現在の食品製造の世界では、ライン効率は単なる尺度ではなく、必要不可欠なものです。ベーカリーや飲料施設、冷凍食品製造など、製パン業界やあらゆる食品製造業界では、スピードと品質がビジネスの成功を左右する2大要素です。ここでは、食品製造業のためのフレームワーク、アナリティクス、ソリューションを中心に、生産ラインの生産性を高める方法を学びます。まず最初に、この効率性とは何か、なぜそれが重要なのかを説明します。

食品製造において追跡すべき主要業績評価指標

生産ラインの効率とは、時間、労働力、原材料といった資源を、無駄を最小限に抑え、一貫性を最大限に保った製品に加工するシステムのことである。食品の領域では、これは単に速くするだけではない。リスクを管理し、管理し、同時に品質を提供することである。生産ラインの効率を向上させるには、まずそれを一貫して、正確に、リアルタイムで測定する必要がある。そこで重要業績評価指標（KPI）の出番となる。KPIは、生産ラインがどのように機能しているのか、どこにボトルネックがあるのか、どの分野が改善の点で有利なのかについて、偏りのない信頼できる情報を提供します。

しかし、すべてのKPIが同じように作成されるわけではない。食品製造において、適切なKPIとは、生産高、品質、コンプライアンス、資源支出を融合させたものである。以下は、各施設が追跡する必要のある最も重要なKPIである：

• 1. 総合設備効率（OEE）

OEEは、稼働率、パフォーマンス、品質の3つの要素を組み合わせたものです。OEEは、貴社の設備が、その総稼働能力と比較して、どれだけ効率的に使用されているかを示すものである。OEEが低いということは、機械のダウンタイム、長いサイクルタイム、品質不良によるスクラップなど、根本的な問題があることを意味します。

• 2. 歩留まりとスクラップ率

歩留まりとは、使用された原材料の量に対する完成品の量の比率であり、スクラップ率とは、生産された製品の総数に対する不良品または汚損された原材料の量である。スクラップ率が高いと、生産率が低くなり、組織の廃棄物処理コストが高くなる。このKPIは、不良により返品された製品の総数を追跡するため、品質基準や持続可能性の目標を管理する上で有用である。

• 3. サイクルタイムとスループット

サイクルタイムとは、1単位の製品を最初から最後まで生産するのにかかる総時間である。一方、スループットとは、一定時間内に生産されるユニットの数である。これらのKPIは、設定された生産スケジュールが達成可能かどうか、生産現場が最適に活用されているかどうかを判断するのに役立ちます。

• 4. ダウンタイムと設備稼働率

非計画的および計画的な機器のダウンタイムの両方を追跡す ることは、メンテナンス機能の実行における有効性の向上を促し、そ の結果、予知保全および予防保全プログラムをより効果的に実施 することができる。予定外の停止は、メンテナンスの非効率性や生産時間の配分の誤 りを示す可能性がある。

• 5. 労働生産性

この KPI は、労働時間またはオペレーター 1 人当たりの生産量を監視する。このKPIは、反復作業、自動化、または従業員のトレーニング・プログラムの成果やクロス・トレーニングをモニタリングする際に非常に重要であり、全体的な効率に関する貴重な洞察を提供する。

• 6. 在庫回転率とコールドチェーン・コンプライアンス

在庫回転率は、原材料や完成品の在庫がどれくらいの頻度で消費され、交換されるかを示す。コールドチェーン商品の場合、これは在庫管理と複雑に関係している。回転率が低いと、需要計画が不適切であったり、過剰な予測生産が行われたりすることが多い。

食品加工ラインのボトルネックと無駄を特定する方法

生産ラインを最適化するということは、まず第一に、時間、材料、労働力が無駄になっている箇所を明確にすることである。ボトルネックは通常、ステーションでの製品の積み重ね、材料待ち、長い清掃時間などに見られる。これらはスループットに影響する非効率の一部であり、効率を上げるためには解決する必要がある。

このような問題は、構造化されたアプローチによって特定することができる。バリュー・ストリーム・マッピングから始めると、マテリアルと時間の流れのプロセス・マップを作成し、どこで遅延が発生しているかを指摘することができる。OEE、スクラップ率、ダウンタイムログのようなリアルタイムデータと組み合わせることで、実際の生産量と可能な生産量の差を顧客に可視化することができる。しかし、データだけでは十分ではなく、生産現場を直接観察する必要がある。そうすることで、材料がどのように運ばれているか、オペレーターがどのように設備を扱っているか、時間が経過する原因となっている問題を把握することができる。

マネージャーやオペレーターは、多くの有益な情報を持っている。彼らは、回避可能な活動や時間を浪費するプロセスがどこに多くあるかを知っている。彼らの提案をデータ分析に統合することで、ボトルネックや無駄が発生している箇所を見つけることができ、無駄の削減を実施し、効率的な生産プロセスや生産を改善することを目的としたプロセスの基礎を作ることができる。

レシピ、ワークフロー、CIP手順の標準化

生産ラインを改善し、コストを削減する最も効果的な方法のひとつは、ばらつきを減らし、レシピ、ワークフロー、CIPルーチンなどのコアプロセスに集中することである。その方法を紹介しよう：

• ロックダウンのレシピ

各工程の許容範囲を含む正確な調理パラメータを定義します。レシピの詳細をデジタル形式で保存し、編集権限を制限することができます。これにより、エラーや過加工を最小限に抑え、設定された許容範囲内の製品品質を保証します。

• 段階的な標準作業手順書（SOP）の作成

主要な作業手順を視覚的に概説する。安全確認に加え、予定完了率をタイムラインに組み込む。こうすることで、生産リズムが向上し、エラーの可能性が低くなり、トレーニングがより迅速に行えるようになる。

• CIPプロトコルの自動化

製品タイプ、ラインサイズ、残渣負荷によって洗浄サイクルパラメータを設定します。流量、薬液使用量、リンスタイミングの自動化により、不必要な洗浄や運転間のダウンタイムを削減します。

• 定期的な監査と改良

基準の弱点を特定するには、ダウンタイムログ、洗浄時間、バッチの不一致などのデータを使用すべきである。生産現場での思い込みではなく、製品の生産で経験する実際のシナリオに基づいて手順を更新することが不可欠である。

安全性とスピードのための工場レイアウトの最適化

工場のレイアウトを最適化することは、生産ラインの効率に多大な影響を与える。特に、食品業界のように、サニタイズ、安全性、ペースを調和させながら共存させる必要がある場合はなおさらである。最適でないレイアウトは、移動の増加、サイクル時間の延長、汚染の可能性の増大と問題的に相関する傾向がある。

ここでは、最大の効率を得るためのレイアウトの最適化について説明する：

• プロセスとリスクでゾーンを分ける

原料の受け入れ、加工エリア、包装、保管を分離する。これにより、クロスコンタミネーションを減らし、製品の流れの間に繰り返し行われるサニテーションを減らすことができる。

• 材料フローの合理化

工程を前方へ進められるように、機器や保管庫の順序を決める。バックトラックやクロスオーバーパスは、時間がかかり、ハンドリングリスクを高めるので使用しないこと。

• 関連ステーション間の距離を最小化

ラベリングや梱包、調理やミキシングなど、相互作用の大きいすべての作業ステーションを近づけることで、より迅速な搬送を実現し、オペレーターの疲労を軽減します。

• 清掃とメンテナンスのための容易なアクセス

壁と機械の間に設計された隙間は、CIP装置や道具を収めることができるはずであり、それにより、機械のダウンタイムを最小限に抑えながら、素早く除菌を行うことができるはずである。

• 人間工学的および視覚的な安全要素を取り入れる

自由落下のリスクを軽減するために、床から2メートル以下に設置されたIEDとともに、安全、歩行エリア、怪我防止用具の配置を目的とした床のマーカーが採用されている。

工程の迅速化に加え、効率的なレイアウトは食品安全規制への準拠を改善し、労働力の負担を最小限に抑え、迅速な切り替えを可能にし、サイクルタイムと総生産量を向上させる。

賞味期限と需要に合わせた生産スケジューリング

食品メーカーは時として、業務効率だけでなく、需要を満たす適切な製品を適切なタイミングで生産する必要がある。この点で整合性が取れていないと、過剰生産や廃棄、在庫切れといった悲惨な結果を招く可能性があり、これらはすべて運営コストと顧客満足度に根本的な影響を及ぼす。

生産ラインの効率を最適化するバランスをとるために、スケジューリングは、賞味期限と需要の変動性という2つの顕著な要因を考慮する必要がある。

生鮮品に関しては、生産スケジューリングは、製品の賞味期限がどれだけ近いかで行う必要がある。そのためには、小ロットや時差バッチに対応できるよう、スケジュールに余裕を持たせる必要がある。賞味期限が限られている製品は、一般的に、腐敗を軽減するために、受注生産（MTO）または「ローテーションによる受注生産」に従う必要がある。

先に述べたように、食品市場の需要が安定していることはほとんどない。祝日、販促イベント、地域的な嗜好などが、しばしば急激なスパイクを引き起こす。このことを踏まえ、メーカーは次のことを行うべきである：

• 過去の販売実績と予測トレンドをプランニング・ソフトウェアに統合する。
• 変動性の高い製品ラインにバッファー・キャパシティを構築する
• 月単位ではなく、週単位、あるいは日単位の短い時間枠の計画を採用する。

最終的な目標は、毎日稼働させることではなく、市場のリアルタイムな動きに合わせて出力のバランスをとり、期限切れ在庫とそのコスト、そして予定外の残業を最小限に抑えながら最大限の生産を行うことである。

アダプティブ・スケジューリングが正しく実行されれば、需要シフトへの迅速な対応、賞味期限の遵守が容易になり、総生産時間が短縮される。

柔軟性と効率性を高めるクロストレーニング

生産ラインの効率を高めるのは機械だけではない。人が不可欠な役割を果たす以上、従業員のトレーニングは極めて重要である。知識が豊富で柔軟な従業員は、ペースの速い食品製造システムにおける遅延、ダウンタイム、オペレーションのボトルネックを削減するためのプロセス改善を効果的にサポートすることができる。

まず、体系的なクロストレーニング・プログラムを設計する。オペレーターには、機器のセットアップ、検査、基本的なメンテナンスなど、実施すべき複数の作業を網羅したトレーニングを提供すべきである。これにより、チームは日々の生産目標に応じて柔軟に対応できるようになる。特に、シフト交代時、需要急増時、欠勤時の労働配分が強化される。

第二に、作業員を日常的にローテーションさせる。これは、プロセス全体を理解し、燃え尽き症候群を予防し、単一のタスクについて特定の人に依存することがないようにする効果がある。これは、明確なワークフローを持つ製品間でシフトが発生した場合に、チーム全体の回復力を高めるのに役立つ。

従業員に、生産現場における付加価値を生まない作業の特定に役立つプロセスの改善提案に積極的な役割を果たすよう奨励する。多くの場合、現場で働く人々が、最も関連性が高く、適用可能な情報を持っている。

パフォーマンスやその他の側面に基づいたフィードバックを提供する環境を醸成する。例えば、堅苦しいフレックス・アウトプットの中で結果を出すことに縛られないインセンティブなど。チームメンバーが自分たちの付加価値を知った瞬間、生産性とともにポジティブなエンゲージメントが急上昇するはずだ。

食品安全コンプライアンスを備えたスマートオートメーション

食品製造において、オートメーションは単に生産速度を上げるだけでなく、衛生、トレーサビリティ、品質管理など、あらかじめ定義された範囲内で機能する必要がある。保護と安全性は、シンプルさとともに何よりも優先されるべきであり、オートメーションは生産効率を高めることを目的としている。

• 梱包、仕分け、ラベリングなど、組み立てラインを大幅に遅らせる分野の完全自動化に注力する。
• 温度、重量、シール強度などの品質指標をリアルタイムで監視できるセンサーやビジョンシステムを導入し、ヒューマンエラーや手戻りを軽減する。
• 洗浄が容易で、衛生規則に準拠した機器を選択する-CIP対応システムは、安全基準を維持しながら洗浄を容易にします。
• 自動化をトレーサビリティシステムと組み合わせる。完成した各バッチのデータ、成分フローの方法、作業指示書を取得し、文書化と監査による精査を減らす。
• 自動化と反復的な暗記作業により、無駄な動きを減らす。これにより、サイクルタイムを制御し、最大限の生産量を確保します。

スマートなオートメーションはどこにでもあるわけではなく、細部にまでこだわっている。思慮深く配置されたオートメーションは、無駄を省き、生産時間を短縮し、品質管理を確実にすることで、劇的な変化をもたらします。

ダウンタイム削減のための予知保全計画

機器のメンテナンスの一つの形は予知保全であり、これはデータを通じて機器に対してプロアクティブなメンテナンスアクションを取ることを可能にする。食品業界では、予知保全戦略を導入することで、予期せぬ中断を緩和し、機器が最高の効率で稼働するようにすることで、生産量をさらに増加させることができ、また、保全費用を削減することができる。

予知保全プログラムを開発する際に行われる活動には、以下のようなものがある：

• データ収集：振動、温度、圧力などの重要な性能を追跡する機器センサーからリアルタイムでデータを収集します。
• モニタリングパターン認識ソフトウェアの助けを借りて、機械学習技術はデータ分析を通じてリスクを評価し、故障を判断することができるようになる。
• 先手を打ったメンテナンスのスケジューリング：マフィン焼成中の通常の操作手順内で化学薬品使用量を削減できるよう、分析が行われる前に機器に改善措置を講じる。

予知保全が容易に利用できるようになったことで、設備の故障は減少し、設備の信頼性は向上し、最終製品の品質も維持できるようになった。

リアルタイムデータの活用によるラインの効率化

生産ラインにおけるリスクを軽減し、問題を解決できることは、どのような組織も保有しようとする最も重要な能力のひとつである。事前に問題の原因を知り、それを解決することで、問題解決前後の訓練に必要だった多くの時間を節約できる。

生産量の低下、廃棄物の多さ、成分のばらつきを発見するために一日の終わりの報告を待つ代わりに、リアルタイム・データによって、オペレーターは何が起こっているかをその場で確認することができる。このリアルタイム・アクセスは、その場での介入とより良い意思決定を保証する。例えば

• 充填機が過剰吐出を始めた場合、数百ユニットが無駄になる前に、数分で修正することができる。
• ライン速度が目標を下回っている場合、その原因を特定し、シフトの後ではなく、シフト中に修正することができる。
• 歩留まりが低下し始めたら、状況が悪化する前にアラームでラインチェックを要請することができる。

リアルタイムのモニタリングは、サイクルタイム、スクラップ率、OEEなど、生産効率の評価に不可欠な重要指標に直結する。そして、これらの指標が可視化されることで、チームは迅速に対応し、効果的な判断を下し、ラインの流れを効率的に保つことができる。

しかし、データだけでは十分ではない。違いを生み出すには、体系化され、マッピングされ、最前線に接続されていなければならない。具体的には、ダッシュボード、アラート、自動化されたしきい値によって、データが、洞察力をアウトプットに変換できるポイントに到達することを保証する。

供給、コールドチェーン、在庫の調整

時間、鮮度、一貫性は製品の品質と安全性を決定する重要な成功要因であるため、サプライチェーン活動の統合は食品製造において非常に重要である。生産ラインの効率を高めるために、食品製造業者は原材料の供給、コールドチェーン管理、在庫管理を統合する必要がある。

原材料の供給から始めよう：この問題が生産ライン全体に影響を及ぼし、生産ラインを停止させる可能性がある。ジャスト・イン・タイムの在庫管理を実施し、サプライヤーと良好な関係を築くことで、原材料が必要な時に必要な量と品質で調達されることが保証される。改善されたプランニング・ツールやソフトウェア・テクノロジーを活用することで、原材料の需要を予測し、過剰な発注を避けることができる。

また、コールドチェーン物流もあり、これがさらに難易度を高めている。温度に敏感な製品は、保管中も輸送中も一定の温度条件に保つ必要がある。そこにずれが生じると、製品の腐敗や大量廃棄、安全上の懸念につながる可能性がある。リアルタイム配送追跡システム、温度、湿度、配送時間など、最終製品のロスや品質の問題に対処するために投資すべきです。

最後に、在庫管理は生産計画や生産管理と密接にリンクしていなければならない。数値的リアリズムを利用することで、サプライヤーは原材料、最終製品、製造過程にある製品の集中度をモニターすることができる。これにより、稼働率が向上し、在庫切れの状況が減少し、生産プロセスの効率が向上する。また、予測分析を在庫データと統合することで、生産能力やリードタイムに関する戦略的な意思決定にも役立ちます。

継続的改善文化の構築

生産ラインの効率を持続的に向上させることは、一過性のものでも、一過性の修正でもないことに注意することが重要である。むしろ、各従業員レベルが向上の機会を求めるような環境づくりの結果なのである。高い精度が要求され、タイミングや厳格なルールの遵守が求められる食品製造の文脈では、このアプローチはリーン生産方式のベストプラクティスに直接合致し、利用可能な資源から最大限の製品をより効率的に生産する一方で、食品の無駄を最小限に抑えることができる。

• エンパワーメントされたチームが効率を高める

マネージャーやオペレーターは、紙の上では容易に見分けがつかないような無駄の領域を特定できることが多い。そのためのツールや自主性を与えられると、生産ラインの効率やアイドルタイムの最小化に大きな影響を与える小さな変更を行うことができるようになる。

• 日々の改善が時々のプロジェクトに勝る

大規模なプロセス・チェックは毎年、あるいは2年に1度実施されるかもしれないが、小さな漸進的な変更により、チームは、発生した問題が常態化する前に対処することが容易になる。そして、長年にわたるその積み重ねが、持続的な効率改善を生み出すのである。

• ビジュアル管理で全員の足並みを揃える

KPI、品質指標、作業指示を生産現場に表示し、従業員に責任を持たせることが重要である。これにより、関係者全員がリアルタイムの優先順位を認識し、変動があった場合に迅速に行動できるようになります。

• リーダーシップが基準を強化する

リーダーが改善の取り組み、フィードバック、データに基づく意思決定を支持することは、改善が選択肢ではなく、組織の文化であることを意味する。

現場レベルで取り組み、定着させれば、食品メーカーは人を増やしたり設備を買い足したりする心配をすることなく、サイクルタイムや設備、生産効率を毎回着実に改善することができる。

最終的な考察

食品製造業における生産ラインの最適化は、一過性のものではなく、データ、プロセス、人材、文化を含む継続的なプロセスである。故障の可能性を評価・予測し、それを防止することから、サプライ・チェーンの対応者を訓練し、確保することまで、その手順は多岐にわたり、それぞれの手順が、より堅牢で、適応力があり、効果的な企業づくりに役立っている。

生産性とは、リソースに関する限り、より少ないリソースでより多くのことを行うことだけではない。クラウド・コンピューティング環境における一連のルールと手順を定義することで、この環境が特定の期間にわたって進化し、成長することを可能にすることなのだ。インプットからアウトプットまで、チェーンのすべてのリンクが調和していれば、生産率を上げることができるだけでなく、製品の品質を向上させ、生産コストを削減し、顧客満足度を高めることができる。

よりインテリジェントでフレキシブルな食品製造ラインを作りたいなら、今がその時だ。現在の工程で最適でない部分を1つ選び、具体的な変更を加えることから始めよう。長期間にわたる小さな成果がもたらす累積効果が、一貫した業務効率の基礎となる。