こんにちは。2020年も製造業におけるIoTの可能性に注目する岩手在住ライターの宮田文机です。
今、世界の製造業でロボット導入がどんどん進んでいます。国際ロボット連盟（IFR）によると、2021年まで年平均14％の割合で世界の産業用ロボット販売台数は増加するとのこと。日本も例外ではありません。2015年2月に政府が「ロボット新戦略」を打ち出すなど、積極的なロボットとの協働が推奨され続けています。
生産性向上や働き方改革につながるユニークなIoT導入事例を紹介する本連載。第4回ではロボット×IoTで成果を生んでいる企業の事例を5つご紹介します。
この記事の目次
ロボットとIoTの組み合わせがもたらすものとは？
まずはロボットとIoTそれぞれの役割についておさらいしたうえで、組み合わせのメリットを押さえておきましょう。
ロボットは人間の作業を部分的に代行してくれる存在。ものづくりの現場では垂直多関節・双腕・装着型といったタイプのロボットがピッキングや組立て、検査などの工程で利用されています。2013年12月に日本の導入規制が緩和され、人間と同じ空間で作業することが可能になったこともあり、普及は進み続けています。
一方、IoTはInternet of Things（モノのインターネット）の略であり、工場やライン、機械といったさまざまなモノをインターネットにつなぐことで人間にメリットをもたらします。現在人間と全く同じように考え行動できるロボットは存在しません。そのため、ロボットに作業を代行させるためには適切なデータを与える必要があります。その際、機械や製品からデータを取得できるIoTが力を発揮するのです。
事例1：ロボットをIoTでモニタリングする株式会社大日製作所
兵庫県高砂市の工場で航空機・ロボット部品の製造を行う株式会社大日製作所。60名規模の中小企業であり、積極的にロボット・IoTの活用に取り組んでいます。
同社の取り組みのひとつがロボットによる製造の自動化。多関節ロボットがワークを工作機械に脱着する仕組みを整えました。そこで通常ネックとなるのが機械の異常や誤作動。しかし、Raspberry Piによる設備稼働データの取得により機械をモニタリングすることで、無人下においてロボットを稼働させながら、異常の察知のみならずデータ解析による仕組みの改善を行うことを可能にしました。
ロボットには人間のような対応力や思考力がないため、異常への対応や改善活動を行うことは難しいのではないかと懸念している方は多いのではないでしょうか。その弱点の補強にIoTは大きな威力を発揮してくれます。
事例2：ロボットと画像認識をかけあわせた株式会社北斗
群馬県伊勢崎市で精密金属プレス加工や金型設計製作を行う株式会社北斗。60名規模ながら経済産業省から地域未来牽引企業に選定されるなど先進的な取り組みが認められています。
同社は事務製品に用いられる薄型金属部品のプレスラインにおける検査・搬送工程にロボットを導入しました。そこで用いられたIoT技術がカメラによる加工対象商品の形状スキャンです。ロボットは画像認識により起動し、その画像を処理することで良品・不良品の判定も行います。産官学で技術検討を行い必要な機能に絞ってロボットを導入することでコストが大幅に抑えられ、同工程の労働生産性は16倍に高まったといいます。
また、検査工程をロボットに置き換えることでヒューマンエラーを排除でき、流出不良の抑制にもつながりました。ロボットの得意な作業を検討して導入を進めることで、効果とコストの両面でメリットが得られます。
事例3：IoTにより職場巡回ロボットを生み出した兵庫ベンダ工業株式会社
兵庫県を拠点に鉄鋼・非鉄金属製品の製造・加工や土木・機械・電子回路の設計を行う兵庫ベンダ工業株式会社。姫路市に5つの工場を抱えつつ、東京在住の技術者とのテレワークや離島の若者受け入れといった地域にとらわれない活動を行っています。
同社がロボットに代行させるのは、職場環境の見回り・安全衛生パトロール。ROS（Robot Operating System：ロボット開発で広く用いられるオープンソースソフトウェア）を使って制御を行い、センサーやカメラといったIoT機器で精密な自立移動を実現しています。開発されたロボットは自社の職場管理だけでなく、他業種での応用も進められているとのこと。
同ロボットは神奈川大学と協働で須磨海浜水族園で行われたコミュニケーション誘発実験にて、導入前に機能検証がなされたそうです。職場のコミュニケーション促進にも意外にロボットは効果を発揮する場面があるということでしょう。
事例4：IoTでロボットの精密動作を実現するカワノ株式会社
神戸で婦人靴の製造販売に携わる280名規模のカワノ株式会社。ハンドメイドならではの履き心地の良い靴の製造にまい進する企業です。
同社は革靴の製造工程のうち甲革と中底の接着において大量の有機溶剤を用いるため、職人の健康面に負担がかかるという課題にロボットを用いて対処しました。靴のデザイン・サイズの多様さに加え天然皮革由来の個体差もあり、困難とされていた接着の自動化。そこで威力を発揮したのが3Dカメラによる甲革の形状データ計測です。手に入れたデータを元にロボットが動作するシステムが構築されました。
従来は難しかった精密な作業もIoTの力を用いることで再現可能になることがあります。IoT×ロボットで伝統技能のデータ化・継承が試みられる場合もあるようです。
事例5：ロボットのフル活用をIoTで支援するオークマ株式会社
最後に取り上げる愛知県丹羽郡に本社工場を構えNC装置やFA製品を製造するオークマ株式会社の事例です。数千人規模の大企業ですが、IoTを用いて人間とロボットの協働を実現する好例と言えるため、本記事でご紹介いたします。
同社はロボットをフル活用し、素材の投入や加工後の部品の取り出し、切削液の補給や加工時の切りくずの回収までを代行させています。ロボットの稼働状況はIoTによる「見える化」システムで把握。エラーの発生状況や工程の進捗、素材・完成品の場所などが工場内の大型モニターでいつでも把握でき、人間はロボットをよりうまく働かせる方法をデータを元に考えることができます。
同システムにより1日24時間・週7日間の工場のフル稼働が可能になり、大きく生産性が高められているということです。IoTを用いることでロボットのフル活用を実現できている例といえるでしょう。
まとめ
ロボット×IoTの事例についてご紹介しました。ロボットに作業を代行させることで生産性が何倍にもアップした例は枚挙にいとまがありません。
その可能性を広げる技術としてIoTは、他にはない威力を発揮してくれます。
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