製造業で工場の生産性を向上させる方法！低下の原因や取り組み手順・向上策を紹介

国際的に見て日本の生産性が低いと言われています。社会が大きく変化する現在、国内企業の生産性向上が急務となっています。もちろん製造業も同様です。

この記事では、工場の生産性を向上させるために問題点を発見する方法と問題を改善して生産性を向上させる方法についてまとめます。活用できる助成金についても紹介するので、企業のご担当の方はぜひ参考にしてみてください。

工場における生産性とは

「生産性」とは、ヒト・カネ・モノなど経営資源を投入（インプット）して、どれだけの成果（アウトプット）があったかという割合を示すものです。「アウトプット÷インプット」で表すことができます。少ない資源で大きな成果が得られるほど生産性が高いことになります。

つまり生産性を上げるためには、同量の資源でより大きな成果を得るか、より少ない資源で同じ成果を得るかのどちらかを目指すことになります。

投入する経営資源や得られる成果の種類によって、生産性は何種類かに分けられます。この記事では、投入した労働力に対してどれだけの付加価値を生んだかという「付加価値労働生産性」を扱います。製造業をはじめビジネスで「生産性」と言うときは、この付加価値労働生産性を指すことが多いからです。この「付加価値」は、「粗利」に近いイメージです。

製造業においてなぜ生産性向上が必要なのか

製造業は国内外の激しい競争環境にさらされており、企業が市場で生き残るためには生産性の向上が不可欠です。

 

企業の競争力の強化のため

「なぜ生産性向上が必要か」という理由の中でもやはり肝心なのは、企業・国の競争力に大きく関わる点です。

グローバル化の進展や新興国企業の台頭によって、諸外国と比べたとき、日本の製造業の労働生産性はOECDに加盟する主要34カ国中19位と、生産性が低いのが現状です。

また近年、少子高齢化による労働力不足が深刻化しており、効率的な生産体制の確立が喫緊の課題となっています。さらに生産性は「働き方改革」にもかかわるなど、ワークライフバランスにも影響します。このようにあらゆる意味で生産性向上が必要だと言えるでしょう。

工場の生産性向上のメリット

製造業における生産性向上は、企業経営にも現場にも次のような多くのメリットをもたらします。

利益の向上

生産性の向上は企業の利益増加に直結するものです。業務フローの改善やミスの削減によって無駄なコスト支出を抑えられるため、利益率そのものが向上します。

また、製品の生産スピードが上がれば、機会損失も回避でき、事業拡大や新分野進出の原資確保にもつながります。結果的に、企業がより安定した経営基盤を構築するうえで大きな役割を果たすのです。

人手不足対策

日本の製造業は少子高齢化や働き手の減少により、慢性的な人手不足に直面しています。生産性向上によって省力化・自動化を進めれば、限られた人数でも従来と同等、もしくはそれ以上の生産量を維持できます。

また、効率が良くなれば従業員の負担が減り、残業や休日出勤の減少にもつながるため、働きやすい職場環境を実現できます。これにより、離職率の低下や人材定着にも好影響となるでしょう。

コスト削減

生産性向上は、直接的なコスト削減にもつながります。業務効率の見直しや工程の自動化によって、不要な作業や工数を削減でき、人件費や光熱費、原材料費などのコストが抑えられるのです。

コスト削減で生まれた余力は、将来的な設備投資や人材育成、新規事業へのチャレンジなど、企業成長のための投資に回すことができるため、持続的成長に向けた経営の安定にもつながります。

高い品質の安定

生産性向上の過程でマニュアル化や工程の標準化が進むと、一人ひとりの経験やスキルによるバラツキが少なくなり、常に同じレベルの品質を保ちやすくなります。

さらに、ロボットやAI、IoTなどの先端技術を導入することで、不良品の発生リスクを低減し、検査体制の精度も高まります。品質の安定は顧客満足の向上・クレーム減少につながり、ひいては企業の信頼やブランド価値の向上にも貢献するのです。

製造業の生産性が低下する原因と現状

製造業では近年、多くの現場で生産性低下を招く問題が顕在化しています。その背景には作業ミスやコミュニケーション不足、業務の属人化、人手不足など、さまざまな要因が複雑に絡みあっています。

現場の現状を正確に把握し、根本的な原因を理解することが生産性向上への第一歩。そのため、ここでは生産性が低下する原因と現状を見ていきましょう。

作業のミスが多い

工場において作業ミスが頻発すると、生産ラインが停止したり不良品が発生したりするため、生産性は大きく低下します。

特にマニュアルが整備されていない現場では、作業手順のばらつきや判断ミスが起きやすく、品質の安定も難しくなります。また、作業員の習熟度によってパフォーマンスに差が出ることも、生産性低下の一因です。

コミュニケーション不足

製造業は、設計・調達・生産・品質管理・営業など多岐にわたる部門が連携して業務を進めていくため、部門同士のコミュニケーションが不可欠です。しかし、情報共有や意思疎通が十分でない場合、発注ミスや在庫の過不足、工程間の手戻りなどが発生しやすくなります。

また、現場と管理部門との認識のズレが作業遅延や再調整を招き、全体の生産効率も低下します。こうしたコミュニケーション不足は、職場のモチベーションにも悪影響を与えかねません。

業務の属人化

特定の従業員にスキルやノウハウが集中している状態、いわゆる業務の属人化は、その人が不在になるだけで業務の滞りを招きます。急な休職や異動、退職が発生した際にノウハウが失われ現場が混乱。

その結果、全体の作業スピードが落ちたり品質が不安定になったりと、生産性が大幅に低下してしまいます。また、新人の教育も進みにくく、業務の標準化ができません。

人手不足による負担増大

近年、多くの工場が人手不足に直面しており、既存の従業員に過剰な負担がかかることで、生産性が落ちる事例が増えています。人手不足が慢性化すると、現場の従業員一人ひとりに割り当てられる作業量が増大し、長時間労働や疲労が蓄積してしまいます。

これにより、従業員のモチベーション低下やミスの増加、さらには離職率の上昇を招く悪循環に陥る可能性もあるでしょう。

工場の生産性を下げる原因「ムリ・ムダ・ムラ」

生産性を下げる原因を取り除けば生産性は向上します。生産性を下げる原因についてはいろいろな説明がありますが、まとめると「ムリ・ムダ・ムラ」が原因と言えます。

ケースバイケースとなる原因の具体例を知ることも参考になりますが、自社にムリ・ムダ・ムラがないか考える方が自社特有の原因発見と改善につながります。

以下、ムリ・ムダ・ムラについて具体的に解説していきます。

ムリ：目的＞手段

「ムリ」は、手段より目的の方が大きくなっている状態です。言い換えると、人や設備の能力を超える作業を行うことです。

工場で言えば、人手不足の状態や設備の性能以上に製品を製造している状態を指します。作業者に負担のかかる環境もムリに当たります。たとえば高温や過度な重量物を扱わなければならない状態などです。

ムリのある状態では、人や設備に過度な負担がかかることになってしまいます。ムリは人の疲労やケガ・モチベーション低下、設備の故障や不良品などの原因です。その結果、生産性の低下を引き起こします。

ムダ：目的＜手段

「ムダ」は目的よりも手段の方が大きくなっている状態です。人や設備を活用しきれていないことだと言えます。工場で言えば、人や設備の能力より製造量が少なく、稼働していない状態が生まれていることを指します。あるいは不要な作業をしていたり、不要な在庫があったりする状態です。

トヨタの生産方式では、次の「7つのムダ」があるとしています。

 

ムダがあると経営資源を活用しきれていない状態にあり、ポテンシャルより生産性が低くなってしまいます。

ムラ：ムリとムダの混在

ムラは、ムリとムダが混在している状態です。手段と目的のバランスが入れ替わったりして、ムリになったりムダが生じたりすることを言います。

工場で言えば、時期や作業者によって生産量・作業量・作業手順・在庫・製品品質などにバラつきがあることです。そのほか作業の連携がうまく行かず、待ちが生じている場合もムラに当たります。作業にかかる時間が作業者間で釣り合っていない状態・バラつきがある状態だからです。

あらゆる点で標準化してバラつきをなくすこと、バラつきのない状態を維持することが生産性向上のカギとなります。

工場の生産性向上は階層別に取り組む

生産性の低下や停滞にはさまざまな要因があります。工場でムリ・ムダ・ムラを発見しても、原因をたどると現場の工夫だけではどうにもならないこともあります。たとえば社員教育の不足・評価制度の不備・設備の老朽化などです。

製造業で生産性向上を目指す場合は、問題の原因については工場だけでなく管理部門などあらゆる面を分析すべきだと言うことができます。そのうえで工場で改善できることから改善していきましょう。

工場でできる生産性向上の取り組み手順

工場でできる生産性向上の手順についてまとめます。次の手順で行います。

 

それぞれの手順について見ていきましょう。

手順➀問題点を発見する

原因が会社の制度にあるにしても、問題は現場で形になります。まずは現場の観察を通じて問題点を発見することが大切です。

実際に作業している社員にヒアリングを行いましょう。日々の作業から問題点に気付いている場合もあります。ただし自分のムリ・ムダ・ムラに自覚がない場合もあるので注意が必要です。そのほかの方法としては、業務のプロセスを可視化すること、作業を録画して分析することなどが挙げられます。

詳しくは後述しますが、問題点は動作・工程・設備などに分けることができます。

手順②解決策を考える

問題点が明らかになったら、それを解決する方法を考えます。ムダな動作をなくすほか、工程間の最適化、レイアウトの変更や5Sによる環境整備などを行います。具体例は後述します。なお目先のことしか考えない効率化は製品の品質を下げる原因です。製品の品質を落とさないという視点は忘れてはいけません。

作業者によって作業効率に差がある場合は、効率の高い人と低い人の作業を比較しましょう。効率の高い人の作業を参考にするとムダの発見につながります。

動作などは現場で改善できますが、そうでない場合もありえます。たとえば成果を出しても評価されず、モチベーション低下の原因になっているなどといったケースです。それは現場でなく評価制度の問題です。現場でできること、経営陣の協力が必要なことなど分けて考えます。

またコストが必要となる解決策は費用対効果も考慮しましょう。コストがかかる場合は、一度変更すると簡単には変えられないからです。

手順③解決策を実行する

次に実際に改善策を実行してみて、効果測定を行います。PDCAを回しながら、よりよい方法にブラッシュアップします。場合によっては別の方法を試してみます。試行錯誤しながら最適な方法を探り当てましょう。

解決策は誰もが同じように生産性の高い作業ができるようなものでなくてはなりません。属人的になってしまうと、ムラの原因になるからです。標準化することを前提にしましょう。

手順④マニュアル化・仕組み化する

改善が実現できたら、その方法を標準化します。動作はマニュアル化、工程は仕組み化します。

皆が同じように作業できるようにならないと、ムラの原因となってしまいます。結局生産性は向上しないことになってしまいます。意図や背景など含めて考えや手順などの統一を徹底しましょう。

工場における生産性向上策の例

次に、生産性を向上させる施策の例を紹介します。以下の例が挙げられます。

 

それぞれについて、さらに具体的な例を交えながら解説します。

5Sの徹底

工場における生産性向上の基本的な第一歩として、5S活動（整理・整頓・清掃・清潔・しつけ）の徹底が挙げられます。5Sの徹底により、不要物を排除し必要な物品がすぐに使える状態を維持することで、作業効率と安全性が高まります。

また、日常的な清掃によって不具合の早期発見や設備の長寿命化にも。5Sを定着させることで現場の作業効率が向上し、品質の安定、安全性の確保、さらにはコスト削減といった多岐にわたるメリットが生まれるのです。

関連記事：工場の整理整頓の重要性｜5Sの目的やメリットと取り組み方のコツ

動作の改善

動作に問題がある場合の改善例としては、ムダな動きの排除があります。ムダな動きの例としては、持ち替える、しゃがむ、調べるなどがあります。品質を保ちつつ、より少ない動作で作業を行う方法を考えましょう。ムリな動きを改善させる場合もあります。たとえば不自然な姿勢をしなくて済むようにします。

動作の問題を解決するためには、作業環境の改善が必要な場合もあります。たとえば台の高さを変えたり、作業手順に合わせたレイアウトに変更したりします。改善した作業を定着させるためには、作業手順の再教育とマニュアルの整備が必要です。

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工程の改善

工程に問題がある場合の改善策では、作業の流れを滞らせている原因を排除します。

ムダな工程を排除することで工程が改善される場合があります。ムダな工程の例としては、積み替えや仮置きなどがあります。ムリな工程を改善する方法もあります。たとえば、人材配置を改善して重量物を扱う部署に人を増やす、在庫確認や製造量決定の方法を見直すなどが挙げられます。

環境を改善することで工程も改善する場合もあります。

工場レイアウトの改善

レイアウトに問題がある場合、その問題点を改善すると動作や工程が改善されることにつながるケースが多くあります。作業手順や工程の流れ・作業動線に合わせたレイアウトを検討しましょう。

工具を並べる場所を変える程度ならすぐにできますが、機械の配置を変える場合は大規模になることもあります。変更にも手間がかかりますし、元に戻さなければならなくなった場合も労力が必要です。よく検討してからにしましょう。

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生産ラインの自動化・無人化

生産ラインの自動化や無人化は、労働力不足への対応策として有効です。自動化により一定品質の維持や作業の標準化が進み、属人化やミスの発生が防げます。

無人化可能な部分を機械やロボットに任せることで、24時間体制の稼働が可能となり、生産能力の大幅な底上げが実現します。特に、人手不足が深刻化する中で、自動化・無人化は持続可能な生産体制を構築するための不可欠な要素であり、企業の競争力を高める上で極めて重要な戦略となるでしょう。

関連記事：工場を自動化せよ！メリット・デメリットのほか作業別具体例や進め方を解説

IT化・新設備の導入

新しい設備やシステムを導入することで生産性が向上する場合もあります。たとえば生産管理システムを導入すれば、在庫管理を改善して在庫のムダ・作りすぎのムダを解消することが可能です。新しい製造設備を導入すれば、生産能力アップにつながってムリを解消することができます。

このように新しいシステムや設備の導入は、ムダな工程の解消、ミス発生の排除と不良や手直しのムダの解消に役立ちます。将来性を見据えたDX導入という点からも、新しいシステムを導入したいところです。

製造業の生産性向上に役立つ最新技術

現代の製造業では急速な技術革新が進んでおり、生産性向上を後押しする様々な最新技術が登場しています。あらゆる技術を効果的に導入することで、リソースの最適配分や作業の効率化が進み、競争力の強化や新たな価値創出につながります。

ここでは、特に注目すべきロボット、IoT、AIという3つの最新技術について、それぞれの特徴と現場での活用ポイントを解説します。

ロボット

工場現場におけるロボットの導入は、作業の自動化や効率化を大きく推進します。ロボットは単純作業のみならず、繰り返し動作や重量物の搬送、不良品の検知など多岐の業務を担い、人的ミスや作業者の負担を軽減します。

さらに、24時間体制で安定稼働できるため、生産量の増加や人件費の削減にも直結。短期的には設備投資が必要ですが、長い目で見るとコスト削減と品質向上、そして人手不足への根本的な対策となるでしょう。

IoT

IoT（Internet of Things）は、工場内の機器や設備をネットワークで接続し、リアルタイムに稼働状況や生産データを管理します。これにより、各工程の進捗や設備トラブル、不良発生の要因などを即座に把握し、迅速な対応や業務改善が可能となります。

さらに収集データを活用し、ボトルネックの特定や最適な生産計画・在庫管理の実現にもつなげることができます。IoTの導入は、現場の見える化と迅速な意思決定による生産性向上の強力な武器となる技術です。

AI

AI（人工知能）は、製造業の生産性向上をさらに加速させる中核技術として注目されています。例えば、AIによる画像認識技術は外観検査や不良品検出に用いられ、高精度かつ高速な判別が可能です。

それだけでなく、需要予測や工程最適化、設備異常の予兆検知など、人には困難な複雑な分析・判断もAIが担います。AIを導入することで、現場のデータ活用が一層加速し、従業員は付加価値の高い業務に集中できるようになり、生産性と品質の両立を実現できるでしょう。

工場の生産性向上に活用できる助成金

生産性向上のために活用できる助成金があります。ここでは3つの助成金について紹介します。

 

●業務改善助成金

中小企業・小規模事業者が生産性を向上させるための取り組みを支援するものです。従業員の昇給が条件となっており、最大600万円が助成されます。機械設備やコンサルティングのほか、人材育成・教育訓練も助成対象です。

 

●IT導入補助金

中小企業がITツールを導入する経費の一部を補助し、業務効率化・売上アップをサポートします。3種ある枠によりますが、最大450万円補助されます。ソフトウェア購入費・クラウド利用料・導入関連費のほか、枠によりハードウェア購入費が対象となります。

 

●ものづくり補助金

中小企業が経営革新のために設備投資するときなどに使える補助金です。条件により、最大5,000万円まで補助されます。機械装置・システム構築費ほか対象は多岐に渡っています。

 

それぞれ助成・補助を受けるための条件や、金額を決める条件があります。自社の取り組みに合わせて活用できそうな制度があれば、より詳しく調べてみてください。

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