質問: 自働化レベルの診断について 生産ラインの自働化領域の拡大を施策に掲げ、難作業であったり、検査の自働化開発を推進しています。ただ、各工場のものつくりの形態は様々でありどこがゴール地点なのか、どの領域を目指せばよいのかなどなど、自働化開発の取り組みが的を得ているのか疑問視される場面が増えて来ています。 そこで、このラインは自働化レベルが◆だから、自働化レベル■まで上げる必要があるよって、この自働化設備開発が必要という形で示せたらと考えていますが、自動化レベルの定義をどうしたらいいのかが解らず、困惑している次第です。ネットの記事を探しても「これ!」というのが無く、同じような悩みで具体的な取り組みをしているようなケースがあれば、是非ご紹介いただければ幸いです。以上よろしくお願い致します。
回答: はじめまして 春山技術士ce事務所の春山と申します。 私は自動化のレベルを5段階に分けています。 レベル1: 電気やエアーが作業を支援している。 レベル2: 作業自体を自動化している。 レベル3: 作業+材料供給・ワーク搬送を自動化している。 レベル4: 見える化(設備データを取得し一元管理) レベル5: 工場間データ連携 順に説明していきます。 【レベル1】作業支援 ねじ締め作業を考えます。 普通のドライバーを使い手作業でやっているところに、電動ドライバーを使えば作業が楽になります。電気(モーター)を使った作業支援です。 また、圧入作業を万力を使ってやっているところに、エアープレスを導入すればやはり作業が楽になります。エアーを使った作業支援です。 【レベル2】作業自動化 電動ドライバーを使って10本のねじを手作業で締めているところを、x-y-zの3軸ロボットに置き換えることで作業自体が自動化できます。 ねじの補充やワーク(ねじ締対象)のセット、いわゆる段取りは手作業で行います。 【レベル3】搬送自動化 3軸ロボットで自動ねじ締めを行う工程で、前工程から後工程までを搬送設備でつなぎ、自動でワークが搬送されるようにします。 搬送装置とはコンベアやagvです。 搬送系を自動化するためには前工程と後工程の進捗を工程間で共有させる必要があります。 【レベル4】情報収集自動化 設備同士をネットワークでつなぎ、設備情報を自動で収集して1元管理します。 iot化と言ってもいいでしょう。 この時に取得すべき情報は4種類です。 *本題と外れるため詳細は省き、項目だけ記載しておきます。 1.生産管理 (生産予定・進捗・実績) 2.生産能力 (稼働率と可動率) 3.品質データ(歩留まり、寸法や圧力・電流など製品の管理値) 4.保全データ(稼働時間、異常検知) 【レベル5】情報共有と判断の自動化 全工場をネットワークでつなぎ確認できる状態。 月例報告などで生産状況を確認せずとも、リアルタイムにどこからでも情報が見える状態。 また、収集したデータを解析し次のアクションを自動で判断できる。 *レベル2作業自動化とレベル3搬送自動化は入れ替わるパターンもあります。 各レベル実現に必要な技術キーワードを挙げておきます。 レベル1:動力(電気、エアーなど) レベル2:制御技術(plcなど) レベル3:制御技術(plcなど)、通信技術(工程間連携) レベル4:iot、(ai) レベル5:iot、ai 以上のレベル1~5を「会社の状態」と「ラインの状態」の2つで評価する必要があります。 ここで工場をa、b、cの3か所にもつ会社を考えてみます。 ◆工場a 最も古く、作業そのものの自動化はできているが段取りは人が行っている。つまりレベル2の状態です。 ◆工場b 一歩進んでおり工程間をコンベアでつないで材料やワークが自動で供給されている。つまりレベル3の状態です。 ◆工場c 最新工場で、材料の搬送や作業の自動化がなされている。すなわちレベル3の状態を達成していてかつ見える化もできている。つまりレベル4を達成しています。 この会社は自動化レベル4を達成しているが工場間(あるいはもう一歩踏み込んで工場内のライン間)でレベル差がある、と評価できます。 このとき自動化のアプローチは2つあります。 1.工場間をネットワークでつなぎ全工場の情報を1元管理する。 2.工場a、bの自動化レベルを引き上げる。 この例の場合、「会社はレベル4を達成している」=「レベル4を達成させるための技術を持っている状態」です。よって工場a、bともにレベル4到達が狙えます。 どこまでのレベルを狙うかは費用対効果(何年償却で投資回収できるか?)で確認するのですが、ご質問は「レベルの定義」でしたので回答はここまでとさせていただきます。 以上