産業オートメーションソリューションの効率化によるメリット

プネーにある中規模の電気機器メーカーは、小型回路ブレーカーの手動組立を統合自動化組立ラインに置き換えたところ、すぐに生産性が40%向上しました。しかし、6か月後、このメーカーはさらに驚くべき統計を発見しました。小型回路ブレーカーの保証返品率が66%も減少したのです。自動校正ステーション、画像検査カメラ、ロボット組立セルは、ブレーカーの組立速度を向上させただけでなく、組立の一貫性と精度を、手動組立プロセスでは到底達成できなかったレベルまで高めました。これが産業オートメーションソリューションの真髄です。目に見える運用効率は稼働初日から実現し、品質効率は長年の使用を通じて積み上げられていきます。産業オートメーションは、運用効率の向上と品質改善を組み合わせることで、製造会社を、許容品質の製品を製造する企業から、認証済みで輸出品質の製品を供給する企業へと変革させ、しかも手動組立よりも低いコストで実現します。.

産業オートメーションが実際にもたらすもの

産業オートメーション 制御システムは、PLC、ロボット、コンベア、ビジョンシステム、ソフトウェアなどの制御システムを用いて、人間の介入を最小限に抑えながら機械やプロセスを操作するために用いられます。この用語は、ロボット溶接セルから、3交代制で無人運転される完全無人生産ラインまで、あらゆるものを網羅しています。測定可能な指標は、要求を満たすあらゆる製造指標、すなわち生産量、不良率、単位当たりの労働コスト、エネルギー消費量、材料廃棄物、そして追加の従業員を雇用したり、人員数を比例的に増やしたりすることなく、いかに容易に生産量を増やすことができるか、といった点です。.

研究発表 マッキンゼー・アンド・カンパニー デジタル製造と自動化の影響に関する調査によると、自動化された生産ラインは、手動または半手動の組み立てと比較して、スループットを25～50%向上させ、欠陥を50～80%削減することが日常的に実現されています。これらは目標値ではなく、自動車、電子機器、医療機器、消費財などの製造業者の実績に基づいたものです。 マテリアルハンドリング協会（MHI） 同様に、自動化への投資は、運用コストの削減と製品の一貫性の向上に強く相関していると報告されている。.

自動化が効率性を向上させる仕組み：注目すべき数字

効率性に関する事例 産業オートメーションソリューション いくつかの不可欠な指標に基づいている。

• スループット。. 自動コンベアシステムのサイクルは一定であり、作業員の疲労、シフト、訓練の違いなどによる影響を受けません。手動コンベアシステムでは、1シフトあたり10人の従業員で約300個の電気ブレーカーを生産できます。一方、同じ電気ブレーカーを生産する自動コンベアシステムでは、2人の従業員が機器の動作を監視するだけで、1シフトあたり600個から900個の電気ブレーカーを生産できます。.
• 初回通過歩留まり。. すべての自動化ステーションは、組立品が下流工程に進む前に、必要な仕様を満たしていることを確認します。そのため、すべての組立品に対してトルクチェック、導通テスト、および目視確認を実施し、生産ラインの下流工程に送ります。不良品（3つのテストのうち1つ以上をクリアしないもの）は下流工程に送られません。したがって、不良品が顧客の手に渡ることはありません。さらに、規制対象業界では、これらの検証手順を用いることで、「リコール」と「認証済み製品」の間に明確な違いが生まれます。.
• 労働の安定。. 自動化は、労働者が不足している地域、人件費が非常に高い地域、あるいは離職率が高い地域において、熟練した組立作業員への依存度を軽減する。残った少数の作業員は、新たなスキルに関する追加訓練を受け、一日中同じ手作業を繰り返すのではなく、組立ラインの監視、設備の予防保守、生産される製品の品質評価を行うようになる。.
• エネルギーと物質の浪費。. 自動化された設計では、溶接に必要なエネルギー（溶接電流や硬化熱など）のみを使用します。閉ループフィードバックにより、必要なものだけを得ることができますが、手動プロセスでは余分なエネルギーが投入されてしまいます（エネルギーの無駄）。これは、手動作業者は、測定された抵抗に基づいて溶接パルスを調整することで閉ループフィードバックシステムを使用する自動接触溶接機よりも、安全マージンとしてより多くのエネルギーを使用する傾向があるためです。これにより、手動溶接の場合に発生する可能性のあるコールドウェルドや過剰な排出を回避できます。.

業界別の自動化のメリット

電気機器および回路保護

MCB、MCCB、ACB、コンタクタ、SPDなどの機器メーカーにとって、自動化は製造上の特定の課題、すなわち各ユニットの組み立て、校正、テストの必要性を解決するのに役立ちます。すべての遮断器は安全装置であり、一括テストはできません。各ユニットを個別に校正する必要があります。手動校正は時間がかかり、作業者の技量に依存し、ばらつきが生じます。Benlong Automationが設計・構築したような自動校正・テスト生産ラインは、各遮断器の熱的および磁気的トリップ特性を数秒で校正し、校正データを保持し、仕様範囲外のデバイスを排除します。その結果、手動校正ベンチによって生じるばらつきに関係なく、各遮断器は毎回、指定された特性曲線に一貫してトリップします。. これらのシステムの詳細なエンジニアリングについては、当社のガイドをご覧ください。 MCB自動検査ラインとは 各駅とその機能について説明します。.

自動車および電気自動車部品

大規模な自動化をいち早く導入した産業の一つである自動車業界では、電気自動車（EV）への急速な移行に伴い、ロボットソリューションへのニーズが高まっています。例えば、EVのバッテリーアセンブリ、パワーエレクトロニクス、電気モーターコイルなどは、手作業では実現できないレベルの精度で接合（溶接など）およびテストする必要があります。自動車メーカーは、自動化された組立ラインをはるかに速いサイクルタイム（タクトタイムは秒単位で計測される）で稼働させており、欠陥のあるアセンブリが車両に搭載されないように、インライン品質検査システムを導入しています。.

医療機器および医薬品

医療機器を製造するには、確立された製造プロセスと完全なトレーサビリティの両方が必要です。自動組立・検査システムは、規制当局への提出に必要な文書（溶接パラメータ、トルク値、画像検査結果など）を作成することで、これを実現します。これは単に効率向上のための自動化の例ではなく、各製品が定められたプロセスに従って正しく製造されたことを証明するものでもあります。.

食品・飲料加工

充填、キャッピング、ラベル貼り、包装を自動化したラインは、人による接触による汚染のリスクを低減します。半自動化ラインよりも高速でクリーンな運転が可能で、廃棄物も少なく、分解せずにその場で洗浄できるため、清掃も容易です。.

これらの多様な分野における自動化の役割をより広く見ていくために、以下の概要をご覧ください。 自動化とは何か 基礎となる文脈を提供する。.

自動化の4つのタイプとそれぞれの適用範囲

産業オートメーションの4つの基本カテゴリーを用いることで、生産要件に合ったオートメーションソリューションを選定するための標準化された方法が確立される。.

• 固定（ハード）オートメーション： 専用の生産能力を持ち、単一製品のみを製造する組立ライン。MCB組立ラインは、回路遮断器のシリーズを最高速度で生産します。この組立ラインは初期投資額は大きいものの、単位生産コストは最低水準となります。.
• プログラム可能な自動化： 同一製品ファミリー内の複数の製品に対応する再プログラム可能なデバイス（例：複数の種類のプリント基板に対応するロボット式はんだ付けセル）。中規模生産量と高い柔軟性。.
• 柔軟な（ソフトな）自動化： 製品間の切り替えが最小限に抑えられるシステム（通常はビジョン誘導ロボットとモジュール式工具を使用）は、受託製造と製品構成の多様化の両方に適している。.
• 統合型自動化： インダストリー4.0のビジョンは、すべての設計情報が直接生産工程に反映され、すべての工程が中央の製造実行システム（MES）と通信する、統合されたコンピュータベースのシステムによって実現されつつあります。.

自動化にかかるコストと、それによって得られる成果とは？

投資回収期間は、省力化だけでなく、生産量の増加、不良品の削減、保証返品や品質調査にかかるコストの削減なども含めて計算されます。完全自動化されたMCBラインに36ヶ月で投資回収できるメーカーは、事実上、設備の10年から15年の耐用年数にわたって持続する競争優位性を手に入れていることになります。.

産業オートメーションの未来

次世代を形作るいくつかのトレンド 産業オートメーションソリューション. 人工知能と機械学習は生産ラインのアプリケーションへと移行しつつあります。AI搭載のビジョンシステムは、ルールベースのシステムでは見逃してしまうような微細な欠陥を検出でき、機械学習アルゴリズムはモーターの故障を数日前に予測できます。デジタルツイン（実際の生産ラインの仮想レプリカ）により、製造業者は最初の実機を設置する前に、新製品の導入をシミュレーションし、ラインレイアウトを最適化し、オペレーターを訓練することができます。また、運用技術（OT）と情報技術（IT）の融合により、すべての自動化ステーションが中央分析プラットフォームにデータを提供するデータソースとなり、工場長やCEOにリアルタイムの生産状況の可視性を提供します。.

電気機器メーカーにとって、未来はすでに動き出している。すべてのブレーカーを校正し、校正データをクラウドデータベースに保存するMCBラインは、遠い概念ではなく、すでに導入されている現実だ。Benlong Automationは、 MCB自動試験ライン そして MCCB自動生産ライン 現在、このようなデータ統合を提供しているのは、未来のブレーカーはより安全であるだけでなく、よりスマートになり、それを製造する生産ラインも同様にスマートでなければならないからです。.

よくある質問

産業オートメーションとは何ですか？

産業オートメーション 自動化とは、ロボット、PLC、コンベア、センサー、ソフトウェアなどの技術を応用して、人間の作業をほとんど、あるいは全く必要としない製品を製造することです。自動化は、自動化されたステーションを1つだけ使用する場合もあれば、生産ライン全体を1つのシステムに統合する場合もあります。.

自動化にはどのような4つの種類がありますか？

自動化には4つの種類があります。単一製品を大量生産するための固定（ハード）自動化、バッチ生産のためのプログラマブル自動化、複数の製品ラインを混合するための柔軟（ソフト）自動化、そして工場内のあらゆる場所でコンピュータとデータ接続によって生産を管理する統合自動化です。.

自動化における80/20ルールとは何ですか？

プロセスを自動化する際、品質向上の80%は、人的ミスが発生しやすい重要かつ高精度なタスク20%を自動化することによって実現されます。したがって、20%に集中することで、これらのタスクの自動化に費やした費用に対する最大のリターンが得られます。.

トップ5の自動化ツールにはどのようなものがありますか？

製造工程で使用される自動化ツールには、PLC、産業用ロボット、画像検査システム、AGV、MESソフトウェアなどがあります。それぞれの自動化ツールは、自動化された製造ラインにおいて、センシング、制御、搬送、検証、データ管理といった特定の役割を担っています。.

参考文献

• マッキンゼー・アンド・カンパニー ― デジタル製造とインダストリー4.0 ―製造業の生産性、品質、コストに対する自動化の影響に関する研究。.
• マテリアルハンドリング協会（MHI）— 年次業界レポート ―製造業各分野における自動化投資の動向と導入率に関するデータ。.
• 国際自動化協会（ISA） ―産業オートメーションおよび制御システムに関する規格と教育リソース。.
• オートメーションワールド 製造業全般にわたる自動化技術、応用事例、およびケーススタディを網羅した業界誌。.

効率性と利点 産業オートメーションソリューション これらは未来の約束ではありません。これらは、重要な作業を手動から自動化に移行し、生産量の増加、不良品の減少、単位コストの縮小を目の当たりにしたすべての製造業者の実績です。製品が回路遮断器、医療機器、自動車部品のいずれであっても、その論理は同じです。高精度で反復的な作業を最初に自動化し、製品を「組み立て済み」から「認証済み」にするためのテストと検証に投資し、製品だけでなくデータも生成する生産ラインを構築することです。Benlong Automationは、電気製造業界向けに自動組立およびテストシステムを設計および構築しています。なぜなら、回路を保護する遮断器自体が、自動化され検証されたプロセスでのみ実現できる精度で製造されなければならないからです。.