では足りない時代です。投資効果を最大化するために、生産技術を基軸として、現場をよく理解し、様々な利害関係者（機械商社、生産設備メーカ、資材、行政、研究機関）ともつながって考えぬく「サービスの融合」が不可欠になってきた時代です。
上の図は、生産設備投資における現場サイクルを示しています。商品使用者を始めとして、製造元、生産設備関連メーカ、行政、商社等の互いの利害関係を考え、「付加価値」を定義します。
「付加価値」は、生産する商品にとどまりません。ものづくりの各過程における付加価値を考えて、最大化し、その最大化過程で発生するさまざまな問題を専門者間のコミュニケーションによりうまく解決し、ユーザーだけでなく、関係者が幸せになれる体験を作ります。
デザインレビュー。
デザイン（Design）は、「設計」という意味です。
レビュー（Review）は、「批評する」「再調査する」「よく調べる」「反省する」「回想する」という意味です。
JIS Q 9001(ISO 9001）では、設計・開発のレビューとして、以下の通り、規定されています。以下、ISO9001:2008(JIS Q 9001:2008) 本文抜粋
7.3.4 設計・開発のレビュー
設計・開発の適切な段階において、次の事項を目的として、計画されたとおりに（7.3.1参照）体系的なレビューを行わなければならない。
a） 設計・開発の結果が要求事項を満たせるかどうかを評価する。
b） 問題を明確にし、必要な処置を提案する。
そして、ISO9001では、「レビュー」「検証」「妥当性の確認」が区別され、7.3.5 検証、7.3.6 妥当性確認として、7.3.4 設計・開発のレビューとは別に規定されています。
設備投資においては、具体的に以下のような事を実施します。
a） 設計・開発の結果が要求事項を満たせるかどうかを評価する。
仕様書を作るところで考えた要求事項が実際の設備設計段階で実現できるのかどうかを確認します。
例えば、要求仕様書にある要求事項の１つ１つを箇条書きにして、実際の設計に反映されているかどうかをチェックしていきます。抜け漏れがあれば、それを設計に反映させるべく考えます。
本来は、要求事項のさらなる上流である、顧客のニーズや類似商品の問題点などが設計・開発段階で要求事項として含まれているかをトレーサブルにしていきます。
b)で問題を明確にし、必要な処置を提案する。
問題を明確にする。これを実際にものづくりを行う前に実施します。構想や図面が出来た段階で、設備のライフサイクルをイメージし、設計者、製作者、使用者が集まり、この設備を実際どの様に作って設置し、どの様に動かして使って、保守して、捨てるのかをシミュレートします。
ものを作る上でなぜそのような設計や運用を考えたのか。そこには必ず理由があります。
無駄な動きはないか。安全性に問題はないか。非常停止後の復帰は。油が製品に落ちないか。摩耗粉などが落ちないか。
図面というバーチャルな段階で事前にリスク（重大度×頻度×回避可能性）を定量的に算出し、優先順位を決定しながら、具体的処置を決めます。
実物が出来てしまうと変えることは大変です。図面というバーチャルな段階でのレビューは、設備のQCDのほとんどを担う非常に大切なプロセスです。
仕様書。おろそかにしていませんか？
「紳士協定」「言わずもがな」「あうんの呼吸」良いところもありますが、「おうちゃく」をしてはいけません。
一度、仕様書を書いてみましょう。書いて文字や図で表現することでいろいろ整理できます。
まず、発注側です。
生産設備導入の目的は何か。何を要求するのか。生産設備は何を担うか。を表現するために、必然的に整理して考えます。そして、その実現にどんな問題解決が必要か。具体的な運用はどうか。を発展して考え、文書としてまとめることになります。
それを見返すと、自分たちなりのものづくりと生産設備の目的との関係が明確になってきます。これが成熟化すると、生産設備仕様や運用方法の標準化が促されます。こうした一連のサイクルにより、ものづくりにおける付加価値が創造されます。
つぎは、受注側です。
発注側の仕様書を基に、何が求られているかを細かく知れば知るほど、どんな生産設備と運用の提供が必要なのかを考えます。さらに見積精度が上がることにより、積極的コスト低減を考えます。
このように受注側も深く考えるのですから、切り口の違った改善提案が出てくるかもしれません。
こうして、互いに仕様書を基軸として生産設備、強いてはものづくりに対してよく考えるようになるのです。この様な好循環サイクルにより、生産設備を基軸としたものづくりの付加価値が向上していきます。
生産設備導入が成熟化した企業の仕様書は、数百ページにおよぶと言われます。それだけ細かい仕様書が出せるということは、標準化が進んでいる結果です。しかし、成熟化が進みすぎると形骸化、硬直化が起こり、受注側すなわち外部からの改善の声は聞き入れられにくい状態となります。
受注側から改善案を引き出し、互いに切磋琢磨する環境を作りあげるぐらいの仕様書の表現がポイントです。
このように、発注側が「標準品を頼むだけ」でもダメですし、受注側が「言われた物を作るだけ」でもダメです。
互いの知識・知恵・経験を持ちこみ、ものづくりにおける付加価値を高めなければ、次のステージに行くことはできません。
「そんな仕様書いらないよ。リピート品だから。」と言わないでください。少しだけ改善してみてください。それによる問題解決により、互いにものづくりにおける付加価値を高めあうことが出来ます。
経験上、仕様書には以下の項目は書いた方が良いと思います。
1)構成
どの様な設備で全体ラインを構成するか。
2)目的
なぜ、この設備が要るのか。
3)能力 不良率
どの程度の能力か。不良率は。AOLは許されるのか。
4)設置場所
何階に置くかだけで、構想は変わってきます（床耐荷重）。どのように搬入するかで大きさが変わってきます。
5)資材
どの様なパッケージを使うか。取扱が難しい材料はあるかなど。
6)共通仕様
決まったボタン配置、画面仕様など。その他、標準化された仕様。
7)個別機器仕様
どの様に動くことが好ましいか。手動動作。バッファ量の程度。どの様に材料を投入するか。
8)運用シミュレート
誰がどの様にオペレートするか。
9)設備構成
全体をどう動かすか。止める順番は。非常時の止め方は。復帰運転順は？
10)具体的運用（標準化された運用）
立ち上げから運転片付けまでの手順
生産情報の取得方法
非常停止からの復帰方法
連続運転かどうか。昼休みに止める。２４ｈｒ操業など。
11)関連法令・グレード
食品グレードか、医療グレードか、それ以外か
12)検収条件
設置して動けば良いのか。量産３ﾛｯﾄ合格か。
13)支給品
発注側から何を支給するか。それは有償か。
仕様書は、契約です。全てが必ずうまくいくとも限りません。そこで判定（ジャッジ）のよりどころになるのは仕様書です。何を作らせようとしたのか、何を作ろうとしたのかが第三者に出来る仕様書があれば、判定は明確です。
能力と大きさが決まったら、人、物の動線、設置場所を考慮した、レイアウトを考えます。そして、材料投入から生産設備を使って製造し、出来た商品を出荷するまでのシミュレーションを行います。ポイントは以下の通りです。
レイアウト
生産設備の設置場所は有限でかつ制限があります。設置場所に柱があったり、出入り口は固定されています。材料や製品はどちらから入ってどちらから出るのが効率的か、製品はライン正面から向かって右に流すか、左に流すか。通常は日本人は右利きが多いので右に流しますね。（私は左利き。。。）
また、平面と限らず、立面で考えた方が良い場合があります。大型でプラントに近いようなラインの場合、
例えば、液体商品の製造です。平面でなく立面で考え、重力をうまく使うのです。原料を上から投入して、下にさがるに従い製品が出来上がる。そうすることで、無駄な送液などのエネルギーを削減出来ます。送液管の液溜まり（デッドボリューム）を削減できます。ただ、重力ばかりに気を取られると人が上下に移動せねばならない事態が起こります。このあたりのパランスを基本設計におけるシミュレートによって決めます。
このように、自然の摂理を利用すると生産設備の構成機器が減りコスト削減、さらに構成のシンプル化による品質向上が達成出来る場合があります。
バッファ量
効率的に生産設備を回すことを考えると、各材料や消耗材のバッファ量が多ければ良いということにはなりません。生産の最初にバッファにたくさんためる作業を行ったら、その時間は設備が動いていない。言いかえれば商品が作られていないため無駄な時間になります。
通常、材料投入では、各材料投入部へ人が周回する方法がとられますが、その場合、その周回サイクルに応じた必要最小限のバッファで生産設備を動かすことを考慮します。
動線
バッチ生産は、製品を作る手順に生産設備を並べる（フローショップレイアウト）方式が一般的です。これは、人が中心で生産設備が周りにあり、人がくるっと一周すると製品が出来るようなレイアウトです。
連続生産は、上のバッファ量で述べた通り、人が周回するすなわちU字のレイアウトが良い気がしますが、実はそこに落とし穴があります。
製品形状によりますが、物の動線を曲げると搬送で引っかかったりするのです。そうなるとかえって稼働率が落ちます。
シミュレート
レイアウト、バッファ量、人物動線が決まったら、シミュレートを行って、人と生産設備の稼働状態を確認します。通常、「標準作業組合せ表」などを用い、人と生産設備の関係を知り、無駄な動きが互いにないか確認します。人の稼働率は、100%にしてしまったらトイレに行く時間も無くなってしまうので、通常70%程度を狙います。生産設備は理想の100%を狙います。
ここでは、
が、もっとも大事なポイントです。
よく分からないが、人も生産設備もよく動いているから稼働率が高いと考えてはいけません。付加価値を生む作業時間。下の図に示す主作業の割合を高くし、かつ質を上げます。その他の作業や時間は全て無駄と考えるのです。
主作業とは、「付加価値を創出する作業」です。具体的には設計情報に基づいて、材料を変形、変質、変態させるような作業で、設計情報を材料（メディア）に転写する作業とも言えます。
人でも生産設備でもこの付加価値を生む作業を意識することで、いろいろな無駄が見えてきます。
人であれば、意外とリワークや検査が多いとか、生産設備であればタクトタイムは早いのだが、その内訳がほとんど搬送だったなどです。
| 労働時間（就業時間） | ||||
| 実働時間（実働作業） | 休憩 | |||
| 直接作業 | 間接作業 | |||
| 主体作業 | 準備・片付け | |||
| 主作業 | 付随作業 | |||
直接作業：作業指示オーダーが出ている作業
間接作業：朝礼、教育、事務作業、清掃、手待ち、無作業
主体作業：作業指示の生産個数分繰り返す
準備・片付け：通常、作業指示オーダーで一回
主作業：付加価値を創出する（材料を変形、変質、変態させる）作業
付随作業：治具、材料の取り置き、ワーク脱着、寸法検査
安全を決して怠ってはいけません。
しかし、生産設備を構築する上で、安全性と運用性の両立は非常に難しい問題です。
まず、安全は本質的安全を追及します。仮に人が駆動部に接触したとしても、人への危害が発生しないような設計、例えば駆動源の馬力を落とす。過大な力が加われば切れる機械式クラッチを用いる。慣性力を小さくするために軽くする。などです。
しかし、本質的安全が実現出来ず、どうしても人への危害が避けられないリスクが存在する場合、非常停止ボタンを設置するなどの防護策を取ります。
非常停止は文字通り非常時に生産設備を停止させることです。通常、非常停止ボタンを押した際は、瞬時に生産設備を止めて人を守ります。
しかし、運用性を考えない非常停止は、非常停止後の生産設備内の仕掛かり商品を全て廃棄し、かつ復帰に時間がかかる。などといった煩雑な事態が起こります。
この様に非常停止後の復帰が煩雑であると、作業者は、非常停止を押してしまったら、復帰に多大な時間がかかる。迷惑がかかる。と考え、心理的に非常停止が押しづらくなります。これにより、防護策が働きにくくなり、安全性に対するリスクが増加してしまうのです。
通常、生産設備は、非常停止後に仕掛かり品を取りだし、設備の原点復帰をして、再度通常運転になりますが、非常停止でなりふり構わぬ位置で各稼働部品が停止していますから、原点復帰の順番を間違えると機構部が干渉したり、変なインターロックがかかったりして、復帰出来なくなることもあります。また、非常停止後の復帰直後にいろいろなタイミングが合わず、不良品が出来てしまうなどといったことも起こります。
ですので、生産設備の総合的な試運転の際に、非常停止後の運用について時間をかけて確認していきます。様々なタイミングで非常停止ボタンを押し、原点復帰、再起動を繰り返しながら、どこで押しても安全に設備が停止し、素早く復帰出来て、再起動後に不良品が出ない。そんな「気軽に押せる非常停止」を目指します。
それにより、心理的に押しやすく、生産設備を壊さず、不良品を出さない非常停止シーケンスが出来上がります。決して安直に復帰が大変だからと、非常停止ボタン押下後に生産設備をサイクル停止させることはしてはなりません。
その駆動部に人が巻き込まれているのに、サイクル動作をされたら・・・。想像もしたくありませんね。
また、非常停止ボタンの配置にを気を配ります。人と駆動部が接近する場所で、リスクが高く、人の手が届くところを想定します。いざという時に非常停止ボタンが手の届く範囲に無い。などは避けるべきです。
どんな物でも購入しようとするとき、大きさと能力は非常に認知しやすいので、選択に迷うことが多いのではないでしょうか。
設備投資も同じですね。「大は小」を兼ねるなどと言われていた時代もありました。時代は過ぎ、今や適材適所を超え、「小で大」を兼ね、基本設備を組み合わせる時代になってきています。
「小で大」？となるかもしれませんが、多品種少量生産から変種変量生産の時代となり、生産ライン、すなわち生産設備も時代と商品の変化に応じて常に変わっていかねばなりません。
「小で大」とは、商品のライフサイクルを考え、成長期では「小」を多く持って生産量を増加し、商品の衰退期では「小」の数を減少して生産量を減少させる。商品を変種した場合は、「小」を省力で改造していく。「大」では、多くの費用と手間が必要です。
と言いながら、企業規模であるとか、市場の大きさによって、「小で大」が適切とは限りません。企業規模が大きく、多くの市場を相手にする多角化経営の場合、様々な事業を組み合わせて、戦略的に設備を回すことも可能でしょう。「小で大」も全体最適の一環として、生産設備戦略に盛り込むこともできます。
それほどの市場でない場合が最も悩ましいところです。
「小」をたくさん作るわけにはいきません。「大」を単純にいくつかの「小」に分ける場合、全体の投資金額は上がります。オペレータ数も増えます。「小が大」というのは簡単ですが、結局のところ、規模の経済に左右されます。
ではそのような場合どうするか。
を考えます。
「大が小を兼ねる」じゃないかと言われそうですが、省スペースというのが大きなポイントです。
省スペースにより、その設備の大きさや重量は小さくなり、
などの利点があり、その後の商品の変種に対応するフレキシブルラインの構築が、容易になります。
ただ、省スペースを追及するあまり、機能を詰め込みすぎて、保守性が悪化するのは好ましくありません。
設備構想や基本設計の際に、「本当にこの生産設備に求める機能とは何か」を突き詰めて考え、時には実験を行って最小で最適な基本設計を行うことが肝要です。
いずれ、モジュール化されたいろいろな基本設備を好きに組み合わせて、目的の生産設備を実現する様な時代がくるでしょうが、それまでは欲張って能力レンジの最大、かつ省スペースを追及すべきです。
ITの始まりは？
生産活動において、高度なコンピュータ技術による労働の代替と考えた場合、80年代から始まった、ロボット化などがITの始まりであろうか。
そこから、OS、インターネットの登場により、コンピュータ技術がより手軽なデジタル情報化技術に発展し、1995年-98年あたり、インターネットの普及、PCの価格破壊により、世界的にIT製造業（電気機械産業）は高成長を遂げた。いわゆるITブームの始まりである。
この90年後半の日本のIT製造業も相当の高成長となった。しかし、IT利用産業すなわちIT集約度（IT投資/年間事業収入）が高い産業、および非IT産業（IT集約度が低い産業）では、日本の生産性上昇率は各国の平均を大きく下回る。
つまり、90年後半の日本はIT製造業だけが伸びており、米国やフィンランドのようにIT利用産業、および非IT産業でも生産性を向上させているIT先進国と大きく異なる。
ITが生産性におよぼす影響は2つのルートがある。
単純労働ほど、ITによって代替されやすい。
米国の例では、IT製造業だけでなくITを広範囲に利用している非IT産業で、①により雇用が失われるが、それと同時に知識労働の需要が増加し、全体の雇用と生産性があがる結果となっている。
どうやら日本では、この2つのルートのいずれも頑健でないようである。
現に、1995年-2012年のIT投資額は、米国に2倍以上の差※1をつけられている。
日本は、摺り合わせ生産、多能工、労働の人間化などの影響により、単純労働への細分化が出来ない結果、代替効果が獲得しづらい。かつ、人材育成、日本独特の組織型ワークスタイルの影響により知識労働へのシフトが滞っているのであろうか。
今後は、「労働の代替効果」と「知識労働へのシフト」をキーワードとして、IT投資によってどのように生産性を向上させるかをよく考える必要がある。
さらなる将来は、人工知能により知識労働自体が置き換わるとされる。そうなれば、人間が担う生産とは何なのかを考えることになる。人工知能により失われる職業も出てくるだろう。
昨今は、スマートフォンなどの手軽な情報端末をみんなが持つ時代となった。単純労働を代替するアプリケーションや、全く新しい価値を生み出すサービスがオープンな開発環境により続々と出現している。
そして、それらサービスは、誰でもすぐに手に入れることができる。このように、コミュニケーション対象は人を超え、ITツールやハードウエアともフラットにつながる。
誰もが瞬時に何とでも情報共有できる。膨大な情報にあふれる中で、人はその情報を利用し、どんな労働、すなわち生産活動に喜びを感じるのか。それを考えるヒントが知識労働である。
いずれ世界的なオープン環境とネットワーク化に基づき、人、生産設備、情報システムが互いにオープンな環境でつながり、劇的な生産性の向上が生まれる時が来る。未だ、米国や他の国でも、いまだにその領域には至っていない。これが、インダストリアル4.0などの目指すところであろう。
※1 総務省「ICTの経済分析に関する調査」（平成25年）
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/link/link03.html
＜参考書籍＞
・西村清彦 峰滝和典（2004）『情報技術革新と日本経済 「ニュー・エコノミー」の幻を超えて』有斐閣 231P
・通商白書2013（HTML版）第１部 第２章 第３節 『イノベーションが生産性向上に果たす役割』
＜ITとICT＞
かつては、IT（Information Techology）と呼ばれたが、現在はICT（Informationand Communication Technology）のほうが一般的に用いられる。ここではITとICTは同意語として用いる。
昨今、シーケンサなどのソフトウエアの台頭により、昔はカムで実施していた複雑な動きの繰り返し、超高速動作が、サーボモータに置き換わり、カムと全く同じ動きが可能となるソフトが出現しています。
私も設備導入をしていく中で一番迷うのは、このポイントです。確実な動き、間違えない動きを要求するときに、はたしてサーボが有効なのか？バグが起こらないのか？実際、複雑にソフトウエアで動作するサーボを用いた設備の信頼性の確保や作り込みは、地道で長いデバック作業により支えられています。
こう考えると、カムの方が物理的に明確であるため、デバックが不必要で効率的な気がしますね。ただ、ソフトウエアはプログラムですから容易に変更できて優位である背景から、サーボモータが優先的に採用されます。
どこにサーボモータを使い、どこにカムを使うか。どちらが有効か？ここが設備屋の腕の見せ所です。互いの特性を見極めて使い分けねば良い設備はできません。いわばハイブリッドですね。
経験的に、同期はメインモータで取らせて、重量部（メインコンベア）などをカムで駆動し、バリカムとかでタイミングをサーボに出してやるようなやり方が一番バグは少なくなりますかね。
メインがサーボでそのサーボのタイミングを別のサーボが取って、どこかにセンサーがあって・・・などと、ソフトウエアによるインタロックが多重になってくると、非常停止後の復帰など、イレギュラーな動きをするときに、電気屋さんが悲鳴を上げます。
成熟したカム技術と、台頭するサーボ技術。カムをサーボモータで回すようなことも面白いかもしれませんね。微妙なタイミングのずれをカムの作り替えではなく、サーボの回転速度で制御すれば、よりカムのモジュール化が進んで良いかもしれません。そうなると、バリカムのタイミングが良くわからなくなっていくのですが。
もしくは、より視覚的に接続機器の状態が分かって、バグっている個所が一目瞭然となるようなソフトウエアが登場するかもしれませんね。
サーボ
・プログラムにより規定の動きが実現できる
・即、動きの変更が可能
・高速になると動きがずれる
・実は省エネでない
カム
・イニシャル/ランニングコストが小さい（消費電力が小さいため、モータも小さい）
・サーボに比べて電気配線工数約1/10
・見れば動きが分かる
・動きの変更が出来ない（カム作り替え）
動き/スピード/ストロークを変化させる必要がある場合
→サイズチェンジ、品種変更がある
モーションコントロール（サーボ）
必ずフィードバックが入る。つまりブレーキや逆電流が入る。必然的にモータが大きくなる。
負荷やイナーシャ(慣性力）が多くなる/速度が速くなるほど、実際の動きはズレる。ズレを是正するためにモータがより大きくなる。この悪循環
ロールのピッチ送り
ロールの送りは、延び、滑り、ローラーの摩耗/偏芯、などにより経時により、数mmの変化がおこる。送りを多少変更したい場合が出てくる。こういった場合はサーボにより変更できる方が都合が良い。
経時や状況により動きに変化が出ない工程
切る、折る、取る
設備投資に対して、その投資に見合った効果、すなわち利益を確保できない場合、その償却費が重く経営にのしかかり、経営の俊敏さが失われていきます。
投資対効果は、経営の将来を見据えて充分に、慎重に、かつ大胆な見極めが必要で、ごく単純に考えれば、投資額を上回る利益を回収できればよいのです。具体的計算方法は専門書にゆだねるとして、この投資対効果の基本的考え方についてお話しましょう。
投資対効果は、投資に対してどのようなプロセスを得て、利益を回収できることなのでしょうか。
ここに「目的意識」と「定量化」がない投資はうまくいきません。
経験的にまずはQCDの観点から効果を考えるべきです。
「言われなくても分かります。」と言われるほど、すごく単純なことです。ですが、いつのまにやら「目的」がすり替わり、そのすり替わった目的に沿った出来レースな「定量化」となっていることがよくあります。
ロボットを導入しましょう。ロボットは安全柵で囲わねばなりません。安全柵で囲まれたその空間は他に転用できません。場所代という固定費が失われているのです。その失われた固定費を上回る効果があるのでしょうか。
目的がいつの間にやら「ロボットを導入すること」にすり替わっているかもしれません。ロボットを使用せず、コンパクトな専用機としたほうが効果が高いかもしれませんね。
とにかく人手が足りないので、とても速い設備を入れます。しかし、実際は資材の投入やらオペレートやらで作業人員が減っていない。リードタイムは減りますが、固定費は減りません。償却費は加算されます。製品が小さく、変動費が安い場合、かえって損をしていることがあります。
目的がいつの間にやら「速い設備を導入すること」にすり替わっているかもしれません。速い設備ではなく、確実に作業を補完する半自動機したほうが効果が高いかもしれませんね。
さらに昨今は、効果を明示できない投資が増加しています。ものづくり技術の成熟に従い、QCDへの効果が明示できる分かりやすい投資よりも、具体的な効果（利益など）を明示しにくい投資、たとえば、ビックデータの活用やICT技術などが増加しています。
ビッグデータの活用がしたいので、監視カメラ増強の投資をします。さて、どんな効果が期待できるでしょうか。
SNSを用いたコミュニケーションツールに関する投資をします。コミュニケーションがよくなるからどんな効果が期待できるのでしょうか。
投資の初期から、これらの効果を明示することはなかなか困難です。
