アディティブ製造施設を革新する：実ROIをもたらす実践的デジタル戦略

「デジタル・トランスフォーメーション」は今日の製造業とサプライチェーン業界でホットなバズワードだが、中小企業（SME）にとってそれは実際に何を意味するのか？

大手OEMや大企業は、「未来の工場」テクノロジーセンターを建設し、デジタル製造と自動化をショーケースし、多額の投資で生産現場に変更を展開できる。しかし、より小規模なプレイヤーにとって、プロセスと技術の変更は、より具体的で短期的なROIによって駆動される。では、これらのSMEの製造エンジニアやリーダーは、いかにデジタル・トランスフォーメーションを推進すべきか？

デジタル技術を導入していない製造・サプライチェーン運営では、同じ問題が見られる傾向がある：プロセスの無駄、ジョブ間移動の無駄、部品追跡の無駄とエラー、品質の無駄。現在可能なことを踏まえれば、これらのプレ・デジタル運営は、真に競争力を持つには十分に最適化されていない。

3D Control Systemsでは、デジタル・トランスフォーメーションの豊富な経験がある。最も効果的だと実証されているアプローチでは、成功プロジェクトは多くの場合、要件収集、顧客運営のベースライン評価から始まる。これにはプロセスマッピング、時間研究、ショップフロアのウォークスルーが含まれ、どの特定領域がデジタル化投資で最も恩恵を受けるかを理解する。

次に、それらのプロセスをデジタル化する。重要業績評価指標（KPI）を設定し、ROIを追跡し、パフォーマンスを分析することが不可欠だ。ほとんどのデジタル・トランスフォーメーションプロジェクトでは、デジタルダッシュボードを用いてプロセスデータを分析・表示する。例えば、典型的な製造プロセスでは、各ワークステーションにユニークなバーコードを適用し、オペレーターが部品や製品をシステム内で正確に追跡・トレースできるようにする。このデータは、ほとんどの規制環境で必要とされるブロックチェーンを用いた「パーツパスポート」に記録できる。

あらゆるプロセス変更、特にデータ収集を伴うデジタル化において不可欠なのは、適切なオペレーター教育だ。例えば、バーコードスキャナーを使ってプロセスデータをダッシュボードに入力する新しいトレーサビリティポリシーを導入する場合、オペレーターがプロセスと作業指示を正しく遵守し、バーコードをスキャンし、システムに良質なデータを提供することがすべてにかかっている。

別の例として、アディティブ製造施設では、以前はエンジニアがUSBデバイスを手持ちでショップフロアまで運び、ジョブをプリンターにロードして「実行」を押していた。これらのプリンターが自動スケジューリングシステムにデジタル接続された場合、あるエンジニアが連絡を受け取れず、手動でジョブを開始しようとして問題を引き起こす可能性がある。

デジタル・トランスフォーメーションソリューションの実践例の一つが、製造実行システム（MES）だ。アディティブ製造向けMESは、複数のプリンター間でのプリントジョブスケジューリングを最適化し、機械データを中央分析ダッシュボードに接続する。接続された機械により、アディティブ製造施設は運営を一元管理できるだけでなく、生産変数を微調整して最適化を実現する能力も得られる。

このレベルのデジタルな、指先レベルの制御は、デジタルプロセスとしてのプッシュボタン的な性質と、ツール交換なしでオンデマンドでユニークな部品を製造し、異なるジョブに迅速に適応できる固有の柔軟性があるため、アディティブ製造と特に相性が良いと我々は考える。機械を接続しソフトウェアを設定することは価値創出の一部に過ぎず、真の価値はテクノロジーによって可能になる制御と最適化にある。

この区別は重要だが、トレードショウのブースや「未来の工場」テクノロジーセンターでは見えにくいことが多い。テクノロジー自体は輝いているが、証拠はプロセスデータと、そこから将来的に可能になる変更にあるからだ。

最終的に、あらゆる製造やサプライチェーンプロセスのデジタル化において最も重要なステップは、直感に反するかもしれないが、新しいテクノロジー、自動化、ソフトウェアのインストールではない。むしろ、ROIとビジネスケースの分析を行い、成功を経営陣に示せることだ。デジタル・トランスフォーメーションソリューションを販売・導入する企業にとっては、顧客に価値をどう示すかが鍵となる。ROIを示すため、初期評価フェーズで確立したベースラインデータと新しいプロセスパフォーマンスデータを比較する。社内でプロセス改善とパフォーマンス向上に取り組むエンジニアとステークホルダーにとって、経営層の賛同を得ることが、ショップフロアと組織での継続的改善のために必要な承認とリソースを得続ける鍵となる。

SMEアワードがアディティブ製造の革新を表彰

9月中旬、SMEはRAPID + TCT 2021（シカゴ）で開催されたAdditive Manufacturing Community Awardsの受賞者を発表した。これらの賞は、SMEのAMテクニカルコミュニティリーダーシップ委員会とダイレクト・デジタル・マニュファクチャリング諮問チームによって授与された。これらのチームは、先進的なAM技術とプロセスに関するコンテンツを作成し、組織のプログラムやその他の業界イベントで、新製品の開発・テスト・製造をより速く、よりコスト効率よく行えるようにしている。

今年のAdditive Manufacturing Community Awardsには以下が含まれる：

AM Industry Achievement Award──2008年創設。AMのあらゆる業界への応用において顕著な影響を与えた個人またはチームを表彰する。

2021年の受賞者は、3D Systems Inc.のアディティブ製造担当CTO、デビッド・リー博士。AM業界への生涯にわたる貢献が評価された。AMの資格認定における標準と仕様の策定、印刷サービス拠点での成功的な文化とシステム構築、AM技術の市場と観客を拡大した企業の設立（およびスピンオフ）に尽力した。

Aubin AM Case Study Award──新たにリブランド・更新されたAubin AM Case Study Awardは、AM技術の応用における革新を表彰する。受賞企業には、DM3D Technology、NASAマーシャル宇宙飛行センター、NASAエイムズ研究センター、オーバーン大学国立アディティブ製造卓越センターが含まれる。授賞式には、SME会員でDM3D TechnologyのリードAMエンジニア、ファルハド・ガダムリ氏と同社社長のバスカル・ダッタ氏が出席。ガダムリ氏がチームの3Dプリントノズルライナーの概要を説明した。

Digital Manufacturing Challenge──2021年の課題は、単一コンポーネントではなく、エンドツーエンドシステムの迅速な展開を特徴とするポイント・オブ・ケア・ソリューションに、デジタル製造が如何に価値を加えられるか、新しく創造的な方法を示すことだった。エントリーは、AMが使用された/されなかった理由のコストベネフィット/価値分析、DDMプロセスと材料の活用、マーケティングとロジスティクス/流通、社会・環境・健康・安全・規制コンプライアンスなど、多数の基準で審査された。

2021年の受賞者は、ウォータールー大学の学生サガル・パテル氏とマーティン・マクレガー氏、教員アドバイザーのミハエラ・ヴラセア博士とスチュワート・マクラクラン博士。課題プロジェクト：「緊急医療における患者固有の義肢アセンブリの迅速な展開」。

これらおよびその他のSMEアワードの詳細については、sme.org/awardsをご覧ください。