受注品対応のかんばん方式に関する考察 ─フロータイムに及ぼす生産条件の影響─

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(1)特集特集. 開発工学 vol.40 No.1 2020. 受注品対応のかんばん方式に関する考察 ─フロータイムに及ぼす生産条件の影響─ . 宮崎卓 A consideration on “Kanban” Method for Customized Items — Effects of Production Conditions on Flow Time —. Taku Miyazaki In response to the increasing demand for differentiated products, the concept of “mass customization” has become more important in the manufacturing industry. This study has reported about the application of Kanban method which is used to transmit information in Just-In-Time production system for correspondence to customized products. The analysis using the event-based simulation has revealed the effect of reducing flowtime which is relevant for inventory valuation, when the change of production plan has occurred in each of the traditional and suggested methods. And more, Effects of the number of processes and the plan change ratio has investigated to make the method applicable to various products or conditions.. 1．はじめに. に Just-In-Time 生産方式では、あらかじめ生産数と生産. 例えば、高級車メーカーのフェラーリでは、フェラー. 点で納入先を決定することを前提としていない。それに. リ・テーラーメード・プログラムという仕組みで、車両. 対して、予約かんばん方式は、生産計画が変更された場. のカスタマイズを可能にしている 1）。また、Feitzinger. 合には、同品種の受注品の仕掛りを先頭工程でキャンセ. （1997）らの文献でも述べられているように、一部の高. ルする仕組みを持つ。この仕組みにより、受注品の生産. 価格帯の製品だけでなく、一般に量販される製品におい. 計画が変更された際に、工程間で滞留する仕掛品の数を. 工業製品のカスタマイズ化のニーズが高まっている。. 2）. ても、カスタマイズの需要が広がっている。このような大量生産される製品のカスタマイズ対応は、一般にマス・カスタマイゼーションと呼ばれる。. 順序の計画が決められる。つまり、生産が開始される時. 減らすことを狙いとしている。本論文では、イベント駆動型シミュレーションを用いてフロータイムを評価することで、提案方式の効果を確. マス・カスタマイゼーション生産が通常の大量生産と. 認する。さらに、業種や品種によって変動しうる条件で. 異なるのは、カスタマイズの処理が行われる時点で、納. ある生産工程数と生産計画変更比率が、フロータイムの. 入先が決定していなければならないという点である。カ. 短縮効果に及ぼす影響について考察を行う。. スタマイズされない製品（「量産品」と呼ぶ。）は、同一仕様の繰り返し生産によって作られる。そのため、生産した後に納入先を決定することができる。一方、カスタ. 2．かんばん方式. 2. 1 かんばん方式での量産品対応. マイズされる製品（「受注品」と呼ぶ。）は、特定の顧客. 一般的に知られるかんばんの運用手順を説明するため. からの注文に合わせて生産される必要があるため、受注. に、図 1 にかんばん運用の模式図を示す。図中に示す数. 前に生産することができない。また、生産後に他の顧客. 字は処理の手順を示す。. へ納入先を変更することはできない。宮崎・矢本（2017）は、計画生産が前提となる Just-. まず、n 工程目の生産指示かんばんが n 工程目の加工処理のために引き取られた仕掛品（「n 工程引取り品」. In-Time 生産方式でマス・カスタマイゼーションに対応. と呼ぶ。）に取り付けられる（①）と、n 工程の加工処. する方法（予約かんばん方式）を提案している 3）。一般. 理が行われる（②）。加工処理の間に、n+1 工程の引取りかんばんの搬送が行われる。そして、n+1 工程引取り. 名古屋大学大学院経済学研究科、当学会会員. かんばんが取り付けられ（④）、n 工程生産指示かんば 105.

(2) 受注品対応のかんばん方式に関する考察. 開発工学 vol.40 No.1 2020. んは取り外される（⑤）。n 工程加工品に、n+1 工程引. かんばんが取り付けられる（④）。また、i 工程生産指示. 取りかんばんが取付けられると、引取り処理が行われる. かんばんが取り付けられると、i 工程引取りかんばんは取り外される（⑤）。かんばんの交換が完了すると、i 工. （⑥）。. 程加工機はカスタマイズ処理を実行する（⑥）。. 図 1 生産指示かんばん運用の模式図 2. 2 かんばん方式での受注品対応かんばん方式で、生産計画の変更を伴う受注品の生産手順を示す。一般に、かんばん方式は受注予測に基づい. 図 2 かんばん方式における受注品取り扱いの模式図. た計画生産が前提である。しかしながら、受注品は注文を受けた時点で、納入先と仕様が決定される。つまり、カ. 生産計画の変更は、各工程のかんばんを通じて前工程. スタマイズ処理の前工程までは、見込みで生産を行い、注. へ伝達される。i 工程生産指示かんばんが取り付けられ. 文を受けなかった場合には、その時点で生産計画を変更. ない場合、i 工程引取りかんばんの取り外しは行われな. 5）. 6）. する必要が生じる。Pine（1993）や Stump（2012）は、. い。すると次の i - 1 工程加工品は、i - 1 工程引取りかん. かんばんを用いた Just-In-Time 生産の、マス・カスタマイ. ばんを取り付けられない。このように、1 工程ずつかん. ゼーションへの応用を検討しているが、具体的な手法ま. ばんを通じて、前工程の処理が止められるのである。つ. では言及していない。. まり、生産工程を変更するためには、全ての工程で、順. そこで、まず従来のかんばん方式で生産計画の変更を. 次同様の手続きと、仕掛品の一時的な保管を行う必要が. 伴う受注品の生産手順を示す。前提は以下である。. ある。また、先頭工程の処理が止められるまでの間、余. ⒜複数の加工工程とその間の引取り工程から成る。. 剰な仕掛品を保有し続けることになる。. ⒝カスタマイズ処理は工程加工で行われる。 ⒞生産される製品は 2 種類、比率は 1：1 で平準化の概念に基づき交互に生産される。 ⒟受注有無は i 工程引取り処理が完了した時刻に決定され、仕様情報連絡機が伝達する。受注が有る場合には、. 3．予約かんばん方式. 宮崎・矢本（2017）は、生産計画変更時に、先頭工程. の処理を止めるまでの時間を短縮することを狙い、以下のかんばんを用いる、予約かんばん方式を提案している 3）。. 仕様情報連絡機が、仕様情報が記載されたタグ（「仕. 予約かんばん：カスタマイズ処理を行う工程において、. 様情報タグ」と呼ぶ。）を発行し、i 工程引取り品に取. 生産指示を行うために用いる。仕様変更情報タグにより、. り付けられる。. 仕様情報が与えられた場合のみ加工を行う。ただし、仕. ⒠受注が無い場合には、i 工程品保管棚で保管される。図 2 に、従来のかんばん方式において、受注品の生産. 様情報タグが与えられない場合でも、予約かんばんは取り付けられ、付いていた引取りかんばんは取り外される。. 計画を変更する場合の処理の模式図を示す。i 工程引取. 調整かんばん：生産計画が変更された場合に、仕様情. り機によって引取り処理が行われた時点（①）で注文が. 報連絡機から発行され、先頭工程に届けられる。調整か. 無い場合、i 工程引取り品は生産指示かんばんを取り付. んばんは、生産指示かんばんによる生産指示を打ち消し、. けられず、i 工程引取り品保管棚で保管される（②）。そ. 加工処理を行わない。. の間に、i 工程加工機は、もう一方の製品の処理を先に. 予約かんばん方式により、生産計画の変更を伴う受注. 実行する。保管された仕掛品は、i 工程引取り品保管棚. 品を生産する手順を示す。前提は 3.2 項（a）～（d）と、. から取り出され（③）、仕様情報タグと i 工程生産指示. 以下の（ f ）である。. 106.

(3) 開発工学 vol.40 No.1 2020. ⒡受注が無い場合には、仕様情報タグは発行されず、i. に示されるはずである。そこで、イベント駆動型シミュ. 工程生産予約かんばんと工程引取りかんばんが交換さ. レーションを用いて、提案方式の効果を検証する。シ. れた後、受注品保管棚で保管される。併せて、調整か. ミュレーションには Matlab simulink2019b を使用し、. んばんが発行される。. 受注品の生産計画が一定の比率で変更された場合におけ. 図 3 に、予約かんばん方式の処理の模式図を示す。. る平均フロータイムの評価を行う。表 1 に、各工程の処理時間を示す。表 1 各工程の処理時間. 処理工程各工程の処理. 処理時間. 奇数工程加工. 20. 工程品搬送. 15. 偶数工程加工. 25. かんばん搬送. 10. かんばん交換. 5. 図 4 に、加工工程数 3、生産計画変更比率 25% の場合を例にとり、「かんばん方式（計画変更無し）」、「かんばん方式「（生産計画変更有り）」、「予約かんばん方式「（生産計画変更有り）」の平均フロータイムの推移を示す。図 3 予約かんばん方式での受注品取り扱いの模式図. で注文が無い場合、仕様情報連絡機は仕様情報タグを発行せず、調整かんばんを発行する（②）。i 工程引取り品は仕様情報タグを取り付けられていない状態で、生産予約かんばんが取り付けられ（③）、取り付けられていた i 工程引取りかんばんは取り外される（④）。その後、予約かんばんを取り付けられた状態で仕様変更品保管棚に保管される（⑤）。i 工程目引取りかんばんは、i 工程引取り品から取り外された後に、次に処理が行われる仕様変更品の引取り処理を行う。そして、仕様情報連絡機から. 平均フロータイム. i 工程引取り機によって引取り処理が行われた時点（①）. 250 200 150 100. 計画変更無しかんばん方式. 50 0. 予約かんばん方式. 0. 10000. 20000 30000 time. 40000. 50000. 図 4 各条件における平均フロータイム推移（加工工程数 3、生産計画変更比率 25%）. 仕様情報タグが発行されると仕様変更品保管棚から取り出された i 工程引取り品に取り付けられる（⑥）。i 工程. 図 4 より、平均フロータイムはシミュレーション開始. 引取り品は、生産予約かんばんと仕様情報タグが取り付. 時刻から上昇し、時間が経過するに従い、一定の値に収. けられると、カスタマイズ処理が行われる（⑦）。. 束していることが確認できる。生産計画が変更された場. 一方、仕様情報連絡機が発行した調整かんばんは、調. 合は、生産計画が変更されない場合に対して平均フロー. 整かんばん搬送機により、先頭工程に搬送される。調整. タイムが増加するものの、かんばん方式と予約かんばん. かんばんが取り付けられると、生産指示かんばんによる. 方式を比較すると、予約かんばん方式が平均フロータイ. 生産指示を打ち消し、加工処理を停止する。調整かんば. ムを低く抑えており、その効果が確認できる。. んにより先頭工程の処理が停止されるため、従来のかん. 図 5 に、受注減少率が 25% の場合の工程数とフロー. ばん方式と比較し、生産計画の変更を先頭工程へ伝達す. タイム増加比の関係を示す。フロータイム増加比は、計. るために必要な時間が短縮される。. 画変更が無い場合の平均フロータイムに対する、各方式. 4．シミュレーションによる検証. 先頭工程の仕掛り停止までの時間が短縮されたことに. で生産計画を変更した場合の平均フロータイムの比率であり、シミュレーション開始から 50000 時点での値をプロットしている。 . より、仕掛品が減少した場合、その効果はフロータイム 107.

(4) 受注品対応のかんばん方式に関する考察. フロータイム増加比. 1.7. かんばん方式. 1.6. 開発工学 vol.40 No.1 2020. 予約かんばん方式. と考えられる。. 5．おわりに. 1.5. 本報において、イベント駆動型シミュレーションを用. 1.4. いてフロータイムを評価することで、提案方式の効果を確認した。その上で、生産工程数とキャンセル比率の条. 1.3. 件が、フロータイムの短縮効果に及ぼす影響を検証を. 1.2. 生産工程数 4. 3. 行った。予約かんばん方式は、従来のかんばん方式に比べて、生産計画変更時のフロータイム増加率を抑制でき. 5. る。また、その効果は生産工程が増えるか、生産計画変. 図 5 フロータイム増加率と工程数の関係. 更比率が上昇する場合により大きくなることを示した。. 従来のかんばん方式では、工程数が増加するに従い、. 今後、より多様で複雑な工程への拡張と、自律分散シ. フロータイム増加比も上昇する。これは工程数が増える. ステム化による、実際の生産ラインへの適用についても. ことによって、先頭工程に生産計画変更の情報が伝達さ. 検討していきたい。. れるまでの時間が延びるためである。一方の予約かんばん方式では、工程数が増えてもフロータイム増加比は 1.35 程度で変化しない。これは、工程数が増えても、先頭工程への受注減少の情報伝達時間が変わらないことによる。. 1） Ferrari.com（2017）『フェラーリ・テーラーメード、プログラム』 Ferrari S.p.A ホームページ 2） Feitzinger, Edward, and Hau L. Lee（1997）“Mass customization. 次に、生産計画変更比率の変化による影響を検討する。図 6 に、工程数 3 の場合における、生産計画変更比率とフロータイム増加比の関係を示す。. at Hewlett-Packard: the power of postponement” Harvard business review 75, pp.116-123 3）宮崎卓、矢本成恒（2017）『受注品対応の新たなかんばん方式の提案―混流生産におけるマス・カスタマイゼーションのために―』、. 2.5. 開発工学 vol.37 No.2. かんばん方式. フロータイム増加比. 参考文献. 4）門田安弘（2006）『トヨタプロダクションシステムその理論と. 予約かんばん方式. 2. 体系』、ダイヤモンド社 5） Pine Ⅱ.B. Joseph （1993） “Mass Customization: The New Frontier in Business Competition” Harvard Business School Press. 1.5 1. 6） Stump, Brandon, and Fazleena Badurdeen（2012）“Integrating lean and other strategies for mass customization manufacturing: a. 0%. 20% 40% 生産計画変更比率(%). 60%. 図 6 フロータイム増加率と生産計画変更比率の関係. case study” Journal of Intelligent manufacturing 23.1, pp.109-124 用語の説明量産品：同一規格で繰り返し生産される製品。受注品：特定の顧客の注文に合わせて生産される製品。. 従来方式と提案方式の双方において、生産計画変更比. 本論文では、マス・カスタマイゼーションを前提とし、カスタマイ. 率が上昇するに従いフロータイム増加比も上昇する。ま. ズ処理より上流の工程は、受注前に見込みで仕掛り、受注後にカス. た、生産計画変更比率が高くなるに従い、両方式の差が. タマイズ処理を行う。. 拡大する。生産計画変更比率が 10% の場合、両方式の差は 0.04 に留まる。一方、生産計画変更比率が 50% の場合、差は 0.35 まで拡大する。予約かんばん方式では、フロータイム増加の要因となる工程間の仕掛品が少ないため、生産計画変更比率の影響を受けにくいと言える。これらの結果より、予約かんばん方式が平均フロータイムを抑制する効果は、生産工程が増えるか、生産計画変更比率が上昇する場合に、より大きくなるということが確認できる。各条件におけるフロータイム増加の影響を把握することは、業種や品種に合わせた受注品の生産比率や、価格決定などの戦略策定の観点でも有用である 108. 4）. 「必要なものを、必要なときに、必要なだけ作る」と Just-In-Time ：いう考え方。 4）. かんばん：Just-In-Time 生産を実現するための、下げ札状のカード。引取りかんばんと、生産指示かんばんの 2 種類がある。 4）. 平準化生産：生産におけるモノの流れる量のばらつきをできるだけ小さくすること。フロータイム：ある製品の生産において、最初の工程の開始から、最終工程の完了までの時間。.

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