【生産設備・設計】省力化の必要性とは？省力化のポイントと設計アプローチ

作業効率の向上

生産設備の省力化により、作業効率が大きく向上します。例えば、自動化された設備では、作業の手順が標準化され、ムダな動作が排除されるため、作業時間が短縮されます。また、機械による作業は人手作業に比べて精度が高く、ミスによる手直しの必要がなくなり、リードタイムの短縮が期待できます。

さらに、人手による単純作業を機械化することで、作業者は付加価値の高い作業に専念できるようになります。このように、省力化によって製造リソースを効率的に活用でき、生産性の向上に大きく貢献します。

人手不足への対応

製造現場では慢性的な人手不足に悩まされています。省力化を進めることで、この人手不足の解消につながります。

例えば、以下のようなメリットがあります。

• 必要人員の削減により、人件費を大幅に削減できる
• 残された従業員の負担を軽減し、安全で働きやすい環境を実現
• 機械導入により生産性が向上し、収益アップが期待できる

つまり、省力化は単なるコスト削減だけでなく、従業員のモチベーション向上や製品の品質向上にもつながるのです。

品質の安定化

製造現場の省力化は、単に作業効率を上げるだけでなく、製品の品質安定化にも大きく寄与します。

人手による作業には、熟練度の違いや個人差、作業時の集中力の変動などから必然的にバラつきが生じます。これに対し、自動化された生産設備は常に一定の動作を行うため、製品の品質が安定します。

例えば、以下のような課題に対して生産設備の自動化は効果的です。

• 熟練を要する難易度の高い作業工程
• 作業者の技量に依存する組立・調整工程
• 繰り返し作業による作業ミスのリスク

このように、製造工程の自動化は製品品質の安定化に大きく寄与し、結果的にクレームの低減や生産性の向上にもつながります。

作業工程の見直し

製造現場の省力化のためには、まず既存の作業工程を見直すことが重要です。

作業工程を分析し、以下のような取り組みを行うことで無駄を排除し、効率化を図ります。

• 不要な動作や工程の削減
• 作業の順序の見直し
• 作業者の動線の短縮化
• 作業環境の改善（照明、温度管理など）

このように、作業工程の細かな見直しから着手することで、作業者の負担を軽減し、生産性を高めることができます。

さらに、作業工程の分析結果をもとに、自動化や省人化の検討を行う必要があります。

自動化・省人化の検討

省力化のために、生産設備の自動化や省人化を検討することが重要です。例えば、次のような方法が挙げられます。

ロボット化

人手による作業工程をロボットに置き換えることで、作業の自動化を図ります。

コンベアライン化

製品の移動をコンベアラインで自動的に行うことで、省人化が可能になります。

工程の統合化

複数の工程を統合し、一つの自動化設備で行うことで作業者の人員を削減できます。

このように、自動化・省人化の具体的な対策を立てることで、大幅な省力化が期待できます。設備投資は必要ですが、長期的には生産性向上に大きく貢献します。

使いやすさの追求

生産設備の省力化を実現するには、使いやすさの追求が不可欠です。オペレーターが使いづらい設備では、操作ミスが発生しがちです。

そこで重視すべきポイントは、以下の3点です。

• 直感的な操作性の確保
• 作業動線の最適化
• 安全性の向上

直感的な操作性を持たせることで、習熟期間を短縮できます。また動線を短くすることにより、無駄な動作を省くことができます。さらに安全性を高め、事故リスクを減らすことが大切です。

こうした使いやすさを追求することが、省力化に大きく寄与するのです。

製造プロセスの分析

生産設備の省力化を検討するうえで、まず行うべきは現状の製造プロセスをしっかりと分析することです。製造工程には様々な作業が存在しますので、各作業工程における以下の点を把握する必要があります。

• 作業内容の詳細
• 作業に要する時間
• 作業に従事する人数
• 設備の運用状況

これらの情報を整理・分析することで、無駄が多い工程やボトルネックとなっている工程を特定できます。そのような工程に着目し、自動化や作業手順の見直しなどを行うことが省力化につながります。

ボトルネック工程の特定

生産プロセス全体の中から、最も負荷がかかっている工程（ボトルネック工程）を特定することが重要です。具体的には、以下のような手順で探し出します。

1. 工程ごとの作業時間を計測する
2. 各工程の理論作業時間と実作業時間の差を比較
3. 差が最も大きい工程がボトルネック

例えば以下のように表すとわかりやすいでしょう。

工程	理論作業時間（分）	実作業時間（分）	差（分）
A	5	7	2
B	10	12	2
C	8	15	7

この表から、工程Cがボトルネック工程であるとわかります。

このようにボトルネック工程を特定したうえで、その工程への省力化対策を立てることが重要になります。

自動化が効果的な工程の選定

自動化が効果的な工程を選定するためには、まず製造プロセス全体の分析が不可欠です。製造工程を細かく分解し、以下の点に留意しながら検討を進めましょう。

• 単純で繰り返し作業が多い工程
• 危険を伴う作業がある工程
• 人手が集中し、作業が重労働になっている工程

上記のような工程は自動化のメリットが高く、優先的に自動化を検討するよい候補となります。

一方で、以下のような工程は自動化が難しい場合があります。

• 多品種の製品を扱う工程
• 作業内容が複雑で高度な判断が必要な工程

自動化の候補工程を選定する際は、現場の作業者の意見も参考にすることが重要です。

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