Siemens、機械メーカー向けデジタルエンタープライズスイートでDXを加速

デジタルトランスフォーメーションのメリットを享受する

デジタル化は、既存のビジネスモデルを含め、生活のあらゆる領域を変革しています。製造業が、ジェネレーティブデザインやインテリジェントモデルといった技術トレンドを活用して製品アイデアを実現できるようにしています。生産は、アディティブマニュファクチャリングと高度なロボティクスによりより革新的になり、クラウドソリューションとナレッジオートメーションの活用により新しいサービスモデルが開発されています。

スケーラブルなソリューションで、デジタル化とインダストリー4.0への旅を最大限に活かし、競争優位性を確保しましょう。今が始める適切な時です：デジタルエンタープライズとなり、競争相手の一歩先を行きましょう。

製造企業が直面する甚大な課題

市場投入までの時間を短縮

製造企業は、製品と生産手法の複雑さが増す中、より速く製品を市場に投入したいと考えています。

柔軟性を高める

個別化製品へのトレンドの高まりは、精密で柔軟な製造手法を要求しています。

品質を向上させる

顧客満足には品質が不可欠です——デジタル化により、最初から最高品質で製造を開始できます。

効率を高める

今日の世界では、製品が持続可能で環境に優しいだけでなく、エネルギー効率の良い生産がますます重要な競争優位性になっています。

新しいビジネスモデルを開発する

多くの製品と生産設備はデータを生成し、それを記録・評価する能力があれば、新しいデータベースのビジネスモデルを開発できます。

セキュリティを強化する

多層的なセキュリティ対策でサイバー攻撃に対抗し、現在および将来にわたって企業の知的財産を保護する必要があります。

デジタル化が新たな生産性ポテンシャルを開く。

Peter Deml氏、リードファクトリー電気モーター部門責任者、バートノイシュタット、ドイツ：

「CNC工作機械の段取り替え時間が大幅に短縮され、異なる年代・メーカーの機械が混在する大規模で多様な機械群のメンテナンス間隔を柔軟に設定できるようになりました。Siemensのデジタル化ソリューションとソフトウェアを段階的かつ包括的に導入したおかげで、過去2年間でバートノイシュタットのサーボおよび非同期モーター生産工場の生産性を大幅に向上させられました。これは、MindSphere——SiemensのクラウドベースIoTオペレーティングシステム——への接続を含む、機械群全体の広範なネットワーキング、および開発と生産のシームレスなデジタル連携によって可能になりました。この移行は製造面で2つのレベルでメリットをもたらします。第一に、開発から機械操作、すべての生産プロセスを経て再び開発へ、データが迅速かつスムーズに流れることを保証します。これにより透明性の新たな次元が生まれ、非常に迅速に問題を特定し、まったく新しい生産性ポテンシャルを達成できます。このポテンシャルを、インテリジェントな自動化ソリューションで広範に活用できます。SINUMERIK IntegrateモジュールのAnalyze MyPerformanceとAnalyze MyConditionにより、工作機械の段取り替え時間を最適化し、以前は硬直していたメンテナンス間隔を実際のニーズに柔軟に合わせられるようになり、機械部品の設計・ドキュメント作成で≤20%の工数削減、新規機械の試運転時間≤60%短縮、機械事前加工で27%の生産性向上を実現しました。」

デジタルツインが成功を保証

医薬品業界向け機械を製造する企業は、セキュリティ、信頼性、品質について最高水準の要求を満たす必要があります。Bausch + Ströbelは、一貫したエンドツーエンドのデジタル化により、高度に特化したシステムを提供し、高い柔軟性と短納期を備えた標準化機械への需要拡大に応えています。

このドイツの機械メーカーは、機械のデジタルツインを活用し、メカトロニクス概念に基づく開発を開始しました。Bausch + Ströbelの個別開発チームは、今や同じプロジェクトで共同かつ同時並行で作業する学際的なユニットとして再編されています。

シミュレーションとデジタルツインを用いたテストから得られたすべての知見は、Teamcenterで管理されるデータプールに還元されます。これにより、欠陥を確実に検出・修正できるバーチャル試運転が可能になります。顧客による運用中に得られた知見とデータはBausch + Ströbelにフィードバックされ、同社は常に各機械の最新のバーチャルコピーを手元に置けます。これはカスタマーサービスの提供に最適で、真の競争優位性です。さらなるメリットは、TIA Portalによるエンジニアリング時間の短縮：2020年までに効率が少なくとも30%向上すると見込んでいます。

「お客様が装置を求めて来社され、我々のオフィスで2日以内にそのユニットをお客様とともに構成できるとき、我々はデジタル化を正しくやり遂げたと言えます」と、Bausch + Ströbelのマネージングディレクター、Dr. Hagen Gehringer氏。

デジタルツインにより、エンジニアリング時間30%短縮、柔軟性向上、一貫したエンドツーエンドのデジタル化を実現。

包括的なアプローチ

競争相手の一歩先を行くことは、バリューチェーンの個別ステップを最適化するだけではもはや十分ではありません。包括的なアプローチが求められ、Siemensはこの要件を満たす理想的なポートフォリオを開発しました：The Digital Enterprise Suiteは、サプライヤーを含むすべてのフェーズとプロセスステップを一貫してデジタルに連結します。各フェーズでデジタルツインが生成され、シミュレーションとテストからの新たな知見がフィードバックされ、継続的な最適化に活用されます。これにより、製品設計からサービスまで、バリューチェーンのあらゆるポイントから開始し、既存システムソリューションを含め、現在のニーズに合わせて段階的にデジタル化を拡張できます。

製品メーカーと機械メーカーに向けて、それぞれ異なる課題に直面する2つのターゲットグループに合わせた、バリューチェーン全体を通じた包括的なアプローチです：第一に、製品設計、生産計画、エンジニアリング、生産、サービスまでを支援する製品メーカー。第二に、機械設計、エンジニアリング、試運転、運用、機械サービスでポートフォリオの恩恵を受ける機械メーカー。Teamcenterは、共有コラボレーションプラットフォームとエンタープライズ全体のデータバックボーンに基づき、より効率的で柔軟な生産プロセスの計画を保証します。

MindSphere、クラウドベースのオープンIoTオペレーティングシステム

MindSphereは、製造プラントと製品のパフォーマンスを分析し、すべての知見をバリューチェーン全体にフィードバックして継続的な最適化を可能にします。MindSphereは現実世界からデータを収集し、統計的データモデルをデジタルツインの分析モデルに追加します。両モデルの比較は継続的な改善に利用できます。

エンドツーエンドのデジタルツインの詳細

デジタルツインは、製品または生産プラントの精密なバーチャルモデルです。それらの全ライフサイクルを通じた発展を表示し、オペレーターが振る舞いを予測し、パフォーマンスを最適化し、過去の設計と生産経験からのインサイトを実装できるようにします。

当社の包括的なデジタルツイン概念は3つの形で構成されます：製品のデジタルツイン、生産のデジタルツイン、製品と生産の両方のパフォーマンスのデジタルツイン。包括的なドメイン専門知識と最適化されたツールにより、Siemensはこの包括的なアプローチを提供する唯一の企業です。

「何もしなかったらどうなるか」シナリオの実行と、デジタルツインによる将来パフォーマンスの予測から得られる価値は計り知れません。デジタルツインの究極の目標は、製品開発と生産計画のバーチャル世界と、生産システムと製品パフォーマンスの物理世界との間のクローズドループ接続にあります。

この接続を通じて、物理世界から実用的なインサイトを得て、製品と生産オペレーションのライフサイクル全体を通じた情報に基づいた意思決定が可能になります。

機械コンセプト

NX CADソフトウェアに統合されたMechatronics Concept Designerを用いて、機械開発の生産性をコンセプト段階の早い時期から分析できます。要件駆動型製品開発により、機械のデジタルツインを早期に生成します。これはプロセスに関わるすべての人が使用し、バリューチェーン全体を通じてさらに発展させる標準データモデルです。

物理ベースのシミュレーションにより、機械、電気、オートメーション分野の並列相互作用の共通基盤となる機能的バーチャルモデルが得られます。ドライブシステムはSIZER統合により直接寸法決定できます。一つの分野への変更が他の分野で容易かつ透過的に表示・追跡され、依存関係を簡単に確認・検証できます。より柔軟な機械コンセプトもデジタルで評価できます。

機械エンジニアリング

すべての重要なオートメーションコンポーネントがTotally Integrated Automation Portal（TIA Portal）に統合されており、コントローラ、周辺機器、ドライブ、HMI、安全機能とモーション制御機能を単一のエンジニアリングフレームワークでプログラミングし、エネルギー管理が可能です。包括的なデータベースと頻繁に使用される機能を含むライブラリにより、エンジニアリングプロセスがさらに高速化・簡素化されます。

オープンインターフェースにより、TIA PortalとTIA Selection Tool、EPLANなどの計画ツール間のデータ交換がシンプルになります。CAxデータの提供により、バーチャルモデルを早期に生成でき、より効率的なエンジニアリングで機械開発と市場投入までの時間を短縮できます。

機械試運転

機械試運転は、複雑な改善が必要か、それともすべてが望み通りに動作しているかが問われる重要な瞬間です。バーチャル機械試運転は、実機試運転時のリスクと工数を削減する効率的な方法です。ソフトウェアは、個々のコンポーネント間の相互作用を生産ライン全体でシミュレートし、最適化できます。

機械メーカーは、NX Mechatronics Concept Designerを用いて、機械の機械的コンポーネントをバーチャル環境でシミュレート・テストできます。PLCプログラムとビジュアライゼーションは、PLCSIM AdvancedとTIA Portalでシミュレート・検証されます。SIMITシミュレーションソフトウェアは、要求レベルに応じて、ドライブやバルブといった能動コンポーネントの振る舞いをマッピングします。

工作機械のCNCコントローラを機械シミュレーションに接続し、実条件下で機械設計をテストし、何よりCNCコントローラと機械の相互作用を詳細に実行できます。

機械運用

Siemensの産業オートメーションテクノロジーであるTotally Integrated Automation（TIA）が機械運用を支援します。TIAは、デジタルで強化されたオートメーションポートフォリオにより、生産の潜在能力を最大限に引き出し、世界中のプラントと機械を今日も未来も継続的に最適化・改善します。

そのオープンシステムアーキテクチャは、一貫したデータ格納、グローバル標準、ハードウェアとソフトウェアの統一インターフェースといった普遍的に共有される特性に依拠し、生産プロセス全体をサポートしカバーします。これらの共有機能により、エンジニアリング工数を最小化し、コスト削減、市場投入までの時間短縮、柔軟性向上を実現します。

継続的な監視と統合されたセキュリティが、産業オートメーションの重要な基盤を築きます。デジタル化と機械・産業プラントのネットワーク拡大は、サイバー攻撃のリスクも高めます。当社のエンドツーエンド産業セキュリティポートフォリオ——「ディフェンス・イン・デプス（多層防御）」コンセプトに従う——は、オートメーションにおけるセキュリティメカニズムの一貫した使用を通じて、プラントと機械への攻撃リスクを体系的に最小化します。

産業セキュリティは、Totally Integrated Automationの重要な一部です。

機械サービスとMindSphere

生産開始とともにデータが製品とともに生成され、この貴重なデータが安全に転送されクラウドに収集され、機械、製品振る舞い、生産設備を継続的に分析します。評価されたデータは、機械、製品、プラント全体の状態に関するインサイトを提供します。その結果、機械やプラントのメンテナンスを、固定間隔ではなく実際の要件に合わせて調整できます。

SiemensのオープンでクラウドベースのIoTオペレーティングシステムであるMindSphereは、アプリとデジタルサービスの開発プラットフォームとして機能します。

デジタルインダストリーサービス

機械メーカーは、バリューチェーン全体で幅広いサービスパッケージを利用できます。特にDigital Industry Servicesは、長期的に生産性を高める新たな方法を提供します。機械接続性と適切なソフトウェア導入により、データとプロセスの透明性を確保します。Industrial Security Servicesも、プラントと機械をライフサイクル全体を通じてサイバー攻撃から保護します。工作機械などの機械メーカーは、Digital Motion Control Servicesで新たな最適化ポテンシャルを引き出し、統合ITプロセスで生産を改善できます。OEE Analyticsも、非効率な生産領域を特定し、成功するメンテナンス施策を実装することで、アウトプットを体系的に最大化します。

Digital Enterprise Suite

オペレーションをデジタルエンタープライズへ変革する、独自の統合ソフトウェアとオートメーションポートフォリオ

Digital Enterprise Suiteは、サプライヤーを含むバリューチェーン全体を一貫して統合・デジタル化できる、産業用ソフトウェアとオートメーションの統合ポートフォリオを提供します。

その結果、インダストリー4.0とデジタル産業革命の課題に対応できるデジタルエンタープライズが実現します。完全バーチャル環境でのシミュレーション、テスト、最適化により、市場投入までの時間を短縮し、柔軟性、品質、効率を向上させます。すべてのインサイトをMindSphere経由でバリューチェーン全体にフィードバックできる能力により、実世界での生産と製品の継続的な最適化が可能になります。

今日、デジタルエンタープライズになることは可能であり、かつ必要です。業界や企業規模を問わず：今すぐデジタルトランスフォーメーションを開始できます。

で、今すぐデジタルトランスフォーメーションを実現しましょう。