IoT時代の工場レイアウト�B：SLPによる基本レイアウト計画　の続きです。

(1) 詳細レイアウト案の作成と評価

●詳細レイアウト案立案

　詳細レイアウトは、各建屋や主要部門毎、アクティビティ毎の機械設備、作業台、工具置場、棚、置場、通路などの作業域内の配置を決めるものです。各アクティビティの使用可能面積、柱の占める面積、床の耐力、その他の建物の特性や部門間の運搬方式や貯蔵方式、日程計画などは基本レイアウトで決められていることが多いので、その制限の中で検討します。
　アクティビティ内のレイアウトを一つずつ、いくつかのチームで並行して、検討します。そのため、アクティビティの数が多いと多くの人手がかかるので、対象となる個別アクティビティのわかる担当者や配線、配管のわかる技術者も参加させるとよいでしょう。
　各アクティビティ内のモノの流れや相関関係などの検討には各機械の詳細寸法やその制御と管理のためのデータを詳細に把握し活用することが必要となります。個々の機械や治工具、各部品、置き場、ユーテリテイなどに必要な長さや形状など、それぞれの実際寸法や実際面積などを図面などから求めて、再確認して使います。
　特に、工作機械などはCAD用の寸法・形状データをダウンロードできるものが多いので、活用すると良いでしょう。そして、図面（２D, ３D）やテンプレート、立体模型などを使って、レイアウト案を視覚化して、立案、評価しましょう。
　詳細レイアウトでも代替案を３案以上作ることが望まれます。IoTなどの新コンセプトや新技術によって、何ができるのか、何をすべきなのかを検討して、図表4-1「代替案レイアウト例」のように、IoTを活用したダイナミックセル化やそれに必要な実績情報のリアルタイムでの分析、活用などの多品種化案も織り込むとよいでしょう。

●詳細レイアウト案の評価

　レイアウト案の評価項目は、図表4-2「レイアウト評価表の例」に示しているように、初期投資や運転費用の金額や効率などの数値比較だけでなく、定性的評価項目も加えて、各評価項目の重要度（ウエイト）と評価点数で、定量的に総合評価を行います。
　各代替案を関係者、一人ひとりが評価して、各評価項目の重要度（ウエイト）と各項目の評価点を掛け合わせて、その合計点で評価します。この評価方法は各個人の部門や職位、志向による意見の違いを総合的に評価する伝統的な方法です。代替案A、B、Cとレイアウト評価表の項目の説明は図表の例を参照してください。

●評価表の使い方

　先ず、最初に、レイアウトの目的から図表に示すように、重要度を評価して、項目別に3点（または5点）満点で、重要度の点数を記入します。一般に、加工職場ではイニシャルコストやランニングコストは重要度を高く評価します。また、面積効率や地球環境などは重要度が低くなります。また、事務所内のレイアウトで重要な条件は手続きと管理、人的欲求ですから、モノの運搬方法や貯蔵設備などの重要度は低くなります。
　そして、各レイアウト案を評価項目別に5点満点で評価し、重要度を掛け合わせた計算結果を該当欄に記入します。そして、これら各評価項目の重要度と評価点を集計して、討議、検討し、推奨レイアウト案を決定します。

(2) コンピュータシミュレーションによるレイアウトの立案、評価

　シミュレーションソフトを利用し、コンピュータ上で仮想工場モデルを作り、動かしてみて、レイアウト案を立案、評価する方法もあります。
　図表4-3「シミュレーションソフトウェアの概要」に示すように、インプットとして生産品目、工程順序、使用設備などを入力して、モデルとしての条件や、レイアウト、フローなど処理手順を設定すると、設備、搬送装置や人の稼働率、リードタイム、在庫量、移動距離などがアウトプットされます。そして、仮想工場モデルレイアウト上で、時間を短縮した稼働状況が動画で示され、ボトルネックや在庫量の増減経過などが見られます。
　これらのソフトウェアでは、ライン生産方式やセル生産方式によって、製品別レイアウト、混流生産レイアウト、機能別生産方式による機能別レイアウトなどを立案する機能も持っており、材料投入から製品が完成するまでの物の流れ、人の動きなどをシミュレートして確認する機能が提供されます。シミュレーションソフトウェアによっては定量的データとして「作業員数や作業員の稼働率」「機械設備やラインの稼働率」「リードタイムやリードタイムのばらつき」「在庫量」などの推移とその解析が可能です。

　レイアウト案の定量的な評価ができるだけでなく、工場を稼働させる前に、今後発生する可能性のある問題を把握し、修正できる長所もあります。図表4-4にレイアウトモデル案の設備稼働率と人稼働率の「シミュレーションソフトウエアアウトプット」例を示しています。このような方法の短所は、シミュレーションモデルの構築にお金と時間がかかる点があげられますが、建設会社などでは独自に編集、構築したソフトウェアで、シミュレーションサービスの活用を推奨します。

(3)企業環境の変化への対応
　最近では、デジタル技術、インターネット技術などの革新テンポが早く、それらを製品や工程に反映させるスピードとタイミングが要求されます。「Ｐ（製品）、Ｑ（生産量）、Ｒ（経路や工程の流れ）、Ｓ（必要サービス、ユーティリティ）、Ｔ（時間、タイミング）」の変化は激しくなり、製品や生産システムをその変化にすばやく対応させ、タイミングよく好ましい姿にいつでも変身できるレイアウトがよい工場の一つの条件です。
　また、これらの技術革新により、機能や品質などが均一化して差がなくなり、コモディティ化してどこでも安く作れるようになり、低労務費の新興国などの追い上げをうけています。そして、製品や部品の販売価格が下がり、利益が下落する状況も起きています。そのため日本の大手家電企業ではこれまでの主力製品からの撤退を余儀なくされた企業もあります。これに対するレイアウト面からの対応も必要です。
　これらを含めて、IoTによる革新などの環境変化に、レイアウト面からも対応するために、図表4-5「各種変化と生産要素別対応策」と図表4-6「環境の変化への対応項目チェックリスト」を示しましたので、参照してください。

　製品の多様化と生産の数量変化に対しては、製品や設備の設計面からのフレキシブル化と現状実態の正確な把握が望まれます。すなわち、
・機械設備で考慮すべき条件はマシニングセンターに代表される機械設備の多機能化、ＮＣ機械やロボットに代表される機械設備の汎用化です。
・人で考慮すべき条件は多能工の育成です。多能工であれば、製品の多様化への対応、生産量が増大した作業者への援助などが可能となり、組立部門と機械加工部門など部門を超えた職務拡大も当然、必要となります。そして、各種従業員の育成計画とその実績、業績、評価などの自動実績収集、人事情報管理とそのセキュリティ対策も不可欠です。
・材料で考慮すべき条件は製品の多様化に対応する標準化です。標準化にはGTや、共通化、モジュール化、系列化、レンジ化などの進め方がありますが、目標は各製品に共通な固定化領域を拡大して、類似品活用、種類低減であり、部品種類が減少し、品質も安定し、数量がまとまりますので、運用時の実績収集や必要品のJIT化も容易となります。
・交通やエネルギーなど外部環境の変化への対応と同時に、工場の内部環境も持続的に良好に維持し、汚染や廃棄物の排出などを積極的に、低減しなければなりません。
　なお、建屋については投資金額も大きく、いったん建設してしまうと不要だとわかっても取り返しはつきません。単層・多層（複数階建て）にも、長短があり、レイアウトの基本設計、すなわち、初期段階での検討、計画が重要です。

（4）IoTを考慮したレイアウト
　日本企業の強みにはこれまで実施してきたFAやCIMなどで、IoTの要素となるCNCやMCなど自動機やそれに必要なロボットやセンサー、計測器などを使いこなしてきた実績があります。これらは図表4-6に「IoT（スマート製品）の機能レベル」に示しているように、IoTのレベル１：モニタリングとレベル２：制御（コントロール）にすぎません。
　過去には作業日報や点検記録などに記入して、集計していました。現場では記録作業を嫌う担当者も多く、データの信頼性に課題がありましたが、これらの点が最初に解決されます。設備や製品などにセンサーやチップが取り付けられ、リアルタイムの送受信機能で自動データ検出、制御が可能となります。結果として、製品や部品の状態把握、工場内外設備の利用状況の把握、制御により、生産性や稼働率が向上でき、各種問題の追跡ができます。
　レベル3：最適化やレベル4：自律化を既に、実現しつつある企業もあります。すなわち、自動収集されたこれらのデータの蓄積、解析により、製品性能の向上や予防的診断・修理などが可能となり、顧客へのサービス向上と製品自体の設計改善、パーソナル化などへと展開する可能性が出てきます。そして、その他製品やその他業務システムとの連携で、新たな製品開発、新たな付加価値獲得へと拡大、発展させています。各レベルの機能と目的、ツールは、レベルが上がるにつれて、より広範囲になり、総合的なものとなります。

　設備や製品などモノの実績情報を自動収集し、適正に活用すれば、設備の有効活用、稼働率向上、投資額低減と、材料や部品、仕掛品、製品などのJIT化、および、リードタイムを短縮した受注生産化や新製品や新サービスも期待できます。そして、工場や倉庫スペースを節減して、よりコンパクトなレイアウトで、フレキシブルに運用できる可能性が高まります。「モノがIoTでつながる」ことによって、これからの理想的な工場、すなわち、スマート工場を目指して、その構築が実践されつつあります。
　今後、レイアウトにも大きな影響があると思います。IoTという大きな技術革新の波に乗り遅れないように、この詳細レイアウトの評価段階でも、IoTを大いに理解、検討し、部分的にでも活用し、革新的なレイアウトを狙って、スマート工場化も検討してみましょう。