HOME > ソフトウェア > CAD/CAM >ものづくりの人材不足とその解決方法は?~広がるロボット活用とその課題~
Fusion360

顕在化する製造業の人材不足

2017年6月に発表された経済産業省の「ものづくり白書」では、製造業における人材不足の顕在化が指摘されています。 製造業において正社員、常用労働者の不足が年々増加しています。(図1) また、特に確保が課題となっている人材で半数以上を占めているのが、技能人材です。(図2)

製造業の人材不足

資料:「2017年版ものづくり白書」経済産業省

人材不足への取り組みは?

人材不足への取り組みとして、現在最も力を入れている取り組みは、「定年延長や定年廃止、再雇用等によるシニア、ベテラン人材の活用」となっている一方で、今後は特に力を入れていきたい「自動機やロボットの導入による省人化」「ITの活用や徹底した合理化によるプロセスの効率化」となっており、今後ロボットやITを活用した省人化、効率化への注目がますます大きくなっていくと考えられます。

重視している取り組み

資料:「2017年版ものづくり白書」経済産業省

ロボットへの期待と導入例

これらロボット、ITへの取り組みを推進する「革新的ものづくり・商業・サービス開発支援補助金」「ロボット導入実証事業」などの国の取り組みがはじまっており、特にロボット活用においては、大手企業に留まらない製造現場における人材不足の解消や効率化に繋がる具体的な活用実績がどんどん増えています。
製造業においてロボットを導入した関西企業のロボットの用途(下図)をみてみると、搬送や整列などの単純作業だけでなく、機械加工、アーク溶接、研磨バリ取り、切断など、技能を必要とする用途においてもロボットの活用が進んでいることがわかります。

業種別の導入したロボットの用途(複数回答)


製造業(n=94)

機械加工 29
搬送 23
ピッキング・整列 19
組立 18
箱詰め 17
アーク溶接 16
自動倉庫(在庫管理・仕分け) 15
研磨・バリ取り 14
プレス 12
検査 11
切断 9
測定・試験 9
樹脂成型 8
スポット溶接 8
塗装 7
洗浄 7
包装 6
クリーンルーム内作業 2
上記以外の加工全般 2
食品加工 0
その他 14
無回答 1

資料:「平成28年度 関西地域の産業におけるロボット導入状況と今後の活用分野に関する調査報告書」
一般社団法人 日本機械工業連合会

ロボット活用の事例(ロボット導入実証事業より)

加工工程等にロボットを活用した企業が具体的にどのような効果を上げているか、 「ロボット導入実証事業」において報告されているロボット活用とその効果の一例をご紹介します。
その他、ロボットに置き換え可能な加工の例はこちら(動画)

※下記事例は、経済産業省、一般社団法人日本ロボット工業会より発行の「ロボット導入実証事業事例紹介ハンドブック2016」内掲載の事例より本文・写真を抜粋、一部編集して掲載しています。

自動車用プラスチック製品のバリ取り工程にロボット導入
バリ取り
効果 【導入前】作業者により各種作業を実施
【導入後】自動車用発泡ブロー成形品の全周囲にあるバリを取り、そのバリの搬出、成形品の搬出を行う工程にロボット導入を行った。ロボットを使用して、①成形機からの製品取出、② ナイフ粗加工、バリ取り、バリ搬出、③バリ取り済製品の取出、④重量確認後製品の払い出しという形で自動化を行った。 結果、当該作業への従事人員を2人から1人へ削減することができた。金型改造をあわせて行うことにより、ロボットでのバリ取りが円滑となった。

建設機械部品のバリ取り工程にロボット導入
バリ取り
効果

【導入前】建設機械部品加工後のバリ、カエリをリューター等手作業で除去を行っていた。
【導入後】 多関節ロボットを使用してバリ取りを行うこととした。 今回の自動化の対象物は、クレードルと呼ばれる建設機械パワーショベルの心臓部である油圧メインポンプ装置の部品である。このクレードルを加工するにあたって、工程は、旋盤加工→マシニング加工→旋盤加工→バリ取りとなっており、この最後のバリ取り工程のロボットによる自動化を行った。結果として、①人によるバラつきがなくなるため安定した品質の生産が可能。②バリ取り作業時に発生する金属粉の人体への影響の軽減。③同じ作業の繰り返し労働の軽減。
④ライン外で行っていたバリ取り作業をライン内で行うため生産性の向上。
と大きな効果があがった。

大型発泡スチロールの切削工程へのロボット導入
切削
効果

【導入前】顧客から預かったイラストなどを3Dデータにして CADCAMを利用して切削データを作り機械を動かし造形物を制作してきた。しかし、これまでの方法ではどうしても3軸4軸機では切削しきれない部分が出てくることが多く、データを分割して切削し、その後人の手で組み立て、修正を行ってきた。納品する製品は 大きい物が多く大型門型の加工機を製作利用してきた。

【導入後】対象物が発泡スチロールという軽量物なのでロボットで切削することが可能かと考え導入に至った。導入の結果、切削加工サイズの大型化に伴い、切削データの作成に多くの時間が必要になることが判 明した。当該ソフトへの習熟が必要である。
ただ、メンテナンスに掛かる工数を大幅に削減することがで きることが判明し今後に期待を持つことができる。

活用段階で直面する課題はティーチング

下図はロボットを導入した企業へのロボット導入効果のアンケートです。製造業では約90%の企業が「効果があった」と回答しています。

ロボットを導入した効果

資料:「平成28年度 関西地域の産業におけるロボット導入状況と今後の活用分野に関する調査報告書」
    一般社団法人 日本機械工業連合会

一方、効果を上げつつも、運用にあたっての課題もあります。 下図は「製造業の企業がロボット導入にあたり経験した課題」です。
導入費用やスペース、ロボットの保守や調整など、コストやハード面の課題の次に多かった課題が、「ロボットを操作できる人材の確保」、「導入後のプログラム変更などの人材の確保」です。
導入したロボットを現場で柔軟・効果的に運用するには、ロボット教示が大きな課題のひとつのようです。

ロボット導入で経験した課題

資料:「平成28年度 関西地域の産業におけるロボット導入状況と今後の活用分野に関する調査報告書」
   一般社団法人 日本機械工業連合会

誰でも簡単にロボットティーチングするには?

ロボットのプログラム変更が困難な理由は、ロボットに動作を教示するティーチング作業の難しさです。 ひとつの加工をロボットがこなすには、ロボットの複数の軸や関節に対しての動きを教示していく必要があります。 従来は、ペンダントを用いてロボットの動作をひとつひとつ設定していく必要がありましたが、CADの輪郭やCAD/CAMのツールパスに基づいたロボット教示を行える、ティーチングソフトの登場により負担は軽減されました。しかし、ロボットの先端ツールの位置や姿勢の制御が困難であったり、ロボット動作の修正に対して、CAD/CAM → 教示点コンバータ → シミュレーションソフトと、複数のソフトウェアを行き来する必要があり、理想的なティーチングは難しく、時間がかかるものでした。

「Robotmaster」なら、CAD/CAM「Mastercam」で作成したツールパスをロボットプログラミングに変換、シミュレーションや動作の最適化までをひとつのソフトウェア上で誰でも簡単に設定できます。

Robotmaster特徴

誰でも簡単にロボットティーチングを可能にする、「Robotmaster」ならロボット活用をより簡単・効率的に実現できます。 ティーチングの効率化は、ロボット活用において非常に重要な課題です。 ロボット活用に踏み出す際は、「Robotmaster」も合わせてご検討下さい。
Robotmasterの詳細はこちら

 
ロボットティーチングの進化

お問合せはこちら

ページの先頭へ