生産能力：生産性と効率向上のための戦略

製造業は常に、生産性を向上させ、生産コストを最小化するために、利用可能なリソースを最大限に活用したいと考えています。今日の競争環境にある製造業は、リードタイムを把握するために、正確な生産計画とスケジューリングにますますリソースを投入しています。

生産能力を計算することは、メーカーが設備の最大生産量を把握するための基本的なステップのひとつです。

さらに、メーカーは、健全な財務計画を立て、事業の成長を正確に予測するために、生産能力の数値に依存しています。そのため、企業は長期的なビジネス上の意思決定を行うために、生産能力を適切に計算する必要があります。

このガイドでは、生産能力について、基本的なことから、製造業の生産性と効率を向上させるための効果的で実行可能な戦略まで詳しく説明しています。詳細はこちらをご覧ください。

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生産能力とは、企業が一定期間内に利用可能なリソースを使用して生産できる最大製品生産量のことです。この指標は、短期的にも長期的にも、メーカーの重要な経営判断に影響を与えるため重要です。

例えば、製造業がより大量の注文に応えたいと考えた場合、意思決定者は、その事業が需要の増加に十分に対応できるかどうかを知る必要があります。さらに、製造業は、生産能力を、機械、設備、施設を含む設備投資の意思決定だけでなく、労働稼働率にも活用します。

そのため、製造業者が自社の生産能力を把握することは重要です。なぜなら、生産能力を把握することは、管理上および施設内の意思決定に役立つため、企業は生産効率を最大限に高めることができるからです。

どのメーカーも、すでに稼働している設備から、より多くの生産量を引き出したいと考えています。しかし、生産量を上げる前に、生産能力が実際にどのように機能しているかを、信頼できる形で把握する必要があります。その把握は、見た目以上に難しい。

ボトルネックとダウンタイム
どのラインにもスローポイントがあります。それを追跡していないのであれば、推測に過ぎません。たった1台の機器の稼動が遅かったり、予定外のダウンタイムが発生 したり、ワークフローが偏っていたりするだけで、スループットは徐々に低下し ていきます。問題が数字に現れたときには、すでに遅れをとっており、追いつくために奔走しているのです。

Workforce and Scheduling Limits
機械は自走するものではありません。トレーニングの不足、人員不足、あるいは厳格なスケジュールは、 設備の準備が整っていても、生産に支障をきたします。季節的な変動は、問題をさらに悪化させ、時には人手不足に陥り、またある時には、使い切れない労働力の代金を支払うことになります。

機器年齢とメンテナンス
資産が古くなると、メンテナンスの期間が長くなり、パフォーマンスに対する洞察力が低下することがよくあります。まだ稼動しているかもしれませんが、直感的な感覚や事後的な修理に頼っていると、ダウンタイムのコストを過小評価することになります。

需要変動
フォーキャスト（予測）だけでは限界があります。突然の注文殺到や予期せぬ需要減退は、一夜にして計画を狂わせます。キャパシティを調整する柔軟な方法がなければ、顧客に過剰な約束をしたり、動かない在庫に現金をつぎ込んだりするリスクがあります。

先に述べたように、生産能力は、主要な経営陣や経営幹部が事業に関する幅広い意思決定を行うために不可欠な情報を提供します。

製造業の生産能力は、その事業の種類によって異なります。例えば、多品種少量生産の事業と、大量生産型の事業とでは、生産能力の算出方法が全く異なります。

生産能力を把握するための最初のハードルは、機械稼働時間の決定です。これは、機械を使用して製品を生産できる潜在的な時間数を指します。

機械稼働時間＝使用可能な機械台数×稼働時間数

これがあれば、1種類の製品を生産する場合、1つの製品を作るのにかかる時間を考慮することで、生産能力を計算することができます。

したがって、生産能力の計算式：

単品生産能力＝機械時間能力÷単品生産にかかる時間

グラフィックTシャツを製造している繊維会社の例を見てみましょう。従業員は1日8時間働き、20台のDTG（Design to Garment）プリンターを使ってTシャツを作ります。従業員が1枚のTシャツを仕上げるのにかかる時間は15分。

マシンアワー容量＝8×20＝160マシンアワー

シャツ1枚の製作時間＝0.25時間

生産能力＝160÷0.25＝640枚/日

事業規模の拡大を目指す企業にとって、生産能力を増強するために検討できる選択肢はいくつかあります。いくつか例を挙げましょう：

作業シフトを増やす製造業は、生産可能な時間を長くすることで、生産能力を高めることができます。製造業は、従業員に時間外労働を奨励するために時間外手当を支給することで、これを行うことができます。

あるいは、シフト制を採用することもできます。異なる従業員グループが機械の稼働時間を確保し、生産能力を大幅に向上させます。

生産のアウトソーシング機械がピーク時には稼働していても、消費者の需要を満たすには十分でない場合があります。製造業は、短期的な需要に対応するため、請負製造業者に作業を委託することで、生産能力を高めることができます。

リーン生産方式の採用リーン生産方式を採用することで、生産業務を可能な限り効率的に行い、製造施設で発生するさまざまな無駄を排除します。

その結果、すべてのインプットは、機械と従業員がより多くの製品を提供するために働くことを保証するために使われます。

設備の有効性の向上事前予防的な機械メンテナンスを採用することで、機器が常に良好な作動状態に保たれます。その結果、機械のダウンタイムが少なくなり、生産オペレーションを中断することがなくなります。

設備全体の効率（OEE）を最大化することで、企業は生産能力をわずかに向上させることができます。

新しい機械への投資：予算に余裕があれば、新しい機械を導入して生産量を増やすことができます。これは、既存の設備がすでにフル稼働しているにもかかわらず、貴社の生産能力要件を満たしていない場合に実行しやすくなります。このような設備投資は、長期的な視野で成長を目指す企業にとっては重要な検討事項ですが、季節性などによる供給制約を短期的に解決したい企業にとっては、アウトソーシングの方が良い選択肢となるでしょう。

生産能力の決定は、需要のシフトをいかにうまく処理するかの基調を定めます。間違った道を選ぶと、遊休設備や出荷の遅れ、あるいは不適切な場所に滞留する現金に行き詰まることになりかねません。フレームワークは、このような選択を構造的に考える方法を提供します。

1) リード、ラグ、マッチ戦略

ほとんどのメーカーは、3つの方法のいずれかで事業拡大に取り組んでいます：

• リード注文が来る前に生産能力を増強すること。市場が急成長しているときには効果的ですが、予測が外れた場合はコストを背負うことになります。

• 遅れ：需要が顕在化するまで待ってから投資。現金は守れますが、常に需要を追いかけることになり、回復には時間がかかります。

• マッチ：より小さなステップで生産能力を追加します。より実際の需要に近づけることができますが、その分計画や日々の視認性に負担がかかります。

それぞれの道は、あるリスクと別のリスクを交換します。リードは早期に資金を使い、ラグは顧客を不幸にするリスクがあります。

2) シナリオ・プランニングと予測

どんな計画も、そのままでは生き残れません。ベストケース、ワーストケース、中間など、いくつかの需要シナリオを立てることで、数字が動いたときにどう対応するかを事前に決めておくことができます。予測は重要ですが、それ以上に重要なのは、売上が予想より15％高かったり低かったりしたときに、明確な答えを出すことです。

実践編
年率約10％の成長を続ける中堅エレクトロニクス工場を例にとってみましょう。彼らはマッチ・アプローチを選択します：

• 次の半年で第2シフトを増やし、複数の機械にまたがるオペレーターを養成します。

• 翌年には、生産量に応じて拡張できるモジュール式の機器を購入します。

• 1年半後には、別の施設にサテライトラインを開設する予定です。

それぞれの段階でトリガーを設定します。注文があるポイントを超えて上昇すれば、先に進みます。需要が鈍化すれば保留。そうすることで、ひとつの道筋に縛られることなく、状況の変化に応じて調整することができるのです。

どんな生産ラインにも弱点があります。それが制約条件の理論（TOC）の本質であり、他の工程がどんなにうまく稼動しても、生産量は最も遅い工程で決まります。

TOCの実際
TOCとは、一度にすべてを修正することではありません。足かせになっているステップに注意を払い、そのステップの周りを整理することです。そのサイクルは次のようなものです：

• 制約を見抜く

• 今あるもので、できる限りのことを。

• 他のプロセスがそれをサポートし、それに逆らわないようにしてください。

• 必要であれば、能力を拡大するために投資やプロセスの変更を行います。

• そしてまた次の制約から始めます。
  

リソースを分散させるのではなく、最大の効果をもたらすところに圧力をかけ続けるのです。

ボトルネックの発見と対処
ボトルネックはいつも目に見えるところにあるとは限りません。機械が遅いというような、よくあるボトルネックの場合もあります。また、検査や梱包、あるいはサインオフの待ち時間であることもあります。ボトルネックは、長蛇の列、待ち時間の延長、立ち尽くすオペレーターなどの形で現れます。プロセスのマッピング、ステップのタイミング、生産追跡ツールの使用は、隠れた遅れを表面化させるのに役立ちます。

一旦、制約を突き止めたら、その制約を取り除くだけでなく、それを高めることが仕事です。それはつまり

• より良いメンテナンスルーチンでダウンタイムを削減

• トレーニングやセットアップの削減によるサイクルタイムの短縮

• 残業で動き続ける

• ボトルネックが枯渇しないように小さなバッファを追加
  

そして、その制約を解くと、また別の制約が出てきます。それは想定内。このサイクルを繰り返すたびに、あなたは天井を少しずつ高くしているのです。

バッファとバランス
TOCはバッファの賢い使い方も要求しています。単なる在庫の山ではなく、ボトルネックを障害から守るための時間的、容量的なクッションです。最も遅いステーションの前に小さな WIP バッファがあれば、上流で問題が発生しても、そのステーションは稼動し続けることができます。その後に時間的なバッファを置くことで、検査の遅れや下流でのタスクの変動を吸収することができます。

同時に、他の線路が交差して働くことも避けなければなりません。ラインバランシングは他のステーションの整列を維持し、1つの遅延を他の遅延と交換しないようにします。目標は、流れを安定させ、制約が常に最も重要なことに作用するようにすることです。

生産能力管理は、経営する工場のタイプによって、まったく異 なります。ジョブショップで違いを生み出すレバーが、常にプロセスラインに反映されるとは限らず、あるモデルを別のモデルに押し付けようとすると、たいていフラストレーションが溜まります。

多品種生産と少品種生産
多品種生産環境では、品種そのものがボトルネックとなります。一日に何十ものSKUを生産することは、絶え間ない切り替え、ツールの交換、そして学習曲線を意味します。この場合、生産能力の向上は、スピードを追求するよりも、むしろ、複雑さを削減することによってもたらされることが多い。それはつまり

• SMEDによる段取り替えの短縮

• 可能な限りセットアップを標準化

• 1台のマシンを1人のオペレーターに依存しないための、従業員のクロストレーニング

• 馴染みの薄い製品の立ち上げ時間を短縮するデジタル作業指示書

少品種大量生産では、状況は一変します。作業は反復的であるため、フローを安定させることが大きな成果につながります。ラインバランシング、自動化、そして稼働時間が最も重要です。計画外のダウンタイムが数分でも発生すると、シス テム全体に波及し、何時間分もの生産コストが発生します。

ディスクリート対プロセス産業
エレクトロニクス、自動車、機械などのディスクリート製造業は、組立、検査、手戻りに悩まされる傾向があります。彼らの計画は、時間、手持ちの材料、そして生産間の再構成能力を中心に展開されます。

食品、化学、製薬などのプロセス産業は、異なるルールに従います。通常、バッチのタイミング、洗浄サイクル、規制の保留期間がペースを決めます。生産能力とは、機械のスピードというよりも、待ち時間で貴重な時間を失うことなく、どのようにスケジュールを組み、順序を決め、移行するかということです。

• バッチスケジューリングとシーケンス

• CIPターンアラウンドタイム

• 倉庫またはステージング・スペース

このような細部は、一つのラインがどれだけ速く走れるかよりも重要なことが多いのです。

キャパシティ・レバー
自動車工場と食品工場では、直面する隘路が異なります。自動車生産は通常、タクト・ドリブンの組立に依存しており、生産能力の向上は、ステーションからダウンタイムを絞り出したり、より多くのバリエーションを処理するためにモジュラーロボットを追加したりすることによってもたらされます。

食品製造では、洗浄サイクルとステージングが大きな原因です。小さな変化、例えば、バッチ間のターンアラウンドの短縮、バッチサイズの調整、原材料のステージングの改善などは、機器をより速く動かそうとするよりも、はるかに多くの生産能力を解放することができます。

Pulling It Together
業界の形状がボトルネックの形状を決定します。単一のフレームワークがすべてのケースに適合するわけではありません。あなたのアプローチがあなたの業務実態に近ければ近いほど、実質的な利益を上げるチャンスが増えます。

生産能力を効果的に計算し、最大化する最善の方法の1つは、デジタルツールやシステムを活用して、事業全体の生産データを収集・集約することです。

例えば、企業はTulip 構築されたアプリを使用して、業務で稼働している機器や機械を接続し、リアルタイムでデータを収集することで、生産能力の予測を行うことができます。さらに、Tulip 使用して作業指示書やメンテナンス手順をデジタル化することで、人手による入力から生じる非効率を削減できます。

キャパシティの向上は、真の限界を知り、ボトルネック、ダウンタイム、人員不足などに直接対処することから生まれます。プランニングのフレームワーク（リード、ラグ、マッチ）を使用して、リソースと需要を調整し、業界とミックスの現実に合わせてアプローチを調整します。

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