リーン生産方式によるアルミニウム加工会社の生産効率と品質の向上

This introduction paper is based on the paper "IMPROVING PRODUCTION EFFICIENCY AND QUALITY IN AN ALUMINUM PROCESSING COMPANY THROUGH LEAN PRACTICES" published by "Innovative Mechanical Engineering".

1. 概要:

• タイトル: リーン生産方式によるアルミニウム加工会社の生産効率と品質の向上
• 著者: ミレナ・ラジッチ、ページャ・ミロサヴリェヴィッチ、ゾラナ・スタンコヴィッチ、ドラガン・パヴロヴィッチ、ミロシュ・パニッチ
• 発行年: 2024年
• 発行学術誌/学会: INNOVATIVE MECHANICAL ENGINEERING
• キーワード: リーン、品質改善、5S方法論、統計的工程管理、廃棄物削減

2. 抄録:

本論文は、アルミニウム鋳造会社MTC「ニサル」における生産効率と品質を向上させるためのリーン方法論の適用を分析するものである。同社は、アルミニウムおよびその合金の製造、精製、成形を専門としている。主な事業部門は、プロファイル押出部門とアルミニウムロッド製造部門の2つである。主な調査結果は、主に設備故障に起因する生産時間14％の短縮と、かなりの欠陥率を示しており、欠陥の71％は作業者の不注意に起因する。5S方法論や統計的工程管理（SPC）などのリーン手法を導入することにより、分析結果から改善の余地がある領域が明らかになった。5S監査の結果、職場環境の整理整頓と清掃状況は5点満点中平均1.73点であった。5Sの清掃段階は1.38点と最も低い点数であった。EN AW 2011合金ビレットの製造に関するSPC分析の結果、工程能力指数（Cp）は1.154、工程能力性能指数（Cpk）は1.015であった。これらの値は、工程が不良であり、一貫性に欠けることを示している。リーン技術を導入することにより、同社はダウンタイムを削減し、欠陥を最小限に抑え、全体的な生産効率と品質を向上させることを目指している。これにより、MTC「ニサル」はアルミニウム市場において強力な競争相手としての地位を確立するのに役立つであろう。

3. 序論:

金属生産、特にアルミニウム生産は、世界経済において重要な役割を果たしている。アルミニウム産業は、エネルギー集約度、環境への影響、原材料の入手可能性、市場競争などの課題に直面している。リーンおよびシックスシグマ方法論は、生産性の最適化、廃棄物の最小化、品質の向上を通じて、これらの課題に対処する上で効果的であることが証明されている。アルコア、ノルスクハイドロ、リオティントなどの企業からの事例や、ナイジェリアやポルトガルでの研究は、アルミニウム製造におけるリーンおよびシックスシグマの導入が成功していることを示している。本論文は、セ​​ルビアのアルミニウム加工会社であるMTC「ニサル」におけるアルミニウム生産の有効性と品質に対するリーンおよびシックスシグマのアプローチの影響を調査し、特に中小企業におけるリーン技術の適用における研究ギャップに対処しながら、この特定の状況におけるリーン技術の適用に関する徹底的な分析を提供することを目的とする。

4. 研究の概要:

研究テーマの背景:

アルミニウム産業は世界経済にとって不可欠であるが、エネルギー集約度、環境問題、激しい競争などの課題に直面している。リーンおよびシックスシグマ方法論は、この分野における生産性と品質を最適化する上で効果的であることが証明されている。しかし、セルビアのアルミニウム会社、特に中小企業におけるリーン技術の適用に関する研究は限られている。

先行研究の現状:

アルコア、ノルスクハイドロ、リオティントなどの主要なアルミニウム企業における過去の研究と導入事例では、リーンおよびシックスシグマ方法論を通じて、生産性、エネルギー効率、欠陥削減、コスト削減に大きな改善が見られたことが示されている。ナイジェリアとポルトガルでの研究でも、生産時間の短縮や職場環境の改善など、アルミニウム生産におけるリーン原則のプラスの影響が実証された。

研究の目的:

本研究は、セルビアの中小規模アルミニウム鋳造会社であるMTC「ニサル」において、リーン方法論、特に5Sと統計的工程管理（SPC）を適用して生産効率と品質を向上させることを目的としている。本研究は、同社のアルミニウムロッド製造プロセスにおける非効率性と改善の余地がある領域を特定し、この特定の状況におけるリーン導入の潜在的な利点を実証しようとするものである。

コアスタディ:

コアスタディは、MTC「ニサル」での事例研究を含み、アルミニウム鋳造作業に焦点を当てている。直接観察、構造化面接、定量的データ分析を用いて、現在の生産状況を評価する。5S監査、SPC、パレート分析、石川ダイアグラムなどのリーンツールを使用して、廃棄物を特定し、工程能力を分析し、生産停止と欠陥の根本原因を特定する。本研究では、非効率性に対処し、全体的な生産パフォーマンスを向上させる上で、5SおよびSPC導入の有効性を検証する。

5. 研究方法:

研究デザイン:

本研究では、セルビアのアルミニウム鋳造会社であるMTC「ニサル」に焦点を当てた事例研究のデザインを採用している。これには、リーン方法論を使用して改善の余地がある領域を特定するための、現在の生産プロセスに関する詳細な分析が含まれる。

データ収集および分析方法:

データ収集方法は以下のとおり。

• 直接観察: 生産プロセスをリアルタイムで観察するために定期的に現場訪問を行い、非効率性とボトルネックを特定する。
• 構造化面接: 生産管理者、ライン監督者、機械オペレーターへの面接を実施し、生産上の課題、現在のプロトコル、リーンアプローチに関する従業員の知識に関する情報を収集する。
• 定量的データ分析: 生産時間、不良率、ダウンタイム、工程能力指数（CpおよびCpk）など、リーン手法適用前後のパフォーマンスを評価するために過去の生産データを活用する。SPC分析は、特にEN AW 2011合金を使用したビレット生産に使用された。
• 5S監査: 5段階（整理、整頓、清掃、標準化、維持）にわたる職場環境の整理整頓と清掃状況を評価するためにチェックリストを活用する。
• パレート分析: 生産損失に寄与する重大な原因を特定するために、生産停止と欠陥を分析する。
• 石川ダイアグラム（特性要因図）: 4M手法（機械、人、方法、材料）を使用して、作業停止と欠陥の根本原因を特定する。

研究テーマと範囲:

研究は、MTC「ニサル」のアルミニウム鋳造生産工場に焦点を当て、原材料の受け入れからビレットの切断までの全工程を網羅した。範囲には、生産効率、品質、職場環境、工程能力の分析、および廃棄物、停止、欠陥の主な原因の特定が含まれていた。5S方法論とSPCの適用を具体的に検証した。

6. 主な結果:

主な結果:

• 生産時間短縮: 設備故障への対処が主な要因となり、生産時間が14％短縮された。
• 欠陥分析: 欠陥の71％は作業者の不注意に起因するとされた。
• 5S監査: 5S監査の平均スコアは5点満点中1.73点で、改善の余地が大きいことを示した。「清掃」段階は1.38点と最も低く、清掃が主要な課題であることを強調した。
• SPC分析: EN AW 2011合金ビレット生産に関するSPC分析の結果、工程能力指数（Cp）は1.154、工程能力性能指数（Cpk）は1.015であった。これらの値は、工程が不良であり、一貫性に欠けることを示している。
• 停止に関するパレート分析: 炉の故障（34.6％）、クレーンの誤動作（累積60.2％）、フォークリフトの故障（累積80.0％）が生産ダウンタイムの主な原因として特定された。
• 欠陥に関するパレート分析: 作業者の不注意（71.0％）、結晶器の冷却不良（累積86.1％）、化学組成の不良（累積92.0％）が主な欠陥の原因であった。

Fig. 1Process map in the foundry production plant of the company MTC 'Nissal

Fig. 2X-bar Chart

Fig. 3R Chart

Fig. 4Cp and Cpk Coefficients

Fig. 5Pareto diagram for production downtime in the foundry

Fig. 6Pareto diagram for defects (scrap)

Fig. 7Ishikawa diagram of work stoppages and defects

図のリスト:

• Fig. 1 MTC 'ニサル'社の鋳造生産工場の工程図
• Fig. 2 Xバ Chart
• Fig. 3 R Chart
• Fig. 4 Cp と Cpk 係数
• Fig. 5 鋳造工場の生産ダウンタイムに関するパレート図
• Fig. 6 欠陥（スクラップ）に関するパレート図
• Fig. 7 作業停止と欠陥に関する石川ダイアグラム

7. 結論:

MTC「ニサル」にリーンツールを適用した結果、生産効率と品質の改善に大きな可能性があることが明らかになった。注意が必要な主な領域には、設備故障への対処、人員活用度の向上、品質管理の強化などがある。5S監査では、清掃と整理整頓の不備が浮き彫りになり、SPC分析では、ビレット切断における工程能力の欠如と一貫性のなさが示された。パレート分析では、設備の故障と作業者の不注意が、それぞれダウンタイムと欠陥の主な原因であることが特定された。設備保全、作業者訓練、工程標準化に特に重点を置いたリーン方法論を導入することは、MTC「ニサル」が廃棄物を削減し、欠陥を最小限に抑え、アルミニウム市場における全体的な競争力を向上させるために不可欠である。提案されている新規機械への投資と既存設備のオーバーホールは、生産能力、製品品質、および運用効率を大幅に向上させることが期待される。

8. 参考文献:

• 1. Lenzen, M., Kanemoto, K., Moran, D., Geschke, A., 2012, 世界経済の構造のマッピング, 環境科学と技術, 46(15), pp. 8374-8381.
• 2. Zhang, X., Yang, H., Sun, R., Cui, M., Sun, N., Zhang, S., 2022, 鉄鋼業地域における重金属の評価と分析, 環境開発サステイン, 24, pp. 10997-11010.
• 3. Alexander, L., Iskandar, I., 2023, アルミニウムケーブルラダー製造会社におけるリーン生産方式の応用: PT. Indra Saputra Triassic事例研究, 機械、土木、産業工学ジャーナル, 4(1), pp. 09-16.
• 4. Balomenos, E., Panias, D., Paspaliaris, I., 2011, 一次アルミニウム生産プロセスのエネルギーおよびエクセルギー分析: 現在および将来の持続可能性に関するレビュー, 鉱物処理および抽出冶金レビュー, 32(2), pp. 69-89.
• 5. Statista, 2023, 2010年から2022年までの世界の一次アルミニウム生産量, https://www.statista.com/statistics/1372840/worldwide-primary-aluminum-production/(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
• 6. Statista, 2023, 2017年から2021年までの地域別世界一次アルミニウム需要分布, https://www.statista.com/statistics/605376/distribution-of-demand-for-primary-aluminum-worldwide-by-region/(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
• 7. OECD. 資源効率と循環経済. https://www.oecd.org/en/topics/resource-efficiency-and-circular-economy.html(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
• 8. Paraschos, T., 2013, アルミニウムの生産: エネルギーと材料の要件を強調, https://thanosparaschos.eu/wp-content/uploads/2013/11/Production-of-aluminum-emphasis-on-energy-and-materials-requirements.pdf(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
• 9. Gautam, M., Pandey, B., Agrawal, M., 2018, アルミニウム生産のカーボンフットプリント: 排出量と緩和策, 環境カーボンフットプリント, Butterworth-Heinemann, pp. 197-228.
  10. アルミニウム協会, 持続可能性 リサイクル. アルミニウム協会. https://www.aluminum.org/Recycling (最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
  11. 国際アルミニウム協会, 2021, 世界アルミニウムファクトシート. 国際アルミニウム協会. https://international-aluminium.org/wp-content/uploads/2021/01/wa_factsheet_final.pdf(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
  12. Marques, P. A. D. A., Matthé, R., 2017, ポルトガルのアルミニウムダイカスト作業のパフォーマンスを向上させるためのシックスシグマDMAICプロジェクト, 国際品質信頼性管理ジャーナル, 34(2), pp. 307-330.
  13. Klochkov, Y., Gazizulina, A., Muralidharan, K., 2019, 持続可能なビジネス慣行のためのリーンシックスシグマ: 事例研究と標準化. 国際品質研究ジャーナル, 13(1), 47-74.
  14. Alcoa, 2021, 2021年年次報告書 2021年年次報告書. www.alcoa.com (最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
  15. Das, S, 2021, 低炭素アルミニウムの探求: 持続可能性指数の開発, 軽金属時代, 79(1), pp. 34-43.
  16. Hydro, 2019, 2019年年次報告書 2019年年次報告書. www.hydro.com(最終アクセス日: 2024年7月5日) から取得.
  17. Kęsek, M., Bogacz, P., Migza, M., 2023, ポーランドの炭鉱におけるリーン管理ツールと手法の有用性に関する調査, エネルギー, 16(21), 7240.
  18. Zhang, X., 2023, 高エネルギー貯蔵容量リチウムイオン電池負極材料の開発と固体電解質界面の定量的分析, カリフォルニア大学ロサンゼルス校.
  19. Ota,O.U., Obiukwu, O.O., Okafor B.E., Ekpechi D.A., 2023, アルミニウム会社におけるバッチ生産のリーン最適化, アジア J. Curr. Res, 8(4), pp.62-81.
  20. Marques, P. A. D. A., Matthé, R., 2017, ポルトガルのアルミニウムダイカスト作業のパフォーマンスを向上させるためのシックスシグマDMAICプロジェクト, 国際品質信頼性管理ジャーナル, 34(2), pp. 307-330.

9. 著作権:

• この資料は、ミレナ・ラジッチ、ページャ・ミロサヴリェヴィッチ、ゾラナ・スタンコヴィッチ、ドラガン・パヴロヴィッチ、ミロシュ・パニッチによる論文です。「リーン生産方式によるアルミニウム加工会社の生産効率と品質の向上」に基づいています。
• 論文の出典: https://doi.org/10.5937/inovacije2402014R

この資料は上記の論文を要約したものであり、商業目的での無断使用は禁止されています。
Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.