【金属部品・ボディパネルのAI生産スケジューリング 4】ROI試算 ～ 年間Return値3,883万円を計算式で検算する

2026.10.09A1:生産計画・スケジューリング , S08:金型や治具を使う工程で納期遅れと段取りを最少化したい

全5回の4回目です。前回は、最適化AIが割付け、投入順序、ロットサイズ、工程の同期の4要素を同時に決める考え方を説明しました。今回は、その効果を年間の金額にします。計算するのはReturn(導入で得られる効果)だけで、Investment(投資額)は製品や規模で変わるため扱いません。

1. 先に結論

この工場の前提で計算すると、効果は年間38,827,800円、月額に換算すると3,235,650円です。1年あたりの効果の合計を年間Return値と呼びます。内訳で最も大きいのは、段取りで止まっていた設備が動けるようになった分の設備費です。

第3回の4要素は、それぞれ次のコストダウン項目に結びつきます。割付けと投入順序で段取り時間が短縮すると、段取り人件費、段取りコスト、設備費が下がります。投入順序が安全在庫と納期を守れば、管理担当者が特急対応を指示する回数が減って管理人件費が下がり、ロットサイズと工程の同期で在庫が減れば在庫保有コストが下がります。生産順序の候補を人が並べて比べる時間が減る分は、計画作成人件費に表れます。

6つのコストダウン項目のうち5項目は、どれも同じ形の計算式、つまり月の削減時間×単価×12で計算します。残る1項目の在庫保有コストだけは、時間ではなく棚卸資産の金額から計算します。

2. 前提値

前提値	値	根拠
品番数	約140	見込生産品100 / 受注生産品約40 (第1回)
月間段取り時間(5工程合計)	270時間	第1回の表
段取り削減率	30%	想定値 (第3回)
計画担当者数	3人	第1回
計画作成時間	60時間/月・人	計画の作成と作り直しの時間
計画削減率	40%	想定値
管理担当者数	2人	第1回
管理時間	55時間/月・人	2人で月110時間 (第2回)
管理削減率	50%	想定値
計画人件費単価	4,400円/時	計画担当者の時間単価
管理人件費単価	4,800円/時	管理担当者の時間単価 (計画担当者より高い)
段取り人件費単価(残業相当)	7,250円/時	作業者2人×2,900円×割増1.25
資材電力単価	2,600円/時	洗浄剤、試しに加工するパネルの材料、暖機の電力
棚卸資産	3億6,000万円	原材料・仕掛品・製品の合計 (第2回)
在庫圧縮率	12%	想定値
保管コスト率	12%/年	第2回

段取り人件費単価は、段取りに作業者2人がつくことと、長引いた分を残業で補うと割増がかかることを反映しています。削減率の30%、40%、50%と在庫圧縮率の12%は、この工場で見込んだ想定値です。

3. 段取り時間の削減量

工程ごとに、台数×1ライン(セルの工程は1セル)あたりの月間段取り時間×削減率で削減時間を求め、5工程分を足します。設備単価は工程ごとに違うため、設備費も工程ごとに削減時間×設備単価×12で計算して足します。

工程	台数	1ライン・1セルあたり月間段取り時間	月間段取り時間	削減率	削減時間	設備単価	年間金額(設備費)
ブランキング	1ライン	40時間	40時間	30%	12時間	7,000円/時	1,008,000円
プレス成形	2ライン	70時間	140時間	30%	42時間	28,000円/時	14,112,000円
スポット溶接	4セル	10時間	40時間	30%	12時間	4,000円/時	576,000円
ヘミング	3セル	10時間	30時間	30%	9時間	5,000円/時	540,000円
電着塗装	1ライン	20時間	20時間	30%	6時間	12,000円/時	864,000円
合計	—	—	270時間	—	81時間	—	17,100,000円

表のとおり、段取り時間の削減量は月81時間です。設備単価は1ライン・1セルあたりの単価なので、セルが複数ある工程でも削減時間の合計にそのまま掛けられます。プレス成形だけで14,112,000円となり、設備費の82.5%を占めます。削減時間の42時間と設備単価の28,000円が、どちらも5工程で最大だからです。

4. 計画と管理の時間削減

計画時間の削減量は、3人×60時間×40%で月72時間です。管理時間の削減量は、2人×55時間×50%で月55時間です。

計画の時間が減るのは、生産順序の候補を並べ、候補ごとの段取り時間を見積もり、どれが良いかを比べる作業を、人の代わりに最適化AIが行うためです。管理の時間が減るのは、安全在庫と納期を守る生産順序があらかじめ計画に組み込まれ、安全在庫を下回りそうな品番や遅れそうな受注生産品を探して特急対応を指示する作業が減るためです。管理時間にかかる人件費は、第2回で説明した間接人件費にあたります。

5. 6つのコストダウン項目

コストダウン項目	計算式	年間金額
計画作成人件費	72時間×4,400円×12	3,801,600円
管理人件費	55時間×4,800円×12	3,168,000円
段取り人件費(残業相当)	81時間×7,250円×12	7,047,000円
段取りコスト(資材・電力)	81時間×2,600円×12	2,527,200円
在庫保有コスト	3億6,000万円×12%×12%	5,184,000円
設備費(段取り停止の解消)	工程ごとに削減時間×設備単価×12を計算して足す	17,100,000円
年間Return値	—	38,827,800円

在庫保有コストだけは、ほかの5項目と計算式の形が違います。棚卸資産×在庫圧縮率×保管コスト率で求めます。在庫圧縮率は、在庫をどれだけ減らせるかの割合です。

投入順序とロットサイズが適切になると、欠品を恐れて安全在庫より多く持っていた分と、ヘミング前で待つ仕掛品が減ります。この2つで棚卸資産の12%が減ると見込み、在庫圧縮率を12%としました。

設備費は、段取りで止まっていた設備が動けるようになった分の価値です。止まっている時間にも償却費と保守のコストは発生しています。その時間を製品の生産に振り向けられる分を、設備単価で金額にしています。電力は段取りコストの側で数えているため、設備費には入れていません。

6. 合計と構成比

6つの項目が年間Return値に占める割合は、下の表のとおりです。構成比は小数第1位で丸めており、丸めた後の合計も100.0%になります。

コストダウン項目	年間金額	構成比
計画作成人件費	3,801,600円	9.8%
管理人件費	3,168,000円	8.2%
段取り人件費(残業相当)	7,047,000円	18.1%
段取りコスト(資材・電力)	2,527,200円	6.5%
在庫保有コスト	5,184,000円	13.4%
設備費(段取り停止の解消)	17,100,000円	44.0%
合計	38,827,800円	100.0%

段取りに関わる3項目(段取り人件費、段取りコスト、設備費)を足すと68.6%になり、効果の約7割は段取り時間の短縮によるものです。残る約3割は、計画と管理に使っていた人の時間と、在庫を持つことによる負担の削減です。

7. 変動費と固定費に分けて理解する

年間Return値は、性質の違う2種類の効果からできています。分けておくと、社内で説明するときに、どの効果が現金の支出を減らすのかを示せます。

区分	該当するコストダウン項目	年間金額	構成比
変動費	段取り人件費、段取りコスト、在庫保有コスト	14,758,200円	38.0%
固定費	計画作成人件費、管理人件費、設備費	24,069,600円	62.0%
合計	—	38,827,800円	100.0%

変動費の14,758,200円は、残業代、洗浄剤、試し加工の材料、電力、在庫の保管と資金のコストが実際に減るため、導入した年から現金の支出が減ります。この部分は、確実に得られる堅い効果です。

固定費の24,069,600円は、計画担当者と管理担当者の給与や、プレスラインの償却費が導入後も変わらないため、そのままでは現金は減りません。この金額は伸びしろにあたり、具体的には、設備の月81時間(うちプレス成形42時間)と、計画・管理の人の月127時間を新しいオーダに使えるようになることです。需要が増えたときにこの時間で増産すれば、プレスラインを買い足さずに売上と利益を伸ばせます。ただし、売上になるのは、その時間に実際にオーダが入ったときです。

まとめ

第2回の4つの課題は、特急対応が管理人件費に、段取り時間の増加が段取り人件費と段取りコストと設備費に、ロットサイズが定まらないことと在庫の増加が在庫保有コストに表れています。前提値と単価を自社の数字に差し替えれば、同じ計算式で誰でも検算できます。

段取りに関わる3項目が全体の約7割を占めるため、結果を最も左右するのは段取り削減率の30%です。この値を自社の実測に置き換えるには、導入の前後で段取り時間を同じ方法で記録する必要があります。次回は、その記録をどの工程から、どの順で取るかを扱います。あなたの工場のプレスラインの月間段取り時間に設備単価を掛けると、1年でいくらになるでしょうか?

解説動画

この回の内容を、動画でも説明しています。

次のコラム

全工程を一度に替えなくても、効果は確かめられます。ボトルネックのプレス成形の1工程から始め、導入の前後1か月ずつ段取りを記録して、第4回の削減率を自社の実測に置き換える進め方を説明します。

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