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ロボット市場の動向を概説!グローバル競争下で必要な技術革新とは

ロボット技術で世界をリードする日本は、国内での産業用ロボットの普及のみならず、海外への輸出も積極的に行い、ロボット市場を牽引する存在です。

今回は、産業用ロボットやサービスロボットなどの日本や海外での市場動向を紹介し、ロボット産業が依然伸び続けている理由や、各産業界で期待されることについて説明します。また、グローバル競争が激化するロボット産業において、今後技術革新が必要な要素についても最後に解説します。

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1.ロボット市場の国内と海外の状況

最初に、産業用ロボットの市場動向を、国内・国外の観点から見ていくことにしましょう。

(1)産業用ロボットの市場状況

国際ロボット連盟(IFR)では、ロボットの普及状況などについて統計データが紹介されています。IFRの2019年のレポートによると、産業用ロボットの設置台数は2018年に420万台を超えており、2012年以降は右肩上りに普及しています。

(引用元:一般社団法人 日本機械工業連合会 『2019年度ロボット産業・技術振興に関する調査研究報告書』 P.3)

主な導入業界は、自動車産業が30%と産業用ロボットの導入トップを維持しており、次に25%で電機・電子産業が続きます。設置台数が最も少ないのは、食品・飲料業界の3%であり、技術的なハードルもあることから今後の参入市場として注目されます。

地域別では、2013年以降で世界最大のロボット導入率を誇る中国を筆頭として、アジア地域が28万台にのぼり、2位の欧州の約3.7倍の普及台数です。日本は、中国や韓国よりも導入の伸び率が高く、2017年比で21%も設置台数が増加しており、工場自動化が進んでいる国としては驚異的な伸びです。

産業用ロボットの用途としては、ハンドリングロボットの導入が最も高く、次に溶接や組立が続きます。クリーンルーム用途は2017年とほぼ変動がなく、クリーン度維持に対応する技術力の向上が必須です。

産業用ロボットの市場予測は、IFRの2018年レポートによると、2021年まで年平均で14%の増加が見込まれており、AIやIoT技術のロボットへの展開が期待されます。

(2)業務用サービスロボットの市場状況

2018年の業務用サービスロボットの販売台数は271,113台にのぼり、2017年から61%もの上昇となっています。特に需要が伸びたのは物流システム用途であり、無人搬送車(AGV)などの導入も7,702台となっています。

今後のスマートファクトリー化の進展には物流システムの自動化は必須であり、病院やe-コマースなどの物流などにも展開が期待されます。また、検査・保守システムの導入も前年比で94%増となっています。他にも防衛分野やサービス案内、搬送業務サポート用のパワースーツなども、業務用サービスロボットのシェア向上に寄与しています。

(3)家庭用サービスロボットの市場状況

家庭や個人を対象としたサービスロボットは、2018年の販売台数が16.3百万台にのぼり、2017年比で59%も伸びており、今後も2022年までは同じレベルでの需要増が見込まれています。清掃用ロボットなどの家庭用サービスロボットの普及率が最も高いですが、トイロボットなどのエンターテインメント分野や、高齢者等の支援分野なども着実に増加しています。

2018年の家庭・個人用のサービスロボットの生産台数第1位は米国で、全世界の73%を占めており、日本は同ロボット市場で遅れている状況です。

2.ロボット産業が成長している理由やその背景

今見てきたように、ロボット市場は、各国での伸び率に差はあるものの着々と拡大しています。では、なぜ右肩上がりが続いているのでしょうか。

それには、ロボットが各産業の課題解決に寄与するためと考えられます。以下、詳しく解説します。

(1)製造業でのロボット普及の背景

そもそもロボット産業が製造業で成長している理由は、産業用ロボットが人の作業を代替することで、単純ながらも正確性が要求される生産活動を効率化できるからです。

日本では、高度経済成長期直後のオイルショックによって、物価高騰を起因とした生産コストの増加を食い止めるために、産業用ロボットを普及させてきた過去があります。その後は、産業用ロボットのメイン導入先であった自動車業界はそのまま普及拡大し、IT化によるパソコン使用の一般化などから、電機・電子関連の製造業にも産業用ロボットが普及し始めました。

2020年からは、5G技術の本格導入が始まっており、産業ロボットと次世代通信技術が組み合わさった、さらなる「スマートファクトリー化」が進んでいくでしょう。

(2)各産業の課題とロボット導入によるメリット

①介護・医療分野

介護・医療分野では、人命に関わる作業が多いことから、人間による対応が基本とされています。しかし、介護と医療ともに人材不足が深刻化しており、薬の処方による医療ミスなどもゼロではありません。

介護業界においては、パワーアシストスーツの導入などが進むように、介護支援をする人間の肉体的負担の軽減が図られています。医療分野では、薬の自動搬送システムの構築により医療ミスも防げるでしょう。また、ロボットと通信の融合技術がさらに進めば、新型コロナウイルスなどの感染症パンデミック下での遠隔治療システムも普及するかもしれません。

②食品業

食品業界においての課題は、食の安全性の確保と食品ロスへの対応です。安全性の確保のためには、工程をミスなくこなし人による恣意的な異物混入を防ぐことも重要です。また、食品ロスに対応するためには、需要に応じて生産量を調整できるような仕組み化も必要でしょう。

ロボットの導入が進めば、作業の自動化によってこれらの課題を一挙に改善できる可能性があります。ただし、クリーン度を維持できる機構や、さまざまな工程変化に対応できるシステム構築が必要となります。

③建設業

建設業では、作業員の人材確保が難しいのは他の業界と同じです。また、工事現場によっては、高所作業や溶接などの高温作業といった危険作業も多く、安全に工事を行うためのシステム構築が課題となっています。危険作業を代替する産業用ロボットの導入が進めば、建築作業員も人の手が重要となる業務に集中できるというメリットがあります。

3.ロボット産業の展望と必要な技術革新

ここまで、ロボット市場の現状と、ロボットが求められる背景について見てきました。とりわけ製造現場では、今後もロボットの活躍が大いに期待されることでしょう。

そこで、次に、産業用ロボットが普及することで製造現場が具体的にどのように変化していくのか、その際に製造メーカには何が求められるのかを解説します。

(1)産業用ロボット普及による製造現場への変化

産業用ロボットの普及が進めば、生産活動や搬送作業などの業務はオートメーション化され、人手がかからなくなるでしょう。機械学習のサポートを行いつつ、システム異常などを改善していくことで、自動化の精度も向上します。

5G技術の導入などにより、生産活動の自動化がさらに進めば、自宅やサテライトオフィスなどの遠隔地から、生産の運用管理を行うことも不可能ではありません。また、新しい価値を提供する製品の研究開発に力を入れることもできます。

(2)製造メーカが今後意識しておくべき技術革新

ロボット産業においてもグローバル競争が激化している状況であり、生産システムの低コスト化は言うまでもなく重要です。ただ、価格競争を前提とした対策では先細りも懸念されるため、技術力でのグローバルトップを走ることを前提に、トータルコストに着目した生産システムの開発と普及が必要となります。

そのためには、具体的に以下のような要素技術の革新に注力しなければなりません。

①機械要素

機械要素においてロボットの駆動に関わるサーボモータは、動力伝達損失や各種部品の摩耗損失などのさまざまな要因によって、エネルギー伝達率が60から70%に止まっています。引き続き個別の機械要素の改善は必要ですが、システム全体のエネルギー効率向上が必要です。

また、駆動部には潤滑オイルが使用されており、クリーンルーム内でのロボット使用普及拡大のためには、オイルレスやシーリング機構の発展なども欠かせません。

②情報・電力伝達要素

ロボットの動力源は電力であり、送電用ケーブルが使用されています。また、電子制御が必要な機器については、信号伝達系のケーブルも同時接続されています。ケーブルを使用するが故に、産業用ロボットの設置に制約が生まれてもいます。

ロボットのケーブル接続技術も各社にとって強みを出せる領域であり、無線での送電や信号送受信が実現できれば、更なる普及が期待できるでしょう。

③材料要素

機械要素や情報・電力伝達要素の技術革新には、材料面からのアプローチも重要です。各メーカが材料レベルからの研究開発を行うのは困難ですが、材料メーカとの協業によってこれまでの課題をクリアできる可能性もあります。

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しかし、導入するとひと言に言っても、生産ラインの設計やコスト、実際に稼働させるまでのスケジューリングなど、多くのことを慎重に決めなければいけません。

もし、産業用ロボットの導入に際してお悩みなら、設備選定からシステムインテグレーションまでフォローしているFAプロダクツにご相談ください。

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

050-1743-0310 営業時間:平日9:00-18:00

つくば工場:茨城県土浦市卸町2-13-3、相模原工場:神奈川県相模原市中央区上溝1880番2 SIC3-317

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