ファクトリーオートメーション工場をデジタル化するためのステップ・バイ・ステップ・ガイド

人間の視点から見ると、工場の現場はますます孤独な場所になっています。

かつて最も生産性の高い工場は労働者が群がっていたものですが、今日ではその多くがロボットやその他の機械に支配されています。自動化された工場で働く労働者たちは、何か問題が起きたときに監督し、介入する役割を担う少数の人間を除けば、多くの場合、自分たちの判断に任されています。

この記事では、今日の工場における自動化のさまざまなレベル、自動化のメリット、そして最も効果的な結果を確実にするためのアプローチ方法について説明します。

ファクトリーオートメーションは、製造施設内のテクノロジーベースのプロセスが、手作業や人間中心のプロセスに取って代わるデジタルトランスフォーメーションのカテゴリーです。

プロセスが自動化されるシナリオでは、企業は労働リソースを削減するか、他の付加価値活動に集中するために再配置します。

ファクトリーオートメーションは、生産ラインに沿った1つの手作業工程の強化から、人間の関与をほぼ完全に排除する全面的な「ライトアウト」変革の展開まで、幅広いスペクトルをカバーしています。自動化のステップ

1.部分的なプロセスの自動化

自動化の要素は、人間の作業員が担当する工場プロセスに組み込まれています。単純な反復作業は自動化されますが、ワークステーションから出荷されるものの品質保証基準を確保するなど、最終的な結果に対する責任は人間のオペレーターの手に残ります。

2.シングル自動機

ある特定の反復作業を実行するように設計された機械は、自動化プロセスを次のレベルに進めます。このようなタスクには、切断、溶接、梱包などのロボット動作や、コンピュータ・ビジョンを使用した欠陥検出などがあります。

3.自動化された生産ライン

自動化された機械の組み合わせは、それぞれが特定のタスクを実行し、通常はコンベアシステムでリンクされているため、工場現場での人間の関与の必要性をさらに減らします。自動化された生産ラインでは、労働者の役割は、実際の生産工程を遂行することよりも、設備の監督、監視、メンテナンスに集中することにシフトします。

4.完全自動化／エンド・ツー・エンドの自動化

自動化の最も端にあるのは「消灯」または暗黒の製造環境で、完全に自動化されたセットアップにより、人間の入力や監視なしに1日24時間、週7日生産を続けることができます。

ファクトリーオートメーションは、さまざまなメリットをもたらします。自動化に着手する際の優先事項や期待は、その目標によって異なります。しかし、一般的には、自動化のメリットは以下のとおりです：

生産性の向上

プロセスの部分的な変更からエンド・ツー・エンドの変革まで、あらゆる自動化の主な目標は、多くの場合、人間の労働者が生産プロセスに課す制限を減らすことによって生産性を向上させることです。人間とは異なり、機械は継続的に働くことができるため、企業は生産能力を大幅に向上させることができます。

品質と一貫性の向上

生産性の向上だけでなく、自動化されたプロセスの再現性は、多くの場合、人間の労働力を使って生産されたものよりも高い品質と一貫性のある完成品を生産できることを意味します。

廃棄物の削減

また、反復可能性によって計画を改善することができ、無駄を省く機会にもつながります。

コスト削減

自動化には必然的に初期資本支出が伴いますが、上記の利点の組み合わせによる長期的なコスト削減は、工場が自動化ルートを進むための説得力のある理由を提供することができます。生産性と品質の向上、廃棄物の削減による節約だけでなく、効果的なオートメーションは、ダウンタイムとスタッフのトレーニングコストを削減し、さらにコストを削減します。

より安全な労働条件

自動化された工場では、労働者が生産上の危険にさらされることがなくなるため、従業員の安全衛生上のリスクが軽減され、より安全な労働環境と事故関連コストの削減という幸せな組み合わせが実現します。

プロセスの自動化は上記のような多くのメリットをもたらしますが、完全な自動化は愚の骨頂です。過度の自動化が収穫を減少させた顕著なケースの1つは、2018年のテスラのモデル3の生産です。

テスラが電気自動車の垂直統合生産の自動化を主な原動力とする野心的な生産目標を説明した後、イーロン・マスクは同社が生産目標を達成できなかったことから大きな批判に直面しました。

という質問に対し、マスクはテスラが目標生産台数を達成できなかった理由のひとつに、過剰な自動化があったことを認めました。私たちはこのクレイジーで複雑なベルトコンベアのネットワークを持っていました。

ファクトリーオートメーションの潜在的な利点は大きいですが、必要な出費も大きく、以下の要素を包含する強固な戦略を策定せずに自動化を開始しないことが重要です：

目標を理解する

自動化プロジェクトからの投資収益率は、工場全体にどのように適用されるかによって異なり、いくつかのシステムの自動化は、他のシステムよりも強力で即時のROIを生み出します。従って、工場フロアのどのプロセスを最初に自動化すべきかを確立することが重要です。自動化のスペクトルを検討する場合、どのような小さなステップ、例えば単一の自動化機械の導入が、特定のニーズを考慮した上で最高のROIをもたらすかを理解してください。

すべての利害関係者の整合性の確保

自動化計画が立案されたら、組織全体の利害関係者から、このイニシアチブの賛同を得ることが重要です。自動化戦略を支持する根拠は、すべての関係者にとって明確であるべきです。プロジェクトの資本コストを懸念する取締役会は、下流の生産性向上（したがって収益性）が明らかであれば、納得するでしょう。同様に、従業員は、自動化によって雇用が失われることを懸念するかもしれません。しかし、効果的な戦略によって、安全衛生が強化され、従業員が労働集約的な仕事から、自動化された新しいプロセスの監督に焦点を当てた、より充実した役割にスキルアップする機会が得られるかもしれません。

ツールとテクノロジーの評価

必要な自動化の成果を達成するために利用可能なツールやテクノロジーを十分に評価する時間を取りましょう。組織が達成しようとする目標に向かう道のりを、オーバースペックで複雑にしすぎ、その過程で必要以上の出費をしてしまうのは簡単なことです。バランスを正しく取るには、既存の製造システムをしっかりと理解することから始める必要があります。

生産性への影響を測定

自動化イニシアチブの可能性を確実に実現するために、組織の変化の影響を測定するツールに投資してください。デジタルトランスフォーメーションによるROIの全体像を把握するには、長期的な生産性の向上を測定することが重要です。

ファクトリー・オートメーションは、生産性と品質に大きなメリットをもたらすことから、生産のあらゆる分野で避けられないものとなっています。しかし、どのような進化でもそうであるように、効果的に展開するには計画が必要です。

工場の自動化に関する選択肢を検討する際には、テスラや、デジタル・トランスフォーメーション・イニシアチブを過剰に指標化した他の多くの企業の事例のように、「過剰な自動化」が最終的に生産性を阻害する可能性があることを理解してください。

Tulip提唱する Augmented Leanこのアプローチでは、企業は労働力をどのように活用するのが最適かを検討し、データ収集や記録管理などの作業において、テクノロジーがどのようにギャップを埋めることができるかを考えます。このような人間中心のアプローチにより、より持続可能なデジタルトランスフォーメーションが可能になり、継続的な改善の文化が生まれます。

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