品質4.0

自動車産業をはじめとする幅広い製造業は、製造現場の優れた能力によって支えられています。 現在、工場の自動化と合理化の一体化への抜本的な転換を目指す「インダストリー4.0」や「スマートファクトリー」の未来に世界の注目が集まっています。 インダストリー 4.0 の概念は最初にドイツで提案されましたが、非常に高いレベルの製造能力を持つ日本のような多くの国が早くからその理想を採用しました。 これらの国々では、製造業者は人間による作業の限界をすぐに認識し、製造現場の自動化に精力的に取り組んできました。

工場の現場では、加工・加工、搬送、組み立て、そしてもちろん検査という一連の工程を経て製造が行われます。 部品の加工と機械加工、工場フロア全体への搬送、部品を組み立てて最終製品に仕上げるプロセスは、早い段階で自動化されています。 しかし、検査プロセスに関しては、21 世紀に入っても、自動化された機械ではその能力に匹敵することができず、多くの工場では検査を人間の目だけに頼っています。 この傾向は製品のサイズが大きいほど顕著であり、特に自動車産業や航空産業に当てはまります。

寸法検査および外観検査プロセスが自動化されていないのはなぜですか? これは、人間の目には、高い取得速度、広い視野、広いダイナミックレンジ、さまざまな光環境での堅牢な動作、100 μm 範囲までの特徴の検出可能性など、匹敵するのが難しい独自の機能があるためです。 。 自動外観検査は、半導体チップのような非常に小さく薄型の部品の製造に大規模に導入されていますが、自動車のエンジンやトランスミッションに見られる多くの鋳造、鍛造、機械加工部品などのより大きな対象物には当てはまりません。車。

このような製造部品に対して堅牢な自動検査プロセスを実装するには、実際には、工場フロアの周囲光の影響をまったく受けずに、形状の凹凸を高速かつ高精度で測定する必要があります。 しかし、これまでそのような高い要求を満たしたインライン測定装置は存在せず、依然として人の目によるところが大きいのが現状です。 その結果、中型および大型部品の検査で自動化プロセスに依存している製造現場はわずか約 20% であり、製造業者にとって大きな問題となっています。

人による検査、進行中の危機

メーカーが人による検査を避けて検査プロセスを自動化したいと考えるのには、特別な理由があります。

まず、人間による検査には安定性と信頼性が欠けています。 検査員が変わると評価も変わる可能性があり、同じ部品や欠陥でも、同じ検査員でも昼夜の時間帯、体調や精神状態に応じて異なる評価を行うこともあります。

第二に、特に欧州、日本だけでなく中国など、急速に高齢化が進む国や地域では、人材不足が大きな問題となっています。 そのため、検査員の確保は年々難しくなっています。 また、検査員は特別な訓練を必要とする熟練した技術者であるため、需要に合わせて検査員を増員することが特に難しく、製造現場では大きなハードルとなっています。

第三に、生産および搬送プロセスの自動化は最近改善されましたが、製造業者にとって手動検査機は依然として固定費です。 検査レベルが低下しないように定期的な教育が必要となり、メンテナンスコストが増大し、工場管理への負担が大きくなります。 第四に、CAD 設計と CNC 生産の進化に伴い、検査要件のレベルはますます高くなり、検査レベルが人間の目の限界を超えるケースが増えています。