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ブログ · Mirko Peters

MRP vs APS: それぞれの役割と、MRP だけでは不十分になるとき

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MRP vs APS: MRP は「何をいつ発注するか」を算出し、APS は「工場が実際に何を稼働できるか」を算出します。MRP がどこで限界を迎えるか、そして APS をどのような段階で導入するかを解説します。

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MRP(資材所要量計画)は、必要な資材とその発注または製造の時期を算出します。APS(高度計画スケジューリング)は、その計画を工場が実際に実行できるか、どのリソースでどの順序で作業するか、実行できない場合はどの指示が遅れるかを算出します。これが MRP vs APS という問いへの簡潔な答えであり、多くの工場で両方が必要になる理由でもあります。本記事は、MRP の出力は紙の上では問題なく見えるのに、現場では通用しないと感じている生産計画担当者に向けたものです。APS がその解決策になるのかを知りたい方を想定しています。

重要なポイント

  • MRP は、総所要量から在庫を差し引き、リードタイム分だけ前倒しして計画オーダーを作成します。何を、いつ発注または製造すべきかに答えるものです。
  • MIT の講義ノートでは、MRP の限界として次の点が挙げられています。決定論的であること、無限の能力を前提としていること、計画上のリードタイムが長くなりがちであること、そして小さなずれが大きなスケジュール変更を引き起こしうることです。
  • APS は有限能力、稼働カレンダー、段取り、優先順位を加えるため、計画を実行できるかどうか、実行できない場合はどの指示が遅れるかに答えます。
  • 多くの工場では両方を使っています。資材には MRP を、実行可能な順序には APS を用い、順序については一方のシステムを管理主体と明確に定めます。
  • 過負荷のリソース、安全在庫のために水増しされた長いリードタイム、常態化した特急対応が見られる場合は APS の導入を検討してください。ただし、何かを購入する前に、工程表と能力のデータを修正することが先決です。

MRP は実際に何をしているのでしょうか。

仕組みについては、MRP に関する MIT の講義ノートを参考にしてください。入力となるのは、マスター生産計画(いつ何を納品しなければならないか、および手持ち在庫)、部品表を含む品目マスター、ロットサイズのルール、計画リードタイム、そして在庫状況です。

ロジックは次の 4 つの要素で構成されます。

  1. ネッティング。正味所要量は、総所要量から手持ち在庫を差し引いて、期間ごとに算出します。予測在庫がマイナスになる場合に、オーダーが必要になります。
  2. ロットサイジング。オーダーの数量は、ロット for ロット、固定発注期間、固定発注数量などのルールに従って決定します。
  3. リードタイムによるオフセット。各オーダーは、納期より計画リードタイム分だけ前に払い出されます。
  4. 部品表の展開。上位レベルの計画払出を総所要量として用い、部品の各階層で同じ手順を繰り返します。

出力は、計画オーダー、変更通知、例外レポートです。ERP システムでは、通常これが計画実行に当たります。Dynamics 365 Supply Chain Management では、マスター計画の一部です。その中核にあるのが資材所要量計画であり、既知の需要に対して資材を途切れなく供給し続けるための、信頼性の高い手法です。

MRP はどこで破綻するのでしょうか。

同じ MIT の講義ノートは、その限界について率直に述べています。MRP は決定論的ですが、現実は決定論的ではありません。ノートでは、その結果としていくつかの問題を挙げています。

  • 無限能力。MRP は、計画が必要とする時点で能力が利用可能であると仮定します。しかし実際の能力は有限であるため、スケジュールが実行不可能になることがあります。
  • リードタイムの余裕の積み増し。 変動を吸収するために計画リードタイムを長めに設定しがちです。その結果、在庫や仕掛品が膨らみます。
  • 過敏な反応。 計画からのわずかなずれが、スケジュールの大きな変更につながることがあります。直近の計画を固定すると効果はありますが、それ相応のコストも伴います。
  • バッファによる補償。 不確実性に対処するために安全在庫や安全リードタイムを加えますが、歩留まり損失があると、余分に部品を投入しなければなりません。

ここで示すのは、ロジックを説明するためだけに作った架空の例です。ある機械は今週、80時間稼働できるとします(2交代、週5日)。MRPの実行により、この機械を必要とする計画オーダーが3件出されます。それぞれ40時間、35時間、30時間です。合計負荷は105時間になります。MRPは何も警告しません。MRPが見ているのは資材とリードタイムであり、25時間の過負荷ではないからです。現場では、どのオーダーを待たせるか、残業を追加するか、別の機械に作業を移すかを誰かが決めなければなりません。そして、納期への影響は実際に起きるまで誰にも見えません。

その判断を、APSは週が始まる前に見えるようにします。

APSは何を追加するのでしょうか。

APSは、制約を考慮した上で計画をカレンダー上に配置します。実際には、有限能力、稼働カレンダー、段取り時間と切替時間、代替リソース、オーダーの優先順位、そしてしばしば工具やスキルの可用性を扱います。その結果として得られるのは、工場に適合したスケジュールと、どのオーダーがどれだけ遅れるかを明確に示したリストです。

Microsoftのドキュメントを見ると、ERPシステムにもこの役割を担う層があることがわかります。制約付き計画のページでは、資材と能力の両方の制約を考慮したマスタープランについて説明しています。これにより、資材が揃う前に製造が始まることや、リソースが過剰に割り当てられることを防ぎます。有限能力やタイムフェンスといった設定で有効化します。作業のスケジュール設定のページには、期待値の設定に関わる重要な注意点があります。作業のスケジュール設定は、時間軸上の大まかな見積もりを出し、ルートの所要時間を使って各作業をリソースグループ単位でスケジュールするものです。グループ内の特定のリソースを選択するわけではありません。短期的で詳細な現場スケジュールには、ジョブのスケジュール設定が適したツールです。つまり、有無を切り替えるスイッチではなく、段階的な連続体になっています。別製品が必要だと判断する前に、お使いのERPのバージョンで何ができるかを確認してください。

専用のAPSは、さらに詳細な領域まで扱います。一般的には、順序依存の段取り、複数の制約の同時考慮、迅速なシミュレーションを担い、計画担当者が結果を確認して変更することもできます。それが必要かどうかは、製品のラベルではなく、工場の状況によって決まります。

MRPの限界に達したことは、どうすればわかるのでしょうか。

機能の有無ではなく、症状に注目してください。次のようなパターンは、通常、資材ではなくスケジューリングの問題を示しています。

  • MRPの実行結果では問題ないとされているのに、同じ機械が毎週過負荷になっている。
  • 納期を守る唯一の方法だからという理由で、計画リードタイムが延び続けている。
  • ボトルネックの順序付けのために、計画担当者が個人の表計算ソフトを管理している。
  • 緊急オーダーが混乱の大半を引き起こしているが、それがほかの何を後ろ倒しにするのか誰も説明できない。
  • 現場に行って確認しなければ、信頼できる納期回答ができない。
  • 資材不足はまれだが、オーダーの遅延は頻繁に起きている。

主な問題が資材不足であれば、まずMRPのデータを修正してください。具体的には、部品表、リードタイム、ロットサイズ、在庫精度です。マスタデータが不正確なままAPSを導入しても、精密な誤りが出力されるだけです。

当てはまる症状が多いなら、低コストで仮説を検証してください。ボトルネックの機械を選び、来週の発行済みオーダーを表計算ソフトにコピーして、実際の稼働カレンダーと段取り時間を使って手作業で順序を決めます。その作業によって計画が変わるなら、APSが自動化してくれる価値がそこにあるということです。

MRPとAPS: 両者はどのように連携するのか

役割分担を考え、それを文書に書き出してください。

  • MRP(ERP内)は資材を管理します。 所要量、購買提案、計画オーダー、在庫が対象です。
  • APSは順序を管理します。 オーダーを受け取り、能力を確認し、スケジュールを公開します。
  • 現場は結果を報告します。 開始、完了、数量、スクラップ、ダウンタイムを、順序を管理するシステムに流し込むことで、次のスケジュールは現実を出発点にできます。

データは双方向に流れます。受注と作業手順はERPからAPSへ渡されます。日付、順序、リソースはERPに戻されるため、顧客への約束と材料のタイミングは、無限能力に基づく計画ではなく実行可能な計画に沿うものになります。最も多い問題の原因は、作業リストが2つ存在することです。ERPが印刷するリストとAPSが表示するリストが異なると、現場は扱いやすい方に従ってしまい、計画が知らないうちに計画ではなくなります。

統合の前に、次の3点を決めておきます。

  1. 誰が受注をリリースまたは変更できるか。 システムは1つ、ルールも1つにします。
  2. システム間のデータ交換の頻度はどれくらいか。 1時間ごと、シフトごと、またはオンデマンドのいずれかです。判断の内容に合わせて決めます。明日の計画を組み直す計画担当者には、分単位ではなくシフト終了時点でステータスがわかれば十分です。
  3. 接続が切れたらどうなるか。 現場は作業を継続でき、後で差分を取り込めなければなりません。

大規模な一括導入をせずにAPSを追加するにはどうすればよいか。

ラインごとに進めます。

  1. 制約と対象ラインを1つ選ぶ。 ボトルネックを1つ、製品ファミリーを1つに絞ります。
  2. そのラインのデータを整備する。 作業手順、サイクルタイムと段取り時間、カレンダー、代替リソースを対象にします。現場を歩いて、内容が正しいか確認します。
  3. APSを数週間並行稼働させる。 APSのスケジュールを、計画担当者が立てたであろうスケジュールおよび実際に起きたことと比較します。
  4. 差異を測定する。 計画と実績の開始・完了、納期遵守率、残業時間を比較します。スケジュールがどこでなぜ誤っていたのかを確認します。
  5. 順序の責任者を明確に定め、現場をその作業リストに切り替えます。
  6. 数値が一致した後にのみ、次のラインへ拡大します。

人員配置について補足します。APSの導入は通常、計画担当者の仕事を変えます。決まった手順で計画を立て、実行後に例外を処理するのではなく、稼働中のスケジュールを監視し、調整する役割になります。そのため、研修の時間を確保し、計画を変更する権限を与えてください。そうしないと、このツールは単なるレポート表示に使われてしまいます。

ベンダーには何を確認すべきか。

良い回答と曖昧な回答を見分けるための質問は次のとおりです。

  • どちらのシステムが順序を管理し、もう一方のシステムは変更をどのように知るのか。
  • 前の作業に依存する段取りを、ツールはどのように扱うのか。
  • 私の受注量で再スケジュールにどれくらい時間がかかるか。また、計画担当者は何が変わったかをどのように把握できるのか。
  • ERPからどのようなデータが必要で、何を書き戻すのか。
  • 本番稼働後、どの部分を自社チームで保守できるのか。
  • 導入を決める前に、自社のデータを使って1つのラインでツールを試せるか。

また、自社のERPとの連携方法も確認してください。有限能力スケジューリング機能を標準で備えたERPを使用している場合は、その機能に対してどのような利点があるのか、また両方を同期させ続けるにはどの程度のコストがかかるのかを確認してください。

よくある間違い

  • 実際には質の悪いMRPデータが原因である資材不足を解消するためにAPSを購入すること。
  • 能力と照らし合わせて負荷を確認せずに、MRP計画をそのまま信頼すること。
  • 在庫が増えていく原因を考えずに、ERP上のリードタイムを水増しして埋め合わせること。
  • 両方のシステムに作業リストを発行させること。
  • 工場全体を一度に稼働させること。
  • スケジューリングには、誰かが検証済みの段取り時間とカレンダーが必要であることを無視すること。
  • APSをソフトウェアの購入として扱い、計画担当者の仕事の進め方の変革として扱わないこと。

Polarisが適する場面

MRP計画は正しいのにスケジュールが誤っている場合は、iFAKT Polarisが検討候補の1つになります。iFAKTは、Polarisを、ERPのデータと連携する生産向けのAIとデジタルツインとして説明しています。Polaris Optimizerモジュールは、生産モデルを、リアルタイムのERPデータ、リソースの空き状況、ならびにリソース、シフト、ゾーン、スキル、能力といった制約に基づく、実行可能で最適化された計画に変換します。ボトルネックを検出し、受注に優先順位を付け、障害が発生した場合は影響分析と再最適化で対応します。現在の構成を補完するか、一部を置き換えるかは、ERPと現場の実績報告の仕組みによって異なります。そのため、自社のデータを使って1つのラインで検証してください。

関連して調べておきたいテーマ

  • 有限能力スケジューリング: 週単位の負荷ビューは問題なく見えても、日次のスケジュールが実行不可能になる理由。
  • 計画データの品質: 作業手順、時間、カレンダーの責任者は誰か、そしてどのくらいの頻度で確認するか。
  • クローズドループ計画: 現場の実績が次の計画をどのように変えるか。
  • 安全在庫とリードタイムのバッファ: MRPでの水増しがスケジューリングの問題をどのように隠すか。
  • スケジューリングプロジェクトにおける計画担当者のスキル: 日々の業務でwhat変わるのか、またそれに備えるにはどうすればよいか。

次のステップ

直近のMRP実行結果を開き、最も頻繁に過負荷になっている機械を選んでください。来週の受注を、実際の稼働カレンダーと段取り時間を使って手作業で順番付けし、計画との差がどの程度出るかを確認します。この一度の作業で、mrp vs apsの問題が工場のデータの問題なのか、スケジューリングの問題なのかが分かります。

Entities in this article

Material requirements planning (MRP) Advanced planning and scheduling (APS) Enterprise resource planning (ERP) Dynamics 365 Polaris Optimizer iFAKT GmbH

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