FA(ファクトリーオートメーション)とは?導入するメリット・デメリットを解説!

 2022.03.11  デジタルトランスフォーメーションチャンネル

「FA(ファクトリーオートメーション)」の導入を検討しているものの、その概要についてはよくわかっていない企業担当者の方も多くいるでしょう。本記事ではそのような方に向けて、FAの概要や導入するメリット・デメリットなどについて解説します。

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FA(ファクトリーオートメーション)とは?

「FA(ファクトリーオートメーション)」とは、コンピュータ制御技術を用いたセンサーやロボットなどを活用して、工場での生産工程を自動化することを指します。

これまでにも生産工程でセンサーなどが導入されることはありましたが、精度や制御の問題から、作業者の補助的な役割として位置づけられていました。しかし、コンピュータ制御技術の向上により、従来人間が行っていた不良品検査やロボット制御の位置決めなども、センサーによる判別や、それをもとにした制御が可能になることで、自動化が期待できるようになったのです。

このような技術の進歩により、今やさまざまなモノづくりの現場でFAの導入が進んでいます。また、生産工程で自動化を図り、生産性向上や業務効率化を期待するためには、一部分だけでなく、受注から出荷までのすべての工程で自動化を取り入れることが重要です。近年では、生産工程の一部分を担う産業用ロボットの単体導入だけでなく、FA-LANによる統合システム化を目指す動きも盛んになっています。

FA(ファクトリーオートメーション)の歴史

FAは新しい技術と思われている方もいるかもしれませんが、実はそうではありません。FAの歴史は古く、その起源は1950年代に遡ります。当時は製鉄業や造船業で、圧延機や溶接装置を活用した大量生産が進められていました。その後、1960年代後半になると、工作機械に集積回路を組み込んだ産業ロボットが実用化の運びとなり、米国の企業でロボットアームを用いた材料の搬入や塗装、組み立て作業が行われます。

1970年代後半には数値制御によるNC工作機械が誕生し、世界中の企業で用いられるようになりました。1990年代後半になると、インターネットの導入が進んだことなどにより、製造支援システムのCADやCAM、PLMが普及し、設計と連携した自動化が可能になったのです。

このように、FAは1950年代からエレクトロニクス分野の技術革新とともに、進化を続けてきたといえるでしょう。また、今後もさらなるインターネット技術の向上により、稼働状況に応じた運転計画の立案が可能になるなど、AIやIoTといった最先端の技術がFA化を後押しするといわれています。

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FA(ファクトリーオートメーション)のメリット・デメリット

ここからはFAのメリットとデメリットについて、それぞれ解説します。

FA(ファクトリーオートメーション)のメリット

主なメリットとしては、人件費の削減や生産性の向上、品質の安定などが挙げられます。人件費の削減に関しては、自動化を進めることで雇用者数の削減が可能になるため、給与や残業代など、人材にかかるコストを抑えられます。また、雇用者数を減らすことで、採用コストや教育コストの削減にもつながるでしょう。人手不足に悩む製造業界も、人手を多く確保する必要がなくなります。

生産性の向上については、ロボットの導入により24時間稼働し続けることが可能になるため、人が働く場合と比べて1日の生産量が大きく向上します。疲れによる作業能率の低下の心配もありません。さらに、ロボットが作業することで、一定の品質で生産し続けられる体制が整うため、品質の安定化にも寄与できるでしょう。

人が作業する場合は、作業者によって出来が変わるおそれがあるうえ、高品質のものをつくるまでには時間を要することもあります。ロボットであれば訓練の必要がなく、最初から高品質の製品づくりが可能です。

ほかにも、危険な作業を任せられる点も特筆すべきでしょう。工場業務の中にはケガや火傷につながるような、危険な業務もあります。人が作業することで負傷のリスクを伴いますが、機械を導入すれば、そのような危険な業務を人が担う必要がなくなり、従業員は安心して作業を進められるでしょう。

FA(ファクトリーオートメーション)のデメリット

FAのデメリットとしては、コストが大きい点が挙げられるでしょう。FAを導入することで、まずは導入コストがかかります。機械を導入する場合、種類や導入する数にもよりますが、数百万円以上かかることも考えられます。機械だけでなく、その機械の操作や管理などができる、専門知識や技術をもった人材を確保する必要もあります。自社で育成・採用する以外にも、外注という方法もありますが、どちらにしてもコストはかかるでしょう。

コストに関しては、導入コストだけでなく維持費も必要です。メンテナンス費用をはじめ、稼働に必要な電気代もかかるでしょう。安全に運転し続けるためには、定期的な点検やメンテナンスが重要であるため、ここで妥協はできません。

ほかにも、故障発生時のリスクがある点にも要注意です。機械は同じ品質の製品を一定の速度で生産できますが、誤作動が起こったり故障したりするおそれもあります。誤作動や故障が起こると、生産に伴うすべての作業を止めることになるため、生産性がゼロになるリスクがあるでしょう。

機械の故障を素人が直すことは難しく、誤った取り扱いをすることで二次的な事故につながるリスクもあるため、修理業者に依頼する必要があります。しかし、業者に依頼すると、修理が完了するまで生産を再開できないこともあるので、そのようなリスクを考えて導入を進めることが大切です。

FA化実現に向けて押さえておきたいソリューション

最後に、FA化を実現するために押さえておきたいソリューションをご紹介します。

IoT機器やAIの活用

FAを構築する前に、まずは構築前の自社工場の状態がどうなっているか把握するため、IoT機器やAIを活用して「見える化」を行うことが大切です。自動化のためにとりあえず機械を導入しても、導入効果がよく分からないといった事態になりかねません。そのような事態を防ぐためにも、事前に自社の状況分析を進めることが重要でしょう。

また、全工程のうち、どこから自動化を進めるべきかという問題についても要検討です。まずはIoT機器やAIを活用して、工場の稼働状況や生産実績などのあらゆるデータを集める必要があります。その後、集めたデータをもとに自動化効果の分析や検証をすれば、費用対効果を事前に把握でき、効果的な導入が進められるでしょう。

協働ロボット

「協働ロボット」とは、文字通り人と協力しながら働く、協調性をもった産業用ロボットのことです。従来、工場で導入されてきた産業用ロボットは使用するにあたり、安全柵の設置を要していましたが、この協働ロボットは安全柵の設置を要しません。安全柵の設置が不要になることで、設置場所を問わないほか、人と同じ空間での作業が可能になります。

また、協働ロボットを導入することで、製品や部品の組み立てにおいて、人とロボットそれぞれが得意な作業を担えるため、生産性の向上が目指せるでしょう。さらに、検査作業を協働ロボットに任せることで、検査スピードの向上も期待できます。

AGV(無人搬送車)

「AGV」とは「Automated Guided Vehicle」を略したもので、人に代わって製品を搬送する無人搬送車のことを意味します。AGVはレールや磁気テープなどの走行ルートの設置工事が不要で、スキャニングかCADで走行区画のマッピングをする点が特徴です。

軌道の設置をしなくても走行できるため、レイアウトを変更した場合も走行ルートの変更が容易にできる点や、軌道を設置する場所がない工場でも導入可能な点などが魅力といえるでしょう。

また、運搬の自動化に伴い、配送部門の人員をほかの部門に回せるようになるため、労働力不足の解消につながります。さらに、AGVが在庫の入った棚を移動させることで、スタッフが目的の棚まで移動する手間を減らし、作業効率化や生産性向上も期待できます。

まとめ

FAを導入することで、生産性向上や業務効率化、品質の安定化など、さまざまなメリットが享受できます。FAの導入にあたっては、まず自社工場の現状を把握し、どの部分から自動化を進めるべきか検討することが大切です。そのうえで、今回ご紹介したようなソリューションの導入を進めるとよいでしょう。

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