あの、ゆるやかな日々。

ロボットと人工知能を組み合わせることで、どんな良いことが起きるのか、メリットや将来性について見て行きましょう。

人手不足の解消
今まで人が行っていた仕事の分野のうち、単純作業を繰り返すルーチンワークは少しずつロボットに置き換わっています。人口減少時代に対し、ロボットが作業できるものはロボットに任せることで人手不足の解消に繋がります。


人工知能を組み合わせることによって、例えばベルトコンベアをカメラで監視して、複数の異なるパーツを識別し、別の箱へアームで分類するロボットはすでに工場のレーンに導入されています。

人間の作業を効率化
一例として、スマホやスマートスピーカーが音声を認識し、言葉の意味や文脈を解釈して、検索やプログラムの操作するのもAIとロボットの組み合わせです。スマートスピーカーに内蔵されたAIは声で命令された内容を解釈し、自分に接続されたIoT機器を操作して、プログラム通りの作業を実行させます。

こういったAIに対して人間が話しかけ、AIが複数の機器に指示を出す構造は、スマートハウスはもちろん、工場などの業務分野でも活用されています。

IoTとの連携
ロボットは基本的に特定用途に限定されています。特に工業用ロボットは、クラウドネットワークからは遮断され、クローズドネットワークの中で与えられた用途を繰り返す以外の機能を持たされていないものも少なくありません。しかし、これらのロボットをIoTと連携することでロボットが取得したデータをAIが学習する付加価値を与え、将来的にはそのデータを元にロボットが自動で判断して動くことも可能になります。


一方で人工知能が普及するにつれて、今まで人が行っていたそのような仕事はロボットに置き換わる可能性があると言った声も出てきています。しかし、デザインや文章の執筆など想像力を働かせることで新しい物を作り出す分野や、音楽や絵画など感性を必要とする仕事、ほかにもプログラミングなども含め創造性の高い分野は引き続き人間でなければ難しいでしょう。

AIにできることは、すでにあるデータから分析し解析データを元に予測することであり、想像力を活用して創造性を必要とする仕事には向かないのです。また一方で、AIエンジニアやデータサイエンティストなど、人工知能の登場によって新たに脚光を浴びている職業も登場しています。
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市場動向

先述した通り、産業用ロボット市場は今後も長期的に成長を続けていきます。

その中でも従来より需要の高かった自動車や電子デバイスなどの製造分野では今後も多く利用されていくことでしょう。

また、インターネットショッピングなどの需要拡大によって物流においても人手不足解消のためにロボットが活用されています。

更に、技術の高度化により食品や医薬品といった産業においても産業用ロボットは利用されていくことでしょう。

製造業だけでなく様々な業種で需要が拡大していくと予想されます。


今後の成長動向

製造業向けの産業用ロボットは今後も大きく成長が見込まれています。

2017年には前年比23.7%増の1兆821億円と大きく成長しました。

これにはスマートフォン・自動車関連への設備投資が関係しています。

そして産業用ロボットの市場は2025年には3兆3140億円まで成長する見込みです。

後述しますがこの成長には協働ロボットが大きく関係しています。

今までより小型な産業用ロボットが様々な分野で導入されることが予想されているのです。


日本は世界的な産業用ロボット国

2019年の産業用ロボット出荷国は中国が第1位、次いで日本が第2位となっており、日本が世界的な産業用ロボット生産国であることがわかります。

稼働台数においても同様の結果となっており、日本は産業用ロボットの導入が進んでいる国の1つです。

国内の生産台数は右肩上がりで上昇を続けており、日本産の産業用ロボットは世界的なシェアを誇っています。

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検査用のカメラを導入した外観検査では「画像処理技術」を活用して行われるケースが主流となっています。画像処理技術を検査工程に用いることによって、人が目で製品や部品を確認する代わりに、カメラで撮像した画像を基に客観的な不良判定ができるようになります。


画像処理よる検査は、検査工程を半自動化・全自動化をすることを可能とします。製造ラインで流れてくる製品や部品の「画像データの取得」と「画像データの解析」を通して、不良検知を機械が自動判定する流れです。


検査を自動化することができるようになれば、検査に必要な人員を削減できるだけでなく、全数検査を実現しやすくなります。

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産業用ロボットには多くの種類があります。産業用ロボットに組み込まれている軸の数やモーター、取り付けるアームによって種類が変わり、得意な作業もそれぞれ異なります。任せたい作業によって導入すべき産業用ロボットが変わるため、ロボットごとの特徴をしっかりと把握しましょう。

垂直多関節ロボット
最も多く普及している産業用ロボットです。人間の腕の構造に近い『垂直多関節ロボット』は、台座の回転とアームの運動によって可動域が広く、自由度の高い3次元的な動きが可能です。精密な動きを行わせると制御が複雑になりますが、運搬や溶接をはじめとした多岐にわたる用途で活用できるため、人気が高いロボットです。


水平多関節ロボット
関節の回転軸がすべて垂直に揃っている産業用ロボットを、『水平多関節ロボット』と呼びます。垂直多関節ロボットよりもシンプルな構造をしているため、制御のしやすさや強度の高さが特徴です。3次元の動きはできないものの、平面的な動きが正確かつ高速なため、主に基盤の組み立てや運搬作業に活用されています。

パラレルリンクロボット
関節を並列に配置したパラレルリンク構造を持った産業用ロボットが『パラレルリンクロボット』です。最終出力先を複数のアームで制御するため、非常に高速な動作が可能です。一方で、重量があるものは扱えず、稼働範囲が狭いため、主に食品の選定と整列に活用されています。

直交ロボット
直線的な動作が特徴の『直交ロボット』は、非常にシンプルな構造なため、誤作動が起こりにくい、低出力で省エネといった利点があります。直交ロボット最大の強みは、ほかのロボットを組み合わせられる点です。誤動作の少ない直交ロボットと自由度の高い垂直多関節ロボットを組み合わせて、完全に自動化した製造ラインを実現できます。


双腕ロボット
双腕ロボットはこれまでにご紹介した産業用ロボットの中でも、人と一緒に作業できる『協働ロボット』に分類されます。80Ｗ以上の出力をもつ産業用ロボットは、作業員の安全のために柵や囲いで隔離する必要があります。しかし、双腕ロボットの出力は80Ｗ未満のため、人と同じ空間で作業が可能です。人とほぼ変わらないスペースで導入でき、2本の腕を駆使して複雑な作業をこなせるため、今最も注目が集まっているロボットです。

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鋳造・ダイカストを効率化したいなら水平・垂直多関節ロボット
一般的に、鋳造作業には、金型の清掃、注湯、取り出しという工程を経る必要があります。これらの工程を効率化し、生産量の増加や生産コストの削減を目指すためには、産業用ロボットを導入することが有用です。

実際に、金型の清掃、溶湯の注入・ハンドリング・冷却等をロボットに行わせることで、生産量を上昇させた事例が有ります。


また、鋳造作業の主要部分は高温環境での重労働作業であり、熟練技を必要とすることが多いです。

それらの人力作業をロボットによる作業へ置き換えることで、安全性の向上や製造工程の不安定化要因の排除することが可能です。

バリ取り・研磨・検査工程を自動化したいなら多関節ロボット
部品加工後に必要となる、トリミング、バリ取り、研磨は、溶融炉のそばの悪環境下で行う場合が多い上、高温の破片が飛び散るため、人力には適さない工程です。


バリ取り工程や研磨工程で、品質の安定化や生産性の向上を図りたい場合には、多関節ロボットの導入がおすすめです。

また、ロボットによる検査生産システムを導入することで、抜き取り検査ではなく完全全数検査が可能になる場合もあります。

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梱包ロボットは様々な製品に利用されます。梱包ロボットの導入事例を確認していきます。

ロボットを利用した進物用クッキーの箱詰めライン
これまでクッキーの箱詰めは2名が手作業で行なっていました。

高速で流れる製品の箱詰めには熟練が必要で、品質面のばらつきが課題でした。

このラインに、スカラ型ロボットを導入し、コンベアーで流れてくる包装済みのクッキーを1列ずつ箱詰めします。ロボット導入で労働の軽減だけでなく、品質の安定化や多品種への対応も可能になりました。


メイクアップ化粧品の仕上げ・包装工程の自動化
メイクアップ化粧品は包装やデザインが変更になりやすいため、仕上げ・包装工程は人手に頼っていました。

ここに、リニアコンベアーで製品を高速移動させ、スカラロボットによるハンドリングで仕上げ・梱包の省人化を実現しました。生産量もほぼ倍増して品質安定化にもつながりました。


高温の鍛造加工製品のピッキング及び整列箱詰め工程にロボット導入
プレス機より取り出された高音の鍛造加工製品は高温で、作業時に立つ、屈むを繰り返すため、作業者の負担が大きい作業でした。

高温のワークを金型から取り出し、ピッキング、パレタイズして箱詰めする一連の流れを多関節ロボットで自動化しました。24時間無人化に成功し、生産性が大きく向上しました。

店頭における生餃子トレイ詰め工程にロボット導入
小売店舗でこれまで人が行なっていた餃子のピッキングとトレーへの配膳作業を双腕ロボットを用いて自動化を目指しました。

店外からも見える場所に配置することで、食品工程の近代化や製造過程のPRにもつながります。

まだ作業者の手助けが必要なため、経費の削減までは至っていないものの、今後は小売店舗でのロボット導入が期待できそうです。

ロール紙の箱詰め自動化
ロール紙の生産ラインは自動化が進んでいましたが、最終工程の梱包は人手での作業が必要でした。単調かつ長時間の作業のため、ロボット導入による負担軽減を目指しました。

多関節ロボットを用いて、コンベアーで流れてくる箱を治具で固定し、そこにロール紙を詰める作業を自動化します。

1つあたりの箱入れ時間6秒以内を達成し、省人化にも成功しました。
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