機械不稼働原因の検討におけるクラスター分析の利用について

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機械不稼働原因の検討における

グラスター分析の利用について

大杉直幹

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最低にまで削減し，いるものだけを，いる￨侍に生産

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は，単に生産コストを高めることへの影響のみでな

く，生産計画の狂い，労働時間延長に伴う労務管理

上の問題，納期遅延からくる得意先への影響

3

信用

にまで波及する問題となる。又機械が自動化される

に伴い，機械の多台持ち，或は多工程持ちが増大し

て

，

自動化装置も改良され

7

不稼働原因も多岐に亙

ってきてをり，作業者の気の付かない間に機械が停

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2 機械別原因別不稼働率表

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ー

一

-

一

ー

ーー

ー

一

ー

-

一

ーー一

一

_一

_ー

(3)

稼働時間，とりわけいわゆるチョコ停

₁₎

_{を撲滅する}

ことが極めて肝要になってきている。一方チヨコ停

は簡単に復帰するので，対策を立てる間もなく日常

業務に追われ，停止が繰返されることが多い。基本

的対策を立てる上から，ある自動車部品を加工して

いる中小企業を事例とし，チヨコ停の実態とその要

因の特徴を把握し，設備の有効利用と，

_J.

₁

_•

_T

生産方式への対応を高める対策についての分析方法

について検討を試みた。

2 .

目的

J ・1・T

という生産態勢において，チョコ停を

なくするための対策を立てる上において，一般的に

用いられる原因別不稼働率表に，クラスター分析を

併用し，原因の重点把握をより容易にする方策につ

いて検討する。

3 .

研究内容

今回研究対象としたのは

3

自動車部品のプレス加

工を行っている中小企業の自動プレス

₁

₀

_{台で，作業}

者

2 名が受持つラインである。このラインにおいて

観測時間帯における総ての不稼働時聞を連続観測し

た結果，表

l

のように，

3

5 種類の部品が加工され，

不稼働原因としては

1

6 種類の原因があった。勿論こ

の不稼働原因は，使用機械，加工されている部品に

よって様々であるが，

こムで、は一事例として取上げ

たものである。観測時間に対する不稼働時間の割合

をそれぞれ機械別，部品2J1jに集計したものは，表

₂

_，

表

3 のようになった。但し，機械の計画停止時間，

段取時間は観測の対象から除外した。

次に，

この集計をクラスター分析により分析して

みる。クラスター分析では，距離尺度，クラスター

間距離の計算方法には種々の方法

₂₎

_{が考えられてを}

り，それぞれ異なった結果が算出される。そこで今

回のような不稼働分析においては，ある原因により，

かけ離れた不稼働状態を示している機械又は部品を

容易に発見したり，類似の原因により不稼働状態と

なっている機械又は部品のグノレーフ。を見出すことに

より，対策の水平展開，

J

'

l

P

ち，同じ対策によって得

られる効果を，個々の部品，個々の機械に止まらず，

他の部品，機械への波及効果を及ぼすように考えた。

このような場合，クラスター間距離については，重

心法，メジアン法，ウォード法，可変法 (β=

-0

.

2

5 )

については，デンドログラム

₃₎

_{は群平均法と目各々同}

様の図形となり，又距離尺度については，ユークリ

ッド距離，標準化ユークリッド平方距離，マハラノ

ピスの汎距離，

_{ミンコフスキー距離 (K=3) につ}

いて，テンドログラムを検討した結果，クラスター

の融合状態に若干の相違が出てくるが，大勢には影

響ないと考えられたので，総合して，ユークリット

平方距離又はこれを一般化したミンコフスキー距離

が利用しやすいと思われる。ミンコフスキーは

c

1

1 j

ニ

(

ヱ

I

Xlj - X

，

j

I

"

}

llk 5)

で定義され， K =

2 とお

けばユークリット距離となるが，図形の判断のし易

さからみて， K =

3を利用し，クラスター間距離は

群平均法を利用することにした。

図

l

は表

2 に基き，図

2 は表

3 に基くクラスタ一

分析')である。これによると図

_l

_{から，機械}

_B

_が他の

機械とかけ離れた状態を示している。こ

_hfi

_表

₂

_よ

り，原因として「材料供給

_J

_{(フ。レスへの材料自動供}

給装置の不良〉の値が突出しているからである。又

同じく図

l

より，機械

D

と

E

，機械

F

と

G

の近似性

が高いが，表

2 より，

これは不稼働率の値はそれほ

ど高くないが，原因「箱替

_J

_{(部品箱が満杯になった}

とき箱の交換〉及び「作業者不在」による不稼働と

いう点では共通性の高いことを示している。

次に図

2 より，部品

4 並びに部品

5 がかけ離れた

状態を示しており，表

_l

_{よりこれら部品は機械}

_B

_で

加工されているので，前述の機械

_B

_{の不稼働率の高}

X10-2

1

9

1

7

1

5

1

3 s

g

1

1 離

9 デンドログラム(群平均法〕

t

ミ

図

1 機械別クラスター分析

B

O

(4)

5

8 大杉直幹

デンドログラム(群平均法〉

X10-2

5

0

4

5

4

0

3

5 s

:

e

3

0 離

2

5

2

0

1

5

1

0

5

。

1 1

3

1

8

3

2

7

2

4 6 1

9

2

3

1

3

4 8 1

5

2

9 8 2

8

4

1

4

1

6 2 1

7

3

0

2

5 9 1

1 7 2

0

2

6

2

1

0

1

2

3

3 5 3

5 ムム

会

OO@O

図

2 部品別クラスター分析

いのは部品 4， 5を加工した際の原因「材料供給」

によることが分かる。又部品 3

5，2

8がやはりかけ離

れているが，表 3より，部品 3

5は「作業者不在」に

より，部品 2

8は「エアー低下

J

(部品供給用吸盤のエ

アー圧力低下〉において不稼働率が高く，それそ、れ

表

l

により，部品 3

5は機械]，部品 2

8は機械Hで加

工されているので，図

1より

J

，Hの主な不稼働原

因となっていることがわかる。更に同じく図 2より

部品

8，1

0， 1

2， 1

5並びに lと1

4，1

3と1

6がそれぞ

れ共通性が高いことを示しているが，表

3 より，共

に「作業者不在」による不稼働によることを示して

し

、

る

。

対策の一例としては，

r

作業者不在」に対しては作

業者の機械受持範聞を変更することにより，各部品

共に停止時間の短縮を図札「箱替」については，小

箱の自動交換システムの導入を行うことにし，機械

A

，

B

，

D

，

E

及び

F

，

G

共通的に稼働を上げるよ

う対策を立てた。

4 .

まとめ

必要なものを，必要なだけ，必要なときに生産す

るいわゆる

J•

I

.

T

生産を実現し，仕掛量を減少

し，在庫費用の節減，作業スベースの有効活用，労

働時間の短縮，納期確保等々合理化推進のために，

設備機械は稼働すべきときに常に最高のコンディシ

ョンで稼働しなければならなし、。このために不稼働

原因を分析し，不稼働率の高いもの

p

対策の容易な

ものから改善を行うわけで、あるが，その際利用され

る不稼働分析には，原因別比率表又はこれをパレー

ト図にし，重点を把握することが一般に用いられて

をり，これでも実態把握することは出来るわけであ

るが，更にクラスター分析を併用することにより，

特異発生現象を容易に見出したり，同じ傾向のもの

のグループが明かになる。ただ，クラスター分析の

場合，問題点の多いものの近似性とは限らず，問題

点の少ないものの近似性が優先的に表示されること

もあるので，原因別比率表によって，問題点の高い

(5)

項目と，近似性の高い組合せとを併ぜ考える必要が

ある。その点

p

クラスター分析は，比率表の補助的

役割しか持たないが，不稼働原因，部品点数，機械

台数が多くなると，比率表は大変見づらくなる。こ

のような場合には，問題箇所を早く，分かり易く見

出すことが出来，大変有効なものと考えられる。

謝辞

本実験に際し，観測現場の提供をして戴いた企業

には，一方ならぬご協力を賜った。深く謝意を表し

ます。

参考文献

1) T P M展開プログラム，中嶋清一，

日本プラン

トメンテナンス協会，

1

1 5，東京， 1

9

8

2 2) 5) ノミソコン統計解析ハンドブック I

I多変量解

本

r

編，田中豊，共立出版，

2

8 -

2

3 3，東京， 1

9

8

8 3)

4)クラスター分析システム，システムーライ

ン

，

日本能率協会総合研究所

3

東京，

1

9

8

9 〔受理平成

3 年 2月2

0日

〉

機械不稼働原因の検討におけるクラスター分析の利用について