キャパシティプランニングとは
キャパシティプランニングは、製造メーカが予想される需要を満たすために必要な生産能力を決定するプロセスです。これにより、組織は、顧客およびサービスレベルのコミットメントを満たしつつ、効率的に製品を生産するための適切な設備、労働力、動作時間の組み合わせを確認できます。
製造業において、キャパシティプランニングは短期および中期の生産スケジューリングを支え、長期的な戦略および組織計画においても重要な役割を果たします。小規模および中規模の製造メーカから大企業まで、あらゆる規模の企業が、動作効率と市場の需要のバランスを取るためにキャパシティプランニングに依存しています。
キャパシティプランニングは、サプライチェーン計画および需要計画と密接に関連しています。需要予測を活用して生産能力を予想される販売量に合わせるため、需要予測はキャパシティプランニングプロセスの基礎的なインプットとなります。正確な需要データがなければ、企業はリソースの未活用やコストのかかる生産ボトルネックのリスクに直面します。
キャパシティを算出するために、製造メーカは機械の台数、労働力の規模、利用可能なシフト、製品ミックス、稼働率、動作効率などの要素を評価します。これらのインプットにより、意思決定者は現在のキャパシティが予測される需要を満たせるかどうか、またリソースをいつ追加、削減、またはリソース割当てを変更すべきかを判断できます。効果的なキャパシティプランニングは、最終的にスループットの向上、コスト削減、製造メーカが一貫して顧客の期待値に応えることの実現につながります。
企業はなぜキャパシティ計画が必要なのか?
キャパシティ計画は、主要な予算センターに直接影響を与えるため重要です。 動作コスト は、需要とキャパシティが一致しない場合に影響を受けます。需要の推移によっては、不適切に計画されたキャパシティは労働力のキャパシティ不足を招き、企業が残業を実施しない限りサービスレベルのコミットメントを満たす能力を脅かします。あるいは、ショップフロアに過剰な労働力のキャパシティを抱えることになる可能性もあります。いずれの場合も、単位あたりのコストが増加します。
キャパシティは固定費にも影響を与えます。例えば、不確実なキャパシティにより、企業はリースや契約を通じて倉庫スペースやマテリアルハンドリング設備を追加することになる場合があります。需要がキャパシティと一致しない場合、これらの固定費を一定期間抱え込むことになり、製品の全体的なコストが増加し、配置に影響を与えます。
最後に、キャパシティはエンタープライズレベルでの設備投資の意思決定に影響を与えます。ほとんどの資本設備は固定資産と見なされるため、誤った種類の設備を選択したり、その設備を少なすぎる数または多すぎる数で追加することを選択すると、キャパシティは依然として需要を満たさないことになります。効果的なキャパシティ計画を通じてキャパシティを需要と一致させることで、動作効率が向上し、財務の健全性に直接影響を与えます。
仕組み
ステップ1:キャパシティプランニングをサプライチェーンおよび計画ソフトウェアと統合
現代のキャパシティプランニングは通常、サプライチェーン計画システムに直接接続するソフトウェアによって自動化されています。この統合により、意思決定者はエンタープライズレベルのリソースから個々の生産ラインまで、複数の運用レベルにわたるキャパシティを可視化できます。
ステップ2:需要予測を使用して生産能力要件を確立する
需要が予測されると、キャパシティプランニングはこの情報を基礎的なインプットとして使用します。これらのキャパシティに関する洞察は、その後、集計計画、需要管理、生産スケジューリング、ショップフロア制御などの下流の生産プロセスに活用されます。
ステップ3:長期的な整合のための集計キャパシティ計画の実行
集計レベルでは、組織は通常2～12ヶ月の長期計画期間にわたり、全体的なキャパシティ要件を計算します。この期間中、労働力のキャパシティ、稼働率、リソース割当て、予期しない市場の需要変動のバランスを取るために、キャパシティが調整される場合があります。
ステップ4:分解能力計画による計画の細分化
分解能力計画は、集計計画をより詳細かつ運用的な計画に変換し、短期間での対応を可能にします。このプロセスにより、主生産スケジュールが月、週、日、またはシフト単位に分割されます。
ステップ5:オペレーションレベルでのキャパシティ配分
この段階では、製品カテゴリ、労働力要件、設備の可用性、その他の運用変数によってキャパシティがさらに精緻化されます。これにより、生産計画が現実的で、ショップフロアで実行可能であることが確認されます。
ステップ6:需要に合わせて継続的に生産能力を調整
自動化された生産能力計画により、製造メーカは生産能力を全体的およびローカルレベルで分析できます。計画期間に関わらず、各レベルは効率性と応答性を維持するために需要予測と整合させる必要があります。
キャパシティプランニングの主な側面
需要予測
正確な需要予測は、効果的な生産能力計画の基盤です。予測は、生産能力がサポートしなければならない顧客需要の期待値を実現し、製造メーカが過少利用や生産制約を回避するのに役立ちます。
生産資源
キャパシティプランニングは、機械、労働力、工具、設備などの主要リソースの可用性および制約を評価します。リソースの制約を理解することで、生産計画が現実的かつ実現可能であることを確認することができます。
労働力と労働力のキャパシティ
人員配置レベル、スキル、シフトパターン、残業対応能力などの労働力に関する考慮事項は、全体的な生産能力を決定する上で重要な役割を果たします。労働力の柔軟性は、生産能力をどれだけ迅速に拡大または縮小できるかに直接影響します。
設備および機械のキャパシティ
機械の稼働率、スループット、保守スケジュール、ダウンタイムは、生産能力計算に不可欠な入力項目です。設備の制約が、真の生産ボトルネックを定義することが多いです。
稼働率と効率
計画稼働率と動作効率の前提条件は、理論上の生産能力のうちどれだけを実際に使用可能な生産高に転換できるかを判断するのに役立ちます。これらの指標により、生産能力計画が実際の動作条件を反映していることが確認されます。
計画期間と階層
キャパシティプランニングは、長期的な集計計画から短期的な運用スケジューリングまで、複数の時間軸にわたって機能します。各レベルで必要とされる詳細度は異なりますが、全体の需要計画との整合性を維持する必要があります。
柔軟性と拡張性
効果的な生産能力計画は、需要の変動や動作中断を考慮します。これには、必要に応じてシフトの調整、リソース割当ての見直し、臨時労働力の追加や外部委託の活用ができる能力が含まれます。
テクノロジーと自動化
現代のキャパシティプランニングは、サプライチェーン、生産、スケジューリングシステムと統合された自動化ソフトウェアに依存しています。これらのツールにより、リアルタイムで可視化、シナリオモデリング、より迅速な意思決定が可能になります。
キャパシティプランニングの種類
キャパシティプランニングは通常、組織内で異なる目的を果たす複数のレベルで実施されます。最も一般的な3つのタイプは、戦略的キャパシティプランニング、戦術的キャパシティプランニング、運用的キャパシティプランニングです。
戦略的キャパシティプランニング
戦略的キャパシティプランニングは、全体的なビジネス目標を支える長期的なキャパシティの意思決定に焦点を当てています。通常、1年以上の計画期間をカバーし、施設拡張、設備投資、自動化イニシアチブ、長期的な労働力のキャパシティ計画などの高レベルな課題に対応します。これらの意思決定は、しばしば不可逆的であるか、変更にコストがかかるため、正確な市場の需要予測とシナリオモデリングが極めて重要となります。
戦術的キャパシティプランニング
戦術的キャパシティプランニングは、長期戦略と日常業務の橋渡しをします。通常、数ヶ月にわたり、中期的な需要変動に対応するためにキャパシティを調整するために使用されます。これには、シフトパターン、残業、臨時労働力、外注、在庫バッファリング、リソース割当ての意思決定が含まれます。戦術的プランニングは、大規模な設備投資を行うことなく、組織が機敏に対応できるよう支援します。
オペレーショナルキャパシティ計画
オペレーショナルキャパシティ計画は、多くの場合、数週間または数日以内の短期的な実行に焦点を当てています。戦術的計画を詳細な生産スケジュールやショップフロア活動に変換します。このレベルの計画では、特定の機械、労働力の割当て、作業センター、生産順序を考慮し、日々の生産高が需要要件を満たすことを確認します。
有限能力計画と無限能力計画
能力計画は、制約の扱い方によっても分類できます。無限能力計画は無制限のリソースを前提とし、高レベルの計画やWhat-If分析によく使用されます。有限能力計画は、機械の稼働可能性、労働力の制限、シフトスケジュールなどの現実世界の制約を考慮するため、正確な生産スケジューリングおよび実行に不可欠です。
生産能力所要量計画とは何か?
生産能力所要量計画(CRP)とは、利用可能な生産能力が計画された製造作業負荷を満たすのに十分かどうかを判断するプロセスです。生産計画、ルーティング、作業センター、リードタイムに基づいて詳細な能力ニーズを計算し、リソースがスケジュール型の需要に対応できることを確認します。
CRPは、通常、基準生産計画(MPS)が作成された後、運用レベルでの生産能力計画プロセスに組み込まれます。高レベルの生産能力計画が全体的または集計能力を評価するのに対し、CRPは機械の利用可能性、労働時間、シフトスケジュールなどの現実的な制約に対してそれらの計画を確認します。潜在的なボトルネックや生産能力の不足を早期に特定することで、CRPは製造メーカがショップフロアでの実行前にスケジュールを調整したり、リソース割当てを行ったり、是正措置を講じたりすることを可能にします。
キャパシティプランニングのメリット
キャパシティプランニングには多くのメリットがあります。さらに、キャパシティプランニングに自動化ソフトウェアを使用する企業は、サプライチェーンプランニングと連携させることで、より高い精度と深い高度な分析能力を活用できるため、さらに大きなメリットを実現できます。キャパシティプランニングのメリットには以下のようなものがあります。
- コスト監視 – キャパシティプランニングにより、企業はコストをより適切に監視できます。キャパシティ計算に含まれる要因が測定されることで、差異を特定し、調整または修正することができます。
- 柔軟性 – キャパシティプランニングを需要予測と連携させることで、季節的な傾向に対するキャパシティを分析でき、生産要件を予測することができます。季節性に応じた労働力の削減または増加、予定されている製品のロールアウトに向けた追加キャパシティ、製品のライフサイクル終了の計画などの要因を活用して、コストと動作効率を改善できます。
- 成長計画 – 自動化ソフトウェアを使用することで、キャパシティを確信を持って計画できます。これにより、意思決定者やC-suite executivesは、需要予測に基づく既存キャパシティの正確な理解に基づいて、拡張や新拠点の計画を立てることができます。
- 人的資本管理の向上 – 信頼性の高い需要予測により、企業は必要なキャパシティに対して適切な人員数だけでなく、適切なスキルセットを確保できます。これはスキルセットの向上やスタッフのクロストレーニングに活用できます。
- サービスレベルの向上 – サプライチェーンプランニング構造内でキャパシティと需要を整合させることで、サービスレベルが向上し、顧客満足度の向上とブランド評価の改善につながります。
- 収益性の向上 – キャパシティと需要が整合すると、製造プロセスにおけるギャップが削減または解消されます。適切な生産設備構成、残業コストの削減、スキルセット活用の向上、その他の要因により、生産単位あたりのコストが低下し、利益率の向上につながります。
- 継続的改善の機会 – キャパシティプランニングは製造における複数の変数を測定する必要があるため、以前は可視化されていなかったボトルネックを明らかにすることができます。これにより、将来的により最適化できる領域の文脈が実現されます。プロセスの継続的改善は、既存のリソースでより多くのキャパシティを実現することを意味します。
キャパシティプランニングの構造
エンタープライズレベルのキャパシティプランニングの構造は、キャパシティの測定、計画戦略の定義、使用するキャパシティプランニング手法の決定という3つの変数によって決まります。
生産能力の測定
生産能力を理解するためには、生産高を測定する必要があります。 能力の測定 は、以下の要素の関数となります。
- 設計能力 – 設計能力は理想的な生産状況と見なされます。これは、一定期間における生産設備と資源による最大生産能力です。
- 実効能力 – 実効能力は、製品ミックス、製品ミックスの変更、予定されたメンテナンス、原材料の供給中断、欠勤や疲労などの労働問題を考慮します。実効能力は、これらの要因の影響を考慮した場合の最大生産能力です。
- 実際の生産高 – 実際の生産高は、達成された生産率です。
これらの能力測定により、計画担当者は、実効能力に対する実際の生産高(動作効率)、または設計能力に対する実際の生産高(稼働率)として、生産システムの有効性を測定する方法を得ることができます。
戦略の定義
すべての企業には、キャパシティプランニングのための戦略が必要です。選択されたキャパシティ戦略は、サプライチェーンおよび製造マネージャーによって受け入れられ、全員が同じ数値と方法を使用することを保証します。可能なキャパシティ戦略には以下が含まれます。
- リードキャパシティ戦略 – リードキャパシティ戦略は、需要に先立ってキャパシティを追加します。これにより、マネージャーは需要が発生したときにサービスレベルを満たせるよう、需要に先んじてキャパシティを増やすことができます。これは、大きな季節需要に直面する企業にとって良い戦略であり、需要曲線の先を行くことを可能にします。
- ラグキャパシティ戦略 – ラグキャパシティ戦略とは、企業が需要が発生した後にのみキャパシティを追加することを意味します。ラグ戦略は、必要になるまで設備投資を控えるため、初期段階ではリスクが低くなります。これは、企業が機敏な生産システムを持ち、迅速にキャパシティを追加できる場合に有用な戦略となり得ます。ただし、キャパシティの増加に追加の設備投資や、キャパシティ増加能力を遅らせる広範なトレーニングが必要な場合、生産上の制約を生み出す可能性があります。
- マッチキャパシティ戦略 – マッチキャパシティ戦略は、生産量の増加に応じて段階的にキャパシティを増やすものです。理想的な状況では、キャパシティ増加のコストのバランスを取るのに役立ち、「従量制」戦略として機能します。これは、規模拡大していないキャッシュフローが限られた中小企業にとって良い選択肢となる可能性があります。
手法の決定
生産能力計画の手法は、使用される生産システムによって決定されます。これには以下が含まれます。
- 全体要因を用いた生産能力 – これは、マスター・スケジュールと生産標準を使用する手動計画手法です。これら2つの要素を組み合わせることで、完成品単位を作業センターの過去の負荷に変換します。
- 能力計算書 – 能力計算書は、BOMおよびルーティングシートを使用して、製造場所や作業センターの段取り時間および動作時間を決定します。
- リソースプロファイル – リソースプロファイルは能力計算書に似ていますが、リードタイムが追加されています。
- 能力所要量計画 – 能力所要量計画は、MRPやERPなどの自動化ソフトウェアを使用するシステムでのみ使用できます。上記3つの手法のいずれかを用いて情報を自動化し、在庫、ロットサイズ、その他自動化システムを通じて利用可能なリアルタイムの生産高などのデータを統合します。
4つの手法のうち、最初の3つは概算的な手法です。しかし、能力所要量計画は自動化されたソフトウェアシステムにとって理想的な方法です。また、有限能力スケジューリングと無限能力スケジューリングの両方の方法を使用でき、シミュレーションを用いて生産に必要な正確な能力に対応した詳細なスケジュールを作成できます。この機能は、高度な能力計画およびサプライチェーン計画ソフトウェアの機能として実現されることが多く、企業にリアルタイムのデータを活用した動的な能力計画という優位性をもたらします。
キャパシティプランニングの手順とは?
企業がキャパシティプランニングをどのように進めるかは、利用可能なツールによって異なります。スプレッドシートや断片的で分散したシステムをまだ使用している場合、キャパシティはそのデータの正確性と、データが集計・分析される速度によってのみ決まります。高度なサプライチェーン管理ソフトウェアを使用している企業の場合、リアルタイムのデータ、高度な分析、システムの相互運用性により、より焦点を絞った正確なキャパシティプランの実現が可能です。
ステップ1 – 現在のキャパシティの評価
この最初のステップには、時間研究や設備能力に関するライブデータ収集などの要素が含まれます。また、利用可能な動作時間やシフト数も含まれます。さらに、欠勤の見積値、動作研究に基づく従業員の疲労要因、ベンダーの性能、リードタイム、在庫を含むサプライチェーン変数などの他の要素を含めることが有効です。
ステップ2 – 強力な需要計画の策定
信頼性が高く正確な需要計画なしに、キャパシティを計画することは不可能です。最も正確な需要予測は、サプライチェーン計画ソフトウェアの使用によって得られます。このソフトウェアは、需要の集計予測およびその予測を部門や施設ごとに分解して運用可能にすることを実現します。Plex Supply Chain Planningなどのキャパシティおよび需要計画ソフトウェアプラットフォームは、以下の機能を備えています。
- 生産時間または生産高によるワークセンターキャパシティの計算機能
- オープンオーダーおよび計画オーダーの両方におけるボトルネック特定のための概算キャパシティの可視化
- 「what-if」シナリオを活用した潜在的なキャパシティ制約の特定が可能な高度なキャパシティ所要量計画
- チェイス戦略またはレベルローディング戦略を柔軟に活用できるマスタースケジューリング機能
需要計画にソフトウェアを活用することで、企業は生産要件とサプライチェーンを整合させた実行可能なマスター生産スケジュールを作成できます。
ステップ3 – 生産能力調整要件の決定
明確な需要計画と計算された生産能力の理解があれば、企業は需要に合わせて生産能力を調整する方法を検討できます。これには、追加シフト、残業、生産のさまざまな側面の外注、または継続的改善の取り組みなどの形態があります。需要が長期間にわたって持続可能な場合は、生産設備の購入や新施設による設備投資が必要になることもあります。
キャパシティプランニングにおける課題
今日の製造業の需要に応えることは困難です。大企業にとって、その困難さは広大な地理的地域にわたる計画の調整を意味する場合があります。そして中小企業にとっては、規模拡大を図りながら需要を管理することを意味する場合があります。事業規模に関わらず、キャパシティプランニングには以下のような多くの課題があります。
- 組織の複雑性 – キャパシティプランニングは、複雑な組織構造(複数の施設や部門で異なるカテゴリの製品を製造している場合など)を持つ企業において、より困難になる可能性があります。また、完成品を完成させるために過剰な部品やプロセスを必要とする非常に詳細なBOMを持つ企業にとっても困難となり得ます。
- データ収集 – 需要予測とキャパシティを同期させるには、データが正確でなければなりません。外部要因によるサプライチェーンの複雑性の増加と、内部的な生産の複雑性が相まって、データは組織全体で正確かつ最新で、サイロ化されていない状態でなければなりません。データ収集と整合性が正確でない場合、需要とキャパシティの調整がより困難になります。
- 運用上の要因 – 需要が増加すると、生産設備の故障が加速し、従業員の疲労が増加する可能性があります。これらの要因はキャパシティプランに測定され含まれるべきですが、時間枠が進むにつれて、予期しない運用上の変数を考慮するために調整が行われる場合があります。
- サプライチェーンの問題 – サプライチェーンの複雑性は、規制、関税などの多くの外部要因により、長年にわたって増加してきました。ベンダーの急速な変更、入荷する原材料の品質、物流の問題、その他の要因は、生産が異なる混合やブレンドに調整したり、追加の生産設備が必要になったりするため、生産におけるキャパシティに影響を与える可能性があります。
キャパシティプランニングの価値とは?
キャパシティプランニングの目標 は、生産能力を顧客の販売需要に一致させることです。上記の課題は、ERPなどの企業の他のシステムと統合された信頼性の高いプラットフォームで生産およびキャパシティプランニングを実施することで対応できます。 サプライチェーン計画 ソフトウェアは、リアルタイムのデータ分析、高度な分析アルゴリズム、マルチレベルの可視化といったメリットを実現し、需要に応じたキャパシティプランニングを確実に行うことができます。これにより、単位あたりの最も効果的なコストで商品を納品できます。"
