生産理論について：TOC（前編）
今回は制約条件の理論（TOC：Theory of Constraints）について書きます。トヨタ生産方式（TPS：Toyota Production System）とも関連させていますので、ぜひご覧ください。
制約条件の理論（TOC：Theory of Constraints）
1. 企業の目的と3つの指標
制約条件の理論（以下TOC）は、イスラエルの物理学者「エリヤフ・ゴールドラット」により提唱された生産理論です。
TOCでは、企業の目的を「お金を儲けること」と定義し、「それ以外の全てのものは目的を達成するための手段に過ぎない」としています。
品質向上、顧客満足度向、ステークホルダーへの利益還元なども会社の目的っぽいですが、よくよく考えると、これらは潤沢な資金があって成し遂げられます。つまり、会社は継続的に利益を出し続けることで、これらに貢献できるということです。
そして、「お金を儲けること」に対する評価指標は3つあります。それぞれを説明します。
①スループット
販売を通じて作り出すお金
②在庫
販売しようとするものを購入するために投資したすべてのお金
（注：TPSの説明での「スループット」は「生産量」を指し、TOCのスループットとは異なります）
③業務費用
在庫をスループットに変えるために費やすお金。つまり、スループットが向上し、在庫、業務費用が削減されれば、企業の目的である「お金を儲けること」につながります。
2. 依存的事象と統計的変動
スループットを向上させ、在庫と業務費用を削減するためにはどうすれば良いのか？その前に、依存的事象と統計的変動の理解が必要です。
依存的事象：
事象と事象のつながり。「火のない所に煙は立たぬ」です。「ある事象が起きるためには、その前に別の事象が起きている」という考え方です。
統計的変動：
例えば、「仕事のアウトプットの質が毎日全く同じとは限らない」です。日々の体調や気分によって、誰しもアウトプットの質は若干変わってくるはずです。毎時、毎分単位でも変動があるはずです。
そして、重要なのは両者の掛け合わせ「依存的事象×統計的変動」です。この掛け合わせは、工場での生産や事務的な仕事に限らず、日常的に我々が経験していることではないしょうか。
では「依存的事象×統計的変動」によって具体的に何が起こるのか？参考文献の「ザ・ゴール」では、①子供たちの遠足と②サイコロとマッチ棒を使ったゲームが事例として紹介されています。
①子供たちの遠足
子供たちの中には、歩くのが速い人もいれば遅い人もいます。これは、工場の生産で言えば、各工程の能力に対応します。単位時間あたりの生産量が高い工程もあれば、低い工程もあります。
遠足の話に戻り、歩くのが遅い人（Bさん）が、速い人（Aさん、Cさん）に挟まれた場合、以下の図のようになります。AさんとBさんの距離は大きくなり、CさんはBさんの速度に制限を受けます。結果、全体の隊列はどんどん伸びてしまいます。この隊列を3つの指標、スループット、在庫、業務費用に対応させた図が以下になります。
この段階ではスループットは低下し、在庫が積み上がり、キャッチアップのたびに業務費用がかさむという悪循環に陥っています。後ろを歩く人は前の歩く人の速度に影響を受ける「依存的事象」と1人1人の歩く速度は一定にならない「統計的変動」の掛け合わせの結果です。
以上を踏まえると、「各ラインの能力を完全に同期化させ、完璧にラインバランスを取る」という理想的な製造ラインは実現不可能だと理解できます。
TPSでは、それを吸収するために、能力の低い工程の直前に「標準手待ち」を用意し、「手待ちのムダ」をなくそうとしました。そして、「標準手持ち」が工程間で必要以上に増殖しないように規制するためのしくみが「カンバン」であり、「小ロット流し」「シングル段取り」を合わせることで、理想形である「ノンストック生産」へと展開していきます。TPSも同じ考え方だと個人的には考えています。
②サイコロとマッチ棒を使ったゲーム
このゲームのルールを図で説明すると以下になります。
参加者は、サイコロを振り、出た目の分だけマッチ棒を隣のお椀に入れることができます。
例えば、Aさんは2の目を出したら、2本のマッチ棒をお椀に入れます（Step1参照）。次に、Bさんのサイコロの目は6だったとします。この場合、2つしか流せません（Step2参照）。次にCさんのサイコロの目が1だった場合、マッチ棒は1つしか流せません（Step3参照）。
ここで、参加者が5人とすると、サイコロの出る目の平均値は(1+2+3+4+5+6)/6 = 3.5となります。つまり、1人あたり、3.5本のマッチ棒を隣の人に動かせることになります。そして、このゲームを10周行うとすると、最後の5番目の人が出すマッチ棒の数は、35本になるはずです。
実際にゲームを行った結果はどうなったのか？「ザ・ゴール」では20本出てきました。スループットが統計的平均値よりも下回った結果です。35本は市場が求める出来高、つまり、必要量であり、これを目指しても目標の出来高（これをスループットにつなげていく）は出ないということです。
3. ボトルネックの発見
上記の①と②の事例を受けて、子供たちの隊列を短くする対策を考えます。
スループットを決めているのは「ボトルネック」の存在です。遠足の例だと、隊列の中で一番歩くのが遅い人が該当します。マッチ棒のゲームだと、1周のゲームで一番小さい目を出した人が該当します。実際の生産では、すべての工程の中で、最も能力の低い工程となります。
ボトルネックが全体のスループットを決めているとすれば、ボトルネックを先頭に持ってくれば、後ろの全員がボトルネックに制限を受けます。つまり、隊列は短くなり、在庫と業務費用が減ります。ボトルネックにより、全体がコントロールされている状態です。
ですが、これではボトルネックのために、市場が求めるスループットが出せないです。そのため、ボトルネックの能力を上げる工夫をします。
遠足の事例では、「ボトルネックの彼がなぜ歩くのが遅いのか？」と原因を調査したところ、必要以上の荷物を持っていたため、歩くのが遅くなっていたという結果でした。そのため、彼の荷物を全員で分担し、彼の負荷を取り除きました。結果、ボトルネックの彼はスピードアップし、全体のスループット向上を果たせ、目標通りの時間に目的地に到着できました。つまり、在庫と業務費用を削減しながら、市場の求めるスループットを達成したことになります。
かなり華麗なストーリーなので、
「いやいや、そもそもボトルネックを先頭に持ってくる工程設計は可能なのか？」
「彼がボトルネックを脱し、さらにスピードアップしたら、今度は他の誰かがボトルネックになるのではないか？」
「次に能力の低い人が、スピードアップした彼にキャッチアップすることで業務費用を使い、在庫（隊列が伸びる）が発生するのではないか？」
というツッコミがありそうです。これについては、後編で説明します。
この記事が気に入ったらサポートをしてみませんか？