製造のオートメーション化：効率性とROIのための設計方法

テクノロジーは、私たちに新たな分野を開きました。オートメーション化によって、20年前と比較してはるかに多くのことが可能になっています。

熟練労働力は、今日の工業分野の製造業者にとって大きな課題ですが、同時にオートメーション化推進の原動力でもあります。オートメーション化ソリューションをプログラムできる熟練した人材が必要なのです。プログラマーは、AIをプログラミングするだけではなく、さまざまな技術、製品開発、生産を理解できなければなりません。製造業は、複雑化していると言っていいでしょう。

テクノロジーの急速な進化も課題のひとつです。私達が現在選択している方向性が10年後も有効とは限らないので、柔軟性と将来の見通しが重要です。

ほとんどの製造業者は、依然として縦割り組織の色合いが非常に濃い状態です。生産技術者は生産だけに集中し、研究開発部門はお客様に最適な製品の設計に集中しています。しかし、実際には、お客様のために最良の製品とは、組立が最も容易な製品であるということも念頭に置いておく必要があります。

オートメーション化のコストを抑えるには、早い段階から工程技術者と研究開発部門が早く協力することが重要なのです。そのためには、企業文化を、単に設計だけではなく、組立における実際的な設計を考える方向に変化させることが必要です。

製造業者が直面する問題には、多くの組立ラインにオートメーション化ステーションのための十分なスペースがないということもあります。例えば、自動車を組み立てる伝統的な方法は、まずボディから始めて、順次車内に進んでいくというものですが、オートメーション化を考えるとこれは実際的ではありません。ここで、アンボックストプロセスが必要になります。大型のアルミ部品を製造して簡単にサブアセンブリー化するギガキャスティングなどの新しい技術により、製造中に車内に入る必要性といった障害となる工程を回避することができます。

要するに、直線的な生産方式は結局、効率の点でこれ以上進歩のしようがない段階に達するということなのです。したがって、競争上の優位性の維持を望む製造業者は、自社の組立工程を再考しなければなりません。これは、製造業者だけの問題ではなく、適切な部品と材料を提供可能であることを確認しなければならないサプライヤの問題でもあります。オートメーション化は、システム全体に課題を突きつけており、チェーン内の全部門の連携を必要としています。

こうした課題にもかかわらず、オートメーション化を正しく実行することで、コストを大きく節減できます。ここでは、簡素であることが目標ROI達成の鍵になります。

多くの場合、製造業者は何もかもすべてをオートメーション化する必要があり、100%オートメーション化するか全くしないかどちらかしかないと考えています。 しかし、オートメーション化の道筋をたどり始めたばかりの企業にとっては、手始めに全体像の一部だけをオートメーション化するのがより容易ですし、それにも十分に価値があります。

設計時によくあるように、最終的な結果を得るには、簡素であることが簡単な手段に見えますが、実は肝心なポイントは、実現方法を理解することなのです。設計者や技術者は、簡素で無駄のない工程を実現するために協力しなければなりません。それが持続可能な方法であり、費用を最も節約できる方法だからです。

包装産業が良い例です。この業界で典型的な効率的な高レベルのオートメーション化を実現するために、多くの場合、包装機の製造業者と包装設計者は同じ業者です。つまり、包装機械製造業者が機械に合うような包装を設計するか、包装設計者がその包装に適した機械を製造するかのいずれかなのです。これは、このような高水準のオートメーション化を実現するためには、生産と設計が非常に密接なループ内で協働するのが唯一の方法であることを示しています。機械と製品は融合し、一つにならなければならないのです。

アトラスコプコでは、オートメーション化に関する社内の理念を「まず物にしてから規模拡大」と呼んでいます。約3年前、アトラスコプコは締付工程を極めて効率よくオートメーション化する方法に本格的に注力し始めました。その達成のため、あまり典型的とはいえない研究開発体制で独自のチームを作りました。重要なのは、市場に近く、お客様に近く、お客様のニーズを本当に理解し、そこからデジタルシミュレーションを開始することです。ごく初期段階の概念化と、お客様や全ステークホルダーとともに最適化がすでに可能なのはどの部分かを把握するために、デジタルツインが極めて有用です。その後、不可欠のコンポーネントを特定し、自信を持って物理的な試作に進むことができます。

開発を始める前であっても、これが常にアトラスコプコのスタートポイントなのです。最終的にお客様に真に実証済みのソリューションをお届けするには、常に規模拡大を視野に入れておく必要があります。

デジタルツインは、設計プロセスの重要なリソースです。良いデジタルツインがあれば、何が起こっているのか本当に理解できます。ものごとの入れ替え、仮想環境でのテスト、実際的な余波の理解、関連するあらゆるステークホルダーへの伝達が簡単にできます。