工場レイアウトのシミュレーションと改善事例【図解】

工場レイアウト見取り図 とは 製造工場でのレイアウトは、プラント・レイアウト、工場配置、見取り図 、施設配置（Plant layout)とも呼ばれるが、工場の材料、人、機械設備などの配置を最適化し、最も経済的な製造方式やモノの流れを確立する

製造業における工場レイアウトは、生産効率に大きく影響を及ぼす重要な要因である。レイアウト改善の目的は、工場内の限られた空間やスペースのなかで、最大の効果を発揮する効率的な配置を決定することといえる。 製造業の工場は、レイアウトの観点から装置型工場と組立型工場に分けることができる。装置型工場は、製鉄、石油精製、セメント製造などに代表されるタイプである。モノの流れで考えると、もしその一部を止めたときには、再開のためにお金や時間を必要とするので、連続した休みは正月とお盆だけという工場も多く見られる。一度配置を決定すると、再配置が難しかったり、できても投資金額が大きいので、最初の工場レイアウトで生産効率は決定してしまう。

組立型は、自動車工場、家電工場、精密機械工場などである。ある工程を止めても、一部の作業者、機械設備の稼働率が低下するが、工場全体としては作業の再開も容易である。

レイアウトから見た両者の違いは、「運搬の面から見た違い」「保全の立場から見た違い」「人間の面から見た違い」などが考えられるが、順調にモノを流す配置にし、生産効率を上げることは両者共通である。

サービス業のレイアウト、見取り図

サービス業のレイアウトは「人の流れ」や「情報の流れ」が中心、コンビニェンスストア、レストラン、鉄道・航空、銀行、病院などのサービス業は、お客さまに価値のあるサービスを提供するところが特徴です。サービス業の各業界では、それぞれ固有のサービスがあり、サービスを行う施設や設備もさまざまです。

サービス業のレイアウトの多くは、一般の製造業とは異なり「モノの流れ」よりも「人の流れ」や「情報の流れ」が中心になる。それは、お客さまとサービスとの出会いをコーディネートすることがサービス業の特徴となるからである。

たとえば、病院には受付、内科や外科、集中治療室、看護師センター、医者のオフィス、患者の部屋などがある。それぞれの部署は人の流れや情報の流れに沿って配置されている。

多くのサービス業では、人の流れを考慮して、道路から入りやすいロケーション、人が歩く道も考慮された駐車場、バーゲンなどのラッシュ時にも対応できる出人り口、自動ドアやエスカレータなどがある。 また、情報の流れでは、ロビーやサービスカウンター、案内図、商品ディスプレイなども必要で、魅力的な装飾や照明なども当然提供されなければならない。

家庭内でのレイアウト、見取り図 改善

台所はかって、日光による食物の腐敗を防ぐため、北側に配置される傾向が強かった。冷蔵庫などの保存技術が発達しても、この傾向は伝統的に受け継がれていたようである。しかし、生活様式が多様化し、リビングやダイニングと一体化した対面キッチンが明るい南側に配置されることもよく見受けられる。 台所は、シンク（流し）、換気扇やコンロ、電子レンジ、冷蔵庫、食器乾燥機などの設備、食器棚、収納庫と作業スペースをから構成されている。使いやすい台所に改善するには、つぎのような項目を検討しなければならない。

・対面式にするか、クローズ式にするか ・コスト的に高価なシステムキッチンなど設備類の選択 ・シンク、コンロ、冷蔵庫、電子レンジ､食器乾燥機などの主要設備の配置 ・食器棚や収納庫の選定とどこに何をどのようにしまうかの工夫 ・明かりの取り方

台所での作業は、切る、温める、まぜるなどの「調理」と食器洗いなどの「後かたづけ」、材料の「貯蔵」がある。調理、後かたづけ、貯蔵に必要な主要設備は、コンロ、シンク、冷蔵庫であり、これらの位置を何処に設置するかで下図に示す台所のおおよそのレイアウトが決まる。

工場でのレイアウト改善のシミュレーション、進め方

工場でのレイアウト改善は、大きく［立地計画］［基本レイアウト］「詳細レイアウト」「設置」の４つの段階に分けられる。各段階の概要とポイントを整理してみよう。

工場レイアウトの第１段階は、レイアウトすべき場所の決定である。

工場の立地計画は、企業の戦略に基づいたトップマネジメントの重要決定項目の１つである。立地計画をするときには、つぎのような「何をいくつ製造してどこで販売するか」という項目がすでに決まっていることが大前提である。 ・何を作るか（Ｗｈａt）:生産品目 ・誰のために作るか（Ｗｈｏ）:お客さまや製品市場 など ・いくつ作るか（Ｈｏｗ ｍａｎｙ）:品目ごとの生産数量 など ・いくらで作るか（Ｈｏｗ ｍｕｃｈ）:品目ごとの目標原価、投資金額 など ・どのように作るか（Ｈｏｗ）：品目ごとの材料調達方法、製造工程、機械設備、製造条件、概略延べ床面積 など ・いつまでに作るか（Ｗｈｅｎ）:工場建設納期、回収期間 これらの前提条件が決まったら、工場の立地場所を決定する。いったん工場を設立すれば、その移転は困難であるので、最初から最適の場所を選んで工場を建設しなければならない。

自然的な要因には、つぎのような事項が考えられる。 ・気象条件が温暖であるか ・敷地の状態（地盤、地形、勾配など）がよいか ・一連のまとまった敷地を確保できるか

経済的な要因には、つぎのような事項が考えられる。 ・上地の値段が安いか ・お客さまや製品市場に近いか ・道路が整備され輸送・交通機関が発達しているか ・質の高い人材を集めることができるか

社会的な要因には、つぎのような事項が考えられる。 ・公共団体の支援やサービスが得られるか ・地域社会や住民との関係は良好であるか ・他工場の理解が得られるか ・治安は安定しているか

複数の立地場所の候補地が決定したら、要因ごとに相対評価で得点をつけ候補地を決定する。立地計画の流れを整理すると、下図のようになる。

立地場所と敷地が決まれば、その土地の形状や特徴などを活かして、敷地内の配置を決定する。使いやすい建屋の配置は、モノや人の流れがスムーズかつ安全であることが望ましい。 敷地の特性を最大限活用して建屋の配置を検討するには、つぎの視点から敷地の特性を見直してみよう。

敷地内の 配置チェックリスト を漏れがないように事前に作成し、確認し製造スペース、倉庫スペース、事務所スペース、食堂スペースなど敷地内の基本レイアウト配置を決定。

また、次章で説明するSLP（エス・エル・ピー：Systematic Layout Planning システマテック レイアウト プランニング）も併用して活用する。

建屋の配置が決まったら、つぎはその中に職場をどう配置するかを検討する。 「騒音の大きな機械加工職場の隣に事務所がある」「職場間の運搬距離が長い」「機械設備の配置変更や移動に手間がかかる」などは、建屋内の職場レイアウトを見直す材料である。

建屋内の職場を配置方法としては、敷地内のレイアウトでも活用するSLP（エス・エル・ピー：Systematic Layout Planning システマテック レイアウト プランニング ）が役に立つ。

「より少ない投入量（インプット）により、より高い産出量（アウトプット）を得たい」という考え方が、生産性の基本的考え方である。職場配置案も同じ生産量を製造するなら、一番 費用（コスト） が少なく製造できる案が一番生産性の高い案になる。 工場建設から始まる工場のライフサイクルで発生するコストについて考えてみよう。 工場のライフサイクルは、

各段階で発生するコストをライフサイクルコスト（LCC)とよぶが、その内容についてつぎに述べる。 １つ目は、工場建設の段階である。ここでのコストは、上地取得コスト、建設コスト、機械設備取得コストなどであり、イニシャルコスト（初期費用）とよぶ。 ２つ目は、製品を製造する段階である。ここでのコストは、物流コスト、職場再配置コスト、機械設備再配置コスト、空調コスト、保全コストなどであり、ランニングコストとよぶ。 最後の３つ目は、工場を廃棄するときの廃棄コストである。

ライフサイクルコスト（LCC)で金額の大きいのは、イニシャルコストとランニングコストであり、同じ生産量を製造するなら両者の合計が最も安いレイアウト案を選択する。物流コストの最小化だけに目がいくと、ライフサイクルコストを最小化するレイアウト案を見逃してしまうので、注意したいものである。

従業員が疲労やストレスを感じることが少ない快適な職場配置を作ることも大切な評価項目である。たとえば、製造現場で騒音源となる機械設備については遮音材を用いたり、事務所から離れた配置にしたりするなどである。 また、作業に従事することによる疲労の回復を図るための施設として休憩室や厚生施設も職場の近くに配置したいものである。

工場レイアウト改善の最終段階は機械設備などの移設計画の立案、移行準備、設置、移動です。

移設計画の日程管理に便利な道具としてよく知られているのが、下図の「ガント・チャート（横線工程図）」です。

事故が起きない製造現場になっているかの評価項目である。工場内の作業場、通路、在庫置き場などの区分けを明確にする、ロボットアームの移動範囲や機械設備の稼働範囲には囲いを設けるなどをレイアウトに組み込む必要がある。

1. 動線の最適化
   • 人の動線と物の動線を分ける（交差しないようにする）
   • 無駄な移動や混雑を防ぐ配置にする
2. 視認性の確保
   • コーナーミラーの設置や死角の排除
   • 明るい照明・危険エリアの色分け（例：床にラインを引く）
3. 安全機器の配置
   • 消火器・非常停止スイッチ・防護柵などを適切な場所に設置
   • 緊急時にすぐ使えるようにする（視認性・アクセス性）
4. 作業エリアの区分け
   • 危険作業エリアと一般作業エリアを明確に分離
   • 高温・高音・有害物質使用区域には立ち入り制限・換気システムを整備
5. 余裕のあるスペース設計
   • 通路は作業者2人がすれ違える幅（一般的に90cm以上）
   • 機械周辺にも点検・保守作業ができるだけの空間を確保

• フォークリフト vs 歩行者の動線分離→ ゾーンを色で区分け、フォークリフト用の専用通路設置
• 作業台の高さ調整→ 無理な姿勢による腰痛防止、長時間作業でも疲れにくい配置に
• 視認性の悪い場所にミラーを設置→ 工場内での接触事故防止

1. 製品別レイアウト（Product Layout）流れ作業に向いている。生産効率は高いが柔軟性は低め。
2. 機能別レイアウト（Process Layout）同種の機械をまとめて配置。多品種少量生産に向いている。
3. 固定位置レイアウト（Fixed Position Layout）大型製品（船、航空機など）で、作業員や機械が移動する形式。

1. 現状分析（ヒヤリハット報告や事故履歴の確認）
2. 危険個所の洗い出し（リスクアセスメント）
3. レイアウト変更の検討（動線設計、機器配置見直し）
4. 作業者との意見交換（現場の声を反映）
5. 試験導入 → 検証 → 本格導入

工場レイアウト 改善後の成果と評価

• 改善前： 生産ラインに無駄な動線が多く、作業者の移動時間が長かった。
• 改善後： 作業工程の順序に沿ったレイアウトに再構築したことで、移動距離が約30%削減され、作業効率が大幅に向上。
• 成果： 生産性が15%向上、1日あたりの生産量が1,000個から1,150個に増加。

• 改善前： 材料や仕掛品の置き場が分散しており、作業場が混雑。
• 改善後： スペースを有効活用した配置に変更し、通路幅の確保と整理整頓を徹底。
• 成果： 5S評価が向上し、安全性も改善。作業員からの満足度も上昇。

• 改善前： 材料の搬送に時間がかかり、停滞が頻発。
• 改善後： 必要な材料や部品を近くに集約するレイアウトに変更。
• 成果： 工程間の停滞時間が平均20分から8分に短縮。リードタイムが25%削減。

• 改善前： 過剰在庫が発生し、保管スペースも逼迫。
• 改善後： ラインサイド在庫の最適配置と定量管理を導入。
• 成果： 在庫回転率が向上し、在庫量が約20%削減。

• 作業員のストレスが軽減され、チームワークが改善された。
• 品質トラブルが減少（不良率10%減）。
• 見学者や顧客からの評価も向上（整然とした印象、管理が行き届いていると高評価）。

倉庫・ストックヤードのレイアウト改善

原材料や供給部品、仕掛品、製品などの保管方法は、工場全体の生産性に大きな影響を与える。たとえば、倉庫に部品をとりに行った際、「保管場所がわからない」「一定の場所に置かれていない」「部品はあるが取り出せない」などの状況が発生したら、原材料や部品などの保管方法や 倉庫のレイアウト を見直すチャンスである。

倉庫内の業務には、材料・部品を受け取り、確認・分類、保管場所への運搬、人庫、保管、出庫、保管品のピッキング、梱包、出荷などがある。材料・部品の受け取りから出荷までの倉庫内の業務は、最短距離を動くような流れになっていることが理想である。業務がスムーズに流れるように、保管場所、作業台、出荷場所などの配置を設定する。

品目の保管場所や棚を決める際、品目ごとや品目番号の順番で決める方法もある。しかし、ピッキング作業の効率を考えると、品番順で保管場所を決める必要はない。 入出庫の回数や品目数が多い場合は、ＡＢＣ分析の結果により配置するレイアウトを検討する。 ＡＢＣ分析は下図のように、縦軸に出庫金額横軸に品目を出庫金額の大きい順に並べ、Ａ、Ｂ、Ｃの３ランクに分ける。

入出庫頻度が高いＡランク品は、効率を高めるために、出荷口に近い場所に保管場所や棚を配置する。誤出荷やピッキング作業の効率のために、出荷指示書のバーコードを読み取るとピッキングする部品棚にランプがつきピッキング数量も表示するデジタルピッカーなどの機器も利用する。

Ｂランク品は、トータルピッキングが向いている。 トータルピッキングは、オーダーを同一部品ごとに集計し、ピッキングリストにしたがって部品ごとの総量でピッキングし、出荷先ごとに分ける方式である。保管場所はＡランクについで入出庫しやすい配置である。

Ｃランクは、頻度が少ないし数量も限定されているので、シングルピッキッグが向いている。シングルピッキングは、オーダー単位に各商品をピッキングし、１つの出荷単位にまとめ、出荷場に揃える方法である。

レイアウト計画の注意点としては、通常時の作業だけではなく、ピーク期の作業に支障がないかどうかを考慮する必要がある。たとえば、品目や取り扱い数量が増えた場合の一時保管場所や作業スペースの確保などがある。

作業域内のレイアウト改善

作業現場で一部の機械設備が切り離されて配置されると移動距離を長くする。 機械設備と機械設備の距離を短くすることで運搬のムダ、手待ちのムダをなくすことを重要である。

人の動作の時間については、既定標準時間設定手法「PTS法（predetermined time standard system））が開発されている。 ＰＴＳ法の中で最も代表的な手法は、ＭＴＭ（methods-time measurement）法とWF（Work Factｏr）法で、作業を細かい動作（歩く・手を伸ばす・移動するなど）の大きさに分解し、時間値を規定している。

決まった位置に30 cm 手を伸ばすと約0.34秒、20 cm では約0.28秒かかるとＭＴＭ法では規定している

レイアウト改善で移動距離を30cmから20 cm に10 cm 短縮すると作業時間は１回あたり0.06秒（0.34-0.28）低減できる。

たかが0.06秒なのでたいした改善ではないと思うのは、早合点である。 0.34秒に対する低減比率は17.6％（0.06÷0.34×100）になるので、この改善で生産性が約18％向上するのである。 作業域内でも、「部品箱を近づける」「工具の位置が高すぎないか見直す」「スィッチの位置を見直す」「操作レバーの作業距離を見直す」などのレイアウト改善を織り込むことが大切になる。

＜配置および設備に関する動作経済の原則＞ 口 工具や材料は作業習慣が形成されるように定位置に置く 口 工具や材料は作業者の周辺のできるだけ前面近くに配置する ロ モノの移動には上下移動をさけて水平移動にする ロ モノの移動には重力を利用する 口 材料や工具は動作に最も都合のよい位置に置く 口 歩行のない作業では作業者にはできるだけ椅子を与える 口 机と椅子の高さは作業者の性質や作業者の身長に適したものとする 口 作業者の性質に適した採光や照明を与える

事務所でのレイアウト改善

どこの机に何を配置するかは、過去の習慣や声の大きい人の意見で決められており、特別な根拠が存在しない例が多く見受けられる。 事務所のレイアウトも製造現場と同じように、書類の動きによっては事務の停滞が発生し作業能率に影響する。また、事務所のスペースを有効活用しているか、事務所で働く人が気持ちよく働けるかどうかという問題にも関連してくる。事務所でのレイアウトが原因となるさまざまな問題に気付いていないケースは意外と多いものである。

１人あたりのスペースの広さは、作業者の仕事の満足感や生産性に影響することが知られている。１人あたりのスペースを拡大することは望ましいが、コスト高になるので、多くの企業ではスペースの有効利用を図っている。たとえば、外出や出張などが多い部門で作業者ごとへの固定机の割当を廃止し、ノート型のパソコンと共用机を用意することで、１人あたりのスペースを拡大するのである。

このスペースの共用化という発想はフリーアドレスと呼ばれている。 事務所のスペース拡大に制約が多い企業にとっては、生産性の向上とコスト低減、さらには実質的な１人あたりのスペース拡大になる有効な対応策の１つである。

* 工場のレイアウトについては下記の文献に色々な活動事例等が更に詳細に記載されています。

参考文献：

関連記事

工場 レイアウト 作成ソフトとは 「工場レイアウト作成ソフト」とは、工場内の設備、作業ライン、搬送経路などの配置を計画・設計するための専用ソフトウェアのことです。製造業などで使われ、作業効率の向上や安全性の確保、省スペース化などを目的として.

AI ChatGPTの工場レイアウト改善法 「工場レイアウトの見直し」は、現場改善のなかでも効果が大きい分野です。 しかし、「どこから手をつければいいのか分からない」「配置を変えるのが怖い」といった声もよく聞かれます。 そこで今、注目を集め.

レイアウト改善で何が変わる？ 運搬、停滞、貯蔵時間を排除できる 材料から製品への流れを表す工程の中で、付加価値を上げている活動は「加工」だけである。 残りの「検査」「運搬」「停滞」「貯蔵」は、付加価値の向上にはつながらず、労務費や経費などの.

工場レイアウト改善の重要性 工場レイアウト改善の重要性について解説します。これは製造業における効率・品質・安全性を高めるための極めて重要な施策です。 生産効率の向上 レイアウトを最適化することで、作業者の動線や物の流れがスムーズになり、無駄.

マテハン分析の基礎 物流センター、工場倉庫でのマテリアルハンドリングの分析、改善方法を解説、物流改善の基本については下記の記事が参考になります。 関連記事：物流改善の進め方【図解】 マテリアル・ハンドリングとは マテリアル・ハンドリング(M.

Kaizen Consultant & TPM Consultant kaizenを用いて品質、生産性向上を支援する会社を仙台に設立、『和の国』Japanの知恵『Kaizen』でみちのくのモノづくりの復興を支援します。