大型発注の前に：自動化のパイロットと有償検討フェーズの進め方

推測を誤ったときのコストが確認のコストを上回るなら、まずパイロットか有償の検討フェーズを行いましょう。部品のばらつきが大きい場合、既存設備とのインターフェースが不明確な場合、工場がその種類の設備を運用したことがない場合がこれに当たります。有償の検討フェーズで得られるのは、紙の上の事実です。測定値、コンセプト、シミュレーション、より確かな価格です。パイロットで得られるのは、現場の事実です。実際の部品と実際のオペレーターで稼働する1つのセルです。どちらも、書面にした1つの問いに答え、価格と終了日が決まっていて、次の判断につながる成果物を生む場合にしか機能しません。

3つの始め方：契約、有償の検討、パイロット

多くのプロジェクトでは、今でも直接契約が正解です。形の安定した箱を扱うケースパレタイザーにパイロットが必要になることはまれです。不明点が情報（床面積、インターフェース、部品のばらつき、サイクルタイム）であれば、通常は有償の検討のほうが速く、安く解消できます。不明点が物理的な挙動（柔らかい部品や光沢のある部品の把持、実際の照明下でのビジョン、オペレーターの受け入れ）であれば、正直な答えを出せるのはパイロットだけです。

最初のフェーズを行う価値があるとき

次のうち2つ以上が当てはまるなら、範囲を区切った最初のフェーズは通常、費用に見合う成果を生みます。

• 部品のばらつきが大きい、または文書化されていない。品番が多い、重量が混在している、表面が柔らかい、または反射する、といった状態です。
• インターフェースが不明確。前工程のPLCがどの信号を送れるのか、セルがMESやERPとどう通信するのか、誰もわからない状態です。
• 工場にこの技術の経験がない。McKinseyによる産業企業の調査では、61%が自動化の経験不足を主な障壁に挙げています。最初のフェーズは、その経験を低コストで積む機会になります。
• 提案の差が大きい。たいていは、サプライヤーがそれぞれ異なる前提条件で推測しているしるしです。

ブリーフがすでにサプライヤーに公平な見積もりの土台を与えている場合は、最初のフェーズは不要です。品種が列挙され、インターフェースがわかっていて、最新のレイアウト図があり、受入基準の大枠が描かれている状態です。その場合、パイロットは開始日を遅らせるだけです。

フェーズが答えるべき1つの問いを書く

サプライヤーと話す前に、最初のフェーズで下すべき1つの判断を書き出しましょう。良い問いは範囲が狭く、検証できるものです。

• 最も重い3つのSKUで、ロボットセルが毎分6ケースを維持し、誤ピックを1シフトあたり1回未満に抑えられるか。
• 現在の通路幅のまま、成形工程と梱包工程の間の手作業による搬送を自律走行の搬送車に置き換えられるか。
• インターフェースと床面積を測定した後、このラインの固定価格の提案はいくらになるか。

技術、サプライヤー、ビジネスケース、展開計画を一度に証明しようとするフェーズは、どれにも明確に答えられません。

問いの横には、合格の範囲を書きます。「進める」と判断できる最低限の結果と、「中止する」を意味する結果です。提案を見る前に社内で合意しておきましょう。そうしなければ、各サプライヤーがそれぞれのゴールラインを設定してしまいます。工程そのものがまだ決まっていない場合は、最初に自動化する工程の選び方から始めてください。

有償の検討フェーズの範囲の決め方

無料のワークショップは、収束しない無償の設計作業になりがちです。コンセプトは薄いまま、価格は推測のままです。有償のフェーズでは、次の点を書面にしておけばそれを避けられます。

1. 固定価格と終了日。 数か月ではなく、数週間で。
2. 具体的な成果物。 たとえば、現在のステーションで測定したサイクルタイム、安全柵と出入口を含むレイアウト図、インターフェース信号の一覧、セルのシミュレーションを含むコンセプト、リスク一覧、次のフェーズの確定価格。
3. 御社が提供するもの。 サンプル部品、ラインへの立ち入り、図面、PLCの文書、保全とITの窓口各1名。
4. 成果の所有者。 工場は、図面や測定値をほかのサプライヤー向けのブリーフで自由に使えるようにしておくべきです。
5. 次に何が起きるか。 検討を担当したサプライヤーがプロジェクト全体に入札できる場合は、すべての入札者にそれを伝え、測定した事実を全員と共有します。

4と5があれば、後の提案を自動化の提案を横並びで比較する方法の手順で比較できる状態を保てます。事実が1社のサプライヤーのPDFにとどまっていたら、御社は囲い込みにお金を払ったことになります。レイアウトや流れが問題なら、このフェーズにシミュレーションを含め、初めてのシミュレーションプロジェクトの進め方に沿って準備しましょう。

実機パイロットの進め方

実機パイロットは、独自のマイルストーンを持つ小さなプロジェクトとして進め、範囲を絞り込みます。

• 境界は1つ：1つのステーション、1つのセル、またはラインの1区間。問いに答えられる最小の範囲です。
• 実際の条件：実際の部品、実際の供給方法、全シフト、そして後でセルを運転するオペレーターで行います。サプライヤーの技術者が日勤だけで動かしたパイロットでは、夜勤のことはほとんどわかりません。
• 日付付きのマイルストーン：コンセプトの確定、セルの据付、最初の部品、2週間の通常稼働、レビュー。こうすれば遅れは6か月後ではなく、特定の日付の時点で表に出ます。
• 結果の記録：時間あたりの生産量、サイクルタイム、不良、停止とその原因を、開始前に決めた方法で記録します。
• 書面にした出口：レビューの後に何をするか（拡大する、コンセプトを変える、セルを撤去する）と、撤去費用を誰が負担するかを最初に合意しておきます。多くの工場がここで行き詰まります。McKinseyの報告によると、2020年末の時点で製造業の回答者の74%が、インダストリー4.0で「パイロットの罠」に陥っていると答えています。パイロットがいつまでも拡大に進まない状態です。

合格の範囲は、そのままパイロットの受入試験になります。自動化の受入基準、FAT、SATの決め方を参考に書いてください。

最初のフェーズが判断につながった2つの実例

発注前のシミュレーション付きコンセプト。 EPP（発泡ポリプロピレン）製品を製造するHSV Polskaは、品質検査と梱包の自動ラインを求めていました。同社がDBR77のプラットフォーム（当時の名称はRobot Platform）に出した最初の引き合いには、インテグレーターが必要とする技術要件がすべて含まれていました。インテグレーターのRedhawkは、3Dシミュレーション、運用分析、財務分析を含むコンセプトで応えました。3Dシミュレーションでは、プロジェクトの全品番でラインのサイクルタイムが120秒未満であることが確認されました。この数値は実測ではなくシミュレーションによるもので、ハードウェアにお金をかける前にコンセプトフェーズが出すべき種類の根拠です。出典：HSVの事例。

サプライヤー選定前のバリアント分析。 ポーランド中部にある、従業員200人超、3交代制のプラスチック射出成形工場では、拠点の一部についてマテリアルフローと作業時間を含むデジタルツインが構築されました。シミュレーションでは、1人目のオペレーターによる手作業工程にボトルネックがあることがわかりました。作業90秒に対して、待ち時間が98秒あったのです。シミュレーション上で、このオペレーターを自律走行の搬送車に置き換えると、効率は100%以上向上しました。バリアント分析は数日で終わり、そこから生まれた搬送のコンセプトによって、DBR77 Marketplaceで技術プロバイダーを効率よく選定できました。詳細は自動化コンセプトの事例にあります。

DBR77 Marketplaceの活用

最初のフェーズそのものを、問い、範囲、成果物、終了日を示したTechnology Challenge（技術課題の公募）としてDBR77 Marketplaceに公開できます。インテグレーターは提案の前にコンセプトを提出するため、誰がパイロットを提案し、誰が有償の検討を提案し、誰がシステム全体の見積もりに応じられるのかを早い段階で把握できます。質問と回答はすべてのインテグレーターが見られるQ&Aタブに集まるため、成果物をプロジェクト全体のチャレンジに組み込む際も、どの入札者も同じ測定済みの事実をもとに作業します。

よくある質問

コンセプトにはお金を払うべきですか、それとも無料で期待すべきですか？

現地訪問と概算見積もりは通常無料です。測定、レイアウト、シミュレーションを含むコンセプトには、数日分の設計工数がかかります。対価を払えば、より質の高い作業と、成果を再利用する権利が得られます。

パイロットを担当したサプライヤーが、プロジェクト全体を受注してもよいですか？

構いません。最初にそのことを伝え、測定結果をすべての入札者と共有し、プロジェクト全体の提案を同じフォーマットで比較しましょう。

パイロットはどのくらいの期間行うべきですか？

通常のばらつきが見えるだけの期間です。関係するすべての品番、すべてのシフト、そして少なくとも1回の段取り替えを含めます。多くのセルでは、1日のデモではなく、立ち上げ後に数週間の通常生産を行うことを意味します。

まとめ

まず上の4つの兆候を確認し、2つ以上当てはまるなら、どのサプライヤーに連絡するよりも前に、1つの問いと合格の範囲を書きましょう。そのうえで、価格と終了日を固定し、成果を工場のものとし、レビュー後の進め方（拡大、変更、中止）を事前に合意した形でフェーズを発注します。

出典

• McKinsey & Company, Unlocking the industrial potential of robotics and automation, 2023年
• McKinsey & Company, Industry 4.0 adoption with the right focus, 2021年
• DBR77, HSV case study: a success story on the Robot Platform, 2023年
• DBR77, Case study: Development of an automation concept, 2024年