工場の自動化推進で解決できる課題・新たに生まれる課題

工場の自動化を推進すれば、現場が抱えているさまざまな課題の解決につながるでしょう。しかしその一方で、新たに生まれる課題にも気を付けなくてはなりません。自動化で解決できる課題と新たに発生する課題には、どのようなものがあるのでしょうか。

この記事では、自動化に関わる課題を解説します。自動化の推進を検討されている企業様は、ぜひ参考にしてください。

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【推進メリット】工場の自動化で解決できる課題

高品質の製品を最低限の人数で生産するために、さまざまな課題を抱えている企業様もいるのではないでしょうか。ここでは、自動化の推進で得られる6つのメリットを紹介します。自社で解決できる課題がないか、チェックする際の参考にしてください。

生産効率の伸び悩みを解消できる

人の手作業で重量物を運ぶには、時間と大きな労力が必要です。繰り返し重量物を運ぶような作業を行っていれば、積み重なった疲労により、次第に作業効率が落ちることも考えられます。

自動化を推進すれば重量物もスムーズに運搬ができ、さらに一定のスピードで作業を進められます。メンテナンスの必要はありますが、24時間稼働し続けることも可能です。人の手作業よりも、高速化・高能率化が期待できます。

生産品質のばらつきを抑えられる

製品のばらつきを抑えられ、品質向上が期待できます。手作業ではヒューマンエラーのリスクがあり、ミスを完全になくすのは困難です。品質が落ちた製品が世に出回れば、企業全体の信頼が落ちることにつながります。

自動化を推進すれば、あらかじめ決めたシステムどおりに作業が行われるため、手作業以上の品質を保てます。ばらつきがなく、品質を均一化できるのも特徴です。熟練者にしかできなかった作業も、自動化のプログラム次第でカバーできます。

インラインでの全数目視検査は、人の作業では限界があります。自動化なら検査装置をラインに取り入れるだけで全数検査が可能です。

人材不足の補うことが可能に

厚生労働省が発表した人口動態統計によると、2021年の出生数は81万1,604人でした。前年の84万835人よりも低下していることに加え、明治32年の調査開始以来、最少です。

人口が減少する中で、産業全体の人材確保も困難な状況です。パーソル総合研究所の調査では、2030年には産業全体で644万人の人手が不足すると予測されています。

作業工程を自動化できれば最低限の人材で済み、人材を減らせる分人件費の削減も可能です。

（参考：『令和3年(2021) 人口動態統計月報年計(概数）の概況 ｜厚生労働省』）

（参考：『労働市場の未来推計 2030 ｜パーソル総合研究所』）

作業員の安全確保

生産現場で品質よりも重視されるのが作業員の安全です。作業中は、落下や挟み込み、接触などによるけがや死亡事故のリスクが常にあります。

作業員の安全確保に役立つのが産業用ロボットです。自動化を推進すれば、重労働や危険作業などさまざまな場面でロボットを活用できます。これにより現場の安全が確保され、品質も保てるようになります。

多品種少量生産への対応ができる

多品種少量生産とは、1カ所で多種多様な製品を少量生産する方法です。多種多様な製品を生産するため、製品ごとに型を用意し交換しなくてはなりません。型の交換作業は、人の手作業で行えばエネルギーも時間も必要です。

生産ラインであれば一度停止しなくてはなりません。しかし、自動化を推進すれば生産時間の短縮、型交換時の安全確保にもつながります。

作業工程の集約

作業行程の集約とは、ひとつひとつの作業工程をそれぞれ自動化させるのではなく、ひとつの自動化設備に複数の行程を集約することです。

手作業で金属加工を行う際の工程を例に紹介しましょう。金属加工の場合、次の作業行程に移る際に治具を外し、再度セットし直さなくてはなりません。再度セットすると、治具と製品に誤差が生じてしまいます。

自動化を推進すれば作業工程の集約ができ、最初のセットを基準に完成まで治具から外す必要がありません。結果として、製品の精度向上にもつながります。複数の設備をまとめられるため、設置スペースを減らせるのも魅力です。

工場の自動化推進で生まれる課題

自動化を推進すれば、現在抱えている課題を解決できる反面、新たに課題が生まれることもあります。新たな課題に対してどのように対処するのかを、自動化の推進前に検討しておくことが大切です。

ここでは、自動化によって新たに発生する、4つの課題を解説します。

イニシャルコスト

自動化を推進するためには、多くの費用がかかります。大手企業は、リードする形で自動化を推進してきました。しかし、中小企業の中には自動化するための資金が足りず、自動化に踏み出せていない企業もあります。

産業用ロボットは素材価格や物流費の上昇などにより高騰しているため、今後も導入のハードルが高い状態が続くでしょう。廉価版もありますが、拡張性がない、あるいは乏しいため、自動化を進めるうちに費用がかかるようになります。

故障のリスク

メンテナンス不要で自動化を継続できる状態が理想ですが、故障するリスクがあります。そのため定期的なメンテナンスが必要です。自動化の設備のメンテナンスには、パーツ類の経年劣化や制御装置のエラー対処、バッテリー交換などが挙げられます。

メンテナンスを怠れば故障リスクも上がり、作業が停止してしまうかもしれません。作業が停止すれば、生産予定に影響を及ぼすこともあるでしょう。

そのためにも故障に備えたメンテナンスが重要です。これに合わせて、メンテナンスを行える人材を確保する必要もあります。

有資格者の確保

産業用ロボットを自動化し、自在に作動させるためには、ティーチングができる人材が求められます。ティーチングとは、産業用ロボットにプログラムを与える作業です。

ティーチングの方法には、オンライン・オフライン・AI・ダイレクトなどさまざまな種類があります。例えば、ダイレクトティーチングは人間の手で直接ロボットを動かし、目的の動作を教え込む方法です。

いずれのティーチング方法も、特別教育を受けた上で初めて行えます。

自動化困難な作業へのサポート

全ての作業工程を自動化できれば理想的ですが、人の手が一切加わらない完全自動化にはまだ時間がかかります。自動化している作業を監視したり、部品の運搬や設備のメンテナンスをしたりする人が必要なためです。

AIを導入し、検査工程の自動化を進めている企業もあります。しかし、判定基準のモデル化が困難な場合もあるのが現状です。

自動化の課題解決に不可欠な基礎知識

自動化の技術は年々進化しています。時代の変化とともに、さまざまな技術が生かされてきました。自動化を推進する上で、理解しておきたい基礎知識があります。ここで紹介する基礎知識は、IoTや5G、AIです。ぜひ、参考にしてください。

インターネットと物をつなぐ「IoT」

IoTとは、物とインターネットをつなげる技術です。物同士で通信もできるようになるため、データ収集や制御も行えます。

インターネット環境があれば、現場に足を運ばなくとも、遠隔操作によって現状把握や機械操作が可能になる技術です。

次世代移動通信システム「5G」

5Gは、移動通信規格のひとつです。5世代目の移動通信システムとして、製造業をはじめ商用サービスが始まっています。5Gの特長は、超高速・超低遅延・多数同時接続が可能な点です。

企業が自社の敷地内でネットワークを整備する場合には、ローカル5Gを利用します。利用できるのは工場内や敷地内など限られた場所のみとなりますが、IoT技術と組み合わせれば、離れた場所からでもリアルタイムで生産ラインの稼働状況などを確認できます。

自己学習が可能な人工知能「AI」

AIには、人間のように学習する機能が備わっています。学習機能を生かし、AIと産業用ロボットを組み合わせれば、従来よりも高度な技術や精度の高い作業を任せることも可能です。

現在は人手を使ったティーチング作業が必要ですが、AIの発達で手間のかかるティーチング作業もなくなる日がやって来るかもしれません。ティーチングが不要になれば、産業用ロボットが活躍できる幅もさらに広がるでしょう。

課題解決の策は自動化とAIとの連携

自動化すると設備保全業務が発生するため、生産工程の一部を自動化させただけでは費用対効果を感じられないかもしれません。課題解決のためには、自動化と設備保全全体で生産性をアップさせる必要があります。

設備保全の業務の負担を軽減できるのにおすすめなのが、AIです。AIを導入すれば、稼働状況のデータから故障予測ができるため、作業行程全体の効率化が図れます。

『UMWELT』はAIを使った予測や管理ができる

AIを導入すれば、生産工程全体の効率化を図れますが、導入期間の長さやコストの問題もあります。AIを活用した生産効率の向上を図りたい企業様には、TRYETINGのUMWELTがおすすめです。ここでは、UMWELTの魅力を紹介します。

ノーコードAIだからプログラミング知識は不要

UMWELTは、ノーコード予測AIです。プログラミングなどの高い専門知識がなくても、業務効率化を図れます。

UMWELTの運用に必要なデータは、普段の業務で使用しているGoogleスプレッドシートや、ExcelにまとめられたCSVデータです。膨大なデータを前処理するには手間がかかりますが、UMWELTなら自動処理にも対応しています。

AIの機械学習や需要予測、安全在庫計算などのアルゴリズムも、簡単な操作で利用が可能です。

カスタマーサクセスによる伴走サポートあり

TRYETINGには、AI導入時に発生した課題をどのような方法で解決へと導くかをサポートする、カスタマーサクセスがいます。

例えば、データの前処理段階であれば、データの欠損値の処理方法や結合処理の方法をサポートします。お客様の要望から、適したアルゴリズムを組み合わせてレシピを作成する行程の代行も可能です。

まとめ

自動化を推進することで、作業効率が図れるだけでなく、作業者の安全確保などのメリットもあります。しかし、自動化したことで新たに生まれる課題にも注意しなくてはなりません。

また生産工程全体を改善するのであれば、AIを導入するのがおすすめです。しかし、AIの導入には知識のある人材が欠かせません。時間やコストを抑えてAIを導入したい企業様には、UMWELTがおすすめです。UMWELTなら、プログラミング知識がなくても、需要予測など業務効率化を図れます。

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