省人化

トヨコンが考える搬送工程の省人化とは？

2019/09/12

今後ますます深刻化する人手不足問題。物流業界でも大きな課題となっています。近い将来人員確保が困難となり、人にしかできない重要な工程にも十分な人数の配置が難しくなるかもしれません。そんな問題を解決してくれるのが「省人化機器」です。省人化機器を導入することで、人がやるべき仕事と省人化機器に任せられる仕事が見える化でき、より効率が上がる業務改善ができます。

では、省人化できる工程はどこ？と考えると、どこの工程から考えていけば良いでしょうか？省人化機器の導入支援に取り組んでいるトヨコンが考える搬送工程の省人化をまとめました。

搬送工程とは？

モノづくりにおいて搬送工程とは、前工程と次工程をつなぐ必要不可欠な業務です。部品を搬送しなければ製品を完成させることはできません。しかし、人にとって重たい荷物を持ち上げたり運んだりを繰り返す業務はかなりの重労働で、気温や疲労などの労働環境にも影響を受けやすい工程です。

人手不足が課題となっている中、搬送工程は人がやるべき重要な業務なのでしょうか。そんな人にまつわる課題を解決する1つの方法として「搬送機器の導入」があります。

搬送機器を導入によるメリットとして以下のことが挙げられます。

労働環境の影響を受けにくくなる
搬送工程の人員を、人じゃないとできない他工程へ配置ができる
人力搬送に比べて、重量物を搬送することができる
特別な操作技能、免許取得などが不要で導入ができる

搬送機器の種類

主力の搬送機器は次のものがあります。

●コンベア
動力を使わないフリーローラータイプと電気やエアーを動力源とする動力付きタイプがあり、とくに動力付きタイプは前後工程と信号を取り合って協調することも可能です。機器による動力の有無、本体サイズの大小、可搬重量に幅など多種多様であり、選択肢が多い機器といえます。

●無人搬送車（AGV/AGF）
走行面に敷設されたマグネットを読み取り、設定したルートを走行する機器です。貨物を本体に積載するタイプや、台車を牽引するタイプ、ワークの下に潜り込むタイプなど方式が様々あり、現行のカゴ台車などのモジュールをそのまま活用することができます。走行ルートの敷設や変更については、マグネットシートやアルミテープ、反射板の設置のみで済むため比較的導入が容易です。

●搬送ロボット
従来のAGVはマグネットなどで設定された決められたルートを走行する機器でしたが、搬送ロボットは走行ルートの認識を搭載されたビジョンカメラやセンサーとソフトウェアを組み合わせ、自律的に走行を行うことができます（SLAM方式）。また、自律搬送の特徴を生かし人との協働作業を行うことも可能です。

無人搬送車（AGV）とは？

搬送機器の導入を検討する際、搬送機器に合わせる為レイアウト変更やパレットやカゴなどのモジュール資材の変更が必要と新たな課題が発生する場合があります。しかし、「無人搬送車(AGV)」であれば、現行の環境や資材に合わせて誘導方式や搬送方式を選択することができます。またルート設定については、マグネットシートの貼り付けなど簡単な作業で設定できるため、導入やルート変更も容易です。この柔軟性が他の搬送機器に比べ魅力的な要素といえます。

AGVの安全性

人と共存するAGVは、人の安全を確保することが重要です。そのため、走行・停止・異常などのAGVの動きを知らせる警報灯や警報音にて注意喚起して障害物の接近や接触を検出、非常停止する機能が安全装置として搭載されています。

AGVの誘導方式

AGVが自動走行するための誘導方式には以下のものがあります。

●磁気誘導方式
走行面に敷設されたマグネットシートまたは、床面に埋め込んだ磁石の磁気を検知して誘導する方式。敷設、変更が容易で一般的に多く採用されている方式です。

●電磁誘導方式
床に設置された金属線に微弱な交流電流を流して、生じた磁場を検知して誘導する方式です。

●レーザー誘導方式/光学誘導方式
走行面に敷設されたアルミテープまたは現場に設置された反射板にレーザーを照射させて、反射を検知して誘導する方式です。

●コード読み取り方式
床面に貼られた2次元コード（QRコード）やARマーカーのような記号を読み取り、位置補正をしながら走行する方式です。停止位置など精度が必要な運用向きとなっています。

●自律走行式/SLAM方式
自律走行式/SLAM方式は誘導線敷設が不要です。ビジョンカメラ、各種センサーとソフトウェアの組み合わせで自律走行を行います。自律走行は人との共同作業など拡張性が非常に高い利点がありますが、機器コストが高額なことや高度なエンジニアリングが必要となります。

職場環境の状況で今まで導入が難しかった倉庫や工場にも環境に応じて誘導方式を選択することができ、導入のハードルは下がってきているといえます。例えば、金属製の床面がある食品や医療品、半導体工場にはレーザー誘導方式を選択するなどが挙げられます。

AGV搬送方式

次に車体となる搬送方式は以下のものがあります。

● 積載タイプ
通常の台車のように台車の上へ荷物を載せるタイプ。なかには、積載面にコンベアがついているものもあり、自動で前後工程の設備から貨物を積載、払い出しまでおこなう機種もあります。

●牽引タイプ
牽引治具を用いて、電車のように台車を連結して搬送するタイプ。

●低床タイプ
モジュールの下に潜り込んでリフトアップで貨物を搬送するタイプ。

AGVの搬送方式は、搬送モジュールの形状、搬送物の重量、搬送距離、現場環境に応じて誘導方式と同様にこちらも選択することが可能となっております。

おススメするAGV

AGVを導入しづらい理由としては、高額なコストや導入までに時間が掛かることが挙げられます。そんなお悩みを解決してくれるAGVの1つが、株式会社タクマ精工の「TAKUMACARRY　無人搬送車用組込型駆動ユニットTPF-520」です。

「TAKUMACARRY　無人搬送車用組込型駆動ユニットTPF-520」は、必要最小限の搬送システムを最低限のコストで導入でき、自社独自のオリジナルAGVを作ることができます。例えば1台だと進行方向は前進のみですが、2台を組み合わせることにより、前進後進の2方向対応AGVにカスタマイズすることができます。また、現行のカゴ台車をAGVに改造してしまうことも可能です。

その他にも、マツダエース株式会社のAGVでは「防水機能」が付いた屋外走行が可能なタイプや「クリーンルーム」に対応できる高機能タイプのAGVもあります。

まとめ

搬送工程を省人化することで今まで人が行ってきた荷物を移動させる工程を自動化できるようになります。それによって、人は技術的な作業に集中してその場から極力動かないことで生産性を向上することができるようになるでしょう。今後深刻化する人手不足という課題も無視できません。人手作業を自動化し、質の高い労働環境を作ることに注力していきませんか？