中小メーカー向けスマート工場を構築する方法

柔軟性の高い製造アプローチがもたらすメリット

スマート工場とは、人工知能やデジタルツインなどの先進技術をモノのインターネット (IoT) と共に活用し、効率性や生産性を向上させた製造施設のことです。スマート工場では、機械やその他の装置が互いに、また中央のネットワークに接続され、リアルタイムでの通信やデータの共有が可能です。これにより、工場は変化する状況や顧客の要求に迅速に対応できるようになります。スマート工場では、自動化やロボティクスを取り入れ、人間が行うよりも正確で安定した効率的な作業を行うこともできます。「ツールがデジタルデータ上で壊れてもコストはゼロです。実物の機械でそのツールが壊れた場合のコストは非常に大きいのです。」とRahul Gargは述べています。

インダストリアルIoTと予知保全を活用する

装置の監視データを収集し始めたときにメーカーが直面する課題のひとつに、そのデータを使って具体的に何をするかということがあります。振動や温度の読み取りなどの高頻度で発生するデータは、あっという間に大量のデジタルデータが蓄積してしまいます。解析するためのツールと戦略が整っていなければ、役に立たず、妨げになることさえあります。

そのデータ収集にインテリジェンスをもたらすのがスマート工場です。センサーはモータ・ハウジングの振動が大きくなっていることを教えてくれますが、スマート解析では、どの軸受を交換する必要があるかを教えてくれます。それが、データ収集と実用的なデータとの違いです。

デジタルツインで未来の工場を構築

デジタルツインは、物理的対象物やシステムを仮想的に表現したものです。センサーやコンピューター支援設計 (CAD) モデルなどのデータを使って、対象物やシステムの詳細なリアルタイムのシミュレーションを行うことで作成されます。製造業では、デジタルツインを活用することで、プロセスの最適化や潜在的な問題を事前に特定することができます。

例えば、Gargが前述しているように、工場フロアのデジタルツインを使用して、さまざまな生産シナリオのシミュレーションとテストを行うことで、メーカーはボトルネックや非効率性が現実の世界で発生する前に特定することができるようになります。また、デジタルツインは、物理的対象物やシステムの性能を監視および制御するために使用することができます。

シミュレーション・ソフトウェアは、製造業において、ロボット・プログラミング、製品設計、CNCツールパス・プログラミングなどの用途で長年使用されてきました。しかし、Gargによれば、演算能力とデータアクセスの進歩により、シミュレーションの価値と質は大きく向上し、製造現場の機械の試運転プロセスさえもシミュレーションできるようになっています。プロセスの全工程をシミュレーションすることで、ラインの停止やミスによるコストを回避することができます