現代製造業における手動加工の重要性：次世代育成の基盤

手動加工の未来は？ 今日の次世代機械オペレーター、CNCプログラマー、プロセスエンジニアの教育に、手動加工はどう活かされているか？ 異なる地域の製造プロフェッショナルと指導者に聞きました。

手動製造は将来も存続するのか？ 基礎を学ぶ上で、取材したすべての業界プロフェッショナルが「依然として不可欠」と答えます。

自動化が製造の中心になりつつある中、技術スキルが主導的役割を果たすのは確かです。しかし、物理的な部品作り、機械の能力、プログラミング・モデリングソフトウェアの間には、依然として手動実践の理解を必要とするダイナミクスが存在します。

では、将来変わるのか？ 業界アナリストは、自動化が長期的に職務機能と役割を変えると予測します。

「現在実証されている技術を適応させるだけで、職業の5%未満が完全自動化可能だ」とMcKinseyは「人間＋機械：製造業における自動化の新時代」で指摘。「しかし、約60%の職業で、構成活動の30%以上が自動化可能だ。つまり、現行技術の適応・統合だけで、大多数の職業が少なくともある程度変化する。」

工業専門学校、4年制大学、メーカー自身も適応を急ぐ一方で、今日の現実に足をつけています：人は依然として製造の中心です。熟練労働力への需要は、機械プログラミングを含む技術スキルと、機械内部での部品作りに関する重要な知識という、ハイブリッドなスキルセットを要求します。これは自動化がプロセスを絞り込み、ギャップを埋める助けになっても、決して消えません。問題解決者は常に必要であり、問題は機能と結果の確かな理解があってこそ解決できる、と専門家は言います。

必要なスキルをどう確保するか？ 「今年のMFG Day：スキルギャップを縮め、アプレンティスを採用せよ」をお読みください。

手動フライス盤を活用した基礎教育

アイオワ州立大学工業製造プログラムの講師、ジョー・ヴァンストロム氏は12年間のプロフェッショナル教育経験を持ち、部品作りと機械の仕組みの基礎学習を強く支持します。

「全学生に段付きシャフトの外径削りをさせます」とヴァンストロム氏。「工具、ワーク、機械能力のダイナミクスを理解しないと、まともな部品ができるまで大量の工具を折ることになるからです。一皮むく加工や端面加工の感覚を掴ませるためです。」

機械のスループット性能限界や、異なる工具長への対応力、その他の部品加工特性を理解することも重要です。学生とアプレンティス機械技術者が、機械の仕組みと手作業での部品作りをより深く理解すれば、より大型・高度なCNCマシンでプログラミングしツールパスを設計する際に必要なパラメータを、より容易に把握できるとヴァンストロム氏は説明します。

ロサンゼルスのエルカミノカレッジでコミュニティ・学生支援学部長を務めるホセ・アナヤ氏も同意見です。今の学生は視覚重視で、3Dモデリングとコンピューター、積層造形3Dプリンティングに惹かれますが、部品を作り、手で工具を使う経験が、製造技術者になる第一歩として本当に重要だとアナヤ氏は言います。

「基礎を知らなければなりません。でも、より高度な機械と自動化への道筋で学生を導きます。」

その一環で、エルカミノカレッジでは協働ロボット（コボット）とロボティクスによる「ピックアンドプレイス」作業、その背後のプログラミングとプロセスエンジニアリングの管理を学生に教えています。メーカーもアプレンティスと新卒採用にこれらのスキルを求めており、アナヤ氏は語ります。同校はノースロップ・グラマンなど南カリフォルニアの多数の航空宇宙企業と、Aero-Flexプレアプレンティスシッププログラムで提携しています。

「経験を積めば、オペレーターは機械の『音』を聞き分けられるようになります」とヴァンストロム氏。「工具摩耗時やクーラントpH濃度の変化などで『機械の音がおかしい』と気づける。これらはオペレーターが機械の仕事を最大限引き出す理解につながります。」

根本的に、これらのプログラムは、学生が「良い切りくずを作る方法」「工具を長持ちさせる方法」「良好な仕上げ面を得て特定する方法」を理解することを目指しています。

製造自動化とソフトウェアは物事を「簡単にしすぎ」ているか？

製造ソフトウェアと自動化は、物事を単純化し、ボタン一つで完結させすぎているか？ 時にはそう見えますが、テクノロジーが「有用」であることと「過剰」であることのバランスがあります。

「はい、でもそれは良いことでありポジティブです」とアナヤ氏。「しかし、その錯覚は『自分が何をしているか、ソフトウェアの裏側で何が起きているかを理解する必要がある』という点にあります。」

生産性ソフトウェアと自動化が常に正解とは限りません——自社の正確なビジネスニーズに適切に適用できなければ。好例：エルカミノカレッジの製造パートナーの一つ、カリフォルニア州ガーデナの小規模航空宇宙メーカーが、ニーズを満たさないソフトウェアを購入し、手動作業に戻りました。エルカミノと協力し、正しい適用方法を見つけ、最終的にうまく機能させました。しかし、プロセスを正しくするには再考と努力が必要でした。

「ソフトウェアは物事を良くしていますが、『簡単にしすぎ』ているとは思いません」と、ヤング＆フランクリンとタクテアの2部門で製造エンジニアリングスーパーバイザーを務めるカイル・ラッテンハウアー氏。両部門は発電と航空宇宙向けの流体制御部品を製造。25年以上の製造経験を持ちます。

「ソフトウェアは必要な接続手段です。でも、この現場には私に反対する人もいます……20年同じやり方でやってきて、ソフトウェアと自動化が自分たちを置き換えるわけではないと理解できない人たちが。」

なぜ使うのか？ ソフトウェアと自動化プラクティスを使う方が効率的だからです。より複雑な形状を、ずっと簡単に、合理的に加工できます。

「機械を理解すれば、ワンオフ部品を精密に作る自由度が格段に高まります」とラッテンハウアー氏。「以前なら1部品に数週間かかりました……セットアップが多すぎたのです。特に航空宇宙側では、彫刻的形状、ブレンディングが多すぎました。」

それに、今日の一部部品はCNCマシンなしでは作れません。手動では届かないR形状があるのです。

手動加工と自動化加工、あなたの経験はいかがですか？ 同業者と共有しましょう。