このブログでは二次試験(事例Ⅲ/事例Ⅳ)についても説明していますので、参考としてください。

運営管理 ~R3-11 日程計画(8)生産スケジューリング(ジョブショップ)~

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今回は、「運営管理 ~R3-11 日程計画(8)生産スケジューリング(ジョブショップ)~」について説明します。

 

運営管理 ~令和3年度一次試験問題一覧~

令和3年度の試験問題に関する解説は、以下のページを参照してください。

  • 運営管理 ~令和3年度一次試験問題一覧~

 

日程計画 -リンク-

本ブログにて、日程計画の「生産スケジューリング」について説明しているページを以下に示しますのでアクセスしてみてください。

 

 

生産スケジューリング

「生産スケジューリング」とは、工場で使用可能な生産設備や労働者といった限られた資源の中で、効率的な生産活動を行うために、各種工程の着手時期・終了時期・着手順序・使用設備を決定することをいいます。

「生産スケジューリング」は、生産設備の構成や配列によって、単一機械スケジューリング、フローショップスケジューリング、ジョブショップスケジューリングなどに分類されます。

 

JISの定義上では、上記以外に「並列機械スケジューリング」「FMSスケジューリング」といったスケジューリング方法もあります。

 

単一機械スケジューリング

1台のみ配置された設備で、ジョブが一度限り処理が行われて完成するときのスケジュールのことをいいます。

 

フローショップスケジューリング

「フローショップ」とは「製品別レイアウト」による設備編成の1つであり、すべてのジョブの加工経路が同じ場合、この流れに沿ってそれぞれの工程を編成する方法です。

 

 

「フローショップスケジューリング」では、ジョブの待ち状態を少なくすること、設備の稼働率を上げることによって納期を短縮することが最大のポイントとなります。

 

ジョンソン法

「ジョンソン法」とは、2つの工程が直列に構成された「フローショップ」で複数のジョブを処理する場合に、総処理時間を最短にするジョブの投入順序を決定する手順のことをいいます。

「ジョンソン法」では、「第1工程」の処理時間が短いジョブを先頭から順番に並べ、また「第2工程」には「第2工程」の処理時間が短いジョブを最後から順番に並べていくことによって、ジョブの投入順序を決定していきます

文章では表現しづらいので、以下に例を示します。

 

ジョンソン法によるジョブスケジューリングの例

「工程1(前工程)」「工程2(後工程)」が直列に構成された「フローショップ」において「製品A」「製品B」「製品C」を生産する場合に、生産開始してから全ての製品の生産を完了するまでの時間を最短にする製品の生産順序を求めていきます。

 

工程1 工程2
製品A 3時間 4時間
製品B 2時間 5時間
製品C 6時間 1時間

 

ジョンソン法による生産順序の決定

  • 全てのジョブの中で処理時間が最も短いのは「製品C」の「工程2(1時間)」である。
    「工程2(後工程)」の処理であるため「製品C」を「最後」に生産する。
  • 「製品C」を除くジョブの中で処理時間が最も短いなのは「製品B」の「工程1(2時間)」である。
    「工程1(前工程)」の処理であるため「製品B」を「最初」に生産する。
  • 残った「製品A」は「2番目」に投入する。
  • したがって、製品の生産順序は「製品B → 製品A → 製品C」とすることで、生産開始してから全ての製品の生産を完了するまでの時間を最短にすることができる。

 

最適な製品の生産順序(製品B → 製品A → 製品C)

生産開始してから全ての製品の生産を完了するまでの時間を最短にする製品の生産順序は「製品B → 製品A → 製品C」です。

 

「製品B → 製品A → 製品C」の場合

 

最適ではない製品の生産順序

それ以外の順序で製品を生産した場合、「工程2(後工程)」において「待ち時間(何も加工処理をしていない時間)」が発生します。

以下に示すガントチャートにおいて「赤色」で表現している箇所が、最適な生産順序である「製品B → 製品A → 製品C」と比較したときに処理時間を長引かせる原因となっている「待ち時間(何も加工処理をしていない時間)」を示しています。

「ジョンソン法」に詳しくなくても、以下のガントチャートを見れば、最初に「製品B」を生産することが効率的であることは、すぐに分かると思います。

 

「製品A → 製品B → 製品C」の場合

 

「製品A → 製品C → 製品B」の場合

 

「製品B → 製品C → 製品A」の場合

 

「製品C → 製品A → 製品B」の場合

 

「製品C → 製品B → 製品A」の場合

 

ジョブショップスケジューリング

「ジョブショップ」とは「機能別レイアウト」による設備編成の1つであり、すべてのジョブの加工経路が異なる場合に工程を編成する方法です。

 

 

「ジョブショップスケジューリング」は、「フローショップ」と比較してジョブの流れが複雑なため、最適なスケジューリングで運用することは相対的に難しいとされています。

 

試験問題

それでは、実際の試験問題を解いてみます。

【令和3年度 第11問】

2機械ジョブショップにおいて、各ジョブの作業時間と作業順序が下表に与えられている。各ジョブのジョブ投入順序をLPT(最長作業時間)ルールで決定したとき、総所要時間の値として最も適切なものを下記の解答群から選べ。

 

作業時間 作業順序
機械1 機械2
ジョブ1 6 6 機械1→機械2
ジョブ2 5 5 機械1→機械2
ジョブ3 4 4 機械2→機械1
ジョブ4 3 3 機械2→機械1

 

[解答群]

ア 18
イ 19
ウ 20
エ 21
オ 22

 

中小企業診断協会Webサイト(https://www.j-smeca.jp/contents/010_c_/shikenmondai.html

 

考え方と解答

「ジョブショップ」の生産スケジューリングに関する知識を問う問題です。

 

「ジョブショップ」とは「機能別レイアウト」による設備編成の1つであり、すべてのジョブの加工経路が異なる場合に工程を編成する方法です。

 

 

問題文に「2機械ジョブショップ」と記述されているため、生産現場には2つの機械があります。
また、問題で与えられた表によると、「機械1→機械2」の順に作業をするジョブと「機械2→機械1」の順に作業するジョブがあります。

これらの内容を図に表すと以下の通りです。

 

 

また、問題文に「各ジョブのジョブ投入順序をLPT(最長作業時間)ルールで決定したとき」とありますが、「LPT(最長作業時間)ルール」とは、作業時間の長いジョブから順番に機械(工程)に投入していくルールのことをいいます。

 

以上の点を考慮して、2機械ジョブショップにジョブを投入した場合の総所要時間を算出します。

 

 

したがって、2機械ジョブショップにジョブを投入した場合の総所要時間は「18」となります

 

答えは(ア)です。


 

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