拡張技術を活用した製造工程におけるばらつきの低減

簡単に言えば、製造上のばらつきとは、生産プロセスにおける作業や手順の意図した結果と、実際の結果との差のことです。ばらつきの原因を特定するのは困難な場合があり、その原因は、人的要因と同様に、材料、機械、装置に起因する可能性も十分にあります。

ご想像の通り、製造におけるばらつきを低減することは、価値を最大化するための重要なステップです。

製造プロセス全体におけるばらつきを低減する最良の方法の一つは、作業員の能力を向上させる技術を導入することです。こうした技術は、作業員がより安定したパフォーマンスを発揮できるよう支援し、品質上の問題を早期に発見するとともに、情報に基づいた意思決定を行うために必要なデータを提供します。

このブログでは、製造業者がインダストリー4.0の技術を活用し、人的リソースを補完することで、プロセスや成果におけるばらつきをどのように低減できるかについて解説します。

多くの点で、製造業者は現場に搬入される在庫に左右されがちです。これは、原材料を加工する製造業者だけでなく、OEM（相手先ブランド製造業者）と密接に連携する製造業者にも当てはまります。変動要因を早期に検知することは、バリューストリーム全体を通じて価値を最大化し、信頼できるサプライヤーとの関係を構築する上で重要な要素となります。

材料に起因するばらつきを低減するには、工程の先へ進む前に不適合を検知するために必要なツールを作業員に提供する必要があります。ここで、拡張技術は、材料が所定の品質基準を満たしているかどうかを判断する作業員の能力を強化します。

その一例として、はかり、ノギス、IoT デバイスを利用して、品質問題が不良品や手直しにつながる前に作業員がそれを特定できるよう支援する、ライン内品質チェックが挙げられます。その他の例としては、オペレーターと連携して材料のばらつきや工程レベルでのミスを検出できるコンピュータビジョンがあります。

設備の劣化は、製造現場において避けられない現実です。機械の耐用年数を通じて、自然な摩耗や劣化により生産量に変動が生じます。設備の劣化速度は現場の状況によって異なりますが、センサー技術や予測分析の進歩により、不適合の原因を特定する能力は向上しています。設備の性能に起因する変動を低減するための鍵は、機械の使用状況や部品のライフサイクルを包括的な視点から把握することにあります。

設備の性能によるばらつきを低減するためには、現地の状況に応じたメンテナンススケジュールを策定するために必要な機械監視データをエンジニアに提供する必要があります。適切なデータがなければ、エンジニアは部品の交換時期や交換の必要性について、実質的に推測に頼らざるを得ません。時間の経過に伴う機械の性能に関する詳細な把握や、機械の使用履歴の記録がなければ、根本原因を特定することは不可能です。設備の性能におけるばらつきを理解するには、資産における人的要因および機械的要因による故障モードを把握する必要があります。

高度な分析技術を活用することで、エンジニアはダウンタイムを短縮し、資産の寿命を延ばし、 生産を最適化することができます。

製造現場において、人間のパフォーマンスは、おそらく最も大きな変動要因である。しかし、人間のパフォーマンスのばらつきは、その文脈の中で理解する必要がある。最近の研究によると、産業現場における人的ミスの大部分は、必ずしも個人の責任ではない。むしろ、それは労働者を「ミスが起こりやすい」状況に追い込む作業システムそのものに起因する問題なのである。

つまり、スマートワークステーションは、変動要因として最も一般的なもの――過度に複雑な業務、注意力の分散、直感に反するワークフロー、不十分な研修、そして不適切な管理――を防ぐことで、従業員の業務効率を向上させるのです。

人のパフォーマンスにおけるばらつきを減らす最善の方法は、作業員が直面する業務を簡素化するテクノロジーを活用することである。

例えば、デジタル作業指示書は、多品種混流組立や複雑な機械の切り替えといった手順を簡素化し、作業員が複雑な作業を行う際の指針となるため、管理すべき変数の数を減らすことができます。写真や動画などのリッチメディア、IoT 、インタラクティブな要素は、いずれも製造業務の効率化に寄与し、作業員が各工程を正確に実行しやすくします。これにより、作業員は業務における付加価値の創出に全力を注ぐことができるようになります。

結局のところ、製造業者が従業員をどのように支援するかは、その業務の性質や、特定の種類のミスが発生する頻度によって決まることになる。

ばらつきを低減するには、2つのことが必要です。1）人的ミスは多くの場合、構造的なミスであることを理解すること、そして2）テクノロジーがどのようにして作業者の能力を引き出せるかを理解することです。材料、機械、あるいは人的要因によるばらつきであっても、それを改善するための支援ソリューションは存在します。