ISO-22400(KPI) の現状 と 今後の IAF 活動との関連 IAF 情報 WG 主査大西作幸 2014 年 6 月 25 日 IAF ( Industrial Automation Forum ) 1
はじめに MES(Manufacturing Execution System) 領域での KPI(Key Performance Indicators) である品質性 安全性 設備稼働率などを数値化して管理するにあたり 工場 事業所 企業ごとといった異なるメジャーでは 経営戦略管理上比較ができないと適切な経営判断ができず 設備 / 装置 ロボットから出すデータ基準が装置メーカーごとに違っていては改善効果の評価もできません そこで KPI 別に装置のデータ採りの基準を国際標準化した ISO 22400 に関する話をいたします IAF ( Industrial Automation Forum ) 2
Key performance indicators ISO 22400 制定の流れ MES の生産性指標の標準化の動き NWI 提案 DIN 2008 年 5 月 TC184/SC5 に WG9 を設立 (2009 年 5 月 ) NWI の投票 (2009 年 9 月 ) NWI の成立 (2009 年 12 月 ) ドイツ フランス スエーデン スペイン アメリカ 韓国 中国 日本 第 1 回 WG( フランクフルト :2010 年 2 月 ) 第 2 回 WG( ルンド :2010 年 7 月 ) 第 3 回 WG( スッツガルト :2010 年 11 月 ) ISO 22400 2 国際規格発行 2014 年 1 月 6 日 IAF ( Industrial Automation Forum ) 3
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ISO 22400 標準化の狙い MES の標準化を意図したが 既に多くの MES が商用で売られていたり 使用されているので 標準化には適しない MES の情報を厳格に標準化するよりは 利用者視点で情報を標準化する方が利点がある 生産システムの生産性指標を標準化することで ベンチマーキングが可能になる 生産性指標を定義することで センサー 制御機器などから必要なデータを容易に収集 編集が可能になる 経営的な情報と生産システムの現場との情報を統合的に可視化することができる IAF ( Industrial Automation Forum ) 5
ISO 22400 について Automation systems and integration Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management オートメーションシステム及びその統合 - 製造操業マネジメントのキーパフォーマンス指標 - Part 1: Overview, concepts and terminology Part 2: Definitions and descriptions Part 3: Exchange and use ( 作業中 ) Part 4: Relationships and dependencies( 作業中 ) IAF ( Industrial Automation Forum ) 6
ISO 22400-2 目次 1 Scope 2 Terms and definitions 3 Symbols and abbreviated terms 4 Structure of KPI description 5 Elements used in KPI description 6 Description of KPIs 7 Conformance Annex A (normative) Effect models Annex B (informative) Alternative OEE calculation based on loss time model IAF ( Industrial Automation Forum ) 7
ISO 22400 の対象領域 ISO 22400 は IEC 62264 の Level3 が対象 Manufacturing Operation Management ( 製造操業管理 ) 階層 IAF ( Industrial Automation Forum ) 8
ISO 22400 の対象 種々の現場 工場 企業間で統一的に評価できる指標 IAF ( Industrial Automation Forum ) 9
IEC 62264 Level 3 のデータ Level 4 Level 3 Performance data (KPI) 詳細スケジュールオーダー製品 材料品質 作業時間工程 装置関するデータ Detailed schedule data Product data Quality data Process data Job order data Materials data Work-Time data Equipment data Level 2 and below Manufacturing automation & control domain data IAF ( Industrial Automation Forum ) 10
ISO 22400 で定義されている指標 定義しているKPI 34のKPIを定義 (Part2 6 章 Table 2 ~Table 35) Efficiency indicators 9 Quality indicators 9 Capacity index 4 Environmental indicators 4 Inventory management indicators 6 Maintenance indicators 3 IAF ( Industrial Automation Forum ) 11
KPIs (1) Worker efficiency: (2) Allocation ratio: (3) Throughput rate: (4) Allocation efficiency: (5) Utilization efficiency: (6) Overall equipment effectiveness index: (7) Net equipment effectiveness index: (8) Availability: (9) Effectiveness: (10) Quality ratio: (11) Setup ratio: (12) Technical efficiency: (13) Production process ratio: (14) Actual to planned scrap ratio: (15) First pass yield: (16) Scrap ratio: (17) Rework ratio: 労働生産性負荷度生産量負荷効率利用効率総合設備効率正味設備効率設備有効性工程効率品質率 良品率段取率設備保全利用率工程利用率計画実績廃棄率直行率廃棄率手直率 IAF ( Industrial Automation Forum ) 12
KPIs (18) Fall off ratio: (19) Machine capability index: (20) Critical machine capability index: (21) Process capability index: (22) Critical process capability index: (23) Comprehensive energy consumption: (24) Inventory turns: (25) Finished goods ratio: (26) Integrated goods ratio: (27) Production loss ratio: (28) Storage and transportation loss ratio: (29) Other loss ratio: (30) Equipment load ratio: (31) Mean operating time between failures: (32) Mean time to failure: (33) Mean time to repair: (34) Corrective maintenance ratio: 減衰率機械能力指数クリティカル機械能力指数工程能力指数クリティカル工程能力指数総合エネルギー消費量在庫回転率良品率総合良品率製造廃棄率在庫輸送廃棄率その他廃棄率設備負荷率平均故障間動作時間平均故障時間平均復旧時間良品保全率 IAF ( Industrial Automation Forum ) 13
Content: Name ID Description Scope Formula Unit of measure Range Trend Structure of KPI description Context: Timing Audience Production methodology Effect model diagram Notes IAF ( Industrial Automation Forum ) 14
Elements used in KPI description Time model for work units IAF ( Industrial Automation Forum ) 15
Elements used in KPI description Time model for production order IAF ( Industrial Automation Forum ) 16
Elements used in KPI description Time model for personnel IAF ( Industrial Automation Forum ) 17
KPI description: Worker efficiency Content Name: ID: Description: Worker efficiency The worker efficiency considers the relationship between the actual personnel work time (APWT) related to production orders and the actual personnel attendance time(apat) of the employee. Worker, workgroup, work unit Worker efficiency = APWT / APAT Scope: Formula: Unit of measure: % Range: Min: 0% Max: 100% Trend: The higher the better Context Timing: Periodically Audience: Supervisor, management Production methodology: Discrete, batch, continuous Effect model diagram: see Figure A.1 Notes: When calculating worker efficiency be careful of possible double counts if the worker is working on several work units or production orders simultaneously. IAF ( Industrial Automation Forum ) 18
Effect model diagram key Worker efficiency = APWT / APAT Worker efficiency Workgroup Worker Actual personnel attendance time Actual personnel work time Product Site Production order Area Work centre Operation sequence Work unit results, through use of a formula, in a KPI includes (a 1:1 relationship) has (i.e. is booked or entered) consists of (a 1:n relationship) IAF ( Industrial Automation Forum ) 19
この標準に対し何をするか 機器ベンダー 標準化された KPI に関係するデータを提供可能な機器の開発 システムインテグレータ 標準的な計算方法による KPI の表示方法とソフトの提供 KPI の仕様の標準化 生産システムユーザー ( 工場 ) 標準化された KPI によるベンチマーク 改善活動の見える化の指標化 KPI の自動取得と自動表示 IAF ( Industrial Automation Forum ) 20
KPI による情報の見える化 ISA95 によるシステムの階層モデル 規格団体で提唱されてきた相互接続のデータ交換モデル 更に OPC-UA が定義したセキュリティ視点での情報モデルは ISO22400 2 による KPI の表現で IA システム全体の見える化の体系が整いつつあります 活用 user がシステム階層のネットワーク構造に捉われない と云う 情報活用スタイルが今後主流になって行く ネットワークユーザ Web ユーザに変化 物理的な制約を受けない参照構造が中心 KPI の 見える化モデル の要求 ユーザの情報活用に応じた 見える化モデル の規格化 ルール化 ツール化の整備が今後の取り組み課題と考えている IAF ( Industrial Automation Forum ) 21
参考文献 ISO 22400 Standardization of Key Performance Indicator for Manufacturing Execution System Yoshiro Fukuda, Hosei University Robrts Patzke, Messtechnic und Fertigungstechnologie GmbH FA, 装置 ロボットと MES(MOM) での KPI 国際標準化の流れ Manufacturing operations management Key performance indicators 法政大学福田好朗 IAF ( Industrial Automation Forum ) 22