不確実性の高まる世界における変動に強いものづくり現場の実現

2020/07/20
Operational Excellence

Copyright 2020 Ridgelinez Limited日本の製造業を取り巻く環境(2020年版ものづくり白書より)
COVID-19感染拡大等に代表されるように、現在の日本の製造業を取り巻く環境の急速かつ予測困難な変化、いわゆる「不確実性」はかつてないほど高まっています。

この不確実性の高まる世界において企業が競争力を維持・強化するために、ものづくり白書では企業が様々な変化に対応するために柔軟に自己を変革していく能力、すなわち「企業変革力(ダイナミック・ケイパビリティ)」の強化が不可欠であると提言しています。
ここで本稿が対象とする「ものづくり現場」に焦点を当てると、以前より「消費者ニーズの多様化・高度化・短サイクル化」「人材確保の困難化」への対応は、安定したものづくり実現に対する大きな課題となっています。
これらの課題によってもたらされる変化に対応するため、ものづくり現場では様々な仕組みを取り入れています。そして今後はCOVID-19によってもたらされる変化に対応するために、仕組みをレベルアップさせることが求められます。

地政学的リスクの高まり
保護主義の台頭/通商摩擦の常態化

グローバルでの環境規制の枠組み

大規模地震/感染症等
ハイリスク事象の再認識

不確実性の高まる世界

非連続な技術革新

国内生産年齢人口の急減による人材確保の困難化
消費者ニーズの多様化・高度化・短サイクル化

気候変動に伴う異常気象の常態化

Copyright 2020 Ridgelinez Limited1富士通におけるものづくり現場とCOVID-19の影響
近年の製造業においては、市場のグローバル化による競争激化や多様化する顧客ニーズに対応するため、マス・カスタマイゼーションの取り組みが拡大しています。

マス・カスタマイゼーションとは、大量生産(マスプロダクション)と同等の生産性で消費者ニーズに合わせた個別生産(カスタマイゼーション)を行うことを指し、Industry 4.0の理想の形とされています。
富士通のものづくり現場では、このマス・カスタマイゼーション実現を目的に「変動に強いものづくり」を平時より推進し、製品の種類と量の変動を吸収する仕組みをものづくり現場に導入してきました。

従来の変動対応

COVID-19による新たな変動要因Man

多品種対応(作業スキル)

罹患/濃厚接触による出勤停止
ソーシャルディスタンスの確保

Machine

多品種対応(能力, 段取替)

BCP対応(製造品種切替)
修理/保全業者の訪問禁止

Material

物量変動対応

市場停滞に伴う大幅な受注減
SCM分断に伴う部材枯渇

このような環境下でCOVID-19感染拡大が発生しましたが、富士通のものづくり部門ではCOVID-19による影響を新たな変動要因と捉え、変動を吸収する仕組みを活用/応用することで、ほぼ平時通りの対応でものづくりを継続しています。

このようにCOVID-19に代表される有事の影響を変動要因と捉え、変動に強いものづくり現場を深化させていくことが、不確実性の高まる世界では求められます。

Copyright 2020 Ridgelinez Limited2変動を吸収する仕組み
マス・カスタマイゼーションで求められる変種変動生産において高い生産性を維持するため、富士通のものづくり現場では変動を吸収する仕組みを導入・運用しています。
この変動を吸収する仕組みは現場起点の生産革新活動がベースとなっていますが、富士通ではこれに先進的なデジタル技術を掛け合わせることで、ものづくりを高度化しています。
COVID-19感染拡大時は、変動を吸収する仕組みがCOVID-19対策としても機能したことで、安定したものづくりを継続しています。

変動を吸収する仕組み

変動吸収による効果

COVID-19対策としての利活用効果

混流生産・少人化を実現する
コンベアモジュール

品種や物量の変動に対してライン製造物量を確保

製品間工数差を吸収するためのスペースを、ソーシャルディスタンス確保に活用

スキルの可視化・多能工化

物量の変動に応じて人員数および作業割当を適正化

出勤停止者多発時でもライン操業を維持

人と自動機の協調を実現する
汎用ロボットプラットフォーム

工程組換やレイアウト変更を容易化

ラインのフロア間移設など、ソーシャルディスタンス確保に活用

Copyright 2020 Ridgelinez Limited3混流生産・少人化を実現するコンベアモジュール製造ラインにおける生産性確保のためには、安定した物量の確保が必要となり、そのための手段として「混流生産」が挙げられます。混流で流すことで、特定製品の受注減に左右されにくいラインを構築することができます。合わせて物量の増減に合わせてライン内の人員配置を適正化する「少人化」を進めることで、常に高い生産性を維持することが可能となります。

物量変動に応じて人数および作業割当を変更
作業
時
間

1234

工数差吸収のための作業スペース確保

5(約2m)

作業者

富士通では混流生産と少人化を実現するためのコンベアを標準化、工程単位でのモジュール構造とすることで移設容易性を確保しています。
また、デジタル技術を活用した異常発生状況の分析機能や作業遅れによるライン停止予測機能を実装し、ものづくりの高度化を図っています。

物量の減少
作業
時
間

1234
作業者

同モジュールは混流での製品間工数差を吸収するためのスペースを確保した設計となっているため、特別な対応無くソーシャルディスタンスを確保した運用が実現できます。また移設容易性はラインのフロア間移設などのソーシャルディスタンス確保にも寄与しています。
今後の展望としては、変動発生時の最適操業プランの算出機能の実装、高速無線技術の活用によるモジュール移設容易性の向上が考えられます。

工程単位での分離・移設が可能

12

345

COLMINA V2 エッジコーディネーター 工場実践テンプレート

デジタル技術活用

出所：COLMINA V2商品紹介 https://www.fujitsu.com/jp/solutions/industry/manufacturing/monozukuri-total-support/colmina/colmina-v2/

異常発生状況の分析

作業遅れによるライン停止予測

Copyright 2020 Ridgelinez Limited4

スキルの可視化・多能工化
製造ラインにおいて高い生産性を維持するためには、ものづくりのペースに対して作業負荷を均一化し、作業者全員が手待ちの無い/少ない 状態を造り出すことが必要です。そのための手段として「多能工化」が挙げられます。

スキルマップ(A1ライン)
工程
氏名

1
工
程

2
工
程

3
工
程

4
工
程

5
工
程

6
工
程

7
工
程

8
工
程Aさん
(リーダー)

Bさん(1工程)

富士通では工程ベースでの保有スキルを「スキルマップ」で可視化し、少人化実現に向けた仕事のやり取りを円滑に行うための育成計画を策定・実行しています。
これらスキルの可視化・多能工の拡大により、出勤停止多発等の不測事態においても適切なリソース割当による操業維持が実現できます。
今後の展望としては、スキルマップをデジタル化・集約することで、工場全体視点での最適なリソース割当の実現が考えられます。

Cさん

B製造部門

(2工程)

Dさん
(3工程)

ライン内に限定したリソース割当

#1ライン

#2ライン

A製造部門
#1ライン

Skill Map

#2ライン

C製造部門
#1ライン

工場全体視点での最適なリソース割当#2ライン

Copyright 2020 Ridgelinez Limited

5人と自動機の協調を実現する汎用ロボットプラットフォーム
人と設備の混成ラインにおいて高い生産性を維持するためには、変動に応じて人と自動機が柔軟に役割分担を変更できる状態、いわゆる「人と自動機の協調」状態を造り出すことが必要です。

富士通では人と自動機の協調に向け、自動機が実施可能な要素作業を拡大するための技術開発と、自動機(特にロボット)が作業しやすいように部材の供給方法等を見直す「ロボットDFM」を進めてきました。合わせて、汎用ロボットをプラットフォーム化し、品種切替時の工程組換やレイアウト変更を容易する取組みも進めています。

人と自動機の協調を実現する要素技術
柔軟物
ハンドリング

力覚検知

官能検査

人と自動機の協調により、出勤停止多発等の不測事態においても、人に過度に依存しない(ロボットによる代替での)操業維持が実現できます。
また、プラットフォーム化により、ソーシャルディスタンス確保のためのライン移設も容易に可能となります。
今後の展望としては、作業者のカンコツのデジタル化および移植を進めることで、更なる自動化範囲の拡大(自動機でできることを増やす)が考えられます。

汎用ロボットプラットフォーム

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6

Thank You

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