『生菓子（いちごのショートケーキを製造する）工場の生産設備解析』

5 – 1. 前提整理と数量イメージ

 (1) 能力：合計 7,000ピース換算／時

 (2) ホール比率：3〜4割（平均0.35と仮定）

 (3) 1ホール＝8ピース換算とすると

 ・ホール：7,000×0.35＝約2,450ピース換算／時 ≒ 300ホール／時弱

 ・カット：残り約4,550ピース／時

 このイメージで「カット2列＋ホール1列」の構成をベースにする。

5 – 2. カット・ホール併用ライン構成案（7,000ピース換算／時）

［共通エリア］
  原料計量・仕込み
    ↓
  トンネルオーブン（シート＋丸型）
    ↓
  スパイラルクーラー
    ↓
  分岐ポイント
    ├ カット用：シートスライサー・多列カッター
    └ ホール用：丸型スライサー
────────────────
［カットライン］
  シート多段スライサー
    ↓
  多列カッター（2〜4列）
    ↓
  カット組立コンベヤA（約2,300ピース／時）
  カット組立コンベヤB（約2,300ピース／時）
    ↓
  中段いちご・上面ナッペ・いちごトッピング
    ↓
  急速冷却 → 検査 → 個包装 → ケース詰め
────────────────
［ホールライン］
  丸型スポンジスライサー
    ↓
  ホール組立コンベア（約300ホール／時）
    ↓
  中段いちご・上面サイドナッペ
    ↓
  いちごトッピング・仕上げデコ
    ↓
  急速冷却 → 検査 → ホール包装 → ケース詰め

5 – 3. 能力・設備の目安

 (1) 焼成〜冷却（共通）

 表5. に焼成〜冷却工程の設備能力の目安を示す。

表5. 焼成〜冷却工程の設備能力（目安）

 運用としては、時間帯ごとに「シート多め」「丸型多め」を切り替えてホール比率を調整する想定。

 (2) カットライン側（約4,500〜5,000ピース／時）

 表6. にブロックごとの設備イメージをまとめる。

表6. カットライン側ブロックごとの設備イメージ

 (3) ホールライン側（約300ホール／時）

 表7. にブロックごとの設備イメージをまとめる。

表7. ホールライン側ブロックごとの設備イメージ

 ホールは見栄え重視なので、完全自動ではなく「半自動＋人仕上げ」が現実的である。

5 – 4. 日々の運用イメージ

 (1) 基本：「3割ホール」をターゲットにしつつ、日オーダーに応じて調整

 (2) 例：

  ・午前：ホール多め（丸型焼成を厚めに取り、ホール組立を優先）

  ・午後：カット多め（シート中心焼成、カットラインフル稼働）

 ホール比率が一時的に上がる日は、シート焼成を少し抑えて丸型を増やすだけで調整できる構成。

6. 人員計画

 30人未満に抑える前提で「どこを自動化寄り」「どこを人中心」にするかを絞り込む必要がある。

6 – 1. 人員目標と基本方針

 (1) 目標：1シフトあたり 25〜28人程度

 (2) 方針：

  ・仕込み〜焼成〜冷却〜スライスは極力省人化

  ・カット組立は「各列5人前後」に絞り込む

  ・ホールは数量を抑えつつ、少数精鋭で見栄えを確保

  ・包装は機械台数を少し絞り、1人あたりの処理量を高める

6 – 2. ゾーン別「省人数」モデル

 (1) 原料・仕込み：2〜3人

 ・自動計量＋大型ミキサー前提で、人は最小限

 ・ミキサー・計量兼任オペレーター：2人

 ・忙しい時間帯のみ原料ハンドリング1人追加

 合計：2〜3人

 (2) 焼成・冷却：2人

 ・トンネルオーブン＋スパイラルクーラーを1人が主担当、1人が共用補助

 ・焼き色確認、トラブル対応を分担

 合計：2人

 (3) 中央スライス・分配：2人

 ・スライサー・カッター主担当：1人

 ・分配・ラインバランス見ながら、簡単な補修や監視：1人

 合計：2人

 (4) カットラインA・B（2列）：計8〜10人

 「1列5人」を上限に絞り込む

 各列（A／B）

 ・クリーム・ナッペ周り：2人

 ・中段いちご＋上面いちごトッピング：2人

 ・ライン監視・補修：0〜1人（A・Bで1人共用も可）

 1列4〜5人 ×2列＝8〜10人

 (5) ホールライン：4〜5人

 ・組立・ナッペ：2人

 ・いちご・デコ：2人

 ・ライン監視・特注対応：0〜1人（カット側と共用も可）

 合計：4〜5人

 (6) 包装・出荷前：6〜7人

 ・カット包装機：3〜4台に抑える前提

  a) 機械オペレーター：3〜4人

  b) ケース詰め・共用補助：2〜3人（ホールと共用）

 合計：6〜7人

6 – 3. 合計人数イメージ

表8. にゾーンごとの人数目安を示す。

表8. ゾーンごとの人数目安

 合計：だいたい 25〜29人

 運用を工夫すれば「28人上限」くらいには収められる。

7. ピークで7〜8万ピース前後を回す想定

 「ピーク時の1日生産量（ピース換算）」をおよそピークで7〜8万ピース前後を回す想定。ここまでのライン構成と人員計画はかなり現実的なレンジに入っている。

7 – 1. 日産7〜8万ピースとライン能力

 前提条件：

 (1) ライン能力：7,000ピース換算／時

 (2) 実稼働：1日11〜12時間程度（休憩・段取りを除いた純稼働）

 (3) 7万ピース：7,000×10時間

 (4) 8万ピース：7,000×約11.5時間

 残業や二交替の組み方にもよりますが、「1ライン・7,000ピース／時クラス」で日産7〜8万ピースは妥当な負荷感である。

7 – 2. 運転パターンのイメージ

 パターン例：

 (1) 通常日

  ・1シフト（8時間）＋残業2時間＝10時間稼働

  ・生産量：7,000×10＝7万ピース前後

 (2) 繁忙日

  ・2交替でトータル11〜12時間稼働

  ・生産量：7,000×11〜12＝7.7〜8.4万ピース前後

 ホール比率が3〜4割なので、ピーク日は「ホールをやや抑えてカット比率を上げる」運用で、見栄えと人員負荷のバランスを取ると安定しやすい。

7 – 3. 30人未満で回す際のポイント整理

 (1) 仕込み〜焼成〜冷却〜スライスを「8〜9人程度」に抑える

 (2) カットA＋Bを「各4〜5人」で合計8〜10人

 (3) ホールラインを「4〜5人」

 (4) 包装・出荷前を「6〜7人」

 ここにライン長や品質管理を1〜2人加えて、合計25〜29人を目標とする。この前提なら、日産7〜8万ピース規模でも「増員は繁忙期限定」にできる可能性が高い。

8. 自動化投資の検討

 「どの工程から自動化投資を優先するか」を考える際は、いちごトッピングとデコは、手作業の負担が一番大きくなりやすいところなので、ここから自動化の優先順位をつけていく考え方が合理的である。

8 – 1. 自動化の優先ターゲット整理

 優先度が高いところ：

  ・カットショートの「いちご上面トッピング」

  ・カットショートの「中段いちごの定量投入」

  ・ホールケーキの「側面ナッペのベース作り」

 この3つを装置化して「人は仕上げと微調整に集中」できるようにすると、人数を減らすというより、1人あたりの処理能力をかなり引き上げられる。

8 – 2. カットショート側の自動化イメージ

 (1) いちご上面トッピング半自動化

  ・コンベヤ上にケーキを一定ピッチで流す前提で、上からいちごをピック＆プレースするユニットを配置するイメージ。

  ・できること：

  a) いちごの「置き位置」と「個数」を自動化

  b) ケーキ位置はセンサーで検知

  ・人の役割：

  a) 装置の手前で、いちごを向き・大きさで簡易選別

  b) 装置通過後に、向きや見栄えを1〜2人で微修正

  ライン2列あるので、最初は1列だけに導入して「1列あたりの必要人数が何人減るか」を見ながら、2列目導入を判断する形が現実的。

 (2) 中段いちごの定量投入

  ・完全な自動トッピングではなくても

  a) いちごスライスをホッパーに入れ

  b) 一定量を一定位置に落とす「簡易デポジッター」

  を使うだけでも、手作業の“ばらつき”が減る。

  ・人の役割：

  a) ホッパーへのいちご補給

  b) 足りないところの追い足し

  c) 形が悪いものの除去

  これにより「中段いちご担当」をライン1列あたり1人→0.5人相当まで圧縮しやすくなる。

8 – 3. ホール側のデコ自動化イメージ

  (1) 側面ナッペのベース自動化

  ・ホールにとって一番時間がかかるのが「側面をそこそこ平らにする工程」です。

  ・自動ナッペ機で

  a) ホールを回転させながら側面と上面にクリームを粗く載せる

  b) 人がその後、パレットナイフで「仕上げの表情」をつける

  という役割分担にすると、一人当たりのホール処理数がかなり上がる。

 (2) トッピングは「人＋治具」で割り切る

   ・ホールは見栄え重視なので、現状では完全なロボット化よりも

  a) ケーキの外周に軽いガイド（いちごを置く位置に印がついたリングなど）

  b) いちご数と配置をパターン化した作業標準

  のほうが、投資対効果が良いケースが多い。

8 – 4. 人数に与える影響イメージ

 上述のような「半自動化」まで行うと、概ね以下のようなイメージになる。

 (1) カットラインA＋B

  ・現状案：各4〜5人 → 自動化後：各3〜4人

  ・2列合計で「2〜3人程度」の削減余地

 (2) ホールライン

  ・現状案：4〜5人 → 自動ナッペ導入後：3〜4人

  ・1人分程度の削減余地

  全体で「4〜5人ぶんの負荷低減」を、残業削減や繁忙期対応余力として使えるイメージとなる。

9. 投資規模ごとの選択肢イメージ（小・中・大）

 投資規模については、「どこまで自動化するか」の線引きをしておくとこが重要なポイントである。

9 – 1. 小規模投資プラン（現ライン活用＋作業軽減）

 (1) 投資イメージ

  ・目安：小さめの設備更新や追加で収まるレンジ

  ・ゴール：人数はほぼ変えず、作業負荷とバラつきを軽減

 (2) 主な内容

 ・カットライン：

  a) 中段いちご用の簡易デポジッター

  b) 上面いちご用のガイド治具（位置決めプレートなど）

  c) クリームデポジット条件の見直しとプログラム最適化

 ・ホールライン：

  a) いちご配置用のリング治具、テンプレート

  b) ナッペ作業台・回転台の改善で手作業効率アップ

 (3) 効果イメージ

 ・同じ人数で「ピーク時のしんどさ」が軽くなる

 ・見た目のバラつきが減り、クレームリスクも低下

9 – 2. 中規模投資プラン（半自動化ライン化）

 (1) 投資イメージ

 ・目安：ラインの一部に専用機を導入するレンジ

 ・ゴール：人員1ラインあたり数人分の負荷を削減

 (2) 主な内容

 ・カットライン：

  a) いちご上面トッピング半自動機（1列分）

  b) 中段いちご用の簡易自動投入機

 ・ホールライン：

  自動ナッペ機（側面・上面のベース塗り）

 ・共通：

  a) クリーム連続ホイッパーの最適容量化

  b) コンベア回りのピッチ統一、センサー増設

 (3) 効果イメージ

 ・カットA＋Bで合計2〜3人分程度の負荷低減

 ・ホールで1人分程度の負荷低減

 ・繁忙期の増員を抑えつつ、日産7〜8万ピースを安定維持

9 – 3. 大規模投資プラン（高度自動化ライン化）

 (1) 投資イメージ

  ・目安：いちごトッピングを含めた「ほぼフル自動」の方向

  ・ゴール：人は主に監視と仕上げ、ライン全体の人員を大きく圧縮

 (2) 主な内容

 ・カットライン：

  a) 2列ともいちごピック＆プレースロボット導入

  b) 画像認識でケーキ位置・いちご形状を補正

 ・ホールライン：

  自動ナッペ＋簡易ロボットトッピングの組み合わせ

 ・共通：

  a) 搬送・分配の高精度化、検査・排除も一体で自動化

  b) 包装〜ケース詰めまで自動ケーサー・パレタイザー連動

 (3) 効果イメージ

 ・デコ・トッピング工程の人員を「監視＋微調整中心」に

 ・全体で5〜10人分程度の人員削減ポテンシャル

 ・そのぶんを増産や新製品開発側に回せる余地ができる

10. 立上げ計画の立案

 1〜2年後の立ち上げを見据えて、月単位で「これだけ進んでいればOK」というレベルに分解して計画。24か月フルにはせず、まずは約18か月での立ち上げイメージで検討する。

10 – 1. 0〜6か月：基本構想と仕様固め

 (1) 0〜2か月目

 ・現状整理：

  a) 現ラインの実データ確認（実能力、ロス率、人員）

  b) 将来の製品構成と、ライン2で優先すべきSKUを絞り込み

 ・コンセプト確認：

  a) ライン2は「カット専用・1列4,500ピース／時・いちご1粒」前提を社内で合意

  b) ホールはあくまでライン1で扱う方針を明文化

 (2) 3〜4か月目

 ・レイアウト案・概略仕様作成：

  a) 建屋図面上に、ライン2の1列分レイアウトのドラフトを作成

  b) 搬送ルート：共通ゾーンからライン2への分岐方法を決める

 ・メーカー打診・概算見積：

  a) コンベヤ、デポジッター、ロボットセル候補メーカーに声かけ

  b) 4,500ピース／時・1粒トッピング条件で実現可否と、おおよその価格・リードタイムを確認

 (3) 5〜6か月目

 ・社内決裁用の素案作成：

  a) 投資額レンジ（幅ありのままでOK）

  b) 能力アップ効果（ライン2片列で＋4,500ピース／時）

  c) 人員影響（ライン2で必要な人数の目安）

 ・絞り込み：

  a) メーカー候補を1〜2社程度に絞る

  b) 詳細仕様検討に入る前の「Go / Hold」の判断ポイントを整理

10 – 2. 7〜12か月：詳細設計と設備製作

 (1) 7〜8か月目

 ・詳細仕様の詰め：

  a) クリーム量、コンベヤピッチ、ケーキ寸法の標準値を確定

  b) いちごトレイ形状や供給方法、ロボットのサイクルタイム設定案を決める

 ・工場側インフラ確認：

  a) 電源容量、エア、排水、床荷重を確認

  b) 必要な改造範囲と工事時期のラフな計画を立てる

 (2) 9〜10か月目

 ・メーカー側：機械設計・プログラム設計

  a) ロボットの動作パターン（トッピング位置）をプログラム案レベルまで固める

  b) 必要なセンサー・カメラの位置決め案を作成

 ・工場側：事前準備

  a) 通路・安全柵・非常停止配置などの安全計画

  b) 清掃・洗浄のしやすさを考えた配置の微調整

 (3) 11〜12か月目

 ・設備製作本格化：

  a) フレーム・コンベヤ・ロボットの製作開始

  b) メーカー側での仮組み・動作確認（ドライテスト）

 ・受け入れ条件すり合わせ：

  a) 受入検査の基準（タクト、位置精度、停止頻度の目安）

  b) テスト製造時の検証項目（歩留まり、トラブル事例の記録方法）を決める

10 – 3. 13〜18か月：据付・テスト・本格運転移行

 (1) 13〜14か月目

 ・工場内据付工事：

  a) 休日や夜間を活用して、共通ゾーンとの接続工事

  b) ライン2側のコンベヤ・ロボットセル据付

 ・単体試運転（空運転）：

  a) コンベヤ搬送、センサー、インターロックの確認

  b) ロボットの動作範囲・衝突チェック

 (2) 5〜16か月目

 ・原料を使ったテスト生産（限定時間）：

  a) 日中の一部時間帯だけ、ライン2片列で実際にケーキを流して検証

  b) いちご位置のバラつき、抜け・二重置きの有無を確認

  c) 清掃時間・手間の実測

 ・標準条件の調整：

  a) クリーム硬さ、コンベヤ速度、ロボットスピードを微調整

  b) 作業手順書のドラフト作成

 (3) 17〜18か月目

 ・本格運転への移行：

  a) 早番・遅番それぞれで、数週間ずつ連続運転して安定性確認

  b) 小さなトラブルの再発防止策を標準化（チェックリスト化）

 ・人員とシフトの最終調整：

  a) ライン2片列を前提にした、2交替の最適人員バランスを確定

  b) 繁忙期の応援パターンも決めておく

 この18か月がスムーズに進めば、「1〜2年以内の片列4,500ピース／時立ち上げ」は十分現実的なスケジュール感に計画できる。

最後に

 日産7〜8万ピース・将来1.5万ピース／時まで拡張可能な生産設備計画として、まずは7,000ピース／時のライン1でカットとホールを共存させつつ、30人未満で運用する体制を構築。そのうえで、共通の焼成・冷却・スライス能力を最初から“太め”に確保し、1〜2年以内にカット専用のライン2を片列4,500ピース／時・高自動化で立ち上げ。ライン2はいちご1粒トッピングロボットを中核としたカット専用ラインとし、需要に応じて2列化して8,000〜9,000ピース／時まで段階的に増強することで、人員効率と拡張性を両立した設備構成を実現する計画とした。

以上

【参考引用先】

 全日本菓子協会公表：『洋生菓子の生産数量の推計値』2023_production_1.pdf