アマダのスマートなモノづくり

進化したVPSS―「VPSS 3i」

アマダは1990年代初頭から板金製造業の生産性向上を目指し、工場のデジタル化とネットワーク化を推進。内段取りの外段取り化による稼働率の改善、不良撃退、技術伝承などを実現する「VPSS」（Virtual Prototype Simulation System）をご提案してきました。

近年、製造業をとりまく環境は、メーカーのグローバル化による海外生産・製品ライフサイクルの短期化により、アセンブリー・ターンキー受注の増加とともに、さらなるコストダウンや短納期化が要求され、「多種少量生産への対応力」と「モノづくり力」の強化が必要不可欠な時代へとパラダイムシフトしています。

アマダはVPSSのコア技術である単部品のブランク・曲げ加工に対応する「立体姿図」をもとに、製品全体・全工程に対応できる新しい立体姿図を開発。マシンの最適な加工プログラムの作成、現場作業の効率化・スキルレス化、そしてアセンブリーでの不良防止など、全工程で効率化するモノづくりデータを短時間で作成・管理できるようにVPSSを進化させました。この進化したVPSSがお客さま工場をスマートファクトリー化する「VPSS 3i」です。

VPSS 3iは新しいコア技術で実現されます。「板金モノづくりモデル」（Sheetmetal Engineering Model）の頭文字を取って「SEM」と呼ぶ、板金製造にかかわるあらゆるデータを格納できる技術です。アセンブリーでの板金部品（パーツ）、非板金部品、3次元形状、展開図、加工方法、加工マシン、加工順序、工程順序、図面や画像など、様々な情報を一括して管理することができます。

VPSS 3iのモノづくりでは、製品の完成形から各パーツにバラしていき、組立、溶接、曲げと、後工程から問題なく加工できるか検証していきます。特に曲げ工程においては、今まで表現できなかった成形形状やファスナー・スタッドなど2次加工部品の取り付けを反映した加工可否検証が行えるようになりました。

各工程で問題があれば都度パーツデータを修正し、すべての工程で問題なく加工できるパーツデータが作成されます。これが板金加工における「リバース・エンジニアリング」です。（図①）

①最新のデジタル板金工場を支える「VPSS 3i」

VPSS 3iの3つの特徴

①リバース・エンジニアリング
最終形状からバラシを行い、溶接、曲げ、ブランクと前の工程に戻りながら加工を検討し、加工技術をデジタル化することで、手戻りのない“最適な工程”と“最適なプログラム”の作成が行えます。

②「4D加工シミュレーション」
モノづくりが3次元化される中で、さらにブランク～曲げ～溶接という工程の流れを考慮したシミュレーション―つまり、3次元に時間軸（工程）が反映された「4D加工シミュレーション」が行えます。

③システム連携
VPSS 3iが中核となり、様々なマシン・ソフトのそれぞれの仕組みの良いところを連携（ハブ化）することで、さらに効率の良い運用が行えます。

最新デジタル板金工場でのモノづくり

VPSS 3iによるモノづくりにおいて中心となるのが、板金モノづくりモデル「SEM」です。

SEMは、3次元データ・2次元データ・AP100データから作成でき、従来は不可能だったアセンブリーでのパーツ管理、板金の工程情報、加工方法や加工順序など、製造に必要な情報を一括管理できます。

また、SEM上で、曲げ加工による穴の変形、組立・溶接時の曲げ膨らみによる干渉の回避、組立・溶接工程の位置決め用のケガキやセンターポンチの挿入、溶接箇所の突き合わせ指示などの加工属性の指示などが行えます。

その後、溶接工程からブランク工程に遡りながらの板金加工可否シミュレーションとプログラム作成が行えます。

それにより、製造現場での不良・手戻りの未然防止、全工程の加工ノウハウの伝承・管理・活用、そしてモノづくり全体のリードタイム大幅短縮、安定した品質での短納期生産を実現します。（図②）

②VPSS 3iによる最新デジタル板金工場でのモノづくり

精密板金加工・塗装・組立までの自社内一貫生産

増田武夫社長

岡田鈑金㈱の最大の特徴は、IT・ネットワークと最新鋭設備を駆使することで茨城工場の敷地内に中小製造業が集積する“ミニ大田区”を再現し、設計・開発・板金・プレス・洗浄・シルク印刷・塗装・組立配線までの一貫生産体制を構築したことにある。

1949年から1998年まで東京都大田区蒲田で操業していた同社は、1988年に茨城工場を開設。その後も事業の成長とともに順次拡張していき、竣工当時に敷地面積1,600坪だった茨城工場は現在、敷地面積1万坪、工場建坪4,500坪、従業員数140名にまで拡大している。

2005年以降の10年間で、売上高は約2倍に増加した。売上構成をみると、主力だったアミューズメントマシン関係が減少する一方、ここ5年間は血液分析装置や理化学研究機器の割合が急速に増加するなど、大きく変化している。さらに2015年以降は産業用冷却装置や家庭用蓄電池などの新規得意先を開拓。今後は自社内一貫生産によるワンストップ対応を強化することで、OEM生産にまで対応していこうとしている。

• ファイバーレーザ複合マシンACIES-2512T-AJ+TK（4kW）。ACIES-2512T+TK×2セットなどとともに自動倉庫MARS（10段15列）と連動
• 中物・多工程の曲げ加工製品に対応するベンディングロボットシステムASTRO-100NTを2セット運用している

自動化・無人化・ロボット化を徹底追求

同社はこれまで、ITとロボットを活用することで、多品種少量・変種変量生産の自動化に徹底して取り組んできた。

2007年に竣工した400坪のブランク工場の中央には自動倉庫MARS（10段15列）が設置され、その両サイドにはファイバーレーザ複合マシンACIES-2512T-AJ+TK（4kW）、パンチ・レーザ複合マシン（CO2）ACIES-2512T+TK×2セット、レーザマシンFOL-3015NTの計4セットが設置され、MARSと連動している。

曲げ工程には、EG-6013ARとASTRO-100NT（マニプレーター付き）×2セット、計3セットのベンディングロボットが設備され、リピート製品を中心にロット5個からの曲げ加工の自動化に取り組んでいる。

溶接工程にはFLW-4000M3を2セット導入（1台はシャトルテーブル付き）。ロット10個以上であれば専用治具を内製し、仮付けレスでのロボット溶接に対応している。

アミューズメントマシン関係の仕事が多いプレス工程には、複数台の単発プレスマシンを直列に並べ、プレス間のワークを搬送するロボットラインシステムを導入することで、従来の金型を活かした自動化を実現した。

さらに、塗装工程にも塗装ロボットを導入、今後は台数を増設することで自動化をさらに推進していく考えだ。

左：ファイバーレーザ溶接システムFLWには特注のシャトルテーブルを設置。外段取りで製品のセッティングができる／右：理化学研究機器の組立配線工程でも女性が活躍している

2018年に創業100周年を迎える

2016年12月末の午後、㈱小林製作所を訪れた。時節柄、多くの来訪者があり社内は活気づいていた。工場を歩くと1枚取りを行う自動倉庫MARSにつながったパンチングマシンHMX-3610NTや、2台のパンチ・レーザ複合マシンLC-2012C1NTが無人で稼働。曲げや溶接、組立、検査、梱包･出荷工程では仕掛り品が台車に載せられたまま移動し、半数以上の社員が残業で作業にあたっていた。

なかでも、検査・梱包・出荷エリアの前には台車に載せられた半導体製造装置向けのステンレス製品が何十台も並んでいる様子を驚きの思いで見た。

小林靖典社長。自社製生産管理システムSopakのディスプレイには、HG-ATC（左）とHG-ARs（右）の稼働状況を映している

「36（サブロク）協定」に対応した省熟化・自動化

「月間の受注アイテム数は約10万件。そのうちの50%（約5万点）が半導体製造装置メーカー向けです。今年、検査・梱包･出荷エリア付近に簡易クリーンルームを増強し、半導体製造装置の組立も一部はじめました。来年の半導体関連の仕事は、かなりの増産体制になる見込みです。スマートフォンや車載向け半導体が好調なようです。12月は仕事量が少し減ったため、この先の発注動向を予測しながら、受注を前倒しして生産手配をかけています」。

「現場は毎日2時間以上の残業で、時には休日出勤で対応しています。しかし、所定外労働時間は、原則として1カ月45時間・1年間360時間です。会社は法定労働時間（1日8時間、週40時間）を超える時間外労働、および休日勤務など、限度時間を超えて延長しなければならない特別の事情が生じた場合、労働基準法36条に従い、労働組合などと書面による協定（36協定）を結び、労働基準監督署に届け出る義務があります。中小企業にとって、『36協定』は遵守しなければいけませんが厳しい壁です」。

「また、最近は人手不足が深刻で、外国人実習生に頼りがちになっています。そのため、熟練技能がともなう曲げや溶接工程の技術伝承が課題となっています。当社の経営理念のひとつである『時間あたりの生産性向上を目指し、コンピュータの有効活用によって一人一人を活かし、一人一人をつなごう』に基づき取り組んできたデジタル化への取り組み、ロボットを導入して省熟化・自動化を図ることが重要な課題となってきました」と、小林靖典社長は、最近の繁忙ぶりと中小製造業を取り巻く労働環境について語る。

• HG-ATCが加工した製品の実績履歴は工程管理板（vFactory）で確認できる
• 工場内の壁には大型ディスプレイを設置。現場作業者にさまざまな情報・メッセージを配信している

1個流し加工に対応するベンディングロボット

㈱ワールド山内では、以前から曲げ加工の自動化を検討してきた。しかし、これまでのベンディングロボットでは、ロットサイズの問題、新規品とリピート品への対応、さらにはマシンとロボットを制御するソフトが“オールインワン”で対応していないなど、導入メリットを見出せなかった。ところが、ベンディングロボットに対するこうした不安は、2014年11月に発表されたベンディングロボットシステムHG-1003ARsを見て払拭されたという。

2016年4月に2代目社長に就任した山内雄矢社長は「HG-1003ARsは様々な形状の変種変量生産に対応し、自動段取りによる作業時間の短縮、複雑な曲げ加工製品の加工範囲拡大を実現するなど、1個流し加工に対応できるベンディングロボットでした」と語る。

• 山内雄矢社長。うしろの絵画は同社をイメージした作品
• 2015年12月に導入したファイバーレーザ複合マシンACIES-2515B-AJ

オフラインプログラムを実現

HG-1003ARsは、同社が2013年12月に導入した新ハイブリッドドライブシステムを採用したHGシリーズのベンディングマシン本体に加え、金型のステップベンドレイアウトに対応する自動金型交換装置（ATC）を搭載した、ハイエンドなベンディングロボットシステムだ。

HG-ARsのロボットは作業者の動作に近い7軸多関節ロボット（6軸＋走行軸）で、材料搬入・マテハン・製品搬出を1台で行う。これにより、複雑化する板金形状の曲げ加工の段取りレスや長時間稼働を実現している。

山内社長はHG-1003ARsを次のように評価している。

「従来のベンディングマシン（ASTRO）では、加工用と材料搬入出用のロボット2台と、動作プログラム、そしてそれぞれを制御するNCが必要でした。しかしHG-1003ARsは、ロボットとNCを1台で制御でき、“オールインワン”に統合されているため、マシン本体・ロボット・周辺装置のプログラムをシミュレーションで確認しながら簡単に作成できるようになりました。ティーチングレスによるオフラインでのプログラム作成も可能になりました。また、HG-1003ARsのNC装置には最新のAMNC 3iを搭載しており、システムの一元管理を実現。マルチタッチ式LCDパネルを採用しているため、スマートフォンのような直感的な画面操作が可能となったことも魅力のひとつでした」。

左：「Smooth Monitor」で機械加工工場の設備稼働状況をリアルタイムにモニタリングする／右：18台のネットワークカメラからの情報は、スマートフォンなどでいつでも確認できる

モノづくりの楽しさを伝えることが重要

志賀秀樹氏

―近年は少子高齢化が進み、製造業に就業する若い人も少なくなっています。モノづくり技能の教育機関に求められていることは何でしょうか。

志賀秀樹教頭（以下、姓のみ）　私どものような職業能力開発校に求められていることは、若い人たちにモノづくりの楽しさを教えることです。工業高校の生徒たちを除き、普通科高校の生徒たちの多くは、「モノづくりでできること」「モノづくりのおもしろさや醍醐味」などについて、ほとんど知りません。そもそも触れ合う機会が圧倒的に少ないのです。

そのため、モノづくりに必要な技能や知識を教育する当校が、モノづくりの世界を紹介・啓発することが大事であると考えます。専門的な加工技術は就職後に学んでも遅くありません。大切なことは、モノづくりに楽しみを見出し、もっと勉強したいと思う心を育むことです。自身の根底にモノづくりを楽しむ気持ちがないと、モノづくりの道に進んでも途中で挫折してしまうことになりかねません。

―最近の生徒たちの印象はいかがですか。

志賀　いまの若い子たちは真面目で正直です。しかし、おとなしいという印象を持ちます。昔の若い子は血気盛んで自己主張が強かったため、教員と生徒で衝突し合いながら前へ進んできました。

しかし、今も昔も変わらず、若い人たちに伝えなければならないことはモノづくりの本質です。説明の際には、「塑性加工」といった言葉をできるだけ使わず、平易な言葉で伝えることを意識しています。例えば、板金加工については「薄い金属の板を加工して製品をつくったり、直したりする技術である」と紹介しています。あとは、自動車や自動販売機の外装、神社仏閣の屋根など、板金加工でつくられた身近なモノを紹介するようにしています。一度は目にしたことがあるものを挙げることで、生徒たちもおぼろげながら理解してくれます。

• メタルクラフト科の生徒と指導員
• 座学では2次元CAD/CAM AP100を使ったプログラム教育を行う

「板金事業」と「エコ事業」の2事業体制

仁尾明良社長

エヌアイエ㈱は1990年、先代の仁尾（にお）太一氏が三重県伊賀市で創業した。同社は「板金事業」と「エコ事業」の2事業体制で、敷地面積7,200㎡の広大な敷地を活かした大物製品のモノづくりを手がけている。

板金事業部は、設計・加工・塗装・組立までに対応しており、大型の防音カバーや空調機器関連の盤筺体、装置関連の仕事などがメイン。エコ事業部は2000年、板金事業以外にもう1つの事業の柱をつくることを目的に立ち上げた。事業モデルとしては、回収した廃蛍光灯をガラス・金属・水銀にそれぞれ分別し、リサイクル業者に売却している。

同社はこれまで、設備投資についても意欲的に推進してきた。2005年には、競合他社との差別化のため、大型製品向けパネルの曲げ加工が可能なパネルベンダーTBZ-2523Hを導入、リーマンショックが発生した2008年には、パンチ・レーザ複合マシンLC-2012C1NT+MP-2512C1とベンディングマシンHDS-8025NT+Bi-Jを導入するなど、差別化戦略を貫いてきた。

2代目経営者の仁尾明良社長も、同社で培われてきた精神を受け継ぎ、積極的な設備投資をはじめ、新たなビジネスモデルの創造や事業拡大など、中長期的な視点から様々な取り組みを行っている。

• 2015年7月に導入したベンディングマシンHG-8025
• パネルベンダーTBZ-2523H。導入して13年経つが現役で活躍している

「企業には適切な変化が求められる」

リーマンショック以降、同社は右肩上がりで成長を続けており、2015年の板金事業の売上高は2億7,000万円となった。得意先数は板金事業で約20社、主要な得意先は5社。エコ事業も含めると得意先は100社を超える。

「当社はリーマンショックによる影響が比較的小さく、急激な落ち込みはありませんでした。そのため、現在の売上高はリーマンショック前に戻ったのではなく、リーマンショック前より伸びた数字になります。既存のお客さまへの提案や新規開拓などを積極的に行い、変化に対応してきたからこそ、いまの当社があると考えています」。

「しかし近年、技術革新や加工技術の陳腐化など、ものごとが変わるスピードは予想以上に早いため、企業には適切な変化が求められていると感じています。当社に置き換えた場合、エコ事業がそれに該当します。蛍光灯業界は、生産量の減少や水銀の使用禁止、LED照明の台頭が顕著で、従来に比べ市場環境が変化しました。16年以上手がけていますが、当社のエコ事業のビジネスモデルも限界を迎えています。いまのモデルが通用するのは長く見ても、あと5年ほどでしょう。2020年を目処に、エコ事業に代わる新規事業の検討と、リ・エンジニアリング（事業転換）を検討しています」と仁尾社長は語る。

左：溶接作業／右：同社が製作した空調機器関連の筺体

日本経済は安倍内閣が発足してから4年が経ち、名目GDPは約44兆円増え、雇用は110万人近く拡大し、企業収益が過去最高水準を記録するなど、経済の好循環が着実に表れてきている。経済が好循環サイクルに入ってきたことで、各業界の賀詞交歓会では、参加した会員企業の顔色も明るく、企業経営者のマインドの高さが感じられた。

自動車工業団体―タフでチャレンジングな年

1月5日に開催された自動車工業団体の賀詞交歓会では、一般社団法人日本自動車工業会の西川廣人会長（日産自動車共同最高経営責任者）が「今年1年は平穏ではなく、タフでチャレンジングな年になります。それを上回る強い事業展開を行い、変化をビジネスチャンスとしてとらえて、日本市場に活気をもたらすことが必要」と語り、「業界として、①技術革新と環境対策推進を含めた安全・快適で持続可能なモビリティ社会の創造、②TPPや日欧EPAなどの自由貿易促進や国際基準認証などの事業環境の改善、③国内市場の活性化―を目指したい」と挨拶した。

来賓の世耕弘成経済産業大臣は「今年は大きな変化の年になります。政治的に安定している日本は、自由貿易の先頭に立ち、保護主義回帰の動きに立ち向かっていかなければなりません。自動運転の時代でも、日本の自動車業界が輝いていてほしい。アベノミクスの成果を国民1人ひとりが実感するために、賃上げを期待しています。下請けに対する取引適正化についても自動車業界に範を示してもらいたい」と挨拶した。