現代の工場自動化と製造業におけるインダストリー4.0のガイド

　　自動化技術を導入することで、あらゆる組織がほぼ人的な介入なしに業務プロセスを実行できるようになります。自動化技術は多種多様な設備に動力を供給し、さまざまな製造環境において多様な目標の達成を可能にします。

　　自動化がこれほど効果的なのは、人的な補助を削減することで品質・生産量・効率を向上させ、その結果、ミスのリスクを大幅に低減できるからです。

　　最も基本的な形態では、オートメーションは制御装置を用い、その制御装置が事前に設定された値のリストに基づいて測定状態を評価し、所望の環境および効率を維持するために必要な条件を保つ。

　　産業自動化

　　産業環境における自動化は、制御システム（例えばコンピュータ）と大量のデータを活用して、製造現場の設備およびプロセスを管理します。この分野の企業は、生産量・生産性・効率の向上を目指して常に新たな手法を模索しています。自動化により、機械は特定の計測状態に維持されます。

　　ほとんどの自動化生産ラインは、ワークステーションと搬送システムから構成されており、この搬送システムはさまざまなツールを用いて製品の用途や外観を変更し、それにより製品が複数の生産工程にわたって移動するようになっています。

　　ロジックコントローラは、機械の稼働順序および各機械が製品に対してどの程度の時間稼働しなければならないかを管理することにより、このプロセスを監督します。

　　必要に応じて、企業は自動化されたインフラを活用して、個々の部品の製造・精錬・生産および最終製品の組み立てを行うことができます。

　　異なる工場自動化システム

　　自動化には4種類があり、それぞれに特定の用途があります：

　　• 柔軟生産システム（FMS）– 柔軟生産システム（FMS）を導入することで、生産ラインにおいてプログラム可能なシステムの機能を拡張し、生産の遅延をなくすか、または最小限に抑えた切り替えを実現できます。

　　• プログラム可能な——プログラム可能な自動化機能により、オペレーターは最終製品のばらつき（例えば、子供用おもちゃの色の変化）を解消するために、製造プロセス全体を調整し、工程の順序を再編成することが可能です。このソリューションでは通常、コンピュータープログラムによって駆動されるCNC工作機械を活用し、異なるロット間でのあらゆるばらつきを補正します。

　　• 剛性・固定式またはハード式——その名のとおり、これらのシステムは生産プロセス全体にわたり固定されており、大きな変更を加えない限り変更することはできません。このような生産形態は、通常、自動車製造など大量の単一品を生産するラインに限られます。

　　•コンピュータ統合製造（CIM）–コンピュータ統合製造システムは、コンピュータシステムに依存する工場内のあらゆる自動化および生産プロセスを網羅しています。コンピュータ統合製造（CIM）システムには通常、以下が含まれます：

　　–自動化されたクレーンおよび搬送システム;

　　–数値制御工作機械;

　　–CADとCAMの統合;

　　–コンピュータ支援計画;

　　–コンピュータ支援によるスケジューリングと生産;

　　–機械システム;

　　–ロボット技術。

　　インダストリー4.0

　　インダストリー4.0は、第4次産業革命とも呼ばれ、また単にスマートマニュファクチャリングと称されることもありますが、製造現場において自動化とデータセットを活用する取り組みです。この高度に直感的で相互に連携したプロセスにより、生産ラインは刻々と変化する業界のニーズに迅速に対応できるようになります。

　　インダストリー4.0の枠組みの下では、これまで個別に行われていたあらゆる活動が、より迅速かつ高精度に他のプロセスと連携できるようになり、結果としてオペレーション全体に付加価値をもたらすようになりました。

　　インダストリー4.0は「技術進歩の九つの柱」から構成されており、以下で詳細に説明します：

　　•第一の柱：積層造形——積層造形は3Dプリンティングの別称であり、3D技術を用いて対象物全体を構成する層を逐次形成することで製品を造り出す手法です。この技術は一般に、小ロットのカスタム製品、軽量な機械部品および試作業務に用いられます。

　　•第二の柱：拡張現実（AR）–拡張現実（AR）は、機械の故障の特定やトレーニング・診断に非常に適しています。

　　• 第三の柱：自律型ロボット技術——ロボット技術は、生産がどの段階にあるかに応じてその核心的な目標を変えることができる。人工環境において安全に作業することに加え、ロボット同士が相互に通信することも可能である。

　　•第四の柱：ビッグデータと分析——各企業が求める効率の向上には、膨大なデータと分析リソースが必要です。生産ラインは、サプライチェーンの各段階でデータを収集し、プロセスの最適化を図るとともに、必要に応じてリソースを再配置することができます。

　　• 第5の柱：クラウドコンピューティング – 製造業は企業の枠を超えた協業を必要としており、そのためにはデータの収集・分析・保存・監視において高速なクラウドコンピューティングが不可欠です。

　　• 第6の柱：サイバーセキュリティ – インダストリー4.0の目的は、従来の閉鎖的なプロセスから、より現代的で相互接続性の高い環境へと転換することです。しかし、そのためには、より複雑なユーザーアクセスレベルと、ネットワークのサイバーセキュリティへのさらなる依存が不可欠となります。

　　•第七の柱：水平および垂直なシステム統合——システム統合とは、サプライチェーン内のすべての資産を完全に調整・連携させることである。たとえば、生産ラインのマネジャーは、小売組織や製造部門からの情報など、サプライチェーンの他の領域においてもラベルを維持したいと考える場合がある。

　　•第8の柱：モノのインターネット（IoT）―モノのインターネットセンサーは、生産ラインおよび制御センターに配置された多数の資産に設置されています。その後、これらの資産同士が相互に通信することで、生産担当者に対して生産ラインの運用に関する深いインサイトを提供できるようになります。さらに、そのデータはクラウドプラットフォームへ送信され、予知保全に活用されます。

　　•第9の柱：シミュレーション——製品、材料およびプロセスの3Dシミュレーションは、リアルタイムデータを活用し、それを生産オペレーション全体の仮想モデルへと変換することができます。

　　原文リンク：https://www.xianjichina.com/special/detail_453324.html

　　出典：賢集網

　　著作権は著者に帰属します。商業目的での転載については、必ず著者にご連絡のうえ許可を得てください。非商業目的での転載の場合には、出典を明記してください。