生産技術
生産技術は、製品の設計意図を実現可能な工法・設備・治工具・作業方法へと翻訳し、品質(Q)、コスト(C)、納期(D)の最適化を図る技術領域である。試作から量産立上げ、安定稼働、原価低減、設備保全、そして生産革新までを一貫して担い、工場全体の競争力を支える中核機能である。対象は機械・電気・化学・組立の各プロセスに及び、IE(Industrial Engineering)、TPS、SPC、TPM、VE/VA、DFXなどの体系的手法を組み合わせて成果を出す。
定義と役割
生産技術の第一の役割は、製品仕様を満たす工程設計と条件設定を行い、ばらつきを制御して再現性を確保することである。第二に、ラインレイアウトや物流計画を通じてタクトタイムと仕掛の最適化を図る。第三に、検査・計測の方法を定義し、品質保証の仕組みを工程内に組み込む。これらを標準化・教育・監査で維持し、継続的改善へつなげる。
開発から量産への移行
量産移行では、試作評価→パイロット→量産と段階を踏む。設計FMEAと工程FMEAでリスクを洗い出し、管理特性をCTQとして定義する。試作では治工具のコンセプト検証、パイロットではサイクルタイム実測と歩留確認、量産では初期流動管理で不具合流出を防ぐ。変更点はECNで統制し、立上げ後は監視指標を用いて早期に是正する。
製品設計との協調(DFM/DFA/DFX)
DFM/DFAは加工性・組立性を高め、部品点数削減や共通化でコストを下げる。材料選定、許容差、勘合、ねじ・溶接・接着の使い分けなどを設計初期からレビューし、品質と生産性の両立を図る。
工法・設備とレイアウト設計
工法選定は性能要求、材料特性、精度、投資額、保全性を総合評価する。設備は自動機・汎用機・専用機の組合せで柔軟性と効率を両立させる。レイアウトはセル生産やライン生産を使い分け、搬送距離とWIPを最小化する。人・設備・材料の流れをVSMで可視化し、ボトルネックを解消する。
- 段取り短縮(SMED)で停止時間を削減
- ポカヨケでヒューマンエラーを抑止
- 治具統一とクイックチェンジで多品種化に対応
標準作業と要素分析
IEに基づき作業要素・動作経路・手待ちを分析し、標準作業票と標準工数を整備する。ムダ・ムラ・ムリを除去し、ラインバランスを最適化する。
品質管理と工程能力
品質は工程で作り込む。SPCで統計的に過程を監視し、Cp/Cpkで工程能力を定量化する。測定システムはGRRで妥当性を確認し、不良の再発防止は特性要因図や5Whyで根本原因に迫る。工程異常はアンドンや閾値監視で即応し、標準変更は版管理で確実に展開する。
- 管理図(X̄-R, p, u)の選定と運用
- 4M変更点管理(Man, Machine, Material, Method)
- 初期流動管理と是正処置(CA/PA)
検査戦略
工程内検査、終検、抜取検査を組み合わせる。致命欠陥は全数、軽微は抜取を基本とし、上流での自働化(自動測定・自動判定)を優先する。
コストとVE/VA
原価企画では目標原価を設定し、工数・材料・減価償却・間接費を分解する。VE/VAで機能対コストを最適化し、工法変更、材料置換、共通化、歩留改善で継続的にギャップを詰める。投資はNPV/IRRで評価し、小さく始めて段階的に拡大する。
自動化・デジタル化
自動化は品質安定と生産性向上の有力手段であるが、前提は工程安定化である。MESやPLCデータを統合し、設備稼働や品質トレースをリアルタイム監視する。IoTでセンサ情報を収集し、機械学習で予兆保全や良否判定を高度化する。PLM/ERPと連携し、設計変更から現場反映までのリードタイムを短縮する。
ロボティクス適用
協働ロボットは多品種少量に有効で、段取りや安全柵の制約を軽減する。ビジョンと力制御の併用で組立・外観検査の自動化範囲が拡大する。
安全・環境・保全
安全とEHSは最優先である。リスクアセスメントで危険源を抽出し、設計・工法・PPEで層状防護を構築する。TPMは自律保全と計画保全で設備稼働を最大化し、OEEで成果を可視化する。5Sは異常の見える化と不具合未然防止の基盤である。
保全戦略
故障履歴からMTBF/MTTRを算出し、予防保全・予知保全・事後保全を適材適所で組み合わせる。重要設備は冗長化やスパー保有でリスクを低減する。
スキルセットと組織
生産技術者には、機械要素・材料・電気制御・計測・統計・IE・安全の横断知識が求められる。現場観察とデータ解析を往復し、仮説検証を高速に回す。組織としては、製品別/プロセス別のマトリクス運営、技術標準の維持、知見のナレッジ化が重要である。
代表的な指標
QCDに加え、OEE、良品率、歩留、タクトタイム、仕掛量、段取り時間、直行率、Cpk、在庫回転、エネルギー原単位などをモニタし、日次・週次のレビューで改善を継続する。見える化は現場主体のボードとダッシュボードを併用する。
改善の進め方
PDCAを基本に、テーマ設定→現状把握→要因解析→対策立案→実行→効果検証→標準化の順で回す。小さく早く試し、成果は標準に組み込んで横展開する。現場・設計・品質・購買の多能連携が成功の鍵である。