
【図１１】非ネック工程日程変更部による非ネック工程日程変更処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１２】図１１の非ネック工程日程変更処理において、各作業対象に対する非ネック工程の期日変更処理の詳細な処理フローの例を示した図。
【図１３】非ネック工程の期日を前倒しする処理の計算過程の例を模式的に示した図。
【図１４】ネック工程山崩し処理および非ネック工程日程変更処理によって生成され、結果出力部に表示される「工程日程変更一覧」画面の例を示した図。
【図１５】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「日程変更状況図示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示される「日程変更状況図示」画面の例を示した図。
【図１６】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「負荷推移状況表示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示される「負荷推移状況表示」画面の例を示した図。
【図１７】図１４の「工程日程変更一覧」画面において「負荷推移状況表示」ボタンが押下されたときに結果出力部に表示されるグラフ形式の「負荷推移状況表示」画面の例を示した図。
【図１８】能力調整が必要であることを通知する「要能力調整通知」画面の例を示した図。
【図１９】実施形態の第１の変形例において入力されるリードタイムデータの例を示した図。
【図２０】実施形態の第１の変形例において、負荷超過合計時間を算出する過程の例を示した図。
【図２１】実施形態の第１の変形例において、各工程の余裕日数および最短リードタイムを算出する過程の例を示した図。
【図２２】実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る作業負荷平準化装置１０００の構成の例を示した図である。作業負荷平準化装置１０００は、図１に示すように、入力受付部１００と、作業負荷平準化処理部２００と、結果出力部３００と、を含んで構成され、パーソナルコンピュータやワークステーションなど一般的なコンピュータによって実現される。
【００１８】
ここで、作業負荷平準化処理部２００は、負荷計算部２１０、能力計算部２２０、ネック工程特定部２３０、ネック工程山崩し部２４０、非ネック工程日程変更部２５０などの機能ブロックを含んで構成される。また、作業負荷平準化処理部２００は、ハードウエア的には、図示しない演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、図示しない記憶装置（半導体メモリ、ハードディスク装置など）を含んで構成され、前記の機能ブロックの諸機能は、前記の演算処理装置が前記の記憶装置に格納されているプログラムを実行することによって実現される。
【００１９】
また、入力受付部１００は、外部からの様々な入力データ（生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０など）の入力を受付け、その受付けた入力データを作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。なお、入力受付部１００は、一般的には、キーボードやマウスなどの入力装置によって構成されるが、ＬＡＮ（Local Area Network）などの通信インタフェース装置や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの入出力ポートなどを含んで構成されてもよい。
【００２０】
また、結果出力部３００は、作業負荷平準化処理部２００によって生成され、平準化された各工程の日程、負荷、能力などのデータを表示する装置であり、一般的には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やプリンタなどによって構成されるが、ＬＡＮなどの通信インタフェース装置や、ＵＳＢなどの入出力ポートを含んで構成されてもよい。
【００２１】
図２は、生産期限データ１１０のデータ構造の例を示した図である。生産期限データ１１０は、所定の作業対象に対して各工程の作業を実施する期限を設定したデータであり、そのデータフィールドとして「作業対象１１１」、「工程１１２」、「期日１１３」などを有する。ここで、「工程１１２」には、設計日程の完了と製造日程の開始である出図工程を初工程としたとき、出図工程に後続する製造工程の各工程の名称が設定されている。また、「作業対象１１１」には、当該工程（「工程１１２」で指定される工程）で作業の対象となる部品の名称などが格納されている。また、「期日１１３」には、当該工程の当該当該作業対象（「作業対象１１１」で指定される作業対象）に対する作業を完了させる期限日が設定されている。
【００２２】
図３は、生産能力データ１２０のデータ構造の例を示した図である。生産能力データ１２０は、所定の期間（例えば、１週間）ごとの生産能力を作業投入可能時間として設定したデータであり、そのデータフィールドとして「集計日１２１」、「工程１２２」、「能力１２３」などを有する。本実施形態では、各「工程１２２」の「能力１２３」のデータは、１週ごとに集計されるものとする。そして、この「能力１２３」のデータは、「工程１２２」の作業に従事する作業員数やその作業に必要な装置数などに基づき、能力計算部２２０によって算出される。
【００２３】
図４は、作業物量データ１３０のデータ構造の例を示した図である。作業物量データ１３０は、各作業対象の各工程の作業で必要となる作業物量や作業所要時間を設定したデータであり、そのデータフィールドとして「作業対象１３１」、「工程１３２」、「作業物量１３３」、「作業所要時間１３４」などを有する。
【００２４】
図５は、（ａ）リードタイムデータ１４０のデータ構造の例、ならびに、（ｂ）最長リードタイムおよび最短リードタイムの具体例を示した図である。リードタイムデータ１４０は、初工程から当該工程完了までの日数を表すデータであり、そのデータフィールドとして「工程１４１」、「最長リードタイム１４２」、「最短リードタイム１４３」を有する。すなわち、本実施形態では、各工程に対し、最長リードタイムと最短リードタイムとが設定されており、また、各工程の日程は、最短リードタイムよりも長く、最長リードタイムよりも短くなるように設定されることが求められる。
【００２５】
図６は、作業負荷平準化処理部２００における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図である。作業負荷平準化処理部２００は、入力受付部１００を介して入力される生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０などのデータを用いて各工程の作業負荷が平準化された生産計画日程を生成する。
【００２６】
作業負荷平準化処理部２００の図示しない演算処理装置（以下、単に、演算処理装置という）は、ステップＳ１０以下の作業負荷平準化処理を開始するに当たって、まず、入力受付部１００を介して外部から入力される生産期限データ１１０、生産能力データ１２０、作業物量データ１３０、リードタイムデータ１４０などの入力データを入力し、図示しない記憶装置に格納する。
【００２７】
演算処理装置は、作業負荷平準化処理を開始すると、まず、負荷計算部２１０による負荷計算処理を実行する（ステップＳ１０）。すなわち、演算処理装置は、生産期限データ１１０と作業物量データ１３０とに基づき、所定の期間の集計日ごとに各工程の負荷を作業所要時間として算出し、図７に示す時期別負荷状況データ１５０を生成する。そして、その生成した時期別負荷状況データ１５０を作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。
【００２８】
図７は、負荷計算部２１０の処理によって生成される時期別負荷状況データ１５０のデータ構造の例を示した図である。図７に示すように、時期別負荷状況データ１５０は、データフィールドとして、「集計日１５１」、「工程１５２」、「負荷１５３」などを有する。なお、本実施形態では、「集計日１５１」は、１週間隔の日付となっている。従って、「負荷１５３」には、「集計日１５１」が含まれる週における「工程１５２」での作業所要時間を集計したデータが格納される。
【００２９】
すなわち、演算処理装置は、生産期限データ１１０の「工程１１２」に含まれる各工程名について、その工程名（例えば、工程Ｘ）を有し、かつ、「期日１１３」の日付が時期別負荷状況データ１５０の「集計日１５１」の週（例えば、２０１０／０３／１２）に相当するレコードをすべて抽出し、さらに、その抽出したレコードの「作業対象１１１」から作業対象（例えば、部品Ａ、部品Ｂ）を抽出する。
【００３０】
続いて、演算処理装置は、作業物量データ１３０を参照し、その「作業対象１３１」が前記抽出した作業対象と一致するレコードを抽出する。そして、その抽出したレコードに含まれる「作業所要時間１３４」を合計して、時期別負荷状況データ１５０における当該「集計日１５１」（例えば、２０１０／０３／１２）の当該「工程１５２」（例えば、工程Ｘ）に対する「負荷１５３」とする。
【００３１】
図６の説明に戻ると、演算処理装置は、次に、ネック工程特定部２３０によるネック工程特定処理を実行する（ステップＳ２０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ１０で生成した時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」と生産能力データ１２０の「能力１２３」とを比較し、「能力１２３」に対する「負荷１５３」の超過が最も大きい工程を特定する。
【００３２】
具体的には、演算処理装置は、集計日および工程をキーとして、時期別負荷状況データ１５０と生産能力データ１２０とを結合して、図８に示す負荷ｖｓ能力比較表１６０を生成し、生成した負荷ｖｓ能力比較表１６０を作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に格納する。
【００３３】
図８は、ネック工程特定部２３０の処理によって生成される負荷ｖｓ能力比較表１６０のデータ構造の例を示した図である。図８に示すように、負荷ｖｓ能力比較表１６０は、データフィールドとして「集計日１６１」、「工程１６２」、「負荷１６３」、「能力１６４」などを有する。ここで、「負荷１６３」は、時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」をコピーしたものであり、「能力１６４」は、生産能力データ１２０の「能力１２３」をコピーしたものである。
【００３４】
そこで、演算処理装置は、能力負荷比較表１６０において「負荷１６３」と「能力１６４」とを比較し、「負荷１６３」が「能力１６４」を超過している超過量を工程ごとに合計し、その合計した超過量が最も大きい工程をネック工程と特定する。
【００３５】
再度、図６の説明に戻ると、演算処理装置は、次に、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程山崩し処理を実行する（ステップＳ３０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ２０で特定したネック工程について負荷が能力を超過した状態を、生産期限データ１１０の「期日１１３」を変更することにより解消する。
【００３６】
次に、演算処理装置は、非ネック工程日程変更部２５０により、非ネック工程日程変更処理を実行する（ステップＳ４０）。すなわち、演算処理装置は、ステップＳ２０で作業日程を変更したネック工程の作業対象について、ネック工程以外の工程の日程を変更する処理を行う。
【００３７】
次に、演算処理装置は、すべてのネック工程について山崩し処理を終了したか否かを判定し（ステップＳ５０）、終了していない場合には（ステップＳ５０でＮｏ）、ステップＳ３０へ戻って、ステップＳ３０以下の処理を再度実行する。また、すべてのネック工程について山崩し処理が終了した場合には（ステップＳ５０でＹｅｓ）、演算処理装置は、日程変更結果表示処理を実行して（ステップＳ６０）、当該作業負荷平準化処理を終了する。
【００３８】
なお、以上の処理のうち、ネック工程山崩し処理（ステップＳ３０）の詳細な処理フローのついては、別途、図９および図１０を用いて説明する。また、非ネック工程日程変更処理（ステップＳ４０）の詳細な処理フローのついては、別途、図１１〜図１３を用いて説明する。
【００３９】
図９は、ネック工程山崩し部２４０によるネック工程山崩し処理の詳細な処理フローの例を示した図である。図９に示すように、演算処理装置は、まず、図８に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０を参照して、処理対象のネック工程の「集計日１６１」のうち最も遅い日を評価対象週にセットし（ステップＳ３１０）、評価対象週の「負荷１６３」が「能力１６４」を超過しているか否か判定する（ステップＳ３２０）。
【００４０】
その判定の結果、評価対象週の「負荷１６３」が「能力１６４」を超過している場合には（ステップＳ３２０でＹｅｓ）、演算処理装置は、山崩し可能な作業対象を選択して、その期日を１週前の期日にセットする（ステップＳ３３０）、すなわち、生産期限データ１１０の「期日１１３」を１週前倒しする。ここで、前倒し可能な作業対象は、当該作業対象の山崩し前の期日と山崩し後の期日との日数の差が、ネック工程の最長リードタイム１４２と最短リードタイム１４３との差以下であるものとする。また、本実施形態では、山崩し可能な作業対象を選択する優先順位を、（１）前倒しした日数が小さい順、（２）同じ前倒し日数の場合には、「負荷１６３」が大きい順、とするが、これに限定されるものではない。
【００４１】
次に、演算処理装置は、ステップＳ３３０までの山崩し処理の結果に基づき、「負荷１６３」を再計算し（ステップＳ３４０）、負荷ｖｓ能力比較表１６０を更新する。
【００４２】
一方、ステップＳ３２０の判定の結果、「負荷１６３」が「能力１６４」を超過していなかった場合には（ステップＳ３２０でＮｏ）、演算処理装置は、ステップＳ３３０およびＳ３４０の処理をスキップする。
【００４３】
次に、演算処理装置は、最初の週を評価対象週として山崩し処理をした（ステップＳ３２０〜Ｓ３４０を処理した）か否かを判定し（ステップＳ３５０）、処理済でなかった場合には（ステップＳ３５０でＮｏ）、評価対象週を１週前にセット（１週前倒し）した上で（ステップＳ３５０）、ステップＳ３２０へ戻り、ステップＳ３２０以下の処理を、再度、実行する。また、最初の週を評価対象週として処理済であった場合には（ステップＳ３５０でＹｅｓ）、当該ネック工程山崩し処理を終了する。
【００４４】
続いて、図１０を参照しながら、図９に示したネック工程山崩し処理におけるステップＳ３３０およびＳ３４０の処理（以下、これらのステップの処理を、単に、山崩し処理という）の具体例について説明する。ここで、図１０は、図９の山崩し処理で用いられる山積み作業対象リスト１７０の例を示した図で、（ａ）は、ステップＳ３３０処理前の山積み作業対象リスト１７０の例、（ｂ）は、ステップＳ３３０処理後の山積み作業対象リスト１７０の例である。この山積み作業対象リスト１７０は、作業負荷平準化処理部２００の図示しない記憶装置に記憶される。
【００４５】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、山積み作業対象リスト１７０は、「作業対象１７１」、「山崩し可否１７２」、「山崩し候補１７３」、「作業負荷１７４」、「山崩し前の期日１７５」、「山崩し後の期日１７６」を有する。なお、ここでいう「山崩し前の期日１７５」は、図９のネック工程山崩し処理を開始する前に清算期限データに設定されていた「期日１１３」であり、「山崩し後の期日１７６」は、ステップＳ３３０およびＳ３４０処理後に得られる期日をいう。
【００４６】
図１０（ａ）によれば、２０１０年４月２日の、例えば、工程Ｚの作業負荷の合計は、「山崩し後の期日１７６」の値が「２０１０／０４／０２」であるレコードの「作業負荷１７４」の値を合計した値であり、この例では、「９０（時間）」である。一方、２０１０年４月２日の週の能力は、図８に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０の「能力１６４」の値から「５０（時間）」が得られる（ただし、図８の工程Ｘを工程Ｚと読み替える）。
【００４７】
演算処理装置は、ステップＳ３３０の処理では、まず、山崩し可能な作業対象を特定する。図１０（ａ）の例では、部品Ｃが山崩し不可能、それ以外の部品が山崩し可能と特定される。そこで、演算処理装置は、図１０（ｂ）に示すように、その山崩し可否の情報を「山崩し可否１７２」のデータフィールドに記録する。なお、部品Ｃが山崩し不可能となるのは、図１０（ａ）において「山崩し前の期日１７５」と「山崩し後の期日１７６」との差が２８日であり、一週間さらに前倒しした場合、その差が３５日となり、工程Ｚの最長リードタイムと最短リードタイムの差３０日を超えるためである。
【００４８】
また、ステップＳ３３０の処理では、山崩し可能な作業対象のうち、作業負荷が大きい順に、作業負荷の合計が作業能力「５０（時間）」を下回るまで順番に山崩し対象として選択し、その選択した山崩し可能な作業対象の「山崩し後の期日１７６」を２０１０年４月２日の１週前に設定している。なお、前倒しの期間を１週間としているのは、負荷計算処理（図６、ステップＳ１０参照）を、例えば、１週単位で行っていることによるもので、前倒しの期間が１週間に限定されるわけではない。
【００４９】
また、図１０（ｂ）では、「山崩し候補１７３」のデータフィールドに「対象」の値が記録されたものを山崩し対象として選択している。その結果、２０１０年４月２日の工程Ｚで山積みされた作業対象のうち、「山崩し後の期日１７６」の値が「２０１０／０４／０２」となっているのは、「部品Ｃ」、「部品Ｅ」、「部品Ｆ」のみとなり、２０１０年４月２日の工程Ｚの作業負荷は、「部品Ｃ」、「部品Ｅ」、「部品Ｆ」のそれぞれの「作業負荷１７４」を合計して得られる４５時間となり、能力の５０時間を下回る。
【００５０】
図１１は、非ネック工程日程変更部２５０による非ネック工程日程変更処理の詳細な処理フローの例を示した図である。図１１に示すように、演算処理装置は、生産期限データ１１０に含まれるすべての作業対象について、作業対象を指定しつつ、繰り返し処理終了（ステップＳ４５０）までの繰り返し処理を開始する（ステップＳ４１０）。
【００５１】
演算処理装置は、まず、指定された作業対象について、その作業対象の期日（生産期限データ１１０の当該非ネック工程の当該作業対象に対する「期日１１３」）が、直前に実行されたネック工程山崩し処理（図９、ステップＳ３０）で変更されたか否かを判定する（ステップＳ４２０）。
【００５２】
そして、その判定の結果、当該作業対象の期日が変更されていた場合には（ステップＳ４２０でＹｅｓ）、演算処理装置は、当該作業対象の非ネック工程の前倒し日数を計算し、その非ネック工程の期日（生産期限データ１１０の非ネック工程の当該作業対象に対する「期日１１３」）を、その計算した前倒し日数分前の期日に変更する（ステップＳ４３０）。次に、演算処理装置は、その期日の変更に合わせて当該作業対象の集計日を変更し、非ネック工程の負荷を再計算し（ステップＳ４４０）、再計算した負荷を、時期別負荷状況データ１５０の「負荷１５３」のデータフィールドに再設定する。
【００５３】
また、ステップＳ４２０の判定で、当該作業対象の期日が変更されていなかった場合には（ステップＳ４２０でＮｏ）、演算処理装置は、ステップＳ４３０およびＳ４４０の処理をスキップする。
【００５４】
次に、演算処理装置は、すべての作業対象についてステップＳ４２０以下の処理を実行したか否かを判定し、すべての作業対象について実行していない場合には、その実行していない作業対象についてステップＳ４２０以下の処理を再度実行し、また、すべての作業対象について実行していた場合には、当該非ネック工程日程変更処理を終了する（ステップＳ４５０）。
【００５５】
図１２は、図１１の非ネック工程日程変更処理において、各作業対象に対する非ネック工程の期日変更処理（ステップＳ４３０）の詳細な処理フローの例を示した図である。図１２に示すように、演算処理装置は、まず、ネック工程山崩し処理で得られた前倒し日数Ｄを、残調整日数Ｒにセットする（ステップＳ４３１）。
【００５６】
次に、演算処理装置は、前倒し日数計算の対象となる日程変更工程として、出図工程の次の工程を設定し（ステップＳ４３２）、当該日程変更工程の余裕日数Ｓおよび消費可能日数Ｃを算出する（ステップＳ４３３）。ここで、余裕日数Ｓとは、当該工程の「最長リードタイム１４２」から「最短リードタイム１４３」を差し引いた日数をいい、消費可能日数Ｃとは、当該工程の余裕日数から、当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数をいう。
【００５７】
次に、演算処理装置は、残調整日数Ｒが当該工程の消費可能日数Ｃ以下であるか否かを判定し（ステップＳ４３４）、残調整日数Ｒが消費可能日数Ｃより大きい場合には（ステップＳ４３４でＹｅｓ）、日程変更工程の期日を消費可能日数Ｃの日数分前倒しし（ステップＳ４３５）、残調整日数Ｒを、そのときの残調整日数Ｒから消費可能日数Ｃを減じた日数（すなわち、Ｒ−Ｃ）によって更新する（ステップＳ４３６）。さらに、演算処理装置は、日程変更工程として当該工程の次の工程を設定し（ステップＳ４３７）、ステップＳ４３３に戻り、ステップＳ４３３以下の処理を繰り返し実行する。
【００５８】
一方、ステップＳ４３４の判定で、残調整日数Ｒが消費可能日数Ｃ以下であった場合には（ステップＳ４３４でＮｏ）、日程変更工程の期日を、残調整日数Ｒに当該工程の前の工程の前倒し日数を加算して得られる日数分前倒しし（ステップＳ４３８）、図１２の非ネック工程の期日変更処理を終了する。
【００５９】
図１３は、非ネック工程の期日を前倒しする処理の計算過程の例を模式的に示した図である。図１３（ａ）には、日程変更前の各工程の期日、および、ネック工程山崩し処理により変更されたネック工程（工程Ｚ）の期日が示されている。すなわち、この例では、ネック工程（工程Ｚ）の期日は、９月９日から８月２５日に前倒しされている。この例の場合、図１２のステップＳ４３１の処理では、残調整日数Ｒには、ネック工程の前倒し日数Ｄである１５日がセットされる。
【００６０】
次に、図１３（ｂ）には、図１２のステップＳ４３２〜Ｓ４３５の処理によって、出図の次の工程である工程Ｘの期日が６月１日から５月２２日に前倒しされる例が示されている。
【００６１】
この例の場合、ステップＳ４３２で、日程変更工程として、出図の次工程である工程Ｘがセットされる。また、ステップＳ４３３では、工程Ｘの余裕日数Ｓとして、工程Ｘの最長リードタイム５０日と最短リードタイム４０日との差１０日がセットされ、消費可能日数Ｃとして、工程Ｘの余裕日数１０日から工程Ｘの前工程である出図の余裕日数０日を引いた１０日がセットされる。さらに、ステップＳ４３４では、残調整日数Ｒの１５日が工程Ｘの消費可能日数Ｃの１０日より大きいので、ステップＳ４３５が実行され、工程Ｘの期日は、工程Ｘの消費可能日数Ｃの１０日、前倒しされる。
【００６２】
次に、図１３（ｃ）には、図１２のステップＳ４３６、Ｓ４３７，Ｓ４３３，Ｓ４３４，Ｓ４３８の処理によって、工程Ｙの期日が７月２１日から７月６日に前倒しされる例が示されている。
【００６３】
この例の場合、ステップＳ４３６で、残調整日数Ｒが１５日から消費可能日数Ｃの１０日が差し引かれ、新たな残調整日数Ｒは、５日となる。また、ステップＳ４３７では、日程変更工程に、工程Ｙがセットされ、ステップＳ４３３では、工程Ｙの余裕日数Ｓとして、２０日がセットされ、消費可能日数Ｃとして、工程Ｙの余裕日数２０日から工程Ｘの余裕日数１０日を差し引いた１０日がセットされる。さらに、ステップＳ４３４では、残調整日数Ｒの５日が工程Ｙの消費可能日数Ｃの１０日より小さいので、ステップＳ４３８が実行され、日程変更工程である工程Ｙの期日は、残調整日数Ｒの５日に１つ前の工程（工程Ｘ）の前倒し日数の１０日を加算して得られる１５日分前倒しされる。
【００６４】
図１４は、ネック工程山崩し処理および非ネック工程日程変更処理によって生成され、結果出力部３００に表示される「工程日程変更一覧」画面３１０の例を示した図である。図１４に示すように、「工程日程変更一覧」画面３１０には、各工程、各作業対象について、「変更前日程」、「変更後日程」、「日程差」および「余裕日数」の各データが表示されるとともに、表示内容切り替えなどのためのボタンとして、例えば、「日程変更状況図示」ボタン３１１、「負荷推移状況表示」ボタン３１２が表示される。
【００６５】
図１５は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「日程変更状況図示」ボタン３１１が押下されたときに結果出力部３００に表示される「日程変更状況図示」画面３１０ａの例を示した図である。図１５に示すように、「日程変更状況図示」画面３１０ａには、各工程の変更前と変更後の日程の変更状況が図示されるとともに、各工程の余裕日数および前倒し日数が併せて表示される。なお、図１５では、作業対象が部品Ｂの日程変更状況しか表示されていないが、すべての作業対象の日程変更状況を表示するようにしてもよく、また、ユーザによって適宜選択された複数の作業対象の日程変更状況を表示するようにしてもよい。
【００６６】
図１６は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「負荷推移状況表示」ボタン３１２が押下されたときに結果出力部３００に表示される「負荷推移状況表示」画面３１０ｂの例を示した図である。
図１６に示すように、「負荷推移状況表示」画面３１０ｂには、ネック工程またはユーザが指定する工程について、各集計日ごとに「平準化処理前作業負荷」、「平準化処理後作業負荷」、「能力」が表示される。さらに、作業負荷平準化処理の効果を示す指標として、各集計日における負荷と能力の偏差（差の絶対値）の合計が表示される。
【００６７】
図１７は、図１４の「工程日程変更一覧」画面３１０において「負荷推移状況表示」ボタン３１２が押下されたときに結果出力部３００に表示されるグラフ形式の「負荷推移状況表示」画面３１０ｃの例を示した図である。
図１７に示すように、「負荷推移状況表示」画面３１０ｃには、作業負荷平準化処理前後の集計日ごとの作業負荷および工程の能力の推移がグラフで表示されるので、作業負荷平準化処理の効果が一目で分かるようになる。
【００６８】
なお、本実施形態の場合、その作業負荷平準化処理（図６参照）を実行したとき、負荷が能力を超過する工程や時期が残存する可能性を全く否定することはできない。そこで、本実施形態では、作業負荷平準化処理を実行に負荷が能力を超過する工程、時期が残存していた場合には、負荷が能力を超過する工程、時期をユーザに提示し、その工程、時期に対して、何らかの能力調整が必要であることを通知する。
【００６９】
図１８は、能力調整が必要であることを通知する「要能力調整通知」画面３１０ｄの例を示した図である。図１８に示すように、「要能力調整通知」画面３１０ｄでは、集計日が「２０１０／０３／２６」である「工程Ｙ」の負荷は、９０時間であり、その能力８０時間を上回っている。このような場合、そのデータをハイライトして表示したり、表示色を周囲と異なる色にしたりして、ユーザに注意を促す。また、能力調整が必要なことを通知するメッセージを表示してもよく、さらには、その能力調整に必要な調整後の能力を表示するようにしてもよい。
【００７０】
以上、本実施形態によれば、ネック工程の作業負荷平準化後の非ネック工程の日程決定に要する時間を短縮することが可能となり、その結果、迅速な生産計画の立案が可能となる。とくに、作業負荷と能力の乖離が大きい場合などには、その作業負荷と能力の乖離の調整を、人手による調整を加えながら繰り返して行うことが可能となるので、より適正な生産計画立案が可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、設計日程を変更せずに作業負荷を平準化することが可能となる。その結果、すでに設計が進捗している作業対象の日程圧迫を抑止することができ、また、設計部門と製造部門との間での日程調整の手間を省くことが可能となる。なお、本実施形態では、出図日を変更できない初工程としたが、これに限らず、部品の着荷日や作業着手可能日などを、日程変更できない初工程とし、後続する工程の負荷の山崩しを本実施形態と同様の方法で作業負荷の平準化をすることも可能である。
【００７２】
（実施形態の第１の変形例）
以上、ここまでに説明した実施形態における作業負荷平準化装置１０００では、各工程の最短リードタイムは、入力受付部１００を介して外部から入力されるものとしているが、以下に説明する実施形態の第１の変形例では、作業負荷平準化装置１０００は、各工程の負荷超過量を先に計算し、その後、その計算された負荷超過量に応じて各工程の最短リードタイムを設定する。
【００７３】
図１９は、実施形態の第１の変形例において入力されるリードタイムデータ１４０ａの例を示した図である。
図１９に示すように、実施形態の第１の変形例では、最短リードタイムは、終工程（Ｅ工程）のみ設定され、他の工程については設定されていない。ちなみに、リードタイムデータ１４０ａでは、終工程（工程Ｅ）の最長リードタイムは２００日、最短リードタイムは１５０日である。従って、終工程の余裕日数は５０日である。
【００７４】
この実施形態の第１の変形例において、作業負荷平準化処理部２００の演算処理装置が実行する作業負荷平準化処理は、図６に示した作業負荷平準化処理とほぼ同じであるが、一部に相違があるので、ここでは、その相違する処理についてのみ説明する。
【００７５】
図２０は、実施形態の第１の変形例において、負荷超過合計時間を算出する過程の例を示した図である。
演算処理装置は、ネック工程特定処理（図６：ステップＳ２０）により、図２０（ａ）に示すような負荷ｖｓ能力比較表１６０を生成するが、そのとき、併せて、図２０（ｂ）に示すような各工程の負荷超過合計時間を算出する。負荷超過合計時間とは、負荷ｖｓ能力比較表１６０において、「工程１６２」に含まれる工程ごとに、各「集計日１６１」についての「負荷１６３」が「能力１６４」を超過する時間を合計した時間をいう。なお、図２０（ａ）に示した負荷ｖｓ能力比較表１６０の例では、負荷ｖｓ能力のデータは、工程Ｘについてだけしか記載されていないが、実際には、工程Ｙ、工程Ｚ，工程Ｅについてのデータも存在するものとする。
【００７６】
図２１は、実施形態の第１の変形例において、各工程の余裕日数および最短リードタイムを算出する過程の例を示した図である。
演算処理装置は、図２０（ｂ）のように算出した各工程の負荷超過合計時間に基づき、図２１（ａ）に示すような負荷超過合計時間データ１８０を生成する。ここで、負荷超過合計時間データ１８０は、データフィールドとして「工程１８１」、「負荷超過合計時間１８２」、「累積負荷超過合計時間１８３」を有している。なお、各工程の「累積負荷超過合計時間１８３」の値は、当該工程の「負荷超過合計時間１８２」の値に、当該工程に先行する工程の「負荷超過合計時間１８２」の値を累積した値である。
【００７７】
次に、演算処理装置は、各工程の「余裕日数Ｓ」を「累積負荷超過合計時間１８３」の値に比例するように設定する。ここで、終工程である工程Ｅについては、余裕日数Ｓが与えられているので（図１９参照）、演算処理装置は、余裕日数Ｓの「累積負荷超過合計時間１８３」の値に対する比（＝５０／１０００）を算出することができる。従って、演算処理装置は、その比を用いて他の工程の余裕日数Ｓを算出する。
【００７８】
次に、演算処理装置は、最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数という余裕日数Ｓの定義に基づき、各工程の最短リードタイムを算出する。
【００７９】
以上のような手順に基づき、最短リードタイムおよび余裕日数Ｓを定めるようにすれば、負荷超過が大きい工程に対して、より大きい余裕日数を与えることが可能になる。この場合には、負荷超過が大きい工程の負荷超過解消が容易となるため、演算処理装置の計算量が減少し、作業負荷平準化処理の効率が向上する。
【００８０】
（実施形態の変形例２）
図２２は、実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローの例を示した図である。この実施形態の第２の変形例における作業負荷平準化処理の処理フローは、図６に示した作業負荷平準化処理の処理フローを、ネック工程特定処理（図６：ステップＳ２０）で特定したネック工程だけでなく、すべての工程の負荷超過を解消するように変更したものである。
【００８１】
従って、図２２の処理フローでは、図６の処理フローにおけるネック工程特定処理（ステップＳ２０）は削除されており、代りに、終工程をネック工程とする処理（ステップＳ２０ａ）が追加されている。さらに、ネック工程を現ネック工程の１つ前の工程に設定する処理（ステップＳ５１）およびネック工程が初工程であるか否かを判定する処理（ステップＳ５２）が追加されている。
【００８２】
すなわち、各工程の負荷超過は、終工程から初工程まで、工程の進行とは逆の順に解消されることになる。なお、この実施形態の第２の変形例の場合、非ネック工程日程変更処理（ステップＳ４０）では、すでに山崩し処理を終了した工程については、日程変更をしないものとする。
【符号の説明】
【００８３】
１００ 入力受付部
１１０ 生産期限データ
１２０ 生産能力データ
１３０ 作業物量データ
１４０ リードタイムデータ
１５０ 時期別負荷状況データ
１６０ 負荷ｖｓ能力比較表
１７０ 山積み作業対象リスト
１８０ 負荷超過合計時間データ
２００ 作業負荷平準化処理部
２１０ 負荷計算部
２２０ 能力計算部
２３０ ネック工程特定部
２４０ ネック工程山崩し部
２５０ 非ネック工程日程変更部
３００ 結果出力部
１０００ 作業負荷平準化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の工程からなる製造工程の各工程の作業の負荷を前記各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化装置であって、
前記各工程における作業対象の作業を終了させる期限日を表す生産期限データと、前記各工程における作業可能な時間である能力を表す能力データと、前記各工程における作業対象の作業を行うのに必要な時間を表す作業物量データと、前記各工程についての最長リードタイムおよび最短リードタイムのデータからなるリードタイムデータと、を含む入力データの入力を受付ける入力受付部と、
前記生産期限データおよび前記作業物量データに基づき、あらかじめ定められた集計日ごとの前記各工程の作業の負荷を計算する負荷計算部と、
前記工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定部と、
前記ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の期限日を変更して、当該ネック工程の作業の負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し部と、
前記ネック工程山崩し部による前記ネック工程の前記作業対象の期限日の変更に伴い、前記作業対象の前記ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、前記非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部と、
前記ネック工程山崩し部および前記非ネック工程日程変更部によって変更された前記各工程の各作業対象の期限日および負荷のデータを出力する結果出力部と、
を備えること
を特徴とする作業負荷平準化装置。
【請求項２】
前記非ネック工程日程変更部は、
前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更すること
を特徴とする請求項１に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項３】
前記入力受付部が受付ける最短リードタイムのうち、終工程を除く工程に対する最短リードタイムは、未設定のデータであり、
前記非ネック工程日程変更部は、
前記各工程で負荷が能力を超過する負荷超過合計時間の初工程からの累積時間である累積負荷超過合計時間に比例する日数を、当該工程の余裕日数として設定し、さらに、その余裕日数と当該工程の最長リードタイムとから当該工程の最短リードタイムを設定すること
を特徴とする請求項１に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項４】
前記結果出力部は、
前記ネック工程山崩し部および前記非ネック工程日程変更部により変更された前記各工程の負荷が能力を超過する場合には、当該工程について能力調整が必要であることを通知するメッセージ、および、前記負荷が前記能力を超過しないように調整した能力のデータの少なくとも一方を出力すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項５】
演算処理装置と入力装置と出力装置とを備えたコンピュータにより、複数の工程からなる製造工程の各工程の作業の負荷を前記各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化方法であって、
前記演算処理装置は、
前記入力装置を介して、前記各工程における作業対象の作業を終了させる期限日を表す生産期限データと、前記各工程における作業可能な時間である能力を表す能力データと、前記各工程における作業対象の作業を行うのに必要な時間を表す作業物量データと、前記各工程についての最長リードタイムおよび最短リードタイムのデータからなるリードタイムデータと、を含む入力データの入力を受付ける入力受付処理と、
前記生産期限データおよび前記作業物量データに基づき、あらかじめ定められた集計日ごとの前記各工程の作業の負荷を計算する負荷計算処理と、
前記工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定処理と、
前記ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の期限日を変更して、当該ネック工程の作業の負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し処理と、
前記ネック工程山崩し処理による前記ネック工程の前記作業対象の期限日の変更に伴い、前記作業対象の前記ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、前記非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更処理と、
前記ネック工程山崩し処理および前記非ネック工程日程変更処理によって変更された前記各工程の各作業対象の期限日および負荷のデータを、前記出力装置に出力する結果出力処理と、
を実行すること
を特徴とする作業負荷平準化方法。
【請求項６】
前記演算処理装置は、
前記非ネック工程日程変更処理において、前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更すること
を特徴とする請求項５に記載の作業負荷平準化方法。
【請求項７】
前記入力受付で受付けられる最短リードタイムのうち、終工程を除く工程に対する最短リードタイムは、未設定のデータであり、
前記演算処理装置は、
前記非ネック工程日程変更処理において、前記各工程で負荷が能力を超過する負荷超過合計時間の初工程からの累積時間である累積負荷超過合計時間に比例する日数を、当該工程の余裕日数として設定し、さらに、その余裕日数と当該工程の最長リードタイムとから当該工程の最短リードタイムを設定すること
を特徴とする請求項５に記載の作業負荷平準化方法。
【請求項８】
前記演算処理装置は、
前記結果出力処理において、前記ネック工程山崩し処理および前記非ネック工程日程変更処理により変更された前記各工程の負荷が能力を超過する場合には、前記負荷が前記能力を超過している旨のメッセージ、および、前記負荷が前記能力を超過しないように調整した能力のデータの少なくとも一方を出力すること
を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業負荷平準化方法。
【請求項１】
複数の工程からなる製造工程の各工程の作業の負荷を前記各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化装置であって、
前記各工程における作業対象の作業を終了させる期限日を表す生産期限データと、前記各工程における作業可能な時間である能力を表す能力データと、前記各工程における作業対象の作業を行うのに必要な時間を表す作業物量データと、前記各工程についての最長リードタイムおよび最短リードタイムのデータからなるリードタイムデータと、を含む入力データの入力を受付ける入力受付部と、
前記生産期限データおよび前記作業物量データに基づき、あらかじめ定められた集計日ごとの前記各工程の作業の負荷を計算する負荷計算部と、
前記工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定部と、
前記ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の期限日を変更して、当該ネック工程の作業の負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し部と、
前記ネック工程山崩し部による前記ネック工程の前記作業対象の期限日の変更に伴い、前記作業対象の前記ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、前記非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更部と、
前記ネック工程山崩し部および前記非ネック工程日程変更部によって変更された前記各工程の各作業対象の期限日および負荷のデータを出力する結果出力部と、
を備えること
を特徴とする作業負荷平準化装置。
【請求項２】
前記非ネック工程日程変更部は、
前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更すること
を特徴とする請求項１に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項３】
前記入力受付部が受付ける最短リードタイムのうち、終工程を除く工程に対する最短リードタイムは、未設定のデータであり、
前記非ネック工程日程変更部は、
前記各工程で負荷が能力を超過する負荷超過合計時間の初工程からの累積時間である累積負荷超過合計時間に比例する日数を、当該工程の余裕日数として設定し、さらに、その余裕日数と当該工程の最長リードタイムとから当該工程の最短リードタイムを設定すること
を特徴とする請求項１に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項４】
前記結果出力部は、
前記ネック工程山崩し部および前記非ネック工程日程変更部により変更された前記各工程の負荷が能力を超過する場合には、当該工程について能力調整が必要であることを通知するメッセージ、および、前記負荷が前記能力を超過しないように調整した能力のデータの少なくとも一方を出力すること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業負荷平準化装置。
【請求項５】
演算処理装置と入力装置と出力装置とを備えたコンピュータにより、複数の工程からなる製造工程の各工程の作業の負荷を前記各工程の能力に応じて平準化する作業負荷平準化方法であって、
前記演算処理装置は、
前記入力装置を介して、前記各工程における作業対象の作業を終了させる期限日を表す生産期限データと、前記各工程における作業可能な時間である能力を表す能力データと、前記各工程における作業対象の作業を行うのに必要な時間を表す作業物量データと、前記各工程についての最長リードタイムおよび最短リードタイムのデータからなるリードタイムデータと、を含む入力データの入力を受付ける入力受付処理と、
前記生産期限データおよび前記作業物量データに基づき、あらかじめ定められた集計日ごとの前記各工程の作業の負荷を計算する負荷計算処理と、
前記工程ごとに作業の負荷と能力とを比較して、作業の負荷が能力を超過する量が最大となる工程をネック工程と特定するネック工程特定処理と、
前記ネック工程に対して山積みされた各作業対象の負荷のうち、一部の作業対象の期限日を変更して、当該ネック工程の作業の負荷を削減する山崩し処理を行うネック工程山崩し処理と、
前記ネック工程山崩し処理による前記ネック工程の前記作業対象の期限日の変更に伴い、前記作業対象の前記ネック工程に先行する非ネック工程の期限日を、初工程側から順に、前記非ネック工程の負荷がその非ネック工程の能力以下となり、かつ、当該期限日が当該非ネック工程の最長リードタイムと最短リードタイムの範囲内に含まれるように決定する非ネック工程日程変更処理と、
前記ネック工程山崩し処理および前記非ネック工程日程変更処理によって変更された前記各工程の各作業対象の期限日および負荷のデータを、前記出力装置に出力する結果出力処理と、
を実行すること
を特徴とする作業負荷平準化方法。
【請求項６】
前記演算処理装置は、
前記非ネック工程日程変更処理において、前記各工程の最長リードタイムから最短リードタイムを差し引いた日数である余裕日数と、当該工程の余裕日数から当該工程の１つ前の工程の余裕日数を差し引いた日数である消費可能日数とを用いて、当該工程で前記期限日の前倒しが可能な日数である残調整日数を算出し、前記算出した残調整日数に基づき、前記非ネック工程の期限日を変更すること
を特徴とする請求項５に記載の作業負荷平準化方法。
【請求項７】
前記入力受付で受付けられる最短リードタイムのうち、終工程を除く工程に対する最短リードタイムは、未設定のデータであり、
前記演算処理装置は、
前記非ネック工程日程変更処理において、前記各工程で負荷が能力を超過する負荷超過合計時間の初工程からの累積時間である累積負荷超過合計時間に比例する日数を、当該工程の余裕日数として設定し、さらに、その余裕日数と当該工程の最長リードタイムとから当該工程の最短リードタイムを設定すること
を特徴とする請求項５に記載の作業負荷平準化方法。
【請求項８】
前記演算処理装置は、
前記結果出力処理において、前記ネック工程山崩し処理および前記非ネック工程日程変更処理により変更された前記各工程の負荷が能力を超過する場合には、前記負荷が前記能力を超過している旨のメッセージ、および、前記負荷が前記能力を超過しないように調整した能力のデータの少なくとも一方を出力すること
を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業負荷平準化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１２−１６８７４６（Ｐ２０１２−１６８７４６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２９３１８（Ｐ２０１１−２９３１８）
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１５日（２０１１．２．１５）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス (276)
【出願人】（５０７２５０４２７）日立ＧＥニュークリア・エナジー株式会社 (858)
【Ｆターム（参考）】
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