IoT×ロボットの活用事例と導入方法について解説

製造業では人材不足の解消や生産性の向上が急務となっており、多くの企業でIoTやロボットの導入が検討されています。当記事をご覧の方のなかには、工場での課題を解消するために、IoTやロボットのの導入を検討している方もいるでしょう。

そこで今回は、「IoTを活用したロボットとはどのようなものなのか」について解説します。ロボットはIoTを活用することで、導入効果を高められるため、ロボットやIoTをどのように活用すればいいか悩んでいる方は、参考にしていただけたらと思います。

IoTを活用したロボットとは？

IoTとロボットは、それぞれが独立して導入される場合が多くあります。

IoTを活用したロボットとは、IoTとロボットをそれぞれ独立して導入するのではなく、IoTを用いて得られたデータを入力情報に活用したロボットです。これにより、ロボットが活躍できる範囲を拡大することが可能です。

IoTとロボットを組み合わせた事例は多種多様で、アイデア次第でさまざまな成果につなげられます。

IoTとロボットを組み合わせた活用例

IoTをロボットに活用するというイメージを掴みやすくするために、3つの活用事例を紹介します。

1. 無人環境での異常検知
2. 在庫データの把握における自動化
3. 複数台のロボットによる連動

事例1：無人環境での状態監視と異常検知

自動化された無人の生産ラインにIoT×ロボットシステムを導入することで、設備状態やトラブル発生を、人を巡回させることなく監視し、検知することができます。

ロボット導入による生産ラインを自動化することで、24時間無人での稼働が可能になります。しかし、生産ラインは無人の環境となるため、何らかのトラブルが発生して設備が稼働停止したとしても、その場にいない限り、すぐに気付くことはできません。

このようなトラブルが発生した場合にすぐ対応できるよう、設備が正常に稼働できているかを定期的に作業者が巡回し確認することが多くあります。

しかし、IoT技術を活用すれば、巡回作業が不要になります。

ロボットなど、生産ラインで稼働している設備に、稼働状況が確認できるようなセンサを設置します。センサで得られた情報をネットワークで作業者に伝達するようにすれば、必要なときだけ設備の状況を確認する体制が構築できます。

作業者は定期的な巡回業務がなくなり省力化できるため、他の業務に時間を使うことが可能です。また、深夜時間帯、大きな騒音の環境下など、作業者への負荷が高い時間帯の巡回業務が不要になることで、従業員満足度の向上が期待できます。

事例2：在庫データの把握による自動運搬

自律走行が可能な運搬ロボットであるAMR（Autonomous Mobile Robot）に、IoTを活用して各工程における部品在庫のデータを連携させることで、必要なタイミングで必要な量の在庫を自動運搬できます。在庫データに基づいて運搬の順番を決定することで効率よく巡回でき、最低限の台数で複数の工程を担当できます。

また、運搬の工程は生産性が高くないわりに移動距離が長く、重いものを扱う場合もあるなど作業者にとっては負荷の高い業務です。低付加価値の作業を自動化し、より付加価値の高い作業へ人員を充てられる点は大きなメリットだといえます。

事例3：複数台のロボットによる連動

生産ラインや運搬では、複数のロボットの連携により生産性を向上させることが可能です。ロボット同士の連携をスムーズに行うためには、それぞれのロボットをIoTデバイスとして扱い、クラウドを介して相互に情報をやり取りする案が考えられます。

例えば、複数の作業を行う必要がある場合、同一ラインで2台のロボットがお互いの動きを把握しながら稼働することで、高い効率で作業を実施できます。また、運搬ロボット同士がお互いの位置を把握することで、運搬の効率化や運搬ロボット同士が衝突するような状況を避けられます。

このように、IoTをロボットに採用することで、さまざまなメリットを生み出すことが可能です。

IoT×ロボットを活用する際の導入方法

IoTとロボットを組み合わせたシステム（IoT×ロボットシステム）は、使われている技術が多岐にわたるため、自社単独で導入するのは簡単ではありません。そこでどのようなプロセスで導入を進めればいいか、代表的な導入の流れを解説します。

1. 課題の明確化
2. 課題を解決できるIoT×ロボットシステム設計
3. IoT×ロボットシステムの構築
4. システムの運用開始

1．解決したい課題の明確化

まずは、IoT×ロボットシステムの導入により解決したい課題の明確化を行う必要があります。課題を抽出したい場合にIoTの活用を考えるとアイデアが狭まってしまう可能性があるため、IoTを考えずにロボットで代替したい作業を洗い出すといいでしょう。

洗い出した課題の中から、IoTを組み合わせることで大きなメリットが出せそうな課題を、さらに絞り込んでいくことで、取り組む課題を明確にできます。

2．課題を解決できるIoT×ロボットシステム設計

課題が明確にできたら、その課題を解決するために必要なIoT×ロボットシステムの設計を行います。IoT×ロボットシステムを構築するためには、ロボット本体に加えて、周辺機器、IoTデバイス、サーバ、プログラムなどさまざまなものが必要です。

技術範囲が多岐にわたるため自社単独で行うことは簡単ではありません。そこで、ロボットSIerなど、IoTやロボットに関する幅広い知識を持つSIerやベンダーなどに協力を依頼するといいでしょう。

3．IoT×ロボットシステムの構築

システム設計が完了したら、仕様通りにシステムの構築を進めます。

実際に設計を始めると、想定していた設計仕様から変更が必要になることもあります。ぎりぎりのスケジュールで進めると、一つでもトラブルがあった場合に日程が成立しなくなってしまうため、必ずスケジュールに余裕を持って構築を進めましょう。

構築していく中で初めて分かる課題に対しては、関係者が協力して都度解決に向けた取り組みを行うことが重要です。

4．システムの運用開始

システムの構築や動作テストが完了したら、実際に運用を開始します。狙い通りのシステムが構築できているか分からないため、初めは小さい規模で始めるといいでしょう。

運用して初めて分かる課題を解決し、展開しても問題ないと自信が持てた段階で適用範囲を広げるようにすれば、やり直しやトラブルの拡大を防ぐことができます。

IoTとロボット技術の未来

日本では少子高齢化により労働人口の減少は加速し、海外でも人件費の高騰などにより、人材確保はますます難しくなることが想定されています。また、多品種少量生産への対応やコスト競争力の強化も課題となるため、IoTとロボット技術の組み合わせの需要は大きくなるでしょう。

IoT×ロボットシステムに活用されるセンサや通信技術は進歩し続けています。また、コンピュータの処理能力が向上することで、作業者が介入しなくてもIoT×ロボットにAIを組み合わせたシステムだけで、生産活動を行う工場が実現する未来もそう遠くありません。

IoT×ロボットの導入時に使える補助金

大きなメリットが得られ、将来に向けて導入が進むことが想定されるIoT×ロボットシステムですが、導入をする際には大きなコストが必要となります。企業の負担を軽くするために、地方自治体が独自の補助金を用意していることがあります。

それぞれの補助金は、対象となる地域や業種、設備などが設定されています。また、利用できる条件は数年で変わるため、まずは自社の拠点がある地域にどのような補助金があるか、確認してみるといいでしょう。

まとめ

IoTとロボットを組み合わせることで、製造業の課題である人材不足の解消や生産性、品質の向上を実現できる可能性があります。

これらのシステムには多岐にわたる技術が活用されているため、自社単独でシステムを構築するのは困難です。導入を検討する場合には、専門知識を持ったベンダーやSIerなどに相談することで、スムーズに導入できるでしょう。