製造業におけるコスト要因：複雑な相互作用の管理

製造におけるコスト要因とは？

製造におけるコスト要因とは、製品開発サイクル全体を通して費用を増加させる潜在的な要因や根本原因のことです。製造コスト要因は、材料価格の変動、新しい組合契約＝労働賃金、サプライチェーンの混乱、その他の外部要因によって変化する可能性があります。 今日の製造環境では、組織は活動基準原価計算（ABC= activity-based costing）戦略の中で、以下のタイプのコスト要因を評価し、管理しなければなりません：

直接費と変動費

• ・材料費要因には、材料の種類、材料の使用率、標準および非標準の材料在庫サイズが含まれます。
• ・直接労務費と間接費のコスト要因には、部品を生産するサイクルタイム、機械、二次工程、機械時間が含まれます。作業スケジュールに変動が生じる可能性があるため、直接労働時間も考慮され、重要な変動費として分類されます。

間接費

• ・工場関連コスト要因は、エネルギー、冷暖房、清掃、出荷、メンテナンス、その他の製造間接費で構成されます。
• ・管理コスト要因には、一般管理、マーケティング・販売、ITサポートサービスが含まれます。

設計全体にわたるコストの波及効果

製品設計の性質上、事実上あらゆるコスト要因は、形状、機能性、製造性など、設計上の懸念事項と密接に絡み合っています。単純な変更でさえ、設計全体に二次的なコスト変動の連鎖を生み出す可能性があります。そして、こうしたコストの変化は必ずしも直感的なものではありません。
1つの製造現場に限定された選択でさえ、多くの選択肢を導入することができます。しかし、意思決定の範囲がグローバルなサプライチェーンにまで及ぶと、専門的なツールなしでは代替案を定量化することが難しくなります。
複雑なコスト相互作用のシナリオ例は、その理由を説明するのに役立ちます。特定のコスト要因の関連性は業種によって異なりますが、以下の例は、設計の選択がもたらす複雑性、相互作用性、非線形なコストへの影響を示しています。

予期せぬ二次製造工程とコスト

設計の選択によって、どのように製品が製造されるかが決定します。二次機械加工工程では、機械のセットアップとサイクルタイムが追加され、その結果、製造コストが高くなる可能性があります。しかし、機械加工工程がすでに別の設計上の特徴を作るために利用されている場合は、機械加工要件を追加するコストは小さいかもしれません。このようなコストへの影響を理解することは、様々な商品と生産工程を持つグローバルメーカーにとって特に重要です。
鋳造工程が不適切な、機械加工が必要な小さな穴のある鋳物を例にとってみましょう。元の設計に機械加工による穴を追加すれば、最初の設計よりはるかに少ない限界コストで済みます。

ボリューム主導の効果

設計上の選択による影響は、予想される生産量によって大きく異なります。この事実は、設計上の選択をコスト通りに評価することを困難にします。エンジニアは、曲げの近くにある一連の穴のようなフィーチャーを追加すると、プレス加工による大量生産製品に最小限のコストが追加されることを認識するかもしれません。しかし、レーザー加工と曲げ加工で生産される少量生産品には、品質リスクとコストが増えるかもしれません。

公差の選択が不要なコストを生む

製品設計では、公差の選択にある程度の保守性が伴うことがよくあります。疑問がある場合、公差を厳しく指定した方が信頼性が高くなることがあります。このような慣習は、不必要な公差マージンがコストを増加させ、時には別の製造工程への移行を余儀なくされる設計を招く危険性があります。設計者が真の公差要件をより慎重に検討するよう促すためには、公差仕様がコストに与える影響を可視化する必要があります。

設計選択のコストを反映する製造インサイト・プラットフォーム

製品の最終的な真のコストを左右する技術的・経済的な複雑さは、今に始まったことではありません。しかし、設計フェーズの分析によってこの複雑さを打破するaPrioriの存在は、新たな機会をもたらします。

これまでは、コスト見積もりの複雑さゆえに、製品を過去のプロジェクトと比較したり、投入商品を集計したり、机上の計算をしたりといった、単純化された精度の低いアプローチが用いられてきました。このような伝統的な原価計算手法では、基本的な設計の選択肢の一部を把握することはできても、大まかな桁の見積もりしかできません。いくら実用的とはいえ、このような抽象的な方法では、製造コストを左右するすべての要因を体系的に説明することはできず、ましてや戦略的代替案のデータに基づいた比較をすることはできません。

適切な製造コストを算出する見積ソフトウエアでは、それとはまったく別のことを行う必要があります。それは、製造および設計の選択肢と、それらの実際のコストへの影響の全容と相互作用を反映した包括的な分析を提供することです。

このソフトウェアは、製造プロセスの実現可能性を分析するためのメカニズムを提供します。製品チームは、原材料や直接労働時間などのコストをシームレスに計算することができます。また、このソリューションには、複雑な相互作用機能のモデリングも組み込まれています。このモデリングにより、実用的なリアルタイムのインサイトが得られ、設計の初期段階でコストを考慮して製品を最適化するのに役立ちます。

aPrioriで製造のコストと複雑さを削減

aPriori製造インサイトプラットフォームは、3D CADファイルを使用して、製造プロセス全体を自動化し、シミュレーションします。製品設計と製造までのエンドツーエンドの視点は、小さな設計変更がコストにどのような影響を与えるかを理解する上で重要な役割を果たします。

aPrioriは、"what-if "シナリオを自動化し、例えば、小さな設計変更が製造プロセスのコストやスピードに大きな影響を与えるかどうか、あるいは特定の機械/製造要件によってサプライヤーが制限されるかどうかを判断することを可能にします。さらにaPrioriは、製品開発の改定がコスト、持続可能性、製造性に同時にどのような影響を与えるかを評価できるようにすることで、単に収益性に対処するだけにとどまりません。

aPrioriは、3つのデジタルツイン（デジタルプロダクトツイン、デジタルプロセスツイン、デジタルファクトリーツイン）を接続するためにデジタルスレッドを構築します。aPrioriのデジタルファクトリーは、設計形状、製造諸経費、直接労働時間、機械稼働時間などに基づいて製造シミュレーションを行うことができます。

実用的なガイダンスと設備・施設間の代替製造プロセスの比較により、aPrioriはコスト管理において「木を見て森を見ず」を可能にします。
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