製造プロセスにおける設計部門を中心とした業務を表す開発の初期段階であるエンジニアリングチェーンエンジニアリングチェーン（ engineering chain ）において、初期段階である開発に資源を集中的に投入することでにより、問題点の早期発見、品質向上、後工程での手戻りによるムダの少なくすることが重要です。少なく発生を抑える開発手法です。
フロントローディング型の一番の恩恵は開発の下流でなんとか設計変更することではなく、ものづくりをスタートする前にいかに設計品質を作り込むか！これがフロントローディング型の醍醐味です。今回は、フロントローディング、開発重視、源流管理の考え方について解説します。
1. トヨタ流フロントローディングとは
フロントローディングは、トヨタ自動車が開発に導入した方法です。問題点を開発の早い時点で発見し解決する、源流管理の考え方です。これを表す最適な言葉が『品質は工程で造り込む』に代わって『品質は設計で造り込む』という言葉です。同様にコストは原価企画の段階で作り込むことが重要です。
作業を前倒し（フロント）で負荷をかける（ローディング）という意味合いで、フロントローディングと呼ばれています。
図１、フロント・ローディングと従来との比較イメージ
比較的近代的なシステムと思われがちですが概念そのものは古くからあり、3次元設計の発達とともに実現しやすくなってきました。今では手製造業が企業全体で取り組むシステムの一つです。
◆関連解説：ものづくり基盤技術の振興施策 （外部へ遷移します）
「ものづくり基盤技術」とは、工業製品の設計、製造又は修理に係る技術のうち汎用性を有し、製造業の発展を支えるものとしてものづくり基盤技術振興基本法施行令で定めるものをいう。「ものづくり基盤産業」とは、ものづくり基盤技術を主として利用して行う事業が属する業種であって、製造業又は機械修理業、ソフトウェア業、デザイン業、機械設計業その他の工業製品の設計、製造もしくは修理と密接に関連する事業を行う業種に属するものとしてものづくり基盤技術振興基本法施行令で定めるものをいう。
2. トヨタの考えるフロントローディングの重要性
グローバル化、顧客の製品機能要求の高度化・多様化、環境制約・資源制約の先鋭化といった傾向が高まっていますが、企業が果たすべき社会的役割に注目が集まり、製品に対する機能要求が高まる一方で、制約条件が厳しくなるのであれば、製品は一層複雑化することにならざるを得ないでしょう。
図２、仕様変更の自由度と品質・コストの確定度
また、製品に占める制御ソフトウェアの比率が高まっていることも、製品の複雑化を招いています。この傾向は自動車において特に顕著です。このように製品が複雑化していけばいくほど、エンジニアリングチェーンに掛かる負荷はより大きなものとなります。すなわち、製品の複雑化が進めば進むほどに、それに対応できるエンジニアリング能力の高さこそが、製造業の競争力を左右するといます。
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このような背景で、設計不具合を分析すると、その90%は良く知られた故障メカニズムで発生しており「気づかなかった」不具合がほとんどでした。この「気づかない」というのはヒューマンエラーです。言い換えると、思ってもいなかった一般的な故障メカニズムで発生する事が多く、製品固有の故障メカニズムはDR（デザインレビュー）等で審議され、事前に処置されるので発生確率も少ないのです。源流管理（フロントローディング）で、この思ってもいなかった一般的な故障メカニズムに気づいて処置をしておく事が大切です。良くない設計は消費者に迷惑が及び、大企業といえども倒産するという可能性もあります。
DXの推進を進めている企業は沢山あります。その中で設計業務を主とする会社/事業部においてDXの推進をCAD導入することで満足してはいないでしょうか？本当のDX推進とは、ありとあらゆるものづくりに影響するDXをつなぎ活用しフロントローディング型の設計・開発を実現することです。
3. トヨタ流フロントローディングの方法
フロントローディングに取り組むということは、それだけ設計初期の重要性を認識しているということに他ならないのです。人員を補強するなど、企業のトップがしかるべき策を講じる必要があります。局所的には設計部門の負荷が高まりますが、フロントローディングに取り組むということは、大局的にはコストや時間を削減できるのだという総合的な効果をアピールしていくことが必要です。
（１）DR（デザインレビュー）
トヨタ自動車のフロントローディングの方法としてのデザインレビュー（DR）は、非常に重要なプロセスです。デザインレビューの有用性について、いくつかのポイントを挙げてみます。
- ①早期の問題発見・・・デザインレビューを通じて、初期段階で設計の問題やリスクを特定できます。これにより、後の工程での手戻りを減らし、コストや時間の節約につながります。
- ②チーム間のコミュニケーション・・・デザインレビューは、異なる部門や専門家が集まる場です。これにより、さまざまな視点からの意見交換が行われ、より良い設計が生まれる可能性が高まります。
- ③顧客ニーズの反映・・・初期段階でのレビューを通じて、顧客のニーズや市場のトレンドを考慮することができます。これにより、最終的な製品がより顧客に合ったものになるでしょう。
- ④リソースの最適化・・・フロントローディングによって、開発プロセス全体の効率が向上します。デザインレビューでのフィードバックを基に、リソースを適切に配分することが可能になります。
- ⑤品質の向上・・・早期に問題を解決することで、最終的な製品の品質が向上します。これにより、顧客満足度も高まります。
このように、デザインレビューはトヨタのフロントローディング手法において非常に重要な役割を果たしており、開発プロセス全体の効率と品質を向上させるための有力な手段となっています。
（２）検図
検図はフロントローディングの重要な要素であり、トヨタ自動車の効率的な開発プロセスに寄与しています。検図の有用性について、いくつかのポイントを挙げてみます。
- ①リスク管理・・・検図を通じて、潜在的なリスクを早期に特定し、対策を講じることができます。これにより、開発プロセス全体のリスクを低減できます。
- ②品質の向上・・・初期段階での検図により、製品の品質を高めることができます。設計の段階で問題を解決することで、最終的な製品の信頼性が向上します。
- ③早期の問題発見・・・検図を行うことで、設計段階での不具合や誤りを早期に発見できます。これにより、後の工程での手戻りを減らし、コストや時間の節約につながります。
（３）コンカレントエンジニアリング
コンカレントエンジニアリングとは、製品開発の各プロセスを並行して進める手法です。従来の開発プロセスでは、各工程が順番に行われるため、前の工程が完了するまで次の工程に進めないことが多く、全体のリードタイムが長くなりがちです。しかし、コンカレントエンジニアリングでは、設計、試作、製造、品質管理などの各工程を同時に進めることで、情報の共有やフィードバックを迅速に行うことができます。この手法の有用性は以下の点にあります。
- ①リードタイムの短縮・・・各工程を並行して進めることで、全体の開発期間を短縮できます。これにより、市場への投入が早まり、競争力が向上します。
- ②コスト削減・・・開発プロセスの効率化により、無駄な工程や再作業が減少し、コストを抑えることができます。
- ③品質向上・・・各工程でのフィードバックが早く行えるため、問題を早期に発見し、修正することが可能です。これにより、最終的な製品の品質が向上します。
4. フロントローディングのメリット
次のようなフロントローディングのメリットは、効率的な開発を実現するための鍵となっています。
（１）「手戻り」の削減
フロントローディングでは、開発の初期段階で十分な検討や分析を行うため、後の段階での設計変更や修正が少なくなります。これにより、開発プロセスの後半で発生する手戻りが減少し、時間やリソースの無駄を防ぐことができます。結果として、プロジェクト全体のスケジュールがスムーズに進行します。
（２）品質の向上
初期段階での徹底した検討により、製品の設計や仕様が明確になり、潜在的な問題を早期に発見できます。これにより、製品の品質が向上し、顧客満足度も高まります。また、品質管理のプロセスが強化されることで、最終的な製品の信頼性も向上します。
（３）全体的なコスト削減
手戻りや品質問題が減ることで、開発にかかるコストが削減されます。初期段階での投資が後の工程でのコストを抑えることにつながり、全体的な開発コストが低減します。また、製品が市場に早く投入できることで、競争力も向上し、収益の増加にも寄与します。
5. フロントローディングの落とし穴
上層部でフロントローディングの導入を検討しても、現場の体制が一丸とならなければせっかくのシステムも効果は現れず逆効果を招く恐れも出てきます。一部の設計者、技術者だけがスキルを培ったとしてもそこで終わってしまっては企業として生き残ることも出来ません。情報や技術を共有して後進育成も視野に入れた支援システムが必要となります。
6. まとめ
フロントローディングとは、製造プロセスの初期段階で、設計品質の向上や問題点の早期発見を目的として資源を集中的に投入する開発手法です。トヨタ自動車によって実践されたこの方法は、「品質は工程で造り込む」から「品質は設計で造り込む」という考え方を重視しています。製品の複雑化が進む中、設計初期での注意深い対応が製造業の競争力を大きく左右するとされており、設計の段階での不具合発見や品質の確保がより重要となっています。フロントローディングを取り入れることで、手戻りの削減やコストカット、時間の短縮などの多大なメリットが得られる一方で、現場全体の協力や情報・技術の共有が不可欠である点には注意が必要です。