AeroDef会議室の内部からのスマートな製造予測
より多くの企業が自動化、人工知能、ロボット工学を採用するにつれて、スマート製造はA＆D製造を変革しています。一部のメーカーは、いわゆる自動化の島を排除し、プロセス全体でテクノロジーを統合することに注力しています。しかし、メーカーが最新のデジタルテクノロジーを採用している場合でも、多くのメーカーが新しい素材の開発に注力し続けています。複合材料と極超音速で使用される材料は依然として重要です。また重要なのは、強力な人材パイプラインを確保すること、および/または労働者不足の課題を軽減できるテクノロジーを導入することです。
私たち全員がパンデミックから抜け出すために努力するにつれて、製造管理者と労働者はリモートテクノロジーの使用に自信を持つようになりました。課題は、リモート作業と対面作業のバランスを取ることです。ここでは、SMEのAeroDefイベントの実行委員会メンバーへのアクセスを提供します。 A＆D社の役員室で行われている議論の例を提供するように依頼しました。
結論：A＆D製造に携わるのにこれほど良い時期はありません。
JR Automation、事業開発担当副社長、Bill Bigot
パンデミックからどのような教訓、課題、改善が生まれましたか？
次のことがパンデミックになるかどうか誰が知っていますか？リソースが過度に不足したり、リソースを適切に配置できなくなったりするようなイベントは、課題です。私たちは、人々が自宅で仕事をするのが上手になっていることを確認するという厳密なプロセスを経ています。製造業にとって残念なことに、ほとんどすべてのプロセスは建物内で行う必要があります。私たちは、何が起こっているのかをレビューし、より少ない人数でどうやってやっていくかを考える製造業で良い仕事をしています。
航空宇宙産業が直面している課題は何ですか？
それは生産を増やしていますが、おそらく同じ数の労働者がいないか、それらの労働者のスキルが仕事をしていない間に大幅に低下した可能性があります。これらの立場をとることをいとわない人は少なくなっています。
メーカーは、今後の需要に対応するのに苦労しています。彼らはまた、社会的距離を維持する方法を見つけなければなりません。 18か月前、メーカーは小さなセルに6人を収容していた可能性があります。今ではそれはできません。
人々をサポートし、働く人々と交流を減らして生産性を高める方法を見つける必要があります。
私たちがその課題に対処する方法は、多くのロボット工学と自動搬送システムを使用することです。過去には、誰かが歩いて部品をつかんだ可能性があります。これで、その作業は運搬システムで実行できるようになりました。
工場で人間と連携する協働ロボット（コボット）が増えています。パンデミックは加速しており、より少ないコストでより多くを生産する動きが進んでいます。私たちは仕事を排除しようとしているのではなく、仕事を増やし、仕事をしている人々の生産性を高めることを目指しています。
航空宇宙での機会は何ですか？
機械はまた、人間が機械の状態を監視する代わりに、よりスマートになり、メンテナンスの必要性を監視できるようになっています。マシンから、「今後2週間でメンテナンスが必要になります」と通知されます。次に、メンテナンスが発生して回線がダウンするのではなく、都合のよい時間にメンテナンスをスケジュールできます。
パンデミックの反対側で何が起こっていると思いますか？
COVIDは本当に製造業全体を揺るがしました。残念ながら、これらのいくつかを最前線に持ってくるにはパンデミックが必要でした。
製造業者は現在、製品が工場を通過する経路のレイアウトを注意深く見ています。それは、人間とのやりとりがいくつあるのでしょうか。エンジニアリングの注目を集めています。
それは何年もの間話されてきましたが、COVIDはそれを最前線にもたらしました。突然、メーカーは、プロセスの不整合や困難が親指のように突き出ていることに気づき始めました。
自動化がさらに勢いを増しているのはどこですか？
Tier 3メーカーにとって、自動化は間違いなく役立ちます。 Tier1サプライヤーでは少し少なくなっています。 Tier2は間違いなくスイートスポットです。
自動化は、高スループット、大量、多くのバリエーション、時間と品質の潜在的な変動性が多い場合に非常に役立ちます。
パーツが大きくなるほど、バリエーションは少なくなります。 Tier 2メーカーは、数十万の小さな部品をたくさん製造しています。
ボーイング737には25,000を超えるナットプレートがあります。各ナットプレートの装着には3分半から6分かかります。航空機にナットプレートを取り付けるのは大変な時間です。
私の会社は、20〜30秒でナットプレートを取り付ける製品に焦点を当てています。
人間が製造に導入するものの1つは、スループットの変動です。労働者Aは1日に2,000個の部品を製造できますが、労働者Bは1,500個しか製造できません。
人間はまた、朝の休憩、昼休み、PTOの日を取得します。ロボットにはそのような特徴はありません。
プロセスへの人間の関与は依然として重要です。人間は自動化を監視し、品質を向上させることができます。
航空宇宙防衛製造における自動化の次は何ですか？
航空機の製造プロセスは、悪名高い手動です。すると、「自動化すべきだ」と言われ、自動化セルをスタンドアロンユニットとして構築しました。そのセルの前後の他のプロセスはまだ手動でした。時間の経過とともに、さらに3つまたは4つのセルが手動から自動に変換されました。現在、私たちは常に1つのセルから次のセルに移動しており、各セルは個別に設計されています。
現在、製造業者は、自動化がプロセス全体を通じて継続されるように、コンポーネントと製造プロセスを設計する方法を検討しています。メーカーはまた、プロセスのいくつかのステップに適応し、組み立てを通じて部品とともに移動するスマートツーリングフィクスチャの設計にも取り組んでいます。
たとえば、貨物ドアが各セルの工具固定具に出入りする場合があります。工具固定具の内外に移動してその部品に触れる必要があるたびに、損傷のリスクが高まります。ただし、スマートセルは1つのセルで4つのことを実行します。以前は、労働者は自分のセル内の1つのタスクしか理解していませんでした。同僚の1人が病気で電話をかけた場合、その人は他のセルがあまり得意ではなくなります。自動化の島を分解することで、より柔軟な労働力を実現できます。人がセルの実行方法を知っていて、そのセルが3つのことを実行している場合、その人のスキルセットは向上しています。彼らはより柔軟になり、製造プロセスのより多くの部分を処理する能力を持っています。
空軍研究所の構造技術部門の責任者、ジョンラッセル
パンデミックからどのような教訓、課題、改善が生まれましたか？
パンデミックの最初の月は不安定でした。私たちのITインフラストラクチャは、負荷を処理するためにまだ適応していませんでした。最初の1か月で、IT担当者は、自宅から空軍ネットワークで作業できるツール（Microsoft Teams、Zoom政府アカウント）を追加しました。
自宅で仕事をこなせる社員の能力に本当に感動しました。この環境で動作するすべてのプロトコルを理解したので、通常に近づいています。
私の大きな懸念は、廊下でのランダムな会話の欠如と外部パートナーとのミーティングの欠如です。再び旅行を始められることを心から願っています。会議に参加して産業パートナーと会うことができれば、製造業が直面しているニーズを理解するのに大いに役立ちます。
航空宇宙産業が直面している課題は何ですか？
30年前、複合材料が話題になりました。今日、それはAI、量子コンピューティングであり、テクノロジー分野で流行語に名前を付けます。それは人々が投資をしている場所であり、投資すべきです。
しかし、材料と製造にも引き続き注力することが私たちの仕事です。私たちはまだ飛行機を飛ばし、構造をより軽くし、より遠くに行き、より多くのペイロードを運ぶために最善を尽くします。コンポジットは依然として重要です。人々は787で使用された複合材料（重量で50パーセントの複合材料）の成功を見ました。構造を改善する必要性は常にあります。
航空宇宙の機会はどこにありますか？
現在、空軍には数十億ドルの費用がかかり、撃墜された場合に交換するのが難しい高価な航空機がたくさんあります。コストの方程式を反転させる新しいクラスの飛行機について考えています。消耗性の航空機（消耗性と大幅に短い飛行時間のために設計された通常は無人の航空機を表す用語）は、大幅に削減されたコストと長期使用を交換します。私たちは、自動車および海洋セクターから生まれる技術を調べて、これらのプロセスを航空宇宙で使用できるかどうかを確認しています。魅力的な航空機は、コストが低く、飛行時間が短くなるように設計されており、交換が簡単です。一例は、無人XQ-58AValkyrieデモンストレーターです。もう1つはボーイングロイヤルウィングマンです。撃墜されたり故障したりした場合でも、簡単に交換できます。私たちは消耗を抱えて生き、さらに多くを築くことができました。この新しいコンセプトは、飛行機の設計方法についての新しい考え方への扉を開きます。何年も何年もではなく、数千時間のペイロードに基づいて航空機を設計することに基づいて、認証プロセスを再考する必要があります。航空機が40,000時間飛行する場合、疲労が問題になります。飛行機が2,000時間しか飛行しない場合は、飛行機が疲労することを心配する必要はないでしょう。航空機認定プログラムは、飛行時間の短い飛行機に対してより柔軟になる可能性があります。
他の革新的で破壊的な技術開発とは何ですか？
トポロジー最適化（荷重がかかる場所にのみ耐荷重材料を配置する部品の設計）のアプリケーションが拡大しています。これまで、トポロジーの最適化は小さな部品に焦点を合わせてきました。そのコンセプトを採用し、航空機全体にスケールアップしています。正しく行われると、これは航空機の構造重量を劇的に減らす可能性があります。これらのさまざまな構造レイアウトをどのように採用し、飛行機の実際のレイアウトと組み合わせるかをまだ理解する必要があります。コンセプトも製造可能である必要があります。課題は、このアイデアを実際の飛行機の設計にどのように統合するかです。
パンデミックの反対側で何が起こっていると思いますか？
私自身の労働力は、オフィス内とテレワークが混在している可能性があります。誰かが家で効果を発揮できるのであれば、私たちは彼らを大人のように扱い、コンピューターに問題がある場合にのみ彼らを迎え入れることができます。ビデオツールが非常に優れていることと、ミッションクリティカルな旅行を優先するガイダンスがあることもあり、出張の増加は遅くなります。 2022年のいつかまで、会議がフル稼働に戻ることはないかもしれません。彼らがまだ自宅で仕事をしているのであれば、あなたの産業パートナーに会いに行く意味はありません。
航空宇宙および防衛製造のどの部分で、自動化がより大きな牽引力を獲得していますか？
生産中の航空機は非常に多くなるため、人々は熟練した労働力を施設に呼び寄せるために互いに戦うことになります。メーカーは、ロボットをより効果的に使用する方法を考えています。
Maher＆Associatesの社長、元DARPAおよび米国陸軍研究所のMick Maher
パンデミックからどのような教訓、課題、改善が生まれましたか？
課題の1つは、すべての作業およびビデオ会議プラットフォーム（Zoom、Teams、Webex、BlueJeans、Google Meet、Go-to-Meeting）で作業し、政府がすべての会議ソフトウェアでどこに向かっているのかを追跡し、それに追いつくことでした。 。パンデミックが最初に始まったとき、それが私たちのビジネスに何をしようとしていたかについての争いがありました。参加する新しい分野を探しました。私たちが焦点を当てた分野の1つは、先端材料および製造事業を補完するための専門家証人/コンサルティング業務でした。私たちは早い段階で抜本的な措置を講じました。 2020年3月から、隣接するさまざまなエリアに参入するためにハードコアな取り組みを行いました。私たちは経営コンサルティング、鎧のパフォーマンス、テストプログラム、提案書の作成、スタートアップの支援にまで拡大しました。過去数年間で、15％の成長を経験しました。パンデミックの間、私たちはパニックに陥り、私たちが働いていた市場を拡大した結果、30％成長しました。その拡大がなければ、おそらく収益が10〜20％減少したでしょう。実際、私たちのビジネスの従来のコンサルティング分野は10％後退しました。
航空宇宙産業が直面している課題は何ですか？
人々を物理的な作業スペースに戻す。パンデミックの当初は、誰もがリモートで作業する方法を見つけようと奮闘していました。人々は自宅から16時間働くことに慣れており、パンデミック中期の企業では生産性の向上が見られたようです。終わりに向かって、人々は少し燃え尽き始めています。私たちが仕事に戻ろうとするとき、人々は、いくらかの遠隔地といくらかの在職時間のあるハイブリッド方式を好むと思います。しかし、あなたはそれを公正な方法で行わなければなりません。あなたが直接そこにいなければならないいくつかの仕事。在宅勤務の柔軟性がない人にとっては、週40時間ではなく35時間の短縮という形での報酬かもしれません。また、就業していない若者は、指導を受ける機会。
今後、業界は必要な人材を見つけることが求められます。一年休んでいた学生がたくさんいるのを知っています。すでに財政的に苦労している大学にこれを追加すると、教育経験と研究の機会が減少しているクラス全体、おそらくいくつかがあります。パンデミックから抜け出しても、大規模な学校では入学者数が減少していることはすでにわかっています。
航空宇宙および防衛製造のどの部分で、自動化がより大きな牽引力を獲得していますか？
物事が落ち込んで遅い間、多くの工場が改装されました。ダウンしているラインがあります。これは、生産の実行中にラインを改造しようとするのではなく、改造する絶好の機会です。メーカーは労働力のスキルのギャップを予想しており、自動化を活用することでギャップを埋めることができます。
航空宇宙/防衛製造はどこでより機敏になる必要がありますか？
テスト、認証、品質ポリシー。それらは非常にプロセス主導型であり、通常、設計またはコンポーネントのいずれかですべてのコストが発生した後、最後になります。
製造のフロントエンドは、物事をより迅速に構築し、変化に対応するという非常に優れた仕事をしてきました。最後にテストと品質保証に到達したとき、プロセスの最初と途中に存在する効率は見られませんでした。テストコミュニティは、スループットの高速化とコストの削減に役立つ計算ツール、モデル、シミュレーションを利用し始めたばかりです。
パンデミックの反対側で何が起こっていると思いますか？
私たちがパンデミックから抜け出すにつれて、私たちはより大きな成長の準備ができていると思います。政府の政策を含め、成長を促進するものはたくさんあります。私の懸念は、通過する政策によっては、成長が妨げられる可能性があることです。税制が問題になるだろう。インフレが今後の事業に影響を与えるのではないかと心配しています。私たちが新しい人々を乗せる方法は、変わるのでしょうか？私たちの機能を妨げる規制がビジネスに課せられることはありますか？
航空宇宙での複合材料の使用のリーダーであり、現在はMaher＆Associatesの上級顧問であり、以前はMcDonnellDouglasとHITCOに所属していたLeslieCohen。
パンデミックからどのような教訓/課題/改善が生じましたか？
多くの企業が労働時間の短縮を続け、閉鎖しました。これは、ハードウェアを提供しようとしているティア1およびOEMのサプライチェーンで進行中の問題です。再出現してゆっくりと仕事に戻るようになった今、起動時の問題が発生します。これを認識する方法でビルドレートを設定する必要があります。まるで最初の記事を作るようなものです。また、多くのサプライヤーは、ビジネスがほとんどまたはまったくない状態で存在し続けるという経済的現実を乗り切ることができなかったために廃業したことを認識しなければなりません。破損したサプライチェーンが発生します。その他の課題には、添加剤製造におけるより優れたエラストマー材料とシールの必要性、航空機の流体に対する耐性を備えたより速硬化性のフィルムおよび/または感圧接着剤の必要性、洗浄された表面へのより優れた接着、高温摩耗コーティング、および非シリコーンベースのジエチレングリコールモノメチルエーテル（DiEGME）に耐性があります。
航空宇宙の機会はどこにありますか？
極超音速に関係する材料。他国からの極超音速の脅威を傍受し、それらの脅威を殺す/傍受する/破壊できるようにする必要があります。これらの脅威はマッハ5で発生する可能性があります。これらの速度のために、より高い温度と圧力で一緒に保持できる材料をさらに開発する必要があります。 2,500 Fに達するまで、選択できる材料はたくさんあります。その後、5,000 Fに制限されます。これらの高温に対応する材料技術の開発には、さらに努力する必要があります。超高温セラミックに投資する必要があります。しかし、それほど多くの企業がその仕事をすることはできません。
その他の機会には、タッチの労力と製造のばらつきを減らすための真空袋詰め、複雑な部品を加熱するためのオートクレーブ外加熱、生産性を高めるための自動テープおよびファイバー配置機、デジタル検査を含む仮想工場技術が含まれます。
航空宇宙および防衛製造はどこでより機敏になる必要がありますか？
品質保証を維持しながら検査時間を短縮します。軍用機の高性能翼の検査には、レベル2の技術者が8〜10時間、レベル3の技術者が結果を解釈するのにさらに8〜10時間かかる場合があります。コストの5％を処理しています。連邦政府は、自動欠陥認識を行うための技術に投資しています。テキサスの会社であるTRI-Austinは、飛行機の翼を10〜12分で検査するソフトウェアモデリングを開発しています。 160の翼を含む1つのテストでは、モデリングソフトウェアが5〜10分で翼を検査しました。デジタルツインは、翼の大部分は問題ないと結論付けましたが、その能力を超えて右上隅に1つの問題を特定し、レベル3の技術者が問題をチェックすることを推奨しました。結果は人間による検査と同じでしたが、時間を80％短縮しました。これにより、コストが半分に削減されます。
Kelly Dodds、レイセオンスペースアンドエアボーンシステムズアドバンストマニュファクチャリングテックディレクター
パンデミックからどのような教訓、課題、改善が生まれましたか？
パンデミックが発生したとき、私たちはユナイテッドテクノロジーズ社との合併を完了していました。私はリーダーシップを発揮して塹壕に入っていました。
私が観察したことは信じられないほどでした。業界として、私たちはCOVID中に生産性と顧客へのアウトプットを維持するために信じられないほどの方法で適応しました。業界は現在、パンデミックの最中に学んだ新しいツール、新しい効率、新しい方法で、パンデミックの深みから加速しています。
私たちは新しい技術、新しいプロセス、新しい手順を開発しました。将来のリモートワークとCOVIDの処理方法を変更しました。私たちはズームの世界に突入しました。
業界は、温度スキャンや社会的距離のような手順でCOVIDに対処する方法を考え出しました。 COVID主導の柔軟な仕事への移行により、航空宇宙産業は、以前はアクセスできなかった地理的に多様な人材プールを活用できるようになり、現在の従業員の多くが仕事や生活活動をより有効に行えるようにするために必要な柔軟性を得ることができます。
航空宇宙および防衛の機会はどこにありますか？
顧客の需要を満たすための製品の革新と構築のペースは加速しています。
防衛面では、関連性のあるスピードで顧客の機能を提供できるように、製品の革新とフィールド化のペースを加速させていると思います。
航空宇宙および防衛産業での20年間、私は製品のエンジニアリング、開発、製造の方法を進歩させることにこれほど焦点を当てることはありませんでした。
この変更は、お客様のニーズを満たすだけでなく、競争力のある効率と株主価値を実現するためのものです。
エンジニアリングのデジタルトランスフォーメーションとインダストリー4.0のデジタルおよび自動化の側面は、製品の設計方法とプロトタイピングおよび製造への移行方法を変革しています。
航空宇宙および防衛産業はどのような課題に直面していますか？
私はインダストリー4.0と高度な製造に焦点を当てているので、製造の技術分野における人材のパイプラインと開発は、私たち全員が集結すべき重要な取り組みであると言えます。
次世代の製造技術およびエンジニアリングの才能をどのように生み出しますか？
私たちはその人材パイプラインの開発に取り組んでおり、5、10、20年後には、工場で最前線のスキルを開発することに加えて、強力な製造科学とエンジニアリングのパイプラインを手に入れることができます。
イノベーションと変化は機械から生まれるものではありません。それは人々から来ています。
サイバーセキュリティは別の課題です。デジタルという言葉に言及するときはいつでも、サイバーセキュリティという言葉に言及したほうがよいでしょう。
各デバイスによって作成される攻撃対象領域と、接続されたデバイスの急速な成長と実装には課題があります。
重要な要素を保護する堅牢なサイバーセキュリティだけでなく、迅速なイノベーションと価値実現までの時間を可能にするサイバーセキュリティテクノロジー、アーキテクチャ、ヒューマンプロセス、方法論も必要です。
企業は同時に、接続されたデバイスを活用し、迅速に行動し、保護された状態を維持できる必要があります。
どのような変革的/破壊的な開発が進行中ですか？
5年前、私が高度な製造業で職に就いたとき、デジタルエンジニアリング、デジタルスレッド、インダストリー4.0は、技術者の会話の周辺で意欲的な流行語でした。
現在、インダストリー4.0という名前の企業組織があります。
すでに急速なデジタルの進歩が加速しています。 COVIDと新しい作業環境は、ソーシャルネットワークとコミュニケーションネットワークの性質を変えます。作成されたもの、失われたもの、強化されたものがあります。
テクノロジーの手法とツール、および人間的/社会的配慮の両方を使用して、イノベーションへの逆風を最小限に抑えながら、イノベーションを強化するメリットを活用することが重要になります。
アジャイルで柔軟なものとして浮上している分野と、それをさらに強化する必要がある分野はどれですか？
製造デバイスを接続し、安全に簡単に接続できるようになったら、工場のフロアがスマートエコシステムであり、スマートホームのような簡単に接続できるサイバーセキュアデバイスでありながら、はるかに安全であるという点に到達する必要があります。すべてのカスタム実装作業を行うニッチなスキルセット。
インダストリー4.0でイノベーションを起こす能力を民主化する必要があります。
パンデミックの混乱の反対側で何が起こっていると思いますか？
私たちは、非常に多様な作業環境と共同作業のための新しいツールセットを使用して新しい標準に再び参入し、市場の需要を満たすためにこれらの新しいツール、効率、および方法でパンデミックから加速します。
航空宇宙および防衛製造のどの部分で、自動化がより大きな牽引力を獲得していますか？
インダストリー4.0とデジタルエンジニアリングを、リーン生産方式などの実証済みの製造哲学と技術と融合させることで、製造環境が一変しています。
工場のフロアはサイバーフィジカルシステムのシステムになりました。デジタルなしで物理について議論することは困難であり、その逆も同様です。カスタム自動化のコストが下がり、それらのソリューションを設計する能力が急速に高まるにつれて、以前はROIが得られなかったため、デジタルまたは物理的な自動化についてまだ検討されていない分野での実装がますます増えるでしょう。
最終的な考えはありますか？
私の生涯で、航空宇宙防衛製造に携わるのにこれほど良い時期はありませんでした。テクノロジー、製品、新しい才能のパイプライン、必要性、そして製造における独自の専門知識の創造への焦点の組み合わせ。 20年以上前、私が学校に通っていた頃、ほとんどの学生に知られている分野は、典型的な機械工学と電気工学でした。現在、製造関連のSTEMプログラムが数多くあり、そのリストは増え続けています。この成長は、製造業の未来を支えるために重要です。これらのプログラムはすべて成長し、より洗練され、より目に見えるようになりました。カリキュラムの重要な開発は、デジタル、電気、物理、制御、ロボット工学を対象とした学際的なアプローチです。これらはすべて、建築物、つまり製造業の文脈で行われます。
自動制御システム