歩留まりは、生産された製品のうちにどの程度の良品があったかを表す指標です。
生産性や作業効率を向上させたい場合は、歩留まり率が低下する要因と改善する方法を確認しておきましょう。
本記事では、歩留まり率の計算方法と重要性を詳しく解説します。
歩留まり率が低下する要因と改善する方法をあわせて解説するので、ぜひ最後までご覧ください。
目次
歩留まりとは
歩留まりとは、製造業などの生産工程において、投入した材料や部品が最終的にどれだけ良品として生産されたかを示す割合のことです。英語では「yield」と表記されます。
具体的には、ある数量の原材料や部品を投入した際に、規格を満たす製品がどれだけ得られるかを計測します。
例えば、100個の原材料を投入して90個の完成品が得られた場合の歩留まり率は90%です。
歩留まりが高い場合は無駄が少なく、効率的に製品を生産できていることを意味します。対して、歩留まりが低い場合は、不良品の発生率が高かったり生産性が低かったりと、生産工程の改善が必要です。
歩留まりは、主に製造業や製造現場で使われる指標ですが、「全体の労力に対する成果の割合」と言う意味合いでさまざまなビジネスシーンで活用されています。
歩留まりの重要性
歩留まりは、生産工程の効率性や製品の品質率を評価する重要な指標です。
歩留まりが高い場合は、限られた原材料やリソースを最大限に活用し、より多くの規格適合品を製造できています。対して、歩留まりが低い場合は、不良品や廃棄物が多く発生し、生産効率が低下してしまっている状態です。
競合他社との激しい競争や資源の有効活用が求められる時代において、歩留まりを改善すれば下記のようなメリットを得られます。
- 生産コストの削減
- 製品の品質向上
- 環境負荷の軽減
- お客さま満足度の向上
- 従業員のモチベーション向上
原材料の無駄を減らせば、仕入コストの削減や環境負荷の軽減につながります。また、不良品の発生を抑えれば、製品の品質が向上しお客さまからの信頼が高まるので、ブランド価値を向上させることが可能です。
さらに、効率的なプロセスの導入や設備の最適化によって、無駄な手戻りを減らせば、従業員の負担を軽減してモチベーションの向上にもつながります。
歩留まりを改善すれば、より効率的に仕事を進めて職場全体の生産性が向上し、競争力も強化できます。
歩留まりは単なる生産効率の指標にとどまらず、企業の成長や環境配慮、品質向上につながるため重要です。企業が競争優位を保つためには、歩留まりを意識した生産管理を徹底しましょう。
歩留まり率の計算方法
歩留まりの計算方法は、次のとおりです。
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歩留まり率（%）=良品数÷生産数×100 |
良品の数を実際に生産した個数で割ると、歩留まり率を計算できます。
例えば、200個の製品を製造して基準を満たした製品が180個あった場合の歩留まり率は90%です。
歩留まり率を計算する際に、業種や事業によっては良品数や生産数を、下記のように置き換えて計算します。
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歩留まり率（%）=実際の成果数÷全体の総数×100 |
また、良品数がわからない場合は、下記の計算式でも歩留まり率を求められます。
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歩留まり率（%）=（生産数-不良品数）÷生産数×100 |
生産数から不良品数を引くと良品数がわかるので、200個の製品を製造して40個の不良品が発生した場合の歩留まり率は80%です。
歩留まり率とは
歩留まり率とは、歩留まりをパーセンテージで表したものです。
例えば、製造数が60個に対して、良品数が45個の場合は、下記の計算式で歩留まり率を求められます。
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良品数45個÷生産数60個×100=歩留まり率75% |
歩留まりの割合をパーセンテージで表すために、歩留まり率が使用されます。
歩留まり率は、ひと目で生産性や作業効率性を把握できる重要な指標です。
良品率とは
良品率は、歩留まり率と混同されやすい用語です。
歩留まり率と同じく、良品率は下記の計算式で求められます。
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良品率（%）=良品数÷生産数×100 |
良品率と歩留まり率の違いは、下記のとおりです。
|
良品率 |
生産数に対する良品数の割合 |
|
歩留まり率 |
原料に対する完成品の割合 |
どちらも同じ意味合いで使用されますが、明確には求める対象が異なるため、違いを理解しておきましょう。
例えば、100個の原材料から70個の製品を生産した際の歩留まり率は70%です。
しかし、70個の製品のうち良品が56個だった場合の良品率は80%です。
歩留まり率が原材料の利用効率を重視するのに対して、良品率は品質管理を重視しています。
歩留まり率から読み取れる状況
歩留まり率は、生産工程の効率や製品の品質状態を測る指標であり、数値によって現場の状況を読み取れます。
歩留まり率を分析すれば、工程の改善余地や課題を明確化し、今後の対策を講じられます。
現状の課題を把握し生産性向上につなげるために、歩留まり率から読み取れる状況を確認しましょう。
歩留まり率が高い場合
歩留まり率が高い場合は、生産過程における損失が少なく、多くの製品が規格適合品としての品質を満たしていることを示しています。歩留まり率が高い場合は、下記のような状況が期待できます。
- 製品の品質が安定している
- 工程が効率化されている
- 原材料や資源を効果的に利用している
不良品の発生が少なく、一定の基準を満たす製品が安定して供給されている状態です。そのため、製品の品質が安定しお客さま満足度の向上につながります。
また、生産プロセスが最適化されているため、余計な手戻りや再作業が発生せず、従業員の負担も軽減されている状況です。
原材料の無駄が少なく投入資源が最大限活用されているため、コスト削減にもつながっているので、企業にとってのメリットが多いです。
歩留まり率が高い場合は、現在の工程や品質管理が有効的に機能しています。歩留まり率が高い状態を維持するには、定期的な点検や微調整、生産性向上を目指す施策が必要です。
歩留まり率が低い場合
歩留まり率が低いということは、不良率が高く、生産効率にも問題がある可能性を示しています。
そのため、歩留まり率が低い場合は、以下のような状況が想定されます。
- 品質トラブルが頻発
- 生産ロスが大きい
- 工程に改善余地がある
歩留まり率が低いと、製品が規格外になるケースが多く、お客さまからのクレームや返品が増えるリスクがあります。また、不良率が高いので、原材料や部品が無駄になり、製造コストが増えてしまうのです。
また、手戻り作業が多いことで、作業時間や人件費が増加し従業員のモチベーションが低下するデメリットもあります。
歩留まり率が低下する原因
歩留まり率を改善するには、数値が低下する要因を理解しておく必要があります。なぜ歩留まり率が低下するのかの原因を理解しておかなければ、要因を特定し改善できません。
歩留まり率が低下する原因は、以下のとおりです。
- 原材料の品質が低い
- 機械設備の不良
- 製造プロセスの不良
- 人材不足やヒューマンエラー
- 不確定な品質管理体制
- 環境や政治などの外部要因
それぞれの要因を確認して、歩留まり率が低下しないよう対策しましょう。
原材料の品質が低い
歩留まり率低下の大きな原因のひとつが、原材料の品質です。原材料に不純物が含まれていたり、基準を満たしていなかったりすると、製品の仕上がりにバラつきが生じます。
金属加工や自動車製造の場合は、材質の不均一性が加工精度を狂わせ、寸法不良や強度不足を引き起こすケースもあり、原材料の品質が低いと不良率が高まります。
また、食品製造では、原材料の鮮度や産地による違いが味や品質にバラつきを生じさせるので、歩留まり率が低下するのです。
供給元を変更したりコスト削減を目的として安価な材料を使用したりすると、製造ライン全体の歩留まりに影響を及ぼします。
結果として、不良品の発生率が高まり、手直しや廃棄によるコスト増加が避けられません。
高い歩留まりを維持するには、品質が安定した原材料を確保し、調達先の選定や定期的な品質管理を徹底する必要があります。
機械設備の不良
生産工程で使用する機械設備が不良を起こした場合、歩留まり率が低下します。
機械設備が劣化し、部品の摩耗や調整不足が生じると、精度や再現性の低下につながるからです。
また、定期的なメンテナンスを怠ると、突然の故障やライン停止を引き起こし、製造効率が下がってしまい、品質調整に余計な時間とコストがかかります。
設備の設定ミスやセンサーの不調など、製品の寸法ズレや表面仕上げの不良につながるので注意が必要です。
歩留まり率を向上させるために、定期的な点検や予防保全を行って、機械設備の不良を減らしましょう。
製造プロセスの不良
製造プロセス自体に問題があると、歩留まり率は大きく低下します。
例えば、温度や圧力、速度などの工程パラメータが適切に管理されていなければ、製品の寸法や仕上がりにバラつきが生じてしまいます。
複数の工程が連携する生産プロセスでは、それぞれのタイミングがずれると、後工程での手直しや不良発生は増えます。
プロセスが複雑で手作業に依存している場合、従業員の技術や判断にバラつきが生じて、品質が安定しません。
工程ごとのモニタリングやリアルタイムでの品質データ分析を取り入れて、製造プロセスの不良を早期発見・対策しましょう。
人材不足やヒューマンエラー
十分な人員を確保できていない場合は、従業員のミスが発生しやすく、歩留まり率が低下しやすいです。
新しい従業員が多い現場では、作業ミスや手順の誤解による不良が増えて、歩留まり率の低下につながります。
人手不足により従業員一人一人に過剰な負担がかかると、注意力が低下しヒューマンエラーを誘発してしまいます。
さらに、作業手順や品質基準が明確でない場合、従業員が異なる解釈で作業を進めてしまい、不良品の発生率が上がります。
歩留まり率を向上させるためには、適切な人数の確保と従業員への徹底した教育訓練が必要です。作業手順書の整備や現場での指導体制の強化を通じて、ヒューマンエラーの発生を抑制しましょう。
不確定な品質管理体制
品質管理体制が確立されていない場合、歩留まり率が低下します。
明確な基準やルールがない環境では、製造現場での判断にバラつきが生じ、不良品の検出が遅延してしまうためです。
さらに、検査設備や方法が不十分な場合、見逃しや誤検知が増えて不良品が市場に流出するリスクも高まります。
また、品質データの収集や分析が不十分だと問題が起きている箇所の特定に時間がかかり、改善のための施策が遅れてしまいます。
品質管理体制を強化するために、統計的プロセス制御（SPC）や品質管理システムの導入を検討しましょう。
環境や政治などの外部要因
製造現場の歩留まり率は、環境や政治などの外部要因によっても影響を受けます。
天候や季節の変化が製品の品質に影響するケースや、自然災害による生産ラインの停止など要因はさまざまです。
また、電力供給の不安定さやエネルギーコストの変動が、製造コストや工程パラメータの調整に影響を及ぼすケースもあります。
さらに、関税や輸入規制・法規制の変更など政治的な要因も、原材料調達や製造スケジュールに予期しない影響を与えるので注意しましょう。
外部要因に対して事前のリスク管理を行い、迅速に対応できる体制を整えて、歩留まり率を安定させることが大切です。
歩留まりを改善するコツ
歩留まりを改善するコツは、以下のとおりです。
- 歩留まり率計算表を作成する
- 5M+1Eで不良発生原因を特定する
- 適切な目標を設定する
- 各プロセスにおけるマニュアルを策定する
- 職場環境や社内体制を強化する
- メンテナンス周期を見直す
- IoTやAIを活用する
それぞれのコツを実践して、歩留まり率を向上させましょう。
歩留まり率計算表を作成する
歩留まり率を改善するためには、現状を把握することが大切です。歩留まり率計算表を作成すれば、どの工程でどれだけの損失が発生しているかを可視化できます。
歩留まり率計算表は、Excelなどを活用すれば簡単に作成できます。下記のように歩留まり率を自動的に計算する歩留まり率計算表を作成して、改善に努めましょう。
|
製品名 |
良品数 |
不良品数 |
総生産数 |
歩留まり率 |
|
A |
60 |
20 |
80 |
75% |
|
B |
90 |
30 |
120 |
75% |
|
C |
120 |
30 |
150 |
80% |
|
D |
90 |
10 |
100 |
90% |
歩留まり率計算表を活用すれば、どの部分で歩留まりが低下しているのかを数値的に把握でき、効率的な改善策を講じられます。歩留まり率計算表を定期的に更新して、長期的な品質向上を図りましょう。
5M+1Eで不良発生原因を特定する
歩留まり率を改善するには、不良発生の原因を正確に特定する必要があります。5M+1Eのフレームワークを活用すれば、不良原因を特定して根本的な要因を洗い出せます。
5M+1Eとは、下記の視点で不良原因を特定するフレームワークです。
|
人（Man） |
従業員のスキル不足やコミュニケーション能力不足、ヒューマンエラーによる不良 |
|
機械・設備（Machine） |
機械設備の不良や劣化による不良 |
|
方法（Method） |
作業手順や方法のバラつきによる不良 |
|
原料、材料（Material） |
原料や材料の品質にバラつきがある際の不良 |
|
測定、検査（Measurement） |
測定機器の精度や測定条件・方法、測定者のスキルによって生じる不良 |
|
環境（Environment） |
作業現場の温度や湿度・音・光・振動など環境による不良 |
5M+1Eの分析方法を取り入れると、どの項目に手を加えるべきかが明確になり、歩留まり率を効果的に改善できます。
適切な目標を設定する
歩留まり率を改善するためには、達成可能で明確な目標を設定することが大切です。
例えば、「半年間で歩留まり率を5%向上させる」など具体的な数値目標を掲げれば、従業員全員が共通のゴールに向かって取り組めます。
目標は達成可能な数値で、やりがいを感じられる水準に設定すると、従業員のモチベーションを高めることが可能です。
さらに、進捗状況を定期的に確認し目標達成に向けての取り組みを調整していけば、持続的に歩留まり率を向上させられます。
各プロセスにおけるマニュアルを策定する
各工程で発生する作業手順を標準化するために、マニュアルを制定すれば作業者が変わっても品質を安定させられます。
品質の安定は、歩留まり率の改善につながるので、各プロセスにおけるマニュアルを制定しましょう。
マニュアルがないと、作業者ごとに方法や基準が異なり、品質のばらつきや不良品の増加を招いてしまいます。
標準化されたマニュアルを作業者全員が守れば、一定の品質を維持して歩留まり率を改善可能です。
新人作業者が入った際にも、マニュアルに沿って作業を進めれば、スムーズに業務を習得できヒューマンエラーを削減できます。
作業の効率化と品質向上を両立するために、各プロセスのマニュアルを策定しましょう。
職場環境や社内体制を強化する
職場環境や社内体制を見直し、従業員が効率的に作業可能な環境を整えれば、歩留まり率を改善できます。
作業しやすい環境を整えると生産性を向上しヒューマンエラーの防止につながるので、歩留まり率を高めることが可能です。
具体的には、作業スペースの整理整頓や適切な照明の確保、空調設備の見直しなど環境面の改善が効果的です。
また、管理体制を強化し、責任者やリーダーの役割を明確化すれば、トラブルが発生した際の対応を迅速化できます。
メンテナンス周期を見直す
製造機器のメンテナンスを適切に実施すれば、予期せぬトラブルや不良品発生のリスクを軽減できます。
歩留まり率の改善に向けて、現場の状況に合わせた頻度で点検や整備を実施できるように、メンテナンス周期を見直しましょう。
メンテナンスの頻度が多いと、コストアップにつながりますが、不足すれば故障が頻発し歩留まりが低下します。
適切な周期を設定することで、機器の状態を良好に保ち、安定した生産を実現します。
メンテナンス記録を定期的に分析して、機器や設備の不良を予防し、長期的な歩留まり率の改善につなげましょう。
IoTやAIを活用する
IoTやAIの技術を取り入れることで、歩留まり率を改善できる可能性が広がります。
センサーやネットワークを活用して生産ラインのデータをリアルタイムで収集し、AIがデータを分析すれば、品質に影響を与える要因を特定できます。
また、異常検知システムを導入すれば、従来の検査工程では見逃していた不良品の兆候を事前に察知することが可能です。
歩留まり率の改善に効果的なIoT・AIテクノロジーの活用方法は、主に次のとおりです。
- IoTセンサーによる設備状況の可視化
- AI分析による外見検査の効率化
- VRトレーニングによるヒューマンエラー防止
上記のテクノロジーを活用して、歩留まり率の改善につなげましょう。
IoTセンサーによる設備状況の可視化
IoTセンサーを利用すれば、製造現場の設備状況をリアルタイムで把握できます。
温度や湿度・振動・圧力などのデータをセンサーが収集し、クラウドに送信してリアルタイムでの状況把握を実現します。
IoTセンサーを活用すれば、機器の状態変化や異常の兆候を事前に発見し、予期せぬ停止や不良品の発生を防ぐことが可能です。
設備状況を可視化すれば、不良品の発生を防止し歩留まり率の向上につながります。
AI分析による外見検査の効率化
AIを活用した外見検査システムは、従来の目視や簡易的な検査装置では検出できなかった不良を、高い精度で検出できます。
画像認識技術を取り入れたAIモデルは、不良品の特長を学習し、短時間で正確に異常を判断するシステムを構築します。
AI分析を外見検査に摂り入れれば、検査スピードを向上させ不良品が流通するリスクを低減できるので、歩留まり率を改善できます。
VRトレーニングによるヒューマンエラー防止
VR（仮想現実）技術を用いたトレーニングは、従業員が実際の作業環境を安全に体験し、スキルを向上させる効果的な育成方法です。
従来のOJT（オン・ザ・ジョブ・トレーニング）では発生しがちなヒューマンエラーを、仮想空間での反復練習を通じて予防できます。
機械の操作手順や不具合時の対応手順をVRで事前に練習しておけば、現場でのミスが減少し、歩留まり率を向上させることが可能です。
VRトレーニングは、効率的で安全なスキル習得を実現する育成方法として注目されています。
歩留まり率を改善した成功事例
歩留まり率の改善につながる施策を考案するために、他社の成功事例を参考にしましょう。下記の成功事例をご紹介するので、自社に効果的な施策を考案する参考にしてください。
- IoTプラットフォームを活用したリアルタイム生産管理
- VRとスマートグラスによるヒューマンエラーの軽減
- スマートファクトリー化によるPDCAサイクルの循環
事例1.IoTプラットフォームを活用したリアルタイム生産管理
某企業では、世界中にある工場をIT・IoTテクノロジーでつなぎ、さまざまな機器から収集したデータをクラウド上に集約・蓄積しています。
世界中の工場をクラウド上で接続し、各エリアの需要に応じた生産量の変動に対応できる仕組みを構築しました。
IoTプラットフォームを活用することで、生産力の強化とリアルタイムでの生産管理を実現し、歩留まり率を改善した事例です。
事例2.VRとスマートグラスによるヒューマンエラーの軽減
某企業では、VRトレーニングを実施してヒューマンエラーの軽減を実現しました。
現場でなく仮想空間でシミュレーションを実施し、言語化しにくい技術をトレーニングし、作業者のスキルアップを図りました。
また、危険な行動パターンを特定し作業手順や環境の改善に役立て、不良発生率を軽減しています。
さらに、スマートグラスを活用して熟練作業者が現場の状況を確認しながら指導できる環境を整備し、ヒューマンエラーの防止に努めました。
スマートグラスの録画データは、新人教育や業務改善に役立つため、ヒューマンエラーの防止と作業者のスキルアップを同時に実施しています。
事例3.スマートファクトリー化によるPDCAサイクルの循環
某工場では、製造現場にIoTやAIなどのテクノロジーを導入し、作業効率を向上させるスマートファクトリー化を実現しました。
IoTを活用して膨大な工程データを取得し、クラウドに送られたデータを現場で分析する仕組みを構築したのです。
分析したデータを基にPDCAサイクルを回し、半年間で過去最高の歩留まり率を実現しました。
歩留まり率を改善できるよう品質管理体制を見直そう
歩留まり率を改善するために、品質管理体制を見直すことが大切です。
不良発生を防止し生産性も向上させるには、品質の安定化と作業方法の標準化が求められます。
品質管理体制を見直すために、現状の課題を把握し不良発生の要因を特定することが大切です。
品質管理システムを導入すれば、リアルタイムで生産工程の稼働状況をデータ化し、不良発生の要因を特定できます。
IoTやAIテクノロジーを活用した要因分析と課題把握を実施して、歩留まり率の改善につながる施策を実行しましょう。
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