コンポジット 4.0：デジタル アシスタントとエッジ コンピューティングで次世代スマートファクトリーを実現

プラテインのコンポジット 4.0生産ソフトウェアでの工具追跡により、メーカーは工具使用、メンテナンス、設備投資を最適化できます。出典：プラテイン。

ベン・バサット氏は、工具が何をしていたか（部品、プロセス、品質）という知識により、プラテインのソフトウェアが個別状況を分析できると説明します。「例えば2つの工具があるとします：一方は9サイクル後にメンテナンスが必要、もう一方は10サイクル後。これらの工具がどう、なぜ異なるかを分析します。メンテナンス不足は品質リスク、過剰メンテナンスはスループット低下を招きます。また、工具購入は数十万〜数百万ドルの大規模投資です。メーカーは可能な限り新規工具購入を避けたいが、必要な場合は最大効率を確保したいのです。」

もう一つの問題は工具の紛失です。「例えば、作業員がティアダウンで工具を置き忘れる場合があります」とベン・バサット氏。「でも今、誰かがその工具を見つけて生産ラインに戻さなければなりません。その人の時間も失われ、工具の積層生産性も失われます。私たちのソフトウェアなら、マネージャーは工具#10がティアダウンで3日間放置されているというアラートを受け取れます。マネージャーは即座に対応できます。」

積層工具に続き、プラテインは熱電対、ドリル、ドリルビット、消耗品の追跡にも拡大しました。「これらはすべて、コンポジット生産という非常に大規模で複雑な絵の一部です。材料、工具、設備——すべてがつながっています。私たちのビジョンは、可能な限り多くの要素を監視し、生産問題を特定するだけでなく、解決策を提示・実装することです。」

インテリジェントなデジタル アシスタント

「ソフトウェアを、生産データを常時分析し、オペレーターとマネージャーにアラートとスマートな推奨をリアルタイムで提供するデジタル アシスタントと捉えています」とルノー スポーツ レーシング（英国、エンストーン）生産責任者、イアン・ピアース氏。ルノーのF1チームはシャーシとギアボックスでコンポジットを多用し、2018年にプラテインのソフトウェアをコンポジット生産システムに導入しました。プラテインのソフトウェアは材料を管理し、製造スタッフにどのプリプレグ ロールを使用すべきか（アウトタイムと残材使用の追跡に基づく）と、必要なプリプレグが物理的にどこにあるか（凍結保管中か生産フロア上か）をガイドします。

ピアソン氏が語った予測には、現在の生産状態と過去の履歴の理解が必要だとベン・バサット氏は説明します。「材料、機械、部品のセンサーによるデータ収集で、誰が、いつ、どの環境で何をしているかを把握します。パターンを特定し、例えば機械#7のボトルネックを予測できます。または『これは正しくない、機械#7で問題が発生しつつある』と警告できます。」

ベン・バサット氏はシステムの知能について語ります。「Amazonで買い物をすると、『あなたと似た顧客が買った商品』が表示されます。どうしているか？ Amazonのアルゴリズムはあなたのクリック履歴と多くのパラメータを収集し、履歴リポジトリを作ります。同様に、私たちは材料、機械、工具、部品のすべてのセンサーから大量の履歴データプールを使用します。しかしこれらは『今何が起きているか』も教えてくれます。AI（本質的には分析アルゴリズム）を用いて、それらすべてのデータを見て、パターンを特定し、問題を予測します。」

しかし、潜在的問題の特定だけでは不十分だとベン・バサット氏。「私たちのソフトウェアは推奨アクションも提示します。これがネクスト フロンティアです：バックアップ、過剰キャパシティ、工具メンテナンスを予測し、材料をより良く配分し、生産を遅らせている工具をラインから外すか、あるいはメンテナンスサイクルを延ばして生産を最大化する。影響・改善できる意思決定は無数にあります。」

プラテイン ソフトウェアは材料、機械、工具、部品のデータからコンポジット生産のパターンを特定し、潜在的問題を予測します。出典：プラテイン。

「ソフトウェアは特定部品の典型的プロセスを学習します」とベン・バサット氏。「例えば：フリーザー、ATL、オートクレーブ、機械加工、最終品質保証（QA）。でも突然、誰かがステップ5からステップ7へ進んだ。または部品がステップ逆戻りした——品質問題を示唆します。ソフトウェアはパターンを特定し、ステップ漏れなどの問題をアラートします。これらは生産指標に影響します。早期に特定・予測できれば、生産をスムーズに維持できます。」

「多くのダッシュボードは、データを監視して意思決定する人が必要です——自動化もAIもほぼありません」とベン・バサット氏。「私たちのソフトウェアは、問題を予測し、修正方法を提案する点でユニークです。例えば、機械#8の部品が60℃でなく62℃で動作し、月曜日に疲れたオペレーターが担当したときに失敗しやすいことをソフトウェアが検知します。品質問題は多くの変数の関数であることが多々あります。私たちのソフトウェアはこれらを特定し、診断、予後、治療を提示します。」

これらすべてのセンサーデータを用いて、プラテイン ソフトウェアは本質的に相互接続されたデジタル スレッドのウェブを構築します。「特定の部品が、特定の材料から、特定の従業員によって、特定のプロセス、設備、工具、特定の消耗材、特定の環境条件で作られています」とベン・バサット氏。「Google、Amazonなどの多様なソフトウェアツールと社内開発ツールを活用し、これらすべてのデータをリアルタイムで分析し、パターン、トレンド、QA問題、ボトルネック、改善機会などを特定するトータル ソリューションを提供します。機械学習により、システムは推奨を行います。これが鍵です——アラートするだけでなく、あなたが気づいていなかったボトルネックを修正し、できるだけ早期に対処する。」

プラテイン エッジ

プラテインの最新ソフトウェア「プラテイン エッジ」は、エッジ コンピューティングを使用してレイテンシを削減し、生産レベルのシステム性能を向上させることで、生産ボトルネックの発生前特定・解決能力を前進させます。エッジ コンピューティングにより、IoTデバイスからのデータが、クラウドへの長い経路を経由せず、データ生成現場であるデバイスのエッジで処理されます。クラウドコンピューティング能力が排除されるわけではなく、生産ラインに分散されるのです。データ生成、処理、IoTシステムへのフィードバック間の距離を短縮することで、ラグタイム（レイテンシ）を削減します。レイテンシの最小化は、コンポジット 4.0生産ラインのリアルタイム運用に不可欠です。

エアバス、Googleなどとのパートナーシップ

「パートナーシップ ネットワークは私たちの戦略に不可欠です。誰も単独ではできません」とベン・バサット氏。2016年、プラテインはコンポジット テクノロジー センター（CTC、ドイツ、シュターデ）、エアバス子会社とのパートナーシップを発表しました。「パートナーシップは性質が異なります。CTCとの協力はエアバス全体に拡大しています。」一方、シェフィールド大学先進製造研究センター（AMRC、英国、シェフィールド）とのパートナーシップは、航空宇宙だけでなく自動車やその他産業でも、英国と欧州メーカーのイノベーションと競争力促進を目指しています。

「様々な業界のリーダーともパートナーシップを結んでいます。例えばスチールケース。コンポジットで支援し、他業界のトレンドと開発を学び、コンポジットに活かします。エアボーンやTEワイヤー&ケーブル（スマート熱電対）のようなコンポジット技術企業とのパートナーシップを通じて、データ取得と分析の方法をより深く学びます。熱電対をラインから外す/交換する適切なタイミングはいつか？」

2019年、スウィンバーン大学がプラテインと、フィル（オーストリア、リード・イム・インケライス）、クイックステップ（オーストラリア、バンクスタウン空港）、アリーナ2036（ドイツ、シュトゥットガルト）と共に、オーストラリア初のインダストリー 4.0コンポジット生産テストラボ建設でパートナーシップを結ぶことを発表しました。オーストラリア政府資金によるこのプログラムは、柔軟で学習可能な高レート コンポジット製造を目指します。「スウィンバーンとの協力は重要ですが、コンポジット高レート生産へのグローバルな推進における一つのポイントに過ぎません。」

プラテインがGoogle Glassと提携し、コンポジット材料、工具、プロセス管理のためのデジタル アシスタント ソフトウェアのウェアラブル インターフェースを提供。出典：プラテイン。

Google Glass経由のデジタル アシスタント

プラテインとGoogleのパートナーシップの多くは舞台裏ですが、ユーザーの目前にある部分もあります。「Google Glassは、イヤピースとマイクを備えたオペレーター着用型ユーザー インターフェースで、タブレットやスマホと同等ですが、別の形態です」とベン・バサット氏。「Googleの自然言語処理能力を使用しますが、さらに進んでおり、あらゆる言語を理解し、環境ノイズを克服できます。オペレーターがGoogle Glassのマイクであらゆる言語で話すと、Googleが質問を翻訳・形式化し、プラテインのソフトウェアに渡し、回答します。」例を示します：

技術者：「次の仕事は？」
プラテイン via Google Glass：「次の仕事は#102です。」
技術者：「どの工具を使う？」
プラテイン via Google Glass：「ジョー、工具#5を使用してください。棚14Aにあります。」

「Googleとのパートナーシップは、私たちの製造知識とGoogleの幅広い専門性を組み合わせ、コンポジット材料、工具、プロセス管理のためのデジタル アシスタントを提供します」とベン・バサット氏。「私たちのソフトウェアとGoogle Glassプラットフォームにより、オペレーター/技術者が業務を遂行し、スループット向上、ミス削減、ラーニング カーブの向上を支援します。」

ソフトウェア導入、コネクテッド サプライチェーン、サイバーセキュリティ

ベン・バサット氏は、まず第一にプラテインはビジネス ソリューションを提供するために存在すると言います。「導入は、顧客のペイン ポイントの特定から始まります：何を解決し、何を達成したいか？ 答えは多くの場合、生産レート/歩留まりや品質/手直しです。施設を訪問し、プロセス分析を行います。」後者は、経営層から現場まで様々なレベルの人員による一種のデューデリジェンスで、広範で徹底した全体像を得ます。

「プラテインがどう支援できるかを特定し、ステップバイステップのアプローチを取ります」とベン・バサット氏。「まず1ラインから始め、そこへソフトウェアを展開し、徐々に拡大することを推奨します。これにより変革管理の時間とユーザーの合意形成が可能になります。同時に、どこにより多くのトレーニングが必要か等のフィードバックを得られます。」

OEMからのコネクテッド サプライチェーン要求の現在のドラムビートについては？ 「これは確実にコンポジット 4.0導入に追加の課題を生みます」とベン・バサット氏。「OEMは全サプライヤーを接続したいと言います。これは管理強化とコスト削減に役立つからです。だが、チェーン全体でデータセキュリティをどう管理するか？ グローバル標準はありません。現状、OEMがコンプライアンス事項リストを提示し、準拠を実証すれば受け入れられます。だからプラテインはこれに多くの時間を費やしてきました。『OEMの要件にコンプライアンスを示せなければ、ソフトウェアを売れないからです』とベン・バサット氏。」

「ローカルの専門知識とナレッジを活用します」と同氏。イスラエルはサイバーセキュリティの世界的リーダーです。「イスラエルには優れたツール（例：ペネトレーション テスト ソフトウェア）があり、弱点を発見するために購入できます。プラテインはこれに多額投資しています。必須だからです。」

アディティブ マニュファクチャリングとリサイクル？

「アディティブ マニュファクチャリング（A.M.）業界が、概してプロトタイピングからシリアル生産へ移行しているのを見ています」とベン・バサット氏。メーカーは、入庫材料の系譜管理と、金属・コンポジット パウダーおよび/または熱可塑性スクラップのリサイクル回数追跡が必要です。「これが数百台の機械で進行しており、特に航空宇宙部品ではトレーサビリティ維持が必須です。非常に複雑で大きな課題です。」また、プロセスと部品の再現性も課題です。「例えば、ある部品が5ブレンド・10リサイクルを経たのに対し、別の機械・部品は6ブレンド・9リサイクル。これら2部品は同じか？ これは単なる材料データではなく、機械からの膨大なデータをQAと生産環境に相関させる必要があります。プラテインは、生産と部品性能の予測をより良くし、AMとリサイクルの両方で支援的役割を果たせると信じています。ソフトウェア インフラだけでなく、ナレッジベースもあります。顧客がコンポジットでのAMとリサイクル活用能力を高める支援ができれば、業界全体の柔軟性、生産性、サステナビリティにとって良いことです。」

コンポジット 4.0の行方

「ポジティブな意味で激しい時期です」とベン・バサット氏。「産業ダイナミクスが生産ソリューションの必要性を生んでいます。製造フロアでのフットプリントを拡大し、各メーカーのコンポジット生産最適化に注力しています。」多くの企業が何をどうすべきか分からない状況に同意します。「インダストリー 4.0がスループット、キャパシティ等にとっていかにゲームチェンジャーか、一部企業には理解し難いと思います。ビジネス インパクトは非常に大きく、どの企業が先行し、どの企業が競争できなくなるかを本当に左右します。」

「自動化は前進しています」と同氏。「それは止まりません。ソフトウェアが人を置き換えることはほぼなく、代わりにチームを強化すると見ています。」つまり、オペレーター、技術者、経営層を定型業務から解放し、新たな問題と開発に取り組ませ、顧客が次に必要とするものを予測し、コンポジットの競争力とサステナビリティの計算を劇的に変えるソリューションを追求するのです。「はい、我々は哲学を追求していますが、何より、非常に現実的なビジネス バリュー プロポジションを追求しています。」