ボトルネック分析とは？ボトルネックの特定と克服のためのツール

製造ボトルネックとは、最大の処理能力をもってしても生産割当量を満たすことができず、それによって作業の流れを遅らせたり止めたりする作業段階のことです。

この概念は、マネジメントやロジスティクスにも同様に当てはまります。ボトルネックは情報、指導、作業指示の流れを制限します。

生産におけるボトルネックは、物理的なボトルと同じ働きをします。狭いネックは水の流出速度を低下させ、背後のバックアップを引き起こします。

オペレーションにおいてボトルネックは、作業の生産性に大きな支障をきたし、生産プロセス全体に遅れをもたらし、顧客の要求速度に追いつくことができません。

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ボトルネック分析とは、本番環境でボトルネックが発生している場所、その影響、およびボトルネックを解消するための解決策を特定するために使用されるツールとプロセスの組み合わせのことです。

ボトルネック分析の目標は以下の通りです：

• 生産および管理プロセスにおける主要なボトルネックの特定
• ボトルネック分析のための関連定量データの収集
• ボトルネックに対処するための可能な解決策の検討
• 品質不良製品の最小化、作業効率の向上、ダウンタイムの削減
• 全体的な生産能力の向上とリードタイムの短縮

たいていの場合、最も長いキューを持つマシンまたはプロセスがボトルネックになります。対象ステップがワークフロー全体の根本的な障害になっているかどうかを特定するには、生産プロセスでこれらの赤旗を探すと正確な評価ができます。

スループットとスループット時間

各機械のスループットを 1 つずつ向上させることで、全体的な生産量に最も大きな影響を与えるのはどれかが明らかになります。スループット時間が平均より長いということは、工程、検査、移動時間に遅れが生じ、待ち時間が増加する可能性があるということでもあります。この場合、スループット時間のどのステップに不必要に長い時間がかかっているかを特定するために、さらなる調査が必要になることがあります。

蓄積

インプットが機械の処理能力を上回ると、必ずそのステップの後にアキュムレーションが発生します。在庫と作業時間が蓄積されるのは、作業オーダーが製造プロセスの他のステップと同じ速度で処理できないからです。

フル稼働

生産工程のボトルネックとなる可能性が高いのは、フル稼働率が最も高いユニットや機械です。これは、生産現場の他のユニットの稼働率が低いことと簡単に比較することができます。ボトルネック・ユニットの投入量が増加した場合、ほとんどの場合、そのユニットが最初に生産停止となります。

遅いコミュニケーション

ミスコミュニケーションやコミュニケーションの遅れに起因するエ ラーが、製造プロセスの遅れにつながっていませんか？あらゆる業務レベルでのコミュニケーション不全は、物理的な生産性の低下につながります。

どの生産ラインにも、他の工程より遅い工程があります。その工程が他の工程のペースを決めるのです。そのボトルネックに対処するまでは、他の工程はそのボトルネックが許す限りのスピードしか出せません。

制約条件の理論では、システムの性能はその最も遅いポイントによって制限される、とされています。制約に対処しなければ、重要でないステップを高速化しても結果は変わりません。

その影響は、多くの人が予想するよりも広範囲に及びます。ひとつのボトルネックが

• 一定期間内に出荷可能な完成品の上限量

• リードタイムが押し出され、納期厳守が難しくなります。

• オペレータを待たせ、WIPを蓄積し、余分なスクラップを発生させることでコストを増加させます。

ボトルネックを解決することは、完璧を追い求めることではありません。他の業務の妨げとなる障害物を取り除くことです。

ボトルネックの兆候

すべての速度低下がボトルネックというわけではありません。しかし、このような現象が見られたら、詳しく調べてみる価値があります：

• ある駅で山積みになる仕事。列が解消されないのは、たいていの場合、キャパシティの低下を意味します。

• アイドリング状態のオペレーターやマシン。人々が待っている場合、その待ち時間はたいてい上流にあります。

• 増え続けるWIP。中途半端な部品が多すぎるのは、ほとんどの場合、制約に遡ります。

• スケジュールの遅れボトルネックで納期が遅れる

• 飛び交うサイクルタイム。一貫性のないタイミングは、移動のボトルネックを隠します。

• クイックフィックスの数々。もしチームが毎日問題のパッチを当てているのであれば、本当の問題は対処されていません。

5つの理由

根本原因分析の一環として、5Whysは生産のボトルネックにつながる要因事象を特定することができます。この方法は、「なぜ」を問い続けることで、問題からその原因へと遡っていきます。

フィッシュボーン・ダイアグラム

フィッシュボーン・ダイアグラムは、根本原因分析の視覚的手法です。問題は魚の頭に書かれ、その問題の原因は、フィッシュボーンの形に枝分かれした主要原因の下にリストアップされます。フィッシュボーン・ダイアグラムの詳細と、工場全体でフィッシュボーン・ダイアグラムの手法を標準化する Tulip 、こちらをご覧ください！

5Whysやフィッシュボーンのようなツールは原因を掘り下げるには適していますが、それだけでは限界があります。ボトルネックを明確に把握するために、メーカーはホワイトボード上の意見ではなく、実際のデータを分析する方法に傾倒しています。

プロセスマイニング
MES やERP システムからイベントログを取得することにより、プロセスマイニン グは、工場内で実際にどのように作業が行われているかを示します。手動マップからは得られない方法で、減速、手戻りのループ、隠れたキューを可視化します。
例：あるパッケージングチームは、時間の半分近くがラベルの手戻りで失われていることを発見しました。データによってそれが明らかになるまで、誰もそれをはっきりと認識していませんでした。

離散事象シミュレーション(DES)
DESはラインのデジタルモデルを構築し、現場で試行する前に変更をテストすることができます。DESは、クルーの人数のシフト、レイアウトの調整、バッ チルールの変更など、「もしも」の時に、生産を危険にさらすことな く、特に役立ちます。

リアルタイムモニタリング
MES ダッシュボードとIoT センサーを使用すれば、サイクルタイム、機械の稼働時間、スループットをその都度確認することができます。このような可視性により、小さな制約が雪だるま式に大きくなって出荷遅延につながる前に、それをキャッチすることができます。

AI-Based Predictive Models
予測ツールは、過去と現在のデータの両方を見て、ボトルネックが発生しそうな場所を特定します。これにより、ラインが停滞する前に、スケジュールをシフトしたり、人員配置のバランスをとったり、メンテナンスを入れたりするチャンスが得られます。

単一の手法で全体像を把握することはできません。これらを併用することで、システムを多角的に見ることができ、制約が慢性的な問題に硬化する前に取り組むことができます。

静的ボトルネックと動的ボトルネック

ボトルネックの中には、決して動かないものもあります。検査工程が遅かったり、機械が他のラインに追いつけなかったりするような、厳しい制限に縛られているものです。また、もっと厄介なものもあります。ボトルネックは、製品構成や人員配置によっ て、ある日は組立工程に現れ、次の日には包装工程に移っ てしまうかもしれません。

だからこそ、1回だけの分析では不十分なのです。火曜日にはバランスが取れているように見えるラインも、金曜日にはズレていることがあります。継続的に追跡しているチームは、そのようなシフトを発見し、スケジュール全体が狂う前に調整することに長けています。

ボトルネックの発見は始まりにすぎません。ボトルネックを修正すること、そして修正したボトルネックを維持することは、計画的なアプローチを必要とします。

DMAICのボトルネックへの適用

• 定義- フローがどこで途切れているかをよく見てください。長蛇の列やアイドリング状態の作業員は、たいていその兆候です。
  

• 測定- サイクルタイム、利用率、スループットを段階的に追跡します。リアルタイム・データは、スパイクを隠す静的レポートに勝ります。

• 分析- 5つの理由、フィッシュボーン、プロセスマイニングなどのツールを使って、症状だけでなく実際の原因を突き止めます。

• 改善- 発見したことを行動に移します。つまり、仕事のシフト、能力の追加、手順の再設計などです。変更は具体的に。

• コントロール- 監視を続けてください。ボトルネックは移動します。

チームがうまくいかない理由

• 平均値に頼ること。中間値ではなく極端値が、通常、生産に支障をきたします。

• 人や在庫を投げつけること。それは問題を覆い隠すだけです。

• ボトルネックがそのままだとすると。ボトルネックはミックス、スケジュール、人員配置によって変化します。

改善の維持

工場で使用するために作られたツールは、ラインを維持するのが簡単です：

• 遅延が発生した際に表示されるダッシュボード

• チームが新しいプロセスに従うためのデジタルワークフロー

• 改善が維持されているか、または後退し始めたかを追跡する分析

ボトルネック分析は、完成したプロジェクトではありません。それは、毎日オペレーションを行う方法の一部なのです。

ボトルネックはオペレーション全体のペースを決定します。ボトルネックはスループットを低下させ、コストを押し上げ、納期を守ることを難しくします。ボトルネックの発見と解決には、直感以上のものが必要です。プロセスマイニング、シミュレーション、リアルタイムモニタリングのようなツールは、実際に流れがどこで途絶えているかを可視化します。

これは、一度やって終わりという仕事ではありません。ボトルネックは、製品構成、人員配置、需要によって変化します。優位に立つチームは、ボトルネック分析をサイドプロジェクトとしてではなく、日常業務の一部として扱っています。

Tulip 、さまざまな業種の製造業者が生産データを収集・可視化し、生産プロセス全体の無駄や非効率の原因を特定するために使用しています。

Tulip収集したデータにより、監督者は、ボトルネックがどこで発生しているのか、なぜ発生しているのか、ボトルネックが他の生産工程に与える影響について、十分な情報を得た上で話し合うことができます。

Tulip どのようにお客様の業務のボトルネックを特定し、解消することができるのか、ご興味のある方は、今すぐ弊社チームまでご連絡ください！

ボトルネックはオペレーション全体のペースを決定します。ボトルネックはスループットを低下させ、コストを押し上げ、納期を守ることを難しくします。ボトルネックの発見と解決には、直感以上のものが必要です。プロセスマイニング、シミュレーション、リアルタイムモニタリングのようなツールは、実際にどこで流れが途絶えているかを可視化します。

これは、一度やって終わりという仕事ではありません。ボトルネックは、製品構成、人員配置、需要によって変化します。優位に立つチームは、ボトルネック分析をサイドプロジェクトとしてではなく、日常業務の一部として扱っています。