完全自動化 vs. 半自動化：最適な生産戦略の選択

温州の電気メーカーにおけるMCB組立ラインの自動化に関する決定はすでになされていました。議論の焦点は、組立ラインをどの程度自動化するかに移っていました。完全自動化された生産ラインでは、シフトごとにわずか2人のオペレーターで、数秒ごとに校正およびテスト済みのサーキットブレーカーを生産することが可能ですが、これには大規模な資本投資が必要です。半自動化された組立ラインは費用が抑えられますが、一部の手動による部品の投入や搬送プロセスが残り、組立工程に関わる従業員数が多いため、シフトごとの生産量は少なくなります。自動化ラインか半自動化ラインかの選択は、今後10年間の工場経済に大きな影響を与えます。「自動化」と「半自動化」の定義、それぞれのシステムの利点、投資回収率の評価方法を十分に理解することが、どちらのシステムを採用するか決定する前に不可欠です。.

用語の定義：境界線はどこに引かれるか

完全自動化 完全自動化生産では、すべての作業（例：供給、加工、機械間の製品搬送など）が人間の関与なしに機械によって実行されます。製造ラインの作業者は機械を継続的に監視し、消耗部品を供給し、アラーム状態に対応しますが、製品に直接触れることはありません。半自動化生産では、「コアプロセス」（溶接、校正、テスト、印刷）が機械によって自動的に行われますが、部品を治具に載せたり、機械技術の進歩に伴う搬送や最終製品の取り出しには人手が必要です。例えば、半自動化の校正ステーションでは、オペレーターが治具にサーキットブレーカーを載せた後に自動で校正が行われますが、完全自動化システムではロボットやコンベヤーがオペレーターの関与なしにそのステーションや治具にサーキットブレーカーを搬送します。製造自動化戦略に関する業界調査によると、 マッキンゼー・アンド・カンパニー 最も成功した自動化投資は段階的に進められることが多く、最も重要な工程を最初に自動化し（材料搬送は手動のままでも）、生産量と信頼性が向上するにつれて完全統合を追加する傾向があります。.

実際における二つのアプローチの比較

セミオートメーションを選ぶタイミング：実用的な道筋

A セミオートメーション ラインは、資本予算が限られている場合、生産量が完全統合ラインを正当化するほど大きくない場合、または生産される製品の組み合わせが頻繁に変わるため完全自動化されたハンドリングシステムの開発が継続的な再プログラミングを意味する場合に非常に有益です。例えば、同じラインで複数のフレームサイズのMCCBを製造するメーカーは、校正および試験ステーション（どちらも重要な操作）を自動化し、積み込みと取り出しは手作業のままにすることを決定するかもしれません。重要な部分ではプロセスを一貫して実行でき、現在の生産量では製品の積み込みと取り出しにかかる労働コストは許容範囲内です。この特定の自動化アプローチは、今日の電気製造業界で非常に一般的であり、完全自動化への段階的なステップとして頻繁に使用されています。Benlong Automationは、MCBおよびMCCB生産のためのセミオートメーションおよび完全自動化ラインの両方を提供しており、多くのセミオートメーションステーションは、 MCBセミオートマチック熱校正ベンチ — 後にコアステーションを交換することなく完全自動化ハンドリングシステムに統合できる機械的および制御インターフェースを備えて設計されています。.

完全自動化を選ぶタイミング：規模へのコミットメント

生産量が高く、製品設計が変わらず、完全自動化製造ラインの使用によりオペレーターの変動による品質への影響を排除しなければならない場合、そのような製造ラインが選択されます。これは、輸出市場向けに毎年数百万台のサーキットブレーカーを生産し、1つの不良品が監査につながる可能性がある場合に該当します。サーキットブレーカーはホッパーからラインに入り、校正、試験、印刷、仕分けが人の介入なしに行われます。このプロセスの出力は均一で、サイクルタイムは自動化の使用により予測可能であり、データは製造された部品の完全な追跡履歴を提供します。. Benlongの MCB自動組立ライン はこの構成の例です：一端で部品を受け取り、もう一端で試験済み認証済みのブレーカーを出荷する統合システムです。このようなラインが実行する組立および試験のシーケンスを理解するために、当社のガイド MCB自動検査ラインとは では各ステーションを詳細に説明しています。.

自動化の4つのタイプとセミ自動化および全自動化の位置付け

工業仕上げの基本的な分類システムを利用することで、非自動化、セミ自動化、または全自動化システムは、自動化に関する分類の観点から他のシステムと比較して一般的に分類できます。.

• 固定（ハード）オートメーション：自動化された生産システムは、単一のタイプまたは設計の製品（MCB）の製造のために確立されており、製造者はこのタイプの製品を大量に生産する能力を持っていますが、多種多様な製品を生産する能力は限られています（柔軟性がありません）。.
• プログラム可能な自動化：プログラム可能な自動化は、製造プロセスのレシピ変更を通じて複数の異なる種類の完成品を自動的に生成できる装置です。プログラム可能な自動化の良い例は、セミ自動化された校正ベンチ（他の装置と連携して使用）で、新しいレシピを使って回路のブレーカ定格を切り替えるために再プログラム可能です。.
• 柔軟な（ソフトな）自動化：異なる製品の生産を可能にするために機械の位置とセットを変更し、同じセットアップや構成を必要としないようにします（これは組立よりも加工でより問題となります）。この概念は、特定の生産ラインが異なる種類の回路遮断器を生産するために使用される電気製品の製造にも適用されます。.
• 統合型自動化：この統合された（全自動）システム内のすべてのステーションは相互に通信しています。この場所は中央MESを備えた自動化ラインと呼ばれ、ここでセミ自動化システムと全自動化システムは、ブランクおよび完成品の取り扱いの自動化に移行した点で合流し、中央データストアにデータを提供しています。.

自動化生産システムの主要メーカー

国際市場には多くの大規模グループプラットフォームや、より小規模で特化した専門企業があります。多くの著名な組織が全体プロジェクトの一部として製造の自動化に参加しています。しかし、グローバル市場を考えると、大手多国籍組織以外にも、工業プロジェクトに定期的に名前が挙がる多くの企業があります（一般的に）。.

• ATSオートメーション （カナダ）： 自動化ソリューションのグローバルサプライヤーとして、私たちは多くの異なる業界で世界トップクラスの提供者の一つとなっています。品質の高い製品の提供と顧客支援に重点を置いており、幅広い国際クライアントと協働できる能力でそれを示しています。.
• ロックウェル・オートメーション （アメリカ合衆国）： 自動化生産システムは、部分的および全自動のあらゆるタイプの生産ソリューションで構成されており、産業自動化および自動生産のプロセスを実行するために必要な自動化と制御のコア要素（プログラマブルロジックコントローラ（PLC）、統合システム（ドライブ）、プログラム可能統合制御アーキテクチャ）を含みます。.
• ファナック （日本）： FANUCは世界最大のロボットメーカーであり、多くの自動化組立プロセスに必要なすべてのロボティクスハンドリングを提供しています。.

• Benlong Automation（中国）： 低電圧電気業界向けの自動化および半自動化組立・試験ラインの専門メーカー。Benlongの設備は、スタンドアロンの半自動校正ベンチから完全統合型までの全スペクトルをカバーしています。 MCCB自動生産ライン, 電気認証が要求する校正、試験、データ管理に特化した強みを持っています。電気分野の購買担当者にとって、Benlongは一般的なインテグレーターが購買者の予算で学ぶ必要があるドメイン固有のエンジニアリングを提供します。.

よくある質問

自動化と半自動化の違いは何ですか？

操作の完全自動化は、給餌、生産、搬送、検査および製品の分離を人間の介入なしでサポートします。半自動システムでは基本的な操作は自動化されていますが、部品の積み込み、取り出し、搬送にはオペレーターが必要です。両システムの主な違いは、扱う部品が一つのカテゴリーに属し、コア処理の品質が別のカテゴリーにあることです。.

自動化にはどのような4つの種類がありますか？

自動化の4つのカテゴリーには、単一製品の大量生産に使用される固定（またはハード）自動化、バッチ生産に使用される自動プログラムシステム、混合製品ラインの生産に使用される柔軟（またはソフト）自動化が含まれます。最後に、これら4つの自動化形態はすべて、統合コンピューティングシステム／技術の使用によって接続されています。.

半自動とは何ですか？

半自動 校正、試験、溶接、印刷などの重要な工程が機械によって自動的に行われますが、各サイクル間の積み込み／取り出しは人間のオペレーターが行い、実際の製造操作の制御にはオペレーターの関与を必要としません。これは部品製造に使用される設備によって実現されます。.

半自動と全自動の違いは何ですか？

半自動設備では、オペレーターがボタンを押して1サイクルの操作を開始しますが、全自動システムではプロセスの設定にオペレーターの入力は不要です。部品はコンベヤーなどの方法で自動システムを通過し、給餌から仕分けまでの全工程が自動的に行われ、手動操作や介入はありません。.

自動化の典型的な回収期間はどのくらいですか？

自動化への投資の大部分は、労働節約、処理効率の向上、廃棄物やスクラップの削減、保証コストの回避によって、18〜36ヶ月の期間内に投資回収されます。さらに、半自動作業ステーションは初期投資が低いため、全自動作業ステーションよりも一般的に回収期間が短いです。.

半自動ラインは後で全自動にアップグレードできますか？

完全に、セミオートメーション作業セルステーションは、自動化されたハンドリングのための機械的および制御インターフェースの両方で設計することができます。Benlongは、製造業者が生産量と予算がそれを正当化する場合にのみハンドリングの自動化を選択できるように、このタイプの自動化にも対応できるようにアップグレードされたセミオートメーションの校正および試験ベンチを構築しており、これにより現在のステーションのコアをそのまま維持できます。.

参考文献

• McKinsey & Company — 製造自動化戦略 — 自動化の経済性と製造投資の段階的アプローチに関する研究。.
• Rockwell Automation — 産業用自動化および制御システム — セミオートメーションおよび完全自動化製造のための製品とガイダンス。.
• FANUC Corporation — 産業用ロボットおよび自動化 — 自動化およびセミオートメーション生産セル向けのロボットハンドリングソリューション。.
• 国際自動化協会（ISA） — 自動化専門家向けの教育リソースと標準。.

選択肢は 自動化 そして セミオートメーション の間での競争ではありません。セミオートメーションラインは、品質に重要なステップを今すぐ自動化し、後でハンドリングを統合する必要がある製造業者にとって、実用的で段階的かつ予算に配慮した選択肢です。完全自動化ラインは、高ボリューム、高認証市場が要求するボリューム、一貫性、データへのコミットメントです。ほとんどの電気製造業者は、製品認証に直接影響する校正および試験のセミオートメーションから始め、生産量が増加するにつれて自動化ハンドリングを追加します。Benlong Automationは、同じエンジニアリングの厳密さと電気認証プロセスの理解をもって両方を構築しており、適切なソリューションは今日のビジネス現実に合致し、明日それと共に成長できるものだからです。.