産業用インターネット（IIoT）がカスタム機械加工オペレーションに革命をもたらす

インダストリー4.0を構成する多くの重要技術があり、これらすべてが将来の機械加工業者の運営方法に大きく貢献してきました。しかし、近年最も興味深い進歩のいくつかは、IIoT（産業用モノのインターネット、Industrial Internet of Things）の領域で見られます。したがって、IoT（モノのインターネット）、産業におけるIoTのメリットについて知る必要があります。

概念として、機械加工業者におけるIoTは、カスタム機械加工業界が生産、品質保証、ワークフローを構築する方法を形作る可能性があります。この概念を理解するため、本記事では機械加工業者IoTを紹介、「IoTは製造業でどう使われるか」という問いに答え、産業におけるIoTのメリットを掘り下げます。

産業用モノのインターネット（IIoT）とは？

産業用モノのインターネットは、このカテゴリの技術のサブセットであり、産業用途に焦点を当てています。これは、製品の製造過程において、製品の継続的な監視と評価を可能にする機械とプロセスを指します。IIoTは、GEが2012年に命名した「インダストリアル・インターネット」とも呼ばれます。

IoTは製造業でどう使われるか

産業用インターネット・オブ・シングス（IoT）は広範な技術セクションをカバーします。しかし、共通しているのは「データ通信」です。一般的に呼ばれる通り、IoTは人、プロセス、技術をスマートセンサーとアクチュエータで通信させるものです。その結果、当該技術はバッチ処理やリアルタイムでデータを送信し、スマートネットワークを構築できます。

より広義の産業用インターネットは、電子機器や製造だけでなく、従来は非電気的だった工具や設備も指します。例として、腐食をライニングのどこかで検知すると即座にインターネット接続された機械加工業者に信号を送る新型金属パイプが挙げられます。これらは産業設備の漏洩を手遅れになる前に検知し、場合によっては異常時にシステムを停止させることさえできます。

多くのIIoT準拠デバイスには内蔵センサーがありますが、他の製造技術は事後的に後付けできます。これらのセンサーにより、機械加工業者にとって通信がはるかに便利になる信号を伝送できます。さらに、レポートはスマートフォンからコンピュータまで多様な一般デバイスに対応可能です。これらのデバイスは、Wi-Fi、Bluetooth、NFC（近距離無線通信）などを利用できます。したがって、わずかな追加センサーであらゆる職場に適用しやすくなっています。

これはメインのCNC工作機械だけでなく、部品やビットにも及びます。これはパラダイムシフトとなります。個々の機械コンポーネントが、温度測定値、性能指標、振動レベルなどのデータをブロードキャストできるようになるからです。この詳細なデータは、機械運用の多くの面で、はるかに優れた基準をもたらす可能性があります。

産業用モノのインターネット（IIoT）のメリットとは？

技術として、製造業向けIIoTプラットフォームへの世界支出は、2018年の16.7億ドルから2024年には124.4億ドルに成長すると予測されています。Forbesによると、7年間で40%の複合年間成長率（CAGR）となります。

これから最も恩恵を受ける業界の中でも、製造業はトップに位置するでしょう。このような技術の活用は、これまで以上に高いレベルの接続性を約束します。さらに、カスタム機械加工と積層造形の分野への応用も期待されます。

以下に、産業におけるIoTの主なメリットを示します：

プロセス監視と品質保証の容易化

通常の状況下では品質管理は労力を要しますが、産業におけるIoTのメリットの一つは、関連するすべての品質保証指標とチェックを確認・管理できることです。したがって、機械加工業者の維持管理業務が容易になり、手作業と対面チェックの負担が軽減されます。これらの要素は、クラウドコンピューティングプラットフォームが性能と製品品質を維持することで、あらゆる製造オペレーションをスムーズに運営するのに役立ちます。

機械加工業者IoTでこれを実現する一つの方法は、プロセス監視の強化と機能の最適稼働維持です。これにより、材料使用の改善とプロセスの改善が可能になります。さらに、IIoTデバイスはプロセス分析とデータを提供し、機械加工業者のワークフロー状態をさらに改善します。

産業におけるIoTのもう一つのメリットは、外部の天候や温度変化、湿度、機械性能に影響を与えるその他の要因に基づいて調整できることです。これは、機械が想定される変化を検知し、それに適応できるため、センシティブなオペレーションで特に有用です。例えば、作業環境内の必要な温度レベルを維持するために、サーモスタットや空調と通信するといったことが可能です。

プロセス改善の観点では、産業用インターネット内で動作するデバイスがM2M（マシンツーマシン）システム内で通信できます。これにより、アセンブリラインや機械加工プロセス上の製品の異常やばらつきについて、同一ワークフロー内のデバイス間で情報共有が可能になります。したがって、ある領域の不足を別の領域で補うよう調整できます。製造ワークフローの各ステップ間でのこの強化されたコミュニケーションレベルは、最終製品の品質向上と、全ユニットでの一貫性確保を同時に実現できます。

CNC工作機械の予防保全

産業におけるIoTのメリットの一つは、パラダイムを事後対応型メンテナンスから予防保全へとシフトさせることです。これにより、機械を最適な品質で機能させ、故障を未然に防ぎます。長期的には、修理と手動チェックによる作業プロセスの中断を防ぐ、はるかに優れたソリューションです。また、多くの異なる機械にセンサーを設置できます。したがって、インターネット接続された機械加工業者を通じて、コンポーネントの非常に具体的な問題を検知し、ユーザーに警告しやすくなります。

Fanucのような企業は、ロボット内のセンサーとクラウドコンピューティングを用いて効率データを収集しています。その結果、コンポーネントの故障を即座に検知し、エンジニアに伝達することで、はるかに迅速な修正を可能にしています。継続的な監視により、スーパーバイザーは作業性能の劣化に気づくことができ、部品交換をより迅速に、より低侵襲で、より容易に行えます。

IIoTシステムは、過熱、工具破損、振動増大などを追跡できます。これらの指標により、エンジニアは機械部品の変更や交換が必要かどうかを判断できます。同様に、より詳細なデータは、メンテナンススタッフに潤滑や切りくず排出の改善が必要かどうかを知らせます。

メンテナンスチェックのスケジューリングは多くの機械にとって手間です。しかし、IoTコンポーネントがあれば、自動リマインダーが可能になります。例えば、カスタムインターネット機械加工業者では、常時監視が必要な多数のコンポーネントを持つ複数のCNC工作機械があります。また、適切なソフトウェアがあり、部品が問題を自動的にエンジニアに通知できます。このようなシステムは、必要に応じてスマートフォンやコンピュータに直接通知を送信することさえできます。

生産メリットと資産追跡

機械加工業者IoTは、機械内にセンサーを組み込み、データをインターネット接続された機械加工業者、機械メーカーに伝送することを含みます。産業におけるIoTのこの特定のメリットは、長期的にCNC工作機械メーカーと業者にとって有用です。使用データやその他の情報を収集することで、メーカーは収集したデータに基づき、CNC工作機械をさらなる反復でアップグレード・改良できます。

この種のデータ収集は、フィールドでの自社製品に関する洞察を企業にもたらします。これにより、メトリクスに基づいてユーザーへ推奨を行うことが可能になります。本質的には、メーカーが機械性能のラグや低下に気づき、先制的なカスタマーサポートの一環として連絡を取ることができます。さらに、収集したインテリジェンスに基づき、業者のシステム最適化についてアドバイスできます。

資産を追跡することで、メーカーは機械を見たり、オーナーから検査を依頼したりすることなく、遠隔地から機械加工業者を支援できます。その結果、フィードバックを提供し、問題をはるかに迅速に解決できます。また、機械加工業者は、インターネット接続された機械加工業者を活用することで、自社でのメンテナンスチェックを大幅に削減できるメリットを得られます。

手作業の削減と安全性の向上

産業におけるIoTの重要なメリットの一つは、あらゆる瞬間に必要な労働レベルを低減できることです。したがって、企業はIoTプロセス内のインターネット接続された機械加工業者からのデータに頼って負荷を受け持たせることができます。これにより、スタッフを他の業務に集中させられます。

同様に、機械が自らの状態を監視できるため、過熱、機械的故障、潜在的な電力不足についてスタッフに事前に警告できます。これらは労働災害を減らし、修理を推測に頼らずに行えるようにします。この継続的な監視のもう一つの側面は、職場の危険を減らせることです。監視が遠隔で行われるため、物理的なスタッフの常駐が不要になるからです。したがって、現場の作業者が減ることで、潜在的な職場安全違反が減少します。

これはまだ氷山の一角に過ぎません。多くの企業が、IoT原理で動作する修理・メンテナンスロボットの開発に取り組んでいます。これらのロボットは、事前プログラムされたプロトコルを用いて他の機械を検知・管理できます。これにより、人的常駐の必要性がさらに排除され、ほとんどの状況で即座の修理が可能になります。これらのIIoTソリューションは、多くの可能性を秘めています。

これらの機能は、技術がまだ発展途上にあるため、可能なことの表面をなぞったに過ぎません。しかし、IIoTの成長とCNC加工・3Dプリントの融合は、あらゆる種類のワークフロー改善と生産モードに光を当てています。さらに、これらの技術は近い将来、共に成長し、世界中の機械加工業者に新たな可能性を提供するでしょう。

結論

産業用モノのインターネット（IoT）は、人、プロセス、技術をスマートセンサーとアクチュエータで通信させるものです。その結果、機械加工業者IoTはデータを送信し、スマートネットワークを構築できます。本記事では、機械加工業者IoTについて語り、「IoTは製造業でどう使われるか」に答え、産業におけるIoTのメリットをいくつか示しました。