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生産設備に関する記事

【図解】生産ラインのレイアウトとは?メーカーおすすめ工場5選

1.はじめに

この記事をご覧の方は、生産ラインのレイアウトに関する下記のことでお悩みではないでしょうか?

  • うまく製品が流れない
  • 途中で停止することが多い
  • 製品が検査NGとなったという連絡が遅れてくる

このような問題は、人と人とのコミュニケーション不足という1面はありますが、もっと根本的に生産ラインが製造工程にあったものになっていないケースもあります。

製造の品質や納期といった客先の仕様に合わせることと、いかに効率よく製造できるかということは、工場を運営することで非常に重要なことと言えます。
このコラムでは、製造ラインのレイアウトについて、その概要やチェックポイントについて紹介します。

2.生産ラインとは

製品を製造する過程は、図1で紹介するように、原材料をもとに人や機械設備が加工と組み立てを加え、製品として出荷されます。
原材料が製品に至るまでは「流れ」によって製造されます。その流れが生産ラインのレイアウトです。

図1 製品製造のイメージ

次に、製品生産の形態について図2で紹介します。

図2 製品製造の形態生産の形態は図の左上と右下の大きく2つに分かれます。

  1. 多品種で少量の生産
  2. 少品種で多量の生産

また、その他にも

  1. 中品種で中量の生産
  2. 少品種で少量の生産
  3. 1品種生産(例:造船)

ような製造形態もあります。
工場の生産ラインのレイアウトも、これらの生産形態に合ったものとする必要があるでしょう。

(1)少量生産時の製造形態・レイアウト

図3-1では、少量生産時の製造形態を示しています。
1つの加工エリアから別の加工エリア、または組立エリアや検査エリアに製造したものを運ぶため、運搬による時間ロスが発生します。
そのため、この生産ラインレイアウトで大量生産しようとすると、効率が悪くなると予想できます。

図3-1 少量生産時の製造形態イメージ

 

(2)大量生産時の製造形態・レイアウト

図3-2では、少量生産から大量生産にシフトした生産ラインを紹介しています。

図3-2 少量生産から大量生産への製造形態変更イメージ

この生産ラインでは、図3-1で紹介した少量生産時のラインの運搬という弱点を補います。
ラインにコンベアを取り入れ加工品を次の加工へ、組立へ、検査へとスムーズに流すことができます。

↓生産ライン自動化のメリット・デメリットについては下記をご参照ください。

⇒生産ラインの自動化のメリット・デメリットは?目的や事例紹介

 

3.生産レイアウトとは

(1)生産レイアウトの種類

生産レイアウトには、いろいろな種類があります。どれも生産する商品の仕様、量に合わせて設計されます。
図4-1で生産方式の例を紹介しましょう。

図4-1 いろいろな生産方式(1)

図4-2 いろいろな生産方式(2)

◆ 機能別設備配置ライン

このレイアウトは機械の機能ごとに加工エリアを決め、その機械の加工のほかに加工が必要であれば、別の機械のエリアに移すというレイアウトです。

◆ 直線ライン

製造品の種類ごとにラインが作られ、ライン上には加工・組立に必要な機械設備などが並べられます。

◆ U字ライン

コンベアを撤去してラインレイアウトをU字型に形成したものです。製造品ごとにライン人員を整理できるというメリットがあります。

◆ 二の字ライン

2つの製造ラインの流れをそれぞれ互いにレイアウトしています。1つのラインに沿って動いた作業者が、元の位置に戻って作業するロスを改善するため、製造終了後、再度そこから作業を開始できます。

◆ 大部屋ライン

複数のラインをファミリー化することで、1.5人で製造していたラインを一人でできるように、作業者端数の削減を行い少人化した製造レイアウトです。

◆ セル生産方式

一人から複数人でセルを構築し、製品を作るために必要な設備をセルに統合します。製造する製品は複数個ある場合もありますが、これをセルに所属する人達で製造します。

次に、これらのラインレイアウトでどのように製品が流れるかの例を紹介します。

(2)ラインレイアウトで製品が流れるイメージ

①グループ編成による製造ラインのイメージ

図5-1 製品製造の流し方 グループ編成

AからCまでの作業エリアに専用の加工機械が配置されています。
製品Xの製造では、Aエリアの機械で加工後に、Bエリアの機械設備を使って製品とします。同様にして、Y製品、Z製品が製造されます。

②ライン編成による製造方式のイメージ

図5-2 製品製造の流し方 ライン編成

製品X,Y,Zはそれぞれの製造ラインがレイアウトされ、その製品加工に必要な設備と人員が配置されて製造されます。
この方式は、製品の仕様変更によって、レイアウトを変えようとすると、すぐに対応できないというデメリットがあります。

③セル生産方式のイメージ

図5-3 製品製造の流し方 セル生産方式

この方式は、機械設備と一人から複数人で構成されるセルを作り、セルごとに製品を作り上げます。
そのためセルに配置される人員は、多能工が求められます。
セル生産方式のメリットとしては、

  • 生産するリードタイムの短縮
  • 生産商品の切り替えがすぐに対応可能
  • 仕掛かり在庫の削減

などが挙げられます。さらに、作業者の能力だけでなく、モラル、やる気の向上が期待できます。

4.生産ラインレイアウトにまつわるチェックポイント

生産ラインを構築して、ラインがうまく機能しているかをチェックするポイントの例を表1で紹介します。

表1 生産ラインレイアウトのチェックポイント

主な過程 チェックポイント
レイアウト 少品種多量生産ラインは、専用ライン生産方式であること
多品種少量生産ラインは、加工工程別生産方式であること
生産効率 運搬、移動に無理がある
仕掛品が増えていないか
作業で手待ちが増えている
客先仕様 リードタイムが長くなっている
工程がうまく流れていないため、納期が厳しい
材料、商品に損傷が出ているため品質へ影響する
品質確認に不具合、または手間取っている
作業環境 作業前後で応援がされていること
作業者の周囲を照らす照明がきちんと配備されていること
治工具が使いやすい位置に置かれている
作業の安全性の配慮がされていること
資材 各作業行程にスムーズに供給されている
人手による運搬は最小限に止められている
在庫の保管スペースが適切であること
設備面 製造品の変更に融通性がある対応できる配置である
故障時の緊急操作・補修のスペースが確保されている
前後機械との連動性が考慮されている

生産ラインレイアウトや作業環境などには、注意すべきことが、そのレイアウトの形態によってさまざまなことがあるでしょう。
また、注意すべきチェックポイントは、毎日の作業から生まれてきます。
そのようなチェックポイントは、個人やグループだけで持つのではなく、社内全体での確認できるような仕組みも大切でしょう。

5.おすすめの生産ライン製造工場

① 日本サポートシステム株式会社

https://jss1.jp/

jss1

【所在地】
茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777

【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

【特徴】
設計・加工・組立まで自社で生産する一貫体制が、日本サポートシステムの強みです。これをベースに、高品質・低コストの製品・サービスを提供することができています。
また、現状の生産方式と計画情報から、どうすれば最大利益が得られるかというシミュレーションが得意分野で、簡単に生産設備の見える化の経験が豊富です。
日本サポートシステム社は幅広い分野の生産設備の構成に関わっています。特に生産の効率を決めて経営に直結する生産ラインのレイアウトについては、いろいろなパターンの製造工場のライン形成に携わり、その経験とノウハウは突出したものがあります。
さらに、国内・海外の拠点によって、どのような案件でも対応することができ、国内の東北から九州まで広い範囲で、様々な要望に答えられる体制が日本サポートシステム社の強みと言えます。

【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 株式会社エヌテック

http://www.ntech.co.jp/

株式会社エヌテック写真は、エヌテック社製 RCPパレタイザーです。

【所在地】
岐阜県養老郡養老町豊字川原134
本社 TEL(0584)33-2171、工場 TEL(0584)33-0265

【営業品目】
・PET、缶、ガラスびんなど、容器関連のバルクパレタイザー、デパレタイザー、ロボットパレタイザーを始め、各種包装機器、搬送システムの設計製作
・容器メーカー向けプラント、ライン設備
・画像処理による各種品質向上、検査装置の開発
・その他 産業機械、自動車関連・組立・塗装乾燥機などの省人化設備

【特徴】
エヌテック社は、ガラス瓶メーカーの技術部門から出発し、容器関連の機器・システム・検査装置を手掛けてきた会社です。エヌテック社の強みは、柔軟な対応力と提案力、高い技術力、そして少数精鋭で行う一貫したサポート体制です。
ペットボトルやプラスチックなどどのような容器であっても、搬送システムから検査装置まで開発から製造まで自社で行い、他社のものでも改良を提案できるなど柔軟な対応は好評です。また、自動塗油ロボット・高速カートンパレタイザー・容器の一列供給コンベヤ装置などを手掛けてきた技術力には、いろいろな賞を受賞しており、高い技術力が証明されています。

【実績】
アサヒグループ各社、キリングループ各社、コカ・コーラ各社、サッポロビール(株)、三甲(株)、サントリーグループ各社、三友機器(株)、東洋製罐(株)、三菱重工食品包装機械(株)、(株)ヤクルト本社など多数の実績があります。

③ 古川機工株式会社

https://www.furukawakikou.co.jp/

古川機工株式会社写真は、古川機工社製 サニタリーコンベヤーです。

【所在地】
新潟県長岡市滝谷町1917-7
TEL:0258-22-3501

【営業品目】
・開発・設計・製作
・自動化・省力化・少人化装置、システムの設計、製作
・各種機械・装置の開発・設計・製作

【特徴】
古川機工社は問題解決型提案を基本として、開発・設計・製作に取り組む会社です。コンパクトに・もっと速く・もっとスムーズに・もっとローコストにといった観点で、生産現場を再構築します。
さらに、長く培った技術をベースに、発想力と効率化と安全確保を考え抜いたトータルエンジニアリングで、新技術開発による機械製作・ラインコンサルティングなどを提供します。

④ 平田機工株式会社

https://www.hirata.co.jp/

平田機工株式会社写真は、平田機工社製 エンジンオイル注入装置です。

【所在地】
熊本県熊本市北区植木町一木111番地
TEL:096-272-0555

【営業品目】
各種生産システム、産業用ロボットおよび物流関連機器等の製造ならびに販売
(自動車関連生産設備、半導体関連生産設備、パネル製造装置、産業用ロボット、家電関連生産設備、パワーモジュール関連、搬送設備・自動倉庫、医療・理化学機器、FA機器単品販売)

【特徴】
平田機工社は、開発から設計・製作し、生産立ち上げ・保守・サービスまでを一貫体制により、信頼性の高い生産システムを提供できる会社です。
ACSコンセプトによる生産するエンジニアリングは多くの実績を上げています。ACSコンセプトとは、各工程で使用する装置や機械の動作や機能を分析し、共通化した標準モジュールに作成します。
それによって、組立ラインシステムを、高い性能とコストパフォーマンスに優れたシステムを短期間で納入できます。共通化により故障が少なく安定した品質を確保することができるためです。

【実績】
アイシン精機株式会社、株式会社アドバンテスト、アピックヤマダ株式会社、株式会社アルバック、いすゞ自動車株式会社、AGC株式会社、株式会社荏原製作所、大塚製薬株式会社、大塚電子株式会社、オリンパス株式会社、花王株式会社、キヤノン株式会社、キヤノントッキ株式会社、株式会社クボタ、株式会社ケーヒン、株式会社コベルコ科研、コマツカミンズエンジン株式会社、小松製作所、堺ディスプレイプロダクト、サクラファインテックジャパン、GEヘルスケア・ジャパン、シスメックス、シスメックスRA、シャープ、ジヤトコ、ジャパンセミコンダクター、SCREENセミコンダクターソリューションズ、スズキ部品製造、SUBARU、住友化学、住友重機械工業、西華産業、セイコーエプソン、大日本印刷、大和ハウス工業、ディスコ、デンソー、東京エレクトロン、東京エレクトロン九州、東京エレクトロンテクノロジーソリューションズ、東京エレクトロン宮城、東芝機械、東芝デバイス&ストレージ、東芝三菱電機産業システム、東芝メモリ、東北村田製作所、TOYO TIRE、凸版印刷、トヨタ自動車、長野オリンパス、ニコン、日産自動車、日清紡メカトロニクス、日本電産、ニチワ工業、日東精機、日東電工、日本電気硝子、ハーモテック、日立化成、日立製作所、日立ハイテクノロジーズ、芝浦メカトロニクス、ブリヂストン、ボッシュ、本田技研工業、三菱自動車工業、ヤンマー、淀川ヒューテック、リンテック、レーザーテック(株式会社略)

⑤ 株式会社 省研

http://www.shoken-eco.co.jp/

株式会社 省研写真は、省研社製 チョコネットコンベアです。

【所在地】
静岡県焼津市利右衛門1696-4
TELK:054-622-5721

【営業品目】
・コンベア各種(ネットコンベアー, カーブコンベアー, バケットコンベアー, ローラーコンベアー)
・省力化装置(冷凍食品整列搬送装置,プリン自動整列装置, トレー詰食品自動整列装置)
・各種供給装置(カードおよびカートン供給装置, ダンボールシート及び板紙供給機)
・産業機械(洗浄機, 乾燥機, ロボットシステム, 包装機械)

【特徴】
省研社は、創業から一貫して生産ラインの省力化・省エネ化に対応できる機械設備の研究開発を進め、生産構造の厳しい環境の中でも、斬新な技術と創造を駆使し、優れた商品を提供しています。
特に食品機械に関しては、長年培った技術を元に、時代の要求に応じた省力化・安全性・効率化されたトータルシステムを提供できる会社です。

6.おわりに

商品サイクルが短い昨今では、製造している商品の仕様が変更になり、その都度製造ラインのレイアウトを変更するということがよく起きます。
しかし、安易にラインレイアウトを変更すると、効率が悪くなったり、検査での不合格が増えてしまったりすることがあるでしょう。

そうならないためにも、レイアウト変更した際に、隣りのグループとのコミュニケーションがうまく行っているとか、作業に不自由がないかなど、関係者全員がチェックすることが重要です。

また、レイアウト変更や新たなラインを設けるときに、レイアウト変更に詳しく経験豊富なラインメーカーなどに相談することで、いままで気が付かないポイントが出てくる可能性があるでしょう。

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