製造業において、投入した原材料や資源に対して、どれだけの製品が生産されたかを数値で表した「歩留まり」は、売上アップや生産効率向上を考える上で常に意識するでしょう。
しかし、歩留まりという言葉の意味や計算方法、数値を下げる原因、それに対する改善方法をと正確に説明できる方は少ないかもしれません。
歩留まりは、製造業における重要な指標の一つであり、製造プロセスの効率性や品質管理に直結しています。歩留まりを正しく理解し、適切に管理することで、生産性の向上や不良品の削減につながり、企業の収益改善に大きく貢献します。
本記事では、歩留まりの基本的な概念から、計算方法、良品率との違い、改善方法までを詳しく解説します。歩留まりを意識する重要性を知りたい方や、自社で歩留まりが悪い原因を把握して行動に移したいと考えている方は、ぜひ参考にしてください。
製造現場における歩留まりとは、投入した原材料や資源に対して、どれだけの製品が生産されたかを示す指標です。具体的には、製造された製品の数を、製造に使用された原材料や資源の量で割って算出されます。
歩留まりが高い場合、生産状況としては少ない原材料や資源で多くの製品を生産できているので、生産工程における無駄が少なく、効率的な製造がおこなわれていると言えます。また売上状況としては、原材料コストを抑えつつ多くの製品を販売できるため、利益率の向上につながります。
逆に、歩留まりが低い場合は、原材料や資源の無駄が多く生産効率が悪いことを意味しており、この状況では製造コストが高くなり、売上げに対する利益率の低下につながりかねません。
食品製造業では、原材料の品質や鮮度が製品の歩留まりに大きく影響します。例えば、農作物の品質が悪かったり、加工過程で多くの廃棄物が出たりすると、歩留まりは低くなるでしょう。
また、機械製造業では、加工の精度や組立工程の効率性が歩留まりに直結するため、部品の不良率が高い状態や組立ミスが頻発していると、歩留まりは下がってしまいます。
このように、歩留まりの向上はあらゆる製造業にとって重要な課題となっています。歩留まりを上げることは、原材料コストの削減や生産性の向上、利益率の改善につながってきます。また、資源の無駄を減らすことは、環境負荷の低減にもつながるでしょう。製造業の競争力を高め、持続的な成長を実現するためには、歩留まりの管理と改善が欠かせないのです。
歩留まりを計算するためには、得られた製品生産数（量）と、投入された原材料から期待される生産数（量）の2つの値が必要です。この2つの値を用いて、以下の式で歩留まり率を算出します。
歩留まり率（%）＝ 得られた製品生産数（量） ÷ 投入された原材料から期待される生産数（量） × 100
例えば、ある製造工程で原材料から期待される製品の生産量が80個だったとします。しかし、実際に得られた製品の生産数が75個だった場合、歩留まり率は以下のように計算されます。
歩留まり率（%）＝ 75個 ÷ 80個 × 100 = 93.75%
歩留まり率を計算することで、製造工程における原材料の利用効率や、製品の生産性を数値化できます。歩留まり率が高いほど、原材料が効率的に製品に転換されていることを示します。逆に、歩留まり率が低い場合は、製造工程における無駄が多く、改善の余地があると言えるでしょう。
歩留まりと混同しやすい指標として、良品率があります。良品率とは、生産された製品のうち、品質基準を満たしていて出荷可能な製品の割合のことです。
そもそも良品とは、製品の品質が一定の基準を満たし、顧客に提供できる状態の製品のことを指します。具体的には、製品の機能、性能、外観などが、あらかじめ定められた品質基準に適合している製品が良品とされます。良品率の計算方法は以下のとおりです。
良品率（%）＝ 良品の数量 ÷ 総生産数量 × 100
例えば、ある製造ラインで1000個の製品を生産し、そのうち950個が品質基準を満たす良品だったとします。この場合、良品率は以下のように計算されます。
良品率（%）＝ 950個 ÷ 1000個 × 100 = 95%
良品率と歩留まりの主な違いは、計算に用いる値にあります。歩留まりは、投入された原材料に対する製品の生産量の割合を示すのに対し、良品率は、生産された製品のうち品質基準を満たす製品の割合を示します。つまり、歩留まりは原材料の利用効率に焦点を当てているのに対し、良品率は製品の品質管理に重点を置いているのです。
歩留まりや良品率以外にも、製造現場では不良率、手直し率、転用率、廃棄率、直行率など、さまざまな指標が用いられています。それぞれの指標は、製造工程の効率性や品質管理の状況を把握するために重要な役割を果たします。
以下の表で、7つの用語の意味と計算式をまとめました。
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用語 |
意味 |
計算式 |
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歩留まり |
投入された原材料に対する製品の生産量の割合 |
（得られた製品生産数 ÷ 投入された原材料から期待される生産数） × 100 |
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良品率 |
生産された製品のうち、品質基準を満たす製品の割合 |
（良品の数量 ÷ 総生産数量） × 100 |
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不良率 |
生産された製品のうち、品質基準を満たさない製品の割合 |
（不良品の数量 ÷ 総生産数量） × 100 |
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手直し率 |
生産された製品のうち、手直しが必要な製品の割合 |
（手直しが必要な製品の数量 ÷ 総生産数量） × 100 |
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転用率 |
不良品や余剰品を他の製品に転用した割合 |
（転用した製品の数量 ÷ 不良品や余剰品の総数量） × 100 |
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廃棄率 |
生産された製品のうち、廃棄された製品の割合 |
（廃棄された製品の数量 ÷ 総生産数量） × 100 |
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直行率 |
製造工程で手直しや再作業なしに完成した製品の割合 |
（手直しや再作業なしに完成した製品の数量 ÷ 総生産数量） × 100 |
製造業で効率性や品質管理の状況を把握するための指標
指標を適切に管理することで、製造工程における問題点を特定し、改善策を実施できます。例えば、不良率や手直し率が高い場合は品質管理や作業手順の見直しが必要であったり、転用率を高めることで廃棄物の削減や原材料コストの低減が期待できたりします。
歩留まりの低下は、さまざまな要因によって引き起こされます。ここでは、歩留まりが低下する主な6つの原因とその改善策について詳しく解説していきます。
各々の原因を理解し、適切な改善策を講じることが歩留まり向上のための第一歩です。
原材料や使っている部品の品質が低いと、完成品の品質にも大きな影響が出ます。例えば、食品製造業であれば原材料の鮮度が低かったり、異物が混入していたりすると、製品の風味や見た目が悪くなります。
また機械製造業では、使っている部品の質が低いと、製品の性能や耐久性、安全性に影響が出る場合があります。具体的には、低品質の部品を使用すると製品の故障率が高くなったり、寿命が短くなったりするため、歩留まりの低下につながります。
さらに、歩留まりは原材料の供給量や価格変動にも左右されます。供給量や価格が変わることで考えられる影響は、以下のようなものがあります。
供給量や価格変動の影響を最小限に抑えるためには、原材料の品質管理を徹底し、安定した調達先を確保することが重要です。また、原材料の在庫管理を適切に行い、価格変動リスクをヘッジする方策を講じることも必要でしょう。
原材料による影響による歩留まりを改善するためには、仕入先を見直し、一定の品質を保つようにすることが重要です。仕入先の管理方法や輸送方法にも注意を払い、原材料の品質が損なわれないようにしましょう。
例えば、温度管理が必要な原材料であれば、適切な温度帯で保管・輸送されているかを確認する必要があります。
また、仕入れ値の変動を少なくできるように、複数の仕入先を準備することも有効です。単一の仕入先に依存していると、仕入先の事情により供給が滞ったり、価格が高騰したりするリスクがあります。複数の仕入先を確保しておけば、リスクを分散して安定的な原材料の調達が可能になります。
基本的には、原材料の質を一定に保ちつつ、供給量を維持できるようにすれば問題ありませんが、万が一に備え、代替品を見つけておくことも重要です。ただし、代替品を導入する際は、製品の品質に影響がないかを十分に検証する必要があります。
原材料が原因となる歩留まりを解消するには、スケジュールを組み、計画的な調達ができる仕組みが必要です。生産計画に基づいて、必要な原材料の種類と量を予測し、適切なタイミングで発注しましょう。
製造業においては機械設備が生産活動のメインとなりますが、機械が定期的にメンテナンスされていない場合、予期せぬ停止や故障が発生し、生産効率が大幅に低下する場合があります。
例えば、機械の潤滑油の交換や部品の交換が適切におこなわれていないと機械の稼働率が下がり、不良品の発生率が高くなります。また、故障によって生産ラインが停止すれば、生産スケジュールが乱れ、納期遅延などの問題も生じかねません。
ただし、定期的なメンテナンスを実施していても、機械の老朽化による故障や性能の低下は避けられません。長年使用している機械では、部品の摩耗や疲労が蓄積し、トラブルが発生しやすくなるでしょう。
さらに、技術の進歩により、古い機械の性能は最新のものと比べて遅れが目立つようになっています。例えば、加工速度が遅かったり、精度が低かったりする機械では、製品の品質が安定せず、手直しや廃棄が増えてしまいます。
性能の低い機械を使い続けることは、生産効率の低下や不良品の増加につながり歩留まりの低下を招くため、機械の性能も定期的に更新していきましょう。
機械設備による歩留まりの低下を防ぐためには、生産設備や機械の定期的な点検、保守、およびメンテナンススケジュールを策定することが不可欠です。メンテナンススケジュールには、機械の稼働時間や部品の寿命に応じた適切な頻度を設定し、故障や性能低下を未然に防ぎましょう。
また、最新の機械や製造技術の導入も検討するのもおすすめです。自動化システムやIoT（Internet of Things）技術を活用して生産ラインの効率を向上させることで人為的なミスを減らし、品質の安定化につなげられます。また新技術の導入により、生産スピードの向上や不良品の削減など、歩留まりの改善につながる効果が期待できます。
さらには、予防保全も重要な取り組みの一つです。予防保全とは、機械の故障や性能低下を事前に予測し、対策を講じることを指します。具体的には、機械の振動や温度、騒音などのデータを常時監視し、異常値が検出された場合に速やかに対応するといった方法があります。また、機械の稼働状況や部品の交換履歴を分析し、故障の兆候を早期に発見することも予防保全の一環です。
機械のみならず、従業員に製造技術の教育や機械の操作方法を伝える時間を設けることも大切です。機械を適切に使用し、異常に気づける人材を育成することで、トラブルの未然防止や早期対応が可能になります。定期的な教育・訓練プログラムを実施し、従業員のスキルアップを図っていきましょう。
製造業において、製造プロセスは製品の品質と生産性に直結する重要な要素です。しかし、製造ラインや工程でのエラー、不良、ムダがあると、製品の生産性が低下し、歩留まりに悪影響を及ぼします。
例えば、製造工程における設定ミスや機械の不具合により、製品の寸法や形状が規格から外れてしまう場合があります。また、原材料の無駄な使用や、不必要な工程の存在は、生産効率を低下させる要因となるでしょう。
さらに、近年では製品の複雑さやバリエーションが増加傾向にあり、製造プロセスもより複雑になっています。多品種少量生産や、カスタマイズ対応が求められる場合、工程の切り替えや調整に時間がかかり、生産効率が低下しがちです。また、製品の複雑化に伴い、部品点数が増加し、組立工程での手間やミスのリスクも高まっています。
製造プロセスに起因する歩留まりの低下を防ぐためには、必要な作業を洗い出し、ムダを省いて製造プロセスを改善することが重要です。まずは、現状の製造プロセスを詳細に分析し、付加価値のない作業や重複した工程、ボトルネックになっている部分を特定します。その上で、作業の順序や方法を見直し、よりシンプルで効率的なプロセスを設計しましょう。
また、誰がやっても同じ品質の製品ができるようなマニュアルを作成することも効果的です。マニュアルには、作業手順や注意点、品質基準などを明確に記載し、作業者の裁量に頼らない標準化された手法を確立しましょう。その際には、テキストだけでなく、写真や図解を用いると、より分かりやすく実践しやすいマニュアルになります。
さらに、検査や測定方法の統一化も重要なポイントです。製品の品質を評価する際の基準や手法がばらつくと、不良品の見落としや過剰な手直しが発生しやすくなります。見落としや手直しを少なくするためには、検査機器の校正や、検査手順の標準化を徹底し、品質管理の精度を高める必要があります。
製造業における歩留まりの低下は、人為的ミスや人材の不足に起因することも少なくありません。作業手順が定まっていなかったり、特定の個人の経験や勘に頼った属人化した業務が存在したりすると、ミスや品質のばらつきが発生しやすくなります。
また、部門間や従業員間のコミュニケーション不足や連携の欠如も、ミスや手戻りの原因となります。情報共有が不十分だと、作業の重複や抜けが生じ、効率が低くなりがちです。ほかにも、適材適所の配置になっていない場合、従業員のスキルや経験が十分に活かされず、パフォーマンスが発揮できません。
加えて、そもそも人員が不足している状況では、従業員一人あたりの作業負荷が増大し、集中力の低下やミスの増加につながります。とくに、繁忙期や急な欠員が発生した場合、人員のやりくりが難しくなり、生産性や品質が大きく低下するリスクがあると言えます。
人為的ミスを減らし、品質と生産性を向上させるためには、業務の標準化と効率化が不可欠です。まず、作業手順を明確に定め、誰でもいつでも見れる・確認できる環境を整えることが重要です。
例えば、作業手順のマニュアルを作業場所に貼り付けたり、写真や動画を用いて視覚的に分かりやすく説明したりすることで、作業者の理解度を高められます。また、デジタル化されたマニュアルをタブレットやスマートフォンで閲覧できるようにすれば、いつでも最新の手順を確認できるようになります。
次に、従業員同士が連携を取り、品質を担保できるようにダブルチェック体制を敷くことも効果的です。重要な工程や検査ポイントでは、二人の作業者が独立してチェックをおこない、結果を照合することで、ミスの発見と防止につながります。
さらに、システムやツールを用いて、業務の効率化を図ることも重要です。例えば、生産管理システムを導入し、作業の進捗状況や在庫量をリアルタイムで把握することで、無駄な待ち時間や在庫の積み上がりを防げます。また、IoTセンサーを活用して機械の稼働状況をモニタリングし、予防保全をおこなうことで、突発的な故障によるラインの停止を回避できます。
製造業において、品質管理体制の不備は、歩留まりの低下に直結する重大な問題です。品質管理や品質保証の体制が確立できていない状態では、製品の品質にばらつきが生じ、不良品の発生率が高くなってしまいます。
例えば、品質管理部門が存在していても、具体的な検査基準やルールが定められていなかったり、周知がうまくいっていなかったりすると、十分な品質管理がおこなえません。また、検査に必要な設備や測定器の不足や、校正が適切におこなわれていないと、検査結果の信頼性が損なわれます。
さらに、品質管理の責任者や担当者の役割が明確でない場合、問題発生時の対応の遅れや再発防止策が打ち出せないなどのリスクもあるでしょう。品質管理体制の不備は、単に不良品の増加だけでなく、クレームや返品、ブランドイメージの低下など、さまざまな面に悪影響を及ぼしてしまいます。
品質管理体制を改善するためには、体系的なアプローチが不可欠であり、具体的にはISO9001などの国際規格に基づいたアプローチが有効です。ISO9001などの規格は、品質管理に必要な要素を集約したものであり、規格に沿って体制を整備することで、効果的な品質管理が実現できます。
まず、現行の品質管理プロセスを評価し、不備や欠点を特定することから始めます。問題点が明らかになったら、その問題を解決するための新しい品質管理プロセスを設計します。その際、適切な手順や方法を導入し、確実に実行できる体制を整えることが重要です。具体的な手法としては、製品検査やテスト、品質監査などの活動を実施し、品質の一貫性を確保することが挙げられます。
製品の品質を定期的にチェックし、問題が見つかった場合は速やかに改善策を講じる必要があります。また、品質監査を通じて、品質管理プロセスが適切に運用されているかを確認し、改善点を洗い出すことも大切です。
さらに、従業員の意識や行動を変えるために、定期的なトレーニングや教育を通じて、従業員の品質管理能力を向上させることも重要です。品質管理の重要性や具体的な手法について、分かりやすく説明し、実践的なスキルを身につけさせましょう。
製造業の歩留まりは、内部要因だけでなく、さまざまな外部要因の影響を受ける場合があります。具体的には、以下のような外部要因が生産プロセスに影響を与え、歩留まりの低下につながります。
まず、天候や気候の変化は、原材料の品質や供給に大きな影響を与えます。例えば、農作物を原材料とする食品製造業では、干ばつや洪水などの異常気象により、原材料の収穫量が減少したり、品質が悪化したりすることがあります。また、気温や湿度の変化は、製造工程での原材料の加工や保管に影響を及ぼし、品質の低下や廃棄につながるかもしれません。
次に、供給チェーンの問題も、歩留まりに大きな影響を与えます。原材料や部品の供給が滞ると、生産計画に支障をきたし、ラインの停止や製品の品質低下を招く場合もあります。特に、グローバルなサプライチェーンに依存している企業は、海外の政情不安や貿易摩擦などの影響を受けやすく、リスク管理が重要と言えるでしょう。
また、政治的・経済的な不安定も、製造業の歩留まりに影響を及ぼします。為替レートの変動や関税の引き上げなどは、原材料や製品の価格に直結し、コストの増加や売上の減少につながります。さらに、政情不安や地政学的リスクは、現地工場の操業や物流に支障をきたし、生産性が低下する要因になりかねません。
加えて、地震や台風、洪水などの自然災害は、工場の操業や物流に大きな影響を与えることもあります。生産ラインの停止や原材料の調達難は、歩留まりの低下だけでなく、納期遅延やコスト増加にもつながってしまいます。また、感染症の流行などは、従業員の欠勤や操業の制限を強いられ、生産性の低下を招くかもしれません。
外部要因による歩留まりの低下を最小限に抑えるためには、情報収集と柔軟な対応が不可欠と言えます。環境要因には、ある程度予測がつくもの（天候など）と予測がつかないもの（天災など）がありますが、予測がつくものについては、情報収集を怠らずに対策を考えることが重要です。
例えば、天候や気候の変化は、過去のデータや気象予報などを分析することで、ある程度予測できます。過去のデータや気象予報を踏まえて、原材料の調達時期や在庫量を調整したり、製造工程での温度管理や湿度管理を強化したりすることで、天候リスクを軽減できるでしょう。
また、為替レートや原材料価格の変動については、経済指標や市場動向を注視し、適切なタイミングで調達や価格設定をおこないましょう。さらに、政情不安や貿易摩擦などの地政学的リスクについても、現地の情報ソースや専門家の意見を参考に、事前の対策を講じることが重要です。
一方、天災や感染症の流行など、予測が難しい外部要因に対しては、常日頃から代替方法やスケジュールの変更ができるような柔軟なプランを考えておくことが有効です。
例えば、複数の生産拠点を確保しておけば、一つの拠点が被災しても、ほかの拠点で生産を継続できるでしょう。また、原材料や部品の供給元を複数確保しておくことで、一つの供給元に問題が発生しても、ほかの供給元から調達できます。さらに、生産スケジュールについても、柔軟に調整できる体制を整えておくことで、突発的な事態にも対応しやすくなります。
本記事では、製造業における歩留まりの重要性と、その改善策について詳しく解説してきました。歩留まりは、製造プロセスの効率性や品質管理の指標であり、原材料の利用効率や製品の品質、そして企業の収益性に直結する重要な概念です。歩留まりを意識し、継続的に改善していくことは、激化する企業間競争に勝ち残るために不可欠です。
歩留まりの改善策を考える際には、4M（Man（人）、Machine（機械）、Material（材料）、Method（方法））の観点で分析することが有効です。人材の教育・訓練、機械設備の更新・メンテナンス、原材料の品質管理、そして製造工程の標準化・最適化など、さまざまな角度から改善点を洗い出し、総合的なアプローチを取っていきましょう。
▶ 製造業の品質管理で重要な4Mとは？各要素と活用方法を解説
また、本記事で紹介した例以外にも、歩留まりに影響を与える要因は数多くあります。例えば、製品設計の段階での品質工学的アプローチや、IoTやAIを活用した製造プロセスの自動化・高度化など、新たな技術やアイデアを取り入れることで、更なる歩留まりの改善が期待できます。歩留まりを意識し、改善し続ける姿勢を持って品質管理にのぞみましょう。