工場レイアウト設計とは？生産性に与える影響とシミュレーション事例をご紹介

現代の製造業界では、最適な工場レイアウトの設計が生産性や業務効率の向上に不可欠です。

しかし、レイアウト変更は大規模になることが多くコストもかかるため、頻繁にトライ&エラーをすることができません。それに対し、シミュレーション技術を活用することで、レイアウトの計画段階での試行錯誤をノーリスクかつ効率的に行い、定量的な生産性の評価を行うことができます。

本記事では、工場全体のラインや設備のレイアウト設計にシミュレーションを活用する方法をご紹介します。

一般的な工場レイアウトについて

工場レイアウトとは、製造プロセスの効率を最大限に高めるために、設備、機械、作業スペースを戦略的に配置することです。

一般的には、自動車製造工場では、部品の加工から組み立て、塗装、検査までの各工程がスムーズに連携し、無駄な動きが最小限に抑えられるようにレイアウトされています。

加工機械は、使用頻度が高いものほど出口に近い位置に設置され、効率的な材料の移動が可能になります。また、安全通路や緊急避難路の確保も重要で、作業者の安全と快適な作業環境の確保に役立てられます。

良いレイアウトは、作業の効率化はもちろん、生産コストの削減、作業者のモチベーション向上、製品品質の一貫性保持に直接的に大きな影響を与えます。

工場レイアウトの変更が生産性に与える影響

工場レイアウトの変更することで、生産性の大幅な向上に直結します。

例えば、ある工場において以前は部品が不足したり、余剰在庫が生じたりすることが多かったのが、レイアウトの変更により供給量の調整が可能になり、生産効率が大幅に向上しました。

また、製品の組み立てラインをデザインし直すことで、作業員の移動距離が短縮され、時間当たりの生産数が増加。さらに、工場内の環境改善により作業者の疲労が減少し、製品の品質向上にもつながりました。納期の短縮も実現できれば、顧客満足度の向上にもつながります。

シミュレーションを通して、工場レイアウトを設計する方法

そこでシミュレーション技術を用いることで、仮想空間上で様々なレイアウト案を試すことが可能になります。

これにより、コストや時間の削減、事前に潜在的な問題点を発見し、改善策を講じることができます。例として、工場全体のラインや設備のレイアウト設計にシミュレーションを活用する方法をご紹介します。

例えば、「工場内の在庫置き場のレイアウト設計」にシミュレーションは活用できます。従来、レイアウト設計の作業は熟練者が時間をかけて行うことが多い傾向にあります。

しかし、工場や倉庫内の在庫置き場のレイアウト作成業務をシミュレーションで自動化することで、短時間で制約を満足するレイアウトを作成することができます。

また、「レイアウト設計の評価」も行うことができます。機械や棚、バッファなどの設備レイアウト案を元に、実際の業務をシミュレーションで再現し、リードタイム・中間在庫量・スループット・物流コスト・製造コストなどの指標を定量的に評価することができます。

実際にシミュレーションを用いたレイアウト検討を行っている画面の映像がこちらです。こちらは、倉庫レイアウト検討ツールで、出し入れの頻度、物の大きさ、 先入れ先出しなどを考慮したレイアウトを短時間に計算することができます。本動画では面積効率を優先した場合のレイアウトを計算しています。

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伊藤忠テクノソリューションズのIntelligentTwinサービス

『伊藤忠テクノソリューションズ』では、“IntelligentTwinサービス”を展開しています。

AI、シミュレーションなどを組み合わせて、デジタルツインの課題を解決しつつ、さまざまな形でご支援いたします。最適な工場レイアウトを実現することで、生産性の向上とコスト削減を同時に達成し、ともに持続可能な製造業の未来を築いていきましょう。

まとめ

この記事では、コストとリスクを抑えつつ生産性と効率性を大幅に向上させる手段として、シミュレーションを用いたレイアウト設計をご紹介いたしました。
 
今後、技術が進歩し製造工程が複雑化するにつれて、シミュレーションの重要性はさらに高まることでしょう。シミュレーションの活用は、製造業界はより効率的かつ柔軟な生産体制を築くことを可能とし、市場の変化に迅速に対応できるようになります。
 
この記事が、工場レイアウト設計の重要性と、シミュレーションがそのプロセスにどのように貢献するかの理解に役立つことを願っています。

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