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スマート製造とは？ 自動化＝スマート製造？

よくある質問｜スマート製造とは？ 自動化＝スマート製造？

本当のスマート製造とは、設備のパフォーマンスを向上させ、生産ラインを常に最適化し、効果的な管理と意思決定を組み合わせることで、計画的に全体の利益を高めることを目指します。

計画的に全体の効率を向上させる

自動化設備と監視の並行運用

スマート製造の目的は、製品開発のサイクルを短縮し、コストを削減し、生産効率を向上させ、製品品質を向上させることにあります。計画的に全体の効率を向上させるためには、生産のスマート化、設備のスマート化、エネルギー管理のスマート化、そして生産供給管理のスマート化が必要です。

しかし、単に自動化された生産ラインを導入すれば、それはスマート製造になるのでしょうか？ スマート製造の本質は、自動化による単なる人力の代替ではなく、設計、製造、管理、サービスなど、製造プロセスのあらゆる段階をカバーし、深層的な自己感知、知能最適化、自律的な意思決定、精密制御と自動実行が可能な先進的な製造プロセスやシステムの総称です。

製造プロセスのスマート化を実現するには、エンドツーエンドのデータフローを基盤とし、ネットワーク接続などの技術を活用することが重要です。スマート製造の前提として、機械設備はスマート化の能力を備える必要があります。つまり、さまざまなスマート技術を統合し、故障予測、精度補正、自動パラメータ設定、自動スケジューリングなどの機能を持たせることが求められます。

一部の工場ではすでにスマート製造の方向へ進んでいますが、真のスマート製造とは、設備のパフォーマンスをさらに向上させ、生産ラインを常に最適化し、効果的な管理と意思決定を組み合わせることで、計画的に全体の効率を向上させることです。

スマート製造工場はどのように構成されているのか？

工場全体のスマート製造プロセス

スマート製造工場は、さまざまなレベルで構成され、それぞれに必要な設備があります。システム機器を統合し、大量の複雑なデータを蓄積・分析することで、最終的なデータを取得し、生産プロセスを改善し、問題の根本原因を特定できます。これにより、設備同士が相互に連携し、最大限の効果を発揮し、工場全体のスマート製造プロセスを実現します。

スマート工場を始めるには

効率向上から効果向上へ

どれほど進んだ技術やスマートな技術であっても、最終的には効果の向上に帰結します。エネルギー、時間、コストの節約、品質の向上、損失の削減が求められます。スマート製造には、企業が工場の設備状況や生産ラインのリアルタイム状況を正確かつ迅速に把握し、適切な生産モードへ調整することで、工場の管理、意思決定、実行能力を向上させることが不可欠です。

大量生産から少量多品種へ

市場の変化が激しく、さらに、インダストリー4.0ではカスタマイズサービスが求められ、製品も規格のカスタム開発へとシフトしています。生産ロットは以前より少なく、より多様化しています。企業にとって、生産サイクルの短縮、在庫の削減、品質の一貫性の確保が必要であり、これはスマート製造の目的のひとつです。

人手作業から自動判定へ

かつては人手による反復作業が必要でしたが、スマート製造により自動化された機械設備がそれを置き換えることで、作業の低効率や人的ミスを防ぐことができます。機械が人の手を代替するため、正確な意思決定が生産ラインの品質に大きな影響を与えます。設備の状態を把握することで、リアルタイムに生産状況へ対応し、最適な判断を下すことが可能になります。ぜひ、貴社の生産ラインに向けた予知診断の計画を開始しましょう。

スマート製造における自動化工場の課題

よくある課題とは？

インダストリー4.0とスマート製造の時代において、多くの工場は遅れを取らないために自動化設備を導入しています。しかし、以下のような問題に直面しています：

自動化生産ラインでは、予期せぬダウンタイムをどのように防げばよいのか？
出荷前の製品品質をどのように管理し、均一性を確保するのか？
設備の異常はいつ発生し、原因は何か？
多軸ロボットアームの動作異常はどのように検知すればよいのか？
既存の生産ラインをスマート化するには、どのようなステップを踏めばよいのか？
設備の数が多い中で、保守コストを効果的に削減する方法は？

設備監視と予知保全はスマート製造の要？

より高い稼働信頼性と生産性を実現

設備監視と予知保全技術は、スマート製造において重要な役割を果たします。これにより、生産効率の向上、設備の維持コストの削減、ダウンタイムの低減が可能になります。これらの技術は、データ分析やIoT（モノのインターネット）を活用し、設備が故障する前に予測・保全を行い、より高い稼働信頼性と生産性を実現します。

1. 設備監視とデータ分析
設備監視技術は、機械の運転状態を継続的に追跡し、温度、振動、圧力、電流などの主要なデータを収集します。これらのデータは、IoTデバイスやセンサーを通じて中央制御システムに送信され、リアルタイムで分析・保存されます。データ分析プラットフォームを活用することで、企業は設備の健康状態を把握し、異常傾向を特定し、問題が発生する前に適切な対応を取ることができます。

2. 予知保全の活用
予知保全（Predictive Maintenance） は、データ分析と機械学習に基づくメンテナンス戦略です。従来の定期メンテナンスとは異なり、設備の稼働データを基に故障の可能性を予測し、適切なタイミングで対策を講じます。これにより、不必要なメンテナンス回数を減らし、故障による予期せぬダウンタイムを削減し、生産効率を向上させることができます。

例えば、自動化生産ラインでは、設備監視により特定の機械の振動が基準値を超えていることを検知し、機械学習モデルが故障時期を予測します。これにより、メンテナンスチームは故障が発生する前に修理を計画でき、設備の停止による生産ライン全体の影響を回避できます。

3. スマート製造のメリット
1. メンテナンスコストの削減： 予知保全による精密な故障予測により、修理費用を削減し、メンテナンス資源を効果的に活用できます。

2. 設備寿命の延長： 定期的な状態監視と予知保全により、設備の過剰稼働や摩耗を防ぎ、長寿命化を実現します。

3. 生産プロセスの最適化： スマート製造は統合と最適化を重視し、設備データを活用することで、単一設備のメンテナンスだけでなく、全体の生産プロセスの改善に役立ちます。

4. 予期せぬダウンタイムの削減： 突然の設備停止は、生産効率の低下や納期遅延のリスクをもたらします。予知保全により、企業は事前に設備の問題を特定し、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。