製造業のかんばん:カードと上限の設定方法
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By Mirko Peters ·
製造業のかんばんは、カードと上限を使ってプル方式を機能させます。カードの種類、ループの設定方法、仕掛在庫の上限の決め方を解説します。
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製造業のかんばんは、プル方式を機能させる信号システムです。カードやその他の信号が、どの工程が何をどれだけ作るべきかを伝えます。信号がなければ、何も作られません。本記事は、実際のラインでかんばんカードと仕掛在庫の上限を設定したい生産管理の担当者向けです。カードの種類、ループ、設定の手順、上限の決め方を説明します。また、数値を使った具体例と、かんばんが失敗する原因となる誤りも取り上げます。
重要なポイント
- かんばんは、プル方式において品目の生産または引き取りを許可する信号です。最も一般的な形式はカードです。
- 生産かんばんは、前工程に何をどれだけ作るべきかを伝えます。引取りかんばんは、部品を後工程へ移動することを許可します。
- ループ内のカード枚数が仕掛在庫の上限になります。カードなしに部品が作られたり移動されたりすることは決してありません。
- 最初の上限は、快適だと感じるより低く設定し、仮説として扱ってください。定期的に見直して調整します。
- かんばんは、停止や供給遅延などの問題を明らかにします。それらを改善のための材料として使い、カードを増やす理由にはしないでください。
製造業のかんばんとは何ですか。
Lean Enterprise Institute は、かんばんを、プル方式における品目の生産または引取り(運搬とも呼ばれます)のための承認と指示を与える信号装置と定義しています。この言葉は、「標識」や「看板」を意味する日本語です。用語集は中核となる考え方を次のように述べています。かんばんなしに部品が生産または移動されない限り、真のプル方式が維持されます。
これは、かんばんを、後工程が前工程に必要なものを伝えるプル生産という、より広い考え方に結び付けます。信号が需要予測に取って代わります。Kaizen Instituteの言葉を借りると、トヨタのシステムにおけるカードは、生産ラインがいつ追加の部品を必要としているかを正確に示し、予測を実際の需要に置き換えていました。
かんばんは、リーン生産とジャスト・イン・タイム生産の中の一つのツールです。製造工程の視覚的な信号であり、ムダの削減とリードタイムの短縮に役立ちます。その役割は次の3つです。
- 仕掛在庫(WIP)を制限します。カードの枚数が厳密な上限を設定します。
- 過剰生産を防ぎます。カードがなければ、何も作られません。
- 流れの状態を可視化します。空のバッファや積み上がったカードは、ラインのどこで停滞しているかを示します。
製造業のかんばんカードにはどのような種類がありますか。
用語集では、主な種類として3つを挙げています。
- 生産かんばん。後工程のために、前工程が作るべき品目と数量を指示します。最も単純な場合、1枚のカードが部品1コンテナに相当します。
- 引取りかんばん(運搬かんばんとも呼ばれます)。部品を後工程へ移動することを許可します。工程間の社内かんばんと、外部サプライヤー向けのサプライヤーかんばんの2つの形式があります。
- シグナルかんばん。 段取り替えに時間がかかる一方でサイクルタイムが短いプレス加工のような、大ロットの生産現場で使われます。容器が規定の最小数に達すると、生産を開始する仕組みです。
同ページでは、最も一般的な形式はカードであると述べています。カードには、部品名と部品番号、供給元、梱包数量、保管場所、消費工程の場所などを記載します。バーコードは任意です。ほかにも、三角形の金属板、色付きのボール、電子信号などの形式があります。重要なのは形式ではなく、ルールです。信号がなければ、生産しない。
かんばんシステムはどのように機能するのでしょうか。
供給工程と消費工程の2つの工程を用意し、その間に小さなスーパーマーケットと、完成品容器を決まった数だけ置くバッファを設けます。
- 消費工程は、スーパーマーケットから完成品の容器を1つ引き取ります。
- 引き取りかんばんを外します。辞書の記述によると、容器内の最初の部品を使用したときに外し、スーパーマーケットに戻します。生産かんばんは、容器が引き取られたときに外し、補充を始めるきっかけとなります。
- カードは供給工程に届き、何を、どれだけ、どこへ作ればよいかを伝えます。
- 供給工程は容器1つ分を生産し、カードを取り付けます。
- 完成品の容器がスーパーマーケットに運ばれ、ループが閉じます。
ループ内のカードの枚数が、在庫の上限になります。すべてのカードが完成品容器に付いている場合、供給工程は生産の許可を持たないため停止します。この停止は不具合ではなく、過剰生産をシステムが防いでいる状態です。一方で、すべてのカードが供給工程側にある場合は、消費工程が在庫切れになるおそれがあり、ループの見直しが必要です。
かんばんボードも、同じ考え方を別の形で実現します。各工程を列で表し、それぞれの列に上限を設定します。カイゼン・インスティテュートは、仕掛品(WIP)の上限を、列に置けるカードの枚数の厳格な上限として説明しています。そして、ワークフローを可視化する、仕掛品を制限する、フローを管理する、ポリシーを明示する、フィードバックループを実装する、協働で改善する、という6つの原則を挙げています。製造現場では、資材補充にはカード、受注状況の把握にはボードを組み合わせて使うことが多いです。
カードと上限はどのように設定すればよいのでしょうか。
工場全体ではなく、まず1つのフローから始めます。
- フローを選びます。 需要が安定しており、供給工程と消費工程が明確な部品ファミリーを選びます。希少で寸法が特殊な部品は、最初の対象としては不向きです。
- 現在のワークフローを書き出します。 手順書に書かれた流れではなく、現在の資材が実際にどう動いているかを記録します。カイゼン・インスティテュートも、どのかんばんシステムでも最初にこのステップを行うよう勧めています。
- 容器と数量を決めます。 標準容器と固定の梱包数量を定義します。カード1枚は、容器1つに対応します。
- バッファを設計します。 スーパーマーケットに、場所を明示した保管場所と、部品番号ごとの置き場を設けます。最大数も表示します。
- カードを設計します。 部品名と部品番号、数量、供給元、消費先を記載します。一目で読み取れるシンプルさを保ちます。
- カードの初期枚数を設定します。 次のセクションの考え方を使ってください。
- ルールを文書化します。 たとえば、カードがなければ生産しない。カードは外された順番に戻す。カードがループの外に出ることはない、などです。
- チームと一緒に開始します。 毎日カードを使うオペレーターを教育し、停止が何を意味するのかを説明します。
- 定期的な頻度で見直します。 毎週、在庫切れ、待ち行列、遊休時間を確認し、調整します。
上限はどのように見積もり、調整すればよいのでしょうか。
2つの情報源のいずれも、カードの枚数に関する汎用的な計算式は示していません。リーン・エンタープライズ・インスティテュートは、最も単純なケースではカード1枚が容器1つに相当すると述べています。カイゼン・インスティテュートは、最初の上限は快適と感じる水準よりも低く設定し、固定ルールではなく検証すべき仮説として扱うよう勧めています。したがって、カードの枚数は運用しながら学んでいくものだと考えてください。
最初の数値を見つける実践的な方法は、1つの容器が補充されて戻ってくるまでの間に、次の工程がいくつの容器を消費するかを確認することです。
- 補充時間を計測します。カードが外された時点から、完成品の容器がスーパーマーケットに戻るまでの時間です。
- 消費率を計測します。1時間あたりに使用される容器の数です。
- 2つの値を掛け合わせます。その結果が、消費工程が1回のループを乗り切るために必要な容器の数です。
- たとえば容器1つ分など、少しの安全余裕を加えます。その後、ループが安定してきたら、段階的に余裕を減らしていきます。
これは経験則であり、標準ではありません。需要、容器の大きさ、補充時間が変わったら見直してください。ラインが止まるたびにカードを追加しないでください。停止は原因を示す手がかりです。段取り替えが長い、または機械が不安定といった原因があります。カードを追加すると原因が隠れ、取り除くはずだった在庫が戻ってしまいます。
例:1ループのサイズ決め
これは架空の数字を使った説明です。
ある消費工程は1時間に40個の部品を使用します。標準容器には20個入るため、工程は1時間に40 ÷ 20 = 2容器を使用します。チームは補充時間を1.5時間と計測しました。
- 1ループで消費される容器数:2 × 1.5 = 3。
- 1容器分の安全余裕を加えると、カードは4枚になります。
- 仕掛品の上限:4 × 20 = 80個。
4週間欠品がなかったあと、チームはループ内で最も長い部分、つまりフォークリフトを最大45分待つ工程に注目しました。15分ごとに定時の引き取りを行うことで合意し、待ち時間は最大15分に短縮されました。ループは30分短くなり、1時間になります。
- 1ループでの新しい消費量:2 × 1 = 2容器。
- 同じ安全余裕1容器を加えると、カードは3枚です。
- 新しい上限:3 × 20 = 60個。
ループ内の在庫は80個から60個に減り、25%の削減となりました。さらに、遅延の原因は隠されるのではなく取り除かれています。実際のループでは需要にばらつきがあり、時間も一定しないため、数字はご自身のラインで必ず検証してください。
よくある間違い
- 停止のたびにカードを追加する。 これでは信号が失われます。原因を探してください。
- 規律のないカード運用。 カードなしで生産が行われると、もはやプルではありません。
- 一度に多くの品番を扱う。 生産量の多いいくつかの部品から始め、ループがうまく機能してから追加してください。
- 目印のないバッファ。 置き場所と最大量が明示されていないと、上限を超えたことに誰も気づけません。
- 見直しをしない。 需要は変わります。一度だけサイズを決めて見直さないループは、やがてバランスを崩します。
- ボトルネックを無視する。 最初のループは制約工程に部品を供給する工程を中心に設計してください。その工程では在庫と停止のコストが最も大きいからです。
- 何にでも適用する。 需要がまれで不規則な部品は、在庫として持つより計画で対応したほうがよい場合があります。
ソフトウェアができること
かんばんは補充を管理しますが、ラインは依然として生産計画に従っており、計画はシフト中に変わることがあります。ソフトウェアは現在の計画を作業場所ごとのタスクとして表示し、作業の進捗状況を示すことができます。iFAKTのPolaris Operatorは、生産計画を時間ベースのタスクとして現場に届け、進捗をリアルタイムで計画部門にフィードバックします。カードが有効に機能する場面では引き続きカードを使い、継続的改善の一環として、ソフトウェアで計画と現場を結び付けてください。
次のステップ
需要が安定している部品ファミリーを1つ選び、補充時間と消費率を計測して、安全余裕1の最初のカード枚数を設定してください。4週間後にループを見直し、製造現場のかんばんが欠品なく機能しているなら、上限を引き下げてください。