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複写機生産管理のための需要予測手法に関する研究 (本文)

中塚, 昭宏 慶應義塾大学

2020.03.23

概要

SCM(Supply Chain Management)における課題の一つにブルウィップ効果が挙げられる.ブルウィップ効果とは,顧客(エンドユーザー)の購入量(発注量)の変動は小さくても,小売が卸に発注する量の変動は大きくなり,卸がメーカーに発注する量の変動は更に大きくなる,という需要量(発注量)変動の増幅現象である.本研究で考察対象とした複写機製造メーカーとそのサプライチェーン上流に位置する多数の部品製造メーカーにおいても,需要量変動の増幅現象は,需給管理及び生産管理を難しくするため,重点課題となっている.ブルウィップ効果は,需要の予測精度の低さ,生産・物流リードタイムの長さ,部材の最小発注量等に影響を受けると言われており,この中でも,需要の予測精度の低さは,根本的な原因であると言われている.本研究では,複写機製造メーカーで販売している商品を,(1)複写機本体(プリンター本体を含む:親に該当)と,(2)複写機の付属品(オプション品:子に該当)の 2 つのカテゴリーに分け,それぞれに対して,精度良い需要予測を行うことが困難な要因を明らかにした上で,予測精度をどのように向上するかを考え,生産管理のための需要予測手法を開発することを目的とした.

(1)複写機本体(プリンター本体を含む)に関しては,1990 年代まで,複写機製造メーカーでは,需要実績データを用いて,時系列分析や回帰分析等の手法を適用して,比較的高い精度で需要予測を行うことができていた.しかし,2000 年以降,グローバル競争が激化しており,更に,複写機のコモディティ化が進んでいるため,これまでにない販売プロモーションや価格戦略の見直しを実施することが多く,需要が非定常的となるため,需要予測が難しくなっている.更に,商品ライフサイクルの短命化(新商品の開発競争の激化)により,新商品の需要実績データが十分に蓄積されていないことが多く,既存の時系列分析等の需要予測手法を適用することが難しくなっている.

(2)複写機の付属品(オプション品)に関しては,大口顧客の意向で,通常は少量(月 1 個か 2 個程度)しか需要がないオプション品を,既に顧客に設置済の複写機本体全数(例えば,100 台)に,突然,後付け設置することが必要になる場合がある.この時,受注から設置までの要求リードタイムと生産・物流リードタイムを比較すると,前者の方が遥かに短いため,欠品発生のリスクがあることから,このように発生する突発的な大口需要を精度良く予測する手法が現場から強く要請されている.

本研究では,上記(1)については,集合知メカニズムを用いた投票方式の需要予測手法を開発し,(2)については,極値統計を用いた突発的な大口需要の予測手法を開発した.(1)の提案手法では,集合知による既存の予測手法(予測市場)における問題(例えば,「美人投票」の問題)を克服するための工夫を行った.(2)の提案手法では,極値を抽出する方法を工夫し,従来の安全在庫の計算に用いる平均と分散とは異なる方法で目標在庫水準を設定できるようにした.更に,在庫費用と欠品費用のトレードオフを考慮した上で,これらの費用の合計値を低減させる需要予測手法を提案した.本研究は,複写機製造メーカー F 社の業務の一環として行い,研究成果は,学術誌に公表すると共に,F 社で実用化されている.研究期間中の 6 か月間のデータで比較すると,考察対象とした商品に関して,在庫量を約 80%削減し,欠品をゼロにすることができた.

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