リアルタイムに生産最適化を実現できるスマート生産システムの開発

本研究は、連続した複数個の工場で構成された生産ラインにおいて、ボトルネック工場の速度に合わせて前工場のジョブを良いタイミングで完成することで生産ライン全体の最適化を実現する。そのため、ボトルネック工場の前工場におけるジョブ処理に対し、リアルタイムにジョブの処理順序を決定する方法と作業員を配置する方法を提案する。それにより、ジョブをボトルネック工場に早く届いた場合の在庫コストと遅く届いた場合のアイドリングコストを両方削減し、作業員の分配による人件費も最小化する。今年度は、ボトルネック工場の速度による制約条件に合わせた前工場でのジョブの望ましい完成時刻の設定方法と需要にダイナミックな変動があった場合の対応方法を設計した。前工場での望ましい完成時刻の設定方法は、最も時間のかかる工程（ワークステーション）を中心にリアルタイムにジョブをスケジューリングし、そのスケジュールに基づいて各ジョブの完成時刻を予測し、その予測値に最も近い後工場の受け入れ可能な時刻をジョブの望ましい完成時刻と設定する。需要にダイナミックな変動があった場合の対応方法は、需要が増えていく場合と減っていく場合の影響を工場内のジョブ数に反映され、ジョブ数が増えていく時と減っていく時に望ましい完成時刻を少々厳しくと少々緩く設定することで、リアルタイムに需要の変化に対応する。提案スケジューリング方法は、工場内の最も時間のかかる一つの工程で行うため、従来のすべての工程でスケジューリングする方法に比べ、計算量がかなり少なく、リアルタイムに完成できる。完成したスケジュールは、全工程でスケジューリングした結果に近いことがシミュレーションで分かった。需要に変動があった場合の対応方針の有効性も数学的に証明した。

本研究は、連続した複数個の工場で構成された生産ラインにおいて、ボトルネック工場の速度に合わせて前工場のジョブを良いタイミングで完成することで生産ライン全体の最適化を実現する。そのため、ボトルネック工場の前工場におけるジョブ処理に対し、リアルタイムにジョブの処理順序を決定する方法と作業員を配置する方法を提案する。それにより、ジョブをボトルネック工場に早く届いた場合の在庫コストと遅く届いた場合のアイドリングコストを両方削減し、作業員の分配による人件費も最小化する。今年度は、ボトルネック工場の速度による制約条件に合わせた前工場でのジョブの望ましい完成時刻の設定方法と需要にダイナミックな変動があった場合の対応方法を設計した。前工場での望ましい完成時刻の設定方法は、最も時間のかかる工程（ワークステーション）を中心にリアルタイムにジョブをスケジューリングし、そのスケジュールに基づいて各ジョブの完成時刻を予測し、その予測値に最も近い後工場の受け入れ可能な時刻をジョブの望ましい完成時刻と設定する。需要にダイナミックな変動があった場合の対応方法は、需要が増えていく場合と減っていく場合の影響を工場内のジョブ数に反映され、ジョブ数が増えていく時と減っていく時に望ましい完成時刻を少々厳しくと少々緩く設定することで、リアルタイムに需要の変化に対応する。提案スケジューリング方法は、工場内の最も時間のかかる一つの工程で行うため、従来のすべての工程でスケジューリングする方法に比べ、計算量がかなり少なく、リアルタイムに完成できる。完成したスケジュールは、全工程でスケジューリングした結果に近いことがシミュレーションで分かった。需要に変動があった場合の対応方針の有効性も数学的に証明した。