製造現場における切り替え時間を短縮する方法

顧客満足度は、高品質な製品を一貫して、かつ期日通りに提供することにかかっています。また、可能な限り、ほとんどのメーカーは、顧客の期待に応え、それを上回るために、できるだけ迅速に生産を開始しなければなりません。

しかし、従業員も機械も、24時間休みなく稼働し続けることはできません。機械にはメンテナンスが必要であり、作業場も定期的な清掃が必要で、従業員には休息が必要です。そこで重要になるのが、切り替え時間です。

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切り替え時間とは、特定の生産ロットにおいて最後の製品がラインから出荷された時点から、次のロットの生産が開始されるまでの期間を指します。なお、切り替え時間には、顧客が要求する品質仕様を満たす最後の製品と最初の製品との間の時間も含まれることに留意する必要があります。

多くの場合、製造企業では、生産切り替えの時間を活用して、部品の交換や機械の清掃を行い、次の生産ロットに対応できるよう準備を整えています。

こうした点を踏まえると、製造業者にとっては、事業全体での生産効率を最大化するために、切り替え時間を可能な限り短縮することがビジネス上理にかなっている。

多くの場面で、「切り替え時間」と「セットアップ時間」は同じ意味で使用されることがあります。しかし、これらには違いがあります。セットアップ時間は、比較的包括的な切り替えプロセスの一部に過ぎません。つまり、セットアップ時間は、主に清掃と起動作業を含む切り替え作業の一部に属するものです。

切り替え時間を効果的に測定するには、監督者は生産工程を観察し、ある生産ロットの最終作業から次のロットの生産工程の開始までの時間を記録しなければならない。

場合によっては、製造業者が生産ロットを記録し、関連する監督者や管理者が、その場にリアルタイムで立ち会えなかった場合でも、切り替え時間を追跡できるようにしています。

製造施設における切り替え時間を短縮することで、企業は生産性を最大限に高め、1日あたりの生産台数を増やすことができます。

段取り替え時間は、「待ち時間」に分類されます。これは、リーン生産方式における8つのムダの一つであり、生産価値を高めるためには削減すべきものです。

段取り替えに費やす1分1分は、生産活動が行われていない1分1分です。しかし、遅延のほとんどは、些細で解決可能な問題が積み重なったことに起因しています。通常、時間が失われるのは次のような場面です：

1. 標準化の欠如
オペレーターやシフトごとに作業方法が少しずつ異なると、切り替え作業が予測不能になります。明確で共通の方法が確立されていないと、チームは適切なセットアップが実際にどのようなものかを把握するために時間を浪費することになります。また、すべてのセットアップが「その場限りの作業」のように感じられると、改善のための確かな基準が失われてしまいます。

デジタル化された作業手順書や共有された標準作業手順（SOP）は、大きな違いをもたらします。標準化とは、画一化することではなく、効果的な方法を誰もが確実に再現できる手段を提供することです。

2. 手動による調整と微調整
多くのセットアップでは、依然として手書きのメモや記憶に頼って機械の設定を調整しています。これは通常、試行錯誤の作業となり、時間を浪費するだけでなく、ミスを招きやすくなります。たとえ適切な設定が見つかったとしても、それが記録されたり共有されたりすることはほとんどありません。

次の人は一からやり直し、あらゆる部分を微調整し直します。

3. 訓練を受けていない、あるいは作業頻度の低いオペレーター
数ヶ月間切り替え作業を行っていない人や、適切な訓練を受けたことがない人は、手順や工具、指示を探すのに多くの時間を費やすことになる。一部の工場では、経験の有無にかかわらず、その場にいる人がその作業を任されることがある。

知識が人々の頭の中だけに存在している場合、その人がいなくなると同時に一貫性は失われてしまう。

4. 設備の準備が整っていない、または整備されていない
切り替え作業は、機械が停止するずっと前から始まっているのです。工具の校正が行われていなかったり、清掃が完了していなかったり、前回の生産で残った材料がまだ残っていたりすると、生産は始まる前から停滞してしまいます。

ここで、内部設定と外部設定の境界線が曖昧になり、マシンが稼働している間に準備を行う必要があるのです。

5. 工具や資材の紛失・置き忘れ
紛失したレンチや必要な資材を探すことほど、切り替え作業を急速に遅らせるものはありません。これは些細な問題ですが、すぐに雪だるま式に膨らんでしまいます。工具や部品を事前に準備しておかないと、気づかないうちに数分が浪費され、週末にはそれが数時間に膨れ上がってしまうのです。

ツール用シャドーボードやデジタルカンバン、自動キット通知などの簡単な習慣を取り入れることでこれを防ぐことができますが、多くの工場では依然として記憶や付箋に頼っているのが現状です。

ほとんどのチームは、セットチェンジに本来よりも時間がかかっていることを認識しています。それでもなお、ストップウォッチやペン、紙のチェックリストを使っているチームは少なくありません。デジタルツールへの移行は、単に最新技術を追い求めることではありません。毎回同じ手順でセットアップを行い、何が作業の遅れの原因になっているかを把握できるようにすることが目的です。

紙ベースのシステムでは、作業の切り替えのほとんどが、担当者の記憶や作業の好み頼りになっています。誰かが手順を飛ばしたり、書き忘れたりすると、その情報は失われてしまいます。時間がどこに費やされているのか、あるいはセットアップのどの部分に改善の余地があるのかを把握するのは困難です。

デジタルツールは、各工程をその都度記録することで、この問題を解決します。オペレーターは同じプロセスに従うだけで、バックグラウンドでデータが自動的に蓄積されます。チームは、次のレビュー会議を待つことなく、パターンを把握し、微調整を行い、結果を確認することができます。

これは単純な転換です。推測を減らし、現場で実際に起きていることからより多くを学ぶということです。

前述の通り、切り替え時間を短縮することで、製造業者は1日あたりの稼働時間と従業員の生産性を最大化することができます。さらに、ダウンタイムによるロスを削減し、生産コストを大幅に低減することができます。

こうしたメリットを享受するためには、現代の製造業者は以下の措置を講じることを検討すべきである：

1. 現在の切り替えプロセスを評価する

切り替え工程を短縮するための対策を講じる前に、既存のプロトコルを分析する必要があります。これにより、連続した生産工程間の時間を最小限に抑えるために、現在のプロセスの中で最適化が必要な箇所を特定することができます。

現在の工程を分析する際には、通常、次の稼働サイクルに向けて準備が必要な機械を特定することになります。さらに、このステップでは、機械や生産ラインが次の稼働に備えて準備万端となるよう、作業員が行うさまざまなサブプロセスを記録します。

現在の工程の基本的な把握ができれば、製造業者はSMED手法の導入に進むことができます。

2. シングル・ミニット・ダイス交換（SMED）手法を導入する

その名の通り、「1分間金型交換（SMEO）」とは、金型交換時間を1桁の単位まで短縮することを指します。つまり、2回の生産工程が正常に完了するまでの理想的な所要時間は、10分未満に短縮されるべきです。

SMEDを実践するには、製造業者が、特定の生産プロセスを構成するさまざまな細分化された作業について、詳細な知識を持っている必要があります。さらに、製造業者にとっては、関連するすべての機械をリアルタイムで監視できることが大きなメリットとなります。何と言っても、詳細な知識があれば、最適化が必要な具体的な領域を特定することができるからです。

SMEDの内容は以下の通りです：

• 移行プロセスをいくつかの個別のステップに分割し、手順をよりよく理解し、視覚化できるようにする。

• このプロトコルは、内部部分と外部部分で構成されています。外部部分は、マシンが稼働したまま実行できるタスクであり、一方、内部部分は、マシンが電源を切った状態でのみ実行できるタスクです。

• 次に、最適化して外部委託に回せる内部プロセスの要素を特定する必要があります。つまり、内部のサブタスクを分析し、機械の稼働中に実行できるかどうかを評価するということです。この分析は、現場の機械からのリアルタイムな入力データを活用できるデジタルツールを使用することで、より効率的に行えることがよくあります。

• その後、残りの社内プロセスを連携したデジタルソリューションによって効率化することで、実行にかかる時間を最小限に抑えることができます。

3. 標準的な切り替え手順を確立する

多くの場合、従業員は切り替え手順の実施に関する標準化された指示を受けていないことがあります。そのため、従業員によって片付けや準備、新しい生産ロットの立ち上げの方法が異なるため、切り替えにかかる時間は大きく異なることがあります。

したがって、マネージャーや監督者は、切り替えプロセスを円滑に進めるための指針となる標準作業手順書（SOP）を作成しておくことが賢明である。

SOPには、プロセスの実行方法に関する標準化された手順を記載すべきである。また、関連する機器を調整または校正すべき標準設定についても、概要を示し、明確にすべきである。これは、機械から得られる理想的なリアルタイム指標についても同様である。

これらを手にすれば、従業員は切り替えの時期が来た際に、どのようなことが起こるかを把握できます。

工程切り替えは、多くのチームが認識している以上に生産を遅らせますが、一方で、実質的な改善が最も容易に実現できる分野の一つでもあります。SMEDの原則に基づいて、Tulipデジタルツールを活用すれば、標準的な作業手順を定着させ、各工程でオペレーターを適切に誘導し、作業の進行に合わせてデータを収集することができます。

そのメリットは単純明快です。毎回同じ手順で実行できること、ミスが減ること、そしてどこで時間が浪費されているかがより明確になることです。時間が経つにつれて、その着実なフィードバックループがプロセスの改善につながっていきます。