製造ボトルネックの克服生産の流れを改善するヒント

製造業が直面する最大の課題のひとつは、生産プロセスのさまざまな段階で発生するボトルネックによる無駄や非効率です。ボトルネックは多くの場合、生産における特定のプロセスやロジスティクスに関連するものですが、管理者や監督者からの情報、指導、指示の流れに関わることもあります。

このようなボトルネックは生産工程では避けられないことかもしれませんが、ボトルネックを克服し、生産全体の流れを改善するのに役立つヒントや戦略があります。

この記事では、製造のボトルネックに対抗し、効率的なワークフローを確保するための最も効果的な戦略について説明します。

製造ボトルネックとは、作業負荷が特定の人、機械、プロセス、またはその他のリソースの能力を超えた場合に発生する、製造システムにおける狭窄点のことです。

ボトルネックは、生産の遅延、生産コストの増加、製造プロセスの全体的な効率の低下を引き起こします。ボトルネックは、原材料の入手、加工、包装、流通など、生産プロセスのどの段階でも発生する可能性があります。

短期と長期のボトルネック

• 短期的なボトルネック：これは、一時的な問題によって引き起こされるものです。オペレーターの欠勤や、単発的な出荷の問題による他のベンダーからの資材の受け入れの遅れなどが、短期的なボトルネックの一種です。
• 長期的なボトルネック：製造プロセス全体に重大な影響を及ぼす、繰り返し発生する問題によるもの。

短期的なボトルネックは、定期的な注意や対策を必要としない単発的なものであるため、長期的なボトルネックは、その根本的な原因を解決する必要があるものです。

製造環境におけるボトルネックには様々な原因が考えられます。最も一般的なボトルネックには以下のようなものがあります：

1.過負荷の機械。1台の機械が処理しきれないほどの仕事を担当している場合、その機械がボトルネックとなり、生産の流れが悪くなります。

2.不十分な人員配置。労働者が少なすぎると、機械や生産セルがフル稼働しない可能性があります。これは生産の流れを制限し、生産される製品の品質にも影響する可能性があります。

3.レイアウトの悪さ。生産現場のレイアウトはボトルネックにつながる可能性があります。例えば、機械の配置が、ステーション間の移動が多すぎたり、作業回避が必要だったりするため、生産工程が遅くなることがあります。

生産の流れを改善する最初のステップは、オペレーション内のボトルネックの原因を特定し、分析することです。ある種のデジタル生産追跡ソリューションを使用して効率と生産性をモニターしている製造業者にとって、ボトルネックの特定は容易です。

生産追跡ソフトウェアは、通常、ワークフローを見て、生産の様々な段階にわたる特定のプロセスのパフォーマンスを追跡することによって、ボトルネックを特定することができます。この種のソフトウェアは通常、生産プロセスとパフォーマンスをリアルタイムで可視化するため、遅延やその他の非効率の原因となっている可能性のあるボトルネックを特定するのに役立ちます。

例えば

- 人員不足のため、組み立てや検査に時間がかかります、

- 設備が古かったり、適切に保守されていなかったり、

- スペースが不足している、または設計が不十分

- 材料がなかなか手に入りません、

プロセスが大幅に遅れる可能性があります。Tulipようなデジタルソリューションを活用することで、メーカーはボトルネックをより迅速に特定し、解消することができます。

ボトルネックは、工程の一部分が他の部分に追いつけない場合に現れます。工場がより多くのデジタルツールを採用するにつれて、いくつかの理由は変化していますが、通常の犯人のほとんどは消えていません。特に4つの原因が、業界を問わず問題を引き起こしています。

マシン・ダウンタイム
重要なマシンが停止し、その後ろにあるものすべてが積み上がり始めます。前方のステーションはアイドルになり、下流のステーションは部品が不足します。これが明らかなダウンタイムです。

そして、隠れてしまうものもあります。短時間の停止、長時間の切り替え、あるいは十分に計画されていないメンテナンス作業によって、利用可能な生産能力は徐々に削られていきます。機器の状態がシフトログや日次サマリーでのみ追跡されている場合、そのような小さな損失は、それを修正する時間内に現れることはありません。

継続的なモニタリングは、小さな故障や不規則なサイクルが、実際の損害を引き起こす前に明らかにします。このような可視性が欠けている工場では、全体的な生産高が低下し始めるまで、機械関連の減速に気づかないことがよくあります。

ワークフォースの不均衡
オートメーションは、方程式から人を排除するものではありません。訓練されたオペレーターの数が少なすぎたり、チーム間の連携なしにタスクがシフトしたりすると、流れが滞ってしまいます。

あるワークステーションの前には行列ができ、他のワークステーションは待たされています。書類上は問題ない人数に見えますが、スキルやシフトのカバー率がプロセスに合っていないのです。

クロストレーニングと明確なタスクの可視化は、通常、採用以上に有効です。人が仕事の必要な場所に移動できなければ、機械がどんなによく動いても生産は遅くなります。

供給の遅れ
適切な材料が届かなければ、効率的なラインは停滞します。トラックの到着が遅れたり、ベンダーのリードタイムが一定でなかったり、社内の移動が遅れたりすると、生産の第一段階が止まってしまいます。

この問題は多くの場合、供給と同様に可視性にも関係します。在庫、未発注、納品に関する最新のデータがなければ、チームは欠品によってすでに業務がストップした後にしか対応できません。

バーコードのスキャン漏れや切り替え回数の増加など、初期の兆候を追跡している工場は、不足が発生する前に調整することができます。また、回復に何日も費やす工場もあります。

劣悪なレイアウトとマテリアルフロー
ときには、スペースの使い方に起因する遅れが生じることもあります。長い歩行距離、窮屈な通路、人とフォークリフトとの共有通路は時間を浪費し、干渉を生みます。

このような問題はシステム・データには必ずしも現れませんが、現場の誰もが感じています。作業員は部品を探すためにセルを横切ったり、フォークリフトを待ったり、工具が届かないために一時停止したりします。

単純なレイアウトの調整で、こうした障壁が取り除かれることはよくあります。スパゲッティ・ダイアグラムやデジタル・モーション・マップは、無駄な動きを可視化し、目的を持って変更を加えることができます。

ボトルネックが見つかったら、次に問題になるのは、どうやってそれを解消するか、少なくともアウトプットを制限しないようにするかです。多くの改善フレームワークが成果を約束してくれますが、動きの速い生産環境でうまく機能するものは限られています。

最も広く使われているのは、リーン方式、制約条件の理論（TOC）、ドラム・バッファ・ロープ方式（DBR）の3つです。それぞれが異なる強みを持ち、チームにライブの可視性と迅速なフィードバックループを与えるデジタルシステムと組み合わせることで、新たな力を発揮します。

リーン生産方式無駄を取り除き、フローを回復する
リーン生産は、無駄を取り除き、安定したフローを回復するという、本当に重要なことに焦点を当てているため、何十年もの間、主力製品となっています。バリューストリームマッピング、標準作業、5Sのようなツールは、摩擦点を見やすくし、作業負荷のバランスをとりやすくします。

多くの工場では、何を修正すべきかを考えることではなく、問題が発生したときにその原因を突き止めることが課題なのです。従来のリーン生産方式では、観察と手作業によるメモに大きく依存するため、根本原因の究明が遅くなります。

そのギャップを埋めるのがデジタル・トラッキングです。データ収集が自動的に行われれば、チームは逸脱が現れるとすぐにそれを確認し、正式なカイゼンイベントを待つことなく調整することができます。

制約条件の理論（TOC）：
TOCは単純な現実から出発します：スループットはプロセスの最も遅い部分によって制限されます。TOCは、あらゆるところに注意を向けるのではなく、その制約を見つけて強化することに焦点を当てます。

このアプローチは、制約を特定する、制約から最大限の力を引き出す、制約を中心に他のステップを調整する、制約の能力を引き上げる、制約が動いたら警戒を怠らない、という5つのステップで実行されます。

TOCツールは、制約が目に見え、安定している場合に最も効果的です。シフトや製品ミックスによって制約が変化するオペレーションでは、従来のTOCツールは苦戦を強いられます。デジタル・モニタリングをTOCプロセスに重ねることで、どのリソースがシステムの足かせになっているかをリアルタイムで確認できるため、改善努力が常に最新の状態に保たれます。

ドラム・バッファ・ロープ（DBR）：制約を供給し続ける
DBRはTOCを生産管理にまで拡張します。ドラム」は制約であり、ラインのリズムを作ります。バッファー」は、ドラムが常に仕事を準備できるようにします。ロープ」は、上流工程が先行しないように、新しい仕事がフローに入るタイミングを調整します。

注文や製品によって生産量が異なるディスクリート製造では特に有効です。主な課題は調整です。ライブ・ダッシュボード、アラート、および明確なデジタル作業指示書により、チームはそのバランスを保ち、過負荷をかけることなく制約を忙しく保つことができます。

新しいシステムやフレームワークを導入しても、その焦点の当て方が間違っていたり、業務に最も近い立場の人たちが改善に加わっていなければ、ボトルネックを解決することはできません。以下は、改善努力を頓挫させる3つの過ちと、それを避けるための実践的な方法です。

落とし穴1：方向性のないデータ
現代のプラントは、センサー、機械、アプリから大量の情報を生成します。問題はデータの量ではありません。

多くのチームは、ダウンタイム、スクラップ、サイクルタイム、オペレーターのアクティビティなど、あらゆる数値を追跡しています。ダッシュボードは増え続けます。アラートは無視されるまで出続けます。本当のボトルネックはノイズに埋もれたままです。

より良いアプローチは、別の指標ではなく、明確な質問から始まります。フローがどこで破綻しているのかを問い、その問いに答えるデータのみを収集します。個々の資産に固執するのではなく、プロセスレベルでパフォーマンスを可視化します。例外ベースのアラートを使用して、本当に目標から外れているものに注意を向けます。

文脈のないデータは注意をそらす目的に結びついたデータは行動を促します。

落とし穴2：浅はかな根本原因分析
生産が停滞すると、多くの場合、余分な労働力、バッファストックの追加、長時間労働など、問題にリソースを投入するのが常套手段です。このようなやり方は時間稼ぎにはなるかもしれませんが、何かを解決することはほとんどありません。

システムをチェックする前にオペレーターのせいにしたり、段取り替えを改善する代わりにWIPを追加するなど、原因ではなく症状に対処するような修正が行われると、分析の弱さに気づくでしょう。継続的な改善は、短期的なパッチのサイクルに変わります。

バリューストリームマップやデジタルトレースデータのようなツールを使用し、遅延がどこで始まるかを追跡することで、より深く掘り下げます。機械のログ、オペレーターの入力、材料の動きなど、システム間の信号を比較します。最も重要なことは、オペレーターをレビューに参加させることです。オペレーターは、レポートに現れるよりもずっと前に問題を発見しています。

良い分析とは、測定と同じくらい聞くことから始まります。

落とし穴3：オペレーターの取りこぼし
オペレーターは毎日ボトルネックと向き合っており、その原因を知っているのが普通です。彼らの意見が欠落していると、改善計画はしばしば間違った問題を修正したり、新たな問題を導入したりします。

その断絶は、問題を隠蔽する回避策や、実際のワークフローに合わないツールへの抵抗、フロアからの実践的な洞察を生かすチャンスを逃すこととして現れます。

オペレーターを最初から参加させてください。オペレータに問題を整理し、初期の解決策をテストしてもらいます。Tulip アプリのように、リアルタイムで見たことを記録し、共有できるツールを与えましょう。工場全体に適用する前に、小規模な変更を試してください。フローが最も早く改善されるのは、作業をしている人たちが解決策の設計を手伝ったときです。

製造ボトルネックの予防と対策に関しては、積極的に取り組むことが重要です。適切なステップを踏み、適切な戦略を実行することで、製造プロセスにおけるボトルネックを削減、あるいは解消し、組織全体の生産性を向上させることができます。ここでは、そのためのヒントをいくつかご紹介します。

1.可能な限りの自動化。自動化には、手作業によるボトルネックを減らす可能性があります。タスクやプロセスを自動化することで、必要なスタッフの数を減らし、生産の一貫性を向上させ、ワークフローを最適化することができます。

2.新しい設備への投資。古くなった機械をアップグレードしたり、新しい機器に投資することで、ダウンタイムを短縮し、その結果、メンテナンスや修理に割くリソースを減らすことができます。

3.レイアウトの最適化機械や人員を再編成することで、部品の移動距離を減らし、アクセスを改善し、工程をスピードアップすることで、生産の流れを改善することができます。

4.在庫管理システムの活用在庫管理を改善することで、不足している部品を特定し、その部品を見つけるまでの時間を短縮することができます。その結果、交換部品を待つことによるボトルネックを減らすことができます。

5.デジタルシステムの活用生産効率を向上させる上で、テクノロジーは重要な役割を果たします。生産プロセスのあらゆる側面からデータを収集できるようになったことで、メーカーは、ボトルネックがどこで発生しているか、ボトルネックの原因は何か、そしてそれがビジネスに与えている影響について、貴重な洞察を引き出すことができるようになりました。

リーン、TOC、DBRは、プロセスデータが手作業で収集されていた時代に構築されました。デジタル・システムは、即時の可視化と迅速な対応によって、これらの方法を拡張します。

最新のツールでチームは

• スループットとサイクルタイムを継続的に追跡

• ステーションが遅れ始めたときのフラグ

• タスクの割り当てやルーティングをその場で調整

• フロアを歩くことなく全体の流れを確認
  
  

このようなシステムは、Tulipようなプラットフォームを通じて、すでに多くの工場で稼働しており、チームはワークステーションをデジタル化し、ソースでデータを収集し、何週間も待たずにその日のうちに結果を確認することができます。

ボトルネック解消法の比較

ボトルネックの検出と解決のためのテクノロジー・ソリューション

どんなに優れた改善フレームワークも、可視性がなければ機能しません。見えないものは直せません。そこで、最新の製造テクノロジーは、現場で何が起きているかを、事後ではなく、その場で表示することによって、その地位を獲得しているのです。

IIoT システム、ライブ分析、Tulipようなコンポーザブル・ツールにより、チームはボトルネックをリアルタイムで検出、理解、解決できます。目標はデータを増やすことではありません。

IIoT：機器とデータのリンク

センサー、マシンタップ、ゲートウェイなどのモノのインターネット・デバイスは、マシンやワークステーションから直接データを引き出します。このデータストリームにより、何が稼働し、何がアイドル状態で、何が減速しているかをライブビューで確認できます。

できます：

• 部品が移動するステーションごとのサイクルタイムを追跡

• オペレーターの更新を待つことなく機械の状態を確認

• アイドル期間、ブロックされた信号、スキャンミスを自動的にキャプチャ

これらの読み取りは、推測や手作業による監査に代わり、ソースで収集された事実を使用します。その結果、流れがどこで途絶えているのか、なぜ途絶えているのかをより明確に把握することができます。

リアルタイム分析：制約を早期に発見

データの収集は一歩。重要なのは、それを迅速に利用することです。リアルタイム分析ツールは、これらのシグナルをフロー、キャパシティ、パフォーマンスの明確な画像に変換します。

先週のアウトプットを見直すのではなく、その場で質問すればいいのです：

• なぜステーション4のサイクルタイムがこの時間に上がっているのですか？

• 最も手戻りの多いシフトは？

• 今、WIPはどこに溜まっていますか？

このような即時性は、1日を通して制約が変化し、静的なダッシュボードでは追いつかないような、多品種または変動量の業務において違いを生み出します。

Tulip使用することで、製造業者は、オペレーション全体で使用されている人、機械、センサー、デバイスからのデータ収集を自動化することができます。このデータにより、監督者は生産上の課題や問題が発生した際に、リアルタイムで特定することができます。

さらに、Tulip ボトルネックの発生を未然に防ぐためにも利用できます。例えば、企業はTulip 使用して機械を監視し、実際に機械が故障する前に摩耗の兆候を特定することができます。これにより、メーカーはより迅速に対応し、コストのかかるボトルネックの発生を完全に防ぐことができます。

さらに、メーカーはデジタル作業指示書を作成することで、シームレスな生産の流れを確保することができます。デジタル作業指示書を活用することで、オペレーターのミスが減り、品質不良が後工程の生産に影響を与える可能性が低くなります。

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！