有限能力スケジューリング:無限能力の生産計画が必ずずれる理由

どの生産計画担当者にもおなじみの、特定の瞬間があります。ERPはそのオーダーが火曜日に予定されていると言い、現場は火曜日は不可能だと言い、そしてそれぞれの論理の中で両方とも正しい。ERPは納期から標準リードタイムで逆算し、機械が空いているかを一度も問いませんでした。現場はすでに埋まっている機械を見ています。これはコミュニケーションの失敗ではありません。無限能力モデルの上に計画を立てたときに起きることです。

無限能力スケジューリングは、どの期間にもどれだけの作業でも実行できると仮定します。計算コストが安く、計画をすばやく出せるため、多くのERPでは今なお標準設定です。しかし忙しい工場では、それは体系的に楽観的です。生み出される計画は、同じ資源を何も奪い合わないときにだけ達成可能であり、忙しい工場でそれが成り立つことは決してありません。ドイツ語圏の製造業でFeinplanungと呼ばれる有限能力スケジューリングは、より難しいことをやります — 限界を持つ資源に対して計画するのです。

その限界は機械時間よりも多様です。有限能力モデルは、計画保全を含む機械の可用性、作業者の可用性とスキル、一度に1か所にしか存在できない治工具と冶具、MRP実行による資材の可用性、そしてエリアごとに異なるシフトパターンを考慮しなければなりません。特定の金型と資格を持つ作業者を特定のプレスで必要とするオーダーは、その3つのうち最も希少なものに制約されます。機械時間だけをモデル化するスケジューラーは、それを誤って計画します。

段取り替えと順序依存性は、有限能力スケジューリングが最も大きな見返りを生む場所です。多くの工程では、ある製品から次の製品への切り替え時間は、その2つが何であるかに完全に依存します — 淡色から濃色は速く、濃色から淡色は完全洗浄が必要です。納期順だけで並べると、相性の良い製品をまとめる順序と比べて、1週間あたりの総段取り時間が倍になることもあります。順序依存の段取りマトリクスを持つ有限能力スケジューラーはこれを自動的に最適化します。ホワイトボードを前にした計画担当者は、調子の良い日に、おおよそ最適化します。

ボトルネックは特別扱いに値します。ライン全体のスループットを決めるからです。どの工場にも、その時点での制約が1つあり、その制約で失われた時間は、工場全体にとって永久に失われた時間です。有限能力スケジューリングは、その制約を偶発的なものではなく明示的なものにします — どの資源が90%以上の負荷にあるかが見え、その手前に保護バッファを置き、そもそも何も制約していなかった資源の最適化に労力を費やすのをやめられます。

有限スケジューリングが生み出し、無限スケジューリングには生み出せないものが、「いつ」に対する信頼できる答えです。顧客が15日に出荷できるかと尋ねたとき、有限能力モデルはその挿入をシミュレートできます — どこに収まり、何を押し出し、その約束が成立するのか。この capable-to-promise という能力は、過小評価されがちな形で商業的価値を持ちます。提示する納期を絞り、それを一貫して守ることは、強気に約束して謝るよりも顧客関係を変えます。

現実性の罠には名前を付けておく価値があります。有限能力スケジュールは、その制約データの質を超えられません — 工程マスタが4時間と言い、実際には確実に6時間かかるなら、スケジューラーは50%外れた美しく最適化された計画を作ります。APSで成功する工場はほぼ例外なく、まず工程マスタと標準時間のデータを、たいていMESが取得した実績データを使って締め直します。スケジューラーに完璧なデータは要りませんが、誤差の向きについて正直なデータは必要です。

再スケジュールの頻度は、そのツールが現場でどう受け止められるかを左右する実務的な判断です。頻度が低すぎれば計画は現実から乖離し、やがて誰も見なくなります。連続的に再スケジュールすれば、シフトの途中で作業者の手元の順序が変わり、悪い計画よりも早く信頼を壊します。うまく動いている実装の多くは、直近の範囲 — 現在のシフトまたは当日 — を凍結し、実績が入るにつれてその先を再最適化します。

現在表計算で計画している工場にとって、診断の問いは単純です。その計画は、どれくらいの頻度でシフトとの接触に耐えているか。答えが「めったにない」なら、問題は計画担当者の技量ではないでしょう。その計画が、実際に工場を制約しているものによって一度も制約されていなかった可能性の方が高いのです。