近年は少子高齢化による労働力不足の解消や、生産性向上のために積極的に工場自動化に取り組む企業が増加しています。そのような状況下において自社への導入を検討しようと思っても、具体的な取り組み方が分からない経営者の方も多いのではないでしょうか。
そこで本記事では工場自動化を詳しく解説し、メリットや問題点・成功のポイントの他に導入事例も紹介します。
工場自動化とは
従来は人の手で行われていた作業を機械が行い、自動的に生産工程が進むシステムを工場自動化といいます。日本では1960年代初頭から高度成長期を迎え、製造業の稼働率増加に伴って徐々に機械化が進行しました。
そして現在の製造業においては工場自動化の更なる躍進が求められ、生産工程のみならず原料搬入から生産完了までの全工程の自動化が進んでいます。特に近年の製造現場では工場自動化の流れに伴い、AIやIoTなどの最先端技術を駆使した生産管理も多く見受けられます。
工場自動化についてさらに詳しく知りたい方は、下記の記事をご覧ください。
工場自動化のメリット
生産ラインに工場自動化を導入すれば、
- 生産性の向上
- 人手不足の解消
- 働き方の改善
などのメリットを得ることができます。ここからはそれぞれのメリットを詳しく解説します。
生産性の向上が実現できる
生産現場における生産性の向上が実現できるのも、工場自動化のメリットの1つです。基本的に人間が作業すれば疲れてしまうので休憩は欠かせませんが、工場自動化を行えば生産ラインを止めることなく長時間にわたる生産が可能になります。
また工場自動化を行って生産機械にデータをインプットすれば、同じサイクルで生産を継続するので生産量の「ブレ」も発生しません。このように工場自動化を導入すれば長時間における継続的な生産や、安定した生産量を確保して全体的な生産性を向上できます。
人手不足が解消できる
工場自動化を導入すれば、生産ラインにおける人手不足を解消できます。前述のように近年は製造業全体が少子高齢化による労働者不足に悩まされ、中には労働力を確保できずに廃業するケースも多く見受けられます。
そこで工場自動化を導入してロボットやIoTシステムを活用すれば、従来人間が手掛けていた作業を機械に任せることも可能です。そして結果的に効率的な労働力の補填に繋がり、人手不足を補いながら生産性を高めることができます。
働き方を改善できる
働き方を改善できる点も工場自動化のメリットです。従来の製造業では生産ラインに必ず作業者が常駐し、常に作業に従事しなければいけませんでした。
一方で生産ラインに工場自動化を導入すれば、現場の生産機械や状況などをリモート的に管理可能になって現場に赴く必要がなくなります。その結果として作業人員にかかる経費削減や、生産管理効率の向上に繋げることも可能です。
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工場自動化の問題点や課題
生産ラインに工場自動化を導入すればいくつかのメリットを得ることができますが、同時に問題点や課題も発生します。では工場自動化の問題点や課題を解説します。
また工場自動化の課題についてさらに深く知りたい方は、ぜひ下記の記事をご覧ください
多額の運営コストがかかる
多額の運営コストがかかる点も、生産ラインに工場自動化を導入する際の問題点として挙げられます。工場自動化により備えられた機械設備の運転には、必然的に電気代やメンテナンス費用がかかります。
特に機械によっては細かなメンテナンスが必要なケースもあり、一度の修繕で数十万円かかる機械も少なくないので費用対効果を検証して導入を進めましょう。
優秀な人材確保が不可欠
工場自動化を進めれば従来人間の手で行っていた作業の自動化が可能になる一方で、複雑なシステムを管理する優秀な人材を確保しなければいけなのも問題点の1つです。生産現場における工場自動化システムの管理には運用スキルやデジタルスキルなども欠かせません。
もし自社にそのような技術者がいなければ新規で募集したリ、管理できる人材の育成にも大変な時間と費用がかかります。
導入に大規模なスペースが必要
導入に大規模なスペースが必要になる点も、生産ラインに工場自動化を導入する際の課題として挙げられます。製造ラインの自動化に必要な機械の中には大型の物も多く、生産性を確保するため大型機械を無数に設置しなければいけない場合も多いです。
そしてそのような大型機械を導入するためのスペースを確保できず、工場自動化を諦めるケースも多く見受けられます。しかしRPAやAIシステムなどの自動化技術を導入すれば、限られたスペースでも生産性を高めることができるのでおすすめです。
工場自動化に必要なRPAやAIシステムについてさらに深く知りたい方は、下記の記事を参考にして下さい。
完全自動化ができない
生産ラインに工場自動化を導入しても、完全に自動化できない点も問題点の1つです。単純な作業を繰り返すだけの工程であれば、簡単にオートメーション化できます。
一方で職人の勘や特殊技術が必要な工程であれば機械での再現が難しく、工場自動化できないケースも多く見受けられます。例えば製品や部品の検査工程では、職人の目ではなく機械による判定のみでは不良品を判別できない場合も多いです。
また自動車生産ラインの検査工程において検査対象の種類が多ければ、対象ごとに検査ロボットをカスタマイズしなくてはならないので完全な自動化は困難です。
他工程との連携が必要
工場自動化を導入する際には、他工程との連携が必要な点も課題の1つとして挙げられます。生産ラインにおいては1つの工程のみを自動化しても、他のラインが自動化していなければ生産が滞って円滑な生産活動が展開されません。
工場自動化の効果を最大化させるためにも、導入前に生産ラインの全体的な流れを把握して工程ごとの連携がとりやすい設計を徹底しましょう。また工程ごとの連携を意識せずに工場自動化を導入しても、円滑な生産が行われずに期待通りのシナジー効果を得られないので注意が必要です。
故障のリスクが生じる
故障のリスクが発生するのも、生産ラインに工場自動化を導入する際の問題点の1つです。工場自動化では多岐に渡る高性能な性能な機械の導入が必要で、そのような機械は精密に作られているだけに頻繁に故障も発生します。
また時間の経過に伴うパーツや配線の劣化の補修、バッテリー交換やグリスアップなどさまざまなメンテナンスも重要です。さらに増産などに伴って機械の稼働率が増えるほど、故障のリスクが高まって高額なメンテナンス費用もかかります。
工場自動化を成功させるポイント
生産現場で工場自動化の導入に成功すれば、自社の生産性を高めることができるうえに費用対効果も高めることもできます。そこでここからは、工場自動化を成功させるポイントを紹介します。
現状の設備との関連性を考慮する
現状の設備との関連性を考慮して導入を進めるのも、工場自動化を成功させるポイントの1つです。従来までの生産設備の状態を把握せず、関連性のない設備や生産機械を導入しても効率的な連携が取れません。
その結果として期待通りのシナジー効果を得ることができないケースも多く見受けられます。このような事態を防いで工場自動化の効果を最大化させるためにも、現状の設備概要を把握したうえで関連性を考慮して最適な設備を導入しましょう。
少しずつ規模を拡大する
生産ラインの工場自動化を成功させるためにも、自動化の規模は少しずつ拡大しましょう。何の検証も行わずに多額な投資をして最初から大規模な自動化を進めても、それにかかわる技術やノウハウが伴わずに失敗する可能性が高くなります。
一方で少しずつ生産ラインにおける工場自動化を拡大し、PDCAサイクルを回して導入を進めれば、リスクを抑えて工場自動化の効果を高めることが可能です。
生産効率を考慮して導入する
生産効率向上を考慮して導入するのも、生産ラインにおける工場自動化を成功させるためのポイントです。特に工場自動化によって生産性を高めるためには、全体的な生産工程の流れや従業員の作業導線を考慮したうえで設備のレイアウトなどを考慮しなければいけません。
もしこのような生産効率を考慮する前に設備のレイアウトを決めてしまえば、円滑な生産が妨げられるので事前の検討を徹底しましょう。
遠隔監視システムを導入する
前述のように生産ラインの工場自動化を進めれば、必然的に設備の故障リスクが高まります。そして突発的な故障が発生すれば、重大な生産ロスも発生して収益性の低下にも繋がりかねません。
このような事態を予防するためにも、生産ラインの工場自動化においては遠隔システムを導入して運用するのも重要なポイントです。遠隔システムを導入すれば24時間体制で人手をかけずに設備の管理が可能になり、異常発生時には即座に設備を停止して生産ロスなどの不具合を防止します。
工場自動化の導入事例
工場自動化の導入に成功すれば、自社生産ラインの生産性向上や人件費削減など多くのメリットを得ることが可能です。では実際に行われた工場自動化の導入事例を紹介します。
| 導入の手法 | 導入による効果 | |
| カンダコーポレーション | 生産設備の交換 | 故障回数減少による生産性向上 |
| 株式会社吉野家 | 食器洗浄手法の自動化 | 作業時間削減・サービス品質向上 |
| 片岡製作所 | AIによる検査業務導入 | ヒューマンエラーの抑制 |
| アイリスオーヤマ株式会社 | 生産ラインの自走化推進 | 自動化による人件費削減 |
カンダコーポレーションの事例
総合物流事業を手掛けるカンダコーポレーションも工場自動化の導入により、生産性の向上に成功した事例の1つです。同社は従来まで各小売店が使用する釣銭出荷工程にて紙幣投入機から出金された紙幣を、複数の可動部をフル稼働させて運搬する産業用ロボットが担当していました。
しかしロボットが同時に複数の可動部を同時稼働させなければいけなかったため劣化が激しく、頻繁に故障が発生していました。そこで工場自動化により可動部の多いロボットから単軸・直交のロボットに入れ替え、設備の負荷を軽減させて故障回数を減らすことに成功しました。
株式会社吉野家の事例
牛丼販売チェーンを展開する株式会社吉野家も、工場自動化により生産性を高めた事例です。同社は食器洗浄作業において食器ごとに特殊マーカーを塗布し、そのマーカーをAIが画像認識して機械が食器の種類別の洗浄方法の変更に成功しました。
この自動化により従来よりも洗い物にかかる時間が削減され、スタッフも調理や接客に集中できるようになりました。
株式会社片岡製作所の事例
主にレーザー加工機を製造・販売する片岡製作所も工場自動化により生産性を高めることに成功した事例です。従来はレーザー加工機の液晶部の不純物の有無を人間の目で行っていましたが、疲労による見落としなどが頻繁に発生していました。
そこで工場自動化によりAIを導入し、自動的に液晶の不純物を検知するシステムを導入しました。その結果としてヒューマンエラーなどを予防し、生産性を高めた事例です。
アイリスオーヤマ株式会社の事例
多岐に渡る商品の開発・販売を手掛けるアイリスオーヤマ株式会社は、工場自動化により生産ラインの無人化を進めている事例の企業です。特にLED照明の製造を手掛ける筑波工場では、製造から出荷までの工程が完全に自動化されています。
広大な敷地面積を有するにはわずか50名程度の従業員のみが在籍し、1ラインにつき1人が担当するだけで生産可能な状態です。
工場の自動化を進めて生産性を高めよう
近年では少子高齢化による労働力不足の解消や、自社の生産性を高めるために工場自動化を進める企業が増えています。工場自動化導入後に高いシナジー効果を生むためにも自社の現状を把握し、事業内容や状況に適した導入を進めなければいけません。
そこで自社導入時には本記事を参考にして頂き、重要なポイントを押さえながら健全な工場自動化を進めて生産性を高めて下さい。
