製造業ロボティクスが加速：生産と労働力を変革

産業用ロボットがより速く、賢く、安くなるにつれ、ますます多くの企業がこの技術を労働力と組み合わせて導入し始めています。これはロボットが人間を置き換えることを意味しません。確かにより望ましくない仕事の一部は機械が担っていますが、このトレンドには製造業にとってさらに多くのポジティブな成果があります。

ここでは、ロボティクスが生産性と精度を高めながら、従業員を危険な作業環境から守ることで、いかに業界の風景を変えているかを概観します。

クイック・リンク：

• 製造業ロボティクスの概要
• ロボット自動化を活用する業界
• 製造ロボットでコスト削減
• 競争力のあるビジネス・ソリューションとしてのロボティクス
• ロボティクスにおける雇用成長の機会
• ロボット製造に向けたビジネス準備

製造業ロボティクスの概要

「ロボット」という言葉は、チェコ語の「robotnik（奴隷のように働く）」に由来します。工場では1960年代初頭から、人間がやりたがらない危険で単調なタスクを処理するためにこれらの機械を使い始めました。しかし、単に望ましくない工場の仕事を埋めるだけでなく、前例のない速度と精度で仕事を完了させました。今日、ロボットはあらゆる種類のタスクを実行し、以下のような基準で分類できます：

• 動作タイプ
• 用途
• アーキテクチャ
• ブランド
• 協働可能かどうか

労働コストの上昇と低賃金海外拠点との競争激化により、ますます多くの製造業者がロボット技術を活用しています。実際、現代のロボットの90%は工場にあります。

ロボットのタイプ

様々なタスクに使用される6つの主要なロボティクス・タイプがあります：

垂直多関節（アーティキュレート）

垂直多関節ロボットは回転関節を持ち、完全な可動域を実現します。これにより、高い柔軟性と器用さで非常に精密かつ制御された動きが可能です。

直角座標（カーテシアン）

直線運動ロボットまたはガントリー・ロボットとも呼ばれ、X、Y、Zの異なる軸で動く3つの直線関節を持ちます。この独特で剛性の高い構造により、シンプルな動作で高度な精度と繰り返し精度を実現します。大幅な動作を必要としないため、最も安価な産業用ロボットの一つです。これらの利点により、ボトルのピック・アンド・プレースなど、組立ライン用途に最適です。

円筒座標（シリンドリカル）

名前の通り、円筒座標ロボットは円筒状の作業領域を持ちます。単一関節でベースに接続されたロボット・アームと、アームのリンクを接続するもう一つの直線関節を備えます。これらの機械は、円筒形のポールを中心に上下と旋回運動を行う単一のロボット・アームを特徴とします。直角座標ロボティクスと同様に、組立作業、ハンドリング、スポット溶接に一般的に使用されますが、必要なポイント間をより速く移動できるため、好まれる場合があります。

球面座標（スフェリカル）

工場で最初に使用された産業用ロボティクスの一つで、直角座標と円筒座標ロボットのより複雑なバリエーションです。ねじれ関節でベースに接続されたロボット・アームを持ち、球状の作業領域を持つため、三次元空間での移動を必要とするタスクを実行できます。

SCARA（水平多関節）

SCARAロボットは、人間の手首に似たアームを持ち、垂直と水平の両方の動きが可能な関節を備えます。「手首」のような付属部品は限定的な動きしかしないため、ピック・アンド・プレース、キッティング、梱包、その他のマテリアル・ハンドリング用途のような組立作業に最適です。

デルタ

単一ベースに接続された関節付き平行四辺形で構築され、蜘蛛のような外観で繊細かつ精密な動きを実現します。食品、医薬品、電子機器業界で有用です。小型部品組立などの高度に反復的なタスクを、毎回速く正確に完了できます。このような反復運動は長期間にわたり人間の作業者に筋骨格系障害を引き起こすことが知られているため、デルタ・ロボットは効率性だけでなく、従業員の健康と安全の観点でも有益です。

産業用ロボットは何をするか？

ロボティクスの幅広い種類と能力により、産業用ロボットは製造業で多数の用途を持ちます。通常、製造業界のロボットは以下のために必要とされます：

• 溶接
• 塗装
• ピック・アンド・プレース
• 梱包・ラベリング
• 組立・分解
• 製品検査
• 製品テスト
• パレタイジング
• 研磨
• グラインディング
• バフ掛け

これらすべての用途が、手作業では真似できない速度と精度で実行されます。

ロボット自動化を活用する業界

ロボット自動化の継続的な進歩により、産業用ロボティクスはグローバル市場で影響力のあるプレーヤーとして台頭し続けています。効率性、生産性、精度向上のために自動化を活用する業界を紹介します。

自動車

自動車業界は自動化に大きな恩恵を受けています。50年以上にわたり、組立ライン・プロセスと製品テストでロボット自動化が採用されてきました。多くの自動車工場では、人間の従業員がロボティクスと共に働き、生産を加速しています。ロボットはより柔軟で休息を必要としないため、同じ単調なタスクを速度と精度を持って実行できます。

電子機器製造

スマートフォン、薄型テレビ、その他の電子機器への絶え間ない需要に応えるには、自動化技術の力が不可欠です。これらのロボットは、貴重なスペースを増やさずに工場フロアの生産性を高められます。この業界では特に、タスク処理の汎用性と従業員との協働能力を備えたコボットを採用しています。

医療

医療分野はロボット自動化の進歩から大きな恩恵を受けています。ロボットは今、精度を要する手術を外科医の支援で行っています。あるシナリオでは、半自律型手術ロボットが人間の外科医より優れた成績を収め、より高い精度と周囲組織へのダメージの軽減を実現しました。外科医の手を流れる血液でさえ手術精度に影響する中、ロボットの精度はデリケートな医療処置の成功率を高めます。

食品製造

食品・飲料製造におけるロボティクスは、機械視覚センサー、カメラ、処理ハードウェアとソフトウェア・アルゴリズムを用いて生産プロセスの欠陥を検出し、製品品質を向上させます。結果として、食品のより一貫した品質と消費者の安全性向上が実現されます。

農業

農業業界はロボティクスを活用して生産性を高めながらコストを削減しています。センサー技術により、農家は収量に悪影響を与える病気や害虫を監視できます。剪定、散布、除草などの作業を実行する自動化システムがますます普及しています。

製造ロボットでコスト削減

製造ロボットはコスト削減を含む多くのメリットを提供します。中小製造業者はロボティクス購入を高額な投資と想定しがちですが、これは驚きかもしれません。初期コストは高額でも、メリットはコスト削減と生産性向上で数千ドルの節約になります。

ロボットが製造コストを削減する最も明白な方法は、報酬を必要としないことです。初期コストは大変でも、製造企業は投資に対する長期的なリターンを見込めます。これはいくつかの重要なメリットによるものです：

• 必要に応じて24時間365日、中断なしで稼働可能
• 照明を必要とせず、エネルギー使用量を削減
• 高精度で繰り返し可能な動作により、エラー修正時間を短縮

産業用ロボットは、反復タスクの実行において製造業者により高い一貫性と品質を提供します。その動作は予測可能で、動きは精密です。これにより、人間の作業者よりもばらつきが少なく、より一貫性のある高品質製品を生産できます。

さらに、ロボット作業者は休憩を必要とせず、シフト交代やその他の中断なしに24時間稼働できます。一度正しくプログラミングされ、特定の仕事を学習すれば、部品サイクル・タイムを短縮し、より効率的な製造プロセスを作り出し、より高い利益につながります。

競争力のあるビジネス・ソリューションとしてのロボティクス

製造業の自動化は、あらゆる規模の企業にとって高い費用対効果を発揮します。仕事を海外にアウトソーシングする代わりに、中小企業はロボットを使って選択したタスクを、アウトソーシング・ワーカーよりも低コストで、より高品質な結果で実行できます。

これは、製造業者が米国内で操業を維持しながら、グローバル市場で競争できることを意味するため重要です。実際、米国でより多くの雇用を創出し、競争力を維持したい企業にとって、自動化はますます必要不可欠になっています。

ロボティクスにおける雇用成長の機会

ロボットが製造業にもたらす最大のインパクトの一つは、人間の労働者に新たな雇用機会を創出することです。重い部品を移動したり単調なタスクを実行したりする代わりに、作業者は機械のプログラミングとメンテナンスを学べます。スイスのシンクタンクのレポートによれば、ロボットが2022年までに世界で7,500万の雇用を置き換える一方、1億3,300万の新しい雇用を創出し、正味5,800万の雇用増となる予測です。

製造業とロボティクス業界が共に成長し続ける中、数多くの新しい雇用機会が生まれています。これらの仕事はより望ましいだけでなく、人間の作業者を潜在的に危険な状況から遠ざけます。ロボットは、腕管症候群のような怪我のリスクなしに高度に反復的なタスクをこなせるほか、危険な煙や環境に従業員がさらされる危険なタスクにも従事できます。例えば、ロボットは1980年代以前から放射性廃棄物の処理を担ってきました。

ロボット製造に向けたビジネス準備

産業用ロボットのおかげで、製造業は革命の直前まで来ています。製造プロセスにおけるロボティクスがさらに知的、効率的、コスト・エフェクティブになるにつれ、より複雑なタスクをロボットに任せるようになっています。しかし、これは中小製造企業にとってロボティクスが手の届かないものだということではありません。

適切なガイダンスがあれば、貴社の製造施設と生産プロセスに適した製造ロボティクスを特定できます。CMTCのロボット自動化専門家にご相談ください。ロボット製造が貴社のビジネスをどう変革できるかをご提案します！