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ブログ · Mirko Peters

プル生産とプッシュ生産の比較:適切なシステムの選び方

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プルシステムは、次の工程が必要を伝えたときにだけ作業を始めます。プル生産とプッシュ生産を比較し、それぞれをいつ使うべきかを、具体例と手順を交えて解説します。

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プルシステムは、次の工程が何かを必要としていると伝えたときにだけ作業を始めます。プッシュシステムは、次の工程の準備ができているかどうかにかかわらず、予測や計画に基づいて部品を作り、次の工程へ渡します。この記事は、工場のどの部分にどの方式を適用すべきかを決めなければならない生産計画担当者を対象としています。2つのシステム、3種類のプル、判断ガイド、数値を用いた具体例、そしてプルが失敗する原因となるミスについて説明します。

重要なポイント

  • プッシュ生産は、予測や計画に基づいて部品を作ります。プル生産は、後工程が必要を伝えたときにだけ作業を始めます。
  • 実務上の判断基準は仕掛品(WIP)の上限です。プルシステムは仕掛品を明示的に制限しますが、プッシュシステムは制限しません。
  • Lean Enterprise Institute は、3種類のプルとして、スーパーマーケット型プル、逐次型プル、混合型プルを挙げています。
  • 多くの工場では両方が必要です。需要が安定していて部品の種類が少ない場合はプルを使い、需要や品種が多い場合はプッシュまたは順序制御されたプルを使います。
  • 1つの流れからプルを導入し、明確なWIP上限を設定して、バリューストリームマップを使い、信号をどこから出すべきかを見極めてください。

プルシステムとは何で、プッシュとどう違うのですか?

Lean Enterprise Institute は、プル生産を、後工程が前工程に必要を伝える生産管理の方法と定義しています。後工程は、どの部品が、いくつ、いつ、どこで必要かを前工程に伝えます。前工程は、その信号が届いてから初めて作業を始めます。同研究所は、プルが過剰生産の排除を目指すものであり、完全なジャストインタイムシステムの3つの主要な要素の一つであると述べています。

同研究所の用語集は、プッシュ生産を、予測需要に基づいて最大速度で大量の製品を処理し、次の工程の実際の作業ペースにかかわらず、後工程または在庫へ渡すことと定義しています。同研究所によれば、これでは、リーン生産の特徴である工程間のスムーズな作業の流れを作ることはほぼ不可能になります。

平たく言えば、プッシュは計画に従って作り、プルは信号に従って作ります。

「誰が作業を起動するか」よりも鋭い判断基準があります。プッシュとプルの本当の違いに関する記事は、Hopp と Spearman を引用しています。それによると、プル生産システムとは、システム内に存在できる仕掛品の量を明示的に制限するシステムです。同記事は、この違いは資材や情報を物理的に引っ張るか押すかとは無関係だと主張しています。この基準に従えば、仕掛品に厳格な上限があるスプレッドシート上の計画はプルとして運用できますし、上限のないカードシステムはプッシュです。

現場ではプッシュとプルはどのように見えるのでしょうか?

プッシュ型の工場では、ERPシステムやスプレッドシートなどの計画システムが、予測と納期に基づいて指示を出します。各工程は独自のペースで作業し、部品を次の工程または在庫へ渡します。典型的な兆候は次のとおりです。

  • 工程間には仕掛品の在庫が積み上がっています。
  • ある工程は手待ちで遊んでいる一方、別の工程では待ち行列ができています。
  • 欠品した部品を追いかける催促作業が、毎日の仕事になっています。
  • リードタイムは長く、予測しにくい状態です。

プル型の工場では、各工程は次の工程が必要とする分だけを、決められた上限まで生産します。典型的な特徴は次のとおりです。

  • 工程の間には、少量で明確に定められた在庫が置かれ、多くの場合は置き場所も表示されています。
  • 工程は、後工程のバッファが一杯になると停止します。その停止は故障ではなく、合図です。
  • リードタイムは短くなる傾向があり、予測もしやすくなります。
  • 大きな在庫で問題を隠せないため、問題が早期に表面化します。

リーン生産の用語でいえば、プッシュは需要予測に基づいて完成品を見込みで在庫として生産することを指します。一方プルは、顧客からの受注、またはバッファの補充に応じて生産することを指します。同じ考え方は原材料、仕掛品、完成品のいずれにも当てはまり、サプライチェーンと生産工程のあらゆる段階で、在庫管理と在庫統制の進め方を左右します。

どちらの方式も、それ自体が「優れている」わけではありません。解決する問題が異なるのであり、多くの工場では両方を併用しています。

プルにはどのような種類がありますか。

Lean Enterprise Institute は、用語集の項目で3種類のプルを説明しています。

  1. スーパーマーケット・プル(A型、補充型、またはリプレニッシュメントとも呼ばれます)。各工程は、自工程で生産するすべての製品について、在庫を備えたバッファを保持します。後工程が品目を引き取ると、前工程へ信号が送られ、引き取られた分を補充できる仕組みです。各工程が自らのスーパーマーケットに責任を持つため、日々の管理は単純になります。ただし、各工程がすべての品番の在庫を持つ必要があるため、品番数が多い場合は現実的ではないことがあります。
  2. シーケンシャル・プル(B型)。スーパーマーケットに在庫として置くには品番が多すぎる場合に用いられます。全体の在庫は低く抑えたまま、受注に応じて製品を生産します。生産計画が品種と数量を決め、その順序情報を最初の前工程へ伝えます。リードタイムと受注パターンが予測可能であることが前提となり、高度な管理が求められます。
  3. ミックス・プル(C型)。両方を組み合わせた方式です。生産量の多い品目はスーパーマーケットを用い、生産量の少ない品目は、ある程度の生産能力のまとまりを表す特別なかんばんを用います。複雑な需要に適していますが、バランスをとりにくく、規律ある運用が必要です。

最も一般的な信号はかんばんカードです。プル方式では、需要を前工程へ伝えるためにかんばんカードがよく使われます。スーパーマーケットから資材を引き取ると、供給元に補充を許可する信号が送られます。

プッシュ、プル、あるいは両者の組み合わせは、どのように選べばよいのでしょうか。

以下の問いを判断の目安としてください。これは計画を立てるための補助であり、規格で定められた規則ではありません。

  • 需要は安定しており、品番数は少ないか。その場合はスーパーマーケット・プルがうまく機能します。バッファは小さく、素早く補充できます。
  • 品種が多く、品目ごとの生産量は少ないか。その場合、品目ごとに在庫を持つのはコストがかかります。シーケンシャル・プルやミックス方式を検討するか、順序を中央で計画することを考えてください。
  • リードタイムと受注パターンは予測可能か。シーケンシャル・プルにはこれが必要です。予測できない場合は、まずそちらを改善してください。
  • 遠く離れた工程、あるいは大ロットでしか稼働しない工程はあるか。熱処理炉や海外の供給元については、その工程間はプッシュが必要になる場合があり、その前後はプルとします。流れを分断するのは、その箇所だけにしてください。すべてを分断する必要はありません。
  • 需要予測は信頼できるか、また在庫は安価か。それであればプッシュで問題ありません。プルを導入すること自体を目的にしないでください。

プッシュとプルは、同じ計画の中で共存できます。中央計画が品種と生産量を定め、プルの信号が各エリア内の実行を制御し、仕掛品には上限を設けます。この組み合わせは可能です。allaboutlean の記事では、中央計画と並んでデジタルかんばんを用いられること、また MRP をプル方式として構成できることが指摘されています。

プル方式は、どのような手順で段階的に導入すればよいのでしょうか。

  1. 対象とする流れを一つ選びます。需要が安定しており、工程の順序が明確な製品ファミリーを選んでください。
  2. 流れを可視化します。バリューストリームマップを作成すると、在庫がどこにあり、流れがどこで途切れているかが分かります。信号は通常、ある工程が流れを伴わずに次の工程へ渡している地点から始めるとよいでしょう。
  3. 方式を選びます。上記の問いを使い、スーパーマーケット型、シーケンシャル型、ミックス型のいずれかを選んでください。
  4. 上限を設定します。各工程で許容する仕掛品の最大量を決めてください。最初は余裕を持たせ、そこで露見する問題を解決しながら段階的に減らしていきます。
  5. バッファに場所を決めます。 すべてのバッファに、置き場所、ラベル、上限数を設定します。
  6. 信号を定義します。 カード、空の容器、または電子メッセージを使います。誰が、誰に、いつ送るのかを書き出します。
  7. 教育して、観察します。 新しいルールを数週間運用し、ラインにはチームリーダーが立ち会います。
  8. 見直します。 在庫、リードタイム、停止を確認します。フローが安定したら上限を下げます。

例:仕掛品に上限を設ける

これは架空の数値を使った説明です。

工程Aは1時間に60個の部品を作ります。次の工程であるBは、1時間に40個を処理します。1交代は8時間です。

プッシュ方式。 Aは最大速度で稼働し、Bが処理できるかどうかに関係なく部品をBに渡します。

  • Aは60 × 8 = 480個を作ります。
  • Bは40 × 8 = 320個を処理します。
  • 交代終了後、Bの前に滞留する待ち行列は480 − 320 = 160個です。
  • 待ち行列の最後尾に到着した新しい部品は、160 ÷ 40 = 4時間待つことになります。

上限付きのプル方式。 Bの前のバッファは最大40個しか保持しません。満杯になると、Aは停止します。

  • Bは依然として40 × 8 = 320個を処理します。Bがペースを決めるため、出来高は変わりません。
  • Aは約320個しか作らず、手待ち時間が発生します。
  • 待ち行列は最大40個です。新しい部品の待ち時間は最大で40 ÷ 40 = 1時間です。

工場は同じ数の良品を作りながら、待ち行列は120個少なくなり、待ち時間は4時間から1時間に短縮されます。Aの手待ち時間は一見ムダに見えますが、Aが過剰生産していたことを示しているにすぎません。チームはその時間を段取り替え、保全、教育に使うことも、人員をBに振り向けることもできます。ここでの数値は前提条件です。実際のキューは自社で測定してください。

よくある間違い

  • すべての工程にプル方式を適用する。 大型オーブンや遠方のサプライヤーなど、一部の工程はバッチ処理が必要です。その場合は、その前後それぞれにプル方式を適用します。
  • 上限のないカード。 カードや容器の数に上限を設けない場合、そのシステムは依然としてプッシュ方式です。
  • 早すぎる厳しい上限。 停止の原因を解消しないまま厳しい上限を設けると、次の工程が部品不足に陥ります。段階的に下げてください。
  • 手待ち時間を失敗とみなす。 バッファが満杯のときに停止するのは、システムが正しく機能している証拠です。その時間は改善に充ててください。
  • 需要の変動を無視する。 需要が大きく変わる場合は、バッファと計画の見直しが必要です。プル方式があっても、ばらつきはなくなりません。
  • ルールの責任者がいない。 バッファのサイズを管理し、定期的に見直す担当者を決めておく必要があります。

ソフトウェアによる支援

プル方式は実行を制御しますが、工場には品種構成、順序、能力に関する優れた計画も必要です。これは、プッシュ方式の連携でも、順序付きプル方式でも同様です。iFAKTのPolaris Optimizerは、リソース、シフト、ゾーン、資格、能力などの制約条件のもとで、最適化された生産計画を自動的に作成します。このような計画を枠組みとして活用し、日々のばらつきはプル信号で対応してください。計画は、ラインを運用している人たちと一緒に確認しましょう。

次のステップ

フローを1つ選び、その流れを可視化したうえで、最も忙しい2つの工程の間の仕掛品に明確な上限を設定します。4週間運用し、待ち行列とリードタイムを基準値と比較してから、プル方式をほかにどこへ適用できるかを判断してください。

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