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生産設備に関する記事

【5分で分かる】インダストエンジニアリングの定義や手法

インダストリアルエンジニアリング(一般にIndustrial Engineeringの頭文字をとってIEと呼ばれることが多いです。したがって、以降はIEと略して記載します)は、1910年代のアメリカの研究者による研究が発端とされています。日本にも、1920年代にその考え方が伝わってきています。
IEとは、このように古い歴史のある考え方です。しかし昨今、その重要度は再注目されています。

IoTやAIなどの最新技術により生産性向上を狙った取り組みが盛んですが、これらの取り組みを成功させるために、IEの考え方が必要不可欠です。

AIはカンコツでアイデアを出してはくれません。事前に、解くべき課題を整理して、現状を正確に捉えたデータを収集する必要があります。そのような課題整理・データ収集の考え方がIEには詰まっています。

もし、IEに関する経験豊富なSIerのコンサルティングを受けて、

  • IE手法導入で生産性を向上させたい
  • IoTによるデータ吸い上げ、AIの活用などで、さらに効率化したい

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

1.インダストリアルエンジニアリングとは

インダストリアルエンジニアリング(IE)とは、工程管理技術の一つです。工程や作業内容を科学的に分析して、最善の生産管理方法を追求する手法です。

IEの目的は生産管理の最適化です。生産管理におけるムリ・ムラ・ムダを発見し、それを無くして最適化を行います。企業としては、生産性の向上・収益の向上が期待できます。

しかし、それだけではありません。IE手法を取り入れた工場の最適化活動は、それを用いる技術者の質を向上させます。経験・勘コツに頼った活動も時には大きな効果を生みますが、最適化対象が異なると、うまく適応できないこともあります。IE手法は科学的なアプローチであり、より幅広い事象に対して適用することができます。

そして、IEによる最適化は一回だけでは終わりません。常に現状を調査し、分析し、最適化を追求するカイゼン活動につながっていきます。

IE手法を身に着け、高いカイゼン意識を持った技術者を多く育てることで、企業は前向きに変化を求めるマインドを根付かせることができます。

2.IE手法は大きくわけると3種類

IE手法は、大きくわけると「方法研究」、「作業測定」、「(方法研究と作業測定の)組み合わせ」の3つです。
方法研究とは、個々の作業・作業のフローに注目し、最善の方法を追求する手法です。作業測定とは、作業時間を定量的に測定する手法で、現状分析や評価、見積もりに使用します。

以下、代表的なIE手法について解説します。

(1)方法研究

①工程分析

材料が製品になるまでの、作業・工程の順番を分析する手法です。製品が出来上がるまでの工程の流れの問題点・改善点を見つけるために用います。

工程を加工・運搬・検査・滞留の4種類に分類し、それらの順序を工程分析図として図示することで、運搬や滞留のムダ、余剰な検査などを把握することができます。

②動作分析

1つの作業もしくは、1サイクルの作業について、作業者の動作内容の詳細を分析する手法です。各作業におけるムリな姿勢・ムダな作業など、個々の作業の動作について調べ、生産性を向上させることが目的です。

やり方はまず、作業者の動作を、待つ→掴む→探す→掴む→位置を決める→組み合わせる→手放すなど粒度のステップに図示します。この中で”待つ”や”探す”などのステップは、実質付加価値を生んでいません。図示により、これらのムダを見える化した後は、できるだけなくすように作業のカイゼンを行います。

③運搬分析(マテハン分析)

材料や製品の搬送、扱い方を対象にした分析です。運搬工程は付加価値を生まない行為です。したがって、工程内で運搬工数を最小化することが工程の改善につながります。

対象となるのは、材料を入荷してから製品になって出荷されるまでの全工程です。この間、材料としての一次保管・工程間搬送・工程間滞留・製造工程から梱包工程への搬送・出荷前滞留など、常に製品は搬送されています。この搬送時の距離や搬送時間、搬送形態などを調査、見える化し、ムダを発見して搬送のカイゼンを行います。

特徴的なムダとしては、空搬送があげられます。空搬送とは何も持たずに移動することです。例えば材料を一次保管庫から生産ラインへ搬送した後、生産ラインから一次保管庫へ何も持たずに帰ってしまうような場合です。

もし、材料の一次保管庫と製品梱包エリアを隣接するようにレイアウトすれば、材料を生産ラインに搬送した後、完成品を製品梱包エリアに持ち帰ることで空搬送のムダを解消することができます。

(2)作業測定

工程における個々の作業時間を測定する手法です。作業を動作分析で説明したような細かなステップに区分けし、それぞれのステップにかかる時間を分析します。

①時間分析

分析の仕方には、各動作がどのくらいの時間を要しているのか直接測定するストップウォッチ法と、各動作ステップにかかる時間を統計的に算出した値を用いて推定するPTS法があります。前者は実際に工程がある場合に用い、後者は工程が完成する前に工程能力を見積もる場合に使うことが多いです。

いずれの場合においても、工程において時間がかかっている作業をあぶり出し、ムダを排除する目的で使用します。

②稼働分析

定時の操業時間から休憩などの計画停止時間を省いた時間を、実操業時間と言います。そして実操業時間から、前工程からの待ち時間・工程の清掃やメンテナンス・材料供給による稼働停止・段取り替えによる停止・不良発生による停止など、生産以外に費やす時間(非稼働時間)を省いた時間を実生産時間と言います。生産性をあげるにはこの非稼働時間を最小化し、実生産時間を最大化する必要があります。

稼働分析では人・設備における稼働状態を分析します。そして、非稼働時間として割合の大きいものについてカイゼン策を講じます。

(3)組み合わせ

①ラインバランス分析

複数の連続する工程で成り立つ生産ラインの場合、1個当たりの処理時間が最も長い工程をボトルネック工程と言います。生産ラインの生産性はこのボトルネック工程で決まります。

1個あたり1秒で処理できる工程の中に、1工程だけ1個あたり5秒かかる工程があれば、この生産ラインは1個あたり5秒で生産するラインということになります。

このようにボトルネック工程は生産ライン全体の足を引っ張ることになります。そして、もともと1個あたり1秒で加工する能力のある他の工程に、ムダな待ち時間を発生させることになります。そのため、生産ラインにならぶ工程は全て同じ生産能力であることが理想です。

ラインバランス分析では、各工程の生産能力を分析することでボトルネック工程をあぶり出し、ライン内における工程間のバランス(ラインバランス)をとっていく手法です。

②連合作業分析

連合作業分析の対象は、人と設備、人と人などが連携する作業の分析に利用します。

たとえば、一人の作業者が3台の設備を担当する場合がこれにあたります。設備は定期的にメンテナンスや材料供給が必要です。これらメンテナンスや材料供給は作業者が行いますが、できるだけ設備が停止している時間(ムダ)をなくすためには、設備ごとのメンテナンスや材料供給のタイミングをずらす必要があります。各設備のメンテナンスや材料供給のインターバルを分析し、表に落とし込むことで、効率の良い作業順序とタイミングを検討します。

③プラントレイアウト

プラントレイアウトはその名の通り、工場内の作業者、設備、工具、材料保管庫、部品入荷エリア、出荷エリア、事務エリア・通路などの配置を検討する手法です。

工場レイアウトの検討は一般に自由度が高いです。したがって、何を優先して決定するのか、レイアウト検討の目的を定める必要があります。

レイアウト検討の観点としては、生産性だけではなく、安全性や耐震性、柔軟性(需要の増減に対応してフレキシブルにレイアウトを変更する場合)などが挙げられます。これらについて、優先度と制約を明確にした上で検討を進めます。
場合によっては、先述の工程分析や運搬分析、連合作業分析と組み合わせて、総合的に最適なプラントレイアウトを検討します。

3.IEを実施する上でおすすめのコンサル及び団体

最後に、IEを実施する上で、頼もしい相談先となるコンサルや団体をご紹介します。

日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

日本初!業界最大級

画像処理検証ラボ開設!ルール型の画像処理から、AIまでプロが診断、ご相談から装置制作までまるっと対応

【所在地】
茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777
TEL:029-840-2777(代表)
FAX:029-840-2770(代表)・2771(設計)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

②日本IE協会

【特徴】
日本におけるIEの啓発、普及と推進の核となるべく1959年(昭和34年)に設立された、中立・非営利的な団体です。定期的に会員企業による工場見学会などを開催しています。工場見学の後には参加者によるディスカッションの時間がとられており、相互研鑽の場として活用することができます。

【所在地】
東京都千代田区平河町2-13-12
TEL:03-3511-4062(代表)
http://www.j-ie.com/

4.IE手法導入に関するご相談は日本サポートシステム

本コラムではインダストリアルエンジニアリングの目的から、IE手法の概要について説明してきました。

工場の現状はどうなっているのか、カイゼンするためにとりうる手段は何なのか、最適解を見つけるためにはそれらの手段をどう評価するべきか、といったことを科学的に分析する手法がIE手法です。このIE手法が基礎として備わっていれば、IoTやAIのような最新技術導入による生産性向上は大きな効果を期待することができると考えます。

日本サポートシステムでは、多くのIE手法について、いつどのように使うべきかを、豊富な知見から適切なコンサルティングを行います。IE手法導入を検討する際は、是非とも日本サポートシステムにお声かけください。

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 生産設備の設計から製造ならお任せください

050-1743-0310 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県土浦市卸町2-13-3、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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