JP7694352B2 - 生産計画立案システムおよび生産計画立案方法 - Google Patents

Description

本開示は、生産計画立案システムおよび生産計画立案方法に関する。

従来、工程が実施されるエリアをライン上に複数並べて生産が行われる生産ラインにおいて、効率的に生産を行うための技術がある（例えば、特許文献１）。特許文献１には、複数の工程のうち、タクトタイムから作業に必要な時間を差し引いた際に、時間が余る余剰工程のエリアに検査工程に使用される表示手段を配置する技術が開示されている。

特開２０１３－２１０８２２号公報

ところで、生産ラインにて使用される設備に不具合が発生した場合には、設備の保全作業を行う必要が生じる。不具合が発生した設備が上記の余剰工程で使用されている設備である場合には、余剰の時間を用いて保全作業を行うことができる。しかし、不具合が発生した設備が上記の余剰工程で使用されている設備でない場合や、余剰の時間内に保全作業が終了しない場合もある。このような場合には、保全作業を行うために生産ラインを停止する必要が生じ、目標生産数を生産できないおそれがある。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
本開示の一形態によれば、生産計画立案システムが提供される。前記生産計画立案システムは、生産ラインの生産計画であって、前記生産ラインの稼働時間を目標生産数で除して算出されるタクトタイムを含む生産計画を立案し、前記生産ラインで使用する設備の性能を示す検出値が、前記設備の保全作業が必要と予測される予測時刻から猶予時間を差し引いた基準時刻における前記検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する判断部と、前記基準値を超えたと前記判断部が判断した場合、前記保全作業に要する保全作業時間を取得する取得部と、前記猶予時間と、前記保全作業時間とを用いて、前記保全作業時間を前記猶予時間内に生成するための前記タクトタイムの短縮時間を算出する算出部であって、前記タクトタイムから前記短縮時間を減じた短縮タクトタイムがサイクルタイム以下である場合には、前記タクトタイムから前記サイクルタイムを減じた時間を前記短縮時間として算出する算出部と、前記生産計画を変更する変更部と、を備え、前記変更部は、前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイムより長い場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画に変更し、前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイム以下である場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画であって、前記目標生産数の減少を含む前記生産計画に変更する。

（１）本開示の一形態によれば、生産計画立案システムが提供される。この生産計画立案システムは、生産ラインの生産計画であって、前記生産ラインの稼働時間を目標生産数で除して算出されるタクトタイムを含む生産計画を立案し、前記生産ラインで使用する設備の性能を示す検出値が、前記設備の保全作業が必要と予測される予測時刻から猶予時間を差し引いた基準時刻における前記検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する判断部と、前記基準値を超えたと前記判断部が判断した場合、前記保全作業に要する保全作業時間を取得する取得部と、前記猶予時間と、前記保全作業時間とを用いて、前記保全作業時間を前記猶予時間内に生成するための前記タクトタイムの短縮時間を算出する算出部と、これまでの前記生産計画を、前記タクトタイムから前記短縮時間を減じた短縮タクトタイムを用いた前記生産計画に変更する変更部と、を備える。この形態によれば、事前に保全作業を予測し、保全作業が必要な場合には、タクトタイムを短縮することにより、目標生産数を減少せずに保全作業を行うことができる。
（２）上記形態の生産計画立案システムにおいて、前記変更部は、前記短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合、これまでの前記生産計画から、前記目標生産数の減少を含む前記生産計画に変更してもよい。この形態によれば、短縮タクトタイムが１個当たりの実際の生産時間であるサイクルタイムよりも短い場合には、目標生産数の減少を含む生産計画に変更することができる。
（３）上記形態の生産計画立案システムにおいて、前記生産ラインは、前記設備を複数備え、前記猶予時間と前記保全作業時間とは、前記複数の設備毎に予め定められており、前記判断部が前記複数の設備について前記検出値が前記基準値を超えたと判断した場合、前記算出部は、前記検出値が前記基準値を超えたと判断された前記複数の設備のうち、前記猶予時間が最も短い前記設備の前記猶予時間と、前記保全作業時間が最も長い前記設備の前記保全作業時間である最長保全作業時間とを用いて、前記短縮時間を算出し、前記変更部は、前記最長保全作業時間内に前記複数の設備の前記保全作業を行うための前記生産ラインの停止時期を設定してもよい。この形態によれば、生産ラインの停止時期に、複数の保全作業を行うことができるため、効率良く保全作業を実施することができる。
（４）上記形態の生産計画立案システムにおいて、前記判断部は、前記予測時刻における前記検出値である限界値と、前記基準値と、前記設備と、が対応付けられた予測データが記憶された記憶部と通信可能であり、前記判断部は、前記予測データの前記基準値を用いて判断してもよい。この形態によれば、予測データを用いて、基準値を超えたか否かを判断することができる。
（５）上記形態の生産計画立案システムにおいて、さらに、前記短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合、前記猶予時間が長くなるように、前記基準値を前記限界値から遠ざけるように更新する更新部を備えてもよい。この形態によれば、次回の保全作業実施において、タクトタイムを短縮する調整が早期にできるようになるため、目標生産数を減少せずに、保全作業を実施できる可能性を高めることができる。
（６）上記形態の生産計画立案システムにおいて、さらに、前記保全作業時間が長いほど、前記猶予時間を長く設定する設定部を備えていてもよい。この形態によれば、保全作業時間が長い場合であっても、猶予時間を長く設定することにより、目標生産数を変更せずに、タクトタイムの短縮により保全作業時間を生成することができる可能性を高めることができる。
本開示は、生産計画立案システムの種々の形態で実現することも可能である。例えば、生産計画立案方法等の形態で実現することができる。

生産ラインおよび生産計画立案システムの模式図。 生産計画立案システムの構成を示すブロック図。 ベルトコンベアである設備の構成を示すブロック図。 設備データを説明する図。 生産計画立案処理のフローチャート。 短縮時間算出処理のフローチャート。 変更後の生産計画を説明する図。 第２実施形態に係る生産計画立案処理のフローチャート。 予測データを説明する図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、生産ライン１０および生産計画立案システム２０の模式図である。図２は、生産計画立案システム２０の構成を示すブロック図である。図３は、ベルトコンベアである設備Ｆ１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、生産ライン１０は、生産計画立案システム２０が立案した生産計画８１（図２）を使用して生産を行う。生産ライン１０は、各工程を実行する複数のエリアがライン上に並べられている。製品Ｗは、各工程のエリアに順次搬送され、各工程が行われる。生産ライン１０では、複数の設備Ｆが用いられる。設備Ｆとは、具体的には、製品Ｗを搬送するためのベルトコンベアや、製品Ｗに加工や組付けを行う例えばロボットおよび工具などの装置や作業員、製品の検査を行う装置や作業員などである。本実施形態では、複数の設備Ｆの各々には、識別番号が付与されている。複数の設備の各々を区別する場合には、設備Ｆのあとに識別番号を付して記載する。例えば、設備Ｆ１は、識別番号が「１」の設備Ｆである。本実施形態では、生産ライン１０は、設備Ｆ１から設備Ｆｓまでのｓ個の設備Ｆを備えている。設備Ｆ１は、ベルトコンベアである。設備Ｆ２および設備Ｆ４は作業員である。設備Ｆ３、設備Ｆ５、および設備Ｆｓは、装置である。各工程を実行するエリアには、作業員が配置されているエリアと、作業員は配置されておらず、装置のみが配置されている無人のエリアなどがある。本実施形態では、生産ライン１０は、工程１から工程ｎまでのｎ個の工程を含む。

生産計画立案システム２０は、生産計画８１を立案する。生産計画立案システム２０は、生産期間において、例えば受注数を用いて設定される目標総生産数を生産するために、単位生産期間での目標生産数を設定する。生産期間は、例えば１か月である。単位生産期間は、例えば、１週間や１日である。また、生産計画立案システム２０は、単位生産期間における稼働時間を、単位生産期間における目標生産数で除してタクトタイムを算出する。そして、生産計画立案システム２０は、算出したタクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合には、タクトタイムがサイクルタイム以上となるように、目標生産数を減少させた生産計画８１に変更し、生産計画８１を更新する。ここで、サイクルタイムとは、稼働時間を実際の生産数で除して算出される時間である。サイクルタイムの値は、過去のサイクルタイムの実績値が用いられる。サイクルタイムの値は、例えば、作業員の熟練度などにより変動する。タクトタイムおよびサイクルタイムの単位は、いずれも「秒」である。以上説明した、生産計画立案システム２０が生産計画８１を立案する処理を立案ステップともいう。

生産計画立案システム２０は、ＰＣで実現される。図２に示すように、生産計画立案システム２０は、制御部２１と、ディスプレイ２４と、キーボード２５とを備える。制御部２１は、ＣＰＵ２２と、記憶部としてのメモリ２３とを有する。また、ＣＰＵ２２は、機能部として、判断部３１と、取得部３２と、算出部３３と、変更部３４とを有する。判断部３１などの各機能部は、メモリ２３に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。後に詳述するように、判断部３１は、設備データ８２を用いて、設備Ｆの性能を示す検出値が、設備Ｆの保全作業が必要と予測される予測時刻ｔ２から猶予時間を差し引いた基準時刻ｔ１における検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する。取得部３２は、保全作業に要する保全作業時間を取得する。算出部３３は、猶予時間内に保全作業時間を生成するためのタクトタイムの短縮時間を算出する。変更部３４は、これまでの生産計画８１を、タクトタイムから短縮時間を減じた短縮タクトタイムを用いた生産計画８１に変更する。メモリ２３には、生産計画８１と、設備データ８２と、予測データ８３とが記憶されている。生産計画８１は、生産計画立案システム２０が作成した生産計画８１である。設備データ８２および予測データ８３は、保全作業を予測するためなどに用いられる。設備データ８２は、設備Ｆの性能を示す検出値の経時変化を示すデータである。ディスプレイ２４は、情報を表示する。キーボード２５は、情報の入力を受け付ける。

生産計画立案システム２０は、複数の設備Ｆのうち、作業員を除く設備Ｆ、すなわち装置である設備Ｆと通信可能に接続されている。図３を用いて、ベルトコンベアである設備Ｆ１を例示して説明する。設備Ｆ１は、通信部５０と、駆動部５１と、ローラ５２と、検出センサ５３とを備える。通信部５０は、生産計画立案システム２０と通信する。ローラ５２は、図示しない搬送ベルトを回転させる。駆動部５１はローラ５２を駆動する。検出センサ５３は、ローラ５２と搬送ベルトとの間の摩擦係数を検出するためのセンサである。通信部５０は、駆動部５１および検出センサ５３と通信可能に接続されている。駆動部５１は、通信部５０を介して生産計画立案システム２０から送信される生産計画８１に従って、各工程のエリア間の搬送時間が目標の搬送時間となるようにローラ５２を制御する。検出センサ５３は、通信部５０を介して、摩擦係数を示す検出センサ５３の検出値を生産計画立案システム２０に送信する。なお、生産計画立案システム２０と、設備Ｆとが通信する情報は、設備Ｆの種類による。例えば、設備Ｆがねじ締め工具であれば、ねじ締めにおけるトルク値が検出値として送信される。例えば、設備Ｆが溶接ロボットであれば、溶接における電流値が検出値として送信される。

設備Ｆから生産計画立案システム２０に送信される検出値は、設備Ｆの性能を示し、設備Ｆの保全作業を実施するための指標として用いられる。例えば、設備Ｆ１の摩擦係数を示す検出値が後述する限界値よりも大きくなった場合には、油を差すなどの保全作業が実施される。

図４は、設備Ｆ１の設備データ８２を説明する図である。図４の横軸は、時間であり、縦軸は設備Ｆ１の性能を指標する摩擦係数を示す検出値である。設備データ８２は、前回の保全作業の実施からの設備Ｆの積算稼働時間と、検出値とが対応付けられた時系列データである。設備データ８２は、設備Ｆ毎にメモリ２３に記憶されている。生産計画立案システム２０のデータの送信は、継続して行われる。具体的には、データの送信は、設備Ｆが稼働している期間、例えば、予め定められた時間間隔にて行われる。制御部２１は、検出値を受信すると、設備データ８２に受信した検出値を追加して、設備データ８２を更新する。

設備Ｆ毎に、保全作業を行うための限界値と保全作業を予測するための基準値とが予め設定されている。限界値は、すぐに保全作業を行う必要であるか否かを判断するために用いられる。具体的には、検出値が限界値を超えた場合、例えば、設備Ｆに備えられたアラームがなり、設備Ｆの作動は停止される。この場合、作業者により保全作業が実施された後、設備Ｆの作動が再開される。

上記のように、検出値が限界値を超え、設備Ｆの作動が停止された場合には、生産ライン１０は停止され、生産計画８１通りの生産が行われない。そこで、本実施形態では、設備Ｆの保全作業が必要と予測される予測時刻ｔ２から猶予時間を差し引いた基準時刻ｔ１における検出値の予測値である基準値を設定し、検出値を基準値と比較することで、保全作業を予測する。さらに、保全作業を事前に予定することで、生産計画８１のタクトタイムを事前に変更する。これにより、目標生産数の生産を行うことができる。

設備Ｆ毎に、限界値と基準値と猶予時間とが設定されたデータが、予測データ８３である。限界値は、予測時刻ｔ２における設備Ｆの性能を示す検出値である。基準値は、基準時刻ｔ１における検出値の予測値である。典型的には、基準時刻ｔ１における実績の検出値が基準値に設定される。これにより、検出値が基準値を超えた場合には、猶予時間経過後に、検出値が限界値を超えると予測することができる。予測データ８３は、過去の設備データ８２を用いて作成される。設備Ｆの種類により、性能が悪くなる程、検出値が大きくなるか、小さくなるかは異なる。例えば、設備Ｆ１の場合、摩擦係数を示す検出値が大きくなるほど、性能は低下する。

図５は、生産計画立案方法を実現する生産計画立案処理のフローチャートである。図６は、短縮時間算出処理のフローチャートである。図７は、変更後の生産計画８１を説明する図である。生産計画立案システム２０は、生産計画立案処理の実行を受け付けると、生産計画立案処理を実行する。

本実施形態では、設備Ｆ１を対象として生産計画立案処理が実行される。判断部３１は、予測データ８３を参照し、変数Ｂに設備Ｆ１の基準値を代入する（ステップＳ１２）。判断部３１は、設備データ８２の最新の検出値を変数Ｖに代入する（ステップＳ１４）。設備Ｆ１は、性能が悪くなるほど検出値が大きくなる設備Ｆであるため、判断部３１は、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいか否かを判断する（ステップＳ１６）。変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きくない、すなわち変数Ｖは、変数Ｂの絶対値以下であると判断した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、判断部３１は、予め定められた時間、例えば数分毎に、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいと判断するまでステップＳ１４およびステップＳ１６を繰り返し実行する。

変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいと判断した場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、変更部３４は、生産計画８１を参照し、変数Ｔにタクトタイムを代入し、変数Ｃにサイクルタイムを代入する（ステップＳ３０）。変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいと判断された場合とは、すなわち、設備Ｆ１の性能を示す検出値が基準値を超えて設備Ｆ１の性能が低下したと判断された場合である。ステップＳ１６を判断ステップとも呼ぶ。代入されるタクトタイムおよびサイクルタイムは、生産計画８１にて設定されている時間である。変数Ｖが変数Ｂの絶対値より大きいと判断された場合とは、猶予時間経過後に設備Ｆ１の保全作業を行う必要がある場合である。

変更部３４は、変数Ｔは変数Ｃよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３２）。変数Ｔは変数Ｃよりも大きくない、すなわち、変数Ｔは変数Ｃ以下であると判断した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、変更部３４は、これまでの生産計画８１を、目標生産数を減少させると共に、生産ライン停止を組み入れた生産計画８１に変更する（ステップＳ７０）。変数Ｔは変数Ｃ以下である場合、タクトタイムを短縮する余地はないため、目標生産数を減少させ、稼働時間を短縮することにより、保全作業を実施する時間を生成する。変更された生産計画は、設備Ｆに送信される。

図７に示すように、具体的には、猶予時間の終わりに生産ライン１０の停止が計画される。矢印にて示す猶予時間の終わりが稼働日３日目の稼働時間の終わりである場合には、稼働日３日目の稼働時間の最後に保全作業が計画される。なお、図７では、単位生産期間が１週間であり、２日目の稼働開始時にステップＳ７０が行われた場合を示している。保全作業が実施される日には、例えば、ディスプレイ２４に生産ライン１０が停止される旨のメッセージが表示される。これにより作業員は、生産ライン１０が停止されることを知ることができる。保全作業が予定されている時刻に、設備Ｆ１による製品Ｗの搬送が停止される。そして、作業員により設備Ｆ１の保全作業が実施される。この場合には、目標生産数を減少する必要があるものの、減少された生産数を補填するために、例えば、猶予時間経過後の稼働時間を増やすなどの対応を早期に行うことができる。ステップＳ７０の実行後、制御部２１は、本処理ルーチンを終了する。

図５に示すように、変数Ｔが変数Ｃよりも大きいと変更部３４が判断した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、取得部３２は、予測データ８３から取得した設備Ｆ１の保全作業時間を変数Ｍに代入し、予測データ８３から取得した猶予時間を変数Ｐに代入する（ステップＳ３８）。ステップＳ３８を取得ステップとも呼ぶ。変数Ｔが変数Ｃよりも大きい場合、タクトタイムを短縮する余地があるため、短縮時間算出処理を行うためである。

算出部３３は、保全作業時間を実施するために必要なタクトタイムの短縮時間を算出するため、短縮時間算出処理を行う（ステップＳ４０）。ステップＳ４０を算出ステップとも呼ぶ。図６に示すように、算出部３３は、短縮時間［秒］を示す変数ｔにゼロを代入する（ステップＳ５０）。算出部３３は、変数ｔをインクリメントする（ステップＳ５２）。算出部３３は、猶予時間が経過するまでの期間における短縮時間の合計を示す合計時間ｂを算出する（ステップＳ５４）。具体的には、合計時間ｂは、変数ｔに猶予時間における目標生産数を乗じて算出される。

算出部３３は、合計時間ｂが保全作業時間を示す変数Ｍより大きいか否かを判断する（ステップＳ５６）。合計時間ｂが変数Ｍより大きくない、すなわち合計時間ｂが変数Ｍ以下であると判断した場合（ステップＳ５６：ＮＯ）、算出部３３は、変数Ｔから変数Ｃを減じた値が、変数ｔと同じであるか否かを判断する（ステップＳ５８）。変数Ｔから変数Ｃを減じた値が、変数ｔと同じでないと判断した場合（ステップＳ５８：ＮＯ）、タクトタイムをさらに短縮できる余地があるため、算出部３３は、ステップＳ５２に移行する。そして、算出部３３は、合計時間ｂが変数Ｍより大きいと判断するか、または、変数Ｔから変数Ｃを減じた値が、変数ｔと同じであると判断するまで、ｔをインクリメントし（ステップＳ５２）、ステップＳ５４以降の処理ステップを実行する。

算出部３３は、合計時間ｂが変数Ｍより大きいと判断した場合（ステップＳ５６：ＹＥＳ）、合計時間ｂと、変数ｔとの値を返す（ステップＳ６０）。合計時間ｂが変数Ｍより大きいと判断した場合における変数ｔの値とは、保全作業時間を猶予時間内に生成するためのタクトタイムの短縮時間である。この場合とは、タクトタイムを短縮することにより、目標生産数を減少せずに保全作業時間を生成することができる場合である。

算出部３３は、変数Ｔから変数Ｃを減じた値が、変数ｔと同じであると判断した場合（ステップＳ５８：ＹＥＳ）、合計時間ｂと、変数ｔとの値を返す（ステップＳ６０）。この場合とは、タクトタイムをサイクルタイムまで短縮したとしても、目標生産数を減少せずに保全作業時間を生成することができない場合である。

図５に示すように、変更部３４は、返された値の合計時間ｂが変数Ｍより大きいか否かを判断する（ステップＳ４２）。合計時間ｂが変数Ｍより大きいと判断した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、変更部３４は、現在のタクトタイムを、現在のタクトタイムから短縮時間を示す変数ｔだけ減じたタクトタイムに変更すると共に、保全作業の計画を組み入れた生産計画８１に変更する（ステップＳ７２）。目標生産数を維持したままタクトタイムを短縮して保全作業を組み入れることができる場合における、現在のタクトタイムを変数ｔだけ減じたタクトタイムを短縮タクトタイムとも呼ぶ。つまり、ステップＳ７２において、変更部３４は、現在の生産計画８１を、短縮タクトタイムを用いた生産計画８１に変更する。タクトタイムを短縮し、稼働時間を短縮することにより、保全作業を実施する時間を生成する。ステップＳ７２を変更ステップとも呼ぶ。保全作業時間を生成するために、ステップＳ７０では、目標生産数を少なくして稼働時間を短縮するのに対して、ステップＳ７２では、目標生産数は変更せずにタクトタイムを短縮して稼働時間が短縮される。このように、タクトタイムが短縮されることにより、目標生産数は維持したまま、猶予時間内に保全作業を実施することができる。

変更された生産計画は、設備Ｆに送信される。これにより、工程のエリアに前工程のエリアから製品Ｗが搬送される時間間隔が短く設定される。ステップＳ７２の実行後、制御部２１は、本処理ルーチンを終了する。

合計時間ｂが変数Ｍより大きくない、すなわち合計時間ｂが変数Ｍ以下であると判断した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、変更部３４は、目標生産数を減少させ、現在のタクトタイムを、現在のタクトタイムから短縮時間を示す変数ｔだけ減じたタクトタイムに変更すると共に、保全作業の計画を組み入れた生産計画８１に変更する（ステップＳ７４）。この場合とは、短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合である。つまり、目標生産数を維持したまま保全作業時間を生成するためには、タクトタイムをサイクルタイムよりも短くする必要がある場合である。しかし、タクトタイムは、サイクルタイムよりも短く設定することはできないので、目標生産数を減少させて、保全作業を計画に組み入れる。ステップＳ７４は、ステップＳ７２に対して、タクトタイムを短縮する点が同じであり、目標生産数を減少させる点が異なる。また、ステップＳ７４は、ステップＳ７０に対して、目標生産数を減少させる点が同じであり、タクトタイムを短縮する点が異なる。ステップＳ７４により生産計画８１を変更することにより、ステップＳ７０と同様に、目標生産数は減少するものの、減少された生産数を補填するための対応を早期に行うことができる。また、タクトタイムを短縮することにより、タクトタイムを短縮しない場合よりも目標生産数の減少数を小さくすることができる。ステップＳ７４の実行後、制御部２１は、本処理ルーチンを終了する。

以上、説明した第１実施形態によれば、生産計画立案システム２０は、判断部３１と、取得部３２と、算出部３３と、変更部３４とを備える。判断部３１は、検出値を示す変数Ｖと、基準値を示す変数Ｂの絶対値との比較（ステップＳ１６）により、予測時刻ｔ２から猶予時間を差し引いた基準時刻ｔ１における検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する。変数Ｖが変数Ｂの絶対値より大きいと判断された場合、すなわち検出値が基準値を超えたと判断された場合、取得部３２は、保全作業時間を取得し、変数Ｍに代入する（ステップＳ３８）。算出部３３は、保全作業時間を示す変数Ｍを用いて、短縮時間算出処理（ステップＳ４０）を実行することにより、猶予時間内に保全作業時間を生成するためのタクトタイムの短縮時間を示す変数ｔを算出する。変更部３４は、現在のタクトタイムを、現在のタクトタイムから短縮時間を減じた短縮タクトタイムを用いた生産計画８１に変更する（ステップＳ７２）。これにより、事前に保全作業を予測し、保全作業が必要な場合には、タクトタイムを短縮することにより、目標生産数を変更せずに保全作業を行うことができる。

また、変更部３４は、タクトタイムから短縮時間を示す変数ｔだけ減少させた短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合、目標生産数の減少を含む生産計画８１に変更する（ステップＳ７４）。これにより、短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合には、目標生産数の減少を含む生産計画８１に変更することができる。

また、判断部３１は、予測データ８３にて設定された基準値を用いて、検出値を示す変数Ｖが基準値を示す変数Ｂより大きいか否かを判断する（ステップＳ１６）。これにより、判断部３１は、予測データ８３を用いて、検出値が基準値を超えたか否かを判断することができる。

Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態に係る生産計画立案処理のフローチャートである。第１実施形態に係る生産計画立案処理では、１つの設備Ｆを対象として行われるが、本実施形態では、複数の設備Ｆを対象として行われる。第１実施形態と同じ処理ステップには、同じ符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

生産計画立案システム２０は、生産計画立案処理の実行を受け付けると、生産計画立案処理を実行する。生産計画立案処理は、例えば毎日実施される。

判断部３１は、変数ｍに初期値の「１」を代入し、設備ＩＤが「ｍ」の設備Ｆである設備Ｆｍを後のステップＳ１３～Ｓ１７の対象に設定する（ステップＳ１０）。判断部３１は、予測データ８３を参照し、変数Ｂに設備Ｆｍの基準値を代入する（ステップＳ１３）。判断部３１は、設備データ８２の最新の検出値を変数Ｖに代入する（ステップＳ１５）。

判断部３１は、変数Ｖは、検出値が基準値を超えたか否かを判断する（ステップＳ１７）。上記のように、性能が悪くなる程、性能を示す値が大きくなるか、小さくなるかは、設備Ｆにより異なる。設備Ｆ１のように、性能が低下する程、性能を示す値が大きくなる設備Ｆの場合には、ステップＳ１７では、第１実施形態に係るステップＳ１６と同様に、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいか否かが判断される。そして、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きいと判断された場合には、検出値が基準値を超えたと判断される。対して、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より大きくないと判断された場合には、検出値が基準値を超えていないと判断される。性能が低下する程、性能を示す値が小さくなる設備Ｆの場合には、ステップＳ１８では、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より小さいか否かが判断される。そして、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より小さいと判断された場合には、検出値が基準値を超えたと判断される。対して、変数Ｖは、変数Ｂの絶対値より小さくないと判断された場合には、検出値が基準値を超えていないと判断される。

検出値が基準値を超えたと判断した場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、判断部３１は、対象としている設備ＩＤ、すなわち変数ｍの値をメモリ２３に記憶する（ステップＳ２０）。一方、変数Ｖは、検出値が基準値を超えていないと判断した場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、判断部３１は、対象としている設備ＩＤをメモリ２３に記憶せずにステップＳ２２に移行する。

判断部３１は、変数ｍをインクリメントし（ステップＳ２２）、変数ｍは、設備Ｆの総数を示す変数ｓよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ２４）。変数ｍは、変数ｓよりも大きくない、すなわち、変数ｍは、変数ｓ以下であると判断した場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、次の設備Ｆについて判断するため、判断部３１は、ステップＳ１０に移行する。変数ｍは、変数ｓよりも大きいと判断した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、すべての設備Ｆについての判断を終えたため、制御部２１は、ステップＳ３０に移行する。

変更部３４は、変数Ｔに現在のタクトタイムを代入し、変数Ｃにサイクルタイムを代入する（ステップＳ３０）。変更部３４は、変数Ｔは変数Ｃよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ３２）。変数Ｔは変数Ｃよりも大きくないと判断した場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、変更部３４は、第１実施形態と同様に、生産計画８１を変更する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０の実行後、制御部２１は、本処理ルーチンを終了する。

変更部３４が変数Ｔは変数Ｃよりも大きいと判断した場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、取得部３２は、予測データ８３を参照し、記憶した設備ＩＤに対応付けられた猶予時間を抽出し、最短の猶予時間を取得する（ステップＳ３４）。変更部３４は、予測データ８３を参照し、記憶した設備ＩＤに対応付けられた保全作業時間を抽出し、最長の保全作業時間である最長保全作業時間を取得する（ステップＳ３６）。

図９は、予測データ８３を説明する図である。予測データ８３は、設備ＩＤと、猶予時間と、保全作業時間とが１組に対応付けられたデータベースである。予測データ８３は、過去の保全作業の実績を用いて作成される。例えば、設備Ｆ１は、検出値が基準値を超えた場合には、１４０時間経過後に、検出値が限界値を超えると予測される。設備Ｆ１の保全作業は０．５時間である。

取得部３２は、取得した最長保全作業時間を変数Ｍに代入し、取得した最短の猶予時間を変数Ｐに代入する（ステップＳ３９）。算出部３３は、短縮時間算出処理を行う（ステップＳ４０）。なお、本実施形態に係る短縮時間算出処理では、ステップＳ５４（図６）では、ステップＳ３６（図８）にて取得された最短の猶予時間における目標生産数を用いて合計時間ｂが算出される。また、ステップＳ５６（図６）では、ステップＳ３４（図８）にて取得された最長保全作業時間を用いて判断される。これにより、複数の設備Ｆについて、保全作業が必要である場合、複数の設備Ｆについて同時期に保全作業を実施することができる。例えば、図９に示す設備Ｆ１と設備Ｆ３と設備Ｆ５とが、基準時刻ｔ１に到達したと判断された場合、保全作業時間が最長である１．５時間の保全作業時間を生成することで、一度の生産ライン１０の停止で、３つの設備Ｆの保全作業を実施できる。複数の設備Ｆの各々の猶予時間の終わりに合わせて保全作業を実施するよりも生産ライン１０の停止の頻度を下げることができる。

変更部３４は、返された値の合計時間ｂが保全作業時間を示す変数Ｍより大きいか否かを判断する（ステップＳ４２）。合計時間ｂが変数Ｍより大きいと判断した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、変更部３４は、第１実施形態と同様に生産計画８１に変更する（ステップＳ７２）。具体的には、変更部３４は、最長保全作業時間内に複数の設備Ｆの保全作業を行うための生産ライン１０の停止時期を設定する。合計時間ｂが変数Ｍより大きくないと判断した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、変更部３４は、第１実施形態と同様に生産計画８１に変更する（ステップＳ７４）。制御部２１は、ステップＳ７２の実行後、およびステップＳ７４の実行後、本処理ルーチンを終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、算出部３３は、ステップＳ４０において、保全作業が必要であると判断された複数の設備Ｆのうち、猶予時間が最も短い設備Ｆの猶予時間と、保全作業時間が最も長い設備Ｆの保全作業時間とを用いて、短縮時間を算出する。これにより、複数の設備Ｆについての保全作業を同時期に行うことができるため、効率良く保全作業を実施することができる。

Ｃ．他の実施形態：
（Ｃ１）制御部２１は、さらに、機能部として更新部を備えていてもよい。更新部は、短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短い場合に、予測データ８３を、猶予時間が長くなるように基準値を限界値から遠ざけるように更新する。具体的には、第１実施形態に係る生産計画立案処理のステップＳ７４の実行後、更新部が、予測データ８３を、猶予時間が長くなるように、基準値を限界値から遠ざけるように更新する処理ステップ（更新ステップ）を挿入してよい。短縮タクトタイムがサイクルタイムよりも短いとは、タクトタイムをサイクルタイムと同じになるまで短縮したとしても、保全作業時間を生成できない場合である。この場合には、猶予時間が長くなるように、基準値を設定することで、次回の生産計画立案処理では、タクトタイムを短縮する調整が早期にできるようになるため、目標生産数を変更せずに、保全作業を実施できる可能性を高めることができる。

（Ｃ２）制御部２１は、さらに、機能部として設定部を備えていてもよい。設定部は、予測データ８３において、設備Ｆの保全作業時間が長いほど、猶予時間を長く設定する。これにより、保全作業時間が長い場合であっても、猶予時間を長く設定することにより、タクトタイムの短縮により保全作業時間を生成することができる。

（Ｃ３）上記したように、検出値は、摩擦係数を示す検出値やトルク値を示す検出値などである。保全作業が実施される時期を、前回の保全作業からの稼働時間の積算時間、生産数の積算値を用いて予測することもできる。そこで、検出値として、前回の保全作業を行ってからの設備Ｆの稼働時間の積算時間、生産数の積算値を用いてもよい。つまり、検出値は、タイマーが検出する稼働時間の積算時間や生産数の積算値でもよい。

（Ｃ４）上記第１実施形態に係る生産計画立案処理のステップＳ７０では、猶予時間の終わりに保全作業が実施される生産計画８１に変更される。保全作業が実施される時期は、猶予時間の終わりに限られない。例えば、猶予時間の終わりが１日の稼働時間の途中である場合には、前日の稼働時間の終わりに保全作業が実施される生産計画８１に変更してもよい。これにより、１日の稼働時間内に、保全作業を実施するための中断を回避することができる。

（Ｃ５）上記第１実施形態では、合計時間ｂが変数Ｍより大きくないと判断した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、変更部３４は、目標生産数を減少させ、現在のタクトタイムから変数ｔだけ減じた値に変更すると共に、保全作業の計画を組み入れた生産計画８１に変更する（ステップＳ７４）。これとは別に、変更部３４は、タクトタイムは短縮せずに、目標生産数を減少させ、保全作業の計画を組み入れた生産計画８１に変更してもよい。これにより、突発的な生産ライン１０の停止が生じた場合にも、目標生産数の変更を回避できる余裕のある生産計画８１に変更することができる。

（Ｃ６）上記第１実施形態では、設備データ８２および予測データ８３は、生産計画立案システム２０のメモリ２３に記憶される。設備データ８２および予測データ８３の記憶されている装置は、生産計画立案システム２０に限られない。例えば、生産計画立案システム２０と通信可能なサーバに記憶されていてもよい。また、設備Ｆの各々が、検出値が基準値を超えた場合に、生産計画立案システム２０に信号を送信し、生産計画立案システム２０は、その信号を受信した場合に、検出値が基準値を超えたと判断してもよい。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…生産ライン、２０…生産計画立案システム、２１…制御部、２２…ＣＰＵ、２３…メモリ、２４…ディスプレイ、２５…キーボード、３１…判断部、３２…取得部、３３…算出部、３４…変更部、５０…通信部、５１…駆動部、５２…ローラ、５３…検出センサ、８１…生産計画、８２…設備データ、８３…予測データ、Ｆ,Ｆ１～Ｆ５，Ｆｓ…設備、Ｗ…製品

Claims (5)

1. 生産計画立案システムであって、
   前記生産計画立案システムは、生産ラインの生産計画であって、前記生産ラインの稼働時間を目標生産数で除して算出されるタクトタイムを含む生産計画を立案し、
   前記生産ラインで使用する設備の性能を示す検出値が、前記設備の保全作業が必要と予測される予測時刻から猶予時間を差し引いた基準時刻における前記検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する判断部と、
   前記基準値を超えたと前記判断部が判断した場合、前記保全作業に要する保全作業時間を取得する取得部と、
   前記猶予時間と、前記保全作業時間とを用いて、前記保全作業時間を前記猶予時間内に生成するための前記タクトタイムの短縮時間を算出する算出部であって、前記タクトタイムから前記短縮時間を減じた短縮タクトタイムがサイクルタイム以下である場合には、前記タクトタイムから前記サイクルタイムを減じた時間を前記短縮時間として算出する算出部と、
   前記生産計画を変更する変更部と、を備え、
   前記変更部は、
   前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイムより長い場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画に変更し、
   前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイム以下である場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画であって、前記目標生産数の減少を含む前記生産計画に変更する、生産計画立案システム。
2. 請求項１に記載の生産計画立案システムであって、
   前記生産ラインは、前記設備を複数備え、
   前記猶予時間と前記保全作業時間とは、前記複数の設備毎に予め定められており、
   前記判断部が前記複数の設備について前記検出値が前記基準値を超えたと判断した場合、前記算出部は、前記検出値が前記基準値を超えたと判断された前記複数の設備のうち、前記猶予時間が最も短い前記設備の前記猶予時間と、前記保全作業時間が最も長い前記設備の前記保全作業時間である最長保全作業時間とを用いて、前記短縮時間を算出し、
   前記変更部は、前記最長保全作業時間内に前記複数の設備の前記保全作業を行うための前記生産ラインの停止時期を設定する、生産計画立案システム。
3. 請求項１または２に記載の生産計画立案システムであって、
   前記判断部は、
   前記予測時刻における前記検出値である限界値と、前記基準値と、前記設備と、が対応付けられた予測データが記憶された記憶部と通信可能であり、
   前記判断部は、
   前記予測データの前記基準値を用いて判断する、生産計画立案システム。
4. 請求項３に記載の生産計画立案システムであって、さらに、
   前記保全作業時間が長いほど、前記猶予時間を長く設定する設定部を備える、生産計画立案システム。
5. 生産計画立案方法であって、
   前記生産計画立案方法は、生産ラインの生産計画であって、前記生産ラインの稼働時間を目標生産数で除して算出されるタクトタイムを含む生産計画を立案する立案ステップと、
   前記生産ラインで使用する設備の性能を示す検出値が、前記設備の保全作業が必要と予測される予測時刻から猶予時間を差し引いた基準時刻における前記検出値の予測値である基準値を超えたか否かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップにおいて前記基準値を超えたと判断した場合、前記保全作業に要する保全作業時間を取得する取得ステップと、
   前記猶予時間と、前記保全作業時間とを用いて、前記保全作業時間を前記猶予時間内に生成するための前記タクトタイムの短縮時間を算出する算出ステップであって、前記タクトタイムから前記短縮時間を減じた短縮タクトタイムがサイクルタイム以下である場合には、前記タクトタイムから前記サイクルタイムを減じた時間を前記短縮時間として算出する算出ステップと、
   前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイムより長い場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画に変更し、前記短縮タクトタイムが前記サイクルタイム以下である場合には、これまでの前記生産計画を、前記短縮タクトタイムを用いた前記生産計画であって、前記目標生産数の減少を含む前記生産計画に変更する、変更ステップと、を備える、生産計画立案方法。

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