試作工場における生産異常管理の効果的な戦略

投稿日：2019年12月1日 | 作成者：Hazel、WayKenプロジェクトマネージャー

生産現場における生産異常管理とは、生産プロセスにおけるエラー、緊急事態、制御不能な状況を検出、制御、解決するために開発された一連の対策と管理手段を指します。主に短納期・少量生産が特徴の定期受注を扱う試作工場では、生産異常ケースに対応する特別な管理を行っています。

試作工場での生産異常ケースは、材料調達、CNC試作、生産遅延、品質管理などで発生する可能性があります。ワークフローにおけるあらゆる生産異常は連鎖効果をもたらし、最終的には顧客満足度に影響を与えます。したがって、生産異常に迅速かつタイムリーに対応し、再発を防止するために、現場対現場の管理を行う必要があります。

試作工場における生産異常管理の5つのステップ

一般的に、試作工場では生産フロー上の生産異常を、発生率を最小限に抑えるために5つのステップで管理します。準備、発見、対応、原因追跡とフォローアップ、予防のためのトピック会議です。

ステップ1 - 準備

• 原材料調達、CNCプログラミング、CNC機械加工、手仕上げ、エッチングなど、各プロセスにおける生産異常を定義する

• 8Dレポートなど、生産異常に関する規則と手順書を策定する

ステップ2 - 異常の発見

• （関係者の特定）損失拡大を防止し、異常状況（プロセス、程度、数量など）を関係者と上層部に通知する

• （意思決定者）現場で異常を確認し、現場での緊急対応を指示する

ステップ3 - 対応

• 異常の損失程度を評価し、それに応じた解決策を講じる

• 関連部門と連携して解決策を実行し、短い期日で完了させる

ステップ4 - 原因追跡とフォローアップ

• 考えられる原因を特定し、問題発生を防ぐ予防策を講じる

• 長期的に対策の有効性をフォローアップする

ステップ5 - 予防のためのトピック会議

• 全従業員に特別なトピックについて教育し、どのように発生し、どう回復したか、そしてより重要なことはどう防ぐかを知らせる

CNC機械工場の最適化方法を知りたい場合は、このブログをお読みください。

試作工場における生産異常の可能性とケース

回復不能な生産に属する3つのケースを参考として紹介します：

1. 材料異常

試作工場では、受注ごとに異なるため、原材料は通常在庫せず、各受注に合わせて購入します。この場合、数百種類の材料を扱う材料店から購入するしかなく、トレーサビリティが確保できません。これは材料の制約となり、異常を招く可能性があります。生産の最初のプロセスである材料調達は、後の生産進行を左右します。一度材料異常が発生し、最初に発見できなければ、損失は少なくとも受注額に達します。

試作工場では、経験と利用可能だが専門的でないツール（硬度と密度（重量/体積））で材料を識別します。時には、完成した試作品の材料組成が特定の仕様と一致しないことが判明することもあります。

ケーススタディ

試作でよく使用されるPEには、HDPE、LDPE、PE+GFなどがあり、特性が異なります。以前、海洋業界で働く顧客がPE1000で作られた試作品を必要としていました。PE1000の密度は0.941〜0.965 kg/m³で、水より軽いため水面に浮きます。しかし、完成した試作品を受け取ったとき、予期せず水に沈み、顧客はそれが間違いなくPE1000ではないと確認しました。材料問題を試作工場に報告し、確認したところ、材料はPEだがGF（ガラス繊維）が添加されていたことが判明しました。PE+GFの密度は水より重いため、プールに入れると沈みました。当然、責任ある試作工場が損失を負担し、顧客のために新しく作り直しました。

異常を防ぐ鍵は、加工前に材料を水に入れて確認することです。

2. CNC機械加工異常

ほとんどの試作工場には設計能力がなく、提供されたCAD図面、3Dデータ、2D図面に厳密に従ってプログラミングします。CNCプログラミングに従って、CNC材料に部品を段階的に機械加工するよう指示します。CNCエンジニアがすべきことは、必要な構造をプログラミングするだけでなく、効果的な機械加工プロセスを達成するための工具経路を設計することです。

一般的なCNC機械加工異常には、微細形状の見落とし、過剰切削、切削不足などがあります。一部の異常は二次加工で修正可能ですが、過剰切削のようなものは修正できません。

ケーススタディ

CNC機械加工されたチューブには、シーリングリング部分に高さ0.5mmのラグボスがいくつかあります（下図参照）。シーリングリングの元の機械加工手順は、旋盤でシーリングリングを破線部分まで旋削し、必要なリング幅より0.5mm高くしてから、3軸CNCマシンでラグボスをフライス加工するものでした。しかし、0.5mmの高さの材料を過剰切削してしまったため、ラグボスをフライス加工できなくなりました。0.5mmの過剰切削によりワークピースが使用不能になりました。

異常を防ぐ鍵は、機械加工パラメータを適切に管理し、調整のための一定の切削余裕を持たせることです。

3. 後処理異常

サンディング＆ポリッシング、ブラスト＆ブラッシング、塗装＆印刷、レーザーエッチング、アルマイト、電気メッキ、クロムメッキ、化学仕上げ、粉体塗装など、試作工場での社内仕上げはほとんど手作業で処理されます。一方で、手作業は繊細な処理でカスタマイズされた仕上げを満たせますが、他方で、機械のように基準で厳密に制御するのが難しいため、異なる人やツールで同じ仕上げを処理すると差異が生じます。

一般的な後処理異常には、塗装や粉体塗装による色違い、ムラのあるアルマイト/クロムメッキ、付着汚れ/ブレミッシュなどがあります。

ケーススタディ

アルマイト処理されたアルミニウム部品の場合、アルマイト処理のために部品表面に吊りポイントが必要ですが、吊りポイントのへこみが表面に必ず残ります。通常、吊りポイントは外部から見えない内側の表面に設けられます。しかし、機械加工部品がシールや組立のために内側の特定エリアを含む滑らかな表面を必要とする場合、アルマイト処理前に確認しないと、重要なエリアの吊りポイントのへこみが、外部から見えなくても顧客から欠陥とみなされる可能性があります。より重要なのは、材料が減少するためへこみはほぼ回復不可能だということです。

異常を防ぐ鍵は、生産前に許容吊りエリアを事前に確認し、常に当たり前だと思わないことです。

簡潔な結論

試作工場の管理システムがより成熟し、生産経験が豊富になるにつれて、生産異常の発生率は低下します。一言で言えば、信頼できる試作工場を探す際は、その歴史を忘れずに。できれば3年以上！