インドネシア日系製造業のかんばん方式とMRPの活用

2017/06/23

インドネシアの製造業におけるかんばん方式とMRPの活用を構造化した図解

インドネシアの日系製造業では、生産管理システムを導入し、内示情報と確定受注からMRPの所要量展開機能を用いて製造オーダを生成します。トヨタ系自動車部品メーカーでは、かんばん枚数を計算し、現場に流通しているかんばん枚数に対する過不足を調整します。

インドネシアの生産管理システムと製造業DXの関係を構造化した図解

インドネシアの生産管理システム

製造業の至上命題は生産性向上と納期遵守です。製造原価、売上原価、販売管理費の違いを理解することが重要です。勘定連絡図は製造業の原価計算に役立ちます。

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この記事でわかること

  • インドネシアの日系製造業では、MRPを用いて製造オーダを生成し、かんばん方式で生産管理を行います。
  • eかんばんは客先からの出荷指示として機能し、サプライチェーン全体の連動を促進します。
  • かんばん方式はプル方式で、製造現場で使用された分だけ後工程が前工程から引き取ります。
  • かんばん枚数は、加工数と日当たり必要数にリードタイムと安全在庫日数を掛けて計算されます。
  • トヨタ生産方式では、かんばん方式とスケジューラを併用し、効率的な生産管理を実現しています。

客先からの出荷指示の意味合いが強いeかんばん

うちの製品の一部かんばんで動いています。

インドネシアの日系商社や製造業を訪問し、システム導入のための業務要件をヒアリングする際、よく耳にするのが客先から毎朝メールで届くeかんばんです。これは月初にまとめられる確定受注に対する分納のための納入指示に該当します。かんばんによる出荷合計数が確定受注数に満たない場合、システム上で受注オーダをクローズする必要があります。

自社も仕入先に対して商品や材料を月まとめて発注し、入荷は客先からのかんばんの動きに合わせて分納してもらうことで、客先と自社と仕入先とのサプライチェーンが連動して動くのが理想です。

商社の受発注で登場するかんばんは、受発注オーダに対する分納時のBOX単位に発行されます。

  1. 客先からかんばん到着。
  2. 仕入先にかんばん分の納品を依頼。
  3. 当月の客先からのかんばんを消化した後、受注オーダと発注オーダをクローズ。

一方、製造業の加工現場で登場する工程内かんばんは、引取と加工のBOX単位に発行されます。

  1. 出荷ではずれて出荷エリアで滞留。
  2. 加工エリアに戻されて加工エリアで滞留。
  3. 加工点に達したら加工を開始してBOXに挿される。
  4. 2に戻る。

工程内かんばんは、現場を流動する引取かんばん(移動実績)と、生産指示となる仕掛かんばん(生産実績)に役割分担されることもあります。

  1. 出荷ではずれて出荷エリアで滞留(引取かんばん)。
  2. 加工エリアに戻されて(引取かんばん)、BOXが引き取られ(引取かんばん)、加工エリアで滞留(仕掛かんばん)。
  3. 加工点に達したら加工を開始してBOXに挿される(仕掛かんばん)。
  4. 2に戻る。

MRPで製造指図を発行するのとかんばん枚数を計算するのは同じ目的

製造指図とかんばんは、どちらも生産管理部が内示情報に基づいてMRPを実行した結果としての実所要量を基にしています。製造指図は生産計画を作業単位に具体化したもので、プッシュ方式に基づいています。一方、かんばん方式は製造現場で使用された分だけ後工程が前工程から引き取るプル方式で、事後の結果として作業単位の実体となります。

  • 製造指図合計数=実所要-現状在庫+安全在庫
  • かんばん枚数xBOXの収容数=加工数+日当たり必要数x(かんばんL/T+加工L/T+安全在庫日数)

かんばん枚数

実所要量から現状在庫を引いた正味所要量に安全在庫を加えた製造指図合計数量は、実所要量を稼働日で割った日当たり必要数に(かんばんL/T+加工L/T+安全在庫日数)を掛けた結果に加工数を足したものと比較すると、出荷エリアで外されて溜まっているかんばんL/T分と、加工エリアで加工点に達するまで溜まっている加工L/T分だけ差異が生じます。工場内を流動するかんばんは以下の3つの場所に滞留します。理論上の月間かんばん枚数は以下のように計算されます。

  1. 出荷エリアで外されて溜まっている分(かんばんL/T)

    出荷でかんばんが外れて現場に戻るまでの遊休期間

  2. 現場で加工点に達するまで溜まっている分(加工L/T)

    現場横のかんばんが加工点に達するまでの期間+加工ロット分を完了させるべき期間

  3. 現場や倉庫にある在庫ロットに挿してある分(安全在庫)

    切ってはいけない在庫水準N日分であり、安全在庫=0なら「納期遅れせずに在庫なし」で運営できるベストな状態ですが、これだと不安なので余分に持つのが安全在庫です。過去のある期間の使用実績から平均使用量とバラツキを計算し、統計的に欠品を起こさないだけの量を持っておきます。

  • 変数

    A = 1回あたりの加工数(別途計算要)

    B=1日あたり必要数

    x = 安全在庫日数

    y = かんばんリードタイム日数

    z = 加工リードタイム日数

    p = 入数

  • 月間かんばん枚数

    Roundup[{A + B x (x + y + z)} / p]

製造指図の手番ずらし日数は、かんばん計算の(安全在庫日数+かんばんリードタイム日数+加工リードタイム日数)と理論上同じになるはずです。

「かんばん枚数x箱の収容数」は、内示に対する総所要量を稼働日で割った日当たり必要数に(かんばんL/T+加工L/T+安全在庫日数)をかけた結果に加工数を足したものです。

  • かんばん枚数計算の目的は、当月回転枚数に対して次月の内示から計算すると何枚増やすか(減らすか)を知ること。
  • 工程内かんばん枚数={加工数+(日当たり必要量)x(かんばんL/T+加工L/T+安全在庫)}/収容数
  • 加工数は今現在加工中のロットであり、かんばんL/Tや加工L/Tや安全在庫は現場や置き場に滞留しているロット。
  1. 日あたり必要数を計算

    月次の内示を取込み所要量展開(L/T=0日)し総所要量を計算し、稼働日数で割る。

  2. 1コイルあたり何個取れるかを計算
    • 標準コイル重量(kg)=板幅(mm)x3.4
    • 1コイルあたり何個取れるか=標準コイル重量/1個あたり重量
  3. 加工数(1回で加工するロット数)を計算
    • 最低連続加工時間(マスタ値)最低何時間機械を止めたくないか(稼動時間まとめ)

      ⇒加工数=最低連続加工時間÷サイクルタイム

    • 最低加工コイル数(マスタ値)最低何本コイルを使い切りたいか(コイルまとめ)

      ⇒加工数=最低加工コイル数x1コイルあたり何個取れるか

    • 最低加工日数(マスタ値)最低何日分のまとめて生産したいか(加工日数まとめ)

      ⇒加工数=最低加工日数x日あたり必要数

    3つの条件の下に最も加工コイル数の多いものを適用。

  4. 工程内かんばん枚数(In-Processかんばん)
  5. 材料かんばん枚数(Materialかんばん)

内示の日ばらしが所要量展開と負荷計算に及ぼす影響

客先から受け取った月次の内示データを、日ばらしせずに月末日付を納期としてMRPを実行しても、日ばらしして実行しても、所要量展開によって算出される所要量合計は同じです。

MRP

負荷計算を月末日付を納期として行う場合、月末日付のライン能力に対する負荷が計算されます。しかし、月単位で見ると、月の稼働日合計に対する負荷が確認でき、これは日ばらしして計算される負荷の合計と同じです。

事例:週次の内示に基づいて負荷計算する場合、月初の週で前月にかぶっている分だけ負荷が過少になり、月末の週では翌月にかぶっている分だけ負荷が余分になります。したがって、週次の内示に基づいて計算された負荷を単純に合計しても月次の負荷にはなりません。

要点:週次内示ベースの負荷を単純合計しても月次負荷にはならず、月初・月末の月またぎ分を別途補正する必要があります。

かんばん方式の運用の大前提である平準化生産

かんばん方式は、必要なものを必要な数量だけ供給することを目的としています。ASSYや溶接など小ロット対応可能な工程では効果的に機能しますが、成形やプレスなどロット生産を前提とした工程においては、中間在庫を積み上げて消費し、一定水準を下回ったら信号かんばんで生産依頼を行う必要があります。かんばん方式を機能させるためには、以下の4つの条件が必要です。

  1. 引き取られた分だけ必ず前工程で生産
  2. 生産量と品種の平準化
  3. 100%良品
  4. かんばんが現品と一緒に動く

後工程の人が一定枚数の引取りかんばんを戻し、仕掛かんばんを残留させることで、安定した生産体制を維持することが求められます。これには、生産量と品物の種類のバラツキをなくすことが重要です。例えば、今日100個、明日1個という生産では、生産準備に無駄が生じ、コストが高くなります。これが、かんばん方式が平準化生産を前提とする理由です。

平準化は、様々な種類の製品を均等にばらして生産することで、ロット生産と対比されます。これを実現する方法として、以下のような手法があります。平準化を突き詰めると、必然的に1個流しの生産方式になります。

  1. シングル段取(内段取の外段取化・段取の標準化)により段取り替え時間を短縮(10分以内に金型交換)
  2. 多能工化(複数ポジションをこなせるユーティリティプレーヤー)
  3. ラインは色々な種類の製品を混在(混流生産)

かんばん方式とスケジューラの併用

MRP(Material Requirement Planning)は、生産管理部(PPIC)から各工程に同時に指示されるプッシュ型のシステムです。一方、かんばん方式は平準化生産を基礎とし、後工程からの必要量(かんばん)をもとに、最終工程から前工程へと必要数量の生産指示が流れるプル方式です。

内示に基づく所要量展開で算出される製造指図合計数≒かんばん枚数x収容数

トヨタ生産方式を採用する工場では、後工程は顧客からのeかんばんをトリガーに、後工程から前工程の工順で引取りかんばんを運用しています。製造数量の増減や開始時期は、かんばんポスト(平準化ボックス)からの引取りかんばんの出し入れ加減で管理します。

こうしたかんばんの後引きが確立している工場で、生産スケジューラから日次生産計画を発行して現場に渡しても、後引きに慣れたオペレーターは対応が難しいです。必要なものを必要なだけ作るというかんばん方式の基本要求に対応できるのは、小ロット生産が可能なASSYや溶接などの後工程です。しかし、大ロット生産が前提となる成形やプレスでは、中間在庫を一定水準まで積み上げ、後工程から消費していく方法を取らざるをえません。

そのため、かんばん方式で生産現場が動いている工場でも、後引きに細かく対応できない前工程にはスケジューラを導入し、中間在庫をコントロールする選択があります。トヨタ生産方式のコアである「かんばん方式」は、受注したオーダーに対し生産を行うための製造現場での運用の仕組みです。後工程から要求されたかんばん枚数個分だけを自工程で生産します。

オーダーのキャンセルがあった場合には、かんばんの流動速度を微調整することで作りすぎを防ぎますが、追加オーダーや機械のトラブルによる生産の遅れがあると、かんばんを流動させても生産は遅れます。

かんばん方式はオーダーに対する生産能力が十分であることを前提とした仕組みです。自動車メーカーに納品する部品メーカーでは「Tier1」ならまだしも、「Tier2」「Tier3」と下請け階層が下がるにつれて需要変動が激しくなり、運用が難しくなります。

かんばん方式は問題発生の都度立ち止まって「5回のなぜ」を通してカイゼン活動を行い、次月に修正を繰り返す現場主体の運用方法です。受注変動に対して生産資源が負荷オーバーするのを解決するシステムではないため、実際に生産可能かどうかは別のシステムで判断する必要があります。

これを行うのが生産スケジューラであり、主にボトルネックとなる生産工程の調整を行います。ある程度まで設備単位に平準化した上で、実現可能な計画が作成できることを確認し、オーダー数量に対して必要な分だけのかんばん枚数を計算し、現場での運用はかんばんに引き継ぎます。

生産準備のための生産スケジューラ運用

インドネシアの日系工場では、生産スケジューラの導入において、かんばん方式との併用が大きな課題となっていました。作業指示が仕掛かんばんによって行われる場合、かんばん方式を止めてスケジューラに切り替えるか、作業指示以外の部分でスケジューラを利用するかの選択が必要です。

かんばん方式では「3ヶ月内示から生産準備」を行うのが通常で、この生産準備には以下の作業が含まれます。

  1. 内示情報から所要量計算をして原材料・外注の手配
  2. 内示情報から工場資源の予測ベースの能力計画
  3. 工程全体の見える化(全体最適化)
  4. 内示(バックワード)と確定(フォワード)から納期管理
  5. スループット最大化のためのシュミレーション
  6. 工場内資源再配置

作業指示をかんばんに任せつつ、上記の生産準備をスケジューラの結果で行うことで、かんばん方式とスケジューラの併用が可能になります。需要変動が少ない工場では、現場の判断で日々の作業指示が可能ですが、需要の変動が予測しにくい場合は、より正確な計画を作成するためにスケジューラによるリスケジュールが必要です。

最大仕掛在庫と原材料調達を現場で意識するシステム運用

インドネシアでは、コロナ禍の影響で自動車の購入と生産が停滞しました。2020年4月の生産台数は前年同月比で79.6%減(104,847台⇒21,434台)、国内販売台数は90.6%減(84,059台⇒7,871台)となり、自動車部品メーカーを含む巨大な裾野産業が大きく停滞しました。

景気停滞局面で重要なのは「どれだけ多く作れるか」よりも「作りすぎの防止」です。その方法の1つは、生産計画作成段階でMAX在庫を超えない計画を作成し、日単位で計画数量を確実に消化することです。もう1つは、生産開始時に該当品目がMAX在庫を超えていれば生産を止め、超えていない品目のうち、前工程が完了して仕掛在庫になっているものから生産することで、生産の流れを止めない方法です。

MAX在庫を超えない生産計画をシステム化するのは難しく、計画の遅れが後工程に大きな影響を及ぼすため、弊社では実績重視のシステムを推奨しています。このためには、自工程の在庫状況と前工程の進捗状況を確認できる機能が必要です。

また、生産の遅れは追加オーダーや機械の故障といった川上側の要因だけでなく、原材料の入荷遅れによる欠品という川下側の要因もあります。確定オーダーや納期回答済みの優先度の高いオーダーから先に、倉庫の原材料を割り付けることで出荷の遅れを防ぐ仕組み作りが必要です。

かんばん方式の種類

引取かんばんと仕掛かんばんを分ける場合

引取かんばんは移動指示、仕掛かんばんは生産指示として明確に分けます。客先からのe-かんばんを出荷エリアのBOXに挿してある引取かんばんと差し替え、BOXと一緒に客先に出荷します。この場合、1BOXが出荷され、出荷伝票とe-かんばんで現品チェックされます。差し替えられた引取かんばんはかんばんポストに滞留します。

かんばん方式
かんばん方式

出荷エリアのかんばんポストに残された引取かんばんは、所定の枚数(この場合2枚)溜まると組立品置き場に戻され、BOXに挿してある仕掛かんばんと差し替えられます。仕掛かんばんはかんばんポストに戻され、2BOXを出荷エリアに引き取ります。

組立品エリアのかんばんポストに残された仕掛かんばんは、所定の枚数(この場合4枚)溜まると組立エリアに戻されて組立作業を開始します。前工程の成形工程では、信号かんばんを使い、MIN在庫を切ったタイミングで成形作業が開始されます。

引取かんばんと仕掛かんばんをまとめて工程内かんばんとする場合

引取かんばんと仕掛かんばんを同じ工程内で回る工程内かんばんとして扱います。基本的な流れは同じですが、出荷エリアに残された工程内かんばんは、所定の枚数(この場合2枚)溜まると組立品置き場のかんばんポストに戻され、2BOXを出荷エリアに引き取ります。組立品エリアのかんばんポストに残された工程内かんばんは、所定の枚数(この場合4枚)溜まると組立エリアに戻されて組立作業を開始します。

かんばん枚数とは(引取かんばん+仕掛かんばん)の合計枚数、または工程内かんばんの枚数であり、以下のように計算されます。

日当たり必要BOX数 x(かんばんL/T+加工L/T+安全在庫)=1 x(2 + 4 + 0)= 6枚

トヨタ側では平準化したラインへの投入計画を作成する必要がある

トヨタの最終組み立て工場では、日時単位で「何をどの順序で流すか」というスケジューリングが綿密に計算されています。このため、必要な品目を前工程から必要な数量だけ引き取り、足りなくなった分だけ生産するプル型のかんばん方式と、管理組織側からプッシュ型で作成されるMRPによる生産計画が対比されます。

この組立工場の投入順序スケジュールを成立させるため、毎日5回も6回も分納するためのe-かんばん(引取かんばん)という出荷指示が下請け工場に送られます。理論的には下請け工場側で生産計画を作成する必要はないものの、必要なものを必要なだけ必要なタイミングで提供することが求められます。そのため、毎日の指示では同じ品種が同じくらいの数量で平準化されていないと、人員の手配やラインの組み換えなどの生産準備が追い付きません。

かんばん方式では、常に必要な時に必要なものを必要なだけ造れる体制が求められ、生産量や品物の種類のバラツキをなくす必要があります。例えば、今日100個、明日1個という生産では無駄が多く、コスト高になります。トヨタ組立工場側では、同一車種の注文が多数あったとしても、自社ラインと下請け工場側の生産能力を超えないように混流ラインに車種をばらして投入するスケジュールを立てます。

下請け工場側が生産計画を作る必要がないのは、トヨタ組立工場側で平準化のための綿密な生産計画を作成しているからです。

よくある質問|かんばん方式とMRP

インドネシア日系製造業でよく聞かれる論点を、本稿の知識に沿って短く整理します。

製造指図とかんばん枚数は何が違うのですか?

どちらも内示に基づく所要量展開から計算できますが、製造指図は生産管理部から現場へ出すプッシュ型の作業単位です。かんばんは後工程が使った分だけ前工程から引き取るプル型の結果として現場を流動します。

かんばん方式に平準化が必要な理由は何ですか?

日ごとの品種と量が大きく振れると設備投資や段取りが膨らむためです。平準化では多品種を均等にばらし、内段取りの外段取り化や多能工化が求められ、突き詰めると1個流しに近づきます。

かんばん運用にスケジューラを併用する意味は何ですか?

かんばんだけでは急な需要変動や生産準備(材料手配・能力計画)に限界があるためです。内示からの所要計算や資源の予測計画をスケジューラ側で補い、現場の作りすぎ抑制はかんばん側で担うハイブリッドが有効です。