製造運用管理の未来：MESとIoTプラットフォームの岐路に立つ

業界全体で、製品イノベーションサイクルの加速と市場の需要の変動性の高まりは、製造工場や組織に挑戦しています...

業界全体で、製品イノベーションサイクルの加速と市場の需要の変動性の高まりは、主に効率を重視して設計された製造工場や組織に挑戦しています。 よりパーソナライズされた製品への一般的な傾向を追加すると、「インダストリー4.0」（I4.0）革命の主な推進力が柔軟性である理由を理解できます。言うまでもなく、生産性と品質の必要性はなくなることはありません。実際、今日の成功には効率と柔軟性が必要です。初期の概念実証から大規模な実装に移行するにつれて、製造業者は製造運用管理（MOM）への新しいアプローチを必要とします。これは、私たちが知っているようにMESエコシステムに挑戦しています。

MESの未来

製品の更新の加速とそのパーソナライズの向上には、製品ライフサイクル管理（PLM）と製造プロセスのより緊密な統合が必要です。製品定義データのシームレスなフローにより、新製品またはバリアントの導入をスピードアップし、製品またはサービスのイノベーションの市場投入までの時間を数週間または数か月節約できます。

変動する市場の需要に適応するには、コンプライアンスや顧客サービスの理由からエンドツーエンドのトレーサビリティを確保しながら、ほぼ瞬時に増減および切り替えが可能な柔軟な工場が必要です。これらすべての理由から、ERPの「実行部門」としてのMESの役割は強化されており、ほとんどのインダストリー4.0リーダーは、MESを製造業務のバックボーンと見なしています。

新しいパラダイム

適切に設計されたMESコアシステムの重要性を認識している一方で、ほとんどのメーカーは同様の問題に直面しています。ほとんどのMES実装は、IT / OTギャップがまだ広く、多くのハード配線を必要とした10年以上前に開始されました。その結果、中断のない運用を保証するために、機能の追加または進化は、依然として複数年のリリース/アップグレードサイクルに関連付けられています。第二に、MESソリューションの大部分は、ソフトウェアソリューションをクラウドまたはオンプレミスの両方で柔軟かつスケーラブルにする現在の標準パターンがまだ初期段階にあったときに設計されました。

生産管理者と話すとき、彼らは製造運用管理の2つの主要な要件を強調します。

1. より複雑で急速に変化する操作を制御下に置くには、システムの境界を越えて、エンドツーエンドの可視性が必要です。正しい意思決定を行うには、リアルタイムの生産データだけでなく、PLMまたはERPからのマスターデータのコンテキストも必要です。
2. 変化のペースの加速に対処するには、安定したバックボーンが必要ですが、最終的にコアシステムを充実させる問題固有のアプリで柔軟に拡張する機能も必要です。

MESは、従来の役割に加えて、柔軟で強力な統合、分析、アプリ開発機能を提供する必要がありますが、これらはすべて明らかに設計されていませんでした。

IoTの役割

製品を接続し、それらを拡張するサービスを提供するために最初に開発されたIoTプラットフォーム（GE Predix、Siemens Mindsphere、PTC Thingworxなど）は、これらの機能を統合ソリューションにパッケージ化し、通常はクラウドで簡単にアクセスできます。その後、多くのメーカーがポイントソリューションを開発するためにそれらを選択し、IoTとビッグデータ分析の可能性を探り、運用を最適化しました。

小規模な新興企業もチャンスを見出し、これらのプラットフォームを使用して、予知保全、資産パフォーマンス管理、生産最適化の分野でパッケージソリューションを提供しました。最後に、主要なクラウドプレーヤーは、製造現場の接続から機械学習まで、すべての基本機能を提供するIoT固有のフレームワークの提供も開始しました。

私たちが関わっている製造業のクライアントの大多数は同じ時期にいます。最初の概念実証パイロットは、資産の信頼性、歩留まり、または全体的な効率、さらには完全な生産ラインで有意義な節約を達成できることを実証しました。さらに、このようなパイロットプロジェクトでは、IoTプラットフォームの柔軟性も実証され、さまざまな運用上の課題に対するポイントソリューションの開発にかかる時間を大幅に短縮できました。しかし、これらのほとんどがボトムアップのパイロットは、互換性のないテクノロジーの急増につながることが多く、CIOが暴走するコストとセキュリティの問題を阻止するために介入することもありました。

私たちがよく尋ねられる質問は、これらの実験を超えて、テクノロジーの急増を回避しながら、ローカルプロセスの革新を阻害することなく、どのように拡張するかです。

テクノロジーだけではありません

パイロットプロジェクトでは、I4.0がよりスマートな自動化を展開するよりもはるかに深い変革であることも確認されています。データに基づいてオンザフライで運用を最適化することは、管理文化の大きな進化です。オペレーションの直感的な理解に価値があるプロダクションマネージャーは、分析が直感をサポートおよび強化し、それを段階的に自動化することを受け入れる必要があります。

自動化のためのI3.0ドライブでは、溶接機がロボットプログラマーに向かって進化する必要があり、高度なテクノロジーを使用してロボットをよりスマートで自律的にするのと同様に、I4.0は生産管理でも同じ進化を意味します。工場の運営に80％の時間を費やすのと比較して、彼らの役割には、システムをさらにスマートにし、最終的には自律的にするシステムを微調整する必要があります。

これが些細な変化であると思われる場合は、次回の工場訪問時に、最近展開された生産ダッシュボードが実際に製造現場の現実を反映しており、生産を推進するために使用されているかどうかを確認してください。しかし、まれに、スーパーバイザーが、運用を推進し、毎日の生産会議を実行するために、自分のXLスプレッドシートが必要な理由を非常に説得力を持って説明する場合があります。

深く掘り下げると、永続的な問題をよりよく理解するために、さらにいくつかのセンサーと簡単な分析を求める彼の最新の要求が満たされるまでに6か月かかり、最終的に解決したソリューションを自動化することは、コストと時間のために不可能であることがわかります。既存のIT/OTランドスケープに基づいて必要になります。

未来のMES

業界全体で、CIOは現在、MESプラットフォームとIoTプラットフォームを並べて展開し、今後10年間でI4.0戦略をサポートできる柔軟でスケーラブルなプラットフォームに統合する未来を検討しています。

企業の初期状態はかなり異なりますが、一般的な方向性は非常に似ています。まず、特定の開発のMESを整理し、運用の手続き面に焦点を合わせ、標準/規制報告要件を含むERPと緊密に統合された合理化されたコアシステムを展開します。標準の「改造なし」の実装に戻ると、コストが制限され、定期的なアップグレードを通じてサプライヤのイノベーションを活用できます。クラウド標準に基づいて、よりオープンになるという一般的な方向性により、MESシステムも最新のアーキテクチャに簡単に統合できるようになります。次に、IoTプラットフォームを活用して、絶え間ない進化とはるかに高速なライフサイクルを必要とするパフォーマンス監視および最適化アプリケーションを開発します。このプラットフォームは、正確な問題を理解、解決、および認定するために使用され、認定されたソリューションは、次のMESリリースの要件に反映されます。プラットフォームがアップグレードの支払いを開始するための一時的なソリューションを実装することも許可していても、明らかに害はありません。

上記の新しいスキルを開発するための適切な投資によって適切にサポートされている場合、IoTプラットフォームの展開により、I4.0の変革を大幅に加速できます。将来を見据えたプロセスの専門家と、パイロットや展開をサポートするためにプラント間を移動できるデータサイエンティストの両方で構成される専用のデータチームの作成は、ほとんどのリーダーが投資したそのような分野の1つです。これらのデータチームの一部には、プロセスエンジニアや生産監督者と緊密に協力して、影響の大きい問題に対処するアプリの連続リリースを解約できるアジャイル開発チームも含まれています。

既製のMES実装とプラットフォームベースの特注分析アプリケーション間のシームレスな統合を可能にするアーキテクチャパターンの開発は、主要なクライアントとの共同イノベーションの主要な軸です。幸いなことに、これらは、CRMパッケージを中心にビジネスのフロントエンドで正常に展開したのと同じパターンです。

プロセスエンジニア、データサイエンティスト、クラウドアーキテクトの学際的なチームは、クラウドテクノロジーの力を活用して、一度に1つのアプリで自律運用の状態に到達する可能性を模索しています。それほど遠くない将来には、ManufacturingAppStoreの概念が現実のものになる可能性があります。

CapgeminiのCTODigitalManufacturingのPascalBrossetによる