生産スケジューラ導入の効果は年2,870万円 計算式で検算｜モーターコアのAI生産スケジューリング 4

2026.11.01A1: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28,697,316円、月額に換算すると2,391,443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、段取りが長引いた分を残業で補っていた段取り人件費です。

第3回の4要素は、それぞれ次のように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した分は、段取り人件費、段取りコスト、設備費に表れます。投入順序が安全在庫と納期を守れば、進捗管理担当者が督促する回数が減り、管理人件費が下がります。

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。人が試行錯誤で生産順序を組み直す時間が減る分は、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120	見込生産品約96 / 受注生産品約24 (第1回)
月間段取り時間(5工程合計)	339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2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
進捗管理担当者数	2人	第2回
管理時間	60時間/月・人	2人で月120時間 (第2回)
管理削減率	50%	想定値
計画人件費単価	4,600円/時	計画担当者の時間単価
管理人件費単価	4,900円/時	進捗管理担当者の時間単価
段取り人件費単価(残業相当)	8,250円/時	2人×3,300円×割増1.25
資材電力単価	2,040円/時	試し打ちで捨てるスリット材と、段取りの間の電力から計算 (下の段落)
棚卸資産	2億4,000万円	コイル・スリット材・仕掛品・製品の合計 (第2回)
在庫圧縮率	10%	想定値
保管コスト率	10%/年	第2回

段取り人件費単価は、2人×1人分の時間単価3,300円×残業の割増1.25で8,250円です。1人分の時間単価は、全産業の一般労働者の賃金の月額330,400円を月160時間で割り、社会保険などの負担として1.6を掛けた約3,304円を、100円単位に丸めた値です。段取りは、第1回で説明したとおり、どの工程でも2人で行います。予定より長引いた分は残業で補うため、残業の単価で計算します。

計画人件費単価と管理人件費単価は、この工場ではそれぞれ4,600円と4,900円と置きます。進捗管理担当者のほうが職位が高いため、単価も高くしています。削減率の30%、40%、50%と、在庫をどれだけ減らせるかの割合である在庫圧縮率の10%は、この工場で見込んだ想定値です。

資材電力単価は、段取り1時間あたりにかかる資材と電力の金額で、試し打ちで捨てるスリット材と、段取りの間の電力の2つの内訳から計算します。大型プレス機では金型の交換のたびに20m、コイルの継ぎ替えのたびに5mを捨て、2台で月1,380mになります。この工場では、厚さ0.30mm・幅300mmのスリット材1mの材料費を約276円(電磁鋼板1kgあたり400円と置き、スリット材1mの重さ約0.69kgを掛けた値)とし、月380,880円です。

中型プレス機では金型の交換で10m、コイルの継ぎ替えで5mを捨て、3台で月1,500mになります。厚さ0.35mm・幅150mmのスリット材1mを約160円として、月240,000円です。

段取りの間の電力は、プレス機が止まっている間も動かしておく油圧と潤滑の装置が使う分です。プレス機5台の段取りは月260時間あり、平均10kW、電気料金を1kWhあたり27円と置くと、260時間×10kW×27円で月70,200円です。大型と中型のスリット材と電力を合わせた月691,080円を、5工程の月間段取り時間339時間で割ると約2,039円になり、10円単位に丸めて2,040円/時とします。

3. 段取り時間の削減量

工程ごとに、台数×1台(検査と梱包は1ライン)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。設備費も同じように、工程ごとに削減時間×設備単価×12を計算して合計します。

設備単価は、第2回で説明した償却費と保守のコストを1台・1ラインの年間の稼働時間で割った1時間あたりの金額で、工程によって違います。償却費を設備の価格÷10年、保守を年に設備の価格の5%と置き、年間の稼働時間を4,000時間としています。大型プレス機なら、2億円÷10年の2,000万円と、2億円の5%の1,000万円を足した年3,000万円を4,000時間で割り、7,500円/時になります。

工程	台数	1台・1ライン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)
スリット	1台	49時間	49時間	30%	14.7時間	6,000円/時	1,058,400円
打抜き・積層(駆動用)	2台	70時間	140時間	30%	42時間	7,500円/時	3,780,000円
打抜き・積層(補機用)	3台	40時間	120時間	30%	36時間	3,000円/時	1,296,000円
検査	2ライン	10時間	20時間	30%	6時間	1,200円/時	86,400円
梱包	1ライン	10時間	10時間	30%	3時間	450円/時	16,200円
合計	—	—	339時間	—	101.7時間	—	6,237,000円

表のとおり、段取り時間の削減量は月101.7時間です。設備単価は1台・1ラインあたりの金額なので、台数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。駆動用の大型プレス機だけで3,780,000円となり、設備費の60.6%を占めます。

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×60時間×50%で月60時間です。計画の時間は第3回で説明した生産順序を試行錯誤で組み直す作業が減る分、管理の時間は督促の回数が減る分です。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×4,600円×12	3,974,400円
管理人件費	60時間×4,900円×12	3,528,000円
段取り人件費(残業相当)	101.7時間×8,250円×12	10,068,300円
段取りコスト(資材・電力)	101.7時間×2,040円×12	2,489,616円
在庫保有コスト	2億4,000万円×10%×10%	2,400,000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	6,237,000円
年間Return値	—	28,697,316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。ロットサイズと工程の同期が適切になると、欠品を恐れて多めに決めていた安全在庫の分と、プレス機の前で待つスリット材が減ります。この2つで棚卸資産の10%が減ると見込み、在庫圧縮率を10%としました。

第2回の年2,400万円は、棚卸資産全体を持つことでかかる在庫保有コストです。ここで計算しているのは、そのもとになる棚卸資産が10%減ったときに減る分です。

設備費は、段取り時間が短くなった分の効果です。段取りで止まっていた時間が製品をつくる時間に変わるため、その時間を設備単価で金額にしています。段取りの間の電力は段取りコストで数えているため、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	3,974,400円	13.8%
管理人件費	3,528,000円	12.3%
段取り人件費(残業相当)	10,068,300円	35.1%
段取りコスト(資材・電力)	2,489,616円	8.7%
在庫保有コスト	2,400,000円	8.4%
設備費(段取り停止の解消)	6,237,000円	21.7%
合計	28,697,316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65.5%になり、効果の3分の2近くは段取り時間の短縮によるものです。残る3分の1余りは、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	14,957,916円	52.1%
固定費	計画作成人件費、管理人件費、設備費	13,739,400円	47.9%
合計	—	28,697,316円	100.0%

変動費の14,957,916円は、残業代、試し打ちで捨てるスリット材、段取りの間の電力、在庫の保管と資金のコストにあたります。どれも導入した年から実際に支出が減り、現金で戻ります。

固定費の13,739,400円は、そのまま現金で戻ってくる金額ではありません。計画担当者と進捗管理担当者の給与や、プレス機などの設備の償却費は、導入後も変わらないためです。この金額は、設備の月101.7時間(うち大型プレス機42時間)と、計画と管理の担当者の月132時間を、新しいオーダに使えるようになることを表します。

需要が増えたときにこの時間で増産すれば、大型プレス機を買い足さずに売上げと利益を伸ばせます。ただし、売上げになるのは、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、それぞれコストダウン項目に対応しています。金型の交換と試し打ちによる段取り時間とコストの増加は、段取り人件費、段取りコスト、設備費に表れます。特急対応は管理人件費に、ロットサイズが最適化できないことは在庫保有コストに表れます。スリッターと大型プレス機の同期がとれないことは、プレス機の前で待つスリット材の分として、同じ在庫保有コストに含まれます。

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項目の金額が大きいため、結果を最も左右するのは段取り削減率の30%です。次回は、この値を実測で確かめるために、どの工程から始め、何を記録するかを扱います。あなたの工場のプレス機の月間段取り時間に、段取り人件費単価と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。

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全工程を一度に変えなくても、効果は確かめられます。ボトルネックの大型プレス機の1工程から始め、導入前と導入後に1か月ずつ段取りを記録して、第4回の段取り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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