強靭なサプライチェーン構築：熟練ツール&ダイメーカーがイノベーションを牽引

フィールド・インテリジェンス：スマートなプロセス、ソリューション、戦略

COVID-19は、米国製造サプライチェーンの脆さを浮き彫りにしました。あらゆる種類の危機への対応には、少なくとも、経済の基盤である機械を迅速に修理・再構築する能力が必要です。
多能工職人、すなわちツール&ダイメーカーこそ、我々が将来目指すべき理想像です。

ツール&ダイメーカーは、多様なプロセス（機械加工、成形、溶接、熱処理等）にアクセスでき、利用可能な材料と避けられないアクシデントに基づいて即興対応できます。

人間の職人の欠点は、機械ほど再現性、精度、強度が高くないこと。また、24/7無人稼働もできません。
多くの共同研究者と共に、自律システムが熟練職人のように振る舞い、減算・付加・接合・変形加工の新しいツールを用いて、品質保証されたコンポーネントを製造・検査する未来像を描いてきました。

この未来に到達するには2つが必要です：ハイブリッド自律製造への道筋を示す共通ビジョン、そしてこのアプローチを実現する新しいツール。

SAE標準J3016（運転自動化レベル定義）に着想を得て、製造自動化レベルを提案。

レベル0：無自動化
レベル1：CNCパス追従
レベル2：クローズドループ誤差補正
レベル3：システム全体データ取得による意思決定など、インダストリー4.0要素を含む
レベル4・5：複数プロセス（付加、減算、接合、鋳造等）を統合フレームワークで実行。レベル4では、システムがコンポーネントを自動的に治具固定し、プロセス間で搬送
最高レベル5：熟練職人との会話を模倣。コスト、性能、納期のトレードオフを議論し、選択後は人間介入なしで実行。コンポーネント品質を保証する重要データを記録し、経験を他製造セルと共有

このビジョンは、リードタイムと設備投資を規定する超大型ツール、ダイ、プレスから我々を解放します。

代わりに、添加、変形、切削のための複数の小型ツールが、一つの部品上で寸法精度を保ちつつ同時作業——精密な寸法制御を持つ複数のロボットアリが多様な仕事をするようなイメージ。

工学アカデミアは高生産性製造プロセスの分析に焦点を当ててきましたが、小規模・高度制御プロセスには大きな機会があります。

シンプルで軽量なツールベースの多くの製造プロセスが、このパラダイムで強力になり得ます。

例えば、私のグループは局所的・高速・固相・衝撃ベースの溶接プロセスを開発中。非常に軽量な装置を使用。

材料を加熱しないため、熱歪みや材料劣化がなく、高強度・異種金属の接合が可能。

これらと類似の、軽量かつ機敏なツールベースのプロセスが、新しい自動化工房の中核となります。

センサー、演算、ロボティクス、プロセスの急速な進歩により、これらのプロセス革新が既存の高効率大量生産を補完し、複雑で高品質な製品を、必要な時と場所で創造する未来は必然的に見えます。

自動制御システム