ファクトリーオートメーションはどのような歴史で発展してきたのでしょうか。ファクトリーオートメーションはどのように進化し、何を変えてきたのか、さらには今後どのように変わっていくのかを考えます。

ファクトリーオートメーションはどのように進化した?

ファクトリーオートメーションとは、オートメーションという概念の中でも特に需要の高い製造業での自動化技術を指します。工場の生産工程を自動化するためのプロセスや、そのためのシステムのことを言います。Factory Automationの頭文字を合わせFA(エフエー)と呼ばれることもあります。

ファクトリーオートメーションは、従来、人によってされていた作業を省人化・省力化することが大きな目的の1つです。これにはロボットやセンサー、情報システムなどの多分野の技術が深く関わっています。

これからの製造業は、ファクトリーオートメーションをどう活用していくかが重要となります。それを考えるうえで、ファクトリーオートメーションがどのような歴史で発展してきたかを振り返ってみましょう。

日本の産業界でファクトリーオートメーションを考えはじめたのは戦後間もなくの頃です。当時、アメリカから派遣されていた技術者たちから、国内インフラ事業を中心にさまざまな技術について指導を受けていました。こういった指導から、自動制御のニーズが高まっていきます。

1950年代中盤、ファクトリーオートメーション浸透の中心となったのは製鉄関連の企業です。製鉄関連の企業は、戦中の軍事需要もありもっとも近代化に近い場所にいました。こうした背景もあり、工作機械による圧延や鋳造の工程を連続化することに成功し、大量生産を可能にしたのです。あらゆる産業の基盤ともいえるマテリアル産業が発展したことにより、日本は高度経済成長時代へと突入していきます。

1960年代の中盤には、ICの登場によりファクトリーオートメーションが急速に進みます。IC組み込まれた工作機械はこれまでにない作業を可能にし、さらに次のファクトリーオートメーションへとつながっていく産業用ロボットを数々生み出しました。

1970年から1980年にかけては、計器類のデジタル化が進み、工作機械もコンピュータと接続されて稼働する時代に突入します。これと同時にセンサー類も発達し、高精度の制御が可能になり始めました。また、各部分に制御装置を設け、その全体の制御をシステムとして連携させる分散型制御システムがやがて主流となります。

1990年代には、分散型制御システムが高度化すると同時に、コンピュータに大きな変革が訪れます。それまで「FAコンピュータ」と呼ばれていた機種は、適用範囲が拡大したことで「産業用コンピュータ」と呼ばれるようになり、マルチタスクが可能になりました。また、ITという概念が重要視されるようになり、2000年以降の情報・ネットワーク・制御が一体化したファクトリーオートメーションシステムへとつながっていくのです。

ファクトリーオートメーションが何を変えた?

それでは、2000年以降、ファクトリーオートメーションがどのような変化をもたらしたのか見てみましょう。

ファクトリーオートメーションは当初、省人化・省力化によるコスト削減だけが注目されていました。しかし、現在ではコスト削減以外のメリットにも注目が集まっています。ファクトリーオートメーション(に期待されている具体的なメリットは、以下の通りです。

  • 人件費の削減
    最初に注目されたのはこの部分です。省人化・省力化によって人件費というコストを削減できます。作業する人員を削減するだけでなく、省人化・省力化によって作業の平準化が進むため、新人が教育にかかるコスト削減も可能になるのです。
  • 品質安定・向上
    人が同じ作業を繰り返してやるとき、必ずミスが発生します。ファクトリーオートメーションによってこういった品質のバラつきやヒューマンエラーがなくなり、品質の安定と向上が期待できます。
  • 生産サイクル短縮
    現代のファクトリーオートメーションは、人がマニュアルで行っていた作業を省人化・省力化することにとどまらず、さらなる高効率化が求められています。ファクトリーオートメーションにより工場が24時間稼働できるようになれば、生産性が飛躍的に向上します。こういった生産サイクル短縮もファクトリーオートメーションの大きなメリットです。
  • 環境に左右されず作業実施
    工場の中には、高温・低温な環境や、騒音や重量物の運搬などが発生するような環境など、人が労働しづらい場合があります。しかし、ファクトリーオートメーションが進むと、このような人が労働しづらい環境下でも、作業を進めることができます。

このようにファクトリーオートメーションにはさまざまなメリットがある一方で、次のようなデメリットも心配されています。

  • 作業者の仕事がなくなるという不安
    作業をしていた人にとっては、省人化・省力化が進むことで仕事がなくなるという不安がつきまとうかもしれません。ただし、ファクトリーオートメーションは行程の効率化、省人化を図り、クリエイティブな仕事を人に割り当てることを目的としています。そのため、ファクトリーオートメーションが進んだとしても、企画業務などクリエイティブな仕事にシフトしていくと考えられます。
  • 設備導入時の初期投資
    最初に注目された削減できる人件費は、設備導入時の初期投資額を越えてこそメリットとなる要素です。高効率の省人化・省力化機器は導入費用も高額になります。これをメリットにするかデメリットにするかは、さまざまな側面からの試算が必要です。
  • カスタマイズが困難
    製品毎にカスタマイズが必要な場合、ファクトリーオートメーションでは対応が難しい場合があるでしょう。ファクトリーオートメーションを進める場合には、できるだけ作業工程を平準化する必要があります。

ファクトリーオートメーションはどうなっていく?

ファクトリーオートメーションについて、近年大きな変化が訪れようとしています。それは、ファクトリーオートメーションが何のためにあるのか、何をしようとしているのかといった、目的そのものの変化です。

これまで、ファクトリーオートメーションの目的といえば、省人化・省力化といった「人の手によらない生産」の実現でした。これを大きく変えつつあるのが、ICT(情報通信技術)の発展で、特に深く関わっているのがIoTの進化と普及です。

変化が訪れているのは、生産工程の中での省人化・省力化する場所です。これまでは作業そのものを省人化・省力化することが注目されてきました。しかし、今では生産に必要な人手を減らすことではなく、工程に関わるあらゆる部分から得られる情報を「どのように扱うか」が重要視されるようになっています。

IoTが実現した工場内では、生産設備や機器がインターネットに接続され、あらゆる情報が収集されます。この情報をもとに機器やロボットの微細な挙動を調整し、生産状況を可視化して管理します。こういった情報を蓄積し分析することで、また次の生産へとフィードバックしていくというのが、現代のスマート化されたファクトリーオートメーションです。

こういったIoTの活用を、さらにもう一段階進化させる技術として重要視されているのがエッジコンピューティングです。収集される膨大なデータの処理を最適化することで、機器やロボットのより正確で精密な挙動を実現します。現代のファクトリーオートメーションにエッジコンピューティングを加えることで、ICTとの結びつきを密にし、情報をより有効活用できるようにしているのです。

ファクトリーオートメーションは次の段階へ

ファクトリーオートメーションの成り立ちと発展の過程、これからの進化について考えました。戦後から進められてきたファクトリーオートメーションは、次の段階へと進化しようとしています。機器やロボットの挙動の速さだけでなく、情報を取り扱う速さがこれからのテーマとなっていく段階です。ただの自動化ではなく、そこから生まれる情報をいかに有効活用するか、そこからいかに精度を上げていくかがこれからのファクトリーオートメーションにおいて重要となっていくのではないでしょうか。

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