産業オートメーション：過去から現在へ－製造アプリケーションと未来トレンドの包括的ガイド

編集者注：Cerasisブログの定期読者なら、私たちがサードパーティロジスティクス会社として、テクノロジー（Webベース輸送管理システム）とマネージド輸送サービス（フレイト会計〈支払い、監査、請求書統合〉、フレイトクレーム、ベンダーインバウンドコンプライアンスプログラム、リバースロジスティクス〈返品〉、キャリアリレーション〈好条件レート交渉、関係/レート維持〉、eコマースフレイト輸送テクノロジーソリューション）を通じて輸送管理を専門としていることをご存知でしょう。産業分野の荷主（主にメーカーとディストリビューター）をテクノロジーとオートメーションツールでエンパワーし、荷主をより効率的にするため、製造トレンドと課題について語るだけでなく、産業オートメーションのような優れたテクノロジーにも関心があります。本日の投稿は、産業オートメーションの簡単な歴史、産業オートメーションとは何か、現状、そして産業オートメーションが抱える近未来に焦点を当てます。この投稿の概要は最初にCisco-Eagleブログでゲストブログとして掲載されました。

産業オートメーションにはいくつかの主要セグメントがあります。1970年代に、ハネウェルのエンジニアチームによってオリジナルDCSが開発され、最初のPLCは発明家ディック・モーレーらによって考案されました。いくつかの革新的スタートアップがPLCと産業用I/O向けHMIソフトウェアを開発。革新的なセンサーとアクチュエータはいくつかの主要企業から生まれました。断片化したビジネスでは、ほとんどの革新者が成長の壁にぶつかり買収されます。しかし、一部は独立した成長と成功を継続しています。

すべての重要なオートメーションビジネスセグメントのルーツをたどれば、鍵となる人々と革新が見つかります。産業計装と制御は常に新製品のホットベッドでした。改良されたセンサー、アンプ、ディスプレイ、レコーダー、制御エレメント、バルブ、アクチュエータ、その他ウィジェットとギズモ。しかし市場は比較的小規模、専門的、断片化しており、個別製品から直接大量販売が生まれることは稀です。このビジネスモデルはテクニカルセールスでも大きく見られます。

多くの産業オートメーション企業は、ニッチアプリケーション向けの革新的開発で設立されました。ターゲット顧客は通常、特定の未充足ニーズのために新アイデアをテストする機会を与えてくれる地元エンドユーザーでした。成功したスタートアップは、革新の真の価値と、創業者が適切な管理、セールス&マーケティングリーダーを雇って初期起業段階を超えて成長させられたかどうかに応じて、製品と市場を最初の狭いアプリケーションと地域を超えて拡大しました。

オートメーションがこのような断片化ビジネスであるため、より大規模（数十億ドル規模）の企業はほとんどが製品とサービスのコングロマリットです。各製品セグメントは比較的小規模なボリュームを生み出しますが、まとまれば大きなビジネスを形成します。

産業オートメーションとは？

Wikipediaによるとオートメーションとは：

オートメーションまたは自動制御とは、機械、工場プロセス、ボイラーと熱処理炉、電話網の切り替え、船舶・航空機の操舵と安定化、その他のアプリケーションのような設備を運転するために、様々な制御システムを使用すること。人間の介入を最小限に抑える、または減らす。一部プロセスは完全に自動化されている。

「オートメーション」という用語は、より古い言葉「オートマチック」（オートマトンから派生）にインスパイアされ、1947年にゼネラルモーターズがオートメーション部門を設立するまで広く使われていませんでした。この時期、業界は1930年代に導入されたフィードバックコントローラーを急速に採用していました。

オートメーションは、機械的、油圧、空圧、電気、電子、コンピュータなど様々な手段で達成され、通常は組み合わせて使用されます。現代の工場、飛行機、船舶のような複雑なシステムは、通常これらすべての技術を組み合わせて使用します。

産業エンジニアは少なくとも20世紀半ば以来、完全自動化工場を構想してきました。しかし、製造自動化への本格的な競争は、米国自動車メーカーが「ライツアウト（無人）」製造のビジョンを打ち出した1980年代に始まったと言えます。アイデアは、工場をロボットに任せられる程度まで自動化し、ライバルに勝つことでした。大半は依然としてビジョンの域を出ていません。

製造における産業オートメーションとは？

製造における産業オートメーションとは、「インテリジェント」な機械を工場で使用し、製造プロセスを最小限の人間介入で実行できるようにすることです。速度、持久力、精度を必要とするタスクを、人間の介入をほぼ必要とせずに自力で実行できるよう、様々な制御システムを適用することを含みます。

産業オートメーションは、機械的、電気的、電子的、油圧、空圧、コンピュータなどいくつかの異なる手段で達成可能です。通常、これらのうち2つ以上が組み合わせて使用されます。今日の最先端工場、船舶、航空機はこれらすべての技術を組み合わせています。

製造自動化の主なメリットには、エネルギー消費減、材料消費減、労働無駄削減を実現するリーンな運営プロセスが含まれます。これらは品質、精度、正確さの改善につながります。デメリットにはR&Dと設備設置の高コストがあります。

製造における産業オートメーションの現状

「ライツアウト」製造、つまり明かりを消してすべてをロボットに任せるというコンセプトはまだ夢ですが、1980年代以来著しい進歩が見られます。大規模工場での多くの反復的で高精度な作業、例えば自動車組立ラインなどが産業用ロボットによって引き継がれています。

今日の産業用ロボットは高い計算能力、大幅に改善されたビジョンシステム、増大する運用自由度を備えています。しかし、高度に構造化された環境での運用に限定され、大半は依然として人間による制御を必要とします。また、中小企業での使用には特化しすぎており柔軟性に欠けます。したがって、本質的に長期生産ランと大手メーカーのツールと見なせます。

マイクロコンピュータとソフトウェア技術の急速な発展と普及により、製造におけるオートメーションは、製造システムの様々なコンポーネントを自動化、最適化、統合するコンピュータとソフトウェアの能力にほぼ完全に依存するようになりました。この依存関係により、製造におけるオートメーションはコンピュータ統合製造（CIM）と呼ばれます。

産業オートメーションの未来

産業オートメーションには批判者もいます（大量失業を招くという実証のない主張など）が、将来は非常に明るいです。未来の産業用ロボットは多機能になり、同じ機械をいくつかの異なる用途に使用できるようになります。人間労働者に関連する多くの能力、例えば意思決定能力と自律作業能力を持つようになります。また、自己診断と予知保全機能も備えるでしょう。

製造の産業オートメーションにより、未来の工場はエネルギー、原材料、人的資源の利用においてより効率的になります。また、一般的な信念とは逆に、これまでの経験ではオートメーションが大量失業を引き起こすことはありません。むしろ、ロボットの大量活用はより多くの雇用を創出します。人間とロボットが協力し、より効率的で生産的なワークスペースを創造します。