自動車製造の革命：自動化とコボットが組立ラインを再定義──automatica 2020プレビュー

インテリジェントオートメーションとロボティクスの世界有数見本市「automatica」が、6月16〜19日にミュンヘンで開催されます。主要テーマの一つは、自動車生産の柔軟化です。

固定コンベア技術からの脱却、AGVとコボットが主役に

多数の出展者が、固定コンベア技術を用いた従来型組立ライン生産の代替案を提示します。例えば、無人搬送システムや、ヒューマンロボット協働（HRC）用コボットなどです。自動車業界は大きな変革期にあります。将来の駆動技術議論は活発で、一部メーカーは電動化に賭け、他は移行技術と見なします。一方で、内燃機関車は当面従来想定より耐久性がありそうです。新世代ディーゼルエンジンと高性能フィルター技術で排出ガスを大幅削減。その他、合成燃料、水素、燃料電池も将来の選択肢です。このシナリオが高度自動化自動車生産にどう影響するか？ ロボティクス・オートメーション技術プロバイダーにとっての意味は？ つまり、未来の自動車生産はどうなるか？ 駆動技術の多様性と不確実性が、自動車メーカーの回答を困難にしています。しかし一つ確実なのは、高度に柔軟でデジタルネットワーク化された自動化ソリューションなしでは、未来の課題を克服できないということです。持続可能でインダストリー4.0対応のソリューションが求められ、世界中の完成車メーカー、ティア1サプライヤー、システムサプライヤーの最新製造構造導入を支援します。

固定コンベア技術の排除──パラダイムシフト

automaticaでは、この目的に適した技術が展示されます。多くのソリューションに共通するのは、固定コンベア技術の排除です。これは組立ラインが100年以上自動車製造を支配してきたことを考えると、真のパラダイムシフトです。今日、自動車メーカーと工場プランナーは、高効率だが非柔軟なこの技術の代替を探しています。第一歩は数年前にボディショップで踏み出されました。そこで使用されるロボットは溶接・リベット・接着だけでなく、ボディを保持・搬送しながら「機械の同僚」が加工します。モデルチェンジ時に生産ライン全体を廃棄せず、ロボットを再プログラミングするだけで済むという副次効果もあります。

最終組立にも適用、ポルシェ・タイカン工場が実証

この原則は最終組立にも適用可能です。ポルシェがツッフェンハウゼンの新型タイカン生産工場で実証しています。同社生産責任者アルブレヒト・ライモルド氏によれば、組立ラインは実質的に廃止されました。代わりに、車両が無人搬送システム（AGV）で生産ラインを移動し、ステップバイステップで完成されます。これにより柔軟性が大幅に向上。AGVの速度も滞在時間も可変で、理論上は全車両が同一ルートを通る必要もありません。さらに、同一ラインで複数モデル・派生車種の生産が問題なく可能です。

柔軟な自動化の全スペクトラム

これは柔軟性が切り札であり、自動車生産に限らないことを示しています。ポルシェコンサルティングのシニアパートナー、マルクス・ウーレンダール氏は、「他産業分野でも従来型自動化生産ラインからの脱却が見られるでしょう。近未来のスマートファクトリーでは、AGVなど柔軟な搬送システムが生産・物流プロセスの適応を容易にします。最も徹底した実装形態では、自律搬送システム上の製品が現在利用可能な組立ステーションを自律制御し、アルゴリズムとAIが計画と意思決定を効率化します。」と述べています。ウーレンダール氏によれば、スマートファクトリーの転換性向上が後続投資をさらに削減。この目標を戦略的に追求する企業は、製品・プロセス変更を競争優位性に活かし、市場要件と一般条件の変化に迅速に適応できます。automaticaでは、スマートでデジタルネットワーク化された生産の実装方法を多数のプロバイダーが提示します。ロボットに加え、産業用マシンビジョンシステム、グリッパー、ポジショニングユニット、センサー、電子制御もこの文脈で中心的役割を果たします。見本市はこれらすべての製品群を的確に検討するユニークな機会を提供します。

コボットが作業員を主役に

さらに、automaticaでは別の進化も見られます。現代の自動化コンセプトは作業員を排除せず、むしろ主役に据えます。エクソスケルトンとコボットが従業員の身体的負担を軽減。最大の開発飛躍はコボット分野で期待されます。既存ロボットメーカーがautomatica 2018で画期的ソリューションを提示し、2020年にはさらなる進化が披露されます。例えば、ファナックがミュンヘンで全く新しいコボットを発表予定。ユニバーサルロボット、クカ、安川電機、ABB、シュタウブリなどからも未来志向のHRCソリューションが期待されます。特に注目すべき新規出展者として、ハンズロボット、ハンファプレシジョンマシナリー、テックマンロボット、コンバーチブルロボット、ユアンダロボティクスなどが挙げられます。協働ロボットは実務で定着しつつあります。オペル・アイゼナハでは、ユニバーサルロボット製コボットがエアコンコンプレッサーをエンジンブロックにネジ止め。安全柵なしで作業員のすぐ横で、2分ごとに3本のネジを正確に22Nmで締め付け、人間の同僚はストレスの少ない前後工程を継続。BMWディンゴルフィングでは、クカと共同で、従業員が最大5.5kgのベベルギアを持ち上げ、フロントアクストランスミッションにミリ単位の精度で嵌め込む作業をロボットソリューションで支援。以前は手作業でしたが、今日では感受性ロボット同僚LBR iiwaが支援。細いスチール構造に吊り下げられ、外部センサーなしで、7軸すべてに関節トルクセンサーシステムを搭載し機能します。クカシステムズHRC責任者クリストフ・ホック氏は、「自動車業界でこのようなアプリケーションが大幅に増えるでしょう。バリエーション増大の時代、柔軟なHRCユニットで生産を必要キャパシティに最適適応できることは明確な競争優位です。」automaticaは6月、新たな柔軟性を実践的に実装する方法の徹底した概観を提供します──自動車生産に限らず。
メイン画像：組立ラインなしの柔軟な自動車生産原則は他産業にも適用可能。画像提供：ポルシェコンサルティング