射出成形と生産性向上

生産性を向上させたい

2022.08.24

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射出成形と生産性向上

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生産性向上とは

生産性とは投入された資源に対する生産物の割合を示す指標で、「生産性＝生産物÷投入資源」で表すことができます。
投入された資源に対する生産性を測るには、最終的に生産物がどれだけの付加価値を生んだかを計測することが求められます。

射出成形における生産性の指標

生産性の指標は投入される経営資源により、さまざまな項目に分解することができます。労働生産性、面積生産性、設備連続生産性、資本生産性などに分解し、項目毎改善指標を定め、PDCAサイクルを回すことが重要となります。

労働生産性

「一人当たり」「時間当たり」等

面積生産性

「工場全体の面積当り」「単位面積当たり」等

設備連続生産性

「段取り時間」「手待ち時間削減による生産性」「設備異常のダウタイムによる生産性」等

資本生産性

人・物・金・情報･新たな技術など、トータルな経営資源の投入に対して生産性を測る全要素生産性TFP(Total Factor Productivity）の考え方を用いるケースもあります。

IMD（国際経営開発研究所）の「世界競争力年間」によると、日本の生産性・効率性等の国際競争力の指標は2014年以降下がり続けており、生産性の向上は日本の国際競争力の視点からも、最優先課題と言えるでしょう。

生産性向上の対応策

生産性向上への対応は「仕入れ価格低減」「投入材料の低減」「業務の効率化」「遊休資産の削減」「新たな技術の開発」などが考えられます。

インフレ局面においては材料や電力等の仕入れ価格低減策にも限界があります。また、遊休資産の削減は全要素生産性の向上には繋がりますが、直接キャッシュを生み出す改善には繋がりにくい面があります。

そのため、付加価値を高める生産性向上への対応策としては、「業務改善を通じた業務の効率化」や「投入原材料の低減」等が有効な対応策と言えそうです。

射出成形の業務効率改善や投入原材料低減のプロセス

では、業務効率改善や投入原材料低減へ向けて、どのようなプロセスが考えられるでしょうか。

１. 現状分析と課題整理

現在の業務プロセスを洗い出し、課題を整理してみます。
射出成形現場において、金型投入から製品出荷までの間の工程を細分化し、工程毎の労働生産性、面積生産性、設備連続生産性等の生産性項目に当てはめ、何処にボトルネックが発生しているか、重複している業務は無いか等を確認しておくことをお勧めします。

２. 無駄な工程の洗い出し

整理された課題に基付いて、無駄な工程は無いか洗い出しを行います。
生産計画に基つき、生産計画通りに金型は投入されているか、実際の成形開始時間は生産計画と差異は無いか、量産は計画通りか、計画通りに良品を生産できているか、投入する原材料は削減できないか等について、無駄な工程を洗い出しておくことをお勧めいたします。

３. 新たな技術の導入

洗い出された無駄な工程はRPA（ロボットプロセスオートメーション）による自動化に置き換えることをお勧めします。
具体的には「人による段取り工程を自動化する」「人による搬送や梱包工程を自動化する」「人による選別や検査工程を自動化する」「人による製品加工工程を自動化する」等があげられます。

また、「面積生産性の高い設備を検討する」「連続生産性の高い設備を検討する」等、新たなテクノロジーを導入することをお勧めします。特に人手不足や働き方改革の推進など、人が係わる工程の改善は最重要課題かと思われます。

４. 従業員教育とスキルアップ訓練

新たなテクノロジーの導入には、抵抗を感じることもあります。
特に、今までのやり方を変えることは、現場レベルで受け入れて頂けないとのケースを良くお聞きします。そのためには、生産性向上の必要性やメリット等の教育や、新たなテクノロジーへの訓練の充実も検討しておく必要がありそうです。

射出成形における課題と対応策

労働生産性

射出成形における製造工程は複数工程に及びます。

製造工程の具体例

金型脱着作業
樹脂の供給作業
樹脂の予備乾燥
金型温度調節機の配管装着
金型予備加熱
成形条件出し
サンプル確認
量産
製品回収や箱詰め
製品品質検査
成形終了時の樹脂換え
樹脂乾燥機の清掃
粉砕機清掃
金型温度調節機媒体回収と配管はずし

生産計画通りに生産性を挙げられない

生産工程は上記のように多岐に及びます。特に、労働生産性の観点から、一人当たりの受け持つ成形機台数は8～10台に及ぶケースもあることから、成形を終了しても次の成形の段取りが遅れたり、量産中の不良品流出に気がつかない等、生産計画通りに生産性を挙げられないとのお客様の声をよくお聞きします。

生産性向上に貢献するハーモの自動化機器

「予期せぬ不良品流出」「段取り時間や手待ち時間削減」「材料や製品の搬送や梱包」「人によるゲートカット」などの一人当たりや時間当たりの生産性向上へ向けた課題解決には、トータルリンクを中心としたハーモの自動化機器がお役に立てるかもしれません。

投入材料量の生産性

射出成形における投入材料には、金型鋼材・樹脂原料・副資材等があります。中でも樹脂材料は製造原価の多くを占めるため、樹脂材料の投入量低減は生産性向上に大きな影響を及ぼします。

今までリサイクルできなかったスプールランナーをリサイクルすることは、投入材料量の低減による生産性向上に繋がります。しかしながら、リサイクル材使用による成形品の品質低下を懸念し、リサイクルを諦めておられるお客様も多くおられます。

品質維持とリサイクル率向上に貢献するハーモの『粒断機』

この様な課題解決には、粒度が均一で粉の少ない特徴を持ったハーモの『粒断機』がお役に立てるかもしれません。

粒断機

ムダな樹脂供給を削減するハーモの『トータルリンク』

また、成形終了後の樹脂換えの際に成形機上のホッパーに残された樹脂までパージするケースをよくお見かけします。成形終了にあわせ、最小限の樹脂を供給することができれば、余分な樹脂パージをせず投入材料量を削減でき、生産性向上に繋がります。この様な課題解決にはハーモの『トータルリンク』がお役に立てるかもしれません。

トータルリンク

成形機一台当りの生産性

射出成形においては「成形機一台当りの生産性」が重要な指標となります。このため、成形サイクルタイム短縮や金型一面当りの製品の取り数を多くするなど、生産性向上への取り組みを行われてます。

特にサイクルタイムの短縮においては、射出時間・保圧時間・冷却時間は成形品の品質に影響を及ぼすために短縮できないこともあります。よって、金型が開いて製品を取り出す時間をいかに短縮するかは、「成形機一台当りの生産性向上」に繋がります。

サーボ駆動ロボットで取り出し時間を短縮

この様な課題解決にサーボ駆動ロボットがお役に立てるかもしてません。
特に、未だスイングタイプロボットによるスプルランナー取り出しにおいては、サーボ化は進んでいません。製品を自動落下させスプールランナーを取り出しているお客様の生産性向上には、高速ランナー取出し可能なハーモの『EXZⅡ』がお役に立てるかもしれません。

サーボロボット『HRX』『EXZⅡ』

面積生産性

射出成形における付加価値は成形品の生産量に比例します。
よって、工場面積当りいかに多くの成形品を生産できるかを考える場合、工場当りの成形機台数は生産性に大きな影響をもたらします。特に、設置スペースが大きい500トン以上の成形機を保有する工場では、限られたスペースにできるだけ多くの成形機導入を検討されるお客様を多く拝見します。

一方、多品種小ロットで金型交換が頻繁であったり、成形品の2次加工工程を有するお客様では、金型交換や段取り換え時間の短縮、2次加工工程との工程間の導線を考慮したスペースを確保し、面積生産性と労働生産性の両面から、工場レイアウトを検討されているお客様もおられます。

工場全体での生産性向上は工場レイアウトの検討が重要

面積生産性のみならず、工場トータルでの生産性向上には「工場レイアウトの検討」は重要な要素となります。
プラスチック射出成形に必要な「成形品取出ロボット」と「周辺自動化機器」の全てを生産している企業はハーモが国内唯一です。射出成形ラインの自動化・省人化、生産性、不良対策、安定品質など多岐にわたるお客様の課題に対して、最適解の工場レイアウトをトータルでご提案いたします。

工場レイアウトのご相談

設備連続生産性

射出成形において、成形機を止めている時間は付加価値を生みません。射出成形機のチョコ停や、段取り換え待ち状態での停止時間はダウンタイムと言われます。いかにダウンタイムを削減するかは、生産性向上の大きな要素となります。

現場の課題解決に貢献するハーモの『トータルリンク』

落雷による周辺機器の停止に気付かず成形を継続して、不良品を作ってしまった
作業者が別の作業をしていて、段取り換えができず成形機が止まっている
既に成形終了しているが、周辺機器は動き続けている

上記のような連続生産性向上に対する課題を良くお聞きします。この様な課題を解決するのにはハーモの『トータルリンク』がお役に立てるかもしれません。

トータルリンク

生産性向上のメリット

ワークライフバランスの改善や従業員満足度向上

一人当たりの生産性向上や時間当たりの生産性向上は、無駄な残業の削減やフレキシブルな勤務体制を可能にします。ワークライフバランスの改善や、従業員満足度を高めることができると共に、「働き方改革」の実現にも繋がります。

企業競争力の向上

全要素生産性の向上は、経営資源の有効活用による付加価値の増大を実現し、企業規模に係わらず企業競争力向上に繋がり、日本の国際競争力を高めます。

製造原価低減

労働生産性向上や投入資源低減による生産性向上は、製造原価を低減することができ、低減されたコストは社員教育や環境改善に活用することができます。

生産性向上支援策

生産性向上は経済産業省の重点施策であることから、以下の様な支援策が講じられています。

生産性向上特別措置法

平成30年6月6日に施行された「生産性向上特別措置法」は中小企業の生産性向上に向けた設備投資を後押しするもので、市町村の判断により、新規取得設備の固定資産税の課税標準額を3年間、0～1/２の間で市町村が定める割合に軽減できる特別措置です。現在は令和3年6月16日施行の「中小企業等経営強化法」へ移管されています。