サプライチューンプランニング（TOC：TheoryofConstraint）概説
竹之内 隆‖‖冊‖‖川‖‖‖‖＝‖‖州l‖‖‖＝‖‖‖‖‖‖‖‖＝‖‖州‖l‖‖酬‖州‖‖l……ll…拙‖ll……ll…州‖州‖‖‖‖‖‖‖‖‖州‖‖‖‖‖仙‖‖‖‖‖‖‖＝‖‖‖‖‖‖‖‖‖‖‖拙‖‖＝‖‖＝州‖州…州‖㈲‖‖………‖………拙‖…m‖…鮒‖に異なるモノであるといわれている．従来のスケジュ
本稿の目的

ーリングツールをMRPとすればその差異は明確であAdvancedPlanning＆Schedulingi（APS）もしくろう．

はAdvanced Planning System（APS）やSupply

APSとはなにか，ここでは「資材制約と能力制約」

Chain Planningii（SCP）及びEnterprise Resource

を同時に加味しつつ生産スケジューリングをBOMのPlanningiii（ERP）という概念が世に問われて久しい．

全レベルを対象に実行する．加えて生産計画策左上のこれらは，少なからず混乱したまま，ソフトヴュンダ

いくつかの制約条件（順序制約，保管制約他）を加味

ー各社の非科学的な説明が混乱に拍車をかける形で紹しつつ，いくつかのロジックを適用可能であり，時間介されているように思う．また，サプライチェーン・刻みの計画が有限負荷山積み方式で高速演算可能な計

マネジメントの原点にはサプライチェーンを定義し，画ツールをさすことにする．

その範囲内から制約条件を特定し，その制約条件を解消すべく戦略転換，組織変更，情報システムの再構築が行われるべきであるという制約理論（TOC）が影

通常のMRPは，（∋負荷無限山積みによる工程能力を無視した負荷山積み（多国定リードタイムによるバックワードスケジュールに存在することも否定できない．
本稿ではとりわけAPSのスケジ、ユーリング機能と③バッチ処理のため変化をきらう計画プロセス

TOCスケジューリングとに着目しつつ，それぞれと④ラフカット能力計画とMRP展開による資材計画とSCM，およびERPとの関係を明確にする過程で，が同時に行われないので，計画の実行可能性が疑わ各々の位置付けを明らかにしたい．

しい

このことは不況対応力を強化すべくSCMおよびといった問題を抱えている．従って，MRPは山崩しERPへの取り組みを検討している企業関係者には有機能とスケジューリング機能を外部モジュールとして益な情報となろう．また，APS，TOC，SCMといっ追加してきた歴史がある．しかしながらこのことは本た三文字のキャラクターにイメージのもてない学生諸質的な問題解決にはなっていない．

氏にも有益な情報となることを願いつつ認めてみる．
SCMヴェンダーはサプライチェーン・マネジメン

APSとSCMソフトの位置付け

トに要するすべての計画機能を兼ね備えているかのよ

APSとSCMの違いは何か．このことは，生産機

うに製品ラインナップを説明し，ERPヴェンダーは能の位置付けに依存しているのではないか．SCMソ

SCM機能を充実しつつあると説明する．このことは，現時点ではまことに信汲性の低い発言と受け止めるべ

iAPS：AdvancedPlanningandSheduling：生産スケジきであろう．

ューリングを主機能にし，工程能力と資材の過不足を同時に加味しつつ高速計算を行う．

iiSCM：SupplyChainPlanning：需要予測，在庫配置，APSの出現

納期回答，生産スケジューリング，資材逆展開，輸送スケAPSは従来のスケジューリングツールとは根本的

ジューリング，インターネット活用型コラボレーション支援システム等一連のサプライチェーン。マネジメント活動を支援する情報システムをさす．
たけのうち たかし ㈱日本総合研究所

iiiERP二EnterpriseResourcePlannirlg二統合業務パッケ〒102−0082千代田区一番町16番ージとも称される．販売管理，購買・在庫管理，生産管理

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（9）285

フトは需要予測に始まり，在庫配置，生産計画，部材測や計画が確定する前に情報共有し，コラボレーショの調達を保証する計画系シミュレーション全般を提供ンを促進する性格をもつ。

するのが一般的である。ところがAPSは生産機能をこれらのソフトウエアがSCMソフトやAPSと総中心に据え，生産資源をフル活用する為の情報として称されている。まず，APSやSCMソフトが生まれ受注オーダーや購買発注デ岬タ，BOMデータを活欄た時代背景とその役割を検言寸する。

する￠ SCMソフトは生産機能を持たないサプライチ
ェーンであっても活用余地がある￠ 例えば，需要予測製造業臆お柑る風炉Sの役割と流通在庫のシミュレ…ションのみを活用して小売，かつて9 過剰な設備能力，稼動中心の大量生産，製問屋い商社，工場の在庫最適化を図ることも可能であ品在庫は売上原価を押し【Fげる方向で機能した原価計

ろう。ここでSCMソフトの基本機能を見ておこう。

算。さらに安定していた需要，単純化された生産プロ（1）サプライチェ｝ン全体のシミュレーション

セス等はスケジューリングの意味を低下させていた。

サプライチェーン全体の統合モデルを作成し，戦略

しかし9 製品ライフサイクルの短命化や需要の乱高下，的な意思決定を支援するシミュレーションを行う。主

見込み生産による死蔵在庫の増加，キャッシュフローに変動費のみを対象にしており，集塵拠点，物流拠点の重要性が高まるにいたって，変化に対しリアルタイの配置をモノの流れから最適化を促進する。

ムに追随する必要性が高まり，APSの必要性が認識されるに至った．

（2）需要予測

製品￠地域中チャネル毎に過去の実績から統計解析

このことは，単にMRPに置き換わるシステムを意

手法を使用し需要予測を実行する◎ この予測結果を他味するのではなく，顧客サービスの具体的な向上を支のモジュールで活用するインターフェイスをもつ。中援すること。ならびに経営マネジメントの観点から生には，販促情報などの定性情報を予測に取り込めるモ

産スケジューリングを捉えなおす必要性が高まっていノもある。

ることを意味する。これらは製造業や生産方式を一括して取り扱うことが危険であることを教えてくれる。

（3）流通在庫シミュレーション（ⅢRP）

刃、売9 卸，エ場の流通網をモデリングし，末端の需要や需要予測に応じた最適在庫補充計画を策定する。
過剰在庫と欠品の発生を同時に回避できる。

生産計画方式生産計画方式は，そのアプローチの違いからプッシ（4）製造スケジューリング

ュ型，プル型，スクイーズ型に分けることができる。

部品制約と能力別約を同時に加味しながら製造スケTOCの生産計画方式はスクイーズ型に分類される。

ジュールを最適化する支援ソフト。高速MRPといわれたメモリー展開技術を使用しているので非常に処理（1）プッシュ型生産計画方式

基本的に実受注に加えて需要予測，販売見通しに従って生産計痢を策定し，見込み生産を計画する。つま速度が早い。
（5）部品引当シミュレーション

り， あらかじめ完成品需要は計画値として決定されて部品点数の多い複雑組立系製造プロセスに特化したおり，この計画需要を満たすために必要な部材の手配製造プランニングモジュールともいえる。今9 てもとと加−ユニ￠組立など」二程能力とリードタイムをふまえたに存在する部材で何が，どこまで製造可能かをフルペ製造指示が発行されるeギング技術を活用し9 提案する。俗に，「逆展開」機

MRPが使用されるとしばしばプッシュ型生産計画を運用することになるせ しかしながらMRPシステム

能ともいわれる（6）インターネット利用のコラボレーション◎シスは基本的に資材の所要を算出するのが主削勺であり，あらかじめ設定された製造り｝ドタイムとBOM（部テム

小売，卸／商社，（加エ）製造業，協力工場，原料メ品表），手番 し工程表）によって製造のスタート日をーカーをインターネットを利用し，シミュレーション指示するにとどまり，生産スケジュールとしては日単結果を共有しつつコラボレーションを実現する。従来

位の稚拙なものである。しかも工程能力の制約条件をのEDIがバッチ処理中心であったのに対してリアル考慮していないので9 山崩しを行いながら再度，部材タイムに情報共有化を促進するp 更にEI）Ⅰは結果をの所要を再計算するという構図になるp 実際のところ伝達する手段でしかなかったが，これのシステムは予MRPを使用する焦慮システムは山崩し機能とスケジ© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

選爵6（10）オペレーションズ￠リサーチ

ユーリング機能を別途追加してきた経緯がある．
（2）プル型生産計画方式

るようにバックワードスケジューリングでプル型のスケジュー

プル型生産とは受注生産方式に近い運用になる．市場での需要に対して出荷工程から上流工程に対して引リングが行われる．

生産方式とスケジューリング機能

取りカンパンがまわっていく過程で生産が行われる．

上述したようにプッシュ型，プル型，スクイーズ型

カンパンが回ってこなければ生産しないので，より市の生産管理方式によってスケジューリング機能の位置場に近い下流工程から引っ張られるように生産活動が付けが変わってくる．プッシュ型MRPシステムには律せられる．スケジューリング機能はトータルタクト

スケジューリング機能は外付けで必要になる．MRPを基本に行われる．従って部材は入手済みを前提に，システムは通常，日単位〜週単位のタイムバケットが需要が平準化され，工程間のピッチバランスが保たれ最小単位であり，差立ての指示には使用できない．従た状態での運用が前提になる．季節品のような需要特って別途スケジューラー機能を要求する．

性では運用しにくく，スケジュールの立案も不安定に

プル型のカンパン・システムは安定したタクトタイムを基準にスケジューリングされているといえる．実なる．
（3）スクイーズ型の生産管理方式

行系と計画系が混在している．

スクイーズ型の生産管理方式の代表がTOC生産ス

スクイーズ型生産方式はスケジューリングを内包しリングである．制約工程を捉えてそこをフルている．生産設備や人員に対して具体的なスケジューケジュー活用するスケジュールを策定する．制約工程の稼動をルをたてる．

安定化する為にタイムバッファーを算出し，制約工程ところが，3ヶ月〜1年にいたる大日程計画を検討に同期した資材の投入スケジュールを算出することでする際にカンパン・システムやスクイーズ型スケジュ全体の同期化を図る．その基本ロジックは工程連鎖のーリングが向いているかといえば否である．大日程計

中からボトルネックを捉えそのボトルネック工程に直画のような大括りの計画はMRPタイプが向いている．

接影響を蒙る下流工程を「制約工程」とグルーピング

他方で一日を時間刻みに小分けしたスケジューリング

し，ボトルネックに直接影響を受けない上流工程をはMRPには求めることができない。カンパンやスク「非制約工程」とグルーピングする．スケジューリン

イーズ型生産方式は時間刻みのスケジューリングに長グの観点からは「制約工程」にはボトルネック工程かけている

らプッシュ型のフォーワードスケジューリングで計算される．「非制約工程」はボトルネック工程に同期す

図1ボトルネック工程（C工程）前後のスケジューリング
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な劇的な成果が出たという手紙もありました。
‥‥．・、二∴？1 十

コ㌧州ルドラット博士はOPTの背後にある考え方を

本稿ではスタイ｝ズ型の典型であるTOC生産方式

TOC（TheoryOfConstraints：制約条件の理論）とについて言及する⑩1970年代後半にイスラエルの琴勿名づけました。これはOPTのスケジューリングが＿工理学者エリー￠ゴールドラットは物理学の研究でえた場内のボトルネックニ宣二程，つまり生産の制約条件に着発想や知識を使って画期的な生産スケジュー・リングの日しているところから名づけられました。博士はさら方法を編み出し，ソフトウエアに仕立てることに成功にTOCをスケジューリング手法から，制約条件に改した。

善活動を集中させる改善手法へと発展させました。こ

そこでゴールドラット博士はその生産スケジューリ
ングソフトウェアをOPT（Optimized ProductionTechmology）と名づけ，米国でこれを販売したのOPTは高価なソフトウェアであるにもかかわらず，れが生産改善の五ステップです。
−∵」・ ノ・ ∴、、・∴輔鼓
TOCのスケジュー¶リング手法はDBR（ドラム。バ

それを導入した二仁場では生産性が大幅に改善し9 生産ッファー¶｛plコープ）とも呼ばれます叩 これはTOCス

リードタイムが劇的に縮むという効果が出て，注目さケジュー叫リングのれるようになったく，しかしゴールドラット博士はく表現していますや

OPTの詳細は一切公表せず，ソフトウェア開発もイ①ドラム：制約二「程を特定し，そのエ程をフル活用すスラエルで行っていました。この状況はMRPのように最初に提唱された頃からそのしくみが完全に公表されているものとはまったく違っていた為にり 年産管理の専門家からはOPTを無視しようとする傾向があっ最も重要な三つの要素を分かりやする焦慮スケジュールのこと②バッファー州：制約工程が受注変動に左右され無いよ
うに保護時間を設定する。
③ロ㌦−プ三制約工程に同期した部材の配当計画のこと

TOCでよく使用される行進のアナロジけがありまた。

そこでゴールドラット博士はこのOPTの基本的なす。軍隊の隊列が行進して山道を登っているとします。

原理を分かりやすく説明する小説を書くことを思い立これを生産と対比すれば，各兵士は生産の各工程設備ちます。周囲の反対を押し切ってコ㌧一ルドラット博士

で，当然J二程作業の順序を守らなければならないようは「ザ也ゴール」という企業小説を書きました㊥ このに東上も前の兵・止二を追い越すことはできません。この小説は周囲の心配をよそに爆発的な売れ行きをしめし，隊列の隊長の任務はなるべく短時間に項上に全員を登たちまちミリオンセラーになってしまいましたひ このらせることです。兵士が登山をはじめると何が起こる「ザ0こブール」の出版直後に多くの読者からは「ザひかを考えてみましょう。まず兵雄二の体力やその日の体

コ㌧州ル」は自分の工場と全く同じ状況を描いていると調は一人−一人違います。そこで㌧一番遅い兵隊が先頭以か，自分のエ場をモデルにしたのではないかという手外の位置にいると遅い兵士とその前の兵隊の間の距離紙が舞い込むようになってきました。中には小説にあはどんどん拡大します。この現象は生産工程におけるる通りに改善を実施してみたら，小説と全く同じようボトルネックに相当します伊豊穣頂、∴‥：：・」
図2 ⅢBR：ドラム8ノヾッファ0ローープの概念© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.
題＄超（12）

オペレーションズ8リサーチ

図3 TheNet：TOC流のBOM

図4 制約工程の特定

また一人一人の兵士は登山途中で，みちのでこぼこ産活動に必ずゆらぎがあることに相当します．チョコにつまずいたり，靴の中にはいった砂利や砂をだすこ

停，不良品の発生などさまざまな要因があります．そとがしばしば起こります．そのつどその兵士と前の兵してこの生産活動のゆらぎが仕掛増大の原因の一つに士の間にひらきができます．しかし最も遅い兵士の後なるのです．

ろの兵士はギャップができても，最も遅い兵士より早軍隊なら最も遅い兵士を先頭に持ってくれば隊列がく歩けるので，すぐに追いつくことができます．従っ広がることを防ぐことができます．しかし生産では工てこのようなばらつきがあっても最も遅い兵士の後ろ

程順序を変えることも，特定の工程の能力を変えるこで，隊列はあまり広がりません．ちょうど各工程の生とも容易にできるわけではありません．

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図5 TOCシステムの構成
そこで隊列のアナロジーに戻ると，最も遅い兵士が登りきることが最速であることを教えてくれます。こ

隊列の途中にいてその位置は変えられなければ，そのれは前述したスクイーズ型の発想です。生産現場でも，兵士と先頭の兵士の間をロープでつなげばいいのです。

一部の」二程に機械化投資を施し能力強化を図っても完

しかもそのロープは兵隊の最少間隔分の距離より長く成品の出荷（軍隊が山を登りきる）はボトルネック工して余裕を持たせます血 この理由は，仮に最も遅い兵程に規定されているのでスピードアップにはつながら士の直前の兵士がつまずいたときに，最も遅い兵士もないのです。

立ち止まらなければなりません。しかし最も遅い兵士が立ち止まったときに失われた行進距離は永久に取り、−‥、J、●、−・こて・、、ニ．∴・・！．．．∴：：ぐ1∴こ∴≡∴∴戻せないのです。しかしそれ以外の兵士が立ち止まっ

TOCスケジューリングシステムではその骨格にても，隊列の歩行速度は最も遅い兵士の速度なので，「The Net」という特異なマスターデータを保有する。

すぐに取り戻せます。これにより隊列は最も遅い兵士「The Net」は以下の情報を保持する。スケジューリとその前の兵士の閤だけは距離があるが，それ以外はング対象品のProduct FlowDiagram。製品のProd−

つめた隊列になります。これは生産ラインでは，先頭uct Fiow Diagramは製品個々のPert／Operationと工程への資材投入をボトルネックエ程の生産速度に合製造資源（設備，ヒト等）を含んでいる。部品表＋わせることと，制約条件のまえにだけは制約条件の活Routing。Pert／Operation。仕掛り品情報，段取時F乱動を保護するバッファーを設置することに相当します。

作業時間。通常のBOMに比べると，Pert／Opera−

そこでドラム，バッファー，ロープとは次のことをtiom。仕掛り品情報，段取時乱 作業時間等が一元化さしています。ドラムは最も遅い兵士が隊列全体の歩されているところに特徴がある。The Netは単なる調を決めるため，ちょうど昔の行軍にはドラムをたた部品構成表ではなく，スケジューリング用に改造されいて歩調をあわせたことに相当するのです。ロ｝プはたBOMと捉えることができる。The Netとマスカ

先頭兵士と最も遅い兵士の間に結んだ亡7−¶プのこと，スタマイゼ叫ションについては本稿ではふれないが，バッファーとは最も遅い兵士が前の兵士に阻害されな重要なポイントがThe Netによって革新されている。

いようにロープに持たせた余裕のことです。つまり行

TOCスケジューリングの第一のステップは，この進のアナロジーは，ボトルネックになる兵士を特定し，The Netを使用して制約工程を特定する。第二のス

その兵士を休ませずに全体を（ロ｝プとバッファーをテップは，特定した制約工程をフル活用する生産スケ利用して）ボトルネック兵士のペースに同期させつつジュールを作成することである8 このスケジュールを© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.
選盟愈（14）

オペレーションズ。リサ脚チ

スループット最大化（T）、在庫最小化（Ⅰ）、業務費用最小化（OE）等の複数シミュレーションから、制約条件工程における生産計画を立案し、部材スケジューリング、能力計画・生産スケジューリングを行う。

図6 スループットを活用した事業収益構造の把握

ドラム と呼ぶ．工程全体の心臓の鼓動に値する．

も比例関係にはないケースが多発するからである．

前述した兵隊の行進アナロジーを想起されたい．ここ

ERP（統ノ合業務パッケージ）とスケジで特徴的なのは，特定した制約工程の直前にタイムバSCMソフトの連動は生産活動上のアクティビティとッファーを設定することである．このタイムバッファして捉えれているように思える．しかしながら，重要ーの初期値の設定には諸説があり，定かではない．しなことはERPの会計データ，原価データとスケジュかしながらこのバッファーはスケジュールを運用するーリングの統合であろう．あえて類型化すれば，通常中でダイナミックに変更をかけるプロアクティヴなモのスケジューリングへのアプローチを生産現場のボトノである．TOCスケジューラーにはこのタイムバッ

ムアップアプローチと称すれば，今求められているのファーに食込まれた頻度や度合いを監視するモニタリはマネジメントシステムとの統合アプローチであろう．

ング機能がある．従って，バッファーの長さは製品につまり，どの生産スケジュールがもっとも限界利益をよって異なるが，日々の進み遅れによっても変わる．

向上させるか，どの顧客へのスケジュールを優先する第三が資材の投入スケジュールを算出する．いわゆる ロープに相当する．これはボトルネック工程のスケジュールに同期させ，前工程を勝手に進ませ無いように制御する為の仕掛けである．

ューラー，かで経営上のインパクトが異なるということを評価尺度にいれたアプローチが求められる。

TOCではスループット会計とドラムバッファーロープの統合がうたわれている．

ドラム・バッファー・ロープのシステム機能図をここで紹介する．

現実にTOCスループット会計とスケジューリングを統合しつつ運用するにはERPとTOCスケジューラーを連動させる必要がある．製品群別スループット

マネジメントシステムとスケジューリング

計画表と実績を比較し，製造日幸馴青報から制約条件を通常スケジューリングの議論は生産量，納期などの特定し，問題解決を図ることや，複数の小日程シミュ情報を与件として実行可能解を求めることに光をあてレーションから，スループットの比較を行うことで利ることになる．このことは，経営マネジメントとスケ益直結型の生産スケジューリングへと発展させるアプ

ジューリングをある意味で分離していくことにつながローチもある．

りやすい．生産資源の有効活用と経営目標とが必ずし1999年6月号© 日本オペレーションズ・リサーチ学会. 無断複写・複製・転載を禁ず.

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