近年、一部のメーカーでは生産拠点の国内回帰が進められています。これは海外の賃金上昇による海外生産のメリットが小さくなったことと、ロボット技術の進展により国内でも人に頼ることなく複雑な作業を自動化できるようになったことが一因です。
技術の進展は喜ばしいことではありますが、それを使いこなす上での課題がいくつか発生します。

そこで、本コラムでは現時点におけるロボットおよびロボットシステムの課題と開発動向から、企業が取りうる解決策について解説します。

もし、ロボットおよびロボットシステムに関するコンサルティングを受けて、

• 複雑な作業を自動化して省力化したい
• 自動化はしたいが、製品の需要が読めないため、汎用性の高い生産システムを構築したい
• ニュースで知った最新のロボットを使ってみたいが、使い方がわからない

という場合は、お気軽にFAプロダクツまでお問い合わせください。
関東最大級のロボットSIerとして、最適化のご提案をさせていただきます。

１．はじめに

日本の製造業各社は、2000年代前半まで安い賃金や市場開拓を目的として、生産拠点の海外移転を進めてきました。しかし近年、製造拠点の国内回帰のニュースを耳にする機会が増えました。

その理由の一つとして、新興国の労働者賃金の上昇があります。海外移転の主な狙いは、安い労働力によるコスト削減でした。しかし、賃金上昇によりコスト面でのメリットが小さくなってきています。一方で、日本の本社から遠く離れた海外拠点の品質コントロールが難しいというデメリットは依然として残ります。そこで、一部の企業では国内拠点に生産を回帰しようという動きがみられています。

日本国内生産では品質のコントロールや設計変更に対する迅速な対応などがメリットですが、新興国の賃金が上昇してきたとはいえ、まだ日本国内の方が賃金は高いです。そのため、国内回帰を進める際には生産ラインの自動化・省力化を同時に進めることが競争力維持に必須の要件となります。

ポイントとなるのは、従来ロボットへの置き換えが困難であった作業をロボットに置き換える技術です。置き換えが困難であった主な理由は、以下の通りです。

• 技術的にロボットへの置き換えが困難
  • 動作が複雑
  • ワークがハンドリングしにくい材料である
  • 人と共存するエリアでの安全対策を講じるスペースがない
• ロボットへの置き換えは可能だが投資にリスクがある
  • 製品の需要が読めず、投資に踏み切れない

これらの課題を解決する開発が進められています。本コラムでは、ロボットとロボットシステムの課題と開発動向について説明していきます。いずれ、国内外問わず、どこで生産してもコストが変わらない世界がやってくるでしょう。

２．ロボットに対する課題と開発動向

（1）ロボット本体

ロボット単体の機械要素技術は、ロボットの機構と構成する材料に分けて考えられます。

ロボットの機構は、直交型・垂直多関節型・円筒座標型・水平多関節型・パラレルリンク型・双腕型などが各メーカーからリリースされています。機構的にはこれらの機構で多くの動作が可能であるため、ほとんどの場合はこの中からロボットを選定することになります。ただし、各機構では動作範囲や精度、速度、制御のしやすさなど、それぞれに特徴があります。

どの機構を選定するかが難しい場合は、ロボットメーカーやロボットSIserに相談するのが良いでしょう。

ロボットを構成する材料では、計量化による動作の高速化や耐環境性などの面でロボットの性能を向上させることが期待されます。

（2）ロボットシステム

ロボット単体では半完成品であり、ロボットシステムとしてインテグレートするためにはマニュピュレータやセンサなどの周辺機器が必要です。人に例えると、ロボット単体は手首までを構成します。そして、手に相当するのがマニュピュレータであり、目や触覚に相当するのがセンサです。複雑な作業を自動化するために、これらの周辺機器の開発が進められています。

卵のような壊れやすいワークの把持や嵌合の厳しい部品の組立などに対応するためには、マニュピュレータ自体に圧力とモーメントを検知するセンサ（力覚センサ）を内蔵したものなどが開発されています。

また、位置決めされていないワークをロボットで扱うために、カメラを視覚センサとして用い、ロボットを制御するシステムも実用化されています。

作業者とロボットが協働で作業することを目的とした協働ロボットも開発されています。この協働ロボットには接触を検知するカバーが取り付けられています。このカバーは作業者に触れた場合、もしくは、ある程度以上近づいた場合に作業者を検知し、ロボットの動作を停止します。

これらの周辺機器を使用する際には、制御のプログラミングに高度な知識が要求されることが課題です。

（3）プログラミング

上記の課題が引き起こす最も重大な損害は、実機を用いてプログラムのデバッグを行っている際に、システムが暴走して事故を起こすことです。システムが物理的に損傷したり、場合によっては人命にも関わります。そこで、近年盛んとなっているのが仮想試運転技術です。

仮想試運転とは、ロボットシステムをコンピュータ上に再現し、実際のプログラムを用いてコンピュータ上でロボットシステムを試運転する技術です。

コンピュータ上であれば、仮にプログラムが間違っていたとしても事故は起こりません。また、複数の信号を同時に入力するなど、実機では再現しにくい状況もコンピュータ上では設定が可能です。そのためキメの細かいデバッグを実施することができます。

この他、ロボットシステムの実機が完成するまでに、コンピュータ上でデバッグを行うことができるため、ロボットシステムの開発期間を短縮することができることも、仮想試運転のメリットです。

仮想試運転のソフトウェアはロボットメーカーやITソフトウェアベンダーからリリースされています。ソフトウエアを選定する際には、ロボットや生産ラインを構成するPLCなどのデジタルデータを、ソフトウェアが扱えるかがポイントとなります。しっかりと確認してから購入しましょう。

（4）人材育成

ロボットシステムが複雑化する中、システムの構想・設計・立上・運用すべての業務を自社で賄うことは容易ではありません。特に構想・設計に関しては、最新のロボット技術を熟知したうえで、最適なシステムを設計していく必要があります。

一方で、メーカーの生産技術者では多くても年間数件の生産ラインの立上に関わる程度ですし、その中でロボットを導入する案件はさらに絞られます。それゆえ、技術革新のスピードに対し、最新の技術に触れる機会が少ないことが人材育成面での課題です。

この対策としては、日頃からロボットメーカーやロボットSIerと連携を密にし、良好な関係を築くのが良いでしょう。忙しい生産技術者は自ら情報を取りに行く時間をとることが難しいことが多いです。そのため、情報が自然と向こうからやってくる仕掛けを作るのが狙いです。各ロボットメーカーやロボットSIerは、ユーザのニーズにアンテナを立て、適宜最適な情報を提供してくれるはずです。

３．おすすめロボットシステムインテグレータ４選

①株式会社FAプロダクツ

【特徴】
ロボットメーカーではなくロボットシステムインテグレータという立場から、顧客の置かれたビジネス環境を把握し、顧客の利益を最大化するために最適な生産システムを企画・設計・加工・ライン立ち上げをトータルでサポートします。

ロボットメーカーに対して中立的な立場と豊富な経験を元に、顧客が求める最適なロボットを選定し、生産システムを構築します。

【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株式会社オフィス エフエイ・コム

業種・業態問わず、FA業界のリーディングカンパニーとして、企画構想から制作加工、製造組立、導入、工事の立ち合いまで…オートメーション化における全行程をワンストップで行っています。

その規模も1億円規模のラインビルディングから、1,000万円以下の単体装置実装まで…幅広い領域を担当。メーカーの国内外問わず、最先端機器を扱っています。

自動車メーカーの大手の研究所や工場が周りにあるので、自動車メーカーのロボット制御、検査装置などがメインでしたが、大型倉庫の物流管理システムや業界でも大手の会社の医療系システム、製造業のための生産管理システムなどへもビジネスを拡大しています。

栃木以外に東京、大阪、福岡に営業の拠点があり、栃木と名古屋に工場があります。

【所在地】
栃木県小山市楢木293-21 小山南工業団地内
電話番号：0285-41-1140
http://www.office-fa.com/

③筑波エンジニアリング株式会社

茨城県にある生産設備の自動化・省力化のプロフェショナルの会社です。

設立したときから茨城県の地元に根付き、工場の生産システムの省力化などを行ってきました。機械設計から電気設計、組立配線、部品加工、プログラミング、現地据付、アフターサービスまで、社内で全て一貫して対応しています。

周りの地域のユーザー以外に、東北地方や東海地方、外国からも引き合いがあります。また、中国、タイ、ベトナムの会社と提携するなど、グローバルにビジネスを展開しています。

【所在地】
茨城県稲敷郡阿見町阿見原5445-8
TEL ： 029-840-2455
https://www.syouryokuka-kikai.com/

④株式会社山和エンヂニアリング

自動車部品の加工、OA機器、液晶関係などの全てのジャンルの省力化、自動化機械の設計・製作を行っています。

受託生産がメインのエンジニアリング事業部の仕事量を平準にして、経営基盤を強くするため、栄養補助食品を製造、販売する粉体事業部を発足しました。

強みは、電気系設計部門を自社の工場の中に持っており、製品設計から組立、試運転までのプロセスの全てに対応できることで、今までに約3000種の機械・装置を手掛けています。

【所在地】
群馬県高崎市上豊岡町575番地15
TEL.027-344-1260
https://www.sanwaeg.com/

４．ロボット導入の課題に関するご相談はFAプロダクツへ

本コラムでは、ロボット及びロボットを導入した生産ラインにおける課題について述べてきました。これまで説明してきた通り、ロボットの機能は日進月歩で向上しています。それにより、ロボットの適用範囲は単純作業から、複雑な動作へと拡大しています。ユーザーとしては、ロボットシステムの導入により、生産ラインの自動化や省力化を期待できる領域が拡大していると言えます。その一方で、生産ラインにロボットをインテグレートするために必要な技術難易度も高まってきています。

ロボットSIerでは、多様なユーザからの多様なニーズに答え続けることで、多くのノウハウが蓄積されます。このノウハウこそが技術力であり、複雑な用途に対するロボットシステム構築の課題を解決します。もし、複雑な動作をロボットに置き換えたいとお考えでしたら、ロボットSIerに相談するのが良いでしょう。

FAプロダクツでは、豊富な知見から適切なコンサルティングを行います。ロボットシステムご検討の際は是非ともFAプロダクツにお声かけください。

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