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ロットの生産は終わっても、受注分はまだそろっていません。検査で不合格となり、手直しでも救済できない部品が出ました。材料はすでに消費されていますが、顧客は変わらず金曜日に全数が納入されることを期待しています。
製造業の不良廃棄率とは、対象として定めた生産数量のうち、本来の用途に使用できず、最終的に廃棄が確定した数量の割合です。比較可能な製品群について、すべての処置が完了した時点で、次の式で計算します。
不良廃棄率（%）= 最終的に廃棄が確定した数量 ÷ 同じ生産対象群の総数量 × 100
分母には良品と廃棄品の両方を含めます。手直しによって良品になった部品は良品数に計上し、最終的な廃棄数には含めません。
信頼できる不良廃棄率は、繰り返し発生する損失の発見に役立ちます。その損失に対応するには、資材の状況を正しく把握し直し、必要な代替品を生産する時間も確保しなければなりません。SkyPlannerは、不良品数の記録を通じて不良廃棄の報告を支援し、資材追跡が設定されている場合には、不良品に消費された資材も反映します。そのうえで、AIによるスケジューリングが、承認済みの代替品の生産工程を、すでに納期を約束した受注と同じ計画に組み込む作業を支援します。
不良廃棄率は検査不合格の回数ではなく、最終結果から計算する
機械加工部品1,000個のロットを例に考えます。最初に生産した部品を、検査と認められた手直しを通じて追跡し、すべての部品の最終結果を確認します。
| 最初に生産したロットの最終結果 | 部品数 | 不良廃棄率の計算上の扱い |
|---|---|---|
| 初回で合格 | 920 | 良品数に計上 |
| 手直し後に合格 | 30 | 良品数に計上し、追加作業は別途記録 |
| 最終的に廃棄が確定 | 50 | 不良廃棄率の分子 |
| 最初に生産した総数 | 1,000 | 分母 |
最終的な不良廃棄率は50 ÷ 1,000 × 100 = 5%です。良品数は950個なので、最終歩留まりは95%になります。
直行率は、これとは異なる観点の指標です。手直しなしで初回に合格したのは920個だけなので、直行率（FPY）は92%です。残りの8%がすべて廃棄になったわけではなく、30個は手直しで良品になりました。手直しには時間がかかりますが、必ずしも新たな素材を丸ごと一個分消費したり、元の部品を廃棄したりするわけではありません。
同様に、廃棄した50個を良品950個で割ると約5.26%になります。これは、最初に生産した数量のうち失われた割合である5%とは異なります。良品数に対する廃棄数の比率は、別の原価計算の目的には役立つ場合がありますが、その比率であることを明記してください。総生産数量に対する不良廃棄率とは比較しないでください。
代替品を生産したら、その生産分を識別できるようにしておきます。代替品は新たに生産した個体であり、元のロットに対する追加の検査回数ではありません。代替品を含めた実績を報告する場合は、代替品の良品数と追加で発生した廃棄数の両方を、同じ集計対象に含めてください。
チームで一貫して運用できる集計ルールを決める
測定方法を明確に定義すれば、シフトごとの不良の記録方法の違いだけで数値が変わることを防げます。傾向を読み取る前に、対象製品群、集計対象とする工程の範囲、集計基準、最終処置の判定ルールについて合意しておきましょう。
廃棄品を、その発生元の生産分にひも付ける
まず、追跡可能なロットや製造指図を対象とし、投入数量と最終結果の数量を照合できるようにします。検査や手直しに数日かかる場合、今日廃棄が確定した数量を今日の新規着手数量で割ると、異なる生産分を混在させることになりかねません。
定期的な期間集計では、遅れて確定した処置をどの期間に計上するか、未確定の数量をどう表示するかを定めます。処置の判断を待っている部品が20個ある場合、それらは確定した良品でも、廃棄確定品でもありません。未確定として表示し、対象分の処置がすべて確定した時点で集計結果を確定させてください。率をよく見せるために、説明なく集計から除外してはいけません。
定めた集計範囲では、元の生産対象の各個体を一回だけ数えます。機械加工で不合格となった部品が最終検査報告にも記載されていても、廃棄数は二個にはなりません。一個の部品に複数の不良があっても、失われた数量は一個です。ただし、原因調査では個々の不良が重要になる場合があります。
工程単位の実績と全工順を通した実績は、別々に定義する必要があります。機械加工の不良廃棄率では、その工程に投入した数量を分母にします。一方、全工程を通した不良廃棄率では、元の生産対象を工順に沿って追跡します。各工程の率を足し合わせても、信頼できる工場全体の不良廃棄率にはなりません。
廃棄確定品、手直し品、材料ロスを区別する
検査で不合格となったら、その後の処置を判断する必要があります。その部品は、手直しに回す場合もあれば、調査のために保留する場合、最終的に廃棄する場合もあります。KPIの集計元となる記録でも、この区別を保ってください。
不良品と、工程上発生が見込まれる廃材も区別します。完成品がすべて検査に合格していても、切りくず、切断時の端材、立ち上げ時に使用する材料は、材料ロスの指標に含める場合があります。これらを個数ベースの不良廃棄数に混ぜると、結果の意味が分かりにくくなります。
材料の廃棄率を重量で測る場合は、分子と分母の両方に重量を使います。例えば、集計が完了したある切断作業で、材料投入量が500 kg、そのうち40 kgが廃材に分類され、残る460 kgが有効な生産物として計上されたとします。材料廃棄率は40 ÷ 500 × 100 = 8%です。廃材に通常の端材、異常による不良廃棄、またはその両方を含めるのかを明示し、再利用可能な残材や加工途中の材料は別に計上してください。
この8%は、ロットの個数ベースの不良廃棄率5%と直接比較できません。それぞれ異なる損失を表しているためです。重量のある鋳物の不良廃棄は、小さな継手の不良廃棄よりも、材料消費への影響がはるかに大きくなることがあります。
率を安易にまとめず、数量を合算する
同じ基準で測定した比較可能な製品を集計する場合は、廃棄数量と総数量をそれぞれ合算してから割り算します。ロットの大きさが異なる場合、各ロットの率を単純平均してはいけません。
材料の価値や工順、廃棄による影響が異なる製品は、製品別の実績を確認できるようにしておきます。作りやすい製品の生産量が増えただけで、工場全体の平均値が下がることもあります。工程が改善したと結論づける前に、率だけでなく、その基となる数量、製品構成、損失額も併せて確認してください。
失われたものを金額で捉える
不良廃棄率が示すのは数量であり、金銭的な影響のすべてではありません。複数の工程を経てから廃棄になった部品には、機械加工を始める前に廃棄になった部品よりも多くの作業が費やされています。
先ほどの廃棄品50個の例に戻りましょう。一個当たりの材料費が$12で、廃棄判定の時点までに加工費が$8発生していたとします。材料の損失額は$600、それまでに発生した加工費は$400です。廃材の回収によって廃棄品一個当たり$2を回収できる場合、この簡略化した計算で記録される正味の損失額は次のようになります。
50 × ($12 + $8 − $2) = $900
廃棄判定時点までに発生した費用は、自社の原価計算ルールに従って算定してください。リサイクルによる回収額で正味の金銭的損失を減らすことはできますが、廃棄品が再び納品可能な製品になるわけでも、費やした生産時間が戻るわけでもありません。
すでに発生した損失と、今後の不足分を補うための費用は分けて扱います。代替品の生産には、追加の材料と工程が必要です。集計範囲を説明せずに、その将来の作業費用を諸費用込みの損失額と別途算出する補充費用の見積もりの両方に含め、二重計上しないようにしてください。
当面の判断では、材料の追加購入、残業、外注加工、緊急輸送など、どの費用や条件が変わるのかを明らかにします。設備の空き時間を生み出すことには、人件費や設備の支払いがすぐに減らなくても価値があります。不良廃棄の削減額がすべて直ちに現金支出の削減につながると扱うのは、効果の過大評価です。
不足分を補い、納品できる生産計画を立てる
この例では、当初の生産数1,000個に対し、得られた良品は950個だけです。顧客の必要数が1,000個で、充当できる在庫がなければ、残り50個の良品が必要になります。これは品質の実績であると同時に、納品に向けた判断が必要な状況でもあります。
まず、その生産に実際に使用できる材料を確認します。そのうえで、代替品の工順、数量、必要な検査を承認します。各工程には現実的な所要時間を設定し、段取り時間も織り込んでください。さらに歩留まり損失が見込まれる場合は、代替品がすべて合格すると仮定せず、上乗せする生産数量を明示します。
承認された代替品の生産には一個当たり六分の機械加工が必要で、この例に限り、追加の不良は発生しないと仮定します。50個に必要な機械加工時間は300分、つまり五時間で、これに段取りや検査の時間が加わります。次工程を開始しなければならない時点までに、その設備の空き時間が三時間しかなければ、代替品の生産は計画どおりには収まりません。
正式な計画とは別の特急作業リストに入れても、競合が見えなくなるだけで、不足している生産能力が増えるわけではありません。加工可能な別の設備を使えるか、生産能力の追加が妥当か、別の受注の予定を動かせるか、あるいは約束した納期を変更する必要があるかを判断しなければなりません。
SkyPlannerで材料消費と代替品の生産を連動させる
SkyPlannerでは、作業者が作業タイマーを停止するときに、不良数として廃棄品を報告できます。材料追跡が設定されていれば、不良品に使用した材料も消費量に含めて在庫残高を更新します。これにより、不良品の生産ですでに使った素材を、次の作業で使えるものとして計画してしまうことを防ぎやすくなります。
例えば、素材10個を使用し、2個が廃棄となって良品が8個得られた場合、材料の記録には8個ではなく10個の消費を反映する必要があります。この場合、不良品2個は最終的に廃棄が確定したものです。最終的な不良廃棄率のKPIを照合する際は、修理可能な部品や、処置が未確定で品質保留中の部品を区別できるようにしてください。単に品質不合格として集計された数量だけでは、各部品の最終結果までは分かりません。
次に、代替品の製造に必要な承認済みの工程を、SkyPlannerの共通の生産スケジュールに組み込みます。SkyPlannerのスケジューリング用人工知能Arcturusが、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、各工程の配置を計算します。Ganttタイムラインには、同じリソースを使う他の製造指図とともに、計算結果に基づく作業順序と完了日が表示されます。資材を考慮したスケジューリングが有効な場合は、資材の利用可能状況も計算に反映されます。
5時間かかる代替品の製造についても、挽回日程を確約する前に、残りの工程や他の顧客の注文への影響を確認できます。優先順位や、変更せずに維持すべきスケジュール上の判断は担当者が管理します。Arcturusが関連する工程をまとめて計算するため、影響を受ける設備ごとに作業順序を手作業で組み直す必要はありません。
不良廃棄によって生産が繰り返し乱れる場合に、SkyPlannerが次の対策として役立つのはこのためです。記録された損失、消費した資材、まだ必要な作業を計画の見直しに組み込めます。品質部門、倉庫担当者、現場責任者がそれぞれの数字を持ち寄り、後から突き合わせる必要はありません。SkyPlannerは公開REST APIを通じてあらゆるERPやMESと連携できるため、既存の製造指図や品質記録も、一連の業務の中で引き続き活用できます。
資材の見える化でEskomaticに起きた変化
受託機械加工会社のEskomaticは以前、旧来のERPと生産管理システムを使い、作業順序の大半を手作業で組んでいました。資材の状況を十分に把握できず、作業開始予定の直前になって不足が判明することがありました。
既存のERPにSkyPlannerを連携させたことで、EskomaticはGantt上で作業順序をより明確に把握し、資材不足を確認できるようになり、負荷を考慮した自動スケジューリングも利用できるようになりました。同社は、納期設定の精度が高まり、資材不足による生産停止が減ったと報告しています。
この事例は、資材が揃うタイミングと作業順序を合わせることの実務上の価値を示しています。生産開始直前の想定外の事態を減らし、より確かな根拠に基づいて顧客に納期を提示できます。
確認できた原因を是正し、不良廃棄を減らす
あらゆる製造工程に共通する、不良廃棄率の許容基準はありません。専用工程での繰り返し生産、新製品の立ち上げ、高付加価値品の機械加工では、損失の発生傾向が異なります。5%といった一律の合格ラインではなく、比較可能な生産実績、顧客の要求事項、不良がもたらす影響を踏まえて目標を設定してください。
不良廃棄率の元になった記録から、何を調べるべきかを決めます。情報が得られる範囲で、製品、工程、材料ロット、確認済みの原因別に損失を分類してください。失われた数量、コスト、納期への影響を基に問題の優先順位を付けます。廃棄量が最も多い問題が、生産上、最も緊急性の高い問題とは限りません。
確認できた事実に応じて、次のように対処します。
- 寸法不良が繰り返し発生する場合：実際に満たせなかった要求事項に照らして、工具の状態、治具、補正値、加工条件を確認します。
- 特定の材料ロットに損失が集中している場合：設備や作業者に原因があると決める前に、受入材料と仕入先からの資料・記録を調べます。
- 立ち上げ時や段取り替え後に不良が出る場合：ロット全体の生産に入る前に、段取りと初品承認を確認します。
- 工程間で損傷が発生する場合：損傷が起きている場所での取り扱い、保管、保護の方法を調べます。
是正措置の担当者を決め、その後の比較可能なロットを同じ合否判定基準で確認します。検査を前倒しすれば、不良の発生源を取り除く前でも、すでに不良となっている部品にさらに加工を加えることを防げる場合があります。検査を緩めたり、不合格品を記録しなかったりした結果、率が下がっただけなら、改善とはいえません。
品質改善は、次の損失を防ぎます。現実的な資材計画と能力計画は、すでに発生した損失への対応を支えます。この両方を進めることで、不良廃棄率を単なる数字で終わらせず、生産管理の改善につなげられます。
ロット不合格が次の納品に及ぼす影響を確認する
SkyPlannerのデモでは、最近、最終的に廃棄が確定した事例を1件ご用意ください。当初の数量と合格数量、消費した資材、代替品の製造に必要な承認済みの工程、影響を受ける顧客の注文を取り上げます。
その事例を使って、具体的な挽回計画を検討しましょう。不足する資材を織り込み、すでに確約している予定に合わせて作業を配置し、顧客から問い合わせが来る前に、納期についてどのような判断が必要かを確認します。
自社の生産について相談するには、SkyPlannerのデモを予約してください。まずはご自身で確かめたい方は、デモデータでSkyPlannerを試すこともできます。
Jussi Mäntylä
生産計画スペシャリスト、SkyPlanner
