【製造業のAR/MR/VR活用事例】メリットや導入する際のポイントを解説!

製造業界に革命をもたらすAR、MR、VR技術。これらは単なる流行ではなく、効率と品質の向上を実現する鍵となっています。

本記事では、これらの技術が製造現場でどのように活用され、どんなメリットをもたらすのかを解説します。

「ARやVRを製造業でどのように活用すればいいのかわからない」という悩みを持っている方はぜひ一読ください!

AR/MR/VR/XRの基礎知識

まずは、AR、MR、VR、XRの違いについて簡単にご紹介します。

以下が、それぞれの特徴をまとめた表になります。

技術定義現実との関係製造業での主な用途
AR(拡張現実)現実世界にデジタル情報を重ねる現実世界が基盤作業指示、データ表示
MR(複合現実)現実と仮想の境界を融合現実と仮想の相互作用設計、実物との比較
VR(仮想現実)完全に仮想の環境を作り出す仮想世界への没入プロトタイピング、訓練
XRAR、MR、VRを包括する総合用語現実と仮想の融合高度な製造プロセス

AR(拡張現実)とは

AR(Augmented Reality)は、現実世界にデジタル情報を重ね合わせる技術です。

スマートフォンやAR専用のメガネを通して、現実の景色に仮想の画像や情報を表示させることができます。

例えば、工場の機械に重要なデータを表示させることで、作業効率を向上させることが可能です。

MR(複合現実)とは

MR(Mixed Reality)は、現実と仮想の境界を融合させる技術です。

ARよりもさらに高度なインタラクションが可能で、ユーザーは仮想オブジェクトを現実世界で操作できるようになります。

例えば、製造業での設計プロセスにおいて、実物と仮想モデルを同時に扱うことができます。

VR(仮想現実)とは

VR(Virtual Reality)は、完全に仮想の環境を作り出す技術です。

ヘッドセットを装着することで、ユーザーは実際の空間から切り離された、完全にデザインされた仮想世界に没入できます。

この技術は、製造業でのプロトタイプの試作や訓練に特に有効です。

XRとは

XR(Extended Reality)は、AR、MR、VRを包括する用語で、現実と仮想の両方を拡張する技術を指します。この総合的な概念は、これらの技術が融合し、さまざまなアプリケーションで使われることを示唆しています。

製造業界の課題をXRを導入することで解決可能

ここからは、製造業界が抱える課題をXRがどのように解決できるのかについて解説していきます。

1.VRトレーニングやリモートアシストによって、人材不足に対応できる

製造業界でXRが必要とされる最大の理由が、工場の人手不足と熟練技術者の減少によるスキル継承の難しさです。

日本の製造業は、長年にわたり熟練した技術者によって支えられてきましたが、現在、若手労働者への技術の伝承が滞っています。

これは、次を担う若手人材の現象と技術的な専門知識を持つ熟練工の引退が重なり、工場労働者の減少により、これらの貴重なスキルが次世代に適切に伝えられていないためです。

ここで、VRを用いることで、従業員は実際の作業環境を模した仮想空間で危険な作業や複雑な手順の練習を行うことができ、この課題に対応することができます。

例えば、自動車製造では、VRを用いて車両の組み立てや塗装プロセスの訓練が行われます。

従業員は、VR環境内で実際の組み立てラインや塗装ブースを再現し、各部品の正確な組み付け方法や塗装の技術を安全に学ぶことができます。

これにより、実際の生産ラインでのミスを減らし、生産効率の向上に貢献します。

このようにVRを用いることで、製造業界の従業員は、リスクの高い作業や複雑なプロセスを仮想空間で練習することにより、安全性と生産性の両方を高めることができます。

また、AR技術の導入により、製造業界では遠隔地からの指示やサポートが実現可能となります。

例えば、作業員が機器の点検を行っている際に不明な点が生じた場合、スマートグラスを通じて遠隔地の熟練技術者と問題点をリアルタイムで共有することができ、必要な手順や指示を音声やAR映像で即座に指導することが可能です。

また、リアルタイムの視野共有は、経験の浅い作業者でも、さまざまな作業を効率的に行うことを可能にします。

これらにより、経験年数に依存せずに作業初心者でも熟練者と同様な作業の実施が可能になります。

特に保守サービス分野では、熟練技術者が毎度訪問しなくて良くなる点が魅力です。

2.リアルタイムのデータ共有と視覚化ができる

従来の紙媒体で作成された作業指示書や設計図は、詳細なイメージの共有や問題点の特定において限界があります。

XRを導入することで、3Dモデルやリアルタイムのデータオーバーレイによる情報共有が可能になり、設計や作業プロセスの誤解を減らし、より効率的で正確な作業が可能になります。

例えば、自動車業界での新型車の設計では、XRを活用して、3Dモデルを使い、車体の形状や内装のレイアウトをリアルタイムで視覚化します。

設計者はXRを通じて、実際に車内に「入る」ことができ、室内の空間感やデザインの細部を直接確認し、必要に応じて即座に修正を加えることができます。

このプロセスは、従来の紙ベースの設計方法では難しかった、実際の製品と非常に近い形での設計評価を可能にします。

このようにXR技術を用いることで、設計段階の誤解を減少させ、製品開発の迅速化と正確性の向上が実現し、全体的な製品品質の向上に寄与します。

また、AR活用により、リアルタイムでの生産データの視覚化が可能となり、工場の生産効率と品質管理が大幅に向上します。

例えば、自動車製造では、ARを利用して組み立てラインの進捗状況を把握し、部品の組み付け精度を向上させることができます。

作業員はARを通して、組み立て手順や品質チェックポイントを視覚的に確認でき、ミスの削減や作業効率の向上が期待できます。

XR技術の活用事例4選

ここからは、製造業界におけるXR技術の活用事例を4つご紹介します。

1.RITTAI MANUAL

3Dデータや画像・動画を活用したデジタルマニュアルの作成は、製品の機能や使用手順を明確かつ効果的に伝える方法として注目されています。

株式会社Forgersが提供する「RITTAI MANUAL」は製造・半導体業界向けに展開しており、以下のような効果に繋がっています。

  1. 製品機能の直感的理解: Webブラウザで利用でき、3Dモデルや動画を用いることで、製品の機能や操作方法を直感的に理解できます。これにより、顧客は製品の特徴をより深く把握することができます。
  2. 営業人員のプレゼンテーション品質向上: 営業人員は、RITTAI MANUALを利用することで、製品の機能や使い方をより分かりやすく伝えることができ、プレゼンテーションの品質向上と顧客の理解や満足度が高まります。
  3. 故障時の迅速な対応: 製品の故障や問題発生時に、修理や対応手順を分かりやすく案内できるため、ユーザーは自身で迅速に対処することが可能となり、顧客サポートの効率化が図られます。

製造・半導体業界向け電子マニュアルツール『RITTAI MANUAL』ウェブサイト

2.富士通

富士通では、VR技術を用いて生産ラインの仮想シミュレーションを実施しています。VRを使って製造ラインのレイアウトや機器配置をシミュレーションし、効率的な生産ラインの設計を行っています。

これにより、実際の設置前に問題点を発見し、改善策を検討することが可能となり、生産効率の向上に繋がっています。

3.テナリス

テナリスは、製鉄業界においてAR技術を活用しています。彼らは、工場内の機器メンテナンスと修理作業でARメガネを使用し、リモートから専門家のサポートを受けながら作業を行っています。

これにより、作業効率が大幅に向上し、時間とコストの削減が実現されました。また、作業の精度向上により、全体的な生産性の向上が見られています。

4.エアバス

航空機製造のエアバス社はMicrosoft HoloLens 2のMRメガネを使用し、作業員が手順に沿って効率的に組み立て作業を進められるよう支援しています。

XR技術を導入する際の課題点/検討すべき事項

ここからは、製造業界においてXR技術を導入する際の課題点/検討すべき事項を3つ解説します。

1.既存の設備や作業プロセスに適しているかどうか確認する

XR技術を製造業に導入する際、その技術が既存の設備やプロセスに適合するかどうかの評価が不可欠です。

これらの技術は、製品設計、作業指導、リモートアシスタンス、トレーニング等に応用できますが、全ての製造環境やプロセスがXRに適しているわけではありません。

例えば、高温や高湿度、強い振動がある環境では、XRデバイスの性能に影響を与える可能性があります。

また、XRソリューションは一般的に柔軟性がありますが、特定の製造プロセスやタスクに最適化するためにはカスタマイズが必要になることが多いです。

2.従業員教育とサポート体制を整備する

XRのような比較的新しい技術導入の際は、従業員がこれらを効果的に利用できるように十分な教育とサポートが必要です。

新しい技術に対する抵抗感や不安を解消するためには、従業員の意見を聞き、教育プログラムを通じて十分な理解と技能を提供することが重要です。

XR技術は特に直感的な操作が可能ですが、それでも従業員がその利用方法を完全に理解し、日常の作業に適用できるようになるまでには時間と練習が必要です。

このプロセスは、技術の受け入れを加速し、効率的な導入に寄与します。

3.費用対効果を慎重に評価する

XR導入には、高い初期投資が伴います。そのため、投資に対するリターン(ROI)を正確に評価することが非常に重要です。

これには、技術の購入費用、カスタマイズや統合のコスト、トレーニングと維持管理の費用が含まれます。

また、XR技術の導入が実際にどのような効果をもたらし、生産性や品質、労働環境の改善にどの程度寄与するかを評価する必要があります。

単に最新の技術を導入することが目的ではなく、その技術が長期的な価値を提供し、製造プロセスの効率化やコスト削減につながるかどうかを慎重に検討することが重要です。

この評価を行うことで、企業は資金の適切な配分を決定し、長期的なビジネス目標に沿ったXR技術の導入戦略を策定することができます。

今後の製造業界でのXR活用の展望/考察

現在、XRは主に製品設計、プロトタイピング、作業員トレーニング、リモートアシスタンスなどに活用されていますが、今後はこれらの用途を超え、以下のように製造業の核心部分に深く浸透することが予想されます。

1.人工知能(AI)との統合により、製造ラインの自動化・最適化が進む

XRと人工知能(AI)の統合により、製造ラインの自動化と最適化が進むでしょう。AIによるデータ分析とXRによる視覚化が組み合わさることで、生産プロセスの効率化だけでなく、品質管理の精度も大幅に向上します。

例えば、AIが製造プロセス中のデータをリアルタイムで分析し、品質に影響を及ぼす可能性のある偏差を検出します。その後、XR技術を使用して、これらの偏差を作業員に視覚的に示すことで、迅速な調整や修正が可能になります。

また、XR技術は、複雑な機械や部品の組み立てを支援するためにも使用できます。

例えば、作業員がARゴーグルを使用すると、彼らの視界をAIで解析し、実際の部品と一緒に組み立て手順や指示がオーバーレイ表示されます。これにより、作業の精度が向上し、トレーニング時間が短縮されます。

2.デジタルツイン技術との融合により、効率的な製造が実現する

デジタルツイン技術との融合は、実際の製造環境を完全に仮想空間で再現し、リアルタイムでの監視や予測、シミュレーションを可能にします。

これにより、生産プロセスのリスク評価や改善が劇的に向上し、より効率的で持続可能な製造が実現可能になります。

例えば、自動車製造では、デジタルツインとXR技術を融合させることで、新しい車のプロトタイプ開発を大幅に加速できます。

仮想環境内で、車のデザイン、エンジンの性能、安全性などを詳細にシミュレートし、実際のテスト走行やクラッシュテストを行う前に潜在的な問題を特定できます。

これにより、開発サイクルの時間とコストを削減し、製品の品質と安全性を向上させることができます。

この技術は製造業界におけるイノベーションを加速し、製品の品質、安全性、環境への影響を考慮した持続可能な製造への道を切り開くでしょう。

3.地理的な制約を超えた共同作業が可能になる

仮想現実を通じたチームワークや、地理的に分散したチーム間のリアルタイムコラボレーションが普及することで、製造業界は地理的な制約を超越し、世界中の才能とリソースを結集することが可能になります。

例えば、航空宇宙産業におけるXR活用では、国際的なエンジニアチームが共同で航空機の設計や問題解決を行えるようになります。

設計プロセスが加速され、より革新的な航空機が短期間で開発される可能性が高まり、遠隔地にいる専門家が現場の作業員にリアルタイムで指導を行えるため、技術移転や迅速な問題解決が実現されます。

このように、XRは製造業界の働き方を変えるだけでなく、グローバルな協力、製品開発の加速、そして効率的な問題解決といった面で多大な影響をもたらします。

製造業界の未来は、より協調的で、効率的、かつ革新的な方向へと進化していくと考えられます。

まとめ

AR、MR、VR技術は製造業界に革命をもたらし、設計から生産、トレーニングに至るまで多方面で貢献しています。効率化、コスト削減、リスク管理に優れ、導入する際の注意点を把握すれば、企業の競争力を大幅に高めることが可能です。

この記事が、製造業界のAR・MR・VR導入を検討する際の参考になれば幸いです。

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