COVID-19は、より強靭なサプライチェーンを構築する必要性と、人間の労働者の重要性を浮き彫りにしました。
自動化だけでは、ロボットは通常たった一つの精密な作業を行うよう設計されているため、高コストで柔軟性に欠ける場合があります。
最善の選択は、産業用ロボットの強さと速さと、人間の創造性と工夫を組み合わせるために、ロボットと人間の労働者を組み合わせることです。
新型コロナウイルスのパンデミックは、世界中の製造業者に大きな打撃を与えています。都市封鎖や渡航禁止措置により、生産とサプライチェーンが混乱しました。工場やその他の作業場での新たな感染拡大により、労働者の健康と安全をより適切に守る必要性が浮き彫りになりました。全米製造業者協会（NAM）による2020年3月の調査では、53%の製造業者が、事業運営の変化を見込んでいました（COVID-19によるもの）。
この変革の必要性は、目下の新型コロナウイルス危機を超えたものです。製造業界は、絶えず変化する市場ニーズへの対応を迫られています。マスカスタマイゼーション、製品の多様性と品質への高い期待、そして製品サイクルの短縮といった現代の要求は、製品サイクルが非常に長く、多様性が限られている経済構造に適してきた製造業者にとって、複雑な課題を生み出しています。
製造業者が急速に変化するグローバル市場で競争したいのであれば、商品の生産方法を根本から変革する必要があります。今こそ、人間の技能と創造性とロボットの強さと速さを組み合わせることで、これらの長年の課題に取り組むべき時です。
自動化の課題
今日の産業用ロボットは、重くて危険な加工物を高速で操作しますが、人間と安全に近接して作業することはできません。そのため、ほとんどの製造工程は、完全に自動化されているか、完全に手作業で行われています。しかし、自動化に対するこの白黒思考のアプローチは、新たな問題を生み出しています。
ひとつは、自動化の設計にコストと時間がかかることです。ロボットがもたらす精密さは諸刃の剣です。各工程には特定のコーディングが必要であり、均一で予測可能な部品や工具に依存しています。わずかでもずれがあると、機械は正しく機能できず、生産ラインを停止しなければなりません。こうした非効率性により、過剰な自動化はコストを増大させ、生産スケジュールを長引かせる可能性があります。
一方で、大型で扱いにくい部品の取り扱いを人間の労働者だけに頼ると、作業が負担が大きく、動きが遅く、危険なものになりかねません。絶え間ない反復動作は、反復性ストレス障害につながる可能性があります。さらに、疲労し不快な状態にある労働者は、ミスを犯しやすくなり、品質と生産性の低下を招きます。
協働
生産労働者のいない、機械のプログラミングと保守のみを必要とする完全自動化された「消灯工場」という構想は、行き詰まりであることが明らかになっています。工場で起きていることの多くは、人間の創意工夫、学習、適応力を必要とします。製品が多様化し、地域市場や顧客ニーズに合わせてカスタマイズされるにつれて、完全自動化の経済性は成り立たなくなっています。複雑な製品の完全自動化ラインを立ち上げるために必要な膨大な設計コストと時間は、製品の変更が必要になるまでに償却できることはありえません。
最善の選択は、産業用ロボットの強さ、精密さ、速さと、人間の労働者の工夫、判断力、器用さを組み合わせることです。このようにすれば、人間の労働者は柔軟性が求められる作業を担当し、ロボットは自らの強さと速さを最大限に活かせる作業を担うことができます。
人間とロボットが協働すると、製造工程はより速く、より効率的に、よりコスト効果が高くなります。MITのJulie Shahが実施した研究では、人間が人間に配慮するロボットと協力して作業する場合、全員が人間のチームで作業する場合と比べて、待機時間が85%削減されました。Veoが自ら行った研究では、単純な組立作業のサイクルタイムは、人間のみで行う場合と比べ、人間とロボットの協働を用いることでおおよそ半分に短縮できることが分かっています。Advanced Robotics for Manufacturing（ARM）と共同で実施した、箱をパレットに積む作業の解決策に関するケーススタディでは、協働的なアプローチにより、完全手作業のアプローチと比べて、サイクルタイムがAdvanced Robotics for Manufacturing（ARM）ほぼ3分の2短縮されることが分かりました。
さらに、今日の過剰で硬直的な自動化は、設備の再構成を負担が大きく時間のかかるものにしていますが、人間とロボットの協働の柔軟性により、製造業者は新製品や新工程を通じて変化する需要に容易に適応できるようになります。パレタイジングのケーススタディでは、完全自動化された工程は、再プログラミングや追加の治具への適合に数日から数週間かかる場合があることが分かりました。この作業停止はコストがかかります。協働的なアプローチは人間の労働者が本来持つ適応力の恩恵を受け、パレタイジングロボットアームの再プログラミングには、1日または数日しか必要としません。
今後の変化
ロボットと人間の協働の利点は、新型コロナウイルスのパンデミック以前からすでに知られていましたが、今回の危機により、協力することの必要性がさらに高まりました。市場の需要に対応できるほど柔軟な工場は、自動車部品の生産から医療機器の生産へと素早く切り替え、また元に戻す能力を持つ可能性があります。設計段階でこの柔軟性を備えていない工場は、このような急激な変化に苦労するでしょう。市場の需要さらに、製造業者が施設の再開を始めるにあたり、安全な社会的距離を保つ取り組みを導入する必要があります。人間と機械の協働を前提に構築された工程は、大きな強みとなるでしょう。例えば、二人以上の生産労働者が密接に協力して行っていた工程が、複数の工程に分割されたり、一人の労働者とロボット一台が関わる工程に変わったりする可能性があります。医療機器また、サプライの多様化もさらに進むと考えられます。単一のサプライヤーから部品を調達する代わりに、製造業者は、サプライチェーンの衝撃を抑えるために（
パンデミックがアジア全域に広がった3月に見られたような
）、異なる地域の複数のサプライヤーから少量ずつ発注することがあるでしょう。これらの新しいラインはそれぞれ、特定の部品の生産期間が短くなります。このような短期の生産に対して、高コストで完全に自動化されたシステムを設計・導入することはほとんど意味がありません。代わりに、人間の労働者を活用し、自動化を効率的に用いることが解決策となります。製造業者は、これを生産工程を見直す機会とすることができます。安全な人間とロボットの協働を可能にする技術が広く利用可能になりつつある今こそ、労働者の安全を守り、工場の経済性を向上させる協働型の自動化を中心に工場を再構築する絶好の機会です。すでに多くの自動車および耐久消費財の製造業者が、Veo FreeMoveのような安全な協働のためのシステムを導入する措置を講じています。今や製造業界のその他の企業も、これに続くべき時です。いくつかの重要な課題は依然として明確です。生活水準の向上と労働条件の改善が不可欠です。パンデミックが示したように、現代の医療機器などの進歩は、製造業の生産性の向上と、製造品の品質、入手可能性、適合性における継続的な進歩に依存しています。これは、機械が周囲の作業者の存在を認識し、それに応答できるようにすることで、生産労働者の安全性と人間工学の向上と共に実現することができます。
人間とロボットの協働が製造業の未来である理由を解説
ロボットと人間が協力すると、製造はより速く、安く、安全になります。
