SMED：段取り替え時間を短縮し、受注に対応する余力を

次の注文を生産する準備はできていても、設備の準備が整っていない。作業者は必要な工具をそろえ、設定を確認し、初品の承認を得なければなりません。その間も、後続の作業は待ち続けます。

段取り替えに時間がかかるほど、生産スケジュールをどう組むかによって生じる負担も大きくなります。納期に間に合わせるために生産品目を切り替えると、その分だけ生産時間が失われます。一方、段取り替えを先延ばしにして同じ品目を作り続けると、より急ぎの注文を待たせたまま、まだ必要のない部品を作ってしまうことがあります。ロット生産では、この兼ね合いが生産ロットの数量と生産順序の両方を左右します。

SMEDは、段取り替えそのものを短縮することで、このトレードオフの解消に役立ちます。SkyPlannerは、そこで生まれた時間の活用を支援します。段取りを考慮したスケジューリングにより、納期の優先順位を計算に織り込みながら、段取りの共通する作業をまとめることができます。両者を組み合わせることで、顧客が実際に次に必要とする注文を、より柔軟に生産できるようになります。段取り時間が短くなれば、生産平準化の一環として、小ロットでの生産を繰り返すことも容易になります。

製造業におけるSMEDとは

SMEDは、Single-Minute Exchange of Dieの略で、日本では「シングル段取り」と呼ばれる改善手法です。生産設備をある作業や製品から別の作業や製品へ切り替えるための時間を短縮します。名称が示すのは、段取り替え時間を10分未満の一桁台にするという目標であり、1分での段取り替えを約束するものではありません。

この手法の中心となるのが、設備を止めなければできない内段取りと、設備の稼働中にもできる外段取りの区別です。稼働中にできる準備は停止時間の外へ移し、停止中に行う必要がある作業は簡素化します。

この考え方は、金型の交換だけに役立つものではありません。工具の交換やサイズ・仕様の切り替えなど、製品間で繰り返し発生する他の段取り替えにも適用できます。

SMEDは改善の手法であり、段取り時間はその手法で短縮しようとする時間です。一方、スケジューリングは別の改善手段で、同じ段取りでは処理できない作業間の切り替え回数を減らせます。適切な計画では両方を活用します。作業をまとめるだけで、必要以上に長い段取り替えまで解消できると考えてはいけません。

受注対応に効果がある段取り替えから着手する

記録上の段取り替え時間が最も長い設備を単純に選ぶのではなく、段取りによるロスが納期に影響しているリソースを選びましょう。どのリソースで作業が滞り、工具を交換するか、急ぎの作業を終わらせるかという選択を繰り返し迫られているのかを確認します。

負荷の高い曲げ加工機は、その好例です。出荷前に複数の注文をその設備で加工する必要があれば、そこで時間を確保することで作業の流れを改善できます。負荷の低い設備で同じ時間を短縮しても、今週の生産にはそれほど役立たないかもしれません。工順を見ると、どの注文がそのリソースを使い、その後どの工程へ進むのかがわかります。

繰り返し行われる段取り替えの中から、作業者がよく把握しているものを一つ選びましょう。実際に作業する人と一緒に見直し、保全や品質管理の業務が生産開始の準備に関わる場合は、その担当者にも参加してもらいます。問うべきは「なぜこんなに時間がかかるのか」ではありません。「この設備で次の良品を作れるようになるまでに、何をする必要があるか」です。

この問いによって、話し合いの焦点は作業の速さから、準備、作業順序、再現性へと移ります。

現場で繰り返し実践できるSMEDの手順をつくる

1. 段取り替えの全体を観察する

前の生産で通常の生産速度で最後の良品を作ってから、次の生産で通常の生産速度で最初の良品を作るまでを、一貫した基準で測定します。設備が再稼働していても、試作品や不良品を作っている段階では、まだ実際の生産に使える状態に戻ったとはいえません。

その二つの時点の間に行われる作業と待ち時間を記録します。各作業を誰が行い、何を必要とし、本当に設備を止める必要があるのかも書き留めましょう。可能であれば、複数回の段取り替えを観察します。例外的に順調だった1回の実績だけでは、次の生産計画で約束する時間の根拠として不十分です。

設備の停止時間と、次の生産を準備するために必要な作業工数の二つを把握できるようにしておきます。準備を前倒しすれば設備を使える時間は増えますが、準備作業そのものがなくなるとは限りません。

2. 設備の停止が必要な作業と不要な作業を分ける

現在、設備を止めてから行っている作業が、必ずしも内段取りとは限りません。次に何を生産するか誰も把握していなかったために、停止後になって次の作業の書類を集めているだけかもしれません。

繰り返し行う段取り替えを、次のように簡略化して記録した例を考えてみましょう。現状では、四つの作業をすべて生産停止後に順番に行っています。

作業	現状の停止時間	改善後の停止時間
次に使う工具の準備と確認	8分	0分：事前に準備
作業指示書の入手と確認	7分	0分：事前に準備
工具の取り外しと取り付け	18分	15分
調整と初品の良品確認・承認	12分	10分
設備の合計停止時間	45分	25分

これらの数値は説明用の例であり、顧客の実績ではありません。最初の二つの改善により、15分の準備作業を停止時間の外へ移しています。残りの5分は、内段取りの方法を改善することで短縮しています。

外段取りに移しても、その作業を行う人は必要です。次に使う工具や作業指示書を、誰がいつ準備するのかを決めましょう。「準備完了」と表示した台車も、次の作業に必要なものが実際にそろい、確認済みでなければ役に立ちません。

やり方を変えれば外段取りに移せる内段取りも探しましょう。例えば予備の治具があれば、稼働中の設備とは別の場所で次の作業の準備や位置合わせができ、停止中は治具の交換だけで済む場合があります。変更する前に、費用、設備への適合性、安全な作業方法を検討してください。

3. 作業を急がせず、内段取りの方法を改善する

内段取りとして残る作業では、探し物、重複した確認、不要な調整をなくすための、繰り返し実践できる方法を探します。治具、締結方法、作業順序を変更する場合は、設備の責任者が評価する必要があります。時間目標を、安全な停止手順や品質承認を省略する口実にしてはいけません。

この例では、改善後の取り付けと調整に25分かかります。一桁台に達していなくても、価値のある改善です。最初に目指すのは、例外的にうまくいった1回の見栄えのよい数値ではなく、繰り返し再現できる確かな改善です。

改善した手順を文書化し、必要なものを用意したうえで、その後の段取り替えを確認します。その手順を実行するために次の注文を早めに把握する必要があるなら、生産スケジュールも改善を機能させるための一部となります。

段取り替え時間の短縮で、作業順序の選択肢が広がる

改善後の同じ設備で考えてみましょう。生産準備が整ったA1、B1、A2、B2の四つの作業があり、加工時間はそれぞれ20分とします。Aの作業は同じ工具グループを使い、Bの作業は別の工具グループを使います。グループ間の切り替えには、どちらの方向でも25分かかります。同じグループの作業を続ける場合、グループ間の段取り替えは追加で発生しません。

この例では、Aグループの工具がすでに取り付けられた状態で、08:00に設備の生産を開始します。すべての材料がそろい、作業者も対応でき、休憩や追加の段取り作業はありません。B1は、この設備での加工を09:10までに終える必要があります。他の作業の期限はそれより遅く、以下の順序で進められるものとします。

作業順序	グループ切り替え回数	グループ間の段取り替え時間の合計	B1の完了時刻	最後の作業の完了時刻
A1 → B1 → A2 → B2	3	75分	09:05	10:35
A1 → A2 → B1 → B2	1	25分	09:25	09:45
A1 → B1 → B2 → A2	2	50分	09:05	10:10

Aの作業をすべてまとめ、その後にBの作業をまとめると、全体は最も早く完了しますが、B1は必要な完了時刻に間に合いません。B1を早い順番に置き、その直後にB2を実行すれば、グループを交互に切り替える場合より段取り替えを1回減らしながら、B1の期限も守れます。

ここに、計画を改善する余地があります。すべてをグループごとにまとめるか、段取りを無視するかの二者択一ではありません。目の前の注文に合った程度に作業をまとめることが必要です。

現場での段取り改善も重要です。SMEDの実施前は、交互に切り替える順序では四十五分の段取り替えが三回必要で、停止時間は135分でした。SMEDの実施後は、同じ順序でも75分に減ります。さらに、期限に間に合う三つ目の順序にすれば、50分まで減らせます。段取り方法の改善で六十分、作業順序の見直しでさらに二十五分を短縮しています。

実際の受注を計画に組み込む際は、工程間の依存関係や加工時間の違い、ほかのリソースも考慮する必要があります。この機械での作業が終わっても、出荷までに溶接や検査が必要な場合があります。受注生産で重要なのは、機械の作業順序をきれいに整えることだけではなく、顧客の注文に間に合うタイミングで生産能力に余力を生み出すことです。

SkyPlannerで段取りと納期の優先順位を両立させる

四つの作業について一度だけ順序を決めるなら、それほど難しくありません。難しいのは、受注状況が変わる中でも適切なバランスを保つことです。新たな特急注文、材料の遅れ、設備の使用不可によって、組んだばかりの順序が成り立たなくなることがあります。

SkyPlanner APSでは、段取りを考慮した作業順序の決定を生産スケジューリングに組み込めます。スケジューリングを担うAIのArcturusは、設定された生産能力、工程間の依存関係、優先順位に基づいて作業スケジュールを計算します。何を重視するかを決めるのは計画担当者で、AIはその指示に従ってスケジュールを作成します。

工具の違いによって段取り替えが発生するリソースでは、製品に該当する工具の属性を定義します。同じ段取りで処理できる作業には、その属性に適切な共通の値を設定します。そのリソースで類似性を有効にし、Dynamic Prioritiesで類似する作業に重みを付けてください。SkyPlannerの類似性ルールでは、判定に使う属性を選び、異なる作業間の段取り時間を入力し、類似する作業を連続して実行する重要度を設定できます。

実務上の利点は、各リソースの作業順をすべて手作業で組み直さなくても、スケジューラが類似作業をまとめる優先度を考慮して計画を立てられることです。工程の実態に合っていれば、色や材料など、段取り替えの主な要因となる別の属性を、類似性の判定に使うこともできます。そのリソースで実際に段取り替えの原因となるものを反映した属性を選んでください。

次に、作成されたGanttスケジュールが納期の優先順位に合っているかを確認します。類似作業をまとめた結果、急ぎの作業に必要な時間枠が圧迫されている場合は、類似性を絶対的な指示として扱わず、優先順位を調整してください。ルールやロックを使えば、変更せずに維持したい計画上の判断を保護できます。

現場の改善に合わせて、計画に使う時間の設定も更新してください。各工程にはそれぞれ段取り時間が設定されており、類似性ルールには属性の異なる作業間の段取り替え時間が設定されています。同じ時間を二重に計上せず、それぞれが対象とする作業を正しく表しているか確認しましょう。Gantt表示では、段取り時間は作業の合計時間に含まれ、別の色の区間としては表示されません。

SkyPlannerは、現場チームが行うSMEDの改善活動に代わるものではありません。その成果を計画に生かすためのツールです。短縮後の段取り時間や、段取り替えの実態に即した類似性の属性を入力することで、生産全体を考慮したスケジュールに反映できます。SkyPlannerのスケジューリング機能を見ると、生産能力、優先順位、Gantt上の計画がどのように連動するかを確認できます。

KJH-Compでの活用例

フィンランドの板金加工受託メーカーKJH-Compでは、C9000 ERPとスプレッドシートを使って週単位の負荷計画を立て、現場責任者が日単位で各機械に作業を手作業で割り当てていました。製品の種類が増えるにつれ、この手作業によるスケジューリングを続けることが難しくなっていました。

SkyPlannerの導入後も、受注情報は従来のERPに入力し、有限能力スケジューリングと機械への作業割り当ては自動で行っています。同社の導入事例では、曲げ加工での成果が紹介されています。同じ金型を使い、板厚も同じ作業を連続して行うことで、段取り時間と機械の待機時間を削減しています。

同じ事例からは、類似作業をまとめるだけでは不十分な理由も分かります。2週間後までに必要な作業が、明日出荷する注文を後回しにすることはなくなり、現場責任者は4メートルの曲げ加工機の負荷も把握できるようになりました。段取りの効率と納期は、同じ生産判断の中で検討する必要があります。

KJH-Compの経験が参考になるのは、スケジューリングの考え方だけでなく、日々の業務の変化を示しているからです。手作業での負荷割り当てが減り、ボトルネックが明確になり、すでに取り付けてある金型をより有効に使える作業順序になっています。KJH-CompのSkyPlanner導入事例を読む。

短縮した時間を成果につなげる

段取り替えを改善したら、測定の開始点と終了点をそろえ、同じ条件の作業を比較してください。必要な段取り替えにかかる時間、その作業順序で品種群の切り替えが何回発生するか、急ぎの注文が必要な時刻までに完了するかを確認します。立ち上げ時の品質と、外段取りにかかる作業負荷も評価に含めてください。

平均段取り時間の短縮は、改善の一歩です。その短縮によって、次の重要な注文を完了する余裕が生まれてこそ、実務上の成果につながります。

SkyPlannerは、公開されたREST APIを通じてあらゆるERPやMESと連携できます。受注情報を管理している既存システムをそのまま使い、その生産データを段取りを考慮したスケジューリングに取り込めます。すでに自社の業務に合っているERPを、最初から置き換える必要はありません。

自社の生産でどのような成果につながるかを検討するには、SkyPlannerのデモを予約してください。負荷の高いリソース、その段取り替えを左右する属性、実測した段取り時間、納期の異なるいくつかの注文をご用意ください。これらを基に、類似作業をまとめると効果がある場面と、納期を優先すべき場面について、具体的に話し合えます。

まず計画画面を確認したい場合は、デモデータでSkyPlannerをお試しください。