最新溶接ロボットが少量生産現場の溶接工不足を解消

ロボティクス & 市場インサイト

新世代溶接ロボットが少量生産現場の労働力ギャップを埋める

溶接工不足に悩むファブリケーター（金属加工業者）が、わずか数年前には存在しなかった自動化機会を発見しています。溶接ロボットが劇的に導入しやすく、手頃になったことで、少量・多品種生産でも自動化が可能になりました。

溶接ロボットは数十年前から使用されてきましたが、主に変動の少ないシンプルで反復的な大量生産溶接の自動化で知られていました。

今日、ファブリケーターは全く新しい溶接自動化機会の領域に直面しています。業界専門家によると：

「数年前なら自動化が現実的でなかった大量の溶接作業が、今でははるかに容易かつ安価に自動化できるケースを定期的に見かけます」と、ベンダー独立系アドバイザリ・調達プラットフォームHowToRobotのプリンシパルアドバイザー、ミッケル・ヴィアガー氏。「溶接ロボットは自動化経験の浅いファブリケーターでも利用可能になり、これまでより少量・多品種生産でも良好なリターンが得られます。多くの人がまだ気づき始めたばかりの、全く新しい機会セットが開かれました。」

溶接自動化が労働力不足解消に必要な理由

自動化機会が生まれる背景には、米国製造業のリショアリング（国内回帰）が勢いを増す一方で、労働力不足が大きな課題となっています。

2029年までに、業界成長と現役溶接技術者の離職（引退含む）によるギャップを埋めるため、不足なく320,500人の新規溶接工が必要と、米国溶接協会（AWS）は予測しています。これは現在の溶接労働力に42%上乗せされる人数が、わずか4年で必要になることを意味します。多くのファブリケーターはすでに影響を受けています：

「多くの企業から、必要な労働力が確保できず、契約入札ができない、潜在的な仕事を断らざるを得ないと聞いています」と、AWS財団エグゼクティブディレクターのモニカ・プファール氏。

さらに、労働力不足が溶接工需要を押し上げ、雇用主の人件費を増大させています。米国労働統計局データによると、過去10年間で金属加工の時間当たり報酬コストは42%上昇。自動化はその結果、ますます必要性を増しています。

「自社施設でどう適用できるか、溶接工と協働して生産課題を解決できるかを探る企業から、自動化・ロボティクスへの関心が高まっています」とプファール氏。

溶接ロボットのユースケース拡大

企業が溶接ロボット投資を躊躇してきた理由の一つは、最近までセットアップとプログラミングが比較的困難だったことです。

しかしこれは変わりました。プログラミング知識なしで設定可能な溶接ロボットソリューションが多数存在します。代わりに、溶接工がロボットを物理的にガイドして溶接パスを教える「ティーチング（示教）」によって設定します。とヴィアガー氏。

「実演によるティーチングは、誰でも始めやすく、セットアップや変更をはるかに高速化します。これにより少量ロット・多品種での溶接自動化がより安価になります」とヴィアガー氏。

以前は治具位置や偏差を考慮して溶接ロボットを大量に手動微調整・プログラミングする必要があった段取り替えも、多くのソリューションでは今や自動調整されます。ビジョン等の先進センシング技術や機械学習を用いて、溶接ロボットは通常なら溶接不良を招く偏差に対して、開始点と継続的位置を自動調整できるようになりました。

「適応センシング機能により、溶接ロボットは一般に非常に安定した溶接品質、低エラー率を実現し、変化する生産環境への適応が究極的に容易になります」とヴィアガー氏。

技術進歩に加え、溶接ロボットは大幅に手頃になりました。かつて多くのカスタムエンジニアリングを必要としたソリューションが、標準化されたターンキーソリューションとして利用可能になり、コストを押し下げています。ソリューションとユースケースの数も急速に拡大しています。

知識不足がためらいを生む

溶接ロボットのユースケースが拡大する一方で、多くのファブリケーターは依然として限られた市場知識によって阻まれています。

「市場全体を俯瞰し、技術進化に追従するのは難しいと多くの声が寄せられます」と、自動化ニーズ企業と適切な技術プロバイダーを独立にマッチングするHowToRobot共同CEOのソーレン・ピーターズ氏。「どの技術が自社課題を最適に解決し、実際にいくらかかるか不明確なことが、しばしば躊躇を生みます。」

米国には1,700社以上のロボット・自動化プロバイダー、うち溶接専門インテグレーター350社以上が存在するとHowToRobotのサプライヤーデータは示します。これは膨大な機会であると同時に、調達におけるガイダンスの必要性も生んでいます。

「適切な溶接ソリューション探し、価格検証などに1年以上費やすメーカーとよく話します。その時間、多くは自社オペレーション運営に使いたいものです」とピーターズ氏。

ファブリケーターや他メーカーとの協働を通じて、HowToRobotは、比較可能な予算見積もりをサプライヤーから得られる構造化された調達プロセスが、自動化ソリューション発見プロセスを劇的に加速し、数ヶ月から数週間に短縮できることを発見しました。

「しばしば重要なのは、適切な期待値設定と、市場のスイートスポットを捉えた自動化ニーズの定義です。企業がこれを支援され、構造化された形でサプライヤーから回答を得られると、自動化の推測要素が大幅に減り、より速く実現できます」とピーターズ氏は結論づけます。