ロボットシミュレーションとは？不安のないロボット導入を実現するポイントを解説

工場の自動化が進む中、ロボット導入の成否を分けるのが「事前検証」の質です。これまでは実機を使った検証が一般的でしたが、デジタル技術の進化により、コンピュータ上での精密なシミュレーションが可能になりました。これにより、投資リスクを抑えながら、最適なロボット導入を実現できる時代が到来しています。

従来のロボット導入では、実機を使った試行錯誤が必要で、多大な時間とコストがかかっていました。

しかし、シミュレーション技術の発達により、3DCAD（コンピュータを使った3次元設計ツール）データを活用して工場内の動作を事前に確認できるようになりました。ロボットの動きだけでなく、周辺設備との干渉チェックや、作業者との協調動作の検証まで、実機を使わずに行えるようになっています。

さらに、生産ラインの全体最適化も、シミュレーション上で実現できるようになりました。

以前のシミュレーションソフトは、高性能なパソコンが必要で、操作も複雑でした。

しかし、技術の進歩により、一般的なパソコンでも快適に動作するようになり、ユーザーインターフェースも大幅に改善されています。3Dデータの読み込みや基本的な動作確認など、必要最小限の機能であれば、特別な専門知識がなくても活用できるようになってきています。

また、複雑な検証が必要な場合は、専門家のサポートを受けることで効率的に導入を進められます。

（引用元：MIRAI-LAB）

ロボットシミュレーションは、ロボットの導入プロセスを大きく変える可能性を秘めています。実機を使わずに詳細な検証ができることで、コスト削減から安全性の向上まで、さまざまなメリットをもたらします。

シミュレーションを活用することで、実機での試行錯誤にかかるコストを大幅に削減できます。設備の配置や動作プログラムの最適化を、仮想空間上で何度でも検証できるため、実機での調整時間を最小限に抑えることが可能です。

また、問題点を早期に発見できるため、導入後の修正作業や追加工事といった予期せぬ作業を防ぐことができます。シミュレーションで得られたデータを実機へスムーズに展開することもでき、立ち上げ期間の短縮にも貢献します。

実際の現場では危険を伴うような作業も、シミュレーション上であれば安全に検証を行えます。ロボットと作業者の協働シーンや、高速動作時の安全確認など、リスクの高い検証も仮想空間で実施できます。

さらに、異常時の動作確認や緊急停止時の挙動なども、事前に確認することが可能です。予期せぬ事故や設備の損傷リスクを導入前に洗い出せることは、大きなメリットと言えます。

シミュレーションデータを基に、より精度の高い導入計画を立てることができます。サイクルタイム（1個の製品を作るのにかかる時間）の検証や、生産能力の予測、必要な設備スペースの算出など、具体的な数値に基づいた計画立案が可能です。

また、複数の導入案を比較検討することで、自社に最適なソリューションを見つけることができます。その結果、投資対効果の予測もより正確に行えるようになります。

（引用元：MathWorks） 

ロボットシミュレーションは、製造現場のさまざまな場面で活用できます。生産ラインの構築から既存設備の改善まで、幅広い用途に対応し、導入効果を最大化するための重要なツールとなっています。

新規の製造ラインを立ち上げる際、シミュレーションは不可欠なツールとなっています。3DCADデータを活用することで、ロボットの動作範囲や周辺設備との干渉チェックを詳細に行うことができます。

また、生産ラインの全体的な流れを確認し、ボトルネックとなる工程を事前に特定することも可能です。

さらに、コンベアとの同期や複数ロボットの協調動作など、複雑な動きも事前に検証できるため、立ち上げ時のトラブルを最小限に抑えることができます。

人とロボットが協働する現場では、安全性の確保が最重要課題となります。シミュレーションを活用することで、作業者の動線とロボットの動作範囲を視覚的に確認し、安全な作業空間を設計することができます。

また、作業者の負担軽減効果や作業効率の向上度合いも、定量的に評価することが可能です。人とロボットの最適な役割分担を検討する際にも、シミュレーションは強力なツールとなります。

工場のスペースが限られている中、シミュレーションを使うことで、スペースを最大限に活用するレイアウトを検討できます。設備の配置や搬送路の確保、メンテナンススペースの確認など、3次元的な空間活用を事前に計画することが可能です。

また、将来の拡張性を考慮したレイアウト検討も、シミュレーション上で容易に行えます。生産量の増減に応じた柔軟なレイアウト変更も、シミュレーションで事前検証できます。

ロボットシミュレーションは、もはや単なる導入前の検証ツールではありません。デジタルツインの実現や、AIとの連携など、製造業のデジタル革新を支える重要な基盤技術として進化を続けています。

シミュレーション技術を活用することで、より柔軟で効率的な生産システムを実現できるようになります。スマートファクトリーの実現も、もはや遠い未来の話ではありません。ロボットシミュレーションは、製造業の未来を切り拓く重要なツールとして、今後もますます発展していくはずです。