コラム

2023.06.15

生産管理

製造業の工程管理とは｜目的や手順、生産管理との違いなどを解説

工程管理は製造業の生産プロセスをコントロールするための業務です。納期遵守や生産性向上に欠かせない工程管理ですが、生産管理と考え方が近いため混同されやすい面があります。
工程管理と生産管理の目的の違いを抑えておくことで、生産プロセスを正しい方向に導くことができます。

そこで本記事では工程管理の目的や方法、そして生産管理の違いなどについて解説します。

工程管理とは

工程管理とは、製品を製造する一連のプロセス（工程）を、計画通りに、効率よく進めるための管理活動です。具体的には、納期、品質、コストなどの目標を達成するために、生産計画の立案や生産の進捗・実績を管理することを通じて、各工程の作業内容、時間、資源（人員、設備、材料）などを調整・管理することを指します。

工程管理はQCD（品質・コスト・納期）の中でも、主に納期を管理するための業務です。製品を計画通りに完成させるための重要な役割を担っています。

ただ、工程管理は納期の遵守だけでなく、コストの削減や生産性向上にも寄与できます。さらに生産現場にムリがかからない計画を作成すれば、品質の安定にもつながります。

工程管理の目的とメリット

工程管理の重要さを理解するために、主な目的とそのメリットについて見ていきましょう。これらの目的を達成することで、企業の競争力を強化することができます。利益の最大化に貢献し、企業の経営基盤を強化します。

目的１　納期の遵守

納期の遵守は、工程管理のもっとも重要な目的です。一般的には、納期に間に合うように優先順位を考えながら生産計画を作成していきます。製品を計画通りに完成させ、顧客への納期を遵守することで、顧客満足度を高めます。

しかし、いつも計画したとおりに生産が進むわけではなく、生産現場のトラブルなどで進捗が遅れることもあります。

そのため、工程管理では進捗状況を把握し、管理することも大切な業務です。

また、納期を遅らせる原因を取り除いていく改善施策や、作業者のスキルアップのための教育なども納期の遵守のために必要な取り組みです。

目的２　生産リードタイムの短縮

2つ目の目的は生産リードタイムの短縮です。生産リードタイムとは、生産を開始してから完了するまでの期間を意味します。工程管理により、各工程の作業時間を短縮し、工程間の停滞時間を減らすことで、リードタイムが短縮されます。

この生産リードタイムは短ければ短いほど短納期化に対応でき、企業の競争優位につながります。リードタイム短縮のポイントとしては、工程のムダを省き、生産に流れを作ることです。

目的３　生産量の調整

日々の生産量を調整するのも工程管理の目的の一つです。

需要は変動するものです。しかし、生産量の多い時には人員や設備が足りなくなり、生産量の少ない時には人員や設備を余らせる状況は、生産効率が良い状態とは言えません。

そこで生産数を月ごと、または日ごとに均一にして人員や設備に無理がかからず、かつ手待ち時間が少なくなるように生産負荷を調整する必要があるのです。

目的４　生産効率の向上

現場のムダな作業や時間、ムダな手待ちを少なくして、生産効率を上げることも目的となります。工程管理によって生産効率が決まると言っても過言ではありません。

たとえば最終工程に組み立て工程があった場合、前工程で必要な部品を用意しておかなければ、最終工程は生産に着手できず手待ちが発生します。

そのため、最終工程の前工程で部品を用意させるように指示・計画する必要があります。工程管理の良し悪しが生産効率につながると言えるでしょう。また、工程のムダを削減し、効率的な生産体制を構築することで、製造コストの削減にもつながります。

工程管理と生産管理の違い

業務範囲が重なっているためか、工程管理と生産管理はよく混同されますが、工程管理は生産管理の一部です。

工程管理と生産管理の違いは、管理する業務範囲が異なる点にあり、生産管理の方が対応する業務範囲は広くなります。生産管理は、生産計画の立案から、資材調達、製造、在庫管理、出荷まで、生産活動全体を管理する活動です。

生産管理の主な業務は、以下のとおりです。
・生産計画の立案
・原材料や資材の調達
・在庫管理
・製品の受注や出荷
・原価管理

一方の工程管理は、生産計画や生産現場の進捗・実績の管理を行います。工程管理は生産管理の中の、より現場に近い部分を担当します。

また、生産プロセス全体を最適化することが目的の生産管理に対し、工程管理は納期を遵守することが主な目的です。つまり、工程管理は、生産管理という大きな枠組みの中で、より具体的な製造プロセスを管理する活動と捉えることができます。

工程管理と進捗管理の違い

もう一つ、工程管理と混同されやすいものに進捗管理があります。どちらも納期を守るための業務ですが、進捗管理は工程管理の一部となります。

工程管理と進捗管理では、対応する業務の範囲が異なります。工程管理の方が業務範囲は広く、企業のヒト・モノ・カネを管理する役割を担います。業務内容としても生産計画の立案から作業指示、実績収集といった幅広い業務を担当します。

一方、進捗管理は工程が予定どおりに進んでいるを把握し、遅延があれば対策を講じる活動です。生産は計画どおりに進まないことも多いため、生産と計画がどのくらい食い違っているかを進度管理表や日程管理板などを用いて把握し、見える化する役割を担います。

工程管理の手順の基本手順：計画から改善まで

工程管理の流れは、計画立案→指示・実行→評価→改善となります。Plan・Do・Check・ActionというPDCAサイクルが基本的な手順です。

手順１　生産計画を立案する（Plan）

工程管理は生産計画の立案から始まります。生産計画には、大日程計画・中日程計画・小日程計画が含まれていますが、工程管理では主に中日程計画と小日程計画を立案します。

中日程計画は在庫と受注の情報を元に、月ごとに製品別の生産数を計画するのが一般的です。小日程計画では「どの生産ラインでどの製品をどのような順番で生産するか」など、週ごとの具体的な計画を決めていきます。計画段階で、次のようなツールを活用することで、より精度の高い工程計画を立てることができます。

WBS（Work Breakdown Structure）

製造に必要な作業を細かく分解し、構造化します。これにより、作業内容の抜け漏れを防ぎ、各作業の担当者を明確にすることができます。

ガントチャート

各作業の開始日、終了日、所要時間などを視覚的に表したものです。作業の進捗状況を把握しやすく、納期遅延のリスクを早期に発見することができます。

手順２　実行・モニタリング（Do）

生産計画が決まったら、続いては製造現場に作業指示を出し、生産を実行します。作業指示を出すだけではなく、生産が計画どおりに進んでいるかを把握し、遅れが発生した場合は対応策を考えて遅れを取り戻すことが大切です。

可視化ツール・工程管理システム

各工程の進捗状況を可視化し、常に把握できるようにすることが重要です。可視化ツールや工程管理システムなどを導入することで、進捗状況を効率的にモニタリングできます。作業の進捗状況や問題発生状況をリアルタイムで把握することで、迅速な対応が可能になります。

手順３　実績を評価する（Check）

生産の実績を収集し、計画と実績の差異を分析します。具体的には計画に対して実際の生産がどのくらい予定どおりであったかを調べ、計画通りでない場合には原因を探ります。結果を評価し、計画通りに進んだか、問題点はなかったかなどを分析します。

進捗を遅らせる原因として、作業にかかわる原材料や機械設備、作業者といった要素が考えられるため、それらを中心に真の原因を発見し対処法を考えます。

手順４　改善点をフィードバック（Action）

進捗を遅らせる原因を排除するため、課題点を改善する段階です。徹底的にムダを省くことで、生産性の向上やリードタイム短縮が実現できるでしょう。

工程管理の一連の流れは、絶え間なく続けることが大切となります。課題を一度に解決するのは難しいため、常に計画と実績の差異を調べて、PDCAサイクルを回していきます。

改善策を次の工程計画に反映させることで、継続的な改善を実現します。PDCAサイクルを回すことで、工程管理の精度を高めることができます。

工程管理を効率化する方法（手書き、エクセル、生産管理システム）

工程管理を行う方法として以下の3通りが考えられます。

方法１　手書き

紙やホワイトボードを使い、手書きで各工程の作業内容や進捗状況を記録します。アナログツールは手軽に使えるのがメリットで、現場の「見える化」に貢献します

手書きはアナログな手法でミスも発生しやすいものですが、現場の作業員にしか分からない暗黙知をより細かく反映できる点が評価され、システムではなく手書きでの管理方法が選ばれている場合があります。

方法２　エクセル

表計算ソフトのエクセルで関数やマクロを組む方法です。マクロを組めば手書きよりも緻密な生産計画を立案でき、生産管理システムでもカバーできない領域にも適用できます。

たとえば基準日程計画を生産管理システムで作成すると、現場の生産能力まで考慮するのは難しいケースがありますが、エクセルだと生産能力を加味した計画を組むことが可能です。

ただし、エクセルで作成すると「担当者しか分からない・変更できない」という問題が発生します。

方法３　生産管理・工程管理システム

生産管理システムや工程管理システムといった、専用のシステムで工程管理を行う方法です。

情報の見える化や共有をリアルタイムに行えるため、工程管理を最適化できるというメリットがあります。専用のシステムでは、リアルタイムでの進捗状況の把握、作業担当者の割り当て、問題発生時の通知など、工程管理に必要な機能が提供されます。また蓄積された計画や実績のデータは、予実比較や高度な分析に役立ちます。目的に適したツールを導入することで、工程管理の精度を高め、効率化を促進することができます。

さらに、生産管理システムとIoTセンサー等を活用した専用ツールやクラウドサービスを組み合わせて使用する方法もあります。

生産管理システムについては、こちらで詳しく解説しています。
「生産管理システムとは？機能・メリット・選び方のポイントを解説」

工程管理表の種類

生産計画や進捗管理をする上で欠かせないのが工程管理表です。
エクセルや生産管理システム、生産スケジューラなどで作成するのが一般的ですが、工程管理表の種類はさまざまなものがあり、進捗の把握や設備の負荷調整など目的によって使用するものは変わります。

以下は代表的な工程管理表となります。

バーチャート工程表

バーチャート工程表は縦軸に作業項目や工程を、横軸に時間を入力したものです。作業の開始日時と終了日時、工程全体のリードタイムが分かりやすいメリットがあるため、工程表としてはよく使用されています。

ガントチャート工程表

主に進捗状況を把握するために使われている工程表です。バーチャート工程表と似たような見た目ですが、横軸には時間ではなく工程の進捗率を入力します。進捗管理に役に立ちますが、各工程の工数が分かりづらいというデメリットがあります。

グラフ式工程表

グラフ式工程表はバーチャート工程表とガントチャート工程表を組み合わせたもので、縦軸に進捗率を、横軸に日数を表しています。

ネットワーク工程表

ネットワーク工程表は、各工程を〇印で示し、矢印で各工程を結び付けるものです。作業日数は矢印に表示します。日常的な工程管理ではあまり使用されませんが、プロジェクトのスケジュール管理には役に立ちます。

工程管理の課題と解決策

人員不足や設備負荷の調整

人員不足：多能工化と柔軟な人員配置

製造現場では、人員が不足したり、特定の設備に負荷が集中したりする問題が頻繁に発生します。これらの問題は、生産活動の停滞を招き、結果として企業の競争力を損なうことにもなりかねません。

この問題を解決するには、まず従業員の多能工化を進めることが有効です。従業員一人ひとりが複数の工程をこなせるように教育・訓練することで、人員不足の状況を柔軟にカバーできるようになります。

また、需要変動に応じて人員を柔軟に配置できるよう、シフト制やフレックスタイム制などの導入も検討すると良いでしょう。長期的な視点では、ロボットや自動化設備の導入によって、人員不足を補い、省人化を図ることも視野に入れる必要があります。

設備負荷: モニタリングと負荷分散

特定の設備に負荷が集中すると、設備の故障や生産効率の低下を招くことがあります。

まず設備の稼働状況を把握することで、負荷が集中している設備を特定し、他の設備への振り分けや調整を行いましょう。また、設備故障を防ぐために、計画的に点検やメンテナンスを実施することも重要です。さらに、ボトルネックになっている設備は買い替えや増設により、生産効率の向上を図ることも検討すべきでしょう。

部門間の連携不足を解決する方法

製造現場は、様々な部門が連携して生産活動を行う必要があります。各部門が独立して業務を進めていたり、部門間の連携がうまくいかないと、生産効率の低下や品質不良に繋がることがあります。

情報共有：ITツールの活用

部門間の情報共有不足を解消するためには、まず、各部門で把握している進捗状況をリアルタイムで共有できるツールを導入することが効果的です。また、問題点が発生した場合には、速やかに各部門に情報を共有し、迅速な対応を促す仕組みも重要です。

協力体制：部門間の連携強化

部門間の協力体制を築くためには、各部門が共通の目標を持ち、チームとして協力して目標達成に取り組む意識が重要です。各部門の役割を明確にし、責任の所在をはっきりさせることで、責任感と当事者意識を高めることができます。

工程管理の成功事例：具体的な成果と学び

実際の製造現場での成功例：システム導入によるブラックボックス解消、データに基づいた意思決定

課題：生産状況のブラックボックス化

とある化学品メーカーでは、ホワイトボードを用いて生産計画と作業進捗を管理していました。従来の工程管理では、現場の進捗状況が「ブラックボックス化」しやすく、問題発生時の対応が遅れるという課題がありました。

生産計画システム（最適ワークス）の導入

生産計画の可視化により、チーム間での現場の状況共有が進みました。
生産計画の効率的な自動立案により、特急オーダー等への対応も迅速に、納期遅れのリスクなど問題点を早期に発見、素早い意思決定が可能になりました。
計画と実績の差分が改善活動のきっかけになりました。

システム導入による効果

システムを導入し、工場の製造キャパや進捗状況をリアルタイムで可視化したことで、納期遵守率が大幅に向上した。
計画と実績の作業時間のズレを比較し、いつも遅れの要因になる工程において、生産ラインのレイアウトを改善。工程間の停滞時間を削減したことで、リードタイムを短縮することができた。
現場主導の改善活動を推進し、工程のムダを削減したことで、日中の非稼働時間や、日々の残業時間が削減し、製造コストを大幅に削減することができた。

効果的な工程管理による成果

これらの事例から、効果的な工程管理は、生産性向上、納期遵守、品質安定化だけでなく、製造コスト削減やリードタイム短縮にも貢献することがわかります。

まとめ

DX時代の工程管理

生産プロセスを統制する工程管理は、納期遵守や生産効率の向上には欠かせないものです。工程管理では計画と実績に差異があれば、原因を分析して次の計画にフィードバックするPDCAが重要となります。DX時代においては、AIやIoTなどのデジタル技術を活用することで、工程管理の高度化と効率化をさらに進めることができます。

工程管理をする上で基準となる生産計画の作成について、手書きやエクセルで行っている方も多いと思います。しかし、システムを導入すればより精緻により迅速に計画を立案することができます。工程管理の最適化につながるITツールですので、ぜひご検討ください。

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