日本機械学会生産システム部門研究発表講演会 2015 資料

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ねんたろうあわたけ
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1 ( 社 ) 日本機械学会生産システム部門研究発表講演会 2015 製造オペレーションマネジメント入門 ~ISA-95 が製造業を変える ~ 事例による説明 Ver.1 IEC/SC65E/JWG5 国内委員アズビル株式会社村手恒夫

2 目次事例によるケーススタディの目的事例 : 果汁入り飲料水製造工場情報システム構築の流れ 1. 対象問題のドメインと階層の確認 2. 生産現場での課題の調査と整理 3. 個々の課題に対する対応策の検討 4. 対応策の具体化とシステムの設計まとめ 2

3 事例によるケーススタディの目的 ISA-95で示されたモデル化の手法と適用のプロセスを具体的に示すことにより ISA-95の理解を促進する ISA-95を製造オペレーションマネジメントシステムの構築に適用するケーススタディを事例を用いて紹介するバッチコントロールとディスクリートコントロールが含まれた果汁入り飲料製造工場を事例として採用 3

4 事例 : 果汁入り飲料製造工場前提 : 製造管理システムは製造ラインの上位に存在するが生産現場との間の操業データの連携に課題がある 4

5 情報システム構築の流れ 1) 対象問題のドメインと階層の確認 2) 生産現場での課題の調査と整理 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4) 対応策の具体化とシステムの設計 5

6 1) 対象問題のドメインと階層の確認機能の階層モデルに従い対象とする問題のドメインを確認する Part1, 2 製造オペレーションマネジメントのドメインは機能の階層モデルにおけるレベル 3 となる Part3, 4 Part 1 Figure 3 より引用 6

7 1) 対象問題のドメインと階層の確認設備の役割階層モデルに従い対象とする問題のドメインを確認するレベル 3 の活動は通常これらのオブジェクトを扱う Part 1 Figure 5 より引用 7

8 情報システム構築の流れ 1) 対象問題のドメインと階層の確認 2) 生産現場での課題の調査と整理 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4) 対応策の具体化とシステムの設計 8

9 2) 生産現場での課題の調査と整理生産現場の現状の製造オペレーションを調査し経営システムと製造システム全体の視点から解決すべき生産上の課題を調査し整理する課題整理の観点として以下に注目する情報の流れに注目しパフォーマンス低下の要因を分析する現状のシステムにとらわれず本質 (What) を把握する 9

10 2) 生産現場での課題の調査と整理調査の結果以下の課題が提示された課題 No. パフォーマンス低下の課題 ( 例 ) 課題 1 課題 2 課題 3 製品品質が安定しない生産データや作業記録は収集しているが製品品質が常に一定になるような管理ができていない製品のトレーサビリティができていない原料や生産データと出荷された製品との紐付けができていない生産コストが下がらない製品在庫や原料在庫データと生産スケジュールが連携できずに生産効率が悪い 10

11 情報システム構築の流れ 1) 対象問題のドメインと階層の確認 2) 生産現場での課題の調査と整理 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4) 対応策の具体化とシステムの設計 11

12 出荷確認出荷指示 3) 個々の課題に対する対応策の検討機能モデルに対応させてシナリオを構築するアクティビティを整理するオーダ処理製品原価管理製品出荷管理資材およびエネルギー管理生産スケジューリング短期の資材およびエネルギー要求資材およびエネルギー在庫生産コントロールプロセスデータ工程内特別採用要求製品在庫管理生産上の課題は製品品質トレーサビリティ生産コストどんなアクティビティが必要か? 調達品質保証保全管理研究開発および生産技術マーケティングと販売 Part 1 Figure 5 より引用 12

13 3) 個々の課題に対する対応策の検討整理の結果以下のアクティビティが抽出された資材およびエネルギー管理入荷材料の供給を受け入れる材料を要求する入庫オーダを確認する入荷実績を取得するスケジュールと指定材料に従って生産する計画に対する生産を報告する生産スケジュールを決定する生産コントロール材料の在庫量を管理するジョブオーダを生成し管理する生産スケジューリング計量作業を指示する生産スケジュールと原材料から最終製品への変換をコントロールする投入実績を取得する 13 生産オーダを決定する計量実績を取得する在庫データに対応して生産スケジュールを変更する材料品質データを収集する品質保証オーダ処理生産オーダと製品在庫の関係を管理する製品在庫管理完成品の在庫を管理する生産プロセス資源情報を報告する投入実績と生産実績の関係を管理する充填本数を取得する製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証する

14 3) 個々の課題に対する対応策の検討製品品質の課題に直接関連するアクティビティ資材およびエネルギー管理オーダ処理入荷材料の供給を受け入れる材料の在庫量を管理する生産オーダを決定する生産オーダと製品在庫の関係を管理する材料を要求する入庫オーダを確認する入荷実績を取得するスケジュールと指定材料に従って生産する計画に対する生産を報告する生産スケジュールを決定する生産コントロールジョブオーダを生成し管理する生産スケジューリング計量作業を指示する生産スケジュールと原材料から最終製品への変換をコントロールする投入実績を取得する計量実績を取得する 14 在庫データに対応して生産スケジュールを変更する材料品質データを収集する品質保証製品在庫管理完成品の在庫を管理する生産プロセス資源情報を報告する投入実績と生産実績の関係を管理する充填本数を取得する製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証する

15 3) 個々の課題に対する対応策の検討製品のトレーサビリティの課題に関連するアクティビティ資材およびエネルギー管理オーダ処理入荷材料の供給を受け入れる材料の在庫量を管理する生産オーダを決定する生産オーダと製品在庫の関係を管理する材料を要求する入庫オーダを確認する入荷実績を取得するスケジュールと指定材料に従って生産する計画に対する生産を報告する生産スケジュールを決定する生産コントロールジョブオーダを生成し管理する生産スケジューリング計量作業を指示する生産スケジュールと原材料から最終製品への変換をコントロールする投入実績を取得する計量実績を取得する 15 在庫データに対応して生産スケジュールを変更する材料品質データを収集する品質保証製品在庫管理完成品の在庫を管理する生産プロセス資源情報を報告する投入実績と生産実績の関係を管理する充填本数を取得する製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証する

16 3) 個々の課題に対する対応策の検討生産コストの課題に直接関連するアクティビティ資材およびエネルギー管理入荷材料の供給を受け入れる入荷実績を取得する材料を要求する入庫オーダを確認するスケジュールと指定材料に従って生産する計画に対する生産を報告する生産スケジュールを決定する生産コントロール材料の在庫量を管理するジョブオーダを生成し管理する生産スケジューリング計量作業を指示する生産スケジュールと原材料から最終製品への変換をコントロールする生産オーダを決定する計量実績を取得する在庫データに対応して生産スケジュールを変更する材料品質データを収集する品質保証オーダ処理生産オーダと製品在庫の関係を管理する製品在庫管理完成品の在庫を管理する生産プロセス資源情報を報告する充填本数を取得する製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証する投入実績を取得する投入実績と生産実績の関係を管理する 16

17 3) 個々の課題に対する対応策の検討前頁のアクティビティを実施するための業務間の情報フローを整理する資材およびエネルギー管理入庫オーダ入荷予定オーダ処理資材在庫生産オーダ入荷実績材料品質生産実績生産スケジューリング製品在庫在庫引当材料要求仕掛在庫製造予定計量作業指示製品在庫管理生産コントロール充填本数生産履歴投入実績計量実績品質保証品質認証 17

18 3) 個々の課題に対する対応策の検討製造オペレーションマネジメントにおける 4 つのカテゴリについてそれぞれの視点から問題を検討し情報システムによる対応策を検討するオーダ処理製品原価管理製品出荷管理資材およびエネルギー管理生産スケジューリング在庫オペレーション管理生産オペレーション管理生産コントロール在庫オペレーション管理製品在庫管理品質オペレーション管理調達保全オペレーション管理保全管理品質保証研究開発および生産技術マーケティングと販売 Part 1 Figure 8 より引用 18

19 3) 個々の課題に対する対応策の検討事例に基づく 4 つのオペレーション管理での主たる情報フロー 4 つのカテゴリ主たる情報フロー ( 太字は機能名 ) 生産オペレーション管理品質オペレーション管理オーダ処理機能は製品在庫管理機能と連携しつつ生産スケジュール機能に対して生産オーダを決定計量作業や投入作業に対して作業指示を行うとともに生産実績を収集し予実管理を行う資材およびエネルギー管理機能との間で資材入荷の予定と実績のバランスを取るため生産スケジュールに応じた原材料の要求入庫データを確認する計量作業時に原材料の計量実績データを収集し投入作業時に投入実績データを収集し果汁入り飲料水のロット毎の生産実績データを蓄積し製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証する完成品と生産実績データとの紐付けを行いバックトレースを可能にするため製造日付ロット番号製造装置作業者原材料データ等の生産実績データを統合的を管理する 19

20 3) 個々の課題に対する対応策の検討事例に基づく 4 つのオペレーション管理での主たる情報フロー 4 つのカテゴリ主たる情報フロー ( 太字は機能名 ) 在庫オペレーション管理保全オペレーション管理資材の在庫管理では入庫データに従い入庫資材の供給を受け入れて生産コントロール機能からの原材料の要求に対応する製品在庫管理機能では製造プロセスの充填機に設置されたデータ収集装置から充填本数等のデータを収集し完成品の在庫データを管理すると共にオーダ処理機能や製品出荷管理機能との連携により在庫データを更新する保全業務では計量や投入作業現場での機器の稼働状況や製造設備装置に関する運転状況を管理する緊急のトラブルに備えた定期的な保全の実施はもとより機器の稼働状態を定常的に監視することによる予知保全を行う 20

21 3) 個々の課題に対する対応策の検討 8 つの MOM アクティビティのテンプレートと比較どのような情報がアクティビティ間で受け渡しされているか Part 3 Figure 2 より引用 21

22 3) 個々の課題に対する対応策の検討さらに具体的なアクティビティを想定し情報フローを 8 つの MOM アクティビティのテンプレートに対応して記述入荷予定製品在庫リソース管理生産実績在庫引当生産方法定義管理資材在庫標準プロセス条件仕掛在庫材料要求入荷実績利用資源履歴生産方法入庫オーダ材料品質製造指示投入実績詳細スケジューリングディスパッチング実行結果製造予定実行管理 22 投入指示生産実績生産オーダロット履歴計量指示計量実績生産履歴投入履歴生産実績生産履歴生産実績トラッキング生産実績生産進捗データ収集充填本数品質認証パフォーマンス解析投入実績ロット履歴品質認証計量実績

23 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4 つのカテゴリに対応づけた対応策 ( 例 ) 4 つのカテゴリ生産現場の課題情報システムとしての対応策 ( 例 ) 生産オペレーション管理品質オペレーション管理課題 3 ( 生産コスト ) 課題 1 ( 製品品質 ) 課題 2 ( トレーサビリティ ) 生産実績が生産オーダや完成品在庫原料在庫と柔軟に連動するシステムとするために生産履歴がリアルタイムに生産管理システムに通知されオーダ管理システムや資材管理システムと密な連携ができる仕組みを検討する原料の計量値や投入量に間違いが発生しないような作業指示ができるように計量作業や投入作業のシステム化を検討する製品が標準プロセス条件に従って製造されたことを認証できるように原料の計量データや投入データを収集管理しロット毎の品質データのバックトレースなどの履歴管理が可能な仕組みを検討する 23

24 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4 つのカテゴリに対応づけた対応策 ( 例 ) 4 つのカテゴリ生産現場の課題情報システムとしての対応策 ( 例 ) 在庫オペレーション管理保全オペレーション管理課題 3 ( 生産コスト ) 課題 1 ( 製品品質 ) 充填工程で充填本数を自動計算し製品在庫をリアルタイムに把握し完成品の在庫管理を行うと共に製品出荷管理システムとも連携して製品原価管理システムと協調できる仕組みを検討する保全管理として定期的な設備改修に加えて製造設備の稼働データを収集し稼働状態に応じて予知保全計画を策定し生産システムの稼働に影響を与えない仕組みを検討する 24

25 情報システム構築の流れ 1) 対象問題のドメインと階層の確認 2) 生産現場での課題の調査と整理 3) 個々の課題に対する対応策の検討 4) 対応策の具体化とシステムの設計 25

26 4) 対応策の具体化とシステム設計対応策 (What) の方針が決まったので具体化 (How) を検討する現有の情報システムと重ねあわせ不足している部分あるいは大きく異なる部分が情報システムとして手を加えるべき部分となる事例に対応する情報システムの構成を示す計量サブシステム投入サブシステムそしてトレースサブシステムを構築し計量実績投入実績充填本数等の生産履歴の収集の自動化を進め関連する業務アプリケーションおよびデータベースを整備することで当初の課題の解決を目指す 26

27 27 4) 対応策の具体化とシステム設計製造実行システム生産オーダ在庫引当製品在庫オーダ管理システム品質管理システム資材管理システム計量サブシステム投入サブシステム充填サブシステムトレースサブシステム品質認証計量指示製造予定生産実績文書管理システム生産方法標準プロセス条件材料品質資材在庫仕掛在庫充填本数充填本数自動収集投入履歴ロット履歴資源履歴計量実績投入指示投入実績生産進捗生産履歴製造指示入荷予定入荷実績入庫オーダ生産管理システム G/W G/W 投入実績自動入力

28 まとめ ISA-95の概念を適用することで製造オペレーションマネジメントの機能間のアクティビティ情報フローを整理しオペレーションマネジメントの4つのカテゴリ毎にMOMアクティビティのテンプレートを使い整理することで課題をどのように解決するかの方向性を示すことができた国際標準と現有システムとの間のギャップを下げるべく今後も活動を継続していきたい 28

Network Architecture Model for RENKEI-Control

Network Architecture Model for RENKEI-Control ( 社 ) 日本機械学会生産システム部門研究発表講演会 2015 [ISA-95 の全てが分かるチュートリアル ] 製造オペレーションマネジメント入門 ~ISA-95 が製造業を変える ~ 2015-3-16 Ver.1 IEC/SC65E/JWG5 国際エキスパート IEC/SC65E/JWG5 国内委員横河電機株式会社宮田宏 - 1 - TOC ISA-95 の概要なぜ ISA-95 が必要か?

日本機械学会 生産システム部門研究発表講演会 2015 資料

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