工程時間比較が成り立たない理由：部品単位75秒、ペア単位36秒、バスケット単位84秒

概要

洗浄機の見積もりは、他のどの数値よりもまず「サイクル時間」で比較されます。しかし実際には、このサイクル時間が最も不適切な基準で提示される数値でもあります。あるメーカーは「部品1個あたりの秒数」を示し、別のメーカーは「カゴ1個あたりの秒数」、さらに別のメーカーは「2つの部品を同時に洗浄するセットあたりの秒数」としています。これら3つすべてが事実である可能性は十分にありますが、単純に並べて比較すると、一見数学的に正確な判断に見えても、実際には誤りとなります。

この混乱は、意図的な誤りではありません。カゴ式洗浄機は確かにカゴ単位で洗浄を行いますから、「カゴ」が自然な単位です。一方、トランスファーラインは確実に1サイクルで1個のワークを処理しますから、「部品」が自然な単位です。問題となるのは、これらの異なる単位で表された数値を、単位換算せずに同じ比較欄に並べてしまうことです。

ビッグバード・インダストリアル社（旧島田ビッグバード・インダストリアル社）は、2001年より自動車用パワートレイン部品向けの洗浄・バリ取り装置を製造しています。以下に示す事例は、両方式で稼働中の生産ラインから抜粋したものです。

① 同一機械で3種類の単位表示が可能

サイクルタイムは、それが適用される単位と、その単位で処理される部品数とともに初めて意味を持ちます。単位や数量を明記せずにサイクルタイムだけを提示しても、数値は解釈できません。

部品単位・セット単位・バスケット単位

部品単位のサイクルでは、1回のインデックス送りごとに1個のワークを処理します。セット単位のサイクルでは、あらかじめ定義された固定の組み合わせ（例：1つのパレット上で同時に洗浄する上部シリンダブロックと下部シリンダブロック）を処理し、この例では78秒／セットとなります。バスケット単位のサイクルでは、小型部品を複数収容したバスケットを1単位として処理します。たとえば、20本のギアシャフトを一度に処理する場合もあれば、大型部品1個のみをバスケットに載せて処理する場合もあります。

同一機械で、上記3種類の単位表示が可能です

1サイクルで2個のシリンダーヘッドを洗浄するラインは、1サイクル36秒（ペアサイクル）であり、1個あたり18秒（パーツサイクル）である。この2つの表現は、いずれも同一の機械を指している。ただし、「36秒」とだけ記載された見積もりでは、読者が誤って「1個あたり36秒」と解釈してしまう可能性があり、比較時の単位コストが2倍に見えてしまう。

2．なぜバスケットやセットが存在するのか

バスケットやセットによる配置は、手抜きではありません。洗浄機構や部品の形状から見て、それが最も効率的な選択肢となるためです。

小部品と空洞現象（キャビテーション）

超音波洗浄は、液体中で発生する空洞現象（キャビテーション）によって行われます。この現象を起こすには、部品よりも大きな体積の洗浄液が必要です。そのため、小型のギアシャフトはバスケットに入れて洗浄され、洗浄サイクルも自然と「バスケット単位」になります。過去のシャフト・ギア部品に関するプログラムでは、CVT向けにバスケットあたり30秒、AT向けに60秒、後期AT向けに84秒という条件が設定されており、いずれも粒子サイズ制限は約600マイクロメートルです。

ペア構成部品と取扱い

同一エンジンの上部シリンダブロックと下部シリンダブロックは、同一パレットで納入され、その後一緒に組み立てられるため、通常はペアで機械加工および洗浄が行われます。セットで洗浄することで、2回目のハンドリング工程を省くことができます。78秒というセットサイクル時間は2つの部品を対象としており、1部品あたり39秒に相当しますが、仕様書に記載される数値は78です。

3．共通の基準への換算

数量が判明していれば換算は単純ですが、この数量こそが、サプライヤーが見積もりで最も頻繁に省略する項目です。

計算式

1サイクル当たりの処理部品数でサイクル時間を割り、1部品当たりの時間を求めた後、年間生産台数を乗じて機械稼働時間を算出します。たとえば、60秒のバスケットサイクルで20本のシャフトを処理する場合、1部品あたりは3秒です。一方、同じ60秒のバスケットサイクルで大型シャフト4本を処理する場合は、1部品あたり15秒となります。サイクル時間は同一ですが、処理能力は5倍異なります。

換算が通用しなくなる場合

ロードタイムがサイクルに含まれていない場合、換算は成り立ちません。バスケット式機械では、洗浄時間のみを提示し、バスケットへの投入・排出時間を除外することがあります。手動で投入する場合はこの時間が大きく、自動投入の場合でも、これはステーションタイムの一部です。比較に適した指標は、部品1個あたりの「フロア・トゥ・フロア時間」（ハンドリング時間を含む）です。

4．表示されない時間

2台の機械が仕様書上では性能がほぼ同等に見えても、実際には2つの隠れた時間がその順位付けを routinely 変えることがあります。

チェンジオーバー

複数のバリエーションを生産するラインでは、毎回の品種切替で時間が失われます。ある機械はプログラムを読み込むだけで数分で切替可能ですが、別の機械は治具の交換を要する場合、この差は1シフト中に累積し、単体のサイクルタイム差を上回ることもあります。

停止と再加工

サイクル通りに稼働しても、不良品の誤検出率（ファルス・リジェクト率）が高い機械では、再洗浄または再検査にその差分の時間が費やされます。実効的なサイクルタイムは、「提示されたサイクルタイム ÷ 合格品率」で算出されますが、この値はほとんど公表されず、常に重要な指標です。

5．仕様書に記載すべき内容

比較可能なサイクルタイム仕様には、以下の5つの要素が必要です：単位、単位当たりの数量、ハンドリング作業の有無、型替え時間、および初回合格率の期待値。

この5つの要素が揃っていれば、2つの見積もりを算術的に比較できます。一方、これらの要素が欠けていれば、比較は単に「より見栄えのよい単位」を選んだサプライヤーに有利になるだけであり、それは「より優れた機械」を選んだこととはまったく異なります。換算できない比較は、そもそも比較とは言えません。それは単なるプレゼンテーションに基づく判断にすぎず、勝利する機械は、単に最も都合のよい単位で見積もりを提示した機械である可能性があります。

6．検証に耐える比較表の作成

実用的な対策は、すべての行に上記5つの項目を必ず埋めた比較表を作成し、不完全な行は一切比較しないというルールを徹底することです。この disciplined（厳格な）姿勢は、どんな単一の換算式よりも有用です。なぜなら、意思決定の前に欠落情報が明確に可視化されるため、決定後に問題が発覚するのを防げるからです。

具体例

シリンダーヘッド1組（2個）の加工時間として36秒を提示する機械と、シリンダーヘッド1個あたり18秒を提示する機械を比較してみましょう。ページ上では、両者は見た目がまったく同じに見えます。しかし、詳細を正しく記載すれば、前者は「1組（2個）あたり36秒、ハンドリング含む、プログラム切替、初回合格率明記」であり、後者は「1個あたり18秒、ハンドリング含む、治具交換による切替」であることがわかります。同一の生産量では、両者の実際の生産能力（スループット）は等しく、その差はすべて切替方法および部品の供給形態に起因します。

次に、シャフト1本あたり75秒のサイクルを持つ機械と、シャフトを籠（バスケット）に入れて一括で処理し、バスケット1籠あたり84秒のサイクルを持つ機械を比較してみましょう。バスケットに8本入っている場合、1本あたりの換算時間は10.5秒となり、バスケット方式の機械が約7倍高速であるかのように見えます。一方、バスケットに大型シャフトを1本だけ収容する場合は、1本あたりの換算時間は84秒となり、順位は逆転します。結局のところ、答えを決めるのは「サイクル時間」ではなく、「バスケットの内容」です。

表を掲載すべき場所

比較は、購入用のスプレッドシートではなく、技術仕様書に記載すべきです。なぜなら、これらの数値は受入試験を通過しなければならないからです。スプレッドシートで合意したサイクル時間の数値が、据付時に再交渉されるような状況は、そもそも数値を提示しないよりも悪くなります。というのも、その機械はすでに誤った前提に基づいて製造されてしまっているからです。同様の厳密さは、これに付随する清浄度の数値にも適用されます。つまり、サイクル時間とミリグラム単位の制限値を併記すれば、両方を同時に検証できますが、片方だけを満たすよう設計すると、もう一方が犠牲になる可能性があります。

よくあるご質問

サプライヤーが部品単位ではなく、バスケット単位で価格を提示する理由は何ですか？

機械が実際に処理するのは「バスケット」であり、1バスケットあたりの部品数は、顧客が納入する部品の種類や構成によって変動するためです。ただし、バスケットの収容可能数が明記されていれば、バスケット単位での価格提示は誠実な対応となります。

より短いサイクル時間は、常に良いのでしょうか？

いいえ。工程を省略してサイクルを短縮した場合、清浄度基準を満たさなくなり、結果として発生する手直し作業のコストが、節約できた時間よりも高くなります。サイクルタイムは、清浄度目標を達成した後に満たすべき制約であり、それ自体が目標となるものではありません。

75秒の部品単位サイクルと84秒のバスケット単位サイクルをどう比較すればよいですか？

部品単位サイクルについては年間生産台数を乗じ、バスケット単位サイクルについては、まずバスケットあたりの部品数で除算したうえで年間生産台数を乗じます。こうして両者とも「年間機械稼働時間」に換算すれば、比較が可能になります。

ハンドリング時間はサイクルに含めるべきですか？

はい。ただし、この数値が設備の処理能力（キャパシティ）を表すことを意図している場合に限ります。洗浄のみのサイクルタイムは工程間の比較には有効ですが、設備間の比較には不適切です。また、両者を同一の表に混在させることは避けてください。

まとめ

サイクルタイムは単位を伴う数値であり、その単位が情報の半分を占めます。ヘッド数が2つの装置の36秒サイクルと、ヘッド数が1つの装置の36秒サイクルでは、実際の処理能力は2倍異なりますが、数値だけではこの差を識別できません。

解決策は、すべてのサプライヤーに一律に適用される標準単位ではなく、単位、数量、取扱い、切替時間、初回合格率の5項目からなる必須記載事項です。これらの項目が明記されれば、計算は極めて簡単になり、各サプライヤーが好む単位に左右されることなく意思決定が可能になります。