(57)【要約】【課題】供給リードタイムが変動する状況下において、納期遵守向上と在庫費用抑制のトレードオフ関係を考慮した在庫計画を策定することが可能な生産管理装置を得る。【解決手段】基準リードタイムLTと在庫数量の関係において、安全在庫数量は、供給行動開始時期が納入日に近づくにつれ（LTが０に近づくにつれ）増大し、滞留在庫数量は、供給行動開始時期が納入日よりも早くなるにつれ（LTが大きくなるにつれ）増加する。生産管理変数演算部５は、供給行動開始時期によって変化する安全在庫数量と滞留在庫数量を評価し、両者の和が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を求める。【選択図】図２０
2014119768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある物品の需要情報を記憶する需要情報記憶部と、
変動する供給リードタイム情報を含む前記物品の供給情報を記憶する供給情報記憶部と、前記物品の納期遵守水準情報を記憶する納期遵守水準情報記憶部と、
前記物品の在庫情報を記憶する在庫情報記憶部と、
前記需要情報記憶部から取得した需要情報、前記供給情報記憶部から取得した供給情報、及び前記納期遵守水準情報記憶部から取得した納期遵守水準情報に基づいて、前記物品の供給行動開始時期と安全在庫数量を計算する生産管理変数演算部と、
前記生産管理変数演算部から取得した供給行動開始時期情報を記憶する供給行動開始時期情報記憶部と、
前記生産管理変数演算部から取得した安全在庫数量情報を記憶する安全在庫数量情報記憶部と、
前記供給行動開始時期情報記憶部から取得した供給行動開始時期情報、前記安全在庫数量情報記憶部から取得した安全在庫数量情報、前記需要情報記憶部から取得した需要情報、及び前記在庫情報記憶部から取得した在庫情報に基づいて、前記物品の受注処理と供給行動の開始指示を行う受注処理及び供給行動開始指示部を備えたことを特徴とする生産管理装置。
【請求項２】
前記生産管理変数演算部は、供給行動開始時期が早まるにつれ減少する安全在庫数量と、供給行動開始時期が早まるにつれ増加する滞留在庫数量を評価し、両者の和が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を求めることを特徴とする請求項１記載の生産管理装置。
【請求項３】
前記物品を構成する部材の情報である部材構成情報を記憶する部材構成情報記憶部を備え、前記需要情報記憶部は、前記物品及び前記部材の需要情報を記憶し、前記供給情報記憶部は、前記物品及び前記部材の供給情報を記憶し、前記納期遵守水準情報記憶部は、前記物品及び前記部材の納期遵守水準情報を記憶しており、前記生産管理変数演算部は、前記需要情報記憶部から取得した需要情報と、前記供給情報記憶部から取得した供給情報と、前記納期遵守水準情報記憶部から取得した納期遵守水準情報と、前記部材構成情報記憶部から取得した部材構成情報に基づいて、前記物品及び前記部材の供給行動開始時期と安全在庫数量を計算することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生産管理装置。
【請求項４】
前記部材構成情報記憶部は、前記物品及び前記部材の原価情報を記憶しており、前記生産管理変数演算部は、前記物品及び前記部材それぞれの在庫金額の合計が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を計算することを特徴とする請求項３記載の生産管理装置。
【請求項５】
前記需要情報記憶部は、時期別及び時間帯別の需要情報を記憶し、前記供給情報記憶部は、時期別及び時間帯別の供給情報を記憶しており、前記生産管理変数演算部は、前記物品の供給行動開始時期と安全在庫数量を時期別及び時間帯別に計算することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の生産管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、需要変動と供給変動に対応し、経済的な在庫計画を策定する生産管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、需要に対する供給遅れを回避することを目的として、多くの在庫管理方法が提示されている。例えば、供給行動の開始時点である発注行為が定期的に行われる場合では、発注から納入までの供給リードタイム期間中に生じる需要に対応するための方法として、「定期発注方式」と呼ばれる生産管理技術が知られている。また、発注間隔が定期ではなく、在庫数量がある水準を下回った時点で供給行動を開始する「発注点方式」と呼ばれる生産管理技術も知られている（例えば非特許文献１）。
【０００３】
これらの手法に共通する課題として、供給リードタイムを一定として扱っており、供給リードタイムの変動が考慮されていないことがある。これに対して、いくつかの改良方法が提示されている。例えば特許文献１では、リードタイムと顧客の要求納期との差に着目して、安全在庫量を計算する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】勝呂隆男著「適正在庫の考え方・求め方」日刊工業新聞社（２００３年９月発行）
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６９８４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１で提示された安全在庫量算出装置のように、供給側のリードタイムの変動を評価する機構を有する生産管理装置にあっては、供給リードタイムが納入日までの余裕日数（以下、受注納期）よりも長くなる場合、すなわち「納期遅延」が生じる場合の影響を正しく評価することができる。しかしながら、供給リードタイムが受注納期よりも短い場合（例えば長納期品を受注した場合）には、受注後直ちに供給行動を開始（例えば生産着手）すると、納入日が訪れるまで滞留在庫として保管することになり、余分な保管費用が生じるという問題がある。
【０００７】
このように、供給行動開始時期の決定には、供給行動開始が遅すぎると納期に間に合わなくなり、早すぎると納入日が訪れるまで余分な滞留（保管費用）を要するというトレードオフの関係（これを「課題のトレードオフの関係」と称す）が存在する。ところが、従来の生産管理装置においては、この課題のトレードオフの関係が考慮されておらず、変動する納期や供給リードタイムに対して適切な供給行動開始時期を計算する機能と、その供給行動開始時期において必要な安全在庫数量を計算する機能を備えていないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、供給リードタイムが変動する状況下において、納期遵守向上と在庫費用抑制のトレードオフ関係を考慮した在庫計画を策定することが可能な生産管理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る生産管理装置は、ある物品の需要情報を記憶する需要情報記憶部と、変動する供給リードタイム情報を含む物品の供給情報を記憶する供給情報記憶部と、物品の納期遵守水準情報を記憶する納期遵守水準情報記憶部と、物品の在庫情報を記憶する在庫情報記憶部と、需要情報記憶部から取得した需要情報、供給情報記憶部から取得した供給情報、及び納期遵守水準情報記憶部から取得した納期遵守水準情報に基づいて、物品の供給行動開始時期と安全在庫数量を計算する生産管理変数演算部と、生産管理変数演算部から取得した供給行動開始時期情報を記憶する供給行動開始時期情報記憶部と、生産管理変数演算部から取得した安全在庫数量情報を記憶する安全在庫数量情報記憶部と、供給行動開始時期情報記憶部から取得した供給行動開始時期情報、安全在庫数量情報記憶部から取得した安全在庫数量情報、需要情報記憶部から取得した需要情報、及び在庫情報記憶部から取得した在庫情報に基づいて、物品の受注処理と供給行動の開始指示を行う受注処理及び供給行動開始指示部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る生産管理装置によれば、需要情報、供給情報、及び納期遵守水準情報に基づいて、物品の供給行動開始時期と安全在庫数量を計算する生産管理変数演算部を備えることにより、供給リードタイムが変動する状況下において納期遵守向上と在庫費用抑制のトレードオフ関係を考慮した在庫計画を策定することが可能である。さらに、生産管理変数演算部で求めた供給行動開始時期及び安全在庫数量に基づいて、受注処理及び供給行動の開始指示を行う受注処理及び供給行動開始指示部を備えることにより、経済的な生産管理が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の構成を示す図である。
【図２】受注情報の例を示す図である。
【図３】受注数量の確率密度分布を示す図である。
【図４】受注間隔の確率密度分布を示す図である。
【図５】受注納期の確率密度分布を示す図である。
【図６】受注納期の確率（累積）分布を示す図である。
【図７】供給情報の例を示す図である。
【図８】供給リードタイムの確率密度分布を示す図である。
【図９】供給リードタイムの確率（累積）分布を示す図である。
【図１０】需給情報の例を示す図である。
【図１１】需給情報の例を示す図である。
【図１２】需給情報の例を示す図である。
【図１３】納入日付別の在庫の過不足数の推移を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の生産管理変数演算部における処理の流れを示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における需要情報の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１における供給情報の例を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の生産管理変数演算部におけるシミュレーション結果の例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の生産管理変数演算部における安全在庫数量の計算方法を説明する図である。
【図１９】本発明の実施の形態１における納期遵守水準情報の例を示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態１における供給行動開始時期と在庫数量の関係例を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態１における供給行動開始時期情報の例を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態１における安全在庫数量情報の例を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の受注処理及び供給行動開始指示部における処理の流れを示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態１における在庫情報の例を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態２に係る生産管理装置の生産管理変数演算部における処理の流れを示す図である。
【図２６】受注納期分布と供給行動開始時期の関係を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態３における多階層型の生産管理を説明する図である。
【図２８】本発明の実施の形態３に係る生産管理装置の構成を示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態３における部材構成情報の例を示す図である。
【図３０】本発明の実施の形態３における需要情報（製品）の例を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態３における供給情報（製品）の例を示す図である。
【図３２】本発明の実施の形態３における需要情報（部品）の例を示す図である。
【図３３】本発明の実施の形態３における供給情報（部品）の例を示す図である。
【図３４】本発明の実施の形態３に係る生産管理装置の生産管理変数演算部における処理の流れを示す図である。
【図３５】本発明の実施の形態４に係る生産管理装置の構成を示す図である。
【図３６】本発明の実施の形態４における部材構成情報と原価情報の例を示す図である。
【図３７】本発明の実施の形態４における原価情報を用いて供給経路上の在庫数量を経済的に維持する方法を説明する図である。
【図３８】本発明の実施の形態５に係る生産管理装置の生産管理変数演算部における処理の流れを示す図である。
【図３９】本発明の実施の形態５における時期別及び時間帯別の需要情報の例を示す図である。
【図４０】本発明の実施の形態５における時期別及び時間帯別の供給情報の例を示す図である。
【図４１】本発明の実施の形態５における時期別及び時間帯別の生産管理変数情報の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態について説明する前に、本発明が解決しようとする「課題のトレードオフの関係」について、図２〜図１３を用いて説明する。図２は需要情報の例を示している。図２において、需要ＩＤ１は、「受注品目：Ａ、受注日：１月１日、受注納期：９日、納入日：１月１０日、受注数量：１００個」であり、需要ＩＤ２は、「受注品目：Ａ、受注日：１月２日、受注納期：９日、納入日：１月１１日、受注数量：５０個」であり、需要ＩＤ３は、「受注品目：Ａ、受注日：１月４日、受注納期：１１日、納入日：１月１５日、受注数量：１００個」である。
【００１３】
また、図３は、受注数量のばらつきを示す確率密度分布と当該確率密度分布をΓ分布で近似したグラフである。図４は、受注間隔のばらつきを示す確率密度分布と当該確率密度分布を指数分布で近似したグラフである。図５は、受注納期の確率密度分布と当該確率密度分布を正規分布で近似したグラフである。さらに図６は、受注納期の確率（累積）分布を示している。図６において、例えば受注納期ｄ日の点６１は、全体のｒ％を網羅する点であることを表している。図３〜図６に示すように、各受注案件の受注間隔、受注案件毎の受注納期、及び受注数量は一定ではなく、変動するという特徴がある。
【００１４】
同様に、図７は供給情報の例を示している。図７において、供給ＩＤ１は、「供給品目：Ａ、開始：１月１日、完了：１月１０日、供給数量：１００個」であり、供給ＩＤ２は、「供給品目：Ａ、開始：１月２日、完了：１月１０日、供給数量：５０個」であり、供給ＩＤ３は、「供給品目：Ａ、開始：１月４日、完了：１月１３日、供給数量：１００個」である。
【００１５】
また、図８は、供給リードタイムのばらつきを示す確率密度分布と当該確率密度分布をΓ分布で近似したグラフである。図９は、供給リードタイムの確率（累積）分布を示している。図９において、例えば供給リードタイムｔ日の点９１は、全体のｒ％を網羅する点であることを表している。図８及び図９に示すように、供給行動の開始から完了までの期間である供給リードタイムも一定ではない。
【００１６】
これらの需要と供給の対応関係について、図１０〜図１２の需給情報を例に挙げて説明する。なお、図１０において、需給ＩＤ１は、図２における需要ＩＤ１と、図７における供給ＩＤ１に対応している。需給ＩＤ１は、「納入日：１月１０日」に対して「完了日：１月１０日」であり、納入日と完了日が同一日である。このように、納期遅延や余剰在庫の滞留がなく良好である場合には、「判定：○」と示している。
【００１７】
一方、需給ＩＤ２は、図２における需要ＩＤ２と、図７における供給ＩＤ２に対応している。需給ＩＤ２は、「納入日：１月１１日」に対して「完了日：１月１０日」であり、納入日よりも完了日が１日早く、１日間の滞留在庫が生じていることから「判定：×（滞留）」と示している。同様に、需給ＩＤ３は、図２における需要ＩＤ３と、図７における供給ＩＤ３に対応している。需給ＩＤ３は、「納入日：１月１５日」に対して「完了日：１月１３日」と納入日よりも完了日が２日早く、２日間の滞留在庫が生じていることから「判定：×（滞留）」と示している。
【００１８】
経済性の観点から滞留在庫を抑制するため、受注後直ちに供給行動を開始せずに、納期遅延が生じない程度まで開始時期を遅らせてから行動開始した例を図１１に示す。すなわち、図１１では、図１０における需給情報の供給行動開始日を遅らせている。
【００１９】
図１１において、需給ＩＤ１は、図１０における需給ＩＤ１と同一であるが、需給ＩＤ２は、図１０における需給ＩＤ２の開始日を１日遅らせて「開始日：１月３日、完了日：１月１１日」に変更したものである。同様に、需給ＩＤ３は、図１０における需給ＩＤ３の開始日を２日遅らせて「開始日：１月６日、完了日：１月１５日」に変更したものである。このように供給行動開始日を遅らせることで、各々の完了日を納入日と一致させることができ、滞留も遅延も生じない。このため、図１１では、需給ＩＤ１〜需給ＩＤ３の全てにおいて「判定：○」となっている。
【００２０】
ところが、供給リードタイムは、供給行動開始後に変化することがある。具体的には、生産着手後に生産設備が故障し、生産リードタイムが長くなることがある。このように、生産リードタイムが長くなったために完了日が遅れた例を図１２に示す。図１２において、需給ＩＤ１は、図１１における需給ＩＤ１と同一であるが、需給ＩＤ２は、図１１における需給ＩＤ２よりも完了日が５日遅れて「完了日：１月１６日」に変更され、「納入日：１月１１日」に間に合っていない。
【００２１】
また、需給ＩＤ３は、図１１における需給ＩＤ３よりも完了日が２日遅れて「完了日：１月１７日」に変更され、「納入日：１月１５日」に間に合っていない。このように、需給ＩＤ２と需給ＩＤ３では、納入日に遅延が生じているため、「判定：×（遅延）」となっている。このように、供給行動開始日を遅らせて、各々の完了日を納入日と一致させようとしても、供給行動開始後に供給リードタイムが悪化（長く変化）することにより遅延が生じる。
【００２２】
図１３は、図１２に示す需給情報に基づいて、納入日付別の製品（在庫）の過不足数の推移を示したものである。図１２において、需給ＩＤ２は、１月１１日に５０個の納期遅延が生じ、需給ＩＤ３は、１月１５日に１００個の納期遅延が生じているため、過不足数の推移は、１月１１日から１月１４日までが−５０個、１月１５日は−１００個増加し、−１５０個となっている。１月１６日は、需給ＩＤ２が５０個完了したので、−１００個となっている。１月１７日は需給ＩＤ３が１００個完了したので過不足数０となる。
【００２３】
上記の例では、予め１５０個の安全在庫を保持するか、あるいは供給行動開始の時期を遅らせていなければ、納期遅延は生じなかったことになる。しかし、供給行動開始時期が早すぎると、納入日が訪れるまで余分な滞留（保管費用）を要してしまう。そこで、供給リードタイムが変動する状況下において、納期遵守向上と在庫費用抑制のトレードオフの関係を考慮した在庫計画を策定することが求められる。
【００２４】
以下に、本発明を実施するための実施の形態１〜実施の形態５について、図面に基づいて説明する。本発明に係る生産管理装置は、変動する供給リードタイム状況下において、予め設定した納期遵守水準を満たすように、供給行動開始時期と安全在庫数量を同時に計算する機能を備えることにより、課題のトレードオフの関係の最適解を導出する。具体的には、供給行動開始時期が早まるにつれ減少する安全在庫数量と、供給行動開始時期が早まるにつれ増加する滞留在庫数量を評価し、両者の和が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を決定するものである。
【００２５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る生産管理装置の構成を示している。本実施の形態１に係る生産管理装置１は、生産管理の対象である物品（製品）の需要情報を記憶する需要情報記憶部２と、該物品の供給情報を記憶する供給情報記憶部３と、該物品の納期遵守水準情報を記憶する納期遵守水準情報記憶部４を備えている。なお、供給情報記憶部３に記憶される供給情報には、変動する供給リードタイム情報が含まれている。
【００２６】
生産管理変数演算部５は、供給行動開始時期演算部６と安全在庫数量演算部７を有している。供給行動開始時期演算部６は、需要情報記憶部２から取得した需要情報と、供給情報記憶部３から取得した供給情報と、納期遵守水準情報記憶部４から取得した納期遵守水準情報に基づいて、該物品の供給行動開始時期を計算する。安全在庫数量演算部７は、需要情報記憶部２から取得した需要情報と、供給情報記憶部３から取得した供給情報と、納期遵守水準情報記憶部４から取得した納期遵守水準情報に基づいて、該物品の安全在庫数量を計算する。
【００２７】
供給行動開始時期情報記憶部８は、供給行動開始時期演算部６から取得した供給行動開始時期情報を記憶する。安全在庫数量情報記憶部９は、安全在庫数量演算部７から取得した安全在庫数量情報を記憶する。また、在庫情報記憶部１０は、該物品の在庫情報を記憶する。受注処理及び供給行動開始指示部１１は、供給行動開始時期情報記憶部８から取得した供給行動開始時期情報、安全在庫数量情報記憶部９から取得した安全在庫数量情報、需要情報記憶部２から取得した需要情報、及び在庫情報記憶部１０から取得した在庫情報に基づいて、該物品の受注処理と供給行動の開始指示を行う。
【００２８】
需要情報記憶部２に記憶される需要情報は、例えば生産管理装置１に接続されている企業間の受発注情報を交信する企業間ＷＡＮ２１から入力することができる。供給情報記憶部３に記憶される供給情報は、例えば生産管理装置１に接続されている企業内の供給情報を交信する企業内ＬＡＮ２２から入力することができる。あるいは、企業内ＬＡＮ２２に接続されている情報入力部２３により、直接入力することができる。生産管理装置１による生産管理情報は、企業内ＬＡＮ２２に接続されている情報表示部２４により閲覧することができる。
【００２９】
次に、本実施の形態１に係る生産管理装置１の生産管理変数演算部５における処理の流れについて、図１４のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップ１０（Ｓ１０）の品目ループで、全製品及び部材について以下の処理を実行する。ステップ２０（Ｓ２０）では、品目ごとに需要情報、供給情報に関するデータを入力する。入力される需要情報のデータには、少なくとも受注品目毎の受注日、受注納期（あるいは納入日）、受注数量が含まれる。また、入力される供給情報のデータには、少なくとも供給品目毎の供給開始日、供給完了日及び供給数量が含まれる。なお、供給リードタイム情報は、供給完了日と供給開始日の差である。
【００３０】
続いてステップ３０（Ｓ３０）において、これらの入力データは、需要情報と供給情報のそれぞれについて平均値と標準偏差が計算され、それらの結果は需要情報記憶部２と供給情報記憶部３に記憶される。図１５は、品目毎の受注間隔、受注納期、受注数量の分布種類、平均値、標準偏差値の計算結果例を示している。それぞれの分布種類は予め与えておく。また、図１６は、品目毎の供給リードタイムの分布種類、平均値、標準偏差値の計算結果例を示している。供給リードタイムの分布種類も予め与えておく。
【００３１】
次に、ステップ４０（Ｓ４０）の供給行動開始時期ループを実行する。供給行動開始時期の決定に際しては、納入日より遡ったある日付を基準日にとり、この基準日が受注日よりも過去日付であれば直ちに供給行動を開始し、未来日付であれば基準日まで供給行動開始を保留するものとする。この時、納入日と基準日との間隔値を基準リードタイム（LT）と呼称する。この基準リードタイムをLT＝０から開始し、１ループサイクル毎に段階的に増加設定させる。なお供給行動開始時期ループのループ回数は、予め定めた回数とするか、LTの上限値（例えば供給リードタイムの平均値＋標準偏差の３倍程度）を超えた時までと定めてもよい。
【００３２】
続いて、ステップ５０（Ｓ５０）の試行回数ループを実行する。ステップ６０（Ｓ６０）において、試行１回目（N＝１）から所定の回数分の乱数発生・シミュレーションを実行する。ここではＳ３０において記憶した需要情報と供給情報の統計情報に基づいて乱数を発生させ、擬似的な需給シミュレーションを実行する。Ｓ６０のシミュレーション結果は、ステップ７０（Ｓ７０）において、擬似需要に対する過不足数として計算し、結果を記憶する。図１７は、Ｓ７０における過不足計算の結果を示している。図１７において、横軸は試行回数、縦軸は過不足数である。
【００３３】
試行回数ループ終了後、ステップ８０（Ｓ８０）において、試行回数ループにおけるシミュレーション結果を用いて安全在庫数量を計算し、その結果を安全在庫数量情報記憶部９に記憶する。具体的には、図１８に示すように、シミュレーションの各試行によって得られた過不足数を昇順に並べ替えて、下位より（１−納期遵守率）の割合相当の不足数分を安全在庫とする。図１８では、納期遵守率９０％を達成する為には、下位１０％点である１６個の安全在庫が必要となることを示している。なお、図１９は、納期遵守水準情報の例を示している。
【００３４】
Ｓ８０の処理で供給行動開始時期ループが終了し、続いてステップ９０（Ｓ９０）において結果評価を実行する。図２０は、基準リードタイムLTと在庫数量の関係を示している。図中の曲線（Ａ）は、安全在庫数量であり、供給行動開始時期が納入日に近づくにつれ（LTが０に近づくにつれ）増加する。すなわち安全在庫数量は、供給行動開始時期が早まるにつれ減少する。
【００３５】
一方、曲線（Ｂ）は、滞留在庫数量であり、供給行動開始時期が納入日よりも早くなるにつれ（LTが大きくなるにつれ）増加する。また、曲線（Ｃ）は、供給行動開始時期によって変化する安全在庫数量と滞留在庫数量の和を示している。課題のトレードオフの関係の最適解は、この曲線（Ｃ）の最小値（図２０中、黒丸で示す）を求めることにより導出される。
【００３６】
Ｓ９０の結果評価後、品目ループが終了し、最後にステップ１００（Ｓ１００）において、品目毎の供給行動開始時期情報と安全在庫数量情報を、それぞれ供給行動開始時期情報記憶部８と安全在庫数量情報記憶部９に記憶する。図２１は、供給行動開始時期情報の例を示している。品目Ａ、Ｂ・・ごとに、基準リードタイムが９、５・・と求められている。また、図２２は、安全在庫数量情報の例を示している。品目Ａ、Ｂ・・ごとに、安全在庫量が１２０、６０と求められている。
【００３７】
次に、本実施の形態１に係る生産管理装置１の受注処理及び供給行動開始指示部１１における処理の流れについて、図２３のフローチャートを用いて説明する。なお、図２４は、在庫情報の例を示している。ステップ１１０（Ｓ１１０）の受注をトリガーとして、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、新たな需要情報のデータを需要情報記憶部２に格納する。その後、ステップ１３０（１３０）において、未指示分ループを実行する。未指示分ループは、まだ供給行動開始指示がされていないデータを対象として、ステップ１４０（Ｓ１４０）で供給行動開始時期を判定する。
【００３８】
Ｓ１４０で供給行動開始時期に達した（Ｙｅｓ）と判定された需要に対しては、ステップ１５０（Ｓ１５０）に進み、供給行動開始指示を行う。その際の供給数量は、在庫情報記憶部１０に記憶された当該品目の在庫量と、安全在庫数量情報記憶部９に記憶された当該品目の安全在庫数量との差を受注数量に加算した数量で指示する。一方、Ｓ１４０で供給行動開始時期に達していない（Ｎｏ）と判定された需要に対しては、供給行動開始指示を行わずにステップ１６０（Ｓ１６０）に進み、未指示分ループを終了する。
【００３９】
本実施の形態１に係る生産管理装置１によれば、変動する供給リードタイム状況下において、供給行動開始時期が早まるにつれ減少する安全在庫数量の変化量と、供給行動開始時期が早まるにつれ増加する滞留在庫数量の変化量を評価し、両者の和が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を求めるようにしたので、納期遵守向上と在庫費用抑制のトレードオフ関係を考慮した在庫計画を策定することが可能であり、経済的な在庫数量を維持することができる。さらに、上記の方法で求めた供給行動開始時期及び安全在庫数量に基づいた受注処理及び供給行動の開始指示を行うことにより、経済的な生産管理が可能である。
【００４０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、予め設定した回数分のシミュレーションを実行して安全在庫数量を計算するため、演算に時間を要する上、演算結果を保持する多くの記憶リソースが必要であった。そこで、本発明の実施の形態２では、シミュレーションによる安全在庫の演算処理を行わずに、安全在庫計算式に直接データを代入する方法について説明する。なお、本実施の形態２に係る生産管理装置の構成は、上記実施の形態１と同様であるので図１を流用し、各構成要素の説明は省略する。
【００４１】
本実施の形態２に係る生産管理装置１の生産管理変数演算部５における処理の流れについて、図２５のフローチャートを用いて説明する。なお、図２５において、Ｓ１０〜Ｓ４０、及びＳ９０、Ｓ１００は、上記実施の形態１に係る生産管理変数演算部５のフローチャート（図１４）と同じであるので説明を省略する。すなわち、図２５は、図１４のフローチャートのＳ５０〜Ｓ８０が、ステップ４５（Ｓ４５）に置き換わったものである。本実施の形態２に係る生産管理装置１の生産管理変数演算部５は、Ｓ４５において、計算式代入、安全在庫計算、及び結果記憶を実行する。
【００４２】
安全在庫計算方法について説明する。図２６は、受注納期分布と基準リードタイムの関係を示している。図２６において、受注納期分布２６０の基準リードタイム２６１よりも短い領域が短納期領域２６２であり、受注後直ちに供給行動を開始する領域である。一方、受注納期分布２６０における基準リードタイム２６１よりも長い領域が長納期領域２６３であり、納入日から基準リードタイム分遡った日付まで供給行動の開始が保留される領域である。
【００４３】
このため、安全在庫計算式は、短納期受注時に受注納期が供給リードタイムよりも短い場合に生じる納期遅延発生確率と、長納期受注時に供給リードタイムが基準リードタイムよりも長くなる場合に生じる納期遅延発生確率とを評価することで求められる。
【００４４】
具体的に、需要情報として受注間隔が指数分布、受注納期が正規分布、受注数量がΓ分布に従い、供給情報として供給リードタイムがΓ分布に従う場合の計算例を示す。まず、使用する変数について説明する。需要情報のうち、受注間隔Iに関して平均をμI、受注数量Qに関して平均をμQ、標準偏差をσQ、受注納期Dに関して平均をμD、標準偏差をσDとし、供給リードタイムTに関して平均をμT、標準偏差をσTとする。
【００４５】
さらに、基準リードタイムLTの値が供給リードターム分布における下位百パーセント分位点に相当するかを示すものとして１００LP％で表す。受注納期と供給リードタイムの差をZ(=D−T）とし、Zの平均をμZ、標準偏差をσZとする。また納期遵守率をR、在庫数量Sto、安全在庫数量をSSとする。
【００４６】
続いて、使用する関数について説明する。受注納期の（累積）分布関数をP(D)、標準正規分布N(0,1)の確率密度関数をφ(●)、（累積）分布関数をΦ(●)、Zの（累積）分布関
数をF(Z)とする。また、全需要に対する納期遅延となる（累積）分布関数をG(Sto)とする。
【００４７】
以下、これらの変数及び関数を用いて、安全在庫計算式を導出する。まず、納期遅延の発生確率を計算する。受注納期が基準リードタイムLTよりも小さい短納期領域となる確率は、以下の式１で表される。
【００４８】
【数１】
2014119768.tif 000003
【００４９】
この場合、納期遅延はZが0未満となる確率F（Z|Z＝0）で発生する。この時、μD|D＜LTを受注納期分布の−∞＜D≦LTの範囲で定義された単一切断正規分布の期待値、σ2D|D＜LTを同単一切断正規分布の分散とみなせば、以下の式２及び式３となる。
【００５０】
【数２】
2014119768.tif 000004
【００５１】
【数３】
2014119768.tif 000005
【００５２】
Zが独立した２確率変数の差であり、正規分布に従うならば、Zの期待値μZは以下の式
４、分散σ2Zは以下の式５となり、式６のように表すことができる。
【００５３】
【数４】
2014119768.tif 000006
【００５４】
【数５】
2014119768.tif 000007
【００５５】
【数６】
2014119768.tif 000008
【００５６】
一方、受注納期が基準リードタイムLTよりも長い長納期領域の場合、納入日に対して基準リードタイムの日数分を前倒しした日まで供給行動を保留する。よって、確率(1−LP)
で（供給リードタイムT）＞（基準リードタイムLT）となり、納期遅延となる。全需要に
対して納期遅延となる確率は、上記式１〜式６を用いて以下の式７となる。
【００５７】
【数７】
2014119768.tif 000009
【００５８】
次に、納期遅延が発生した際に、納期遵守率Rを維持することができる安全在庫数量について説明する。ここでは、関数Gの納期遅延側だけを抽出し、縦軸方向に1/G(Sto|Sto＝0)倍に引き伸ばし、単一切断正規分布Hに近似させることで、この期待値μSto|Sto＜０、分散σ2Sto|Sto＜０の近似解を得る。
【００５９】
まず期待値μSto|Sto＜０については、納期遅延が生じた時点ですでに当該オーダー分の受注数量μQの出荷未達が確定しており、その数量に「新たに納期遅延期間中に生じる出荷未達分」を加えて計算する。新たに加える出荷未達は，「平均納期遅延期間μZ」×「単位期間あたり平均出荷数μQ／μI」であるので、以下の式８となる。
【００６０】
【数８】
2014119768.tif 000010
【００６１】
同様に分散σ2Sto|Sto＜０も、「当該オーダーの出荷数量」の分散σ2Qと、「新たに納期遅延期間中に生じる出荷未達数量」の分散の和である。ここで「新たに納期遅延期間中に生じる出荷未達数量」の分散は、「納期遅延期間の確率分布」とその期間に生じる「納期遅延数量の確率分布」との混合分布の分散であることから、この混合分布を負の二項分布で近似させると、以下の式９となる。
【００６２】
【数９】
2014119768.tif 000011
【００６３】
よって、最終的な納期遵守率R（＝在庫切れ率１−R）を達成するためには、GSto≧０の領域ではすでに納期遵守率１００%となっていることから、残りGSto＜０の領域については、下記の式１０のように設定すればよい。
【００６４】
【数１０】
2014119768.tif 000012
【００６５】
以上のことから、安全在庫数量SSを求める安全在庫計算式として、以下の式１１が導かれる。なお、式１１のNormalInvは、正規分布の（累積）分布関数の逆関数を表している。
【００６６】
【数１１】
2014119768.tif 000013
【００６７】
本実施の形態２によれば、シミュレーションによる安全在庫の演算処理の代わりに安全在庫計算式に直接的にデータを代入することにより、計算時間が短縮され、記憶リソースの使用量を削減することができる。
【００６８】
実施の形態３．
上記実施の形態１及び実施の形態２では、顧客需要と製品供給という１段階の需給調整について説明したが、本発明の実施の形態３では、物品（製品）を構成する部材を含む多段階での需給調整を行うものである。
【００６９】
本実施の形態３における多階層型の生産管理について、図２７を用いて説明する。本実施の形態３では、製品在庫２７３のみでなく、部品在庫２７６及び材料在庫２７９についても生産管理の対象とする。多段階での需給調整とは、図２７に示すように、顧客の需要２７１と製品Ａの供給２７２に関わる製品在庫２７３の調整、製品Ａの需要２７４と部品Ｂの供給２７５に関わる部品在庫２７６の調整、さらに、部品Ｂの需要２７７と材料Ｃの供給２７８に関わる材料在庫２７９の調整を含んでいる。
【００７０】
図２８は、本実施の形態３に係る生産管理装置の構成を示している。生産管理装置１ａは、最終製品を構成する部材（部品、材料を含む）の情報を記憶する部材構成情報記憶部である部品構成情報記憶部１２を備えている。さらに、本実施の形態３では、需要情報記憶部２は、製品及び部材の需要情報を記憶し、供給情報記憶部３は、製品及び部材の供給情報を記憶している。また、納期遵守水準情報記憶部４は、製品及び部材の納期遵守水準情報を記憶している。
【００７１】
本実施の形態３における生産管理変数演算部５の供給行動開始時期演算部６と安全在庫数量演算部７は、需要情報記憶部２から取得した需要情報と、供給情報記憶部３から取得した供給情報と、納期遵守水準情報記憶部４から取得した納期遵守水準情報と、部品構成情報記憶部１２から取得した部材構成情報に基づいて、製品及び部材の供給行動開始時期と安全在庫数量をそれぞれ計算する。なお、その他の構成については上記実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
【００７２】
部品構成情報記憶部１２に記憶される部材構成情報の例を図２９に示す。図２９において、品目Ａは、「階層レベル：製品」の製品Ａであり、品目Ｂは、「階層レベル：部品」の部品Ｂである。品目Ｂの「品目コード：ＡＢ」とは、品目Ａの「品目コード：Ａ」の下位に１桁追加されたものであり、部品Ｂが製品Ａを構成する部品であることを示している。同様に、品目Ｃは、「階層レベル：材料」の材料Ｃであり、品目Ｃの「品目コード：ＡＢＣ」とは、材料Ｃが製品Ａを構成する部品Ｂを構成する材料であることを示している。なお、部材構成情報は、複数の部品を含む場合や、部品を含まず材料のみの場合、あるいは複数の材料を含む場合等がある。
【００７３】
次に、本実施の形態３に係る生産管理装置１ａの生産管理変数演算部５において、部材構成情報を用いて多段階での需給調整を行う方法について説明する。図３０は、製品Ａの需要情報の例を示している。製品Ａの需要情報として、需要ＩＤ１は、「受注納期：１月１５日」、「受注数量：１００個」を「受注日：１月４日」に受注したことを示している。また、図３１は、製品Ａの供給情報の例を示す図である。製品Ａの供給情報として、供給ＩＤ１は、「供給数量：１００個」を「完了：１月１５日」に完了するために「開始：１月６日」に開始するよう指示が出されている。
【００７４】
この図３１に示す製品Ａの供給情報は、製品Ａを構成する部品Ｂに対する需要情報として記される。すなわち、図３２に示す部品Ｂの需要情報の例では、需要ＩＤ２として、「受注納期：１月６日」、「受注数量：１００個」の需要があることを示している。さらに、この需要情報に基づき、図３３に示す部品Ｂの供給情報の例では、供給ＩＤ２として、部品Ｂを「供給数量：１００個」「完了：１月６日」に完了するために「開始：１月２日」に開始するよう指示が出されている。
【００７５】
なお、この例では、製品Ａの供給行動開始日は１月６日であり、受注日（１月４日）に対して未来の日付であるので、供給行動は２日間保留される。一方、部品Ｂの供給行動開始日は１月２日であり、受注日（１月４日）に対して過去日付であるので、直ちに供給行動が開始指示されることを示している。
【００７６】
本実施の形態３に係る生産管理装置１ａの生産管理変数演算部５における処理の流れを図３４に示す。なお、図３４のフローチャートは、Ｓ１０の品目ループに入る前にステップ５を実行する点以外は、上記実施の形態２に係る生産管理変数演算部５のフローチャート（図２５）と同じであるので説明を省略する。また、図３４では、上記実施の形態２と同様の計算式代入方式（Ｓ４５）を採用したが、上記実施の形態１と同様のシミュレーション方式（試行回数ループＳ５０〜Ｓ８０）を採用してもよい。
【００７７】
図３４のステップ５（Ｓ５）では、部品構成情報記憶部１２に記憶されている部材構成情報に基づいて、製品、部品、材料の順にソート（並べ替え）を実行する。すなわち、計算式代入に必要な需要情報、供給情報、納期遵守水準情報のデータを、予め製品、製品に使われている部品、材料の順に並べ替えておく。その後、Ｓ１０の品目ループ以降の処理を、上記実施の形態２と同様に実行する。
【００７８】
本実施の形態３によれば、最終製品を構成する部品及び材料の個々の品目について需給調整を行うようにしたので、供給経路上のそれぞれの在庫ポイントで需要と供給の変動に対応した生産管理を適切に行うことができる。
【００７９】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る生産管理装置は、上記実施の形態３で説明した多段階での需給調整において、製品とその製品を構成する部材の個々の品目についての原価情報を用いるものである。具体的には、上記実施の形態３の部品構成情報記憶部１２に記憶される部材構成情報に、製品及び構成部材の原価情報を加えたものである。
【００８０】
図３５は、本実施の形態４に係る生産管理装置の構成を示している。生産管理装置１ｂは、最終製品を構成する部材の情報とそれぞれの原価情報を記憶する部品構成及び原価情報記憶部１３を備えている。さらに、本実施の形態４では、需要情報記憶部２は、製品及び部材の需要情報を記憶し、供給情報記憶部３は、製品及び部材の供給情報を記憶している。また、納期遵守水準情報記憶部４は、製品及び部材の納期遵守水準情報を記憶している。
【００８１】
本実施の形態４における生産管理変数演算部５の供給行動開始時期演算部６と安全在庫数量演算部７は、需要情報記憶部２から取得した需要情報と、供給情報記憶部３から取得した供給情報と、納期遵守水準情報記憶部４から取得した納期遵守水準情報と、部品構成及び原価情報記憶部１３から取得した部品構成情報及び原価情報に基づいて、前記物品及び前記部材それぞれの在庫金額の合計が最小となる供給行動開始時期と安全在庫数量を計算する。なお、その他の構成については上記実施の形態１（図１）と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
部品構成及び原価情報記憶部１３に記憶される部材構成情報と原価情報の例を図３６に示す。図３６において、品目Ａは、「階層レベル：製品」の製品Ａが、「原価：１０００円」であることを示している。また、品目Ｂは、「階層レベル：部品」の部品Ｂが、「原価：５００円」であることを示している。品目Ｂの「品目コード：ＡＢ」とは、品目Ａの「品目コード：Ａ」の下位に１桁追加されたものであり、部品Ｂが製品Ａを構成する部品であることを示している。
【００８３】
同様に、品目Ｃは、「階層レベル：材料」の材料Ｃが、「原価：１００円」であることを示している。品目Ｃの「品目コード：ＡＢＣ」とは、材料Ｃが製品Ａを構成する部品Ｂを構成する材料であることを示している。これにより、各在庫ポイントで発生する在庫品目の原価情報を参照することができる。
【００８４】
次に、本実施の形態４に係る生産管理装置１ｂの生産管理変数演算部５において、上記の原価情報を用いて供給経路上の在庫数量を経済的に維持する方法について説明する。最終需要の納期遵守率を達成するために、供給経路上の各段階の品目供給の遵守率をどのような値に設定すればよいかを検証する必要がある。
【００８５】
図３７において、検証パターン１は「部品在庫（数量）：１２０」「部品単価：５００円」「部品在庫金額：６０，０００円」「部品供給遵守率：９３％」である。また、検証パターン２は「部品在庫（数量）：２００」「部品単価：５００円」「部品在庫金額：１００，０００円」「部品供給遵守率：９７％」である。このように、同じ部品単価であれば、部品在庫数量の少ない検証パターン１の方が部品在庫金額は少なくなる。
【００８６】
しかし、検証パターン１は検証パターン２と比較して部品供給遵守率が低く、部品の供給が不安定であることから、「納期遵守率：９０％」を達成するためには、「製品在庫（数量）：２００」「製品単価：１，０００円」「製品在庫（金額）：￥２００，０００」となる。一方、検証パターン２は、「製品在庫（数量）：１５０」「製品単価：￥１，０００」「製品在庫（金額）：￥１５０，０００」となり、検証パターン１と比較して製品在庫が少なく、その結果、在庫金額合計も少なくなる。
【００８７】
この図３７の例では、検証パターン１は、検証パターン２と比較して供給経路上の部品在庫数量は少ないものの、部品供給遵守率が低いために製品在庫数量が多くなり、在庫金額の合計が大きくなることを示している。なお、ここでは部品単価と製品単価が同じで部品供給遵守率が異なる場合について検証したが、部品単価、製品単価が異なる場合等、様々な検証パターンが考えられる。
【００８８】
本実施の形態４によれば、上記実施の形態１〜３と同様の効果に加え、多段階での需給調整において、最終製品を構成する部品及び材料の個々の品目についての原価情報を用いることにより、供給経路上のそれぞれの在庫ポイントで需要と供給の変動に対応した経済的な生産管理を適切に行うことが可能となる。
【００８９】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係る生産管理装置の構成は、上記実施の形態１と同様であるので、図１を流用して説明する。本実施の形態５に係る生産管理装置は、同一品目において異なる時期または時間帯の生産管理変数情報を保持し、受注処理及び供給行動開始指示を行う。需要情報記憶部２は、時期別及び時間帯別の需要情報を記憶し、供給情報記憶部３は、時期別及び時間帯別の供給情報を記憶している。また、生産管理変数演算部５は、物品の供給行動開始時期と安全在庫数量を、時期別及び時間帯別に計算するものである。
【００９０】
本実施の形態５に係る生産管理装置１の生産管理変数演算部５における処理の流れを図３８に示す。なお、図３８のフローチャートは、Ｓ２０のデータ入力の次に、ステップ２５を実行する点以外は、上記実施の形態２に係る生産管理変数演算部５のフローチャート（図２５）と同じであるので説明を省略する。また、図３８では、上記実施の形態２と同様にＳ４５の計算式代入方式を採用したが、上記実施の形態１と同様にＳ５０〜Ｓ８０のシミュレーション方式（試行回数ループ）を採用してもよい。
【００９１】
図３８のステップ２５（Ｓ２５）では、Ｓ２０におけるデータ入力の後、予め設定しておいた「時期」や「時間帯」を対象に、対象時期及び対象時間帯の抽出を実行する。その後、Ｓ３０において平均、標準偏差計算及び結果記憶を実行する。ここで求められた時期別及び時間帯別の生産管理変数情報は、供給行動開始時期情報記憶部８と安全在庫数量情報記憶部９にそれぞれ記憶される。
【００９２】
本実施の形態５における時期別及び時間帯別の需要情報の例を図３９に示す。図３９には、品目Ａの需要情報の例が３つ示されている。まず、１つ目には、期間の指定はなく、時間帯は「９：００−１７：００」の指定があり、当該時間帯における需要情報が示されている。また、２つ目には、時間帯の指定はなく、期間は「６／１−９／１」の指定があり、当該期間における需要情報が示されている。さらに３つ目には、期間が「４／１−４／３０」、時間帯が「１７：００−９：００」の指定があり、当該期間の当該時間帯における需要情報が示されている。
【００９３】
次に、本実施の形態５における時期別及び時間帯別の供給情報の例を図４０に示す。図４０には、品目Ａの供給情報の例が２つ示されている。まず、１つ目には、期間と時間帯の指定がない供給情報が記憶されている。２つ目には、期間の指定はなく、時間帯には「１７：００−９：００」の指定があり、当該時間帯における供給情報が示されている。
【００９４】
さらに、図４１は、時期別及び時間帯別の需要情報（図３９）と供給情報（図４０）に基づいて、生産管理変数演算部５が計算した時期別及び時間帯別の生産管理変数情報の例を示している。品目Ａの１つ目の生産管理変数情報は、期間の指定はなく、時間帯は「９：００−１７：００」の指定があり、基準リードタイム１２日、安全在庫量１２０である。一方、２つ目の生産管理変数情報は、時間帯の指定はなく、期間は「６／１−９／１」の指定があり、基準リードタイム５日、安全在庫量６０である。
【００９５】
本実施の形態５によれば、上記実施の形態１〜４と同様の効果に加え、時期別及び時間帯別に生産管理変数情報を保持することができるので、需要情報における季節的変動や減税政策等による時期的変動、あるいは供給情報における操業時間の供給能力差による時間帯別変動等を反映させた、さらに精度の高い生産管理を行うことができる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、需要変動と供給変動に対応し、経済的な在庫計画を策定する生産管理装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１、１ａ、１ｂ  生産管理装置、２  需要情報記憶部、３  供給情報記憶部、
４  納期遵守水準情報記憶部、５  生産管理変数演算部、６  供給行動開始時期演算部、７  安全在庫数量演算部、８  供給行動開始時期情報記憶部、
９  安全在庫数量情報記憶部、１０  在庫情報記憶部、
１１  受注処理及び供給行動開始指示部、１２  部品構成情報記憶部、
１３  部品構成及び原価情報記憶部、２１  企業間ＷＡＮ、２２  企業内ＬＡＮ、２３  情報入力部、２４  情報表示部。
【図１】
2014119768.tif 000014
【図２】
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【図３】
2014119768.tif 000016
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014119768.tif 000020
【図８】
2014119768.tif 000021
【図９】
2014119768.tif 000022
【図１０】
2014119768.tif 000023
【図１１】
2014119768.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
2014119768.tif 000026
【図１４】
2014119768.tif 000027
【図１５】
2014119768.tif 000028
【図１６】
2014119768.tif 000029
【図１７】
2014119768.tif 000030
【図１８】
2014119768.tif 000031
【図１９】
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【図２０】
2014119768.tif 000033
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2014119768.tif 000051
【図３９】
2014119768.tif 000052
【図４０】
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【図４１】
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