航空宇宙工場の生産能力と要員計画

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By Mirko Peters · 2026-11-11

信頼できる航空宇宙工場の生産能力計画では、機械稼働時間、有資格者、シフトを需要に結びつけます。工場長向けのガイドで、要員計画の例も紹介します。

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信頼できる航空宇宙工場の生産能力計画では、機械、有資格者、シフトを一体で扱う必要があります。有資格者のオペレーターがいなければ、空いている機械は生産能力に寄与しないからです。本記事は、少量・高複雑度の作業について生産能力と要員を計画する工場長を対象としています。航空宇宙分野で何が異なるのか、生産能力計画の作り方、要員とシフトの計画方法、そして重要な作業センター1つから始める方法を解説します。

重要なポイント

• 航空宇宙製品は少量・高複雑度で製造されるため、生産能力計画では機械稼働時間だけでなく、有資格者とシフトも対象に含める必要があります。
• 生産能力計画は需要予測から始まり、それをリソースごとの時間に換算して、名目上のカレンダーではなく実効生産能力と比較します。
• 生産能力は、機械より先にスキルによって制約されることが多くあります。複数工程の習得と標準作業によって冗長性を確保し、過剰な人員配置を減らせます。
• シフト計画とスキルマトリクスは同じ計画の中で扱うべきです。有資格のオペレーターがいなければ、空いている機械は生産能力に寄与しないためです。
• まずは重要な作業センター1つから始めましょう。作業負荷を予測し、シフトごとの有資格者を一覧にして、最も大きな不足から解消します。

航空宇宙分野の生産能力計画：何が異なるのか？

McKinsey は、少量・高複雑度の製品が一般的に年間10〜10,000台程度の数量で製造されると述べています。また、自動化できる作業が少ないため人件費が大きくなりうると指摘し、Airbus A320ファミリーおよびBoeing 737ファミリーの受注残を解消するには約10年かかると見積もっています。詳しくは少量・高複雑度製造に関する McKinsey の記事をご覧ください。この記事は2024年7月のもので、数値はコンサルティング会社による見積もりです。

航空宇宙産業には、品質、トレーサビリティ、認証に関する厳しい要件もあります。そのため、航空宇宙工場の生産能力計画は、次の3つの点で異なります。

• 人員が制約になることが多い。機械の台数よりも、認定済みのスキルと長い教育期間が重要になります。
• リードタイムが長い。採用の決定や新しい機械の導入が計画に反映されるまでには数か月かかるため、需要予測の期間も長く設定する必要があります。
• 需要の変動が大きい。プログラムの生産量は増減が激しく、部品ごとに工程経路も異なります。

機械の生産能力計画はどのように作成しますか？

製造業における生産能力計画は、一度きりの計算ではなく、継続的な計画プロセスです。生産能力計画では、作業負荷と実際に利用できる現在の生産能力を比較し、需要が求める生産能力要件を満たせるようにします。この計画プロセスの一般的な手順は次のとおりです。

1. 需要を予測する。短期は確定注文、長期は需要予測を用い、製品ファミリーごとに整理します。
2. 予測を時間に換算する。工程経路、サイクルタイム、段取り時間を使って、リソースごとの時間を算出します。これは粗能力計画（ラフカット生産能力計画）です。
3. 有効な生産能力を算出します。 まずカレンダーから稼働可能時間を取り出し、そこから計画停止、段取り替え、休憩、通常のロスを差し引きます。計画上の名目値ではなく、この実際に使える数値を使ってください。
4. 作業量とキャパシティを比較するには、週ごと、リソースごとに見ます。その差から、過負荷の箇所と空いているキャパシティが分かります。
5. ギャップへの対応を決める。人員を追加する、作業を別のリソースに移す、外部委託する、または期限をずらすといった選択肢があります。

まずボトルネックを見つけてください。ボトルネックとは、工場全体を流れる作業量を制限しているリソースのことです。障害の後には、別の機械、検査工程、工具、あるいは作業者へと移ることもあります。ほかの場所の能力を増やしても、出力は上がりません。

戦略的な能力計画では将来の能力と市場動向を検討し、オペレーショナルな能力計画では既存の能力と週次の負荷を扱います。月次または週次の能力計画は、負荷が能力に収まるかどうかを判断するものであり、能力の不足は早期に把握すべきです。そうすることで、工場は最適な能力で需要に応えられます。日次計画では、有限能力スケジューリングが担当します。これは実際のリソースのカレンダーに沿って工程を計画し、各機械、作業者、ステーションを有限のリソースとして扱うため、オーダー間の競合が可視化されます。

リードタイムが長い場合、どの能力計画戦略が適していますか。

代表的な能力計画戦略は3つあり、タイミングが異なります。先行戦略は需要より前に能力を追加し、後追い戦略は需要が確定してから能力を追加し、追従戦略は小刻みに能力を追加します。研修や設備のリードタイムが長い場合、後追い戦略だけに頼るのは危険です。生産能力が届く頃には、受注がすでに遅延しているおそれがあるためです。一方、先行戦略だけでは資金が固定され、計画が遅れた場合には過剰な能力を抱えることになります。

ほとんどの工場では、これらを組み合わせて運用しています。認定研修のように、リードタイムが長く需要が確実な場合は、早めに生産能力を追加します。需要が不確実な場合は、残業や臨時のチームなど、柔軟性を保てる手段を用意します。毎月、利用可能なリソースとリソースの空き状況を確認してください。リソース管理と計画の判断は生産計画チームの責任であり、能力計画もこのチームが管理すべきです。そうすることで、サプライチェーン、営業、人事が同じ数字をもとに動けます。割り当てを最適化し、各選択肢の効果を示せる能力計画ツールも、能力に関する判断に役立ちます。さらに、週ごとの負荷やシフトあたりの有資格時間といった少数の主要業績評価指標（KPI）を設けると、計画が現実に即したものであり続けます。

要員計画はどのように立てますか。

一人あたりの能力は週37.5時間ではありません。欠勤、研修、会議、そして生産に直接関わらない時間を差し引き、さらに資格の有無を確認してください。

2023年に発表された McKinsey's の航空宇宙製造のスケール拡大に関する記事では、オペレーターのクロストレーニングと作業の標準化によって冗長性を生み出し、過剰な人員配置を減らせるとしています。稼働率に基づくアプローチを取ったあるOEMの事例も紹介されており、バッチ処理の改善とスケジュールの最適化によって、過剰な人員を20%削減したとのことです。これは一社のOEMが報告した結果であり、自社工場の基準値として使えるものではありません。詳しくは複雑な製造のスケール拡大に関するMcKinseyの記事をご覧ください。

年齢構成も重要です。2024年7月の記事によると、航空宇宙・防衛分野の従業員の約3分の1が55歳以上です。製造実行システムのソフトウェア企業のCEOが書いたベンダー記事では、プロセス知識の多くが文書化されていないこと、そして固定的な職務と人員構成が、担当者の不在時にボトルネックを生むことが指摘されています。同記事では、航空産業協会（Aerospace Industries Association）の加盟企業の平均離職率が約13%で、全国平均の3.8%を上回っているとも引用されています。詳しくは労働力ギャップに関するiBase-tの記事をご覧ください。ソフトウェアベンダーによる記事ですので、数字は慎重に読んでください。

要員計画には、次のことが求められます。

• スキルマトリクスを整備してください。 どの作業に誰が対応できるか、そして誰が研修中かが分かるようにします。
• 計画は総人数ではなく、シフトごとの有資格者数に基づいて立ててください。
• 重要な作業を優先して、クロストレーニングを行ってください。
• 経験豊富なオペレーターのノウハウを文書化する。担当者が離れる前に、作業指示書に残しておきます。
• リアルタイムのデータを活用する。欠勤や進捗のデータをもとに人員を割り当て、希少なスキルを持つ人材を優先して計画を最適化します。

シフト計画とスキルは、どのように関係するのでしょうか。

シフト計画は「いつ人が働くか」を決め、スキルマトリクスは「誰が何をできるか」を決めます。シフトの生産量は、そのシフトに配置された最も希少な資格によって制限されるため、両方を同じキャパシティ計画に含める必要があります。

McKinsey は、自律的で多能工型のチームが優先順位を決めてリソースを配分できること、また柔軟な勤務スケジュールが人材の定着に役立つことを指摘しています。増産時には、選択的な残業や、遅れているチーム間での作業員の異動も挙げています。残業は短期的な手段です。それが計画の前提になると、コストと離職率を押し上げてしまいます。

シフト計画の実践的なアプローチは、次のとおりです。

1. 必要な作業を洗い出す。有資格者が必要な作業と、シフトごとに必要な人数を整理します。
2. シフトごとの作業負荷を確認する。有資格者が稼働できる時間と照らし合わせます。
3. 割り当てのバランスを取る。希少なスキルを各班に分散させ、どの班にも有資格者がいない状態を避けます。
4. 予備を確保する。希少な人材の稼働率を100%未満に抑え、欠勤があってもラインが止まらないようにします。
5. 毎週見直す。実績の稼働時間をもとに、キャパシティ計画を更新します。

例：機械は足りても人が足りない

この例は仮定の数値を使用しています。

ある作業センターには機械が3台あります。1日7.5時間の2交代制を、週5日稼働させています。需要予測では週に160機械時間が必要で、稼働する機械ごとに有資格のオペレーターが1人必要です。

機械のキャパシティ。 3 × 2 × 7.5 × 5 = 週225時間。使用可能時間を85%とすると、225 × 0.85 = 191時間。機械は160時間をカバーでき、稼働率は160 ÷ 191 = 84%です。

人員のキャパシティ。 これらの機械に対応できる有資格者は、4人だけです。各自の勤務時間は週37.5時間で、そのうち80%が生産時間です。37.5 × 0.80 = 30時間。よって4 × 30 = 120時間。

結果。 需要の160時間は、人員のキャパシティ120時間を上回っています。不足は40時間、つまり40 ÷ 30 = 1.33人分です。機械は十分に見えても、実際の制約は人員です。

対策。 さらに2人にクロストレーニングを行います。すると6 × 30 = 180時間となり、チームの負荷は160 ÷ 180 = 89%になります。欠勤に備えた小さな予備が残ります。

数値は仮定のものですが、この効果はよく見られます。機械時間だけを見たキャパシティ計画では稼働率84%となり、問題なしと判断されてしまいます。有資格者を基準にした計画では133%（160 ÷ 120）となり、本当の問題が明らかになります。

どこから始めればよいでしょうか。

1. スキルの制約がある重要な作業センターを1つ選ぶ。
2. 今後3か月分の作業負荷を、週ごとに時間単位で予測する。
3. 機械と有資格者の使用可能なキャパシティを算出する。
4. その作業センターのスキルマトリクスを作成し、単一障害点を明らかにする。
5. 最も大きな不足から解消する。 クロストレーニング、作業の振り替え、班編成の調整などを行います。
6. 確定する前にシナリオを検証する。 たとえば、追加のシフトを設ける場合や、オペレーターを1人減らす場合などです。
7. 毎週計画を見直し、予測と実績の時間を比較する。

よくある間違い

• 名目上の時間で計画する。 勤務カレンダーでは37.5時間でも、実際の生産時間はそれより短くなります。
• 人数だけを数え、資格を見ない。 適切なスキルを持たない10人では、キャパシティは増えません。
• 残業を前提に計画する。 不足を隠してしまい、離職率も上がります。
• キャパシティ計画を年1回だけ立てる。 プログラムは変化が速いため、予測を定期的に更新する必要があります。
• ナレッジの喪失を見過ごす。 経験豊富なオペレーターが退職すると、文書化されていないノウハウも一緒に失われます。
• 予備を忘れる。 希少な人材の稼働率が100%の計画は、最初の欠勤で破綻します。

ソフトウェアの活用方法

キャパシティ、人員配置、シフトのシナリオは、スプレッドシートで検証するのが難しいものです。iFAKT の Polaris Simulator は iFAKT Polaris のモジュールで、生産システムを仮想的にテストできます。たとえば、キャパシティ、人員配置、バッファのシナリオを検証し、変更を加える前にボトルネックを明らかにします。ツールを比較する際には、資格とシフトをどのようにモデル化するか、実際のデータをどのように利用するか、そして2つのシナリオをどれだけ速く比較できるかを確認してください。

次のステップ

最も重要な作業センターを1つ選び、シフトごとに資格を持つ人員を一覧にして、その生産稼働時間を来四半期の予測と比較してください。この比較は、航空宇宙工場が信頼できるキャパシティ計画の出発点となり、機械と人員のどちらが生産量の制約になっているかを、午後の作業時間内に把握できます。