工場で使う「歩留まり」とは？意味や計算方法をわかりやすく解説
歩留まりとは、投入した素材や原料の量に対して、得られた出来高の割合のことです。本記事では、製造の現場で使われることの多い歩留まりという言葉の意味や、重要視される理由について解説します。 あわせて、出来高の割合である歩留まり率の計算方法や改善方法も紹介するため、ぜひ参考にしてください。
目次
工場で使われる「歩留まり」とは？
歩留まりは、生産や製造の効率性を評価したり、製品の収益の判断や生産プロセスの課題の抽出・改善など重要なシーンで使われる指標です。ここでは、歩留まりの意味や関連用語について解説します。
歩留まりは「出来高の割合」を意味する言葉
歩留まり（ぶどまり）とは、製造業において使用される言葉です。使用した原材料や素材などの量に対して、実際に得られた出来高の割合を意味します。また、歩留まりの具体的な数値を表したものが、歩留まり率です。
製造業において収益性を高めるためには、原材料のロスを最小限に抑え、効率的に生産することが重要です。
歩留まりは「高い」ほうが良い
製造現場においては、歩留まりが高いほうが良いとされます。歩留まりは、出荷可能な製品の割合を指します。
つまり、歩留まりが高くなっていることは、多くの製品が出荷できることを意味し、歩留まりが低ければ、出荷できない製品が多いことを意味します。
製造業において、歩留まりが高い場合は出荷可能な製品が増え、利益も増加している状態です。
反対に、歩留まりが低い場合は、不良品が多くなっている状態を指します。不良品は結果的に利益を下げる原因になるため、歩留まりは低いより高いほうが良いといえるでしょう。
歩留まり関連用語
製造業においては、以下の2つのような歩留まりに似た用語が存在します。
- 良品率・不良率
- 直行率
それぞれ詳しくみていきましょう。
良品率・不良率
歩留まりは、実際に投入した素材や原料の量に対する生産量を表します。完成品のなかで、市場に出荷できる品質のものが良品です。生産量に占める良品の割合を、良品率と呼びます。
一方で、品質基準に満たさず出荷できない製品が不良品です。こちらも、生産量における不良品の割合を、不良率と呼びます。
歩留まりが投入した原料における完成品の割合である一方、完成品に対する良品の割合が良品率です。したがって、歩留まり率が高ければ良品率も高くなる関係性を理解しておきましょう。
直行率
直行率とは製造プロセスにおいて、作業の修正や再作業なしに生産された製品の割合を示す言葉です。簡単に言えば、全ての製品のうち、最初の試行で優れた品質のものとなる割合を指します。
手直しとは、製造工程で生じた不具合を修正して良品レベルまで改善することです。一方の手戻りとは、不具合が発覚した時点で前の工程に戻してやり直すことを指します。
歩留まり率は完成品＝良品の割合を示しますが、手直しや手戻りで良品になったものも含まれていることを理解しておきましょう。
最終的には良品になったとしても手直しや手戻しがあると、作業コストが発生します。コストがかさむと利益を圧迫する恐れがあるため、直行率もチェックしましょう。
歩留まりが重要視される理由
歩留まりの意味や関連用語を理解したところで、次は重要性についてみていきましょう。
歩留まりは、実際に得られた生産量の割合を指します。つまり、歩留まりはどれだけ効率的に生産を行えているかの指標で、製品の品質やコストに直結する値です。
歩留まりが高いと、生産工程の最適化や不良品の削減に直結し、生産性と利益を向上させられます。また、リソースの節約や課題解決にも貢献することが可能です。
一方で、不良品や欠陥品が生じて歩留まりが下がれば、原料費や製造コストが高くなります。そのため、製造現場においては可能な限り歩留まり率を上げ、生産性を高める必要があるでしょう。
長期的に商品を安定供給したり、利益率をアップさせたりしたい場合は、歩留まりを日々正しく把握し分析と改善を繰り返す必要があります。
歩留まり率の計算方法
歩留まり率とは、投入した素材や原料の量に対して、実際に得られた生産量の割合（全体に対する成果の割合）を数値で表したものです。歩留まり率は、以下の計算式を用いて算出できます。
歩留まり率（％）＝（成果数÷全体の総数）×100
ただし、製造現場においては生産数ではなく、良品数をもとに計算する方法が一般的です。そのため、製造業では「投入原料に対する完成品の割合」や「生産数における良品の割合」が多く使用されています。
それぞれの計算方法は、以下のとおりです。
＜投入原料に対する完成品の割合＞
歩留まり率（％）＝ 完成品数 ÷ 投入原料数 × 100
＜生産数における良品の割合＞
良品率（％）= 歩留まり率（％） ＝ 良品数 ÷ 完成品数 × 100
※生産数における良品の割合は、良品率としても一般的に認識されています
また、上記の2つの計算式を組み合わせて、歩留まりを投入原料に対する良品の割合と定義することも可能です。
たとえば、投入原料における完成品の割合が80％で、生産数における良品の割合が50％としましょう。この場合、原料100個分から、80個の完成品が生産でき、完成品80個に対して良品は40個となります、そのため、投入原料における良品の割合から見た歩留まり率は40％です。
歩留まり率が低下する主な原因
歩留まりが高い場合は、効率的に製品が生産できているという状況で、収益性が高いと判断できます。一方、歩留まりが低いときは完成品の割合が少ないことでもあるため、生産性が低く収益が悪化する要因となり得るでしょう。
では、歩留まり率が低下する原因にはどういったものがあるのでしょうか。主な原因は以下の3つです。
- 設計上のミス
- ヒューマンエラー（人為的ミス）
- 製造設備の不具合
一つずつ詳しくみていきましょう。
設計上のミス
まず考えられる原因として、設計上のミスが挙げられます。とくに、開発フェーズから量産フェーズに移行する際は注意しましょう。
製品の設計は、開発を担当する部署が行います。設計段階では、投入する原材料や作業効率、製造ラインの性能などを加味したうえで見積もりを実施する流れです。
しかし、開発試作段階や製造スタート時は順調に進み、歩留まりが高かった場合でも、量産フェーズに移行した際に設計上の課題があらわになり、歩留まりが予想以上に低くなることも考えられます。
移行の前提は、あらかじめ設定した歩留まりを超えることです。それらを想定して完璧な設計をすることは不可能ですが、開発段階で現場の実状をどの程度把握できるかが成功のカギだといえるでしょう。
ヒューマンエラー（人為的ミス）
続いて、ヒューマンエラーも歩留まり率を低下させる原因として挙げられます。商品を製造する機械や作業手順などに問題がなかったとしても、ヒューマンエラーが発生してしまうと歩留まり率が低下する可能性が否定できません。
ヒューマンエラーが起こってしまう原因としては以下のような状況が考えられます。
- マニュアル（作業標準書）が整備されていない
- 作業の難易度が高すぎる
- ケアレスミスの発生
ヒューマンエラーが原因の場合、その要因を深掘りするようにしましょう。製造フローにおいてミスが起こっているとしたら、マニュアルや教育体制に問題があるかもしれません。
部品の取り付け時にミスが多い場合は、生産管理を見直す必要があります。これらの原因を突き止めるには、不良品が発生したら記録しておく、現場の作業環境を把握しておく、といった取り組みを日頃から行うことが重要です。
製造設備の不具合
さらに、製造設備の不具合（マシントラブル）も歩留まり率を低下させる一つの要因です。マシントラブルは、定期的にメンテナンスすることである程度は防げるほか、コストをかければ容易に解決できます。
ただし、マシンも機械である以上寿命があるため、使用する期間が長くなればなるほど、予想外のトラブルが発生してしまうことには注意しましょう。
また、マシン自体の販売停止による歩留まり率低下も考えられます。製品によっては決まったマシンでしか商品を製造できないこともあるでしょう。その場合、マシンの切り替えができなければ、歩留まり率の調整もききません。
そのほか、製造条件が著しく変更された場合も注意が必要です。マシンに想定以上の負荷がかかることで、マシンの寿命を縮めてしまう恐れもあります。そのため、設計段階でこれらのリスクマネジメントも考慮するようにしましょう。
工場における歩留まり率の改善方法
ここからは、工場における歩留まり率の改善方法を紹介します。主な方法は、以下の5つです。
- 不良品の発生原因を突き止める
- 歩留まりの目標値を設定する
- 直行率に目を向ける
- 歩留まり率改善に向けた共通認識をもつ
- IoT機器を導入する
一つずつみていきましょう。
不良品の発生原因を突き止める
まずは、不良品の発生原因を突き止めましょう。歩留まり率を向上させるためには、当然ですが不良品率の低下が必要です。そのためには、原因の究明と生産不良の記録が欠かせません。
不良品の起源を解明するためには、4Mの側面から詳しく調査することが肝要です。4Mとは、人（Man）、機械（Machine）、材料（Material）、方法（Method）の頭文字であり、製造における基本的な要因を指します。ますます低下している要因を4Mの視点で検討し、有力な箇所を掘り下げていくのが最初のステップです。
仮に歩留まり率の低下が異物欠点による不良品の増加だとしたら、現物を採取・分析したうえで、次の調査を行いましょう。
人：ヒューマンエラーはあったのか
機械：製造装置に異常はなかったのか
材料：特定の原料ロットで発生しているものなのか
方法：作業手順に変更点はなかったか
また、生産不良を記録する際は、以下の6つの視点で記録をしましょう。
- いつ
- どこの工程で
- 誰が
- 何を（どのような製品・不良を）
- いくつ
- なぜ
上記の記録を取った結果、原因が製造マシンの老朽化にあったと仮定します。その場合は、マシンを新しいものに交換すれば不良品は減り、歩留まり率が向上するでしょう。
このように、いつ、どの工程で不良品が製造されているのかを記録することも歩留まり率の改善には効果的です。
歩留まりの目標値を設定する
歩留まり率の改善には、歩留まりの目標値を設定することも有効です。まずは、現実的に達成可能な目標を設定して、少しずつ歩留まり率を高めていきます。
そのとき、できるだけ具体的に目標を決めることが重要です。さらに、目標値だけでなく達成する手段や期限も決めておくようにしましょう。
仮に従業員のスキル不足によって、歩留まり率低下が引き起こされていたとします。この場合、作業員向けのスキル研修が必要なため、目標としては「歩留まり率を1か月で10％改善する」といった具体的な目標を決めるようにしましょう。
直行率に目を向ける
歩留まり率を改善するには、直行率にも着目しましょう。直行率とは、製造される製品において一発で良品になる割合のことです。
歩留まり率自体は良品の割合を示しますが、これには差し戻しなどによって手直しされた良品も含まれます。最終的に良品になっても差し戻しがあると手直しのコストが発生し、利益を圧迫するため、直行率もチェックしておくことが重要です。
歩留まり率改善に向けた共通認識をもつ
歩留まり率を改善する場合は、製造にかかわる全員が歩留まりについて理解し、改善に向けた共通認識をもつことも重要です。会社の上層部だけでなく、現場の作業員レベルまで重要性を理解できていなければ改善活動はうまく進みません。
共通認識をもつために、生産結果の報告会や工程改善について議論するサークル活動の実施、作業習熟度を上げるための講習会の実施などが効果的です。
IoT機器を導入する
IoT機器を導入することで、歩留まり率の改善が期待できます。マニュアルと教育体制が整っていたとしても、人が作業する以上は不良品の発生リスクをゼロにすることは不可能に近いです。
その点、IoT機器を導入すればヒューマンエラーの防止につながるほか、稼働状況やエラー、温度などのデータも取得できるようになります。また、外観検査にAI技術を用いれば、過検出を抑制でき工数の削減にもつながるでしょう。
IoT機器の導入による主なメリットとしては、以下のようなものが挙げられます。
- 従業員の能力差による品質のばらつきを防げる
- 手間をかけずに生産状況を把握できる
- 人件費を削減し利益率アップにつながる
- 不良品発生時のエラー状況や機械の温度を確認できる
- 蓄積されたデータをもとに新たな改善点を発見できる
まとめ
歩留まりとは、投入した素材や原料の量に対して、得られた生産量の割合のことです。製造業では、歩留まりが高い状況は出荷できる製品が多くなり、利益の増加につながっている状態を指します。
本記事で解説した歩留まり率が低下する原因や歩留まり率を改善する方法を理解して、的確に収益の判断や課題の抽出・改善などを行えるようになりましょう。
製造業のお仕事を検討しているのであれば、「ウイルタス」をチェックしてみてください。ウイルタスでは、未経験の求人や正社員・契約社員の求人を多数ご紹介しています。
ウイルタスを運営しているウイルテックは、キャリアコンサルタントも在籍しておりますので、転職やご自身のこれからのキャリアについてのご相談だけでも大丈夫です。
下記エントリーよりお気軽にご連絡ください。