製造業の自動化：未来はすでにここにある

未来の製造施設では、AIと標準化されたソフトウェア・ハードウェアインターフェースによって支えられた、極めて使いやすく、安全で、柔軟かつ安価な自動化が導入されるでしょう。この変革を実現するために必要な技術は、いくつかの重要な点において、製造業界内部からの需要によってすでにここに存在しています。これらの技術は、製造自動化の未来への魅力的な一端を垣間見せてくれます。

製造業の視点：労働力危機と自動化需要

製造業界は熟練・非熟練を問わない労働力危機に直面しており、これは長期にわたって続くと予測されています。デロイトと製造業協会の最近の調査によると、米国だけでも2030年までに最大210万の職が未充足となり、国家経済に1兆ドルのコストをもたらす可能性があります。

これは世界的な傾向であり、自動化導入の成長を牽引しています。別の2021年デロイト・グローバル・レジリエンスレポートでは、製造業回答者の57%が、手作業の自動化を含む職務タスクの再設計に先進技術をすでに活用していることが判明しています。

同時に、メーカーはEコマース分野の急成長により製品需要の増大に直面しています。さらに顧客ニーズも変化しており、最終製品のカスタマイズ化が顕著に進んでいます。これにより、迅速かつ容易に再プログラミング・再配備できる柔軟な自動化への需要が高まっています。関連する傾向として、多品種少量生産へのシフトがすでに進行中で、今後さらに加速する見込みです。

メーカーには将来、より多くの自動化が必要になります。それは確実です。しかし、特定の特性を持つ自動化、すなわち使いやすさ、安全性、柔軟性、標準化、安価さに優れた自動化がますます求められるようになるでしょう。

過去から未来へ：協働ロボットが切り開いた道

20年前、従来型産業用自動化が唯一の選択肢で、コストと複雑さのゆえに大企業しか参入できませんでした。従来型は少品種大量生産に適し、高価な専門家によるプログラミングが必要で、大規模な設置スペースを要し、作業者保護のための大がかりな安全柵が不可欠でした。

従来型産業用自動化は依然として世界の産業用ロボット市場の最大セグメントですが、最も急成長しているセグメントは協働ロボット（コボット）です。ここから製造自動化の向かう方向性を示す重要な手がかりが得られます。

使いやすさ、低初期投資、小さなフットプリント、柔軟性、人間との安全な協働運用を特徴とするコボットと軽量産業用ロボットの過去15年間の台頭により、中小企業（SME）が初めて自動化の恩恵を受けられるようになりました。また、あらゆるタイプの自動化企業に、安全性・使いやすさ・柔軟性に優れたソリューション提供の重要性を示しました。

コボットがあらゆる製造自動化問題の解決策ではないことは留意すべきです。特に超高速・重ペイロードが必要な場合には不向きです。急速に普及しつつありますが、産業用自動化市場では依然としてニッチセグメントにとどまります。

それでも、コボットの変革的効果は、手頃さ・使いやすさ・安全性・柔軟性の壁を打ち破るという点で、あらゆるタイプのロボットに波及し、未来の自動化ランドスケープを形作っています。

安全性：すでに実現済みの未来

ライトカーテンや近接センサーなどの現在の技術により、ほぼあらゆるタイプの自動化セルを人間の周囲で安全に使用可能です（リスクアセスメントが前提）。つまり、安全性はもはや協働ロボットだけの専売特許ではなく、従来型産業用ロボットセルの安全な導入も含まれます。安全な運用という点では、未来はすでにここにあります。

使いやすさ：導入時間の最小化が鍵

市場アナリストや専門家はロボットアプリケーションのブームを予測していますが、そのためには自動化をより導入しやすくすることで、アプリケーションごとの導入時間を最小化する必要があります。

ソフトウェア面では、最小限のトレーニングでオペレーターが導入できる直感的なインターフェースを持つソフトウェアが求められ、プログラミングとエンジニアリングの時間とコストを節約します。ハードウェア面では、プラグアンドプレイ機能、異なるタイプのロボットやロボットコンポーネント間の容易な相互運用性が必要です。また、ワンタッチ着脱式エンドエフェクターの普及と、60本もの小ネジで固定する従来型ツーリングの終焉も意味します。

すべての自動化製品メーカーがこれらを検討していますが、提供内容には大きなばらつきがあります。例えば、幅広い種類の産業用ロボットに導入可能な、使いやすく開封即使用可能な自動化コンポーネントはすでに存在します。しかし、このような「ワンストップショップ」的提供は例外であり、ルールではありません。

将来的には、これらの機能がすべての自動化提供で標準になるでしょう。その変化の主要な触媒の一つが、ハードウェアとソフトウェア両面での標準化の進展です。

標準化：車輪の再発明から脱却

なぜシステムインテグレーターがカスタマイズソリューションで車輪の再発明に時間を費やす必要があるのでしょうか。標準化された自動化製品を購入すれば、コンポーネント間の広範な相互運用性が得られ、スクラッチ開発より安価で、インテグレーターはロボット導入とアプリケーション稼働に集中できます。

今日、ますます多くのインテグレーターが標準化製品でパッケージ契約を行っています。これは製造業顧客の設置・保守コスト削減を意味します。標準化が進めば、今日5プロジェクトしか設置できないインテグレーターが、近い将来50プロジェクトを設置できるようになります。インストール単価が下がり、資金難のSMEでも自動化が利用可能になり、インテグレーターの収益も増大します。

標準化製品はすでに利用可能で、ロボティクスのソフトウェア・ハードウェア標準化の取り組みも進行中ですが、ユニバーサルな標準化達成にはまだ道半ばです。

柔軟性：インテグレーターの役割変化

柔軟性とは多義的ですが、本質的には生産をリーンかつアジャイルにし、迅速な再配備と変更を可能にするツールセットです。

未来の製造自動化とは、製造企業顧客のカスタマイズ要求に応える柔軟な自動化を意味します。また、柔軟で容易にカスタマイズ可能な生産セットアップ、プログラミングと（再）導入が容易な自動化により、生産切り替え時のダウンタイムとコストを最小化します。

メーカー自身が導入の大部分（メンテナンスとプログラミングの大半を含む）をコントロールできるようにすることは、エンドユーザーのエンパワーメントです。自動化はこの方向に急速に進んでいます。使いやすさの向上でエンドユーザーがエンパワーされるにつれ、インテグレーターの役割も変化します。インテグレーターはアプリケーションの設計・プログラミングではなく、自動化の導入により多くの注力が可能になります。

プログラミングが困難で、ほぼ単一目的の従来型産業用ロボットが依然として今日の産業用ロボット市場の最大セグメントを占めます。したがって、急成長するコボットと軽量産業用ロボットセグメントでの例外を除き、業界はメーカーが求める柔軟性の提供においてまだ道半ばです。

しかし将来的には、より多くの企業がロボットとロボットコンポーネント設計で柔軟性を取り入れるにつれ、メーカーは自動化を迅速かつ容易に（再）導入できるようになるでしょう。

進化する知能：AIの全工程統合

すべてのロボットとエンドエフェクターを含む生産ライン全体に、人工知能（AI）機能がより多く組み込まれることが予想されます。AIはインダストリー4.0を支えるデータ収集と分析プロセスの重要なイネーブラーです。

AIはすでに、ロボットが何らかの理由で動作しない、またはアプリケーションに必要な効率レベルで動作しない場合の問題への透明性を提供することで、リモート監視機能に活用できます。将来的には、この透明性がすべての導入の標準コンポーネントになるでしょう。例えばAI支援リモート監視アプリケーションが今後数年で標準化し、AI対応リモートメンテナンスと画像ベース検査アプリケーションが大幅に成長すると予想されます。

最終的に、プログラミングはすべてのロボットで使用されるユニバーサルソフトウェアインターフェース上に構築されたAIプラットフォームによって実行されるようになります。

サービスとしての自動化：Uberのような利用モデル

「アズアサービス」ビジネスモデルが発展するにつれ、現在見られるロボット・アズ・ア・サービスや治具・アズ・ア・サービスの提供を基盤として、生産工程の特定部分を自動化するために必要な技術を、シンプルなUberのようなスマートフォンアプリで注文できるようになるでしょう。例えば、生産個数単位での従量課金が可能になれば、初期資本投資が不要になり、より効果的なコスト管理が可能になり、自動化導入のもう一つの障壁が取り除かれます。今後数年間で、アズアサービス提供が大幅に増加し、SMEの自動化ソリューション採用をさらに後押しするトレンドになるでしょう。

結論：未来は部分的にここにあり、部分的にこれから

製造業界における自動化の未来はすでにここにあるのか？ イエスでもありノーでもあります。コボット、軽量産業用ロボットアーム、一部のエンドエフェクター・エンドオブアームツーリングの台頭にその一端を見ることができます。他の点では、特に標準化の取り組みにおいて、自動化業界の相当な努力を要して、未来の自動化の約束を現実のものとする必要があります。一つ確実なのは、製造業と自動化業界のシナジーが強まり、後者の技術進歩と前者の生産性向上・利益増大を牽引し続けるということです。

本記事は、OnRobotアメリカズ部門ジェネラルマネージャー、クリスチャン・ヒュルガード氏によって執筆されました。詳細については、こちら . をご覧ください。