ボトルネック工程とは？問題になっている箇所の見つけ方と解消方法

製造業の現場で、生産性向上は常に大きな課題です。しかし、生産ラインの中には、全体の生産スピードを低下させる「ボトルネック工程」が潜んでいることがあります。この記事では、ボトルネック工程とは何か、どのように特定し、解決するのかについて、わかりやすく解説します。

1.ボトルネック工程とは？

ボトルネック工程とは、生産過程の中で処理能力やスピードが特に低くなっている工程のことを指します。これは、全体の生産量に大きな影響を与える重要な要素です。
例えば、ある製品の生産ラインを想像してみましょう。最初の工程では1時間あたり5個の製品を作ることができます。しかし、後工程に1時間あたり3個の製品しか作れない工程や、段取りに時間が掛かる工程があるとします。この場合、後工程がボトルネック工程となり、全体の生産性は1時間に3個に制限されてしまいます。
つまり、ボトルネック工程は生産ラインの中で最も処理能力の低い工程であり、全体の生産量を決定づける要因となるのです。このため、生産性を向上させるには、ボトルネック工程を特定し、改善することが重要になります。

2.ボトルネック工程を見つけるポイント

ボトルネック工程を特定することは、生産性向上の第一歩です。ここでは、ボトルネック工程を見つけるための主なポイントを紹介します。
ここで紹介するポイントを見極めるためにも、以下のようなデータの収集がカギとなります。
≪ボトルネック工程を見つけるための情報例≫
・各工程の滞留・分散の有無
・手待ちの発生有無
・各工程の稼働率
これらのポイントを意識しながら生産ラインを観察することで、ボトルネック工程を見つけ出すことができるでしょう。

作業が停滞していないか

まず、作業が滞っている工程を探すことが重要です。ボトルネック工程では、しばしば作業の停滞が見られます。ここで注意すべきは、作業時間には加工だけでなく、機械の調整や部品待ちなどの時間も含まれることです。これらの「待ち時間」もボトルネックの原因になりやすいため、注意深く観察する必要があります。

稼働率が他より高くないか

一般的に、稼働率が高いほど良いと考えられがちですが、ボトルネック工程を見つける際はそうとは限りません。他の工程と比べて稼働率が著しく高い工程がある場合、その工程が周りの生産スピードに追いついていない可能性があります。つまり、その工程がボトルネックとなっている可能性が高いのです。

製造時間が他より長くないか

各工程の製造時間を比較してみましょう。他の工程に比べて特に長い製造時間を要する工程がある場合、それがボトルネック工程である可能性が高いです。製造時間だけでなく、機械加工の前の段取りや準備に時間が掛かっていないかなど、しっかりと実績時間を集計し、分析する必要があります。製造に関わるが長いということは、その工程が全体の生産スピードを遅らせている可能性があるためです。

トラブルが良く発生していないか

特定の工程で頻繁にトラブルが発生している場合、それもボトルネック工程の兆候かもしれません。機械の故障、品質問題、作業ミスなどが頻発する工程は、全体の生産フローを滞らせる原因となります。トラブルの発生頻度や影響の大きさを注意深く観察することで、ボトルネック工程を特定できる可能性があります。

3.ボトルネック工程の解決方法

ボトルネック工程を解消するには、TOC理論（制約条件の理論）を活用すると効果的です。TOC理論とは、エリヤフ・ゴールドラットによって提唱されたマネジメントに用いられる体系理論のことです。製造業では、ボトルネックとなった工程の制約条件を解消する手法として広く用いられています。

Step1.ボトルネック工程を特定する

まずは、全ての生産工程を分析してボトルネック工程を見つけることから始めます。特定する際は、三現主義やピッチダイアグラムを活用すると効果的です。
三現主義とは、「現場」「現物」「現実」の3つの「現」を重視する考え方です。実際に現場に行き、現物を見て、現実の状況を把握することで、より正確にボトルネック工程を特定できます。
ピッチダイアグラムは、各工程の生産能力や処理時間を視覚化するツールです。これを使用することで、どの工程が全体の生産スピードを制限しているかを一目で把握することができます。

Step2.ボトルネック工程をフル稼働させる

特定したボトルネック工程の作業能力を最大化できるか検討します。以下のようなポイントを改善することで、ボトルネック工程の能力を最大限に引き出すことができます。
≪チェックポイント≫
　・作業フローを洗い出し、無駄な作業がないか確認する
　・作業員の手持ち時間にムダが発生していないか
　・材料や部品の待ち時間を短縮できないか
　・不良品や機械トラブルを削減できないか

Step3.ボトルネック工程に他工程を合わせる

ボトルネック工程の能力に合わせて、他の工程のペースを調整します。これにより、ボトルネック工程の前後で過剰な在庫や待ち時間が発生するのを防ぎ、全体的な生産フローを滑らかにします。
具体的には以下のような方法があります。
　・ボトルネック工程の前の工程では、ボトルネック工程の処理能力に合わせて生産量を調整する
　・ボトルネック工程の後の工程では、ボトルネック工程からの出力に合わせて作業を開始する
　・必要に応じて、ボトルネック工程以外の工程から人員や設備を移動させ、ボトルネック工程をサポートする

Step4.ボトルネック工程の能力を向上させる

ボトルネック工程の能力を根本的に向上させる取り組みを行います。
具体的には、「新しい設備や機械の導入」や「作業者のスキル向上のための教育・訓練」、「工程の自動化や効率化」、「並行作業や分業化の導入」などの施策により、ボトルネック工程の処理能力を向上させ、全体の生産性を高めることができます。

Step5.1～4のステップを繰り返す

ボトルネック工程を改善したら、再び全体の生産フローを見直します。新たなボトルネック工程が現れる可能性があるため、Step1から4のプロセスを繰り返し行います。
この継続的な改善サイクルにより、生産ラインの効率は段階的に向上していきます。ただし、改善を重ねるごとに効果が小さくなる可能性があるため、コストと効果のバランスを考慮しながら進めることが重要です。

4.ボトルネック工程の改善で生産性向上を実現しよう

ボトルネック工程の特定と改善は、製造業における生産性向上の鍵となります。本記事で紹介した手法を活用することで、生産ラインの効率を大幅に改善できる可能性があります。
しかし、ボトルネック工程の特定や改善には、正確なデータと分析が不可欠です。特に中小製造業では、人手不足や専門知識の不足により、これらの分析が難しいケースもあるでしょう。
そこで、おすすめしたいのが最新のAI技術を活用した生産ライン分析ツールです。例えば、『A-Eyeカメラ（エー・アイ・カメラ）』は、AI画像認識技術を用いて工場を「見える化」する革新的なシステムです。

A-Eyeカメラは、生産ラインの様子をリアルタイムで撮影し、AI技術を用いて分析します。これにより、人の目では気づきにくいボトルネック工程や非効率な作業を容易に特定することができます。さらに、長期的なデータ蓄積により、生産性の推移や改善効果を客観的に評価することも可能です。
このようなツールを活用することで、中小製造業でも高度な生産ライン分析が可能となり、効果的なボトルネック工程の改善を実現できます。生産性向上にお悩みの方は、ぜひA-Eyeカメラの導入をご検討ください。
より詳細な情報や導入事例については、以下のリンクからご確認いただけます。生産性向上の第一歩として、まずは資料を無料ダウンロードしてみてはいかがでしょうか。

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改善の第一歩は現状把握

ここまで、ボトルネック工程の見つけ方や改善のポイントをご案内しましたが、ボトルネック工程を特定するために必要なデータを収集し、現状を把握することが必要です。
どの工程で、いつ、だれが、どの製品を、何時間加工したのか…。といった加工実績を日々収集することが第一歩となります。
手書きの日報や、生産管理システムといったツールを活用し、実績や工程進捗を見るところから始めてみましょう。

●『A-Eyeカメラ』導入事例より

『A-Eyeカメラ』を導入されているコクネ製作株式会社 様では、生産設備それぞれの積層信号灯を監視することで、稼働データを収集。 収集したデータを基に、1日の稼働率・時間帯別の稼働状況をグラフ化することで「稼働率の低い時間帯」や「機械が停止している時間帯」を明らかとし、改善対象の工程やその改善方法について議論できる環境を構築しています。

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●生産管理システム『TECHS-BK』を活用した工程進捗管理
下のイメージ図のように、各工程の進捗状況（黄色：未着手、黄緑色：着手、青色：一部完了、水色：完了）を把握するとともに、各工程の加工実績数や実績時間を参照することができます。

『TECHS-BK』について

ボトルネック工程の改善は、製造業の競争力強化につながる重要な取り組みです。本記事の内容とA-Eyeカメラのような先進ツールを組み合わせることで、より効果的な生産性向上を実現できるでしょう。自社の生産ラインを見直し、継続的な改善に取り組んでいくことをおすすめします。

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