【工場の生産ライン自動化】自動化レベル・PLCで制御盤を小型化

◆レベル0：すべて人の手で行う

レベル0は機械を使わずすべて人の手で作業を行う段階のことを指します。

◆レベル1：作業の一部を機械が担う

1つの作業の一部を機械が担った場合、自動化レベル1となります。人が行う作業を機械がサポートする形になるのが一般的です。

◆レベル2：作業のすべてを機械が担う

1つの作業の一部分だけではなく、すべてを機械が担っている状態をレベル2と呼びます。例えばA・B・Cの3つの作業が全工程である場合、Aは機械が担当、BとCは人間が担当、といったように機械と人が混在する形で生産を進めていきます。

◆レベル3：生産工程のすべてを機械が担う

レベル2までは各作業のみを担ってきた機械が、全生産工程を担うようになるのがレベル3です。例えば、人は朝に部品を設置して機械をスタートさせ、夕方にできあがった製品を回収する、といったように生産に関する工程はすべて機械が行う状態を指します。人は部品の供給・回収・設備保全などを行うのみの状態です。

◆レベル4：作業者を現場に必要としない状態

材料の設置などの前工程、検査などの後工程、搬送などの工程間の作業も自動化し、現場に作業者を必要としない状態のことを指します。それぞれの工程の進捗状況を把握・制御するために、IoT技術を通じたデータ収集やAIの自動判断が用いられるようになります。

◆レベル5：AIが全体の判断を下して工場が稼働する状態

工場全体の状態や市場状況などを加味した上でAIが判断を下し、工場を稼働させることをレベル5と呼びます。IoTからもたらされた稼働状況などのデータをもとに、運転指示や在庫管理をはじめとした判断をAIが行います。

◆PLCの概要

PLCとは各機器の自動制御を担う装置のことを指し、正式名称は「プログラマブル・ロジック・コントローラ」です。

昔の製造工場ではセンサーやモーターなど、各機器に専用の回路を用意し、それぞれに信号を送ることで調整を行っていました。PLCを用いた現在の工場では、各機器が行う動作の順序を記憶させることで、従来よりも効率的な稼働や複雑な制御が可能となっています。

◆メリット1：コンパクトな設計で狭いスペースにも設置できる

PLCは小型装置のため、収納に使用する制御盤もコンパクトな形になります。PLCがなかった時代は各機器を配線で接続しなければならなかったので制御装置も大きくなり、広いスペースが必要でした。配線を必要としないPLCは従来よりも狭いスペースに設置でき、余ったスペースを他のことに利用できるという利点があります。

◆メリット2：各機器の設定変更が簡単

簡単に各機器の設定変更を行えるのも、PLCのよいところです。PLCを使っていない場合は、設定を変えるたびに配線の変更や部品の新たな取り付け、取り外しなど、様々な作業が必要となります。一方でPLCならプログラミングコードを変えることで各機器の設定変更が行えるため、作業の効率化につながります。

◆メリット3：コストカットができる

ソフトウエア上のプログラムで回路の設計を実施するPLCは、各回路に求められる電子機器を削減することが可能です。部品を買うための費用はもちろんのこと、人材に必要な費用も減らせるため、コストカットにつながります。