歩留まりの意味や計算式は？製造業の改善手法や事例も解説
歩留まりとは、生産量に対する完成品の割合を示す言葉です。「ぶどまり」と読み、英語では「Yield」と表現します。
主に製造現場で、製造原価の抑制や生産性向上のために指標として用いられます。ビジネスシーンでは、採用活動における応募数に対する採用数／採用率、Webセミナーの申込数に対する参加数／参加率といった比率を確認する際に使用します。
製造現場の場合、歩留まりを計算することで原材料といった製造コストのムダを把握できます。その原因を洗い出し、改善策を講じることで効率的な生産が期待できます。
本記事では歩留まりの意味や歩留まり率の計算方法、製造業で歩留まりが悪化する要因や改善手法について解説します。
現場改善ラボでは、製造現場で歩留まりが発生する原因を4Mの視点から紐解き、改善につなげる方法を専門家が解説する動画を以下よりご覧いただけます。ぜひこの機会にご活用いただき、歩留まり向上を実現しましょう。
目次
歩留まり／歩留まり率とは？計算方法や重要性を解説
製造業における歩留まりとは、原材料や素材など原料の使用量に対する完成品の割合のことを指します。
歩留まり率とは、歩留まりを百分率で示した数値のことです。たとえば、100kgのステンレス板をプレス加工して80kgの製品が完成した場合の歩留まり率は80％となります。
歩留まり率は、製造業の製品開発や生産管理において重要な指標です。製品価格の見積もり、材料の発注量の計算などに歩留まり率の把握が欠かせません。生産効率や粗利率の向上に取り組む際も、現状の歩留まり率について知っておく必要があります。
まずは歩留まりの計算方法や、歩留まり率に関係するその他の指標について説明します。
歩留まり／歩留まり率の計算方法
歩留まり率の計算方法は以下の通りです。
【歩留まり率の計算式】
完成品数÷原材料数×100＝歩留まり率（％）
歩留まり率が高い場合、原材料のロスが少なく効率的に生産できている良い状態だといえます。基本的に、完成品は良品のことを指しますが、不良品を含む場合もあります。
ただし、業種によっては歩留まり率の分子を完成品数ではなく良品数としていることもあります。
『良品率や直行率と何が違う？』歩留まり率と似た言葉との違い
歩留まり率と混同される用語に「良品率」や「直行率」があります。それぞれ以下のような違いがあります。
- 歩留まり率：原料から完成品（良品）をどれほど製造しているかの割合
- 良品率：不良品を含むすべての完成品のうち、一定の品質基準を満たしている製品の割合
- 直行率：不良品を含むすべての完成品のうち、一度の工程で良品になった製品の割合
良品率の意味と計算式
完成品のうち、手直し済み良品（再格付品）と手直しをしていない良品を足したものの割合が「良品率」です。手直しをして、良品になった製品のことを再格付品、手直しをしても品質上の基準を満たさない製品を不良品と呼びます。
【良品率の計算式】
良品数÷完成品数×100＝良品率（％）
80個の完成品のうち、良品が60個（うち再格付品は10個）だった場合の良品率は75％です。製造業の現場では「そのままでは不良品になるけれど、バリ取りをすれば良品になる」というように、手直しによって良品にカウントできるものもあります。
直行率の意味と計算式
完成品のうち、手直しを経ずに良品にカウントできる製品の割合を示すのが「直行率」です。
【直行率の計算式】
手直しせずに良品になる製品の数÷完成品×100＝直行率（％）
80個の完成品のうち手直し不要な製品が78個だった場合の直行率は97.5％となります。直行率を向上させることは、歩留まり率の改善以外にも品質向上や生産性向上のために重要な施策だといえます。
歩留まりが重要な理由
製造業において歩留まりは重要な指標の1つです。
歩留まりは、原材料をどれほど効率的に利用できているかを定量的に表すため、歩留まり率の値が製造コストや製品の収益性といった要素に直接影響します。現状の歩留まり状況を踏まえて、原材料の発注量や生産計画の検討などを決める指標にもなります。
また歩留まり率が低い場合、現場の生産効率が悪い／品質トラブルが潜んでいるといった問題の可視化するきっかけにもなるでしょう。歩留まりの状況で生産工程の課題を見つけ、適切な改善策を講じることで歩留まり率や良品率、直行率の向上による生産効率の向上が期待できます。
このように製造業における歩留まりは、生産計画の検討から生産効率、製造コストや収益性に影響を与える点で重要な要素といえるでしょう。
適正な歩留まり率とは？
歩留まりについて調べている方の中には『歩留まり率の一般的な指標を知りたい』という方もいるでしょう。
しかし適正な歩留まり率は、一概に算出することはできません。なぜなら、歩留まり率は製品の形状や材料、加工方法によって異なるからです。
具体的な解説は後述しますが、自社における適切な歩留まり率は以下の視点から検討し、定期的に見直しを行う形がよいでしょう。
- 過去、最も生産効率がよかった時期の数値を目標に設定する
- 顧客の要求品質や納期が達成できる歩留まり率を求める
- 原材料やリードタイムなど製造コストに見合う歩留まり率を求める など
加工方法によって異なる歩留まり率
たとえば金属抜き型のプレス製品や切削品は、原材料を切ったり削ったりして製造しているため、歩留まり率は低い傾向にあります。
一方で、樹脂ペレットを射出成形機に投入して成型する樹脂製品や金属を折り曲げる板金加工の歩留まり率は高くなります。金属や樹脂を金型に流し込んで成型する鋳造品も歩留まり率は高い傾向です。
このように同じ姿の完成品であっても、製造方法によって歩留まり率は変わります。
たとえば「ネジ」を製造する場合、切削加工であれば、歩留まり率は45％から50％ですが、冷間鋳造であれば90％以上の歩留まり率も実現可能です。しかしながら、冷間鋳造には製品ごとに金型が必要となりますので、冷間鋳造を選択したからといってすぐさま製造原価が減少するわけではありません。
不良品が歩留まり率に与える影響
歩留まり率を「良品数÷原材料数」で算出する場合は、加工機への材料残りや切削によるロスの発生に加えて、不良品が歩留まり率を悪化させます。
たとえば樹脂成形品における「完成品数÷原材料数」で算出した歩留まり率が90％であった場合、原材料数が1000だった場合は完成品数は900となります。この製品の良品率が90％の場合の良品数は810です。したがって「良品数÷原材料数×100＝歩留まり率（％）」の式に当てはめると、歩留まり率は「810÷1000×100＝81％」となります。
製造過程で止む無く生じるロスの減少は容易ではありません。
しかし、不良品の発生は作業標準の策定や人材育成、スキルの向上といった施策によって抑制可能です。したがって、歩留まり率の適正化の第一歩は不良品の減少にあるといえます。
歩留まり率が悪化する原因と分析手法
歩留まり率が悪い製品は原価率が高くなる上に、不良品の選別などのリソースも割かれます。
歩留まり率の悪化は、全体の利益率や生産性にも影響を及ぼします。ここからは製造業において、歩留まり率が悪化しているときに考えられる主な原因をご紹介しましょう。
本章では「良品数÷完成品数×100」で算定する歩留まり率について説明します。
歩留まり率が悪化する原因
歩留まり率が悪化する原因を大別すると「不良品の多さ」と「材料ロスの多さ」に分類できます。
歩留まりが悪化する原因として、設備トラブルや材料の不良等が挙げられますが、特にヒューマンエラーや作業の不遵守などが悪化原因に多い傾向があります。
設備トラブルや材料の不良等は比較的簡単に解決できますが、人が原因であれば深掘りをして解決していく必要があります。原材料誤投入によるヒューマンエラーであれば、なぜ投入する原材料を間違えたのか、なぜ投入前に確認したにもかかわらず誤投入したのか深掘りし、誤投入しない仕組みづくりが対策として必要です。
不良品が多い原因
不良品が発生する原因はさまざまです。
ヒューマンエラーを始めとする作業の不備によって生じる不良品もあれば、製造設備の不具合や製品設計のミス、金型設計のミス、材料の不具合等によって引き起こされるものもあります。
代表的な不良品の発生原因は以下の通りです。
- スキル不足
- 単純なヒューマンエラー
- 設備の不具合
- 指示書の誤り
- 非効率な生産プロセス
- 製造工程の煩雑さ
- 製品設計のミス
- 適切な治具がない
- 金型設計のミス
- 材料の選択ミス
- 不良材料の使用
- 温度、湿度管理等の誤り
原材料のロスが多い原因
原材料のロスが生じる主な原因は以下の通りです。
- 金型設計のミス
- 材料取りが不適切
- 原材料投入方法が不適切
- 作業習熟度の低さによる初歩的なミス
金型の設計を変更しなければならないケースもありますが、生産現場での取り組みで原材料ロスを抑制できることもあります。
歩留まり率が悪化している際の分析手法
歩留まり率が悪化している原因を分析するために、まずは不良品数と材料ロを定量的に把握することが必要です。
不良品の発生数は、生産数と良品数をカウントすることで分かります。材料ロスを抑制するためには、不良品や材料の廃棄物、排出物を把握する必要があります。
これらは作業日報といった帳票で、数量を把握できる仕組みを整えるとよいでしょう。
関連記事：作業日報ってどう書くの？書く目的や内容、テンプレートをご紹介！
射出成型の場合であれば、成型機の中に残っている材料を計量することで製造過程で生じるロスがわかります。プレス加工であれば「抜きカス」の重量を量ることでロスを把握可能です。
これらの分析によって歩留まり率が悪化している原因を不良品によるものなのか、原材料ロスによるものなのかを切り分けます。
不良品の発生によって歩留まり率が悪化している場合の分析手法
不良品の発生により、歩留まり率が悪化している場合は4M分析で原因を特定しましょう。
ヒューマンエラーや設備トラブル、材料の変更、作業変更など歩留まりが悪化する原因はさまざまです。歩留まりを改善するために4M分析は重要な考え方です。ぜひ押さえておきましょう。
4M分析の詳細を知りたい方は、別記事「【図解あり】4M分析とは？問題整理や変更管理での分析方法を解説！」をご覧ください。
4M分析で問題が起きているボトルネック工程を洗い出したら、QC7つ道具を用いて実際の状況を定量的に分析してみましょう。QC7つ道具は、品質問題を改善する際には避けては取れない手法の1つです。具体的な解説は以下の記事をご覧ください。
関連記事：QC7つ道具とは？業務実例から具体的な使い方を解説【練習問題付き】
原材料のロスが多く歩留まり率が悪化している場合の分析手法
原材料のロスが多い場合はMFCAを使って分析しましょう。
MFCAとはマテリアルフローコスト会計（Material Flow Cost Accounting）であり、原材料のロスに着目し、そのロスに使用した材料費や加工費などを負の製品のコストとして、総合的にコスト評価を行う分析の手法です。
材料費が100kg10,000円、加工費が6,000円としたときのMFCAの計算例をご紹介しましょう。
出来上がった正の製品は80kg、材料費は8,000円とした際、加工費は製造前が1とすれば製造後は0.8しかありません。そのため6,000円から0,8をかければ4,800円になります。すると正の製本コストは8,000+4,800=12,800円。負の製品は100kg-80kgで20kgの廃棄があります。同じ要領で計算していけばいいので、材料費は2,000円で加工費は1,200円のため合計3,200円が負の製品コストです。
MFCAではロスコストを可視化できるため、コスト削減や歩留まり向上などの取り組みに最適な計算方法といえます。
歩留まりの改善手法
歩留まりを改善する視点は「製品品質の向上」と「原材料ロスの改善」です。
ここからは具体的な改善手法を交えながらご紹介しますが、一言でまとめると作業手順や設計ルール、社内ルールを徹底的に標準化させ、業務のムリムダムラを取り除いていくアプローチが必要でしょう。
本章でご紹介する手法を製造現場で標準化させることが、歩留まり向上につながります。
業務標準化を現場で推進させるおすすめの手法については、後ほど「歩留まり向上を目的とした業務標準化には動画マニュアルが効果あり」でご紹介します。
製品の品質を向上する手法
製品の品質向上を達成するための手法として、主に以下の5つの手法が挙げられます。
- 作業習熟度を上げるための講習会／OJTの実施
- QC工程表の作成／運用
- 作業標準の作成や見直し
- 適切な工具／治具の採用
- 生産状況をリアルタイムで可視化
歩留まり改善のためにはどれか1つの手法だけを用いるだけでなく、複数の施策を組み合わせる必要があります。また一朝一夕で達成できるものでもないため、継続した取り組みが必要です。
製造業の品質改善に向けた取組については、以下の記事でも詳しく解説しているので併せてご覧ください。
関連記事：製造業における品質改善/向上8つの手法は？品質バラつき防止の取組事例を解説
作業習熟度を上げるための講習会／OJTの実施
作業者の習熟度が低いことで不良が発生している場合には、スキルの均一化やスキルアップが欠かせません。ベテランによるOJTの実施、品証担当者や、開発担当者、外部講師による全体講習の実施などが有効です。
製造業の場合、現場のノウハウは環境によって異なります。そのため外部講師による研修より、OJTの方が実態に則した教育になるでしょう。
一方で、製造現場のOJT教育に悩みを抱える方は少なくありません。製造現場でOJTを効果的に行う方法やポイントについては、以下の記事をご覧ください。
▼関連記事
・OJTしたいけど余裕がない…。現場教育の改善ポイントとは？成功事例も紹介
・OJTを効果的に進めるコツ6選！製造現場で使える具体的な指導のポイントを紹介
QC工程表の作成／運用
QC工程表は製品の品質を一定にするための作業計画や基準等を明記した文書です。QC工程表を作成することで、すべての工程の担当者が作業の流れや品質の基準を確認できます。
関連記事：QC工程表（QC工程図）の作り方は？項目例も解説！
作業標準の作成や見直し
製品、工程に応じた作業内容を標準化し作業手順書に落とし込みます。
手順や使用する材料の分量や工具・治具の指定等を細かく記載しておきます。すでに作業標準がある場合も、手順に不備があることもあるので見直しましょう。
一方で、細かく記載することで「わかりにくさ」が弊害として生まれてしまいます。
具体的かつわかりやすい作業手順書でなければ、作業者に使われず形骸化してしまい、手順不遵守による問題が発生する引き金になってしまいます。
わかりやすい作業手順書を作るポイントは、以下の資料で図解を交えて解説しているのでぜひご活用ください。
適切な工具／治具の採用
作業内容・設備に応じた適切な工具・治具を導入し、使用を徹底することで、作業効率が向上します。また全員が同じ工具・治具を使用することで品質のバラツキを防止できます。
新たな工具や治具を採用する場合、管理ルールを新たに設けて5Sを徹底することも併せて必要です。
関連記事：5Sとは？意味や活動の目的と効果、ケース別の事例を解説！
生産状況をリアルタイムで可視化
生産数や不良発生数など、生産状況をリアルタイムで可視化できると、問題を早期に発見し対策も早く講じることができます。
結果的に不良品流出など、より重大な経営問題に発展する前にトラブルの芽を積むことができます。生産状況を可視化する方法の1つとして、製造現場で使われる帳票のデジタル化が挙げられます。
関連記事：帳票の電子化にはどんなメリットがある？導入実現に向けた進め方やツールも解説
原材料ロスの改善
原材料ロスの改善も、品質向上の取り組みと同様に、継続して実行し続ける必要があります。
- 材料取りの見直し
- 設計の見直し
- 端材の再利用
- スクラップの適正価格での売却
特に、端材の再利用やスクラップの売却は実行しやすい施策です。現場責任者と相談をしながら推進しましょう。
材料取りの見直し
金属プレスや切削品は、材料取りを見直すことで、歩留まり率を改善できます。材料のロスを確実に削減できる一方で、作業内容の均一化のための研修が別途必要になるでしょう。
設計の見直し
設計上の不備がある場合は、設計を見直すことで原材料ロスを削減できます。根本的な課題を解決できるためロスの削減が確実である一方で、非常に手間のかかるアプローチであるため短期的な改善は難しいでしょう。
端材の再利用
材料の端材を別製品で利用するなどすると、現場全体の製造原価を低減できます。
歩留まり率向上に直結する取り組みである一方、サイズが合致する別製品がなければ実現できない、端材の移動や管理などの手間が増えるといった点も考慮する必要があります。
スクラップの適正価格での売却
樹脂、金属、ゴム等素材を問わず、廃材を廃棄していた場合は、適正価格での売却を検討します。従来は破棄していたものから、市場価格が高いような素材であればあるほど売却益が期待できます。
歩留まり向上を目的とした業務標準化には動画マニュアルが効果あり
前章でご紹介したように、歩留まり改善には「作業手順や設計ルール、社内ルールを徹底的に標準化させ、業務のムリムダムラを取り除いていくアプローチ」が必要です。
そして「歩留まり率が悪化する原因」でミスといった原因を複数挙げているように、ヒューマンエラーを減らしていくような業務標準化こそ、短期的に効果を出しやすく設備投資等の大きなコストもかからない改善策といえるでしょう。
一方で従来のように、作業手順書の整備やOJTによる教育を行っていても標準化が進みにくいというケースは少なくありません。
本章では業務標準化を推進するための従業員教育に「動画マニュアル」を活用する方法をご紹介します。どのような効果があるのか？実際の活用事例も交えて詳しく見ていきましょう。
動画マニュアルを使うメリットと効果
動画マニュアルのメリットは、現場作業の様子が文章よりも鮮明に伝えられることです。
文字や写真ベースの作業手順書、OJT等の口頭では、作業の流れや絶妙なカンコツは理解しにくいです。動画マニュアルであれば、動きを視覚的にわかりやすく理解することができ、作業者にとって初めての業務でも視覚的な理解が可能です。
また、視覚的に伝えることができるため、外国籍の従業員に対しても視覚的に業務標準を伝えることが期待できます。文字や口頭で課題になる言葉の壁を打破する手段としてお使いいただけます。
誰でもかんたんに動画マニュアルが作成できる「tebiki」とは？
動画マニュアルと聞くと『編集作業が難しいのでは？』と感じるかもしれません。
そこで動画編集未経験者でも、数多くの動画マニュアル作成を行っている実績がある現場教育システム「tebiki」をご紹介します。tebikiは製造業を中心とした現場産業において、業務ノウハウをわかりやすく伝えられない／教育担当者に負荷が集中するといった教育課題を解決するツールとして活用されています。
tebikiは、スマートフォンなど身近なデバイスで作業風景を撮影するだけで、誰でもかんたんに動画マニュアルの作成が可能です。その容易さから、従来の紙マニュアルや手順書作成と比較しても短時間で作成できている事例が多数あります。
作成した動画マニュアルの字幕は、100ヵ国語以上の言語に翻訳が可能です。そのため多国籍の従業員を抱える現場では、それぞれの従業員が母国語で作業手順や社内ルールを学べる環境を構築することができます。
tebikiで作成した動画マニュアルで業務標準を伝えることで、歩留まりの原因となるヒューマンエラーや作業不遵守を改善することが期待できます。
現場教育システム「tebiki」に関する具体的な機能紹介やプランについては、以下の資料よりご覧いただけます。
動画マニュアルで業務標準化の推進／品質を向上させた事例
実際に動画マニュアルを活用した教育によって、製造現場の業務標準化や品質向上につながった事例を2社ご紹介します。
より多くの動画マニュアル活用事例を見たい方は、製造業における活用事例を凝縮した以下の参考資料も併せてご覧ください。
大同工業株式会社
大同工業株式会社は、バイクチェーンや自動車エンジン用チェーン、産業機械チェーン、コンベヤシステム、福祉機器を提供している企業です。
大同工業株式会社はOJT教育の際、トレーナーによって指導にバラつきがあるという問題を抱えていました。結果として我流化になっていき、試験におけるヒヤリハットが発生したり、評価結果のエラーによる再試験などの手戻りの一因になっていました。また、手順書の作成に工数がかかっていることも課題にありました。
そこで、大同工業株式会社は動画マニュアルtebikiを導入しました。導入により、試験手順の小さな違いがヒヤリハットや評価結果のエラーを引き起こしていた問題を解消し、ヒヤリハットの8割削減に成功しました。
また、マニュアル作成に2時間以上かかっていたものが1時間以下にできるよう作成時間削減にも成功しました。
大同工業株式会社がtebikiを導入し、現場改善に成功している様子は以下のインタビュー記事で詳しく解説しています。あわせてご覧ください。
インタビュー記事：製造業の技術部門の業務を動画で標準化。 教育工数を8割削減し、業務の効率化・最適化も実現。
サラヤ株式会社
サラヤ株式会社は、消毒剤や洗浄剤、医薬品、食品を製造する化学・日用品メーカーです。
サラヤ株式会社では、従来紙のマニュアルを使用して教育を行っていましたが、紙のマニュアルでは微妙なニュアンスや作業工程の詳細が伝わりにくいという課題がありました。
そこでサラヤ株式会社は動画マニュアルtebikiを導入しました。tebikiの導入により、紙のマニュアルがタブレットに置き換わり、作業者は動画を通じて具体的な作業工程や注意点を確認できるようになりました。tebikiは、作業のニュアンスや機械の動き、音など紙では伝えられない情報を効果的に伝えることが可能です。
またtebikiの導入により、サラヤは複数の拠点で400個以上のマニュアルを作成し、作業品質の改善を実現しました。作業者の力量が均一化され、安全性も向上しました。
サラヤ株式会社がtebikiを導入し、現場改善に成功している様子は以下のインタビュー記事で詳しく解説しています。あわせてご覧ください。
インタビュー記事：消毒剤のトップシェアメーカーでtebikiを活用。 半年で400動画作成！世界の「衛生・環境・健康」に貢献！
まとめ：動画マニュアルを活用した教育で歩留まり改善を
製造業における歩留まりや歩留まり率の計算方法、重要性を解説しました。歩留まり率を把握して、その悪化の原因を分析・改善策を講じることで、生産性の向上や原価率の抑制につながります。
歩留まり率が悪化した場合に考えられる原因に対し分析手法を使うことで、適切な対策が打ち出せるかもしれません。不良品が発生している際には4M分析を用いて、原材料のロスが原因であればMFCAで可視化しましょう。
その他、歩留まりの改善手法や動画マニュアルの効果も解説しました。人による歩留まり悪化が原因であれば、動画マニュアル「tebiki」の導入をオススメします。導入した2社のように、作業品質を向上し、歩留まり向上を実現しましょう。
記事で紹介した動画マニュアルtebikiの資料は無料でダウンロードができます。ぜひこの機会にtebikiの資料を無料でダウンロードしてみませんか？
