工場を繋ぐ：IIoTがショップフロア データ管理をどう変えるか

IIoTが理論から現実へ移行する中、ショップフロア データの管理がますます重要に

それほど昔のことではありませんが、インダストリアル インターネット オブ シングス（IIoT）は理論的に聞こえていました。スマートフォン、タブレット、その他デバイスで工場機械を管理するという概念は大いに注目を集めました。問題は、それがどれほど速く普及するかでした。テクノロジーの進歩とビジネス需要により、答えは「非常に速く」でした。

「製造業に40年以上携わってきました」と、Zoller Inc.（ミシガン州アナーバー）のTMSツール管理ソリューション マネージャー、グレッグ・ビグルマン氏は語ります。同社はツールプリセッターと測定機を製造しています。「私が始めた頃、プラント マネージャーはベテランのプロフェッショナルでした。プラント マネージャーは、製造の全知全能の神のような存在でした。」

自動車、航空宇宙、エネルギーなどの業界の顧客は「前年比コストダウン」を要求しています、と同氏。「現場の情報を知り、それが正確である必要があります。プラント マネージャーがすべてを頭に入れて現場を歩き回るという、過去のやり方では通用しません。」

中小規模の製造業者でさえ「この流れの一員になりたい」と望んでいると、Predator Software Inc.（オレゴン州ビーバートン）のオートメーション ディレクター、マイク・ロジャース氏は言います。

「彼らが聞いているのは、インダストリー 4.0、IIoT、すべてがつながるという話ばかりです」とロジャース氏。

「インダストリー 4.0のメリット——最大効率、高品質、高収益性——はすべて、より速く、より良く、より安くものを作ることにつながります」と、5ME LLC（ミシガン州ウォーレン）のエグゼクティブ バイス プレジデント、ピート・テコス氏。「標準が策定・採用され、技術が進化し、具体的なメリットが得られるようになりました。」

航空宇宙はコネクテッド ファクトリーを採用する業界の一例だと、Forcam Inc.（シンシナティ）の米州CEO、モハメド・アブアリ氏は語ります。

「ボーイング 787一機を作るには230万個の部品、サプライチェーンには5,500の工場、リードタイムは10年かかります」と同氏。「これはサプライチェーンに大きなプレッシャーと巨大なバックログをもたらします。テクノロジーとデジタル化は、大幅なパフォーマンス改善を達成するための不可欠な戦略です。」

ショップフロア データ管理に携わる企業によると、顧客はテクノロジーについて十分な調査を行っています。

「インダストリー 4.0、IIoT、データ駆動型製造の境界線は、顧客の目にはもはや単一の概念としてぼやけています」と、Memex Inc.（カナダ、オンタリオ州バーリントン）の社長兼CEO、デビッド・マクフェイル氏。製造業者は「良質な情報の総合的な知識を蓄積し、より教育された見込み客になっています。」Memexは「支援テクノロジーの採用によって生み出される価値に焦点を当てられます。」

テクノロジーの改善が、こうしたテクノロジーの採用を加速させています。

「コンピュータ処理速度が向上し、大量データを分析できるハードウェアが誰でも利用可能になりました」と、Cimco Americas（イリノイ州ストリームウッド）のCEO兼パートナー、ジョディ・ロマノウスキー氏。「また、人々は生活の多くの場面で大量データが処理されているのを見ています。これを製造プロセスに拡張するのは自然なことです。」

「デバイスを身に着けるだけで活動データと指標が取れるなら、工作機械が一日中何をしていたか正確にデータで把握できるのも当然と思われるでしょう。」

それでも、ショップ データ管理企業が顧客を説得する必要があります。「インダストリー 4.0という用語は『私たちが何をするかを瞬時に分類する方法を与えてくれます』と、Wintriss Controls（マサチューセッツ州アクトン）のプロダクト マネージャー、ジム・フィナティ氏。「その点では導入しやすくなりました。だが、成約増にはつながっていないようです。」

以下、企業が変化にどう適応しているかを見ていきます。

『一つの楽譜』

Zollerは、「ワンパートナー ソリューション」として、顧客が利用可能なすべてのデータを整理する支援をアピールしています。

「管理者たちは、関連性のないデータの大洪水の中で何が重要かを見つけようと、オフィスに閉じこもって膨大な非関連データを掘り起こす羽目になりました」とビグルマン氏。「真のデジタル ツール管理には、全社で利用される単一の情報源、一つのデータベースが必要です。一つの楽譜から演奏する製造オーケストラのようなものです。」

「今進化しているのは、その情報をどのような形式にすれば、製造業者がリアルタイム データに基づいて情報に基づいた意思決定ができるかという点です」と同氏。

Zollerは伝統的にプリセッティング装置と測定デバイスのメーカーとして知られてきました。今では「ソリューション」企業として位置づけ直し、顧客が機械工具の在庫を減らしダウンタイムを最小化する計画立案を支援する機能を装置に持たせています。

「製造システムのすべてをZollerデータベースを通じて制御できます」とビグルマン氏。

同社はプリセッティングマシン、切削工具検査装置、ソフトウェア、自動販売ソリューション、データ転送ツールを提供しています。

2007〜2008年のリセッション期にもZollerは人員削減を行いませんでした。代わりに「ソリューション」への転換を計画していたのです。

ドイツの親会社は、創業家2世のエバーハルト・ゾラー氏が率いています。Zoller Inc.は3世のアレクサンダー・ゾラー氏が統括。「彼のビジョンは、顧客の一歩先を行くことです」とビグルマン氏。「常にソリューション ベースのアプローチに注力しています。」

Zoller Inc.はコンピュータ プログラマーなどを採用中で、アナーバーにさらに大きな本社を建設中です。

「プラント管理者は、真に関連性のある情報を理解しやすい形式で手元に持ちながら、現場を歩き回れるようになります」とビグルマン氏。

『会社の構造に合わせて』

Predatorのラインアップには、工場内の「すべての工具」、ゲージ、治具を監視するTrackerソフトウェアが含まれるとロジャース氏。その他、自動データ収集のPredator MDC、ロボット セル製造のPredator RCM、3D機械シミュレーションのPredator Virtual CNCなどがあります。

Predatorは顧客から年間メンテナンス費を徴収します。「メンテナンス費を最新の状態で支払っていれば、ソフトウェア アップデートへのアクセス権があります」と同氏。「私たちが開発するすべての新機能を継承できます……常に最新かつ最高のものが手に入ります。」

Predatorは、大規模・小規模を問わず製造業者の構造に合わせてソフトウェアを適応させます。「会社の構造によります」とロジャース氏。「手動で機械を運転する100〜200人の従業員がいるなら、Predatorのすべてを押し付けるのは混乱を招くだけです。そのショップフロアで何が機能するかを学びます。」

ソフトウェア企業は顧客の機械オペレーターからの意見を求めます。「機械を交換する時期かどうか知る必要があります。ほとんどの人は働き、会社に利益をもたらしたいと考えています。」

ロジャース氏によると、Predatorはワークステーションについてより詳細な情報も求めます。「隠れたボトルネックを特定するのに役立ちます。」

航空宇宙分野の関心

Forcamでは、多くの顧客が「自社のデジタル イニシアチブを確立し、工場を成長に向けて再配置しようとしています」とアブアリ氏。

Forcamは2016年に「Smart Factory Starter Kit」を発表しました。その狙いは「スマート製造が高コストでも長期プロセスでもデータアクセスが限られてもなく、投資対効果が少ないものではないことを証明すること」だと語ります。「3カ月の試用期間で、選定した3台の機械で少なくとも10%の生産性向上を達成できることを実証しました。」

同社は本年、パッケージのアップデート版を提供予定です。

また昨年、「Forcam Academy」を導入し、顧客に情報とトレーニングを提供してForcam Forceソフトウェアのメリットを最大化しています。Forcam Academyのトレーニングを受けた顧客は、自力でソフトウェア アップデートが可能になったといいます。

航空宇宙はForcamにとって成長分野です。顧客のGKN Aerospaceは「6カ月未満で部品サイクルタイムを20%以上短縮できた」とアブアリ氏。

Forcamも大規模・小規模両方の顧客を狙っています。

「Forcamは、スマート ファクトリーとは複数のドットを繋ぐことだと考えています」とアブアリ氏。「方程式が適切にバランスされていれば、大小問わず多くの工場で大幅な採用につながります。」

アブアリ氏によると、Forcamの顧客であるRichards Industries（従業員150名、機械30台）は、Forcam選定前までショップフロアデータを手作業で収集していました。「Forcamでショップフロアデータを管理するようになってから、6カ月で生産性が40%以上向上し、投資対効果は250%に達しました。」

『拡張性のある』テクノロジー

5MEも、顧客の規模と状況に合わせて製品を適応させる企業の一つです。

「だからこそ、顧客のオペレーションについてできるだけ多く学ぼうとしています」と5MEのテコス氏。「より多く知れば、より有益な情報をダイヤルインし、ビジネスを変革する真の価値を提供できます……より多くのフィードバックと、追加機能や拡張機能への要望が寄せられます。」

「このテクノロジーは拡張性があります」とテコス氏。「単一機械の監視——例えば収益を大きく生み出す主力機械——から始め、納得できる範囲で拡張できます……インダストリー 4.0ソリューションの導入コストが小規模工場の障壁になることはありません。」

5MEはインダストリー 4.0システムを補完する「Freedom 4.0」を発表。ブラウザを備えたあらゆるデバイスからアクセス可能で、製造技術協会のMTConnect標準もサポートしています。

多くの5ME顧客がFreedom 4.0インストールへのアクセス権を同社に提供しています。5MEは相互合意のもとでリモートからアップデートやアップグレードを展開します。

さらに、「機械健全性、プロセス健全性、予知保全、製造環境内の多様なビジネス システムとのインターフェースに関わるプロジェクトにも取り組んでいます」とテコス氏。

アーリー アダプター

Memexでは「『どうやってやるか』ではなく、これらの概念とテクノロジーの採用におけるビジネスメリットと成果を前面に出しています」とマクフェイル氏。「『なぜこれをやるべきか』というアプローチを採用し、最初からビジネス価値を明確にしています。」

同社のターゲット顧客「はまだアーリー アダプター段階ですが、理解した企業は収集データを消費・表示する新たな革新的な方法を急速に求めています」と同氏。

その結果、「継続的なイノベーションで需要に応える必要があります」とマクフェイル氏。「絶え間ないイノベーションは差別化を生み、それが私たちの目指すものです。」

Memexの製品の一つ「Merlin Tempus」は、ダウンタイム削減と生産増加のための指標と分析機能を提供し、2016年フロスト＆サリバン賞のグローバル機械監視リーダーシップ部門を受賞しました。

「Tempusは我々の未来のIIoTプラットフォームであり、3年間の努力と数百万ドルの投資の結晶です」とマクフェイル氏。

『今や主流』

「大規模・小規模問わず、多くの工場がこのテクノロジーを急速に採用しており、すべての工場に導入圧力があると思います」とCimcoのロマノウスキー氏。「これらのシステムは今や主流になったと言えます。」

ロマノウスキー氏によると、「MTConnectや他のデータ収集標準を搭載した機械が増えていますが、これらのプロトコルは長年利用可能でした。顧客は今、機械導入時にデータ収集プロトコルがインストールされていることを確認するようになりました。」

同社は昨年「Cimco V8」をリリースしました。

「このMDC-MAX V8リリースのハイライトには、データベース最適化、インターフェース更新、より効率的なデータ処理が含まれます」とロマノウスキー氏。「ほとんどの顧客はMDCシステムの機能を継続的に拡張し、収集情報を分析する追加手法について支援を求めています。」

導入

「ダウンタイムと効率追跡ソフトウェアを専門としています」とWintrissのフィナティ氏。「この種のソフトウェアの皮肉な点は、私たちが仕事をうまくやれば、自分たちを陳腐化させてしまうことです。」

「ダウンタイムが最小限に減らされ、効率が可能な限り高められたら、ダウンタイム追跡システムの使用と維持という作業自体が、測定可能な非効率の源になります。」

フィナティ氏はまた、小規模工場の方がインダストリー 4.0システムの導入が早いとも語ります。

「小規模工場がメリットを判断すれば、導入はより速いです」と同氏。「大企業が新しいものに投資させるのは、戦艦でUターンするようなものです。」