JITとTOCの比較研究 流通情報工学課程 2003731 張 翀 指導教官 鶴田三郎教授 黒川久幸助教授 1 研究対象および対象の選択 JIT：カンバンを用い、必要なものを、必要 な量だけ、必要なときに生産する。 TOC：生産工程上の各プロセスがCCRとなる プロセスにあわせて生産する。 MRP：需要の量から派生した資材と部品の量 だけ生産と調達を行う。 JITとTOCは在庫削減、小ロット生産、CCRの認識 などの項目で似ているような主張をしている。し かし、それを導いた理由は同じではない。 2 論文の構成 ①今までの研究を整理、小ロット生 産の有効性を証明。 ②CCRのポジションと需要の変動が 生産システムに対する影響を明確。 ③JITとTOCの導入時の注意点。 CCR（capacity constrained resource)：ボトルネック 3 目的その① ①CCRのポジションから、JITとTOC の違いを明確にし、意思決定の支 援を行う。 ②TOCの導入時の注意点を提案する。 ③今までの研究整理とJITとTOCの小 ロット生産の有効性について数理 的な証明を行う。 4 シミュレーションモデルの説明 本研究では、代表的な組立生産工程の A型構造と受注生産工程のT型構造の2 つの生産構造を対象に、JITとTOCによ る生産マネジメントをモデル化する。 A型構造 E P S D T型構造 P D S E P S P S D E P S P S P S D P D E 入口工程 P プロセス S 倉庫 D 出口工程 5 A型構造 6 A型構造 平均通過時間 Ｅ Ｅ Ｅ Ｐ Ｓ Ｐ 30時間/個 5時間/個 15時間/個 10時間/個 30時間/個 20時間/個 Ｐ ：入口工程 Ｓ Ｐ Ｓ Ｐ 30時間/個 Ｐ ：プロセス Ｄ Ｓ 需 要 Ｓ ：倉庫 Ｄ 納品時間 ：出口工程 7 T型構造 8 T型構造 Ｄ Ｅ Ｐ Ｓ 10時間/個 25時間/個 Ｐ Ｓ 15時間/個 Ｐ Ｓ Ｄ 25時間/個 需 要 Ｅ ：入口工程 Ｐ ：プロセス Ｓ ：倉庫 Ｄ Ｄ Ｄ ：出口工程 9 ボトルネックのポジションによるシス テムに対する影響 JITとTOCは連続的な改善のサイクルを主張。 CCRのポジションが移動が発生。 CCRが前、中、後にあるとき、どの システムのパフォーマンスがよい？ 10 検討結果 250 80 JIT TOC 60 [ 40 [ 時 間 平 均 通 過 時 間 ] 前 後 A型構造、CCRのポジションに よる納品時間の変化 時 間 ] 中 CCRのポジション 平均通過時間 [時間] 納 品 時 間 納品時間 [時間] 100 200 JIT TOC 150 100 前 中 CCRのポジション 後 A型構造、CCRのポジションに よる平均通過時間の変化 11 目的その② ①CCRのポジションから、JITとTOC の違いを明確にし、意思決定の支 援を行う。 ②TOCの導入時の注意点を提案する。 ③今までの研究整理とJITとTOCの小 ロット生産の有効性について数理 的な証明を行う。 12 時間30でTOCを導入する場 合は、入口工程はCCRの能 力に合わせて、資材を投 入するから、元に溜まっ てた在庫が消耗できない。 13 ある期間中、入口工 程の能力を落とす べきだと考えられる。 14 JITは在庫があるとき、 カンバンを出さない ので、このような問 題が生じない。 15 目的その③ ①CCRのポジションから、JITとTOC の違いを明確にし、意思決定の支 援を行う。 ②TOCの導入時の注意点を提案する。 ③今までの研究整理と小ロット生産 の有効性について数理的な証明を 行う。 16 理論的な比較項目 項目 全体最適 ①全体最適 ②目標 ③手段 目標 手段 ボトルネックを認めない、した ④在庫 がって、改善すべき工程が特 定されず、個別工程の生産性 ⑤CCR（ボトルネック） 在庫 を増やすために、自動化やロ ボットの技術を導入する。 ⑥会計方式 ⑦稼働率 ⑧平準化 ⑨バッチサイズ 明確にボトルネックを認識し ないが、実際的に、在庫を削 減することで、ボトルネックに 顕在化させる。 、 CCR 会計方式 稼動率 平準化 従来の方式 JIT 各工程最適、各工程の生産能力の和 全体最適、前工程と後工程の間で、 相互に協力して、必要な部品だけ生 ＝全体の生産能力。 産する。 利益最大。各工程の単位時間当たり 利益最大。原価低減は方法である。 のコスト低減や各工程の単位時間当 たりの生産量最大は方法である。利 利益＝収入－支出では、支出の方 益＝収入－支出では、両方を重視す る。 を重視する。 アイドル時間の発生が禁止される。機 ①七つの無駄の削減②期別改善と TOC 全体最適、システム内の工程の能力はボ トルネック工程の能力に合わせて生産す る。 利益最大。ボトルネックをコントロールす ボトルネックを認識している、ボト ることは方法である。利益＝収入－支出 ルネックの１時間あたりのコスト では、収入の方を重視する。 は工場の１時間のコストだと定義 ①スループット②在庫③業務費用。ス し、QCはボトルネック工程の前 製品改善の設定によって、原価低減 ループットを増やしながら、在庫と業務費 械や従業員にフル能力で生産させ に行うべきだと主張し、ボトルネッ を狙う。③かんばん④改善手段は 用を減らすことで、収入を増やす。④改善 クが一番大事である。 る。 PCDAサイクル。 手段は改善プロセス。 棚卸在庫は価値がついてある部品、 ①在庫は諸悪の根元と考える。在庫 在庫は基本的になし、ボトルネックを守る ために、一定な在庫をバッファとして持つ を減らすことで、問題を顕在化させ べきと考える。しかし、工程のバラツキに る。②各工程のバラツキを考えて、 ついての考えは不足である。ボトルネック もしくは商品だと考える。バランスシー 前の工程はバラツキが大きいとき、ボトル 必要なとき、必要な量だけ持つべき ネックが停止する可能性がある。バラツキ トでは資産収益だと考える。 と考える。 が大きい工程にも、バッファが必要。 ボトルネックの概念がない。従って、 明確にボトルネックを認識していな ボトルネックを認識している。ボトルネック 改善すべき工程が特定されていな の１時間あたりのコストは工場の１時間当 い。実際では、在庫を減らすことで、 い。個別の工程の生産性を増やすた たりのコストだと定義し、QCはボトルネッ めに、自動化やロボット技術を導入す ボトルネックに顕在化させる。それを クの前に置くべきだと主張している。ボト る。 ルネックが一番大事。 原価会計方式 改善に要する工程と定義している。 原価会計方式が汎用され、原価会 計の問題を指摘した。 稼動率と可動率を分け、両方100％ 各工程の稼動率を最大限する。 を目指すべきである。稼動率より、 可動率の方を重視する。 各工程ごとの生産量の平準化を考え ①生産能力自体の向上による生産 量の平準化。②多能工によって、他 工程の資源の継ぎはぎによる平準 ない。 化。 規模の経済性によって、バッチサイズ 「一個流し」、「小ロット生産」の生産 スールプット会計方式 バッチサイズ を大きくして、部品の原価を下げる。 ボトルネックの稼動率は100％で、非ボト ルネックの稼動率はボトルネックによって 決められる。 ボトルネックに合わせることによって、平 準化を図る。 ボトルネックでは、ボトルネックの能力を 方式を用いて、バッチサイズを最小 考えて、バッチサイズを縮小する。非ボト ルネックでは、できるだけ縮小すべきであ 17 にする。段取り時間の縮小を努力す る。段取りによってボトルネックの移動は る。 考えていない。 バッチサイズの数理的な証明 従来方式：規模の経済性から、バッチサ イズを最大。 JIT：「一個流し」、「小ロット生産」、 バッチサイズを最小。 TOC：CCRと非CCRを分けて、バッチサイズ を考える。 本研究ではJITとTOCの小ロット生産の 有効性について数理的な証明を試みる。 18 例：４つのプロセスA,B,C,Dを持つ生産ライ ンがあり、それぞれの使用可能時間は全部 500分である。 A:10分 B:20分 C:40分 D:10分 生産リードタイム EとF、２種類の需要があり、それぞれの数は10個であ る。従来では、需要が10個であるから、処理バッチサイ ズと移動バッチサイズはともに10個になる。段取り時間 は1回30分だとすれば、上の図から納品するために、生 産リードタイムの長さは1260分であることが計算できる。 19 バッチサイズをｎ等分する場合、４つのプロセスがあり、それぞれ の処理時間はT１、T２、T３、T４だと設ける。バッチサイズをｎ等 分したら、それぞれの処理時間はT１/n、T2/n、T3/n、T4/nになる。 ４つのプロセスの段取り時間はD１、D２、D３、D４だと考え、需要 EとFの生産リードタイムを求める。 A C B T4/n T3/n D T2/n バッチサイズはｎ T1/n 生産リードタイム T A B C; A D1 T1 / n T2 / n D3 ; B ( D3 T3 / n) 2 n; C T4 / n; Tn T1 / n T2 / n 2T3 T4 / n D1 (2n 1) D3 ; D1 D2 D3 D4 Dの場合は Tn T1 / n T2 / n 2T3 T4 / n 2n D ① Tn n (T1 T2 T4 ) / 2D ② さらに、最短の Tnを求める。 n T1 T2 T4 ;③ 2D Tn Tの条件を求める。 式③から、バッチサイズは３のとき（n=2.6）、Tn=1113、元より147分短縮。 20 まとめその① JITのほうが納品時間が短く、さらに、必要な在庫も 常に持っているから。需要の発生は不連続の場合 は、相応しいと考えられる。 TOCのほうが平均通過時間が短く、仕掛品在庫は 少ないから。迅速的にキャッシュフローに変更でき るから。需要が十分にある場合は、相応しいと考え られる。 従来の生産方式からTOCを導入する際、仕掛品在 庫の問題点について注意しないといけない。 JITとTOCの違いを比較し、論理的な違いをまとめ た。さらに、JITとTOCが主張している小ロット生産 が数理で証明できた。 21 まとめその② CCRの生産能力が変化するとき、各製 品の通過時間のバラツキに対する影響 は、TOCのほうが小さいという結論が 得られた。 JITにも資材の投入間隔をコントロールす ることで、仕掛品在庫量をさらに削減でき る。しかも、最終的な生産量（製品数）も 同じで改善前と変わらない。 22 今後の課題 今回で検討されていないV型構造にも 分析を行う。 将来、さらに優れた生産マネジメント 方式を提案できること。 考える範囲を拡大し、対象は一つの工 場ではなく、資材の供給者から、顧客 までのサプライチェーンを対象として、 JITとTOCの応用を考案する。 23 ご清聴ありがとうございました。 24 T型構造、CCRの生産能力の変 動が通過時間に対する影響 8 6 JIT TOC 4 2 通過時間のバラツキ 通過時間のバラツキ 8 6 JITの遅い投入ペース JITの速い投入ペース 4 2 0 0 1 3 5 7 CCRの生産能力の変動 [種類] 9 1 3 5 7 9 CCRの生産能力の変動 [種類] 25 JITの平均通過時間の改善策 平均通過時間 [時間] 250 200 JIT TOC 150 100 前 中 CCRのポジション 後 26 JITの平均通過時間の改善策 平均通過時間 [時間] 200 180 160 CCR存在しないライン 140 CCR存在するライン 120 100 5 15 25 35 時間間隔,投入ペース [時間] 27
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