設計と生産のシステム

要点と定義

製造業の設計・生産システムでは、作業を効率化する考え方と、工程や在庫を管理する仕組みを区別します。

標準化は、部品や手順などに共通の基準を定め、統一することです。部品の種類や手順をそろえることで、製造活動を合理化しやすくなります。作業負荷や生産量のばらつきを抑える平準化、工程や方法を単純にする簡素化とは異なります。

CADは、コンピュータを用いた設計を支援する仕組みです。設計データを保存して再利用できるため、設計作業を効率化しやすくなります。資材の所要量計算や工場の自動化、生産プロセス全体の統合管理とは役割が異なります。

コンカレントエンジニアリングは、仕様・設計・工程計画・製作などを、前の工程の完了を待たずに並行して進める考え方です。後工程の担当者も早い段階から関わることで、開発期間や納期の短縮を目指します。

インダストリー4.0では、ITなどを活用し、顧客ごとの異なる仕様にも効率的に対応するマスカスタマイゼーションが代表的な取り組みです。産業革命の特徴を区別する場合、蒸気機関による機械化、電力による大量生産、コンピュータ制御による自動化の順に整理できます。

JIT（ジャストインタイム）は、必要なものを必要な時に必要な量だけ調達・生産し、工程間在庫を抑える考え方です。かんばん方式は、後工程から前工程へ生産指示や部品の引渡し情報を伝える仕組みです。必要な物を必要なタイミングで補充するために使われ、情報伝達に電子タグを使う場合もあります。JITが必要時・必要量の考え方を示すのに対し、かんばん方式は工程間で情報を伝える方法を示します。

定量発注方式は、在庫が発注点に達したら、あらかじめ定めた一定量を発注する方式です。需要が安定している場合、最適な発注量は発注費用と在庫維持費用の合計が最小になる量として考えます。

定期発注方式は、決めた周期で発注量を見直す方式です。発注量の計算では、次回発注までの期間と調達期間中の使用量に安全在庫を加え、現在の在庫と発注残を差し引きます。

FMS（フレキシブル生産システム）は、複数の工作機械や産業用ロボット、搬送装置などを連携させ、生産プロセスを統括して制御・管理する仕組みです。品種や工程の変更に柔軟に対応する生産システムとして捉えます。

適用条件と例

かんばん方式で部品在庫を抑えるには、使用状況や補充の必要性を購買につなげられることが重要です。在庫管理システムと部品購買システムが連携すれば、在庫状況に応じた部品の発注に結び付けられます。

発注計算では、期間と数量の単位をそろえます。定期発注方式の式は次のとおりです。

発注量 ＝（発注間隔＋調達期間）×毎日の使用予定量＋安全在庫量−現在の在庫量−現在の発注残

たとえば、発注間隔が5日、調達期間が3日、1日の使用予定量が10個、安全在庫が20個、現在の在庫が50個、発注残が10個なら、発注量は（5＋3）×10＋20−50−10＝40個です。これは定期発注方式の計算例です。

必要な部品数と調達期間から、発注期限を逆算することもできます。製品1個に部品aを2個、部品bを1個使い、毎週40個生産するなら、各週の所要量はaが80個、bが40個です。第1週の在庫がaは250個、bは150個で、第2週から第4週まで毎週生産すると、第4週終了時はaが250−80×3＝10個、bが150−40×3＝30個です。第5週の需要にはどちらも不足します。第5週初めに必要な部品を届けるには、調達期間が1週のaは第4週初めまで、2週のbは第3週初めまでに発注します。最も遅い発注期限は第3週初めです。