ロボットとAIで新しい産廃処理工場を作るシタラ興産ほか、埼玉の中小企業でのロボット活用　第11回埼玉ロボットビジネス交流会レポート

「第11回埼玉ロボットビジネス交流会」が2018年5月16日に行われた。埼玉ロボットビジネス交流会とは、埼玉ロボットビジネスコンソーシアムによる、ロボット分野のビジネス、技術動向を学び、異業種の出会いをマッチングする交流会だ。第11回にはロボットを活用した産廃分別を行なっているシタラ興産を含む３件の中小企業による発表のほか、経産省産業機械課のロボット導入事業担当者による講演などがおこなわれた。レポートする。

日本のロボット政策の現状

まず最初に、経済産業省 製造産業局 産業機械課 ロボット政策室課長補佐の宇賀山在氏が「ロボットが作る日本の未来とロボット政策」と題して講演した。宇賀山氏は、まずはロボットの定義、中国への輸出に依存している産業用ロボットの市場動向、産業用ロボットの各社市場シェア、日本国内に止まらない介護分野におけるロボット活用の広がりなど全体状況を紹介。続けて、安倍政権が2015年度以降進めている「ロボット新戦略」の背景や概要を解説した。ちなみにロボット新戦略ではロボット初期導入コストを2020年までに２割下げ、導入支援人材を３万人に倍増することがうたわれている。いわゆるロボットシステムインテグレータ（SIer）の育成強化だ。「ロボット新戦略」の実施母体は「ロボット革命イニシアティブ協議会（RII）」である。

宇賀山氏は「実用化段階にある技術の導入加速」の担当者。具体的にやることはロボットの未活用分野への導入支援、システム構築サービス事業者の育成である。これが平成26年補正から３年間実施された「ロボット導入実証事業」だ。宇賀山氏は具体例として、南部鉄器鉄急須の琺瑯工程、メガネフレーム製造の磨き工程、ブナシメジの収穫及び加工、パン生地の焼き型投入工程、化粧品の仕上げ・包装工程、クリーニング事業のタオル結束などなどにロボットを導入した事例を成功例として紹介した。なお各事例は「ロボット導入実証事業」の事例集で紹介されている（http://robo-navi.com/webroot/doc_download.html）。

事業対象の企業にアンケートをとったところ、14%が想定以上、72%が想定どおりの効果があったと回答。従業員の意欲向上などの効果もあったという。投資回収については5-6年程度が最も多く、10年以上の長期を見据えているものもあった。サービス業のほうが投資回収年数が長い傾向がある。

宇賀山氏は、「日本再興戦略」に盛り込まれている「改革2020 （https://www.kantei.go.jp/jp/singi/keizaisaisei/pdf/kaikaku2020_gaiyou.pdf）」プロジェクトについてもふれた。ロボットは「ユニバーサル未来社会の実現」を目指す技術として位置づけられており、羽田空港、ハウステンボス、イオンモール幕張新都心、ATC、ローソンパナソニック前店などで警備、清掃、搬送、受付、自動レジなど各種の実証実験を行った。ロボット導入に関する安全基準についても紹介。各種ガイドラインが作成されている。

宇賀山氏は「ロボットシステムインテグレータなしにはロボットは動かない」と述べて、ロボットSIer育成の重要性を強調（http://www.meti.go.jp/press/2017/12/20171204003/20171204003-9.pdf）。SIerには中小企業が多いため一社だけでは難しい案件も多く、各社が連携するためのネットワーク作りが重要だと考えているという。SIerのスキル標準、導入プロセス標準（RIPS）も策定している。システムインテグレータ育成事業では３つのカテゴリを設けて支援し、「FA・ロボットシステムインテグレータ協会」の立ち上げを検討していると述べた。それらの情報は「ロボット活用ナビ（http://www.robo-navi.com）」にまとめられている。

生活支援ロボット、介護機器の開発導入促進についてもふれた。この事業も昨年10月に新たに拡充されている。また人と直接ふれるロボットなので、安全性も重要であり、国際標準規格があり、安全性の実証検証ができる施設などによって、認証取得も支援している。

最後に今年度中から順次開所予定となっている福島ロボットテストフィールド、次世代インフラ点検用ロボット、2018年に４カテゴリー９種目で賞金総額1億円のプレ大会が行われる「World Robot Summit（WRS、http://worldrobotsummit.org）」を紹介した。

サービスロボットの実テストフィールドとしての羽田空港　Haneda Robotics Lab

日本空港ビルデング株式会社 事業開発推進本部 事業開発部 次長の志水潤一氏は「羽田空港ロボット実験プロジェクトの成果と反応」と題して講演。2016年から国土交通省及び経済産業省との連携事業として行われている「Haneda Robotics Lab （https://www.tokyo-airport-bldg.co.jp/hanedaroboticslab/）」について紹介した。

羽田空港は３つの旅客ターミネルと４本の滑走路を持ち、年間8000万人が利用する世界４位の利用者数の空港である。志水氏は「Haneda Robotics Lab」を立ち上げた背景について、旅客需要の増大、サービスニーズのさらなる向上の必要性、生産年齢人口の急激な減少の３つをあげた。羽田空港の従業員数は、旅客数の伸びに応じて増大している。よって従来型の運営では、さらに人手が必要となる。だが雇用環境は既に厳しい。運用そのものを変える必要がある。

「Haneda Robotics Lab」の概要については、日本の技術の情報発信、良質なサービスの提供、従業員の労働環境向上の３つを挙げた。これらを通じて、ターミナルビルのサービスを向上し、「世界に先駆けた、空港におけるロボット技術活用の未来像」創出を目指す。

羽田空港でのロボット活用の取り組みがスタートしたのは2009年。清掃ロボット、搬送ロボット、案内ロボットなどの実証実験を行っている。2017年からは経産省の事業に採択され、大規模な実証実験を行っている。2016年12月14日には羽田空港でプレスプレビューを行った。優れたサービスロボットを活用できる場、リアリティのあるテストフィールドとして空港を用い、サービスロボット普及のために必要なルール策定を官民で行っていきたい、ロボット活用の知見を貯めていきたいと考えたのだという。

志水氏はこれまでの事例を示し、ロボット本体の安全性、稼働時の安全性、有効性・効果と３つの検証フェーズを行ったと紹介。中には途中で脱落するロボットもあったが、それらも知見として共有できたと振り返った。2018年度以降は、業務効率化に資する「使える空港ロボット」の導入フェーズに移行しようとしていると述べた。

ロボットと人工知能で新しい産廃処理工場を作るシタラ興産

フィンランド・ZenRobotics社の「ZenRobotics Recycler」を使った混合廃棄物選別施設「サンライズFUKAYA工場（https://www.shitara-kousan-group.co.jp/shitarakousan/business/factory.html#sunrise）」で知られる株式会社シタラ興産（https://www.shitara-kousan-group.co.jp）代表取締役の設楽竜也氏は、「産業廃棄物処理業のイメージを変えていきたい」と話を始めた。そのためには多くの人が興味を持たれる工場を作りたいと考え、約１０年の構想を経て、AI、IoTロボットを取り入れた工場を作り、建設後1年で5000人の見学者が訪れているという。まずは現状を知ってもらいたいというのが第一の気持ちだと述べて、講演を始めた。

同社の工場は、経済産業省平成28年度ロボット導入実証事業採択のほか、埼玉県彩の国指定工場、埼玉県3S運動スタイル大賞、第七回渋沢栄一ビジネス大賞 ベンチャースピリット部門特別賞などを受賞している。

産業廃棄物の処理といっても、リサイクルしやすいものだけ集めて素早くリサイクルする会社もあれば、リサイクルしにくいものからリサイクルできるものを分別する業者もある。雑多に混じった廃棄物の多くは人手で分別されている。コンベアベルト上を流れる、あるいは土間上に広げられた廃棄物を人間が手で仕分けている。屋外での作業なので、非常に疲れる過酷な作業だ。現場を指揮するベテランも必要となる。設楽氏は自身の経験を振り返りながら「ではどんな工場ならば、労働者がメンタル、健康面、安全面で安心して働ける職場になるだろうかと考えた」と振り返った。

産業廃棄物処理を行っているのは、ほとんどが中小企業だ。設楽氏は「本当に小さな業界で、多くが作業員が今日来てもらえるかどうか」というレベルで作業を行っている」と語った。現在、シタラ興産ではディープラーニングを活用して分別を行えるロボットを導入して分別作業を行っている。国内初の事例として多くのメディアでも取り上げられている。

産業廃棄物は雑多なものが混ざっている。選別作業には一定の知能を持ったロボットが必要だが、設楽氏によれば産廃処理機械業界は多くが行き詰まっているという。業界が小さいため先端技術があまり投入されず、今後、ロボットのような先進的な技術が入ってくるようにならないと「産業廃棄物処理業界は衰退の一途をたどる」と述べた。

設楽氏自身は、2014年にロボットをたまたま動画サイトで発見したという。すぐにフィンランドのヘルシンキに飛び、実際に動いている工場を現地で見学して、導入を決めた。設楽氏は、「導入の経緯についてはよく聞かれるが、経緯も何もない」と述べ、現場の写真を示し、「本当ならここに２５名の人が立ち、毎日分別作業を繰り返していた。機械は新しくても、やってることは古いというスタイルを変えたいとずっと思っていた」と続けた。

投入された瓦礫は、カメラや３Dレーザースキャナーなど複数のセンサー類で識別され、４つのアームで分別される。人がやるのとロボットがやるのとで選別精度を単純に比べると人のほうが上だ。しかし間違っているものがあったら、それをもう一度学習させてアップデートさせていくことができる。また、作業者数そのものを二人にまで減らすことができた。最終的に廃棄物を破砕機にかける手前で危険物の有無のチェックは人間が行なっている。

コンベアスピードも人手の場合の 0.08m/sから、0.51m/sへと、約６倍に上げることができた。監視する人は１時間ずつで交代する。人がやることはロボットのフォローとメンテナンスで、ゴミを触るのは極力少なくして、人の負担を減らし、安全性を向上させた。なおロボットの掃除は１日に２回、メンテナンスは１日に1度程度で済むという。

「中小企業で本当にロボットが扱えるのか」という不安は、会社内からもあったし、業界内外からも応援と同時に批判もあったという。現在は企業努力とZenRobotics社のフォローで、ロボットを扱える人間が社内で３名育成できたとのこと。

では他の事例が続かないのはなぜかというと「まだまだ様子見が多い」からだという。シタラ興産がしばらく使っているのを見て、耐久性などが本当に大丈夫なのかどうか様子を見ているというわけだ。

設楽氏は「社会に溶け込めるような新しい廃棄物リサイクルスタイルを作らないと、１０年、２０年経っても産廃業界への見方は変わらない」と述べて、インドネシアへ廃棄物処理の様子を視察しに行ったときの様子を紹介した。産廃は無害化、安定化、減容化の３つの中間処理の原則を満たさないと処理したことにならず、そのあとに選別とリサイクルを行う。だがインドネシアではこれが行われておらず、有機性、無機性のゴミがいずれも膨大な量積み重なっており、その上にテント小屋があって、小さい子供がゴミを拾って売りにいくといった状況で、それを見て涙が出たと述べ、アジアの現状に対して、無力さと、日本の先進性を同時に感じたと語った。

設楽氏は産廃処理の現状を知ってもらいたいと考え、学生や子供達が気軽に興味を持ってこれるような産廃処理施設を作りたい、新しい産廃処理業界のスタンダードを作っていきたいと考えているという。

産廃処理業界は、コスト以外の差別化がされにくい業界だ。処理料金が安いほうがいいと言われるわけだ。産廃処理業者は、商品を作っているわけでもないので、差別化が本当に難しい。では何で差別化するのか。設楽氏は「工場、人で差別化するしかない」と述べた。同社には海外からも見学者がきており、特に上海の企業などからは、このまま売って欲しいと言われるという。なお同社が使っているロボット自体はZenRobotics社製だが、一連のプラント設計はシタラ興産で行なったとのこと。

設楽氏は最後に「産業廃棄物業界は本当に小さい業界なので孤立しているが、全産業のなかに入れてもらいたいと考えている」と述べ、各媒体で取り上げられた例を紹介。「誰がやっても同じ、一定水準のリサイクル処理ができる状態を理想として、今回それを実現できた」と述べ、ロボットやAIをどのように使っているのか、ぜひ見学に来てもらいたいと語った。

なおロボット導入後の１年間で辞めた従業員はおらず、従業人の定着率向上にも貢献しているという。人材教育にも力を入れていると述べた。

自動濾紙ひだ折り機と耐薬品移動式人型ロボットを開発する東洋精機

東洋精機株式会社（http://toyoseiki-k.co.jp）代表取締役の河野政美氏は、平成28年度と29年度に埼玉県の「新技術・製品化開発費補助金」を利用して開発した同社の「自動濾紙ひだ折り機」と「耐薬品移動式人型ロボット」の取り組みについて紹介した。

東洋精機は産業用ロボットを一品オーダーで作っている会社。各種機械の開発ほか、システムインテグレーションも行っている。ニーズに応えるなかで、処理や制御の要素技術を磨き、今日に至っているという。だが一品ものの受注だけでは経営が安定しないので、商品を持ちたいと考え、５年前からロボット開発を続けて来た。

開発した一つが、ろ紙のひだ折り機「ROSSI」だ。ろ紙をひだ折りにすることで濾過スピードが向上する。だが手折りには１枚あたり１分から２分の時間がかかる。また手から不純物がつくこともある。分析機関では一人あたり１日１時間はろ紙を折っているところもあるという。

そこで大手分析機関から開発依頼を受けて、自動成型機を開発した。ろ紙折り機のニーズは実は数十年前からあったが、なかなかうまくいかなかった。単純にプレスで押すと、ろ紙のなかの空隙が潰れてしまい、濾過の品質に影響があることが大きな壁だったという。

開発には埼玉県先端産業プロジェクトからロボット分野補助金を受けて、特許を出願した。製品が完成したのは2017年8月。分析機関の規模に応じて卓上で手で作業できるタイプ、卓上で作業ができる半自動タイプ、紙をセットするところからロボットが行う全自動タイプがある。上からバーが下りて、ろ紙を押すことで曲げる。制御技術によって、仕上がりがまったく違うという。

河野氏は、中小企業でよくある失敗として営業力、人材不足、良いものを作れば売れると思っている点、展示会のPRが地味だったり来場者へのフォローが少ない、オプション仕様に対応が難しいといった点を挙げて、アドバンテック東洋株式会社との販売代理店契約、マスコミ利用、埼玉県産業技術総合センターを活用したデザイナー依頼などを行って、市場化に成功したと述べた。販売開始は2018年4月から。５月現在で手動機13台、卓上自動機１台、全自動機が１台と実績も出て来ているという。

現在、「耐薬品移動式人型ロボットを利用した化学分析前処理システムの開発」を進めている。人が行っている秤量、薬品添加、撹拌、洗浄などを自動化する。人手不足に対応し、ヒューマンエラーをなくし、健康被害をなくす。分析室内の酸性ガスなどで金属部品や電子基板が腐食してしまうため、ロボット開発も難しかったという。

そこで埼玉県の補助金を使って、多種類のハンドリングが可能な樹脂製手先ツール、強酸からロボットを保護するロボットスーツ、ガスや粉塵除去システムなどを開発し、人とロボの接触事故を回避する。ロボット本体はカワダロボティクスの「NEXTAGE」を用いている。必要に応じて自動化と人手を切り替えるような使い方を想定したため、人型ロボットが適していると判断したという。製品化にはまだ時間がかかるが、基礎実験では良い結果が出ているという。

柳下技研・自動化ライン用の６軸ロボットアームと三次元ビジョンセンサー活用

柳下技研株式会社 メカトロ事業部の遠宮史一氏は埼玉県の平成29年度の「新技術・製品化開発費補助金」事業で製品開発を行なった、自動化ライン用の６軸ロボットアームと三次元ビジョンセンサー開発の取り組みについて講演した。一台のコントローラーで複数ロボットを制御して、同期制度を高める制御システムを持つもので、ラインの入り口でバラ積みの３Dマッチングをとり、ピッキングしてコンベア上に流す。そのワークを二次元センサーで読み取り、コンベア同期して製品を流していくというシステムだ。

スカラーロボットと６軸ロボットを組み合わせたもので、３Dシミュレーションや干渉チェック、動作プログラム生成などは株式会社シーイーシーの「Virft」を用いた。コントローラーは株式会社テクノのファインモーション、画像処理用PCは別に立てて、安全回路ボードにはラズベリーパイを配置した。ティーチングペンダントは三菱電機製を選定。コンベアの駆動はサーボモーター。ロボット８台と同期が可能なシステムを構築した。またエンドエフェクタはツールチェンジャーを使ってワークの変化に対応できるようにした。３DカメラはiDS製。開発ツールはMVTec社の「HALCON」を購入して自社開発中。バラ積みピッキングとコンベア同期の実現、内径・外形チャックを使うワークのピッキングなどを目指す。

遠宮氏はこれら１２個の開発項目について、一つ一つ丁寧に解説した。センサーとしてのカメラの役割は大きいが、それを使いこなせるかどうかの判断が重要だとコメントした。

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