あなたの工場はロボット統合の準備ができているか？実践ガイド

最後のシフト逃し、最後の受注逃し、あるいはベテラン従業員の迫る定年退職——ロボット導入の準備は背景に潜みがちですが、一気に現実のものとなります。

ロボットにはメリットがありますが、ロボットを使うのが適切なタイミングかどうかは、基本的な費用対効果分析にかかっています。ハードウェアコストが通常、ロボティクス統合に伴う総コストのせいぜい3分の1であることを考えると、今日ロボットに投資することで長期的にどれだけ節約できるかを評価するのはしばしば困難です。

集中的なプログラミングと位置決め治具、そしてロボットがプログラムした部品でしか動作しないという事実により、今日のほとんどの工場はロボティクスプロジェクトで黒字を見ていません。その結果、多くのユニットが裏部屋に放置されています。真の潜在能力がこれほど大きいのに、残念な現状です。

しかし、ロボット向け自己プログラミング技術により、新世代の工場がついに生産ラインへロボットを組み込めるようになるかもしれません。北米の産業メーカーの最大70%が高製品ミックス（一般的にバッチサイズ1000未満、または年間100SKU以上）と見なされる中、あなたの工場も、産業用ロボティクスのメリットを初めて享受できる数千の工場の一つかもしれません。

なぜロボットは優れているのか？

ロボットが有利な理由を理解するには、ロボットが人間といかに根本的に異なるかを理解する必要があります。

人間とは異なり、ロボットは疲れず、休憩を取らず、方向性は必要だが動機付けは不要、常に一貫しており、プログラム通りに動作し、高速で一日中、最小限のメンテナンスで稼働できます。FANUC、ABB、安川電機、Universal Robotsなどの企業が数十年にわたり、以前は不可能と考えられていた方法でこのアウトプットを実現する産業用ロボットを開発してきました。その完璧な信頼性は今日でも時に信じがたいほどです。

人間の労働者にとって、単純に追いつくことはできません。しかし、なぜ追いつく必要があるのでしょう？高性能機械ができる努力と同等の努力を労働者に払うことはできません。

ロボットのメリットの例外は、新しいタスクごとに広範なプログラミングが必要な点です。人間は新しい課題に迅速に学習・適応できるため、多くの高品種少量産業プロセスが依然として熟練人間労働に大きく依存している理由の一つです。

同時に、産業労働は世界の多くの地域で依然として不足しています。北米も例外ではありません。人間は新しいタスクに速やかに適応できますが、それらのタスクはすぐに単調で刺激のないものになり、最終的に生産される仕事の質を低下させます。冗談めかして言えば、ロボットと人間の真の違いは、ロボットが良い仕事をするために「自己実現」を必要としない点かもしれません。

その違いを除けば、ロボットがこれほど長く、一貫して機能できる事実は、人間の労働力に比べて出力を倍増させ、エネルギーと消耗品使用を削減し、多くの健康・安全リスクを排除し、既存労働者をより安全で楽しいタスクに割り当てることで生産性を高められます。

もちろんこれは、ロボットが何をしているかを知り、周囲の環境が決して変わらない場合にのみ起こります。

今までロボットを使えなかった理由

ロボットから得られる投資回収の上限を理解するのは難しいですが、その巨大なインパクトを理解するために知っておくとよいのは、OECDの1993-2006年の一人当たりGDP成長の最大10%が産業用ロボティクスから直接もたらされたと推定されていることです。これほどの生産性メリットを持つ技術はほかにほとんどありません。

前述の通り、人間とロボットが同じ部品を繰り返し加工する場合、ロボットが毎回圧勝します。

複数の部品が関わる場合、形状、順序、プロセスが変われば、熟練人間労働者の方が生産性で勝る可能性が高いです。

では、なぜロボットの生産性を一度に多様な部品に適用できないのでしょうか？ここには2つのコストがあります：ロボットプログラミングと位置決め治具。両方とも正しく行うには多大な時間と費用を要し、精密な実行なしでは多額の手戻りコスト、停止、スクラップ部品を招きます。ロボットプログラミングと統合は高価で時間がかかります。

これらのプログラミングと治具コストは、ロボット本体のコストをほぼ常に超えます。それも1部品分だけで。産業用ロボットがしばしば1台5万ドル以上することを考えると、プログラミングの追加コスト、構造化環境、作業指示、位置決め治具のコストが加わり、これらすべてが高品種少量生産メーカーにとって速やかに積み上がり、メリットを享受できなくなります。

ロボットが潜在的に加工できる部品が10、20、100あれば、従来のロボットプログラミングでは基本的に産業用ロボットを使えず、検討すらすべきではありませんでした。

では正しい判断は？Harvard Business ReviewのSameer HasijaとAarti Gumaledarによれば、以下の2条件を満たす場合にロボットを検討すべきです：（1）自動化するタスクがボトルネックであること、（2）タスク環境が高度に制御されていること。これらは長らくロボティクス統合の基準でしたが、自己プログラミング技術により、これらの基準の限界が大幅に緩和されつつあります。

ロボット向け自己プログラミング技術とは？

自己プログラミングロボティクスは、AIの新たな力でますます複雑なタスクを短期間で自動化する新分野です。ロボティクスでは、センシング能力を与えること（スプレー・仕上げプロセスの場合は3Dビジョン能力など）と、それらの感覚から提供される情報を機能的な自己プログラミングロボットモーション、工具パス、プロセスアウトプットへ変換することを含みます。

産業用塗装や粉体塗装の場合、自己プログラミング能力を持つロボットは、部品の形状、面、サイズ、位置をリアルタイムで識別できます。これによりまず、自己プログラミングソリューションが本質的にあらゆる向きの部品に適応できるため、集中的な位置決め治具の必要性が排除されます。

次に、AI能力とシンプルな指示により、自己プログラミングロボットは自らモーションと工具パスを生成し、熟練人間が直感的に行うのと同じようにスプレー・仕上げプロセスの全作業をこなします。しかし人間が決して真似できない一貫性と再現性で。

同時に、これらのプロトコルは、好ましいパターン、仕上げ、厚み、塗布均一性といったスプレー工程のノウハウや、ファラデーケージ効果のような技術的課題も考慮できます。シンプルなソフトウェアインターフェースで、最小限のトレーニングを受けたオペレーターでも特定の部品面や表面を指定でき、同一部品上で異なる色や塗装ニーズを容易に尊重できます。

したがって、これまでロボットの準備ができていなかった理由が、a) 生産全体の再設計を要求された、または b) 部品ミックスニーズを満たせなかった、というものであれば、今なら準備が整っているかもしれません。この技術なら、無限のバリエーションをすべてニアリアルタイムレートで順次処理でき、CADファイルなどのツールを通じて部品面やプロセスを指定することも可能です。すべてが、短期的なボトムラインを犠牲にせず、長期的に拡大する運命にあるエネルギー、消耗品、労働コストを軽減しながら、運営の成長を可能にします。

ロボット導入の準備ができているかどうかを知る方法

以前ロボットを検討したが高すぎると思った、あるいはロボットを使う可能性を考えたこともないなら、自己プログラミング技術があなたに適しているか考えてみてください。

自己プログラミング技術はロボット統合を容易にするだけでなく、高品種少量生産メーカーにとってついに採算が取れるものにします。恩恵を受けられるかどうかどう判断するか？仕上げ部門で空いている作業者、シフト、スプレー工程、ポジションが多ければ多いほど、ロボットへの控えめな投資が長期的には給与、消耗品、手戻りを節約し、人々が実際に好きな仕事のための採用さえ可能にします。

仕上げ部門が仕事を終わらせるのを待ちくたびれている、または既存ワークフローでは処理できない複雑な部品形状で集中的な熱スプレーやサンドブラストが必要なら、Omniroboticにご連絡ください。自己プログラミング技術が貴社に何をもたらせるかご説明します。

Omniroboticはロボットが見えて、計画し、重要な産業用スプレー・仕上げプロセスを実行できる自己プログラミング技術を提供します。Shape-to-Motion™技術が、生産プロセスでの注文や配置に関わらず、各部品にユニークなロボットモーションを生成します。 投資回収の可能性はこちら。