工場24時間稼働：生産性、コスト、安全性を最大化する戦略と課題[工場改善の専門家が徹底解説]

現代の製造業において、工場 24時間稼働は、特定の産業にとってB競争力の源泉であり、B生産性を最大化するためのB必須の経営戦略となっています。特に、装置産業やインフラを支える工場では、設備を止めずに連続運転することで、生産効率を高め、コストを削減しています。しかし、24時間稼働は、労働環境、設備保全、そして安全管理において、通常の工場とは異なる構造的な課題をもたらします。

本記事では、工場改善の専門家である筆者が、「工場 24時間稼働」に特化し、そのメリット・デメリット、24時間稼働を維持するための設備保全戦略、そして労働基準法を遵守した安全管理の義務までを徹底的に解説します。24時間稼働の工場の効率化と持続可能性を目指す経営者、管理者、そして現場で働く全ての方は、ぜひ最後までお読みください。

工場24時間稼働の経済的・生産性上のメリット

工場が24時間稼働を行うのは、主に以下の経済的・生産性上の大きなメリットがあるからです。

メリット1：生産性の最大化とコスト効率

1. 設備利用率の向上:

   • 装置や機械は、起動時や停止時に時間やエネルギーを消費します。24時間稼働により、設備の停止時間をゼロに近づけ、設備利用率を最大化することで、単位時間あたりの生産量を増やし、固定費を削減できます。

2. 連続製造の必要性（装置産業）:

   • 化学工場、製鉄工場、製紙工場など、原料を投入してから製品が完成するまでに時間がかかる装置産業では、工程を途中で止めることができず、24時間稼働が技術的に必須となります。

3. 需要への迅速な対応:

   • 食品や半導体のように需要の変動が激しい製品を扱う工場では、24時間稼働体制を持つことで、市場の急な需要増に迅速に対応し、競争力を維持できます。

メリット2：労働コストの効率的な活用

• 夜勤・交代勤務手当:

  • 24時間稼働に伴う夜勤や交代勤務は、労働基準法に基づき深夜手当（25%以上割増）が発生します。一見コスト増に見えますが、固定費を薄める効果や、高収入を求める従業員の採用を促進する効果があります。

工場24時間稼働がもたらす構造的な課題とデメリット

24時間稼働は大きなメリットをもたらしますが、その裏側には、工場の管理者と従業員が乗り越えるべき構造的な課題とデメリットが存在します。

課題1：労働環境と健康への影響（最大の課題）

1. 交代勤務による健康リスク:

   • 24時間稼働の工場では、交代勤務（2交替制、3交替制など）が必須となり、夜勤が伴います。この不規則な生活リズムは、睡眠障害、消化器系の疾患、精神的疲労といった健康リスクを増大させます。

2. 労働基準法上の義務:

   • 深夜業（22時〜翌5時）に従事する労働者には、年2回の特別の健康診断を実施する義務があります（労働安全衛生法第66条）。

課題2：設備保全と生産性維持の困難さ

24時間稼働は、設備を停止させずに使い続けるため、設備の寿命を縮め、トラブルのリスクを高めます。

1. メンテナンスの機会損失:

   • 設備を止めると生産がストップするため、計画的なメンテナンスや予防保全を行う時間が極めて限られます。これが、突発的な故障（ダウンタイム）を招く最大の原因となります。

2. 予知保全の必要性:

   • 24時間稼働の工場では、設備を止める前に故障を予測する予知保全（PdM）の導入が必須の課題となります。

課題3：安全管理のリスク増大

• ヒューマンエラーのリスク:

  • 人間の注意力が低下する深夜帯は、ヒューマンエラーや労働災害のリスクが高まります。24時間稼働を維持するためには、深夜帯の安全管理と監視体制の強化が欠かせません。

24時間稼働工場が取り組むべき構造的な改善戦略

24時間稼働を維持しつつ、生産性、コスト、安全のバランスを取るためには、以下の工場改善戦略が不可欠です。

戦略1：設備保全のデジタル化（PdMの導入）

設備を止めずにメンテナンスを行うための戦略です。

1. IoTセンサーの導入:

   • 設備の振動、温度、電流値などをセンサーで常時監視し、データを収集します。

2. AIによる予知保全（PdM）:

   • 収集したデータをAIで分析し、設備が故障するタイミングを正確に予測します。これにより、設備が動いている間に、次のメンテナンスの計画を立てる時間的余裕が生まれます。

戦略2：労働環境の改善と法令遵守

24時間稼働による従業員の健康リスクを最小限に抑えるための対策です。

1. 緩やかな交替制の導入:

   • 毎週シフトが変わるよりも、2週間ごとや月ごとにシフトが変わるなど、身体への負担が緩やかな交替制を検討しましょう。

2. 健康管理の徹底:

   • 深夜業に関する年2回の特別の健康診断を確実に実施する義務を果たし、産業医や保健師による健康指導を徹底します。

3. 熱中症対策:

   • 夜勤でも暑さ対策は必要です。空調服の支給や高性能な換気設備の導入を補助金を活用して推進し、労働安全衛生法を遵守します。

戦略3：AIによる深夜帯の安全管理

• 画像解析による監視:

  • AIカメラを作業エリアに設置し、深夜帯の作業員の居眠りや異常な行動（立ち入り禁止区域への侵入など）を検知し、即座に管理者にアラートを出す監視システムを導入することで、安全管理を強化します。

まとめ：工場24時間稼働は「知恵」と「技術」の戦いである

「工場 24時間稼働」は、生産性の最大化とコスト削減という大きなメリットをもたらしますが、その維持には設備保全と労働環境という構造的な課題が伴います。

• 最大の課題: 交代勤務による健康リスクと、突発的な設備故障のリスク。

• 解決戦略: IoT・AIによる予知保全（PdM）の導入と、特別健康診断の徹底による従業員の健康管理が、24時間稼働の成功を左右します。

• 法令遵守: 労働安全衛生法に基づき、深夜業に関する健康診断を確実に実施する義務があります。

工場改善の専門家として、筆者は、24時間稼働を「知恵」と「技術」で乗りこなし、工場の安定と持続可能性を実現することを強く確信しています。

情報ソース:

• 厚生労働省 公式サイト: https://www.mhlw.go.jp/

  • 労働安全衛生法、深夜業に関する特別の健康診断、熱中症対策に関する情報が参照可能です。

• 経済産業省 製造産業局: https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/mono/index.html

  • 工場の生産性、スマートファクトリー、予知保全に関する情報が参照可能です。

• 労働安全衛生法に関する情報

  • 36協定、割増賃金、交代勤務に関する情報が参照可能です。

• 産業安全衛生協会: https://www.jisha.or.jp/

  • 交代勤務者の健康管理に関する情報が参照可能です。