産業オートメーションシステム導入の10の主要メリット

オートメーションはインダストリー4.0の鍵となる概念であり、産業企業の間で価値が高まっています。Fortune Business Insightsの発表によると、世界の産業オートメーション市場は2018年に1,570.4億ドルに達し、2026年には2,967.0億ドルに達すると予測されており、ほぼ倍増見込みです。

組織がIoT、人工知能（AI）、ブロックチェーンなどのオートメーションを促進するテクノロジーに関心を持つのは、それらがもたらすメリットがあるためです。多くの面で顕著なメリットをもたらしますが、特に時間とコストの削減において効果的です。

これらのメリットを活用するため、企業は今日産業オートメーションシステムを通じて産業オートメーションプロセスを実行する必要があります。

産業オートメーションシステムとは

産業オートメーションシステムは、プロセス、機械、デバイスをコンピューター制御で制御・監視するシステムで、通常は反復的な機能やタスクを実行します。これらは産業における人的作業を削減・改善するために自動的に動作することを目的としています。

これらのシステムは、製造プロセスにおいて一人が主に行う反復的で機械的なタスクと、その人が行う意思決定を置き換えます。これは論理プログラミングコマンドと強力な機械の使用によって実現されます。

産業オートメーションシステムは組織にさまざまなメリットをもたらします。

産業オートメーションシステムのメリット

Sure Controls、Big Sky Engineering、ブリタニカ百科事典（自動化の利点と欠点の記事）などの各社によると、組織がこの特性を持つシステムを導入する理由は以下のメリットです：

1. 生産性。これらのシステムにより工場と産業プロセスの自動化が可能になり、継続的な大量生産を24時間365日実現。生産性が向上し、組立時間が短縮。

2. 品質。適応制御とさまざまな段階・産業プロセスでの監視により、これらのシステムは人的エラーを排除し、製品の品質と均質性を向上させるのに有用。数時間の連続稼働後もパフォーマンスは低下しない。

3. より高い一貫性。機械とコンピューターは一定かつ継続的なペースで稼働。したがって、オートメーションシステムで管理される自動生産プロセスは、より長い持続時間、安定性、堅牢性を持ちます。

4. 柔軟性。従来の生産ラインで新しいタスクを導入するには、ユーザー教育に数時間から数日を要します。一方、自動化システムでは、ロボットや機械の再プログラミングはシンプルで高速なプロセスであり、生産プロセスにより高い柔軟性を提供。

5. より正確な情報。データ収集の自動化により精度が向上しコスト削減。この精度向上により、経営陣はより良い意思決定が可能。

6. 安全性。人間にとって危険な作業条件の生産ラインでは、ロボットを使用する方が安全。米国では1970年に労働安全衛生法が成立し、職場の安全改善と従業員保護を目的として以来、同国の工場でのオートメーションとロボティクスの推進、オートメーションシステムの活用を促進。

7. コスト削減。産業オートメーションシステムへの初期投資は高額になりがちですが、この技術の導入はデータ分析コストの削減につながります。さらに、自動化されたデータ分析により、機械故障とサービス中断のリスクを最小限に抑制。

8. 労働環境の改善。産業オートメーションシステムを導入した工場の作業員は労働時間が短縮され、付加価値の高いタスクに時間を費やせます。

9. 付加価値の向上。オートメーションシステムにより、従業員は面倒で定型的な機能から解放されます。機械とコンピューターの作業がこれらの機能から従業員を解放すると、会社の他の分野でより付加価値の高いタスクを実行でき、より大きな利益をもたらします。

10. 人間能力の向上。企業がサービス自動化のために導入するシステムは、人間が行うタスクを実行するだけでなく、実在の人間の能力を超える機能を実行可能。サイズ、重量、速度、耐久性など、さまざまな特性で優れています。

産業オートメーションシステムの種類

産業オートメーションプロセスを開始する企業には、導入度合い、製品範囲、生産量に応じて、さまざまな種類のオートメーションが利用可能です。

ハードオートメーション（固定オートメーション）

ロボットや機械が特定の、高度に反復的なタスク、非常に高い生産量向けに設計されているオートメーションプロセスを指します。

これらのプロセスは固定されており変更不可ですが、非常に高速、高精度、安全、高い生産率を実現。

このタイプのオートメーションが産業にもたらすメリットは、大量生産で作業変動が少ないプロセスに最適です。

このタイプのオートメーションは最も経済的です。

ソフトオートメーション

幅広い製品構成に適応するように設計された装置に関連。

プロセスはコンピューターによって制御され、異なる製品に合わせて動作を調整するようにプログラミング可能。

異なる多様な構成を必要とするさまざまな製品を製造する産業に非常に有用。

このタイプのオートメーションはハードオートメーションよりコストが高く、速度は低い。

限定された範囲の類似製品をバッチ生産する設備に特に適しています。

このタイプのオートメーションは、プログラマブルオートメーションとフレキシブルオートメーションの2つに分類可能。

プログラマブルオートメーション

このカテゴリに分類される自動産業プロセスは、システムが解釈するためのコード化された命令セットで構成されるプログラムによって制御されます。

これらのプロセスでは新しいソフトウェアを使用して新製品を生産可能。システムが完全に柔軟であるため。ソフトウェアとハードウェアの両レベルで装置の再構成と調整が可能。

再プログラミングプロセスが複雑で特定の時間を要するため、少量生産の産業での使用を推奨。このためプロセスはバッチで実行されます。

フレキシブルオートメーション

フレキシブルオートメーションでは、短時間で新製品に合わせて機械を構成可能。これにより、あるアイテムから別のアイテムへの構成変更でほぼ時間をロスしません。

このタイプのオートメーションでは、システムの再プログラミングや機械の物理的構成変更に時間を費やさないため、製品を別々のバッチで生産する必要がありません。中量生産での使用を推奨。

フレキシブルオートメーションの導入により、生産が連続的になり、産業プラントが直面するさまざまな製品タイプに適応可能。

産業オートメーションシステム

オートメーションにより工場の手作業の必要性がなくなりますが、機械の監視とメンテナンスのためにオペレーターは依然として必要。一方、産業オートメーションシステムでは、プロセスに人的介入が不要になります。

この意味で、企業がこのようなシステムを導入すると、開始から終了まで人的支援なしで生産プロセス全体を実行可能。

開発される機能に基づいて、さまざまなオートメーションシステムを使用可能：

• 人工ニューラルネットワーク。ニューラル接続を模倣する数学的・計算モデル。これらの生物学的ネットワークと同様に、ネットワーク構造が情報に応じて変化に適応。データセット内の関係分類とパターン識別に使用。用途：メールスパムフィルター、制御システム、システム内パターン認識（レーダー）、音声・文書テキスト、自動金融取引システムなど。
• 分散制御システム（DCS）。これらのシステムでは制御が集中せず、システム全体に拡張。監視対象のシステム部分に応じて制御が拡張。用途：信号機制御システム、石油精製所、発電所。
• ヒューマンマシンインターフェース（HMI）。これらのシステムは機能するために人的介入を必要とします。コンピューターとATMがHMIシステムの例。
• SCADAシステム（監視制御・データ収集）。このシステムは、リモートターミナルユニットに接続されたヒューマンマシンインターフェースなど、他のシステムで構成可能。センサー信号を理解可能なデータに変換して動作。製造現場全体、さらには異なる生産プラントを完全に制御するシステム。分散制御システムと非常に類似。主な違いは、SCADAシステムでは制御がリアルタイムで行われない点。しかし、両システムの境界は非常に曖昧で、類似用途でよく使用されます。
• プログラマブルロジックコントローラ（PLC）。これらはリアルタイムで動作し、産業生産ラインの機械を制御するシステム。PLCは小型のプログラマブルコンピューターで、リアルタイムでプロセスを制御・自動化。複数の入出力信号の制御向けに設計。これらのシステムにはさまざまな用途があり、機械、プラント、産業プロセスなどの運用ロジックを制御するため、用途も多岐にわたります。

産業オートメーションシステムは多様で、さまざまなニーズに対応します。Nexus Integraの支援により、前述のSCADAなどのさまざまな産業オートメーションシステムを通じて生成される製品、機械、生産プラント、企業システムのデータを管理、運用、活用可能。Nexus Integraの場合、これらがリアルタイムで管理されるため、企業がその瞬間に生成する大量データから価値を生み出し、活用できます。