目次
製造現場において、人手不足の解消や生産性の向上は常に直面する課題です。
ロボットや最新設備を活用して生産工程を見直すことは、企業の競争力を高めるために欠かせない選択肢となっています。
しかし、どの作業を機械に任せればよいのか迷うこともあるでしょう。
本記事では、製造ラインを自動化するメリットや課題、機械化に向かない作業を解説します。
具体的な導入手順もあわせて取り上げますので、自社の生産体制を強化する際の参考にしてください。
製造ラインの自動化とは？
これまで人の手で行っていた組み立てや検査などの工程を、機械やロボットに任せる仕組みを作ることです。
少子高齢化に伴い、製造業では慢性的な労働力不足が問題です。
熟練した従業員の確保が難しくなる中で、生産体制を維持するために機械化の導入が求められています。
単純な反復作業や危険を伴う業務をロボットが代替することで、従業員はより複雑な業務に集中できるでしょう。
このように、限られた人員で高い生産効率を維持し、安定した製品供給を実現するために自動化が推進されています。
製造ラインを自動化するメリット
生産工程の機械化は、企業にさまざまな恩恵をもたらします。
現場が抱える課題を解決し、よりよい作業環境を構築できるのが魅力です。
導入によって得られるメリットとして、以下4つがあげられます。
- 人手不足を解消する
- 生産性を向上させる
- 品質を安定させる
- 安全性を確保する
自社の経営方針と照らし合わせて具体的な計画を立ててみましょう。
人手不足を解消する
産業用ロボットや機械設備を現場へ導入することで、これまで複数人で担当していた作業を少人数でこなせます。
現在の製造業では従業員の高齢化が進んでおり、新たな人材を継続的に採用するのは容易ではありません。
機械が単純な反復作業を代替すれば、限られた人員でも計画どおりに業務を進められます。
空いた人員をより高度な技術を要する業務や、品質改善の取り組みに配置転換できるでしょう。
結果として、少ない人数でも従来以上の生産規模を維持できるため、深刻な人材不足に悩む企業に有効です。
参考資料：経済産業省「第1節 デジタル技術の進展とものづくり人材育成の方向性」
生産性を向上させる
機械は疲労を感じることがなく、休憩時間を設ける必要もないため、長時間にわたって連続稼働できます。
人間のように時間の経過による作業スピードの低下が起こらないため、常に一定のペースで製品を作り続けることが可能です。
夜間や休日であっても無人で稼働させる仕組みを構築すれば、工場全体の生産量を伸ばしやすくなります。
複数の工程を同時に処理する最新の設備を導入すれば、製品が完成するまでの時間も短縮できるでしょう。
急な注文の増加や納期の短縮にも柔軟に対応しやすくなり、取引先からの信頼獲得や、受注機会の拡大にもつながるはずです。
品質を安定させる
人の手による作業では、どれほど熟練した従業員であっても見落としや手順のミスが発生する可能性を排除できません。
体調や集中力の変化によって、製品の仕上がりに差が出ることもあるはずです。
一方で、プログラムされたとおりに動く機械であれば、設定された条件に沿って、一定の精度で作業を繰り返すことが可能です。
部品の正確な組み立てや細かい寸法の計測において、製品ごとのばらつきを抑えられます。
不良品の発生率が低下するため、廃棄コストも削減でき、市場への出荷品質の安定にもつながるでしょう。
安全性を確保する
製造現場には、重い部品を持ち運んだり、高温の炉に近づいたりする危険な工程が少なくありません。
これらの作業を機械に任せることで、従業員が労働災害に巻き込まれるリスクを下げる効果があります。
有害な化学物質を扱う場所や、粉塵が舞うような過酷な環境での作業も、ロボットが代替すれば従業員の健康被害を防ぐことが可能です。
作業員の身体的な負担が減ることで、慢性的な疲労や腰痛などの職業病を予防する効果も期待できるでしょう。
誰もが安全で快適に働ける職場環境を整えることは、従業員の離職を防ぎ定着率を高めるうえでも有効です。
製造ラインの自動化を阻む課題
新しい設備を導入する際には、いくつかの乗り越えるべき壁があるものです。
事前の検討が不十分だと、想定したような効果を得られないおそれがあります。
直面しやすい課題として、以下4つがあげられます。
- 導入費用が高額になる
- 運用や保守の人材が不足する
- 完全な自動化や無人化が難しい場合がある
- 多品種少量生産への対応が難しくなる
自社でどのように対策するかを検討しましょう。
導入費用が高額になる
設備を自動化するためには、機械本体の購入だけでなく、専用の仕組みの設計や設置工事にもまとまった資金が求められます。
導入前の綿密なテストや、稼働後の微調整にも多くのコストが必要です。
企業規模によっては、数千万円に及ぶ初期投資が資金繰りを圧迫する要因になりかねません。
設備を導入しても、期待したほど生産性が上がらなければ、投資額を回収するまでに長い年月がかかってしまいます。
そのため、事前に費用対効果を厳密に計算し、国や自治体が提供する補助金制度の活用を含めて、無理のない資金計画を立てることが不可欠です。
運用や保守の人材が不足する
高度な機械を導入しても、それを適切に動かして継続的に管理する人がいなければ宝の持ち腐れとなってしまいます。
設備の動作プログラムを細かく設定したり、エラーが発生した際に原因を特定して対処したりするには専門的な知識が欠かせません。
しかし、多くの企業ではロボットなどに詳しい人材を社内で確保するのが難しいのが実情です。
外部の専門業者に毎回修理を依頼すると、復旧までに時間がかかり保守費用もかさみます。
導入と並行して、外部の研修などを活用し、社内の担当者を育成する教育体制を整えておくのが肝心です。
完全な自動化や無人化が難しい場合がある
工場のあらゆる生産工程を機械に任せて、人間の作業をゼロにするのはハードルが高い取り組みです。
一部の作業をうまく自動化できたとしても、前後の工程へ部品を受け渡す作業などは、結局のところ人間の手で補助しなければならないケースが多々あります。
とくに、予期せぬトラブルや設備の故障が発生した際には、状況を瞬時に判断して柔軟に対応する人間の存在が欠かせません。
最初からすべての作業を無人化しようとすると計画が頓挫しやすいため、まずは人が機械のサポートに回る半自動化の段階から着手するのが現実的です。
多品種少量生産への対応が難しくなる
少しずつ異なる種類の製品を多く作る生産方式では、ラインを自動化するとかえって非効率になることがあります。
製品の種類が変わるたびに、機械の部品を交換したり、設備の設定を細かく変更したりする手間が発生するからです。
この段取り替えの作業に長い時間がかかると、機械が停止している時間が増え、全体の生産効率が落ちてしまいます。
1つの製品を大量に作り続けるラインであれば、機械の強みを活かせます。
しかし、顧客の要望に合わせて仕様を細かく変更する体制では、柔軟に対応できる人間の手作業のほうが効果的です。
製造ラインで自動化しない方がよい作業
機械には得意な作業と不得意な作業があります。
無理にすべてを機械化しようとすると、品質の低下やコストの増大を招くため注意しなければなりません。
機械化を避けたほうがよい作業は、以下の3つです。
- 職人の経験値や勘が求められる付加価値の高い作業
- 人の手による複雑な動作や判断が必要な作業
- カスタマイズや段取り替えが発生する工程
どのような業務を人間の手に残すべきか、具体的な基準を確認しましょう。
職人の経験値や勘が求められる付加価値の高い作業
長年培われた熟練の感覚に基づいて行われる作業は、ルールとして数値化し、プログラムへ落とし込むことが困難です。
たとえば、素材のわずかな質感の違いを指先で感じ取るような調整工程などがあげられます。
これらは熟練者の直感や経験則に頼っている部分が、現在の技術で機械が完全に再現するのは容易ではありません。
手仕事そのものが独自のブランド価値を高めている製品の場合、機械へ任せると本来の魅力が失われてしまうため、人の手で継続する判断が適しています。
人の手による複雑な動作や判断が必要な作業
大きさや形が不揃いなものを扱う作業や、その場の状況に合わせて臨機応変に動く業務は、機械化にはあまり向いていません。
たとえば、魚の骨を抜くような手先の器用さが求められる複雑な作業や、やわらかい素材を崩れないように容器へ詰めたりする作業はその代表例です。
ロボットは決まった位置にある硬い部品を掴むのは得意ですが、対象物の硬さや形が毎回違う場合、力加減を適切に調整するのが得意ではありません。
基準が曖昧でその都度状況判断を要する作業は、丁寧に進めるほうが確実といえます。
カスタマイズや段取り替えが発生する工程
注文ごとに仕様が細かく変わるオーダーメイド品の製造や新商品の試作ラインは、人の手で行うのが基本です。
工程が変わるたびにロボットの動作プログラムを書き換えたり、部品を掴むための道具を交換したりしていては、余計な時間がかかりかねません。
とくに試作品を作る段階では、設計の変更に合わせてその場で柔軟に作り方を変えていくことが求められます。
機械は決められた手順を高速で繰り返すことには長けていますが、仕様が変動する環境では、状況を判断してすぐに対応できる人間のほうが有利です。
製造ラインを自動化する手順
機械化を成功させるためには、事前の準備と計画的な手順が欠かせません。
無計画に高額な設備を導入してしまうと、現場が混乱してかえって生産性が落ちるリスクがあります。
失敗を防ぐために、以下4つの手順で進めましょう。
- 現場の課題と目的を明確にする
- 対象となる工程を選定する
- 小規模から導入を開始する
- 効果を検証して全体へ展開する
順を追って丁寧に進めることで、スムーズな移行を実現できます。
現場の課題と目的を明確にする
まずは、自社の工場がどのような問題を抱えているのかを詳細に洗い出します。
不良品の発生率が高いのか、従業員の残業時間が多いのか、あるいは熟練の技術者が退職を控えているのかなど、現状を把握することが大切です。
課題が整理できたら、機械化によって何を達成したいのかという目標を設定します。
「人件費を年間でいくら削減する」「生産量を今の倍に増やす」といった具体的な数値を定めておくと、どのような設備を選ぶべきかがはっきりするでしょう。
目的が曖昧なまま進めると、過剰な機能を持つ機械を購入してしまう失敗につながります。
対象となる工程を選定する
工場内のすべての作業を一度に機械へ置き換えるのではなく、どの部分から手をつけるべきかを慎重に見極めます。
単純な反復作業が延々と続くラインや、重いものを運ぶ身体的負担の大きい工程などは、比較的導入しやすく効果も実感しやすい領域です。
製品の種類が少なく、大量に同じものを作り続ける工程も自動化の恩恵を受けられます。
このとき、詳細な費用対効果の試算もあわせて行いましょう。
設備投資にかかる金額と、削減可能な人件費や増える利益を比較し、数年間で投資額を回収できる工程から着手するのが安全です。
小規模から導入を開始する
対象の工程が決まっても、すぐに大がかりなラインを構築するのは避けましょう。
まずは1つの作業や、影響の少ない小さなラインから実験的に機械を導入します。
これをスモールスタートと呼ぶのが一般的です。
実際に機械を動かしてみると、予定どおりに部品が流れてこない、エラーが頻発するといった想定外のトラブルが発生するかもしれません。
小規模であれば、トラブルが起きても工場全体の生産に与えるダメージを抑えられます。
現場の従業員が新しい機械の操作に少しずつ慣れていくための期間としても、この段階は有効です。
効果を検証して全体へ展開する
小規模な導入で一定期間稼働させたら、当初の目標が達成できているかを確認します。
生産効率や不良品の割合に関するデータを集め、導入前と比べてどれくらい改善されたかを評価しましょう。
もし課題が見つかれば、機械の動作プログラムを微調整したり、前後の工程との連携方法を見直したりして改善を図ります。
この検証と改善のサイクルを繰り返し、安定稼働の経験が蓄積できたら、ほかのラインや工場全体へ範囲を広げていくことが大切です。
焦らず段階を踏むことで、現場に定着するシステムを作り上げられます。
製造ラインを自動化して生産体制を構築しよう
品質を均一に保ちながら効率的な運営を実現するには、人にしかできない作業以外を機械に任せる視点が重要です。
オーセンテック株式会社では、工場の労働環境を改善し人材の定着を後押しするバリ取り機や洗浄機、ワークロボットなどを提供しています。
約2.5人分の作業をこなす設備で、深刻な人手不足の解消に貢献します。
事前の相談から操作指導、導入後のサポートまで一貫して対応できる体制も弊社の強みです。
実物を確認できる展示場もご用意しておりますので、自動化をご検討の際はぜひお気軽にご相談ください。
-
お電話でのお問い合わせ
-
メールでのお問い合わせ
関連記事:
この記事の著者
オーセンテック株式会社
オーセンテック株式会社では、「お客様の声を「アイデア」に お客様の笑顔を「力」に「ものづくり」に貢献する会社でありたい」という企業理念のもと、製造現場の生産性向上・人手不足・品質の安定化・環境改善を実現させるため、手作業をなくすための機械（バリ取り機や板金洗浄機など）を開発・販売・メンテナンスしております。
オーセンテック編集部では、これまでの数多くのバリ取り機、洗浄機の導入事例・サポート経験を活かして、バリ取りや洗浄といった板金加工現場でなくてはならない工程・作業に関するお役立ち情報を発信しています。
