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生産設備に関する記事

【図解】FMSの仕組みとメリット・デメリット、導入方法まで解説!

「FMSってなんだろう?……今さら人には聞けないなあ」
「1つの生産ラインで変種変量生産に対応する方法はないだろうか」
「とにかく成果を上げる画期的な改善プランが欲しい!」

製造工場や現場で改善を考えたとき、こんな疑問や要望はありませんか?
本記事ではFMS/フレキシブル生産システムについて詳しく解説を行います。

FMSという言葉は高度な改善には欠かせないものですが、まだ認知度は高いとは言えず「安全・品質・コスト面で大きな成果をあげるソリューション」だとは知られていません。

この記事を読めばFMSとはなにか?という疑問は解消されます。さらにFMS導入によるメリットとデメリットを明確にし、デメリットをくつがえすほどの成果を期待できる自動化というソリューションに出会えるでしょう。

もしFMSの導入に際して、

  • 省力化、省人化してコストダウンしたい
  • 生産性アップして売上を上げたい
  • 人的ミスを減らして品質価値を高めたい
  • どのメーカーの自動化設備を使えば効率的かわからない

という場合は、お気軽に日本サポートシステムまでご相談ください。

また、安全に工場を稼働させ続けるためには、定期点検・保守・修理、老朽化した設備のリプレースが必要不可欠です。
日本サポートシステムはそういったお客様のニーズにお応えし、手書き図面のデジタル化から緊急依頼まで幅広くサポート。
弊社が納品したもの以外の設備にもご対応致します。

詳しいサポート内容や費用のお見積もりは、下記フォームまたはお電話にてお気軽にお問い合わせください。

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老朽化「設備・産業PC」壊れる前に!保守・リプレースを代行、弊社が納品した設備以外も対象、手書きの図面のデジタルサポートなど

1.FMS/フレキシブル生産システムの仕組みを解説

FMSとはFlexible Manufacturing Systemの頭文字で、1つのラインで複数品種の製造を可能にする柔軟な生産システムを意味しています。
ここではFMS(フレキシブル生産システム)の特徴をまとめましたので御覧ください。

(1)加工・組立・検査から搬送まで全工程を自動化

FMSの最大の特徴は産業用ロボットを用いた自動化です。
自動化は工程を選びません。部材の投入から加工や組み立て、検査に完成品の搬送にいたるまですべて自動化可能です。

「ロボットに人の繊細な作業が再現できるのか?」
こんな疑問はごもっともですが心配りいません。

産業用ロボットは、ロボット専門のSEであるロボットSIer(ロボットシステムインテグレーター)によってティーチングされます。ティーチングは産業用ロボットへのプログラミングにあたり、μm単位での制御を可能にするのです。

(2)別製品にも瞬時に対応する柔軟さ

フレキシブル(柔軟性)の名が示す通り、FMSは多品種への対応力に優れます。
生産ラインでAタイプの製品を製造していた時、次の製品はBタイプ、続いてCタイプと多品種の製品が流れてきても問題ありません。FMSならば1つのライン内で別製品が流れてきても正確に作業・部材を入れ替えることができるのです。
これは人が行う4M変動をマシンであるロボット自身が迅速かつ正確に行えるからです。

4Mとは?
Man    → 人
Machine  → 機械
Method  → 方法
Material → 材料

人(Man)が変われば習熟度や技量が変わり、機械(Machine)が変われば設定や使い勝手も同じではなく、方法(Method)に違えば手順や導線の変更、材料(Material)が変われば全く同じ作業をしても硬すぎて切削できないなどの不具合が生まれます。

4Mが変動することは品質面のみならず、安全や生産性に大きく影響します。しかし、FMSであれば4M変動があってもミスをせず、受注に対して必要なタイミングで必要な数だけフレキシブルに生産が可能になるのです。

(3)生産状況をひと目で見える化できる

FMSは複数の生産ライン情報を集約し、リアルタイムで把握できます。

自動化された各工程には、センサーやカメラなどの画像処理システムと連動し生産状況も蓄積されます。
数量はもちろん、良品数や不良品数、不良内容まで詳細なデータ収集が可能。各工程のロボットが集めた情報はネットワークを通してPCへ集約されるため、1つのディスプレイで簡単に全体を把握できるようになります。

FMSならば各工程へ状況を確認に行き、工程担当者やライン責任者の報告を待つ必要はありません。

2.FMSの導入事例を紹介 

FMSの導入事例を動画や図付きでご紹介します。
装置の動きと仕組みがわかりやすい2つの動画を用意しました。3つ目の項目では実際に成果を上げた導入事例を詳しく解説しています。

(1)データの一元管理で多品種変量生産に対応

ミニカー生産ラインでFMSを再現した動画です。生産ラインの制御を統合することで装置とロボットの高度な連携を可能にし、リアルタイムで稼働状況の見える化と、ボディカラーの違う品種の飛び込み依頼にも対応する様子が確認できます。

(2)マザック自動化システム : 生産性を向上するFMSソリューション

省人化、製造コスト削減を実現するマザック自動化システムの紹介です。パレットストッカを配置した無人システムを例に、自動倉庫を備えた立体FMSをご覧ください。

(3)変種変量に対応したFMS(自動化)の導入事例

実際の導入事例をご紹介します。紹介する実際の事例は、レーザ加工機の板金バラシ・仕分け工程の自動化。安全・品質・コストの3要素を改善した実例です。

引用:http://robo-navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf 

規模 中小企業 従業員450名
業種 製造業(金属製品)
目的 完全自動化による安全性向上・高品質化・省コスト化
課題 完全受注生産型の変種変量生産に対して、既存のロボット教示プログラムでは対応できない。金属の光沢違い、油による乱反射などの悪条件によりロボット化が難しく自力での自動化が困難。
導入箇所 成形・加工
導入ロボット 垂直多関節ロボット
・(株)別川製作所
・サンワテクノス(株)
効果 労働生産性
1.4倍人数
3人→1人作業時間
8時間 → 2時間生産量
160枚 → 230個その他の効果
安全性向上、誰でも安定した品質を実現

本案件の製作所は配電盤・制御盤・FAシステムを中心とした盤制作メーカーです。

受注生産によるカスタム盤を制作していましたが、オーダーごとの変種変量生産を行うために自動化が難しい生産体制でした。
自動化しやすい工程は部分的に自動化を導入。しかし板金バラシ・仕分け工程は複雑なうえに、最大117kgの板金を扱う危険な作業です。自動化を進める上で難題を抱えた重要な工程でした。

難題は以下の4つでした。

〇難題への対応
ロボットSIerによって開発された「板金バラシ・仕分け工程の自動化」のノウハウにて専用のティーチングを実施。1品物にしか対応していなかった教示プログラムが、変種変量へ対応可能&様々な状況可の板金認識を可能にしました。

新システム6軸多関節ロボット2台、4軸リニアサーボ1台、2軸直交ロボット1台を組み合わせ、変種変量な生産においてもワークの搬入・板金バラシ・仕分け作業、端材の排出までを自動化。カスタムされた産業用ロボットが属人化された作業にも対応しました。

引用:http://robo-navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf

3.FMS導入のメリット3つ(安全・品質・コスト)

FMS(自動化)導入のメリットを、全項目で紹介した板金バラシ自動化の事例に沿って解説します。実績ある自動化による成果ですので、FMS(自動化)導入の検討にお役立てください。

(1)危険の排除

前項目で紹介した117kgの板金作業のような危険な作業にFMS(自動化)システムを導入すれば、人がケガをするリスクをなくすことができます。

人が作業を行うことでリスクは生まれます。ロボットが人の代わりに作業を行う自動化であれば決して人が危険にさらされることはありません。危険な作業を人が行わないことこそ、最大の安全対策なのです。

(2)恒久的に作業時間を短縮

板金バラシ事例では作業時間が8時間→2時間(7時間減)を達成し、人員は3人から1人へ減らしています。
通常の現場改善と違い、この成果は今後も安定して続きます。工夫や意識とは違いロボットが行う自動化は、恒久的にかつ確実に改善した姿を維持できるのです。

(3)属人化排除による品質安定

自動化であれば属人化を排除し、作業のバラツキを撲滅し品質を安定させます。熟練者だけが行えるカンやコツ・経験といった作業感でも、産業用ロボットへティーチング(プログラミング)すれば、即座にロボットが実現できるからです。

属人化の排除は品質面だけではなく、教育や人材採用のコスト削減まで実現。そして一度ティーチングされたロボットは安定した品質を提供しつづけます。

4.FMS導入のデメリット2つ

FMS(自動化)導入にはデメリットも存在します。メリットと合わせて導入前にしっかりとチェックしてください。

(1)初期設備の投資コスト

FMS(自動化)の導入には、産業用ロボットが必須です。
簡単な治具や工具とは違い、工程を丸ごと自動化するための産業用ロボットは安くはありません。そのため初期設備の投資には、まとまった資金が必要になります。コスト削減のためとはいえ設備購入は大きな出費です。

(2)産業用ロボットの選定とティーチング

もう1つのデメリットはロボットの選定とティーチングです。

「自社工場に最適なロボットはどんな種類を選べばいいのか?」
「ティーチングというプログラミングは素人にできるの……?」

初期設備の投資が可能でも、高い専門性を誇るFMS(自動化)導入には専門の知識と技術が必要になるのです。

(3)デメリットを解消するロボットSIer

ロボットSIerなら前の項目で解説した(1)初期設備の投資コスト、(2)産業ロボットの選定・ティーチングというデメリットを解消できます。高額な産業用ロボットでもリース利用で出費を抑え、比較的安価で高性能なロボットを選択するなど、専門家であるロボットSIerなら柔軟に対応できます。

ロボットSIerは多くの自動化導入実績と高度な技術により、個別のケースに合わせた専用のティーチングも得意としています。FMS(自動化)導入におけるデメリット解消や要望はもちろん、工程改善の相談や提案まで柔軟に対応できるのがロボットSIerなのです。

5.FMSにおすすめのメーカー・ロボットシステムインテグレータ

日本サポートシステム株式会社

【特徴】
日本サポートシステムは年間200台もの実績がある関東最大級のロボットシステムインテグレーターです。一貫生産体制をとっており、設計から製造までをワンストップで対応。費用・時間にムダなく最適化を行うことができます。

また、お打ち合わせから原則1週間以内に「お見積りとポンチ絵」をご送付。

【ポンチ絵とお見積りのサンプル】

テキストやお電話だけでは伝わりづらいゴールイメージを共有し、スピード感を持った対応を心がけています。

また、同社の「画処ラボ」では、画像処理を用いた外観検査装置の導入に特化し、ご相談を受け付けています。従来は目視での官能検査に頼らざるを得なかった工程の自動化をご検討の際などにご活用ください。

日本初!業界最大級

画像処理検証ラボ開設!ルール型の画像処理から、AIまでプロが診断、ご相談から装置制作までまるっと対応

【所在地】
茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777
TEL:029-840-2777(代表)
FAX:029-840-2770(代表)・2771(設計)
https://jss1.jp/

【営業品目】

  • 産業用ロボット
  • 生産設備合理化・省力化の設計及び製作
  • 基板電気チェッカーや貼合・折曲など
  • 治具の設計・製作

【実績】
NM社(電子部品の製造販売)、HS製作所(情報通信・社会産業・電子装置・建設機械・高機能材料・生活の各システム製造販売)、TT社(ショッピングセンターなどリテール事業)、SM社(自動制御機器の製造・販売)、OR社(自動車安全システムの製造販売)

②西部電機株式会社

【特徴】
搬送機械、産業機械、精密機械の3つの事業を扱う企業です。FMSを採用しているソリューションでは立体倉庫システムを提供しています。

【所在地】
〒811-3193
福岡県古賀市駅東三丁目3番1号
TEL:092-941-1500(代表)
FAX:092-941-1511

株式会社ウエノ

【特徴】
自動化を中心に省力化・オンライン化をフルサポートするFAの専門家集団。3万点以上のロボットや工作機械、各種製造システムで第四次産業革命へ対応したスマートファクトリー導入のお手伝いをします。

【本社所在地】
〒110-0015 東京都台東区東上野1丁目9番6号
※問い合わせ先はHP内にて

6.FMSの導入・設備のリプレースに関するご相談は日本サポートシステム

「点検を長期間していないが、設備に不調はないから」と長く使っている設備はございませんか?
設備が壊れた時、工場ラインをすぐに復旧させることはできません。

「Windows98,7,XPを使っていてもソフトは動くから」と最新でないOSを使用しているPCはございませんか?
PCが壊れた時、稼働時に収集していたデータを戻すことはできません。

安全に工場を稼働させ続けるためには、定期点検・保守・修理、老朽化した設備のリプレースが必要不可欠です。
日本サポートシステムはそういったお客様のニーズにお応えし、手書き図面のデジタル化から緊急依頼まで幅広くサポート。
弊社が納品したもの以外にもご対応致します。

詳しいサポート内容や費用のお見積もりは、下記フォームまたはお電話にて、お気軽にお問い合わせください。

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老朽化「設備・産業PC」壊れる前に!保守・リプレースを代行、弊社が納品した設備以外も対象、手書きの図面のデジタルサポートなど

関東最大級のロボットシステムインテグレーター 生産設備の設計から製造ならお任せください

029-840-2777 営業時間:平日9:00-18:00

本社:茨城県稲敷郡阿見町阿見字阿見原4666-1777、相模原事業所:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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