FA機器とは？種類や導入するメリットについて詳しく解説

こんにちは！
産業用ロボットの情報を発信している製造DX.comです。[◎△◎]

製造業では当たり前のように「FA機器」を使用しています。しかし、FA機器とは何を指すのかと言われても具体的に解説できない人も多いでしょう。

そこで、本記事ではFAについて詳しく解説し、更にFA機器のメリットやデメリットについても紹介しました。メリット・デメリットを知ることで、今後の製造や工程改善にも役立つでしょう。

ぜひ記事を読んで、将来的な職場の展望について考えるきっかけとしてください。

FA機器とは？自動化のシステムを実現

FAとは、英語のFactory Automationの頭文字を取った略語です。つまり、工場の自動化を表します。生産ラインにおける組み立て工程や検査工程、梱包工程などを自動化するシステムのことです。

そして、FAを実現する機器がFA機器。工場の省人化やコスト削減を実現するにはFA機器が必要不可欠です。

しかし、FA機器と言っても様々な種類のものがあるので、自動化を推し進めるにしてもどのFA機器を導入すべきか判断に困るかもしれません。

FA機器の種類は84カテゴリー！

FA機器を分類すると、以下84個のカテゴリーになります。

はんだ槽	フラクサー	ネジ締め機	プログラマブルコントローラ	画像処理システム
CNC画像測定システム	画像処理装置	パーツフィーダ	自動分注装置	カプセル充填機
シーケンサ	搬送機器	OPCサーバー	スクリューフィーダ	プログラマブル表示器
マウンター	フィーダ	リニアフィーダ	自動はんだ付け装置	自動切断機
自動合成装置	自動搬送装置	自動洗浄機	自動溶接機	自動滴定装置
自動研磨機	自動組立機	自動計量機	フィールドバス	DNCシステム
スプレー塗布装置	FAシステム	ボウルフィーダ	マイクロシーケンサ	定量供給装置
異物除去装置	色彩選別機	NC旋盤	NC自動旋盤	NCフライス盤
CNC旋盤	EDAツール	ルミナ自動スプレーガン	小型NC旋盤	小型CNC旋盤
カップシール機	ストレッチ包装機	圧縮梱包機	巻取機	巻線機
打栓機	横ピロー包装機	シリンジ充填機	チューブ充填機	ボトル充填機
定量充填機	ターニングセンタ	インサーター	振動ふるい機	サークルフィーダ
シュリンクトンネル	ガス充填機	オーガー充填機	液体充填機	注油器
封かん機	エアグリッパー	エアピッカー	梱包機器	シールテープ自動巻付機
ハンドル自動化ユニット	自動スプレーガン	エアテーブル	無人搬送車(AGV)	製本機械
製函機	製袋機	結束機	巻上機	開袋機
マシニングセンタ	シュリンク包装機	NC装置	ロボット設備製造

中には聞き慣れたカテゴリーもあれば、初めて聞いたというものもあるかもしれません。また、似たようなカテゴリーがあるので、どのように分類されているのか判断が難しいでしょう。

実は、FA機器には84ものカテゴリーがありますが、FA機器の機能で分類すると下記の5種類になります。

つまり、FA機器は上記5種類の機能を組み合わせることで、様々な機能を作り出していることになります。それでは、FA機器の機能について、もう少し詳しく解説しましょう。

操作するFA機器

FA機器の中には、設備や機器を稼働させるためのスイッチなどがあります。つまり、人が操作することで、設備や機器が何らかの動作ができるというもの。

たとえば、自動販売機の商品ボタンを押したら商品が選択される、「おつり」レバーを引いたらおつりが排出されるなどです。また、ボタンやレバーだけでなく、タッチパネルなどの操作もあります。

このように、ボタンやタッチパネルなどは操作するためのFA機器です。完全な自動機であっても必ず何らかの操作は必要なので、操作部はほぼ全ての装置に組み込まれています。

制御するためのFA機器

何らかの条件によって動きをコントロールすることが制御です。FA機器の中には多くの制御が存在します。

たとえば、自動販売機にお金を入れたとき、商品の金額以上であれば「購入可能」という意味でランプが点灯するでしょう。また、商品を選んでボタンを押した際には、その商品のストッパーが開放されて1個だけ排出されます。

当たり前だと感じていることでも、実際は内部で細かく制御されていることが理解できるのではないでしょうか。決められた条件やルールに沿って対象を駆動する。それが制御です。設備には、見えない部分にも多くの制御機器が組み込まれています。

駆動するFA機器

制御によって実際に何かを動かすことがあります。たとえばモーターや電磁弁、ヒーターなど。それらの出力をON/OFFするのが駆動です。

また、実際に物が動いていないように見えても、装置内部で動作していることもあります。それらの機器が駆動するFA機器です。

たとえば、自動販売機で飲み物を温めたり冷やしたりするときにはヒーターなどの温度調節機能が必要となります。最適な温度の飲み物が排出されるのは、ヒーターなどを制御して駆動しているからです。

検出するFA機器

制御のきっかけとなるものとして、人の操作以外にセンサーなどによる入力があります。それらはワークや環境条件などを検出するFA機器です。また、センサー以外にもカメラなどの画像認識装置によって検出する方法もあります。

たとえば、自動販売機内の温度を調節するには現在の温度を検出しなければなりません。そのために必要となるのが、温度センサーです。常に温度を監視し、ヒーターなどの制御・駆動を行ないます。

表示するFA機器

生産設備には表示する機構が必要です。たとえばランプであったり、表示灯であったり。タッチパネルのエラー表示もあります。生産設備に表示するFA機器がなければ、その設備が正常動作しているのか、何かの異常が発生したのかが判断できません。

また、装置が稼働しているか否かは安全上においても表示が必要となります。表示がない状態で装置が停止している場合は危険です。機械が突然動き出すかもしれません。

表示灯と共にブザーやメロディーホンなどのFA機器も必要に応じて使用されます。表示するFA機器は直接的に装置の動作とは関係がない場合もありますが、操作性・安全性を考えた場合には必要です。

FA機器導入による3つのメリット

工場などの生産設備としてFA機器を導入した際に考えられるメリットは主に次の3点です。

それぞれについて、もう少し詳しく見ていきましょう。

FA機器の導入で人件費の削減が可能

FA機器を導入する最大のメリットは人件費の削減です。FA機器を導入することで省人化が実現でき、人手不足の解消にもつながります。現在、製造業界の人手不足は深刻な社会問題。その問題を解決するきっかけとなるのがFA機器と言っても過言ではありません。

製造業の人手不足に関しては、下記の記事で詳しく解説しています。参考にしてください。

製造業はなぜ人手不足なのか？その実態と対策について詳しく解説

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FA機器を導入することで、今まで人の手に頼っていた作業の機械化が可能となります。

たとえば、4人で作業していた工程を2人、3人に減らすことも可能でしょう。作業員を一人減らすだけでも大きな人件費削減へとつながります。

FA機器の導入で生産性が向上

生産性を向上させるには、生産量を増やす方法と労働力を減らす方法があります。FA機器の導入は主に労働力を減らすことに特化しており、結果的に生産性向上が可能です。

前述したとおり、FA機器を導入することで工程内の作業員を減らせます。極論を言えば、無人の工場を作ることも可能。

生産ラインの生産性は利益と直結しているので、効率よく生産性を向上させたいならFA機器の導入がおすすめです。

生産性については、下記の記事で詳しく解説していますので参考にしてください。

生産ラインの生産性を向上させる方法とは？生産性が下がる要因、改善事例も紹介

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FA機器の導入で品質が安定

製造業において、品質の安定は永遠のテーマと言っても過言ではありません。品質が安定しない要因として考えられるのは、人的ミスでしょう。人的ミスは様々な対策を行ってもなくならないのが悩ましいところ。

しかし、FA機器を利用することで人的ミスの削減が可能です。FA機器を導入することで、人手作業を減らせます。つまり、人の手の介在自体が減り、結果として品質が安定することは間違いありません。

特に品質に直結するポカミスの発生を抑えるにはFA機器の導入が必要不可欠です。ポカミスに関しては下記の記事で詳しく解説していますので、参考にしてください。

製造業におけるポカミスの発生原因とその対策を紹介

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FA機器導入時のデメリット｜コストと故障のリスク

FA機器を導入する際のデメリットとして考えられるのは主に次の2点です。

もう少し詳しく解説しましょう。

FA機器導入には大きな費用が必要

FA機器の導入による大きなデメリットは費用面です。導入時にかかる費用と維持費が必要となります。また、設備を導入するに際して人材育成が必要となるので、教育にも費用がかかるでしょう。自社で教育しない場合には、外部からの人材を確保しなければなりません。

ただし、FA機器を導入することによってコスト削減や生産性向上などのメリットが得られるので、トータルではプラス収支になることが予測できます。

したがって、FA機器導入の際には費用面も考慮した検討が必要です。

FA機器の故障発生時には大きなリスクが！

FA機器は機械なので誤動作や故障の可能性があります。故障したとしても適正な対処ができれば、大きな問題にはなりません。しかし、故障の内容によっては復旧に時間がかかり、生産に大きな影響を与える可能性があります。最悪の場合は生産できないという状況になるかもしれません。

社内の生産技術部隊で修理可能な範囲なら被害も少なく、復旧の費用も少なくなるでしょう。しかし、大きな故障の場合にはメーカーに依頼しなければなりません。費用も時間もかかります。

したがって、復旧までの生産ができなくなるというリスクを見積もる必要があるでしょう。

FA機器についてのまとめ

本記事はFA機器について詳しく解説しました。もう一度記事を振り返ってみましょう。

FA機器は自動化を実現するために必要不可欠な機器でした。FA機器には84ものカテゴリーがありますが、基本は下記の5種類を組み合わせたものとなります。

FA機器の導入には下記のようなメリットとデメリットがあるので、導入前によく検討してください。

現在、工場内では多くのFA機器が利用されています。そして、今後はますます高機能なFA機器が導入されるでしょう。その前に、FA機器を導入して何ができるのかを知ることが大切です。

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