工場の自動化ソリューション・製造業の大躍進

工場の自動化ソリューションはますます普及し、世界中でどんどん適用されています。自動機器は生産プロセスにおける欠かせなく重要な要素となっていました。では、何の工場の自動化ソリューションが生み出されますか？工場の自動化が企業にどんな利点をもたらしますか？この記事の分析を通じて詳しく理解しましょう。

1. 工場の自動化ソリューションとは？

産業における自動化は、コンピュータやロボットなどの制御システムとITを取り入れて、産業内の様々なプロセスや機械を人間に代わって扱うことを指します。工場では、自動化ソリューションは生産量と効率を向上させる手段としてますます受け入れられています。同時に、複雑な部分でも精度を維持する役割を果たしています。

2. 工場の自動化ソリューションの提案

2.1. 数値制御（NC） 

数値制御（NC）とは、工作機械などに数値データを与えて制御する方式のことです。人間による操作や機械的な仕掛けによる制御に代わる制御方式として普及しています。制御信号にデジタル信号を用いて、機械の駆動部に対して移動距離、機械的位置や速度などの制御量を数値として与えて動作を制御する仕組みを指し、指示を事前に入力して連続的に与えることで、同じ加工を繰り返し自動で行うことができるようになる。

NCは、フライス盤や切削機などの機械を操作するために、X軸、Y軸、Z軸の3軸の直交座標系を使用します。プログラムには部品のコンポーネントまたは部品に対する連続のエンコードされた命令が含まれています。通常、コンピューターはプログラムを実行し、保存します。NCは高い生産率と品質の一貫性という利点を提供します。

2.2. コンピュータ数値制御（CNC）

コンピュータ数値制御（CNC）はコンピュータを使って工作機械を数値制御することです。工作機械の動き（移動方向や移動速度、加工量など）をプログラミングにより自動化することで、高品質な製品を安全かつ効率的に生産できます。

プログラムにエラーが発生した場合、エンコード済みのプログラムを保存、編集、および再確認することが可能となります。部品プログラムを作成し、機械が予め出された命令に従って順次実行できます。

2.3. コンピューター支援設計（CAD）・コンピュータ支援製造（CAM）

コンピューター支援設計（CAD）は、コンピューターを使用して製品を製造する前に、その2D図面と3Dモデルをデジタルで作成および修正するプロセスを指します。最終的なデザインが完成すると、それをプログラムとして入力し、コンピューター支援製造（CAM）システムに送信します。

CAMシステムは、プロセス計画、生産計画、スケジューリング、加工、品質管理など、製造のあらゆる側面を組み込んだプラットフォームです。

2.4. プログラマブルロジックコントローラ（PLC）

プログラマブルコントローラ（PLC）とは、マイクロプロセッサを内蔵し、ユーザが変更可能なプログラムによって機器を制御するものです。

PLCは、入力機器からの信号により、出力機器を制御します。入力信号に対する出力信号の出方は、PLCにあらかじめ与えられたプログラムによって決まります。PLCを使用して、コンピューターを数値制御することができます。PLCはプロセスとタスクをプログラムおよび監視するためのユーザーインターフェースとして機能します。

3. 工場向け4つの種類のオートメーションシステム

現在、工場向けに適用されている4つの種類のオートメーションシステムがあり、各システムは特定の用途に対応しています。

3.1. コンピューター統合生産（CIM）

コンピューター統合生産（CIM）は、製造および関連するビジネスプロセスをコンピューターを通じて完全に自動化するプロセスです。CIMは以下の要素を含みます：

• 自動コンベアシステム
• CADおよびCAMが支えるデザイン
• コンピューター支援の計画と生産
• フレキシブル生産システム（FMS）
• 生産用ロボット

3.2. フレキシブル生産システム（FMS）

フレキシブル生産システムは、プログラム可能なシステムの能力を拡張し、製造プロセスに制約なく変更を許容するシステムです。フレキシブル生産システムは生産時間を無駄にせずに製品の多様性に対応できるようにプログラムできます。また、多品種少量生産に向いているシステムです。

3.3. プログラマブルオートメーション

プログラマブルオートメーションシステムで、出力の変更に合わせる適応できるようにプログラムできます。通常、これらのシステムにはコンピュータープログラムが異なる製品を大量生産するために使用されるNC工作機械が含まれています。高い効率を達成するために、プログラマブルオートメーションシステムは、類似の製品バッチを順次生産するようにプログラムされることがあります。自動化された生産ラインには、生産を行わない段階をプログラムできることもあり、バッチ間でハードウェアを切り替えて再プログラムを行うことができます。

3.4. 固定オートメーション

固定オートメーションシステムでは、装置がプロセスの手順を指示します。これらのプロセスは変更が不可能であるか、大きな労力が必要な場合しか変更できません。通常、自動車など、大量生産される1つの製品に集中して生産しています。

4. 工場の自動化ソリューションのメリット

4.1. 人手不足の解消

製造業界ではますます人手不足の問題が発生しています。生産者は優れた能力を持つ従業員を雇うことが難しくなり、生産性を向上させるための方法を探す必要があります。従業員が退職する際に代替の従業員を探す必要があるため、企業は常に新しい人材を採用しなければならない状況に陥りました。そのため、工場内での自動化は生産プロセスに影響を与えなく特定の段階で従業員を削減する方法として注目されています。

4.2. 高い安全性 

生産プロセスは製品の本質に応じて異なり、多くの企業にとって機械は主要なツールです。特定の部品や構成要素の手作業組み立ては、注意深く丁寧に行われない場合、危険を伴います。このような作業を自動化すると、企業は従業員が安全で製造プロセス中にリスクを避けることを保証できます。

4.3. 生産性の向上

人間と労働法の制約にはいくつかの制約があり、労働者の働き方に制約をかけます。しかし、機械には制約がなく、24時間365日、休憩やシフト変更などの必要がなく、人間との対話も不要です。自動化は生産プロセスの品質と能力を向上させます。自動化システムは人間の介入なしに厳密に作動し、連続的に作業を実行できます。

4.4. 品質管理

製品の品質をお客様に提供する前に品質管理は製造業における重要な責務です。品質管理の自動化がない場合、人間は製品の欠陥を手動で検査しなければなりません。自動化を通じて、この作業は迅速で正確で便利に行えるようになります。IoTは、品質管理プロセスをより積極的で高度に自動化されたものに変えます。ビデオや熱センサーなどを活用することで、製品の品質は製造プロセスの各段階で人間の介入なしに監視できます。

4.5. コスト低減 

現代では、多くの企業が複雑な生産プロセスを自動化し、IoTの支援を受けています。なぜなら、これにより利益を最大化でき、手作業プロセスに資金を無駄にする代わりに資金を節約できるのです。生産プロセスの自動化により、長目で見ると運用コストを節約できます。自動化は障害を70％削減し、メンテナンスコストを12％削減する条件を提供します。それは設備費用だけでなく、人件費も削減します。

工場の自動化ソリューションは企業が生産性と効率性を向上させ、製品品質と利益を増加させるのに貢献します。自動化システムはほとんど、または全く人間の介入がない操作、組立、処理、検査、材料処理などの作業を実行します。ベトナムでも、多くの産業分野で自動化機械を生産プロセスに投資し導入する企業がたくさん存在しています。これにより、生産量、収益、および利益において極めて大きな発展が実現されています。

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