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基礎から学ぶ!、バッチ プロセス編、生産計画・スケジューリングの教科書
Chapter
11 基礎から
バッチ
プロセス編
生産計画・スケジューリングの教科書
ぶ!
学
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イントロダクション、本書は、工場の生産計画・スケジューリングのシステム化に課題を抱える方々へ向けた実践的なガイドです。生産計画の階層、生産形態の分類、そしてそれぞれの固有の課題を体系的に整理し、Asprovaのような生産スケジューラの導入の一助となることを目的としています。、具体的には、以下の内容を掘り下げて解説します。、本書が、皆様の工場の生産計画・スケジューリングの高度化を促進し、ひいては読者の皆様のキャリアアップに貢献できることを心より願っております。
イントロダクション
本書は、工場の生産計画・スケジューリングのシステム化に課題を抱える方々へ向けた実践的な
ガイドです。生産計画の階層、生産形態の分類、そしてそれぞれの固有の課題を体系的に整理
し、Asprovaのような生産スケジューラの導入の一助となることを目的としています。
具体的には、以下の内容を掘り下げて解説します。
生産計画の全体像：大日程、中日程、小日程といった階層的な分類を解説します。
生産形態の分類：ディスクリート生産、ジョブショップ生産、フローショップ生産、プロセ
ス生産、プロジェクト生産といった主要な生産形態を網羅。さらに、ジョブショップ生産を
細分化して、プラスチック成形、金属成形加工、バッチ処理などを取り上げます。
解決すべき課題：各生産形態およびその分類ごとに固有の生産計画・スケジューリング課題
を明らかにし、具体的な解決策へのアプローチを提示します。
本書が、皆様の工場の生産計画・スケジューリングの高度化を促進し、ひいては読者の皆様の
キャリアアップに貢献できることを心より願っております。
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バッチプロセスとは、バッチプロセスの種類、生産スケジューリングの課題
目次
01 バッチプロセスとは
02 バッチプロセスの種類
03 生産スケジューリングの課題
バッチプロセスとは
製品を「バッチ」と呼ばれる一定量のかたまり単位で生
産する方式のことです。
シャンプー、液体洗剤、化学品、調味料、飲料といった
液体製品の多くが、この方法で作られています。これら
の製品は、同じ中身でもボトルのサイズや詰め替え用な
ど包装形態が非常に多く、全部で数百品目にも及ぶこと
があります。
製造工程は、原料を混ぜ合わせる「配合」、出来上がっ
た液体を一時的に保管する「貯蔵」、そして容器に詰め
る「充填」といったステップで進んでいきます。
バッチプロセスの種類
■配合工程
レシピ（配合表）にもとづいて複数の原料を大きなタンクに投入し、混ぜ合わせて製
説明
品の中身（バルク液）を作る工程です。
使用する機械 配合タンク、調合タンク、攪拌機（かくはんき）など
違う種類の製品（品目）に切り替えるとき。特に、成分が全く異なる製品を作る前に
段取りが起こる条件
は、タンク内を洗浄する必要があります。
バッチプロセスの種類
■貯蔵工程
配合工程で作られたバルク液は、すぐに容器に詰められるわけではなく、一時的に貯
説明 蔵タンクに保管されます。このタンクがあることで、配合と充填の工程を分離し、そ
れぞれのペースで作業を進めることができます。
使用する機械 貯蔵タンク、レベルセンサー（液面の高さを測るセンサー）など
ある製品を保管していたタンクを、別の製品のために使用する場合。
段取りが起こる条件 製品の成分が混ざる「コンタミネーション」を防ぐために、タンク内を完全に洗浄す
る必要があります。
バッチプロセスの種類
■充填工程
貯蔵タンクから運ばれてきたバルク液を、ボトルやパウチなどの商品パッケージに詰
説明
めていく工程です。
使用する機械 充填機、キャッパー（蓋を閉める機械）、ラベラー（ラベルを貼る機械）など
①詰める中身（品目）が変わるとき
②容器の形やサイズが変わるとき。
段取りが起こる条件
例えば、ボトルから詰め替えパウチに切り替える際には、機械の洗浄や調整が必要と
なります。
金属成形加工の種類
■その他
加熱・冷却工程 製品の品質を安定させるために、特定の温度まで加熱したり、冷却します。
ろ過・分離工程 製品に含まれる不純物を取り除き、純度を高めます。
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以下のような多くの制約を同時に考慮する必要があり複雑です。
生産スケジューリングの課題
以下のような多くの制約を同時に考慮する必要があり複雑です。
納期 どの配合タンクで何を作り、どの貯蔵タンクに保管するかを決めます。
タンク繰り どの配合タンクで何を作り、どの貯蔵タンクに保管するかを決めます。
タンクの上限・下限の制約 配合タンクや貯蔵タンクの容量には上限と下限があります。
違う製品を作るたびに洗浄（段取り）が発生します。段取り時間を少なくする
品目切替と洗浄
必要があります。
生産スケジューリングの課題
製品の組み合わせによっては、コンタミネーション（成分の混入）や、最悪の
連続して生産できない品目 場合、化学反応による爆発の危険性があるため、連続して生産できない品目の
組み合わせが存在します。
逆に、似たような製品（例：同じ香りのシリーズ）は、洗浄を簡略化できるた
連続して生産する品目
め、なるべく連続して生産したいという要求があります。
貯蔵タンクは同じ品目であれば継ぎ足すことができます。ただし、タンクの上
貯蔵タンクへの継ぎ足し 限、下限の制約を守り、かつ後工程の充填機がエア噛み（空気を吸い込むこ
と）しないよう絶妙なタイミングと量で継ぎ足す必要があります。
品目を切り替えたり、タンクのメンテナンスをしたりする前には、貯蔵タンク
タンクを空にする
を空にする必要があります。
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上記条件を同時に考慮した最適な生産スケジュールが必要ですが、巨大なパズル解きで人間が解くのは困難です。、近年では最適化AIを用いた生産スケジューラが有効な手段として活用が進んでいます。
生産スケジューリングの課題
一つの貯蔵タンクから複数の充填機へ製品を移送する場合、配管の構造によっ
配管の制約
ては同時に移送できる充填機の数が限られることがあります。
バッチサイズの最適化 上記課題をすべて満たすように各バッチサイズの最適化が必要です。
上記条件を同時に考慮した最適な生産スケジュールが必要ですが、巨大なパズル解きで人間が解くの
は困難です。
近年では最適化AIを用いた生産スケジューラが有効な手段として活用が進んでいます。
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