JP5260349B2 - 部品在庫計画プログラム及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、昇降機等の稼動機器に用いられる保守部品の在庫コストを低減する部品在庫計画プログラム、及びこの方法を実行するシステムに関する。

昇降機などの稼動機器を長期間にわたって品質維持していくためには、定期的あるいは故障発生時に部品の交換を行う必要がある。保守会社は通常、交換に必要な保守部品の必要数を適切なタイミングにサプライヤから調達している。しかしながら、近年、サプライヤからの最終購買の通達件数が増加し、部品必要数を一度にまとめて調達せねばならない状況が増加している。しかも、サプライヤによる部品生産期間は短くなる傾向にあるため、まとめて購入すべき数量を算出する需要予測期間は長くなってきている。最終購買による調達は、通常の調達に比べ、需要予測の対象期間が長期間に及ぶため、最終購買数量を設定する担当者は、欠品を恐れて多めに最終購買を行う傾向が強い。その結果、最終購買においては多額の初期投資が必要となるうえ、最終的に滅却となるケースが頻発して問題となっている。そこで、部品生産終了が通達された時点における過剰な最終購買を抑制するため、最終購買で対応する部品生産終了後の期間における欠品リスクを低減する在庫制御技術が必要となる。

この在庫制御技術に関し、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１に記載の技術では、過去の出庫実績数、故障傾向、顧客からの駆け込み需要予測の３つを考慮する。それにより、最終購買で対応する部品生産終了後の期間における部品の必要数を高精度に予測し、欠品リスクの低減を図る技術である。

特開２００６−３２３６９８号公報

上述の特許文献１に記載の技術は、最終購買で対応する部品生産終了後の期間の需要予測精度を向上させる技術であり、最終購買で対応する部品生産終了後の期間が比較的短い場合に有効である。しかし、昇降機部品のように最終購買で対応する部品生産終了後の期間が長期間に及ぶ場合には、出庫予測誤差を考慮した十分な在庫を設定する必要性が生じる。そのため、特許文献１に記載の技術をそのまま適用するのみでは、担当者は最終購買数量を多めに設定せざるを得ないので、その結果として余剰在庫の滅却が発生する可能性が高い。

そこで、本発明の課題は、最終購買で対応する部品生産終了後の期間が長期間に及ぶ場合においても、最終購買数量を多めに設定することなく、欠品リスクを低減する部品在庫計画プログラム、及びこの方法を実現するためのシステムを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、過去から現在までの単位期間毎の部品の出庫実績数と在庫実績数を時系列に格納する手段と、過去から未来の時点までの単位期間毎の部品の出庫予測数と在庫予測数を時系列に格納する手段と、過去の時点から現時点までの期間における出庫実績数を用いて、現時点において現時点から未来の時点までの期間における出庫予測数を算出する手段と、現時点における在庫実績数と過去の時点において算出した現時点から未来の時点までの期間における出庫予測数と現時点において算出した現時点から未来の時点までの期間における出庫予測数を用いて差分を算出する手段と、差分の正負を判定する手段と、差分の正負に応じて、出庫数と回収数の組合せによって在庫修正計画を算出する手段と、在庫修正計画を機器毎の部品員数と回収した機器から再生出来る部品数の割合である部品再生率を用いて、在庫修正計画を部品数から稼動機器台数に変換する手段と、を備えている。

本発明によれば、最終購買後の在庫過不足傾向を把握し、在庫計画を修正立案する。このことにより、最終購買後においても欠品リスクを低減するアクションをとることを可能とし、過剰な最終購買を抑えて発注コストを低減し、更に、在庫滅却コストも削減する効果がある。

以下、本発明に係る部品在庫制御システムの一実施形態について説明する。
「本発明の一実施形態のサプライチェーンモデル」
本実施形態の部品在庫制御システムの適用対象として想定しているサプライチェーンモデルについて、図２を用いて説明する。

保守部品４１は予防交換用や故障発生時の復旧用として、倉庫γで在庫管理され、各現場β１、β２、…、βｍで使用される。また、回収された稼動機器に使用されていた部品の一部は、再生工場αにおいて再利用可能な状態に再生される。保守部品４１は、サプライヤδ１、δ２、…、δｎから倉庫γ、各現場β１、β２、…、βｍ、再生工場へと輸送手段４２などを用いて運ばれる。運ばれる保守部品４１やその数は、統括センタεが倉庫や再生工場から取得したデータに基づいて決定する。
「本発明の一実施形態のシステム構成」
本実施形態の部品在庫制御システムの構成について、図３を用いて説明する。

この部品在庫制御システムは、定期的、あるいはユーザからの指示によって決まる在庫計画見直しタイミングにおいて入出庫実績数や在庫実績数を監視し、在庫過不足傾向を把握することで、生産中止部品の最終購買後の在庫数を制御するシステムである。

部品在庫制御システムは、再生工場、倉庫、サプライヤ、統括センタの各拠点に配置された情報端末５２を有している。各端末５２は、それぞれネットワーク５１に接続されており、各端末５２相互は、ネットワーク５１を介して、各種データ等を送受信できる。

各端末５２は、図４に示すように、いずれもコンピュータで、キーボードやマウス等の入力装置６１と、ディスプレイ等の出力装置６２と、補助記憶装置６３と部品在庫制御プログラムなどの各種プログラムを実行する演算装置６０と、を有する。演算装置６０は中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ）６４と、主記憶装置６５と、インターフェース６６と、を備えている。この演算装置６０は、入力装置６１、出力装置６２および補助記憶装置６３とインターフェース６６を介して接続されている。

本実施形態では、部品在庫制御プログラムなどの各種プログラムの実行結果は、主記憶装置６５に確保された記憶領域に記憶される。各種プログラムは、補助記憶装置６３に予め記憶され、その後、主記憶装置６５に読み込まれ、ＣＰＵ４４により実行される。このＣＰＵ６４による各種プログラムの実行により、後述の各種機能が実現する。

なお、本実施形態では、部品在庫制御システムを構成する各端末が汎用情報処理装置とソフトウェアで実現される場合を例にとって説明するが、例えば、ハードワイヤードロジックを含むハードウェアや、このようなハードウェアと、予めプログラムされた汎用情報処理装置により実現してもよい。

また、本実施形態では、部品在庫制御システムを統合処理するシステムとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は他の情報処理システムに組み込まれてそれらの一部として機能するように構成することも考えられる。また、それぞれの端末機能の一部を組み換えたり、小分けにしたり、まとめたりして実現してもよい。

次に、部品在庫制御システムを構成する各端末５２の機能構成、及び各端末５２が保持するデータについて、図１及び図１０〜図1４を用いて説明する。
「本発明の一実施形態のシステム機能構成及び保持データ内容」
本実施形態の情報端末５２は、図１に示すように、各種プログラムを実行する演算部１２と、各種データが記憶される記憶部１３と、各種データの入出力を行う入出力部１４と、ネットワーク５１に接続するためのインターフェース部１１と、を有する。

以下、最終購買時点からの経過年数をｔ、最終購買時点をｔ0、最終購買時点から定期的、あるいはユーザからの指示によって決まる在庫計画見直しタイミングまでの年数をｉとし、その時点をｔiとし、最終購買時点から最終購買で対応する期間終了までの年数をｎとし、保守契約満了時点をｔｎと記す。

演算部１２は、ｔ0時点において、過去の出庫実績情報を用いて、最終購買で対応する部品生産終了後の期間における出庫予測数、最終購買数、在庫予測数を算出する在庫予測情報算出部２１と、ｔi時点において、過去の出庫予測数と出庫実績数を用いて、出庫予測誤差を算出する出庫予測誤差算出部２２と、ｔi時点において、在庫実績数と出庫予測数と出庫予測誤差を用いて、ｔｎまでの在庫新予測数を算出する新予測情報算出部２３と、ｔi時点において、在庫予測数と在庫新予測数を用いて、在庫数の差分を算出し、部品在庫数から稼動機器の回収台数や部品交換台数に変換して算出する在庫修正計画立案部２４と、 を有する。

演算部１２の各部２１から２４は、いずれも前述したように、ＣＰＵ６４が各種プログラムを実行することで機能する。これらの機能部の動作の詳細については、処理フローの説明の中で順を追って説明する。

記憶部１３は、稼動機器構成に関する情報が記憶される稼動機器情報記憶部３１と、稼動機器に組み込まれている各部品の部品再生情報が記憶される部品再生情報記憶部３２と、入出庫数や在庫数の実績情報が記憶される在庫実績情報記憶部３３と、入出庫数や在庫数の予測情報、出庫予測誤差が記憶される在庫予測情報記憶部３４と、在庫数の差分や在庫修正計画が記憶させる在庫修正計画記憶部３５と、を有する。

稼動機器情報記憶部３１は、図１０に示すように、拠点フィールド３１aと、稼動機器番号フィールド３１bと、部品番号フィールド３１ｃと、部品員数フィールド３１dと、を有する。

部品再生情報記憶部３２は、図１１に示すように、時点フィールド３２aと、部品番号フィールド３２bと、回収品入庫数フィールド３２ｃと、再生部品出庫数フィールド３２ｄ、部品再生率フィールド３２ｅと、を有する。

在庫実績情報記憶部３３は、図１２に示すように、時点フィールド３３aと、部品番号フィールド３３bと、入庫実績数フィールド３３cと、出庫実績数フィールド３３dと、在庫実績数フィールド３３eと、を有する。

在庫予測情報記憶部３４は、図１３に示すように、時点フィールド３４aと、部品番号フィールド３４bと、入庫予定数フィールド３４cと、出庫予定数フィールド３４dと、出庫予測誤差率フィールド３４eと、出庫新予測数フィールド３４fと、在庫予測数フィールド３４gと、在庫新予測数フィールド３４hと、を有する。

在庫修正計画記憶部３５は、図１４に示すように、時点フィールド３５aと、部品番号フィールド３５bと、平均出庫予測誤差率フィールド３５cと、在庫差分フィールド３５dと、回収台数フィールド３５eと、部品交換台数フィールド３５fと、を有する。
「部品在庫制御システムの全体処理の流れ」
部品在庫制御システムでの処理は、図５に示すように、最終購買時において算出した予測情報と最終購買後において取得した実績数に基づいて必要な修正計画を立案する処理である。

この処理は４つのサブ処理で構成されている。これらは、在庫予測情報算出処理Ｓ１、出庫予測誤差算出処理Ｓ２、新予測情報算出処理Ｓ３、在庫修正計画立案処理Ｓ４、である。それらは順に処理され、最終購買で対応する部品生産終了後の期間における欠品リスクの低減を図り、最終的に在庫数を適正な水準に保つように処理される。なお、以上の処理の内容は後でフローチャートを用いて詳細に説明する。
「在庫予測情報算出処理Ｓ１」
在庫予測情報算出処理Ｓ１は、ｔ0時点において、最終購買で対応する部品生産終了後の期間における出庫予測数を算出し、出庫予測数とそれに基づいて算出された最終購買数から在庫予測数を算出する処理である。在庫予測情報算出処理Ｓ１による出力イメージを図１のグラフ(1)に示す。また、処理の流れを図６に示すフローチャートに従って説明する。

まず、ｔ0時点において、在庫実績情報記憶部３３から入出庫実績数と在庫実績数を取得する（Ｓ１０１）。

続いて、ｔの初期値として１を代入し（Ｓ１０２）、移動平均や指数平滑など様々な予測手法により出庫予測数(ｔ)を算出し（Ｓ１０３）、ｔ＝ｎであるかを判定する（Ｓ１０４）。

ｔ＝ｎでない場合は、ｔにｔ＋１を代入し（Ｓ１０５）、この処理を繰り返し行う。

ｔ＝ｎの場合は、以下（１）の処理で最終購買数を算出し、最終購買による入庫予定を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ１０６）。

最終購買数＝Σ出庫予測数(ｔ)−ｔ0時点の在庫数・・・（１）
次に、ｔに１を代入し（Ｓ１０７）、以下の処理（２）で在庫予測数(ｔ)を算出し（Ｓ１０８）、
在庫予測数(ｔ)＝在庫実績数(ｔ−１)＋入庫予定数(ｔ)−出庫予測数(ｔ)・・・（２） 出庫予測数(ｔ)と在庫予測数(ｔ)を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ１０９）。

その後、ｔにｔ＋１を代入し（Ｓ１１０）、以下の処理（３）で在庫予測数(ｔ)を算出し（Ｓ１１１）、
在庫予測数(ｔ)＝在庫予測数(ｔ−１)＋入庫予定数(ｔ)−出庫予測数(ｔ)・・・（３） 出庫予測数(ｔ)と在庫予測数(ｔ)を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ１１２）。

ｔ＝ｎであるかを判定し（Ｓ１１３）、この処理を繰り返し行う。

この結果、ｔ0時点からｔｎ時点までの出庫予測数と在庫予測数が在庫予測情報記憶部３４に書込まれることになる。
「出庫予測誤差算出処理Ｓ２」
出庫予測誤差算出処理Ｓ２は、ｔi時点における出庫実績数とｔ0時点で予測した出庫予測数との出庫予測誤差を算出する処理である。出庫予測誤差算出処理Ｓ２による出力イメージを図１の表(2)に示す。また、処理の流れを図７に示すフローチャートに従って説明する。

まず、ｔｉ時点において、在庫実績情報記憶部３３から出庫実績数を取得する（Ｓ２０１）。

続いて、ｔの初期値として１を代入し（Ｓ２０２）、以下の処理（４）で出庫予測誤差率(ｔ)を算出し（Ｓ２０３）、
出庫予測誤差率(ｔ)＝(出庫予測数(ｔ)−出庫実績数(ｔ))÷出庫実績数(ｔ)・・・（４）
出庫予測誤差率(ｔ)を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ２０４）。

ｔ＝ｉであるかを判定し（Ｓ２０５）、ｔ＝ｉでない場合は、ｔにｔ＋１を代入し（Ｓ２０６）、この処理を繰り返し行う。

ｔ＝ｉの場合は、以下の処理（５）で平均出庫予測誤差率(ｔ)を算出し（Ｓ２０７）、 平均出庫予測誤差率＝(Σ出庫予測誤差率(ｔ))/ｉ・・・（５）
平均出庫予測誤差率を在庫修正計画記憶部３５に書込む（Ｓ２０８）。
「新予測情報算出処理Ｓ３」
新予測情報算出処理Ｓ３は、ｔi時点における出庫実績数とｔ0時点で予測した出庫予測数との出庫予測誤差からｔi＋１時点からｔｎ時点までの期間の在庫新予測を算出する処理である。新予測情報算出処理Ｓ３による出力イメージを図１のグラフ(3)に示す。また、処理の流れを図８に示すフローチャートに従って説明する。

まず、ｔi時点において、在庫実績情報記憶部３３から在庫実績数を取得し（Ｓ３０１）、ｔi時点において、在庫予測情報記憶部３４から入庫予測数と出庫予測数を取得し（Ｓ３０２）、ｔi時点において、在庫修正計画記憶部３５から平均出庫予測誤差率を取得する（Ｓ３０３）。

続いて、ｔの初期値としてｉ＋１を代入し（Ｓ３０４）、以下の処理（６）で出庫新予測数(ｔ)を算出し（Ｓ３０５）、
出庫新予測数(ｔ)＝出庫予測数(ｔ)÷(１＋平均出庫予測誤差率)・・・（６）
また、以下の処理（７）で在庫新予測数(ｔ)を算出し（Ｓ３０６）、
在庫新予測数(ｔ)＝在庫実績数(ｔ−１)＋入庫予測数(ｔ)−出庫新予測数(ｔ)・・・（７）
出庫新予測数(ｔ)と在庫新予測数(ｔ)を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ３０７）。

次に、ｔにｔ＋１を代入し（Ｓ３０８）、以下の処理（８）で在庫新予測数(ｔ)を算出し（Ｓ３０９）、
在庫新予測数(ｔ)＝在庫新予測数(ｔ−１)＋入庫予定数(ｔ)−出庫新予測数(ｔ)・・・（８）
出庫新予測数(ｔ)と在庫新予測数(ｔ)を在庫予測情報記憶部３４に書込む（Ｓ３１０）。

その後、ｔ＝ｎであるかを判定し（Ｓ３１１）、ｔがｎに満たない場合はこの処理を繰り返し行う。

なお、Ｓ３０５の出庫新予測数(ｔ)は、上記以外に、移動平均や指数平滑など様々な予測手法により算出することも可能である。
「在庫修正計画立案処理Ｓ４」
在庫修正計画立案処理Ｓ４は、ｔ0時点において算出した在庫予測数と、ｔi時点において算出した在庫新予測数から、ｔｎ時点における部品在庫数の差分を算出し、稼働機器の回収台数や部品交換台数に変換する処理である。在庫修正計画立案処理Ｓ４の出力イメージを図１の表(4)に示す。また処理の流れを図９に示すフローチャートに従って説明する。

まず、ｔi時点において、稼動機器情報記憶部３１から部品員数を取得し（Ｓ４０１）、ｔi時点において、部品再生情報記憶部３２から回収品入庫数と再生部品出庫数を取得する（Ｓ４０２）。

続いて、以下の処理（９）で部品再生率（ｔ）を算出し、部品再生情報記憶部３２に書込み（Ｓ４０３）、
部品再生率（ｔ）＝再生部品出庫数（ｔ）÷回収品入庫数（ｔ）・・・（９）
部品再生率に部品再生率（ｔ）を代入する（Ｓ４０４）。

次に、ｔi時点において、在庫予測情報記憶部３４から在庫予測数と在庫新予測数を取得し（Ｓ４０５）、ｔにｎを代入し（Ｓ４０６）、以下の処理（１０）で在庫差分を算出し（Ｓ４０７）、
在庫差分＝在庫新予測数(ｔ)−在庫予測数(ｔ)・・・（１０）
在庫差分を在庫修正計画記憶部３５に書込む（Ｓ４０８）。

その後、在庫差分≧0を判定し（Ｓ４０９）、在庫差分＞0の場合は、以下の処理（１１）で部品交換台数を算出し（Ｓ４１０）、
部品交換台数＝在庫差分÷部品員数・・・（１１）
部品交換台数を在庫修正計画記憶部３５に書込む（Ｓ４１１）。

在庫差分＜0の場合は、以下の処理（１２）で回収台数を算出し（Ｓ４１２）、
回収台数＝在庫差分÷(部品再生率×部品員数)・・・（１２）
回収台数を在庫修正計画記憶部３５に書込む（Ｓ４１３）。

在庫差分＝0の場合は、そのまま処理を終了する。

本発明の一実施形態のシステム機能構成図である。 本発明の一実施形態のサプライチェーンモデルを説明する図である。 本発明の一実施形態のシステム構成を説明する図である。 部品在庫制御システムの端末のハードウェア構成を説明する図である。 本発明の一実施形態のシステムの処理ステップを説明する図である。 在庫予測情報算出処理のフローチャートである。 出庫予測誤差算出処理のフローチャートである。 新予測情報算出処理のフローチャートである。 在庫修正計画立案処理のフローチャートである。 稼動機器情報記憶部３１のデータ構造を説明するための図である。 部品再生情報記憶部３２のデータ構造を説明するための図である。 在庫実績情報記憶部３３のデータ構造を説明するための図である。 在庫予測情報記憶部３４のデータ構造を説明するための図である。 在庫修正計画記憶部３５のデータ構造を説明するための図である。

１１…インターフェース部、１２…演算部、１３…記憶部、１４…入出力部、
２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４、３５…各種機能、４１…保守部品、４２…輸送手段、５１…ネットワーク、５２…各拠点での情報端末、６０…演算装置、６１…入力装置、６２…出力装置、６３…補助記憶装置、６４…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、６５…主記憶装置、６６…インターフェース、Ｓ１からＳ４、Ｓ１０１からＳ１１３、Ｓ２０１からＳ２０８、Ｓ３０１からＳ３１１、Ｓ４０１からＳ４１３…各種処理ステップ、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０…各種記憶部のレコード、３１ａから３１ｄ、３２ａから３２ｅ、３３ａから３３ｅ、３４ａから３４ｈ、３５ａから３５ｆ…各種記憶部のフィールド。

Claims (7)

1. 稼動機器に組み込まれた部品の交換に必要な部品の在庫数を計画する部品在庫計画プログラムにおいて、
   過去から現在までの単位期間毎の前記部品の出庫実績数と在庫実績数を時系列に格納するステップと、
   過去から未来の時点までの単位期間毎の前記部品の出庫予測数と在庫予測数を時系列に格納するステップと、
   現時点における在庫実績数１と、過去の時点１において算出した過去の時点１から未来の時点までの期間１における出庫予測数１と現時点において算出した現時点から未来の時点までの期間２における出庫予測数２を用いて未来の時点における在庫数の差分１を算出するステップと、
   前記差分１を用いて現時点以降の在庫修正計画を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
2. 請求項１に記載の部品在庫計画プログラムにおいて、
   前記差分１の正負を判定するステップと、
   前記判定に応じて、出庫数と回収された稼動機器に使用されていた部品数の組合せによって前記在庫修正計画を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
3. 請求項１に記載の部品在庫計画プログラムにおいて、
   前記在庫修正計画を機器毎の部品員数と回収した前記機器から再生出来る部品数の割合である部品再生率を用いて、必要な稼動機器の回収台数を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
4. 請求項１に記載の部品在庫計画プログラムにおいて、
   前記過去の時点１における在庫実績数２と過去の時点１において算出した前記過去の時点１から現時点までの期間３における出庫予測数１と前記期間３における出庫実績数１を用いて現時点における在庫数の差分２を算出するステップと、
   前記差分２を用いて前記在庫修正計画を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
5. 請求項１に記載の部品在庫計画プログラムにおいて、
   前記過去の時点１から現時点までの期間３における出庫実績数１を用いて、現時点において前記期間２における出庫予測数２を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
6. 請求項１に記載の部品在庫計画プログラムにおいて、
   前記過去の時点１以前の過去の時点２から前記過去の時点１までの期間４における出庫実績数２を用いて、前記過去の時点１において前記過去の時点１から現時点までの期間３における出庫予測数１を算出するステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品在庫計画プログラム。
7. 稼動機器に組み込まれた部品の交換に必要な部品の在庫数を計画する部品在庫計画装置において、
   過去から現在までの単位期間毎の前記部品の出庫実績数と在庫実績数を時系列に格納する実績データ記憶手段と、
   過去から未来の時点までの単位期間毎の前記部品の出庫予測数と在庫予測数を時系列に格納する予測データ記憶手段と、
   過去の時点から現時点までの期間における出庫実績数を用いて、現時点において現時点から未来の時点までの期間における出庫予測数を算出する出庫予想数算出手段と、
   現時点における在庫実績数と、過去の時点において算出した過去の時点から未来の時点までの期間における出庫予測数と現時点において算出した現時点から未来の時点までの期間における出庫予測数を用いて差分を算出する在庫差分算出手段と、
   前記差分の正負を判定する差分正負判定手段と、
   前記判定に応じて、出庫数と回収数の組合せによって前記在庫修正計画を算出する出庫/回収数算出手段と、
   前記在庫修正計画を機器毎の部品員数と回収した前記機器から再生出来る部品数の割合である部品再生率を用いて、必要な稼動機器の回収台数を算出する在庫修正計画数変換手段と、
   を備えていることを特徴とする部品在庫計画装置。

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