自動機（省力化装置）とは？種類、導入のポイントやメーカーの選び方を解説

自動機（省力化装置）とは？

自動機（省力化装置）とは、これまで人が行っていた作業を機械に代替させるための設備や装置全般を指す言葉です。主に製造現場で用いられ、部品の搬送、加工、組立、検査、梱包といった、ものづくりの各工程で発生する様々な作業を自動で行います。

業界や企業によっては、「自動機」「省力化装置」「省力化機械」など、さまざまな呼び方がされますが、これらは基本的に同じ意味で使われることがほとんどです。いずれも、ある特定の目的を達成するために、人の手作業を機械に置き換えるための仕組みを指しています。

「省力化」「省人化」「自動化」との関係

自動機を理解する上で、「省力化」「省人化」「自動化」という言葉の意味を整理しておくことが重要です。これらは密接に関連していますが、それぞれ少しずつニュアンスが異なります。

製造業で導入が進む背景

近年、製造業において自動機の導入が急速に進んでいる背景には、日本が抱える深刻な社会課題があります。最も大きな要因は、少子高齢化による労働人口の減少です。人手の確保が困難になるだけでなく、熟練技術者が持つ貴重な技術やノウハウの継承も難しくなっています。自動機は、こうした人手不足を直接的に補い、熟練の技を安定して再現することで、企業の生産活動を維持・向上させるための不可欠な存在となっているのです。

自動機（省力化装置）を導入するメリット

生産性の向上と人手不足の解消

自動機導入の最も大きなメリットの一つが、生産性の向上です。機械は人間のように休憩や休息を必要とせず、24時間365日の連続稼働が可能です。これにより、生産能力が大幅に向上し、受注量の増加にも柔軟に対応できるようになります。また、これまで単純作業や繰り返し作業に従事していた人員を、より付加価値の高い創造的な業務へと再配置することも可能になります。

製品品質の安定化と向上

人の手による作業では、集中力の低下や疲労、習熟度の差などによって、どうしても品質にばらつきが生じてしまいます。自動機は、プログラムされた通りに常に同じ精度で作業を繰り返すため、製品の品質を高いレベルで安定・均一化させることができます。

コスト削減と経営効率化

自動機の導入は、長期的な視点で見ると大きなコスト削減効果をもたらします。最も直接的な効果は、作業人員を削減することによる人件費の抑制です。さらに、高精度な作業によって材料の無駄や廃棄ロスが減少することも、コスト削減に貢献します。

労働環境の改善と安全性確保

従業員にとって安全で働きやすい環境を整備することは、企業の持続的な成長に不可欠です。自動機は、重量物の搬送や、高温・粉塵環境での作業、危険物を扱う作業など、人間にとって負担の大きい、あるいは危険を伴う作業を代替させることができます。

自動機（省力化装置）の主な種類

自動機は、その目的や役割に応じて多種多様なものが存在します。ここでは、製造工程ごとに分類し、代表的な5つの種類について、その機能と役割を解説します。

組立自動機

組立自動機は、複数の部品を組み合わせて一つの製品やユニットを作り上げる工程を自動化する装置です。電子部品の実装や自動車部品の組み立てなど、精密さとスピードが求められる分野で広く活用されています。

具体的な機能としては、自動でネジを締め付ける「自動ネジ締め機」、金属部品を塑性変形させて接合する「カシメ機」、熱や超音波で樹脂部品を溶かして接着する「溶着機」などがあります。これらの装置は、製品に応じてオーダーメイドで設計されることが多く、複雑な組立作業を高速かつ正確に実行します。

加工自動機

加工自動機は、材料を指定された形状や寸法に加工する工程を担います。代表的なものに、コンピュータ数値制御によって金属などを高精度に削り出す「CNC（コンピュータ数値制御）加工機」や、レーザー光で材料を切断する「レーザー加工機」などがあります。

これらの装置は、プログラムに基づいて正確に加工を行うため、品質の安定化に大きく貢献します。切削、研磨、曲げ、切断、貼り付けなど、その機能は多岐にわたります。

搬送自動機

搬送自動機は、部品や仕掛品、完成品などを、ある場所から別の場所へ自動で運ぶ装置です。生産ラインの各工程を繋ぎ、ものづくりの流れをスムーズにする重要な役割を担います。

代表的なものには、ライン上を製品が流れる「ベルトコンベア」や「ローラーコンベア」、床に敷設された磁気テープなどに沿って無人で走行する「AGV（無人搬送車）」、そして近年注目されている、自ら地図を作成して障害物を避けながら走行する「AMR（自律走行搬送ロボット）」などがあります。

検査自動機

検査自動機は、製品の品質を保証するために、欠陥や寸法のズレなどを自動でチェックする装置です。高解像度カメラと画像処理技術を用いて製品表面の傷や汚れを検出する「外観検査装置」が代表的です。

その他にも、センサーで寸法を測定したり、X線で内部構造を検査したりと、様々な技術が用いられます。人の目では見逃しがちな微細な不良も確実に検出できるため、品質管理の精度を飛躍的に向上させます。また、検査結果をデータとして蓄積し、製造プロセスの改善に役立てることも可能です。

関連機器との違い

自動化を検討する際、「産業用ロボット」や「専用機」といった言葉もよく耳にします。これらは自動機と密接な関係にありますが、それぞれの特徴や得意なことが異なります。自社の目的に合った最適な選択をするために、これらの違いを正しく理解しておきましょう。

産業用ロボットと協働ロボットの違い

産業用ロボットは、自動機の一種と捉えることができますが、特に人間の腕のような多関節構造を持ち、プログラムによって様々な動作が可能なものを指すことが一般的です。産業用ロボットは、さらに「従来の産業用ロボット」と「協働ロボット」に大別されます。

従来の産業用ロボットは、非常にパワフルで高速な動作が可能ですが、安全を確保するために頑丈な安全柵で囲う必要があります。一方、協働ロボットは、人との接触を検知して安全に停止する機能などを備えており、安全柵なしで人と隣り合って作業できるのが最大の特徴です。

専用機とロボットの違い

「専用機」とは、ある特定の製品の特定の工程のためだけに設計・製作されたオーダーメイドの自動機を指します。一つの作業に特化しているため、非常に高い生産性を発揮しますが、製品のモデルチェンジなどがあると、大幅な改造や作り直しが必要になる場合があります。

一方、「汎用ロボット（産業用ロボット）」は、アームの先の道具（ハンド）やプログラムを変更することで、様々な作業に対応できる柔軟性を持っています。

どちらを選ぶかは、生産する製品の種類や量によって決まります。一つの製品を長期間、大量に生産するのであれば専用機が、多品種少量生産や将来的な製品変更の可能性がある場合は汎用ロボットが適していると言えます。

自動機（省力化装置）導入のポイント

自動機の導入は多くのメリットをもたらしますが、成功させるためには事前に注意すべき点や課題を理解しておくことが不可欠です。ここでは、特に重要な4つのポイントを解説します。

高額な初期投資と費用対効果の検証

自動機の導入には、装置本体の購入費だけでなく、設計費、設置工事費、周辺設備との連携費用など、多額の初期投資が必要です。この投資を回収し、利益に繋げるためには、導入前に綿密な費用対効果（ROI）の検証が欠かせません。人件費の削減額、生産性向上による利益増、不良率低下による損失削減などを具体的に試算し、何年で投資を回収できるのかを明確にした上で、経営判断を行うことが重要です。

専門知識を持つ人材の確保と育成

自動機を導入すると、これまで作業を行っていた人員は不要になるかもしれませんが、代わりにその機械を操作・管理し、定期的なメンテナンスやトラブル対応を行う専門知識を持った人材が必要になります。こうしたスキルを持つ人材を新たに採用するか、既存の従業員を育成するための教育体制を整える必要があります。機械を安定して稼働させ、その能力を最大限に引き出すためには、人材への投資も計画に含めておくことが大切です。

設置スペースや既存ラインとの兼ね合い

自動機、特に大型の装置やロボットシステムを導入する場合、十分な設置スペースの確保が課題となることがあります。既存の生産ラインのレイアウトを大幅に変更したり、場合によっては工場の改修が必要になったりするケースも少なくありません。導入を検討する際には、装置の寸法だけでなく、メンテナンスや部品交換のための作業スペースも考慮して、現実的に設置が可能かどうかを事前に確認する必要があります。

多品種少量生産など柔軟な生産への対応

特定の作業に特化した専用機は、生産効率が非常に高い反面、製品の種類が変わると対応できない場合があります。多品種少量生産が主流の工場では、段取り替えに時間がかかり、かえって生産性が低下してしまう可能性も否定できません。自社の生産方式が、多品種少量生産なのか、少品種大量生産なのかを見極め、それに合った柔軟性を持つ装置（例えば、ティーチングが容易な協働ロボットなど）を選ぶことが、導入失敗のリスクを避ける鍵となります。

自動機（省力化装置）導入の基本的な流れ

自動機の導入は、計画から本稼働まで、いくつかのステップを踏んで進められます。ここでは、一般的な導入プロセスを6つのステップに分けて解説します。

まとめ

本記事では、自動機（省力化装置）について、以下のポイントを中心に解説しました。

1. 自動機（省力化装置）は、人手不足や生産性向上といった製造業の課題を解決するため、人の作業を代替する機械の総称である。
2. 導入により、「生産性の向上」「品質の安定化」「コスト削減」「労働環境の改善」という4つの大きなメリットが期待できる。
3. 組立、加工、搬送、検査など工程ごとに様々な種類があり、汎用ロボットや専用機といった選択肢もあるため、自社の目的に合ったものを選ぶことが重要である。
4. 導入には、初期投資や専門人材の確保といった課題もあるが、導入プロセスを正しく理解し、信頼できるメーカーを選定すること、そして補助金制度をうまく活用することで、成功の可能性を高めることができる。

深刻化する人手不足と、ますます激化するグローバルな競争環境の中で、自動化への投資はもはや選択肢ではなく、企業の持続的な成長に不可欠な戦略となっています。この記事が、貴社の自動化推進に向けた第一歩を踏み出すための一助となれば幸いです。