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工場自動化の理由や目的、今後の展開は?自動化ショールームも紹介

ドイツを発祥の地としてインダストリー4.0、スマートファクトリーの構想が生まれました。
工場で先端テクノロジーによる自動化やデータの検出と解析を行い、製造業の変革をめざした構想です。
日本においても工場の自動化が進展しています。

ところで、工場の自動化には以下の2つがあります。

■ハードウェアによる自動化
人間に負荷のかかる運搬作業や疲労の激しい単純作業をロボットで代替します。
古くはベルトコンベアーによる搬送や、最近では垂直多関節ロボットによる自動化などがあります。

■ソフトウェアによる自動化
センサーによって人間には感知できない異常を発見したり、データを解析して物流を管理したり、従業員をサポートする技術です。

製造業に限らず、一般企業ではRPA(Robotic Process Automation)が浸透するようになりました。
ロボットと名前がつきますが、ソフトウェアの場合は主に人工知能です。
手書き文書の画像を認識して、テキスト化してデータベースに格納するなど業務を自動化します。
そして、ハードウェアとソフトウェアは一体もしくは融合して自動化が進められています。

総合的な自動化のイメージについては、以下の「Mazak iSMART Factory」の動画で分かりやすく解説されています。

 

今回は、自動化が進む工場に注目し、その背景から

  • 自動化の現状
  • 自動化で直面する新たな産業革命
  • 自動化された工場を視察できる場所

について解説とご紹介をしていきます。

1. 工場の自動化が進展する3つの理由と背景

最初に、工場を持つ製造業などの産業で「なぜ自動化が進展しているのか」について、3つの理由と背景を整理します。

(1)深刻な人材不足

まず「深刻な人材不足」の問題があります。
経済産業省が2019年6月に発表した『ものづくり白書2019』によると、2016年以降、製造業(国内)では年々人材確保が困難になり、課題が顕在化している現状を明らかにしました。

工場の人手不足

人材確保の状況に対する設問で「大きな課題となっており、ビジネスに課題が出ている」回答は2016年22.8%、2017年32.1%、2018年35.7%で年々上昇しています。

「課題ではあるが、ビジネスに影響が出ている程ではない」回答を加えると、2016年はおよそ6割程度が人材不足の課題を抱えていたことに対して、2018年では8割弱の企業で課題が顕在化しています。
「課題が顕在化しつつある」回答を加えると、人材確保に課題がある企業は94.9%になりました。

一方で、「特に課題はない」回答は2016年には19.2%であったのに対して、2017年5.8%、2018年5.2%と、人材不足に課題のない企業は1割に満たない状態です。

出典:経済産業省『2019年度ものづくり白書』概要(2016年:n=4,520、2017年:n=4,316、2018年:n=4,455)

(2)超高齢社会による技術継承の問題

このような人材不足において、確保が課題となっている人材に注目すると「技能人材」が55.0%と半数を超えています(出典:『2019年度ものづくり白書』概要、n=3,137)。

工場で特に確保が課題となっている人材

日本は超高齢社会の先進国であり、総務省統計局の「人口推計」によると、生産年齢人口(15~64歳)は1992年をピークに減少傾向にあります。
そして、ものづくりを支えてきた「職人の匠の技」を次世代に伝えることが困難という課題を抱えています。

ものづくり白書では、熟練した職人による高品質の専門技術が現存するうちに、将来を見据えた対策を行うことが急務であることを指摘しています。
この技術継承に関しては教育によって次世代の人材に伝えていくことはもちろん、ITの活用も考えられます。

(3)先端テクノロジーの急速な進展と浸透

ロボット

社会全体のデジタル化は「DX(Digital transformation)」という言葉が使われています。
ITが人々の生活に浸透していくことによって、生活自体が大きく変化しつつあることです。

産業分野では「第4次産業革命」という言葉を耳にする機会が増加しました。
AI(人工知能)やIoT (Internet of Things:モノのインターネット)が工場で活用され、従来のロボットによる自動化が高度になるとともに、これまで人間が担っていた仕事がITによって代替されるようになります。
そして従来の産業にはなかった「第4次産業」が生まれ、社会の構造自体を変えていく可能性が言及されるようになりました。

それでは「第4次産業」とはどのようなものでしょうか。

2. 工場自動化の今後の展開は?第4次産業革命について

ロボットとは

これまで産業は以下のように分類されてきました。

・第1次産業:農業、水産業、林業など
・第2次産業:鉱業、工業、製造業、建設業、エネルギー産業(電力、ガスなど)など
・第3次産業:サービス業、通信業、小売業、金融業など

「第4次産業」は、技術開発を中心とした知識集約型産業です。
現状では情報通信、医療、教育などの分野が考えられていますが、製造業もAIやIoTの活用によりデジタル化が進展して、知識集約型産業に変わります。
先端テクノロジーが産業の構造自体を変えようとしています。これが「第4次産業革命」です。

(1)産業ロボットによる自動化、AIによる自動化

自動化された生産ライン

これまでの工場の自動化を考えると、多くの企業で取り組んできた自動化は産業ロボットによる省力化、つまりハードウェアの自動化が中心でした。

自動車産業では、産業ロボットの導入が特に進んでいます。
溶接、塗装などの工程では、ほとんどの作業が垂直多関節ロボットによって自動化されています。
食品業界の大手企業においても、加工や袋詰めの作業はロボットが担っている状態です。

半導体の材料となる円盤状のシリコンウエハの製造は、現在あらゆる分野で欠かせないものとなり、高い精度が求められるようになりました。
このような半導体や精密機器の分野で、ロボットによる自動化はなくてはならないものです。

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また、製造装置などの点検は熟練の技術者が行っていましたが、現在は装置に取り付けた振動や熱などを感知するセンサーによって異常や老朽化を検知し、検知したデータをAIが解析するようになりました。
人間には発見できない異常値の検出も可能です。

産業ロボットの自動化にもAIが導入されるようになりました。
従来はロボットを稼働させる前に人間が作業を教えること(ティーチング)が必要でしたが、画像認識の技術により、ティーチングレスの機能を備えて自律的に作業を行うロボットが登場しています。

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(2)第5次産業、第6次産業の構想

AIによる開発

さらに産業全体では、「第5次産業」「第6次産業」という構想も登場しました。

「第5次産業」は、第1次から第4次までの産業を融合または分化させた産業です。
たとえば、農家ではバイオテクノロジーによって改良した野菜を栽培します。
その野菜は、ロボットが肥料をあげたり収穫したり自動化し、土壌や日光の状態をセンサーなどから得た情報を解析して最適な状態に保つようなケースです。
商品開発など創造的な分野でもAIが期待されています。

農業の自動化については、以下の動画が参考になります。

「第6次産業」は、食糧危機に反して衰退しつつある農業や水産業といった第1次産業の活性化のために考えられました。
農畜産物や水産物の生産だけでなく、加工(第2次産業)、流通と販売(第3次産業)、データの管理や分析(第4次産業)を組み合わせて、生産者による多角経営をめざします。

産業を横断した多角化で生産者の利益を最大化して、社会全体を活性化します。
農林水産省では、第1次産業の第6次産業化を積極的に推進しています。

第4次産業革命が進行中ですが、既に第5次と第6次の産業革命も始まっています。

3. 見学で自動化を学べるショールーム3選

これから工場の自動化を検討する企業は、既に自動化で成果をあげている工場や、自動化に成功した企業を支援したロボットメーカーやコンサルティング企業から事例を収集し、工場見学やショールームに足を運んで視察と体験が大切です。

そこで、工場の自動化のためにロボットなどを見学できるショールームをピックアップしました。

(1)Smart Factory Conductor Labo(スマラボ)

FAプロダクツ(弊社グループ会社)が運営するショールームで、メーカー各社の製品を物流、自動車・機械、食品、IoTの4つの領域に分けて展示しています。

所在地
〒329-0206 栃木県小山市東間々田3-23-23

交通
JR 東北本線・JR宇都宮線「間々田駅」、東口よりタクシーで5分、徒歩15分

問い合わせ先
03-6453-6761 (FAプロダクツ内)
営業時間:平日10:00~18:00(休館日は土・日・祝)

(2)安川電機ソリューションセンタ

安川製品を組み合わせた「メカトロシステムソリューション」を展示しています。フロアには「レセプションエリア/コンセプト展示」「会社紹介コーナー」「デモ機展示コーナー」「MACHATROLINK協会コーナー」があります。

所在地
〒358-8555 埼玉県入間市上藤沢480番地

交通
・西武鉄道池袋線「入間市駅(または武蔵藤沢駅)」下車、タクシーで約10分
・西武バス「武蔵藤沢駅」乗車、「安川電機前」下車すぐ、「西武グリーンヒル」下車で徒歩約5分、
・自動車を利用の場合、圏央道入間I.C.から約5分

問い合わせ先
取引のある安川電機の代理店、あるいは安川電機の営業に事前に電話相談
株式会社 安川電機 入間事業所総務課
TEL:04-2962-5151 FAX:04-2963-4031

(3)川崎重工 西神戸ショールーム

企業向け施設で、一般には非公開です。ロボット工場内に大規模なショールームが常設され、スタッフに同行と案内していただきながら、多様な産業ロボットを視察できます。

参考:川崎重工の西神戸ショールームに潜入! ロボットの活用事例をレポート(Kawasaki Roboticsブランドサイト「XYG」2018/03/26)

所在地
〒651-2239 神戸市西区櫨谷町松本234番地

交通
JR「明石駅」下車の場合
・バス「西神方面行(13系統)」乗車20分、「松本南口」下車
・タクシーで15分
地下鉄「西神中央駅」下車の場合
・バス「JR明石駅方面行(13系統)」乗車15分、「松本南口」下車
・からタクシーで10分
自動車の場合
・第二神明道路「玉津IC」より北東へ約10分

問い合わせ先
川崎重工業株式会社 西神戸工場
TEL:078-991-1133  FAX:078-991-3186

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4. まとめ

AIやIoTの技術革新が急速に進展する現在、これからも工場の自動化はあらゆる面で重視されるでしょう。
さらにカイゼンの理由にとどまらず、工場で蓄積した技術力やノウハウを「売る」戦略もあります。

日本サポートシステム株式会社では、豊富な実績と時代を先取りしたコンサルティングで、みなさまの工場の自動化を支援いたします。

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