製造業のデジタル化の中で息づく
「ジャスト・イン・タイム(JIT)」
日本の製造業が世界の中で高い競争力を持ち、今も維持しているのには理由があります。生産現場の中に潜む、あらゆるムダを削ぎ取って生産性を高める地道なカイゼン活動を継続してきたからです。そうしたカイゼン改善を通じて目指すべき姿として、最も典型的で良く知られた生産管理方式が「ジャスト・イン・タイム(JIT)」です。「必要なモノを、必要な時に、必要な分だけ・・・」を基本コンセプトにしてムダを排除するこの生産管理方式は、さまざまな製造業の業界で多くの企業が取り組む「デジタル・トランスフォーメーション(DX)」の中にも、JITは生産性を向上させるための基本的実践指針として色濃く組み込まれています。そして、製造業の業務のデジタル化が進み、データ活用の範囲と分野が広がったことで、JITの実践効果も高まってきています。ここでは、JITの効果とDXでのさらなる進化に注目し、新しい時代でのJITのあり方、従来との違い、効果的な実践に向けた技術やシステムなどを紹介します。
RX Japan株式会社では、日本最大級の製造業の展示会「ものづくり ワールド」を東京で行うほか、大阪・名古屋・九州でも開催しております。その中でも、構成展の一つである「製造業DX展」では製造業の業務デジタル化、DXを推進するIT製品、サービスなどが数多く出展し、工場から無駄をなくすための改善手法に関する最新情報を一括収集できる貴重な場になります。さらに、「設計・製造ソリューション展」では、CAD、CAE、ERP、生産管理システムなど製造業向けITソリューションが出展します。
製造業の最先端事例が学べるセミナーもあるため、足を運んでみてはいかがでしょうか?また、来場だけでなく展示会への出展も受け付けております。気になる方は、お気軽にお問い合わせください。
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生産現場からムダを徹底的に削ぎ落とすジャスト・イン・タイム(JIT)とは
生産現場からムダを徹底的に削ぎ落とすジャスト・イン・タイム(JIT)とは
必要なモノを、必要な時に、必要な分だけ・・・
製造業の多くの企業が、デジタル技術を用いた生産現場のデータを駆使する業務の効率化に取り組んでいます。生産現場の状態や動きをデータによって可視化し、高度な情報処理技術を駆使して多様な業務・作業を最適化・自動化する「デジタル・トランスフォーメーション(DX)」は、競争力の高い生産体制の構築を目指す、全業界の製造業が実践すべきメガトレンドだと言えます。
ただし、生産現場にデジタル管理ツールを導入しただけで、旧来の業務・作業の進め方を変えないのでは、DXが成功することはありません。業務の進め方をどのように変えていくのか。DXを実践する前に明確なビジョンを持って、効果的な業務改革を考え、行動していく必要があります。
DXを進める際、生産現場に潜むムダを削ぎ落とし、継続的に生産性を高めていくためのコンセプトとして、全世界の製造業が導入している日本発の生産管理手法があります。「ジャスト・イン・タイム(JIT)」です。トヨタ自動車を世界一の自動車メーカーに押し上げた「トヨタ生産システム(Toyota Production System:TPS)」の2本柱の一つと位置付けられているコンセプトです(図1)。
図1「ジャスト・イン・タイム(JIT)」は、「トヨタ生産システム」の2本柱のうちの1つ
出所:筆者が作成
TPSの中では、JITは「必要なモノを、必要な時に、必要な分だけ」、流れるように停滞なく生産や搬送を行うことと定義されています。JITは、TPSの中に組み込まれて体系化される以前から、同社創業者である豊田喜一郎氏が提唱した同社の社是と言える生産思想としてトヨタ自動車の中に存在していました。JITの「イン・タイム」の部分を直訳すると「(所定の時間に)間に合う」という意味になります。「定刻通り」の英訳である「オン・タイム」にしていない点に、需要に応じたタイムリーな生産を目指すJITの基本思想を感じ取れます。
JITが生まれた経緯と製造業の発展への貢献
JITは、米国の自動車産業と競争できる生産体制を日本で構築することを目指して生み出された生産思想でした。ガソリンで動く自動車そのものは、19世紀末にドイツで発明された工業製品です。しかし、20世紀初頭にT型フォードの生産ラインに導入された「コンベアラインによる流れ分業」による大量生産の威力で、米国の自動車産業がその後半世紀以上にわたって世界を圧倒し続けていました(図2)。世界の自動車産業がこうした状況下にあった戦後、まだ国内市場だけを中心に事業をしていたトヨタ自動車は経営危機に直面しました。そして、世界市場での存在感を高めるための勝ち筋を探る必要性に迫られたのです。
コンベアラインによる流れ作業の生産方式は、少品種で生産量が大量であるほど生産効率が高まり、市場での商品の競争力が高まります。ただし、コンベアラインを止めないようにするため、常に部品などを大量に在庫していました。この在庫は製品の付加価値向上には何ら寄与せず、しかもコストとなっていました。また、流れ作業の途中の工程で不良が発生してもそのまま流れていって不良品を生み出していました。さらに、急激な需要変動に対応できず、機会損失や過剰在庫といったリスクを抱えていました。トヨタ自動車は、これらの生産ラインに潜むムダを徹底的にあぶり出して排除すれば、米国の自動車産業に対抗できると考えたわけです。そうして考案・導入されたのがJITだったのです。
その後JITは、同社の大野耐一氏によって、生産性を高めるためのもう一つの重要コンセプト「自働化」と合わせて、社内で実践可能な生産手法として体系化。生産現場に潜む生産性を低下させる「7つのムダ」を徹底的に削減する生産手法であるTPSが生まれました。「7つのムダ」とは、「作りすぎのムダ」「手待ちのムダ」「運搬のムダ」「加工そのもののムダ」「在庫のムダ」「動作のムダ」「不良をつくるムダ」を指しており、それぞれ製品の付加価値を高めない現象と結果を具体的に挙げたものとなっています。
余談ですが、JITと並ぶTPSの柱である「自働化」についても簡単に解説しておきます。自働化とは「生産ラインに異常が発生したら、迅速に停止する仕組みを機械化し、良品のみを後の工程に送ること」を指しています。単に人の作業を機械に置き換えるのではなく、ラインの状態の良し悪しを自律的に判断できる機械の導入を目指すコンセプトです。現在のロボット活用を先取りした効率化の指針であると言えます。トヨタグループの創始者である豊田佐吉氏が発明した「G型自動織機」に組み込まれていた、稼動中に糸が切れた際に自動で停止する装置に由来した考え方です。
リーン生産へと発展し、世界中の製造業で導入拡大
TPSのコンセプトは、1980年代に、TPSを研究したマサチューセッツ工科大学(MIT)のジェームズ・ウォマック教授によって、一般的な製造業を営む他社にも適用可能な生産方式「リーン生産方式」として整理・体系化されました。
リーン(lean)とは、贅肉が取れた引き締まった状態を表す英語です。JITのコンセプトもリーン生産方式の中に着実に息づいています。そして、これが現在広く実践されているDXの中に織り込まれ、日本国内だけでなく、世界中の数多くの企業に導入されているのです。
米国の自動車産業に対抗するために日本企業が考案した生産方式が、米国の大学教授によって一般化され、世界中に広がっているというのは興味深い現象です。日本のモノづくりの優秀さを感じると共に、米国の懐の深さも感じます。現在では、製造業だけでなく小売業や流通業など他業界の企業も対象にして、リーン生産方式に基づいて生産現場からムダを徹底的に排除する方法を指南する専門のコンサルティング会社が多く存在するまでになりました。
発注側の論理でサプライヤに無理な対応を迫るのは本意ではない
JITでは、無闇に多めの在庫を抱えることは、ムダを生み出す悪徳と考えます。ただし、在庫を最小化するあまり、部品・材料の納入調整をサプライヤに丸投げし、生産状況に応じて発注をコロコロと変えたり、たった1個の部品を「今すぐ持ってきて欲しい」などといった無茶な要求を出したのでは、非効率を他社につけ回ししただけです。これら突発的かつ気まぐれな発注は、サプライヤに余分な作業とコストの負担を強いてしまいます。このような状況になってしまったら、持続可能なJITは実現不可能だと言えるでしょう。
発注者の一方的な押し付けが起きないようにするため、JIT実践の大前提となっているのが「平準化」という考え方です(図3)。平準化とは、一定期間生産量を一定に保つことを約束し、部品を供給するサプライヤが困惑することがないようにするための合意事項です。具体的には、「予測数」「内示数」「確定数」「納入指示」といった確度の異なる発注数の段階を設定し、それぞれでいつまで、どのくらいの発注変動まで許容できるのか、事前にメーカーとサプライヤの間で明確に合意しておきます。単に取り決めを合意しておくだけでなく、どのような都合が生じてもあらかじめ決めたことは徹底して守ることが重要です。仮に実情とのズレが生じるようになったらカイゼンし、再び合意しておくことになります。
図3 「平準化」によって、サプライヤがムリなく生産可能に
出所:筆者が作成
ジャスト・イン・タイム(JIT)を構成する実践の三原則
ジャスト・イン・タイム(JIT)を構成する実践の三原則
「後工程による引取り」を徹底し、カンバンを使って工程間で状況共有
JITを実現するためには、「後工程による引き取り」「工程の流れ化」「必要数に応じたラインタクト(一つの製品を作るのに要する時間)」の決定」という三原則を徹底する必要があります(図4)。
図4 「ジャスト・イン・タイム」の三原則
出所:筆者が作成
「後工程による引き取り」とは、後工程では常に、必要なモノを、必要な時に、必要な分だけ、前工程から引き取ることを意味します。その際、前工程では、引き取られた分だけ加工することを徹底していきます。「後工程による引き取り」は、作り手の都合を極力排除して、常に顧客への販売を起点にして生産することを目指すことを明文化した原則だと言えます。
そして、「後工程による引き取り」の流れを円滑に徹底するために生産現場で利用するのが「カンバン」と呼ぶツールです。「カンバン」とは、生産する商品に取り付けておく管理カードであり、そこには商品名、品番、保管場所などの情報が記されています。後工程で組み立てに部品を使う場合、部品置き場から部品を引き取る際に「仕掛けカンバン」を外し、「引取りカンバン」を取り付けます(図5)。受け取った部品を後工程に運び組み立てが終わったら「引取りカンバン」を外し、それを持参して次の組み立てで使う部品を取りに行きます。一方、前工程では、外された「仕掛けカンバン」に指示された数だけ部品を製造し、出来上がった部品に「仕掛けカンバン」を付けて倉庫に運びます。
図5 前工程と後工程の間でのカンバンの動き
出所:筆者が作成
工程内・工程間に停滞のない「工程の流れ化」
「工程の流れ化」とは、工程内・工程間にモノを停滞させない。余分な在庫やバッファは作らないことを意味します。狙いは、細く早く淀みのない生産ラインを作ることです。生産ラインを淀みなく流すための理想的な生産手法はいくつかあります。
まず、一定量をまとめて一括生産するのではなく、小ロット生産、理想的には一個流し生産を実施した方が、工程の流れを円滑にできます。こうすることで、工程内の仕掛品の数を最小化し、ワークの移動を最小限に抑えることも可能です。さらに、不良も迅速に発見できるようになります。ただし、小ロット生産は、段取り替えの増加を招くことになります。このため、ワークが切り替わる際の段取り換えに要する時間の短縮が重要になります。また、各工程が同じサイクルで作業を進めること、すなわち同期化させることも大切です。工程と工程の間で仕掛品が滞留する時間を短縮できます。
一個流し生産などを実現するためには、機械設備を並べてライン化し、1人の作業者が工程の流れにそって複数工程を担当する多工程持ちの実施も求められてきます。より少ない人数の作業者で生産が可能で、仕掛品在庫を抑える効果があるからです。多工程持ちを効率よく実施できるようにした生産方式として、少人数の作業員がL字型・U字型のラインで製品の組立を行うセル生産方式があります。セル生産方式には、製品の入れ替えや生産量の変化に対応しやすく、仕掛品在庫を圧縮できる効果があります。
また、製造工程順に沿って生産設備を並べる工程順設備配置の徹底も大切です。これによって、工程間の移動距離を短くすることで、仕掛品移動にかかる工数を減らし、移動中の紛失や破損リスクを軽減できます。
工程の流れ化の実現には現場で働く作業員の技能・スキル・意識の醸成が欠かせません。現場でのカイゼン活動を繰り返し、その成果を確実に標準化しておく必要もあります。
「必要数でラインタクトを決定」し、過不足なく人員を最適配置
「必要数に応じたラインタクトの決定」とは、生産すべき製品の数(生産必要数)に応じて、必要になるラインのリソース(装置、部品材料、人員など)の量を決めることを意味します。生産性を落とすことなく、柔軟に人員数を変動させることができる少人化ラインの構築が求められます。
一般に、工場では生産計画に基づいて製品を生産しています。しかし実際には、需要変動によって、生産すべき製品の数(生産必要数)は変動します。仮に、生産必要数が少ない場合には、計画に固執すると作りすぎの無駄が発生し、逆の場合には欠品リスクが生じます。
この原則を実現するためには、生産必要数の増減に応じて、生産状況を柔軟に調整できる生産体制を構築し、変動時には迅速・確実に配置調整できるようにしておく必要があります。各工程に、固定した人員を配置して生産していたら、こうした柔軟な生産は不可能です。つまり、この原則を徹底するためには、少人化ラインを構築することが重要になってきます。
ジャスト・イン・タイム(JIT)は、製造業DXに織り込まれた基幹思想
ジャスト・イン・タイム(JIT)は、製造業DXに織り込まれた基幹思想
人によるJITの実践からデジタルシステムをフル活用した実践へ
JITは、終戦後の日本で生まれた生産手法です。このため、その実践は、生産ラインの生産性が現場の作業員やエンジニアの業務の進め方とその質によって大きく左右されることを前提としています。特に、小ロット生産でムダを極力排除するためには、人手でこなしている作業や意思決定を、いかに効率的にするかが重要になってきます。
これに対し現代では、それまで人が行ってきた作業の機械化が進むようになりました。人手作業ではなく、機械で行う作業をいかに効率化し、ムダを削るかが重要になっています。さらに、人が関与する作業や意思決定についても、効果と効率を高めるための支援に利用できるデジタルツールが発達してきました。こうしたシステムを利用することで、人と機械が協調する生産現場でのJITを、これまで以上に効果的に実践することが可能になりつつあります(図6)。
カンバンなどJIT向けツールをデジタル化する意義
現代では、IoTによって、カンバンの機能を拡張できるようになりました。IoTを活用すれば、現場でのモノの動きや各工程での作業進捗状況をリアルタイムで把握し、在庫管理の自動化や、工程内、工程間の流れを可視化できます。部品などを在庫している倉庫に出向くことなく、管理画面から部品と仕掛品の在庫数を確認できます。そして、後の工程から前の工程に、必要な部品を、必要なタイミングで、いくつ必要かを自動で伝えることが可能になりました。
例えば、カンバンは単純な仕組みではありますが、現場を熟知していなくても、ムダのない高効率な生産管理や在庫管理を進めることができる優れた手法です。その一方で、人手によって管理することを想定しているため、人的ミスが生じるリスクもあります。こうした人的ミスは、IoTをカンバンとして活用し、自動化すれば解消します。
また、TPSのもう一つの柱である自働化に向けたツールとして、「アンドン」と呼ばれる設備があります。ラインで異常が発生した時にランプを点灯させて、関係者に知らせる電光掲示板です。ランプが点灯した際には、作業者全員が一斉に作業を止め、処置を行ない、原因を調査するために利用します。ただし、異常発生時に作業を止めるべきなのは、人だけでなく、機械も同様です。このため、機械に異常を伝えるためのデジタル化したアンドンも必要になってきます。また、生産ライン間を循環し、部品や仕掛品を供給する「水すまし」と呼ばれる作業者の役割がありますが、ここを自動搬送ロボットに置き換える工場も増えています。ここでも、アンドンをデジタル化し、機械の管理・制御も自動的に行う仕組みを導入する必要性があります。
工場内部から、社会の最適化を見据えたジャスト・イン・タイム(JIT)
工場内部から、社会の最適化を見据えたジャスト・イン・タイム(JIT)
生産現場の範疇を超えた、社会的な生産性・品質・レジリエンスが必要に
工業製品の生産性を高めるためには、生産ライン内だけではなく、製品を構成するすべての部品・材料のサプライチェーン全体で、JITを実践することが理想になります。特に自動車の生産では、約3万点にものぼる部品を社内外から集めて作るため、サプライチェーン全体でのJITの実現は、大きなチャレンジとなります。
さらに、自動車生産における半導体不足による工場停止が相次いだコロナ禍以後、在庫を最小化することによるコスト削減だけでなく、非常事態が発生しても部品・材料を安定調達できるレジリエンスを高めたサプライチェーンの確立も求められるようになりました。また、取引先の変更が頻繁に起きたり、サプライヤ側の事情で供給量が大きく変動したりするような部品・材料が多く存在する業界もあります。こうした文脈の中で、JITにも新たな要求に応えるため、社会環境の変化にしなやかに対応できる形への改定が必要だとされるようになってきています。
企業間でのJITや状況の変化にも対応可能なJITを実現するうえで、デジタルツールや情報共有プラットフォームなどの活用は、極めて効果的です。例えば、カンバンやアンドンなどの生産ラインで利用していたツールをデジタル化し、企業間で共有すれば、多数かつ広域でのサプライヤとの間でJITを実践することができます。また、非常事態が発生して想定通りの部品納入ができない場合に、あらかじめマルチソースの体制を構築しておけば、人工知能(AI)などを活用して、調達数の各社比率を迅速に最適化することもできます。
まとめ
まとめ
日本のモノづくりの強さの源泉を凝縮した生産方式のひとつがJITです。その方法論は、リーン生産方式として一般化され、世界中の製造業が実践しているDXの中で実践されています。より多くの地域、より多くの産業領域で、JITの効果が顕在化してくることでしょう。
近年では、人が全く生産活動に関与しない機械だけで稼働する工場「ダークファクトリー」が話題になってきています。しかし実際には、ほとんどの製造業の企業は、自動化装置やロボットなどが人間と協調しながら高効率で、高品質な生産を行うスマートファクトリーの構築が求められているのではないでしょうか。こうした中、人と機械が協調する生産現場で効果的なJITを実践できる、新たな仕組み・組織作りが求められています。
RX Japan株式会社では、日本最大級の製造業の展示会「ものづくり ワールド」を東京で行うほか、大阪・名古屋・九州でも開催しております。その中でも、構成展の一つである「製造業DX展」では製造業の業務デジタル化、DXを推進するIT製品、サービスなどが数多く出展し、工場から無駄をなくすための改善手法に関する最新情報を一括収集できる貴重な場になります。さらに、「設計・製造ソリューション展」では、CAD、CAE、ERP、生産管理システムなど製造業向けITソリューションが出展します。
製造業の最先端事例が学べるセミナーもあるため、足を運んでみてはいかがでしょうか?また、来場だけでなく展示会への出展も受け付けております。気になる方は、お気軽にお問い合わせください。
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執筆者プロフィール
伊藤 元昭
富士通株式会社にて、半導体エンジニアとして、宇宙開発事業団(現JAXA)の委託による人工衛星用耐放射線半導体デバイスの開発に従事。日経BP社にて、日経マイクロデバイスおよび日経エレクトロニクスの記者、副編集長、日経BP半導体リサーチの編集長を歴任。
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