経験曲線効果とは?具体例と習熟率の計算方法:平均生産コストが下がる理由

経験曲線効果とは、経験値が増えてノウハウが蓄積されることで、製品1つあたりの平均費用が下がる状況のことです。「経験効果」「エクスペリエンス・カーブ」とも呼ばれ、製造業だけでなくサービス業でも同様の効果が現れます。

簡単に言えば、

  • 何回も同じものを作れば慣れてスピードが上がる
  • 何回も同じものを作れば失敗しなくなる

という効果です。

そしてその効果の度合いを「習熟率」と呼びます。

ここではグラフや図解で、経験曲線効果について説明します。

経験曲線効果とは?

経験曲線効果(Experience Curve Effects、エクスペリエンス・カーブ・エフェクト)では作業の経験が2倍になるにつれて、ほとんどの業種で製品1つあたりの平均費用が10〜25%ほど下がると言われています。

この効果は1966年に、アメリカのコンサルティング会社「BCG(ボストン・コンサルティング・グループ)」のブルース・ヘンダーソン氏が、企業研究によって発見したそうです。

この下がる割合を「習熟率」と呼びます。下の図は習熟率80%の場合(20%減少)で、累積の生産量が Q1 から Q2 に倍増した時のグラフです。

経験曲線と累積生産量のグラフ

ここで注意が必要なのは「累積」の生産量ということです。

同じ製品を作り続ければ「累積」になり、工場を増やしても経験曲線効果は引き継ぐことができます。しかし別の製品を作り始めると「累積」にならないため、経験曲線効果は引き継ぐことができません。

サービス業でも同じで、チェーン展開をすれば経験曲線効果が発揮されます。しかし全く違う業態で店舗を増やすと、経験曲線効果はほとんど現れません。

経験曲線と学習曲線の違い

ちなみに「学習曲線」という言葉もありますが、経験曲線は学習曲線の考え方をベースに発展させたものです。そのため「学習曲線 = 経験曲線」として語られる場合もあります。

学習曲線は「練習量」と「反応速度」による曲線で、「何度も解いた問題はすぐに取りかかれる」ような状態になることを指します。

例えば組み立て部品を与えられた時に、

  • えーっと…、どこから取り付けるんだっけ?

という考える時間がどんどん減るのが「学習曲線」です。

経験曲線効果で平均費用が下がる理由

誰でも初の作業は、時間がかかるものです。しかし5回目の同じ作業と10回目の同じ作業では、10回目の作業の方が5回目の時より早く終わったりします。

さらに同じ作業を続ければ、作業を始めた時に比べて随分と早く作業ができるようになるかもしれません。また似たような作業であれば、以前の経験を生かすことが出来るので初めてでも早く作業ができます。

このような効果で、人件費が減ったり不良品の処分費用が減って、結果的に平均費用が下がっていきます。

経験曲線効果で平均費用が減る理由は、労働者の効率向上以外にも次のようなものがあります。

  • 作業手順や方法が改善されて効率が上がる
  • 装置や器具が改良されて生産性が上がる
  • 製品設計の見直しで生産効率の向上や不良率の低下が実現する
  • トラブルの解決が早くできるようになる
  • トラブルそのものが減ってくる

例えば、工場である製品を生産していたとします。その工場では製品を作れば作るほど経験が蓄積され、効率的に生産できるようになります。

その後、同じ製品を作る同じ設備の工場を、もう一つ別の場所に作ったとします。そうすると作る製品もそのための設備も同じであるため、最初の工場の改善ノウハウをそのまま活かすことができます。

2つ目の工場は改善後の効率が良い状態からスタートするので、最初から経験曲線効果が効いた状態で生産を始めることができます。

これをグラフで表してみましょう。

下の図は、平均費用と生産量のグラフです。最初の工場で生産量 Q を生産した時の平均費用を C1 とします。

生産をすることで経験やノウハウが累積されて、平均費用のグラフは全体的に下がってきます(薄い曲線から濃い曲線に移動します)。

経験曲線効果のグラフ

そして同じ製品を同じように作る2つ目の工場を稼働させた時には、最初の工場の経験曲線効果で平均費用が下がった状態でスタートできます。これが経験曲線効果のメリットです。

つまりすでにグラフが下にさがっているので(濃い曲線のある位置)、2つ目の工場で生産量 Q を生産すると最初から平均費用 C2 で生産することができます。これが経験曲線の効果です。

経験曲線効果の習熟率の計算方法

経験曲線効果は、習熟率の計算で求めることができます。

ここでは、

  • 過去の結果から習熟率を計算する方法
  • 習熟率を目安に平均生産コストを予測する方法

を、難しい数式を使わずに簡易的に説明します。

過去の結果から習熟率を計算する

まずは過去の結果を元に、習熟率を求める方法です。

必要な情報は、

  • 個数
  • 費用(コスト:原価、人件費、作業時間など)

です。

ここでの例では、

  • 個数:1ロットあたり10個
  • 費用:コスト

として計算してみます。

まず1ロット(10個)生産するごとに、コストを集計します。コストはそのロットの生産に必要だった、原材料や人件費などです。それを記録したものが下の表です。

過去のデータから習熟率を計算した表

ここから習熟率を計算してみます(上表では計算済み)。

習熟率は累計の個数が倍になるごとに計算します。計算方法は、

  • その時のコスト ÷ 累計個数が半分の時のコスト × 100

になります。

例えば4ロット目を生産し終わった時の習熟率は、

  • 16 ÷ 22 × 100 = 72.727272…%

となります。同様に累計個数が倍になるごとに計算します。

8ロット目までの習熟率を見ると、この作業は習熟率73〜75%であると考えられます。

これをグラフで表すと、下のようになります。

習熟率のグラフ

習熟率を目安に平均生産コストを予測する

今度は逆に、初回のコストと期待する習熟率から、コストがどれくらいまで下がるか予測してみます。

ここでの計算は簡単な式と、早見表を使います。

計算式は、

  • 初回のコスト × ロット数^ー早見表の数値p(n) = コストの予測値

となります。

ちなみに「^」は「二乗」「三乗」などの「乗」のことです。早見表の数値の前に「マイナス」があることも注意してください。

早見表は以下のものです。

習熟率の早見表

原価見積における習熟曲線理論の活用(片岡眞吾 1995)表1 より引用

参考 原価見積における習熟曲線理論の活用 - 片岡眞吾 著豊橋短期大学研究紀要 第12号

今回は習熟率75%で予測してみようと思うので、早見表の数値は「0.4150」になります。

例えば4ロット目を生産した時のコストを計算すると、

  • 初回のコスト × ロット数^ー早見表の数値p(n) = コストの予測値
  • 30 × 4^-0.4150 = 16.8758…

となります。

残りの数値も計算すると、下表のようになります。

習熟率からコストを予測した表

先ほどの過去の結果から計算した場合の数値に、とても近い数字が出てきました。累計の個数が倍になるごとに、ちゃんと習熟率が75%になっています。

下のグラフでは、±5%で習熟率が変化した場合も計算してみました。

習熟率の変化とコストのグラフ

このグラフをみてみると、習熟率80%で累計80個のコストと、習熟率70%で累計40個のコストがほぼ同じですね。この例では習熟率が10%下がることで、累計生産数が半分でも同じコストが実現できることになります。習熟率の改善は、生産コストに大きく影響することがわかります。

経験曲線効果と規模の経済の違い

似ている経済用語に「規模の経済」というものがあります。規模の経済は製品を作れば作るほど製品1つあたりの固定費が分割されて、平均費用が下がっていく状況を表しています。詳しくはこちらの記事をご覧ください。

規模の経済・範囲の経済・経験曲線効果の違いとは?図解すると一目瞭然

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