ボトルネック工程

ボトルネック工程とは？

ボトルネック工程とは、生産ラインや業務プロセスにおいて最も処理能力が低く、全体の生産スピードを制限してしまう工程を指します。語源は「瓶のくびれ（ネック）」であり、どれだけ瓶の底が広くても、注がれる液体の流量はくびれの細さによって決まるというアナロジーから来ています。

例えば、1時間に200個を製造できる組立工程、150個の検査工程、そして100個しか処理できない梱包工程がある場合、全体のスループットはボトルネックである梱包工程の100個/時間に制限されます。

ボトルネックは放置すると、納期遅延、在庫滞留、コスト増加など重大な経営課題につながるため、継続的な特定と改善が必要不可欠です。

なぜボトルネックが問題になるのか

ボトルネック工程の存在は、以下のような形で生産全体に深刻な影響を及ぼします。

• 生産速度の低下： 他工程が高速でも、ボトルネックにより全体速度が制限される
• 仕掛在庫の増加： 処理を待つ仕掛品が滞留し、スペースや資金を圧迫
• 生産計画の混乱： 急な納期変更やリードタイムの長期化を引き起こす
• 労務の非効率化： 他工程がアイドル状態になるため、人件費が浪費される

2023年の日本生産性本部の調査によると、製造業の生産性低下要因のうちボトルネック起因の滞留ロスが全体の27%を占めるとされており、改善余地の大きな領域といえます。

ボトルネックの例

ボトルネックは現場ごとに異なりますが、以下のような代表的な事例があります。

この場合、いかに他工程が高速でも、全体のスループットは80個/時間が限界となります。ボトルネックの工程は、工程間の「待ち時間」や「仕掛品滞留」が発生しやすく、視覚的に判断できる場合もあります。

ボトルネックの特定方法

ボトルネックを特定するには、以下の手法が有効です。

1. 処理能力の定量分析： 各工程のタクトタイム（処理時間）やスループットを可視化する
2. WIP（仕掛品）の監視： 一定時間観察し、滞留の多い工程を記録する
3. 稼働率と稼働時間のログ解析： 稼働率が90%以上の工程は潜在的ボトルネックの可能性が高い
4. ヒートマップやビデオ解析： IoTカメラやAI解析を用いて、工程別の滞留熱量や時間を数値化する

定性的な観察に加え、IoTやMES（製造実行システム）との連携によりリアルタイムで処理能力を分析する仕組みが求められます。

改善アプローチ

制約理論（TOC）とボトルネック

制約理論（TOC：Theory of Constraints）は、エリヤフ・ゴールドラットによって提唱された経営理論であり、「すべての組織には少なくとも1つの制約が存在する」という前提に立ちます。

TOCの改善手順は以下の通りです。

1. 制約（ボトルネック）の特定
2. 制約の最大活用（無駄の削減、フル稼働化）
3. 制約に全体を従属させる（リードタイム調整）
4. 制約の能力を向上させる（改善投資）
5. 新たな制約の発見とサイクルの繰り返し

TOCは日本の製造業でも導入が進んでおり、特に中堅製造企業で在庫削減・納期短縮に貢献した成功事例が多数報告されています。

実態調査データ

2024年に実施された日経BP「製造現場改善白書」によると、以下のような調査結果が明らかになっています。

• 自社のボトルネックを「明確に把握している」：72.3%
• 改善施策を実行して「明確な効果があった」：36.1%
• ボトルネック改善にIoTを活用している：28.9%

この結果から、多くの現場が課題認識はしているものの、改善の仕組みづくり・継続的な運用に課題を抱えていることが分かります。特に「属人的な判断に頼っている」という声が多く、定量評価とデジタル技術の活用が急務です。

まとめ

ボトルネック工程の管理と改善は、製造業におけるリードタイム短縮、生産性向上、在庫削減、納期遵守に直結する重要施策です。

単なる「遅れている工程」ではなく、「全体最適を阻害している制約」として捉え、継続的なデータ観測と改善を繰り返すことが、真の現場力向上につながります。IoTやAIを活用したボトルネック可視化ツールや、TOC・リーン生産方式といった理論の導入を組み合わせ、戦略的かつ実行力のあるボトルネック改善を進めましょう。