生産ラインは、製造業の重要な一部です。スピードと効率を高め、限られたタスクを実行するために設計されたこれらとその中の設備は、従来の製造方法よりもはるかに速く商品を生産するのに役立ちます。同じスピードで、同じ技術者を使って、同じ順序で製品を組み立てるので、品質にばらつきが出る可能性はかなり低くなります。
製造ラインは製造業の重要な要素です。
以下、生産ラインとその重要性、生産ライン機器、生産製造のさまざまなタイプなどについて見ていきましょう。まず、生産ラインとは何かを定義するところから始めます。
生産ラインとは
。生産ラインとは、簡単に言うと、工場や製造施設において、製品の製造が完了するまで、作業者から次の作業者へ作業を渡す作業者、機械、設備の列のことです。つまり、その言葉が示す通り、文字通りの意味を持っています。また、生産ラインのことを「アセンブリライン」と呼ぶのを耳にすることがありますが、若干の違いがあります。
生産ラインと組立ラインの違いについて
。生産ラインと組立ラインは似ているので混同しがちですが、若干の違いがあります
。生産ラインは、一連の処理ステップからなる構成です。各工程で、製造者は製品を完成品に近づけるための操作や作業を行います。生産ライン」は、部品を含まない製造工程を含むことができる、より広い用語です。例えば、工場のオペレーターは、食品の加工と包装のために生産ラインを使用することができます
。アセンブリラインは、もう少し具体的です。部品やコンポーネントのアセンブリを作成する生産ラインの一種です。プロセスの各段階で、製造者は部品やコンポーネントを追加します。そして、製品はより完全に組み立てられた状態に近づいていきます。
生産ラインはなぜ重要なのか
。生産ラインの登場は、産業界に大きな衝撃を与えた。生産ラインを導入しない企業は、すぐに閉鎖を余儀なくされました。生産ラインが登場したことで、企業は時間とお金を節約することができたのです
。アメリカでは、第二次世界大戦中、生産ラインが戦争に不可欠となり、大量生産がより重要視された時代でした。大量生産がもたらす効率性によって、アメリカの企業は消費財の製造から軍備の製造へと素早く切り替えることができました。また、軍備の製造も迅速に行うことができた。
最大のパイオニアの一人は、もちろん故ヘンリー・フォードです。彼は、組み立てラインによって、屈んだり重いものを持ったりする必要がなくなるので、従業員の条件が良くなると考えていました。また、特別なトレーニングの必要性もなくなりました
。フォードが組み立てラインを使ったことで恩恵を受けたのは企業だけでなく、消費者も同じでした。大量生産によって自動車製造のプロセスが早まり、新車購入のコストが下がったのです。その結果、自動車はより身近なものになったのです。
生産ラインはどのように動いているのでしょうか
。生産ラインの運用は、比較的簡単です。製造者は、製品がラインに沿って順次移動するようにラインを組織し、製品がラインに沿って移動する前に、製品に対して作業を行うワークステーションまたはセンターで停止します。製造者は、コンベアやフォークリフトを使って製品を移動させることもあれば、手作業で次のステーションに移動させることもあります
。生産ラインは、技術的なプロセスを構成する一連の作業に沿って組織された、人間が操作するポジションのチームであるとも言えます。ポジションの数は、製品の要件と技術仕様に依存します。各製品は、一定時間内にプロセスの各段階を通過しなければならず、すべての従業員は、プロセスにおける自分のポジションが必要とする行動を実行しなければならない。これらの活動が生産サイクルを構成しています。生産ラインの最終結果は、加工、ハンドリング、パッケージング、輸送などの結果である
。生産ラインの設備計画・設計
。生産を計画・設計する際には、個々のワークステーション、マテリアルハンドリング、マシンとオペレーターのインターフェース、ツール、メンテナンスという5つの主要な要素を考慮する必要があります。以下では、それぞれについて説明し、計画段階で考慮すべきヒントやその他の事柄を提供します
。個人用ワークステーション
。ワークステーションとは、作業者と製品との接点であり、1つの作業台や機械に静止している場合もあれば、移動するライン上で柔軟に対応する場合もあります。
ワークステーションは、作業者と製品との接点であり、1つの作業台や機械に静止している場合もあります。
作業をする人との関係で、製品の最適なインターフェイスを理解する必要があります。これは、生産ラインを設定する際の出発点であり、生産プロセスの各段階における最適なインターフェイスを理解する必要があります。なぜなら、それが生産ラインに必要な多くの機器の設計を決定するからです。作業者は、作業のために生産性の高い位置に身を置き、製品を見て、簡単にアクセスできるようにしなければなりません。
マテリアルハンドリングステーション
のご紹介です。独立したステーションであれ、移動するラインであれ、作業者は材料をステーションに移動したり、ステーションから移動したりする必要があります。これは、次のような方法で行うことができます。
- フォークリフトが材料のバッチを運ぶ機械やベンチ、または材料が手動で移されるベンチや機械を分離し、これらを接続します。
- ワークステーションをつなぐ、コンベアやスライディングベルトなどの一本の流れ。
マテリアルハンドリングは、1つの場所で対処するのではなく、製造施設全体のシステムとして考える方がよいでしょう。そうすることで、不必要なステップや互換性のないハンドリング方法を特定することが容易になります。
多くの場所では機械を使って材料を扱いますが、使用する場所にアイテムを届ける最終ステップなど、予測可能な場所にはギャップも生じます。ここでは、マニュアルハンドリングが登場し、多くの場合、アイテムを適切な高さに持ち上げたり、使用するために適切な向きにしたりする必要があるのです。その結果効率は下がり、腰痛やその他の怪我のリスクも高まります
。機械とオペレーターのインターフェース
。手動で操作するマシンは特殊なタイプのワークステーションであり、マシンのサイズや機能が最適なヒューマン・マシン・インターフェースを実現するための障壁となりうるため、特に注意が必要です
。機械は、作業者が材料を置いたり、移動させたりする動作のポイントが決まっていることが多い。このため、マシンを生産ラインに完全に組み込むことが難しくなることがあります。小型の機械はラインに完全に組み込むのが簡単ですが、大型のものはかなり困難です。
機械は、作業者が材料を置いたり、移動させたりしなければならない動作箇所が決まっています。
機械の入れ替えも問題です。メーカーが交換しなければならない部品は重いです。その部品を機械の特定の機構に正確にセットしなければなりません。これは、より柔軟性のあるマニュアルハンドリングとは対照的です。
メンテナンス
についてメーカーが機器を設計したり、生産ラインを計画したりするとき、メンテナンスについて十分な配慮がなされていないことがよくあります。このメンテナンスは、修理、調整、清掃などの形で行われますが、いずれにせよ、多くの場合、考慮と計画が欠けています。理想的には、メーカーがメンテナンスのためのスペースとアクセスを提供し、機器ができるだけ簡単に手入れができるような機能を備えていることです。
ツール
。適切な仕事には適切な道具が必要ですが、どの道具を使うかはもっと複雑です。また、道具を支えるためのサポートやホルダー、使用する場所での収納なども考慮しなければなりません。
生産ラインを企画・設計する際に考慮すべきこと
。上記では、生産ラインの構成要素について見てきました。ここでは、生産ラインを計画する際に、さらに考慮すべき点をいくつか紹介します：
。スペースとロケーション
。スペースに収まるように、作業員や機械などの設備について考えなければなりません。工程や機械をマッピングし、すでにある生産ラインや工程を中断させることなく、従業員が快適に職場内を移動できるようにする必要があります。これは必要不可欠なことです。
しかし、スペースの問題だけでなく、適切な場所を選択することも同様に重要です。顧客が遠方にいる場合や、製造拠点まで行くのが困難な場合は、出荷や輸送のコストが大きな問題になります
。既存の制作スケジュール
。すでに生産ラインを稼働させている場合、新しいラインを現在のスケジュールに合わせることができなければなりません。機械のダウンタイム、作業員の稼働率、製品の品質など、新しい生産ラインが影響を及ぼす可能性のある要素はすべてあります。スケジュールを評価し、生産ラインがすでに顧客のニーズに応えている既存のラインを邪魔しないことを確認すること。
法規制への対応
。当然のことながら、製品は一定の基準を満たす必要があります。生産ラインでは、そのラインで製造する製品の種類を考慮する必要があります。規制を遵守しながらも、製品の品質を維持し、コストを低く抑えることができるでしょうか
。ご予算
について予算は非常に重要です。生産ラインを計画する際には、運用コスト、機械のメンテナンス、製品の廃棄物管理、その他の費用について考えなければなりません。あなたの生産ラインは、投資に見合った、持続可能な利益をもたらしてくれるでしょうか？
あなたの生産ラインは、投資に見合った、持続可能な利益をもたらしてくれるでしょうか？
さまざまなタイプの生産ライン設備
。今日、さまざまな種類の生産ライン機器を目にすることができます。その多くは自動化されていたり、コンピュータ数値制御（CNC）マシンのプログラミングだけで済むものばかりです
。生産ラインには、プリント基板（PCB）組立機、CNC機械、旋盤、押出機などの設備があり、メーカーは、流通に必要な製品を正しく作るために、すべての機械を管理・校正しなければなりません。もし、機械の手入れを怠ると、誤動作や不正確な仕上がりになってしまうのです。
プリント配線板
。携帯電話をはじめとする多くの電子機器の内部構造には、何らかのプリント基板が使用されています。そのため、多くの製造工場では、原材料からプリント基板を作成する生産ライン機能を持つことが義務付けられています。プリント基板の回路経路にはんだペーストを塗布する装置と、そのはんだパッドに電子部品を搭載する装置があります。基板はリフロー炉に入り、部品と一緒にはんだを溶かす必要があります。その後、基板は光学式接合試験機で厳密なテストを受けます。
。CNC装置
CNC生産ライン設備は、さまざまなものの機械部品を製造しています。自動車の車軸や自転車のフレームなどはその代表的な例です。オペレーターがコンピュータの命令で機械をプログラムし、機械がその命令に応えて、原材料の一部を特定の形状に穴あけしたり切断したりします。これらの機械は、大量生産のために正確な寸法を持つ部品を製造します
。ラテ
。このような特殊な装置は、水平な位置で物品を回転させ、物品を水平に固定して、やすりがけや切断を行うものである。例えば、木製のダイニングレッグは、メーカーが旋盤の上に置いて、複雑な形状を切り出し、見た目を美しくします。
押出成形ライン設備
について溶けたプラスチックをノズルから押し出し、製品を作るのが押出装置です。デバイスの筐体は、押出成形装置を使用する製品の1つである。オペレーターは、プラスチックが一定の温度範囲に保たれ、押出工程で均一に流れるように、機械を監視し、調整しなければなりません。もし、機械から不良品が押し出されたら、メーカーは機械を止め、解決するまでトラブルシューティングを行わなければならないのです
。産業用生産ライン
。生産工程にはいくつかの種類があります。製造者は、どれが自分たちのビジネスに最も適しているかを選択しなければなりません。
ジョブの制作。多くの場合、このタイプのプロセスでは、1 つのアイテムを作成します。通常、これらはユニークなアイテムや需要が低いアイテムになります。この例として、顧客から注文された工業用部品を作る機械工場が挙げられます。このメーカーは1つ1つのアイテムを作り、そのアイテムが完成するまでは次のアイテムに取り掛からない。デザイナーズ・ドレスもこの例です。
バッチ生産。後述するこの製造スタイルでは、一連のアイテムを一括して生産することになります。たとえば、同じ種類のものを120個、同じ6つの工程を経て、それぞれの工程で完成品に近づけていきます。このバッチが完成して初めて、製造者は次の製品を作ることになる。
大量生産。これは物品の連続生産の一種で、同時に使用される可能性のある一連のワークステーションを伴います。たとえば、ギター工場には 10 のワークステーションがあり、それぞれのワークステーションに異なる生産段階にあるギターが 1 本ずつ置かれていることがあります。別のギターは生産終了を迎え、別のギターは生産サイクルに入ったばかりということもあり得ます。
マスカスタマイゼーション。これは、顧客の仕様に合わせてユニークなアイテムを製造する、一種の大量生産ラインである。マスカスタマイゼーションでは、各アイテムに対して独自のプロセスを行う特別な技術が必要になります。たとえば、シャツを製造する生産ラインでは、顧客の寸法や好みに基づいて、それぞれのシャツを異なる方法で製造します。
。バッチ生産と大量生産
の比較。2つの生産タイプの主な違いは、バッチ生産は、一度にすべてを1つのステップで生産し、すべてのアイテムにそのステップを実行し、各ユニットが残りのものと一緒にバッチとして移動します。これは、製造者がすべてのステップを同時に実施し、アイテムの製造が連続的である大量生産とは異なります
。バッチ生産は、バッチがユニークであるような状況に対応します。例えば、パン職人は、ベーグルとクッキーを焼くのに同じ機器を使うことができます。バッチの間に、パン職人は機器を洗浄し、再構成することができます。この生産タイプは、メーカーが設備を効率的に使用することを可能にし、ベーカリーやパッケージ食品などの産業で一般的です
。バッチ生産は、生産プロセスを通じて高いレベルの品質を維持しようとするあらゆるメーカーにとって優れたものです。また、大量生産技術ほど大規模な労働力を必要としませんが、多くの場合、労働者はその分野の専門家であることが期待されます
。量産
。大量生産は、メーカーがバッチ生産よりも大規模な生産を実現する余地があります。これは、メーカーが常にすべての機械を使用できるためです。例えば、パイナップルジュースとオレンジジュースを同じラインで作ることで、高いレベルの生産性を得ることができます。
多くの場合、メーカーはより大きな製品をより大量に生産するために大量生産を採用しています。この目的には、より大きな機械が必要であり、生産の過程で、対象物はさまざまな段階を経ることになる。自動車はその一例です
。プロダクション・ラン
。生産ラインは連続していくつものユニットを作ることができます。工場では、在庫に必要な量を生産するまで、1セットの品目を製造するのが普通です。このように、特定の期間、アイテムを生産するプロセスを「プロダクション・ラン」と呼びます。以下は、プロダクションランのいくつかの例です：
。バッチ生産ラン
。毎朝、あるパン屋さんでは14個のクッキーを生産しています。各バッチは1 200個のクッキーで構成されています。この生産が完了すると、機械は切り替えを行う。その後、パン屋はパンを作る生産を開始する。
量産型
。ある鞄会社が毎月1,000個の小型トートバッグを販売し、10,000個の生産を行っています。生産は4日間だけですが、供給量は10ヶ月分あります。このバッグの生産が完了したら、生産ラインの切り替えを行い、別のモデルのバッグの生産に切り替わります。
生産終了
。あるソーラーパネルメーカーは、製品に対する需要が多く、10ヶ月の長期生産を24時間体制で開始しました。この需要は非常に強く、供給を上回っているため、在庫が積み上がることはありません。しかし、ある日、メーカーが製品のアップグレードを決定し、その時点で生産が終了します。その後、機械の変更や設定を行うため、数週間は生産が停止します
。連続生産
。連続生産とは、メーカーや生産者が加工しているアイテムが常に動いているタイプの生産のことです。しかし、製造者は、何週間もかけて慎重に計画を立てた上で、メンテナンスのために機械を停止させることがあります。
多くの場合、メーカーは、カスタマイズの必要がない大量生産の製品にこのようなアプローチを用います。例えば、紙やパルプの製造や石油化学製品などがそうです。石油やガスの精製工場がこのアプローチを採用することもあります。また、このアプローチは、継続的に消費される製品にも適用されます。つまり、水処理プラントや電力生産にも適用されます。
連続生産は、バッチ生産と非常に対照的である。機械や設備は常に使用されており、異なる製品を製造するためのプロセスにはほとんど変化がないことが多い。バッチ生産はよりシンプルかもしれませんが、連続生産はメーカーがボトルネックを克服し、製品の品質と量を高めるのに役立ちます
。純正品と同じにする
。製造業は、受注生産と在庫生産のどちらかを選択することができます。受注生産は、注文を受けたら生産することを意味します。これには、無駄を省き、非効率を減らし、顧客のために製品をカスタマイズできるといったメリットがあります。もちろん、すべてのことに言えることですが、デメリットもあります。メーカーは需要の急増や減少に見舞われる可能性があり、できるだけ早く注文の生産を開始する準備が必要で、お客様は製品を長く待たなければなりません。
一方、受注生産は、販売予測や顧客の需要予測に基づき、メーカーが在庫用の製品を作るものです。伝統的な戦略で、生産と在庫を顧客の需要予測に合わせることを目的としています。しかし、この目的を達成するのは容易ではなく、計算を誤るとデッドストックや欠品、余剰在庫につながります。
在庫に合わせた製造は、メーカーがリソースを慎重に整理し、効率を最大化することができます。また、製造者は生産スケジュールを考案し、非常にスムーズなワークフローを確保することができます。重要なのは、メーカーが製品を迅速に顧客に発送できるため、顧客の待ち時間を最小限に抑えることができるということです
。受注生産は予測に大きく依存しますが、残念ながら、消費者の動向は非常に予測しにくいものであることがあります。在庫管理システムを導入しているメーカーは、売上が急に上がったり下がったりすることがあります。また、正確な販売予測を立てることも困難で、在庫が多すぎたり少なすぎたりすることもあります。このシステムの性質上、メーカーは在庫が少なすぎたり多すぎたりする永久的な状態に置かれる可能性があります
。コレクティブ・ビジネス・システム
。メーカーが集団ビジネスシステムの一部であることを発見することがあります。通常、集団的ビジネスシステムとは、同じ分野または類似の分野の企業、業者、専門家からなる組織や団体を指します。このような組織には、専門家団体、業界団体、マーケティング委員会、ビジネスアライアンス、標準化団体などがあります
。集団ビジネスシステムでは、リソースがプールされ、情報が共有され、システムに参加していることによる他の利益がビジネスに提供されます。さらに、システムは認証や広告を提供し、企業が市場でより強く競争できるようにすることができます。
生産ラインの製造効率を上げるにはどうしたらよいでしょうか
。制作の効率を上げるには、いくつかの異なる方法があります。以下、いくつかのヒントを紹介します。
生産ラインを評価する
。生産ラインがすでにどのように機能しているかを理解しない限り、生産ラインに思い切った、あるいは意味のある変更を加えることはできません。どんなに優れたメーカーでも、問題は発生するものです。次のような質問をしてみてください：
- どの領域が効率的か 。
- どの領域が非効率なのか 。
- 特定のセクションが故障する頻度はどれくらいですか 。
生産ラインを円滑に動かすには、ラインのさまざまな部分を調整する必要があります。大規模なシステムでは、ラインのどこかで障害が発生すると、ボトルネックが発生し、さらに下への波及が発生します。システムを評価し、弱点に対処してください。
タクトタイムを正確に計測する
。タクトタイムとは、顧客の要求を満たすために商品やサービスを生産しなければならない速度のことです。この時間を正確に測定することは、生産目標と顧客の期待の両方を満たすために不可欠です。計算式は次のとおりです。
- タクトタイム＝生産可能な分／必要な生産単位 。
タクトタイムを正確に測定できれば、それを工場の現場で共有することができ、現場の全員がそのユニットの成功がどのようなものかを知ることができます。必要な生産量のレベルを脅かすような問題を発見すれば、問題解決のために早急に行動することができます。問題を早期に発見することは、決定的なことなのです。
ボトルネックを特定する
。ラインに故障が発生すると、必ずボトルネックが発生します。すぐに、機械に問題があるのではと思い込んでしまう
。しかし、機械が常に悪いわけではありません。多くの場合、ラインのより「人間的」な要素がボトルネックを引き起こしています。予防保全プログラムが十分に組織化されていないことがボトルネックの原因かもしれませんし、技術者が事故への対応に手間取り、生産が軌道に乗るまでが遅いかもしれません
。事務的なプロセスもボトルネックの原因として考えられます。例えば、作業を進める前にサインオフの承認を待っているのではないでしょうか？部品交換のサインオフがダウンタイムに影響しているのかもしれません。
目に見える作業指示書を作る
。ラインのどこかに人の手が必要な部分や、人による組み立てが必要な部分がある場合、明確な指示書を定め、従業員用に印刷することは、ラインの効率を高める手っ取り早い方法です。多くの雇用主が、ラインで働く人たちに視覚的な手がかりを与えることを忘れていますが、説明書があれば、製品の設計に関与していなかった人たちも、正しく生産や組み立てに参加できるようになります。
。作業を標準化する
。これは大規模な製造環境ではよくあることです。従業員をしっかり教育し、ラインの基本を理解させることで、ラインの効率は大きく向上します。高度な技術を必要とする分野の専門家である必要はありませんが、問題が発生したときに介入できる人がいれば、ラインの生産性を維持することができます。作業を標準化することで、ラインの生産性を維持し、コスト削減を図ることができます。
技術をアップデートする
。テクノロジーへの先行投資は多額になるかもしれませんが、従業員や顧客を維持するために効率的であることは必要です。また、競合他社をリードするためにも必要です。コンピュータの読み込みに5分や10分かかるとすると、新しい情報が生産ラインに届くのが遅れることになり、年間（および1人あたり）数時間の生産性損失につながります。
優れたテクノロジーは、効率性だけでなく、士気を高め、スタッフの定着率を向上させるためにも重要です。アップグレードは必ずしも高価である必要はありません。
従業員への教育をしっかり行う
。信頼性の高い設備に投資しても、従業員がその使い方をよく知らなければ、生産ラインの効率は上がりません。従業員に投資することで、従業員は感謝されていると感じ、製造工場の現場のモチベーションと士気を高めることができます。たとえ現場にスーパーバイザーがいたとしても、スーパーバイザーがいるかいないかにかかわらず、従業員が100％の力を発揮できるようにする必要があります。
効果的に自動化する
。機械が常に監視やメンテナンスを必要としないことを確認する必要があります。オートメーションは、効率的でなければなりません。それは、労働力の価値、つまり彼らの理性、論理、意思決定を補完するものであるべきです。機械は従業員を解放し、従業員があなたのために最大限の能力を発揮できるようにし、あなたの事業所の生産性を向上させる必要があります。
生産ライン設備の安全性
。製造業では、安全に作業することが重要です。生産ラインを運営する場合、作業員が安全に業務を遂行できるようにする必要があります。生産ラインを安全にするためには、どうすればよいのでしょうか
。定期的に機器をメンテナンスする
。機器を整備する時間を決める：すべての機器には整備が必要です。整備を怠ると、事故や無駄、生産の非効率につながることがあります。
スタッフの不満に注意する
。スタッフが何かに文句を言っているときは、耳を傾けてください。彼らが何かに不満を抱いている場合、その不満の原因が彼らの仕事に影響を及ぼしているサインであることが多いのです。特に、機器に関する苦情であればなおさらです。このような不平不満はすぐにチェックしましょう。チェックしないと、故障がさらに悪化する可能性があります
。必要な時に必要な機器を交換する
。すべての機器には寿命があり、その寿命を知っておくことで、買い替えのタイミングを知ることができます。そうでないと、機器が故障してしまう可能性があるので、調子の悪い機器は買い替えを検討しましょう。ただ、自動的に交換するのではなく、修理や改造をすることで、より良い性能を発揮できるかもしれません。
しっかりとしたスタッフ教育を行う
。生産ラインを安全にするためには、スタッフをよく訓練することが重要です。全員が必要な知識を知っていると思い込まないことです。トレーニングが月1回であろうと週1回であろうと、スタッフが必要と思う頻度でトレーニングを実施しましょう。トレーニングはわかりやすく、実践的なものにし、質問も受け付けます。トレーニングは、プロセスや機器に慣れていない可能性が高い新入社員にとって特に重要であることに注意してください。
安全衛生を更新する
。安全衛生は、労働環境を規制し、安全だけでなく、倫理的な環境を維持するのに役立ちます。独自の安全衛生方針を持つべきであり、定期的に更新する必要があります。この方針は、事業活動が引き起こす可能性のあるあらゆる傷害から従業員を保護するものであることを確認してください
。1つまたは複数の役割を委任する
。フロアの安全性は非常に重要なので、健康と安全を監視する担当者を置くことを検討してください。この担当者は、床が濡れていないことを確認したり、スタッフが作業場に食べ物や飲み物を持ち込まないようにしたりするなどの責任を持つことができます。体制を整え、実行することは重要です。そうでなければ、事故が発生し、負傷した労働者が補償を請求する可能性があります
。生産ラインは、製造業にとって不可欠なものです。私たちのソリューションで、お客様の生産ラインの効率を上げることができるかもしれないことをお知りになりたい場合は、私たちにご連絡ください。
