POP:生産時点情報管理
ＰＯＰ（生産時点情報管理）の概念は、日本発のオリジナルなものである。
1984年に著者が概念にまとめて発表し、その後、国内の学会やシンポジュウムで紹介しつつ、1990年のＰＣＭカンファレンス（Pacific Conference on Manufacturing;シドニー、メルボルン）や1996年のＡＳＭＥ（AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS）主催の日米シンポジュウム(ボストン)で発表してきた。そして、1995年から３年間にわたって、(財)製造科学技術センターにおいて「ＰＯＰの標準化委員会（委員長：藤井 進先生）」により、調査研究され、まとめられたものである。
ＰＯＰの定義は次のようにしている。
「ＰＯＰとは、工場現場の時々刻々に発生する生産情報を、その発生源である機械・設備・作業者・ワーク（加工対象物）の４つのところから直接に（ペーパーレス）採取し、リアルタイムに情報処理して現場管理者に提供すること、また、現場管理者の判断結果を現場に指示すること。」
この定義はいくつかの新しい概念を提起している。
その１は、工場現場の情報発生源は４つあること。
その２は、発生源からの生産情報を、押しボタンや接点などの信号から採る、またはデータをもらうという直接的手段で自動的に採取すること。(ペーパーレス)
その３は、情報処理の結果を、リアルタイムな情報を必要としている現場管理者に最初に
提供するとしていること。
その４は、ＰＯＰは単に現場からの情報のアップロードのみならず、現場管理者の指示という情報のダウンロードも包含した概念としていること。したがって、ＰＯＰは現場管理者が現場を管理するための情報化の概念であり、ＰＯＰシステムは現場管理者のための情報のツールとしてのシステムなのである。
１．現場管理者の業務と情報支援
工場の現場を管理、監督する作業長(班長、グループ・リーダ)、製造長（組長、現場監督）そして製造課長(職場長)を現場管理者とよべば、彼らが本来の業務をするには、情報とデータが不可欠であることは言うまでもない。しかしながら、彼らの業務について分析し、業務遂行の場面に応じて、必要なときに、必要な情報とデータを提供して業務を支援することの追求は、未だに不十分な状態で残されている。このことを解決する現場管理者への情報支援こそが、ＰＯＰの最大の目的である。
現場管理者の本来の業務は、１）生産準備、２）差し立て計画、３）作業指示、４）生産状況の監視と異常対応、５）反省と改善、と考えられる。
そこで、これら業務についての情報支援について述べる。
(1)生産準備業務
現場管理者が行う生産準備は、生産直前のもので、どれか１つでも準備が欠ければ、生産に着手できないというほどの厳密さが要求される．したがって、この業務の情報支援に対しては、データの精度と情報の正確さが必要である。
具体的には、部品や材料の取り揃え状況、加工に必要な図面の用意、工作機械のＮＣプログラムまたはロボットの動作プログラムの用意、処理に必要な制御条件の明示準備、作業手順書または作業の要点の用意、必要な冶具・工具の準備などを、現場管理者が、情報的にチェックできるようにすることが業務の情報支援である。
(2)差し立て計画業務
差し立て計画というのは、個々の作業者や機械に対して、仕事の優先順序をつけて割り付ける計画のことである。多品種・小ロット・短期間生産の加工・組立てを行う工場現場の差し立て計画の自動化（ダイナミック・スケジュリング）は実用の段階に無いので、現場管理者の頭脳による計画づくりになる。そのために現場管理者へは、計画の３情報の提供が情報支援になる。計画の３情報とは、割り付け可能な人または機械の候補（生産能力情報）、仕事の実行工数時間（ＳＴ）、現在実行中の仕事の進捗状況または終了予定時刻（生産進捗情報）の３つであり、計画作りのときに現場管理者がこれら３つをリアルタイムに知ることができれば、彼らの頭脳は最適な差し立て計画を容易に導き出すことが可能である。
また、差し立て計画は生産の進行を妨げる阻害要因(外乱)の発生のために、たびたび変更を余儀なくされる。そのため、その都度計画の更新がなされなければならない。このときも、上記のリアルタイムな３情報の提供があれば、即断即決できることになる。
(3)作業指示業務
作業者や機械ごとに、仕事を命令することを作業指示というが、飛び込みや割り込みの仕事の発生または異常の発生によって、臨機応変に仕事の優先順序を変えて作業指示されなければならない。
(4)生産状況の監視と異常対応業務
現場管理者の最も重要な業務である。作業指示どおりに順調に作業が進んでいるかどうかを監視しなければならないが、残念ながら、加工組立て型の多くの工場で、現場の作業の進行状況が画面でリアルタイムに見えるようになっているのはまれである。具体的には、ある機械は今どの仕事をしており、何個目を加工中で、不良の発生はなく、加工速度は計画にたいして遅れは発生しておらず、このままいけば何分後に作業はおわる、ということが一目で見えるようになっていなければならない。
異常が発生したら、その異常の警報がなされて、現場管理者に知らされなければならない。次に、異常が他工程に波及するかどうかを見極めて対応策を立てることになるが、そのための状況把握の情報によって、最善の決断ができることになる。
ここでも、必要な情報が即座に提供されれば、異常対応業務は判断の速度と精度を格段に高めることになる。
(5)反省と改善業務
反省業務は予定または目標にたいして、実績が未達のときに未達の要因をみきわめ、翌日以降の業務に生かすことだが、これには作業終了と同時に作業実績と生産実績の情報が自動的に集計されていなければならない。ここでも、作業者の日報や伝票からの集計といったペーパーによるものは、事務工数の発生と情報の精度と信頼性の点で役立たない。
次に、改善業務については、実態を表す正確なデータが得られれば、次のような改善がすすめられる。
- 製造リードタイムの短縮
仕事の各工程の入口と出口の通過時刻データがあれば、工程間滞留時間の大きいところに対策すれば、リードタイムを短縮できる。- 仕掛り在庫の圧縮
ワークの各工程の入口と出口の通過個数のデータがあれば、仕掛り在庫の大きすぎる工程間の在庫を圧縮できる。- 機械稼働率の向上
機械の非稼動理由（材料待ち、工程待ち、人待ち、品質トラブル、故障チョコ停、など）ごとの時間データがあれば、非稼動理由パレート図によって対策すれば稼働率を向上できる。- 歩留り率・直行率の向上
不良の発生要因分析データや製造履歴データがあれば、このデータの分析から歩留り率や直行率を改善できる。- 個別実績原価の圧縮
個別実績原価の原単位データ（原材料使用量、作業工数時間、機械償却時間、その他変動経費）があれば、データを見ながら作業方法をかえることで、実績原価を圧縮できる。- 保全費の圧縮
予防保全のための動作時間データや動作回数データがあれば、予防的な保全ができて、保全費を圧縮できる。さらに予知保全のための設備の健康状態データ（劣化傾向データ）があれば、予知的な保全ができて保全費を圧縮できる。
２．ＰＯＰの管理テーマ
生産情報をその発生源から直接採取し、現場管理者および管理スタッフに提供することで、現場管理者および管理スタッフはやるべき管理テーマを容易に管理できるようになる。
(1)生産進捗管理
顧客満足をみたすための、短納期または飛び込みに対応するためには、現場管理者も管理スタッフも同じ生産進捗情報を共有しながら、顧客の要望にこたえる必要がある。
生産管理のスタッフはＭＲＰ（製造資源計画）や工程間同期計画のため、または製番やロット番号の納期優先を変更指令するために、生産進捗情報が必要であり、この場合、その製番やロットがどの工程にあるのかの進捗情報が必要である。これに対して、現場管理者がその製番やロットを急がせるには、まず、それが自工程にあるときはすでに着手しているか否かを確かめ、着手の優先順位を上げるように作業指示する。それが、前工程にあれば、いつ頃自工程にくるかを知って、準備しておくことで対応できる。
このように、生産進捗情報としては製番やロットの工程への｢受付｣、「作業着手」「作業終了」、そして「工程払い出し」の情報を、バーコードやＲＦＩＤタグの現品票を自動認識させる方法等で把握し、生産管理スタッフや現場管理者に提供するＰＯＰシステムよってこの管理テーマを実行できる。
(2)個別実績原価管理
従来からのマクロな実績原価ではなく、製番の損益、ロットの損益を明確にするために、ミクロの個別の正確な実績原価を把握する原価管理の要望がある。
この場合、原価管理スタッフは実績原価原単位に単価をかけてだす原価データによって、損益評価に用いたり、見積りデータとして用いる。一方、現場管理者は実績原価原単位である、ロットごとの原材料使用量、作業者工数時間、機械償却時間およびその他変動経費のデータを把握し、この原単位がもの作りの作業の仕方次第で変動することから、原単位をみながら、もの作りを変えて改善するのにもちいる。
したがって、原材料使用量は、重量で計測するものは秤量機から、長さで計測するものはロータリ・エンコーダから採取し、作業者工数は作業者の「着手」、「終了」の押しボタン信号から採取し、機械償却時間は当該ロットが機械を占有した時間を計測して採取し、その他変動経費もたとえば電力使用量を積算電力量計のパルスから採取する。そして、これらをロットごとに編集して、原価管理スタッフや現場管理者に個別の実績原価原単位データとして提供するＰＯＰシステムによってこの管理テーマを実行できる。
(3)機械稼動管理
機械・設備の有効活用を高めるのが機械稼動管理である。多品種・小ロット・短期間生産の工場における機械設備の非稼働時間の理由分析によれば、生産の仕組みに起因する非稼動が大きく、このテーマにおける現場の改善余地は少なく、製造技術スタッフの管理テーマであることは知られていない。
非稼動理由の結果は、材料待ち（材料の機側未到着）、人待ち（人が段取りに来てくれない）、工程待ち（前工程からワークが流れてこない）などで、機械は仕事ができずに待っているための非稼動であり、品質トラブルでは不良発生の原因追及中のため機械を止めている非稼動であり、段取りに時間をかけすぎている非稼動であって、機械故障やチョコ停などの非稼動時間はわずかであるのが実態である。したがってその実態を分析するための非稼動理由別時間データの把握がなされなければならない。
そのためには機械が切り粉を出しているとき（バイトの送り信号が出ているとき）を稼動とし、それ以外を非稼動と自動判定させ、非稼動のときはいくつかの｢理由｣押しボタンのうちからひとつを作業者に押してもらうようにして、理由別非稼働時間を採取する。そして、これを非稼動理由パレート図にして、製造技術スタッフや現場管理者に提供するＰＯＰシステムによって、この管理テーマを実行できる。
(4)品質管理、品質保証
従来の品質管理は不良の分析のように、生産終了後のデータ整理的な事が多かったが、生産の最中のリアルタイムな不良要因パレート図の提供など、現場管理者の異常対応を促進するような情報活用に向かわなくてはならない。
また、品質保証のＩＳＯ−９０００が要求する製造履歴情報を単に保存してトレーサビリティに役立てるのみならず、製造履歴情報の分析から、歩留り向上や直行率の改善へと展開させなければならない。
そのために、検査機や試験機から品質情報をもらって収集するとともに、各工程での製造履歴（誰が、いつ、どの機械で、どの材料をつかって、どの工具で、何を、どのようにして作った）を自動的に採取して、品質データベースにして、品質管理スタッフや製造技術スタッフはもちろん現場管理者にも提供するＰＯＰシステムによって、この管理テーマを高度化できる。
(5)保全管理
機械設備の保全にたいして、事後保全、予防保全そして予知保全によるものとの区別を明確にした保全計画をたてることが重要である。
そして、事後保全のものには、異常や故障を警報したり記録したりする保全スタッフへの情報支援を考え、予防保全のものには、動作時間や動作回数を自動的に採取して表にして保全スタッフへ情報提供し、予知保全のものにはその劣化状態といった健康情報を採取してトレンド・グラフにして、保全スタッフに提供する。
そのために、機械設備のセンサーや接点からアナログまたはデジタル信号のデータを採取し、表やグラフのかたちに情報処理して、保全スタッフに提供するＰＯＰシステムによって、この管理テーマを高度化できる。
３．ＰＯＰシステムの構造
ＰＯＰシステムの構造は、図１に示す階層構造で示され、センサーや接点の信号（〇次情報）をＰＯＰ端末のＩ／Ｏにつないで、ＰＯＰ端末で１次情報処理して生産情報にするか、またはインターフェイスをとおしてデータでもらって、それをパソコンに伝送して、パソコンで表やグラフにする２次情報処理して、画面やプリントで現場管理者に提供するものである。
図1.ＰＯＰシステムの階層構造 システム構成 情報処理 情報名 ２次情報処理
(２次情報)例）加工時間
(終了時刻−着手時刻)１次情報処理
(１次情報)
（処理内容）着手時刻
(着手信号変化時の時刻)
終了時刻
(終了信号変化時の時刻)1)時刻の付加
2)カウント
3)経過時間積算
4)論理演算
5)照合判定6)ロット番号の付加
7)作業者のIDの付加
8)ツールNo.の付加
9)工程番号の付加(アドレス)
10)理由/内訳付加０次情報処理
(０次情報)
信号ギャザリング処理着手押しボタン信号
終了押しボタン信号(1)生産情報の直接採取
1. 機械からの直接採取
製造機械のリミットスイッチ、近接スイッチ、または制御回路のオープンコレクタなどの電気信号から、機械の動作状態、動作回数、稼働時間、タクトタイムなどの生産情報を直接採取できる．または、制御回路のＣＰＵやプログラマブル・コントローラからＲＳ２３２Ｃインターフェイスを介して、製造機械が持つ生産データをもらうことで、情報収集できる。
2. 設備からの直接採取
電気、圧縮空気、水、ガスなどの供給設備や空調設備などのユーティリティ設備のセンサーやメータなどのアナログ信号やリレーなどの接点のデジタル信号から、設備の劣化状態情報や稼働時間、動作回数などの生産情報を直接採取できる。また、設備のコントローラからＲＳ２３２Ｃインターフェイスを介して、生産データをもらうことで、情報収集できる．
3. 作業者からの直接採取
作業者からの直接採取というのは、作業者にキー操作をさせてインプットさせることではない。作業者には、必要最小限のたとえば「作業開始」の押しボタンを押させるとか、バーコード・スキャナをバーコードに押し当てる操作をしてもらう程度の操作しか、させてはならない。
したがって、そのような簡単な操作から、操作された押しボタンの｢意味｣と押された｢時刻｣という情報が採取できるようにするものである。
4. ワークからの直接採取
ワーク(加工対象物)には、その形状、寸法、性能、特性などの情報が内蔵されていると考えれば、これらを計測器や試験機によって計測、試験すれば、計測器や試験機から情報をもらうことで収集できる。
また、ワークに随伴させた現品票のバーコードやＲＦＩＤタグ（無線方式認識タグ）をいくつかの工程の関門で認識させれば、ワークのロケーション（所在地）や軌跡の情報など、製造履歴の情報を採取できる。
このようにすれば、生産の時々刻々の生産情報は自動的に採取できる。
(2)ＰＯＰ端末機と第１次情報処理
ＰＯＰ端末機は情報発生源の押しボタンなどの接点やセンサーと入出力回路で接続され、計測器、試験機またはコントローラとはＲＳ２３２Ｃインターフェイスで接続され、マン・マシン・インターフェイスとしての液晶画面とテンキーおよび押しボタンを備えた端末機である。
この端末機において、次のような情報処理がなされる。
- データへの前処理
接点の開・閉状態、接点の動作回数のカウント、接点の開時間と閉時間、接点のサイクル時間などをデータにする前処理を行う。- データの授受
ＲＳ２３２Ｃインターフェイスを介して、伝送プロトコル（規約）に従って、データをもらう。
- 生産単位の編集
管理に用いられるデータや情報は一部の例外を除いて、生産の単位に編集されたデータや情報でなければ使えない。そこで、製番やロット番号ごとにくくられたデータや情報に編集する。- 時刻の付加
イベントの発生時刻を付加したデータや情報にしておくことも重要である。- 閾値との比較
外部からのデータと内部の閾値やデータと比較して警報するためのもので、異常の警報もあるが、フール・プルーフ（ポカよけ）の警告もある。- ガイダンス表示
異常の発生や異常な操作などに対してはガイダンスをだして導くれためのものである。- パソコンとのデータ伝送
作業指示データをデータ伝送で受け取ったり、生産情報をパソコンへデータ伝送で送ったりするものである。(3)パソコンと第2次情報処理
現場管理者のパソコンは、生産情報の第２次の情報処理を行う、と同時に現場管理者へ情報を提供するターミナルである。
第２次の情報処理のメインとなるものは、現場管理者が、画面を一目見ただけで、現場の状況を把握できるようなグラフィックな画面の情報である。また、集められた生産データや情報をマクロに編集して、上位のサーバやシステムに、ネットワークを介して報告し、また生産指令等を受け取る役割もある。
ただし、現場管理者はその役職の階層ごとに複数いるので、パソコンもそれぞれの人の持ち場や役職に応じた画面に処理された情報を提供しなければならない。
４．ＰＯＰシステムの適用構成例
ＰＯＰシステムの適用構成例を図２に示す．
この図では、３つの職場のそれぞれにＰＯＰシステムを構成した例を示している。図2.工場情報システム概念図
(1)入荷検品端以前職場のＰＯＰシステム
入荷検品配膳職場では作業者にバーコード・スキャナをもたせて入荷検品を行わせ、配膳が終わるごとに、バーコード付現品票を発行して以降の工程での工程進捗がとらえられるようにしている。
この職場の職場長のパソコンには入荷の状況、配膳の状況、さらに在庫状況がリアルタイムに見られるようになっており、職場の分析に必要なデータは在庫ＰＯＰサーバから引き出せるようになっている。
(2)加工職場のＰＯＰシステム
加工職場の汎用機械には、メモリ方式の稼動管理ツールをおき、ＦＭＳラインやＵ字加工ラインにはＰＯＰ端末機をおいて、それらが班長や職場長のパソコンとネットワークされている構成である。なお、ラインにはテレビがあり、その画面は作業者に知らせるべき情報、たとえば出来高数、作業の進み遅れ、または不良の発生数などが見えるようになっている。
班長のパソコンは班長モニタとよばれ、自分の持ち場の加工状況がリアルタイムに見えるようになっており、班長の秒単位の即断即決を可能にしている。 職場長のパソコンには加工職場の生産情報のすべてが収集されて、定時には日報や月報が自動的に出力され、それがマクロに編集されて工場サーバに送られる。また、上位のＥＲＰやスケジューラからの生産指令をうけて、差し立て計画や作業指示が行える。さらに、加工職場の生産データは加工ＰＯＰサーバに収納されており、職場長はいつでもデータを引き出して分析できるようにしている。
(3)組立て職場のＰＯＰシステム
Ｕ字組立てライン（セル組立て）にはＰＯＰ端末機、大型組立て作業者にはモバイル式のＩＴツールをもたせ、セル工程組立ての作業者にはバーコード・スキャナをもたせて、それらが班長と職場長のパソコンとネットワークで結ばれる構成である。
班長のパソコンは、自分の持ち場の組立て進行状況がリアルタイムに見えるようになっており、班長の秒単位の即断即決を支援している。
職場長のパソコンには、組立て職場の生産情報のすべてが収集されて、これも定時には日報月報が自動的に出力され、それがマクロに編集されて、工場サーバに送られる．また、上位のＥＲＰやスケジューラからの生産指令をうけて、差し立て計画や作業指示が行える。さらに、組立て職場の生産データは組立てＰＯＰサーバに収納されており、職場長はいつでもデータを引き出して分析できるようにしている。
このように、上位の経営者や工場管理スタッフのみならず、各職場の班長や職場長さらには作業者のテレビモニタにいたるまで、必要な情報が、必要な時に提供されるようにして、業務を支援できる構成をとっている。
