製造業の能力計画：新たな受注をこなす余力を見つける

営業に有望な新規案件が入りました。顧客は納期の回答を求めていますが、工場は忙しそうです。引き受けると答える前に、もっと具体的に確認する必要があります。この受注をどのリソースで生産するのか、そして出荷が必要な時点までに、使える時間が十分にあるのかという点です。

製造業の能力計画では、需要を満たすために必要な作業量と、それに使える設備、人員、稼働時間を比較します。どのリソースなら作業に対応できるか、どこで能力不足への対応が必要か、シフトを追加すれば本当に改善するかが分かります。

SkyPlannerは、こうして把握したリソースの状況を生産スケジュールに落とし込みます。スケジューリング用の人工知能Arcturusが、設定された能力と優先順位に基づいて作業順序を計算するため、設備ごとの作業順を組み直す代わりに、需要への対応方法を選ぶことに時間を使えます。その結果、営業に根拠を説明できる納期判断と、現場が実行できる計画が得られます。

製造業の能力計画で明らかにすべきこと

役に立つ能力計画には、対象リソース、期間、判断すべきことが明確に示されています。「工場の能力使用率は85%」では全体像しか分かりません。「木曜日の引き渡しまでに、包装ラインで人員を確保した稼働時間があと一時間必要」なら、具体的な対応につなげられます。

まず、その作業に実際に使えるリソースを確認します。プレス機が空いていても、負荷が集中している包装ラインの代わりにはなりません。似た設備が2台あっても、使用する治工具や処理速度は異なる場合があります。設備のシフトに空きがあっても、必要な資格や技能を持つ作業者が別の作業に割り当てられているかもしれません。

比較に必要な情報は、次の3つです。

• 残作業：未完了の数量、工順、段取り時間と加工時間、必要な完了日を確認します。完了した作業は、もう計画に割り当てる必要がありません。
• 使える時間：日付ごとのシフト、人員配置、保全や清掃などで使えないことが分かっている時間を確認します。設備の定格速度だけでは、実際に使える時間は分かりません。
• 着手できる状態：次の工程を開始するには、材料がそろい、前工程が完了している必要があります。カレンダーに空き時間があっても、その時間に作業できなければ意味がありません。

複数の製品が混在する場合は、異なる単位の数量を足し合わせず、負荷と生産能力を時間で比較します。確定受注は需要予測と区別できるようにしておきます。需要予測の一部を確定受注に置き換えた際に両方を計上すると、実際には生じていない能力不足があるように見えてしまいます。

ここで能力計画とスケジューリングがつながります。能力の比較では、必要な作業時間を確保できるかが分かります。生産スケジューリングでは、個々の工程をどのリソースで、いつ実行するかを決めます。受注ごとに確かな納期を約束するには、両方が必要です。

対象リソースの能力の過不足を計算する

負荷の基本的な計算は、次のとおりです。

バッチの負荷 = 段取り時間 + 残数量 × 1個当たりの加工時間

同じ期間に同じリソースを必要とするバッチの負荷を合計します。段取りはバッチ単位で必要になるもので、各製品に一律に加算するものではありません。作業を分割することで段取りがもう一度必要になる場合は、その時間も含めます。

使える時間は、確定した稼働カレンダーをもとに計算します。

使用可能な能力 = 予定稼働時間 − 計画上使えない時間

次に、両者を比較します。

能力の過不足 = 使用可能な能力 − 残作業の総負荷

結果がマイナスなら、そのリソースの時間が不足しています。プラスなら合計時間には余裕がありますが、工程の順序はまだ確認する必要があります。

実態に即した加工時間を使い、通常発生するロスを計算にどう織り込むかを記録しておきましょう。補正後の稼働時間に定常的なロスがすでに含まれている場合、利用可能時間から同じロスを差し引くと二重計上になります。予定されている清掃や保全はカレンダーに、すでに把握している手直し作業は残りの負荷に織り込んでください。

例：包装の受注に必要な時間が1時間足りない場合

あるメーカーが包装ラインの今後二日間を確認する場面を考えてみましょう。人員を確保した六時間のシフトが二回あり、稼働時間は12時間です。予定されている清掃に二時間かかるため、使える時間は10時間になります。既存受注には、段取りを含めて六時間が必要です。

新たに検討している受注は2,400個です。一個当たり0.1分なら、加工時間は240分、つまり四時間になります。段取りの一時間を加えると、新規受注に必要な包装時間は五時間です。その後の検査には、別の検査台で二時間が必要になります。

リソース（今後2日間）	使える時間	既存の負荷	新規受注	受注後の過不足
包装ライン	10時間	6時間	5時間	−1時間
検査台	16時間	8時間	2時間	+6時間

検査台には十分な余裕がありますが、包装ラインにはありません。この2行を合計してしまうと、営業が把握すべき肝心な能力不足が見えなくなります。

必要な引き渡し時点より前に、人員を確保して包装の稼働時間を1時間追加できれば、計算上の不足は解消できる可能性があります。ただし、新しいバッチを入れられる時間枠があり、材料がそろっていることも必要です。さらに、包装後に検査を済ませてから出荷しなければなりません。この表は能力の確認であって、完成したスケジュールではありません。

すべての行がプラスでも、この違いは重要です。火曜日の午後に包装が終わるバッチを、月曜日の午前中の空き時間に検査することはできません。有限能力スケジューリングは、つながりのある工程を各リソースの使用可能な時間内に配置し、その順序で実現できる完了日を明らかにします。

能力不足を具体的な生産判断につなげる

どのリソースで作業に対応できないかが分かれば、工場全体に「もっと速く」と求めるのではなく、具体的な対応を検討できます。包装の例で判断すべきなのは、必要な時間帯に1本のラインで1時間をどう確保するかであり、検査台に余っている6時間ではありません。

実際の制約に照らして、次の選択肢を確認します。

• 使える時間を取り戻す。治工具や材料を準備する、不要な段取りの繰り返しを避ける、古い作業時間の設定を修正する、といった方法があります。すべての遅れがなくなると期待するのではなく、現場で実現できる短縮時間を使ってください。
• 作業可能な別のリソースへ移す。移す先でその工程を実行でき、必要な治工具があり、時間にも余裕があることを確認します。加工時間の違いや追加の段取りも計算に含めます。
• 人員を確保して稼働時間を増やす。承認されたシフト延長が役立つのは、引き渡し時点より前に、設備と必要な資格や技能を持つ人員の両方を確保できる場合です。期限後に時間を増やしても間に合いません。
• 工程を外注する。外注先の納期に加え、輸送と、必要な受入検査の時間を見込む必要があります。外注した部品も、次の工程に間に合うように到着しなければなりません。
• 受注条件の変更を相談する。必要な作業時間を確保できない場合は、受注を確定する前に、納期、数量、分納について営業と検討します。

優先順位の変更も選択肢ですが、能力が増えるわけではありません。新規受注を先に回すと、既存受注の納期を守れなくなるおそれがあります。特急受注への対応ができたと判断する前に、スケジュール全体への影響を確認してください。

余力にも同じように慎重な判断が必要です。適した新規作業を受け入れる、保全に充てる、変動に備えるといった使い方ができます。一方、すでに負荷が集中している後工程に向けて、前工程の仕掛品をさらに増やす理由にはなりません。目指すのは、必要な受注を完成させることであり、すべての設備の稼働率をそろえることではありません。

不足が繰り返されるなら、目先の受注だけで判断しない

その日だけの不足と、繰り返し発生する不足では、必要な対応が異なります。今日足りない1時間なら、承認を得て稼働時間を延長する理由になるかもしれません。想定する製品構成で不足が続くなら、教育、シフトの追加、設備の導入、工程の変更が必要になる場合があります。

計画の種類によって、確認する点は異なります。

• 戦略計画では、需要の変化に伴い、事業にどのような生産能力が必要になるかを検討します。
• ラフカット能力計画（RCCP）では、担当チームがすべての作業を詳細化する前に、主要リソースの能力が基準生産計画に対応できるかを確認します。
• 能力所要量計画（CRP）では、資材所要量計画に基づき、必要なリソースの量を詳細に確認します。
• 有限能力スケジューリングでは、リソースの制約内で各工程の実行時刻と順序を決めます。

これらの計画段階は、互いに判断材料を提供します。同じラインで作業の遅れが繰り返されることは、長期的な生産能力の見直しに役立つ根拠です。ただし、それだけを理由に、需要や人員配置の前提を確認せず設備を追加購入すべきではありません。

投資のタイミングには、見込まれる需要に先行して能力を増やす先行戦略、需要によって必要性が明確になるまで待つ追随戦略、需要の増加に合わせて小刻みに能力を増やす段階的対応戦略があります。どれを選ぶかは、需要の確実性、設備の導入や技能の習得にかかる期間、そして余剰能力のコストと受注を逃す損失の比較によって決まります。

SkyPlannerが担うスケジューリングは、需要予測や投資判断とは役割が異なります。入力された受注、リソース、優先順位をもとに作業計画を支援し、それらが実際の生産にどう影響するかを見える形にします。

SkyPlannerで能力に関する判断を実際の作業計画につなげる

最も難しいのは、最初の計算とは限りません。受注が変わったり、作業者が欠勤したり、設備が1シフト使えなくなったりしたときに、影響を受けるすべての工程の整合を保つことです。

SkyPlanner APSでは、計画の基礎となるリソース、シフト、作業者、優先順位、資材を定義します。各工程には所要時間と使用可能なリソースを設定します。Arcturusは、設定された能力、工程間の依存関係、優先順位に基づいて作業をスケジューリングし、その結果をGanttビューで表示します。

包装工程で受注可否を判断するには、次のように進められます。

1. 実際に使える稼働時間を反映する。 人員を配置したシフトを設定し、予定している清掃時間をリソースの例外として登録します。その時間帯には作業を割り当てられなくなります。
2. 残っている作業を計画に組み込む。 受注済みの注文と受注を検討している注文について、包装・検査に必要な作業を計画に含めます。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計算に反映されます。
3. 優先順位と変更しない決定事項を設定する。 顧客との重要な約束を優先順位に反映し、変更したくないスケジューリング上の決定はロックで保護します。Arcturusは、作業の割り当てを一つずつ承認してもらうのではなく、こうした指示の範囲内でスケジューリングします。
4. 関連する工程と注文のスケジュールをGanttで確認する。 包装、検査、影響を受けるほかの注文を確認します。人員を確保した稼働時間の追加を承認した場合や、優先順位を変更した場合は、再計算して各工程の日時を確認してから、顧客に納期を約束します。

これにより、個別の作業待ちリストで割り当てを何度も調整する代わりに、スケジュール全体を確認できるようになります。生産に関する判断を下すのは、引き続き担当者です。SkyPlannerは、その判断をほかの作業に反映するためのスケジューリング計算を担います。

この方法は、計画を現場に指示した後にも役立ちます。リソースの稼働中断や担当作業者の休暇を登録すると、Arcturusは変更後の稼働可能時間に合わせて計画を組み直せます。Autopilotを有効にすると、設定したイベントや定時実行をきっかけに、ルールとロックを維持したまま再計算できます。当初の能力に変化が生じても、手作業で計画を組み直す負担を減らせます。

SkyPlannerの生産スケジューリング機能を見る。

能力の可視化がFredman Operationsにもたらした変化

Fredman Operationsは、フィンランドのラウマで食品に安全に使用できるキッチン用品や包装製品を製造しています。受注量が増えるにつれ、約束した納期を守るために、シフトごとの能力を把握することがますます重要になっていました。

以前は、L7 ERPからLTR生産管理ソフトウェアへ、作業票を手作業で転記していました。計画担当者は、設備がいつ空くのか、各シフトにどれだけの余力があるのか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。急なスケジュール変更には1時間以上かかることもあり、資材の利用可能状況と作業待ちの順序が合わないこともありました。

Fredmanはほかのシステムも評価したうえでSkyPlannerを選びました。見やすいGanttビューが、選定の重要な理由の一つでした。導入に伴ってL7とLTRを連携させ、設備、空き能力と割り当て済みの能力、作業の進捗を一つの画面で確認できるようにしました。

同社によると、営業部門と経営陣は最大6か月先までの空き能力を確認できるようになりました。顧客から受注残全体の前倒しを求められた際も、何時間もかけて手計算する代わりに、数秒で回答を得られるといいます。またFredmanは、残業の必要性が減り、変更にもより迅速に対応できるようになったと報告しています。

Fredmanの事例は、能力の把握が営業面でも重要である理由を示しています。営業担当者は、生産側がどこまで対応できるかをより明確に理解したうえで、商談を進められます。

Fredman OperationsのSkyPlanner導入事例を読む。

既存のERPを活かし、現場で実行できる生産スケジュールへ

注文や業務記録は、引き続き既存のERPで管理できます。SkyPlannerは、公開されたREST APIを通じて、あらゆるERPやMESと連携できます。既存の生産情報を有限能力スケジューリングにつなげます。

SkyPlannerを選ぶ理由は、ほかの情報と切り離された負荷レポートをもう一つ増やすことではありません。能力、注文の処理順序、担当者が下す判断をつなげられることです。Arcturusがスケジューリング計算を担い、Ganttビューで結果を可視化します。状況が変わったときの優先順位は、担当者が決めます。

SkyPlannerのデモを予約し、最近の受注可否の判断で課題となった例をお持ちください。工順、最も負荷の高いリソース、営業が約束したかった納期があれば、自社工場で計画がどう機能するかを確認する出発点になります。まずはスケジューリングの仕組みを試したい場合は、デモデータでSkyPlannerをお試しください。