記事公開日：2025.02.10
最終更新日：2025.02.12
【最新版】工場の組織図を徹底解説！種類・作成方法・事例を紹介 （業種別・会社規模別）
工場の組織図作成・運用を徹底サポート！
種類・役割・作り方を解説、業種・規模別の参考事例も満載。
組織に関する疑問を解決し、最適な組織設計で効率的な工場運営を実現。
今すぐ組織図を作成・改善しましょう！
目次
はじめに：工場組織図とは？その役割と重要性
多品種少量生産を行う中小製造業にとって、効率的な工場運営は競争力を維持する上で不可欠です。その基盤となるのが、工場組織図です。本記事では、工場組織図の役割、種類、作成手順、活用事例を網羅的に解説します。この記事を読むことで、あなたは工場組織図に関するあらゆる疑問や悩みを解消し、自社の工場に最適な組織設計を実現するための知識とノウハウを得ることができます。
本記事は、以下のような方におすすめです。
- 中小製造業の経営者、工場長
- 工場組織図の作成・改善に携わる人事担当者
- 工場運営の効率化に関心のある方
・工場における組織図の役割
工場組織図は、単なる組織構造の図解にとどまらず、工場運営における様々な側面で重要な役割を果たします。
役割分担の明確化
組織図は、各部署や従業員の役割と責任範囲を明確化し、業務の重複や責任の曖昧さを解消します。これにより、従業員は自分の担当業務に集中でき、責任感を持って業務に取り組むことができます。また、部署間の連携がスムーズになり、業務効率が向上します。
指揮系統の確立
組織図は、指揮命令系統を明確にし、従業員が誰に指示を仰ぎ、誰に報告すべきかを明確にします。これにより、組織内のコミュニケーションが円滑になり、意思決定プロセスが迅速化します。また、責任の所在が明確になることで、問題発生時の対応が迅速かつ適切に行われるようになります。
業務効率化
組織図は、業務の流れを可視化し、非効率な部分や改善点を見つけ出すのに役立ちます。例えば、業務のボトルネックとなっている部署や、役割が重複している従業員を特定し、業務プロセスを改善することで、大幅な業務効率化が期待できます。
従業員のモチベーション向上
組織図は、従業員が組織の中で自分の役割を理解し、貢献している実感を得る上で重要な役割を果たします。自分の仕事が組織全体の目標達成にどのように貢献しているかを理解することで、従業員は仕事に対するモチベーションを高め、より積極的に業務に取り組むことができます。
・組織図の必要性
中小製造業を取り巻く環境は常に変化しており、組織もそれに合わせて柔軟に対応する必要があります。工場組織図は、変化への対応、人材育成、外部との連携など、様々な側面でその必要性が高まっています。
変化への対応
市場の変化や技術革新に対応するためには、組織構造を柔軟に変更する必要があります。組織図は、現状の組織構造を把握し、変更が必要な箇所を特定する上で役立ちます。また、組織変更後の役割分担や指揮命令系統を明確化し、従業員の混乱を避けるためにも、組織図は重要なツールとなります。
人材育成
組織図は、従業員のキャリアパスを明確にし、人材育成計画を立てる上で役立ちます。各部署の役割や必要スキルを明確にすることで、従業員は自分のキャリア目標を設定しやすくなり、計画的な能力開発が可能になります。また、組織全体のスキルアップを図ることで、組織全体の競争力を高めることができます。
外部との連携
組織図は、外部の取引先や関係機関との連携を円滑にする上で役立ちます。組織の窓口となる部署や担当者を明確にすることで、外部とのコミュニケーションがスムーズになり、連携強化につながります。また、組織の透明性を高めることで、外部からの信頼を得やすくなります。
・本記事で得られる情報：組織図に関するあらゆる疑問を解決！
本記事では、工場組織図に関する以下の情報を得ることができます。
- 組織図の基礎知識：種類、構成要素、作成ポイント
- 工場組織図の作成手順：現状分析から運用まで
- 業種別・会社規模別の組織図事例：具体的な参考例
- 組織図作成に役立つツール：Excel、PowerPoint、専用ツール
- 組織図の運用と改善：定期的な見直しと改善ポイント
- 組織戦略と人材育成：組織図の効果を最大化する方法
- 組織運営のヒント：課題解決とチームワーク向上
- 組織文化の醸成：モチベーション向上と生産性向上
- 組織改革事例：成功事例と進め方
1章：組織図の基礎知識
1.1. 組織図の定義：組織構造を可視化するツール
組織図とは、会社や工場の組織構造を図式化したものです。部署、役職、従業員、指揮命令系統などが一目でわかるように表現されており、組織全体の構造を把握する上で非常に役立ちます。組織図は、組織の現状を可視化し、改善点を見つけ出すためのツールとして活用できます。
1.2. 組織図の種類
組織図には、主に以下の4つの種類があります。
階層型組織図：トップダウン型、指揮命令系統が明確
階層型組織図は、ピラミッド型に組織構造を表したものです。トップが最上位に位置し、そこから下に各部署や役職が階層的に配置されます。指揮命令系統が明確で、組織全体の統制が取りやすいのが特徴です。
機能別組織図：専門性重視、効率的な業務遂行
機能別組織図は、業務内容ごとに部署を分け、各部署がそれぞれの専門分野を担当する組織構造です。専門性を高め、効率的な業務遂行が期待できます。ただし、部署間の連携が取りにくいという側面もあります。
マトリックス組織図：柔軟性重視、プロジェクト型組織に最適
マトリックス組織図は、プロジェクトごとにチームを編成し、各チームが複数の部署からメンバーを集めて構成される組織構造です。柔軟性が高く、プロジェクト型の組織に適しています。ただし、指揮命令系統が複雑になるという側面もあります。
その他：水平型組織図、フラット型組織図
上記以外にも、水平型組織図やフラット型組織図など、様々な種類の組織図があります。水平型組織図は、階層を減らし、各部署の連携を強化する組織構造です。フラット型組織図は、階層を最小限にし、従業員一人ひとりの裁量を大きくする組織構造です。
1.3. 組織図の構成要素：部署、役職、従業員、指揮命令系統
組織図は、以下の要素で構成されています。
- 部署：業務内容ごとに分けられた組織の単位
- 役職：組織内の地位や役割
- 従業員：組織に所属する人々
- 指揮命令系統：組織内の命令の流れ
1.4. 組織図作成のポイント：目的明確化、現状把握、情報収集、可視化
組織図を作成する際には、以下のポイントを押さえましょう。
- 目的を明確にする：組織図を作成する目的を明確にし、目的に合った組織構造を検討する
- 現状を把握する：現状の組織構造を把握し、課題や改善点を見つけ出す
- 情報を収集する：各部署の役割や業務内容、従業員のスキルなどを収集する
- 可視化する：収集した情報を基に、組織図を作成する
2章：工場組織図の作成手順
ステップ1：現状分析：工場の規模、業種、経営方針、組織課題などを把握
まず、現状の工場について徹底的に分析します。工場の規模、業種、経営方針、組織課題などを把握し、組織図作成の基礎とします。
ステップ2：組織目標設定：工場全体の目標、各部署の目標を設定
次に、工場全体の目標と、各部署の目標を設定します。組織図は、これらの目標達成を支援するためのツールとなります。
ステップ3：組織構造決定：最適な組織構造を選択（階層型、機能別、マトリックス型など）
現状分析と組織目標に基づき、最適な組織構造を選択します。階層型、機能別、マトリックス型など、様々な組織構造の中から、自社の工場に合ったものを選択しましょう。
ステップ4：組織図作成：ツールを活用して組織図を作成
組織構造が決まったら、ツールを活用して組織図を作成します。Excel、PowerPoint、Visioなど、様々なツールがあります。
ステップ5：組織図共有：従業員に組織図を共有し、理解を深める
作成した組織図は、従業員に共有し、組織全体の構造や自分の役割について理解を深めてもらいましょう。
ステップ6：組織図運用：定期的な見直しと改善
組織図は、作成したら終わりではありません。定期的に見直し、改善を繰り返すことで、常に最適な状態を保ちましょう。
3章：工場組織図の種類と事例
3.1. 業種別組織図事例
3.1.1. 製造業：自動車工場
自動車工場は、多種多様な部品を効率的に組み上げ、高品質な自動車を製造する複雑な製造現場です。そのため、組織構造も高度に発達しており、各部門が緊密に連携することで、スムーズな生産プロセスを実現しています。ここでは、自動車工場の組織構造について詳しく解説します。
自動車工場の組織構造の特徴
自動車工場では、主に以下の4つの主要な部門が中心となって組織が構成されています。
- 製造部門: 車両の組み立て、部品加工、塗装など、実際の製造工程を担当する部門です。
- 品質管理部門: 製品の品質を保証するために、製造工程の監視、検査、品質改善活動などを行う部門です。
- 生産管理部門: 生産計画の策定、部品調達、在庫管理など、製造活動を円滑に進めるためのサポートを行う部門です。
- 技術部門: 新技術の開発、設備の保全、製造工程の改善などを行う部門です。
これらの主要部門に加え、人事、総務、経理などの管理部門も、工場運営を支える重要な役割を担っています。
自動車工場の組織図の特徴
- ライン組織と機能別組織の融合: 製造ラインに沿ったライン組織と、専門性Basedの機能別組織を組み合わせることで、効率的な生産体制を実現しています。
- チーム制の導入: 各工程をチームに分け、チームメンバーが協力して目標達成を目指すチーム制を導入することで、従業員のモチベーション向上と生産性向上を図っています。
- 品質管理の徹底: 品質管理部門が製造工程全体を厳しく監視し、品質問題が発生した際には迅速に対応できる体制を構築しています。
- 現場力の重視: 現場の意見を積極的に取り入れ、改善活動を継続的に行うことで、現場力を高めています。
自動車工場組織図作成のポイント
自動車工場の組織図を作成する際には、以下のポイントを押さえることが重要です。
- 製造工程の可視化: 製造工程を詳細に分析し、各工程に必要な人員や役割を明確にする。
- 部門間の連携強化: 各部門の役割分担を明確にし、部門間の連携を強化するための仕組みを構築する。
- 柔軟性のある組織構造: 市場の変化や技術革新に迅速に対応できるよう、柔軟性のある組織構造を採用する。
- 従業員の意見反映: 従業員の意見を積極的に取り入れ、組織運営に反映させる。
3.1.2. 食品工場：衛生管理を重視した組織構造
食品工場において、衛生管理は製品の安全性と品質を保証する上で最優先事項です。消費者の健康を脅かす食中毒や異物混入などの事故を防ぐため、厳格な衛生管理体制を構築する必要があります。そのためには、組織構造においても衛生管理を重視した設計が不可欠となります。
食品工場の組織構造の特徴
食品工場では、原材料の入荷から製品の出荷まで、全ての工程において衛生管理が求められます。そのため、組織構造も衛生管理を軸に、各部門が連携し、責任を持って業務を遂行できる体制が重要となります。
一般的な食品工場では、主に以下の部門が中心となって組織が構成されています。
- 製造部門: 製品の製造、加工、包装など、実際の製造工程を担当する部門です。
- 品質管理部門: 製品の品質を保証するために、原材料の検査、製造工程の監視、製品検査、品質改善活動などを行う部門です。
- 衛生管理部門: 工場全体の衛生管理を担当する部門です。従業員の衛生教育、設備の清掃・消毒、衛生管理基準の策定・運用などを行います。
- 購買・物流部門: 原材料の調達、保管、製品の出荷などを担当する部門です。
これらの部門に加え、人事、総務、経理などの管理部門も、工場運営を支える重要な役割を担っています。
衛生管理を重視した組織構造のポイント
食品工場の組織図を作成する際には、以下のポイントを押さえることが重要です。
- 衛生管理部門の独立性: 衛生管理部門を製造部門から独立させ、第三者的な立場で衛生管理を行えるようにする。
- 各工程における責任者の配置: 原材料の受入、製造、包装、出荷など、各工程において衛生管理責任者を配置し、責任範囲を明確にする。
- 役割分担の明確化: 各部門の役割分担を明確にし、連携を強化することで、衛生管理体制を構築する。
- 従業員の教育・訓練: 従業員に衛生管理に関する知識や意識を徹底させるための教育・訓練を定期的に実施する。
- 衛生管理基準の明確化: 衛生管理に関する基準や手順を明確化し、従業員が遵守できるようにする。
- 記録管理の徹底: 衛生管理に関する記録を適切に管理し、問題発生時の原因究明や再発防止に役立てる。
具体的な組織構造の例
- 製造ライン別衛生管理担当者: 各製造ラインに衛生管理担当者を配置し、そのラインの衛生管理を徹底する。
- 品質管理部門の強化: 品質管理部門の人員を増強し、検査体制を強化する。
- 外部専門家との連携: 必要に応じて、衛生管理に関する外部専門家と連携し、専門的なアドバイスや指導を受ける。
3.1.3. 化学工場：安全管理を重視した組織構造
化学工場は、多種多様な化学物質を取り扱い、様々な化学反応やプロセスを経て製品を製造する特殊な環境です。そのため、安全管理は他の業種と比較して非常に重要であり、組織構造においても安全性を最優先に考慮した設計が不可欠となります。
化学工場の組織構造の特徴
化学工場では、原材料の受け入れから製品の出荷まで、全ての工程において安全管理が求められます。特に、化学物質の漏洩、爆発、火災、中毒などの事故が発生した場合、甚大な被害をもたらす可能性があります。そのため、組織構造も安全管理を軸に、各部門が連携し、責任を持って業務を遂行できる体制が重要となります。
一般的な化学工場では、主に以下の部門が中心となって組織が構成されています。
- 製造部門: 化学反応、蒸留、抽出、ろ過など、実際の製造工程を担当する部門です。
- 安全管理部門: 工場全体の安全管理を担当する部門です。従業員の安全教育、設備の安全点検、安全管理基準の策定・運用、事故発生時の対応などを行います。
- 品質管理部門: 製品の品質を保証するために、原材料の検査、製造工程の監視、製品検査、品質改善活動などを行う部門です。
- 技術部門: 新技術の開発、設備の保全、製造工程の改善などを行う部門です。
これらの部門に加え、人事、総務、経理などの管理部門も、工場運営を支える重要な役割を担っています。
安全管理を重視した組織構造のポイント
化学工場の組織図を作成する際には、以下のポイントを押さえることが重要です。
- 安全管理部門の独立性: 安全管理部門を製造部門から独立させ、第三者的な立場で安全管理を行えるようにする。
- 各工程における責任者の配置: 原材料の受入、製造、包装、出荷など、各工程において安全管理責任者を配置し、責任範囲を明確にする。
- 役割分担の明確化: 各部門の役割分担を明確にし、連携を強化することで、安全管理体制を構築する。
- 従業員の教育・訓練: 従業員に安全管理に関する知識や意識を徹底させるための教育・訓練を定期的に実施する。
- 安全管理基準の明確化: 安全管理に関する基準や手順を明確化し、従業員が遵守できるようにする。
- 記録管理の徹底: 安全管理に関する記録を適切に管理し、事故発生時の原因究明や再発防止に役立てる。
具体的な組織構造の例
- 製造ライン別安全管理担当者: 各製造ラインに安全管理担当者を配置し、そのラインの安全管理を徹底する。
- 安全委員会設置: 経営層、管理職、従業員代表などで構成される安全委員会を設置し、安全管理に関する重要事項を審議する。
- 外部専門家との連携: 必要に応じて、安全管理に関する外部専門家と連携し、専門的なアドバイスや指導を受ける。
3.2. 会社規模別組織図事例
組織構造は、会社の規模や事業内容によって大きく異なります。ここでは、大企業、中小企業、小規模企業のそれぞれに典型的な組織図の例と、その特徴について詳しく解説します。
3.2.1. 大企業：階層型組織図、事業部制
大企業では、事業部ごとに独立した組織を持つ事業部制を採用することが一般的です。各事業部は、それぞれの事業目標達成に向けて、独立採算制で活動します。
• 特徴:
- 階層が多く、組織がピラミッド型になる。
- 各事業部は、製品開発、製造、販売など、事業に必要な機能を全て持つ。
- 事業部ごとに経営資源を集中させることで、専門性を高め、迅速な意思決定を可能にする。
- 事業部間の競争原理が働くことで、事業全体の成長を促進する。
• メリット:
- 事業の多角化に対応しやすい。
- 各事業部の責任と権限が明確になる。
- 経営者は、全社的な戦略策定に集中できる。
• デメリット:
- 事業部間の連携が取りにくい。
- 事業部間の資源の重複が発生しやすい。
- 間接部門が肥大化しやすい。
3.2.2. 中小企業：機能別組織図、部門制
中小企業では、機能別組織図や部門制を採用することが一般的です。各部門は、それぞれの専門分野を担当し、組織全体の目標達成に貢献します。
• 特徴:
- 組織が機能別に分かれており、各部門は特定の業務を担当する。
- 階層は大企業ほど多くない。
- 部門間の連携が重要になる。
- 経営資源を効率的に活用できる。
• メリット:
- 専門性を高め、効率的な業務遂行が可能になる。
- 組織全体の統制が取りやすい。
• デメリット:
- 部門間の連携が不足すると、業務が滞る可能性がある。
- 環境変化への対応が遅れることがある。
3.2.3. 小規模企業：フラット型組織図
小規模企業では、フラット型組織図を採用することがあります。階層を減らし、従業員一人ひとりの裁量を大きくすることで、迅速な意思決定や柔軟な対応を可能にします。
• 特徴:
- 階層が少なく、組織がフラットになる。
- 従業員一人ひとりの責任と権限が大きい。
- 経営者と従業員の距離が近い。
- 風通しが良く、コミュニケーションが円滑。
• メリット:
- 迅速な意思決定が可能になる。
- 従業員の主体性や創造性を引き出すことができる。
- 組織運営コストを抑えることができる。
• デメリット:
- 従業員に高い能力や自律性が求められる。
- 組織が拡大すると、統制が取りにくくなる可能性がある。
3.2.4. 組織図を選ぶポイント
【課題】
会社規模に合った組織図を選ぶことは、効率的な組織運営の第一歩です。組織図を選ぶ際には、以下の点を考慮しましょう。
- 会社の規模:従業員数や売上高などを考慮する。
- 事業内容: 事業の特性や種類を考慮する。
- 経営方針: どのような組織文化を築きたいかを考慮する。
- 組織の成長段階: 将来的な組織拡大を見据えて、柔軟性のある組織構造を選ぶ。
3.3. トヨタ自動車の組織図から学ぶこと：変化に対応する組織構造、現場力の重要性
トヨタ自動車は、自動車産業のリーディングカンパニーとして、常に変化を先取りし、成長を続けてきました。その強さの源泉の一つが、時代の変化に合わせて柔軟に変化してきた組織構造にあります。ここでは、トヨタ自動車の組織図を振り返りながら、変化に対応する組織構造の重要性と、現場力の重要性について深く掘り下げていきます。
トヨタ自動車の組織図の変遷
トヨタ自動車の組織図は、創業以来、時代の変化に合わせて幾度となく変化してきました。
- 創業期: 創業者の豊田喜一郎氏のリーダーシップのもと、現場主義を徹底し、改善活動を重視する組織文化を確立しました。
- 高度成長期: モータリゼーションの進展に対応するため、生産体制を強化し、機能別組織から事業部制組織へと移行しました。
- オイルショック期: 厳しい経済状況に対応するため、コスト削減を徹底し、組織のスリム化を図りました。
- バブル崩壊後: グローバル化に対応するため、海外生産体制を強化し、地域別組織へと組織を再編しました。
- 21世紀: 環境問題やIT化に対応するため、環境対応やIT戦略を推進する組織を新設しました。
このように、トヨタ自動車は、時代の変化に合わせて組織構造を柔軟に変化させることで、常に競争優位性を維持してきました。
変化に対応する組織構造の重要性
現代社会は、変化のスピードが非常に速く、企業は常に変化に対応していく必要があります。トヨタ自動車の組織図の変遷は、変化に対応する組織構造の重要性を示しています。
- 変化への迅速な対応: 市場や技術の変化に迅速に対応するためには、組織構造も柔軟に変化する必要があります。
- 事業の多角化: 事業を多角化するためには、各事業部門が独立して活動できるような組織構造が必要です。
- グローバル化: グローバル化に対応するためには、海外拠点を統括する組織や、グローバル戦略を推進する組織が必要です。
現場力の重要性
トヨタ自動車は、現場力を重視する企業文化を持っています。現場とは、製造現場だけでなく、販売現場や開発現場など、顧客と接する全ての場所を指します。
- 現場主義: 現場の意見を尊重し、現場で問題解決を行う文化です。
- 改善活動: 現場の知恵や経験を基に、継続的に改善活動を行う文化です。
- チームワーク: 現場のメンバーが協力し、チームとして目標達成を目指す文化です。
現場力を高めることで、顧客のニーズを的確に把握し、高品質な製品やサービスを提供することができます。また、現場で発生した問題を迅速に解決することで、事業全体の効率化を図ることができます。
トヨタ自動車の組織図から学ぶこと
トヨタ自動車の組織図の変遷から、企業が変化に対応し、成長を続けるためには、以下の2つの要素が重要であることが分かります。
- 変化に対応する組織構造: 時代の変化に合わせて、組織構造を柔軟に変化させること。
- 現場力の重要性: 現場の意見を尊重し、継続的に改善活動を行うこと。
これらの要素をバランス良く実現することで、企業は変化の激しい現代社会においても、持続的な成長を続けることができるでしょう
4章：工場組織図の運用と改善
4.1. 組織図の定期的な見直し：変化への対応、課題解決
組織図は、作成したら終わりではありません。定期的に見直し、改善を繰り返すことで、常に最適な状態を保ちましょう。組織を取り巻く環境は常に変化しています。市場の変化や技術革新に対応するためには、組織構造も柔軟に変化する必要があります。組織図を定期的に見直すことで、現状の組織構造が変化に対応できているか、課題はないかなどを確認することができます。
4.2. 組織図の改善ポイント
組織図を見直す際には、以下のポイントを参考にしましょう。
4.2.1. 指揮命令系統の明確化
指揮命令系統が曖昧だと、従業員が誰に指示を仰ぎ、誰に報告すべきか分からず、業務が滞ってしまう可能性があります。指揮命令系統を明確にし、スムーズなコミュニケーションを促しましょう。
4.2.2. 役割分担の最適化
各部署や従業員の役割分担が適切でないと、業務の重複や漏れが発生し、業務効率が低下する可能性があります。役割分担を見直し、各人が自分の能力を最大限に発揮できるような体制を構築しましょう。
4.2.3. 情報共有の促進
組織内の情報共有が不足すると、コミュニケーション不足や意思決定の遅れが生じる可能性があります。情報共有を促進するためのツールを導入したり、会議を定期的に開催するなど、情報共有の仕組みを構築しましょう。
4.2.4. 従業員の意見反映
組織図は、従業員の意見を反映して作成・改善することが重要です。従業員からのフィードバックを収集し、組織図に反映することで、より現場に合った組織構造を実現することができます。
4.3. 組織図に関する問い合わせ：必要な情報はここでチェック！
組織図について疑問や不明な点がある場合は、人事部や総務部などに問い合わせましょう。また、組織図に関する書籍やWebサイトなどを参考に、必要な情報を収集することもできます。
4.4. 組織の土台を支える力：工場長の役割と現場の人々
工場長は、工場の組織をまとめ、目標達成に向けて現場を指揮する重要な役割を担っています。工場長は、組織図を理解し、各部署や従業員の役割を最大限に活かすことで、組織全体の力を高めることができます。また、現場の意見に耳を傾け、組織図に反映させることで、より現場に合った組織運営を実現することができます。
5章：組織戦略と人材育成
5.1. 組織戦略の重要性：工場全体の目標達成
組織戦略とは、工場全体の目標を達成するために、どのような組織構造や人材配置にするかという計画です。組織戦略は、工場組織図を作成する上で非常に重要な要素となります。組織戦略が明確でないと、組織図を作成しても目標達成に繋がらない可能性があります。
5.2. 人材育成：組織力を高めるための取り組み
組織力を高めるためには、人材育成が不可欠です。組織図を基に、各部署や従業員に必要なスキルを明確にし、計画的な人材育成を行いましょう。
5.3. 組織の階層：１階：役割、２階：能力、３階：あり方
組織は、役割、能力、あり方の3つの階層で構成されています。
- 1階：役割：各部署や従業員が担当する業務
- 2階：能力：役割を遂行するために必要なスキル
- 3階：あり方：組織の理念や価値観
組織力を高めるためには、これらの3つの階層をバランス良く育成する必要があります。
5.4. ピラミッドを支える人つくり：高い目標達成、３つの階層とそれを支える人々
高い目標を達成するためには、3つの階層を支える人材育成が重要です。各階層に必要なスキルを持つ人材を育成し、組織全体の能力を高めることで、目標達成に近づくことができます。
6章：組織運営のヒント
6.1. 組織運営の課題：コミュニケーション不足、部門間連携の課題
組織運営においては、様々な課題が発生します。特に、コミュニケーション不足や部門間連携の課題は、多くの組織で共通して見られる課題です。
6.2. 課題解決のヒント
これらの課題を解決するためには、以下のヒントが考えられます。
6.2.1. 定期的な会議開催
定期的な会議を開催し、情報共有や意見交換を行うことで、コミュニケーション不足を解消することができます。
6.2.2. 情報共有ツールの活用
情報共有ツールを活用することで、部門間の情報共有をスムーズにし、連携を強化することができます。
6.2.3. チームワーク向上
チームワークを向上させるための研修やイベントなどを開催し、従業員間のコミュニケーションを促進しましょう。
6.3. 組織運営における難易度：各階層で求められること
組織運営の難易度は、各階層によって異なります。
- 経営層：戦略策定、意思決定
- 管理職：部門運営、部下育成
- 一般社員：業務遂行、自己成長
各階層に求められる役割を理解し、適切なサポート体制を構築することが重要です。
6.4. 組織を高めるために：経営者、工場長が必要なこと
組織を高めるためには、経営者や工場長がリーダーシップを発揮し、組織全体を牽引する必要があります。
7章：組織文化の醸成
7.1. 組織文化の重要性：従業員のモチベーション向上、生産性向上
組織文化とは、組織に属する人々の間で共有される価値観や信念、行動規範、雰囲気などの総体です。組織文化は、従業員のモチベーションや生産性に大きな影響を与えます。良い組織文化は、従業員のエンゲージメントを高め、創造性を刺激し、高いパフォーマンスを発揮できる組織を作ります。
7.2. 組織文化の醸成ポイント
良い組織文化を醸成するためには、以下のポイントを押さえましょう。
7.2.1. 経営理念の共有
経営理念は、組織の根本的な価値観や目標を示すものです。経営理念を従業員に共有し、共感を得ることで、組織文化の基盤を築くことができます。
7.2.2. 従業員参加型組織運営
従業員が組織運営に積極的に参加できるような仕組みを作ることで、組織への帰属意識を高め、主体性を引き出すことができます。
7.2.3. 働きやすい環境づくり
従業員が働きやすい環境を作ることは、組織文化を醸成する上で非常に重要です。労働時間や休暇制度、福利厚生、オフィス環境など、様々な側面から働きやすい環境づくりを進めましょう。
8章：組織改革事例
8.1. 組織改革の必要性：競争力強化、変化への対応
組織を取り巻く環境は常に変化しています。市場の変化や技術革新に対応するためには、組織も常に変化し続ける必要があります。組織改革は、組織の競争力を強化し、変化に対応するための重要な手段です。
8.2. 組織改革の進め方
組織改革は、以下のステップで進めます。
8.2.1. 現状分析
現状の組織構造や業務プロセス、組織文化などを分析し、課題や改善点を見つけ出す。
8.2.2. 目標設定
組織改革によってどのような状態を目指すのか、具体的な目標を設定する。
8.2.3. 改革計画策定
目標達成のために、どのような改革を行うか、具体的な計画を策定する。
8.2.4. 実行と評価
計画に基づいて改革を実行し、その効果を評価する。
9章：まとめ：工場組織図の重要性と今後の展望
9.1. 工場組織図は、効率的で円滑な工場運営を実現するための重要なツール
工場組織図は、単なる組織構造の図解にとどまらず、工場運営における様々な側面で重要な役割を果たします。役割分担の明確化、指揮系統の確立、業務効率化、従業員のモチベーション向上など、その重要性は多岐にわたります。
9.2. 組織図は、定期的に見直し、改善することが重要
組織を取り巻く環境は常に変化しており、組織もそれに合わせて柔軟に対応する必要があります。組織図は、定期的に見直し、改善を繰り返すことで、常に最適な状態を保ちましょう。
9.3. 組織戦略と人材育成は、工場組織図の効果を最大化するために不可欠
工場組織図の効果を最大化するためには、組織戦略と人材育成が不可欠です。組織全体の目標を達成するために、どのような組織構造や人材配置にするかという計画である組織戦略と、組織力を高めるための人材育成を両輪として取り組むことで、工場組織図の効果を最大限に引き出すことができます。
9.4. 組織図のデータ化と基幹システム連携による効率化
組織図をデータ化し、自社の基幹システムとの連携を図ることで、システムのマスタ更新の手間を省き、効率的な管理を実現できます。組織変更があった際、組織図のデータを更新するだけで、基幹システムのデータも自動的に更新されるため、常に最新の状態を保つことができます。
9.5. 組織図と業務所掌の明確化による責任体制の確立
各組織図の業務所掌を明確にし、それぞれの役割を明確化することにより、「誰がどの責任のもと業務を進める」ということが分かるようになり、会社として業務を進めやすくなります。責任体制が明確になることで、業務の進捗管理や問題発生時の対応が迅速かつ適切に行われるようになります。
9.6. 部署横断的な改善活動の推進
業務所掌で業務が明確化される反面、部署を横断した改善をしにくくなってしまう側面があります。この部分を補うために、意識的にプロジェクト化し、会社全体として改善活動を実施していく必要があります。部署間の壁を乗り越え、組織全体の効率化を目指しましょう。
10. 関連情報
- 工場の組織について相談してみる（無料相談も可能）
https://lp.funaisoken.co.jp/mt/form01/inquiry-S045.html?siteno=S045 - 【製造業向け】現場を巻き込んだ業務改善で外せない重要なポイントとは
https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_03657_S045 - 【社長特別インタビュー】IoT×AIで製造業革命！従業員14名で売上1.75倍を達成した会社とは？
https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_03729_S045 - 【工場の改善事例100選】小さなアイデア＆ネタで収益UP！ 製造業の改善提案例を紹介
https://smart-factory.funaisoken.co.jp/250123-2/ - IoT導入による工場の見える化とは？成功事例と製造業の現場改革におけるメリットと注意点を紹介
https://smart-factory.funaisoken.co.jp/250108-2/
今回では、工場における組織図の重要性について事例をもとに説明をしてまいりました。
弊社が主催している下記セミナーでは、自社の生き残りをかけたDXの取組を、実際の事例をもとにお話ししています。
改めて、下記のような課題を抱えられている方はぜひご参加ください。
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～理論・理屈ではなく、自社の現場で実践できる具体的なDX経営手法が分かります～
https://www.funaisoken.co.jp/seminar/124761
https://www.funaisoken.co.jp/dl-contents/smart-factory_smart-factory_03729_S045
関連コラム
ロボットのティーチングとは？ティーチングの種類と概要を解説
2019.08.27
ティーチング作業とは？
近年、工場のロボット化は製造業種を問わず、様々な分野で進んできております。
また、大企業だけでなく中小企業においてもロボット化・自動化は進んでいます。
しかしながら、ロボットを選定し導入したらそれで自動化を実現でき、生産性を高めることができるわけではありません。
周知の事実の通り、
ロボットはプログラミングを行うことにより動作を制御しています。
そのため、中小企業の様に品種が多品種でありながら、
ロット数が少量であるということは生産工程が逐次変化するということを表しています。
このように変化が多い、中小企業に良くある状況では
ロボット化を進めるために本ページで述べていく
”ティーチング“という作業が欠かせなくなっていきます。
では、一体“ティーチング”とは何なのか？
簡単に一言で表すと、
ティーチングとは「ロボットに望む動作を教えること」です。
このように、ロボットに望む動作を教える方法には様々な種類があります。
その中には、作業工程に最適な方法があることも分かっています。
そのため、本記事をご覧になっている方は
「このティーチング手法が自社に一番適していたのか、、、！」
というような、導入後の後悔が無くなることでしょう。
それでは、まず次項では
ティーチングの種類とその概要について簡単に説明していきます。
ティーチングの種類とその概要
ロボットに直接触れることなくティーチング(間接教示)する
1．オフラインティーチング
2．オンラインティーチング（ティーチング・プレイバック）
ロボットに直接触れながらティーチング(直接教示)する
3．ダイレクトティーチング
上記のように、分類することが可能です。
AIによるティーチングレスは厳密に言うと、
ティーチング作業をAIにより行うこととなります。
本ページでは一般的な教示方法である
間接教示法と直接教示法について述べていきます。
その前にまず、
本項ではそれぞれのティーチング方法を表にまとめてみました。
それぞれのティーチング方法を体系的にまとめましたので
どのような方法が自社には適しているのかを考える参考にして頂ければと思います。
それでは、まずはティーチングの１つであるオフラインティーチングからみていきましょう。
ダイレクトティーチング教示者が直接ロボット本体を動かすことにより動きを教示する方法になります。導入が増加している協働ロボットのティーチングではこの方法が多く採用されています。教示者が可動部を動かし、動作を記録させることで、より直観的にティーチングすることを可能にします。AIによるティーチングレスティーチング作業は属人的なものでありましたが、近年AIの自己学習機能を活用したティーチングレス化が進んでいます。オフラインティーチングにて行ったプログラミング作業に加え、オンラインティーチングで修正を繰り返すことで高品質の作業をミスなく高速で行うことが可能となります。
ティーチングの種類
オフライン
ティーチング
テキスト型
ロボットの動きの元となる、プログラムをテキストエディット用のソフトウェアで直接記入します。複雑な動きのプログラムには向かないため、簡単な動きをするロボットに用いられます。
シミュレータ型
ロボット言語のアップロードや、ダウンロードなどのデータのやり取りが可能です。ロボット言語を変換することができるため、各社のロボットに対応することが可能です。
エミュレータ型
教示者にとってティーチングが容易であるため、多くの産業用ロボットに採用されています。ロボット言語を用いて動作をプログラムし、直接実行させるティーチング方法となるためプログラム精度が高いという利点があります。
自動ティーチングシステム
CADデータから加工プログラムを自動的に作成するシステムです。技術的な難易度の高さから、まだ導入例は多くないと言われています。
オンライン
ティーチング
（ティーチング・プレイバック）
ロボットの教示者がティーチングペンダント(ロボットを動かすコントローラ)を用いて動作を記録します。次に、記録したデータを再生（プレイバック）させながら、さらに動作を微調整します。
オンラインティーチングでは実機を実際に稼働させながら教示する方法であるため、生産ラインを一度止めなければならず、時間的損失が発生することがデメリットとなります。
ダイレクト
ティーチング
教示者が直接ロボット本体を動かすことにより動きを教示する方法になります。導入が増加している協働ロボットのティーチングではこの方法が多く採用されています。教示者が可動部を動かし、動作を記録させることで、より直観的にティーチングすることを可能にします。
AIによる
ティーチングレス
ティーチング作業は属人的なものでありましたが、近年AIの自己学習機能を活用したティーチングレス化が進んでいます。オフラインティーチングにて行ったプログラミング作業に加え、オンラインティーチングで修正を繰り返すことで高品質の作業をミスなく高速で行うことが可能となります。
自社にはどの教示方法が適しているのか？
ここまでご覧になって頂けた方は
間接教示法と直接教示法の違いをご理解いただけたかと思います。
では、自社がロボットを導入し、自動化を実現するためには
どのような教示法、あるいはティーチングを行えるロボットが
適しているのかということで悩まれると思います。
本項では
・間接教示法に適した作業工程
・直接教示法に適した作業工程
上記に分けて説明していきたいと思います。
これらをご理解して頂けますと、
ロボット選定の際に自社に最適なロボットを
検討し易くなることでしょう。
まず、間接教示法と直接教示法のそれぞれが許容できる
作業工程を包含関係で表してみたいと思います。
上記で表す図のように、
直接教示法にできる作業工程が限られることが分かります。
では、包含関係を示したうえで
直接教示法にはどのような作業工程が向いているのかを説明していきます。
直接教示法に適した作業工程とは？
直接教示法とは、前述したようにロボットを直接動かすことによって動作を教示する方法になります。この教示方法はロボットの動作に対して比較的精密度が求められない作業において用いることが一般的となります。
具体的には、以下のような作業工程において用いられております。
ネジ締め作業工程
組立て作業工程
部品の仕分け工程
整列工程
箱詰め工程
ピッキング工程
搬送工程
検査工程
測定工程
間接教示法に適した作業工程とは？
間接教示法は、精密度が求められる工程においても対応することが可能となります。
これは、人の手によるティーチングではなく機械を用いたプログラミングを行うことにより、精度を高めることが可能となるからです。
これらの教示方法により可能となる作業工程は
以下のような作業があります。
溶接
バリ取り
シーリング
ローラーヘム
カット
穴あけ
溶射
塗装
洗浄
搬送（軽量でないもの）
上記のような作業は勿論のこと、
前述した包含関係の図からも、この間接教示法は
直接教示法による作業もカバーすることが可能です。
まとめ
本記事では２つの教示方法と、
ティーチングの種類について説明してきました。
間接教示法は直接教示法が可能とする作業工程を包含していることから
汎用性が高い教示方法であることがわかります。
これを考えると、「間接教示法だけで良いのでは？」
と、思われるかもしれません。
しかし、直接教示法では、ティーチングペンダントを用いることなく
教示者が直接ロボットにティーイングすることが可能であるということから
間接的な教示法よりもティーチングが簡単です。
つまりはティーチングに掛かる作業時間を短縮することができるため、
生産性が高くなるというメリットも考えられます。
このように、それぞれの作業工程に
適した教示方法があることを理解すると
自社におけるロボット選定や導入した後の運用面が明らかになり、
ロボット化・自動化のイメージが着きやすくなると思います。
さらに、本サイトでは
ティーチングの種類や教示方法だけでなく、
それぞれの業種やその工程に特化したロボットについて
様々な事例をもとに解説しております。
そのため、そちらをご覧になって頂けると
より自社に適したロボットがどのようなものか
理解を深めることが出来ると思います。
是非、自社のロボットにおける導入検討のために
御一読いただければと思います。
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/quality-improvement-through-inspection-quality-challenged-by-a-company-with-50-employees/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/a-town-factory-with-40-colleagues-performs-100-inspection-using-robots/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-stud-welding-process/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-attachment-and-detachment-work-in-multiple-processing-machines/"] ティーチング作業とは？
近年、工場のロボット化は製造業種を問わず、様々な分野で進んできております。
また、大企業だけでなく中小企業においてもロボット化・自動化は進んでいます。
しかしながら、ロボットを選定し導入したらそれで自動化を実現でき、生産性を高めることができるわけではありません。
周知の事実の通り、
ロボットはプログラミングを行うことにより動作を制御しています。
そのため、中小企業の様に品種が多品種でありながら、
ロット数が少量であるということは生産工程が逐次変化するということを表しています。
このように変化が多い、中小企業に良くある状況では
ロボット化を進めるために本ページで述べていく
”ティーチング“という作業が欠かせなくなっていきます。
では、一体“ティーチング”とは何なのか？
簡単に一言で表すと、
ティーチングとは「ロボットに望む動作を教えること」です。
このように、ロボットに望む動作を教える方法には様々な種類があります。
その中には、作業工程に最適な方法があることも分かっています。
そのため、本記事をご覧になっている方は
「このティーチング手法が自社に一番適していたのか、、、！」
というような、導入後の後悔が無くなることでしょう。
それでは、まず次項では
ティーチングの種類とその概要について簡単に説明していきます。
ティーチングの種類とその概要
ロボットに直接触れることなくティーチング(間接教示)する
1．オフラインティーチング
2．オンラインティーチング（ティーチング・プレイバック）
ロボットに直接触れながらティーチング(直接教示)する
3．ダイレクトティーチング
上記のように、分類することが可能です。
AIによるティーチングレスは厳密に言うと、
ティーチング作業をAIにより行うこととなります。
本ページでは一般的な教示方法である
間接教示法と直接教示法について述べていきます。
その前にまず、
本項ではそれぞれのティーチング方法を表にまとめてみました。
それぞれのティーチング方法を体系的にまとめましたので
どのような方法が自社には適しているのかを考える参考にして頂ければと思います。
それでは、まずはティーチングの１つであるオフラインティーチングからみていきましょう。
ダイレクトティーチング教示者が直接ロボット本体を動かすことにより動きを教示する方法になります。導入が増加している協働ロボットのティーチングではこの方法が多く採用されています。教示者が可動部を動かし、動作を記録させることで、より直観的にティーチングすることを可能にします。AIによるティーチングレスティーチング作業は属人的なものでありましたが、近年AIの自己学習機能を活用したティーチングレス化が進んでいます。オフラインティーチングにて行ったプログラミング作業に加え、オンラインティーチングで修正を繰り返すことで高品質の作業をミスなく高速で行うことが可能となります。
ティーチングの種類
オフライン
ティーチング
テキスト型
ロボットの動きの元となる、プログラムをテキストエディット用のソフトウェアで直接記入します。複雑な動きのプログラムには向かないため、簡単な動きをするロボットに用いられます。
シミュレータ型
ロボット言語のアップロードや、ダウンロードなどのデータのやり取りが可能です。ロボット言語を変換することができるため、各社のロボットに対応することが可能です。
エミュレータ型
教示者にとってティーチングが容易であるため、多くの産業用ロボットに採用されています。ロボット言語を用いて動作をプログラムし、直接実行させるティーチング方法となるためプログラム精度が高いという利点があります。
自動ティーチングシステム
CADデータから加工プログラムを自動的に作成するシステムです。技術的な難易度の高さから、まだ導入例は多くないと言われています。
オンライン
ティーチング
（ティーチング・プレイバック）
ロボットの教示者がティーチングペンダント(ロボットを動かすコントローラ)を用いて動作を記録します。次に、記録したデータを再生（プレイバック）させながら、さらに動作を微調整します。
オンラインティーチングでは実機を実際に稼働させながら教示する方法であるため、生産ラインを一度止めなければならず、時間的損失が発生することがデメリットとなります。
ダイレクト
ティーチング
教示者が直接ロボット本体を動かすことにより動きを教示する方法になります。導入が増加している協働ロボットのティーチングではこの方法が多く採用されています。教示者が可動部を動かし、動作を記録させることで、より直観的にティーチングすることを可能にします。
AIによる
ティーチングレス
ティーチング作業は属人的なものでありましたが、近年AIの自己学習機能を活用したティーチングレス化が進んでいます。オフラインティーチングにて行ったプログラミング作業に加え、オンラインティーチングで修正を繰り返すことで高品質の作業をミスなく高速で行うことが可能となります。
自社にはどの教示方法が適しているのか？
ここまでご覧になって頂けた方は
間接教示法と直接教示法の違いをご理解いただけたかと思います。
では、自社がロボットを導入し、自動化を実現するためには
どのような教示法、あるいはティーチングを行えるロボットが
適しているのかということで悩まれると思います。
本項では
・間接教示法に適した作業工程
・直接教示法に適した作業工程
上記に分けて説明していきたいと思います。
これらをご理解して頂けますと、
ロボット選定の際に自社に最適なロボットを
検討し易くなることでしょう。
まず、間接教示法と直接教示法のそれぞれが許容できる
作業工程を包含関係で表してみたいと思います。
上記で表す図のように、
直接教示法にできる作業工程が限られることが分かります。
では、包含関係を示したうえで
直接教示法にはどのような作業工程が向いているのかを説明していきます。
直接教示法に適した作業工程とは？
直接教示法とは、前述したようにロボットを直接動かすことによって動作を教示する方法になります。この教示方法はロボットの動作に対して比較的精密度が求められない作業において用いることが一般的となります。
具体的には、以下のような作業工程において用いられております。
ネジ締め作業工程
組立て作業工程
部品の仕分け工程
整列工程
箱詰め工程
ピッキング工程
搬送工程
検査工程
測定工程
間接教示法に適した作業工程とは？
間接教示法は、精密度が求められる工程においても対応することが可能となります。
これは、人の手によるティーチングではなく機械を用いたプログラミングを行うことにより、精度を高めることが可能となるからです。
これらの教示方法により可能となる作業工程は
以下のような作業があります。
溶接
バリ取り
シーリング
ローラーヘム
カット
穴あけ
溶射
塗装
洗浄
搬送（軽量でないもの）
上記のような作業は勿論のこと、
前述した包含関係の図からも、この間接教示法は
直接教示法による作業もカバーすることが可能です。
まとめ
本記事では２つの教示方法と、
ティーチングの種類について説明してきました。
間接教示法は直接教示法が可能とする作業工程を包含していることから
汎用性が高い教示方法であることがわかります。
これを考えると、「間接教示法だけで良いのでは？」
と、思われるかもしれません。
しかし、直接教示法では、ティーチングペンダントを用いることなく
教示者が直接ロボットにティーイングすることが可能であるということから
間接的な教示法よりもティーチングが簡単です。
つまりはティーチングに掛かる作業時間を短縮することができるため、
生産性が高くなるというメリットも考えられます。
このように、それぞれの作業工程に
適した教示方法があることを理解すると
自社におけるロボット選定や導入した後の運用面が明らかになり、
ロボット化・自動化のイメージが着きやすくなると思います。
さらに、本サイトでは
ティーチングの種類や教示方法だけでなく、
それぞれの業種やその工程に特化したロボットについて
様々な事例をもとに解説しております。
そのため、そちらをご覧になって頂けると
より自社に適したロボットがどのようなものか
理解を深めることが出来ると思います。
是非、自社のロボットにおける導入検討のために
御一読いただければと思います。
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/quality-improvement-through-inspection-quality-challenged-by-a-company-with-50-employees/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/a-town-factory-with-40-colleagues-performs-100-inspection-using-robots/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-stud-welding-process/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-attachment-and-detachment-work-in-multiple-processing-machines/"]
溶接ロボットで行う自動化の方法とは？
2019.08.29
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1 はじめに
溶接工程の自動化、工場内物流における搬送工程の自動化、加工機へのワーク投入・取り出
しの自動化…
近年の技術革新により、これらが実現可能な時代になりました。
それも、資金が潤沢にある大企業のみならず、規模がそこまで大きくない工場も当てはまります。
しかし、これまで「自動化」や用途の広い「ロボット」に触れてこなかったが故に、
「どのようにしたらいいかわからない」
「誰に相談すればいいのかわからない」
このようなお悩みを抱える方は多いのではないでしょうか。
実は、「自動化」や「溶接ロボット」の導入により、「労働者数は増加し、業績は好調になり、生産性も高くなる」という研究が発表されています。
https://gigazine.net/news/20190711-robots-and-firms/
この研究の結論として、「産業用溶接ロボットを導入した製造業をはじめとする企業はその業績が好調で労働者も増加である一方、導入していない企業はその生産高はマイナスで、ハイテク企業に太刀打ちできずに雇用状況も悪化する」とされています。
つまり、
「どのようにしたらいいかわからない」
「誰に相談すればいいのかわからない」
という状態のまま躊躇していても、事態は好転するどころか、じわじわと悪化していく一方なのです。
ではどうすればいいか。
答えは単純で、「今すぐ自動化、ロボットの導入」を検討すればいいのです。
この記事では、「中小規模の製造業が、溶接の自動化・溶接ロボット導入をするために関わる情報」を掲載していますから、「自動化、溶接ロボットの導入」を検討し始めの役に立つことでしょう。
この記事では、
・種々の溶接に最適な溶接ロボット装置の種類
・溶接の自動化、ロボット化によるメリット
を知ることができます。
これらを知ることで、
・「自分たちの工場での自動化・ロボット化はどんな感じになるのか？」
・「いざ、自動化・溶接ロボットの導入をするときに、溶接ロボットの機種があり過ぎて分からない！」
といったモヤモヤを解消し、工場経営の改善につながることでしょう。
最後の方では、様々な製品を取り扱う工場が自動化・溶接ロボットを導入することで成し遂げた成功事例について紹介しています。
ぜひ最後までお読みいただき、工場経営の改善にお役立てください。
2 溶接の自動化・ロボット化とは？
溶接作業をはじめとする製造業の多くは作業者の勘や技術に頼ることが多く、いわゆる職人的な作業となってしまうため、品質のばらつきが大きくなりがちです。また、溶接作業には強烈な紫外線やヒュームが発生するため、作業者にとって過酷な作業になります。
このように、属人的になりがちで過酷な溶接作業において、溶接ロボットを適用し自動化を図る事で、
品質を一定の基準に保つ
生産管理の効率化
人手不足の解消
作業環境の改善
などを実現することが可能です。
3 溶接によって変わる最適な溶接ロボット
溶接ロボットによる溶接の自動化は、大きく「スポット溶接」と「アーク溶接」の２つに分けられています。
スポット溶接は自動車の車体溶接などで多く使用されており、比較的大型な溶接ロボットが用いられます。
アーク溶接ロボットは鉄骨フレームをはじめ比較的細かい製品の溶接に使用されることも多く、設置される溶接ロボット機器のサイズも小型になります。
このように製造業の溶接ロボットによる自動化は溶接の方法によってどのような種類が最適であり、かつロボット自体がどれくらいの面積を占めるのかということも異なっていきます。
本項では現在ある溶接の作業において、どの溶接ロボットが適するのかという水平的な目線で、それぞれの溶接方法により溶接ロボットの大きさが異なることを解説しました。
次項では、溶接作業が自動化へと進化している背景について、それぞれのメリットとデメリットを基にして解説していきます。
4 溶接作業はどのように進化してきたのか？
近年、製造業における工場のロボット化が著しく進み、生産性が向上しています。
また、その対象は大企業だけでなく、中小企業にも拡がってきています。
溶接の方法は大きく分類すると下記のような進化を遂げてきています。
手溶接(被覆アーク溶接) → 半自動溶接(半自動アーク溶接)→ 自動溶接(ロボット溶接)
自動溶接(ロボット溶接)を理解するには、それ以前の背景を辿ることが必要不可欠です。
本項では、溶接の発展を追うごとに何故進化の必要性があるのかということを、それぞれの方法に対してメリット、デメリットを列挙しながら解説します。
そちらを見ていただくと何故溶接工程がロボット化を遂げたのかがわかるかと思います。
以下の表は、各作業方法のメリット・デメリットを簡潔にまとめたものになります。
ティーチングの種類
メリット
デメリット
手溶接
①設備や溶接棒が小型かつ安価である。
②手作業のため、素材・構造に左右されない。
③シールド効果を得ることができる。
①スラグ除去や、溶着効率が低い。
②品質にバラツキが出る。
③ヒュームが多量に発生する。
半自動溶接
①手溶接より効率が高い。
②溶接材の交換が少ない。
③溶接スピードが高い。
④溶接後のフラックスやスパッタ処理を短縮することができる。
①品質が技術者の技量に依存する。
②無風な屋内での作業が必要。
溶接ロボット
①ヒュームやスパッタ発生が少ない。
②風における影響が減少。
③品質が一定である。
④別の高付加価値業務へ熟練者を移行可能に。
①施工面の形状が限定される。
②制御・設計・管理において異なる技能が必要。
4.1 手溶接
この溶接方法は、溶接法の中で最も一般的であった方法です。
手溶接とは、被覆アーク溶接のことを一般的に指しています。
この溶接方法は手溶接棒にフラックスを塗布し、電流を流すことによりアークを発生させることにより熱を発生させる方法です。
作業者が溶接トーチを持ち、文字通り手の動作に従って溶接を行います。
この手法には下記のようなメリットとデメリットが考えられます。
メリット
① 設備や溶接棒が小型かつ安価であるため、導入が比較的しやすい。
② 手による作業のため、素材であったり、構造によることなく溶接することが可能である。
③ フラックスが溶けることによって生じるガス・スラグが母材を覆うことにより、シールド効果を得ることができる。
デメリット
① スラグの除去をしなければならないことや、溶着効率が低いなどの問題がある。
② 品質が技術者の技量によって左右される。人によって高品質となることがあれば低品質となることもある。
③ ヒュームが多量に発生することなどである。
4.2 半自動溶接
半自動アーク溶接はガスシールドアーク溶接の一種であり、この溶接手法は溶着効率の低さを解決するために生み出されました。
現在ではこの半自動アーク溶接のことを指すほど一般的な手法となりました。
手溶接のデメリットを改善した半自動溶接には、以下のようなメリットとデメリットがあります。
メリット
① 手溶接と比較した際に効率が高いこと。また、長い時間の作業が溶接材を交換することなく可能である。
② 溶接のスピードが高く、溶接をした後に生じるフラックスやスパッタの処理などを短縮することが出来る。
デメリット
① 溶接作業者の技量により品質が左右される。
② シールドガスを用いるため、基本的に風のない屋内で作業する必要がある(ノンガスワイヤーを使用する場合を除く)。
4.3 自動溶接
今までの半自動溶接では、溶接者の技術力によって生じる品質の違いは防ぐことはできませんでした。
本項の最後には、自動溶接により今までの溶接手法からどのような変化が期待できるのか解説します。
自動溶接には自動溶接機によるものと、溶接ロボットによるものの２種類があります。
本稿では、溶接ロボットによる自動溶接に焦点を当てて紹介します。
まず、自動溶接機による自動溶接は工場のラインなどで連続に行う溶接手法です。
この手法を進化させたものが、ロボット溶接となります。
これにより、自動溶接時に発生していた課題である溶接姿勢における問題を解決することができるようになりました。
ロボット溶接・自動溶接と比較した際の変化は下記になります。
メリット
① 人の安全に影響を与えるヒュームやスパッタの発生が少ない。
② 風により生じる影響が減少する。
③ 作業者によって品質が左右されない。
デメリット
① 溶接する際、施工面の形状が直線、緩やかなカーブに限られてしまう。
② シーケンスの制御や、機構の設計、安全管理の面で今までと異なる技能が必要である。
5 まとめ
近年、技術力の進歩に伴い、溶接の在り方、より大きな視点で見れば製造業の在り方自体大きく変わってきました。
今まで主流となっていた方法では、作業者の作業環境や、製品の品質にバラツキが生じるなどの様々な問題が生じておりました。
このような悩みは溶接だけでなく、加工や検査、組立など多方面からも聞こえます。
しかし、昨今の製造業分野においては、溶接工程の自動化・ロボット化が急速に進んできております。
このようなロボット化は大量生産に向いているものであると思われがちでありましたが、ティーチング作業を行うことにより、多品種少量生産である、中小企業においても工場の自動化を果たし生産性を高めることが期待できます。
これらの自動化・ロボット化を実現することは、上記のような機能的なメリットだけでなく、中小企業においては採用面などにもメリットを享受することが期待できます。
文部科学省も学校教育においてプログラミングの必修化の準備を着実に進めています。
このような流れが意味することとしては、プログラミング環境がない企業には人が集まらない、採用ができないということになりそうです。
「自社では生産面でロボットを導入しなくても問題ない。」という近視眼的な考え方では、ロボットを先に導入した中小企業と比較すると、生産面だけでなく採用面でも後塵を拝する結果となりかねません。
いつか導入しなければならないものですし、製造業においては人手不足が大きな課題となっているのが現状です。
早めに行動しなければ徐々にその差は開いていく一方のようです。
また、本稿では溶接作業の自動化・ロボット化に焦点を置いてご紹介してまいりました。
しかし、近年では、溶接工程という部分的な括りだけではなく、様々な工程においてこれらのロボット化は裾野を広げてきております。
当サイトでは溶接だけでなく加工や検査、組立の工程など、多種多様な自動化・ロボット化の事例を掲載しておりますので是非そちらもご覧くださいませ。
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1 はじめに
溶接工程の自動化、工場内物流における搬送工程の自動化、加工機へのワーク投入・取り出
しの自動化…
近年の技術革新により、これらが実現可能な時代になりました。
それも、資金が潤沢にある大企業のみならず、規模がそこまで大きくない工場も当てはまります。
しかし、これまで「自動化」や用途の広い「ロボット」に触れてこなかったが故に、
「どのようにしたらいいかわからない」
「誰に相談すればいいのかわからない」
このようなお悩みを抱える方は多いのではないでしょうか。
実は、「自動化」や「溶接ロボット」の導入により、「労働者数は増加し、業績は好調になり、生産性も高くなる」という研究が発表されています。
https://gigazine.net/news/20190711-robots-and-firms/
この研究の結論として、「産業用溶接ロボットを導入した製造業をはじめとする企業はその業績が好調で労働者も増加である一方、導入していない企業はその生産高はマイナスで、ハイテク企業に太刀打ちできずに雇用状況も悪化する」とされています。
つまり、
「どのようにしたらいいかわからない」
「誰に相談すればいいのかわからない」
という状態のまま躊躇していても、事態は好転するどころか、じわじわと悪化していく一方なのです。
ではどうすればいいか。
答えは単純で、「今すぐ自動化、ロボットの導入」を検討すればいいのです。
この記事では、「中小規模の製造業が、溶接の自動化・溶接ロボット導入をするために関わる情報」を掲載していますから、「自動化、溶接ロボットの導入」を検討し始めの役に立つことでしょう。
この記事では、
・種々の溶接に最適な溶接ロボット装置の種類
・溶接の自動化、ロボット化によるメリット
を知ることができます。
これらを知ることで、
・「自分たちの工場での自動化・ロボット化はどんな感じになるのか？」
・「いざ、自動化・溶接ロボットの導入をするときに、溶接ロボットの機種があり過ぎて分からない！」
といったモヤモヤを解消し、工場経営の改善につながることでしょう。
最後の方では、様々な製品を取り扱う工場が自動化・溶接ロボットを導入することで成し遂げた成功事例について紹介しています。
ぜひ最後までお読みいただき、工場経営の改善にお役立てください。
2 溶接の自動化・ロボット化とは？
溶接作業をはじめとする製造業の多くは作業者の勘や技術に頼ることが多く、いわゆる職人的な作業となってしまうため、品質のばらつきが大きくなりがちです。また、溶接作業には強烈な紫外線やヒュームが発生するため、作業者にとって過酷な作業になります。
このように、属人的になりがちで過酷な溶接作業において、溶接ロボットを適用し自動化を図る事で、
品質を一定の基準に保つ
生産管理の効率化
人手不足の解消
作業環境の改善
などを実現することが可能です。
3 溶接によって変わる最適な溶接ロボット
溶接ロボットによる溶接の自動化は、大きく「スポット溶接」と「アーク溶接」の２つに分けられています。
スポット溶接は自動車の車体溶接などで多く使用されており、比較的大型な溶接ロボットが用いられます。
アーク溶接ロボットは鉄骨フレームをはじめ比較的細かい製品の溶接に使用されることも多く、設置される溶接ロボット機器のサイズも小型になります。
このように製造業の溶接ロボットによる自動化は溶接の方法によってどのような種類が最適であり、かつロボット自体がどれくらいの面積を占めるのかということも異なっていきます。
本項では現在ある溶接の作業において、どの溶接ロボットが適するのかという水平的な目線で、それぞれの溶接方法により溶接ロボットの大きさが異なることを解説しました。
次項では、溶接作業が自動化へと進化している背景について、それぞれのメリットとデメリットを基にして解説していきます。
4 溶接作業はどのように進化してきたのか？
近年、製造業における工場のロボット化が著しく進み、生産性が向上しています。
また、その対象は大企業だけでなく、中小企業にも拡がってきています。
溶接の方法は大きく分類すると下記のような進化を遂げてきています。
手溶接(被覆アーク溶接) → 半自動溶接(半自動アーク溶接)→ 自動溶接(ロボット溶接)
自動溶接(ロボット溶接)を理解するには、それ以前の背景を辿ることが必要不可欠です。
本項では、溶接の発展を追うごとに何故進化の必要性があるのかということを、それぞれの方法に対してメリット、デメリットを列挙しながら解説します。
そちらを見ていただくと何故溶接工程がロボット化を遂げたのかがわかるかと思います。
以下の表は、各作業方法のメリット・デメリットを簡潔にまとめたものになります。
ティーチングの種類
メリット
デメリット
手溶接
①設備や溶接棒が小型かつ安価である。
②手作業のため、素材・構造に左右されない。
③シールド効果を得ることができる。
①スラグ除去や、溶着効率が低い。
②品質にバラツキが出る。
③ヒュームが多量に発生する。
半自動溶接
①手溶接より効率が高い。
②溶接材の交換が少ない。
③溶接スピードが高い。
④溶接後のフラックスやスパッタ処理を短縮することができる。
①品質が技術者の技量に依存する。
②無風な屋内での作業が必要。
溶接ロボット
①ヒュームやスパッタ発生が少ない。
②風における影響が減少。
③品質が一定である。
④別の高付加価値業務へ熟練者を移行可能に。
①施工面の形状が限定される。
②制御・設計・管理において異なる技能が必要。
4.1 手溶接
この溶接方法は、溶接法の中で最も一般的であった方法です。
手溶接とは、被覆アーク溶接のことを一般的に指しています。
この溶接方法は手溶接棒にフラックスを塗布し、電流を流すことによりアークを発生させることにより熱を発生させる方法です。
作業者が溶接トーチを持ち、文字通り手の動作に従って溶接を行います。
この手法には下記のようなメリットとデメリットが考えられます。
メリット
① 設備や溶接棒が小型かつ安価であるため、導入が比較的しやすい。
② 手による作業のため、素材であったり、構造によることなく溶接することが可能である。
③ フラックスが溶けることによって生じるガス・スラグが母材を覆うことにより、シールド効果を得ることができる。
デメリット
① スラグの除去をしなければならないことや、溶着効率が低いなどの問題がある。
② 品質が技術者の技量によって左右される。人によって高品質となることがあれば低品質となることもある。
③ ヒュームが多量に発生することなどである。
4.2 半自動溶接
半自動アーク溶接はガスシールドアーク溶接の一種であり、この溶接手法は溶着効率の低さを解決するために生み出されました。
現在ではこの半自動アーク溶接のことを指すほど一般的な手法となりました。
手溶接のデメリットを改善した半自動溶接には、以下のようなメリットとデメリットがあります。
メリット
① 手溶接と比較した際に効率が高いこと。また、長い時間の作業が溶接材を交換することなく可能である。
② 溶接のスピードが高く、溶接をした後に生じるフラックスやスパッタの処理などを短縮することが出来る。
デメリット
① 溶接作業者の技量により品質が左右される。
② シールドガスを用いるため、基本的に風のない屋内で作業する必要がある(ノンガスワイヤーを使用する場合を除く)。
4.3 自動溶接
今までの半自動溶接では、溶接者の技術力によって生じる品質の違いは防ぐことはできませんでした。
本項の最後には、自動溶接により今までの溶接手法からどのような変化が期待できるのか解説します。
自動溶接には自動溶接機によるものと、溶接ロボットによるものの２種類があります。
本稿では、溶接ロボットによる自動溶接に焦点を当てて紹介します。
まず、自動溶接機による自動溶接は工場のラインなどで連続に行う溶接手法です。
この手法を進化させたものが、ロボット溶接となります。
これにより、自動溶接時に発生していた課題である溶接姿勢における問題を解決することができるようになりました。
ロボット溶接・自動溶接と比較した際の変化は下記になります。
メリット
① 人の安全に影響を与えるヒュームやスパッタの発生が少ない。
② 風により生じる影響が減少する。
③ 作業者によって品質が左右されない。
デメリット
① 溶接する際、施工面の形状が直線、緩やかなカーブに限られてしまう。
② シーケンスの制御や、機構の設計、安全管理の面で今までと異なる技能が必要である。
5 まとめ
近年、技術力の進歩に伴い、溶接の在り方、より大きな視点で見れば製造業の在り方自体大きく変わってきました。
今まで主流となっていた方法では、作業者の作業環境や、製品の品質にバラツキが生じるなどの様々な問題が生じておりました。
このような悩みは溶接だけでなく、加工や検査、組立など多方面からも聞こえます。
しかし、昨今の製造業分野においては、溶接工程の自動化・ロボット化が急速に進んできております。
このようなロボット化は大量生産に向いているものであると思われがちでありましたが、ティーチング作業を行うことにより、多品種少量生産である、中小企業においても工場の自動化を果たし生産性を高めることが期待できます。
これらの自動化・ロボット化を実現することは、上記のような機能的なメリットだけでなく、中小企業においては採用面などにもメリットを享受することが期待できます。
文部科学省も学校教育においてプログラミングの必修化の準備を着実に進めています。
このような流れが意味することとしては、プログラミング環境がない企業には人が集まらない、採用ができないということになりそうです。
「自社では生産面でロボットを導入しなくても問題ない。」という近視眼的な考え方では、ロボットを先に導入した中小企業と比較すると、生産面だけでなく採用面でも後塵を拝する結果となりかねません。
いつか導入しなければならないものですし、製造業においては人手不足が大きな課題となっているのが現状です。
早めに行動しなければ徐々にその差は開いていく一方のようです。
また、本稿では溶接作業の自動化・ロボット化に焦点を置いてご紹介してまいりました。
しかし、近年では、溶接工程という部分的な括りだけではなく、様々な工程においてこれらのロボット化は裾野を広げてきております。
当サイトでは溶接だけでなく加工や検査、組立の工程など、多種多様な自動化・ロボット化の事例を掲載しておりますので是非そちらもご覧くださいませ。
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産業用ロボットとは？最新動向からロボットの違いを知る
2019.09.17
近年、「ロボット」という言葉は様々な業界において幅広く聞かれるようになってきました。
そのせいか、ロボットの定義は明確に定まっている訳ではなく所々で色々な定義がされているようです。
そんな中、この「ロボット」という言葉の一つの定義として、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”とあります。
このように、どのような用途でロボットが使用されるものかという大まかに定義づけがある他、学術的なロボットの定義の一つとしては、日本ロボット学会が編纂したロボット工学ハンドブックで紹介されているものとして、“自動性、知能性、個体性、半機械半人間性、作業性、汎用性、情報性、柔軟性、有限性、移動性を持つもの”だと言われることもあります。
我々の日常の業務は多くの産業において“人”によって行われているため、この「ロボット」はどのような産業においても遅かれ早かれ関係を持つものとなるだろうことが予想されます。
近年では、日本の人口ピラミッドの推移からも考察できるように、国内の人口は減少傾向であることは明確です。
さらにそれに加え、人口の分布としては高齢者の割合は増加傾向でありながら、若い世代の割合は減少するということが予測されております。
このことから、
国内の人口は減少傾向にあるということ
人口分布は高齢者人口が多くなっていくということ(＝国内人口における生産年齢人口の割合が低下するということ)
上記のことが容易に予測できます。
もう一度、「ロボット」の定義の一つを下記に示してみます。
ロボットとは、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”
世界的な人口は増加傾向にあります。
しかしながら、一方で日本国内の人口は減少傾向にあります。
そのような環境下において我々に代わって作業を代替してくれる装置・機械である「ロボット」の需要は日に日に増していくことでしょう。
以下のレポートにおいても、中小企業の全体的な方向性としては、社内のシニア、ベテラン人材の継続確保よりも、自動機やロボットによる自動化・省人化のポイントが増加しているようです。
https://www.meti.go.jp/report/whitepaper/mono/2018/honbun_pdf/pdf/honbun01_01_02.pdf
これらのことからも、ロボットへの期待は既に高まっていることが覗えます。
では、このような「ロボット」、多くの産業から耳にするようになっておりますが、具体的にはどのような分野においてロボット化は進んでいるのでしょうか？
ロボット化が進む分野は？
産業用ロボット
BtoBにおけるロボットとしては産業用ロボットが代表的です。
この産業用ロボットという括りではざっくりとしすぎているため、以下の様に分類してみました。
農業用
農業のロボット化というと、スマート農業という言葉が最近では聞かれるようになってきています。スマート農業を牽引させている企業としては、クボタなどが代表的な企業となります。農業人口が減少している中で、クボタの開発した無人コンバインや、無人田植え機は高齢者の農業を手助けするだけでなく、生産年齢人口が減少している中で大きな貢献が期待されています。
林業用
林業用のロボットとしては、自動枝払い機や下草刈りロボットなどが挙げられます。木にロボットを装着するだけで、自動でロボットが枝を切断してくれるロボットなどが代表的な例です。高い木などの切断が困難である中で、林業者の手助けをしてくれるロボットです。草刈りロボットはルンバのような形状で、自動で草を刈り人の作業を手助けしてくれています。
工業用
産業用のロボットというと、日本の製造業から考えていくと工業のロボット化を表すことが多いかもしれません。工業用ロボットは、アームロボットであれば、溶接の工程に用いられたり、組立工程において用いられたりと使用の用途は様々です。このようなロボット化は減少している生産年齢人口に対応するだけでなく、過酷作業を低減させることや、中小企業にとっては採用面でも強化が期待できるようです。
商業用
マネキン型ロボット「Palette」は人感センサーを備え、人が近づくとさまざまなポーズを披露するマネキン型ロボットです。ファッション業界においてこれらのロボットが現在では活用されているようです。また、物流クライシスや物流事業の危機が囁かれ、更なる宅配ニーズが急激に増加するなかで、自動運搬ロボットは少子高齢化、深刻な人手不足にみまわれている状況における一つの打開策として期待が持たれています。
サービス用ロボット
サービス産業におけるロボット化としては、看護ロボットにおいてはMoxiなどの看護師を支援するロボットがあります。また、ビルや公共建物清掃などを行うロボットや福祉業界においても近年需要が高まっています。このようなことから、サービス分野においてもロボット化が急速に進むことが予測されています。
ペットロボット
また、産業用ロボットやサービス用ロボットは主に人間が行っている作業を代替するものがほとんどでありました。しかし、ペットロボットは人間にセラピー効果を与えることへ期待が持たれているものです。このようなロボットの代表としては、SONYにより開発されたAIBOや、バロなどが有名です。これらロボットの効果としては、うつ状態の効果を改善させる心理的効果、ストレス低減といった生理的効果、発話の増加による社会的効果増進などの効果に寄与するようです。
今回の記事では、上記のように分類してみましたが、人それぞれで分類の方法は異なるでしょう。
これは、ロボットという定義が場所によって人によって状況によって変わってくるものであるから避けられないことかもしれません。
産業用ロボットとは？
「ロボット」と一口に言っても様々な種類があることをご紹介してきました。
そのような中で、製造業において注目したロボット化とは、産業のロボット化にあたります。
この日本のお家芸であったロボットに世界が追い付こうと、ドイツではインダストリー4.0、アメリカではインダストリー・インターネット・コンソーシアムというように世界的にもロボット化が進んでいます。
しかし、近年では中小企業においても産業のロボット化は急速に進んできています。
このような産業のロボット化、その中でも工業のロボット化に注目が集まっている理由としては、顧客のニーズが多様化していることもありますし、それに加え、これから課題となる生産人口の減少にも対応することが可能となるからでしょう。
そもそも、この産業ロボットの定義はどのようなものなのかというと、日本工業規格（JIS）によれば、「自動制御によるマニピュレーション機能または移動機能をもち、各種の作業をプログラムによって実行できる、産業に使用される機械」と定義されています。
そして、このような産業のロボット化とは大企業が大きな投資をすることにより実現することが可能なものだと考えられておりました。
しかし、近年では資金が大企業のように潤沢ではなく、規模もそれほどではないような中小企業においてもロボット化が可能となってきております。
このように、中小企業のロボット化は大企業のそれとは異なります。
中小企業のロボット化は
ロボットによる熟練作業の代替
熟練作業員は更なる付加価値の高い業務へと移行可能に
ロボットによる３K業務の代替
ロボット導入により、若い人材を採用可能に
中小企業のロボット化は大企業のそれとは異なり、上記のようなメリットを享受することに期待がもてることになりそうです。
【産業用ロボット例】例えば垂直多関節ロボットとは？
垂直多関節ロボットについてもう少し具体的に用途や事例を紹介したいと思います。
次に垂直多関節ロボットは、「6軸ロボット」や「5軸ロボット」とも呼ばれています。複数個の間接を持つロボットという意味で多関節ロボットと呼称されています。
ロボットは軸が多いほど自由に動けます。それぞれの関節がほぼ360°の動きに対応しており、その関節の動きの組み合わせにより様々な動きを実現出来ます。
ここで言う関節にはサーボモータが組み込まれており、関節数はサーボモータの数と同じです。つまりロボットとはサーボモータの集合体なのです。
そして、このサーボモータの性能と複数のサーボモーターを同時に制御するソフトウェアの合体したものが産業用ロボットです。
さらにロボットハンドの先端に用途に合わせて様々なハンドを装着する事が出来ます。このハンドにはモノを掴んだり、加工したり、形状を測定したり、塗装したり、溶接したりと、色々な種類があり、その組み合わせと使い方は無限大の可能性を秘めてます。
その汎用性の高さ故に、様々な分野で使用されており、世界中のものづくりに変革をもたらしています。
代表的な使用方法
１、バラ積みピッキング
垂直多関節ロボットやパラレルリンクロボットにカメラを追加して、ばらばらに置かれている製品や材料の向きや角度を判別してロボットが自動でピッキング（把持する）する機構です。
機械加工をはじめ食品、倉庫等様々な分野で利用されています。
２、溶接
ロボットハンドに溶接トーチを持たせて自動で溶接を行います。
TIG,MIG,MAG,YEG様々な溶接にも対応可能です。特殊な肉盛り溶接やアルミ溶接など難易度の高い溶接にも対応しており、現在もメーカーから様々なロボット溶接用トーチが開発販売されています。
３、研磨ロボット
ハンドにて製品や材料をピッキングし、研磨機等に押し付ける事で研磨を行う工程に用いられています。
ロボットは力加減が出来ないモノなのですが、ハンドに力覚センサーを初めとするセンサーを用いる事で研磨機への押し付け強さ等もコントロールする事が出来、従来では研磨の職人さんしか出来なかった分野への利用が進んでいます。
鋳物部品のバリ取りから眼鏡レンズの研磨など粗いものから精密なものまで幅広く使用されてます。
４、塗装
塗装についても非常に自動化が進んでいる分野です。塗装も非常に高い技術が必要な加工なのですが、ロボットでの塗装も非常に広く利用されてます。
例えば自動車ですが、基本的に全てロボットで塗ってます。
携帯電話のケースやOA機器等のケース等の量産品も多くの場合ロボットで塗られています。逆に職人さんが手吹きで塗装しているモノの方が少なくなってきていると思います。
5、検査
検査といえば、検査専用用カメラですが、ここにもロボットを用いられるケースが増えてきています。
なぜなら、検査用カメラは動く事が出来ない為です。立体物の多面を検査する為には、立体物を動かす必要があるからです。従来の検査方法では、人間が製品や材料を動かして多方向からカメラで撮像、検査を行う必要がありました。検査用カメラも非常に高価なものなので、複数個のカメラを用いて多方向から同時検出する事が現実的に不可能でした。そこでロボットを活用します。
カメラは一つでロボットが検査する面をカメラにむけて撮像、検査、面を変えて検査という方法や、ロボットハンドにカメラを持たせて立体物の周囲全方向から撮像、検査を実施する場合もあります。
特に非常に大きなモノや重たいモノの検査に重宝されています。
このように様々な分野に垂直多関節ロボットは利用されています。何にでも利用出来る反面、用途や環境に合わせたカスタマイズをしっかりと行う必要があるのが垂直多関節ロボットであり、このカスタマイズを如何に現場に最適なモノにするかが導入の最も大きなポイントです。
垂直多関節ロボットの導入を検討している方は、しっかりと目的・用途・環境等を吟味した上でロボットのカスタマイズする事をおすすめします。
まとめ
このように近年では、様々な業界においてロボットが用いられるようになってきています。
背景には将来的な人口減少により生産年齢人口が減少することや、顧客のニーズを満たすようなロボットを製造することが出来るまでに技術が発展していることなどが挙げられます。
その中で産業用ロボットやサービス用ロボット、ペットロボットなど種類・業界は多岐に渡って活躍していくことでしょう。
色々な環境においてロボット化が進んでいることから、ロボットの定義は場所や人、状況によって様々なものとなっているようです。
また、「ロボット」は日本のお家芸であり常に世界の先陣を走っていました。
しかし、それに追いつこうと近頃ではインダストリー4.0やインダストリー・インターネット・コンソーシアム(IIC)など工場の自動化に注目が非常に集まってきています。
近年、中小企業でもこのような工場の自動化の事例は急速に増えてきています。
これはロボットがプログラミングによって動作を変更することができることの他、ロボットに付随するアプリケーションの発展があり、多品種少量に対応することが出来るようになった事も要因として挙げられます。
本記事ではロボットとはどのような種類があるのかを簡単にまとめてきました。
他の記事では、中小企業がロボット化を実現している事例なども紹介しておりますから、ロボット化をお考えの方のきっとお役に立つことと思います。
是非一度、ご覧になって下さい。
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/quality-improvement-through-inspection-quality-challenged-by-a-company-with-50-employees/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/a-town-factory-with-40-colleagues-performs-100-inspection-using-robots/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-stud-welding-process/"]
[clink url="https://smart-factory.funaisoken.co.jp/special/robotization-of-attachment-and-detachment-work-in-multiple-processing-machines/"]
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
自動化・ロボット化事例集 vol.2
本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。
これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、
「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、
事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。
ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー
https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/ 近年、「ロボット」という言葉は様々な業界において幅広く聞かれるようになってきました。
そのせいか、ロボットの定義は明確に定まっている訳ではなく所々で色々な定義がされているようです。
そんな中、この「ロボット」という言葉の一つの定義として、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”とあります。
このように、どのような用途でロボットが使用されるものかという大まかに定義づけがある他、学術的なロボットの定義の一つとしては、日本ロボット学会が編纂したロボット工学ハンドブックで紹介されているものとして、“自動性、知能性、個体性、半機械半人間性、作業性、汎用性、情報性、柔軟性、有限性、移動性を持つもの”だと言われることもあります。
我々の日常の業務は多くの産業において“人”によって行われているため、この「ロボット」はどのような産業においても遅かれ早かれ関係を持つものとなるだろうことが予想されます。
近年では、日本の人口ピラミッドの推移からも考察できるように、国内の人口は減少傾向であることは明確です。
さらにそれに加え、人口の分布としては高齢者の割合は増加傾向でありながら、若い世代の割合は減少するということが予測されております。
このことから、
国内の人口は減少傾向にあるということ
人口分布は高齢者人口が多くなっていくということ(＝国内人口における生産年齢人口の割合が低下するということ)
上記のことが容易に予測できます。
もう一度、「ロボット」の定義の一つを下記に示してみます。
ロボットとは、“人の代わりに何等かの作業を自律的に行う装置、もしくは機械のこと。”
世界的な人口は増加傾向にあります。
しかしながら、一方で日本国内の人口は減少傾向にあります。
そのような環境下において我々に代わって作業を代替してくれる装置・機械である「ロボット」の需要は日に日に増していくことでしょう。
以下のレポートにおいても、中小企業の全体的な方向性としては、社内のシニア、ベテラン人材の継続確保よりも、自動機やロボットによる自動化・省人化のポイントが増加しているようです。
https://www.meti.go.jp/report/whitepaper/mono/2018/honbun_pdf/pdf/honbun01_01_02.pdf
これらのことからも、ロボットへの期待は既に高まっていることが覗えます。
では、このような「ロボット」、多くの産業から耳にするようになっておりますが、具体的にはどのような分野においてロボット化は進んでいるのでしょうか？
ロボット化が進む分野は？
産業用ロボット
BtoBにおけるロボットとしては産業用ロボットが代表的です。
この産業用ロボットという括りではざっくりとしすぎているため、以下の様に分類してみました。
農業用
農業のロボット化というと、スマート農業という言葉が最近では聞かれるようになってきています。スマート農業を牽引させている企業としては、クボタなどが代表的な企業となります。農業人口が減少している中で、クボタの開発した無人コンバインや、無人田植え機は高齢者の農業を手助けするだけでなく、生産年齢人口が減少している中で大きな貢献が期待されています。
林業用
林業用のロボットとしては、自動枝払い機や下草刈りロボットなどが挙げられます。木にロボットを装着するだけで、自動でロボットが枝を切断してくれるロボットなどが代表的な例です。高い木などの切断が困難である中で、林業者の手助けをしてくれるロボットです。草刈りロボットはルンバのような形状で、自動で草を刈り人の作業を手助けしてくれています。
工業用
産業用のロボットというと、日本の製造業から考えていくと工業のロボット化を表すことが多いかもしれません。工業用ロボットは、アームロボットであれば、溶接の工程に用いられたり、組立工程において用いられたりと使用の用途は様々です。このようなロボット化は減少している生産年齢人口に対応するだけでなく、過酷作業を低減させることや、中小企業にとっては採用面でも強化が期待できるようです。
商業用
マネキン型ロボット「Palette」は人感センサーを備え、人が近づくとさまざまなポーズを披露するマネキン型ロボットです。ファッション業界においてこれらのロボットが現在では活用されているようです。また、物流クライシスや物流事業の危機が囁かれ、更なる宅配ニーズが急激に増加するなかで、自動運搬ロボットは少子高齢化、深刻な人手不足にみまわれている状況における一つの打開策として期待が持たれています。
サービス用ロボット
サービス産業におけるロボット化としては、看護ロボットにおいてはMoxiなどの看護師を支援するロボットがあります。また、ビルや公共建物清掃などを行うロボットや福祉業界においても近年需要が高まっています。このようなことから、サービス分野においてもロボット化が急速に進むことが予測されています。
ペットロボット
また、産業用ロボットやサービス用ロボットは主に人間が行っている作業を代替するものがほとんどでありました。しかし、ペットロボットは人間にセラピー効果を与えることへ期待が持たれているものです。このようなロボットの代表としては、SONYにより開発されたAIBOや、バロなどが有名です。これらロボットの効果としては、うつ状態の効果を改善させる心理的効果、ストレス低減といった生理的効果、発話の増加による社会的効果増進などの効果に寄与するようです。
今回の記事では、上記のように分類してみましたが、人それぞれで分類の方法は異なるでしょう。
これは、ロボットという定義が場所によって人によって状況によって変わってくるものであるから避けられないことかもしれません。
産業用ロボットとは？
「ロボット」と一口に言っても様々な種類があることをご紹介してきました。
そのような中で、製造業において注目したロボット化とは、産業のロボット化にあたります。
この日本のお家芸であったロボットに世界が追い付こうと、ドイツではインダストリー4.0、アメリカではインダストリー・インターネット・コンソーシアムというように世界的にもロボット化が進んでいます。
しかし、近年では中小企業においても産業のロボット化は急速に進んできています。
このような産業のロボット化、その中でも工業のロボット化に注目が集まっている理由としては、顧客のニーズが多様化していることもありますし、それに加え、これから課題となる生産人口の減少にも対応することが可能となるからでしょう。
そもそも、この産業ロボットの定義はどのようなものなのかというと、日本工業規格（JIS）によれば、「自動制御によるマニピュレーション機能または移動機能をもち、各種の作業をプログラムによって実行できる、産業に使用される機械」と定義されています。
そして、このような産業のロボット化とは大企業が大きな投資をすることにより実現することが可能なものだと考えられておりました。
しかし、近年では資金が大企業のように潤沢ではなく、規模もそれほどではないような中小企業においてもロボット化が可能となってきております。
このように、中小企業のロボット化は大企業のそれとは異なります。
中小企業のロボット化は
ロボットによる熟練作業の代替
熟練作業員は更なる付加価値の高い業務へと移行可能に
ロボットによる３K業務の代替
ロボット導入により、若い人材を採用可能に
中小企業のロボット化は大企業のそれとは異なり、上記のようなメリットを享受することに期待がもてることになりそうです。
【産業用ロボット例】例えば垂直多関節ロボットとは？
垂直多関節ロボットについてもう少し具体的に用途や事例を紹介したいと思います。
次に垂直多関節ロボットは、「6軸ロボット」や「5軸ロボット」とも呼ばれています。複数個の間接を持つロボットという意味で多関節ロボットと呼称されています。
ロボットは軸が多いほど自由に動けます。それぞれの関節がほぼ360°の動きに対応しており、その関節の動きの組み合わせにより様々な動きを実現出来ます。
ここで言う関節にはサーボモータが組み込まれており、関節数はサーボモータの数と同じです。つまりロボットとはサーボモータの集合体なのです。
そして、このサーボモータの性能と複数のサーボモーターを同時に制御するソフトウェアの合体したものが産業用ロボットです。
さらにロボットハンドの先端に用途に合わせて様々なハンドを装着する事が出来ます。このハンドにはモノを掴んだり、加工したり、形状を測定したり、塗装したり、溶接したりと、色々な種類があり、その組み合わせと使い方は無限大の可能性を秘めてます。
その汎用性の高さ故に、様々な分野で使用されており、世界中のものづくりに変革をもたらしています。
代表的な使用方法
１、バラ積みピッキング
垂直多関節ロボットやパラレルリンクロボットにカメラを追加して、ばらばらに置かれている製品や材料の向きや角度を判別してロボットが自動でピッキング（把持する）する機構です。
機械加工をはじめ食品、倉庫等様々な分野で利用されています。
２、溶接
ロボットハンドに溶接トーチを持たせて自動で溶接を行います。
TIG,MIG,MAG,YEG様々な溶接にも対応可能です。特殊な肉盛り溶接やアルミ溶接など難易度の高い溶接にも対応しており、現在もメーカーから様々なロボット溶接用トーチが開発販売されています。
３、研磨ロボット
ハンドにて製品や材料をピッキングし、研磨機等に押し付ける事で研磨を行う工程に用いられています。
ロボットは力加減が出来ないモノなのですが、ハンドに力覚センサーを初めとするセンサーを用いる事で研磨機への押し付け強さ等もコントロールする事が出来、従来では研磨の職人さんしか出来なかった分野への利用が進んでいます。
鋳物部品のバリ取りから眼鏡レンズの研磨など粗いものから精密なものまで幅広く使用されてます。
４、塗装
塗装についても非常に自動化が進んでいる分野です。塗装も非常に高い技術が必要な加工なのですが、ロボットでの塗装も非常に広く利用されてます。
例えば自動車ですが、基本的に全てロボットで塗ってます。
携帯電話のケースやOA機器等のケース等の量産品も多くの場合ロボットで塗られています。逆に職人さんが手吹きで塗装しているモノの方が少なくなってきていると思います。
5、検査
検査といえば、検査専用用カメラですが、ここにもロボットを用いられるケースが増えてきています。
なぜなら、検査用カメラは動く事が出来ない為です。立体物の多面を検査する為には、立体物を動かす必要があるからです。従来の検査方法では、人間が製品や材料を動かして多方向からカメラで撮像、検査を行う必要がありました。検査用カメラも非常に高価なものなので、複数個のカメラを用いて多方向から同時検出する事が現実的に不可能でした。そこでロボットを活用します。
カメラは一つでロボットが検査する面をカメラにむけて撮像、検査、面を変えて検査という方法や、ロボットハンドにカメラを持たせて立体物の周囲全方向から撮像、検査を実施する場合もあります。
特に非常に大きなモノや重たいモノの検査に重宝されています。
このように様々な分野に垂直多関節ロボットは利用されています。何にでも利用出来る反面、用途や環境に合わせたカスタマイズをしっかりと行う必要があるのが垂直多関節ロボットであり、このカスタマイズを如何に現場に最適なモノにするかが導入の最も大きなポイントです。
垂直多関節ロボットの導入を検討している方は、しっかりと目的・用途・環境等を吟味した上でロボットのカスタマイズする事をおすすめします。
まとめ
このように近年では、様々な業界においてロボットが用いられるようになってきています。
背景には将来的な人口減少により生産年齢人口が減少することや、顧客のニーズを満たすようなロボットを製造することが出来るまでに技術が発展していることなどが挙げられます。
その中で産業用ロボットやサービス用ロボット、ペットロボットなど種類・業界は多岐に渡って活躍していくことでしょう。
色々な環境においてロボット化が進んでいることから、ロボットの定義は場所や人、状況によって様々なものとなっているようです。
また、「ロボット」は日本のお家芸であり常に世界の先陣を走っていました。
しかし、それに追いつこうと近頃ではインダストリー4.0やインダストリー・インターネット・コンソーシアム(IIC)など工場の自動化に注目が非常に集まってきています。
近年、中小企業でもこのような工場の自動化の事例は急速に増えてきています。
これはロボットがプログラミングによって動作を変更することができることの他、ロボットに付随するアプリケーションの発展があり、多品種少量に対応することが出来るようになった事も要因として挙げられます。
本記事ではロボットとはどのような種類があるのかを簡単にまとめてきました。
他の記事では、中小企業がロボット化を実現している事例なども紹介しておりますから、ロボット化をお考えの方のきっとお役に立つことと思います。
是非一度、ご覧になって下さい。
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自動化・ロボット化事例集 vol.2
本事例集は、全国の先進的な工場が取り組む「自動化・ロボット化」の事例をまとめたものとなります。
これから自動化・ロボット化に取組もうと考える皆さまに、
「工場にロボット・IoTを導入する」ための具体的なノウハウを、
事例を通して知っていただくことを目的に作成しました。
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https://smart-factory.funaisoken.co.jp/download/automation-robotization-examples-02/