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月曜日に入った大口注文で、ラインの予定が埋まる。ところが水曜日には別の製品が不足し始め、製造中のロットを中断して工具を交換し、後続の予定をすべて組み直すことになる。工場は懸命に稼働していても、各部門にはそれぞれ異なるタイミングで仕事が集中してしまいます。
生産平準化とは、一定の期間で生産する数量と品種構成の偏りをならすことです。日々の受注変動をそのまま製造現場に伝えるのではなく、顧客の要求を満たしながら、より規則的に生産できるパターンをつくります。
目指すのは、日々の生産を安定させることです。負荷の急変を減らし、顧客が必要とする製品をこまめに補充し、大ロットへの依存を抑えます。ただし、生産個数が均等でも、作業負荷まで均等になるとは限りません。生産パターンは、設備や段取り時間、約束した納期にも合っている必要があります。
そこで役立つのがSkyPlanner APSです。生産の優先順位は担当者が決め、スケジューリング用の人工知能Arcturusが、設定されたリソースと制約に基づいて作業順序を計算します。平準化の目標を、見栄えはよくても現場では実行できないパターンにとどめず、実際の生産スケジュールに照らして評価できます。
生産平準化で何が変わるのか
生産平準化では、互いに関わる次の2つを決めます。
- 数量の平準化：その日の受注量に合わせてつくるのではなく、生産数量を時間軸上でより均等に配分します。
- 品種構成の平準化：ある製品を大ロットでつくり終えてから次の製品に移るのではなく、必要な品種を小ロットで、より規則的に生産します。
数量を平準化しても、品種構成が平準化されるとは限りません。毎日の総生産数が同じでも、週を通して製品Aしかつくらなければ、製品Bを待つ顧客の役には立ちません。
品種構成を平準化してBを生産する頻度を上げれば、その待ち時間を短縮できます。上流工程でも、Bの部品に対する必要量が安定します。一方で段取り替えの頻度は増えるため、その時間を生産可能時間内に収めなければなりません。
平準化は、需要が変わっても生産を変えないという意味ではありません。合意した計画期間内で短期的な変動を吸収するものです。需要の変化が続く場合は、生産ペースや品種構成を見直す必要があります。
生産平準化の計算例：個数だけでなく所要時間も確認する
ある製品群について、週間所要量がAは300個、Bは150個、Cは150個になると仮定してみましょう。五日間の生産で合計600個、つまり日量120個を生産する計算です。
日々の品種構成として、Aを60個、Bを30個、Cを30個つくる方法が考えられます。これならBとCを週末まで後回しにせず、各製品を毎日生産できます。
では、共用するリソースで必要になる時間を確認しましょう。
- Aは個当たり二分かかるため、60個で120分必要です。
- Bは個当たり三分かかるため、30個で90分必要です。
- Cは個当たり五分かかるため、30個で150分必要です。
- 各15分の段取りが三回必要とすると、さらに45分かかります。
毎日必要な時間は、段取りを含めて405分です。生産可能時間が420分あれば、このリソースだけを対象にした簡易計算では時間内に収まり、15分の余裕が残ります。
ところが、日々の総生産数が同じでも、結果は大きく変わります。Aを30個、Bを30個、Cを60個つくる日も合計は120個ですが、同じ段取り時間を加えると495分が必要です。個数が同じというだけでは、負荷超過を見落としてしまいます。
平準化した品種構成を出発点に、生産を実際に制約しているリソースの負荷を確認してください。段取りの要件と前工程のタイミングも含めます。最初の品種構成は、この例の生産可能時間には収まりますが、資材や人員、その他すべての工程の準備が整うことを保証するものではありません。
この区別は、特に多品種生産で重要です。製品ごとに加工時間が違っても、繰り返し生産する製品群を平準化することには意味があります。ただし、異なる製品の1個を、生産能力上も同じものとして扱うことはできません。
需要の変動はどこで吸収するのか
受注量に波がある一方で生産を一定に保つなら、その差をどこかで吸収する必要があります。生産パターンを確定する前に、何で吸収するかを決めておきましょう。
見込生産の製品では、完成品在庫がその役割を担うことがあります。適切に管理したバッファで短期的な需要の山に対応しながら、生産側ではより一定のペースで補充します。求められるサービス水準、保存期間、在庫コスト、陳腐化リスクを確認してください。平準化は、ラインを稼働させるためだけに不要な製品をつくってよいということではありません。
仕様を選択できる製品では、共通の半製品在庫で吸収できる場合があります。標準となる部分を定期的に補充し、顧客ごとに異なる作業は後で仕上げる方法です。ただし、残りの工程を、約束した対応期間内に完了できることが条件です。
受注生産では、顧客が受け入れ可能な納入期間内の時間的な余裕を使える場合があります。約束した納期までに余裕を持って製造を完了できるなら、予定された生産枠まで注文を待たせられることもあります。すべての注文がすでに至急対応を要するなら、その余地はありません。
需要が恒常的に増えている場合、在庫の取り崩しや待ち行列の延長でいつまでも吸収することはできません。生産ペースと生産能力を見直しましょう。問うべきなのは、単に「今週を平準化できるか」ではなく、「このパターンを続けながら、約束どおりに納入できるか」です。
混乱を増やさずに生産平準化を導入するには
まずは、生産工程に実質的な共通性があり、一定のパターンを組めるだけの継続的な需要がある製品群から始めましょう。単発の作業まですべて同じ繰り返しサイクルに組み込もうとすると、判断すべきことがかえって見えにくくなります。
無理のない生産サイクルを選ぶ
対象の製品群と主要製品を、どのくらいの間隔で繰り返し生産するか決めます。毎日補充できれば魅力的ですが、実行できるかどうかは段取り替えに必要な時間に左右されます。段取り時間の短縮に取り組む間は、長めのサイクルから始めるのが適切な場合もあります。
検討中の生産間隔が、顧客の納入要件と保有できるバッファに見合っているか確認しましょう。工場にとって都合のよいリズムでも、顧客を繰り返し待たせるようでは意味がありません。
所要時間を実態どおりに見積もる
加工時間、段取り時間、あらかじめ分かっている非稼働時間を織り込みます。時間のかかる製品が見えなくなる単一の平均サイクルタイムではなく、実際の品種構成を使ってください。対象の製品群が、ほかの作業と共用するリソースも確認しましょう。
品種切り替えの増加によって、必要な生産量を確保するための能力が不足するなら、段取り時間を短縮するか、ロットの組み方を調整するか、妥当性を確認したうえで生産能力を増やします。平準化すれば段取り替え自体が速くなる、と考えてはいけません。
例外を計画に組み込むルールを決める
誰が優先順位を変更できるのか、何を例外として扱うのかを決めておきます。現場で生じる変動に対応できるよう、実用的な余裕も残しましょう。計画上で生産可能時間を隙間なく埋めると、小さな中断からの立て直しも難しくなります。
変更後は、至急の作業を単に先頭へ差し込むのではなく、残りのスケジュールへの影響を確認してください。手作業で作業順序を維持する負担が大きくなるのは、このためです。影響が1つのリソースだけで収まることは、めったにありません。
納期・在庫・生産の安定性を合わせて確認する
必要なときに製品を供給できているか、在庫が増えていないか、予定した品種構成どおりに生産を完了しているか、どれくらいの頻度で生産パターンを崩しているかを確認しましょう。生産指示を平準化する意味があるのは、過剰在庫や納期遅延に問題を移すことなく、顧客への供給に役立つ場合だけです。
平準化ボックスでできること、できないこと
平準化ボックスは、生産指示を時間ごとに振り分けて見える化する道具です。一般的には、行に品種、列に時間帯を配置し、各時間帯に投入する作業をかんばんで示します。一定のペースで流す生産方式では、指示を出す間隔を「ピッチ」で表すことがよくあります。ピッチは、タクトタイムに梱包単位の数量を掛けたものです。
平準化ボックスは、決めたパターンを見えるようにするものです。必要な設備、資材、人員を確保できることまで確認するものではありません。また、生産平準化とラインバランシングは別のものです。ラインバランシングは各ステーションや作業者に作業を配分するのに対し、平準化は時間軸上で数量と品種構成の偏りをならします。
工順や所要時間、優先順位が異なる場合、平準化したパターンを実行するには詳細な生産スケジューリングが必要です。ここでのSkyPlannerの役割は、そのスケジュールを計算し、維持することです。担当者が決める生産方針を、平準化ボックスの自動ルールに置き換えるものではありません。
SkyPlannerで実行できる生産パターンへ
有効な平準化方針は、生産で何を達成したいのかを明確にします。SkyPlannerは、その目標に向けて、利用できる時間とリソースに作業をどう収められるかを確認するのに役立ちます。
Arcturusは、リソースの能力、シフト、工程間の依存関係、担当者が設定した優先順位に基づいて工程をスケジューリングします。必要な時間は、加工時間と段取り時間によって決まります。資材の利用可否を考慮するスケジューリングを有効にすると、資材の手配状況も計算に反映されます。Ganttビューでは、計算された各リソースの作業順序と実施時刻を確認できます。
これにより、平準化した計画を乱す変更にも、実務に即して対応できます。
- 優先すべき注文が入ったら、優先順位を設定し、残りの作業への影響を確認します。
- リソースの稼働可能時間が減ったら、変更を記録し、更新後の能力に基づいてArcturusに再計算させます。
- 直近の作業順序を安定させたい場合は、スケジュールのロック機能で決定済みの予定を守りながら、ほかの作業を再計画します。
利点は、チャートが見やすくなることだけではありません。個々の作業を別の待ち行列へ移す時間を減らし、品種構成、約束した納期、利用可能な生産能力が今も整合しているかを判断する時間を増やせます。SkyPlannerは、公開REST APIを通じてあらゆるERPやMESと連携できるため、既存の受注・生産データを生かしてスケジューリングを改善できます。
導入事例：見通しの立つ生産と、変更への対応を両立
Opes Corporationは特殊製品を見込生産しており、通常は、見通しの立つ3か月分の顧客からの発注確約に基づいて生産しています。規則的な生産リズムを組みやすい条件ですが、製品開発のための生産や少量の至急注文も組み込む必要があります。
OpesはSkyPlannerの導入事例で、負荷状況の表示と更新された生産計画により、こうした追加の作業が完了時刻や納期に及ぼす影響を把握できると説明しています。担当チームは各作業がいつ完了するかを確認し、以前よりも迅速にスケジュールを変更できます。
一定の生産リズムを保つには、こうした柔軟性が必要です。見通しの立つ定常的な作業を見える状態にしておき、例外的な作業がほかの作業予定を乱す前に、その影響を把握することが大切です。
実行できるスケジュールで、日々の生産をより安定させる
生産平準化が機能するには、繰り返し生産する品種構成、段取り替え、需要変動を吸収するバッファの整合が取れていることが必要です。変動の多い工場では、繰り返しが効果を生む範囲で平準化を取り入れたうえで、実際の制約に合わせて個々の作業をスケジュールに落とし込みます。
スケジュールの維持・更新に追われ、生産に関する判断に必要な時間が取れないなら、SkyPlannerをお選びください。スケジューリングの計算はArcturusが担い、優先順位や変更から保護する作業は、引き続き計画担当者が決定できます。
SkyPlannerのデモを予約し、繰り返し生産している製品群を1つ取り上げて、必要な段取りや最近起きた計画の乱れについてご相談ください。生産の優先順位がスケジュールにどう反映されるか、また、特急注文が入ったり、予定していたシフトが稼働できなくなったりすると何が変わるかをご確認いただけます。まずはご自身で操作してみたい方は、デモデータでSkyPlannerをお試しください。
Jussi Mäntylä
生産計画スペシャリスト、SkyPlanner
