製造業の生産効率を上げるには？製造業の課題と解決策を紹介

需要と供給のバランスを上手にやりくりするための肝となる生産効率。

人員の不足およびノウハウの継承が不十分という課題を製造業は有します。

そのような課題を持つ製造業において生産効率を向上させるには、どのような方法があるのでしょうか。また、生産効率の向上にはどのようなメリットがあるのでしょうか。

今回は製造業における「生産効率の向上」に焦点を当て、製造業の課題と解決策について解説し、更に生産効率を向上させることのメリットを説明します。

製造業において、生産効率とは

まず「生産効率」について説明し、次に製造業における生産効率について解説します。

生産の効率化とは

生産効率とは、市場から生産物を発注するという需要に対して、どれだけ労力を割いたかを示す指標です。

生産物を効率良く作って発注するためには、できるだけ少ない人員、時間、お金でどのようにやりくりするかが重要になります。

うまくやりくりできれば、生産物を効率よく発注できるようになり、生産効率も向上します。

生産効率の求め方

先ほど説明した通り、生産に使った労働力に対して生産に必要な労働力はどれくらいであったかを表したのが生産効率です。生産効率を求める式は以下の通りです。

生産効率＝生産に必要な労働力／生産に使った労働力

生産に必要となる労働力とは、生産を進めるときに必要となる人件費、および、生産環境を整えるために必要な機材購入費などの経費です。一方、生産に使った労働力は、生産のために実際にかかった人件費や生産設備などの経費です。

生産に使った労働力が生産に必要な労働力を超えないように、実際に生産にかかる費用や生産設備へ投入費用を抑えて製品を供給することが生産効率を上げる肝になってきます。この需要と供給のバランスを上手にやりくりすることで、生産効率を向上させることができるのです。

製造業における課題

次に、製造業における課題について説明します。

人手不足

少子高齢化が進んでいる日本の経済において、人手不足は深刻な課題になっています。特にものづくり企業である製造業は、人手不足の影響を大きく受けている業種の一つです。JILPTの「デジタル技術の進展に対応したものづくり人材の確保・育成に関する調査」でも、大企業、中小企業を問わずものづくり企業が経営課題として「人手不足」を挙げています。

ノウハウの継承

製造業の他の課題として、熟練者のノウハウを若手社員へ確実に継承することの難しさが挙げられます。その理由として、ノウハウを継承するための方法が、一般的に口頭での直接的な指導方法となっているため機械化されていないことが挙げられます。

ITのアサイン率の低さ

最後に、製造業の課題としてITのアサイン率の低さも挙げられます。先ほどのノウハウの継承でも述べた通り、口頭や直接的にノウハウを継承するためのIT技術を取り入れている企業や工場は少ないという現状があります。

生産効率向上によるメリット

生産効率向上によるメリットは以下の通りです。

人手不足の解消

後に詳しく説明しますが、生産効率を向上させる方法として、ロボットなどの使用によって業務をIoT化させる方法があります。
業務をIoT化させることで、限られた人員と限られた時間の中で対応できる業務の幅が広がります。よって、生産効率が向上し、人手不足が解消されるというメリットを享受できます。

品質確保

さらなるメリットは、生産効率を上げることにより品質の確保が可能になる点です。

後に紹介するように生産工程をロボット化すること、また、時間、人員、費用を多量に必要とするボトルネック工程を可視化して見直すことにより、生産効率が向上します。それにより、時間を要していた工程の時間が短縮され、最低限の人員、時間、投資金額で生産を完了できます。

よって、生産する製品の品質管理に注力するための時間、費用、および人員を確保することができることから、品質の確保に繋がります。

コスト削減による利益アップ

生産効率を向上させることにより、時間や人員に余裕ができます。

よって、生産物を作るための費用を抑えることができるため、コスト削減に繋がります。その結果、会社全体で利益の向上へと繋がります。

製造業における課題への解決策

では、先述の製造業における課題を解決して生産効率を上げるためにはどのようなことが必要なのでしょうか。ここからは、具体的な解決策を説明します。

業務の可視化

生産効率を上げるために欠かせない作業は、「現状の業務を可視化」することです。現状の業務を理解し、ボトルネックとなっている工程を洗い出す必要があります。そして、可視化したボトルネック工程を製造ロボットや自動化装置などにより効率化します。

ボトルネック工程の見直し、最適化

現状の業務を改めて見直し、時間や人手がかかるため生産効率を下げているボトルネック工程を洗い出します。

具体的には、生産フローのうち人的投資や設備投資が大きな割合を占める作業はないか、ミスが多発している作業箇所がないかなどを見つけます。

作業内容の割に人的資源や設備資源を多く使っている、いわばネックとなっている工程を見つけることが業務の可視化の一手段として挙げられます。例えば、業務の可視化ツールを使うこと、または、ビックデータなどを活用して業務内容、人的資源や設備資源の情報を収集して、収集したデータを活用することによって、ネックとなっている工程を見つけることが可能です。

定型業務の効率化、機械化(例:ロボットと自動化装置の導入)

ボトルネック工程を見つけて業務を可視化することの他に、ロボットや自動化設備を導入して業務を自動化させることも、生産効率を向上させる手段として有効です。

人工知能を持つロボットに業務内容を記憶させておくと、記憶した業務を自動的に実施します。それにより、特に定型業務では人手不足の解消に繋がり、生産効率を向上できます。

このように、見つけたボトルネック工程や定型業務などの作業を最適化すること事で、生産効率を向上できます。

人的資源に偏りがある場合は効率化を図り、生産設備などが生産効率を下げる原因である場合は設備投資の計画を見直してロボット化を進めるといった対策が考えられます。これにより、「生産ラインの自動化」により新たな業務体系を確立できるため、生産効率の向上に繋がります。

ARやVRを用いたノウハウの継承

また、先述の課題であるノウハウの継承に関わる課題については、タブレットなどを用いたAR（拡張現実）・VR（仮想現実）を用いた対策が挙げられます。

VRやARなどの最新技術により、まるで目の前で見ているかのように指導者からノウハウを享受できます。よって、後継者にノウハウを継承できる仕組みを実現できます。

ノウハウの継承により、積み重ねてきた従来の技能を低下させることなく技能を継承できるため、品質の担保に繋がります。また、上記のような最新技術を使うことで、効率よくノウハウを承継できるため、わざわざ時間を作ってマンツーマンでの指導がなくなります。よって、承継する方もされる方も時間に余裕ができ、現地へ出向く必要がなくなるため、生産効率の向上に繋がります。

まとめ

生産効率を向上させるには、ロボットなどの最新技術を活用した工場のIoT化が鍵となります。

生産効率を向上させることによって、製造業に多い課題である人手不足やノウハウの継承の難しさを解決できるため、品質確保にも繋がります。

生産効率を向上させて、需要と供給のバランスを適切に保ち、ビジネスの成功につなげましょう。