製造業界における自動化のメリットを解説｜自動化を実現する専用機械の事例も紹介
省人化装置
省人化は、製造業に従事する人たちにとって避けては通れない存在になっています。デジタル技術の発展によって製造業の中で注目を集めているのは「自動化」です。手作業で行っていた工程を装置など使用することで省人化に繋がるケースが多くあります。
この記事では、製造業における『自動化のメリット』とその具体例についてご紹介しています。
目次
製造業で自動化を行う目的
製造業において自動化を行う目的は、単に人員削減の為ではなく、品質の確保や安全確保、生産性の向上やヒューマンエラーの削減などにあります。
また、あくまで使う人がいるからこそ、自動化装置を適切に上手く使用できるのです。人の手でなくても出来る作業を自動化することで工数をより少なくし、結果として上記のような目的を達成することができます。
変化する時代の流れに対し、自動化を導入することで問題解決が可能となります。後述でも説明しますが、ヒューマンエラー削減の効果だけでなく、製造業界の人手不足や、コロナ禍のように出勤ができないといった不足の事態が訪れても『止まらないライン』の実現が可能となります。
製造業でなぜ自動化が求められるのか？
ニーズの変化
一製品の大量生産では時代のニーズを補いきれなくなってきました。製造業における現代のニーズは多品種小ロット生産であり、ユーザー毎にカスタマイズできる製品が求められています。
だから自動化することで日々変化する顧客の要望をカバーしやすい環境が求められるのです。
環境の変化
日本では少子高齢化による熟練技術者の減少や若手技術者の採用難、働き方改革などが人員の獲得へ深刻な影響を及ぼしています。また仕事がきついイメージのある製造業では、転職などによる人材流出のリスクが日々高まっています。
そういった問題に対し自動化を取り入れることで、今後人手を確保するのが難しい時代に入っても、工場内の一定の生産力を確保できる環境が実現できます。
製造業の自動化を行うメリット
生産効率を高める
人の手だけで行う場合、多品種小ロットのニーズに応えるには複数の人員にそれぞれ作業を教育する必要があり、安定した品質の生産ができるまでには多くの時間を要するでしょう。
しかし自動化が可能になれば、一人のオペレーターが段取り替えの作業を行うことで、比較的早期に一人で一定品質の生産が可能となり、結果として業績UPにもつながるでしょう。
多様化する働き方に対応出来る
自動化することで、現場に行かなくても対応できる業務が増えます。
以前は現場が第一であった製造業においても、リモートワークやテレワーク、時短勤務の活用など柔軟な働き方が可能となります。優秀な人材や多様なバックグラウンドを持った新たな人材の雇用にも繋がります。
またこれは人材不足の解消にも繋がります。自動化によって複数の作業を一定レベルで加工検査できるため、その分の人材を他の高付加価値の高い業務に割り振ることができるのです。
安全確保（危険な作業）
刃物や薬剤を使用した作業を手作業で行うには、怪我のリスクも発生します。労災の発生を防ぐだけでなく、怪我による欠員に対するリスク回避にもなります。もちろん装置の故障などによる生産ラインが止まる別のリスクもありますが、人間と異なり、部品さえ手配できればすぐに直せる装置であればリスクは少なくて済みます。
品質安定
作業者によって、同じ作業者であっても疲労や体調などによって品質のバラつきが生じる可能性があります。
自動化をすることによって品質を安定化することができます。数値で決めた精度、力によって安定した生産が可能です。品質のバラつきや不良の流失などは、1つでも発生すると顧客の信用を落とす要因になります。品質の安定化は顧客満足にもつながります。
製造業の自動化を実現する具体的な事例
装置の導入
自動化を実現する方法としては、自動機械・省人化装置を導入することが一般的です。
1. 自動検査機
光電センサーや近接センサー等を使用した欠品検査機や、カメラセンサーを使用した外観のキズ・異物検査などを自動で行う装置が挙げられます。
よく導入される業界としては自動車業界で、内装部品の欠品検査・タンクやホース類のエアリークテスター（漏れ検査）・製品意匠面の傷や色むらの検査・透明容器の異物混入検査など、多岐にわたります。
> （株）関東製作所の『自動検査機製作』サービスはこちらより
関東製作所のメカトロニクス事業部では、自動検査機製作において全国で対応可能です。光電センサーや近接センサー等を使用した欠品検査機や、カメラセンサーを使用した外観のキズ・異物検査などの自動機械に対応いたします。またメンテナンスは、関東・東海・九州地区3拠点で請け負います。機械改修時に、遠方の拠点に輸送する必要はありません。
2.自動加工機
例えばプラスチック製品業界において良く用いられる、金型では形成が難しい形状を後加工で実現する設備です。プラスチック成形後の後工程である、バリ取り・切断・穴あけ・切削やルートアウト（くり抜き）・ゲートカット等を自動化・省人化する装置が挙げられます。
> （株）関東製作所の『自動加工機製作』サービスはこちらより
関東製作所のメカトロニクス事業部では、金型では形成が難しい形状を後加工で実現する自動機械を製作いたします。射出成形品のルートアウト（くり抜き）・ゲートカット等を自動・省人化する自動加工機を設計・製作します。
協働ロボットも活用します。「100V電源で稼働できる・ティーチングが容易・安全柵が不要・コンパクトで設置場所が制限されない」等のメリットを最大限に生かし、現場ごとに最適な仕様の自動加工機を提案します。
[関連記事]
> 自動組付け機が樹脂製品の不良流出のリスク管理を行う！（株）関東製作所の協働ロボット活用術を紹介
3.自動組付け機
従来人の手で作業する場合が多い、組付け作業を自動で行う設備です。プラスチック製品業界においては、例えば熱板溶着・超音波溶着・ネジ締め・プライマー塗布等を自動で行う装置などです。
例えば超音波溶着機が代表的で、プラスチック同士など2つ以上の部品同士を自動でくっつけて1個体の製品に仕上げる機能を担っています。
> （株）関東製作所の『自動組付け機製作』サービスはこちらより
関東製作所のメカトロニクス事業部では、成形品の溶着・組付けを担う自動機械を製作いたします。特に超音波溶着の製作に多数の実績を誇っており、量産品を扱うメーカー様には強くお勧めします。
機械設計から電気制御まで社内スタッフによる一貫対応が可能です。現地調整の際に、修正レベルの対応からお客様側の使い勝手の向上まで、幅広い要望にタイムリーに応えます。
[関連記事]
> プラスチックの接合方法『溶着』を学ぶ。自動化・省人化を見据えたそのメリットと種類とは？
製造業の自動化を検討する流れ
① 現場での課題を抽出する
まず、工場内において自動化で解決したい課題。例えば「人員が掛かりすぎていると感じる」「工数がかかっている」「ここが早くなれば儲かる」といった課題を抽出しましょう。この段階では、解決手段を限定することは好ましくありません。部署を超えた広い視点でもって柔軟に抽出を行うことが重要です。
課題の抽出が適切でない場合、本来なら大きな効果が期待できる工程であるにも関わらず、最適解を導くことが困難となります。各部署で連携をし、適切に課題を抽出することが大切です。
② 自動化手段の選定
幅広い範囲の中から抽出した課題の優先順位を決めましょう。課題を解消するために必要な自動化対象を選定します。また、自動化の手段も明確にする必要があります。
この段階でも、最初から手段を決め打ちすることなく、様々な視点から最も相応しい手段を専門業者に相談することが重要です。
関東製作所では、装置導入の際には最初に十分なヒアリングから取り組みます。是非、お客様の工程を実際に見学させてください。これらはお客様の環境に沿った『最適なアイディアや提案』を提供するために必要不可欠なことだと捉えております。
費用対効果も考慮し、『導入の是非』から一緒になって考えさせていただきます。お気軽にお声がけいただけましたら幸いです。
③ スモールスタート
課題と手段が決まったらいよいよ自動化です。この段階では全自動ではなく、一部自動化から導入して効果を検証しましょう。
取り組むべき対象範囲を狭めれば、自動化に失敗した際のリスクが最小で済みます。自動化を一部実現できたら、その効果が事前に想定した通りであるか効果の検証を実施します。
④ 再度課題の抽出
工場内の一部を自動化した結果を分析し、その結果得られた改善点を反映させます。注意しなければならないのは、狭い範囲で自動化したものをより広い範囲へ展開する際に改善点を残さないこと。
改善点を反映したら再度効果を確認し、新たに得る改善点を再度改善するという流れを繰り返し、ブラッシュアップしていく必要があります。
⑤ 自動化の規模拡大検討
どこまでを自動化し、何処からを人の手作業にするか？
狭い範囲から始め、効果が得られるようになったら拡大する。リスクを下げながら効率的に効果を最大化しましょう。
どこまでを自動化し、どこからを人の手作業にするかは、個々の現場で最適解を導く必要があります。工場内の自動化は、これまでその業務を担っていた従業員の仕事内容を大幅に変えてしまうでしょう。
人員の配置変更をする場合は、装置導入前に業務を担っていた作業員に対し、配慮が不可欠です。これまで培った能力を別部署でも生かしてもらえるように調整する必要があります。
まとめ
この不確実性の時代の中、製造業においても競争力を確保するため工場の自動化が求められています。自動化装置の導入やIoTシステムなどの手段を適切に選択することで、時代のニーズに即した業務改善が実現できます。
関東製作所は工場の自動化に特化したメカトロニクス事業部を有します。知見と技術、そして実績を駆使しお客様の工場内自動化の最適解を導きます。
是非、お気軽にお声がけいただけましたら幸いです。
[関連記事]
>【協働ロボット導入事例】工場の省人化にいち早く取り組む（株）トーカイ・アピア様 そのメリットを語る！