組立ライン

組立ラインは、プログレッシブ アセンブリとも呼ばれ、未完成の製品がワークステーションからワークステーションへと直線上を移動し、最終製品が完成するまで部品が順番に追加されていく製造プロセスです。部品をワークステーションに機械的に移動し、未完成の製品をあるワークステーションから別のワークステーションに移すことで、作業員が部品を固定された製品に運ぶよりも早く、少ない労力で完成品を組み立てることができます。

組立ラインは、自動車やその他の輸送機器、家電製品、電気製品などの複雑な製品を組み立てるための一般的な方法です。

組立ラインの作業を担当する労働者はアセンブラーと呼ばれます。^[1]

組立ラインは、作業員、工具または機械、部品を順番に並べるように設計されています。作業員の動きは可能な限り最小限に抑えられます。すべての部品またはアセンブリは、コンベアまたはフォークリフトなどの動力付き車両、または重力によって取り扱われ、手動で運搬されることはありません。重量物の持ち上げは、天井クレーンやフォークリフトなどの機械によって行われます。ジョブローテーション戦略が適用されない限り、各作業員は通常、1 つの単純な操作を実行します。

ヘンリー・フォードによれば：

組み立ての原則は次のとおりです。

（１）仕上げ工程中に各部品の移動距離が最短となるように、工具と作業員を作業順序に従って配置する。

（２）作業スライドまたは他の形態の運搬装置を使用して、作業員が作業を完了したときに、常に同じ場所（作業員の手にとって最も便利な場所）に部​​品を落とし、可能であれば重力で部品を次の作業員の手に渡せるようにします。

（３）組立部品を都合の良い距離で搬送するスライディング組立ラインを使用する。^[2]

組立ラインの設計は、組立ラインバランス問題と呼ばれる定評のある数学的課題です。^[3]単純な組立ラインバランス問題では、ワークピースに対して実行する必要がある一連のタスクを一連のワークステーションに割り当てることが目的です。各タスクは、完了するために所定のタスク期間を必要とします。ステーションへのタスクの割り当ては、通常、次の 2 つの制約によって制限されます。(1) 特定のタスクを開始する前に完了する必要がある他のタスクを示す優先順位グラフ (穴を開ける前にネジを入れないなど)、および (2) ワークピースがコンベアベルトで次のステーションに移動する前に各ワークステーションで完了できるタスク処理時間の合計を制限するサイクル時間です。組立ラインを運用するための主要な計画問題には、サプライチェーンの統合、在庫管理、および生産スケジュールがあります。^[4]

車の組み立てについて考えてみましょう。組み立てラインの特定のステップが、エンジンの取り付け、ボンネットの取り付け、およびホイールの取り付け (この順序で、任意の中間ステップを含む) であると仮定します。これらのステップのうち、一度に実行できるのは 1 つだけです。従来の生産では、一度に組み立てられる車は 1 台だけです。エンジンの取り付けに 20 分、ボンネットの取り付けに 5 分、ホイールの取り付けに 10 分かかる場合、35 分ごとに車 1 台を生産できます。

組立ラインでは、自動車の組立は複数のステーションに分割され、すべて同時に作業が行われます。ステーションで自動車の組立が終わると、次のステーションに渡されます。ステーションが 3 つあると、3 台の自動車を同時に作業することができ、それぞれが異なる組立段階にあります。

1 台目の車両の作業が終わったら、エンジン取り付け作業員は 2 台目の車両の作業を開始できます。エンジン取り付け作業員が 2 台目の車両で作業している間に、1 台目の車両をボンネット ステーションに移動してボンネットを取り付け、次に車輪ステーションに移動して車輪を取り付けます。2 台目の車両にエンジンを取り付けた後、2 台目の車両はボンネット アセンブリに移動します。同時に、3 台目の車両はエンジン アセンブリに移動します。3 台目の車両のエンジンが取り付けられたら、ボンネット ステーションに移動できます。その間に、後続の車両 (ある場合) をエンジン取り付けステーションに移動できます。

車をあるステーションから別のステーションに移動するときに時間のロスがないと仮定すると、組み立てラインの最長のステージによってスループットが決まり(エンジンの取り付けに 20 分)、35 分かかる最初の車が製造されると、20 分ごとに車を製造できるようになります。

産業革命以前は、ほとんどの工業製品は個別に手作業で作られていました。 一人の職人または職人のチームが製品の各部品を作成します。 彼らは、やすりやナイフなどのスキルとツールを使って個々の部品を作成します。 次に、部品がぴったり合って一緒に機能するまで、部品を試行錯誤しながら最終製品に組み立てます (工芸生産)。

分業は古代ギリシャ、中国、その他の古代文明で実践されていました。古代ギリシャではプラトンとクセノポンが論じていました。^[5] アダム・スミスは著書『国富論』（1776年出版）でピン製造における分業について詳しく論じています。

1104 年頃に建てられたヴェネツィアのアルセナーレは、生産ラインに似た仕組みで運営されていました。船は運河を下り、通過するさまざまな工場で艤装が行われました。16世紀初頭の効率のピーク時には、アルセナーレは約 16,000 人の従業員を雇用し、1 日にほぼ 1 隻の船を製造し、標準化された部品を使用して、組み立てライン方式で新しく建造された調理室の艤装、武装、補給を行うことができたようです。アルセナーレは産業革命初期まで存続しましたが、生産ライン方式は当時でも一般的ではありませんでした。

産業革命は製造業と発明の急増をもたらした。繊維、銃器、時計、^[6] 馬車、鉄道機関車、ミシン、自転車など多くの産業で、19世紀には材料の取り扱い、機械加工、組み立てが急速に進歩したが、産業工学や物流などの現代的な概念はまだ名前が付けられていなかった。

1785年にオリバー・エヴァンスが建設した自動製粉 工場は、ロー（1916年）によって現代のバルク材料処理の始まりと呼ばれました。エヴァンスの製粉工場では、革ベルトバケットエレベーター、スクリューコンベア、キャンバスベルトコンベアなどの機械装置を使用して、小麦粉の製造プロセスを完全に自動化しました。この技術革新は他の製粉所や醸造所にも広がりました。^{[7] [8]}

おそらく、直線的で連続的な組立工程の最も古い産業例は、1801年から1803年の間に建設されたポーツマスブロックミルズです。マーク・イザムバード・ブルネル（イザムバード・キングダム・ブルネルの父）は、ヘンリー・モーズリーらの協力を得て、イギリス海軍が使用する索具ブロックの部品を製造するための22種類の工作機械を設計しました。この工場は非常に成功したため、1960年代まで使用され続け、その作業場は今でもポーツマスのHMドックヤードに残っており、当時の機械の一部が今も残っています。^[9]

ブリッジウォーター鋳造所は、材料の取り扱いを容易にするために設計された、ほぼ現代的な工場レイアウトの最も初期の例の1つです。工場の敷地は、ブリッジウォーター運河とリバプール・マンチェスター鉄道に隣接していました。建物は一列に配置され、建物の間を作業物を運ぶための鉄道が通っていました。クレーンを使用して、時には数十トンにもなる重い作業を持ち上げました。作業は、骨組みの組み立てと最終組み立てまで順番に行われました。^[10]

最初のフロー組立ラインは、イギリスのサフォーク州レイストンにあるリチャード・ギャレット＆サンズのレイストン工場で、ポータブル蒸気エンジンの製造のために開始されました。組立ラインエリアはその長さから「ロングショップ」と呼ばれ、1853年初頭には完全に稼働していました。ボイラーは鋳造所から運ばれ、ラインの先頭に置かれ、建物内を進むにつれて、さまざまな段階で停止し、新しい部品が追加されました。他の部品が作られる上層階からは、軽い部品がバルコニーから降ろされ、地上階の機械に固定されました。機械がショップの端に到達すると、完成しました。 ^[11]

19世紀初頭には、ねじ切り旋盤、金属プレーナー、フライス盤などの工作機械や、治具や固定具による工具経路制御の開発により、交換可能な部品が実用的なものとなり、現代の組立ラインの前提条件が整った。^[12]

蒸気駆動のコンベアリフトは、19世紀後半から船の積み下ろしに使用され始めました。^[13]ハウンシェル（1984）は、 1885年頃の缶詰工場の充填ラインで缶を移動させる電動コンベアのスケッチを示しています。

シカゴの食肉加工産業は、1867年に米国で初めて導入された産業用組立ライン（または分解ライン）の一つだと考えられている。^{[14]作業員は固定された作業場に立ち、滑車システムで肉を各作業員の元に運び、1つの作業を完了する。ヘンリー・フォードらは、この}屠殺場の慣行がフォード・モーター社のその後の発展に与えた影響について書いている。 ^[15]

ドムによれば、組立ラインによる自動車の大量生産の実現は、ランサム・オールズによるもので、彼はそれを用いて最初の量産自動車であるオールズモビル・カーブド・ダッシュを製造した。^[18]オールズは組立ラインのコンセプトの特許を取得し、1901年にオールズ・モーター・ビークル・カンパニーの工場でそれを実行した。 ^[19]

フォード モーター カンパニーでは、ウィリアム "パ" クランがシカゴのスウィフト アンド カンパニーの屠畜場を訪問し、コンベアに沿って移動しながら屠殺する「解体ライン」と呼ばれるものを見学した後、戻ってきて組立ラインを導入しました。1 人の作業員が別の作業場に移動することなく同じ部分を何度も取り外す効率性が彼の注目を集めました。彼は、間もなくフォードの製造部門の責任者となるピーター E. マーティンにこのアイデアを報告しました。マーティンは当時懐疑的でしたが、彼に進めるよう勧めました。フォードの他の社員は、ヘンリー フォードにこのアイデアを提案したと主張していますが、パ クランの屠畜場に関する啓示はヘンリー フォード博物館^[20]などのアーカイブに詳しく記録されており、彼は現代の自動化組立ラインのコンセプトに大きく貢献しています。フォードは、1906年頃にシアーズの高度に自動化された40エーカーの 通信販売処理施設を訪問し、そのプロセスに感謝した。^フォードでは、そのプロセスは、工場長のピーター・E・マーティン、マーティンの助手のチャールズ・E・ソレンセン、クラレンス・W・エイブリー、製図工兼工具製作者のC・ハロルド・ウィルス、チャールズ・エベンダー、およびヨージェフ・ガラムからなるチームの試行錯誤による進化であった[17]。このような開発の基礎の一部は、ウォルター・フランダースが1908年までフォードで行っていた 工作機械の配置のインテリジェントなレイアウトによって最近築かれたものであった。

移動組立ラインはフォード モデルTのために開発され、1913年10月7日にハイランドパークフォード工場で稼働を開始しました。 ^{[21] [22]}その後も、時間と動作の研究を使用して進化を続けました。^[17]コンベアベルトで駆動する組立ラインは、プロセスを45のステップに分割することで、モデルTの生産時間をわずか93分に短縮しました。[ ^{18 ]}当時の塗料が乾くよりも速く自動車を生産し、世界に大きな影響を与えました。

1922年、フォードは（ゴーストライターのクロウザーを通じて）1913年の組立ラインについて次のように語った。

これは、初めて設置された移動ラインだったと思います。このアイデアは、シカゴのパッカーが牛肉の解体に使用している頭上トロリーから生まれました。^[24]

チャールズ・E・ソレンセンは、1956 年の回想録『フォードでの 40 年間』の中で、個々の「発明家」ではなく、産業工学の段階的かつ論理的な発展という別のバージョンの発展を提示しました。

フォードで開発されたのは、作業を一人の作業員から別の作業員へと移して完全なユニットにし、その後、これらのユニットの流れを適切な時間と場所で調整し、完成品が出てくる最終組立ラインに送り込むというやり方でした。これらの原則のいくつかが以前に使用されていたかどうかにかかわらず、大量生産の直接的な継承と自動化への強化は、1908年から1913年の間にフォードモーターカンパニーで開発されたものから直接生じています。ヘンリー・フォードは一般に大量生産の父と見なされています。そうではありません。彼は大量生産のスポンサーでした。^[25]

こうした方法の開発の結果、フォードの車は3分間隔、つまり1分間に6フィートのペースで生産ラインから出荷されるようになった。^[26]これは以前の方法よりもはるかに速く、生産量は8倍に増加した（前工程で12.5人時間、後工程で1時間33分必要）。一方、人員は少なかった。^[6]この方法は非常に成功したため、塗料がボトルネックとなった。日本製の黒色だけが十分に早く乾くため、1914年以前には提供されていた色の種類を減らさざるを得なかったが、1926年に速乾性のデュコラッカー が開発されるまではそうはならなかった。 ^[6]

組立ライン技術は、自動車がアメリカ社会に普及する上で不可欠な要素でした。生産コストが下がったことで、モデル T のコストはアメリカの中流階級の予算内に収まりました。1908 年、モデル T の価格はおよそ 825 ドルでしたが、1912 年には約 575 ドルに下がりました。この値下げは、2000 年のドル換算で 15,000 ドルから 10,000 ドルへの値下げに匹敵します。1914 年、組立ラインの労働者は 4 か月分の給料でモデル T を購入できました。^[6]

フォードの複雑な安全手順、特に各労働者を自由に動き回らせるのではなく特定の場所に配置することで、負傷率が劇的に減少しました。高賃金と高効率の組み合わせは「フォーディズム」と呼ばれ、ほとんどの主要産業で模倣されました。組立ラインによる効率性の向上は、米国の発展と同時期に起こりました。組立ラインでは、労働者に一定のペースで非常に反復的な動作を強いたため、他の国では生産性の低い方法を使用していたのに対し、労働者 1 人あたりの生産量が増加しました。

自動車業界では、その成功は圧倒的で、世界中に急速に広まりました。1911年にフランスフォードとイギリスフォード、1923年にデンマークフォード、1925年にドイツフォードと日本フォードが導入し、1919年にはバルカン（ランカシャー州サウスポート）がヨーロッパ初の国産メーカーとして採用しました。すぐに企業は組立ラインを持たなければならず、そうでなければ競争できずに破産するリスクがありました。1930年までに、組立ラインを持たない250社が消滅しました。^[6]

第二次世界大戦における軍用ハードウェアの膨大な需要により、造船および航空機製造における組立ライン技術が促進された。数千隻のリバティ船がプレハブを広範に利用して建造され、船の組立を数週間、あるいは数日で完了することができた。1939年に米国軍向けに3,000機未満の航空機を製造したアメリカの航空機メーカーは、第二次世界大戦中に30万機以上の航空機を製造した。^[要出典] 航空機製造における動力組立ラインの使用は、Vultee社が先駆けとなった。他の企業もすぐに追随した。ウィリアム・S・クヌーセン（フォード、 ^[17] GM、国防諮問委員会で働いた経験を持つ）は、「敵を見たこともなく、夢にも思わなかったような大量生産で圧倒したからこそ、我々は勝利したのだ」と述べた。^{[27] [28]}

ヘンリー・フォードは1922年の自伝^[2]の中で、組立ラインの利点として以下を挙げている。

• 作業員は重いものを持ち上げる作業は行いません。
• かがんだり、屈んだりしないでください。
• 特別なトレーニングは必要ありません。
• ほとんど誰でもできる仕事があります。
• 移民に雇用を提供した。

生産性の向上により、フォードは従業員が組立ラインで3年間勤務すると、労働者の賃金を1日1ドル50セントから5ドルに引き上げることができた。フォードはモデルTの価格を継続的に下げながら、1週間の労働時間を減らし続けた。これらの目標は利他的なように見えるが、従業員の離職率を下げるためにフォードが実施したものだと主張されている。1913年に組立ラインが導入されたとき、「会社が工場の人員に100人を追加したいと思ったら、組立ラインが引き起こしたと思われる自然な嫌悪感を打ち消すために、963人を雇う必要があった」ことが判明した。^[29]

社会学的研究では、多くの労働者が一日中同じ専門的な仕事を繰り返すことで感じる社会的疎外感や退屈さについて研究されてきた。 ^[30]

カール・マルクスは疎外理論の中で、仕事の満足感を得るためには労働者は自分が作った物の中に自分自身を見る必要があり、製品は「労働者が自分の本質を映し出す鏡」であるべきだという信念を表明した。マルクスは労働を人々が自分の性格の側面を外在化する機会とみなした。マルクス主義者は、反復的で専門的な仕事をすると、労働者が一日中やっていること、本当の自分、そして社会に理想的に貢献できることとの間に断絶感が生じると主張する。さらに、マルクスはこれらの専門職を不安定なものとみなしている。なぜなら、コストが上昇し、技術がより高価な人間の労働を置き換えることができるようになると、労働者はすぐに使い捨てになるからである。^[31]

労働者は何時間も同じ場所に立ち、1日に何百回も同じ動作を繰り返さなければならないため、反復性ストレス障害は職業上の安全の病理となる可能性がある。産業騒音も危険であることが判明した。騒音がそれほど高くない場合、労働者は話すことを禁じられることが多かった。LIP工場の熟練労働者であるシャルル・ピアジェは、話すことを禁じられていたことに加え、半熟練労働者には動ける範囲がわずか25センチメートルしかなかったと回想している。^[32]その後、 産業人間工学は身体的外傷を最小限に抑えることを試みた。

• モダン・タイムズ、1936年の映画。組立ラインの仕事に適応しようと奮闘する放浪者（チャーリー・チャップリンが演じた）を描いた作品。
• 1984 年の UAW/CAW 契約交渉に関するドキュメンタリー映画「ファイナル オファー」では、GM オンタリオ州オシャワ自動車組立工場の現場での労働生活が紹介されています (オンラインで視聴)
• ポストフォーディズムとリーン生産方式の影響を受けた生産を含む、再構成可能で柔軟な製造システム

ウィキメディア・コモンズには、組立ラインに関連するメディアがあります。

• 組立ライン最適化研究のホームページ
• 組立ラインの最適化問題
• 組立ラインの歴史とその広範な影響
• 自動車組立ライン