工場自動化が難しい理由とは？課題を踏まえた解決策や工場自動化ステップを詳しく解説

コスト、人材不足、既存設備との互換性などの課題から、工場自動化は難しいと考えていませんか？難しい理由を把握すればその解決策も見えてきます。本記事では具体的な導入ステップや自動化する上でのパートナーの選び方まで詳しく解説します。

工場の自動化が難しいと言われる理由

工場自動化への第一歩を踏み出せない、または途中で挫折してしまう企業は少なくありません。その背景には、多くの企業に共通するいくつかの課題が存在します。

1. 高額な導入コスト

自動化設備の導入には、想像以上の費用がかかる場合があります。ロボット本体だけでなく、システム構築費、設置工事費、従業員のトレーニング費用など、初期投資が膨らむことが大きな障壁となります。投資額に見合う効果が得られるかどうかの判断が難しく、導入をためらってしまうケースが多いです。

2. 専門知識を持つ人材の不足

自動化設備を導入・運用するためには、ロボットやシステム、AIなどに関する専門知識が不可欠です。しかし、中小企業を中心に、そうした専門人材が社内に不足していることが課題となっています。設備を導入しても、うまく運用できずに宝の持ち腐れとなってしまうリスクを懸念する声も聞かれます。

3. 既存設備との互換性

既存の生産ラインや設備と、新しく導入する自動化設備との互換性が低い場合があります。互換性の問題は、システム全体の再構築や大規模な改修を必要とし、さらなるコストや時間を要します。特に、長年使用してきたアナログな設備や、メーカーが異なる設備が混在している工場では、この問題が顕著です。

4. 変化への対応

多品種少量生産や、頻繁に生産品目が変わる工場では、自動化設備の柔軟な対応が求められます。しかし、特定の作業に特化した設備では、生産品目の変更に迅速に対応できない場合があります。こうした変化への対応の難しさも、導入を躊躇させる一因となります。

 

工場における自動化が難しい作業

工場内のすべての作業が自動化に適しているわけではありません。特定の作業や工程は、ロボットやシステムでは再現が難しく、人の手による作業が依然として重要です。

1. 微妙な力加減や感覚を要する作業

繊細な部品の組み立てや、人の手による微調整が必要な作業は、自動化が困難とされています。例えば、電気製品の精密な配線や、医療機器の微細なはんだ付けなど、少しでも力がずれると品質に影響が出るような作業です。こうした作業では、人の感覚や経験に基づいた判断が求められます。

2. 不定形なものを扱う作業

形状が常に変化する布や、不揃いな食品などを扱う作業も、自動化が難しい代表例です。従来のロボットは、あらかじめ決められた形状の物を扱うことに長けていますが、不定形な物体の認識や、適切な力加減での把持は苦手とします。

3. 多品種少量生産の工程

多品種少量生産の現場では、頻繁に生産ラインの切り替えや段取り替えが必要になります。このため、汎用性の低い自動化設備では、かえって生産効率が低下する可能性があります。設備の切り替えに時間がかかったり、プログラムを都度変更したりする手間を考えると、人の手で対応する方が効率的な場合も多いです。

4. 経験に基づく判断が重要な検査作業

製品の最終検査など、不良品の微妙な違いを経験から判断する作業も、自動化が難しいとされています。AIを活用した外観検査システムは進化していますが、人間が持つ「経験」や「直感」に基づく判断力を完全に再現するのはまだ難しいのが現状です。

 

工場の自動化への解決策

工場自動化の課題を乗り越えるためには、現実的で実践的なアプローチが不可欠です。すべての課題を一気に解決しようとするのではなく、一つひとつ着実に進めることが成功へのカギとなります。

1. 工場全体ではなく「ひとつの工程」から始める

工場全体を一度に自動化するには、莫大なコストと時間、そして高いリスクを伴います。まずは、特定の工程や作業に焦点を当て、自動化の効果が見込める部分から段階的に導入することから始める事が重要です。

2. 専門的な外部パートナーとの連携

そもそもどのようにどこから自動化すれば効果的か分からないといったケースが多いです。その場合は外部の専門パートナーと連携することが有効です。外部パートナーは、自社だけでは解決が難しい課題に対し、客観的な視点から最適な解決策を提案してくれます。また、導入後の運用やメンテナンスについてもサポートを受けることで、安心して自動化を進められます。コストはかかりますが長い目で見たときに要件を早期に定義し、自動化を早めるなど中長期的な目線が重要です。

3. 要件定義の徹底と作業の標準化

一つ前で触れましたが自動化を成功させるためには、「要件定義」を徹底し、作業の標準化を行うことが不可欠です。この段階が不十分だと、導入後に想定外のトラブルが発生したり、費用対効果が得られなかったりするリスクが高まります。

3-1. 要件定義の不備をなくす

要件定義とは、自動化によって何を達成したいのか、どのような機能を求めるのかを明確にする作業です。自動化を検討する際、現場のニーズや課題が十分に吸い上げられないままプロジェクトが進むと、導入後に「こんなはずではなかった」という事態に陥りかねません。

3-2. KKD（勘、経験、度胸）からの脱却

多くの工場では、長年の経験を持つ熟練作業員のKKD（勘、経験、度胸）に頼っている作業が存在します。しかし、このKKDは暗黙知であり、そのままではロボットに置き換えることができません。

3-3. 標準化とルール決めを行う

自動化の第一歩は、このKKDを「標準化」することです。作業のやり方や判断基準を、誰が見てもわかるように言語化・数値化し、ルールとして明確に定めます。これにより、熟練者でなくても同じ品質で作業を行えるようになり、自動化に向けた基盤が整います。

4. 部署間の連携不足の解消

自動化プロジェクトは、製造部門だけでなく、管理部門、情報システム部門など複数の部署が関わる一大プロジェクトです。しかし、部署間の連携が不十分だと、各部署の思惑がバラバラになり、プロジェクトがスムーズに進まない可能性があります。定期的な情報共有や共通の目標設定を通じて、部署間の壁をなくすことが重要です。

 

効果的な工場の自動化ステップ

漠然とした「自動化」を具体的な行動計画に落とし込むためのロードマップを紹介します。以下のステップを踏むことで、失敗のリスクを最小限に抑えながら、着実に自動化を進めることができます。

ステップ1：現状分析と課題の洗い出し

まずは、現状の生産ラインや作業工程を詳細に分析し、どのような課題があるかを明確にします。どの工程で時間がかかっているか、どの作業に人手がかかっているかなどを可視化し、改善の余地があるポイントを特定します。

ステップ2：目標設定

自動化によって何を達成したいのか、具体的な目標を設定します。例えば、「生産性を20%向上させる」「不良品率を5%削減する」など、数値で測れる明確な目標にすることで、導入効果を評価しやすくなります。

ステップ3：自動化対象の選定

現状分析と目標設定を踏まえ、最も効果が見込める自動化の対象を選定します。費用対効果、導入のしやすさ、従業員の理解度などを総合的に考慮して判断します。

ステップ4：PoC（概念実証）の実施

本格的な導入の前に、小規模な環境で**PoC（概念実証）**を行います。これにより、選定した自動化設備やシステムが、自社の現場で想定通りに機能するかどうかを確認できます。PoCの結果を踏まえ、本導入の可否や改善点を検討します。

ステップ5：スモールスタート

PoCで成功の見込みが確認できたら、いよいよ本導入です。まずは小規模な範囲で導入し、効果を検証しながら徐々に拡大していく「スモールスタート」で進めます。

 

スモールスタートで工場を自動化

スモールスタートは、工場自動化の成功率を高めるための最も有効なアプローチの一つです。

なぜスモールスタートが有効なのか

  1. リスクの低減：大規模な投資を避け、失敗した場合の損失を最小限に抑えられます。

  2. 成功体験の積み重ね：小さな成功を積み重ねることで、従業員のモチベーションや自動化への理解が深まり、次のステップへとつながります。

  3. PDCAサイクルの確立：短期間で効果検証と改善（PDCAサイクル）を繰り返すことができ、より良い自動化システムを構築できます。

スモールスタートを成功させるためのポイント

  • 費用対効果の高い工程から着手する：小さな投資で大きな効果が見込める工程から始めることで、早期に導入効果を実感できます。

  • 従業員の理解と協力を得る：自動化は、従業員にとって不安や抵抗感をもたらすことがあります。自動化の目的やメリットを丁寧に説明し、従業員の意見を取り入れながら進めることが重要です。

  • 導入後の運用体制を構築する：導入した設備を安定して運用するためには、メンテナンスやトラブル対応の体制を事前に整えておく必要があります。

 

スモールスタートを成功に導くパートナーの選定

スモールスタートを成功させるためには、信頼できる外部パートナーの存在が不可欠です。パートナー選定の際には、以下の3つのポイントを重視しましょう。

  • 技術力だけでなく、課題解決能力があるか：単に最新の技術を持っているだけでなく、自社の抱える課題を深く理解し、その課題を解決するための最適な提案をしてくれるパートナーを選びましょう。

  • 自社の事業を理解してくれるか：自社の事業内容、生産体制、企業文化を理解し、それに合った自動化ソリューションを提案してくれるかどうかが重要です。

  • アフターフォロー体制は充実しているか：導入後のメンテナンスやトラブル時の対応体制がしっかりしているかを確認しましょう。自動化設備は導入して終わりではありません。安定稼働のためには、継続的なサポートが不可欠です。

 

まとめ

工場自動化は、多額のコストや専門人材の不足など、さまざまな理由から難しいとされています。しかし、無理に全体を自動化しようとせず、費用対効果の高い工程から「スモールスタート」で始めることで、リスクを抑えながら着実に成功へ近づけます。

最も重要なのは、自社の課題を深く理解し、適切なステップで進めることです。そして、その道筋を共に歩んでくれる信頼できるパートナーを見つけることが成功へのカギとなります。

株式会社竜製作所は、長年の経験と実績で培ったノウハウを活かし、お客様の課題に寄り添った最適な工場自動化をご提案します。特に、多品種少量生産や既存設備との連携など、他の企業では難しいとされる課題にも、オーダーメイドの専用機開発で対応可能です。工場自動化の「難しい」を「できた」に変えるお手伝いを、ぜひ私たちにお任せください。