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公開番号2025141173
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040984
出願日2024-03-15
発明の名称作業編成装置、作業編成方法、およびコンピュータプログラム
出願人株式会社豊田中央研究所,トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G06Q 50/04 20120101AFI20250919BHJP(計算;計数)
要約【課題】計算時間を抑制した上で、広域的に作業編成を探索して、複数の最適に近い作業編成を行う。
【解決手段】作業編成装置は、製品を生産するための複数の作業についての作業情報を取得する情報取得部と、複数の作業のうちの1つの作業であって、工程に新たに配分される選択作業を決定する作業選択部と、作業情報と、工程に対して既に配分済の作業とに応じて変化する工程毎の評価値を算出する評価値算出部と、乱数を生成し、生成された乱数を評価値に加算する乱数加算部と、乱数が加算された評価値が最大の工程に、選択作業を配分する作業配分部と、を備え、作業選択部による1つの選択作業の決定と、評価値算出部による評価値の算出と、乱数加算部による評価値への乱数の加算と、作業配分部による選択作業の配分とは、複数の作業の全てが工程に配分されるまで行われる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
作業編成装置であって、
製品を生産するための複数の作業についての作業情報を取得する情報取得部と、
前記複数の作業のうちの１つの作業であって、工程に新たに配分される選択作業を決定する作業選択部と、
前記作業情報と、工程に対して既に配分済の作業とに応じて変化する工程毎の評価値を算出する評価値算出部と、
乱数を生成し、生成された乱数を前記評価値に加算する乱数加算部と、
乱数が加算された前記評価値が最大の工程に、前記選択作業を配分する作業配分部と、
を備え、
前記作業選択部による１つの前記選択作業の決定と、前記評価値算出部による前記評価値の算出と、前記乱数加算部による前記評価値への乱数の加算と、前記作業配分部による前記選択作業の配分とは、前記複数の作業の全てが工程に配分されるまで行われる、作業編成装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の作業編成装置であって、さらに、
作業を工程に配分するための探索を行うパターン数を指定するパターン数指定部を備え、
前記作業選択部による１つの前記選択作業の決定と、前記評価値算出部による前記評価値の算出と、前記乱数加算部による前記評価値への乱数の加算と、前記作業配分部による前記選択作業の配分とは、前記パターン数の回数だけ行われる、作業編成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の作業編成装置であって、
前記乱数加算部は、工程に未配分の作業が多いほど、加算する乱数のバラツキを大きくする、作業編成装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の作業編成装置であって、
前記作業選択部は、前記作業情報を用いて、未配分の作業のうち、工程に対して配分しづらい作業を、優先的に前記選択作業として決定する、作業編成装置。
【請求項５】
作業編成方法であって、コンピュータが、
製品を生産するための複数の作業についての作業情報を取得する情報取得処理と、
前記複数の作業のうちの１つの作業であって、工程に新たに配分される選択作業を決定する作業選択処理と、
前記作業情報と、工程に対して既に配分済の作業とに応じて変化する工程毎の評価値を算出する評価値算出処理と、
乱数を生成し、生成された乱数を前記評価値に加算する乱数加算処理と、
乱数が加算された前記評価値が最大の工程に、前記選択作業を配分する作業配分処理と、
を実行し、
前記作業選択処理と、前記評価値算出処理と、前記乱数加算処理と、前記作業配分処理とは、前記複数の作業の全てが工程に配分されるまで実行される、作業編成方法。
【請求項６】
コンピュータプログラムであって、
製品を生産するための複数の作業についての作業情報を取得する情報取得機能と、
前記複数の作業のうちの１つの作業であって、工程に新たに配分される選択作業を決定する作業選択機能と、
前記作業情報と、工程に対して既に配分済の作業とに応じて変化する工程毎の評価値を算出する評価値算出機能と、
乱数を生成し、生成された乱数を前記評価値に加算する乱数加算機能と、
乱数が加算された前記評価値が最大の工程に、前記選択作業を配分する作業配分機能と、
をコンピュータに実現させ、
前記作業選択機能による１つの前記選択作業の決定と、前記評価値算出機能による前記評価値の算出と、前記乱数加算機能による前記評価値への乱数の加算と、前記作業配分機能による前記選択作業の配分とは、前記複数の作業の全てが工程に配分されるまで行われる、コンピュータプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業編成装置、作業編成方法、およびコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
複数の工程に複数の作業を割り当てる作業編成に関する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、作業編成に精通している作業者および作業管理者のノウハウをルールやアルゴリズムとして取り込み、取り込まれたルール等に基づいて、作業配分を自動化する方法について記載されている。特許文献２には、割り当て不可についての制約や要素作業間における先後関係の制約を満たす作業配分を、遺伝的アルゴリズムにより構築する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平５－２５９４号公報
特開２０００－４０１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数の工程を経て製造される製品や要素作業における制約が多種多様であり、今後はこのような傾向が強くなる。そのため、特許文献１に記載された技術では、多くの工程数および制約に対応した作業編成を行えないおそれがある。特許文献２に記載された遺伝的アルゴリズムを用いた作業配分では、作業数が少ないシンプルなケースであれば、最適解に近い作業編成が行われる。一方で、作業数が多くなると、局所解に収束しやすく、好適な作業編成が行われない場合がある。突然変異が局所解を脱出する手段となるが、突然変異が発生する確率を高くすると、収束する可能性が小さくなる。また、遺伝的アルゴリズムでは、複数の個体を複数の世代に渡り生成および評価が行われるため、作業編成に要する計算時間が長くなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、計算時間を抑制した上で、広域的に作業編成を探索して、複数の最適解に近い作業編成結果を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現できる。
【０００７】
（１）本発明の一形態によれば、作業編成装置であって、製品を生産するための複数の作業についての作業情報を取得する情報取得部と、前記複数の作業のうちの１つの作業であって、工程に新たに配分される選択作業を決定する作業選択部と、前記作業情報と、工程に対して既に配分済の作業とに応じて変化する工程毎の評価値を算出する評価値算出部と、乱数を生成し、生成された乱数を前記評価値に加算する乱数加算部と、乱数が加算された前記評価値が最大の工程に、前記選択作業を配分する作業配分部と、を備え、前記作業選択部による１つの前記選択作業の決定と、前記評価値算出部による前記評価値の算出と、前記乱数加算部による前記評価値への乱数の加算と、前記作業配分部による前記選択作業の配分とは、前記複数の作業の全てが工程に配分されるまで行われる。
【０００８】
この構成によれば、各作業を選択作業として、最大の評価値を有する工程に逐次配分する逐次最適配分が、いずれかの工程に全作業が配分されるまで行われる。逐次最適配分では、評価値算出部により算出された評価値に乱数が加算された評価値が最大の工程に選択作業が配分される。乱数が加算された各工程の評価値の大小関係は、逐次配分の際に乱数に応じて変化する場合がある。そのため、逐次最適配分による作業編成が複数回繰り返されると、変化する乱数に応じて、異なる複数の作業編成結果が作成される。一方で、各選択作業の逐次最適配分の基準に用いられる評価値には、乱数だけではなく工程毎の評価値も含まれているため、最適解から遠い解を有する作業編成が作成されづらい。さらに、遺伝的アルゴリズム等を用いない逐次最適配分により作業編成が作成されるため、探索に要する計算時間が短縮される。この結果、本構成では、作業編成を作成するための計算時間が抑制された上で、広域的に作業編成が探索され、複数の最適解に近い作業編成結果が得られる。
【０００９】
（２）上記態様の作業編成装置において、さらに、作業を工程に配分するための探索を行うパターン数を指定するパターン数指定部を備え、前記作業選択部による１つの前記選択作業の決定と、前記評価値算出部による前記評価値の算出と、前記乱数加算部による前記評価値への乱数の加算と、前記作業配分部による前記選択作業の配分とは、前記パターン数の回数だけ行われてもよい。
この構成によれば、指定されたパターン数の回数だけ、すなわち、複数の作業編成を作成するための複数回の探索が行われる。複数回の探索により、異なる乱数が評価値に加算されて、各選択作業が配分される工程が探索に応じて異なり、異なる組み合わせの作業編成が作成される可能性が高い。この結果、より多くの最適解に近い作業編成の結果が得られる。
【００１０】
（３）上記態様の作業編成装置において、前記乱数加算部は、工程に未配分の作業が多いほど、加算する乱数のバラツキを大きくしてもよい。
この構成によれば、未配分の作業が多い、すなわち、逐次最適配分の初期の作業配分のときに、評価値に加算される乱数の大小関係が大きく変化する可能性が高い。本構成と逆の場合には、工程に未配分の作業が多いほど、加算する乱数のバラツキが小さくなり、局所解に収束して広域的な探索が行われないおそれがある。よって、本構成を用いることにより、より広域的に作業編成が探索され、より多くの最適解に近い作業編成結果が得られる。
（【００１１】以降は省略されています）

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