アジャイル製造ガイド：加速時代のオペレーション

アジャイル・マニュファクチャリングの概要

製造業は変わりつつあります。急速に。インダストリー4.0、第4次産業革命、あるいは新たな現状と呼ばれていますが、製造業が加速の時代を迎えているという事実は変わりません。

それに遅れないためには、メーカーは変化を歓迎するアプローチを採用する必要があります。

そのアプローチは、ますますアジャイルになっています。業界や業種を問わず、製造業はアジャイル手法を適用することで、価値実現までの時間を短縮し、混乱期における回復力を高めています。当初はソフトウェア開発のために設計されたアジャイルは、製造業者が競争上の優位性を得るために変化のスピードを速めることを可能にします。

アジャイル・マニュファクチャリングは、迅速な反復、オペレーターの増員、オペレーションの柔軟性、ボトムアップのイノベーションを重視することで、顧客の要求への迅速な対応を可能にすると同時に、従業員にイノベーションを起こす力を与えます。

このガイドでは、アジャイル・マニュファクチャリングについて紹介します。アジャイル製造の歴史を振り返り、各原則を深く掘り下げ、現場でこの方法を採用するための具体的なヒントを提供します。

製造業の状況における4つの大きなシフトが、アジャイル手法を必要なものにしています。

1.急速に進化する環境- テクノロジーは製造業に大きな変化をもたらしています。しかし、動いているのはテクノロジーだけではありません。顧客も急速に進化しています。今や顧客はより高い基準を持つようになりました。よりカスタマイズされた製品、より迅速な納品、より安価な生産を求めています。規制も同様に変化しており、その数も厳しさも増しています。さらに、複雑化するサプライチェーンや、安定性に疑問符がつくような貿易も加わり、柔軟性が求められる環境となっています。直近の2020年の混乱はその一例です。このような混乱に備えるには、変化する需要に対応する準備を整える以外に方法はありませんでした。

2.絶え間ない技術開発- 日々新しい技術が登場し、製造業はデジタル時代に対応しつつあります。今後、製造業は予想外の形で新技術の影響を感じることになるでしょう。マッキンゼーが発表したレポートによると、製造業は今後5年間（2019年～2024年）で、過去20年間の合計よりも多くのディスラプションを経験することになります。

3.労働力の変革- 低い失業率と永続的な技能格差により、製造業は熟練労働者の確保が困難になっています。デロイトの調査によると、この技能格差により、2018年から2028年の間に200万人以上の製造業のポジションが埋まらない可能性があります。

アジャイルを取り入れることで、メーカーはこのようなシフトを乗り切り、競争力を維持することができます。しかし、あまりにも多くの場合、「アジャイル」はバズワードであり、その本当の意味や原則とは切り離されています。過去にさかのぼって、今でこそ有名になったアプローチの開発を思い出してみましょう。

4.情報へのさらなるアクセス-コネクテッド・ファクトリーはかつてない規模でデータを生成します。データは、予知保全や サプライチェーンの最適化といった飛躍的な進歩を可能にします。企業はあらゆるレベルでリアルタイムのデータに基づいて行動できるようになります。上層部は工場レベルのパフォーマンスをリアルタイムで評価できるようになります。生産管理者は、下流に到達する前に品質問題を診断できるようになります。また、製造委託先のパフォーマンスに関心を持つ経営陣は、新たな可視性を得ることができます。

アジャイルを取り入れることで、メーカーはこのようなシフトを乗り切り、競争力を維持することができます。しかし、あまりにも多くの場合、「アジャイル」はバズワードであり、その本当の意味や原則とは切り離されています。過去にさかのぼって、今でこそ有名になったアプローチの開発を思い出してみましょう。

アジャイル・ムーブメントは2001年、17人のソフトウェア開発者がユタ州のスキーロッジに集まったときに生まれました。彼らには少なくとも1つの共通点がありました。

ウォーターフォールモデルは、直線的かつ連続的な開発手法です。実践者は、次のステップを開始する前に、生産の各ステップを完了する必要があります。構造化されており、従うのは簡単ですが、ウォーターフォールモデルには多くの落とし穴があります。

主に、ウォーターフォールモデルでは、開発サイクルの最後まで軌道修正が行われません。ウォーターフォールモデルでは、前進が特権化されるため、フィードバックを取り入れるのが遅れ、変化する要件に適応するのが難しくなり、エンジニアがミスを避けるために多大な労力を費やすため、生産が遅くなります。

ロッキー山脈に抱かれたソフトウェア開発者たちは、代替となる柔軟なモデルの構想を練り始めました。彼らは、後に アジャイル宣言.4つの価値観と12の原則をまとめたこのマニフェストは、ソフトウェアエンジニアリング業界、そしてビジネス全体に革命を起こすことになります。

アジャイルマニフェストからのいくつかの重要な要点は、アジャイル手法の基礎を築きました。

• 組織は個人間の交流を非常に重視すべきです。

• 顧客との継続的な会話に努めなければなりません。

• 顧客からのフィードバックに基づいて、製品やサービスを変更する必要があります。

• チームは自主的に組織されるべきです。

アジャイル手法は、ビジネスニーズと技術開発のタイムラグを短縮することができるため、世界中の開発チームに急速に採用されました。

アジャイルアプローチの価値は証明されています。コストと市場投入までの時間を短縮します。また、部門横断的なコラボレーション、収益成長、顧客満足度も向上します。また、アジャイルはリスクを軽減します。なぜなら、チームは大きなリスクのある決定を下すのではなく、リスクの低い決定を複数下すからです。小さな価値の断片を定期的に提供することで、最終製品が顧客のニーズを満たさないリスクを低減します。

リーンアプローチとアジャイルアプローチはどちらも大流行しています。しかし、両者を混同してはいけません。一方では、リーン生産方式は無駄を省いて効率を高めることに重点を置いています。一方、アジャイル・マニュファクチャリングは、柔軟で並列的な問題解決によって効率を高めることを目的としています。

リーン・マニュファクチャリングとアジャイル・マニュファクチャリングの考え方は重なる部分もありますが、基本原則は異なります。

アジャイル・マニュファクチャリングの主要原則

1.より速い反復

より小さな価値の断片をより頻繁に提供するという考え方が、アジャイル・マニュファクチャリングの中心です。1回で完璧な製品を設計するのではなく、複数のバージョンを迅速に製造することが目的です。各反復は、その欠点と長所を持ちながら、プロセスを改善することを可能にする新しい洞察を明らかにします。プロセスが改善されるにつれて、製品の各新バージョンは前のバージョンを上回ります。

なぜこのような漸進的、反復的な方法が優れた結果をもたらすのでしょうか？プロセスエンジニアは多くの変数を扱うからです。反復により、さまざまな解決策をテストし、個々の変数に関するデータを収集することができます。このデータがなければ、生産を最適化するために、ある段階でどの変更が必要かを判断することは困難です。

2.柔軟性

マッキンゼーによると、「ボラティリティは上昇し、その被害をもたらしています。需要、人件費、投入資材価格の変動が大きくなるにせよ、自然災害や金融危機のような破壊的事象にせよ、ボラティリティはサプライチェーンにダメージを与え、コストを上昇させ、利益を蝕んでいます。[企業は、ボラティリティの高まりに直面し、製造戦略を変更しなければならないことを認識しつつあります。

外的要因に屈しないためには、製造企業は柔軟なシステムを持つ必要があります。その内部構造は、外部からの混乱から素早く立ち直れるようなダイナミックなものでなければなりません。アジャイルな製造企業は、経済、政治、環境、社会、技術といった環境要因が、常に自社の足元を固めることを要求していることを認識しています。彼らは、システムのあらゆる構成要素が有機的に成長し、変化に適応できるようにしています。

3.ボトムアップ

何十年もの間、目標や指示は組織のトップからボトムへと伝えられてきました。トップダウン・アプローチには、企業の上層部が決定したことを迅速に実行できるなどの利点があります。しかし、これには代償が伴います。下層部の従業員は、つながりを失い、エンゲージメントが低下していると感じる可能性があります。エンゲージメントが低いと、説明責任やイノベーションが阻害されます。

アジャイルメーカーは、アイデアや指令が社内のあらゆる層の間をシームレスに流れるボトムアップのアプローチを好みます。このアプローチでは、役員や管理職がオペレーターや現場作業員の声を代弁します。アジャイル・マニュファクチャリングは、製造の課題に最も近い人たちが、その課題を最もよく理解しているという考えを支持しています。オペレーター、エンジニア、マネージャー、経営幹部が協力すればするほど、全体としてより効果的なオペレーションが可能になります。機能や年功序列を超えたコラボレーションは、より価値の高い製品やプロセスを生み出します。

4.増強

オーグメンテーションは、オートメーションとの対比で理解するのが最も適切です。オートメーションとは、労働者の仕事を自動化すること、言い換えれば、労働者を機械に置き換えることです。一方、オーグメンテーションはテクノロジーによって労働者の能力を向上させるものです。

長年にわたり、オートメーションは工場における高い人件費と人的ミスの解決策と考えられてきました。しかし、オートメーションは高価で、メンテナンスが難しく、融通が利きません。

アジャイル製造業は、仕事を進化させるツールがあれば、人間は最高のパフォーマンスを発揮できると主張しています。コンピュータビジョンによる品質チェックから 作業指示書のエラー防止まで、アジャイル製造業は、従業員がより多くの仕事を、より良くこなせるようにテクノロジーを活用しています。

アジャイル・マニュファクチャリングの導入を成功させるためには、製造業者はその原則を適用し、組織にいくつかの変化を促す必要があります。これらの変更は、組織の規模や構造によって異なりますが、いくつかの基本的な特徴は、成功したアジャイル組織のほとんどに共通しています。

組織改革によるアジャイル製造の導入

1.文化と目的

アジャイル文化は人を中心に置きます。アジャイル組織は、チームメンバーが自分の仕事に対してオーナーシップを持つように構成されています。アジャイルな組織のリーダーは、従業員を支配するのではなく、むしろ従業員が自分で結果を出すためのツールを提供します。

このような自律的なアジャイルチームは目標志向です。目標を設定し、それを達成する方法を決定した後、チームはその進捗について責任を負います。異なるチームが異なる目標に取り組んだとしても、組織全体の結束があります。アジャイル組織は、チームが達成するために懸命に努力する短期的な目標に意味を持たせるためには、目的が不可欠であることを理解しています。

社員が目的意識を持って働くことで、より意欲的に仕事に取り組むことができます。

アジャイルな組織は、その目的を全員で共有することで、社員一人ひとりがなぜその仕事をしているのかを知ることができます。目的主導の考え方は、人を動かし、モチベーションとエンゲージメントを高めます。

2.チームのネットワーク

アジャイルな組織では、チームが非常に重要です。チーム内では、説明責任、透明性、コラボレーションが重要です。チームメンバーには明確な役割がありますが、必ずしも単一の役割を持つ必要はなく、複数の人で役割を分担することもできます。職場環境はオープンで安全であるべきです。最後に、メンバーが他のチームから知識や洞察を得られるように、チームは互いに連絡を取り合うべきです。

3.高速サイクル

アジャイル・マニュファクチャリングの「より速く反復する（Iterate Faster）」原則は、チームがプロセスや製品の複数のバージョンを素早く繰り返すことを奨励します。この原則を実行する能力は、成功するアジャイル組織の核となる機能です。

より速く反復するために、アジャイルチームはあらかじめ決められた短い期間で具体的な目標に取り組みます。目標と時間枠の両方が、アジリティにとって重要です。

目標は現実的で測定可能なものでなければなりません。チームメンバーはそれに対して責任を負います。チームの反復作業を迅速に行うために、時間枠はかなり短く、数週間単位であるべきです。

4.テクノロジー

テクノロジーは、アジャイル・マニュファクチャリングのすべての基礎に不可欠です。適切なテクノロジーがなければ、企業が顧客の要求や市場の変動に追いつくのに十分なスピードで価値を提供することは不可能です。

実現可能なテクノロジーの例としては、フローや組織を改善するためのリアルタイム・コミュニケーションや作業管理ツール、新しいソリューションや製品を迅速に送り出すためのハッカソン、従業員のスキルセットを簡単に最新の状態に保つためのインタラクティブなデジタル作業指示書などがあります。

しかし、アジャイルとは、すべてを解決するテクノロジーを採用することではありません。むしろ、独自のプロセス、労働者、製品を改善するために適切なテクノロジーを見つけることです。

製造業者は適切なテクノロジーを採用することで、組織に俊敏性をもたらすことができます。

アジャイルメーカーは、より速く反復するために、データ収集に役立つテクノロジーを活用します。柔軟性を高めるには、迅速なターンオーバーを可能にするツールやソフトウェアが不可欠です。ボトムアップのアプローチに従うために、アジャイルメーカーは従業員により多くの信頼と権限を与えます。従業員を強化するために、適切なツールとトレーニングを提供します。

実際に使用されているイネーブル・テクノロジーの例をいくつか見てみましょう。

デジタル作業指示書によるトレーニングプログラムの強化

Dentsply 世界最大のデンタルソリューションのプロバイダーです。同社のインプラント部門は、毎日何千ものカスタムオーダーを受け、それぞれが非常に特殊なキッティングの組み合わせを必要とします。キッティングプロセスのばらつきが大きいため、アソシエイトは生産に入る前に6ヶ月間のトレーニングとシャドーイングを受ける必要があります。

ミスを最小限に抑え、より正確なトレーニングを行うため、Dentsply 紙ベースの作業指示書をインタラクティブなデジタルアプリに変えました。これにより、作業の実行に役立っただけでなく、シニアプロセスエンジニアは新しいオペレーターのトレーニングを効率化することができました。

Tulip アプリの詳細な指示に従うことで、新しいオペレーターは自己トレーニングを行い、以前よりもはるかに速く新しいスキルを習得できるようになりました。その結果、シニアプロセスエンジニアは、新しいオペレーターのトレーニング時間を75%短縮することができました。作業者に適切な作業指示ツールを装備することで、Dentsply トレーニングコストを削減し、ヒューマンエラーを減らして作業者の能力を高めることができました。

コンピュータ・ビジョンによるオペレーターの補強

コンピュータビジョンシステムは、生産工程を通してオペレーターを支援します。これらのシステムはオペレーターの動きを追跡し、製造中の製品を検査します。製造環境の継続的なコンテキスト分析に基づいて、コンピュータは支援を提供し、関連する品質チェックを実行します。

切削工作機械の世界的リーダーであるDMG MORIは、この正確なコンピュータビジョンシステムと市販のIntel カメラを使って組立ステーションを増強しました。

DMG MORIはTulip Light KitVisionを統合し、Pick-to-Lightオペレーションを実現しました。ブレークビームセンサーとは異なり、Visionは1台のカメラで各ビンの変化を簡単に検出できるため、オペレータは間違ったビンから部品を取り出そうとしたときに、即座にフィードバックを受けることができます。

コンピュータビジョンを使用することで、メーカーは生産性や品質を犠牲にすることなく、より多くの製品を提供することができます。コンピュータビジョンシステムをライン作業者の補助に使用することで、疲労した作業者が欠陥を検出したり、作業者が手順を間違えたりしやすい複雑なアセンブリでエラープルーフを提供することができます。認知に負担のかかる作業をコンピュータ・ビジョンが支援することで、作業者は問題解決や技術革新により集中することができます。

生産データのデジタルトラッキングによる多品種アセンブリの品質向上

Magic Tiltは、ソルトウォーター用に設計されたアルミ製および亜鉛メッキ鋼製トレーラーのメーカーです。同社は多品種大量生産のショップフロアであるため、「標準」製品は扱っていません。トレーラーはそれぞれサイズや構成が異なり、必要な部品も注文によって異なります。

その結果、部品の注文や修理が入ると、チームメンバーはトレーラーの正確な仕様を見つけるために何百枚もの紙の書類を探すのに苦労していました。そのため、部品の注文や修理が入ると、チームメンバーは何百枚もの書類からトレーラーの正確な仕様を探し出すのに苦労していました。

Magic Tilt 社の保証部門は、デジタル生産追跡を店舗に導入して以来、関連画像、ブラケットの正確な寸法、カーペットの色、ボードの長さなどを含むトレーラーの文書を引き出すことができます。Magic Tilt 社では、トレーラーの寸法を推測したり、顧客に測定を依頼したりする代わりに、交換部品を最初に正確に納品することができるようになりました。

イテレーションを導くリアルタイムデータの活用

高級ボート製造の大手企業では、36の組立ラインに90人のオペレーターと400人の作業員を配置し、1日に13艇のボートと500～600個のカスタマイズされたクッション部品を組み立てています。

事業規模が大きいにもかかわらず、オペレーターは、原材料から最終製品に至るまで、しばしば部品をリアルタイムで見ることができませんでした。プロセスエンジニアは、時間調査やその他の分析を行おうとしましたが、手作業によるデータ収集では、作業のペースや要求に追いつくことができませんでした。そのため、生産ラインはプロセスの反復を妨げられていました。

Tulip アプリでリアルタイムデータを収集することで、シニアプロセスエンジニアは自動データ収集による生産の可視性を高めることができるようになりました。数日で、リアルタイムのサイクルタイムなどの詳細なデータを実施できるようになりました。このデータにより、平均目標時間を上回ったり下回ったりするオペレーターや、早急な注意や修正が必要な組立ラインを特定することができました。このような情報により、Tulip オペレーターにリアルタイムで的を絞ったフィードバックを提供し、生産ボトルネックを解決するためのデータ駆動型の意思決定をリアルタイムで行うことができるようになりました。

3Dプリンティングによるプロトタイプの高速化

3Dプリンタは、設計とプロトタイピングを大幅に加速する可能性を秘めています。製品の新バージョンをわずかな時間でテストできるため、反復サイクルが短くなります。実際、新しいプロトタイプは、数ヶ月かかることもあるプロセスで設計・製造する必要がなくなりました。むしろ、印刷するだけですぐに試すことができます。こうして、製品は早い段階で何度もテストされ、バージョンごとに改良が加えられます。その結果、顧客の要求を満たす最適な最終製品が生まれるのです。

3Dプリンティングはまた、製造業者にとってマスカスタマイゼーションを現実的なものにします。たとえば、3Dプリントは、非常に詳細なカスタムパーツの迅速な製造を可能にすることで、宝飾品業界を変革しています。3Dプリンティングによって、製造業者は、変化する顧客の要求により柔軟に対応できるようになります。

アジャイル手法が脚光を浴びてから約20年。McKinseyの調査によると、41％の組織が、自社は全社的なアジャイル変革を完全に実施しているか、実施中であると回答しています。しかし、製造業でアジリティを実現するテクノロジーが登場したのは、ここ数年のことです。今こそ、製造業がデジタル革命に参加し、過去を置き去りにできる有望な可能性があります。