ロボットが人間に代わって反復的な作業を実行し、エラーと人間の労力を最小限に抑えた第3次産業革命の恩恵を享受した後、世界中の経済が活況を呈しました。しかし、人間の操作なしにはこれらのロボットは役に立たず、人間はこれらのロボットに「独自の脳」を与えたいと考えました。
消費者の行動や市場は常に変化しており、今日の人々はよりユニークで複雑な製品に惹かれるようになっています。このため、業界は従来の製造方法をよりインテリジェントで自動化されたデジタルリンクシステムに置き換え、より分散化されたアプローチに適応する必要に迫られています。
これらすべての理由が、 インダストリー4.0 の種に水を与えました。第四次産業革命は、インテリジェントな製造ロボットの応用の時代を意味します。彼らは本質的に自立しており、自己修正的です。これらのスマートロボットを導入したインテリジェント工場は、自己調整によって効率を最大化し、プロセス全体のコストを大幅に削減することを目指しています。デジタル製造はこのようなインテリジェント工場の基盤を形成するものであり、この記事ではそれについて詳しく説明します。
デジタル製造とは何か、そしてそれはどこに向かっているのか?
デジタル製造は、想像を絶するスピードと効率で設計を作成し、製品を製造できる新しいテクノロジーです。AIやMLなどのテクノロジーが世界で進歩する中、インダストリー4.0は遠い夢ではありません。スマート工場で稼働する自律型ロボットが常に賢明な判断を下すようになれば、知性はもはや人間の特性ではなくなるでしょう。IoTデバイスによって、世界中で毎分テラバイト単位のデータが生成されています。現代の「金」とも呼ばれるこのデータは、自律技術をこれまでにないほど強固なものにする可能性があります。
市場の大手企業は、発展途上国と先進国の両方でこれらの技術に多額の投資を行うだろう。それは間違いなく、COVID-19が世界経済に残した傷跡を癒すものとなるだろう。
このような技術があっても、現在の情報通信技術 (ICT) 構造では、デジタル製造の完全な展開をサポートする準備ができていません。最初の課題は、インダストリー4.0の戦略的ビジョンを確実に成功裏に実装するための標準化プロセスを開発することです。
デジタル製造を理解する
デジタル製造とは、コンピュータ システムを使用して、製造、サプライ チェーン管理からサービス提供までの全プロセスをシミュレート、製造、分析し、あらゆる部分をリンクして堅牢なデジタル リンク システムを形成することを指します。
デジタル製造はさまざまな製造分野で活用されています。自動車業界では、設計チームが設計に取り組んでいる間に、オリジナルEquipmentメーカー (OEM) がツール、機械加工、組み立てシーケンス、工場レイアウトなどのすべてのプロセスをデジタルでシミュレートできます。これらの設計の製造可能性はOEMによって正確に分析され、コメントされるため、企業は多くの時間とリソースを節約できます。
これらすべては、データ駆動型の自律システムと機械学習ツールの進化によって可能になりました。組織は、IoTデバイスを接続し、重要なメトリックを収集し、データをリアルタイムで視覚化し、結果を分析し、製造プロセスを最適化したいと考えています。デジタル製造により、製造業者はボトルネックを解消し、在庫を削減し、品質を向上させ、市場投入までの時間を短縮し、顧客のニーズに合わせて迅速に方向転換し、製造される製品の数を増やすことができます。
スマートファクトリーとは何ですか?デジタル製造をどのように採用するのでしょうか?
スマート ファクトリーは、デジタル化プロセスの最終製品と言えます。これは、すべてのデバイスが周囲の状況を認識し、完全なエコシステムが相互に作用して望ましい出力を生み出すスマートな工場現場です。全体的に、スマート ファクトリーの特徴は次のとおりです。
1.各種センサーやメーターから生成される膨大な量のデータをデータ分析します。
2.相互接続されたシステムは、リアルタイム データを使用して工場の他のノードで即時に消費し、会社のソフトウェア スタックによって分析されます。
3.さまざまな顧客のカスタマイズされたニーズに合わせたカスタマイズされた製造。高度なシミュレーション ソフトウェア アプリケーション、新しい素材、3Dプリントなどのテクノロジーを使用することで、製造業者は特定の顧客向けの特殊なアイテムを少量ずつ簡単に作成できます。最初の産業革命は大量生産に関するものでしたが、インダストリー4.0は大量カスタマイズに関するものです。
4.関連情報がサプライ チェーンのさまざまなノードと共有される、より優れた透明性の高いサプライ チェーン。
スマートファクトリーで使用されるテクノロジー
スマート ファクトリーでは、さまざまなテクノロジーを使用してスマート製造プロセスを最適化します。
これらのテクノロジには次のものが含まれます。
1.IIoT (産業用モノのインターネット) - これはスマート ファクトリーの重要なコンポーネントです。工場のフロアにある機械には、機械が他のWeb対応デバイスに接続できるようにするIPアドレスを備えたセンサーが装備されています。
2.クラウド コンピューティング - プロセス全体のさまざまなノードから収集された膨大なデータは、クラウドに保存、分析、計算されます。
3.AIと機械学習 - AIと機械学習により、製造企業は工場現場だけでなく、事業部門全体、さらにはパートナーやサードパーティのソースから生成される大量の情報を最大限に活用できるようになります。AIと機械学習は、運用とビジネス プロセスの可視性、予測可能性、自動化を実現する洞察を生み出すことができます
4. デジタル ツイン - インダストリー4.0が提供するデジタル変革により、製造業者はプロセス、生産ライン、工場、サプライ チェーンの仮想レプリカであるデジタル ツインを作成できるようになりました。デジタル ツインは、IoTセンサー、デバイス、PLC、およびインターネットに接続されたその他のオブジェクトからデータを取得することによって作成されます。製造業者はデジタル ツインを活用して、生産プロセスをシミュレートすることで生産性の向上、ワークフローの改善、新製品の設計を行うことができます。
デジタル製造によって可能になるユースケース
数多くの利点を備えたデジタル製造により、さまざまなユースケースが可能になります。最も人気のあるものの1つは、コストのかかる故障を回避するための産業界における予測メンテナンスです。システム内のリアルタイム センサー データとAI/ML統合により、業界ではシステムの健全性をリアルタイムで監視し、プロセス中の不要なダウンタイムを排除できます。さらに、デジタル製造では、視覚的な分析により、機器や製品をリアルタイムで監視およびテストするための品質の検知と検出が可能になります。これにより、ワークステーションが最適化され、生産ライン全体にメリットがもたらされ、変化する顧客のニーズやホットな注文に合わせて生産を調整できるようになります。