　サイバーフィジカルシステムは、現実世界の情報を仮想空間に取り込み、分析した結果を現実世界にフィードバックして課題解決につなげるものだ。産総研が開発したデジタルツインをサイバーフィジカルシステムに活用することで、ロボットが各作業者のスキルや身体的な違いを考慮しながらサポートし、作業者はロボットが苦手な細かい作業をサポートするなど、人とロボットが相互扶助する作業環境を構築する。

サイバーフィジカルシステムのイメージ［クリックで拡大］出所：産業技術総合研究所

人とロボットが相互扶助する作業環境を構築［クリックで拡大］出所：産業技術総合研究所

　また、同デジタルツインを活用したサイバーフィジカルシステムは、人の身体やロボットの作業状態をリアルタイムで計測し、仮想空間のデジタルヒューマンやロボットモデルに瞬時に反映できる。反映後の力学的解析によって作業者の身体負荷を推定する他、作業者の安全のためロボットとの適切な距離を計算するなどが可能になる。

　デジタルツイン上の生産計画において、作業者かロボットどちらかの作業が遅れた場合は、人にとって負荷の少ない方法で作業分担を見直す計画を立案する。作業者のスキルや身体的な違いを踏まえて身体負荷を軽減しつつも、生産性を持続する、協調作業環境を構築できる。

　同システムの実証試験として、トヨタ自動車の工場における実際の部品供給作業を再現できる模擬生産工場を構築し、人とロボットによる自動車部品の協働取り出し作業を実施した。作業者の負担になる作業を、ロボットが優先的に担いながら手分けして作業を進めた結果、生産性を10～15％向上させ、人の腰や肩にかかる負担を約10％軽減することに成功した。

　今後は、センサー系を簡素化することでコストを抑える他、ロボットの作業能力の向上、安全規格認証を進める。また、人が遠隔介入し、ロボットと異なる環境で作業をする応用事例を含め、さまざまな労働環境にデジタルツインを適用できるよう、共同検証を重ねていく。

⇒その他の「FAニュース」の記事はこちら

「FAニュース」バックナンバー

協働ロボットはコロナ禍の人作業を補う手段となり得るか
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）による混乱は2021年も続きそうな兆しを見せている。製造現場でも人の密集や密閉空間による作業が制限される中、これらを回避するために人作業の一部を代替する用途で期待を集めているのが協働ロボットの活用だ。2021年はコロナ禍による働き方改革も含め、製造現場での協働ロボット活用がさらに加速する見込みだ。
協働ロボット、ロボットシステムに残された課題と未来
協働ロボットを現場で活用するのにどのような工夫が必要か――。ロボット技術の総合展示会「2017国際ロボット展」では、ロボットメーカーおよびユーザー企業によるパネルディスカッション「ロボットフォーラム2017」が実施され、協働ロボットの意義について語った。
協働ロボットのねじ締めは力覚センサーがカギ、ハイオスの電動ドライバーがUR＋に
UNIVERSAL ROBOTS（ユニバーサルロボット）はハイオスの「BLF／PGFシリーズ」を、ユニバーサルロボットの協働ロボットの周辺機器プラットフォーム「UR＋」製品として認証したことを発表した。
量子技術に着想を得てトヨタの車両生産を最適化、トヨタシステムズと富士通
トヨタシステムズと富士通は2022年10月21日、トヨタ自動車の堤工場（愛知県豊田市）で車両生産指示システムが稼働したと発表した。量子技術に着想を得た富士通の複数の高速化技術「デジタルアニーラ」を活用し、膨大な組み合わせが生じる自動車の生産順序の最適化を実現する。
トヨタグループのリアルタイム3D技術活用をUnityとトヨタシステムズが推進
ユニティ・テクノロジーズ・ジャパンとトヨタシステムズはパートナーシップ契約を締結し、トヨタグループにおけるモノづくりのデジタル化およびリアルタイム3D技術の活用に向けて、「Unity」製品の調達、導入・運用支援において協業を行うと発表した。
ラストワンマイル物流の事業化に向け、自動配送ロボットの実証実験を開始
新エネルギー・産業技術総合開発機構は、ラストワンマイル物流の事業化に向け、開発した自動配送ロボットを用いた実証実験を実施する。4つの技術開発テーマを採択し、2022～2024年度にわたり事業を実施する。