「段取り替えゼロ」を目指す自動化設備の導入ポイント

事例紹介

多品種少量生産が当たり前になった今、製造現場では「段取り替え」が大きな負担となっています。
金型交換、治具変更、レシピ切り替えなど、1回の段取りに数分〜数時間を要する場合も少なくありません。

この“段取り時間”をゼロに近づける取り組みが、今注目されています。
キーワードは「段取り替えゼロ」=段取りレス自動化です。

この記事では、「段取り替えを極限まで減らす自動化設備の導入ポイント」を、初心者にもわかりやすく解説します。

段取り替えがもたらす3つのロス

まず、段取り替えによって現場でどんな“損失”が発生しているかを整理しましょう。

生産停止による時間ロス

段取り中は設備が稼働できません。生産計画がタイトなほど、この“ロスタイム”が大きな問題になります。

人的負担(熟練者依存)

段取り作業は多くの場合、熟練作業者に依存しており、技術継承・属人化のリスクを抱えています。

品質リスク

段取り後の初品確認や設定ミスなど、品質トラブルの温床にもなります。

これらのロスを削減するには、段取り替えそのものをなくす=ゼロ段取り化の発想が必要です。

段取りレスを実現する自動化のアプローチ

段取りを減らすために有効な自動化技術を紹介します。

多品種対応の「自動ツールチェンジ」

  • ロボットアームが工具や治具を自動交換
  • タレット式工具台や自動クランプ装置を使い、1台で複数製品に対応可能

セル生産+協働ロボットの組み合わせ

  • 柔軟なレイアウトで、製品ごとのライン変更なしで対応
  • 人が対応する必要があった部分も、協働ロボットと分担することで段取り時間を削減

自動認識システム(画像処理・RFID)

  • 製品や材料をセンサーやカメラで自動認識し、レシピや加工条件を自動で切り替え
  • 手動の型番確認・条件入力が不要に

スケジューラー連携型の「レシピ自動切替」

  • 生産指示と設備のプログラムを連携し、作業者が操作しなくても条件が切り替わる仕組み
  • MES・ERPと設備がつながる“スマートファクトリー化”の第一歩

導入の際に押さえておきたい設計ポイント

段取りレスを実現するには、単に自動機を導入するだけでなく、設計段階での工夫が不可欠です。

✔ 製品ごとの差異を「段取りなしで吸収できる」ように

  • 寸法の違い:可動ストッパー、サーボ駆動
  • 工程の違い:分岐ラインやバイパス設計
  • 加工条件の違い:インターフェースで自動選択

✔ 「1人でも対応できる」設計に

  • 操作画面に全ての切り替えボタンを集約
  • 初心者でも理解できるカラーガイドや動画説明付きHMI

✔ 「段取り替えが要らない」スケジュール設計

  • 製品順にラインを並べる(段取り順を考慮した順番)
  • 製品サイズや工程の近いものをまとめて生産するなど、段取りを極力省く工夫も重要です

段取りレス化の導入事例:板金加工会社B社

B社では、これまで1日3回行っていた金型交換の段取りに、平均30分かかっていました。
しかし以下の設備導入によって、段取り時間はほぼゼロに。

  • 金型自動交換装置
  • 自動搬送+画像認識による部品判別
  • タッチパネルによるレシピ自動呼び出し

結果:

  • 1日の稼働時間が+90分向上
  • ベテラン不在時の品質・段取りミスがゼロに
  • 年間での設備稼働率が10%以上アップ

段取りレス化を始めるための第一歩

いきなり「完全段取りレス」は難しい場合、以下のような小さな一歩から始めるのも有効です。

  • 治具のクイックチェンジ化
  • 作業手順書を動画化・標準化
  • ロット切り替え時の設定記録を自動化

段取り替えに関する作業を「誰が何分で何をしているか」を分析することで、改善ポイントの優先順位が見えてきます

まとめ:「止まらない工場」を目指して

段取りレス化は、単なる時短ではありません。
生産の柔軟性、技術の標準化、品質の安定、そして競争力の源泉です。

  • 多品種対応
  • 少人化・省力化
  • ミスの予防
  • 生産計画の柔軟性向上

これらを同時に達成するために、「段取り替えゼロ」の思想を取り入れた自動化は、これからの工場づくりの大きな武器となります。

まずは、目の前の段取り作業を「なくせないか?」という視点で見直してみましょう。

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