安全在庫とバッファ在庫の違い:どれだけあれば十分か
By Mirko Peters ·
安全在庫とバッファ在庫は、ばらつきから在庫を守るためのものです。違いや安全在庫の計算式、計算例、そして在庫を減らす方法を解説します。
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安全在庫とは、通常の需要に加えて、需要と供給のばらつきに備えて保有する追加の在庫です。バッファ在庫は通常同じ意味で使われますが、制約理論ではバッファはより特定の役割を持ちます。工場長にとって重要なのは、保有するかどうかではなく、どれだけあれば十分かという点です。つまり、選択したサービスレベルのもとで、補充リードタイム中のばらつきをカバーできる量であり、それ以上は必要ありません。本ガイドでは、用語の説明、数値を算出する3つの方法、計算例、そして在庫を減らす方法を解説します。
重要なポイント
- 安全在庫とは、通常の需要に上乗せして、需要と供給のばらつきから守るための在庫です。
- 日常的な用法では、バッファ在庫も多くの場合同じ意味です。制約理論では、バッファは重要なポイントを守るために意図的に置く在庫または時間を指します。
- 十分な量は、需要のばらつき、リードタイムのばらつき、そして選択するサービスレベルの3つによって決まります。
- リードタイムは統計式の中で平方根の下に入るため、リードタイムを半分にすると、安全在庫は約30%減ります。
- サービスレベルはビジネス上の判断です。この例では、95%から99%に上げると、在庫は約40%増えます。
安全在庫とバッファ在庫:違いは何か
工場の在庫は、通常2つの層で構成されています。1つ目はサイクル在庫で、納品と納品の間の定常的な需要をカバーします。IBMは安全在庫についての解説で、サイクル在庫を一定期間の定常需要を満たすために必要な在庫と定義し、安全在庫をそれに加えて保有するバッファ在庫と定義しています。IBMによれば、その目的は在庫切れや顧客への過剰な約束のリスクを減らすことであり、保有する理由として需要、供給、製造におけるばらつきを挙げています。このページでは、バッファ在庫を別個の用語としては扱っていません。
これは日常的な用法とも一致します。購買部門や計画システムでは、「安全在庫」と「バッファ在庫」を同じクッションを指す言葉として使うことがよくあります。一方、バッファという言葉は制約理論においてより明確な意味を持ちます。制約理論に関する百科事典の項目によると、バッファはスループットを守る時間または在庫であり、時間バッファは内部の混乱を吸収し、在庫バッファは市場の需要に対応するのに役立ちます。その後、バッファ管理では、バッファの内容を使って優先順位を決め、督促の対象を決めます。
本記事では、標準的な定義ではなく、筆者が独自に用いる実務上の区別を使います。
- 安全在庫は、品目ごとの統計的なクッションです。需要のばらつき、リードタイムのばらつき、サービスレベルから算出し、計画システムのパラメータとして設定します。
- バッファは、制約工程や出荷エリアなど、一か所の重要なポイントを意図的に守る仕組みです。そのポイント向けにサイズを決め、使用量を監視します。
両者は組み合わせて機能します。制約工程の前に置くバッファは、必要な部品の安全在庫で構成されることがあります。
どの程度の在庫が十分か:3つの計算方法
安全在庫の唯一の正しい公式はありません。良い在庫管理は、自社のデータに合った方法を選ぶことから始まります。ソフトウェアベンダーである SPS Commerce の出版物 Supply Chain Source は、いくつかの方法を挙げ、在庫数は推測ではなく計算すべきだと述べています。同記事は、データで対応できる最もシンプルな方法から始めることを勧めています。IBM も同じ公式の派生形を紹介しており、両者は主要な変数について一致しています。
- 平均最大法。 安全在庫 = (1日の最大使用量 × 最大リードタイム) − (1日の平均使用量 × 平均リードタイム)。必要な履歴データは少なくて済みます。SPS はトレードオフを指摘しています。ピーク需要と最長リードタイムが同時に発生すると仮定するため、在庫を過剰に確保しがちです。
- 需要変動のための統計的方法。 安全在庫 = Z × σd × √L。Z はサービスレベル係数、σd は1日あたり需要の標準偏差、L はリードタイム(日数)です。SPS は Z の値として、90% に対して 1.28、95% に対して 1.65、97.5% に対して 2.33、99% に対して 2.33 ではなく 2.33、と示しています。具体的には 90% で 1.28、95% で 1.65、97.5% で 1.96、99% で 2.33 です。この方法は、リードタイムは安定しているが需要が変動する場合に適しており、1日あたりの実需要または予測誤差の記録が必要です。
- 複合法。 需要とリードタイムの両方が変動する場合、SPS は両方の変動を1つの平方根の中にまとめた公式を示しています。最も精度が高い一方、最も多くのデータを必要とすると述べています。
安全在庫量は、発注を行う在庫水準を決めます。その結果から発注点が導かれます。発注点は、リードタイム中の想定需要に安全在庫を加えたものです。どの方法でも3つの入力値が結果を左右するため、それらが調整できる3つのレバーにもなります。その3つとは、需要の変動、供給の変動、サービスレベルです。
サービスレベルは、数学的な判断であると同時に経営判断でもあります。SPS は、在庫切れのコストに基づき、品目のクラスごとに設定することを提案しています。その際、価値や重要度で品目を分類する ABC 分析が簡単な方法です。組立ラインを止めてしまう安価なネジは 99% に値するかもしれません。一方で、リードタイムの短い高価な部品はそこまでの水準が必要ないかもしれません。
例:1つの部品、3つのサービスレベル
これは測定した事例ではなく、説明用の計算です。ある部品の1日あたりの平均需要は200個です。1日あたり需要の標準偏差は40個、サプライヤーのリードタイムは9日です。部品1個の価値は25で、保管コストは年率20%と仮定すると、1個あたり年間5です。
√9 = 3 として、統計的な公式による結果は次のとおりです。
- 90% のサービス(Z = 1.28): 1.28 × 40 × 3 = 約154個。
- 95%(Z = 1.65): 1.65 × 40 × 3 = 198個。
- 99%(Z = 2.33): 2.33 × 40 × 3 = 約280個。
95% の場合の発注点は 200 × 9 + 198 = 1,998個です。95% から 99% に上げると82個増え、その価値は2,050、年間の保管コストは約410になります。これが見合うかどうかは、この部品の在庫切れがどれほどの損失になるかによります。それが経営判断です。
次に平均最大法と比べてみましょう。ピーク需要を1日320個、最長リードタイムを12日と仮定します。結果は 320 × 12 − 200 × 9 = 3,840 − 1,800 = 2,040個で、95% の場合の数値のおよそ10倍です。これは SPS が警告している過剰な在庫確保の典型例です。
在庫を減らし、過剰在庫を避ける方法
公式を見ると、在庫がどこから生じるのかが分かります。したがって、在庫を減らす方法も分かります。安全在庫を減らすには、パラメータを単に下げるのではなく、変動そのものに対処する必要があります。
- リードタイムを短縮する。 リードタイムは平方根の中に入っています。サプライヤーのリードタイムが9日から4日に短くなれば、95% の数値は198個から 1.65 × 40 × 2 = 132個に下がります。リードタイムを半分にすると、数量は約30%減ります。
- リードタイムを安定させる。 合意した日に納品するサプライヤーは、複合公式からリードタイムの変動を取り除きます。納品時間帯を合意し、適時納品率を追跡してください。最初のサプライヤーだけでなく、サプライチェーン全体を見てください。
- 需要の変動を抑える。 計画を平準化し、予測をサプライヤーと共有し、変更を早めに計画に組み込みます。1日あたり需要の標準偏差が40から30に下がれば、95% の数値は198個から約149個に下がります。
- クラスごとにサービスレベルを設定する。 すべての品目に同じレベルを適用すると、それを必要としない品目に在庫を無駄に使うことになります。
- データを確認する。 調達チームや計画チームが更新していない古い過大なパラメーターは、過剰在庫の一般的な原因です。需要のパターンが変わったら再計算してください。安全在庫の設定は一度きりの作業ではないからです。SPSは少なくとも四半期ごとの再計算を推奨しています。
IBMは、在庫が多すぎる場合と少なすぎる場合の両方のリスクを示しています。在庫が多すぎると保管コストが増え、値下げ、高価な予備部品、品質劣化による廃棄につながることがあります。一方、在庫が少なすぎると販売機会を失い、顧客の不満を招きます。安全在庫の重要性は、サービスレベルを守ることにあります。目指すべきは最少量ではなく、適切な量です。安全在庫量を一度設定して放置すると、過剰在庫と在庫コストは急速に増えます。
よくある間違い
- すべての品目に同じルールを適用しない。 すべての部品に一律の日数を当てはめると、品目ごとのばらつきが考慮されません。
- 平均最大法を最終的な答えとして使う。 手軽な方法ですが、例で示すように在庫を過剰に積み増してしまいます。
- リードタイムのばらつきを無視する。 ときどき1週間遅れるサプライヤーには、平均リードタイムが示す以上の備えが必要です。
- 一度も再計算しない。 需要も供給も変化します。3年前の数値は、もはや存在しない状況に備えているにすぎません。
- 在庫で問題を隠す。 毎週故障する機械をカバーするための安全在庫は、根本的な修理を先延ばしにするだけです。
- 安全在庫と制約条件における緩衝在庫を混同する。 前者は品目単位のパラメーターです。後者は、システム全体を基準にサイズを決める意図的な保護策です。
ソフトウェアができること
基幹業務システム(ERP)は、需要履歴、リードタイム、サービスレベルを保持しており、品目ごとの安全在庫と発注点を計算できます。また、パラメーターが古くなっている品目にフラグを立てることもできます。配送データと組み合わせれば、サプライヤーごとの実際のリードタイムのばらつきを示せます。ツールによっては、最新の需要に合わせて更新される動的な安全在庫の計算を提供するものもあります。ツールが示すのは数値です。サービスレベルを決めるのは人です。それはコストとリスクの問題だからです。
次のステップ
在庫金額が最も大きい10品目を選び、直近1年分の需要データと配送データに照らしてパラメーターを確認し、上記のいずれかの計算式で再計算してください。そのうえで、品目ごとに欠品が実際にどれだけのコストになるかを問いかけてください。これが、どの程度の安全在庫で十分かを決める問いです。