カスタムオートメーション機器:ロボティクスが製造業を変革する方法

カスタム自動化機器:ロボティクスが製造業を変革する方法

自動化とロボット工学は、人類の歴史では比較的新しいものですが、私たちの日常業務に不可欠な要素になっています。自動ドアから手術用ロボットまで、これらの技術はほぼすべての業界に殺到しています。自動化機器は製造業にとって特に刺激的であり、新しいシステムはより包括的な自動化ソリューションを提供します。製造業におけるロボティクスの未来を取り巻く興奮を理解するには、産業オートメーションが何を意味し、どのように開発され、現代の製造業に何を提供するかを理解する必要があります。

産業オートメーションとは

フォードモーターカンパニーのエンジニアリングマネージャーである D.S. ハーダーは、1946 年に「自動化」という言葉を作り、かつて自動車生産ラインで人間が行っていた作業を機械が完了することを説明しました。この用語は、時間の経過とともにわずかに進化し、人間の介入なしにフィードバックに応答して特定の事前に決定されたプロセスを実行するテクノロジーを指すようになりました。自動化は機械化と混同されることがよくあります。機械化は人間の労働を機械に置き換えることを指しますが、自動化には通常機械化が伴います。

製造業では、産業オートメーションとは、製造環境でプロセスを完了するコンピューターまたはロボットベースの制御システムの使用を指します。自動化された製造システムは、工場内で稼働し、マテリアルハンドリング、加工、組み立て、および検査を含む操作を完了します。これらの義務は以下で簡単に説明されています:

資材の取り扱い: これらのタスクは比較的単純で、ロボットが材料をある場所から別の場所に移動するだけです。これには、機械の積み降ろし、コンベアベルトの移動、資材の手配などが含まれます。
処理: 名前が示すように、このタスクには、ロボットが事前に決められたプロセスを実行して、通常はツールを使用して部品を変更することが含まれます。これには、溶接、スプレー塗装、研削、研磨などの作業が含まれる場合があります。
組み立て: 組み立てとは、部品を並べて固定し、製品全体を完成させることです。人間の労力を削減し、生産速度を向上させるために、組み立てプロセスでロボットがますます使用されています。
検査: 検査とは、製品が仕様を満たしているかどうかを判断するために、製品全体を視覚的に評価することです。この分野ではロボットがますます使用されており、センサーを使用して人間よりも迅速かつ徹底的に部品を仕様と比較しています。

製造におけるロボットによる自動化のポイントは、人間の介入を減らして幅広いタスクをカバーすることです。産業用ロボットシステムが高度になればなるほど、そのシステムに関与する人間の関与は少なくなります。

自動化の歴史

自動装置のアイデアは何世紀にもわたって存在しています。自動機構に関する最初の既知の説明は、紀元前 1 世紀にギリシャの技術者、アレキサンドリアのヘロンによって作成されました。彼は、蒸気動力システムを使用してドアを自動的に開くというアイデアを作成しました。この設計は支持を得ることはありませんでしたが、バグダッドのハリフは、このアイデアや他のアイデアを 9 世紀に編集した「巧妙なメカニズムの科学」に含めました。このテキストは、暗黒時代に多くの進歩が失われたにもかかわらず、その後の数世紀にわたって自動化の可能性を探求するためにアラブ世界で使用されました.

ルネサンス期には自動化への関心が再び高まり、ハリフのテキストはこのトピックを探求するための基礎となりました。この本は、レオナルドダヴィンチを含む多くのルネッサンス期の科学者や思想的指導者にこれらのアイデアに取り組むよう促し、18 世紀にスイスの職人によるオートマトンの作成に至りました。これらの自動人形は、主に娯楽と美的魅力の源として機能する単なる動く人形でしたが、現代の自動化への最初の足がかりでした.

ダ・ヴィンチやその他のルネッサンス期の科学者たちのアイデアは、産業革命の発明者たちにさらに影響を与えました。これらの発明者は、機械に目を向け、自動化の可能性を探ることで、生産に対する需要の増加に応えました。これらの発明者の中で最も注目に値するのは、ロボットボートを含む多くのロボットモデルを発明したニコラテスラでした。しかし、これらのアイデアは、20 世紀になるまで産業環境で完全に実現することはありませんでした.

製造業における自動化ロボットの近代史

20 世紀におけるロボットの最初の探求は、芸術の分野でした。 1921 年にプラハで初演された「ロッサムのユニバーサルロボット」という劇では、ロボットが人間の仕事を完了し、反乱を起こして地球を破壊しました。この劇はロボットに対する恐怖を引き起こし、それは根強く残っています。しかし、これは他の人がアイデアを取り上げてさらに探求することを止めませんでした.最も有名なのは、アイザック・アシモフがロボット工学の広範な使用の潜在的な影響について広範囲に書き、今日でも使用されているロボット工学の基本法則を開発したことです。実際、アシモフの作品は、最初の自動化された産業用ロボットを開発した発明者に影響を与えました。

ジョージチャールズデボルは 1954 年に最初の産業用ロボットを発明し、その後、アシモフファンで起業家のジョセフ F. エンゲルバーガーと提携して、ロボット工学会社 Unimation を設立しました。彼らが作成したロボット、Unimate は単純な片腕ロボットでした。 1961 年にトレントンにあるゼネラルモーターの工場にダイカストマシンとして最初に設置されました。そこから、ロボットアームは複数の業界で勢いを増し、基本的なマテリアルハンドリングと処理を行いました。

産業用ロボットアームは 1960 年代から 1970 年代にかけて進化を続け、コンピューターや集積回路などの新しい技術とともに進歩しました。これらのロボットは、重くて危険な、または単調な作業のために人間に取って代わることができ、1970 年代の終わりまでに、ロボット工学への調査と投資が急増しました。 1980 年代には、主に不適切な分割払い、製造エラー、およびいくつかの工場に損害を与えたその他の問題により、ロボット工学の採用が大幅に減速しました。最終的に、ロボット工学の使用が回復し、センサーの発明と統合により、ロボット工学が 21 世紀に広く使用されるようになりました。

産業オートメーションの長所と短所

自動化は多くの産業環境で採用されており、その理由を理解するのは難しくありません。自動化ソリューションは、製造会社に幅広い利点をもたらします。これらの利点のいくつかについて、以下で詳しく説明します。

1.生産性の向上

最も生産的な従業員でさえ限界があり、従業員には睡眠、休日の祝祭、家族と過ごす時間が必要です。ロボットについても同じことが言えません。工場では人間の従業員が 24 時間 365 日稼働するために 3 シフトが必要ですが、ロボットは休息やシフト変更なしで同じことを達成できます。さらに、ロボットは 1 日を通して疲れたり注意力を失ったりすることがないため、高いレベルの速度と精度を維持できます。これらの要因は、製造プロセスに産業オートメーションソリューションを導入することで、企業が生産性の大幅な向上を達成できることを意味します。

2.リードタイムの短縮

自動化により、顧客が注文してから製品が配達されるまでの時間を短縮できます。人間の労働者が最初から最後までプロセスを完了するのを待つ代わりに、自動化された機械は同じタスクをより短い時間で完了することができます。これにより、企業は競合他社を打ち負かすことができます。

3.高品質

人間の労働者を雇用する場合、ヒューマンエラーは常に問題になります。人間は精度に限界があり、1 日を通して疲労して注意力を失い、高レベルの精度を維持する能力が低下する可能性があります。ロボットは同じ問題に遭遇しません。プロセスを自動化することで、企業は生産においてより高いレベルの精度と均一性を実現し、全体的な製品品質を向上させることができます。

4.廃棄物の削減

精度が高いほどミスが少なくなり、ミスが少ないほどスクラップが少なくなります。人間の労働者がミスを犯すと、部品が廃棄されたり、材料が無駄になったりする可能性があります。自動化されたロボット装置は、この種のミスを犯さないため、無駄が少なくなります。これは、自動化された機器を使用する企業の材料費の削減にも役立ちます。

5.高い柔軟性

組み立てラインでプロセスが変更された場合、変更を行うには人間のトレーニングが必要になる場合があります。従業員が新しいプロセスをすぐに習得できたとしても、トレーニングに 1 日のうち何時間もかかり、生産性が失われる可能性があります。一方、ロボットは、プロセスを変更するためにプログラミングを変更するだけで済みます。その結果、自動化によって製造プロセスが大幅に柔軟になり、変化に適応できるようになります。

6.より高い情報の精度

最新のロボティクスと制御機器は、重要なプロセスで自動データ収集を実装し始めています。この種のデータにより、メーカーはプロセスの維持と大幅な改善に役立つ重要な生産情報を収集できます。このタイプのデータ監視は、マシンに問題が発生し、メンテナンスが必要な時期を特定するのに役立ちます。また、製造プロセスのボトルネックを特定するのにも役立ちます。つまり、データ収集は意思決定者に事実を提供し、プロセスについて十分な情報に基づいた決定を下せるようにします。

7.安全性の向上

通常、産業用自動化は、反復的、危険、または危険または扱いにくいツールを使用するジョブを実行するために使用されます。これらの要因はすべて、労働者の危険を増大させます。繰り返しの作業は作業者を退屈させ、注意力を失い、重要な安全手順を見落とす可能性があります。一方、重くて扱いにくい工具は、落としたり、取り扱いを誤ったりして怪我をする可能性が高くなります。産業用オートメーションがこれらのタイプのタスクを引き継ぎ、従業員にとって生産ラインをより安全にします。これは、米国の 1970 年労働安全衛生法 (OSHA) により、労働者の安全が企業の主要な関心事の 1 つとなっているため、特に重要です。実際、OSHA は、産業環境で自動化を採用するための主要な推進力の 1 つです。

8.人件費の削減

人的労働にはコストがかかります。従業員のトレーニング、医療、労働者の報酬、ボーナス、年金、有給休暇、休暇の間で、従業員は企業に多額の費用を負担させる可能性があります。質の高い人材への投資は常に必要ですが、企業は自動化によって人件費を削減または再配分することができます。自動化は、時間のかかる反復的なタスクをすべて効果的かつ効率的に処理し、人間がこれらのタスクを引き受ける必要性を減らします。その結果、必要な従業員を減らすか、従業員を社内の他の場所や専門分野に再配置する権限が与えられる可能性があります。

9.人手不足の緩和

工場で人間の労働力に依存している多くの企業にとって、休日、病気、または経済的原因による労働力不足は深刻な問題です。ただし、ロボットは病気になることはなく、会社を辞めることもありません。これは、自動化された機械を使用する企業にとって、労働力の可用性がより安定していることを意味します。

10.運用コストの削減

上記の利点が組み合わさって、自動化を使用する企業の収益が向上し、運用コストが削減されます。人件費と材料費が削減されると、生産に伴う間接費が削減され、製品の品質と生産数が向上することは、より多くの高品質の製品が生産および販売されることを意味します。特注の自動機械に必要な定期的なメンテナンスを考慮しても、自動機械が提供するコスト削減と利益改善に比べれば見劣りします。

これらの利点により、製造における自動化ソリューションは非常に望ましい選択肢になります。ただし、これらの利点は印象的ですが、他の要因が欠点と見なされる場合があります。

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1 つ目は、自動化の実装に関連する初期投資です。ロボットによる自動化装置は、それ自体が非常に高価ですが、カスタマイズや設置の費用を含めるとコストが上昇します。

第二に、企業はこの新しい機器を適切に使用する方法について従業員をトレーニングするために時間とお金を費やす必要があります。

最後に、労働者の配置転換は、自動化に関して多くの人が議論する要因です。労働者はしばしば再訓練を受け、より安全な労働環境に配置されますが、機械のせいで仕事を失うと、特に地理的な移動が必要になる場合は、精神的ストレスを引き起こす可能性があります。 .

製造業におけるロボティクスの未来

産業用ロボットは、現代の製造業において重要な役割を果たしていますが、関連する技術は進歩し続けています。たとえば、人工知能は、産業用ロボットの能力を向上させ、ロボットが学習、推論、問題の解決、さらには言語の理解を可能にする次の革新的なテクノロジーであると期待されています。この性質の人工知能により、製造ロボットは高レベルの指示を伝達して受け入れ、さらには口頭で命令を受け取ることができるようになる可能性があります。

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自動化は、特に製造業における現代世界のやり方です。自動化された機械が提供する数多くの利点により、多くの製造会社にとって自動化は論理的なステップとなり、既存の自動化を行っている多くの企業は、競合他社に追いつくために高度なオプションを検討することを選択しています。ただし、企業の自動化統合を成功させる鍵は、カスタムソリューションです。あなたの会社が製造用のカスタム自動化機器に関心がある場合は、RG Group がお手伝いします。

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