生産改善で成果が出る【FMS】の仕組み解説（基礎編）

株式会社 FA プロダクツ 【図解】FMS の仕組みとメリット・デメリット、導入方法を解説！ 植地 祐奈

【図解】FMS の仕組みとメリット・デメリット、導入方法を解説！ 「FMS ってなんだろう?……今さら人には聞けないなあ」 「１つの生産ラインで変種変量生産に対応する方法はないだろうか」 「とにかく成果を上げる画期的な改善プランが欲しい！」 製造工場や現場で改善を考えたとき、こんな疑問や要望はありませんか？ 本記事では FMS/フレキシブル生産システムについて詳しく解説を行います。 FMS という言葉は高度な改善には欠かせないものですが、まだ認知度は高いとは言えず 「安全・品質・コスト面で大きな成果をあげるソリューション」だとは知られていませ ん。この資料を読めば、FMS とはなにか？という疑問は解消されます。 さらに FMS 導入によるメリットとデメリットを明確にし、デメリットをくつがえすほど の成果を期待できる自動化というソリューションに出会えるはずです。 目次 １．FMS/フレキシブル生産システムの仕組みを解説 （1）加工・組立・検査から搬送まで全工程を自動化 （2）別製品にも瞬時に対応する柔軟さ （3）生産状況をひと目で見える化できる 2．FMS の導入事例を紹介 変種変量に対応した FMS（自動化）の導入事例 3．FMS 導入のメリット３つ（安全・品質・コスト） （1）危険の排除 （2）恒久的に作業時間を短縮 （3）属人化排除による品質安定 4．FMS 導入のデメリット２つ （1）初期設備の投資コスト （2）産業用ロボットの選定とティーチング 5. デメリットを解消するロボット SIer 1

1. FMS/フレキシブル生産システムの仕組みを解説 FMS とは Flexible Manufacturing System の頭文字で、１つのラインで複数品種の製造を 可能にする柔軟な生産システムを意味しています。ここでは FMS（フレキシブル生産シ ステム）の特徴をまとめましたので御覧ください。 （1） 加工・組立・検査から搬送まで全工程を自動化 FMS の最大の特徴は産業用ロボットを用いた自動化です。自動化は工程を選びません。 部材の投入から加工や組み立て、検査に完成品の搬送にいたるまですべて自動化可能で す。「ロボットに人の繊細な作業が再現できるのか？」という疑問はごもっともですが、 心配はいりません。産業用ロボットは、ロボット専門の SE であるロボット SIer（ロボ ットシステムインテグレーター）によってティーチングされます。ティーチングは産業用 ロボットへのプログラミングにあたり、μm 単位での制御を可能にするのです。 （2） 別製品にも瞬時に対応する柔軟さ フレキシブル（柔軟性）の名が示す通り、FMS は多品種への対応力に優れます。生産ラ インで A タイプの製品を製造していた時、次の製品は B タイプ、続いて C タイプと 多品種の製品が流れてきても問題ありません。FMS ならば１つのライン内で別製品が流 れてきても正確に作業・部材を入れ替えることができるのです。これは人が行う４M 変動 をマシンであるロボット自身が迅速かつ正確に行えるからです。 2

４Ｍとは Man 人 Machine 機械 Method 方法 Material 材料 人(Man)が変われば習熟度や技量が変わり、機械(Machine)が変われば設定や使い勝手も 同じではなく、方法(Method)に違えば手順や導線の変更、材料(Material)が変われば全く 同じ作業をしても硬すぎて切削できないなどの不具合が生まれます。 ４Ｍが変動することは品質面のみならず、安全や生産性に大きく影響します。しかし、 FMS であれば４Ｍ変動があってもミスをせず、受注に対して必要なタイミングで必要な数 だけフレキシブルに生産が可能になるのです。 （3） 生産状況をひと目で見える化できる FMS は複数の生産ライン情報を集約し、リアルタイムで把握できます。FMS ならば、各 工程へ状況を確認に行き、工程担当者やライン責任者の報告を待つ必要はありません。自 動化された各工程には、センサーやカメラなどの画像処理システムと連動し生産状況も蓄 積されます。数量はもちろん、良品数や不良品数、不良内容まで詳細なデータ収集が可能 です。各工程のロボットが集めた情報はネットワークを通して PC へ集約されるため、１ つのディスプレイで簡単に全体を把握できるようになります。 2. FMS の導入事例を紹介 変種変量に対応した FMS(自動化)の導入事例 実際の導入事例をご紹介します。紹介する実際の事例は、レーザ加工機の板金バラシ・仕 分け工程の自動化。安全・品質・コストの３要素を改善した実例です。 （引用：http://robo-navi.com/webroot/document/2018RobotHandBook.pdf） 規模 中小企業 従業員 450 名 業種 製造業（金属製品） 目的 完全自動化による安全性向上・高品質化・省コスト化 課題 完全受注生産型の変種変量生産に対して、既存のロボット教示プログラ ムでは対応できない。金属の光沢違い、油による乱反射などの悪条件に よりロボット化が難しく自力での自動化が困難。 導入箇所 成形・加工 3

導入ロボット 垂直多関節ロボット (株)別川製作所 サンワテクノス(株) 効果 労働生産性 1.4 倍 人数 3 人→1 人 作業時間 8 時間 → 2 時間生産量 160 枚 → 230 個その他の効果 安全性向上、誰でも安定した品質を実現 本案件の製作所は配電盤・制御盤・ＦＡシステムを中心とした盤制作メーカーです。受注 生産によるカスタム盤を制作していましたが、オーダーごとの変種変量生産を行うために 自動化が難しい生産体制でした。自動化しやすい工程は部分的に自動化を導入。しかし板 金バラシ・仕分け工程は複雑なうえに、最大 117kg の板金を扱う危険な作業です。自動 化を進める上で難題を抱えた重要な工程でした。 難題は次の４つでした。 難題への対応 ロボット SIer によって開発された「板金バラシ・仕分け工程の自動化」のノウハウにて 専用のティーチングを実施。１品物にしか対応していなかった教示プログラムが、変種変 量へ対応可能＆様々な状況可の板金認識を可能にしました。新システム６軸多関節ロボッ ト２台、４軸リニアサーボ１台、２軸直交ロボット１台を組み合わせ、変種変量な生産に おいてもワークの搬入・板金バラシ・仕分け作業、端材の排出までを自動化。カスタムさ れた産業用ロボットが属人化された作業にも対応しました。 4

3. FMS 導入のメリット３つ（安全・品質・コスト） FMS(自動化)導入のメリットを、全項目で紹介した板金バラシ自動化の事例に沿って解説 します。実績ある自動化による成果ですので、FMS 導入の検討にお役立てください。 （1） 危険の排除 前項目で紹介した 117kg の板金作業のような危険な作業に FMS（自動化）システムを導 入すれば、人がケガをするリスクをなくすことができます。人が作業を行うことでリスク は生まれます。ロボットが人の代わりに作業を行う自動化であれば決して人が危険にさら されることはありません。危険な作業を人が行わないことこそ、最大の安全対策です。 （2） 恒久的に作業時間を短縮 板金バラシ事例では作業時間が 8 時間→2 時間（7 時間減）を達成し、人員は 3 人から 1 人へ減らしています。通常の現場改善と違い、この成果は今後も安定して続きます。工 夫や意識とは違いロボットが行う自動化は、恒久的にかつ確実に改善した姿を維持できる のです。 （3） 属人化排除による品質安定 自動化であれば属人化を排除し、作業のバラツキを撲滅し品質を安定させます。熟練者だ けが行えるカンやコツ・経験といった作業感でも、産業用ロボットへティーチング(プログ ラミング)すれば、即座にロボットが実現できるからです。属人化の排除は品質面だけでは なく、教育や人材採用のコスト削減まで実現。そして一度ティーチングされたロボットは 安定した品質を提供しつづけます。 4. FMS 導入のデメリット２つ FMS(自動化)導入にはデメリットも存在します。メリットと合わせて導入前にしっかりと チェックしてください。 （1） 初期設備の投資コスト FMS（自動化）の導入には、産業用ロボットが必須です。簡単な治具や工具とは違い、工 程を丸ごと自動化するための産業用ロボットは安くはありません。そのため初期設備の投 5

資には、まとまった資金が必要になります。コスト削減のためとはいえ設備購入は大きな 出費です。 （2） 産業用ロボットの選定とティーチング もう１つのデメリットはロボットの選定とティーチングです。 「自社工場に最適なロボットはどんな種類を選べばいいのか？」 「ティーチングというプログラミングは素人にできるの……？」 初期設備の投資が可能でも、高い専門性を誇る FMS(自動化)導入には専門の知識と技術が 必要になるのです。 5. デメリットを解消するロボット SIer ロボット SIer なら前の項目で解説した（１）初期設備の投資コスト、（２）産業ロボッ トの選定・ティーチングというデメリットを解消できます。高額な産業用ロボットでもリ ース利用で出費を抑え、比較的安価で高性能なロボットを選択するなど、専門家であるロ ボット SIer なら柔軟に対応できます。ロボット SIer は多くの自動化導入実績と高度な技 術により、個別のケースに合わせた専用のティーチングも得意としています。FMS(自動 化)導入におけるデメリット解消や要望はもちろん、工程改善の相談や提案まで柔軟に対応 できるのがロボット SIer なのです。 6

装置導入に関するお悩みは FAP へ こんなお悩みはありませんか？ ・生産工程の自動化をしたいがノウハウがない ・複数社への発注、スケジュール管理の手間がかかる ・どのメーカーの製品を選べばいいか分からない ・他社の SIer から「専門外なので対応できない」と言われてしまった そんな時はぜひ、関東最大級のロボット SIer である株式会社 FA プロダクツにご相談くだ さい。 FAP の強み 加工から出荷まで、生産ライン全体の最適化にまとめて対応 エンジニアによる一貫生産体制で、高品質・低価格を実現 取引先 400 社以上の豊富な実績 省人化・省力化をご検討の際はお気軽に 050-1743-0310 までお問い合わせください。 （受付時間：平日 9:00～18:00） 企業概要 社名：株式会社 FA プロダクツ（FA Products Inc.） Web サイト：https://jss1.jp/ 所在地： つくばベース 茨城県土浦市卸町 2-13-3 TEL: 050-1743-0310 E-mail: jss_sales@jss1.jp 7