製造自動化の概要

COVID-19 パンデミックの影響が広範囲に及んでいると言っても過言ではありません。製造業を含め、COVID-19 パンデミックの影響を受けなかった業界はほとんどありません。パンデミックの前に、多くのセクターがすでにインダストリー 4.0 の利点を取り入れていましたが、昨年は製造における自動化の劇的な台頭が見られました。

パンデミックと世界的な労働力不足に直面した多くの製造業者は、ロックダウンとソーシャル ディスタンシング プロトコルにより、空っぽの工場や驚異的な勤務シフトを余儀なくされています。これにより、チームの生産性と効率性を向上させながら、雇用の課題を相殺する手段として、生産プロセスにスマート テクノロジー、リモート モニタリング、リアルタイム データ収集、自動化を組み込むことにしました。

製造部門における自動化のメリットは、パンデミックが沈静化した後も持続する可能性が高いです。経験豊富な製造パートナーは、可能な限り自動化を活用することが、競争で優位に立ち、ビジネス プロセスを最適化するための鍵であることを知っています。この記事では、自動化が製造業界でどのようなものになるかを探り、自動化の力を知っている製造会社と提携することの主な利点を強調します。

製造自動化の主な形態

製造における自動化の主な 3 つのタイプは、固定、柔軟、およびプログラム可能です。

自動化の修正

固定自動化、または「ハード自動化」は、通常、大量のニーズと設定タスク専用の特殊な機器を備えた生産環境で実装されます。一般に、ほとんどの固定自動化ソリューションは個々のマシンに展開され、マシンが実行する一連の操作は事前に設定されており、有限です。

一定の自動化は、同じ部品を大量に製造するのに理想的です。これは、生産量が多いため、設備やプロセスの切り替えが経済的にできないためです。固定自動化システムを変更するには、多くの場合、機械をシャットダウンし、エンジニアが手動でツールを交換する必要があります。このダウンタイムにより、生産コストと時間が大幅に増加します。そのため、少量生産、寸法や機能が変化する部品、およびライフサイクルが短い部品は、固定自動化よりもプログラム可能な自動化システムに適している傾向があります。

固定自動化ソリューションの例には、自動組立機、機械搬送ライン (自動車製造でよく使用される)、マテリアル ハンドリング コンベア システム、塗装またはコーティング プロセスなどが含まれます。

プログラム可能な自動化

プログラム可能な自動化システムにより、電子制御を使用して機械の構成と操作を調整できます。これにより、チームはマシンと操作シーケンスを再プログラミングすることで、バッチで部品を作成できます。 CNC (コンピューター数値制御) マシンは、プログラム可能な自動化の一般的な例です。

プログラム可能な自動化の利点は、設備が最小限の工具交換で幅広い部品を製造するように特別に設計されていることです。これにより、バッチ数量をバッチごとに数十個から数千個まで変えることができます。

柔軟な自動化

柔軟な自動化システムは、プログラム可能な自動化の拡張です。これらの適応性の高いシステムには、部品加工機 (通常は CNC 工作機械)、マテリアル ハンドリング システム、中央コンピューター制御システム、および人間による入力の 4 つのコンポーネントがあります。これらのシステムは、マテリアル ハンドリング システムを介して複数のマシンをリンクし、人間のオペレーターがコンピューター コードまたはヒューマン マシン インターフェイス (HMI) を介してコマンドを入力することで、集中制御ボードから生産と運用を管理できるようにします。固定システムと柔軟システムの主な違いの 1 つは、後者が複数の部品を同時に処理するのにより適していることです。

柔軟な自動化システムへの入力がジョブごとに変化することを考えると、これらのシステムはネットワーク化されていることが多く、これによりリモートでの監視と制御が可能になり、コントローラーとマシンの間の物理的な近接が不要になります。柔軟な自動化システムは、手作業による介入を必要とせずにツールの切り替えを自動的に実行できますが、部品の生産を同様のツール セットで生産できるものに制限する必要があります。柔軟な自動化は、少量から中量の生産、製品の多様性が高いジョブ、および需要の変化が予想される状況に適しています。

柔軟な自動化システムは、化学処理や、鉄、鋼、アルミニウムなどの一般的な金属の製造で一般的に使用されています。

製造における自動化の利点

自動化は製造業者に幅広いメリットをもたらし、それがクライアントやパートナーにも波及します。

ロボティクスと自動化により、パーツ間およびジョブ間ではるかに高い効率と一貫性を実現できます。また、自動化されたソリューションは、手動操作の必要性を最小限に抑え、同時に労働力の生産性を向上させることで人件費を削減するのにも役立ちます。この組み合わせは、部品コストを削減し、生産スケジュールを短縮することで、顧客に有利に働きます。

それだけでなく、より効率的なプロセスとより短いタイムラインにより、製品チームは製品の設計と生産により多くの時間を割くことができ、その結果、より高品質の部品が得られます。自動化は、材料の無駄を最小限に抑え、製造プロセスから人的エラーを排除するのにも役立ち、最終的に生産プロセスの安全性を向上させます。

最後に、一部の製造プロセスは、実際には手作業では実行できません。ラピッド プロトタイピングと集積回路製造は、手作業では達成できない幾何学的要件と公差要件に依存する多くのプロセスの例であり、これらのケースでは自動化が不可欠です。

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自動化システムを生産に組み込むことの大きな利点を考えると、製品チームは、部品設計、機械操作シーケンス、およびその他のプロセスを最適化するための適切なツールとソリューションを備えたメーカーと提携する必要があります。

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