革新的データ収集技術で速度・精度・拡張性・セキュリティを向上——ラウシュ・イェーツ・エンジンズの事例

自動車レースの世界では、時間と精度が秒単位で密接に関わっています。当然ながら、ノースカロライナ州ムーアズビルのラウシュ・イェーツ・エンジンズ（RYE）とその製造部門ラウシュ・イェーツ・マニュファクチャリング・ソリューションズ（RYMS）はこの信条を基盤とし、世界トップクラスの製造オペレーションでテクノロジーを最適に活用する方法の評価・決定に影響を与えています。測定データの精度、完全性、スループット向上を模索した際、L.S.スタレット社（マサチューセッツ州アソル）開発のデータ収集ソリューション「DataSure 4.0」導入の決め手となったのも——予想通り——「秒」でした。

RYEは、NASCARカップシリーズとXfinityシリーズ、IMSAミシュラン・パイロット・チャレンジのトップレベルで、フォード・パフォーマンスの独占エンジンビルダー。またRYMSは、複雑な形状の金属・プラスチック部品の多軸加工に特化したCNC部品製造組織。社内生産には、フォードFR9 V8 NASCARプログラム、フォードマスタング5.2L V8、その他モータースポーツ用途向け機械加工部品に加え、航空宇宙、防衛、その他産業向け部品も含まれます。

RYMSの品質マネジメントシステムはAS9100 Rev D & ISO 9001認証取得、さらにITAR（武器輸出管理規則）とCMMC（サイバーセキュリティ成熟度モデル認証）準拠。

パフォーマンスと企業目標達成のため、RYEはスタレットの測定工具と計測システムを採用し、エンジニアリングが期待・要求するレベルで重要設計仕様が満たされていることを保証。モータースポーツ、防衛、航空宇宙、医療製造には一貫した品質達成のための厳格な基準が必要。高性能・高信頼性部品の複雑な要件が加われば、試験・測定プロセスはさらに要求が厳しくなります。

RYEには、自社レーシングエンジン向けおよび外部顧客向けに製造・供給される多様な部品を測定・検査するためのツールを備えた2つの品質ラボがあります。

データ完全性の重要性

データ完全性は製造精度の不可欠な要素。ゲージから取得した測定データが誤って記録・伝送・ログ記録されると、複数の問題が発生：部品スクラップ、製品性能低下、生産工数と機械時間の損失、手動データログ記録に過剰な時間を費やし、エラー可能性も増大。さらに、信頼できる自動化システムなしでは、データを公式に文書化・検証できず、SPCと顧客要求へのトレーサビリティが確保できません——測定データを取得し、インダストリー4.0レベルの製造を実現し、他のプラントデータと統合可能にするシステムが必要です。

この重要性とトップレベルのデータ完全性達成の必要性を理解し、RYEはスタレット（品質管理測定用データ収集システム開発企業）と共に検査・データ収集プロセスを見直し。スタレットは従来のRYEデータ収集プロセスを分析し、最新データ収集技術——DataSure 4.0（DS4）システム——のメリットがあると判断。

「データ収集プロセスの改善と迅速化を常に模索しています」とRYEの品質管理技術者/プログラマー兼自動化リーダー、アレックス・マロシー氏。「マシニストと検査員が一部測定値をログシートに手書きし、それをPCのスプレッドシートに手入力——時間がかかり、オペレーターがゲージを読み違えたり誤記入したりするエラーリスクがありました」

信頼性の高いシームレスなデジタル自動化へ移行し、データを施設全体でより効率的に活用するため、RYEは2020年半ばにスタレットへDS4導入を依頼。複数デジタルインジケーターアプリケーション治具（エンジン検査用）から段階的に導入開始。

「DataSure 4.0（DS4）は、インプロセス検査で製造現場のデータ収集に使用した初のワイヤレスシステムなので、小規模から開始し、結果を検証し、チームの信頼を築きたかった」とRYEの戦略的パートナーシップ・マーケティング担当VP、トッド・イングリッシュ氏。

RYEはムーアズビルに2棟の80,000平方フィート（7,432平方メートル）製造施設を保有。DS4アプリケーションは40,000平方フィート（3,716平方メートル）のCNC加工エリアで稼働、約200フィート（61メートル）データ伝送。このエリアには最低15台のCNC機械があり、ノイズと信号が充満する環境だが、リモートゲートウェイとアンテナでDS4はスムーズに動作。

マロシー氏がエンジン治具システムへのDS4導入計画を説明。「以前は8ダイヤルインジケーター治具システムを使用。新計画では、スタレットW2900-01電子デジタルインジケーター8本とDS4を活用し、両値を特定インジケーターに帰属・整理することでデータ入力とレビューを簡素化」

エンジン治具へのDS4適用結果は印象的。「従来手法比で、データ収集精度と時間を大幅改善。何より重要なのは、データがデジタル転送されたこと」とマロシー氏。「DS4システムは、手書きゲージ読み取りとスプレッドシートへの転記を実質的に排除しました」

RYEは労働時間削減でもDS4を評価。測定1回あたり何秒節約できるか算出。「DS4で測定1回あたり8〜10秒短縮。1日数千回測定するため、毎日7時間以上の労働時間削減」とマロシー氏。RYMS生産マネージャー、ジェニファー・ラフェバー氏もシステム関連メリットを指摘。「RYEではカイゼンプログラムで継続的改善を実践。DS4は『より速く、より正確に、より効率的に』を実現することで貢献」

DS4の技術的優位性

DS4は最新ワイヤレスネットワーク技術で動作。短波無線周波数で携帯電話、コンピューター、ワイヤレス電子機器を相互接続、遥かに高速、大帯域幅、長距離でハイデータスループットを実現。DS4の通信距離は、市販のあらゆるデータ収集システムの10〜20倍で、文字通り数百ヤード、1マイル以上のデータ伝送が可能——大規模製造オペレーションや複数施設に最適（スタレット談）。

DS4は高ビットレートと50ミリ秒未満の高速接続、超低遅延ネットワークで、フルキャパシティでも遅延なく大量データ処理が可能。複数のリモートゲートウェイとリピーターを使用可能——従来システムの単一ゲートウェイ対比で、データ収集の中央集約/分散ポイントとして機能。

DS4は安全な独自ワイヤレスプラットフォーム上に構築。転送データは多層アプローチで暗号化され、受動的/能動的を問わず外部アクセスを防止。「物理部品のデータを自社ネットワークで厳重に管理し、CMMCとITAR要件を満たす必要があり、DS4が基準を満たすことを完全に信頼しています」とラフェバー氏。

DS4では、シンプルから複雑まで新しいネットワークトポロジーを構成可能、分散リモートゲートウェイも活用可能。データは、内蔵無線送信機または外付けエンドノードを持つゲージからゲートウェイへ送信。Android/iOSモバイルプラットフォームとWindowsベースコンピューター（ノートPC、デスクトップ、シンクラント、サーバー）で動作。DS4リピーターとブリッジコンポーネントはPLCやその他高速シリアル自動化機器に直接接続可能、リアルタイムデータ収集やリモート機械操作に対応。

DS4はすべてのスタレット電子デジタルゲージ、他メーカー電子ゲージと互換。ワイヤレス機能付きゲージ（スタレットW798キャリパー、W733.1マイクロメーター、W2900インジケーター）と直接連携。スタレットおよび他ツールメーカーの電子ゲージには、外付けスタレットDataSureエンドノードを取り付けて互換性を確保。

更なる展開へ

DS4が製造オペレーションに与えたポジティブな影響を認識し、RYEはデータ収集の更なる拡大を計画。「最終的にDS4をERPシステムに統合し、フルエンドツーエンドのデータソリューションで、組織をインダストリー4.0デジタルファクトリーへより積極的に移行させたい」とイングリッシュ氏。RYMSはDS4を他業界用途——特に航空宇宙、医療、防衛——へ展開し、CNC加工のすべてのゲージング業務でDS4利用を拡大予定。

RYEがDS4の組織内での最大ポテンシャル到達をどう知るか？ 「サーキット内外での勝利で分かります」とマロシー氏。

ラウシュ・イェーツ・エンジンズ詳細は www.roushyatesmfg.com または 704-662-7165 へ。L.S.スタレット社詳細は www.starrett.com または 978-249-3551 へ。