2022 Fiscal Year Research-status Report
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
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22K04596
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
翁 ウェイ 金沢大学, GS教育系, 准教授 (80631522)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | リアルタイム生産最適化 / スマート生産 / ジャストインタイム生産 / 生産スケジューリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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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
当初の予定通り、前工場での完成タイミングの設定とそれに合わせたリアルタイムにスケジューリングする方法を提案した。タイミングの設定は、協力企業である北九州市工場を参考にして一定間隔でジョブを完成するように設定した。提案スケジューリング方法は、フレキシブル・ジョブショップという生産プロセスに適用する。工場のデータを用いてシミュレーションした結果、従来のすべての工程を対象としたスケジューリングより10分の1もない計算時間で良質な解を見つけることが分かった。また、需要に変化があった場合の工場内の対応方法とサプライチェーン側の対応方法も数学的証明で有効性を確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、今年度提案したタイミング設定に合わせた作業員の分配方法と指定時刻でジョブを完成する処理方法を提案する予定である。具体的には、協力工場の作業員人数と手作業の詳しい情報をモデル化し、今年度提案したスケジューリング方法を用いた場合の作業員配置とジョブ担当のルールを作成する。作業員の配置に合わせてジョブの処理順序を動的に決定する方法を設計し、最小限の人数で最大限のジャストインタイム生産を実現できるようにする。時間が許せば、提案した分配モデルとリアルタイム処理方法を実問題への適用による評価と改善の検討を予定している。
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| Causes of Carryover |
今年度も新型コロナの影響で、国外移動ができなかったため、国際会議で成果発表のための旅費は使わなかった。共同研究の相手である上海交通大学との対面打ち合わせも実施できなかった。次年度は、コロナの影響が薄くなるようなので、国際会議に行くための旅費や共同研究の相手と打ち合わせのための旅費として使用することを予定している。
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Research Products
(5 results)
