ISO-22400(KPI)の現状と今後のIAF活動との関連

ISO-22400(KPI)の現状と

今後のIAF活動との関連

IAF ( Industrial Automation Forum ) 1

IAF情報WG主査大西作幸

2014年6月25日

はじめに


MES（Manufacturing Execution System）領域でのKPI（Key Performance Indicators）である品質性、安全性、設備稼働率などを数値化して管理するにあたり、工場・事業所・企業ごとといった異なるメジャーでは、経営戦略管理上比較ができないと適切な経営判断ができず、設備／装置・ロボットから出すデータ基準が装置メーカーごとに違っていては改善効果の評価もできません。

そこでKPI別に装置のデータ採りの基準を国際標準化したISO 22400に関する話をいたします。

Key performance indicatorsISO 22400 制定の流れ


MESの生産性指標の標準化の動き

NWI提案 DIN ２００８年５月

TC184/SC5にWG9を設立（２００９年５月）

NWIの投票（２００９年９月）

NWIの成立（２００９年１２月）ドイツ、フランス、スエーデン、スペイン、アメリカ、韓国、中国、日本

第１回WG（フランクフルト：２０１０年２月）

第２回WG(ルンド：２０１０年７月）

第３回WG(スッツガルト：２０１０年１１月）

ISO 22400‐2国際規格発行 2014年1月6日


ISO 22400 標準化の狙い


MESの標準化を意図したが、既に多くのMESが商用で売られていたり、使用されているので、標準化には適しない。

MESの情報を厳格に標準化するよりは、利用者視点で情報を標準化する方が利点がある。

生産システムの生産性指標を標準化することで、ベンチマーキングが可能になる

生産性指標を定義することで、センサー、制御機器などから必要なデータを容易に収集、編集が可能になる。

経営的な情報と生産システムの現場との情報を統合的に可視化することができる。

ISO 22400について


Automation systems and integration— Key performance indicators (KPIs) for manufacturing operations management —

オートメーションシステム及びその統合－製造操業マネジメントのキーパフォーマンス指標－

— Part 1: Overview, concepts and terminology— Part 2: Definitions and descriptions— Part 3: Exchange and use (作業中)— Part 4: Relationships and dependencies（作業中）

ISO 22400-2 目次


1 Scope

2 Terms and definitions

3 Symbols and abbreviated terms

4 Structure of KPI description

5 Elements used in KPI description

6 Description of KPIs

7 Conformance

Annex A (normative)Effect models

Annex B (informative)Alternative OEE calculation based on loss time model

ISO 22400の対象領域


ISO 22400は、IEC 62264のLevel3が対象Manufacturing Operation Management（製造操業管理）階層

ISO 22400の対象


種々の現場、工場、企業間で統一的に評価できる指標

IEC 62264 Level 3のデータ


Manufacturing automation & control domain data

Detailed schedule data

Product data

Quality data

Performance data (KPI)

Equipment data

Work-Time data

Process data

Materials data

Job order data

Level 4

Level 3

Level 2 and below

詳細スケジュールオーダー製品、材料品質、作業時間工程、装置

関するデータ

ISO 22400で定義されている指標


定義しているKPI３４のKPIを定義（Part2 6章 Table 2～Table35) Efficiency indicators 9 Quality indicators 9 Capacity index 4 Environmental indicators 4 Inventory management indicators 6 Maintenance indicators 3

KPIs


(1) Worker efficiency：労働生産性

(2) Allocation ratio：負荷度

(3) Throughput rate：生産量

(4) Allocation efficiency：負荷効率

(5) Utilization efficiency：利用効率

(6) Overall equipment effectiveness index：総合設備効率

(7) Net equipment effectiveness index：正味設備効率

(8) Availability：設備有効性

(9) Effectiveness：工程効率

(10) Quality ratio：品質率、良品率

(11) Setup ratio：段取率

(12) Technical efficiency：設備保全利用率

(13) Production process ratio：工程利用率

(14) Actual to planned scrap ratio：計画実績廃棄率

(15) First pass yield：直行率

(16) Scrap ratio：廃棄率

(17) Rework ratio：手直率

KPIs


(18) Fall off ratio：減衰率

(19) Machine capability index：機械能力指数

(20) Critical machine capability index：クリティカル機械能力指数

(21) Process capability index：工程能力指数

(22) Critical process capability index：クリティカル工程能力指数

(23) Comprehensive energy consumption：総合エネルギー消費量

(24) Inventory turns：在庫回転率

(25) Finished goods ratio：良品率

(26) Integrated goods ratio：総合良品率

(27) Production loss ratio：製造廃棄率

(28) Storage and transportation loss ratio：在庫輸送廃棄率

(29) Other loss ratio：その他廃棄率

(30) Equipment load ratio：設備負荷率

(31) Mean operating time between failures：平均故障間動作時間

(32) Mean time to failure：平均故障時間

(33) Mean time to repair：平均復旧時間

(34) Corrective maintenance ratio：良品保全率

Structure of KPI description


Content: Name ID Description Scope Formula Unit of measure Range Trend

Context: Timing Audience Production methodology Effect model diagram Notes

Elements used in KPI description


Time model for work units



Time model for production order



Time model for personnel

KPI description: Worker efficiency


Content Name: Worker efficiency ID: Description: The worker efficiency considers the relationship between the actual

personnel work time (APWT) related to production orders and theactual personnel attendance time(APAT) of the employee.

Scope: Worker, workgroup, work unit Formula: Worker efficiency = APWT / APAT Unit of measure: % Range: Min: 0% Max: 100% Trend: The higher the better

Context Timing: Periodically Audience: Supervisor, management Production methodology: Discrete, batch, continuous Effect model diagram: see Figure A.1 Notes: When calculating worker efficiency be careful of possible double

counts if the worker is working on several work units or productionorders simultaneously.

Effect model diagram keyWorker efficiency = APWT / APAT


results, through use of a formula, in a KPIincludes (a 1:1 relationship)

has (i.e. is booked or entered)consists of (a 1:n relationship)

Worker efficiency

WorkerWorkgroup

SiteProduct

AreaProduction order

Work centre

Work unitOperation sequence

Actual personnel work time

Actual personnel attendance time

この標準に対し何をするか


機器ベンダー標準化されたKPIに関係するデータを提供可能な機器の開発。

システムインテグレータ標準的な計算方法によるKPIの表示方法とソフトの提供

KPIの仕様の標準化

生産システムユーザー（工場）標準化されたKPIによるベンチマーク

改善活動の見える化の指標化

KPIの自動取得と自動表示

ＫＰＩによる情報の見える化


ISA95によるシステムの階層モデル、規格団体で提唱されてき

た相互接続のデータ交換モデル、更にＯＰＣ－ＵＡが定義したセキュリティ視点での情報モデルは、ISO22400‐2によるKPIの表現でIAシステム全体の見える化の体系が整いつつあります。

「活用userがシステム階層のネットワーク構造に捉われない」と云う、情報活用スタイルが今後主流になって行く。

ネットワークユーザ⇒Webユーザに変化

⇒物理的な制約を受けない参照構造が中心

KPIの「見える化モデル」の要求。

ユーザの情報活用に応じた「見える化モデル」の規格化・ルール化・ツール化の整備が今後の取り組み課題と考えている。

参考文献


ISO 22400 Standardization of Key Performance Indicatorfor Manufacturing Execution SystemYoshiro Fukuda, Hosei UniversityRobrts Patzke, Messtechnic und Fertigungstechnologie GmbH

FA，装置・ロボットとMES（MOM）でのKPI国際標準化の流れManufacturing operations management — Key performance indicators —

法政大学福田好朗

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