Factory Physics（ファクトリー・フィジックス）

引用

Hopp, W. J., & Spearman, M. L. (2011). Factory Physics (3rd ed.). Waveland Press.

章の要約

本書は約700ページで、導入の第0章のほかに3部からなる。第0章で全体を貫く考え方が示される。製造管理に焦点を当て、運営（オペレーション）を範囲とし、一般的な法則で生産システムを記述する「ファクトリー・フィジックス」を方法とし、フローラインを視点とする。第I部は製造管理とその手法の歴史を概観し、第II部は「科学」を構築し、第III部はそれを計画と統制に応用する。ほとんどの章の末尾に討議事項、学習用の問い、または演習問題があり、付録をもつ章もある。

第0章：Factory Physics?（ファクトリー・フィジックスとは）

書名の問いに、短い答えと長い答えを与える。長い答えでは、焦点（製造管理）、範囲（オペレーション）、方法（ファクトリー・フィジックス）、視点（フローライン）を示し、本書の概観で終わる。

第I部：The Lessons of History（歴史の教訓、第1〜5章）

第1章：Manufacturing in America（アメリカの製造業）。 第一次産業革命から、鉄道、大衆小売業、カーネギーとフォード、科学的管理（テイラーら）、近代的製造組織の台頭（デュポン、スローン、ホーソン、経営教育）、そしてその後のアメリカ製造業の頂点、衰退、復活までの経験。第2章：Inventory Control: From EOQ to ROP（在庫管理：EOQ から ROP へ）。 経済発注量モデルとその拡張、動的ロットサイズ決定（Wagner–Whitin 法）、統計的在庫モデル（ニュースベンダー、ベースストック、(Q, r) の各モデル）。付録は基礎的な確率の復習と在庫の公式集である。第3章：The MRP Crusade（MRP の十字軍）。 資材所要量計画（入出力、手順、ロットサイズ、安全在庫、問題点）、MRP II とその計画階層、企業資源計画、サプライチェーン管理、高度計画システム。第4章：From the JIT Revolution to Lean Manufacturing（JIT 革命からリーン生産へ）。 ジャストインタイムの起源と目標、導入、全社的品質管理、プルシステムとかんばん、JIT からリーンへの移行。第5章：What Went Wrong（何が間違ったのか）。 問題と、これまで試みられた解決策（科学的管理、コンピュータの台頭、その他の「科学的」アプローチ）を取り上げ、今後どこへ向かうかを問うて終わる。

第II部：Factory Physics（ファクトリー・フィジックス、第6〜12章）

第6章：A Science of Manufacturing（製造の科学）。 製造の科学の根源、戦略的・運営的目標、モデルと業績指標、改善の方法論。付録は活動基準原価計算を扱う。第7章：Basic Factory Dynamics（工場の基本的な動態）。 定義とパラメータ、スループット・仕掛品・サイクルタイムの簡単な関係、労働制約のあるシステム。第8章：Variability Basics（変動性の基本）。 変動性とランダム性、処理時間の変動とその原因、フローの変動、待ち行列による変動の相互作用、ブロッキング、変動のプーリング。第9章：The Corrupting Influence of Variability（変動性の悪影響）。 変動の法則、フローの法則、バッチの法則、サイクルタイム、変動が性能に及ぼす影響、診断と改善。第10章：Push and Pull Production Systems（プッシュ型とプル型の生産システム）。 プルについての認識、プルが有効な理由、CONWIP、CONWIP と MRP およびかんばんとの比較。第11章：The Human Element in Operations Management（オペレーション管理における人間的要素）。 人間に関する基本法則、計画と動機づけ、責任と権限。第12章：Total Quality Manufacturing（全社的品質製造）。 品質観、統計的品質管理、シックスシグマ、オペレーションとサプライチェーンにおける品質。

第III部：Principles in Practice（原理の実践、第13〜19章）

第13章：A Pull Planning Framework（プル型計画の枠組み）。 分解、予測、プルのための計画、階層的生産計画。付録に割当量設定モデルがある。第14章：Shop Floor Control（現場統制）。 一般的考察、CONWIP の構成、その他のプル機構、生産の追跡。付録に統計的スループット管理がある。第15章：Production Scheduling（生産スケジューリング）。 プルの枠組みの中でのスケジューリング。第16章：Aggregate and Workforce Planning（総合計画と要員計画）。 総合レベルの計画と要員の決定。第17章：Supply Chain Management（サプライチェーン管理）。 在庫を持つ理由、原材料・仕掛品・完成品・補修部品の管理、多段階のサプライチェーン。第18章：Capacity Management（能力管理）。 能力設定の問題、モデル化と分析、既存ラインの改造と新ラインの設計、能力配分とラインバランシング。第19章：Synthesis—Pulling It All Together（総合：すべてをまとめる）。 細部の戦略的重要性、実施、チームワーク、「ファクトリー・フィジックスの寓話」、そして将来。

主要概念

第I部

• EOQ、ベースストック、(Q, r) モデル：古典的な在庫モデルとその統計的拡張。
• MRP、MRP II、ERP：プッシュ型の計画システムの系譜。
• JIT、TQM、リーン：日本に触発された代替策。かんばんはプルの機構の一つ。

第II部

• スループット、仕掛品、サイクルタイム：工場の動態の簡単な法則で結ばれる量。
• 変動性と待ち行列：処理時間の変動とフローの変動、そしてそれらが相互作用してサイクルタイムを延ばすしくみ。
• 変動・フロー・バッチの法則：本書が打ち立てる名前付きの法則群。
• CONWIP：本書が MRP やかんばんと比較するプルシステム。

第III部

• プル型計画の枠組み：プルを軸に組み立てた予測と階層的計画。
• 総合計画と能力管理：工場やラインのレベルの計画。
• サプライチェーンの在庫：原材料、仕掛品、完成品、補修部品、多段階システム。

批判的分析

長所

• 原理に基づく方法。 第II部は、スループット、仕掛品、サイクルタイム、変動性を結ぶ法則を示し、プル、バッチ、バッファといった慣行を、記述するだけでなく説明する。
• 歴史から始まる。 第I部は在庫モデル、MRP、JIT の発展をたどり、「What Went Wrong」と題する章で終わって、続く科学の動機づけとなっている。
• 理論から実践へ。 第III部は法則を計画、現場統制、スケジューリング、総合計画、サプライチェーン、能力に応用し、総合の章で締めくくる。
• 定量的な道具立て。 確率の復習、在庫の公式、章末の演習が定量的な議論を支える。

短所

• 数学・確率の前提。 第2章には確率の付録があり、第8・9章は変動性と待ち行列を扱うので、後の章は確率と統計に慣れていることを前提とする。
• 製造に特化。 第0章は焦点を製造管理、視点をフローラインとしているため、オペレーションの他の領域に関心のある読者には、一般的な教科書より狭い枠組みに見える。
• 核心までの道のりが長い。 第II部の法則が始まるまでに、700ページのうち約180ページを第I部が占める。ただし選択的に読むことはできる。
• 大部である。 700ページ、20章は、一つの授業が扱える範囲を超える。

コースにおける位置づけ

オペレーション・マネジメントの読書リストの中で、定量的で原理に基づく一冊である。Operations Management（Slack）、Operations and Supply Chain Management（Heizer）、Operations Management: Processes and Supply Chains は、オペレーションとサプライチェーンを扱う広範な教科書で、最初に読むのに自然である。Essentials of Supply Chain Management は簡潔な実務者向けの入門書、Chopra の Supply Chain Management: Strategy, Planning, and Operation は、サプライチェーン全体をスプレッドシートで扱う発展的な本である。

Factory Physics は、生産システムがどう振る舞うかに集中する点（第7〜10章の工場の動態、変動性、プル）で、これらを補う。概観的な授業のあとに読み、サプライチェーンについては第17章と Chopra を併用するとよい。

本書の使い方

確率、基礎的な統計、微積分に慣れていること、オペレーション・マネジメントに少し触れていることが求められる。

• 中核： 第0章、続いて第6〜10章（この科学の中心：目標、工場の動態、変動性、プッシュとプル）。
• 背景： 第1〜5章は流し読みか必要に応じて読む。第2章は後の章で使う在庫モデルを提供する。
• 応用： 第13・14章（計画と現場統制）、関心に応じて第15〜18章、そして全体をまとめる第19章。
• 練習： 章末の討議事項、学習用の問い、演習問題。