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製造業の一般知識

スケジューリング / Production Scheduling

生産スケジューリングの手法: フォワード/バックワード、有限/無限能力、優先度ルール。

DDD 対応: ddd/03-aggregates/production.md (製作指示のライフサイクル)


1. スケジューリングの種類

フォワード vs バックワード

フォワードバックワード
起点現在 (今日)納期
方向今日 → 納期方向に積む納期 ← 今日方向に遡る
結果最早完了日がわかる最遅開始日がわかる
用途納期回答手配日の決定

受注生産での推奨: バックワードを基本とし、最遅開始日が過去になったらフォワードに切り替え (もう遅れている)。

無限能力 vs 有限能力

無限能力有限能力
前提設備能力は無限設備能力に上限あり
計算リードタイムのみで算出設備の空き時間を考慮
結果同一日に負荷が集中することがある現実的な日程
複雑さ
適用MRP の標準ショップフロアレベル

2. ディスパッチングルール (優先度ルール)

作業待ちのジョブをどの順序で処理するかを決めるルール。

ルール英語説明特徴
FCFSFirst Come First Served到着順公平だが効率は最適でない
SPTShortest Processing Time加工時間が短い順平均滞留時間を最小化
EDDEarliest Due Date納期が早い順受注生産の標準
CRCritical Ratio(納期-今日) / 残り加工時間遅れの深刻度で判断
SLACKMinimum Slack余裕時間が少ない順遅延リスクが高い順

クリティカルレシオ (CR)

CR = (納期 - 今日の日付) / 残り加工時間 (日)

CR < 1.0 → 遅延中 (最優先)
CR = 1.0 → ちょうど間に合う
CR > 1.0 → 余裕あり

実用: 毎朝の朝会で CR が 1.0 未満のジョブを洗い出し、対策を協議。


3. ガントチャート (Gantt Chart)

機械ガントチャート

横軸: 時間、縦軸: 設備。各設備の稼働状況を可視化。

旋盤 A |████ J001 ████|    |████ J003 ████|
旋盤 B |████████ J002 ████████|████ J004 |
溶接 C |         |████ J001 ████|████ J002 ████|
       月        火        水        木        金

受注ガントチャート

横軸: 時間、縦軸: 受注。各受注の工程進捗を可視化。

受注 2024-001 |▓▓▓ 切削 ▓▓▓|▓▓ 溶接 ▓▓|▓ 検査 ▓|
受注 2024-002 |▓▓▓▓▓ 旋盤 ▓▓▓▓▓|▓▓▓ 組立 ▓▓▓|
受注 2024-003 |      |▓▓ 切削 ▓▓|▓▓ 溶接 ▓▓|▓ 検査 ▓|
              月     火     水     木     金     土

4. ボトルネック管理

ボトルネックの特定

ボトルネック = 負荷率が最も高い設備/工程
設備必要能力利用可能能力負荷率
旋盤 A120h160h75%
溶接 B155h160h97% ← ボトルネック
組立 C80h160h50%

ドラム・バッファ・ロープ (DBR)

→ 詳細は knowledge/02-lean-toyota/theory-of-constraints.md

  • ドラム: ボトルネック設備のペースに全体を合わせる
  • バッファ: ボトルネックの前に時間バッファを置く
  • ロープ: 投入ペースをボトルネックに同期させる

5. 段取り替え (Setup / Changeover)

SMED (Single Minute Exchange of Die / シングル段取り)

段取り時間を 10 分以内に短縮する手法。

  1. 内段取りと外段取りの分離: 機械を止めなくてもできる準備を事前に
  2. 内段取りの外段取り化: 冶具の事前準備、プリセット
  3. 各段取りの短縮: 締結の工夫、調整の排除

スケジューリングへの影響

総製造時間 = 段取り時間 + (加工時間 × 数量)
  • 段取り時間が長い → 同種の作業をまとめて処理 (バッチ化) したくなる
  • バッチ化 → リードタイム増加、仕掛在庫増加
  • SMED → 段取り短縮 → 小ロット化 → リードタイム短縮

6. 中小製造業でのスケジューリング実態

理論中小の現実システムでの支援
有限能力スケジューリング現場リーダーが頭の中で調整部署別負荷グラフで可視化
ディスパッチングルール「急ぎ」の電話で割込みEDD ソートの受注一覧 + CR 表示
ガントチャートホワイトボード受注別ガントチャート (将来実装)
段取り最適化経験則でまとめ加工同一品番/工程のグルーピング提案