1. セル生産方式の概要

1. セル生産方式の概要(1. Overview of Cell Production)
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Contents
1. セル生産方式とは
セル生産方式とは、一人または少人数の作業者が、配置された機械や治具を用いて、複数の工程を連続して担当し、製品を完成させる生産方式です。
従来のライン生産方式のように、各作業者が特定の工程のみを担当して行うのとは対照的です。
セル生産方式を一義的に定義することは難しいですが、一般的には以下の要素を含むと考えられています。
・ 人の活性化: 作業者の意欲を高め、分業による弊害をなくし、主体的な改善活動を促します。
・ 一貫生産: 複数の工程を連結し、一貫した生産ラインを構成することで、仕掛品の滞留を減らし、リードタイムを短縮します。
・ 少量生産用設備: 大量生産用の高速自動機やコンベアを廃棄して、多品種少量生産に適した、簡便で柔軟な設備を導入します。
セル(cell)と呼ばれる作業領域は、L字型やU字型など、様々な形状で構成され、作業者が効率的に作業を進められるように工夫されています。
2. ライン生産方式との比較
セル生産方式を、従来のライン生産方式との比較は表1のようにまとめられます。
表1セル生産方式とライン生産方式との比較 出典:ORIGINAL
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3. セル生産のメリット・デメリット
3.1 セル生産方式のメリット
セル生産方式は、多品種少量生産が求められる現代の製造業において、多くのメリットをもたらします。
(1)高い柔軟性: 生産品目の変更に柔軟に対応でき、市場ニーズの多様化に対応しやすい。セル単位での段取り替えが容易であり、多品種少量生産に適しています。
(2)リードタイムの短縮: 工程間の仕掛品が減少し、一貫生産により製品がスムーズに流れるため、製造リードタイムが短縮されます。
(3)仕掛品の削減: 各セル内で組立が完結するため、ライン生産方式に比べて仕掛品の在庫が大幅に減少します。これにより、保管スペースや管理コストの削減につながります。
(4)品質の向上: 作業者が複数の工程を担当することで、品質に対する責任感が高まり、不良の早期発見や未然防止につながります。また、一人流しによる丁寧な作業が可能になる場合もあります。
(5)作業者の意識向上: 完成品を作り上げる達成感や、自らの技能向上が実感できるため、作業者のモチベーション向上につながります。多能工化により、個人の作業の幅が広がり、自己成長を促します。
(6)問題点の早期発見と解決: 一人または少人数で生産を行うため、問題発生時に責任の所在が明確になりやすく、原因究明と対策が迅速に行えます。異常発生時のライン停止もセル単位で対応しやすくなります。
(7)省スペース化: ライン全体がコンパクトになる傾向があり、工場スペースの有効活用につながります。U字型レイアウトなどは、特に省スペースに貢献します。
3.2 セル生産方式のデメリット・課題
他方、セル生産方式の導入にはいくつかのデメリットや課題が存在します。
(1)多能工育成の必要性: 作業者には複数の工程をこなすための多能工としてのスキルが求められます。そのため、教育訓練に時間と費用がかかる場合があります。
(2)技能の属人化: 多能工化が進むと、特定の作業者に技能が集中し、技能の属人化が進むリスクがあります。標準化や教育体制の整備が重要になります。
(3)生産性の変動: 作業者の熟練度によって生産性が左右される場合があります。標準作業の設定や、技能伝達の仕組み作りが重要です。
(4)初期投資: レイアウト変更や、セルに必要な設備投資が発生する場合があります。
(5)ラインバランスの高度な調整: セル内の作業時間のバランスが悪いと、ボトルネックが発生し、全体の生産効率が低下する可能性があります。綿密な作業分析と工程設計が必要です。
(6)大量生産に不向き: 高度な自動化が進んだライン生産方式と比較すると、一般的に大量生産における一人当たりの生産効率は劣ります。
4. セル生産方式の種類
セル生産方式は、そのレイアウトや作業方法によって、さらにいくつかの種類に分類できます(図 2)。
(1)一人屋台セル:作業者が、ほぼ移動しないで、身体の向きを変えながら、製品組立作業を行います。
(2)U字型セル(ケージ型): 作業者がU字型に配置された複数の機械を管理し、内側を移動しながら順に工程を行います。作業者の移動距離を最小限に抑え、コミュニケーションを取りやすいため、多品種少量生産に適しています。
(3)直線型セル: 作業ステーションを一直線に配置し、作業者が順番に工程を進めます。動線がシンプルで理解しやすく、レイアウト設計も容易です。単純な製品や小さなセルラインに適しています。
(4)並列型セル: 同一または異なる製品を複数のセルで並行して生産します。需要変動への対応や、生産ラインの多用途化に貢献します。
(5)多人数セル生産方式(分業型セル): 一つのセル内で複数の作業者がチームとなり、工程を分担して一つの製品を完成させます。ライン生産方式の効率性とセル生産の柔軟性を両立させます。
(6)巡回方式セル: 作業者が複数の工程を巡回しながら作業を行います。高い柔軟性を持つ反面、作業者の負担が増える可能性があります。
(7)インライン方式セル(直列流し方式): ライン生産方式とセル生産方式を組み合わせた形態で、効率的な生産を実現します。
図2セル生産方式の種類 出典:ORIGINAL
5. セル生産方式の導入と運用
セル生産方式を効果的に導入・運用するためには、以下の点が重要となります:
・ 明確な目的設定: 何を改善したいのか(リードタイム短縮、在庫削減、品質向上など)を明確にする。
・ 現状分析: 現在の生産ラインの課題や問題点を把握する。
・ レイアウト設計: 生産する製品や工程に合わせて、最適なセルレイアウトを検討する。U字型は一般的な形態の一つです。
・ 標準作業の確立: 各工程における標準作業を明確にし、作業のバラツキを抑える。
・ 多能工化: 作業者への教育訓練を実施し、複数の工程をこなせる多能工を育成する。技能マップなどを活用した計画的な育成が重要です。
・ タクトタイムの設定: 顧客の要求する生産スピードに合わせて、各セルのタクトタイムを設定する。
・ 一個流し生産: 可能であれば、一個単位で製品を流すことを目指し、仕掛在庫の最小化を図る。
・ かんばん方式の導入: 後工程が必要な分だけ前工程から引き取るプル生産の仕組みを導入し、過剰生産を防ぐ。
・ アンドンの設置: 異常発生時に作業者がすぐに知らせることができる仕組みを導入し、問題の早期解決を図る。
・ 継続的な改善活動: 日常の生産活動の中に改善を組み込み、継続的な生産性向上を目指す。現場主導の改善活動を促進することが重要です。
・ トップのコミットメント: セル生産方式の導入には、経営層の理解と積極的な支援が不可欠です。
セル化するための設備は、人の作業を自動化設備に置き換えやすいように、シンプルで安価であることが望ましいとされています。簡便自働化の考え方に基づき、現場のアイデアを活かした設備内製化も有効です。不良発生時の自動停止機構なども重要です。
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参考出典
1から始める同期セル生産方式 柳生俊二 日刊工業新聞社 2003年
コンベア撤去の衝撃走る 一人完結の「セル生産」 日経メカニカル 1005年
セル生産方式の基礎知識 来嶋一弘 イプロス 2017年
Manufacturing cells Edoardo Chiapponi MIKANO 2021年
引用図表
表1セル生産方式とライン生産方式との比較 出典:ORIGINAL
図2セル生産方式の種類 出典:ORIGINAL
ORIGINAL:2025/04/06

