星に願いをかける前に寝る

工場の自動化とは、工場内における生産に関わる各工程を、システムやロボットの導入によって自動で各工程を行えるようにすることです。

工場の自動化は、ハードウェアによる自動化とソフトウェアによる自動化の2種類が主となります。


ハードウェアによる自動化
まず、ハードウェアによる自動化とは、人間に負荷のかかる運搬作業や疲労の激しい単純作業をロボットで代替することです。具体例として、ベルトコンベアーによる搬送や垂直多関節ロボットによる作業の自動化などが挙げられます。これにより、重たいものを運ぶ運搬作業や疲労が積み重なる単純作業などをロボットに代替してもらうことで作業者の負担を軽減することが可能となります。


ソフトウェアによる自動化
ソフトウェアによる自動化は、生産システムや人工知能などを導入し、手作業で行っていた作業を代替することです。具体例として、センサーにおけるデータ解析の自動化などが挙げられます。これにより、人間では感知できない異常の検知や下すことのできない高度な判断などが可能となるだけでなく、従業員をサポートしてくれる機能も搭載できます。

工場の自動化では、ハードウェアとソフトウェアの両方を融合して実現していく必要がありますが、アナログ的な業務の多い日本の工場で自動化を進めていくのは決して簡単なことではありません。しかし、工場の自動化は日本の問題点を解消しつつ工場の生産性も高めることができる革新的な試みです。

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垂直多関節ロボットは、その高い自由度、精度、柔軟性からさまざまな業種で活用されています。以下に主な業種を挙げます。

自動車業界
自動車部品の組み立て、溶接、塗装などの作業に使用されています。

電子機器製造業
電子部品の取り付け、検査、組み立てなどの作業に利用されます。


医療機器製造業
医療機器の組み立て、検査、包装などのタスクに使用されることがあります。

食品加工業
食品の梱包、仕分け、検査などの作業に適用されています。

化学・製薬業界
試薬の取り扱いや実験装置の操作など、精密作業が必要な場面で利用されます。

金属加工業
金属部品の切削、研磨、溶接などの作業に適しています。


印刷業界
印刷物の梱包や仕分け、検査などの作業にも使用されます。

ロジスティクス業界
倉庫内での荷物の仕分けやピッキング作業に活用されています。

これらの業種以外にも、垂直多関節ロボットは多様な用途で活躍しており、生産効率の向上や労働者の負担軽減に貢献しています。また、研究開発や宇宙開発、農業分野など、新たな応用分野が開拓されている状況です。

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（１）運用コストがかかる
介護ロボットは運用コストが高いです。介護ロボットを導入するためにまとまった金額が必要ですし、導入後の維持費も発生します。中には、リーズナブルな機種はありますが、自社のニーズにマッチしていなければ導入する意味がありません。

運用コストに割く予算がない小さな施設など、コスト面がネックになって、導入したくても導入できずにいるところもあるでしょう。なるべくコストをかけずに介護ロボットを導入できるように、レンタルサービスを行っている業者もあるので、運用コストを抑えたい企業はレンタルでの導入を検討してみてください。


（２）収納スペースが必要となる
介護ロボットは大型なものが多いので、収納するためのスペースが必要です。特に非装着型や自律支援型のタイプは、要介護者を支えたり動かしたりするため、装着型と比べて大きくなります。

また、自走型のセキュリティロボットの場合は、自分で収納場所まで戻るので、収納場所も限られるのです。ある程度のスペースを用意しなければならないので、導入する介護ロボットの大きさや収納方法をチェックして、問題なく活用できるか検討しておく必要があるでしょう。


（３）臨機応変に作業ができない
臨機応変に作業ができない点も介護ロボットのネックな部分です。ロボットは、設定された動きしかできないため、突発的な対応や複雑な作業は難しい場合があります。

単純作業や一定の作業を任せる分には問題ありませんが、認知症の症状がある人を対応する場合など、状況に応じて対応が変わるシチュエーションでは、人間が行った方が効率がよいこともあるのです。したがって、業務効率が向上するように、介護ロボットと人間が行う業務を分担して、協力しながら作業を進めましょう。

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（１）人手不足を解消できる
調理ロボットを導入することで、人手不足を解消できる点が大きなメリットです。料理を提供するには、まず調理する人と接客をする人が必要ですが、お店の規模が大きくなるほど必要となる人員は多くなります。

しかし、労働人口の減少や仕事の多様化により、各店舗で十分な人員を確保することが難しくなっており、人手不足に陥っている店舗も増えているのです。そこで、調理ロボットを導入することで、調理に必要な人員を減らすことができ、各店舗の必要人員を削減することが可能です。


特に、競合店が多く従業員の取り合いが激しい地域や、もともとの人口が少ない地域で、人手不足問題の解消の足がかりとなるでしょう。人材が集まらなくて困っている企業は、今後の少子化による労働人口減少を見越して調理ロボットを導入するのも効果的です。

（２）業務の効率化ができる
調理ロボットは単純作業を休みなく繰り返すことができるので、人間が行うよりも業務が効率良くなります。人間の場合は、集中力が切れると作業スピードが落ちたり、人為的ミスが発生したりするので、長時間作業を行うためには合間に休息が必要です。


ロボットよりも無駄になる時間が多いので、1日の生産性を考慮すると、調理ロボットの方が業務を効率化させるのに適しています。調理ロボットに単純作業を任せることで、空いた人手を接客や清掃に回せるため、店舗としてのクオリティを高めることが可能です。

従業員が働きやすい環境を整えることもできるので、労働環境の改善を図りたい企業は調理ロボットを導入してみましょう。

（３）商品のクオリティが安定する
調理ロボットは常に同じクオリティに仕上げるので、料理の品質が安定します。日頃から料理をしている人と初めて包丁を扱うような人が同じ料理を作っても、味にバラつきが生まれるように、人間が調理をすれば、調理者のスキルによって料理の質に差が生まれるものです。

調理者のその日のコンディションによって、料理の質も変わることもあるので、常に同じクオリティを保つことは難しいといえます。その点、調理ロボットは、材料の質によって出来が変わる可能性はありますが、調理の質に関しては常に一定に保つことが可能です。

チェーン店など、各店舗での料理の完成度を統一したい企業などは、調理ロボットの導入を検討してみてはいかがでしょうか。
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エンドエフェクタには、さまざまな種類があります。

製品の扱い方による違い
製品を掴むエンドエフェクタは、対象物の取り扱い方の違いにより把持方式・吸着方式に分類されます。また、その中でも動力の違いで細分化されています。

把持方式
把持方式は、製品を把持する数本の爪と爪を開閉するための指がついているエンドエフェクタです。扱う製品の形状や材質に合わせて爪の本数や材質を変更することで、さまざまな製品を把持することが可能です。


一般に2本の爪の間にワークを挟む構造のタイプが主流ですが、円柱形のワークを把持しやすい3本爪のタイプもあります。
指を開閉する際の動力はモータで行う電動方式、エアーで行うエアー方式に分類されます。把持方式の動作は次項で説明する吸着方式と比べて遅くなります。

電動方式は、把持位置の繰り返し精度が高く、対象物の材質に応じた把持が可能です。エアー方式は、小型・軽量でありながら高い把持力を実現できるため、ロボットのサイズダウンや省スペース化に繋がります。


吸着方式
吸着方式は、把持方式と並んで代表的な方式で、真空圧やマグネットによる吸着力で製品を把持します。吸着方式は把持方式に比べて、軽量から重量のある製品まで対応できます。また爪を動かす時間が必要ないため、高速で動作可能です。一方で、吸着する面は平面である必要があるなど、扱える対象物の形状に制約があります。
吸着の方式には主に真空（バキューム）方式とマグネット方式があります。

真空方式は、真空圧を使用するため平坦で穴のない製品が対象です。他の方式に比べ高速での動作が可能で、吸着部を増やすことで高い把持力を実現します。一方で、繰り返し把持の精度は低く、吸着する対象物の特性次第では、吸着痕が残ってしまう場合があります。

マグネット方式は、磁力を使用するため鉄など金属製の対象物に限定されます。磁性体であれば、形状は問わず吸着可能です。磁力方式の把持精度や動作速度は、磁力や対象物、環境などにより異なります。

専用ハンドと汎用ハンドの違い
エンドエフェクタは専用ハンドと汎用ハンドという違いもあります。特定の対象物しか把持できないもの、特定の作業だけに対応しているものを「専用ハンド」、色々な対象物に対応するものを「汎用ハンド」といいます。
専用ハンドは、対象物に合わせて設計されるため着率（対象物をつかめる確率）を高めることが可能です。一方で、設計のコストや、対象物が変更される場合に交換の手間が発生する点がデメリットとなります。

専用ハンドに分類されるのは、生産工程で必要な製品の研磨、把持、ネジ締め、溶接、塗装など、特定の工程に特化した機能を持つエンドエフェクタです。そのほかに、電動ドライバ、はんだごて、切削・加工・研磨用ツール、塗布・充填ツールなども含まれます。
汎用ハンドは、さまざまな対象物の把持、把持と加工など複数の機能を行うことが可能なエンドエフェクタです。専用設計が不要なためコストを抑えることが可能であり、対象物が変わっても交換の手間が必要ない点はメリットです。一方で、専用ハンドに比べると着率など作業精度が劣る点はデメリットです。

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