CIM における生産管理
黒須則明
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附
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テムづくりの現況である.それを図 2 に示す.

1. はじめに

1M ，あるいは通産省の主導する.

FA や C

1M S(
1ntelligent

自動車産業と OR の特集にちなみ CIM における重要ManufacturingSystem) において情報システムは基な基盤モジュールである生産管理についてトヨタでの動盤的なものであり，その中で「生産管理 J システムは中向，事例を紹介する.図 1 に示すように，自動車の生産核をなすものである.後述する「調和型自律分散 j シス

をとりまく環境は激変といっていいほど変化してる.環テムの 1 つの例，オーケストラにおける指揮者のような境適応のため生産システムには「変化への迅速な対応」役割である.
生産管理とし、う用語の定義や機能は人，企業によってが求められている.答の一手段が CIM であろうか.た

rcIM をやろう j

だしトヨタの場合 rF A をやろう Jと FA や CIM そのものをめざしてるわけでなく，r受異なるが，本稿での問題を，

FA や C1M における最近の要求される機能，性能が「分」や「秒 Jとし、う単位で注一生産一納品(納車)までの生産活動におけるシステ多量の情報を処理しなければならないことと(リアルタ

ムの効率的運用・管理・制御j を行なうことに知恵を出イム性)，してとりくんでいて，これが結果的に FA や CIM になシステムにとりこむかということに的を絞るため，生産っている.

管理の意味する所をかなり狭くして，工場のラインの人現場の知恵をいかにコンピュータなどの機械

トヨタでの「もの作り j の根底を流れる
考え方は現地現物を重視 Jし，改善の積み重ねから生れた「トヨタ生産方式 J と呼ばれるものが基本になっている.人の知恵、と働きを中心に置き，自動化する場合にはムダ，ムラ，ムリを{乍らなし、，いわゆる口 CIM. FA システムの狙い

口市場の変化・二一ズの多様化

担かさ重視
f向性重視!密性を i荷足• CS (お客様満足度)高品質，高性能，・環境保護・資源の有効活用
・リードタイム知縮• 7 オリティオプライフ.商品の知命化.高生産性「ニンベン j のついた自働化，“ Autonoma­

・世:1 納期i化
口労働環 !ji

・海外生産・職場環境

tionincluding Automation" を進めて

• i~'lj 船化

・ 113学歴化.高齢化-魅力ある職場きた.

自己表現/達成感

人と機械の役割を明確にし，常に人聞を主人公にし，人と機械の共生・共存に留意
し生産システムの構築に心がけてきた.
「かんばん j などの情報制御ツールを活用.:ì庁本名ーのメー力一離れ.川知

口グローパル化

図 1

生産をとりまく環境の変化

して改善を進めて“ Just InTime"を実現し，これらの結果が「ホロニツ

Toyota

ク生産システム J とか「リーン生産方式 J として紹介されてもいる.

基本的な考え方をペースに，手段を近代化させているのが最近の生産ジス

くろすのりあきSystem

トヨタ自動車紛

FA システム部〒 471 豊田市トヨタ町 l

1992 年 10 月号

図 2

システム構築の基本概念© 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.

(5) 471

図 3

将来工場像や機械に情報を指示する，いわゆる「生産指示 j|沼を中心にしたものとする.
現在構築中の工場の情報システムの概要を，物流管理，品質管理などと生産管理を区分して
図 2 に示す.以上の前置のもとに順を追って最近の動向・事例を以下に示す.

2.

ヲ発色

凶企問.設制計 一一一生 P産件桝E
準備
CAD
CAM I〕
こゴ:!-メど乙-一一→-一.
lLLd
νν
二ゴゴ

短命化
多様化のCαADν/ωM伽じト一 1 ル1 レ f化

経営課題
いかに効果を高め

お客様の欲しがっている車をタイミングよく作るか

トヨタの C 1 M

トヨタにおける CIM の概念を図 4 に示す.

これは一般的な CIM の定義である[受注・設計・調達・製造・物流を情報技術により統合化したシステム j に従って画きあらわしているが当社の場合は表 1 の CIM パターンの「生販一体化 j の C 1M に分類される.前述したように

生・販一体化
図 4

トヨタの CIM

素材型グループ業種
CIM 化のパター/
'

生販一体化

テーマ

各部門の最新市場動向の把撮(小売店情報ネットワーク)

効率の良い多品種化

関空吉郎円を中心として生産と販売を結ぶ見積もり・技術検討サービ
スの迅速化

CAD/CAM 統合

市場動向への即応

472(6)© 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.

繊維，鉄鋼，紙・パルプ，化学，石油・ゴム，ガラス，土石，非鉄金属生産部門を中心とした統合化

正確な納期回答
工場内システムの統合化による省力化

生産技術の革新オベレーションズ・リサーチ

直豆盟
図 5

車両工場生産管理システムの概要「受注一生産一納品」までのプロセスを重点に現状ではシステムを構築中である.図 5 にプレス，車体，塗装，3.

トヨタにおける車づくりの仕組み

組立ショップを主にした車両工場の生産管理システムの

図 6 にトヨタにおける車づくりの仕組みの概要を示

概要を示す.図 3 をもとにイラスト的に示したものであす.お客様の注文を受け，工場のラインのロボットや作る.

業者まで情報を処理，伝達するところまではコンピュー

タ化され，トヨタ生産方式の基幹をなす「平準化 J 処理=-=ヨ~物の流れ

ピ空コ仕掛かんばんの流れに乏〉信号かんばんの流れ〈受:> i3 1 取り札ばんの流れ
Cコ工科名*売れる物を j順序で造る*売れたものを補充する

図 81992 年 10 月号

トヨタにおける車づくりの仕組み(物と情報の流れ)© 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.

(7) 4
73

ポデーメーカー

パーツサプライヤー

図 8負荷変動によって情報を伝達するのでは格段に伝達速度に違いがあり，その時間差聞に蓄積された情報を有効に使ってトヨタ生産方式の基本コンセプトを生かしつつリアルタイム効率的なシステムの運用をはかオーダー

ろうというのが最近の動向である.

国内情報の有効利用のときに，巡点悼..........積載ヰtb写すまたは船回セールス問題や各種シミュレージョン手法，各種スケジュー
図 7

トヨタの車両システムの概要などを加えた生産計画が立案され車両工場に伝達されノレ問題が発生し，OR , A 1 な

どの各種情報関連技術が使用される.

る.工場では生産に必要な部品がなくなるとそれを補充生産管理システムをダイナミックにフレキシプルに運させるための情報媒体として「かんばん j を使用し，そ用することは非常に重要で，それなくしては CIM は無れにもとづ L 、て工場内の他の成形やプレスショッフ。への用の長物になってしまう生産指示が行なわれる.総組立工場ではそこで使用され(ManagementInformation System)

る大半の部品が車両工場外の仕入先から供給されるが，かもしれないが失敗に終ったのは，計画さえ綴密に行なそこへの発注指示が「かんばん」で行なわれる.

えばあとはうまくゆくという，現場では L 、かに多くの級「売れるスピードでものを造る，運ぶ」が基本である.

'70 年代に喧伝された M 1S
が、 L 、すぎ密な知的作業が行なわれてるかを知らないもののコンセ

いわゆる「必要なものを，必要なときに，必要なだけ J

プトではなかったかと考えられる.あるいは知っていて造るジャスト・イン・タイム(J 1T) が基本理念であも当時の技術では狙いとするものができなかったことにる.別名，後補充生産， Pull 生産ともいわれている.
しかし図 6 が示すように，完全な後補充でなく，ボディー着工までは計画にもとづいた順序生産て、もある.計もよっている.この事情は C 1M ,C 1M とさわがれている今日の事情でも大差はないと考えてよい.
CIM における生産管理では，従来のような，MRP画にもとづいた部品生産計画は図 7 に示すように内示となどの生産計画をつくることを中心にした論理的手法，して仕入先に出されていて，実際に車両工場に引きとる数学的手法ばかりでなく，現場に蓄積された，あるいはのが「かんばん J によって行なわれている計画微調整型蓄積されるだろう運用のノウハウをとり入れ可能な知的生産でもある.

そのため Push-Pull 生産といってもよ

情報処理手法(それは永久に達成不可能な技術かもしれ[1]に示すようカステインド分を計画でフリないが)をもとり入れた，変化に迅速に柔軟に対応できい.図 B

ンジ分を「かんぱん j で調整していると考えてもよい.

るシステムが望まれる.

最近はこの「かんばん」運用て、培われたシステムの効率

トヨタでの過去の生産管理システム，特に現場でのシ的な運用に関する知識やノウハウをコンピュータ化しよステムでは「かんばん J ，目で見る管理，うというのがトヨタの最近の動向である.にもわかる「あんどん J ，異常が出たらすぐラインを停

異常がすぐ誰

それは図 1 に示した生産環境変化への迅速な対応へのめられる「ポカよけ J などの道具を使って，変化への対1 つの答と考えている.特に遠隔地工場，海外拠点工場

応をはかつてきた.このノウハウをいかに体系化し最新の物流システム(ロジスティックス)を考えると，技術でリファインするかがシステム計画者の課題であトラックや船の速さで情報を伝達するのと通信ネットワーク

474 (8)る.

© 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.

オペレーションズ・リサーチ

表 2

生きているシス

表 3

テムの具備要件

生きているシステムのキーワード

システム j を創出できるかのキーワー-自己組織化… Self-organization

ドである.参考に「生きているシステ

・安全性・保全性・新陳代謝… Metabolism

ム J のキーワードを表 3 に列記する.

・拡張性・親和性

・自己創出性… Autopoiesis

・改良性・接近性

・相互進化… Co ・ evolution

・発展性・快適性

・知的共鳴… Intelligent

これら表 2 ，resonance・共生… Symbiosis

・共存 ...Co・ existence

・共変化に柔軟に対応し進化していく生産システムを，長い歴史をもっ生物，特にわれわれ人間の社会システムから学創 υCo・ innovation

・散逸構造… Dissipative structure・カタストロフィ・・ .Catastrophe
・ゆらべるものを抽象化したものである.

5. 調和型自律分散システム

ぎ ...Fluctuation

前述の要件を満たす、ンステム構築の・自己変態… Metamorphic
・突然変異… Genetic

表 3 に示したものは，mutations

アーキテクチャ，要素技術は現時点では未熟ではあるが，それなりに考えら4.

システムの具備すべき要件れ，手に入れられる.

I 調和型自律分散、ンステム l が答の l つではなし、かと考えている.

I 本来分れていて，

自表 2 にシステムが満たすべき基本要件を示した.基本

ら立てた規範に従って行動する部分が他との協調によっは人と機械が共生・共存しラインで働く人間，そこでのて，自らの目的を達成する集合体」がその定義である.

生産システムを構築する人聞が，働く喜びを感じ，自己図 9 ，図 10 にイメージを例示する.

実現の場を L 、かに創り出せるか，いわゆる[生きている

図 9 のモデル空間におけるオーケストラの例では，互いに自律するモジュールが有機的に結合，協調し全体として調和して 1 つの目的を達成しているイメージを示す.ムカデの例では，足の制御は自律的に行なわれていてその全体制御は人間のような 2 本足の制御に比べはるかに簡単になっていると考えられる.生産シス
テムにおいても，熱い物に手がさわったら，反射的に手が離れるよ
図 g

調和明白律分散概念

うな自律反応的行動をする機能，性能が要求される[ 2]. 一言でいうなら「舟律神経 J

FULLFlCUREFHOMBACKSIDE機構の構築である.

SENSOR
HEAD

トヨタの生産管理では，以上のような考えのもと，人とコンピュータなどの機械の役割l を明確にして，現場の知恵の必要なところは「かんはん J ，I あんどん j などの情報制御ツールと単純で多量の情報を単時間で，また遠隔に情報伝達しなければならないところはコンピュータ・ネットワーグと役割を分けてシステムを構築してきTこ.

これは今までの情報処理技術や論理主体の OR 的手法だけでは多様かつ高度な知的情報処理を行なうことが技術的にも経済的にも困難なためであった.しかしこのよ
図 101992 年 10 月号

調和型自律分散システム

うな状況も以下に示すような状況で変化を求められ，機(9) 475© 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.

l 投入指示の特徴|

ラインストッフ。

田作業者の思考手順:複雑

順

D Cr仰向;順序(‑iH
¥i:.
nnへ

図 11

械化，ゴンピュータ化，

G伽……
(い次:1
7たZ の J役史入車雨決定つFA 化，C 1M 化をはかっていw ラインの状況変化)
生産比率変動るのが昨今の状況である.変化の状況とはまず第 l に，J により思考子順が頻繁に変化

下利変更・改善一一 r 一一一小一一一

1MS プロジェクトの提案などに見られるように，近年|AI 手法池用のねらい|

生産現場の知恵のとりこみへの関心の高まりと，それに司千川!lの変更が使用部容で容易[て， rf関係する技術にかなりの進歩が見られ，また経済的にも2ì 平 i(' 化レベルアップ使えるものが出てきていることである.第 2 には図 1 に

図 12示した中での労働環境，グローパノL 化対応での人間の問平準化作業(制御)の特徴とA1 のねらい題である.生産システムの中で・主要な役割を果たす人間の問題である.

経験技能者の減少による知識(ノウハ

ことにある.従来この作業はベテランの作業者が行なっウ)消失の防止，高度な知識判断を要求されるストレスてきたが複雑化する生産条件の変化，高度な判断をする低減，あるいはシステム高度化，自動化に伴う追体験不作業者の不足への対応のためコンピュータ化をはかつて足からくる知識蓄積の逸失防止，グローパル化進展によきた.

る文化，経験の違いを克服するための知識授受のためコ

この種の自動化の課題は， OR 的数理論的アプローヲー

ンピュータ化などの知的情報処海岸システムの構築を考えばかりでなく，図 12 に示す作業者のノウハウ取得，知的ざるを得ない状況にあることである.

情報処理をどうするか，それも FA システムの中で実行

以上のような状況を，生産管理の範時に入る，仕掛するため，処理時聞が数秒というリアルタイム性，またり，スケジューリングでどのように解決をはかったか，経済性も成り立たせつつシステムをどう構築するかにあばかりつつあるのかを以下に事例紹介する.

る.

6. 仕掛りシステムのコンビュータ化事例

1 つの答として A1 を応用した事例を図 13 に示す.

この事例の特徴は，現場の作業者の知恵を問題領域を整理し，必要なパターンを分類しプロダクションルール型(1) 車両投入指示エキスパートシステム [3J [4Jの A1 手法を適用し，かつシステムを仕掛りシステムと本、ンステムは図 5 に示した車両工場の塗装，組立工程自律分散化させ，全体システムと調和，協調させること間に設置されたストレージラインから組立工程へ，主とによって，して組立工程の作業負荷の平準化を狙って車両を投入すにある，全体システムの中の位置づけを図 14 に示す.

るためのものである.作業負荷の平準化とは図 11 に示す

リアルタイム性，経済性の課題を計ったこと(2) プレスラインの FA システム

ように，組立工程で設定されたタクト時聞を越える車両

プレスラインの「かんばん J による仕掛りシステムのが連続して流れると組立ラインが停止することを防ぐた

コンピュータ化事例を図 15 に示す.図 6 に示した「かんめにある.この平準化は，生産計画立案時に OR 的手法

ばん J 情報をコンヒ。ュータ化した事例である.引取りかを駆使して立案されて車両工場に指示されるが，ボディんばんとは，後工程のボディーからフォークリフトや Aー，塗装と工程を通過する時の外乱，投入時の各種異常，GV によってプレスストア場へ物を取りにきたとき手渡たとえば後工程の組付部品の欠品などによって投入不可

すものであり，信号かんばんとは在庫がなくなった時，となることを，秒単位の中で高度な判断をして防止する掲げるかんばんである.図 15 では後工程から順次，情報476(10)© 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.

オベレーションズ・リサーチ

ProductionSequenceCont
rolSy.s tt~m
Networko
fAutonomOllSSubsystcms② AI による投入順序の平準化ìJ(算~司掴、、、/戸、、

P叫tmgproce.i S

町田リ山m

全体システム(生産管理シ

図 14ステム)中の A 1 の位債づけ

7.

匹亙図

おわりに自動車産業と OR 特集にちなみ最近

切符時・生産量変動時などののトヨタの生産管理，目|百トi":?1(定手順変更への対応、。

FA 化，C 1M化へのとりくみについて，現場レベル

ノレーノL 修医(ユーザーで可，

図 13

ソフト修正不安)の問題について 2-3 の事例を含めて

AI 応用平準化制御システム概要

が上流に上ってし、く後補充生産の形態を示している.

紹介した.主たるテーマは知的スケジューリング問題で，それも現場で人間変化に臨機応変に，ダイナミッタに行なっている知的情報処理を経済性(3) かんぱん仕掛りの原理
ベテランの作業者が行なってる「かんばん J 仕掛りのも成り立たせながら L 、かに機械化するかが今日的課題で原理を図 16 [ラ]に示す.車両工場内に数多く存在するある.処理の基本部は論理的， OR 的，数理的処理で行

サプラインではメインラインに供給する部品以外にも他ない，変動分を AI などの技術でカパーしようというのの工場用の支給品や補給品なとe の生産を同時に行なってが基本姿勢である.実用化したシステムもある許容制約いる.

周囲の関連する情条件内なら人以上の性能を発揮するが，それを越えたも報，ラインストップ，在庫などを考えて平準化生産計画のは人聞の知的支援に依存していて目的達成には未だ多を瞬時に判断して仕掛りを行なっている.

くの課題を残している.

引取かんぱんによる発注を，リアルタイ

ム・インテリジェント・スケジューリングシステムで、ある.この処理を AI などを用いてコンピュータ化したのが前述の事例である.

学会の方々たちに，

FA や CIM の最前線でどのような問題があって，生産技術者がどのようなことを解決しようとしているかの一部，生産管理の最前部での問題を紹介した.システム構築の基本概念の自律分散システム

メiL4戸2ア
サプライン￨ストレージ対ンt .•+ぶこラインヘ CKD

図 16

1992 年 10 月号

予備支給補給かんばん仕掛りの原理© 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.

(11)477h吋p個.(-M)© 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.

斗、h て lq

凶て UA-百牛 14'

図 15

プレスライン FA システム

① 7' レスI.t己主主E ー'ー四回目ー回ー訟:区函(オフライン)・・・・噸』 情報の流れ(オンライン)

一~情報の i加 L==c>物の流れ

も，これからの学問である.知的スケシューリングの問

題解決もこれからの問題である.多くの方々が，この分野に関心を払い学問進歩，生産技術の発展に参加されることを願うものである.そういうことへの一助に本稿が役立てば幸いである.

A5/ 定価 1854 1' Jて'1 i'ってきた数論の入門課程の講義をまとめた[1] 西国，長谷川い電力系統における状態推定;シスVo l. l9 , No. lO, pp.513‑522 (1975).

[2] 御各: J 1T 生産を機軸にした J 1T~C 1M への流れ; PROCEEDINGSo
fthe3rdCIMJAPA N

Seminar , No.3 , pp.115‑125 (1992).
[3] 落合他:車両投入指示エキスパートシステムの開発;日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会 '91 講演論文集.

A.ベイカ一野/片山孝次訳

本書は，ベイカー教授が永年ケンブリッジ犬学

参芳文献

テムと制御，

初等数論講義Vo l. A , pp.333‑336 (1991).

[4] T. Ochiai , N. Kurosu:Development ofan

ものである.数諭のfJJ歩が簡明に要をつくして書:かれ. *キ章末には精選された練習問題が付されており，教科書・臼背書として好個なものである. ，沢詐では詳しい練背問題の解答をつけ，，、?fI~の{更をはかった.

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Expert System for Production Sequence Con 鳴trol (provisional title) , Japan.U.S.A. Sympo.
992.
siumonFlexihle Automation , July 13-15 , 1[ラ]黒須:同期生産、ンステムの考え方と実伊IJ; 電気計

算省力化技術ハンドブック，(1970).

Vo 1. 38 , pp.205‑210

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1992 年 10 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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