JP2020057341A - 生産管理装置および生産管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産計画に対する生産実績の乖離を抑制可能な生産管理装置を提供する。【解決手段】加工能力データを参照して、製造設備による部品の加工計画を作成する部品加工指示部と、加工計画に従って製造設備に部品の加工を実施させ、製造設備による部品の加工実績データを取得する加工実績部と、前記加工能力データを保持し、取得した加工実績データと蓄積された加工実績データとを用いて、加工能力データを更新する加工能力部と、組立能力データを参照して、製品の組立計画を作成する組立指示部と、組立計画に従って実施された製品の組立についての組立実績データを取得する組立実績部と、取得した組立実績データと蓄積された組立実績データを用いて組立能力データを更新する組立能力部とを含み、組立指示部は、加工計画に対して加工実績データに遅延が発生した場合には組立計画の実行への影響を排除すべく組立能力データを参照して組立計画を修正する。【選択図】図２

Description

本発明は、生産管理装置および生産管理方法に関する。

複数部品で構成される製品(例えば、バルブ製品)の生産においては、製品の受注をすると、在庫を確認し、製品の在庫がない場合には、工場に製造を依頼する。工場では、生産計画を立てる。生産計画を作成するために必要な情報には、製品の在庫数情報、部品の在庫数情報、材料の在庫量情報、社内および社外の製造設備の稼働状況、受注関連情報（受注数、納期等）、組立工程の稼働状況等がある。
これらの情報（例えば在庫数情報、製品製造設備情報等）は、例えば製造部門のコンピュータや営業部門のコンピュータや品質部門のコンピュータから取得されるようになっており、取得された情報が管理部門の計画担当者に参照される（例えば特許文献１参照）。
これにより、計画担当者が、例えば購買費用や製造費用等のコストを最小化するように、製品や部品を製造設備で作製する生産計画を作成している。

特開２０１６−２０７０８９号公報

生産計画は、製品の納期を厳守しつつ、利益を最大化、コストを最小化するように作成される必要がある。加えて、複数の製品の受注から納入までにおいて、納期を厳守しつつ利益を最大化、コストを最小化するには、生産計画と実績とが大きく乖離しないことが必用である。このため、生産計画の作成は、経営上、非常に重要な要素である。
しかしながら、種々の異なる製品を扱う工場では、製品ごとに期限が異なり、また、製品のカテゴリーも汎用製品だけでなくいわゆる特注製品や別作製品が存在し、これらが混在する状態で、実績との乖離の少ない生産計画を作成することは容易ではない。

そこで、本発明は、上述した如き課題に鑑みてなされたものであり、生産計画に対する生産実績の乖離を可能な限り抑制可能な生産管理装置および生産管理方法を提供することにある。

本発明の生産管理装置は、生産計画に含まれる製品を構成する複数の部品の中の少なくとも一の部品を製造設備に加工させる加工工程と、加工される前記少なくとも一の部品を用いる前記製品の組立工程とを有する生産工程を管理する生産管理装置であって、
蓄積された加工実績データを用いて形成された前記製造設備の加工能力データを参照して、当該製造設備による前記少なくとも一の部品の加工計画を作成する部品加工指示部と、
前記加工計画に従って、前記製造設備に前記少なくとも一の部品の加工を実施させ、前記製造設備による前記少なくとも一の部品の加工実績データを取得する加工実績部と、
前記加工能力データを保持し、取得した前記加工実績データと蓄積された前記加工実績データとを用いて、前記加工能力データを更新する加工能力部と、
前記加工計画を利用しつつ、蓄積された組立に要した時間を測定した組立実績データに基づく組立能力データを参照して、前記製品の組立計画を作成する組立指示部と、
前記組立計画に従って実施された前記製品の組立についての組立実績データを取得する組立実績部と、
取得した前記組立実績データと蓄積された前記組立実績データを用いて、前記組立能力データを更新する組立能力部と、を含み、
前記組立指示部は、前記加工計画に対して前記加工実績データに遅延が発生した場合には、前記組立計画の実行への影響を排除すべく、前記組立能力データを参照して前記組立計画を修正する。

本発明の生産管理方法は、生産計画に含まれる製品を構成する複数の部品の中の少なくとも一の部品を製造設備に加工させるための加工計画を作成してこれを実施する加工工程と、加工される前記少なくとも一の部品を用いる前記製品の組立工程とを有する生産工程を管理する生産管理装置による生産管理方法であって、
部品加工指示部が、蓄積された前記製造設備の加工に要した時間を測定した加工実績データに基づく前記製造設備の加工能力データを参照して、当該製造設備による前記少なくとも一の部品の加工計画を作成し、
加工実績部が、前記加工計画に従って実施された前記製造設備による前記少なくとも一の部品の加工についての加工実績データを取得し、
加工能力部が、取得した前記加工実績データと蓄積された前記加工実績データとを用いて、前記加工能力データを更新し、
組立指示部が、前記加工計画を利用しつつ、蓄積された組立に要した時間を測定した組立実績データに基づく組立能力データを参照して、前記製品の組立計画を作成し、
組立実績部が、前記組立計画に従って実施された前記製品の組立についての組立実績データを取得し、
組立能力部が、取得した前記組立実績データと蓄積された前記組立実績データを用いて、前記組立能力データを更新し、
前記組立指示部が、前記加工計画に対して前記加工実績データに遅延が発生した場合には、前記組立計画の実行への影響を排除すべく、前記組立能力データを参照して前記組立計画を修正する、
ことを含む。

本発明によれば、生産工程の根幹を成す、部品の加工工程とこの部品を含む製品の組立工程を計画するときに、過去の加工実績データから形成された最新の加工能力データに基づいて加工計画を作成し、加えて、部品の加工計画を利用しつつ最新の組立能力データに基づいて組立計画を作成し、部品の最新の加工実績データに基づいて組立計画を修正するので、立案された加工計画および組立計画と実績値との乖離を抑制できる。加えて、加工工程で生じた遅れを排除すべく組立計画を修正することで全体として生産計画を計画通りに遂行可能となる。

本発明の生産管理装置の一実施形態に係る管理装置の機能ブロック図。 図１の各アプリの機能ブロック図。 生産管理工程の一例を示す工程図。 加工管理アプリにおける処理の一例を示すフローチャート。 組立管理アプリにおける処理の一例を示すフローチャート。 加工管理工程での計画・実績および組立管理工程での計画・実績を示す説明図。 加工指示データの一例。 組立指示データの一例。 加工実績データの一例。 組立実績データの一例。 加工能力データの一例を示す図。 組立能力データの一例を示す図。

以下に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の生産管理装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図２は図１の各アプリにより達成される各種機能の機能ブロック図である。
図１に示す生産管理装置１は、コンピュータと記憶装置とソフトウエアにより構築されており、ソフトウエアは、営業管理アプリ１０、物流倉庫管理アプリ２０、物流管理アプリ３０、生産管理アプリ４０、仕入先管理アプリ５０、購買管理アプリ６０、機械加工管理アプリ７０および組立管理アプリ８０を含む。

営業管理アプリ１０は、顧客からの受注データ１１および売上データ１２を管理している。
物流倉庫管理アプリ２０は、在庫製品を保管する物流倉庫の出荷データ２１および在庫データ２２を管理している。
物流管理アプリ３０は、工場内の営業の受注データ３１、顧客の売上データ３２、製品の在庫データ３３を管理している。
生産管理アプリ４０は、原価データ４１、生産計画データ４２、部品の在庫データ４３を管理している。
仕入先管理アプリ５０は、部品や材料を仕入れる仕入先データを管理する。
購買管理アプリ６０は、部品の発注データ６１と部品の入荷データ６２を管理している。
機械加工管理アプリ７０は、部品加工データ７１および加工能力データ７２を管理している。
組立管理アプリ８０は、組立データ８１および組立能力データ８２を管理している。

上記した、受注データ１１，売上データ１２，出荷データ２１，在庫データ２２，原価データ４１，生産計画データ４２，部品の在庫データ４３，部品の発注データ６１，部品の入荷データ６２，部品加工データ７１，加工能力データ７２，組立データ８１，組立能力データ８２は、図２に示す記憶装置１００に保管されている。

図２において、Ｆ１は営業管理アプリ１０、Ｆ２〜Ｆ４は物流倉庫管理アプリ２０、Ｆ６〜Ｆ９は物流管理アプリ３０、Ｆ１０，Ｆ１１，Ｆ２３は生産管理アプリ４０、Ｆ１９は仕入先管理アプリ５０、Ｆ１２〜Ｆ１４は機械加工管理アプリ７０、Ｆ１６〜Ｆ１８は購買管理アプリ６０、Ｆ２０〜Ｆ２２は組立管理アプリ８０の機能をそれぞれ示している。

生産管理装置１は、顧客から受注データを受けると（Ｆ１）、物流倉庫の在庫数量を確認する（Ｆ２）。物流倉庫に在庫製品があった場合には、出荷を指示し、物流倉庫の出荷数量を更新する（Ｆ３）。物流倉庫に在庫製品がない場合には、工場内の在庫数量を確認し（Ｆ７）、工場内に在庫製品があった場合には、出荷し、工場出荷数量を更新し（Ｆ５）、工場生産売上高として計上する（Ｆ６）。
工場内に在庫製品が無い場合には、製造指示を出す（Ｆ９）。

ここで、図３に製造指示から出荷までの生産管理装置１において実施される管理工程の大まかな流れを示す。
生産管理装置１は、製造指示（ＰＲ１）を出すと、生産計画を立案する（ＰＲ２）。生産計画は、製品の月次毎の製造予定数等を立案する。製品の月次毎の製造予定数は、納期を確実に守ることができるように立案される。
生産計画が立案されると、製品を複数の部品に展開する（ＰＲ３）。部品展開すると、購買指示、加工指示、組立指示を行う。生産計画を作成する上での基準は、
（Ａ）製造納期
（Ｂ）部品在庫状態
（Ｃ）加工能力
（Ｄ）組立能力
（Ｅ）製造原価
である。なお、加工能力および組立能力については後述する。

部品展開の後、各部品の在庫が工場内にあるかを確認する（ＰＲ４）。部品在庫が無い場合には、購買に発注を指示する（ＰＲ５）。
発注した部品の入荷を確認すると（ＰＲ６）、機械加工が必要な場合には、部品加工を指示する（ＰＲ７）。機械加工が不要な場合には、部品在庫として管理する（ＰＲ８）。機械加工により加工された部品も部品在庫として管理する。
部品在庫情報を確認しながら、製品の組立指示を行い（ＰＲ９）、組立が完了すると、出荷指示を出す（ＰＲ１０）。

本実施形態では、部品の機械加工については、図２のＦ１２〜Ｆ１４の機能により実現され、部品の組立については、図２のＦ２０〜Ｆ２２の機能により実現され、購買発注については図２のＦ１６〜Ｆ１９により実現される。

生産計画Ｆ１０からは、部品加工指示の情報が部品加工指示Ｆ１２に、部品手配指示の情報が部品手配指示Ｆ１６に、組立指示の情報が組立指示Ｆ２０に送られる。
部品手配指示Ｆ１６では、部品手配計画を作成する。この部品手配計画は、協力会社の部品の納入予定Ｆ１８を参照して行われる。そして、実際に部品が納入されると納入実績Ｆ１７として記憶され、納入実績に基づいて納入予定Ｆ１８が新たに更新される。

次に、部品加工に関する処理について図４を参照して説明する。
部品加工指示Ｆ１２は、生産計画Ｆ１０（生産管理アプリ４０）から、例えば、図７Ａに示すような加工指示データを部品加工指示Ｆ１２で受け取ると（ステップＳ１）、加工能力Ｆ１４で加工能力データを取得する（ステップＳ２）。

加工指示データの機械番号は、下記の情報を保持している。
１）機械番号 どの設備で加工を行ったか(社内で付与されているシリアル番号)
加工設備にはそれぞれ機種情報がリンクされている。
機種(メーカー名、機種名、年式)
２）部品コード（部品別に付与されたユニークな番号）
部品コードにはそれぞれ以下がリンクされている。
・部品名
・代表品番(部品の適用される代表的な品番)
・改訂番号(変更履歴管理）
部品コードは分類番号が付与されており、サイズ属性、材質属性、用途属性等でそれぞれ分類することができる。これをグループテクノロジーと呼んでいる。これらが新規部品の加工時間を推測する場合や異常が発生した場合の原因究明に使用される。
３）加工個所（どの部分の加工か？ （例）中心部、横穴ｅｔｃ）
同部品内でも加工する部分の違いにより細分化されている。
４）工程コード（どうような加工か？ （例）荒化工、仕上げ加工ｅｔｃ）
工場内を流れる工程とは別に加工工程は更に細分化して内部の工程を保持している。
５）納期
６）数量

ここで、加工能力データは時間で定義され、部品の加工の割り付けを行うべき製造設備の加工能力（加工時間）である。具体的には、図１０に示すように、部品Ａの加工に要する時間が３０分とすると、加工能力は３０分となる。他の部品についても同様に加工能力が時間で規定されている。加工能力は、蓄積された製造設備の加工に要した時間を測定した加工実績データに基づいて形成される。例えば、製造設備がマシニングセンタ等の主軸を備える加工機械である場合、主軸の回転を開始させてから主軸の回転が停止するまでの時間を測定し、部品１個当たりの加工実績データを加工時間とし、この加工時間が部品Ａの加工能力となる。加工時間は、変動することがあるので、蓄積した過去の加工実績データと最新の加工実績データとの、例えば、平均値から最新の加工能力データが生成される。
１００個の部品Ａの加工時間が３５００分であれば、1個当たりの加工時間は３５分となり、これと過去の加工実績データとの平均値により加工能力が更新される。また、製造設備のもつ消耗品の交換頻度と交換時間のデータを入力することで、加工能力データにこれらの時間を加味するように構成することができる。
加工実績データは、例えば、作業時間（時間データ）を含め、図８Ａに示す情報を持っている。

部品加工指示Ｆ１２は、加工能力データを参照して、製造設備への部品の加工を割り付け、すなわち、部品の加工計画データを作成する（ステップＳ３）。例えば、図６に示すガントチャートのように、部品Ａの加工計画データの加工時間ＰＡは、部品Ａの個数×加工能力データで算出される。

図６に示すように、加工計画を作成すると、設備機械に加工を実施させ、加工開始時刻を取得する（ステップＳ４）。加工開始時刻は、設備機械に設けられたセンサ等の検出装置により検出され、生産管理装置１に送られる。

生産管理装置１は、加工が終了したかを判断し（ステップＳ５）、終了した場合は、加工開始時と同様に、加工終了時刻を取得し（ステップＳ６）、加工実績データの加工時間ＰＭＡを算出する（ステップＳ７）。次いで、得られた加工実績データと過去に蓄積した加工実績データに基づいて、加工能力データを更新する（ステップＳ８）。
加工が完了した部品は、在庫部品として登録される。

次に、部品の組立に関する処理について図５を参照して説明する。
組立指示Ｆ２０は、生産計画Ｆ１０から組立指示を受けると（ステップＳ１０）、組立部品の加工計画（部品の在庫計画）を取得する（ステップＳ１１）。
生産計画Ｆ１０からの組立指示情報は、例えば、図７Ｂに示すように、
・工程名
・製品コード
・納期
・数量
からなる。

生産管理装置１は、組立指示情報と部品の加工計画に基づき、図８に示すような、組立能力データを参照して、図６に示す組立計画を作成する（ステップＳ１２）。
組立能力データは、工場の稼働日において出勤している作業員の情報である。具体的には、組立能力データは、各作業員の個人単位での能力の情報である。スキルレベルを数段階用いて作業スピード、や作業品質が高いものから順序をつけ、図８に示すように、時間に換算している。この組立能力データは、過去に蓄積された組立に要した時間を測定した組立実績データに基づいて形成され、新たな組立実績データが取得される毎に更新される。
組立実績データは、例えば、作業時間（時間データ）を含め、図８Ｂに示すような情報を持っている。

生産管理装置１は、組立計画を作成すると、部品の加工（在庫）実績を取得する（ステップＳ１３）。ここで、部品の加工（在庫）実績を取得するのは、部品加工が加工計画通りにいかず、加工計画よりも遅延する場合があるからである。部品加工が加工計画よりも遅延した場合には、組立作業を行うことができず、組立作業も遅延してしまう。
このため、生産管理装置１は、作成した組立計画を修正する必要があるかを判断する（ステップＳ１４）。
組立計画を修正する必要がある場合には、この組立作業の遅延を排除するべく、例えば、組立計画を以下のように修正をする（ステップＳ１５）。

・作業人数の変更（増員）
組立能力データの範囲内で作業員の人数を増加させることにより、組立工期の短縮が可能となる。
・作業員の稼働時間の調整（延長）
組立能力データの範囲内で一人当たりの稼働時間を増加させることで、組立工期の短縮が可能となる。
・組立ロットの変更
組立能力データの範囲内で組立計画を修正できない場合には、所定の納期の範囲内で組立ロットの時期を変更する。

次いで、組立を実施し（ステップＳ１６）、組立実績（組立時間）を取得する（Ｓ１７）。そして、最新の組立実績データと過去に蓄積した組立実績データに基づいて、図８に示したような組立能力を更新する（ステップＳ１８）。

本実施形態によれば、常に最新の加工能力データおよび組立能力データを参照して、加工計画および組立計画を立案するため、実際の状況との乖離が非常に少ない。また、組立計画は、加工計画に基づいて立案されるため、急ぎの製品製造にも容易対応できる。さらに、加工工程で生じた遅れＴＤ１を組立計画で吸収できるため、全体の生産計画と実際の状況との乖離を非常に小さくできる。

上記実施形態では、加工工程と組立工程の管理について計画の実績を能力へフィードバックし、新たに計画するというループを形成する本発明の概念を適用した場合について例示したが、例えば、部品調達工程においても、部品手配指示、納入予定、納入実績のループに上記概念を適用可能である。協力会社への発注工程についても、本発明の概念を適用可能である。

１ ：生産管理装置
１０ ：営業管理アプリ
１１ ：受注データ
１２ ：売上データ
２０ ：物流倉庫管理アプリ
２１ ：出荷データ
２２ ：在庫データ
３０ ：物流管理アプリ
３１ ：受注データ
３２ ：売上データ
３３ ：在庫データ
４０ ：生産管理アプリ
４１ ：原価データ
４２ ：生産計画データ
４３ ：在庫データ
５０ ：仕入先管理アプリ
６０ ：購買管理アプリ
６１ ：発注データ
６２ ：入荷データ
７０ ：機械加工管理アプリ
７１ ：部品加工データ
７２ ：加工能力データ
８０ ：組立管理アプリ
８１ ：組立データ
８２ ：組立能力データ
１００ ：記憶装置
Ａ ：部品
Ｆ１０ ：生産計画
Ｆ１２ ：部品加工指示
Ｆ１４ ：加工能力
Ｆ１６ ：部品手配指示
Ｆ１７ ：納入実績
Ｆ１８ ：納入予定
Ｆ２０ ：組立指示
ＰＡ ：加工時間

Claims (2)

1. 生産計画に含まれる製品を構成する複数の部品の中の少なくとも一の部品を製造設備に加工させる加工工程と、加工される前記少なくとも一の部品を用いる前記製品の組立工程とを有する生産工程を管理する生産管理装置であって、
   蓄積された加工実績データを用いて形成された前記製造設備の加工能力データを参照して、当該製造設備による前記少なくとも一の部品の加工計画を作成する部品加工指示部と、
   前記加工計画に従って、前記製造設備に前記少なくとも一の部品の加工を実施させ、前記製造設備による前記少なくとも一の部品の加工実績データを取得する加工実績部と、
   前記加工能力データを保持し、取得した前記加工実績データと蓄積された前記加工実績データとを用いて、前記加工能力データを更新する加工能力部と、
   前記加工計画を利用しつつ、蓄積された組立に要した時間を測定した組立実績データに基づく組立能力データを参照して、前記製品の組立計画を作成する組立指示部と、
   前記組立計画に従って実施された前記製品の組立についての組立実績データを取得する組立実績部と、
   取得した前記組立実績データと蓄積された前記組立実績データを用いて、前記組立能力データを更新する組立能力部と、を含み、
   前記組立指示部は、前記加工計画に対して前記加工実績データに遅延が発生した場合には、前記組立計画の実行への影響を排除すべく、前記組立能力データを参照して前記組立計画を修正する、生産管理装置。
2. 生産計画に含まれる製品を構成する複数の部品の中の少なくとも一の部品を製造設備に加工させるための加工計画を作成してこれを実施する加工工程と、加工される前記少なくとも一の部品を用いる前記製品の組立工程とを有する生産工程を管理する生産管理装置による生産管理方法であって、
   部品加工指示部が、蓄積された前記製造設備の加工に要した時間を測定した加工実績データに基づく前記製造設備の加工能力データを参照して、当該製造設備による前記少なくとも一の部品の加工計画を作成し、
   加工実績部が、前記加工計画に従って実施された前記製造設備による前記少なくとも一の部品の加工についての加工実績データを取得し、
   加工能力部が、取得した前記加工実績データと蓄積された前記加工実績データとを用いて、前記加工能力データを更新し、
   組立指示部が、前記加工計画を利用しつつ、蓄積された組立に要した時間を測定した組立実績データに基づく組立能力データを参照して、前記製品の組立計画を作成し、
   組立実績部が、前記組立計画に従って実施された前記製品の組立についての組立実績データを取得し、
   組立能力部が、取得した前記組立実績データと蓄積された前記組立実績データを用いて、前記組立能力データを更新し、
   前記組立指示部が、前記加工計画に対して前記加工実績データに遅延が発生した場合には、前記組立計画の実行への影響を排除すべく、前記組立能力データを参照して前記組立計画を修正する、
   ことを含む生産管理方法。

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