この記事の内容
総合生産計画では、一般に3～18か月程度の中期を対象に、製品ファミリーごとの生産量、確保する生産能力、想定される在庫や受注残を定めます。需要が増減したときに、生産量を一定に保つのか、需要に合わせて変えるのか、それとも両者を組み合わせるのか。こうした実務上の問いに答える計画です。
需要の変動は、どこかで吸収しなければなりません。生産ペースを一定に保てば、ピーク前に在庫を積み増せます。需要に合わせて生産量を変えれば在庫の積み上がりを避けられますが、そのためには生産能力を実際に増減できる必要があります。混合型では、在庫と柔軟な生産調整の両方で変動を吸収します。
適切な方法を選べば、使い道のない在庫や確保できない生産能力に費用をかけずに、納品を守れます。SkyPlannerは、その選択を実際の生産につなげる支援をします。スケジューリング用の人工知能Arcturusが、計画の対象となるオーダーを、生産リソース、シフト、作業者、優先順位と照らし合わせて調整します。月間の生産量目標と設備ごとの作業待ちを突き合わせる手間を減らせます。
総合生産計画で決めること
総合生産計画が扱うのは、個々の作業よりも上位の方針です。火曜日の作業をどの設備に割り当てるかではなく、製品ファミリーごとに、各期にどれだけ作るか、どれだけ在庫を持つか、いつ追加の生産能力が必要になるかという、生産とリソースの運用方針を定めます。
製品は、生産に必要な条件を有意義に比較できる単位でまとめます。類似製品のファミリーであれば、個数で集計できます。サイズや工順が大きく異なる場合は、対象リソースの標準工数など、実態を表す共通の尺度を使います。小さな部品と複雑な組立品を区別せず、個数だけで合算すると、生産能力の問題が見えなくなるおそれがあります。
季節変動を捉えるには月単位の区切りが便利ですが、計画の対象期間は、必要な意思決定を十分にカバーする長さにします。人材の育成、サプライヤーの生産能力の確保、ピークに備えた資材の準備には、翌日の作業順序の変更よりも早くから手を打つ必要があります。
総合生産計画は、次のような計画業務をつなぐ役割も担います。
- S&OPでは、需要・供給・財務に関する意思決定を、合意された事業計画にまとめます。このプロセスを通じて、総合生産計画の方針を策定・承認できます。
- 基準生産計画（MPS）では、上位の方針を、対象製品の数量と供給可能日に落とし込みます。
- ラフカット能力計画（RCCP）では、主要なリソースで基準生産計画案に対応できるかを確認します。
- 詳細スケジューリングでは、計画から展開された各作業を、リソースの利用可能な時間枠に割り当てます。
これらの計画階層は、互いに情報をやり取りします。オーダーのスケジュールで、総合生産計画で見込んだ以上の残業が繰り返し必要になるなら、その差を現場に吸収させ続けるのではなく、方針を見直します。
総合生産計画の3つの戦略：平準型・需要追随型・混合型
主な違いは、需要が変動したときに何を変えて対応するかです。
| 戦略 | 比較的安定させるもの | 需要変動を吸収するもの | 主なトレードオフ |
|---|---|---|---|
| 平準型 | 生産ペース | 在庫、または明確に許容した受注残 | 操業の安定と、在庫コスト・需要変動リスクとの兼ね合い |
| 需要追随型 | 各期の需要に生産量をほぼ一致させる | 労働時間、人員配置、その他の利用可能な生産能力 | 在庫の抑制と、生産能力を変えるコスト・難しさとの兼ね合い |
| 混合型 | 基準となる生産量を定め、変更幅を管理する | 在庫と生産能力の柔軟な調整の組み合わせ | 実情に合わせやすい一方、複数の制約を調整する必要がある |
平準型：ピークに先行して生産する
平準型は、需要が変動しても生産ペースを一定に保つ戦略です。需要の少ない時期には需要を上回る生産分を在庫に回し、ピーク時にはその在庫で当期の生産分を補います。
需要が安定して見込め、保管コストを管理でき、熟練した人材を維持する価値が高い場合には、繰り返し生産する製品に適した方法となり得ます。購買と生産の業務負荷を安定させやすく、短い繁忙期のために生産能力を急増させる必要も減らせます。
その代わり、支出の前倒しと在庫リスクが生じます。販売前に材料費や人件費を負担し、保管場所も確保しなければなりません。需要の減少や仕様変更があれば、在庫が使えなくなる可能性があります。日持ちのしない製品や個別仕様の多い注文では、この方法を使える余地はかなり限られます。
先行生産ができない場合、生産ペースを一定に保つと、ピーク時に受注残が積み上がることもあります。これは、顧客が受け入れられるリードタイムを前提としたサービス方針の判断であり、負担なく在庫の代わりに使えるものではありません。また、人員数の維持と生産量の一定化は区別が必要です。従業員数が変わらなくても、残業時間を変えれば生産量は変わります。
需要追随型：需要に合わせて生産量を調整する
需要追随型は、各期の需要を満たすように生産量を増減させる戦略です。生産能力の調整には、残業、シフトの追加、臨時スタッフの活用、外注などの方法があります。採用や人員削減も選択肢にはなりますが、需要に追随する方法はそれだけではありません。
利点は、在庫を抱えるリスクを抑えられることです。将来売れるという予測だけを理由に、大量に作り置きすることを避けられます。在庫保有が採算に合わない製品や、顧客の要求仕様が早い段階では決まらない場合に、この点が重要になります。
難しいのは、必要な時期に増産分を確保することです。熟練作業者の採用や育成には、数か月かかることもあります。シフトを追加するには、生産能力計画の数値を引き上げるだけでなく、人員、設備、資材、支援部門の体制が必要です。サプライヤーも同じ時期に繁忙期を迎えている可能性があります。
生産能力を柔軟に変えられる余地にも、上限と準備のリードタイムがあるものとして扱います。実施できない残業を前提とした需要追随型の計画は、在庫を減らす解決策ではありません。需要を満たせない計画です。
混合型：在庫と増産でどこまで吸収するかを決める
混合型は、安定した基礎生産量を維持しつつ、必要な範囲で生産量を変える戦略です。例えば、ピーク前にある程度の在庫を作り、残りの需要増を承認済みの残業や外注で賄います。
平準型と需要追随型のどちらか一方では対応できないときに役立ちます。保管スペースには限りがあり、人員もピーク需要のすべてを賄えるほどには増やせない、といった状況です。判断すべき点はより具体的になります。どれだけの在庫なら保有する価値があり、どれだけの追加生産なら確実に手配できるか、ということです。
混合型だからといって、必ず最も安くなるわけではありません。他の選択肢と同じ需要、サービス水準への期待、期末在庫目標を前提に、実情により合った組み合わせを比較できるということです。
総合生産計画の例：ピーク需要をどこで吸収するか
あるメーカーが、標準筐体の製品ファミリーについて計画を立てる場面を考えてみましょう。需要は800個（第1期）、1,200個（第2期）、1,600個（第3期）です。各期の稼働時間は等しく、通常の生産能力は各期あたり1,200個とします。
期首在庫はゼロ、不良・廃棄と受注残はなく、第3期末の在庫目標もゼロとします。製品は保管可能です。また、各期の生産分は、それが賄う需要に間に合うものと仮定します。この簡略化した比較だけでは、日々の納品日に対応できることまでは確認できません。
3つの方針はいずれも、合計3,600個を生産します。
| 方針 | 第1期 / 第2期 / 第3期の生産量 | 第1期 / 第2期 / 第3期の期末在庫 | 確保が必要なもの |
|---|---|---|---|
| 平準型 | 1,200 / 1,200 / 1,200 | 400 / 400 / 0 | 先行生産した在庫の保管場所と資金 |
| 需要追随型 | 800 / 1,200 / 1,600 | 0 / 0 / 0 | 第3期に通常より400個多く生産するための能力 |
| 混合型 | 1,000 / 1,200 / 1,400 | 200 / 200 / 0 | 一定量の在庫と、第3期に200個を追加生産するための能力 |
在庫は次の式で計算します。
期末在庫 = 期首在庫 + 生産量 − 需要量
平準型では、第1期末の在庫は0 + 1,200 − 800 = 400個になります。第2期も在庫残高は変わりません。第3期には、保管していた400個と新たに生産する1,200個で、1,600個の需要を満たします。
一方、混合型では200個の在庫をバッファとして確保します。第3期には、その在庫と1,400個の生産で同じ需要を満たします。期末在庫の最大量は平準型の半分、ピーク時に必要な追加生産量は需要追随型の半分になります。
ここで、経営側が認める期末在庫の上限は200個で、第3期に追加で生産できる数量も200個までだと仮定します。生産量を一定に保つ方式では在庫の上限を超え、需要に合わせて生産量を変える方式では追加生産能力の上限を超えます。このモデルでは、両者を組み合わせる混合方式がどちらの制約にも収まります。
したがって、混合方式は実行可能な候補ですが、コストが最小になると証明されたわけではありません。各案のコストを算出し、実際の製品構成とタイミングを確認する必要があります。需要のピークがなくなれば、混合方式でも在庫を抱えるリスクが残ります。第3期の早い時点で需要が発生するなら、追加生産分もそれに間に合うように完成させなければなりません。
実行可能な生産方針の選び方
まず、需要と在庫について一貫した基準データをそろえます。同じ需要を二重に計上しないよう、確定受注と残りの需要予測を突き合わせてください。利用可能な期首在庫、すでに確約している生産数量、許容できる期末在庫または期末受注残を記録します。
次に、3つの案の合計値の見栄えだけで判断せず、実行可能な選択肢を比較します。
1. まず制約を明確にする。保存可能期間、保管スペース、運転資金、承認済みの残業時間、確保できる技能、仕入先のリードタイム、顧客が許容できる待ち時間を確認します。確保できないリソースを前提とする案は除外してください。
2. 関連するコストを漏れなく比較する。通常生産の費用、有給の手待ち時間、残業、在庫保有、採用・訓練、外注にかかる費用に加え、納期遅延を受け入れる場合の影響も含めます。各案を同じコスト基準で比較し、残業単価に基本賃金が含まれている場合は、基本賃金を二重計上しないようにしてください。
3. 需要が予測と異なる場合を検証する。ピークが予測より低い、高い、あるいは早く訪れる場合に何が起きるかを確認します。ある予測ではわずかに安い計画でも、需要が変わると、売れ残り在庫が大幅に増えたり、対処しきれないほど生産能力が不足したりする可能性があります。
4. 数量だけでなく、実行する対策も承認する。追加シフトの確保、資材の購入、仕入先の生産能力の予約について、担当者と期限を決めます。計画を変更する判断基準を明確にし、実際の需要と生産量を照らし合わせて見直してください。
受注生産では、完成品在庫よりも、作業負荷や受注残を集約して捉えるほうが有用な場合があります。最終的な品目がすべて決まる前でも生産能力は計画できますが、仕様がまだ分からない顧客別の製品を先行生産することはできません。
顧客に約束したサービス水準と許容できるリスクの範囲内で、実行可能かつ最もコストの低い対応策を選びます。そのうえで、約束を守るために必要な順序で作業を実行できるか確認してください。
選んだ生産方針をSkyPlannerで作業スケジュールに落とし込む
混合方式の例では、第3期に200個の追加生産が必要です。この数字が意味を持つのは、追加分を工場内で実際に生産できる工程と時間を確保してからです。仕上げ工程がすでに埋まっていたり、必要な生産時期を過ぎてから資材が届いたりするなら、機械加工の稼働時間だけを増やしても役に立ちません。
SkyPlanner APSを使い、承認済みの生産方針を具体的な作業につなげます。需要予測や製品ファミリー単位の在庫・生産能力の判断は、引き続き既存の計画プロセスで行い、その方針を実行する製造指図をSkyPlannerに渡してください。これはスケジューリングへの引き継ぎであり、製品ファミリーの需要予測を製造指図へ自動変換するものではありません。
製品の工程、所要時間、使用可能なワークステーション、資材、部品表は、一度設定すれば再利用できます。各受注明細には該当製品の工順が引き継がれ、その数量と納期によって新たな生産所要が決まります。Arcturusは製造指図をまとめてスケジューリングするため、ある製品ファミリーのピークも、同じリソースを使うほかの作業と切り離さずに扱えます。
混合方式を実行する場合は、既存の製造指図に加え、承認された追加稼働時間を対象のシフトと作業者の稼働可能時間に反映します。資材の利用可能状況を考慮するスケジューリングを有効にすると、登録された資材の利用可能状況も作業の開始時期に影響します。再計算し、Ganttのタイムラインで各工程のスケジュールを確認してください。
これにより、総合生産計画の表だけでは答えられない問いを検証できます。ハウジングは必要な時点までに完成するのか、ほかの製造指図にはどのような影響が出るのか、という問いです。制約によって目標を達成できない場合は、優先順位を変えるか、別の生産能力を確保するか、確約した生産内容を見直すかを判断します。スケジューリングの計算はArcturusが担い、こうした意思決定は計画担当者が行います。
SkyPlannerは、公開REST APIを通じて、あらゆるERPやMESと連携できます。既存の業務システムをそのまま使いながら、承認済みの数量を生産スケジュールに組み込み、状況の変化に合わせてスケジュールを調整する手作業をSkyPlannerで削減できます。
シフトごとの生産能力の可視化がFredman Operationsにもたらした変化
キッチン用品や包装製品を製造するフィンランドのメーカー、Fredman Operationsでは、受注量の増加に伴い、シフトごとの生産能力をより明確に把握する必要がありました。以前は作業票をシステム間で手作業で移し、計画担当者は機械の空き状況を正確に把握できないまま、作業の優先順位を決めていました。
同社はSkyPlannerの導入にあたりL7とLTRを連携し、機械、空き能力と予約済み能力、作業の進捗を共通のGantt画面に集約しました。Fredmanによると、残業の必要性が減り、スケジュール変更にも迅速に対応できるようになりました。
こうした可視化により、需要のピークに対応するための判断根拠がより確かになります。残業の追加を唯一の解決策と考える前に、作業と生産能力を併せて確認できます。
次の需要ピークを計画に織り込む
次の季節需要に向けた目標を承認する前に、需要の変動を何で吸収するのかを確認してください。在庫で吸収するなら、前倒しで生産する価値がある製品かを確かめます。生産能力の追加で対応するなら、人員とリソースを確保します。両方を使うなら、それぞれの上限を明確にしてください。
そのうえでSkyPlannerを使い、こうした判断を、チームが完了すべき製造指図につなげます。1つの製品ファミリーの需要推移、承認済みの生産数量、その数量を生産するために予定しているシフトをご用意のうえ、デモをご予約ください。具体的なデータを基に、月次計画を製造現場につなぐ作業をArcturusとGanttスケジュールでどのように減らせるか確認できます。まずスケジューリングの操作の流れを試したい方は、デモデータでトライアルを開始してください。
Jussi Mäntylä
生産計画スペシャリスト、SkyPlanner
