製造準備レベル

製造準備レベル（MRL）は、製造準備の成熟度を評価する指標であり、技術準備レベル（TRL）が技術準備度を評価する際に用いられるのと同様です。MRLは、一般的な業界評価[ 1 ]に用いられるほか、より具体的な用途としては、潜在的なサプライヤーの能力評価に用いられます。

政府監査院（GAO）は、 MRLを調達成果を向上させるためのベストプラクティスとして説明しています。 [ 2 ]これは、2005年にMRLの使用を採用した米国国防総省（DOD）によって開発されました。しかし、GAOは、DODの各部署間で一貫性のない適用が続いていることを指摘し続けました。 [ 3 ] 2011年には、主要な調達プログラムにおける調達先選定プロセスの一環として、潜在的な請負業者と下請け業者の製造準備状況と関連プロセスの考慮が義務付けられました。[ 4 ] [ 5 ]

MRLは、製造の観点から特定の技術、部品、またはシステムの成熟度を評価するために用いられる定量的な指標です。MRLは、検討対象となる製造技術、製品、およびプロセスに関連する相対的な成熟度と付随するリスクについて、あらゆるレベルの意思決定者に共通の理解を提供するために使用されます。製造リスクの特定と管理は、技術開発の初期段階から開始し、プログラムのライフサイクルの各段階を通じて積極的に継続する必要があります。

製造準備レベルの定義は、合同防衛製造技術パネル（JDMTP）の支援の下、国防総省と産業界の合同作業部会によって策定されました。その目的は、技術準備レベルが技術準備レベルに果たす役割と同じ目的、すなわち製造の成熟度、リスク、および準備状況を評価・議論するための共通の指標と用語を提供することで、製造準備レベルにも役立つ測定尺度を作成することでした。MRLは、相乗効果と理解・利用の容易さを考慮し、同等のTRLレベルとほぼ一致する番号体系で設計されました。

目的

  • 製造リスクの特定と管理は、技術開発の初期段階から開始し、プログラムのライフサイクルの各段階を通じて積極的に継続する必要があります。
  • 製造の準備と生産性の問題は、システムに使用される技術の準備と能力の問題と同様に、システム開発の成功にとって重要である。

MRL は次のように評価されます。

  • 現在の製造成熟度レベルを定義する
  • 成熟度の不足とそれに伴うコストおよびリスクを特定する
  • 製造業の成熟とリスク管理の基盤を提供する

製造プロセスが未熟だと、次のような問題が発生する可能性があります。

  • 計画・設計段階における製造への不注意
  • サプライヤー管理計画の不備
  • 労働力の知識とスキルの不足

テクノロジーの準備レベルの評価では、移行に関するいくつかの主要な疑問が未解決のまま残ります。

  • パフォーマンスのレベルは再現可能ですか?
  • これらを生産するにはいくらかかりますか?
  • 博士号を持っていない人でも、これらを本番環境で作成できますか?
  • サプライヤーは監視および評価されていますか?
  • 主要な材料やコンポーネントは入手可能ですか?
  • 生産のスケーラビリティの限界は特定されていますか?

製造準備状況評価（MRA）は、製造リスクを軽減するために、これらの未解決の疑問に対処します。しかし、製品の信頼性や保守性といった疑問には依然として対処していません。

定義

国防総省は、製造準備レベルの評価において、以下の基準を適切に採用している。[ 6 ] [ 7 ]

フェーズ（DoDI 5000.02で規定）[ 8 ]結果的に MRL 意味 説明
材料ソリューション分析材料開発決定レビュー1製造業における基本的な影響が特定された基礎研究は、製造業に影響を与える可能性のある科学的原理を発展させます。製造業における機会の高レベルな評価に重点が置かれており、研究は自由な形で行われます。
2特定された製造コンセプト発明が始まります。製造科学および／またはコンセプトは応用分野において説明されています。材料およびプロセスアプローチの特定は、論文研究と分析に限られています。初期の製造実現可能性と課題が浮上しつつあります。
3製造概念実証が開発されました論文研究を検証するために、分析実験または実験室実験を実施してください。実験用のハードウェアまたはプロセスは作成済みですが、まだ統合または代表的ではありません。材料および／またはプロセスは製造可能性と入手可能性について特性評価されていますが、さらなる評価と実証が必要です。
マイルストーンAの決定4実験室環境で技術を生み出す能力。製造技術開発など、必要な投資が特定されています。製造性、生産性、品質を確保するためのプロセスが整備されており、技術実証機の製造に十分です。プロトタイプ製造における製造リスクが特定されています。製造コストの要因が特定されています。設計コンセプトの生産性評価が完了しています。主要な設計性能パラメータが特定されています。ツール、設備、材料処理、スキルに関する特別なニーズが特定されています。
技術の成熟とリスクの低減（旧称「技術開発」）マイルストーンBの決定5生産関連の環境でプロトタイプコンポーネントを生産する能力。製造戦略が洗練され、リスク管理計画と統合されました。実現可能/重要な技術とコンポーネントの特定が完了しました。試作材料、ツール、試験装置、そして人員のスキルは、生産関連環境でコンポーネントを用いて実証されていますが、多くの製造プロセスと手順はまだ開発中です。製造技術開発の取り組みは開始済みまたは進行中です。主要技術とコンポーネントの生産性評価は進行中です。コストモデルは、詳細なエンドツーエンドのバリューストリームマップに基づいています。
6生産関連環境でプロトタイプ システムまたはサブシステムを作成する機能。初期の製造アプローチを開発しました。製造プロセスの大部分は定義および特性評価済みですが、依然としてエンジニアリング/設計に大幅な変更が残っています。主要コンポーネントの予備設計は完了しました。主要技術の生産性評価は完了しました。試作材料、ツール、試験装置、および人員のスキルは、生産関連環境におけるサブシステム/システムで実証済みです。詳細なコスト分析には設計トレードが含まれます。コスト目標が割り当てられました。生産性を考慮したシステム開発計画が策定されました。長期リードタイムと主要なサプライチェーン要素が特定されました。マイルストーンBの産業能力評価は完了しました。
エンジニアリングおよび製造開発（旧「本格開発」）CDR（重要設計レビュー）後の評価7生産環境を代表するシステム、サブシステム、またはコンポーネントを作成する能力。詳細設計が進行中です。材料仕様が承認されました。計画されているパイロットライン構築スケジュールを満たす材料が入手可能です。製造プロセスと手順は、生産環境を再現した環境で実証されています。詳細な生産性トレードオフ調査とリスク評価が進行中です。詳細設計に基づいてコストモデルを更新し、システムレベルにまでロールアップして目標値との比較を行っています。ユニットコスト削減の取り組みも進行中です。サプライチェーンとサプライヤーの品質保証を評価しました。長期調達計画が策定されています。生産ツールと試験装置の設計・開発が開始されました。
マイルストーンCの決定8パイロットラインの能力を実証。低速生産開始の準備完了。詳細システム設計は基本的に完了しており、低レート生産開始に十分な安定性を備えています。計画されている低レート生産スケジュールを満たすために必要な資材はすべて揃っています。製造および品質プロセスと手順はパイロットライン環境で実証済みで、管理下にあり、低レート生産への準備が整っています。既知の生産性リスクは、低レート生産において重大なリスクとなることはありません。エンジニアリングコストモデルは詳細設計に基づき検証済みです。サプライチェーンは確立され、安定しています。マイルストーンCの産業能力評価は完了しています。
生産と展開フルレート生産決定9低速生産を実証済み。フルレート生産開始の能力は整っている。主要なシステム設計機能は安定しており、試験および評価において実証済みです。計画された生産速度スケジュールを満たすための材料が入手可能です。製造プロセスと手順は確立されており、低速生産環境における設計上の主要特性の許容範囲を満たすために、3シグマまたはその他の適切な品質レベルに管理されています。生産リスクの監視は継続中です。LRIPコスト目標は達成され、学習曲線は検証済みです。継続的改善の影響を考慮し、フルレート生産環境向けの実コストモデルを開発しました。
運用とサポート該当なし10フルレート生産が実証され、リーン生産方式が導入されています。これは生産準備の最高レベルです。エンジニアリング／設計変更は少なく、概ね品質とコストの改善に限定されています。システム、コンポーネント、またはアイテムは生産段階にあり、エンジニアリング、性能、品質、信頼性のすべての要件を満たしています。すべての材料、製造プロセスと手順、検査および試験装置は稼働しており、シックスシグマまたはその他の適切な品質レベルに管理されています。フルレート生産の単位コストは目標を達成しており、必要な生産速度で生産するための資金は十分にあります。リーンプラクティスが確立されており、継続的なプロセス改善が進行中です。

準備状況の評価における側面

MRLは複数の側面（国防総省では「スレッド」と呼ばれる）で評価される。[ 6 ] [ 7 ]

  • 技術と産業基盤
    • 産業基盤
    • 製造技術開発
  • デザイン
    • 生産性プログラム
    • デザインの成熟度
  • 費用と資金
    • 生産コストの知識（コストモデリング）
    • コスト分析
    • 製造業投資予算
  • 材料
    • 成熟
    • 可用性
    • サプライチェーンマネジメント
    • 特別な取り扱い
  • プロセス能力と制御
    • 生産とプロセスのモデリングとシミュレーション
    • 製造プロセスの成熟度
    • プロセスの収率と速度
  • サプライヤー品質を含む 品質管理
  • 製造業の労働力（エンジニアリングと生産）
  • 設備
    • 工具、特殊試験装置、特殊検査装置
    • 設備
  • 製造管理
    • 製造計画とスケジュール
    • 資材計画

例

以下に、接合製造における MRL 方法論の使用を示す、従来の非独占的かつ非機密的な例をいくつか示します。

  1. 3Dプリンティングと積層造形の例
  2. エアロスペース機体構造製造事例
  3. 自動車用ヘッドおよびブロックの鋳造製造例
  4. 超微粒子チタンビレットの製造例
  5. スペースシャトル外部タンク摩擦攪拌接合の例

参考文献

  1. ^ D. WheelerとM. Ulsh（2010年2月）「新興市場におけるバックアップ電源およびマテリアルハンドリング機器向け燃料電池スタックおよびシステムの製造準備状況評価 - 技術報告書NREL/TP-560-45406」（PDF）。米国エネルギー省、国立再生可能エネルギー研究所。
  2. ^ 「ベストプラクティス：設計と製造に関する知識を早期に取得することで調達成果が向上する（GAO-02-701）」（PDF）。2002年7月。
  3. ^ 「ベストプラクティス：国防総省は製造リスクの管理方法を標準化することでより良い成果を達成できる（GAO-10-439）」（PDF）。2010年4月。
  4. ^ 「暫定規則、76 FR 38050」（PDF）。連邦官報。2011年6月29日。
  5. ^ 「最終規則、76 FR 71645」（PDF）。連邦官報。2011年11月18日。
  6. ^ a b「製造準備レベルデスクブック」（PDF）。国防総省。2011年5月2日。
  7. ^ a b「製造準備レベルデスクブック、バージョン2018」（PDF）。国防総省。2018年。
  8. ^ 「国防総省命令5000.02 - 防衛調達システムの運用」（PDF） 。国防総省。2008年12月8日。2010年10月10日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
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