個別受注生産工場での日程、負荷《計画スケジューリング》/進捗、実績《作業実績進捗管理》/原価《コスト管理》を「見える化」する、生産スケジューラ/工程管理システム「DIRECTOR6」
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DIRECTOR6を使用して、誘導炉など大型の個別受注製品の生産スケジューリング、工程管理を行っている、富士電機サーモシステムズ ものつくり部 部長 小泉 智哉氏と、主任 水谷 幸一氏に詳しく聞いた。
富士電機サーモシステムズは、誘導炉、誘導加熱装置および高周波技術応用製品や環境応用製品を製造している富士電機のグループ会社です。所在地は三重県鈴鹿市、従業員数は約100名です。富士電機サーモシステムズは、主に「誘導炉・誘導加熱製品」の開発・設計・製作・アフターサービスを行っています。
高周波るつぼ形誘導炉
誘導炉は、大きくは「電気を使用し、耐火物と呼ばれる容器の中で金属を千数百度に加熱して、液状になるまで溶かすための装置」です。誘導炉は、主に自動車や自動車部品、建機などの工場に設置されます。トロトロに溶かした金属を鋳型に流し込んで各種製品を作るイメージです(※1)。
日常生活でモノを熱する場合、「火を焚いて、その火力で容器を熱し、その熱を容器内の物体に伝えて熱する(例:ガスコンロ。風呂釜)」という方法が一般的ですが、誘導加熱では、火は使いません。誘導加熱においては、加熱対象周囲に配置したコイルに電流を流し、加熱対象金属に電磁誘導の原理による[電流 2 * 電気抵抗] 分のジュール熱を発生させ、金属が自ら発熱するよう仕向けます。火を使わないので、煙も出ず、空気(酸素)も不要です。
なお、家庭内のIH調理器具が、その上に載った鍋を熱する原理は、誘導炉が金属を溶解する原理と同じです(※2)。誘導加熱を英語でInduction Heatingと言いますが、IHとは、このInduction Heatingという単語の頭文字を取ったものです。
金属を溶かす誘導炉は、大きな装置です。大型の物は大きさ4メートル四方、重さ15トンにおよび、小型の炉でも大きさ1.5メートル四方、重さ3トンになります。富士電機サーモシステムズでは、一度に60トンの金属を溶湯できる東洋最大級の誘導炉を受注・製造したことがあります。
DIRECTOR6は、この誘導炉の受注から検収までの工程すべてを管理するスケジューラとして活用しています。
※1. このように金属をトロトロ(サラサラ)に溶かすことを「溶湯(ようとう)=通称:湯」と呼びます。
※2. 家庭のIH製品の場合は、まず鉄鍋を加熱し、その熱で鍋の中の食材を熱します。なお誘導加熱は電流を通す物体にしか使えないので、土鍋はIH製品では加熱できません。市販されているIH用の土鍋は、内部に鉄が埋め込まれています。なお、電子レンジは、マイクロ波を対象物(料理)に当てることにより、料理の中の「水分だけ」を振動(加熱)させて対象を熱しており、誘導加熱とは原理が異なります。
アルミビレッドヒータ
誘導炉は、受注生産(一品一様)の製造物です。 お客様(工場)が計画している生産ラインの構想に合うよう、ニーズや制約条件をヒアリングしながら、最適の炉を設計、製造します。制作に要する期間は、中型の炉で、受注から検収まで約半年程度です(※)。
全体の行程は、大きく、「受注」 → 「仕様設計」 → 「詳細設計(出図)」 → 「部材手配」 → 「部材到着」 → 「組み立て」 → 「工場内検査・試験」→ 「顧客先工場での据付工事」 → 「現地での性能試験・試運転」 → 「検収」 の順に進みます。
受注生産においては、お客様からの「仕様変更の依頼」がほぼ必ず発生するので、「手戻り」も、ほぼ必ず発生します。変更内容は、電源、冷却水、給排水、循環など誘導炉の周辺設備のレイアウトに関するものです。
前述したとおり、誘導炉は、あくまでもお客様の工場内の生産ラインの一部として機能するものなので、ラインのレイアウトが変われば、必然的に、誘導炉のレイアウト仕様も変わります。このように、仕様変更(手戻り)が当然に発生する環境においては、生産スケジューリングもそれに合わせて柔軟に構築、運用する必要があります。
電縫管溶接装置
大きな目的は「会社全体のサプライチェーン改革としての取り組み」ですが、直接のきっかけは「世代交代(熟練社員の引退)」です。
かつては、誘導炉の生産管理は、熟練社員がカンと暗算で行っていました。カンと暗算というと、いい加減に聞こえますが、そんなことはなく、非常に良く当たります。お客様の要求仕様を聞いた熟練社員が「7カ月の仕事かな」とボソッと云う。実際やってみると、手戻りや設計変更までの期間も含め、本当に7カ月で完成してしまうのです。驚くべき正確さです。
しかし、こうした優れた能力を持つ熟練社員もやがて引退します。富士電機サーモシステムズでも世代交代の時期が近づいてきました。ベテラン引退後の生産管理をどのように行うか。まず「熟練社員は、なぜ工期をピタリと当てられるのか」をよく考えました。そして、その当たる要因を反映した情報システムを導入すれば、個人の力量に依存することなく、恒久的に良いスケジュール管理が続けられると考えました。
熟練社員が工期を正確予測できるのは、結局のところ「記憶内の過去事例データベースの多さ」が要因だろうという結論に達しました。熟練社員は、様々な仕事、設計変更、問題解決を実地で経験しています。その過程で、脳内の生産スケジューリング・データベースが、質、量の両面から充実します。そうした優れた脳内データベースを持つ熟練社員ならば、新しい案件に接したときも、「これはあのときのあの案件に似ているから、たぶん途中のこの辺りで設計変更が入って手戻りが起きて、何のかんので7カ月はかかるだろう」と脳内で積算・暗算でき、その結果、「7カ月の仕事かな」とつぶやけるわけです。
ということは、熟練社員の積算力を引き継ぐには、生産工程を情報システム(データベース)に記録・蓄積していけば良いと云えます。 要は、一回一回の生産工程を人(熟練社員)が覚えるか、システムが覚えるかの違いです。人が覚えるやり方の場合、その人が引退や配置転換すると蓄積が無になります。一方、システムに覚えさせれば、その蓄積を、末永く社員の共有知識財産として使いこなすことができます。
情報システム(データベース)を導入することで、富士電機サーモシステムズの生産管理力を根本から強化できると期待しました。
IHSS(過熱蒸気発生装置)
富士電機グループでは、現在、「受注から検収までの期間を短縮し、工場内の仕掛品を少なくしよう」という、サプライチェーン改革運動を全社的に推進しています。これをお読みの製造業関係者の皆様には周知のことと思いますが、受注生産における仕掛品は、量産品における在庫に相当するものであり、貸借対照表の中で仕掛かり品が増えれば、かわりに現預金が減ります。キャッシュフロー体質を改善するためにも、仕掛品はできるだけ少なくする必要があります。
このサプライチェーン改革の取り組みとして、生産スケジューラを導入し、従来は受注生産では無理とされていた「ジャストインタイム」を実現し、工場内の仕掛品を少なくしたいと考えました。また工場内で複数ライン走っている誘導炉の生産工程を、それぞれ「前詰め」し、検収までの期間を短縮したいと考えました。
DIRECTOR6は、富士電機サーモシステムズの全ての受注生産品のスケジュール管理に遍く活用しています。上位システム(生産管理システム)とも連携させて、ジャストインタイムの部材調達も実現しています。
具体的な活用方法については、「データベースの進化」、「紙の代替」、「上位システムとの連携による部材調達のジャストインタイム化」、「人、機械、外注の割り振り」という4つの視点を通じて説明いたします。
視点1.「データベースの進化」
誘導炉は、一品一様の受注生産であると先ほど述べましたが、とはいえ、誘導炉は誘導炉であり、大きな意味での生産工程は同じです。DIRECTOR6導入初期には、まず大型、中型、小型の各誘導炉についての「標準的な生産工程(プロトタイプ)」を作成して、それを基礎データとして雛形化しました。
その後は、実際の受注生産があるたびに、その雛形に手を加える形で、生産スケジュールを組みます。一つの案件で生産が終わる度に、雛形に修正を加え、少しずつ進化させていきます。これは、かつて熟練社員が、自分の脳内データベースを少しずつ進化させていったのと同じことを、情報システムの中でやろうとしているわけです。
高融点合金溶製・鋳造装置
視点2.「紙の代替」
かつては、生産スケジュール管理は、紙ベースで行っていました。キレイな字でキレイなスケジュール書類が作られていましたが、更新頻度は隔週であり、正直なところ「記録のための記録」でした。しかし現在は、スケジュール変更や設計変更はDIRECTOR6にただちに入力されます。記録のための記録ではなく、生産工程を円滑進行させるための、生きたデータとして使われています。
視点3.「上位システムとの連携による部材調達の合理化」
DIRECTOR6を上位の生産管理システムと連携させることにより、誘導炉の生産に必要な部材の調達を、なるべくジャストインタイムに近づけるよう計っています。その段取りは次のとおりです。
このような手順で、スケジューリングと部材調達とを有機的に連携させています。
視点4.「人、機械、部材、外注の割り振り」
工場の中では、複数の誘導炉製造が同時進行しています。これら各工程に人、機械、部材、外注を、合理的に割り付けて、空きが出ないよう、待ちが生じないよう、ムダが生じないよう、部材がジャストインタイムで届くよう、段取りを組む必要があります。また前述のとおり、「仕様変更に伴う手戻り」も、ほぼ必ず発生します。そのたびに、あたかもパズルを解くかのように、柔軟、確実に、工程の前詰めを崩さないように、人、機械、部材、外注を、割り当て直していきます。この「割当てのやり直し」の際にDIRECTOR6をフル活用しています。
はい、ありました。そんな高価なシステムが本当に必要なのか、今の紙ベースの管理でも良いのではないか、結局使われないままホコリをかぶって終わるのではないかという声がありました。
その考えにも一理あるのです。今まで紙と人の頭でやっていたのだから、これからもそれを続ければいい。紙が非効率というなら、エクセルでガントチャートを作ればいい。なぜ高価なスケジューラが必要なのか。推進派であった私たちも、真剣に自問自答しました。
エクセルを使うやり方では、いかに緻密に使いこなしたとしても、先ほど述べた「データベースとしての進化(記憶の蓄積)」、「複数プロジェクトの同時管理」、「購買システムとの連携」は不可能であるとの結論が出ました。エクセルでは、退職する熟練社員の代替にはなれないし、仕掛品削減によるサプライチェーン改革も実現できない、そのような結論に至りました。
大事なことは富士電機サーモシステムの生産管理体制を【根本から】強化すること。そのためにはやはり本格的な生産管理スケジューラの導入が必要であると、あらためて結論し、工場内の合意を得ました。
その後、具体的な製品の選定を開始しました。いろいろなルートから情報を集め、4つのスケジューラ製品を候補に挙げました(この時点ではDIRECTOR6のことはまだ知りませんでした)。しかしながら、それら、4つのスケジューラ製品はいずれも不十分でした。
結局のところ、どの製品も「量産品のスケジューラ」であり、受注生産のスケジューラではありませんでした。メーカーは、「受注生産も量産も両方できますよ」といいます。しかし、同一仕様の同一製品を同一ラインの中で大量生産する量産品のスケジューリングと、一品一様で時間をかけて作る受注生産品のスケジューリングとは、同じスケジューリングでも本質的に異なるものであり、それが一つのシステムで両方こなせるとはとうてい信じがたいことでした。
私たちが受注生産スケジューラに求めた要件は次のようなものでした。
こうした要件を各メーカーに求めましたが、どこからも歯切れの良い返事はありませんでした。「できます」と答えるメーカーもありましたが、良く聞くと「カスタマイズすればできます」という話でした。しかし、カスタマイズでは費用が高額ですし、時間もかかります。結局のところ、どの製品も私たちの希望を十分には満たしてはいなかったので、いったん見送りました。
やはり受注生産向けのスケジューラなんてないのかなと、半ばあきらめかけていたある日、キヤノンITソリューションズ様から、DIRECTOR6が紹介されてきました。
「さすがと唸らせられる製品でした」
私たちが求めた要件を良く満たしていました。受注生産専門という触れ込みどおりの「さすがの製品」でした。かゆいところに手が届く仕様、時には、かゆくないところまで、かいてくれるぐらいの、非常にマニアックな仕様を有しており、よくできていました。
営業やSEの説明の質も高く、これなら使えると確信が持てたので、導入を決定した次第です。
先に述べた、購買管理システムとの連携、熟練社員の代替、データベースとしての進化(ノウハウの蓄積)などの初期の目的はいずれも達成できました。
定量的な導入効果としては、以前は、手書き帳票の工程管理の専門部員が2名必要だったところが現在は1名に人員削減できました。また、仕掛品減少というサプライチェーン改革も、所期の目標値に向けて着実に前進しています。
「将来10年を見据えた生産管理システム基盤の確立」という当初の目的を実現できました。
アドバイスというほどのことはありませんが、私見をいくつか。
まず各部門に、生産管理システムを導入すること、仕事のやり方が変わることを、少しずつ予告しておき、各社員に心の準備を少しずつしてもらうことが重要です。やはり仕事のやり方を変えることは、社員にとっては抵抗があるので、「心の準備をする期間」が必要です。
「シムトップスの今後の進化に 期待します」
今回、DIRECTOR6の導入により、富士電機サーモシステムズの生産スケジューリング体制は、属人性を脱却することができました。今後、スケジューリング・データベースをさらに強化させ、さらなるサプライチェーン改革を実現していく所存です。
シムトップスには、受注生産専門スケジューラのシステム会社として、よい意味でのマニアックさを失うことなく、DIRECTOR6を進化させることで、富士電機サーモシステムズの生産管理改革への取り組みをご支援いただくことを希望します。今後も誇りを以て活動し続けてください。これからも、よろしくお願いいたします。
富士電機サーモシステムズ様、本日はお忙しい中、
貴重なお話をありがとうございました。
個別受注生産のための生産スケジューラ+工程管理+原価管理のDIRECTOR6はこんな業種で使用されています。
など、個別受注生産のものづくりをされている多くの業種で使用されています。
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