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生産活動と「工程」は、切っても切り離せない関係にあります。本記事では、製造業における工程からその管理方法まで網羅的に解説いたします。
製造業における工程とは？
製造業における「工程」とはある製品を製造するために行われる一連の作業のこと を指します。原材料から始まり完成品に至るまでには、様々な工程があります。工程は製造業においては常識ともいえる用語であり、食品、医薬品、電子機器等多くの業界で取り入れられています。
売上原価は、企業の製品を販売するのに関連するすべての費用を合計することによって計算することができます。これらのコストは、出荷、広告、手数料、および顧客に製品を得るために関連するその他の費用も含めることができます。
様々な「工程」
工程という用語は広義的であるため、様々なシーンで用いられます。
エンジニアリングチェーンにおける「工程」
エンジニアリングチェーンにおける「工程」は、設計、生産、流通の3つの段階に分けられることが多いとされています。
第１段階は設計です。ここでは、設計者が製品のコンセプトを考え、それをどのように作るかを考えます。スケッチや模型でデザインのコンセプトやイメージを表現することもあります。
第2段階は、生産です。この段階では、製造工程に精通したエンジニアと協力して、製品を生産します。この2つの段階はシームレスな連携になります。
最後の第3段階は、流通です。ここで製品は店舗や卸売業者に送られ、顧客の手に渡るのです。
生産方式における「工程」
生産方式における「工程」は、具体的な生産の形を指します。主な分類としては、組立、機械加工、成形、鋳造、鍛造、加工の6つがあります。ここでは各分野についてご説明いたします。
組立：部品を組み合わせて大きなユニットを作ることで、機械加工とは金属などの材料を切削工具で削り出すこと。
成形：金型を用いて材料をプレスして形を作ること。
鋳造：液状の金属などの材料を型に流し込み、目的の形状に仕上げる工程。
鍛造：金属を加熱して成形し、強度や耐久性を向上させること。
加工：溶接、曲げ、穴あけ、切断など、金属やその他の材料から部品を作るためのさまざまな製造方法を指す。
工程の分類
工程は、それが持つ意味から大きく2つに分類されることもあります。
1) 原材料を目的の製品に変化させる工程
2) 目的の製品を別の形に変える工程。
前者の原材料を目的の製品に変える工程を生産工程といい、後者の目的の製品を別の形に変える工程を転換工程と指すこともあります。
工程管理とは
工程管理は、製造業では何十年も前から使われている言葉です。工程管理を理解するには、人体に例えて考えるのが一番わかりやすいです。人体には、心拍数や血圧など、フィードバックループやセンサーで制御されるプロセスが数多く存在します。これらのプロセスは、脳が体内で起こっていることをモニターし、体の他の部分にメッセージを送って調整を行うことで制御されています。
これと同じ原理が製造業にも当てはまるといえます。工程は、温度や圧力レベルなどを監視するセンサーとフィードバックループによってモニターされており、これらのプロセスで何か問題が発生すると、自動化されたシステムが正常に戻るように調整します。
製造業においての工程管理の重要性
製造工程をコントロールすることが重要である理由は様々です。
まず、製造工程のコントロールが重要な理由は、品質保証です。製造工程をコントロールすることで、製品の品質が高く、そこにエラーや欠陥がないことを確認することができるのです。
次に持続可能性です。製造工程を管理することで、すべての製品が環境にやさしく、地球に害を与えないことを保証することができます。
工程をコントロールすることが重要である最後の理由は、コスト管理です。工程を管理することで、ムダを省き製造工程にかかるコストを低く抑えることができ、コスト増加を防ぐことができます。
工程管理の方法と技術
工程管理とは、製造工程を監視し、管理することです。また、問題の特定、意思決定、是正措置の策定も含まれます。
製造環境における工程管理には、いくつかの方法があります。最も一般的なものは、統計的工程管理（SPC）、実験計画法（DOE）、シックスシグマなどです。
統計的工程管理（SPC）は、工程の異常を検出する手法で、統計データを用いて信号とノイズの比を求めるものです。プロセスの変化を検出する感度が高く、検出バイアスを正規化する場合に使用されます。
実験計画法（DOE）は、変数の変化がプロセスの出力にどのように影響するかに焦点を当てた、ビジネス品質管理のアプローチです。製造工程の担い手が少ない場合や、顧客ニーズが十分に把握されている場合に用いられます。
シックスシグマは、プロセスのアウトプットのばらつきを減らすために設計された、ビジネス品質管理に対する体系的で厳格かつ規律正しいアプローチを規定するベストプラクティスである。プロセスの変化を検出する感度が高く、検出バイアスを正規化する場合に使用される。
工程管理システムを導入するための3ステップ
ここでは、工程管理を実施するための3つのステップを紹介します。
1. 工程管理計画の範囲を明確にする
2. 工程内の重要なポイントを特定する
3. これらの点を監視し、管理するための計画を実施する
この中で重要となるものが1点目の管理範囲を定めることです。 適切かつ明確なスコープを定めることで、工程管理効果を高めることができます 。裏を返せば、ここの定義づけ、そしてその周知が曖昧なまま管理することの意味が薄れてしまうということになります。
プロセス監視ツールの種類
プロセス監視ツールは、企業のワークフローにおいて非常に重要な役割を担っています。企業が円滑かつ効率的に運営されていることを確認するのに役立ちます。
プロセス監視ツールには、データ分析、プロセス管理ソフトウェア、IoTデバイスなど、さまざまな種類のツールがあります。大きくはソフトウェアとハードウェアの2つに分類されます。ソフトウェアのプロセス監視ツールは、予算が少ない企業やオフィスで働いている人に最適です。一方、ハードウェアのプロセス監視ツールは、生産施設やWi-Fiにアクセスできない場所でプロセスを監視する必要がある企業に最適です。
これらのツールには利点と欠点がありますが、共通しているのは、工程管理をより効率的にし、より利益向上につなげることができるという点です。
工程管理のポイント
以下のポイントは、製造業における工程管理の改善に役立ちます。
・堅牢な品質管理システムに投資する ：エラーを排除し、高品質のアウトプットを確保するのに役立ちます。
・各工程に必要なすべてのステップを含むチェックリストを作成する ：これは、生産ライン全体を監視し、可能性のあるエラーや標準手順からの逸脱を特定するために役立ちます。
・測定システムを導入する ：これによって、生産が停止するほど深刻になる前に、問題を早期に特定することができます。
まとめ
本記事では、工程の意味からその分類、そして工程管理について説明しました。
結論として、工程管理は製造業において生産プロセスの重要な部分です。ヒューマンエラーのリスクを低減し、効率を高めることでカーボンニュートラルや現場の労働環境の改善による生産効率の向上などを可能にします。
