ロボティクス教育で労働者のスキルを高めるために必要な6つの変革

• ロボティクス教育におけるスキルギャップを埋めるには、研修で使用される技術を変える必要があります。
  

• 低コストで利用しやすい研修は、予測される労働需要に対応し、企業が技術の可能性を最大限に活かす助けになります。

ロボティクス教育にはスキルギャップがあります。これを埋めることは可能であり、労働力を変革するとともに、ロボットによる自動化の利用を拡大できます。ただし、解決するには、ロボットのプログラミングを簡素化し、標準化への新たなアプローチを取り入れる必要があります。

ロボティクス教育を提供する際の課題

学生はロボティクスのスキルが需要の高いことを理解していますが、製造業でより高賃金の仕事に就くための研修は、地元の大学のプログラムに申し込むほど簡単に受けられるとは限りません。Larry Flattはこの問題を身をもって知っています。Motlow State Community Collegeの Advanced Robotics プログラムのExecutive Directorとして、彼は毎週、将来をより良くするために必要なロボティクスのスキルを習得したいと願う学生から、Advanced Roboticsプログラムへの問い合わせがあることを把握しています。

Larryはこうした問い合わせを受け、この分野のキャリアの選択肢を説明したうえで、核心を突く質問をします。「どの企業で働きたいのですか？」。この質問に学生はたいてい戸惑います。学生が求めているのは、幅広い雇用主に応募できるスキルだからです。学生はLarryに「就職するために必要な高度なスキルを身につけたいだけです」と答えます。

Larryによると、そうしたスキルは特定するのがそれほど簡単ではありません。雇用主をまたいで通用する単一のロボットプログラミングスキルは存在しません。ある地元の自動車会社では、作業員がFANUC製ロボットを使用しています。木材製品メーカーでは、ABB製ロボットを使用しています。そして、プラスチックメーカーでは、さらに別のブランドのロボットであるYaskawa製を使用しています。

こうした話はたいていここで終わります。学生がベンダー固有のスキルに時間とお金を投資する明確な道筋がないため、Larryは学生から再び連絡を受けないことがよくあります。

産業用ロボティクス教育が混乱した状態にある一方で、問題は、学生にロボティクスを教えるカリキュラムの開発に取り組む教育者にあるわけではありません。教育者は、使いにくく、ブランド固有のロボットスキルに焦点を当てた、数十年前からのアプローチに従っています。教育者には新たなアプローチが必要です。それは技術の進歩を活用してロボットプログラミングをより容易にするものであり、時代遅れのロボティクス教育を提供し続けることではありません。課題は、頑迷な業界に起因しています。ベンダーは、独自のロボットプログラミング言語と関連インターフェースを備えた、それぞれ独自の囲い込まれたエコシステムを作り出しています。こうしたアプローチでは、学生が新しい仕事に就いた際に自動化を導入するために必要なスキルを、全体として教えることが困難になります。

さらに、ロボティクスとオートメーションは、それぞれ独立した分野として教えられることが非常に多くなっています。両者を組み合わせ、ロボットをより使いやすくすることで、ロボティクスの導入は大きく広がるでしょう。ほぼ誰もが、自ら管理する製造工程を自動化するためにツールを適用できるはずです。

製造業の教育では、標準化がすでに図られています。米国の石炭産業地帯の中心部では、Haas Technical Education Center（HTEC）と、eKentucky Advanced Manufacturing Institute（eKAMI）が、先進製造のスキルを学生に教えています。eKAMIを卒業した学生は、ほぼあらゆる旋盤やフライス盤を非常に巧みに扱えます。さらに、機械加工の作業へのアプローチ方法、作業の分解、機械のプログラミング、そして測定ツールを用いた品質保証検査の実施方法も身につけます。また、先進製造機械の制御に使われる標準言語であるG-Codeも学びます。標準化されているため、eKAMIではHaas製機械のみで訓練しているにもかかわらず、学生は他社製の機械でもすぐに稼働させることができます。

残念ながら、ロボットプログラミング教育については、同様の話はできません。ロボティクス教育と研修は、すべての製造関連授業の一部となっているわけではありません。ロボット制御には、ユーザーインターフェースにもプログラミング言語にも標準がありません。その結果、学生は当初から一般的なロボットオートメーションのスキルではなく、ベンダー固有のスキルを教えられています。学校はまた、どのロボットを教えるかを選ばなければならず、そのうえ教員の研修のために数万ドルを投資しなければなりません。

世界で競争力を持つためには、ロボティクス専攻の卒業生が、オートメーションを活用して生産性を飛躍的に高められる必要があります。FedEx ExpressのR&D EvangelistであるAaron Prather氏が、その点を最もよく表現しています。「私たちは作業員のスキルを高め、そうでない場合と比べて桁違いに生産性を高めるスキルを備えた超人的な労働力を生み出せます。これは、製造業の生産量を増やすと同時に、数万件の高品質な雇用を生み出す可能性を秘めていると私は考えています。」

解決策

業界にとって真の変化をもたらすには、ロボティクス教育の改革が必要です。こうした取り組みは、労働者のスキルアップにおいて長期的な成果をもたらし得ます。しかし、以下の6つの分野で大幅な改善が必要になります。

1. ロボットプログラミング言語の細部だけでなく、自動化するためのスキルに焦点を当てる。

ロボティクスを用いて自動化できる用途は多岐にわたります。ロボットのプログラミングは共通の要素かもしれませんが、どのように自動化するかを知ることよりも、何を自動化するかを学ぶことの方が重要になる場合があります。

2. 実際のロボットで訓練する。

教育業界の中には、実際の産業用ロボットの性能に見合わないロボットを使用しているサプライヤーがあります。こうした現実性の欠如は、学生にいくつかの問題を生じさせています。

• 学生は、研修で使われるロボットが実際の現場で使えるものではなく、おもちゃに近いものだと認識するため、やる気を失いやすくなります。

• 学生は実際の現場の作業を学びません。

• 学生は小規模なシミュレーションを行うだけで、旋盤の操作や箱の積み上げといった、現実世界で自動化されたシステムを扱ううえでの厳しい教訓を学びません。

3. 教育機関が競争力のある方法でロボットを購入できるようにする。

ベンダー固有のプログラミングの障壁を取り除くことで、教育機関が授業で使用するロボットを入札に出せるようになります。価格や性能に基づいてロボットを選択できることには、3つの優れた利点があります。

• 業界全体で使われている実際のロボットを購入できること。

• 学生が学べるロボットの選択肢が広がること。

• より多くの実際の応用事例で訓練できること。

4. ロボットベンダー固有の開発者を育てるためではなく、学生のためのコンテンツを作る。

先進製造の学生は、市場にあるどのロボットでも扱えるようにする一般的なスキルを学ぶべきです。しかし現状では、ベンダー主導の研修において、ロボット固有の細かな事項に過度に多くの時間を費やすことを強いられています。既存のロボティクス研修の大半は、スキルベースではなく、ベンダーベースの研修です。

5. 機械加工などの他のスキル研修において、ロボティクス教育を必須の要素として加える。

ロボティクスは独立したカリキュラムであるべきではありません。製造業者が世界的に競争力を維持するためには、オートメーションを普遍的なものにしなければなりません。重要なのは、学生がオートメーションをツールとして、また自身の能力の延長として理解し、自らを活用してより多くのことを行えるような基礎スキルを身につけることです。

6. 教育センターを最新の状態に保つために必要な継続的なコストを削減する。

Wichita State University Techのロボティクス・産業保全プログラムディレクターであるChristopher Wyant氏は、ロボティクス研修がなぜこれほど高額なのかを指摘しています。「ベンダーごとに独自の囲い込まれたスキルとプロセスが必要なため、教育センターは複数の種類のロボットと研修プログラムを抱えることになります。これには多額の費用がかかるうえ、ブランド間でほぼ同じ講座内容が重複しているため、制約も生じます。結局のところ、私たちは多くの人に対して多くのことをしようとしすぎて、どれも十分にできていないのです。学生は3〜4種類のプラットフォームで訓練を受けるかもしれませんが、産業界に出ると、また別のものに直面することがあります。」

今後の展望

研修センターは、現在の資産基盤を活用し、ソフトウェアとUIを進化する業界標準に合わせて更新するだけで済むなら、はるかに良い状況になるでしょう。

こうした要素は、すでに一部のカリキュラムに取り入れられています。例えば、READY Robotics社のカリキュラムは、使いやすいブランド横断型ロボットプログラミングソフトウェアForge/OSを活用し、eKAMIのような学校が、すべての新入生にロボティクスを教える能力を備えられるようにしています。このカリキュラムは、ロボットプログラマーを育成するのではなく、機械工にロボットの使い方を教えるものです。

このREADYシステムは、ほぼ誰にでもロボティクスを教えることができます。Forge/OSの威力を示す例として、eKAMIの学生は1日で複数ブランドのロボットをプログラムでき、ロボットに一度も触れたことがない状態から、わずか2.5週間で無人（ライツアウト）製造作業をプログラムできるようになりました。eKAMIはすでにすべての学生を産業界に送り出していましたが、現在ではロボティクス教育の学生が、自動化において何が可能かを理解しています。こうした知識は、この分野で大きな強みとなり、学生と雇用主の双方に利益をもたらします。

高コストで断片化され、過度に複雑なユーザーインターフェースから脱却することには、ほかにも利点があります。例えば、米国労働統計局によると、米国では38万3,000人のCNC機械工がいる一方で、ロボットを扱うための訓練を受けたメカトロニクス技術者はわずか1万5,000人にとどまります。低コストで使いやすい技術とオンライン研修の機会は、ロボティクス分野で働く準備のできた人材を増やし、ひいてはオートメーションを導入できる製造業者の数を拡大できます。

こうした変革はロボティクス教育全体で可能ですが、一朝一夕には実現しません。教育者は新しい技術に投資して導入し、特定のロボットブランドに依存しないよう、カリキュラムを見直さなければなりません。製造業者もまた、現在存在するブランドへの囲い込みを打破する必要があり、そのためにはロボットのインターフェースを簡素化し標準化する技術を採用しなければなりません。それでも、今すぐ進展させることができ、READYの研修が提供するようなツールは、教育者と製造業者の双方にとっての道筋となります。

ロボティクスの活用は、今後数年間に成功する製造業者にとって重要な推進力となるでしょう。ただし、この変化は、労働者のスキルアップとリスキリングを大幅に進めることなしには実現しません。労働力を近代化するには、研修で使用される技術も近代化し、労働者が産業界の絶えず変化するニーズに柔軟に対応できるようにする必要があります。