この記事の内容
自動機は、異常が起きた後も長時間にわたって動き続けることがあります。最初の不良品を見つけるために、誰かが毎サイクル監視しなければならないのであれば、作業は自動化されていても、常時監視の必要性はなくなっていません。
自働化は、この両方の問題に対処します。工程で異常を検知し、そのまま生産が続くのを止めることで、作業者は機械のそばで異常を待ち構えるのではなく、発生した問題の調査に当たれます。加工がさらに進んだ後の検査に品質をすべて委ねるのではなく、作業の中で品質をつくり込む考え方です。
生産管理者にとって次の課題は、停止後の対応を整理することです。影響を受けた製品、承認済みの復旧作業、そして同じ生産能力を使うほかの製造指図を考慮する必要があります。SkyPlanner APSは、設備ごとの作業順序をすべて手作業で組み直すことなく、こうした確定済みの変更を1つの生産スケジュールに反映できるよう支援します。
製造業における自働化とは
自働化とは、機械と作業者が異常を検知し、問題が後工程へ流れる前に作業を止められるようにする考え方です。ジャスト・イン・タイムと並ぶ、トヨタ生産方式の二本柱の1つです。
英語ではautonomationとも呼ばれ、「人の知恵を組み込んだ自動化」を意味します。通常の自動化が作業を実行するのに対し、自働化には、そのまま作業を続けるべきではない状態を見分ける働きがあります。この違いが重要です。良否の基準を定め、問題を解決し、工程を改善するのは、引き続き人の役割です。
この考え方の原点は、豊田佐吉による織機の開発にあります。糸が切れると止まる織機は、不良の織物をつくらないだけでなく、人が付きっきりで監視する必要もなくしました。工程での品質のつくり込みと、人と機械の仕事の適切な分担。この両立が、今も自働化の要点です。
自働化は手作業の工程にも当てはまります。異常に気づいた作業者は、品質に疑いのあるものを次へ流すのではなく、作業を止めて支援を求められなければなりません。工程内で品質をつくり込むために、あらかじめすべての作業を自動化しておく必要はありません。
自働化・アンドン・ポカヨケの役割の違い
これらの手法は組み合わせて使えますが、装置を1つ購入するだけで自働化全体が実現するわけではありません。
| 概念・手法 | 役割 | 現場での意味 |
|---|---|---|
| 自働化 | 異常を検知し、そのまま生産が続くのを止め、解決すべき問題を顕在化させる | 重要な条件に異常があるとき、問題が表面化しないまま生産が続くのを防ぐ |
| アンドン | 状態を見える化し、対応を呼びかける | 担当者が対応の必要な場所を把握し、支援を手配できる |
| ポカヨケ | 特定のミスを防ぐ、または適切な段階で検知する | 想定されるミスを起こせなくするか、後工程へ流れる前に明らかにする |
| 最終検査 | 完成品が要求事項を満たしているかを判定する | 不適合品を見つけられるが、その時点ですでに追加の作業が施されている場合がある |
アンドンの表示灯は、支援につながってこそ役立ちます。表示灯があるだけでは、工程で不良を認識できることや、次の不良品の発生を防げることの証明にはなりません。ポカヨケによる確認も自働化を支えますが、その価値は異常を検知した後の対応によって決まります。誰もが見過ごせる警告と、異常な条件では作業を続けられない工程とでは、意味が異なります。
検査にも引き続き役割があります。自働化は、必要な検査をなくす理由にはなりません。繰り返し起きる生産上の問題を初めて発見する場として、検査に頼る状態から脱するためのものです。リーン生産方式が目指すのは、単に機械のサイクルを速くすることではなく、ムダな作業を減らし、良品をより多く生産することです。
まず正常と異常の区別を明確にする
センサーや警報を選ぶ前に、作業を把握しましょう。何を見れば、工程が正しく進んでいると判断できるでしょうか。問題の影響を封じ込めるのが難しくなる前に、どの段階でその条件を確認できるでしょうか。
「品質の問題に注意する」という指示だけでは、作業者は具体的に何をすべきか分かりません。確認すべき特性、必要な部品、完了すべき動作、許容される工程条件などを明確にすれば、現場で何を見て確かめるべきかが分かります。
まず、繰り返し発生している不具合を1つ選び、実際の工程に沿って追跡しましょう。承認済みの作業方法、製品のバリエーション、段取り替え、そして不良を最初に検知できる箇所を確認します。作業方法が不安定であったり、必要以上に複雑であったりする場合は、自動化する前に改善してください。そうしなければ、設備は同じ不確かな作業を、より速く繰り返すことになりかねません。
対象とする条件について、次の点を関係者で合意します。
- 正常な作業と異常な状態を区別する基準。
- 異常を検知する方法と箇所。
- 停止する作業、または次へ進めてはならない作業。
- 影響を受けた可能性のある製品を特定し、管理する方法。
- 問題を評価し、再開条件を確認する担当者。
これらは一体として決める必要があります。異常を検知しても対応が決まっていなければ、結局は誰かが気づき、その場で判断して対処することに頼る工程のままです。
リセットを繰り返すのではなく、停止を確実な復旧につなげる
実効性のある自働化の対応は、異常の検知、異常なまま作業を続けないための停止、承認された稼働条件への復旧、再発防止という、互いにつながる4つの要素から成ります。
当面の対応と長期的な改善は関連していますが、同じものではありません。詳細な調査が完了する前でも、段取りの問題を修正し、良品ができることを確認できる場合があります。一時的な封じ込め措置には、明確な責任者と承認済みの条件が必要です。品質に疑いのある部品をつくり続けるための、記録のない黙認にしてはいけません。
リセットしたことを、復旧の証拠にしてはいけません。担当者は、工程で何が起きたか、影響を受けた製品がどうなったか、そして良品の生産を再開できる根拠は何かを明確にする必要があります。作業の内容によっては、段取りの確認、代表的な加工結果の検証、または定められた品質承認手順の実施が必要になります。
そのうえで、異常が起きた原因を調べ、工程を強化します。停止が繰り返されるたびにリセットするだけでは、問題が見えるようになったにすぎず、持続的な改善には至っていません。調査によって変更が必要と分かった箇所は、作業標準や検知方法を見直しましょう。
品質上の理由による生産停止は、非常停止や機械のエネルギー源からの隔離とは異なります。設備の取り扱い、安全防護、再起動は、適用される承認済みの手順に従わなければなりません。自働化は生産の考え方であり、これらの安全措置に代わるものではありません。
例：付きっきりの監視が不要になる切断セル
後工程の組立エリアにケーブルを供給する、自動切断セルを想像してください。機械がケーブルを送り出して切断しますが、送り時に滑りが起きると、長さが規定から外れることがあります。従来は機械を動かし続けながら、作業者が切断品を監視し、長さを確認していました。
まず現場で長さの合格条件を定め、どこで確実に確認できるかを検討します。承認された改善方法では、切断結果を確認し、必要な条件を満たさない場合は、それ以上ケーブルを送らないようにします。異常は見える形で示され、作業者が対応します。これは自働化の原理を説明するための例であり、機械制御の設計を示すものではありません。
重要なのは、測定値を表示する画面があることではありません。次々と切断品が出てくる中で、作業者が最初の不良品を見つけることに頼らなくなった点です。
停止が起きたら、それ以前の切断品をすべて良品と見なすのではなく、影響を受けた可能性のあるものを管理します。工程の品質ルールと確認できる証拠に基づいて、合格とするもの、保留を続けるもの、代替品の製作が必要なものを判定します。最後に記録された確認結果は判断の手掛かりになりますが、それ以降のすべてが合格であることを、それだけで証明できるわけではありません。
原因への対処後、担当チームが再開条件を満たしているか確認します。必要に応じて、中長期的な是正措置も進めます。一方、正常な自動運転中は、作業者が切断のたびに機械を見張るのではなく、割り当てられた別の作業に取り組めます。
この最後の効果を得るには、作業サイクルを整える必要があります。材料の投入、製品の取り出し、補充、点検、異常への対応には、引き続き時間がかかります。作業者を別の作業に配置する意味があるのは、その作業を完了でき、必要なときに異常へ対応できる場合だけです。自働化は、人を機械の常時監視から解放するものであり、人の仕事そのものをなくすものではありません。
停止回数だけでなく、良品の生産量と監視負担の軽減を測る
止まらない機械は、生産性が高く見えても、不良品を後工程に流し続けているかもしれません。一方、新たに導入した検出方法が良品を繰り返し不良と判定すれば、守るはずだった生産能力をかえって消費してしまいます。
対象とする不具合モードについて、条件が比較可能な生産実績を基に評価します。後工程に流出した不適合品、同じ不具合の再発、不要な停止、そして人が今も監視や工程の復旧に費やしている時間を確認してください。実演用の部品だけでなく、承認済みの仕様違いや通常の運転条件でも、その検出方法が機能するかを確かめます。
承認された試験では、適合・不適合があらかじめ分かっている条件を用いて、検出と対応が正しく機能するかを検証します。検査で有効な判定結果を得られない場合に、何が起きるかも確認してください。品質部門と技術部門が合否基準を定め、試験品が通常の出荷品に混入しないよう管理する必要があります。
異常の報告が増えても、それだけで失敗と判断せず、調査すべき情報として捉えてください。以前から存在していた問題が、工程で見えるようになった可能性があります。目指すのは、原因を取り除き、避けられる作業を減らすことです。停止回数を少なく見せるために、異常の見逃しを促すことではありません。
承認済みの復旧作業を生産スケジュールに組み込む
ケーブル切断セルの例に戻りましょう。停止が確認された時点で、合格品の数量が計画を下回り、設備を使えない時間が生じ、組立完了までに代替品の切断作業が必要になることがあります。機械が復旧しても、元の納入計画まで自動的に回復するわけではありません。
生産計画担当者には、現時点の生産状況を正しく把握できる情報が必要です。確認済みの情報に基づく最も確かな稼働再開見込み、合格済み数量と残数量、承認済みの追加作業、工程の所要時間や使用可能なリソースの変更などが該当します。スケジュールのつじつまを合わせるためだけに、保留中の製品を使用可能と判断された資材として扱ってはいけません。
こうした復旧時の計画管理を容易にするのが、SkyPlanner APSです。実際の生産能力の変化を記録し、承認済みの残作業や代替品の生産作業を計画に反映します。SkyPlannerのスケジューリングAIであるArcturusが、設定されたリソース、シフト、優先順位、工程間の依存関係に基づいて作業順序を計算します。
リソースの例外設定では、そのリソースを使用できない期間を表します。設定を反映したスケジュールがガントチャートに表示されるため、生産計画担当者は切断作業、その後工程、同じ生産能力を必要とする他の注文を確認できます。復旧用のリストを別に作成し、設備ごとの作業待ち一覧と手作業で照合する代わりに、完了日がより明確になった共通の計画を使って業務を進められます。
どの納入約束を優先するか、どのスケジュール上の決定をルールやロックで保護するかは、担当者が判断します。Arcturusは、その指示の範囲内で計算を行います。代替設備が役立つのは、対象の作業に対応でき、利用可能な生産能力がある場合だけです。注文の優先順位を上げても、停止で失われた時間を取り戻せるわけではありません。
品質上の判断とスケジュール上の判断は、明確に分けてください。リソースの例外設定は生産能力を記録するものであり、再開を許可するものではありません。依存関係は計画上の作業順序を定めるもので、検査合格の証拠ではありません。担当の生産・品質チームが、その後の生産をどのような条件で進めてよいかを定めます。SkyPlannerは、その承認された方針に沿って、他の受注案件も考慮した生産計画づくりを支援します。
SkyPlannerは、公開REST APIを通じて、あらゆるERPやMESと連携できます。そのため、既存の受注情報や生産情報を、復旧管理用の別の表計算ファイルにまとめるのではなく、スケジューリングにつなげられます。
再計画の迅速化を実現した現場の例
食品包装メーカーのFredman Operationsは、受注量の増加に伴い、こうした調整の課題に直面していました。作業票はL7 ERPから生産管理ソフトウェアLTRへ手作業で転記されており、生産計画担当者は設備が空く時刻やシフトごとの生産能力を正確に把握できていませんでした。急ぎの作業を組み直すだけで、1時間以上かかることもありました。
SkyPlannerの導入後、同社のチームは共通のガントチャートとシフトごとの生産能力を日々の計画に活用しています。Fredmanによると、変更への対応が速くなり、残業の必要性も減りました。同社の経験は、生産計画の変更を踏まえて次の納期を約束する際に、生産能力の可視化がなぜ重要なのかを示しています。
品質問題による停止でも、スケジューリングにおける同じ利点が役立ちます。生産計画担当者は、別々のリストを突き合わせて作業順序を組み直す時間を減らし、確認済みの変更が顧客にどう影響するかを判断する時間を増やせます。
続行すべきでないときに止まれる工程をつくる
まずは、異常に気づかないまま作業が続くおそれのある工程を一つ選びましょう。正常な状態を定義し、そこからの逸脱を工程でどう検知するかを決め、問題が先へ流れない対応を確実にします。そのうえで復旧の進め方を整え、原因を取り除く改善に取り組んでください。リセットを繰り返すことを当たり前にしてはいけません。
承認された復旧方針を受けて、他の生産予定を手作業で組み直しているなら、SkyPlanner APSをご検討ください。変化した生産能力、残作業、同じ生産能力を必要とする顧客の注文を一つのスケジュールにまとめます。新たな納期を約束する前に、どの納入を優先すると他にどのような影響が出るかを把握できます。
SkyPlannerのデモを予約し、最近の品質問題による停止を一例として、確認済みの生産能力への影響と、対象の注文を完了するために承認された作業をご用意ください。その作業を他の納入予定とどう組み合わせられるかをご確認いただけます。まずはスケジューリングの仕組みを試したい方は、デモデータでSkyPlannerを試すか、SkyPlanner AssistantのAIが支援する「はじめに」をご利用ください。
Jussi Mäntylä
生産計画スペシャリスト、SkyPlanner
