Kanfit、Composites 4.0テクノロジーでCOVID-19の課題を克服し成長を推進

7月号の複合材生産のデジタル化に関する記事の準備として、Kanfit Ltd.（イスラエル、ノフ・ハガリル）のビジネス開発、マーケティング、セールス担当EVPであるShachar Fine氏にインタビューを行った。Kanfitは高成長、多角的な複合材メーカーであり、航空宇宙ティアサプライヤーである。CWは、2018年のイスラエル工場ツアーシリーズで、KanfitのBluetoothセンサーの使用について簡単に言及している（「航空宇宙分野で繁栄するパイオニアがビジネスを構築……」を参照）。このブログでは、この人工知能（AI）ベースのシステムをより詳細に探る。

COVID-19への対応

まず、Shachar Fine氏とKanfitがCOVID-19にどう対処し、複合材生産を維持しているかについて簡単に話し合った。「イスラエル政府は、特定の『非必須』ビジネス（ジム、サロンなど）は閉鎖しなければならないとの指令を出しました」と彼は説明する。「一方、『必須』と定義されたビジネス（COVID-19および医療用品、食品など）は、従業員が少なくとも2メートル離れていれば、どの程度でも稼働できます。防衛産業は従業員の最大50%、その他の産業は最大30%の労働力で稼働できますが、これらの企業が距離要件を遵守することが条件です。」

「当社はシフトごとに最大50%の従業員を導入し、2シフト体制で稼働しています」とFine氏は言う。「3シフト目は生産性が低すぎて正当化できませんでした。今でもそれは行いません。しかし、一部のシフトを延長しています。例えば、工作機械部門では従業員が主に自動化装置を監視しているため、12時間シフトを実施します。一方、より手作業の多い部門では、8〜10時間のシフトにしています。」これは、必要なソーシャルディスタンスによる生産性の低下を補うための基本的な対策だと説明している。

Fine氏は、他の複合材メーカーがどう適応しているかを知りたいと表明した。「世界の他の地域の複合材工場が何をしているかから学べると確信しています。イスラエルのWhatsAppビジネス開発グループに参加しており、会合や出張ができないときにどうビジネス開発を続けるかについてアドバイスを共有しています。もちろん、最優先事項は全員の安全と健康を守ることです。」

BluetoothシステムとRFIDシステムの比較

2018年のツアー記事で説明した通り、Kanfitが導入したシステムは、テルアビブのスタートアップ企業Trekeyeによって供給された。このシステムは、各部品のトラベラ（部品とともに移動する作業指示書）に取り付けられるBluetooth（ワイヤレス）タグで構成される。

部品の作業指示書が印刷されると、タグが取り付けられ、生産現場に配送される。複合材部品の場合、次の工程には、プリプレグまたはドライ補強材の自動切断とキッティング、積層、プリフォーミング/脱泡、レジン移行成形（RTM）またはバッグ成形とオートクレーブ硬化、トリミング、非破壊検査（NDT）、塗装などが含まれる。通常、これらの工程の間に複数の検査がある。プロセスチェーンには、小さな金属部品や大きな金属部品との組み立てによる大型モジュールへの統合も含まれる。このようなモジュールの製造（配線、断熱、分散電源などの各種システムの設置を含む）は、航空宇宙ティアサプライヤーにとって成長トレンドとなっている。プロセスチェーンが完了し、部品/アセンブリが出荷準備できたら、Bluetoothタグを取り外し、新しい作業指示書で再利用する。

Fine氏は、これらはセンサーではなくタグだと説明する。「タグは感知せず、信号を送信するだけです」と彼は指摘する。この場合、各Bluetoothタグは10秒ごとにシリアル番号を送信する。「アンテナがこれらの信号を受信し、各タグの位置を三角測量します」とFine氏は言う。最後のシステムコンポーネントはソフトウェアで、データを収集し、アルゴリズムを適用して分析し、アラームや推奨アクションで応答する。Bluetoothタグは電池駆動だが、電池残量が少なくなるとソフトウェアが警告し、電池は1年以上持続する。

KanfitはRFIDタグの使用を検討したが、電波（電磁場）を使ってデータを送信するため、金属が信号を妨害する。「当社の生産環境には大量の金属があります」とFine氏は説明する。「そのため、建物のどこにRFIDアンテナを設置すれば各タグの信号が常に受信できるかを考えなければなりません。RFIDタグが定期的に登録されないと、データストリーム全体が損なわれます。当社のBluetoothタグでは、100%の登録を実証しました。金属部品と一緒に投げ込み、さまざまなアンテナの近くに置きました。毎回、システムが100%のタグを検知しました。」

もう一つの違いは、Bluetoothタグが能動的に信号を発信するのに対し、RFIDタグは通常受動的であり、適切に配置されたアンテナを通過したときのみ信号が拾われることだと彼は説明する。「Bluetoothタグなら、システムに部品を報告させたい場所にアンテナを配置します」とFine氏。「そのため、RFIDシステムのような技術的制約はありません。アンテナを壁、天井、ワークステーションに設置できます。どこに、いくつ配置するかは、必要な解像度によります。例えば、待機エリアなら天井のアンテナ1つで十分ですが、複数の工程ステップがあるエリアでは複数のアンテナが必要になる場合があります。」

KanfitがTrackeyeから導入したBluetoothシステムの欠点の一つはコストだ。「インフラが大量に必要です」とFine氏。「これらのBluetoothタグはドル単位で、RFIDタグのようにセント単位ではありません。」また、Trekeyeの開発者が現場に常駐する大規模な開発も必要だった。「アンテナの配置を最適化し、私たちが達成しようとしていたことに合わせて情報収集を最適化するのを手伝ってくれました」と彼は説明する。「重複するアンテナエリアの問題にどう対処するか、1つのタグが2つのアンテナで同じ強度で読み取られたときにシステムが混乱しないようにする方法を教えてくれました。これはプロセスでした。」

パートマップとスパゲッティチャート

システムが稼働し始めると、パートマップとスパゲッティチャートという結果が返ってきた。「IT部門がシステムのオンラインマップを常時開いていました」とFine氏は説明する。「作業員が部品を探しているとき、ITに行き、すぐに部品を特定し、工場内で回収しに行きました。すべての部品がどこにあるか非常に簡単に把握できました。」

Kanfitには生産フロア全体に数千の部品があり（毎分3,000件のオープン作業指示書）、「標準化された組立ラインではありません。製造される部品の組み合わせは変わり、一部の部品は他とは異なる工程を必要とします。例えば、すべての部品がオートクレーブや機械加工を受けるわけではありません。部品を見ただけでは、それが正しい場所にあるかわかりません。その部品の書類を確認して理解する必要があります。」

しかし、Trekeyeシステムは驚くほどうまく機能した。「安いシステムではありませんでしたが、ROI（投資収益率）は非常に短期間でした」とFine氏。「システムには非常に高度なAIがあります。部品がなくなるのを待つのではなく、『ABC』部品が間違ったステーションに行ったとマネージャーにSMS（テキストメッセージ）を送信します。待ち時間はゼロです。部品が通常のルートを外れるとシステムが警告します。」

これらの部品のルートや経路は、スパゲッティチャートと呼ばれるもので示される。「これは、部品が工場とプロセスチェーンを通る経路を示します」とFine氏。「トレンドが見えてきました。例えば、エンジニアが部品の作業指示書を作成するとき、知識と経験に基づいて検査ステップを入れます。部品は次のステーションに進む前にまず検査に行きます。スパゲッティチャートを見ると、一部のアクションを変更して部品の移動距離を短縮できることがわかります。部品が複数のアクションのために部門間を行き来しているのがわかります。エンジニアと座って、なぜ行き来しているのか、どうすれば4回を2回に減らせるかを話し合いました。これはチャートでは簡単に見えますが、現場の日常業務では見えにくく、その行き来が全体の生産に与える実際の影響もわかりにくいです。作業指示書にライン項目としてステップを書くときはステップが見えますが、スパゲッティチャートで経路を見ると、より多くのデータとそのデータの可視化が得られ、実際のインパクトがあります。」

「これは、新しいより大きな施設に移転する際にも役立ちました」とFine氏は付け加える。「学んだ教訓の一つは、検査部門を生産エリアの中央に配置することです。時間が経てば、AIが機械やステーションのより良い配置を助け続け、部品や業務が変わっても対応できると確信しています。ツールの追跡も可能です。」

もう一つの利点は、部品が各ステーションでどれだけの時間を費やすかを追跡できることだ。「まだ実装していませんが、従業員がこのようなデータ入力に費やす時間を削減できる可能性があります」とFine氏。「ERPシステムに従業員が報告していますが、Bluetoothタグシステムの方が、部品がいつステーションに入り、出たかなどの詳細が得られます。」

Fine氏は、これらの部品とツールの監視システムはERPに取って代わるものではなく、それと統合して機能しなければならないと指摘する。「大口の顧客がおり、それぞれ独自の要件があるため、社内でERPシステムを開発し続けています。各顧客が求めるすべての情報を提供するために、多くの機能を開発しなければなりません。」しかし、Bluetoothタグ/AIテクノロジーがこれらのシステムを改善する力と、それによる更なる効率化の利点を見ている。

データ入力不要

作業指示書を作成しセンサーを取り付けるとき、各部品に大量のデータを入力する必要がありましたか？「いいえ、それが最も驚くべき部分です」とFine氏。「データ入力は一切不要でした。AIシステムだからです。受け取ったのは作業指示書番号だけです。これらは文字と数字で構成されますが、私たちがこれらをどのように作成し、何を意味するかに一種のロジックがあります。AIがこれを学習したのでしょう。データ収集を始めると、部品がどこにあるべきかを学習しました。例えば、すべての『ABC』作業指示書は金属のみで、複合材部門に行くことはありません。金属部品が間違って複合材部門に行くと、システムが警告します。AIの設計者でさえ、システムがいかに速く学習したかに驚きました。最初に100個の部品でテストしました。最初のバッチで学習しました。」

Fine氏は、これがシステムの設計目的だと説明する。Trekeyeは病院で始まり、血圧計、体温計、モニターなどの維持管理を支援するモバイル医療機器メンテナンス会社と協働していた。その会社は、メンテナンス技術者の時間の80%が、メンテナンスが必要なデバイスを探すことに費やされていると不満を漏らしていた。「このシステムを導入すると、技術者が来てシステムに接続し、病院内のすべてのデバイスが正確にどこにあるかを確認できます」とFine氏。「追加のメリットは、盗難が減ったことです。誰かがデバイスを持って外に出ようとすると、システムが警告し、警備員がデバイスを回収しに行きます。」

今後の導入

残念ながら、Trekeyeはスタートアップとしての重要な「デスバレー」段階を乗り越えられず、現在は運営されていない。「システムを維持するために必要なものはすべて揃っていますが、それを監督する人がいません」とFine氏。「この種のシステムには、一般的なIT担当者ではだめです。AIに非常に精通した人が必要です。新しい施設への移転もちょうど終わり、システムを再稼働していません。」同様のことをしている別の会社を探したが、Kanfitのニーズを満たすものはまだ見つかっていない。「すぐに再び運用できる方法を見つけます」と彼は付け加える。

では、真のメリットは何か？「第一に、測定できないものは管理できません」とFine氏。「第二に、小さな工場である当社でもデータ量が膨大で、1人または複数の担当者がすべてのデータを処理する段階を超えています。ボeingやAirbusならどうなるか想像もつきません。機械同士が会話するようにしなければなりません。機械に得意なことをやらせ、人間は全体像を見て、機械が示すことに基づいて新しい解決策を開発すべきです。」

Composites 4.0に関するさらなるブログと、CWの7月号の特集記事にご期待ください。