機械の自動化・自動化設備の安全設計ポイントと構築事例

はじめに ― 製造業における自動化の重要性

製造業の競争は激化しており、効率化や品質向上、人手不足解消の観点から、機械の自動化・自動化設備の導入は避けて通れない課題となっています。

特にアナログな体制が色濃く残る現場では、「自動化は難しい」「安全面が心配」といった声が根強くあります。

しかし、しっかりと安全設計を行えば、安全・効率・利益の三拍子が揃う現場を実現できます。

本記事では、20年以上の現場経験をもとに、自動化設備の安全設計ポイントや構築事例を交え、実践的なノウハウを解説します。

サプライヤー目線でも、バイヤーが何を重視しているか理解できる内容としています。

自動化設備の安全設計がなぜ重要か

なぜ安全設計が必要なのか

自動化は、単に作業を機械に任せることだと誤解されがちです。

ですが、自動化設備は「人と設備」が安全に共存できる設計が求められます。

一つのヒューマンエラーや設計ミスが、労働災害や生産停止といった大きな損失に繋がるからです。

古い体質の職場では「現場慣れ」で業務をこなしている場合が多いですが、自動化設備は“想定外”のトラブルにも常に備える必要があります。

安全設計を怠ると、せっかく導入した機械が“危険物”に変わる可能性さえあるのです。

自動化設備の導入範囲が広がる現代

かつては自動車業界など一部の大手しか本格的な自動化に取り組みませんでした。

しかし最近は、部品加工業、小・中規模のサプライヤー、食品・日用品分野など幅広い業界が自動化設備を導入しています。

労働力人口の減少や、働き方改革による残業削減の流れも後押しし、“今すぐ自動化”が求められる状況です。

サプライヤーがバイヤーから選ばれる条件としても「安全な自動化設備を構築できる技術力」は重要な評価ポイントになっています。

機械の自動化に必要な安全設計の基本ポイント

1．リスクアセスメントの徹底

自動化設備の安全設計は、リスクアセスメントから始まります。

現場の実態を細かく観察し、「どこで」「誰が」「どのように」危険に晒される可能性があるかを点検します。

例えば、搬送ロボットの稼働範囲や、ラインへの投入・回収工程での人の動線、異常発生時の締め付けポイントなど、絶えず“危険予知（KY）活動”を行います。

バイヤー目線でも、“リスクアセスメントの手順が明文化されているか”や“定期的に更新されているか”は部品サプライヤーを評価する大事な基準となります。

2．本質安全設計と保護方策

事故が起きない設計、つまり「本質安全設計」が大切です。

例えば、機械の駆動部にカバーやガードを設ける、駆動部が人に触れにくい構造設計にするなど、機械自体が危険を作らない工夫が基本です。

加えて、センサーや安全スイッチによる非常停止機構の設置、インターロックでドアやカバーが開いているときは作動しない仕組みも不可欠です。

現場の実感としては、本質安全設計が難しい場合には「保護柵」や「安全エリア表示」などの保護方策を、必ず明示的に組み合わせることがカギになります。

3．インターフェースの工夫

現場では多様な作業者が設備を操作します。

機械の操作パネルや警告表示は“誰が見ても直感的に分かる”ことが極めて重要です。

例えば停止ボタンは赤色で統一する、アラームの種類ごとに音や表示灯の点灯方法を変える、「点検中」や「作業禁止」の札を必ず設備に掲示する、といった工夫があります。

自動化を現場に根付かせ、ヒューマンエラーを抑えるためには、安全表示の標準化と教育が欠かせません。

サプライヤーが納入後のオペレーター教育まで一貫して提案することも、信頼獲得のポイントです。

4．異常時のフェイルセーフ設計

自動化設備は24時間稼働する場合が多く、想定外のトラブル時にどう「安全側」に倒れるかも重要です。

例えば停電時に動作が止まり、人を巻き込まない位置で停止する設計や、一定以上の圧力や温度になった場合は自動停止する仕組みなど、エラー発生時に機械が安全側になる「フェイルセーフ」設計が求められます。

これは現場でヒヤリハットが発生しやすい「突発トラブル」に対して、最小限の被害に抑えるためです。

バイヤーとの契約時には、「どのようなフェイルセーフ機構が組み込まれているか」も説明できる体制が必要不可欠です。

昭和的な現場でも実現できる自動化と安全設計の実践例

事例1：人と協働するロボット導入のポイント

従来の「柵で囲い込むだけ」の自動化から、近年は“人と協働”する協働ロボットの導入が増えています。

例えば、部品組み立ての現場では、ロボットが部品を供給し、人が最終組立や検査を手作業で担当する分業が主流です。

この場合、「ロボットが稼働しているエリア」と「人が作業するエリア」を明確に区切り、必要に応じてライトカーテンや3Dセンサーで侵入検知を行います。

また、作業者が誤ってロボットの可動範囲に手を入れた場合、自動停止するセーフティ機構を組み込むことが肝要です。

重要なのは、現場の“カイゼン文化”と矛盾しない設計にすることであり、合理化の一方で安全教育を繰り返すことも成果に結びつきます。

事例2：搬送自動化（コンベア・AGV等）の安全設計

搬送の自動化では、コンベアやAGV（自動搬送車）が主役となります。

この際、設備の「動線」と「人の動線」が交差しないようにレイアウトする、万が一接触した際も重大災害にならないための接触センサや緊急停止スイッチの配置を徹底します。

また、現場には高齢作業者や派遣社員など多様な人材がいるため、「始業前点検」の標準化、「非常停止ボタンの位置統一」「危険エリアの明示」など、ルールの見える化が決定的に大切です。

事例として私の経験では、新しく導入した搬送ロボットで搬送ルート上に“安全通路”を設け、さらにAGVに警告音を搭載し、目視しづらいカーブや交差ポイントはミラーを設置することで、事故ゼロを達成しました。

このような地味な工夫こそ、昭和気質の職人や現場スタッフにも受け入れられ、着実な成果へとつながります。

サプライヤー視点で考える「バイヤーが本当に求める自動化の安全性」

総合的な「信頼」を生むのは“安全の仕組み化”

バイヤー（調達購買担当）が自動化設備の導入先を選ぶ際、重要視するのは「技術力」だけではありません。

どれだけ高度な機械を設計できたとしても、その根底に“ヒューマンエラーを許容しないしくみ”があるか、現場への説明力や改善姿勢があるかが、大きな選定基準となります。

部品サプライヤーとしては、「納入先現場に合ったカスタマイズ能力」「実地での立ち会い検証・アフターサービス体制」も、バイヤーに“安全＝信頼”を与えるポイントです。

バイヤー目線でのチェックリスト

– “リスクアセスメント資料”の提出ができるか
– “カスタム仕様”への柔軟な対応力はあるか
– “保守・メンテナンス体制”は現場目線で現実的か
– “トラブル時のサポート”の具体的な流れは明確か
このような観点を、見積や契約の早い段階で示すことが、選ばれるサプライヤーになるための近道です。

自動化・安全設計を成功させるための“現場型”組織づくり

「開発・現場・保守」三位一体のチーム編成

自動化設備の構築でよくあるNGは、「開発設計だけで完結し、実際の現場や保守運用が後回しになる」ことです。

理想論だけでなく、必ず設計者・現場オペレーター・保全担当を交えた“三位一体チーム”でプロジェクトを進めましょう。

すべての工程でヒューマンエラーや運用上のすり合わせを行い、「設計者が現場を体感する」「オペレーターが設計意図を理解する」ことが、“絵に描いた餅”を防ぐ第一歩です。

そして保守担当を早期に巻き込むことで、「メンテナンス性が高い」「現場復旧のスピードが早い」自動化設備が生まれます。

昭和的アナログ文化に根差す“安全第一”の本音

現場には「昔ながらのやり方」が根付いています。

“人間の勘”や“職人の目”は確かに貴重ですが、自動化時代には「標準化」「見える化」が事故防止のカギとなります。

例えば「作業標準書」「保守点検表」を誰が見ても分かる形で作成する、定期的な現場KY（危険予知）活動や、設備停止中のロックアウト・タグアウト実施で万が一の災害を防げます。

現場の抵抗感をなくすためには、「小さな安全改善の成功体験」を積み重ねながら“自動化でも安全”という文化を定着させることが肝要です。

まとめ ― 自動化は「安全」なくして進化しない

機械の自動化・自動化設備の導入は、製造業が生き残るうえで不可欠な投資です。

しかし、単なる省人化・省力化を目指すだけではなく、「人と共存できる安全設計」がなければ逆にリスクが増すだけです。

現場に根付いたリスクアセスメント、本質安全設計、誰にでも分かるインターフェース、万が一を想定したフェイルセーフ、この4つを実践することが強い現場をつくります。

サプライヤーの方々は、バイヤーの安全への期待に応えるために、現場の声にしっかり耳を傾け、自動化のプロとして“安全の仕組み化”を武器にしてください。

この記事が、現場で悩む皆さんの新たな一歩へのヒントとなり、製造業の発展に少しでも寄与できれば幸いです。