前回は、工場全体の「流れ」を見る工程分析（6つの状態）や、お金をかけずに現場を楽にする改善のフレームワーク「ECRS（イクルス）の原則」、そして現場と一緒に客観的データを見る「スマホ動画の活用」について解説しました。
現場を巻き込む正しいマインドセットが整い、全体の大まかなムダが見えてきたら、いよいよ現場の「稼働率」と「生産速度」を劇的に引き上げる具体的なIE（インダストリアル・エンジニアリング）手法の実践に入ります。
今回向き合うテーマは、多くの中小製造業が最も頭を抱えている課題「多品種少量生産・短納期化に伴う、機械の停止時間と手待ち時間」です。
「品種が増えて段取り替えが増えたから、稼働率が落ちるのは仕方がない」 「高額な自動化ロボットや最新のNC加工機を導入しなければ、これ以上の効率化は無理だ」
そう諦める必要はありません。今回は、設備投資を一切行わず、「人」と「機械」の時間の使い方を科学する2つの強力なIE手法「外段取り化」と「Man-Machine（マン・マシン）分析」を組み合わせた、2段構えの改善ステップを解説します。
はじめに――設備ではなく「時間の設計」を変える
中小製造業を取り巻く環境は、年々厳しさを増しています。人手不足の深刻化、原材料・エネルギー価格の高騰、そして顧客ニーズの細分化に伴う多品種少量・短納期生産へのシフト。これらは一過性のブームではなく、製造業が生き残るための前提条件となりました。
顧客ニーズの細分化と短納期化が進むほど、製造現場では品種切替が増えます。品種が増えれば、金型、刃具、材料、プログラム、検査条件などの変更も増え、そのたびに機械が止まります。売れるものを柔軟に作ろうとするほど設備稼働率が下がる。これが、多品種少量生産が抱えるジレンマです。
しかし、解決策は必ずしも高額な複合加工機やロボットではありません。最初に見直すべきは、今ある人と機械の「時間の使い方」です。本稿では、機械停止時間を短くする「内段取り・外段取り」と、人と機械の動きを時間軸で組み直す「Man-Machine分析」という2つのIE手法を組み合わせます。設備能力を増やさずに、停止と手待ちを同時に減らす実践的なアプローチです。
「内段取り・外段取り」を徹底的に分ける
多品種少量生産の現場において、最大の生産性阻害要因（ボトルネック）となるのが「段取り替えに伴う機械の停止時間」です。まずは、この停止時間を極限まで削り落とします。
なぜ段取り替えが「負のループ」を引き起こすのか？
前回解説したIEの「工程分析（6つの状態：加工、運搬、貯蔵、滞留、数量検査、品質検査）」を思い出してください。製品の価値が高まり、お客様がお金を払ってくださるのは、唯一「加工」の瞬間だけです。
材料を探す、図面を読む、刃具を取りに行く、機械を調整する、検査の結果を待つといった時間は、必要であっても製品そのものの価値を増やしてはいません。IEの視点からは「1円の価値も生み出していないムダ」と定義されます。 とりわけ段取り替え中は、能力を持った機械が止まったままです。
段取り時間が長い現場では、「切替が面倒だから同じ品種をまとめて作ろう」という判断が起こります。一見すると合理的ですが、必要量を超えて生産すれば、次工程の前に仕掛品がたまります。在庫が増えると置き場、運搬、数量管理、品質劣化、設計変更による陳腐化のリスクも増えます。さらに、大ロット生産の間は別品種が待たされ、短納期対応が難しくなります。
つまり、段取りが長いからまとめて作る、まとめて作るから仕掛品と待ち時間が増える、流れが悪くなるから納期を守るためにさらに前倒しで作る、という負のループです。多品種少量生産を強みに変えるには、段取り回数を減らすのではなく、「何度切り替えても困らない短い段取り」を作る必要があります。
「内段取り」と「外段取り」の明確な定義
「段取り時間を短くしろと言われても、作業者の手を素早く動かせるのには限界がある」 そう思われるかもしれません。しかし、IEの段取り改善は「作業者に急いで動けと強いる（労働強化）」ものではありません。
段取り替えの作業は、性質によって以下の2つに明確に分けることができます。
- 内段取り（In-setup）： 機械を「止めなければ絶対にできない」作業
（例）加工済みの金型・刃具の取り外し、新しい金型・刃具の取り付け、位置決めの締め付けなど - 外段取り（Out-setup）： 機械が「動いている間（前ロットの加工中）」にできる準備・片付け作業
（例）：次ロットの図面や作業指示書の確認、材料・工具・治具の事前引き取り、前ロットの完成品バリ取りや測定、治具の事前予熱、NCプログラムの呼び出し準備など
多くの現場では、この区別が曖昧です。
前ロットの加工が終わって機械を止めてから「さて、次の品番は何だっけ？」と次の指示書を読み、「あの工具はどこに置いた？」と工具棚へ歩き、必要なボルトを探し、材料の所在を確認・・・といった具合です。これらは本来、「外段取り（機械が動いている間）」にできるはずの作業を、機械を止めた状態（内段取り）でやってしまっているという決定的なムダです。
段取り短縮の第一歩は、手のスピードを上げることではありません。「機械を止めて行う作業（内段取り）」の中から、「事前にできる作業（外段取り）」を徹底的に抽出して外へ追い出すこと。重要なのは、現状のやり方を基準に「これは内段取りだ」と決めつけないことです。「現在、停止中に行っている作業」と「停止しなければできない作業」は同じではありません。場所、情報、道具の置き方を変えれば、停止前に実施できる作業は想像以上に多くあります。
段取り時間を半減させる「ECRS適用4ステップ」
具体的にどのように段取り短縮を進めるのか、「ECRSの原則（E:排除、C:結合、R:入れ替え、S:簡素化）」に沿った4つのステップで解説します。
ステップ1：段取り替えの全手順をスマホ動画で撮影する（現状の可視化）
まずは現場の協力・同意を得た上で、段取り替えが始まってから次の合格品（1個目）が出るまでの一連の動きを、スマホやデジタルカメラでノーカット撮影します。記憶や印象では省かれてしまう「数十秒の探索」「短い往復」「確認の待ち」が映像には残ります。ストップウォッチを手に威圧的に監視するのではなく、「現場のやりにくさを一緒に見つけて、楽になる手順を作ろう」というスタンスを徹底してください。
ステップ2：作業をリストアップし、「内段取り」と「外段取り」に分ける
撮影した動画を作業者本人と一緒に再生しながら、行われている作業を1つずつカードやリストに書き出します。「これは機械を止めないとできない作業か？」「前もって準備できる作業か？」を話し合い、明確に色分け（可視化）します。 「刃具を外す」「刃具を棚へ戻す」「次の刃具を探す」を一括して“刃具交換”と書かず、動作単位まで分けます。機械停止が必要な作業だけを赤、運転中にもできる作業を青にすると、赤の中に紛れ込んだ青が見えてきます。
ステップ3：内段取りを外段取りへ変換する（ECRSのR：入れ替え）
機械が止まっている間に行われていた作業のうち、「外段取り」に分類されたものを、すべて「前ロットの機械が動いている時間（自動加工中）」へ移動させます。
- 次ロットの材料、工具、測定器、作業指示書は、あらかじめ機械の横の台（段取り台車など）にセットしておく。
- パラメータの入力値やNCプログラムの頭出しは、事前に確認しておく。
この「入れ替え（Rearrange）」を行うだけで、機械の停止時間は劇的に削り落とされます。 次ロット用の台車を作り、図面、材料、工具、治具、測定具を一式で揃えるだけでもかなり効果があります。
ステップ4：内段取りそのものを簡素化する（ECRSのS：簡素化）
どうしても残ってしまった機械を止めなければできない「内段取り」の作業に対して、最後に簡素化を行います。
- ボルト締めからの脱却（ワンタッチ化）： 何回転も回さなければならないボルト留めを、ワンタッチレバー、カム式クランプ、マグネットチャックなどに変更する。
- 工具の共通化： 取り付けボルトのサイズを統一し、持ち替えるスパナや六角レンチの種類を1種類にする。
- 調整作業の排除： 定規や目盛り、熟練工の「勘」で位置合わせをしていたものを、ストッパーや位置決めピンを設置して「突き当てれば一発で位置が決まる（調整いらず）」仕組みにする。
たとえば、従来40分かかっていた段取りを観察した結果、工具・材料探し8分、指示書確認4分、治具清掃3分、実際の脱着と調整25分だったとします。前半15分を外段取りへ移せば、機械停止は25分になります。さらにクランプのワンタッチ化と位置決めの共通化で10分短縮できれば、停止時間は15分です。新設備を買わなくても、停止時間は40分から15分へ、6割以上短縮できます。
Man-Machine分析で稼働率を極限まで高める
外段取り化によって「機械が動いている間に、次の準備をする」という考え方が理解できたら、次に生じるのは次のような疑問です。
「前ロットの機械が動いている間に外段取りをやると言われても、作業者は機械の横についていなければならないのでは？」
「具体的に『いつ』『どのタイミングで』外段取りをやればいいのか分からない」
日々の仕事の中で、その外段取りを“いつ”行えばよいのか。別に準備担当者を置けば人件費が増え、加工が終わる直前に慌てて始めれば安全や品質を損ないます。この実行時間を科学的に見つける道具が、「Man-Machine分析（人・機械分析／マン・マシン・チャート）」です。
機械の横で「じっと待つ」作業者
工場の中を観察していると、次のようなシーンに度々遭遇します。
「最新のNC加工機がガタガタと音を立てて自動加工を行っている横で、作業者のAさんが腕を組み、じっと機械の挙動を眺めている」
一見すると、Aさんは真面目に機械の安全を見守っているように見えます。しかし、IEの視点から言えば、機械が自動で削っている間、人間が横でじっと立っている時間（手待ち時間）は、「1円の価値も生み出していないムダな時間」です。 Aさんがサボっているわけではありません。「自動運転中に何をすればいいか明確な指示がない」「急にトラブルが起きたら怖いから離れられない」という、作業設計の不備が原因なのです。
Man-Machine（人・機械）分析とは何か？
Man-Machine分析とは、「作業者（Man）の動き」と「機械（Machine）の動き」を共通の時間軸の上で見える化（チャート化）し、両者の組み合わせを最適化するIE手法です。
縦軸に「時間（秒単位）」をとり、左側に「人の動き」、右側に「機械の動き」を棒グラフのように並べて描きます。この分析を行うことで、現場の作業サイクルは以下の「3つの時間」に分解されます。
- 人の単独作業時間： 人間だけが作業している時間（例：部品のセット・取り外し、バリ取り、測定など。この間、機械はストップしている）
- 機械の自動運転時間： 機械だけが動いている時間（例：NC切削加工、自動成形など。この間、人は手が空く）
- 連動作業時間： 人と機械が一緒に動いている時間（例：手動送り操作、ボタンを押しながらのセットなど）
Man-Machine分析の目的は、人・機械チャートを描くことで「機械の自動運転時間（手が空くスキマ時間）」と「人の単独作業時間（機械停止）」の重なり具合を正確に把握することにあります。
外段取り×Man-Machine――2つの手法がつながる瞬間
Man-Machine分析によって、例えば「機械が自動加工を行っている3分間、人間の手が完全に空いている（手待ち）」という事実がチャート上で数値化されます。
内段取り外段取り分類では「機械を止めずにできる仕事」を見つけます。Man-Machine分析は、その仕事を実行できる「機械の自動運転時間」を見つけます。つまり、外段取りという仕事の箱を作り、Man-Machine分析で見つけた時間のスロットへ入れるのです。これはECRSのC（Combine：結合）に当たります。
改善前：1サイクル合計：19分（機械停止時間：9分）
| 機械 | 人 |
| 自動加工（10分） | 前の加工品のバリ取り（3分） 機械の横で手待ち（7分） |
| 停止（7分） | ［内段取り］ 取り外し、次ロットの工具・指示書を探して準備（7分） |
| 停止（2分） | ［内段取り］ 材料セット・起動（2分） |
改善後（外段取り × Man-Machine）：13分（機械停止時間：わずか3分）
| 機械 | 人 |
| 自動加工（10分） | 前の加工品のバリ取り（3分） ［外段取り］ 次ロットの工具・指示書を事前準備（6分） 監視（余裕時間）(1分） |
| 停止（3分） | ［内段取り］ 取り外し・ 材料セット・起動（3分） |
いかがでしょうか。作業者に急いで走らせたわけではありません。「機械が動いている10分間」の裏側に、「人間がやるべき外段取り」を時間的パズルのように綺麗に当てはめただけです。
まとめ：工場に眠る「時間の埋蔵金」を掘り起こす
日本IE協会が定義するように、IEとは「価値とムダを顕在化させ、資源を最小化することでその価値を最大限に引き出す見方・考え方」です。
多品種少量生産の時代において、「段取り替えがあるから稼働率が落ちるのは仕方がない」と諦める必要はありません。高額なロボットや新型機を購入しなくても、今ある「人」と「機械」の時間の組み合わせ（Man-Machine分析）を変えるだけで、工場にはまだまだ大きな伸びしろ（埋蔵金）が眠っています。
まずは明日、工場の中で一番高いNC機械や加工機の前に立ち、自動運転中に作業者がどんな動きをしているか、優しく観察してみることから始めてみませんか？
機械が自動運転している間、作業者は何をしているでしょうか。次ロットの図面、工具、材料、治具は、加工が終わる前に準備できているでしょうか。その観察から、設備投資ゼロの生産性向上がはじまります。
