工場の複雑な環境では、多数の機械のほか、生産に使用するさまざまなツールや部品、さらには完成品まで管理する必要があります。RFIDテクノロジーは、これらの機器や製品を管理するための理想的なソリューションです。また、振動センサーを使用することで、機械や工具の動作状態に異常がないかを感知し、事前に予防保全を行うことで、ダウンタイムによる損失を軽減することもできます。この記事では、工場自動化管理をより深く理解していただくために、村田製作所のRFIDおよび振動センサー ソリューションを紹介します。
手作業を減らして生産効率を向上
インダストリー4.0は、単に工場自動化による生産効率の向上だけでなく、柔軟な生産やカスタマイズされた製造の向上も目的としています。インターネット、クラウドサービス、ビッグデータ、自動化生産設備、エンタープライズリソースプランニング（ERP）、製造実行システム（MES）などのテクノロジーとシステムを活用することで、システム間の統合能力を最大限に高め、労働需要を徹底的に削減し、工場の24時間生産効率を向上させ、無人工場を実現し、遠隔制御やデータ分析などの機能を実現し、工業生産を新たなレベルに引き上げます。
従来の工場自動化により機械の生産速度は大幅に向上しましたが、これらの機械は依然として手動での操作と管理が必要であり、これが商品生産とシステムメンテナンスのボトルネックとなっています。RFIDシステムは、情報を素早く読み取り、書き換え、さらには複数の情報を同時に読み取ることができるため、人的資源の必要性が大幅に削減され、工場の運営効率が向上し、人的エラーの発生を回避できます。
RFID技術を使用して生産における隠れたコストを削減
工場にはさまざまな生産機械があり、通常は定められた耐用年数に基づいて部品のメンテナンスや交換が必要になります。しかし、一般的に、ほとんどの企業はこの要件を計画および管理できず、マシンが故障するまで待つことがよくあります。部品の在庫が不足すると、部品の交換を待つ時間が長くなり、ダウンタイムが長くなりすぎるため、設備部品の在庫管理が生産における隠れたコストになります。
RFID技術により、ペーパーレスで効率的な製品および資産管理が実現し、管理に必要な人員と時間が削減され、作業者、製品、資産の管理とプロセスが可視化されます。RFIDタグを迅速かつ便利に直接スキャンするだけで、これらの機械、部品、消耗品のモデル、仕様、耐用年数などの情報を明確に表示できます。在庫管理システムと組み合わせることで、スペアパーツの数量を正確に把握できます。この製品情報をデータベースで一元管理することで、メーカーやユーザーの管理負荷を軽減することができます。
過酷な工場環境においても、RFIDはバーコードなどの他の技術よりも依然として優位性を持っています。これは、RFIDタグが水や油で汚れていてもスムーズに読み取ることができるためです。また、RFIDタグには製品情報、寿命管理、検査履歴などの情報を書き込むことができ、パスワードロック機能を使用することで、不正なデータ変更を防ぐことができます。
金属表面に使用できるRFIDタグ
村田製作所は、工場用途向けに、金属表面で使用できるLXTBシリーズRFID RAINタグを導入しました。金属物体自体も強化アンテナの役割を果たし、全体的な読み取り範囲が大幅に拡大します。工場でLXTBシリーズRFIDタグを使用すると、自動化プロセスと効率が効果的に向上し、正確な在庫確認、データと分析パラメータの定義が可能になり、コストを節約し、人的エラーを減らすことができます。
LXTBシリーズのRFIDタグは、サイズがわずか6.0 x 2.0 x 2.3 mmと小型で、堅牢な設計で、EPC Global Gen 2v2標準に準拠しています。128ビットEPCメモリを内蔵し、4W等価同位体放射電力（EIRP）下での最大読み取り範囲は1.5m（参考値）で、世界中のUHF周波数帯域（865〜928MHz）をカバーします。動作および保管温度の範囲は -40 ℃ ～ + 85 ℃ です。100% RoHS準拠で、非導電性エポキシ接着剤、熱収縮テープ、またはポリマーラップを使用してラベルを貼り付けることができます。これは、産業におけるツール/アイテムレベルの追跡、医療における手術ツールの追跡、IT/消費者製品のデータ/EDP機器、製造業における再利用可能な金属物体などに適用できます。これにより、製品の識別が効果的に簡素化され、アイテムレベルが追跡され、正確な在庫数カウントが実現され、手動プロセスが削減され、データ分析が改善され、リアルタイムのデータを取得できます。
振動センサーは機械の異常を事前に検知できる
工場にはさまざまな種類の機械や設備があります。使用期間が経過すると、部品の磨耗などさまざまな原因で機械の精度が低下し、故障による予期せぬ停止が発生し、生産ラインが停止することもあります。工場にとっては、製品の納品が遅れることで生産現場の人員と資材が停滞し、大きな損失を被ることになります。
実際、多くの機械が故障する前には、多くの異常現象が発生します。最も一般的なケースでは、異常な振動が発生します。そのため、機械の要所に振動センサーを設置して機械の振動状態を記録し、その記録値を通常の振動タイプと比較することで、異常な振動現象を事前に発見し、機械の突然の故障を回避するための予防保全を行うことができます。
現在、振動センサーはすでに電池駆動の無線伝送をサポートしており、配線なしでほぼ使用可能です。振動センサーからの情報を受信し、環境と機器をリモートで監視するには、いくつかのセンサー、ゲートウェイ、およびパーソナル コンピューターだけが必要です。収集されたセンサーデータは、産業および商業部門における状態監視、予測保守、生産性の最適化、エネルギー節約に使用できます。構築と展開のコストは非常に低く、構築と展開は非常に簡単です。
高精度ワイヤレス振動センサー
村田製作所は、さまざまな無線センサーを開発しており、その中でもLBAC0ZZ1LZ振動センサーユニットは、モーターやポンプなどの回転機械の振動変化を記録し、計画的なメンテナンスを実施し、設備メンテナンスの効率を向上させるために適用できます。製品サイズは38mm×24mm×38mm、重量はわずか50g（電池含む）です。独自のISM周波数変調サブ1GHzを使用し、国/地域による認証を取得しています。
LBAC0ZZ1LZ振動センサーユニットは、ピーク加速度、ピーク加速度周波数、加速度RMS、尖度、温度を測定でき、絶対最大定格 ±30Gおよび分解能28mGをサポートします。検出周波数は12.5Hz～10,000Hz、検出方向はZ軸です。-10℃〜85℃ の温度範囲で動作し、分解能は最大0.1℃@25℃です。測定精度は振動で3dB、温度で1℃@25℃で測定可能で、電池寿命は最大5年（参考値、25℃で1時間ごとに報告）です。 IP65の防塵・防水等級に対応しています。測定間隔を設定できます。マグネットで取り付け可能です。
免責事項: これらの製品はすべて、日本、タイ、シンガポールでのみ認定されています。その他の国については、詳細についてお問い合わせください。
結論
金属面に貼り付け可能なRFIDタグを使用することで、工場内の機器を便利かつ迅速に管理することができ、また、ワイヤレス振動センサーを使用することで、機械の異常振動を早期に検知することができ、工場の自動化効率を大幅に向上させることができます。村田製作所のRFIDタグや振動センサーは小型で堅牢性に優れており、過酷な環境での使用に適しています。これらは、工場自動化アプリケーションに最適な製品です。