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ブログ · Mirko Peters

複雑な組立工程におけるリードタイムの短縮:バリューストリームのアプローチ

Disclosure: M365.FM host Mirko Peters works at iFAKT GmbH. This page describes the company factually; paid partnerships and links are labelled as advertising.

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バリューストリームのアプローチで、複雑な組立工程のリードタイムを短縮します。流れを可視化し、リトルの法則を使い、仕掛品を制限して段取り替えを減らします。リーン管理者向けの記事です。

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複雑な組立工程のリードタイムを短縮するには、どこで待機が発生しているかを見極めることが重要です。待機時間は、多くの場合、実際の作業時間よりはるかに長くかかるためです。この記事は、多くの部品、工程、サブアセンブリを扱う組立を管理する、リーン管理者を対象としています。対象の例として航空宇宙業界を挙げています。バリューストリームマップで待機がどのように見えるか、リトルの法則でリードタイムをどう測定するか、どの施策が最も速く効果を出すか、そして1つの製品ファミリーからどう始めるかを解説します。

重要なポイント

  • 複雑な組立工程のリードタイムの大部分は、作業ではなく待機です。バリューストリームマップ上で、付加価値時間と全体のリードタイムの差を見ると、時間がどこで失われているかが分かります。
  • リトルの法則は3つの変数を結び付けます。リードタイムは仕掛品を処理能力で割った値に等しくなります。そのため、生産量が一定であれば、リードタイムを短縮する唯一の方法は仕掛品を減らすことです。
  • すべての工程を同時に改善するのではなく、ボトルネックで仕掛品を制限し、そこでの段取り替えを短縮して、それに合わせてロットサイズを小さくします。
  • 複雑な組立では、材料の待ち時間がよく遅延の原因になります。そのため、サプライヤーの納入日と調達日も同じマップに含めてください。
  • 1つの製品ファミリーから始めます。流れを歩いて各工程の仕掛品を数え、最も大きな効果が見込める待ち行列を1つ選びます。

複雑な組立工程のリードタイムを短縮するのが難しいのはなぜですか?

複雑な組立では、多くの部品やサブアセンブリを組み合わせ、その多くが複数のサプライヤーから供給されます。1つの部品が欠けても、検査前の待ち行列があっても、共有治具があっても、ロット全体が止まることがあります。航空宇宙業界では、厳格な品質要件とトレーサビリティ要件により、検査と記録が増えます。その結果、工程と待機時間も増えます。

IndustryWeekのリードタイムに関する記事では、一般的な原因が挙げられています。

  • 待ち行列と仕掛品(WIP)。待ち行列が増えるほど待ち時間も増えます。ただし、この記事では、WIPをゼロまで減らすべきではないと述べています。
  • ロットサイズとロットの移動。検査担当者やオペレーターが他の作業をしている間、大きなロットが工程間に滞留します。
  • 段取り替え時間。段取り替えが長いと、WIPをどこまで減らせるかが制限されます。
  • 人員配置とレイアウト。人員不足、大型設備、セル生産を妨げるレイアウトが流れを制限します。

複雑な組立では、材料側の要素も考慮してください。サプライヤーの納入が遅れたり、調達発注のタイミングが適切でなかったりすると、すべての工程の準備が整っていても、ラインは原材料や部品を待つことになります。サプライチェーンもリードタイムの一部です。

バリューストリームマップは、リードタイムについて何を示しますか?

バリューストリームマップは、工程、待ち行列、引き渡しを含め、製品ファミリーの中で材料、情報、意思決定がどのように流れるかを示します。バリューストリームマップの解説ページでは、この手法を2つの関連する部分に分けて説明しています。詳しくは、バリューストリームマップに関するUmbrexのページをご覧ください。

現状の把握。 作業が実際に行われる流れを歩き、各工程のデータを記録します。たとえばサイクルタイム、段取り替え時間、稼働率、初回合格率、ロットサイズ、仕掛在庫(WIP)などです。各工程がどのように起動されるか、また誰が工程を計画するかも記録します。タクトタイムは実際の需要から算出します。期間ごとの稼働可能な生産時間を、期間ごとの顧客需要で割ります。

タイムライン。 マップの下部には2つの合計値があります。付加価値時間は、実際の処理時間の合計です。付加価値のない時間には、待ち行列、運搬、待機、在庫日数が含まれます。この2つの合計の差は、顧客からの要求が出てから納品されるまでの間に、時間がどこで失われているかを示します。このページでは付加価値率を定義していないため、付加価値時間を総リードタイムで割るといった比率は、ご自身で算出する必要があります。

将来の姿。 生産計画の基準となる工程(ペースメーカー)を1つ選びます。サイクルタイムが許す箇所では連続フローを作り、許さない箇所ではWIP上限を明示したFIFOレーンを使います。そのうえで負荷を平準化し、段取り替えを減らし、設計を担当者と目標を備えた計画に落とし込みます。

リトルの法則を使ってリードタイムはどのように測定しますか。

リトルの法則は3つの変数を結び付けます。WIP は スループット × リードタイム に等しくなります。式を変形すると、リードタイム は WIP ÷ スループット になります。kaizen.comのウェブサイトのガイドでは、スループットが一定であれば、リードタイムを短縮する唯一の方法はWIPを減らすことだと説明されています。現場に余分な仕掛品があると、出力は増えないまま待ち時間だけが増えるためです。詳しくはkaizen.com の WIP とリードタイムに関する記事をご覧ください。このサイトは商用であるため、掲載されている数値は例として扱ってください。

IndustryWeekの記事は、同じ考え方を実践的に示しています。データ把握の際には、各工程の在庫数を数え、WIP を1日あたりの必要数で割って、リードタイムを日数で求めます。記事の例では、WIP が100個、1日の必要数が50個の場合、リードタイムは2日になります。また、この方法とルーティングやERPの履歴から取得したリードタイムを混在させないよう警告しています。どちらか一方の方法を選び、一貫して使用してください。

kaizen.comの記事は、待ち行列について注意を促しています。個別組立型製造では、待ち時間が総リードタイムの80パーセント以上を占めることが多く、資源の稼働率が約80〜85パーセントを超えると待ち時間が急激に増え始めると述べています。これは記事の数値であり、すべての工場に当てはまるルールではありません。ただ、フル稼働の工程がなぜ遅くなるのかは、これで説明がつきます。

リードタイムを最も短縮できる施策はどれですか。

各情報源は、おおむね同じ短いリストを挙げています。まず1つ目の施策から始めましょう。

  1. データで真のボトルネックを特定します。 ボトルネックとは、ライン全体の能力を制限している資源のことです。最も忙しそうに見える機械であるとは限りません。ほかの箇所を改善しても、出力は変わりません。
  2. その手前でWIPに上限を設けます。 製品構成に応じて、かんばん方式、ルーティング全体のWIP総量上限(CONWIP)、またはFIFOレーンのいずれかを使います。開始時の上限値として、kaizen.comの記事では、制約工程における現在の平均WIPから20〜30パーセント減らした値を提案しています。
  3. 段取り替えを短縮し、ロットを小さくします。 kaizen.comの記事によると、段取り時間を75パーセント削減すると、経済ロットサイズはおよそ半分にできるとされています。ロットが小さくなれば、ライン上を素早く流れるようになります。
  4. 標準WIPを使います。 IndustryWeekは、標準WIPを工程の総サイクルタイムをタクトタイムで割った値と定義しています。記事の例では、サイクルタイムが60分、タクトタイムが80分の場合、0.75となり、切り上げて1個になります。
  5. セルを編成します。 製品ファミリーごとに専用のセルを設けると、フローが生まれます。標準作業とクロストレーニングにより、人員を安定して配置できます。
  6. 調達も含めて計画します。 サプライヤーと納期を合意し、リードタイムの長い品目から先に手配します。

IndustryWeekは、ある事例を紹介しています。WIPを削減してリードタイムを10.5日から5日に短縮し、そのコストは約500ドルでした。潜在的には2日の短縮余地があったとされています。これは単一の事例であり、ベンチマークではありませんが、初期の改善は低コストで実現できる場合があることを示しています。

サプライチェーンと在庫は、リードタイムにどのように影響しますか。

製造リードタイムは、お客様が目にするもののほんの一部にすぎません。お客様への納期には、受注処理、調達、原材料と部品のサプライチェーンのリードタイムも含まれます。サプライヤーのリードタイムが長いと在庫水準を高く保つ必要があります。過剰な在庫は問題を覆い隠し、資金を縛ります。優れた在庫管理とサプライチェーン管理は、納期を損なうことなく在庫を減らすことを目指します。需要予測を共有し、納入日を合意し、サプライヤーの納期遵守率を追跡しましょう。

リードタイムの短縮は、明確なビジネス効果をもたらします。リードタイムが短いほど顧客満足度が向上し、コスト削減と生産性向上にもつながります。完成品や仕掛品に留まる資金が減るためです。追跡すべき主要業績評価指標は、総リードタイム、工程時間、仕掛品(WIP)、納期遵守率、サプライヤーの納入日の5つです。

例: 8日から5日へ

この例は想定の数値を用いています。

ある複雑な組立エリアには、工程内に120台の仕掛品があります。このエリアは1日に15台を完成させます。1営業日は7.5時間です。

改善前。 リードタイムは仕掛品数を処理能力で割って求めます。120 ÷ 15 = 8日であり、これは8 × 7.5 = 60時間に相当します。1台あたりの付加価値時間、つまりすべての加工工程の合計は6時間です。付加価値率は、当社独自の指標として、6 ÷ 60 = 10%です。残りの54時間は待ち時間です。

施策。 チームは最終テストでボトルネックを特定し、その手前にFIFOレーンを設けて仕掛品の上限を設定し、同工程の段取り替え時間を短縮しました。処理能力は1日15台のまま、仕掛品は120台から75台に減りました。

改善後。 リードタイムは75 ÷ 15 = 5日、つまり5 × 7.5 = 37.5時間です。付加価値率は6 ÷ 37.5 = 16%です。機械を高速化することなく、リードタイムは3日、すなわち37.5%短縮されました。

この数値は仮定のものですが、教訓は一般的に当てはまります。生産量が一定であれば、仕掛品とリードタイムは連動して変化します。

どこから始めればよいでしょうか。

  1. 製品ファミリーを1つ選びます。 開始と終了が明確なもの、例えばキットからテストまでの1つの組立工程などが適しています。
  2. 工程を実際に歩いて確認し、各工程の仕掛品を数えます。サイクルタイム、段取り替え時間、ロットサイズを記録します。
  3. 現状のバリューストリームマップを描きます。 資材の流れと情報の流れの両方を示し、タイムラインを追加します。
  4. リトルの法則を使ってリードタイムを算出し、それを加工時間の合計と比較します。
  5. ボトルネックの手前、またはボトルネック上の最も大きな待ち行列を特定し、仕掛品の上限を設定します。
  6. そこで段取り替えを短縮し、それに合わせてロットサイズも小さくします。
  7. 将来のあるべき姿を描き、生産プロセスのワークフローを合理化し、目標と担当者を定め、数値を毎週確認します。マップが完成してから初めてスケジュールを最適化しましょう。

よくある間違い

  • 測定せずにマップを作る。 推測した時間でマップを作ると、実際の待ち行列が見えなくなります。
  • 方法を混在させる。 リトルの法則から求めたリードタイムと、ERPの履歴から得たリードタイムを比較してはいけません。
  • 仕掛品をゼロにしようとする。 一部の仕掛品は、ボトルネックが手待ちになるのを防ぐ役割を果たします。
  • すべての工程を改善しようとする。 生産量は制約条件によって制限されるため、それ以外の箇所での作業はほとんど効果がありません。
  • サプライヤーを忘れる。 資材の到着が遅れれば、どれほど優れた流れも待たされます。
  • すべての工程で最適化を追いかける。 マップは、最初に改善すべき工程を示してくれます。
  • 1つのプロジェクトで終わりにする。 担当者と毎週の数値管理がなければ、仕掛品は再び増えていきます。

ソフトウェアができること

壁に描いたバリューストリームマップは良い出発点ですが、すぐに古くなります。iFAKT の Polaris VSM は、iFAKT Polaris のモジュールで、データに基づくバリューストリームマッピングを行います。資材と情報の流れを共同でモデル化し、ムダとボトルネックを可視化します。ツールを比較する際は、データの出所、マップの更新頻度、製品ファミリーごとの待ち行列とリードタイムをどのように示すかを確認しましょう。

次のステップ

製品ファミリーを1つ選び、各工程の仕掛品を数えて、それを1日の生産量で割ってください。その数値が現在のリードタイムです。ボトルネックの手前で最も大きな待ち行列が、リードタイム短縮の最初の対象となります。

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Entities in this article

Polaris VSM Aerospace Value stream mapping Bottleneck (production)

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