検査の自動化｜ 人手不足の解消と生産性・品質の向上を目指して

検査を自動化する重要性

検査は製造過程において不可欠な要素であり、製品の品質を確保し、顧客満足度を高めるための重要な役割を果たします。検査は製品の欠陥や不良を発見し、それらが市場に出回る前に修正するために重要です。

検査の自動化は、人の判断や手作業に頼る従来の方法よりも正確性と効率性を向上させます。自動化された検査システムは、高度なセンサー、画像処理技術などの先端技術を活用して、製品の欠陥や不良を迅速かつ正確に検出します。そのため、製造業界では検査の自動化がますます重要視されています。

手作業による検査の課題と限界点

手作業による検査は時間と労力がかかり、また人間の主観や疲労によるヒューマンエラーが発生する可能性があります。

特に大量生産や複雑な製品においては、手作業による検査では十分な精度と効率が確保できない場合があります。さらに、検査作業は反復的で単調な作業が多く、従業員のモチベーションや生産性にも影響を与える可能性があります。

検査の自動化のメリット

検査業務は製造プロセスの中で非常に重要な役割を果たしますが、従来の手作業による検査は時間とコストがかかる傾向があります。人手不足や技術継承のリスクが高まる現代において、効率的な検査プロセスの確立が重要です。

検査時間の短縮

自動化された検査システムでは、機械やソフトウェアが高速かつ効率的に検査を行います。これにより、大量の製品を短時間で検査することが可能となり、生産性が向上します。

自動化システムは、人間と比べて休憩を必要とせず、高速に動作し、複数の検査を同時に処理できるため、検査時間を大幅に短縮できます。また、ヒューマンエラーを排除し、一貫した検査が行われるため、手戻りや再検査の必要性が減り、さらなる時間短縮につながります。

コスト削減

人手による検査では、多くの労力と時間が必要であり、その結果として人件費がかさんでしまいます。また、ヒューマンエラーによって発生する不良品の量も削減されるため、廃棄物処理やリコールにかかるコストも削減されます。さらに、自動化によって生産性が向上することで、製造コストが削減され、競争力の向上にもつながります。

人手不足と技術継承のリスク回避

検査業務は熟練した技術が必要であり、人材の育成には時間とコストがかかります。自動化によって、人手不足や技術者の移動に左右されることなく、安定した検査プロセスを確保することが可能です。

自動化システムは、一度設定されたプログラムに従って動作するため、熟練した技術者の知識やノウハウをシステムに組み込むことができます。これにより、技術者の不在や移動があっても、一定の品質を維持した検査が可能となります。また、自動化システムは、人材育成に必要な時間とコストを削減できるため、長期的な観点から見ても効率的な検査プロセスを実現できます。

検査の自動化のデメリット

検査の自動化は多くのメリットがありますが、導入にあたっては慎重に検討する必要があります。検査の自動化を検討する上で留意すべき主なデメリットについて解説します。

導入コスト

検査の自動化には、高額な初期投資が必要です。自動化システムの導入には、検査用の機器やセンサー、ロボットアームなどの機械部品の購入コストがかかります。さらに、これらの機器を設置するための施設や設備の準備費用も必要となります。また、システムを運用するためのソフトウェアやハードウェアの購入、開発コストも考慮する必要があります。

技術の複雑さ

自動化された検査システムの設計や運用には、高度な技術が必要です。例えば、画像処理や機械学習などの技術を用いて、製品の欠陥や不良部分を検出するシステムを開発する場合、専門的な知識やスキルが必要となります。

メンテナンスと修理の必要性

自動化された検査システムは機械やセンサーなどの部品から構成されています。これらの部品は定期的なメンテナンスが必要であり、故障や不具合が発生した場合には修理や交換が必要となります。

メンテナンスや修理にはコストや時間がかかるため、適切なメンテナンス計画や保守体制が必要です。また、部品の供給や技術サポートなどのリソースも確保する必要があります。

具体的な検査の種類と自動化の手法

製品の品質を確保する上で、さまざまな検査工程が重要な役割を果たしています。近年では検査工程の自動化が進んでおり、効率的な品質管理を実現することができるようになってきました。代表的な検査の種類とそれぞれの検査工程における自動化の手法について解説します。

外観検査

外観検査は製品の外観上の欠陥を確認します。外観検査の自動化では、画像処理技術や機械学習アルゴリズムを使用して、製品の外観を撮影し、欠陥や不良部分を自動的に検出します。例えば、製品の表面にひび割れや汚れ、塗装のムラなどがある場合、自動化されたシステムはこれらの欠陥を検出し、不良品として分類します。

寸法検査

寸法検査は製品の寸法や形状を測定し、製品が設計図や仕様に適合しているかどうかを確認します。寸法検査の自動化では、センサーや計測機器を使用して製品の寸法を測定し、コンピューターによってそのデータを解析します。これにより、製品が正確な寸法に合致しているかどうかを迅速かつ正確に判断することができます。

機能検査

機能検査は製品が設計された機能を正しく実行するかどうかを確認します。これには電子機器の動作テスト、機械部品の操作テスト、またはソフトウェアの機能テストなどが含まれます。機能検査の自動化ではセンサーやアクチュエーター、制御システムが使用され、製品の機能を自動的にテストします。

検査の自動化が適した分野

検査の自動化は大きな効果を発揮しますが、すべての製造現場に一律に適用できるわけではありません。各業界や製品の特性に合わせて、適切な自動化手法を検討する必要があります。ここでは、特に検査の自動化が適していると考えられる分野について解説します。

大量生産ライン

製造業における大量生産ラインでは、短時間で多くの製品を生産する必要があります。しかし、このような環境では品質管理が課題となります。検査作業が手作業で行われると生産ラインの停止や遅延が発生しやすく、効率が低下するため、自動化による検査は重要な役割を果たします。

自動化された検査システムは、高速で継続的な検査を実施できます。品質の一貫性が確保され、生産ラインの効率が向上します。

精密部品の製造

精密部品の製造では、微細な寸法や形状の精度が求められます。これらの部品は検査が困難な場合があり、手作業での検査では十分な精度が得られないことがあります。そのため、自動化された検査システムが重要です。

画像処理や機械学習を活用した自動化システムは、微細な欠陥や寸法の誤差を高い精度で検出することが可能です。たとえば、高解像度のカメラやレーザーセンサーを使用して部品の表面をスキャンし、異常を検出することができます。これにより、品質管理が強化され、不良品の削減が可能となります。

高リスク環境

製造業においては、高温、高圧、有害な化学物質など、人間が安全に作業を行うことが困難な環境が存在します。これらの環境では、自動化された検査システムが活用されます。

自動化システムはロボットやセンサーを使用して、危険な環境下での検査を実施することができます。人間が作業する必要がないため、安全性が確保されます。また、高温や高圧などの環境下でも正確な検査が行われ、品質の維持が可能となります。

食品産業や繊維産業

食品産業や繊維産業では製品の外観や品質が重要です。自動化された検査システムは、大量生産が行われ、品質管理が特に重要なこれらの業界で効果的に利用されています。画像処理やセンサーテクノロジーを使用した自動化システムは、製品の外観や品質を高速かつ正確に検査することができます。

例えば、弊社の食品加工向け異物除去装置「OKIKAE（オキカエ）検査ボックス」。こちらの装置はカメラやAI解析ソフトウェアが内蔵されており、食品の検品における異物や規格外製品の除去を自動的に行うことができます。

まとめ

製造業にとって検査は欠かせない重要な工程ですが、これまでは多くの課題を抱えていました。検査の自動化の導入には一定のコストや技術的な複雑さがありますが、そのメリットは多岐にわたります。時間の短縮、コスト削減、人手不足や技術継承のリスクの軽減は、製造業における競争力を高める上で重要です。

これからの製造業にとって、検査の自動化は生産性向上と品質管理の強化につながる重要な取り組みとなるでしょう。適切な自動化ソリューションを見つけ、製造現場の課題解決につなげていくことが求められます。