コンセプトから現実へ：製造技術が主流になります

ボブ・ベックマン著、Ag InnovatorMagazineの記事。

ヘンリーフォードが約100年前に組立ラインを最適化したとき、彼が行った変更と進歩はすぐに彼の工場の4つの壁の範囲を離れ、それ以来最適化してきた産業革命の燃料になりました。

今、私たちはテクノロジーによって推進される変化を目にしています。 10年前に夢だったコンセプトは、今日の私たちの工場運営の一部です。 Apolloスペースカプセルよりも多くのコンピューティングパワーを備えた携帯電話が存在する世界に私たちが住んでいるとは想像しがたいです。ジョージ・ジェットソンが信じられないようなものを利用できます。テクノロジーは、ペースを維持するのではなく、私たちのほとんどが追いかける速度で動いています。

技術に関しては、製造業はますます苦痛を感じています。 70年間同じように運営されてきた工場は、今やカスタマイズと即時性の世界に適応することを余儀なくされています。これは真の産業革命であり、歴史が私たちに何かを示しているとすれば、次のレベルのテクノロジーが、世界中の大規模な事業から中小規模のプラントへと飛躍しようとしています。

ここでは、これらのテクノロジーのいくつかとその使用方法について説明します。

デジタルオペレーション

一部の企業は依然として元帳とスプレッドシートを使用していますが、デジタルトレンドは、企業の運営管理に役立つ堅牢なERPシステムに移行することです。原材料から完成品まですべてがこれらのシステムで整理されており、完成品の真のコストを見つけるために使用することもできます。

サプライチェーン

これで、オンラインで自動車を注文できます。モデルと必要なすべてのオプションを入力できます。彼らは「購入」ボタンを押すとすぐに会社のシステムが機能し始めます。スケジューラー、バイヤー、プランナー、そして事務処理の日々に別れを告げます。これで、データはすぐにプラント、および第1層と第2層のサプライヤに送信され、顧客に返送されます。製造日がすぐに確認され、部品が注文され、顧客は新しい車両がいつ到着するかを正確に知ることができます。オンラインに接続して、製造プロセスのどこに車両が立っているかを正確に確認することもできます。

エンジニアリング/デジタルプラントフロア

ドローイングの時代は急速に衰退しています。現在、CADモデルはエンジニアリング部門で作成され、それらのモデルは部品の作成に使用されます。ファイルは金型メーカー（またはマシニングセンターまたは3Dプリンター）に送信され、プロセスが開始されます。完成した部品が到着すると、同じモデルが検査に使用され（デジタル比較レーザーで行われることもあります）、アセンブラーはステーションのスクリーンを使用して同じモデルを確認し、最終的な部品が正しく組み立てられていることを確認します。

サイバーセキュリティ

これらすべてのデータを使用して、すべての企業が自社が直面している脅威を鋭敏に認識する必要があります。これは、誰かがあなたの本番データを盗むことではなく、あなたのコンピューターで最も価値のあるもの、つまりあなたのお金を盗むことです。

すべての会社には、現在の（そして過去の）従業員のリストがあります。彼らはその従業員の名前、住所、電話番号、社会保障番号、そしておそらく直接預金のための銀行口座番号を持っています。ああ、悪者にとってはなんという宝物でしょう！

システムの真のサイバーセキュリティテストを最後に行ったのはいつですか。お使いのコンピューターには最新のウイルス対策ソフトウェアが搭載されているので大丈夫だと言うかもしれませんが、接続されているマシンがアップグレードされていないため、Windows 95で実行されているプラ​​ントフロアのコンピューターはどうでしょうか？

3Dプリンティング/アディティブマニュファクチャリング

アディティブマニュファクチャリング（AM）のテクノロジーは数十年前から存在していますが、利用できるのは、ポケットが深く、常用している企業だけです。現在、このタイプの機器のバージョンは、ボックスストアまたはオンラインで入手できます。小学校で使われるほど主流になっています。製造で使用することは5年前でもまれでしたが、今日では製造業務で最も急速に成長しているテクノロジーのアップグレードです。理由は次のとおりです：

コスト削減： アディティブマニュファクチャリングを使用した部品製造では、セットアップとツーリングのコストが不要であるため、製造コストは、製造時に部品自体に対してのみ発生します。少量の生産や一回限りの部品でさえ、コストを追加しません。さらに、最適な機能のために設計されたシステムパーツは、多くの場合、単一のパーツとして実現できるため、組み立てと品質保証が簡素化されます。

軽量デザイン： レーザー焼結プロセスを使用したインテリジェントな製造部品は、高強度と40〜60％の軽量化を兼ね備えています。材料の節約は、設計とエンジニアリングの柔軟性の向上につながります。その結果、車や飛行機の燃料消費量と二酸化炭素排出量が大幅に削減されます。

工具なし： 3D印刷技術により、生産計画に最大限の柔軟性がもたらされます。さらに、工具を使用しない製造プロセスでは、従来の製造作業よりも必要なエネルギーと原材料が少なくて済みます。必要に応じて、改造部品、アップグレード、スペアパーツを製造できるため、保管の必要がありません。この業界を注意深く見守ってください。金属、エポキシ、プラスチック、セラミック、さらには食品などの新しい素材が現在印刷されています。したがって、あなたの会社が過去にこのテクノロジーを継承した場合は、この記事を読み始めてから何が変わったかを確認することをお勧めします。

バーチャルリアリティ/拡張現実

拡張現実（AR）と呼ばれることもある仮想現実（VR）は、製造環境に急速に参入しています。この急速な成長により、より多くのベンダーがこの分野に参入するようになり、コストが削減され、テクノロジーがより利用しやすくなります。

VRは、「人が探索したり操作したりできる、コンピューターで生成された3次元の環境」と定義されています。その人はこの仮想世界の一部になるか、この環境に没頭し、そこにいる間、オブジェクトを操作したり、一連のアクションを実行したりすることができます。」

では、VRは製造業にどのようなメリットをもたらしているのでしょうか。労働者の安全を改善し、より良い製品を作り、製造業者のお金を節約することによって。その理由は次のとおりです。

労働者の安全性の向上。 製造業は何年にもわたって安全プログラムを劇的に改善してきましたが、怪我や死亡者は多すぎます。 VRを使用すると、プラント管理者は生産プロセスと組立ラインの構成をシミュレートして、潜在的に危険な状況を特定できます。バーチャルリアリティは、従業員を将来のワークステーションに没頭させ、タスクの実現可能性と習熟度を評価するために従業員の動きをキャプチャすることもできます。自動車大手のフォードはVRを使用して、従業員の負傷率を最大70％削減しました。

より良い製品の作成。 VRは、ほぼ完璧な組み立てを可能にします。カメラ、深度センサー、モーションセンサーを採用したゴーグルを使用して、実際の作業環境に画像を配置することで、作業者とエンジニアは適切な部品と、コンポーネントを正しい方法で組み立てる方法の説明を「見る」ことができます。

お金を節約する。 仕様を満たす製品を入手するには、プロトタイプを作成、テスト、および再テストする必要があります。これは高価になります。メーカーはVRを使用することで、実物大のモデルを作成する必要がなくなります。エンジニアは、マイクロソフトのVRテクノロジーを使用して、製品の設計に関係する各機器を確認し、実際に構築する前に仮想世界に組み立てることができます。これにより、トレーニング時間が1人あたり75％短縮され、数百万人が節約されます。

コボット

モノのインターネットが飛躍的に成長するにつれて、協働ロボットは製造サイクルで当たり前になります。協働ロボット、または略してコボットは、人間と共有された物理的空間で動作するロボットであり、人間とロボットが連携できるようにします。コボットは2010年以降人気が高まっており、人とのやり取りがほとんどまたはまったくない隔離されたエリアで動作するように設計された従来の製造ロボットよりも好まれることがよくあります。

それらは、人間の同僚または誰かがそれらに触れたときに動きを停止するように設計されています。コボット市場は、いくつかの理由から、今後10年間で大幅に成長すると予想されています。すべての業界で自動化の需要が高まっていますが、特にタスクが頻繁に繰り返される製造業では、怪我のリスクがあります。一方、コボット技術は毎年進歩しています。それらはより広く入手可能でより安価であり、現在、それぞれ平均24,000ドルと見積もられています。これらの価格の下落と機能の向上により、過去にテクノロジーを見落としていた可能性のある中小企業でのコボットの採用が促進される可能性があります。

ロボットが従業員と協力して作業することで、効率が高く、柔軟性があり、信頼性の高い生産プロセスを実現できます。コボットは、製品の組み立て、製品のピックアンドプレースプロセス、射出成形、部品の配置、品質検査に使用できます。

それらは、生産サイクルの効率を改善し、怪我のリスクを減らすことによって、重い物を持ち上げるのに特に役立ちます。一部のコボットは、繰り返しの重い作業を行うように設計されています。

ロボットと人間がどのように連携できるかを示す優れた例の1つは、人間が持ち上げる物体を並べ、コボットを持ち上げるという重い持ち上げ作業です。

人間は、持ち上げる物を配置することにより、アイテムへの損傷のリスクを軽減します。ロボットは持ち上げることにより、人間の疲労と怪我のリスクを軽減します。この組み合わせにより、コストが削減され、精度によって結果が改善され、ペースの速いスケジュールが維持されます。

結論

これらのテクノロジーはすべて、数年前の夢でした。今日、それらは現実であり、世界中で製造が行われる方法を変えています。予想される継続的な労働力不足により、これらの進歩により、企業は生産を最適化し、品質を向上させ、コストを節約しながら、テクノロジーの問題を解決することを愛する労働力を引き付けることができます。彼らはあなたのビジネスをより強くするのを助けることができるだけです。