生産システムの構築と最適化は、製造メーカがグローバル化などの時代の変化に対応しながら、安定かつ効率的に生産活動を行う上で重要です。「インダストリー4.0」が世界的な製造革新として位置付けられている中で、製造メーカは生産システムの見直しに迫られることもあるでしょう。

今回は、製造メーカのQCDを左右する「生産システム」とはそもそも何なのか、また、生産システムが生産活動において重要な理由や、理想的な生産システムを構築するために必要な手順などについて解説します。

もし、生産システム構築のコンサルティングを受けて、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 生産性アップして売上を上げたい
• 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
• どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツ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。

もし、生産システムに画像処理を導入して、

• 省力化、省人化してコストダウンしたい
• 検査レベルを高めて品質価値を高めたい

というご希望がございましたら、お気軽に画処ラボまでお問い合わせください。
ルール型画像処理からＡＩによる画像処理まで、ご希望に対して幅広い対応が可能です。

１．生産システムとはなんなのか？

製造業では、トレードオフの関係にある「QCD（Quality：品質、Cost：コスト、Delivery：納期）」の3つの要素を、高レベルで達成することが重要視されています。「高い品質の製品を低コストで製造し、かつ納期を守る」ということが、製造業にとっての理想系なのです。

その理想に少しでも近づくためには、生産システムの最適化が必要不可欠です。

（1）生産システムを構成している要素

生産システムとは、製品製造に関わる4Mである「モノ（原料など）：Material」「機械：Machine」「人：Man」「方法：Method」を目的に合わせて組み合わせることで、ものづくりの生産プロセスを構築することです。つまり、システムとは言っても、機械だけで構成されているわけではありません。

最新の製造機器を購入して作業者にマニュアル通りに作業をしてもらうだけでは、顧客が求めるレベルのQCDを達成することはできません。それぞれの要素が上手く交わり、効率的な流れで生産できるようにプロセス設計しなければならないのです。

（2）具体的な生産システムの設計

生産システムは、工場の生産効率を最大化するためのシステムとも言えますが、生産システムを設計する際には、具体的には以下のようなことをトータルで行います。

• 製品製造に最適な設備機器の選定や導入
• 工程組み替えによるライン作業の効率化
• 人による作業方法のマニュアル最適化
• 在庫状況などから生産順序を決める生産管理
• 部品や原料などの在庫管理システムの構築

生産システムは、単純に「モノを作るシステム」ではなく、生産に関わる要素を管理するような「生産管理システム」の構築も重要なのです。

２．生産システムの重要性

それでは、生産システムはどうして重要なのでしょうか？

（1）生産システムは目標QCDの達成に必要

工場での生産システムの最適化がなされていなければ、生産活動において目標としているQCDの達成はもちろん、製造する製品に対する付加価値の付与も困難になります。

生産システムには4Mが深く関わりますが、例えば、「モノ（原料など）：Material」に該当する製造原料の在庫管理システムがなければ、原料不足によって生産ラインを停止に追い込む可能性があります。そうすれば、「Delivery：納期」を守ことは困難になるでしょう。

また、「人：Man」に該当する作業者や保全担当者などの人員やスキルが不足していたり、「機械：Machine」に該当する生産設備や品質管理機器等が最適化されていなければ、どうなるでしょうか。おそらく、「Quality：品質」を維持するのが困難になるだけでなく、歩留まりの低下などによって「Cost：コスト」が悪化してしまうでしょう。

生産システムの構築や最適化によってこれらの課題を解決しなければ、顧客の要望を満たすような自社のQCD目標を満たすことはできません。

（2）生産システムはアップデートも必要

IT化やグローバル化に伴って、大量生産大量消費の時代から少量多品種生産へと変化しており、生産拠点が分散しているケースも少なくありません。製造品に求められる社会ニーズの変化には、必ずしもこれまでと同じ生産システムでは対応できません。

そのため、時代の変化に合わせて、生産システム設計を見直す必要もあります。

３．製造業にとっての理想の生産システム

生産システムの理想系は、「高品質・低コスト・納期厳守」という高いレベルの目標QCDを、達成・維持できるシステム構築です。そのためには、生産におけるQCDを悪化させる変動要素を極力減らした生産システム構築が理想的でしょう。

（1）理想的な生産システムとは

ドイツの「インダストリー4.0」や日本での「ソサエティー5.0」などのように、製造業もビッグデータの活用やIoT技術の適用範囲拡大、AI導入によるデジタル化が進み始めています。

理想の生産システムを実現するためには、IT化への対応が不可欠であり、ビッグデータ等を活用することで、生産技術者などの「人」による判断の精度も向上することが期待されます。

①人などの個別の能力に左右されないシステム

現状の生産システムでは、人による作業や管理・メンテナンスが占める割合は少なくありません。

生産にあたっては、これまで技術者の勘や経験に頼る部分もありましたが、人によって経験やスキルの違いはあるため、得られる結果は必ずしも一定ではありません。そのため、理想的な生産システムとしては、極力4Mの中の「人」による変動要素を減らすことが重要でしょう。

全てを「人」から「機械」に置き換えることは困難であるため、人のスキル等に左右されないような機器の導入であったり、人の判断をサポートするようなシステム運用が必要となるでしょう。

②他社と差別化された生産システム

例え自社にとって理想的な生産システムを構築できたとしても、それが模倣しやすく他社でも導入しやすいものでは意味がありません。

これまで自社独自、もしくは技術者個人によってブラックボックス化されているような技術を自社の生産システムに組み込んだ上で、他社と差別化を図ることも重要でしょう。

（2）理想の生産システムを実現するための手順

理想的な生産システムを構築するためには、以下のような手順が必要となります。

①自社が目標とするQCDバランスの明確化

まずは、自社が達成すべきQCDの目標を設定しなければいけません。現在の生産上の問題解決だけでなく、今後どのようなものを作り、どういった生産方式が必要かなどを明確にしなければならないため、自社の事業戦略を軸として考える必要があります。

②自社生産工程の洗い出し

次に、自社の生産工程の整理が必要です。原料調達や生産計画といった川上から、製品の製造と品質管理、顧客への出荷といった川下までの流れを整理し、生産性や製造コスト、環境への影響といった観点で課題を整理します。

③生産シミュレーションによる分析と評価

自社が理想とする仮想の生産方式などを想定して、生産シミュレーションによって最適な生産システムの条件を仮説検証し、評価を行います。

④生産システムの効果検証とフィードバック

生産シミュレーション結果を参考に、コストなどを考慮した上で生産システムの変更を行い、効果検証を行います。実施結果を元に、シミュレーションとの齟齬を確認した上で、フィードバックを行なって修正していきます。PDCAサイクルを細かく回していく必要があるのです。

（3）生産システムの構築に強いSIer企業を活用する

自社生産システムをこれからIT化などによって最適化しようにも、ハードウェアやソフトウェアの選定はもちろん、人材育成やノウハウ蓄積には相当な時間がかかります。

また、自社の生産方式にはこれまでの独自ノウハウも詰まっていることもあり、変更においてさまざまな課題に直面する可能性があります。

新しい生産システムの構築による事前の効果シミュレーションなどは、設備機器などの知識がなければ難しいのが現実です。その際には、これまでさまざまな工場の生産システム構築に携わってきた、SIer企業の経験やノウハウは大変役に立ちます。

４．生産システム改善の相談におすすめのメーカー・ロボットシステムインテグレータ3選

①株式会社FAプロダクツ

【特徴】
FAプロダクツは年間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。

【所在地】
茨城県土浦市卸町2丁目13-3
TEL.050-1743-0310(代表)
FAX.050-3156-2692(代表)
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株式会社ソフィックス

【特徴】

• CADや工作機器のソフトウェア設計の経験をベースに生産システム構築をフォロー
• IoTに対応していない古い工作機器などの設備の自動化も対応
• デバイスに依存しないアプリケーション「ORiN」を開発

【所在地】
神奈川県横浜市港北区新横浜3-18-16新横浜交通ビル
TEL.045-473-3559
http://www.sofix.co.jp/

③株式会社日立産機システム

【特徴】

• 日立グループの総合エンジニアリング企業として生産システムの最適化をサポート
• モータ、インバータから産業用ロボットまで幅広い設備導入支援実績あり
• 自動車業界や建築業界の大手メーカとの取引実績多数

【所在地】
東京都千代田区神田練塀町3番地AKSビル
TEL.03-4345-6000（大代表）
https://www.hitachi-ies.co.jp/

５．生産システムの構築と改善に関するご相談はFAプロダクツへ

ユーザの要望に応えるためには、生産システムもIoTやAI技術の導入によって、最適化が必要となってきます。これまで、自社でのIoTなどの技術蓄積がない場合は、生産ライン自動化などによる生産システムの改善に時間と費用面で多大なコストがかかります。

これまで、各種製造メーカの生産システムの構築や最適化に関わってきたFAプロダクツでは、蓄積されたノウハウを元に、生産工程の課題を抽出して生産システムのシミュレーションから設備導入までお手伝いさせていただきます。お気軽にお問い合わせください。

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