【ゼロから解説】生産計画とは？
意味から基礎的な手法について解説

製造業の工場で生産現場に立ち会ったことがある人なら、色々なことが行われていることをご存知でしょう。そこで作られるものは、どんな原料が必要で、どんな機械を使うか、などは事前に計画されています。これらの計画および立てる作業のことを、生産計画といいます。

本記事では、製造業における生産計画とは何か、生産スケジューリングから始まり、物流管理に至るまで、その基礎について解説いたします。

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生産計画について

製造業の工場では、常にいくつものものを生産しています。

スイッチを入れなければならない機械があり、ベルトコンベアーで処理されている原料があります。大量にある原材料は、一連の工程を経て、適切な機械に到達して加工される。生産ラインで製品を組み立てる人がいて、生産ラインから製品を取り出し、出荷準備のために箱に入れる人がいる…

これらの動きを円滑に行い、納期に間に合わせるためには、何月何日に○○の工程まで完成させ、どこに運ぶか、といった計画が必要です。そうした計画を生産計画といい、生産計画の中には大日程～小日程まで様々あります。

生産計画を立てるには、工場全体をいくつかのセクションに分ける必要があります。各セクションには、それぞれ作業グループが割り当てられ、それぞれに与えられたタスクがあります。製造する製品の複雑さに応じて、電子製品や家具などの単純な組立ラインから、自動車や航空機のような複数のサブアッセンブリー、そして最終組立まで細分化することができます。これらの各工程は、生産が滞ることなく円滑に進むよう、綿密に計画されている必要があります。

生産工程のスケジューリングには、いくつかの方法があります。ここでは、最も一般的なものを見てみましょう。

クリティカルパス法

最も基本的なレベルでは、どのようなものを最初に生産することが最も重要で、納期に間に合わせることができるかを確認する必要があります。製造に時間がかかるものは、それに応じたスケジュールを組む必要がある。下流工程は、その前に必要なことがすべて行われたときに行われます。これは、クリティカルパス法（CPM）と呼ばれるものを使うのが最も良い方法です。CPM のグラフは、プロジェクトの完了に必要な各アクティビティと所要時間という観点から、与えられたプロジェクトの全スケジュールを示します。

例えば、単純な組立ラインを例にとると、1ヶ月で1台の車を納品しなければならないとする。最初にラインから出てくるサブアッセンブリーはエンジンで、これは2日で完成させる必要がある。次にトランスミッションが3日で完成し、さらに2日かけて最終組み立てを行う。ステアリングとタイヤは別のアセンブリで、完成までにそれぞれさらに2日必要です。すべての組み立てが完了すると、最終製品ができあがるのです。

クリティカルパス法のアルゴリズムとは

持続時間がゼロのアクティビティを見つけ、マークをします（例えば、アクティビティA1は、開始アクティビティなので、完了までにかかる日数はゼロである）。

論理的な順序で非ゼロの持続期間のすべての活動をマークします（例えば、活動A2は完了するのに2日かかり、A3は3日かかる、など）。これらのアクティビティは、次のアクティビティの先行アクティビティとして知られています。

すべての先行アクティビティが識別され、マークされた後、それらの後継者（次の行のもの）を見つけ、そのようにマークします。各アクティビティの先行アクティビティの数や時間によって、いくつかのパスが考えられるが、その中で最も重要なパスは1つであると考えられています。

CPM 法はアクティビティを追加することでさらに拡張することができるが、アクティビティを追加するごとに完成期限に間に合わないリスクが高まることを念頭に置く必要があります。したがって、クリティカルパス法を工場全体に適用し始める前に、常に限られたケースでどのように機能するかを確認することができるのです。

コラム

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PERTまたはPDCO

生産計画は、約5年前の1963年にJerome D. Krosinskyが開発したPERT（またはPDCO）計画スケジューリングシステムによって、よりシンプルになりました。この計画システムは、タスクのアクティビティと各アクティビティが使用する時間を特定するという考えに基づいている。

PERTは、スケジューリングのアルゴリズムそのものではなく、ビジネスの他の分野にも適用できる包括的なアプローチである。PERTを使うことで、現実的な期待値を設定し、生産やパフォーマンスに関わるリスク要因を最小化することができます。

PERTの計画・スケジューリング手法は、次のステップを踏みます。

プロジェクトにおける重要なイベントやマイルストーンの特定

各マイルストーンやイベントを達成するために必要な活動を計画する。これには、各イベントやマイルストーンに対して起こりうるすべての結果を特定することが含まれます。起こりうる結果には、成功（マイルストーンの達成）と失敗（マイルストーンの不達成）があります。

重要なイベントを最初に特定することが成功への鍵

重要なイベントを最初に特定することが成功への鍵であり、これらのイベントには、初期タスク、中間タスク、その他プロジェクトにおける重要なイベントが含まれます。

このようにPERT法はCPM法の要素を取り入れていますが、最短/クリティカルパスの追跡にはそれほど重点を置いていません。その代わり、最短時間経路や楽観的経路と呼ばれる、すべてがうまくいった（つまり遅延がなかった）と仮定した場合のタスク完了までの時間に焦点を当てます。そして、すべての可能な経路を計算することで、物事がどれだけ速く進むか、あるいは何か問題が起きたときにどれだけ遅くなるかを把握することができます。PERTアルゴリズムは、この点で、クリティカルパス法に似ていると言われています。