2016 Fiscal Year Research-status Report
容易に低コスト生産を実現できる生産制御システムの開発
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15K16296
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
翁 ウェイ 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 助教 (80631522)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 納期予測 / 生産制御システム / カスタマーサービス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、生産システムにおいて製品の納期直前の生産完成を目指すジャストインタイム生産を実現するため、インテリジェント制御手法を開発し、複雑な製造プロセスを含む様々な生産システムに対応できるインテリジェント制御システムの構築を目的とする。
本年度では、提案の制御手法を利用した生産システムにおいて、ジャストインタイム生産がなかなか難しい製品について、納期に遅れる原因を調べ、納期の設定方法を見直した。従来の納期設定手法は製品の処理時間が長くなると長いほど納期を長く設定することであるため、処理時間の短い製品は処理待ち行列でちょっと長く待ったら納期に遅れてしまうことが分かった。それを改善するため、生産システム中の混雑度とワークステーション・マシンの並び方（順列か並行など）を考慮した納期の予測手法を提案した。提案手法は各ワークステーションにおける処理待ち行列での待ち時間を式で精度良く計算するうえ、新しいジョブの到着と古いジョブの完成によって処理されているジョブの待ち時間への影響を加えた時間を全体の待ち時間として、製品の納期設定に利用するため、納期の予測の精度が高く、納期に目指す生産制御システムの性能の発揮やカスタマーサービスである納期見積もりの精度の向上などに役立つ。
実験の結果によると、提案した高精度の納期予測手法を利用することで、ジャストインタイム生産率は明らかに向上することが分かった。また、提案手法で得た納期の予測値は顧客の希望の出荷時刻より遅い場合、事前にお客様に知らせることができ、出荷時刻の交渉や注文のリジェクトなどの対応もできるようになる。その結果は、納期見積もりに関するカスタマーサービスの迅速さも上がり、受けた注文のジャストインタイム生産率も向上した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度建てた生産システムモデルは、受注―>注文製品の原料をシステムに投入―>生産―>出荷というような流れであった。原料をシステムに投入する際は、システムの中の混雑度による注文製品はお客様の希望の出荷時間までにできるかどうかを考慮しなかった。そのため、システムの中は混雑である際は、お客様の希望の出荷時間に間に合えない注文もシステムに投入するため、その注文の製品を優先的に処理するせいで、他の注文も納期に遅れてしまう。この問題を解決するため、本年度は生産システムモデルの「受注」と「原料投入」の間に、「納期予測」のステップを追加し、その予測値によってお客様の希望の出荷時間に遅れそうな注文をリジェクトすることで、システムに投入する注文のジャストインタイム率を改善し、カスタマーサービスである納期見積もりや納期約束などの対応の迅速さ及び納期予測値の精度を向上した。
提案の納期予測手法は、生産システムにおける各ワークステーションでの混雑度をリアルタイムに更新・学習・利用して注文製品の処理待ち時間を予測することで、製品の納期を得る。離散的にワークステーションにおける情報を収集・更新するため、ワークステーションのレイアウトや各製品のワークステーションに通る経路にかかわらず、どのような製造プロセスでも利用できる。また、一つのワークステーションでかかる待ち時間を数学式で表すことはシステム全体でかかる待ち時間を数学式で表すより精度が高いため、既存手法より精度高く予測することができる。
本年度では、提案の納期予測手法を追加した生産システムモデルにおける注文製品のジャストインタイム率の向上を検証し、フレキシブル・ジョブショップ及びフレキシブル・フローショップという製造プロセスを利用する場合の提案モデルの有効性を確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度では、提案の生産システムモデルのもと、注文製品のジャストインタイム生産の実現のうえ、生産システムの中の機械の稼働電力を低減する制御手法を提案する予定である。それは、ジャストインタイム生産及び低エネルギー生産の両方のメリットを得、制御手法を利用することで低コスト生産を実現することを目指す。
それを実現するため、本年度提案した納期予測手法を利用してお客様の希望の出荷時間に間に合えると予測される注文を生産システムに投入し、納期遅れを発生しない限り、システムの中の機械を動的に稼働か待機にスイッチする機能を制御システムに追加する。スイッチの条件やスイッチのタイミング、及びスイッチによる処理待ちジョブのリアルタイム・リスケジューリング方法を次年度で開発予定している。
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| Causes of Carryover |
・旅費等：本研究を実施するため、工場訪問や学会参加など研究調査及び情報収集のための出張が必要である。関連研究や連携研究を行う研究者と研究打ち合わせのための出張も予定している。研究成果を発信するための学会出張も予定している。
・謝金等：研究資料の整理や実験の補助・データ整理などは研究協力者に実施していただく予定しており、それの人件費は必要である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
・旅費等
・謝金等
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