製造業における自動化の未来はすでにここにありますか？

将来の製造施設は、AIと標準化されたソフトウェアおよびハードウェアのインターフェースによってサポートされる、非常に使いやすく、安全で、柔軟性があり、手頃な価格の自動化を展開します。いくつかの重要な点で、これをすべて実現するために必要な革新的なテクノロジーは、製造業自体からの需要によって推進され、すでにここにあります。これらのテクノロジーは、製造自動化の未来を垣間見ることができます。

製造の視点

製造業は、熟練労働者と非熟練労働者の危機に直面しており、これは将来にわたって続くと見られています。デロイトと製造業研究所による最近の調査によると、米国だけでも製造業のスキルのギャップにより、2030年までに210万人もの雇用が埋められず、国民経済に1兆米ドルの費用がかかる可能性があります。

これは世界中で繰り返されているパターンであり、自動化の採用の成長を促進しています。別の2021年のデロイトグローバルレジリエンスレポートによると、製造業の回答者の57％が、以前は手動で行っていたタスクの自動化など、高度なテクノロジーを使用してジョブタスクを再設計しています。

同時に、製造業者は、活況を呈している電子商取引セクターに牽引されて、自社製品に対する需要の高まりに直面しています。そして、これらすべてに加えて、顧客の要求は変化しています。最終製品のカスタマイズがこれまで以上に大きくなるという注目すべき傾向があり、再プログラミングと再展開が迅速かつ簡単な柔軟な自動化の需要が高まっています。混合/少量生産に向けた関連する傾向はすでにここにあり、将来的にも成長するように設定されています。

メーカーは将来、より多くの自動化を必要とするでしょう。それは当然のことです。しかし、これから説明するように、特定の特性を備えた自動化がますます必要になります。つまり、使いやすさ、安全性、柔軟性、標準化、手頃な価格を重視した自動化です。

バック・トゥ・ザ・フューチャー

20年前、伝統的な産業用自動化は町で唯一のゲームであり、コストと複雑さのために大企業だけがプレイに招待されました。従来の産業用自動化は、低混合/大量生産に最適であり、プログラミングに高価な専門家を必要とし、大きな設置面積を伴います。また、人間の労働者を保護するために、広範な安全ガードとフェンシングが必要です。

従来の産業用自動化は、依然として世界の産業用ロボット市場の最大のセグメントです。しかし、産業用ロボット市場で最も急成長しているセグメントは協働ロボット（またはコボット）であり、ここで製造自動化の方向性に関する重要な手がかりを得ることができます。

使いやすさ、低設備投資、小さな設置面積、柔軟性、そして人間の周りでの安全な操作性を特徴とする、過去15年間のコボットと軽量産業用ロボットの出現により、中小企業（SME）は自動化の恩恵を受けることができます。初めて。また、あらゆるタイプの自動化企業が、安全性、使いやすさ、柔軟性に優れたソリューションを顧客に提供することの重要性を示しています。

将来の製造自動化の主要な機能に飛び込む前に、「現在のテクノロジーはどれだけ未来に近いのか」という質問をします。途中で—コボットは、すべての製造自動化の問題の解決策ではないことに注意してください。特に、非常に高速で重いペイロードが必要な場合はそうです。また、人気は急速に高まっていますが、コボットは依然として産業用自動化市場のニッチセグメントです。

それにもかかわらず、手頃な価格、使いやすさ、安全性、柔軟性に関する障壁を打ち破るという点で、コボットの変革効果はすべてのタイプのロボットで感じられ、将来の自動化の展望を形作っています。

安全性

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、メーカーはほぼすべてのタイプの自動セルを人間の周りで安全に使用できるようになります（リスク評価の対象となります）。これは、従来の産業用ロボットセルの安全な展開も組み込まれているため、安全性が協働ロボットの唯一の保護ではなくなったことを意味します。安全な運用に関しては、未来はすでにここにあります。

ユーザビリティ

市場の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、自動化を導入しやすくすることで、各アプリケーションの導入時間を最小限に抑える必要があります。

ソフトウェア側では、これは、最小限のトレーニングでオペレーターが展開できる直感的なインターフェイスを備えたソフトウェアを意味し、プログラミングとエンジニアリングの時間と費用を節約します。ハードウェア側では、これはプラグアンドプレイ機能と、さまざまなタイプのロボットとロボットコンポーネント間の簡単な相互運用性を意味します。また、クリックオン/クリックオフのエンドエフェクターと、60本の小さなネジを使用して所定の位置に固定されている工具の廃止を意味します。

自動化製品のすべてのメーカーはこれらのことを考えていますが、利用可能な製品には多くのバリエーションがあります。たとえば、さまざまな種類の産業用ロボットに導入できる、使いやすく、すぐに使用できる自動化コンポーネントを見つけることはすでに可能です。ただし、このタイプの「ワンストップショップ」サービスは、規則ではなく例外です。

将来的には、これらの機能がすべての自動化製品のルールになります。そして、その変化の重要なきっかけの1つは、ハードウェア側とソフトウェア側の両方で標準化が進むことです。

標準化

インテグレーターが標準化された製品を購入できるのに、なぜカスタマイズされた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により、コンポーネント間の広範な相互運用性が提供され、システムを最初から設計するよりも安価であり、インテグレーターはロボットの展開とアプリケーションの実行に集中できます。

今日、ますます多くのインテグレーターが標準化された製品をパッケージ取引しています。これは、設置とメンテナンスの製造顧客のコスト削減を意味します。標準化が進むにつれ、今日5つのプロジェクトをインストールできるインテグレーターがまもなく50をインストールできるようになることも意味します。インテグレーターはインストールごとの料金を抑え、コストを削減し、資金不足の中小企業が自動化にアクセスできるようにします。以前よりも多くのお金を稼ぐためのインテグレーター。

現在、標準化された製品が利用可能であり、ロボット工学のソフトウェアとハ​​ードウェアの標準を開発するための取り組みが進行中ですが、業界には、普遍的な標準化のようなものを達成するための何らかの方法があります。

柔軟性：インテグレーターの役割の変化

柔軟性は多くのことですが、本質的には、本番環境が無駄なく機敏であり、再展開と変更を迅速に行えるようにするための一連のツールです。

製造自動化の未来とは、製造会社の顧客のカスタマイズ要求を満たすように設計された柔軟な自動化を意味します。また、柔軟でカスタマイズが容易な生産セットアップと自動化を意味し、プログラミングと（再）展開が容易で、ダウンタイムを最小限に抑え、生産プロセスの切り替え時のコストを削減します。

メンテナンスやプログラミングのほとんどを含め、展開を自分で制御できるようにすることで、エンドユーザーに力を与えることができます。そして、自動化はこの方向に急速に進んでいます。エンドユーザーが使いやすさを向上させることでより強力になるにつれて、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やプログラミングではなく、自動化の展開にますます集中できるようになります。

プログラムが難しく、ほとんどが単一目的の従来の産業用ロボットは、今日の産業用ロボット市場の最大のセグメントであり続けています。そのため、特に急成長しているコボットと軽量の産業用ロボットセグメントに見られるいくつかの例外にもかかわらず、メーカーが必要とする柔軟性を提供することに関して、業界にはいくらかの道があります。

ただし、将来的には、ロボットとロボットコンポーネントの設計に柔軟性を採用する企業が増えるにつれて、メーカーは当然のことながら自動化を迅速かつ簡単に（再）展開できるようになります。

成長するインテリジェンス

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、より多くの人工知能（AI）機能が組み込まれることを期待してください。 AIは、インダストリー4.0をサポートするデータ収集および分析プロセスを実現する重要な要素です。

AIは、何らかの理由でロボットが機能しない、またはアプリケーションに必要なレベルの効率で機能しない場合に発生する問題に透明性を提供することで、リモート監視機能を提供するためにすでに使用できます。将来的には、この透明性はすべてのインストールの標準コンポーネントになるでしょう。たとえば、AIがサポートするリモート監視アプリケーションは、AI対応のリモート保守および視覚ベースの検査アプリケーションの大幅な成長とともに、今後数年以内に標準になると予想されます。

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ます。

サービスとしての自動化

今日見られるRobots-as-a-ServiceおよびFixtures-as-a-Serviceの提供に基づいて、「As-a-Service」ビジネスモデルが発展するにつれて、シンプルでUberのようなものを使用できるようになることを楽しみにしています。生産プロセスの特定の部分を自動化するために必要な技術を注文するためのスマートフォンアプリケーション。たとえば、部品ごとの生産レートで自動化の料金を支払う機能により、先行投資が不要になり、より効果的なコスト管理が可能になり、自動化の採用に対するもう1つの障壁がなくなります。今後数年間でAs-a-Serviceの提供が大幅に増加すると予想されます。この傾向により、SMEは自動化ソリューションをさらに採用できるようになります。

製造業における自動化の未来はすでにここにありますか？はいといいえ。コボット、軽量の産業用ロボットアーム、およびいくつかのエンドエフェクターとエンドオブアームツーリング製品の出現で、それを垣間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関連して、将来の自動化の約束を実現するために、自動化セクターの側でかなりの努力が必要になります。 1つ確かなことは、製造部門と自動化部門の相乗効果が強まり、後者からの技術の進歩が促進され、前者の生産性が向上し、利益が増加することです。

この記事は、テキサス州アーヴィングのOnRobotのアメリカ部門のゼネラルマネージャーであるKristianHulgardによって書かれました。詳細については、をご覧ください。 ここ 。