AGV/AMRによるスマートファクトリーの実現
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- 岡谷システム株式会社
常務取締役 河原氏
岡谷システム株式会社
常務取締役 河原氏
岡谷システムは、搬送自動化に関わるマテハン機器のシステム開発を行っています。350年以上の歴史を誇る岡谷鋼機株式会社のグループ総合力により、エンジニアリング業務から、システム開発・設備導入までを一貫して請け負うことが可能。
AGVや自動倉庫など、マテハン機器メーカーのパートナーSIerとしても活動しており、搬送業務の自動化・省人化を叶える提案を得意としています。
本記事では岡谷システム監修の元、各機器の費用目安や費用対効果を紹介します。
近年、製造業界のトレンドとして注目されているのが「スマートファクトリー」です。
端的に言えば、AIやIoTなどのデジタルテクノロジーを駆使することで、製造工程全体の最適化と自動化を図る取り組みのこと。生産性向上や品質向上、人手不足解消など、多くのメリットが期待されています。
そんなスマートファクトリーの実現において、大きな役割を果たすのが「工場内の搬送自動化」です。本ページでは、AGV（無人搬送車）やAMR（自律走行搬送ロボット）の活用によって、いかにスマートファクトリーを実現すべきかについて解説しています。ぜひ、参考にしてみてください。
スマートファクトリーとは？今、製造業が目指すべき「次世代の工場」
まずは今一度、スマートファクトリーとは何なのか、なぜ必要とされるのかについておさらいしておきましょう。大きな変革期・転換期にさしかかっている製造業界において、スマートファクトリーの実現は、企業の行く末を大きく左右すると言っても過言ではありません。ぜひ、一緒に知識を深めていきましょう。スマートファクトリーの定義
簡単に言えば、高度にDX（デジタルトランスフォーメーション）が進んだ工場のことです。
例えば、工場内の設備や機器、管理システムなどのすべてをAIやIoTといったデジタルテクノロジーで連携させ、それぞれのデバイスから収集されるデータを活用します。これにより、工場全体の生産効率や製品の品質を向上させられるのが大きなメリットです。
なぜ今必要なのか？
実際に工場で働いている方や、製造業に携わっている方には言うまでもありませんが、多くの現場がさまざまな課題を抱えています。
- 激しい市場変化に対応するための、頻繁な生産ラインの変更
- 市場ニーズに応じた「多品種変量生産」へのシフト
- 熟練工の退職に伴う、技術継承の断絶
こうした諸問題を解決するために不可欠とされているのが、スマートファクトリーなのです。
目指すゴール
マートファクトリーは、慢性的な人手不足に悩む現場に省人化をもたらし、効率的なモノづくりを可能にしますが、メリットはそれだけではありません。
より重要なのは、工場自身が集約されたデータを自律的に判断し、最適化させていける点にあります。これこそが究極のオートメーションであり、自律型のモノづくりを行えることこそが、スマートファクトリーが目指すゴールなのです。
なぜスマートファクトリー化において「搬送の自動化」が不可欠なのか？
スマートファクトリーの実現には、成型や切削加工などの製造工程の自動化はもちろんですが、それらと同じ位の重要性を有しているのが「搬送の自動化」です。ではなぜ、工場内搬送を自動化させることがスマートファクトリーに欠かせないのでしょうか？詳しく見ていきましょう。
情報とモノの同期（最大のボトルネック解消）
高度にデジタル化された工場の現場では、鉄やアルミ、ステンレスなどの素材を工作機械にセットすれば、設計データ通りに自動加工してくれることは周知の通りです。
しかし、いくら製造工程がデジタル化されていても、素材や部品の運搬が「人の手を介した方法（フォークリフトや台車による手動搬送など）」のままだと、システムへの入力遅れや報告漏れが生じ、そこで「情報の寸断」や「タイムラグ」が発生してしまいます。
デジタル上のデータ（情報）と、現場のリアルな動き（モノ）を完全に同期させ、この最大のボトルネックを解消するためにも、搬送の自動化は極めて重要な役割を担っています。
「動脈」としての役割
工場は規模が大きくなるほど、搬送工程も複雑化していきます。
- 素材や部品の保管場所から、製造ラインへの搬送
- 複数の製造ライン間をまたぐ搬送
- 完成した製品の、製造ラインから出荷・保管場所への搬送など
これらの搬送作業をすべて自動化し、工場全体の基幹データと連携させれば、生産工程（データ）とモノの動き（リアル）を一致させることができます。
搬送の自動化はスマートファクトリーに欠かせないものであり、ここがボトルネックのままだと、工場全体としては部分的な最適化にとどまってしまいます。搬送作業の自動化こそが、スマートファクトリーを真に機能させるための重要なピースであると言えます。
スマートファクトリーを支える「AGV」と「AMR」
工場内の自動搬送を担い、スマートファクトリーの実現に大きく寄与するのが「AGV」ならびに「AMR」になります。どちらも人の手を介さずに搬送を自動化できるという点は共通していますが、両者には明確な違いもあります。それぞれの特性を踏まえた上で、適した用途に用いることが推奨されます。
AGV（無人搬送車）による「固定ラインのスマート化」
AGVは「無人搬送車」と呼ばれており、予め磁気テープなどで設定されたルートに沿って走行するというのが特色。例えるなら、線路の上を走る鉄道のようなものです。周囲の状況に応じて障害物を避けるといったことはできませんが、決まったルートを正確に走行するのは得意としています。少ない品種を大量生産するというような工場のスマートファクトリー化に適していると言えるでしょう。
AMR（自律移動ロボット）による「柔軟な（変種変量）スマート化」
AMRは「自律移動ロボット」と訳され、その名の通り自分で状況を判断しながら走行することができるロボットです。具遺体的には、走行ルートのマップを内蔵しており、その上でカメラやセンサーなども搭載。走行ルート上に人や障害物を感知した場合は自律回避することができます。例えばレイアウト変更が頻繁に行われる工場や、人とロボットが協調して働く工場などでも、状況に応じて柔軟に運用することができます。
スマートファクトリーの視点で選ぶ！導入前の3つのチェックポイント
「AGV」と「AMR」には上記のような違いがあり、その点を踏まえてどちらを導入するかを決めるのは大前提となります。その上で、スマートファクトリーは搬送部門だけでなく、工場全体を高度にデジタル化・自動化することが最大目標。それゆえに、以下にご紹介するポイントもしっかり考慮しておくことが求められます。
上位システム（MES/WMS/ERP）との連携性
スマートファクトリーは搬送業務のみを自動化すればよいというものではなく、工場全体の設備や機器類、制御システムすべてを連携させ高度にデジタルかすることが求められます。そうした視点に立つと、選ぶべきはAGVよりもAMRであり、さらには生産指示や在庫データとリアルタイムに連動させる機能を有しているものが望ましいと言えます。
拡張性と柔軟性（工場の将来像を見据える）
例えば現状の工場レイアウトや生産品目の種類などからAGVが適していると判断するのは、決して間違っていません。しかし、仮に5年後、10年後に生産品目が増えたり、工場が拡張された場合などでも、AMRであればより容易かつ柔軟に対応することができます。そうした将来的な変化を予測した上でシステムを選ぶという視点も重要です。
部分最適ではなく「全体最適」
繰り返しお伝えしている通り、スマートファクトリーは、搬送工程や製造工程などを部分的に自動化すればよいというものではありません。
工場全体の機器や設備、システムすべてが連携してボトルネックを解消し、生産効率や品質を向上させ、その上で省人化も実現できてこそ、スマートファクトリー化に成功したと言えます。
この「全体最適」の視点を見落とさずに、自社に最適な搬送自動化の形（AGVやAMRの導入）を模索していくことが極めて重要です。
「モノの移動」のデジタル化は、スマートファクトリーの必須条件
このように、スマートファクトリーは次世代のスタンダードとなる製造現場であり、すべてが高次元にデジタル化されている点が大きな特色です。
加工や組み立てなどの製造工程において、設計データや作業指示といった「情報」だけをデジタル化するのではなく、「モノの移動」のデジタル化も決して不可欠です。AGVやAMRの導入にあたっては、単なる省人化ツールとしてではなく、将来的なスマートファクトリーの実現を見据えて計画を進めることを強くおすすめします。
単純作業である「工場内搬送（物流）自動化」から始めませんか？
「工場内搬送（物流）自動化」「目視検査自動化」「生産ライン自動化」など、手段はさまざまですが、目視検査の自動化や生産ラインの自動化は、機械で判断できない高度な作業も多く、結局人手や緻密な調整が必要になる場合も少なくありません。
おすすめなのが、工場内搬送の自動化です。搬送業務は比較的単純作業のため自動化しやすい上、作業量が非常に大きく、人への負荷が大きい業務を自動化することで、多くの人がすぐに効果を感じることができるでしょう。
当サイトでは、工場内搬送自動化の費用対効果からマテハン機器、導入事例まですべて紹介していますので、ぜひ参考にしてみてください。
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岡谷システム株式会社
引用元：岡谷システム公式HP
（https://www.okaya-system.co.jp/）
製造業の課題解決に尽力する岡谷鋼機株式会社のグループ会社として、「工場内搬送自動化」の提案からシステム構築までを請け負う岡谷システム株式会社。
グループ会社の知見を活かし、搬送自動化に関わる機器の販売から工場導線に合わせたシステム開発までを一貫して提案しています。工場の導線に合わせた機器の選定・システム構築を通して、企業の業務効率化・省人化に貢献しています。