電気製品製造におけるアルミニウム重力ダイカストのためのマテリアルフローコスト会計

本紹介論文は、「Journal of Business and Industrial Marketing」によって発行された論文「Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing」に基づいています。

1. 概要:

• 論文名: Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing
• 著者: Chetanraj D.B. and Senthil Kumar J.P.
• 発行年: 2024年 (8月)
• 発行学術誌/学会: Journal of Business and Industrial Marketing
• キーワード: MFCA, Negative product cost, SMEs, India

2. 要旨:

目的 - 本研究は、中小企業（SME）環境においてマテリアルフローコスト会計（MFCA）を適用する最良の方法を決定し、製造プロセス中の負の製品コストを可視化し、改善可能な箇所を特定することを目的としています。
設計/方法論/アプローチ – 本研究では、インドで重力ダイカストを通じて電力部門で使用されるアルミニウムエネルギー製品を生産する中小企業において、MFCAツールの有用性を実証するためにケーススタディ・アプローチを使用しています。
結果 - 結果によると、同社の重力ダイカストはMFCA分析の結果、27.38%の負の製品コストマージンを有しています。また、300kgの原材料処理に対して、負の材料コストは22,919ルピー、負のシステムコストは462ルピー、負のエネルギーコストは1,069ルピーであると決定されました。この会社の典型的な月間原材料処理量は45,000kgです。
独創性/価値 – 本研究は、MFCAの導入が企業の環境意識と収益性を向上させることを示しています。著者らの知る限り、本研究は電気部品製造におけるアルミニウム重力ダイカストにMFCAを初めて導入したものです。

3. 緒言:

世界の原材料需要は2060年までに現在の2倍になると予測されており、それに伴い生産廃棄物の増加は避けられません。インドの製造業は、「メイク・イン・インディア」構想のもとで大幅に拡大しました。特に零細・中小企業（MSME）は重要な役割を果たしており、インドのGDPの約30％、総輸出の約半分を占めています。このような急速な経済発展と技術進歩は、原材料への需要を増大させ、地球の資源に負荷をかけ、一部の重要物質の枯渇と廃棄物の増加につながっています。廃棄物発生は、汚染と気候変動の一因となる主要な問題です。環境および経済パフォーマンスを改善する最も効果的な方法の一つは、廃棄物回収です。

中小企業は一般的に、大企業に比べて廃棄物管理が不十分です。過去には様々な環境管理技術や政策枠組みが導入されてきましたが、環境と財務の両方のパフォーマンスを全体として考慮するものはごくわずかです。さらに、これらの環境管理リソースのほとんどは、大企業を念頭に置いて作成されました。資金調達、人員、意識、知識、スキルの制約により、これらの戦略は中小企業に適用されるとしばしば不十分です。マテリアルフロー思考は、多くの視点と関心領域の根底にある共通の基盤を明らかにすることによって、この統合を促進します。マテリアルフロー思考を実行するために使用されるマテリアルフローコスト会計（MFCA）は、統合された最適化を大幅に改善することができます。環境管理会計（EMA）は、廃棄物に対する財務的責任を帰属させる手法としてMFCAを使用します。MFCAの最終目標は、負の環境影響を低減しつつ、経済的パフォーマンスを向上させることです。

インド国家生産性評議会（NPC）は、インドにおけるMFCA導入の主要な提唱者です。NPCは、ガイドブック、研修プログラム、ケーススタディライブラリなど、組織がMFCAを導入するのを支援するための多くのリソースを開発してきました。インドではMFCAはまだ始まったばかりですが、多くの熱意があります。NPCはインドでのMFCA導入を推進しており、今後数年間でより多くのインド企業がMFCAを導入する可能性が高いです。

しかし、急速な工業化は必然的に、資源枯渇の増加、廃棄物発生、経済拡大に伴う環境破壊をもたらします。その結果、インドの中小企業が環境に配慮した方法で製品を生産することが不可欠です。上記のニーズに焦点を当て、本研究はインドの製造業中小企業におけるMFCA導入の重要性を強調しています。状況を明らかにするために、一貫して作成されたMFCAの結果の文脈を提供するために、実際のインドの中小企業を使用したケーススタディをこれ以上見つけることができませんでした。MFCAの実際の適用は、その可能な適用の範囲と比較してやや制限されています。この枠組みの中で、我々の調査は、開発途上国におけるMFCAの適用に関連する研究に集中する必要性に対応しています。

4. 研究の概要:

研究テーマの背景:

本研究は、世界的な原材料消費の増加、人々の生活水準の向上に伴い、2060年までに原材料需要が現在の2倍に増加すると予測されるという背景に基づいています。その結果、現在のレベルと比較して生産廃棄物が増加することは避けられません。インドでは、「メイク・イン・インディア」プログラムの導入以来、製造業が大幅に拡大しています。インドの国内総生産の約30％は零細・中小企業（MSME）によって生み出されています。2018年から2019年にかけて、中小企業はインドの総輸出の約半分を占めていました。急速な経済発展と技術進歩は、地球規模および国内で原材料への需要を増大させています。需要の増加は地球の資源に負担をかけ、一部の重要物質の枯渇とより多くの廃棄物の発生につながっています。廃棄物発生は、汚染と気候変動の一因となる主要な問題です。

先行研究の状況:

MFCAの概念は、1980年代後半から1990年代初頭にかけて、南ドイツの繊維会社Kunert内の環境管理プログラムから自然発生的に生まれ、最終的にはISO 14051規格に登場しました。しかし、MFCAフレームワーク自体はゼロから作られたわけではありません。工業生産における物質フローのインプット・アウトプット物質収支と物理的および「価値」評価は、1920年代から1930年代にかけてドイツで議論されていた2つの不可欠な要因でした。EMAの要素として、MFCAは組織内の各廃棄物フローに金銭的価値を割り当てようとします。MFCAの最終目標は、経済的パフォーマンスを向上させると同時に、負の環境影響を低減することです。物質フローの金銭的価値と企業への非効率性がMFCAの主な焦点です。それは、物質フローの金銭的価値と物理量が同じコインの裏表であることを例示しています。物理的な物質フラックスを測定することにより、技術分析と環境評価の両方の基礎として機能します。物質効率、毒性、臨界性などは、製品、空気、水、または土壌に入る物質の量を測定することによって追跡できる指標のほんの一部です。最後に、すべてのフローを金銭的に評価することにより、経済効率を最大化するのに役立ちます。高い環境コストは一般的に見られ、経営陣の注意を引き、その大きさが認識されると管理されます。環境コストの範囲はかなり広いです。MFCAは数量センターに基づいて機能します。材料、エネルギー、システム、廃棄物処理はすべて、各数量センターの総コストに関与しており、これは正の製品と負の製品に分類されます。したがって、MFCAは、廃棄物の真のコストを推定するための従来の原価計算よりも望ましいです。
MFCAは、石炭鉱業、椅子製造、ゴムリサイクルおよび布地製造、電磁アイテム製造、醸造所での廃棄物削減決定の改善、マイクロブルワリー、プリント基板および廃棄物分別移送プラント、農業廃棄物リサイクルなど、さまざまな産業で成功裏に実施されてきました。
文献レビューに基づくと、インドの学術文献におけるMFCAの概念は、果物加工、鋼管およびチューブ製造、シリンダー製造、その他いくつかの数えられる産業で実施されています。インドおよび他の開発途上国では、先進国と比較してMFCAに関する学術出版物が少ないことがわかっています。約69の調査論文の文献レビューに基づくと、Figure 1はさまざまな国におけるMFCA研究のレベルを示しています。
最近の研究によると、サプライチェーン全体でMFCAを実施すると、コスト削減と環境影響のさらなる削減に役立ちます。ただし、展開は最初に企業レベルで開始する必要があります。ERP、技術知識、ライフサイクルアセスメント、ライフサイクル原価計算など、他の知識とMFCAを統合する文献はいくつかあります。研究者の意見では、MFCAを他の知識と統合することで、より実りある結果が得られるでしょう。MFCAに関する研究論文のほとんどはケーススタディベースの研究であり、体系的な文献レビュー、モデル開発に関する研究、アンケートベースの研究、企業へのMFCAの影響に関するメタ分析など、MFCAの文献に貢献する他の種類の研究論文はほとんどありません。

研究の目的:

本研究は、アルミニウムインゴットまたは合金からエネルギー製品を製造するインドの中小企業（SME）内にMFCAツールを展開することを目的としています。研究の目的は、生産手順の金銭的および物質的コストを視覚化および計算し、節約が可能になる場所を決定することです。MFCAは、プロセスのコストをその正の製品コストと負の製品コストに、プロセスの歩留まりに関連して分離する方法です。金銭的な観点から、どこで改善を行うべきかを明らかにすることができます。過去9か月間、MFCAの導入が経済と環境の両方に与えた影響を調査するために、事業のパフォーマンスが追跡されてきました。MFCAの導入は順調に進んでおり、その結果として得られる金銭と資源の節約の初期推定値は非常に有望です。この研究は、MFCAの導入が企業の環境意識と収益性を向上させることを示しています。この研究の一環として実施されたケーススタディの結果は、貧しい国々の他の中小企業が持続可能性を達成するためにMFCAを導入することを奨励するはずです。このケーススタディの結果は、インドの中小企業の間でMFCAの導入を促進するために使用されます。

研究の核心:

本研究の核心は、インドの中小企業（「A」社）で、アルミニウム製の電気製品を重力ダイカストで製造する際にMFCAを導入することです。この研究では、MFCAの導入が経済と環境に与えた影響を調査するために、9ヶ月間にわたり同社の操業実績を追跡しました。研究には以下の内容が含まれます。

• 特定製品（「twin pad with 250 spacing」）へのMFCAの適用。
• 製造プロセスを数量センター（QC）に区分け。
• 各QCの材料、エネルギー、システムコストに関するデータの収集と分析。
• プラスの製品コストとマイナスの製品コストの計算。
• 廃棄物を削減し効率を向上させるための改善点の特定。
• 材料効率を比較するため、同じ部品に対する圧力ダイカストの追跡調査。

5. 研究方法論

研究デザイン:

本調査にはケーススタディ研究が用いられました。研究の「何を」「どのように」という問いには、ケーススタディを実施することで答えることができ、因果関係を確立する実証的な方法となります。学術研究とその実用化の間のギャップは、フィールドワークによって狭められる可能性があります。インタビューや実地観察を通じて、現象を実際に発生したとおりに記録し分析します。ケーススタディは質的な性質を持つため、探索的研究での使用に特に適しています。したがって、ケーススタディ手法は、MFCA導入の手順と、それが事業の経済的および生態学的効率に与える影響を理解するのに適しています。

データ収集・分析方法:

データは、直接観察および生産管理アシスタントと品質検査マネージャーへの詳細なインタビューを通じて収集されました。Stacks (2010) は、包括的なインタビューが多くのことを学び、インタビュー対象者の真の理解を得るのに役立つと示唆しています。直接観察や書面データを使用する場合とは異なり、詳細なインタビューでは自身の認識を伝える可能性が低くなります。(Hesse-Biber and Leavy, 2011) は、調査ツールとしての詳細なインタビューの多様性を強調しており、単独で使用することも、調査、フォーカスグループ、エスノグラフィーなどの他の手法と組み合わせて使用することもできます。参加者へのインタビューは、職場内で都合の良い時間に行われました。
本研究のサンプルは便宜的サンプリングに基づいて選択されました。MFCA導入に関する研究の主な欠点は、企業関係者がコスト関連データを提供することに躊躇することだからです。したがって、MFCAが導入されておらず、製造プロセス、材料コスト、その他の関連コストデータについて完全な開示を行う準備ができている企業が研究対象として選択されました。研究実施の許可は、本研究のために選択された企業の所有者から提供されました。ケーススタディには、質的情報と量的情報の両方が含まれていました。質的情報は、MFCA導入チームメンバーへの詳細な半構造化インタビューを通じて収集されました。量的データは、プレゼンテーションスライド、視覚化、レポートなどのMFCA関連リソースから収集されました。
ISO 14051基準を使用して、製品を正のグループと負のグループに分類しました。プロセスの予測される利点は正の製品であり、発生した廃棄物と汚染は負の製品でした。MFCA内にはさまざまなフェーズが存在します。計画-実行-確認-行動（PDCA）継続的改善サイクルでは、いくつかの時点で貴重なデータソースとなり得ます。
Figure 2では、研究中に実施されたさまざまな段階に分けられたMFCA導入プロセスPDCAの段階を示しています。ISO 14051:2011アプローチで提供される原則は、これらの行動のインスピレーションとして機能します。このフレームワークは、財務的および環境的効率を改善する手段として、材料入力とプロセス廃棄物を強調しています。

研究対象と範囲:

ケーススタディは、インドのバンガロール市にある「A」社で実施されました。同社は、「Gravity Die Casting」を通じて電力部門向けの高品質で手頃な価格の機器を製造しています。同社のブランド製品は、送電、配電、変電所市場に供給されています。プロモーターの電力部門における累積経験は30年を超えています。同社は、アルミニウムインゴットまたはアルミニウム合金の原材料から、電力業界で使用される多数のエネルギー製品を製造しています。これらの電気部品の製造プロセスは「Gravity Die Casting」と呼ばれています。企業にMFCAを導入する目的は、材料およびエネルギーの浪費または負の製品出力を視覚化し、生産システムの効率を改善することでした。Figure 3に示されている導入段階に従います。導入の各段階について以下に説明します。
MFCAの適用範囲の選択
MFCA導入の次の段階は、展開の焦点となる製品またはプロセスを決定することです。本研究では、「twin pad with 250 spacing」製造プロセスがMFCA導入対象として選択されました。経営陣は当初から大規模なMFCA導入の準備ができていなかったため、生産プロセスが少ないという理由でツインパッド部品が選択されました。同社は、電力部門で使用される約400〜500種類の部品を製造しています。
プロセスの描写、情報の取得と収集
Figure 3は、同社で行われている製造プロセスを示しています。プロセスの図は、会社の作業場に掲示されています。プロセスは、原材料（アルミニウム合金LM6）のピックアップから始まり、溶解、脱ガス、適切な金型の選択、金型の約25℃への予熱、金型の清掃、離型剤の塗布、金属の注入、鋳造、ゲート切断、研削とバフ研磨、バリ取り、最終組立の活動が続きます。MFCA導入チームは上級管理職と会い、コミュニケーション、記録管理、データ監視を容易にするために、これらのタスクを5つの数量センターとして計画しました。プロセスマップに従って、MFCA分析を実施するために25日間のデータ収集期間が決定されました。この期間は、製造プロセスのわずかな変動によってもデータの有用性と信頼性が悪影響を受ける可能性を減らすために選択されました。
数量センターの選択
ISO14001では、MFCAの基礎となる物質収支原則は、特定の期間における数量センター（QC）内の入力、出力、および在庫変化の物理量の比較であると述べています。QCは2つの信条に基づいて設定されます。QCでは大量の廃棄物と材料損失が発生すること、および入力と出力の材料の記録、ならびにそれらの材料に関連する価格がQCとともに利用可能になることです。重力ダイカストで特定された5つの数量センターと対応する作業手順をTable 1に示します。

6. 主要な結果:

主要な結果:

• 原材料300kg（LM6アルミニウム合金）の処理に関するMFCA分析により、総負製品コストは24,450ルピーであり、これは総コスト（88,774ルピー）の27.54%に相当することが明らかになりました。
• 負製品コストの構成要素は以下の通りです。
  • 負材料コスト：22,919ルピー（総材料コストの30.14%が負のアウトプット）。
  • 負エネルギーコスト：1,069ルピー（総エネルギーコストの13.17%が負のアウトプット）。
  • 負システムコスト：462ルピー（総システムコストの10.02%が負のアウトプット）。
• QC別材料ロス:
  • QC1（溶解および脱ガス）: 10%の材料ロス（30kg）、7,050ルピーに相当。これには4%の燃焼ロス（不可避）と6%のドロスおよび労働非効率（こぼれ）が含まれます。
  • QC3（仕上げ）: 約25%の最も高い材料ロス。270kgのインプットに対して、67.5kgが負のアウトプット（ランナー、ライザー、チップ、削りくず）であり、15,868.58ルピーのコストが発生しました。
• 同社は毎月約45,000kgのアルミニウムを処理しています。300kgの分析を外挿すると、QC1での月間材料ロス（10%）は4,500kg（1,057,500ルピー）、QC3での月間材料ロス（残り40,500kgの25%）は10,125kg（23,802,86.25ルピー）となります。
• 特定された改善領域:
  • QC1における労働非効率の削減（トレーニングと意識向上を通じて）。
  • QC1でこぼれた金属に対するリサイクルループ閉鎖の採用。
  • QC3における材料ロス（ランナー、ライザー）を大幅に削減するために、重力ダイカストの代わりに圧力ダイカストを使用（追跡調査では25%から6.2%に削減）。
• 追跡調査（圧力ダイカスト）:
  • QC3の材料ロスが25%から6.2%に削減。
  • 労働効率によりQC1/QC2の材料ロスが1.5%削減。
  • 全体的な負のアウトプットコストが総コストの11.89%に削減（90,430ルピー中10,752ルピー）。
• 本研究は、製造会社におけるMFCA導入のための実践的なガイダンスを提供しています（Figure 7）。

図のリスト:

• Figure 1 Number of MFCA research among different countries
• Figure 2 MFCA implementation steps adopted from Sahu et al. (2021)
• Figure 3 Manufacturing process of gravity die casting
• Figure 4 Labour inefficiency in handling raw material in QC1 and QC2
• Figure 5 MFCA implementation
• Figure 6 Positive and negative cost allocation based on MFCA analysis
• Figure 7 MFCA practical guidance and instructions

7. 結論:

インドの包括的な経済成長は、同国の中小企業（SME）の成功に大きく依存しています。これらのSMEは、雇用を創出し、イノベーションを促進し、GDPに実質的な貢献をするため、経済にとって不可欠です。SMEの社会的および環境的責任に関する意識の高まりは、持続可能なパフォーマンスにおける重要な要因です。多くのSMEは、炭素排出量を削減し、持続可能な材料および廃棄物処理方法の使用を増やすことにより、より環境に配慮するようになっています。これは、環境への悪影響を低減し、環境意識の高い顧客や投資家を引き付けるのに役立ちます。MFCAは、環境および経済的パフォーマンスを通じて材料効率を達成し、廃棄物発生の削減に貢献し、持続可能性目標を達成するために使用できるEMAツールの一つです。

本稿では、あるインド企業がアルミニウムエネルギー製品を製造するための重力ダイカスト作業を改善するためにMFCAアプリケーションをどのように使用したかを見てきました。ケーススタディの事業は、MFCAの導入のおかげで、その物質フロー生産性に関する洞察を得ることができました。このケーススタディを生み出したMFCA展開に関する「何を」および「どのように」という研究課題も本稿で取り上げられました。「何を」に答えるために、MFCAの導入は、事業プロセスが変更から最も利益を得られる場所を明らかにします。「どのように」という問題は、強調されてきた方法で事業プロセスを強化するための解決策を探すことによって答えられます。より良い物質フロー管理を通じて、MFCAはケーススタディ企業がより競争力を持つようになるのを助けました。同社の経営陣は、製造手順における無駄と非効率性を認識しました。MFCAの導入により、製造プロセスにおける負の製品コストを特定し、材料ロスに関連する材料ロスコストおよびその他のコストを強調することができました。

インドのMSMEにとって、持続可能な生産は単なる道徳的義務ではありません。これらの企業は、持続可能性の実践を採用すれば、競争力を向上させ、利害関係者とのつながりを強化し、インドにおけるより環境に優しく、より持続可能な経済の発展に貢献することができます。今日の環境に優しい生産という状況において、プロセス強化、材料および省エネツールによる生産性向上のアイデアは、これまで以上に重要です。SMEがMFCAツールの使用に消極的であることを考慮すると、インドのSMEにおけるツールの広範な使用のための支援環境を構築することが不可欠です。その取り組みの一環として、環境に責任ある製造を促進するために、インドはMFCAの広範な使用を推進してきました。これは、企業が製造コストを削減しながら効率を高め、資源を浪費している場所を把握し、環境をより良く保護するのに役立ちます。MFCAの推進における大きな成果にもかかわらず、中小企業間の知識の制限や、より広範な導入を可能にするための金銭的インセンティブの必要性など、困難は残っています。これにもかかわらず、インド政府の持続可能性への献身は、業界の意識の高まりとともに、持続可能な産業成長を達成するための重要なツールとしてのMFCAの主流の受け入れを着実に推進しています。

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9. 著作権:

• 本資料は、「Chetanraj D.B. and Senthil Kumar J.P.」による論文です。「Material flow cost accounting for aluminum gravity die casting in electrical products manufacturing」に基づいています。
• 論文の出典: https://doi.org/10.1108/JBIM-12-2023-0762

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